JPH0936487A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0936487A
JPH0936487A JP18518795A JP18518795A JPH0936487A JP H0936487 A JPH0936487 A JP H0936487A JP 18518795 A JP18518795 A JP 18518795A JP 18518795 A JP18518795 A JP 18518795A JP H0936487 A JPH0936487 A JP H0936487A
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JP
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inp
layer
laser
semiconductor device
inalgaas
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JP18518795A
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English (en)
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Mitsuru Egawa
満 江川
Takuya Fujii
卓也 藤井
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造方法に関し、butt−j
oint法によるInAlGaAs系テーパ導波路レー
ザの製造方法を提供する。 【構成】 有機金属気相成長(MOVPE)法によっ
て、例えば、n−InP基板1の上にn−InPバッフ
ァ層2、n−InAlAsクラッド層3、n−InAl
GaAs光ガイド層4、InAlGaAs/InAlG
aAs多重量子井戸構造5、p−InAlGaAs光ガ
イド層6、p−InAlAsクラッド層7を成長してレ
ーザ構造を形成した後、レーザ領域とする部分にマスク
1 を形成してエッチングすることによりマスクM1
ないレーザ領域以外の部分のレーザ構造を除去し、その
除去した領域のn−InPバッファ層2の上にマスクM
1 ,M 2 を形成し、n−InPバッファ層2の上にn−
InPクラッド層8、InGaAsP光ガイド層9、p
−InPクラッド層10を選択成長してテーパ状光導波
路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長(M
OCVD)法による選択成長を利用した半導体装置の製
造方法に関するものである。次世代の光アクセス系通信
用半導体レーザには(1)低価格化や(2)しきい値の
温度依存性を低減するための高い特性温度が要求され
る。
【0002】前記の(1)については、膜厚がテーパ状
に変化する光導波路を集積したテーパ導波路の構造にす
ることによって、ビーム放射角が狭くなり、光ファイバ
との接合を簡略化できる。一方、(2)については、こ
れまで波長1.3μm帯の半導体レーザとしてInP基
板上のInGaAsPレーザが主流であったが、以下の
理由により、InP基板上のInAlGaAsレーザの
方が高い特性温度が得られるレーザとして期待されてい
る。
【0003】特性温度を決める要因の一つに活性層ある
いは光ガイド層からクラッド層への電子のオーバーフロ
ーがある。活性層あるいは光ガイド層とクラッド層の間
にできる伝導帯ヘテロ障壁が大きくなるほど電子のオー
バーフローが抑制でき高い特性温度が実現できるが、I
nGaAsPレーザにおけるInPクラッドに比べIn
AlGaAsレーザにおけるInAlAsクラッドの方
が大きな伝導帯ヘテロ障壁を形成できる。このため高性
能の光アクセス系半導体レーザとしてInP上のInA
lGaAs系テーパ導波路レーザを開発することが必要
がある。
【0004】
【従来の技術】従来のInGaAsPテーパ導波路レー
ザはMOVPE法による選択成長を用いて製造すること
ができる。
【0005】図5は、選択成長に用いるマスクパターン
の説明図である。この図において、31は成長基板、3
2は第1の矩形マスク、33は第2の矩形マスク、34
はストライプ領域、35は開口領域である。
【0006】従来から知られている選択成長において
は、成長基板31の上に、SiO2 等からなる第1の矩
形マスク31と第2の矩形マスク32を、ストライプ領
域34を隔てて形成し、その上に結晶層を成長する。
【0007】この場合、第1の矩形マスク31と第2の
矩形マスク32に挟まれたストライプ領域34の結晶層
の成長速度が最も速くなるため厚く堆積され、第1の矩
形マスク31と第2の矩形マスク32から離れた開口領
域35では、第1の矩形マスク31と第2の矩形マスク
32からの距離に応じて結晶層の成長速度が遅くなるた
め、このストライプ領域34をレーザ領域にし、開口領
域35を膜厚がテーパ状に薄くなるテーパ導波路領域に
することができる。そして、テーパ導波路領域での膜厚
の変化を大きくするために、マスク上に堆積が生じない
範囲でマスク率を大きくする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、InA
lGaAs等のAlを含む III−V族化合物半導体のM
OVPE選択成長では選択性が悪く、マスク率を大きく
するとマスク上にAl化合物の堆積が生じやすくなる。
この堆積物は後の製造工程を困難にするという問題があ
る。本発明は、butt−joint法によるInAl
GaAs系テーパ導波路レーザの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体装
置の製造方法においては、前記の課題を解決することを
目的として、有機金属気相成長法により半導体基板上に
III−V族化合物半導体材料からなるレーザ構造を形成
した後、成長面内の部分的な領域でレーザ構造を除去
し、その除去した領域に選択成長によってテーパ状光導
波路を集積する工程を採用した。
【0010】この場合、半導体基板がInPで、その上
に形成するレーザ構造がIn,Al,Gaを含むAs化
合物からなり、またテーパ状導波路がAlを含まない I
II−V族化合物とすることができる。
【0011】また、この場合、レーザ構造が、バッファ
層としてInP、クラッド層としてInPと格子整合す
るInAlAs、ガイド層としてInPと格子整合する
InAlGaAs、活性層として組成の異なる2つのI
nAlGaAsからなる多重量子井戸構造を有し、ま
た、テーパ状導波路が光ガイド層としてInPと格子整
合し吸収端波長がレーザ発振波長よりも短波長であるI
nGaAsP、クラッド層としてInPを用いることが
できる。
【0012】また、この場合、テーパ状光導波路のIn
GaAsP光ガイド層がInGaAsPの多重量子井戸
構造を含ませることができる。
【0013】
【作用】図1、図2、図3は、本発明の半導体装置の製
造方法の原理説明図であり、(A)は表面図、(B)は
断面図である。本発明の半導体装置の製造方法の各段階
を図1、図2および図3によって説明する。
【0014】第1段階(図1参照) InAlGaAsレーザの基本レーザ構造は選択成長で
はなく通常の半導体基板上へ半導体結晶層の成長によっ
て形成する。まず、n型InP基板1の上にn型InP
バッファ層2を成長し、その上にInPと格子整合する
n型InAlAsクラッド層3、InPと格子整合する
InAlGaAs光ガイド層4、組成の異なる井戸とバ
リアからなるInAlGaAs/InAlGaAs多重
量子井戸構造5、InPと格子整合するInAlGaA
s光ガイド層6、InPと格子整合するp型InAlA
sクラッド層7を積層する。
【0015】第2段階(図2参照) レーザ領域として必要な領域にマスクM1 を施し、マス
クM1 を施していない領域のInPバッファ層より上の
レーザ構造をエッチングにより除去する。
【0016】第3段階(図3参照) テーパ導波路形成用のマスクM2 ,M3 をInPバッフ
ァ層2の上に施し、n型InPクラッド層8、InPと
格子整合し、吸収端波長がレーザ発振波長より短波長の
InGaAsP光ガイド層9、p型InPクラッド層1
0を選択成長で形成する。次いで、マスクM1 ,M2
3 を剥離してテーパ導波路レーザの基本構造とする。
【0017】本発明では、InAlGaAsレーザのク
ラッド層に、InPと格子整合する禁制帯幅が1.38
8eVのInAlAsを用いたため、禁制帯幅が1.3
50eVのInPクラッド層を用いた場合よりも高い特
性温度が得られる。また、InAlGaAsレーザ構造
は、選択成長ではなく、通常の半導体基板上への半導体
結晶層の成長によって形成するため、膜厚、組成の高均
一なレーザ構造が得られる。
【0018】一方、InPやInGaAsPの選択成長
は選択性が高く、マスク上には堆積が生じにくい。ま
た、マスクM2 ,M3 のパターンを適宜設計することに
よりInGaAsPテーパ導波路の膜厚分布を制御する
ことができる。そして、吸収端波長がInAlGaAs
レーザの発振波長よりも短波長になるような組成のIn
GaAsPにすることにより、吸収損の少ないテーパ導
波路レーザが得られる。さらに、InGaAsP光ガイ
ド層を多層量子井戸構造とすることにより吸収損がより
少なくなる。
【0019】
【実施例】図4は、本発明の一実施例の半導体装置の製
造方法の説明図である。この実施例においては、まず、
n型(100)InP基板11の上に、膜厚0.5μm
のn型InPバッファ層12、InPと格子整合する膜
厚0.5μmのn型In0.523 Al0.477 Asクラッド
層13、波長1.1μmでInPと格子整合する膜厚
0.1μmのn型In0.526 Al0.282 Ga0.192 As
光ガイド層14、膜厚15nmのIn0.526 Al0.282
Ga0.192 Asバリアと膜厚6nm、波長1.3μmで
InPと格子整合するIn0.529 Al0.152 Ga0.319
As井戸の5周期からなる多重量子井戸構造15、膜厚
0.1μm、波長1.1μmでInPと格子整合するp
型In0.526 Al0.282 Ga0.192 As光ガイド層1
6、InPと格子整合する膜厚0.5μmのp型In
0.523 Al0.477 Asクラッド層17を積層した。
【0020】成長原料には、トリメチルインジウム、ト
リメチルアルミニウム、トリエチルガリウム、アルシ
ン、ホスフィンを用いた。次に、レーザ領域に適用する
部分にSiO2 マスクを施し、マスクを施していない領
域のレーザ構造、すなわち、InPバッファ層より上の
構造を塩酸系エッチングにより除去した。次に、テーパ
導波路を形成するため100μm(対向する辺)×20
0μm(対向する辺に垂直の辺)のSiO2 矩形マスク
(図3におけるM2 ,M3 )を20μm隔ててInPバ
ッファ12の表面に施した。
【0021】なお、予備実験により、この寸法、形状の
矩形マスクパターンを用いることによって成長結晶層に
約3倍の膜厚の変化を形成できることを確認した。そし
て、波長1.1μmでInPと格子整合するn型InP
クラッド層18、In0.850 Ga0.150 As0.327
0.673 光ガイド層19、p型InPクラッド層20を成
長時間を制御して選択成長した結果、境界での各層厚が
レーザ領域の層厚と一致し、かつ、300μm長の領域
で各層厚が3倍変化するテーパ導波路が得られた。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によると、特に、半導体レーザに適用した
場合、その特性温度を高め、ビーム放射角を低減する効
果を奏し、光アクセス系通信用半導体レーザの性能向上
ならびに低コスト化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の原理説明図
(1)である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の原理説明図
(2)である。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の原理説明図
(3)である。
【図4】本発明の一実施例の半導体装置の製造方法の説
明図である。
【図5】選択成長に用いるマスクパターンの説明図であ
る。
【符号の説明】
1 n型InP基板 2 n型InPバッファ層 3 n型InAlAsクラッド層 4 InAlGaAs光ガイド層 5 InAlGaAs/InAlGaAs多重量子井戸
構造 6 InAlGaAs光ガイド層 7 p型InAlAsクラッド層 8 n型InPクラッド層 9 InGaAsP光ガイド層 10 p型InPクラッド層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機金属気相成長法により半導体基板上
    に III−V族化合物半導体材料からなるレーザ構造を形
    成した後、成長面内の部分的な領域でレーザ構造を除去
    し、その除去した領域に選択成長によってテーパ状光導
    波路を集積することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 半導体基板がInPで、その上に形成す
    るレーザ構造がIn,Al,Gaを含むAs化合物から
    なり、またテーパ状導波路がAlを含まないIII−V族
    化合物からなることを特徴とする請求項1に記載された
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 レーザ構造が、バッファ層としてIn
    P、クラッド層としてInPと格子整合するInAlA
    s、ガイド層としてInPと格子整合するInAlGa
    As、活性層として組成の異なる2つのInAlGaA
    sからなる多重量子井戸構造を有し、また、テーパ状導
    波路が光ガイド層としてInPと格子整合し吸収端波長
    がレーザ発振波長よりも短波長であるInGaAsP、
    クラッド層としてInPを有することを特徴とする請求
    項2に記載された半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 テーパ状光導波路のInGaAsP光ガ
    イド層がInGaAsPの多重量子井戸構造を含むこと
    を特徴とする請求項3に記載された半導体装置の製造方
    法。
JP18518795A 1995-07-21 1995-07-21 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0936487A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768232A1 (fr) * 1997-09-11 1999-03-12 Alsthom Cge Alcatel Procede de fabrication d'un composant optique integre comprenant un guide d'onde epais couple a un guide d'onde mince
JP2001024287A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Nec Corp Wdm用半導体レーザ光モジュール
US7034341B2 (en) 2002-04-15 2006-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device having a multi-layer buffer layer
KR100651477B1 (ko) * 2005-01-19 2006-11-29 삼성전자주식회사 반도체 레이저와 반도체 레이저의 제작 방법
JP2014518593A (ja) * 2011-04-25 2014-07-31 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ オプトエレクトロニックデバイスの材料
JP2016115853A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 Nttエレクトロニクス株式会社 半導体リッジレーザ素子及び製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768232A1 (fr) * 1997-09-11 1999-03-12 Alsthom Cge Alcatel Procede de fabrication d'un composant optique integre comprenant un guide d'onde epais couple a un guide d'onde mince
EP0902306A1 (fr) * 1997-09-11 1999-03-17 Alcatel Procédé de fabrication d'un composant optique intégré comprenant un guide d'onde épais couplé à un guide d'onde mince
JP2001024287A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Nec Corp Wdm用半導体レーザ光モジュール
US7034341B2 (en) 2002-04-15 2006-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device having a multi-layer buffer layer
CN1302588C (zh) * 2002-04-15 2007-02-28 夏普公司 半导体激光器及其制造方法
KR100651477B1 (ko) * 2005-01-19 2006-11-29 삼성전자주식회사 반도체 레이저와 반도체 레이저의 제작 방법
JP2014518593A (ja) * 2011-04-25 2014-07-31 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ オプトエレクトロニックデバイスの材料
JP2016115853A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 Nttエレクトロニクス株式会社 半導体リッジレーザ素子及び製造方法

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