JP2001251017A - 半導体構造およびその製造方法 - Google Patents
半導体構造およびその製造方法Info
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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- H01S5/2214—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides
- H01S5/2215—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides using native oxidation of semiconductor layers
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】様々な半導体の応用において埋込み層を平面横
方向に酸化する半導体構造及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】酸化しようとする層の側壁をさらすメサを
形成する代わりに、複数のエッチングされたキャビティ
１１０を使用して、酸化させる埋込み層１２０にアクセ
スする。得られた酸化領域の形状とサイズは、各キャビ
ティの形状とキャビティの相互の配置とによって定ま
る。キャビティ１１０間の区域は平面のままであるの
で、次に続く工程たとえば電気接点の形成やホトリソグ
ラプィが容易になる。
方向に酸化する半導体構造及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】酸化しようとする層の側壁をさらすメサを
形成する代わりに、複数のエッチングされたキャビティ
１１０を使用して、酸化させる埋込み層１２０にアクセ
スする。得られた酸化領域の形状とサイズは、各キャビ
ティの形状とキャビティの相互の配置とによって定ま
る。キャビティ１１０間の区域は平面のままであるの
で、次に続く工程たとえば電気接点の形成やホトリソグ
ラプィが容易になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体構造及びそ
の製造方法に関し、特に、半導体構造の平面上を横方向
に酸化する技術に関する。
の製造方法に関し、特に、半導体構造の平面上を横方向
に酸化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】さまざまな半導体の応用において、埋込
み層を酸化させるには、埋込み半導体層にアクセスする
ことが望ましい。多くの光子デバイス、電子デバイス、
および超小型機械デバイスでは、電気的に絶縁してい
る、あるいはより低い屈折率を持たせることによって周
囲物質とは異なる埋込み物質の領域が必要である。その
ような物質は、デバイスの製造中に１つまたはそれ以上
の埋込み半導体層を、電気的に絶縁している低い屈折率
の自然酸化物に選択的に変えることによって形成するこ
とができる。
み層を酸化させるには、埋込み半導体層にアクセスする
ことが望ましい。多くの光子デバイス、電子デバイス、
および超小型機械デバイスでは、電気的に絶縁してい
る、あるいはより低い屈折率を持たせることによって周
囲物質とは異なる埋込み物質の領域が必要である。その
ような物質は、デバイスの製造中に１つまたはそれ以上
の埋込み半導体層を、電気的に絶縁している低い屈折率
の自然酸化物に選択的に変えることによって形成するこ
とができる。
【０００３】酸化領域は、酸化物領域のより低い屈折率
による望ましい光学的効果を生み出すため問題の領域を
部分的または完全に取り囲むように形成することができ
る。埋込み酸化物層は、さらに、デバイスの異なる領域
を電気的に隔離する、または同じウェーハ上のあるデバ
イスを別のデバイスから電気的に隔離する作用をするこ
とができる。埋込み層は、横方向に速く酸化するどんな
物質でもよく、一般に高いアルミニウム含有量を有する
半導体、たとえばAlGaAs、AlGaInP、またはAlAsSbであ
る。埋込み層は、アルミニウムと、次の要素：As、Ga、
In、P、およびSbを１つまたはそれ以上を含んでいる化
合物でもよいが、それらに限定されない。アルミニウム
は、一般に化合物のグループIII構成要素の少なくとも
７０％を構成するであろう。酸化環境たとえば高温度の
蒸気に暴露すると、埋込み層は横方向に酸化され、暴露
された側壁から物質の未酸化部分に向かって内側に進行
するであろう。横方向酸化速度は、一般にアルミニウム
含有量が増すと共に増加する。
による望ましい光学的効果を生み出すため問題の領域を
部分的または完全に取り囲むように形成することができ
る。埋込み酸化物層は、さらに、デバイスの異なる領域
を電気的に隔離する、または同じウェーハ上のあるデバ
イスを別のデバイスから電気的に隔離する作用をするこ
とができる。埋込み層は、横方向に速く酸化するどんな
物質でもよく、一般に高いアルミニウム含有量を有する
半導体、たとえばAlGaAs、AlGaInP、またはAlAsSbであ
る。埋込み層は、アルミニウムと、次の要素：As、Ga、
In、P、およびSbを１つまたはそれ以上を含んでいる化
合物でもよいが、それらに限定されない。アルミニウム
は、一般に化合物のグループIII構成要素の少なくとも
７０％を構成するであろう。酸化環境たとえば高温度の
蒸気に暴露すると、埋込み層は横方向に酸化され、暴露
された側壁から物質の未酸化部分に向かって内側に進行
するであろう。横方向酸化速度は、一般にアルミニウム
含有量が増すと共に増加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】埋込み酸化層にアクセ
スする通常の方法はメサエッチによっている。この方法
は、ウェーハの非平面性の程度が増すので、次に続く処
理工程が複雑になる。さらに、除去された大量の物質は
デバイスの機械的完全性を低下させ、かつその熱抵抗を
増大させる。この問題は、酸化層が通常ウェーハの表面
よりずっと下に埋め込まれたデバイス、たとえば垂直キ
ャビティ表面放射レーザにおいて特に厳しい。
スする通常の方法はメサエッチによっている。この方法
は、ウェーハの非平面性の程度が増すので、次に続く処
理工程が複雑になる。さらに、除去された大量の物質は
デバイスの機械的完全性を低下させ、かつその熱抵抗を
増大させる。この問題は、酸化層が通常ウェーハの表面
よりずっと下に埋め込まれたデバイス、たとえば垂直キ
ャビティ表面放射レーザにおいて特に厳しい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】酸化しようとする層の側
壁をさらすメサを形成する代わりに、複数のエッチング
されたキャビティを使用して、酸化させる埋込み層にア
クセスすることができる。得られた酸化領域の形状とサ
イズは、各キャビティの形状とキャビティの相互の配置
とによって定まる。キャビティ間の区域は平面のままで
あるので、次に続く工程たとえば電気接点の形成やホト
リソグラフィが容易になる。平面構造は、ホトリソグラ
フィの際の焦点深度、あるいは誘電体フィルムおよび／
またはポリマー膜の堆積すなわちスピンコーティングの
際のステップ状被覆による問題を心配せずに、簡単なエ
ッチング、堆積、ホトリソグラフィの諸工程を可能にす
る。エッチングされたキャビティ間の物質は元のままで
あるので、すぐれた機械的完全性と熱伝導性を維持する
ことができる。
壁をさらすメサを形成する代わりに、複数のエッチング
されたキャビティを使用して、酸化させる埋込み層にア
クセスすることができる。得られた酸化領域の形状とサ
イズは、各キャビティの形状とキャビティの相互の配置
とによって定まる。キャビティ間の区域は平面のままで
あるので、次に続く工程たとえば電気接点の形成やホト
リソグラフィが容易になる。平面構造は、ホトリソグラ
フィの際の焦点深度、あるいは誘電体フィルムおよび／
またはポリマー膜の堆積すなわちスピンコーティングの
際のステップ状被覆による問題を心配せずに、簡単なエ
ッチング、堆積、ホトリソグラフィの諸工程を可能にす
る。エッチングされたキャビティ間の物質は元のままで
あるので、すぐれた機械的完全性と熱伝導性を維持する
ことができる。
【０００６】平面横方向酸化は多くの応用に利益を与え
る。応用は、酸化された物質が光導波、定められた導電
路、又はその両方を提供する埋込み酸化物質で取り囲ま
れたコア領域を含んでいる応用；それらの光ろ波性質の
ため１つまたはそれ以上の完全酸化層を使用している応
用；電気的隔離のため酸化層を使用している応用；及び
性質が酸化領域の形状で制御される応用を含むが、それ
らに限定されない。
る。応用は、酸化された物質が光導波、定められた導電
路、又はその両方を提供する埋込み酸化物質で取り囲ま
れたコア領域を含んでいる応用；それらの光ろ波性質の
ため１つまたはそれ以上の完全酸化層を使用している応
用；電気的隔離のため酸化層を使用している応用；及び
性質が酸化領域の形状で制御される応用を含むが、それ
らに限定されない。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１ａは、本発明に係る実施例、
エッジ放射レーザ構造１００の平面図を示し、図１ｂ
は、その断面図を示す。Ga0.4In0.6P量子井戸活性層１
７５（一般に厚さは約８０オングストローム）は、ｐ形
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層１８６およびｎ形(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層１８５と境を接している。
２つのバリヤ層１８５と１８６の厚さは一般に約０．１
２μｍである。エッチングされたキャビティ１１０は横
方向酸化のためAlyGa1-yAs埋込み層１２０へアクセスを
許す。ｙとして選択される値は一般に０．９５以上であ
り、一般的な値は０．９９である。Al0.99Ga0.01As埋込
み層１２０の厚さは一般に１０００オングストローム未
満である。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０のストライプ
１７０は横方向屈折率ステップを与えるため非酸化のま
まであるのに対し、領域１２３はストライプ１７０を形
成するため酸化される。GaInP層１１１はオプションで
あり、Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の下にあって、キ
ャビティ１１０をエッチングするためのエッチストップ
の役目を果たす。ｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５はA
l0.99Ga0.01As埋込み層１２０の上にあるのに対し、ｎ
形Al0.5In0.5Pクラッド層１５６はｎ形(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5Pバリヤ層１８５の下、n＋GaAs基層１７１の上に
ある。２つのクラッド層１５５とクラッド層１５６の厚
さは一般に約１μｍである。電気的接続はｐ電極１０５
とｎ電極１０６によって与えられる。電気的隔離は浅い
陽子注入を使用して領域１５９を注入することによって
実現される。
エッジ放射レーザ構造１００の平面図を示し、図１ｂ
は、その断面図を示す。Ga0.4In0.6P量子井戸活性層１
７５（一般に厚さは約８０オングストローム）は、ｐ形
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層１８６およびｎ形(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層１８５と境を接している。
２つのバリヤ層１８５と１８６の厚さは一般に約０．１
２μｍである。エッチングされたキャビティ１１０は横
方向酸化のためAlyGa1-yAs埋込み層１２０へアクセスを
許す。ｙとして選択される値は一般に０．９５以上であ
り、一般的な値は０．９９である。Al0.99Ga0.01As埋込
み層１２０の厚さは一般に１０００オングストローム未
満である。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０のストライプ
１７０は横方向屈折率ステップを与えるため非酸化のま
まであるのに対し、領域１２３はストライプ１７０を形
成するため酸化される。GaInP層１１１はオプションで
あり、Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の下にあって、キ
ャビティ１１０をエッチングするためのエッチストップ
の役目を果たす。ｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５はA
l0.99Ga0.01As埋込み層１２０の上にあるのに対し、ｎ
形Al0.5In0.5Pクラッド層１５６はｎ形(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5Pバリヤ層１８５の下、n＋GaAs基層１７１の上に
ある。２つのクラッド層１５５とクラッド層１５６の厚
さは一般に約１μｍである。電気的接続はｐ電極１０５
とｎ電極１０６によって与えられる。電気的隔離は浅い
陽子注入を使用して領域１５９を注入することによって
実現される。
【０００８】酸化の後に、Al0.99Ga0.01As埋込み層１２
０はエッジ放射レーザ構造１００に横方向屈折率誘導を
提供する。有効な横方向屈折率ステップを生成して基本
モードの伝播だけを許すようにAl0.99Ga0.01As埋込み層
１２０の厚さと位置を目的に合わせることによって、エ
ッジ放射レーザ構造１００は単一モードに作られる。横
方向屈折率ステップは３つの従属導波路の有効屈折率に
よって決まる。２つの従属導波路は酸化された部分の上
にある領域と下にある領域とによって形成されるのに対
し、第３の導波領域は非酸化ストライプ領域１７０の上
にある層と下にある層とによって形成される。横方向屈
折率ステップは、Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の厚さ
と、層１８６、１７５、１８５から成る独立した閉込め
ヘテロ構造（ＳＣＨ）１９０からのAl0.99Ga0.01As埋込
み層１２０の距離ｘによって決まる。図１ｃの曲線１６
６は、横方向屈折率ステップの依存関係をAl0.99Ga0.01
As埋込み層１２０の厚さ（オングストローム）の関数と
して示す。図１ｄは、単一モード動作を維持するのに必
要なストライプ１７０の最大幅（ミクロン）と、厚さ５
００オングストロームのAl0.99Ga0.01As埋込み層１２０
の閉込めヘテロ構造１９０からの距離（オングストロー
ム）との関係を示す。図１ｄの曲線１６７の下にある点
は単一ルモード動作を示すのに対し、曲線１６７の上の
点はエッジ放射レーザ１００の多重モード動作を示す。
０はエッジ放射レーザ構造１００に横方向屈折率誘導を
提供する。有効な横方向屈折率ステップを生成して基本
モードの伝播だけを許すようにAl0.99Ga0.01As埋込み層
１２０の厚さと位置を目的に合わせることによって、エ
ッジ放射レーザ構造１００は単一モードに作られる。横
方向屈折率ステップは３つの従属導波路の有効屈折率に
よって決まる。２つの従属導波路は酸化された部分の上
にある領域と下にある領域とによって形成されるのに対
し、第３の導波領域は非酸化ストライプ領域１７０の上
にある層と下にある層とによって形成される。横方向屈
折率ステップは、Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の厚さ
と、層１８６、１７５、１８５から成る独立した閉込め
ヘテロ構造（ＳＣＨ）１９０からのAl0.99Ga0.01As埋込
み層１２０の距離ｘによって決まる。図１ｃの曲線１６
６は、横方向屈折率ステップの依存関係をAl0.99Ga0.01
As埋込み層１２０の厚さ（オングストローム）の関数と
して示す。図１ｄは、単一モード動作を維持するのに必
要なストライプ１７０の最大幅（ミクロン）と、厚さ５
００オングストロームのAl0.99Ga0.01As埋込み層１２０
の閉込めヘテロ構造１９０からの距離（オングストロー
ム）との関係を示す。図１ｄの曲線１６７の下にある点
は単一ルモード動作を示すのに対し、曲線１６７の上の
点はエッジ放射レーザ１００の多重モード動作を示す。
【０００９】全体的なウェーハ平面性が維持されるの
で、複雑な平面化工程なしに、金属接点１０５による電
気接触を容易に達成することができる。エッジ放射レー
ザ１００のベースにある金属接点１０６は第２電気接点
として作用する。図１ａおよび図１ｂに示した本発明に
係る実施例は、メサエッチを使用して酸化層１２０、１
２１へアクセスしている図２のエッジ放射レーザ２００
とは異なる。図１ａおよび図１ｂのエッジ放射レーザー
１００を製作するのに用いられる処理工程は、メサ２１
０の代わりに、キャビティ１１０を使用して水蒸気が埋
込み層１２０へアクセスすることを除き、図２において
用いられる処理工程と似ている。これについては以下に
検討する。
で、複雑な平面化工程なしに、金属接点１０５による電
気接触を容易に達成することができる。エッジ放射レー
ザ１００のベースにある金属接点１０６は第２電気接点
として作用する。図１ａおよび図１ｂに示した本発明に
係る実施例は、メサエッチを使用して酸化層１２０、１
２１へアクセスしている図２のエッジ放射レーザ２００
とは異なる。図１ａおよび図１ｂのエッジ放射レーザー
１００を製作するのに用いられる処理工程は、メサ２１
０の代わりに、キャビティ１１０を使用して水蒸気が埋
込み層１２０へアクセスすることを除き、図２において
用いられる処理工程と似ている。これについては以下に
検討する。
【００１０】横方向に酸化されたAl0.99Ga0.01As埋込み
層１２０の使用によって、Al0.99Ga 0.01As埋込み層１２
０へアクセスするのに最小限度のエッチング、すなわち
エッチングされたキャビティ１１０をエッチングするだ
けで済む。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の厚さは一般
に１０００オングストローム未満であり、これは既に成
功しているレーザの設計を大幅に変更する必要が無いこ
と、そしてレーザ構造のエピタキシャル結晶成長に必要
な時間が大幅に増えないことを意味する。
層１２０の使用によって、Al0.99Ga 0.01As埋込み層１２
０へアクセスするのに最小限度のエッチング、すなわち
エッチングされたキャビティ１１０をエッチングするだ
けで済む。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０の厚さは一般
に１０００オングストローム未満であり、これは既に成
功しているレーザの設計を大幅に変更する必要が無いこ
と、そしてレーザ構造のエピタキシャル結晶成長に必要
な時間が大幅に増えないことを意味する。
【００１１】平面横方向酸化は複数ビームエッジ放射レ
ーザの設計へ拡張することができる。本発明に係る複数
ビームエッジ放射レーザ構造の設計に使用した平面横方
向酸化によって、図３ａに示すように、容易な電気的ル
ーチングで、個々のエッジ放射レーザ３２５，３２６、
３２７、３２８間の狭い間隔（一般に２０μｍ未満）を
達成することができる。図３ａは、４個の狭い間隔で配
置された個別にアドレス可能なエッジ放射レーザ３２
５，３２６、３２７、３２８から成る本発明に係る４ビ
ーム構造３００の平面図である。図３ｂは、図３ａの線
３ｂに沿った４ビーム構造３００の断面図である。エッ
ジ放射レーザ３２５，３２６、３２７、３２８間の電気
的隔離は図３ｂの浅い陽子注入領域３４０によって達成
される。キャビティ３１０は埋込み層３２０と３２１の
酸化を実施するためアクセスを許すために存在する。酸
化の後に、埋込み層３２０と３２１はエッジ放射レーザ
３２５，３２６、３２７、３２８に横方向屈折率誘導を
提供する。金属接点３５０はレーザ３２６と接触し、金
属接点３６０はレーザ３２５と接触し、金属接点３５１
はレーザ３２７と接触し、金属接点３６１はレーザ３２
８と接触する。共通金属接点３０６はレーザ３２５，３
２６，３２７、３２８と接触する。埋込み層３２０と３
２１の間に、エッジ放射レーザ３２５，３２６，３２
７、３２８のための活性領域３７５が置かれている。
ーザの設計へ拡張することができる。本発明に係る複数
ビームエッジ放射レーザ構造の設計に使用した平面横方
向酸化によって、図３ａに示すように、容易な電気的ル
ーチングで、個々のエッジ放射レーザ３２５，３２６、
３２７、３２８間の狭い間隔（一般に２０μｍ未満）を
達成することができる。図３ａは、４個の狭い間隔で配
置された個別にアドレス可能なエッジ放射レーザ３２
５，３２６、３２７、３２８から成る本発明に係る４ビ
ーム構造３００の平面図である。図３ｂは、図３ａの線
３ｂに沿った４ビーム構造３００の断面図である。エッ
ジ放射レーザ３２５，３２６、３２７、３２８間の電気
的隔離は図３ｂの浅い陽子注入領域３４０によって達成
される。キャビティ３１０は埋込み層３２０と３２１の
酸化を実施するためアクセスを許すために存在する。酸
化の後に、埋込み層３２０と３２１はエッジ放射レーザ
３２５，３２６、３２７、３２８に横方向屈折率誘導を
提供する。金属接点３５０はレーザ３２６と接触し、金
属接点３６０はレーザ３２５と接触し、金属接点３５１
はレーザ３２７と接触し、金属接点３６１はレーザ３２
８と接触する。共通金属接点３０６はレーザ３２５，３
２６，３２７、３２８と接触する。埋込み層３２０と３
２１の間に、エッジ放射レーザ３２５，３２６，３２
７、３２８のための活性領域３７５が置かれている。
【００１２】埋込み層の酸化を可能にするキャビティを
使用して、受動導波路を形成することができる。より低
屈折率の物質と境を接する領域は光を閉じ込めることが
可能であり、光をある場所から別の場所へ誘導するのに
使用できる。酸化半導体は一般に非酸化半導体より低い
屈折率を有する。たとえば、典型的なλ＝９８０ｎｍに
おいて、AlAsは約２．９の屈折率を有し、GaAsは約３．
５の屈折率を有するのに対し、酸化AlAsは約１．５の屈
折率を有する。２つの導波路が相互に十分に近接してい
るとき（一般に、λ＝９８０ｎｍの場合、約０．１５λ
すなわち１４７ｎｍの範囲内）、ある導波路内の光学モ
ードはエバネッセント波相互作用によって他の導波路内
の光学モードと結合する。
使用して、受動導波路を形成することができる。より低
屈折率の物質と境を接する領域は光を閉じ込めることが
可能であり、光をある場所から別の場所へ誘導するのに
使用できる。酸化半導体は一般に非酸化半導体より低い
屈折率を有する。たとえば、典型的なλ＝９８０ｎｍに
おいて、AlAsは約２．９の屈折率を有し、GaAsは約３．
５の屈折率を有するのに対し、酸化AlAsは約１．５の屈
折率を有する。２つの導波路が相互に十分に近接してい
るとき（一般に、λ＝９８０ｎｍの場合、約０．１５λ
すなわち１４７ｎｍの範囲内）、ある導波路内の光学モ
ードはエバネッセント波相互作用によって他の導波路内
の光学モードと結合する。
【００１３】図４ａは、３ウェイビームスプリッタとし
て機能する本発明に係る受動導波路構造４００を示す平
面図である。受動導波路構造４００は４個の導波路コア
４２５，４２６、４２７、４２８から成っている（図４
ａの線５に沿った断面図である図４ｂも参照された
い）。導波路コア４２８は導波路コア４２５、４２６、
４２７とエバネッセントに結合されているので、導波路
コア４２８内で信号の３ウェイ分割が生じる
て機能する本発明に係る受動導波路構造４００を示す平
面図である。受動導波路構造４００は４個の導波路コア
４２５，４２６、４２７、４２８から成っている（図４
ａの線５に沿った断面図である図４ｂも参照された
い）。導波路コア４２８は導波路コア４２５、４２６、
４２７とエバネッセントに結合されているので、導波路
コア４２８内で信号の３ウェイ分割が生じる
【００１４】一般に、受動導波路構造４００はGaAa基層
４５０の上に作られる。GaAs層４３６内の導波路コア４
２８の中に光を縦方向に閉じ込めるため、GaAs層４３６
の上および下にそれぞれAl0.99Ga0.01As層４３８とAl
0.99Ga0.01As層４３７が位置している。最初に、GaAa基
層４５０の上にAl0.99Ga0.01As層４３８が結晶成長され
る。Al0.99Ga0.01As層４３７の上にGaAs層４５５が結晶
成長される。そのあと、GaAa層４５５の上にAl0.99Ga
0.01As層４３０が結晶成長され、Al0.99Ga0.01As層４３
０の上にGaAaキャップ層４４０が結晶成長される。次
に、酸化させるためAl 0.99Ga0.01As層４３０およびAl
0.99Ga0.01As層４３７へアクセスできるように、キャビ
ティ４１０と４１１がエッチングされる。図４ｂのキャ
ビティ４１１はAl 0.99Ga0.01As層４３７まで下方にエッ
チングされる。図４ｂのキャビティ４１０はAl0.99Ga
0.01As層４３０まで下方にエッチングされる。Al0.99Ga
0.01As層４３０内のキャビティ４１０の側面部分４２２
とキャビティ４１１の側面部分４２０は水蒸気を使用し
て横方向に酸化され、GaAa層４５５内の導波路コア４２
５、４２６、４２７に横方向閉込めを提供する。キャビ
ティ４１１の側面部分４２１は水蒸気を使用して横方向
に酸化され、導波路コア４２８に横方向閉込めを提供す
る。側面部分４２０、４２１、および４２２に関する酸
化の横方向範囲は図４ｂに示した実施列では一般に約４
μｍであり、エッチングされたキャビティ４１１の幅は
約２μｍである。
４５０の上に作られる。GaAs層４３６内の導波路コア４
２８の中に光を縦方向に閉じ込めるため、GaAs層４３６
の上および下にそれぞれAl0.99Ga0.01As層４３８とAl
0.99Ga0.01As層４３７が位置している。最初に、GaAa基
層４５０の上にAl0.99Ga0.01As層４３８が結晶成長され
る。Al0.99Ga0.01As層４３７の上にGaAs層４５５が結晶
成長される。そのあと、GaAa層４５５の上にAl0.99Ga
0.01As層４３０が結晶成長され、Al0.99Ga0.01As層４３
０の上にGaAaキャップ層４４０が結晶成長される。次
に、酸化させるためAl 0.99Ga0.01As層４３０およびAl
0.99Ga0.01As層４３７へアクセスできるように、キャビ
ティ４１０と４１１がエッチングされる。図４ｂのキャ
ビティ４１１はAl 0.99Ga0.01As層４３７まで下方にエッ
チングされる。図４ｂのキャビティ４１０はAl0.99Ga
0.01As層４３０まで下方にエッチングされる。Al0.99Ga
0.01As層４３０内のキャビティ４１０の側面部分４２２
とキャビティ４１１の側面部分４２０は水蒸気を使用し
て横方向に酸化され、GaAa層４５５内の導波路コア４２
５、４２６、４２７に横方向閉込めを提供する。キャビ
ティ４１１の側面部分４２１は水蒸気を使用して横方向
に酸化され、導波路コア４２８に横方向閉込めを提供す
る。側面部分４２０、４２１、および４２２に関する酸
化の横方向範囲は図４ｂに示した実施列では一般に約４
μｍであり、エッチングされたキャビティ４１１の幅は
約２μｍである。
【００１５】図５は、たとえば光を光検出器または分光
計へ分割することができるビームスプリッタとして作用
する本発明に係る実施例を示す。光はキャビティ５１０
によって定められた導波路コア５２６に入り、キャビテ
ィ５１１によって定められた導波路コア５２７内のエバ
ネッセント波相互作用によって結合された光学モードが
生成される。導波路コア５２６と５２７は縦に積み重な
っており、同じ水平面内にはない。横方向閉込めは、導
波路コア５２６を含むGaAs層と導波路コア５２７を含む
GaAs層の上のAl0.99Ga0.01As層(図示せず)の横方向酸化
によって生成される。キャビティ５１０と５１１はそれ
ぞれのAl0.99Ga0.01As層(図示せず)まで下方にエッチン
グされる。
計へ分割することができるビームスプリッタとして作用
する本発明に係る実施例を示す。光はキャビティ５１０
によって定められた導波路コア５２６に入り、キャビテ
ィ５１１によって定められた導波路コア５２７内のエバ
ネッセント波相互作用によって結合された光学モードが
生成される。導波路コア５２６と５２７は縦に積み重な
っており、同じ水平面内にはない。横方向閉込めは、導
波路コア５２６を含むGaAs層と導波路コア５２７を含む
GaAs層の上のAl0.99Ga0.01As層(図示せず)の横方向酸化
によって生成される。キャビティ５１０と５１１はそれ
ぞれのAl0.99Ga0.01As層(図示せず)まで下方にエッチン
グされる。
【００１６】もう１つの種類のデバイスは、酸化層が反
射防止被膜、分散ブラッグ反射器（distributed Bragg
reflector：DBRと略す）として、あるいはマイクロレン
ズを作る方法として使用されているものを含む。酸化物
と隣接する半導体物質の屈折率の差は、もし層を酸化さ
せなければ達成することができるよりはるかに大きくす
ることができるので、DBRミラーは非常に高い反射率バ
ンド幅を持つことができ、そのため層厚さの変化の影響
を比較的を受けない。さらに、決められた反射率を達成
し、かつ結晶成長時間とコストを削減するには、より少
ないミラー層が必要である。たとえば、９８０ｎｍの波
長において、GaAsと酸化AlAs間の屈折率の差は約２であ
り、GaAsとAlGaAs合金間の屈折率の差より約３．５倍大
きい。GaAsと酸化AlAs間の大きな屈折率の差は高い反射
率と広い反射バンド幅を与える。高い反射率バンド幅は
非酸化物質の場合より５倍以上広いので、特定の波長に
おいて高い反射率を生成するのに必要な層厚さの公差も
また約５倍以上緩和され、また反射スペクトルも層厚さ
の変化の影響を比較的受けない。したがって、決められ
た反射率を達成するには、より少ないミラー層と、厳し
くない厚さ公差が必要である。４対のGaAs層／酸化AlAs
層と比べて、約９９．８％の反射率を達成するには、一
般に１９対のGaAs層／AlAs層が必要である。
射防止被膜、分散ブラッグ反射器（distributed Bragg
reflector：DBRと略す）として、あるいはマイクロレン
ズを作る方法として使用されているものを含む。酸化物
と隣接する半導体物質の屈折率の差は、もし層を酸化さ
せなければ達成することができるよりはるかに大きくす
ることができるので、DBRミラーは非常に高い反射率バ
ンド幅を持つことができ、そのため層厚さの変化の影響
を比較的を受けない。さらに、決められた反射率を達成
し、かつ結晶成長時間とコストを削減するには、より少
ないミラー層が必要である。たとえば、９８０ｎｍの波
長において、GaAsと酸化AlAs間の屈折率の差は約２であ
り、GaAsとAlGaAs合金間の屈折率の差より約３．５倍大
きい。GaAsと酸化AlAs間の大きな屈折率の差は高い反射
率と広い反射バンド幅を与える。高い反射率バンド幅は
非酸化物質の場合より５倍以上広いので、特定の波長に
おいて高い反射率を生成するのに必要な層厚さの公差も
また約５倍以上緩和され、また反射スペクトルも層厚さ
の変化の影響を比較的受けない。したがって、決められ
た反射率を達成するには、より少ないミラー層と、厳し
くない厚さ公差が必要である。４対のGaAs層／酸化AlAs
層と比べて、約９９．８％の反射率を達成するには、一
般に１９対のGaAs層／AlAs層が必要である。
【００１７】図６は、本発明に係る実施例の簡単化した
断面図である。AlAs 層６２０はGaAs層６３０と交互に
配置されてDBRミラー６００を形成している。キャビテ
ィ６１０は酸化のためAlAs 層６２０へアクセスするの
に使用される。AlAs 層６２０の斜線部分はAlAs 層６２
０内の酸化の範囲を示す。
断面図である。AlAs 層６２０はGaAs層６３０と交互に
配置されてDBRミラー６００を形成している。キャビテ
ィ６１０は酸化のためAlAs 層６２０へアクセスするの
に使用される。AlAs 層６２０の斜線部分はAlAs 層６２
０内の酸化の範囲を示す。
【００１８】本発明の実施例に従って、GaAs層７３０と
酸化AlAs層７２０が交互に配置された高反射率のDBRミ
ラーは、図７ａ〜７ｃに示した垂直キャビティ表面放射
レーザ(VCSEL)７００などの応用に使用することができ
る。図７ａは、種々の埋込み高アルミニウム含有量層と
酸化層７４０の酸化を可能にするエッチングされたキャ
ビティ７１０を有するVCSEL７００の平面図を示す。図
７ｂは、図７ａの線７ｂに沿った断面図を示し、図７ｃ
は、図７ａの線７ｃに沿った断面図を示す。上部DBRミ
ラー７９９は一般に擬似正弦波状に徐々に変化する２５
の層ペア（一般に、Al0.86Ga0.14As層７９８とAl0.16Ga
0.84As層７９７が交互に配置されている）から成ってい
る。上部DBRミラー７９９はドープされたシリコンであ
る。一般に、高いアルミニウム含有量を有するAlGaAs層
のアルミニウム含有量は、低屈折率を考慮して十分に高
くすべきであるが、容易に酸化させるほど高くすべきで
ない。低いアルミニウム含有量を有するAlGaAs層の組成
は、一般に、低アルミニウム含有量層がレーザ光放射波
長において非吸収性であるように、十分なアルミニウム
をもっていなければならない。Al0.86Ga0.14As層７９８
とAl0.16Ga0.84As層７９７の厚さは一般に０．１５波長
であり、Al0.86Ga0.14As層７９８とAl0.16Ga 0.84As層７
９７間のグレーデッドAlGaAs物質の総厚さは０．２波長
であるので、層ペア当りの０．５波長の全光学厚さが得
られる。上部DBRミラー７９９の上に、Al0.16Ga0.84As
電流拡散層(図示せず)とｐ形GaAs接触層(図示せず)が結
晶成長されている。
酸化AlAs層７２０が交互に配置された高反射率のDBRミ
ラーは、図７ａ〜７ｃに示した垂直キャビティ表面放射
レーザ(VCSEL)７００などの応用に使用することができ
る。図７ａは、種々の埋込み高アルミニウム含有量層と
酸化層７４０の酸化を可能にするエッチングされたキャ
ビティ７１０を有するVCSEL７００の平面図を示す。図
７ｂは、図７ａの線７ｂに沿った断面図を示し、図７ｃ
は、図７ａの線７ｃに沿った断面図を示す。上部DBRミ
ラー７９９は一般に擬似正弦波状に徐々に変化する２５
の層ペア（一般に、Al0.86Ga0.14As層７９８とAl0.16Ga
0.84As層７９７が交互に配置されている）から成ってい
る。上部DBRミラー７９９はドープされたシリコンであ
る。一般に、高いアルミニウム含有量を有するAlGaAs層
のアルミニウム含有量は、低屈折率を考慮して十分に高
くすべきであるが、容易に酸化させるほど高くすべきで
ない。低いアルミニウム含有量を有するAlGaAs層の組成
は、一般に、低アルミニウム含有量層がレーザ光放射波
長において非吸収性であるように、十分なアルミニウム
をもっていなければならない。Al0.86Ga0.14As層７９８
とAl0.16Ga0.84As層７９７の厚さは一般に０．１５波長
であり、Al0.86Ga0.14As層７９８とAl0.16Ga 0.84As層７
９７間のグレーデッドAlGaAs物質の総厚さは０．２波長
であるので、層ペア当りの０．５波長の全光学厚さが得
られる。上部DBRミラー７９９の上に、Al0.16Ga0.84As
電流拡散層(図示せず)とｐ形GaAs接触層(図示せず)が結
晶成長されている。
【００１９】本発明の実施例に従って、下部DBRミラー
７９８は、GaAs層７３０と酸化AlAs層７２０が交互に配
置された４つの層ペアで構成されている。酸化AlAs層７
２０はよりすぐれた構造完全性を得るため少量のGaを含
んでいるが、依然として迅速な酸化を許す。下部DBRミ
ラー７９８はｎ形GaAs基層７７７より上に位置してお
り、一般に下部DBRミラー７９８とGaAs基層７７７の間
に厚さ２００ｎｍのｎ形GaAaバッファ層がはさまれてい
る。典型的な波長、λ＝９８０ｎｍの場合、もしGaAs層
７３０の厚さが約６９．５ｎｍで、AlAs層７２０の厚さ
が約１６３．３ｎｍであれば、屈折率の差が干渉効果を
引き起こし、それが高い反射を生み出す。AlAsは酸化さ
れると約１０％だけ収縮するので、AlAs層７２０の初期
厚さは約１７９．６ｎｍである。
７９８は、GaAs層７３０と酸化AlAs層７２０が交互に配
置された４つの層ペアで構成されている。酸化AlAs層７
２０はよりすぐれた構造完全性を得るため少量のGaを含
んでいるが、依然として迅速な酸化を許す。下部DBRミ
ラー７９８はｎ形GaAs基層７７７より上に位置してお
り、一般に下部DBRミラー７９８とGaAs基層７７７の間
に厚さ２００ｎｍのｎ形GaAaバッファ層がはさまれてい
る。典型的な波長、λ＝９８０ｎｍの場合、もしGaAs層
７３０の厚さが約６９．５ｎｍで、AlAs層７２０の厚さ
が約１６３．３ｎｍであれば、屈折率の差が干渉効果を
引き起こし、それが高い反射を生み出す。AlAsは酸化さ
れると約１０％だけ収縮するので、AlAs層７２０の初期
厚さは約１７９．６ｎｍである。
【００２０】垂直キャビティ表面放射レーザ(VCSEL)７
００は、約１／４波長の厚さをもつ酸化Al0.94Ga0.06As
層７４０によって一般に形成された非酸化アパーチャ７
０１を有している。活性領域７５０は一般に厚さ１波長
の独立した閉込めへテロ構造(SCH)から成っている。SCH
は４つのInAlGaAs量子井戸(図示せず)と、５つのAl0. 35
Ga0.42Asバリヤ層(図示せず)を有する。透明な最上部電
極７８０（一般に、インジウム錫酸化物）と最下部電極
７９０は電気接点になる。電流はエピタキシャル結晶成
長させたDBRミラー７９９を通り、活性層７５０を通過
し、DBRミラー７９８をまわって電極７９０に向かって
注入される。DBRミラー７９８は濃く酸化されたアルミ
ニウム層を含んでいるので、電流路の一部を形成しな
い。活性層７５０は下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層７７
０と上部Al0.58Ga0.32Asクラッド層７６０の間にはさま
れている。下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層７７０に対す
るドーピングは、一般にｎ形で、１×１０18／ｃｍ3〜
５×１０18／ｃｍ3の範囲のドーピングレベルと、約１
００ｎｍ厚さを有する。VCSEL構造に関するこれ以上の
詳細は米国特許第５，９７８，４０８号を参照された
い。
００は、約１／４波長の厚さをもつ酸化Al0.94Ga0.06As
層７４０によって一般に形成された非酸化アパーチャ７
０１を有している。活性領域７５０は一般に厚さ１波長
の独立した閉込めへテロ構造(SCH)から成っている。SCH
は４つのInAlGaAs量子井戸(図示せず)と、５つのAl0. 35
Ga0.42Asバリヤ層(図示せず)を有する。透明な最上部電
極７８０（一般に、インジウム錫酸化物）と最下部電極
７９０は電気接点になる。電流はエピタキシャル結晶成
長させたDBRミラー７９９を通り、活性層７５０を通過
し、DBRミラー７９８をまわって電極７９０に向かって
注入される。DBRミラー７９８は濃く酸化されたアルミ
ニウム層を含んでいるので、電流路の一部を形成しな
い。活性層７５０は下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層７７
０と上部Al0.58Ga0.32Asクラッド層７６０の間にはさま
れている。下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層７７０に対す
るドーピングは、一般にｎ形で、１×１０18／ｃｍ3〜
５×１０18／ｃｍ3の範囲のドーピングレベルと、約１
００ｎｍ厚さを有する。VCSEL構造に関するこれ以上の
詳細は米国特許第５，９７８，４０８号を参照された
い。
【００２１】マイクロレンズは多層構造を異なる横方向
長さに酸化させることによって作ることができる。本発
明に従って、図８は、エッチングされたキャビティ８１
１を使用し、平面酸化を使用して製作されたマイクロレ
ンズ８００を示す。図８の層８０１，８０２，８０３，
８０４，８０５，８０６，８０７，８０８，８０９、８
１０の異なる横方向酸化長さはそれぞれの層のアルミニ
ウム組成を異ならせることによって達成される。酸化プ
ロセスが垂直方向に進行するのを防止するため、酸化層
８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８
０７，８０８，８０９、８１０の間に、薄い非酸化層８
５０を置かなければならない。たとえば、もしマイクロ
レンズ８００が２５μｍの半径と１０μｍの焦点距離を
有していれば、本発明に係る実施例は表１で説明され
る。表１に記載した実施例の場合、各層のアルミニウム
組成は、同じ酸化時間における要求された酸化物の長さ
に基づいて決まる。AlxGa1-xAsの各層の厚さは１μｍで
ある。４００℃におけるアルミニウム組成の関数とし
て、AlGaAsの酸化速度に基づいて、酸化フロントが球面
を形成するように、各層のアルミニウム組成、すなわち
各層８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０
６，８０７，８０８，８０９、８１０のアルミニウム含
有量が選定される。もしより滑らかな酸化物先端を所望
ならば、層の厚さを減らし、もっと多くの層を追加して
もよい。しかし、、横方向酸化技術を使用して非球面レ
ンズを作ることもできることに留意すべきである。
長さに酸化させることによって作ることができる。本発
明に従って、図８は、エッチングされたキャビティ８１
１を使用し、平面酸化を使用して製作されたマイクロレ
ンズ８００を示す。図８の層８０１，８０２，８０３，
８０４，８０５，８０６，８０７，８０８，８０９、８
１０の異なる横方向酸化長さはそれぞれの層のアルミニ
ウム組成を異ならせることによって達成される。酸化プ
ロセスが垂直方向に進行するのを防止するため、酸化層
８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８
０７，８０８，８０９、８１０の間に、薄い非酸化層８
５０を置かなければならない。たとえば、もしマイクロ
レンズ８００が２５μｍの半径と１０μｍの焦点距離を
有していれば、本発明に係る実施例は表１で説明され
る。表１に記載した実施例の場合、各層のアルミニウム
組成は、同じ酸化時間における要求された酸化物の長さ
に基づいて決まる。AlxGa1-xAsの各層の厚さは１μｍで
ある。４００℃におけるアルミニウム組成の関数とし
て、AlGaAsの酸化速度に基づいて、酸化フロントが球面
を形成するように、各層のアルミニウム組成、すなわち
各層８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０
６，８０７，８０８，８０９、８１０のアルミニウム含
有量が選定される。もしより滑らかな酸化物先端を所望
ならば、層の厚さを減らし、もっと多くの層を追加して
もよい。しかし、、横方向酸化技術を使用して非球面レ
ンズを作ることもできることに留意すべきである。
【００２２】
【表１】
【００２３】同じウェーハの上にいろいろなタイプのエ
レクトロニクスや光学デバイスを集積することが望まし
いことが多い。エッチド・キャビティ法は、オプトエレ
クトロニクス集積回路内のデバイスの間に電気的隔離領
域を形成する容易な手段を提供する。図９は、エッジ放
射半導体レーザ１００５と共に集積されたGaAs金属−半
導体電界効果トランジスタ(MESFET)９０５と９０１１か
ら成る本発明に係る実施例を示す。MESFETトランジスタ
９０５はゲート９３１、ドレーン９３２、およびソース
９３３から成っている。MESFETトランジスタ９１１はゲ
ート９４１、ドレーン９４２、およびソース９４３から
成っている。信号は、相互接続ワイヤ９９１、９９２に
沿ってそれぞれゲート９４１、９３１に接続している接
触パッド９５０に入力される。ソース９４３は相互接続
ワイヤ９９３によって接触パッド９５５へ接続されてお
り、接触パッド９５５はグラウンドに達している。相互
接続ワイヤ９９４はドレーン９４２とソース９３３とを
接続している。ｐ接触パッド９６５は相互接続ワイヤ９
９５によってエッジ放射レーザ１００５のｐ接点に接続
されており、通路９６０は相互接続ワイヤ９９６によっ
てドレーン９３２へ接続されており、エッジ放射レーザ
１００５のｎ接点に達している。
レクトロニクスや光学デバイスを集積することが望まし
いことが多い。エッチド・キャビティ法は、オプトエレ
クトロニクス集積回路内のデバイスの間に電気的隔離領
域を形成する容易な手段を提供する。図９は、エッジ放
射半導体レーザ１００５と共に集積されたGaAs金属−半
導体電界効果トランジスタ(MESFET)９０５と９０１１か
ら成る本発明に係る実施例を示す。MESFETトランジスタ
９０５はゲート９３１、ドレーン９３２、およびソース
９３３から成っている。MESFETトランジスタ９１１はゲ
ート９４１、ドレーン９４２、およびソース９４３から
成っている。信号は、相互接続ワイヤ９９１、９９２に
沿ってそれぞれゲート９４１、９３１に接続している接
触パッド９５０に入力される。ソース９４３は相互接続
ワイヤ９９３によって接触パッド９５５へ接続されてお
り、接触パッド９５５はグラウンドに達している。相互
接続ワイヤ９９４はドレーン９４２とソース９３３とを
接続している。ｐ接触パッド９６５は相互接続ワイヤ９
９５によってエッジ放射レーザ１００５のｐ接点に接続
されており、通路９６０は相互接続ワイヤ９９６によっ
てドレーン９３２へ接続されており、エッジ放射レーザ
１００５のｎ接点に達している。
【００２４】エッチングされたキャビティ９１０は埋込
みAlAs層１０１０を酸化させるためのアクセスを提供す
る（図１０参照）。埋込みAlAs層１０１０はMESFETトラ
ンジスタ９０５とMESFETトランジスタ９１１の両方をエ
ッジ放射半導体レーザ１００５から電気的に隔離する作
用をする。MESFETトランジスタ９１１からMESFETトラン
ジスタ９０５を電気的に隔離するために、浅いイオン注
入が使用されている。図１０は、図９の線１０に沿った
断面を示す。MESFETトランジスタ９０５、９１１のゲー
ト領域は一般に低いレベルの１０17／ｃｍ3までドープ
されている。ドレーン９３２とドレーン９４２の各領域
とソース９３３とソース９４３の各領域におけるより高
いドーピングレベルは、よりすぐれたオーム接点を考慮
に入れており、イオン注入によって達成することができ
る。ｐ＋層１０２０、真性層１０３０、およびｎ＋層１
０４０は、エッジ放射半導体レーザ１００５のためのダ
イオード構造を形成している。
みAlAs層１０１０を酸化させるためのアクセスを提供す
る（図１０参照）。埋込みAlAs層１０１０はMESFETトラ
ンジスタ９０５とMESFETトランジスタ９１１の両方をエ
ッジ放射半導体レーザ１００５から電気的に隔離する作
用をする。MESFETトランジスタ９１１からMESFETトラン
ジスタ９０５を電気的に隔離するために、浅いイオン注
入が使用されている。図１０は、図９の線１０に沿った
断面を示す。MESFETトランジスタ９０５、９１１のゲー
ト領域は一般に低いレベルの１０17／ｃｍ3までドープ
されている。ドレーン９３２とドレーン９４２の各領域
とソース９３３とソース９４３の各領域におけるより高
いドーピングレベルは、よりすぐれたオーム接点を考慮
に入れており、イオン注入によって達成することができ
る。ｐ＋層１０２０、真性層１０３０、およびｎ＋層１
０４０は、エッジ放射半導体レーザ１００５のためのダ
イオード構造を形成している。
【００２５】５μｍのオーダーの十分に短い酸化長さに
するため、酸化フロントの形状はエッチングされたキャ
ビティの形状に従っている。図１１は、考えられる酸化
フロントの形状１１０１，１１０２、１１０３、１１０
４と、対応する形状のキャビティ１１１１，１１１２，
１１１３，１１１４を示す。キャビティ１１１１〜１１
１４は一般にホトレジストにパターニングされ、そのあ
とエッチングされる。次に、キャビティ１１１１〜１１
１４が本発明に従って水蒸気に暴露され、埋込みAlGaAs
層内に酸化フロントの形状１１０１〜１１０４が形成さ
れる。図１２のつなぎ合わされた酸化フロントの形状１
１０２、１１０３、１１０４は、湾曲した導波路１１９
８の形を定める酸化フロントパターン１１９９を形成す
る。酸化フロントパターン１１９９は、キャビティ１１
１２〜１１１４から生まれた酸化フロントの形状１１０
２〜１１０４が集まって、湾曲した導波路１１９８であ
る自然酸化物で形が定められた通路を形成するように、
キャビティ１１１２〜１１１４を整列させることによっ
て生成される。湾曲した導波路は能動デバイス（たとえ
ばリング・レーザ）や、集積光学デバイス（たとえばマ
ッハ・ゼンダー変調器）に対する用途を有する。
するため、酸化フロントの形状はエッチングされたキャ
ビティの形状に従っている。図１１は、考えられる酸化
フロントの形状１１０１，１１０２、１１０３、１１０
４と、対応する形状のキャビティ１１１１，１１１２，
１１１３，１１１４を示す。キャビティ１１１１〜１１
１４は一般にホトレジストにパターニングされ、そのあ
とエッチングされる。次に、キャビティ１１１１〜１１
１４が本発明に従って水蒸気に暴露され、埋込みAlGaAs
層内に酸化フロントの形状１１０１〜１１０４が形成さ
れる。図１２のつなぎ合わされた酸化フロントの形状１
１０２、１１０３、１１０４は、湾曲した導波路１１９
８の形を定める酸化フロントパターン１１９９を形成す
る。酸化フロントパターン１１９９は、キャビティ１１
１２〜１１１４から生まれた酸化フロントの形状１１０
２〜１１０４が集まって、湾曲した導波路１１９８であ
る自然酸化物で形が定められた通路を形成するように、
キャビティ１１１２〜１１１４を整列させることによっ
て生成される。湾曲した導波路は能動デバイス（たとえ
ばリング・レーザ）や、集積光学デバイス（たとえばマ
ッハ・ゼンダー変調器）に対する用途を有する。
【００２６】図１３ａは、本発明に係る分布帰還(DFB)
レーザ構造１３００を示す。ここでは、酸化させるた
め、Al0.98Ga0.02As埋込み層１３２０はエッチングされ
たキャビティ１３２１を通してアクセスされる。図１３
ａに示した酸化フロント１３２５の周期的波形の形状は
周期的屈折率変化に変化する。周期性が１／２波長の整
数の倍数であるように設計した場合の周期的屈折率変化
は、レーザ作用をする分布帰還機構を提供する。たとえ
ば、AlGaAsに一般的であるAlGaAs埋込み層１３２０の
３．５の屈折率と、DFBレーザ１３００の８２０ｎｍの
波長のために、酸化フロントの格子周期を約１１７ｎｍ
にする必要がある。図１３ｂは、DFBレーザ１３００の
層構造を示す。、ｎGaAs基層１３２９上に、ｎ形Al0.7G
a0.3As下部クラッド層１３３０が一般に約１μｍの厚さ
に結晶成長される。そのｎ形Al0.7Ga0 .3Asクラッド層１
３３０の上に、ｎ形Al0.4Ga0.6As導波路層１３３１が一
般に０．１２ｎｍの厚さに結晶成長される。ｎ形Al0.4G
a0.6As導波路層１３３１とｐ形Al0.4Ga0.6As導波路層１
３３２の間に、GaAs量子井戸活性層１３３５がある。ｐ
形Al0.7Ga0.3As上部クラッド層１３３６は、酸化可能な
ｐ形Al0.98Ga0.02As埋込み層１３２０によってｐ形Al
0.4Ga0.6As導波路層１３３５から分離されている。ｐ形
GaAs層１３４０はキャッピング層として作用する。
レーザ構造１３００を示す。ここでは、酸化させるた
め、Al0.98Ga0.02As埋込み層１３２０はエッチングされ
たキャビティ１３２１を通してアクセスされる。図１３
ａに示した酸化フロント１３２５の周期的波形の形状は
周期的屈折率変化に変化する。周期性が１／２波長の整
数の倍数であるように設計した場合の周期的屈折率変化
は、レーザ作用をする分布帰還機構を提供する。たとえ
ば、AlGaAsに一般的であるAlGaAs埋込み層１３２０の
３．５の屈折率と、DFBレーザ１３００の８２０ｎｍの
波長のために、酸化フロントの格子周期を約１１７ｎｍ
にする必要がある。図１３ｂは、DFBレーザ１３００の
層構造を示す。、ｎGaAs基層１３２９上に、ｎ形Al0.7G
a0.3As下部クラッド層１３３０が一般に約１μｍの厚さ
に結晶成長される。そのｎ形Al0.7Ga0 .3Asクラッド層１
３３０の上に、ｎ形Al0.4Ga0.6As導波路層１３３１が一
般に０．１２ｎｍの厚さに結晶成長される。ｎ形Al0.4G
a0.6As導波路層１３３１とｐ形Al0.4Ga0.6As導波路層１
３３２の間に、GaAs量子井戸活性層１３３５がある。ｐ
形Al0.7Ga0.3As上部クラッド層１３３６は、酸化可能な
ｐ形Al0.98Ga0.02As埋込み層１３２０によってｐ形Al
0.4Ga0.6As導波路層１３３５から分離されている。ｐ形
GaAs層１３４０はキャッピング層として作用する。
【００２７】図１４ａ〜ｄは、エッジ放射レーザ構造１
００の埋込み層１２０にアクセスして酸化させるためエ
ッチングされたキャビティ１１０を使用する典型的な製
造順序を断面図で示す（図１ｂ参照）。図１５ａ〜ｄ
は、それらの対応する平面図である。図１４ａと図１５
ａについて説明すると、エッジ放射レーザ構造１００の
結晶成長後、CVD(chemical vapor deposition)、プラズ
マ強化CVD、または蒸着(evaporation)によって、ｐ形Al
0.5In0.5Pクラッド層１５５の上に、SiO2層１４０５が
堆積される。SiO2層１４０５に続いて、ホトレジスト層
１４０１が堆積される。
００の埋込み層１２０にアクセスして酸化させるためエ
ッチングされたキャビティ１１０を使用する典型的な製
造順序を断面図で示す（図１ｂ参照）。図１５ａ〜ｄ
は、それらの対応する平面図である。図１４ａと図１５
ａについて説明すると、エッジ放射レーザ構造１００の
結晶成長後、CVD(chemical vapor deposition)、プラズ
マ強化CVD、または蒸着(evaporation)によって、ｐ形Al
0.5In0.5Pクラッド層１５５の上に、SiO2層１４０５が
堆積される。SiO2層１４０５に続いて、ホトレジスト層
１４０１が堆積される。
【００２８】次に図１４ｂと図１５ｂについて説明す
る。ホトレジスト層１４０１は、エッチングされたキャ
ビティ１１０のサイズと位置を定めるパーフォレーショ
ン１４１０にパターニングされる。エッチングされたキ
ャビティ１１０は、化学的エッチングプロセスまたはド
ライエッチングプロセスによってSiO2層１４０５を貫通
してｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５まで下方にエッ
チングされる。ｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５とそ
の下にある半導体層は、ドライエッチング、例えば反応
性イオンエッチング(RIE)または化学的支援イオンビー
ムエッチング(CAIBE)によって、一般にGaInPエッチスト
ップ層１１１まで下方にエッチングされる。例えば、Ga
Asをベースとするエッジ放射レーザ構造１００のエッチ
ングされたキャビティ１１０は、塩素をベースとする反
応性イオンエッチングまたは化学的支援イオンビームエ
ッチングを使用して、ドライエッチングすることができ
る。
る。ホトレジスト層１４０１は、エッチングされたキャ
ビティ１１０のサイズと位置を定めるパーフォレーショ
ン１４１０にパターニングされる。エッチングされたキ
ャビティ１１０は、化学的エッチングプロセスまたはド
ライエッチングプロセスによってSiO2層１４０５を貫通
してｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５まで下方にエッ
チングされる。ｐ形Al0.5In0.5Pクラッド層１５５とそ
の下にある半導体層は、ドライエッチング、例えば反応
性イオンエッチング(RIE)または化学的支援イオンビー
ムエッチング(CAIBE)によって、一般にGaInPエッチスト
ップ層１１１まで下方にエッチングされる。例えば、Ga
Asをベースとするエッジ放射レーザ構造１００のエッチ
ングされたキャビティ１１０は、塩素をベースとする反
応性イオンエッチングまたは化学的支援イオンビームエ
ッチングを使用して、ドライエッチングすることができ
る。
【００２９】AlGaAs合金の場合には、キャビティはドラ
イエッチング技術またはウェットエッチング技術のどち
らかを使用してエッチングすることができる。
イエッチング技術またはウェットエッチング技術のどち
らかを使用してエッチングすることができる。
【００３０】ドライエッチングの例は、Technics Plasm
a RIBE ECR 3608を使用する化学的支援イオンビームエ
ッチング装置(CAIBE)と、8 SCCM Cl2、 2 SCCM BCl3、5
SCCM Arから成る混合ガスを使用する。混合ガスは、３
５０Ｗのマイクロ波パワーと１２００ガウスの磁界によ
る電子サイクロトロン共振(ECR)で活性化される。活性
化されたガスは５５０Ｖで試料に向かって加速され、２
８％デュティサイクルで電子エミッタによって中和され
る。試料は１００℃に加熱される。エッチング速度はキ
ャビティのサイズによって決まり、直径２μｍの円形キ
ャビティの場合は約１，０００オングストローム／分で
ある。
a RIBE ECR 3608を使用する化学的支援イオンビームエ
ッチング装置(CAIBE)と、8 SCCM Cl2、 2 SCCM BCl3、5
SCCM Arから成る混合ガスを使用する。混合ガスは、３
５０Ｗのマイクロ波パワーと１２００ガウスの磁界によ
る電子サイクロトロン共振(ECR)で活性化される。活性
化されたガスは５５０Ｖで試料に向かって加速され、２
８％デュティサイクルで電子エミッタによって中和され
る。試料は１００℃に加熱される。エッチング速度はキ
ャビティのサイズによって決まり、直径２μｍの円形キ
ャビティの場合は約１，０００オングストローム／分で
ある。
【００３１】キャビティのエッチングは、他のドライエ
ッチングツール、たとえばPlasmaQuest ECRリアクタを
使用する反応性イオンエッチング(RIE)を使用して実施
することができる。RIEエッチングの例は、1 SCCM C
l2、10 SCCM BCl3、および13.5 SCCM ArのECR活性化混
合ガスと、４００Ｗのマイクロ波パワーと３３ＷのRFパ
ワーを使用している。エッチングチャンバ圧力は２．１
torr に調整され、試料温度は４℃に設定される。エッ
チング速度は同様にキャビティのサイズによって決ま
り、直径２μｍの円形パターンの場合は約７３０オング
ストローム／分で、直径１０μｍ以上のキャビティの場
合は１，３００オングストローム／分である。RIE装置
はPlasmaQuest ECRリアクタである。
ッチングツール、たとえばPlasmaQuest ECRリアクタを
使用する反応性イオンエッチング(RIE)を使用して実施
することができる。RIEエッチングの例は、1 SCCM C
l2、10 SCCM BCl3、および13.5 SCCM ArのECR活性化混
合ガスと、４００Ｗのマイクロ波パワーと３３ＷのRFパ
ワーを使用している。エッチングチャンバ圧力は２．１
torr に調整され、試料温度は４℃に設定される。エッ
チング速度は同様にキャビティのサイズによって決ま
り、直径２μｍの円形パターンの場合は約７３０オング
ストローム／分で、直径１０μｍ以上のキャビティの場
合は１，３００オングストローム／分である。RIE装置
はPlasmaQuest ECRリアクタである。
【００３２】高いアスペクト比をもつ小さいキャビティ
はウェットエッチングを使用して作ることは難しいが、
ウェットケミカル装置で大きなキャビティをあけること
は、実行可能なオプションである。AlGaAsをエッチング
できる化学物質の混合物は1H3PO4 : 1 H2O2 : 30 H2Oで
ある。ここで、数字は体積比を示す。化学物質を別の比
率で混合することも可能である。さらに、他の化学物質
たとえばHCl/H2O2やH2SO4/H2O2を使用することもでき
る。
はウェットエッチングを使用して作ることは難しいが、
ウェットケミカル装置で大きなキャビティをあけること
は、実行可能なオプションである。AlGaAsをエッチング
できる化学物質の混合物は1H3PO4 : 1 H2O2 : 30 H2Oで
ある。ここで、数字は体積比を示す。化学物質を別の比
率で混合することも可能である。さらに、他の化学物質
たとえばHCl/H2O2やH2SO4/H2O2を使用することもでき
る。
【００３３】AlGaAs以外の半導体は当然に他のエッチン
グ化学物質を必要とするであろう。亜燐酸インジウムの
場合、H3PO4 で希釈したHClはうまくいくが、水で希釈
したH 3PO4/H2O2はInAlGaAs合金に使用できる。InGaAsP
合金の場合、水で希釈したH2SO 4/H2O2は理想的である。
さらに、AlGaAsに関して触れた混合ガスのような塩素を
ベースとする混合ガスを使用するCAIBEおよびRIEドライ
エッチングを用いて、InP をベースとする物質にキャビ
ティをあけることができる。しかし、エッチング残留物
は揮発性が少ないので、試料の温度は一般にAlGaAsエッ
チングの場合より高く設定すべきである。AlGaAsおよび
InGaAsP以外の物質に対するエッチングプロセスは必要
なとき開発することができる。
グ化学物質を必要とするであろう。亜燐酸インジウムの
場合、H3PO4 で希釈したHClはうまくいくが、水で希釈
したH 3PO4/H2O2はInAlGaAs合金に使用できる。InGaAsP
合金の場合、水で希釈したH2SO 4/H2O2は理想的である。
さらに、AlGaAsに関して触れた混合ガスのような塩素を
ベースとする混合ガスを使用するCAIBEおよびRIEドライ
エッチングを用いて、InP をベースとする物質にキャビ
ティをあけることができる。しかし、エッチング残留物
は揮発性が少ないので、試料の温度は一般にAlGaAsエッ
チングの場合より高く設定すべきである。AlGaAsおよび
InGaAsP以外の物質に対するエッチングプロセスは必要
なとき開発することができる。
【００３４】次に図１４ｃ及び図１５ｃについて説明す
る。ホトレジスト層１４０１は剥離され、Al0.99Ga0.01
As埋込み層１２０は米国特許第５，２６２，３６０号に
記載されているやり方で酸化される。エッジ放射レーザ
構造１００は４００℃を超える温度の周囲の飽和水蒸気
に暴露される。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０は、ガリ
ウムと砒素酸化物を含む非晶質アルミニウム酸化物に変
えられる。Al0.99Ga0. 01As埋込み層１２０は絶縁してお
り、一般に１．５〜１．６の低い屈折率を有する。導波
路コアの形を定めるAl0.99Ga0.01As埋込み層１２０のス
トライプ１７０の酸化を防止するように注意を払うべき
である。
る。ホトレジスト層１４０１は剥離され、Al0.99Ga0.01
As埋込み層１２０は米国特許第５，２６２，３６０号に
記載されているやり方で酸化される。エッジ放射レーザ
構造１００は４００℃を超える温度の周囲の飽和水蒸気
に暴露される。Al0.99Ga0.01As埋込み層１２０は、ガリ
ウムと砒素酸化物を含む非晶質アルミニウム酸化物に変
えられる。Al0.99Ga0. 01As埋込み層１２０は絶縁してお
り、一般に１．５〜１．６の低い屈折率を有する。導波
路コアの形を定めるAl0.99Ga0.01As埋込み層１２０のス
トライプ１７０の酸化を防止するように注意を払うべき
である。
【００３５】次に図１４ｄおよび図１４ｄについて説明
する。SiO2層１４０５がドライエッチングによって除去
され、ｐ電極１０５が蒸着によって堆積される。エッジ
放射レーザ構造１００は蒸発した金属原子のビーム方向
に対し約４５度の角度で傾斜している。エッジ放射レー
ザ構造１００を傾斜させることは、金属がエッチングさ
れたキャビティ１１０の内面を被覆し、エッジ放射レー
ザ構造１００を通る望ましくない電流路を生成するのを
防止する。ｎ接点を作るために、エッジ放射レーザ構造
１００が薄くされ、底面にｎ電極１０６が堆積される。
する。SiO2層１４０５がドライエッチングによって除去
され、ｐ電極１０５が蒸着によって堆積される。エッジ
放射レーザ構造１００は蒸発した金属原子のビーム方向
に対し約４５度の角度で傾斜している。エッジ放射レー
ザ構造１００を傾斜させることは、金属がエッチングさ
れたキャビティ１１０の内面を被覆し、エッジ放射レー
ザ構造１００を通る望ましくない電流路を生成するのを
防止する。ｎ接点を作るために、エッジ放射レーザ構造
１００が薄くされ、底面にｎ電極１０６が堆積される。
【００３６】同じ設計技法と製造プロセスによって、受
動ストレート導波路構造４００（図４ａ参照）及び５０
０（図５参照）を製造することができる。しかし、受動
ストレート導波路構造４００および５００は、それぞれ
導波路コア４２５，４２６、４２７および５２６、５２
７の中に伝播する光を吸収しない半導体層を有する。こ
れは、受動導波路構造４００及び５００のSCH構造１９
０のバンドギャップが伝播する光の光子エネルギーより
大きいように、SCH構造１９０（図１ｂ参照）が設計さ
れる（すなわち、処理される）ことを意味する。このバ
ンドギャップ・エンジニヤリングは、たとえば不純物誘
起層の無秩序またはマイグレーション・エンハンスド・
エピタキシーによって達成することができる。能動デバ
イスについて使用したのと同じプロセスを受動導波路構
造４００および５００に使用できることは重要である。
その理由は、これにより、単一導波路構造が能動セクシ
ョンと受動セクションをもつことができるからである。
受動セクションは、受動セクションの光吸収性をもたら
すバイアス電圧を加えることによって光変調器として使
用することができる。
動ストレート導波路構造４００（図４ａ参照）及び５０
０（図５参照）を製造することができる。しかし、受動
ストレート導波路構造４００および５００は、それぞれ
導波路コア４２５，４２６、４２７および５２６、５２
７の中に伝播する光を吸収しない半導体層を有する。こ
れは、受動導波路構造４００及び５００のSCH構造１９
０のバンドギャップが伝播する光の光子エネルギーより
大きいように、SCH構造１９０（図１ｂ参照）が設計さ
れる（すなわち、処理される）ことを意味する。このバ
ンドギャップ・エンジニヤリングは、たとえば不純物誘
起層の無秩序またはマイグレーション・エンハンスド・
エピタキシーによって達成することができる。能動デバ
イスについて使用したのと同じプロセスを受動導波路構
造４００および５００に使用できることは重要である。
その理由は、これにより、単一導波路構造が能動セクシ
ョンと受動セクションをもつことができるからである。
受動セクションは、受動セクションの光吸収性をもたら
すバイアス電圧を加えることによって光変調器として使
用することができる。
【００３７】以上、横方向に酸化させるため酸化可能な
埋込み半導体層にアクセスするする方法について説明し
た。ウェーハの平面性は維持されるので、本方法は埋込
み酸化物質をそれらの光学的性質と電気的性質のため使
用するさまざまなデバイスににとって利益がある。
埋込み半導体層にアクセスするする方法について説明し
た。ウェーハの平面性は維持されるので、本方法は埋込
み酸化物質をそれらの光学的性質と電気的性質のため使
用するさまざまなデバイスににとって利益がある。
【００３８】この分野の専門が理解されるように、本発
明の開示した実施例に対するその他の修正、拡張、およ
び変更は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲および
精神に包含されるものと考えられる。
明の開示した実施例に対するその他の修正、拡張、およ
び変更は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲および
精神に包含されるものと考えられる。
【図１ａ】本発明に係る実施例の平面図である。
【図１ｂ】図１ａの実施例の断面図である。
【図１ｃ】本発明に係る実施例について酸化物層の厚さ
の関数として、横方向屈折率ステップの変化を示すグラ
フである。
の関数として、横方向屈折率ステップの変化を示すグラ
フである。
【図１ｄ】横方向に酸化された層と独立した閉込めヘテ
ロ構造間の間隔の関数として、単一モード動作を維持す
るために必要なストライプの最大幅を示すグラフであ
る。
ロ構造間の間隔の関数として、単一モード動作を維持す
るために必要なストライプの最大幅を示すグラフであ
る。
【図２】メサ構造エッチ放射半導体レーザを示す断面図
である。
である。
【図３ａ】本発明に係る実施例の平面図である。
【図３ｂ】図３ａの実施例の断面図である。
【図４ａ】本発明に係る実施例の平面図である。
【図４ｂ】図４ａの実施例の断面図である。
【図５】本発明に係る実施例の平面図である。
【図６】本発明に係る実施例の断面図である。
【図７ａ】本発明に係る実施例の平面図である。
【図７ｂ】図７ａの実施例の断面図である。
【図７ｃ】図７ａの実施例の断面図である。
【図８】本発明に係る実施例の断面図である。
【図９】本発明に係る実施例の平面図である。
【図１０】図９の実施例の断面図である。
【図１１】本発明に係る実施例の平面図である。
【図１２】本発明に係る実施例の平面図である。
【図１３ａ】本発明に係る実施例の平面図である。
【図１３ｂ】図１３ａの実施例の断面図である。
【図１４ａ】本発明に係る実施例を製作する一連の工程
の第１のものを示す側面図である。
の第１のものを示す側面図である。
【図１４ｂ】本発明に係る実施例を製作する、次の工程
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図１４ｃ】本発明に係る実施例を製作する、その次の
工程を示す側面図である。
工程を示す側面図である。
【図１４ｄ】本発明に係る実施例を製作する、更に次の
工程を示す側面図である。
工程を示す側面図である。
【図１５ａ】図１４ａの工程の平面図である。
【図１５ｂ】図１４ｂの工程の平面図である。
【図１５ｃ】図１４ｃの工程の平面図である。
【図１５ｄ】図１４ｄの工程の平面図である。
１００ 本発明に係るエッジ放射レーザ構造 １０５ ｐ電極 １０６ ｎ電極 １１０ エッチングされたキャビティ １１１ GaInP層 １２０ AlyGa1-yAs埋込み層 １２３ 酸化領域 １５５ ｐ形Al0.99Ga0.01Asクラッド層 １５６ ｎ形Al0.5In0.5Pクラッド層 １５９ 注入領域 １７０ ストライプ １７１ ｎ+GaAs基層 １７５ Ga0.4In0.6P量子井戸活性層 １８５ ｎ形(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層 １８６ ｐ形(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pバリヤ層 １９０ 閉込めへテロ構造(SCH) ２００ 本発明に係るエッジ放射レーザ ２１０ メサ ３００ 本発明に係る４ビーム構造 ３１０ キャビティ ３２０、３２１ 埋込み層 ３２５、３２６、３２７、３２８ 個々のエッジ放射レ
ーザ ３５０、３５１、３６０、３６１ 金属接点 ４００ 本発明に係る受動導波路構造 ４１０ キャビティ ４１１ キャビティ ４２０、４２１、４２２ キャビティの側面部分 ４２５，４２６、４２７、４２８ 導波路コア ４３０ Al0.99Ga0.01As層 ４３６ GaAs層 ４３７、４３８ Al0.99Ga0.01As層 ４５０、４５５ GaAs層 ５００ 本発明に係る実施例（ビームスプリッタ） ５１０、５１１ キャビティ ５２６、５２７ 導波路コア ６００ 本発明に係る実施例（DBRミラー） ６１０ キャビティ ６２０ AlAs層 ６３０ GaAs層 ７００ 本発明に係る実施例（垂直キャビティ表面放射
レーザ） ７０１ 非酸化アパーチャ ７１０ エッチングされたキャビティ ７２０ 酸化AlAs層 ７３０ GaAs層 ７４０ 酸化層 ７５０ 活性領域 ７６０ 上部Al0.58Ga0.32Asクラッド層 ７７０ 下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層 ７７７ ｎ形GaAs基層 ７８０ 透明上部電極 ７９０ 下部電極 ７９７ Al0.16Ga0.84As層 ７９８ 下部DBRミラー ７９９ 上部DBRミラー ８００ マイクロレンズ ８０１〜８１０ 酸化層 ８１１ エッチングされたキャビティ ８５０ 薄い非酸化層 ９０５ GaAs金属半導体電界効果(MESFET)トランジスタ ９１０ エッチングされたキャビティ ９１１ MESFETトランジスタ ９３１、９４１ ゲート ９３２、９４２、ドレーン ９３３、９４２ ソース ９５０、９５５ 接触パッド ９６０ 通路 ９６５ ｐ接触パッド ９９１〜９６６ 相互接続ワイヤ １００５ エッジ放射レーザ １０１０ 埋込みAlAs層 １０２０ ｐ+層 １０３０ 真性層 １０４０ ｎ+層 １１０１〜１１０４ 酸化フロントの形状 １１１１〜１１１４ 対応する形状のキャビティ １１９８ 湾曲した導波路 １１９９ 酸化全部パターン １３００ 本発明に係る分布帰還(DFB)レーザ構造 １３２０ Al0.98Ga0.02As埋込み層 １３２１ エッチングされたキャビティ １３２５ 酸化フロント １３２９ GaAs基層 １３３０ ｎ形Al0.7Ga0.3As下部クラッド層 １３３１ ｎ形Al0.4Ga0.6As導波路層 １３３２ ｐ形Al0.4Ga0.6As導波路層 １３３５ GaAs量子井戸活性層 １３３６ ｐ形Al0.7Ga0.3As上部クラッド層 １３４０ ｐGaAs層 １４０１ ホトレジスト層 １４０５ SiO2層 １４１０ パーフォレーション
ーザ ３５０、３５１、３６０、３６１ 金属接点 ４００ 本発明に係る受動導波路構造 ４１０ キャビティ ４１１ キャビティ ４２０、４２１、４２２ キャビティの側面部分 ４２５，４２６、４２７、４２８ 導波路コア ４３０ Al0.99Ga0.01As層 ４３６ GaAs層 ４３７、４３８ Al0.99Ga0.01As層 ４５０、４５５ GaAs層 ５００ 本発明に係る実施例（ビームスプリッタ） ５１０、５１１ キャビティ ５２６、５２７ 導波路コア ６００ 本発明に係る実施例（DBRミラー） ６１０ キャビティ ６２０ AlAs層 ６３０ GaAs層 ７００ 本発明に係る実施例（垂直キャビティ表面放射
レーザ） ７０１ 非酸化アパーチャ ７１０ エッチングされたキャビティ ７２０ 酸化AlAs層 ７３０ GaAs層 ７４０ 酸化層 ７５０ 活性領域 ７６０ 上部Al0.58Ga0.32Asクラッド層 ７７０ 下部Al0.16Ga0.84Asクラッド層 ７７７ ｎ形GaAs基層 ７８０ 透明上部電極 ７９０ 下部電極 ７９７ Al0.16Ga0.84As層 ７９８ 下部DBRミラー ７９９ 上部DBRミラー ８００ マイクロレンズ ８０１〜８１０ 酸化層 ８１１ エッチングされたキャビティ ８５０ 薄い非酸化層 ９０５ GaAs金属半導体電界効果(MESFET)トランジスタ ９１０ エッチングされたキャビティ ９１１ MESFETトランジスタ ９３１、９４１ ゲート ９３２、９４２、ドレーン ９３３、９４２ ソース ９５０、９５５ 接触パッド ９６０ 通路 ９６５ ｐ接触パッド ９９１〜９６６ 相互接続ワイヤ １００５ エッジ放射レーザ １０１０ 埋込みAlAs層 １０２０ ｐ+層 １０３０ 真性層 １０４０ ｎ+層 １１０１〜１１０４ 酸化フロントの形状 １１１１〜１１１４ 対応する形状のキャビティ １１９８ 湾曲した導波路 １１９９ 酸化全部パターン １３００ 本発明に係る分布帰還(DFB)レーザ構造 １３２０ Al0.98Ga0.02As埋込み層 １３２１ エッチングされたキャビティ １３２５ 酸化フロント １３２９ GaAs基層 １３３０ ｎ形Al0.7Ga0.3As下部クラッド層 １３３１ ｎ形Al0.4Ga0.6As導波路層 １３３２ ｐ形Al0.4Ga0.6As導波路層 １３３５ GaAs量子井戸活性層 １３３６ ｐ形Al0.7Ga0.3As上部クラッド層 １３４０ ｐGaAs層 １４０１ ホトレジスト層 １４０５ SiO2層 １４１０ パーフォレーション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ディー フロイド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94086 サニーヴェイル ヴィセント ド ライヴ 1251 アパートメント 103 (72)発明者 トーマス エル パオリ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス サイプレス ド ライヴ 420 (72)発明者 ディカイ サン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94024 ロス アルトス サンライズ コ ート 1300
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体構造において、 基層と、 前記基層の上に形成された複数の半導体層であって、最
上部層である第１半導体層及び活性層から成る第２半導
体層を含む複数の半導体層と、 前記最上部層から延びた孔が入り込んでいる酸化可能な
半導体層とから成り、 前記酸化可能な半導体層の第１領域および第２領域によ
って境界が定められた非酸化ストライプ領域を形成する
ように、前記酸化可能な半導体層の前記第１領域および
前記第２領域は酸化されていることを特徴とする半導体
構造。 - 【請求項２】 半導体構造を製造する方法であって、 基層を設けるステップと、 前記基層の上に最上部層である第１半導体層と活性層か
ら成る第２半導体層とを含む複数の半導体層を形成する
ステップと、 前記最上部層から延びた孔が入り込んでいる酸化可能な
半導体層を設けるステップとから成り、 前記酸化可能な半導体層の第１領域および第２領域によ
って境界が定められた非酸化ストライプ領域を形成する
ように、前記酸化可能な半導体層の前記第１領域および
前記第２領域を酸化することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/472754 | 1999-12-27 | ||
| US09/472,754 US6674090B1 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Structure and method for planar lateral oxidation in active |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001251017A true JP2001251017A (ja) | 2001-09-14 |
| JP4721513B2 JP4721513B2 (ja) | 2011-07-13 |
Family
ID=23876813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000396575A Expired - Lifetime JP4721513B2 (ja) | 1999-12-27 | 2000-12-27 | 半導体構造およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6674090B1 (ja) |
| JP (1) | JP4721513B2 (ja) |
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