JP3281239B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体装置
に関し、より詳しくは、選択成長法により利得領域の膜
厚と導波路領域の膜厚を異ならせた化合物半導体装置に
関する。
に関し、より詳しくは、選択成長法により利得領域の膜
厚と導波路領域の膜厚を異ならせた化合物半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信技術の進展と処理情報量の
拡大により、各家庭への光ファイバの敷設が検討される
段階に至っている。各家庭への支線系に光ファイバを敷
設しようとすると、通信の幹線系で使用されている半導
体レーザに比べて遥かに低価格の半導体レーザの使用が
要求される。
拡大により、各家庭への光ファイバの敷設が検討される
段階に至っている。各家庭への支線系に光ファイバを敷
設しようとすると、通信の幹線系で使用されている半導
体レーザに比べて遥かに低価格の半導体レーザの使用が
要求される。
【０００３】従来では、特に、半導体レーザと光ファイ
バの光結合に多大のコストがかかるために、半導体レー
ザから出射されたレーザビームのスポット形状を変換す
るための導波路を１回の結晶成長で形成することができ
る半導体集積回路装置の製造方法が開発されてきた。従
来から、マスクを施した半導体基板上に有機金属気相成
長法等の気相成長によって結晶成長を行うと、選択成長
マスクの近傍領域の結晶成長速度が選択成長マスクから
遠い領域の結晶成長速度に比べて大きくなるという現象
が知られている。このような選択成長マスクを使用して
複数の領域毎に成長速度を異ならせる結晶成長を以下に
選択成長という。その選択成長を利用した化合物半導体
光装置は、例えばKobayashi et al., IEEE Photon. Tec
h. Lett., Vol.6, pp.1080-1081,1994に記載されてい
る。
バの光結合に多大のコストがかかるために、半導体レー
ザから出射されたレーザビームのスポット形状を変換す
るための導波路を１回の結晶成長で形成することができ
る半導体集積回路装置の製造方法が開発されてきた。従
来から、マスクを施した半導体基板上に有機金属気相成
長法等の気相成長によって結晶成長を行うと、選択成長
マスクの近傍領域の結晶成長速度が選択成長マスクから
遠い領域の結晶成長速度に比べて大きくなるという現象
が知られている。このような選択成長マスクを使用して
複数の領域毎に成長速度を異ならせる結晶成長を以下に
選択成長という。その選択成長を利用した化合物半導体
光装置は、例えばKobayashi et al., IEEE Photon. Tec
h. Lett., Vol.6, pp.1080-1081,1994に記載されてい
る。
【０００４】そのような現象を用いて半導体レーザと半
導体導波路をモノリシックに集積したビーム変換導波路
付き化合物半導体光装置を製造することができる。その
ような導波路はテーパ状に形成されるので、以下にテー
パ導波路ともいう。
導体導波路をモノリシックに集積したビーム変換導波路
付き化合物半導体光装置を製造することができる。その
ような導波路はテーパ状に形成されるので、以下にテー
パ導波路ともいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、テーパ導波路
を実現するために選択成長により化合物半導体層の膜厚
を変化させると、膜厚の相違に応じて半導体の組成も変
化してしまい、膜厚が厚い部分ほど圧縮歪みが加わり易
くなる。例えば、図５(a) に示すように、膜厚が薄いテ
ーパ導波路の先端の層に応力が生じていなくても、膜厚
が厚い半導体レーザの層には図５(b) に示すように圧縮
歪みが加わる。これにより、その半導体レーザの量子井
戸層、障壁層、ガイド層等に必要以上の歪みが加わるこ
とになる。
を実現するために選択成長により化合物半導体層の膜厚
を変化させると、膜厚の相違に応じて半導体の組成も変
化してしまい、膜厚が厚い部分ほど圧縮歪みが加わり易
くなる。例えば、図５(a) に示すように、膜厚が薄いテ
ーパ導波路の先端の層に応力が生じていなくても、膜厚
が厚い半導体レーザの層には図５(b) に示すように圧縮
歪みが加わる。これにより、その半導体レーザの量子井
戸層、障壁層、ガイド層等に必要以上の歪みが加わるこ
とになる。
【０００６】従って、半導体レーザの高温特性の改善を
図るためにその内部の量子井戸層及び障壁層の層数を増
やしたり量子井戸層の歪み量を増やしてゆくと、それら
の層の歪みが過剰になって結晶に転位が生じ易くなる。
即ち、半導体レーザ領域での歪みが過剰になって超格子
が緩和することになる。本発明はこのような問題に鑑み
てなされたものであって、膜厚の厚い領域での歪みを調
整することができる化合物半導体装置を提供することに
ある。
図るためにその内部の量子井戸層及び障壁層の層数を増
やしたり量子井戸層の歪み量を増やしてゆくと、それら
の層の歪みが過剰になって結晶に転位が生じ易くなる。
即ち、半導体レーザ領域での歪みが過剰になって超格子
が緩和することになる。本発明はこのような問題に鑑み
てなされたものであって、膜厚の厚い領域での歪みを調
整することができる化合物半導体装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１、
図３に例示するように、利得領域３０Ａで平坦に形成さ
れ、導波路領域３０Ｂでは該利得領域３０Ａよりも薄く
且つテーパに形成される量子井戸構造層３４と、前記量
子井戸構造層３４の上下に形成されるクラッド層３２，
３６と、前記クラッド層３２，３６と前記量子井戸構造
層３４の間において前記利得領域３０Ａで平坦で且つ前
記導波路領域３０Ｂでテーパに形成される光ガイド層３
３，３５とを有し、前記光ガイド層３３，３５は、膜厚
の厚い前記利得領域３０Ａにおける圧縮応力の量を低減
し且つ前記テーパの先端で引張応力を生じる程度の引張
応力を有することを特徴とする光半導体装置によって解
決される。
図３に例示するように、利得領域３０Ａで平坦に形成さ
れ、導波路領域３０Ｂでは該利得領域３０Ａよりも薄く
且つテーパに形成される量子井戸構造層３４と、前記量
子井戸構造層３４の上下に形成されるクラッド層３２，
３６と、前記クラッド層３２，３６と前記量子井戸構造
層３４の間において前記利得領域３０Ａで平坦で且つ前
記導波路領域３０Ｂでテーパに形成される光ガイド層３
３，３５とを有し、前記光ガイド層３３，３５は、膜厚
の厚い前記利得領域３０Ａにおける圧縮応力の量を低減
し且つ前記テーパの先端で引張応力を生じる程度の引張
応力を有することを特徴とする光半導体装置によって解
決される。
【０００８】上記光半導体装置において、前記量子井戸
構造層３４は多重量子井戸層であることを特徴とする。
上記光半導体装置において、前記テーパの先端で前記量
子井戸構造層３４を構成する井戸層３４ｗには圧縮歪み
が生じていることを特徴とする。上記光半導体装置にお
いて、前記テーパの先端で前記量子井戸構造層３４を構
成する障壁層３４ｂには引張歪みが生じていることを特
徴とする。
構造層３４は多重量子井戸層であることを特徴とする。
上記光半導体装置において、前記テーパの先端で前記量
子井戸構造層３４を構成する井戸層３４ｗには圧縮歪み
が生じていることを特徴とする。上記光半導体装置にお
いて、前記テーパの先端で前記量子井戸構造層３４を構
成する障壁層３４ｂには引張歪みが生じていることを特
徴とする。
【０００９】上記光半導体装置において、前記光ガイド
層３３、３５がインジウムとガリウムを含む混晶で形成
されていることを特徴とする。上記光半導体装置におい
て、少なくとも前記量子井戸構造層３４及び前記光ガイ
ド層３３，３５の両端には反射面が形成されていること
を特徴とする。上記光半導体装置において、上側の前記
光ガイド層と前記クラッド層の間、または、下側の前記
光ガイド層と前記クラッド層の間には回折格子が形成さ
れていることを特徴とする。
層３３、３５がインジウムとガリウムを含む混晶で形成
されていることを特徴とする。上記光半導体装置におい
て、少なくとも前記量子井戸構造層３４及び前記光ガイ
ド層３３，３５の両端には反射面が形成されていること
を特徴とする。上記光半導体装置において、上側の前記
光ガイド層と前記クラッド層の間、または、下側の前記
光ガイド層と前記クラッド層の間には回折格子が形成さ
れていることを特徴とする。
【００１０】（作用）次に、本発明の作用について説明
する。本発明によれば、量子井戸構造層を挟む光ガイド
層のうちの導波路領域の端部で引張歪みを生じさせてい
るので、利得領域での光ガイド層の圧縮歪みの量が小さ
くなる。その光ガイド層の圧縮歪み量の低減により、利
得領域での全体の圧縮歪みの量も低減するので、圧縮歪
みが加わっている井戸層の層数を増やしても結晶転位が
発生しにくくなる。
する。本発明によれば、量子井戸構造層を挟む光ガイド
層のうちの導波路領域の端部で引張歪みを生じさせてい
るので、利得領域での光ガイド層の圧縮歪みの量が小さ
くなる。その光ガイド層の圧縮歪み量の低減により、利
得領域での全体の圧縮歪みの量も低減するので、圧縮歪
みが加わっている井戸層の層数を増やしても結晶転位が
発生しにくくなる。
【００１１】このような圧縮歪みの低減により、導波路
領域の端部で井戸層に圧縮歪みを生じる場合でも、利得
領域の全体の層の圧縮歪みの増加が抑制されるので、装
置全体の格子緩和の発生を防止できる。また、井戸層を
挟む障壁層を導波路領域の端部で引張歪みにすることに
より、利得領域の全体の層の圧縮歪みの増加がさらに抑
制される。
領域の端部で井戸層に圧縮歪みを生じる場合でも、利得
領域の全体の層の圧縮歪みの増加が抑制されるので、装
置全体の格子緩和の発生を防止できる。また、井戸層を
挟む障壁層を導波路領域の端部で引張歪みにすることに
より、利得領域の全体の層の圧縮歪みの増加がさらに抑
制される。
【００１２】なお、そのような光ガイド層の応力調整に
よる利得領域での圧縮歪み量の低減の効果は、ファブリ
ペロー半導体レーザ又はＤＦＢレーザのいずれを有する
光半導体装置でも得られる。
よる利得領域での圧縮歪み量の低減の効果は、ファブリ
ペロー半導体レーザ又はＤＦＢレーザのいずれを有する
光半導体装置でも得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施
形態に係るテーパ導波路が集積化されたファブリペロー
型半導体レーザを示す斜視断面図である。最初に、その
装置の構造を説明する。
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施
形態に係るテーパ導波路が集積化されたファブリペロー
型半導体レーザを示す斜視断面図である。最初に、その
装置の構造を説明する。
【００１４】図１において、n-InP 基板３１の上には、
n-InP クラッド層３２、Inx Ga1-xAsy P1-y（０＜ｘ＜
１、０＜ｙ＜１）よりなる第一の光ガイド層３３、ＭＱ
Ｗ層３４、Inx Ga1-x Asy P1-yよりなる第二の光ガイド
層３５およびp-InP クラッド層３６が連続的にエピタキ
シャル成長されている。これらの層は、エッチングによ
り光進行方向に長いストライプ構造となっている。
n-InP クラッド層３２、Inx Ga1-xAsy P1-y（０＜ｘ＜
１、０＜ｙ＜１）よりなる第一の光ガイド層３３、ＭＱ
Ｗ層３４、Inx Ga1-x Asy P1-yよりなる第二の光ガイド
層３５およびp-InP クラッド層３６が連続的にエピタキ
シャル成長されている。これらの層は、エッチングによ
り光進行方向に長いストライプ構造となっている。
【００１５】ＭＱＷ層３４は、図１(b)に示すように、
井戸層３４ｗと障壁層３４ｂを交互に形成した超格子構
造を有し、井戸層３４ｗは１０層、障壁層３４ｂは１１
層ずつそれぞれ形成され、井戸層３４ｗは障壁層３４ｂ
を挟むように配置されている。井戸層３４ｗはInx1Ga
1-x1Asy1P1-y1 （０＜ｘ1 ＜１、０＜ｙ1 ＜１）からな
り、また、障壁層３４ｂはInx2Ga1-x2Asy2P1-y2 （０＜
ｘ2 ＜１、０＜ｙ2 ＜１）から構成されている。
井戸層３４ｗと障壁層３４ｂを交互に形成した超格子構
造を有し、井戸層３４ｗは１０層、障壁層３４ｂは１１
層ずつそれぞれ形成され、井戸層３４ｗは障壁層３４ｂ
を挟むように配置されている。井戸層３４ｗはInx1Ga
1-x1Asy1P1-y1 （０＜ｘ1 ＜１、０＜ｙ1 ＜１）からな
り、また、障壁層３４ｂはInx2Ga1-x2Asy2P1-y2 （０＜
ｘ2 ＜１、０＜ｙ2 ＜１）から構成されている。
【００１６】上記した層のうち、少なくとも第一の光ガ
イド層３３、ＭＱＷ層３４及び第二の光ガイド層３５
は、利得領域３０Ａで平坦で且つ導波路領域３０Ｂでは
テーパ状となるように選択成長法により形成されてい
る。その選択成長法によれば、例えば図２に示すよう
に、ストライプ構造の導波路領域３０Ｂのテーパ部分の
先端（光出力端）の厚さを０．１μｍとすると、利得領
域Ａでは０．３μｍの厚さとなる。この場合の選択成長
比は「３」となる。
イド層３３、ＭＱＷ層３４及び第二の光ガイド層３５
は、利得領域３０Ａで平坦で且つ導波路領域３０Ｂでは
テーパ状となるように選択成長法により形成されてい
る。その選択成長法によれば、例えば図２に示すよう
に、ストライプ構造の導波路領域３０Ｂのテーパ部分の
先端（光出力端）の厚さを０．１μｍとすると、利得領
域Ａでは０．３μｍの厚さとなる。この場合の選択成長
比は「３」となる。
【００１７】また、ストライプ構造の両側には、第一の
p-InP 層３７と第二のn-InP 層３８が順に成長され、ま
た、第二のn-InP 層３８とp-InP クラッド層３６の上に
は第二のp-InP 層３９が形成されている。利得領域３０
Ａとその近傍の第二のp-InP 層３９の上には、ｐ+ 型In
GaAsP よりなるコンタクト層４１が形成され、さらに第
二のp-InP 層３９の導波路領域３０Ｂとコンタクト層４
１の上は、それぞれSiO2よりなる保護膜４２により覆わ
れている。また、ストライプ構造の上方の保護膜４２に
は開口部４３が形成され、その開口部４３を通してｐ側
電極４４がコンタクト層４１に接続されている。n-InP
基板３１の下面にはｎ側電極４５が接続されている。ま
た、ストライプ構造の両端には反射膜４６が形成されて
いる。
p-InP 層３７と第二のn-InP 層３８が順に成長され、ま
た、第二のn-InP 層３８とp-InP クラッド層３６の上に
は第二のp-InP 層３９が形成されている。利得領域３０
Ａとその近傍の第二のp-InP 層３９の上には、ｐ+ 型In
GaAsP よりなるコンタクト層４１が形成され、さらに第
二のp-InP 層３９の導波路領域３０Ｂとコンタクト層４
１の上は、それぞれSiO2よりなる保護膜４２により覆わ
れている。また、ストライプ構造の上方の保護膜４２に
は開口部４３が形成され、その開口部４３を通してｐ側
電極４４がコンタクト層４１に接続されている。n-InP
基板３１の下面にはｎ側電極４５が接続されている。ま
た、ストライプ構造の両端には反射膜４６が形成されて
いる。
【００１８】次に、上記したストライプ構造を詳細に説
明する。 （１）初めに導波路領域３０Ｂにあるテーパ状のストラ
イプ構造の光出力端について説明する。その光出力端で
は第一及び第二の光ガイド層３３、３５を構成するInX
Ga1-XAsy P1-y組成比ｘが０．８５であり、組成比ｙが
０．２４となっている。また、光出力端の第一及び第二
の光ガイド層３３、３５の膜厚はそれぞれ１５nmとなっ
ている。このような第一及び第二のガイド層３３、３５
の光出力端では図３(a)に示すように約−０．３％の応
力、即ち０．３％の引張応力が加わっている。また、そ
の光出力端ではＭＱＷ層３４の井戸層３４ｗを構成する
Inx1Ga1-x1Asy1P1-y1 の組成比ｘ1 が０．７２であり、
ｙ1 が０．６１であり、また、障壁層３４ｂを構成する
InX2Ga1-X2Asy P1-Y2 の組成比ｘ2 が０．８５であり、
組成比ｙ 2 が０．３３となっている。また、その光出力
端では、井戸層３４ｗの一層分の厚さは２nmであり、障
壁層３４ｂの一層分の厚さは５nmである。このような構
造の井戸層３４ｗ及び障壁層３４ｂを有するＭＱＷ層３
４の光出力端の応力はほぼ零となって、格子整合をして
いる。
明する。 （１）初めに導波路領域３０Ｂにあるテーパ状のストラ
イプ構造の光出力端について説明する。その光出力端で
は第一及び第二の光ガイド層３３、３５を構成するInX
Ga1-XAsy P1-y組成比ｘが０．８５であり、組成比ｙが
０．２４となっている。また、光出力端の第一及び第二
の光ガイド層３３、３５の膜厚はそれぞれ１５nmとなっ
ている。このような第一及び第二のガイド層３３、３５
の光出力端では図３(a)に示すように約−０．３％の応
力、即ち０．３％の引張応力が加わっている。また、そ
の光出力端ではＭＱＷ層３４の井戸層３４ｗを構成する
Inx1Ga1-x1Asy1P1-y1 の組成比ｘ1 が０．７２であり、
ｙ1 が０．６１であり、また、障壁層３４ｂを構成する
InX2Ga1-X2Asy P1-Y2 の組成比ｘ2 が０．８５であり、
組成比ｙ 2 が０．３３となっている。また、その光出力
端では、井戸層３４ｗの一層分の厚さは２nmであり、障
壁層３４ｂの一層分の厚さは５nmである。このような構
造の井戸層３４ｗ及び障壁層３４ｂを有するＭＱＷ層３
４の光出力端の応力はほぼ零となって、格子整合をして
いる。
【００１９】このような導波路領域３０Ｂ先端の層と膜
の応力の関係は、図３(a) のように示される。この場
合、第一及び第二の光ガイド層３３、３５が引張応力と
なっても光の導波には殆ど影響がない。 （２）一方、利得領域３０Ａにある平坦なストライプ構
造は次のようになる。利得領域３０Ａでは、第一及び第
二の光ガイド層３３、３５を構成するInX Ga 1-X Asy P
1-yの組成比ｘが０．９２であり、組成比ｙが０．２４
となっている。また、光出力端の第一及び第二の光ガイ
ド層３３、３５の膜厚はそれぞれ４５nmとなっている。
このような第一及び第二のガイド層３３、３５の利得領
域３０Ａでは約０．２％の圧縮応力が加わっている。
の応力の関係は、図３(a) のように示される。この場
合、第一及び第二の光ガイド層３３、３５が引張応力と
なっても光の導波には殆ど影響がない。 （２）一方、利得領域３０Ａにある平坦なストライプ構
造は次のようになる。利得領域３０Ａでは、第一及び第
二の光ガイド層３３、３５を構成するInX Ga 1-X Asy P
1-yの組成比ｘが０．９２であり、組成比ｙが０．２４
となっている。また、光出力端の第一及び第二の光ガイ
ド層３３、３５の膜厚はそれぞれ４５nmとなっている。
このような第一及び第二のガイド層３３、３５の利得領
域３０Ａでは約０．２％の圧縮応力が加わっている。
【００２０】また、利得領域３０Ａでは、井戸層３４ｗ
を構成するInx1Ga1-x1Asy1P1-y1 の組成比ｘ1 が０．８
１であり、ｙ1 が０．６１であり、また、障壁層３４ｂ
を構成するInx2Ga1-X2AsY2P1-y2 の組成比ｘ2 が０．９
２であり、組成比ｙ2 が０．３３となっている。また、
光出力端では、井戸層の一層分の厚さは６nmであり、障
壁層３４ｂの一層の厚さは１５nmである。このような構
造の井戸層３４ｗ及び障壁層３４ｂでは圧縮応力が存在
している。
を構成するInx1Ga1-x1Asy1P1-y1 の組成比ｘ1 が０．８
１であり、ｙ1 が０．６１であり、また、障壁層３４ｂ
を構成するInx2Ga1-X2AsY2P1-y2 の組成比ｘ2 が０．９
２であり、組成比ｙ2 が０．３３となっている。また、
光出力端では、井戸層の一層分の厚さは６nmであり、障
壁層３４ｂの一層の厚さは１５nmである。このような構
造の井戸層３４ｗ及び障壁層３４ｂでは圧縮応力が存在
している。
【００２１】なお、利得領域３０Ａと導波路領域３０Ｂ
の選択成長による膜厚の分布を変えることにより各領域
の膜厚が変わるので、利得領域３０Ａでの第一及び第二
の光ガイド層３３、３５、ＭＱＷ層３４のそれぞれの組
成比は膜の厚さによって値が異なってくる。このような
利得領域３０ＡのＭＱＷ層３４と第一及び第二のガイド
層３３、３５の応力は図３(b) のように示されるが、第
一及び第二の光ガイド層３３、３５の圧縮応力が小さい
のでＭＱＷ層３４を過剰に圧縮することはない。
の選択成長による膜厚の分布を変えることにより各領域
の膜厚が変わるので、利得領域３０Ａでの第一及び第二
の光ガイド層３３、３５、ＭＱＷ層３４のそれぞれの組
成比は膜の厚さによって値が異なってくる。このような
利得領域３０ＡのＭＱＷ層３４と第一及び第二のガイド
層３３、３５の応力は図３(b) のように示されるが、第
一及び第二の光ガイド層３３、３５の圧縮応力が小さい
のでＭＱＷ層３４を過剰に圧縮することはない。
【００２２】なお、n-InP クラッド層３２の膜厚は１０
０nm、p-InP クラッド層３６の膜厚は２００nmとなって
いる。以上のように、第一及び第二のガイド層３３、３
５を構成する化合物半導体の膜厚と組成比を調整するこ
とにより、導波路領域３０Ｂでの第一及び第二のガイド
層３３、３５に引っ張り応力を生じさせると、第一及び
第二のガイド層３３、３５のうち膜厚の厚い利得領域３
０Ａでの圧縮応力の量が低減される。
０nm、p-InP クラッド層３６の膜厚は２００nmとなって
いる。以上のように、第一及び第二のガイド層３３、３
５を構成する化合物半導体の膜厚と組成比を調整するこ
とにより、導波路領域３０Ｂでの第一及び第二のガイド
層３３、３５に引っ張り応力を生じさせると、第一及び
第二のガイド層３３、３５のうち膜厚の厚い利得領域３
０Ａでの圧縮応力の量が低減される。
【００２３】これにより、利得領域３０Ａの層全体に生
じる圧縮応力の量は小さくなり、ＭＱＷ層３４が外部か
ら過剰な圧縮応力を受けなくなる。その結果、ＭＱＷ層
３４では井戸層３４ｗの層数を増やしても結晶転位が発
生し難くなる。これにより、利得領域３０Ａに形成され
る半導体レーザの特性劣化が抑制される。ところで、井
戸層３４ｗや障壁層３４ｂの導波路領域３０Ｂでの応力
を調整して利得領域３０Ａでの過剰歪みを防止すること
もできる。そのような場合には、例えば図４に示すよう
に、障壁層３４ｂを引張歪みとし、井戸層３４ｗを圧縮
歪みとしてもよい。
じる圧縮応力の量は小さくなり、ＭＱＷ層３４が外部か
ら過剰な圧縮応力を受けなくなる。その結果、ＭＱＷ層
３４では井戸層３４ｗの層数を増やしても結晶転位が発
生し難くなる。これにより、利得領域３０Ａに形成され
る半導体レーザの特性劣化が抑制される。ところで、井
戸層３４ｗや障壁層３４ｂの導波路領域３０Ｂでの応力
を調整して利得領域３０Ａでの過剰歪みを防止すること
もできる。そのような場合には、例えば図４に示すよう
に、障壁層３４ｂを引張歪みとし、井戸層３４ｗを圧縮
歪みとしてもよい。
【００２４】なお、上記した構造の光半導体レーザは、
ファブリペロー型であるが、利得領域３０Ａの下側又は
上側の光ガイド層３３、３５に凹凸の回折格子を設けた
ＤＦＢ（分布帰還型）半導体レーザであってもよい。
ファブリペロー型であるが、利得領域３０Ａの下側又は
上側の光ガイド層３３、３５に凹凸の回折格子を設けた
ＤＦＢ（分布帰還型）半導体レーザであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、量子
井戸構造層を挟む光ガイド層のうちの導波路領域の端部
で引張歪みを生じさせているので、利得領域での光ガイ
ド層の圧縮歪みの量が小さくなり、利得領域での全体の
圧縮歪みの量の低減により圧縮歪みが加わっている井戸
層での結晶転位の発生を防止できる。
井戸構造層を挟む光ガイド層のうちの導波路領域の端部
で引張歪みを生じさせているので、利得領域での光ガイ
ド層の圧縮歪みの量が小さくなり、利得領域での全体の
圧縮歪みの量の低減により圧縮歪みが加わっている井戸
層での結晶転位の発生を防止できる。
【００２６】このような圧縮歪みの低減により、導波路
領域の端部で井戸層に圧縮歪みを生じる場合でも、利得
領域の全体の層の圧縮歪みの増加が抑制されるので、装
置全体の格子緩和の発生を防止できる。また、井戸層を
挟む障壁層を導波路領域の端部で引張歪みにすることに
より、利得領域の全体の層の圧縮歪みの増加がさらに抑
制される。
領域の端部で井戸層に圧縮歪みを生じる場合でも、利得
領域の全体の層の圧縮歪みの増加が抑制されるので、装
置全体の格子緩和の発生を防止できる。また、井戸層を
挟む障壁層を導波路領域の端部で引張歪みにすることに
より、利得領域の全体の層の圧縮歪みの増加がさらに抑
制される。
【図１】図１(a) は、本発明の一実施形態を示す光半導
体装置の斜視図、図１(b) はそのＭＱＷ層の層構造を示
す断面図である。
体装置の斜視図、図１(b) はそのＭＱＷ層の層構造を示
す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態で選択成長によっ
て形成された層の利得領域と導波路領域の膜厚分布図で
ある。
て形成された層の利得領域と導波路領域の膜厚分布図で
ある。
【図３】図３(a) は、本発明の一実施形態の光半導体装
置におけるテーパ導波路先端の応力の分布図、図３(b)
は、その光半導体装置における利得領域の応力の分布図
である。
置におけるテーパ導波路先端の応力の分布図、図３(b)
は、その光半導体装置における利得領域の応力の分布図
である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の光半導体装置に
おけるテーパ導波路先端の応力の分布図である。
おけるテーパ導波路先端の応力の分布図である。
【図５】図５(a) は、従来の光半導体装置におけるテー
パ導波路先端の応力の分布図、図５(b) は、その光半導
体装置における利得領域の応力の分布図である。
パ導波路先端の応力の分布図、図５(b) は、その光半導
体装置における利得領域の応力の分布図である。
３１ n-InP 基板 ３２ n-InP クラッド層 ３３ 第一の光ガイド層 ３４ ＭＱＷ層 ３４ｗ 井戸層 ３４ｂ 障壁層 ３５ 第二の光ガイド層 ３６ p-InP クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 卓也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−283490（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174982（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−234062（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．, 1994年 １月31日，Ｖｏ．64 Ｎｏ. ５，ｐ．539−541 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，1995 年 ７月20日，Ｖｏｌ．31 Ｎｏ．15, ｐ．1241−1242 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，1992 年 ３月26日，Ｖｏｌ．28 Ｎｏ．７, ｐ．631−632 ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈ. Ｌｅｔｔ．，（1990）Ｖｏｌ．２ Ｎ ｏ．２，ｐ．88−90 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】利得領域で平坦に形成され、導波路領域で
は該利得領域よりも薄く且つテーパに形成される量子井
戸構造層と、 前記量子井戸構造層の上下に形成されるクラッド層と、 前記クラッド層と前記量子井戸構造層の間において前記
利得領域で平坦で且つ前記導波路領域でテーパに形成さ
れる光ガイド層とを有し、 前記光ガイド層は、膜厚の厚い前記利得領域における圧
縮応力の量を低減し且つ前記テーパの先端で引張応力を
生じる程度の引張応力を有することを特徴とする光半導
体装置。 - 【請求項２】前記量子井戸構造層は多重量子井戸層であ
ることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。 - 【請求項３】前記テーパの先端において前記量子井戸構
造層を構成する井戸層には圧縮歪みが生じていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光半導体装
置。 - 【請求項４】前記テーパの先端において前記量子井戸構
造層を構成する障壁層には引張歪みが生じていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32283395A JP3281239B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 光半導体装置 |
| EP95309417A EP0720243A3 (en) | 1994-12-27 | 1995-12-22 | Method of fabricating compound semiconductor device and optical semiconductor device |
| US08/577,399 US5937273A (en) | 1994-12-27 | 1995-12-22 | Fabricating compound semiconductor by varying ratio of stagnant layer thickness and mean free path of seed material |
| EP02020857A EP1271721A3 (en) | 1994-12-27 | 1995-12-22 | Optical semiconductor device |
| EP02020856A EP1271625A3 (en) | 1994-12-27 | 1995-12-22 | Method of fabrication compound semiconductor device |
| KR1019950058692A KR100210591B1 (ko) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | 화합물 반도체장치의 제조방법 및 광 반도체 장치 |
| US09/069,197 US6034983A (en) | 1994-12-27 | 1998-04-29 | Method of fabricating compound semiconductor device and optical semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32283395A JP3281239B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162485A JPH09162485A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3281239B2 true JP3281239B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=18148120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32283395A Expired - Lifetime JP3281239B2 (ja) | 1994-12-27 | 1995-12-12 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281239B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP32283395A patent/JP3281239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９４年 １月３１日，Ｖｏ．６４ Ｎｏ．５，ｐ．５３９−５４１ |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，１９９２年 ３月２６日，Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．７，ｐ．６３１−６３２ |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，１９９５年 ７月２０日，Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．１５，ｐ．１２４１−１２４２ |
| ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．，（１９９０）Ｖｏｌ．２ Ｎｏ．２，ｐ．８８−９０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09162485A (ja) | 1997-06-20 |
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Legal Events
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