JP2001024289A - 半導体光素子 - Google Patents
半導体光素子Info
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- JP2001024289A JP2001024289A JP11191387A JP19138799A JP2001024289A JP 2001024289 A JP2001024289 A JP 2001024289A JP 11191387 A JP11191387 A JP 11191387A JP 19138799 A JP19138799 A JP 19138799A JP 2001024289 A JP2001024289 A JP 2001024289A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命な光変調器もしくは変調器付半導体レ
ーザー等の半導体光素子を提供すること。 【解決手段】 ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層５
とｐドープＩｎＰクラッド層６との間にノンドープ層１
０を設け、該ノンドープ層１０の厚さを光の入射側から
出射側に向かってテーパー状に薄くすることにより、光
入射端面近傍での光吸収電流の集中を低減する。
ーザー等の半導体光素子を提供すること。 【解決手段】 ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層５
とｐドープＩｎＰクラッド層６との間にノンドープ層１
０を設け、該ノンドープ層１０の厚さを光の入射側から
出射側に向かってテーパー状に薄くすることにより、光
入射端面近傍での光吸収電流の集中を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用可能
な半導体光素子、特に長寿命化が可能な光変調器とそれ
を集積した半導体光素子、例えば変調器付半導体レーザ
ーに関するものである。
な半導体光素子、特に長寿命化が可能な光変調器とそれ
を集積した半導体光素子、例えば変調器付半導体レーザ
ーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信は高速化の方向で進展し、光変調
器には２．５Ｇｂ／ｓ以上の高速動作が要求されてい
る。そのため、従来は光変調器にノンドープ層を導入す
る方法、導波路や電極面積を小さくする方法等がとられ
ていた。
器には２．５Ｇｂ／ｓ以上の高速動作が要求されてい
る。そのため、従来は光変調器にノンドープ層を導入す
る方法、導波路や電極面積を小さくする方法等がとられ
ていた。
【０００３】図１に従来の光変調器の構造を示す。図１
において、１は電極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。この
ＩｎＰ基板２上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド
層３が形成され、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子
井戸吸収層４が形成されている。また、この上にノンド
ープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層５、ｐドープのＩｎＰ
クラッド層６、ｐドープのキャップ層７が形成されてい
る。また、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９
は電極である。
において、１は電極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。この
ＩｎＰ基板２上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド
層３が形成され、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子
井戸吸収層４が形成されている。また、この上にノンド
ープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層５、ｐドープのＩｎＰ
クラッド層６、ｐドープのキャップ層７が形成されてい
る。また、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９
は電極である。
【０００４】次に、上記変調器の動作について説明す
る。電極１と電極９との間に逆バイアス電圧を印加する
と、多重量子井戸吸収層４に逆バイアス電圧がかかり、
変調器に入射した光は量子閉じ込めシュタルク効果によ
り吸収され、分かれた電子とホールは光電流として外部
回路を流れる。このようにして、上記変調器は電圧印加
により光の変調が行える。
る。電極１と電極９との間に逆バイアス電圧を印加する
と、多重量子井戸吸収層４に逆バイアス電圧がかかり、
変調器に入射した光は量子閉じ込めシュタルク効果によ
り吸収され、分かれた電子とホールは光電流として外部
回路を流れる。このようにして、上記変調器は電圧印加
により光の変調が行える。
【０００５】また、図２に従来の変調器付半導体レーザ
ーの構造を示す。図２において、２１は電極であり、２
２はｎ−ＩｎＰ基板である。
ーの構造を示す。図２において、２１は電極であり、２
２はｎ−ＩｎＰ基板である。
【０００６】変調器の部分では、このＩｎＰ基板２２上
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸吸収層２
４が形成されている。また、この上にノンドープのＩｎ
ＧａＡｓＰクラッド層２５、ｐドープのＩｎＰクラッド
層２６、キャップ層２７が形成されている。また、２８
はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極であ
る。なお、変調器部分の光出射端面には反射防止膜が施
されている。
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸吸収層２
４が形成されている。また、この上にノンドープのＩｎ
ＧａＡｓＰクラッド層２５、ｐドープのＩｎＰクラッド
層２６、キャップ層２７が形成されている。また、２８
はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極であ
る。なお、変調器部分の光出射端面には反射防止膜が施
されている。
【０００７】半導体レーザーの部分では、ＩｎＰ基板２
２上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドー
プのＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されて
いる。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜
が施されている。
２上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドー
プのＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されて
いる。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜
が施されている。
【０００８】なお、この半導体レーザーに集積された変
調器の動作も、上記と同様である。
調器の動作も、上記と同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造の場合、多重量子井戸光吸収層には逆バ
イアス印加時に電圧が均一に加わり、光の密度の高い入
射端面近傍に光吸収電流が集中し、この光吸収電流の微
小領域への集中が変調器の劣化を早めるという問題があ
った。
うな従来の構造の場合、多重量子井戸光吸収層には逆バ
イアス印加時に電圧が均一に加わり、光の密度の高い入
射端面近傍に光吸収電流が集中し、この光吸収電流の微
小領域への集中が変調器の劣化を早めるという問題があ
った。
【００１０】そこで、本発明は、このような問題を解決
し、長寿命な光変調器もしくは変調器付半導体レーザー
等の半導体光素子を提供することを目的とする。
し、長寿命な光変調器もしくは変調器付半導体レーザー
等の半導体光素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる素子は、
基板上に半導体結晶成長技術、プロセス技術を基に作製
された半導体光素子であり、特に以下の特徴を備えたも
のである。
基板上に半導体結晶成長技術、プロセス技術を基に作製
された半導体光素子であり、特に以下の特徴を備えたも
のである。
【００１２】即ち、光吸収層に印加された逆バイアス電
圧の変調により、該光吸収層に入射されたＣＷ光を強度
変調光として出射する半導体光素子であって、光吸収層
にノンドープ層を隣接配置するとともに、該ノンドープ
層の光吸収層におけるＣＷ光入射側の厚さが強度変調光
出射側の厚さより大きいことを特徴とする。
圧の変調により、該光吸収層に入射されたＣＷ光を強度
変調光として出射する半導体光素子であって、光吸収層
にノンドープ層を隣接配置するとともに、該ノンドープ
層の光吸収層におけるＣＷ光入射側の厚さが強度変調光
出射側の厚さより大きいことを特徴とする。
【００１３】また、半導体基板上に複数の素子を集積し
た半導体光素子であって、そのうちの少なくとも１つが
前述した半導体光素子であることを特徴とする。
た半導体光素子であって、そのうちの少なくとも１つが
前述した半導体光素子であることを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、光変調器あるいは変調器
付半導体レーザーの変調器部分にノンドープ層を導入
し、さらにその厚さを光入射側で厚く、出射側で薄くす
ることにより、光入射端面部への光吸収電流の集中を低
減できる。
付半導体レーザーの変調器部分にノンドープ層を導入
し、さらにその厚さを光入射側で厚く、出射側で薄くす
ることにより、光入射端面部への光吸収電流の集中を低
減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］図３は本発明の
第１の実施の形態を示す光変調器の構造図である。図
中、図１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即
ち、１は電極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ
基板２上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が
形成され、多重量子井戸吸収層４が形成され、この上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されて
いる。また、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキ
ャップ層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９
は電極である。
第１の実施の形態を示す光変調器の構造図である。図
中、図１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即
ち、１は電極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ
基板２上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が
形成され、多重量子井戸吸収層４が形成され、この上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されて
いる。また、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキ
ャップ層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９
は電極である。
【００１６】ここで、クラッド層５と６との間にノンド
ープ層１０を有し、ノンドープ層１０の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
ープ層１０を有し、ノンドープ層１０の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
【００１７】次に、この光変調器の製造方法を説明す
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１０
を形成する。ノンドープ層１０はＩｎＰ組成を有し、こ
こではテーパー状に厚さが変化しており、入射側の厚さ
は０．１５μｍ、出射側の厚さは０．０７μｍである。
この上に、ｐドープのＩｎＰクラッド層６（１．５μ
ｍ）を積層する。この後、ドライエッチングとウェット
エッチングを用いて、導波路の幅を３μｍにエッチング
し、両側をＦｅドープＩｎＰ層８で埋め込む。
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１０
を形成する。ノンドープ層１０はＩｎＰ組成を有し、こ
こではテーパー状に厚さが変化しており、入射側の厚さ
は０．１５μｍ、出射側の厚さは０．０７μｍである。
この上に、ｐドープのＩｎＰクラッド層６（１．５μ
ｍ）を積層する。この後、ドライエッチングとウェット
エッチングを用いて、導波路の幅を３μｍにエッチング
し、両側をＦｅドープＩｎＰ層８で埋め込む。
【００１８】なお、多重量子井戸吸収層４は、井戸層は
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
【００１９】［実施の形態２］図４は本発明の第２の実
施の形態を示す光変調器の構造図である。図中、図１と
同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は電
極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ基板２上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が形成され、
多重量子井戸吸収層４が形成され、この上にノンドープ
のＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されている。ま
た、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキャップ
層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９は電極
である。
施の形態を示す光変調器の構造図である。図中、図１と
同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は電
極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ基板２上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が形成され、
多重量子井戸吸収層４が形成され、この上にノンドープ
のＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されている。ま
た、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキャップ
層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９は電極
である。
【００２０】ここで、クラッド層５と６との間にノンド
ープ層１１を有し、ノンドープ層１１の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
ープ層１１を有し、ノンドープ層１１の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
【００２１】次に、この光変調器の製造方法を説明す
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１１
を形成する。ノンドープ層１１はＩｎＰ組成を有し、こ
こでは光入射面から５０μｍの位置で厚さが変化してお
り、入射側から５０μｍの位置までの厚さは０．１５μ
ｍ、５０μｍの位置から出射端面までの厚さは０．０７
μｍである。この上に、ｐドープのＩｎＰクラッド層６
（１．５μｍ）を積層する。この後、ドライエッチング
とウェットエッチングを用いて、導波路の幅を３μｍに
エッチングし、両側をＦｅドープＩｎＰ層８で埋め込
む。
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１１
を形成する。ノンドープ層１１はＩｎＰ組成を有し、こ
こでは光入射面から５０μｍの位置で厚さが変化してお
り、入射側から５０μｍの位置までの厚さは０．１５μ
ｍ、５０μｍの位置から出射端面までの厚さは０．０７
μｍである。この上に、ｐドープのＩｎＰクラッド層６
（１．５μｍ）を積層する。この後、ドライエッチング
とウェットエッチングを用いて、導波路の幅を３μｍに
エッチングし、両側をＦｅドープＩｎＰ層８で埋め込
む。
【００２２】なお、多重量子井戸吸収層４は、井戸層は
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
【００２３】［実施の形態３］図５は本発明の第３の実
施の形態を示す光変調器の構造図である。図中、図１と
同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は電
極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ基板２上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が形成され、
多重量子井戸吸収層４が形成され、この上にノンドープ
のＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されている。ま
た、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキャップ
層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９は電極
である。
施の形態を示す光変調器の構造図である。図中、図１と
同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は電
極、２はｎ−ＩｎＰ基板である。このＩｎＰ基板２上に
ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層３が形成され、
多重量子井戸吸収層４が形成され、この上にノンドープ
のＩｎＧａＡｓＰクラッド層５が形成されている。ま
た、６はｐドープのＩｎＰクラッド層、７はキャップ
層、８はＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、９は電極
である。
【００２４】ここで、クラッド層５と６との間にノンド
ープ層１２を有し、ノンドープ層１２の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
ープ層１２を有し、ノンドープ層１２の組成はクラッド
層５と６の組成の間である。また、導波路幅は３μｍ、
長さは２００μｍである。
【００２５】次に、この光変調器の製造方法を説明す
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１２
を形成する。ノンドープ層１２はＩｎＰ組成を有し、こ
こでは光入射面から５０μｍの位置までテーパー状に厚
さが変化しており、入射面の厚さは０．１５μｍで５０
μｍの位置までの厚さは薄くなり、５０μｍの位置の厚
さは０．０７μｍ、５０μｍの位置から出射端面までの
厚さは均一で０．０７μｍである。この上に、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層６（１．５μｍ）を積層する。この
後、ドライエッチングとウェットエッチングを用いて、
導波路の幅を３μｍにエッチングし、両側をＦｅドープ
ＩｎＰ層８で埋め込む。
る。ｎ−ＩｎＰ基板２の上に、ノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰクラッド層３（０．３μｍ）、多重量子井戸吸収層
４（井戸数１４）、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層５（０．３μｍ）を積層した後、ノンドープ層１２
を形成する。ノンドープ層１２はＩｎＰ組成を有し、こ
こでは光入射面から５０μｍの位置までテーパー状に厚
さが変化しており、入射面の厚さは０．１５μｍで５０
μｍの位置までの厚さは薄くなり、５０μｍの位置の厚
さは０．０７μｍ、５０μｍの位置から出射端面までの
厚さは均一で０．０７μｍである。この上に、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層６（１．５μｍ）を積層する。この
後、ドライエッチングとウェットエッチングを用いて、
導波路の幅を３μｍにエッチングし、両側をＦｅドープ
ＩｎＰ層８で埋め込む。
【００２６】なお、多重量子井戸吸収層４は、井戸層は
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰのいずれで
もかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓの
いずれでもかまわない。
【００２７】［実施の形態４］図６は本発明の第４の実
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
【００２８】変調器の部分では、このＩｎＰ基板２２上
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調部分の光出射端面には反射防止膜が施されてい
る。
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調部分の光出射端面には反射防止膜が施されてい
る。
【００２９】半導体レーザー部分では、ＩｎＰ基板２２
上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
【００３０】ここで、変調器部分のクラッド層２５と２
６の間にノンドープ層３３を有し、ノンドープ層３３の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
６の間にノンドープ層３３を有し、ノンドープ層３３の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
【００３１】次に、この変調器付半導体レーザーの製造
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３３を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３３はレーザー側に向かっ
て厚みが増すように成長させる。ここでは、出射端面で
の厚さは０．０７μｍで、レーザー側では０．１５μｍ
である。
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３３を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３３はレーザー側に向かっ
て厚みが増すように成長させる。ここでは、出射端面で
の厚さは０．０７μｍで、レーザー側では０．１５μｍ
である。
【００３２】次に、レーザー部分に干渉露光法により回
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
【００３３】なお、変調器部分の多重量子井戸吸収層２
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
【００３４】［実施の形態５］図７は本発明の第５の実
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
【００３５】変調器の部分では、このＩｎＰ基板２２上
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調器部分の光出射端面は反射防止膜が施されてい
る。
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調器部分の光出射端面は反射防止膜が施されてい
る。
【００３６】半導体レーザー部分では、ＩｎＰ基板上２
２にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
２にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
【００３７】ここで、変調器部分のクラッド層２５と２
６の間にノンドープ層３４を有し、ノンドープ層３４の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
６の間にノンドープ層３４を有し、ノンドープ層３４の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
【００３８】次に、この変調器付半導体レーザーの製造
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３４を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３４の厚さを不連続に変化
させて成長させる。ここでは、出射端面から１５０μｍ
の位置までの厚さは均一で０．０７μｍ、この位置で厚
みを変え、レーザー側まで均一に０．１５μｍである。
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３４を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３４の厚さを不連続に変化
させて成長させる。ここでは、出射端面から１５０μｍ
の位置までの厚さは均一で０．０７μｍ、この位置で厚
みを変え、レーザー側まで均一に０．１５μｍである。
【００３９】次に、レーザー部分に干渉露光法により回
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
【００４０】なお、変調器部分の多重量子井戸吸収層２
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
【００４１】［実施の形態６］図８は本発明の第６の実
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
施の形態を示す変調器付半導体レーザーの構造図であ
る。図中、図２と同一構成部分は同一符号をもって表
す。即ち、２１は電極、２２はｎ−ＩｎＰ基板である。
【００４２】変調器の部分では、このＩｎＰ基板２２上
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調器部分の光出射端面には反射防止膜が施されて
いる。
にノンドープのＩｎＧａＡｓＰクラッド層２３が形成さ
れ、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸層吸収層
２４が形成され、この上にノンドープのＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層２５が形成されている。また、２６はｐドー
プのＩｎＰクラッド層、２７はキャップ層、２８はＦｅ
ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層、２９は電極である。な
お、変調器部分の光出射端面には反射防止膜が施されて
いる。
【００４３】半導体レーザー部分では、ＩｎＰ基板２２
上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
上にＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１、ｐドープ
のＩｎＰクラッド層２６、回折格子３２が形成されてい
る。なお、レーザー部分の片側露出端面には高反射膜が
施されている。
【００４４】ここで、変調器部分のクラッド層２５と２
６の間にノンドープ層３５を有し、ノンドープ層３５の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
６の間にノンドープ層３５を有し、ノンドープ層３５の
組成はクラッド層２５と２６の組成の間である。また、
導波路幅はレーザー部分も変調器部分も２μｍ、長さは
変調器部分で２００μｍ、レーザー部分で４００μｍで
ある。
【００４５】次に、この変調器付半導体レーザーの製造
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３５を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３５の厚さを不連続に変化
させて成長させる。ここでは、出射端面から１５０μｍ
の位置までの厚さは均一で０．０７μｍ、この位置から
レーザー側に向かってテーパー状に厚みを増し、レーザ
ー側で０．１５μｍである。
方法を説明する。ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、井戸層と障
壁層とからなるＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１
（８周期）を形成した後、レーザー部分以外の領域を選
択的にエッチング除去する。そして変調器の多重量子井
戸吸収層２４（１４周期）とノンドープ層３５を成長さ
せる。この時、ノンドープ層３５の厚さを不連続に変化
させて成長させる。ここでは、出射端面から１５０μｍ
の位置までの厚さは均一で０．０７μｍ、この位置から
レーザー側に向かってテーパー状に厚みを増し、レーザ
ー側で０．１５μｍである。
【００４６】次に、レーザー部分に干渉露光法により回
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
折格子３２を形成した後、ｐドープのＩｎＰクラッド層
２６を形成する。次に、エッチングにより断面がメサ形
状になるように側面を除去し、ここにＦｅドープした半
絶縁性ＩｎＰを用いて埋め込み平坦化（２８）し、表面
の所定の部分に電極２９を形成する。
【００４７】なお、変調器部分の多重量子井戸吸収層２
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
４は、井戸層はＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれでもかまわず、障壁層はＩｎＧａＡｓＰ、
ＩｎＡｌＡｓのいずれでもかまわない。
【００４８】上述した実施の形態では強度変調器とレー
ザを集積した例を記載したが、その他の能動素子、受動
素子を集積してもかまわない。また、それらをアレイ状
に集積してもかまわない。
ザを集積した例を記載したが、その他の能動素子、受動
素子を集積してもかまわない。また、それらをアレイ状
に集積してもかまわない。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光変調器あるいは変調器付半導体レーザーの変調器部分
にノンドープ層を導入し、さらにその厚さを光入射側で
厚く、出射側で薄くすることにより、光入射端面部への
光吸収電流の集中を低減でき、光変調器あるいは変調器
付半導体レーザーの変調器部分の長寿命化が実現でき
る。
光変調器あるいは変調器付半導体レーザーの変調器部分
にノンドープ層を導入し、さらにその厚さを光入射側で
厚く、出射側で薄くすることにより、光入射端面部への
光吸収電流の集中を低減でき、光変調器あるいは変調器
付半導体レーザーの変調器部分の長寿命化が実現でき
る。
【図１】従来の光変調器の一例を示す構造図
【図２】従来の変調器付半導体レーザの一例を示す構造
図
図
【図３】本発明の半導体光素子の第１の実施の形態を示
す光変調器の構造図
す光変調器の構造図
【図４】本発明の半導体光素子の第２の実施の形態を示
す光変調器の構造図
す光変調器の構造図
【図５】本発明の半導体光素子の第３の実施の形態を示
す光変調器の構造図
す光変調器の構造図
【図６】本発明の半導体光素子の第４の実施の形態を示
す変調器付半導体レーザーの構造図
す変調器付半導体レーザーの構造図
【図７】本発明の半導体光素子の第５の実施の形態を示
す変調器付半導体レーザーの構造図
す変調器付半導体レーザーの構造図
【図８】本発明の半導体光素子の第６の実施の形態を示
す変調器付半導体レーザーの構造図
す変調器付半導体レーザーの構造図
１，９，２１，２９：電極、２，２２：ｎドープＩｎＰ
層、３，２３：ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層、
４，２４：ノンドープＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸吸収
層、５，２５：ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層、
６，２６：ｐドープＩｎＰクラッド層、７，２７：キャ
ップ層、８，２８：ＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み
層、１０，１１，１２，３３，３４，３５：ノンドープ
層、３１：ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層、３２：
回折格子。
層、３，２３：ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層、
４，２４：ノンドープＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸吸収
層、５，２５：ノンドープＩｎＧａＡｓＰクラッド層、
６，２６：ｐドープＩｎＰクラッド層、７，２７：キャ
ップ層、８，２８：ＦｅドープＩｎＰ高抵抗埋め込み
層、１０，１１，１２，３３，３４，３５：ノンドープ
層、３１：ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層、３２：
回折格子。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA13 BA01 CA05 DA16 EA07 KA18 5F073 AA22 AA42 AA64 AB12 AB21 CA12 EA28
Claims (2)
- 【請求項１】 光吸収層に印加された逆バイアス電圧の
変調により、該光吸収層に入射されたＣＷ光を強度変調
光として出射する半導体光素子であって、 光吸収層にノンドープ層を隣接配置するとともに、該ノ
ンドープ層の光吸収層におけるＣＷ光入射側の厚さが強
度変調光出射側の厚さより大きいことを特徴とする半導
体光素子。 - 【請求項２】 半導体基板上に複数の素子を集積した半
導体光素子であって、そのうちの少なくとも１つが請求
項１記載の半導体光素子であることを特徴とする半導体
光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11191387A JP2001024289A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 半導体光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11191387A JP2001024289A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 半導体光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001024289A true JP2001024289A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16273764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11191387A Pending JP2001024289A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 半導体光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001024289A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081050A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Nec Corporation | 変調器集積化光源およびその製造方法 |
| JP2020095131A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 住友電気工業株式会社 | 光変調器 |
-
1999
- 1999-07-06 JP JP11191387A patent/JP2001024289A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081050A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Nec Corporation | 変調器集積化光源およびその製造方法 |
| JPWO2005081050A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2008-01-10 | 日本電気株式会社 | 変調器集積化光源およびその製造方法 |
| JP2020095131A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 住友電気工業株式会社 | 光変調器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041116 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050816 |