JPH1056229A - 半導体光集積素子の製造方法 - Google Patents

半導体光集積素子の製造方法

Info

Publication number
JPH1056229A
JPH1056229A JP8209854A JP20985496A JPH1056229A JP H1056229 A JPH1056229 A JP H1056229A JP 8209854 A JP8209854 A JP 8209854A JP 20985496 A JP20985496 A JP 20985496A JP H1056229 A JPH1056229 A JP H1056229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
absorption
growth
mask
optical modulator
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.)
Pending
Application number
JP8209854A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Morito
健 森戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP8209854A priority Critical patent/JPH1056229A/ja
Publication of JPH1056229A publication Critical patent/JPH1056229A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性が均一な波長多重通信用光源を実現する
ための半導体光集積素子の製造方法を提供する。 【解決手段】1)発振波長が異なる複数のレーザと電界
吸収型光変調器が同一基板上に集積された半導体光集積
素子の形成に際し, 該電界吸収型光変調器の吸収層とな
る領域の両側に幅を変えた成長マスクを用いて該吸収層
を成長する工程を含む, 2)前記電界吸収型光変調器の吸収層となる領域の両側
に開口幅を変えた成長マスクを用いて該吸収層を成長す
る工程を含む半導体光集積素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体光集積素子の
製造方法に係り,特に,一つの半導体基板上に発振波長
が異なるレーザとそれぞれのレーザに電界吸収型光変調
器が集積された半導体光集積素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上記の半導体光集積素子の一つのユニッ
ト (レーザと変調器の1組)は,活性層を含むレーザ領
域と吸収層を含む電界吸収型光変調器領域からなり,互
いに分離された電極を各領域に配置した構造になってい
る。
【0003】活性層と吸収層は材料,組成,層厚等を変
えることにより,吸収層のエネルギーギャップが活性層
のそれよりも大きくなるように設定される。このような
構造の素子において,レーザ領域に定電流を流して発振
させたとき,電界吸収型光変調器領域に電圧が印加され
なければ,吸収層の吸収端はレーザ光のエネルギーより
も高エネルギー側にあるため,レーザ光に対する吸収層
の吸収係数は小さく,レーザ光はほとんど吸収されずに
電界吸収型光変調器領域を通過して出射端から放射され
る。
【0004】一方,電界吸収型光変調器領域に電圧が印
加されると,吸収層の吸収端が低エネルギー側にシフト
するため,レーザ光に対する吸収層の吸収係数は大きく
なり,レーザ光はほとんど吸収され,正孔と電子の対に
変換されて吸収電流が流れる。このようにして,電界吸
収型光変調器領域に変調信号電圧を印加することによ
り,レーザ光に強度変調を行うことができる。
【0005】このようなユニットを複数個同一基板上に
集積した波長多重通信用光源が既に提案されている。そ
して,エネルギーギャップが異なる活性層と吸収層を同
一基板上に形成する方法も,いくつか提案されている。
そのうちの一つであるバットジョイント再成長法は,活
性層と吸収層を独立に最適設計できるという点で優れて
いる。
【0006】ここで,バットジョイント再成長法は以下
のプロセスからなる。 (1) 1回目の成長で活性層を形成する。 (2) レーザ領域となる部分にマスクを形成する。
【0007】(3)エッチングにより,変調器領域となる
残部を除去する。 (4)2回目の成長で活性層に突き合わせて吸収層を成長
する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の電界吸収型光変
調器領域の成長において,活性層と吸収層の境界となる
バットジョイント部では,異常成長が起き,次のような
問題が生じる。
【0009】(1) ユニットごとに電界吸収型光変調器領
域での挿入損失が異なるため,レーザの駆動条件が一定
の場合は,ユニットごとに光パワーが変わる。 (2) ユニットごとに電界吸収型光変調器領域での印加電
圧−消光特性が異なり,変調器の駆動条件が一定の場合
はユニットごとに変調特性(動的消光比;オンレベルと
オフレベルの光強度の比)が変わる。
【0010】(3)ユニットごとに電界吸収型光変調器領
域での印加電圧−αパラメータ特性が異なり,変調器の
駆動条件が一定の場合は,ユニットごとに波長チャーピ
ングが異なることで伝送特性が変わる。即ち,光ファイ
バ中を光パルスが伝搬する場合,強度が減衰するだけで
なくパルスの形も変わる。後者は光パルス発生源の波長
チャー特性と,光ファイバの群速度分散と非線型の相互
作用で決まる。従って,ユニットごとにチャープ特性が
異なれば,ある距離だけ伝達した後のパルス形状(アイ
パターン)は異なる。
【0011】本発明は,特性が均一な波長多重通信用光
源を実現するための半導体光集積素子の製造方法の提供
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は, 1)発振波長が異なる複数のレーザとそれぞれのレーザ
に電界吸収型光変調器が同一基板上に集積された半導体
光集積素子の形成に際し, 該電界吸収型光変調器の吸収
層となる領域の両側に幅を変えた成長マスクを用いて該
吸収層を成長する工程を含む半導体光集積素子の製造方
法,あるいは 2)前記電界吸収型光変調器の吸収層となる領域の両側
に開口幅を変えた成長マスクを用いて該吸収層を成長す
る工程を含む半導体光集積素子の製造方法,あるいは 3)前記レーザは,回折格子のピッチまたは光導波路の
等価屈折率またはエレクトロルミネセンス波長を変える
ことにより発振波長が異なる前記1または2記載の半導
体光集積素子の製造方法,あるいは 4)前記レーザは,波長可変機構を有する前記1または
2記載の半導体光集積素子の製造方法,,あるいは 5)前記レーザ領域と電界吸収型光変調器とを別個に成
長するバットジョイント再成長法を用いて作製する前記
1または2記載の半導体光集積素子の製造方法,あるい
は 6)前記レーザ領域と電界吸収型光変調器とを同時に成
長する選択領域成長法を用いて作製する前記1または2
記載の半導体光集積素子の製造方法により達成される。
【0013】本発明では,電界吸収型光変調器領域を形
成するための有機金属気相成長(MOVPE) 時に, 選択成長
マスクを用い, 且つそのマスク幅または開口部幅がユニ
ットごとに異ならせるようにする。
【0014】図1〜4は本発明の原理説明図である。図
において, 1は変調器形成用の成長マスク, 2はレーザ
形成用の成長マスク, 2Aはレーザ形成領域を覆うマス
ク, 3は基板, 4 〜8 は結晶成長層である。
【0015】図1は本発明に用いられる選択成長用マス
クを示し,図1(A) はバットジョイント再成長用のマス
ク,図1(B) は選択領域一括成長用のマスクである。図
1において,変調器成長時に選択成長マスクを用いる
と,成長マスク 1上では結晶成長しないため,プリカー
サは拡散し近辺の半導体上はプリカーサ濃度が高くな
る。そのため,図2に示されるように,成長マスク 1の
存在により成長速度が大きくなる。
【0016】さらに,図3のように成長マスクの幅を変
えた場合は,マスク幅が大きいほど,半導体上のプリカ
ーサ濃度が高くなるため成長速度が大きくなる。あるい
は,図4のように成長マスクの開口幅を変えた場合,開
口幅が小さいほど,半導体上のプリカーサ濃度が高くな
るため成長速度が大きくなる。
【0017】図5に示されるように,変調器の吸収層に
量子井戸層を用いた場合には,成長速度が高く井戸層厚
が大きくなると吸収端波長は長波になる。従って,成長
マスクの幅または開口幅と成長速度の関係を把握してお
けば,半導体上に形成する成長マスクの幅または開口幅
を変えることにより,一度の成長でも吸収端波長が異な
る変調器を形成できる。
【0018】また,対象とする波長多重通信用光源のよ
うに各ユニットでレーザの発振波長が異なる場合でも,
その発振波長が違う分だけ吸収端波長が変わるように成
長マスクの幅または開口幅を設計すれば,すべてのユニ
ットで発振波長と吸収端波長との差が一定である素子が
作製できる。
【0019】前記の成長マスクの形状により成長速度が
変わることは既に公知であるが,本発明はこの現象を利
用して,同一基板上に形成された波長多重通信用光源に
適用し各ユニットごとの変調特性を調整することを特徴
としている。
【0020】
【発明の実施の形態】ここでは,バットジョイント再成
長法による場合を例にとって説明する。 (1) 部分回折格子の形成〔図6(A) 参照〕 InP 基板11上に部分回折格子12を形成する。ここでは分
布帰還型レーザ領域となる部分に回折格子 (周期 241n
m, 深さ30nm) を形成し,電界吸収型光変調器領域とな
る部分はフラットな面のまま残す。 (2) 分布帰還型レーザ領域の成長〔図6(B) 参照〕 MOVPE 法により, 下部ガイド層13, 多重量子井戸(MQW)
活性層14, 上部ガイド層15を成長する。
【0021】上下のガイド層は厚さ 100nm, 1.15μm組
成のInGaAsP からなる。MQW 層14は10層の井戸層と障壁
層とからなり,井戸層は厚さ 5.1nm, 圧縮歪0.8 %のIn
GaAsP, 障壁層は厚さ10nm, 1.15μm組成のInGaAsP か
らなる。 (3)電界吸収型光変調器領域形成用エッチングマスクの
形成〔図6(C) 参照〕 二酸化シリコン(SiO2)膜16を基板全面に蒸着した後, パ
ターニングにより回折格子の存在する領域にのみレジス
トマスク17を形成する。
【0022】次いで, 〔図6(D) 参照〕SiO2膜16をエッ
チングし,レジストマスク17を剥離する。 (4)活性層のエッチング〔図6(E) 参照〕 上部ガイド層15, 活性層14をエッチングする。 (5) 電界吸収型光変調器領域の成長マスクの形成〔図7
(F) 平面図 参照〕 SiO2 膜18を基板全面に蒸着した後, パターニングによ
り回折格子の存在する領域と電界吸収型光変調器領域の
両側にレジストマスク19を形成する。
【0023】次いで, SiO2膜18をエッチングし,レジス
トマスク19を剥離する。残ったSiO2膜18を電界吸収型光
変調器領域形成の成長マスクとする〔図7(G)平面図
参照〕。 (6) 電界吸収型光変調器領域の成長〔図7(H) A-A 断
面,図7(H)B-B断面 参照〕 MOVPE 法により,MQW 吸収層20と上部ガイド層21を成長
する。
【0024】MQW 吸収層は10層の井戸層と障壁層とから
なる。フラット基板上で井戸層は厚さ 9.0nm, 1.569 μ
m組成のInGaAsP, 障壁層は厚さ5.1nm, 1.15 μm組成
のInGaAsP となるようにする。 (7) 成長マスクの除去 SiO2膜18からなる成長マスクをエッチング除去する。 (8) クラッド層, コンタクト層の成長〔図8(J) 参照〕 MOVPE 法により,クラッド層22, コンタクト層23を順に
成長する。
【0025】クラッド層は厚さ 1μmのInP,コンタクト
層は厚さ 400nmの 1.3μm組成のInGaAsP からなる。 (9) 導波路形成用エッチングマスク兼再成長マスクの形
成〔図8(K) 平面図 参照〕 回折格子に対して垂直方向に幅 1.5μmのSiO2膜からな
るマスク24を形成して, 導波路形成用エッチングマスク
兼再成長マスクとする。
【0026】(10) エッチング〔図8(L) 側断面図 参
照〕 コンタクト層, クラッド層, 上部ガイド層, MQW 活性層
またはMQW 吸収層, 下部ガイド層をエッチングする。
【0027】(11) 電流狭窄層の形成〔図9側断面図
(M) 参照〕 MOVPE法により,電流狭窄層25を成長する。電流狭窄層
は厚さ 2.5μm, FeドープのInP からなる。
【0028】(12) 電極プロセス〔図9(N) 参照〕 マスク23を剥離して,基板の両側に電極を形成する。こ
の際, 基板側は共通電極26とし,成長層側は分布帰還型
レーザ領域と電界吸収型光変調器領域にそれぞれ電気的
に分離された電極27, 28を形成する。
【0029】以上のプロセスを経て, レーザと電界吸収
型光変調器が集積された半導体光集積素子が完成する。
次に,電界吸収型光変調器領域の成長用マスク幅または
開口幅の調整について説明する。
【0030】例えば,図7(F) ,(G) のA-A 線上のユニ
ットとB-B 線上のユニットに形成される電界吸収型光変
調器領域ではマスク幅が異なっている。波長多重光源用
光源は, レーザの発振波長は活性層厚を厚くすると短波
長側にずれることを利用して各ユニットのレーザの発振
波長を変えている。これに対応する変調器の吸収端波長
は, 例えば, 以下のようになるようにすることが必要で
ある。
【0031】 レーザ 変調器 差 A-A ユニット 1.550μm, 1.490μm, 60 nm B-B ユニット 1.552μm, 1.492μm, 60 nm 波長間隔 2 nm 2 nm 即ち, ユニット間のレーザと変調器の波長間隔を等しく
する, またはユニット毎のレーザと変調器の波長の差を
一定にするように, 両ユニット間の変調器領域形成用の
マスク幅または開口幅を変える。
【0032】実施の形態では,図1(A) にバットジョイ
ント法について説明したが,図1(B) に示されるレーザ
領域と変調器領域を一括成長する方法においても,変調
器領域形成用のマスク幅または開口幅を変えて成長する
本発明の方法は適用可能である。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば,特性が均一な波長多重
通信用光源を実現するための半導体光集積素子が製造で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図(1)
【図2】 本発明の原理説明図(2)
【図3】 本発明の原理説明図(3)
【図4】 本発明の原理説明図(4)
【図5】 井戸層厚と吸収端波長の関係図
【図6】 本発明の実施の形態の説明図(1)
【図7】 本発明の実施の形態の説明図(2)
【図8】 本発明の実施の形態の説明図(3)
【図9】 本発明の実施の形態の説明図(4)
【符号の説明】
1 変調器形成用の成長マスク 2 レーザ形成用の成長マスク 3 基板 4〜8 結晶成長層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発振波長が異なる複数のレーザとそれぞ
    れのレーザに付設された電界吸収型光変調器が同一基板
    上に集積された半導体光集積素子の形成に際し, 各レー
    ザの発振波長とそのレーザに対応する光変調器の吸収端
    波長の差が一定になるように,該電界吸収型光変調器の
    吸収層となる領域の両側に幅を変えた成長マスクを用い
    て該吸収層を成長する工程を含むことを特徴とする半導
    体光集積素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 発振波長が異なる複数のレーザとそれぞ
    れのレーザに付設された電界吸収型光変調器が同一基板
    上に集積された半導体光集積素子の形成に際し, 各レー
    ザの発振波長とそのレーザに対応する光変調器の吸収端
    波長の差が一定になるように,前記電界吸収型光変調器
    の吸収層となる領域の両側に開口幅を変えた成長マスク
    を用いて該吸収層を成長する工程を含むことを特徴とす
    る半導体光集積素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記レーザは,回折格子のピッチまたは
    光導波路の等価屈折率またはエレクトロルミネセンス波
    長を変えることにより発振波長が異なることを特徴とす
    る請求項1または2記載の半導体光集積素子の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記レーザは,波長可変機構を有するこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の半導体光集積素
    子の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記レーザ領域と電界吸収型光変調器と
    を別個に成長するバットジョイント再成長法を用いて作
    製することを特徴とする請求項1または2記載の半導体
    光集積素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記レーザ領域と電界吸収型光変調器と
    を同時に成長する選択領域成長法を用いて作製すること
    を特徴とする請求項1または2記載の半導体光集積素子
    の製造方法。
JP8209854A 1996-08-08 1996-08-08 半導体光集積素子の製造方法 Pending JPH1056229A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8209854A JPH1056229A (ja) 1996-08-08 1996-08-08 半導体光集積素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8209854A JPH1056229A (ja) 1996-08-08 1996-08-08 半導体光集積素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1056229A true JPH1056229A (ja) 1998-02-24

Family

ID=16579731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8209854A Pending JPH1056229A (ja) 1996-08-08 1996-08-08 半導体光集積素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1056229A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000038284A1 (en) * 1998-12-18 2000-06-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method for wavelength compensation in semiconductor manufacturing
JP2015068918A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱電機株式会社 半導体光素子、光モジュールおよび半導体光素子の製造方法
JP6168265B1 (ja) * 2016-11-29 2017-07-26 三菱電機株式会社 光デバイス

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03286587A (ja) * 1990-04-03 1991-12-17 Nec Corp 半導体集積化光源
JPH04268765A (ja) * 1991-02-25 1992-09-24 Nec Corp 光集積回路の製造方法
JPH07226563A (ja) * 1994-02-14 1995-08-22 Hitachi Ltd 半導体発光素子及びその作製方法
JPH07302952A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Nec Corp 光半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03286587A (ja) * 1990-04-03 1991-12-17 Nec Corp 半導体集積化光源
JPH04268765A (ja) * 1991-02-25 1992-09-24 Nec Corp 光集積回路の製造方法
JPH07226563A (ja) * 1994-02-14 1995-08-22 Hitachi Ltd 半導体発光素子及びその作製方法
JPH07302952A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Nec Corp 光半導体装置の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000038284A1 (en) * 1998-12-18 2000-06-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method for wavelength compensation in semiconductor manufacturing
JP2015068918A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱電機株式会社 半導体光素子、光モジュールおよび半導体光素子の製造方法
JP6168265B1 (ja) * 2016-11-29 2017-07-26 三菱電機株式会社 光デバイス
WO2018100634A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 三菱電機株式会社 光デバイス

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2762951B2 (ja) 半導体光導波路とその製造方法
US5991322A (en) Semiconductor optical device
US5436195A (en) Method of fabricating an integrated semiconductor light modulator and laser
JPH10117040A (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2842292B2 (ja) 半導体光集積装置および製造方法
JPH0521904A (ja) 半導体光制御素子およびその製造方法
JP2937751B2 (ja) 光半導体装置の製造方法
US6224667B1 (en) Method for fabricating semiconductor light integrated circuit
US6327413B1 (en) Optoelectronic device and laser diode
JP2814906B2 (ja) 光半導体素子およびその製造方法
JPH09318918A (ja) 半導体光変調器
US9246622B2 (en) Semiconductor optical element, optical module and method of manufacturing semiconductor optical element
US6707839B1 (en) Optical semiconductor device and process for producing the same
US5519721A (en) Multi-quantum well (MQW) structure laser diode/modulator integrated light source
JPH0750815B2 (ja) 半導体光集積素子の製造方法
JPH1056229A (ja) 半導体光集積素子の製造方法
JPH06152059A (ja) 半導体光集積素子
US6643315B2 (en) Distributed feedback semiconductor laser device and multi-wavelength laser array
JPH08234148A (ja) 光半導体装置及びその製造方法
JPH08153928A (ja) 半導体レーザアレイの製造方法
GB2292011A (en) Semiconductor optical devices and methods for fabrication
JP2842387B2 (ja) 半導体光集積素子の製造方法
JPH05335551A (ja) 光半導体装置
JPH1027935A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
EP4122062A1 (en) Electroabsorption modulated laser

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040928

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050208