JPH10270793A - 光半導体集積装置 - Google Patents
光半導体集積装置Info
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- JPH10270793A JPH10270793A JP7567697A JP7567697A JPH10270793A JP H10270793 A JPH10270793 A JP H10270793A JP 7567697 A JP7567697 A JP 7567697A JP 7567697 A JP7567697 A JP 7567697A JP H10270793 A JPH10270793 A JP H10270793A
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- optical
- layer
- waveguide
- optical amplifier
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型で安定した動作と長い伝送距離が得られる
光半導体集積装置を提供する。 【解決手段】基板上に異なる発振周波数を有する複数の
発振用レーザと、光変調器と、光増幅器とを結合して形
成し、前記発振用レーザは基板と平行に共振器を持ち、
光増幅器となるレーザは基板の面方向に共振器を持つよ
うにした光半導体集積装置。
光半導体集積装置を提供する。 【解決手段】基板上に異なる発振周波数を有する複数の
発振用レーザと、光変調器と、光増幅器とを結合して形
成し、前記発振用レーザは基板と平行に共振器を持ち、
光増幅器となるレーザは基板の面方向に共振器を持つよ
うにした光半導体集積装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発振波長が異なる
複数のレーザと、それぞれのレーザ光を変調する変調器
と、これらの変調光をまとめる光合波器と、その一つの
導波路にまとめられた多波長の変調光を増幅する光増幅
器とを、ひとつの基板上に集積した、光半導体集積装置
に関する。
複数のレーザと、それぞれのレーザ光を変調する変調器
と、これらの変調光をまとめる光合波器と、その一つの
導波路にまとめられた多波長の変調光を増幅する光増幅
器とを、ひとつの基板上に集積した、光半導体集積装置
に関する。
【０００２】近年、通信システムの大容量化にともな
い、波長多重通信システムの導入が期待されている。こ
のため、波長多重通信用光源として小型で、かつ、安定
であり、しかも、各単位素子間のアライメントが簡単
な、光半導体集積装置が有望視されている。
い、波長多重通信システムの導入が期待されている。こ
のため、波長多重通信用光源として小型で、かつ、安定
であり、しかも、各単位素子間のアライメントが簡単
な、光半導体集積装置が有望視されている。
【０００３】しかし、半導体は光損失が大きいため光信
号を増幅する必要があり、多波長の信号光を安定に増幅
できる光増幅器を、光半導体集積装置のなかに集積する
ことが望まれている。
号を増幅する必要があり、多波長の信号光を安定に増幅
できる光増幅器を、光半導体集積装置のなかに集積する
ことが望まれている。
【０００４】
【従来の技術】多波長の信号光が入射する光増幅器で
は、各信号光の相互作用を抑制する必要がある。これに
対する解決策として、図７に示すように、ＤＦＢ（Dist
ributedFeed Back ）レーザを光増幅器として用い、光
半導体集積装置に集積することが提案されている。
は、各信号光の相互作用を抑制する必要がある。これに
対する解決策として、図７に示すように、ＤＦＢ（Dist
ributedFeed Back ）レーザを光増幅器として用い、光
半導体集積装置に集積することが提案されている。
【０００５】図中１０１は光源部のＤＦＢレーザ群、１
０２は変調器、１０３は光合波器、１０４は利得クラン
プ型光増幅器であるＤＦＢレーザである。このような構
造の光半導体集積装置では、複数のＤＦＢレーザ１０１
で発振した光を各々のレーザに接続された複数の変調器
１０２で変調し、光合波器１０３で合成したあと、光増
幅器１０４で増幅が行われる。このとき、光増幅器１０
４に入射する信号光に対して、光増幅器１０４自身のＤ
ＦＢ波長を適当に離して設定し、レーザ発振させること
で利得をクランプさせることができ、多波長の信号光の
相互の干渉を防ぐことができるため、多波長の信号光を
安定して増幅することができる。
０２は変調器、１０３は光合波器、１０４は利得クラン
プ型光増幅器であるＤＦＢレーザである。このような構
造の光半導体集積装置では、複数のＤＦＢレーザ１０１
で発振した光を各々のレーザに接続された複数の変調器
１０２で変調し、光合波器１０３で合成したあと、光増
幅器１０４で増幅が行われる。このとき、光増幅器１０
４に入射する信号光に対して、光増幅器１０４自身のＤ
ＦＢ波長を適当に離して設定し、レーザ発振させること
で利得をクランプさせることができ、多波長の信号光の
相互の干渉を防ぐことができるため、多波長の信号光を
安定して増幅することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＤＦＢレーザ型光増幅器を集積化しようとする
と、ＤＦＢレーザ型光増幅器の発振光が光導波路に結合
して、他の素子に影響するという問題があった。
ようなＤＦＢレーザ型光増幅器を集積化しようとする
と、ＤＦＢレーザ型光増幅器の発振光が光導波路に結合
して、他の素子に影響するという問題があった。
【０００７】図８をもとに、その問題を説明する。図８
は、図７の光半導体増幅装置の各素子の活性層および導
波路にそった模式断面図である。図中１１１は半導体基
板、１１２は発振器のＤＦＢレーザの回折格子、１１３
は光増幅器のＤＦＢレーザの回折格子、１１４は下側ガ
イド層、１１５は発振器のＤＦＢレーザのＭＱＷ（Mult
i Quantum Well) 活性層、１１６は光増幅器のＤＦＢレ
ーザのＭＱＷ活性層、１１７は光変調器のＭＱＷ吸収
層、１１８は合波器を構成する導波路、１１９光発振器
のＤＦＢレーザの上側ガイド層、１２０は光変調器の上
側ガイド層、１２１は合波器上のガイド層、１２２は光
増幅器のＤＦＢレーザの上側ガイド層、１２３はクラッ
ド層、１２４は上側電極用のコンタクト層、１２５は光
発振器のＤＦＢレーザの上側電極、１２６は光変調器の
上側電極、１２７は光増幅器のＤＦＢレーザの上側電
極、１２８は下側電極、１２９はＤＦＢレーザからなる
光増幅器から出射される光を示す。
は、図７の光半導体増幅装置の各素子の活性層および導
波路にそった模式断面図である。図中１１１は半導体基
板、１１２は発振器のＤＦＢレーザの回折格子、１１３
は光増幅器のＤＦＢレーザの回折格子、１１４は下側ガ
イド層、１１５は発振器のＤＦＢレーザのＭＱＷ（Mult
i Quantum Well) 活性層、１１６は光増幅器のＤＦＢレ
ーザのＭＱＷ活性層、１１７は光変調器のＭＱＷ吸収
層、１１８は合波器を構成する導波路、１１９光発振器
のＤＦＢレーザの上側ガイド層、１２０は光変調器の上
側ガイド層、１２１は合波器上のガイド層、１２２は光
増幅器のＤＦＢレーザの上側ガイド層、１２３はクラッ
ド層、１２４は上側電極用のコンタクト層、１２５は光
発振器のＤＦＢレーザの上側電極、１２６は光変調器の
上側電極、１２７は光増幅器のＤＦＢレーザの上側電
極、１２８は下側電極、１２９はＤＦＢレーザからなる
光増幅器から出射される光を示す。
【０００８】上記構造では、ひとつの光半導体集積装置
に、光源であるＤＦＢレーザと、光変調器と、合波器
と、ＤＦＢレーザ型光増幅器とが集積されており、光増
幅器のＤＦＢレーザの共振器方向と導波路を進む光の方
向とが同一方向であるため、光増幅器の発振光が光導波
路に結合してしまう。そして、ＤＦＢレーザ型光増幅器
の発振光は、光導波路を通って光源部のＤＦＢレーザま
で達し、発振状態を変動させ、波長変動を引き起こす。
このレーザ光を光ファイバで伝送すると、光ファイバの
群速度分散によりパルス広がりが生じ、パルス間の干渉
によって伝送距離が制限されるという問題が生じてい
た。
に、光源であるＤＦＢレーザと、光変調器と、合波器
と、ＤＦＢレーザ型光増幅器とが集積されており、光増
幅器のＤＦＢレーザの共振器方向と導波路を進む光の方
向とが同一方向であるため、光増幅器の発振光が光導波
路に結合してしまう。そして、ＤＦＢレーザ型光増幅器
の発振光は、光導波路を通って光源部のＤＦＢレーザま
で達し、発振状態を変動させ、波長変動を引き起こす。
このレーザ光を光ファイバで伝送すると、光ファイバの
群速度分散によりパルス広がりが生じ、パルス間の干渉
によって伝送距離が制限されるという問題が生じてい
た。
【０００９】この場合、たとえば、各素子の間にアイソ
レータを入れて分離することも考えられるが、そのため
に大きなスペースが必要となり、また、アイソレータと
各素子間の光学的アライメントが必要となるため、小型
で安定した光半導体集積装置を得ることができない。本
発明の目的は、光変調器や光源部のレーザに発振光を結
合させない光増幅器を用いることにより、小型で安定し
た動作と長い伝送距離が得られる光半導体集積装置を提
供することにある。
レータを入れて分離することも考えられるが、そのため
に大きなスペースが必要となり、また、アイソレータと
各素子間の光学的アライメントが必要となるため、小型
で安定した光半導体集積装置を得ることができない。本
発明の目的は、光変調器や光源部のレーザに発振光を結
合させない光増幅器を用いることにより、小型で安定し
た動作と長い伝送距離が得られる光半導体集積装置を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、基板上に、
異なる発振周波数を有する複数のレーザと、光変調器
と、光合波器と、光増幅器とを有し、前記光増幅器の共
振器が、前記複数のレーザと前記光変調器と前記光合波
器と前記光増幅器とを結ぶ光導波路に対して、垂直に形
成されていることを特徴とする光半導体集積装置によっ
て解決される。
異なる発振周波数を有する複数のレーザと、光変調器
と、光合波器と、光増幅器とを有し、前記光増幅器の共
振器が、前記複数のレーザと前記光変調器と前記光合波
器と前記光増幅器とを結ぶ光導波路に対して、垂直に形
成されていることを特徴とする光半導体集積装置によっ
て解決される。
【００１１】また、上記光増幅器は、面発光レーザであ
ることを特徴とする、光半導体集積装置によって解決さ
れる。図１は本発明の光半導体集積装置の構成を説明す
る図である。図中、１は光源部のＤＦＢレーザ群であ
り、波長の異なる信号光をそれぞれ出射する。２は変調
器であり各信号光を強度変調する。３は光合波器であり
各信号光を一つの光導波炉にまとめる。４は利得クラン
プ型光増幅器であり、複数の信号光を一括して増幅す
る。
ることを特徴とする、光半導体集積装置によって解決さ
れる。図１は本発明の光半導体集積装置の構成を説明す
る図である。図中、１は光源部のＤＦＢレーザ群であ
り、波長の異なる信号光をそれぞれ出射する。２は変調
器であり各信号光を強度変調する。３は光合波器であり
各信号光を一つの光導波炉にまとめる。４は利得クラン
プ型光増幅器であり、複数の信号光を一括して増幅す
る。
【００１２】利得クランプ型光増幅器４は、従来技術と
異なって複数の面発光レーザ等で構成されており、光合
波器３の一本の導波路に接続されている。図２をもと
に、さらに詳しく本発明の原理を説明する。図２は、図
１の光半導体増幅装置の各素子の活性層および導波路に
そった模式断面図である。図中１１は半導体基板、１２
はＤＦＢレーザの回折格子、１３は光増幅器の面発光レ
ーザの下側ＤＢＲミラー、１４は下側ガイド層、１５は
ＤＦＢレーザのＭＱＷ活性層、１６は面発光レーザのＭ
ＱＷ活性層、１７は光変調器のＭＱＷ吸収層、１８は合
波器を構成する導波路、１９は各面発光レーザ間を結ぶ
導波路、２０はＤＦＢレーザの上側ガイド層、２１は光
変調器の上側ガイド層、２２は合波器上のガイド層、２
３は面発光レーザの上側ガイド層、２４は各面発光レー
ザ間を結ぶ導波路上のガイド層、２５はクラッド層、２
６は各面発光レーザの上側ＤＢＲミラー、２７は各素子
の上側電極用のコンタクト層、２８はＤＦＢレーザの上
側電極、２９は光変調器の上側電極、３０は各面発光レ
ーザの上側電極、３１は下側電極、３２は面発光レーザ
からなる光増幅器から出射される光を示す。
異なって複数の面発光レーザ等で構成されており、光合
波器３の一本の導波路に接続されている。図２をもと
に、さらに詳しく本発明の原理を説明する。図２は、図
１の光半導体増幅装置の各素子の活性層および導波路に
そった模式断面図である。図中１１は半導体基板、１２
はＤＦＢレーザの回折格子、１３は光増幅器の面発光レ
ーザの下側ＤＢＲミラー、１４は下側ガイド層、１５は
ＤＦＢレーザのＭＱＷ活性層、１６は面発光レーザのＭ
ＱＷ活性層、１７は光変調器のＭＱＷ吸収層、１８は合
波器を構成する導波路、１９は各面発光レーザ間を結ぶ
導波路、２０はＤＦＢレーザの上側ガイド層、２１は光
変調器の上側ガイド層、２２は合波器上のガイド層、２
３は面発光レーザの上側ガイド層、２４は各面発光レー
ザ間を結ぶ導波路上のガイド層、２５はクラッド層、２
６は各面発光レーザの上側ＤＢＲミラー、２７は各素子
の上側電極用のコンタクト層、２８はＤＦＢレーザの上
側電極、２９は光変調器の上側電極、３０は各面発光レ
ーザの上側電極、３１は下側電極、３２は面発光レーザ
からなる光増幅器から出射される光を示す。
【００１３】なお、本図および以降で説明する図３〜図
６は、本発明やその実施の形態を模式的に表した断面図
であり、たとえばＭＱＷ層やＤＢＲミラーは複数層から
構成されていることを示したものであって、実際の層数
や各層の厚さを表したものではない。図２に示すよう
に、本願発明では、面発光レーザを用いることで光増幅
器の共振器は光合波器の光導波路に対して垂直になるよ
うに配置されている。このように配置することにより、
光増幅器の発振光３１は光導波路１８に対して垂直に出
射するため、発振光が光源部のＤＦＢレーザに結合する
ことはない。したがって、発振状態の変動や波長変動は
生じず、伝送距離が制限されるということはない。
６は、本発明やその実施の形態を模式的に表した断面図
であり、たとえばＭＱＷ層やＤＢＲミラーは複数層から
構成されていることを示したものであって、実際の層数
や各層の厚さを表したものではない。図２に示すよう
に、本願発明では、面発光レーザを用いることで光増幅
器の共振器は光合波器の光導波路に対して垂直になるよ
うに配置されている。このように配置することにより、
光増幅器の発振光３１は光導波路１８に対して垂直に出
射するため、発振光が光源部のＤＦＢレーザに結合する
ことはない。したがって、発振状態の変動や波長変動は
生じず、伝送距離が制限されるということはない。
【００１４】また、アイソレータを用いる必要もないた
め、アイソレータと各素子との位置合わせの必要もな
く、安定した動作をすることが可能となる。
め、アイソレータと各素子との位置合わせの必要もな
く、安定した動作をすることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図３〜図６の模式工程断面図をも
とに、本発明の実施の形態を説明する。なお、図中で図
２と同じまたは相当する部分には同じ記号を付してい
る。また、以下に記載する実施の形態では、特にことわ
らない場合には膜の形成はＭＯＶＰＥ（Metal Organic
Vapor Phase Epitaxy ）法で形成している。
とに、本発明の実施の形態を説明する。なお、図中で図
２と同じまたは相当する部分には同じ記号を付してい
る。また、以下に記載する実施の形態では、特にことわ
らない場合には膜の形成はＭＯＶＰＥ（Metal Organic
Vapor Phase Epitaxy ）法で形成している。
【００１６】はじめに図３（ａ）に示すように、ＩｎＰ
基板１１上の光源部のＤＦＢレーザを形成する領域上
に、周知のフォトリソグラフィ法を用いて回折格子１２
を形成する。回折格子は、たとえば１．５５μｍ帯の光
に対応するように形成する。つぎに、図３（ｂ）に示す
ように、たとえば公知のＣＶＤ法（Chemical VaporDepo
sition ）でＳｉＯ2 膜３３を基板１１上に形成した
後、光増幅器となる面発光レーザを形成する領域のみを
除去する。つづいてＳｉＯ2 膜３３をマスクとして塩酸
と水の２：１の混合液をエッチャントとして用いて基板
１１をエッチングする。このとき、後工程のＤＢＲミラ
ーの形成厚さだけ基板１１を除去するようにする。
基板１１上の光源部のＤＦＢレーザを形成する領域上
に、周知のフォトリソグラフィ法を用いて回折格子１２
を形成する。回折格子は、たとえば１．５５μｍ帯の光
に対応するように形成する。つぎに、図３（ｂ）に示す
ように、たとえば公知のＣＶＤ法（Chemical VaporDepo
sition ）でＳｉＯ2 膜３３を基板１１上に形成した
後、光増幅器となる面発光レーザを形成する領域のみを
除去する。つづいてＳｉＯ2 膜３３をマスクとして塩酸
と水の２：１の混合液をエッチャントとして用いて基板
１１をエッチングする。このとき、後工程のＤＢＲミラ
ーの形成厚さだけ基板１１を除去するようにする。
【００１７】つづいて、やはりＳｉＯ２膜３３をマスク
として、掘られた基板上にＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ層
（ＰＬ波長λPL＝１．２μｍ）を交互に１０層ずつ選択
成長し、ＤＢＲミラー１３を形成する。このＤＢＲの各
層の層厚や層数は、面発光レーザの発振波長を考慮して
選択する。つぎに、図３（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３３を除去したあと全面に下側ガイド層となるＩｎＧ
ａＡｓＰ層１４を形成する。つづいて全面にＩｎＧａＡ
ｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）とＩｎＧａＡｓ層を５μｍ
ずつ７層交互に形成し、ＭＱＷ層３４を形成する。つづ
いて全面にＩｎＧａＡｓＰ層３５を形成する。
として、掘られた基板上にＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ層
（ＰＬ波長λPL＝１．２μｍ）を交互に１０層ずつ選択
成長し、ＤＢＲミラー１３を形成する。このＤＢＲの各
層の層厚や層数は、面発光レーザの発振波長を考慮して
選択する。つぎに、図３（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３３を除去したあと全面に下側ガイド層となるＩｎＧ
ａＡｓＰ層１４を形成する。つづいて全面にＩｎＧａＡ
ｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）とＩｎＧａＡｓ層を５μｍ
ずつ７層交互に形成し、ＭＱＷ層３４を形成する。つづ
いて全面にＩｎＧａＡｓＰ層３５を形成する。
【００１８】つぎに、図４（ａ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜３６を全面に形成した後、光変調器となる領域のみ
除去し、つづいてＳｉＯ2 膜３６をマスクとしてＩｎＧ
ａＡｓＰ層３５とＭＱＷ層３４をＣＨ4 ：Ｈ2 ＲＩＥを
用いてエッチング除去し、開口部３７を形成する。この
開口部の形成により、回折格子上のＭＱＷ層３４はＤＦ
Ｂレーザの活性層１５となり、回折格子上のＩｎＧａＡ
ｓＰ層３５はＤＦＢレーザの上側ガイド層２０となる。
2 膜３６を全面に形成した後、光変調器となる領域のみ
除去し、つづいてＳｉＯ2 膜３６をマスクとしてＩｎＧ
ａＡｓＰ層３５とＭＱＷ層３４をＣＨ4 ：Ｈ2 ＲＩＥを
用いてエッチング除去し、開口部３７を形成する。この
開口部の形成により、回折格子上のＭＱＷ層３４はＤＦ
Ｂレーザの活性層１５となり、回折格子上のＩｎＧａＡ
ｓＰ層３５はＤＦＢレーザの上側ガイド層２０となる。
【００１９】つぎに、図４（ｂ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜３６を選択成長用のマスクとして開口部３７内に、
ＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）とＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（λPL＝１．５μｍ）を７μｍずつ５層交互に形成
し、ＤＦＢレーザのＭＱＷ層１５とほぼ同じ厚さとな
る、光変調器のＭＱＷ活性層１７を形成する。つづい
て、ＩｎＧａＡｓＰ層を形成し、光変調器の上側ガイド
層２１を形成したあと、ＳｉＯ2 膜３６を除去する。
2 膜３６を選択成長用のマスクとして開口部３７内に、
ＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）とＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（λPL＝１．５μｍ）を７μｍずつ５層交互に形成
し、ＤＦＢレーザのＭＱＷ層１５とほぼ同じ厚さとな
る、光変調器のＭＱＷ活性層１７を形成する。つづい
て、ＩｎＧａＡｓＰ層を形成し、光変調器の上側ガイド
層２１を形成したあと、ＳｉＯ2 膜３６を除去する。
【００２０】つぎに、図４（ｃ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜３８を全面に形成した後、光合波器となる領域と面
発光レーザの導波路領域部をエッチング除去し、つづい
てＳｉＯ2 層３８をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ層３５
とＭＱＷ層３４をＣＨ4 ：Ｈ 2 ＲＩＥを用いてエッチン
グ除去し、開口部３９および４０を形成する。なお、こ
のとき、マスクとなるＳｉＯ2 の開口部が変調器部に重
なっても構わない。その場合には光変調器の上側ガイド
層２１とＭＱＷ層１７の一部が開口３９の形成により除
去される。
2 膜３８を全面に形成した後、光合波器となる領域と面
発光レーザの導波路領域部をエッチング除去し、つづい
てＳｉＯ2 層３８をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ層３５
とＭＱＷ層３４をＣＨ4 ：Ｈ 2 ＲＩＥを用いてエッチン
グ除去し、開口部３９および４０を形成する。なお、こ
のとき、マスクとなるＳｉＯ2 の開口部が変調器部に重
なっても構わない。その場合には光変調器の上側ガイド
層２１とＭＱＷ層１７の一部が開口３９の形成により除
去される。
【００２１】この開口の形成により、面発光レーザのＭ
ＱＷ層１６と面発光レーザの上側ガイド層２３が形成さ
れる。つぎに、図５（ａ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３
８を選択成長用のマスクとして開口部３９と４０内に、
ＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）１８、１９とＩ
ｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．１μｍ）２２、２４を順次
形成する。
ＱＷ層１６と面発光レーザの上側ガイド層２３が形成さ
れる。つぎに、図５（ａ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３
８を選択成長用のマスクとして開口部３９と４０内に、
ＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．２μｍ）１８、１９とＩ
ｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．１μｍ）２２、２４を順次
形成する。
【００２２】ＩｎＧａＡｓＰ層１８と１９はそれぞれ合
波器を構成する導波路、各面発光レーザ間を結ぶ導波路
となり、ＩｎＧａＡｓＰ層２２と２４はそれぞれ合波器
上のガイド層、各面発光レーザ間を結ぶ導波路上のガイ
ド層となる。つぎに、図５（ｂ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜３８を除去したあと、クラッド層となるＩｎＰ層２
５を形成し、さらにその上に面発光レーザの上側ＤＢＲ
ミラーとなるＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．
３μｍ）を交互に１０層ずつ全面に成長する。
波器を構成する導波路、各面発光レーザ間を結ぶ導波路
となり、ＩｎＧａＡｓＰ層２２と２４はそれぞれ合波器
上のガイド層、各面発光レーザ間を結ぶ導波路上のガイ
ド層となる。つぎに、図５（ｂ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜３８を除去したあと、クラッド層となるＩｎＰ層２
５を形成し、さらにその上に面発光レーザの上側ＤＢＲ
ミラーとなるＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ層（λPL＝１．
３μｍ）を交互に１０層ずつ全面に成長する。
【００２３】つぎに、図６（ａ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜を形成後パターニングしたマスク層４１をマスクと
して用いてＣＨ4 ：Ｈ2 ＲＩＥ法で面発光レーザの共振
器領域のみにＤＢＲミラー２６を残す。ここで、ＤＢＲ
ミラー２６はエッチングせずに全面に残すこともできる
が、面発光レーザ領域以外では抵抗となるため、面発光
レーザ領域にのみ残すことが望ましい。
2 膜を形成後パターニングしたマスク層４１をマスクと
して用いてＣＨ4 ：Ｈ2 ＲＩＥ法で面発光レーザの共振
器領域のみにＤＢＲミラー２６を残す。ここで、ＤＢＲ
ミラー２６はエッチングせずに全面に残すこともできる
が、面発光レーザ領域以外では抵抗となるため、面発光
レーザ領域にのみ残すことが望ましい。
【００２４】つぎに、図６（ｂ）に示すように、ＳｉＯ
2 膜４１を選択成長用のマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ層
（λPL＝１．１μｍ）を成長し、コンタクト層２７を形
成する。つづいて、ＳｉＯ2 膜４１を除去する。つぎ
に、図には示さないが、たとえば、以下のような工程で
ＤＦＢレーザ、変調器、合波器、面発光レーザを形成す
るためのパターニングを行う。
2 膜４１を選択成長用のマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ層
（λPL＝１．１μｍ）を成長し、コンタクト層２７を形
成する。つづいて、ＳｉＯ2 膜４１を除去する。つぎ
に、図には示さないが、たとえば、以下のような工程で
ＤＦＢレーザ、変調器、合波器、面発光レーザを形成す
るためのパターニングを行う。
【００２５】すなわち、全面にＳｉＯ2 膜を形成後、Ｄ
ＦＢレーザや導波路、合波器、および面発光レーザの形
状にあわせてパターニングを行う。つづいて、このＳｉ
Ｏ2膜をマスクとしてコンタクト層２７、上側ＤＢＲミ
ラー２６、クラッド層２５、上側ガイド層となる２０、
２１、２２、２３、２４、ＭＱＷ層１５、１６、１７、
および下側ガイド層１４をエッチング除去する。つづい
て、これも図示しないが、ＳｉＯ2 膜をマスクに選択成
長を行って各素子の側面に電流狭窄層を形成し、ＳｉＯ
2 膜を除去する。
ＦＢレーザや導波路、合波器、および面発光レーザの形
状にあわせてパターニングを行う。つづいて、このＳｉ
Ｏ2膜をマスクとしてコンタクト層２７、上側ＤＢＲミ
ラー２６、クラッド層２５、上側ガイド層となる２０、
２１、２２、２３、２４、ＭＱＷ層１５、１６、１７、
および下側ガイド層１４をエッチング除去する。つづい
て、これも図示しないが、ＳｉＯ2 膜をマスクに選択成
長を行って各素子の側面に電流狭窄層を形成し、ＳｉＯ
2 膜を除去する。
【００２６】つぎに、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる上側電
極２８、２９、３０とＡｕＧｅからなる下側電極と３１
を形成して、図２に示すような光半導体集積装置が形成
される。本発明の実施の形態では、図２からも明らかな
ように、面発光レーザの共振器は、光導波路に対して垂
直に配置されている。したがって、光増幅器の発振光は
光導波路に対して垂直に出射するため、光源部のＤＦＢ
レーザに結合することはない。
極２８、２９、３０とＡｕＧｅからなる下側電極と３１
を形成して、図２に示すような光半導体集積装置が形成
される。本発明の実施の形態では、図２からも明らかな
ように、面発光レーザの共振器は、光導波路に対して垂
直に配置されている。したがって、光増幅器の発振光は
光導波路に対して垂直に出射するため、光源部のＤＦＢ
レーザに結合することはない。
【００２７】また、光増幅器として面発光レーザを複数
設けることができるため、各面発光レーザの大きさを小
さくすることができ、安定したモードで発振させること
ができるとともに、作用長を長くすることができ、利得
を稼ぐことができる。本実施の形態では、１．５５μｍ
帯の例を説明したが、他の種々の材料を用いて、他の波
長の信号光に対しても本発明が適用できることは言うま
でもない。
設けることができるため、各面発光レーザの大きさを小
さくすることができ、安定したモードで発振させること
ができるとともに、作用長を長くすることができ、利得
を稼ぐことができる。本実施の形態では、１．５５μｍ
帯の例を説明したが、他の種々の材料を用いて、他の波
長の信号光に対しても本発明が適用できることは言うま
でもない。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、光変調器や光源部のレ
ーザに発振光を結合させない光増幅器を用いることによ
り、小型で安定した動作と長い伝送距離が得られる光半
導体集積装置を得ることができる。
ーザに発振光を結合させない光増幅器を用いることによ
り、小型で安定した動作と長い伝送距離が得られる光半
導体集積装置を得ることができる。
【図１】本発明の光半導体集積装置の構成を説明する図
である。
である。
【図２】本発明の光半導体集積装置を示す模式断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施の形態を示す模式工程断面図（そ
の１）である。
の１）である。
【図４】本発明の実施の形態を示す模式工程断面図（そ
の２）である。
の２）である。
【図５】本発明の実施の形態を示す模式工程断面図（そ
の３）である。
の３）である。
【図６】本発明の実施の形態を示す模式工程断面図（そ
の４）である。
の４）である。
【図７】従来の光半導体集積装置の問題点を説明する図
である。
である。
【図８】従来の光半導体集積装置の問題点を説明する模
式断面図である。
式断面図である。
１、１０１ 光発振器のレーザ群 ２、１０２ 光変調器 ３、１０３ 光合波器 ４、１０４ 光増幅器 １１、１１１ 半導体基板 １２、１１２ 光発振器のＤＦＢレーザの回折格
子 １３ 面発光レーザのＤＦＢミラー １４、１１４ 下側ガイド層 １５、１１５ 光発振器のＤＦＢレーザのＭＱＷ
活性層 １６ 面発光レーザのＭＱＷ活性層 １７、１１７ 光変調器のＭＱＷ活性層 １８、１１８ 合波器の導波路 １９ 面発光レーザ間を結ぶ導波路 ２０、１１９ 光発振器のＤＦＢレーザの上側ガ
イド層 ２１、１２０ 光変調器の上側ガイド層 ２２、１２１ 合波器の上側ガイド層 ２３、 面発光レーザの上側ガイド層 ２４ 面発光レーザ間を結ぶ導波路の上
側ガイド層 ２５、１２３ クラッド層 ２６、１２４ 上側コンタクト層 １１３ 光増幅器のＤＦＢレーザの回折格
子 １１６ 光増幅器のＤＦＢレーザのＭＱＷ
活性層
子 １３ 面発光レーザのＤＦＢミラー １４、１１４ 下側ガイド層 １５、１１５ 光発振器のＤＦＢレーザのＭＱＷ
活性層 １６ 面発光レーザのＭＱＷ活性層 １７、１１７ 光変調器のＭＱＷ活性層 １８、１１８ 合波器の導波路 １９ 面発光レーザ間を結ぶ導波路 ２０、１１９ 光発振器のＤＦＢレーザの上側ガ
イド層 ２１、１２０ 光変調器の上側ガイド層 ２２、１２１ 合波器の上側ガイド層 ２３、 面発光レーザの上側ガイド層 ２４ 面発光レーザ間を結ぶ導波路の上
側ガイド層 ２５、１２３ クラッド層 ２６、１２４ 上側コンタクト層 １１３ 光増幅器のＤＦＢレーザの回折格
子 １１６ 光増幅器のＤＦＢレーザのＭＱＷ
活性層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に、異なる発振周波数を有する複
数のレーザと、光変調器と、光合波器と、光増幅器とを
有し、 前記光増幅器の共振器が、前記複数のレーザと前記光変
調器と前記光合波器と前記光増幅器とを結ぶ光導波路に
対して、垂直に形成されていることを特徴とする光半導
体集積装置。 - 【請求項２】 前記光増幅器は、面発光レーザであるこ
とを特徴とする、請求項１記載の光半導体集積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7567697A JPH10270793A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 光半導体集積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7567697A JPH10270793A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 光半導体集積装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270793A true JPH10270793A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13583050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7567697A Withdrawn JPH10270793A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 光半導体集積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270793A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324936A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Hitachi Ltd | 光素子、導波路型光素子、及び光モジュール |
| KR100753814B1 (ko) | 2004-12-14 | 2007-08-31 | 한국전자통신연구원 | 단일집적 반도체 변조기-ｓｏａ-ｌｅｄ 광대역 광원 및 그제조 방법 |
| JP2007299796A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| JP2017157609A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 国立大学法人東京工業大学 | ビーム偏向デバイス |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7567697A patent/JPH10270793A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324936A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Hitachi Ltd | 光素子、導波路型光素子、及び光モジュール |
| KR100753814B1 (ko) | 2004-12-14 | 2007-08-31 | 한국전자통신연구원 | 단일집적 반도체 변조기-ｓｏａ-ｌｅｄ 광대역 광원 및 그제조 방법 |
| JP2007299796A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| US7736926B2 (en) | 2006-04-27 | 2010-06-15 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Method for manufacturing a light-emitting device with a periodic structure in an active region |
| JP2017157609A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 国立大学法人東京工業大学 | ビーム偏向デバイス |
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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: 20040601 |