JP2947227B2 - 半導体光増幅器、その製造方法及び利得の偏光依存性の補償方法 - Google Patents
半導体光増幅器、その製造方法及び利得の偏光依存性の補償方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おける重要なデバイスである偏光無依存型半導体光増幅
器及び半導体光集積素子、並びにそれらの製造方法に関
する。また本発明は、これらの偏光無依存型半導体光増
幅器及び半導体光集積素子における利得の偏光依存性の
補償方法に関する。
おける重要なデバイスである偏光無依存型半導体光増幅
器及び半導体光集積素子、並びにそれらの製造方法に関
する。また本発明は、これらの偏光無依存型半導体光増
幅器及び半導体光集積素子における利得の偏光依存性の
補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の光通信システムにおいて、半導体
光増幅器は様々な用途において注目される素子となって
いる。半導体光増幅器を用いることにより、光信号を光
のまま増幅可能である。またエルビウムドープ光ファイ
バ増幅器などの他の光増幅器と比較しても、小型である
などの特長を有する。また近年では、光スイッチングゲ
ート素子や、波長変換素子としての用途が注目されてい
る。
光増幅器は様々な用途において注目される素子となって
いる。半導体光増幅器を用いることにより、光信号を光
のまま増幅可能である。またエルビウムドープ光ファイ
バ増幅器などの他の光増幅器と比較しても、小型である
などの特長を有する。また近年では、光スイッチングゲ
ート素子や、波長変換素子としての用途が注目されてい
る。
【０００３】図９に半導体光増幅器を光スイッチングゲ
ート素子に使用した従来のマトリクス光スイッチの構成
を示す。マトリクス光スイッチは複数本の入力信号ポー
トからの信号光を複数本の任意の出力ポートに任意に切
り替えて出力することができる光スイッチであり、図９
に示すものは、Ｙ分岐光導波路と４個の半導体光増幅器
により構成された分岐／半導体光増幅器ゲート型マトリ
クス光スイッチと呼ばれるタイプで、入出力ポート数が
それぞれ２個の例である。図９において、入力側光導波
路９０３の一つから入力された入力光信号９０２は入力
側Ｙ分岐光導波路９０４により分割された後、電流注入
する半導体光増幅器９０１を選択することにより出力ポ
ートが選択される。その後出力側Ｙ分岐光導波路９０５
を経て出力側光導波路９０６から出力光信号９０７が出
力される。半導体光増幅器をマトリクス光スイッチにお
けるスイッチングゲート素子として使用した場合、光増
幅機能による無挿入損失動作や、高消光比、低クロスト
ーク、低消費電力が期待できるため有望である。
ート素子に使用した従来のマトリクス光スイッチの構成
を示す。マトリクス光スイッチは複数本の入力信号ポー
トからの信号光を複数本の任意の出力ポートに任意に切
り替えて出力することができる光スイッチであり、図９
に示すものは、Ｙ分岐光導波路と４個の半導体光増幅器
により構成された分岐／半導体光増幅器ゲート型マトリ
クス光スイッチと呼ばれるタイプで、入出力ポート数が
それぞれ２個の例である。図９において、入力側光導波
路９０３の一つから入力された入力光信号９０２は入力
側Ｙ分岐光導波路９０４により分割された後、電流注入
する半導体光増幅器９０１を選択することにより出力ポ
ートが選択される。その後出力側Ｙ分岐光導波路９０５
を経て出力側光導波路９０６から出力光信号９０７が出
力される。半導体光増幅器をマトリクス光スイッチにお
けるスイッチングゲート素子として使用した場合、光増
幅機能による無挿入損失動作や、高消光比、低クロスト
ーク、低消費電力が期待できるため有望である。
【０００４】このような半導体光増幅器は、例示した光
スイッチなどの用途をはじめ、主に光ファイバの間に挿
入して使用されるために、偏光無依存動作が要求され
る。半導体光増幅器の偏光無依存化の例としては、断面
形状の縦横比が１に近いバルク構造活性層を作製するこ
とにより、ＴＥ−ＴＭ偏光間の利得差をできるだけ抑え
た報告がある（特開平６−９００６５号公報）。この例
では、偏光無依存型バルク活性層を簡便な方法で形成す
るために、図１０に示すように１対のストライプ状誘電
体マスク１００１にはさまれた空隙部に、有機金属気相
成長法（以下ＭＯＶＰＥと略す）を用いて基板１００３
上にＩｎＧａＡｓＰを含むメサ構造１００２を選択的に
結晶成長する、選択ＭＯＶＰＥ技術を用いている。ま
た、別の例として、活性層を多重量子井戸構造とし、電
流注入時に主にＴＥ偏光を増幅する活性層と、電流注入
時に主にＴＭ偏光を増幅する活性層とをストライプ方向
において縦続に接続し、各々の活性層に独立に電流注入
できるようにすることで利得の偏光無依存化や偏光依存
性調整を図った報告がある（特開平４−３７３１９４号
公報、特開平８−６４９０４号公報）。
スイッチなどの用途をはじめ、主に光ファイバの間に挿
入して使用されるために、偏光無依存動作が要求され
る。半導体光増幅器の偏光無依存化の例としては、断面
形状の縦横比が１に近いバルク構造活性層を作製するこ
とにより、ＴＥ−ＴＭ偏光間の利得差をできるだけ抑え
た報告がある（特開平６−９００６５号公報）。この例
では、偏光無依存型バルク活性層を簡便な方法で形成す
るために、図１０に示すように１対のストライプ状誘電
体マスク１００１にはさまれた空隙部に、有機金属気相
成長法（以下ＭＯＶＰＥと略す）を用いて基板１００３
上にＩｎＧａＡｓＰを含むメサ構造１００２を選択的に
結晶成長する、選択ＭＯＶＰＥ技術を用いている。ま
た、別の例として、活性層を多重量子井戸構造とし、電
流注入時に主にＴＥ偏光を増幅する活性層と、電流注入
時に主にＴＭ偏光を増幅する活性層とをストライプ方向
において縦続に接続し、各々の活性層に独立に電流注入
できるようにすることで利得の偏光無依存化や偏光依存
性調整を図った報告がある（特開平４−３７３１９４号
公報、特開平８−６４９０４号公報）。
【０００５】特開平８−６４９０４号公報の例を図１１
を用いて説明する。図１１の半導体光増幅器は、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１１０９上にｎ−ＩｎＰ層１１１０が形成さ
れ、ＩｎＧａＡｓＰ層１１１１に挟まれて、格子整合形
態の異なる二つの活性層を持つ。一つは、第１領域及び
第２領域に共通に形成され、主にＴＥ偏光を増幅する面
内圧縮歪型の格子整合形態を有する圧縮歪活性層１１０
４であり、もう一つは、第１領域の前記圧縮歪活性層１
１０４の上部に形成され、主にＴＭ偏光を増幅する面内
伸張歪型の格子整合形態を有する伸張歪活性層１１０３
である。圧縮歪活性層１１０４及び伸張歪活性層１１０
３はいずれも量子井戸構造である。伸張歪活性層１１０
３の井戸数は圧縮歪活性層１１０４の井戸数より多く、
例えば伸張歪活性層１１０３の井戸数４に対し、圧縮歪
活性層１１０４の井戸数１である。そのため、第１領域
は電流注入時には、圧縮歪活性層１１０４の特性が打ち
消されて伸張歪活性層１１０３の特性が出るため、ＴＭ
偏光増幅領域となる。一方、第２領域は圧縮歪活性層１
１０４の特性によりＴＥ偏光増幅領域となる。前記活性
層はｎ−ＩｎＰ埋め込み層１１０６で埋め込まれてお
り、キャップ層１１０５を介して、第１及び第２領域に
は独立して電流注入できるＴＭ偏光光増幅用電極１１０
１及びＴＥ偏光光増幅用電極１１０２を持つ。また、こ
れらの電極に対向して、ｎ側電極１１０７が設けられて
おり、素子端面には無反射コート１１０８が施されてい
る。
を用いて説明する。図１１の半導体光増幅器は、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１１０９上にｎ−ＩｎＰ層１１１０が形成さ
れ、ＩｎＧａＡｓＰ層１１１１に挟まれて、格子整合形
態の異なる二つの活性層を持つ。一つは、第１領域及び
第２領域に共通に形成され、主にＴＥ偏光を増幅する面
内圧縮歪型の格子整合形態を有する圧縮歪活性層１１０
４であり、もう一つは、第１領域の前記圧縮歪活性層１
１０４の上部に形成され、主にＴＭ偏光を増幅する面内
伸張歪型の格子整合形態を有する伸張歪活性層１１０３
である。圧縮歪活性層１１０４及び伸張歪活性層１１０
３はいずれも量子井戸構造である。伸張歪活性層１１０
３の井戸数は圧縮歪活性層１１０４の井戸数より多く、
例えば伸張歪活性層１１０３の井戸数４に対し、圧縮歪
活性層１１０４の井戸数１である。そのため、第１領域
は電流注入時には、圧縮歪活性層１１０４の特性が打ち
消されて伸張歪活性層１１０３の特性が出るため、ＴＭ
偏光増幅領域となる。一方、第２領域は圧縮歪活性層１
１０４の特性によりＴＥ偏光増幅領域となる。前記活性
層はｎ−ＩｎＰ埋め込み層１１０６で埋め込まれてお
り、キャップ層１１０５を介して、第１及び第２領域に
は独立して電流注入できるＴＭ偏光光増幅用電極１１０
１及びＴＥ偏光光増幅用電極１１０２を持つ。また、こ
れらの電極に対向して、ｎ側電極１１０７が設けられて
おり、素子端面には無反射コート１１０８が施されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように様々な方
法で、半導体光増幅器の利得の偏光無依存化の提案がな
されてきた。しかしながら、前記の特開平６−９００６
５号公報の例の場合、素子の作製ばらつきにより生ずる
偏光依存性や、素子実装後の光ファイバや光導波路との
結合効率の偏光による違いに起因する利得の偏光依存性
を補償することは難しい。また、前記の特開平４−３７
３１９４号公報や特開平８−６４９０４号公報の例のよ
うにＴＥ偏光とＴＭ偏光の利得を独立に変化させる場合
は、前記の理由により生ずる偏光依存性を補償すること
が可能であるが、複数の領域への電流注入量を制御する
必要があるため、駆動回路及び使用方法が複雑になるこ
とが懸念される。更に、複数の活性層構造を形成するた
め、素子作製工程が複雑になり、製造コストや歩留り等
の点で問題がある。
法で、半導体光増幅器の利得の偏光無依存化の提案がな
されてきた。しかしながら、前記の特開平６−９００６
５号公報の例の場合、素子の作製ばらつきにより生ずる
偏光依存性や、素子実装後の光ファイバや光導波路との
結合効率の偏光による違いに起因する利得の偏光依存性
を補償することは難しい。また、前記の特開平４−３７
３１９４号公報や特開平８−６４９０４号公報の例のよ
うにＴＥ偏光とＴＭ偏光の利得を独立に変化させる場合
は、前記の理由により生ずる偏光依存性を補償すること
が可能であるが、複数の領域への電流注入量を制御する
必要があるため、駆動回路及び使用方法が複雑になるこ
とが懸念される。更に、複数の活性層構造を形成するた
め、素子作製工程が複雑になり、製造コストや歩留り等
の点で問題がある。
【０００７】以上述べたように、従来の技術では素子の
作製ばらつきに起因する偏光依存性や、光ファイバ、光
導波路との実装時の結合特性に起因する利得の偏光依存
性を補償するとともに、単独の電流源で駆動が可能で、
かつ素子作製工程が複雑にならないような半導体光増幅
器を実現することは困難であった。
作製ばらつきに起因する偏光依存性や、光ファイバ、光
導波路との実装時の結合特性に起因する利得の偏光依存
性を補償するとともに、単独の電流源で駆動が可能で、
かつ素子作製工程が複雑にならないような半導体光増幅
器を実現することは困難であった。
【０００８】本発明の目的は、偏光無依存型半導体光増
幅器において、素子作製後に利得の偏光依存性を調節可
能であるため、素子実装後に生じる利得の偏光依存性を
補償することができ、かつ作製が簡便で高い歩留りが得
られ、半導体光導波路などとのモノリシック集積に適す
る素子構造並びに製造方法を提供することにある。
幅器において、素子作製後に利得の偏光依存性を調節可
能であるため、素子実装後に生じる利得の偏光依存性を
補償することができ、かつ作製が簡便で高い歩留りが得
られ、半導体光導波路などとのモノリシック集積に適す
る素子構造並びに製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段を以下に示す。
の手段を以下に示す。
【００１０】（１）電流注入時のＴＥ、ＴＭ偏光に対す
る利得差がストライプ方向で異なる構造の活性層と、該
活性層に電流注入する電極を少なくとも有する利得の偏
光無依存化が可能な半導体光増幅器であって、ストライ
プ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化する構造
の活性層と、該活性層に電流注入するストライプ方向に
おいて少なくとも２つに分割された分割構造電極とを有
する組成遷移領域を少なくとも含み、電流注入する前記
分割構造電極を選択して電流注入領域長を可変としたこ
とを特徴とする半導体光増幅器。
る利得差がストライプ方向で異なる構造の活性層と、該
活性層に電流注入する電極を少なくとも有する利得の偏
光無依存化が可能な半導体光増幅器であって、ストライ
プ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化する構造
の活性層と、該活性層に電流注入するストライプ方向に
おいて少なくとも２つに分割された分割構造電極とを有
する組成遷移領域を少なくとも含み、電流注入する前記
分割構造電極を選択して電流注入領域長を可変としたこ
とを特徴とする半導体光増幅器。
【００１１】（２）前記組成遷移領域に接してストライ
プ方向で均一な断面構造及び結晶組成を有する活性層構
造と該活性層の全域に形成された電極を有する定常組成
領域を含むことを特徴とする（１）の半導体光増幅器。
プ方向で均一な断面構造及び結晶組成を有する活性層構
造と該活性層の全域に形成された電極を有する定常組成
領域を含むことを特徴とする（１）の半導体光増幅器。
【００１２】（３）半導体光増幅器がストライプ方向に
おいて３つの領域から構成され、中央に定常組成領域
が、該定常組成領域の両側に組成遷移領域が形成されて
いることを特徴とする、（２）の半導体光増幅器。
おいて３つの領域から構成され、中央に定常組成領域
が、該定常組成領域の両側に組成遷移領域が形成されて
いることを特徴とする、（２）の半導体光増幅器。
【００１３】（４）素子両端に窓構造を有することを特
徴とする（１）乃至（３）の半導体光増幅器。
徴とする（１）乃至（３）の半導体光増幅器。
【００１４】（５）活性層がバルク半導体であることを
特徴とする（１）乃至（４）の半導体光増幅器。
特徴とする（１）乃至（４）の半導体光増幅器。
【００１５】（６）活性層の面内歪がストライプ方向に
おいて圧縮歪から伸張歪に連続的に変化していることを
特徴とする（１）乃至（５）の半導体光増幅器。
おいて圧縮歪から伸張歪に連続的に変化していることを
特徴とする（１）乃至（５）の半導体光増幅器。
【００１６】（７）定常組成領域における活性層の面内
歪が圧縮歪であり、組成遷移領域における活性層の面内
歪が、前記定常組成領域における活性層からストライプ
方向に離れるに従い圧縮歪から伸張歪に連続的に変化し
ていることを特徴とする（２）又は（３）の半導体光増
幅器。
歪が圧縮歪であり、組成遷移領域における活性層の面内
歪が、前記定常組成領域における活性層からストライプ
方向に離れるに従い圧縮歪から伸張歪に連続的に変化し
ていることを特徴とする（２）又は（３）の半導体光増
幅器。
【００１７】（８）半導体準増幅器と半導体受動光導波
路とを含む半導体光集積素子であって、前記半導体光増
幅器として、上記（１）乃至（７）の半導体光増幅器を
使用することを特徴とする半導体光集積素子。
路とを含む半導体光集積素子であって、前記半導体光増
幅器として、上記（１）乃至（７）の半導体光増幅器を
使用することを特徴とする半導体光集積素子。
【００１８】（９）半導体光増幅器或いは半導体光集積
素子の入出力端において、前記半導体光増幅器或いは前
記半導体光集積素子と光学的に結合されたシングルモー
ド光ファイバ、及び前記半導体光増幅器或いは前記半導
体光集積素子に電流注入するための引き出し電極により
構成された偏光無依存型半導体光モジュールであって、
半導体光増幅器或いは半導体光集積素子として上記
（１）乃至（７）の半導体光増幅器或いは（８）の半導
体光集積素子を使用することを特徴とする半導体光モジ
ュール。
素子の入出力端において、前記半導体光増幅器或いは前
記半導体光集積素子と光学的に結合されたシングルモー
ド光ファイバ、及び前記半導体光増幅器或いは前記半導
体光集積素子に電流注入するための引き出し電極により
構成された偏光無依存型半導体光モジュールであって、
半導体光増幅器或いは半導体光集積素子として上記
（１）乃至（７）の半導体光増幅器或いは（８）の半導
体光集積素子を使用することを特徴とする半導体光モジ
ュール。
【００１９】（１０）前記（１）の半導体光増幅器の製
造方法であって、半導体基板上に一対の誘電体マスクを
形成する工程、半導体バッファ層、半導体活性層、半導
体クラッド層を順次前記マスクの空隙部に積層して、前
記半導体活性層を含むメサストライプを形成する工程、
埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半
導体コンタクト層を積層する工程、前記半導体コンタク
ト層をストライプ方向において少なくとも２つに分割す
る工程、及び該分割された半導体コンタクト層上に電極
を形成する工程を少なくとも含み、前記半導体基板上に
形成される一対の誘電体マスクが、少なくとも組成遷移
領域に相当する部分でストライプ方向にその幅が変化す
るよう形成され、前記組成遷移領域の活性層をストライ
プ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化するよう
形成することを特徴とする半導体光増幅器の製造方法。
造方法であって、半導体基板上に一対の誘電体マスクを
形成する工程、半導体バッファ層、半導体活性層、半導
体クラッド層を順次前記マスクの空隙部に積層して、前
記半導体活性層を含むメサストライプを形成する工程、
埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半
導体コンタクト層を積層する工程、前記半導体コンタク
ト層をストライプ方向において少なくとも２つに分割す
る工程、及び該分割された半導体コンタクト層上に電極
を形成する工程を少なくとも含み、前記半導体基板上に
形成される一対の誘電体マスクが、少なくとも組成遷移
領域に相当する部分でストライプ方向にその幅が変化す
るよう形成され、前記組成遷移領域の活性層をストライ
プ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化するよう
形成することを特徴とする半導体光増幅器の製造方法。
【００２０】（１１）前記（２）の半導体光増幅器の製
造方法であって、半導体基板上に一対の誘電体マスクを
形成する工程、半導体バッファ層、半導体活性層、半導
体クラッド層を順次前記マスクの空隙部に積層して、前
記半導体活性層を含むメサストライプを形成する工程、
埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半
導体コンタクト層を積層する工程、前記半導体コンタク
ト層をストライプ方向において少なくとも２つに分割す
る工程、及び該分割された半導体コンタクト層上に電極
を形成する工程を少なくとも含み、前記半導体基板上に
形成される一対の誘電体マスクが、少なくとも定常組成
領域に相当する部分ではストライプ方向で一定の幅を有
し、一方組成遷移領域に相当する部分ではストライプ方
向で変化させ、前記組成遷移領域においてはその幅が変
化するよう形成され、前記組成遷移領域の活性層をスト
ライプ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化する
よう形成することを特徴とする半導体光増幅器の製造方
法。
造方法であって、半導体基板上に一対の誘電体マスクを
形成する工程、半導体バッファ層、半導体活性層、半導
体クラッド層を順次前記マスクの空隙部に積層して、前
記半導体活性層を含むメサストライプを形成する工程、
埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半
導体コンタクト層を積層する工程、前記半導体コンタク
ト層をストライプ方向において少なくとも２つに分割す
る工程、及び該分割された半導体コンタクト層上に電極
を形成する工程を少なくとも含み、前記半導体基板上に
形成される一対の誘電体マスクが、少なくとも定常組成
領域に相当する部分ではストライプ方向で一定の幅を有
し、一方組成遷移領域に相当する部分ではストライプ方
向で変化させ、前記組成遷移領域においてはその幅が変
化するよう形成され、前記組成遷移領域の活性層をスト
ライプ方向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化する
よう形成することを特徴とする半導体光増幅器の製造方
法。
【００２１】（１２）半導体光増幅器と、半導体受動光
導波路とを含む半導体光集積素子の製造方法であって、
半導体基板上に選択成長用の誘電体マスクを形成する工
程、半導体バッファ層、半導体活性層もしくは半導体コ
ア層、半導体クラッド層からなるダブルヘテロメサを順
次前記マスクの空隙部に一括して積層する工程、前記受
動光導波路の埋め込み層を選択成長するための誘電体マ
スクを形成する工程、前記受動光導波路のメサの上に受
動光導波路部埋め込み層を積層する工程、前記半導体光
増幅器の埋め込み層を選択成長するための誘電体マスク
を形成する工程、前記半導体光増幅器のメサストライプ
の上に半導体光増幅器部埋め込み層及び半導体コンタク
ト層を積層する工程、前記半導体コンタクト層をストラ
イプ方向において少なくとも２つに分割する工程、及び
前記半導体コンタクト層上に電極を形成する工程を少な
くとも含み、前記半導体光増幅器の前記活性層の結晶の
面内歪量がストライプ方向において連続的に変化する構
造をもち、前記活性層にかかる電極が、活性層のストラ
イプ方向において少なくとも２つに分割されており、選
択成長の前記空隙部のパターンが、前記半導体光増器と
前記受動光導波路に対応する前記選択成長用の誘電体マ
スクにおいて、前記半導体光増器の誘電体マスク幅が前
記受動光導波路の誘電体マスク幅よりも広いことを特徴
とする半導体光集積素子の製造方法。
導波路とを含む半導体光集積素子の製造方法であって、
半導体基板上に選択成長用の誘電体マスクを形成する工
程、半導体バッファ層、半導体活性層もしくは半導体コ
ア層、半導体クラッド層からなるダブルヘテロメサを順
次前記マスクの空隙部に一括して積層する工程、前記受
動光導波路の埋め込み層を選択成長するための誘電体マ
スクを形成する工程、前記受動光導波路のメサの上に受
動光導波路部埋め込み層を積層する工程、前記半導体光
増幅器の埋め込み層を選択成長するための誘電体マスク
を形成する工程、前記半導体光増幅器のメサストライプ
の上に半導体光増幅器部埋め込み層及び半導体コンタク
ト層を積層する工程、前記半導体コンタクト層をストラ
イプ方向において少なくとも２つに分割する工程、及び
前記半導体コンタクト層上に電極を形成する工程を少な
くとも含み、前記半導体光増幅器の前記活性層の結晶の
面内歪量がストライプ方向において連続的に変化する構
造をもち、前記活性層にかかる電極が、活性層のストラ
イプ方向において少なくとも２つに分割されており、選
択成長の前記空隙部のパターンが、前記半導体光増器と
前記受動光導波路に対応する前記選択成長用の誘電体マ
スクにおいて、前記半導体光増器の誘電体マスク幅が前
記受動光導波路の誘電体マスク幅よりも広いことを特徴
とする半導体光集積素子の製造方法。
【００２２】（１３）前記（１）乃至（７）の半導体光
増幅器、（８）の半導体光集積素子、あるいは（９）の
光モジュールの利得の偏光依存性の補償方法であって、
作製後の素子を実装する工程と、分割構造電極への電流
注入領域を変化させながら、ＴＥ偏光及びＴＭ偏光に対
する利得を測定する工程と、測定された利得差が最小と
なる様な電流注入領域長において電流注入されるように
該電流注入領域長内の分割構造電極を電気的に結合する
工程を少なくとも含むことを特徴とする前記方法。
増幅器、（８）の半導体光集積素子、あるいは（９）の
光モジュールの利得の偏光依存性の補償方法であって、
作製後の素子を実装する工程と、分割構造電極への電流
注入領域を変化させながら、ＴＥ偏光及びＴＭ偏光に対
する利得を測定する工程と、測定された利得差が最小と
なる様な電流注入領域長において電流注入されるように
該電流注入領域長内の分割構造電極を電気的に結合する
工程を少なくとも含むことを特徴とする前記方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明における半導体光増幅器の
一実施形態になる構成のストライプ横手方向からの断面
図を図１に示す。
一実施形態になる構成のストライプ横手方向からの断面
図を図１に示す。
【００２４】本発明の半導体光増幅器は、ストライプ方
向において縦続に接続された複数の領域からなる活性層
１０７を有する。図１において活性層１０７はストライ
プ方向において３つの領域からなる。すなわち、結晶の
面内歪量及び断面形状がストライプ方向で一定な活性層
と、該活性層に電流注入するための単一構造電極１０２
を有し、電流注入時において主に利得を得る働きをする
定常組成領域１１２及び、該定常組成領域１１２の両側
に形成され、結晶組成、すなわち結晶の面内歪量と、断
面形状がストライプ方向で連続的に変化している活性層
と、該活性層に電流注入するための電極がストライプ方
向で２つ以上に分割された分割構造電極１０３を持ち、
電流注入領域長を変化させることにより、主に利得の偏
光依存性を調節する働きをする組成遷移領域１１１から
なる。定常組成領域１１２の活性層は、結晶の面内歪が
圧縮歪となる条件で成長され、電流注入時においては、
ＴＥ偏光に対する利得がＴＭ偏光に対する利得をわずか
に上回るような構造を持つ。また、組成遷移領域１１１
の活性層は、結晶の面内歪が定常組成領域１１２の活性
層に接する側から離れるに従いストライプ方向で圧縮歪
から伸張歪に連続的に変化し、電流注入領域長を変化さ
せることにより利得の偏光依存性を調整することができ
る構造とする。
向において縦続に接続された複数の領域からなる活性層
１０７を有する。図１において活性層１０７はストライ
プ方向において３つの領域からなる。すなわち、結晶の
面内歪量及び断面形状がストライプ方向で一定な活性層
と、該活性層に電流注入するための単一構造電極１０２
を有し、電流注入時において主に利得を得る働きをする
定常組成領域１１２及び、該定常組成領域１１２の両側
に形成され、結晶組成、すなわち結晶の面内歪量と、断
面形状がストライプ方向で連続的に変化している活性層
と、該活性層に電流注入するための電極がストライプ方
向で２つ以上に分割された分割構造電極１０３を持ち、
電流注入領域長を変化させることにより、主に利得の偏
光依存性を調節する働きをする組成遷移領域１１１から
なる。定常組成領域１１２の活性層は、結晶の面内歪が
圧縮歪となる条件で成長され、電流注入時においては、
ＴＥ偏光に対する利得がＴＭ偏光に対する利得をわずか
に上回るような構造を持つ。また、組成遷移領域１１１
の活性層は、結晶の面内歪が定常組成領域１１２の活性
層に接する側から離れるに従いストライプ方向で圧縮歪
から伸張歪に連続的に変化し、電流注入領域長を変化さ
せることにより利得の偏光依存性を調整することができ
る構造とする。
【００２５】次に具体的な偏光依存性の補償過程を図７
を用いて模式的に説明する。図７において右列の図は分
割構造電極１０３を模式的に示したものであり、ハッチ
ングされた部分が電流注入される領域であることを示し
ている。まず、作製した素子を実装後にＴＥ偏光及びＴ
Ｍ偏光に対する利得を測定する。なお、各電流注入領域
７０１は図７（ａ）の（Ａ）に示すように、組成遷移領
域１１１の一部となるよう選んでおく。測定された利得
特性が、ＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対する利得
よりも大きい場合、図７（ａ）の（Ｂ）のように、より
ＴＥ偏光を増幅するように、組成遷移領域１１１におけ
る電流注入領域長７０３を短くすることによりＴＭ偏光
に対する利得を相対的に抑制して偏光依存性を補償す
る。逆に、ＴＥ偏光に対する利得がＴＭ偏光に対する利
得よりも大きい場合には、図７（ａ）の（Ｃ）のよう
に、組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３
を長くすることによって、よりＴＭ偏光を増幅し偏光依
存性を補償する。利得の偏光依存性が最小となる電流注
入領域長７０３を決定した後、該当する電極間をワイヤ
ボンディングなどにより電気的に接続する。なお、非電
流注入領域７０２（ハッチングされていない部分）の活
性層は信号光にとって吸収層となるため、電流注入領域
７０１の変化は利得の変化を伴う。電流注入領域７０１
を変化させたときに生じる利得変化は電流注入量により
最適化すればよい。
を用いて模式的に説明する。図７において右列の図は分
割構造電極１０３を模式的に示したものであり、ハッチ
ングされた部分が電流注入される領域であることを示し
ている。まず、作製した素子を実装後にＴＥ偏光及びＴ
Ｍ偏光に対する利得を測定する。なお、各電流注入領域
７０１は図７（ａ）の（Ａ）に示すように、組成遷移領
域１１１の一部となるよう選んでおく。測定された利得
特性が、ＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対する利得
よりも大きい場合、図７（ａ）の（Ｂ）のように、より
ＴＥ偏光を増幅するように、組成遷移領域１１１におけ
る電流注入領域長７０３を短くすることによりＴＭ偏光
に対する利得を相対的に抑制して偏光依存性を補償す
る。逆に、ＴＥ偏光に対する利得がＴＭ偏光に対する利
得よりも大きい場合には、図７（ａ）の（Ｃ）のよう
に、組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３
を長くすることによって、よりＴＭ偏光を増幅し偏光依
存性を補償する。利得の偏光依存性が最小となる電流注
入領域長７０３を決定した後、該当する電極間をワイヤ
ボンディングなどにより電気的に接続する。なお、非電
流注入領域７０２（ハッチングされていない部分）の活
性層は信号光にとって吸収層となるため、電流注入領域
７０１の変化は利得の変化を伴う。電流注入領域７０１
を変化させたときに生じる利得変化は電流注入量により
最適化すればよい。
【００２６】以上の方法で調整されたＴＥ−ＴＭ偏光間
利得差について以下に説明する。作製した素子をシング
ルモードファイバと光結合して測定した場合の、組成遷
移領域１１１における電流注入領域長７０３とＴＥ、Ｔ
Ｍ両偏光の利得差の関係を図７（ｂ）に示す。ここで、
ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差が正ならばＴＥ偏光に対する利
得がＴＭ偏光に対するそれよりも大きく、負の場合は逆
にＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対するそれを上回
ることを示している。電流注入領域長７０３を長くする
とＴＭ偏光に対する利得が相対的に大きくなり、逆に短
くするとＴＥ偏光に対する利得が相対的に大きくなる。
両者の中間の電流注入領域長７０３を選択するとＴＥ−
ＴＭ偏光間利得差がほぼ０ｄＢの偏光無依存特性が得ら
れる。
利得差について以下に説明する。作製した素子をシング
ルモードファイバと光結合して測定した場合の、組成遷
移領域１１１における電流注入領域長７０３とＴＥ、Ｔ
Ｍ両偏光の利得差の関係を図７（ｂ）に示す。ここで、
ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差が正ならばＴＥ偏光に対する利
得がＴＭ偏光に対するそれよりも大きく、負の場合は逆
にＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対するそれを上回
ることを示している。電流注入領域長７０３を長くする
とＴＭ偏光に対する利得が相対的に大きくなり、逆に短
くするとＴＥ偏光に対する利得が相対的に大きくなる。
両者の中間の電流注入領域長７０３を選択するとＴＥ−
ＴＭ偏光間利得差がほぼ０ｄＢの偏光無依存特性が得ら
れる。
【００２７】以上の様な構造を簡便な作製方法で実現す
るために、本発明では、１対のストライプ状誘電体マス
クの空隙部に選択的に結晶成長を行うときにマスク幅を
変化させると、成長層の面内歪量を制御できることを利
用する。誘電体マスク幅により面内歪量を変化させるこ
とができる原理については、加藤らによって、ELECTRON
ICS LETTERS誌 VOL.28, No.2（１９９２年１月１６日
号）第１５３ページから１５４ページに記述されてい
る。図１０に示すように、１対のストライプ状誘電体マ
スク１００１にはさまれた空隙部に選択ＭＯＶＰＥによ
りＩｎＧａＡｓを結晶成長すると、選択成長されたダブ
ルヘテロメサ２０２の歪量及び波長組成がマスク幅Ｗm
により異なるような成長層組成が得られる。選択的に結
晶成長された層がＩｎＧａＡｓＰバルク層の場合の、マ
スク幅Ｗmと成長層の面内歪量の関係を図８に示す。図
８より分かるようにＳｉＯ2マスク幅Ｗmを６μｍから３
０μｍへと変化させると、面内歪量を−０．６５％から
＋０．２％まで変化させることができる。なお、ここで
はマスク幅２５μｍで格子整合する条件で活性層を作製
した。したがって、半導体光増幅器のストライプ方向に
おいて選択成長のマスク幅Ｗmを変化させることによ
り、活性層の面内歪量がストライプ方向で変化する構造
を１回の選択成長で形成することができ、利得の偏光依
存性がストライプ方向で変化する活性層構造が簡便な方
法により実現可能である。
るために、本発明では、１対のストライプ状誘電体マス
クの空隙部に選択的に結晶成長を行うときにマスク幅を
変化させると、成長層の面内歪量を制御できることを利
用する。誘電体マスク幅により面内歪量を変化させるこ
とができる原理については、加藤らによって、ELECTRON
ICS LETTERS誌 VOL.28, No.2（１９９２年１月１６日
号）第１５３ページから１５４ページに記述されてい
る。図１０に示すように、１対のストライプ状誘電体マ
スク１００１にはさまれた空隙部に選択ＭＯＶＰＥによ
りＩｎＧａＡｓを結晶成長すると、選択成長されたダブ
ルヘテロメサ２０２の歪量及び波長組成がマスク幅Ｗm
により異なるような成長層組成が得られる。選択的に結
晶成長された層がＩｎＧａＡｓＰバルク層の場合の、マ
スク幅Ｗmと成長層の面内歪量の関係を図８に示す。図
８より分かるようにＳｉＯ2マスク幅Ｗmを６μｍから３
０μｍへと変化させると、面内歪量を−０．６５％から
＋０．２％まで変化させることができる。なお、ここで
はマスク幅２５μｍで格子整合する条件で活性層を作製
した。したがって、半導体光増幅器のストライプ方向に
おいて選択成長のマスク幅Ｗmを変化させることによ
り、活性層の面内歪量がストライプ方向で変化する構造
を１回の選択成長で形成することができ、利得の偏光依
存性がストライプ方向で変化する活性層構造が簡便な方
法により実現可能である。
【００２８】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限
定されるものではない。
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限
定されるものではない。
【００２９】実施例１ 図１は本発明の第一の実施例である半導体光増幅器の構
成を説明する側面図である。図１に示すように、本発明
による半導体光増幅器は、ｎ−ＩｎＰ基板１０９上にＭ
ＯＶＰＥにより結晶成長したアンドープＩｎＧａＡｓＰ
バルク活性層１０７、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０６、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０５及び電極１０１から
なる。アンドープＩｎＧａＡｓＰバルク活性層１０７は
ストライプ方向において３つの領域により構成される。
すなわち、利得を得るために形成され、結晶の波長組
成、歪量が一定であり、単一構造電極１０２を有する定
常組成領域１１２、利得の偏光依存性を調整する目的で
定常組成領域１１２の両側に形成され、結晶の歪量、波
長組成がストライプ方向で変化しており、分割構造電極
１０３を有する組成遷移領域１１１からなる。図１にお
いて定常組成領域１１２及び、組成遷移領域１１１の長
さはそれぞれ３５０μｍ、２５０μｍである。前記分割
構造電極１０３及びｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０
５はストライプ方向において２つ以上に分割されてい
る。
成を説明する側面図である。図１に示すように、本発明
による半導体光増幅器は、ｎ−ＩｎＰ基板１０９上にＭ
ＯＶＰＥにより結晶成長したアンドープＩｎＧａＡｓＰ
バルク活性層１０７、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０６、ｐ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０５及び電極１０１から
なる。アンドープＩｎＧａＡｓＰバルク活性層１０７は
ストライプ方向において３つの領域により構成される。
すなわち、利得を得るために形成され、結晶の波長組
成、歪量が一定であり、単一構造電極１０２を有する定
常組成領域１１２、利得の偏光依存性を調整する目的で
定常組成領域１１２の両側に形成され、結晶の歪量、波
長組成がストライプ方向で変化しており、分割構造電極
１０３を有する組成遷移領域１１１からなる。図１にお
いて定常組成領域１１２及び、組成遷移領域１１１の長
さはそれぞれ３５０μｍ、２５０μｍである。前記分割
構造電極１０３及びｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０
５はストライプ方向において２つ以上に分割されてい
る。
【００３０】図１に示した半導体光増幅器の製造方法に
ついて、図２を用いて以下に説明する。図２（ａ）−
（ｅ）は埋め込み層の選択成長工程までの活性層ストラ
イプに垂直な方向の断面図、図２（ｆ）−（ｉ）は埋め
込み成長工程以降の工程における活性層ストライプ方向
の断面図である。まず、（１００）面方位のｎ−ＩｎＰ
基板１０９上に、半導体光増幅器の活性層１０７の選択
成長を行うためのダブルヘテロメサ形成用ＳｉＯ2マス
ク２０１を図２（ａ）のように形成する。誘電体マスク
パターン２０１の平面図を図３に示す。図３において斜
線で示した領域３０１が、ストライプ状のＳｉＯ2がパ
ターニング後に残った部分であり、ダブルヘテロメサ形
成用ＳｉＯ2マスク２０１に挟まれたマスク空隙部に活
性層１０７が結晶成長される。なお、ＳｉＯ2マスクパ
ターンの方向は、ストライプの長手方向が［０１１］方
向となるように選ぶ。マスク幅Ｗmは定常組成領域１１
２においてＷm2＝３０μｍであり、組成遷移領域１１１
においてはＷm1は３０μｍから６μｍまで緩やかに変化
している。ＳｉＯ2マスクの空隙部の幅Ｗ0は０．７μｍ
であり、定常組成領域１１２、組成遷移領域１１１にわ
たり一定である。
ついて、図２を用いて以下に説明する。図２（ａ）−
（ｅ）は埋め込み層の選択成長工程までの活性層ストラ
イプに垂直な方向の断面図、図２（ｆ）−（ｉ）は埋め
込み成長工程以降の工程における活性層ストライプ方向
の断面図である。まず、（１００）面方位のｎ−ＩｎＰ
基板１０９上に、半導体光増幅器の活性層１０７の選択
成長を行うためのダブルヘテロメサ形成用ＳｉＯ2マス
ク２０１を図２（ａ）のように形成する。誘電体マスク
パターン２０１の平面図を図３に示す。図３において斜
線で示した領域３０１が、ストライプ状のＳｉＯ2がパ
ターニング後に残った部分であり、ダブルヘテロメサ形
成用ＳｉＯ2マスク２０１に挟まれたマスク空隙部に活
性層１０７が結晶成長される。なお、ＳｉＯ2マスクパ
ターンの方向は、ストライプの長手方向が［０１１］方
向となるように選ぶ。マスク幅Ｗmは定常組成領域１１
２においてＷm2＝３０μｍであり、組成遷移領域１１１
においてはＷm1は３０μｍから６μｍまで緩やかに変化
している。ＳｉＯ2マスクの空隙部の幅Ｗ0は０．７μｍ
であり、定常組成領域１１２、組成遷移領域１１１にわ
たり一定である。
【００３１】このＳｉＯ2マスクパターンを選択成長用
のマスクとして、図２（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層１０７を含むダブルヘテロ・メサ２０２を、
選択ＭＯＶＰＥによって一括形成する。具体的にはドー
ピング濃度１．０×１０18／ｃｍ3のｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層を５０ｎｍ、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０
７を３００ｎｍ、アンドープＩｎＰクラッド層を１００
ｎｍ順次成長する。なお、上記の各層の厚さは、マスク
幅Ｗmが３０μｍの定常組成領域１１２における層厚で
あり、マスク幅Ｗmが３０μｍから次第に狭くなる組成
遷移領域１１１においては活性層１０７の厚さは減少
し、マスク幅が６μｍとなる組成遷移領域先端部では、
活性層１０７の厚さは８０ｎｍとなる。また、組成遷移
領域１１１ではマスク幅の変化に対応して層厚だけでな
く、結晶の面内歪量、組成波長も変化する。定常組成領
域１１２における活性層１０７の歪量は約０．２％であ
る。また、組成遷移領域１０７において、活性層１０７
の歪量は０．２％から−０．６５％まで変化する。この
ように、選択ＭＯＶＰＥにより、歪量の異なる領域を一
回の結晶成長で形成する。選択ＭＯＶＰＥによりダブル
ヘテロメサ２０２を一括形成した後、図２（ｃ）に示す
ように、ダブルヘテロメサ２０２以外のＩｎＧａＡｓＰ
成長層をエッチングにより除去する。その後、図２
（ｄ）に示すように、埋め込み選択成長のためのＳｉＯ
2膜８０ｎｍを全面に再形成し、埋め込み選択成長用パ
ターンを形成する。その後、図２（ｅ）のように、この
空隙部にドーピング濃度７．０×１０17／ｃｍ3のｐ−
ＩｎＰ埋め込み層１０６（層厚６μｍ）及びドーピング
濃度１．０×１０19／ｃｍ3のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層１０６（層厚４０ｎｍ）を選択ＭＯＶＰＥにより
形成する。埋め込み成長の後、図２（ｆ）のように分割
構造電極に対応した形状にｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト
層１０５をエッチングにより分割する。コンタクト層１
０５の長さは定常組成領域部１１２では３５０μｍと
し、組成遷移領域１１１では全長２５０μｍの遷移領域
部コンタクト層を、５μｍずつの空隙部をはさんで４５
μｍずつの長さに５分割する。次に、再びＳｉＯ2膜を
全面に形成し、図２（ｇ）のようにＴｉ−Ａｕ電極のコ
ンタクト窓形成用ＳｉＯ2マスク１０４をパターニング
する。その後、図２（ｈ）のようにＴｉ−Ａｕスパッタ
膜２０４を全面にスパッタした後、図２（ｉ）のように
分割構造電極１０３のパターニングを行う。最後にＩｎ
Ｐ基板裏面の研磨と裏面電極形成、劈開による素子端面
の形成、端面へのＳｉＯＮ無反射膜１０８の形成を行い
図１に示した素子の作製を完了する。
のマスクとして、図２（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層１０７を含むダブルヘテロ・メサ２０２を、
選択ＭＯＶＰＥによって一括形成する。具体的にはドー
ピング濃度１．０×１０18／ｃｍ3のｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層を５０ｎｍ、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０
７を３００ｎｍ、アンドープＩｎＰクラッド層を１００
ｎｍ順次成長する。なお、上記の各層の厚さは、マスク
幅Ｗmが３０μｍの定常組成領域１１２における層厚で
あり、マスク幅Ｗmが３０μｍから次第に狭くなる組成
遷移領域１１１においては活性層１０７の厚さは減少
し、マスク幅が６μｍとなる組成遷移領域先端部では、
活性層１０７の厚さは８０ｎｍとなる。また、組成遷移
領域１１１ではマスク幅の変化に対応して層厚だけでな
く、結晶の面内歪量、組成波長も変化する。定常組成領
域１１２における活性層１０７の歪量は約０．２％であ
る。また、組成遷移領域１０７において、活性層１０７
の歪量は０．２％から−０．６５％まで変化する。この
ように、選択ＭＯＶＰＥにより、歪量の異なる領域を一
回の結晶成長で形成する。選択ＭＯＶＰＥによりダブル
ヘテロメサ２０２を一括形成した後、図２（ｃ）に示す
ように、ダブルヘテロメサ２０２以外のＩｎＧａＡｓＰ
成長層をエッチングにより除去する。その後、図２
（ｄ）に示すように、埋め込み選択成長のためのＳｉＯ
2膜８０ｎｍを全面に再形成し、埋め込み選択成長用パ
ターンを形成する。その後、図２（ｅ）のように、この
空隙部にドーピング濃度７．０×１０17／ｃｍ3のｐ−
ＩｎＰ埋め込み層１０６（層厚６μｍ）及びドーピング
濃度１．０×１０19／ｃｍ3のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層１０６（層厚４０ｎｍ）を選択ＭＯＶＰＥにより
形成する。埋め込み成長の後、図２（ｆ）のように分割
構造電極に対応した形状にｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト
層１０５をエッチングにより分割する。コンタクト層１
０５の長さは定常組成領域部１１２では３５０μｍと
し、組成遷移領域１１１では全長２５０μｍの遷移領域
部コンタクト層を、５μｍずつの空隙部をはさんで４５
μｍずつの長さに５分割する。次に、再びＳｉＯ2膜を
全面に形成し、図２（ｇ）のようにＴｉ−Ａｕ電極のコ
ンタクト窓形成用ＳｉＯ2マスク１０４をパターニング
する。その後、図２（ｈ）のようにＴｉ−Ａｕスパッタ
膜２０４を全面にスパッタした後、図２（ｉ）のように
分割構造電極１０３のパターニングを行う。最後にＩｎ
Ｐ基板裏面の研磨と裏面電極形成、劈開による素子端面
の形成、端面へのＳｉＯＮ無反射膜１０８の形成を行い
図１に示した素子の作製を完了する。
【００３２】実施例２ 図４に本発明による半導体光増幅器の第２の実施例であ
るモノリシック半導体マトリクス光スイッチの平面図及
び、半導体受動導波路及び半導体光増幅器での断面図を
示す。図４では、実施例１に基づく半導体光増幅器４０
１と、曲線、分岐などの形状を持つ受動光導波路４０８
とがモノリシックに集積され、入出力ポート数２の分岐
／半導体光増幅器ゲート型マトリクス光スイッチを構成
している。図４において、半導体光増幅器４０１の活性
層１０７と受動光導波路コア層４１０は選択ＭＯＶＰＥ
により一括して形成される。
るモノリシック半導体マトリクス光スイッチの平面図及
び、半導体受動導波路及び半導体光増幅器での断面図を
示す。図４では、実施例１に基づく半導体光増幅器４０
１と、曲線、分岐などの形状を持つ受動光導波路４０８
とがモノリシックに集積され、入出力ポート数２の分岐
／半導体光増幅器ゲート型マトリクス光スイッチを構成
している。図４において、半導体光増幅器４０１の活性
層１０７と受動光導波路コア層４１０は選択ＭＯＶＰＥ
により一括して形成される。
【００３３】本実施例の素子の製造方法では、受動光導
波路４０８はアンドープＩｎＰ埋込層４０９で埋め込ま
れ、半導体光増幅器４０１は実施例１と同様ｐ−ＩｎＰ
埋め込み層１０６で埋め込まれるため、埋め込み成長工
程は２回となる。その他の製造工程については実施例１
に示した半導体光増幅器とほとんど同様なので詳細な説
明は省略する。以下に製造方法の概略を説明する。
波路４０８はアンドープＩｎＰ埋込層４０９で埋め込ま
れ、半導体光増幅器４０１は実施例１と同様ｐ−ＩｎＰ
埋め込み層１０６で埋め込まれるため、埋め込み成長工
程は２回となる。その他の製造工程については実施例１
に示した半導体光増幅器とほとんど同様なので詳細な説
明は省略する。以下に製造方法の概略を説明する。
【００３４】まず、半導体光増幅器４０１の活性層１０
７と受動光導波路４０８のコア層４１０を選択成長によ
り一括して形成するために、（１００）面方位のｎ−Ｉ
ｎＰ基板１０９上にパターニングされるＳｉＯ2マスク
の平面図を図５に示す。半導体光増幅器４０１のマスク
パターンは図３に示した実施例１のパターンと同様であ
る。受動光導波路４０８のマスク幅Ｗm3は６μｍとし、
同じマスク幅である半導体光増幅器４０１の組成遷移領
域１１１の先端部から連続したパターンとなつている。
図５に示したＳｉＯ2パターンを選択成長用のマスクと
して、ストライプに挟まれた空隙部（Ｗ0＝０．７μ
ｍ）にＩｎＧａＡｓＰ活性層１０７を含むダブルヘテロ
・メサ２０２を一括成長する。具体的にはドーピング濃
度１．０×１０18／ｃｍ3のｎ−ＩｎＰバッファ層を５
０ｎｍ、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０７を３０
０ｎｍ、アンドープＩｎＰクラッド層を１００ｎｍ順次
成長する。ここで、層厚はマスク幅Ｗmが３０μｍであ
る半導体光増幅器４０１の定常組成領域１１２における
層厚を示している。
７と受動光導波路４０８のコア層４１０を選択成長によ
り一括して形成するために、（１００）面方位のｎ−Ｉ
ｎＰ基板１０９上にパターニングされるＳｉＯ2マスク
の平面図を図５に示す。半導体光増幅器４０１のマスク
パターンは図３に示した実施例１のパターンと同様であ
る。受動光導波路４０８のマスク幅Ｗm3は６μｍとし、
同じマスク幅である半導体光増幅器４０１の組成遷移領
域１１１の先端部から連続したパターンとなつている。
図５に示したＳｉＯ2パターンを選択成長用のマスクと
して、ストライプに挟まれた空隙部（Ｗ0＝０．７μ
ｍ）にＩｎＧａＡｓＰ活性層１０７を含むダブルヘテロ
・メサ２０２を一括成長する。具体的にはドーピング濃
度１．０×１０18／ｃｍ3のｎ−ＩｎＰバッファ層を５
０ｎｍ、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０７を３０
０ｎｍ、アンドープＩｎＰクラッド層を１００ｎｍ順次
成長する。ここで、層厚はマスク幅Ｗmが３０μｍであ
る半導体光増幅器４０１の定常組成領域１１２における
層厚を示している。
【００３５】このとき、半導体光増幅器部４０１の組成
遷移領域１１１においては活性層１０７の厚さは減少
し、マスク幅が６μｍとなる組成遷移領域１１１の先端
部では、活性層の厚さは８０ｎｍとなる。受動光導波路
４０８におけるマスク幅Ｗmは組成遷移領域１１１の先
端のマスク幅と同じ６μｍであり、半導体増幅器４０１
の活性層１０７と連続した受動光導波路コア層４１０が
一括して形成される。受動光導波路コア層４１０の波長
組成は１．３５μｍ程度であるため、波長１．５５μｍ
の信号光に対しては吸収がない光導波路として機能す
る。次に、ＩｎＰ埋め込み層を半導体光増幅器部４０１
と受動光導波路部４０８とで分けて埋め込む。はじめ
に、ウエハ全面にＳｉＯ2膜を再形成し、受動光導波路
部４０８のアンドープＩｎＰ埋め込み層４０９成長のた
めの選択成長マスクパターンを形成し、選択ＭＯＶＰＥ
によりアンドープＩｎＰ層（層厚５μｍ）を受動光導波
路４０８にのみ成長する。その後ウエハ全面に再度Ｓｉ
Ｏ2膜を形成し、半導体光増幅器部４０１のｐ−ＩｎＰ
埋め込み層１０６の選択成長用パターニングを施したの
ち、同様に選択成長によりドーピング濃度７．０×１０
17／ｃｍ3のｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０６（層厚６μ
ｍ）、ドーピング濃度２．０×１０19／ｃｍ8のｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層１０５（層厚４０ｎｍ）を半導
体光増幅器４０１のみに順次成長する。ＩｎＰ埋め込み
成長の後、分割構造電極に対応した形状に半導体光増幅
器４０１のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０５をエッ
チングにより分割する。コンタクト層１０５の長さは定
常組成領域１１２では３６０μｍとし、組成遷移領域１
１１では５μｍずつの空隙部をはさんで４５μｍずつの
長さにストライプ方向に５分割する。次に、再びＳｉＯ
2膜を全面に形成し、Ｔｉ−Ａｕ電極のコンタクト窓形
成用ＳｉＯ2マスク１０４をパターニングする。その
後、Ｔｉ−Ａｕスパッタ膜２０４を全面にスパッタした
のち、分割構造電極１０３のパターニングを行う。最後
にＩｎＰ基板裏面の研磨と裏面電極形成、劈開による素
子端面の形成、端面へのＳｉＯＮ無反射膜１０８の形成
を行い図４に示した素子の作製を完了する。
遷移領域１１１においては活性層１０７の厚さは減少
し、マスク幅が６μｍとなる組成遷移領域１１１の先端
部では、活性層の厚さは８０ｎｍとなる。受動光導波路
４０８におけるマスク幅Ｗmは組成遷移領域１１１の先
端のマスク幅と同じ６μｍであり、半導体増幅器４０１
の活性層１０７と連続した受動光導波路コア層４１０が
一括して形成される。受動光導波路コア層４１０の波長
組成は１．３５μｍ程度であるため、波長１．５５μｍ
の信号光に対しては吸収がない光導波路として機能す
る。次に、ＩｎＰ埋め込み層を半導体光増幅器部４０１
と受動光導波路部４０８とで分けて埋め込む。はじめ
に、ウエハ全面にＳｉＯ2膜を再形成し、受動光導波路
部４０８のアンドープＩｎＰ埋め込み層４０９成長のた
めの選択成長マスクパターンを形成し、選択ＭＯＶＰＥ
によりアンドープＩｎＰ層（層厚５μｍ）を受動光導波
路４０８にのみ成長する。その後ウエハ全面に再度Ｓｉ
Ｏ2膜を形成し、半導体光増幅器部４０１のｐ−ＩｎＰ
埋め込み層１０６の選択成長用パターニングを施したの
ち、同様に選択成長によりドーピング濃度７．０×１０
17／ｃｍ3のｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０６（層厚６μ
ｍ）、ドーピング濃度２．０×１０19／ｃｍ8のｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層１０５（層厚４０ｎｍ）を半導
体光増幅器４０１のみに順次成長する。ＩｎＰ埋め込み
成長の後、分割構造電極に対応した形状に半導体光増幅
器４０１のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０５をエッ
チングにより分割する。コンタクト層１０５の長さは定
常組成領域１１２では３６０μｍとし、組成遷移領域１
１１では５μｍずつの空隙部をはさんで４５μｍずつの
長さにストライプ方向に５分割する。次に、再びＳｉＯ
2膜を全面に形成し、Ｔｉ−Ａｕ電極のコンタクト窓形
成用ＳｉＯ2マスク１０４をパターニングする。その
後、Ｔｉ−Ａｕスパッタ膜２０４を全面にスパッタした
のち、分割構造電極１０３のパターニングを行う。最後
にＩｎＰ基板裏面の研磨と裏面電極形成、劈開による素
子端面の形成、端面へのＳｉＯＮ無反射膜１０８の形成
を行い図４に示した素子の作製を完了する。
【００３６】作製した素子は実施例１に記載の半導体光
増幅器と同様、素子作製後に半導体光増幅器への電流注
入領域を最適化することにより偏光依存性を補償するこ
とが可能である。本実施例では受動光導波路の伝搬特性
の偏光依存性及び、光ファイバとの結合効率の偏光依存
性が主として補償され、素子実装後の偏光無依存化を図
ることが可能である。偏光依存性の補償方法の詳細は半
導体光増幅器単体と同様である。
増幅器と同様、素子作製後に半導体光増幅器への電流注
入領域を最適化することにより偏光依存性を補償するこ
とが可能である。本実施例では受動光導波路の伝搬特性
の偏光依存性及び、光ファイバとの結合効率の偏光依存
性が主として補償され、素子実装後の偏光無依存化を図
ることが可能である。偏光依存性の補償方法の詳細は半
導体光増幅器単体と同様である。
【００３７】以上述べた製造方法を用いると、半導体光
増幅器と受動光導波路をモノリシック集積するために、
エッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要がな
く、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素子
の製造歩留りも大幅に向上する。半導体光増幅器と受動
光導波路で活性層は連続となるため、接続部の損失が生
じず、素子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続
部で不要な反射戻り光が発生することによる悪影響も低
減できる。
増幅器と受動光導波路をモノリシック集積するために、
エッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要がな
く、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素子
の製造歩留りも大幅に向上する。半導体光増幅器と受動
光導波路で活性層は連続となるため、接続部の損失が生
じず、素子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続
部で不要な反射戻り光が発生することによる悪影響も低
減できる。
【００３８】実施例３ 図６に本発明による半導体光増幅器の第３の実施例であ
る半導体光増幅器モジュールの平面図を示す。図６に示
した半導体光増幅器モジュールは、実施例１に示した半
導体光増幅器４０１の入出力端において、レンズ６０２
を介して光学的に結合された入出力光ファイバ６０１、
及び前記半導体光増幅器４０１に電流注入するための引
き出し電極６０３がパッケージに実装される。
る半導体光増幅器モジュールの平面図を示す。図６に示
した半導体光増幅器モジュールは、実施例１に示した半
導体光増幅器４０１の入出力端において、レンズ６０２
を介して光学的に結合された入出力光ファイバ６０１、
及び前記半導体光増幅器４０１に電流注入するための引
き出し電極６０３がパッケージに実装される。
【００３９】実装された半導体光増幅器の利得の偏光依
存性を以下の手順で補償する。補償原理の説明は前記し
た通りである。
存性を以下の手順で補償する。補償原理の説明は前記し
た通りである。
【００４０】まず、半導体光増幅器４０１の電極と引き
出し電極６０３をボンディングせず、他の方法により電
流注入して利得特性の測定を行う。電流注入は単一構造
電極１０２及び分割構造電極１０３の一部に選んでお
く。光ファイバ６０１の一方から入力信号光４０２を入
力し、半導体光増幅器４０１を経て、他方の光ファイバ
から出力される出力信号光４０７の強度を測定し、入力
信号光との強度比が０ｄＢとなり無挿入損失動作となる
電流注入量においてＴＥ偏光及びＴＭ偏光に対する利得
を測定し、ファイバ間ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差を測定す
る。ここで生ずる偏光依存性は素子の作製ばらつきに起
因する利得の偏光依存性、及び光ファイバとの結合効率
の偏光依存性からなる。測定された利得特性が、ＴＭ偏
光に対する利得がＴＥ偏光に対する利得よりも大きい場
合、組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３
を短くすることによりＴＭ偏光に対する利得を相対的に
抑制して偏光依存性を補償する。逆に、ＴＥ偏光に対す
る利得がＴＭ偏光に対する利得よりも大きい場合には、
組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３を長
くすることによって、よりＴＭ偏光を増幅し偏光依存性
を補償する。利得の偏光依存性が最小となる電流注入領
域長７０３を決定した後、該当する電極をボンディング
ワイヤ６０４により電気的に接続する。
出し電極６０３をボンディングせず、他の方法により電
流注入して利得特性の測定を行う。電流注入は単一構造
電極１０２及び分割構造電極１０３の一部に選んでお
く。光ファイバ６０１の一方から入力信号光４０２を入
力し、半導体光増幅器４０１を経て、他方の光ファイバ
から出力される出力信号光４０７の強度を測定し、入力
信号光との強度比が０ｄＢとなり無挿入損失動作となる
電流注入量においてＴＥ偏光及びＴＭ偏光に対する利得
を測定し、ファイバ間ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差を測定す
る。ここで生ずる偏光依存性は素子の作製ばらつきに起
因する利得の偏光依存性、及び光ファイバとの結合効率
の偏光依存性からなる。測定された利得特性が、ＴＭ偏
光に対する利得がＴＥ偏光に対する利得よりも大きい場
合、組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３
を短くすることによりＴＭ偏光に対する利得を相対的に
抑制して偏光依存性を補償する。逆に、ＴＥ偏光に対す
る利得がＴＭ偏光に対する利得よりも大きい場合には、
組成遷移領域１１１における電流注入領域長７０３を長
くすることによって、よりＴＭ偏光を増幅し偏光依存性
を補償する。利得の偏光依存性が最小となる電流注入領
域長７０３を決定した後、該当する電極をボンディング
ワイヤ６０４により電気的に接続する。
【００４１】以上説明した手順以外の手順としては、素
子実装後全ての電極を引き出し電極６０３にボンディン
グワイヤ６０４によりボンディングする。引き出し電極
６０３に電流注入し、前記手順と同様の手順でファイバ
間ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差を測定する。このとき測定さ
れる利得差はＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対する
利得より大きくなる傾向となる。次に、ボンディングワ
イヤ６０４を組成遷移領域１１１の端から１段切断する
ことにより、電流注入領域長７０３を短くした上でＴＥ
−ＴＭ偏光間利得差を測定する手順を、ＴＥ−ＴＭ偏光
間利得差が補償されるまで繰り返す。
子実装後全ての電極を引き出し電極６０３にボンディン
グワイヤ６０４によりボンディングする。引き出し電極
６０３に電流注入し、前記手順と同様の手順でファイバ
間ＴＥ−ＴＭ偏光間利得差を測定する。このとき測定さ
れる利得差はＴＭ偏光に対する利得がＴＥ偏光に対する
利得より大きくなる傾向となる。次に、ボンディングワ
イヤ６０４を組成遷移領域１１１の端から１段切断する
ことにより、電流注入領域長７０３を短くした上でＴＥ
−ＴＭ偏光間利得差を測定する手順を、ＴＥ−ＴＭ偏光
間利得差が補償されるまで繰り返す。
【００４２】以上で示したモジュール構成及び補償方法
により、図６に示した半導体光増幅器モジュールのファ
イバ間利得の偏光依存性を補償することが可能となる。
この構成により、利得の偏光依存性の補償が可能な半導
体光増幅器モジュールを単一の引き出し電極により実現
できる。
により、図６に示した半導体光増幅器モジュールのファ
イバ間利得の偏光依存性を補償することが可能となる。
この構成により、利得の偏光依存性の補償が可能な半導
体光増幅器モジュールを単一の引き出し電極により実現
できる。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、素
子実装後に利得の偏光依存性を調節可能であり、素子の
作製ばらつき、光ファイバや導波路との結合特性などに
起因する利得の偏光依存性を素子作製後に補償すること
ができるため、半導体光増幅器を含むモジュール全体の
偏光無依存化を図ることが可能である。以上のような偏
光依存性調節機能を有する素子を簡便な方法で作製する
ことは従来困難であったが、活性層を選択ＭＯＶＰＥで
形成することによって、従来の製造工程とほとんど同じ
工程により作製可能である。
子実装後に利得の偏光依存性を調節可能であり、素子の
作製ばらつき、光ファイバや導波路との結合特性などに
起因する利得の偏光依存性を素子作製後に補償すること
ができるため、半導体光増幅器を含むモジュール全体の
偏光無依存化を図ることが可能である。以上のような偏
光依存性調節機能を有する素子を簡便な方法で作製する
ことは従来困難であったが、活性層を選択ＭＯＶＰＥで
形成することによって、従来の製造工程とほとんど同じ
工程により作製可能である。
【００４４】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではない。実施例としては、ＩｎＰ系の半導体光増
幅器、及び半導体モノリシック集積型マトリクス光スイ
ッチの例のみを示したが、ＩｎＡｌＡｓ等の他の材料系
に対しても本発明は有効である。また、集積素子の構成
についても、マトリクス光スイッチに限る必要はなく、
受動光導波路のみでなく、光変調器や方向性結合器、導
波路アレイ回折格子型合分波器などが集積された素子に
対しても本発明は有効であり、偏光無依存動作を要求さ
れるあらゆる集積型素子に対して、本発明は適用可能で
ある。
ものではない。実施例としては、ＩｎＰ系の半導体光増
幅器、及び半導体モノリシック集積型マトリクス光スイ
ッチの例のみを示したが、ＩｎＡｌＡｓ等の他の材料系
に対しても本発明は有効である。また、集積素子の構成
についても、マトリクス光スイッチに限る必要はなく、
受動光導波路のみでなく、光変調器や方向性結合器、導
波路アレイ回折格子型合分波器などが集積された素子に
対しても本発明は有効であり、偏光無依存動作を要求さ
れるあらゆる集積型素子に対して、本発明は適用可能で
ある。
【図１】本発明の一実施例である半導体光増幅器の構造
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図２】図１にその構造を示した、本発明の第一の実施
例である半導体光増幅器の製造工程を示す図である。
例である半導体光増幅器の製造工程を示す図である。
【図３】図１にその構造を示した、本発明の第一の実施
例である半導体光増幅器を作製する際に用いられる選択
成長マスクの形状を示す平面図である。
例である半導体光増幅器を作製する際に用いられる選択
成長マスクの形状を示す平面図である。
【図４】本発明により製造される半導体光増幅器の第二
の実施例である、半導体モノリシック集積分岐／半導体
増幅器ゲート型マトリクス光スイッチの構造を示す平面
図（ａ）、ａ−ａ’における断面図（ｂ）及びｂ−ｂ’
における断面図（ｃ）である。
の実施例である、半導体モノリシック集積分岐／半導体
増幅器ゲート型マトリクス光スイッチの構造を示す平面
図（ａ）、ａ−ａ’における断面図（ｂ）及びｂ−ｂ’
における断面図（ｃ）である。
【図５】図４にその構造を示した第二の実施例である半
導体モノリシック集積分岐／半導体増幅器ゲート型マト
リクス光スイッチを作製する際の、選択成長マスク形状
を示す平面図である。
導体モノリシック集積分岐／半導体増幅器ゲート型マト
リクス光スイッチを作製する際の、選択成長マスク形状
を示す平面図である。
【図６】本発明の第三の実施例である半導体光増幅器モ
ジュールの構造を示す概略図である。
ジュールの構造を示す概略図である。
【図７】本発明の半導体光増幅器の利得の偏光依存性の
補償方法を説明するための図である。
補償方法を説明するための図である。
【図８】選択ＭＯＶＰＥによる成長層組成歪量制御の原
理を説明するための図である。
理を説明するための図である。
【図９】分岐／半導体増幅器ゲート型マトリクス光スイ
ッチの構成を示す平面図である。
ッチの構成を示す平面図である。
【図１０】半導体光増幅器を製造するための選択成長技
術について説明するための概念図である。
術について説明するための概念図である。
【図１１】偏光依存性調整機能を有する半導体光増幅器
の従来例を説明するための概念図である。
の従来例を説明するための概念図である。
１０１ 電極 １０２ 単一構造電極 １０３ 分割構造電極 １０４ コンタクト窓形成用ＳｉＯ2マスク １０５ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層 １０６ ｐ−ＩｎＰ埋め込み層 １０７ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １０８ ＳｉＯＮ無反射膜 １０９ ｎ−ＩｎＰ基板 １１０ 窓構造 １１１ 組成遷移領域 １１２ 定常組成領域 ２０１ ダブルヘテロメサ形成用ＳｉＯ2マスク ２０２ ダブルヘテロメサ ２０３ 埋め込み成長用ＳｉＯ2マスク ２０４ Ｔｉ／Ａｕスパッタ膜 ３０１ 半導体光増幅器部ＳｉＯ2マスク ４０１ 半導体光増幅器 ４０２ 入力信号光 ４０３ 入力側光導波路 ４０４ 入力側Ｙ分岐光導波路 ４０５ 出力側Ｙ分岐光導波路 ４０６ 出力側光導波路 ４０７ 出力信号光 ４０９ ｉ−ＩｎＰ埋め込み層 ４１０ 半導体受動光導波路コア層 ６０１ 光ファイバ ６０２ レンズ ６０３ 引き出し電極 ６０４ ボンディングワイヤ ７０１ 電流注入領域 ７０２ 非電流注入領域 ７０３ 電流注入領域長
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/10 H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (13)
- 【請求項１】 電流注入時のＴＥ、ＴＭ偏光に対する利
得差がストライプ方向で異なる構造の活性層と、該活性
層に電流注入する電極を少なくとも有する利得の偏光無
依存化が可能な半導体光増幅器であって、ストライプ方
向で断面構造及び結晶組成が連続的に変化する構造の活
性層と、該活性層に電流注入するストライプ方向におい
て少なくとも２つに分割された分割構造電極とを有する
組成遷移領域を少なくとも含み、電流注入する前記分割
構造電極を選択して電流注入領域長を可変としたことを
特徴とする半導体光増幅器。 - 【請求項２】 前記組成遷移領域に接してストライプ方
向で均一な断面構造及び結晶組成を有する活性層構造と
該活性層の全域に形成された電極を有する定常組成領域
を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体光増幅
器。 - 【請求項３】 半導体光増幅器がストライプ方向におい
て３つの領域から構成され、中央に定常組成領域が、該
定常組成領域の両側に組成遷移領域が形成されているこ
とを特徴とする、請求項２に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項４】 素子両端に窓構造を有することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体光増
幅器。 - 【請求項５】 活性層がバルク半導体であることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体光
増幅器。 - 【請求項６】 組成遷移領域における活性層の面内歪が
ストライプ方向において圧縮歪から伸張歪に連続的に変
化していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
１項に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項７】 定常組成領域における活性層の面内歪が
圧縮歪であり、組成遷移領域における活性層の面内歪
が、前記定常組成領域における活性層からストライプ方
向に離れるに従い圧縮歪から伸張歪に連続的に変化して
いることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体光
増幅器。 - 【請求項８】 半導体光増幅器と半導体受動光導波路と
を含む半導体光集積素子であって、前記半導体光増幅器
として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体
光増幅器を使用することを特徴とする半導体光集積素
子。 - 【請求項９】 半導体光増幅器或いは半導体光集積素子
の入出力端において、前記半導体光増幅器或いは前記半
導体光集積素子と光学的に結合されたシングルモード光
ファイバ、及び前記半導体光増幅器或いは前記半導体光
集積素子に電流注入するための引き出し電極により構成
された偏光無依存型半導体光モジュールであって、前記
半導体光増幅器或いは前記半導体光集積素子として請求
項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体光増幅器或い
は請求項８に記載の半導体光集積素子を使用することを
特徴とする半導体光モジュール。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の半導体光増幅器の製
造方法であって、 半導体基板上に一対の誘電体マスクを形成する工程、 半導体バッファ層、半導体活性層、半導体クラッド層を
順次前記マスクの空隙部に積層して、前記半導体活性層
を含むメサストライプを形成する工程、 埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、 メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半導体コン
タクト層を積層する工程、 前記半導体コンタクト層をストライプ方向において少な
くとも２つに分割する工程、及び該分割された半導体コ
ンタクト層上に電極を形成する工程を少なくとも含み、
前記半導体基板上に形成される一対の誘電体マスクが、
少なくとも組成遷移領域に相当する部分でストライプ方
向にその幅が変化するよう形成され、前記組成遷移領域
の活性層をストライプ方向で断面構造及び結晶組成が連
続的に変化するよう形成することを特徴とする半導体光
増幅器の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項２に記載の半導体光増幅器の製
造方法であって、 半導体基板上に一対の誘電体マスクを形成する工程、 半導体バッファ層、半導体活性層、半導体クラッド層を
順次前記マスクの空隙部に積層して、前記半導体活性層
を含むメサストライプを形成する工程、 埋め込み層を選択成長するための誘電体マスクを形成す
る工程、 メサストライプの上に半導体埋め込み層及び半導体コン
タクト層を積層する工程、 前記半導体コンタクト層をストライプ方向において少な
くとも２つに分割する工程、及び該分割された半導体コ
ンタクト層上に電極を形成する工程を少なくとも含み、
前記半導体基板上に形成される一対の誘電体マスクが、
少なくとも定常組成領域に相当する部分ではストライプ
方向で一定の幅を有し、一方組成遷移領域に相当する部
分ではストライプ方向で変化させ、前記組成遷移領域に
おいてはその幅が変化するよう形成され、前記組成遷移
領域の活性層をストライプ方向で断面構造及び結晶組成
が連続的に変化するよう形成することを特徴とする半導
体光増幅器の製造方法。 - 【請求項１２】 半導体光増幅器と、半導体受動光導波
路とを含む半導体光集積素子の製造方法であって、 半導体基板上に選択成長用の誘電体マスクを形成する工
程、 半導体バッファ層、半導体活性層もしくは半導体コア
層、半導体クラッド層からなるダブルヘテロメサを順次
前記マスクの空隙部に一括して積層する工程、 前記受動光導波路の埋め込み層を選択成長するための誘
電体マスクを形成する工程、 前記受動光導波路のメサの上に受動光導波路部埋め込み
層を積層する工程、 前記半導体光増幅器の埋め込み層を選択成長するための
誘電体マスクを形成する工程、 前記半導体光増幅器のメサストライプの上に半導体光増
幅器部埋め込み層及び半導体コンタクト層を積層する工
程、 前記半導体コンタクト層をストライプ方向において少な
くとも２つに分割する工程、及び前記半導体コンタクト
層上に電極を形成する工程を少なくとも含み、前記半導
体光増幅器の前記活性層の結晶の面内歪量がストライプ
方向において連続的に変化する構造をもち、前記活性層
にかかる電極が、活性層のストライプ方向において少な
くとも２つに分割されており、選択成長の前記空隙部の
パターンが、前記半導体光増器と前記受動光導波路に対
応する前記選択成長用の誘電体マスクにおいて、前記半
導体光増器の誘電体マスク幅が前記受動光導波路の誘電
体マスク幅よりも広いことを特徴とする半導体光集積素
子の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１〜７のいずれかに記載の半導
体光増幅器、請求項８に記載の半導体光集積素子、ある
いは請求項９に記載の光モジュールの利得の偏光依存性
の補償方法であって、作製後の素子を実装する工程と、
分割構造電極への電流注入領域を変化させながら、ＴＥ
偏光及びＴＭ偏光に対する利得を測定する工程と、測定
された利得差が最小となる様な電流注入領域長において
電流注入されるように該電流注入領域長内の分割構造電
極を電気的に結合する工程を少なくとも含むことを特徴
とする前記方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167524A JP2947227B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 半導体光増幅器、その製造方法及び利得の偏光依存性の補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167524A JP2947227B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 半導体光増幅器、その製造方法及び利得の偏光依存性の補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117260A JPH1117260A (ja) | 1999-01-22 |
| JP2947227B2 true JP2947227B2 (ja) | 1999-09-13 |
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ID=15851302
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9167524A Expired - Fee Related JP2947227B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 半導体光増幅器、その製造方法及び利得の偏光依存性の補償方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2947227B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007221172A (ja) * | 1999-06-03 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | 偏波無依存型半導体光増幅器 |
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-
1997
- 1997-06-24 JP JP9167524A patent/JP2947227B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1117260A (ja) | 1999-01-22 |
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