JPS6387784A - 放出波長が異なるモノリシック集積プレーナレーザーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の工業的分野 本発明は半導体デバイス、特に、モノリシック集積レー
ザー、および、それらの製造方法を志向している。

ｔｂｌ　　従来技術 異なる波長で放射が可能である２個でたけそれより多く
のレーザーを集積し、一方では同時に、プレーナ表面す
なわちプレーナ技法を使って製作された半導体デバイス
に共通な低高低差の表面をもつチップを得ることは、モ
ノリシック集積半導体構成要素（これはチップともよば
れる）の製造において長く続いている問題であった。プ
レーナ表面はマイクロメ、−トル（μｙｘ）’ｊたはそ
れ以下の高低変動を示す。

単結晶半導体基板が約１μｍをこえる異面高低を示すと
ぎ、特にこれらの高低差が次の隣接ヂ゛ツブ構成要素に
よって示されるとぎには製造上の困難がおこり収率な低
下させることになる。隣接チップ要素間の高低差が増す
につれて、基板表面連結の傾斜が増し、水平位から垂直
位へとずれる。

水平配向の傾斜が増すにつれて、絶縁層あるいは導電層
のような重なり層を信頼できる姿で沈着させることがで
きる技法の選択は、その数が少なくなる。さらに、高低
差の増加は重なり層上に局部的に減少した曲率半径を強
いることになる。被覆不均一性が最も普通にＳこるのは
重なり層中のこれらの部位においてである。その上、熱
膨張特性の差に帰因するような応力欠陥が最もおこりや
すいのは低曲率半径においてである。

適業においては、レーザーをプレーナ技法によって形成
させ得ることは知られている。そのようなレーザーは基
板狭面に沿って、Ｎ伝導型イオンおよびＰ伝導型イオン
を横方向に間隔を置いた領域の中でそれらの間で活性領
域がつくり出されるように導入することによって形成さ
れる。そのようなレーザーはチップ用の総体的プレーナ
表面を達成するのに理想的であるけれども、その種のレ
ーザーの放出効率は比較的低い。

この理由で、レーザーは重ねた層のエピタキシアル生長
によって通常構成される。ボテツのＬａ５ｅｒ　Ｄｉｏ
ｄｅｓ　ａｒｔｒ　Ｐｏｗｅｒ−Ｐａｃｋｅｄ”、ＩＥ
ＥＥＳｐａｇｔｒｗｍ　＋　１９８５年６月、４３−５
３頁、は部品要素としてのその種のレーザーダイオード
の技術概観の記述を与えている。ポジティブ・インデッ
クス・レーザーが開示され模型的に描かれている。レー
ザーは三つの重ね層、すなわち活性層を介在させた、重
ねられたＮおよびＰ導電性型被着層、で以て形成させる
ことができる。効率的なレーザーは代表的には５個また
け５個より多い重ね層で以て形成される。ボテッは単一
波長で放射する部品レーザーおよびモノリシック集積レ
ーザー配列のみを論じている。

重ねられた層をもつ１個より多くのレーザーを含みそれ
らのレーザーが異なる波長での放射能力をもつ集積回路
を形成させる試みは、一つのレーザーの諸層が別のレー
ザーの諸層の上で重ねられる構造に通じていた。予期さ
れるとおり、これは例外的に大ぎい表面高低差に通ずる
。う／グらの米−特許４，３１８．０５９はこの試みの
代表的なものである。

ミドらの米国特許４，３１８，０５８は共通チップ上で
集積され異なる波長で放射が可能の横方向で関係をもつ
レーザーを開示している。ミドらは基板表面を横断して
電子ビームを掃射する間に■−■化合物組成を変えなが
ら、分子ビーム・エピタキシーによって基板上でＩＩＩ
−Ｖ化合物層を沈着させている。ミドらの方法の固有の
欠点は、分子ビーム沈着は有機金属蒸気エピタキシアル
沈着と比べておそいということである。生成されたミド
らの構造体の欠点は、はじめに形成された一つのレーザ
ー領域が次の横方向に隣接するレーザー領域の中へ滑ら
かに変化するということである。第Ｖ　　　′族イオン
としての砒素と第■族イオンとしてアルミニウムおよび
ガリウムとを使用して形成させ、隣接レーザー領域が蝕
刻溝（ｔｒｏｌＬｇｈ）によって隔てられた■−ｖ族化
合物レーザーを開示している。

従って、そのチップの総体的な表面高低状況はプレーナ
表面模様ではなくむしろメサ表面模様である。ミドらは
第■族イオンとしてインジウムおよび第Ｖ族イオンとし
て燐を使用しかつ隣接レーザー間のエピタキシー中に隔
離用のプロトン放射絶縁領域を埋めこむ方式に頼って、
別のブレーナ構成体を開示している。この試みの明白な
レーザー欠点のほかに、隣接レーザー間の基板表面は他
の非イーザーチップ成分要素の集積に利用できない。

高度にドープされたプロトン放射絶縁領域はもちろん、
回路成分要素の多くの種類のものについての製作領域と
し役立つにはあ１り適しない。

多成分要素チップ中でレーザーのようなウェーブガイド
を集積することの困難さを認識して、適業に？いてはウ
ェーブガイド半導体物質の性質とその種の物質を沈着さ
せ得る方法の研究が続けられた。ゴーシュらの「金属有
機蒸気相エピタキシーによる砒化ガリウムの選択的領域
生長Ｊ　、Ａｐｐ−Ｐｈｙａ、Ｌｇｔｔ、　４５　（１
１）、１９８；４年１２月１日、１２２９−１２３１頁
、はシリカ層によって部分的にマスクされた砒化ガリウ
ム基板上での有機金属蒸気エピタキシーによる砒化ガリ
ウムの選択的生長を開示している。トクミッらの「ガス
源としてトリメチルガリウムを用いるＧａＡｓの分子ビ
ームエピタキシャル生長Ｊ　Ｊ、Ａｐｐ、Ｐｈｙｓ、　
５５（８１，１９８４年４月１５日、３１６３−３１６
５頁は分子ビームエピタキシーを用いる類但の選択的沈
着を報告している。カモンらの「低圧ＭＯＰＶＥによる
ＧａＡｓの選択的エピタキシアル生長」、Ｊｏｗｒｔｓ
ａｌ　ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　７３　（
１９８５）、７３−７６頁はシリカによって蔽われてい
ない領域における砒化ガリウム上での砒化ガリウムの選
択的生長を開示し、そして、「低圧有機金属蒸気相エピ
タキシーによるＡＩＧａＡｔｔ　の選択的埋没生長（ｅ
ｍｂｅｄｄｅｄ　ｇｒｏｗｔｈ）Ｊ、Ｊａｐａｎｅｓｅ
　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ａｐｐｌｉｒｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ、　２５　！υ、１９８６年１月１日、Ｚ、１Ｏ−Ｌ
ｉ２頁において、彼らの開示を蝕刻基板上で選択的砒化
ガリウムアルミニウムを生長させることへひろげている
。

１６＋　　発明の目的 本発明の一つの目的は、異なる波長で放射が可能である
モノリシック集積レーザーを製造する方法を提供するこ
とであり、その方法は、基板を準備し、基板上で横方向
に間隔を置いたレーザー領域において活性層によって隔
離されたＮおよびＰ導電性型の重ねられた被着層を提供
することから成り、基板とそれら諸層とが一緒になって
単結晶ＩＩＩ−Ｖ族化合物構造体を形成し、その中で、
第■族イオンは砒素であり第■族イオンはガリウムとア
ルミニウムの少くとも一つであり、そして、レーザー領
域の二つにおける活性層が異なる波長での放射を発生す
るよう異なっており；その方法は所望部位においてウェ
ーブガイド性のＩＩＩ−Ｖ族化合物の選択沈着という利
点を提供することができる。実現できる追加的利点は、
プレーナ表面で以てウェーブガイドを形成し、所望のプ
レーナ表面構造を得るために、そのデバイスの大ぎい面
積の蝕刻またはウェーブガイド形成後の他領域上へのエ
ピタキシー沈着の蝕刻が避けられることを含む。

上記利点は、同時に基板の初期組成を所望のポジティブ
・インデックス・ウェーブガイド特性と電気的隔離特注
とを達成するよう選択しながら、実現することができる
。最後に、半導体基板の上に横たわり、より容易にかつ
より信頼性よく生成される層を得ることと両立する方法
を提供することが、一つの目的である。

本発明のもう一つの目的は、主要面をもつ基板、この基
板主要面に隣接する複数個の横方向に間隔を置いたレー
ザー領域、から成り、これらレーザー領域の各々が重ね
られたＰおよびＮ導電性型被着層とそれらの間の活性層
とから成り、基板と諸層とが一緒になって単結晶ＩＩＩ
−Ｖ族化合物構造体を形成し、その中で第Ｖ族イオンが
砒素であり第■族イオンがガリウムとアルミニウムの少
なくとも一つであり、そして、レーザー領域の活性層が
異なる波長で放射を発生するよう異なっている、　　　
　　□モノリシック積層レーザーを提供することであり
；このデバイスは、プレーナ画表を提供する利点を提供
し、これは導電層Ｒよび絶縁層のよっな上重ね層の形成
を容易にし、かつこれらの層がより再現性よく形成され
ることを可能にする。もう一つの利点は、プレーナ表面
に沿ってレーザー領域を分離する基板部分は隣接層を隔
離しかつポジティブ・ウェーブガイディングを提供する
ための特別な修正を必要としないことである。もう一つ
の利点は、プレーナ表面と隣接する基板が追加の回路成
分要素の電気的隔離および集積にとってよりよく適して
いることである。

（山　本発明の構成 本発明の方法は次のことを特徴とする。すなわち、異な
る波長に８いて放射が可能であり基板と一緒に単結晶［
−Ｖ族化合物構造体のプレーナ表面を提供する少くとも
二つのポジティブ・インデックス・ガイデッド・レーザ
ー領域は、（ａ）一つの主要面に隣接して１０５オーム
・ａよジ大ぎい抵抗率をもつ単結晶砒化ガリウムアルミ
ニウムをもつ基板を提供し、Ｉｂｌ　　その一つの主要
面上で保護層を与えて第一開口を規定し、ｔＣ＋　　そ
の第一開口を通して基板中に溝をつくり出してその一つ
の主要面の下で基板の非保護部分を露出させ、＋ｄｌ　
　基板の非保護部分のみの上で、活性で横方向で分離さ
れたＮおよびＰ導電性型の重なり被着層から成るｉ−レ
ーザー領域をエピタキシアルに沈着させ、その活性層が
基板単結晶砒化ガリウムアルミニウムより高い屈折率の
ものであり、（ａ）　　第一レーザー領域が一つの主要
面と一緒に■−ｖ族化合物構造体のプレーナ表面を形成
するとぎにエピタキシアル沈着を終らせ、切　少くとも
第一領域において保護層を与え、第二保護層開口を第一
開口から横方向にずらせて規定し、（ｇ）　　この第二
開口を通して基板中に溝をつくり出して第二の横方向に
ずれた基板非保護部分を一つの主要面の下方で露出させ
、ＩＡＩ　　基板の横方向にずらせた基板非保護部分の
みの上で、基板単結晶砒化ガリウムアルミニウムより高
い屈折率の活性層によって分離されたＮおよびＰ４電性
型の重なり被着層から成る第二レーザー領域をエピタキ
シアルに沈着させ、この第二レーザー領域の活性層が第
一レーザーの活性層と異なっていて異なる波長で放射を
発生し、そして、ｔ−＜＋　　この第二レーザー領域が
一つの主要面と−緒に１［−Ｖ族化合物構造体のプレー
ナ表面を形成する、ことによって形成される。

本発明のモノリシック集積レーザーは、基板が二つのレ
ーザー領域と一緒に単結晶■−ｖ族化合物構造体のプレ
ーナ表面を形成し、基板が、１０５オーム・口より大ぎ
い抵抗率をもちかつ二つの活性層と一緒に界面において
ポジティブ・インデックス・ウェーブガイディングを提
供する、シングル・コンダクテイビテイ型の単結晶砒化
ガリウムアルミニウムから成ることを特徴とする。

図１においては、異なる波長で放射が可能である二つの
モノリシックに集積されたレーザーを含む、本発明によ
る模範的な好ましい半導体デバイス１００の詳細が示さ
れている。詳細において示されるデバイスは、基板１０
２と、基板の溝１１０および２１０においてそれぞれエ
ピタキシアルに生長させた横方向に間隔を隔てた第一お
よび第二レーザー領域１０８８よび２０８とから成る単
結晶■−Ｖ族化合物構造体から成る。基板の第一主要面
１２４とレーザー領域の上面とはデバイスの総体的プレ
ーナ表面を一緒になって形成し、一方、基板は単独でデ
バイスの第二主要面１２６を形成す乞。第一電極１２８
は第二主要面に対するオーミック接続として役立つ。絶
縁層１３０はプレーナ表面の上に横たわって基板の隔離
用部分とレーザー領域とを橋渡しし、第一および第二の
レーザー領域の上に横たわる第一および第二の開口１３
２および２３２を形成する。第二２よび第三の電極、１
３４と２３４、はそれぞれ第一および第二開口内におい
て第一および第二レーザー領域の上面と接触し、かつま
た各々絶縁層の少くとも一部を横方向で遮断する。第二
および第三電極と絶縁層との上に電気絶縁性遮断層１３
６が横たわる。第二および第三電極もこの遮断層もゼロ
起伏面で沈着されていないけれども、絶縁層を通して開
口を提供することによって導入される高低変動がプレー
ナ表面の高低範囲内に十分あるので、ともにプレーナ表
面と一緒にあることを知るべきである。

電極と絶縁層および遮断層は慣用的組成のどれであって
もよい。金−亜鉛合金および窒化チタンはともに代表的
電極物質である。絶縁性遮断層は全く任意的のものであ
り、なぜならば、このデバイスは必要ならば）・−メチ
ツクシール・ノヘウジングの中で取つけてもよいからで
ある。存在するとぎには、遮断層は硼珪酸塩ガラスのよ
うな不働態化性（ｐαｓｓｉｖａｔｉｎｇ）層の形をと
ることができる。

絶縁層はシリカまたけ窒化珪素のような化学蒸絶縁物質
の形をとることができる。図示していないが、追加的の
導電層および／または絶縁層を、図示していない他の任
意的デバイス構成要素の要請に応じて、この遮断層上に
のせることができる。

一つの好ましい形における基板１０２は立方センチメー
トルあたり少くとも５Ｘ１０５、好ましくは１から３　
ｘ　１０＋ａ個のＮ導電型イオンを含む砒化ガリウムで
代表的には形成される、より導ｖｉａの部分１０４で構
成される。基板の分離部分（ｉｓｏｌα−ｔｉｘｇ　ｐ
ａｒｄｏｎ）　１０６は基板のこのより導電性である部
分の上でエピタキシアルに生長させた砒化アルミニウム
ガリウムで構成される。この分離部分は十分なアルミニ
ウムを含み、その屈折率をレーザー領域の活性層より小
さくし、従ってレーザー領域と一緒にポジティブ・イン
デックス・ウニニブガイドを形成する。この分離部分は
好１しくｉｄ約３０から６０モルチのアルミニウムを含
み、二〇モルチは特記しないかぎり、存在する第■族イ
オン合計が基準である。Ｖ−ザー領域を電界効果トラン
ジスタおよび図示されていないなんらかの他の集積回路
構成要素から電気的に分離するために、少なくとも、第
一主要面と隣接する物質の部分は１０５オーム・口より
大きく、好１しくばｉ　ｏ”　、ｔ−ム・口より太ぎい
抵抗率を示す。適当である抵抗率水準は５５０から６５
０℃の温度２よび／または２から１０　ｐｐｍの酸素を
含む雰囲気における砒化ガリウム沈着によるような、既
知の砒化ガリウム沈着技法によって達成できる。この絶
縁性部分は″１Ｍ、Ｎ、伝導の責任がないので、マジョ
リテイ電荷キャリアはＮ４電型またはＰ４電型のどちら
かであることができ、あるいは絶縁性部分は実質上真性
であることができる。

二つのレーザー領域以外の構成要素はデバイス１００中
で存在することを必要とされず従って図示されていない
が、第一の主要面と隣接する基板部分は、必要ならば追
加の任意的回路構成要素を置くのに特に適していること
は予測される。分離用部分１０６αは横方向でレーザー
領域を分離しているが、追加の半導体要素のような追加
の任意的回路要素にとって特に適する部位である。

レーザー領域は、基板によって形成される溝１１０内で
全体として横たわっているが、基板の分離用部分と基板
のより導電性の部分によって規定されるレーザー領域下
方壁とによってきめられる横方向のひろがりをもってい
る。溝下１壁と隣接して、レーザー領域は立方センナメ
ートルあたｖ　ｌｏｌ？から５Ｘ１０”個のＮ型導電性
イオン濃度を代表的にもつ砒化ガリウム下方キャツピン
グ層１１４および２１４で構成されていることが示され
ている。この下方キャツピング層のすぐ上方にＮ導電型
の下方被着層１１６および２１６が横たわっている。こ
の下方被着層の上方にはＰ導電型の上方被着層１１８お
よび２１８が横たわってｒる。各被着層は９０モル％１
でのガリウムを含む砒化アルミニウムまたは砒化ガリウ
ムアルミニウムで構成することができる。これらの被着
層は各々、立方センチメートルあたｐ１０６から１０５
個のイオンの導電性付与イオン濃度を代表的にはもつが
、しかし、代表的には、各々が接触を保っているキャツ
ピング層より多少低い導電性付与イオン濃度を含んでい
る。この上方および下方の被着層の間には活性層１２０
および２２０が挿置されている。この活性層はそれが接
している被着層のどちらよりも低い導電性付与イオン濃
度を含む。すなわち、被着層は通常は立方センナメート
ルあたり１０１８個より小さい導電性付与イオンを含み
、かつ慣用的に実現されるのとほぼ近い真性であること
ができる。さらに、活性層は被着層のどちらよりも少な
いアルミニウムと基板の分離用部分よりも少ないアルミ
ニウムを含む。

第一および第二のレーザー領域に異なる波長を放射させ
るためには、それらの活性層は異なっていなければなら
ない。活性層の第■族イオンの異なる濃度が放射の波長
をずらせることはよく知られている。例えば、砒化ガリ
ウムアルミニウムの活性層の中のアルミニウム濃度の減
少は放射を長波長の方へずらせる。活性層を薄くすると
その放射波長を小さくすることもまた知られている。活
性層のこれらの変数のどちらかでたけ両方を放射波長に
おいて所望の差をつくり出すよう変動させることができ
る。

キャツピング層１２２および２２２は上方被着層１１８
および２１８とそれぞれ接している。この上方被着層は
立方センナメートルあたり工ｏ１Ｇ１個より多いＰ型溝
電性付与イオン濃度をもつ砒化ガリウムで好１しくに構
成される。

上方キャツピング層の上面と表面層とはこの半導体デバ
イスのプレーナ表面に沿って、基板の第一主要面の平面
の１μｍ以内、代表的には約３０００オングストローム
内で横たわっている。図示のと？り、基板の第一主要面
とキャツピング層の上面とはそれらの理想的共面関係に
ある。

本発明の方法により半導体デバイス１００を形成させる
には１．単結晶の砒化ガリウムウェハーで基板の導電性
部分１０４の性質に相当する性質をもつものを準備する
。ウェハーの厚さは工程中で損傷なく取扱えるものであ
りながら物質を効率よく使用するように選ばれる。実際
においては同等半導体デバイスの複数個が単一ウニバー
上で横方向にずらして形成されるが、次の記述は単一デ
バイスの形成に関してなされており、それは、処理の各
段階が同じであるからである。

デバイス基板のより導電性の部分１０４を形成スルウェ
ハーの上へ、単結晶層をエピタキシアルに生長させて基
板の分離用部分１０６を形成する。

この分離用部分は代表的には約３から１０μｍ、最適に
は約４から８μ惜の厚さへ生長させる。この基板の形成
は慣用的な便利な手段のどれかによって達成することが
できる。

第２図を参照すると、デバイスの構築をはじめるには、
保護層１４０が基板１０２の分離用部分１０６の第−主
要面１２４の上で形成される。保護層形成物質は所要処
理温度において安定でありかつ少くとも選択領域中で容
易に取除くことができる既知物質の各種の中から選ぶこ
とができる。

その種の物質の例はシリカ（ｓｉＯ２）、窒化珪素（Ｓ
　ｉ３Ｎ４　）、および耐火性金属並びにそれらの酸化
物および珪化物−例えばタングステン、酸化タングステ
ン、および珪化タングステンである。この層？′ｉ第一
主要面の無ピンホール被覆を保証するのに必要である以
上に厚い必要はなく、がっともかぐも、約３０００オン
グストローム以下、好１しぐは約５００から２０００オ
ングストロームである。

はじめは、この保護層は第一主要面全体の上に横たわる
。基板中にレーザー領域を位置させるために、一つの開
口１４２をまず保護層中に形成させ、基板を次にその開
口を通して蝕刻して溝１１０を形成させる。この保護層
中の開口は慣用的なフォトマスキング段階と蝕刻段階と
によって形成させることができる。例えば、保護層を慣
用的フォトレジスト層で上塗りし、画像露光を行ない、
そして保護層の所望開口の位置に相当するフォトレジス
ト層の中で開口を規定するよう現像することができる。

保護層は次にフォトマスク中の開口を通して蝕刻して所
望の開口が規定される。適当な慣用的蝕刻技法の各種が
知られており、スギシマらの米国特許４，３５２，７２
４に概説される各種の蝕刻技法によって示されるとおり
である。

物質除去段階のあとでは毎回、除去される物質が基板そ
のものであるか、関連の導電層あるいは絶縁層であるか
にはかかわらず、直ちに洗滌段階を続いて行ない成功的
な半導体収率に必要とされる高水準清浄性の維持を確実
なものにすることが慣行である。代表的には脱イオン水
を洗滌に用いる。繰返して洗滌に言及することをさける
ために、洗滌段階はなんらから物質除去を必要とする各
段階、特に蝕刻による物質除去を必要とするなんらかの
段階に続いて行なうことは、特定的に述べな　　　　□
くても、好ましいことは当然である。

保護層は比較的薄いので、開口を形成するのに等方性蝕
刻条件を用いるか非等方性蝕刻条件を用いるかどうかは
通常は重大ではない。この同じ注釈は溝の形成にはあて
はでらない。溝の側壁は基板の第一主要面に対して垂直
であるように示されている。しかし、別の配向も可能で
あり採用して利点があり得る。この別方式を評価するに
は基板結晶構造のいくらかの認識を必要とする。

基板とレーザー領域を形成する第ＩＩＩ−Ｖ族化合物は
すべて閃亜鉛鉱型の本質上類似の立方結晶格子を形成し
、それらの格子定数は本質上類似であり、例えば砒化ガ
リウムについて５，６３オングストロームおよび砒化ア
ルミニウムについて５．６６オングストロームである。

この共通の結晶分類と格子間隔の密擬な類似は第旧族イ
オンとしてのアルミニウムでたガリウムの選択において
異なる物質のエピタキシアル沈着を助ける。

普通につくるとぎには、基板の主要面は（１００）結晶
学的平面内にある。既知の蝕刻条件を用いることによジ
、基板は保護層中の開口を通して本質上等方向に蝕刻す
ることができ保護層のある量のアンダーカットがおこる
。あるいはでた、保護層のアンダーカットを減らす非等
方性蝕刻を達成することかできる。非等方性蝕刻条件の
下では、溝の横方向の壁は結晶構造の熱力学的により安
定な結晶面によって規定される。（ＩＩＩ１結晶面は最
も安定なものであり、溝の側壁を形成するよう非等方性
蝕刻によって選択的に現わさせることができる。非等方
性蝕刻はどれでも使用できる。（ＩＩＩ）の溝側壁を効
率よく現わさせることができる一つの好ましい非等方性
蝕刻剤ば５：１：１容積比のＨ２Ｏ：　Ｈ，ＳＯ２：　
Ｈ２Ｏ２である。もう一つの適当である非等方性蝕刻剤
はメタノール中に溶かした２重量％の臭素である。

（ＩＩＩ）結晶面は５５”の角度で（１００１結晶面と
１じわる。二つの全く異なるｌ：ＩＩＩ］結晶面の側壁
配向が、図３Ａ、３１９；よび４を参照することによっ
て予測できると−ｊ６り、可能である。図４ぼ二つの可
能な別途の、相互に垂Ｈな湾口こ向を示す等角投影詳細
図である。蝕刻によって形成されるべき溝１１０αと１
１０ｂの各々は（１１０％クトルの二つの相互に垂直な
組の一つと一線に並べられて基板の（１１０）第一主要
面内に横たわる。

図３Ａは、溝の長軸が＜１１０＞ベクトルの一組と平行
に（１００）結晶面上で配向していて第一主要面を形成
するときの結果として得られる溝側壁を描いており、一
方、図３Ｂは、溝の長軸が＜１１０＞ベクトルの第二の
組に平行に（１００）結晶面上で配向しているときの結
果として得られる溝側壁を描いており、この場合におい
ては、（１１０）ベクトルの二つの組は相互に垂直であ
る。（１００）結晶面上での（１１０）ベクトルの方向
は、よく理解されているとおり、その結晶面上での光廻
折模様によってきめることができる。しかし、蝕刻によ
ってつくり出される溝の側壁配向を選ぶ目的のための（
１１０）ベクトルの二つの組の間の弁別は、加工される
基板ウェハーの使いつぶしてよい領域の中での試行的蝕
刻段階を必要とする。

図３Ａにおいては、図２の右手部分に類似の構造が示さ
れておジ、同じ構成要素は同じ参照番号を与えられてい
る。図３Ａ構造に？ける差は溝１１０αの形態である。

この構造においては、溝は二つの向い合う側壁１４４α
と１４４ｂ、および底壁１４４ｃによって形成されてい
る。この底壁は基板部分１０４と１０６の界面に沿い、
すなわち、（１００）結晶面内で横たわって示されてい
る。

側壁は保護層開口から基板部分１０４の方へ直線的にひ
ろがり、次いで彎曲して戻って底壁と接合する。各側壁
の直線部分は異なる（ＩＩＩ）結晶面内に位置する。破
線１４６は蝕刻中間段階における溝の下方境界を示して
いる。蝕刻中間段階における溝境界を観察することによ
り、熱力学的により安定な（ＩＩＩ）結晶面が溝側壁を
規定する様式を認識することができる。横壁の外挿によ
って各々規定されて（ＩＩＩ）結晶面と（１００）結晶
面を規定する底壁とを限定する領域１４８αおよび１４
８ｂは、通常は蝕刻によって除去されないが、しかし、
基板中にその形成中に蝕刻抵抗層を導入することによる
ように、もし底壁に沿う蝕刻速度が遅くされる場合には
除去可能であるべきである。しかし、底壁との交接部に
おける溝側壁の丸み現像は、（ＩＩＩ）面と（１００）
面との面積的に圧縮された斜めの交接部にＥけるエピタ
キシーの必要性が回避され、それによって溝壁全体の上
でのエビタクシ−を容易にするという点において利点が
ある。

図３ＢＫＭいては、多少広い開口１４２αが示されてお
り、溝１１０ｂの側壁１５０αと１５０ｂが溝底壁１５
２の方へ収斂するからである。破線１５４は中間蝕刻段
階における底壁を表わしている。この場合には側壁は全
体として（ＩＩＩ）結晶面と一致すること、および、側
壁と底壁との交接角ｉ４鈍角であって（１００１結晶面
と（ＩＩＩ）結晶面との交線に３けるエピタキシアル沈
着を容易にすること、を知るべきである。

定義により（１１０）結晶学的ベクトルは（１１０）面
と垂直に配向しているので、二組の相互に垂直な（１１
０）結晶面があり各々が基板の第一主要面と直角に交わ
ることになる。例えば、図４においては基板の近い縁（
ｆｉｅａｒ　ｅｄｇｅ）の二つが見えている。

近い縁の各は（ｕＯ）結晶面内にある。図１と図２に戻
って参照すると、溝１１０の側壁がＩＩＩ０］結晶面内
に位置するよう配向され得ることは、それゆえ明らかで
ある。適切な蝕刻剤選択によ、ＫＩＩＯ）結晶面にある
側壁と（１００）結晶面内にある底壁とをもつ溝を形成
させることは可能であるはずである。この点において、
（１１０）結晶面によって形成される、基板表面が（１
００）結晶面によって形成される表面よりも、蝕刻中に
おいて熱力学的により安定であるということを知るべき
である。このように、蝕刻は非等方的に進行し、溝の底
壁を深くし一方では保護層のアンダーカットをほとんど
示さないことが期待される。

溝が基板中で所望の形態と深さで−たん形成されると、
次の段階は、沈着が溝の中だけでおこり保護層上にはお
こらないように、形成された溝の中で選択的に［−Ｖ族
化合物をエピタキシアルに沈着させることである。この
［−Ｖ族化合物の選択部位沈着のこの目標を達成するに
は、沈着中性の選択に注意を払わねばならない。

溝の中にある基板の非保護表面すなわち露出表面の上だ
けにＩＩＩ−Ｖ族化合物を沈着させるための好ましい手
順は、有機金属蒸気相エピタキシーの選択された条件を
採用する。図２．３Ａ’ｆたは３Ｂに示される形のいず
れかにある基板を真空室中に置き、そこで、５００から
８００℃の範囲、好１しくは６５０から７５０℃の範囲
の温度へそれを加熱する。真空室中の圧力は５０トル以
下、好１しぐは１０トル以下へ下げる。同時に、アルシ
ン（ＡｓＨ３）と有機アルミニウムおよび有機ガリウム
のガス−例えばトリメチル−またけトリエチル−アルミ
ニウムまたはガリウムの−りまたけ混合物とから成る雰
囲気が真空室中において提供される。アルミニウムとガ
リウムの比は基板上で沈着されるエピタキシーにぢいて
望でれるこれらの金属の比によって指示される。アルン
ンガスのモル過剰が維持される。蒸気相アルシンと蒸気
相アルミニウムおよびガリウムの合計とのモル比は約２
：１から１００：１が保たれる。

沈着は、構の中で沈着されるエピタキシーが基板の第一
主要面と一緒に総体的なプＶ−す表面を形成する１で、
すなわち、レーザー領域中のエピタキシーの表面が基板
の第一主要面の約１μｍ以内、好１しくはその第一主要
面の約３０００オングストローム以内に位置する１で、
継続される。

ウェーブガイド領域中で所望濃度のＮまたはＰ導電性型
イオンで以て沈着される［−Ｖ族化合物を提供するため
に、ＮまたはＰドーパント物質が真空室中へ蒸気相とし
て他のガスと一緒に導入される。珪素、セレン、硫黄、
テルル、錫ぢよびゲルマニウムのようＴＩＮ型ドーパン
トは、シラン、セン化水素、水素化ゲルマニウム、テル
ル化ジアルキル、あるいはテトラアルキル錫のような蒸
気相化合物として導入することができ、一方、亜鉛、カ
ドミウム、ベリリウム、およびマグネシウムのようＴＡ
Ｐ型ド型入−パント当するジアルキル化合物として導入
することができ、その場合、谷の場合におけるアルキル
は独立にメチルかエチルである。記述した特定の真空室
条件のほかは、ドーピング手順は適業の慣行に一般的に
は従う。

溝の中でＩＩＩ−Ｖ族化合物を沈着させて各種のレーザ
ー領域層を形成させる際には、その溝をかこむ異なる結
晶面はエピタキシアル沈着の相対的速度に影響を及ぼし
得る。（ＩＩＩ）、（１００）、および（１１０）の上
へその順で沈着の選択性があると思われる。このように
、露出（ＩＩＩ）結晶面は残りの結晶面よジ多少大ぎい
速度でエピタキシーを受けとるように見える。図３Ａと
３Ｂにおいて示されるとおり、（ＩＩＩ）側壁によって
かこ１れた溝へエピタキシアルに沈着させる際には、縁
にＺける層のいくらかの彎曲が生じ得る。各種のエピタ
キシアル層のエツジ儂コ／タリング（ａｄ（Ｈｃｏｎｔ
ｏｕｒｉｓｇ）を必要ならば用いて利点がある。順次エ
ピタキシアルに沈着させた層のエツジ・コンタリングが
観察される場合でも、そのコンタリング効果は所望の最
終的ブレーナ表面形態と相容れないものではない。コン
タリングは基板の溝壁との相互作用から生ずるものであ
るので、エピタキシーが−たんこれらの壁を蔽うと、順
次的沈着が有利でそのエピタキシーの上面に対して平面
性を回復する。レーザー領域諸層のエツジ・コンｌ　−
（ａｄ（Ｈｃｏ信ｏｕｒｓ）は溝の深さをその幅と相対
的に小さく保つことによって最小化することができる。

溝がはじめに（１１０）結晶面内にある側壁によってか
こわれる場合に″は、この結晶学的配向の壁の上への速
度のおそい沈着は、図１に示すとおり、エツジ・コンタ
−を本質上官１ない平坦層の沈着に好都合である。

本発明の好ましい実施に従うと、レーザー領域のエピタ
キシーは基板の第一主要面と丁度壕であるいはそれより
やや下方１で生長せしめられて、第一主要面のプレーナ
表面の延長、すなわち、第一主要面の約１μｍ以内、好
フしくけ約３０００オングストローム以内に位置する表
面、を形成する。プレーナ表面の通常の高低許容差内で
のエピタキシーの縦統的生長を行なわせ得るが、しかし
、さけるのが好フしい。溝上方のレーザー領域中のエピ
タキシアル沈着ｉｄ　（ＩＩＩ）結晶面によるエピタキ
シーのエツジ・バウンディング（ｇｄｇｇ　ｂｏｕＴＬ
ｄイ１Ｌｇ）をもたらす。その種の面は基板の第一主要
面に関して５５″傾いているので、張出し部分を生成し
完成デバイスをつくるその後の処理において不利益を生
ずる。

第一レーザー領域の■−ｖ族化合物層が沈着されてし１
うと、次の対象は、第二レーザー領域を形成させながら
この位置におけるそれ以上の■−Ｖ族化合物のエピタキ
シーを除ぐことである。これは開口１４２を保護層１４
０を形成するのに使ったタイプの追加物質で以て閉ぢる
だけで達成できる。これは第一レーザー領域上で局部的
に行うかデバイス上面全体の上で均一に実施することが
できる。壕ず保護層１４０全体を除き、次に図５に示す
とおり、第二の保護層１５６を基板の第一主要面１２４
全体と第一レーザー領域のキャツピング層との上で形成
させることが好ましい。その後、開口１５８と溝２１０
とを開口１４２と溝１１０とに関して上述したのと同様
に形成させる。

第二レーザー領域２０８の諸層を次に溝２１０の中で選
択的にエピタキシアルに生長させることができる。第二
のレーザー領域２０８の諸層は第一のレーザー領域のも
のと類似であるが、第一レーザー領域の放射に関して第
二レーザー領域の放射をずらせるのに必要とする活性層
の差だけが異なっている。あるいはまた、第二レーザー
領域の層が数、厚さおよび組成において第一レーザー領
域のものと異なることができ、ただし、それらは第一の
レーザー領域層を論する際に上述した同じ一般的な好ま
しい変数範囲の中から選ばれる。

レーザー領域が−たん完成されると、完成デバイスをつ
くるためのその後の処理はよく知られている慣用的技法
によって行なうことができる。エピタキシーを行なわせ
るために使った保護層は、もし１だともに存在している
場合には、完成デバイスの永久層として残留させること
ができ、あるいは除去して図１中の層１３０のような絶
縁層によって置換えることができる。あるいはまた、こ
の絶縁層と保護層とを一緒に使用できる。図１に示すと
おりの絶縁層１３０はレーザー領域の部分を蔽って第二
電極および第三電極とレーザー領域との横方向接触を制
限していることは知るべきである。この配置はゲンイ・
ガイディング（ｇａｉｔＬｇｕｉｄｉｎｇ）とポジティ
ブ・インデックス・ガイディングを組合せるのに使用し
て有利であることができる。半導体デバイスの形成を意
図したレーザー領域を含む基板は、製作中は一部を形成
しているウェハーから、二つの平行の滑らかなミラーエ
ツジ（ｍ１ｒｒｏｒ　ｇｄｇｇ）がレーザー領域を含む
溝と交わるように、代表的には骨間される。これらのミ
ラーエツジはレーザー領域と相互作用して完成デバイス
の放出効率を増す。

本発明はいくつかの好ましい具体化を参照して述べてき
たが、多数の修正を実施し得ることは予測され、それら
の相対的利点は志向される特定的な使用者の応用に依存
する。例えば、レーザー領域が図１に示すような５個の
別々の層を含むことは必要ではない。図１に示す四つの
キャッピング層１１４，２１４．１２２および２２２の
どれか一つまたけどれかの組合せを省くことができ、キ
ャツピング層１１４および２１４はキャツピング層１２
２および２２２よジも一般的には全体的性能にそれほど
決定的なものではない。

２個だけのレーザー領域を説明してきたが、単一の基板
が任意の数の別々のレーザー領域を含むことができるこ
とは予測される。それは５選択的部位エピタキシーの可
能性を提供することによる本発明の方法は、すでに形成
されあるいは後で形成されるかもしれない他のレーザー
領域とは独立に各レーザー領域をつくることを可能にし
ているからである。２個から１０個の異なるレーザー領
域をもつ半導体デバイスが特定的には考えられる。

レーザー以外のウェーブガイドを前述と本質上類似の手
順を使って１個または１個より多くの溝の中で形成させ
得ることもさらに期待される。単一の■−ｖ族化合物を
溝の中でエピタキシアルに沈着させることによるだけで
、本発明の方法に従って、非レーザー・ウェーブガイド
を形成させることができる。その［Ｉ［−Ｖ族化合物は
各種レーザー層について上述した形のどれかを取り得る
が、好１しくに、ポジティブ・インデックス関係がウェ
ーブガイディング効率にとって維持される。

基板１０２は導電性部分１０４と分離部分１０６との両
方で構成されることが示されたが、しかし、分離部分だ
けが本質的である。従って、分離部分の組成をもつウェ
ハーを準備し、蝕刻を施こして、追加的［−Ｖ族化合物
をエピタキシアルに沈着させる中間段階を行なうことな
しに溝をその中に形成させた一体的基板を形成すること
ができる。

ｔｅｌ　　本発明の効果 本発明は、異なる波長で放射を行なうモノリシック集積
レーザーを製作するのに適業で従来用いられた方法に１
さる各種の利点を提供する。第一には、プレーナ表面を
もつチップを容易に得ることができる。第二には、レー
ザー形成用のＩＩＩ−Ｖ化合物の所望レーザ一部位にお
ける選択的沈着が信頼性よく達成される。レーザー領域
以外にある基板の大ぎい部分を蝕刻し去る必要がなく、
１だ、所望のブレーナ表面構造を達成するために、レー
ザー構造が形成されたのちにこれらの他領域をエピタキ
シアルにつくり上げることも必要でない。

第三には、上記の利点が実現でき、一方では同時に基板
の初期組成を選択できて、所望のポジティブ・インデッ
クス・ウェーブガイドと電気的分離特性が得られる。こ
の方法は半導体基板の上に重なジより容易かつより信頼
性よく生成される層を得ることと両立する。

本発明の異なる波長で放射が可能である単一基板集積レ
ーザーは従来りぐられたものに１さる利点を提供する。

第一には、レーザーが基板とともに一つのプレーナ表面
を提供する。このことは導電層および絶縁層のような表
面層の形成を容易にし、これらの層をより再現性よく形
成させる。第二には、このプレーナ表面に沿ってレーザ
ーを分離する基板部分は隣接層を分離しそしてポジティ
ブ・ウェーブガイディングを提供する特別な修正を必要
とすることがない。さらに、プレーナ表面と隣接する基
板は電気的分離および追加的回路要素の集積にとってよ
りよく適している。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明による半導体要素の断面詳細である。 図２は要素製作の一つの段階に２ける断面詳細である。 図３Ａと３Ｂは別法の溝形態の断面詳細である。 図４は別法の溝配向を示す等角投影図である。 図５は一つのレーザーの形成に続きかつ第二レーザー形
成の前の製作段階における断面詳細である。 用語説明 １００　　半導体デバイス １０２　　基板 １０４　基板のより導電性の部分 １０６　基板の分離用部分 １０８　レーザー領域 １１０、ｌｌ０ｃＬ、１１０ｂ、および２１０　溝１１
２．２１２　溝の下方壁 １：４，２１４　下方キャツピング層 １１６．２１６　　下方被着層 １１８．２１８　　上方被着層 １２０．２２０　活性層 １２２．２２２　上方キャツピング層 １２４．１２６　主要面 １２８．１３４．２３４　電極 １３０　絶縁層 １３２．２３２　開口部 １３６　遮断層 １４０　保護層 １４２　開口 １４４Ｇ、１４４ｂ　側壁 １４４ｃ　底壁 １４６　下方境界 １４８α、１４８ｂ　領域 １５０α、１５０ｂ　側壁 １５２　底壁 １５４　　中間段階の底壁 （外４名） ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ａ　　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　
３ｂＦＩＧ、　５ 手　　続　　補　　正　　書 昭和６２年１２月２日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許顧第２３４７３１号 ２、発明の名称 放出波長が異なるモノリシック集積 プレーナレーザーおよびその製造方法 ３、ｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名１．　　（７０７）イーストマン・コダソク・カンパ
ニー４、代理人 ５、補正の′Ｎ束 明細書の［特許請求の範囲１の欄 （別紙） １、特許請求の範囲を次のとおり訂正する。 「１′、異なる波長で放射が可能であるモノリシック集
積レーザーを製造する方法であって、基板を用意し、 この基板上で横方向に間隔をとったレーザー領域におい
て活性層によって隔てられたＮおよびＰ導電性型の重ね
られた被着層を提供し、上記基板と上記諸層とが一緒に
なって単結晶性■−■族化合物構造体を形成し、その構
造体の中で第Ｖ族イオンは砒素であり第■族イオンがガ
リウムとアルミニウムの少なくとも一つであり、そして
、 上記レーザー領域の二つにおける上記活性層が異なる波
長の放射を発生するよう異なっている、ことから成り、 異なる波長で放射が可能であり上記基板と一緒に上記単
結晶■−■族化合物構造体のプレーナ表面を提供する少
くとも二つのポジティブ・インデックス・〃イブラド・
レーザー領域が、 （ａ）　　抵抗率が１０５オーム・ＣＩより大きい単結
晶性砒化ガリウムアルミニウムを一つの主要面ｉこ隣接
しでもつ基板を提供し、 （ｂ）　　上記の一つの主要面上で第一の開口を規定す
る保護層を提供し、 （ｃ）　　その第一開口を通して上記基板中に溝をつく
り出して上記の一つの主要面の下で上記基板の非保護部
分を露出させ、 （ｄ）　　上記基板の上記非保護部分のみの上で、上記
活性層によって分離した重ねられたＮおよびＰ導電型被
着層から成る第一レーザー領域をエピタキシアルに沈着
させ、上記活性層が上記基板単結晶磁比ガリウムアルミ
ニウムより高い屈折率のものであり、 （ｅ）　　上記第一レーザー領域が上記の一つの主要面
と一緒に上記Ｉ［［−Ｖ族化合物構造体のプレーナ表面
を形成するときに、エピタキシアル沈着を終わらせ、 （ｆ）少くとも第一開口において保護層を提供し、第二
の保ＷＩ層開口を第一開口から横方向にずらせて規定し
、 （［１＞　　この第二開口を通して基板中に溝をつくり
出して上記の一つの主要面の下で上記基板の第二の横方
向にずらせた非保護部分を露出させ、（１１）上記基板
の上記の横方向にずらせた非保護部分のみの上で、基板
単結晶磁比ガリウムアルミニウムより高い屈折率の上記
活性層によって分離された重ねられたＮおよびＰ導電性
型被着層で構成される第二レーザー領域をエピタキシア
ルに沈着させ、上記第二レーザー領域の上記活性層が上
記第一レーザー領域の上記活性層と異なっていて異なる
波長で放射を発生するものであり、（ｉ）　　上記第二
レーザー領域が上記の−っの主要面と一緒に上記■−Ｖ
化合物構造体のプレーナ表面を形成するときに、エピタ
キシアル沈着を終わらせる、 ことによって形成されることを特徴とする、方法。 ２、異なる波長で放射が可能であるモノリシック集積レ
ーザーを含む半導体デバイスであって、主要面をもつ基
板、 この基板主要面と隣接する複数個の横方向に間隔を置い
たレーザー領域、 から成り、 上記レーザー領域のそれぞれが重ねられたＰおよびＮ導
電性型被着層とそれらの間の活性層とから成り、 上記基板と上記諸層が一緒になって単結晶Ｉ−■化合物
構造体を形成し、その構造体中で第Ｖ族イオンが砒素で
あり第■族イオンがガリウムとアルミニウムの少くとも
一つであり、かつ上記レーザー領域の上記活性層が異な
っていて異なる波長において放射を発生ずる、 ものであり、 上記基板が上記二つのレーザー領域と一緒に上記単結晶
■−■化合物構造体のプレーナ表面を形成し、そして 上記基板が、上記の二つのレーザー領域を横方向に隔て
かつ上記の二つの活性層との界面においてボッチイブ・
インデックス・ウェーブ・〃イテ゛イングを提供する、
１０５オーム・ｃｘより大きい抵抗率なもつシングル・
コングクティビティ型の単結晶砒化ガリウムアルミニウ
ムから成る、ことを特徴とする半導体デバイス。」 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、異なる波長で放射が可能であるモノリシック集積レ
   ーザーを製造する方法であつて、 基板を用意し、 この基板上で横方向に間隔をとつたレーザー領域におい
   て活性層によつて隔てられたＮおよびＰ導電性型の重ね
   られた被着層を提供し、 上記基板と上記諸層とが一緒になつて単結晶性III−Ｖ
   族化合物構造体を形成し、その構造体の中で第Ｖ族イオ
   ンは砒素であり第III族イオンがガリウムとアルミニウ
   ムの少くとも一つであり、そして、 上記レーザー領域の二つにおける上記活性層が異なる波
   長の放射を発生するよう異なつている、ことから成り、 異なる波長で放射が可能であり上記基板と一緒に上記単
   結晶III−Ｖ族化合物構造体のプレーナ表面を提供する
   少くとも二つのポジティブ・インデックス・ガイデツド
   ・レーザー領域が、 （ａ）抵抗率が１０＾５オーム・ｃｍより大きい単結晶
   性砒化ガリウムアルミニウムを一つの主要面に隣接して
   もつ基板を提供し、 （ｂ）上記の一つの主要面上で第一の開口を規定する保
   護層を提供し、 （ｃ）その第一開口を通して上記基板中に溝をつくり出
   して上記の一つの主要面の下で上記基板の非保護部分を
   露出させ、 （ｄ）上記基板の上記非保護部分のみの上で、上記活性
   層によつて分離した重ねられたＮおよびＰ導電型被着層
   から成る第一レーザー領域をエピタキシアルに沈着させ
   、上記活性層が上記基板単結晶砒化ガリウムアルミニウ
   ムより高い屈折率のものであり、 （ｅ）上記第一レーザー領域が上記の一つの主要面と一
   緒に上記III−Ｖ族化合物構造体のプレーナ表面を形成
   するときに、エピタキシアル沈着を終らせ、 （ｆ）少くとも第一開口において保護層を提供し、第二
   の保護層開口を第一開口から横方向にずらせて規定し、 （ｇ）この第二開口を通して基板中に溝をつくり出して
   上記の一つの主要面の下で上記基板の第二の横方向にず
   らせた非保護部分を露出させ、（ｈ）上記基板の上記の
   横方向にずらせた非保護部分のみの上で、基板単結晶砒
   化ガリウムアルミニウムより高い屈折率の上記活性層に
   よつて分離された重ねられたＮおよびＰ導電性型被着層
   で構成される第二レーザー領域をエピタキシアルに沈着
   させ、上記第二レーザー領域の上記活性層が上記第一レ
   ーザー領域の上記活性層と異なつていて異なる波長で放
   射を発生するものであり、 （ｉ）上記第二レーザー領域が上記の一つの主要面と一
   緒に上記III−Ｖ化合物構造体のプレーナ表面を形成す
   るときに、エピタキシアル沈着を終らせる、 ことによつて形成されることを特徴とする、方法。 ２、異なる波長で放射が可能であるモノリシック集積レ
   ーザーを含む半導体デバイスであつて、主要面をもつ基
   板、 この基板主要面と隣接する複数個の横方向に間隔を置い
   たレーザー領域、 から成り、 上記レーザー領域の一つが重ねられたＰおよびＮ導電性
   型被着層とそれらの間の活性層とから成り、 上記基板と上記諸層が一緒になつて単結晶III−Ｖ化合
   物構造体を形成し、その構造体中で第Ｖ族イオンが砒素
   であり第Ｖ族イオンがガリウムとアルミニウムの少くと
   も一つであり、かつ 上記レーザー領域の上記活性層が異なつていて異なる波
   長において放射を発生する、 ものであり、そして、 上記基板が、上記の二つのレーザー領域を横方向に隔て
   かつ上記の二つの活性層との界面においてポジテイブ・
   インデックス・ウェーブ・ガイディングを提供する、１
   ０＾５オーム・ｃｍより大きい抵抗率をもつシングル・
   コンダクテイビテイ型の単結晶砒化ガリウムアルミニウ
   ムから成る、 ことを特徴とする半導体デバイス。