JP4817255B2 - 光半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
相互に反対方向を向く一対の端面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成され、該活性層の屈折率よりも小さな屈折率を持つ上側クラッド層と、
前記半導体基板の一方の端面から他方の端面まで延在し、両端に端部領域が画定され、内部に分布帰還領域が画定された導波路領域の、該分布帰還領域の両側の前記上側クラッド層内に配置された回折格子と、
前記導波路領域の端部領域の各々の両側の前記上側クラッド層内に配置され、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を持つ低屈折率領域と
を有する光半導体素子が提供される。
(a)半導体基板の上に、活性層、上側クラッド層を順次形成する工程と、
(b)前記半導体基板の表面に、分布帰還領域と端部領域とが一方向に交互に配置された導波路領域が画定されており、該分布帰還領域の両側に、該導波路領域の長さ方向に周期的に配置された複数の第1の凹部を形成するとともに、該端部領域の両側にも、該導波路領域の長さ方向に関して、該分布帰還領域の両側に配置された凹部よりも長い第2の凹部を形成する工程と、
(c)前記端部領域において、前記導波路領域の長さ方向と交差する切断面が現れるように、前記半導体基板を切断する工程と
を有する光半導体素子の製造方法が提供される。
相互に反対方向を向く一対の端面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成され、該活性層の屈折率よりも小さな屈折率を持つ上側クラッド層と、
前記半導体基板の一方の端面から他方の端面まで延在し、両端に端部領域が画定され、内部に分布帰還領域が画定された導波路領域の、該分布帰還領域の両側の前記上側クラッド層内に配置された回折格子と、
前記導波路領域の端部領域の各々の両側の前記上側クラッド層内に配置され、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を持つ低屈折率領域と
を有する光半導体素子。
前記低屈折領域の、導波方向に関する長さが、5μm以上である付記1に記載の光半導体素子。
前記回折格子は、前記上側クラッド層に形成され、前記導波路領域の導波方向に周期的に配置された複数の凹部を含み、該凹部の側壁が該導波路領域の幅を規定している付記1または2に記載の光半導体素子。
前記回折格子の凹部内に、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を有する材料が充填されている付記3に記載の光半導体素子。
前記低屈折率領域は、前記上側クラッド層に形成された凹部を含む付記3または4に記載の光半導体素子。
前記低屈折率領域の凹部内に、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を有する材料が充填されている付記5に記載の光半導体素子。
前記端部領域の各々の両側に配置された一対の低屈折率領域の間隔が、前記分布帰還領域の幅よりも広い付記3乃至6のいずれか1項に記載の光半導体素子。
前記回折格子と前記低屈折率領域とは、導波方向に関して、該回折格子の周期の1/2以上の間隔を隔てて配置されている付記1乃至7のいずれか1項に記載の光半導体素子。
前記回折格子と前記低屈折率領域との前記間隔が、該回折格子の周期の10倍以下である付記8に記載の光半導体素子。
(a)半導体基板の上に、活性層、上側クラッド層を順次形成する工程と、
(b)前記半導体基板の表面に、分布帰還領域と端部領域とが一方向に交互に配置された導波路領域が画定されており、該分布帰還領域の両側に、該導波路領域の長さ方向に周期的に配置された複数の第1の凹部を形成するとともに、該端部領域の両側にも、該導波路領域の長さ方向に関して、該分布帰還領域の両側に配置された該第1の凹部よりも長い第2の凹部を形成する工程と、
(c)前記端部領域において、前記導波路領域の長さ方向と交差する切断面が現れるように、前記半導体基板を切断する工程と
を有する光半導体素子の製造方法。
前記導波路領域の長さ方向に関する前記第2の凹部の長さが5μm以上である付記10に記載の光半導体素子の製造方法。
前記工程bが、
(b1) 前記上側クラッド層の上に第1のマスクを形成し、該第1のマスクを使用して前記分布帰還領域の両側の前記上側クラッド層をエッチングすることにより、前記第1の凹部を形成する工程と、
(b2) 前記第1のマスクを除去した後、前記上側クラッド層の上に第2のマスクを形成し、該第2のマスクを使用して前記端部領域の両側の前記上側クラッド層をエッチングすることにより、前記第2の凹部を形成する工程と
を含む付記10または11に記載の光半導体素子の製造方法。
前記工程bと工程cとの間に、前記第1の凹部及び第2の凹部内に、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を持つ材料を充填する工程を含む付記10乃至12のいずれか1項に記載の光半導体素子の製造方法。
16 下側クラッド層
17 導波層
18 活性層
19 上側クラッド層
20 コンタクト層
21 マスク層
22 導波路領域
22A 分布帰還領域
22B 端部領域
25 回折格子
26 低屈折率領域
28、29 光学膜
30 チップ領域
33 マスク層
35 上部電極
36 下部電極
100 半導体基板
101 導波路領域
102 回折格子
103、104 無反射膜、高反射膜
110 下側クラッド層
111 導波層
112 活性層
113 上側クラッド層
114 コンタクト層
115 上側電極
116 下側電極
118 回折格子の配置されていない領域
Claims (10)
- 相互に反対方向を向く一対の端面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成され、該活性層の屈折率よりも小さな屈折率を持つ上側クラッド層と、
前記半導体基板の一方の端面から他方の端面まで延在し、両端に端部領域が画定され、内部に分布帰還領域が画定された導波路領域の、該分布帰還領域の両側の前記上側クラッド層内に配置された回折格子と、
前記導波路領域の端部領域の各々の両側の前記上側クラッド層内に配置され、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を持つ低屈折率領域と
を有する光半導体素子。 - 前記低屈折領域の、導波方向に関する長さが、5μm以上である請求項1に記載の光半導体素子。
- 前記回折格子は、前記上側クラッド層に形成され、前記導波路領域の導波方向に周期的に配置された複数の凹部を含み、該凹部の側壁が該導波路領域の幅を規定している請求項1または2に記載の光半導体素子。
- 前記低屈折率領域は、前記上側クラッド層に形成された凹部を含む請求項3に記載の光半導体素子。
- 前記端部領域の各々の両側に配置された一対の低屈折率領域の間隔が、前記分布帰還領域の幅よりも広い請求項3または4に記載の光半導体素子。
- 前記回折格子と前記低屈折率領域とは、導波方向に関して、該回折格子の周期の1/2以上の間隔を隔てて配置されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光半導体素子。
- (a)半導体基板の上に、活性層、上側クラッド層を順次形成する工程と、
(b)前記半導体基板の表面に、分布帰還領域と端部領域とが一方向に交互に配置された導波路領域が画定されており、該分布帰還領域の両側に、該導波路領域の長さ方向に周期的に配置された複数の第1の凹部を形成するとともに、該端部領域の両側にも、該導波路領域の長さ方向に関して、該分布帰還領域の両側に配置された該第1の凹部よりも長い第2の凹部を形成する工程と、
(c)前記端部領域において、前記導波路領域の長さ方向と交差する切断面が現れるように、前記半導体基板を切断する工程と
を有する光半導体素子の製造方法。 - 前記導波路領域の長さ方向に関する前記第2の凹部の長さが5μm以上である請求項7に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記工程bが、
(b1) 前記上側クラッド層の上に第1のマスクを形成し、該第1のマスクを使用して前記分布帰還領域の両側の前記上側クラッド層をエッチングすることにより、前記第1の凹部を形成する工程と、
(b2) 前記第1のマスクを除去した後、前記上側クラッド層の上に第2のマスクを形成し、該第2のマスクを使用して前記端部領域の両側の前記上側クラッド層をエッチングすることにより、前記第2の凹部を形成する工程とを含む請求項7または8に記載の光半導体素子の製造方法。 - 前記工程bと工程cとの間に、前記第1の凹部及び第2の凹部内に、前記上側クラッド層の屈折率よりも低い屈折率を持つ材料を充填する工程を含む請求項7乃至9のいずれか1項に記載の光半導体素子の製造方法。
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