JPH0567841A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0567841A JPH0567841A JP25452391A JP25452391A JPH0567841A JP H0567841 A JPH0567841 A JP H0567841A JP 25452391 A JP25452391 A JP 25452391A JP 25452391 A JP25452391 A JP 25452391A JP H0567841 A JPH0567841 A JP H0567841A
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- Japan
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- semiconductor
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- single crystal
- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単結晶Ｓｉでなる半導体基板上に、単結晶Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有する半導体積
層体が、半導体レ―ザを構成すべく形成されている半導
体装置において、活性層を残留応力の十分低いものに
し、よって、半導体レ―ザを長寿命を有するものにす
る。 【構成】 活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を、Ｉｎx （Ｇａ1-y Ａｌy ）1-x Ａｓ（０
＜ｘ＜０．０５、０≦ｙ≦１）でなるものとする。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有する半導体積
層体が、半導体レ―ザを構成すべく形成されている半導
体装置において、活性層を残留応力の十分低いものに
し、よって、半導体レ―ザを長寿命を有するものにす
る。 【構成】 活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を、Ｉｎx （Ｇａ1-y Ａｌy ）1-x Ａｓ（０
＜ｘ＜０．０５、０≦ｙ≦１）でなるものとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶Ｓｉでなる半導
体基板上に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活
性層を有する半導体積層体が、半導体レ―ザを構成すべ
く形成されている半導体装置に関する。
体基板上に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活
性層を有する半導体積層体が、半導体レ―ザを構成すべ
く形成されている半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、単結晶Ｓｉでなる半導体基板上
に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有
する半導体積層体が、半導体レ―ザを構成すべく形成さ
れている半導体装置が提案されている。
に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有
する半導体積層体が、半導体レ―ザを構成すべく形成さ
れている半導体装置が提案されている。
【０００３】このような半導体装置によれば、半導体基
板が単結晶Ｓｉでなるので、その半導体基板を基板とす
る、半導体レ―ザと光・電子融合する回路などを形成し
た光集積回路を構成することができる。
板が単結晶Ｓｉでなるので、その半導体基板を基板とす
る、半導体レ―ザと光・電子融合する回路などを形成し
た光集積回路を構成することができる。
【０００４】ところで、従来の半導体装置においては、
活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物がＧａ
Ａｓでなるのを普通としていた。
活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物がＧａ
Ａｓでなるのを普通としていた。
【０００５】このため、活性層が、１０9 ｄｙｎ／ｃｍ
2 にも及ぶ残留応力を有しており、このため、半導体レ
―ザの寿命が短い、という欠点を有していた。
2 にも及ぶ残留応力を有しており、このため、半導体レ
―ザの寿命が短い、という欠点を有していた。
【０００６】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な半導体装置を提案せんとするものである。
新規な半導体装置を提案せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、単結晶Ｓｉでなる半導体基板上に、単結晶ＩＩＩ−
Ｖ族化合物でなる活性層を有する半導体積層体が、半導
体レ―ザを構成すべく形成されている半導体装置におい
て、上記活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体が、Ｉｎx （Ｇａ1-y Ａｌy ）1-x Ａｓ層（０
＜ｘ＜０．０５、０≦ｙ≦１）でなる。
は、単結晶Ｓｉでなる半導体基板上に、単結晶ＩＩＩ−
Ｖ族化合物でなる活性層を有する半導体積層体が、半導
体レ―ザを構成すべく形成されている半導体装置におい
て、上記活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体が、Ｉｎx （Ｇａ1-y Ａｌy ）1-x Ａｓ層（０
＜ｘ＜０．０５、０≦ｙ≦１）でなる。
【０００８】
【作用・効果】本発明による半導体装置によれば、活性
層が従来の半導体装置の場合に比し十分低い残留応力し
か有さず、このため、半導体レ―ザの寿命が、従来の半
導体装置に比し格段的に長い。
層が従来の半導体装置の場合に比し十分低い残留応力し
か有さず、このため、半導体レ―ザの寿命が、従来の半
導体装置に比し格段的に長い。
【０００９】
【実施例】次に、図を伴って、本発明の実施例を述べよ
う。
う。
【００１０】図１は、単結晶Ｓｉでなる半導体基板上
に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有
する半導体積層体が半導体レ―ザを構成すべく形成され
ている構成において、その活性層を構成している単結晶
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が、一般に、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ａｓでなる場合の、活性層内の残留応力の組成ｘ依存性
を示したものである。組成が、ほぼ０から０．０５の間
において残留応力の低減が見られることは注意すべきで
ある。
に、単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有
する半導体積層体が半導体レ―ザを構成すべく形成され
ている構成において、その活性層を構成している単結晶
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が、一般に、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ａｓでなる場合の、活性層内の残留応力の組成ｘ依存性
を示したものである。組成が、ほぼ０から０．０５の間
において残留応力の低減が見られることは注意すべきで
ある。
【００１１】この効果は、単結晶Ｓｉでなる半導体基板
と、次に具体的に述べるＧａＡｓ層界面で生じる熱歪
と、ＡｌＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｌＡｓ活性層界面で生
じる格子不整合による歪が相殺されていることにより実
現されたものである。この残留応力の低減により長寿命
のレ―ザが実現される。
と、次に具体的に述べるＧａＡｓ層界面で生じる熱歪
と、ＡｌＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｌＡｓ活性層界面で生
じる格子不整合による歪が相殺されていることにより実
現されたものである。この残留応力の低減により長寿命
のレ―ザが実現される。
【００１２】以上にもとずき、本発明の実施例は具体的
に図２に示す、次の構成を有する。
に図２に示す、次の構成を有する。
【００１３】すなわち、ｎ−Ｓｉ基板１上に、Ｎ−Ｇａ
Ａｓ層２がＯＭＶＰＥ法によりバッファ層として成長形
成され、その上に、半導体レ―ザを構成する半導体積層
体が成長形成されている。
Ａｓ層２がＯＭＶＰＥ法によりバッファ層として成長形
成され、その上に、半導体レ―ザを構成する半導体積層
体が成長形成されている。
【００１４】クラッド層として、１μｍ厚のｎ−Ａｌ
0.7Ｇａ0.3Ａｓ層３、１μｍ厚のｐ−Ａｌ 0.7Ｇａ
0.3Ａｓ層５を用いている。
0.7Ｇａ0.3Ａｓ層３、１μｍ厚のｐ−Ａｌ 0.7Ｇａ
0.3Ａｓ層５を用いている。
【００１５】また、活性層４は、単一量子井戸構造とし
ているが、０．１μｍ厚のバリア層が、Ａｌ：Ｇａの組
成比を３：７で有し、８ｎｍ厚のウェル層がＧａＡｓを
基本としている。ここで活性層内のＡｌＧａＡｓ、Ｇａ
Ａｓ層内には組成として約０．０２に対応するＩｎを添
加している。コンタクト層６はｐ−ＧａＡｓ層としてい
る。
ているが、０．１μｍ厚のバリア層が、Ａｌ：Ｇａの組
成比を３：７で有し、８ｎｍ厚のウェル層がＧａＡｓを
基本としている。ここで活性層内のＡｌＧａＡｓ、Ｇａ
Ａｓ層内には組成として約０．０２に対応するＩｎを添
加している。コンタクト層６はｐ−ＧａＡｓ層としてい
る。
【００１６】レ―ザ構造はエッチングによるリッジ構造
としている。リッジの幅は５μｍで導波路長は３００μ
ｍとしている。絶縁層としてＳｉＯ2 層７を用い、ｐ−
コンタクト電極８はＡｕ−Ｚｎ−Ｎｉ、ｎ−コンタクト
電極９はＡＵ−Ｓｂを用いている。
としている。リッジの幅は５μｍで導波路長は３００μ
ｍとしている。絶縁層としてＳｉＯ2 層７を用い、ｐ−
コンタクト電極８はＡｕ−Ｚｎ−Ｎｉ、ｎ−コンタクト
電極９はＡＵ−Ｓｂを用いている。
【００１７】作成したＳｉ基板上レ―ザは室温において
閾値４５ｍＡで発振した。さらにこのレ―ザは２ｍＷの
一定出力による室温動作において、長時間以上駆動電流
が変化することもなく、劣化がみられなかった。
閾値４５ｍＡで発振した。さらにこのレ―ザは２ｍＷの
一定出力による室温動作において、長時間以上駆動電流
が変化することもなく、劣化がみられなかった。
【００１８】レ―ザの構造は上記に限定されるものでは
なく、少なくとも活性層一部にＩｎＧａＡｓを用いてい
るものであればリッジ幅、活性層の構造は種々作成で
き、埋め込み型構造も作成することができる。
なく、少なくとも活性層一部にＩｎＧａＡｓを用いてい
るものであればリッジ幅、活性層の構造は種々作成で
き、埋め込み型構造も作成することができる。
【００１９】また、実施例では、クラッド層にＡｌＧａ
Ａｓ層を用いたが、ＩｎＧａＡｌＰ層などであっても良
いことは言うまでもない。
Ａｓ層を用いたが、ＩｎＧａＡｌＰ層などであっても良
いことは言うまでもない。
【図１】Ｓｉ基板上に作成されたＧａＡｓ系レ―ザにお
ける活性層をＩｎxＧａ1-x Ａｓとしたときの活性層内
の残留応力の組成ｘ依存性を示したものである。
ける活性層をＩｎxＧａ1-x Ａｓとしたときの活性層内
の残留応力の組成ｘ依存性を示したものである。
【図２】本発明による半導体装置の実施例を示す略線的
断面図である。 １ ｎ−Ｓｉ半導体基板 ２ ｎ−ＧａＡｓ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＡｓ層 ４ 活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＡｓ層 ６ ｐ−ＧａＡｓ層 ７ ＳｉＯ2 ８ ｐ−コンタクト電極 ９ ｎ−コンタクト電極
断面図である。 １ ｎ−Ｓｉ半導体基板 ２ ｎ−ＧａＡｓ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＡｓ層 ４ 活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＡｓ層 ６ ｐ−ＧａＡｓ層 ７ ＳｉＯ2 ８ ｐ−コンタクト電極 ９ ｎ−コンタクト電極
Claims (1)
- 【請求項１】 単結晶Ｓｉでなる半導体基板上に、単結
晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体でなる活性層を有する半導
体積層体が、半導体レ―ザを構成すべく形成されている
半導体装置において、 上記活性層を構成している単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体が、Ｉｎx （Ｇａ1-y Ａｌy ）1-x Ａｓ（０＜ｘ＜
０．０５、０≦ｙ≦１）でなることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25452391A JPH0567841A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25452391A JPH0567841A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567841A true JPH0567841A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17266225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25452391A Pending JPH0567841A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567841A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887011A (en) * | 1996-09-25 | 1999-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP25452391A patent/JPH0567841A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887011A (en) * | 1996-09-25 | 1999-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
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