JPH06196797A - 光変調器集積化光源素子およびその製造方法 - Google Patents
光変調器集積化光源素子およびその製造方法Info
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- JPH06196797A JPH06196797A JP17045391A JP17045391A JPH06196797A JP H06196797 A JPH06196797 A JP H06196797A JP 17045391 A JP17045391 A JP 17045391A JP 17045391 A JP17045391 A JP 17045391A JP H06196797 A JPH06196797 A JP H06196797A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0265—Intensity modulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射，散乱，吸収損失の少ない高性能な集積
化光源素子を実現する。 【構成】 ｎ−ＩｎＰ基板１の表面に幅１００μｍ，長
さ６００μｍの２本のＳｉＯ2選択成長マスク１６を１
０μｍの間隔をもって形成した後、有機金属気相成長法
により、ｎ−ＩｎＰクラッド層２を０．１μｍ，次いで
１０ｎｍのＩｎＧａＡｓを井戸層とし、波長１．３μｍ
相当のＩｎＧａＡｓＰ１０ｎｍを障壁層とする量子井戸
構造６層からなる活性層３，波長１．３μｍ相当のＩｎ
ＧａＡｓＰガイド層４を０．１μｍを成長する。この状
態で導波路コアとなるべきＭＱＷ構造活性層は１回の成
長で滑らかに接続されて形成される。
化光源素子を実現する。 【構成】 ｎ−ＩｎＰ基板１の表面に幅１００μｍ，長
さ６００μｍの２本のＳｉＯ2選択成長マスク１６を１
０μｍの間隔をもって形成した後、有機金属気相成長法
により、ｎ−ＩｎＰクラッド層２を０．１μｍ，次いで
１０ｎｍのＩｎＧａＡｓを井戸層とし、波長１．３μｍ
相当のＩｎＧａＡｓＰ１０ｎｍを障壁層とする量子井戸
構造６層からなる活性層３，波長１．３μｍ相当のＩｎ
ＧａＡｓＰガイド層４を０．１μｍを成長する。この状
態で導波路コアとなるべきＭＱＷ構造活性層は１回の成
長で滑らかに接続されて形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高変調効率が得られる
光変調器集積化光源素子およびその製造方法に関するも
のである。
光変調器集積化光源素子およびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光変調器集積化光源素子の代表的な例
は、ＤＢＦレーザとフランツケルディッシュ効果を用い
た電界印加吸収型変調器の集積構造である。図４にH.So
daらによりエレクトロニクスレター誌第２６巻１号９ペ
ージに報告されている構造図を示す。この構造では、Ｄ
ＢＦレーザの活性層２９と吸収型光変調器の活性層３０
は突き合わせ結合（バットジョイント結合）により接続
されている。この構造は、ＤＢＦレーザ構造を製作した
後、一部をエッチングにより取り除き、新たに変調器の
活性層導波路がレーザの活性層導波路に一致するように
埋め込み再成長を行って製作する。
は、ＤＢＦレーザとフランツケルディッシュ効果を用い
た電界印加吸収型変調器の集積構造である。図４にH.So
daらによりエレクトロニクスレター誌第２６巻１号９ペ
ージに報告されている構造図を示す。この構造では、Ｄ
ＢＦレーザの活性層２９と吸収型光変調器の活性層３０
は突き合わせ結合（バットジョイント結合）により接続
されている。この構造は、ＤＢＦレーザ構造を製作した
後、一部をエッチングにより取り除き、新たに変調器の
活性層導波路がレーザの活性層導波路に一致するように
埋め込み再成長を行って製作する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た突き合わせ結合では、活性層導波路の光学的吸収端、
すなわち実効禁制帯幅エネルギが結合部で急峻に変化す
るため、屈折率の変化も急峻であり、その結果、結合部
での反射をなくすことは困難である。また、変調器部分
を選択埋め込み成長するために図４に示すように突き合
わせ結合部３１で成長膜厚が不均一になり、導波路方向
に分布を持つ。さらにＩｎＰをクラッド層とする場合に
は、選択再成長の際、マストランスポート現象によりク
ラッド層のＩｎＰが突き合わせ結合部３１のコア部分に
回り込み、導波路コアが接続されなくなる場合がある。
その結果、高い結合効率を得ることが困難であり、歩留
まりも低下する。
た突き合わせ結合では、活性層導波路の光学的吸収端、
すなわち実効禁制帯幅エネルギが結合部で急峻に変化す
るため、屈折率の変化も急峻であり、その結果、結合部
での反射をなくすことは困難である。また、変調器部分
を選択埋め込み成長するために図４に示すように突き合
わせ結合部３１で成長膜厚が不均一になり、導波路方向
に分布を持つ。さらにＩｎＰをクラッド層とする場合に
は、選択再成長の際、マストランスポート現象によりク
ラッド層のＩｎＰが突き合わせ結合部３１のコア部分に
回り込み、導波路コアが接続されなくなる場合がある。
その結果、高い結合効率を得ることが困難であり、歩留
まりも低下する。
【０００４】レーザの活性層に多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造を用いれば、発振閾値電流を低減でき、光変調器の
活性層にＭＱＷ構造を用いれば、量子閉じ込めシュタル
ク効果により低電圧駆動で広い変調周波数帯域が得られ
る等、高性能化が期待できるが、ＭＱＷ構造導波路の突
き合わせ結合は極めて困難である。その理由は、突き合
わせ結合部近傍で選択埋め込み成長層が厚くなり、この
結果、ＭＱＷ構造導波路の実効禁制帯幅エネルギが小さ
くなり、導波路の吸収損失が無視できなくなる。
構造を用いれば、発振閾値電流を低減でき、光変調器の
活性層にＭＱＷ構造を用いれば、量子閉じ込めシュタル
ク効果により低電圧駆動で広い変調周波数帯域が得られ
る等、高性能化が期待できるが、ＭＱＷ構造導波路の突
き合わせ結合は極めて困難である。その理由は、突き合
わせ結合部近傍で選択埋め込み成長層が厚くなり、この
結果、ＭＱＷ構造導波路の実効禁制帯幅エネルギが小さ
くなり、導波路の吸収損失が無視できなくなる。
【０００５】埋め込み成長法によらずに光変調器のＭＱ
Ｗ構造活性層の光学的吸収端波長をＭＱＷレーザの光学
的吸収端波長より短波長にシフトさせ、かつ両者の活性
層を滑らかに接続する方法としてＹ．Ｓuzukiらにより
アプライドフィジックスレター誌５７巻２６号２７４５
頁に報告されている方法を応用して光変調器のＭＱＷ構
造活性層のみを部分的に混晶化する方法があるが、井戸
層と障壁層の間の原子の相互拡散により量子閉じ込めシ
ュタルク効果が小さくなり、光変調器の高性能化が望め
なくなる。
Ｗ構造活性層の光学的吸収端波長をＭＱＷレーザの光学
的吸収端波長より短波長にシフトさせ、かつ両者の活性
層を滑らかに接続する方法としてＹ．Ｓuzukiらにより
アプライドフィジックスレター誌５７巻２６号２７４５
頁に報告されている方法を応用して光変調器のＭＱＷ構
造活性層のみを部分的に混晶化する方法があるが、井戸
層と障壁層の間の原子の相互拡散により量子閉じ込めシ
ュタルク効果が小さくなり、光変調器の高性能化が望め
なくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、レーザおよび光変調器の活性層を光
学的吸収端波長、すなわち実効禁制帯幅エネルギの異な
るＭＱＷ構造で構成し、かつ両者の禁制帯幅エネルギお
よび屈折率が滑らかに接続した集積構造としたものであ
る。また、この集積構造の製造方法として絶縁膜ストラ
イプもしくはメサストライプ構造を有する基板上に有機
金属気相成長法により一括してレーザと光変調器の活性
層を形成するようにしたものである。
るために本発明は、レーザおよび光変調器の活性層を光
学的吸収端波長、すなわち実効禁制帯幅エネルギの異な
るＭＱＷ構造で構成し、かつ両者の禁制帯幅エネルギお
よび屈折率が滑らかに接続した集積構造としたものであ
る。また、この集積構造の製造方法として絶縁膜ストラ
イプもしくはメサストライプ構造を有する基板上に有機
金属気相成長法により一括してレーザと光変調器の活性
層を形成するようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明の構造においては、レーザ，光変調器と
もに活性層にＭＱＷ構造を用いているので、変調電圧，
変調周波数帯域，発振閾値電流等において高性能化が期
待できる。さらに両素子の活性層ＭＱＷ構造の井戸層な
らびに障壁層は完全に接続しており、その厚さと組成が
両素子の間の遷移領域で滑らかに変化するのみである。
したがって実効屈折率も滑らかに接続しており、導波光
は反射，拡散されることなく、レーザから光変調器へと
結合する。次に本発明の製造方法について説明する。一
般に酸化膜あるいは窒化膜を選択成長マスクとした有機
金属気相成長法においては、選択成長マスク上に飛来し
た原料分子の一部は再度気相中に脱離するが、残りは分
解しあるいは 未分解のままマスク上を拡散し、マスク
で覆われずに半導体基板が現れている部分に到達してエ
ピタキシャル成長に寄与する。したがって供給量を空間
的に一様に保つと、成長領域の近傍にマスクがある場合
は無い場合に比べて厚い半導体層が成長する。また、成
長厚さはマスクまでの距離が小さく、マスクの面積が大
きいほど大きくなる。一方、量子井戸構造の実効禁制帯
幅エネルギは、井戸層厚，障壁層厚に依存するが、主と
して井戸層厚に依存し、井戸層厚の増大とともに低エネ
ルギとなる。したがって２つの平行する選択成長マスク
が形成された基板上にＭＱＷ構造をコアとする導波路構
造を成長すると、選択マスクに挟まれた領域は選択マス
クの無い領域に比べて実効禁制帯幅エネルギの小さいコ
ア層が形成される。２つの領域は供給原料の拡散により
滑らかに接続する。井戸層の材料が混晶半導体で作られ
る場合は、混晶組成を決定する構成元素の間で脱離・拡
散減少に違いがあれば、当然の帰結として混晶組成は成
長領域の近傍にマスクがある場合と無い場合で異なる。
例えばＩｎＧａＡｓでは、成長領域の近傍にマスクがあ
る場合には無い場合よりＩｎが過剰な組成が得られるこ
とが知られている。すなわちマスクの近傍で禁制帯幅エ
ネルギが小さくなる。次に選択成長マスクを用いない製
造方法について説明する。有機金属気相成長法において
は、一般に結晶方位（１００）面に比べて｛１１１｝面
の成長速度が極めて小さい。したがって｛１１１｝面と
（１００）面の両方が現れている面に一様に原料を供給
して成長を行うと、｛１１１｝面に飛来した原料の一部
は表面を拡散して（１００）面に到達してエピタキシャ
ル成長する。すなわち｛１１１｝面は選択拡散マスクと
同様な作用を及ぼすので、これを利用して同一基板上に
実効禁制帯幅エネルギの異なるＭＱＷ構造を滑らかに接
続して形成できる。この場合には基板上に現れている面
は全て単結晶面であり、選択成長マスクを用いていない
ので、マスク端からの異常成長等の問題が無い。
もに活性層にＭＱＷ構造を用いているので、変調電圧，
変調周波数帯域，発振閾値電流等において高性能化が期
待できる。さらに両素子の活性層ＭＱＷ構造の井戸層な
らびに障壁層は完全に接続しており、その厚さと組成が
両素子の間の遷移領域で滑らかに変化するのみである。
したがって実効屈折率も滑らかに接続しており、導波光
は反射，拡散されることなく、レーザから光変調器へと
結合する。次に本発明の製造方法について説明する。一
般に酸化膜あるいは窒化膜を選択成長マスクとした有機
金属気相成長法においては、選択成長マスク上に飛来し
た原料分子の一部は再度気相中に脱離するが、残りは分
解しあるいは 未分解のままマスク上を拡散し、マスク
で覆われずに半導体基板が現れている部分に到達してエ
ピタキシャル成長に寄与する。したがって供給量を空間
的に一様に保つと、成長領域の近傍にマスクがある場合
は無い場合に比べて厚い半導体層が成長する。また、成
長厚さはマスクまでの距離が小さく、マスクの面積が大
きいほど大きくなる。一方、量子井戸構造の実効禁制帯
幅エネルギは、井戸層厚，障壁層厚に依存するが、主と
して井戸層厚に依存し、井戸層厚の増大とともに低エネ
ルギとなる。したがって２つの平行する選択成長マスク
が形成された基板上にＭＱＷ構造をコアとする導波路構
造を成長すると、選択マスクに挟まれた領域は選択マス
クの無い領域に比べて実効禁制帯幅エネルギの小さいコ
ア層が形成される。２つの領域は供給原料の拡散により
滑らかに接続する。井戸層の材料が混晶半導体で作られ
る場合は、混晶組成を決定する構成元素の間で脱離・拡
散減少に違いがあれば、当然の帰結として混晶組成は成
長領域の近傍にマスクがある場合と無い場合で異なる。
例えばＩｎＧａＡｓでは、成長領域の近傍にマスクがあ
る場合には無い場合よりＩｎが過剰な組成が得られるこ
とが知られている。すなわちマスクの近傍で禁制帯幅エ
ネルギが小さくなる。次に選択成長マスクを用いない製
造方法について説明する。有機金属気相成長法において
は、一般に結晶方位（１００）面に比べて｛１１１｝面
の成長速度が極めて小さい。したがって｛１１１｝面と
（１００）面の両方が現れている面に一様に原料を供給
して成長を行うと、｛１１１｝面に飛来した原料の一部
は表面を拡散して（１００）面に到達してエピタキシャ
ル成長する。すなわち｛１１１｝面は選択拡散マスクと
同様な作用を及ぼすので、これを利用して同一基板上に
実効禁制帯幅エネルギの異なるＭＱＷ構造を滑らかに接
続して形成できる。この場合には基板上に現れている面
は全て単結晶面であり、選択成長マスクを用いていない
ので、マスク端からの異常成長等の問題が無い。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。 （実施例１）図１に本発明の第１の実施例であるＭＱＷ
−ＤＦＢレーザとＭＱＷ光変調器の集積化光源素子を示
す。図１（ａ）は素子構造，図１（ｂ）はエピタキシャ
ル成長前の基板を示す。図１（ｂ）に示すようにｎ−Ｉ
ｎＰ基板１の表面に幅１００μｍ，長さ６００μｍの２
本のＳｉＯ2選択成長マスク１６を１０μｍの間隔をも
って形成する。次に有機金属気相成長法によりｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２を０．１μｍ，次いで１０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓを井戸層とし波長１．３μｍ相当のＩｎＧａＡｓ
Ｐ１０ｎｍを障壁層とする量子井戸構造６層からなる活
性層３，波長１．３μｍ相当のＩｎＧａＡｓＰガイド層
４を０．１μｍを成長した。この状態で導波路コアとな
るべきＭＱＷ構造活性層は１回の成長で滑らかに接続さ
れて形成されている。フォトルミネッセンスにより測定
したレーザ領域１４並びに変調器領域１５の吸収端波長
は、それぞれ１．５５μｍ，１．４８μｍであった。次
に領域１４の部分に干渉露光とエッチングによりグレー
ティングを形成した後、選択成長マスク１６をエッチン
グにより取り除き、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層，ｐ+−
ＩｎＧａＡｓＰオーミック接触層の順に成長した。次に
ドライエッチングにより幅３μｍのリッジ導波路に加工
し、領域１４と領域１５の間の遷移領域２０μｍにわた
ってガイド層４まで選択エッチングして電気的分離溝１
０を形成した後、上部クラッド層を残して半絶縁性Ｉｎ
Ｐ層により埋め込み成長した。レーザ部，光変調器部に
ｐ側電極９1，９2を、基板裏面に共通電極１３をそれぞ
れ形成した後、レーザ部の長さが３００μｍ，光変調器
部の長さが１００μｍとなるようにへきかいし、反射防
止膜１１，高反射膜１２をコーティングした。
説明する。 （実施例１）図１に本発明の第１の実施例であるＭＱＷ
−ＤＦＢレーザとＭＱＷ光変調器の集積化光源素子を示
す。図１（ａ）は素子構造，図１（ｂ）はエピタキシャ
ル成長前の基板を示す。図１（ｂ）に示すようにｎ−Ｉ
ｎＰ基板１の表面に幅１００μｍ，長さ６００μｍの２
本のＳｉＯ2選択成長マスク１６を１０μｍの間隔をも
って形成する。次に有機金属気相成長法によりｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２を０．１μｍ，次いで１０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓを井戸層とし波長１．３μｍ相当のＩｎＧａＡｓ
Ｐ１０ｎｍを障壁層とする量子井戸構造６層からなる活
性層３，波長１．３μｍ相当のＩｎＧａＡｓＰガイド層
４を０．１μｍを成長した。この状態で導波路コアとな
るべきＭＱＷ構造活性層は１回の成長で滑らかに接続さ
れて形成されている。フォトルミネッセンスにより測定
したレーザ領域１４並びに変調器領域１５の吸収端波長
は、それぞれ１．５５μｍ，１．４８μｍであった。次
に領域１４の部分に干渉露光とエッチングによりグレー
ティングを形成した後、選択成長マスク１６をエッチン
グにより取り除き、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層，ｐ+−
ＩｎＧａＡｓＰオーミック接触層の順に成長した。次に
ドライエッチングにより幅３μｍのリッジ導波路に加工
し、領域１４と領域１５の間の遷移領域２０μｍにわた
ってガイド層４まで選択エッチングして電気的分離溝１
０を形成した後、上部クラッド層を残して半絶縁性Ｉｎ
Ｐ層により埋め込み成長した。レーザ部，光変調器部に
ｐ側電極９1，９2を、基板裏面に共通電極１３をそれぞ
れ形成した後、レーザ部の長さが３００μｍ，光変調器
部の長さが１００μｍとなるようにへきかいし、反射防
止膜１１，高反射膜１２をコーティングした。
【０００９】このように構成された集積化光源素子によ
り、１．５５μｍ帯において、周波数帯域幅２０ＧＨｚ
以上の変調特性が得られ、また、選択埋め込み成長によ
る突き合わせ結合を用いていないので、光結合部に起因
する素子劣化は皆無であり、８０％以上の製作歩留まり
を得た。
り、１．５５μｍ帯において、周波数帯域幅２０ＧＨｚ
以上の変調特性が得られ、また、選択埋め込み成長によ
る突き合わせ結合を用いていないので、光結合部に起因
する素子劣化は皆無であり、８０％以上の製作歩留まり
を得た。
【００１０】また、このような構成においては、領域１
５の活性層の井戸層のＩｎＧａＡｓがＩｎＰ基板に格子
整合するように成長条件を選ぶと、領域１４では活性層
の井戸層のＩｎＧａＡｓの組成はＩｎがより過剰になっ
て格子定数がＩｎＰより大きくなる。この構成による井
戸層幅は１０ｎｍ程度で薄いため、転位は発生せず、結
果として井戸層が圧縮応力を受けることになり、レーザ
活性層に圧縮歪を受けた歪超格子を用いたＭＱＷレーザ
を領域１４に製作できる。すなわち本実施例の方法によ
れば、閾値電流密度が小さい等の特長を有する歪ＭＱＷ
レーザと無歪のＭＱＷ光変調器の集積化した光源素子を
容易に製作できる。
５の活性層の井戸層のＩｎＧａＡｓがＩｎＰ基板に格子
整合するように成長条件を選ぶと、領域１４では活性層
の井戸層のＩｎＧａＡｓの組成はＩｎがより過剰になっ
て格子定数がＩｎＰより大きくなる。この構成による井
戸層幅は１０ｎｍ程度で薄いため、転位は発生せず、結
果として井戸層が圧縮応力を受けることになり、レーザ
活性層に圧縮歪を受けた歪超格子を用いたＭＱＷレーザ
を領域１４に製作できる。すなわち本実施例の方法によ
れば、閾値電流密度が小さい等の特長を有する歪ＭＱＷ
レーザと無歪のＭＱＷ光変調器の集積化した光源素子を
容易に製作できる。
【００１１】（実施例２）本発明の第２の実施例は、Ｍ
ＱＷ−ＤＢＲレーザとＭＱＷ光変調器の集積化光源素子
である。ＤＢＲレーザの光導波路は活性層導波路とＤＢ
Ｒ導波路で構成されている。ＤＢＲ導波路は、透明であ
ればよいが、ＭＱＷ変調器の活性層導波路は印加電界に
より吸収あるいは屈折率の変化を引き起こさねばならな
いので、吸収損失が無視できる範囲で可能な限り吸収端
波長に近い方が変調効率が高い。したかってＤＢＲ導波
路の光学吸収端波長はＭＱＷ光変調器の光学吸収端波長
より短波長側に取る必要がある。
ＱＷ−ＤＢＲレーザとＭＱＷ光変調器の集積化光源素子
である。ＤＢＲレーザの光導波路は活性層導波路とＤＢ
Ｒ導波路で構成されている。ＤＢＲ導波路は、透明であ
ればよいが、ＭＱＷ変調器の活性層導波路は印加電界に
より吸収あるいは屈折率の変化を引き起こさねばならな
いので、吸収損失が無視できる範囲で可能な限り吸収端
波長に近い方が変調効率が高い。したかってＤＢＲ導波
路の光学吸収端波長はＭＱＷ光変調器の光学吸収端波長
より短波長側に取る必要がある。
【００１２】図２に第２の実施例の素子の製作に必要な
選択成長マスクを形成したＩｎＰ基板を示す。領域２０
にレーザを、領域２２に光変調器を製作する。選択成長
マスク１７はそれぞれ幅１００μｍ，長さ３００μｍで
これに挟まれた領域２０の間隙は１０μｍであり、この
領域にＤＢＲレーザの活性層を形成する。選択成長マス
ク１８はそれぞれ幅５０μｍ，長さ３００μｍで領域２
２の幅は３０μｍである。領域１９，２１は両側に選択
成長マスクのない領域であり、選択成長マスク１７と選
択成長マスク１８の間の距離は３００μｍである。実施
例１と同様な工程で製作するが、グレーティングは領域
１９，２１に形成し、領域１９、２０，２１にＤＢＲレ
ーザが製作される。電気的分離溝は領域２１と領域２２
の間に形成する。
選択成長マスクを形成したＩｎＰ基板を示す。領域２０
にレーザを、領域２２に光変調器を製作する。選択成長
マスク１７はそれぞれ幅１００μｍ，長さ３００μｍで
これに挟まれた領域２０の間隙は１０μｍであり、この
領域にＤＢＲレーザの活性層を形成する。選択成長マス
ク１８はそれぞれ幅５０μｍ，長さ３００μｍで領域２
２の幅は３０μｍである。領域１９，２１は両側に選択
成長マスクのない領域であり、選択成長マスク１７と選
択成長マスク１８の間の距離は３００μｍである。実施
例１と同様な工程で製作するが、グレーティングは領域
１９，２１に形成し、領域１９、２０，２１にＤＢＲレ
ーザが製作される。電気的分離溝は領域２１と領域２２
の間に形成する。
【００１３】（実施例３）本発明の第３の実施例は、第
１の実施例において、レーザを選択成長マスク間ではな
く、図３（ａ），（ｂ）に示すように（１００）ＩｎＰ
基板にメサ加工を施し、その頂部あるいは 底部に製作
するものである。領域２３あるいは 領域２５にレーザ
を、領域２４あるいは 領域２６に光変調器を製作す
る。なお、２７には（１００）面，２８には｛１１１｝
面がそれぞれ現れている。｛１１１｝面２８の影響で領
域２３あるいは 領域２５の成長速度は、領域２４ある
いは 領域２６の成長速度より大きくなり、したがって
ＭＱＷ構造活性層の実効禁制帯幅エネルギは領域２３あ
るいは 領域２５の方が領域２４あるいは 領域２６より
小さくなる。領域２４あるいは領域２６に製作した光変
調器は領域２３あるいは領域２５に製作したレーザの発
振光に対して透明になる。
１の実施例において、レーザを選択成長マスク間ではな
く、図３（ａ），（ｂ）に示すように（１００）ＩｎＰ
基板にメサ加工を施し、その頂部あるいは 底部に製作
するものである。領域２３あるいは 領域２５にレーザ
を、領域２４あるいは 領域２６に光変調器を製作す
る。なお、２７には（１００）面，２８には｛１１１｝
面がそれぞれ現れている。｛１１１｝面２８の影響で領
域２３あるいは 領域２５の成長速度は、領域２４ある
いは 領域２６の成長速度より大きくなり、したがって
ＭＱＷ構造活性層の実効禁制帯幅エネルギは領域２３あ
るいは 領域２５の方が領域２４あるいは 領域２６より
小さくなる。領域２４あるいは領域２６に製作した光変
調器は領域２３あるいは領域２５に製作したレーザの発
振光に対して透明になる。
【００１４】（実施例４）本発明の第４の実施例は、第
１の実施例に対する第３の実施例のごとく、第２の実施
例において、選択成長マスクを用いる代わりにメサ加工
した基板を用いる方法である。
１の実施例に対する第３の実施例のごとく、第２の実施
例において、選択成長マスクを用いる代わりにメサ加工
した基板を用いる方法である。
【００１５】なお、前述した実施例においては、ＩｎＧ
ａＡｓＰ系を材料の例にとって説明したが、ＩｎＧａＡ
ｌＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の他の材料系においても、
有効なことは言うまでもない。
ａＡｓＰ系を材料の例にとって説明したが、ＩｎＧａＡ
ｌＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の他の材料系においても、
有効なことは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
吸収端波長および屈折率の異なるレーザのＭＱＷ活性層
と光変調器のＭＱＷ活性層を吸収端波長および屈折率を
徐々に変えつつ滑らかに接続しているので、反射，散
乱，吸収損失の少ない高性能な集積化光源素子が実現で
きる。また、従来と比べ、エピタキシャル成長回数が少
なくできるので、歩留まりの高い製作ができる等の極め
て優れた効果が得られる。
吸収端波長および屈折率の異なるレーザのＭＱＷ活性層
と光変調器のＭＱＷ活性層を吸収端波長および屈折率を
徐々に変えつつ滑らかに接続しているので、反射，散
乱，吸収損失の少ない高性能な集積化光源素子が実現で
きる。また、従来と比べ、エピタキシャル成長回数が少
なくできるので、歩留まりの高い製作ができる等の極め
て優れた効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施例の素子の製造方法を説明
する図である。
する図である。
【図３】本発明の第３の実施例の素子の製造方法を説明
する図である。
する図である。
【図４】従来の電界印加吸収型変調器の構成を説明する
図である。
図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３ ＭＱＷ活性導波路層 ４ ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ５ グレーティング ６ ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層 ７ ｐ+−ＩｎＧａＡｓＰオーム接触層 ８ 半絶縁性ＩｎＰ埋め込み成長層 ９1 レーザ用ｐ電極 ９2 光変調器用ｐ電極 １０ 電気的分離溝 １１ 反射防止膜 １２ 高反射膜 １３ 共通ｎ電極 １４ レーザ製作領域 １５ 光変調器製作領域 １６ 選択成長マスク １７ 選択成長マスク １８ 選択成長マスク １９ ＤＢＲグレーティング製作領域 ２０ ＤＢＲ活性層製作領域 ２１ ＤＢＲグレーティング製作領域 ２２ レーザ製作領域 ２３ レーザ製作領域 ２４ 光変調器製作領域 ２５ レーザ製作領域 ２６ 光変調器製作領域 ２７ （１００）面 ２８ ｛１１１｝面 ２９ ＤＦＢレーザ活性層 ３０ 光変調器活性層 ３１ 突き合わせ結合部
【手続補正書】
【提出日】平成５年７月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
フロントページの続き (72)発明者 脇田 紘一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 多重量子井戸光変調器と多重量子井戸レ
ーザをモノリシック集積化した光変調器集積化光源素子
において、前記変調器の量子井戸構造活性層と前記レー
ザの量子井戸構造活性層の井戸層と障壁層がそれぞれ井
戸層と障壁層で同じ種類の元素からなる化合物半導体で
あって、その組成が層に平行な方向にはお互いに連続か
つ滑らかに接続し層に垂直な方向には１原子層の急峻さ
で変化してなり、前記変調器の量子井戸構造活性層の井
戸層の幅が前記レーザの量子井戸構造活性層の井戸層の
幅より小さいこと，前記変調器の量子井戸構造活性層の
井戸層材料の禁制帯幅エネルギが前記レーザの量子井戸
構造活性層の井戸層材料の禁制帯幅エネルギより大きい
ことの少なくとも一方を満足するように形成したことを
特徴とする光変調器集積化光源素子。 - 【請求項２】 請求項１において、前記レーザの量子井
戸構造活性層が歪超格子を形成し、井戸層に圧縮歪が加
わる構造としたことを特徴とする光変調器集積化光源素
子。 - 【請求項３】 多重量子井戸光変調器と多重量子井戸レ
ーザをモノリシック集積化した光変調器集積化光源素子
において、前記レーザもしくは前記レーザおよび前記光
変調器の少なくとも一方を、半導体基板上に形成した複
数の絶縁膜ストライプマスクの中間部に形成し、１回の
選択エピタキシャル成長により前記光変調器とレーザの
活性層を同時に形成することを特徴とする光変調器集積
化光源素子の製造方法。 - 【請求項４】 多重量子井戸光変調器と多重量子井戸レ
ーザをモノリシック集積化した光変調器集積化光源素子
において、前記レーザもしくは前記レーザおよび前記光
変調器の少なくとも一方を、メサストライプ加工した基
板の頂部もしくは底部に形成し、１回の選択エピタキシ
ャル成長により前記光変調器とレーザの活性層を同時に
形成することを特徴とする光変調器集積化光源素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17045391A JPH06196797A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 光変調器集積化光源素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17045391A JPH06196797A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 光変調器集積化光源素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196797A true JPH06196797A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=15905217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17045391A Pending JPH06196797A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 光変調器集積化光源素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06196797A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2736211A1 (fr) * | 1995-06-27 | 1997-01-03 | Mitsubishi Electric Corp | Procede de fabrication de dispositifs a semi-conducteur a haute resistance, pour couches d'arret de courant |
| US5757833A (en) * | 1995-11-06 | 1998-05-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser having a transparent light emitting section, and a process of producing the same |
| JP2003174223A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-06-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ制御方法 |
| JP2006267888A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光制御素子 |
| GB2427075A (en) * | 2003-10-10 | 2006-12-13 | Avago Technologies Fiber Ip | Optoelectronic device selective area growth fabrication |
| CN106711761A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
| EP3416252A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-19 | Nokia Solutions and Networks Oy | One step sibh for integrated circuits |
| WO2022089325A1 (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-05 | 中兴光电子技术有限公司 | 激光器的制作方法及激光器 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17045391A patent/JPH06196797A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2427075B (en) * | 2003-10-10 | 2007-02-21 | Avago Technologies Fiber Ip | Optoelectronic device having a discrete bragg reflector and an electro-absorption modulator |
| JP2006267888A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光制御素子 |
| CN106711761A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
| CN106711761B (zh) * | 2017-01-17 | 2023-04-07 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
| EP3416252A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-19 | Nokia Solutions and Networks Oy | One step sibh for integrated circuits |
| WO2022089325A1 (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-05 | 中兴光电子技术有限公司 | 激光器的制作方法及激光器 |
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