JP2008071906A - 光半導体集積装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘電体パターンを素子領域の境界部に局所的に形成し、前記誘電体パターンをマスクにエッチングを行うことで素子分離領域を前記素子領域の境界部に形成し、その後、前記素子分離領域に隣接する素子領域に半導体膜の成膜を、前記誘電体パターンをマスクとした選択成長によりに実行する。
【選択図】図4
Description
図4(A)〜(C)は、本発明の原理を説明する図である。
[第1の実施形態]
図5(A)〜(D)、図6(E)〜(G)および図7(H)〜(J)は、本発明の第1の実施形態による光半導体集積装置60の製造工程を示す。
さらに図7(H),(I)の工程において、前記SiO2パターンM2はHF処理により除去され、さらに図7(J)の構造上にSiO2よりなる幅が1〜2μmのストライプパターンM3が、前記InP基板61の中央部を素子領域60Aから60Bまで連続的に延在するように形成される。ただし図7(I)は、図7(H)の構造を、素子領域69Aの側から見た端面図である。さらに図7(H),(I)の構造では、前記SiO2パターンM3をマスクに、その両側の半導体層が、前記InP基板61が露出するまで、ドライエッチングにより除去され、前記SiO2パターンM3に対応して、高さが約3μmのメサ構造を形成し、さらに前記SiO2パターンM3をマスクにFeドープInPの選択成長を行い、前記メサ構造の両側をFeドープ半絶縁性InP膜71A,71Bにより埋込む。
[第2の実施形態]
図8(A)〜(D)、図9(E)〜(G)および図10(H)〜(J)は、本発明の第2の実施形態によるTDA−DFBレーザ80の製造工程を示す。TDA−DFBレーザは、回折格子を備えた光導波路上に長さが数十μmの利得領域と長さが数十μmの波長制御領域を交互に繰り返し、周期的に形成した構造を有しており、波長制御領域に、利得領域とは独立に駆動電流を供給することにより屈折率を制御し、レーザ発振波長を制御する波長可変レーザダイオード集積装置である。本実施形態は、かかる利得領域と波長制御領域の間の素子分離技術を提供する。
前記半導体基板上の第1の素子領域に前記第1の光半導体素子の活性層を含む第1の活性層構造を、また前記半導体基板上で前記第1の素子領域に隣接した第2の素子領域に、前記第2の光半導体の活性層を含む第2の活性層構造を、前記半導体基板上に前記第1および第2の活性層構造を含む半導体積層構造が、前記第1の素子領域から前記第2の素子領域まで連続的に延在するように形成する工程と、
前記半導体積層構造上に素子分離半導体膜を、前記素子分離半導体膜が、前記第1の素子領域から前記第2の素子領域まで連続的に延在するように形成する工程と、
前記前記素子分離半導体膜上に、前記第1の素子領域と第2の素子領域の境界部分を局所的に覆うように誘電体膜パターンを形成する工程と、
前記誘電体膜パターンをマスクに前記素子分離半導体膜をエッチングし、前記境界部分に前記誘電体膜パターンに対応した素子分離半導体パターンを形成する工程と、
前記誘電体膜パターンをマスクに、前記半導体基板上に導電性半導体膜を堆積し、前記第1の活性層構造上に、前記素子分離半導体パターンに接して、第1の導電性半導体パターンを、前記第2の活性層構造上に、前記素子分離半導体パターンに接して、第2の導電性半導体パターンを形成する工程と、
よりなることを特徴とする光半導体集積装置の製造方法。
前記第1の光半導体素子は前記半導体基板上の第1の素子領域に形成され、第1導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成され第1の活性層を含む第1の活性層構造と、前記第1の活性層構造上に形成された第2導電型の上部クラッド層を含み、
前記第2の光半導体素子は前記半導体基板上で前記第1の素子領域に、導波方向上で隣接した第2の素子領域に形成され、第1導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成され第2の活性層を含む第2の活性層構造と、前記第2の活性層構造上に形成された第2導電型の上部クラッド層を含み、
前記第1の活性層と前記第2の活性層は、それぞれの端面を接合して光学的に結合しており、
前記第1の光半導体素子の上部クラッド層と前記第2の光半導体素子の上部クラッド層の間には素子分離半導体膜が、前記素子分離半導体膜の第1の側壁面が前記第1の光半導体素子の上部クラッド層端面に接するように、また前記素子分離半導体膜の第2の側壁面が前記第2の光半導体素子の上部クラッド層端面に接するように、介在しており、
前記第1および第2の側壁面は前記半導体基板の主面に対して、互いに向かい合って傾斜しており、前記導波方向に見て、前記素子分離半導体膜の下面の長さは、上面よりも大きいことを特徴とする光半導体集積装置。
11A,11C,30A,30B,40A,40B 素子領域
11B,MC 素子分離領域
12、32A,32B,42,62,63,82 下部クラッド層
13,21,34A,34B,43A,43B、64A,64B,84,84A,84B 活性層
14,15,22,35A,35B,44A,65A,65B,85,85A,85B,87A,87B 上部クラッド層
16,19,46,MA,MB,M1,M2,M3,M11,M12,M13 誘電体マスク
18,45,67,86 高抵抗半導体層
36 逆導電型半導体層
18A,39,45A,60C,66A,67A,68A,86I 素子分離構造
23,48A,48B,70A,70B,88A,88B コンタクト層
33A,33B 下部光導波層
35a,35b 上部光導波層
38 溝部
39a,39b 突起構造
60 光半導体集積装置
61A,81A 回折格子
66 エッチングストッパ膜
68 キャップ層
71A,71B,89A,89B 埋込半導体層
73A,73B,90A,90B 上部電極
73C,90C 下部電極
G 利得領域
Λ 波長制御領域
Claims (5)
- 電気制御される第1および第2の光半導体素子を共通の半導体基板上に集積化した光半導体集積装置の製造方法であって、
前記半導体基板上の第1の素子領域に前記第1の光半導体素子の活性層を含む第1の活性層構造を、また前記半導体基板上で前記第1の素子領域に隣接した第2の素子領域に、前記第2の光半導体素子の活性層を含む第2の活性層構造を、前記半導体基板上に前記第1および第2の活性層構造を含む半導体積層構造が、前記第1の素子領域から前記第2の素子領域まで連続的に延在するように形成する工程と、
前記半導体積層構造上に素子分離半導体膜を、前記素子分離半導体膜が、前記第1の素子領域から前記第2の素子領域まで連続的に延在するように形成する工程と、
前記素子分離半導体膜上に、前記第1の素子領域と第2の素子領域の境界部分を局所的に覆うように誘電体膜パターンを形成する工程と、
前記誘電体膜パターンをマスクに前記素子分離半導体膜をエッチングし、前記境界部分に前記誘電体膜パターンに対応した素子分離半導体パターンを形成する工程と、
前記誘電体膜パターンをマスクに、前記半導体基板上に導電性半導体膜を堆積し、前記第1の活性層構造上に、前記素子分離半導体パターンに接して、第1の導電性半導体パターンを、前記第2の活性層構造上に、前記素子分離半導体パターンに接して、第2の導電性半導体パターンを形成する工程と、
よりなることを特徴とする光半導体集積装置の製造方法。 - 前記誘電体膜パターンは、前記第1および第2の素子領域を合わせた面積の20%以下の面積で形成されることを特徴とする請求項1記載の光半導体集積装置の製造方法。
- 前記素子分離半導体パターンを形成する工程の後、前記導電性半導体膜を堆積する工程の前に、前記誘電体膜パターンをマスクに前記素子分離半導体パターンをラテラルエッチングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項1または2記載の光半導体集積装置の製造方法。
- 前記素子分離半導体膜は、少なくとも主層と、前記主層と前記誘電体膜パターンとの間に形成され、前記主層とは異なる組成のキャップ層とよりなり、前記ラテラルエッチング工程は、前記キャップ層を選択的にラテラルエッチングすることを特徴とする請求項3記載の光半導体集積装置の製造方法。
- 電気制御される第1および第2の光半導体素子を共通の半導体基板上に集積化した光半導体集積装置であって、
前記第1の光半導体素子は前記半導体基板上の第1の素子領域に形成され、第1導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成され第1の活性層を含む第1の活性層構造と、前記第1の活性層構造上に形成された第2導電型の上部クラッド層を含み、
前記第2の光半導体素子は前記半導体基板上で前記第1の素子領域に、導波方向上で隣接した第2の素子領域に形成され、第1導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成され第2の活性層を含む第2の活性層構造と、前記第2の活性層構造上に形成された第2導電型の上部クラッド層を含み、
前記第1の活性層と前記第2の活性層は、それぞれの端面を接合して光学的に結合しており、
前記第1の光半導体素子の上部クラッド層と前記第2の光半導体素子の上部クラッド層の間には素子分離半導体膜が、前記素子分離半導体膜の第1の側壁面が前記第1の光半導体素子の上部クラッド層端面に接するように、また前記素子分離半導体膜の第2の側壁面が前記第2の光半導体素子の上部クラッド層端面に接するように、介在しており、
前記第1および第2の側壁面は前記半導体基板の主面に対して、互いに向かい合って傾斜しており、前記導波方向に見て、前記素子分離半導体膜の下面の長さは、上面よりも大きいことを特徴とする光半導体集積装置。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011122058A1 (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 富士通株式会社 | 光半導体集積素子及びその製造方法 |
JP2012109628A (ja) * | 2012-03-12 | 2012-06-07 | Opnext Japan Inc | 電界吸収型光変調器集積レーザ素子 |
JP2013149723A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光集積素子の製造方法 |
JP2013149746A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光集積素子の製造方法 |
JP2016134522A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置 |
JP2018018972A (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03284891A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子 |
JPH0677583A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ/光変調器集積化光源 |
JPH10173291A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
JP2003229635A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光集積素子 |
-
2006
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03284891A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子 |
JPH0677583A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ/光変調器集積化光源 |
JPH10173291A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
JP2003229635A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光集積素子 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011122058A1 (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 富士通株式会社 | 光半導体集積素子及びその製造方法 |
JP2011210761A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Fujitsu Ltd | 光半導体集積素子及びその製造方法 |
CN102834990A (zh) * | 2010-03-29 | 2012-12-19 | 富士通株式会社 | 光半导体集成元件及其制造方法 |
US8565279B2 (en) | 2010-03-29 | 2013-10-22 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical integrated device and method for fabricating the same |
US20130330867A1 (en) * | 2010-03-29 | 2013-12-12 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical integrated device and method for fabricating the same |
US8987117B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-03-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical integrated device and method for fabricating the same |
JP2013149723A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光集積素子の製造方法 |
JP2013149746A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光集積素子の製造方法 |
JP2012109628A (ja) * | 2012-03-12 | 2012-06-07 | Opnext Japan Inc | 電界吸収型光変調器集積レーザ素子 |
JP2016134522A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置 |
JP2018018972A (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置 |
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