JP4634847B2 - Optical semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は光半導体素子およびその製造方法に関し、特に光増幅素子等の光半導体素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor element and a manufacturing method thereof, and more particularly to an optical semiconductor element such as an optical amplification element and a manufacturing method thereof.
光増幅素子等の光半導体素子は、通常その内部に、ｐ型クラッド層とｎ型クラッド層との間に活性層が挟まれた構造を有しており、ｐ型，ｎ型クラッド層間に所定のバイアスを印加したときの活性層における発光再結合を利用して光が取り出される。 An optical semiconductor element such as an optical amplifying element usually has a structure in which an active layer is sandwiched between a p-type cladding layer and an n-type cladding layer, and a predetermined layer is interposed between p-type and n-type cladding layers. The light is extracted by utilizing the light emission recombination in the active layer when the above bias is applied.
従来、このような光半導体素子の構成材料としては、ＧａＡｓやＩｎＰといった化合物半導体のほかＡｌＧａＮ等の窒化物半導体が一般的に用いられてきた。近年では、このような光半導体素子の活性層の部分にフォトニック結晶を用いた提案もなされている（特許文献１参照）。フォトニック結晶とは、屈折率の異なる物質を光の特定波長以下のサイズで規則正しく周期的に配列させた構造を有する結晶であり、物質の配列の仕方によって１次元、２次元、３次元結晶に分類される。このようなフォトニック結晶は、その周期に応じた特定波長の光が透過できないため、上記提案では、これを光半導体素子の活性層部分に用いることにより、そこでの発光や発熱を伴う不要な放射再結合を抑える等の試みがなされている。 Conventionally, nitride semiconductors such as AlGaN as well as compound semiconductors such as GaAs and InP have been generally used as constituent materials for such optical semiconductor elements. In recent years, a proposal using a photonic crystal for an active layer portion of such an optical semiconductor element has also been made (see Patent Document 1). A photonic crystal is a crystal having a structure in which substances having different refractive indexes are regularly and periodically arranged with a size equal to or smaller than a specific wavelength of light. Depending on how the substances are arranged, the photonic crystal is changed into a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional crystal. being classified. Since such a photonic crystal cannot transmit light of a specific wavelength according to its period, in the above proposal, by using this for an active layer portion of an optical semiconductor element, unnecessary radiation accompanied with light emission and heat generation there. Attempts have been made to suppress recombination.
また、近年では、このようなフォトニック結晶の周期構造の形態や形成方法等についても様々な検討がなされてきている（特許文献１，非特許文献１参照）。
ところで、従来の光半導体素子には、次のような問題点があった。
図７は従来の光半導体素子のエネルギーバンド構造の模式図である。
光半導体素子が、例えばこの図７に示すように、その活性層１００をｐ型，ｎ型クラッド層１０１，１０２間に挟まれた素子構造を有している場合で、そのｐ型クラッド層１０１側を正電圧（＋）、ｎ型クラッド層１０２側を負電圧（−）とする順バイアスを印加した場合を想定する。この場合、通常は、伝導帯（Ｅｃ）ではｎ型クラッド層１０２にある電子が活性層１００のポテンシャル井戸に落ち込み、価電子帯（Ｅｖ）ではｐ型クラッド層１０１にある正孔が活性層１００のポテンシャル井戸に落ち込んで、その電子−正孔対が再結合することによって、そのバンド間のエネルギーに相当する波長の光（光ａ）が取り出される。
However, the conventional optical semiconductor device has the following problems.
FIG. 7 is a schematic diagram of an energy band structure of a conventional optical semiconductor element.
When the optical semiconductor element has an element structure in which the active layer 100 is sandwiched between p-type and n-type clad layers 101 and 102 as shown in FIG. 7, for example, the p-type clad layer 101 Assume that a forward bias is applied with a positive voltage (+) on the side and a negative voltage (−) on the n-type cladding layer 102 side. In this case, normally, electrons in the n-type cladding layer 102 fall into the potential well of the active layer 100 in the conduction band (Ec), and holes in the p-type cladding layer 101 in the valence band (Ev). When the electron-hole pair is recombined in the potential well, light having a wavelength corresponding to the energy between the bands (light a) is extracted.
しかし、実際の光半導体素子においては、その構成材料や動作条件等によっては、一旦活性層１００のポテンシャル井戸に入った電子が活性層１００とｐ型クラッド層１０１との間に存在するエネルギー障壁を飛び越えてｐ型クラッド層１０１に流れ（「オーバーフロー」という。）、ｐ型クラッド層１０１内で再結合を起こして発光してしまったり（光ｂ）、発熱を伴う再結合を起こしてしまったりする場合がある。 However, in an actual optical semiconductor element, an energy barrier that electrons once entered the potential well of the active layer 100 exist between the active layer 100 and the p-type cladding layer 101 depends on the constituent materials, operating conditions, and the like. It jumps over and flows into the p-type cladding layer 101 (referred to as “overflow”), causes recombination within the p-type cladding layer 101 and emits light (light b), or causes recombination with heat generation. There is a case.
また、オーバーフローした電子がそのままｐ型クラッド層１０１側に接続されている電極まで流れて行ってしまう場合もある。これは光半導体素子にとっては、発光に寄与しないいわば無駄な電流が流れていることにほかならず、発光効率低下と共に消費電力増加の一因にもなっている。特に光増幅素子は通常高い電流密度で動作させるため、このようなオーバーフローによる消費電力の増加は無視できない。 In some cases, the overflowed electrons flow to the electrode connected to the p-type cladding layer 101 as it is. This is nothing more than a wasteful current that does not contribute to light emission for the optical semiconductor element, and also contributes to an increase in power consumption as well as a decrease in light emission efficiency. In particular, since an optical amplifying element is usually operated at a high current density, an increase in power consumption due to such an overflow cannot be ignored.
光半導体素子内において、そのｐ型クラッド層１０１まで移動した電子は、発光再結合のほか、発熱、拡散、ドリフト等によってもそこから消失していく。しかし、その多くは発光再結合である。そして、上記のようなオーバーフローは、ｐ型クラッド層１０１で発光再結合が発生しやすい場合には、いっそう起こりやすくなる。したがって、ｐ型クラッド層１０１での発光再結合の発生を抑えるようにすれば、結果的にオーバーフローの発生確率を下げることが可能になる。 In the optical semiconductor element, the electrons that have moved to the p-type cladding layer 101 disappear due to heat generation, diffusion, drift, and the like in addition to light emission recombination. However, many are luminescent recombination. The overflow as described above is more likely to occur when luminescence recombination is likely to occur in the p-type cladding layer 101. Therefore, if the occurrence of light emission recombination in the p-type cladding layer 101 is suppressed, the probability of occurrence of overflow can be lowered as a result.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、キャリアのオーバーフローを抑え高効率で発光を取り出すことのできる低消費電力の光半導体素子およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a low power consumption optical semiconductor element capable of suppressing emission of carriers and taking out light emission with high efficiency, and a method for manufacturing the same.
本発明の一観点によれば、活性層が一対のクラッド層間に挟まれた構造を有する光半導体素子において、前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層が、前記一方のクラッド層のバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させないフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いて形成されている光半導体素子が提供される。 According to one aspect of the present invention , in an optical semiconductor device having an active layer sandwiched between a pair of clad layers, at least one of the clad layers has an interband energy of the one clad layer. corresponding optical semiconductor element that is formed using a photonic crystal having a photonic band gap that does not transmit light of the wavelength is provided.
このような光半導体素子によれば、その活性層を挟むクラッド層のうちの少なくとも一方のクラッド層がフォトニック結晶を用いて形成されるため、活性層からそのクラッド層へのキャリアのオーバーフローを抑制することが可能になる。それにより、オーバーフローに起因したそのクラッド層内でのキャリアの再結合や、不要な電流の流れが抑えられるようになる。 According to such an optical semiconductor element, since at least one of the clad layers sandwiching the active layer is formed using a photonic crystal, overflow of carriers from the active layer to the clad layer is suppressed. It becomes possible to do. Thereby, recombination of carriers in the cladding layer and unnecessary current flow due to overflow can be suppressed.
また、本発明の一観点によれば、活性層が一対のクラッド層間に挟まれた構造を有する光半導体素子の製造方法において、前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層を、前記一方のクラッド層のバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させないフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いて形成する工程と、前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を用いて前記一方のクラッド層と他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成する工程と、を有する光半導体素子の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention , in an optical semiconductor device manufacturing method having an active layer sandwiched between a pair of cladding layers, at least one of the cladding layers is replaced with the one cladding layer. Forming using a photonic crystal having a photonic band gap that does not transmit light having a wavelength corresponding to the energy between the bands, and using the one cladding layer formed using the photonic crystal method for manufacturing an optical semiconductor device that having a, a step of forming the active layer is sandwiched structure is provided between the cladding layer and the other cladding layer.
このような光半導体素子の製造方法によれば、光半導体素子の活性層を挟むクラッド層のうちの少なくとも一方のクラッド層をフォトニック結晶を用いて形成し、それを用いて他方のクラッド層との間に活性層を挟んだ構造を形成する。それにより、活性層からフォトニック結晶が用いられたクラッド層へのキャリアのオーバーフローが抑制された光半導体素子が形成される。 According to such a method of manufacturing an optical semiconductor element, at least one of the cladding layers sandwiching the active layer of the optical semiconductor element is formed using a photonic crystal, and the other cladding layer is formed using the cladding layer. A structure in which an active layer is sandwiched between them is formed. Thereby, an optical semiconductor element in which overflow of carriers from the active layer to the clad layer using the photonic crystal is suppressed is formed.
本発明では、光半導体素子の活性層を挟むクラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層をフォトニック結晶を用いて形成するようにした。これにより、キャリアのオーバーフローを抑え、高効率で発光を取り出すことができ、さらに低消費電力で動作可能な光半導体素子が実現可能になる。 In the present invention, at least one of the clad layers sandwiching the active layer of the optical semiconductor element is formed using a photonic crystal. As a result, it is possible to realize an optical semiconductor element that can suppress carrier overflow, take out light emission with high efficiency, and operate with low power consumption.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は光半導体素子の要部概念図である。
光半導体素子は、通常、この図１に示すように、活性層１が導電型の異なる一対のｐ型，ｎ型クラッド層２，３の間に挟まれた積層構造を有しており、このような構造が適当な基板４の上に形成されている。図１の場合、基板４にはｎ型の導電型を有する基板（ｎ型基板）が用いられ、このｎ型基板上にｎ型クラッド層３が積層されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a main part of an optical semiconductor element.
As shown in FIG. 1, an optical semiconductor element usually has a laminated structure in which an active layer 1 is sandwiched between a pair of p-type and n-type clad layers 2 and 3 having different conductivity types. Such a structure is formed on a suitable substrate 4. In the case of FIG. 1, a substrate having an n-type conductivity (n-type substrate) is used as the substrate 4, and an n-type cladding layer 3 is laminated on the n-type substrate.
活性層１は、従来公知の構成とすることが可能であり、例えば、ＩｎＧａＡｓ等のバルク体や、そのような材料を用いた量子井戸構造体、あるいはＩｎＡｓ等の量子ドットを形成した量子ドット構造体等を用いることができる。 The active layer 1 can have a conventionally known configuration. For example, a quantum dot structure in which a bulk body such as InGaAs, a quantum well structure using such a material, or a quantum dot such as InAs is formed. A body or the like can be used.
ｐ型クラッド層２には、ここではｐ型不純物がドープされた３次元フォトニック結晶が用いられる。このようなフォトニック結晶は、ｐ型不純物をドーピングしたＩｎＰ等を用いて形成することができ、例えば次のような手順で形成することが可能である。 Here, a three-dimensional photonic crystal doped with a p-type impurity is used for the p-type cladding layer 2. Such a photonic crystal can be formed using InP or the like doped with a p-type impurity. For example, it can be formed by the following procedure.
まず、適当な材質およびサイズ（平面サイズおよび厚さ）のウェハに所定導電型の不純物をドーピングした後、パターニングとエッチングを行い、外周のフレームになる部分を残して一定周期のスリットを形成する。すなわち、これにより、ウェハの一方の側から他方の側に向かう一定の幅を持った棒状の結晶（「パイル」という。）が周期的に並設されたウェハ（「２次元フォトニックプレート」という。）が得られる。 First, after doping an impurity of a predetermined conductivity type into a wafer of an appropriate material and size (planar size and thickness), patterning and etching are performed to form slits with a constant period leaving a portion that becomes an outer peripheral frame. That is, as a result, a wafer (referred to as a “two-dimensional photonic plate”) in which rod-shaped crystals (referred to as “pile”) having a certain width from one side to the other side of the wafer are arranged periodically. .) Is obtained.
そして、これを同様にして形成された別の２次元フォトニックプレートと貼り合わせる。その際は、２枚の２次元フォトニックプレートのパイル同士が平面から見たときに互いに直交するようにして貼り合わせる。そして、さらに３枚目の２次元フォトニックプレートを、平面から見たときにそのパイルが２枚目の２次元フォトニックプレートのパイルと直交するように、かつ、平面から見たときに１枚目の２次元フォトニックプレートのパイルと重ならないように、貼り合わせる。これにより、フォトニック結晶の基本構造が形成される。 Then, this is bonded to another two-dimensional photonic plate formed in the same manner. In that case, the two two-dimensional photonic plate piles are bonded so as to be orthogonal to each other when viewed from a plane. Further, when the third two-dimensional photonic plate is viewed from the plane, the pile is orthogonal to the pile of the second two-dimensional photonic plate, and one sheet is viewed from the plane. Paste them so that they do not overlap with the piles of the two-dimensional photonic plate of the eyes. Thereby, the basic structure of the photonic crystal is formed.
２次元フォトニックプレートのパイルの幅および周期を適当に設定することにより、それに応じたフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を得ることができる。最終的には、形成する光半導体素子の要求特性等を基に、活性層１やｐ型，ｎ型クラッド層２，３の材質に応じて、必要な層数だけ２次元フォトニックプレートを貼り合わせ、目的のフォトニック結晶を得る。 By appropriately setting the pile width and period of the two-dimensional photonic plate, a photonic crystal having a photonic band gap corresponding to the pile width and period can be obtained. Finally, based on the required characteristics of the optical semiconductor element to be formed, etc., two-dimensional photonic plates are pasted in the required number of layers according to the materials of the active layer 1 and the p-type and n-type cladding layers 2 and 3. Together, the desired photonic crystal is obtained.
また、ｎ型クラッド層３は、例えば、ｎ型不純物をドーピングしたＩｎＰ等を用いて形成することができる。
このような構成を有する光半導体素子の形成に当たっては、活性層１の発光波長と異なる波長帯域にフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いてｐ型クラッド層２を形成する。さらに言えば、ｐ型クラッド層２を、その材質に応じたバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させないようなフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いて形成する。なお、面発光型の光半導体素子を形成する場合には、ｐ型クラッド層２は、さらに、発光波長の光すなわち活性層１の材質に応じたバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過するフォトニックバンドギャップを有していることが必要になる。
The n-type cladding layer 3 can be formed using, for example, InP doped with an n-type impurity.
In forming the optical semiconductor element having such a configuration, the p-type cladding layer 2 is formed using a photonic crystal having a photonic band gap in a wavelength band different from the emission wavelength of the active layer 1. More specifically, the p-type cladding layer 2 is formed using a photonic crystal having a photonic band gap that does not transmit light having a wavelength corresponding to the interband energy corresponding to the material. In the case of forming a surface-emitting optical semiconductor element, the p-type cladding layer 2 further transmits light having a light emission wavelength, that is, light having a wavelength corresponding to the interband energy corresponding to the material of the active layer 1. It is necessary to have a photonic band gap.
図２は光半導体素子のエネルギーバンド構造の模式図である。なお、図２には、順バイアス印加時の状態を示している。
活性層１を挟むｐ型クラッド層２側を正電圧（＋）、ｎ型クラッド層３側を負電圧（−）とする順バイアスが印加された場合、通常は前述のように、伝導帯（Ｅｃ）ではｎ型クラッド層３にある電子が、価電子帯（Ｅｖ）ではｐ型クラッド層２にある正孔が、それぞれ活性層１のポテンシャル井戸に落ち込み、これらの電子−正孔対が活性層１で再結合することによってそのバンド間エネルギーに相当する波長の発光が起きる。
FIG. 2 is a schematic diagram of the energy band structure of the optical semiconductor element. FIG. 2 shows a state when forward bias is applied.
When a forward bias having a positive voltage (+) on the p-type cladding layer 2 sandwiching the active layer 1 and a negative voltage (−) on the n-type cladding layer 3 side is applied, the conduction band ( In Ec), electrons in the n-type cladding layer 3 fall into the potential well of the active layer 1 in the valence band (Ev), and holes in the p-type cladding layer 2 fall into the potential well of the active layer 1, respectively. Recombination in the layer 1 causes light emission with a wavelength corresponding to the interband energy.
このとき、ｐ型クラッド層２がそのバンド間エネルギーに相当するフォトニックバンドギャップを有していると、図中点線で示したように、たとえ電子が活性層１からｐ型クラッド層２にオーバーフローしたとしても原理的にはｐ型クラッド層２内での発光再結合は起こらなくなる。電子は、発光のほか、発熱や拡散等によってもｐ型クラッド層２から消失していくが、その大部分を占める発光再結合過程が律速されることで、結果的に光半導体素子ではオーバーフローの発生確率が下がる。そして、相対的に本来の活性層１での発光再結合の発生確率が高まることになる。 At this time, if the p-type cladding layer 2 has a photonic band gap corresponding to the energy between the bands, electrons overflow from the active layer 1 to the p-type cladding layer 2 as shown by the dotted line in the figure. Even in this case, in principle, no light emission recombination occurs in the p-type cladding layer 2. Electrons disappear from the p-type cladding layer 2 not only by light emission but also by heat generation and diffusion, but the light emission recombination process occupying most of the electrons is rate-limited, resulting in an overflow in the optical semiconductor element. The probability of occurrence decreases. As a result, the probability of occurrence of luminescence recombination in the original active layer 1 is relatively increased.
このようにｐ型クラッド層２にフォトニック結晶を用いてオーバーフローを抑えることにより、本来光半導体素子から取り出されるべき波長の光を高効率で取り出すことが可能になる。さらに、オーバーフローを抑えることにより、発光に寄与しない無駄な電流を抑えることができるようになるので、光半導体素子の低消費電力化が可能になる。 In this way, by using a photonic crystal in the p-type cladding layer 2 to suppress overflow, it becomes possible to extract light with a wavelength that should originally be extracted from the optical semiconductor element with high efficiency. Furthermore, by suppressing the overflow, it is possible to suppress a wasteful current that does not contribute to light emission, so that the power consumption of the optical semiconductor element can be reduced.
なお、ここではｎ型クラッド層３を基板４側に設け、活性層１を挟んでｐ型クラッド層２を設ける構成としたが、これらｐ型，ｎ型クラッド層２，３の配置を入れ替えた構成としても構わない。その場合は基板としてｐ型の導電型を有する基板（ｐ型基板）を用い、その上にｐ型クラッド層、活性層、ｎ型クラッド層を順に積層すればよい。このような構造とした場合にも、活性層からｐ型クラッド層への電子のオーバーフローを効果的に抑制することができる。 Here, the n-type cladding layer 3 is provided on the substrate 4 side and the p-type cladding layer 2 is provided with the active layer 1 interposed therebetween. However, the arrangement of the p-type and n-type cladding layers 2 and 3 is changed. It does not matter as a configuration. In that case, a substrate having a p-type conductivity (p-type substrate) may be used as a substrate, and a p-type cladding layer, an active layer, and an n-type cladding layer may be sequentially stacked thereon. Even in such a structure, the overflow of electrons from the active layer to the p-type cladding layer can be effectively suppressed.
また、ここではｐ型クラッド層２のみをフォトニック結晶を用いて形成したが、ｐ型クラッド層２に加えてｎ型クラッド層３をフォトニック結晶を用いて形成してもよい。それにより、活性層１からｐ型クラッド層２への電子のオーバーフローと共に、活性層１からｎ型クラッド層３への正孔のオーバーフローも抑えることが可能になる。さらに、ｎ型クラッド層３のみをフォトニック結晶を用いて形成することも可能である。ただし、正孔は電子に比べるとその有効質量が大きいため、正孔のオーバーフローは電子のオーバーフローよりも起こりにくい。そのため、クラッド層にフォトニック結晶を用いる場合には、ｐ型クラッド層２のみ、あるいはｐ型クラッド層２とｎ型クラッド層３の両方に、フォトニック結晶を用いるとより効果的である。 Here, only the p-type cladding layer 2 is formed using a photonic crystal, but the n-type cladding layer 3 may be formed using a photonic crystal in addition to the p-type cladding layer 2. Thereby, it is possible to suppress the overflow of holes from the active layer 1 to the n-type cladding layer 3 as well as the overflow of electrons from the active layer 1 to the p-type cladding layer 2. Furthermore, it is also possible to form only the n-type cladding layer 3 using a photonic crystal. However, since the effective mass of holes is larger than that of electrons, the hole overflow is less likely to occur than the electron overflow. Therefore, when a photonic crystal is used for the cladding layer, it is more effective to use a photonic crystal only for the p-type cladding layer 2 or for both the p-type cladding layer 2 and the n-type cladding layer 3.
また、ここではｐ型クラッド層２に３次元のフォトニック結晶を用いるようにしたが、形成する光半導体素子の要求特性等によっては、１次元や２次元のフォトニック結晶を用いることが可能な場合もある。ｎ型クラッド層３についても同様である。 Here, a three-dimensional photonic crystal is used for the p-type cladding layer 2, but a one-dimensional or two-dimensional photonic crystal can be used depending on the required characteristics of the optical semiconductor element to be formed. In some cases. The same applies to the n-type cladding layer 3.
また、ここではｐ型クラッド層２の全部をフォトニック結晶で構成するようにしたが、一部のみをフォトニック結晶で構成するようにしてもよい。ｎ型クラッド層３についても同様である。 Here, the entire p-type cladding layer 2 is made of photonic crystal, but only part of it may be made of photonic crystal. The same applies to the n-type cladding layer 3.
以下では、クラッド層にフォトニック結晶を用いた光半導体素子について、より具体的に説明する。
図３は光半導体素子の一例の要部断面模式図である。
Hereinafter, an optical semiconductor element using a photonic crystal for the cladding layer will be described more specifically.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an essential part of an example of an optical semiconductor element.
この図３に示す光半導体素子１０は、ｎ型のＩｎＰからなるｎ型基板１１上に、ｎ型のＩｎＰで構成されたｎ型クラッド層１２が形成されており、その上には、一対のＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層１３，１４に挟まれた活性層１５が設けられている。そして、光ガイド層１４上には、ｐ型のＩｎＰのフォトニック結晶で構成されたｐ型クラッド層１６が形成され、さらにその上に、フォトニック結晶で構成されたコンタクト層１７が形成されている。 In the optical semiconductor element 10 shown in FIG. 3, an n-type cladding layer 12 made of n-type InP is formed on an n-type substrate 11 made of n-type InP, and a pair of layers is formed on the n-type clad layer 12. An active layer 15 sandwiched between InGaAsP light guide layers 13 and 14 is provided. A p-type cladding layer 16 made of p-type InP photonic crystal is formed on the light guide layer 14, and a contact layer 17 made of photonic crystal is further formed thereon. Yes.
ここで、ｎ型クラッド層１２には、ｎ型不純物がドーピングされたＩｎＰが用いられ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍの膜厚で形成される。
光ガイド層１３，１４は、活性層１５の両側に分割して設けられたＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure）層であり、発生した光を活性層１５内に閉じ込めて光の横方向の伝播効率を高める役割を果たす。この光ガイド層１３，１４間に挟まれる活性層１５は、ＩｎＧａＡｓのバルク体、ＩｎＧａＡｓを用いた量子井戸構造体、ＩｎＡｓの量子ドットを形成した量子ドット構造体等で構成される。光ガイド層１３，１４および活性層１５は、合計で約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの膜厚となるように形成される。
Here, the n-type cladding layer 12 is made of InP doped with an n-type impurity and is formed to a thickness of about 100 nm to about 400 nm.
The light guide layers 13 and 14 are SCH (Separate Confinement Heterostructure) layers provided on both sides of the active layer 15, and confine the generated light in the active layer 15 to increase the propagation efficiency of the light in the lateral direction. Play a role. The active layer 15 sandwiched between the light guide layers 13 and 14 includes an InGaAs bulk body, a quantum well structure using InGaAs, a quantum dot structure formed with InAs quantum dots, and the like. The light guide layers 13 and 14 and the active layer 15 are formed to have a total thickness of about 200 nm to about 600 nm.
ｐ型クラッド層１６は、ｐ型不純物がドーピングされたＩｎＰのフォトニック結晶を用いて厚さ約３０００ｎｍ〜約６０００ｎｍで形成される。フォトニック結晶は、例えば、前述のように、ＩｎＰのパイル１６ａを所定の方向性を持って積み重ねることによって構成され、ｐ型クラッド層１６のバンド間エネルギーに応じた周期および層数、換言すればｐ型クラッド層１６のバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させない周期および層数で構成される。 The p-type cladding layer 16 is formed with a thickness of about 3000 nm to about 6000 nm using an InP photonic crystal doped with a p-type impurity. For example, as described above, the photonic crystal is formed by stacking InP piles 16a with a predetermined direction, and the period and the number of layers according to the interband energy of the p-type cladding layer 16, in other words, The p-type cladding layer 16 has a period and the number of layers that do not transmit light having a wavelength corresponding to the interband energy.
コンタクト層１７は、ここではｐ型クラッド層１６と同様にフォトニック結晶を用いて厚さ約１００ｎｍ〜約５００ｎｍで形成される。なお、コンタクト層１７には、このようにフォトニック結晶を用いるほか、バルク体を用いるようにしてもよい。 Here, the contact layer 17 is formed with a thickness of about 100 nm to about 500 nm using a photonic crystal in the same manner as the p-type cladding layer 16. The contact layer 17 may be made of a bulk body in addition to the photonic crystal.
続いて、上記光半導体素子１０の形成方法を図３および図４を参照して説明する。
図４は光半導体素子の形成フローの一例を示す図である。
光半導体素子１０の形成では、まず、フォトニック結晶のｐ型クラッド層１６を形成する（ステップＳ１）。形成に当たっては、まず、適当なサイズのＩｎＰウェハに、ｐ型不純物をドーピングした後、パターニングとエッチングを行い、外周のフレームになる部分（図示せず。）を残してパイル１６ａが周期的に並設された２次元フォトニックプレート１６ｂを形成する。各パイル１６ａの幅Ａは、約０．０５μｍ〜約０．５μｍの範囲とする。また、周期（格子間隔）Ｂは、約０．１μｍ〜約１μｍの範囲とする。
Next, a method for forming the optical semiconductor element 10 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flow of forming an optical semiconductor element.
In forming the optical semiconductor element 10, first, a p-type cladding layer 16 of photonic crystal is formed (step S1). In the formation, first, an InP wafer of an appropriate size is doped with p-type impurities, and then patterned and etched to leave the portion (not shown) that becomes the outer peripheral frame, and the piles 16a are arranged periodically. The provided two-dimensional photonic plate 16b is formed. The width A of each pile 16a is in the range of about 0.05 μm to about 0.5 μm. The period (grating interval) B is in the range of about 0.1 μm to about 1 μm.
そして、これと同様にして形成された別の２次元フォトニックプレート１６ｃを貼り合わせ、さらにもう一枚別の２次元フォトニックプレート１６ｄを貼り合わせて、３層の２次元フォトニックプレート１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを積み重ねた約０．１μｍ〜約１μｍの格子間隔Ｂのフォトニック結晶を形成する。 Then, another two-dimensional photonic plate 16c formed in the same manner as above is bonded, and another two-dimensional photonic plate 16d is further bonded, so that three-layer two-dimensional photonic plates 16b, 16c are bonded. , 16d are stacked to form a photonic crystal having a lattice spacing B of about 0.1 μm to about 1 μm.
最終的には、光半導体素子１０に必要な層数を積み重ね、ｐ型クラッド層１６の材質（ここではＩｎＰ）に応じたバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過しないようなフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶の構造体を形成する。なお、図３に示したｐ型クラッド層１６は、模式的に示したものであって、その層数は実際のものと必ずしも一致するものではない。 Eventually, the required number of layers are stacked on the optical semiconductor element 10, and a photonic band gap that does not transmit light having a wavelength corresponding to the interband energy corresponding to the material (here, InP) of the p-type cladding layer 16 To form a photonic crystal structure. The p-type cladding layer 16 shown in FIG. 3 is schematically shown, and the number of layers does not necessarily match the actual one.
次いで、ｎ型基板１１上にｎ型クラッド層１２、光ガイド層１３、活性層１５、光ガイド層１４を形成する（ステップＳ２）。これらの各層は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等の気相成長法を用いて、ｎ型基板１１上に順に積層して形成することができる。 Next, the n-type cladding layer 12, the light guide layer 13, the active layer 15, and the light guide layer 14 are formed on the n-type substrate 11 (step S2). Each of these layers can be formed by sequentially stacking on the n-type substrate 11 using a vapor phase growth method such as a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method or an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method.
その後、ｎ型基板１１上にｎ型クラッド層１２、光ガイド層１３，１４、活性層１５を形成したこの積層構造体と、先に形成したｐ型クラッド層１６とを融着して一体化する（ステップＳ３）。融着は、例えば、窒素等の不活性ガス雰囲気中、適当な温度で加熱しながらｐ型クラッド層１６と光ガイド層１４側とを圧接することによって行う。なお、融着の際は、融着面のｐ型クラッド層１６の各パイル１６ａが光ガイド層１４に密着して接合されるように留意する。 Thereafter, the laminated structure in which the n-type cladding layer 12, the light guide layers 13 and 14, and the active layer 15 are formed on the n-type substrate 11 and the previously formed p-type cladding layer 16 are fused and integrated. (Step S3). The fusion is performed, for example, by pressing the p-type cladding layer 16 and the light guide layer 14 side while heating at an appropriate temperature in an inert gas atmosphere such as nitrogen. When fusing, care should be taken that the piles 16a of the p-type cladding layer 16 on the fusing surface are in close contact with and joined to the light guide layer.
ｐ型クラッド層１６の融着後は、コンタクト層１７を形成する（ステップＳ４）。コンタクト層１７は、ｐ型クラッド層１６の場合と同様の手順で所定の幅Ａおよび格子間隔Ｂを有するフォトニック結晶を形成することによって得られる。 After the p-type cladding layer 16 is fused, the contact layer 17 is formed (step S4). The contact layer 17 is obtained by forming a photonic crystal having a predetermined width A and lattice spacing B in the same procedure as in the case of the p-type cladding layer 16.
コンタクト層１７の形成後は、ｎ型基板１１上にｎ型クラッド層１２等を積層形成してｐ型クラッド層１６を融着させたものに、さらに、このコンタクト層１７をｐ型クラッド層１６上に融着させて一体化する（ステップＳ５）。融着は、上記同様、例えば適当な雰囲気中で加熱しながらコンタクト層１７とｐ型クラッド層１６側とを圧接することによって行い、融着面で各パイル１６ａが密着するように融着させて一体化する。 After the contact layer 17 is formed, an n-type cladding layer 12 and the like are stacked on the n-type substrate 11 and the p-type cladding layer 16 is fused. They are fused and integrated (step S5). As in the above, the fusion is performed by, for example, pressing the contact layer 17 and the p-type cladding layer 16 side while heating in an appropriate atmosphere, and fusing the piles 16a so that the piles 16a are in close contact with each other on the fusion surface. Integrate.
これにより、図３に示した構成を有する光半導体素子１０が得られる。以降は、従来公知の手順に従い、ｐ側，ｎ側にそれぞれ電極を形成すればよい。
なお、コンタクト層１７をバルク体で構成する場合にも、光半導体素子１０は同様の手順で形成することが可能である。
Thereby, the optical semiconductor element 10 having the configuration shown in FIG. 3 is obtained. Thereafter, electrodes may be formed on the p side and the n side, respectively, according to a conventionally known procedure.
Even when the contact layer 17 is formed of a bulk body, the optical semiconductor element 10 can be formed by the same procedure.
以上述べたこの光半導体素子１０によれば、ｎ型，ｐ型クラッド層１２，１６間に順バイアスが印加されると、活性層１５において電子−正孔対の発光再結合が起こり、活性層１５のバンド間エネルギーに相当する波長の光が生成される。この光半導体素子１０では、通常、生成された光は、光ガイド層１３，１４およびｎ型，ｐ型クラッド層１２，１６によって反射され、主に横方向へと伝播されていく。 According to the optical semiconductor device 10 described above, when a forward bias is applied between the n-type and p-type cladding layers 12 and 16, electron-hole pair emission recombination occurs in the active layer 15, and the active layer Light having a wavelength corresponding to 15 interband energy is generated. In this optical semiconductor element 10, the generated light is normally reflected by the light guide layers 13 and 14 and the n-type and p-type cladding layers 12 and 16 and propagates mainly in the lateral direction.
ここで、仮に電子が活性層１５からｐ型クラッド層１６へオーバーフローしたとしても、ｐ型クラッド層１６ではそのフォトニックバンドギャップによりｐ型クラッド層１６のバンド間エネルギーに相当する波長の光の存在が制限されるため、そこでの発光再結合は抑止される。その結果として、ｐ型クラッド層１６での発光再結合を引き起こす主原因であるオーバーフローの発生確率を大幅に下げることが可能になり、活性層１５での発光効率の向上と光半導体素子１０の低消費電力化を図ることができるようになる。 Here, even if electrons overflow from the active layer 15 to the p-type cladding layer 16, the p-type cladding layer 16 has light having a wavelength corresponding to the interband energy of the p-type cladding layer 16 due to the photonic band gap. Is restricted, so that luminescence recombination is suppressed there. As a result, it is possible to greatly reduce the probability of occurrence of overflow, which is the main cause of light emission recombination in the p-type cladding layer 16, improving the light emission efficiency in the active layer 15 and reducing the optical semiconductor element 10. It becomes possible to reduce power consumption.
なお、上記の例では、基板側にｎ型クラッド層を形成する構成としたが、ｐ型クラッド層を基板側に形成する構成とすることも可能である。
図５は光半導体素子の別の例の要部断面模式図、図６は光半導体素子の形成フローの別の例を示す図である。ただし、図５では、図３に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
In the above example, the n-type cladding layer is formed on the substrate side. However, the p-type cladding layer may be formed on the substrate side.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an essential part of another example of the optical semiconductor element, and FIG. 6 is a diagram showing another example of the flow of forming the optical semiconductor element. However, in FIG. 5, the same elements as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この図５に示す光半導体素子２０は、ｐ型のＩｎＰからなるｐ型基板２１を用い、ｐ型基板２１上にｐ型クラッド層１６が形成され、その上に光ガイド層１３、活性層１５、光ガイド層１４、ｎ型クラッド層１２、バルク体のコンタクト層２２が形成されている点で、上記光半導体素子１０と相違する。 The optical semiconductor element 20 shown in FIG. 5 uses a p-type substrate 21 made of p-type InP, and a p-type cladding layer 16 is formed on the p-type substrate 21, on which a light guide layer 13 and an active layer 15 are formed. The optical semiconductor layer 10 is different from the optical semiconductor device 10 in that an optical guide layer 14, an n-type cladding layer 12, and a bulk contact layer 22 are formed.
なお、この光半導体素子２０において、ｐ型クラッド層１６はその厚さを約３０００ｎｍ〜約６０００ｎｍとし、光ガイド層１３，１４および活性層１５はその合計膜厚を約２００ｎｍ〜６００ｎｍとし、ｎ型クラッド層１２はその膜厚を約３０００ｎｍ〜約６０００ｎｍとし、コンタクト層２２はその膜厚を約１００ｎｍ〜５００ｎｍとしている。 In this optical semiconductor element 20, the p-type cladding layer 16 has a thickness of about 3000 nm to about 6000 nm, the light guide layers 13 and 14 and the active layer 15 have a total thickness of about 200 nm to 600 nm, and an n-type. The cladding layer 12 has a thickness of about 3000 nm to about 6000 nm, and the contact layer 22 has a thickness of about 100 nm to 500 nm.
上記構成を有する光半導体素子２０を形成する場合には、フォトニック結晶のｐ型クラッド層１６を形成し（ステップＳ１０）、ｐ型不純物がドーピングされたｐ型基板２１を用意して（ステップＳ１１）、ｐ型クラッド層１６とｐ型基板２１とを融着して一体化する（ステップＳ１２）。融着は、上記同様、例えば適当な雰囲気中で加熱しながらｐ型クラッド層１６とｐ型基板２１とを圧接することによって行い、融着面のｐ型クラッド層１６の各パイル１６ａがｐ型基板２１に密着するように融着させて一体化する。 When forming the optical semiconductor element 20 having the above configuration, the p-type cladding layer 16 of photonic crystal is formed (step S10), and a p-type substrate 21 doped with p-type impurities is prepared (step S11). ), The p-type cladding layer 16 and the p-type substrate 21 are fused and integrated (step S12). As in the above, fusion is performed by, for example, pressing the p-type cladding layer 16 and the p-type substrate 21 while heating in an appropriate atmosphere, and each pile 16a of the p-type cladding layer 16 on the fusion surface is p-type. They are fused and integrated so as to be in close contact with the substrate 21.
次いで、光ガイド層１３、活性層１５、光ガイド層１４、ｎ型クラッド層１２、コンタクト層２２を順に積層して形成する（ステップＳ１３）。その際、コンタクト層２２は、その他の光ガイド層１３等と同様、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法等を用いて形成することができる。なお、形成順は、これとは逆に、コンタクト層２２側から光ガイド層１３側へ形成していくようにしても構わない。 Next, the light guide layer 13, the active layer 15, the light guide layer 14, the n-type cladding layer 12, and the contact layer 22 are sequentially stacked and formed (step S13). At that time, the contact layer 22 can be formed by using the MOCVD method, the MBE method, or the like, similarly to the other light guide layers 13 and the like. The order of formation may be reversed from the contact layer 22 side to the light guide layer 13 side.
光ガイド層１３，１４、活性層１５、ｎ型クラッド層１２、コンタクト層２２の積層構造体の形成後は、これをｐ型基板２１上のｐ型クラッド層１６に融着しこれらを一体化する（ステップＳ１４）。融着は、上記同様、例えば適当な雰囲気中で加熱しながらｐ型クラッド層１６側と光ガイド層１３側とを圧接することによって行い、融着面のｐ型クラッド層１６の各パイル１６ａが光ガイド層１３に密着するように融着させて一体化する。なお、融着に先立ち、光ガイド層１３，１４、活性層１５、ｎ型クラッド層１２、コンタクト層２２の積層構造体の形成時に用いた基板は、あらかじめ、研磨や化学エッチング等により除去しておく。 After the laminated structure of the light guide layers 13 and 14, the active layer 15, the n-type cladding layer 12, and the contact layer 22 is formed, it is fused to the p-type cladding layer 16 on the p-type substrate 21 to integrate them. (Step S14). As described above, the fusion is performed by, for example, pressing the p-type cladding layer 16 side and the light guide layer 13 side while heating in an appropriate atmosphere, so that each pile 16a of the p-type cladding layer 16 on the fusion surface is bonded. They are fused and integrated so as to be in close contact with the light guide layer 13. Prior to fusion, the substrate used for forming the laminated structure of the light guide layers 13 and 14, the active layer 15, the n-type cladding layer 12, and the contact layer 22 is previously removed by polishing, chemical etching, or the like. deep.
これにより、図５に示した構成を有する光半導体素子２０が得られる。以降は、従来公知の手順に従い、ｐ側，ｎ側にそれぞれ電極を形成すればよい。
以上述べたこの光半導体素子２０によっても、上記光半導体素子１０と同様、ｐ型クラッド層１６でそのバンド間エネルギーに相当する波長の光の存在が制限されるため、そこでの発光再結合が効果的に抑止される。その結果、ｐ型クラッド層１６へのオーバーフローの発生確率が大幅に低下し、光半導体素子２０の発光効率向上および低消費電力化が図られる。
Thereby, the optical semiconductor element 20 having the configuration shown in FIG. 5 is obtained. Thereafter, electrodes may be formed on the p side and the n side, respectively, according to a conventionally known procedure.
Also in the optical semiconductor element 20 described above, the existence of light having a wavelength corresponding to the energy between the bands is limited in the p-type cladding layer 16 as in the optical semiconductor element 10, so that light emission recombination there is effective. Deterred. As a result, the probability of occurrence of overflow to the p-type cladding layer 16 is greatly reduced, and the light emission efficiency of the optical semiconductor element 20 is improved and the power consumption is reduced.
なお、上記２つの光半導体素子１０，２０では、活性層１５を挟むｎ型，ｐ型クラッド層１２，１６のうちｐ型クラッド層１６のみにフォトニック結晶を用いたが、ｎ型クラッド層１２にもフォトニック結晶を用いるようにしても構わない。また、ｎ型クラッド層１２のみにフォトニック結晶を用いることも可能である。 In the two optical semiconductor elements 10 and 20, the photonic crystal is used only for the p-type cladding layer 16 among the n-type and p-type cladding layers 12 and 16 sandwiching the active layer 15. Alternatively, a photonic crystal may be used. It is also possible to use a photonic crystal only for the n-type cladding layer 12.
また、以上の説明における各層の材質、膜厚、構造、形成条件等は、上記の例に限定されるものではなく、形成する光半導体素子の要求特性等に応じて、任意に設計変更可能である。 In addition, the material, film thickness, structure, formation conditions, etc. of each layer in the above description are not limited to the above examples, and can be arbitrarily changed in design according to the required characteristics of the optical semiconductor element to be formed. is there.
（付記１） 活性層が一対のクラッド層間に挟まれた構造を有する光半導体素子において、
前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層がフォトニック結晶を用いて形成されていることを特徴とする光半導体素子。
(Supplementary Note 1) In an optical semiconductor element having an active layer sandwiched between a pair of clad layers,
An optical semiconductor element, wherein at least one of the cladding layers is formed using a photonic crystal.
（付記２） 前記一方のクラッド層は、ｐ型の導電型を有していることを特徴とする付記１記載の光半導体素子。
（付記３） 前記フォトニック結晶は、前記活性層の発光波長と異なる波長帯域にフォトニックバンドギャップを有していることを特徴とする付記１記載の光半導体素子。
(Additional remark 2) The said one clad layer has a p-type conductivity type, The optical semiconductor element of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 3) The said photonic crystal has a photonic band gap in the wavelength band different from the light emission wavelength of the said active layer, The optical semiconductor element of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
（付記４） 前記活性層と前記クラッド層との間に光ガイド層を有していることを特徴とする付記１記載の光半導体素子。
（付記５） 活性層が一対のクラッド層間に挟まれた構造を有する光半導体素子の製造方法において、
前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層をフォトニック結晶を用いて形成する工程と、
前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を用いて前記一方のクラッド層と他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成する工程と、
を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。
(Additional remark 4) The optical semiconductor element of Additional remark 1 characterized by having a light guide layer between the said active layer and the said clad layer.
(Additional remark 5) In the manufacturing method of the optical semiconductor element which has a structure where the active layer was pinched | interposed between a pair of clad layers,
Forming at least one of the cladding layers using a photonic crystal;
Forming a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer using the one clad layer formed using the photonic crystal;
A method for producing an optical semiconductor element, comprising:
（付記６） 前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を用いて前記一方のクラッド層と前記他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成する工程においては、
前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を前記活性層側に融着させ、前記一方のクラッド層と前記他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成することを特徴とする付記５記載の光半導体素子の製造方法。
(Supplementary Note 6) In the step of forming the structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer using the one clad layer formed using the photonic crystal. Is
The one clad layer formed using the photonic crystal is fused to the active layer side to form a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer The method of manufacturing an optical semiconductor element according to appendix 5, wherein:
（付記７） 前記クラッド層のうち少なくとも前記一方のクラッド層を前記フォトニック結晶を用いて形成する工程において、
前記一方のクラッド層のみを前記フォトニック結晶を用いて形成した場合には、
前記他方のクラッド層の上に前記活性層を形成し、
前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を前記活性層側に融着させ、前記一方のクラッド層と前記他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成することを特徴とする付記５記載の光半導体素子の製造方法。
(Supplementary note 7) In the step of forming at least one of the clad layers using the photonic crystal,
When only the one cladding layer is formed using the photonic crystal,
Forming the active layer on the other cladding layer;
The one clad layer formed using the photonic crystal is fused to the active layer side to form a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer The method of manufacturing an optical semiconductor element according to appendix 5, wherein:
（付記８） 前記一方のクラッド層は、ｐ型の導電型を有していることを特徴とする付記５記載の光半導体素子の製造方法。 (Additional remark 8) Said one clad layer has a p-type conductivity type, The manufacturing method of the optical semiconductor element of Additional remark 5 characterized by the above-mentioned.
１ 活性層
２ ｐ型クラッド層
３ ｎ型クラッド層
４ 基板
１０，２０ 光半導体素子
１１ ｎ型基板
１２ ｎ型クラッド層
１３，１４ 光ガイド層
１５ 活性層
１６ ｐ型クラッド層
１６ａ パイル
１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ ２次元フォトニックプレート
１７，２２ コンタクト層
２１ ｐ型基板
Ａ パイルの幅
Ｂ 格子間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active layer 2 P-type cladding layer 3 N-type cladding layer 4 Substrate 10, 20 Optical semiconductor element 11 N-type substrate 12 N-type cladding layer 13, 14 Optical guide layer 15 Active layer 16 P-type cladding layer 16a Pile 16b, 16c, 16d two-dimensional photonic plate 17,22 contact layer 21 p-type substrate A pile width B lattice spacing
Claims (5)
前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層が、前記一方のクラッド層のバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させないフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いて形成されていることを特徴とする光半導体素子。 In an optical semiconductor element having an active layer sandwiched between a pair of clad layers,
At least one of the cladding layers is formed using a photonic crystal having a photonic band gap that does not transmit light having a wavelength corresponding to the interband energy of the one cladding layer. An optical semiconductor device.
前記クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層を、前記一方のクラッド層のバンド間エネルギーに相当する波長の光を透過させないフォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶を用いて形成する工程と、
前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を用いて前記一方のクラッド層と他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成する工程と、
を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。 In a method for manufacturing an optical semiconductor element having a structure in which an active layer is sandwiched between a pair of clad layers,
Forming at least one of the cladding layers using a photonic crystal having a photonic band gap that does not transmit light having a wavelength corresponding to the interband energy of the one cladding layer ;
Forming a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer using the one clad layer formed using the photonic crystal;
A method for producing an optical semiconductor element, comprising:
前記フォトニック結晶を用いて形成された前記一方のクラッド層を前記活性層側に融着させ、前記一方のクラッド層と前記他方のクラッド層との間に前記活性層が挟まれた構造を形成することを特徴とする請求項４記載の光半導体素子の製造方法。 In the step of forming a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer using the one clad layer formed using the photonic crystal,
The one clad layer formed using the photonic crystal is fused to the active layer side to form a structure in which the active layer is sandwiched between the one clad layer and the other clad layer The method of manufacturing an optical semiconductor element according to claim 4.
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