JPH09148548A - Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufacture - Google Patents
Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH09148548A JPH09148548A JP7305717A JP30571795A JPH09148548A JP H09148548 A JPH09148548 A JP H09148548A JP 7305717 A JP7305717 A JP 7305717A JP 30571795 A JP30571795 A JP 30571795A JP H09148548 A JPH09148548 A JP H09148548A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- region
- integrated circuit
- light emitting
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、同一基板上に受
光および発光機能を有する素子を集積化した導波路型半
導体集積回路及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type semiconductor integrated circuit in which elements having light receiving and emitting functions are integrated on the same substrate and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、光ファイバ通信網が世界中に広が
り、多くの基幹系の情報伝送は光通信によって行われて
いる。今後、21世紀前半までに光ファイバが各家庭に
延長され、画像情報などの大容量の情報を双方向でやり
とり可能な家庭内端末を通して、ビデオ・オン・デマン
ドやテレビ・ショッピングなどを行なうという、いわゆ
るマルチメディア時代の到来が予測されている。2. Description of the Related Art At present, optical fiber communication networks are spread all over the world, and many basic information transmissions are carried out by optical communication. In the future, by the first half of the 21st century, optical fibers will be extended to each home, and video-on-demand and television shopping will be carried out through home terminals that can interactively exchange large amounts of information such as image information. The arrival of the so-called multimedia era is predicted.
【0003】マルチメディア時代における双方向光通信
サービスでは、家庭内端末として用いられる光の送信・
受信機能を合わせ持った端末装置は低価格であることが
望まれる。そのために要求されるのは、光の受信および
発信機能を有する低価格の半導体素子を提供することで
ある。In the two-way optical communication service in the multimedia age, optical transmission / reception used as a home terminal
It is desired that the terminal device having the receiving function also be inexpensive. Therefore, what is required is to provide a low-cost semiconductor device having light receiving and transmitting functions.
【0004】最近になって、光の受発光機能を持ち、か
つ、光の出入射が1カ所の端面で行われる素子、及びそ
の製造方法において、結晶成長回数が少ないという特徴
を持った光デバイスの研究が行われている。下記の2つ
の文献に開示された技術は、その典型的なものである。Recently, an optical device having a function of receiving and emitting light and in which light is emitted and incident on one end face, and a manufacturing method thereof, is characterized by a small number of crystal growth times. Is being researched. The techniques disclosed in the following two documents are typical ones.
【0005】文献1:須崎他「送受LDの受光感度にお
ける波長特性の改善」応用物理学会予稿集29p-ZG-9、199
5年春 文献2:竹内他「選択ΜOVPEによる双方向WDM通
信用光集積素子[III]
〜バンドギャップ成長制御による送受信素子」電子情報
通信学会予稿集C-211、1995年秋 先ず、文献1に開示された従来技術(以下、第1の従来
例という)について説明する。Reference 1: Susaki et al. "Improving the wavelength characteristic of the light-receiving sensitivity of a transmission / reception LD" Proceedings of the Japan Society of Applied Physics 29p-ZG-9, 199
5th Spring Reference 2: Takeuchi et al. “Optical integrated device for bidirectional WDM communication [III]
~ Transmitting and receiving elements by bandgap growth control "Proceedings of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers C-211, Autumn 1995 First, the conventional technique disclosed in Document 1 (hereinafter referred to as the first conventional example) will be described.
【0006】図5は、第1の従来例である送受信素子を
示す模式図である。チップ前側の機能領域では、チップ
の全体に形成されて活性層1となる多重量子井戸(ΜQ
W)層11の上に受光用のバルク吸収層2が設けられて
おり、レーザダイオード(LD)を構成している。この
例では、発光及び受光用の電極3は兼用されており、一
つしか形成されていない。FIG. 5 is a schematic view showing a transmitting / receiving element which is a first conventional example. In the functional region on the front side of the chip, the multiple quantum well (Q
The W) layer 11 is provided with the bulk absorption layer 2 for light reception, and constitutes a laser diode (LD). In this example, the light-emitting and light-receiving electrodes 3 are also used, and only one is formed.
【0007】その製造工程を簡単に説明する。まずn-
InPの半導体基板10上に、1回目の結晶成長とし
て、SCH層12、ΜQW層11、SCH層13、In
Pのエッチングストップ層4、InGaAsPのバルク吸
収層2を順次成長させる。つぎに、フォトリソグラフィ
により、部分的にバルク吸収層2をエッチング除去す
る。つぎに、2回目の結晶成長として、p-InPのクラ
ッド層5、p+ -ΙnGaAsのコンタクト層6を順次成長
させる。つぎに、メサストライプを形成した後に、その
両脇をFeーInPの埋め込み層7で埋め込む。つぎに電
極3を形成し、また、必要に応じて基板の裏面を研磨あ
るいはエッチングして下側電極8を形成する。最後に、
しかるべき大きさにチップ化し、また、光導波路の端面
に、反射防止膜を設けて、図5の素子が完成する。The manufacturing process will be briefly described. First n-
As the first crystal growth on the InP semiconductor substrate 10, the SCH layer 12, the QW layer 11, the SCH layer 13, and the In layer are formed.
An etching stop layer 4 of P and a bulk absorption layer 2 of InGaAsP are sequentially grown. Next, the bulk absorption layer 2 is partially removed by etching by photolithography. Next, a second crystal growth, the cladding layer of p-InP 5, p + - sequentially growing a contact layer 6 of IotanGaAs. Next, after forming the mesa stripe, both sides of the mesa stripe are filled with the Fe-InP burying layer 7. Next, the electrode 3 is formed, and if necessary, the back surface of the substrate is polished or etched to form the lower electrode 8. Finally,
The device of FIG. 5 is completed by forming it into a chip having an appropriate size and providing an antireflection film on the end face of the optical waveguide.
【0008】この製造プロセスでは、光導波路は一回の
結晶成長によって形成され、結晶成長回数を少なくでき
る。したがって、製造工程での時間短縮、原料ガスの節
約、及び歩留まりの向上によって、低価格な受発光導波
路型半導体素子を提供しようとするものであり、後述す
る本発明は、この第1の従来例と目的を共有するもので
ある。In this manufacturing process, the optical waveguide is formed by one crystal growth, and the number of crystal growth can be reduced. Therefore, it is an object of the present invention to provide a low-priced light receiving and emitting waveguide type semiconductor device by shortening the time in the manufacturing process, saving the raw material gas, and improving the yield. It shares the purpose with examples.
【0009】つぎに、上記文献2に開示された従来技術
(以下、第2の従来例という)について説明する。図6
は、第2の従来例である送受信素子を示す模式図であ
る。この素子は、同一基板14上に半導体レーザ15、
フォトダイオード16、方向性結合器17、および光導
波路18を形成している。なお、レーザ領域の活性層、
フオトダイオード領域の吸収層、Y分岐領域や光導波路
領域のガイド層を総称して、以下では単に光導波層と略
すことがある。そして、各領域の光導波層は一回の結晶
成長で形成されるものである。Next, the conventional technique disclosed in Document 2 (hereinafter referred to as the second conventional example) will be described. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a transmitting / receiving element which is a second conventional example. This device comprises a semiconductor laser 15,
The photodiode 16, the directional coupler 17, and the optical waveguide 18 are formed. The active layer in the laser region,
The absorption layer in the photodiode region and the guide layers in the Y branch region and the optical waveguide region may be collectively referred to as an optical waveguide layer hereinafter. The optical waveguide layer in each region is formed by one crystal growth.
【0010】その製造工程を簡単に説明する。まず半導
体基板上に各素子領域に応じてそのマスク幅を変えて、
導波路方向に一対の結晶成長防止用のマスクを形成す
る。つぎに、1回目の結晶成長として、多重量子井戸
層、InPのクラッド層を順次成長させる。つぎに、フ
ォトリソグラフィにより一対のマスクの端をエッチング
する。つぎに、2回目の結晶成長として、p-InPのク
ラッド層、p+ -ΙnGaAsのコンタクト層を順次成長さ
せる。つぎに、電極を形成し、また、基板の裏面を研磨
あるいはエッチングしてその面の下側の電極を形成す
る。最後に、しかるべき大きさにチップ化し、また、光
導波路の端面に反射防止膜19を設けて、図6の素子が
完成する。ただし、コンタクト層は光導波路部分など必
要のないところでは、除去されている。The manufacturing process will be briefly described. First, change the mask width on the semiconductor substrate according to each element region,
A pair of masks for preventing crystal growth are formed in the waveguide direction. Next, as the first crystal growth, a multiple quantum well layer and an InP clad layer are sequentially grown. Next, the edges of the pair of masks are etched by photolithography. Next, a second crystal growth, p - cladding layer of InP, p + - sequentially growing a contact layer IotanGaAs. Next, an electrode is formed, and the back surface of the substrate is polished or etched to form an electrode below the surface. Finally, the device of FIG. 6 is completed by forming it into a chip having an appropriate size and providing an antireflection film 19 on the end face of the optical waveguide. However, the contact layer is removed where it is not necessary, such as the optical waveguide portion.
【0011】この製造プロセスにおいても、各領域の光
導波層は一回の結晶成長によって形成される。すなわ
ち、同一基板上に多種類の素子領域をもつ回路装置を作
成するには、従来から通常行われていたバットジョイン
ト(Butt joint:突き合せ接合)法による場合よりも、
結晶成長回数を少なくすることができる。したがって、
各製造工程での時間短縮、原料ガスの節約、及び歩留ま
りの向上によって、低価格な受発光導波路型半導体素子
を提供しようとする第2の従来例の製造プロセスは、後
述する本発明と同様の目的をもつものである。Also in this manufacturing process, the optical waveguide layer in each region is formed by one crystal growth. In other words, in order to create a circuit device having many types of element regions on the same substrate, it is possible to create a circuit device with a butt joint (butt joint) method that has been conventionally performed,
The number of crystal growth can be reduced. Therefore,
The manufacturing process of the second conventional example, which aims to provide a low-priced light receiving and emitting waveguide type semiconductor device by shortening the time in each manufacturing process, saving the raw material gas, and improving the yield, is the same as that of the present invention described later. It has the purpose of.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1、第2の従来例の導波路型半導体集積回路やその製造
方法においては、以下に述べるような問題点があった。However, the above-mentioned first and second conventional waveguide type semiconductor integrated circuits and the manufacturing method thereof have the following problems.
【0013】まず、第1の従来例では、発光機能領域へ
の電流の注入と受光機能領域からのフォトカレントの取
り出しとは、同じ一つの電極により行なわれている。一
般に、電流を注入して発光素子として機能させる場合に
は、高周波のインピーダンス・マッチングをとるため
に、直列に終端抵抗を入れる必要がある。また、逆バイ
アス電圧を印加してフォトダイオードとして機能させる
場合にも、やはり高周波のインピーダンスマッチングを
とるために、並列に終端抵抗が使用される。したがっ
て、第1の問題として、導波路型半導体集積回路をそれ
ぞれの用途に使用するためには、終端抵抗を直列と並列
との間で切り替えるような選択手段が必要となる。First, in the first conventional example, the injection of a current into the light emitting functional region and the extraction of the photocurrent from the light receiving functional region are performed by the same single electrode. In general, when a current is injected to function as a light emitting element, it is necessary to insert a terminating resistor in series for impedance matching at high frequency. Also, when a reverse bias voltage is applied to function as a photodiode, terminating resistors are used in parallel for impedance matching at high frequencies. Therefore, as a first problem, in order to use the waveguide type semiconductor integrated circuit for each purpose, a selection means for switching the terminating resistance between series and parallel is required.
【0014】また、従来の導波路型半導体集積回路では
受光機能領域の光吸収層がバルク吸収層とMQW層の二
重構造になっているので、そこに印加される電界強度、
即ち印加電圧をトータルの非ドーピング(non-dope)層
の厚さで割った値が、MQW層の厚さ分だけ小さくな
る。したがって、第2の問題として、光吸収によって生
じるフォトキャリアの掃き出しに要する印加電圧が大き
くなる。Further, in the conventional waveguide type semiconductor integrated circuit, since the light absorption layer in the light receiving function region has a double structure of the bulk absorption layer and the MQW layer, the strength of the electric field applied thereto is
That is, the value obtained by dividing the applied voltage by the total thickness of the non-dope layer is reduced by the thickness of the MQW layer. Therefore, as a second problem, the applied voltage required for sweeping out the photo carriers caused by light absorption becomes large.
【0015】同様に、受光機能領域にMQW層が存在す
ることから、その井戸領域にキャリアがトラップされ、
キャリアの掃き出し時間が長くなるという第3の問題も
生じる。Similarly, since the MQW layer exists in the light receiving functional region, carriers are trapped in the well region,
A third problem is that the carrier sweeping time becomes long.
【0016】第2の従来例の導波路型半導体集積回路の
製造方法では、光導波層にMQW構造を採用している。
この方法では、一対のマスクの幅を変えることによって
井戸層の幅を制御し、各領域の光導波層のバンドギャッ
プ波長を所望の波長に制御している。したがって、全領
域の光導波層はやはりΜQW構造であり、偏波に対する
伝送特性の差が大きい。しかも、光ファイバ内を伝搬し
た光は、その偏波状態がランダムに変化する。このた
め、この導波路型半導体集積回路まで到達した情報(以
下、光信号と略す)を、光導波路、方向性結合器を介し
て、フォトダイオードによって電気信号に変換した場
合、ΜQW構造を持つフォトダイオードの吸収の偏波依
存性を反映して、変換された電気信号の電流の大きさが
不規則に変化する。したがって、第4の問題として、光
信号の符号誤りが生じる。In the second conventional method of manufacturing a waveguide type semiconductor integrated circuit, the MQW structure is adopted for the optical waveguide layer.
In this method, the width of the well layer is controlled by changing the width of the pair of masks, and the bandgap wavelength of the optical waveguide layer in each region is controlled to a desired wavelength. Therefore, the optical waveguide layer in the entire region still has the ΜQW structure, and the difference in the transmission characteristics with respect to the polarization is large. Moreover, the polarization state of the light propagating in the optical fiber changes randomly. Therefore, when the information (hereinafter, abbreviated as an optical signal) that reaches the waveguide type semiconductor integrated circuit is converted into an electric signal by a photodiode through an optical waveguide and a directional coupler, a photo having a QW structure is obtained. Reflecting the polarization dependence of absorption of the diode, the magnitude of the electric current of the converted electric signal changes irregularly. Therefore, as the fourth problem, a code error of the optical signal occurs.
【0017】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第1の目的は、特に、双方向光
通信に用いられる光信号の送信・受信機能を合わせ持っ
た低価格の導波路型半導体集積回路を提供することであ
る。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a first object thereof is to provide a low cost which has a function of transmitting / receiving an optical signal used particularly in bidirectional optical communication. To provide a waveguide type semiconductor integrated circuit.
【0018】また、この発明の第2の目的は、発光領域
の活性層をΜQW構造とし、且つ受光領域やそれらの間
の分離領域における光導波層をバルク層のみで構成でき
る低価格の導波路型半導体集積回路の製造方法を提供す
ることである。A second object of the present invention is a low-cost waveguide in which the active layer in the light emitting region has a ΜQW structure and the optical waveguide layer in the light receiving region and the isolation region between them is composed of only bulk layers. To provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
受光部及び発光部を含む導波路型半導体集積回路におい
て、少なくとも下側にバルクの光閉じ込め層を持つ量子
井戸層からなる前記発光部の光導波層領域と、前記発光
部の光導波層領域の下側光閉じ込め層と共通のバルク層
として形成されている前記発光部以外の光導波層領域と
を備えている。The invention according to claim 1 is
In a waveguide type semiconductor integrated circuit including a light receiving part and a light emitting part, at least the optical waveguide layer region of the light emitting part formed of a quantum well layer having a bulk optical confinement layer on the lower side and the optical waveguide layer region of the light emitting part are formed. The lower optical confinement layer and the optical waveguide layer region other than the light emitting portion formed as a common bulk layer are provided.
【0020】請求項2に係る導波路型半導体集積回路
は、請求項1において、前記共通のバルク層が各領域毎
にその厚さ、あるいは組成を異にすることを特徴とす
る。A waveguide type semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the common bulk layer has a different thickness or composition for each region.
【0021】請求項3に係る発明は、請求項1又は請求
項2のいずれかに記載の構造を有する集積回路の製造方
法において、前記各領域毎に選択的にマスクを形成し
て、前記共通のバルク層を結晶成長させたことを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an integrated circuit having the structure according to the first aspect or the second aspect, a mask is selectively formed in each of the regions, and the common mask is formed. Is characterized in that the bulk layer of is crystal-grown.
【0022】請求項4に係る導波路型半導体集積回路の
製造方法は、請求項3に記載の製造方法において、前記
発光部となる量子井戸層を、前記バルク層の上に一回の
結晶成長によって同時に形成し、前記発光部以外の領域
にも形成されている量子井戸層を選択的にエッチング除
去することを特徴とする。A method of manufacturing a waveguide type semiconductor integrated circuit according to claim 4 is the method of manufacturing according to claim 3, wherein the quantum well layer serving as the light emitting portion is grown once on the bulk layer. It is characterized in that the quantum well layers which are simultaneously formed by the above method and are formed in regions other than the light emitting portion are selectively removed by etching.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
この発明の実施の形態を説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described.
【0024】実施の形態1 図1は、本発明の第1の実施の形態である導波路型半導
体集積回路の層構造を示す図である。nーΙnPの半導体
基板10には、フォトダイオード領域(PD)150、
発光領域(LD)170が同一基板面上に縦続接続さ
れ、それらの間の分離領域160が形成され、それぞれ
の領域150、160及び170の長さは、順に50μ
m、30μm及び400μmとされる。ΜQW活性層40aは発
光領域170のみに設けられ、フォトダイオード領域と
分離領域には設けられていない。フォトダイオード領域
150の吸収層20aは組成波長1.28μm、厚さ0.25μm
のInGaAsP層、分離領域160のガイド層20bは
組成波長1.28μm、厚さ0.25μmのInGaAsP層であっ
て、ともにバルク層である。そして、発光領域170は
ΙnGaAsPの下側バルク光閉じ込め層(組成波長1.24
μm、厚さ0.14μm)20c、InGaAsPのMQW活性
層(組成波長1.35μm、層数5)40a、及びInGaAs
Pの上側バルク光閉じ込め層(組成波長1.15μm、厚さ
0.1μm)50aによって構成されている。なお、これら
の吸収層20a、ガイド層20b、及び発光領域170
の下側光閉じ込め層20cとは、共通のバルク層を成し
ている。 First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a layer structure of a waveguide type semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention. In the n-nP semiconductor substrate 10, a photodiode region (PD) 150,
A light emitting region (LD) 170 is connected in cascade on the same substrate surface, and a separation region 160 between them is formed. The length of each of the regions 150, 160 and 170 is 50 μm in order.
m, 30 μm and 400 μm. The ΜQW active layer 40a is provided only in the light emitting region 170, and is not provided in the photodiode region and the isolation region. The absorption layer 20a of the photodiode region 150 has a composition wavelength of 1.28 μm and a thickness of 0.25 μm.
The InGaAsP layer and the guide layer 20b of the isolation region 160 are InGaAsP layers having a composition wavelength of 1.28 μm and a thickness of 0.25 μm, both of which are bulk layers. The light emitting region 170 is a lower bulk optical confinement layer (composition wavelength: 1.24) of ΙnGaAsP.
μm, thickness 0.14 μm) 20 c, MQA active layer of InGaAsP (composition wavelength 1.35 μm, number of layers 5) 40 a, and InGaAs
Upper bulk light confinement layer of P (composition wavelength 1.15 μm, thickness
0.1 μm) 50a. The absorption layer 20a, the guide layer 20b, and the light emitting region 170 are formed.
The lower optical confinement layer 20c forms a common bulk layer.
【0025】発光領域170のΜQW活性層40aと下
側光閉じ込め層20cとの間には、InPのエッチング
ストップ層30がある。そして、光導波層20a,20
b,20cの上部には、p-InPのクラッド層80及び
p+ -ΙnGaAsのコンタクト層90a,90bが順次形
成されている。また、ここには図示しないが、光導波層
20a,20b,20cの、紙面に対して垂直な方向
(以下、横方向という)の両側には、光信号と電流の閉
じ込めを行う層(以下、ブロック層と略す)が形成され
ている。さらに、フォトダイオード領域150と発光領
域170には、それぞれ電流の注入や電界の印加を行う
ための電極110,120が形成されており、また、基
板10の下側には、共通電極130が形成されている。
そして、フォトダイオード領域150側の端面には、反
射防止膜140が形成されている。An InP etching stop layer 30 is provided between the ΜQW active layer 40a and the lower optical confinement layer 20c in the light emitting region 170. Then, the optical waveguide layers 20a, 20
b, and the upper portion of the 20c, p - InP cladding layer 80 and p + - ΙnGaAs contact layer 90a, 90b are sequentially formed. Although not shown here, a layer for confining an optical signal and a current (hereinafter, referred to as a lateral direction) on both sides of the optical waveguide layers 20a, 20b, and 20c in a direction perpendicular to the plane of the paper (hereinafter, referred to as a lateral direction). (Abbreviated as a block layer) is formed. Further, electrodes 110 and 120 for injecting current and applying an electric field are formed in the photodiode region 150 and the light emitting region 170, respectively, and a common electrode 130 is formed under the substrate 10. Has been done.
An antireflection film 140 is formed on the end surface on the photodiode region 150 side.
【0026】つぎに、上記構成の導波路型半導体集積回
路の動作について説明する。Next, the operation of the waveguide type semiconductor integrated circuit having the above structure will be described.
【0027】まず、光信号の受信に用いる場合を考え
る。光ファイバにより伝送された光信号がフォトダイオ
ード領域150側の端面に入射すると、その光信号はフ
ォトダイオード領域の吸収層20aに吸収される。この
とき、吸収層20aに数Vの逆バイアス電圧を印加させ
た状態にしておくと、電界吸収効果によつて吸収層のバ
ンドギャップ波長(組成波長)よりも長い波長の光も吸
収される。さらに、ここに電界がかかっているので、光
吸収によって生じたキャリアが効率的に掃き出される。
一般に、吸収層のバンドギャップ波長よりも短い波長の
入射光に対しては、光の吸収係数は1000[cmー1]以上とな
る。したがって、吸収層が光を99%以上吸収するなら
ば、十分吸収するには50[μm]程度の長さがあればよ
い。また、バンドギャップ波長よりも長い波長の入射光
に対しても、その差がおよそ100[nm]以下であれば、逆
バイアス電圧を数V印加させることによって吸収層での
光の吸収係数が1000[cmー1]程度になるために、同様に、
50[μm]程度の長さで十分な光の吸収を実現でき、確実
に電気信号に変換される。First, let us consider a case where the optical signal is used for receiving an optical signal. When the optical signal transmitted by the optical fiber enters the end face on the photodiode region 150 side, the optical signal is absorbed by the absorption layer 20a in the photodiode region. At this time, if a reverse bias voltage of several V is applied to the absorption layer 20a, light having a wavelength longer than the bandgap wavelength (composition wavelength) of the absorption layer is also absorbed by the electric field absorption effect. Further, since an electric field is applied here, carriers generated by light absorption are efficiently swept out.
Generally, for incident light having a wavelength shorter than the bandgap wavelength of the absorption layer, the absorption coefficient of light is 1000 [cm -1 ] or more. Therefore, if the absorption layer absorbs 99% or more of light, the length of about 50 [μm] is sufficient for sufficient absorption. Also, for incident light with a wavelength longer than the bandgap wavelength, if the difference is about 100 nm or less, the reverse bias voltage of several V is applied to make the absorption coefficient of light in the absorption layer 1000. In order to be about [cm -1 ],
Sufficient light absorption can be realized with a length of about 50 [μm], and it is surely converted into an electric signal.
【0028】つぎに、光信号の送信に用いる場合を考え
る。発光領域170に電流を注入すると、誘導放出作用
により活性層40aのバンドギャップ波長近傍かそれよ
りも短い波長で発光が生じる。このとき、電流注入によ
る誘導放出利得がフォトダイオード側端面と発光部側端
面での透過損失と素子内部での吸収や散乱による光損失
の和よりも大きくなると、レーザ発振が生じる。この実
施の形態1では、活性層40aのバンドギャップ波長が
下側光閉じ込め層20cのバンドギャップ波長より100
[nm]以上長いため、発光部での過剰な吸収損失はない。
また、活性層40aと吸収層20aとのバンドギャップ
波長の差、あるいは活性層40aとガイド層20bとの
バンドギャップ波長の差はいずれも100[nm]以下である
が、吸収層20aおよびガイド層20bの長さは50〜30
μmと極めて短いので、フォトダイオード領域150に
電圧を印加しないか、あるいは順方向バイアスを印加し
ておけば、発光部で生じる誘導放出光はほとんど吸収さ
れずに、光信号として出力される。Next, consider the case of using for transmitting an optical signal. When a current is injected into the light emitting region 170, light emission occurs at a wavelength near the bandgap wavelength of the active layer 40a or a wavelength shorter than that due to the stimulated emission effect. At this time, if the stimulated emission gain due to current injection becomes larger than the sum of the transmission loss at the end face on the photodiode side and the end face on the light emitting part side and the optical loss due to absorption and scattering inside the element, laser oscillation occurs. In the first embodiment, the bandgap wavelength of the active layer 40a is 100 times shorter than the bandgap wavelength of the lower optical confinement layer 20c.
Since it is longer than [nm], there is no excessive absorption loss in the light emitting part.
The difference in bandgap wavelength between the active layer 40a and the absorption layer 20a or the difference in bandgap wavelength between the active layer 40a and the guide layer 20b is 100 [nm] or less. The length of 20b is 50-30
Since it is as short as μm, if no voltage is applied to the photodiode region 150 or a forward bias is applied, the stimulated emission light generated in the light emitting portion is hardly absorbed and is output as an optical signal.
【0029】第1の実施の形態では、第1の従来例と比
較した場合に、以下の効果a,bを有する。The first embodiment has the following effects a and b when compared with the first conventional example.
【0030】a.フォトダイオード領域150と発光領
域170とを別々の領域として形成しているので、高周
波インピーダンス・マッチング用の終端抵抗を、それぞ
れの領域に応じて並列あるいは直列に実装できる。A. Since the photodiode region 150 and the light emitting region 170 are formed as separate regions, the terminating resistors for high frequency impedance matching can be mounted in parallel or in series depending on the respective regions.
【0031】b.光吸収層はバルク層のみであるから、
印加した電圧が吸収層のみに印加され、したがって、光
吸収によって生じるフォトキャリアの掃き出しに要する
電圧を小さくすることができる。また、光吸収によって
生じるフォトキャリアはトラップされることなく掃き出
される。B. Since the light absorption layer is only the bulk layer,
The applied voltage is applied only to the absorption layer, and therefore, the voltage required for sweeping out the photo carriers caused by light absorption can be reduced. Further, the photo carriers generated by light absorption are swept out without being trapped.
【0032】実施の形態2 つぎに、図2に基づいて、第1の実施の形態で説明した
導波路型半導体集積回路の製造方法の一例を説明する。 Second Embodiment Next, an example of a method of manufacturing the waveguide type semiconductor integrated circuit described in the first embodiment will be described with reference to FIG.
【0033】まず、nーInPの半導体基板10上で、幅
20μmのフォトダイオード領域の吸収層を成長させるべ
き箇所(以下、吸収層成長領域200という)の両脇
に、幅40μmの第1のSiO2 マスク210を形成する
(図2(a))。この吸収層成長領域200の幅によっ
て光導波路の幅が決定され、通常は3〜30μm程度に決定
される。First, on the n-InP semiconductor substrate 10, the width is
A first SiO 2 mask 210 having a width of 40 μm is formed on both sides of a portion of the photodiode region of 20 μm where an absorption layer is to be grown (hereinafter referred to as absorption layer growth region 200) (FIG. 2A). The width of the absorption layer growth region 200 determines the width of the optical waveguide, which is usually about 3 to 30 μm.
【0034】つぎに、1回目の結晶成長として、有機金
属気相成長法(以下、MOVPEと略す)で基板10上
面の露出部分全体に、ΙnGaAsPバルク層20、InP
層30、InGaAsP/InGaAsのΜQW活性層40、
及びΙnGaAsPバルク層50を順つぎに形成する(図
2(b))。Next, as the first crystal growth, the ΙnGaAsP bulk layer 20 and the InP are formed on the entire exposed portion of the upper surface of the substrate 10 by a metal organic chemical vapor deposition method (hereinafter abbreviated as MOVPE).
Layer 30, InGaAsP / InGaAs As QW active layer 40,
And the InGaAsP bulk layer 50 are sequentially formed (FIG. 2B).
【0035】つぎに、発光領域とすべき箇所に第2のS
iO2 マスク220を形成する。そして、この第2のマ
スク220によってマスクされていない領域を、選択エ
ッチャントを用いてエッチングストップ層30までエッ
チングする(図2(c))。Next, a second S
An iO 2 mask 220 is formed. Then, the region not masked by the second mask 220 is etched down to the etching stop layer 30 using a selective etchant (FIG. 2C).
【0036】つぎに、第1のマスク210、第2のマス
ク220をともに除去した後に、ストライプ状の第3の
SiO2 マスク230を形成する。その後、ドライエッ
チングやウエットエッチングによって、第3のマスク2
30でマスクされていない箇所をエッチングして、メサ
ストライプを形成する(図2(d))。Next, after removing both the first mask 210 and the second mask 220, a stripe-shaped third SiO 2 mask 230 is formed. After that, the third mask 2 is formed by dry etching or wet etching.
The portions not masked by 30 are etched to form mesa stripes (FIG. 2D).
【0037】つぎに、2回目の結晶成長として、ブロッ
ク層となる半絶縁性のΙnP層60とn-InP層70を
メサストライプの両脇に埋め込む。さらに、第3のマス
ク230を除去してから、3回目の結晶成長として全面
にp-InPのクラッド層80及びp+ -InGaAsのコン
タクト層90を再成長させる(図2(e))。Next, as the second crystal growth, the semi-insulating InP layer 60 and the n -- InP layer 70, which are the block layers, are embedded on both sides of the mesa stripe. Furthermore, after removing the third mask 230, the entire surface p as third crystal growth - InP cladding layer 80 and p + - regrowing InGaAs contact layer 90 (FIG. 2 (e)).
【0038】最後に、発光領域とフォトダイオード領域
の電気的絶縁を完全なものとするために、p+ -ΙnGaA
sのコンタクト層90を部分的にエッチングして、それ
ぞれの領域に電極110、120を形成する。また、劈
開によるチップ化ができる程度の厚さとなるまで基板裏
側をエッチングあるいは研磨によって除去し、その裏面
の全領域に共通電極130を形成する。その後、しかる
べき寸法にチップ化し、フォトダイオード領域には反射
防止膜140を形成して、導波路型半導体集積回路が完
成する(図2(f))。[0038] Finally, in order to make the electrical insulation of the light emitting region and the photodiode area and perfect, p + - ΙnGaA
The s contact layer 90 is partially etched to form electrodes 110 and 120 in the respective regions. Further, the back side of the substrate is removed by etching or polishing until the thickness is such that chips can be formed by cleavage, and the common electrode 130 is formed in the entire area of the back side. After that, the chip is made to have an appropriate size, and the antireflection film 140 is formed in the photodiode region to complete the waveguide type semiconductor integrated circuit (FIG. 2F).
【0039】このように製造された半導体装置では、1
回目の結晶成長におけるΙnGaAsPバルク層20のう
ち、第1のSiO2 マスク210がない発光領域及び分
離領域の光導波層は、第1のSiO2 マスク210によ
って形成されたフォトダイオード領域の光導波層とはそ
の厚さや組成が異なっている。In the semiconductor device manufactured in this way, 1
The optical waveguide layer in the light emitting region and the isolation region without the first SiO 2 mask 210 in the ΙnGaAsP bulk layer 20 in the second crystal growth is the optical waveguide layer in the photodiode region formed by the first SiO 2 mask 210. Is different in its thickness and composition.
【0040】図3は、光導波層の成長する厚さ(成長
厚)とその組成波長について説明する図である。ここ
で、横軸にはSiO2 マスク幅Wm 、左側および右側の
縦軸にはそれぞれ、SiO2 マスクに挟まれた領域での
成長厚をマスクのない領域での成長厚で割った値(正規
化厚さ)、SiO2 マスクに挟まれた領域のバンドギャ
ップエネルギーからSiO2 マスクのない領域のバンド
ギャップエネルギーを差し引いた値(エネルギー差ΔE
[meV])を示している。ただし、この測定に際してはSi
O2 マスク210に挟まれた吸収層成長領域200の幅
を20μmに固定した状態で、MOVPE法を用いてInG
aAsPを結晶成長した。なお、SiO2 マスクのない領
域のバンドギャップ波長は、約1.3μmであった。FIG. 3 is a diagram for explaining the growing thickness (growth thickness) of the optical waveguide layer and its composition wavelength. Here, the horizontal axis is the SiO 2 mask width Wm, and the left and right vertical axes are the values obtained by dividing the growth thickness in the region sandwiched between the SiO 2 masks by the growth thickness in the region without the mask (normal). of thickness), the value obtained by subtracting the band gap energy of the area without SiO 2 mask from the band gap energy of the region between the SiO 2 mask (energy difference ΔE
[meV]) is shown. However, in this measurement, Si
With the width of the absorption layer growth region 200 sandwiched between the O 2 masks 210 fixed at 20 μm, the InG
Crystals of aAsP were grown. The band gap wavelength in the region without the SiO 2 mask was about 1.3 μm.
【0041】図3から分かるように、SiO2 マスクに
挟まれた領域では、SiO2 マスク幅Wm を大きくする
と、成長厚は大きくなり、またバンドギャップエネルギ
ーは小さくなることが分かる。これは、SiO2 マスク
上で主にIn やGa の拡散(III族原子のマイグレーシ
ョン)の影響によるものである。したがって、この実施
形態のようにSiO2 マスク幅Wm を40μmに設定した場
合には、マスクに挟まれたフォトダイオード領域150
や分離領域160における光導波層に比べて、発光領域
170における下側光閉じ込め層20cの厚さを58%程
度に薄く形成することができる。また、発光領域170
における下側光閉じ込め層20cのバンドギャップエネ
ルギーは、フォトダイオード領域150や分離領域16
0における光導波層のバンドギャップエネルギーより約
30meV大きくなる。[0041] As can be seen from Figure 3, in the region between the SiO 2 mask, increasing the SiO 2 mask width Wm, growth thickness increases, also the band gap energy is made can be seen that small. This is mainly due to the influence of diffusion of In and Ga (migration of group III atoms) on the SiO 2 mask. Therefore, when the SiO 2 mask width Wm is set to 40 μm as in this embodiment, the photodiode region 150 sandwiched by the mask is formed.
In comparison with the optical waveguide layer in the isolation region 160, the thickness of the lower optical confinement layer 20c in the light emitting region 170 can be formed as thin as about 58%. In addition, the light emitting area 170
The bandgap energy of the lower optical confinement layer 20c in the
From the bandgap energy of the optical waveguide layer at 0
It becomes 30 meV larger.
【0042】第2の実施の形態の製造方法によれば、以
下の効果cを実現できる。According to the manufacturing method of the second embodiment, the following effect c can be realized.
【0043】c.選択領域成長と選択的な活性層のエッ
チングを組み合わせた方法によって、第1の実施の形態
について指摘した効果a,bを実現することができる。
しかも、フォトダイオード領域150や分離領域160
の光導波層をバルク層とし、活性層にΜQW構造を採用
しつつ、それぞれを独立に設計できる。C. The effects a and b pointed out in the first embodiment can be realized by the method of combining the selective region growth and the selective etching of the active layer.
Moreover, the photodiode region 150 and the isolation region 160
Can be independently designed while using the optical waveguide layer as a bulk layer and adopting the QW structure as the active layer.
【0044】すなわち、発光領域170の活性層の下の
下側光閉じ込め層20cはフォトダイオード領域150
や分離領域160の光導波層と共通の層として形成され
ているが、選択領域成長によって発光領域における光閉
じ込め層に適する薄さに制御して、下側光閉じ込め層を
成長させることができる。したがって、その層の上に成
長される活性層は、各領域で共通に形成されたバルク層
とは別の層となるため、独立した設計値を選択すること
が可能になる。これに対し、第1の従来例では、仮にバ
ルク吸収層のある部分とない部分とを電気的に分離し
て、従来技術の第2の問題を解決しえたとしても、な
お、バルク層の厚さを厚くし過ぎると、閾値近傍で過飽
和吸収特性が顕著になってくるし、また、薄くし過ぎる
とその層を設けた効果が無くなってしまうという問題が
残る。That is, the lower optical confinement layer 20c below the active layer of the light emitting region 170 is the photodiode region 150.
Although it is formed as a layer common to the optical waveguide layer of the isolation region 160, the lower optical confinement layer can be grown by controlling the thickness to a thickness suitable for the optical confinement layer in the light emitting region by growing the selective region. Therefore, the active layer grown on that layer is a layer different from the bulk layer commonly formed in each region, so that independent design values can be selected. On the other hand, in the first conventional example, even if the second problem of the conventional technique can be solved by electrically separating the portion with the bulk absorption layer and the portion without the bulk absorption layer, the thickness of the bulk layer still remains. If the thickness is made too thick, the supersaturated absorption characteristic becomes prominent in the vicinity of the threshold value, and if it is made too thin, the effect of providing that layer is lost.
【0045】実施の形態3 図4は、本発明の第3の実施の形態である導波路型半導
体集積回路の層構造を示す図である。nーInPの半導体
基板510には、光信号の入出射端面近傍を含めたY分
岐領域650と、分岐導波路の一方側のフォトダイオー
ド領域(PD)660及びその他方側の発光領域(L
D)670が、それらの領域を接続するとともに、電気
的分離を行う分離領域680を介して、同一基板上に構
成されている。 Third Embodiment FIG. 4 is a diagram showing a layer structure of a waveguide type semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention. On the n-InP semiconductor substrate 510, a Y branch region 650 including the vicinity of the input / output end face of an optical signal, a photodiode region (PD) 660 on one side of the branch waveguide and a light emitting region (L on the other side).
D) 670 is formed on the same substrate via the isolation region 680 that connects these regions and performs electrical isolation.
【0046】同図(b)乃至(e)には、同図(a)の
各断面B〜Eを示している。フォトダイオード領域66
0のInGaAsPの吸収層520aとY分岐領域650
および分離領域680のΙnGaAsPガイド層520b
は、ともにバルク層である。発光領域670では、基板
上にグレーティング加工が施され、その上に、InGaA
sPの下側バルク光閉じ込め層520c、InGaAsPの
ΜQW活性層540a、及びInGaAsPの上側バルク
光閉じ込め層550aが順次形成されている。さらに、
それら吸収層520aおよびガイド層520bと、発光
領域670の下側光閉じ込め層520cは、共通のバル
ク層を成している。FIGS. 9B to 9E show cross sections B to E in FIG. 9A. Photodiode region 66
0 InGaAsP absorption layer 520a and Y branch region 650
And the n-GaAsP guide layer 520b of the isolation region 680
Are both bulk layers. In the light emitting region 670, grating processing is performed on the substrate, and InGaA is formed on the grating processing.
A lower bulk light confinement layer 520c of sP, an InGaAsP QW active layer 540a, and an upper bulk light confinement layer 550a of InGaAsP are sequentially formed. further,
The absorption layer 520a and the guide layer 520b and the lower optical confinement layer 520c of the light emitting region 670 form a common bulk layer.
【0047】発光領域670のΜQW活性層540aと
下側光閉じ込め層520cとの間には、ΙnPのエッチ
ングストップ層530がある。そして、光導波層の上部
には、p-InPのクラッド層580およびp+ -ΙnGaA
sのコンタクト層590が順次形成されている。また、
第1の実施形態と同様に、光導波層の横方向位置にはブ
ロック層560,570が形成されている。フォトダイ
オード領域660と発光領域670には、電流の注入や
電界の印加を行うための電極610,620が形成され
ており、また、基板510の下側には、共通電極630
が形成されている。そして、Y分岐領域650側の端面
には、反射防止膜640が形成されている。Between the ΜQW active layer 540a and the lower optical confinement layer 520c of the light emitting region 670, there is a ΙnP etching stop layer 530. Then, on top of the optical waveguide layer, p - InP cladding layer 580 and p + - ΙnGaA
s contact layer 590 is sequentially formed. Also,
Similar to the first embodiment, block layers 560 and 570 are formed at lateral positions of the optical waveguide layer. Electrodes 610 and 620 for injecting current and applying an electric field are formed in the photodiode region 660 and the light emitting region 670, and the common electrode 630 is provided below the substrate 510.
Are formed. An antireflection film 640 is formed on the end face on the Y branch region 650 side.
【0048】つぎに、上記構成の導波路型半導体集積回
路の動作について説明する。Next, the operation of the waveguide type semiconductor integrated circuit having the above configuration will be described.
【0049】まず、光信号の受信に用いる場合を考え
る。光ファイバを伝送してきた光信号がY分岐領域65
0側の端面より入射した場合に、その光信号はY分岐領
域650によって半分のパワーがフォトダイオード領域
660にガイドされ、その吸収層520aで吸収され
る。このとき、吸収層520aに数Vの逆バイアス電圧
を印加させた状態にしておくと、電界吸収効果によって
吸収層のバンドギャップ波長よりも長い波長の光も吸収
される。さらに、電界がかかっているので、光吸収によ
って生じたキャリアが効率的に掃き出される。これらの
動作は実施の形態1の装置の場合と同様である。First, let us consider a case in which it is used for receiving an optical signal. The optical signal transmitted through the optical fiber is the Y branch area 65.
When incident from the 0-side end face, half the power of the optical signal is guided to the photodiode region 660 by the Y branch region 650 and is absorbed by the absorption layer 520a. At this time, if a reverse bias voltage of several V is applied to the absorption layer 520a, light having a wavelength longer than the bandgap wavelength of the absorption layer is also absorbed by the electric field absorption effect. Further, since an electric field is applied, carriers generated by light absorption are efficiently swept out. These operations are similar to those of the device according to the first embodiment.
【0050】つぎに、光信号の送信に用いる場合を考え
る。発光領域670に電流を注入すると、誘導放出作用
により活性層540aのバンドギャップ波長近傍かそれ
よりも短い波長で発光が生じる。ここでは、基板上のグ
レーティング加工により光の帰還作用がおこり、ある電
流を越えるとレーザ発振するDFB(分布帰還型)レー
ザ構造をなしている。また、実施の形態1での動作の説
明と同様に、活性層540aと下側光閉じ込め層520
cとのバンドギャップ波長の差が100[nm](0.1μm)以
上であるために、発光部での過剰な吸収損失はない。発
振した光信号は、分離領域680とY分岐領域650を
導波して、端面より外部に取り出される。Next, consider the case of using for transmitting an optical signal. When a current is injected into the light emitting region 670, light emission occurs at a wavelength near the bandgap wavelength of the active layer 540a or a wavelength shorter than that due to the stimulated emission effect. Here, a feedback action of light occurs due to the grating processing on the substrate, and a DFB (distributed feedback type) laser structure that oscillates a laser when a certain current is exceeded is formed. Further, similarly to the description of the operation in the first embodiment, the active layer 540a and the lower optical confinement layer 520 are formed.
Since the difference in bandgap wavelength from c is 100 [nm] (0.1 μm) or more, there is no excessive absorption loss in the light emitting portion. The oscillated optical signal is guided through the separation region 680 and the Y branch region 650, and is extracted from the end face to the outside.
【0051】第3の実施の形態によれば、以下の効果
d、eを実現できる。According to the third embodiment, the following effects d and e can be realized.
【0052】d.第2の従来例と比較した場合に、光信
号の入出射する端面からフォトダイオード領域660ま
での経路上での光導波層には、ΜQW層が存在せず、バ
ルク層のみで形成されているので、光信号の受信動作に
要求される偏波無依存性を実現できる。また、実施の形
態1の効果a,bも同時に達成される。D. Compared with the second conventional example, the optical waveguide layer on the path from the end face where the optical signal enters and exits to the photodiode region 660 does not have the ΜQW layer, and is formed of only the bulk layer. Therefore, the polarization independence required for the optical signal receiving operation can be realized. Further, the effects a and b of the first embodiment are also achieved at the same time.
【0053】なお、この実施の形態3で示した回路の製
造方法については、実施の形態2で示した製造方法の類
推から容易に理解されるので、詳細は省略するが、特に
重要なことは、次の点である。The method of manufacturing the circuit shown in the third embodiment can be easily understood from the analogy of the manufacturing method shown in the second embodiment. , The following points.
【0054】e.活性層にΜQW構造を採用しつつ、フ
ォトダイオード領域660や分離領域680の光導波層
にバルク層を採用することができ、且つそれぞれ独立に
設計できる。独立設計の程度については、第1の従来例
に対してよりも第2の従来例のものに適用したほうが、
より大きな効果を有する。E. A bulk layer can be adopted for the optical waveguide layers of the photodiode region 660 and the isolation region 680 while adopting the ΜQW structure for the active layer, and they can be designed independently. Regarding the degree of independent design, it is better to apply to the second conventional example than to the first conventional example.
Has a greater effect.
【0055】なお、第1、第2、第3の実施形態の説明
では、この発明の実施が可能な程度に簡略的に示してあ
る。したがって、この発明は以上の説明の中で指摘する
具体的な数値、材料に限定されないし、また、横方向の
埋め込み構造のものに限定されるものではない。導波路
型半導体集積回路の光素子構造として、たとえば光導波
層のストライプにハイメサリッジ型の導波構造を採用す
れば、結晶成長の回数をさらに減らすこともできる。ま
た、InPの半導体基板を用いずに、たとえばGaAs基
板など、他の半導体結晶基板を用いる場合についても、
同様の効果を得ることが可能である。In the description of the first, second and third embodiments, the present invention is simply shown to the extent that the present invention can be implemented. Therefore, the present invention is not limited to the specific numerical values and materials pointed out in the above description, and is not limited to the lateral embedded structure. As the optical element structure of the waveguide type semiconductor integrated circuit, for example, if a high-mesa ridge type waveguide structure is adopted for the stripe of the optical waveguide layer, the number of crystal growth can be further reduced. Also, when using another semiconductor crystal substrate such as a GaAs substrate without using the InP semiconductor substrate,
A similar effect can be obtained.
【0056】すなわち、本発明は、少なくとも、複数の
光導波層を一度に成長する工程により形成可能な素子で
あって、光導波層の厚さあるいは組成が導波路方向によ
り異なっており、全領域に共通するものを含む素子であ
れば、いずれの種類のものにも適用可能である。That is, the present invention is an element that can be formed at least by a step of growing a plurality of optical waveguide layers at a time, and the thickness or composition of the optical waveguide layers differ depending on the waveguide direction, and The element can be applied to any type as long as it includes an element common to the above.
【0057】また、第1の実施の形態のものでは、発光
領域内あるいはその外部(特に分離領域側)などにグレ
ーティング構造を設けていない。すなわち、発光部がL
EDあるいはFP(Fabry-Perot)レーザとして機能す
る素子について説明した。しかし、発光部にグレーティ
ング構造を形成して、DFB(分布帰還型)レーザやD
BR(分布反射型)レーザとして動作させてもよいこと
は当然である。In the first embodiment, no grating structure is provided inside or outside the light emitting region (particularly on the separation region side). That is, the light emitting unit is L
The element that functions as an ED or FP (Fabry-Perot) laser has been described. However, a DFB (Distributed Feedback Type) laser or D
Naturally, it may be operated as a BR (distributed reflection type) laser.
【0058】同様に、第3の実施形態についても、発光
領域の外部、特に分離領域側などにグレーティング構造
を設けてDBRレーザ構造としてもよく、またグレーテ
ィング構造を設けないLEDあるいはFP型の共振モー
ドのレーザとして動作させてもよい。Similarly, also in the third embodiment, a DBR laser structure may be provided by providing a grating structure outside the light emitting region, particularly on the side of the isolation region, or an LED or FP type resonance mode without a grating structure. May be operated as a laser.
【0059】また、第2の実施の形態の製造方法では、
第2のSiO2 マスクを形成し、マスクされていない領
域を選択エッチャントを用いてエッチングストップ層ま
でエッチングするとしているが、エッチングストップ層
のエッチングについては、エッチング除去してもよい
し、そのまま残してもよい。Further, in the manufacturing method of the second embodiment,
The second SiO 2 mask is formed, and the unmasked region is etched up to the etching stop layer by using a selective etchant. However, the etching stop layer may be etched or left as it is. Good.
【0060】[0060]
【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、双方向光通信に用いられる光信号の送
信・受信機能を合わせ持った低価格の優れた導波路型半
導体集積回路を提供できる。Since the present invention is configured as described above, it is a low-cost and excellent waveguide type semiconductor integrated circuit which has a function of transmitting / receiving an optical signal used in bidirectional optical communication. Can be provided.
【図1】 本発明の第1の実施の形態である導波路型半
導体集積回路の層構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a layer structure of a waveguide type semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の導波路型半導体集積回路の製造方法
の一例を示す工程説明図である。FIG. 2 is a process explanatory view showing an example of a method of manufacturing a waveguide type semiconductor integrated circuit of the present invention.
【図3】 光導波層の成長厚とその組成波長について説
明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a growth thickness of an optical waveguide layer and its composition wavelength.
【図4】 本発明の第3の実施の形態である導波路型半
導体集積回路の層構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a layer structure of a waveguide type semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 従来技術に係る送受信素子の一例を示す模式
図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a transmission / reception element according to a conventional technique.
【図6】 従来技術に係る送受信素子の他の例を示す模
式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of a transmission / reception element according to a conventional technique.
10 基板、20 光導波層、30 エッチングストッ
プ層、40a 活性層、50a 閉じ込め層、150
フォトダイオード領域、160 分離領域、170 発
光領域。10 substrate, 20 optical waveguide layer, 30 etching stop layer, 40a active layer, 50a confinement layer, 150
Photodiode area, 160 isolation area, 170 light emitting area.
Claims (4)
集積回路において、 少なくとも下側にバルクの光閉じ込め層を持つ量子井戸
層からなる前記発光部の光導波層領域と、 前記発光部の光導波層領域の下側光閉じ込め層と共通の
バルク層として形成される前記発光部以外の光導波層領
域とを備えたことを特徴とする導波路型半導体集積回
路。1. A waveguide-type semiconductor integrated circuit including a light-receiving portion and a light-emitting portion, comprising: an optical waveguide layer region of the light-emitting portion, which is formed of a quantum well layer having a bulk optical confinement layer at least on the lower side; A waveguide-type semiconductor integrated circuit, comprising: a lower optical confinement layer of the optical waveguide layer region; and an optical waveguide layer region other than the light emitting portion formed as a common bulk layer.
さ、あるいは組成を異にすることを特徴とする請求項1
に記載の導波路型半導体集積回路。2. The common bulk layer has a different thickness or composition for each region.
2. A waveguide type semiconductor integrated circuit as set forth in.
の構造を有する集積回路の製造方法において、前記各領
域毎に選択的にマスクを形成して、前記共通のバルク層
を結晶成長させたことを特徴とする導波路型半導体集積
回路の製造方法。3. A method of manufacturing an integrated circuit having the structure according to claim 1 or 2, wherein a mask is selectively formed in each of the regions to crystallize the common bulk layer. A method of manufacturing a waveguide type semiconductor integrated circuit, comprising:
ルク層の上に一回の結晶成長によって同時に形成し、前
記発光部以外の領域に形成された量子井戸層を選択的に
エッチング除去することを特徴とする請求項3に記載の
導波路型半導体集積回路の製造方法。4. The quantum well layer to be the light emitting portion is simultaneously formed on the bulk layer by one-time crystal growth, and the quantum well layer formed in a region other than the light emitting portion is selectively removed by etching. The method for manufacturing a waveguide type semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7305717A JPH09148548A (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7305717A JPH09148548A (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09148548A true JPH09148548A (en) | 1997-06-06 |
Family
ID=17948507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7305717A Withdrawn JPH09148548A (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09148548A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7110429B2 (en) | 2003-02-13 | 2006-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Distributed feedback laser |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7305717A patent/JPH09148548A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7110429B2 (en) | 2003-02-13 | 2006-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Distributed feedback laser |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0641049B1 (en) | An optical semiconductor device and a method of manufacturing the same | |
US6973226B2 (en) | Optoelectronic waveguiding device and optical modules | |
EP0469681B1 (en) | Optical amplifier | |
JP3484394B2 (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH0750443A (en) | Semiconductor integrated optical element and manufacture thereof | |
JPH09153638A (en) | Waveguide semiconductor light receiving device and manufacture of the same | |
JP2000277869A (en) | Modulator integrated type semiconductor laser and manufacturing method | |
CA2139140C (en) | A method for fabricating a semiconductor photonic integrated circuit | |
JP3284994B2 (en) | Semiconductor optical integrated device and method of manufacturing the same | |
US6337868B1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser and a driving method therefor | |
US5742423A (en) | Semiconductor optical modulator | |
JP2746065B2 (en) | Method for manufacturing optical semiconductor device | |
JP2701569B2 (en) | Method for manufacturing optical semiconductor device | |
US5179567A (en) | Semiconductor laser device, method of fabricating the same and optical system of utilizing the same | |
US6246709B1 (en) | Integrated optical element and method for manufacturing an integrated optical element | |
JP3421999B2 (en) | Optical functional device, optical integrated device including the same, and manufacturing method thereof | |
JPH05243551A (en) | Semiconductor optical integrated element | |
EP0316194A1 (en) | A tunable wavelength filter | |
JP2907234B2 (en) | Semiconductor wavelength tunable device | |
JP4243506B2 (en) | Semiconductor laser and optical module using the same | |
JPH09148548A (en) | Waveguide type semiconductor integrated circuit and its manufacture | |
JPH06112595A (en) | Fabrication of semiconductor optical functional element | |
JP3466826B2 (en) | Semiconductor optical device with multiple types of active layers with different polarization modes with superior gain | |
JP2760276B2 (en) | Selectively grown waveguide type optical control device | |
JPH10303499A (en) | Semiconductor laser and its manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |