JP3450210B2 - Semiconductor optical device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor optical device and method of manufacturing the same

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JP3450210B2
JP3450210B2 JP5209399A JP5209399A JP3450210B2 JP 3450210 B2 JP3450210 B2 JP 3450210B2 JP 5209399 A JP5209399 A JP 5209399A JP 5209399 A JP5209399 A JP 5209399A JP 3450210 B2 JP3450210 B2 JP 3450210B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光のスポットサイ
ズ変換機能を備えた半導体光素子及びその製造方法に関
し、特に、低電力で動作可能な半導体光素子及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical device having a light spot size conversion function and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor optical device that can operate at low power and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信等の普及に伴い、光素子モジュー
ルの低コスト化が求められている。光素子モジュールの
低コスト化に有効な方法として、モジュールに搭載する
光素子に光のスポットサイズを大きくするスポットサイ
ズ変換器を集積化する方法がある。これによって、レン
ズ等を用いることなく、光素子よりもスポットサイズの
大きい光ファイバ等への結合効率を確保することができ
る。即ち、光素子モジュールの部品コストや組立コスト
等を削減することができる。
2. Description of the Related Art With the spread of optical communication and the like, cost reduction of optical element modules is required. As an effective method for reducing the cost of the optical element module, there is a method of integrating a spot size converter for increasing the spot size of light on an optical element mounted on the module. This makes it possible to ensure the coupling efficiency with an optical fiber or the like having a larger spot size than the optical element without using a lens or the like. That is, it is possible to reduce the component cost and the assembly cost of the optical element module.

【0003】以上のような光素子を製造する技術は、例
えば、「全選択MOVPE成長型1.3μmスポットサ
イズ変換器集積LD」(1997年電子情報通信学会エ
レクトロニクスソサイエティ大会、C−4−26)に開
示されている。この技術によって製造される光素子は、
電流注入によってレーザを発振するレーザ部と、レーザ
部から発振されたレーザのスポットサイズを変換するス
ポットサイズ変換部と、を備えている。
A technique for manufacturing the above-mentioned optical device is described, for example, in "Full-select MOVPE growth type 1.3 μm spot size converter integrated LD" (Electronic Society of Electronics, Information and Communication Engineers, Electronics Society Conference, C-4-26). Is disclosed in. The optical element manufactured by this technology is
A laser unit that oscillates a laser by current injection and a spot size conversion unit that converts the spot size of the laser oscillated from the laser unit are provided.

【0004】図14(a),(b)は、上記光素子の具
体的な構成を示す模式図である。なお、図14(a)
は、図14(b)のa−a’断面図であり、図14
(b)は、図14(a)のb−b’断面図である。上記
光素子は、図14(a),(b)に示すように、n型I
nP(インジウムリン)基板30と、n型InPクラッ
ド層31と、InGaAsP(インジウムガリウムヒ素
リン)導波路層32と、第1p型InPクラッド層33
と、p型InP電流ブロック層34と、n型InP電流
ブロック層35と、第2p型InPクラッド層36と、
p型InGaAsコンタクト層37と、絶縁層38と、
金属電極39と、から構成されている。
14 (a) and 14 (b) are schematic views showing a specific structure of the above optical element. Note that FIG.
14B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG.
14B is a cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG. As shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the optical element has an n-type I
nP (indium phosphide) substrate 30, n-type InP clad layer 31, InGaAsP (indium gallium arsenide phosphide) waveguide layer 32, and first p-type InP clad layer 33.
A p-type InP current blocking layer 34, an n-type InP current blocking layer 35, a second p-type InP clad layer 36,
a p-type InGaAs contact layer 37, an insulating layer 38,
And a metal electrode 39.

【0005】n型InP基板30上には、n型InPク
ラッド層31、InGaAsP導波路層32、及び、第
1p型InPクラッド層33が、この順で形成されてい
る。なお、これら3層は、図14(a)に示すように、
3つの部分に分かれており、中央部分が上記レーザ部及
びスポットサイズ変換部に対応する。n型InPクラッ
ド層31は、キャリア濃度が約1×1018cm−3
あり、層厚は約100nmである。
On the n-type InP substrate 30, an n-type InP clad layer 31, an InGaAsP waveguide layer 32, and a first p-type InP clad layer 33 are formed in this order. In addition, these three layers are, as shown in FIG.
It is divided into three parts, and the central part corresponds to the laser part and the spot size conversion part. The n-type InP cladding layer 31 has a carrier concentration of about 1 × 10 18 cm −3 and a layer thickness of about 100 nm.

【0006】InGaAsP導波路層32は、光が伝搬
する層であり、スポットサイズ変換部では、その厚さが
レーザ部側から端面に向かって徐々に薄くなるように形
成されている。このように、スポットサイズ変換部で
は、InGaAsP導波路層32の層厚をレーザ部より
も薄くすることによってスポットサイズを変換する。第
1p型InPクラッド層33は、キャリア濃度が約7×
1017cm−3であり、層厚が約200nmである。
そして、第1p型InPクラッド層33とn型InPク
ラッド層31との間に所定の電圧を印加されることによ
って、レーザが生成される。
The InGaAsP waveguide layer 32 is a layer through which light propagates, and the spot size conversion portion is formed so that its thickness gradually decreases from the laser portion side toward the end face. Thus, the spot size conversion unit converts the spot size by making the layer thickness of the InGaAsP waveguide layer 32 thinner than that of the laser unit. The first p-type InP clad layer 33 has a carrier concentration of about 7 ×.
It is 10 17 cm −3 and the layer thickness is about 200 nm.
Then, a laser is generated by applying a predetermined voltage between the first p-type InP clad layer 33 and the n-type InP clad layer 31.

【0007】p型InP電流ブロック層34は、3つの
部分に分かれているn型InPクラッド層31、導波路
層32、及び、第1p型InPクラッド層33の隙間を
埋め、レーザ部及びスポットサイズ変換部を除いた第1
p型InPクラッド層33上に形成されている。p型I
nP電流ブロック層34の層厚は約600nmであり、
キャリア濃度は6×1017cm−3である。n型In
P電流ブロック層35は、p型InP電流ブロック層3
4上に形成されている。また、n型電流ブロック層35
の層厚は約600nmであり、キャリア濃度は3×10
18cm−3である。このように、レーザ部及びスポッ
トサイズ変換部を除いた領域には、p型電流ブロック層
34及びn型電流ブロック層35がこの順で形成されて
いるため、この部分では、n型電流ブロック層35から
p型電流ブロック層34方向への電流は流れないように
なっている。
The p-type InP current blocking layer 34 fills the gaps between the n-type InP clad layer 31, the waveguide layer 32, and the first p-type InP clad layer 33, which are divided into three parts, and the laser portion and the spot size. First excluding converter
It is formed on the p-type InP clad layer 33. p-type I
The layer thickness of the nP current blocking layer 34 is about 600 nm,
The carrier concentration is 6 × 10 17 cm −3 . n-type In
The P current blocking layer 35 is the p-type InP current blocking layer 3
4 are formed. In addition, the n-type current blocking layer 35
Has a layer thickness of about 600 nm and a carrier concentration of 3 × 10
It is 18 cm -3 . Thus, since the p-type current block layer 34 and the n-type current block layer 35 are formed in this order in the region excluding the laser section and the spot size conversion section, in this portion, the n-type current block layer is formed. A current does not flow from 35 to the p-type current blocking layer 34.

【0008】第2p型InPクラッド層36は、n型電
流ブロック層35と、レーザ部及びスポットサイズ変換
部に対応する第1p型InPクラッド層33上に形成さ
れている。また、第2p型InPクラッド層36の層厚
は約3500nmであり、キャリア濃度は1×1018
cm−3である。p型InGaAsコンタクト層37
は、第2p型クラッド層36上の全面に形成されてい
る。また、p型InGaAsコンタクト層37の層厚は
300nmであり、キャリア濃度は1×1019cm
−3である。
The second p-type InP clad layer 36 is formed on the n-type current blocking layer 35 and the first p-type InP clad layer 33 corresponding to the laser section and the spot size conversion section. The layer thickness of the second p-type InP clad layer 36 is about 3500 nm, and the carrier concentration is 1 × 10 18.
cm −3 . p-type InGaAs contact layer 37
Are formed on the entire surface of the second p-type cladding layer 36. The layer thickness of the p-type InGaAs contact layer 37 is 300 nm, and the carrier concentration is 1 × 10 19 cm.
-3 .

【0009】絶縁層38は、SiO(二酸化ケイ素)
から形成されており、レーザ部に相当する領域を除くp
型InGaAsコンタクト層37上に形成されている。
この絶縁層38によって、金属電極39からの電流注入
領域が、レーザ部に対応するようにする。金属電極39
は、Au−Cr(金−クロム)等から形成されており、
絶縁層38及びレーザ部に相当するp型InGaAsコ
ンタクト層37上に形成されている。
The insulating layer 38 is made of SiO 2 (silicon dioxide).
It is formed from p, excluding the area corresponding to the laser section.
It is formed on the InGaAs contact layer 37.
This insulating layer 38 makes the current injection region from the metal electrode 39 correspond to the laser portion. Metal electrode 39
Is formed of Au-Cr (gold-chromium) or the like,
It is formed on the insulating layer 38 and the p-type InGaAs contact layer 37 corresponding to the laser portion.

【0010】以上のように、光素子を構成するInGa
AsP導波路層32の層厚をレーザ部とスポットサイズ
変換部とで変えることによって、レーザのスポットサイ
ズを変換し、光素子モジュールの部品コストや組立コス
ト等を削減している。また、上記と同様な構成の光素子
を製造する技術は、特開平10−98231号公報及び
特開平10−308556号公報にも開示されている。
As described above, InGa forming the optical element
By changing the layer thickness of the AsP waveguide layer 32 between the laser section and the spot size conversion section, the laser spot size is converted, and the component cost and assembly cost of the optical element module are reduced. Further, a technique for manufacturing an optical element having the same configuration as the above is also disclosed in JP-A-10-98231 and JP-A-10-308556.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記した技術では、半
導体光素子のスポットサイズ変換部直上に、レーザ部と
同一の層(第2p型InPクラッド層36)を形成して
いる。この第2p型InPクラッド層36のキャリア濃
度は、レーザ部の動作電圧を低減するために、ある程度
高くしなければならない。また、第2p型InPクラッ
ド層36では、キャリア濃度が高いほど、価電子帯間吸
収によって光を吸収しやすくなる。そのため、伝搬する
光のスポットサイズが大きくなるスポットサイズ変換部
では、p型InPクラッド層36のキャリア濃度が高い
と、伝搬損失が大きくなってしまうという問題がある。
In the above technique, the same layer as the laser section (second p-type InP clad layer 36) is formed immediately above the spot size conversion section of the semiconductor optical device. The carrier concentration of the second p-type InP cladding layer 36 must be increased to some extent in order to reduce the operating voltage of the laser section. Further, in the second p-type InP clad layer 36, the higher the carrier concentration, the easier the light absorption due to the inter-valence band absorption. Therefore, in the spot size conversion part where the spot size of the propagating light is large, there is a problem that the propagation loss becomes large when the carrier concentration of the p-type InP cladding layer 36 is high.

【0012】従って、本発明は、発振しきい値電流、動
作電流および動作電圧の低減が可能なスポットサイズ変
換器を集積した半導体光素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor optical device in which a spot size converter capable of reducing an oscillation threshold current, an operating current and an operating voltage is integrated and a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の観点にかかる半導体光素子は、所定
の電圧を印加されることによって発光する発光手段と、
光の伝搬方向に沿って前記発光手段に隣接して形成さ
れ、該発光手段によって生成された光のスポットサイズ
を変換する第1スポットサイズ変換手段と、前記発光手
段への電圧印加によって前記第1スポットサイズ変換手
段に電流が注入されることを阻止する第1電流ブロック
手段と、から構成され、前記発光手段及び前記第1スポ
ットサイズ変換手段は、第1導電型の下クラッド層と、
前記下クラッド層上に形成され、光を伝搬させ、前記発
光手段に対応する部分では層厚がほぼ一定であり、前記
第1スポットサイズ変換手段に対応する部分では層厚が
連続的に変化している導波路層と、前記導波路層上に形
成された第2導電型の第1上クラッド層と、から形成さ
れ、前記第1電流ブロック手段は、前記第1上クラッド
層上の所定領域に形成された第2導電型の第1電流ブロ
ック層と、前記第1電流ブロック層上に形成された第1
導電型の第2電流ブロック層と、から形成されている、
ことを特徴とする。この発明によれば、電圧を印加する
ことによって電流を注入する領域を、第1電流ブロック
手段によって制限することができ、必要な部分にのみ電
流が注入される。従って、半導体光素子の動作電流を低
減することができる。
In order to achieve the above object, a semiconductor optical device according to a first aspect of the present invention comprises a light emitting means which emits light when a predetermined voltage is applied,
First spot size conversion means formed adjacent to the light emitting means along the light propagation direction and converting the spot size of the light generated by the light emitting means; and the first spot size conversion means by applying a voltage to the light emitting means. First light blocking means for preventing current from being injected into the spot size converting means, and the light emitting means and the first spot
The unit size conversion means includes a lower clad layer of the first conductivity type,
It is formed on the lower clad layer, propagates light, and
In the portion corresponding to the light means, the layer thickness is almost constant,
At the portion corresponding to the first spot size conversion means, the layer thickness is
A continuously changing waveguide layer and a shape on the waveguide layer.
A first upper clad layer of the second conductivity type formed
And wherein the first current blocking means is the first upper cladding
A second current type first current block formed in a predetermined region on the layer
And a first layer formed on the first current blocking layer.
And a second conductivity type current blocking layer,
It is characterized by According to the present invention, the region in which the current is injected by applying the voltage can be limited by the first current blocking means, and the current is injected only in the necessary portion. Therefore, the operating current of the semiconductor optical device can be reduced.

【0014】[0014]

【0015】また、第1スポットサイズ変換手段では、
導波路層の層厚が発光手段と異なるため、吸収する光の
波長が異なり、光の伝搬損失を低減することができる。
前記第1電流ブロック手段は、前記第1スポットサイズ
変換手段よりも長く、その一端は前記第1スポットサイ
ズ変換手段の前記発光手段とは反対側の端に一致するよ
うに形成されていてもよい。前記第1電流ブロック手段
は、前記第1スポットサイズ変換手段よりも短く、その
一端は前記第1スポットサイズ変換手段の前記発光手段
とは反対側の端に一致するように形成されていてもよ
い。
[0015] In addition, in the first spot size conversion means,
Since the thickness of the waveguide layer is different from that of the light emitting means, the wavelength of the light to be absorbed is different, and the propagation loss of light can be reduced.
The first current blocking unit may be longer than the first spot size converting unit, and one end thereof may be formed to coincide with an end of the first spot size converting unit opposite to the light emitting unit. . The first current block means may be shorter than the first spot size conversion means, and one end thereof may be formed to coincide with an end of the first spot size conversion means opposite to the light emitting means. .

【0016】素子抵抗を低減するために、前記第1上ク
ラッド層及び前記第2電流ブロック層上に形成された第
2導電型の第2上クラッド層と、前記第2上クラッド層
上に形成された電極と、をさらに備え、前記第1電流ブ
ロック手段の第1電流ブロック層は、そのキャリア濃度
が前記第2上クラッド層のキャリア濃度よりも低くても
よい。このようにすると、スポットサイズ変換手段では
第1電流ブロック層のキャリア濃度を低くして光の吸収
を抑え、発光部では第2上クラッド層のキャリア濃度を
高くして素子抵抗を低減することができる。
In order to reduce device resistance, a second conductivity type second upper clad layer formed on the first upper clad layer and the second current blocking layer, and a second upper clad layer formed on the second upper clad layer. The first current blocking layer of the first current blocking means may have a carrier concentration lower than that of the second upper cladding layer. With this configuration, the spot size conversion means can reduce the carrier concentration of the first current blocking layer to suppress light absorption, and the light emitting portion can increase the carrier concentration of the second upper cladding layer to reduce the device resistance. it can.

【0017】前記第2上クラッド層と前記電極との間に
形成され、電圧が印加される領域を制限する絶縁層をさ
らに備えてもよい。前記絶縁層は、前記第1電流ブロッ
ク手段上では、該第1電流ブロック手段の形成領域に対
応するように形成されていてもよい。前記絶縁層は、前
記第1電流ブロック手段上では、該第1電流ブロック手
段の形成領域よりも長く、又は、短くなるように形成さ
れていてもよい。
An insulating layer formed between the second upper cladding layer and the electrode to limit a region to which a voltage is applied may be further provided. The insulating layer may be formed on the first current blocking unit so as to correspond to a formation region of the first current blocking unit. The insulating layer may be formed on the first current blocking unit so as to be longer or shorter than the formation region of the first current blocking unit.

【0018】前記発光手段の、前記第1スポットサイズ
変換手段とは反対側に形成され、該第1スポットサイズ
変換手段と実質的に同一の第2スポットサイズ変換手段
と、前記発光手段への電圧印加によって前記第2スポッ
トサイズ変換手段に電流が注入されることを阻止する、
前記第1電流ブロック手段と実質的に同一の第2電流ブ
ロック手段と、をさらに備え、前記発光手段は、前記第
1及び第2スポットサイズ変換手段の一方から出射した
光を増幅し、他方に入射させてもよい。
A second spot size converting means which is formed on the opposite side of the light emitting means from the first spot size converting means and which is substantially the same as the first spot size converting means, and a voltage to the light emitting means. Blocking an electric current from being injected into the second spot size converting means by application,
Second light blocking means substantially the same as the first current blocking means, wherein the light emitting means amplifies the light emitted from one of the first and second spot size converting means and outputs the amplified light to the other. It may be incident.

【0019】本発明の第2の観点にかかる半導体光素子
は、所定の電圧を印加されることによって発光する発光
領域と、発光領域で生成された光のスポットサイズを変
換するスポットサイズ変換領域と、を備える半導体光素
子であって、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基
板上に形成された第1導電型の下クラッド層と、前記下
クラッド層上に形成され、光を伝搬し、光の伝搬方向に
沿って、前記発光領域では層厚がほぼ一定であり、前記
スポットサイズ変換領域では層厚が連続的に変化してい
る導波路層と、前記導波路層上に形成された第2導電型
の第1上クラッド層と、前記第1上クラッド層上の発光
領域に形成された第2導電型の第2上クラッド層と、前
記第2上クラッド層上に形成された電極と、前記第1上
クラッド層上のスポットサイズ変換領域に形成され、前
記第2上クラッド層よりも低いキャリア濃度を有する第
2導電型の低濃度層と、前記低濃度層上に形成され、該
低濃度層と共に逆接合を形成し、前記第1上クラッド層
のスポットサイズ変換領域への電流注入を阻止する第1
導電型の電流ブロック層と、から構成されていることを
特徴とする。
A semiconductor optical device according to a second aspect of the present invention includes a light emitting region that emits light when a predetermined voltage is applied, and a spot size conversion region that converts the spot size of light generated in the light emitting region. And a first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type lower clad layer formed on the semiconductor substrate, and a lower clad layer formed on the lower clad layer for propagating light. Formed on the waveguide layer, and a waveguide layer having a substantially constant layer thickness in the light emitting region and a layer thickness continuously changing in the spot size conversion region along the light propagation direction. A second conductive type first upper clad layer, a second conductive type second upper clad layer formed in a light emitting region on the first upper clad layer, and a second upper clad layer formed on the second upper clad layer. An electrode and a strip on the first upper cladding layer A low-concentration layer of the second conductivity type having a carrier concentration lower than that of the second upper clad layer, and formed on the low-concentration layer to form a reverse junction together with the low-concentration layer, A first blocking current injection into the spot size conversion region of the first upper cladding layer;
And a conductivity type current blocking layer.

【0020】前記導波路層は、層厚が連続的に変化して
いる領域の間に、層厚がほぼ一定である領域が存在する
ように形成されていてもよい。前記導波路層は、スポッ
トサイズ変換領域では、発光領域から離れるに従って、
その層厚が徐々に薄くなっていてもよい。
The waveguide layer may be formed such that a region having a substantially constant layer thickness exists between regions where the layer thickness continuously changes. The waveguide layer, in the spot size conversion region, away from the light emitting region,
The layer thickness may be gradually reduced.

【0021】本発明の第3の観点にかかる半導体光素子
の製造方法は、所定の電圧を印加されることによって発
光する発光手段と、前記発光手段によって生成された光
のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換手段
と、前記発光手段への電圧印加によって前記スポットサ
イズ変換手段に電流が注入されることを阻止する電流ブ
ロック手段と、から構成される半導体光素子の製造方法
であって、基板上の所定領域に第1導電型の下クラッド
層と、光を伝搬させ、前記発光手段に対応する部分では
層厚がほぼ一定であり、前記スポットサイズ変換手段に
対応する部分では層厚が連続的に変化している導波路層
と、第2導電型の第1上クラッド層と、を選択的に形成
し、前記発光手段及び前記スポットサイズ変換手段を形
成する発光・変換手段形成工程と、前記第1上クラッド
層上の所定領域に第2導電型の第1電流ブロック層、及
び、第1導電型の第2電流ブロック層を、選択的に形成
する電流ブロック形成工程と、前記第1上クラッド層上
に、前記第1電流ブロック層よりも高いキャリア濃度を
有する第2導電型の第2上クラッド層を形成する第2上
クラッド形成工程と、前記第2上クラッド層上に電極を
形成する電極形成工程と、を備えることを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor optical device according to a third aspect of the present invention is a light emitting means for emitting light when a predetermined voltage is applied, and a spot for converting the spot size of the light generated by the light emitting means. A method for manufacturing a semiconductor optical device comprising size conversion means and current blocking means for preventing current from being injected into the spot size conversion means by applying a voltage to the light emitting means, the method comprising: The lower cladding layer of the first conductivity type is allowed to propagate in a predetermined region, light is propagated, the layer thickness is substantially constant in a portion corresponding to the light emitting means, and the layer thickness is continuous in a portion corresponding to the spot size converting means. A light emitting / converting means for selectively forming a changing waveguide layer and a second conductive type first upper cladding layer to form the light emitting means and the spot size converting means. A forming step, and a current block forming step of selectively forming a second conductive type first current blocking layer and a first conductive type second current blocking layer in a predetermined region on the first upper cladding layer. A second upper cladding forming step of forming a second conductivity type second upper cladding layer having a carrier concentration higher than that of the first current blocking layer on the first upper cladding layer, and the second upper cladding layer. And an electrode forming step of forming an electrode thereon.

【0022】前記発光・変換手段形成工程は、前記MO
VPE(有機金属気相成長)法によって、前記発光手段
及び前記スポットサイズ変換手段を形成する工程を備
え、前記電流ブロック形成工程は、MOVPE(有機金
属気相成長)法によって、前記第1電流ブロック層及び
前記第2電流ブロック層を形成する工程を備えてもよ
い。
In the step of forming the light emitting / converting means, the MO
The method comprises the step of forming the light emitting means and the spot size conversion means by a VPE (metal organic chemical vapor deposition) method, and the current block forming step comprises the step of forming the first current block by a MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method. A step of forming a layer and the second current blocking layer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
にかかる半導体光素子について面を参照して説明する。
第1の実施の形態にかかる半導体光素子は光通信等に使
用され、図1に模式的に示すように、例えば、光ファイ
バ等に接続される。この半導体光素子は、図1に斜線を
付して示したように、所定の電圧を印加されることによ
ってレーザを発振するレーザ部と、レーザ部から発振さ
れたレーザのスポットサイズを変換するスポットサイズ
変換部と、を備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a semiconductor optical device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The semiconductor optical device according to the first embodiment is used for optical communication or the like, and is connected to, for example, an optical fiber or the like as schematically shown in FIG. As shown by hatching in FIG. 1, this semiconductor optical device includes a laser section that oscillates a laser when a predetermined voltage is applied, and a spot that converts the spot size of the laser oscillated from the laser section. And a size conversion unit.

【0024】図2(a),(b),(c)は、上記半導
体光素子の具体的な構成を示す模式図である。図2
(a)は、レーザの出射方向に垂直な面で切断したレー
ザ部側の断面を示す。図2(b)は、図2(a)のB−
B’断面図であり、図2(c)は、図2(a)のC−
C’断面図である。なお、図2(a)は、図2(c)の
A−A’断面図である。図2(a),(b),(c)に
示すように、半導体光素子は、n型基板10と、n型ク
ラッド層11と、導波路層12と、第1p型クラッド層
13と、p型電流ブロック層14と、n型電流ブロック
層15と、第2p型クラッド層16と、p型コンタクト
層17と、絶縁層18と、金属電極19と、反射膜20
と、から構成されている。
FIGS. 2A, 2B and 2C are schematic views showing a concrete structure of the semiconductor optical device. Figure 2
(A) shows a cross section on the laser section side cut along a plane perpendicular to the laser emission direction. FIG. 2B shows B- of FIG.
2B is a cross-sectional view taken along the line B ', and FIG. 2C is C- in FIG.
It is a C'sectional view. Note that FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the semiconductor optical device includes an n-type substrate 10, an n-type cladding layer 11, a waveguide layer 12, a first p-type cladding layer 13, and The p-type current blocking layer 14, the n-type current blocking layer 15, the second p-type cladding layer 16, the p-type contact layer 17, the insulating layer 18, the metal electrode 19, and the reflective film 20.
It consists of and.

【0025】n型基板10は、n型InP(インジウム
リン)から形成された基板である。n型クラッド層11
は、キャリア濃度が約1×1018cm−3のn型In
Pから形成されており、基板10上に形成されている。
n型クラッド層11の層厚は約100nmである。ま
た、n型クラッド層11は、図2(b)に示すように、
上記レーザ部及びスポットサイズ変換部に対応する中心
領域と、その中心領域から所定間隔を隔てた2つの領域
の、3つの部分に形成されている。なお、中心領域は、
幅が1.5μmであり、その長さ500μmの内、30
0μmが上記レーザ部に対応し、残り200μmが上記
スポットサイズ変換部に対応する。また、中心領域と他
の2つの領域との間隔は、それぞれレーザ部では50μ
mであり、スポットサイズ変換部では50μmから5μ
mへと徐々に狭くなっている。
The n-type substrate 10 is a substrate made of n-type InP (indium phosphide). n-type clad layer 11
Is an n-type In having a carrier concentration of about 1 × 10 18 cm −3.
It is formed of P and is formed on the substrate 10.
The layer thickness of the n-type cladding layer 11 is about 100 nm. In addition, the n-type cladding layer 11 is, as shown in FIG.
It is formed in three parts, that is, a central region corresponding to the laser unit and the spot size conversion unit, and two regions separated from the central region by a predetermined distance. The central area is
The width is 1.5 μm, and the length of 500 μm is 30
0 μm corresponds to the laser section, and the remaining 200 μm corresponds to the spot size conversion section. The distance between the central region and the other two regions is 50 μm in the laser section.
m, and in the spot size conversion unit from 50 μm to 5 μm
It is gradually narrowing to m.

【0026】導波路層12は、光が伝搬する層であり、
3つの領域に分かれているn型クラッド層11上に形成
されている。導波路層12は、それぞれInGaAsP
(インジウムガリウムヒ素リン)から形成された、多重
量子井戸活性層(量子井戸数6)と、ガイド層(層厚6
0nm、波長組成1130nm)と、から形成されてい
る。多重量子井戸活性層は、ガイド層(層厚60nm、
波長組成1130nm)と、井戸層(層厚6nm、波長
組成1270nm、歪量0.7%)と、障壁層(層厚1
0nm、波長組成1130nm)と、から形成されてい
る。なお、上記波長組成は、各層が最も吸収しやすい光
の波長、即ち、バンドギャップの大きさを示している。
また、上記各値は、レーザ部での値であり、導波路層1
2の厚さは、スポットサイズ変換部ではレーザ部側から
端面に向かって、徐々に薄くなるように形成されてい
る。具体的には、スポットサイズ変換部の端面では、導
波路層12の層厚がレーザ部の約1/3となるように形
成されている。
The waveguide layer 12 is a layer through which light propagates,
It is formed on the n-type clad layer 11 divided into three regions. The waveguide layers 12 are each made of InGaAsP.
A multiple quantum well active layer (quantum well number 6) and a guide layer (layer thickness 6) formed of (indium gallium arsenide phosphide).
0 nm, wavelength composition 1130 nm). The multiple quantum well active layer is a guide layer (layer thickness 60 nm,
Wavelength composition 1130 nm), well layer (layer thickness 6 nm, wavelength composition 1270 nm, strain amount 0.7%), barrier layer (layer thickness 1
0 nm, wavelength composition 1130 nm). The wavelength composition indicates the wavelength of light most easily absorbed by each layer, that is, the size of the band gap.
The above-mentioned values are values in the laser section, and
In the spot size conversion portion, the thickness of 2 is formed so as to gradually decrease from the laser portion side toward the end face. Specifically, on the end face of the spot size conversion portion, the thickness of the waveguide layer 12 is formed to be about ⅓ of the laser portion.

【0027】第1p型クラッド層13は、p型InPか
ら形成されており、導波路層12上に形成されている。
また、第1p型クラッド層13の層厚は約200nmで
あり、キャリア濃度は約7×1017cm−3である。
レーザ部ではn型クラッド層11と第1p型クラッド層
13との間に所定の電圧を印加することによって、レー
ザが生成される。p型電流ブロック層14は、p型In
Pから形成されており、n型基板10及びレーザ部を除
く第1p型クラッド層13上に形成されている。また、
p型電流ブロック層14の層厚は約600nmであり、
キャリア濃度は6×1017cm −3である。
The first p-type clad layer 13 is p-type InP.
And is formed on the waveguide layer 12.
The layer thickness of the first p-type cladding layer 13 is about 200 nm.
Yes, carrier concentration is about 7 × 1017cm-3Is.
In the laser section, the n-type cladding layer 11 and the first p-type cladding layer
By applying a predetermined voltage between the laser and
The is generated. The p-type current block layer 14 is p-type In.
It is formed of P and has the n-type substrate 10 and the laser portion removed.
It is formed on the first p-type cladding layer 13. Also,
The layer thickness of the p-type current blocking layer 14 is about 600 nm,
Carrier concentration is 6 × 1017cm -3Is.

【0028】n型電流ブロック層15は、n型InPか
ら形成されており、p型電流ブロック層14上に形成さ
れている。また、n型電流ブロック層15の層厚は約6
00nmであり、キャリア濃度は3×1018cm−3
である。このように、スポットサイズ変換部上には、p
型電流ブロック層14及びn型電流ブロック層15がこ
の順で形成されているため、pn接合の逆接続となり電
流は流れない。第2p型クラッド層16は、p型InP
から形成されており、n型電流ブロック層15及びレー
ザ部の第1p型クラッド層13上に形成されている。ま
た、第2p型クラッド層16の層厚は約3500nmで
あり、キャリア濃度は1×10 18cm−3である。
The n-type current blocking layer 15 is n-type InP.
And is formed on the p-type current block layer 14.
Has been. The layer thickness of the n-type current blocking layer 15 is about 6
00 nm, carrier concentration is 3 × 1018cm-3
Is. In this way, p is displayed on the spot size conversion unit.
Type current blocking layer 14 and n type current blocking layer 15
Since they are formed in the order of
The flow does not flow. The second p-type cladding layer 16 is p-type InP.
And is formed of an n-type current blocking layer 15 and a laser.
It is formed on the first p-type clad layer 13 in the z-section. Well
The layer thickness of the second p-type cladding layer 16 is about 3500 nm.
Yes, carrier concentration is 1 × 10 18cm-3Is.

【0029】p型コンタクト層17は、p型InGaA
sから形成されており、第2p型クラッド層16上の全
面に形成されている。また、p型コンタクト層17の層
厚は300nmであり、キャリア濃度は1×1019
−3である。このように、レーザ部上では、第2p型
クラッド層16、p型コンタクト層17の順にキャリア
濃度が高くなるため、素子抵抗が下がり、レーザ部に電
流が注入されやすくなる。絶縁層18は、SiO(二
酸化ケイ素)から形成されており、レーザ部に相当する
領域を除くp型コンタクト層17上に形成されている。
即ち、絶縁層18は、金属電極19からの電流注入領域
を、レーザ部に対応するようにする。
The p-type contact layer 17 is made of p-type InGaA.
s, and is formed on the entire surface of the second p-type cladding layer 16. The layer thickness of the p-type contact layer 17 is 300 nm, and the carrier concentration is 1 × 10 19 c.
m -3 . As described above, since the carrier concentration increases in the order of the second p-type cladding layer 16 and the p-type contact layer 17 on the laser portion, the device resistance decreases and the current is easily injected into the laser portion. The insulating layer 18 is made of SiO 2 (silicon dioxide), and is formed on the p-type contact layer 17 except for the region corresponding to the laser portion.
That is, the insulating layer 18 makes the current injection region from the metal electrode 19 correspond to the laser portion.

【0030】金属電極19は、Au−Cr(金−クロ
ム)等から形成されており、絶縁層18及びレーザ部に
相当するp型コンタクト層17上に形成されている。反
射膜20は、95%の反射率を有する膜であり、レーザ
部側の上記各層側面に形成されている。レーザ部で生成
された光は、反射膜20で反射されて増幅される。以上
のような構成の半導体光素子に電圧を印加すると、スポ
ットサイズ変換部にはp型電流ブロック層14及びn型
電流ブロック層15の逆接合によって電流が注入されな
い。即ち、レーザ部に効率よく電流が注入され、従来よ
りも低い電圧を印加しても、レーザ部では従来と同様の
動作電圧を保つことができる。
The metal electrode 19 is formed of Au-Cr (gold-chromium) or the like, and is formed on the insulating layer 18 and the p-type contact layer 17 corresponding to the laser portion. The reflection film 20 is a film having a reflectance of 95% and is formed on the side surface of each layer on the laser section side. The light generated by the laser unit is reflected by the reflection film 20 and amplified. When a voltage is applied to the semiconductor optical device having the above configuration, no current is injected into the spot size conversion portion due to the reverse junction of the p-type current block layer 14 and the n-type current block layer 15. That is, even if a current is efficiently injected into the laser section and a voltage lower than the conventional one is applied, the laser section can maintain the same operating voltage as the conventional one.

【0031】次に、以上のような構成の半導体光素子の
製造方法について説明する。初めに、図3に示すよう
に、CVD(Chemical Vapor Deposition )法やフォト
リソグラフィ等によって、3つの部分に分かれた上記n
型クラッド層11の間隔に対応する第1成長阻止マスク
1をn型基板10上に形成する。なお、第1成長阻止マ
スク1は、例えば、SiOから形成されている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor optical device having the above structure will be described. First, as shown in FIG. 3, the above n divided into three parts by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, photolithography or the like.
The first growth blocking mask 1 corresponding to the distance between the mold cladding layers 11 is formed on the n-type substrate 10. The first growth blocking mask 1 is made of, for example, SiO 2 .

【0032】次に、MOVPE(有機金属気相成長)法
によって、図4に示すように、n型クラッド層11、導
波路層12、及び、第1p型クラッド層13をこの順で
n型基板10上に形成する。このように、MOVPE法
によって各層を選択成長させるので、スポットサイズ変
換部では第1成長阻止マスク1の幅が狭くなるにつれ
て、形成される層の厚さが薄くなる。そして、スポット
サイズ変換部の端部では、上記したように、層厚がレー
ザ部の約1/3まで減少するように形成される。このた
め、スポットサイズ変換部での上記波長組成は、量子サ
イズ効果によって、レーザ部よりも短波長組成となる。
即ち、スポットサイズ変換部で吸収される光の波長は、
レーザ部で吸収される光の波長と比較して長波長とな
り、スポットサイズ変換部では伝搬損失がほとんど生じ
なくなる。
Next, as shown in FIG. 4, the n-type clad layer 11, the waveguide layer 12, and the first p-type clad layer 13 are formed in this order by the MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method on the n-type substrate. Form on 10. Since each layer is selectively grown by the MOVPE method as described above, the thickness of the layer formed becomes smaller as the width of the first growth prevention mask 1 becomes narrower in the spot size conversion portion. Then, at the end portion of the spot size conversion portion, as described above, the layer thickness is formed to be reduced to about 1/3 of the laser portion. Therefore, the wavelength composition in the spot size conversion section becomes a shorter wavelength composition than the laser section due to the quantum size effect.
That is, the wavelength of the light absorbed by the spot size converter is
The wavelength is longer than the wavelength of light absorbed by the laser unit, and propagation loss hardly occurs in the spot size conversion unit.

【0033】その後、第1成長阻止マスク1を除去し、
CVD法やフォトリソグラフィ等によって、図5に示す
ように、第1p型クラッド層13上のレーザ部に対応す
る部分にのみ第2成長阻止マスク2を形成する。なお、
第2成長阻止マスク2は、例えば、SiOから形成さ
れている。そして、図6に示すように、第2成長阻止マ
スク2が形成されていない領域に、MOVPE法によっ
て、p型電流ブロック層14及びn型電流ブロック層1
5をこの順で選択成長させる。
Then, the first growth prevention mask 1 is removed,
As shown in FIG. 5, the second growth blocking mask 2 is formed only on the portion corresponding to the laser portion on the first p-type cladding layer 13 by the CVD method, the photolithography, or the like. In addition,
The second growth blocking mask 2 is made of, for example, SiO 2 . Then, as shown in FIG. 6, the p-type current blocking layer 14 and the n-type current blocking layer 1 are formed in the region where the second growth blocking mask 2 is not formed by the MOVPE method.
5 is selectively grown in this order.

【0034】次に、第2成長阻止マスク2を除去し、M
OVPE法等によって、図7に示すように、n型電流ブ
ロック層15及びレーザ部に対応する第1p型クラッド
層13上に、第2p型クラッド層16を形成する。続い
て、MOVPE法等によって、図7に示すように、第2
p型クラッド層16上にp型コンタクト層17を形成す
る。その後、CVD法やフォトリソグラフィ等によっ
て、図8に示すように、レーザ部上部を除いたp型コン
タクト層17上にSiOの絶縁層18を形成する。
Next, the second growth prevention mask 2 is removed, and M
As shown in FIG. 7, the second p-type clad layer 16 is formed on the n-type current blocking layer 15 and the first p-type clad layer 13 corresponding to the laser section by the OVPE method or the like. Then, as shown in FIG. 7, by the MOVPE method or the like, the second
The p-type contact layer 17 is formed on the p-type cladding layer 16. After that, as shown in FIG. 8, an insulating layer 18 of SiO 2 is formed on the p-type contact layer 17 excluding the upper portion of the laser portion by a CVD method, photolithography, or the like.

【0035】続いて、CVD法等によって、絶縁層18
及びレーザ部に相当するp型コンタクト層17上に金属
電極19を形成し、反射膜20をレーザ部側の各層側面
に形成して、図2に示した半導体光素子を完成する。以
上のように、レーザ部とスポットサイズ変換部では、導
波路層12が異なる層厚で形成されるため、レーザ部で
生成されたレーザがスポットサイズ変換部を伝搬中に吸
収されにくくなり、伝搬損失を小さくすることができ
る。
Then, the insulating layer 18 is formed by the CVD method or the like.
Then, the metal electrode 19 is formed on the p-type contact layer 17 corresponding to the laser section, and the reflection film 20 is formed on the side surface of each layer on the laser section side, thereby completing the semiconductor optical device shown in FIG. As described above, since the waveguide layer 12 is formed with different layer thicknesses in the laser section and the spot size conversion section, the laser generated in the laser section is less likely to be absorbed during propagation in the spot size conversion section, and the propagation is reduced. The loss can be reduced.

【0036】また、スポットサイズ変換部では、導波路
層12が薄くなるにつれて光のスポットサイズが大きく
なり、光のフィールド(電場、磁場)が大きく広がる。
しかし、上記したように、スポットサイズ変換部直上に
は、キャリア濃度の高い第2p型クラッド層16ではな
く、キャリア濃度の低いp型電流ブロック層14及び価
電子帯吸収の起こらないn型電流ブロック層15を形成
しているので、価電子帯間吸収がほとんど起こらず、よ
り伝搬損失を低減することができる。従って、レンズ等
を設けることなく、高い結合効率で光ファイバ等に接続
することができる。
In the spot size converter, the light spot size increases as the waveguide layer 12 becomes thinner, and the light field (electric field, magnetic field) broadens.
However, as described above, not on the second p-type cladding layer 16 having a high carrier concentration but on the p-type current blocking layer 14 having a low carrier concentration and the n-type current block in which valence band absorption does not occur immediately above the spot size conversion portion. Since the layer 15 is formed, absorption between valence bands hardly occurs and the propagation loss can be further reduced. Therefore, it is possible to connect to an optical fiber or the like with high coupling efficiency without providing a lens or the like.

【0037】また、レーザ部とスポットサイズ変換部と
では波長組成が異なるため、スポットサイズ変換部に電
圧を印加しても充分な利得を得ることができず、光を増
幅することができない。このため、上記したように、ス
ポットサイズ変換部には、p型電流ブロック層14及び
n型電流ブロック層15によって電流が注入されないよ
うに構成し、レーザ部にのみ電流が注入されるようにし
ている。これによって、スポットサイズ変換部での漏れ
電流を少なくでき、従来よりも低い電圧を印加しても、
レーザ部では従来と同等の動作電圧を保つことができ
る。即ち、光の伝搬損失を低減し、レーザ発振のしきい
値電流及び動作電流を低減することができる。具体的に
は、75℃でのしきい値電流を、22mAから18mA
へと低減することができた。
Further, since the laser section and the spot size conversion section have different wavelength compositions, a sufficient gain cannot be obtained even if a voltage is applied to the spot size conversion section, and light cannot be amplified. Therefore, as described above, the spot size conversion section is configured so that no current is injected by the p-type current block layer 14 and the n-type current block layer 15, and the current is injected only into the laser section. There is. As a result, the leakage current in the spot size converter can be reduced, and even if a lower voltage than before is applied,
The laser section can maintain the same operating voltage as the conventional one. That is, the propagation loss of light can be reduced, and the threshold current and operating current of laser oscillation can be reduced. Specifically, the threshold current at 75 ° C. is changed from 22 mA to 18 mA.
Could be reduced.

【0038】次に、第2の実施の形態にかかる半導体光
素子について図面を参照して説明する。第1の実施の形
態で示したような半導体光素子の導波路層12形成する
際、成長阻止マスクの形状や結晶成長条件等によって
は、スポットサイズ変換部のレーザ部側から数十μm
(例えば、50μm程度)の部分とレーザ部とでは、導
波路層12の波長組成があまり変化しない場合がある。
このような場合、スポットサイズ変換部のレーザ部側か
ら数十μmの部分では、レーザ部からの光をよく吸収す
るため、電流注入によって光を増幅することができる。
即ち、スポットサイズ変換部のレーザ部側から数十μm
の部分にも、電圧を印加することによって、レーザ発振
のしきい値電流や動作電流を低減することができる。
Next, a semiconductor optical device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. When forming the waveguide layer 12 of the semiconductor optical device as shown in the first embodiment, depending on the shape of the growth blocking mask, the crystal growth conditions, etc., it may be several tens of μm from the laser portion side of the spot size conversion portion.
The wavelength composition of the waveguide layer 12 may not change much between the portion (for example, about 50 μm) and the laser portion.
In such a case, the light from the laser portion is well absorbed in the portion of several tens of μm from the laser portion side of the spot size conversion portion, so that the light can be amplified by current injection.
That is, several tens of μm from the laser section side of the spot size conversion section
By applying a voltage also to the portion, the threshold current of laser oscillation and the operating current can be reduced.

【0039】以上の理由から、第2の実施の形態にかか
る半導体光素子では、スポットサイズ変換部上のp型電
流ブロック層14、n型電流ブロック層15、及び、絶
縁層18が、図9(a)に示すように、スポットサイズ
変換部の端面から、レーザ部の手前約50μmの部分に
のみ形成されている。即ち、スポットサイズ変換部のレ
ーザ部側から約50μmの部分直上には、第2p型クラ
ッド層16が形成され、この部分にも電流が注入される
ようになっている。なお、上記以外の半導体光素子の構
成は、第1の実施の形態で示した半導体光素子とほぼ同
一である。
For the above reasons, in the semiconductor optical device according to the second embodiment, the p-type current block layer 14, the n-type current block layer 15, and the insulating layer 18 on the spot size conversion portion are formed as shown in FIG. As shown in (a), it is formed only in a portion approximately 50 μm in front of the laser portion from the end face of the spot size conversion portion. That is, the second p-type clad layer 16 is formed immediately above a portion of the spot size conversion portion that is approximately 50 μm from the laser portion side, and current is also injected into this portion. The configuration of the semiconductor optical device other than the above is almost the same as that of the semiconductor optical device shown in the first embodiment.

【0040】以上のような構成の半導体光素子の製造方
法は、第1の実施の形態とほぼ同一である。ただし、図
9(b)に示すように、第2成長阻止マスク2を、レー
ザ部上と、スポットサイズ変換部上のレーザ部側から約
50μmの部分にも形成する。また、絶縁層18を、レ
ーザ部上と、スポットサイズ変換部上のレーザ部側から
約50μmの部分を除いた領域に形成する。以上のよう
にして、スポットサイズ変換部のレーザ部側から約50
μmの部分にも電圧を印加することができ、この部分に
形成されている導波路層12の波長組成がレーザ部とほ
ぼ同一である場合には、レーザ発振のしきい値電流や動
作電流をより低減することができる。
The method of manufacturing the semiconductor optical device having the above structure is almost the same as that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 9B, the second growth prevention mask 2 is also formed on the laser portion and on the spot size conversion portion at a portion of about 50 μm from the laser portion side. In addition, the insulating layer 18 is formed on the laser portion and on the spot size conversion portion except for the portion of about 50 μm from the laser portion side. As described above, from the laser unit side of the spot size conversion unit, about 50
A voltage can be applied to the μm portion, and when the wavelength composition of the waveguide layer 12 formed in this portion is almost the same as that of the laser portion, the threshold current of laser oscillation and the operating current are changed. It can be further reduced.

【0041】次に、本発明の第3の実施の形態にかかる
半導体光素子について図面を参照して説明する。第1の
実施の形態で示したような半導体光素子の導波路層12
を形成する際、成長阻止マスクの形状や結晶成長条件等
によっては、レーザ部のスポットサイズ変換部側から数
十μm(例えば、20μm程度)の部分と、レーザ部の
他の部分とでは、導波路層12の波長組成が大きく変化
してしまう場合がある。このような場合、レーザ部のス
ポットサイズ変換部側から数十μmの部分では、光を吸
収しにくく、電流注入によって光を増幅することができ
ない。このため、この部分には電流を注入しない方が漏
れ電流が少なく、レーザ発振のしきい値電流や動作電流
を低減することができる。
Next, a semiconductor optical device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The waveguide layer 12 of the semiconductor optical device as shown in the first embodiment
When forming the film, depending on the shape of the growth prevention mask, the crystal growth conditions, etc., it is possible to reduce the conduction between the portion of several tens of μm (for example, about 20 μm) from the spot size conversion portion side of the laser portion and the other portion of the laser portion. The wavelength composition of the waveguide layer 12 may change significantly. In such a case, it is difficult to absorb the light in the portion of several tens of μm from the spot size conversion portion side of the laser portion, and the light cannot be amplified by the current injection. Therefore, if no current is injected into this portion, the leakage current is smaller, and the threshold current of laser oscillation and the operating current can be reduced.

【0042】以上の理由から、第3の実施の形態にかか
る半導体光素子では、図10(a)に示すように、レー
ザ部のスポットサイズ変換部側から約20μmの部分に
も、p型電流ブロック層14、n型電流ブロック層1
5、及び、絶縁層18が形成されている。即ち、レーザ
部のスポットサイズ変換部側から約20μmの部分には
電流が注入されない。なお、上記以外の半導体光素子の
構成は、第1の実施の形態で示した半導体光素子とほぼ
同一である。
For the above reasons, in the semiconductor optical device according to the third embodiment, as shown in FIG. 10A, the p-type current is also applied to a portion of about 20 μm from the spot size conversion portion side of the laser portion. Block layer 14, n-type current block layer 1
5 and the insulating layer 18 are formed. That is, no current is injected into the portion about 20 μm from the spot size conversion portion side of the laser portion. The configuration of the semiconductor optical device other than the above is almost the same as that of the semiconductor optical device shown in the first embodiment.

【0043】以上のような構成の半導体光素子の製造方
法は、第1の実施の形態とほぼ同一である。ただし、図
10(b)に示すように、第2成長阻止マスク2を、ス
ポットサイズ変換部側から約20μmの部分を除いたレ
ーザ部上に形成する。また、絶縁層18をレーザ部上の
スポットサイズ変換部側から約20μmの部分にも形成
する。以上のようにして、レーザ部のスポットサイズ変
換部側から約20μmの部分には、電圧を印加されない
ようにすることができ、この部分に形成されている導波
路層12の波長組成がレーザ部と大きく異なる場合は、
レーザ発振のしきい値電流や動作電流をより低減するこ
とができる。
The method of manufacturing the semiconductor optical device having the above-described structure is almost the same as that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 10B, the second growth prevention mask 2 is formed on the laser portion except the portion of about 20 μm from the spot size conversion portion side. Further, the insulating layer 18 is also formed on the laser portion at a portion of about 20 μm from the spot size conversion portion side. As described above, it is possible to prevent the voltage from being applied to the portion of the laser portion that is approximately 20 μm from the spot size conversion portion side, and the wavelength composition of the waveguide layer 12 formed in this portion is set to the laser portion. Is significantly different from
The threshold current of laser oscillation and the operating current can be further reduced.

【0044】次に、本発明の第4の実施の形態にかかる
半導体光素子について図面を参照して説明する。第4の
実施の形態にかかる半導体光素子は、図11(a)に示
すように、第1の実施の形態で示した半導体光素子2つ
を、レーザ部で向かえ合わせに結合したような構成とな
っている。また、第4の実施の形態にかかる半導体光素
子は、例えば、図11(b)に示すように、2つのスポ
ットサイズ変換部にそれぞれ光ファイバ等を接続されて
使用される。そして、半導体光素子は、一方の光ファイ
バから出射した光をレーザ部で増幅し、他方の光ファイ
バに入射する半導体光増幅器として機能する。
Next, a semiconductor optical device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 11A, the semiconductor optical device according to the fourth embodiment has a structure in which the two semiconductor optical devices shown in the first embodiment are face-to-face coupled by a laser section. Has become. Further, the semiconductor optical device according to the fourth embodiment is used, for example, as shown in FIG. 11B, by connecting an optical fiber or the like to each of the two spot size conversion units. Then, the semiconductor optical element functions as a semiconductor optical amplifier that amplifies the light emitted from one of the optical fibers by the laser unit and makes it enter the other optical fiber.

【0045】次に、以上のような構成の半導体光素子の
製造方法について説明する。初めに、レーザ部の両側に
スポットサイズ変換部が形成されるように、図12に示
すような形の第1成長阻止マスク1を形成する。第1成
長阻止マスク1の形状は、レーザ部に相当する部分で
は、長さが300μm、幅が50μmであり、2つのス
ポットサイズ変換部に相当する部分では、長さがそれぞ
れ200μmであり、幅が50μmから5μmへと徐々
に狭くなっている。次に、第1成長阻止マスク1が形成
されていない部分に、第1の実施の形態と同様に、MO
VPE法によってn型クラッド層11、導波路層12、
及び、第1p型クラッド層13をこの順で形成する。こ
れによって、レーザ部では、層厚がほぼ一定であり、2
つのスポットサイズ変換部では、レーザ部側から端面に
向かって層厚が徐々に薄くなるように形成される。
Next, a method of manufacturing the semiconductor optical device having the above structure will be described. First, the first growth prevention mask 1 having the shape shown in FIG. 12 is formed so that the spot size conversion portions are formed on both sides of the laser portion. The shape of the first growth prevention mask 1 has a length of 300 μm and a width of 50 μm in a portion corresponding to a laser portion, and a length of 200 μm and a width in a portion corresponding to two spot size conversion portions. Is gradually narrowed from 50 μm to 5 μm. Next, in the portion where the first growth blocking mask 1 is not formed, as in the first embodiment, MO
The n-type cladding layer 11, the waveguide layer 12,
Then, the first p-type cladding layer 13 is formed in this order. As a result, the layer thickness is almost constant in the laser section,
The two spot size conversion portions are formed such that the layer thickness gradually decreases from the laser portion side toward the end face.

【0046】そして、第1成長阻止マスク1を除去し、
レーザ部の第1p型クラッド層13上に第2成長阻止マ
スク2を形成する。続いて、第1の実施の形態と同様の
MOVPE法によって、第2成長阻止マスク2が形成さ
れていない領域に、p型電流ブロック層14及びn型電
流ブロック層15をこの順で形成する。次に、第2成長
阻止マスク2を除去し、第1の実施の形態と同様にし
て、n型電流ブロック層15及びレーザ部の第1p型ク
ラッド層13上に第2p型クラッド層16及びp型コン
タクト層17をこの順で形成する。その後、レーザ部を
除くp型コンタクト層17上に絶縁層18を形成し、絶
縁膜18及びレーザ部に相当するp型コンタクト層17
上に金属電極19を形成して、図11に示した半導体光
素子を完成する。
Then, the first growth prevention mask 1 is removed,
A second growth blocking mask 2 is formed on the first p-type cladding layer 13 of the laser section. Then, the p-type current block layer 14 and the n-type current block layer 15 are formed in this order in the region where the second growth blocking mask 2 is not formed by the MOVPE method similar to that of the first embodiment. Next, the second growth blocking mask 2 is removed, and the second p-type cladding layers 16 and p are formed on the n-type current blocking layer 15 and the first p-type cladding layer 13 of the laser section in the same manner as in the first embodiment. The mold contact layer 17 is formed in this order. After that, the insulating layer 18 is formed on the p-type contact layer 17 excluding the laser portion, and the insulating film 18 and the p-type contact layer 17 corresponding to the laser portion are formed.
A metal electrode 19 is formed on the upper portion of the semiconductor optical device to complete the semiconductor optical device shown in FIG.

【0047】以上のようにして、レーザ部の両側に、層
厚がレーザ部側から端面へ向けて徐々に薄くなるスポッ
トサイズ変換部を形成することができる。これによっ
て、一方の光ファイバから出射した光のスポットサイズ
はスポットサイズ変換部で縮小され、レーザ部(光増幅
部)で増幅されて他方の光ファイバに入射される光のス
ポットサイズは他方のスポットサイズ変換部で拡大され
る。即ち、レンズ等を設けることなく、光ファイバ等と
の結合損失を低減することができる。また、導波路層1
2の層厚がスポットサイズ変換部とレーザ部とで異なる
ため、その波長組成がレーザ部よりも短波長組成とな
り、スポットサイズ変換部での伝搬損失を低減すること
ができる。
As described above, it is possible to form the spot size conversion portions on both sides of the laser portion, the layer thickness of which gradually decreases from the laser portion side toward the end face. As a result, the spot size of the light emitted from one optical fiber is reduced by the spot size conversion unit, and the spot size of the light that is amplified by the laser unit (optical amplification unit) and is incident on the other optical fiber is the other spot size. It is enlarged in the size conversion unit. That is, the coupling loss with the optical fiber or the like can be reduced without providing a lens or the like. In addition, the waveguide layer 1
Since the layer thickness of 2 is different between the spot size conversion part and the laser part, the wavelength composition becomes a shorter wavelength composition than the laser part, and the propagation loss in the spot size conversion part can be reduced.

【0048】さらに、2つのスポットサイズ変換部上に
は、p型電流ブロック層14、n型電流ブロック層1
5、及び、絶縁層18が形成され、電流が注入されない
ようになっている。このため、レーザ部(光増幅部)に
のみ電流が注入され、電流漏れが低減され、光を増幅す
るためのしきい値電流や動作電流を低減することができ
る。なお、上記のような半導体光素子の製造で、MOV
PE法の結晶成長条件や所望の特性(しきい値電流、動
作電流、及び、レーザ放射角等)に応じて、第1成長阻
止マスク1や第2成長阻止マスク2の形状を変えたり、
第1、第2、及び、第3の実施の形態で示した半導体光
素子の構成を組み合わせてもよい。
Further, on the two spot size converters, the p-type current block layer 14 and the n-type current block layer 1 are provided.
5 and the insulating layer 18 are formed so that no current is injected. Therefore, current is injected only into the laser section (optical amplification section), current leakage is reduced, and the threshold current and operating current for amplifying light can be reduced. In the manufacture of the semiconductor optical device as described above, the MOV
The shape of the first growth blocking mask 1 or the second growth blocking mask 2 may be changed according to the crystal growth conditions of the PE method and desired characteristics (threshold current, operating current, laser emission angle, etc.),
You may combine the structure of the semiconductor optical device shown in 1st, 2nd, and 3rd embodiment.

【0049】また、上記実施の形態で示した半導体光素
子では、注入された電流が内部で拡散するため、p型電
流ブロック層13及びn型電流ブロック層14が形成さ
れている領域と、絶縁層18が形成されていない領域と
を一致させる必要はない。即ち、図13(a)に示すよ
うに、p型電流ブロック層13及びn型電流ブロック層
14の形成領域が、絶縁層18を形成されていない領域
よりも狭くてもよい。逆に、スポットサイズ変換部に
は、p型電流ブロック層13及びn型電流ブロック層1
4によって電流が注入されないので、例えば図13
(b)に示すように、絶縁層18を形成しなくともよ
い。
Further, in the semiconductor optical device shown in the above-mentioned embodiment, the injected current diffuses inside, so that it is insulated from the region where the p-type current block layer 13 and the n-type current block layer 14 are formed. It is not necessary to match the area where layer 18 is not formed. That is, as shown in FIG. 13A, the formation region of the p-type current block layer 13 and the n-type current block layer 14 may be narrower than the region where the insulating layer 18 is not formed. On the contrary, the p-type current block layer 13 and the n-type current block layer 1 are provided in the spot size conversion unit.
Since no current is injected by means of 4 in FIG.
As shown in (b), the insulating layer 18 may not be formed.

【0050】第4の実施の形態で示したレーザ部の両側
にスポットサイズ変換部を有する半導体光素子は、第2
及び第3の実施の形態で示した半導体光素子を、それぞ
れレーザ部を向かえあわせに結合したような構成であっ
てもよい。また、上記半導体光素子のレーザ部は、レー
ザを発振せず、ある特定波長の光を発光するだけでもよ
い。
The semiconductor optical device having the spot size conversion parts on both sides of the laser part shown in the fourth embodiment is the second one.
Alternatively, the semiconductor optical devices shown in the third embodiment may be configured such that the laser portions are faced to each other and coupled. Further, the laser section of the semiconductor optical device may only emit light of a certain specific wavelength without oscillating the laser.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、スポットサイズ変換器を集積した半導体光素
子において、動作電圧の増加を招くことなしに光の伝搬
損失を低減することができる。これにより、素子の発振
しきい値電流、動作電流、ならびに動作電圧を低減する
ことが出来る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to reduce the propagation loss of light in a semiconductor optical device in which a spot size converter is integrated without increasing the operating voltage. As a result, the oscillation threshold current, operating current, and operating voltage of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の使用
例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of use of a semiconductor optical device according to a first embodiment.

【図2】(a)は、第1の実施の形態にかかる半導体光
素子を光の伝搬方向に垂直な面で切断したレーザ部側の
構成を示す模式図である。(b)は、(a)のB−B’
断面図である。(c)は、(a)のC−C’断面図であ
る。
FIG. 2A is a schematic diagram showing a configuration of a laser section side obtained by cutting the semiconductor optical device according to the first embodiment along a plane perpendicular to a light propagation direction. (B) is BB 'of (a)
FIG. (C) is a CC 'sectional view of (a).

【図3】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図6】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図8】第1の実施の形態にかかる半導体光素子の一製
造工程を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device according to the first embodiment.

【図9】(a)は、第2の実施の形態にかかる半導体光
素子の構成を示す断面図である。(b)は、(a)に示
した半導体光素子の一製造工程を示す模式図である。
FIG. 9A is a sectional view showing a configuration of a semiconductor optical device according to a second embodiment. (B) is a schematic diagram which shows one manufacturing process of the semiconductor optical device shown in (a).

【図10】(a)は、第3の実施の形態にかかる半導体
光素子の構成を示す断面図である。(b)は、(a)に
示した半導体光素子の一製造工程を示す模式図である。
FIG. 10A is a sectional view showing a configuration of a semiconductor optical device according to a third embodiment. (B) is a schematic diagram which shows one manufacturing process of the semiconductor optical device shown in (a).

【図11】(a)は、第4の実施の形態にかかる半導体
光素子の構成を示す断面図である。(b)は、(a)に
示した半導体光素子の使用例を示す模式図である。
FIG. 11A is a sectional view showing a configuration of a semiconductor optical device according to a fourth exemplary embodiment. (B) is a schematic diagram which shows the usage example of the semiconductor optical element shown in (a).

【図12】図11に示した半導体光素子の一製造工程を
示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic view showing one manufacturing process of the semiconductor optical device shown in FIG.

【図13】実施の形態にかかる半導体光素子の他の構成
を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing another configuration of the semiconductor optical device according to the embodiment.

【図14】(a)は、従来の光素子を光の伝搬方向に垂
直な面で切断したレーザ部側の構成を示す模式図であ
る。(b)は、(a)のb−b’断面図である。
FIG. 14A is a schematic diagram showing a configuration of a laser section side obtained by cutting a conventional optical element along a plane perpendicular to a light propagation direction. (B) is a bb 'sectional view of (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1成長阻止マスク 2 第2成長阻止マスク 10 n型基板 11 n型クラッド層 12 導波路層 13 第1p型クラッド層 14 p型電流ブロック層 15 n型電流ブロック層 16 第2p型クラッド層 17 p型コンタクト層 18 絶縁層 19 金属電極 20 反射膜 1 First growth prevention mask 2 Second growth prevention mask 10 n-type substrate 11 n-type clad layer 12 Waveguide layer 13 First p-type cladding layer 14 p-type current blocking layer 15 n-type current blocking layer 16 Second p-type cladding layer 17 p-type contact layer 18 Insulation layer 19 metal electrodes 20 reflective film

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の電圧を印加されることによって発光
する発光手段と、 光の伝搬方向に沿って前記発光手段に隣接して形成さ
れ、該発光手段によって生成された光のスポットサイズ
を変換する第1スポットサイズ変換手段と、 前記発光手段への電圧印加によって前記第1スポットサ
イズ変換手段に電流が注入されることを阻止する第1電
流ブロック手段と、 から構成され 前記発光手段及び前記第1スポットサイズ変換手段は、
第1導電型の下クラッド層と、前記下クラッド層上に形
成され、光を伝搬させ、前記発光手段に対応する部分で
は層厚がほぼ一定であり、前記第1スポットサイズ変換
手段に対応する部分では層厚が連続的に変化している導
波路層と、前記導波路層上に形成された第2導電型の第
1上クラッド層と、から形成され、 前記第1電流ブロック手段は、前記第1上クラッド層上
の所定領域に形成された第2導電型の第1電流ブロック
層と、前記第1電流ブロック層上に形成された第1導電
型の第2電流ブロック層と、 から形成されている、 ことを特徴とする半導体光素子。
1. A light emitting means which emits light when a predetermined voltage is applied, and a spot size of light generated by the light emitting means which is formed adjacent to the light emitting means along the light propagation direction. to a first spot size converting means is composed of a first current blocking means for blocking a current is injected into the first spot size converting means by applying a voltage to said light emitting means, said light emitting means and said The first spot size conversion means is
A lower clad layer of the first conductivity type and a layer formed on the lower clad layer.
Is formed, propagates light, and corresponds to the light emitting means.
Has a substantially constant layer thickness, and the first spot size conversion
In the part corresponding to the means, the layer thickness changes continuously.
A waveguide layer and a second conductivity type first layer formed on the waveguide layer.
A first upper clad layer, and the first current blocking means is formed on the first upper clad layer.
Conductivity type first current block formed in a predetermined region of the
Layer and a first conductive layer formed on the first current blocking layer
A semiconductor optical device characterized a second current blocking layer of the mold is formed from, that.
【請求項2】前記第1電流ブロック手段は、前記第1ス
ポットサイズ変換手段よりも長く、その一端は前記第1
スポットサイズ変換手段の前記発光手段とは反対側の端
に一致するように形成されている、ことを特徴とする請
求項1に記載の半導体光素子。
2. The first current block means is longer than the first spot size conversion means, and one end of the first current block means is the first spot size conversion means.
2. The semiconductor optical device according to claim 1, wherein the spot size conversion means is formed so as to coincide with an end of the spot size conversion means opposite to the light emitting means.
【請求項3】前記第1電流ブロック手段は、前記第1ス
ポットサイズ変換手段よりも短く、その一端は前記第1
スポットサイズ変換手段の前記発光手段とは反対側の端
に一致するように形成されている、ことを特徴とする請
求項1に記載の半導体光素子。
3. The first current blocking means is shorter than the first spot size converting means, and one end of the first current blocking means has the first spot size converting means.
2. The semiconductor optical device according to claim 1, wherein the spot size conversion means is formed so as to coincide with an end of the spot size conversion means opposite to the light emitting means.
【請求項4】素子抵抗を低減するために、前記第1上ク
ラッド層及び前記第2電流ブロック層上に形成された第
2導電型の第2上クラッド層と、 前記第2上クラッド層上に形成された電極と、をさらに
備え、 前記第1電流ブロック手段の第1電流ブロック層は、そ
のキャリア濃度が前記第2上クラッド層のキャリア濃度
よりも低い、 ことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の
半導体光素子。
4. A second conductivity type second upper clad layer formed on the first upper clad layer and the second current blocking layer to reduce device resistance, and on the second upper clad layer. 2. The first current blocking layer of the first current blocking means has a carrier concentration lower than the carrier concentration of the second upper cladding layer. 4. The semiconductor optical device according to any one of items 1 to 3 .
【請求項5】前記第2上クラッド層と前記電極との間に
形成され、電圧が印加される領域を制限する絶縁層をさ
らに備える、ことを特徴とする請求項1乃至の何れか
1項に記載の半導体光素子。
5. A formed between the electrode and the second upper cladding layer, further comprising an insulating layer for limiting the areas to which a voltage is applied, any one of claims 1 to 4, characterized in that 1 The semiconductor optical device according to item.
【請求項6】前記絶縁層は、前記第1電流ブロック手段
上では、該第1電流ブロック手段の形成領域に対応する
ように形成されている、ことを特徴とする請求項に記
載の半導体光素子。
6. The semiconductor according to claim 5 , wherein the insulating layer is formed on the first current blocking means so as to correspond to a formation region of the first current blocking means. Optical element.
【請求項7】前記絶縁層は、前記第1電流ブロック手段
上では、該第1電流ブロック手段の形成領域よりも長
く、又は、短くなるように形成されている、ことを特徴
とする請求項に記載の半導体光素子。
7. The insulating layer is formed on the first current blocking means so as to be longer or shorter than a formation region of the first current blocking means. 5. The semiconductor optical device according to item 5 .
【請求項8】前記発光手段の、前記第1スポットサイズ
変換手段とは反対側に形成され、該第1スポットサイズ
変換手段と実質的に同一の第2スポットサイズ変換手段
と、 前記発光手段への電圧印加によって前記第2スポットサ
イズ変換手段に電流が注入されることを阻止する、前記
第1電流ブロック手段と実質的に同一の第2電流ブロッ
ク手段と、をさらに備え、 前記発光手段は、前記第1及び第2スポットサイズ変換
手段の一方から出射した光を増幅し、他方に入射させ
る、 ことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の
半導体光素子。
8. A second spot size converting means, which is formed on the opposite side of the light emitting means from the first spot size converting means and is substantially the same as the first spot size converting means, and to the light emitting means. Further comprising second current blocking means substantially the same as the first current blocking means for preventing current from being injected into the second spot size conversion means by applying the voltage of 1. the one to amplify the light emitted from the first and second spot size converting means, a semiconductor optical device according to any one of claims 1 to 7 to be incident on the other, characterized in that.
【請求項9】所定の電圧を印加されることによって発光
する発光領域と、発光領域で生成された光のスポットサ
イズを変換するスポットサイズ変換領域と、を備える半
導体光素子であって、 第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された第1導電型の下クラッド
層と、 前記下クラッド層上に形成され、光を伝搬し、光の伝搬
方向に沿って、前記発光領域では層厚がほぼ一定であ
り、前記スポットサイズ変換領域では層厚が連続的に変
化している導波路層と、 前記導波路層上に形成された第2導電型の第1上クラッ
ド層と、 前記第1上クラッド層上の発光領域に形成された第2導
電型の第2上クラッド層と、 前記第2上クラッド層上に形成された電極と、 前記第1上クラッド層上のスポットサイズ変換領域に形
成され、前記第2上クラッド層よりも低いキャリア濃度
を有する第2導電型の低濃度層と、 前記低濃度層上に形成され、該低濃度層と共に逆接合を
形成し、前記第1上クラッド層のスポットサイズ変換領
域への電流注入を阻止する第1導電型の電流ブロック層
と、 から構成されていることを特徴とする半導体光素子。
9. A semiconductor optical device comprising: a light emitting region that emits light when a predetermined voltage is applied; and a spot size conversion region that converts a spot size of light generated in the light emitting region. A conductive type semiconductor substrate, a first conductive type lower clad layer formed on the semiconductor substrate, and a light emitting region formed on the lower clad layer for propagating light and propagating light. In the spot size conversion region, the layer thickness is substantially constant, and the layer thickness continuously changes, and a second conductivity type first upper clad layer formed on the waveguide layer. A second conductive type second upper clad layer formed in a light emitting region on the first upper clad layer; an electrode formed on the second upper clad layer; and a spot on the first upper clad layer. Formed in the size conversion area, 2. A second conductivity type low-concentration layer having a carrier concentration lower than that of the upper clad layer; and a spot size of the first upper clad layer, which is formed on the low-concentration layer and forms a reverse junction with the low-concentration layer. A semiconductor optical device comprising: a current blocking layer of a first conductivity type that blocks current injection into a conversion region.
【請求項10】前記導波路層は、層厚が連続的に変化し
ている領域の間に、層厚がほぼ一定である領域が存在す
るように形成されている、ことを特徴とする請求項
記載の半導体光素子。
10. The waveguide layer is formed such that a region having a substantially constant layer thickness exists between regions where the layer thickness continuously changes. Item 10. The semiconductor optical device according to item 9 .
【請求項11】前記導波路層は、スポットサイズ変換領
域では、発光領域から離れるに従って、その層厚が徐々
に薄くなっている、ことを特徴とする請求項又は10
に記載の半導体光素子。
Wherein said waveguide layer is in the spot size conversion area, the distance from the light-emitting region, claim 9 or 10 the layer thickness is gradually thinned, it is characterized by
The semiconductor optical device according to 1.
【請求項12】所定の電圧を印加されることによって発
光する発光手段と、前記発光手段によって生成された光
のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換手段
と、前記発光手段への電圧印加によって前記スポットサ
イズ変換手段に電流が注入されることを阻止する電流ブ
ロック手段と、から構成される半導体光素子の製造方法
であって、 基板上の所定領域に第1導電型の下クラッド層と、光を
伝搬させ、前記発光手段に対応する部分では層厚がほぼ
一定であり、前記スポットサイズ変換手段に対応する部
分では層厚が連続的に変化している導波路層と、第2導
電型の第1上クラッド層と、を選択的に形成し、前記発
光手段及び前記スポットサイズ変換手段を形成する発光
・変換手段形成工程と、 前記第1上クラッド層上の所定領域に第2導電型の第1
電流ブロック層、及び、第1導電型の第2電流ブロック
層を、選択的に形成する電流ブロック形成工程と、 前記第1上クラッド層上に、前記第1電流ブロック層よ
りも高いキャリア濃度を有する第2導電型の第2上クラ
ッド層を形成する第2上クラッド形成工程と、 前記第2上クラッド層上に電極を形成する電極形成工程
と、 を備えることを特徴とする半導体光素子の製造方法。
12. A light emitting means for emitting light when a predetermined voltage is applied, a spot size converting means for converting a spot size of light generated by the light emitting means, and a spot for applying a voltage to the light emitting means. A method for manufacturing a semiconductor optical device, comprising: a current blocking means for preventing a current from being injected into a size conversion means, wherein a first conductivity type lower cladding layer and a light are applied to a predetermined region on a substrate. A waveguide layer having a substantially constant layer thickness in a portion corresponding to the light emitting means and a layer thickness continuously changing in a portion corresponding to the spot size converting means; A light emitting / converting means forming step of forming the light emitting means and the spot size converting means selectively in a predetermined region on the first upper cladding layer; The second conductivity type first
A current block forming step of selectively forming a current blocking layer and a second current blocking layer of the first conductivity type; and a carrier concentration higher than that of the first current blocking layer on the first upper cladding layer. A second step of forming a second upper clad layer of the second conductivity type having a second upper clad forming step, and an electrode forming step of forming an electrode on the second upper clad layer are provided. Production method.
【請求項13】前記発光・変換手段形成工程は、前記M
OVPE(有機金属気相成長)法によって、前記発光手
段及び前記スポットサイズ変換手段を形成する工程を備
え、 前記電流ブロック形成工程は、MOVPE(有機金属気
相成長)法によって、前記第1電流ブロック層及び前記
第2電流ブロック層を形成する工程を備える、 ことを特徴とする請求項12に記載の半導体光素子の製
造方法。
13. The step of forming the light emitting / converting means comprises the step of:
The method comprises the step of forming the light emitting means and the spot size converting means by an OVPE (metal organic chemical vapor deposition) method, and the current block forming step comprises the step of forming the first current block by a MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method. A method of manufacturing a semiconductor optical device according to claim 12 , further comprising the step of forming a layer and the second current blocking layer.
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