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公開番号2024172563
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023090355
出願日2023-05-31
発明の名称半導体光素子、これを用いた計測装置と光源装置、及び半導体光素子の製造方法
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01S 5/32 20060101AFI20241205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】間接遷移型半導体を用いた半導体光素子とその作製方法を提供する。
【解決手段】半導体光素子は、第1導電型不純物を含む第1間接遷移型半導体部と、第1導電型不純物を含む第2間接遷移型半導体部と、第2導電型不純物を含む第3間接遷移型半導体部と、第2導電型不純物を含む第4間接遷移型半導体部と、第2導電型不純物を含む第5間接遷移型半導体部と、をこの順に備え、前記第1間接遷移型半導体部は、前記第2間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む1以上の第1の凹部を含み、前記第5間接遷移型半導体部は、前記第4間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む1以上の第2の凹部を含む。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型不純物を含む第１間接遷移型半導体部と、
第１導電型不純物を含む第２間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第３間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第４間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第５間接遷移型半導体部と、
をこの順に備え、
前記第１間接遷移型半導体部は、前記第２間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第１の凹部を含み、
前記第５間接遷移型半導体部は、前記第４間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第２の凹部を含む、
半導体光素子。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記第１間接遷移型半導体部と、前記第２間接遷移型半導体部の少なくとも一部を含むリッジ、
を有する、
請求項１に記載の半導体光素子。
【請求項３】
前記第１間接遷移型半導体部は、前記第１の凹部を複数有し、
前記第１の凹部は少なくとも第１方向に並び、
前記第１方向は、前記半導体光素子の共振方向に交差する、
請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項４】
前記第５間接遷移型半導体部は、前記第２の凹部を複数有し、
前記第２の凹部は、少なくとも第２方向に周期的に並び、
前記第２方向は、前記半導体光素子の共振方向に沿う、
請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項５】
前記第１の凹部は、前記第１間接遷移型半導体部と前記第２間接遷移型半導体部にわたり連続して設けられている、
請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項６】
前記第２の凹部は、前記第５間接遷移型半導体部と前記第４間接遷移型半導体部にわたり連続して設けられている、
請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項７】
前記第１間接遷移型半導体部、前記第２間接遷移型半導体部、前記第３間接遷移型半導体部、前記第４間接遷移型半導体部、及び前記第５間接遷移型半導体部の材料はシリコンである、
請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項８】
前記第１間接遷移型半導体部と接し、前記第１の凹部の端部をなす第１導電型不純物を含む第１導電型基板と、
前記第５間接遷移型半導体部と接し、前記第２の凹部の端部をなす第２導電型不純物を含む第２導電型基板と、
を含む請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項９】
ピーク波長が１１００ｎｍ以上４０００ｎｍ以下である光を発する請求項１または２に記載の半導体光素子。
【請求項１０】
第１ミラーと、
第２ミラーと、
前記第１ミラーと前記第２ミラーの間に設けられる請求項１に記載の半導体光素子と、
を含む、光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体光素子、これを用いた計測装置と光源装置、及び半導体光素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザダイオード、発光ダイオード等の発光素子は、一般的にはIII-Ｖ化合物半導体等の直接遷移型半導体で作製される。一方、電子デバイスの多くはシリコン（Ｓｉ）を主材料として形成されている。Ｓｉに代表される間接遷移型半導体で半導体光素子が形成できれば、Ｓｉ電子デバイスとの組み合わせが容易になり、適用範囲が拡がる。
【０００３】
シリコン基板の表面と平行な面内で隣接するｐ型半導体層とｎ型半導体層で形成されるｐｎホモ接合部を発光部とする半導体発光素子において、ｐｎホモ接合部を発光波長の整数倍に整合する周期で蛇行させる構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。発光部の上層と下層にシリコン酸化膜が設けられて光が閉じ込められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－３０５８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
間接遷移型半導体で半導体光素子を作製する場合、光閉じ込め性能、波長選択性などの性能の向上が求められる。本発明の一つの側面で、間接遷移型半導体を用いた半導体光素子とその作製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一つの実施形態において、半導体光素子は、
第１導電型不純物を含む第１間接遷移型半導体部と、
第１導電型不純物を含む第２間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第３間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第４間接遷移型半導体部と、
第２導電型不純物を含む第５間接遷移型半導体部と、
をこの順に備え、
前記第１間接遷移型半導体部は、前記第２間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第１の凹部を含み、
前記第５間接遷移型半導体部は、前記第４間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第２の凹部を含む。
【０００７】
また、本開示の一つの実施形態において、半導体光素子の製造方法は、
第１導電型不純物を含む第１間接遷移型半導体部と、第１導電型不純物を含む第２間接遷移型半導体部と、第２導電型不純物を含む第３間接遷移型半導体部と、第２導電型不純物を含む第４間接遷移型半導体部と、第２導電型不純物を含む第５間接遷移型半導体部とを、この順に備える積層体を準備することと、
前記積層体の前記第１間接遷移型半導体部に、前記第２間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第１の凹部を形成することと、
前記積層体の前記第５間接遷移型半導体部に、前記第４間接遷移型半導体部よりも屈折率の低い媒質を含む１以上の第２の凹部を形成すること、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
間接遷移型半導体を用いた半導体光素子とその作製方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態の半導体光素子の上面図である。
図１ＡのＡ－Ａ断面図である。
半導体光素子の斜視模式図である。
半導体光素子の共振方向に沿った側面模式図である。
半導体光素子のひとつの変形例を示す図である。
半導体光素子の別の変形例を示す図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の作製工程図である。
半導体光素子の変形例の作製工程図である。
半導体光素子の変形例の作製工程図である。
半導体光素子の変形例の作製工程図である。
半導体光素子を用いた光源装置の模式図である。
半導体光素子を用いた計測装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。以下の説明は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下の記載に限定するものではない。各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後に示す実施形態では、先に示した実施形態と異なる事項について主に説明し、先に示した実施形態と共通の事柄については、重複する説明を省略することがある。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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