(57)【要約】【課題】リアルタイムで半導体素子の温度測定が可能な半導体装置を提供する。【解決手段】ｐ層１１とｎ層１０とにより構成される半導体レーザ１と、半導体レーザ１のｐ層１１と、半導体レーザ１と電気的に独立したｎ層１５とにより構成されるｐｎ接合と、ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき半導体レーザ１の温度を測定する温度測定手段とを備える半導体装置とした。【選択図】図１
2010278030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ層とｎ層とにより構成される半導体素子と、
前記半導体素子のｐ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｎ層とにより構成される、又は、前記半導体素子のｎ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｐ層とにより構成されるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
ｐ層のみ又はｎ層のみからなる半導体素子と、
前記半導体素子のｐ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｎ層とにより構成される、又は、前記半導体素子のｎ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｐ層とにより構成されるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
ノンドープ層のみからなる半導体素子と、
前記半導体素子の前記ノンドープ層上に形成されたｐ層とｎ層とからなるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速なインターネットの利用拡大やブロードバンド回線の普及が進展している。これはアクセス網を含めた通信システムの光化による、高速大容量化の進展の寄与するところが大きい。このような高速光通信回線のさらなる普及拡大には、光信号源となる半導体レーザの高性能化、低価格化が重要である。
【０００３】
半導体レーザの高性能化に要求される特性のひとつに、発振波長の制御性や安定性がある。これは、近年の通信システムの高速大容量化に対応する方策のひとつとして既に実用化が始まっている、一本の光ファイバに複数の波長の異なる光信号を重畳させて同時に伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）方式において、多重化させる各信号の重畳分離を、波長を使って行われることによる。
【０００４】
さらに、光信号のまま信号のルーティングを行う光波ネットワークの研究も進められ、ルーティングのポイント（ノード）における信号の識別と切り替えに、光の波長情報を用いることが検討されている。このようなシステムにおいては、光の波長が信号の識別として用いられるため、その安定性や制御性が重要である。
【０００５】
このような半導体素子の波長特性を決めるひとつのパラメータとして屈折率がある。光導波路構造をもつデバイスでは、半導体光導波路を光が進行する際の速度が、屈折率で決まるため、例えば、回折格子によって発振波長を決めるＤＦＢレーザのようなデバイスでは、回折角度や反射条件が導波路長と屈折率の積で決まるため、この屈折率の安定性や制御性が重要となる。屈折率は、半導体素子の温度や電界、キャリア密度等でも変化するが、特に温度に対する安定性が重要であり課題にもなりうる（下記非特許文献１参照）。ここで、従来の半導体レーザの発振波長と温度との関係の例を図９に示す。
【０００６】
半導体レーザのように電流注入によって動作する半導体素子では、周囲の温度とともに、半導体の抵抗率や金属電極と半導体との界面での電気抵抗のためジュール発熱が生じ、これが半導体素子自体の温度に影響を与える。このような自己発熱を積極的に制御して特性向上に使用した例もある（下記非特許文献１参照）。ここで、従来の半導体レーザの動作電流と発振波長との関係の例を図１０に示す。しかし、半導体素子の温度の安定化や制御性の向上のためには、このような自己発熱による温度変動分も含めた測定や制御が必要となる。
【０００７】
従来、半導体素子の温度測定では、半導体素子を搭載するベース部分に、半導体素子の直近にサーミスタ（サーマル・トランジスタ）等の温度測定用部品を搭載し、この温度測定用部品からの信号によって温度を測定する。ただし、この方法では半導体素子の発熱量が変動した場合、この熱がベース部分を介してサーミスタに到達するまで測定が出来ないため、変動時の時間の遅れが生じ、特に波長可変レーザ等の高速応答が要求される場合に問題となる。半導体レーザのように注入電流による自己発熱量が大きい場合、半導体素子へのトータルの自己発熱量が一定になるような構造の半導体素子も研究開発されている（下記非特許文献２参照）。
【０００８】
これは、波長可変時の注入電流変化を相殺するような電流を同一半導体素子のｐｎ接合に流すことで、半導体素子としてのトータルの注入電流を一定にし、半導体素子自体の発熱量を一定に保持することで、温度を安定化させている。しかし、電流注入を制御することによって発熱量を安定化させているため、電流注入型デバイス以外では適用は困難であり、また温度を直接測定する機能は持っていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｈｉｒｏｙｕｋｉ  Ｉｓｈｉｉ、外４名、“Ｈｉｇｈ‐ｐｏｗｅｒ（４０ｍＷ）Ｌ‐Ｂａｎｄ  ｔｕｎａｂｌｅ  ＤＦＢ  ｌａｓｅｒ  ａｒｒａｙ  ｍｏｄｕｌｅ  ｕｓｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｕｎｉｎｇ”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ＆  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ）、２００５年、ｐ．ＯＴｕＥ１
【非特許文献２】Ｎａｏｋｉ  Ｆｕｊｉｗａｒａ、外５名、“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｒｉｆｔ  ｉｎ  Ｓｕｐｅｒ‐Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  （ＳＳＧ‐ＤＢＲ）  Ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｒｉｆｔ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ”、ＩＥＥＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＳＥＬＥＣＴＥＤ  ＴＯＰＩＣＳ  ＩＮ  ＱＵＡＮＴＵＭ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．５、２００７年、ｐ．１１６４−１１６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、従来、一般的には、サーミスタを半導体素子の直近に搭載することで、半導体素子の温度を測定する構造がとられており、半導体素子の発熱量変動やサーミスタと半導体素子の温度のずれに関しては、時間応答が十分緩和するまで待機時間を取る等の方法しかなく、リアルタイムで半導体素子の温度測定や温度制御を行うのは困難であった。
【００１１】
以上のことから、本発明は、リアルタイムで半導体素子の温度測定が可能な半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する第１の発明に係る半導体装置は、
ｐ層とｎ層とにより構成される半導体素子と、
前記半導体素子のｐ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｎ層とにより構成される、又は、前記半導体素子のｎ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｐ層とにより構成されるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決する第２の発明に係る半導体装置は、
ｐ層のみ又はｎ層のみからなる半導体素子と、
前記半導体素子のｐ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｎ層とにより構成される、又は、前記半導体素子のｎ層と、前記半導体素子と電気的に独立したｐ層とにより構成されるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決する第３の発明に係る半導体装置は、
ノンドープ層のみからなる半導体素子と、
前記半導体素子の前記ノンドープ層上に形成されたｐ層とｎ層とからなるｐｎ接合と、
前記ｐｎ接合に順方向に電流を流したときの電位差に基づき前記半導体素子の温度を測定する温度測定手段と
を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リアルタイムで半導体素子の温度測定が可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の構成を示した側面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の構成を示した平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る半導体装置の構成を示した側面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る半導体装置の構成を示した平面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る半導体装置の構成を示した側面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る半導体装置の構成を示した平面図である。
【図７】本発明に係る半導体装置におけるｐｎ接合に順方向バイアスが印可されたときのバンド構造を示した模式図である。
【図８】本発明に係る半導体装置における１．５５μｍ帯半導体レーザのビルトイン電圧の温度依存性の例を示した図である。
【図９】従来の半導体レーザの発振波長と温度との関係の例を示した図である。
【図１０】従来の半導体レーザの動作電流と発振波長との関係の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る半導体装置を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。
はじめに、本発明に係る半導体装置の概要について説明する。
【００１８】
従来、半導体素子の温度を測定するためには、別部品として用意したサーミスタを半導体素子に密着させることができないため、直近に設置する必要があった。しかし、この方法では、発熱している半導体素子の活性領域とサーミスタとの間に物理的、熱的な距離があるため、半導体素子の温度変化に対しサーミスタが遅れて追従することとなる。また、個別に部品を用意して実装しなければならないため、実装コストが必要になるという問題もあった。
【００１９】
これに対し、本発明に係る半導体装置は、半導体素子の活性領域の近傍にｐｎ接合を部分的に同一素子内に作製し、そこに定電流を供給してビルトイン電圧を測定することで温度を測定する。
【００２０】
これにより、１つの半導体装置中に、目的とする半導体素子と温度測定手段の両方を作り込めるため、実装コストの面で有利になるほか、活性領域に極めて近い部分で温度を測定しているため、タイムラグを抑えリアルタイムでより正確に半導体素子の温度を測定することができる。
【００２１】
また、サーミスタのような温度測定用部品を省略して部品点数を削減することができる。これは部品の小型化とともに製造工程の削減となり、低コスト化、低価格化にも有効である。さらに、部品点数の削減は、信頼性の向上にも寄与する。
【００２２】
次に、本発明に係る半導体装置の原理について説明する。
半導体ｐｎ接合構造には、ｐ層とｎ層のそれぞれの不純物準位に対応した多数キャリアを放出するエネルギー準位が存在し、中間となるフェルミ準位が一致するように、半導体接合部分に電界が生じる。
【００２３】
このとき、ｐｎ接合に順方向に電流を注入すると、内部では多数キャリアが蓄積され、ある電位差を越えた電界が印加されると、その濃度勾配に応じた電流が流れ始める。この電流が流れ始める電圧をビルトイン電圧という。ここで、ｐｎ接合のエネルギーバンド構造の模式図を図７に示す。なお、図７中、Ｅcはコンダクションバンドのエネルギー、Ｅfはフェルミバンドのエネルギー、Ｅvはバイアスバンドのエネルギー、Ｖbはバイアス電圧を示している。
【００２４】
ビルトイン電圧は、半導体の材料の組み合わせと、ｐ層とｎ層のそれぞれのキャリア密度で固有に決まる電位差として現れる。また、この電位差は、ｐ層とｎ層のそれぞれのフェルミレベルが熱励起によるキャリア密度の変化に応じて変動するため、温度依存性を持つ。ここで、１．５５μｍ帯半導体レーザのビルトイン電圧の温度依存性を図８に示す。
【００２５】
したがって、半導体素子の機能に影響しないように、電気的、光学的に独立したｐｎ接合領域を半導体素子上に形成し、このｐｎ接合の電圧を測定することで、半導体素子の温度を直接測定することが可能となる。
【００２６】
なお、温度測定用のｐｎ接合部分の電位差を測定する際には、１ｍＡ程度の発熱に問題ない程度の小さな電流を流して測定する必要がある。これは、大きな電流を流して測定すると、このｐｎ接合自身のジュール発熱が大きくなってしまい、測定温度にずれが生じてしまうためである。また、測定する電位差は電流が流れ始める電圧なので、そもそも大きな電流は必要としない。
【００２７】
このような、電気的、光学的に独立したｐｎ接合を半導体素子の形成時に同時に作り込むことで、半導体素子自体に直接、温度測定手段を作製することができる。本発明に係る半導体装置においては、半導体素子として、例えば、半導体レーザや半導体光導波路を想定している。
【００２８】
このため、測定したい半導体レーザ等の半導体素子の直近（例えば、直上）に、集積化した温度測定手段を配置することができる。そして、本発明に係る半導体装置によれば、従来のサーミスタを用いた場合とは異なり、高速に温度を測定する際や、温度を制御する際に問題となる温度変化時の熱の伝達のための時間遅れをほぼ解消することができる。
【００２９】
特に、半導体レーザのｐｎ接合の片側の層を共通化させることで、自己発熱量の変動（例えば、動作電流が変化した場合又は動作電流を変化させた場合）時に、温度測定手段と半導体レーザとの、部品間の熱伝導の不連続等を介すことなく、即座に温度の変化を検出することができる。
【００３０】
また、サーミスタを用いる場合のように、別体の温度測定用部品を用いないため、製造時の電極配線工程も簡略化することができ、さらに、部品点数の削減による高信頼化にも寄与することができる。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明に係る半導体装置の第１の実施例について説明する。
ここでは、本実施例に係る半導体装置として、半導体レーザに温度測定用のｐｎ接合を作り込んだ場合の実施例について、図１，２を用いて説明する。
【００３２】
半導体レーザ１のｐｎ接合は、例えば、ｎ型半導体基板を用いた場合、ｎ型半導体基板をｎ層１０とし、このｎ層１０上にｐ型半導体を結晶成長させ、必要となる部分を残してエッチング除去することによりｐ層１１が形成される。この際、光の導波構造を同時に形成するため、屈折率の異なる半導体材料を用いて分離閉じ込めヘテロ構造（ＳＣＨ構造）を形成する。
【００３３】
このようなｐｎ接合の半導体レーザ１の場合、上面側がｐ層１１となり、ｐ層１１の表面には金属層１２を介してｐ側電極１３が形成され、ｎ層１０の下面全面にはｎ側電極１４が形成される。半導体レーザ１は図１中に矢印Ｌで示す方向に光を出射する。なお、半導体レーザ１は主にｎ層１０とｐ層１１との間で発熱する。
【００３４】
本実施例に係る半導体装置においては、半導体レーザ１のｐ層１１の上面にｎ型半導体の領域を形成する。実際には、ｐ層１１の上面にｎ型半導体を結晶成長させ、必要となる部分を残してエッチング除去することによりｎ層１５の領域を形成する。ｎ層１５の上面にはビルトイン電圧測定用電極１６が形成される。
【００３５】
なお、半導体レーザ１のｐ層１１の上面にｎ層１５の領域を形成することにより、半導体レーザ１のｐ側電極１３は、ｐ層１１の上面の全面に形成することができなくなるが、ｐ層１１の金属層１２とのコンタクトエリア１７に導電率の高いドーピング層を用いることにより、図１，２に示すような構造とした場合であっても導電性に問題はない。また、ｐ層１１上に形成したｎ層１５は、独立したコンタクトエリア１８を形成する。
【００３６】
本実施例に係る半導体装置をベースキャリアやモジュールに搭載する場合、従来のように半導体素子１をＡｕＳｎハンダ等でベースキャリアやモジュールに固定した上で、ｎ側電極１４とｐ側電極１３とをＡｕワイヤ等で電気的に接続する。この際、ビルトイン電圧測定用電極１６とｐ側電極１３とを同じ工程で同時に接続する。これにより、従来とほぼ同様の工程で、ビルトイン電圧測定用電極１６とｐ側電極１３との間の電圧を測定するための端子を作製することができる。
【００３７】
なお、本実施例に係る半導体装置は、層構造自体はｎｐｎトランジスタと同様になるものの、ｎｐｎトランジスタとは電流の流れる経路が異なっている。ビルトイン電圧検出用のｎ層１５上のビルトイン電圧測定用電極１６へは、ｐ側電極１３に接続された定電流源（図１中、Ｉ1で示す）から１ｍＡ程度のビルトイン電圧測定用電流（図１中、Ｉmで示す）を流してこの間の電位差をビルトイン電圧（図１中、Ｖbで示す）として測定する。このときのｐ層１１上のｎ層１５は、ｐ層１１より低電位になる。
【００３８】
また、ｎ層１０への半導体レーザ動作電流（図１中、Ｉopで示す）は、ｐ層１１に接続された別の半導体レーザ動作用定電流源（図１中、Ｉ2で示す）から順方向に電流を流す。したがって、ｐ層１１上のｎ層１５と、ｐ層１１の下側のｎ層１０のいずれもｐ層１１に対して必ず低電位となるため、ｎｐｎトランジスタのようにｎ層（コレクタ）がｐ層（ベース）に対して高電位となることはない。
【００３９】
また、本実施例に係る半導体装置は、半導体レーザ１の厚さ方向へは、屈折率による光の閉じ込め構造を取るため、半導体レーザ１の光がｐ層１１の表面に達することはない。従来の半導体素子においても、表面にはパッシベーションのための絶縁膜や金属電極が形成されるが、ｐ層の表面まで光が染み出す、すなわち光の閉じ込めが十分でない構造の場合、光の伝播損失が増加してしまう。このため、ｐ層１１の厚さは光の閉じ込めが十分となるような厚さに設計する必要がある。これにより、ｐ層１１の上部にさらに層構造を作製した場合であっても、上部の層構造が影響を与えることはない。
【００４０】
本実施例に係る半導体装置は、半導体レーザ１の作製時に半導体レーザ１部分とは独立した温度測定用のｐｎ接合領域を同時に作製し、ビルトイン電圧測定用電極１６とｐ側電極１３との間に１ｍＡ程度の小さいビルトイン電圧測定用電流Ｉmを流したときのビルトイン電圧Ｖbを測定することで、半導体レーザ１の温度を測定することができる。
【００４１】
このため、半導体レーザ１に別途温度測定用のサーミスタ等を搭載することなく半導体レーザ１の温度を測定することができる。よって、半導体レーザ１のような、自己発熱を伴い、その熱量が動作条件（例えば、動作電流）で変動しうるような半導体素子の場合は、温度測定手段を集積化することに大きな利点がある。
【実施例２】
【００４２】
以下、本発明に係る半導体装置の第２の実施例について説明する。
ここでは、本実施例に係る半導体装置として、ｎ型半導体による半導体光導波路に温度測定用のｐｎ接合を形成した場合の実施例について、図３，４を用いて説明する。
【００４３】
半導体光導波路２は、屈折率の異なる組成の半導体を層構造に組み合わせ、中心部分の屈折率が大きくなるようにして伝播路を形成する。半導体光導波路２は、ｐ型半導体、ｎ型半導体のいずれでも形成可能だが、通常は伝播する光の損失を低減するため、ｎ型半導体が用いられる。半導体光導波路２は図３中に矢印Ｌで示す方向に光を導波する。
【００４４】
温度測定用のｐｎ接合は、ｎ型半導体のｎ層２０で形成される光導波路２の上に、同時に作製する。実際には、ｎ層２０の上面にｐ型半導体を結晶成長させ、必要となる部分を残してエッチング除去することによりｐ層２１を形成する。ｐ層２１の上面にはビルトイン電圧測定用電極２２が形成される。
【００４５】
本実施例に係る半導体装置においては、半導体光導波路２のｎ層２０の上面に電界印加等のために金属層２３を介してｎ側電極２４を形成する場合、ｎ層２０の全面に形成することができなくなるが、ｎ層２０の金属層２３とのコンタクトエリア２５に導電率の高いドーピング層を用いることにより、図３，４に示すような構造とした場合であっても導電性に問題はない。また、ｎ層２０上に形成したｐ層２１は、独立したコンタクトエリア２６を形成する。なお、本実施例に係る半導体装置のベースキャリアやモジュールへの搭載方法は、第１の実施例と同様である。
【００４６】
なお、本実施例に係る半導体装置は、半導体光導波路２の厚さ方向へは、屈折率による光の閉じ込め構造を取るため、導波する光がｎ層２０の表面に達することはない。従来の半導体光導波路においても、表面にはパッシベーションのための絶縁膜や金属電極が形成されるが、ｎ層の表面まで光が染み出す、すなわち光の閉じ込めが十分でない構造の場合、光の伝播損失が増加してしまう。このため、ｎ層２０の厚さは光の閉じ込めが十分となるような厚さに設計する必要がある。これにより、ｎ層２０の上部にさらに層構造を作製した場合であっても、上部の層構造が影響を与えることはない。
【００４７】
本実施例に係る半導体装置は、半導体光導波路２の作製時に半導体光導波路２部分とは独立した温度測定用のｐｎ接合領域を同時に作製し、ビルトイン電圧測定用電極２２とｎ側電極２４との間に１ｍＡ程度の小さいビルトイン電圧測定用電流（図３中、Ｉmで示す）を流したときのビルトイン電圧（図３中、Ｖbで示す）を測定することで、半導体光導波路２の温度を測定することができる。
【００４８】
このため、半導体光導波路２に別途温度測定用のサーミスタ等を搭載することなく半導体光導波路２の温度を測定することができる。よって、半導体光導波路２のような、自己発熱を伴わない半導体素子の場合、部品点数の削減や製造工程の簡易化による低コスト化を図ることができる。
【実施例３】
【００４９】
以下、本発明に係る半導体装置の第３の実施例について説明する。
ここでは、本実施例に係る半導体装置として、ノンドープ半導体により形成した光導波路に温度測定用のｐｎ接合を形成した場合の実施例について、図５，６を用いて説明する。
【００５０】
半導体光導波路３は、屈折率の異なる組成の半導体を層構造に組み合わせ、中心部分の屈折率が大きくなるようにして伝播路を形成する。半導体光導波路３は図５中に矢印Ｌで示す方向に光を導波する。
【００５１】
温度測定用のｐｎ接合は、ノンドープ半導体で形成されるノンドープ半導体層３０の上に、ｎ型半導体を結晶成長させた上でｐ型半導体を連続して結晶成長させることにより、ｎ層３１及びｐ層３２を同時に作製する。
【００５２】
実際には、ｎ層３１又はｐ層３２のうち、下側となる層（本実施例においてはｎ層３１）と上側となる層（本実施例においてはｐ層３２）の表面の位置をずらすことで、ｎ層３１の上面にビルトイン電圧測定用ｎ側電極３３と、ｐ層３２の上面にビルトイン電圧測定用ｐ側電極３４を形成する。
【００５３】
ノンドープ半導体層３０上に形成したｎ層３１は、独立したコンタクトエリア３５を形成する。なお、本実施例に係る半導体装置のベースキャリアやモジュールへの搭載方法は、第１の実施例と同様である。
【００５４】
なお、本実施例に係る半導体装置は、半導体光導波路３の厚さ方向へは、屈折率による光の閉じ込め構造を取るため、導波する光がノンドープ半導体層３０の表面に達することはない。従来の半導体光導波路においても、表面にはパッシベーションのための絶縁膜や金属電極が形成されるが、ｎ層の表面まで光が染み出す、すなわち光の閉じ込めが十分でない構造の場合、光の伝播損失が増加してしまう。このため、ノンドープ半導体層３０の厚さは光の閉じ込めが十分となるような厚さに設計する必要がある。これにより、ノンドープ半導体層３０の上部にさらに層構造を作製した場合であっても、上部の層構造が影響を与えることはない。
【００５５】
本実施例に係る半導体装置は、半導体光導波路３の作製時に半導体光導波路３部分とは独立した温度測定用のｐｎ接合を同時に作製し、ビルトイン電圧測定用ｎ側電極３３とビルトイン電圧測定用ｐ側電極３４との間に１ｍＡ程度の小さいビルトイン電圧測定用電流（図５中、Ｉmで示す）を流したときのビルトイン電圧（図５中、Ｖbで示す）を測定することで、半導体光導波路３の温度を測定することができる。
【００５６】
このため、半導体光導波路３に別途温度測定用のサーミスタ等を搭載することなく半導体光導波路３の温度を測定することができる。よって、半導体光導波路３のような、自己発熱を伴わない半導体素子の場合、部品点数の削減や製造工程の簡易化による低コスト化を図ることができる。
【００５７】
以上、説明したように、本発明によれば、従来の半導体素子の製造工程と同様で、温度測定用部品の使用を省くことができ、さらに半導体素子の温度を時間遅れ等の問題なくリアルタイムで半導体素子の温度測定が可能な半導体装置を提供することができる。また、部品点数が削減されることで、工程の簡略化による低コスト化や高信頼化も同時に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、例えば、温度管理を要する半導体素子、特に、半導体レーザ等の自己発熱し、かつ温度で特性が大きく左右される半導体素子の温度測定に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  半導体レーザ
２，３  半導体光導波路
１０  ｎ層
１１  ｐ層
１２  金属層
１３  ｐ側電極
１４  ｎ側電極
１５  ｎ層
１６  ビルトイン電圧測定用電極
１７，１８  コンタクトエリア
２０  ｎ層
２１  ｐ層
２２  ビルトイン電圧測定用電極
２３  金属層
２４  ｎ側電極
２５，２６  コンタクトエリア
３０  ノンドープ半導体層
３１  ｎ層
３２  ｐ層
３３  ビルトイン電圧測定用ｎ側電極
３４  ビルトイン電圧測定用ｐ側電極
３５  コンタクトエリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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