JP2003338664A - 半導体装置 - Google Patents
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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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- H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドーパントの相互拡散を抑止して、変調器付
きレーザの高速動作を実現する。 【解決手段】 活性層２からレーザ光を発生させる半導
体装置であって、活性層２を含むリッジ状のメサ５と、
メサ５の両側を埋め込むように形成された電流ブロック
層６と、メサ５及び電流ブロック層６上に連なるように
形成された拡散阻止層１０と、拡散阻止層１０上に形成
され、所定の不純物を含有したｐ−ＩｎＰクラッド層７
とを備える。ｐ−ＩｎＰクラッド層７の不純物が電流ブ
ロック層６に拡散して電流ブロック層６が低抵抗化する
ことを抑止でき、変調器付きレーザの高速動作を実現す
ることができる。
きレーザの高速動作を実現する。 【解決手段】 活性層２からレーザ光を発生させる半導
体装置であって、活性層２を含むリッジ状のメサ５と、
メサ５の両側を埋め込むように形成された電流ブロック
層６と、メサ５及び電流ブロック層６上に連なるように
形成された拡散阻止層１０と、拡散阻止層１０上に形成
され、所定の不純物を含有したｐ−ＩｎＰクラッド層７
とを備える。ｐ−ＩｎＰクラッド層７の不純物が電流ブ
ロック層６に拡散して電流ブロック層６が低抵抗化する
ことを抑止でき、変調器付きレーザの高速動作を実現す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置に関
し、特に、超高速光通信システムなどに用いられる光変
調器付きレーザに適用して好適である。
し、特に、超高速光通信システムなどに用いられる光変
調器付きレーザに適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザと光ファイバを用いて大量
のデータを送信するためには、半導体レーザを高速で変
調する必要がある。このため、単一モードの半導体レー
ザの注入電流を変えて直接変調する方法が知られてい
る。しかし、この方法は注入キャリア密度の変動による
波長変動（波長チャーピング）が大きいため、例えば、
１０Gｂｐｓ以上の高速変調には使うことができない。
のデータを送信するためには、半導体レーザを高速で変
調する必要がある。このため、単一モードの半導体レー
ザの注入電流を変えて直接変調する方法が知られてい
る。しかし、この方法は注入キャリア密度の変動による
波長変動（波長チャーピング）が大きいため、例えば、
１０Gｂｐｓ以上の高速変調には使うことができない。
【０００３】そこで、これまでの直接変調方式に代わっ
て、波長チャーピングの小さい光変調器で半導体レーザ
を変調する方法が注目されている。この方法で用いられ
るレーザは、一般に光変調器付きレーザと呼ばれてい
る。光変調器付きレーザは、単一モード半導体レーザ
と、レーザを変調するための高速光変調器を１チップ上
に集積化している。このため、光変調器付きレーザでは
光変調器とレーザ間の回路が不要となり実用性が高いも
のとなっている。そして、光変調器付きレーザは大容量
光通信のキーデバイスとして極めて重要である。
て、波長チャーピングの小さい光変調器で半導体レーザ
を変調する方法が注目されている。この方法で用いられ
るレーザは、一般に光変調器付きレーザと呼ばれてい
る。光変調器付きレーザは、単一モード半導体レーザ
と、レーザを変調するための高速光変調器を１チップ上
に集積化している。このため、光変調器付きレーザでは
光変調器とレーザ間の回路が不要となり実用性が高いも
のとなっている。そして、光変調器付きレーザは大容量
光通信のキーデバイスとして極めて重要である。
【０００４】このような光変調器付きレーザにおいて、
高速動作を実現するためには、変調器部の電気容量低
減、レーザ部と変調器部との間のアイソレーション部の
高抵抗化が必要である。また同時に、通信用レーザとし
て十分な高信頼性を持つことも必要である。
高速動作を実現するためには、変調器部の電気容量低
減、レーザ部と変調器部との間のアイソレーション部の
高抵抗化が必要である。また同時に、通信用レーザとし
て十分な高信頼性を持つことも必要である。
【０００５】図２７（ａ）は、従来の光変調器付きレー
ザの構造を示す斜視図である。また、図２７（ｂ）は図
２７（ａ）に示すＩ−Ｉ’に沿った断面を示す概略断面
図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）において、１
０１はＩｎＰ基板、１１２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１
０３は変調器の吸収層、１１３はｐ−ＩｎＰクラッド
層、５は活性層１０２（図２７において不図示）及び吸
収層１０３を含むメサ、１０６は電流ブロック層で高抵
抗ＩｎＰ層１０６ａ及びｎ−ＩｎＰ層１０６ｂから構成
される。また、１０７はｐ−ＩｎＰクラッド層、１０８
はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１０９はメサ溝（プ
ロセスメサ溝）をそれぞれ示している。
ザの構造を示す斜視図である。また、図２７（ｂ）は図
２７（ａ）に示すＩ−Ｉ’に沿った断面を示す概略断面
図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）において、１
０１はＩｎＰ基板、１１２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１
０３は変調器の吸収層、１１３はｐ−ＩｎＰクラッド
層、５は活性層１０２（図２７において不図示）及び吸
収層１０３を含むメサ、１０６は電流ブロック層で高抵
抗ＩｎＰ層１０６ａ及びｎ−ＩｎＰ層１０６ｂから構成
される。また、１０７はｐ−ＩｎＰクラッド層、１０８
はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１０９はメサ溝（プ
ロセスメサ溝）をそれぞれ示している。
【０００６】以下、図２２〜図２７に基づいて、従来の
光変調器付きレーザの製造方法を説明する。図２２〜図
２７は、従来の光変調器付きレーザの製造方法を工程順
に示す模式図であって、図２２、図２３（ａ）、図２４
（ａ）、図２５（ａ）、図２６（ａ）、図２７（ａ）は
光変調器付きレーザの斜視図を示している。また、図２
３（ｂ）は図２３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図
２３（ｂ）は図２３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、
図２４（ｂ）は図２４（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図２５（ｂ）は図２５（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断
面を、図２６（ｂ）は図２６（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った
断面をそれぞれ示す概略断面図である。ここで、Ｉ−
Ｉ’に沿った断面は、レーザ部と変調器部の間のアイソ
レーション部における断面を示している。
光変調器付きレーザの製造方法を説明する。図２２〜図
２７は、従来の光変調器付きレーザの製造方法を工程順
に示す模式図であって、図２２、図２３（ａ）、図２４
（ａ）、図２５（ａ）、図２６（ａ）、図２７（ａ）は
光変調器付きレーザの斜視図を示している。また、図２
３（ｂ）は図２３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図
２３（ｂ）は図２３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、
図２４（ｂ）は図２４（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図２５（ｂ）は図２５（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断
面を、図２６（ｂ）は図２６（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った
断面をそれぞれ示す概略断面図である。ここで、Ｉ−
Ｉ’に沿った断面は、レーザ部と変調器部の間のアイソ
レーション部における断面を示している。
【０００７】先ず、図２２に示すように、ＩｎＰ基板１
０１上にｎ−ＩｎＰクラッド層１１２、レーザの活性層
１０２及び変調器の吸収層１０３、ｐ−ＩｎＰクラッド
層１１３含む所定の結晶層をエピタキシャル成長した
後、約６μｍ幅のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶
縁膜１０４を形成する。そして、絶縁膜１０４をマスク
にして、例えば、ＨＢｒ等のエッチング液を用いたウェ
ットエッチングにより、活性層１０２と吸収層１０３を
含むメサ１０５を形成する。活性層１０２及び吸収層１
０３はｎ−ＩｎＰクラッド層１１２上の同一階層に形成
され、活性層１０２が形成された領域はレーザ部とな
り、吸収層１０３が形成された領域は変調器部となる。
０１上にｎ−ＩｎＰクラッド層１１２、レーザの活性層
１０２及び変調器の吸収層１０３、ｐ−ＩｎＰクラッド
層１１３含む所定の結晶層をエピタキシャル成長した
後、約６μｍ幅のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶
縁膜１０４を形成する。そして、絶縁膜１０４をマスク
にして、例えば、ＨＢｒ等のエッチング液を用いたウェ
ットエッチングにより、活性層１０２と吸収層１０３を
含むメサ１０５を形成する。活性層１０２及び吸収層１
０３はｎ−ＩｎＰクラッド層１１２上の同一階層に形成
され、活性層１０２が形成された領域はレーザ部とな
り、吸収層１０３が形成された領域は変調器部となる。
【０００８】次に、図２３（ａ）に示すように、メサ１
０５の形成に用いた絶縁膜１０４を選択成長マスクとし
て用い、メサ１０５側面に、電流ブロック層１０６とし
て、膜厚２〜３μm程度の高抵抗ＩｎＰ層１０６ａと、
膜厚１．０μm程度のｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを、ＭＯＣ
ＶＤ法により連続して埋め込み成長する。このとき、高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントとしては、例えば鉄
（Ｆｅ）を、また、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂのドーパント
としては、例えば、硫黄（Ｓ）を用いる。
０５の形成に用いた絶縁膜１０４を選択成長マスクとし
て用い、メサ１０５側面に、電流ブロック層１０６とし
て、膜厚２〜３μm程度の高抵抗ＩｎＰ層１０６ａと、
膜厚１．０μm程度のｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを、ＭＯＣ
ＶＤ法により連続して埋め込み成長する。このとき、高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントとしては、例えば鉄
（Ｆｅ）を、また、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂのドーパント
としては、例えば、硫黄（Ｓ）を用いる。
【０００９】ここで、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａの上にｎ
−ＩｎＰ層１０６ｂを成長させる理由を説明する。後述
するように後工程では電流ブロック層１０６上にｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７を形成するが、高抵抗ＩｎＰ層１
０６ａ上に直接ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７を成長する
と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７のドーパントであるＺ
ｎと高抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅが
相互拡散する。そして、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａにＺｎ
が拡散することで高抵抗ＩｎＰ層１０６ａの抵抗が下が
ってしまう。しかし、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７と高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａとの間にｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを
成長させることによって、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂがｐ−
ＩｎＰクラッド層１０７から高抵抗ＩｎＰ層１０６ａに
向かって拡散しようとするＺｎをトラップするホールト
ラップ層として機能することとなる。このため、高抵抗
ＩｎＰ層１０６ａにＺｎが拡散して低抵抗化してしまう
ことを防ぐことができる。
−ＩｎＰ層１０６ｂを成長させる理由を説明する。後述
するように後工程では電流ブロック層１０６上にｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７を形成するが、高抵抗ＩｎＰ層１
０６ａ上に直接ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７を成長する
と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７のドーパントであるＺ
ｎと高抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅが
相互拡散する。そして、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａにＺｎ
が拡散することで高抵抗ＩｎＰ層１０６ａの抵抗が下が
ってしまう。しかし、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７と高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａとの間にｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを
成長させることによって、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂがｐ−
ＩｎＰクラッド層１０７から高抵抗ＩｎＰ層１０６ａに
向かって拡散しようとするＺｎをトラップするホールト
ラップ層として機能することとなる。このため、高抵抗
ＩｎＰ層１０６ａにＺｎが拡散して低抵抗化してしまう
ことを防ぐことができる。
【００１０】なお、図２３（ａ）のＩ−Ｉ’線に沿った
断面（アイソレーション部断面）は、この段階では、図
２３（ｂ）に示すように、図２３（ａ）に示す変調器側
端面と同一形状となっている。
断面（アイソレーション部断面）は、この段階では、図
２３（ｂ）に示すように、図２３（ａ）に示す変調器側
端面と同一形状となっている。
【００１１】次に、図２４（ａ）に示すように、アイソ
レーション部に相当する位置を所定の深さまでドライエ
ッチングすることによって、アイソレーション部のｎ−
ＩｎＰ層１０６ｂを除去する。このエッチングでは、後
工程で形成されるメサ溝１０９より内側の領域のｎ−Ｉ
ｎＰ層１０６ｂを除去する。ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを除
去した後のアイソレーション部断面は、図２４（ｂ）に
示すようになる。ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂはｎ型であり抵
抗が低いが、このようにアイソレーション部においてｎ
−ＩｎＰ層１０６ｂを除去することによって、高いアイ
ソレーション抵抗を得ることができる。
レーション部に相当する位置を所定の深さまでドライエ
ッチングすることによって、アイソレーション部のｎ−
ＩｎＰ層１０６ｂを除去する。このエッチングでは、後
工程で形成されるメサ溝１０９より内側の領域のｎ−Ｉ
ｎＰ層１０６ｂを除去する。ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを除
去した後のアイソレーション部断面は、図２４（ｂ）に
示すようになる。ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂはｎ型であり抵
抗が低いが、このようにアイソレーション部においてｎ
−ＩｎＰ層１０６ｂを除去することによって、高いアイ
ソレーション抵抗を得ることができる。
【００１２】次に、図２５（ａ）、図２５（ｂ）に示す
ように、ウエハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層１０７、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０８を成長する。これに
より、アイソレーション部においては高抵抗ＩｎＰ層１
０６ａとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が密着する。
ように、ウエハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層１０７、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０８を成長する。これに
より、アイソレーション部においては高抵抗ＩｎＰ層１
０６ａとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が密着する。
【００１３】次に、図２６（ａ）、図２６（ｂ）に示す
ように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層１０８を酒石酸等のエッチング液を用いたウエッ
トエッチングにより除去する。アイソレーション部のｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０８を除去する理由も、
アイソレーション部のｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを除去する
理由と同様であり、アイソレーション部において高いア
イソレーション抵抗を得るためである。
ように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層１０８を酒石酸等のエッチング液を用いたウエッ
トエッチングにより除去する。アイソレーション部のｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０８を除去する理由も、
アイソレーション部のｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを除去する
理由と同様であり、アイソレーション部において高いア
イソレーション抵抗を得るためである。
【００１４】最後に、図２７（ａ）及び図２７（ｂ）に
示すように、エッチングなどの方法により５〜７μm程
度の幅のメサ溝１０９を形成する。これにより、図２７
（ａ）及び図２７（ｂ）に示す光変調器付きレーザが完
成する。完成した光変調器付きレーザのアイソレーショ
ン部断面は、図２７（ｂ）に示す構造であり、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層１０６ｂの除去、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１
０８の除去、および、プロセスメサ溝１０９の形成によ
って、ｎ−ＩｎＰクラッド層１１２、活性層１０２吸収
層１０３及びｐ−ＩｎＰクラッド層１１３を含むメサ１
０５の周囲が絶縁性の高い層で覆われ、分離抵抗の高抵
抗化が図られている。
示すように、エッチングなどの方法により５〜７μm程
度の幅のメサ溝１０９を形成する。これにより、図２７
（ａ）及び図２７（ｂ）に示す光変調器付きレーザが完
成する。完成した光変調器付きレーザのアイソレーショ
ン部断面は、図２７（ｂ）に示す構造であり、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層１０６ｂの除去、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１
０８の除去、および、プロセスメサ溝１０９の形成によ
って、ｎ−ＩｎＰクラッド層１１２、活性層１０２吸収
層１０３及びｐ−ＩｎＰクラッド層１１３を含むメサ１
０５の周囲が絶縁性の高い層で覆われ、分離抵抗の高抵
抗化が図られている。
【００１５】このように、従来の光変調器付きレーザに
おいては、レーザと変調器間のアイソレーション部の分
離抵抗を大きくするために、アイソレーション部のｎ−
ＩｎＰ層１０６ｂを除去したり、ｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層１０８を除去する等の工程を行っている。
おいては、レーザと変調器間のアイソレーション部の分
離抵抗を大きくするために、アイソレーション部のｎ−
ＩｎＰ層１０６ｂを除去したり、ｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層１０８を除去する等の工程を行っている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光変調器付きレーザでは、アイソレーション部のｎ−Ｉ
ｎＰ層１０６ｂの除去することによって新たな問題が発
生していた。この問題はアイソレーション部のｎ−Ｉｎ
Ｐ層１０６ｂを除去することによって、高抵抗ＩｎＰ層
１０６ａとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が直接接するこ
とによって生じる問題である。高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ
とｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が接触すると、図２８
（ａ）に示すように、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパ
ントであるＦｅとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７のドーパ
ントであるＺｎが相互拡散してしまう。そして、高抵抗
ＩｎＰ層１０６ａへｐ型のドーパントであるＺｎが拡散
することで高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが低抵抗化してしま
う。この結果、レーザと変調器間の分離抵抗が低くな
り、高周波リークが発生して高速動作を妨げるという問
題が発生していた。
光変調器付きレーザでは、アイソレーション部のｎ−Ｉ
ｎＰ層１０６ｂの除去することによって新たな問題が発
生していた。この問題はアイソレーション部のｎ−Ｉｎ
Ｐ層１０６ｂを除去することによって、高抵抗ＩｎＰ層
１０６ａとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が直接接するこ
とによって生じる問題である。高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ
とｐ−ＩｎＰクラッド層１０７が接触すると、図２８
（ａ）に示すように、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパ
ントであるＦｅとｐ−ＩｎＰクラッド層１０７のドーパ
ントであるＺｎが相互拡散してしまう。そして、高抵抗
ＩｎＰ層１０６ａへｐ型のドーパントであるＺｎが拡散
することで高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが低抵抗化してしま
う。この結果、レーザと変調器間の分離抵抗が低くな
り、高周波リークが発生して高速動作を妨げるという問
題が発生していた。
【００１７】更に、変調器部においても別の問題が発生
していた。上述したように変調器部においては、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７と高抵抗ＩｎＰ層１０６ａとの間
にｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを設けることにより、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１０７から高抵抗ＩｎＰ層１０６ａに向か
って拡散しようとするＺｎをｎ−ＩｎＰ層１０６ｂがト
ラップして、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａの低抵抗化を防ぐ
ように構造設計されている。
していた。上述したように変調器部においては、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７と高抵抗ＩｎＰ層１０６ａとの間
にｎ−ＩｎＰ層１０６ｂを設けることにより、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１０７から高抵抗ＩｎＰ層１０６ａに向か
って拡散しようとするＺｎをｎ−ＩｎＰ層１０６ｂがト
ラップして、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａの低抵抗化を防ぐ
ように構造設計されている。
【００１８】しかしながら、実際の製造プロセスでは、
図２８（ｂ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂの先
端部がメサ１０５の側面から離れてしまうことがある。
例えば高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ及びｎ−ＩｎＰ層１０６
ｂを形成する際に、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａがメサ１０
５の側面に所定の厚みをもって形成されると、図２８
（ｂ）に示す状態が生じてしまう。
図２８（ｂ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂの先
端部がメサ１０５の側面から離れてしまうことがある。
例えば高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ及びｎ−ＩｎＰ層１０６
ｂを形成する際に、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａがメサ１０
５の側面に所定の厚みをもって形成されると、図２８
（ｂ）に示す状態が生じてしまう。
【００１９】この場合、ｎ−ＩｎＰ層１０６ｂの先端部
とメサ１０５の側面の間でｐ−ＩｎＰクラッド層１０７
と高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが直接接することになり、高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅとｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７のドーパントであるＺｎが相互拡
散してしまう。このため、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ中の
ＦｅがＺｎで補償されて、実効的に高抵抗ＩｎＰ層１０
６ａ中のＦｅ濃度が下がってしまう。これは、高抵抗Ｉ
ｎＰ層１０６ａの膜厚が薄くなったことと等価な影響を
及ぼすこととなり、一般に容量は膜厚に反比例すること
から、ドーパントの相互拡散によって変調器部の容量が
増大するという問題があった。
とメサ１０５の側面の間でｐ−ＩｎＰクラッド層１０７
と高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが直接接することになり、高
抵抗ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅとｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１０７のドーパントであるＺｎが相互拡
散してしまう。このため、高抵抗ＩｎＰ層１０６ａ中の
ＦｅがＺｎで補償されて、実効的に高抵抗ＩｎＰ層１０
６ａ中のＦｅ濃度が下がってしまう。これは、高抵抗Ｉ
ｎＰ層１０６ａの膜厚が薄くなったことと等価な影響を
及ぼすこととなり、一般に容量は膜厚に反比例すること
から、ドーパントの相互拡散によって変調器部の容量が
増大するという問題があった。
【００２０】また、レーザ部、変調器においても高抵抗
ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅとｐ−ＩｎＰ
クラッド層１０７のドーパントであるＺｎが相互拡散し
て、電流ブロック層１０６の高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが
低抵抗化するという問題が生じていた。更に、活性層１
０２、吸収層１０３などを含むメサ１０５にドーパント
が拡散すると、素子の効率低下等の特性劣化や信頼性の
低下という問題も発生していた。
ＩｎＰ層１０６ａのドーパントであるＦｅとｐ−ＩｎＰ
クラッド層１０７のドーパントであるＺｎが相互拡散し
て、電流ブロック層１０６の高抵抗ＩｎＰ層１０６ａが
低抵抗化するという問題が生じていた。更に、活性層１
０２、吸収層１０３などを含むメサ１０５にドーパント
が拡散すると、素子の効率低下等の特性劣化や信頼性の
低下という問題も発生していた。
【００２１】このように、従来の光変調器付きレーザで
は、ＺｎとＦｅの相互拡散が原因となって、レーザと変
調器間の分離抵抗が下がってしまったり変調器の容量が
増大したりして光変調器付きレーザの高速動作が損わ
れ、更には信頼性が損なわれるという問題が生じてい
た。
は、ＺｎとＦｅの相互拡散が原因となって、レーザと変
調器間の分離抵抗が下がってしまったり変調器の容量が
増大したりして光変調器付きレーザの高速動作が損わ
れ、更には信頼性が損なわれるという問題が生じてい
た。
【００２２】この発明は上述のような問題を解決するた
めになされたものであり、ドーパントの相互拡散を抑止
して、変調器付きレーザの高速動作を実現するとともに
信頼性を向上させることを目的とする。
めになされたものであり、ドーパントの相互拡散を抑止
して、変調器付きレーザの高速動作を実現するとともに
信頼性を向上させることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、活性層からレーザ光を発生させる半導体装置であっ
て、前記活性層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ
部分の両側を埋め込むように形成された電流ブロック層
と、前記メサ部分及び前記電流ブロック層上に連なるよ
うに形成された拡散阻止層と、前記拡散阻止層上に形成
され、所定の不純物を含有した導電層とを備えたもので
ある。
は、活性層からレーザ光を発生させる半導体装置であっ
て、前記活性層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ
部分の両側を埋め込むように形成された電流ブロック層
と、前記メサ部分及び前記電流ブロック層上に連なるよ
うに形成された拡散阻止層と、前記拡散阻止層上に形成
され、所定の不純物を含有した導電層とを備えたもので
ある。
【００２４】また、前記メサ部分は、前記活性層とその
長手方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ
光を変調する吸収層を更に含むものである。
長手方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ
光を変調する吸収層を更に含むものである。
【００２５】また、前記電流ブロック層は、前記メサ部
分の側部を覆う絶縁性の第１の層と、前記第１の層上に
形成された前記導電層と逆導電型の第２の層との積層か
らなるものである。
分の側部を覆う絶縁性の第１の層と、前記第１の層上に
形成された前記導電層と逆導電型の第２の層との積層か
らなるものである。
【００２６】また、前記活性層と前記吸収層の境界近傍
では前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記
第１の層が前記拡散阻止層を介して対向しているもので
ある。
では前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記
第１の層が前記拡散阻止層を介して対向しているもので
ある。
【００２７】また、この発明の半導体装置は、活性層か
らレーザ光を発生させる半導体装置であって、前記活性
層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ部分の両側を
埋め込むように形成された電流ブロック層と、前記メサ
部分及び前記電流ブロック層上に形成され、所定の不純
物を含有した導電層とを備え、前記電流ブロック層は、
前記メサ部分の側部を覆う絶縁性の第１の層と前記第１
の層上に形成された前記導電層と逆導電型の第２の層と
を有し、前記第１の層と前記第２の層との間に拡散阻止
層が形成されたものである。
らレーザ光を発生させる半導体装置であって、前記活性
層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ部分の両側を
埋め込むように形成された電流ブロック層と、前記メサ
部分及び前記電流ブロック層上に形成され、所定の不純
物を含有した導電層とを備え、前記電流ブロック層は、
前記メサ部分の側部を覆う絶縁性の第１の層と前記第１
の層上に形成された前記導電層と逆導電型の第２の層と
を有し、前記第１の層と前記第２の層との間に拡散阻止
層が形成されたものである。
【００２８】また、前記メサ部分は、前記活性層とその
長手方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ
光を変調する吸収層を更に含むものである。
長手方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ
光を変調する吸収層を更に含むものである。
【００２９】また、前記活性層と前記吸収層の境界近傍
では前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記
第１の層が前記拡散阻止層を介して対向しているもので
ある。
では前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記
第１の層が前記拡散阻止層を介して対向しているもので
ある。
【００３０】また、前記第１の層がＦｅを含有したＩｎ
Ｐ層であり、前記導電層が前記不純物としてＺｎを含有
したＩｎＰ層である。
Ｐ層であり、前記導電層が前記不純物としてＺｎを含有
したＩｎＰ層である。
【００３１】また、この発明の半導体装置は、活性層か
らレーザ光を発生させる半導体装置であって、前記活性
層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ部分の両側を
埋め込むように形成された電流ブロック層と、少なくと
も前記メサ部分の側部と前記電流ブロック層との間に形
成された拡散阻止層と、前記メサ部分及び前記電流ブロ
ック層の上層に形成され、所定の不純物を含有した導電
層とを備えたものである。
らレーザ光を発生させる半導体装置であって、前記活性
層を含むリッジ状のメサ部分と、前記メサ部分の両側を
埋め込むように形成された電流ブロック層と、少なくと
も前記メサ部分の側部と前記電流ブロック層との間に形
成された拡散阻止層と、前記メサ部分及び前記電流ブロ
ック層の上層に形成され、所定の不純物を含有した導電
層とを備えたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
いくつかの実施の形態について詳細に説明する。なお、
以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものでは
ない。また、各図中、同一または相当する部分には同一
の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ない
し省略する。
いくつかの実施の形態について詳細に説明する。なお、
以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものでは
ない。また、各図中、同一または相当する部分には同一
の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ない
し省略する。
【００３３】実施の形態１．図６は、実施の形態１にか
かる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここで、
図６（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図６
（ｂ）は図６（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った断面を
示す概略断面図である。
かる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここで、
図６（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図６
（ｂ）は図６（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った断面を
示す概略断面図である。
【００３４】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
この光変調器付きレーザは、ＩｎＰ基板１、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１２、活性層２（図６において不図示）、吸
収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、活性層２及び吸収
層３を含むメサ５（ＡＲメサ）、高抵抗ＩｎＰ層６ａ及
びｎ−ＩｎＰ層６ｂからなる電流ブロック層６、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８、
プロセスメサ溝９を有して構成されている。
この光変調器付きレーザは、ＩｎＰ基板１、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１２、活性層２（図６において不図示）、吸
収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、活性層２及び吸収
層３を含むメサ５（ＡＲメサ）、高抵抗ＩｎＰ層６ａ及
びｎ−ＩｎＰ層６ｂからなる電流ブロック層６、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８、
プロセスメサ溝９を有して構成されている。
【００３５】メサ５の頂上と電流ブロック層６の最表面
を覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０が形成されてい
る。ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０は、アイソレーション部
ではメサ５の頂上と高抵抗ＩｎＰ層６ａ上を覆い、変調
器部及びレーザ部ではメサ５の頂上とｎ−ＩｎＰ層６ｂ
上を覆うように形成されている。
を覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０が形成されてい
る。ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０は、アイソレーション部
ではメサ５の頂上と高抵抗ＩｎＰ層６ａ上を覆い、変調
器部及びレーザ部ではメサ５の頂上とｎ−ＩｎＰ層６ｂ
上を覆うように形成されている。
【００３６】このように、電流ブロック層６の最表面を
覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０を形成したため、
ｐ−ＩｎＰクラッド層７が直接高抵抗ＩｎＰ層６ａと接
触してしまうことを抑止できる。これにより、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ層６ａ中に含まれるドー
パントが相互に拡散してしまうことを抑止できる。
覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０を形成したため、
ｐ−ＩｎＰクラッド層７が直接高抵抗ＩｎＰ層６ａと接
触してしまうことを抑止できる。これにより、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ層６ａ中に含まれるドー
パントが相互に拡散してしまうことを抑止できる。
【００３７】以下、図１〜図６に基づいて、実施の形態
１にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明する。
図１〜図６は、実施の形態１の光変調器付きレーザの製
造方法を工程順に示す模式図であって、図１、図２
（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）、図６
（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を示している。ま
た、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を
それぞれ示す概略断面図である。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿
った断面は、レーザと変調器部の間のアイソレーション
部における断面を示している。
１にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明する。
図１〜図６は、実施の形態１の光変調器付きレーザの製
造方法を工程順に示す模式図であって、図１、図２
（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）、図６
（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を示している。ま
た、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面
を、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を
それぞれ示す概略断面図である。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿
った断面は、レーザと変調器部の間のアイソレーション
部における断面を示している。
【００３８】先ず、図１に示すように、ＩｎＰ基板１上
に、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、レーザの活性層２及び
変調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定
の結晶層をエビタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシ
リコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶縁膜４を形成する。
そして、絶縁膜４をマスクにして、例えば、臭化水素
（ＨＢｒ）等のエッチング液を用いたウェットエッチン
グにより、活性層２と吸収層３を含む台地型のメサ５を
形成する。この時、例えばメサ５の深さが４μｍ程度、
活性層２あるいは吸収層３の幅が約１．３μm程度にな
る。活性層２及び吸収層３はｎ−ＩｎＰクラッド層１２
上の同一階層に形成され、活性層２が形成された領域は
レーザ部となり、吸収層３が形成された領域は変調器部
となる。
に、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、レーザの活性層２及び
変調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定
の結晶層をエビタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシ
リコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶縁膜４を形成する。
そして、絶縁膜４をマスクにして、例えば、臭化水素
（ＨＢｒ）等のエッチング液を用いたウェットエッチン
グにより、活性層２と吸収層３を含む台地型のメサ５を
形成する。この時、例えばメサ５の深さが４μｍ程度、
活性層２あるいは吸収層３の幅が約１．３μm程度にな
る。活性層２及び吸収層３はｎ−ＩｎＰクラッド層１２
上の同一階層に形成され、活性層２が形成された領域は
レーザ部となり、吸収層３が形成された領域は変調器部
となる。
【００３９】次に、図２（ａ）に示すように、メサ５の
形成に用いた絶縁膜４を選択成長マスクとして用い、メ
サ５側面に、電流ブロック層６として膜厚２〜３μm程
度の高抵抗ＩｎＰ層６ａと膜厚１．０μm程度のｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを、ＭＯＣＶＤ法により連続して埋め込み成
長する。このとき、高抵抗ＩｎＰ層６ａのドーパントと
しては、例えば鉄（Ｆｅ）を、また、ｎ−ＩｎＰ層６ｂ
のドーパントとしては、例えば、硫黄（Ｓ）を用いる。
なお、高抵抗ＩｎＰ層６ａの上にｎ−ＩｎＰ層６ｂを成
長させる理由は図２３で説明した通りである。
形成に用いた絶縁膜４を選択成長マスクとして用い、メ
サ５側面に、電流ブロック層６として膜厚２〜３μm程
度の高抵抗ＩｎＰ層６ａと膜厚１．０μm程度のｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを、ＭＯＣＶＤ法により連続して埋め込み成
長する。このとき、高抵抗ＩｎＰ層６ａのドーパントと
しては、例えば鉄（Ｆｅ）を、また、ｎ−ＩｎＰ層６ｂ
のドーパントとしては、例えば、硫黄（Ｓ）を用いる。
なお、高抵抗ＩｎＰ層６ａの上にｎ−ＩｎＰ層６ｂを成
長させる理由は図２３で説明した通りである。
【００４０】なお、図２（ａ）のＩ−Ｉ’線に沿った断
面（アイソレーション部断面）は、この段階では、図２
（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示す変調器側端面と
同一形状となっている。
面（アイソレーション部断面）は、この段階では、図２
（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示す変調器側端面と
同一形状となっている。
【００４１】次に、図３（ａ）に示すように、アイソレ
ーション部に相当する位置を所定の深さまでドライエッ
チングすることによって、アイソレーション部のｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを除去する。後工程で形成されるプロセスメ
サ溝より内側になる領域のｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去する
ため、エッチング量は０．６μｍ程度の深さとすること
が望ましい。ｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去した後のアイソレ
ーション部断面は、図３（ｂ）に示すようになる。この
ように、アイソレーション部において抵抗の低いｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを除去することによって、高いアイソレーシ
ョン抵抗を得ることができる。
ーション部に相当する位置を所定の深さまでドライエッ
チングすることによって、アイソレーション部のｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを除去する。後工程で形成されるプロセスメ
サ溝より内側になる領域のｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去する
ため、エッチング量は０．６μｍ程度の深さとすること
が望ましい。ｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去した後のアイソレ
ーション部断面は、図３（ｂ）に示すようになる。この
ように、アイソレーション部において抵抗の低いｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂを除去することによって、高いアイソレーシ
ョン抵抗を得ることができる。
【００４２】次に、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すよう
に、３回目のエピタキシャル成長を行ない、メサ５の頂
上と電流ブロック層６の最表面のｎ−ＩｎＰ層６ｂを覆
うように、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１０を成長す
る。その後、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層８を成長する。
に、３回目のエピタキシャル成長を行ない、メサ５の頂
上と電流ブロック層６の最表面のｎ−ＩｎＰ層６ｂを覆
うように、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１０を成長す
る。その後、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層８を成長する。
【００４３】次に、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すよう
に、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト
層８をエッチング除去する。なお、アイソレーション部
のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８をエッチング除去す
る理由は図２６で説明した通りである。
に、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト
層８をエッチング除去する。なお、アイソレーション部
のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８をエッチング除去す
る理由は図２６で説明した通りである。
【００４４】次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよ
うに、５〜７μｍ程度の幅のメサ溝９を設けて、本実施
の形態による光変調器付きレーザが完成する。
うに、５〜７μｍ程度の幅のメサ溝９を設けて、本実施
の形態による光変調器付きレーザが完成する。
【００４５】図６（ｂ）及び図７（ａ）は、完成した光
変調器付きレーザのアイソレーション部の断面を示して
いる。図６（ｂ）に示すように、実施の形態１ではＦｅ
ドープの高抵抗ＩｎＰ層６ａとＺｎドープのｐ−ＩｎＰ
クラッド層７の間にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１０
を挿入した構造としている。ＩｎＧａＡｓＰはＩｎＰよ
りもＺｎの固溶度が数倍高いため、Ｆｅドープの高抵抗
ＩｎＰ層６ａへ拡散しようとするＺｎを吸収する。その
結果、図７（ａ）に示すように、ＺｎとＦｅの相互拡散
を防止することが可能となり、Ｚｎが高抵抗ＩｎＰ層６
ａに拡散することによってアイソレーション抵抗が下が
ることを抑止できる。
変調器付きレーザのアイソレーション部の断面を示して
いる。図６（ｂ）に示すように、実施の形態１ではＦｅ
ドープの高抵抗ＩｎＰ層６ａとＺｎドープのｐ−ＩｎＰ
クラッド層７の間にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１０
を挿入した構造としている。ＩｎＧａＡｓＰはＩｎＰよ
りもＺｎの固溶度が数倍高いため、Ｆｅドープの高抵抗
ＩｎＰ層６ａへ拡散しようとするＺｎを吸収する。その
結果、図７（ａ）に示すように、ＺｎとＦｅの相互拡散
を防止することが可能となり、Ｚｎが高抵抗ＩｎＰ層６
ａに拡散することによってアイソレーション抵抗が下が
ることを抑止できる。
【００４６】また、図７（ｂ）は、図６（ａ）のＩＩ−
ＩＩ’線に沿った断面を示しており、完成した光変調器
付きレーザの変調器部の断面を示している。変調器部に
おいても、メサ５の頂上と電流ブロック層最表面のｎ−
ＩｎＰ層６ｂを覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止
層１０が設けているので、図２８（ｂ）で説明したよう
にｎ−ＩｎＰブロック層６ｂの先端部がメサ５の側面か
ら離れて形成された場合でも、メサ５の側面に露出して
いる高抵抗ＩｎＰ層６ａをｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止
層１０で確実に覆うことができる。そして、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ拡散阻止層１０がＦｅドープの高抵抗ＩｎＰ層
６ａに拡散しようとするＺｎを吸収するので、高抵抗Ｉ
ｎＰ層６ａ中のＦｅとｐ−ＩｎPクラッド層７中のＺｎ
が相互拡散して、変調器部の容量を増大させてしまうこ
とを抑止できる。
ＩＩ’線に沿った断面を示しており、完成した光変調器
付きレーザの変調器部の断面を示している。変調器部に
おいても、メサ５の頂上と電流ブロック層最表面のｎ−
ＩｎＰ層６ｂを覆うようにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止
層１０が設けているので、図２８（ｂ）で説明したよう
にｎ−ＩｎＰブロック層６ｂの先端部がメサ５の側面か
ら離れて形成された場合でも、メサ５の側面に露出して
いる高抵抗ＩｎＰ層６ａをｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止
層１０で確実に覆うことができる。そして、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ拡散阻止層１０がＦｅドープの高抵抗ＩｎＰ層
６ａに拡散しようとするＺｎを吸収するので、高抵抗Ｉ
ｎＰ層６ａ中のＦｅとｐ−ＩｎPクラッド層７中のＺｎ
が相互拡散して、変調器部の容量を増大させてしまうこ
とを抑止できる。
【００４７】以上説明したように実施の形態１によれ
ば、メサ５の頂上及び電流ブロック層６の最表面を覆う
ようにＺｎに対する固溶度の高いｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層
１０を形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７が直接高
抵抗ＩｎＰ層６ａと接触してしまうことを抑止できる。
これにより、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ層
６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してしまうこ
とを抑止できる。従って、アイソレーション部が低抵抗
化することを抑止するとともに、変調器部の容量が増大
することを抑えることができ、光変調器付きレーザの高
速動作を実現することが可能となる。
ば、メサ５の頂上及び電流ブロック層６の最表面を覆う
ようにＺｎに対する固溶度の高いｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層
１０を形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７が直接高
抵抗ＩｎＰ層６ａと接触してしまうことを抑止できる。
これにより、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ層
６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してしまうこ
とを抑止できる。従って、アイソレーション部が低抵抗
化することを抑止するとともに、変調器部の容量が増大
することを抑えることができ、光変調器付きレーザの高
速動作を実現することが可能となる。
【００４８】実施の形態２．図１３は、実施の形態２に
かかる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここ
で、図１３（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図
１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った
断面を示す概略断面図である。
かかる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここ
で、図１３（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図
１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った
断面を示す概略断面図である。
【００４９】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すよう
に、実施の形態２の光変調器付きレーザも、ＩｎＰ基板
１、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、活性層２（図１３にお
いて不図示）、吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、
活性層２及び吸収層３を含むメサ５、高抵抗ＩｎＰ層６
ａ及びｎ−ＩｎＰ層６ｂを有する電流ブロック層６、ｐ
−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層
８、プロセスメサ溝９を有して構成されている。
に、実施の形態２の光変調器付きレーザも、ＩｎＰ基板
１、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、活性層２（図１３にお
いて不図示）、吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、
活性層２及び吸収層３を含むメサ５、高抵抗ＩｎＰ層６
ａ及びｎ−ＩｎＰ層６ｂを有する電流ブロック層６、ｐ
−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層
８、プロセスメサ溝９を有して構成されている。
【００５０】そして、電流ブロック層６を構成する高抵
抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間に形成されたｉ
−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を更に備えている。
抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間に形成されたｉ
−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を更に備えている。
【００５１】このように、高抵抗ＩｎＰ層６ａとｎ−Ｉ
ｎＰ層６ｂの間にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を
形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ
層６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してしまう
ことを抑止できる。
ｎＰ層６ｂの間にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を
形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗ＩｎＰ
層６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してしまう
ことを抑止できる。
【００５２】以下、図８〜図１３に基づいて、実施の形
態２にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明す
る。図８〜図１３は、実施の形態２の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図であって、図８、図
９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２
（ａ）、図１３（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を
示している。また、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ’
に沿った断面を、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩ−
Ｉ’に沿った断面を、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＩ
−Ｉ’に沿った断面を、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の
Ｉ−Ｉ’に沿った断面を、図１３（ｂ）は図１３（ａ）
のＩ−Ｉ’に沿った断面をそれぞれ示す概略断面図であ
る。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿った断面は、レーザと変調器
部の間のアイソレーション部における断面を示してい
る。
態２にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明す
る。図８〜図１３は、実施の形態２の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図であって、図８、図
９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２
（ａ）、図１３（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を
示している。また、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ’
に沿った断面を、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩ−
Ｉ’に沿った断面を、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＩ
−Ｉ’に沿った断面を、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の
Ｉ−Ｉ’に沿った断面を、図１３（ｂ）は図１３（ａ）
のＩ−Ｉ’に沿った断面をそれぞれ示す概略断面図であ
る。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿った断面は、レーザと変調器
部の間のアイソレーション部における断面を示してい
る。
【００５３】先ず、図８に示すように、ＩｎＰ基板１上
にｎ−ＩｎＰクラッド層１２、レーザの活性層２及び変
調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定の
結晶層をエピタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシリ
コン酸化膜等の絶縁膜４を形成する。そして、絶縁膜４
をマスクにして、例えば臭化水素等のエッチング液を用
いたウェットエッチングにより、活性層２と吸収層３を
含む台地型のメサ５を形成する。この時、例えばメサ５
の深さが４μｍ程度、活性層２あるいは吸収層３の幅が
約１．３μm程度になる。
にｎ−ＩｎＰクラッド層１２、レーザの活性層２及び変
調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定の
結晶層をエピタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシリ
コン酸化膜等の絶縁膜４を形成する。そして、絶縁膜４
をマスクにして、例えば臭化水素等のエッチング液を用
いたウェットエッチングにより、活性層２と吸収層３を
含む台地型のメサ５を形成する。この時、例えばメサ５
の深さが４μｍ程度、活性層２あるいは吸収層３の幅が
約１．３μm程度になる。
【００５４】次に、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すよ
うに、メサ５の形成に用いた絶縁膜４を選択成長マスク
として用い、メサ５側面に、電流ブロック層６として高
抵抗ＩｎＰ層６ａ、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１
１、ｎ−ＩｎＰ層６ｂを、ＭＯＣＶＤ法により連続して
埋め込み成長する。
うに、メサ５の形成に用いた絶縁膜４を選択成長マスク
として用い、メサ５側面に、電流ブロック層６として高
抵抗ＩｎＰ層６ａ、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１
１、ｎ−ＩｎＰ層６ｂを、ＭＯＣＶＤ法により連続して
埋め込み成長する。
【００５５】次に、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示
すように、アイソレーション部のｎ−ＩｎＰ層６ｂをエ
ッチング除去する。実施の形態１と同様、エッチング量
は０．６μｍ程度に設定する。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散
阻止層１１を形成しない場合、このエッチング工程の深
さは時間制御となるが、実施の形態２では高抵抗ＩｎＰ
層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂとの間に材料の異なるｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層１１を挿入しているので、ｎ−ＩｎＰ層
６ｂとｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１とのエッチングレート
の差を利用して選択エッチングを行うことができる。従
って、再現性よく、確実にｎ−ｉｎＰ層６ｂを除去する
ことができる。ｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去した後のアイソ
レーション部断面は、図１０（ｂ）に示すようになる。
すように、アイソレーション部のｎ−ＩｎＰ層６ｂをエ
ッチング除去する。実施の形態１と同様、エッチング量
は０．６μｍ程度に設定する。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散
阻止層１１を形成しない場合、このエッチング工程の深
さは時間制御となるが、実施の形態２では高抵抗ＩｎＰ
層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂとの間に材料の異なるｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層１１を挿入しているので、ｎ−ＩｎＰ層
６ｂとｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１とのエッチングレート
の差を利用して選択エッチングを行うことができる。従
って、再現性よく、確実にｎ−ｉｎＰ層６ｂを除去する
ことができる。ｎ−ＩｎＰ層６ｂを除去した後のアイソ
レーション部断面は、図１０（ｂ）に示すようになる。
【００５６】これ以降のプロセスフローは、基本的に図
２５〜図２７で説明したフローと同様である。すなわ
ち、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ウエ
ハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層８を成長し、次に、図１２（ａ）及び図１２
（ｂ）に示すように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層８をエッチング除去し、最後に、図
１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、５〜７μｍ
程度の幅のプロセスメサ溝９を設けて、実施の形態２に
かかる光変調器付きレーザが完成する。
２５〜図２７で説明したフローと同様である。すなわ
ち、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ウエ
ハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層８を成長し、次に、図１２（ａ）及び図１２
（ｂ）に示すように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層８をエッチング除去し、最後に、図
１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、５〜７μｍ
程度の幅のプロセスメサ溝９を設けて、実施の形態２に
かかる光変調器付きレーザが完成する。
【００５７】図１４（ａ）は、図１３（ｂ）と同様、完
成した光変調器付きレーザのアイソレーション部の断面
を示す概略断面図である。図１４（ａ）に示すように、
実施の形態２ではアイソレーション部においてＦｅドー
プの高抵抗ＩｎＰ層６ａとＺｎドープのｐ−ＩｎＰクラ
ッド層７の間にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１が挿
入される。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１は、ｐ−
ＩｎＰクラッド層７からＦｅドープの高抵抗ＩｎＰ層６
ａへ拡散しようとするＺｎを吸収する拡散阻止層として
機能する。その結果、図１４（ａ）に示すように、Ｚｎ
とＦｅの相互拡散を防止することが可能となり、Ｚｎが
高抵抗ＩｎＰ層６１に拡散することによってレーザと変
調器間のアイソレーション抵抗が低下することを抑止で
きる。
成した光変調器付きレーザのアイソレーション部の断面
を示す概略断面図である。図１４（ａ）に示すように、
実施の形態２ではアイソレーション部においてＦｅドー
プの高抵抗ＩｎＰ層６ａとＺｎドープのｐ−ＩｎＰクラ
ッド層７の間にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１が挿
入される。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１は、ｐ−
ＩｎＰクラッド層７からＦｅドープの高抵抗ＩｎＰ層６
ａへ拡散しようとするＺｎを吸収する拡散阻止層として
機能する。その結果、図１４（ａ）に示すように、Ｚｎ
とＦｅの相互拡散を防止することが可能となり、Ｚｎが
高抵抗ＩｎＰ層６１に拡散することによってレーザと変
調器間のアイソレーション抵抗が低下することを抑止で
きる。
【００５８】また、図１４（ｂ）は図１３（ａ）のＩＩ
−ＩＩ’線に沿った断面を示しており、完成した光変調
器付きレーザの変調器部の断面を示している。実施の形
態２による光変調器付きレーザでは、電流ブロック層６
の高抵抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間にｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を設けているため、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層７から拡散してきたＺｎは、固溶度の高
いＩｎＧａＡｓＰ層１１に吸収され、Ｆｅドープの高抵
抗ＩｎＰ層６ａへの拡散を阻止できる。従って、Ｚｎの
拡散により変調器部の容量が増大してしまうことを抑止
できる。
−ＩＩ’線に沿った断面を示しており、完成した光変調
器付きレーザの変調器部の断面を示している。実施の形
態２による光変調器付きレーザでは、電流ブロック層６
の高抵抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間にｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１を設けているため、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層７から拡散してきたＺｎは、固溶度の高
いＩｎＧａＡｓＰ層１１に吸収され、Ｆｅドープの高抵
抗ＩｎＰ層６ａへの拡散を阻止できる。従って、Ｚｎの
拡散により変調器部の容量が増大してしまうことを抑止
できる。
【００５９】以上説明したように実施の形態２によれ
ば、高抵抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間にＺｎ
に対する固溶度の高いｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１
１を形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗Ｉ
ｎＰ層６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してし
まうことを抑止できる。これにより、レーザと変調器間
のアイソレーション抵抗が低減してしまうことを抑止で
きるとともに、Ｚｎの拡散により変調器部の容量が増大
してしまうことを抑止できる。従って、光変調器付きレ
ーザの高速動作を実現することが可能となる。
ば、高抵抗ＩｎＰ層６ａとｎ−ＩｎＰ層６ｂの間にＺｎ
に対する固溶度の高いｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１
１を形成したため、ｐ−ＩｎＰクラッド層７、高抵抗Ｉ
ｎＰ層６ａ中に含まれるドーパントが相互に拡散してし
まうことを抑止できる。これにより、レーザと変調器間
のアイソレーション抵抗が低減してしまうことを抑止で
きるとともに、Ｚｎの拡散により変調器部の容量が増大
してしまうことを抑止できる。従って、光変調器付きレ
ーザの高速動作を実現することが可能となる。
【００６０】実施の形態３．図２０は、実施の形態３に
かかる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここ
で、図２０（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図
２０（ｂ）は図２０（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った
断面を示す概略断面図である。
かかる光変調器付きレーザを示す模式図である。ここ
で、図２０（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図を、図
２０（ｂ）は図２０（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った
断面を示す概略断面図である。
【００６１】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すよう
に、実施の形態２の光変調器付きレーザも、ＩｎＰ基板
１、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、活性層２（図２０にお
いて不図示）、吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、
活性層２及び吸収層３を含むメサ５、高抵抗ＩｎＰ層６
ａ及びｎ−ＩｎＰ層６ｂを有する電流ブロック層６、ｐ
−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層
８、プロセスメサ溝９を有して構成されている。
に、実施の形態２の光変調器付きレーザも、ＩｎＰ基板
１、ｎ−ＩｎＰクラッド層１２、活性層２（図２０にお
いて不図示）、吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、
活性層２及び吸収層３を含むメサ５、高抵抗ＩｎＰ層６
ａ及びｎ−ＩｎＰ層６ｂを有する電流ブロック層６、ｐ
−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層
８、プロセスメサ溝９を有して構成されている。
【００６２】そして、電流ブロック層６の第１層目とし
て形成されたｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を更に備えてい
る。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１は拡散阻止層として機能
する。
て形成されたｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を更に備えてい
る。ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１は拡散阻止層として機能
する。
【００６３】このように、電流ブロック層６の第１層目
にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を形成したため、活性層
２、吸収層３を含むメサ５の側面をｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１１で覆うことができる。従って、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層７中に含まれるドーパントが高抵抗ＩｎＰ層６ａに
拡散した場合であっても、活性層２、吸収層３に向かっ
てドーパントが拡散してしまうことを抑止できる。
にｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を形成したため、活性層
２、吸収層３を含むメサ５の側面をｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１１で覆うことができる。従って、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層７中に含まれるドーパントが高抵抗ＩｎＰ層６ａに
拡散した場合であっても、活性層２、吸収層３に向かっ
てドーパントが拡散してしまうことを抑止できる。
【００６４】以下、図１５〜図２０に基づいて、実施の
形態３にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明す
る。図１５〜図２０は、実施の形態３の光変調器付きレ
ーザの製造方法を工程順に示す模式図であって、図１
５、図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）、図１
９（ａ）、図２０（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図
を示している。また、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＩ
−Ｉ’に沿った断面を、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の
Ｉ−Ｉ’に沿った断面を、図１８（ｂ）は図１８（ａ）
のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図１９（ｂ）は図１９
（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図２０（ｂ）は図２
０（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面をそれぞれ示す概略断
面図である。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿った断面は、レーザ
と変調器部の間のアイソレーション部における断面を示
している。
形態３にかかる光変調器付きレーザの製造方法を説明す
る。図１５〜図２０は、実施の形態３の光変調器付きレ
ーザの製造方法を工程順に示す模式図であって、図１
５、図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）、図１
９（ａ）、図２０（ａ）は光変調器付きレーザの斜視図
を示している。また、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＩ
−Ｉ’に沿った断面を、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の
Ｉ−Ｉ’に沿った断面を、図１８（ｂ）は図１８（ａ）
のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図１９（ｂ）は図１９
（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面を、図２０（ｂ）は図２
０（ａ）のＩ−Ｉ’に沿った断面をそれぞれ示す概略断
面図である。ここで、Ｉ−Ｉ’に沿った断面は、レーザ
と変調器部の間のアイソレーション部における断面を示
している。
【００６５】先ず、図１５に示すように、ＩｎＰ基板１
上にｎ−ＩｎＰクラッド層２、レーザの活性層２及び変
調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定の
結晶層をエビタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシリ
コン酸化膜等の絶縁膜４を形成する。そして、絶縁膜４
をマスクにして、例えば臭化水素等のエッチング液を用
いたウェットエッチングにより、活性層２と吸収層３を
含む台地型のメサ５を形成する。この時、例えばメサ５
の深さが４μｍ程度、活性層２あるいは吸収層３の幅が
約１．３μm程度になる。
上にｎ−ＩｎＰクラッド層２、レーザの活性層２及び変
調器の吸収層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３含む所定の
結晶層をエビタキシャル成長した後、約６μｍ幅のシリ
コン酸化膜等の絶縁膜４を形成する。そして、絶縁膜４
をマスクにして、例えば臭化水素等のエッチング液を用
いたウェットエッチングにより、活性層２と吸収層３を
含む台地型のメサ５を形成する。この時、例えばメサ５
の深さが４μｍ程度、活性層２あるいは吸収層３の幅が
約１．３μm程度になる。
【００６６】次に、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示
すように、メサ５の形成に用いた絶縁膜４を選択成長マ
スクとして用い、メサ５の側面に、電流ブロック層６を
成長する。この時、電流ブロック層６の第１層目とし
て、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を拡散阻止層として成長
する。この後、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１に引
き続いて、高抵抗ＩｎＰ層６ａ、ｎ−ＩｎＰ層６ｂをＭ
ＯＣＶＤ法により連続して埋め込み成長する。
すように、メサ５の形成に用いた絶縁膜４を選択成長マ
スクとして用い、メサ５の側面に、電流ブロック層６を
成長する。この時、電流ブロック層６の第１層目とし
て、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を拡散阻止層として成長
する。この後、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層１１に引
き続いて、高抵抗ＩｎＰ層６ａ、ｎ−ＩｎＰ層６ｂをＭ
ＯＣＶＤ法により連続して埋め込み成長する。
【００６７】これ以降のプロセスフローは、基本的に図
２４〜図２７で説明したフローと同様である。すなわ
ち、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、アイ
ソレーション部のｎ−ＩｎＰ層６ｂをエッチング除去し
た後、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、ウ
エハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
コンタクト層８を成長する。
２４〜図２７で説明したフローと同様である。すなわ
ち、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、アイ
ソレーション部のｎ−ＩｎＰ層６ｂをエッチング除去し
た後、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、ウ
エハ全面にｐ−ＩｎＰクラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
コンタクト層８を成長する。
【００６８】次に、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示
すように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層８をエッチング除去し、最後に、図２０（ａ）
及び図２０（ｂ）に示すように、５〜７μｍ幅のメサ溝
９を設けて、実施の形態３にかかる光変調器付きレーザ
が完成する。
すように、アイソレーション部のｐ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層８をエッチング除去し、最後に、図２０（ａ）
及び図２０（ｂ）に示すように、５〜７μｍ幅のメサ溝
９を設けて、実施の形態３にかかる光変調器付きレーザ
が完成する。
【００６９】図２１は、図２０（ａ）のＩＩ−ＩＩ’線
に沿った断面を示しており、完成した光変調器付きレー
ザの変調器部の断面を示している。本実施の形態による
光変調器付きレーザでは、メサ５の側面がＺｎの固溶度
が高いＩｎＧａＡｓＰ層１１で覆われているので、図２
１に示すように電流ブロック層６のｎ−ＩｎＰ層６ｂの
先端がＡＲメサから離れている場合に、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層７中のＺｎが高抵抗ＩｎＰ層６ａに拡散してきて
も、拡散してきたＺｎがメサ５の側面から吸収層３、ｎ
−ＩｎＰクラッド層２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３など
の各層に拡散してしまうことを抑止できる。従って、素
子の効率低下等の特性劣化や信頼性の低下を抑止でき
る。
に沿った断面を示しており、完成した光変調器付きレー
ザの変調器部の断面を示している。本実施の形態による
光変調器付きレーザでは、メサ５の側面がＺｎの固溶度
が高いＩｎＧａＡｓＰ層１１で覆われているので、図２
１に示すように電流ブロック層６のｎ−ＩｎＰ層６ｂの
先端がＡＲメサから離れている場合に、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層７中のＺｎが高抵抗ＩｎＰ層６ａに拡散してきて
も、拡散してきたＺｎがメサ５の側面から吸収層３、ｎ
−ＩｎＰクラッド層２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３など
の各層に拡散してしまうことを抑止できる。従って、素
子の効率低下等の特性劣化や信頼性の低下を抑止でき
る。
【００７０】以上説明したように実施の形態３によれ
ば、電流ブロック層６の第１層目にＺｎに対する固溶度
の高いｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を形成したため、活性
層２、吸収層を含むメサ５の側面をｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１１で覆うことができる。従って、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層７中に含まれるドーパントが高抵抗ＩｎＰ層６ａに
拡散した場合であっても、活性層２、吸収層３を含むメ
サ部分に向かってドーパントが拡散してしまうことを抑
止できる。これにより、素子の効率低下等の特性劣化や
信頼性の低下を抑止できる。
ば、電流ブロック層６の第１層目にＺｎに対する固溶度
の高いｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１１を形成したため、活性
層２、吸収層を含むメサ５の側面をｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１１で覆うことができる。従って、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層７中に含まれるドーパントが高抵抗ＩｎＰ層６ａに
拡散した場合であっても、活性層２、吸収層３を含むメ
サ部分に向かってドーパントが拡散してしまうことを抑
止できる。これにより、素子の効率低下等の特性劣化や
信頼性の低下を抑止できる。
【００７１】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【００７２】メサ部分及び電流ブロック層上に連なるよ
うに拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物が電流
ブロック層に拡散してしまうことを抑止できる。従っ
て、電流ブロック層が低抵抗化することを抑止でき、レ
ーザの高速動作を実現することが可能となる。
うに拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物が電流
ブロック層に拡散してしまうことを抑止できる。従っ
て、電流ブロック層が低抵抗化することを抑止でき、レ
ーザの高速動作を実現することが可能となる。
【００７３】吸収層を含むメサ部分及び電流ブロック層
上を拡散阻止層で覆うことにより、変調器部の容量が増
大することを抑えることができ、光変調器付きレーザの
高速動作を実現することが可能となる。
上を拡散阻止層で覆うことにより、変調器部の容量が増
大することを抑えることができ、光変調器付きレーザの
高速動作を実現することが可能となる。
【００７４】電流ブロック層を絶縁性の第１の層と、導
電層と逆導電型の第２の層から構成したため、第１の層
によって確実に電流をブロックするとともに、導電層の
不純物を第２の層でトラップすることができ、導電層の
不純物によって第１の層の抵抗が低下してしまうことを
抑止できる。
電層と逆導電型の第２の層から構成したため、第１の層
によって確実に電流をブロックするとともに、導電層の
不純物を第２の層でトラップすることができ、導電層の
不純物によって第１の層の抵抗が低下してしまうことを
抑止できる。
【００７５】活性層と吸収層の境界近傍において、導電
層と電流ブロック層の第１の層が拡散阻止層を介して対
向するように構成したため、導電層の不純物が第１の層
に拡散して活性層と吸収層の間のアイソレーション部が
低抵抗化することを抑止できる。更に、活性層と吸収層
の境界近傍において、電流ブロック層の第２の層を除去
したことにより、アイソレーション部の抵抗を高めるこ
とができる。
層と電流ブロック層の第１の層が拡散阻止層を介して対
向するように構成したため、導電層の不純物が第１の層
に拡散して活性層と吸収層の間のアイソレーション部が
低抵抗化することを抑止できる。更に、活性層と吸収層
の境界近傍において、電流ブロック層の第２の層を除去
したことにより、アイソレーション部の抵抗を高めるこ
とができる。
【００７６】電流ブロック層の第１の層と前記第２の層
との間に拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物が
電流ブロック層の第１の層に拡散してしまうことを抑止
できる。また、導電層の不純物を第２の層でトラップす
ることができる。従って、電流ブロック層が低抵抗化す
ることを抑止でき、レーザの高速動作を実現することが
可能となる。
との間に拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物が
電流ブロック層の第１の層に拡散してしまうことを抑止
できる。また、導電層の不純物を第２の層でトラップす
ることができる。従って、電流ブロック層が低抵抗化す
ることを抑止でき、レーザの高速動作を実現することが
可能となる。
【００７７】拡散阻止層により導電層の不純物が電流ブ
ロック層の第１の層に拡散してしまうことを抑止できる
ため、活性層と吸収層の間のアイソレーション部を高抵
抗化することができる。これにより、レーザの高速動作
を実現することが可能となる。
ロック層の第１の層に拡散してしまうことを抑止できる
ため、活性層と吸収層の間のアイソレーション部を高抵
抗化することができる。これにより、レーザの高速動作
を実現することが可能となる。
【００７８】活性層と吸収層の境界近傍では第２の層を
除去しているため、活性層と吸収層との間のアイソレー
ション部を高抵抗化することができる。また、第２の層
を除去する際に拡散阻止層をストッパーとして機能させ
ることができる。
除去しているため、活性層と吸収層との間のアイソレー
ション部を高抵抗化することができる。また、第２の層
を除去する際に拡散阻止層をストッパーとして機能させ
ることができる。
【００７９】第１の層がＦｅを含有したＩｎＰ層であ
り、導電層が不純物としてＺｎを含有したＩｎＰ層であ
る半導体装置に適用することで第１の層のＦｅと導電層
のＺｎとが相互に拡散することを抑止できる。
り、導電層が不純物としてＺｎを含有したＩｎＰ層であ
る半導体装置に適用することで第１の層のＦｅと導電層
のＺｎとが相互に拡散することを抑止できる。
【００８０】メサ部分の側部と電流ブロック層との間に
拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物がメサ部分
に拡散してしまうことを抑止できる。これにより、素子
の効率低下等の特性劣化や信頼性の低下を抑止できる。
拡散阻止層を形成したため、導電層の不純物がメサ部分
に拡散してしまうことを抑止できる。これにより、素子
の効率低下等の特性劣化や信頼性の低下を抑止できる。
【図１】 実施の形態１の光変調器付きレーザの製造方
法を工程順に示す模式図である。
法を工程順に示す模式図である。
【図２】 図１に続いて、実施の形態１の光変調器付き
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図３】 図２に続いて、実施の形態１の光変調器付き
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図４】 図３に続いて、実施の形態１の光変調器付き
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図５】 図４に続いて、実施の形態１の光変調器付き
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図６】 完成した実施の形態１の光変調器付きレーザ
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図７】 実施の形態１の光変調器付きレーザを示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図８】 実施の形態２の光変調器付きレーザの製造方
法を工程順に示す模式図である。
法を工程順に示す模式図である。
【図９】 図８に続いて、実施の形態２の光変調器付き
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
レーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１０】 図９に続いて、実施の形態２の光変調器付
きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１１】 図１０に続いて、実施の形態２の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１２】 図１１に続いて、実施の形態２の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１３】 完成した実施の形態２の光変調器付きレー
ザを示す模式図である。
ザを示す模式図である。
【図１４】 実施の形態２の光変調器付きレーザを示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図１５】 実施の形態３の光変調器付きレーザの製造
方法を工程順に示す模式図である。
方法を工程順に示す模式図である。
【図１６】 図１５に続いて、実施の形態３の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１７】 図１６に続いて、実施の形態３の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１８】 図１７に続いて、実施の形態３の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図１９】 図１８に続いて、実施の形態３の光変調器
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
付きレーザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図２０】 完成した実施の形態３の光変調器付きレー
ザを示す模式図である。
ザを示す模式図である。
【図２１】 実施の形態３の光変調器付きレーザを示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図２２】 従来の光変調器付きレーザの製造方法を工
程順に示す模式図である。
程順に示す模式図である。
【図２３】 図２２に続いて、従来の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図２４】 図２３に続いて、従来の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図２５】 図２４に続いて、従来の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図２６】 図２５に続いて、従来の光変調器付きレー
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
ザの製造方法を工程順に示す模式図である。
【図２７】 完成した従来の光変調器付きレーザを示す
模式図である。
模式図である。
【図２８】 従来の光変調器付きレーザを示す概略断面
図である。
図である。
１ ＩｎＰ基板、 ２ 活性層、 ３ 吸収層、 ４
絶縁膜、 ５ メサ、６ 電流ブロック層、 ６ａ 高
抵抗ＩｎＰ層、 ６ｂ ｎ−ＩｎＰ層、 ７ｐ−ＩｎＰ
クラッド層、 ８ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、
９ メサ溝、 １０ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層、
１１ ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層。
絶縁膜、 ５ メサ、６ 電流ブロック層、 ６ａ 高
抵抗ＩｎＰ層、 ６ｂ ｎ−ＩｎＰ層、 ７ｐ−ＩｎＰ
クラッド層、 ８ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、
９ メサ溝、 １０ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層、
１１ ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ拡散阻止層。
Claims (9)
- 【請求項１】 活性層からレーザ光を発生させる半導体
装置であって、 前記活性層を含むリッジ状のメサ部分と、 前記メサ部分の両側を埋め込むように形成された電流ブ
ロック層と、 前記メサ部分及び前記電流ブロック層上に連なるように
形成された拡散阻止層と、 前記拡散阻止層上に形成され、所定の不純物を含有した
導電層とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記メサ部分は、前記活性層とその長手
方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ光を
変調する吸収層を更に含むことを特徴とする請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記電流ブロック層は、前記メサ部分の
側部を覆う絶縁性の第１の層と、前記第１の層上に形成
された前記導電層と逆導電型の第２の層との積層からな
ることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記活性層と前記吸収層の境界近傍では
前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記第１
の層が前記拡散阻止層を介して対向していることを特徴
とする請求項３記載の半導体装置。 - 【請求項５】 活性層からレーザ光を発生させる半導体
装置であって、 前記活性層を含むリッジ状のメサ部分と、 前記メサ部分の両側を埋め込むように形成された電流ブ
ロック層と、 前記メサ部分及び前記電流ブロック層上に形成され、所
定の不純物を含有した導電層とを備え、 前記電流ブロック層は、前記メサ部分の側部を覆う絶縁
性の第１の層と前記第１の層上に形成された前記導電層
と逆導電型の第２の層とを有し、 前記第１の層と前記第２の層との間に拡散阻止層が形成
されたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 前記メサ部分は、前記活性層とその長手
方向に隣接して同一の階層に形成された前記レーザ光を
変調する吸収層を更に含むことを特徴とする請求項５記
載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記活性層と前記吸収層の境界近傍では
前記第２の層が除去されており、前記導電層と前記第１
の層が前記拡散阻止層を介して対向していることを特徴
とする請求項６記載の半導体装置。 - 【請求項８】 前記第１の層がＦｅを含有したＩｎＰ層
であり、前記導電層が前記不純物としてＺｎを含有した
ＩｎＰ層であることを特徴とする請求項３〜７のいずれ
かに記載の半導体装置。 - 【請求項９】 活性層からレーザ光を発生させる半導体
装置であって、 前記活性層を含むリッジ状のメサ部分と、 前記メサ部分の両側を埋め込むように形成された電流ブ
ロック層と、 少なくとも前記メサ部分の側部と前記電流ブロック層と
の間に形成された拡散阻止層と、 前記メサ部分及び前記電流ブロック層の上層に形成さ
れ、所定の不純物を含有した導電層とを備えたことを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2002144842A JP2003338664A (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 半導体装置 |
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| DE10303433A DE10303433A1 (de) | 2002-05-20 | 2003-01-29 | Halbleiterbauelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144842A JP2003338664A (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003338664A true JP2003338664A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29417084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2003338664A (ja) |
| CN (1) | CN1459898A (ja) |
| DE (1) | DE10303433A1 (ja) |
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| JPH07326820A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | 波長可変半導体レーザ装置 |
| JP3386261B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2003-03-17 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、及びその製造方法 |
| JPH08213691A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-20 | Nec Corp | 半導体レーザ |
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| JPH11121860A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体発光素子およびその形成方法 |
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| US6664605B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-12-16 | Triquint Technology Holding Co. | Dopant diffusion blocking for optoelectronic devices using InAlAs and/or InGaAlAs |
| EP1282208A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Semiconductor laser structure and method of manufacturing same |
| US6891202B2 (en) * | 2001-12-14 | 2005-05-10 | Infinera Corporation | Oxygen-doped Al-containing current blocking layers in active semiconductor devices |
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- 2002-11-26 US US10/303,871 patent/US20030214990A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-01-29 CN CN03104206.6A patent/CN1459898A/zh active Pending
- 2003-01-29 DE DE10303433A patent/DE10303433A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1459898A (zh) | 2003-12-03 |
| DE10303433A1 (de) | 2003-12-11 |
| US20030214990A1 (en) | 2003-11-20 |
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