(57)【要約】【課題】絶縁体からなる基部の上に形成した半導体薄膜による光素子における消費エネルギーの増大が抑制できるようにする。【解決手段】第１半導体層１０２の活性部１０５の下部より第１方向に延在する第１電流注入領域に形成された第１導電型の第１不純物導入領域１０６と、第３半導体層１０４の活性部１０５の上部より第２方向に延在する第２電流注入領域に形成された第２導電型の第２不純物導入領域１０７とを備える。ここで、第１電流注入領域（第１不純物導入領域１０６）と第２電流注入領域（第２不純物導入領域１０７）とは、活性部１０５以外の領域の基部層１０１の平面上で重なることなく配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体からなる基部層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１半導体層と、
前記第１半導体層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２半導体層と、
前記第２半導体層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第３半導体層と、
前記第２半導体層に埋め込まれた多重量子井戸構造の活性部と、
前記第１半導体層の前記活性部の下部より第１方向に延在する第１電流注入領域に形成された第１導電型の第１不純物導入領域と、
前記第３半導体層の前記活性部の上部より第２方向に延在する第２電流注入領域に形成された第２導電型の第２不純物導入領域と
を備え、
前記第１電流注入領域と前記第２電流注入領域とは、前記活性部以外の領域の前記基部層の上で重なることなく配置されていることを特徴とする光素子。
【請求項２】
請求項１記載の光素子において、
前記活性部以外の領域の前記第１電流注入領域における前記第２半導体層および前記第３半導体層に、前記第１不純物導入領域に連続して形成された第１導電型の第３不純物導入領域と、
前記活性部以外の領域の前記第２電流注入領域における前記第１半導体層および前記第２半導体層に、前記第２不純物導入領域に連続して形成された第２導電型の第４不純物導入領域と
を備えることを特徴とする光素子。
【請求項３】
請求項２記載の光素子において、
前記第１電流注入領域と前記第２電流注入領域との間の前記第１半導体層，前記第２半導体層，および前記第３半導体層に連続し、隣り合う領域は異なる導電型とした状態で形成された第１導電型の第５不純物導入領域および第２導電型の第６不純物導入領域を備えることを特徴とする光素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光素子において、
前記第２半導体層において前記活性部を挟んで延在する光導波路を備えることを特徴とする光素子。
【請求項５】
請求項４記載の光素子において、
前記第１電流注入領域および前記第２電流注入領域は、前記活性部の領域を挾んで各々異なる方向に延在している
ことを特徴とする光素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光素子において、
ｐ型とされた前記第１不純物導入領域または前記第２不純物導入領域は、ｎ型とされた前記第２不純物導入領域または前記第１不純物導入領域より平面視で広い面積とされていることを特徴とする光素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光素子において、
ｐ型とされた前記第１不純物導入領域または前記第２不純物導入領域は、ｎ型とされた前記第２不純物導入領域または前記第１不純物導入領域より厚く形成されていることを特徴とする光素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光素子において、
ｐ型とされた前記第１不純物導入領域または前記第２不純物導入領域は、ＩｎＧａＡｓＰから構成され、
ｎ型とされた前記第２不純物導入領域または前記第１不純物導入領域は、ＩｎＰから構成されている
ことを特徴とする光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器用光源などに利用される半導体から構成された光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体光デバイスやウエハ接合技術の向上により、誘電体（絶縁体）からなる基部の上に半導体薄膜によるスラブ型の光素子を形成することが可能になってきている。例えば、シリコン基板上のＳｉＯ2層の上に形成したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体による、低消費エネルギーで動作する半導体レーザなどが開発されている。ＳｉＯ2層は、光閉じ込めのためのクラッドとして機能し、厚さが５００ｎｍ〜２μｍとされ、また、これ以上の厚さとされている場合もある。
【０００３】
これらの絶縁他による基部の上に形成されている素子では、光利得を得る領域である活性部に電流を注入するために、基部の平面方向（水平方向）に活性部を挾むようにｐ型半導体およびｎ型半導体を形成し、いわゆる横方向のｐ−ｉ−ｎ接合とし、電流は活性部に対して水平方向に流れる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Doi et al., "Room-temperature Continuous-wave Operation of Lateral Current Injection Membrane Laser", Proceedings of International conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM), 2013.
【非特許文献２】S. Matsuo et al., "Directly Modulated DFB Laser on SiO2/Si Substrate for Datacenter Networks", Journal of Lightwave Technology, vol.33, no.6, pp.1217-1222, 2015.
【非特許文献３】K. Takeda et al., "Few-fJ/bit data transmissions using directly modulated lambda-scale embedded active region photonic-crystal lasers", Nature Photonics, vol.7, no.7, pp.569-575, 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した薄膜光素子のなかでも、特に半導体レーザでは、低エネルギー駆動が可能であり、変調効率が良いことから、量子井戸構造が活性部に用いられている。例えば、図７に示すように、フォトニック結晶から構成した半導体レーザがある（非特許文献３参照）。
【０００６】
この半導体レーザは、基部３０１および基部３０１に形成された柱状の複数の格子要素３０２を備える板状のフォトニック結晶本体３０３を備える。格子要素３０２は、対象とする光の波長以下の間隔で周期的に基部３０１に設けられている。また、格子要素３０２は、屈折率が基部３０１とは異なる。複数の格子要素３０２は、例えば平面視で三角格子状に配列している。
【０００７】
また、フォトニック結晶本体３０３の中央部を通過して所定の方向に直線状に延在して格子要素３０２が形成されていないコア３０４を備える。コア３０４は、線欠陥から構成している。コア３０４には、基部３０１とは屈折率の異なる材料から構成された量子井戸構造の活性部３０５が埋め込まれている。
【０００８】
また、活性部３０５を挟む状態に、フォトニック結晶本体３０３にｐ型半導体領域３０６およびｎ型半導体領域３０７が形成され、活性部３０５に対して横方向に電流が注入可能とされている。加えて、フォトニック結晶本体３０３には、互いに離間して形成された２つの共振器（不図示）が設けられ、２つの共振器と光結合可能な間隔とされてコア３０４（光導波路）が配置され、レーザが発振可能とされている。なお、ここでは、非特許文献３に示された構成を例示しているが、他の従来例でも共振器構造が異なるのみで、ｐ型、ｎ型および量子井戸に関わる断面構造は同様である。
【０００９】
しかしながら、上述した横方向のｐ−ｉ−ｎ接合では、活性部を構成する量子井戸構造に対して水平方向に電流が流れる。このため、印加電圧が量子井戸構造の障壁層および量子井戸構造を上下に挟むｉ型の半導体層のバンドギャップよりも大きくなると、井戸層以外に障壁層およびｉ型の半導体層へ電流が流れる可能性がある。
【００１０】
量子井戸の井戸層以外に電流が流れると、そのキャリアは目的とする波長で発光をもたらすことができず、過剰な電流分となり消費エネルギーが増大してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、絶縁体からなる基部の上に形成した半導体薄膜による光素子における消費エネルギーの増大が抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る光素子は、絶縁体からなる基部層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１半導体層と、第１半導体層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２半導体層と、第２半導体層の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第３半導体層と、第２半導体層に埋め込まれた多重量子井戸構造の活性部と、第１半導体層の活性部の下部より第１方向に延在する第１電流注入領域に形成された第１導電型の第１不純物導入領域と、第３半導体層の活性部の上部より第２方向に延在する第２電流注入領域に形成された第２導電型の第２不純物導入領域とを備え、第１電流注入領域と第２電流注入領域とは、活性部以外の領域の基部層の上で重なることなく配置されている。
【００１３】
上記光素子において、活性部以外の領域の第１電流注入領域における第２半導体層および第３半導体層に、第１不純物導入領域に連続して形成された第１導電型の第３不純物導入領域と、活性部以外の領域の第２電流注入領域における第１半導体層および第２半導体層に、第２不純物導入領域に連続して形成された第２導電型の第４不純物導入領域とを備えるようにしてもよい。
【００１４】
上記光素子において、第１電流注入領域と第２電流注入領域との間の第１半導体層，第２半導体層，および第３半導体層に連続し、隣り合う領域は異なる導電型とした状態で形成された第１導電型の第５不純物導入領域および第２導電型の第６不純物導入領域を備えるようにしてもよい。
【００１５】
上記光素子において、第２半導体層において活性部を挟んで延在する光導波路を備えることができる。
【００１６】
上記光素子において、第１電流注入領域および第２電流注入領域は、活性部の領域を挾んで各々異なる方向に延在しているようにしてもよい。
【００１７】
上記光素子において、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ｎ型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域より平面視で広い面積とされていてもよい。
【００１８】
上記光素子において、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ｎ型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域より厚く形成されていてもよい。
【００１９】
上記光素子において、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ＩｎＧａＡｓＰから構成し、ｎ型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域は、ＩｎＰから構成してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことにより、本発明によれば、絶縁体からなる基部の上に形成した半導体薄膜による光素子における消費エネルギーの増大が抑制できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４における他の光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【図７】図７は、従来の光素子の構成を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２３】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【００２４】
この光素子は、まず、絶縁体からなる基部層１０１の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１半導体層１０２と、第１半導体層１０２の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２半導体層１０３と、第２半導体層１０３の上に形成されたｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第３半導体層１０４とを備える。これらは、例えば、ＩｎＰから構成することができる。
【００２５】
なお、図１において、（ａ）は、基部層１０１の平面に平行な第１半導体層１０２の断面を示し、（ｂ）は、基部層１０１の平面に平行な第２半導体層１０３の断面を示し、（ｃ）は、基部層１０１の平面に平行な第３半導体層１０４の断面を示している。また、各断面は、各層の層厚方向中央部の状態を示している。
【００２６】
第２半導体層１０３には、多重量子井戸構造の活性部１０５が埋め込まれている。また、第１半導体層１０２の活性部１０５の下部より第１方向に延在する第１電流注入領域に形成された第１導電型の第１不純物導入領域１０６と、第３半導体層１０４の活性部１０５の上部より第２方向に延在する第２電流注入領域に形成された第２導電型の第２不純物導入領域１０７とを備える。ここで、第１電流注入領域（第１不純物導入領域１０６）と第２電流注入領域（第２不純物導入領域１０７）とは、活性部１０５以外の領域の基部層１０１の平面上で重なることなく配置されている。
【００２７】
第１不純物導入領域１０６および第２不純物導入領域１０７には、各々図示しない領域においてコンタクトが接続し、電源が接続可能とされ、電流が注入可能とされている。活性部１０５に電流を注入することで、活性部１０５を発光部として発光させることができる。
【００２８】
例えば、実施の形態１において、第１不純物導入領域１０６の延在している方向へ、第２半導体層１０３に活性部１０５を挟んで光導波路（不図示）を形成すれば、上述した発光を取り出すことができる。また、上記光導波路に共振器構造を構成すれば、レーザとすることができる。例えば、活性部１０５の上面に回折格子を形成することで、分布帰還型(Distributed Feedback：ＤＦＢ)レーザとすることができる。また、フォトニック結晶構造を取り入れることで、従来技術で説明したレーザが構成できる。
【００２９】
実施の形態１における光素子は、絶縁体からなる基部層１０１から見て、活性部１０５の上下を挟む状態に第１不純物導入領域１０６および第２不純物導入領域１０７が配置されている。この結果、実施の形態１によれば、活性部１０５に対して外部からの電流を上下方向に流せることが可能となる。この結果、横方向に電流を流した場合に発生する活性部１０５を構成する障壁層などへの電流リークが抑制できるようになる。また、本発明は、各層をｎｍサイズの厚さとすることが容易である。
【００３０】
例えば、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、および第３半導体層１０４の合計の厚さを２５０ｎｍとし、活性部１０５は、厚さ５ｎｍとされた６つの量子井戸層による多重量子井戸構造とした場合を考える。この厚さでは、前述したように光導波路を設けた場合、単一モードが実現できる。この構成では、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、および第３半導体層１０４の全厚に占める全井戸層の合計厚さは、約１２％となる。
【００３１】
この構成において、従来のように、活性部１０５に対して横方向から電流を注入すると、１２％程度のキャリアしか活性部１０５の井戸層に注入できていない可能性がある。これに対し、本発明によれば、活性部１０５に対して上下方向に電流が注入されるので、原理的には、１００％のキャリアを活性部１０５の井戸層に通すことができ、８倍以上の電流注入効率向上が期待できる。
【００３２】
次に、実施の形態１における光素子の製造方法について、図２Ａ〜図２Ｆを用いて説明する。図２Ａ〜図２Ｆは、本発明の実施の形態１における光素子の製造途中の状態を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。（ｂ）は、基部層１０１の平面に平行な断面を示している。
【００３３】
まず、図２Ａに示すように、絶縁体からなる基部層１０１の上に、ｉ型（アンドープ）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１半導体層１０２を形成する。例えば、基部層１０１は、石英基板である。また、基部層１０１は、シリコン基板の上に熱酸化により形成した酸化シリコン層である。また、基部層１０１は、所定の基板の上に誘電体を堆積するとで形成した誘電体層である。このような基部層１０１に対し、よく知られたウエハ接合法によりＩｎＰなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の層を接合することで、第１半導体層１０２を形成する。
【００３４】
次に、第１電流注入領域にイオン注入法で第１導電型（例えばｎ型）の不純物を導入することで、図２Ｂに示すように、第１不純物導入領域１０６を形成する。第１不純物導入領域１０６は、基部層１０１に到達する深さに形成してもよく、基部層１０１には到達しない深さに形成してもよい。
【００３５】
次に、よく知られたエピタキシャル成長方法により、図２Ｃに示すように、第１半導体層１０２の上に量子井戸構造の半導体積層構造２０１を形成し、また、ｉ型（アンドープ）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（例えばＩｎＰ）からなる半導体層２０２を形成する。例えば、半導体積層構造２０１は、よく知られたＩｎＧａＡｓＰからなる障壁層および量子井戸層から構成されている。また、半導体積層構造２０１は、よく知られたＩｎＧａＡｌＡｓからなる障壁層および量子井戸層から構成してもよい。半導体積層構造２０１は、活性部１０５となり、半導体層２０２は、活性部１０５の上の第３半導体層１０４となる。例えば、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）や、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）などによりエピタキシャル成長を実施すればよい。
【００３６】
次に、半導体積層構造２０１および半導体層２０２を、公知のリソグラフィー技術で形成したマスクパターン（不図示）を用い、よく知られたドライエッチング技術によりエッチングしてパターニングすることで、図２Ｄに示すように、所定の形状とした多重量子井戸構造の活性部１０５、および半導体層２０３を形成する。
【００３７】
次に、形成した活性部１０５の周囲の第１半導体層１０２の上に、エピタキシャル成長方法により、例えばアンドープのＩｎＰを再成長させ、活性部１０５を埋めることで、図２Ｅに示すように、第２半導体層１０３および第３半導体層１０４を形成する。
【００３８】
次に、第２電流注入領域にイオン注入法で第２導電型（例えばｐ型）の不純物を導入することで、図２Ｆに示すように、第２不純物導入領域１０７を形成する。なお、上述では、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型としたが、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型としてもよいことは、言うまでもない。
【００３９】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態２における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【００４０】
この光素子は、前述した実施の形態１と同様に、基部層１０１、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、第３半導体層１０４、活性部１０５、第１不純物導入領域１０６、第２不純物導入領域１０７を備える。
【００４１】
上述した構成に加え、実施の形態２では、まず、活性部１０５以外の領域の第１電流注入領域における第２半導体層１０３および第３半導体層１０４に、第１不純物導入領域１０６に連続して形成された第１導電型の第３不純物導入領域１１６を備える。
【００４２】
また、実施の形態２では、活性部１０５以外の領域の第２電流注入領域における第１半導体層１０２および第２半導体層１０３に、第２不純物導入領域に連続して形成された第２導電型の第４不純物導入領域１１７を備える。
【００４３】
実施の形態２によれば、活性部１０５に電流を注入するための不純物導入領域が、活性部１０５以外の領域で第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、および第３半導体層１０４の厚さ方向全域に形成される。この結果、これらの領域における抵抗を小さくすることができる。
【００４４】
例えば、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、および第３半導体層１０４の合計の厚さを２５０ｎｍとし、活性部１０５は、厚さ１５０ｎｍとされている構成では、第１半導体層１０２および第３半導体層１０４は、厚さ５０ｎｍ程度となる。この厚さの第１半導体層１０２および第３半導体層１０４のみに不純物導入領域を形成した場合に比較し、実施の形態２では、各導電型の不純物導入領域の活性部１０５以外の部分の厚さが２５０ｎｍとなり、約５倍となる。この結果、第１半導体層１０２および第３半導体層１０４のみに不純物導入領域を形成した場合に比較し、実施の形態２によれば、素子抵抗を１／５に削減する効果が期待される。
【００４５】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態３における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【００４６】
この光素子は、前述した実施の形態２と同様に、基部層１０１、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、第３半導体層１０４、活性部１０５、第１不純物導入領域１０６、第２不純物導入領域１０７、第３不純物導入領域１１６、および第４不純物導入領域１１７を備える。
【００４７】
上述した構成に加え、実施の形態３では、第１電流注入領域と第２電流注入領域との間の第１半導体層１０２、第２半導体層１０３および第３半導体層１０４に連続し、隣り合う領域は異なる導電型とした状態で形成された第１導電型の第５不純物導入領域１０８および第２導電型の第６不純物導入領域１０９を備える。
【００４８】
前述した実施の形態２の構成では、基部層１０１の平面方向（水平方向）には、第１電流注入領域と第２電流注入領域との間のｉ領域が長いｐ−ｉ−ｎ接合が形成される。ｉ領域が十分長ければ、水平方向に流れる電流（活性部１０５に注入されない漏れ電流）は小さい。しかし素子サイズが小さく、ｉ領域の長さを十分にとれない時には、ｉ領域に水平方向へ漏れ電流が流れる可能性がある。
【００４９】
これに対し、実施の形態３によれば、第５不純物導入領域１０８および第６不純物導入領域１０９を設け、ｉ領域において水平方向にサイリスタ構造（ｐ−ｎ−ｐ−ｎあるいはｎ−ｐ−ｎ−ｐ）を構成した。これにより、ｉ領域において水平方向へ流れる漏れ電流をさらに小さくし、活性部１０５への電流注入効率を向上させることができる。
【００５０】
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態４における光素子の構成を示す断面図（ａ）、平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【００５１】
この光素子は、前述した実施の形態１と同様に、基部層１０１、第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、第３半導体層１０４、活性部１０５、第１不純物導入領域１０６、第２不純物導入領域１０７を備える。
【００５２】
ここで、実施の形態４では、第１電流注入領域（第１不純物導入領域１０６）および第２電流注入領域（第２不純物導入領域１０７）が、活性部１０５の領域を挾んで各々異なる方向に延在している。図５に示す例では、（ｂ）に示すように、第１不純物導入領域１０６は、活性部１０５の領域から紙面左側に延在し、（ｄ）に示すように、第２不純物導入領域１０７は、活性部１０５の領域から紙面右側に延在している。
【００５３】
なお、実施の形態４では、活性部１０５以外の領域の第１電流注入領域における第２半導体層１０３に、第１不純物導入領域１０６に連続して形成された第１導電型の第７不純物導入領域１１６ａを備え、活性部１０５以外の領域の第２電流注入領域における第２半導体層１０３に、第２不純物導入領域に連続して形成された第２導電型の第８不純物導入領域１１７ａを備える。
【００５４】
実施の形態４によれば、図５の（ｂ），（ｃ），（ｄ）の紙面上下方向の領域には、不純物導入領域が形成されていない。このため、第１電流注入領域および第２電流注入領域以外の領域の第１半導体層１０２、第２半導体層１０３、第３半導体層１０４を、光導波路などに加工して利用することが容易である。このように、実施の形態４によれば、上述した領域の方向には、活性部１０５に接続する光導波路が形成しやすい構成となっている。
【００５５】
ところで、実施の形態４の光素子においても、基部層１０１の平面方向（水平方向）には、第１電流注入領域と第２電流注入領域との間のｉ領域が長いｐ−ｉ−ｎ接合が形成され、素子サイズが小さく、ｉ領域の長さを十分にとれない時には、ｉ領域に水平方向へ漏れ電流が流れる可能性がある。
【００５６】
これに対し、図６に示すように、第９不純物導入領域１０８ａおよび第１０不純物導入領域１０９ａを設け、ｉ領域において水平方向にサイリスタ構造（ｐ−ｎ−ｐ−ｎあるいはｎ−ｐ−ｎ−ｐ）を構成してもよい。これにより、ｉ領域において水平方向へ流れる漏れ電流をさらに小さくし、活性部１０５への電流注入効率を向上させることができる。
【００５７】
ところで、上述した各実施の形態において、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ｎ型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域より平面視で広い面積とすることで、ｐ型とされた領域における抵抗をより小さくすることができる。
【００５８】
また、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ｎ型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域より厚く形成することで、やはり、ｐ型とされた領域における抵抗をより小さくすることができる。
【００５９】
また、ｐ型とされた第１不純物導入領域または第２不純物導入領域は、ＩｎＧａＡｓＰから構成し、型とされた第２不純物導入領域または第１不純物導入領域は、ＩｎＰから構成してもよい。ＩｎＧａＡｓＰは、ｐ型不純物をより高濃度に導入することが可能であり、ｐ型とされた領域における抵抗をより小さくすることができる。
【００６０】
以上に説明したように、本発明では、絶縁体からなる基部層の上に、ｉ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層を積層し、第２半導体層に多重量子井戸構造の活性部を埋め込み、第１半導体層の活性部の下部より第１方向に延在する第１電流注入領域に第１導電型の第１不純物導入領域を形成し、第３半導体層の活性部の上部より第２方向に延在する第２電流注入領域に第２導電型の第２不純物導入領域を形成し、第１電流注入領域と第２電流注入領域とは、活性部以外の領域の基部層の上で重なることなく配置されているようにした。この結果、本発明によれば、絶縁体からなる基部の上に形成した半導体薄膜による光素子における消費エネルギーの増大が抑制できるようになる。
【００６１】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１…基部層、１０２…第１半導体層、１０３…第２半導体層、１０４…第３半導体層、１０５…活性部、１０６…第１不純物導入領域、１０７…第２不純物導入領域。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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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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