JP2010010284A - 集積型光半導体装置の製造方法及び集積型光半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘電体マスクによって形成される庇の下に、[-110]方向を向いた側面を第1の上部クラッド層及びAlGaInAs製の第1の活性層に形成し、基板上の前記誘電体マスクによって覆われていない領域に第2の活性層と第2の上部クラッド層を成長する。
【選択図】 図6
Description
図1は、半導体レーザとなる第1の半導体積層構造8がサイドエッチングされた状態を説明する断面図である。図1の右端には、基板2の結晶方位が図示されている。
次に、このような問題を解決した集積型光半導体装置の製造方法を説明する。
本ステップでは、まず、(001)面を主面とするInP製の基板上にAlGaInAsによって形成された第1の活性層と、上記第1の活性層の上に形成されたInP製の第1の上部クラッド層とを具備する半導体積層構造が用意される。
次に、誘電体マスク28をエッチングマスクとして、上記第1の上部クラッド層6及び上記第1の活性層4がドライエッチングされる(図5(c)参照)。
次に、ドライエッチングされた上記上部クラッド層6が選択的にウェットエッチングされ、上記第1の誘電体マスク28によって形成される庇30の下に、上記[-110]方向を向いた第1の側面32が上記上部クラッド層6に形成される(図5(d)参照)。ここで、図5(d)に示された領域は、バットジョイント接合の形成予定位置を含む領域であり、上記誘電体マスク28の[-110]方向に垂直な短辺31の下側に形成される。
次に、上記第1の活性層4が選択的にウェットエッチングされ、上記庇30の下に、上記[-110]方向を向いた第2の側面34が上記活性層4に形成される(図6(a)参照)。
次に、上記基板上の前記誘電体マスク28で覆われていない領域に、AlGaInAs及びInGaAsPの何れか一方の半導体によって形成された第2の活性層36と、InP製の第2の上部クラッド層38が順次再成長される。
次に、第1の誘電体マスク28が除去され、p型クラッド層及びコンタクト層の成長、ストライプメサの形成、及び半絶縁性InP層による埋め込み成長等を経て、上記第1及び第2の活性層4,36を光導波路層とし[-110]方向に延在する光導波路が形成される。
次に、上記製造方法の原理が説明される。
図12は、本実施例に従う第1の半導体積層構造8の構成を説明する図である。
次に、減圧気相成長法(low pressure chemical vapor deposition;LPCVDと略す)によって、SiO2膜が第1の半導体積層構造8の上に堆積される。
次に、ドライエッチングによって、第1の半導体積層構造8が約200nmエッチングされる。このエッチングによって、第1の活性層4が途中まで除去される(図5(c)参照)。
次に、ZnがドープされたInP上部クラッド層6が、希塩酸によって[−110]方向に約100nmサイドエッチングされる。このエッチングにより、上部クラッド層6の側壁32として(−110)近似面が形成される(図5(d)参照)。
次に、希硫酸と過酸化水素水の混合溶液によって、AlGaInAs製の第1の活性層4及び同じくAlGaInAs製のSCH層46,47が、選択的にウェットエッチングされる。この際、第1の活性層4及びSCH層46,47が[−110]方向に約100nmサイドエッチングされるように、エッチング時間が設定される。このサイドエッチング量は、上部クラッド層6のサイドエッチング量と同じである。
次に、ステップS5によって露出した基板表面に、光変調器となる第2の半導体積層構造42が形成される。第2の半導体積層構造42の再成長は、ステップS1に準じて実施される(図6(b)参照)。
次に、第1の誘電体マスク28が剥離され、MOVPE法により、バットジョイント接合が形成された基板上に、厚さ1.5μmのp型InP層54と厚さ0.5μmのInGaAs製コンタクト層56が成長される(図6(c)参照)。ここで、InP層54及びコンタクト層56にはZnがドーピングされ、夫々のキャリア濃度は1.0x1018cm-3及び1.0x1019cm-3になる。
次に、ストライプメサ形成用の第2の誘電体マスクが形成される。図13は、コンタクト層56の表面に形成された第2の誘電体マスク58の配置を説明する平面図である。
次に、ストライプメサが、FeドープInP層によって埋め込まれる。
図15は、本ステップによって完成する変調器集積型レーザ66の光の進行方向([-110]方向)に沿った断面図である。
以上説明した製造方法によって製造される変調器集積型レーザ66の要部を纏めると、以下のようになる。
また、以上の例では、第1の活性層は希硫酸と過酸化水素水の混合液でエッチングされる。しかし、第1の活性層は、酸及び過酸化水素水を主成分とするエッチング液によって選択的にウェットエッチングされてもよい。このようなエッチング液としては、例えば、硫酸、塩酸、及び燐酸からなる群の何れかの一つの酸と過酸化水素水の混合液を純水で希釈したエッチング液がある。
(001)面を主面とするInP製の基板上にAlGaInAsによって形成された第1の活性層と、上記第1の活性層の上に形成されたInP製の第1の上部クラッド層とを具備する半導体積層構造に、
前記基板の[-110]方向に延伸した島状の誘電体マスクを形成する第1の工程と、
前記誘電体マスクをエッチングマスクとして、前記上部クラッド層及び前記第1の活性層をドライエッチングする第2の工程と、
前記ドライエッチングの後、ウエットエッチングにより前記誘電体マスクに庇を形成し、かつ、前記[-110]方向を向いた第1の側面を前記上部クラッド層に形成する第3の工程と、
前記第1の側面の形成後、前記庇の下に、ウエットエッチングにより前記[-110]方向を向いた第2の側面を前記第1の活性層に形成する第4の工程と、
前記第2の側面の形成後、前記基板上の前記誘電体マスクで覆われていない領域に、AlGaInAs及びInGaAsPの何れか一方の半導体によって形成される第2の活性層と、InP製の第2の上部クラッド層を成長する第5の工程と、
前記第1及び第2の活性層を光導波路層とし、前記[-110]方向に延在する光導波路を形成する第6の工程を、
具備する集積型光半導体装置の製造方法。
付記1に記載の集積型光半導体装置の製造方法において、
ドライエッチングされた前記第1の上部クラッドは、第1の酸を主成分とする第1のエッチング液によって選択的にウェットエッチングされ、
ドライエッチングされた前記第1の活性層は、第1の酸及び過酸化水素水を主成分とする第2のエッチング液によって選択的にウェットエッチングされることを、
特徴とする集積型光半導体装置の製造方法。
付記2に記載の集積型光半導体装置の製造方法において、
前記第1の酸は塩酸及び臭化水素酸の何れかであり、
前記第2の酸は、硫酸、塩酸、及び燐酸からなる群の何れか一つの酸であることを、
特徴とする集積型光半導体装置の製造方法。
付記1乃至3に記載の集積型光半導体装置の製造方法において、
前記第1及び第2の側面が、(−110)近似面であることを、
特徴する集積型光半導体装置の製造方法。
付記1乃至4に記載の集積型光半導体装置の製造方法において、
前記第4の工程が、前記第1及び第2の側面が連続するように、前記第1の活性層をウェットエッチングすることを、
特徴とする集積型光半導体装置の製造方法。
付記1乃至5に記載の集積型光半導体装置の製造方法において、
前記第1の活性層が、AlGaInAs製の量子井戸層とAlGaInAs製の障壁層が交互に積層された多重量子井戸によって形成されていることを、
特徴とする集積型光半導体装置の製造方法。
(001)面を主面とするInP製の基板上に成長された、AlGaInAsによって形成された第1の活性層と、
前記第1の活性層の上に形成されたInP製の第1の上部クラッド層とを備え、前記基板の[-110]方向に延在する第1の光導波路と、
前記基板上にAlGaInAs及びInGaAsPの何れか一方によって形成された第2の活性層と、
前記第2の活性層の上に形成されたInP製の第2の上部クラッド層とを備え、前記基板の[-110]方向に延在する第2の光導波路とを具備し、
前記第1及び第2の光導波路が突合せ接合されている、
集積型光半導体装置。
付記7に記載の集積型光半導体装置において、
前記第1及び第2の上部クラッド層の第1の境界面と、前記第1及び第2の活性層の第2の境界面とが連続していることを、
特徴とする集積型光半導体装置。
付記7又は8に記載の集積型光半導体装置において、
前記第1及び第2の側面が、(−110)近似面であることを、
特徴とする集積型光半導体装置。
6・・・第1の上部クラッド層 8・・・第1の半導体積層構造
10・・・誘電体マスク 12・・・ストライプメサの形成予定方向
13・・・側面 14・・・(サイドエッチングされた)活性層の側面
16・・・(マストランスポートによって形成された)結晶面
18・・・(サイドエッチングによって形成された)結晶面
20・・・上部クラッド層の下面 22・・・基板表面
24・・・(サイドエッチングによって形成された)窪み
26・・・表面 28・・・第1の誘電体マスク
30・・・庇 31・・・誘電体マスクの短辺
32・・・第1の側面 34・・・第2の側面
36・・・第2の活性層 38・・・第2の上部クラッド層
39・・・バットジョイント接合面 40・・・第1の半導体積層構造の側面
42・・・第2の半導体積層構造 44・・・バッファ層
46,47・・・SCH層 48,49・・・バリア層
50・・・井戸層 52・・・多重量子井戸
54・・・p型InP層 56・・・コンタクト層
58・・・第2の誘電体マスク
60・・・(第1の誘電体マスクが配置されていた)領域
62・・・ストライプメサ 64・・・FeドープInP
66・・・変調器集積型レーザ 68,72・・・光導波路
70,74・・・p電極 76・・・n電極
Claims (2)
- (001)面を主面とするInP製の基板上にAlGaInAsによって形成された第1の活性層と、上記第1の活性層の上に形成されたInP製の第1の上部クラッド層とを具備する半導体積層構造に、
前記基板の[-110]方向に延伸した島状の誘電体マスクを形成する第1の工程と、
前記誘電体マスクをエッチングマスクとして、前記上部クラッド層及び前記第1の活性層をドライエッチングする第2の工程と、
前記ドライエッチングの後、ウエットエッチングにより前記誘電体マスクに庇を形成し、かつ、前記[-110]方向を向いた第1の側面を前記上部クラッド層に形成する第3の工程と、
前記第1の側面の形成後、前記庇の下に、ウエットエッチングにより前記[-110]方向を向いた第2の側面を前記第1の活性層に形成する第4の工程と、
前記第2の側面の形成後、前記基板上の前記誘電体マスクで覆われていない領域に、AlGaInAs及びInGaAsPの何れか一方の半導体によって形成される第2の活性層と、InP製の第2の上部クラッド層を成長する第5の工程と、
前記第1及び第2の活性層を光導波路層とし、前記[-110]方向に延在する光導波路を形成する第6の工程を、
具備する集積型光半導体装置の製造方法。 - (001)面を主面とするInP製の基板上に成長された、AlGaInAsによって形成された第1の活性層と、
前記第1の活性層の上に形成されたInP製の第1の上部クラッド層とを備え、前記基板の[-110]方向に延在する第1の光導波路と、
前記基板上にAlGaInAs及びInGaAsPの何れか一方によって形成された第2の活性層と、
前記第2の活性層の上に形成されたInP製の第2の上部クラッド層とを備え、前記基板の[-110]方向に延在する第2の光導波路とを具備し、
前記第1及び第2の光導波路が突合せ接合されている、
集積型光半導体装置。
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