JP5990971B2 - 光半導体装置 - Google Patents
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また、YAGレーザによる端面への光照射によりDFB半導体レーザの端面の屈折率を変化させ、端面位相の調整を図る方法も知られている。
図1〜図6は、第1実施形態に係る光半導体装置の構造とその製造工程の一例を光進行方向に沿って示す断面図である。また、図7〜図14は、第1実施形態に係る光半導体装置の構造とその製造工程の一例を光進行方向に対して垂直方向に示す断面図である。図15〜図17は、第1実施形態に係る光半導体装置の構造とその製造工程の一例を示す平面図である。
まず、n型GaAs基板1の上に、以下に説明する化合物半導体層を例えば有機金属気相成長 (Metal Organic Chemical Vapor Deposition :MOCVD)法によりエピタキシャル成長させる。また、n型不純物として例えばシリコン(Si)を使用し、p型不純物として例えば亜鉛(Zn)を使用する。なお、i型の半導体層は、アンドープで形成された半導体層である。
まず、ハードマスク31a及びp型GaAs回折格子層6の上にフォトレジスト33を塗布し、これを露光、現像する。これにより、半導体レーザ形成領域Iの第1の端部から内部に向けて回折格子を形成しない回折格子非形成領域IIにフォトレジスト33を残すとともに、回折格子を形成する領域IIIからフォトレジスト33を除去する。
まず、保護絶縁膜10、有機絶縁膜11、上部電極12a、電極パッド12b及び配線12cの上に、例えばCVD法により第1層間絶縁膜13として例えば二酸化シリコン膜を形成する。第1層間絶縁膜13は、後述する発振波長制御用ヒータ16及び端面位相制御用ヒータ17から上部電極12aを電気的に絶縁する役割を持つ。
まず、第1層間絶縁膜13及びAu膜15の上にフォトレジスト39を塗布し、これに露光、現像等を施すことにより、リッジ構造9の上の部分を露出させる直線ストライプ状開口部39aを形成し、Au膜15の一部を露出させる。続いて、フォトレジスト39をマスクとして使用し、直線ストライプ状開口部38から露出したAu膜15とその下のTi/Pt/Au膜14のうちのAu層とを例えばシアン化物系溶液により除去する。これにより、直線ストライプ状開口部39aの下には、2つの領域II、IIIに形成されたTi/Pt膜14aが残される。その後に、フォトレジスト39を除去する。
図23、図24は、第2実施形態に係る光半導体装置を例示する平面図、及び光進行方向に沿って例示する断面図である。図23、図24において、図17、図18と同じ符号は第1実施形態と同じ要素を示している。
図25、図26は、第3実施形態に係る光半導体装置を例示する平面図と断面図である。図25、図26おいて、図17、図18と同じ符号は第1実施形態と同じ要素を示し、図23、図24と同じ符号は第2実施形態と同じ要素を示している。
(付記1)半導体基板と、前記半導体基板の上に形成される第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層の上に形成される活性層と、前記活性層の上に形成される第2のクラッド層と、前記第1のクラッド層、前記活性層及び前記第2のクラッド層に形成される第1の端面と、前記第1の端面より低い反射率の第2の端面と、前記活性層に電流を注入する電極と、前記活性層の上か下のいずれかに形成され、かつ前記第1の端面及びその近傍に形成されていない回折格子と、前記回折格子が形成されていない第1領域と、前記第1領域の内側の端から前記の第2の端面に至る第2領域と、前記第1領域を加熱する第1のヒータと、前記第2領域を加熱する第2のヒータと、を有する光半導体装置。
(付記2)前記第2のヒータの駆動条件により前記第1のヒータの駆動条件を決定する制御回路を有することを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
(付記3)前記第1のヒータと前記第2のヒータはそれぞれ金属膜から形成され、前記第1のヒータの一端と前記第2のヒータの一端は直列に接続され、前記第1のヒータと前記第2のヒータの前記一端同士の接続部分は抵抗素子を介して定電位点に接続され、前記第1のヒータの他端は電流源に接続され、前記第2のヒータの他端は前記定電位点に接続されることを特徴とする付記1又は付記2に記載の光半導体装置。
(付記4)前記第1領域を加熱する第3のヒータをさらに有することを特徴とする付記3に記載の光半導体装置。
(付記5)前記第2のクラッド層はリッジ構造を有することを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1つに記載の光半導体装置。
(付記6)前記第1のヒータと前記第2のヒータは、前記リッジ構造9の上か側方のいずれかに形成されていることを特徴とする付記5に記載の光半導体装置。
(付記7)前記第1の面は高反射膜が形成される劈開面であることを特徴とする付記1乃至付記6のいずれか1つに記載の光半導体装置。
2 n型GaAsバッファ層
3 n型AlGaAsクラッド層
4 活性層
4a、4c i型GaAs・SCH兼バリア層
4b MQW層
4d i型InGaAs井戸層
4e i型GaAsバリア層
5 p型AlGaAsクラッド層
6 p型GaAs回折格子層
6a 回折格子
7 p型InGaP上部クラッド層
8 p型GaAsコンタクト層
9 リッジ構造
10 保護絶縁膜
11 有機絶縁膜
12a 上部電極
12b 配線
12c 電極パッド
13 第1層間絶縁膜
14 Ti/Pt/Au膜
14a Ti/Pt膜
15 Au膜
16 発振波長制御用ヒータ
16a、16b ヒータ用電極パッド兼配線
17 端面位相制御用ヒータ
17a、17b ヒータ用電極パッド兼配線
18 下部電極
19 高反射率膜
20 無反射率膜
21 レーザ駆動用電流源
26 マイクロヒータ
26a 発振波長制御用ヒータ部
26b 端面位相制御用ヒータ部
26c、26d、26e ヒータ用電極パッド兼配線
27 第2層間絶縁膜
28a 第2の端面位相制御用ヒータ
28b、28c ヒータ用電極パッド兼配線
22、23、24 加熱用電流源
51 光分析器
52 制御回路
R 抵抗素子
Claims (4)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成される第1のクラッド層と、
前記第1のクラッド層の上に形成される活性層と、
前記活性層の上に形成される第2のクラッド層と、
前記第1のクラッド層、前記活性層及び前記第2のクラッド層に形成される第1の端面と、
前記第1の端面の反対側で、前記第1の端面より低い反射率の第2の端面と、
前記活性層に電流を注入する電極と、
前記活性層の上下いずれかに形成された回折格子層と、
前記回折格子層の前記第1の端面及び前記第1の端面近傍を除き形成された、周期が一定な回折格子と、
前記回折格子が形成されていない、第1領域と、
前記回折格子が形成されている、第2領域と、
前記第1領域を加熱する第1のヒータと、
前記第2領域を加熱する第2のヒータと、
を有し、
前記活性層は、前記第1の端面から前記第2の端面まで延在し、
前記電極は、前記第1領域及び前記第2領域の前記活性層に電流を注入する電極である
光半導体装置。 - 前記第2端面側の出力光から検出される波長・光強度の関係を示すスペクトルにおけるストップバンドの中央に向けて発振モードの位置を変更する温度となるように前記第1のヒータの電流を制御する制御回路に前記第1のヒータが接続されることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記第1のヒータと前記第2のヒータはそれぞれ金属膜から形成され、
前記第1のヒータの一端と前記第2のヒータの一端は直列に接続され、
前記第1のヒータと前記第2のヒータの前記一端同士の接続部分は抵抗素子を介して定電位点に接続され、
前記第1のヒータの他端は電流源に接続され、
前記第2のヒータの他端は前記定電位点に接続される
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。 - 前記第1領域を加熱する第3のヒータをさらに有することを特徴とする請求項3に記載の光半導体装置。
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