JPH07193210A - 半導体光集積素子 - Google Patents
半導体光集積素子Info
- Publication number
- JPH07193210A JPH07193210A JP34700293A JP34700293A JPH07193210A JP H07193210 A JPH07193210 A JP H07193210A JP 34700293 A JP34700293 A JP 34700293A JP 34700293 A JP34700293 A JP 34700293A JP H07193210 A JPH07193210 A JP H07193210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- mask
- optical
- selective growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来、変調器部やＤＢＲ部をパルス変調ある
いは周波数（ＦＭ）変調した場合に、レーザ部との間で
キャリアの移動・拡散により副モード抑圧比の低下や雑
音の増大などレーザ動作の不安定を招くという欠点のあ
った集積型の素子の課題を解決し、素子間のクロストー
クが生じず、かつ作製方法の容易な半導体光集積素子を
提供する。 【構成】 光ガイド層あるいは光能動層を含む半導体層
からなる素子のうち少なくとも２つの素子を光ガイド層
よりもバンドギャップの大きな半導体によって隔てた構
成とする。
いは周波数（ＦＭ）変調した場合に、レーザ部との間で
キャリアの移動・拡散により副モード抑圧比の低下や雑
音の増大などレーザ動作の不安定を招くという欠点のあ
った集積型の素子の課題を解決し、素子間のクロストー
クが生じず、かつ作製方法の容易な半導体光集積素子を
提供する。 【構成】 光ガイド層あるいは光能動層を含む半導体層
からなる素子のうち少なくとも２つの素子を光ガイド層
よりもバンドギャップの大きな半導体によって隔てた構
成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体光集積素子に関
し、特に変調部を有する半導体光集積素子に関する。
し、特に変調部を有する半導体光集積素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光技術を用いた超高速大容量伝送および
情報処理が急速に進展している。中でもＭＯＶＰＥ（有
機金属気相成長）法など成長技術の進展により高性能な
多重量子井戸構造半導体レーザ（ＭＱＷ−ＬＤ）が実現
され、超高速変調素子やコヒーレント伝送用素子あるい
はアナログ変調素子など様々なシステム応用についての
研究開発が活発化している。例えば、超高速光半導体素
子としては、分布帰還型半導体レーザ（Distributed Fe
edback Laser Diode : ＤＦＢ ＬＤ）や分布反射半導体
レーザ（Distributed Bragg Reflector Diode : ＤＢＲ
ＬＤ）などがある。しかし、半導体レーザを直接変調
した場合には、注入キャリアの変動に起因するレーザ媒
質の屈折率変動により、スペクトル幅の増大、いわゆる
動的波長チャーピングが生じる。この波長チャーピング
は、高速変調時の伝送距離を制限する要因となるため、
直接変調に依らない外部変調器が提案されている。
情報処理が急速に進展している。中でもＭＯＶＰＥ（有
機金属気相成長）法など成長技術の進展により高性能な
多重量子井戸構造半導体レーザ（ＭＱＷ−ＬＤ）が実現
され、超高速変調素子やコヒーレント伝送用素子あるい
はアナログ変調素子など様々なシステム応用についての
研究開発が活発化している。例えば、超高速光半導体素
子としては、分布帰還型半導体レーザ（Distributed Fe
edback Laser Diode : ＤＦＢ ＬＤ）や分布反射半導体
レーザ（Distributed Bragg Reflector Diode : ＤＢＲ
ＬＤ）などがある。しかし、半導体レーザを直接変調
した場合には、注入キャリアの変動に起因するレーザ媒
質の屈折率変動により、スペクトル幅の増大、いわゆる
動的波長チャーピングが生じる。この波長チャーピング
は、高速変調時の伝送距離を制限する要因となるため、
直接変調に依らない外部変調器が提案されている。
【０００３】半導体を用いた変調器では、吸収層にバル
ク半導体を用い、フランツーケルデッシュ（Franz-Keld
ysch）効果による吸収端の変化を利用したバルク構造変
調器、またバルク構造よりも大きな吸収端の変化が生じ
る量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ：Quantum Co
nfined Stark Effect）を利用した量子井戸構造変調器
がある。他にも、マッハツェンダー（Mach-Zehnder）干
渉計の原理である光の位相変調を応用したマッハツェン
ダー型変調器がある。
ク半導体を用い、フランツーケルデッシュ（Franz-Keld
ysch）効果による吸収端の変化を利用したバルク構造変
調器、またバルク構造よりも大きな吸収端の変化が生じ
る量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ：Quantum Co
nfined Stark Effect）を利用した量子井戸構造変調器
がある。他にも、マッハツェンダー（Mach-Zehnder）干
渉計の原理である光の位相変調を応用したマッハツェン
ダー型変調器がある。
【０００４】また結晶成長技術として、近年、有機金属
気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）法、分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法等の薄膜結晶成長技術の急速な進展に伴
い、単原子層の厚さの精度で急峻な組成変化を持った良
質な半導体ヘテロ接合界面が製作されるようになった。
これらヘテロ接合によって形成されるポテンシャル井戸
構造、超格子構造では電子の波動性に起因する特異な光
学特性、電気特性を有しており、デバイス応用への研究
開発が活発化している。特に近年、基板面内で半導体層
の組成や層厚を制御する方法が提案され注目されてい
る。Ｏ．カイザーは1991年のジャーナル・オブ・クリス
タル・グロース誌第107巻、989-998頁（O. Kayser : Jo
urnal of Crystal Growth 107(1991)989-998）で、また
Ｅ．コラス等は同誌第107巻、226-230頁（E. Colas et
al.: Journal of Crystal Growth 107(1991)226-230）
でＳｉＯ2をマスクとして用いた選択成長について詳細
に報告している。また、Ｔ．カトー等は1991年の国際会
議ＥＣＯＣ’９１（European Conference on Optical C
ommunication）のＷｅＢ７−１で、上記の選択成長のメ
カニズムを応用した光変調器集積型ＭＱＷ−ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ、さらにＳ．タカノ等は1992年の国際会議ＥＣＯＣ’
９２のＴｕＢ５−３で同様に選択成長を利用した波長可
変ＭＱＷ−ＤＢＲ−ＬＤに関して報告している。上記の
ような集積型素子では、光ファイバーとの結合損失が無
いため高出力が得られる、複雑な光学系を用いないので
取扱いが容易で安定性が高い、などの長所を有してい
る。
気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）法、分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法等の薄膜結晶成長技術の急速な進展に伴
い、単原子層の厚さの精度で急峻な組成変化を持った良
質な半導体ヘテロ接合界面が製作されるようになった。
これらヘテロ接合によって形成されるポテンシャル井戸
構造、超格子構造では電子の波動性に起因する特異な光
学特性、電気特性を有しており、デバイス応用への研究
開発が活発化している。特に近年、基板面内で半導体層
の組成や層厚を制御する方法が提案され注目されてい
る。Ｏ．カイザーは1991年のジャーナル・オブ・クリス
タル・グロース誌第107巻、989-998頁（O. Kayser : Jo
urnal of Crystal Growth 107(1991)989-998）で、また
Ｅ．コラス等は同誌第107巻、226-230頁（E. Colas et
al.: Journal of Crystal Growth 107(1991)226-230）
でＳｉＯ2をマスクとして用いた選択成長について詳細
に報告している。また、Ｔ．カトー等は1991年の国際会
議ＥＣＯＣ’９１（European Conference on Optical C
ommunication）のＷｅＢ７−１で、上記の選択成長のメ
カニズムを応用した光変調器集積型ＭＱＷ−ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ、さらにＳ．タカノ等は1992年の国際会議ＥＣＯＣ’
９２のＴｕＢ５−３で同様に選択成長を利用した波長可
変ＭＱＷ−ＤＢＲ−ＬＤに関して報告している。上記の
ような集積型素子では、光ファイバーとの結合損失が無
いため高出力が得られる、複雑な光学系を用いないので
取扱いが容易で安定性が高い、などの長所を有してい
る。
【０００５】図６は、上記の選択成長のメカニズムを応
用した光変調器集積型ＭＱＷ−ＤＦＢ−ＬＤ素子の選択
成長マスク（ＳｉＯ2）の形状（図６（ａ））、選択成
長層の光導波路方向の素子断面図（図６（ｂ））および
バンドギャップ（図６（ｃ））を示したものである。図
中、９はＳｉＯ2マスク、１０は半導体基板、１２は回
折格子、１５，１６は光導波路層、２１は選択成長部
で、そのうち２１ａは変調器領域側、２１ｂ側はＬＤ領
域側、５１は量子井戸層で、そのうち５１ａは変調器
部、５１ｂはＬＤ部である。また、６０はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、６５はｐ−ＩｎＰ層、７０はｐ+−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、９１ａ，９１ｂは電極である。
用した光変調器集積型ＭＱＷ−ＤＦＢ−ＬＤ素子の選択
成長マスク（ＳｉＯ2）の形状（図６（ａ））、選択成
長層の光導波路方向の素子断面図（図６（ｂ））および
バンドギャップ（図６（ｃ））を示したものである。図
中、９はＳｉＯ2マスク、１０は半導体基板、１２は回
折格子、１５，１６は光導波路層、２１は選択成長部
で、そのうち２１ａは変調器領域側、２１ｂ側はＬＤ領
域側、５１は量子井戸層で、そのうち５１ａは変調器
部、５１ｂはＬＤ部である。また、６０はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、６５はｐ−ＩｎＰ層、７０はｐ+−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、９１ａ，９１ｂは電極である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述のような集
積型の素子では、変調器部やＤＢＲ部をパルス変調ある
いは周波数（ＦＭ）変調した場合に、レーザ部との間で
キャリアの移動・拡散によるクロストークが生じていた
ために副モード抑圧比の低下や雑音の増大などレーザ動
作の不安定を招くという欠点を有していた。本発明の目
的は、このような従来の問題点を解決した半導体光集積
素子を提供することにある。
積型の素子では、変調器部やＤＢＲ部をパルス変調ある
いは周波数（ＦＭ）変調した場合に、レーザ部との間で
キャリアの移動・拡散によるクロストークが生じていた
ために副モード抑圧比の低下や雑音の増大などレーザ動
作の不安定を招くという欠点を有していた。本発明の目
的は、このような従来の問題点を解決した半導体光集積
素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明が提供する手段は、光ガイド層あるいは光能
動層を含む半導体層からなる素子を複数集積してなる半
導体光集積素子において、素子のうち少なくとも２つの
素子が光ガイド層よりもバンドギャップの大きな半導体
によって隔てられていることを特徴とする半導体光集積
素子である。ここで光能動層あるいは光ガイド層は、量
子井戸構造からなるものが好適である。
めに本発明が提供する手段は、光ガイド層あるいは光能
動層を含む半導体層からなる素子を複数集積してなる半
導体光集積素子において、素子のうち少なくとも２つの
素子が光ガイド層よりもバンドギャップの大きな半導体
によって隔てられていることを特徴とする半導体光集積
素子である。ここで光能動層あるいは光ガイド層は、量
子井戸構造からなるものが好適である。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。 実施例１ 本発明による第一の実施例として光変調器集積型ＭＱＷ
−ＤＦＢ−ＬＤ素子を例に図を参照して詳細に説明す
る。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ本発明によ
る素子の選択成長マスク（ＳｉＯ2）の形状、選択成長
層の光導波路方向の素子断面およびバンドギャップを示
す。また、図２は本発明による素子の斜視図である。図
１および図２において、８はＳｉＯ2マスク、１０は半
導体基板、１２は回折格子、１５，１６は光導波路層、
２１ａは選択成長部（変調器領域）、２１ｂは選択成長
部（ＬＤ領域）、５０ａ，５０ｂは量子井戸層、６０は
ｐ−ＩｎＰクラッド層、６５はｐ−ＩｎＰ層、７０はｐ
+−ＩｎＧａＡｓＰ層、９１ａ，９１ｂは電極である。
本発明が従来技術と異なるのは、図１（ａ）に示すよう
に、両領域間の遷移領域にＳｉＯ2マスクを残し、ＬＤ
部と変調器部との選択成長部を隔て、後に光ガイド層よ
りもバンドギャップの大きな半導体層での埋め込み成長
（図１（ｂ），（ｃ））をすることによって、キャリア
の移動・拡散を抑制し、クロストークを低減する点にあ
る。また、この部分の長さは４μｍと短いため、ＬＤ光
出力の変調器部への結合効率は９０％以上と極めて良好
である。
て説明する。 実施例１ 本発明による第一の実施例として光変調器集積型ＭＱＷ
−ＤＦＢ−ＬＤ素子を例に図を参照して詳細に説明す
る。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ本発明によ
る素子の選択成長マスク（ＳｉＯ2）の形状、選択成長
層の光導波路方向の素子断面およびバンドギャップを示
す。また、図２は本発明による素子の斜視図である。図
１および図２において、８はＳｉＯ2マスク、１０は半
導体基板、１２は回折格子、１５，１６は光導波路層、
２１ａは選択成長部（変調器領域）、２１ｂは選択成長
部（ＬＤ領域）、５０ａ，５０ｂは量子井戸層、６０は
ｐ−ＩｎＰクラッド層、６５はｐ−ＩｎＰ層、７０はｐ
+−ＩｎＧａＡｓＰ層、９１ａ，９１ｂは電極である。
本発明が従来技術と異なるのは、図１（ａ）に示すよう
に、両領域間の遷移領域にＳｉＯ2マスクを残し、ＬＤ
部と変調器部との選択成長部を隔て、後に光ガイド層よ
りもバンドギャップの大きな半導体層での埋め込み成長
（図１（ｂ），（ｃ））をすることによって、キャリア
の移動・拡散を抑制し、クロストークを低減する点にあ
る。また、この部分の長さは４μｍと短いため、ＬＤ光
出力の変調器部への結合効率は９０％以上と極めて良好
である。
【０００９】次に、上記の素子の作製方法を図３（ａ）
〜（ｃ）に順次示す。まず部分的に回折格子１２を形成
した半導体基板１０上にＳｉＯ2マスク８を回折格子上
部の選択成長部（ＬＤ領域：長さ４２０μｍ）２１ｂで
１２μｍ幅、他の部分（変調器領域：長さ１５０μｍ）
２１ａで４μｍ幅に形成した。開口部の幅は１．５μｍ
である。マスク形成後、光導波路層１５（１．２μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、量子井戸層５
０（７層ウエル）、光導波路層１６（１．２μｍ組成Ｉ
ｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層６０（層厚：０．０５μｍ、キャリア濃度：５ｘ１
０17ｃｍ-3）を順次積層して図３（ａ）に示す構造とし
た。この場合、前述のようにマスク幅に応じて組成およ
び層厚が素子内で異なっている（上記では全て変調部に
おける層厚を示した。）。すなわち変調器領域ではＬＤ
領域に比べ組成は短波長化し、層厚は薄くなっている。
すなわち、ＬＤ領域の量子井戸５０ｂではウエル層は歪
ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮歪＋０．８％、波長組成１．７２
μｍ：層厚５．５ｎｍ）、バリア層はＩｎＧａＡｓＰ
（無歪１．１５μｍ組成：層厚７ｎｍ）であり、１．５
５μｍの波長に対応するバンドギャップ・エネルギー
（０．８ｅＶ）を有している。一方、変調器領域の量子
井戸５０ａではウエル層は歪ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮歪＋
０．５％、波長組成１．６６μｍ：層厚３．８ｎｍ）、
バリア層はＩｎＧａＡｓＰ（１．１μｍ組成：層厚５ｎ
ｍ）であり、１．４８μｍの波長に対応するバンドギャ
ップ・エネルギー（０．８４ｅＶ）を有している。
〜（ｃ）に順次示す。まず部分的に回折格子１２を形成
した半導体基板１０上にＳｉＯ2マスク８を回折格子上
部の選択成長部（ＬＤ領域：長さ４２０μｍ）２１ｂで
１２μｍ幅、他の部分（変調器領域：長さ１５０μｍ）
２１ａで４μｍ幅に形成した。開口部の幅は１．５μｍ
である。マスク形成後、光導波路層１５（１．２μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、量子井戸層５
０（７層ウエル）、光導波路層１６（１．２μｍ組成Ｉ
ｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層６０（層厚：０．０５μｍ、キャリア濃度：５ｘ１
０17ｃｍ-3）を順次積層して図３（ａ）に示す構造とし
た。この場合、前述のようにマスク幅に応じて組成およ
び層厚が素子内で異なっている（上記では全て変調部に
おける層厚を示した。）。すなわち変調器領域ではＬＤ
領域に比べ組成は短波長化し、層厚は薄くなっている。
すなわち、ＬＤ領域の量子井戸５０ｂではウエル層は歪
ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮歪＋０．８％、波長組成１．７２
μｍ：層厚５．５ｎｍ）、バリア層はＩｎＧａＡｓＰ
（無歪１．１５μｍ組成：層厚７ｎｍ）であり、１．５
５μｍの波長に対応するバンドギャップ・エネルギー
（０．８ｅＶ）を有している。一方、変調器領域の量子
井戸５０ａではウエル層は歪ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮歪＋
０．５％、波長組成１．６６μｍ：層厚３．８ｎｍ）、
バリア層はＩｎＧａＡｓＰ（１．１μｍ組成：層厚５ｎ
ｍ）であり、１．４８μｍの波長に対応するバンドギャ
ップ・エネルギー（０．８４ｅＶ）を有している。
【００１０】次に選択成長に用いたマスクの開口部をス
トライプ状で幅約５μｍに広げ、ｐ−ＩｎＰ半導体層６
５（層厚は約１．３μｍ、キャリア濃度：５ｘ１０17ｃ
ｍ-3）、ｐ+−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７０（層厚は
約０．２５μｍ、キャリア濃度：８ｘ１０18ｃｍ-3）に
より埋め込み成長後（図３（ｂ））、素子間のＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層を一部除去して素子分離を行い、Ｓｉ
Ｏ2絶縁膜８０、およびパッド状の電極９１ａ，９１ｂ
を形成した（図３（ｃ），図２）。図４は、ＬＤ部と変
調器部との選択成長部を隔てている部分の断面図であ
る。この素子において、ＬＤ特性として閾値電流１０ｍ
Ａ、光出力２０ｍＷ以上、また変調部は変調電圧３Ｖで
１５ｄＢ以上の良好な消光比および５Ｇｂ／ｓの変調時
においても極めて良好な変調特性が得られた。さらに従
来、変調時３５ｄＢ以下であった副モード抑圧比は４５
ｄＢ以上に改善され、また相対雑音強度も従来の−１４
０ｄＢ／Ｈｚ程度から−１５５ｄＢ／Ｈｚ以下に減少
し、発生したキャリアによる素子間のクロストークが大
幅に低減した。また前述のように選択成長を利用してい
るため、導波路としての内部損失も小さく高出力が得ら
れ、さらに製作工程が気相成長とパターニングによるた
め歩留まりも高い。
トライプ状で幅約５μｍに広げ、ｐ−ＩｎＰ半導体層６
５（層厚は約１．３μｍ、キャリア濃度：５ｘ１０17ｃ
ｍ-3）、ｐ+−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７０（層厚は
約０．２５μｍ、キャリア濃度：８ｘ１０18ｃｍ-3）に
より埋め込み成長後（図３（ｂ））、素子間のＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層を一部除去して素子分離を行い、Ｓｉ
Ｏ2絶縁膜８０、およびパッド状の電極９１ａ，９１ｂ
を形成した（図３（ｃ），図２）。図４は、ＬＤ部と変
調器部との選択成長部を隔てている部分の断面図であ
る。この素子において、ＬＤ特性として閾値電流１０ｍ
Ａ、光出力２０ｍＷ以上、また変調部は変調電圧３Ｖで
１５ｄＢ以上の良好な消光比および５Ｇｂ／ｓの変調時
においても極めて良好な変調特性が得られた。さらに従
来、変調時３５ｄＢ以下であった副モード抑圧比は４５
ｄＢ以上に改善され、また相対雑音強度も従来の−１４
０ｄＢ／Ｈｚ程度から−１５５ｄＢ／Ｈｚ以下に減少
し、発生したキャリアによる素子間のクロストークが大
幅に低減した。また前述のように選択成長を利用してい
るため、導波路としての内部損失も小さく高出力が得ら
れ、さらに製作工程が気相成長とパターニングによるた
め歩留まりも高い。
【００１１】実施例２ 本発明による第二の実施例について、図を参照して説明
する。図５は、本実施例による光変調器集積型ＤＦＢ−
ＬＤの斜視図および断面図である。第一の実施例と異な
る点は、活性層としてバルク半導体を用いていることで
ある。また素子構造はいわゆるバットジョイント（butt
-joint）構造である。作製法は、部分的に回折格子１２
を形成した基板１０上に光導波路層１７（１．３μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、バルク活性層
５８（１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚０．１μ
ｍ）、光導波路層１８（１．３μｍ組成ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、層厚：０．０４μｍ）を成長後、変調器部形成のた
め部分的に上記成長層１８，５８，１７を順次エッチン
グにて取り除き、全面に光導波路層１９（１．４７μｍ
組成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１６μｍ）を成長す
る。さらに、本発明では、ＬＤ部と変調器部との間を一
部除去後、ｐ−ＩｎＰ半導体層６５（層厚は約１．５μ
ｍ、キャリア濃度：７ｘ１０17ｃｍ-3）を形成した後、
ｐ+−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７０（層厚は約０．２
５μｍ、キャリア濃度：８ｘ１０18ｃｍ-3）を成長し
た。その後、リッジ状に導波部を形成し、半絶縁性Ｉｎ
Ｐ（Ｆｅドープ）６２により埋め込み成長後、ＳｉＯ2
絶縁膜８０、およびパッド状の電極９１，９２を形成し
た。
する。図５は、本実施例による光変調器集積型ＤＦＢ−
ＬＤの斜視図および断面図である。第一の実施例と異な
る点は、活性層としてバルク半導体を用いていることで
ある。また素子構造はいわゆるバットジョイント（butt
-joint）構造である。作製法は、部分的に回折格子１２
を形成した基板１０上に光導波路層１７（１．３μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１μｍ）、バルク活性層
５８（１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚０．１μ
ｍ）、光導波路層１８（１．３μｍ組成ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、層厚：０．０４μｍ）を成長後、変調器部形成のた
め部分的に上記成長層１８，５８，１７を順次エッチン
グにて取り除き、全面に光導波路層１９（１．４７μｍ
組成ＩｎＧａＡｓＰ、層厚：０．１６μｍ）を成長す
る。さらに、本発明では、ＬＤ部と変調器部との間を一
部除去後、ｐ−ＩｎＰ半導体層６５（層厚は約１．５μ
ｍ、キャリア濃度：７ｘ１０17ｃｍ-3）を形成した後、
ｐ+−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７０（層厚は約０．２
５μｍ、キャリア濃度：８ｘ１０18ｃｍ-3）を成長し
た。その後、リッジ状に導波部を形成し、半絶縁性Ｉｎ
Ｐ（Ｆｅドープ）６２により埋め込み成長後、ＳｉＯ2
絶縁膜８０、およびパッド状の電極９１，９２を形成し
た。
【００１２】本素子において、ＬＤ特性として閾値電流
１５ｍＡ、光出力２０ｍＷ以上、また変調部は変調電圧
３Ｖで１５ｄＢ以上の良好な消光比が得られた。また半
絶縁性半導体埋め込みにより１０Ｇｂ／ｓの変調時にお
いても極めて良好な変調特性が得られた。副モード抑圧
比、相対雑音強度も第一の実施例と同様に良好であり、
素子間のクロストークについても大幅に低減した。以上
の実施例はＩｎＰ系半導体を例に説明したが、ＧａＡｓ
系半導体においても有効である。
１５ｍＡ、光出力２０ｍＷ以上、また変調部は変調電圧
３Ｖで１５ｄＢ以上の良好な消光比が得られた。また半
絶縁性半導体埋め込みにより１０Ｇｂ／ｓの変調時にお
いても極めて良好な変調特性が得られた。副モード抑圧
比、相対雑音強度も第一の実施例と同様に良好であり、
素子間のクロストークについても大幅に低減した。以上
の実施例はＩｎＰ系半導体を例に説明したが、ＧａＡｓ
系半導体においても有効である。
【００１３】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、光ガイド層あるいは光能動層を含む半導体層からな
る素子を複数集積してなる半導体光集積素子において、
前記素子のうち少なくとも２つの素子を光ガイド層より
もバンドギャップの大きな半導体によって隔てる構造と
することにより、パルス変調あるいは周波数（ＦＭ）変
調した場合に、レーザ部との間で生じるキャリアの移動
・拡散によるクロストークを抑制できる。
ば、光ガイド層あるいは光能動層を含む半導体層からな
る素子を複数集積してなる半導体光集積素子において、
前記素子のうち少なくとも２つの素子を光ガイド層より
もバンドギャップの大きな半導体によって隔てる構造と
することにより、パルス変調あるいは周波数（ＦＭ）変
調した場合に、レーザ部との間で生じるキャリアの移動
・拡散によるクロストークを抑制できる。
【図１】本発明による半導体光集積素子の一実施例の説
明図である。
明図である。
【図２】本発明による半導体光集積素子の一実施例の斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明による半導体光集積素子の一実施例の作
製方法を説明するための工程断面図である。
製方法を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明による半導体光集積素子のＬＤ部と変調
器部との選択成長部を隔てている部分の断面図である。
器部との選択成長部を隔てている部分の断面図である。
【図５】本発明による半導体光集積素子の別の一実施例
の斜視図および断面図である。
の斜視図および断面図である。
【図６】従来例による半導体光集積素子の説明図であ
る。
る。
８，９ ＳｉＯ2マスク １０ 半導体基板 １２ 回折格子 １５，１６，１７，１８，１９ 光導波路層 ２１ａ 選択成長部（変調器領域） ２１ｂ 選択成長部（ＬＤ領域） ５０ａ 量子井戸層（変調器部） ５０ｂ 量子井戸層（ＬＤ部） ５８ バルク活性層 ６０ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ６２ 半絶縁性ＩｎＰ（Ｆｅドープ）層 ６５ ｐ−ＩｎＰ層 ７０ ｐ+−ＩｎＧａＡｓＰ層 ８０ 絶縁膜 ９１ａ，９１ｂ 電極
Claims (4)
- 【請求項１】 光ガイド層あるいは光能動層を含む半導
体層からなる素子を複数集積してなる半導体光集積素子
において、素子のうち少なくとも２つの素子が光ガイド
層よりもバンドギャップの大きな半導体によって隔てら
れていることを特徴とする半導体光集積素子。 - 【請求項２】 光能動層あるいは光ガイド層が量子井戸
構造からなるものである請求項１記載の半導体光集積素
子。 - 【請求項３】 半導体基板がＩｎＰからなり、光能動層
および光ガイド層がＩｎXＧａ1-XＡｓYＰ1-Y（０≦Ｘ≦
１，０≦Ｙ≦１）からなるものである請求項１記載の半
導体光集積素子。 - 【請求項４】 半導体基板がＩｎＰからなり、量子井戸
構造を構成する井戸層および障壁層がＩｎXＧａ1-XＡｓ
YＰ1-Y（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１）からなるものである
請求項２記載の半導体光集積素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34700293A JP3146821B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体光集積素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34700293A JP3146821B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体光集積素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193210A true JPH07193210A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3146821B2 JP3146821B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18387263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34700293A Expired - Fee Related JP3146821B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体光集積素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146821B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978402A (en) * | 1996-12-11 | 1999-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| US6134368A (en) * | 1996-08-30 | 2000-10-17 | Nec Corporation | Optical semiconductor device with a current blocking structure and method for making the same |
| KR20150083783A (ko) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법, 반도체장치, 및 반도체장치의 제조 시스템 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34700293A patent/JP3146821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134368A (en) * | 1996-08-30 | 2000-10-17 | Nec Corporation | Optical semiconductor device with a current blocking structure and method for making the same |
| US5978402A (en) * | 1996-12-11 | 1999-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| KR20150083783A (ko) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법, 반도체장치, 및 반도체장치의 제조 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3146821B2 (ja) | 2001-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5680411A (en) | Integrated monolithic laser-modulator component with multiple quantum well structure | |
| JP2809124B2 (ja) | 光半導体集積素子およびその製造方法 | |
| US6281030B1 (en) | Fabrication of semiconductor Mach-Zehnder modulator | |
| JP2842292B2 (ja) | 半導体光集積装置および製造方法 | |
| EP0378098B1 (en) | Semiconductor optical device | |
| JPH09318918A (ja) | 半導体光変調器 | |
| JP2937751B2 (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JP2536714B2 (ja) | 光変調器集積型多重量子井戸構造半導体レ―ザ素子 | |
| US5757985A (en) | Semiconductor mach-zehnder-type optical modulator | |
| JP4690515B2 (ja) | 光変調器、半導体光素子、及びそれらの作製方法 | |
| JPH0650366B2 (ja) | 光変調器 | |
| JPH08274404A (ja) | 多重量子井戸レーザダイオード | |
| JP3146821B2 (ja) | 半導体光集積素子の製造方法 | |
| JP2669335B2 (ja) | 半導体光源及びその製造方法 | |
| JPH05251812A (ja) | 量子井戸構造光変調器付き分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH08234148A (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0358490A (ja) | 量子井戸レーザ | |
| JPH09171162A (ja) | 半導体光変調器 | |
| JPS623221A (ja) | 光変調器 | |
| JP2770848B2 (ja) | 半導体レーザと光変調器との集積化光源およびその製造方法 | |
| JPH07202338A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP3159914B2 (ja) | 選択成長導波型光制御素子およびその製造方法 | |
| JPH03291617A (ja) | 集積型光変調器 | |
| JP2022015037A (ja) | 半導体光素子 | |
| JP3273494B2 (ja) | 導波形多重量子井戸光変調器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |