JP3488137B2 - Optical semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP3488137B2
JP3488137B2 JP16539299A JP16539299A JP3488137B2 JP 3488137 B2 JP3488137 B2 JP 3488137B2 JP 16539299 A JP16539299 A JP 16539299A JP 16539299 A JP16539299 A JP 16539299A JP 3488137 B2 JP3488137 B2 JP 3488137B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置およ
びその製造方法に係り、特に誘電体膜を選択成長マスク
として、活性層が直接選択MOVPE法によって形成された
光半導体装置において、誘電体マスクあるいは選択成長
マスクの一部にZnOを用いることを特徴とする光半導体
装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to an optical semiconductor device in which an active layer is formed by a direct selective MOVPE method using a dielectric film as a selective growth mask. Alternatively, the present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor device, characterized in that ZnO is used for a part of the selective growth mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年普及してきたインターネットのスム
ーズな進歩を支えるのは光ファイバによる光伝送の大容
量化技術である。光ファイバ増幅技術においては、励起
光源として半導体レーザが用いられており、特に励起光
源の高出力化が要求されている。
2. Description of the Related Art A technique for increasing the capacity of optical transmission using optical fibers supports the smooth progress of the Internet, which has become widespread in recent years. In the optical fiber amplification technique, a semiconductor laser is used as a pumping light source, and in particular, a high output of the pumping light source is required.

【0003】光ファイバ通信網では、幹線系はもとよ
り、アクセス系、加入者系へと、その適用範囲が広がっ
てきており、特に光ファイバを各家庭までつなぐFTTH
(Fiber-To-The-Home)などにおいては、高温動作にも
耐え、かつ安価な半導体レーザが強く求められている。
幹線系においては、爆発的な通信需要の伸びに対応する
ため、2.5Gb/s〜10Gb/sという高速で数十km〜数百k
mの超長距離伝送が可能な光源が求められている。高温
動作可能な光加入者系用半導体レーザやEDFA励起用高出
力半導体レーザを実現するには、優れた光学利得をもつ
活性層が必要である他に、高温条件下や高バイアス条件
下においても漏れ電流(無効電流)の少ない電流ブロッ
ク構造の実現が必須である。このような観点から、pn
pnサイリスタ構造からなる電流ブロック構造がよく用
いられている。
In the optical fiber communication network, the range of application thereof is expanding to the access system and the subscriber system as well as the trunk system. Especially, the FTTH for connecting the optical fiber to each home.
(Fiber-To-The-Home), there is a strong demand for an inexpensive semiconductor laser that can withstand high temperature operation.
In the main line system, in order to respond to the explosive growth of communication demand, several tens of kilometers to several hundreds of kilometers at a high speed of 2.5 Gb / s to 10 Gb / s
There is a demand for a light source capable of transmitting an ultra long distance of m. In order to realize semiconductor lasers for optical subscriber systems and high-power semiconductor lasers for pumping EDFAs that can operate at high temperatures, an active layer with excellent optical gain is required, and even under high-temperature and high-bias conditions. It is essential to realize a current block structure with low leakage current (reactive current). From this perspective, pn
A current block structure composed of a pn thyristor structure is often used.

【0004】しかしながら高バイアス条件下ではターン
・オン動作により電流ブロック機能が働かなくなる現象
が生じてしまう、これを防止する手段として、pnpn
サイリスタ中にナローギャップなInGaAsP再結合
層が挿入されたDC-PBH構造(二重チャンネル・プレーナ
埋め込みヘテロ構造)が提案されている(従来例:特開
昭62-102583/I. Mito et al., Electron. Lett., vo
l. 18, p. 953-954,1982/Y.Sakata et al., IEEE Phot
on. Tech. Lett, vol.9, pp.291-293, 1997)。
However, as a means for preventing the phenomenon that the current blocking function does not work due to the turn-on operation under a high bias condition, pnpn is a means.
A DC-PBH structure (double channel planar buried heterostructure) in which a narrow gap InGaAsP recombination layer is inserted into a thyristor has been proposed (conventional example: JP-A-62-102583 / I. Mito et al. , Electron. Lett., Vo
l. 18, p. 953-954,1982 / Y.Sakata et al., IEEE Phot
on. Tech. Lett, vol.9, pp.291-293, 1997).

【0005】このDC-PBH構造は活性層と同じ層構造をキ
ャリア再結合層としてn-InP基板とp-InPブロック
層の間に挿入された構造を有しており、高バイアス時に
キャリア再結合によりサイリスタのチャージアップを防
ぎターン・オン動作を抑制する効果が有る。しかし再結
合層自体が活性層と同じ層構造であることから、ターン
・オン動作が抑制される代償として再結合層で消費され
る無効電流が発生する問題があり、より一層の高温動作
・高出力動作に耐えられない。再結合層を導入する事な
くターン・オン動作を抑制するためには、p−ブロック
層を厚膜、高濃度ドーピングすればよいが、この場合p
ブロック層とホールの注入源であるpクラッド層との接
触面積が大きくなったり、接触抵抗が小さくなることか
ら漏れ電流の増加を引き起こしてしまうことになり、漏
れ電流とターン・オン動作の両方を抑制することは困難
であった。
This DC-PBH structure has a structure in which the same layer structure as the active layer is inserted as a carrier recombination layer between the n-InP substrate and the p-InP block layer, and carrier recombination occurs at high bias. This has the effect of preventing charge-up of the thyristor and suppressing turn-on operation. However, since the recombination layer itself has the same layer structure as the active layer, there is a problem that the reactive current consumed in the recombination layer occurs at the cost of suppressing the turn-on operation. Can not stand output operation. In order to suppress the turn-on operation without introducing a recombination layer, the p-block layer may be thickly doped with high concentration.
The contact area between the block layer and the p-clad layer, which is the injection source of holes, becomes large, and the contact resistance becomes small, which causes an increase in the leakage current, resulting in both leakage current and turn-on operation. It was difficult to control.

【0006】従来例を簡単に説明する。特開昭62−1
02583号公報は、埋め込み構造の半導体レーザでI
nGaAsP活性層の周囲をInP層で埋め込んだもの
である。これは熱分解しにくい多元混晶からなるバッフ
ァ層を設けこの上に電流ブロック層を積層して耐圧を向
上させた。
A conventional example will be briefly described. JP-A-62-1
No. 02583 discloses a semiconductor laser having a buried structure.
The InP layer is embedded around the nGaAsP active layer. In this, a buffer layer made of a multi-element mixed crystal which is difficult to thermally decompose is provided, and a current block layer is laminated on the buffer layer to improve the breakdown voltage.

【0007】特開平3−203282号公報は、光通信
用メサストライプ型半導体レーザダイオードに関する。
これは、低電流で動作し、発振モードを単一に制御で
き、発振しきい値がひくく、通電劣化が少ないものであ
る。
JP-A-3-203282 relates to a mesa stripe type semiconductor laser diode for optical communication.
This is one that operates at a low current, can control the oscillation mode singly, has a low oscillation threshold, and has little energization deterioration.

【0008】特開平8−64907号公報は、高速で変
調できる平面埋め込み型のレーザダイオードに関する。
之は、半導体基板と電流遮断層との接合面からの漏れ電
流と、サイリスタ構造による漏れ電流とを減少させるも
のである。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-64907 relates to a plane-embedded laser diode capable of high-speed modulation.
The purpose is to reduce the leakage current from the junction surface between the semiconductor substrate and the current blocking layer and the leakage current due to the thyristor structure.

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のpnpn電流ブロック構造がもつ問題点を解決する手
段を提供する事にある。即ちpブロック層とホールの注
入源であるpクラッド層との接触面積が大きくなった
り、接触抵抗が小さくなることがなく、厚膜・高濃度ド
ーピングされたpブロック層を有する半導体レーザとそ
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide means for solving the problems of the conventional pnpn current block structure. That is, a semiconductor laser having a thick film / highly-doped p block layer without increasing the contact area between the p block layer and the p clad layer which is the injection source of holes or decreasing the contact resistance, and the manufacturing thereof. To provide a method.

【0009】さらに、選択MOVPE法によって作製す
る半導体光集積素子において、一部領域にのみ選択的に
高濃度ドーピングされた構造を実現する手段を提供する
事により、高光出力特性に優れた変調器集積型半導体レ
ーザを提供するものである。
Further, in a semiconductor optical integrated device manufactured by the selective MOVPE method, by providing a means for realizing a structure in which only a part of the semiconductor region is selectively highly doped, a modulator integrated device excellent in high light output characteristics is provided. Type semiconductor laser is provided.

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、以下に記載された技術構成を採用するもの
である。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the technical constitution described below.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】 又、本発明に係わる光半導体装置の製造
方法の第1の態様は、光半導体装置の製造方法であっ
て、n−InP基板上へZnO膜を堆積させる工程と、
前記ZnO膜をパターニングして、ZnOストライプマ
スクを形成する工程と、前記ZnOストライプマスクを
成長阻止マスクとして開口部へn−InP層、活性層お
よびp−InP層からなる光導波路構造を選択成長させ
ると共に、前記ZnO膜から前記n−InP基板へZn
を固相拡散させ、成長阻止マスクである前記ZnOスト
ライプマスクのある領域の前記n−InP基板にp型反
転領域を形成する工程と、前記p−InP層のメサトッ
プにのみ誘電体マスクを形成した後、前記p型反転領域
上にp−InP層とn−InP層とを順に形成する工程
と、を具備することを特徴とするものである。
A first aspect of a method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing an optical semiconductor device, which comprises a step of depositing a ZnO film on an n-InP substrate,
Patterning the ZnO film to form a ZnO stripe mask, and selectively growing an optical waveguide structure including an n-InP layer, an active layer and a p-InP layer in the opening using the ZnO stripe mask as a growth blocking mask. In addition, Zn from the ZnO film to the n-InP substrate
Solid-phase diffusion of ZnO
Forming a p-type inversion region on the n-InP substrate in a region having a lip mask; forming a dielectric mask only on the mesa top of the p-InP layer; and forming a p-InP layer on the p-type inversion region. and a step of sequentially forming an n-InP layer.

【0013】 又、本発明に係わる光半導体装置の製造
方法の第2の態様は、n型半導体基板上に、少なくとも
電界吸収型光変調器と分布帰還型半導体レーザとを集積
せしめた光半導体装置の製造方法であって、前記n型半
導体基板全面に低濃度n−InPバッファ層を形成する
工程と、前記低濃度n−InPバッファ層上の前記半導
体レーザ形成領域には、ZnOマスクを形成すると共
に、前記変調器形成領域には、Znを含まない誘電体マ
スクを形成する工程と、前記工程で形成したマスクを成
長阻止マスクとして、開口部に光導波路構造を選択成長
させると共に、前記ZnOマスクから前記低濃度n−I
nPバッファ層へZnを固相拡散させ、成長阻止マスク
である前記ZnOマスクのある領域の前記低濃度n−I
nPバッファ層にp型反転領域を形成する工程と、前記
半導体レーザ形成領域に形成したZnOマスクの一部及
び前記変調器形成領域に形成したZnを含まない誘電体
マスクの一部を除去し、前記p型反転領域上にp−In
Pクラッド層を形成する工程と、を具備することを特徴
とするものである。
A second aspect of the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is an optical semiconductor device in which at least an electroabsorption optical modulator and a distributed feedback semiconductor laser are integrated on an n-type semiconductor substrate. And a ZnO mask is formed in the semiconductor laser forming region on the low-concentration n-InP buffer layer and the step of forming a low-concentration n-InP buffer layer on the entire surface of the n-type semiconductor substrate. At the same time, in the modulator formation region, a step of forming a Zn-free dielectric mask is performed, an optical waveguide structure is selectively grown in the opening using the mask formed in the step as a growth inhibition mask, and the ZnO mask is used. To the low concentration n-I
Zn solid phase diffusion into the nP buffer layer, growth inhibition mask
The low concentration n-I in a region of the ZnO mask
forming a p-type inversion region in the nP buffer layer, removing part of the ZnO mask formed in the semiconductor laser formation region and part of the Zn-free dielectric mask formed in the modulator formation region, P-In is formed on the p-type inversion region.
And a step of forming a P clad layer.

【0014】 又、本発明に係わる光半導体装置の製造
方法の第3の態様は、n型半導体基板上に、少なくとも
電界吸収型光変調器と分布帰還型半導体レーザとを集積
せしめた光半導体装置の製造方法であって、前記n型半
導体基板全面に低濃度n−InPバッファ層を形成する
工程と、前記低濃度n−InPバッファ層上の前記半導
体レーザ形成領域には、ZnOマスクとこのZnOマス
クの外側にZnを含まない誘電体マスクを形成すると共
に、前記変調器形成領域には、Znを含まない誘電体マ
スクを形成する工程と、前記工程で形成したマスクを成
長阻止マスクとして、開口部に光導波路構造を選択成長
させると共に、前記ZnOマスクから前記低濃度n−I
nPバッファ層へZnを固相拡散させ、成長阻止マスク
である前記ZnOマスクのある領域の前記低濃度n−I
nPバッファ層にp型反転領域を形成する工程と、前記
半導体レーザ形成領域に形成したZnOマスク及び前記
変調器形成領域に形成したZnを含まない誘電体マスク
の一部を除去し、前記p型反転領域上にp−InPクラ
ッド層を形成する工程と、を具備することを特徴とする
ものである。
A third aspect of the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is an optical semiconductor device in which at least an electroabsorption optical modulator and a distributed feedback semiconductor laser are integrated on an n-type semiconductor substrate. And a ZnO mask and a ZnO mask in the semiconductor laser forming region on the low concentration n-InP buffer layer. A Zn-free dielectric mask is formed on the outside of the mask, and a Zn-free dielectric mask is formed in the modulator formation region, and the mask formed in the above step is used as a growth inhibition mask to form an opening. An optical waveguide structure is selectively grown on the portion, and the low concentration n-I is removed from the ZnO mask.
Zn solid phase diffusion into the nP buffer layer, growth inhibition mask
The low concentration n-I in a region of the ZnO mask
forming a p-type inversion region in the nP buffer layer, removing a part of the ZnO mask formed in the semiconductor laser formation region and the Zn-free dielectric mask formed in the modulator formation region, And a step of forming a p-InP clad layer on the inversion region.

【0015】[0015]

【0016】さらに、選択MOVPE法によって作製す
る半導体光集積素子において、一部領域にのみ選択的に
高濃度ドーピングされた構造を実現する手段を提供する
事により、高光出力特性に優れた変調器集積型半導体レ
ーザを提供する。
Further, in a semiconductor optical integrated device manufactured by the selective MOVPE method, by providing a means for realizing a structure in which only a part of the semiconductor device is selectively highly doped, a modulator integrated device having a high optical output characteristic is provided. Type semiconductor laser is provided.

【実施例】以下に、本発明に係る光半導体装置の製造方
法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of a method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】図1、図2に本発明の第一の実施例を示
す。n-InP(100)基板101上へスパッタ法により酸化亜
鉛(ZnO)膜103を150nm堆積させる。その後フ
ォトレジスト工程によって、一対のZnOストライプマ
スク103を[011]方向へ形成する。この時、スト
ライプ開口幅を1.5μm、マスク幅を10μmとした
(図1(a))。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. A zinc oxide (ZnO) film 103 is deposited to a thickness of 150 nm on the n-InP (100) substrate 101 by a sputtering method. After that, a pair of ZnO stripe masks 103 are formed in the [011] direction by a photoresist process. At this time, the stripe opening width was 1.5 μm and the mask width was 10 μm (FIG. 1A).

【0018】このZnO膜103を成長阻止マスクとし
て、図1(b)に示す開口部へ有機金属気相成長法(MO
VPE: Metal-organic vapor phase epitaxy)によりn
−InP層(層厚0.15ミクロン、キャリア濃度1×
1018cm−3)106、歪InGaAsP/InGaAs
P多重量子井戸(MQW:Multi−Quantum
Well)活性層(0.7%の圧縮歪を導入した6nm
厚のIn.818Ga.182As.606P.394井戸層/バ
ンドギャップ波長1.13μm、8nm厚InGaAsPバリア、6
周期、フォトルミネッセンス波長1.295μm)10
7、p−InP層(層厚0.20ミクロン、キャリア濃
度7×1017cm−3)108からなる光導波路構造
を選択成長する。このとき、結晶成長を行なうために基
板温度を高温化するためZnO膜からn−InP基板1
01へZnが固相拡散しp型反転領域105が形成され
る。次にp−InP層108のメサトップにのみSiO
2マスク109を形成(図5c)した後、p-InP層
(0.3μm厚、p=3×1017cm−3)110、
n-InP層(0.6μm厚、n=1×1018cm−3)
111からなる電流ブロック層の埋め込み選択成長を行
う(図1d)。最後にSiO2マスク109を除去し、p-InP
クラッド層(1.6μm厚、p=1×1018cm−
3)112、p-InGaAsキャップ層(0.3μm厚、p=
8×1018cm−3)113をMOVPEにより成長す
る。SiO2層間膜114、p電極115、n電極11
6を形成し図2の様な半導体レーザとする。
Using this ZnO film 103 as a growth inhibition mask, metal organic vapor phase epitaxy (MO) is applied to the opening shown in FIG.
VPE: Metal-organic vapor phase epitaxy)
-InP layer (layer thickness 0.15 micron, carrier concentration 1 x
1018cm-3) 106, strained InGaAsP / InGaAs
P multiple quantum well (MQW: Multi-Quantum)
Well) Active layer (6 nm with 0.7% compressive strain introduced)
Thick In.818 Ga.182 As.606 P.394 well layer / bandgap wavelength 1.13 μm, 8 nm thick InGaAsP barrier, 6
Period, photoluminescence wavelength 1.295 μm) 10
7. An optical waveguide structure consisting of a p-InP layer (layer thickness 0.20 μm, carrier concentration 7 × 1017 cm −3) 108 is selectively grown. At this time, in order to raise the substrate temperature for crystal growth, the ZnO film is removed from the n-InP substrate 1.
Zn is solid-phase diffused to 01 to form the p-type inversion region 105. Next, only SiO 2 is formed on the mesa top of the p-InP layer 108.
2 after forming the mask 109 (FIG. 5c), p-InP layer (0.3 μm thickness, p = 3 × 1017 cm−3) 110,
n-InP layer (0.6 μm thickness, n = 1 × 1018 cm−3)
Embedding selective growth of a current blocking layer made of 111 is performed (FIG. 1d). Finally, the SiO2 mask 109 is removed, and p-InP
Cladding layer (1.6 μm thick, p = 1 × 1018 cm−
3) 112, p-InGaAs cap layer (0.3 μm thick, p =
8 × 10 18 cm −3) 113 is grown by MOVPE. SiO2 interlayer film 114, p electrode 115, n electrode 11
6 is formed to obtain a semiconductor laser as shown in FIG.

【0019】はじめに、本実施例で低しきい値、高温高
効率動作特性に優れる半導体レーザの製造方法を実現で
きる理由について説明する。高性能な半導体レーザを実
現するためには高利得な活性層を持つ必要が前提である
が、これに加え、いかに無効電流が少ない電流狭窄構造
を実現できるかが重要である。無効電流(漏れ電流)を
抑制できる電流狭窄構造としてはpnpnサイリスタ構
造やFe等をドーピングした高抵抗層によって活性層脇
を埋め込んだ埋め込み(BH:buried hetero)
構造が代表的な例である。原理的には高抵抗BHが最も
電流狭窄機能が高いとされているが、実際は高温、高バ
イアス時にホールの漏れが発生しやすく、pnpnサイ
リスタBHの方が良好な特性を実現している。
[0019] First, described in the present embodiment the low threshold, the high-temperature and high-efficiency operation characteristics for reasons which can realize a method of manufacturing a semiconductor laser is excellent. In order to realize a high-performance semiconductor laser, it is necessary to have an active layer with a high gain. In addition to this, it is important to realize a current confinement structure with a small reactive current. As a current confinement structure capable of suppressing a reactive current (leakage current), a pnpn thyristor structure or a buried (BH: buried hetero) structure in which the active layer side is buried with a high resistance layer doped with Fe or the like
The structure is a typical example. In principle, the high resistance BH is said to have the highest current confinement function, but in reality, holes leak easily at high temperature and high bias, and the pnpn thyristor BH achieves better characteristics.

【0020】pnpnサイリスタ構造も、p−InPブロ
ック層110に流れ込む漏れ電流がサイリスタにおける
ゲート電流となり、漏れ電流があるレベルを越えるとタ
ーン・オン動作してしまうという問題を抱えている。タ
ーン・オン動作を抑制するためにはp−InPブロック層
110への漏れ電流(ゲート電流)を出来るだけ少なく
し、漏れ電流が生じたとしてもターン・オンレベルを高
くするためにp−InPブロック層110を厚膜、高濃度
化すればよい。しかしながらp−InPブロック層110
への漏れ電流を抑制するためにはp−InPブロック層1
10を薄膜、低濃度化しなければならず、ターン・オン
レベルの向上と相反する構造となってしまう。
The pnpn thyristor structure also has a problem that the leakage current flowing into the p-InP block layer 110 becomes a gate current in the thyristor, and when the leakage current exceeds a certain level, it turns on. In order to suppress the turn-on operation, the leakage current (gate current) to the p-InP block layer 110 is reduced as much as possible, and even if the leakage current occurs, the p-InP block is increased to increase the turn-on level. The layer 110 may have a thick film and a high concentration. However, the p-InP blocking layer 110
P-InP block layer 1 to suppress leakage current to the
It is necessary to reduce the concentration of the thin film 10 in the thin film, which results in a structure that is contrary to the improvement of the turn-on level.

【0021】本実施例ではこの問題を解決する手段を与
える。p−InPブロック層110を厚膜、高濃度化しな
がら、p−InPブロック層110への漏れ電流を抑制す
る手段として、高濃度なp−InP層を活性層よりも下
側(基板側)へ形成し、高濃度な層が、ホールの供給源
であるp−InPクラッド層112と接しない構造とする
ことである。
The present embodiment provides means for solving this problem. As a means for suppressing the leakage current to the p-InP block layer 110 while increasing the thickness and increasing the concentration of the p-InP block layer 110, the high-concentration p-InP layer is placed below the active layer (substrate side). This is a structure in which the high-concentration layer that is formed does not contact the p-InP clad layer 112 that is the hole supply source.

【0022】具体的には、活性層の形成に狭幅選択MO
VPE法を用い、この時の選択成長マスクとしてZnO
膜を用いる事により、高濃度なp型層を活性層よりも下
方(n型基板側)へ活性層の選択成長と同時に自動的に
形成する。これによって、p−InPクラッド層112と
p−InPブロック層110との接触距離(リークパス
幅)を広げる事なくp−InPブロック層110を厚膜化
する事も同時に実現できる。これは、p−InPブロック
層110への漏れ電流を抑制する構造と、pnpnサイ
リスタのターン・オンレベルを向上できる構造が同時に
実現できることを意味する。
Specifically, narrow-width selective MO is used to form the active layer.
ZnO is used as a selective growth mask at this time by using the VPE method.
By using the film, a high-concentration p-type layer is automatically formed below the active layer (n-type substrate side) simultaneously with selective growth of the active layer. This makes it possible to simultaneously increase the thickness of the p-InP block layer 110 without increasing the contact distance (leakage path width) between the p-InP clad layer 112 and the p-InP block layer 110. This means that a structure that suppresses the leakage current to the p-InP block layer 110 and a structure that can improve the turn-on level of the pnpn thyristor can be realized at the same time.

【0023】作製した半導体レーザを両端面へき開状態
で共振器長を変化させ注入電流−光出力特性を評価し
た。その結果、室温25℃における内部微分量子効率は
99.9%以上、内部損失は8cm−1、また高温85
℃においても内部微分量子効率、内部損失は各々97%
と10cm−1であり、極めて良く漏れ電流が抑制され
ている事が確認された。次に、共振器長300μmに切
り出し、前端面に30%反射膜、後端面に90%の高反射
膜コーティングを施し、AlNヒートシンクに融着した後
レーザ特性の測定を行った。
The produced semiconductor laser was cleaved to both end faces and the cavity length was changed to evaluate the injection current-optical output characteristics. As a result, the internal differential quantum efficiency at room temperature of 25 ° C. was 99.9% or more, the internal loss was 8 cm −1, and the high temperature was 85.
Internal differential quantum efficiency and internal loss are 97% at ℃
And 10 cm −1, and it was confirmed that the leakage current was extremely well suppressed. Next, the resonator length was cut out to 300 μm, 30% reflective film was applied to the front end face and 90% high reflective film coating was applied to the rear end face, and after fusion bonding to an AlN heat sink, laser characteristics were measured.

【0024】25℃、85℃におけるしきい値電流は各々
3.2mA、10.5mA、同温度でのスロープ効率は各々
0.55W/A、0.45W/Aと高温の85℃においても、低しき
い値、高効率動作が確認された。また85℃における最大
光出力は115mWでり、測定を行なった1.5Aまで
の電流注入条件ではブロック層のターン・オン動作は観
測されなかった。
The threshold currents at 25 ° C. and 85 ° C. are 3.2 mA and 10.5 mA, respectively, and the slope efficiencies at the same temperature are respectively.
Low threshold and high efficiency operation were confirmed even at a high temperature of 0.55 W / A and 0.45 W / A at 85 ° C. The maximum light output at 85 ° C. was 115 mW, and the turn-on operation of the block layer was not observed under the current injection conditions up to 1.5 A measured.

【0025】上記説明のように、本発明の実施例によれ
ば、漏れ電流の抑制効果と、ターン・オン動作を抑制で
きるBH構造を同時に実現できるため、広い温度範囲で
低しきい値、高効率動作が可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the effect of suppressing the leakage current and the BH structure capable of suppressing the turn-on operation can be realized at the same time, so that a low threshold value and a high threshold value can be obtained in a wide temperature range. Efficient operation is possible.

【0026】次に本発明の他の実施例について説明す
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0027】図3から図10に他の実施例を示す。図3
には、選択成長に用いるマスクとして第1の実施例で用
いたZnOマスクを覆う形でSiOマスク104がパ
ターニングされた例である。この第2の実施例の利点はM
OVPE選択成長に影響のある膜はSiO膜104となる
ので、従来一般的に用いられてきた成長条件をそのまま
用いる事が出来ることである。n−InP層106、M
QW活性層107、p−InP層108の選択成長以降
は第1の実施例と全く同じ工程を経て、図2に示す半導
体レーザ構造が実現される。また、ZnOマスクを覆う
マスクはSiO に限るものではなく、SiNx、Si
ON等のZnを含有しない誘電体であれば何でも良い。
3 to 10 show another embodiment. Figure 3
Is used as a mask for selective growth in the first embodiment.
SiO to cover the existing ZnO maskTwoThe mask 104 is
This is a turned example. The advantage of this second embodiment is M
The film that affects the selective growth of OVPE is SiOTwoBecomes the film 104
Therefore, the growth conditions that have been commonly used in the past can be used as they are.
It can be used. n-InP layer 106, M
After the selective growth of the QW active layer 107 and the p-InP layer 108
Through the same steps as in the first embodiment, the semiconductor shown in FIG.
A body laser structure is realized. It also covers the ZnO mask
The mask is SiO TwoNot limited to SiNx, Si
Any dielectric such as ON that does not contain Zn may be used.

【0028】次に、電界吸収型(EA:Electro-absorpti
on)変調器集積DFBレーザへ適用した実施例を示す。は
じめに、素子容量低減のための低濃度n−InPバッフ
ァ層(0.3μm厚、n=1×1017cm−3)20
2を(100)n−InP基板全面に形成し、図示して
いないが、レーザ領域にのみ周期240nmの回折格子
をHe−Cdレーザを用いた二光束干渉露光法とウエッ
トエッチングにより形成する。その後図4に示すよう
に、レーザ領域には一対のZnOマスク203、変調器
領域には一対のSiOマスク204を[011]方向
にパターニングする。ZnOマスク203はマスク幅1
5μm、開口幅を1.5μmで形成し、SiOマスク
204はマスク幅5μm、開口幅1.5μmで形成し
た。なお、レーザ領域長は400μm、変調器領域長は
175μmとした。この様なマスクパターンを用いて、
開口部へMOVPE法により光導波路構造を選択成長す
る。レーザ領域と変調器領域とでマスク幅が異なること
により、選択成長される光導波路構造のバンドギャップ
波長を変化させることができる。
Next, an electroabsorption type (EA: Electro-absorpti)
on) An example applied to a modulator integrated DFB laser is shown. First, a low-concentration n-InP buffer layer (0.3 μm thick, n = 1 × 1017 cm−3) 20 for reducing the device capacity 20
2 is formed on the entire surface of the (100) n-InP substrate, and although not shown, a diffraction grating having a period of 240 nm is formed only in the laser region by a two-beam interference exposure method using a He-Cd laser and wet etching. Thereafter, as shown in FIG. 4, a pair of ZnO masks 203 are patterned in the laser region and a pair of SiO 2 masks 204 are patterned in the modulator region in the [011] direction. The ZnO mask 203 has a mask width of 1
The SiO 2 mask 204 was formed with a mask width of 5 μm and an opening width of 1.5 μm. The laser region length was 400 μm and the modulator region length was 175 μm. With a mask pattern like this,
An optical waveguide structure is selectively grown in the opening by the MOVPE method. Since the mask width differs between the laser region and the modulator region, the bandgap wavelength of the selectively grown optical waveguide structure can be changed.

【0029】図5に示すが、実際に形成されたレーザ領
域での光導波路構造は、成長した順にn−InGaAs
Pガイド層(層厚0.1ミクロン、キャリア濃度1×1
018cm−3)206、歪MQW活性層(0.65%
の圧縮歪が導入された8.5nm厚のIn.693Ga.307
As.856P.144井戸層/8.5nm厚In.760Ga.
240As.511P.489バリア、8周期、フォトル
ミネッセンス波長1.545μm)207、p−InPク
ラッド層(層厚0.15ミクロン、キャリア濃度7×1
017cm−3)208、変調器領域での光導波路構造
は、成長された順にn−InGaAsPガイド層(層厚
0.07ミクロン、キャリア濃度1×1018cm−
3)206b、歪MQW活性層(0.45%の圧縮歪を
導入した6nm厚のIn.664Ga.336As.856P.14
4井戸層/6nm厚In.738Ga.262As.511P.
489バリア、8周期、フォトルミネッセンス波長1.4
75μm)207b、p−InPクラッド層(層厚0.
11ミクロン、キャリア濃度7×1017cm−3)2
08bとなっている。
As shown in FIG. 5, the actually formed optical waveguide structure in the laser region is n-InGaAs in the order of growth.
P guide layer (layer thickness 0.1 micron, carrier concentration 1 × 1
018 cm-3) 206, strained MQW active layer (0.65%
8.5nm thick In.693Ga.307 with compressive strain introduced
As.856 P.144 well layer / 8.5 nm thick In. 760 Ga.
240 As. 511P. 489 barrier, 8 periods, photoluminescence wavelength 1.545 μm) 207, p-InP clad layer (layer thickness 0.15 μm, carrier concentration 7 × 1)
017 cm−3) 208, and the optical waveguide structure in the modulator region has an n-InGaAsP guide layer (layer thickness 0.07 μm, carrier concentration 1 × 10 18 cm −) in the order of growth.
3) 206b, strained MQW active layer (6 nm thick In.664Ga.336As.856P.14 with 0.45% compressive strain introduced)
4 well layers / 6 nm thick In. 738 Ga. 262 As. 511P.
489 barrier, 8 periods, photoluminescence wavelength 1.4
75 μm) 207b, p-InP clad layer (layer thickness: 0.
11 microns, carrier concentration 7 x 1017 cm-3) 2
It is 08b.

【0030】この光導波路構造に対し、図6に示す様に
ZnOマスク203とSiO2マスク204の一部を除
去した後、p−InPクラッド層(1.6μm厚、p=
1×1018cm−3)212、p−InGaAsキャ
ップ層(0.3μm厚、p=6×1018cm−3)2
13の選択成長を行なう。最後に、変調器部とレーザ部
の間の変調器側25μmの領域のp−InGaAsキャ
ップを除去して素子分離を図り、電極形成プロセスを経
て図7のようなEA変調器集積DFBレーザとした。
With respect to this optical waveguide structure, as shown in FIG. 6, after removing a part of the ZnO mask 203 and the SiO 2 mask 204, a p-InP clad layer (1.6 μm thick, p =
1 × 10 18 cm −3) 212, p-InGaAs cap layer (0.3 μm thick, p = 6 × 10 18 cm −3) 2
13 selective growth is performed. Finally, the p-InGaAs cap in the area of 25 μm on the modulator side between the modulator section and the laser section was removed to achieve element isolation, and an electrode formation process was performed to obtain an EA modulator integrated DFB laser as shown in FIG. 7. .

【0031】レーザ側端面に90%の高反射膜、変調器
端面に0.1%の無反射膜コーティングを施し、AlN
ヒートシンクに組み立てて評価したところ、レーザ発振
しきい値3.5mA、スロープ効率0.31W/A、注
入電流60mA時の光出力が17mW(±3mW)、1
00mA注入時の光出力が27mW(±5mW)と低し
きい値、高効率、高出力動作を確認した。またEA変調
器に2Vの逆バイアスを印加した時の消光比は21d
B、素子帯域は13.5GHzであった。この素子を用
いて1.3ミクロン零分散ファイバの800km伝送を
2.5Gb/s変調で行なったところ、パワーぺナルテ
ィー0.8dBという低ペナルティーで伝送できた。ま
た、60km伝送を10Gb/s変調で行なったところ
パワーペナルティー0.9dBで伝送できた。
A 90% highly reflective film is applied to the laser side end surface, and a 0.1% non-reflective film coating is applied to the modulator end surface.
When assembled on a heat sink and evaluated, the laser oscillation threshold is 3.5 mA, the slope efficiency is 0.31 W / A, and the optical output when the injection current is 60 mA is 17 mW (± 3 mW), 1
It was confirmed that the light output at the time of injection of 00 mA was 27 mW (± 5 mW), which was a low threshold value, high efficiency, and high output operation . The extinction ratio when a reverse bias of 2 V is applied to the EA modulator is 21 d.
B, the element band was 13.5 GHz. When 800 km transmission of a 1.3-micron zero-dispersion fiber was performed using this device by 2.5 Gb / s modulation, transmission was possible with a low power penalty of 0.8 dB. Also, when 60 km transmission was performed by 10 Gb / s modulation, transmission was possible with a power penalty of 0.9 dB.

【0032】この第3の実施例にZnOマスクを用いる
事の利点は以下の通りである。EA変調器集積DFBレ
ーザは変調器を高速変調するため、素子容量の低減を図
り素子帯域を変調速度以上に上げる必要がある。そのた
め従来はpn接合容量を低減するために低濃度のpn接
合が採用されていた。しかしながら、pn接合面が低濃
度で形成されている場合、ビルトインポテンシャル障壁
が小さくなってしまうため、順方向にバイアスをして動
作させるレーザ領域では電流狭窄機能が著しく低下して
しまい、高出力動作が出来ない。そこで、レーザ領域に
のみZnO膜を選択成長マスクに採用することで、レー
ザ領域のみ低濃度n−InPバッファ層202をp型反
転させる事ができ、高濃度のpn接合が実現できる。そ
の結果、ビルトインポテンシャル障壁を大きく出来るた
め高バイアス域まで漏れ電流を抑制出来るようになる。
The advantages of using the ZnO mask in this third embodiment are as follows. Since the EA modulator integrated DFB laser modulates the modulator at a high speed, it is necessary to reduce the element capacitance and increase the element band above the modulation rate. Therefore, a low-concentration pn junction has been conventionally used to reduce the pn junction capacitance. However, when the pn junction surface is formed at a low concentration, the built-in potential barrier becomes small, so that the current constriction function is significantly reduced in the laser region in which the laser is biased in the forward direction to operate at high output. I can't. Therefore, by adopting the ZnO film only in the laser region as the selective growth mask, the low concentration n-InP buffer layer 202 can be p-type inverted only in the laser region, and a high concentration pn junction can be realized. As a result, since the built-in potential barrier can be increased, the leakage current can be suppressed even in the high bias region.

【0033】第3の実施例ではレーザ領域全体をZnO
膜203で選択成長マスクを形成したが、この場合、図
6のA−A’断面図でわかるように、次のp−InPク
ラッド212、p−InGaAsキャップ213の選択
成長時にもZnOマスク203からのZn拡散が進行し
てしまうため、ばらつきを発生させる要因となる。そこ
で、第4の実施例として、図8に示すようなマスクパタ
ーンを用いたEA変調器集積DFBレーザを作製した。
はじめに、素子容量低減のための低濃度n−InPバッ
ファ層(0.3μm厚、n=1×1017cm−3)2
02を(100)n−InP基板全面に形成し、図示し
ていないが、レーザ領域にのみ周期240nmの回折格
子をHe−Cdレーザを用いた2光束干渉露光法とウエ
ットエッチングにより形成する。その後図8に示すよう
に、レーザ領域には一対のZnOマスク203とSiO
マスク204からなるマスク、変調器領域には一対の
SiOマスク204を[011]方向にパターニング
する。
In the third embodiment, the entire laser region is ZnO.
The film 203 was used to form a selective growth mask. In this case, as can be seen from the AA ′ cross-sectional view of FIG. 6, the ZnO mask 203 was used to selectively grow the p-InP cladding 212 and p-InGaAs cap 213 next time. Zn diffusion proceeds, which causes a variation. Therefore, as a fourth example, an EA modulator integrated DFB laser using a mask pattern as shown in FIG. 8 was manufactured.
First, a low-concentration n-InP buffer layer (0.3 μm thick, n = 1 × 1017 cm−3) for reducing the device capacity 2
02 is formed on the entire surface of the (100) n-InP substrate, and although not shown, a diffraction grating having a period of 240 nm is formed only in the laser region by a two-beam interference exposure method using a He-Cd laser and wet etching. After that, as shown in FIG. 8, a pair of ZnO mask 203 and SiO are formed in the laser region.
A pair of SiO 2 masks 204 are patterned in the [011] direction in the mask region consisting of the 2 masks 204 and the modulator region.

【0034】レーザ側のZnOマスク203とSiO
マスク204を合わせたマスク幅を15μm、開口幅を
1.5μmで形成し、変調器側のSiOマスク204
はマスク幅5μm、開口幅1.5μmで形成した。な
お、レーザ領域長は400μm、変調器領域長は175
μmとした。レーザ側のZnOマスク203の幅は、図
10で示すp−InPクラッド、p−InGaAsキャ
ップ層の選択成長前に部分的に幅広げを行なう幅と同じ
とした。この様な選択成長マスクを用いて、第3の実施
例で示したものと同じ構造の導波路構造206、20
7、208の選択成長を行ない(図9)、さらにZnO
マスク203および、変調器領域のSiOマスク20
4の一部を除去して図10に示すp−InPクラッド層
212、p−InGaAsキャップ層213を成長す
る。
ZnO mask 203 on the laser side and SiO 2
The SiO 2 mask 204 on the modulator side is formed by forming a mask width of 15 μm including the mask 204 and an opening width of 1.5 μm.
Was formed with a mask width of 5 μm and an opening width of 1.5 μm. The laser region length is 400 μm and the modulator region length is 175
μm. The width of the ZnO mask 203 on the laser side was the same as the width of the p-InP clad and the p-InGaAs cap layer shown in FIG. By using such a selective growth mask, the waveguide structures 206 and 20 having the same structure as that shown in the third embodiment.
7 and 208 were selectively grown (FIG. 9), and ZnO was added.
Mask 203 and SiO 2 mask 20 in the modulator region
4 is removed to grow the p-InP clad layer 212 and the p-InGaAs cap layer 213 shown in FIG.

【0035】最後に、変調器部とレーザ部の間の変調器
側25μmの領域のp−InGaAsキャップを除去し
て素子分離を図り、電極形成プロセスを経て図7のよう
なEA変調器集積DFBレーザとした。レーザ側端面に
90%の高反射膜、変調器端面に0.1%の無反射膜コ
ーティングを施し、AlNヒートシンクに組み立てて評
価したところ、レーザ発振しきい値3.5mA、スロー
プ効率0.31W/A、注入電流60mA時の光出力が
17mW(±0.8mW)、100mA注入時の光出力
が27mW(±1.3mW)と低しきい値、高効率、高
出力動作が高均一に実現されていることを確認した。ま
たEA変調器に2Vの逆バイアスを印加した時の消光比
は21dB、素子帯域は13.5GHzであった。この
素子を用いて1.3ミクロン零分散ファイバの800k
m伝送を2.5Gb/s変調で行なったところ、パワー
ぺナルティー0.8dBという低ペナルティーで伝送で
きた。また、60km伝送を10Gb/s変調で行なっ
たところパワーペナルティー0.9dBで伝送できた。
Finally, the p-InGaAs cap in the region of 25 μm on the modulator side between the modulator part and the laser part is removed to achieve element isolation, and an electrode formation process is performed to form an EA modulator integrated DFB as shown in FIG. It was a laser. 90% highly reflective film was applied to the laser side end face and 0.1% non-reflective film coating to the modulator end face, and it was assembled on an AlN heat sink and evaluated. Laser oscillation threshold value 3.5 mA, slope efficiency 0.31 W / A, light output at injection current 60mA is 17mW (± 0.8mW), light output at 100mA injection is 27mW (± 1.3mW), low threshold, high efficiency, and high output operation are highly uniform. It was confirmed that it was done. The extinction ratio when a reverse bias of 2 V was applied to the EA modulator was 21 dB, and the element band was 13.5 GHz. 800k of 1.3 micron zero dispersion fiber using this device
When m transmission was performed by 2.5 Gb / s modulation, transmission was possible with a low power penalty of 0.8 dB. Also, when 60 km transmission was performed by 10 Gb / s modulation, transmission was possible with a power penalty of 0.9 dB.

【0036】以上の実施例では、光導波路を形成する手
法としてMOVPE法による選択成長についてのみ説明した
が、これに限るものではなく、液相成長法(LPE:li
quid phase epitaxy)、分子線エピタキシャル成長
法(MBE:molecular beamepitaxy)等他の成長法で
あっても良いことは言うまでもない。
In the above embodiments, only selective growth by the MOVPE method was explained as a method for forming an optical waveguide, but the invention is not limited to this, and liquid phase growth method (LPE: li).
It goes without saying that other growth methods such as a quid phase epitaxy) and a molecular beam epitaxy (MBE) may be used.

【発明の効果】本発明に係る光半導体装置の製造方法
は、上述のように構成され、誘電体膜を選択成長マスク
として、活性層が直接選択MOVPE法によって形成さ
れ、誘電体マスクあるいは選択成長マスクの一部にZn
Oを用いるものである。また、実施例に説明したよう
に、漏れ電流の抑制効果があり、ターン・オン動作を抑
制するBH構造を同時に実現できるので、広い温度範囲
で低しきい値と高効率動作が可能となる。
The method of manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is configured as described above, and the active layer is formed by the direct selective MOVPE method using the dielectric film as the selective growth mask. Zn as part of the mask
O is used. Further, as described in the embodiments, the BH structure that has the effect of suppressing the leakage current and suppresses the turn-on operation can be realized at the same time, so that the low threshold value and the high efficiency operation can be performed in a wide temperature range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1(a)−(e)は、本発明の光半導体装置
の断面図で有る。
1A to 1E are cross-sectional views of an optical semiconductor device of the present invention.

【図2】図2は図1の代表的な斜視図である。FIG. 2 is a representative perspective view of FIG.

【図3】図3(a)−(e)は、第1実施例で用いたよ
うにZnOマスクを覆う形でSiOマスクがパターニ
ングされた第2実施例の断面図である。
3A to 3E are cross-sectional views of a second embodiment in which a SiO 2 mask is patterned so as to cover the ZnO mask as used in the first embodiment.

【図4】図4は基板上の変調器領域とレーザ領域の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a modulator region and a laser region on a substrate.

【図5】図5は図4のA−A断面とB−B断面の説明図
である。
5 is an explanatory diagram of an AA cross section and a BB cross section of FIG. 4;

【図6】図6はクラッド層とキヤップ層の選択成長の説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of selective growth of a clad layer and a cap layer.

【図7】図7はEA変調器集積DFBレーザの説明図で
ある。
FIG. 7 is an illustration of an EA modulator integrated DFB laser.

【図8】図8はマスクパターンをもちいたEA変調器集
積DFBレーザの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an EA modulator integrated DFB laser using a mask pattern.

【図9】図9は、図8のA−A断面とB−B断面の説明
図である。
9 is an explanatory diagram of an AA cross section and a BB cross section of FIG. 8;

【図10】図10はクラッド層212とキャップ層21
3の成長後DFBレーザ作成の説明図である。
FIG. 10 shows a cladding layer 212 and a cap layer 21.
It is explanatory drawing of the post-growth DFB laser production of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 n−InP(100)基板 103 ZnO膜 104 SiOマスク 106 n−InP層 107 MQW活性層 108 p−InP層 109 SiOマスク 110 p−InPブロック層 111 n−InP層 112 p−InPクラッド層 113 p−InGaAsキャップ層 114 SiO層間膜 115 p電極 116 n電極 202 n−InPバッファ層	 203 ZnOマスク 204 SiOマスク 205 Zn拡散領域 206 n−InGaAsPガイド層 207 MQW活性層 208 p−InPクラッド層 206b n−InGaAsPガイド層 207b MQW吸収層 208b p−InPクラッド層101 n-InP (100) substrate 103 ZnO film 104 SiO 2 mask 106 n-InP layer 107 MQW active layer 108 p-InP layer 109 SiO 2 mask 110 p-InP block layer 111 n-InP layer 112 p-InP clad layer 113 p-InGaAs cap layer 114 SiO 2 interlayer film 115 p electrode 116 n electrode 202 n-InP buffer layer 	 203 ZnO mask 204 SiO 2 mask 205 Zn diffusion region 206 n-InGaAsP guide layer 207 MQW active layer 208 p -InP clad layer 206b n-InGaAsP guide layer 207b MQW absorption layer 208b p-InP clad layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光半導体装置の製造方法であって、 n−InP基板上へZnO膜を堆積させる工程と、 前記ZnO膜をパターニングして、ZnOストライプマ
スクを形成する工程と、 前記ZnOストライプマスクを成長阻止マスクとして開
口部へn−InP層、活性層およびp−InP層からな
る光導波路構造を選択成長させると共に、前記ZnO膜
から前記n−InP基板へZnを固相拡散させ、成長阻
止マスクである前記ZnOストライプマスクのある領域
の前記n−InP基板にp型反転領域を形成する工程
と、 前記p−InP層のメサトップにのみ誘電体マスクを形
成した後、前記p型反転領域上にp−InP層とn−I
nP層とを順に形成する工程と、 を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing an optical semiconductor device , comprising: depositing a ZnO film on an n-InP substrate; patterning the ZnO film;
A step of forming a mask and opening the ZnO stripe mask as a growth prevention mask.
It is composed of an n-InP layer, an active layer and a p-InP layer.
ZnO film with selective growth of an optical waveguide structure
Zn to the n-InP substrate by solid phase diffusion from the
Area with the ZnO stripe mask as a stop mask
Forming a p-type inversion region on the n-InP substrate
And forming a dielectric mask only on the mesa top of the p-InP layer.
Then, a p-InP layer and an n-I layer are formed on the p-type inversion region.
a step of sequentially forming an nP layer, and a method for manufacturing an optical semiconductor device.
【請求項2】 n型半導体基板上に、少なくとも電界吸
収型光変調器と分布帰還型半導体レーザとを集積せしめ
た光半導体装置の製造方法であって、 前記n型半導体基板全面に低濃度n−InPバッファ層
を形成する工程と、 前記低濃度n−InPバッファ層上の前記半導体レーザ
形成領域には、ZnOマスクを形成すると共に、前記変
調器形成領域には、Znを含まない誘電体マスクを形成
する工程と、 前記工程で形成したマスクを成長阻止マスクとして、開
口部に光導波路構造を選択成長させると共に、前記Zn
Oマスクから前記低濃度n−InPバッファ層へZnを
固相拡散させ、成長阻止マスクである前記ZnOマスク
のある領域の前記低濃度n−InPバッファ層にp型反
転領域を形成する工程と、 前記半導体レーザ形成領域に形成したZnOマスクの一
部及び前記変調器形成領域に形成したZnを含まない誘
電体マスクの一部を除去し、前記p型反転領域上にp−
InPクラッド層を形成する工程と、 を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
2. An n-type semiconductor substrate having at least an electric field absorption
Integrating a converging optical modulator and a distributed feedback semiconductor laser
And a low concentration n-InP buffer layer over the entire surface of the n-type semiconductor substrate.
And a step of forming the semiconductor laser on the low concentration n-InP buffer layer.
In the formation region, a ZnO mask is formed and
A Zn-free dielectric mask is formed in the controller formation region.
And the mask formed in the above step as a growth prevention mask.
An optical waveguide structure is selectively grown at the mouth and
Zn from the O mask to the low concentration n-InP buffer layer
The ZnO mask which is a solid phase diffused and growth inhibition mask
In the low concentration n-InP buffer layer in a certain region
Of the ZnO mask formed in the semiconductor laser forming region.
Of Zn which is formed in the modulator and the modulator formation region
A part of the electric mask is removed, and p- is formed on the p-type inversion region.
A step of forming an InP clad layer, and a method of manufacturing an optical semiconductor device.
【請求項3】 n型半導体基板上に、少なくとも電界吸
収型光変調器と分布帰還型半導体レーザとを集積せしめ
た光半導体装置の製造方法であって、 前記n型半導体基板全面に低濃度n−InPバッファ層
を形成する工程と、 前記低濃度n−InPバッファ層上の前記半導体レーザ
形成領域には、ZnOマスクとこのZnOマスクの外側
にZnを含まない誘電体マスクを形成すると共に、前記
変調器形成領域には、Znを含まない誘電体マスクを形
成する工程と、 前記工程で形成したマスクを成長阻止マスクとして、開
口部に光導波路構造を選択成長させると共に、前記Zn
Oマスクから低濃度n−InPバッファ層へZnを固相
拡散させ、成長阻止マスクである前記ZnOマスクのあ
る領域の前記低濃度n−InPバッファ層にp型反転領
域を形成する工程と、 前記半導体レーザ形成領域に形成したZnOマスク及び
前記変調器形成領域に形成したZnを含まない誘電体マ
スクの一部を除去し、前記p型反転領域上にp−InP
クラッド層を形成する工程と、 を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
3. An n-type semiconductor substrate on which at least an electric field absorption layer is formed.
Integrating a converging optical modulator and a distributed feedback semiconductor laser
And a low concentration n-InP buffer layer over the entire surface of the n-type semiconductor substrate.
And a step of forming the semiconductor laser on the low concentration n-InP buffer layer.
In the formation region, the ZnO mask and the outside of this ZnO mask
In addition to forming a dielectric mask not containing Zn in
A Zn-free dielectric mask is formed in the modulator formation area.
And the mask formed in the previous step is used as a growth prevention mask.
An optical waveguide structure is selectively grown at the mouth and
Solid phase Zn from O mask to low concentration n-InP buffer layer
The ZnO mask, which is a diffusion-preventing mask, is used as a mask.
In the low concentration n-InP buffer layer in the region
A zone, a ZnO mask formed in the semiconductor laser forming region, and
A Zn-free dielectric matrix formed in the modulator formation region.
And removing p-InP on the p-type inversion region.
A method of manufacturing an optical semiconductor device, comprising: forming a clad layer .
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