JP2016071158A - Semiconductor optical element manufacturing method and semiconductor optical element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor optical element manufacturing method capable of improving use efficiency for a III-V group semiconductor substrate, and a semiconductor optical element.SOLUTION: The semiconductor optical element manufacturing method for manufacturing a semiconductor optical element including a III-V group semiconductor laser element and a photonics substrate in which an optical output of a III-V group semiconductor laser is guided to an optical waveguide, includes: a first step S40 of fixing a plurality of III-V group semiconductor laser elements formed on a semiconductor substrate to a support member; a second step S50 of etching and removing the III-V group semiconductor laser elements fixed in the first step from the semiconductor substrate; and a third step S60 of coupling the III-V group semiconductor laser elements removed in the second step to the photonics substrate by intermolecular bond.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体光学素子製造方法、及び半導体光学素子に関し、特に、光導波路部品に導波形半導体レーザを実装する際に、半導体レ一ザ構造の実装が簡易化可能な半導体光学素子製造方法、及び半導体光学素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor optical element manufacturing method and a semiconductor optical element, and in particular, when mounting a waveguide type semiconductor laser on an optical waveguide component, a semiconductor optical element manufacturing method capable of simplifying mounting of a semiconductor laser structure, And a semiconductor optical element.

FTTH(Fiber to the Home)システム、特に、PON(Passive Optical Network)システムは、多数の加入者が局舎側装置OLT(Optical Line Terminal)を共用するものである。また、OLTは、シリコン(Si)基板上に光導波路を形成し、該Si光導波路と半導体レーザ素子及びフォトダイオードの何れか一方又は双方と結合させる光電子融合デバイスが使用されている。このような、光電子融合デバイスにおいては、高密度で低コスト化可能な実装技術が求められている。   In an FTTH (Fiber to the Home) system, in particular, a PON (Passive Optical Network) system, a large number of subscribers share an OLT (Optical Line Terminal). The OLT uses an optoelectronic fusion device in which an optical waveguide is formed on a silicon (Si) substrate and coupled to one or both of the Si optical waveguide, a semiconductor laser element, and a photodiode. In such an optoelectronic fusion device, there is a demand for a packaging technology that can achieve high density and low cost.

ここで、半導体レーザは、基板の表面に平行な方向に発振するのが通常であり、光導波路も基板に平行に形成されている。このため、光電子融合デバイスは、半導体レーザの光を光導波路の端面から入射するのが通常であり、Si光導波路の表面と半導体レーザ素子とを面接合させて半導体光学素子を製造するようなことは考えられなかった。   Here, the semiconductor laser normally oscillates in a direction parallel to the surface of the substrate, and the optical waveguide is also formed parallel to the substrate. For this reason, in optoelectronic devices, semiconductor laser light is usually incident from the end face of the optical waveguide, and the surface of the Si optical waveguide and the semiconductor laser element are surface-bonded to manufacture a semiconductor optical element. Could not have thought.

しかしながら、シリコン導波路と垂直方向にズレた面に半導体レーザの活性層を形成し、シリコン導波路と活性層とを光で結合させることにより、通常の半導体プロセスで実装可能な技術が注目され始めている。例えば、下記の非特許文献1には、Si基板上にSi光導波路を形成し、その上に、III−V族半導体基板を貼り付け、貼り付け後に、III−V族半導体基板に対して半導体レーザ形成プロセスを実行する方法が開示されている。つまり、半導体レーザ形成プロセスを実行して形成された半導体レーザは、導波路が形成されているので、非特許文献1には、半導体レーザの導波路とSi光導波路とを光で結合させた技術が開示されている。   However, a technology that can be mounted in a normal semiconductor process by forming an active layer of a semiconductor laser on a surface shifted in a direction perpendicular to the silicon waveguide and coupling the silicon waveguide and the active layer with light has begun to attract attention. Yes. For example, in Non-Patent Document 1 below, a Si optical waveguide is formed on a Si substrate, a III-V group semiconductor substrate is pasted thereon, and after the pasting, a semiconductor is formed on the III-V group semiconductor substrate. A method for performing a laser forming process is disclosed. That is, since a semiconductor laser formed by executing a semiconductor laser forming process has a waveguide, Non-Patent Document 1 discloses a technique in which a waveguide of a semiconductor laser and a Si optical waveguide are coupled with light. Is disclosed.

G.-H.Duan1,et al.“III-V on Silicon Transmitters”,OFC,OM3K4,2013G.-H.Duan1, et al. “III-V on Silicon Transmitters”, OFC, OM3K4, 2013

しかしながら、非特許文献1に記載の技術は、Si光導波路が形成されたSi基板上にIII−V族半導体基板を貼り付け、貼り付け後に、III−V族半導体基板に対して半導体レーザ形成プロセスを実行する必要がある。III−V族半導体基板は、一般的にSi基板よりもコストが高く、Siフォトニクス基板の面積の内、III−V族半導体レーザ部の占める割合は、1/100以下である。Si基板にIII−V族半導体基板を貼り付けて、その後半導体レーザ形成プロセスを実行する場合には、III−V族半導体基板の大部分が使用されなくなるといった問題があった。   However, the technique described in Non-Patent Document 1 is based on the process of forming a semiconductor laser on a group III-V semiconductor substrate after pasting the group III-V semiconductor substrate on the Si substrate on which the Si optical waveguide is formed. Need to run. The group III-V semiconductor substrate is generally higher in cost than the Si substrate, and the proportion of the group III-V semiconductor laser portion in the area of the Si photonics substrate is 1/100 or less. When a group III-V semiconductor substrate is attached to a Si substrate and then a semiconductor laser forming process is performed, there is a problem that most of the group III-V semiconductor substrate is not used.

そこで、本発明は、III−V族半導体基板の使用効率を高めることができる半導体光学素子製造方法、及び半導体光学素子を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the semiconductor optical element manufacturing method which can raise the use efficiency of a III-V group semiconductor substrate, and a semiconductor optical element.

前記課題を解決するため、本発明の一の手段は、III−V族半導体レーザ素子と、該III−V族半導体レーザの光出力が光導波路に導波されるフォトニクス基板とを備える半導体光学素子を製造する半導体光学素子製造方法であって、半導体基板に形成された複数の前記III−V族半導体レーザ素子を支持部材に固定する第1工程と、前記第1工程で固定された前記III−V族半導体レーザ素子と、前記半導体基板とをエッチング剥離する第2工程と、前記第2工程で剥離されたIII−V族半導体レーザ素子と前記フォトニクス基板とを分子間接合する第3工程とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, one means of the present invention is a semiconductor optical device comprising a group III-V semiconductor laser device and a photonics substrate in which the optical output of the group III-V semiconductor laser is guided to an optical waveguide. A semiconductor optical device manufacturing method for manufacturing a semiconductor optical device, comprising: a first step of fixing a plurality of group III-V semiconductor laser devices formed on a semiconductor substrate to a support member; and the III- fixed in the first step. A second step of etching and peeling the group V semiconductor laser element and the semiconductor substrate; and a third step of intermolecular bonding of the group III-V semiconductor laser element and the photonics substrate peeled in the second step. It is characterized by providing.

本発明の他の手段は、III−V族半導体レーザ素子と、該III−V族半導体レーザ素子の光出力が光導波路に導波されるフォトニクス基板とを備える半導体光学素子であって、前記III−V族半導体レーザ素子は、活性層と該活性層を挟むクラッド層を有し、一方の前記クラッド層と前記フォトニクス基板とは分子間接合されていることを特徴とする。   Another means of the present invention is a semiconductor optical device comprising a III-V group semiconductor laser device and a photonics substrate in which the light output of the group III-V semiconductor laser device is guided to an optical waveguide. The -V group semiconductor laser device has an active layer and a clad layer sandwiching the active layer, and one of the clad layer and the photonics substrate is intermolecularly bonded.

フォトニクス基板は、その面積がIII−V族半導体レーザ素子の10〜100倍である。このため、フォトニクス基板にIII−V族半導体基板を接合してから、素子形成プロセスを実行すると、III−V族半導体基板の多くが無駄になる。しかしながら、本願発明によれば、III−V族半導体レーザ素子を製造してから、III−V族半導体レーザ素子とフォトニクス基板とが分子間接合されるので、III−V族半導体基板が無駄にならない。
また、III−V族半導体レーザ素子とフォトニクス基板とが分子間接合されるので、フォトニクス基板に対して、垂線方向の光軸合わせが不要になる。
The area of the photonics substrate is 10 to 100 times that of the group III-V semiconductor laser element. For this reason, if an element formation process is performed after joining a group III-V semiconductor substrate to a photonics substrate, much of a group III-V semiconductor substrate is wasted. However, according to the present invention, since the group III-V semiconductor laser element and the photonics substrate are intermolecularly bonded after the group III-V semiconductor laser element is manufactured, the group III-V semiconductor substrate is not wasted. .
In addition, since the III-V semiconductor laser element and the photonics substrate are intermolecularly bonded, it is not necessary to align the optical axis in the direction perpendicular to the photonics substrate.

半導体レーザ素子は、一般に、活性層の内部を光が共振し、端部からレーザ光が放射される。III−V族半導体レーザ素子のクラッド層は、50〜100nmと薄く形成されているので、導波路としての発光層とフォトニクス基板の光導波路のコアとは近接配置される。これにより、活性層からクラッド層や光導波路のクラッドにエバネッセント光が染み出し、活性層とコアとが光波電磁界の結合が生じる。つまり、III−V族半導体レーザ素子の活性層で共振した光は、フォトニクス基板の光導波路のコアに引き込まれる。   In a semiconductor laser element, light generally resonates inside an active layer, and laser light is emitted from an end portion. Since the clad layer of the III-V semiconductor laser device is formed as thin as 50 to 100 nm, the light emitting layer as the waveguide and the core of the optical waveguide of the photonics substrate are arranged close to each other. As a result, the evanescent light oozes out from the active layer to the cladding layer or the cladding of the optical waveguide, and the active layer and the core are coupled to each other in the light wave electromagnetic field. That is, the light resonated in the active layer of the III-V group semiconductor laser device is drawn into the core of the optical waveguide of the photonics substrate.

本発明によれば、III−V族半導体基板の使用効率を高めることができる。   According to the present invention, the use efficiency of the III-V semiconductor substrate can be increased.

本発明の第1実施形態である半導体光学素子の構造図である。1 is a structural diagram of a semiconductor optical element according to a first embodiment of the present invention. 活性層で共振した光が光導波路のコアに結合される様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode that the light resonated in the active layer is couple | bonded with the core of an optical waveguide. 本発明の第1実施形態である半導体光学素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor optical element which is 1st Embodiment of this invention. 結晶成長で形成されるレーザ構造を説明するための構造図である。It is a structural diagram for explaining a laser structure formed by crystal growth. LDチップを製造するための説明図(1)である。It is explanatory drawing (1) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(2)である。It is explanatory drawing (2) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(3)である。It is explanatory drawing (3) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(4)である。It is explanatory drawing (4) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(5)である。It is explanatory drawing (5) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(6)である。It is explanatory drawing (6) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(7)である。It is explanatory drawing (7) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(8)である。It is explanatory drawing (8) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(9)である。It is explanatory drawing (9) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(10)である。It is explanatory drawing (10) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(11)である。It is explanatory drawing (11) for manufacturing LD chip | tip. LDチップを製造するための説明図(12)である。It is explanatory drawing (12) for manufacturing LD chip | tip. LDチップの個片化を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating individualization of LD chip | tip. 複数のLDチップを貼り付け用支持基板に接着するための説明図である。It is explanatory drawing for adhere | attaching several LD chip | tip on the support substrate for affixing. InP基板の剥離を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating peeling of an InP board | substrate. Si導波路への貼り付けを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the sticking to Si waveguide. 本発明の比較例である半導体光学素子の構造図である。It is a structural view of a semiconductor optical element which is a comparative example of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. Each figure is only schematically shown so that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the common component and the same component, and those overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1実施形態)
(構成の説明)
図1は、本発明の第1実施形態である半導体光学素子の構造図である。
半導体光学素子100は、Si光導波路が形成されたSOI(Silicone on Insulate)フォトニクス基板31と、該SOIフォトニクス基板31の表面に分子間接合されたレーザダイオード素子としてのLDチップ35とを備える。SOIフォトニクス基板31は、Si基板32と、該Si基板32の表面に積層されたSiOx絶縁層33と、該SiOx絶縁層33の表面に積層されたSi光導波路34とを備える。言い換えれば、LD(Laser Diode)チップ35は、Si光導波路34の表面に積層されている。また、SOIフォトニクス基板31は、その面積がLDチップ35の面積の100倍程度である。
(First embodiment)
(Description of configuration)
FIG. 1 is a structural diagram of a semiconductor optical element according to the first embodiment of the present invention.
The semiconductor optical element 100 includes an SOI (Silicone on Insulate) photonics substrate 31 on which an Si optical waveguide is formed, and an LD chip 35 as a laser diode element that is intermolecularly bonded to the surface of the SOI photonics substrate 31. The SOI photonics substrate 31 includes a Si substrate 32, a SiOx insulating layer 33 stacked on the surface of the Si substrate 32, and a Si optical waveguide 34 stacked on the surface of the SiOx insulating layer 33. In other words, the LD (Laser Diode) chip 35 is laminated on the surface of the Si optical waveguide 34. Moreover, the area of the SOI photonics substrate 31 is about 100 times the area of the LD chip 35.

Si光導波路34は、コアをシリコンとし、クラッドをSiOx絶縁膜とするSi細線光導波路である。なお、PONの場合、Si光導波路34は、波長合分波器が形成され、多波長のレーザ光が合成され、光ファイバに結合されるように構成されている。LDチップ35は、ファブリペロー型半導体レーザ発振器であり、n−InP層13と、p−InP層15とに挟まれた活性層14で発光し、活性層14の両端に反射膜14a(図2)がコーティングされている。この両端の反射膜14aは、反射率が70〜90%であり、出射側の反射率が数%の一般的な半導体レーザと異なる。また、Si光導波路34のコアとn−InP層13との間のクラッドの厚みは、0.1〜3μmである。   The Si optical waveguide 34 is a Si fine wire optical waveguide whose core is silicon and whose cladding is a SiOx insulating film. In the case of PON, the Si optical waveguide 34 is configured such that a wavelength multiplexer / demultiplexer is formed, and multi-wavelength laser beams are combined and coupled to an optical fiber. The LD chip 35 is a Fabry-Perot type semiconductor laser oscillator, and emits light from the active layer 14 sandwiched between the n-InP layer 13 and the p-InP layer 15. ) Is coated. The reflection films 14a at both ends have a reflectance of 70 to 90%, which is different from a general semiconductor laser having a reflectance of several percent on the emission side. Further, the thickness of the clad between the core of the Si optical waveguide 34 and the n-InP layer 13 is 0.1 to 3 μm.

活性層14は、両側面がp−InGaAsP層18で埋められており、上面がp−InP層15が接合しており、下面がn−InP層13で接合している光導波路になっており、特に、n−InP層13側において、エバネッセント光が染み出すことを特長とする。   The active layer 14 is an optical waveguide in which both side surfaces are filled with the p-InGaAsP layer 18, the upper surface is joined to the p-InP layer 15, and the lower surface is joined to the n-InP layer 13. In particular, the evanescent light oozes out on the n-InP layer 13 side.

図2は、活性層で共振した光が光導波路のコアに結合される様子を説明するための図である。図の活性層14とSi光導波路34のコアの部分に光軸に対して垂直面内の光量分布が描かれている。つまり、活性層14で発振した光は、単峰性の光量分布を呈しており、その光が、n−InP層13を介して、光導波路34のコアに引き込まれる様子が描かれている。言い換えれば、活性層14とSi光導波路34のコアとは、近接配置されており、活性層14からクラッド層としてのn−InP層13やSi光導波路34のクラッドにエバネッセント光が染み出し、活性層14とコアとで光波電磁界のモード結合が生じる。ここで、n−InP層13は、厚みが50〜100nm(好ましくは、50〜70nm、65〜80nm)であり、Si光導波路34のクラッドの厚みと同程度又は薄くなるように形成されている。また、Si光導波路34のコアは、後端に反射膜34aがコーティングされており、光が一方向に出射するようになっている。なお、反射膜の代わりにブラッグ導波路を設けてもよい。   FIG. 2 is a diagram for explaining how light resonated in the active layer is coupled to the core of the optical waveguide. The light quantity distribution in the plane perpendicular to the optical axis is drawn in the active layer 14 and the core portion of the Si optical waveguide 34 in the figure. That is, the light oscillated in the active layer 14 exhibits a unimodal light quantity distribution, and the light is drawn into the core of the optical waveguide 34 through the n-InP layer 13. In other words, the active layer 14 and the core of the Si optical waveguide 34 are arranged close to each other, and the evanescent light oozes out from the active layer 14 to the n-InP layer 13 as a cladding layer and the cladding of the Si optical waveguide 34 to activate the active layer 14. Mode coupling of the light wave electromagnetic field occurs between the layer 14 and the core. Here, the n-InP layer 13 has a thickness of 50 to 100 nm (preferably 50 to 70 nm, 65 to 80 nm), and is formed to be the same as or thinner than the thickness of the cladding of the Si optical waveguide 34. . The core of the Si optical waveguide 34 is coated with a reflective film 34a at the rear end so that light is emitted in one direction. A Bragg waveguide may be provided instead of the reflective film.

以下、前記した構造の半導体光学素子100の製造方法について説明する。
図3は、本発明の第1実施形態である半導体光学素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。
まず、InP基板11(図4)に複数の結晶膜が堆積され、所定の半導体レーザ構造を成した積層基板36(図4)が準備される(S10)。次に、積層基板36に対して、半導体製造プロセスが実行され、積層基板36の表面に複数のLDチップ35(図6)が作製される(S20)。次に、エッチングにより、積層基板36の表面に形成された複数のLDチップ35が個片化される(S30)。次に、個片化された複数のLDチップ35の上部に貼り付け用支持基板30(図7)が接着される(S40)。次に、InP基板11をエッチング剥離して(図8、S50)、複数のLDチップ35が貼り付け用支持基板30に接着された状態にする。次に、個々のLDチップ35の、n−InP層13とSOIフォトニクス基板31のSi光導波路34とが分子間接合される(図9、S60)。
Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor optical element 100 having the above-described structure will be described.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical element according to the first embodiment of the present invention.
First, a plurality of crystal films are deposited on the InP substrate 11 (FIG. 4), and a laminated substrate 36 (FIG. 4) having a predetermined semiconductor laser structure is prepared (S10). Next, a semiconductor manufacturing process is performed on the multilayer substrate 36, and a plurality of LD chips 35 (FIG. 6) are produced on the surface of the multilayer substrate 36 (S20). Next, the plurality of LD chips 35 formed on the surface of the multilayer substrate 36 are separated into pieces by etching (S30). Next, affixing support substrate 30 (FIG. 7) is bonded to the top of the plurality of separated LD chips 35 (S40). Next, the InP substrate 11 is peeled off by etching (FIG. 8, S50), and a plurality of LD chips 35 are adhered to the supporting substrate 30 for attachment. Next, the n-InP layer 13 of each LD chip 35 and the Si optical waveguide 34 of the SOI photonics substrate 31 are intermolecularly bonded (FIG. 9, S60).

図4は、半導体レーザ構造の説明図である。
レーザダイオード素子としてのLDチップ35(図1)は、所定の半導体レーザ構造を持った積層基板36をレーザ製造プロセスで加工して製造される。積層基板36は、InP基板11と、InP基板11の表面に積層されたn−InGaAs犠牲層12と、n−InGaAs犠牲層12の表面に積層されたn−InP層13と、n−InP層13の表面に積層された活性層(MQW層)14と、活性層14の表面に積層されたp−InP層15とを備え、これらは、有機金属気層(MOVPE)法により結晶成長される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a semiconductor laser structure.
The LD chip 35 (FIG. 1) as a laser diode element is manufactured by processing a laminated substrate 36 having a predetermined semiconductor laser structure by a laser manufacturing process. The stacked substrate 36 includes an InP substrate 11, an n-InGaAs sacrificial layer 12 stacked on the surface of the InP substrate 11, an n-InP layer 13 stacked on the surface of the n-InGaAs sacrificial layer 12, and an n-InP layer. 13 includes an active layer (MQW layer) 14 laminated on the surface of 13 and a p-InP layer 15 laminated on the surface of the active layer 14, and these are crystal-grown by an organic metal vapor layer (MOVPE) method. .

InP基板11は、InGaAsと格子整合するn型のInP基板である。ここで、InはIII族元素であり、Pは、V族元素である。なお、InPの格子定数は0.586nmであり、バンドギャップエネルギは、1.35eVである。n−InGaAs犠牲層12は、InP基板11とn−InP層13とを剥離するために、エッチング除去される層である。つまり、n−InGaAs犠牲層12のエッチングレートは、活性層14等及びInP基板11のエッチングレートよりも大きいことが必要である。n−InP層13は、Siドープされたものであり、p−InP層15は、Mgドープされたものである。活性層14は、バンドギャップの異なる2つの薄層が交互に積み上げられたものであり、多重量子井戸構造(MQW:Multiple Quantum Well)と呼ばれる層である。活性層14は、所望の波長及び特性が得られるように最適化された構造になっている。   The InP substrate 11 is an n-type InP substrate that lattice matches with InGaAs. Here, In is a group III element, and P is a group V element. Note that the lattice constant of InP is 0.586 nm, and the band gap energy is 1.35 eV. The n-InGaAs sacrificial layer 12 is a layer that is removed by etching in order to separate the InP substrate 11 and the n-InP layer 13. That is, the etching rate of the n-InGaAs sacrificial layer 12 needs to be larger than the etching rate of the active layer 14 and the InP substrate 11. The n-InP layer 13 is Si-doped, and the p-InP layer 15 is Mg-doped. The active layer 14 is formed by alternately stacking two thin layers having different band gaps, and is a layer called a multiple quantum well (MQW) structure. The active layer 14 has a structure optimized so as to obtain a desired wavelength and characteristics.

図5(図5A〜図5L)は、LDチップを製造するための説明図である。
図4の積層基板36が準備された後に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて、SiN膜等で絶縁膜マスク16を堆積させた後、フォトリソプロセスにより、所望の絶縁マスク形状を形成する(図5A)。なお、ここでは、長方形状のマスクとしている。
FIG. 5 (FIGS. 5A to 5L) is an explanatory diagram for manufacturing an LD chip.
After the laminated substrate 36 of FIG. 4 is prepared, an insulating film mask 16 is deposited with a SiN film or the like using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like, and then a desired insulating mask shape is formed by a photolithography process. (FIG. 5A). Here, a rectangular mask is used.

次に、図5Bに示すように、絶縁膜マスク16(図5A)をマスクとして、p−InP層15、及び活性層14は、不要な部分がエッチングされ、島状活性層17が形成される。このエッチングは、フッ酸と硝酸との混合液を用いて、選択的にn−lnP層13が除去されないようにする。そして、絶縁膜マスク16は、フッ酸系の水溶液などでエッチングにより除去される。   Next, as shown in FIG. 5B, unnecessary portions of the p-InP layer 15 and the active layer 14 are etched using the insulating film mask 16 (FIG. 5A) as a mask to form an island-shaped active layer 17. . This etching uses a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid so that the n-lnP layer 13 is not selectively removed. Then, the insulating film mask 16 is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution or the like.

次に、図5Cに示すように、MOVPE法により、エッチングストップ層として10〜50nm程度の厚さのp−lnGaAsP層18(バンドギャップ波長、1.2μm程度)と、p−lnP層19と、p−lnGaAs層(コンタクト層)20とが所望の厚さに成長される。なお、図5Cは、断面図であり、先に形成された島状活性層17(p−InP層15、及び活性層14)が残されている。 Next, as shown in FIG. 5C, a p-lnGaAsP layer 18 (with a band gap wavelength of about 1.2 μm) having a thickness of about 10 to 50 nm as an etching stop layer, a p-lnP layer 19 by an MOVPE method, A p + -lnGaAs layer (contact layer) 20 is grown to a desired thickness. FIG. 5C is a cross-sectional view, and the previously formed island-like active layer 17 (p-InP layer 15 and active layer 14) remains.

次に、図5Dに示すように、CVD法及びフォトリソプロセスにより、リッジ導波路用の絶縁膜マスク21が形成される。このリッジのストライプ幅は、1〜3μm程度である。また、リッジ脇の絶縁膜マスク21は、n電極用の略V字状の窓(図5E)を形成するためのものである。   Next, as shown in FIG. 5D, an insulating film mask 21 for the ridge waveguide is formed by a CVD method and a photolithography process. The stripe width of this ridge is about 1 to 3 μm. The insulating film mask 21 beside the ridge is for forming a substantially V-shaped window (FIG. 5E) for the n-electrode.

次に、図5Eに示すように、絶縁膜マスク21にリッジ型光導波路22を形成する。このとき、p−InP層19の途中までは、ドライエッチングでリッジ型光導波路22を形成し、残りのリッジ型光導波路22は塩酸系のウェットエッチングで形成する。ここで、p−lnGaAsP層18は、塩酸系エッチャントに対して、選択性が高いのでエッチストップ層として働き、リッジ型導波路22が逆メサ構造で形成される。そして、リッジ脇の窓を形成した場所は、順メサ形状が形成されるため、n型電極23(図5F)が段切れせずに形成し易くなる。   Next, as shown in FIG. 5E, a ridge type optical waveguide 22 is formed on the insulating film mask 21. At this time, the ridge-type optical waveguide 22 is formed by dry etching until the middle of the p-InP layer 19 and the remaining ridge-type optical waveguide 22 is formed by hydrochloric acid-based wet etching. Here, since the p-lnGaAsP layer 18 has high selectivity with respect to the hydrochloric acid-based etchant, it functions as an etch stop layer, and the ridge-type waveguide 22 is formed with an inverted mesa structure. Then, since the forward mesa shape is formed at the place where the window beside the ridge is formed, the n-type electrode 23 (FIG. 5F) is easily formed without being cut off.

次に、図5Fに示すように、Au−Ge−Niなどのn型電極23が全面に蒸着される。つまり、n型電極23は、絶縁膜マスク21の表面、略V字状の窓の表面、及び、p−lnGaAsP層18の表面に形成される。   Next, as shown in FIG. 5F, an n-type electrode 23 such as Au—Ge—Ni is deposited on the entire surface. That is, the n-type electrode 23 is formed on the surface of the insulating film mask 21, the surface of a substantially V-shaped window, and the surface of the p-lnGaAsP layer 18.

次に、図5Gに示すように、絶縁膜マスク21がエッチング除去され、n型電極23の不要な部分がリフトオフにより除去される。
次に、図5Hに示すように、絶縁膜24が形成され、表面が覆われる。但し、リッジ型導波路22の上部は、絶縁膜24が2本のライン状に形成され、p型電極コンタクト用のストライプ状の窓が形成される。次に、図5Iに示すように、p型電極コンタクト用のストライプ状の窓を除いて、フォトレジスト25(図5I)が塗布される。
Next, as shown in FIG. 5G, the insulating film mask 21 is removed by etching, and unnecessary portions of the n-type electrode 23 are removed by lift-off.
Next, as shown in FIG. 5H, an insulating film 24 is formed to cover the surface. However, the insulating film 24 is formed in two lines on the upper portion of the ridge-type waveguide 22, and a stripe-shaped window for p-type electrode contact is formed. Next, as shown in FIG. 5I, a photoresist 25 (FIG. 5I) is applied except for the stripe-shaped window for p-type electrode contact.

次に、図5Jに示すように、Au−Znなどのp型電極26を蒸着し、リフトオフにより、フォトレジスト25上のp型電極26を除去する。これにより、リッジ型導波路22の上部にライン状のp型電極26が形成される。
次に、図5Kに示すように、リッジ型導波路22の両脇をポリイミド27で埋め込み、熱処理で硬化させる。このとき、n型電極23が形成された略V字状の窓の部分もポリイミド27で埋められる。なお、図面では、n型電極23の端面が露出している。
次に、図5Lに示すように、表面を絶縁膜28で保護した後、パターニングして、パッド電極29(29a,29b,29c,29d)を形成する。n型電極23は、パッド電極29a,29bに接続され、パッド電極29c,29dは、リッジ型導波路22の上部に形成されたライン状のp型電極26に接続されている。
Next, as shown in FIG. 5J, a p-type electrode 26 such as Au—Zn is deposited, and the p-type electrode 26 on the photoresist 25 is removed by lift-off. Thereby, a line-shaped p-type electrode 26 is formed on the ridge-type waveguide 22.
Next, as shown in FIG. 5K, both sides of the ridge-type waveguide 22 are embedded with polyimide 27 and cured by heat treatment. At this time, the portion of the substantially V-shaped window in which the n-type electrode 23 is formed is also filled with the polyimide 27. In the drawing, the end face of the n-type electrode 23 is exposed.
Next, as shown in FIG. 5L, after the surface is protected by the insulating film 28, patterning is performed to form pad electrodes 29 (29a, 29b, 29c, 29d). The n-type electrode 23 is connected to pad electrodes 29 a and 29 b, and the pad electrodes 29 c and 29 d are connected to a line-shaped p-type electrode 26 formed on the ridge-type waveguide 22.

次に、図6に示すように、InP基板11上で、フォトリソプロセス及びドライエッチングを行うことにより、LDチップ35が個片化される。
次に、図7に示すように、InP基板11上で、複数の個片化されたLDチップ35と貼り付け用支持基板30とが接着される。
次に、図8に示すように、n−InGaAs犠牲層12をエッチングし、lnP基板11を剥離させる。このとき、所望の位置のLDチップ35だけ、選択的に剥離させる。
Next, as shown in FIG. 6, the LD chip 35 is separated into pieces by performing a photolithography process and dry etching on the InP substrate 11.
Next, as shown in FIG. 7, the plurality of separated LD chips 35 and the supporting substrate 30 for bonding are bonded on the InP substrate 11.
Next, as shown in FIG. 8, the n-InGaAs sacrificial layer 12 is etched, and the lnP substrate 11 is peeled off. At this time, only the LD chip 35 at a desired position is selectively peeled off.

次に、図9に示すように、所望の位置のLDチップ35をSOIフォトニクス基板31に貼り付け、さらに、貼り付け用支持基板30から剥がす。このとき、LDチップ35のn−InP層13と、SOIフォトニクス基板31のSi光導波路34とは、熱処理により分子間結合で接合させる。これにより、半導体光学素子100(図1)が製造される。つまり、半導体光学素子100は、SiOx絶縁層33とSi光導波路34とを形成させたSOIフォトニクス基板31の表面に、Si基板32から剥離されたLDチップ35が分子間結合により接合されている。   Next, as shown in FIG. 9, the LD chip 35 at a desired position is attached to the SOI photonics substrate 31 and further peeled off from the attaching support substrate 30. At this time, the n-InP layer 13 of the LD chip 35 and the Si optical waveguide 34 of the SOI photonics substrate 31 are bonded by intermolecular bonding by heat treatment. Thereby, the semiconductor optical element 100 (FIG. 1) is manufactured. That is, in the semiconductor optical element 100, the LD chip 35 peeled from the Si substrate 32 is bonded to the surface of the SOI photonics substrate 31 on which the SiOx insulating layer 33 and the Si optical waveguide 34 are formed by intermolecular bonding.

このことにより、マスクアライメントでの実装が可能になると共に、SOIフォトニクス基板31に対して、垂線方向の実装位置精度が向上する。また、これまでのSOIフォトニクス基板31の表面にInP基板11を張り付けてからの半導体プロセスと違い、高価なInP基板11を無駄にすることなく使用可能となる。また、半導体光学素子100は、LDチップ35の活性層14で発光した光がSi光導波路34のコアとエバネッセント結合される。これにより、活性層14で発光した光がSi光導波路34のコアに引き込まれる。   This enables mounting by mask alignment and improves the mounting position accuracy in the perpendicular direction with respect to the SOI photonics substrate 31. Further, unlike the conventional semiconductor process in which the InP substrate 11 is attached to the surface of the SOI photonics substrate 31, the expensive InP substrate 11 can be used without being wasted. In the semiconductor optical element 100, the light emitted from the active layer 14 of the LD chip 35 is evanescently coupled to the core of the Si optical waveguide 34. Thereby, the light emitted from the active layer 14 is drawn into the core of the Si optical waveguide 34.

本実施形態のプロセス及び構造を用いることにより、実装の簡略化及び低価格化が見込まれる。
(動作の説明)
SOIフォトニクス基板31には、所望の光回路(例えば、導波路34)及び電気配線・電気回路が形成されており、光結合部にLDチップ35を個片化し剥離させ、剥離したLDチップ35が分子間結合により接合される。その後、SOIフォトニクス基板31の電気配線とLDチップ35のパッド電極29(29a,29b,29c,29d)とがワイヤボンディング等により結線される。これにより、LDチップ35に順方向電流を流した時に活性層14で発振したレーザ光が、エバネッセント結合によりSi光導波路34のコアに漏れる。これにより、活性層14で共振した光がSi光導波路34のコアに引き込まれる。
By using the process and structure of this embodiment, simplification of mounting and cost reduction are expected.
(Description of operation)
On the SOI photonics substrate 31, a desired optical circuit (for example, a waveguide 34) and electrical wiring / electrical circuit are formed. The LD chip 35 is separated and separated from the optical coupling portion, and the peeled LD chip 35 is formed. Joined by intermolecular bonds. Thereafter, the electrical wiring of the SOI photonics substrate 31 and the pad electrodes 29 (29a, 29b, 29c, 29d) of the LD chip 35 are connected by wire bonding or the like. As a result, the laser light oscillated in the active layer 14 when a forward current flows through the LD chip 35 leaks into the core of the Si optical waveguide 34 due to evanescent coupling. Thereby, the light resonated in the active layer 14 is drawn into the core of the Si optical waveguide 34.

図10は、本発明の比較例である半導体光学素子の構造図である。
半導体光学素子としての光電融合モジュール50は、Si基板32bの上に形成された光導波路34bと、Si基板32bの上に搭載された電気回路とが隣接配置されている一芯双方向通信モジュールである。電気回路は、レーザダイオード51と、モニタ用フォトダイオード52と、フォトダイオード53と、トランスインピーダンスアンプ(TIA)54とを備えている。光導波路34bは、波長合分波器55とスポットサイズ変換器56とが形成されている。ここで、光導波路34bの面積は、レーザダイオード51の面積の16倍程度であり、通常、10倍〜100倍の範囲内である。
FIG. 10 is a structural diagram of a semiconductor optical element which is a comparative example of the present invention.
The optoelectronic module 50 as a semiconductor optical element is a single-core bidirectional communication module in which an optical waveguide 34b formed on a Si substrate 32b and an electric circuit mounted on the Si substrate 32b are arranged adjacent to each other. is there. The electric circuit includes a laser diode 51, a monitoring photodiode 52, a photodiode 53, and a transimpedance amplifier (TIA) 54. In the optical waveguide 34b, a wavelength multiplexer / demultiplexer 55 and a spot size converter 56 are formed. Here, the area of the optical waveguide 34b is about 16 times the area of the laser diode 51, and is usually in the range of 10 to 100 times.

波長合分波器55は、シリコン細線導波路により構成されており、レーザダイオード51が発光した光をスポットサイズ変換器56まで導き、スポットサイズ変換器56から導かれた光をフォトダイオード53に入射させるものである。また、1本の光ファイバで、双方向通信を行うため、フォトダイオード53が入射する光の波長は、光ファイバの他端に設けられているレーザダイオード51が発光した光の波長を遮断するようにしている。例えば、レーザダイオード51の送信波長を1310nmとし、フォトダイオード53の受信波長を1490nmとした場合、フォトダイオード53が入射する光の波長は、光ファイバの他端に設けられているレーザダイオード51が発光した光の波長1310nmを遮断するようにしている。   The wavelength multiplexer / demultiplexer 55 is composed of a silicon thin wire waveguide, guides the light emitted from the laser diode 51 to the spot size converter 56, and enters the light guided from the spot size converter 56 into the photodiode 53. It is something to be made. In addition, since bidirectional communication is performed with one optical fiber, the wavelength of light incident on the photodiode 53 is cut off from the wavelength of light emitted by the laser diode 51 provided at the other end of the optical fiber. I have to. For example, when the transmission wavelength of the laser diode 51 is 1310 nm and the reception wavelength of the photodiode 53 is 1490 nm, the wavelength of light incident on the photodiode 53 is emitted by the laser diode 51 provided at the other end of the optical fiber. The wavelength 1310 nm of the emitted light is cut off.

スポットサイズ変換器56は、図示しない光ファイバとシリコン細線導波路(波長合分波器55)との間を結合するものであり、先細テーパ型を用いている。つまり、スポットサイズ変換器56は、光のビームスポットの大きさを変換する機能を持っている。   The spot size converter 56 couples between an optical fiber (not shown) and a silicon fine wire waveguide (wavelength multiplexer / demultiplexer 55), and uses a tapered taper type. That is, the spot size converter 56 has a function of converting the size of the light beam spot.

トランスインピーダンスアンプ54は、フォトダイオード53の両端電圧を仮想接地させつつ、フォトダイオード53が発生する電流を電圧に変換するものである。モニタ用フォトダイオード52は、レーザダイオード51の光出力をモニタして帰還制御するためのものである。   The transimpedance amplifier 54 converts the current generated by the photodiode 53 into a voltage while virtually grounding the voltage across the photodiode 53. The monitoring photodiode 52 is for monitoring the optical output of the laser diode 51 and performing feedback control.

光電融合モジュール50は、レーザダイオード51やフォトダイオード53が光導波路34bの端面に近接配置されており、レーザダイオード51やフォトダイオード53と波長合分波器55とを調心させる必要がある。この調心は、Si基板32bの表面に平行な方向だけでなく、Si基板32bの表面に垂直な方向にも調心を行う必要がある。   In the optoelectronic module 50, the laser diode 51 and the photodiode 53 are arranged close to the end face of the optical waveguide 34b, and it is necessary to align the laser diode 51 and the photodiode 53 with the wavelength multiplexer / demultiplexer 55. This alignment needs to be performed not only in the direction parallel to the surface of the Si substrate 32b but also in the direction perpendicular to the surface of the Si substrate 32b.

(効果の説明)
以上のように、光導波路34と半導体レーザとを結合させた、比較例の光電子融合デバイス50は、光導波路34の端面に半導体レーザの光を入射させるものである。この光電子融合デバイスの実装方法は、半導体レーザに電流を流して実際にレーザ発振させたレーザ光に合わせて調心を行うアクティブ調心と、レーザ発振を行わずにアライメントマークを合わせて調心を行うパッシブ調心とがある。パッシブ調心では、調心精度の関係で軸ずれが予想されるので、ある程度の位置ずれに対するトレランスを向上させた構造とさせる必要がある。
(Explanation of effect)
As described above, the optoelectronic fusion device 50 of the comparative example in which the optical waveguide 34 and the semiconductor laser are coupled is one in which the light of the semiconductor laser is incident on the end face of the optical waveguide 34. This optoelectronic device mounting method uses active alignment that aligns with the laser light that is actually oscillated by passing an electric current through the semiconductor laser, and alignment that aligns the alignment mark without laser oscillation. There is a passive alignment to be performed. In passive alignment, since an axis deviation is expected due to alignment accuracy, it is necessary to provide a structure with improved tolerance against a certain degree of positional deviation.

しかし、本実施形態の半導体光学素子100では、半導体プロセスによりマスクアライメントでの位置精度が確保できるので、SOIフォトニクス基板31の表面に対して水平方向の位置合わせ精度を向上させることが可能となる。また、SOIフォトニクス基板31の表面に、Si基板32から剥離されたLDチップ35が分子間結合により接合されているので、SOIフォトニクス基板31の表面に対して垂直方向に対しても調心を行う必要がない。つまり、本実施形態によれば、アクティブ調心を用いずに実装可能となり、低コスト化が期待される。   However, in the semiconductor optical element 100 of the present embodiment, the positional accuracy in the mask alignment can be ensured by the semiconductor process, so that the alignment accuracy in the horizontal direction with respect to the surface of the SOI photonics substrate 31 can be improved. In addition, since the LD chip 35 peeled from the Si substrate 32 is bonded to the surface of the SOI photonics substrate 31 by intermolecular bonding, alignment is performed also in the direction perpendicular to the surface of the SOI photonics substrate 31. There is no need. That is, according to this embodiment, mounting is possible without using active alignment, and cost reduction is expected.

また、非特許文献に記載された技術では、SOIフォトニクス基板31上に貼り付けたInP基板のほとんどの部分がレーザ素子として用いられず、高価なInP基板の利用率が悪かったが、本発明により、InP基板の利用効率を向上させることができ、さらなる低コスト化が期待される。例えば、比較例の光電融合モジュール50は、光導波路34bの面積がレーザダイオード51の面積の16倍程度(一般的には、10〜100倍)であるので、非特許文献に記載された技術では、レーザダイオード51の面積の15倍ものInP基板を無駄にしてしまう。   In the technique described in the non-patent document, most of the InP substrate bonded on the SOI photonics substrate 31 is not used as a laser element, and the utilization rate of the expensive InP substrate is poor. The utilization efficiency of the InP substrate can be improved, and further cost reduction is expected. For example, in the photoelectric fusion module 50 of the comparative example, the area of the optical waveguide 34b is about 16 times (generally 10 to 100 times) the area of the laser diode 51. The InP substrate that is 15 times the area of the laser diode 51 is wasted.

(変形例)
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記実施形態は、前記実施形態では、ファブリペロー(FP(Fabry-Perot))型の半導体レーザに関して述べたが、分布帰還型レーザ(DFB−LD(Distributed Feedback-Laser Diode))やブラッグ反射を用いたDBR(Distributed Bragg Reflector)型半導体レーザに関しても適応可能である。
(2)前記実施形態は、InP基板11を用いた半導体レーザ構造に関して述べたが、GaAs基板を用いた構造でも適応可能である。
(3)前記実施形態は、埋め込み型のSi光導波路34に関して述べたが、リブ型Si光導波路を用いた場合でも適応可能である。
(4)前記実施形態では、非特許文献に記載されているようなモード変換導波路構造に関して述べていないが、モード変換構造を用いた場合でも適応可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications such as the following are possible.
(1) In the above embodiment, a Fabry-Perot (FP) type semiconductor laser is described in the above embodiment, but a distributed feedback laser (DFB-LD (Distributed Feedback-Laser Diode)) or Bragg is used. The present invention can also be applied to a DBR (Distributed Bragg Reflector) type semiconductor laser using reflection.
(2) In the above embodiment, the semiconductor laser structure using the InP substrate 11 has been described. However, the present invention can also be applied to a structure using a GaAs substrate.
(3) In the above embodiment, the embedded Si optical waveguide 34 has been described. However, the present invention can be applied even when a rib-type Si optical waveguide is used.
(4) Although the above embodiment does not describe a mode conversion waveguide structure as described in non-patent literature, it is applicable even when a mode conversion structure is used.

11 InP基板
12 n−InGaAs犠牲層
13 n−InP層
14 活性層(MQW層)
14a 反射膜
15 p−InP層
16 絶縁膜マスク(SiN)
17 島状活性層
18 p−InGaAsP層(エッチングストップ層)
19 p−InP層
20 p−InGaAs層
21 絶縁膜マスク
22 リッジ型光導波路
23 n型電極(Au−Ge−Ni)
24 絶縁膜
25 フォトレジスト
26 p型電極(Au−Zn)
27 ポリイミド
28 絶縁膜
29 パッド電極
30 貼り付け用支持基板
31 SOIフォトニクス基板
32 Si基板
33 SiOx絶縁層
34,34a,34b Si光導波路
34a 反射膜
35 LDチップ
36 積層基板
50 光電融合モジュール(半導体光学素子)
51 レーザダイオード
52 モニタ用フォトダイオード
53 フォトダイオード
54 トランスインピーダンスアンプ
55 波長合分波器
56 スポットサイズ変換器
100 半導体光学素子
11 InP substrate 12 n-InGaAs sacrificial layer 13 n-InP layer 14 Active layer (MQW layer)
14a Reflective film 15 p-InP layer 16 Insulating film mask (SiN)
17 island-like active layer 18 p-InGaAsP layer (etching stop layer)
19 p-InP layer 20 p + -InGaAs layer 21 Insulating film mask 22 Ridge-type optical waveguide 23 n-type electrode (Au-Ge-Ni)
24 Insulating film 25 Photoresist 26 P-type electrode (Au-Zn)
27 Polyimide 28 Insulating film 29 Pad electrode 30 Support substrate 31 for bonding 31 SOI photonics substrate 32 Si substrate 33 SiOx insulating layer 34, 34a, 34b Si optical waveguide 34a Reflective film 35 LD chip 36 Laminated substrate 50 Photoelectric fusion module (semiconductor optical element) )
51 Laser diode 52 Photodiode for monitoring 53 Photodiode 54 Transimpedance amplifier 55 Wavelength multiplexer / demultiplexer 56 Spot size converter 100 Semiconductor optical element

Claims (7)

III−V族半導体レーザ素子と、該III−V族半導体レーザ素子の共振光が導かれる光導波路を有するフォトニクス基板とを備える半導体光学素子を製造する半導体光学素子製造方法であって、
半導体基板に形成された複数の前記III−V族半導体レーザ素子を支持部材に固定する第1工程と、
前記第1工程で固定された前記III−V族半導体レーザ素子と、前記半導体基板とをエッチング剥離する第2工程と、
前記第2工程で剥離されたIII−V族半導体レーザ素子と前記フォトニクス基板とを分子間接合する第3工程と
を備えることを特徴とする半導体光学素子製造方法。
A semiconductor optical element manufacturing method for manufacturing a semiconductor optical element, comprising: a group III-V semiconductor laser element; and a photonics substrate having an optical waveguide through which resonant light of the group III-V semiconductor laser element is guided.
A first step of fixing the plurality of group III-V semiconductor laser elements formed on the semiconductor substrate to a support member;
A second step of etching and peeling the III-V semiconductor laser element fixed in the first step and the semiconductor substrate;
And a third step of intermolecular bonding of the III-V semiconductor laser element peeled off in the second step and the photonics substrate.
請求項1に記載の半導体光学素子製造方法において、
前記フォトニクス基板は、光導波路が形成されており、
前記光導波路のコアと前記III−V族半導体レーザ素子の活性層とは、エバネッセント光により導波されることを特徴とする半導体光学素子製造方法。
In the semiconductor optical element manufacturing method according to claim 1,
The photonics substrate has an optical waveguide formed thereon,
A semiconductor optical device manufacturing method, wherein the core of the optical waveguide and the active layer of the group III-V semiconductor laser device are guided by evanescent light.
III−V族半導体レーザ素子と、該III−V族半導体レーザ素子の共振光が光導波路に導かれるフォトニクス基板とを備える半導体光学素子であって、
前記III−V族半導体レーザ素子は、活性層と該活性層を挟むクラッド層とを有し、
何れか一方の前記クラッド層と前記フォトニクス基板とは分子間接合されている
ことを特徴とする半導体光学素子。
A semiconductor optical element comprising a group III-V semiconductor laser element and a photonics substrate through which the resonant light of the group III-V semiconductor laser element is guided to an optical waveguide,
The III-V semiconductor laser device has an active layer and a cladding layer sandwiching the active layer,
Any one of the clad layers and the photonics substrate are intermolecularly bonded. A semiconductor optical element, wherein:
請求項3に記載の半導体光学素子において、
前記活性層と前記光導波路のコアとは、エバネッセント結合により導波される
ことを特徴とする半導体光学素子。
The semiconductor optical element according to claim 3,
The semiconductor optical element, wherein the active layer and the core of the optical waveguide are guided by evanescent coupling.
請求項3に記載の半導体光学素子において、
前記活性層と前記光導波路のコアとは、モード結合する
ことを特徴とする半導体光学素子。
The semiconductor optical element according to claim 3,
A semiconductor optical element, wherein the active layer and the core of the optical waveguide are mode-coupled.
請求項3乃至請求項5の何れか一項に記載の半導体光学素子において、
前記分子間接合されているクラッド層は、厚みが50nm〜100nmである
ことを特徴とする半導体光学素子。
In the semiconductor optical element according to any one of claims 3 to 5,
The clad layer bonded between the molecules has a thickness of 50 nm to 100 nm. A semiconductor optical element, wherein:
請求項3乃至請求項6の何れか一項に記載の半導体光学素子において、
前記フォトニクス基板の面積は、前記III−V族半導体レーザ素子の面積の10倍〜100倍であることを特徴とする半導体光学素子。
The semiconductor optical element according to any one of claims 3 to 6,
The area of the photonics substrate is 10 to 100 times the area of the group III-V semiconductor laser element.
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