JPH06314657A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents
光半導体素子の製造方法Info
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- JPH06314657A JPH06314657A JP5664393A JP5664393A JPH06314657A JP H06314657 A JPH06314657 A JP H06314657A JP 5664393 A JP5664393 A JP 5664393A JP 5664393 A JP5664393 A JP 5664393A JP H06314657 A JPH06314657 A JP H06314657A
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- 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
- H01S5/0265—Intensity modulators
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- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】選択成長マスクとして従来使用されたＳｉＯ2
やＳｉＮX を用いると、成長温度が低い場合やＭＯＶＰ
Ｅにおいては成長圧力が高い場合やマスク面積が広い場
合には、その上に多結晶が堆積する。多結晶の堆積のな
い選択成長可能条件を更に広げる。 【構成】従来のマスクを用いると膜には未結合手が存在
し、これがマスク上に飛来した３族、５族原料の吸着種
と結合し、多結晶堆積の一因となる。ＭＢＥ成長による
ＭｏＳｅ2 からなるマスク２１を用いると、膜表面には
未結合手が存在しないため膜上の３族５族原料の吸着種
との結合が起こらず選択性が向上することが期待され
る。ＭＯＶＰＥでは、より高い成長圧力でも選択成長が
可能となり、３００Ｔｏｒｒ以上で選択成長を行うこと
により従来よりもマスク幅によるＭＱＷ構造の波長変化
が広がる。選択成長で形成したＤＦＢレーザと半導体光
変調器を集積した素子においては損失が低減し変調帯域
が拡大する。
やＳｉＮX を用いると、成長温度が低い場合やＭＯＶＰ
Ｅにおいては成長圧力が高い場合やマスク面積が広い場
合には、その上に多結晶が堆積する。多結晶の堆積のな
い選択成長可能条件を更に広げる。 【構成】従来のマスクを用いると膜には未結合手が存在
し、これがマスク上に飛来した３族、５族原料の吸着種
と結合し、多結晶堆積の一因となる。ＭＢＥ成長による
ＭｏＳｅ2 からなるマスク２１を用いると、膜表面には
未結合手が存在しないため膜上の３族５族原料の吸着種
との結合が起こらず選択性が向上することが期待され
る。ＭＯＶＰＥでは、より高い成長圧力でも選択成長が
可能となり、３００Ｔｏｒｒ以上で選択成長を行うこと
により従来よりもマスク幅によるＭＱＷ構造の波長変化
が広がる。選択成長で形成したＤＦＢレーザと半導体光
変調器を集積した素子においては損失が低減し変調帯域
が拡大する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信、光情報処理など
に用いられる光半導体素子の製造方法に関し、特に選択
成長を用いて素子を製造する方法に関する。
に用いられる光半導体素子の製造方法に関し、特に選択
成長を用いて素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体薄膜の選択エピタキシャル成長は
量子細線、量子箱、光集積素子等の製造方法として注目
され、広く研究が行われている。このような選択成長法
のうち有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）は、例えばジ
ャーナル オブ アプライドフィジックス（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）６８巻
６５０ページ １９９０年に、有機金属分子線エピタ
キシャル成長法（ＭＯＭＢＥ）は、例えばジャーナル
オブ クリスタル グロース（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）７３巻 ７３ページ １
９８５年に、ケミカルビームエピタキシャル成長法（Ｃ
ＢＥ）は、例えばアプライド フィジックス レターズ
（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）
５９巻４４３ページ １９９１年に報告されている。こ
れらの成長法では、マスク材料としては、すべてＳｉＯ
2 またはＳｉＮX の膜が用いられている。
量子細線、量子箱、光集積素子等の製造方法として注目
され、広く研究が行われている。このような選択成長法
のうち有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）は、例えばジ
ャーナル オブ アプライドフィジックス（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）６８巻
６５０ページ １９９０年に、有機金属分子線エピタ
キシャル成長法（ＭＯＭＢＥ）は、例えばジャーナル
オブ クリスタル グロース（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）７３巻 ７３ページ １
９８５年に、ケミカルビームエピタキシャル成長法（Ｃ
ＢＥ）は、例えばアプライド フィジックス レターズ
（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）
５９巻４４３ページ １９９１年に報告されている。こ
れらの成長法では、マスク材料としては、すべてＳｉＯ
2 またはＳｉＮX の膜が用いられている。
【０００３】このうち有機金属気相成長法によりＩｎＰ
系材料の選択成長を行うと、マスク幅によって、マスク
で挟まれたリッジ部分の膜厚や３元、４元混晶の組成が
変化することが知られており、多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造を選択成長で形成すればマスク幅でバンドギャップ
エネルギーを制御することが可能となる。このことを利
用して１回の結晶成長で例えば活性領域と導波路領域を
同一基板上に形成できるため光集積素子の製造方法とし
て注目され、試作も進められている〔ＥＣＯＣ及びＩＯ
ＯＣ’９１のテクニカル ダイジェスト（Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）Ｗｅ．Ｂ．７ １ ４２９−４
３２ページ〕。このようなバンドギャップエネルギー制
御技術においてはマスク幅によるバンドギャップエネル
ギー変化量の増大が今後の課題となっているが、これに
はマスク幅の差を大きくするか、幅２μｍ程度のリッジ
の選択成長の場合には成長圧力を高くするか、マスク幅
の差を大きくとることが良いことが分かっている。
系材料の選択成長を行うと、マスク幅によって、マスク
で挟まれたリッジ部分の膜厚や３元、４元混晶の組成が
変化することが知られており、多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造を選択成長で形成すればマスク幅でバンドギャップ
エネルギーを制御することが可能となる。このことを利
用して１回の結晶成長で例えば活性領域と導波路領域を
同一基板上に形成できるため光集積素子の製造方法とし
て注目され、試作も進められている〔ＥＣＯＣ及びＩＯ
ＯＣ’９１のテクニカル ダイジェスト（Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）Ｗｅ．Ｂ．７ １ ４２９−４
３２ページ〕。このようなバンドギャップエネルギー制
御技術においてはマスク幅によるバンドギャップエネル
ギー変化量の増大が今後の課題となっているが、これに
はマスク幅の差を大きくするか、幅２μｍ程度のリッジ
の選択成長の場合には成長圧力を高くするか、マスク幅
の差を大きくとることが良いことが分かっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらマスクと
してＳｉＯ2 またはＳｉＮX を膜を用いた場合、例えば
ＭＯＶＰＥ法においては成長圧力が高い場合やマスク幅
が大きい場合（バンドギャップエネルギー変化量を大き
くしたい場合）や、成長温度が低い場合（特に選択成長
を用いて埋め込み再成長を行う場合にはドーパントの拡
散を防止するという点から低温成長が好ましい）、ＭＯ
ＭＢＥ法とＣＢＥ法では成長温度が低い場合には、いず
れもマスク上に半導体多結晶が堆積してしまう。このよ
うな多結晶が堆積してしまうと、マスクのリフトオフが
不可能となるため、リフトオフを含む光半導体素子の製
造プロセスが不可能になる。また、リフトオフを含まな
いプロセスにおいても堆積した多結晶の凹凸により電極
の段切れがおこる等の問題が発生する。
してＳｉＯ2 またはＳｉＮX を膜を用いた場合、例えば
ＭＯＶＰＥ法においては成長圧力が高い場合やマスク幅
が大きい場合（バンドギャップエネルギー変化量を大き
くしたい場合）や、成長温度が低い場合（特に選択成長
を用いて埋め込み再成長を行う場合にはドーパントの拡
散を防止するという点から低温成長が好ましい）、ＭＯ
ＭＢＥ法とＣＢＥ法では成長温度が低い場合には、いず
れもマスク上に半導体多結晶が堆積してしまう。このよ
うな多結晶が堆積してしまうと、マスクのリフトオフが
不可能となるため、リフトオフを含む光半導体素子の製
造プロセスが不可能になる。また、リフトオフを含まな
いプロセスにおいても堆積した多結晶の凹凸により電極
の段切れがおこる等の問題が発生する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明による光半導体素子の製造方法では、マス
クとして分子線エピタキシャル成長法で成長したセレン
化モリブデン、硫化モリブデン、硫化ハフニウム、セレ
ン化ニオブ、硫化ニオブ（遷移金属カルコゲナイド）の
膜を用いることを特徴としている。
めに、本発明による光半導体素子の製造方法では、マス
クとして分子線エピタキシャル成長法で成長したセレン
化モリブデン、硫化モリブデン、硫化ハフニウム、セレ
ン化ニオブ、硫化ニオブ（遷移金属カルコゲナイド）の
膜を用いることを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明による選択成長法では、マスクとして分
子線エピタキシャル成長法により積層した遷移金属カル
コゲナイドを用いる。分子線エピタキシャル成長法によ
り成長した遷移金属カルコゲナイドは層状物質と呼ば
れ、膜表面には未結合手が存在せず、また基板表面と
は、基板の未結合手がターミネートされている場合、フ
ァンデルワールス力により弱く結合することが知られて
いる〔ジャーナル オブ クリスタル グロース（Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）１
１１巻 １０２９ページ １９９１年〕。３−５族半導
体基板には未結合手が存在するが、この基板上にはＧａ
Ｓｅがエピタキシャル成長することが知られており、さ
らにＧａＳｅ上に遷移金属カルコゲナイドがエピタキシ
ャル成長することも知られている。したがって３−５族
半導体基板上にも層状物質をエピタキシャル成長するこ
とが可能になる。
子線エピタキシャル成長法により積層した遷移金属カル
コゲナイドを用いる。分子線エピタキシャル成長法によ
り成長した遷移金属カルコゲナイドは層状物質と呼ば
れ、膜表面には未結合手が存在せず、また基板表面と
は、基板の未結合手がターミネートされている場合、フ
ァンデルワールス力により弱く結合することが知られて
いる〔ジャーナル オブ クリスタル グロース（Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）１
１１巻 １０２９ページ １９９１年〕。３−５族半導
体基板には未結合手が存在するが、この基板上にはＧａ
Ｓｅがエピタキシャル成長することが知られており、さ
らにＧａＳｅ上に遷移金属カルコゲナイドがエピタキシ
ャル成長することも知られている。したがって３−５族
半導体基板上にも層状物質をエピタキシャル成長するこ
とが可能になる。
【０００７】一方、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）で堆積
したＳｉＯ2 やＳｉＮX 膜をマスクに用いて選択成長を
行う場合、化合物半導体基板を用いるときには５族元素
抜けを防ぐためには例えばＩｎＰ基板では４００℃以下
の温度で成膜する必要があり、このような低温で成膜し
たＳｉＯ2 やＳｉＮX 膜表面には未結合手が多数存在し
ている。これらのマスクを用いて化合物半導体の選択成
長を行うと、未結合手は選択成長中にマスク表面に飛来
した３族原料及び５族原料の吸着種と結合を作りマスク
上への多結晶の堆積を促進し、かつ表面での吸着種のマ
イグレーションも阻害すると考えられる。
したＳｉＯ2 やＳｉＮX 膜をマスクに用いて選択成長を
行う場合、化合物半導体基板を用いるときには５族元素
抜けを防ぐためには例えばＩｎＰ基板では４００℃以下
の温度で成膜する必要があり、このような低温で成膜し
たＳｉＯ2 やＳｉＮX 膜表面には未結合手が多数存在し
ている。これらのマスクを用いて化合物半導体の選択成
長を行うと、未結合手は選択成長中にマスク表面に飛来
した３族原料及び５族原料の吸着種と結合を作りマスク
上への多結晶の堆積を促進し、かつ表面での吸着種のマ
イグレーションも阻害すると考えられる。
【０００８】従ってマスクとして表面に未結合手が存在
しない層状物質を用いればより選択性が向上することが
考えられ、より低温での選択成長や、ＭＯＶＰＥ法での
より高い成長圧力での選択成長が可能になるものと考え
られる。
しない層状物質を用いればより選択性が向上することが
考えられ、より低温での選択成長や、ＭＯＶＰＥ法での
より高い成長圧力での選択成長が可能になるものと考え
られる。
【０００９】
【実施例】次に図面を参照して本発明を説明する。図１
（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実
施例を説明するための半導体チップの斜視図である。以
下、選択成長技術を用いて製造する光半導体素子の一実
施例として、ＭＯＶＰＥ法による選択成長技術を用い
て、ＭＱＷ構造の活性層を有する分布帰還型（ＤＦＢ）
レーザと量子閉じこめシュタルク効果を利用した半導体
光変調器を集積した素子を作製した結果について述べ
る。
（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実
施例を説明するための半導体チップの斜視図である。以
下、選択成長技術を用いて製造する光半導体素子の一実
施例として、ＭＯＶＰＥ法による選択成長技術を用い
て、ＭＱＷ構造の活性層を有する分布帰還型（ＤＦＢ）
レーザと量子閉じこめシュタルク効果を利用した半導体
光変調器を集積した素子を作製した結果について述べ
る。
【００１０】まず図１（ａ）に示すように、（１００）
ｎ−ＩｎＰ基板１のレーザ領域のみに［０１１］方向に
グレーティング（回折格子）１１を形成する。次に図１
（ｂ）に示すように、全面にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層８（波長１．３μｍ組成、キャリア濃度１×１０18ｃ
ｍ-3、層厚１００ｎｍ）、ｎ−ＩｎＰスペーサ層９（キ
ャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、層厚５０ｎｍ）をＭＯＶ
ＰＥ法により成長した。この時の成長圧力は７６Ｔｏｒ
ｒ、成長温度は６２５℃である。
ｎ−ＩｎＰ基板１のレーザ領域のみに［０１１］方向に
グレーティング（回折格子）１１を形成する。次に図１
（ｂ）に示すように、全面にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層８（波長１．３μｍ組成、キャリア濃度１×１０18ｃ
ｍ-3、層厚１００ｎｍ）、ｎ−ＩｎＰスペーサ層９（キ
ャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、層厚５０ｎｍ）をＭＯＶ
ＰＥ法により成長した。この時の成長圧力は７６Ｔｏｒ
ｒ、成長温度は６２５℃である。
【００１１】次に図１（ｃ）に示すように、この基板１
上に分子線エピタキシャル成長法により固体Ｇａソース
と固体Ｓｅソースを用いて、ＧａＳｅ層を成長温度４０
０℃で５０ｎｍの厚さに成長し、さらにその上に固体Ｍ
ｏソースと固体Ｓｅソースを用いてＭｏＳｅ2 層を６０
０℃で５０ｎｍの厚さに成長し、フォトリソグラフィー
及びウェットエッチング法により、互いに対向する側の
側面は平行な直線（間隔２μｍ）であり、ストライプ幅
がレーザ領域では１０μｍ、変調器領域では６μｍにな
るようにパターニングしマスク２１を形成した。ストラ
イプ幅の遷移領域長は２０μｍとした。
上に分子線エピタキシャル成長法により固体Ｇａソース
と固体Ｓｅソースを用いて、ＧａＳｅ層を成長温度４０
０℃で５０ｎｍの厚さに成長し、さらにその上に固体Ｍ
ｏソースと固体Ｓｅソースを用いてＭｏＳｅ2 層を６０
０℃で５０ｎｍの厚さに成長し、フォトリソグラフィー
及びウェットエッチング法により、互いに対向する側の
側面は平行な直線（間隔２μｍ）であり、ストライプ幅
がレーザ領域では１０μｍ、変調器領域では６μｍにな
るようにパターニングしマスク２１を形成した。ストラ
イプ幅の遷移領域長は２０μｍとした。
【００１２】次に図２（ａ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、層厚５
０ｎｍ）、ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４
（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3、層厚５０ｎｍ）をＭ
ＯＶＰＥ法により成長圧力５００Ｔｏｒｒ、成長温度６
２５℃で選択成長した。ＭＱＷはウエル数４で、ウエル
はＩｎＧａＡｓ、バリアはＩｎＧａＡｓＰとした。また
活性領域においてウエル及びバリアがＩｎＰ基板１に格
子整合し、ウエル厚７．５ｎｍ、バリア厚１５ｎｍにな
るように成長条件を設定した。この結果活性領域での発
光波長は１．５６μｍ、変調器領域では１．３８μｍに
なった。
クラッド層２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、層厚５
０ｎｍ）、ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４
（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3、層厚５０ｎｍ）をＭ
ＯＶＰＥ法により成長圧力５００Ｔｏｒｒ、成長温度６
２５℃で選択成長した。ＭＱＷはウエル数４で、ウエル
はＩｎＧａＡｓ、バリアはＩｎＧａＡｓＰとした。また
活性領域においてウエル及びバリアがＩｎＰ基板１に格
子整合し、ウエル厚７．５ｎｍ、バリア厚１５ｎｍにな
るように成長条件を設定した。この結果活性領域での発
光波長は１．５６μｍ、変調器領域では１．３８μｍに
なった。
【００１３】次に図２（ｂ）に示すように、導波領域に
隣接した両側のマスク２１を、それぞれ幅２μｍにわた
って除去し、続いて図２（ｃ）に示すように、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層６（Ｚｎキャリア濃度５×１０17ｃｍ-3、
層厚１．５μｍ）及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓキャップ層７
（層厚０．３μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）を
ＭＯＶＰＥで選択成長した。このときは成長圧力７６Ｔ
ｏｒｒ、成長温度５５０℃で成長を行った。この低温埋
め込み成長によりクラッド層６から活性層へのＺｎの拡
散を抑制することができた。
隣接した両側のマスク２１を、それぞれ幅２μｍにわた
って除去し、続いて図２（ｃ）に示すように、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層６（Ｚｎキャリア濃度５×１０17ｃｍ-3、
層厚１．５μｍ）及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓキャップ層７
（層厚０．３μｍ、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3）を
ＭＯＶＰＥで選択成長した。このときは成長圧力７６Ｔ
ｏｒｒ、成長温度５５０℃で成長を行った。この低温埋
め込み成長によりクラッド層６から活性層へのＺｎの拡
散を抑制することができた。
【００１４】最後に全面に形成したマスクを長さ２０μ
ｍのレーザ・変調器領域間にわたって窓開けし、ｐ+ −
ＩｎＧａＡｓキャップ層７をエッチング除去して領域間
の電気的絶縁を図った。更にｐ側電極をパッド状に形成
し、基板１側にもｎ側電極を形成して素子化した。へき
開したレーザ領域長は５００μｍ、変調器領域長は２０
０μｍとした。
ｍのレーザ・変調器領域間にわたって窓開けし、ｐ+ −
ＩｎＧａＡｓキャップ層７をエッチング除去して領域間
の電気的絶縁を図った。更にｐ側電極をパッド状に形成
し、基板１側にもｎ側電極を形成して素子化した。へき
開したレーザ領域長は５００μｍ、変調器領域長は２０
０μｍとした。
【００１５】以上で用いたＭＯＶＰＥ成長では、５族原
料ガスと３族原料ガスの比はＩｎＰを２００、ＩｎＧａ
Ａｓを５０、及びＩｎＧａＡｓＰを２４０とした。３族
半導体原料にはトリエチルガリウム〔ＴＥＧ：Ｇａ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 〕、トリメチルインジウム〔ＴＭＩ：Ｉｎ
（ＣＨ3 ）3 〕、５族原料にはアルシン（ＡｓＨ3 ）、
ホスフィン（ＰＨ3 ）を用いた。また、ドーパントとし
てｎ型にはシラン（ＳｉＨ4 ）、ｐ型にはジメチルジン
ク〔ＤＭＺ：Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 〕を用いた。成長速度は
ＩｎＰは０．８μｍ／ｈｒ、ＩｎＧａＡｓは０．７μｍ
／ｈｒ、ＩｎＧａＡｓは１．０μｍ／ｈｒとした。
料ガスと３族原料ガスの比はＩｎＰを２００、ＩｎＧａ
Ａｓを５０、及びＩｎＧａＡｓＰを２４０とした。３族
半導体原料にはトリエチルガリウム〔ＴＥＧ：Ｇａ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 〕、トリメチルインジウム〔ＴＭＩ：Ｉｎ
（ＣＨ3 ）3 〕、５族原料にはアルシン（ＡｓＨ3 ）、
ホスフィン（ＰＨ3 ）を用いた。また、ドーパントとし
てｎ型にはシラン（ＳｉＨ4 ）、ｐ型にはジメチルジン
ク〔ＤＭＺ：Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 〕を用いた。成長速度は
ＩｎＰは０．８μｍ／ｈｒ、ＩｎＧａＡｓは０．７μｍ
／ｈｒ、ＩｎＧａＡｓは１．０μｍ／ｈｒとした。
【００１６】典型的な素子の発振しきい値電流は２０ｍ
Ａで、変調器側からの最大ＣＷ光出力は３０ｍＷであっ
た。また変調器領域の組成は従来の７６Ｔｏｒｒでの選
択成長における１．４８μｍにくらべて短波長の１．３
８μｍであるため、レーザ領域での出力光の変調器領域
での吸収損失が低減する効果をもたらした。また、従来
は出力光が変調器領域で吸収されることによりキャリア
の蓄積がおこり、変調帯域が小さくなる現象が見られた
が、これも変調器領域の短波長化により解決された。
Ａで、変調器側からの最大ＣＷ光出力は３０ｍＷであっ
た。また変調器領域の組成は従来の７６Ｔｏｒｒでの選
択成長における１．４８μｍにくらべて短波長の１．３
８μｍであるため、レーザ領域での出力光の変調器領域
での吸収損失が低減する効果をもたらした。また、従来
は出力光が変調器領域で吸収されることによりキャリア
の蓄積がおこり、変調帯域が小さくなる現象が見られた
が、これも変調器領域の短波長化により解決された。
【００１７】本実施例ではＭＯＶＰＥ選択成長圧力を５
００Ｔｏｒｒとすることによりレーザ領域と変調器領域
のバンドギャップエネルギー差の拡大を図ったが、レー
ザ領域のマスク幅を３０〜５０μｍに拡大してバンドギ
ャップエネルギー差を拡大しても良い。
００Ｔｏｒｒとすることによりレーザ領域と変調器領域
のバンドギャップエネルギー差の拡大を図ったが、レー
ザ領域のマスク幅を３０〜５０μｍに拡大してバンドギ
ャップエネルギー差を拡大しても良い。
【００１８】本実施例では選択成長を用いて電流挟窄構
造を形成したが、選択成長を用いない全面埋め込み成長
とプロトン打ち込みによる電流挟窄構造などを用いても
実現できる。
造を形成したが、選択成長を用いない全面埋め込み成長
とプロトン打ち込みによる電流挟窄構造などを用いても
実現できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、遷
移金属カルコゲナイドを成長阻止マスクとして用いるこ
とにより、ＭＯＶＰＥ法では成長圧力が高い場合やマス
ク面積が広い場合、さらに成長温度が低い場合でも良好
な選択成長が実現できる。また、ＭＯＭＢＥ法やＣＢＥ
法では成長温度が低い場合でも良好な半導体薄膜の選択
成長が実現できる。その結果、ＭＯＶＰＥ法による選択
成長に於いては、マスク幅によるバンドギャップエネル
ギー制御範囲が従来のＳｉＯ2 やＳｉＮX のマスクより
も広くとることが可能になり、一例としてＤＦＢレーザ
と半導体光変調器を集積した素子においては、レーザ領
域での出力光の変調器領域での吸収損失が低減する効果
をもたらした。また選択再成長を行う時には、成長温度
を低くすることができるためドーパンドの拡散も抑制さ
れる。
移金属カルコゲナイドを成長阻止マスクとして用いるこ
とにより、ＭＯＶＰＥ法では成長圧力が高い場合やマス
ク面積が広い場合、さらに成長温度が低い場合でも良好
な選択成長が実現できる。また、ＭＯＭＢＥ法やＣＢＥ
法では成長温度が低い場合でも良好な半導体薄膜の選択
成長が実現できる。その結果、ＭＯＶＰＥ法による選択
成長に於いては、マスク幅によるバンドギャップエネル
ギー制御範囲が従来のＳｉＯ2 やＳｉＮX のマスクより
も広くとることが可能になり、一例としてＤＦＢレーザ
と半導体光変調器を集積した素子においては、レーザ領
域での出力光の変調器領域での吸収損失が低減する効果
をもたらした。また選択再成長を行う時には、成長温度
を低くすることができるためドーパンドの拡散も抑制さ
れる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための半導体チッ
プの斜視図。
プの斜視図。
【図２】本発明の一実施例を説明するための半導体チッ
プの斜視図。
プの斜視図。
１ ｎ−ＩｎＰ（１００）基板 ２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３ 活性層（量子井戸構造を含む） ４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ６ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ７ ｐ+ −ＩｎＧａＡｓキャップ層 ８ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ９ ｎ−ＩｎＰスペーサ層 １１ グレーティング ２１ マスク
Claims (1)
- 【請求項１】 マスクで覆われた部分以外の半導体層上
に選択的に半導体薄膜を積層する選択エピタキシャル成
長を用いて光半導体素子を形成する方法において、前記
マスクとして分子線エピタキシャル成長法で形成したセ
レン化モリブデン、硫化モリブデン、硫化ハフニウム、
セレン化ニオブ、硫化ニオブの内いずれか１つの膜を用
いることを特徴とする光半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5664393A JPH07101674B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5664393A JPH07101674B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314657A true JPH06314657A (ja) | 1994-11-08 |
| JPH07101674B2 JPH07101674B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=13033029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5664393A Expired - Lifetime JPH07101674B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101674B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08292336A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-05 | Nec Corp | 光半導体集積回路の製造方法 |
| US5918109A (en) * | 1995-02-22 | 1999-06-29 | Nec Corporation | Method for making optical semiconductor element |
| JPH11251686A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 変調器付半導体レーザ及びその製造方法 |
| US6111904A (en) * | 1995-03-30 | 2000-08-29 | Nec Corporation | Laser diode with an improved multiple quantum well structure adopted for reduction in wavelength chirping |
| US6134368A (en) * | 1996-08-30 | 2000-10-17 | Nec Corporation | Optical semiconductor device with a current blocking structure and method for making the same |
| US6204078B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-03-20 | Nec Corporation | Method of fabricating photonic semiconductor device using selective MOVPE |
| US6228671B1 (en) | 1998-06-10 | 2001-05-08 | Nec Corporation | Process for production of semiconductor laser grating |
| KR101009408B1 (ko) * | 2008-12-08 | 2011-01-19 | 한국광기술원 | 다중 영역 반도체 레이저 및 그의 제조방법 |
| KR20150083783A (ko) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법, 반도체장치, 및 반도체장치의 제조 시스템 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5664393A patent/JPH07101674B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR20150083783A (ko) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법, 반도체장치, 및 반도체장치의 제조 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101674B2 (ja) | 1995-11-01 |
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|---|---|---|---|
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