JPH08125267A - Optical semiconductor element and manufacture thereof - Google Patents

Optical semiconductor element and manufacture thereof

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JPH08125267A
JPH08125267A JP26491494A JP26491494A JPH08125267A JP H08125267 A JPH08125267 A JP H08125267A JP 26491494 A JP26491494 A JP 26491494A JP 26491494 A JP26491494 A JP 26491494A JP H08125267 A JPH08125267 A JP H08125267A
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JP
Japan
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semiconductor layer
semiconductor laser
semiconductor
optical modulator
optical
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Application number
JP26491494A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsubota
孝志 坪田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To hardly exert etching damage or the like on an optical semiconductor element when both parts of the element formed by integrating a semiconductor laser part and a light modulator part are optically coupled with each other and an electrical separation part for separating electrically the laser and modulator parts from each other is formed by etching. CONSTITUTION: The width of a scheduled formation part of an electrical separation part 39 of a striped semiconductor laser (a mesa structure 33), which is provided in common to a semiconductor laser part 25, a light modulator part 37 and the electrical separation part 39, is made narrow by a wet etching. Provided that parts retreated by a prescribed distance, which is set in consideration of etching damage or the like, is etched from the respective end parts which are located on the sides of the part 39.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば光通信用の光
源として使用可能な光半導体素子とその製造方法とに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor element which can be used as a light source for optical communication and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光半導体素子の従来例として例
えば文献(電子情報通信学会論文誌C-I,Vol.J77-C-I,N
o.5,pp .268-275(1994.5)) に開示されたものがあっ
た。半導体レーザ部と光変調器部とをモノリシックに集
積化した光半導体素子である。この種の素子では、半導
体レーザ部と光変調器部との間の光学的な結合を確保し
つつ両部分を電気的に分離する必要がある。そこで、こ
の文献に開示の光半導体素子では、ストライプ状のIn
GaAsP系のMQW層の一部ずつを半導体レーザ部お
よび光変調器部それぞれの構成要素の一部として使用す
る一方、両部分の間の上記MQW層部分を利用して、両
部分を光学的に結合しかつ電気的に分離していた。詳細
には、:半導体レーザ部と光変調器部とで別々に電極
を持たせ、:半導体レーザ部と光変調器部との間のM
QW層部分(電気的分離部)上ではコンタクト層を除去
してあり、かつ、:この電気的分離部は、電気抵抗を
高めるために、その幅をある程度狭く、その長さをある
程度長くしていた。具体的には、上記文献では、電気的
分離部および光変調器部でのストライプ状の半導体層
(上記MQW層および上側クラッド層など)の幅が共に
2.5〜3μm程度となるよう、リアクティブエッチン
グによりこの半導体層が加工されている。また、電気的
分離部の長さが50μm程度とされている。
2. Description of the Related Art As a conventional example of this kind of optical semiconductor device, for example, a document (IEICE Transactions CI, Vol.J77-CI, N
o.5, pp. 268-275 (1994.5)). It is an optical semiconductor device in which a semiconductor laser section and an optical modulator section are monolithically integrated. In this type of device, it is necessary to electrically separate the semiconductor laser section and the optical modulator section while ensuring optical coupling between them. Therefore, in the optical semiconductor element disclosed in this document, stripe-shaped In
While each part of the GaAsP-based MQW layer is used as part of each of the constituent elements of the semiconductor laser section and the optical modulator section, both parts of the MQW layer are optically used by utilizing the MQW layer part between both parts. It was coupled and electrically isolated. Specifically, the semiconductor laser unit and the optical modulator unit have separate electrodes, and M is the distance between the semiconductor laser unit and the optical modulator unit.
The contact layer is removed on the QW layer portion (electrical isolation portion), and this electrical isolation portion has its width reduced to some extent and its length increased to some extent in order to increase electric resistance. It was Specifically, in the above document, the widths of the stripe-shaped semiconductor layers (such as the MQW layer and the upper clad layer) in the electrical separation section and the optical modulator section are both set to about 2.5 to 3 μm. This semiconductor layer is processed by active etching. Further, the length of the electrical isolation portion is set to about 50 μm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光半導体素子では、電気的分離部および光変調器部共に
同じ幅であるので電気的分離部の電気抵抗を高めようと
してその幅を狭くすると光変調器の特性を悪化させる場
合がある。
However, in the conventional optical semiconductor device, since the width of both the electrical isolation portion and the optical modulator portion is the same, if the width is narrowed in order to increase the electrical resistance of the electrical isolation portion, the light It may deteriorate the characteristics of the modulator.

【0004】また、従来の光半導体素子において光変調
器部および電気的分離部を形成する場合それをRIE法
により行なうと、エッチングダメージが光変調器部等に
及ぶ危険性があるので、素子寿命の劣化が生じる危険性
がある。また、光変調器部および分離部の形成をウエッ
トエッチング法により行なう場合はその制御性の悪さか
ら、変調器部や半導体レーザ部にエッチングが及ぶ危険
性がある。
Further, when forming an optical modulator portion and an electrical separation portion in a conventional optical semiconductor element, if the optical modulator portion and the electrical isolation portion are formed by the RIE method, there is a risk that etching damage may affect the optical modulator portion and the like, so the device life is reduced. There is a risk of deterioration. Further, when the optical modulator section and the separation section are formed by the wet etching method, there is a risk of etching the modulator section and the semiconductor laser section due to poor controllability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の第一
発明によれば、ストライプ状の半導体層の一部分を素子
構成要素として含む半導体レーザ部と、前記ストライプ
状の半導体層の他の一部分を素子構成要素として含む光
変調器部とを具え、前記ストライプ状の半導体層の、前
記半導体レーザ部と光変調器部との間の部分が、両者を
光学的に結合するが電気的には分離する電気的分離部と
されている光半導体素子において、前記ストライプ状の
半導体層の前記電気的分離部における幅を他の部分より
狭い所定の幅としてあることを特徴とする。
Therefore, according to the first invention of this application, a semiconductor laser portion including a part of a stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element and another part of the stripe-shaped semiconductor layer are provided. An optical modulator portion included as an element constituent element, and a portion of the stripe-shaped semiconductor layer between the semiconductor laser portion and the optical modulator portion optically couples the two but electrically separates them. In the optical semiconductor element serving as the electrical isolation portion, the width of the stripe-shaped semiconductor layer in the electrical isolation portion is set to a predetermined width narrower than other portions.

【0006】またこの出願の第二発明によれば、ストラ
イプ状の半導体層の一部分を素子構成要素として含む半
導体レーザ部と、前記ストライプ状の半導体層の他の一
部分を素子構成要素として含む光変調器部とを具え、前
記ストライプ状の半導体層の、前記半導体レーザ部と光
変調器部との間の部分が、両者を光学的に結合するが電
気的には分離する電気的分離部とされている光半導体素
子であって、前記ストライプ状の半導体層の前記電気的
分離部における幅が他の部分より狭い所定の幅とされて
いる光半導体素子を製造するに当たり、電気的分離部の
形成を、前記ストライプ状の半導体層の電気的分離部形
成予定部分を前記所定の幅となるようエッチングするこ
とにより行なう。しかも、このエッチングを、前記半導
体レーザ部および光変調器部おのおのの前記電気的分離
部側の端部から前記半導体レーザ部および光変調器部に
対するエッチングダメージおよびエッチング精度の双方
または一方を考慮した距離だけ退避した部分に対して行
なうことを特徴とする。
According to the second invention of this application, a semiconductor laser section including a part of a stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element, and an optical modulation including another part of the stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element. And a portion between the semiconductor laser portion and the optical modulator portion of the stripe-shaped semiconductor layer is an electrical separating portion that optically couples the two and electrically separates them. In forming an optical semiconductor element in which the width of the stripe-shaped semiconductor layer in the electrical isolation portion is a predetermined width narrower than other portions, formation of the electrical isolation portion is performed. Is performed by etching a portion of the striped semiconductor layer where the electrical isolation portion is to be formed to have the predetermined width. Moreover, this etching is performed at a distance from the end of each of the semiconductor laser section and the optical modulator section on the side of the electrical isolation section in consideration of etching damage and / or etching accuracy for the semiconductor laser section and the optical modulator section. It is characterized in that it is performed only for the part that has been evacuated.

【0007】なお、これら第一および第二発明におい
て、電気的分離部における所定の幅とは、光半導体素子
の設計に応じ決められるもので、例えば半導体レーザ部
と光変調器部との光学的な結合および電気的な分離双方
に好適な幅を考慮し決定される幅とできる。
In the first and second inventions, the predetermined width of the electrical isolation portion is determined according to the design of the optical semiconductor element, and is, for example, the optical distance between the semiconductor laser portion and the optical modulator portion. The width can be determined in consideration of a width suitable for both stable coupling and electrical separation.

【0008】また、第二発明においてエッチングダメー
ジおよびエッチング精度の双方または一方を考慮した距
離の具体的な値も、光半導体素子の設計に応じ決められ
るもので、例えばエッチング手法、その条件、素子の寸
法などを考慮した値とできる。また、この第二発明にお
いて、半導体レーザ部での電気的分離部側の端部とは例
えば半導体レーザの活性層端部をいうものとし、光変調
器部での電気的分離部側の端部とは例えば光変調器用の
電極の端部に当たる部分をいうものとする。
Further, in the second invention, the specific value of the distance considering both or one of the etching damage and the etching accuracy is also determined according to the design of the optical semiconductor element. For example, the etching method, its condition, the element It can be a value that takes into consideration the dimensions. Further, in the second invention, the end on the side of the electrical isolation portion in the semiconductor laser section means, for example, the end of the active layer of the semiconductor laser, and the end on the side of the electrical isolation portion in the optical modulator section. The term, for example, means a portion corresponding to an end of an electrode for a light modulator.

【0009】[0009]

【作用】この出願の第一発明によれば、電気的分離部の
幅を独立に調整出来る。
According to the first invention of this application, the width of the electrical isolation portion can be adjusted independently.

【0010】また、この出願の第二発明によれば、半導
体レーザ部および光変調器部おのおのがエッチング制御
性の悪さが原因でエッチングされることや、半導体レー
ザ部および光変調器部おのおのにエッチングダメージが
及ぶことを回避しつつ電気的分離部を形成できる。
According to the second invention of this application, each of the semiconductor laser section and the optical modulator section is etched due to poor etching controllability, and each of the semiconductor laser section and the optical modulator section is etched. The electrical isolation portion can be formed while avoiding damage.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照してこの出願の第一および
第二発明の実施例について併せて説明する。なお、説明
に用いる各図は、これらの発明を理解出来る程度に各構
成成分の寸法、形状および配置関係を概略的に示してあ
る。また、説明に用いる各図において同様な構成成分に
ついては同一の番号を付して示してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the first and second inventions of this application will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used for the description schematically show the dimensions, shapes, and positional relationships of the respective constituents to the extent that these inventions can be understood. Further, in each of the drawings used for description, the same components are denoted by the same reference numerals.

【0012】先ず、半導体レーザ部および光変調器部を
集積化する下地としてこの実施例ではn型InP基板1
1を用意する。そしてこのn型InP基板11上に、半
導体レーザ部および光変調器部それぞれで素子構成要素
として使用される半導体層として、この実施例では多重
量子井戸(MQW)構造を有したInGaAsP系半導
体層13を、エピタキシャル成長させる。さらにこのM
QW構造を有したInGaAsP系半導体層13上に、
エッチングストップ用のInP層15(詳細は後述す
る。)を成長させ、次に、このInP層15上に、半導
体レーザ部形成用の半導体層として、導波層形成用半導
体層(例えばInGaAsP層)17、活性層形成用半
導体層(ここではMQW構造を有したInGaAsP系
半導体層)19および回折格子形成用半導体層(例えば
p型InGaAs層)21をこの順に成長させる(図1
(A)、図1(B))。なお、この図1(A)は半導体
層21までの形成が済んだ試料の断面図であり、また図
1(B)は該試料を半導体層21側から見た平面図であ
る。ちょうど、図1(B)のI−I線に沿った断面が図
1(A)に当たる。
First, in this embodiment, the n-type InP substrate 1 is used as a base on which the semiconductor laser section and the optical modulator section are integrated.
Prepare 1. On this n-type InP substrate 11, an InGaAsP-based semiconductor layer 13 having a multiple quantum well (MQW) structure in this embodiment is used as a semiconductor layer used as an element constituent element in each of the semiconductor laser section and the optical modulator section. Are epitaxially grown. Furthermore, this M
On the InGaAsP-based semiconductor layer 13 having the QW structure,
An InP layer 15 (details will be described later) for etching stop is grown, and then a semiconductor layer for forming a waveguide layer (for example, InGaAsP layer) is formed on the InP layer 15 as a semiconductor layer for forming a semiconductor laser portion. 17, an active layer forming semiconductor layer (here, an InGaAsP-based semiconductor layer having an MQW structure) 19 and a diffraction grating forming semiconductor layer (for example, a p-type InGaAs layer) 21 are grown in this order (FIG. 1).
(A), FIG. 1 (B)). Note that FIG. 1A is a cross-sectional view of the sample in which the formation up to the semiconductor layer 21 is completed, and FIG. 1B is a plan view of the sample as seen from the semiconductor layer 21 side. The cross section taken along the line I-I of FIG. 1B corresponds to FIG.

【0013】なお、半導体レーザ部はMQW構造を有し
ないものでも良く、また回折格子を有しないものでも良
い。そうする場合は半導体層17,19の構成を変更に
応じて変更する。
The semiconductor laser section may not have the MQW structure or may have no diffraction grating. In that case, the configurations of the semiconductor layers 17 and 19 are changed accordingly.

【0014】次に、図2に断面図をもって示したよう
に、p型InGaAsP層21に公知の方法で回折格子
21aを形成する。分布帰還型の半導体レーザを得るた
めである。具体的には、p型InGaAsP層21表面
を所定のピッチの波形に加工してこの回折格子21aを
得る。次に、InGaAsP系半導体層13の光変調器
部および電気的分離部を形成する予定領域上に存在して
いるp型InGaAsP層21、活性層形成用半導体層
19、導波層形成用半導体層17の各部分を、選択的に
除去する。この除去は、InGaAaPの選択エッチン
グ液である例えばフッ酸を用いて行なえる。このエッチ
ングの際、InGaAsP系半導体層13は、この上に
あるInPエッチングストップ層15により保護され
る。その後、この試料上全面にp−InPクラッド層2
3を成長させる。
Next, as shown in the sectional view of FIG. 2, a diffraction grating 21a is formed on the p-type InGaAsP layer 21 by a known method. This is to obtain a distributed feedback semiconductor laser. Specifically, the surface of the p-type InGaAsP layer 21 is processed into a waveform having a predetermined pitch to obtain this diffraction grating 21a. Next, the p-type InGaAsP layer 21, the active layer forming semiconductor layer 19, and the waveguide layer forming semiconductor layer, which are present on the regions where the optical modulator portion and the electrical isolation portion of the InGaAsP-based semiconductor layer 13 are to be formed, are formed. Each part of 17 is selectively removed. This removal can be performed using, for example, hydrofluoric acid, which is a selective etching solution for InGaAaP. During this etching, the InGaAsP-based semiconductor layer 13 is protected by the InP etching stop layer 15 thereabove. After that, the p-InP clad layer 2 is formed on the entire surface of this sample.
Grow 3

【0015】次に、図3に上面図で示したように、半導
体レーザ部25を規定するため、p型InGaAsP層
21、活性層形成用半導体層19、導波層形成用半導体
層17の残存部分を、幅W1 が1.5μm程度のメサ構
造25aとなるよう、公知の微細加工技術により加工す
る。また、InPエッチングストップ層15およびIn
GaAsP系半導体層13を、幅W2 が20μm程度の
ストライプ状のメサ構造27となるよう、公知の微細加
工技術により加工する。次に、半導体レーザ部25のメ
サ構造25aの両側を電流ブロック層により埋め込むた
め、メサ構造25aおよびメサ構造27の形成が済んだ
試料上にp型InP電流ブロック層およびn型InP電
流ブロック層をこの順に成長させる(図3では図示せ
ず)。
Next, as shown in the top view of FIG. 3, the p-type InGaAsP layer 21, the active layer forming semiconductor layer 19, and the waveguide layer forming semiconductor layer 17 are left in order to define the semiconductor laser portion 25. The portion is processed by a known fine processing technique so that the width W 1 becomes a mesa structure 25a having a width of about 1.5 μm. In addition, the InP etching stop layer 15 and In
The GaAsP-based semiconductor layer 13 is processed by a known fine processing technique so as to have a stripe-shaped mesa structure 27 having a width W 2 of about 20 μm. Next, since both sides of the mesa structure 25a of the semiconductor laser section 25 are filled with the current blocking layer, the p-type InP current blocking layer and the n-type InP current blocking layer are formed on the sample on which the mesa structure 25a and the mesa structure 27 have been formed. Grow in this order (not shown in FIG. 3).

【0016】次に、この試料上に、図4(A)に断面図
をもって示したように、p型InPクラッド層29およ
びコンタクト層31をこの順に成長させる。次に、光半
導体素子での静電容量を低減するために、コンタクト層
31、p型InPクラッド層29、電流ブロック層、I
nPエッチングストップ層15およびInGaAsP系
半導体層13を、幅W3 (図3参照)が10μm程度で
かつ上記メサ構造25aおよびメサ構造27を中心に持
つようなメサ構造33となるよう、公知の微細加工技術
により加工する。なお、この例では試料のメサ構造形成
予定部分両側に、基板11に至る溝をそれぞれ形成して
このメサ構造33を得ている。この実施例の場合このメ
サ構造33が、この発明でいうストライプ状の半導体層
に相当する。図4(B)は、このメサ構造33の形成が
済んだ試料を、ちょうど図3のIII −III 線に沿った断
面として示した図である。この図4(B)において、3
3aがメサ構造33を得るため形成した溝であり、35
aおよび35bは、半導体レーザ部25(図3参照)の
p型電流ブロック層およびn型電流ブロック層を形成す
る為に形成したn、pの各InP層の名残である。
Next, a p-type InP clad layer 29 and a contact layer 31 are grown in this order on this sample, as shown in the sectional view of FIG. Next, in order to reduce the electrostatic capacitance in the optical semiconductor element, the contact layer 31, the p-type InP clad layer 29, the current block layer, I
The nP etching stop layer 15 and the InGaAsP-based semiconductor layer 13 are formed into a well-known fine structure 33 having a width W 3 (see FIG. 3) of about 10 μm and having the mesa structure 25 a and the mesa structure 27 at the center. Process with processing technology. In this example, the mesa structure 33 is obtained by forming grooves reaching the substrate 11 on both sides of the portion of the sample where the mesa structure is to be formed. In this embodiment, the mesa structure 33 corresponds to the stripe-shaped semiconductor layer in the present invention. FIG. 4B is a diagram showing a sample on which the mesa structure 33 has been formed, just as a cross section taken along line III-III in FIG. In FIG. 4 (B), 3
3a is a groove formed to obtain the mesa structure 33, and 35
Symbols a and 35b are remnants of n and p InP layers formed to form the p-type current blocking layer and the n-type current blocking layer of the semiconductor laser section 25 (see FIG. 3).

【0017】次に、図5に上面図をもって示したよう
に、このメサ構造33に、半導体レーザ部25と光変調
器部37とを互いは光学的には結合するが電気的には分
離している電気的分離部39を形成する(図5参照)。
このため具体的には、このメサ構造33の電気的分離部
39形成予定部分のコンタクト層31を除去し、かつ、
このメサ構造33の電気的分離部39形成予定領域に当
たる部分をその幅が他の部分より狭い所定幅W4 となる
ようエッチング加工する。この場合ブロム系のエッチャ
ントによりこのエッチングを行なった。ただし、このエ
ッチングは、メサ構造33における半導体レーザ部25
および光変調器部37を構成する部分の電気的分離部3
9側の端部から、半導体レーザ部25および光変調器部
37対するエッチングダメージおよびエッチング精度の
双方または一方を考慮した距離t1,t2 (図5参照)だ
け退避した部分に対して行なう。こうすると、ウエット
エッチングのような制御性に問題のあるエッチング法を
用いても半導体レーザ部25および光変調器部37にま
でエッチングがおよぶことがなくなるという利点が得ら
れる。また、ウエットエッチングを積極的に用いること
ができるので、エッチングによる結晶のダメージがRI
Eのようなドライエッチングを用いる場合より少なくな
るという利点が得られる。また、ドライエッチングを用
いる場合でも半導体レーザ部や光変調器部へのエッチン
グダメージの影響が軽減されるという利点が得られる。
Next, as shown in the top view of FIG. 5, the semiconductor laser section 25 and the optical modulator section 37 are optically coupled to each other but electrically separated from each other in this mesa structure 33. The electrically isolated portion 39 is formed (see FIG. 5).
Therefore, specifically, the contact layer 31 in the portion of the mesa structure 33 where the electrical isolation portion 39 is to be formed is removed, and
The portion of the mesa structure 33 corresponding to the region where the electrical isolation portion 39 is to be formed is etched so that the width thereof becomes a predetermined width W 4 narrower than other portions. In this case, this etching was performed with a bromine-based etchant. However, this etching is performed by the semiconductor laser portion 25 in the mesa structure 33.
And the electrical separating section 3 of the portion that constitutes the optical modulator section 37.
It is performed on a portion retracted from the end portion on the 9 side by distances t 1 and t 2 (see FIG. 5) in consideration of etching damage and / or etching accuracy with respect to the semiconductor laser portion 25 and the optical modulator portion 37. This has the advantage that the etching does not reach the semiconductor laser portion 25 and the optical modulator portion 37 even if an etching method having a problem of controllability such as wet etching is used. In addition, since wet etching can be positively used, the damage of the crystal due to etching is RI.
The advantage is that it is less than when using dry etching such as E. Further, even when dry etching is used, there is an advantage that the influence of etching damage on the semiconductor laser section and the optical modulator section is reduced.

【0018】なお、これらt1 およびt2 は設計に応じ
決定する。もちろんt1 =t2 の場合があっても良い。
この実施例の場合は、上記t1 は光変調器部37用の電
極(光変調器部のコンタクト層上に設けられるもの(図
示せず))の端部から5μm以上の所定距離とし、上記
2 は半導体レーザ部25のメサ構造25aの端部から
5μm以上の所定距離としている。また、この実施例で
は電気的分離部39の幅W4 が約3μm程度でかつその
長さX(図5参照)が50μm程度となるように、然
も、電気的分離部39の平面形状が略長方形状となるよ
うにメサ構造33の不要部分をエッチングしている。次
に、公知の方法により、基板11裏面に一方の電極をま
た半導体レーザ部25および光変調器部37上各々にそ
れぞれ他方の電極を形成する。そして、劈開などの好適
な方法でウエハから実施例の光半導体素子41(図5参
照)を分割する。なお、この実施例では、光半導体素子
41の半導体レーザ部25および光変調器部37それぞ
れの長さを250μm程度としている。
Note that these t 1 and t 2 are determined according to the design. Of course, there may be a case where t 1 = t 2 .
In the case of this embodiment, t 1 is a predetermined distance of 5 μm or more from the end of the electrode for the optical modulator section 37 (the one provided on the contact layer of the optical modulator section (not shown)), and t 2 is a predetermined distance of 5 μm or more from the end of the mesa structure 25 a of the semiconductor laser section 25. In addition, in this embodiment, the width W 4 of the electrical separating portion 39 is about 3 μm and the length X (see FIG. 5) is about 50 μm. The unnecessary portion of the mesa structure 33 is etched so as to have a substantially rectangular shape. Next, one electrode is formed on the back surface of the substrate 11 and the other electrode is formed on each of the semiconductor laser section 25 and the optical modulator section 37 by a known method. Then, the optical semiconductor element 41 (see FIG. 5) of the embodiment is divided from the wafer by a suitable method such as cleavage. In this embodiment, each of the semiconductor laser section 25 and the optical modulator section 37 of the optical semiconductor element 41 has a length of about 250 μm.

【0019】この発明の理解を深めるために、実施例の
光半導体素子41の動作について簡単に説明する。
In order to deepen the understanding of the present invention, the operation of the optical semiconductor element 41 of the embodiment will be briefly described.

【0020】半導体レーザ部25に順方向の電流を通電
することによりここでレーザ発振が起こる。また、光変
調器部37に逆方向のバイアス電圧をかけることにより
ここでの光吸収係数が変化する。半導体レーザ部25よ
り出射した光は、MQW構造を有するInGaAsP系
半導体層13に結合し、さらにこの半導体層13の電気
的分離部39に相当する部分を通って光変調器部37に
達する。ここで光変調器部37の電圧印加を変調するこ
とにより光吸収係数が変調され、結果的に光変調器部を
通過して出てくるレーザ光は変調された形となる。な
お、電気的分離部39は、その幅を狭幅化したることお
よびその上にコンタクト層を設けていないことにより電
気抵抗の高いものとなっているので、上述の動作におい
て半導体レーザ部および光変調器部相互間の電気信号の
リークを抑制する。
Laser oscillation occurs here when a forward current is applied to the semiconductor laser section 25. Further, by applying a reverse bias voltage to the optical modulator section 37, the optical absorption coefficient here changes. The light emitted from the semiconductor laser portion 25 is coupled to the InGaAsP-based semiconductor layer 13 having the MQW structure, and further reaches the optical modulator portion 37 through a portion corresponding to the electrical separating portion 39 of the semiconductor layer 13. Here, the light absorption coefficient is modulated by modulating the voltage application of the optical modulator section 37, and as a result, the laser light which passes through the optical modulator section and emerges is in a modulated form. The electrical isolation portion 39 has a high electrical resistance because it has a narrow width and no contact layer is provided thereon. Suppression of electric signal leakage between the modulator units.

【0021】上述においては、この出願の第一および第
二発明の実施例について説明したがこれら発明は上述の
実施例に限られない。
Although the embodiments of the first and second inventions of the present application have been described above, the inventions are not limited to the above-mentioned embodiments.

【0022】例えば、電気的分離部39の平面形状は長
方形状に限られず設計に応じた任意の形状とできる。例
えば図6に示したように、電気的分離部39を、その幅
が半導体レーザ部25側および光変調器部37側それぞ
れから電気的分離部39の中央に向かうに従い狭くなり
あるところから所定幅W4 となるような形状のものとし
ても良い。メサ構造33の電気的分離部39形成予定部
分をウエットエッチング法により形成した場合は結晶の
特性からエッチング跡が図6のようになることが多いと
考えられる。これは結晶面が露出されることになるの
で、長期的な素子寿命を論じる場合有利と考える。
For example, the planar shape of the electrical isolation portion 39 is not limited to the rectangular shape, but may be any shape according to the design. For example, as shown in FIG. 6, the electrical separating portion 39 has a predetermined width because the width becomes narrower from the semiconductor laser portion 25 side and the optical modulator portion 37 side toward the center of the electrical separating portion 39. W 4 and may be a shape such that. When the portion of the mesa structure 33 where the electrical separation portion 39 is to be formed is formed by the wet etching method, it is considered that etching traces often become as shown in FIG. 6 due to the characteristics of the crystal. This is an advantage when discussing the long-term device life because the crystal plane is exposed.

【0023】また、光半導体素子を構成する材料や導電
型は上述の例に限られない。他の材料で構成される光半
導体素子や実施例とは反対導電型の光半導体素子に対し
てもこれら発明は適用出来る。
The material and conductivity type of the optical semiconductor element are not limited to the above examples. The present invention can be applied to an optical semiconductor element made of another material and an optical semiconductor element having a conductivity type opposite to that of the embodiment.

【0024】[0024]

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の第一発明によれば、電気的分離部の幅を独立に調
整出来るので、電気的分離部の最適化が容易である。
As is apparent from the above description, according to the first invention of this application, the width of the electrical isolation portion can be adjusted independently, so that the electrical isolation portion can be easily optimized.

【0025】また、この出願の第二発明によれば、電気
的分離部形成時の半導体層に対するエッチングを、半導
体レーザ部および光変調器部おのおのの端部から所定距
離退避した状態で行なう。このため、半導体レーザ部お
よび光変調器部おのおのがエッチング制御性の悪さが原
因でエッチングされることや、半導体レーザ部および光
変調器部おのおのにエッチングダメージが及ぶことを回
避しつつ電気的分離部を形成できる。したがって、電気
的分離部形成時のエッチング制御性の悪さやエッチグダ
メージに起因する素子特性の劣化を従来より抑制でき
る。
Further, according to the second invention of this application, the etching of the semiconductor layer at the time of forming the electrical isolation portion is performed in a state of being retracted from the respective end portions of the semiconductor laser portion and the optical modulator portion by a predetermined distance. Therefore, each of the semiconductor laser section and the optical modulator section is etched due to poor etching controllability, and each of the semiconductor laser section and the optical modulator section is prevented from being damaged by etching, and the electrical isolation section is prevented. Can be formed. Therefore, it is possible to suppress deterioration of element characteristics due to poor etching controllability during formation of the electrical isolation portion and etching damage, as compared with the related art.

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

【図1】(A)および(B)は、実施例の説明に供する
図である。
FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams for explaining an example.

【図2】実施例の説明に供する図1に続く図である。FIG. 2 is a view following FIG. 1 for explaining the embodiment.

【図3】実施例の説明に供する図2に続く図である。FIG. 3 is a view following FIG. 2 for explaining the embodiment.

【図4】(A)および(B)は実施例の説明に供する図
3に続く図である。
4A and 4B are views following FIG. 3 for explaining the embodiment.

【図5】実施例の説明に供する図4に続く図である。FIG. 5 is a view following FIG. 4 for explaining the embodiment.

【図6】他の実施例の説明に供する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:下地(n型InP基板) 13:半導体レーザ部および光変調器部それぞれで素子
構成要素とされる部分(MQW構造のInGaAs系半
導体層) 15:エッチングストップ層(InP層) 17:導波層形成用半導体層(InGaAsP層) 19:活性層形成用半導体層 21:回折格子形成用半導体層 21a:回折格子 23:クラッド素 25:半導体レーザ部 25a:メサ構造 27:メサ構造 33:メサ構造(この発明でいうストライプ状の半導体
層) 33a:溝 37:光変調器部 39:電気的分離部 41:実施例の光半導体素子
11: Base (n-type InP substrate) 13: Semiconductor laser section and optical modulator section that are element components (InGaAs semiconductor layer of MQW structure) 15: Etching stop layer (InP layer) 17: Waveguide Layer forming semiconductor layer (InGaAsP layer) 19: Active layer forming semiconductor layer 21: Diffraction grating forming semiconductor layer 21a: Diffraction grating 23: Cladding element 25: Semiconductor laser section 25a: Mesa structure 27: Mesa structure 33: Mesa structure (Striped Semiconductor Layer According to the Present Invention) 33a: Groove 37: Optical Modulator Section 39: Electrical Separation Section 41: Optical Semiconductor Element of Example

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ストライプ状の半導体層の一部分を素子
構成要素として含む半導体レーザ部と、前記ストライプ
状の半導体層の他の一部分を素子構成要素として含む光
変調器部とを具え、前記ストライプ状の半導体層の、前
記半導体レーザ部と光変調器部との間の部分が、両者を
光学的に結合するが電気的には分離する電気的分離部と
されている光半導体素子において、 前記ストライプ状の半導体層の前記電気的分離部におけ
る幅を他の部分より狭い所定の幅としてあることを特徴
とする光半導体素子。
1. A semiconductor laser section including a part of a stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element, and an optical modulator section including another part of the stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element, the stripe shape In the optical semiconductor element, a portion of the semiconductor layer between the semiconductor laser portion and the optical modulator portion is an electrical separating portion that optically couples the two, but electrically separates them. An optical semiconductor element, wherein the width of the semiconductor layer of the semiconductor layer in the electrical isolation portion is a predetermined width narrower than other portions.
【請求項2】 ストライプ状の半導体層の一部分を素子
構成要素として含む半導体レーザ部と、前記ストライプ
状の半導体層の他の一部分を素子構成要素として含む光
変調器部とを具え、前記ストライプ状の半導体層の、前
記半導体レーザ部と光変調器部との間の部分が、両者を
光学的に結合するが電気的には分離する電気的分離部と
されている光半導体素子であって、前記ストライプ状の
半導体層の前記電気的分離部における幅が他の部分より
狭い所定の幅とされている光半導体素子を製造するに当
たり、 電気的分離部の形成を、前記ストライプ状の半導体層の
電気的分離部形成予定部分を前記所定の幅となるようエ
ッチングすることにより行ない、かつ、 該エッチングを、前記半導体レーザ部および光変調器部
おのおのの前記電気的分離部側の端部から前記半導体レ
ーザ部および光変調器部に対するエッチングダメージお
よびエッチング精度の双方または一方を考慮した距離だ
け退避した部分に対して行なうことを特徴とする光半導
体素子の製造方法。
2. A semiconductor laser section including a part of a stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element, and an optical modulator section including another part of the stripe-shaped semiconductor layer as an element constituent element, the stripe shape In the semiconductor layer, a portion between the semiconductor laser portion and the optical modulator portion is an optical semiconductor element which is an electrical separating portion that optically couples the two, but electrically separates them. In manufacturing an optical semiconductor element in which the width of the stripe-shaped semiconductor layer in the electrical isolation portion is a predetermined width narrower than other portions, formation of the electrical isolation portion is performed by forming the electrical isolation portion of the stripe-shaped semiconductor layer. The portion where the electrical separation portion is to be formed is etched to have the predetermined width, and the etching is performed by the semiconductor laser portion and the optical modulator portion. Method for manufacturing an optical semiconductor device and performing the end side with respect to the semiconductor laser portion and both the etching damage and etching accuracy of the optical modulator unit or only the saved partial distance in consideration of one.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220930A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Fujitsu Ltd Optical semiconductor integrated device

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Effective date: 20030107