JP2000304957A - 光半導体デバイス製造方法及び光半導体デバイス - Google Patents

光半導体デバイス製造方法及び光半導体デバイス

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JP2000304957A
JP2000304957A JP11114682A JP11468299A JP2000304957A JP 2000304957 A JP2000304957 A JP 2000304957A JP 11114682 A JP11114682 A JP 11114682A JP 11468299 A JP11468299 A JP 11468299A JP 2000304957 A JP2000304957 A JP 2000304957A
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JP
Japan
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semiconductor device
optical waveguide
spot size
optical semiconductor
optical
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Takashi Mitsuma
高志 三津間
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スポットサイズ拡大部を装備した光半導体デ
バイスのスポットサイズ拡大部の耐久性を向上させる。 【解決手段】 半導体基板上に均一な厚みと幅を具備し
た光導波路と、この光導波路の光の進行方向に延長され
て厚みが光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる方向の
テーパ面を持つスポットサイズ拡大部とを一度に製造す
る光半導体デバイス製造方法において、半導体基板上の
光導波路を形成すべき部分では均一な幅Wを持つ一対の
選択成長用マスク13A,13Bを並行に配置し、スポ
ットサイズ拡大部を形成する部分では均一な幅の選択成
長用マスク13Aと13Bを漸次離れる方向に対向間隙
を増大させて配置し、この選択成長用マスクを利用して
光導波路とスポットサイズ拡大部を同時に成長形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は各種の光半導体デ
バイスの製造方法及びこの製造方法によって製造された
光半導体デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より例えば半導体レザー、受光素子
或は光変調器等の各種の光半導体デバイスでは、光半導
体デバイスで用いられる光導波路と光ファイバの部分に
おける光のスポットサイズが大きく異なるため、光半導
体デバイス側に光ファイバとの結合部分にスポットサイ
ズ変換部を設け、光半導体デバイスから光ファイバに光
を出射する場合はスポットサイズを拡大させて光ファイ
バに光を入射させている。従って一般にはスポットサイ
ズ変換部をスポットサイズ拡大部と称している。
【0003】この発明は光半導体デバイスに実装する光
導波路と、この光導波路と一体に形成するスポットサイ
ズ拡大部とを製造する光半導体デバイス製造方法と、こ
の光半導体デバイス製造方法によって製造された光半導
体デバイスを提案するものである。図5乃至図7に従来
のスポットサイズ拡大部を装備した光半導体デバイス製
造方法を示す。図5に半導体基板11の上面の全体の様
子を示す。半導体基板11としては例えばインジウム・
リン等が用いられる。半導体基板11には例えばレザー
ダイオード、或はその他の光半導体デバイス12が形成
されているものとする。
【0004】13A,13Bはこの光半導体デバイスに
接続される光導波路及びスポットサイズ拡大部を製造す
るための選択成長用マスクを示す。図6にこの選択成長
用マスク13Aと13Bの部分を拡大して示す。この選
択成長用マスク13Aと13Bは例えばSiO2 或はS
iNX のような誘電体が用いられ、この誘電体の特性に
より例えばインジウム・ガリウム・ヒ素・リン等の光導
波路となるべき組成の素材に関してはマスク13Aと1
3Bの表面に被着させない性質を有し、この性質を利用
してスポットサイズ拡大部を形成する。
【0005】つまり光半導体デバイス12を形成した
後、半導体基板11の面に選択成長用マスク13A,1
3Bを形成し、選択成長マスク13A,13Bを形成し
た状態で例えば選択成長法等により半導体基板11の表
面にインジウム・ガリウム・ヒ素・リン等によって構成
される光導波路14及びスポットサイズ拡大部15を形
成する。図7に図6に示したX−X線上の断面構造を示
す。
【0006】光導波路14は選択成長用マスク13Aと
13Bの間の間隙内に厚みが一定に形成され、スポット
サイズ拡大部15は選択成長用マスク13Aと13Bの
間隙内に光導波路14の厚みから漸次厚みが薄くなる方
向のテーパ面TPが付されて構成される。この断面構造
を持つスポットサイズ拡大部15を形成するために、従
来は選択成長マスク13Aと13Bの幅Wをスポットサ
イズ拡大部15の形成位置では光導波路14の形成位置
の幅Wより漸次先細形状とし、この先細形状により選択
成長マスク13Aと13Bの上に降りた素材がマスク1
3Aと13Bの形状が細くなるに伴なって選択成長マス
ク13A,13Bの対向する間隙部分に流れ込む量を制
限し、スポットサイズ拡大部15のテーパ面TPを形成
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した選択成長
用マスク13Aと13Bの形状によって製造したスポッ
トサイズ拡大部15は光導波路14の部分からは組成が
変化し、図8に示すようにエネルギーギャップEgが光
導波路14の部分より漸次離れるに従って狭くなる傾向
と、図9に示すように格子不整合(Δd/d)(d:光
導波路の部分の格子間隔、Δd:光導波路の格子間隔と
スポットサイズ拡大部の格子間隔の差)も同様に場所に
よって変化する特性になる。これらの特性の中で特に格
子不整合(Δd/d)が大きく変化すると、スポットサ
イズ拡大部15の内部で内部応力が高まり、格子欠陥等
の現象が発生し、実用に耐えられない大きな不都合が生
じる。
【0008】これらのエネルギーギャップ及び格子不整
合(Δd/d)が変化する現象は選択成長用マスク13
Aと13Bの形状によって発生することが判明した。つ
まり、スポット拡大部15のテーパ面TPは上述したよ
うに選択成長用マスク13A,13Bの上に降った素材
が選択成長用マスク13Aと13Bの幅Wの違いによっ
て選択成長用マスク13A,13Bの間の隙間に流れ込
む量を制限して形成した。選択成長用マスク13Aと1
3Bの上に降った素材を半導体基板11の表面に流し出
す拡散量は素材によって異なる値を呈する。このため例
えばインジウム・ガリウム・ヒ素・リンを選択成長させ
た場合に、選択成長用マスク13A,13Bの幅が漸次
異なる部分ではこれらの中の組成が均等に選択成長用マ
スク13A,13Bの上を拡散せずに素材によって拡散
量に差が生じることが解った。
【0009】この発明の目的はスポットサイズ拡大部の
組成が光導波路の部分と同じ組成で形成され、内部応力
の高まり或は格子欠陥等の発生を阻止し、耐久性の高い
スポットサイズ拡大部を持つ光半導体デバイスを提供し
ようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明では選択成長用
マスクの幅を光導波路の形成部分とスポットサイズ形成
部分とで同一の幅Wに形成しこれによりスポットサイズ
拡大部と光導波路の部分の組成が変化することを阻止す
ると共に、スポットサイズ拡大部の形成部分では選択成
長用マスクの対向間隙を漸次拡くする形状に変更してス
ポットサイズ拡大部を形成するようにした光半導体デバ
イス製造方法を提案する。
【0011】この発明による光半導体デバイス製造方法
によれば、選択成長用マスクの幅Wを光導波路を形成す
べき部分もスポットサイズ拡大部を形成する部分も同一
の幅Wに選定するから、選択成長用マスクの上に降った
素材が拡散して半導体基板の面に拡散される量は素材及
び場所によって差が生じることはない。つまり、光導波
路を形成すべき部分でも、スポットサイズ拡大部を形成
すべき部分の何れでも均一な組成を保って拡散する。
【0012】この結果、光導波路の部分でも、スポット
サイズ拡大部の部分でも組成を均一にすることができ、
これによりスポットサイズ拡大部の内部に内部応力が発
生することを抑えることができ、耐久性の高い光半導体
デバイスを提供することができる利点が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1にこの発明による光半導体デ
バイス製造方法の要部の拡大図を示す。図中11は半導
体基板、13A,13Bは半導体基板11の表面に光導
波路14とスポットサイズ拡大部15を形成するための
選択成長用マスクを示す。この発明では選択成長用マス
ク13Aと13Bの幅Wを光導波路14を形成すべき部
分でも、スポットサイズ拡大部15を形成すべき部分で
も同一の幅Wに選定すると共に、スポットサイズ拡大部
15を形成すべき部分では選択成長用マスク13Aと1
3Bの対向間隙Lを光導波路14を形成すべき位置の対
向間隙Gより漸次増大させる形状に選択成長用マスク1
3Aと13Bの平面形状を折曲形成した点を特徴とする
ものである。
【0014】選択成長マスク13A,13Bの形状を図
1に示すように、選択成長マスク13A,13Bの幅W
は光導波路14を形成すべき部分でも、スポットサイズ
拡大部15を形成すべき部分でも同一の幅Wとしたか
ら、選択成長用マスク13A,13Bから半導体基板1
1の面に拡散される素材の拡散量はどの位置でも等しく
なる。
【0015】従って光導波路14の位置でも、スポット
サイズ拡大部15の位置でも、組成を均一にすることが
できる。これと共に、選択成長用マスク13A,13B
の対向間隙をスポットサイズ拡大部15を形成すべき部
分では光導波路14を形成すべき部分の対向間隙Gから
漸次増大する間隙Lとしたから、このマスクの形状によ
ってスポットサイズ拡大部14は図2に示すように光導
波路14の部分から漸次薄くなる方向にテーパ面TPを
形成することができ、このテーパ面TPによってスポッ
トサイズ拡大機能を得ることができる。
【0016】上述したこの発明の製造方法によれば、光
導波路14及びスポットサイズ拡大部15の組成をイン
ジウム・ガリウム・ヒ素・リンで構成した場合も、また
インジウム・リンで構成した場合も、インジウム・ガリ
ウム・ヒ素で構成した場合も、またこれらインジウム・
ガリウム・ヒ素・リン及びインジウム・リン、インジウ
ム・ガリウム・ヒ素の多層膜で構成した場合も、何れの
場合もエネルギーギャップEgは図3に示すように光導
波路14の部分でもスポットサイズ拡大部15の部分で
も一定値が得られた。また格子不整合(Δd/d)も図
4に示すように光導波路14の部分でも、スポットサイ
ズ拡大部15の部分でも均一な値となることが確かめら
れた。
【0017】図5では、光半導体デバイスとスポット拡
大導波路構造を個別に基板上に設けているが、スポット
サイズ拡大導波路構造の幅、厚さが均一な光導波路部を
光半導体デバイスの導波路そのものとした一体構造で作
り付けた場合も同様である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による光
半導体デバイス製造方法によればスポットサイズ拡大部
15の部分に内部応力が発生することを阻止することが
できた。この結果耐久性の高いスポットサイズ拡大部1
5を構成することができ、信頼性の高いスポットサイズ
拡大部15を装備した光半導体デバイスを提供すること
ができ、その効果は実用に供して頗る大である。尚、こ
の発明による光半導体デバイス製造方法によって製造さ
れた光半導体デバイスは、スポットサイズ拡大部15の
平面形状が光導波路14の部分から末拡がりの形状と、
光導波路14の部分から厚みが漸次薄くなるテーパ面T
Pを持っている形状から容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による光半導体デバイスの要部の製造
方法を説明するための拡大平面図。
【図2】図1に示したX−X線上の断面図。
【図3】この発明の製造方法によって製造された光半導
体デバイスのエネルギーギャップの測定例を示すグラ
フ。
【図4】図3と同様にこの発明の製造方法によって製造
された半導体デバイスの格子不整合の測定例を示すグラ
フ。
【図5】従来の光半導体デバイスの製造方法を説明する
ために半導体基板の全体の構成を説明する斜視図。
【図6】従来の光半導体デバイスの製造方法の要部を説
明するための拡大平面図。
【図7】図6に示したX−X線上の断面図。
【図8】従来の技術で製造した光半導体デバイスのエネ
ルギーギャップの測定例を示すグラフ。
【図9】従来の技術で製造した光半導体デバイスの格子
不整合を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
11 半導体基板 13A,13B 選択成長用マスク 14 光導波路 15 スポットサイズ拡大部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の上面に互に平行する一対の
    選択成長用マスクを形成し、この選択成長用マスクの間
    の上記半導体基板の面に一定膜厚を具備する光導波路
    と、この光導波路の光の進行方向に隣接して厚みが上記
    光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる方向に変化する
    構造のスポットサイズ拡大部とを同時に成長形成する光
    半導体デバイス製造方法において、 上記光導波路を形成すべき部分には一定幅の選択成長用
    マスクを一定間隔で形成すると共に、上記スポットサイ
    ズ拡大部を形成すべき部分では上記選択成長用マスクは
    一定幅を維持させて相互の間隔を漸次拡がる方向に折曲
    形成したことを特徴とする光半導体デバイス製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光半導体デバイス製造方
    法によって上記スポットサイズ拡大部の平面形状が上記
    光導波路の部分から漸次拡がる形状を具備すると共に、
    断面形状が上記光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる
    形状とされて製造され、上記光導波路を構成する素材の
    組成比と、上記スポットサイズ拡大部を構成する素材の
    組成比とをほぼ等しく構成したことを特徴とする光半導
    体デバイス。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光半導体デバイス製造方
    法によって上記スポットサイズ拡大部の平面形状が上記
    光導波路の部分から漸次拡がる形状を具備すると共に、
    断面形状が上記光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる
    形状とされて製造され、上記光導波路及び上記スポット
    サイズ拡大部をインジウム・ガリウム・ヒ素・リンで構
    成した構造を特徴とする光半導体デバイス。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の光半導体デバイス製造方
    法によって上記スポットサイズ拡大部の平面形状が上記
    光導波路の部分から漸次拡がる形状を具備すると共に、
    断面形状が上記光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる
    形状とされて製造され、上記光導波路及び上記スポット
    サイズ拡大部をインジウム・リンで構成した構造を特徴
    とする光半導体デバイス。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の光半導体デバイス製造方
    法によって上記スポットサイズ拡大部の平面形状が上記
    光導波路の部分から漸次拡がる形状を具備すると共に、
    断面形状が上記光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる
    形状とされて製造され、上記光導波路及び上記スポット
    サイズ拡大部をインジウム・ガリウム・ヒ素で構成した
    構造を特徴とする光半導体デバイス。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の光半導体デバイス製造方
    法によって上記スポットサイズ拡大部の平面形状が上記
    光導波路の部分から漸次拡がる形状を具備すると共に、
    断面形状が上記光導波路の部分の厚みより漸次薄くなる
    形状とされて製造され、上記光導波路及び上記スポット
    サイズ拡大層をインジウム・ガリウム・ヒ素・リン及び
    インジウム・リン、インジウム・ガリウム・ヒ素の多層
    膜で構成した構造を特徴とする光半導体デバイス。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011197453A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体光導波路素子、半導体光導波路アレイ素子、およびその製造方法
CN106461873A (zh) * 2014-04-30 2017-02-22 华为技术有限公司 用于低损耗模转换器的倒锥波导

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09153638A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Nec Corp 導波路型半導体受光装置およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09153638A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Nec Corp 導波路型半導体受光装置およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011197453A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体光導波路素子、半導体光導波路アレイ素子、およびその製造方法
CN106461873A (zh) * 2014-04-30 2017-02-22 华为技术有限公司 用于低损耗模转换器的倒锥波导
CN106461873B (zh) * 2014-04-30 2021-04-20 华为技术有限公司 低损耗模转换器及其制作方法

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