JPH11298087A - 光半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発振波長を容易に変化させることができる光
半導体装置，及び消光特性を容易に変化させることがで
きる光半導体装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 メサ形状部３０を導波される光の光軸方
向と一致しないように配置された、格子の配列方向が互
いに平行である格子ピッチの異なる複数の回折格子３２
ａ〜３２ｄを備えたメサ形状部３１ａ〜３１ｄと、メサ
形状部３０を導波される光を内部において反射して、上
記異なる回折格子３２ａ〜３２ｄを備えたメサ形状部３
１ａ〜３１ｄのいずれか一つに入射させる反射端面２１
とを備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光半導体装置に関
し、特に幹線系光通信の光源等に使用する光半導体装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の変調器とブラッグ反射型レ
ーザ(distributed Bragg-reflector laser diode: 以
下、ＤＢＲ−ＬＤと称す) とを集積した光半導体装置の
構造を示す斜視図で、その内部構造を説明するためにレ
ーザ光の導波方向に沿った断面も同時に示している。図
において、３０１はｎ型（以下、ｎ−と称す）ＩｎＰか
らなる基板、３０２はｎ−ＩｎＰからなるバッファ層、
３０３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰからなる光閉じ込め層、３
０４はＩｎＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｓＰ層とを交互に積
層してなる多層構造を有するＭＱＷ（多重量子井戸）活
性層、３０５はｐ型（以下、ｐ−と称す）ＩｎＧａＡｓ
Ｐからなる光閉じ込め層、３０６はｐ−ＩｎＰからなる
クラッド層、３０７はｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなる光ガ
イド層、３０８はｐ−ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト
層、３０９はＳｉＯ₂ からなる絶縁膜、３１０はＣｒ／
Ａｕからなる蒸着電極、３１１はＡｕメッキ層、３１２
はＣｒ／Ａｕからなる変調器部電極、３１３はＡｕメッ
キ層、３１４は半絶縁性ＩｎＰからなる埋込層、３１５
はｎ−ＩｎＰからなる埋込層である。基板３０１の裏面
側には、図示していないが、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐ
ｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる蒸着電極、Ａｕメッキ層
が設けられている。３００ａは入射される光を変調する
変調器部で、そのレーザ光を出射する光出射端面に窓部
３２０を有する。３００ｂは光を発生するための活性領
域、３００ｃはブラッグ反射器となるＤＢＲ領域であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。電極３１０と
基板の裏面側の電極との間に電圧を印加すると、ホール
と電子の発光再結合が活性領域３００ｂの活性層３０４
で起こり、光が発生する。この光が活性層３０４の上下
の光閉じ込め層３０３，光閉じ込め層３０５との間で閉
じ込められて活性層３０４近傍を導波される。この導波
された光は周期構造を有するＤＢＲ領域３００ｃにおい
てブラッグ反射されて、再び活性領域３００ｂに導波さ
れる。そして、活性領域を導波される光は、変調器部３
００ａを経て光出射端面３１８から出力される。この光
半導体装置においては、ブラッグ反射で光を分布的に帰
還させており、出射光の発振波長はＤＢＲ領域３００ｃ
の回折格子の格子間隔、即ち回折格子ピッチｄと屈折率
ｎより、 λ＝２ｎｄ で定まる。また、窓部３２０は、活性層３０４近傍を導
波される光を吸収しない材料からなっており、この部分
では光を高さ方向や横方向において閉じ込めないように
して、光出射端面において装置内部方向に反射される光
が活性層３０４近傍に戻るのを防いで実効的な反射率を
下げている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体装置は
上記のような構造であり、その発振波長λは、回折格子
ピッチｄにより決まっていたため、ウエハプロセス終了
後に必要に応じて波長を変えることができないという問
題があった。

【０００５】また、変調器部３００ａの消光比は変調器
部３００ａの光導波路の伸びる方向の長さ（以下、変調
器長と称す）で決まるが、窓部３２０を設けているた
め、窓部３２０を除去することなくウエハプロセス終了
後に変調器長を変えて消光特性を調節することができな
いという問題があった。

【０００６】本発明は上記のような課題を解消するため
になされたものであり、発振波長を容易に変化させるこ
とができる光半導体装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、消光特性を容易に変化させることがで
きる光半導体装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光半導体
装置は、半導体基板上に設けられた、光を発生し、この
発生した光を導波する活性領域と、上記半導体基板上に
設けられ、格子の配列方向が、上記活性領域に導波され
る光の光軸と一致しないように配置された回折格子を備
えたブラッグ反射領域と、上記活性領域を導波される光
を内部で反射して、上記回折格子に入射させる反射面を
備えるようにしたものである。

【０００８】また、この発明に係る光半導体装置は、上
記回折格子が、格子の配列方向が互いに平行である格子
ピッチの異なる複数の回折格子で構成され、上記反射面
は、この複数の回折格子のいずれか一つに光を入射させ
るよう構成されてなるようにしたものである。

【０００９】また、この発明に係る光半導体装置は、上
記反射面が光半導体装置の端面で構成されてなるように
したものである。

【００１０】また、この発明に係る光半導体装置は、活
性領域を導波される光の光軸に対して垂直な光出射端面
を、上記活性領域を挟んで、上記反射面と向かい合う位
置に設けるようにしたものである。

【００１１】また、この発明に係る光半導体装置は、上
記光出射端面と活性領域との間に、上記活性領域から導
波される光を変調する光変調部を備えるようにしたもの
である。

【００１２】また、この発明に係る光半導体装置は、内
部に入力される光を変調して導波する変調器部と、該変
調器部を導波される光の光軸に沿って平行に配置された
光出射端面と、上記変調器部に設けられた、上記変調器
部に導波される光を反射して、上記光出射端面に入射さ
せる反射端面とを備えるようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る光半導体装置の構造を示す斜視図（図
１(a))、及び図１(a) のIb-Ib 線による断面図（図１
(b))、図１(a) のIc-Ic 線による断面図（図１(c))、図
１(a) のId-Id 線による断面図（図１(d))、図１(a) の
Ie-Ie 線による断面図（図１(e))であり、本発明の実施
の形態１に係る光半導体装置は、光を発生し、導波する
活性領域１００ｂと、それぞれの格子の配列方向が、上
記活性領域に導波される光の光軸方向と一致しないよう
に配置された、格子の配列方向が互いに平行である格子
ピッチの異なる複数の回折格子３２ａ〜３２ｄを備えた
ブラッグ反射領域１００ｃと、上記活性領域１００ｂを
導波される光を装置内部において反射して、上記複数の
回折格子３２ａ〜３２ｄのいずれか一つに入射させる反
射端面２２とを備えたものであり、反射端面２２を形成
する位置をこの反射端面に垂直な方向に移動させること
により、活性領域１００ｂを導波された光が入射される
ブラッグ反射領域１００ｃの回折格子３２ａ〜３２ｄを
選択することが可能となり、複数の回折格子３２ａ〜３
２ｄのうちから所望の発振波長が得られる回折格子を選
択できるので、ウエハプロセス終了後にも出射光の波長
選択が可能な光半導体装置が得られるようにしたもので
ある。

【００１４】図において、光半導体装置１００は、入射
される光を変調する変調器部１００ａと、光を発生し、
これを導波する活性領域１００ｂと、ブラッグ反射器と
なるブラッグ反射領域（以下、ＤＢＲ領域と称す）１０
０ｃと、光を出射する光出射端面２１と、光を内部にお
いて反射する反射端面２２とを備えている。光出射端面
２１には無反射コーティングがなされており、反射端面
２２には、高反射コーティングがなされている。ｎ−Ｉ
ｎＰからなる基板１上に、ｎ−ＩｎＰからなるバッファ
層２、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰからなる光閉じ込め層３、Ｉ
ｎＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｓＰ層とを交互に積層してな
る多層構造を有するＭＱＷ（多重量子井戸）活性層４、
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなる光閉じ込め層５、ｐ−Ｉｎ
Ｐからなる第１クラッド層６ａ、及びｐ−ＩｎＰからな
る第２クラッド層６ｂが順次積層された半導体積層構造
が配置されている。変調器部１００ａのＭＱＷ活性層４
を構成する各層の厚さは、活性領域１００ｂの各層の厚
さよりもそれぞれ薄くなっており、変調器部１００ａの
ＭＱＷ活性層４の実効的なバンドギャップエネルギーが
活性領域１００ｂよりも大きくなっている。この半導体
積層構造は、変調器部１００ａと、活性領域１００ｂと
においては、これらの領域を貫くような１．３μｍ程度
の幅のストライプ状のメサ形状を有している。このメサ
形状となっているメサ形状部３０は、基板１上において
反射端面に対して０度より大きく９０度より小さい角度
をなすように傾斜して配置されている。このメサ形状部
３０の光出射端面２１側の端部は光出射端面２１から所
定の間隔を隔てた部分に位置している。また、ＤＢＲ領
域１００ｃにおいては、メサ形状部３０の内を導波され
る光の光軸方向、ここでは特にメサ形状部３０のストラ
イプ方向と一致しない方向にストライプ状に伸びる４本
のメサ形状部３１ａ〜３１ｄが互いに平行に配置されて
おり、各メサ形状部３１ａ〜３１ｄの第１クラッド層６
ａと第２クラッド層６ｂとの間に複数のｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰからなるストライプ状の光ガイド層７が、メサ形状
部３１ａ〜３１ｄのストライプ方向に向かって配列され
ている。この光ガイド層７が第１のｐ−ＩｎＰクラッド
層６ａと第２のｐ−ＩｎＰクラッド層６ｂとにより埋め
込まれることにより、各メサ形状部３１ａ〜３１ｄのこ
の光ガイド層７が設けられている部分がそれぞれ回折格
子３２ａ〜３２ｄとなる。なお、この回折格子３２ａ〜
３２ｄは屈折率型または利得導波型のいずれであっても
よい。各メサ形状部３１ａ〜３１ｄにおける光ガイド層
７の配列間隔、即ち回折格子ピッチは互いに異なる値と
する。このメサ形状部３１ａ〜３１ｄのストライプ方向
は、メサ形状部３０を導波路として導波される光が、反
射端面２２において反射される方向と同じ方向となるよ
うにする。即ち、メサ形状部３０を導波される光の光軸
方向と光ガイド層７の配列方向が、反射端面に垂直な軸
に対して対称な方向となるようにする。また、メサ形状
部３０を導波された光が反射されることにより、少なく
ともメサ形状部３１ａ〜３１ｄの一つに入射されるよう
な位置に反射端面２２を設けておく。メサ形状部３０及
びメサ形状部３１ａ〜３１ｄの両脇の基板１上には、こ
れらを埋め込むように半絶縁性ＩｎＰからなる埋込層１
４、ｎ−ＩｎＰからなる埋込層１５が配置されている。
第２クラッド層６ｂ上、及び埋込層１５上にはｐ−Ｉｎ
Ｐからなる第３クラッド層６ｃ及び不純物濃度が高濃度
であるｐ−ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層８が順次
配置されている。コンタクト層８上には、変調器部１０
０ａのメサ形状部３０上の領域近傍、活性領域１００ｂ
のメサ形状部３０上の領域近傍に開口部をそれぞれ備え
たＳｉＯ₂ 等の絶縁膜９が設けられている。活性領域１
００ｂの，絶縁膜９の開口部を覆う領域にＣｒ膜とＡｕ
膜とを順次蒸着したＣｒ／Ａｕからなる蒸着電極１０
と、Ａｕメッキ層１１とが設けられ、変調器部１００ａ
の，絶縁膜９の開口部を覆う領域にＣｒ／Ａｕ蒸着電極
１２と、Ａｕメッキ層１３とが設けられている。基板１
の裏面側には、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕからなる蒸着電極１６、Ａｕメッキ層１７が設
けられている。

【００１５】また、図２は図１に示した光半導体装置の
一部切り欠き斜視図（図２(a))、及び図１に示した光半
導体装置を基板上面から見た内部構造を説明するための
模式図（図２(b))であり、図１と同一符号は同一または
相当する部分を示している。

【００１６】図３は本発明の実施の形態１に係る光半導
体装置の製造方法を示す斜視図であり、図において、図
１，２と同一符号は同一又は相当する部分を示してい
る。以下、図３に基づいて製造方法について説明する。

【００１７】まず、図３(a) に示すように、ウエハ状態
の基板１上に、その一端が結合された、異なる方向に伸
びる２つのストライプ状の開口部を備えた絶縁膜２５を
形成する。このストライプ状の開口部の一方は活性領域
１００ｂ上及び変調器部１００ａ上に伸びており、他方
は、ＤＢＲ領域１００ｃ上に伸びているようにする。ま
た、変調器部１００ａ上に伸びる開口部の端部が、光出
射端面を形成する位置に達しないようにする。開口部の
活性領域１００ｂにおけるストライプ幅は約５μｍで、
変調器部１００ａのストライプ幅はそれよりも少し狭く
なっている。また、ＤＢＲ領域１００ｃのストライプ幅
は約５０μｍである。

【００１８】そして、図３(b) に示すように、この絶縁
膜２５をマスクとしてｎ−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ
(metal-organic chemical vapor deposition) 法、ＬＰ
Ｅ(liquid phase epitaxy)法等を用いて、バッファ層
２，光閉じ込め層３，ＭＱＷ活性層４，光閉じ込め層
５，第１クラッド層６ａ、光ガイド層７を順次結晶成長
する。このとき、絶縁膜２５の開口部の変調器部１００
ａのストライプ幅が活性領域１００ｂよりも少し狭くな
っているため、変調器部１００ａにおける選択成長速度
が遅くなり、変調器部１００ｂのＭＱＷ活性層４の各層
の厚さは、活性領域１００ｂに対して薄くなる。

【００１９】続いて、図３(c) に示すように、干渉露光
法を用いて形成したマスクを用いて、光ガイド層７をエ
ッチングして、ＤＢＲ領域１００ｃ上にのみ絶縁膜２５
のストライプ方向に向かってそれぞれ配列された、格子
ピッチの異なる４つの回折格子パターンとした光ガイド
層７を設ける。

【００２０】次に、図３(d) に示すように、ＭＯＣＶＤ
法、ＬＰＥ法等を用いて、第２クラッド層６ｂを形成す
る。続いて、絶縁膜２５を除去した後、図においては省
略しているが、変調器部１００ａ及び活性領域１００ｂ
の第２クラッド層６ｂ上にストライプ状に伸びるＳｉＯ
₂ 膜を、また、第２クラッド層６ｂ上の上記各４つの回
折格子上にそれぞれストライプ状に伸びるＳｉＯ₂ 膜を
形成し、このＳｉＯ₂ 膜をマスクとして、図３(e) に示
すように、ＨＢｒによるウェットエッチングを行い、光
導波路となるメサ形状部３０，及び３１ａ〜３１ｄを形
成する。メサ形状部３１ａ〜３１ｄのそれぞれの幅は約
１μｍ程度となるようにする。

【００２１】さらに、図３(f) に示すように、上記メサ
エッチングに用いたＳｉＯ₂ 膜を選択成長用のマスクと
して、ＭＯＣＶＤ法、ＬＰＥ法等を用いて、メサ形状部
３０，及び３１ａ〜３１ｄを埋め込むように、基板１上
に埋込層１４及び埋込層１５を形成する。

【００２２】続いて、図３(g) に示すように、上記マス
クとして用いたＳｉＯ₂ 膜を除去した後、第３クラッド
層６ｃ、コンタクト層８をＭＯＣＶＤ法、ＬＰＥ法等を
用いて順次成長させる。

【００２３】次に、コンタクト層８の上面にＳｉＯ₂ 等
の絶縁膜９をスパッタにより形成した後、この絶縁膜９
の、変調器部１００ａ及び活性領域１００ｂの、電極と
コンタクトをとる部分を、フッ酸（ＨＦ）等でウェット
エッチングすることにより除去して開口部を設け、その
後、この開口部を覆うように、蒸着電極１０，１２，Ａ
ｕメッキ層１１，１３を形成する。さらに、基板１の下
面に蒸着電極１６，Ａｕメッキ層１７をパターン形成す
る。以上でウエハプロセスが終了する。

【００２４】その後、素子をへき開して、光出射端面２
１と反射端面２２とを形成し、チップ分離して個々の光
半導体装置を取り出す。このとき、上述したように反射
端面２２のへき開位置は所望の発振波長を得ることので
きる回折格子３２ａ〜３２ｄを備えたメサ形状部３１ａ
〜３１ｄのうちの一つに、反射端面２２からの反射光が
入射するように決める。なお、光出射端面２１では光を
反射させずに出射させるため、特に、導波光の光軸に対
してどのような角度をなしていてもよい。そして、光出
射端面２１を無反射コーティングし、反射端面２２を高
反射コーティングして、図１に示すような光半導体装置
を得る。

【００２５】次に動作について説明する。活性領域１０
０ｂの電極１０と電極１６との間に電圧を印加すると、
ホールと電子とがメサ形状部３０の上下から活性層４に
注入され、発光再結合が活性領域１００ｂの活性層４で
起こり、光が発生する。この光が基板１の高さ方向にお
いては、活性層４の上下の光閉じ込め層３，ｐ型光閉じ
込め層５との間で閉じ込められて活性層４近傍を導波さ
れる。導波された光は、反射端面２２により反射され、
その反射光が、反射端面２２により決められる回折格子
３１ａ〜３１ｂを備えたメサ形状部３１ａ〜３１ｄのう
ちの一つに入射される。この反射光はＤＢＲ領域１００
ｃの周期構造を有するメサ形状部３１ａ〜３１ｄのうち
の一つにおいてブラッグ反射され、反射端面２２で反射
され、再びメサ形状部３０を導波される。そして、メサ
形状部３０を動作される光は光変調器部１００ａによっ
て変調され、光出射端面２１から出力される。光変調器
部１００ａにおいては、活性層４のバンドギャップエネ
ルギーが活性領域４のバンドギャップエネルギーよりも
大きくしてあるため、光変調器部１００ａに電圧を印加
しない状態では、メサ形状部３０を導波される光の吸収
は起らないが、電圧を印加すると活性層４において吸収
波長の長波長側へのシフトが起り、導波光を吸収し、光
を出射しないようになる。これにより光変調動作が可能
となる。光変調器部１００ａの光出射端面２１近傍には
メサ形状部３０が設けられておらず、埋込層１４、及び
埋込層１５が配置されている。そしてこの部分が窓部２
０となって、活性層４近傍を導波される光を吸収せず
に、光を高さ方向や横方向において閉じ込めず、広がっ
て導波されるようにして、光出射端面２１において装置
内部方向に反射される光が活性層４近傍に戻るのを防い
で、実効的な反射率を下げている。

【００２６】ここで、この実施の形態１においては、反
射端面２１を形成する位置を、この反射端面２１に対し
て垂直な方向において移動させることにより、メサ形状
部３０に導波された光が、反射端面２１で反射されて入
射されるＤＢＲ領域１００ｃのメサ形状部３１ａ〜３１
ｄを取り替えることができる。この光半導体装置におい
ては、ブラッグ反射で光を分布的に帰還させており、出
射光の発振波長はＤＢＲ領域１００ｃの回折格子の格子
間隔、即ち回折格子ピッチで定まることから、このよう
に反射光が入射されるメサ形状部３１ａ〜３１ｄを取り
替えることにより、出射光の発振波長を変化させること
が可能となる。

【００２７】例えば、ウエハプロセスを終了した後、へ
き開により反射端面２２を形成する際に、図２(b) に示
すように、へき開位置を端面形成位置４０ａとすると、
反射光はＤＢＲ領域１００ｃのメサ形状部３１ａに入射
され、このメサ形状部３１ａの回折格子３２ａのピッチ
に応じた発振波長の出射光が得られることとなる。ま
た、へき開位置を端面形成位置４０ｂとすると、反射光
はＤＢＲ領域１００ｃのメサ形状部３１ｂに入射され、
このメサ形状部３１ｂの回折格子３２ｂのピッチに応じ
た、へき開位置を端面形成位置４０ａとした場合とは異
なる発振波長の出射光が得られることとなる。また、一
旦へき開位置を端面形成位置４０ｄとした後、必要に応
じてドライエッチング等により反射端面２２を端面形成
位置４０ｃとして発振波長を変化させることも可能であ
る。

【００２８】したがって、本実施の形態１においては、
メサ形状部３０を導波される光の光軸方向と一致しない
ように配置された、格子の配列方向が互いに平行である
格子ピッチの異なる複数の回折格子３２ａ〜３２ｄを備
えたメサ形状部３１ａ〜３１ｄと、メサ形状部３０を導
波される光を内部において反射して、上記異なる回折格
子３２ａ〜３２ｄを備えたメサ形状部３１ａ〜３１ｄの
いずれか一つに入射させる反射端面２１とを備えたか
ら、反射端面２１を形成する位置をこの反射端面２１に
垂直な方向において調整することにより、活性領域１０
０ｂにおいて発生し、メサ形状部３０を導波された光が
入射されるブラッグ反射領域１００ｃのメサ形状部３１
ａ〜３１ｄのうちの一つを選択することが可能となり、
ＤＢＲ領域１００ｃにおいて所望の発振波長が得られる
回折格子を備えたメサ形状部を選択できるので、ウエハ
プロセス終了後にも出射光の発振波長選択が容易に可能
な光半導体装置が得られる効果がある。

【００２９】なお、上記実施の形態１においては、変調
器付ＤＢＲ−ＬＤについて説明したが、本発明は変調器
を有しないＤＢＲ−ＬＤ等の他の光半導体装置であって
も同様の効果を奏する。

【００３０】また、本実施の形態１においては、ＤＢＲ
領域１００ｃが格子ピッチの異なる４つの回折格子を有
しているようにしたが、本発明においては回折格子が複
数であれば同様の効果を奏する。ただし、複数ではな
く、回折格子が単一の場合であっても格子の配列方向が
活性領域の導波光軸と異なる方向に配列されているた
め、従来構成のように活性領域の導波光軸と同じ方向に
延在して配列されている場合に比して、活性領域の光軸
方向の長さがより短い領域に光半導体素子エレメントを
作り込むことが可能となり、それにより、光半導体装置
として更に省スペース化、小型化を図ることができる。
したがって、かかる観点から、単一の回折格子を用いた
形態も、本発明の実施態様に包含されると理解されるべ
きである。

【００３１】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２に係る光半導体装置の構造を示す斜視図（図５(a))、
及びVb-Vb 線による断面図（図５(b))であり、本発明の
実施の形態２に係る光半導体装置は、光を変調して導波
する変調器部２００ａと、変調器部２００ａを導波され
る光の光軸に沿って平行に配置された光出射端面５４
と、変調器部２００ａに設けられた、変調器部２００ａ
に導波される光を反射して、上記光出射端面５４に入射
させる反射端面５３とを備えるようにしたものであり、
変調器部２００ａの光が導波される方向の長さＬ_mod を
反射端面５３を設ける位置により調整することにより、
窓部５５の光が導波される方向の長さＬ_w を一定に保っ
たまま、変調器部２００ａの消光特性を調整することが
できるものである。

【００３２】図において、図１と同一符号は同一または
相当する部分を示しており、光半導体装置２００は特に
変調器部と窓部とを備えたもので、ｎ−ＩｎＰからなる
基板１上に、ｎ−ＩｎＰからなるバッファ層２、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰからなる光閉じ込め層３、ＩｎＧａＡｓ層
とＩｎＧａＡｓＰ層とを交互に積層してなる多層構造を
有するＭＱＷ活性層４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなる光
閉じ込め層５、及びｐ−ＩｎＰからなる第１クラッド層
６ｄが順次積層された所定幅のメサ形状部５２と、これ
の両側を埋め込む半絶縁性ＩｎＰからなる埋込層１４及
びｎ−ＩｎＰからなる埋込層１５と、これらの上部に配
置されたｐ−ＩｎＰからなる第２クラッド層６e ，ｐ−
ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層８，及び絶縁膜９
と、Ｃｒ／Ａｕからなる蒸着電極１２及びＡｕメッキ層
１３と、基板１の裏面側に設けられたＡｕＧｅ／Ｎｉ／
Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる蒸着電極１６及
びＡｕメッキ層１７からなる変調器部２００ａを備えて
いる。変調器部２００ａの外部から光が入射される光入
射端面５１はメサ形状部５２のストライプ方向に対して
ほぼ垂直となるように設けられ、その表面には無反射コ
ーティングがなされている。変調器部２００ａの光入射
端面５１に対して対向する位置に形成された反射端面５
３は、基板１表面に対して垂直であるとともに、メサ形
状部５２内を導波される光の光軸、ここでは特にメサ形
状部５２のストライプ方向に対して約４５度の角度をな
している。その表面には高反射コーティングがなされて
いる。光出射端面５４は、変調器部２００ａの光入射端
面５１とは反対側の端部近傍に、基板１表面に対して垂
直となるとともに、メサ形状部５２内を導波される光の
光軸に対して平行に設けられており、その表面には無反
射コーティングがなされている。この光出射端面５４と
反射端面５３との間の領域の半絶縁性ＩｎＰ埋込層１４
及びｎ−ＩｎＰ埋込層１５が窓部５５となる。

【００３３】この光半導体装置は、上記実施の形態１に
おいて図３(a) 〜図３(g) を用いて示した光半導体装置
の製造方法における、変調器部１００ａの部分の製造方
法と同様に形成され、ウエハから各半導体装置を切り離
す前にマスクを用いてドライエッチング等により半絶縁
性ＩｎＰ埋込層１４及びｎ−ＩｎＰ埋込層１５を活性層
４よりも深い深さまで除去して光出射端面５４を形成す
るようにし、ウエハプロセス後に各半導体装置を切り出
す際に、反射端面５３をメサ形状部５２のストライプ方
向に対して所定の角度となるようにへき開することによ
り得られる。

【００３４】次に動作について説明する。光入射端面５
１から入射された光は、変調器部２００ａで変調される
とともに、メサ形状部５２のストライプ方向に沿って導
波される。そして、反射端面５３において光出射端面５
４に向かって反射され、変調された光が窓部５５を経て
光出射端面５４から出力される。

【００３５】ここで、本実施の形態２においては、ウエ
ハプロセス後、反射端面５３の導波光の光軸とのなす角
度を約４５度で保ちつつ、へき開位置を調整する等によ
って反射端面２２を設ける位置を変化させることによ
り、窓部５５を除去することなく、変調器部２００ａの
光が導波される方向の長さ即ち、変調器長を変化させる
ことができる。変調器の消光比は変調器部２００ａの光
が導波される方向の長さＬ_mod が長いと大きくなること
から、必要に応じて変調器長を変化させて、消光特性を
調整することが可能となる。なお、通常、消光特性は、
伝送システム上は１３ｄＢ前後が最適とされている。ま
た、Ｌ_mod は好ましくは、１００〜２５０μｍの間で調
整するようにする。

【００３６】さらに、本実施の形態２においては光導波
路となるストライプ状のメサ形状部５２と光出射端面５
４との距離は常に一定であり、反射端面５４は変調器部
２００ａの導波光の光軸と約４５度の角度をなしている
ため、この反射端面５４で反射される導波光の光軸と、
反射前の導波光の光軸とは約９０度の角度をなす。した
がって、反射端面５４の導波光の光軸とのなす角度を約
４５度に保つことにより、ウエハプロセス後、反射端面
５４を設ける位置を調整することにより変調器長を変化
させた場合においても、光出射端面５４と、反射端部５
４の導波光が反射される部分との距離、即ち窓部５５の
距離Ｌ_w は常に一定とすることができる。通常、窓部５
５の距離Ｌ_w は出射光の放射角、および出射面からの変
調器への戻り光を制御するために一定に保つ必要があ
り、通常Ｌ_w ＝２０μｍ程度で設定するが、このように
構成することにより、窓部５５の距離Ｌ_w の長さを一定
に保ったままＬ_mod の長さを調整することができるた
め、窓部の特性を劣化させることがない。

【００３７】このように、本発明の実施の形態２におい
ては、変調器部を導波される光の光軸に沿って平行に配
置された光出射端面５４と、変調器部２００ａに設けら
れた、変調器部に導波される光を反射して、上記光出射
端面５４に入射させる反射端面５３とを備えるようにし
たから、変調器長Ｌ_mod を反射端面５３を設ける位置
を、導波光の光軸に対する角度が変わらないように変更
して調整することにより、窓部の距離Ｌ_w を一定に保っ
たまま、変調器部の消光特性を調整することができ、窓
部の特性を劣化させることなく、ウエハプロセス後に変
調器部の消光特性を調整することができる効果がある。

【００３８】なお、本発明においては、上記実施の形態
２に係る光半導体装置において変調器部の光入射端面側
にＤＢＲレーザ等を集積するようにしてもよく、上記実
施の形態２と同様の効果を奏する。

【００３９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、半導体
基板上に設けられた、光を発生し、この発生した光を導
波する活性領域と、上記半導体基板上に設けられた、そ
れぞれの格子の配列方向が、上記活性領域に導波される
光の光軸方向と一致しないように配置された、格子の配
列方向が互いに平行である格子ピッチの異なる複数の回
折格子を備えたブラッグ反射領域と、上記活性領域を導
波される光を内部で反射して、上記複数の回折格子のい
ずれか一つに入射させる反射面とを備えるようにしたか
ら、反射面を形成する位置をこの反射面に垂直な方向に
おいて調整することにより、活性領域から導波された光
が入射されるブラッグ反射領域において所望の発振波長
が得られる回折格子を選択でき、ウエハプロセス終了後
にも出射光の発振波長選択が容易に可能な光半導体装置
を提供できる効果がある。

【００４０】また、この発明によれば、上記複数の回折
格子の代わりに、単一の回折格子を用いた場合であって
も、かかる回折格子を導波光軸と異なる方向に設けてい
るため、光半導体装置としての省スペース化、小型化を
図ることができる効果がある。

【００４１】また、この発明によれば、活性領域を導波
される光の光軸に対して垂直な光出射端面を、上記活性
領域を挟んで、上記反射面と向かい合う位置に設けるよ
うにしたから、ウエハプロセス終了後にも出射光の発振
波長選択が容易に可能な光半導体装置を提供できる効果
がある。

【００４２】また、この発明によれば、上記光出射端面
と活性領域との間に、上記活性領域から導波される光を
変調する光変調部を備えるようにしたから、ウエハプロ
セス終了後にも出射光の発振波長選択が容易に可能な光
半導体装置を提供できる効果がある。

【００４３】また、この発明によれば、内部に入力され
る光を変調して導波する変調器部と、該変調器部を導波
される光の光軸に沿って平行に配置された光出射端面
と、上記変調器部に設けられた、上記変調器部に導波さ
れる光を反射して、上記光出射端面に入射させる反射端
面とを備えるようにしたから、反射端面を設ける位置
を、導波光の光軸に対する角度が変わらないように変更
して変調器長を調整することにより、窓部の距離を一定
に保ったまま、窓部の特性を劣化させることなく、ウエ
ハプロセス後に変調器部の消光特性を調整することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る光半導体装置
の構造を示す斜視図及び断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る光半導体装置
の構造を示す一部切り欠き斜視図及び基板上方から見た
模式図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る光半導体装置
の製造方法を示す斜視図である。

【図４】 従来の光半導体装置の構造を示す一部切り欠
き斜視図である。

【図５】 この発明の実施の形態２に係る光半導体装置
の構造を示す斜視図及び断面図である。

【符号の説明】

１ ｎ−ＩｎＰ基板、２ ｎ−ＩｎＰバッファ層、３
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、４ ＭＱＷ活性層、
５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、６ａ〜６ｃ ｐ
−ＩｎＰ第１〜第３クラッド層、６ｄ 第１クラッド
層、６ｅ 第２クラッド層、７ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光
ガイド層、８ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、９−絶
縁膜、１０，１２ 蒸着電極、１１，１３，１７ Ａｕ
メッキ層、１４ 半絶縁性ＩｎＰ埋込層、１５ ｎ−Ｉ
ｎＰ埋込層、１６ 蒸着電極、２１、５４ 光出射端
面、２２，５３ 反射端面、２５ 絶縁膜、３０、５２
メサ形状部、３１ａ〜３１ｄメサ形状部、３２ａ〜３
２ｄ 回折格子、４０ａ〜４０ｄ 端面へき開位置、５
１ 光入射端面、５５ 窓部、５６ 光、１００，２０
０ 光半導体装置、１００ａ，２００ａ 変調器部、１
００ｂ 活性領域、１００ｃ ＤＢＲ領域。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に設けられた、光を発生
   し、この発生した光を導波する活性領域と、 上記半導体基板上に設けられ、格子の配列方向が、上記
   活性領域に導波される光の光軸と一致しないように配置
   された回折格子を備えたブラッグ反射領域と、 上記活性領域を導波される光を内部で反射して、上記回
   折格子に入射させる反射面を備えたことを特徴とする光
   半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光半導体装置におい
   て、 上記回折格子が、格子の配列方向が互いに平行である格
   子ピッチの異なる複数の回折格子で構成され、 上記反射面は、この複数の回折格子のいずれか一つに光
   を入射させるよう構成されてなることを特徴とする光半
   導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光半導体装置におい
   て、 上記反射面が光半導体装置の端面で構成されてなること
   を特徴とする光半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光半導体装置におい
   て、 上記活性領域を導波される光の光軸に対して垂直な光出
   射端面を、上記活性領域を挟んで、上記反射面と向かい
   合う位置に設けたことを特徴とする光半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光半導体装置におい
   て、 上記光出射端面と活性領域との間に、上記活性領域から
   導波される光を変調する光変調部を備えたことを特徴と
   する光半導体装置。
6. 【請求項６】 内部に入力される光を変調して導波する
   変調器部と、 該変調器部を導波される光の光軸に沿って平行に配置さ
   れた光出射端面と、 上記変調器部に設けられた、上記変調器部に導波される
   光を反射して、上記光出射端面に入射させる反射端面と
   を備えたことを特徴とする光半導体装置。