JP5488917B2 - 半導体面発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)大面積の2DPC作製が困難である。すなわち、貼合わせるウェハが反りを有している場合、ウェハ間にゴミがある場合、ウェハ表面に大きな凹凸がある場合などの場合には、これらのウェハを上手く貼り合わせることができない。
(2)2DPC層に空洞を含んでおり、結合係数κが大きく、大面積化に不向きである。その理由は、2DPC層に均一に光を分布させるために、電極長Lに対して面内方向の規格化結合係数κLを1〜2程度とすることが望ましいが、2DPC層に空洞を含む場合、κの値が1000cm−1以上の値となり、Lの値が数十μmに制限されるからである。
(3)貼り合わせられたウェハ間の界面に欠陥が形成されるため、寿命・信頼性に難点がある。
(1)大面積の2DPC作製が容易である。すなわち、再成長を用いた場合、結晶を貼り合わせる必要がない。
(2)2DPC層を完全に埋込んだ場合、その結合係数κはウェハを貼合せた場合の結合係数の1/10程度に小さくなるため、大面積化が容易である。
(3)2DPC層界面をエピ層で埋め込むため、欠陥が少なく、信頼性が改善する。
(4)2DPC層に空洞を含まないので、放熱性に優れ、大出力化に向いている。
・コンタクト層8:P型のGaAs/50〜500nm(200nm)
・上部クラッド層7:P型のAlGaAs(Al0.4Ga0.6As)/1.0〜3.0μm(2.0μm)
・フォトニック結晶層6:
基本層6A:GaAs/50〜200nm(100nm)
埋め込み層6B:AlGaAs(Al0.4Ga0.6As)/50〜200nm(100nm)
・上部光ガイド層5:
上層:GaAs/10〜200nm(50nm)
下層:p型または真性のAlGaAs/10〜100nm(50nm)
・活性層4(多重量子井戸構造):
AlGaAs/InGaAs MQW/10〜100nm(30nm)
・下部光ガイド層3:AlGaAs/0〜300nm(150nm)
・下部クラッド層2:N型のAlGaAs/1.0〜3.0μm(2.0μm)
・半導体基板1:N型のGaAs/80〜350μm(150μm)
(B)は、(A)の1辺の一部が欠けて埋め込み層の側面が凹部(凹面)を有しているものである。(C)は、(A)の2辺の一部が欠けて埋め込み層の側面が凹部(凹面)を有すると共に、下側の辺にも凸部を有するものである。(D)は、(A)の本体部形状を台形としたものである。(E)は、(A)の本体部形状を平行四辺形にしたものである。(F)は、(A)の本体部の角部を滑らかにしたものである。(G)は、(A)の本体部形状を三角形としたものであり、(H)は、(A)の本体部形状を五角形としたものであり、これらの図では、上下が(A)とは反対となるように示されているが、結晶学的には反対であることには意味がない。(I)は、(A)の本体部形状を六角形としたものである。(J)は、実施形態にける対向する2辺から延びるそれぞれの凸部形状を大きくし、これらの凸部の形状を非対称としたものである。一方の凸部の平面形状は長方形である。(K)は、(110)および(−1−10)面に1辺の長さが5nm以上の適当な側面(hk0)からなる1つ以上の凹凸形状で覆った四角形を示す。なお、(hk0)面は{100}であることが望ましい。(L)は(K)の形状で一部凹凸形状に欠けを有する形状を表す。(M)は(K)の形状において片方の{110}面のみに凹凸形状を有する形状を表す。(N)は(K)の形状において側面が曲面である形状を表す。(O)は(K)において同じ{110}面を2つ以上含む形状の例を表す。なお、(K)〜(O)において、一辺が(110)、または(−1−10)を含めば、穴Hの側面における凸部の頂点(埋め込み層6Bにおける凹部の最深部)の各点を結んだ包絡線の形状は、四角形でなくてもよい。
Claims (4)
- 閃亜鉛構造の第1化合物半導体からなる基本層内に複数の穴を周期的に形成し、前記穴内に、閃亜鉛構造であって第2化合物半導体からなる埋め込み層を成長させてなるフォトニック結晶層と、前記フォトニック結晶層に対して光を供給する活性層と、
を備え、
前記基本層の主表面は(001)面であり、
前記穴の側面は、{110}面、又は、この面を前記主表面の法線に回りに±15度未満の回転角度で回転させた面を含んでおり、前記埋め込み層は、前記側面との界面である少なくとも1つの{110}面、又は、これらの面を前記主表面の法線に回りに±15度未満の回転角度で回転させた面から突出した凸部又は凹部を有していることを特徴とする半導体面発光素子。 - 前記第1化合物半導体はGaAsであり、
前記第2化合物半導体はAlGaAsである、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体面発光素子。 - 請求項1又は2に記載の半導体面発光素子を製造する半導体面発光素子の製造方法において、
前記穴を形成する工程と、
前記埋め込み層の成長を行う工程と、
を備えることを特徴とする半導体面発光素子の製造方法。 - 前記成長を行う工程の前に、エッチングにより{110}面、又は{110}を前記主表面の法線回りに±10度以内の回転角度で回転させた面を含むアライメントマークを、前記基本層の形成される半導体基板に形成する工程を備えることを特徴とする請求項3に記載の半導体面発光素子の製造方法。
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