JP5573819B2 - Iii−v化合物半導体光素子を作製する方法 - Google Patents
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また、以上説明したように、本発明によれば、ヒ素、燐および窒素をV族構成元素として含む半導体表面を有する基板上への半導体結晶成長において該半導体表面の品質劣化を低減可能な、III−V化合物半導体光素子を作製する方法がされる。
基板11:シリコン添加n型GaAs
バッファ層21:シリコン添加n型GaAs、200nm
クラッド層15:n型GaInP、1.5μm
(これ以外の材料として、例えばn型AlGaAs等を使用できる)
活性層17
光ガイド層18a、18d:アンドープGaAs、140nm
(これ以外に、例えばGaAsP等)
井戸層18b:アンドープGaInNAs、7nm
(これ以外に、例えばGaInNAsP、GaInNAsSb、GaNAs等)
障壁層18c:アンドープGaAs、8nm
(これ以外に、例えばGaNAs、GaAsP等)
回折格子層19:GaInP、180nm
吸収層37
光ガイド層38a、38d:アンドープGaAs、140nm
(これ以外に、例えばGaAsP等)
井戸層38b:アンドープGaInNAs、7nm
(これ以外に、例えばGaInNAsP、GaInNAsSb、GaNAs等)
障壁層38c:アンドープGaAs、8nm
(これ以外に、例えばGaNAs、GaAsP等)
障壁層38c:アンドープGaAs、8nm
Claims (12)
- III−V化合物半導体光素子を作製する方法であって、
第1のIII−V化合物半導体層、第2のIII−V化合物半導体層、及び第3のIII−V化合物半導体層を有する第1のIII−V化合物半導体多層膜を、基板の主面の第1のエリア及び第2のエリア上に形成する工程と、
前記基板の前記主面の前記第1のエリア上の前記第1のIII−V化合物半導体多層膜上にマスクを形成した後に、該マスクを用いて前記第1のIII−V化合物半導体多層膜のエッチングを行って、第1の半導体光素子のための半導体メサと該半導体メサの上面の前記マスクとを含むメサ構造を前記基板の前記主面の前記第1のエリア上に形成する工程と、
前記メサ構造を有する前記基板を成長炉に配置する工程と、
前記メサ構造を有する前記基板の温度を、前記成長炉に有機ヒ素原料を供給することなく有機燐原料を供給しながら結晶成長のための温度に向けて変更する工程と、
前記温度の変更が完了した後に、前記成長炉で第2の半導体光素子のためのIII−V化合物半導体領域を前記基板の前記主面の前記第2のエリア上に前記マスクを用いて堆積する工程と、
を備え、
前記第1〜第3のIII−V化合物半導体層の表面が、前記エッチングにより前記半導体メサの側面に現れ、
前記メサ構造を有する前記基板の温度を、前記成長炉に有機ヒ素原料を供給することなく有機燐原料を供給しながら結晶成長のための温度に向けて変更する前記工程において、前記半導体メサの前記側面は、V族構成元素としてヒ素を含む半導体を備える、III−V化合物半導体光素子を作製する方法。 - 前記半導体メサは、V族構成元素としてヒ素、燐および窒素を含む半導体表面を有するIII−V化合物半導体積層を含み、前記半導体メサの前記半導体表面の少なくとも一部分に、V族構成元素として燐を含む半導体が現れており、前記半導体メサの前記半導体表面の少なくとも一部分に、V族構成元素として窒素およびヒ素を含む半導体が現れており、前記半導体メサの全体として、V族構成元素としてヒ素、燐および窒素が含まれている、請求項1に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記半導体メサはGaAs基板上に形成されており、
前記温度の変更の際に、前記基板の温度が所望の値に到達した後に、前記有機燐原料の供給を停止し、
前記堆積の工程において前記成長炉への有機ヒ素原料および有機ガリウム原料の供給を開始してガリウムおよびヒ素を含むIII−V化合物半導体を堆積すると共に、この堆積後に窒素およびヒ素を含むIII−V化合物半導体を堆積する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。 - 前記III−V化合物半導体領域は第2のIII−V化合物半導体多層膜を含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記第2のIII−V化合物半導体層は、GaInNAs、GaInNAsP、GaInNAsSbのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記第3のIII−V化合物半導体層は、GaAsおよびGaNAsのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記第2及び第3のIII−V化合物半導体層は量子井戸構造を構成するように配置されている、ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記半導体メサの前記量子井戸構造は半導体発光素子のために設けられる、ことを特徴とする請求項7に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記半導体メサの前記量子井戸構造は半導体光変調素子のために設けられる、ことを特徴とする請求項7に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記マスクを除去した後に、前記第2のIII−V化合物半導体多層膜および前記半導体メサ上に別のマスクを形成する工程と、
該別のマスクを用いて前記第2のIII−V化合物半導体多層膜および前記半導体メサをエッチングして別の半導体メサを形成する工程と、
を備え、
前記別の半導体メサは、V族構成元素としてヒ素および窒素を含む第4のIII−V化合物半導体層と、III族構成元素としてGaを含むと共にV族構成元素としてヒ素を含む第5のIII−V化合物半導体層とを含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。 - 前記有機燐原料は、ターシャリーブチルホスフィン、トリエチル燐、トリメチル燐、およびジエチルホスフィンの少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
- 前記結晶成長のための前記温度は摂氏500度以上である、ことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載されたIII−V化合物半導体光素子を作製する方法。
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