JP7076572B2 - 光半導体装置および光半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1~図4は、実施の形態1にかかる光半導体装置、および光半導体装置の製造方法について説明するためのものである。図1は光半導体装置の構成を説明するための断面図であり、図1Aはリッジストライプ部分(図1BのA線対応)における光進行方向、および積層方向に平行な断面図、図1Bは光半導体装置の光進行方向における端面付近(図1AのB-B線対応)の光進行方向に垂直な断面図、図1Cは光半導体装置の光進行方向における半導体装置のλ/4位相シフトが形成された部分(図1AのC-C線対応)の光進行方向に垂直な断面図である。そして、図2A~図2Fは、積層による光半導体装置の製造方法において、n型基板上にリッジストライプが形成された時点からの工程ごとの光進行方向に垂直な断面図(図1Bに対応)である。
R=ρ(L/S) ・・・(1)
λ/4位相シフト6qが配置された光進行方向Drにおける中央付近の電流狭窄窓8aの開口幅Waqは端面付近などその他の領域の開口幅Waに比べ広く、断面積Sが大きくなるため、(1)式に示すように抵抗Rが低くなり電流が注入されやすくなる。
上記実施の形態1においては、光進行方向におけるpクラッド抵抗の分布を調整するために、電流狭窄窓の幅を光進行方向における位置に応じて変化させる例を示した。本実施の形態2においては、電流狭窄窓部分の層厚みを光進行方向における位置に応じて変化させ、光進行方向におけるpクラッド抵抗の分布を調整する例について説明する。
本実施の形態3は、上記実施の形態1と2を組み合わせたものであり、電流狭窄窓の幅と、電流狭窄窓部分の層厚みの双方に変化をつけて、光進行方向におけるpクラッド抵抗の分布を調整する例について説明する。図7と図8は、本実施の形態3にかかる光半導体装置の構成について説明するためのもので、図7は光半導体装置の構成を説明するための断面図であり、図7Aは光半導体装置の光進行方向における端面付近(図1AのB-B線対応)の光進行方向に垂直な断面図、図7Bは光半導体装置の光進行方向における半導体装置のλ/4位相シフトが形成された部分(図1AのC-C線対応)の光進行方向に垂直な断面図である。
Claims (5)
- 第一導電型基板の表面に第一導電型クラッド層、活性層、第一導電型の逆の導電型である第二導電型第一クラッド層の順に積層されたリッジストライプと、
前記リッジストライプの頂部を露出して、前記リッジストライプの両側のそれぞれを埋め込む第一埋め込み層と、
前記第一埋め込み層のそれぞれを覆うとともに、前記リッジストライプの前記頂部に向けてせり出した部分が前記頂部の上で前記頂部の幅よりも狭い間隔をあけて対向する電流狭窄窓を有する第一導電型第二埋め込み層と、
前記電流狭窄窓とともに前記第一導電型第二埋め込み層を埋め込む、第二導電型第二クラッド層と、
前記第一導電型クラッド層または前記第二導電型第一クラッド層内に形成され、光進行方向における中間部分にλ/4位相シフトが配置された回折格子と、を備え、
前記λ/4位相シフトが配置された領域の方が端面領域よりも前記電流狭窄窓の開口幅が広い、および前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域の方が前記端面領域よりも前記第一導電型第二埋め込み層の前記せり出した部分の厚みが薄い、の少なくとも一方の条件を満たすように前記光進行方向における位置に応じて前記電流狭窄窓の前記光進行方向に垂直な断面形状が変化し、前記電流狭窄窓を介した前記第二導電型第二クラッド層から前記第二導電型第一クラッド層への電流経路の抵抗が、前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域において最小となっていることを特徴とする光半導体装置。 - 前記電流狭窄窓の開口幅が、前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域において最大となっていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記第一導電型第二埋め込み層の前記頂部に向けてせり出した部分の厚みが、前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域において最小となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の光半導体装置。
- 前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域の前記電流経路の抵抗は、その他の領域の前記電流経路の抵抗に対して5/12から10/12倍の範囲内であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 第一導電型基板の表面に第一導電型クラッド層、活性層、第一導電型の逆の導電型である第二導電型第一クラッド層の順に積層して積層構造体を形成する工程と、
前記積層構造体の両側を前記活性層よりも前記第一導電型基板に近い位置までエッチングし、リッジストライプを形成する工程と、
前記リッジストライプの頂部を露出して、前記リッジストライプの両側を、それぞれ半絶縁性材料をドープした埋め込み材料で埋め込み、第一埋め込み層を形成する工程と、
前記第一埋め込み層から前記リッジストライプの前記頂部に向けてせり出し、それぞれのせり出した部分が前記頂部の幅よりも狭い間隔をあけて対向する電流狭窄窓を有するように、前記リッジストライプの頂部の両端を除く中間部分をマスクで覆い、第一導電型第二埋め込み層を形成する工程と、
第二導電型の材料で、前記第一導電型第二埋め込み層を前記電流狭窄窓とともに埋め込む第二導電型第二クラッド層を形成する工程と、を有し、
前記積層構造体を形成する工程では、前記第一導電型クラッド層または前記第二導電型第一クラッド層内に、光進行方向における中間部分にλ/4位相シフトが配置された回折格子が形成されており、
前記第一導電型第二埋め込み層を形成する工程では、
前記光進行方向における前記λ/4位相シフトが配置された領域において、前記電流狭窄窓の開口幅が最大、および、前記第一導電型第二埋め込み層の前記せり出した部分の厚みが最小、の少なくとも一方の条件を満たすよう、前記光進行方向における位置に応じて、前記マスクの幅、および前記マスクの使用回数の少なくとも一方を変更することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
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