JP2000269587A - 光半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流−光出力特性のバラツキが小さく、かつ
所望の放射角が得られる光半導体装置及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 基板１０と、基板上の第１の領域に形成
され、ストライプ状に複数形成された第１の層１２ｂ
と、少なくとも第１の層の間に形成された第１の層より
屈折率の低い第２の層１４とを有する回折格子と、第１
の領域と異なる第２の領域の基板上に形成され、回折格
子と光学的に結合する第１の導波路層１２ａと、少なく
とも回折格子上に形成された活性層１８とを有し、活性
層で発生するレーザ光を、スポットサイズを変換して第
１の導波路層の端面から出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置及び
その製造方法に係り、特に光ファイバ通信に用いられる
光半導体装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、小型化、低コスト化の観点か
ら、光半導体装置と光ファイバとの間に光学レンズを設
けることなく、レーザ光を結合させる技術が求められて
いる。そこで、光半導体装置の内部にスポットサイズ変
換部を設けることにより、光半導体装置から狭い放射角
でレーザ光を出射し、光学レンズを用いることなく光半
導体装置と光ファイバとを結合する技術が検討されてき
た。かかる技術は、１５６Ｍｂｐｓ程度の変調速度まで
対応しうるファブリ・ペローレーザを用いることを前提
としていた。

【０００３】しかしながら、最近では、通信速度を更に
高速化すべく６２２Ｍｂｐｓ以上の変調速度まで考慮す
ることが求められている。この場合、ファブリ・ペロー
レーザではなく、単一モードで発振しうるＤＦＢ（Dist
ributed FeedBack、分布帰還型）レーザを用いることが
有利である。そこで、以下のようなＤＦＢレーザを用い
た光半導体装置が提案されている。

【０００４】提案されている光半導体装置を図２０乃至
図２２を用いて説明する。図２０乃至図２２は、提案さ
れている光半導体装置を示す斜視図である。

【０００５】図２０に示す提案されている光半導体装置
（B.Hubner et al.,“J.Select.Topics Quantum Electr
on”Vol.3（1997）, p.1372-1383、P.J.Williams et a
l.,“Electron.Lett”Vol.34（1998）, p.770-771）で
は、基板１１０上に、導波路層１１３及びＩｎＰ層１１
４が形成されている。ＩｎＰ層１１４上には、ＳＣＨ層
１１６及び活性層１１８が形成されており、活性層１１
８上には、ＳＣＨ層１２０が形成されている。活性層１
１８の幅が均一になっている領域のＳＣＨ層１２０上に
は、回折格子１１２が形成されている。この提案されて
いる光半導体装置では、出射面に向かって活性層１１８
の幅がテーパ上に狭くなっているので、スポットサイズ
変換部１２４においてレーザ光が導波路層１１３に移行
していき、導波路層１１３の端面形状に応じたスポット
サイズのレーザ光が出射される。これによりレーザ光の
放射角を狭くすることができるので、光学レンズを用い
ることなく、光半導体装置と光ファイバとを光結合する
ことが可能となる。

【０００６】図２１に示す提案されている光半導体装置
（武本他、1998年春季応用物理学関係連合会、30p-ZH-
1）では、ｐ形の基板１１０上に、ＳＣＨ層１１６、活
性層１１８、及びＳＣＨ層１２０が形成されており、Ｓ
ＣＨ層１２０上のクラッド層中にストライプ状の回折格
子１１２が埋め込まれている。この提案されている光半
導体装置では、スポットサイズ変換部１２４において活
性層１１８の幅が出射面に向かってテーパ状に狭くなっ
ており、出射面の幅が０．６μｍと狭くなっているの
で、放射角が垂直方向、水平方向とも１３°程度のレー
ザ光を出射することができる。レーザ光の放射角を狭く
することができるので、光学レンズを用いることなく、
光半導体装置と光ファイバとを光結合することが可能と
なる。

【０００７】図２２に示す提案されている光半導体装置
（M.Kito et al.,“Tech.Digest ofOFC '98”, p.377-3
78）では、ｎ形のＩｎＰ基板１１０上に、ｎ形のクラッ
ド層１１５が形成されており、クラッド層１１５に回折
格子１１２が埋め込まれている。活性層１１８の幅が出
射面に向かってテーパ状に狭くなっており、出射面にお
ける活性層１１８の幅は０．６μｍとなっている。この
提案されている光半導体装置では、活性層１１８の幅が
出射面に向かってテーパ状に狭くなっており、出射面の
幅が０．６μｍと狭くなっているので、狭い放射角でレ
ーザ光を出射することができる。従って、光学レンズを
用いることなく、光半導体装置と光ファイバとを光結合
することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示す提案されている光半導体装置では、レーザ発振特
性を決める回折格子１１２の結合係数の大きさが、エッ
チングの深さによって変化するため、製造バラツキ等の
影響が大きく、電流−光出力特性にバラツキが生じてい
た。電流−光出力特性のバラツキは、高温動作時にはよ
り顕著となっていた。

【０００９】また、図２１や図２２に示す提案されてい
る光半導体装置では、レーザ光のスポットサイズが活性
層１１８の出射面の形状に主として依存するため、活性
層１１８をパターニングする際の製造バラツキ等により
レーザ光のスポットサイズが大きく変化してしまい、レ
ーザ光の放射角のバラツキが大きかった。図４は、出射
面における歪量子井戸活性層の幅に対する放射角の変化
を示したグラフである。図４に示すように、放射角が狭
い領域では、歪量子井戸活性層の幅が例えば０．１μｍ
変化しただけで、放射角が２°も変化してしまう。

【００１０】本発明の目的は、電流−光出力特性のバラ
ツキが小さく、かつ所望の放射角が得られる光半導体装
置及びその製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板と、前
記基板上の第１の領域に形成され、ストライプ状に複数
形成された第１の層と、少なくとも前記第１の層の間に
形成された前記第１の層より屈折率の低い第２の層とを
有する回折格子と、前記第１の領域と異なる第２の領域
の前記基板上に形成され、前記回折格子と光学的に結合
する第１の導波路層と、少なくとも前記回折格子上に形
成された活性層とを有し、前記活性層で発生するレーザ
光を、スポットサイズを変換して前記第１の導波路層の
端面から出射することを特徴とする光半導体装置により
達成される。これにより、回折格子を形成する際のエッ
チングの深さに依存することなく結合係数が決定される
ので、電流−光出力特性のバラツキを抑制することがで
き、かつ活性層の端部での形状に依存することなく第１
の導波路層の端面の形状に依存したレーザ光が放射され
るので、所望の放射角のレーザ光を出射することができ
る。

【００１２】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の幅は、前記活性層の幅より広いことが
望ましい。

【００１３】また、上記の光半導体装置において、前記
活性層は、前記第１の導波路層上に延在し、前記活性層
の幅は、前記回折格子から離間するに伴って狭くなって
いることが望ましい。これにより、第１の導波路層に光
を移行することができ、第１の導波路層の端面の形状に
依存したレーザ光が出射されるので、活性層の端部の形
状のいかんにかかわらず、所望のスポットサイズの光を
出射することができる。

【００１４】また、上記の光半導体装置において、前記
回折格子と前記活性層との間に形成され、前記第１の導
波路層上に延在する第２の導波路層を更に有し、前記第
２の導波路層の幅は、前記回折格子から離間するに伴っ
て狭くなっていることが望ましい。これにより、活性層
を形成する面積を小さくすることができるので、消費電
流を低減することができる。

【００１５】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の近傍の前記活性層の端面は斜めに形成
されていることが望ましい。これにより、活性層の端面
でのレーザ光の反射を抑制することができるので、良好
な発振特性を有する光半導体装置を提供することができ
る。

【００１６】また、上記の光半導体装置において、前記
活性層上に形成され、前記回折格子から離間するに伴っ
て幅が狭くなるクラッド層を更に有することが望まし
い。これにより、第１の導波路層に光を移行することが
でき、第１の導波路層の端面の形状に依存したレーザ光
が出射されるので、活性層の端部の形状のいかんにかか
わらず、所望のスポットサイズの光を出射することがで
きる。

【００１７】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層は、前記回折格子の前記第１の層と同一
層より成ることが望ましい。これにより、回折格子を構
成する第１の層と、第１の導波路層とが同一層よりなる
ので、簡便な構成の光半導体装置を提供することができ
る。

【００１８】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の幅は、前記回折格子の前記第１の層の
幅より広いことが望ましい。これにより、第１の導波路
層の幅より第１の層の幅の方が狭いので、活性層に光を
閉じ込めるのが容易となり、また、しきい値電流を低減
することができる。

【００１９】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の幅は、前記回折格子から離間するに伴
って広くなっていることが望ましい。これにより、レー
ザ光が通過する領域がテーパ状に広くなっているので、
レーザ光の出射特性を良好にすることができる。

【００２０】また、上記の光半導体装置において、前記
回折格子の前記第１の層は、光の位相シフトを生じるよ
うに配置されていることが望ましい。これにより、光の
位相シフトが生じるように回折格子が配置されているの
で、ブラッグ波長で発振することができ、単一モードで
の発振の歩留りを向上することができる。

【００２１】また、上記の光半導体装置において、前記
活性層の幅は、前記第２の領域に近接するに伴って狭く
なっており、前記回折格子の前記第１の層の配置間隔
は、前記活性層の幅が狭くなるに伴って広くなっている
ことが望ましい。これにより、活性層の幅が狭くなるに
伴って前記第１の層の配置間隔が広くなっているので、
活性層の幅が狭くなっている領域もレーザ光の発振に寄
与することができる。従って、活性層の面積を小さくす
ることができ、消費電流を小さくすることができる。

【００２２】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の端面、又は前記活性層の前記第１の導
波路層と反対側の端面のうち少なくとも一方は、前記基
板の出射側又はそれと反対側の端面よりも内側に位置す
ることが望ましい。これにより、第１の導波路層の端面
や、活性層の第１の導波路層と反対側の端面でのレーザ
光の反射を抑制することができ、良好な発振特性を得る
ことができる。

【００２３】また、上記の光半導体装置において、前記
第１の導波路層の端面、又は前記活性層の前記第１の導
波路層と反対側の端面のうち少なくとも一方は、斜めに
形成されていることが望ましい。これにより、第１の導
波路層の端面や、活性層の第１の導波路層と反対側の端
面でのレーザ光の反射を抑制することができ、良好な発
振特性を得ることができる。

【００２４】また、上記の光半導体装置において、前記
基板の導電型は、前記回折格子の導電型と異なることが
望ましい。これにより、活性層への電流の注入量が周期
的に変調され、屈折率結合のみならず、利得が周期的に
変化する利得結合をも得ることができる。従って、第１
の導波路層の端面や回折格子の端面における位相の影響
を受けにくくすることができ、単一モードの発振の歩留
りを改善することができる。

【００２５】また、上記目的は、スポットサイズを変換
して導波路層の端面から光を出射する光半導体装置の製
造方法であって、基板上に第１の層を形成し、第１の領
域の前記第１の層より成る導波路層を形成する工程と、
前記第１の領域と異なる第２の領域の前記第１の層をス
トライプ状にエッチングする工程と、少なくとも前記第
２の領域の前記第１の層の間に、前記第１の層と光の屈
折率が異なる第２の層を形成し、前記第１の層及び前記
第２の層より成る回折格子を形成する工程と、少なくと
も前記回折格子上に活性層を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする光半導体装置の製造方法により達成され
る。これにより、回折格子を形成する際のエッチングの
深さに依存することなく結合係数が決定されるので、電
流−光出力特性のバラツキを抑制することができ、か
つ、活性層の端部の形状に依存することなく第１の導波
路層の端面の形状に依存したレーザ光が出射されるの
で、所望の放射角のレーザ光を出射することができる光
半導体装置を製造することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による光半導体装置及びその製造方法を図１乃至
図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による光半
導体装置を示す斜視図である。図２は、本実施形態によ
る光半導体装置を示す平面図である。図３は、レーザ光
のフィールド分布を示す概念図である。図５乃至図７
は、本実施形態による光半導体装置の製造方法を示す工
程斜視図である。

【００２７】本実施形態では、波長１．３μｍで発振す
るＤＦＢレーザを例としての説明するが、本発明は、各
層の組成、膜厚、幅、構造等を適宜設定することにより
様々な光半導体装置に適用することができる。

【００２８】（半導体装置）クラッド層の機能をも兼ね
るｎ形のＩｎＰ基板１０上には、ｎ形のＩｎＰ層より成
るバッファ層（図示せず）が形成されている。ＩｎＰ基
板１０の長手方向の長さは、例えば５００μｍとするこ
とができる。

【００２９】バッファ層が形成されたＩｎＰ基板１０上
には、ｎ形のＩｎＧａＡｓＰ層より成る導波路層１２
ａ、及び埋め込み回折格子１２ｂが形成されている。埋
め込み回折格子１２ｂは、図２に示すようにストライプ
状に形成されている。埋め込み回折格子１２ｂの幅、即
ち紙面左右方向の長さは、導波路層１２ａの幅と等しく
なっている。

【００３０】導波路層１２ａ及び埋め込み回折格子１２
ｂが形成されたＩｎＰ基板１０上には、ｎ形のＩｎＰ層
１４が形成されている。ＩｎＰ層１４は、ストライプ状
に形成された埋め込み回折格子１２ｂの間にも形成され
ている。埋め込み回折格子１２ｂは、ＩｎＰ層１４より
屈折率が高い材料より成り、図２に示すように、埋め込
み回折格子１２ｂとＩｎＰ層１４とによりレーザ部２２
が構成されている。図２における紙面上下方向のレーザ
部２２の長さは約３００μｍとなっており、導波路層１
２ａの長さは約２００μｍとなっている。

【００３１】本実施形態による光半導体装置は、導波路
層１２ａと埋め込み回折格子１２ｂとが同一平面上に形
成されていることに主な特徴の一つがある。本実施形態
では、埋め込み回折格子１２ｂを用いるため、エッチン
グの深さのバラツキの影響を受けることなく、一定の結
合係数を得ることができる。また、導波路層１２ａと埋
め込み回折格子１２ｂとが同一平面上に形成されている
ので、導波路層１２ａと埋め込み回折格子１２ｂとの間
でレーザ光の良好な結合を得ることができる。また、導
波路層１２ａと埋め込み回折格子１２ｂとが同一層によ
り形成されているので、製造工程を簡略化することがで
きる。

【００３２】ｎ形のＩｎＰ層１４上には、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層より成るＳＣＨ（Separate Confinement Heterostr
ucture）層１６が形成されている。ＳＣＨ層１６は、導
波路としても機能するものである。ＳＣＨ層１６上に
は、歪量子井戸活性層１８が形成されている。歪量子井
戸活性層１８は、ＩｎＧａＡｓＰ層より成る障壁層（図
示せず）と圧縮歪１％のＩｎＧａＡｓＰ層より成る井戸
層（図示せず）とにより構成されている。歪量子井戸活
性層１８上には、ｐ形のＩｎＧａＡｓＰ層より成るＳＣ
Ｈ層２０が形成されている。

【００３３】ＳＣＨ層２０、歪量子井戸活性層１８、Ｓ
ＣＨ層１６、及びＩｎＰ層１４は、ＩｎＰ層１４の上面
より深くまでメサエッチングされている。このメサの幅
は、レーザ部２２においては約１．３μｍと一定になっ
ており、導波路層１２ａ上においては約１．３μｍから
約０．４μｍへとテーパ状に細くなっている。このよう
に幅がテーパ状に細くなっている歪量子井戸活性層１８
と導波路層１２ａとにより、スポットサイズ変換部２４
が構成されている。

【００３４】ＩｎＰ層１４、導波路層１２ａ、埋め込み
回折格子１２ｂ、及びバッファ層（図示せず）は、更に
約４μｍの幅にメサエッチングされている。こうして、
２段階にメサが形成されている。

【００３５】このように２段階のメサが形成されたＩｎ
Ｐ基板１０上には、ｐ形のＩｎＰ層より成る埋め込み層
２６が形成されている。埋め込み層２６上には、ｎ形の
ＩｎＰ層２８が形成されている。

【００３６】ＩｎＰ層２８上、及びクラッド層２５（図
７（ａ）参照）上には、ｐ形のＩｎＰ層３２が形成され
ている。ｐ形のＩｎＰ層３２上には、ｐ形のＩｎＧａＡ
ｓ層３４が形成されている。ｐ形のＩｎＧａＡｓ層３４
上及びＩｎＰ基板１０下には、それぞれ電極（図示せ
ず）が形成されている。このように構成された光半導体
装置には、レーザ部２２側の端面に高反射コート膜（図
示せず）が形成されており、スポットサイズ変換部２４
側の端面、即ちレーザ光の出射面に無反射コート膜（図
示せず）が形成されている。

【００３７】次に、本実施形態による光半導体装置のレ
ーザ光のフィールド分布を図３を用いて説明する。図３
は、本実施形態による光半導体装置のレーザ光のフィー
ルド分布を示す概念図である。図３（ａ）はレーザ部に
おける光のフィールド分布を示しており、図３（ｂ）は
出射面における光のフィールド分布を示している。図３
において点線で示されている領域は、レーザ光が強く分
布している領域である。

【００３８】図３（ａ）に示すように、レーザ部２２に
おいては、量子井戸活性層１８の近傍にレーザ光が集中
している。

【００３９】これに対し、図３（ｂ）に示すように、ス
ポットサイズ変換部２４の端面、即ち出射面において
は、導波路層１２ａの幅とほぼ等しくレーザ光が分布し
ている。出射面において導波路層１２ａの幅とほぼ等し
い幅でレーザ光が分布するのは、歪量子井戸活性層１８
の幅が出射面に向かってテーパ状に細くなっているた
め、レーザ光が導波路層１２ａに移行していき、導波路
層１２ａの出射面の形状に依存してレーザ光が分布する
ためである。従って、レーザ光のスポットサイズは導波
路層１２ａの出射面の形状に強く依存することとなり、
歪量子井戸活性層１８の端面の形状にはほとんど依存し
ない。従って、歪量子井戸活性層１８の端面形状のいか
んにかかわらず、所望のスポットサイズのレーザ光を出
射することができる。

【００４０】単に導波路層１２ａと歪量子井戸活性層１
８とを設けても、歪量子井戸活性層１８の出射面におけ
る幅を狭くしないと、スポットサイズは出射面での歪量
子井戸活性層１８の幅に依存してしまう。従って、出射
面での歪量子井戸活性層１８の幅のみで決まる放射角
が、導波路層１２ａで決まる放射角よりも狭くなること
が必要である。導波路層１２ａで決まる放射角を光結合
改善の効果の大きい１２°以下とするためには、図４よ
り、出射面における歪量子井戸活性層１８の幅を０．６
μｍ以下とすることが必要である。本実施形態では出射
面における歪量子井戸活性層１８の幅を０．４μｍとし
たが、出射面における歪量子井戸活性層１８の幅は０．
４μｍに限定されるものではなく、製造時における幅の
制御特性も考慮して、例えば０．６μｍ以下の値で適宜
設定することができる。

【００４１】（半導体装置の製造方法）次に、本実施形
態による半導体装置の製造方法を図５乃至図７を用いて
説明する。

【００４２】まず、ｎ形のＩｎＰ基板１０上の全面に、
減圧ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxia
l、有機金属気相成長）法により、膜厚５００ｎｍのｎ
形のＩｎＰ層より成るバッファ層（図示せず）、膜厚１
５０ｎｍのｎ形のＩｎＧａＡｓＰ層１２を形成する。Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層１２のバンドギャップ波長は、例えば約
１．１μｍ（組成：Ｉｎ_0.85Ｇａ_0.15Ａｓ_0.33Ｐ_0.67）
とすることができる（図５（ａ）参照）。

【００４３】次に、ＩｎＧａＡｓＰ層１２上の全面に、
フォトレジスト膜（図示せず）を形成する。次に、Ｈｅ
−Ｃｄレーザを用いた干渉露光法により、レーザ部２２
（図１、図２参照）に対応する領域のフォトレジスト膜
をパターニングし、これによりフォトレジスト膜より成
るフォトレジストマスクを形成する。次に、フォトレジ
ストマスクをマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰ層１２をエ
ッチングする。エッチングガスとしては、例えばＣ₂Ｈ₆
系のエッチングガスを用いることができる。次に、フォ
トレジストマスクを除去する。こうして、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層１２より成る導波路層１２ａと埋め込み回折格子の
高屈折率層１２ｂとが形成される（図５（ｂ）参照）。

【００４４】次に、全面に、減圧ＭＯＶＰＥ法により、
膜厚１５０ｎｍのｎ形のＩｎＰ層１４、膜厚５０ｎｍの
ｎ形のＩｎＧａＡｓＰ層より成るＳＣＨ層１６、膜厚１
０ｎｍの障壁層と膜厚６ｎｍの井戸層とからなる歪量子
井戸活性層１８、膜厚５０ｎｍのｐ形のＩｎＧａＡｓＰ
層より成るＳＣＨ層２０、膜厚５００ｎｍのｐ形のＩｎ
Ｐ層より成るクラッド層２５を形成する（図５（ｃ）参
照）。ＳＣＨ層１６、２０のバンドギャップ波長は、例
えば約１．１μｍ（組成：Ｉｎ_0.85Ｇａ_0.15Ａｓ_0.33Ｐ
_0.67）とすることができる。また、歪量子井戸活性層１
８の障壁層としては、例えばバンドギャップ波長が１．
１μｍのＩｎＧａＡｓＰ層（組成：Ｉｎ _0.85Ｇａ_0.15Ａ
ｓ_0.33Ｐ_0.67）を用いることができ、井戸層としては、
例えば１％の圧縮歪のＩｎＧａＡｓＰ層（組成：Ｉｎ
_0.87Ｇａ_0.13Ａｓ_0.57Ｐ_0.43）を用いることができる。

【００４５】次に、全面に、膜厚２００ｎｍのシリコン
酸化膜を形成する。次に、このシリコン酸化膜を約４μ
ｍの幅にパターニングすることにより、シリコン酸化膜
より成るマスク３６を形成する（図６（ａ）参照）。

【００４６】次に、マスク３６を用いて、クラッド層２
５をエッチングし、マスク３６の下方領域を除く領域の
クラッド層２５の厚さを約２００ｎｍまで薄くする（図
６（ｂ）参照）。

【００４７】次に、シリコン酸化膜より成るマスク３６
を更にパターニングし、シリコン酸化膜より成るマスク
３６ａを形成する。マスク３６ａの幅は、レーザ部２２
において例えば１．３μｍとし、スポットサイズ変換部
２４（図１、図２参照）において例えば１．３μｍから
０．４μｍへとテーパ状に細くなるようにする（図６
（ｃ）参照）。

【００４８】次に、マスク３６ａを用いて更にドライエ
ッチングを行うことにより、２段階のメサを形成する。
即ち、クラッド層２５が厚い領域においてＩｎＰ基板１
４の一定の深さまでエッチングを行うと、クラッド層２
５が薄くなっている領域においてはＩｎＰ層１０の一定
の深さまでエッチングが行われ、２段階のメサが形成さ
れる。

【００４９】次に、マスク３６ａを除去することなく、
硫酸系のエッチャントを用いたウエットエッチングを行
う。このウエットエッチングにより、上記のドライエッ
チングでダメージを受けた領域が除去される（図７
（ａ）参照）。

【００５０】次に、マスク３６ａを除去することなく、
減圧ＭＯＶＰＥ法により、膜厚９００ｎｍのｐ形のＩｎ
Ｐ層、膜厚７００ｎｍのｎ形のＩｎＰ層をメサの両側に
成長する。ＩｎＰ層を成長する際には、成長ガス中にＣ
Ｈ₃Ｃｌガス等の塩素系のガスを導入することが望まし
い。これにより、ＩｎＰ層がマスク３６ａ上に張り出し
て成長することを抑制することができる。この後、マス
ク３６ａを除去する（図７（ｂ）参照）。

【００５１】次に、全面に、減圧ＭＯＶＰＥ法により、
膜厚４μｍのｐ形のＩｎＰ層３２、膜厚５００ｎｍのｐ
側のＩｎＧａＡｓ層３４を形成する。こうして、ｐ形の
ＩｎＰ層３２、ｎ形のＩｎＰ層２８、ｐ形のＩｎＰ層よ
り成る埋め込み層２６、及びｎ形のＩｎＰ基板１０より
成るｐｎｐｎのサイリスタ構造を有する電流ブロック層
が構成される。ｐｎｐｎのサイリスタ構造の電流ブロッ
ク層を形成することにより、高温における光半導体装置
の動作安定性を確保することが可能となる。

【００５２】次に、ＩｎＧａＡｓ層３４上、及びＩｎＰ
基板１０下に、それぞれ電極（図示せず）を形成する。

【００５３】次に、レーザ部２２側の端面に高反射コー
ト膜（図示せず）を形成し、スポットサイズ変換部２４
側の端面、即ちレーザ光の出射面に無反射コート膜（図
示せず）を形成する。こうして、本実施形態による光半
導体装置が製造される（図７（ｃ）参照）。

【００５４】このように本実施形態によれば、埋め込み
回折格子を用いることで、エッチングの深さのバラツキ
の影響を受けることなく、一定の結合係数を得ることが
できる。また、埋め込み回折格子と導波路層とが同一層
で形成されているので、レーザ部とスポットサイズ変換
部との間で良好な光の結合を得ることができ、また製造
工程も簡略化することができる。

【００５５】また、本実施形態によれば、出射面に向か
って歪量子井戸活性層の幅がテーパ状に細くなっている
ので、スポットサイズ変換部においてレーザ光が導波路
層に移行していき、レーザ光のスポットサイズが主とし
て導波路層の出射面の形状に依存する。このため、歪量
子井戸活性層の端面形状のいかんにかかわらず、導波路
層の出射面の形状に応じてレーザ光が出射される。従っ
て、歪量子井戸活性層をパターニングする際の製造バラ
ツキ等の影響を無視することができ、所望のスポットサ
イズのレーザ光を出射することができる。

【００５６】（変形例（その１））次に、本実施形態の
変形例（その１）による光半導体装置について図８を用
いて説明する。図８は、本実施形態による変形例（その
１）による光半導体装置を示す平面図である。

【００５７】本変形例による光半導体装置は、埋め込み
回折格子１２ｃの幅が図２に示す第１実施形態による光
半導体装置の埋め込み回折格子１２ｂの幅より狭くなっ
ていることに特徴がある。即ち、レーザ部２２における
埋め込み回折格子１２ｃの幅が、スポットサイズ変換部
２４における導波路層１２ａの幅より狭くなっている。

【００５８】レーザ部２２において埋め込み回折格子１
２ｃの幅が広すぎると歪量子井戸活性層１８への光の閉
じ込めが小さくなり、しきい値電流が増加する場合があ
るが、本変形例によればレーザ部２２において埋め込み
回折格子１２ｃの幅が狭くなっているので、歪量子井戸
活性層１８に光を閉じ込めるのが容易となり、また、し
きい値電流を低減することができる。

【００５９】（変形例（その２））次に、本実施形態の
変形例（その２）による光半導体装置について図９を用
いて説明する。図９は、本実施形態による変形例（その
２）による光半導体装置を示す平面図である。

【００６０】本変形例による光半導体装置は、レーザ部
２２において埋め込み回折格子１２ｃの幅が変形例（そ
の１）の場合と同様に狭くなっており、スポットサイズ
変換部２４において導波路層１２ｄの幅が出射面に向か
ってテーパ状に広くなっていることに特徴がある。

【００６１】変形例（その１）では、レーザ部２２にお
ける埋め込み回折格子１２ｃの幅とスポットサイズ変換
部２４における導波路層１２ｄの幅とが異なるため、レ
ーザ光が通過する領域が不連続となっていた。これに対
し、本変形例では、レーザ部２２の近傍において導波路
層１２ｄの幅と埋め込み回折格子１２ｃの幅とが同様で
あり、出射面に向かって導波路層１２ｄの幅がテーパ状
に広くなっている。従って、本変形例によれば、レーザ
光の出射特性を良好にすることができる。

【００６２】（変形例（その３））次に、本実施形態の
変形例（その３）による光半導体装置について図１０を
用いて説明する。図１０は、本実施形態による変形例
（その３）による光半導体装置を示す平面図である。

【００６３】本変形例による光半導体装置は、埋め込み
回折格子１２ｅの端部が互いにつながっていることに主
な特徴がある。このように埋め込み回折格子１２ｅの端
部が互いにつながっていても何らレーザ光の出射特性に
は影響を与えない。従って、本変形例によれば、図８に
示す本実施形態の変形例（その１）による光半導体装置
とほぼ同様の出射特性を有する光半導体装置を提供する
ことができる。

【００６４】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる光半導体装置を図１１を用いて説明する。図１１
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１０に示す第１実施形態による光半導体
装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を
省略または簡潔にする。なお、第１実施形態による光半
導体装置と共通する一部の構成要素については、適宜省
略している。

【００６５】本実施形態による光半導体装置は、スポッ
トサイズ変換部２４において、ＳＣＨ層１６、歪量子井
戸活性層１８、及びＳＣＨ層２０が一部にのみ形成され
ていることに主な特徴がある。即ち、本実施形態では、
スポットサイズ変換部２４においては、一部にのみＳＣ
Ｈ層１６、歪量子井戸活性層１８、及びＳＣＨ層２０が
形成されており、これらの層の導波路層１２ａの延在方
向に沿った長さは１００μｍとなっている。これらＳＣ
Ｈ層１６、歪量子井戸活性層１８、及びＳＣＨ層２０の
幅は、導波路層１２ａの延在方向に沿ってテーパ状に狭
くなっており、先端部の幅は例えば１００ｎｍとなって
いる。

【００６６】本実施形態ではＳＣＨ層１６、歪量子井戸
活性層１８、及びＳＣＨ層２０が出射面まで延在してい
ないが、ＳＣＨ層１６、歪量子井戸活性層１８、及びＳ
ＣＨ層２０の幅がテーパ状に細くなっているので、レー
ザ光が導波路層１２ａに移行する。これにより、導波路
層１２ａの端面の形状に依存して、所望のスポットサイ
ズのレーザ光を出射することができる。

【００６７】また、本実施形態では歪量子井戸活性層１
８が形成されている面積が第１実施形態の光半導体装置
に比べて小さいので、歪量子井戸活性層１８への電流注
入量を第１実施形態に比べて小さくすることができる。
従って、本実施形態によれば、消費電流の少ない光半導
体装置を提供することができる。

【００６８】（変形例）次に、本実施形態の変形例によ
る光半導体装置について図１２を用いて説明する。図１
２は、本実施形態による変形例による光半導体装置を示
す斜視図である。

【００６９】本変形例による光半導体装置は、ＳＣＨ層
１６、歪量子井戸活性層１８、ＳＣＨ層２０の幅が狭く
なるに伴って、埋め込み回折格子１２ｂの配置間隔が広
くなっていることに主な特徴がある。即ち、歪量子井戸
活性層１８の幅が狭くなるに伴って等価屈折率が低下す
るため、等価屈折率の低下に応じて埋め込み回折格子１
２ｂの配置間隔を広くしている。

【００７０】本実施形態では歪量子井戸活性層１８の幅
が狭くなっている領域の下方にも埋め込み回折格子１２
ｂが形成されているので、歪量子井戸活性層１８の幅が
狭くなっている領域もレーザ光の発振に寄与することが
できる。従って、図１１に示す第２実施形態による光半
導体装置に比べて、歪量子井戸活性層１８の面積を小さ
くすることができ、消費電流を更に少なくすることがで
きる。

【００７１】また、本実施形態によれば光半導体装置を
小型化することができるので、１つのウェハを用いて製
造することができる光半導体装置の個数を増やすことが
でき、ひいては光半導体装置のコストダウンに寄与する
ことができる。

【００７２】［第３実施形態］本発明の第３実施形態に
よる光半導体装置を図１３を用いて説明する。図１３
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１２に示す第１又は第２実施形態による
光半導体装置と同一の構成要素には、同一の符号を付し
て説明を省略または簡潔にする。なお、第１又は第２実
施形態による光半導体装置と共通する一部の構成要素に
ついては、適宜省略している。

【００７３】本実施形態による光半導体装置は、レーザ
部２２にのみ歪量子井戸活性層１８が形成されているこ
とに特徴がある。本実施形態では、歪量子井戸活性層１
８がレーザ部２２にのみ形成されているので、歪量子井
戸活性層１８の面積を第１及び第２実施形態に比べて小
さくすることができ、歪量子井戸活性層１８への電流注
入量を小さくすることができる。従って、第２実施形態
による光半導体装置より更に消費電流の少ない光半導体
装置を提供することができる。

【００７４】なお、本実施形態では、歪量子井戸活性層
１８の端部を導波路層１２ａの延在方向に対して一定の
角度で傾けている。図１３の破線は、導波路層１２ａの
延在方向に垂直な線である。歪量子井戸活性層１８の端
部を導波路層１２ａの延在方向、即ちレーザ光の進行方
向に対して一定の角度で傾けているので、歪量子井戸活
性層１８の端面におけるレーザ光の反射を抑制すること
ができる。

【００７５】このように本実施形態によれば、レーザ部
２２にのみ歪量子井戸活性層１８が形成されているの
で、消費電流の小さい光半導体装置を提供することがで
きる。

【００７６】［第４実施形態］本発明の第４実施形態に
よる光半導体装置を図１４を用いて説明する。図１４
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１３に示す第１乃至第３実施形態による
光半導体装置と同一の構成要素には、同一の符号を付し
て説明を省略または簡潔にする。なお、第１乃至第３実
施形態による光半導体装置と共通する一部の構成要素に
ついては、適宜省略している。

【００７７】本実施形態による光半導体装置は、λ／４
の位相シフトを生じるように埋め込み回折格子１２ｂが
配置されていることに主な特徴がある。即ち、図１４に
示すように、埋め込み回折格子１２ｂが一部の領域３８
においてλ／４の位相シフトが生じるように離間されて
いる。本実施形態による光半導体装置ではλ／４の位相
シフトが生じるので、ブラッグ波長で発振することがで
き、単一モードでの発振の歩留りを向上することができ
る。

【００７８】このようなλ／４の位相シフトが生じる光
半導体装置では、導波路の両端面でのレーザ光の反射率
を低く抑える必要がある。そこで、本実施形態では、素
子の両端面に無反射コート膜（図示せず）が形成されて
いる。また、本実施形態では、レーザ部２２の導波路端
部とスポットサイズ変換部２４の導波路端部をそれぞれ
素子の端面から離間する、いわゆる窓構造を採用するこ
とにより、導波路端面での反射率を抑制している。

【００７９】また、スポットサイズ変換部２４の導波路
端部やレーザ部２２の導波路端部でのレーザ光の反射を
低減すべく、スポットサイズ変換部２４の導波路端やレ
ーザ部２２の導波路端を、それぞれ導波路層１２ａの延
在方向に対して一定の角度で傾けている。

【００８０】このように本実施形態によれば、λ／４の
位相シフトが生じるように埋め込み回折格子を配置して
いるので、ブラッグ波長で発振することができ、単一モ
ードでの発振の歩留りを向上することができる。

【００８１】［第５実施形態］本発明の第５実施形態に
よる光半導体装置を図１５を用いて説明する。図１５
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１４に示す第１乃至第４実施形態による
光半導体装置と同一の構成要素には、同一の符号を付し
て説明を省略または簡潔にする。なお、第１乃至第４実
施形態による光半導体装置と共通する一部の構成要素に
ついては、適宜省略している。

【００８２】本実施形態による光半導体装置は、スポッ
トサイズ変換部２４においてＳＣＨ層１６、歪量子井戸
活性層１８、及びＳＣＨ層２０の膜厚がテーパ状に薄く
なっていることに主な特徴がある。ＳＣＨ層１６、歪量
子井戸活性層１８、及びＳＣＨ層２０の厚さが出射面に
向かって薄くなっているため、スポットサイズ変換部２
４においてレーザ光が導波路層１２ａに移行し、導波路
層１２ａの出射面の形状に依存したスポットサイズでレ
ーザ光が出射される。このため、出射面における歪量子
井戸活性層１８の形状のいかんにかかわらず、所望のス
ポットサイズのレーザ光を出射することができる。

【００８３】なお、ＳＣＨ層１６、歪量子井戸活性層１
８、及びＳＣＨ層１６をテーパ状に薄く形成するために
は、例えば、選択成長法やシャドウマスク法等を用いる
ことができる。

【００８４】次に、本実施形態による光半導体装置のレ
ーザ光のフィールド分布を図１６を用いて説明する。図
１６は、本実施形態による光半導体装置のレーザ光のフ
ィールド分布を示す概念図である。図１６（ａ）はレー
ザ部における光のフィールド分布を示しており、図１６
（ｂ）は出射面における光のフィールド分布を示してい
る。図１６において点線で示されている領域は、レーザ
光が強く分布している領域である。

【００８５】図１６（ａ）に示すように、レーザ部２２
においては、量子井戸活性層１８の近傍にレーザ光が分
布している。

【００８６】これに対し、図１６（ｂ）に示すように、
スポットサイズ変換部２４の端面、即ち出射面において
は、導波路層１２ａの幅とほぼ等しくレーザ光が分布し
ている。出射面において導波路層１２ａの幅とほぼ等し
い幅でレーザ光が分布するのは、スポットサイズ変換部
２４において歪量子井戸活性層１８の厚さが出射面に向
かってテーパ状に薄くなっているため、レーザ光が導波
路層１２ａに移行していくためである。これにより、導
波路層１２ａの出射面の形状に依存したスポットサイズ
でレーザ光が出射される。従って、本実施形態では、歪
量子井戸活性層１８の端面の形状のいかんにかかわら
ず、所望のスポットサイズのレーザ光を出射することが
できる。

【００８７】［第６実施形態］本発明の第６実施形態に
よる光半導体装置を図１７を用いて説明する。図１７
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１６に示す第１乃至第５実施形態による
光半導体装置と同一の構成要素には、同一の符号を付し
て説明を省略または簡潔にする。なお、第１乃至第５実
施形態による光半導体装置と共通する一部の構成要素に
ついては、適宜省略している。

【００８８】本実施形態による光半導体装置は、いわゆ
るリッジ型の光半導体装置であることに主な特徴があ
る。即ち、ＳＣＨ層２０上に、リッジ型のクラッド層４
０が形成されており、クラッド層４０の幅がスポットサ
イズ変換部２４においてテーパ状に狭くなっている。ク
ラッド層４０の幅がスポットサイズ変換部２４において
テーパ状に狭くなっているため、導波路層１２ａにレー
ザ光を移行することができる。

【００８９】次に、本実施形態による光半導体装置のレ
ーザ光のフィールド分布を図１８を用いて説明する。図
１８は、本実施形態による光半導体装置のレーザ光のフ
ィールド分布を示す概念図である。図１８（ａ）はレー
ザ部における光のフィールド分布を示しており、図１８
（ｂ）は出射面における光のフィールド分布を示してい
る。図１８において点線で示されている領域は、レーザ
光が強く分布している領域である。

【００９０】図１８（ａ）に示すように、レーザ部２２
においては、クラッド層４０の下方近傍領域にレーザ光
が分布している。

【００９１】これに対し、図１８（ｂ）に示すように、
スポットサイズ変換部２４の端面、即ち出射面において
は、導波路層１２ａの幅とほぼ等しくレーザ光が分布し
ている。出射面において導波路層１２ａの幅とほぼ等し
い幅でレーザ光が分布するのは、クラッド層４０の幅が
出射面に向かってテーパ状に狭くなっているため、レー
ザ光が導波路層１２ａやＩｎＰ基板１０等に移行してい
くためである。これにより、導波路層１２ａの出射面の
形状に依存してレーザ光が出射される。従って、本実施
形態では、クラッド層４０の端面の形状のいかんにかか
わらず、所望のスポットサイズのレーザ光を出射するこ
とができる。

【００９２】このように本実施形態によれば、クラッド
層４０の幅を出射面に向かってテーパ上に狭くしている
ので、レーザ光を導波路層１２ａやＩｎＰ基板１０等に
移行することができ、導波路層の出射面の形状に応じた
スポットサイズのレーザ光を出射することができる。

【００９３】また、本実施形態によれば、ＳＣＨ層上に
クラッド層、コンタクト層を連続して成長すればよいの
で、結晶成長は２回で完了する。その後、エッチングに
よりクラッド層を幅の狭くなる形状に加工すればよいの
で、第１乃至第５実施形態による光半導体装置に比べて
製造工程を簡便にすることができる。

【００９４】［第７実施形態］本発明の第７実施形態に
よる光半導体装置を図１９を用いて説明する。図１９
は、本実施形態による光半導体装置を示す斜視図であ
る。図１乃至図１８に示す第１乃至第６実施形態による
光半導体装置と同一の構成要素には、同一の符号を付し
て説明を省略または簡潔にする。なお、第１乃至第６実
施形態による光半導体装置と共通する一部の構成要素に
ついては、適宜省略している。

【００９５】本実施形態による光半導体装置では、ｐ形
のＩｎＰ基板１０ａが用いられている。また、ＩｎＰ層
１４の導電型はｐ形、ＳＣＨ層１６の導電型はｐ形、Ｓ
ＣＨ層２０（図１参照）の導電型はｎ形、クラッド層２
５（図７（ａ）参照）の導電型はｎ形、クラッド層３２
（図１参照）の導電型はｎ形、コンタクト層３４（図１
参照）の導電型はｎ形となっている。

【００９６】本実施形態による光半導体装置は、導波路
層１２ａと埋め込み回折格子の高屈折率層１２ｂがｎ形
となっており、ＩｎＰ層１４やＩｎＰ基板１０ａがｐ形
となっていることに主な特徴がある。これにより、ｐ形
のＩｎＰ層１４と、埋め込み回折格子のｎ形の高屈折率
層１２ｂと、ｐ形のＩｎＰ基板１０ａとにより、レーザ
部２２の歪量子井戸活性層１８の下方にｐｎｐ構造が構
成される。

【００９７】レーザ部２２においてｐｎｐ構造が構成さ
れるので、光半導体装置に注入した電流はｐ形のＩｎＰ
層１４を主に流れる。このため、歪量子井戸活性層１８
中への電流の注入量が周期的に変調され、通常の屈折率
結合（Index Coupling）のみならず、利得が周期的に変
化する利得結合（Gain Coupling）をも得ることができ
る。この結果、スポットサイズ変換部２４の端面やレー
ザ部２２の端面における位相の影響を受けにくくするこ
とができ、単一モードの発振の歩留りを改善することが
できる。

【００９８】また、スポットサイズ変換部２４において
は、歪量子井戸活性層１８が形成されていないので、ｐ
形のＩｎＰ基板１０ａと、ｎ形のＩｎＧａＡｓＰ層より
成る導波路層１２ａと、ｐ形のＩｎＰ層１４とにより、
ｐｎｐ構造が構成される。これにより、スポットサイズ
変換部２４への注入電流を抑制することができるので、
ひいては光半導体装置の消費電流を低減することができ
る。

【００９９】［変形実施形態］本発明は上記実施形態に
限らず種々の変形が可能である。

【０１００】例えば、上記実施形態では発振波長１．３
μｍの場合を例に説明したが、発振波長は１．３μｍに
限定されるものではなく、あらゆる発振波長の光半導体
装置に適用することができる。例えば、発振波長を１．
５５μｍとする場合には、歪量子井戸活性層１８の障壁
層やＳＣＨ層１６、２０としてバンドギャップ波長１．
２μｍのＩｎＧａＡｓＰ層を用い、歪量子井戸活性層１
８の井戸層として遷移波長が１．５５μｍ、圧縮歪が１
％のＩｎＧａＡｓＰ層を用い、埋め込み回折格子１２ｂ
の組成をフラッグ波長が１．５５μｍとなるように設定
すればよい。

【０１０１】また、上記実施形態では、埋め込み層２６
にｐ形のＩｎＰ層を用いたが、埋め込み層２６に高抵抗
の層を用いてもよい。

【０１０２】また、第１乃至第６実施形態では、ｐｎｐ
ｎのサイリスタ構造のブロック層を構成したが、ｐｎｐ
ｎのサイリスタ構造を構成することに限定されるもので
はなく、ｎ形のＩｎＰ層２８やｐ形のＩｎＰ層３２を形
成しなくてもよい。

【０１０３】また、第４実施形態では、λ／４の位相シ
フトが生じるように埋め込み回折格子１２ｂを配置した
が、これに限定されるものではなく、例えばλ／８の位
相シフトが生じる領域を２箇所設けることにより同様の
効果を得ることもできる。

【０１０４】また、第５実施形態では、歪量子井戸活性
層１８を出射面の近傍まで形成したが、歪量子井戸活性
層１８は必ずしも出射面の近傍まで形成しなくてもよ
く、例えば、スポットサイズ変換部２４の一部にのみ形
成してもよい。

【０１０５】また、上記実施形態では、歪量子井戸活性
層を用いる場合を例に説明したが、活性層は歪量子井戸
活性層に限定されるものではなく、例えば無歪の量子井
戸活性層や、厚い膜厚のＩｎＧａＡｓＰ層活性層等の活
性層を用いてもよい。

【０１０６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、埋め込み
回折格子を用いることにより、回折格子を形成する際の
エッチングの深さに依存することなく結合係数が決定さ
れるので、電流−光出力特性のバラツキを抑制すること
ができる。また、埋め込み回折格子と導波路層とが同一
平面上に形成されているので、レーザ部とスポットサイ
ズ変換部との間で良好な光の結合を得ることができる。

【０１０７】また、本発明によれば、埋め込み回折格子
と導波路層とが同一層により形成されているので、簡便
な工程で光半導体装置を製造することができる。

【０１０８】また、本発明によれば、出射面に向かって
歪量子井戸活性層の幅がテーパ状に細くなっているの
で、スポットサイズ変換部においてレーザ光が導波路層
に移行していき、レーザ光のスポットサイズが主として
導波路層の出射面の形状に依存する。このため、歪量子
井戸活性層の端面形状のいかんにかかわらず、導波路層
の出射面の形状に応じてレーザ光が出射される。従っ
て、歪量子井戸活性層をパターニングする際の製造バラ
ツキ等の影響を無視することができ、所望のスポットサ
イズのレーザ光を出射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による光半導体装置を示
す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態による光半導体装置を示
す平面図である。

【図３】本発明の第１実施形態による光半導体装置のレ
ーザ光のフィールド分布を示す概念図である。

【図４】出射面における歪量子井戸活性層の幅とレーザ
光の放射角との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の第１実施形態による光半導体装置の製
造方法を示す工程斜視図（その１）である。

【図６】本発明の第１実施形態による光半導体装置の製
造方法を示す工程斜視図（その２）である。

【図７】本発明の第１実施形態による光半導体装置の製
造方法を示す工程斜視図（その３）である。

【図８】本発明の第１実施形態の変形例（その１）によ
る光半導体装置を示す平面図である。

【図９】本発明の第１実施形態の変形例（その２）によ
る光半導体装置を示す平面図である。

【図１０】本発明の第１実施形態の変形例（その３）に
よる光半導体装置を示す平面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図１２】本発明の第２実施形態による変形例による光
半導体装置を示す斜視図である。

【図１３】本発明の第３実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図１４】本発明の第４実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図１５】本発明の第５実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図１６】本発明の第５実施形態による光半導体装置の
レーザ光のフィールド分布を示す概念図である。

【図１７】本発明の第６実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図１８】本発明の第６実施形態による光半導体装置の
レーザ光のフィールド分布を示す概念図である。

【図１９】本発明の第７実施形態による光半導体装置を
示す斜視図である。

【図２０】提案されている光半導体装置（その１）を示
す斜視図である。

【図２１】提案されている光半導体装置（その２）を示
す斜視図である。

【図２２】提案されている光半導体装置（その３）を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１０…ＩｎＰ基板 １２…ＩｎＧａＡｓＰ層 １２ａ…導波路層 １２ｂ…埋め込み回折格子 １２ｃ…埋め込み回折格子 １２ｄ…導波路層 １２ｅ…埋め込み回折格子 １４…ＩｎＰ層 １６…ＳＣＨ層 １８…歪量子井戸活性層 ２０…ＳＣＨ層 ２２…レーザ部 ２４…スポットサイズ変換部 ２５…クラッド層 ２６…埋め込み層 ２８…ＩｎＰ層 ３０…開口部 ３２…ＩｎＰ層 ３４…ＩｎＧａＡｓ層 ３６…マスク ３６ａ…マスク ３８…領域 ４０…クラッド層 １１０…基板 １１２…回折格子 １１３…導波路層 １１４…ＩｎＰ層 １１５…クラッド層 １１６…ＳＣＨ層 １１８…歪量子井戸活性層 １２０…ＳＣＨ層 １２４…スポットサイズ変換部

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、 前記基板上の第１の領域に形成され、ストライプ状に複
   数形成された第１の層と、少なくとも前記第１の層の間
   に形成された前記第１の層より屈折率の低い第２の層と
   を有する回折格子と、 前記第１の領域と異なる第２の領域の前記基板上に形成
   され、前記回折格子と光学的に結合する第１の導波路層
   と、 少なくとも前記回折格子上に形成された活性層とを有
   し、 前記活性層で発生するレーザ光を、スポットサイズを変
   換して前記第１の導波路層の端面から出射することを特
   徴とする光半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光半導体装置において、 前記第１の導波路層の幅は、前記活性層の幅より広いこ
   とを特徴とする光半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の光半導体装置にお
   いて、 前記活性層は、前記第１の導波路層上に延在し、 前記活性層の幅は、前記回折格子から離間するに伴って
   狭くなっていることを特徴とする光半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の光半導体装置にお
   いて、 前記回折格子と前記活性層との間に形成され、前記第１
   の導波路層上に延在する第２の導波路層を更に有し、 前記第２の導波路層の幅は、前記回折格子から離間する
   に伴って狭くなっていることを特徴とする光半導体装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光半導体装置において、 前記第１の導波路層側の前記活性層の端面は斜めに形成
   されていることを特徴とする光半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の光半導体装置において、 前記活性層上に形成され、前記回折格子から離間するに
   伴って幅が狭くなるクラッド層を更に有することを特徴
   とする光半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   光半導体装置において、 前記第１の導波路層は、前記回折格子の前記第１の層と
   同一層より成ることを特徴とする光半導体装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の光半導体装置において、 前記第１の導波路層の幅は、前記回折格子の前記第１の
   層の幅より広いことを特徴とする光半導体装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
   光半導体装置において、 前記第１の導波路層の幅は、前記回折格子から離間する
   に伴って広くなっていることを特徴とする光半導体装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれか１項に記載
    の光半導体装置において、 前記回折格子の前記第１の層は、光の位相シフトを生じ
    るように配置されていることを特徴とする光半導体装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の光半導体装置において、 前記活性層の幅は、前記第２の領域に近接するに伴って
    狭くなっており、 前記回折格子の前記第１の層の配置間隔は、前記活性層
    の幅が狭くなるに伴って広くなっていることを特徴とす
    る光半導体装置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれか１項に記
    載の光半導体装置において、 前記第１の導波路層の端面、又は前記活性層の前記第１
    の導波路層と反対側の端面のうち少なくとも一方は、前
    記基板の出射側又はそれと反対側の端面よりも内側に位
    置することを特徴とする光半導体装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか１項に記
    載の光半導体装置において、 前記第１の導波路層の端面、又は前記活性層の前記第１
    の導波路層と反対側の端面のうち少なくとも一方は、斜
    めに形成されていることを特徴とする光半導体装置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１項に記
    載の光半導体装置において、 前記基板の導電型は、前記回折格子の導電型と異なるこ
    とを特徴とする光半導体装置。
15. 【請求項１５】 スポットサイズを変換して導波路層の
    端面から光を出射する光半導体装置の製造方法であっ
    て、 基板上に第１の層を形成し、第１の領域の前記第１の層
    より成る導波路層を形成する工程と、 前記第１の領域と異なる第２の領域の前記第１の層をス
    トライプ状にエッチングする工程と、 少なくとも前記第２の領域の前記第１の層の間に、前記
    第１の層と光の屈折率が異なる第２の層を形成し、前記
    第１の層及び前記第２の層より成る回折格子を形成する
    工程と、 少なくとも前記回折格子上に活性層を形成する工程とを
    有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。