JPH0341769A - 光電子集積回路及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザ、半導体発光素子、半導体受光
素子、半導体光スィッチ、半導体先導波路などの光素子
と、ＭＩＳ型を含めた各種トランジスタ、半導体ダイオ
ード、抵抗素子、容量素子などの電子素子とが、それに
共通の半導体基板を用いて、モノリシックに構成されて
いる光電子集積回路、及びその製法に関する。

【従来の技術１ 従来、次に述べる光電子集積回路が提案されている。 すなわち、半導体基板と、その半導体基板上に形成され
た第１及び第２の半導体層とを有し、そして、半導体基
板と第１の半導体層とを用いて上述した光素子が形成さ
れ、また、第２の半導体層を用いて上述した電子素子が
形成されている。 この場合、半導体基板が■−■族化合物半導体結晶でな
り、また、第１及び第２の半導体層が、ともに、半導体
基板の第１の主面上に形成されているＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶でなる。 以上が、従来提案されている光電子集積回路の構成であ
る。 このような構成を有する光電子集積回路によれば、光素
子を例えば半導体レーザとし、また、電子素子をその半
導体レーザを駆動υｊ御するＭＩｓ形電界効果トランジ
スタとした光電子集積回路の構成を、容易に得ることが
できる。 【発明が解決しようとする課題】 上述した従来の光電子集積回路の場合、光素子を形成す
るのに用いている第１の半導体層を構成しているＩ−Ｖ
族化合物半導体結晶が、同じく光素子を形成するのに用
いている半導体基板を構成しているＩ［［−Ｖ族化合物
半導体結晶との間で、格子定数の差を有していないか有
しているとしてもわずかしか有していない組成を有して
いることによって、第１の半導体層が、半導体基板上に
結晶性良く形成され、且つ半導体基板及び第１の半導体
層を構成している■−ｖ族化合物半導体結晶が、ともに
、光素子が満足し得る特性を発揮する組成を有していれ
ば、半導体基板及び第１の半導体層が、ともに光素子が
満足し得る特性を発揮する組成を有し且つ良好な結晶性
を有することから、光素子が満足し得る特性を発揮する
。 また、電子素子を形成するのに用いている第２の半導体
層を構成している■−ｖ族化合物半導体結晶が、半導体
基板上に結晶性良く、且つ電子素子が満足し得る特性を
発揮する組成を有して形成されていれば、電子素子が満
足し得る特性を発揮する。 しかしながら、半導体基板及び第１の半導体層を構成し
ている■−■族化合物半導体結晶が、光素子が満足し得
る特性を発揮する組成を有し、月つ第２の半導体層を構
成している■−Ｖ族化合物半導体結晶が、電子素子が満
足し得る特性を発揮する組成を有する場合においては、
一般に、半導体基板及び第１の半導体層を構成している
■−■族化合物半導体結晶と、第２の半導体層を構成し
ている■−ｖ族化合物半導体結晶との間に、比較的大き
な格子定数の差を有することから、第２の半導体層が、
半導体基板上に結晶性良く形成されていない。 このため、半導体基板及び第１の半導体層を構成してい
る■−ｖ族化合物半導体結晶が、光素子が満足し得る特
性を発揮する組成を有し。 且つ第２の半導体層を構成しているＩ［Ｉ−Ｖ族化合物
半導体結晶が、電子素子が満足し得る特性を発揮する組
成を有する場合、光素子が満足し得る特性を発揮すると
しても、電子素子が満足し得る特性を発揮しない、とい
う欠点を有していた。 また、このため、第２の半導体層を構成している■−ｖ
族化合物半導体結晶が、半導体基板を構成している■−
ｖ族化合物半導体結晶との間で格子定数の差を有しない
か有するとしてもわずかしか有していない組成を有して
形成されていれば、第２の半導体層が、半導体基板上に
結晶性良く形成されている。 しかしながら、この場合、■半導体基板を構成している
■−ｖ族化合物半導体結晶が、光素子が満足し得る特性
を発揮する組成を有するとき、第２の半導体層を構成し
ている■−ｖ族化合物半導体結晶が、電子素子が満足し
得る特性を発揮する組成を有していることになっていな
いか、■第２の半導体層を構成している■−ｖ族化合物
半導体結晶が、電子素子を満足し得る特性を発揮する組
成を有するとぎ、半導体基板を構成している■−Ｖ族化
合物半導体結晶が、光素子が満足し得る特性を発揮する
組成を有することになっていないか、もしくは■第２の
半導体層及び半導体基板を構成している■−ｖ族化合物
半導体結晶が、電子素子及び光素子が満足し得る特性を
それぞれ発揮する組成を有していることになっていない
かであるので、光素子及び電子素子のいずれか一方また
は双方が満足し得る特性を発揮しない、という欠点を有
していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規な光電子集
積回路、及びその製法を提案せんとするものである。

【課題を解決するための手段１ 本願第１番目の発明による光電子集積回路は、■半導体
基板と、■その半導体基板の相対向している第１及び第
２の主面中のいずれか一方上に形成された第１及び第２
の半導体層とを有し、そして、■上記半導体基板及び上
記第１の半導体層が■−ｖ族化合物半導体結晶でなり、
■上記第２の半導体層がＳｉの多結晶化′ａ膜でなり、
■上記半導体基板と上記第１の半導体層とを用いて光素
子が形成され、また、■上記第２の半導体層を用いて電
子素子が形成されている、という構成を有する。 また、本願第２番目の発明による光電子集積回路は、本
願第１番目の発明による光電子集積回路において、第１
及び第２の半導体層が、半導体基板の相対向している第
１及び第２の主面中のいずれか一方上に形成されている
のに代え、それら第１及び第２の半導体層が、半導体基
板の相対向している第１及び第２の主面上にそれぞれ形
成されていることを除いて、本願第１番目の発明による
光電子集積回路と同様の構成を有する。 さらに、本願第３番目の発明による光電子集積回路は、
本願第２番目の発明による光電子集積回路において、半
導体基板の第２の主面上に、第２の半導体層の外、■−
■族化合物半導体結晶でなる第３の半導体層が形成され
、そして、第３の半導体層を用いて第２の光素子が形成
されていることを除いて、本願第２番目の発明による光
電子集積回路と同様の構成を有する。 本願第４番目の発明による光電子集積回路の製法は、■
■−ｖ族化合物半導体結晶でなる半導体基板を用意する
工程と、■上記半導体基板の第１の主面上に、ｍ−ｖ族
化合物半導体結晶でなる第１の半導体層を形成する工程
を含んで光素子を形成する工程と、■上記半導体基板の
上記第１の主面上に、Ｓｉでなる半導体薄膜を形成する
工程と、その半導体薄膜を多結晶化してＳｉの多結晶化
薄膜を第２の半導体層として形成する工程とを含んで電
子素子を形成する工程とを有する。 また、本願第５番目の発明による光電子集積回路の製法
は、本願第４番目の発明による光電子集積回路の製法に
おいて、電子素子を半導体基板の第１の主面上に形成す
るのに代え、第１の主面と対向している第２の主面上に
形成することを除いて、本願第４番目の発明による光電
子集積回路の製法と同様である。 さらに、本願第６番目の発明による光電子集積回路の製
法は、本願第５番目の発明による光電子集積回路の製法
において、さらに、半導体基板の第２の主面上に、■−
■族化合物半導体結晶でなる第３の半導体層を形成する
工程を含んで第２の光素子を形成する工程を有すること
を除いて、本願第５番目の発明による光電子集積回路の
製法と同様である。 【作用・効果】 本１１ＩＩ第１番目の発明による光電子集積回路によれ
ば、前述した従来の光電子集積回路の場合と同様に、半
導体基板と、その半導体基板上に形成された第１及び第
２の半導体層とを有し、そして、半導体基板と第１の半
導体層とを用いて光素子が形成され、また、第２の半導
体層を用いて電子素子が形成されている構成を有するの
で、前述した従来の光電子集積回路の場合と同様に、光
素子を半導体レーザとし、また電子素子をその半導体レ
ーザを駆動制御するＭＩＳ形電界効果トランジスタとし
た光電子集積回路の構成を、容易に得ることができる。 しかしながら、本願第１番目の発明による光電子集積回
路によれば、光素子を形成している半導体基板と第１の
半導体層とが■−ｖ族化合物半導体結晶でなるので、第
１の半導体層を構成している■−ｖ族化合物半導体結晶
に、半導体基板を構成している■−ｖ族化合物半導体結
晶との間で格子定数の差を有していないか右していると
してもわずかしか有していない組成を有せしめることに
よって、第１の半導体層を、半導体基板上に結晶性良く
形成し得、また、このとき、半導体基板及び第１の半導
体層を構成している■−Ｖ族化合物半導体結晶に、とも
に光素子が満足し得る特性を発揮する組成を有せしめる
ことによって、半導体基板及び第１の半導体層に、とも
に光素子が満足し得る特性を発揮する組成を有せしめ得
且良好な結晶性を有せしめ得ることから、光素子が満足
し得る特性を発揮する。 また、電子素子を形成している第２の半導体層が、多結
晶化λ９膜でなるので、その第２の半導体層を、半導体
基板の第１の主面上に、Ｓでなる半導体薄膜を形成し、
次でその半導体薄膜を多結晶化することによって形成す
ることができる。このため、第２の半導体層を、半導体
基板が、光素子が満足し１ｑる特性を発揮する組成を有
する■−Ｖ族化合物半導体結晶でなるとしても、そのよ
うな半導体基板によって制限を受けることなしに、電子
素子が満足し得る特れを発揮するものとして、半導体基
板の第１の主面上に形成することができ、よって、電子
素子が満足し得る特性を発揮する。 以上のことから、本願第１番目の発明による光電子集積
回路によれば、光素子及び電子素子のいずれも、満足し
得る特性を発揮する。 また、本願第２番目の発明による光電子集積回路によれ
ば、上述した事項を除いて、本願第１７ｆ１目の発明に
よる光電子集積回路と同様の構成を有するので、詳ｌｌ
１１２明は省略するが、本願第１番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様に、光素子及び電子素子の双方
が、満足し１！？る特性を介１ｉＦする。 さらに、本願第３番目の発明による光電子集積回路によ
れば、上述した事項を除いて、本願第１番目の発明によ
る光電子集積回路と同様の構成を有し、そして、第２の
光素子を形成するのに用いている第３の半導体層が、第
１の光素子を形成するのに用いている第１の半導体層に
対応しているので、詳細説明１．を省略するが、本願第
２番目の発明による光電子集積回路の場合に準じて、第
１及び第２の光素子、及び電子素子のいずれも、満足し
得る特性を発揮づ′る。 また、本願第１番目の発明による光電子集積回路の製法
によれば、第１の半導体層を構成しているＩＩ［−Ｖ族
化合物半導体結晶に、半導体基板を構成している■−ｖ
族化合物半導体結晶との間で格子定数の差を有していな
いか有しているとしてもわずかしか有しない組成を有せ
“しめることによって、第１の半導体層を半導体基板上
に結晶性良く容易に形成し得、また、このとき、半導体
基板及び第１の半導体基板を構成している■−ｖ族化合
物半導体結晶に、ともに光素子が満足し得る特性を発揮
する組成を有せしめることによって、半導体基板及び第
１の半導体層に、ともに光素子が満足し得る特性を発揮
する組成を容易に有せしめ得且つ良好な結晶性を容易に
有せしめ得ることから、光素子を、満足し得る特性を発
揮するものとして、容易に形成し得る。 また、第２の半導体層を、半導体基板が、光素子が満足
し得る特性を発揮する組成を有する■−ｖ族化合物半導
体結晶でなるとしても、そのような半導体基板によって
制限を受けることなしに、電子素子が満足し得る特性を
発揮するものとして、半導体基板の第１の主面上に容易
に形成することができるので、光素子を、満足し得る特
性を発揮するものとして、容易に形成し得る。 以上のことから、本願第４番目の発明による光電子集積
回路の製法によれば、光素子及び電子素子のいずれをも
、満足し得る特性を発揮するものとして、容易に形成し
得る。 本願第５番目の発明による光電子集積回路の製法によれ
ば、前述した事項を除いて、本願第４ｆ１目の発明によ
る光電子集積回路の製法と同様であるので、詳細説明は
省略するが、本願第４番目の発明による光電子集積回路
の場合と同様に、光素子及び電子素子のいずれをも、満
足し得る特性を発揮するものとして、容易に形成し得る
。 また、本願第６番目の発明による光電子集積回路の製法
によれば、前述した事項を除いて、本願第５番目の発明
による光電子集積回路の製法と同様であり、そして、第
２の光素子及び第３の半導体層が第１の光素子及び第１
の半導体層にそれぞれ対応しているので、詳細説明は省
略するが、本願第５番目の発明による光電子集積回路の
製法の場合に準じて、第１及び第２の光素子、及び電子
素子のいずれをも、満足し得る特性を発揮するものとし
て、容易に形成し得る。

【実施例１】 次に、第１図を伴って本願第１番目の発明による光電子
集積回路の実施例を述べよう。 第１図に示す本発明による光電子集積回路は、光素子と
しての半導体レーザＬと、その半導体レーザＬを駆動制
御する電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジスタ
Ｍとを有する光電子集積回路でなり、次に述べる構成を
有する。 すなわち、例えばｐ型を有し且つ■−ｖ族化合物半導体
結晶としてのＩｎＰ結晶でなるとともに、一方の主面１
ａ側において、ストライプ状に延長している（紙面と垂
直方向に）メサ状部１Ｃを形成している半導体基板１を
有する。 また、半導体基板１の一方の主面１ａ上に形成され且つ
半導体基板１と共働して光素子としての半導体レーザＬ
を形成している第１の半導体層２を有する。 この半導体層２は、半導体基板１のメサ状部１Ｃ上にス
トライプ状に延長している積層体３を形成するように積
層されている、ｐ型を有し且つ■−ｖ族化合物半導体結
晶としてのＩｎＰ結晶でなる２μｍ厚のバッファ層とし
ての半導体層４と、ｐ型不純物及びｎ型不純物のいずれ
も意図的に導入させていないか導入させているとしても
わずかしか導入させていす且っ■−Ｖ族化合物半導体結
晶としてのｌ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　Ｓ　Ｐ系でなる１μｍ
厚の活性層としての半導体層５と、ｎ型を有し且つ■−
ｖ族化合物半導体結晶としてのＩｎＰ結晶でなる２μｍ
厚のクラッド層としての半導体層６とを有するとともに
、半導体基板１の主面１ａ上に、メサ状部１ｃを挟んだ
両位置において積層されている、ｎ型を有し且つ■−ｖ
族化合物半導体結晶としてＩｎＰ結晶でなるとともに、
上面を積層体３を構成している半導体層４の側面内の高
さ位置にしている埋込み層としての半導体層７Ｌ及び７
Ｒと、ｐ型を有し且つ■−ｖ族化合物半導体結晶として
のＩｎＰ結晶でなるとともに、上面を積層体３を構成し
ている半導体層６の上面と同じ高さ位置にしている埋込
み層としての半導体層８Ｌ及び８Ｒとを有する。なお、
積層体３の長さ方向の両端面は、ファブリベローの反射
面を形成している。 また、半導体基板１の主面１ａ上に、埋込み層としての
半導体層８Ｒ上において形成され且つ電子素子としての
ＭＩＳ形電界効果トランジスタＭを形成している第２の
半導体１１１を有する。 この半導体層１１は、Ｓｉの多結晶化薄膜でなり、そし
て、その多結晶化ｉ１ｇ！Ｊ１２上に、Ｓ０２でなるゲ
ート絶縁膜１５が、半導体層１１を横切って半導体Ｊｉ
ｄＢＲ上に延長するように局部的に形成され、一方、そ
のゲート絶縁ｗＡ１５上に、ゲート電極１６が、半導体
層１１を、ゲート絶縁膜１５を介して横切って半導体層
８Ｒ上に延長するように形成され、また、半導体層１１
に、ゲート電極１６を挟んだ両位置において、ｎ型不純
物またはｐ型不純物が高１１度に導入されて、ドレイン
領域１３及びソース領域１４が、それら間にチャンネル
領域１２を残して、形成されている。 さらに、半導体層８Ｌ上から、半導体層６及び８Ｒ上を
通って、半導体層１１に形成しているドレイン領域１３
上まで延長し、半導体層６及びドレイン領域１３に連結
している電極無配ＩｌＡ層１７を有する。 また、半導体層１１に形成しているソース領域１４上に
、ソース電極層１８が連結して形成されている。 さらに、半導体基板１の主面１ａと対向している主面１
ｂ上に、電極層１９が連結して形成されている。 以上が、本願第１番目の発明による光電子集積回路の実
施例の構成である。 このような構成を有する本願第１番目の発明による光電
子集積回路において、半導体基板１と、半導体層４〜６
．７Ｌ１７Ｒ，８Ｌ、８Ｒとからなる第１の半導体層２
とは、電極層１９及び電極兼配線層１７とを含んで、光
素子としての半導体レーザＬを構成していることは明ら
かである。 また、チャンネル領域１２、ドレイン領域１３及びソー
ス類１ｉｉ！１４を形成している第２の半導体層１１は
、ゲート絶縁膜１５と、ゲート電極１６と、ドレイン電
極層１８と、電極兼配線層１７とを含んで、電子素子と
してのＭＩＳ形電界効果トランジスタＭを構成している
ことは明らかである。 さらに、光素子としての半導体レーザＬの負極側である
クラッド層としての半導体層６と、電子素子としてのＭ
ＩＳ形電界効果トランジスタＭのドレイン領域１３とが
、電極兼配線ＦｙＪ１７を介して接続されているので、
電極＠１９及び１８間に、電極層１８側を正極性とする
電源を接続すれば、その電源に、第２図に示すように、
半導体レーザＬが、ＭＩＳ形電界効果トランジスタＭを
介して接続されている構成が得られるので、電極層１６
及び１８間に、υＪｌｌｔｌ信号を、所要の極性と値と
で供給することによって、ＭＩＳ形電界効果トランジス
タＭをオン・オフ制ｉｌｌさせることができ、そして、
それに応じて、半導体レーザしに、電源から駆動電流を
間断して流すことができ、よって、半導体レーザＬから
、レーア光を、制御信号に応じて間断して外部に発射さ
せることができる。 従って、第１図に示す本願第１番目の発明による光電子
集積回路によれば、半導体レーザＬと、それを駆動制御
するＭＩＳ形電界効果トランジスタＭとを有する光電子
集積回路としての機能を呈する。 ところで、第１図に示す本願第１番目の発明による光電
子集積回路によれば、半導体基板１と、その半導体基板
１上に形成された第１及び第２の半導体層２及び１１と
を有し、そして、半導体基板１と第１の半導体層２とを
用いて光素子としての半導体レーザＬが形成され、また
、第２の半導体層１１を用いて電子素子としてのＭＩＳ
形電界効果トランジスタＭが形成されている構成を有す
るので、前述した従来の光電子集積回路の場合と同様に
、光素子を半導体レーザとし、また、電子素子をその半
導体レーザを駆動制御するＭＩＳ形電界効果トランジス
タとした光電子集積回路の構成を、容易に得ることがで
きる。 しかしながら、第１図に示す本願第１？ｌ目の発明によ
る光電子集積回路によれば、光素子としての半導体レー
ザＬを形成している半導体層２を構成している半導体層
４．６．７Ｌ、８Ｌ。 ７Ｒ１８Ｒが、同じく光素子としての半導体レーザＬを
構成している半導体基板１と同じｍ−Ｖ族化合物半導体
結晶のＩｎＰ結晶でなり、また、半導体層２を構成して
いる半導体層５が、半導体基板１のＩｎＰ結晶でなるＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶とは異なるＩｎＧａＡＳＰ系結
晶でなる■−ｖ族化合物半導体結晶であるが、そのＩ　
ｎＧａＡｓＰ結晶でなる■−ｖ族化合物半導体結晶に、
半導体基板１のＩｎＰ結晶でなる■−ｖ族化合物半導体
結晶との間で格子定数の差をわずかしか有しない組成を
有せしめることができるので、半導体層２が半導体基板
１上に結晶性良く形成されている。 また、このとき、半導体基板１及び２が、光素子として
の半導体レーザヒが満足し得る特性を発揮する組成を有
している。 このことから、第１図に示す本願第１番目の発明による
光電子集積回路によれば、光素子としての半導体レーザ
Ｌが、満足し得る特性を発揮する。 また、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジスタ
Ｍを形成している半導体層１１が、Ｓｉの多結晶化薄膜
でなるので、その半導体層１１を、半導体基板１の主面
１ａ上に、Ｓｉでなる半導体薄膜を、半導体ｆｆ１７Ｒ
及び８Ｒを介して形成し、次で、その半導体薄膜を多結
晶化することによって形成することができる。このため
、半導体層１１を、半導体基板１が、光素子としての半
導体レーザＬが満足し得る特性を発揮する組成を有する
ｒｎＰ結晶でなる■−ｖ族化合物半導体結晶でなるとし
ても、そのような半導体基板１によって制限を受けるこ
となしに、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジ
スタＭが満足し得る特性を発揮する薄膜として、半導体
基板１の主面１ａ上に、半導体層７Ｒ及び８Ｒを介して
、容易に形成することができるので、半導体層１１が、
半導体基板１上に、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果
トランジスタＭが、満足し得る特性を発揮するＨ膜とし
て、良好に形成されている。 このことから、第１図に示す本願第１１目の発明による
光電子集積回路によれば、電子素子としてのＭＩＳ形電
界効果トランジスタＭが、満足し得る特性を発揮する。 以上のことから、第１図に示す本願第１番目の発明によ
る光電子集積回路によれば、光素子としての半導体レー
ザし及び電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジス
タＭのいずれも、満足し得る特性を発揮する。

【実施例２】 次に、第３図を伴って本願第２番目の発明による光電子
集積回路の実施例を述べよう。 第３図において、第１図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 第３図に示す本発明による光電子集積回路は、次の事項
を除いて、第１図で上述した従来の光電子集積回路と同
様の構成を有する。 すなわち、光素子としての半導体レーザＬを形成してい
る半導体ｍ２と、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果ト
ランジスタＭを形成している半導体層１１とが、ともに
、半導体基板１の主面１ａ上に形成されている第１図に
示す構成に代え、それら半導体層２及び１１が、半導体
基板１の相対向している主面１ａ及び１ｂ上にそれぞれ
形成されている。 ただし、本例の場合、半導体基板１は、その主面１ａ側
においてメサ状部ＩＣを有さず、積層体３を構成してい
る半導体層４がメサ状部を形成し、また、積層体３が、
半導体層４〜６の外、半導体層６上に形成され且つ［ｎ
Ｐ結晶でなるキャップ層としてのｐ型半導体層９を有し
ている。 また、第１図に示す構成に有していた電極兼配線層７が
省略され、しかしながら、半導体基板１に、その主面１
ｂ側において、局部的に凹所を１９が形成され、その凹
所１９内に、例えばＳｉＯ２でなる層間絶縁膜としての
絶縁膜２０が埋設され、そして、半導体層１１が、その
ドレイン領域１３の端部を、半導体基板１の主面１ｂの
凹所１９を形成していない領域に直接的に連結し、他部
を絶縁膜２０上に延長して形成され、また、ドレイン領
域１３上にドレイン用電極１７′が付されている。 さらに、半導体層２を構成している半導体層９、及び半
導体層８Ｌ及び８Ｒ上に連続延長している電極層２１を
有する。 なお、第３図においては、光電子集積回路が、例えばダ
イヤモンドでなる導電性を有するヒートシンク２２上に
、それに電極層２１を連結して搭載され、一方、ヒート
シンク２２が、例えば銅でなる導電性放熱体２３上に半
田融着されている。 以上が、本願第２番目の発明による光電子集積回路の実
施例の構成である。 このような構成を有する光電子集積回路によれば、上述
した事項を除いて、第１図で上述した本願第１番目の発
明による光電子集積回路と同様の構成を有し、そして、
電極層１８及び１９間を、ＩＪ電性放熱体２３及びヒー
トシンク２２を介してみるとき、第１図で上述した本願
第１番目の発明による光電子集積回路の場合と同様に且
つ第２図で上述したと同様に、電極層１８及び１９間に
、光素子としての半導体レーザＬが、電子素子としての
ＭＩＳ形電界効果トランジスタＭを介して接続されてい
る構成を有することが明らかであるので、詳細説明は省
略するが、第１図で上述した本願第１番目の発明による
光電子集積回路の場合と同様の作用効果が得られる。

【実施例３］ 次に、第４図を伴って本願第３番目の発明による光電子
集積回路の実施例を述べよう。 第４図において、第３図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 第４図に示す本願第３番目の発明による光電子集積回路
は、光素子としての半導体レーザしと、その半導体レー
ザＬを駆動制御する電子素子としてのＭＩＳ形電界効果
トランジスタＭどを右する外、光素子としてのフォトダ
イオードＤを有する光電子集積回路でなり、次の事項を
除いて、第３図に示す本願第２番目の発明による光電子
集積回路と同様の構成を有する。 すなわち、半導体層２上の電極層２１が省略され、半導
体層２を構成している半導体層９．８Ｌ及び８Ｒが直接
的にヒートシンク２２に連結されている。 また、半導体基板１に設けた凹所１９が省略され、そし
て、半導体層１１が、その全域に亘って、半導体基板１
の主面１ｂ上に、絶縁膜２０を介して形成されている。 さらに、ドレイン電極層１７が省略され、半導体基板１
の主面１ｂ上に延長して、それと連結している。 また、半導体基板１の主面１ｂ上に、光素子としてのフ
ォトダイオードＤを形成している第３の半導体層４１が
形成されている。 この半導体層４１は、ｐ型を有し且つＩｎＰ結晶でなる
分離層としての半導体層４３と、ｎ型を有し且つＩｎＰ
結晶でなるバッファ層としての半導体層４２と、ｎ−型
を有し且つＩｎＧａＡＳ系結晶でなる活性層としての半
導体層４４と、ｎ−型を有し且つｒｎＧａＡｓＰ系結晶
でなる窓層としての半導体層４５とがそれらの順に梢層
され、そして、その積層体４５内に、半導体層４５側か
らｐ型不純物の導入によって形成された領域４６が形成
されている構成を有する。 また、半導体層４５上に、パッシベーション層としての
絶縁層４７が形成され、その絶縁層４７上に、その絶縁
層４７に予め穿設している窓を通じて領域４６に連結し
ている環状電極４８が連結されている。 さらに、半導体層４２の上面が外部に露呈され、その露
呈部上に、電極層４９が連結して形成されている。 以上が、本願第３番目の発明による光電子集積回路の実
施例の構成である。 このような構成を有する光電子集積回路によれば、上述
した事項を除いて、第３図で上述した本願第２番目の発
明による光電子集積回路とと同様の構成を有し、そして
、電極層１８とヒートシンク２２との間でみて、第１図
で上述した本願第１番目の発明による光電子集積回路の
場合と同様に且つ第２図で上述したと同様に、光素子と
しての半導体レーザＬが、電子素子としてのＭＩＳ形電
界効果トランジスタＭを介して接続されている構成を有
し、また、第３の半導体層４１が、ＴｔＩｆ！Ｈ４Ｂ及
び４９とともに用いて、光素子としてのフォトダイオー
ドＤを構成していることは明らかであり、また、フォト
ダイオードＤを形成している第３の半導体層４１が、半
導体レーザＬを形成している第１の半導体層に対応して
いるので、詳ＩＭ説明は省略するが、第１図で上述した
本願第１番目の発明による光電子集積回路の場合と同様
の作用効果が１りられる。 【実施例４】 次に、第５図Ａ−Ｋを伴って本願第４番目の発明による
光電子集積回路の製法の実施例を、第１図で上述した本
願第１番目の発明による光電子集積回路の実施例の製法
の実施例で述べよう。 第５図Ａ−Ｋにおいて、第１図との対応部分には同一符
号を付して、詳細説明を省略する。 第５図Ａ−Ｋに示す本願第４番目の発明による光電子集
積回路は、次に述べる順次の工程をとって、第１図で上
述した本願第１番目の発明による光電子集積回路の実施
例を製造する。 すなわち、第１図で上述したと同様の相幻向している主
面１ａ及び１ｂを有する半導体基板１を用意する（第５
図Ａ）。 そして、その半導体基板１の主面１ａ上に、爾後第１図
で上述したと同様の半導体層２を構成し且つ積層体３を
構成している半導体層４．５及び６になる半導体層４’
　、５’及び６′を、それらの順に、例えば液相エピタ
キシャル成長法によって形成し、それら半導体層４’　
、５’及び６′からなる積層体３′を得る（第５図Ｂ）
次に、積層体３′に対するエツチング処理を、半導体基
板１に達する深さに行うことによって、半導体基板１に
第１図で上述したと同様のメサ状部１Ｃを形成するとと
もに、積層体３′から、第１図で上述したと同様の半導
体層４．５及び６からなる積層体３を形成する（第５図
Ｃ）。 次に、半導体基板１の主面１ａ上に、積層体３を挟んだ
両位置において、第１図で上述したと同様の半導体層７
Ｌ及び７Ｒと、半導体層８Ｌ及び８Ｒとを、順次例えば
液相エピタキシャル成長法によって形成する（第５図Ｄ
）。 次に、積層体３及び半導体層８Ｌ及び８Ｒ上に、爾後第
１図で上述したと同様の半導体層１１になるＳｉでなり
且つアモルファス状または微結晶状でなる半導体薄膜１
１′を、スパッタリング法、気相成長法、プラズマ気相
成長法などによって、連続延長して形成する（第５図Ｅ
〉次に、半導体薄膜１１′に対し、レーザ光または電子
ビームを照射させることによって、半導体１１ｇ１１１
’から、その結晶化されている多結晶化簿ｇ！１１″を
形成する（第５図Ｆ）。 次に、多結晶化１ｔｌＷｉ４１１”に対するエツチング
処理によって、その多結晶化１１ｇ１１１”から、第１
図で上述したと同様の多結晶化７７ＩＪ膜でなる半導体
層１１を形成する（第５図Ｇ〉。 次に、半導体層１１上に、それを横切って半導体層８Ｒ
上に延長している、第１図で上述したと同様のゲート絶
縁膜１５を、堆積処理、続くエツチング処理によって形
成する（第５図口）次に、ゲート絶縁膜１５上に、それ
を介して多結晶化Ｓ膜１１を横切って半導体層８Ｒ上に
延長している、第１図で上述したと同様のゲート電極１
６を、堆積処理、続くエツチング処理によって形成する
（第５図Ｉ）。 次に、半導体層１１に対するゲート電極１６をマスクと
するｐ型不純物またはｎ型不純物の導入処理、続く熱ア
ニーリング処理によって、半導体層１１に、第１図で上
述したと同様のドレイン領域１３及びソース領域１４を
、それら間にチャンネル領域１２を残して、形成する（
第５図ｊ〉。 次に、半導体層６と半導体ｌ！１１のドレイン領域１３
との間に延長している、第１図で上述したと同様の電極
兼配線ＪＩ１１７を形成するとともに、半導体層１１の
ソース領域１４に連結しているドレイン電極ｗ１１８を
形成し、また半導体基板１の主面１ｂ上に、第１図で上
述したと同様の電極層１９を形成し、次で、必要に応じ
、熱アニーリング処理を施す。 以上が、本願第４１目の発明による光電子集積回路の製
法の実施例である。 このような本願第４番目の発明による光電子集積回路の
製法によれば、上述したところから明らかなように、第
１図で上述した本願第１番目の発明による光電子集積回
路を容易に製造することができる。 また、第５図Ａ−Ｋに示す本願第４番目の発明による光
電子集積回路の製法によれば、光素子として、の半導体
レーザＬを形成する半導体層２を構成している半導体層
４．６．７Ｌ、８Ｌ。 ７Ｒ，８Ｒが、同じく光素子としての半導体レーザＬを
形成する半導体基板１と同じＩ［［−Ｖ族化合物半導体
結晶のＩｎＰ結晶でなり、また、半導体層２を構成して
いる半導体層５が、半導体基板１のＩｎＰ結晶でなる■
−ｖ族化合物半導体結晶とは異なるＩｎＧａＡＳＰ系結
晶でなる■−ｖ族化合物半導体結晶であるが、そのＩｎ
ＧａＡｓＰ結晶でなる■−Ｖ族化合物半導体結晶に、半
導体基板１のＩｎＰ結晶でなる■−Ｖ族化合物半導体結
晶との間で格子定数の差をわずかしか有しない組成を有
せしめることができるので、半導体層２を半導体基板１
上に結晶性良く形成し得る。 また、このとき、半導体基板１及び半導体層２が、光素
子としての半導体レーザＬが満足し得る特性を発揮する
組成を有していることがら、光素子としての半導体レー
ザＬを、満足し得る特性を発揮するものとして、容易に
形成し得る。 また、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジスタ
Ｍを形成する半導体層１１をＳｉの多結晶化薄膜でなる
ものとして形成するので、その半導体層１１を、半導体
基板１が、光素子としての半導体レーザしＩｆｉ満足し
得る特性を発揮する組成を有するＩｎＰでなる■−Ｖ族
化合物半導体結晶でなるとしても、そのような半導体基
板１によって制限を受けることなしに、電子素子として
のＭＩＳ形電界効果トランジスタＭが満足し得る特性を
発揮する薄膜として、半導体基板１の主面１ａ上に、半
導体１７Ｒ及び８Ｒを介して、容易に形成することがで
きるので、電子素子としてのＭＩＳ形電界効果トランジ
スタＭを、満足し得る特性を発揮するものとして、容易
に形成し得る。 以上のことから、第５図Ａ−Ｋに示す本願第４番目の発
明による光電子集積回路の製法によれば、光素子として
の半導体レーｆ　Ｌ及び電子素子としてのＭＩＳ形電界
効果トランジスタＭのいずれも、満足し得る特性を発揮
するものとして、容易に形成し得る。 ［実施例５１ 次に、第６図Ａ−Ｎを伴って本願第５番目の発明による
光電子集積回路の製法の実施例を、第３図で上述した本
願第２番目の発明による光電子集積回路の実施例の製法
の実施例で述べよう。 第６図Ａ〜Ｎにおいて、第３図及び第５図Ａ〜にとの対
応部分には同一符号を付して詳ｌ１ＩＩＩ説明を省略す
る。 第６図Ａ−Ｎに示す本願第５番目の発明による光集積回
路の製法は、第５図で上述した本願第５番目の発明によ
る光電子集積回路の製法の場合と同様の半導体基板１を
用意する（第６図Ａ）。 そして、その半導体基板１上に、第５図で上述した本願
第５番目の発明による光電子集積回路の製法の場合に準
じて、半導体層４’　、５’６′及び９′からなる積層
体３′を同様に形成する（第６図Ｂ）。 次に、積層体３′に対するエツチング処理によって第３
図で上述した本願第２番目の発明による光電子集積回路
の場合と同様の積層体３を形成する（第５図Ｃ）。 次に、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様の半導体層７Ｌ、７Ｒ１８Ｌ及
び８Ｒを形成する（第５図口〉。 次に、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様の凹所１９を形成する〈第５図
Ｅ）。 次に、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様の絶Ｒ膜２０を形成する＜Ｍ５
図「）。 次に、第５図で上述した本願第５番目の発明による光電
子集積回路の製法の場合と同様のＳｉでなる半導体ｆｕ
ｌ膜１１’　を形成する（第５図Ｇ〉。 次に、第５図で上述した本願第５番目の発明による光電
子集積回路の製法の場合と同様に、Ｓｉでなる多結晶化
薄膜でなる半導体層１１を形成するく第５図口〉。 次に、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様の絶縁膜１５を形成する（第５
図Ｉ〉。 次に、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電
子集積回路の場合と同様のゲート電極層１６を形成する
（第５図Ｊ）。 次に、第５図で上述した本願第５番目の発明による光電
子集積回路の製法の場合と同様に、半導体層１１に、ド
レイン領域１３及びソース領域１４を形成する（第５図
Ｋ〉。 次に、ドレイン領１ｆｔ１３及びソース領域１４上に、
ｍ３図で上述した本願第２番目の発明による光電子集積
回路の場合と同様の電極層１７及び１８を形成し、また
、第３図で上述した本願第２番目の発明による光電子集
積回路の場合ど同様の電極層１９を形成する（第５図Ｌ
）。 次に、光集積回路を、第３図で上述した本願第２番目の
発明による光電子集積回路の場合と同様のヒートシンク
２２上に搭載する（第５図Ｍ）。 次に、ヒートシンク２２を、第３図で上述した本願第２
番目の発明による光電子集積回路の場合と同様の導電性
放熱体２３上に融着する（第５図Ｎ）。 以上が、本願第５番目の発明による光集積回路の製法の
実施例である。 このような本願第５番目の発明による光集積回路の製法
の実施例によれば、詳細説明は省略するが、本ｍ第４番
目の発明による光集Ｍ回路の場合と同様の作用効果が得
られる。 【実施例６１ 次に、第７図Ａ−Ｑを伴って本願第６番目の発明による
光電子集積回路の製法の実施例を、第４図で上述した本
願第３番目の発明による光電子集積回路の製法の実施例
で述べよう。 第７図Ａ−Ｒにおいて、第４図及び第５図Ａ〜にとの対
応部分には同一符号を付し、詳ｍ説明を省略する。 第７図Ａ−Ｒに示す本願第６番目の発明による光電子集
積回路の製法は、半導体レーザＬを形成する第６図Ａ〜
第６図りに対応している工程（第７図Ａ〜第７図Ｄ）、
及びＭｒＳ形電界効果トランジスタＭを形成する第６図
Ｅ〜第６図Ｎに対応している工程（第７図ｄ〜第７図Ｑ
）に加えて、第４図で上述したフォトダイオードＤを形
成する工程（第７図Ｆ−１）を有することを除いて、第
５図Ａ−にで上述したと同様であるので、第４図及び第
５図Ａ−にとの対応部分に同一符号を付し、詳細説明は
省略する。 第７図Ａ−Ｒに示す本願第６番目の発明による光集積回
路の製法による場合も、本願第４番目の発明による本発
明の製法の場合と同様の作用効果が得られる。 上述においては、本発明の光集積回路、及びその製法の
それぞれについて、わずかな例を示したに留まり、本発
明の精神を脱することなしに、種々の変型、変更をなし
得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願第１番目の発明による光電子集積回路の
実施例を示す路線的断面図である。 第２図は、それを電気的回路で表した図である。 第３図は、本願第２番目の発明による光電子集積回路の
実施例を示す路線的断面図である。 第４図は、本願第３番目の発明による光電子集積回路の
実施例を示す路線的断面図である。 第５図Ａ−には、本願第４番目の発明の製法の実施例を
示す、順次の工程における路線的断面図である。 第６図Ａ−Ｎは、本願第５番目の発明の製法の実施例を
示す、順次の工程における路線内断の実施例を示す、順
次の工程における路線的断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・半導体基板１ａ、１
ｂ・・・半導体基板１の主面 ２・・・・・・・・・・・・・・・第１の半導体層１１
・・・・・・・・・・・・・・・第２の半導体層４１・
・・・・・・・・・・・・・・第３の半導体層Ｌ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・半導体レーザＭ・・・
・・・・・・・・・・・・・・−ＭＩＳ形電界効果トラ
ンジスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板と、 その半導体基板の相対向している第１及び 第２の主面中のいずれか一方上に形成された第１及び第
   ２の半導体層とを有し、 上記半導体基板及び上記第１の半導体層が III−Ｖ族化合物半導体結晶でなり、 上記第２の半導体層がＳｉの多結晶化薄膜 でなり、 上記半導体基板と上記第１の半導体層とを 用いて光素子が形成され、 上記第２の半導体層を用いて電子素子が形 成されていることを特徴とする光電子集積回路。 ２、半導体基板と、 その半導体基板の相対向している第１及び 第２の主面上にそれぞれ形成された第１及び第２の半導
   体層とを有し、 上記半導体基板及び上記第１の半導体層が III−Ｖ族化合物半導体結晶でなり、 上記第２の半導体層がＳｉの多結晶化薄膜 でなり、 上記半導体基板と上記第１の半導体層とを 用いて光素子が形成され、 上記第２の半導体層を用いて電子素子が形 成されていることを特徴とする光電子集積回路。 ３、半導体基板と、 その半導体基板の第１の主面上に形成され た第１の半導体層と、 上記半導体基板の上記第１の主面と対向し ている第２の主面上に形成された第２及び第３の半導体
   層とを有し、 上記半導体基板、及び上記第１及び第３の 半導体層がIII−Ｖ族化合物半導体結晶でなり、上記第
   ２の半導体層がＳｉの多結晶化薄膜 でなり、 上記半導体基板と上記第１の半導体層とを 用いて第１の光素子が形成され、 上記第２の半導体層を用いて電子素子が形 成され、 上記第３の半導体層とを用いて第２の光素 子が形成されていることを特徴とする光電子集積回路。 ４、III−Ｖ族化合物半導体結晶でなる半導体基板を用
   意する工程と、 上記半導体基板の第１の主面上に、III−Ｖ 族化合物半導体結晶でなる第１の半導体層を形成する工
   程を含んで光素子を形成する工程と、 上記半導体基板の上記第１の主面上に、Ｓ ｉでなる半導体薄膜を形成する工程と、その半導体薄膜
   を多結晶化してＳｉの多結晶化薄膜を第２の半導体層と
   して形成する工程とを含んで電子素子を形成する工程と
   を有することを特徴とする光電子集積回路の製法。 ５、III−Ｖ族化合物半導体結晶でなる半導体基板を用
   意する工程と、 上記半導体基板の第１の主面上に、III−Ｖ 族化合物半導体結晶でなる第１の半導体層を形成する工
   程を含んで光素子を形成する工程と、 上記半導体基板の上記第１の主面と対向し ている第２の主面上に、Ｓｉでなる半導体薄膜を形成す
   る工程と、その半導体薄膜を多結晶化してＳｉの多結晶
   化薄膜を第２の半導体層として形成する工程とを含んで
   電子素子を形成する工程とを有することを特徴とする光
   電子集積回路の製法。 ６、III−Ｖ族化合物半導体結晶でなる半導体基板を用
   意する工程と、 上記半導体基板の第１の主面上に、III−Ｖ 族化合物半導体結晶でなる第１の半導体層を形成する工
   程を含んで第１の光素子を形成する工程と、 上記半導体基板の上記第１の主面と対向し ている第２の主面上に、Ｓｉでなる半導体薄膜を形成す
   る工程と、その半導体薄膜を多結晶化してＳｉの多結晶
   化薄膜を第２の半導体層として形成する工程とを含んで
   第１の電子素子を形成する工程と、 上記半導体基板の上記第２の主面上に、III −Ｖ族化合物半導体結晶でなる第３の半導体層を形成す
   る工程を含んで第２の光素子を形成する工程とを有する
   ことを特徴とする光電子集積回路の製法。