JP2001326423A - Semiconductor optical element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム用
の光源に用いられる半導体光素子に関し、より詳しく
は、分布帰還型導波路構造を有するリッジ導波路型の半
導体光素子及びその製造方法に関する。The present invention relates to a semiconductor optical device used as a light source for an optical communication system, and more particularly, to a ridge waveguide type semiconductor optical device having a distributed feedback type waveguide structure and a method of manufacturing the same. .
【0002】[0002]
【従来の技術】ギカビットイーサネット(登録商標)、
高速デジタル通信、そして、波長多重光通信等の光通信
システムに用いる光源用の半導体光素子には、通信の大
容量化に対応するため、高速動作や単一波長性が要求さ
れている。リッジ導波路構造を有する半導体光素子は、
高速スイッチング特性に優れるが、単一波長性が十分で
はない。そこで、例えば、単一波長性に優れた分布帰還
型導波路構造を有するリッジ導波路構造の半導体光素子
が検討されている。2. Description of the Related Art Gigabit Ethernet (registered trademark),
Semiconductor optical devices for light sources used in high-speed digital communication and optical communication systems such as wavelength-division multiplexing optical communication are required to have high-speed operation and single wavelength characteristics in order to cope with an increase in communication capacity. A semiconductor optical device having a ridge waveguide structure includes:
Although excellent in high-speed switching characteristics, single wavelength characteristics are not sufficient. Therefore, for example, a semiconductor optical device having a ridge waveguide structure having a distributed feedback waveguide structure excellent in single wavelength characteristics has been studied.
【0003】ここで、分布帰還型導波路構造において
は、活性層内での発光再結合により生じた光は、活性層
の近傍に形成された回折格子により反射され素子内を往
復することによりレーザ発振に至る。この時、回折格子
の周期Λが(共振波長/2)の整数倍の時、回折格子に
より反射された光の位相が加え合わさって大きな反射作
用を持ち、導波路ミラーとして機能する。また、発振波
長としては、回折格子のピッチ間隔に対応した単一の波
長が得られる。Here, in the distributed feedback waveguide structure, light generated by radiative recombination in the active layer is reflected by a diffraction grating formed in the vicinity of the active layer, and reciprocates in the element to produce a laser. Leading to oscillation. At this time, when the period の of the diffraction grating is an integral multiple of (resonance wavelength / 2), the phases of the light reflected by the diffraction grating are added to have a large reflection action, and function as a waveguide mirror. Further, a single wavelength corresponding to the pitch interval of the diffraction grating is obtained as the oscillation wavelength.
【0004】図4は、分布帰還型導波路構造を有する従
来のリッジ導波路構造の半導体光素子の構造の一例を示
す模式斜視図である。従来の半導体光素子は、n型In
P単結晶基板51の一方の面上に形成された、n型In
Pバッファー層52、n型InP光閉じ込め層53、I
nGaAsP多重量子井戸活性層54、p型InGaA
sP光閉じ込め層55、p型InPクラッド層56、p
型InGaAsPからなる回折格子57、p型InP埋
め込み層58、p型InPクラッド層59、p型InG
aAsコンタクト層60、絶縁層61、p側電極62
と、他方の面上に形成されたn側電極63とからなる。FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of the structure of a conventional semiconductor optical device having a ridge waveguide structure having a distributed feedback waveguide structure. A conventional semiconductor optical device is an n-type In
N-type In formed on one surface of P single crystal substrate 51
P buffer layer 52, n-type InP light confinement layer 53, I
nGaAsP multiple quantum well active layer 54, p-type InGaAs
sP light confinement layer 55, p-type InP cladding layer 56, p
Grating 57 of p-type InGaAsP, p-type InP buried layer 58, p-type InP cladding layer 59, p-type InG
aAs contact layer 60, insulating layer 61, p-side electrode 62
And an n-side electrode 63 formed on the other surface.
【0005】ここで、リッジ部は、例えば、特開平8−
242034号公報に開示されているように、ウエット
エッチングを用いて形成されている。すなわち、p型I
nPクラッド層59とp型InGaAsコンタクト層6
0とを回折格子11上にエピタキシャル成長後、電流注
入する領域以外のp型InPクラッド層59とp型In
GaAsコンタクト層60とをウエットエッチングによ
り除去することによりリッジ部が形成されている。Here, the ridge portion is, for example, disclosed in
As disclosed in Japanese Patent No. 242034, it is formed using wet etching. That is, p-type I
nP cladding layer 59 and p-type InGaAs contact layer 6
0 is epitaxially grown on the diffraction grating 11 and the p-type InP cladding layer 59 and the p-type In
A ridge portion is formed by removing the GaAs contact layer 60 by wet etching.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、エッチングの加工精度が低いためリッジ部が
メサ形状となり、リッジ部の幅を均一に制御するのが困
難であった。そのため、導波路の形状が一定せず、発振
波長の単一性が不十分となったり、発振閾電流値や動作
電流を低く抑えるのが困難であるという問題があった。However, in the conventional method, the ridge has a mesa shape due to the low processing accuracy of etching, and it has been difficult to uniformly control the width of the ridge. Therefore, there are problems that the shape of the waveguide is not constant, the unity of the oscillation wavelength becomes insufficient, and it is difficult to keep the oscillation threshold current value and the operating current low.
【0007】そこで、本発明は、上記問題を解決し、単
一波長性を有し、高速動作と、低閾値動作の可能なリッ
ジ導波路型の半導体光素子及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a ridge waveguide type semiconductor optical device having a single wavelength, capable of high-speed operation and low threshold operation, and a method of manufacturing the same. Aim.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体光素子の
製造方法は、第1導電型の基板上に、活性層と、回折格
子を埋め込む埋め込み層と、リッジ部とを有するリッジ
導波路型の半導体光素子の製造方法において、上記リッ
ジ部を形成するに際し、上記埋め込み層の表面に、導波
路方向に伸びるストライプ状領域を形成し、該ストライ
プ状領域の直上に第2導電型のクラッド層を埋め込み層
に対して垂直に形成し、次いで、第2導電型のコンタク
ト層を該クラッド層の上に形成することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor optical device, comprising: a ridge waveguide type having an active layer, a buried layer for embedding a diffraction grating, and a ridge portion on a substrate of a first conductivity type. Forming the ridge portion, forming a stripe-shaped region extending in the waveguide direction on the surface of the buried layer, and forming a second conductive type clad layer immediately above the stripe-shaped region. Is formed perpendicular to the buried layer, and then a contact layer of the second conductivity type is formed on the cladding layer.
【0009】また、本発明の製造方法は、上記ストライ
プ状領域を形成するに際し、埋め込み層の表面に絶縁層
を形成し、該絶縁層の上に所望パターンのマスクを形成
し、該マスクで遮蔽した以外の絶縁層を除去して、埋め
込み層を露出させ導波路方向に伸びる凹溝を形成し、該
凹溝を上記ストライプ状領域とすることを特徴とする。According to the manufacturing method of the present invention, an insulating layer is formed on the surface of the buried layer, a mask having a desired pattern is formed on the insulating layer, and the mask is shielded by the mask. By removing the insulating layer other than the above, the buried layer is exposed to form a groove extending in the waveguide direction, and the groove is used as the above-mentioned stripe region.
【0010】また、本発明の半導体光素子は、第1導電
型の基板上に、活性層と、回折格子を埋め込む埋め込み
層と、リッジ部とを有するリッジ導波路型の半導体光素
子において、上記リッジ部が、埋め込み層の表面に形成
され導波路方向に伸びるストライプ状領域の直上にこの
順で積層された第2導電型のクラッド層と、第2導電型
のコンタクト層とからなり、リッジ部の幅方向の断面形
状が矩形であることを特徴とする。The semiconductor optical device of the present invention is a ridge waveguide type semiconductor optical device having an active layer, a buried layer for embedding a diffraction grating, and a ridge portion on a substrate of a first conductivity type. A ridge portion formed of a second conductivity type cladding layer and a second conductivity type contact layer, which are formed on the surface of the buried layer and are stacked in this order immediately above a stripe-shaped region extending in the waveguide direction; Has a rectangular cross-sectional shape in the width direction.
【0011】また、本発明の半導体光素子は、上記スト
ライプ状領域が、埋め込み層の表面に形成された絶縁層
に形成された凹溝からなることを特徴とする。Further, in the semiconductor optical device according to the present invention, the stripe-shaped region is formed of a concave groove formed in an insulating layer formed on a surface of the buried layer.
【0012】また、本発明の半導体光素子は、上記リッ
ジ部の両側面に接し半導体光素子の上面を覆う絶縁層を
有することを特徴とする。Further, the semiconductor optical device of the present invention is characterized in that it has an insulating layer which is in contact with both side surfaces of the ridge portion and covers the upper surface of the semiconductor optical device.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体光素子の実施
の形態について、以下に半導体レーザを例にとり詳細に
説明する。なお、本発明に係る半導体光素子は、半導体
レーザに限定されるものではない。 実施の形態1.本実施の形態に係る半導体レーザの製造
工程を示す図1と2とを用いて説明する。n型InP単
結晶基板1の一方の面上に、有機金属成長法により、n
型InPバッファー層2(0.3−1.0μm)、n型
AlGaInAs BDR層3(0.3−1.0μ
m)、n型AlInAs光閉じ込め層4(0.05−
0.1μm)、n型AlGaInAs GRIN層5
(0.75−1.25μm)、AlGaInAs歪み多
重量子井戸(MQW)活性層6、AlGaInAs G
RIN層7(0.75−1.25μm)、p型AlIn
As光閉じ込め層8(0.05−0.1μm)、p型I
nPクラッド層(0.05−0.1μm)、そして、p
型InGaAsP ESL(Etching Stop
per Layer)(0.05μm)をエピタキシャ
ル成長させる(図1(a))。なお、n型AlGaIn
As BDR層3は、n型InPバッファー層2とn型
AlInAs光閉じ込め層4との間のバンドの不連続を
緩和させる役割を有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor optical device according to the present invention will be described in detail below using a semiconductor laser as an example. The semiconductor optical device according to the present invention is not limited to a semiconductor laser. Embodiment 1 FIG. The manufacturing process of the semiconductor laser according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. On one surface of the n-type InP single crystal substrate 1, n is formed by an organic metal growth method.
InP buffer layer 2 (0.3-1.0 μm), n-type AlGaInAs BDR layer 3 (0.3-1.0 μm)
m), n-type AlInAs optical confinement layer 4 (0.05-
0.1 μm), n-type AlGaInAs GRIN layer 5
(0.75-1.25 μm), AlGaInAs strained multiple quantum well (MQW) active layer 6, AlGaInAs G
RIN layer 7 (0.75-1.25 μm), p-type AlIn
As light confinement layer 8 (0.05-0.1 μm), p-type I
nP cladding layer (0.05-0.1 μm) and p
InGaAsP ESL (Etching Stop)
Per layer (0.05 μm) is epitaxially grown (FIG. 1A). Note that n-type AlGaIn
The As BDR layer 3 has a role of alleviating a band discontinuity between the n-type InP buffer layer 2 and the n-type AlInAs optical confinement layer 4.
【0014】次に、このp型InGaAsP ESL1
0上の回折格子を形成しない領域に、例えば、SiO2
やSiNX等の絶縁膜を形成する。次いで、レジストを
全面に塗布し二光束干渉露光法により回折格子パターン
を露光した後現像し、ラインアンドスペースの周期が回
折格子の周期Λとなるレジストパターンを形成し、これ
をマスクとしてエッチングする。その後、レジスト及び
絶縁膜を除去して、p型InGaAsPからなる周期Λ
の回折格子11を形成する(図1(b))。次に、回折
格子11上にp型InPからなる埋め込み層12を埋め
込み成長により形成する(図1(c))。Next, the p-type InGaAsP ESL1
In a region where no diffraction grating is formed, for example, SiO 2
And an insulating film such as SiN X is formed. Next, a resist is applied on the entire surface, and the diffraction grating pattern is exposed by the two-beam interference exposure method, and then developed to form a resist pattern having a line and space cycle equal to the diffraction grating cycle Λ, and etching is performed using the resist pattern as a mask. After that, the resist and the insulating film are removed, and a cycle of p-type InGaAsP is formed.
Is formed (FIG. 1B). Next, a buried layer 12 made of p-type InP is formed on the diffraction grating 11 by burying growth (FIG. 1C).
【0015】次に、埋め込み層12の上に、例えば、S
iCからなる絶縁膜13を形成した後、絶縁層13の上
にレジストマスクをパターニングし、レジストマスクで
遮蔽した以外の絶縁層を除去して、所定幅Wの凹溝を導
波路方向に形成する(図2(a))。次いで、絶縁膜1
3を選択成長マスクとし、凹溝の表面に、p型InPク
ラッド層14(1.4−1.6μm)とp型InGaA
sコンタクト層15(0.5−0.7μm)とをエピタ
キシャル成長させてリッジ部を形成する。Next, on the buried layer 12, for example, S
After forming the insulating film 13 made of iC, a resist mask is patterned on the insulating layer 13 and the insulating layer other than the one shielded by the resist mask is removed to form a concave groove having a predetermined width W in the waveguide direction. (FIG. 2 (a)). Next, the insulating film 1
3 as a selective growth mask, a p-type InP cladding layer 14 (1.4-1.6 μm) and a p-type InGaAs
A ridge is formed by epitaxially growing the s-contact layer 15 (0.5-0.7 μm).
【0016】次に、p型InGaAsコンタクト層15
の表面にはAu−Znからなるp側電極16、n型In
P単結晶基板1の他方の面上にAu−Ge−Niからな
るn側電極を蒸着により形成して、半導体レーザが完成
する(図2(c))。なお、劈開、ダイボンド、ボンデ
ィング等は、従来公知の方法を用いて行なうことができ
る。Next, the p-type InGaAs contact layer 15
The p-side electrode 16 made of Au-Zn, n-type In
An n-side electrode made of Au-Ge-Ni is formed on the other surface of the P single crystal substrate 1 by vapor deposition to complete a semiconductor laser (FIG. 2C). Note that cleavage, die bonding, bonding, and the like can be performed using a conventionally known method.
【0017】本実施の形態に用いる活性層には、1.3
μm帯の半導体レーザに用いられる従来公知のいずれの
材料も用いることができるが、温度特性の優れたAlG
aInAsからなる多重量子井戸層を用いることが好ま
しい。The active layer used in this embodiment has a thickness of 1.3.
Any known material used for semiconductor lasers in the μm band can be used, but AlG having excellent temperature characteristics can be used.
It is preferable to use a multiple quantum well layer made of aInAs.
【0018】回折格子は、活性層上に形成したp型クラ
ッド層をエッチングして形成することができる。また、
埋め込み層は、該p型クラッド層と屈折率の異なる材料
を用いて形成することができる。例えば、活性層にAl
GaInAsからなる多重量子井戸層を用いた場合、回
折格子を構成する材料と埋め込み層に用いる材料の組合
せとしては、AlInAs/AlGaInAs,InP
/AlGaInAs,AlGaInAs/InGaAs
P,AlInAs/InGaAsP,AlInAs/I
nP,InGaAsP/InGaAsP等を用いること
ができる。回折格子には、活性層とAl混晶比が異なる
AlGaInAsを用いることが好ましく、埋め込み層
には光閉じ込め効果の大きいInPを用いることが好ま
しい。The diffraction grating can be formed by etching a p-type clad layer formed on the active layer. Also,
The buried layer can be formed using a material having a different refractive index from the p-type clad layer. For example, the active layer has Al
When a multiple quantum well layer made of GaInAs is used, the combination of the material constituting the diffraction grating and the material used for the buried layer may be AlInAs / AlGaInAs, InP
/ AlGaInAs, AlGaInAs / InGaAs
P, AlInAs / InGaAsP, AlInAs / I
nP, InGaAsP / InGaAsP or the like can be used. It is preferable to use AlGaInAs having a different Al mixed crystal ratio from the active layer for the diffraction grating, and it is preferable to use InP having a large light confinement effect for the buried layer.
【0019】また、埋め込み層の上に成長させるp型ク
ラッド層は、埋め込み層の材料と屈折率が同一又は小さ
い材料を選択して形成することができるが、埋め込み層
と同一の材料を成長させることが好ましい。成長させる
p型クラッド層の結晶性を向上させることができる。The p-type cladding layer grown on the buried layer can be formed by selecting a material having the same or smaller refractive index as the material of the buried layer. Is preferred. The crystallinity of the p-type clad layer to be grown can be improved.
【0020】本実施の形態では、ストライプ状領域とし
て埋め込み層の上の絶縁層に形成された凹溝を用い、凹
溝にクラッド層とコンタクト層とを成長させたので、均
一な幅を有するリッジ部を形成することができる。その
結果、分布帰還型導波路構造を有するリッジ導波路型の
半導体レーザにおいて、導波路の大きさを制御すること
が可能となる。これにより、リッジ導波路型の半導体レ
ーザの、発振波長の単一性の向上や、高速動作、そし
て、低閾値動作が可能となる。In the present embodiment, a groove formed in an insulating layer above a buried layer is used as a stripe region, and a cladding layer and a contact layer are grown in the groove, so that a ridge having a uniform width is formed. A part can be formed. As a result, in a ridge waveguide type semiconductor laser having a distributed feedback waveguide structure, the size of the waveguide can be controlled. As a result, the ridge waveguide type semiconductor laser can be improved in unity of oscillation wavelength, can operate at high speed, and can operate at a low threshold.
【0021】実施の形態2.図3は、本実施の形態に係
る半導体レーザの構造を示す斜視図である。p側電極1
6の両側面に接し半導体レーザの上面を覆う、例えばポ
リイミドからなる絶縁層17を有する以外は、実施の形
態1と同様の構造を有する。また、p側電極16の上面
以外をポリイミドで埋め込む以外は、実施の形態1と同
様の方法を用いて作製できる。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. p-side electrode 1
6 has the same structure as that of the first embodiment except that it has an insulating layer 17 made of, for example, polyimide, which is in contact with both side surfaces and covers the upper surface of the semiconductor laser. Further, it can be manufactured by using the same method as that of the first embodiment except that the upper surface of the p-side electrode 16 is buried with polyimide other than the upper surface.
【0022】まず、有機金属成長法により、n型InP
単結晶基板1の一方の面上に、n型InPバッファー層
2(0.3−1.0μm)、n型AlGaInAs B
DR層3(0.3−1.0μm)、n型AlInAs光
閉じ込め層4(0.05−0.1μm)、n型AlGa
InAs GRIN層5(0.75−1.25μm)、
AlGaInAs歪みMQW活性層6、AlGaInA
s GRIN層7(0.75−1.25μm)、p型A
lInAs光閉じ込め層8(0.05−0.1μm)、
p型InPクラッド層(0.05−0.1μm)、そし
て、p型InGaAsP ESL(Etching S
topper Layer)(0.05μm)をエピタ
キシャル成長させる。なお、n型AlGaInAs B
DR層3は、n型InPバッファー層2とn型AlIn
As光閉じ込め層4との間のバンドの不連続を緩和させ
る役割を有している。First, an n-type InP
On one surface of the single crystal substrate 1, an n-type InP buffer layer 2 (0.3-1.0 μm), an n-type AlGaInAs B
DR layer 3 (0.3-1.0 μm), n-type AlInAs optical confinement layer 4 (0.05-0.1 μm), n-type AlGa
InAs GRIN layer 5 (0.75-1.25 μm),
AlGaInAs strained MQW active layer 6, AlGaInA
s GRIN layer 7 (0.75-1.25 μm), p-type A
lInAs light confinement layer 8 (0.05-0.1 μm),
p-type InP cladding layer (0.05-0.1 μm) and p-type InGaAsP ESL (Etching S
A top layer (0.05 μm) is epitaxially grown. Note that n-type AlGaInAs B
The DR layer 3 includes the n-type InP buffer layer 2 and the n-type AlIn
It has a role of alleviating the band discontinuity between As light confinement layer 4.
【0023】次に、このp型InGaAsP ESL1
0上の回折格子を形成しない領域に、例えば、SiO2
やSiNX等の絶縁膜を形成する。次いで、レジストを
全面に塗布し二光束干渉露光法により回折格子パターン
を露光した後現像し、ラインアンドスペースの周期が回
折格子の周期Λとなるレジストパターンを形成し、これ
をマスクとしてエッチングする。その後、レジスト及び
絶縁膜を除去して、p型InGaAsPからなる周期Λ
の回折格子11を形成する。次に、回折格子11上にp
型InPからなる埋め込み層12を埋め込み成長により
形成する。Next, the p-type InGaAsP ESL1
In a region where no diffraction grating is formed, for example, SiO 2
And an insulating film such as SiN X is formed. Next, a resist is applied on the entire surface, and the diffraction grating pattern is exposed by the two-beam interference exposure method, and then developed to form a resist pattern having a line and space cycle equal to the diffraction grating cycle Λ, and etching is performed using the resist pattern as a mask. After that, the resist and the insulating film are removed, and a cycle of p-type InGaAsP is formed.
Is formed. Next, p is placed on the diffraction grating 11.
A buried layer 12 of type InP is formed by buried growth.
【0024】次に、埋め込み層12の上に、例えば、S
iCからなる絶縁膜13を形成した後、絶縁層13の上
にレジストマスクをパターニングし、レジストマスクで
遮蔽した以外の絶縁層を除去して、所定幅Wの凹溝を導
波路方向に形成する。次いで、絶縁膜13を選択成長マ
スクとし、凹溝の表面に、p型InPクラッド層14
(1.4−1.6μm)とp型InGaAsコンタクト
層15(0.5−0.7μm)とをエピタキシャル成長
させてリッジ部を形成する。Next, on the buried layer 12, for example, S
After forming the insulating film 13 made of iC, a resist mask is patterned on the insulating layer 13 and the insulating layer other than the one shielded by the resist mask is removed to form a concave groove having a predetermined width W in the waveguide direction. . Next, using the insulating film 13 as a selective growth mask, the p-type InP cladding layer 14 is formed on the surface of the groove.
A ridge is formed by epitaxially growing (1.4-1.6 μm) and the p-type InGaAs contact layer 15 (0.5-0.7 μm).
【0025】次に、p型InGaAsコンタクト層15
の表面にはAu−Znからなるp側電極16、n型In
P単結晶基板1の他方の面上にAu−Ge−Niからな
るn側電極を蒸着により形成する。次いで、p側電極1
6の上面以外の半導体レーザの上面をポリイミドで埋め
込んで、半導体レーザが完成する。なお、劈開、ダイボ
ンド、ボンディング等は、従来公知の方法を用いて行な
うことができる。Next, the p-type InGaAs contact layer 15
The p-side electrode 16 made of Au-Zn, n-type In
On the other surface of P single crystal substrate 1, an n-side electrode made of Au-Ge-Ni is formed by vapor deposition. Next, the p-side electrode 1
The semiconductor laser is completed by embedding the upper surface of the semiconductor laser other than the upper surface of 6 with polyimide. Note that cleavage, die bonding, bonding, and the like can be performed using a conventionally known method.
【0026】リッジ部の上面以外をポリイミドで埋め込
むことにより、半導体レーザの静電容量を小さくするこ
とができる。これにより、変調特性、緩和振動数、そし
て、カットオフ周波数等の高周波特性を向上させること
ができる。By embedding polyimide other than the upper surface of the ridge portion with polyimide, the capacitance of the semiconductor laser can be reduced. Thereby, high frequency characteristics such as modulation characteristics, relaxation frequency, and cutoff frequency can be improved.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体光素
子の製造方法は、回折格子を埋め込む埋め込み層の上に
形成したストライプ状領域の直上に、第2導電型のクラ
ッド層と第2導電型のコンタクト層とを埋め込み層に対
して垂直に成長させるようにしたので、直立形状で幅の
均一なリッジ部を形成することができる。これにより、
分布帰還型導波路構造を有するリッジ導波路型の半導体
光素子を再現性良く作製できる。As described above, the method of manufacturing a semiconductor optical device according to the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor optical device in which a second conductive type clad layer and a second conductive type clad layer are formed immediately above a stripe region formed on a buried layer in which a diffraction grating is buried. Since the conductive type contact layer and the buried layer are grown vertically, a ridge portion having an upright shape and a uniform width can be formed. This allows
A ridge waveguide type semiconductor optical device having a distributed feedback type waveguide structure can be manufactured with good reproducibility.
【0028】また、本発明の半導体光素子の製造方法
は、埋め込み層の上の絶縁層に形成された凹溝をストラ
イプ状領域として用いるようにしたので、リッジ部の幅
の制御が容易となる。In the method of manufacturing a semiconductor optical device according to the present invention, since the concave groove formed in the insulating layer above the buried layer is used as a stripe-shaped region, the width of the ridge can be easily controlled. .
【0029】また、本発明の半導体光素子は、リッジ部
が、埋め込み層の表面に形成され導波路方向に伸びるス
トライプ状領域の直上にこの順で積層された第2導電型
のクラッド層と、第2導電型のコンタクト層とからな
り、リッジ部の幅方向の断面形状が矩形であるようにし
たので、発振波長の単一性が向上するとともに、高速動
作や低閾値動作が可能となる。Further, in the semiconductor optical device of the present invention, the ridge portion is formed on the surface of the buried layer, and the cladding layer of the second conductivity type is laminated in this order immediately above the stripe-shaped region extending in the waveguide direction; Since the ridge portion has a rectangular cross-sectional shape in the width direction of the second conductive type contact layer, the unity of the oscillation wavelength is improved, and a high-speed operation and a low threshold operation are possible.
【0030】また、本発明の半導体光素子は、埋め込み
層の表面に形成された絶縁層に設けられた凹溝をストラ
イプ状領域として用いるようにしたので、リッジ部直下
の電荷注入領域の幅の制御が容易となる。Further, in the semiconductor optical device of the present invention, since the concave groove provided in the insulating layer formed on the surface of the buried layer is used as a stripe region, the width of the charge injection region immediately below the ridge portion is reduced. Control becomes easy.
【0031】また、本発明の半導体光素子は、リッジ部
の両側面に接し半導体光素子の上面を覆う絶縁層を有す
るようにしたので、半導体光素子の高周波特性の向上が
可能となる。Further, since the semiconductor optical device of the present invention has an insulating layer which is in contact with both side surfaces of the ridge portion and covers the upper surface of the semiconductor optical device, the high frequency characteristics of the semiconductor optical device can be improved.
【図1】 本発明の実施の形態1に係る半導体光素子の
製造工程を示す模式断面図及び模式斜視図(その1)で
ある。FIGS. 1A and 1B are a schematic cross-sectional view and a schematic perspective view (part 1) showing a manufacturing process of a semiconductor optical device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態1に係る半導体光素子の
製造工程を示す模式斜視図(その2)である。FIG. 2 is a schematic perspective view (2) showing a step of manufacturing the semiconductor optical device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施の形態2に係る半導体光素子の
構造を示す模式斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing a structure of a semiconductor optical device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 従来の半導体光素子の構造を示す模式斜視図
である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the structure of a conventional semiconductor optical device.
1 n型InP単結晶基板、 2 n型InPバッファ
ー層、 3 n型InGaAsP BDR層、 4 n
型AlInAs光閉じ込め層、 5 n型AlGaIn
As GRIN層、 6 AlGaInAs多重量子井
戸活性層、 7AlGaInAs GRIN層、 8
p型AlInAs光閉じ込め層、 9,14 p型In
Pクラッド層、 10 p型InGaAsP ESL、
11回折格子、 12 p型InP埋め込み層、 1
3,18 絶縁層、 15p型InGaAsコンタクト
層、 16 p側電極、 17 n側電極。1 n-type InP single crystal substrate, 2 n-type InP buffer layer, 3 n-type InGaAsP BDR layer, 4 n
-Type AlInAs optical confinement layer, 5 n-type AlGaIn
As GRIN layer, 6 AlGaInAs multiple quantum well active layer, 7 AlGaInAs GRIN layer, 8
p-type AlInAs optical confinement layer, 9,14 p-type In
P cladding layer, 10 p-type InGaAsP ESL,
11 diffraction grating, 12 p-type InP buried layer, 1
3,18 insulating layer, 15p-type InGaAs contact layer, 16p-side electrode, 17n-side electrode.
Claims (5)
格子を埋め込む埋め込み層と、リッジ部とを有するリッ
ジ導波路型の半導体光素子の製造方法において、 上記リッジ部を形成するに際し、上記埋め込み層の表面
に、導波路方向に伸びるストライプ状領域を形成し、該
ストライプ状領域の直上に第2導電型のクラッド層を埋
め込み層に対して垂直に形成し、次いで、第2導電型の
コンタクト層を該クラッド層の上に形成することを特徴
とする半導体光素子の製造方法。1. A method for manufacturing a ridge waveguide type semiconductor optical device having an active layer, a buried layer for embedding a diffraction grating, and a ridge on a substrate of a first conductivity type, wherein the ridge is formed. At this time, a stripe-shaped region extending in the waveguide direction is formed on the surface of the buried layer, and a cladding layer of the second conductivity type is formed immediately above the stripe-shaped region perpendicularly to the buried layer. A method for manufacturing a semiconductor optical device, comprising forming a conductive contact layer on the cladding layer.
し、埋め込み層の表面に絶縁層を形成し、該絶縁層の上
に所望パターンのマスクを形成し、該マスクで遮蔽した
以外の絶縁層を除去して、埋め込み層を露出させ導波路
方向に伸びる凹溝を形成し、該凹溝を上記ストライプ状
領域とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。2. An insulating layer is formed on the surface of the buried layer when forming the stripe-shaped region, a mask having a desired pattern is formed on the insulating layer, and the insulating layer other than the masked by the mask is removed. 2. The method according to claim 1, wherein the buried layer is exposed to form a groove extending in the waveguide direction, and the groove is used as the stripe-shaped region.
格子を埋め込む埋め込み層と、リッジ部とを有するリッ
ジ導波路型の半導体光素子において、 上記リッジ部が、埋め込み層の表面に形成され導波路方
向に伸びるストライプ状領域の直上にこの順で積層され
た第2導電型のクラッド層と、第2導電型のコンタクト
層とからなり、リッジ部の幅方向の断面形状が矩形であ
ることを特徴とする半導体光素子。3. A ridge waveguide type semiconductor optical device having an active layer, a buried layer for embedding a diffraction grating, and a ridge on a substrate of a first conductivity type, wherein the ridge is a surface of the buried layer. A second conductive type clad layer and a second conductive type contact layer laminated in this order immediately above a stripe-shaped region formed in the waveguide direction and a second conductive type contact layer, and the ridge portion has a rectangular cross-sectional shape in the width direction. A semiconductor optical device, characterized in that:
表面に形成された絶縁層に設けられた凹溝からなること
を特徴とする請求項3記載の半導体光素子。4. The semiconductor optical device according to claim 3, wherein said stripe-shaped region comprises a concave groove provided in an insulating layer formed on a surface of the buried layer.
子の上面を覆う絶縁層を有することを特徴とする請求項
3又は4に記載の半導体光素子。5. The semiconductor optical device according to claim 3, further comprising an insulating layer in contact with both side surfaces of said ridge portion and covering an upper surface of said semiconductor optical device.
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057267B2 (en) | 2003-11-28 | 2006-06-06 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method of fabrication thereof, electronic module, and electronic instrument |
JP2006147797A (en) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Group iii-v compound semiconductor optical element |
JP2008053598A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Opnext Japan Inc | Semiconductor laser element and optical transmitting module |
JP2009105458A (en) * | 2009-02-12 | 2009-05-14 | Hitachi Ltd | Optical semiconductor device |
JP2010003923A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method of manufacturing semiconductor optical element |
-
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- 2000-05-15 JP JP2000141753A patent/JP2001326423A/en active Pending
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