JPH1022568A

JPH1022568A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH1022568A
Application number: JP8174590A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tanaka; 俊明田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】窒化物材料からなる電子デバイスや光デバイ
スを構成する核結晶層の欠陥密度を低減する手法を提供
し、さらに、半導体レーザ素子で必要となる基本横モー
ド制御のストライプ構造を実現し、光ディスクシステム
等に代表される応用分野の光源として適用される半導体
装置を提供する。【解決手段】炭化珪素(α-SiC)基板１上に、絶縁膜を
一面に設け表面を窒化処理した後に、GaNバッファ層４
とｎ型GaN光導波層５を結晶成長する。次に、絶縁膜マ
スク１６を形成した後、層５から層１２まで選択成長す
る。電流狭窄する絶縁膜１３を設けた後、ｐ側電極及び
ｎ側電極を蒸着し、劈開して共振器面を切り出してスク
ライブにより素子を分離する。【効果】半導体レーザ素子の光導波層や発光活性層に
おける結晶欠陥密度を従来よりも低減し、散乱損失によ
る内部光損失を格段に減少させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理或は光
応用計測光源に適する半導体レーザ素子に適用して特に
有用な半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術では、サファイア基板上に窒化
物材料によるバッファ層を設けた後、窒化物半導体GaIn
N/GaN/AlGaN系からなる青紫色波長域の半導体レーザダ
イオードを作製した公知例１）ジャパン・ジャーナル・
アプライド・フィジックス1996年,35巻,L74-L76頁(Jpn
J. Appl. Phys., 35, L74-L76(1996).)が示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、窒
化物材料を設ける基板材料を限定した基板上において、
半導体レーザダイオードを構成する窒化物系材料の発光
活性層や光導波層を結晶成長により設けており、他の基
板上に素子を設ける手法については言及していない。ま
た、従来技術よりも結晶欠陥密度を低減した結晶層を形
成する手法については言及していない。さらに、上記従
来技術は共振器面をドライ加工により作製しているが、
プロセスの容易な劈開法による共振器面の作製について
やレーザ素子の横モードを制御する導波路共振構造につ
いては説明していない。

【０００４】本発明の目的は、第１に窒化物材料を結晶
成長できる基板材料の選択範囲を拡大することである。
更に、絶縁膜上に低欠陥密度の結晶層を設ける手法を示
し、電界効果型トランジスタ等の電子デバイス、および
発光ダイオードやレーザ素子に代表された光デバイスを
良好に形成することにある。さらに、レーザ素子では基
本横モードを制御できるストライプ構造を達成し、窒化
物材料からなる半導体レーザの素子特性を向上させると
ともに、基本横モードの近視野像を必要とする光ディス
クシステム等に代表される応用分野へ光源として窒化物
半導体レーザの適用を可能とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段を以下に説明する。

【０００６】本発明では、基板上に設ける結晶層の成長
温度よりも高い融点を有した堅牢な基板であれば、任意
の基板を用いて主に窒化物半導体材料を従来技術よりも
低欠陥密度で結晶成長できることを考案した。基板材料
の構成は、Si基板に代表されるダイアモンド構造や、β
-SiC炭化珪素基板に代表される閃亜鉛鉱Zinc Blende構
造或いはα-Al₂O₃サファイアやα-SiC炭化珪素に代表さ
れる六方晶Wurtzite構造であってもよい。少なくともこ
れら基板上に絶縁膜を設けることを共通として、窒素原
料を用いて窒化処理することにより該絶縁膜の表面を改
質し、その上に窒化物材料のバッファ層やエピタキシャ
ル結晶層を設ける。本技術では、成長する結晶層の格子
定数が基板材料と大きく異なり格子定数差が大きい場合
であっても、絶縁膜上に結晶成長ができ、結晶欠陥密度
が小さいエピタキシャル結晶層を形成できることが特徴
である。

【０００７】本発明によれば、上記基板上に絶縁膜とし
て酸化膜又は窒化膜或いは酸素と窒素への結合が混在し
た酸化窒化膜を設けておき、該絶縁膜の表面を窒化処理
することにより、窒化物半導体の核形成のために必要な
均一な表面を形成することができる。該絶縁膜の状態
は、単結晶又は多結晶或いは非晶質であってもよく、窒
化処理により表面から少なくとも数原子層オーダの深さ
まで窒化した状態としておく。この場合、均一な窒化し
た状態が好ましい。この窒化処理した均一な絶縁膜表面
には、窒化物材料のバッファ層成長時に均一な核を形成
でき、従来技術よりも低欠陥密度のエピタキシャル成長
層を設けることが可能であった。従来技術では、結晶層
に結晶欠陥密度が10⁹〜10¹¹/cm²の高い範囲であるのに
対し、本手法による絶縁膜上の結晶成長によると結晶欠
陥密度を10⁴〜10⁵/cm²の低いレベルに低減できた。これ
により、結晶層におけるキャリア移動度やキャリア再結
合発光強度が格段に増大した。

【０００８】さらに本発明では、選択成長技術を適用す
ることにより、絶縁膜マスク上において横方向に結晶層
をホモエピタキシャル成長が可能となる。本手法によ
り、結晶欠陥密度をさらに低減した導波路構造を形成で
きる。本技術では、絶縁膜マスク上ではホモエピタキシ
ャル成長し、結晶欠陥密度の小さい単結晶層を形成で
き、欠陥密度を上記よりさらに２〜３桁低い10²〜10³/c
m²範囲に減少させることが可能であった。これは、特に
半導体レーザの低損失導波路を形成する上で、レーザ光
の伝搬時における散乱損失を低減できるので重要とな
る。つまり、窒化物半導体からなる青色半導体レーザ素
子の基本特性や信頼性に関する性能を格段に改善するこ
とにつながる。

【０００９】本発明の選択成長による導波路構造では、
上記低欠陥密度の導波路形成だけではなく、半導体レー
ザにおける基本横モードの伝搬が可能となる導波路形状
を作製できる。活性層横方向に実屈折率差を設けた埋め
込みＢＨ(Buried Heterostructure)ストライプ構造や複
素屈折率差を設けたリッジストライプ構造を形成し、基
本横モードを高出力動作まで安定に確保した屈折率導波
型構造を設けた素子が実現可能である。

【００１０】また、用いる基板の特徴を活かすことによ
り、例えばSi基板上では従来技術で作製されるＦＥＴや
バイポーラトランジスタ等の電子デバイスと上記半導体
レーザ素子等の光デバイスを集積化させることが可能で
あり、SiC基板上ではさらに数百度で動作する高温用の
電子デバイスとも光デバイスを集積化させることも達成
できる。光素子としては発光ダイオード、半導体レーザ
等の発光素子、光スイッチや変調器の導波路素子、ＰＩ
Ｎホトダイオードやアバランシェホトダイオードの受光
素子等を考えることが出来る。

【００１１】以上により、本発明の手法では、半導体素
子を形成する結晶層、特に窒化物半導体を低欠陥密度で
結晶成長できるとともに、電子デバイスや半導体レーザ
素子等の光デバイスの性能を向上させることが可能であ
った。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本発明の一実施例を図１により説明する。
図１において、面方位(0001)C面のｎ型炭化珪素(α-Si
C)基板１上に、まず電子サイクロトロン共鳴プラズマ装
置を用いて絶縁膜としてAl₂O₃層２を一面に設ける。次
に、窒素原料であるアンモニア（ＮＨ₃）を用いて層２
の表面を窒化処理する。有機金属気組成長装置を用い
て、アンモニア（ＮＨ₃）雰囲気中で温度１０３０℃ま
で昇温し数分間アンモニア（ＮＨ₃）にさらすことによ
って絶縁膜Al₂O₃層２の表面層にアルミニウムと窒素が
結合したAlNを含む表面窒化層３を形成させる。有機金
属気相成長装置内で連続して、低温GaNバッファ層４，
ｎ型GaN層５まで有機金属気相成長法により結晶成長す
る。次に、絶縁膜６を設けて所定形状に加工する。この
絶縁膜をマスクとしてSiイオン打ち込みを行うことによ
り、高濃度のｎ+型GaN層７を形成する。この後、リソグ
ラフィーと電子ビーム蒸着により、Ti/Al電極８を形成
する。図１中の真中のTi/Al電極を電界効果型トランジ
スタ(ＦＥＴ)のドレイン電極とし、両端のTi/Al電極を
ソース電極とする。また、リソグラフィーを利用して、
多結晶Siゲート９を設ける。このようにして、図１の断
面に示した、六方晶Wurtzite構造窒化物半導体からなる
金属酸化膜(ＭＯＳ)ＦＥＴを作製した。

【００１３】本実施例では、従来の結晶成長技術では達
成できなかった、低欠陥密度の窒化物半導体結晶層を絶
縁膜マスク上に形成できた。従来の技術では、結晶欠陥
密度が10⁹〜10¹¹/cm²範囲のレベルであるのに対し、本
手法による絶縁膜上の結晶成長では、結晶欠陥密度を10
⁴〜10⁵/cm²のレベルに低減できた。このため、従来の結
晶成長技術で作製した結晶層に比べて、良好なドレイン
電流飽和特性と低い漏れ電流を実現できた。ゲート電圧
が−６Ｖでドレインソース間電圧が３Ｖの時に、閾値以
下の漏れ電流は室温で１μＡ以下であり、４００℃にお
いても１００μＡ以下の低い値を示した。ドレインソー
ス間電圧３Ｖとしたとき、５μｍゲート長素子の相互コ
ンダクタンス最大値は、室温で０.６mS/mm，４００℃に
おいて１.８mS/mmの高い値を得た。本素子は、６５０℃
の高温までトランジスタ動作を確認できた。

【００１４】（実施例２）本発明の他実施例を図２によ
り説明する。実施例１と同様に層４まで形成した後、光
導波層としてｎ型GaN層５を設け、引き続いてAlGaN光分
離閉じ込め層とGaN量子障壁層及びGaInN圧縮歪量子井戸
層からなる圧縮歪多重量子井戸活性層１０，ｐ型GaN光
導波層１１，ｐ型GaInNコンタクト層１２を順次有機金
属気相成長法により結晶成長する。次に、ホトリソグラ
フィーとエッチング加工により、図２に示すように、層
５に到るまで結晶層を除去する。この後、絶縁膜１３を
設けて、ホトリソグラフィーと電子ビーム蒸着により、
Ni/Au電極１４とTi/Al電極１５を形成する。スクライブ
によって素子を切り出すことにより、図２に示す六方晶
Wurtzite構造窒化物半導体からなる発光素子断面を得
た。

【００１５】本実施例によると、実施例１と同様に低結
晶欠陥密度の窒化物半導体結晶層を得ることができたた
め、光素子としても従来にない発光強度や特性を達成
し、高出力高効率で動作する青色発光ダイオードを実現
できた。青色波長領域では４０ｍＷ以上の光出力と１０
カンデラ以上の輝度を達成し、緑色波長域では少なくと
も２５ｍＷの光出力と２０カンデラ以上の輝度を得た。
本素子の量子効率は、従来素子の２倍以上である１０％
を達成できた。色純度も従来に比べて改善でき、発光ス
ペクトル半値幅を従来の半分以下である１０ｎｍ以下に
することができた。また、本素子の室温における発光波
長は、発光活性層の禁制帯幅を設計して材料の組成や量
子井戸層膜厚により、青紫色から赤色の波長域まで変化
させることが可能であり、各波長を有する発光ダイオー
ド素子を作製できた。

【００１６】（実施例３）本発明の他実施例を図３によ
り説明する。実施例２と同様に層５まで結晶成長した
後、有機金属気相成長法により選択成長するための絶縁
膜マスク１６を設ける。次に、ｎ型GaN光導波層５，AlG
aN光分離閉じ込め層とGaN量子障壁層及びGaInN圧縮歪量
子井戸層からなる圧縮歪多重量子井戸活性層１０，ｐ型
GaN光導波層１１，ｐ型GaInNコンタクト層１２を結晶成
長する。その後、実施例２と同様のプロセスを経て、図
３に示す素子縦断面を得た。

【００１７】本実施例によると、発光活性層幅を１〜４
μｍの範囲に設定することにより、実屈折率差で導波す
るＢＨストライプ屈折率導波型構造を設けることができ
た。本素子では、低閾値高効率で連続動作するレーザ特
性を達成し、閾値電流は従来の利得導波型構造の素子に
おける３００〜６００ｍＡより1/3〜1/4に低減でき、１
００ｍＡ以下の閾値電流を得た。また、量子効率は従来
素子の５倍以上を達成し、５０〜６０％の内部量子効率
を得た。本素子は、室温において発振波長４１０〜４３
０ｎｍの範囲でレーザ動作したが、発光活性層の禁制帯
幅を設計して材料の組成や量子井戸層膜厚により、青紫
色から緑色の波長域まで変化させることが可能であり、
各発振波長を有した半導体レーザを作製できた。

【００１８】（実施例４）本発明の他実施例を図４によ
り説明する。実施例３と同様に層５まで結晶成長した
後、有機金属気相成長法により選択成長するための絶縁
膜マスク１６を設ける。このとき、ストライプ中央部に
相当する領域に絶縁膜マスクを設け、開口部を図４に示
すように二つ形成する。その後、実施例３と同様のプロ
セスを経て、図４に示す素子断面を得た。

【００１９】本実施例では、選択成長した光導波層５に
おいて、中央部の絶縁膜マスク上で横方向にホモエピタ
キシャル成長させることが可能であり、合体させること
により一つの結晶層を形成している。中央部の絶縁膜上
の領域における光導波層では、さらに低欠陥密度で形成
でき10²〜10³/cm²のレベルに低減できた。これにより、
低損失でレーザ光を導波できるようになり、内部光損失
を格段に低減できた。実施例３に比べて、少なくとも閾
値電流を1/2以下に低減可能であり、３０〜５０ｍＡの
素子を得た。量子効率も実施例３の素子よりも高い値を
示し、７０〜８０％の内部量子効率を得た。本素子は、
室温において発振波長４１０〜４３０ｎｍの範囲でレー
ザ動作したが、発光活性層の禁制帯幅を設計して材料の
組成や量子井戸層膜厚により、青紫色から緑色の波長域
まで変化させることが可能であり、各発振波長を有した
半導体レーザを作製できた。

【００２０】（実施例５）本発明の他実施例を図５によ
り説明する。実施例４と同様に素子を作製するが、層１
２を設けた後に、リソグラフィーとエッチング加工によ
り中央に図５に示すリッジストライプを形成する。次
に、ｎ型GaN電流狭窄層或いは誘電体絶縁膜１７を選択
成長する。その後、実施例３や４と同様のプロセスを経
て、図５に示す素子断面を得た。

【００２１】本実施例では、活性層横方向においてリッ
ジストライプを形成することにより、実施例４における
低欠陥密度の領域にのみ電流を有効に注入でき、漏れ電
流を極端に抑制できる。これにより、利得損失等によっ
て生ずる、内部光損失を小さくすることが可能であっ
た。実施例４に比べてさらに閾値電流を1/2以下に低減
可能であり、５〜１０ｍＡの素子を得た。量子効率も実
施例４の素子よりも高い値を示し、８０〜９０％の内部
量子効率を得た。本素子では、活性層横方向に複素屈折
率差を設けた屈折率導波構造を設けたストライプ構造に
より、実施例３や４よりも３〜５倍の光出力が得られる
高出力動作を達成できた。本素子は、室温において発振
波長４１０〜４３０ｎｍの範囲でレーザ動作したが、発
光活性層の禁制帯幅を設計して材料の組成や量子井戸層
膜厚により、青紫色から緑色の波長域まで変化させるこ
とが可能であり、各発振波長を有した半導体レーザを作
製できた。

【００２２】（実施例６）本発明の他実施例を説明す
る。実施例１から５までの素子を同様に作製するが、炭
化珪素基板１の代わりにSi基板を用いてその上に素子を
作製する。実施例１から５までの各々素子作製プロセス
を経て、同様の素子を作製することができた。

【００２３】本実施例では、Diamond構造のSi基板上に
絶縁膜を介して、六方晶系Wurtzite構造の窒化物半導体
を結晶成長させることができた。本手法では、実施例１
から５までの素子と同様の特性を達成することが可能で
あった。また、Si基板上に設けた電子デバイスとの集積
化ができるので、半導体レーザや受光素子を駆動する回
路も集積化させて動作させることも可能であった。

【００２４】（実施例７）本発明の他実施例を説明す
る。実施例１から５までの素子を同様に作製するが、炭
化珪素基板１の代わりにサファイア(α-Al₂O₃)基板を用
いてその上に素子を作製する。実施例１から５までの各
々素子作製プロセスを経て、同様の素子を作製すること
ができた。

【００２５】本実施例によると、従来より用いられてい
るサファイア(α-Al₂O₃)基板上に比べ、結晶層の欠陥密
度を従来技術の４桁から５桁低減でき、10²〜10³/cm²範
囲にまで減少させた。これにより、実施例１から５まで
の素子と同様の特性を達成可能であった。従来技術に比
べて、実施例１から５に示すように、電子デバイスでは
漏れ電流を低減できかつ相互コンダクタンスを高めるこ
とが可能であり、光デバイスでは発光ダイオードの量子
効率や光出力を増大し、半導体レーザにおいては閾値電
流を格段に低減し量子効率や光出力を飛躍的に増大でき
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、窒化物半導体の成長温度
よりも高い融点を有した任意の基板上に設けた絶縁膜の
上に、従来技術では達成できなかった低欠陥密度の窒化
物半導体結晶層を設けることを実現した。従来技術では
結晶層中の欠陥密度が10⁹〜10¹¹/cm²範囲であったのに
対して、本手法では絶縁膜上の結晶成長により欠陥密度
を10⁴〜10⁵/cm²の低いレベルに低減できた。これによ
り、電子デバイスでは、漏れ電流を低減しかつ相互コン
ダクタンスを高めることが可能となり、光デバイスで
は、量子効率や光出力を向上させることが可能となり、
素子の性能を改善させる効果が顕著であった。

【００２７】本発明の選択成長技術では、半導体レーザ
素子の光導波層や発光活性層における結晶欠陥密度をさ
らに低減し、散乱損失による内部光損失を格段に減少さ
せることが可能であった。絶縁膜上の結晶成長と選択成
長による横方向ホモエピタキシャル成長によって、欠陥
密度を10²〜10³/cm²範囲のレベルに減少させることがで
きた。これにより、結晶欠陥に起因した利得損失によっ
て生ずる内部光損失を格段に下げることが可能となっ
た。同時に、選択成長用の絶縁膜マスクパターンによっ
て、活性層横方向に実屈折率差を設けて基本横モードを
安定に導波できるＢＨストライプ屈折率導波構造を作製
することができた。また、導波路の加工により複素屈折
率差を設けて基本横モードを安定に導波できるリッジス
トライプ屈折率導波構造の作製も可能であった。これら
の半導体レーザ素子構造では、閾値電流を従来技術によ
る素子よりも1/10から1/20にまで低減でき、かつ量子効
率や光出力を５倍以上に増大させることができた。閾値
電流や動作電流を実用上必要となる１００ｍＡ以下に設
定することも可能であった。本発明の素子では、青紫色
から緑色波長域の短波長でレーザ発振する低閾値高効率
動作の窒化物半導体レーザを達成した。

【００２８】また本発明では、単体デバイスや集積デバ
イスの用途に応じて、基板材料を選択し使い分けができ
る。Si基板を用いると、従来のSi電子デバイスと窒化物
半導体光デバイスを集積化することが可能となる。ま
た、SiC基板を用いることにより、数百度の高温でも動
作する電子デバイスと光デバイスを集積化でき、単体デ
バイスでは劈開によって共振器面を作製した半導体レー
ザ素子を容易に実現できる。サファイア基板他の高融点
であるセラミックス基板も用途に応じて使用可能であ
り、高抵抗であることを利用して電子デバイス用に使用
したり或いは透明性を利用して光デバイス用に使用する
ことを可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における素子構造縦断面図。

【図２】本発明の他実施例における素子構造縦断面図。

【図３】本発明の他実施例における素子構造縦断面図。

【図４】本発明の他実施例における素子構造縦断面図。

【図５】本発明の他実施例における素子構造縦断面図。

【符号の説明】

１…(0001)C面α-SiC単結晶基板、２…絶縁膜、３…絶
縁膜表面窒化層、４…GaNバッファ層、５…ｎ型GaN層、
６…絶縁膜マスク、７…Siイオン打ち込みｎ+型GaN層、
８…Ti/Al電極、９…多結晶Si、１０…GaInN/GaN/AlGaN
多重量子井戸構造活性層、１１…ｐ型GaN光導波層、１
２…ｐ型GaInNコンタクト層、１３…絶縁膜、１４…Ni/
Au電極、１５…Ti/Al電極、１６…選択成長用絶縁膜マ
スク、１７…ｎ型GaN電流狭窄層或いは誘電体絶縁膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化処理がなされた絶縁物層を有する所定
基板とこの絶縁物層を覆うように設けられた窒素を含有
する半導体層とを有し、窒素を含有するこの半導体層に
少なくとも電子素子部あるいは光素子部のいずれか一者
が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】請求項１に記載の半導体装置において、窒
素を含有する前記半導体層には少なくとも電子素子部お
よび光素子部の両者が設けられていることを特徴とする
半導体装置。
【請求項３】請求項１及び請求項２のいずれかに記載の
半導体装置において、前記窒化処理がなされた絶縁物層
はアルミニウムおよびガリウムの群より選ばれた少なく
とも一者を構成元素として有していることを特徴とする
半導体装置。
【請求項４】請求項１より請求項３のいずれかに記載の
半導体装置において、前記窒化処理がなされた絶縁物層
は少なくともその表面に窒化アルミニウムおよび窒化ガ
リウムの群から選ばれた少なくとも一者を有することを
特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項１より請求項４のいずれかに記載の
半導体装置において、前記窒化処理がなされた絶縁物層
はアルミニウムおよびガリウムの群より選ばれた少なく
とも一者の酸化物あるいは窒化物のいずれかを少なくと
も有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】請求項４及び請求項５のいずれかに記載の
半導体装置において、基板上に設けてある該絶縁膜はア
ルミニウムまたはガリウムが少なくとも構成元素であ
り、絶縁膜がそれらの酸化物または窒化物または酸化窒
化物からなっており、AlOx, Al₂O₃,AlO₁-xNx, AlN, GaO
x, Ga₂O₃, GaO₁-xNx, GaN, AlGaOx, (AlGa)₂O₃, (AlGa)
O₁-xNx, AlGaNの形からなるいずれかの材料により形成
してある絶縁膜上に設けてあることを特徴とする半導体
装置。
【請求項７】請求項１に記載の半導体装置において、該
絶縁膜を設ける基板は少なくともその上に結晶成長する
窒化物材料の成長温度よりも高い融点を有している材料
から構成されており、該高融点を有していることを満足
した材料からなる基板であることを特徴とする半導体装
置。
【請求項８】請求項７に記載の半導体装置において、該
基板の融点或いは軟化点が望ましくは窒化物材料の結晶
成長温度の少なくとも１.５倍以上を有している半導体
装置。
【請求項９】請求項１記載の半導体装置において、前記
基板はダイアモンド構造、閃亜鉛鉱ジンク・ブレンド
（Zinc Blende）構造および六方晶ウルツ鉱型（Wurtzit
e）構造のいずれかの結晶構造を有することを特徴とす
る半導体装置。
【請求項１０】請求項９記載の半導体装置において、前
記基板はダイアモンド構造のSi基板、或いは閃亜鉛鉱Zi
nc Blende構造の炭化珪素(β-SiC)または窒化ガリウム
(β-GaN)または窒化アルミニウム(β-AlN)、或いは六方
晶Wurtzite構造である単結晶サファイア(α-Al₂O₃)また
は炭化珪素(α-SiC)または窒化ガリウム(α-GaN)または
窒化アルミニウム(α-AlN)のいずれか一者を少なくとも
含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】請求項９又は請求項１０記載の半導体装
置において、前記基板が単結晶基板であり、特定の結晶
面において劈開性を有していることをを特徴とする半導
体装置。
【請求項１２】請求項１から請求項８のいずれかに記載
の半導体装置において、前記光素子部は劈開によって共
振器面を形成した半導体レーザ素子を含むことを特徴と
する半導体装置。
【請求項１３】請求項１請求項２及び請求項１１のいず
れかに記載の半導体装置において、該基板上に設けた結
晶層の上に、絶縁膜マスクパターンを設けて選択成長を
適用することにより、光導波路を形成し、該光導波路に
は発光活性層と光導波層からなる異種二重接合構造を構
成してある半導体レーザ素子であることを特徴とする半
導体装置。
【請求項１４】請求項１３に記載の半導体装置におい
て、該半導体レーザ素子の基本横モードのみを安定に導
波できる屈折率導波構造として、活性層横方向に実屈折
率差を設けた埋め込みＢＨ(Buried Heterostructure)ス
トライプ構造を設けてあることを特徴とする半導体レー
ザ装置。
【請求項１５】請求項１３に記載の半導体装置におい
て、該半導体レーザ素子の基本横モードのみを安定に導
波できる屈折率導波構造として、活性層横方向に複素屈
折率差を設けて形成できるリッジストライプ構造を有す
ることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１６】請求項１２から請求項１５のいずれかに
記載の半導体装置において、該半導体レーザ素子の発光
活性層は量子井戸層により構成してある単一或は多重量
子井戸構造であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の半導体装置におい
て、該半導体レーザ素子の発光活性層は格子歪を導入し
た歪量子井戸層により構成してある単一或は多重歪量子
井戸構造であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】請求項１から請求項１７のいずれかに記
載の半導体装置において、素子を構成する結晶層は窒化
物半導体AlGaInN材料からなることを特徴とする半導体
装置。