JPH10335751A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ装置およびその製造方法

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JPH10335751A
JPH10335751A JP9145207A JP14520797A JPH10335751A JP H10335751 A JPH10335751 A JP H10335751A JP 9145207 A JP9145207 A JP 9145207A JP 14520797 A JP14520797 A JP 14520797A JP H10335751 A JPH10335751 A JP H10335751A
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JP
Japan
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semiconductor laser
layer
trap layer
hole trap
laser device
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JP9145207A
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Keisuke Matsumoto
啓資 松本
Eitaro Ishimura
栄太郎 石村
Kazuhisa Takagi
和久 高木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
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    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2206Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザと外部変調器と間の分離抵抗を
向上させるためのデバイス構造を備えた半導体レーザ装
置およびその製法を提供する。 【解決手段】 半導体レーザを動作させた際に発生する
レーザ発振に寄与しない無効電流を抑制するホールトラ
ップ層を分離させた。この分離は、半導体レーザ形成領
域と光変調器形成領域との間で行った。当該構造を形成
するために、ホールトラップ層の一部をエッチング処理
するようにした。また、ホールトラップ層を選択成長さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信における
送信器として用いる、高速動作が可能な外部変調器集積
型の半導体レーザ装置に関するものであり、特に、半導
体レーザと外部変調器との間の分離抵抗を向上させるた
めのデバイス構造を備えた半導体レーザ装置およびその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光通信への応用を目指して、半導
体レーザと変調器とを集積化した半導体レーザ装置の開
発が進められている。これは、分布帰還型半導体レーザ
(DFB LD:Distributed Feedback Laser Diode)
を直流動作させ、これから放射された光を光吸収変調器
で高速変調させるものである。
【0003】ところで、半導体レーザは順バイアスデバ
イスであるが、変調器は逆バイアスデバイスであるた
め、半導体レーザと変調器との間で十分な電気的アイソ
レーションを確保することが必要である。一般に半導体
レーザでは、注入電流の変化で発振波長が変化する。そ
して、外部変調器集積型半導体レーザでは、レーザ部は
定電流で駆動するのであるが、分離抵抗を介して、変調
器に印加する変調信号が半導体レーザ側へ流れる電流を
変化させてしまい、これにより、波長変動が生じるとい
う傾向がある。この波長変動により、光ファイバにおけ
る長距離伝送時に伝送波形劣化が生じ、伝送距離が制限
されてしまうという不都合がある。かかる不都合を回避
して伝送特性を改善させるためには、分離抵抗を向上さ
せることが重要である。
【0004】図33は、従来の半導体レーザ装置として
の外部変調器集積型半導体レーザ装置(以下、単に「装
置」という。)を示したものであり、同図(a) は外観斜
視図、同図(b) および(c) は、それぞれ同図(a) におけ
るA−A’断面図,B−B’断面図である。
【0005】図に示すように、この装置Lは、活性層2
下の半導体基板1上に回折格子(図示せず)を形成した
半導体レーザ部分(領域I)と、変調器部分(領域III
)と、これらを分離する分離部分(領域II)とを備え
ている。そして、同一のn型InP基板1上に、活性層
2と、n型InPクラッド層1aおよびp型InPクラ
ッド層3とからなるメサ構造部(光導波路)が形成され
ている。メサ構造部の両脇には、FeドープInP半絶
縁性半導体層5およびn型InPホールトラップ層6を
順次形成した埋め込み層を有し、さらにメサ構造部と埋
め込み層の上に形成されたp型InPクラッド層8,p
型InGaAsコンタクト層9を備えている。コンタク
ト層9の上には、絶縁膜10および電極11が形成され
ている。
【0006】次に、装置Lの動作について説明すると、
この装置Lは、半導体レーザ部分(領域I)の活性層2
下に回折格子を備えているので、この回折格子により安
定して単一波長のレーザ発振を行うことができる。
【0007】半導体レーザ部分(領域I)の活性層2と
変調器部分(領域III )の活性層2(光吸収層)は連続
したInGaAs/InGaAsP多重量子井戸層から
なっている。半導体レーザ部分(領域I)における量子
井戸内の伝導帯と価電子帯の基底準位間のエネルギー差
は、変調器部分(領域III )におけるそれよりも小さ
い。従って、変調器部分(領域III )にバイアス電圧が
印加されていないときは、活性層2(光吸収層)では半
導体レーザ部分(領域I)からの光の吸収が起こらな
い。しかしながら、変調器部分(領域III )に逆バイア
ス電圧が印加されると量子閉じ込めシュタルク効果(Q
CSE:Quantum Confined Stark Effect )により光が
吸収される。つまり、直流動作させている半導体レーザ
部分(領域I)から放射される光を変調器部分(領域II
I )に加えるバイアス電圧を変化させることによって変
調することができる。
【0008】また、FeドープInP半絶縁性半導体層
5およびn型InPホールトラップ層6は、上記活性層
2とその上下のクラッド層1a,3からなる光導波路の
両脇に埋め込まれており、いわゆる電流ブロック層とし
て機能する。Feは、InP中で深いアクセプタとなる
ため、FeドープInP半絶縁性半導体層5は、n型I
nP基板1からの電子の拡散を阻止することができる。
また、n型InPホールトラップ層6は、p型InPク
ラッド層8からのホールの拡散を阻止することができ
る。これにより、レーザのしきい値電流の低減や効率の
向上を図っている。
【0009】次に、図34〜図36を参照して、装置L
の製造方法について説明する。図34を参照して、ま
ず、n型InP基板1上の変調器形成領域に回折格子を
形成した後、クラッド層1a,活性層2、クラッド層3
をMOCVD法等で結晶成長させる。その上に幅1〜2
μmのストライプ状の絶縁膜4を形成し、これをマスク
として、ドライエッチングにより2〜3μm程度の高さ
のメサを形成する。このメサ構造部Mは、光導波路を構
成する。
【0010】図35を参照して、その後、メサ構造部M
の両脇を半絶縁性半導体5及びホールトラップ層6を埋
め込み成長により形成する。さらに、図36に示すよう
に、絶縁膜4を除去した後、クラッド層8およびコンタ
クト層9を結晶成長させる。次いで、図37に示すよう
に、上記分離部分(領域II)に対応する部分のコンタク
ト層9を除去する。この除去範囲は、メサ構造部Mの形
成された方向(B−B’方向)に沿って10〜50μm
の範囲である。その後、絶縁膜10を成膜し、電極を形
成する部分の絶縁膜を除去した後、電極11を形成す
る。これにより、図33に示した構造の装置Lが完成す
る。
【0011】なお、図33に示した装置Lは、導波路形
成(メサ構造部Mの形成)にドライエッチングを用いた
が、図37に示すように、導波路形成にウェットエッチ
ングを用いることもできる。そして、図38〜図39
は、かかるウェットエッチングを用いて装置Lを製造す
る場合の工程を示しているが、この場合には、導波路形
成時に等方性エッチングとなることから、絶縁膜4の幅
を幅広に(5〜8μm)形成する必要がある。導波路形
成にドライエッチングを用いた場合の製造方法について
は、図37および図38ないし図40に、上記図33お
よび図34ないし図36に付したと同様の参照符号を付
してその説明は省略する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、装置
Lでは、半導体レーザ部分(領域I)と変調器部分(領
域III )との間で十分な電気的アイソレーションが必要
である。しかしながら、従来のデバイスの構造において
は、半導体レーザ部分(領域I)と変調器部分(領域II
I )との間では、通常キャリア濃度が高く、抵抗が低い
ホールトラップ層6を介して、変調器部分(領域III )
に印加した高周波信号が半導体レーザ部分(領域I)側
に漏れてしまうという不具合が生じることがあった。
【0013】本発明は、かかる背景の下になされたもの
であり、半導体レーザ部分と変調器部分との間で十分な
電気的アイソレーションを確保することができる半導体
レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)に係
る半導体レーザ装置は、化合物半導体基板上に、レーザ
光を放射する半導体レーザと、この半導体レーザから放
射されたレーザ光を変調する光変調器とが形成されてい
る半導体レーザ装置であって、上記半導体レーザを動作
させた際に発生するレーザ発振に寄与しない無効電流を
抑制するホールトラップ層を含み、上記ホールトラップ
層の半導体レーザ形成領域と、上記ホールトラップ層の
光変調器形成領域とは、互いに分離されていることを特
徴とするものである。
【0015】本発明(請求項2)に係る半導体レーザ装
置は、請求項1記載の半導体レーザ装置において、上記
ホールトラップ層は、装置の電気容量を低減する半絶縁
性半導体層の上に、当該ホールトラップ層よりもバンド
ギャップ波長が長い層を介して形成されていることを特
徴とするものである。
【0016】本発明(請求項3)に係る半導体レーザ装
置は、請求項1記載の半導体レーザ装置において、上記
ホールトラップ層は、装置の電気容量を低減する半絶縁
性半導体層の上に直に形成されていることを特徴とする
ものである。
【0017】本発明(請求項4)に係る半導体レーザ装
置は、請求項2または3記載の半導体レーザ装置におい
て、上記半絶縁性半導体層は、InPを含み、上記ホー
ルトラップ層は、上記InPと格子整合するInAlA
sであることを特徴とするものである。
【0018】本発明(請求項5)に係る半導体レーザ装
置は、請求項2または3記載の半導体レーザ装置におい
て、上記半絶縁性半導体層は、InPを含み、上記ホー
ルトラップ層は、上記InPと格子整合するInGaA
sPであることを特徴とするものである。
【0019】本発明(請求項6)に係る半導体レーザ装
置の製造方法は、請求項1記載の半導体レーザ装置を製
造するための方法であって、化合物半導体基板上に、ホ
ールトラップ層を形成するホールトラップ層形成工程
と、このホールトラップ層形成工程にて形成されたホー
ルトラップ層の、レーザ形成領域に対応する部分と光変
調部形成領域に対応する部分との境界領域を、エッチン
グ除去することによってホールトラップ層を分離するホ
ールトラップ層分離工程とを含むことを特徴とするもの
である。
【0020】本発明(請求項7)に係る半導体レーザ装
置の製造方法は、請求項6記載の半導体レーザの製造方
法において、上記ホールトラップ層分離工程にてホール
トラップ層を分離する際には、ウエットエッチング法を
採用することを特徴とするものである。
【0021】本発明(請求項8)に係る半導体レーザ装
置の製造方法は、請求項6記載の半導体レーザ装置の製
造方法において、上記ホールトラップ層分離工程にてホ
ールトラップ層を分離する際には、ドライエッチング法
を採用することを特徴とするものである。
【0022】本発明(請求項9)に係る半導体レーザ装
置の製造方法は、請求項6ないし8のいずれかに記載の
半導体レーザ装置の製造方法において、上記ホールトラ
ップ層形成工程に先立って、エッチングストッパ層を形
成するエッチングストッパ層形成工程をさらに含むこと
を特徴とするものである。
【0023】本発明(請求項10)に係る半導体レーザ
装置の製造方法は、請求項1記載の半導体レーザを製造
するための方法であって、化合物半導体基板上の、レー
ザ形成領域に対応する部分、および光変調器形成領域に
対応する部分に、ホールトラップ層を選択的に成長させ
て、ホールトラップ層を形成するホールトラップ層選択
成長工程を含むことを特徴とするものである。
【0024】本発明(請求項11)に係る半導体レーザ
装置の製造方法は、請求項11記載の半導体レーザを製
造するための方法であって、ホールトラップ層選択成長
工程にてホールトラップ層を選択的に成長させる際に
は、気相成長法を採用することを特徴とするものであ
る。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 実施の形態1.図1は、本実施の形態に係る外部変調器
集積型半導体レーザ装置(以下、「装置」という。)L
を示した図であり、同図(a) は、外観斜視図、同図(b)
および(c) は、それぞれ、同図(a) におけるA−A’断
面図およびB−B’断面図である。
【0026】同図を参照して、この装置Lは、基本的に
図33で示した従来のものと同様の構造となっており、
半導体レーザ部分(領域I)と、活性層2下の半導体基
板1上に回折格子(図示せず)を形成した変調器部分
(領域III )と、これらを分離する分離部分(領域II)
とを備えている。
【0027】具体的構造について説明すると、この装置
Lは、n型InP基板1上に、活性層2と、n型InP
クラッド層1aおよびp型InPクラッド層3とからな
るメサ構造部(光導波路)Mが形成されており、このメ
サ構造部Mの両脇には、FeドープInP半絶縁性半導
体層5およびn型InPホールトラップ層6が順次形成
されている。そして、メサ構造部M,半絶縁性半導体層
5およびホールトラップ層6の上に形成されたp型In
Pクラッド層8,さらにその上に形成されたp型InG
aAsコンタクト層9を備えている。コンタクト層9の
上には、絶縁膜10および電極11が形成されている。
【0028】本実施の形態の特徴とするところは、上記
ホールトラップ層6は、メサ構造部Mの延びる方向に沿
った中間部分で分離されている点、および上記ホールト
ラップ層6と半絶縁性半導体層5との間にエッチングス
トッパ層7が形成されている点である。そして、このエ
ッチングストッパ層7の材料としては、たとえば、n型
InGaAsPを例示することができる。
【0029】装置Lの各部の寸法等を例示すると、半絶
縁性半導体層5の厚みは3μm,ホールトラップ層6の
厚みは0.5μm,エッチングストッパ層7の厚みは5
0nm〜100nm,クラッド層8の厚みは2μm〜3
μmである。また、メサ構造部Mの幅寸法Mwは、1μ
m程度である。そして、装置Lの全体の高さ寸法hは、
100μm程度にすることができる。
【0030】次に、この装置Lの動作について説明す
る。この装置Lは、半導体レーザ部分(領域I)の活性
層2下に、回折格子が形成されている。従って、この回
折格子により安定して単一波長のレーザ発振を行うこと
ができる。
【0031】半導体レーザ部分(領域I)の活性層2と
変調器部分(領域III )の活性層2(光吸収層)は連続
したInGaAs/InGaAsP多重量子井戸層から
なっている。また、半導体レーザ部分(領域I)におけ
る量子井戸内の伝導帯と価電子帯の基底準位間のエネル
ギー差は、変調器部分(領域III )におけるそれよりも
小さい。
【0032】従って、変調器部分(領域III )にバイア
ス電圧が印加されていないときは、変調器部分(領域II
I )の活性層2では半導体レーザ部分(領域I)からの
光の吸収が起こらない。しかしながら、変調器部分(領
域III )に逆バイアス電圧が印加されると量子閉じ込め
シュタルク効果(QCSE:Quantum Confined StarkEf
fect )により光が吸収される。つまり、直流動作させ
ている半導体レーザ部分(領域I)から放射される光
を、変調器部分(領域III )に加えるバイアス電圧を変
化させることによって変調することができる。
【0033】また、FeドープInP半絶縁性半導体層
5は、上記活性層2とその上下のInP層1,3からな
るメサ構造部Mの両脇に埋め込み形成されており、いわ
ゆる電流ブロック層として機能する。Feは、InP中
で深いアクセプタとなるためFeドープInP半絶縁性
半導体層6は、n型InP基板1からの電子の拡散を阻
止することができ、これにより、レーザとしての装置L
のしきい値電流の低減や効率の向上を図っている。
【0034】さらに、本実施の形態では、上記ホールト
ラップ層6は、メサ構造部Mが延びる方向に沿う中間部
分で分離されている。つまり、キャリア濃度が高く、抵
抗が低いホールトラップ層6が、分離部分(領域II)に
対応する部分で分離されている。従って、変調器部分
(領域III )に印加した高周波信号が、ホールトラップ
層6を介して半導体レーザ部(領域I)側に漏れるのを
防止することができる。
【0035】次に、本装置Lの製造方法について説明す
る。図2〜図4は、装置Lの製造工程中における第1段
階の製造工程,第2段階の製造工程および第3段階の製
造工程をそれぞれ示した図である。なお、各図におい
て、(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA−
A’断面図,(c) 図は(a) 図におけるB−B’断面図で
ある。
【0036】図2を参照して、まず、n型InP半導体
基板1上の半導体レーザ部分(領域I)に対応する領域
に回折格子を形成した後(図示せず)、n型InPクラ
ッド層1a,活性層2、p型InPクラッド層3をMO
CVD法等により結晶成長させる。活性層2は、InG
aAs/InGaAsP多重量子井戸層(いわゆるMQ
W)としても良いし、単一のInGaAs層としても良
い。そして、活性層2の上に幅Wが1〜2μmの絶縁膜
4からなるストライプを形成し、この絶縁膜4をマスク
としてドライエッチングにより2〜3μm程度の高さの
メサ構造部Mを形成して光導波路とする。
【0037】その後、絶縁膜4を選択成長用マスクとし
て用い、メサ構造部Mの両脇に、MOCVD法等でFe
ドープInP半絶縁性半導体層5,n型InGaAsP
エッチングストッパ層7およびn型InPホールトラッ
プ層6の埋め込み成長を行う。
【0038】次に、図3に示すように、変調器部分(領
域III )と半導体レーザ部分(領域I)とを分離する分
離部分(領域II)に対応する部分におけるホールトラッ
プ層6をウエットエッチングにより除去する。具体的に
は、絶縁膜4をつけたまま写真製版を行い、上記分離部
分(領域II)に対応する部分のホールトラップ層6を除
去する。このとき、使用するエッチング液は、InPの
みをエッチングできる液を用いる。
【0039】本実施の形態では、エッチングストッパ層
7としてn型InGaAsPを採用したが、その組成
は、InPと格子整合するバンドギャップ波長λgが
0.92〜1.67μm(好ましくは、λgが1.18
〜1.67μm)のものを採用することができる。バン
ドギャップ波長λgが1.18〜1.67μmのものを
採用することにより、InPとInGaAsPとのエッ
チングレートの差を十分大きくとることができ、良好な
エッチング処理を行うことができるという利点がある。
また、エッチングストッパ層7としては、化学エッチン
グでInPと選択比がとれるものであれば、他のものを
採用することが可能である。なお、エッチングする部分
の長さ(B−B’方向の長さ)は、たとえば10〜50
μmである。
【0040】その後、図4に示すように、絶縁膜4を除
去した後、p型InPクラッド層8およびp型InGa
Asコンタクト層9を結晶成長させる。次いで、上記分
離部分(領域II)に対応する部分のコンタクト層9を除
去する。この除去範囲は、メサ構造部Mの形成された方
向(B−B’方向)に沿って10〜50μmの範囲であ
る。そして、図1に示すように、絶縁膜10を成膜し、
電極11を形成する部分の絶縁膜を除去した後、電極1
1を形成する。
【0041】このように、本実施の形態による装置Lで
は、低抵抗のホールトラップ層6が分離部分(領域II)
に対応する部分で分離されているから、変調器部分(領
域III )に印加した高周波信号がホールトラップ層6を
介して半導体レーザ部(領域I)側に漏れるのを防止す
ることができる。その結果、半導体レーザ部分(領域
I)と変調器部分(領域III )との間の分離抵抗を向上
させ、効率が高く安定した性能を発揮できる装置Lを提
供することができる。
【0042】また、図5は、実施の形態1の変形例とし
て、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成した場合
の装置Lを示している。同図(a) ,(b) ,(c) は、それ
ぞれ、装置Lの外観斜視図,同図(a) のA−A’断面
図,同図(a) のB−B’断面図である。さらに、図6〜
図8は、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成する
場合の装置Lの製造工程を第1段階,第2段階および第
3段階にわけて順に示しており、各図において、(a) 図
は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA−A’断面
図,(c) 図は(a) 図におけるB−B’断面図である。
【0043】メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合に、装置Lの製造工程において上記ドライエッ
チングでメサ構造部Mを形成する場合と異なる点は、 図6(a) に示すように、エッチングを行う際に、キ
ャップ層12(たとえば、p型InGaAsP)を設け
る点、 等方性のウエットエッチングであるから、絶縁膜4
の幅寸法を広くとっている点、および 図6(b) を参照して、ホールトラップ層6を選択的
にエッチングする際に、まず、絶縁膜4を除去してから
写真製版をする点である。
【0044】その他については、図1〜図4で示したド
ライエッチングでメサ構造部Mを形成する場合と同様で
あり、このように、メサ構造部Mをウエットエッチング
で形成する場合であっても、上述したドライエッチング
でメサ構造部Mを形成する場合と同様の作用効果を奏す
ることができる。かかる変形例においては、図5〜図8
の各図に、図1〜図4に付したと同様の参照符号を付
し、その説明は省略する。
【0045】実施の形態2.図9は、本発明の実施の形
態2による装置Lを示した図であり、同図(a) は、外観
斜視図、同図(b) および(c) は、それぞれ、同図(a) に
おけるA−A’断面図およびB−B’断面図である。
【0046】同図を参照して、本実施の形態に係る装置
Lは、基本的に図37で示した従来のものと同様の構造
となっており、活性層2下の半導体基板1上に回折格子
(図示せず)を形成した半導体レーザ部分(領域I)
と、変調器部分(領域III )と、これらを分離する分離
部分(領域II)とを備えている。
【0047】本実施の形態に係る装置Lが上記実施の形
態1に係る装置Lと異なるところは、実施の形態1に係
る装置Lでは、ホールトラップ層6をエッチングするた
めにエッチングストッパ層7を用いたのに対し、本実施
の形態では、かかるエッチングストッパ層7を用いず
に、ホールトラップ層6aおよび半絶縁性半導体層5の
材料を適当に選ぶことによって、ホールトラップ層6a
の選択的エッチングを可能にした点である。なお、その
他の構成については、実施の形態1と同様であり、図面
には、同様の参照符号を付している。
【0048】具体的構造について説明すると、この装置
Lは、n型InP基板1上に、活性層2と、n型InP
クラッド層1aおよびp型InPクラッド層3とからな
るメサ構造部(光導波路)Mが形成されており、このメ
サ構造部Mの両脇には、FeドープInP半絶縁性半導
体層5およびInGaAsPホールトラップ層6aが順
次形成されている。そして、メサ構造部M,半絶縁性半
導体層5およびホールトラップ層6aの上に形成された
p型InPクラッド層8,さらにその上に形成されたp
型InGaAsコンタクト層9を備えている。コンタク
ト層9の上には、絶縁膜10および電極11が形成され
ている。
【0049】本実施の形態においては、ホールトラップ
層6aとしてInGaAsPを採用しているが、その組
成は、InPと格子整合するバンドギャップ波長λgが
0.92〜1.67μm(好ましくは、λgが1.18
〜1.67μm)のものを採用することができる。バン
ドギャップ波長λgが1.18〜1.67μmのものを
採用することにより、InPとInGaAsPとのエッ
チングレートの差を十分大きくとることができ、良好な
エッチング処理を行うことができるという利点がある。
【0050】装置Lの各部の寸法等を例示すると、半絶
縁性半導体層5の厚みは、3μm,ホールトラップ層6
aの厚みは、0.5μm,クラッド層8の厚みは、2μ
m〜3μmである。また、メサ構造部Mの幅寸法Mw
は、1μm程度であり、装置Lの全体の高さ寸法hは、
100μm程度である。
【0051】この装置Lの動作については、実施の形態
1と同様であるので、その説明は省略する。
【0052】次に、本装置Lの製造方法について説明す
る。図10〜図12は、装置Lの製造工程中における第
1段階の製造工程,第2段階の製造工程および第3段階
の製造工程をそれぞれ示した図である。なお、各図にお
いて、(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA
−A’断面図,(c)図は(a) 図におけるB−B’断面図
である。
【0053】図10を参照して、まず、n型InP半導
体基板1上の半導体レーザ部分(領域I)に対応する領
域に回折格子を形成した後(図示せず)、n型InPク
ラッド層1a,活性層2、p型InPクラッド層3をM
OCVD法等により結晶成長させる。活性層2は、実施
の形態1と同様に、InGaAs/InGaAsP多重
量子井戸層(いわゆるMQW)としても良いし、単一の
InGaAs層としても良い。そして、活性層2の上に
幅Wが1〜2μmの絶縁膜4からなるストライプを形成
し、この絶縁膜4をマスクとしてドライエッチングによ
り2〜3μm程度の高さのメサ構造部Mを形成して光導
波路とする。
【0054】その後、絶縁膜4を選択成長用マスクとし
て用い、メサ構造部Mの両脇に、MOCVD法等でFe
ドープInP半絶縁性半導体層5およびn型InGaA
sPホールトラップ層6aの埋め込み成長を行う。
【0055】また、ホールトラップ層6aは、InGa
AsPに代えてn型InAlAsを採用することができ
る。この場合、ホールトラップ層6aの組成は、InP
と格子整合するバンドギャップ波長λgが0.86μm
のものを採用することができ、かかる組成のものを採用
することにより、InPとInAlAsとのエッチング
レートの差を十分大きくとることができ、良好なエッチ
ング処理を行うことができるという利点がある。
【0056】次に、図11に示すように、上記絶縁膜4
を除去した後、変調器部分(領域III )と半導体レーザ
部分(領域I)とを分離する分離部分(領域II)に対応
する部分におけるホールトラップ層6aをウエットエッ
チングにより除去する。具体的には、絶縁膜4をつけた
まま写真製版を行い、上記分離部分(領域II)に対応す
る部分のホールトラップ層6aを除去する。本実施の形
態では、半絶縁性半導体層5にFeドープInPを採用
し、ホールトラップ層6aにn型InGaAsPを採用
しているから、これらの組成の違いにより選択的に、す
なわち、エッチングストッパ層を用いなくても、ホール
トラップ層6aのみを選択的に正確にエッチング除去す
ることができる。なお、このとき、エッチングする部分
の長さは、実施の形態と同様に、たとえば10μm〜5
0μmである。
【0057】その後、図12に示すように、絶縁膜4を
除去した後、p型InPクラッド層8およびp型InG
aAsコンタクト層9を結晶成長させる。次いで、上記
分離部分(領域II)に対応する部分のコンタクト層9を
除去する。この除去範囲は、メサ構造部Mの形成された
方向(B−B’方向)に沿って10μm〜50μmの範
囲である。そして、図9に示すように、絶縁膜10を成
膜し、電極11を形成する部分の絶縁膜を除去した後、
電極11を形成する。
【0058】このように、本実施の形態による装置Lで
は、実施の形態1と同様に、低抵抗のホールトラップ層
6aが分離部分(領域II)に対応する部分で分離されて
いるから、変調器部分(領域III )に印加した高周波信
号がホールトラップ層6aを介して半導体レーザ部(領
域I)側に漏れるのを防止することができる。その結
果、半導体レーザ部分(領域I)と変調器部分(領域II
I )との間の分離抵抗を向上させ、効率が高く安定した
性能を発揮できる装置Lを提供することができる。加え
て、実施の形態では必要であった、ホールトラップ層6
aをエッチングする際のエッチングストッパ層7が不要
であるから、製造工程を簡略化することができるという
利点がある。
【0059】また、図13は、実施の形態の変形例とし
て、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成した場合
の装置Lを示している。同図(a) ,(b) ,(c) は、それ
ぞれ、装置Lの外観斜視図,同図(a) のA−A’断面
図,同図(a) のB−B’断面図である。さらに、図14
〜図16は、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合の装置Lの製造工程を第1段階,第2段階およ
び第3段階にわけて順に示しており、各図において、
(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA−A’
断面図,(c) 図は(a) 図におけるB−B’断面図であ
る。
【0060】メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合に、装置Lの製造工程において上記ドライエッ
チングでメサ構造部Mを形成する場合と異なる点は、 等方性のウエットエッチングであるから、絶縁膜4
の幅寸法を広くとる点、および 図15(b) を参照して、ホールトラップ層6aを選
択的にエッチングする際に、まず、絶縁膜4を除去して
から写真製版をする点である。
【0061】なお、上記実施の形態の変形例で示したキ
ャップ層は、用いていない。
【0062】その他については、図9〜図12で示した
ドライエッチングでメサ構造部Mを形成する場合と同様
である。このように、メサ構造部Mをウエットエッチン
グで形成する場合であっても、上述したドライエッチン
グでメサ構造部Mを形成する場合と同様の作用効果を奏
することができる。かかる変形例においては、図14〜
図16の各図に、図5〜図9に付したと同様の参照符号
を付し、その説明は省略する。
【0063】実施の形態3.図17は、実施の形態3に
係る装置Lを示した図であり、同図(a) は、外観斜視
図、同図(b) および(c) は、それぞれ、同図(a) におけ
るA−A’断面図およびB−B’断面図である。
【0064】同図を参照して、この装置Lは、上記実施
の形態1で示したものと同様の構造となっており、活性
層2下の半導体基板1上に回折格子(図示せず)を形成
した半導体レーザ部分(領域I)と、変調器部分(領域
III )と、これらを分離する分離部分(領域II)とを備
えている。
【0065】具体的構造について説明すると、この装置
Lは、n型InP基板1上に、活性層2と、n型InP
クラッド層1aおよびp型InPクラッド層3とからな
るメサ構造部(光導波路)Mが形成されており、このメ
サ構造部Mの両脇には、FeドープInP半絶縁性半導
体層5およびn型InGaAsPホールトラップ層6が
順次形成されている。そして、メサ構造部M,半絶縁性
半導体層5およびホールトラップ層6の上に形成された
p型InPクラッド層8,さらにその上に形成されたp
型InGaAsコンタクト層9を備えている。コンタク
ト層9の上には、絶縁膜10および電極11が形成され
ている。
【0066】本実施の形態の特徴とするところは、 上記ホールトラップ層6は、メサ構造部Mの延びる
方向に沿った中間部分で分離されている点、 後述する製造方法で示すように、ホールトラップ層
6を分離するために、ドライエッチングを用いてホール
トラップ層6の一部を除去する点、および 実施の形態1に係る装置Lでは、ホールトラップ層
6をエッチングするためにエッチングストッパ層7を用
いたのに対し、本実施の形態では、かかるエッチングス
トッパ層7を用いずに、ホールトラップ層6および半絶
縁性半導体層5の材料を適当に選ぶことによって、ホー
ルトラップ層6の選択的エッチングを可能にした点であ
る。
【0067】装置Lの各部の寸法等を例示すると、半絶
縁性半導体層5の厚みは3μm,ホールトラップ層6の
厚みは0.5μm,エッチングストッパ層7の厚みは5
0nm〜100nm,クラッド層8の厚みは2μm〜3
μmである。また、メサ構造部Mの幅寸法Mwは、1μ
m程度である。そして、装置Lの全体の高さ寸法hは、
100μm程度にすることができる。
【0068】この装置Lの動作については、上記実施の
形態1および実施の形態2と同様であるので、その説明
は省略する。
【0069】次に、本装置Lの製造方法について説明す
る。図18〜図20は、装置Lの製造工程中における第
1段階の製造工程,第2段階の製造工程および第3段階
の製造工程をそれぞれ示した図である。なお、各図にお
いて、(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA
−A’断面図,(c)図は(a) 図におけるB−B’断面図
である。
【0070】図18を参照して、まず、n型InP半導
体基板1上の半導体レーザ部分(領域I)に対応する領
域に回折格子を形成した後(図示せず)、n型InPク
ラッド層1a,活性層2、p型InPクラッド層3をM
OCVD法等により結晶成長させる。活性層2は、In
GaAs/InGaAsP多重量子井戸層(いわゆるM
QW)としても良いし、単一のInGaAs層としても
良い。そして、活性層2の上に幅Wが1〜2μmの絶縁
膜4からなるストライプを形成し、この絶縁膜4をマス
クとしてドライエッチングにより2〜3μm程度の高さ
のメサ構造部Mを形成して光導波路とする。
【0071】その後、絶縁膜4を選択成長用マスクとし
て用い、メサ構造部Mの両脇に、MOCVD法等でFe
ドープInP半絶縁性半導体層5およびn型InGaA
sPホールトラップ層6の埋め込み成長を行う。このホ
ールトラップ層6の組成は、InPと格子整合するバン
ドギャップ波長λgが0.92〜1.67μm(好まし
くは、λgが1.05〜1.18μm)のものを採用す
ることができる。このλgが1.05〜1.18μmの
ものを採用した場合には、上記他の実施の形態で述べた
のと同様に、InPとInGaAsPとのエッチングレ
ートの差を十分大きくとって、良好なエッチング処理を
行うことができるという利点がある。
【0072】また、ホールトラップ層6は、InGaA
sPに代えてn型InAlAsを採用することができ
る。この場合、ホールトラップ層6の組成は、InPと
格子整合するバンドギャップ波長λgが0.86μmの
ものを採用することができ、この場合においても、In
PとInAlAsとのエッチングレートの差を十分大き
くとって、良好なエッチング処理を行うことができると
いう利点がある。
【0073】次に、図19に示すように、変調器部分
(領域III )と半導体レーザ部分(領域I)とを分離す
る分離部分(領域II)に対応する部分におけるホールト
ラップ層6をドライエッチングにより除去する。具体的
には、絶縁膜4をつけたまま写真製版を行い、上記分離
部分(領域II)に対応する部分のホールトラップ層6を
除去する。
【0074】本実施の形態では、半絶縁性半導体層5に
FeドープInPを採用し、ホールトラップ層6にn型
InGaAsPを採用しているから、これらの組成の違
いにより選択的に、すなわち、エッチングストッパ層を
用いなくても、ホールトラップ層6のみを選択的に正確
にエッチング除去することができる。なお、このとき、
エッチングする部分の長さは、実施の形態1と同様に、
たとえば10μm〜50μmである。
【0075】その後、図20に示すように、絶縁膜4を
除去した後、p型InPクラッド層8およびp型InG
aAsコンタクト層9を結晶成長させる。次いで、上記
分離部分(領域II)に対応する部分のコンタクト層9を
除去する。この除去範囲は、メサ構造部Mの形成された
方向(B−B’方向)に沿って10μm〜50μmの範
囲である。そして、図9に示すように、絶縁膜10を成
膜し、電極11を形成する部分の絶縁膜を除去した後、
電極11を形成する。
【0076】このように、本実施の形態による装置Lで
は、実施の形態1および実施の形態2と同様に、低抵抗
のホールトラップ層6が分離部分(領域II)に対応する
部分で分離されているから、変調器部分(領域III )に
印加した高周波信号がホールトラップ層6を介して半導
体レーザ部(領域I)側に漏れるのを防止することがで
きる。その結果、半導体レーザ部分(領域I)と変調器
部分(領域III )との間の分離抵抗を向上させ、効率が
高く安定した性能を発揮できる装置Lを提供することが
できる。加えて、実施の形態1では必要であった、ホー
ルトラップ層6をエッチングする際のエッチングストッ
パ層7が不要であるから、製造工程を簡略化することが
できるという利点もある。
【0077】また、図21は、実施の形態3の変形例と
して、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成した場
合の装置Lを示している。同図(a) ,(b) ,(c) は、そ
れぞれ、装置Lの外観斜視図,同図(a) のA−A’断面
図,同図(a) のB−B’断面図である。さらに、図22
〜図24は、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合の装置Lの製造工程を第1段階,第2段階およ
び第3段階にわけて順に示しており、各図において、
(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA−A’
断面図,(c) 図は(a) 図におけるB−B’断面図であ
る。
【0078】メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合に、装置Lの製造工程において上記ドライエッ
チングでメサ構造部Mを形成する場合と異なる点は、 等方性のウエットエッチングであるから、絶縁膜4
の幅寸法を広くとる点、および 図23(b) を参照して、ホールトラップ層6を選択
的にエッチングする際に、まず、絶縁膜4を除去してか
ら写真製版をする点である。
【0079】なお、本実施の形態の変形例においても、
上記実施の形態1の変形例で示したキャップ層は、用い
ていない。
【0080】その他については、図17〜図20で示し
たドライエッチングでメサ構造部Mを形成する場合と同
様である。このように、メサ構造部Mをウエットエッチ
ングで形成する場合であっても、上述したドライエッチ
ングでメサ構造部Mを形成する場合と同様の作用効果を
奏することができる。かかる変形例においては、図21
〜図24の各図に、図17〜図20に付したと同様の参
照符号を付し、その説明は省略する。
【0081】実施の形態4 図25は、実施の形態4に係る装置Lを示した図であ
り、同図(a) は、外観斜視図、同図(b) および(c) は、
それぞれ、同図(a) におけるA−A’断面図およびB−
B’断面図である。
【0082】同図を参照して、この装置Lは、上記実施
の形態1で示したものと同様の構造となっており、活性
層2下の半導体基板1上に回折格子(図示せず)を形成
した半導体レーザ部分(領域I)と、変調器部分(領域
III )と、これらを分離する分離部分(領域II)とを備
えている。
【0083】具体的構造について説明すると、この装置
Lは、n型InP基板1上に、活性層2と、n型InP
クラッド層1aおよびp型InPクラッド層3とからな
るメサ構造部(光導波路)Mが形成されており、このメ
サ構造部Mの両脇には、FeドープInP半絶縁性半導
体層5およびn型InPホールトラップ層6が順次形成
されている。そして、メサ構造部M,半絶縁性半導体層
5およびホールトラップ層6の上に形成されたp型In
Pクラッド層8,さらにその上に形成されたp型InG
aAsコンタクト層9を備えている。コンタクト層9の
上には、絶縁膜10および電極11が形成されている。
【0084】本実施の形態の特徴とするところは、 上記ホールトラップ層6は、メサ構造部Mの延びる
方向に沿った中間部分で分離されている点、 後述する製造方法で示すように、ホールトラップ層
6を分離するために、ホールトラップ層6を形成する際
に、半絶縁性半導体層5上の必要な領域にホールトラッ
プ層6を選択成長させる点である。
【0085】装置Lの各部の寸法等を例示すると、半絶
縁性半導体層5の厚みは3μm,ホールトラップ層6の
厚みは0.5μm,クラッド層8の厚みは2μm〜3μ
mである。また、メサ構造部Mの幅寸法Mwは、1μm
程度である。そして、装置Lの全体の高さ寸法hは、1
00μm程度である。
【0086】この装置Lの動作については、上記実施の
形態1,2および3と同様であるので、その説明は省略
する。
【0087】次に、本装置Lの製造方法について説明す
る。図26〜図28は、装置Lの製造工程中における第
1段階の製造工程,第2段階の製造工程および第3段階
の製造工程をそれぞれ示した図である。なお、各図にお
いて、(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA
−A’断面図,(c)図は(a) 図におけるB−B’断面図
である。
【0088】図26を参照して、まず、n型InP半導
体基板1上の半導体レーザ部分(領域I)に対応する領
域に回折格子を形成した後(図示せず)、n型InPク
ラッド層1a,活性層2、p型InPクラッド層3をM
OCVD法等により結晶成長させる。活性層2は、In
GaAs/InGaAsP多重量子井戸層(いわゆるM
QW)としても良いし、単一のInGaAs層としても
良い。そして、活性層2の上に幅Wが1〜2μmの絶縁
膜4からなるストライプを形成し、この絶縁膜4をマス
クとしてドライエッチングにより2〜3μm程度の高さ
のメサ構造部Mを形成して光導波路とする。
【0089】その後、絶縁膜4を選択成長用マスクとし
て用い、メサ構造部Mの両脇に、MOCVD法等でFe
ドープInP半絶縁性半導体層5の埋め込み成長を行
う。
【0090】次に、図27に示すように、分離部分(領
域II)に対応する領域に、たとえばリフトオフ法により
絶縁膜4aを追加成膜する。その後、n型InPホール
トラップ層6を選択成長させる。なお、このとき、分離
部分(領域II)に対応する部分の寸法(B−B’方向の
寸法)は、実施の形態1と同様に、たとえば10μm〜
50μmである。
【0091】その後、図28に示すように、p型InP
クラッド層8およびp型InGaAsコンタクト層9を
結晶成長させる。この際、予め絶縁膜4、および4aは
エッチング等により削除しておく。次いで、上記分離部
分(領域II)に対応する部分のコンタクト層9を除去す
る。この除去範囲は、メサ構造部Mの形成された方向
(B−B’方向)に沿って10μm〜50μmの範囲で
ある。そして、図25に示すように、絶縁膜10を成膜
し、電極11を形成する部分の絶縁膜を除去した後、電
極11を形成する。
【0092】このように、本実施の形態による装置Lで
は、実施の形態1,2および3と同様に、低抵抗のホー
ルトラップ層6が分離部分(領域II)に対応する部分で
分離されているから、変調器部分(領域III )に印加し
た高周波信号がホールトラップ層6を介して半導体レー
ザ部(領域I)側に漏れるのを防止することができる。
その結果、半導体レーザ部分(領域I)と変調器部分
(領域III )との間の分離抵抗を向上させ、効率が高く
安定した性能を発揮できる装置Lを提供することができ
る。
【0093】また、図29は、実施の形態4の変形例と
して、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成した場
合の装置Lを示している。同図(a) ,(b) ,(c) は、そ
れぞれ、装置Lの外観斜視図,同図(a) のA−A’断面
図,同図(a) のB−B’断面図である。さらに、図30
〜図32は、メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合の装置Lの製造工程を第1段階,第2段階およ
び第3段階にわけて順に示しており、各図において、
(a) 図は外観斜視図,(b) 図は(a) 図におけるA−A’
断面図,(c) 図は(a) 図におけるB−B’断面図であ
る。
【0094】メサ構造部Mをウエットエッチングで形成
する場合に、装置Lの製造工程において上記ドライエッ
チングでメサ構造部Mを形成する場合と異なる点は、 等方性のウエットエッチングであるから、絶縁膜4
の幅寸法を広くとる点、および 図31(a) を参照して、ホールトラップ層6を選択
成長させる際に、絶縁膜4bを改めて形成してから選択
成長させる点である。つまり、図30に示すように、半
絶縁性半導体層5を埋め込み成長させた後、一旦絶縁膜
4を除去する。そして、図31に示すように、十字状の
絶縁膜4bを成膜した後、p型InPクラッド層8およ
びp型InGaAsコンタクト層9を結晶成長させる。
【0095】その他については、図25〜図28で示し
たドライエッチングでメサ構造部Mを形成する場合と同
様である。このように、メサ構造部Mをウエットエッチ
ングで形成する場合であっても、上述したドライエッチ
ングでメサ構造部Mを形成する場合と同様の作用効果を
奏することができる。かかる変形例においては、図29
〜図32の各図に、図25〜図28に付したと同様の参
照符号を付し、その説明は省略する。
【0096】また、上記各実施の形態では、半絶縁性半
導体層5としてFeドープInPを採用したが、これに
代えてTi,CoドープInPやアンドープAlInA
sを採用することもできる。
【0097】
【発明の効果】本発明(請求項1,2,4または5)に
係る半導体レーザ装置によれば、半導体レーザを動作さ
せた際に発生するレーザ共振に寄与しない無効電流を抑
制するためのホールトラップ層、すなわちキャリア濃度
が高く抵抗の低い層が、半導体レーザ形成領域とホール
トラップ層の光変調器形成領域との間で互いに分離され
ているので、半導体レーザ形成領域と光変調器形成領域
との間の分離抵抗を向上させることができる。これによ
り、ホールトラップ層を介して、光変調器に印加した高
周波信号が半導体レーザ側に漏れることを防ぐことがで
きる。その結果、本請求項に係る半導体レーザ装置を用
いて長距離伝送を行った場合でも、伝送波劣化の発生を
抑制することができ、良好な伝送特性を得ることができ
るという効果を奏する。
【0098】また、本発明(請求項3)に係る半導体レ
ーザ装置によれば、ホールトラップ層が、装置の寄生抵
抗を抑制する半絶縁性半導体層の上に直に形成されてい
るので、光の出射効率を向上させることができる。従っ
て、効率の高い半導体レーザ装置を提供することができ
るというさらなる効果を奏する。
【0099】一方、本発明(請求項6,7または8)に
係る半導体レーザ装置の製造方法によれば、ホールトラ
ップ層形成工程により、化合物半導体基板上にホールト
ラップ層を形成することができる。続いて、ホールトラ
ップ層分離工程により、ホールトラップ層の、レーザ形
成領域に対応する部分と光変調部形成領域に対応する部
分との境界領域をエッチング除去することができる。こ
れにより、ホールトラップ層を、半導体レーザ形成領域
とホールトラップ層の光変調器形成領域との間で互いに
分離した状態で形成することができるという作用効果を
奏する。このホールトラップ層を除去する手段として
は、ウエットエッチング法(請求項7)またはドライエ
ッチング法(請求項8)を採用することができ、それぞ
れ、同様の効果を奏することができる。
【0100】従って、かかる方法により製造した半導体
レーザ装置では、半導体レーザ形成領域と光変調器形成
領域との間の分離抵抗が高く、これにより、ホールトラ
ップ層を介して、光変調器に印加した高周波信号が半導
体レーザ側に漏れるという不都合が生じるのを防止する
ことができる。その結果、本半導体レーザ装置を用いて
長距離伝送を行った場合でも、伝送波劣化の発生を抑制
することができ、良好な伝送特性を得ることが可能であ
る。
【0101】また、本発明(請求項9)に係る半導体レ
ーザ装置の製造方法によれば、エッチングストッパ層形
成工程により、ホールトラップ層形成工程に先立って、
エッチングストッパ層を形成することができる。従っ
て、ホールトラップ層をエッチング処理する際に、当該
エッチングストッパ層によりエッチング処理を正確に制
御することができる。その結果、所望のエッチング処理
を正確に施すことができるというさらなる効果を奏す
る。
【0102】さらに、本発明(請求項10または11)
に係る半導体レーザ装置の製造方法によれば、ホールト
ラップ層選択成長工程により、化合物半導体基板上の、
レーザ形成領域に対応する部分、および光変調器形成領
域に対応する部分に、ホールトラップ層を選択的に成長
させることができる。これにより、ホールトラップ層
を、半導体レーザ形成領域とホールトラップ層の光変調
器形成領域との間で互いに分離した状態で形成すること
ができるという作用効果を奏する。また、ホールトラッ
プ層を選択的に成長させる手段としては、液相成長また
は気相成長を採用することができる。
【0103】従って、かかる方法により製造した半導体
レーザ装置では、半導体レーザ形成領域と光変調器形成
領域との間の分離抵抗が高く、これにより、ホールトラ
ップ層を介して、光変調器に印加した高周波信号が半導
体レーザ側に漏れるという不都合が生じるのを防止する
ことができる。その結果、本半導体レーザ装置を用いて
長距離伝送を行った場合でも、伝送波劣化の発生を抑制
することができ、良好な伝送特性を得ることが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る半導体レーザ装
置を示した図であり、同図(a)は斜視図、同図(b) は同
図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a) の
B−B’方向の断面図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る半導体レーザ装
置の第1段階の製作工程を示した図であり、同図(a) は
斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、
同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図3】この発明の実施の形態1に係る半導体レーザ装
置の第2段階の製作工程を示した図であり、同図(a) は
斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、
同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図4】この発明の実施の形態1に係る半導体レーザ装
置の第3段階の製作工程を示した図であり、同図(a) は
斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、
同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図5】この発明の実施の形態1の変形例に係る半導体
レーザ装置を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図
(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同
図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図6】この発明の実施の形態1の変形例に係る半導体
レーザ装置の第1段階の製作工程を示した図であり、同
図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の
断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図で
ある。
【図7】この発明の実施の形態1の変形例に係る半導体
レーザ装置の第2段階の製作工程を示した図であり、同
図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の
断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図で
ある。
【図8】この発明の実施の形態1の変形例に係る半導体
レーザ装置の第3段階の製作工程を示した図であり、同
図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の
断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図で
ある。
【図9】この発明の実施の形態2に係る半導体レーザ装
置を示した図であり、同図(a)は斜視図、同図(b) は同
図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a) の
B−B’方向の断面図である。
【図10】この発明の実施の形態2に係る半導体レーザ
装置の第1段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図11】この発明の実施の形態2に係る半導体レーザ
装置の第2段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図12】この発明の実施の形態2に係る半導体レーザ
装置の第3段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図13】この発明の実施の形態2の変形例に係る半導
体レーザ装置を示した図であり、同図(a) は斜視図、同
図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は
同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図14】この発明の実施の形態2の変形例に係る半導
体レーザ装置の第1段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図15】この発明の実施の形態2の変形例に係る半導
体レーザ装置の第2段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図16】この発明の実施の形態2の変形例に係る半導
体レーザ装置の第3段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図17】この発明の実施の形態3に係る半導体レーザ
装置を示した図であり、同図(a)は斜視図、同図(b) は
同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a)
のB−B’方向の断面図である。
【図18】この発明の実施の形態3に係る半導体レーザ
装置の第1段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図19】この発明の実施の形態3に係る半導体レーザ
装置の第2段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図20】この発明の実施の形態3に係る半導体レーザ
装置の第3段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図21】この発明の実施の形態3の変形例に係る半導
体レーザ装置を示した図であり、同図(a) は斜視図、同
図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は
同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図22】この発明の実施の形態3の変形例に係る半導
体レーザ装置の第1段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図23】この発明の実施の形態3の変形例に係る半導
体レーザ装置の第2段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図24】この発明の実施の形態3の変形例に係る半導
体レーザ装置の第3段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図25】この発明の実施の形態4に係る半導体レーザ
装置を示した図であり、同図(a)は斜視図、同図(b) は
同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a)
のB−B’方向の断面図である。
【図26】この発明の実施の形態4に係る半導体レーザ
装置の第1段階製作工程を示した図であり、同図(a) は
斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、
同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図27】この発明の実施の形態4に係る半導体レーザ
装置の第2段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図28】この発明の実施の形態4に係る半導体レーザ
装置の第3段階の製作工程を示した図であり、同図(a)
は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面
図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図であ
る。
【図29】この発明の実施の形態4の変形例に係る半導
体レーザ装置を示した図であり、同図(a) は斜視図、同
図(b) は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は
同図(a) のB−B’方向の断面図である。
【図30】この発明の実施の形態4の変形例に係る半導
体レーザ装置の第1段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図31】この発明の実施の形態4の変形例に係る半導
体レーザ装置の第2段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図32】この発明の実施の形態4の変形例に係る半導
体レーザ装置の第3段階の製作工程を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図33】従来の半導体レーザ装置を示した図であり、
同図(a) は斜視図、同図(b) は同図(a) のA−A’方向
の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断面図
である。
【図34】従来の半導体レーザ装置の第1段階の製作工
程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b) は同
図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a) の
B−B’方向の断面図である。
【図35】従来の半導体レーザ装置の第2段階の製作工
程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b) は同
図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a) の
B−B’方向の断面図である。
【図36】従来の半導体レーザ装置の第3段階の製作工
程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b) は同
図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図(a) の
B−B’方向の断面図である。
【図37】従来の他の半導体レーザ装置を示した図であ
り、同図(a) は斜視図、同図(b)は同図(a) のA−A’
方向の断面図、同図(c) は同図(a) のB−B’方向の断
面図である。
【図38】従来の他の半導体レーザ装置の第1段階の製
作工程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b)
は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図
(a)のB−B’方向の断面図である。
【図39】従来の他の半導体レーザ装置の第2段階の製
作工程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b)
は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図
(a)のB−B’方向の断面図である。
【図40】従来の他の半導体レーザ装置の第3段階の製
作工程を示した図であり、同図(a) は斜視図、同図(b)
は同図(a) のA−A’方向の断面図、同図(c) は同図
(a)のB−B’方向の断面図である。
【符号の説明】
L 半導体装置、1 n型InP半導体基板、2
活性層、3 p型InPクラッド層、4 絶縁
膜、5 FeドープInP半絶縁性半導体層、6
n型InPホールトラップ層、6a n型InGaAs
Pホールトラップ層、7 エッチングストッパ層、8
n型InPクラッド層、9 p型InGaAsコ
ンタクト層、10 絶縁膜、11 電極。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化合物半導体基板上に、レーザ光を放射
    する半導体レーザと、この半導体レーザから放射された
    レーザ光を変調する光変調器とが形成されている半導体
    レーザ装置であって、 上記半導体レーザを動作させた際に発生するレーザ発振
    に寄与しない無効電流を抑制するホールトラップ層を含
    み、 上記ホールトラップ層の半導体レーザ形成領域と、上記
    ホールトラップ層の光変調器形成領域とは、互いに分離
    されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体レーザ装置におい
    て、 上記ホールトラップ層は、装置の電気容量を低減する半
    絶縁性半導体層の上に、当該ホールトラップ層よりもバ
    ンドギャップ波長が長い層を介して形成されていること
    を特徴とする半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体レーザ装置におい
    て、 上記ホールトラップ層は、装置の電気容量を低減する半
    絶縁性半導体層の上に直に形成されていることを特徴と
    する半導体レーザ装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の半導体レーザ装
    置において、 上記半絶縁性半導体層は、InPを含み、 上記ホールトラップ層は、上記InPと格子整合するI
    nAlAsであることを特徴とする半導体レーザ装置。
  5. 【請求項5】 請求項2または3記載の半導体レーザ装
    置において、 上記半絶縁性半導体層は、InPを含み、 上記ホールトラップ層は、上記InPと格子整合するI
    nGaAsPであることを特徴とする半導体レーザ装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の半導体レーザ装置を製造
    するための方法であって、 化合物半導体基板上に、ホールトラップ層を形成するホ
    ールトラップ層形成工程と、 このホールトラップ層形成工程にて形成されたホールト
    ラップ層の、レーザ形成領域に対応する部分と光変調部
    形成領域に対応する部分との境界領域を、エッチング除
    去することによってホールトラップ層を分離するホール
    トラップ層分離工程とを含むことを特徴とする半導体レ
    ーザ装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の半導体レーザ装置の製造
    方法において、 上記ホールトラップ層分離工程にてホールトラップ層を
    分離する際には、ウエットエッチング法を採用すること
    を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の半導体レーザ装置の製造
    方法において、 上記ホールトラップ層分離工程にてホールトラップ層を
    分離する際には、ドライエッチング法を採用することを
    特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項6ないし8のいずれかに記載の半
    導体レーザ装置の製造方法において、 上記ホールトラップ層形成工程に先立って、エッチング
    ストッパ層を形成するエッチングストッパ層形成工程を
    さらに含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の半導体レーザ装置を製
    造するための方法であって、 化合物半導体基板上の、レーザ形成領域に対応する部
    分、および光変調器形成領域に対応する部分に、ホール
    トラップ層を選択的に成長させて、ホールトラップ層を
    形成するホールトラップ層選択成長工程を含むことを特
    徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の半導体レーザ装置を
    製造するための方法であって、 ホールトラップ層選択成長工程にてホールトラップ層を
    選択的に成長させる際には、気相成長法を採用すること
    を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
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