JPH05267790A - 光半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
光半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH05267790A JPH05267790A JP6285092A JP6285092A JPH05267790A JP H05267790 A JPH05267790 A JP H05267790A JP 6285092 A JP6285092 A JP 6285092A JP 6285092 A JP6285092 A JP 6285092A JP H05267790 A JPH05267790 A JP H05267790A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コヒーレント光を出力することのできる光双
安定素子を実現する。 【構成】 ＩｎＰ基板上に積層されたＩｎＰ系材料から
なるフォトトランジスタ上に、原子再配置層を介して、
活性層にＩｎＧａＡｓを用い共振器ミラーにＧａＡｓ／
ＡｌＡｓ半導体多層膜を用いた垂直共振器型面発光レー
ザを配置する。
安定素子を実現する。 【構成】 ＩｎＰ基板上に積層されたＩｎＰ系材料から
なるフォトトランジスタ上に、原子再配置層を介して、
活性層にＩｎＧａＡｓを用い共振器ミラーにＧａＡｓ／
ＡｌＡｓ半導体多層膜を用いた垂直共振器型面発光レー
ザを配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光並列情報処理に用い
られる光半導体装置およびその製造方法に関するもので
ある。
られる光半導体装置およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、光電子集積回路技術を用いた光並
列処理用のデバイスの開発が盛んである。特に光の入出
力機能を備えた光双安定素子の２次元アレイは光並列情
報処理用のメモリとして開発が進められている。例え
ば、エレクトロン・デバイス・レターズ第１１巻４４２
−４４４ページ（１９９０年１０月）参照。
列処理用のデバイスの開発が盛んである。特に光の入出
力機能を備えた光双安定素子の２次元アレイは光並列情
報処理用のメモリとして開発が進められている。例え
ば、エレクトロン・デバイス・レターズ第１１巻４４２
−４４４ページ（１９９０年１０月）参照。
【０００３】以下に従来の光双安定素子の一例について
説明する。図３は従来の光双安定素子の断面構造図を示
すものである。図３において、３０１はアノード、３０
２はｐクラッド層ＩｎＰ、３０３は活性層ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、３０４はｎクラッド層ＩｎＰ、３０５はコレクタＩ
ｎＰ、３０６はベースＩｎＧａＡｓＰ、３０７はエミッ
ターＩｎＰ、３０８はカソード、３０９はｎ型基板Ｉｎ
Ｐ、３１０は等価回路、３１１はレーザダイオード、３
１２はフォトトランジスタをそれぞれあらわしている以
上のように構成された光双安定素子について、以下その
動作について説明する。まず、アノード３０１・カソー
ド３０８間にバイアス電圧が印加された状態で基板裏面
から入射光を入射する。入射光の波長はコレクタ・ベー
ス・エミッタからなるフォトトランジスタが吸収可能な
波長１．３μｍ以下とする。入射光はベース３０６で吸
収され、フォトトランジスタ部に電流を流し、直列に接
続されておりｐクラッド層、活性層、ｎクラッド層から
なる発光ダイオードを発光状態に変化させる。この場合
の発光波長は１．３μｍである。さらにその後、入射光
を取り除いても、発光ダイオードからの発光は基板側に
も出力され、フォトトランジスタへの光の正帰還により
発光状態を維持することが可能である。以上が発光素子
とフォトトランジスタを用いた光双安定素子の動作であ
る。
説明する。図３は従来の光双安定素子の断面構造図を示
すものである。図３において、３０１はアノード、３０
２はｐクラッド層ＩｎＰ、３０３は活性層ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、３０４はｎクラッド層ＩｎＰ、３０５はコレクタＩ
ｎＰ、３０６はベースＩｎＧａＡｓＰ、３０７はエミッ
ターＩｎＰ、３０８はカソード、３０９はｎ型基板Ｉｎ
Ｐ、３１０は等価回路、３１１はレーザダイオード、３
１２はフォトトランジスタをそれぞれあらわしている以
上のように構成された光双安定素子について、以下その
動作について説明する。まず、アノード３０１・カソー
ド３０８間にバイアス電圧が印加された状態で基板裏面
から入射光を入射する。入射光の波長はコレクタ・ベー
ス・エミッタからなるフォトトランジスタが吸収可能な
波長１．３μｍ以下とする。入射光はベース３０６で吸
収され、フォトトランジスタ部に電流を流し、直列に接
続されておりｐクラッド層、活性層、ｎクラッド層から
なる発光ダイオードを発光状態に変化させる。この場合
の発光波長は１．３μｍである。さらにその後、入射光
を取り除いても、発光ダイオードからの発光は基板側に
も出力され、フォトトランジスタへの光の正帰還により
発光状態を維持することが可能である。以上が発光素子
とフォトトランジスタを用いた光双安定素子の動作であ
る。
【０００４】製造方法について説明する。まず、前記フ
ォトトランジスタおよび前記発光ダイオードをこの順序
で液相成長法または気相成長法を用いて半導体基板上に
成長する。次にアノードの蒸着リフトオフを行い、ｎ型
基板までエッチングしメサを形成する。さいごにカソー
ドの蒸着リフトオフ、シンターを行う。
ォトトランジスタおよび前記発光ダイオードをこの順序
で液相成長法または気相成長法を用いて半導体基板上に
成長する。次にアノードの蒸着リフトオフを行い、ｎ型
基板までエッチングしメサを形成する。さいごにカソー
ドの蒸着リフトオフ、シンターを行う。
【０００５】さらに、上記光双安定素子の発光部を垂直
共振器型面発光レーザに置き換えることによって出力光
をレーザ化し、出力と指向性の向上を計った、従来のレ
ーザ光出力型光双安定素子について説明を行う。図４は
従来のレーザ光出力型光双安定素子の断面構造図を示す
ものである。図４において、４０１はアノード、４０２
はキャップ層（ＧａＡｓ）、４０３はｐ型半導体多層膜
（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、４０４は超格子活性層（Ｉｎ
ＧａＡｓ）、クラッド層（ＧａＡｓ）からなる活性領
域、４０５はｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡ
ｓ）、４０６グレーディッド層（ＩｎxＧａ1-xＡｓ）、
４０７はコレクタ（ＩｎＧａＡｓ）、４０８はベース
（ＩｎＧａＡｓ）、４０９はエミッター（ＩｎＰ）、４
１０はカソード、４１１はｎ型基板（ＩｎＰ）、４１２
は等価回路、４１３はレーザダイオード、４１４はフォ
トトランジスタ、４１５出力光をそれぞれ表している。
双安定動作の原理は前記従来の光双安定素子と同様であ
るが、発光としてレーザ光を出力することができる。
共振器型面発光レーザに置き換えることによって出力光
をレーザ化し、出力と指向性の向上を計った、従来のレ
ーザ光出力型光双安定素子について説明を行う。図４は
従来のレーザ光出力型光双安定素子の断面構造図を示す
ものである。図４において、４０１はアノード、４０２
はキャップ層（ＧａＡｓ）、４０３はｐ型半導体多層膜
（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、４０４は超格子活性層（Ｉｎ
ＧａＡｓ）、クラッド層（ＧａＡｓ）からなる活性領
域、４０５はｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡ
ｓ）、４０６グレーディッド層（ＩｎxＧａ1-xＡｓ）、
４０７はコレクタ（ＩｎＧａＡｓ）、４０８はベース
（ＩｎＧａＡｓ）、４０９はエミッター（ＩｎＰ）、４
１０はカソード、４１１はｎ型基板（ＩｎＰ）、４１２
は等価回路、４１３はレーザダイオード、４１４はフォ
トトランジスタ、４１５出力光をそれぞれ表している。
双安定動作の原理は前記従来の光双安定素子と同様であ
るが、発光としてレーザ光を出力することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のような構成では（１）結晶成長層の途中に格子不整合
グレーディッドバッファ層を含むために、それ以降に成
長した層が格子欠陥を含み、その特性を著しく低下させ
てしまうという問題点がある。（２）また、そのグレー
ディッドバッファ層が発光素子からの発光を吸収してし
まうので、フォトトランジスタの光吸収効率が低下する
という問題点がある。（３）さらに、従来の製造方法で
は、エピタキシャル成長層の積層方法が液槽あるいは気
槽成長であるので、格子不整合な系を積層するために格
子欠陥を有するグレーディッドバッファ層を利用しなけ
ればならない、という問題点を有していた。
のような構成では（１）結晶成長層の途中に格子不整合
グレーディッドバッファ層を含むために、それ以降に成
長した層が格子欠陥を含み、その特性を著しく低下させ
てしまうという問題点がある。（２）また、そのグレー
ディッドバッファ層が発光素子からの発光を吸収してし
まうので、フォトトランジスタの光吸収効率が低下する
という問題点がある。（３）さらに、従来の製造方法で
は、エピタキシャル成長層の積層方法が液槽あるいは気
槽成長であるので、格子不整合な系を積層するために格
子欠陥を有するグレーディッドバッファ層を利用しなけ
ればならない、という問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、レーザ光を出
力することができ、かつ内部吸収損失の少ない光双安定
素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
力することができ、かつ内部吸収損失の少ない光双安定
素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の光半導体装置は、活性層にＩｎＧａＡｓ歪
超格子層を用い、共振器ミラーにＧａＡｓ／ＡｌＡｓ系
またはＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体多層膜を用いた
垂直共振器型面発光レーザと、ＩｎＰ系材料からなるフ
ォトトランジスタを、原子再配置層を介して積層した構
成を有している。
に、本発明の光半導体装置は、活性層にＩｎＧａＡｓ歪
超格子層を用い、共振器ミラーにＧａＡｓ／ＡｌＡｓ系
またはＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体多層膜を用いた
垂直共振器型面発光レーザと、ＩｎＰ系材料からなるフ
ォトトランジスタを、原子再配置層を介して積層した構
成を有している。
【０００９】本発明の光半導体装置製造方法は、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板上に、気相成長法を用いｎ−ＩｎＰ層あるいは
ｎ−ＩｎＡｌＡｓ層、ｐ−ＩｎＧａＡｓ層、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓ層をこの順序で成長させ、別にＧａＡｓ基板上に
ＡｌＧａＡｓ層、ｎ−ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層
膜、ＩｎＧａＡｓ歪超格子活性層、ｐ−ＧａＡｓ／Ａｌ
Ａｓ半導体多層膜、ｐ−ＧａＡｓ層をこの順序で成長さ
せ、それぞれの基板の成長層を貼り合わせ水素雰囲気中
にて熱ボンディングし、選択エッチングによりＧａＡｓ
基板を除去する構成を有している。
ｎＰ基板上に、気相成長法を用いｎ−ＩｎＰ層あるいは
ｎ−ＩｎＡｌＡｓ層、ｐ−ＩｎＧａＡｓ層、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓ層をこの順序で成長させ、別にＧａＡｓ基板上に
ＡｌＧａＡｓ層、ｎ−ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層
膜、ＩｎＧａＡｓ歪超格子活性層、ｐ−ＧａＡｓ／Ａｌ
Ａｓ半導体多層膜、ｐ−ＧａＡｓ層をこの順序で成長さ
せ、それぞれの基板の成長層を貼り合わせ水素雰囲気中
にて熱ボンディングし、選択エッチングによりＧａＡｓ
基板を除去する構成を有している。
【００１０】
【作用】本発明は上記した第１の構成によって、前記発
光素子からの発光がコヒーレント光であり、かつ前記フ
ォトトランジスタがその発光を吸収し、光の正帰還によ
り双安定特性を示す前記光半導体装置を、発光を吸収し
格子欠陥を生じさせる格子不整合グレーディッドバッフ
ァ層を用いることなく、水素雰囲気中で加熱するという
簡単な方法で原子再配置層を形成することにより実現す
る。
光素子からの発光がコヒーレント光であり、かつ前記フ
ォトトランジスタがその発光を吸収し、光の正帰還によ
り双安定特性を示す前記光半導体装置を、発光を吸収し
格子欠陥を生じさせる格子不整合グレーディッドバッフ
ァ層を用いることなく、水素雰囲気中で加熱するという
簡単な方法で原子再配置層を形成することにより実現す
る。
【００１１】第２の方法によって出力光波長および入力
光波長が、それぞれ独立に広い範囲設定された前記光半
導体装置を製造することができるものである。
光波長が、それぞれ独立に広い範囲設定された前記光半
導体装置を製造することができるものである。
【００１２】
【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の実施例における
光半導体装置の断面構造図を示すものである。図１にお
いて、１０１はアノード、１０２はキャップ層（ＧａＡ
ｓ）、１０３はｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡ
ｓ）、１０４は超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッ
ド層（ＧａＡｓ）からなる活性領域、１０５はｎ型半導
体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、１０６は原子再配置
層、１０７はコレクタ（ＩｎＧａＡｓ）、１０８、ベー
ス（ＩｎＧａＡｓ）、１０９はエミッター（ＩｎＡｌＡ
ｓ）、１１０はカソード、１１１はｎ型基板（Ｉｎ
Ｐ）、１１３は原子再配置層拡大図、１１４は従来のグ
レーディッド層をそれぞれ表している。また、１０３〜
１０５はコヒーレント光を放出することのできる面発光
レーザ、１０７〜１０９はフォトトランジスタを構成し
ており、これらは原子再配置層１０６でつながれてい
る。以上のように構成された光半導体装置について、以
下図面を参照しながらその動作を説明する。
参照しながら説明する。図１は本発明の実施例における
光半導体装置の断面構造図を示すものである。図１にお
いて、１０１はアノード、１０２はキャップ層（ＧａＡ
ｓ）、１０３はｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡ
ｓ）、１０４は超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッ
ド層（ＧａＡｓ）からなる活性領域、１０５はｎ型半導
体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、１０６は原子再配置
層、１０７はコレクタ（ＩｎＧａＡｓ）、１０８、ベー
ス（ＩｎＧａＡｓ）、１０９はエミッター（ＩｎＡｌＡ
ｓ）、１１０はカソード、１１１はｎ型基板（Ｉｎ
Ｐ）、１１３は原子再配置層拡大図、１１４は従来のグ
レーディッド層をそれぞれ表している。また、１０３〜
１０５はコヒーレント光を放出することのできる面発光
レーザ、１０７〜１０９はフォトトランジスタを構成し
ており、これらは原子再配置層１０６でつながれてい
る。以上のように構成された光半導体装置について、以
下図面を参照しながらその動作を説明する。
【００１３】まず、アノード１０１・カソード１１０間
にバイアス電圧を印加し基板裏面から入射光を入射す
る。入射光の波長は、ベース１０８に使用したＩｎ0.53
Ｇａ0. 47Ａｓの吸収端よりも短いものであればよい。そ
の結果コレクタ１０７・ベース１０８・エミッタ１０９
からなるフォトトランジスタおよびｐ型半導体多層膜１
０３・活性領域１０５・ｎ型半導体多層膜１０６からな
る面発光レーザに電流が流れる。その電流が面発光レー
ザの発振しきい値を越えると発振を開始し、基板裏面か
らレーザ光を得ることができる。その際、出力光の一部
をフォトトランジスタが吸収し入力光を取り除いた後も
発光状態を維持することができる。以上が本実施例の双
安定動作原理である。本第１の実施例において従来の光
双安定素子と異なる点は、面発光レーザとフォトトラン
ジスタを接続する層としてグレーディッド層の代わりに
原子再配置層を用いたことである。このことによる利点
は、格子欠陥が生じないことと、厚さが薄くなるために
レーザ光が吸収されず、効率よく発光を得ることができ
る点である。
にバイアス電圧を印加し基板裏面から入射光を入射す
る。入射光の波長は、ベース１０８に使用したＩｎ0.53
Ｇａ0. 47Ａｓの吸収端よりも短いものであればよい。そ
の結果コレクタ１０７・ベース１０８・エミッタ１０９
からなるフォトトランジスタおよびｐ型半導体多層膜１
０３・活性領域１０５・ｎ型半導体多層膜１０６からな
る面発光レーザに電流が流れる。その電流が面発光レー
ザの発振しきい値を越えると発振を開始し、基板裏面か
らレーザ光を得ることができる。その際、出力光の一部
をフォトトランジスタが吸収し入力光を取り除いた後も
発光状態を維持することができる。以上が本実施例の双
安定動作原理である。本第１の実施例において従来の光
双安定素子と異なる点は、面発光レーザとフォトトラン
ジスタを接続する層としてグレーディッド層の代わりに
原子再配置層を用いたことである。このことによる利点
は、格子欠陥が生じないことと、厚さが薄くなるために
レーザ光が吸収されず、効率よく発光を得ることができ
る点である。
【００１４】つぎに、本発明の第２の実施例について、
図面を参照しながら説明する。本発明の光半導体装置製
造方法は、原子再配置層を用いて前記光半導体装置を実
現するものである。図２は本発明の実施例における光半
導体装置の製造方法の説明図を示すものである。図２に
おいて、２０１はＧａＡｓ基板、２０２はＧａＡｓ系面
発光レーザ、２０３はＡｌＧａＡｓエッチングストップ
層、２０４はｎ−ＩｎＰ基板、２０５はＩｎＰ系フォト
トランジスタ、２０６は原子再配置層、２０７はｐ型半
導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、２０８は超格子活
性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層（ＧａＡｓ）からな
る活性領域、２０９はｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ）、２１０は原子再配置層、２１１はコレクタ
（ＩｎＧａＡｓ）、２１２はベース（ＩｎＧａＡｓ）、
２１３はエミッター（ＩｎＡｌＡｓ）、２１４はｎ型基
板（ＩｎＰ）、２１５はアノード（エッチングマス
ク）、２１６はカソードをそれぞれ表している。
図面を参照しながら説明する。本発明の光半導体装置製
造方法は、原子再配置層を用いて前記光半導体装置を実
現するものである。図２は本発明の実施例における光半
導体装置の製造方法の説明図を示すものである。図２に
おいて、２０１はＧａＡｓ基板、２０２はＧａＡｓ系面
発光レーザ、２０３はＡｌＧａＡｓエッチングストップ
層、２０４はｎ−ＩｎＰ基板、２０５はＩｎＰ系フォト
トランジスタ、２０６は原子再配置層、２０７はｐ型半
導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）、２０８は超格子活
性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層（ＧａＡｓ）からな
る活性領域、２０９はｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ）、２１０は原子再配置層、２１１はコレクタ
（ＩｎＧａＡｓ）、２１２はベース（ＩｎＧａＡｓ）、
２１３はエミッター（ＩｎＡｌＡｓ）、２１４はｎ型基
板（ＩｎＰ）、２１５はアノード（エッチングマス
ク）、２１６はカソードをそれぞれ表している。
【００１５】以下図面を参照しながらその製造方法を説
明する。まず、２種類の基板にそれぞれ気相成長法によ
ってエピタキシャル成長を行う。一つはＧａＡｓ基板２
０１上にＡｌＧａＡｓエッチングストップ層２０３、お
よび面発光レーザ構造２０２をこの順序で積層し（ａ、
ｂ）、もう一つは、ｎ−ＩｎＰ基板２０４上にフォトト
ランジスタ構造２０５を積層する（ｃ、ｄ）。それぞれ
の基板表面を十分に洗浄しダメージ層を除去した後、表
面と表面を密着させ、そのままの状態で真空装置内へ移
動する。２インチ基板に対して約２００グラムのモリブ
デンブロックを用いて圧力を加え、水素雰囲気中にて摂
氏６７０度で３０分間加熱する。すると、歪を含んだ原
子再配置層２０６が形成され、前記２枚の基板が接合
（ボンディング）される（ｅ）。その後、ワックスを用
いてｎ−ＩｎＰ基板側を保護し、アンモニアと過酸化水
素水の混合液（混合比１：２０）を用いてＧａＡｓ基板
の除去を行う（ｆ）。つづいて、フッ酸溶液によりＡｌ
ＧａＡｓ層の選択エッチングを行う（ｇ）。以上の結
果、ｎ−ＩｎＰ基板上にフォトトランジスタ、面発光レ
ーザがこの順序で積層された構造が実現された。この構
造の詳細図を（ｈ）に示す。つぎにアノードとエッチン
グマスクを兼ねた金属２１５（例えばＮｉ／Ａｕ）を蒸
着しパタン出しを行う。塩素系のガスを用いてｎ−Ｉｎ
Ｐ基板に達するまでドライエッチングを行い、メサ形状
を作製する（ｉ）。最後にカソード２１６を形成しシン
ターを行う（ｊ）。以上が本発明の光半導体装置の製造
方法である。従来はこの部分に格子不整合グレーディッ
ド層を積層させていたので、その積層過程において歪に
よる格子欠陥が生じていたが、今回の方法を用いること
によって格子欠陥のない層構造を実現することができ
た。
明する。まず、２種類の基板にそれぞれ気相成長法によ
ってエピタキシャル成長を行う。一つはＧａＡｓ基板２
０１上にＡｌＧａＡｓエッチングストップ層２０３、お
よび面発光レーザ構造２０２をこの順序で積層し（ａ、
ｂ）、もう一つは、ｎ−ＩｎＰ基板２０４上にフォトト
ランジスタ構造２０５を積層する（ｃ、ｄ）。それぞれ
の基板表面を十分に洗浄しダメージ層を除去した後、表
面と表面を密着させ、そのままの状態で真空装置内へ移
動する。２インチ基板に対して約２００グラムのモリブ
デンブロックを用いて圧力を加え、水素雰囲気中にて摂
氏６７０度で３０分間加熱する。すると、歪を含んだ原
子再配置層２０６が形成され、前記２枚の基板が接合
（ボンディング）される（ｅ）。その後、ワックスを用
いてｎ−ＩｎＰ基板側を保護し、アンモニアと過酸化水
素水の混合液（混合比１：２０）を用いてＧａＡｓ基板
の除去を行う（ｆ）。つづいて、フッ酸溶液によりＡｌ
ＧａＡｓ層の選択エッチングを行う（ｇ）。以上の結
果、ｎ−ＩｎＰ基板上にフォトトランジスタ、面発光レ
ーザがこの順序で積層された構造が実現された。この構
造の詳細図を（ｈ）に示す。つぎにアノードとエッチン
グマスクを兼ねた金属２１５（例えばＮｉ／Ａｕ）を蒸
着しパタン出しを行う。塩素系のガスを用いてｎ−Ｉｎ
Ｐ基板に達するまでドライエッチングを行い、メサ形状
を作製する（ｉ）。最後にカソード２１６を形成しシン
ターを行う（ｊ）。以上が本発明の光半導体装置の製造
方法である。従来はこの部分に格子不整合グレーディッ
ド層を積層させていたので、その積層過程において歪に
よる格子欠陥が生じていたが、今回の方法を用いること
によって格子欠陥のない層構造を実現することができ
た。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明は、数原子層からな
る原子再配置層を用いることによって、発光の吸収を低
減し、本発明の製造方法により、格子欠陥の少ない層構
造を実現した。
る原子再配置層を用いることによって、発光の吸収を低
減し、本発明の製造方法により、格子欠陥の少ない層構
造を実現した。
【図１】本発明の実施例における光半導体装置の断面構
造図
造図
【図２】本発明の実施例における光半導体装置の製造方
法の説明図
法の説明図
【図３】従来の発光部に発光ダイオードを用いた光双安
定素子の断面構造図
定素子の断面構造図
【図４】従来の発光部をレーザ化した光双安定素子の断
面構造図
面構造図
１０１ アノード １０２ キャップ層（ＧａＡｓ） １０３ ｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） １０４ 超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 １０５ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） １０６ 原子再配置層 １０７ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） １０８ ベース（ＩｎＧａＡｓ） １０９ エミッター（ＩｎＡｌＡｓ） １１０ カソード １１１ ｎ型基板（ＩｎＰ） １１２ 出力光 １１３ 原子再配置層拡大図 １１４ 従来のグレーディッド層 ２０１ ＧａＡｓ基板 ２０２ ＧａＡｓ系面発光レーザ ２０３ ＡｌＧａＡｓエッチングストップ層 ２０４ ｎ−ＩｎＰ基板 ２０５ ＩｎＰ系フォトトランジスタ ２０６ 原子再配置層 ２０７ ｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ２０８ 超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 ２０９ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ２１０ 原子再配置層 ２１１ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） ２１２ ベース（ＩｎＧａＡｓ） ２１３ エミッター（ＩｎＡｌＡｓ） ２１４ ｎ型基板（ＩｎＰ） ２１５ アノード（エッチングマスク） ２１６ カソード ３０１ アノード ３０２ ｐクラッド層（ＩｎＰ） ３０３ 活性層（ＩｎＧａＡｓＰ） ３０４ ｎクラッド層（ＩｎＰ） ３０５ コレクタ（ＩｎＰ） ３０６ ベース（ＩｎＧａＡｓＰ） ３０７ エミッター（ＩｎＰ） ３０８ カソード ３０９ ｎ型基板（ＩｎＰ） ３１０ 等価回路 ３１１ レーザダイオード ３１２ フォトトランジスタ ４０１ アノード ４０２ キャップ層（ＧａＡｓ） ４０３ ｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ４０４ 超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 ４０５ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ４０６ グレーディッド層（ＩｎxＧａ1-xＡｓ） ４０７ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） ４０８ ベース（ＩｎＧａＡｓ） ４０９ エミッター（ＩｎＰ） ４１０ カソード ４１１ ｎ型基板（ＩｎＰ） ４１２ 等価回路 ４１３ レーザダイオード ４１４ フォトトランジスタ ４１５ 出力光
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 １０５ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） １０６ 原子再配置層 １０７ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） １０８ ベース（ＩｎＧａＡｓ） １０９ エミッター（ＩｎＡｌＡｓ） １１０ カソード １１１ ｎ型基板（ＩｎＰ） １１２ 出力光 １１３ 原子再配置層拡大図 １１４ 従来のグレーディッド層 ２０１ ＧａＡｓ基板 ２０２ ＧａＡｓ系面発光レーザ ２０３ ＡｌＧａＡｓエッチングストップ層 ２０４ ｎ−ＩｎＰ基板 ２０５ ＩｎＰ系フォトトランジスタ ２０６ 原子再配置層 ２０７ ｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ２０８ 超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 ２０９ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ２１０ 原子再配置層 ２１１ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） ２１２ ベース（ＩｎＧａＡｓ） ２１３ エミッター（ＩｎＡｌＡｓ） ２１４ ｎ型基板（ＩｎＰ） ２１５ アノード（エッチングマスク） ２１６ カソード ３０１ アノード ３０２ ｐクラッド層（ＩｎＰ） ３０３ 活性層（ＩｎＧａＡｓＰ） ３０４ ｎクラッド層（ＩｎＰ） ３０５ コレクタ（ＩｎＰ） ３０６ ベース（ＩｎＧａＡｓＰ） ３０７ エミッター（ＩｎＰ） ３０８ カソード ３０９ ｎ型基板（ＩｎＰ） ３１０ 等価回路 ３１１ レーザダイオード ３１２ フォトトランジスタ ４０１ アノード ４０２ キャップ層（ＧａＡｓ） ４０３ ｐ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ４０４ 超格子活性層（ＩｎＧａＡｓ）、クラッド層
（ＧａＡｓ）からなる活性領域 ４０５ ｎ型半導体多層膜（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ） ４０６ グレーディッド層（ＩｎxＧａ1-xＡｓ） ４０７ コレクタ（ＩｎＧａＡｓ） ４０８ ベース（ＩｎＧａＡｓ） ４０９ エミッター（ＩｎＰ） ４１０ カソード ４１１ ｎ型基板（ＩｎＰ） ４１２ 等価回路 ４１３ レーザダイオード ４１４ フォトトランジスタ ４１５ 出力光
Claims (3)
- 【請求項１】エミッタ層にＩｎＡｌＡｓ層、ベース層お
よびコレクタ層にＩｎＧａＡｓを用いたＩｎＰ基板上の
コレクタアップ型フォトトランジスタ上に、活性層にＩ
ｎ0.2Ｇａ0.8Ａｓ歪超格子層を用い、共振器ミラーにＧ
ａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜を用いた垂直共振器型面
発光レーザが、数原子層からなる原子再配置層を介して
積層された構成により、前記面発光レーザからの出力光
が、前記面発光レーザと前記フォトトランジスタとの間
で吸収の少ないことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】ｎ−ＩｎＰ基板上に、気相成長法を用いｎ
−ＩｎＰ層あるいはｎ−ＩｎＡｌＡｓ層、ｐ−ＩｎＧａ
Ａｓ層、ｎ−ＩｎＧａＡｓ層をこの順序で成長させる工
程と、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層、ｎ−ＧａＡｓ
／ＡｌＡｓ半導体多層膜、ＩｎＧａＡｓ歪超格子活性
層、ｐ−ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜、ｐ−ＧａＡ
ｓ層をこの順序で成長させる工程と、それぞれの基板の
成長層をボンディングし選択エッチングによりＧａＡｓ
基板を除去する工程と、前記形成したエピタキシャル成
長基板に対し選択的に前記ｎ−ＩｎＰ基板までを食刻す
る工程を備えたことを特徴とする光半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】ＩｎＰ基板上の成長層と前記ＧａＡｓ基板
上の成長層をボンディングする場合に水素雰囲気中にお
いて加熱することによって歪を含んだ原子再配置層を形
成することを特徴とする請求項２記載の光半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285092A JPH05267790A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285092A JPH05267790A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267790A true JPH05267790A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13212201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285092A Pending JPH05267790A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05267790A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002185080A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007013227A (ja) * | 2006-10-23 | 2007-01-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザ及び面発光型半導体レーザアレイ |
| WO2009074951A3 (en) * | 2007-12-11 | 2010-02-25 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Semiconductor laser with integrated phototransistor |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP6285092A patent/JPH05267790A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002185080A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US6853008B2 (en) | 2000-12-15 | 2005-02-08 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2007013227A (ja) * | 2006-10-23 | 2007-01-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザ及び面発光型半導体レーザアレイ |
| WO2009074951A3 (en) * | 2007-12-11 | 2010-02-25 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Semiconductor laser with integrated phototransistor |
| US9735546B2 (en) | 2007-12-11 | 2017-08-15 | Koninklijke Philips N.V. | Semiconductor laser with integrated phototransistor |
| US10164407B2 (en) | 2007-12-11 | 2018-12-25 | Koninklijke Philips N.V. | Semiconductor laser with integrated phototransistor |
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