JP2004095588A - 光集積デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれの光素子の活性層を構成する材料が相互に異なる光集積デバイスにおいて、活性層を含むメサストライプの幅が一様に揃った光集積デバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層、及びＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層（活性層）のそれぞれのエッチングレートに基づいて、各領域でマスク幅が設定されたストライプマスク３２を使用する。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光素子を集積した光集積デバイス及びその製造方法に関し、特に、それぞれの光素子の活性層を構成する材料が相互に異なる光集積デバイス及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光集積デバイスは、単一軸モードのレーザ光を発生する分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）と、光変調器、半導体光増幅器、又は受動導波路等の光素子とを共通の基板上に集積した複合デバイスであり、近年開発され、実用化されている。このような光集積デバイスの一つとして、ＤＦＢレーザ素子と、光変調器に電界による吸収係数の変化を利用する電界吸収型光変調器（ＥＡ光変調器：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）とを組み合わせた光集積デバイス（ＥＡ−ＤＦＢデバイス）がある。
【０００３】
従来のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法では、先ず、バットジョイント法により、ＤＦＢレーザ素子として機能する領域（ＤＦＢレーザ領域）の積層構造と、ＥＡ光変調器として機能する領域（ＥＡ光変調器領域）の積層構造とを突き合わせ結合させて形成する。これらの積層構造にはそれぞれの活性層が含まれ、活性層同士を突き合わせて形成する。次いで、ストライプ状の単一幅を有するＳｉＯｘ等のストライプマスクを、双方の光素子領域の積層構造上に連続して形成し、エッチングによりそれぞれの活性層が１．５〜２．０μｍ程度の幅を有するメサストライプを形成するなどの工程を経る。このエッチングでは、特にウエットエッチングを使用することで、良好なデバイス特性が得られる。
【０００４】
現在製品化されているものでは、双方の光素子領域の活性層に例えばＩｎＧａＡｓＰなどの共通の材料が用いられ、双方の活性層のエッチングレートが等しく、ウエットエッチングにより、活性層を含むメサストライプの幅が一様に揃ったＥＡ−ＤＦＢデバイスが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
次世代のＥＡ−ＤＦＢデバイスは、双方の活性層にそれぞれ最適の半導体材料を用いる試みがある。例えば、ＤＦＢレーザ領域の活性層にはＩｎＧａＡｓＰを、ＥＡ光変調器領域の活性層をなす吸収層にはＡｌＧａＩｎＡｓを用いたＥＡ−ＤＦＢデバイスが考えられ、このような手法により、革新的な性能を有する光集積デバイスが実現されることが予想されている。
【０００６】
しかし、双方の活性層にそれぞれ最適の半導体材料を用いる光集積デバイスは、活性層毎にエッチングレートが異なるため、従来のような単一幅のマスクパターンでは、活性層の幅を一様に揃えることが出来ないという問題がある。光集積デバイスで、活性層の幅が光素子領域毎に異なると、接合面での光損失等が発生し良好な性能を有する光集積デバイスが形成できないという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、それぞれの光素子の活性層を構成する材料が相互に異なる光集積デバイスにおいて、活性層を含むメサストライプの幅が一様に揃った光集積デバイス及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光集積デバイスを製造する際に、光集積デバイスを構成する各光素子の活性層のエッチングレートに基づいて、各光素子領域毎にマスク幅が設定されたストライプマスクを形成することに着想し、種々の実験の末に、本発明を完成するに到った。
【０００９】
即ち、上記目的を達成する本発明に係る光集積デバイスの製造方法は、相互に異なる材料から形成される活性層をそれぞれ有する複数の光素子を共通の基板上にモノリシックに集積し、前記複数の光素子の活性層を、実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続した光集積デバイスを製造する方法において、
前記メサストライプを形成するウエットエッチングで使用するマスクの幅が、複数の光素子を形成する各領域毎に異なることを特徴としている。
【００１０】
複数の光素子が相互に異なる材料から形成される活性層をそれぞれ有することにより、上記材料を適宜選択し、従来に無い良好な性能を有する光集積デバイスを得ることができる。また、本発明では、複数の光素子の活性層が実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続されるように、上記マスクの幅が各領域毎に異なる。このため、接合面での光損失等の発生を抑制し、良好な性能を有する光集積デバイスを得ることができる。
【００１１】
本発明の好適な実施態様では、１つの光素子の活性層がＩｎＧａＡｓＰ系材料を含み、他の光素子の活性層がＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を含む。これにより、双方の材料のバンドギャップ波長差Δλｇを利用し、或いはＡｌＧａＩｎＡｓ系材料の優れた温度特性を利用し、良好な特性を有する光集積デバイスを得ることができる。
【００１２】
本発明の好適な実施態様では、前記１つの光素子を形成する領域のマスク幅をｘ［μｍ］（ｘ＞２）、前記他の光素子を形成する領域のマスク幅をｙ［μｍ］（ｙ＞０）として、
ｙ＝１０ｘ−１８
と設定する。上記式に合わせてマスク幅を選択することにより、複数の光素子の活性層が同じ幅を有するように形成することができる。
【００１３】
本発明の好適な実施態様では、ウエットエッチングの条件に応じて、ｙ＝８ｘ−２２とｙ＝１２ｘ−１４の２式で挟まれる領域の前記ｘ及びｙを適宜設定することにより、良好な上記効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の好適な実施態様では、前記１つの光素子が、分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）であり、前記他の光素子が、電界吸収型光変調器（ＥＡ光変調器）、半導体光増幅器、又は受動導波路である。それぞれの用途に合わせて上記良好な特性を有する光集積デバイスを得ることができる。
【００１５】
或いはこれに代えて、前記１つの光素子が、電界吸収型光変調器（ＥＡ光変調器）、半導体光増幅器、又は受動導波路であり、前記他の光素子が、分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）である。それぞれの用途に合わせて上記特性を有する光集積デバイスを得ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る光集積デバイスは、複数の光素子を共通の基板上にモノリシックに集積した光集積デバイスにおいて、
前記複数の光素子の活性層が、相互に異なる材料から形成されており、実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続されることを特徴としている。上記同様の効果を得ることができる。
【００１７】
本発明の好適な実施態様では、１つの光素子の活性層がＩｎＧａＡｓＰ系材料を含み、他の光素子の活性層がＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を含む。上記同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に際して、それぞれの活性層を構成する材料が相互に異なるＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法について、ＤＦＢレーザ領域及びＥＡ光変調器領域の各領域でのストライプマスクのマスク幅の組合せで、活性層の幅が一様に揃う組合せを調べた。
【００１９】
目的とするＥＡ−ＤＦＢデバイスは、ＩｎＧａＡｓＰからなる活性層を有するＤＦＢレーザ素子と、ＡｌＩｎＧａＡｓからなる吸収層（活性層）を有するＥＡ光変調器とを集積したデバイスを想定した。このＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造に際して、ウエットエッチングによりメサストライプを形成する工程において、図８（ａ）に示すように、積層構造４０上に、ＤＦＢレーザ領域１０Ａ及びＥＡ光変調器領域１０Ｂでマスク幅が異なるストライプマスク４１を形成するものとする。ストライプマスク４１は、ＤＦＢレーザ領域１０Ａでｘ［μｍ］のマスク幅を有し、ＥＡ光変調器領域１０Ｂでｙ［μｍ］のマスク幅を有している。
【００２０】
積層構造４０の断面を図８（ｂ）に示す。ＤＦＢレーザ領域１０Ａは、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次に形成された、膜厚５００ｎｍのｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、バンドギャップ波長λｇが１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰを含むＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３、膜厚１４０ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１４、膜厚２０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、膜厚１０ｎｍのｐ−ＩｎＰキャップ層１６を含む膜厚４００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７、及びｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０から成る積層構造を有する。
【００２１】
ＥＡ光変調器１０Ｂは、ＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次に形成された、ＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、バンドギャップ波長λｇが１．３μｍで膜厚２００ｎｍのＡｌＧａＩｎＡｓを含む、活性層をなすＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８、膜厚３００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９、及びＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０から成る積層構造を有する。
【００２２】
上記積層構造についてウエットエッチングを行うと、塩酸系エッチング液に対して、ＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３は、膜厚方向に１２ｎｍ／秒、膜面内方向に１０ｎｍ／秒でエッチングされ、一方、ＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８は、膜厚方向に４０ｎｍ／秒、膜面内方向に１００ｎｍ／秒でエッチングされることが判明した。
【００２３】
つまり、ＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ１８のエッチングレートは、ＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ１３のエッチングレートと比べて、膜厚方向で約３倍、膜面内方向で１０倍である。この事実から、ｘとｙの関係を計算し、ストライプマスク４１の形状を最適化することとする。
【００２４】
今、同一幅として形成する活性層の幅を仮に２μｍとする。この場合、各領域でのサイドエッチ長Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂはそれぞれ（ｘ−２）／２、（ｙ−２）／２である。このため、膜面内方向のエッチングレート比を考慮し、各領域で活性層幅が同一となるとき、式
１０×（ｘ−２）／２＝（ｙ−２）／２・・・（１）
が成り立つ。（１）を変形すると、
ｙ＝１０ｘ−１８（ｘ＞２）　　　　　・・・（２）
となる。この関係を図９の（ｉ）に示す。
【００２５】
ストライプマスク４１の各領域におけるマスク幅として、式（２）を満たすｘとｙの組み合わせを採用すれば、各領域で幅２μｍの活性層を形成し、活性層幅を一様に揃えることができる。例えば、ｘ＝３、ｙ＝１２などを採用することができる。
【００２６】
本発明に際して更に、多数の積層構造４０を実際に作製し、各領域で幅２μｍの活性層が形成されるｘとｙの組み合わせについて調べた。その結果、ウエットエッチングの条件によって式（２）からずれが生じ、実用的にはｙ＝８ｘ−２２とｙ＝１２ｘ−１４の２式で挟まれる領域に適宜設定すればよいことが判った。図９の（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）にこれらの２式を、また２式で挟まれる領域を斜線で示す。
【００２７】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例
図１は本実施形態例に係るＥＡ−ＤＦＢデバイスの層構造を示す断面図である。また、図２及び図３はそれぞれ図１のＩＩ−ＩＩ断面及びＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。図１〜３中で、図８（ａ）を参照して説明した積層構造４０と同様の構成を有する部分については同じ符号を付した。ＥＡ−ＤＦＢデバイス１０は、図１に示すように、ＤＦＢレーザ領域１０Ａに形成されたＤＦＢレーザ素子と、ＥＡ光変調器領域１０Ｂに形成されたＥＡ光変調器とが、共通の基板１１上に、導波方向に同軸状でモノリシックに集積されたものである。
【００２８】
ＤＦＢレーザ領域１０Ａは、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次に形成された、膜厚５００ｎｍのｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、バンドギャップ波長λｇが１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰを含むＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３、膜厚１４０ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１４、バンドギャップ波長λｇが１．２μｍの膜厚２０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、膜厚１０ｎｍのｐ−ＩｎＰキャップ層１６を含む膜厚４００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７、及びｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０から成る積層構造を有する。
【００２９】
ＤＦＢレーザ領域１０Ａの積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０、ｐ−ＩｎＰキャップ層１６を含むｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１４、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３、及びｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２の上部は、図２に示すように、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３が約２μｍの幅を有するように、メサ構造２１として形成されている。メサ構造２１の両側は、それぞれＥＡ光変調器領域１０Ｂと共通のｐ−ＩｎＰ層２３及びｎ−ＩｎＰ層２４の積層構造からなる電流ブロック層で埋め込まれ、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３を埋込み型光導波路として形成する。
【００３０】
ＥＡ光変調器１０Ｂは、ＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次に形成された、ＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、バンドギャップ波長λｇが１．３μｍで膜厚２００ｎｍのＡｌＧａＩｎＡｓを含むＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８、膜厚３００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９、及びＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０から成る積層構造を有する。
【００３１】
ＥＡ光変調器領域１０Ｂの積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９、ＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２の上部は、図３に示すように、ＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８が約２μｍの幅を有するようにメサ構造２２として形成されている。メサ構造２２の両側は、それぞれＤＦＢレーザ領域１０Ａと共通のｐ−ＩｎＰ層５３及びｎ−ＩｎＰ層５４の積層構造からなる電流ブロック層で埋め込まれ、ＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８を埋込み型光導波路として形成する。
【００３２】
メサ構造２１、２２及びその両側のｎ−ＩｎＰ層２４上には、膜厚２０００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５、及び膜厚４００ｎｍのｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層２６が、順次に積層されている。ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層２６上には、ＤＦＢレーザ領域１０Ａにｐ側電極２７が、ＥＡ光変調器領域１０Ｂにｐ側電極２８がそれぞれ形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の裏面には共通のｎ側電極２９が形成されている。
【００３３】
図１に戻り、ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ光変調器領域１０Ｂとの境界近傍で、積層構造のうち、ｐ側電極２７、２８、ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層２６、及びｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５の上部を貫通して、分離溝３０が設けられている。分離溝３０により、ｐ側電極２７とｐ側電極２８とを電気的に分離することができる。
【００３４】
本実施形態例に係るＥＡ−ＤＦＢデバイス１０の製造方法を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態例のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法に係る一製造工程段階を示す導波方向に沿った断面図であり、図５は、図４（ｂ）に継続する一製造工程段階を示す平面図である。図６及び図７は、図５に継続する一製造工程段階における、それぞれ図５のＶＩ−ＶＩ断面及びＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。なお、図４（ｂ）に示す積層構造は、図８（ｂ）を参照して説明した積層構造４０と同様の構成を有する。
【００３５】
先ず、図４（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ装置を使って、ｎ−ＩｎＰ基板１１上の全面に、膜厚５００ｎｍのｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、バンドギャップ波長λｇが１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰを含むＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３、膜厚１４０ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１４、バンドギャップ波長λｇが１．２μｍで厚さが２０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５の形成層（図示なし）、及び膜厚１０ｎｍのｐ−ＩｎＰキャップ層１６を成長させる。
【００３６】
次いで、ｐ−ＩｎＰキャップ層１６上に回折格子パターンを有するレジスト膜を形成し、ドライエッチング装置を使ってレジスト膜上からｐ−ＩｎＰキャップ層１６及びＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５の形成層をエッチングしてＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５を形成する。
【００３７】
続いて、ＭＯＣＶＤ装置を使って、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７を成長させて、ｐ−ＩｎＰキャップ層１６及びＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５を埋め込むと共にｐ−ＩｎＰキャップ層１６上に膜厚４００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７を形成する。
【００３８】
次いで、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７上のＤＦＢレーザ領域１０Ａを覆う、ＳｉＯｘからなるバットジョイントマスク３１を形成し、バットジョイントマスク３１から露出しているＥＡ光変調器領域１０Ｂをエッチングしてｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２を露出させる。バットジョイントマスク３１には、ＳｉＮｘを用いてもよい。
【００３９】
続いて、図４（ｂ）に示すように、露出させたｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２上に、ＭＯＣＶＤ法を使って、バンドギャップ波長λｇが１．３μｍで膜厚２００ｎｍのＡｌＧａＩｎＡｓを含むＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８、膜厚３００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９を成長させる。続いて、全面に膜厚３００ｎｍのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０を成長させる。
【００４０】
次いで、図５に示すように、ＤＦＢレーザ領域１０Ａでマスク幅３μｍのストライプ状で、ＥＡ光変調器領域１０Ｂでマスク幅１２μｍのストライプ状のストライプマスク３２をｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０上に形成する。これらのマスク幅は、上述において説明したように、各領域で幅２μｍの活性層を形成することができる組合せである。続いて、ストライプマスク３２をエッチングマスクとして、ストライプマスク３２上より塩酸系エッチング液を用いたウエットエッチングを行う。
【００４１】
これにより、ＤＦＢレーザ領域１０Ａでは、図６に示すように、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０、ｐ−ＩｎＰキャップ層１６を含むｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１７、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１４、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３、及びｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２の上部をエッチングして、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３が約２μｍの幅を有するメサ構造２１を形成する。
【００４２】
また、ＥＡ光変調器領域１０Ｂでは、図７に示すように、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２０、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９、ＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８、及びｎ−ＩｎＰクラッド層１２の上部をエッチングして、ＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８が約２μｍの幅を有するメサ構造２２を形成する。
【００４３】
このように、ＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３及びＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８のそれぞれのエッチングレートに基づいて、各領域でマスク幅が設定されたストライプマスク３２を使用したことにより、エッチングでＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３及びＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８を幅が一様に揃うように形成することができる。
【００４４】
次いで、ストライプマスク３２を選択成長マスクとして、ｐ−ＩｎＰ層２３及びｎ−ＩｎＰ層２４からなる電流ブロック層を埋め込み成長させ、メサ構造２１、２２の両側を埋め込む。
【００４５】
次いで、ストライプマスク３２を除去した後、図２及び図３に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用い、メサ構造２１、２２上及びｎ−ＩｎＰ層２４上に、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層２６を順次に成長させる。続いて、図１に示すように、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層２６上にｐ側電極２７、２８を設ける。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の裏面を研磨し、研磨後の裏面に、ｎ側電極２９を設ける。
【００４６】
更に、図１に示すように、ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ光変調器領域１０Ｂの境界近傍に分離溝３０を設ける等の工程を経ることにより、ＥＡ−ＤＦＢデバイス１０を完成することができる。
【００４７】
本実施形態例のＥＡ−ＤＦＢデバイス１０は、ＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３及びＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８のそれぞれのエッチングレートに基づいて、各領域でマスク幅が設定されたストライプマスク３２を使用したことにより、エッチングでＤＦＢレーザ領域１０ＡのＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１３及びＥＡ光変調器領域１０ＢのＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層１８を幅が一様に揃うように形成することができる。
【００４８】
また、本実施形態例のＥＡ−ＤＦＢデバイス１０の製造方法は、ストライプマスクの各領域のマスク幅を設定すること以外は、従来のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法と同様であるため、従来の製造方法と同じ工程数で製造することができる。
【００４９】
このような相互に異なる材料から成る活性層を用いる場合、特にウエットエッチングを使用する際に、活性層毎に膜面内方向のエッチングレートが大きく異なり、形成される活性層幅が各領域で大きく異なる。しかし、本実施形態例の方法を用いることにより、ウエットエッチングを使用する際でも、活性層幅を各領域で一様に揃えることができる。
【００５０】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の光集積デバイスは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した光集積デバイスも、本発明の範囲に含まれる。
【００５１】
例えば、本実施形態例ではＥＡ−ＤＦＢデバイスについて説明したが、本発明はＥＡ−ＤＦＢデバイスに限らず、ＤＦＢレーザ素子、光変調器、半導体光増幅器、受動導波路、及びその他の機能を有する光素子を相互に集積する場合に少なくとも適用することができる。また、それぞれの活性層を構成する材料に本実施形態例とは異なる材料を用いた場合にも、本発明を適用することが可能である。更に、実施形態例で示した成膜方法、半導体層の組成及び膜厚、メサ幅、プロセス条件等は、本発明の理解を容易にするための一つの例示であって、本発明はこの例示に限定されるものではない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の光素子が相互に異なる材料から形成される活性層をそれぞれ有することにより、これらの材料を適宜選択し、従来に無い良好な性能を有する光集積デバイスを得ることができる。また、本発明では、複数の光素子の活性層が実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続されるように、メサストライプを形成するウエットエッチングで使用するマスクの幅が、複数の光素子を形成する各領域毎に異なる。このため、接合面での光損失等の発生を抑制し、良好な性能を有する光集積デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態例に係るＥＡ−ＤＦＢデバイスの層構造を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ実施形態例のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法に係る一製造工程段階を示す導波方向に沿った断面図である。
【図５】図５は、図４（ｂ）に継続する一製造工程段階に係る、ストライプマスクを示す平面図である。
【図６】図６は、図５に継続する一製造工程段階に係る、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。
【図７】図７は、図５に継続する一製造工程段階に係る、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法に係るストライプマスクを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明に係る積層構造を示す導波方向に沿った断面図である。
【図９】図９は、本発明のＥＡ−ＤＦＢデバイスの製造方法に係るストライプマスクにおける、ＤＦＢレーザ領域のマスク幅ｘとＥＡ光変調器領域のマスク幅ｙとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　実施形態例のＥＡ−ＤＦＢデバイス
１０Ａ　ＤＦＢレーザ領域
１０Ｂ　ＥＡ光変調器領域
１１　ｎ−ＩｎＰ基板
１２　ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層
１３　λｇが１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰからなるＳＣＨ−ＭＱＷ活性層
１４　ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
１５　ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
１６　ｐ−ＩｎＰキャップ層
１７　ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
１８　λｇが１．３μｍのＡｌＧａＩｎＰからなるＳＣＨ−ＭＱＷ吸収層
１９　ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
２０　ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
２１　（ＤＦＢレーザ領域の）メサ構造
２２　（ＥＡ光変調器領域の）メサ構造
２３　ｐ−ＩｎＰ層
２４　ｎ−ＩｎＰ層
２５　ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
２６　ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層
２７　（ＤＦＢレーザ領域の）ｐ側電極
２８　（ＥＡ光変調器領域の）ｐ側電極
２９　ｎ側電極
３０　分離溝
３１　バットジョイントマスク
３２　ストライプマスク
４０　積層構造
４１　ストライプマスク

Claims (8)

1. 相互に異なる材料から形成される活性層をそれぞれ有する複数の光素子を共通の基板上にモノリシックに集積し、前記複数の光素子の活性層を、実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続した光集積デバイスを製造する方法において、
   前記メサストライプを形成するウエットエッチングで使用するマスクの幅が、複数の光素子を形成する各領域毎に異なることを特徴とする光集積デバイスの製造方法。
2. １つの光素子の活性層がＩｎＧａＡｓＰ系材料を含み、他の光素子の活性層がＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を含む、請求項１に記載の光集積デバイスの製造方法。
3. 前記１つの光素子を形成する領域のマスク幅をｘ［μｍ］（ｘ＞２）、前記他の光素子を形成する領域のマスク幅をｙ［μｍ］（ｙ＞０）として、
   ｙ＝１０ｘ−１８
   と設定する、請求項２に記載の光集積デバイスの製造方法。
4. ｙ＝８ｘ−２２とｙ＝１２ｘ−１４の２式で挟まれる領域の前記ｘ及びｙを設定する、請求項３に記載の光集積デバイスの製造方法。
5. 前記１つの光素子が、分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）であり、前記他の光素子が、電界吸収型光変調器（ＥＡ光変調器）、半導体光増幅器、又は受動導波路である、請求項１〜４の何れかに記載の光集積デバイスの製造方法。
6. 前記１つの光素子が、電界吸収型光変調器（ＥＡ光変調器）、半導体光増幅器、又は受動導波路であり、前記他の光素子が、分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）である、請求項１〜４の何れかに記載の光集積デバイスの製造方法。
7. 複数の光素子を共通の基板上にモノリシックに集積した光集積デバイスにおいて、
   前記複数の光素子の活性層が、相互に異なる材料から形成されており、実質的に同じ幅を有する共通のメサストライプ内で接続されることを特徴とする光集積デバイス。
8. １つの光素子の活性層がＩｎＧａＡｓＰ系材料を含み、他の光素子の活性層がＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を含む、請求項７に記載の光集積デバイス。

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