JP2002164608A - 光半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
光半導体装置およびその製造方法Info
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- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結合器の埋込成長の際に発生する多結晶の付
着や異常成長による突起を防止した半導体レーザ装置を
構成する。 【解決手段】 この半導体レーザ装置は、発振波長が異
なる複数の単一波長半導体レーザ１８を有するレーザ部
１２と出力部１６の光変調器２６とを接続する多モード
干渉導波路２４を有する結合器部１４を、レーザ部１２
の電流ブロック構造３６と同じ材料構成の埋込半導体層
２５により覆うとともにこの結合器部１４を埋め込んだ
ものである。
着や異常成長による突起を防止した半導体レーザ装置を
構成する。 【解決手段】 この半導体レーザ装置は、発振波長が異
なる複数の単一波長半導体レーザ１８を有するレーザ部
１２と出力部１６の光変調器２６とを接続する多モード
干渉導波路２４を有する結合器部１４を、レーザ部１２
の電流ブロック構造３６と同じ材料構成の埋込半導体層
２５により覆うとともにこの結合器部１４を埋め込んだ
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光半導体装置お
よびその製造に係り、特に光通信用として用いられる波
長分割多重技術に用いられる半導体レーザ装置とその製
造方法に関するものである。
よびその製造に係り、特に光通信用として用いられる波
長分割多重技術に用いられる半導体レーザ装置とその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバの伝送容量を高める波
長分割多重（Wavelength Division Multiplex）技術
（以下、ＷＤＭ技術という）が注目されている。ＷＤＭ
技術を用いれば、敷設済みの光ファイバの伝送能力を一
気に数十倍以上に高めることができる。このシステムの
光源として用いられる分布帰還型半導体レーザ（Distri
buted Feedback Laser Diode）（以下、ＤＦＢ−ＬＤと
いう）においては、広い波長範囲、例えば１０〜５０ナ
ノメートル（ｎｍ）において等間隔、例えば０．４や
０．８ｎｍ間隔、に発振波長をそろえる必要があり、こ
のため各発振波長に対応した単体の半導体レーザを用い
て光源としたが、光源数の増加に伴ってコストが上昇す
る。
長分割多重（Wavelength Division Multiplex）技術
（以下、ＷＤＭ技術という）が注目されている。ＷＤＭ
技術を用いれば、敷設済みの光ファイバの伝送能力を一
気に数十倍以上に高めることができる。このシステムの
光源として用いられる分布帰還型半導体レーザ（Distri
buted Feedback Laser Diode）（以下、ＤＦＢ−ＬＤと
いう）においては、広い波長範囲、例えば１０〜５０ナ
ノメートル（ｎｍ）において等間隔、例えば０．４や
０．８ｎｍ間隔、に発振波長をそろえる必要があり、こ
のため各発振波長に対応した単体の半導体レーザを用い
て光源としたが、光源数の増加に伴ってコストが上昇す
る。
【０００３】さらに波長多重度が増すにつれて、コスト
の上昇により対応することができなくなり、その解決策
として一つのチップで電流値を変えることにより多くの
波長に対応できる波長可変ＬＤや多くの波長に対応した
複数のＬＤをアレイ化して同一チップに集積化したＬＤ
などの光源が求められている。ここでは一括してこれら
の光源を多波長レーザ光源という。この多波長レーザ光
源は実システムの光源として用いられるだけでなく、Ｗ
ＤＭ伝送装置のバックアップ用光源として多くの光源を
一つのチップで確保することができれば、信頼性の高い
伝送システムを安価に構成することができ、コストメリ
ットが大きい。
の上昇により対応することができなくなり、その解決策
として一つのチップで電流値を変えることにより多くの
波長に対応できる波長可変ＬＤや多くの波長に対応した
複数のＬＤをアレイ化して同一チップに集積化したＬＤ
などの光源が求められている。ここでは一括してこれら
の光源を多波長レーザ光源という。この多波長レーザ光
源は実システムの光源として用いられるだけでなく、Ｗ
ＤＭ伝送装置のバックアップ用光源として多くの光源を
一つのチップで確保することができれば、信頼性の高い
伝送システムを安価に構成することができ、コストメリ
ットが大きい。
【０００４】さらにはレーザの出力波長を変えることに
よりネットワークの異なった地点に情報を伝送するため
のルーティングを行う、すなわち波長ルーティングを行
うなど、安価な多波長レーザ光源が将来の全光ネットワ
ークの構築に重要なキーデバイスになる。このように多
波長レーザ光源として一つのチップで電流値を変えるこ
とにより多くの波長に対応できる波長可変ＬＤや多くの
波長に対応した複数のＬＤをアレイ化して同一チップに
集積化したＬＤ、などに光変調器を集積化したデバイス
の研究が盛んになっている。
よりネットワークの異なった地点に情報を伝送するため
のルーティングを行う、すなわち波長ルーティングを行
うなど、安価な多波長レーザ光源が将来の全光ネットワ
ークの構築に重要なキーデバイスになる。このように多
波長レーザ光源として一つのチップで電流値を変えるこ
とにより多くの波長に対応できる波長可変ＬＤや多くの
波長に対応した複数のＬＤをアレイ化して同一チップに
集積化したＬＤ、などに光変調器を集積化したデバイス
の研究が盛んになっている。
【０００５】例えば、２０００年３月米国ボルチモアで
行われた国際会議予稿集記載の“Compact High-Power W
avelength selectable Laser for WDM”（ Optical Fib
er Communication Conference Technical Digest, Tul
1, March 5-10, 2000, Baltimore, Maryland ）では、
３．１８ｎｍ間隔に８波長のアレイ状レーザを形成し、
これらの出力を一つの出力に束ねる結合器、及び半導体
光増幅器を集積化したチップが報告されている。このチ
ップで８波長のうち任意の波長を選択して動作させる導
波路結合器には８×１の多モード干渉導波路 （Multi-m
ode interference）（以下、ＭＭＩという）を用いる。
行われた国際会議予稿集記載の“Compact High-Power W
avelength selectable Laser for WDM”（ Optical Fib
er Communication Conference Technical Digest, Tul
1, March 5-10, 2000, Baltimore, Maryland ）では、
３．１８ｎｍ間隔に８波長のアレイ状レーザを形成し、
これらの出力を一つの出力に束ねる結合器、及び半導体
光増幅器を集積化したチップが報告されている。このチ
ップで８波長のうち任意の波長を選択して動作させる導
波路結合器には８×１の多モード干渉導波路 （Multi-m
ode interference）（以下、ＭＭＩという）を用いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１２は従来の半導体
レーザ装置の斜視図である。図１２において、２００は
半導体レーザ装置、２０２はレーザ部、２０４は結合器
部、２０６は出力部である。２０８はレーザアレイ、２
１０はレーザアレイ２０８の電極、２１２は４×１のＭ
ＭＩ、２１４は電界吸収型光変調器（Electroabsorptio
n Modulator、以下ＥＡＭという）、２１６はＥＡＭの
電極、２１８はＩｎＰ埋込層である。
レーザ装置の斜視図である。図１２において、２００は
半導体レーザ装置、２０２はレーザ部、２０４は結合器
部、２０６は出力部である。２０８はレーザアレイ、２
１０はレーザアレイ２０８の電極、２１２は４×１のＭ
ＭＩ、２１４は電界吸収型光変調器（Electroabsorptio
n Modulator、以下ＥＡＭという）、２１６はＥＡＭの
電極、２１８はＩｎＰ埋込層である。
【０００７】次に従来の半導体レーザ装置の製造方法に
ついて説明する。図１３は製造工程に従って示した従来
の半導体レーザ装置の斜視図である。図１４は製造工程
における問題点を模式的に説明した従来の半導体レーザ
装置の斜視図である。まず図１３において、ｎ伝導型
（以下ｎ伝導型を“ｎ−”で、ｐ伝導型を“ｐ−”で表
記する。）ＩｎＰ基板２２０にｎ−ＩｎＰクラッド層２
２２、レーザ活性層２２４、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２
６、を形成する。その後レーザ部分を残しそれ以外を除
去し、除去した部分にｎ−ＩｎＰクラッド層２２８、光
導波路層２３０、ｐ−クラッド層２３２を形成する。こ
のときレーザ部２０２のｎ−ＩｎＰクラッド層２２２、
あるいはｐ−ＩｎＰクラッド層２２６の内部に回折格子
層（図示せず）を形成する。
ついて説明する。図１３は製造工程に従って示した従来
の半導体レーザ装置の斜視図である。図１４は製造工程
における問題点を模式的に説明した従来の半導体レーザ
装置の斜視図である。まず図１３において、ｎ伝導型
（以下ｎ伝導型を“ｎ−”で、ｐ伝導型を“ｐ−”で表
記する。）ＩｎＰ基板２２０にｎ−ＩｎＰクラッド層２
２２、レーザ活性層２２４、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２
６、を形成する。その後レーザ部分を残しそれ以外を除
去し、除去した部分にｎ−ＩｎＰクラッド層２２８、光
導波路層２３０、ｐ−クラッド層２３２を形成する。こ
のときレーザ部２０２のｎ−ＩｎＰクラッド層２２２、
あるいはｐ−ＩｎＰクラッド層２２６の内部に回折格子
層（図示せず）を形成する。
【０００８】この後、積層の表面に絶縁膜を形成し、レ
ーザ部２０２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、
ＭＭＩ２１２は幅５〜５０μｍで共振器方向長さが２０
〜５００μｍの長方形に、光変調器は幅が１〜２μｍの
帯状に、マスクパターン２３４を形成し、深さがレーザ
部のレーザ活性層２２４や光導波路層２３０を越えるま
で、あるいは基板が露呈するまでマスクパターン２３４
をマスクとしてエッチングし、リッジ形成を行う。この
工程の結果が図１３に示されている。この後、エッチン
グに使用したマスクパターン２３４を選択成長マスクと
してＩｎＰ埋込層２１８で埋込成長を行なう。
ーザ部２０２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、
ＭＭＩ２１２は幅５〜５０μｍで共振器方向長さが２０
〜５００μｍの長方形に、光変調器は幅が１〜２μｍの
帯状に、マスクパターン２３４を形成し、深さがレーザ
部のレーザ活性層２２４や光導波路層２３０を越えるま
で、あるいは基板が露呈するまでマスクパターン２３４
をマスクとしてエッチングし、リッジ形成を行う。この
工程の結果が図１３に示されている。この後、エッチン
グに使用したマスクパターン２３４を選択成長マスクと
してＩｎＰ埋込層２１８で埋込成長を行なう。
【０００９】次いで、レーザ部２０２にコンタクト用電
極２１０を、また出力部２０６のＥＡＭ２１４にコンタ
クト用の電極２１６を形成し、さらに基板２２０の裏面
を研磨により１００μｍに薄くし、裏面電極を形成す
る。これにより図１２に示した半導体レーザ装置２００
が完成する。しかしながら、図１４に示すように、この
半導体レーザ装置２００においては、ＭＭＩ２１２の上
面の面積が広いので、選択成長マスクを用いて埋込成長
を行うとＭＭＩ２１２の導波路上の絶縁膜にＩｎＰの多
結晶２３８が付着し、以後のプロセスにおいてレジスト
破れが生じるなどの不具合が発生する場合があった。
極２１０を、また出力部２０６のＥＡＭ２１４にコンタ
クト用の電極２１６を形成し、さらに基板２２０の裏面
を研磨により１００μｍに薄くし、裏面電極を形成す
る。これにより図１２に示した半導体レーザ装置２００
が完成する。しかしながら、図１４に示すように、この
半導体レーザ装置２００においては、ＭＭＩ２１２の上
面の面積が広いので、選択成長マスクを用いて埋込成長
を行うとＭＭＩ２１２の導波路上の絶縁膜にＩｎＰの多
結晶２３８が付着し、以後のプロセスにおいてレジスト
破れが生じるなどの不具合が発生する場合があった。
【００１０】また図１５はもう一つの従来の半導体レー
ザ装置の斜視図である。図１５において、２４０は半導
体レーザ装置、２４２は分岐導波路である。半導体レー
ザ装置２４０は、ＭＭＩ２１２のかわりに分岐導波路２
４２を適用したものである。図１６は製造工程に従って
示した従来の半導体レーザ装置の斜視図である。また図
１７は製造工程における問題点を模式的に説明した従来
の半導体レーザ装置の斜視図である。
ザ装置の斜視図である。図１５において、２４０は半導
体レーザ装置、２４２は分岐導波路である。半導体レー
ザ装置２４０は、ＭＭＩ２１２のかわりに分岐導波路２
４２を適用したものである。図１６は製造工程に従って
示した従来の半導体レーザ装置の斜視図である。また図
１７は製造工程における問題点を模式的に説明した従来
の半導体レーザ装置の斜視図である。
【００１１】半導体レーザ装置２４０の製造方法は、レ
ーザ部２０２と結合器部２０４および出力部２０６との
積層構造を形成する方法は半導体レーザ装置２００と同
様である。その後積層構造表面に絶縁膜を形成し、レー
ザ部２０２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、こ
のレーザ部のアレイに接続した幅１〜２μｍの分岐導波
路２４２に対応した形状に、光変調器は幅が１〜２μｍ
の帯状に、マスクパターン２４４を形成し、マスクパタ
ーン２４４をマスクとしてレーザ部２０２の活性層や、
その他の部分の導波層を越える程度にエッチングを行
い、リッジ形成を行う。この工程の結果が図１６であ
る。
ーザ部２０２と結合器部２０４および出力部２０６との
積層構造を形成する方法は半導体レーザ装置２００と同
様である。その後積層構造表面に絶縁膜を形成し、レー
ザ部２０２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、こ
のレーザ部のアレイに接続した幅１〜２μｍの分岐導波
路２４２に対応した形状に、光変調器は幅が１〜２μｍ
の帯状に、マスクパターン２４４を形成し、マスクパタ
ーン２４４をマスクとしてレーザ部２０２の活性層や、
その他の部分の導波層を越える程度にエッチングを行
い、リッジ形成を行う。この工程の結果が図１６であ
る。
【００１２】次いで、マスクパターン２４４を選択成長
マスクとし、ＩｎＰ埋込層２１８により埋込成長を行
う。次いでレーザ部２０２に電極２１０、また出力部２
０６のＥＡＭ２１４にコンタクト用の電極２１６を形成
する。さらに基板２２０の裏面を研磨により１００μｍ
に薄くし、裏面電極を形成する。これにより図１２に示
した半導体レーザ装置２００が完成する。しかしなが
ら、図１７に示すように、ＩｎＰ埋込層２１８によって
レーザ部、出力部とともに分岐導波路２４２の埋込成長
を行うときに、分岐導波路２４２の分岐部分で異常成長
による突起２４６が生じ、以後のプロセスにおいてレジ
スト破れなどが生じるなどの不具合が発生する場合があ
った。
マスクとし、ＩｎＰ埋込層２１８により埋込成長を行
う。次いでレーザ部２０２に電極２１０、また出力部２
０６のＥＡＭ２１４にコンタクト用の電極２１６を形成
する。さらに基板２２０の裏面を研磨により１００μｍ
に薄くし、裏面電極を形成する。これにより図１２に示
した半導体レーザ装置２００が完成する。しかしなが
ら、図１７に示すように、ＩｎＰ埋込層２１８によって
レーザ部、出力部とともに分岐導波路２４２の埋込成長
を行うときに、分岐導波路２４２の分岐部分で異常成長
による突起２４６が生じ、以後のプロセスにおいてレジ
スト破れなどが生じるなどの不具合が発生する場合があ
った。
【００１３】結合器部の埋込成長を従来の製造方法によ
り行うと上述したように、多結晶２３８が発生したり、
異常成長による突起２４６が発生すると、プロセス上の
不都合が発生し、光半導体装置の歩留まりが低下し、ま
た信頼性に欠ける場合があった。この発明は上記の問題
点を解消するためになされたもので、第１の目的は、歩
留まりが高く信頼性の高い光半導体装置を提供すること
であり、第２の目的は、信頼性の高い光半導体装置を歩
留まりよく形成する製造方法を提供することである。
り行うと上述したように、多結晶２３８が発生したり、
異常成長による突起２４６が発生すると、プロセス上の
不都合が発生し、光半導体装置の歩留まりが低下し、ま
た信頼性に欠ける場合があった。この発明は上記の問題
点を解消するためになされたもので、第１の目的は、歩
留まりが高く信頼性の高い光半導体装置を提供すること
であり、第２の目的は、信頼性の高い光半導体装置を歩
留まりよく形成する製造方法を提供することである。
【００１４】なお公知文献としては、特開平１１−２１
１９２４号公報がある。これは電界吸収型半導体光変調
器を内蔵した複数の単一縦モード半導体チップからの出
射光を伝播させる複数のコアと多モード干渉型光合流器
と１以上の出力用石英系光導波路をシリコン基板上に備
えたものであるが、多モード干渉型光合流器の埋込構造
については記載がない。
１９２４号公報がある。これは電界吸収型半導体光変調
器を内蔵した複数の単一縦モード半導体チップからの出
射光を伝播させる複数のコアと多モード干渉型光合流器
と１以上の出力用石英系光導波路をシリコン基板上に備
えたものであるが、多モード干渉型光合流器の埋込構造
については記載がない。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光半導体
装置は、活性層を含む光導波路リッジそれぞれの両側に
電流ブロック構造が配設された発振波長の異なる複数の
単一波長半導体レーザを有するレーザ部と、第１の導波
路層とこの第１の導波路層を間に挟んで上下に配設され
た第１の上クラッド層および第１の下クラッド層とを有
するとともに、レーザ部からの光を出力する一つの出力
部と、第２の導波路層とこの第２の導波路層を間に挟ん
で上下に配設された第２の上クラッド層および第２の下
クラッド層とを有し、一方の端部においてレーザ部と接
続されるとともに他方の端部において出力部と接続され
た結合器部と、レーザ部、出力部および結合器部を配設
した半導体基板と、この半導体基板上に配設され、レー
ザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成を有し結合器部
を覆うとともにこの結合器部を埋め込んだ埋込半導体層
と、を備えたもので、歩留まりが高く信頼性の高い構成
とすることができる。
装置は、活性層を含む光導波路リッジそれぞれの両側に
電流ブロック構造が配設された発振波長の異なる複数の
単一波長半導体レーザを有するレーザ部と、第１の導波
路層とこの第１の導波路層を間に挟んで上下に配設され
た第１の上クラッド層および第１の下クラッド層とを有
するとともに、レーザ部からの光を出力する一つの出力
部と、第２の導波路層とこの第２の導波路層を間に挟ん
で上下に配設された第２の上クラッド層および第２の下
クラッド層とを有し、一方の端部においてレーザ部と接
続されるとともに他方の端部において出力部と接続され
た結合器部と、レーザ部、出力部および結合器部を配設
した半導体基板と、この半導体基板上に配設され、レー
ザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成を有し結合器部
を覆うとともにこの結合器部を埋め込んだ埋込半導体層
と、を備えたもので、歩留まりが高く信頼性の高い構成
とすることができる。
【００１６】さらに、埋込半導体層がＦｅドープＩｎＰ
層を含み埋込半導体層の上に高不純物濃度の半導体層が
配設されたもので、高不純物濃度の半導体層の不純物が
結合器部に拡散するのをＦｅドープＩｎＰ層により阻止
され、伝搬損失を少なくすることができる。
層を含み埋込半導体層の上に高不純物濃度の半導体層が
配設されたもので、高不純物濃度の半導体層の不純物が
結合器部に拡散するのをＦｅドープＩｎＰ層により阻止
され、伝搬損失を少なくすることができる。
【００１７】さらに、結合器部の平面形状が矩形状で、
レーザ部の複数の単一波長半導体レーザがともに結合器
部の同じ端面に接続されたもので、結合器部に多モード
干渉導波路を有する光半導体装置において、歩留まりが
高く信頼性の高い構成とすることができる。
レーザ部の複数の単一波長半導体レーザがともに結合器
部の同じ端面に接続されたもので、結合器部に多モード
干渉導波路を有する光半導体装置において、歩留まりが
高く信頼性の高い構成とすることができる。
【００１８】またさらに、結合器部は、第２の導波路
層、第２の上クラッド層および第２の下クラッド層を有
するＹ字分岐を単位とし、単一波長半導体レーザに対応
した数のＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順
次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐によって出力部と接
続されるとともに、Ｙ字分岐の末端にレーザ部の単一波
長半導体レーザが接続されたもので、結合器部に分岐導
波路を有する光半導体装置において、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。
層、第２の上クラッド層および第２の下クラッド層を有
するＹ字分岐を単位とし、単一波長半導体レーザに対応
した数のＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順
次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐によって出力部と接
続されるとともに、Ｙ字分岐の末端にレーザ部の単一波
長半導体レーザが接続されたもので、結合器部に分岐導
波路を有する光半導体装置において、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。
【００１９】さらに、出力部に、光吸収層を有する光変
調器部または光増幅器部を備えたもので、光変調器また
は光増幅器付きの光半導体装置において、歩留まりが高
く信頼性の高い構成とすることができる。
調器部または光増幅器部を備えたもので、光変調器また
は光増幅器付きの光半導体装置において、歩留まりが高
く信頼性の高い構成とすることができる。
【００２０】また、この発明に係る光半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に半導体レーザ用積層を形成し、
レーザ部を残して除去し、この半導体レーザ用積層と接
続された、第２の導波路層とこの第２の導波路層を間に
挟んで上下に配設された第２の上クラッド層および第２
の下クラッド層とを有する結合器部積層、及びこの結合
器部積層に接続された、第１の導波路層とこの第１の導
波路層を間に挟んで上下に配設された第１の上クラッド
層および第１の下クラッド層とを有する出力部積層を形
成する第１の工程と、半導体レーザ用積層、結合器部積
層及び出力部積層の表面上に誘電体膜を形成し、写真製
版工程とエッチング工程により、半導体レーザ用積層上
に複数の帯状マスクパターン、結合器部積層上に所定形
状のマスクパターン、及び出力部積層上に一つの帯状マ
スクパターンを形成し、これらのマスクパターンをマス
クとしてエッチングし、複数の半導体レーザ部の光導波
路リッジ、結合器部、及び出力部リッジを形成する第２
の工程と、結合器部上の誘電体膜を除去し、残りの誘電
体膜のマスクパターンを選択成長マスクとして、半導体
レーザ部の電流ブロック構造を構成する半導体層により
結合器部上を覆いかつ結合器部を埋め込む第３の工程
と、を含むので、結合器部の埋込成長の際に結合器部上
に多結晶の成長や異常成長による突起の生成を防止する
ことができ、以降のプロセスを支障無く遂行することが
できる。
方法は、半導体基板上に半導体レーザ用積層を形成し、
レーザ部を残して除去し、この半導体レーザ用積層と接
続された、第２の導波路層とこの第２の導波路層を間に
挟んで上下に配設された第２の上クラッド層および第２
の下クラッド層とを有する結合器部積層、及びこの結合
器部積層に接続された、第１の導波路層とこの第１の導
波路層を間に挟んで上下に配設された第１の上クラッド
層および第１の下クラッド層とを有する出力部積層を形
成する第１の工程と、半導体レーザ用積層、結合器部積
層及び出力部積層の表面上に誘電体膜を形成し、写真製
版工程とエッチング工程により、半導体レーザ用積層上
に複数の帯状マスクパターン、結合器部積層上に所定形
状のマスクパターン、及び出力部積層上に一つの帯状マ
スクパターンを形成し、これらのマスクパターンをマス
クとしてエッチングし、複数の半導体レーザ部の光導波
路リッジ、結合器部、及び出力部リッジを形成する第２
の工程と、結合器部上の誘電体膜を除去し、残りの誘電
体膜のマスクパターンを選択成長マスクとして、半導体
レーザ部の電流ブロック構造を構成する半導体層により
結合器部上を覆いかつ結合器部を埋め込む第３の工程
と、を含むので、結合器部の埋込成長の際に結合器部上
に多結晶の成長や異常成長による突起の生成を防止する
ことができ、以降のプロセスを支障無く遂行することが
できる。
【００２１】さらに、第２の工程の結合器部積層上に形
成されるマスクパターンの形状を矩形としたもので、多
モード干渉導波路を有する結合器部の埋込成長に際し
て、結合器部上に多結晶の成長を防止することができ、
以降のプロセスを支障無く遂行することができる。
成されるマスクパターンの形状を矩形としたもので、多
モード干渉導波路を有する結合器部の埋込成長に際し
て、結合器部上に多結晶の成長を防止することができ、
以降のプロセスを支障無く遂行することができる。
【００２２】またさらに、第２の工程の結合器部積層上
に形成されるマスクパターンの形状を、半導体レーザ用
積層上に形成される複数の帯状マスクパターンに対応し
たＹ字分岐を末端とし、Ｙ字分岐を組み合わせて順次分
岐の数を減らし一つになるようにしたもので、分岐導波
路を有する結合器部の埋込成長に際して、結合器部上に
異常成長による突起の生成を防止することができ、以降
のプロセスを支障無く遂行することができる。
に形成されるマスクパターンの形状を、半導体レーザ用
積層上に形成される複数の帯状マスクパターンに対応し
たＹ字分岐を末端とし、Ｙ字分岐を組み合わせて順次分
岐の数を減らし一つになるようにしたもので、分岐導波
路を有する結合器部の埋込成長に際して、結合器部上に
異常成長による突起の生成を防止することができ、以降
のプロセスを支障無く遂行することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この実施の形態１
の光半導体装置は、発振波長が異なる複数の単一波長半
導体レーザを有するレーザ部と出力部の光変調器とを接
続する多モード干渉導波路を有する結合器部を、レーザ
部の電流ブロック構造と同じ材料構成の埋込半導体層に
より覆うとともにこの結合器部を埋め込んだものであ
る。図１はこの発明の実施の形態１に係る半導体レーザ
装置の一部透過斜視図である。
の光半導体装置は、発振波長が異なる複数の単一波長半
導体レーザを有するレーザ部と出力部の光変調器とを接
続する多モード干渉導波路を有する結合器部を、レーザ
部の電流ブロック構造と同じ材料構成の埋込半導体層に
より覆うとともにこの結合器部を埋め込んだものであ
る。図１はこの発明の実施の形態１に係る半導体レーザ
装置の一部透過斜視図である。
【００２４】図１において、１０は波長多重通信用の半
導体レーザ装置、１２はレーザ部、１４は結合器部、１
６は出力部である。１８はレーザ部１２の発振波長の異
なった複数の単一波長のＤＦＢ−ＬＤである。ここでは
ＤＦＢ−ＬＤ１８は４個記載されているが数はこれに限
らず、広い波長範囲、例えば１０〜５０ナノメートル
（ｎｍ）において等間隔、例えば０．４や０．８ｎｍ間
隔、に発振波長をそろえたレーザアレイになっている。
２０はＤＦＢ−ＬＤ１８を分離する溝部である。２２は
各ＤＦＢ−ＬＤ１８の電極である。
導体レーザ装置、１２はレーザ部、１４は結合器部、１
６は出力部である。１８はレーザ部１２の発振波長の異
なった複数の単一波長のＤＦＢ−ＬＤである。ここでは
ＤＦＢ−ＬＤ１８は４個記載されているが数はこれに限
らず、広い波長範囲、例えば１０〜５０ナノメートル
（ｎｍ）において等間隔、例えば０．４や０．８ｎｍ間
隔、に発振波長をそろえたレーザアレイになっている。
２０はＤＦＢ−ＬＤ１８を分離する溝部である。２２は
各ＤＦＢ−ＬＤ１８の電極である。
【００２５】結合器部１４は、この実施の形態１では平
面形状が矩形状のＭＭＩ２４で形成されている。２５は
このＭＭＩ２４を埋込みかつＭＭＩ２４上を覆って配設
された埋込半導体層である。また２５ａは埋込半導体層
２５が結合器部１４を覆っている山状部分で、図１にお
いてはこの山状部分２５ａを透過図で示している。出力
部１６は、この実施の形態１ではＥＡＭ２６で構成され
ている。この出力部１６はＥＡＭ２６に限らず、光増幅
器（ＳＯＡ）でもよく、ＥＡＭ２６とＳＯＡの両方を設
けてもよい。２８はＥＡＭ２６の電極である。３０はＥ
ＡＭ２６を分離する溝部である。
面形状が矩形状のＭＭＩ２４で形成されている。２５は
このＭＭＩ２４を埋込みかつＭＭＩ２４上を覆って配設
された埋込半導体層である。また２５ａは埋込半導体層
２５が結合器部１４を覆っている山状部分で、図１にお
いてはこの山状部分２５ａを透過図で示している。出力
部１６は、この実施の形態１ではＥＡＭ２６で構成され
ている。この出力部１６はＥＡＭ２６に限らず、光増幅
器（ＳＯＡ）でもよく、ＥＡＭ２６とＳＯＡの両方を設
けてもよい。２８はＥＡＭ２６の電極である。３０はＥ
ＡＭ２６を分離する溝部である。
【００２６】またレーザ部１２、結合器部１４の埋込半
導体層２５及び出力部の表面上には、図１では図示され
ていないがＳｉＯ２などの絶縁膜２７が配設されてい
る。ＤＦＢ−ＬＤ１８の頂部及びＥＡＭ２６の頂部には
絶縁膜２７に開口２９（図１では図示せず）が設けられ
電極２２及び電極２８とその下層との導通がはかられて
いる。３２はｎ−ＩｎＰの基板である。
導体層２５及び出力部の表面上には、図１では図示され
ていないがＳｉＯ２などの絶縁膜２７が配設されてい
る。ＤＦＢ−ＬＤ１８の頂部及びＥＡＭ２６の頂部には
絶縁膜２７に開口２９（図１では図示せず）が設けられ
電極２２及び電極２８とその下層との導通がはかられて
いる。３２はｎ−ＩｎＰの基板である。
【００２７】図２は半導体レーザ装置１０のレーザ部１
２のＩＩ−ＩＩ断面における断面図である。図２におい
て、ＤＦＢ−ＬＤ１８は、基板３２の表面上にバンドギ
ャップ波長λg＝１．５５μｍのＭＱＷ活性層３４ａを
間に挟んでｎ−ＩｎＰの下クラッド層３４ｂとｐ−Ｉｎ
Ｐの第１層上クラッド層３４ｃとを有するレーザ導波路
リッジ３４が配設され、基板３２側から順次積層された
ＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブ
ロック層３６ｂとを有する電流ブロック構造３６がレー
ザ導波路リッジ３４の両側の基板３２表面上に形成され
ている。
２のＩＩ−ＩＩ断面における断面図である。図２におい
て、ＤＦＢ−ＬＤ１８は、基板３２の表面上にバンドギ
ャップ波長λg＝１．５５μｍのＭＱＷ活性層３４ａを
間に挟んでｎ−ＩｎＰの下クラッド層３４ｂとｐ−Ｉｎ
Ｐの第１層上クラッド層３４ｃとを有するレーザ導波路
リッジ３４が配設され、基板３２側から順次積層された
ＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブ
ロック層３６ｂとを有する電流ブロック構造３６がレー
ザ導波路リッジ３４の両側の基板３２表面上に形成され
ている。
【００２８】レーザ導波路リッジ３４と電流ブロック構
造３６との上にｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層３８、
高不純物の半導体層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層４０が配設され、発振波長が異なった単一波長ＤＦ
Ｂ−ＬＤ１８毎に分離溝２０で分離されている。さらに
表面上にＳｉＯ２などの絶縁膜２７が配設され、このｐ
−ＩｎＧａＡｓのコンタクト層４０上に開口２９が形成
され、電極２２とコンタクト層４０とが開口２９を介し
て接続している。
造３６との上にｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層３８、
高不純物の半導体層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層４０が配設され、発振波長が異なった単一波長ＤＦ
Ｂ−ＬＤ１８毎に分離溝２０で分離されている。さらに
表面上にＳｉＯ２などの絶縁膜２７が配設され、このｐ
−ＩｎＧａＡｓのコンタクト層４０上に開口２９が形成
され、電極２２とコンタクト層４０とが開口２９を介し
て接続している。
【００２９】図３は半導体レーザ装置１０のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ断面における結合器部１４の断面図である。図３に
おいて、基板３２上に平面形状が矩形のＭＭＩ２４が配
設される。ＭＭＩ２４は、第２の導波路層としてのバン
ドギャップ波長λg＝１．３μｍの結合器導波路層２４
ａを第２の下クラッド層としてのｎ−ＩｎＰ下クラッド
層２４ｂ及び第２の上クラッド層としてのｐ−ＩｎＰ上
クラッド層２４ｃにより上下に挟んだ積層構造をしてい
る。矩形の形状は幅がＤＦＢ−ＬＤ１８の幅に分離溝を
加えたもののレーザ個数倍程度の幅で長手方向は共振器
長さで、例えばＭＭＩ２４の幅は５〜５０μｍで、共振
器方向長さが２０〜５００μｍの長方形である。ＭＭＩ
２４の導波路方向の一端の平面に複数のＤＦＢ−ＬＤ１
８が接続されており、この一端に対向する他の一端に出
力部のＥＡＭ２６が接続されている。
ＩＩ断面における結合器部１４の断面図である。図３に
おいて、基板３２上に平面形状が矩形のＭＭＩ２４が配
設される。ＭＭＩ２４は、第２の導波路層としてのバン
ドギャップ波長λg＝１．３μｍの結合器導波路層２４
ａを第２の下クラッド層としてのｎ−ＩｎＰ下クラッド
層２４ｂ及び第２の上クラッド層としてのｐ−ＩｎＰ上
クラッド層２４ｃにより上下に挟んだ積層構造をしてい
る。矩形の形状は幅がＤＦＢ−ＬＤ１８の幅に分離溝を
加えたもののレーザ個数倍程度の幅で長手方向は共振器
長さで、例えばＭＭＩ２４の幅は５〜５０μｍで、共振
器方向長さが２０〜５００μｍの長方形である。ＭＭＩ
２４の導波路方向の一端の平面に複数のＤＦＢ−ＬＤ１
８が接続されており、この一端に対向する他の一端に出
力部のＥＡＭ２６が接続されている。
【００３０】このＭＭＩ２４は、ＦｅドープＩｎＰの埋
込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂ、さら
にｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びｐ−ＩｎＧａＡ
ｓのコンタクト層４０が配設された埋込半導体層２５で
覆われるとともに埋め込まれている。ＦｅドープＩｎＰ
の埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂは
ＤＦＢ−ＬＤ１８の電流ブロック構造３６と同じ層構成
である。ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びコンタク
ト層４０は埋込半導体層２５としては必ずしも必要では
ない。さらに埋込半導体層２５上を絶縁膜２７が覆って
いる。
込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂ、さら
にｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びｐ−ＩｎＧａＡ
ｓのコンタクト層４０が配設された埋込半導体層２５で
覆われるとともに埋め込まれている。ＦｅドープＩｎＰ
の埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂは
ＤＦＢ−ＬＤ１８の電流ブロック構造３６と同じ層構成
である。ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びコンタク
ト層４０は埋込半導体層２５としては必ずしも必要では
ない。さらに埋込半導体層２５上を絶縁膜２７が覆って
いる。
【００３１】図４は半導体レーザ装置１０のＩＶ−ＩＶ
断面における出力部１２の断面図である。図４におい
て、出力部１６のＥＡＭ２６は、基板３２の表面上にバ
ンドギャップ波長λg＝１．４〜１．５μｍの光吸収層
４４ａを間に挟んで第１の下クラッド層としてのｎ−Ｉ
ｎＰの下クラッド層４４ｂと第１の上クラッド層として
のｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４ｃとを有する光
変調器導波路リッジ４４が配設され、基板３２側から順
次積層されたＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａとｎ−Ｉ
ｎＰの電流ブロック層３６ｂとを有する電流ブロック構
造３６が光変調器導波路リッジ４４の両側の基板３２表
面上に形成されている。
断面における出力部１２の断面図である。図４におい
て、出力部１６のＥＡＭ２６は、基板３２の表面上にバ
ンドギャップ波長λg＝１．４〜１．５μｍの光吸収層
４４ａを間に挟んで第１の下クラッド層としてのｎ−Ｉ
ｎＰの下クラッド層４４ｂと第１の上クラッド層として
のｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４ｃとを有する光
変調器導波路リッジ４４が配設され、基板３２側から順
次積層されたＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａとｎ−Ｉ
ｎＰの電流ブロック層３６ｂとを有する電流ブロック構
造３６が光変調器導波路リッジ４４の両側の基板３２表
面上に形成されている。
【００３２】光変調器導波路リッジ４４と電流ブロック
構造３６との上にｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層３
８、高不純物の半導体層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層４０が配設され、分離溝３０で光変調器リッジ
が分離されている。さらに表面上にＳｉＯ２などの絶縁
膜２７が配設され、このｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト
層４０上に開口２９が形成され、電極２８とコンタクト
層４０とが開口２９を介して接続している。
構造３６との上にｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層３
８、高不純物の半導体層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層４０が配設され、分離溝３０で光変調器リッジ
が分離されている。さらに表面上にＳｉＯ２などの絶縁
膜２７が配設され、このｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト
層４０上に開口２９が形成され、電極２８とコンタクト
層４０とが開口２９を介して接続している。
【００３３】次に半導体レーザ装置１０の製造方法につ
いて説明する。図５、図６、図７は製造工程に従って示
した半導体レーザ装置１０の斜視図である。まず図５に
おいて、ｎ−ＩｎＰ基板３２にｎ−ＩｎＰクラッド層３
４ｂ、レーザ活性層３４ａ、ｐ−ＩｎＰクラッド層３４
ｃ、を形成する。その後レーザ部１２の積層５０を残し
それ以外を除去し、除去した部分にｎ−ＩｎＰクラッド
層２４ｂ、光導波路層２４ａ、ｐ−クラッド層２４ｃを
有する積層５２を形成する。
いて説明する。図５、図６、図７は製造工程に従って示
した半導体レーザ装置１０の斜視図である。まず図５に
おいて、ｎ−ＩｎＰ基板３２にｎ−ＩｎＰクラッド層３
４ｂ、レーザ活性層３４ａ、ｐ−ＩｎＰクラッド層３４
ｃ、を形成する。その後レーザ部１２の積層５０を残し
それ以外を除去し、除去した部分にｎ−ＩｎＰクラッド
層２４ｂ、光導波路層２４ａ、ｐ−クラッド層２４ｃを
有する積層５２を形成する。
【００３４】このときレーザ部１２の積層５０のｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層３４ｂ、あるいはｐ−ＩｎＰクラッド層
３４ｃの内部に回折格子層（図示せず）を形成する。こ
の結果を示すのが図５である。なお、この製造方法で
は、結合器部１４のｎ−ＩｎＰクラッド層２４ｂ、光導
波路層２４ａ、およびｐ−クラッド層２４ｃと、出力部
１６のｎ−ＩｎＰの下クラッド層４４ｂ、光吸収層４４
ａ、およびｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４ｃとを
それぞれ同じ材料構成で形成する方法で説明するが、必
要に応じて、結合器部１４のｎ−ＩｎＰクラッド層２４
ｂ、光導波路層２４ａ、およびｐ−クラッド層２４ｃと
出力部１６のｎ−ＩｎＰの下クラッド層４４ｂ、光吸収
層４４ａ、およびｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４
ｃの材料構成を変えてもよい。
ｎＰクラッド層３４ｂ、あるいはｐ−ＩｎＰクラッド層
３４ｃの内部に回折格子層（図示せず）を形成する。こ
の結果を示すのが図５である。なお、この製造方法で
は、結合器部１４のｎ−ＩｎＰクラッド層２４ｂ、光導
波路層２４ａ、およびｐ−クラッド層２４ｃと、出力部
１６のｎ−ＩｎＰの下クラッド層４４ｂ、光吸収層４４
ａ、およびｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４ｃとを
それぞれ同じ材料構成で形成する方法で説明するが、必
要に応じて、結合器部１４のｎ−ＩｎＰクラッド層２４
ｂ、光導波路層２４ａ、およびｐ−クラッド層２４ｃと
出力部１６のｎ−ＩｎＰの下クラッド層４４ｂ、光吸収
層４４ａ、およびｐ−ＩｎＰの第１層上クラッド層４４
ｃの材料構成を変えてもよい。
【００３５】次に、積層の表面に絶縁膜を形成し、レー
ザ部１２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、結合
器部１４は幅５〜５０μｍで共振器方向長さが２０〜５
００μｍの長方形に、出力部１６は幅が１〜２μｍの帯
状にしたマスクパターンを形成し、深さがレーザ部の活
性層、結合器部１４の光導波路層２４ａ、出力部１６の
光吸収層４４ａを越えるまでマスクパターンをマスクと
してエッチングし、レーザ部のレーザ導波路リッジ３
４、ＭＭＩ２４、及び出力部１６の光変調器導波路リッ
ジ４４のリッジ形成を行う。
ザ部１２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイに、結合
器部１４は幅５〜５０μｍで共振器方向長さが２０〜５
００μｍの長方形に、出力部１６は幅が１〜２μｍの帯
状にしたマスクパターンを形成し、深さがレーザ部の活
性層、結合器部１４の光導波路層２４ａ、出力部１６の
光吸収層４４ａを越えるまでマスクパターンをマスクと
してエッチングし、レーザ部のレーザ導波路リッジ３
４、ＭＭＩ２４、及び出力部１６の光変調器導波路リッ
ジ４４のリッジ形成を行う。
【００３６】この後、結合器部１４上の部分の絶縁膜を
除去し、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力部１６
の絶縁膜５６は残す。この工程の結果を示したのが図６
である。次に、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力
部１６の絶縁膜５６を選択成長マスクとして埋込成長を
行う。すなわち、絶縁膜５４および絶縁膜５６を選択成
長マスクとして、基板３２上に下層側からＦｅドープＩ
ｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロック
層３６ｂにより、レーザ導波路リッジ３４、ＭＭＩ２
４、及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う。
この工程の結果を示したのが図７である。
除去し、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力部１６
の絶縁膜５６は残す。この工程の結果を示したのが図６
である。次に、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力
部１６の絶縁膜５６を選択成長マスクとして埋込成長を
行う。すなわち、絶縁膜５４および絶縁膜５６を選択成
長マスクとして、基板３２上に下層側からＦｅドープＩ
ｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロック
層３６ｂにより、レーザ導波路リッジ３４、ＭＭＩ２
４、及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う。
この工程の結果を示したのが図７である。
【００３７】次にレーザ部１２上の絶縁膜５４および出
力部１６の絶縁膜５６を除去し、基板３２上全面に、ｐ
−ＩｎＰの第２層上クラッド層３８およびｐ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層４０を形成し、レーザ導波路リッジ３
４の両側に分離溝２０を、また光変調器導波路リッジ４
４の両側に分離溝３０を形成し、基板３２上全面にＳｉ
Ｏ２などの絶縁膜２７を形成し、レーザ導波路リッジ３
４上及び光変調器導波路リッジ４４上に開口を形成した
後、電極２２及び電極２８を形成する。この後基板３２
の裏面を研磨し１００μｍ程度に薄くし、電極を形成
し、図１に示した半導体レーザ装置１０として完成す
る。
力部１６の絶縁膜５６を除去し、基板３２上全面に、ｐ
−ＩｎＰの第２層上クラッド層３８およびｐ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層４０を形成し、レーザ導波路リッジ３
４の両側に分離溝２０を、また光変調器導波路リッジ４
４の両側に分離溝３０を形成し、基板３２上全面にＳｉ
Ｏ２などの絶縁膜２７を形成し、レーザ導波路リッジ３
４上及び光変調器導波路リッジ４４上に開口を形成した
後、電極２２及び電極２８を形成する。この後基板３２
の裏面を研磨し１００μｍ程度に薄くし、電極を形成
し、図１に示した半導体レーザ装置１０として完成す
る。
【００３８】このようにして形成された半導体レーザ装
置１０は、レーザ導波路リッジ３４、ＭＭＩ２４、及び
光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う際に、ＭＭ
Ｉ２４上には選択成長マスクがないので、このＭＭＩ２
４上にもＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−
ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂが積層されるが、従来例
で生じたような多結晶の付着は発生しないので、以降の
プロセスにおいてマスク破れなどの不都合は発生しな
い。
置１０は、レーザ導波路リッジ３４、ＭＭＩ２４、及び
光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う際に、ＭＭ
Ｉ２４上には選択成長マスクがないので、このＭＭＩ２
４上にもＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−
ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂが積層されるが、従来例
で生じたような多結晶の付着は発生しないので、以降の
プロセスにおいてマスク破れなどの不都合は発生しな
い。
【００３９】また、ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及
びコンタクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずし
も必要ではないがプロセス上残るもので、コンタクト層
４０の不純物濃度が高いからコンタクト層４０とＭＭＩ
２４との間にＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａが配設さ
れることによりコンタクト層４０のｐ型不純物のＺｎが
結合器導波路層２４ａに拡散し難く伝搬損失を少なくす
る効果がある。
びコンタクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずし
も必要ではないがプロセス上残るもので、コンタクト層
４０の不純物濃度が高いからコンタクト層４０とＭＭＩ
２４との間にＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａが配設さ
れることによりコンタクト層４０のｐ型不純物のＺｎが
結合器導波路層２４ａに拡散し難く伝搬損失を少なくす
る効果がある。
【００４０】なお、ｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層３
８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０を形成した
後、ＭＭＩ２４上は埋込半導体層２５の山状部分２５ａ
として残るが、この部分は電極形成も行わないので、特
に支障は生じない。
８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０を形成した
後、ＭＭＩ２４上は埋込半導体層２５の山状部分２５ａ
として残るが、この部分は電極形成も行わないので、特
に支障は生じない。
【００４１】従って、この製造工程で製造された半導体
レーザ装置１０は歩留まりが高くなり、安価なものとな
る。またプロセス上の不安定要因がないので信頼性の高
い半導体レーザ装置となる。またこの半導体レーザ装置
の製造方法は、エッチングマスクを用いて選択成長マス
クとし結晶成長する際に、ＭＭＩ２４上の絶縁膜を除去
するという簡単な方法で、半導体レーザ装置の歩留まり
を高めることができる。
レーザ装置１０は歩留まりが高くなり、安価なものとな
る。またプロセス上の不安定要因がないので信頼性の高
い半導体レーザ装置となる。またこの半導体レーザ装置
の製造方法は、エッチングマスクを用いて選択成長マス
クとし結晶成長する際に、ＭＭＩ２４上の絶縁膜を除去
するという簡単な方法で、半導体レーザ装置の歩留まり
を高めることができる。
【００４２】実施の形態２.実施の形態２は、発振波長
が異なる複数の単一波長半導体レーザを有するレーザ部
と出力部の光変調器とを接続する分岐導波路を有する結
合器部を、レーザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成
の埋込半導体層により覆うとともにこの結合器部を埋め
込んだものである。
が異なる複数の単一波長半導体レーザを有するレーザ部
と出力部の光変調器とを接続する分岐導波路を有する結
合器部を、レーザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成
の埋込半導体層により覆うとともにこの結合器部を埋め
込んだものである。
【００４３】図８はこの発明の実施の形態２に係る半導
体レーザ装置の一部透過斜視図である。図８において、
６０は波長多重通信用の半導体レーザ装置、結合器部１
４はこの実施の形態２では分岐導波路６２である。ま
た、分岐導波路６２は幅１〜２μｍのＹ分岐を単位と
し、単一波長半導体レーザ１８に対応した数のＹ字分岐
を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順次分岐の数を減ら
し、一のＹ字分岐に収束した形状をしている。末端のＹ
字分岐には発振波長の異なった単一波長半導体レーザ１
８を接続し、一のＹ字分岐に収束した収束側端面に出力
部としてこの実施の形態２ではＥＡＭ２６が接続されて
いる。また実施の形態１と同様に出力部としては光増幅
器（ＳＯＡ）に接続されても、光増幅器（ＳＯＡ）とＥ
ＡＭ２６との両方が接続されてもよい。
体レーザ装置の一部透過斜視図である。図８において、
６０は波長多重通信用の半導体レーザ装置、結合器部１
４はこの実施の形態２では分岐導波路６２である。ま
た、分岐導波路６２は幅１〜２μｍのＹ分岐を単位と
し、単一波長半導体レーザ１８に対応した数のＹ字分岐
を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順次分岐の数を減ら
し、一のＹ字分岐に収束した形状をしている。末端のＹ
字分岐には発振波長の異なった単一波長半導体レーザ１
８を接続し、一のＹ字分岐に収束した収束側端面に出力
部としてこの実施の形態２ではＥＡＭ２６が接続されて
いる。また実施の形態１と同様に出力部としては光増幅
器（ＳＯＡ）に接続されても、光増幅器（ＳＯＡ）とＥ
ＡＭ２６との両方が接続されてもよい。
【００４４】また２５ａは埋込半導体層２５が結合器部
１４を覆っている山状部分で、図８においてはこの山状
部分２５ａを透過図で示している。レーザ部１２のＤＦ
Ｂ−ＬＤ１８及び出力部のＥＡＭ２６は実施の形態１と
同じ構成である。また実施の形態１と同じ符号は同じも
のかまたは相当のものを示す。
１４を覆っている山状部分で、図８においてはこの山状
部分２５ａを透過図で示している。レーザ部１２のＤＦ
Ｂ−ＬＤ１８及び出力部のＥＡＭ２６は実施の形態１と
同じ構成である。また実施の形態１と同じ符号は同じも
のかまたは相当のものを示す。
【００４５】図９は半導体レーザ装置６０のＩＸ−ＩＸ
断面における結合器部１４の断面図である。図９におい
て、分岐導波路６２は第２の導波路層としてのバンドギ
ャップ波長λg＝１．３μｍの結合器導波路層６２ａを
第２の下クラッド層としてのｎ−ＩｎＰ下クラッド層６
２ｂ及び第２の上クラッド層としてのｐ−ＩｎＰ上クラ
ッド層６２ｃにより上下に挟んだ積層構造をしている。
断面における結合器部１４の断面図である。図９におい
て、分岐導波路６２は第２の導波路層としてのバンドギ
ャップ波長λg＝１．３μｍの結合器導波路層６２ａを
第２の下クラッド層としてのｎ−ＩｎＰ下クラッド層６
２ｂ及び第２の上クラッド層としてのｐ−ＩｎＰ上クラ
ッド層６２ｃにより上下に挟んだ積層構造をしている。
【００４６】この分岐導波路６２は、ＦｅドープＩｎＰ
の埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂ、
さらにｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びｐ−ＩｎＧ
ａＡｓのコンタクト層４０が配設された埋込半導体層２
５で覆われるとともに埋め込まれている。ＦｅドープＩ
ｎＰの埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６
ｂはＤＦＢ−ＬＤ１８の電流ブロック構造３６と同じ層
構成である。ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びコン
タクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずしも必要
ではない。さらに埋込半導体層２５上を絶縁膜２７が覆
っている。
の埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂ、
さらにｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びｐ−ＩｎＧ
ａＡｓのコンタクト層４０が配設された埋込半導体層２
５で覆われるとともに埋め込まれている。ＦｅドープＩ
ｎＰの埋込層３６ａとｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６
ｂはＤＦＢ−ＬＤ１８の電流ブロック構造３６と同じ層
構成である。ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及びコン
タクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずしも必要
ではない。さらに埋込半導体層２５上を絶縁膜２７が覆
っている。
【００４７】この実施の形態２においても埋込半導体層
２５の山状部分２５ａは結合器部１４の分岐導波路６２
を覆っている部分である。図８においてはこの山状部分
２５ａを透過図で示している。半導体レーザ装置６０の
ＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面の断面図は図２と同じであ
り、ＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ断面の断面図は図４と同じ
である。
２５の山状部分２５ａは結合器部１４の分岐導波路６２
を覆っている部分である。図８においてはこの山状部分
２５ａを透過図で示している。半導体レーザ装置６０の
ＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ断面の断面図は図２と同じであ
り、ＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ断面の断面図は図４と同じ
である。
【００４８】次に半導体レーザ装置６０の製造方法につ
いて説明する。図１０及び図１１は製造工程に従って示
した半導体レーザ装置６０の斜視図である。まず、ｎ−
ＩｎＰ基板３２に、レーザ部１２の積層５０、および結
合器部１４と出力部１６との積層５２を形成するのは実
施の形態１と同じで、この工程の結果は図５と同じであ
る。
いて説明する。図１０及び図１１は製造工程に従って示
した半導体レーザ装置６０の斜視図である。まず、ｎ−
ＩｎＰ基板３２に、レーザ部１２の積層５０、および結
合器部１４と出力部１６との積層５２を形成するのは実
施の形態１と同じで、この工程の結果は図５と同じであ
る。
【００４９】次に、積層の表面に絶縁膜を形成し、レー
ザ部１２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイの、結合
器部１４は幅１〜２μｍでレーザ部１２の帯状のアレイ
に接続されたＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わ
せ順次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐に収束した形状
をした分岐状の、また出力部１６は収束されたＹ字分岐
に接続された幅が１〜２μｍの帯状のマスクパターンを
形成し、このマスクパターンをマスクとして深さがレー
ザ部の活性層、結合器部１４の光導波路層２４ａ、出力
部１６の光吸収層４４ａを越えるまでエッチングし、レ
ーザ部のレーザ導波路リッジ３４、分岐導波路６２、及
び出力部１６の光変調器導波路リッジ４４のリッジ形成
を行う。
ザ部１２の部分は幅１〜２μｍの帯状のアレイの、結合
器部１４は幅１〜２μｍでレーザ部１２の帯状のアレイ
に接続されたＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わ
せ順次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐に収束した形状
をした分岐状の、また出力部１６は収束されたＹ字分岐
に接続された幅が１〜２μｍの帯状のマスクパターンを
形成し、このマスクパターンをマスクとして深さがレー
ザ部の活性層、結合器部１４の光導波路層２４ａ、出力
部１６の光吸収層４４ａを越えるまでエッチングし、レ
ーザ部のレーザ導波路リッジ３４、分岐導波路６２、及
び出力部１６の光変調器導波路リッジ４４のリッジ形成
を行う。
【００５０】この後、分岐導波路６２上の部分の絶縁膜
を除去し、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力部１
６の絶縁膜５６は残す。この工程の結果を示したのが図
１０である。次に、レーザ部１２上の絶縁膜５４および
出力部１６の絶縁膜５６を選択成長マスクとして埋込成
長を行う。すなわち、絶縁膜５４および絶縁膜５６を選
択成長マスクとして、基板３２上に下層側からＦｅドー
プＩｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロ
ック層３６ｂにより、レーザ導波路リッジ３４、分岐導
波路６２、及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を
行う。この工程の結果を示したのが図１１である。
を除去し、レーザ部１２上の絶縁膜５４および出力部１
６の絶縁膜５６は残す。この工程の結果を示したのが図
１０である。次に、レーザ部１２上の絶縁膜５４および
出力部１６の絶縁膜５６を選択成長マスクとして埋込成
長を行う。すなわち、絶縁膜５４および絶縁膜５６を選
択成長マスクとして、基板３２上に下層側からＦｅドー
プＩｎＰの埋込層３６ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロ
ック層３６ｂにより、レーザ導波路リッジ３４、分岐導
波路６２、及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を
行う。この工程の結果を示したのが図１１である。
【００５１】以後の、ｐ−ＩｎＰの第２層上クラッド層
３８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０の形成、
レーザ導波路リッジ３４の両側の分離溝２０および光変
調器導波路リッジ４４の両側の分離溝３０の形成、基板
３２上全面の絶縁膜２７の形成、電極２２及び電極２８
の形成、基板３２の裏面研磨、裏面の電極形成は実施の
形態１と同様で、図８に示した半導体レーザ装置６０と
して完成する。
３８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０の形成、
レーザ導波路リッジ３４の両側の分離溝２０および光変
調器導波路リッジ４４の両側の分離溝３０の形成、基板
３２上全面の絶縁膜２７の形成、電極２２及び電極２８
の形成、基板３２の裏面研磨、裏面の電極形成は実施の
形態１と同様で、図８に示した半導体レーザ装置６０と
して完成する。
【００５２】このようにして形成された半導体レーザ装
置６０は、レーザ導波路リッジ３４、分岐導波路６２、
及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う際に、
分岐導波路６２上には選択成長マスクがないので、この
分岐導波路６２上にもＦｅドープＩｎＰの埋込層３６
ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂが積層さ
れるが、従来例で生じたような分岐部分での異常成長に
よる突起が生じないので、以降のプロセスにおいてマス
ク破れなどの不都合は発生しない。
置６０は、レーザ導波路リッジ３４、分岐導波路６２、
及び光変調器導波路リッジ４４の埋込成長を行う際に、
分岐導波路６２上には選択成長マスクがないので、この
分岐導波路６２上にもＦｅドープＩｎＰの埋込層３６
ａ、およびｎ−ＩｎＰの電流ブロック層３６ｂが積層さ
れるが、従来例で生じたような分岐部分での異常成長に
よる突起が生じないので、以降のプロセスにおいてマス
ク破れなどの不都合は発生しない。
【００５３】また、ｐ−ＩｎＰの第２クラッド層３８及
びコンタクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずし
も必要ではないがプロセス上残るもので、コンタクト層
４０の不純物濃度が高いからコンタクト層４０と分岐導
波路６２との間にＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａが配
設されることにより、コンタクト層４０のｐ型不純物の
Ｚｎが結合器導波路層６２ａに拡散し難く、伝搬損失を
少なくする効果がある。なお、ｐ−ＩｎＰの第２層上ク
ラッド層３８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０
を形成した後、分岐導波路６２上は埋込半導体層２５の
山状部分２５ａとして残るが、この部分は電極形成も行
わないので、特に支障は生じない。
びコンタクト層４０は埋込半導体層２５としては必ずし
も必要ではないがプロセス上残るもので、コンタクト層
４０の不純物濃度が高いからコンタクト層４０と分岐導
波路６２との間にＦｅドープＩｎＰの埋込層３６ａが配
設されることにより、コンタクト層４０のｐ型不純物の
Ｚｎが結合器導波路層６２ａに拡散し難く、伝搬損失を
少なくする効果がある。なお、ｐ−ＩｎＰの第２層上ク
ラッド層３８およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層４０
を形成した後、分岐導波路６２上は埋込半導体層２５の
山状部分２５ａとして残るが、この部分は電極形成も行
わないので、特に支障は生じない。
【００５４】従って、この製造工程で製造された半導体
レーザ装置１０は歩留まりが高くなり、安価なものとな
る。またプロセス上の不安定要因がないので信頼性の高
い半導体レーザ装置となる。またこの半導体レーザ装置
の製造方法は、エッチングマスクを用いて選択成長マス
クとし結晶成長する際に、分岐導波路６２上の絶縁膜を
除去するという簡単な方法で、半導体レーザ装置の歩留
まりを高めることができる。
レーザ装置１０は歩留まりが高くなり、安価なものとな
る。またプロセス上の不安定要因がないので信頼性の高
い半導体レーザ装置となる。またこの半導体レーザ装置
の製造方法は、エッチングマスクを用いて選択成長マス
クとし結晶成長する際に、分岐導波路６２上の絶縁膜を
除去するという簡単な方法で、半導体レーザ装置の歩留
まりを高めることができる。
【００５５】
【発明の効果】この発明に係る光半導体装置は以上に説
明したような構成を備えており、またこの発明に係る光
半導体装置の製造方法は以上に説明した工程を含んでい
るので、以下のような効果を有する。この発明に係る光
半導体装置においては、活性層を含む光導波路リッジそ
れぞれの両側に電流ブロック構造が配設された発振波長
の異なる複数の単一波長半導体レーザを有するレーザ部
と、第１の導波路層とこの第１の導波路層を間に挟んで
上下に配設された第１の上クラッド層および第１の下ク
ラッド層とを有するとともに、レーザ部からの光を出力
する一つの出力部と、第２の導波路層とこの第２の導波
路層を間に挟んで上下に配設された第２の上クラッド層
および第２の下クラッド層とを有し、一方の端部におい
てレーザ部と接続されるとともに他方の端部において出
力部と接続された結合器部と、レーザ部、出力部および
結合器部を配設した半導体基板と、この半導体基板上に
配設され、レーザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成
を有し結合器部を覆うとともにこの結合器部を埋め込ん
だ埋込半導体層と、を備えたもので、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。延いては安価で信
頼性の高い光半導体装置を得ることができる。
明したような構成を備えており、またこの発明に係る光
半導体装置の製造方法は以上に説明した工程を含んでい
るので、以下のような効果を有する。この発明に係る光
半導体装置においては、活性層を含む光導波路リッジそ
れぞれの両側に電流ブロック構造が配設された発振波長
の異なる複数の単一波長半導体レーザを有するレーザ部
と、第１の導波路層とこの第１の導波路層を間に挟んで
上下に配設された第１の上クラッド層および第１の下ク
ラッド層とを有するとともに、レーザ部からの光を出力
する一つの出力部と、第２の導波路層とこの第２の導波
路層を間に挟んで上下に配設された第２の上クラッド層
および第２の下クラッド層とを有し、一方の端部におい
てレーザ部と接続されるとともに他方の端部において出
力部と接続された結合器部と、レーザ部、出力部および
結合器部を配設した半導体基板と、この半導体基板上に
配設され、レーザ部の電流ブロック構造と同じ材料構成
を有し結合器部を覆うとともにこの結合器部を埋め込ん
だ埋込半導体層と、を備えたもので、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。延いては安価で信
頼性の高い光半導体装置を得ることができる。
【００５６】さらに、埋込半導体層がＦｅドープＩｎＰ
層を含み埋込半導体層の上に高不純物濃度の半導体層が
配設されたもので、高不純物濃度の半導体層の不純物が
結合器部に拡散するのをＦｅドープＩｎＰ層により阻止
され、伝搬損失を少なくすることができる。延いては伝
送距離の長い光半導体装置を構成でき、低コストの通信
ネットワークを構成することができる。
層を含み埋込半導体層の上に高不純物濃度の半導体層が
配設されたもので、高不純物濃度の半導体層の不純物が
結合器部に拡散するのをＦｅドープＩｎＰ層により阻止
され、伝搬損失を少なくすることができる。延いては伝
送距離の長い光半導体装置を構成でき、低コストの通信
ネットワークを構成することができる。
【００５７】さらに、結合器部の平面形状が矩形状で、
レーザ部の複数の単一波長半導体レーザがともに結合器
部の同じ端面に接続されたもので、結合器部に多モード
干渉導波路を有する光半導体装置において、歩留まりが
高く信頼性の高い構成とすることができる。延いては安
価で信頼性の高い多モード干渉導波路を有する光半導体
装置を得ることができる。
レーザ部の複数の単一波長半導体レーザがともに結合器
部の同じ端面に接続されたもので、結合器部に多モード
干渉導波路を有する光半導体装置において、歩留まりが
高く信頼性の高い構成とすることができる。延いては安
価で信頼性の高い多モード干渉導波路を有する光半導体
装置を得ることができる。
【００５８】またさらに、結合器部は、第２の導波路
層、第２の上クラッド層および第２の下クラッド層を有
するＹ字分岐を単位とし、単一波長半導体レーザに対応
した数のＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順
次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐によって出力部と接
続されるとともに、Ｙ字分岐の末端にレーザ部の単一波
長半導体レーザが接続されたもので、結合器部に分岐導
波路を有する光半導体装置において、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。延いては安価で信
頼性の高い分岐導波路を有する光半導体装置を得ること
ができる。
層、第２の上クラッド層および第２の下クラッド層を有
するＹ字分岐を単位とし、単一波長半導体レーザに対応
した数のＹ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順
次分岐の数を減らし、一のＹ字分岐によって出力部と接
続されるとともに、Ｙ字分岐の末端にレーザ部の単一波
長半導体レーザが接続されたもので、結合器部に分岐導
波路を有する光半導体装置において、歩留まりが高く信
頼性の高い構成とすることができる。延いては安価で信
頼性の高い分岐導波路を有する光半導体装置を得ること
ができる。
【００５９】さらに、出力部に、光吸収層を有する光変
調器部または光増幅器部を備えたもので、光変調器また
は光増幅器付きの光半導体装置において、歩留まりが高
く信頼性の高い構成とすることができる。延いては安価
で信頼性の高い光変調器付き光半導体装置または光増幅
器付き光半導体装置を構成することができる。
調器部または光増幅器部を備えたもので、光変調器また
は光増幅器付きの光半導体装置において、歩留まりが高
く信頼性の高い構成とすることができる。延いては安価
で信頼性の高い光変調器付き光半導体装置または光増幅
器付き光半導体装置を構成することができる。
【００６０】また、この発明に係る光半導体装置の製造
方法においては、半導体基板上に半導体レーザ用積層を
形成し、レーザ部を残して除去し、この半導体レーザ用
積層と接続された、第２の導波路層とこの第２の導波路
層を間に挟んで上下に配設された第２の上クラッド層お
よび第２の下クラッド層とを有する結合器部積層、及び
この結合器部積層に接続された、第１の導波路層とこの
第１の導波路層を間に挟んで上下に配設された第１の上
クラッド層および第１の下クラッド層とを有する出力部
積層を形成する第１の工程と、半導体レーザ用積層、結
合器部積層及び出力部積層の表面上に誘電体膜を形成
し、写真製版工程とエッチング工程により、半導体レー
ザ用積層上に複数の帯状マスクパターン、結合器部積層
上に所定形状のマスクパターン、及び出力部積層上に一
つの帯状マスクパターンを形成し、これらのマスクパタ
ーンをマスクとしてエッチングし、複数の半導体レーザ
部の光導波路リッジ、結合器部、及び出力部リッジを形
成する第２の工程と、結合器部上の誘電体膜を除去し、
残りの誘電体膜のマスクパターンを選択成長マスクとし
て、半導体レーザ部の電流ブロック構造を構成する半導
体層により結合器部上を覆いかつ結合器部を埋め込む第
３の工程と、を含むので、結合器部の埋込成長の際に結
合器部上に多結晶の成長や異常成長による突起の生成を
防止することができ、以降のプロセスを支障無く遂行す
ることができる。延いては信頼性の高い光半導体装置を
簡単な工程で歩留まりよく製造することができる。
方法においては、半導体基板上に半導体レーザ用積層を
形成し、レーザ部を残して除去し、この半導体レーザ用
積層と接続された、第２の導波路層とこの第２の導波路
層を間に挟んで上下に配設された第２の上クラッド層お
よび第２の下クラッド層とを有する結合器部積層、及び
この結合器部積層に接続された、第１の導波路層とこの
第１の導波路層を間に挟んで上下に配設された第１の上
クラッド層および第１の下クラッド層とを有する出力部
積層を形成する第１の工程と、半導体レーザ用積層、結
合器部積層及び出力部積層の表面上に誘電体膜を形成
し、写真製版工程とエッチング工程により、半導体レー
ザ用積層上に複数の帯状マスクパターン、結合器部積層
上に所定形状のマスクパターン、及び出力部積層上に一
つの帯状マスクパターンを形成し、これらのマスクパタ
ーンをマスクとしてエッチングし、複数の半導体レーザ
部の光導波路リッジ、結合器部、及び出力部リッジを形
成する第２の工程と、結合器部上の誘電体膜を除去し、
残りの誘電体膜のマスクパターンを選択成長マスクとし
て、半導体レーザ部の電流ブロック構造を構成する半導
体層により結合器部上を覆いかつ結合器部を埋め込む第
３の工程と、を含むので、結合器部の埋込成長の際に結
合器部上に多結晶の成長や異常成長による突起の生成を
防止することができ、以降のプロセスを支障無く遂行す
ることができる。延いては信頼性の高い光半導体装置を
簡単な工程で歩留まりよく製造することができる。
【００６１】さらに、第２の工程の結合器部積層上に形
成されるマスクパターンの形状を矩形としたもので、多
モード干渉導波路を有する結合器部の埋込成長に際し
て、結合器部上に多結晶の成長を防止することができ、
以降のプロセスを支障無く遂行することができる。延い
ては信頼性の高い多モード干渉導波路を有する光半導体
装置を簡単な工程で歩留まりよく製造することができ
る。
成されるマスクパターンの形状を矩形としたもので、多
モード干渉導波路を有する結合器部の埋込成長に際し
て、結合器部上に多結晶の成長を防止することができ、
以降のプロセスを支障無く遂行することができる。延い
ては信頼性の高い多モード干渉導波路を有する光半導体
装置を簡単な工程で歩留まりよく製造することができ
る。
【００６２】またさらに、第２の工程の結合器部積層上
に形成されるマスクパターンの形状を、半導体レーザ用
積層上に形成される複数の帯状マスクパターンに対応し
たＹ字分岐を末端とし、Ｙ字分岐を組み合わせて順次分
岐の数を減らし一つになるようにしたもので、分岐導波
路を有する結合器部の埋込成長に際して、結合器部上に
異常成長による突起の生成を防止することができ、以降
のプロセスを支障無く遂行することができる。延いては
信頼性の高い分岐導波路を有する光半導体装置を簡単な
工程で歩留まりよく製造することができる。
に形成されるマスクパターンの形状を、半導体レーザ用
積層上に形成される複数の帯状マスクパターンに対応し
たＹ字分岐を末端とし、Ｙ字分岐を組み合わせて順次分
岐の数を減らし一つになるようにしたもので、分岐導波
路を有する結合器部の埋込成長に際して、結合器部上に
異常成長による突起の生成を防止することができ、以降
のプロセスを支障無く遂行することができる。延いては
信頼性の高い分岐導波路を有する光半導体装置を簡単な
工程で歩留まりよく製造することができる。
【図１】 この発明に係る半導体レーザ装置の一部透過
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。
ある。
【図３】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。
ある。
【図４】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。
ある。
【図５】 製造工程におけるこの発明に係る半導体レー
ザ装置の斜視図である。
ザ装置の斜視図である。
【図６】 製造工程におけるこの発明に係る半導体レー
ザ装置の斜視図である。
ザ装置の斜視図である。
【図７】 製造工程におけるこの発明に係る半導体レー
ザ装置の一部透過斜視図である。
ザ装置の一部透過斜視図である。
【図８】 この発明に係る半導体レーザ装置の一部透過
斜視図である。
斜視図である。
【図９】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。
ある。
【図１０】 製造工程におけるこの発明に係る半導体レ
ーザ装置の斜視図である。
ーザ装置の斜視図である。
【図１１】 製造工程におけるこの発明に係る半導体レ
ーザ装置の斜視図である。
ーザ装置の斜視図である。
【図１２】 従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
【図１３】 製造工程における従来の半導体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１４】 製造工程における問題点を模式的に説明し
た従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
た従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
【図１５】 従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
【図１６】 製造工程における従来の半導体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１７】 製造工程における問題点を模式的に説明し
た従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
た従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
３４ 光導波路リッジ、 ３６ 電流ブロック構造、
１８ 単一波長レーザ、 １２ レーザ部、
４４ａ 光吸収層、 ４４ｃ ｐ−ＩｎＰの第１層上
クラッド層、 ４４ｂ ｎ−ＩｎＰ下クラッド層、
１６ 出力部、 ２４ａ 結合器導波路層、 ２
４ｃ ｐ−ＩｎＰ上クラッド層、 ２４ｂ ｎ−Ｉｎ
Ｐ下クラッド層、 １４ 結合器部、 ３２ 半導
体基板、２５ 埋込半導体層、 ３６ａ Ｆｅドープ
ＩｎＰ層、 ４０ コンタクト層。
１８ 単一波長レーザ、 １２ レーザ部、
４４ａ 光吸収層、 ４４ｃ ｐ−ＩｎＰの第１層上
クラッド層、 ４４ｂ ｎ−ＩｎＰ下クラッド層、
１６ 出力部、 ２４ａ 結合器導波路層、 ２
４ｃ ｐ−ＩｎＰ上クラッド層、 ２４ｂ ｎ−Ｉｎ
Ｐ下クラッド層、 １４ 結合器部、 ３２ 半導
体基板、２５ 埋込半導体層、 ３６ａ Ｆｅドープ
ＩｎＰ層、 ４０ コンタクト層。
Claims (8)
- 【請求項１】 活性層を含む光導波路リッジそれぞれの
両側に電流ブロック構造が配設された発振波長の異なる
複数の単一波長半導体レーザを有するレーザ部と、 第１の導波路層とこの第１の導波路層を間に挟んで上下
に配設された第１の上クラッド層および第１の下クラッ
ド層とを有するとともに、上記レーザ部からの光を出力
する一つの出力部と、 第２の導波路層とこの第２の導波路層を間に挟んで上下
に配設された第２の上クラッド層および第２の下クラッ
ド層とを有し、一方の端部において上記レーザ部と接続
されるとともに他方の端部において上記出力部と接続さ
れた結合器部と、 上記レーザ部、出力部および結合器部を配設した半導体
基板と、 この半導体基板上に配設され、レーザ部の上記電流ブロ
ック構造と同じ材料構成を有し上記結合器部を覆うとと
もにこの結合器部を埋め込んだ埋込半導体層と、を備え
た光半導体装置。 - 【請求項２】 埋込半導体層がＦｅドープＩｎＰ層を含
み上記埋込半導体層の上に高不純物濃度の半導体層が配
設されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装
置。 - 【請求項３】 結合器部の平面形状が矩形状で、レーザ
部の複数の単一波長半導体レーザがともに上記結合器部
の同じ端面に接続されたことを特徴とする請求項１また
は２に記載の光半導体装置。 - 【請求項４】 結合器部は、第２の導波路層、第２の上
クラッド層および第２の下クラッド層を有するＹ字分岐
を単位とし、単一波長半導体レーザに対応した数の上記
Ｙ字分岐を末端としてＹ字分岐を組み合わせ順次分岐の
数を減らし、一のＹ字分岐によって出力部と接続される
とともに、上記Ｙ字分岐の末端にレーザ部の単一波長半
導体レーザが接続されたことを特徴とする請求項１また
は２に記載の光半導体装置。 - 【請求項５】 出力部に、光吸収層を有する光変調器部
または光増幅器部を備えたことを特徴とする請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の光半導体装置。 - 【請求項６】 半導体基板上に半導体レーザ用積層を形
成し、レーザ部を残して除去し、この半導体レーザ用積
層と接続された、第２の導波路層とこの第２の導波路層
を間に挟んで上下に配設された第２の上クラッド層およ
び第２の下クラッド層とを有する結合器部積層、及びこ
の結合器部積層に接続された、第１の導波路層とこの第
１の導波路層を間に挟んで上下に配設された第１の上ク
ラッド層および第１の下クラッド層とを有する出力部積
層を形成する第１の工程と、 半導体レーザ用積層、結合器部積層、及び出力部積層の
表面上に誘電体膜を形成し、写真製版工程とエッチング
工程により、半導体レーザ用積層上に複数の帯状マスク
パターン、結合器部積層上に所定形状のマスクパター
ン、及び出力部積層上に一つの帯状マスクパターンを形
成し、これらのマスクパターンをマスクとしてエッチン
グし、複数の半導体レーザ部の光導波路リッジ、結合器
部、及び出力部リッジを形成する第２の工程と、 結合器部上の誘電体膜を除去し、残りの誘電体膜のマス
クパターンを選択成長マスクとして、半導体レーザ部の
電流ブロック構造を構成する半導体層により結合器部上
を覆いかつ結合器部を埋め込む第３の工程と、を含む光
半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 第２の工程の結合器部積層上に形成され
るマスクパターンの形状を矩形としたことを特徴とする
請求項６記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 第２の工程の結合器部積層上に形成され
るマスクパターンの形状を、半導体レーザ用積層上に形
成される複数の帯状マスクパターンに対応したＹ字分岐
を末端とし、Ｙ字分岐を組み合わせて順次分岐の数を減
らし一つになるようにしたことを特徴とする請求項６記
載の光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2000359193A JP2002164608A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 光半導体装置およびその製造方法 |
| US09/839,130 US6606336B2 (en) | 2000-11-27 | 2001-04-23 | Photonic semiconductor device |
| DE10136727A DE10136727C2 (de) | 2000-11-27 | 2001-07-27 | Photonische Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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|---|---|---|---|
| JP2000359193A JP2002164608A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 光半導体装置およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2000359193A Pending JP2002164608A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 光半導体装置およびその製造方法 |
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| US20150086158A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Multi-Mode Phase-Shifting Interference Device |
| JP6213103B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-10-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子および光モジュール |
| CN108732682A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 聊城大学 | 一种多模干涉型全晶体波导分束器的制备方法 |
| CN114784627A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于多模干涉波导的高相干性激光面阵及其制备方法 |
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2000
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-
2001
- 2001-04-23 US US09/839,130 patent/US6606336B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-27 DE DE10136727A patent/DE10136727C2/de not_active Expired - Fee Related
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