JP2692560B2 - 光半導体素子とその製造方法 - Google Patents
光半導体素子とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、結晶成長法を用いて
製造される光半導体素子の構造およびその製造方法に関
し、このなかで特に、入力光信号を増幅する半導体光増
幅器の構造、および、その構造を基板表面の一部で結晶
成長を行わせる選択成長法を用いて製造する方法に関す
る。
製造される光半導体素子の構造およびその製造方法に関
し、このなかで特に、入力光信号を増幅する半導体光増
幅器の構造、および、その構造を基板表面の一部で結晶
成長を行わせる選択成長法を用いて製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光増幅器としては、希土類（Ｅｒ，Ｎｄ
等）添加の光ファイバ増幅器、半導体光増幅器（以下Ｌ
Ｄアンプと略する）が光増幅通信用として期待されてい
るが、ＬＤアンプは、特に、軽少、集積可能であり、か
つ、光通信用のどの波長にも対応できる点で注目され、
以下のような技術報告がある。 （１）Ｒ．Ｌｕｄｗｉｇ，ｅｒ ａｌ．，（イー・シー
・オー・シー、９２、プロシーディング第１巻）ＥＣＯ
Ｃ’９２ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ Ｖｏｌ．１，ＷｅＢ
８．３ ｐｐ．３８１−３８４（１９９２） （２）Ｒ．Ｄｏｕｓｓｉｅ，ｅｔ ａｌ．，（オー・エ
ー・エー、テクニカル・ダイジェスト）ＯＡＡ’９１
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｗｅ２−１ｐｐ．
６８−７１（１９９１） （３）Ｔ．Ｔｏｙｏｎａｋａ，ｅｔ ａｌ．，ＯＡＡ’
９３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ＭＤ４−１
ｐｐ．１６２−１６５（１９９３）ＬＤアンプにおい
て、利得すなわち入力光が増幅される大きさと、飽和出
力すなわち光出力の限界はトレードオフの関係にある。
文献（１）（２）などでは、２５ｄＢ以上と高利得の報
告がなされているが、飽和出力は５ｄＢｍ程度である。
一方、文献（３）では、７０ｍＷ（＋１８．５ｄＢｍ）
と高飽和出力の報告がなされているが、利得は１５ｄＢ
程度である。本発明では、高利得、高飽和出力を同時に
得るために、出力側のみに、活性層上部に光ガイド層を
設ける構造をとった。
等）添加の光ファイバ増幅器、半導体光増幅器（以下Ｌ
Ｄアンプと略する）が光増幅通信用として期待されてい
るが、ＬＤアンプは、特に、軽少、集積可能であり、か
つ、光通信用のどの波長にも対応できる点で注目され、
以下のような技術報告がある。 （１）Ｒ．Ｌｕｄｗｉｇ，ｅｒ ａｌ．，（イー・シー
・オー・シー、９２、プロシーディング第１巻）ＥＣＯ
Ｃ’９２ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ Ｖｏｌ．１，ＷｅＢ
８．３ ｐｐ．３８１−３８４（１９９２） （２）Ｒ．Ｄｏｕｓｓｉｅ，ｅｔ ａｌ．，（オー・エ
ー・エー、テクニカル・ダイジェスト）ＯＡＡ’９１
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｗｅ２−１ｐｐ．
６８−７１（１９９１） （３）Ｔ．Ｔｏｙｏｎａｋａ，ｅｔ ａｌ．，ＯＡＡ’
９３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ＭＤ４−１
ｐｐ．１６２−１６５（１９９３）ＬＤアンプにおい
て、利得すなわち入力光が増幅される大きさと、飽和出
力すなわち光出力の限界はトレードオフの関係にある。
文献（１）（２）などでは、２５ｄＢ以上と高利得の報
告がなされているが、飽和出力は５ｄＢｍ程度である。
一方、文献（３）では、７０ｍＷ（＋１８．５ｄＢｍ）
と高飽和出力の報告がなされているが、利得は１５ｄＢ
程度である。本発明では、高利得、高飽和出力を同時に
得るために、出力側のみに、活性層上部に光ガイド層を
設ける構造をとった。
【０００３】本発明の光半導体素子を製造する方法とし
て採用されたＭＯＶＰＥの選択成長法は、基板上にマス
クパターンを形成し、マスクで被覆されていない基板表
面上にのみ半導体層を結晶成長する方法である。この方
法により、例えば、２μｍ程度の間隔部をおいて、２本
のストライプ状のマスクを形成し、その間隔部に、光半
導体素子の活性層、光ガイド層、あるいは光吸収層を含
む半導体ストライプを、形成することができる。この方
法は、半導体のエッチングプロセスを利用する方法と比
べて、半導体スイトライプを均一にかつ再現性良く形成
することができる。この方法を利用してＬＤアンプを製
造した報告例としては、 （３）Ｓ．Ｋｉｔａｍｕｒａ，ｅｔ ａｌ．，ＯＡＡ’
９３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ＳｕＢ３−
３ ｐｐ．１２−１５（１９９３）などがある。文献
（４）で北村らは、半導体のエッチングプロセスでは形
成困難であったサブミクロン幅の活性層を、選択成長法
により再現性をよく形成し、利得２０ｄＢ、飽和出力＋
８ｄＢｍの４チャンネルＬＤアンプアレイを報告してい
る。
て採用されたＭＯＶＰＥの選択成長法は、基板上にマス
クパターンを形成し、マスクで被覆されていない基板表
面上にのみ半導体層を結晶成長する方法である。この方
法により、例えば、２μｍ程度の間隔部をおいて、２本
のストライプ状のマスクを形成し、その間隔部に、光半
導体素子の活性層、光ガイド層、あるいは光吸収層を含
む半導体ストライプを、形成することができる。この方
法は、半導体のエッチングプロセスを利用する方法と比
べて、半導体スイトライプを均一にかつ再現性良く形成
することができる。この方法を利用してＬＤアンプを製
造した報告例としては、 （３）Ｓ．Ｋｉｔａｍｕｒａ，ｅｔ ａｌ．，ＯＡＡ’
９３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ＳｕＢ３−
３ ｐｐ．１２−１５（１９９３）などがある。文献
（４）で北村らは、半導体のエッチングプロセスでは形
成困難であったサブミクロン幅の活性層を、選択成長法
により再現性をよく形成し、利得２０ｄＢ、飽和出力＋
８ｄＢｍの４チャンネルＬＤアンプアレイを報告してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＤアンプにおいて、
利得すなわち入力光が増幅される大きさと、飽和出力す
なわち光出力の限界はトレードオフの関係にある。一
方、光通信系で、信号光送信側のブースター増幅などの
用途において、高利得および高出力を同時に満たすＬＤ
アンプが望まれている。本発明の光半導体素子の構造
は、高利得および高出力を同時に得ることを可能とす
る。また、本発明は光半導体素子の製造にあたり再現性
および均一性に優れるＭＯＶＰＥの選択成長法を用い
て、そのような構造を形成することを可能とする。
利得すなわち入力光が増幅される大きさと、飽和出力す
なわち光出力の限界はトレードオフの関係にある。一
方、光通信系で、信号光送信側のブースター増幅などの
用途において、高利得および高出力を同時に満たすＬＤ
アンプが望まれている。本発明の光半導体素子の構造
は、高利得および高出力を同時に得ることを可能とす
る。また、本発明は光半導体素子の製造にあたり再現性
および均一性に優れるＭＯＶＰＥの選択成長法を用い
て、そのような構造を形成することを可能とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を克服するた
め、光半導体素子において、光出力側のみに、活性層の
上部あるいは下部に、該活性層とは別の光ガイド層が設
けられる構造をとった。また、そのような構造を形成す
るため、表面が（１００）面の半導体基板上に、〈０１
１〉方向と５度以上の角度をなす方向に、互いに平行な
２本のストライプ状のマスク、あるいはストライプ状の
空隙部を有するマスクを形成する工程と、該半導体基板
の該表面が露出するところの、２本の該マスクに挟まれ
た間隔部あるいは該空隙部において、結晶成長により、
活性層およびその上部に光ガイド層を含む半導体ストラ
イプを形成する工程と、該光ガイド層をエッチングによ
り部分的に除去する工程と、その後、該半導体ストライ
プを、結晶成長により半導体層で埋め込む工程とを、少
なくとも含む、光半導体素子の製造方法をとった。
め、光半導体素子において、光出力側のみに、活性層の
上部あるいは下部に、該活性層とは別の光ガイド層が設
けられる構造をとった。また、そのような構造を形成す
るため、表面が（１００）面の半導体基板上に、〈０１
１〉方向と５度以上の角度をなす方向に、互いに平行な
２本のストライプ状のマスク、あるいはストライプ状の
空隙部を有するマスクを形成する工程と、該半導体基板
の該表面が露出するところの、２本の該マスクに挟まれ
た間隔部あるいは該空隙部において、結晶成長により、
活性層およびその上部に光ガイド層を含む半導体ストラ
イプを形成する工程と、該光ガイド層をエッチングによ
り部分的に除去する工程と、その後、該半導体ストライ
プを、結晶成長により半導体層で埋め込む工程とを、少
なくとも含む、光半導体素子の製造方法をとった。
【０００６】
【作用】ＬＤアンプにおける利得は、入力し増幅する光
信号が光増幅の行われる活性層内に閉じ込められる割合
に依存する。この割合を光閉じ込め係数というが、利得
を高するには光閉じ込め係数が大きい構造がよい。一
方、光出力の飽和は、出力側の活性層内での光強度が限
界に達するために起こる。従って、高い飽和出力を得る
には、光閉じ込め係数が小さい方がよい。すなわち利得
と飽和出力はトレードオフの関係にある。従来構造にお
いて、飽和出力を上げるため光閉じ込め係数を低下させ
ると、利得が大幅に下がってしまう。例えば、光閉じ込
め係数を１／２にすると、飽和出力は２倍になる（３ｄ
Ｂ上がる）が、利得は１／２乗（例えば、２０ｄＢ→１
０ｄＢ）になってしまう。
信号が光増幅の行われる活性層内に閉じ込められる割合
に依存する。この割合を光閉じ込め係数というが、利得
を高するには光閉じ込め係数が大きい構造がよい。一
方、光出力の飽和は、出力側の活性層内での光強度が限
界に達するために起こる。従って、高い飽和出力を得る
には、光閉じ込め係数が小さい方がよい。すなわち利得
と飽和出力はトレードオフの関係にある。従来構造にお
いて、飽和出力を上げるため光閉じ込め係数を低下させ
ると、利得が大幅に下がってしまう。例えば、光閉じ込
め係数を１／２にすると、飽和出力は２倍になる（３ｄ
Ｂ上がる）が、利得は１／２乗（例えば、２０ｄＢ→１
０ｄＢ）になってしまう。
【０００７】ところで、光閉じ込め係数が大きく高利得
が得られる構造において、利得をあまり低下させずに、
飽和出力を大きくすることが望まれる。これには、活性
層の断面積を変えることなく、光閉じ込め係数を光出力
側のみ小さくしてやればよい。活性層への光閉じ込め係
数を小さくするには、活性層の上部あるいは下部に光ガ
イド層を設ければよい。
が得られる構造において、利得をあまり低下させずに、
飽和出力を大きくすることが望まれる。これには、活性
層の断面積を変えることなく、光閉じ込め係数を光出力
側のみ小さくしてやればよい。活性層への光閉じ込め係
数を小さくするには、活性層の上部あるいは下部に光ガ
イド層を設ければよい。
【０００８】上記構造を形成するにあたり本発明では、
ＭＯＶＰＥの選択成長法を用いる。この際、ストライプ
状のマスクの方向は、基板の〈０１１〉方向と５度以上
をなす角度に形成する。〈０１１〉方向に形成した場
合、ＭＯＶＰＥの選択成長により形成される半導体スト
ライプの断面は図５（ａ）のようになり、半導体ストラ
イプ３１中の各半導体層３２，３３，３４は、側面３５
にほとんど厚みを持たない。これに対し、マスク３６を
〈０１１〉方向と５度以上の角度に形成した場合、半導
体ストライプ３１の断面は図５（ｂ）のようになり、各
半導体層３２，３３，３４は側面３５に厚みを持つ。こ
のような構造では、選択性のあるエッチャントを用い
て、下部の層を残したまま上部の層だけを溶かし去るこ
とが容易である。例えば、層３３は溶かさず層３２と３
４を共通に溶かすエッチャントを用いて、層３４のみを
溶かし去ることができる。図５（ａ）の構造では、この
エッチャントを用いたとき、サイドエッチングにより、
下部の層３２も溶かしてしまう。従って、本発明ではマ
スク３６を基板の〈０１１〉方向と５度以上をなす方向
に形成する。
ＭＯＶＰＥの選択成長法を用いる。この際、ストライプ
状のマスクの方向は、基板の〈０１１〉方向と５度以上
をなす角度に形成する。〈０１１〉方向に形成した場
合、ＭＯＶＰＥの選択成長により形成される半導体スト
ライプの断面は図５（ａ）のようになり、半導体ストラ
イプ３１中の各半導体層３２，３３，３４は、側面３５
にほとんど厚みを持たない。これに対し、マスク３６を
〈０１１〉方向と５度以上の角度に形成した場合、半導
体ストライプ３１の断面は図５（ｂ）のようになり、各
半導体層３２，３３，３４は側面３５に厚みを持つ。こ
のような構造では、選択性のあるエッチャントを用い
て、下部の層を残したまま上部の層だけを溶かし去るこ
とが容易である。例えば、層３３は溶かさず層３２と３
４を共通に溶かすエッチャントを用いて、層３４のみを
溶かし去ることができる。図５（ａ）の構造では、この
エッチャントを用いたとき、サイドエッチングにより、
下部の層３２も溶かしてしまう。従って、本発明ではマ
スク３６を基板の〈０１１〉方向と５度以上をなす方向
に形成する。
【０００９】
【実施例】以下に図を用いて、本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１０】本発明を利用して作製した実施例である半
導体光増幅器（ＬＤアンプ）の略図を図１に示す。図１
は斜視図であり、部分的に断面構造を見せている。この
ＬＤアンプはｎ型ＩｎＰ基板１１上に形成されたもの
で、λ＝１．３μｍ光増幅用の素子である。素子長は１
ｍｍであり、中央部１２にはλ＝１．３μｍ組成の活性
層１３が埋め込まれている。出力側１／４の長さ２５０
μｍの領域１４には、活性層１３の上部にλ＝１．２μ
ｍ組成の光ガイド層１５が設けられている。両端３０μ
ｍは活性層１３、光ガイド層１５ともに存在しない窓構
造領域１６である。活性層１３の幅は２μｍ、厚みは１
０００Ａである。光ガイド層１５は、幅２μｍ、厚み４
０００Ａである。また、図１の素子とは別に、比較用
に、図１の素子と同様の構造で光ガイド層１５が全く無
いものを作製した。図１の素子を比較用素子とともに評
価した。各素子に、５００ｍＡの電流を注入して利得お
よび飽和出力を測定した。その結果、図１に示す素子
は、比較用素子と比べ利得をあまり下げずに、飽和出力
を約２倍にできた。従来飽和出力を２倍にするには利得
を１０ｄＢ程度下げていたことと比べて、本発明の効果
が確認された。
導体光増幅器（ＬＤアンプ）の略図を図１に示す。図１
は斜視図であり、部分的に断面構造を見せている。この
ＬＤアンプはｎ型ＩｎＰ基板１１上に形成されたもの
で、λ＝１．３μｍ光増幅用の素子である。素子長は１
ｍｍであり、中央部１２にはλ＝１．３μｍ組成の活性
層１３が埋め込まれている。出力側１／４の長さ２５０
μｍの領域１４には、活性層１３の上部にλ＝１．２μ
ｍ組成の光ガイド層１５が設けられている。両端３０μ
ｍは活性層１３、光ガイド層１５ともに存在しない窓構
造領域１６である。活性層１３の幅は２μｍ、厚みは１
０００Ａである。光ガイド層１５は、幅２μｍ、厚み４
０００Ａである。また、図１の素子とは別に、比較用
に、図１の素子と同様の構造で光ガイド層１５が全く無
いものを作製した。図１の素子を比較用素子とともに評
価した。各素子に、５００ｍＡの電流を注入して利得お
よび飽和出力を測定した。その結果、図１に示す素子
は、比較用素子と比べ利得をあまり下げずに、飽和出力
を約２倍にできた。従来飽和出力を２倍にするには利得
を１０ｄＢ程度下げていたことと比べて、本発明の効果
が確認された。
【００１１】図１に示すＬＤアンプは、本発明の製造方
法を用いて、以下の様に作製した。説明に用いる図２は
基板１１の上からみたストライプ状のマスクの方向を示
す図であり、図３、図４は、製造工程を示す斜視図であ
る。
法を用いて、以下の様に作製した。説明に用いる図２は
基板１１の上からみたストライプ状のマスクの方向を示
す図であり、図３、図４は、製造工程を示す斜視図であ
る。
【００１２】表面が（１００）面のｎ型ＩｎＰ基板１１
上に、〈０１１〉方向と１０度の角度をなす方向に、間
隔２μｍ、長さ９４０μｍの空隙部２２を持つ全幅３９
μｍのストライプ状のマスク２１を形成した。マスク２
１は厚さ７００ＡのＳｉＯ2膜で形成した。各空隙部２
２の端々の間は６０μｍとした。（図２） ＭＯＶＰＥの選択成長により、上記の空隙部２２に、バ
ッファ層２３（ｎ型ＩｎＰ層、厚さ１０００Ａ）活性層
１３（λ＝１．３１μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、厚さ１０００Ａ）、スペーサ層２４（ｐ型ＩｎＰ
層、厚さ１０００Ａの）、光ガイド層１５（λ＝１．２
μｍ組成のｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層、厚さ４０００Ａ）、
クラッド層２５（ｐ型ＩｎＰ層）からなる半導体ストラ
イプ２６を形成した。（図３（ａ）） 長さ２５０μｍの出力側の領域１４を除いて、部分的に
クラッド層２７及び光ガイド層１５をエッチングにより
除去した。（図３（ｂ）） 半導体ストライプ２６脇のマスク２１を除去し、空隙部
２２を７μｍに広げた。（図４（ａ）） ＭＯＶＰＥの選択成長により、半導体ストライプ２６を
覆って、クラッド層１７（ｐ型ＩｎＰ層、厚さ５μｍ）
およびキャップ層１８（ｐ+ 型ＩｎＧａＡｓ層、厚さ３
０００Ａ）を形成した。このとき、半導体ストライプ２
７の存在しない領域２８上にも、クラッド層１７が形成
される。この部分は窓構造部１６となる。（図４
（ｂ）） 全面をＳｉＯ2 の絶縁膜１９（厚さ３０００Ａ）で覆
い、キャップ層１７の水平面上のみ絶縁膜１９を除去
し、電極１Ａ（Ａｕ（厚さ４０００Ａ）／Ｔｉ（厚さ５
００Ａ））を基板上全面に付着した。
上に、〈０１１〉方向と１０度の角度をなす方向に、間
隔２μｍ、長さ９４０μｍの空隙部２２を持つ全幅３９
μｍのストライプ状のマスク２１を形成した。マスク２
１は厚さ７００ＡのＳｉＯ2膜で形成した。各空隙部２
２の端々の間は６０μｍとした。（図２） ＭＯＶＰＥの選択成長により、上記の空隙部２２に、バ
ッファ層２３（ｎ型ＩｎＰ層、厚さ１０００Ａ）活性層
１３（λ＝１．３１μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、厚さ１０００Ａ）、スペーサ層２４（ｐ型ＩｎＰ
層、厚さ１０００Ａの）、光ガイド層１５（λ＝１．２
μｍ組成のｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層、厚さ４０００Ａ）、
クラッド層２５（ｐ型ＩｎＰ層）からなる半導体ストラ
イプ２６を形成した。（図３（ａ）） 長さ２５０μｍの出力側の領域１４を除いて、部分的に
クラッド層２７及び光ガイド層１５をエッチングにより
除去した。（図３（ｂ）） 半導体ストライプ２６脇のマスク２１を除去し、空隙部
２２を７μｍに広げた。（図４（ａ）） ＭＯＶＰＥの選択成長により、半導体ストライプ２６を
覆って、クラッド層１７（ｐ型ＩｎＰ層、厚さ５μｍ）
およびキャップ層１８（ｐ+ 型ＩｎＧａＡｓ層、厚さ３
０００Ａ）を形成した。このとき、半導体ストライプ２
７の存在しない領域２８上にも、クラッド層１７が形成
される。この部分は窓構造部１６となる。（図４
（ｂ）） 全面をＳｉＯ2 の絶縁膜１９（厚さ３０００Ａ）で覆
い、キャップ層１７の水平面上のみ絶縁膜１９を除去
し、電極１Ａ（Ａｕ（厚さ４０００Ａ）／Ｔｉ（厚さ５
００Ａ））を基板上全面に付着した。
【００１３】アロイ処理、裏面研磨、および裏面電極の
付着後、半導体ストライプの存在しない領域の中央でへ
き開を行い、素子長１ｍｍに切り出し、両端面を無反射
被覆して、図１に示すＬＤアンプを製造した。
付着後、半導体ストライプの存在しない領域の中央でへ
き開を行い、素子長１ｍｍに切り出し、両端面を無反射
被覆して、図１に示すＬＤアンプを製造した。
【００１４】このようなＬＤアンプにおいて、１．３１
μｍ信号光を入射して特性を測定した結果、信号利得２
６ｄＢ、３ｄＢ低下出力として＋１３ｄＢｍと、統合特
性での優れた結果を得た。
μｍ信号光を入射して特性を測定した結果、信号利得２
６ｄＢ、３ｄＢ低下出力として＋１３ｄＢｍと、統合特
性での優れた結果を得た。
【００１５】上記実施例において、ｐ型基板を用い、実
施例に記載の各層のドーピングの型を反転させた素子を
製造すれば、実施例と同様の結果を得ることができる。
ストライプ状のマスク２１、絶縁膜１９としては、ＰＳ
Ｇ、ＳｉＯＮ等の、他の絶縁膜を用いてもよい。また、
キャップ層１８および電極１Ａに関しては、実施例に示
したもののみならず、他の組成、他の材料を用いても、
なんら差し支えない。上記実施例において、活性層１３
として、λ＝１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ層を用
いれば、λ＝１．５５μｍの入力光に対して、実施例記
載と同様の効果を得ることができる。また、量子井戸層
を含み、発振波長がλ＝１．３あるいは１．５５μｍと
なる組合せの多層構造を用いても同様の効果を得ること
ができる。
施例に記載の各層のドーピングの型を反転させた素子を
製造すれば、実施例と同様の結果を得ることができる。
ストライプ状のマスク２１、絶縁膜１９としては、ＰＳ
Ｇ、ＳｉＯＮ等の、他の絶縁膜を用いてもよい。また、
キャップ層１８および電極１Ａに関しては、実施例に示
したもののみならず、他の組成、他の材料を用いても、
なんら差し支えない。上記実施例において、活性層１３
として、λ＝１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ層を用
いれば、λ＝１．５５μｍの入力光に対して、実施例記
載と同様の効果を得ることができる。また、量子井戸層
を含み、発振波長がλ＝１．３あるいは１．５５μｍと
なる組合せの多層構造を用いても同様の効果を得ること
ができる。
【００１６】上記実施において、光ガイド層１５の組成
は活性層の組成よりも短波長組成であればよい。
は活性層の組成よりも短波長組成であればよい。
【００１７】
【発明の効果】ＬＤアンプにおいては、利得と飽和出力
はトレードオフの関係にある。従来構造において、飽和
出力を上げるために光閉じ込め係数を低下させると、利
得が大幅に下がってしまう。例えば、従来、飽和出力を
２倍にするには利得を１０でｄＢ程度下げていた。光出
力側にのみ光ガイド層を設け、光出力側のみ光閉じ込め
係数を低下させる本発明の構造によって、これと比較し
て、利得をあまり下げずに飽和出力を約２倍にできた。
また、製造方法に関する本発明によって、上記の構造を
ＭＯＶＰＥの選択成長法を用いて作製することが可能と
なった。ＭＯＶＰＥの選択成長法は、製造上の再現性、
均一性において優れている。
はトレードオフの関係にある。従来構造において、飽和
出力を上げるために光閉じ込め係数を低下させると、利
得が大幅に下がってしまう。例えば、従来、飽和出力を
２倍にするには利得を１０でｄＢ程度下げていた。光出
力側にのみ光ガイド層を設け、光出力側のみ光閉じ込め
係数を低下させる本発明の構造によって、これと比較し
て、利得をあまり下げずに飽和出力を約２倍にできた。
また、製造方法に関する本発明によって、上記の構造を
ＭＯＶＰＥの選択成長法を用いて作製することが可能と
なった。ＭＯＶＰＥの選択成長法は、製造上の再現性、
均一性において優れている。
【図１】本発明のＬＤアンプ構造を示す斜視図である。
【図２】ストライプ状のマスクの方向を示す図である。
【図３】本発明の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の製造工程を示す図である。
【図５】ＭＯＶＰＥの選択成長法により形成される半導
体ストライプの断面形状を示す図である。
体ストライプの断面形状を示す図である。
１１ 基板 １２ 中央部 １３ 活性層 １４ 出力側領域 １５ 光ガイド層 １６ 窓構造領域 １７ クラッド層 １８ キャップ層 １９ 絶縁膜 １Ａ８ 電極 ２１ マスク ２２ 空隙部 ２３ バッファ層 ２４ スペーサ層 ２５ クラッド層 ２６ 半導体ストライプ ３１ 半導体ストライプ ３２ 半導体層 ３３ 半導体層 ３４ 半導体層 ３５ 側面 ３６ マスク ３７ 基板
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体光増幅器において、光出力側のみ
に、活性層の上部あるいは下部に、該活性層とは別の光
ガイド層が設けられている構造を有することを特徴とす
る光半導体素子。 - 【請求項２】 表面が（１００）面の半導体基板上に、
〈０１１〉方向と５度以上の角度をなす方向に、互いに
平行な２本のストライプ状のマスク、あるいはストライ
プ状の空隙部を有するマスクを形成する工程と、該半導
体基板の該表面が露出するところの、２本の該マスクに
挟まれた間隔部あるいは該空隙部において、結晶成長に
より、活性層およびその上部に光ガイド層を含む半導体
ストライプを形成する工程と、該光ガイド層をエッチン
グにより部分的に除去する工程と，その後、該半導体ス
トライプを、結晶成長により半導体層で埋め込む工程と
を、少なくとも含む、光半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33141093A JP2692560B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光半導体素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33141093A JP2692560B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光半導体素子とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193330A JPH07193330A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2692560B2 true JP2692560B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=18243379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33141093A Expired - Fee Related JP2692560B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光半導体素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692560B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2914249B2 (ja) * | 1995-09-23 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | 光半導体素子及びその製造方法 |
| JPH10200209A (ja) * | 1997-01-10 | 1998-07-31 | Nec Corp | 半導体光増幅素子 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33141093A patent/JP2692560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９３年電子情報通信学会秋季大会 Ｃ−１００ Ｐ．４−１８０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193330A (ja) | 1995-07-28 |
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