JP3336981B2 - 半導体積層構造 - Google Patents
半導体積層構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体積層構造に
関し、特に、半導体レーザ等のデバイスに用いられる電
流狭窄構造をなす半導体積層構造に好適に用いられ、Ｉ
ｎＰ等の化合物半導体基板上に積層されるＡｌＡｓｘＳ
ｂ１−ｘ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流狭窄層と
なる所定の幅の領域を除いた部分を酸化してなる半導体
積層構造に関するものである。
関し、特に、半導体レーザ等のデバイスに用いられる電
流狭窄構造をなす半導体積層構造に好適に用いられ、Ｉ
ｎＰ等の化合物半導体基板上に積層されるＡｌＡｓｘＳ
ｂ１−ｘ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流狭窄層と
なる所定の幅の領域を除いた部分を酸化してなる半導体
積層構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ等の半導体デバイスにおい
て、ある特定の領域のみを電流経路とした電流狭窄構造
としては、半導体エッチングにより形成する分離メサ構
造、また半導体埋込技術を用いて前述のメサ構造両側に
ｐｎ接合などの電流ブロック層や半絶縁性半導体層を積
層する構造、電流注入領域以外の領域にイオン注入して
高抵抗化する構造（イントリンシック層（ｉ層）を形成
した構造）、等様々な構造が用いられている。
て、ある特定の領域のみを電流経路とした電流狭窄構造
としては、半導体エッチングにより形成する分離メサ構
造、また半導体埋込技術を用いて前述のメサ構造両側に
ｐｎ接合などの電流ブロック層や半絶縁性半導体層を積
層する構造、電流注入領域以外の領域にイオン注入して
高抵抗化する構造（イントリンシック層（ｉ層）を形成
した構造）、等様々な構造が用いられている。
【０００３】これらの構造の中でも、半導体積層構造中
のある特定の層を選択的に酸化させて電流狭窄を行う酸
化狭窄構造は、絶縁性、耐圧性に優れ、埋込構造の様に
結晶成長を複数回施す必要がなく、イオン注入等の方法
に比べて微小な電流注入領域を明確に形成することがで
きる、等の優れた利点を有することから、近年特に注目
されている構造である。また、選択的に酸化された層
は、酸化された部分と酸化されない部分との間で屈折率
が大きく異なるため、光デバイスとして用いる場合に
は、導波路の制御を同時に行うことができるという利点
も有する。
のある特定の層を選択的に酸化させて電流狭窄を行う酸
化狭窄構造は、絶縁性、耐圧性に優れ、埋込構造の様に
結晶成長を複数回施す必要がなく、イオン注入等の方法
に比べて微小な電流注入領域を明確に形成することがで
きる、等の優れた利点を有することから、近年特に注目
されている構造である。また、選択的に酸化された層
は、酸化された部分と酸化されない部分との間で屈折率
が大きく異なるため、光デバイスとして用いる場合に
は、導波路の制御を同時に行うことができるという利点
も有する。
【０００４】この酸化狭窄構造の半導体レーザ等への適
用を考えた場合、例えば、酸化し易い材料系からなる活
性層をエッチング等により大気に曝すことが望ましくな
い様な場合等においても、活性層に近接した位置に電流
狭窄層を形成し電流狭窄を行うことで、活性層に直接電
流狭窄構造を形成する必要がなくなるため、活性層の電
流狭窄を行う手法として非常に有効である。
用を考えた場合、例えば、酸化し易い材料系からなる活
性層をエッチング等により大気に曝すことが望ましくな
い様な場合等においても、活性層に近接した位置に電流
狭窄層を形成し電流狭窄を行うことで、活性層に直接電
流狭窄構造を形成する必要がなくなるため、活性層の電
流狭窄を行う手法として非常に有効である。
【０００５】特に、ＧａＡｓ基板上に作製される面発光
型半導体レーザにおいては、例えば、ＡｌＡｓ層、Ａｌ
ＧａＡｓ層等のような、積層構造中のＡｌを含む酸化し
易い材料を酸化させることにより、酸化狭窄構造を形成
した例が多数報告されており、従来の電流狭窄構造を用
いた場合と比べ、デバイス特性を大幅に向上させる重要
なものとなっている。このようなＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ等を用いた酸化狭窄構造は、上述した面発光型半導体
レーザに限らず、ＧａＡｓ基板上に作製される端面発光
型半導体レーザやその他の半導体デバイスの電流狭窄構
造としても有効である。
型半導体レーザにおいては、例えば、ＡｌＡｓ層、Ａｌ
ＧａＡｓ層等のような、積層構造中のＡｌを含む酸化し
易い材料を酸化させることにより、酸化狭窄構造を形成
した例が多数報告されており、従来の電流狭窄構造を用
いた場合と比べ、デバイス特性を大幅に向上させる重要
なものとなっている。このようなＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ等を用いた酸化狭窄構造は、上述した面発光型半導体
レーザに限らず、ＧａＡｓ基板上に作製される端面発光
型半導体レーザやその他の半導体デバイスの電流狭窄構
造としても有効である。
【０００６】しかしながら、ＩｎＰ基板上に作製される
デバイスに上述した酸化狭窄構造を適用する場合におい
ては、酸化が容易なＡｌＡｓ層、選択酸化するのに十分
な組成比のＡｌを含むＡｌＧａＡｓ層等は、ＩｎＰ基板
との格子不整合が大きく、また、これらの層を酸化させ
るためにはある程度以上の膜厚が必要とされるため、Ｉ
ｎＰ基板上にこのような酸化狭窄構造を作製すること
は、一般に非常に困難と考えられていた。
デバイスに上述した酸化狭窄構造を適用する場合におい
ては、酸化が容易なＡｌＡｓ層、選択酸化するのに十分
な組成比のＡｌを含むＡｌＧａＡｓ層等は、ＩｎＰ基板
との格子不整合が大きく、また、これらの層を酸化させ
るためにはある程度以上の膜厚が必要とされるため、Ｉ
ｎＰ基板上にこのような酸化狭窄構造を作製すること
は、一般に非常に困難と考えられていた。
【０００７】ところで、酸化狭窄構造を半導体レーザへ
応用することを考えた場合、従来、光通信に用いられて
いる波長帯の光デバイスの多くは、ＩｎＰ基板上に作製
されたものであるから、酸化狭窄構造をＩｎＰ基板上に
形成する技術の確立が望まれている。従来、用いられて
いるＩｎＰ基板上の酸化狭窄構造としては、例えば、Ａ
ｌＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ，ＡｌＡｓ／ＩｎＰからなる超格
子構造を酸化狭窄層として歪の影響を小さくしたもの、
あるいは、ＩｎＡｌＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ等を酸化狭窄層
としてＩｎＰ基板との格子整合を図ったもの、等が報告
されている。
応用することを考えた場合、従来、光通信に用いられて
いる波長帯の光デバイスの多くは、ＩｎＰ基板上に作製
されたものであるから、酸化狭窄構造をＩｎＰ基板上に
形成する技術の確立が望まれている。従来、用いられて
いるＩｎＰ基板上の酸化狭窄構造としては、例えば、Ａ
ｌＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ，ＡｌＡｓ／ＩｎＰからなる超格
子構造を酸化狭窄層として歪の影響を小さくしたもの、
あるいは、ＩｎＡｌＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ等を酸化狭窄層
としてＩｎＰ基板との格子整合を図ったもの、等が報告
されている。
【０００８】しかしながら、超格子構造を酸化狭窄層と
したものでは、歪の影響を小さくしてはいるものの、こ
の歪の影響が残るために、結晶成長の際に酸化狭窄層を
形成するのに十分な合計の膜厚を確保する必要があり、
多層構造の結晶性が劣化する等の不具合が生じ、この不
具合は無視することができない。また、ＩｎＰ基板に格
子整合するＩｎＡｌＡｓの場合、ＩＩＩ族元素のＡｌ組
成比が０．４８程度と低いことから、ＡｌＡｓに比べて
酸化速度が遅く、所望の形状の電流狭窄構造を作製する
ためには、高温、長時間の処理が必要となり、酸化処理
中のデバイス構造の劣化が懸念される。
したものでは、歪の影響を小さくしてはいるものの、こ
の歪の影響が残るために、結晶成長の際に酸化狭窄層を
形成するのに十分な合計の膜厚を確保する必要があり、
多層構造の結晶性が劣化する等の不具合が生じ、この不
具合は無視することができない。また、ＩｎＰ基板に格
子整合するＩｎＡｌＡｓの場合、ＩＩＩ族元素のＡｌ組
成比が０．４８程度と低いことから、ＡｌＡｓに比べて
酸化速度が遅く、所望の形状の電流狭窄構造を作製する
ためには、高温、長時間の処理が必要となり、酸化処理
中のデバイス構造の劣化が懸念される。
【０００９】一方、ＡｌＡｓＳｂは、Ｖ族混晶であるた
めＩＩＩ族元素のＡｌ組成比が１．０であり、ＡｌＡｓ
と同様に酸化速度が十分速いことが知られており、Ｉｎ
Ｐ基板上に酸化狭窄構造を作製することが可能である。
例えば、Ｌｅｇａｙらは、膜厚が０．０５μｍのＡｌＡ
ｓＳｂ層の酸化が、３５０℃の比較的低温においても、
酸化速度が３０μｍ／２０分とＧａＡｓ基板上のＡｌＡ
ｓよりも速く酸化されることを報告している（Journal
of AppliedPhysics, vol.81, No.11, pp.7600-7603 (19
97)を参照のこと）。
めＩＩＩ族元素のＡｌ組成比が１．０であり、ＡｌＡｓ
と同様に酸化速度が十分速いことが知られており、Ｉｎ
Ｐ基板上に酸化狭窄構造を作製することが可能である。
例えば、Ｌｅｇａｙらは、膜厚が０．０５μｍのＡｌＡ
ｓＳｂ層の酸化が、３５０℃の比較的低温においても、
酸化速度が３０μｍ／２０分とＧａＡｓ基板上のＡｌＡ
ｓよりも速く酸化されることを報告している（Journal
of AppliedPhysics, vol.81, No.11, pp.7600-7603 (19
97)を参照のこと）。
【００１０】図４は、従来の半導体積層構造の一例を示
す断面図であり、図において、符号１はｎ型のＩｎＰ
（ｎ−ＩｎＰ）基板、２はｎ型のＩｎＰ（ｎ−ＩｎＰ）
層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ型のＩｎＰ（ｐ
−ＩｎＰ）層、５はｐ−ＩｎＰ層４中に挿入されたＡｌ
ＡｓＳｂ電流狭窄層、６はＡｌＡｓＳｂ電流狭窄層５の
領域Ａを除いた部分を選択酸化したＡｌ酸化物層、７は
酸化処理時にＡｌ酸化物層６の上下両側に析出した金属
Ｓｂ層、８はｐ型電極、９はｎ型電極である。この半導
体積層構造では、上記のような電流狭窄構造を有するた
め、ｎ型電極９とｐ型電極８の間にバイアスをかけた場
合に、電流がＩｎＧａＡｓＰ活性層３の領域Ｂのみに流
れるようになっている。
す断面図であり、図において、符号１はｎ型のＩｎＰ
（ｎ−ＩｎＰ）基板、２はｎ型のＩｎＰ（ｎ−ＩｎＰ）
層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ型のＩｎＰ（ｐ
−ＩｎＰ）層、５はｐ−ＩｎＰ層４中に挿入されたＡｌ
ＡｓＳｂ電流狭窄層、６はＡｌＡｓＳｂ電流狭窄層５の
領域Ａを除いた部分を選択酸化したＡｌ酸化物層、７は
酸化処理時にＡｌ酸化物層６の上下両側に析出した金属
Ｓｂ層、８はｐ型電極、９はｎ型電極である。この半導
体積層構造では、上記のような電流狭窄構造を有するた
め、ｎ型電極９とｐ型電極８の間にバイアスをかけた場
合に、電流がＩｎＧａＡｓＰ活性層３の領域Ｂのみに流
れるようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｌｅｇａｙ
らが報告した酸化狭窄構造においては、ＡｌＡｓＳｂ層
を酸化させた場合、酸化処理後にＳｂが残ってしまい、
酸化物層の上下片側あるいは両側に金属Ｓｂとして析出
してしまうという問題点があった。このように析出した
金属Ｓｂは導電性の金属であるため、このような構造で
は、電流は酸化層のみでしか狭窄されない。例えば、半
導体レーザの場合においては、活性層に注入される電流
は狭窄されなくなってしまい、電流狭窄構造としての機
能が果たされなくなってしまうという問題点があった。
らが報告した酸化狭窄構造においては、ＡｌＡｓＳｂ層
を酸化させた場合、酸化処理後にＳｂが残ってしまい、
酸化物層の上下片側あるいは両側に金属Ｓｂとして析出
してしまうという問題点があった。このように析出した
金属Ｓｂは導電性の金属であるため、このような構造で
は、電流は酸化層のみでしか狭窄されない。例えば、半
導体レーザの場合においては、活性層に注入される電流
は狭窄されなくなってしまい、電流狭窄構造としての機
能が果たされなくなってしまうという問題点があった。
【００１２】また、図４に示す半導体積層構造において
は、Ａｌ酸化物層６の上下両側に導電性の金属Ｓｂ層
７、７が析出しているため、Ａｌ酸化物層６内では領域
Ａ内に狭窄されていた電流は金属Ｓｂ層７、７内で再び
横方向に散逸してしまい、活性層３では電流狭窄がされ
なくなってしまうという問題点があった。
は、Ａｌ酸化物層６の上下両側に導電性の金属Ｓｂ層
７、７が析出しているため、Ａｌ酸化物層６内では領域
Ａ内に狭窄されていた電流は金属Ｓｂ層７、７内で再び
横方向に散逸してしまい、活性層３では電流狭窄がされ
なくなってしまうという問題点があった。
【００１３】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、化合物半導体基板上のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体電流狭窄層を酸化させることにより電流狭窄構造
を形成した半導体積層構造において、狭窄された電流が
層方向に散逸する虞がなく、電流を所定の領域内に良好
に閉じ込めることのできる半導体積層構造を提供するこ
とを目的とする。
のであって、化合物半導体基板上のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体電流狭窄層を酸化させることにより電流狭窄構造
を形成した半導体積層構造において、狭窄された電流が
層方向に散逸する虞がなく、電流を所定の領域内に良好
に閉じ込めることのできる半導体積層構造を提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体積層構造を提供した。すな
わち、本発明の請求項１記載の半導体積層構造は、化合
物半導体基板上に、活性層と、通電領域と電流狭窄領域
を有する積層構造の電流狭窄構造とが積層され、かつ、
該電流狭窄構造の電流狭窄層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の電流狭窄領域となる所定の幅の領域を除いた部分
を酸化させて得られる半導体積層構造において、前記化
合物半導体基板はＩｎＰ基板であり、前記ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体はＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ≦１）で
あり、前記電流狭窄層はＡｓの組成比ｘを積層方向に段
階的に変化させたＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ多層構造であ
り、前記電流狭窄層の活性層側のＳｂの析出が抑制され
ていることを特徴としている。
に、本発明は次の様な半導体積層構造を提供した。すな
わち、本発明の請求項１記載の半導体積層構造は、化合
物半導体基板上に、活性層と、通電領域と電流狭窄領域
を有する積層構造の電流狭窄構造とが積層され、かつ、
該電流狭窄構造の電流狭窄層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の電流狭窄領域となる所定の幅の領域を除いた部分
を酸化させて得られる半導体積層構造において、前記化
合物半導体基板はＩｎＰ基板であり、前記ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体はＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ≦１）で
あり、前記電流狭窄層はＡｓの組成比ｘを積層方向に段
階的に変化させたＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ多層構造であ
り、前記電流狭窄層の活性層側のＳｂの析出が抑制され
ていることを特徴としている。
【００１５】請求項２記載の半導体積層構造は、請求項
１記載の半導体積層構造において、前記ＡｌＡｓ x Ｓｂ
1-x 多層構造は、Ａｓ組成比ｘが前記活性層側で最も大
きくなるように、ＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x （０＜ｘ≦１）のＡ
ｓ／Ｓｂ組成比を段階的に変化させたことを特徴として
いる。
１記載の半導体積層構造において、前記ＡｌＡｓ x Ｓｂ
1-x 多層構造は、Ａｓ組成比ｘが前記活性層側で最も大
きくなるように、ＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x （０＜ｘ≦１）のＡ
ｓ／Ｓｂ組成比を段階的に変化させたことを特徴として
いる。
【００１６】請求項３記載の半導体積層構造は、請求項
１または２記載の半導体積層構造において、前記ＩｎＰ
基板の導電型をｎ型とし、前記電流狭窄構造が少なくと
も１つのｐｎ接合を有し、前記電流狭窄層のＡｓの組成
比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最も大きく、該ＩｎＰ基板よ
り最も離れた側で最も小さくしたことを特徴としてい
る。
１または２記載の半導体積層構造において、前記ＩｎＰ
基板の導電型をｎ型とし、前記電流狭窄構造が少なくと
も１つのｐｎ接合を有し、前記電流狭窄層のＡｓの組成
比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最も大きく、該ＩｎＰ基板よ
り最も離れた側で最も小さくしたことを特徴としてい
る。
【００１７】請求項４記載の半導体積層構造は、請求項
１または２記載の半導体積層構造において、前記ＩｎＰ
基板の導電型をｐ型とし、前記電流狭窄構造が少なくと
も１つのｐｎ接合を有し、前記電流狭窄層のＡｓの組成
比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最も小さく、該ＩｎＰ基板よ
り最も離れた側で最も大きくしたことを特徴としてい
る。
１または２記載の半導体積層構造において、前記ＩｎＰ
基板の導電型をｐ型とし、前記電流狭窄構造が少なくと
も１つのｐｎ接合を有し、前記電流狭窄層のＡｓの組成
比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最も小さく、該ＩｎＰ基板よ
り最も離れた側で最も大きくしたことを特徴としてい
る。
【００１８】請求項５記載の半導体積層構造は、請求項
１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層構造におい
て、前記電流狭窄層のＡｓの組成比ｘは、０．７６以
下、かつ、０．３６以上であることを特徴としている。
１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層構造におい
て、前記電流狭窄層のＡｓの組成比ｘは、０．７６以
下、かつ、０．３６以上であることを特徴としている。
【００１９】請求項６記載の半導体積層構造は、請求項
１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層構造におい
て、前記電流狭窄層全体の膜厚は、１０ｎｍ以上、か
つ、６０ｎｍ以下であることを特徴としている。
１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層構造におい
て、前記電流狭窄層全体の膜厚は、１０ｎｍ以上、か
つ、６０ｎｍ以下であることを特徴としている。
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の半導体積層構造の各実施
形態について図面に基づき説明する。 ［第１の実施形態］ 図１は本発明の第１の実施形態の半導体積層構造を示す
断面図であり、図において、１１はＡｌＡｓｘＳｂ
１−ｘ電流狭窄層、１２は酸化処理時にＡｌ酸化物層６
の上側のみに析出する金属Ｓｂ層である。
形態について図面に基づき説明する。 ［第１の実施形態］ 図１は本発明の第１の実施形態の半導体積層構造を示す
断面図であり、図において、１１はＡｌＡｓｘＳｂ
１−ｘ電流狭窄層、１２は酸化処理時にＡｌ酸化物層６
の上側のみに析出する金属Ｓｂ層である。
【００２２】ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１は、Ａｌ
ＡｓxＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層
方向に段階的に変化させたもので、ｎ−ＩｎＰ基板１側
のＡｓ組成比ｘが最も大きく、ｐ型電極８側の組成比ｘ
が最も小さくなるように設定されている。組成比ｘは、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１全体の平均の格子定数
がｎ−ＩｎＰ基板１と整合するように、０．７６以下、
かつ、０．３６以上、平均組成を０．５６とし、組成の
変化量としては、結晶成長上、格子不整合が問題となら
ない範囲で、なるべく大きいことが望ましい。このＡｌ
ＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１は、ｐ−ＩｎＰ層４中に挿
入されており、領域Ａを除いた部分が選択酸化されＡｌ
酸化物層６となっている。
ＡｓxＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層
方向に段階的に変化させたもので、ｎ−ＩｎＰ基板１側
のＡｓ組成比ｘが最も大きく、ｐ型電極８側の組成比ｘ
が最も小さくなるように設定されている。組成比ｘは、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１全体の平均の格子定数
がｎ−ＩｎＰ基板１と整合するように、０．７６以下、
かつ、０．３６以上、平均組成を０．５６とし、組成の
変化量としては、結晶成長上、格子不整合が問題となら
ない範囲で、なるべく大きいことが望ましい。このＡｌ
ＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１は、ｐ−ＩｎＰ層４中に挿
入されており、領域Ａを除いた部分が選択酸化されＡｌ
酸化物層６となっている。
【００２３】このＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１全体
の膜厚は、１０ｎｍ以上、かつ、６０ｎｍ以下である。
この膜厚は、酸化速度が製造プロセス上、十分速くとれ
る程度に厚ければよく、特に屈折率変化による導波路制
御を考慮するような場合には、更に厚くしても構わな
い。一般には、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３やその他の層の
結晶性、あるいは電流注入やその他のデバイス特性に影
響を及ぼさない程度に薄いことが望ましい。ＡｌＡｓx
Ｓｂ1-xは酸化速度が比較的速いことが知られており、
例えば半導体レーザの電流狭窄層として用いる場合に
は、２０〜５０ｎｍ程度の膜厚が代表的である。
の膜厚は、１０ｎｍ以上、かつ、６０ｎｍ以下である。
この膜厚は、酸化速度が製造プロセス上、十分速くとれ
る程度に厚ければよく、特に屈折率変化による導波路制
御を考慮するような場合には、更に厚くしても構わな
い。一般には、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３やその他の層の
結晶性、あるいは電流注入やその他のデバイス特性に影
響を及ぼさない程度に薄いことが望ましい。ＡｌＡｓx
Ｓｂ1-xは酸化速度が比較的速いことが知られており、
例えば半導体レーザの電流狭窄層として用いる場合に
は、２０〜５０ｎｍ程度の膜厚が代表的である。
【００２４】この半導体積層構造においては、ｎ型電極
９とｐ型電極８の間にバイアスをかけた場合に、電流は
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１において、非酸化領域
Ａに限定され、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３を通過する電流
もＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１の非酸化領域Ａと同
程度の約２０μｍ程度の幅の領域Ｂに限定される。その
結果、電流がＩｎＧａＡｓＰ活性層３の領域Ｂのみに流
れるようになる。すなわち、Ａｌ酸化物層６において電
流が領域Ａ内に狭窄され、Ａｌ酸化物層６に近接したＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３内でもほぼ同程度の幅を持つ領域
Ｂ内に電流が有効に狭窄される。
９とｐ型電極８の間にバイアスをかけた場合に、電流は
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１において、非酸化領域
Ａに限定され、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３を通過する電流
もＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１の非酸化領域Ａと同
程度の約２０μｍ程度の幅の領域Ｂに限定される。その
結果、電流がＩｎＧａＡｓＰ活性層３の領域Ｂのみに流
れるようになる。すなわち、Ａｌ酸化物層６において電
流が領域Ａ内に狭窄され、Ａｌ酸化物層６に近接したＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３内でもほぼ同程度の幅を持つ領域
Ｂ内に電流が有効に狭窄される。
【００２５】この半導体積層構造は、簡易型の半導体レ
ーザとして機能するが、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１
１を用いることにより、有効活性領域の体積を大きく低
減することができ、発振しきい電流値を低減することが
できる。例えば、レーザ発振の活性領域が電流狭窄を行
う前の約１／１０となり、発振しきい値が約１／１０に
低減される。
ーザとして機能するが、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１
１を用いることにより、有効活性領域の体積を大きく低
減することができ、発振しきい電流値を低減することが
できる。例えば、レーザ発振の活性領域が電流狭窄を行
う前の約１／１０となり、発振しきい値が約１／１０に
低減される。
【００２６】次に、この半導体積層構造の製造方法につ
いて説明する。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、分子線エ
ピタキシー（ＭＢＥ）法等の結晶成長法を用いて、厚さ
２μｍのｎ−ＩｎＰ層２、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３、厚さ０．１μｍのｐ−ＩｎＰ層４、厚さ
２０ｎｍのＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１、厚さ２μ
ｍのｐ−ＩｎＰ層４を順次積層する。この積層構造の幅
は、約２００μｍである。
いて説明する。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、分子線エ
ピタキシー（ＭＢＥ）法等の結晶成長法を用いて、厚さ
２μｍのｎ−ＩｎＰ層２、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３、厚さ０．１μｍのｐ−ＩｎＰ層４、厚さ
２０ｎｍのＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１、厚さ２μ
ｍのｐ−ＩｎＰ層４を順次積層する。この積層構造の幅
は、約２００μｍである。
【００２７】ここで、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１
は、Ａｓ／Ｓｂ組成比を連続的に変化させており、Ａｓ
組成比ｘをｎ−ＩｎＰ基板１側の０．７６からｐ型電極
８側の０．３６まで変化させている。このような構造
は、例えば、分子線エピタキシー法を用いる場合には、
結晶成長中に、Ａｓソース又はＳｂソースのセル温度を
連続的に変化させていくことで作製することができる。
は、Ａｓ／Ｓｂ組成比を連続的に変化させており、Ａｓ
組成比ｘをｎ−ＩｎＰ基板１側の０．７６からｐ型電極
８側の０．３６まで変化させている。このような構造
は、例えば、分子線エピタキシー法を用いる場合には、
結晶成長中に、Ａｓソース又はＳｂソースのセル温度を
連続的に変化させていくことで作製することができる。
【００２８】次に、この積層構造を、例えば、ある程度
の高温の水蒸気雰囲気中に適当な時間保持することによ
り側面から酸化を浸透させ、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３の
電流狭窄領域Ｂと同程度の幅の非酸化層Ａが残るように
電流狭窄構造を形成する。ここでは、水蒸気雰囲気中で
３５０℃に６０分間程度保持すると、ＡｌＡｓxＳｂ1 -x
電流狭窄層１１の側面から酸化が片側約９０μｍほど進
行し、ＡｌＡｓxＳｂ1 -x電流狭窄層１１のうち幅２０μ
ｍ程度の領域Ｂを残して両側だけが酸化されてＡｌ酸化
物層６となり、電流狭窄構造が形成される。
の高温の水蒸気雰囲気中に適当な時間保持することによ
り側面から酸化を浸透させ、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３の
電流狭窄領域Ｂと同程度の幅の非酸化層Ａが残るように
電流狭窄構造を形成する。ここでは、水蒸気雰囲気中で
３５０℃に６０分間程度保持すると、ＡｌＡｓxＳｂ1 -x
電流狭窄層１１の側面から酸化が片側約９０μｍほど進
行し、ＡｌＡｓxＳｂ1 -x電流狭窄層１１のうち幅２０μ
ｍ程度の領域Ｂを残して両側だけが酸化されてＡｌ酸化
物層６となり、電流狭窄構造が形成される。
【００２９】この時、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１
が酸化される際に金属Ｓｂ層１２が析出するが、本積層
構造においては、ｎ−ＩｎＰ基板１側のＳｂ組成比（１
−ｘ）は０．２４と小さいため、ｎ−ＩｎＰ基板１側へ
のＳｂの析出は抑えられ、Ａｌ酸化物層６の上側のみに
金属Ｓｂ層１２が析出する。
が酸化される際に金属Ｓｂ層１２が析出するが、本積層
構造においては、ｎ−ＩｎＰ基板１側のＳｂ組成比（１
−ｘ）は０．２４と小さいため、ｎ−ＩｎＰ基板１側へ
のＳｂの析出は抑えられ、Ａｌ酸化物層６の上側のみに
金属Ｓｂ層１２が析出する。
【００３０】この半導体積層構造では、Ａｌ酸化物層６
の上側のみに金属Ｓｂ層１２が形成されるが、電流はそ
の下のＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１でブロックされ
るため、問題は生じない。よって、金属Ｓｂ層１２が形
成されても、電流が有効に狭窄される酸化狭窄層をＩｎ
Ｐ基板上のデバイスにも用いることができるようにな
る。例えば、この積層構造をＩｎＰ基板上の光通信帯リ
ッジストライプレーザに適用すると、光導波路を決定す
るリッジ幅よりも、電流注入される活性領域を小さくす
ることができ、電流のしきい値を大幅に低減することが
でき、あるいは電気光変換効率を向上させることができ
る。
の上側のみに金属Ｓｂ層１２が形成されるが、電流はそ
の下のＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１でブロックされ
るため、問題は生じない。よって、金属Ｓｂ層１２が形
成されても、電流が有効に狭窄される酸化狭窄層をＩｎ
Ｐ基板上のデバイスにも用いることができるようにな
る。例えば、この積層構造をＩｎＰ基板上の光通信帯リ
ッジストライプレーザに適用すると、光導波路を決定す
るリッジ幅よりも、電流注入される活性領域を小さくす
ることができ、電流のしきい値を大幅に低減することが
でき、あるいは電気光変換効率を向上させることができ
る。
【００３１】このような酸化狭窄構造を適用したデバイ
スの例としては、ＩｎＰ基板上に作製される端面発光型
レーザ（リッジストライプ型、半導体埋込型）、面発光
型半導体レーザ、等の発光デバイスの他、特定の領域に
電流を狭窄する必要があり、かつその領域外に電流狭窄
構造を設ける必要があるデバイス等、酸化狭窄構造が有
効に用いられるデバイスのどのようなものにも適用が可
能である。例えば、端面発光型レーザ、あるいは面発光
型半導体レーザ等の光デバイスにおいては、ＡｌＡｓx
Ｓｂ1-x層が酸化して絶縁性のＡｌ酸化物層６となるこ
とにより、屈折率が大きく変化し、電流が狭窄される領
域への光閉じ込め効果が大きくなり、光導波路構造を同
時に設計することも可能になる。
スの例としては、ＩｎＰ基板上に作製される端面発光型
レーザ（リッジストライプ型、半導体埋込型）、面発光
型半導体レーザ、等の発光デバイスの他、特定の領域に
電流を狭窄する必要があり、かつその領域外に電流狭窄
構造を設ける必要があるデバイス等、酸化狭窄構造が有
効に用いられるデバイスのどのようなものにも適用が可
能である。例えば、端面発光型レーザ、あるいは面発光
型半導体レーザ等の光デバイスにおいては、ＡｌＡｓx
Ｓｂ1-x層が酸化して絶縁性のＡｌ酸化物層６となるこ
とにより、屈折率が大きく変化し、電流が狭窄される領
域への光閉じ込め効果が大きくなり、光導波路構造を同
時に設計することも可能になる。
【００３２】［第２の実施形態］図２は本発明の第２の
実施形態の光通信用１．３μｍ帯リッジストライプ型半
導体レーザを示す断面図であり、図において、２１はｎ
−ＩｎＰ基板１上に形成されたｎ−ＩｎＰクラッド層、
２２は第１のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、２３はＩｎ
ＧａＡｓＰ系量子井戸活性層、２４は第２のＩｎＧａＡ
ｓＰ光閉じ込め層、２５はＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄
層、２６はｐ−ＩｎＰクラッド層、２７はｐ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層、２８は絶縁膜である。
実施形態の光通信用１．３μｍ帯リッジストライプ型半
導体レーザを示す断面図であり、図において、２１はｎ
−ＩｎＰ基板１上に形成されたｎ−ＩｎＰクラッド層、
２２は第１のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、２３はＩｎ
ＧａＡｓＰ系量子井戸活性層、２４は第２のＩｎＧａＡ
ｓＰ光閉じ込め層、２５はＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄
層、２６はｐ−ＩｎＰクラッド層、２７はｐ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層、２８は絶縁膜である。
【００３３】この半導体レーザにおいては、レーザ発振
電流のしきい値を下げるため、量子井戸活性層２３にお
ける水平方向の電流狭窄が必要になっている。この半導
体レーザにおいては、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５
の領域Ａの部分を除いた両側を酸化させてＡｌ酸化物層
２９とすることにより、酸化狭窄構造を形成し、量子井
戸活性層２３内の領域Ｂ内に電流を狭窄する電流狭窄構
造になっている。
電流のしきい値を下げるため、量子井戸活性層２３にお
ける水平方向の電流狭窄が必要になっている。この半導
体レーザにおいては、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５
の領域Ａの部分を除いた両側を酸化させてＡｌ酸化物層
２９とすることにより、酸化狭窄構造を形成し、量子井
戸活性層２３内の領域Ｂ内に電流を狭窄する電流狭窄構
造になっている。
【００３４】ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５は、Ａｌ
ＡｓxＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層
方向に段階的に変化させたもので、ｎ−ＩｎＰ基板１側
のＡｓ組成比ｘが最も大きく、ｐ型電極８側の組成比ｘ
が最も小さくなるように設定されている。組成比ｘは、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５全体の平均の格子定数
がｎ−ＩｎＰ基板１と整合するように、０．７６以下、
かつ、０．３６以上、平均組成を０．５６としている。
このＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５全体の膜厚は、１
０ｎｍ以上、かつ、６０ｎｍ以下である。
ＡｓxＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層
方向に段階的に変化させたもので、ｎ−ＩｎＰ基板１側
のＡｓ組成比ｘが最も大きく、ｐ型電極８側の組成比ｘ
が最も小さくなるように設定されている。組成比ｘは、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５全体の平均の格子定数
がｎ−ＩｎＰ基板１と整合するように、０．７６以下、
かつ、０．３６以上、平均組成を０．５６としている。
このＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５全体の膜厚は、１
０ｎｍ以上、かつ、６０ｎｍ以下である。
【００３５】この半導体レーザにおいては、ＡｌＡｓx
Ｓｂ1-x電流狭窄層２５のｎ−ＩｎＰ基板１側のＳｂ組
成比（１−ｘ）は０．２４と小さいため、ｎ−ＩｎＰ基
板１側へのＳｂの析出は抑えられ、Ａｌ酸化物層２９の
上側のみに金属Ｓｂ層１２が析出されている。その結
果、量子井戸活性層２３においても、電流が領域Ｂ内に
有効に狭窄されている。
Ｓｂ1-x電流狭窄層２５のｎ−ＩｎＰ基板１側のＳｂ組
成比（１−ｘ）は０．２４と小さいため、ｎ−ＩｎＰ基
板１側へのＳｂの析出は抑えられ、Ａｌ酸化物層２９の
上側のみに金属Ｓｂ層１２が析出されている。その結
果、量子井戸活性層２３においても、電流が領域Ｂ内に
有効に狭窄されている。
【００３６】次に、この半導体レーザの製造方法につい
て、図３に基づき説明する。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上
に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法等の結晶成長法を
用いて、厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層２１、厚さ
０．１μｍの（バンドギャップ波長が１．１５μｍの）
第１のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ系量子井戸活性層２３、厚さ０．１μｍの（バンドギ
ャップ波長が１．１５μｍの）第２のＩｎＧａＡｓＰ光
閉じ込め層２４、Ａｓ組成比ｘが０．３６≦ｘ≦０．７
６間で段階的に変化するＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２
５、ｐ−ＩｎＰクラッド層２６、ｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層２７を順次積層する。この積層構造の横幅は、
約２０μｍである（図３（ａ））。
て、図３に基づき説明する。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上
に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法等の結晶成長法を
用いて、厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層２１、厚さ
０．１μｍの（バンドギャップ波長が１．１５μｍの）
第１のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ系量子井戸活性層２３、厚さ０．１μｍの（バンドギ
ャップ波長が１．１５μｍの）第２のＩｎＧａＡｓＰ光
閉じ込め層２４、Ａｓ組成比ｘが０．３６≦ｘ≦０．７
６間で段階的に変化するＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２
５、ｐ−ＩｎＰクラッド層２６、ｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層２７を順次積層する。この積層構造の横幅は、
約２０μｍである（図３（ａ））。
【００３７】次に、フォトリソグラフィー法により形成
した、例えば５μｍ幅のレジストマスクを用いて、例え
ば塩素系ガスを用いたイオンビームエッチング等による
ドライエッチングの手法を用いて、リッジ導波路構造３
１を形成する。このリッジ導波路構造３１の形成は、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２７、ｐ−ＩｎＰクラッド
層２６を約０．１μｍ程度の幅だけ残して、順次エッチ
ングして除去することにより行う（図３（ｂ））。
した、例えば５μｍ幅のレジストマスクを用いて、例え
ば塩素系ガスを用いたイオンビームエッチング等による
ドライエッチングの手法を用いて、リッジ導波路構造３
１を形成する。このリッジ導波路構造３１の形成は、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２７、ｐ−ＩｎＰクラッド
層２６を約０．１μｍ程度の幅だけ残して、順次エッチ
ングして除去することにより行う（図３（ｂ））。
【００３８】次に、この積層構造を水蒸気雰囲気中で、
３２０℃に１０分間程度保持すると、ＡｌＡｓxＳｂ1-x
電流狭窄層２５の側面から酸化が約９μｍ程度進行し、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５のうち幅約２μｍの領
域Ａを除いた部分だけが酸化されてＡｌ酸化物層２９と
なり、電流狭窄構造が形成される。この酸化処理の工程
においては、Ａｌ酸化物層２９の上部のみに金属Ｓｂ層
１２が析出する（図３（ｃ））。
３２０℃に１０分間程度保持すると、ＡｌＡｓxＳｂ1-x
電流狭窄層２５の側面から酸化が約９μｍ程度進行し、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層２５のうち幅約２μｍの領
域Ａを除いた部分だけが酸化されてＡｌ酸化物層２９と
なり、電流狭窄構造が形成される。この酸化処理の工程
においては、Ａｌ酸化物層２９の上部のみに金属Ｓｂ層
１２が析出する（図３（ｃ））。
【００３９】次に、リッジ導波路構造３１を含む全面に
絶縁膜２８を形成し、フォトリソグラフィー法により、
ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２７上部に、ウィンドウ
を形成する。更に、上部にｐ型電極８をスパッタ等の方
法により形成し、ｎ−ＩｎＰ基板１を約０．１ｍｍの厚
さに研磨してｎ型電極９をスパッタ等の方法により形成
し、半導体レーザが完成する（図３（ｄ））。
絶縁膜２８を形成し、フォトリソグラフィー法により、
ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２７上部に、ウィンドウ
を形成する。更に、上部にｐ型電極８をスパッタ等の方
法により形成し、ｎ−ＩｎＰ基板１を約０．１ｍｍの厚
さに研磨してｎ型電極９をスパッタ等の方法により形成
し、半導体レーザが完成する（図３（ｄ））。
【００４０】この半導体レーザでは、ＡｌＡｓxＳｂ1-x
電流狭窄層２５を酸化させたＡｌ酸化物層２９の存在に
より、量子井戸活性層２３内の電流が注入される領域Ｂ
は、５μｍのリッジ幅よりも狭い２μｍ幅の電流狭窄領
域Ａと同程度の幅となり、発振電流のしきい値が通常の
リッジストライプ型半導体レーザよりも大幅に下がって
いる。
電流狭窄層２５を酸化させたＡｌ酸化物層２９の存在に
より、量子井戸活性層２３内の電流が注入される領域Ｂ
は、５μｍのリッジ幅よりも狭い２μｍ幅の電流狭窄領
域Ａと同程度の幅となり、発振電流のしきい値が通常の
リッジストライプ型半導体レーザよりも大幅に下がって
いる。
【００４１】以上説明した様に、各実施形態によれば、
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１（２５）を、ＡｌＡｓ
xＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層方向
に段階的に変化させ、組成比ｘを、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電
流狭窄層１１（２５）全体の平均の格子定数がｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１と整合するように、０．７６以下、かつ、０．
３６以上としたので、例えば、通常ＩｎＰ基板上に作製
される光通信用波長帯の光デバイス等の作製において、
耐圧の高い完全な電流狭窄構造を形成することができ、
半導体レーザにおける閾値低減、効率増大といった、デ
バイス特性を向上させることができる。
ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層１１（２５）を、ＡｌＡｓ
xＳｂ1-x（０＜ｘ＜１）のＡｓ／Ｓｂ組成比を積層方向
に段階的に変化させ、組成比ｘを、ＡｌＡｓxＳｂ1-x電
流狭窄層１１（２５）全体の平均の格子定数がｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１と整合するように、０．７６以下、かつ、０．
３６以上としたので、例えば、通常ＩｎＰ基板上に作製
される光通信用波長帯の光デバイス等の作製において、
耐圧の高い完全な電流狭窄構造を形成することができ、
半導体レーザにおける閾値低減、効率増大といった、デ
バイス特性を向上させることができる。
【００４２】以上、本発明の半導体積層構造の各実施形
態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成
は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成
は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の半導体積層
構造によれば、化合物半導体基板上に、活性層と、通電
領域と電流狭窄領域を有する積層構造の電流狭窄構造と
が積層され、かつ、該電流狭窄構造の電流狭窄層は、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流狭窄領域となる所定の幅
の領域を除いた部分を酸化させて得られる半導体積層構
造において、前記化合物半導体基板はＩｎＰ基板であ
り、前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体はＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x
（０＜ｘ≦１）であり、前記電流狭窄層はＡｓの組成比
ｘを積層方向に段階的に変化させたＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x 多
層構造であり、前記電流狭窄層の活性層側のＳｂの析出
が抑制されていることとしたので、前記電流狭窄層の格
子定数を化合物半導体基板と整合させた構造とすること
ができ、電流狭窄領域と電流狭窄層を適当に配置するこ
とにより、狭窄された電流が層方向に散逸する虞がなく
なり、電流を所定の領域内に良好に閉じ込めることがで
きる。その結果、活性層等における電流狭窄を良好に行
うことができ、酸化狭窄により有効に電流狭窄された半
導体デバイスを実現することができる。
構造によれば、化合物半導体基板上に、活性層と、通電
領域と電流狭窄領域を有する積層構造の電流狭窄構造と
が積層され、かつ、該電流狭窄構造の電流狭窄層は、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流狭窄領域となる所定の幅
の領域を除いた部分を酸化させて得られる半導体積層構
造において、前記化合物半導体基板はＩｎＰ基板であ
り、前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体はＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x
（０＜ｘ≦１）であり、前記電流狭窄層はＡｓの組成比
ｘを積層方向に段階的に変化させたＡｌＡｓ x Ｓｂ 1-x 多
層構造であり、前記電流狭窄層の活性層側のＳｂの析出
が抑制されていることとしたので、前記電流狭窄層の格
子定数を化合物半導体基板と整合させた構造とすること
ができ、電流狭窄領域と電流狭窄層を適当に配置するこ
とにより、狭窄された電流が層方向に散逸する虞がなく
なり、電流を所定の領域内に良好に閉じ込めることがで
きる。その結果、活性層等における電流狭窄を良好に行
うことができ、酸化狭窄により有効に電流狭窄された半
導体デバイスを実現することができる。
【００４４】
【図１】 本発明の第１の実施形態の半導体積層構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態の光通信用１．３μ
ｍ帯リッジストライプ型半導体レーザを示す断面図であ
る。
ｍ帯リッジストライプ型半導体レーザを示す断面図であ
る。
【図３】 本発明の第２の実施形態の光通信用１．３μ
ｍ帯リッジストライプ型半導体レーザの製造方法を示す
過程図である。
ｍ帯リッジストライプ型半導体レーザの製造方法を示す
過程図である。
【図４】 従来の半導体積層構造を示す断面図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰ層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ４ ｐ−ＩｎＰ層 ５ ＡｌＡｓＳｂ電流狭窄層 ６ Ａｌ酸化物層 ７ 金属Ｓｂ層 ８ ｐ型電極 ９ ｎ型電極 １１ ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層 １２ 金属Ｓｂ層 ２１ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ２２ 第１のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層 ２３ ＩｎＧａＡｓＰ系量子井戸活性層 ２４ 第２のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層 ２５ ＡｌＡｓxＳｂ1-x電流狭窄層 ２６ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ２７ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層 ２８ 絶縁膜 ２９ Ａｌ酸化物層 ３１ リッジ導波路構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，81［11］，ｐ. 7600−7603 Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒ ｏ−Ｏｐｔｉｃｓ，ＣＬＥＯ’96，ｐ. 472−473 Ｄｅｖｉｃｅ Ｒｅｓｓａｒｃｈ Ｃ ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｉｇｅｓｔ 1997 ５ｔｈ，ｐ．66−67 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 化合物半導体基板上に、活性層と、通電
領域と電流狭窄領域を有する積層構造の電流狭窄構造と
が積層され、かつ、該電流狭窄構造の電流狭窄層は、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流狭窄領域となる所定の幅
の領域を除いた部分を酸化させて得られる半導体積層構
造において、 前記化合物半導体基板はＩｎＰ基板であり、前記ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体はＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ≦
１）であり、前記電流狭窄層はＡｓの組成比ｘを積層方
向に段階的に変化させたＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ多層構造
であり、前記電流狭窄層の活性層側のＳｂの析出が抑制
されていることを特徴とする半導体積層構造。 - 【請求項２】 前記ＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ多層構造は、
Ａｓ組成比ｘが前記活性層側で最も大きくなるように、
ＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ≦１）のＡｓ／Ｓｂ組成
比を段階的に変化させたことを特徴とする請求項１記載
の半導体積層構造。 - 【請求項３】 前記ＩｎＰ基板の導電型をｎ型とし、前
記電流狭窄構造が少なくとも１つのｐｎ接合を有し、前
記電流狭窄層のＡｓの組成比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最
も大きく、該ＩｎＰ基板より最も離れた側で最も小さく
したことを特徴とする請求項１または２記載の半導体積
層構造。 - 【請求項４】 前記ＩｎＰ基板の導電型をｐ型とし、前
記電流狭窄構造が少なくとも１つのｐｎ接合を有し、前
記電流狭窄層のＡｓの組成比ｘを前記ＩｎＰ基板側で最
も小さく、該ＩｎＰ基板より最も離れた側で最も大きく
したことを特徴とする請求項１または２記載の半導体積
層構造。 - 【請求項５】 前記電流狭窄層のＡｓの組成比ｘは、
０．７６以下、かつ、０．３６以上であることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層
構造。 - 【請求項６】 前記電流狭窄層全体の膜厚は、１０ｎｍ
以上、かつ、６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求
項１ないし４のいずれか１項記載の半導体積層構造。
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2002184970A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Fujitsu Ltd | 量子ドットを含む半導体装置、その製造方法及び半導体レーザ装置 |
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1998
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