JPS5880887A - 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 - Google Patents
半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子Info
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- JPS5880887A JPS5880887A JP56179303A JP17930381A JPS5880887A JP S5880887 A JPS5880887 A JP S5880887A JP 56179303 A JP56179303 A JP 56179303A JP 17930381 A JP17930381 A JP 17930381A JP S5880887 A JPS5880887 A JP S5880887A
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- layer
- laser
- semiconductor laser
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光集積化素子に関し、と下に埋め込みへテロ構
造半導体レーザとPN接合型フォトダイオードとが同一
半導体基板上に集積化された半導体レーザ・フォトダイ
オード光集積化素子に関する。
造半導体レーザとPN接合型フォトダイオードとが同一
半導体基板上に集積化された半導体レーザ・フォトダイ
オード光集積化素子に関する。
近年光半導体素子や光ファイバの高品質化によ〕、光フ
アイバ通信の実用化が進み、各種光素子を一体化してシ
ステムの安定化をはかろうという気運が高まるにつれ、
光集積回路という新しい研究分野が発展しつつある。な
かでも半導体レーザ。
アイバ通信の実用化が進み、各種光素子を一体化してシ
ステムの安定化をはかろうという気運が高まるにつれ、
光集積回路という新しい研究分野が発展しつつある。な
かでも半導体レーザ。
発光ダイオード等の発光素子と受光素子との集積化は光
源の光出力t%エターする必!!性からシステム構成上
重要であると考えられ、それらを同−半導体基板上に形
成するモノリシックな集積化が関心を集めている。半導
体レーザと光検出素子のモノリシックな集積化をめざし
九ものとして、Nえば1980年発行のエレクトロニク
ス・レターズ(Electronics Lett@r
s)誌、第16巻、第9号、第342頁から第343頁
に報告された伊賀氏らによる化学エツチングミラー面を
用いたInGaAaP/InP DHv−ず・7オトダ
イオードの集積化素子がある。これ杜通常の絶縁膜スト
ライプレーザの一方の共振器面を化学エツチングにより
、て形成し、このエツチング共振器面に\ 相対した面をフォトダイオードの受光面としておシ、化
学エツチングによって形成されたレーザ共振器面からの
光出力をモニタすべくフォトダイオードが配置され九半
導体レーザ・フォトダイオード集積化素子である。この
集積化素子の絶縁膜ストライプレーザに正のバイアスを
かけ電流を流して発振させたレーザの光出力の一部を外
部抵抗を介して負のバイアスをかけ九7オトダイオード
で検出することによ〕レーザ光をモニタすることができ
る。
源の光出力t%エターする必!!性からシステム構成上
重要であると考えられ、それらを同−半導体基板上に形
成するモノリシックな集積化が関心を集めている。半導
体レーザと光検出素子のモノリシックな集積化をめざし
九ものとして、Nえば1980年発行のエレクトロニク
ス・レターズ(Electronics Lett@r
s)誌、第16巻、第9号、第342頁から第343頁
に報告された伊賀氏らによる化学エツチングミラー面を
用いたInGaAaP/InP DHv−ず・7オトダ
イオードの集積化素子がある。これ杜通常の絶縁膜スト
ライプレーザの一方の共振器面を化学エツチングにより
、て形成し、このエツチング共振器面に\ 相対した面をフォトダイオードの受光面としておシ、化
学エツチングによって形成されたレーザ共振器面からの
光出力をモニタすべくフォトダイオードが配置され九半
導体レーザ・フォトダイオード集積化素子である。この
集積化素子の絶縁膜ストライプレーザに正のバイアスを
かけ電流を流して発振させたレーザの光出力の一部を外
部抵抗を介して負のバイアスをかけ九7オトダイオード
で検出することによ〕レーザ光をモニタすることができ
る。
ところで、この91においてはレーザに絶縁膜ストライ
プをの横に広がり九活性層をもつ半導体レーザを用いて
いるためにエツチングの条件が無びしく、レーザ特性そ
のものが化学エツチングの影響を無わめて受は中すい、
すなわち注入電流対光出力特性の非直線性かへ自問によ
る共振器面をもつ半導体レーザよ〕も顕著になったル1
発振しきい値が数十%以上高くな−)えシして、製作が
容易でなく、製造歩Inが悪い、さらに半導体レーザの
電極ストライプ幅とフォトダイオードの電極ストライプ
幅が同じであるため、レーザ出力光の一部しか受光する
ことができず、受光効率が悪い。
プをの横に広がり九活性層をもつ半導体レーザを用いて
いるためにエツチングの条件が無びしく、レーザ特性そ
のものが化学エツチングの影響を無わめて受は中すい、
すなわち注入電流対光出力特性の非直線性かへ自問によ
る共振器面をもつ半導体レーザよ〕も顕著になったル1
発振しきい値が数十%以上高くな−)えシして、製作が
容易でなく、製造歩Inが悪い、さらに半導体レーザの
電極ストライプ幅とフォトダイオードの電極ストライプ
幅が同じであるため、レーザ出力光の一部しか受光する
ことができず、受光効率が悪い。
あるいは半導体レーザの共振wIiiiとフォトダイオ
ードの受光面とが平行に配置されているため、フォトダ
イオードの受光面で反射し九レーザ発振光が半導体レー
ザに再入射して、反射雑音とな〕、半導体レーずのモー
ド不安定性の原因となるといった欠点があった。
ードの受光面とが平行に配置されているため、フォトダ
イオードの受光面で反射し九レーザ発振光が半導体レー
ザに再入射して、反射雑音とな〕、半導体レーずのモー
ド不安定性の原因となるといった欠点があった。
本発明の目的は上記の欠点を除去すべく、エツチングの
影響を受けに〈<、製作歩留シが大幅に向上し、かつフ
ォトダイオードの受光効率がよく。
影響を受けに〈<、製作歩留シが大幅に向上し、かつフ
ォトダイオードの受光効率がよく。
レーザの発振横モード、軸モードが安定化された埋め込
みへテロ構造半導体レーザ・7オトダイオード光集積化
素子を提供することにある。
みへテロ構造半導体レーザ・7オトダイオード光集積化
素子を提供することにある。
本発明によれば、活性層の周囲がよりエネルギーギャッ
プが大急く屈折率が不適な生部体材料でおおわれている
埋め込みペテロ構造半導体レーザと、フォトダイオード
とが、同一半導体基板上に集積化された半導体レーザ・
フォトダイオード光集積化素子において、埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザの少なくと4一方の共振器面がエツ
チング法によって形成され、エツチングされた共振器面
からのレーザ出力光を受光すべく、フォトダイオードが
エツチングされたレーザ共振器面に相対して配置され、
フォトダイオードのキャリア発生領域の受光面がエツチ
ングによ〕形成され、エツチング面に露出したm起フォ
トダイオードの葦ヤリア発生領域が、埋め込みへテロ構
造半導体レーザの活性層の共振器面内面積より4大きな
面積をもち、受光面がレーザ共振軸に対して喬直童ない
ことを特徴とする中導体し−ず・フォトダイオード光集
積化素子が得られる。
プが大急く屈折率が不適な生部体材料でおおわれている
埋め込みペテロ構造半導体レーザと、フォトダイオード
とが、同一半導体基板上に集積化された半導体レーザ・
フォトダイオード光集積化素子において、埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザの少なくと4一方の共振器面がエツ
チング法によって形成され、エツチングされた共振器面
からのレーザ出力光を受光すべく、フォトダイオードが
エツチングされたレーザ共振器面に相対して配置され、
フォトダイオードのキャリア発生領域の受光面がエツチ
ングによ〕形成され、エツチング面に露出したm起フォ
トダイオードの葦ヤリア発生領域が、埋め込みへテロ構
造半導体レーザの活性層の共振器面内面積より4大きな
面積をもち、受光面がレーザ共振軸に対して喬直童ない
ことを特徴とする中導体し−ず・フォトダイオード光集
積化素子が得られる。
実施例を述べる#に本発明による堀め込みへテロ構造半
導体レーザ・7オトダイオート°光集積化素子の動作原
理を図を用いて説明する。第1図に従来例の半導体レー
ず・フォトダイオード光集積化素子と本発明による埋め
込みへテロ構造半導体レーザ・フォトダイオード光集積
化素子の平面図を示す。通常化学エツチングされた結晶
表面はエツチングマスクであるフォトレジストがきわめ
て7ラツトな境界をもっていても数μm程度の深さに化
学エツチングする場合−たいてい非常に小さな凹凸を生
じて、エツチング側面の平面度は多少悪くなる。この凹
凸紘黴細に観察すると1〜2μm前後の非常に小さなう
ねシとなっていることがわかる。第1図(&)に示した
従来例においては%九とえばストライプ幅154mの絶
縁膜ストライプレーザを用いているため、このような微
小なうねルの影響を強く受けてしまい5発振しきい値電
流密度がへき開面による半導体レーザに比べて数十%以
上、上昇してしまったシ、あるいはレーザ発振すらしな
くなるということが知られている。これに対して本発明
では、埋め込みへテロ構造半截体レーザ106の活性層
のストライプ幅が2〜3amと小さく、そのため前述し
たような微小なうね〕の影響はあtJ7受けず製作歩留
pも向上し声。このような嵐好なエツチング共振器面1
10は第1図(a)に示した従来例の場合と同様Hen
:CHsCOOH:H*0嵩−1:2:1の混合エツチ
ング液を用い、15℃でエツチング−水洗、乾燥を〈プ
かえず多段エツチング法を用いてもよいし、あるvhは
8i0* @t−xyチングマ゛スクとして100C
Cのメチルアルコールに0.3ccのブームを混合した
Br−メタノール混合エツチング液で3℃、2分間エツ
チングすることによ〕、実現で龜る。上述のことがらは
湿式化学エツチング法に限らず、プラズマエツチング、
す・アクティブイオンエツチング等のエツチングプロセ
スについても言えることである。ところで埋め込み構造
レーザを用いた場合、活性層幅が狭いためにビームのひ
ろが〕が大きくなり、レーザの活性層幅と同じ幅のフォ
トダイオードキャリア発生領域では受光効率が著しく低
下し、有効なモニタができにくかった。それに対して本
発明によれに第1図(b)に示したように埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザ106の化学エツチング共振器面1
10に相対する面のフォトダイオード107のキャリア
発生領域のストライプ109の幅tレーザ放射角に対応
した光の拡がシ以上に広くしておくことによシ、レーザ
光を有効にモニタすることが可能となった。また半導体
レーザは一般に、外部から入射する光にはきわめて敏感
である。半導体レーザから出射したレーザ光が光ファイ
バの入射端面、あるいは光ファイバの出射端面から反射
して半導体レーザに再入射することによシ、半導体レー
ザの発振モードが不安定となシ、軸モードのホッピング
やふらつきが生じて、いわゆるフイ(7下パック雑音と
なることが知られている。第1図(a)K示した従来例
においてはフォトダイオードの受光面が半導体レーザ共
振器面とほぼ平行に形成されているため、このフィード
バック雑音の影響t−色わめて受けやすく%vhm軸モ
ードが不安定になることが多かった。ところが第1図(
b)に示したような本発明による埋め込みへテロ構麺中
導体レーザ・フォトダイオード光集積化素子においては
%7オトダイオード受光面tレーザ共振軸に対して垂直
にせず、受光面で反射したレーザ光が、レーザ共振II
EIには達しても。
導体レーザ・7オトダイオート°光集積化素子の動作原
理を図を用いて説明する。第1図に従来例の半導体レー
ず・フォトダイオード光集積化素子と本発明による埋め
込みへテロ構造半導体レーザ・フォトダイオード光集積
化素子の平面図を示す。通常化学エツチングされた結晶
表面はエツチングマスクであるフォトレジストがきわめ
て7ラツトな境界をもっていても数μm程度の深さに化
学エツチングする場合−たいてい非常に小さな凹凸を生
じて、エツチング側面の平面度は多少悪くなる。この凹
凸紘黴細に観察すると1〜2μm前後の非常に小さなう
ねシとなっていることがわかる。第1図(&)に示した
従来例においては%九とえばストライプ幅154mの絶
縁膜ストライプレーザを用いているため、このような微
小なうねルの影響を強く受けてしまい5発振しきい値電
流密度がへき開面による半導体レーザに比べて数十%以
上、上昇してしまったシ、あるいはレーザ発振すらしな
くなるということが知られている。これに対して本発明
では、埋め込みへテロ構造半截体レーザ106の活性層
のストライプ幅が2〜3amと小さく、そのため前述し
たような微小なうね〕の影響はあtJ7受けず製作歩留
pも向上し声。このような嵐好なエツチング共振器面1
10は第1図(a)に示した従来例の場合と同様Hen
:CHsCOOH:H*0嵩−1:2:1の混合エツチ
ング液を用い、15℃でエツチング−水洗、乾燥を〈プ
かえず多段エツチング法を用いてもよいし、あるvhは
8i0* @t−xyチングマ゛スクとして100C
Cのメチルアルコールに0.3ccのブームを混合した
Br−メタノール混合エツチング液で3℃、2分間エツ
チングすることによ〕、実現で龜る。上述のことがらは
湿式化学エツチング法に限らず、プラズマエツチング、
す・アクティブイオンエツチング等のエツチングプロセ
スについても言えることである。ところで埋め込み構造
レーザを用いた場合、活性層幅が狭いためにビームのひ
ろが〕が大きくなり、レーザの活性層幅と同じ幅のフォ
トダイオードキャリア発生領域では受光効率が著しく低
下し、有効なモニタができにくかった。それに対して本
発明によれに第1図(b)に示したように埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザ106の化学エツチング共振器面1
10に相対する面のフォトダイオード107のキャリア
発生領域のストライプ109の幅tレーザ放射角に対応
した光の拡がシ以上に広くしておくことによシ、レーザ
光を有効にモニタすることが可能となった。また半導体
レーザは一般に、外部から入射する光にはきわめて敏感
である。半導体レーザから出射したレーザ光が光ファイ
バの入射端面、あるいは光ファイバの出射端面から反射
して半導体レーザに再入射することによシ、半導体レー
ザの発振モードが不安定となシ、軸モードのホッピング
やふらつきが生じて、いわゆるフイ(7下パック雑音と
なることが知られている。第1図(a)K示した従来例
においてはフォトダイオードの受光面が半導体レーザ共
振器面とほぼ平行に形成されているため、このフィード
バック雑音の影響t−色わめて受けやすく%vhm軸モ
ードが不安定になることが多かった。ところが第1図(
b)に示したような本発明による埋め込みへテロ構麺中
導体レーザ・フォトダイオード光集積化素子においては
%7オトダイオード受光面tレーザ共振軸に対して垂直
にせず、受光面で反射したレーザ光が、レーザ共振II
EIには達しても。
活性層に再入射してガイドされない1変に傾斜させるこ
とによp、上記のようなフィードバック雑音の影響をと
りのそくことかで龜る。
とによp、上記のようなフィードバック雑音の影響をと
りのそくことかで龜る。
次に本発明の実施的につき図を用いて説明する。
第2図は本発明の実施列の製造方法を示す丸めの平向図
、および第2図(2)中A−A’、B−Blで示した部
分の断面図である。tず第2図(1)、しよび(2)の
A−A’ 、B−81部分の断面図を示す第2図(5)
、 (6)において、(10G)fl−InP 基板
201上にn−InPバッファ層202、’InGaA
aP層203.p−InPクラッド層204を順次成長
させた通常のDHウェファに<Oll>方向に平行に幅
2〜3μmo埋め込みへテロ構造半導体レーザ(以下H
H−LDと略す。)用ストライプとなる部分251と幅
100μmのフォトダイオード(以下FDと略す。)と
なる部分252とを含む図中に示し九ようなストライプ
パターンを<011>方向の間隔を200 amにとっ
て通常の7オトレジスト技術によpBrメタノールエツ
チング液を用いてInGaAsP層203よシも深くメ
サエッチングする。次に埋め込み成長を行なう。第2図
(2)。
、および第2図(2)中A−A’、B−Blで示した部
分の断面図である。tず第2図(1)、しよび(2)の
A−A’ 、B−81部分の断面図を示す第2図(5)
、 (6)において、(10G)fl−InP 基板
201上にn−InPバッファ層202、’InGaA
aP層203.p−InPクラッド層204を順次成長
させた通常のDHウェファに<Oll>方向に平行に幅
2〜3μmo埋め込みへテロ構造半導体レーザ(以下H
H−LDと略す。)用ストライプとなる部分251と幅
100μmのフォトダイオード(以下FDと略す。)と
なる部分252とを含む図中に示し九ようなストライプ
パターンを<011>方向の間隔を200 amにとっ
て通常の7オトレジスト技術によpBrメタノールエツ
チング液を用いてInGaAsP層203よシも深くメ
サエッチングする。次に埋め込み成長を行なう。第2図
(2)。
(7) 、 (8)にあわせて示したように、p−In
P電流プayり層205、o−IaP 電流プayり
層206sp−IaPilめ込み層207.a−1nP
電極層208を順次積層させる。こむで筆者らが特w4
昭55−124261号明細書において示したようスト
ライプ幅O狭hBH=LD部分ではp−InP電流ブロ
ック層20!s、5−IaP電流プayり層206 t
メ?上部O4積層しないように結晶成長させることがで
き、一方PD部分ではメサ幅が広いためにこれらの層は
メサ上部にも積層してしまう。次に第2図(3)および
(9) # 11G)にあわせて示したように、もとの
パターンにそってp形不純物であるZnをn−InP電
極層208をつ龜ぬけてp−I口P埋め込み鳩207t
で達するように拡散する。なsPヒoHn)l−LD部
分のZn拡散層209はp−InP 埋め込み層207
に達してお〉、a−InP電流電流クロッ2層206至
っていないようにすbが、FD線部分Zn拡散層216
ij (1−IOP電流電流クロッ2層206tぬけ
て、かつInGaAsP層203tでは達していないよ
うにする必要がある。このようなZn拡散層はBH−L
D部分と20部分とを別々に拡散するか、あるいはFD
線部分み二RNおしこみ拡散する仁とによシ、容品に形
成することができる。Zn拡11kl−行なつ′#−後
、エピタキシャル成長1f1mにAuZnオーイック電
極、211 k形成し、基板@を研磨して全体の厚さを
約100 μmとし、fi側にAuraオーミック電極
212t−形成する。最後に第2図(4)に示したよう
に、レーザ共振器、およびFD受光面260形成のため
の化学エツチングを行なう。素子ウェファのエピタキシ
ャル成長層側に8sOsCVD@を積層し1通常の7オ
トレジスト技術によ〕、図に示しえよつなエツチングパ
ターンを形成する。なおこの際BH−LD共振器面がく
Oll〉方向に平行になるように、またFD受光面26
0がらの反射光がBH−LD活性層に再入射して光導波
されない程度にPDの受光面260t−レーザ共振軸に
対して傾斜させることが必要である。そのL tずK
I + Is @i[を用いて人uZn電極層211t
”ilp去りその後8tOsCVDl[t−マスクとし
てメタノール100cc 、BrO,3cc を混合し
ft−BrメタノールエツチングfILt−用いて3℃
、2分間エツチングしてレーず共振−面を形成する。(
011)方向では通常順メサエツチング方向となり、喬
直なエツチング面は得にくいのだが、素子狭面との密着
性のすぐれた8sOxCVD @を用いることにょシ
BH−LDrtI性層端面付近は基板表面に垂直にエツ
チング共振5mg5st形成することができ。
P電流プayり層205、o−IaP 電流プayり
層206sp−IaPilめ込み層207.a−1nP
電極層208を順次積層させる。こむで筆者らが特w4
昭55−124261号明細書において示したようスト
ライプ幅O狭hBH=LD部分ではp−InP電流ブロ
ック層20!s、5−IaP電流プayり層206 t
メ?上部O4積層しないように結晶成長させることがで
き、一方PD部分ではメサ幅が広いためにこれらの層は
メサ上部にも積層してしまう。次に第2図(3)および
(9) # 11G)にあわせて示したように、もとの
パターンにそってp形不純物であるZnをn−InP電
極層208をつ龜ぬけてp−I口P埋め込み鳩207t
で達するように拡散する。なsPヒoHn)l−LD部
分のZn拡散層209はp−InP 埋め込み層207
に達してお〉、a−InP電流電流クロッ2層206至
っていないようにすbが、FD線部分Zn拡散層216
ij (1−IOP電流電流クロッ2層206tぬけ
て、かつInGaAsP層203tでは達していないよ
うにする必要がある。このようなZn拡散層はBH−L
D部分と20部分とを別々に拡散するか、あるいはFD
線部分み二RNおしこみ拡散する仁とによシ、容品に形
成することができる。Zn拡11kl−行なつ′#−後
、エピタキシャル成長1f1mにAuZnオーイック電
極、211 k形成し、基板@を研磨して全体の厚さを
約100 μmとし、fi側にAuraオーミック電極
212t−形成する。最後に第2図(4)に示したよう
に、レーザ共振器、およびFD受光面260形成のため
の化学エツチングを行なう。素子ウェファのエピタキシ
ャル成長層側に8sOsCVD@を積層し1通常の7オ
トレジスト技術によ〕、図に示しえよつなエツチングパ
ターンを形成する。なおこの際BH−LD共振器面がく
Oll〉方向に平行になるように、またFD受光面26
0がらの反射光がBH−LD活性層に再入射して光導波
されない程度にPDの受光面260t−レーザ共振軸に
対して傾斜させることが必要である。そのL tずK
I + Is @i[を用いて人uZn電極層211t
”ilp去りその後8tOsCVDl[t−マスクとし
てメタノール100cc 、BrO,3cc を混合し
ft−BrメタノールエツチングfILt−用いて3℃
、2分間エツチングしてレーず共振−面を形成する。(
011)方向では通常順メサエツチング方向となり、喬
直なエツチング面は得にくいのだが、素子狭面との密着
性のすぐれた8sOxCVD @を用いることにょシ
BH−LDrtI性層端面付近は基板表面に垂直にエツ
チング共振5mg5st形成することができ。
これによfi、BH−LD254 とPD255とが分
離される。
離される。
すなわち1本発明の実施例においては、活性領域が共振
器端面内で小さな断面積t4っBH−LDを採用したこ
とによ)、レーザ共振器面を形成する丸めの化学エツチ
ングが容易KLJI、レーザ特性がこのエツチングの状
態にあtカ影響されず、したがって再現性、製作歩’a
ntが大幅に向上した。さらにBH−LDの化学エツチ
ング共振器面に相対する面のFDのキャリア発生領域の
ストライプ幅をレーザ放射角に対応し九光拡が)程度あ
るいはそれ以上に広くとる仁とによル、レーザ光を有効
にモニタすることかで龜た。tた7オトダイオードの受
光面をレーザ共振器面に対して傾けることによって、F
D受光面からの反射光がB )i −、L D活性層に
再入射することによる光フィードバック雑音の影曽管と
シ除くことかで龜た。
器端面内で小さな断面積t4っBH−LDを採用したこ
とによ)、レーザ共振器面を形成する丸めの化学エツチ
ングが容易KLJI、レーザ特性がこのエツチングの状
態にあtカ影響されず、したがって再現性、製作歩’a
ntが大幅に向上した。さらにBH−LDの化学エツチ
ング共振器面に相対する面のFDのキャリア発生領域の
ストライプ幅をレーザ放射角に対応し九光拡が)程度あ
るいはそれ以上に広くとる仁とによル、レーザ光を有効
にモニタすることかで龜た。tた7オトダイオードの受
光面をレーザ共振器面に対して傾けることによって、F
D受光面からの反射光がB )i −、L D活性層に
再入射することによる光フィードバック雑音の影曽管と
シ除くことかで龜た。
この埋め込みヘテG2′llt造半導体レーザ・フォト
ダイオード光集積化索子□KBH−LD254部分に正
のバイアスtかけて電fi會流し、Pi)255に外部
抵抗を介して負のバイアスをかけることによって、高性
能なりH−LD254とそ0レーず光を有効に光モニタ
するPD255とが同一半導体基板上に集積化された素
子を駆動することがで龜る。
ダイオード光集積化索子□KBH−LD254部分に正
のバイアスtかけて電fi會流し、Pi)255に外部
抵抗を介して負のバイアスをかけることによって、高性
能なりH−LD254とそ0レーず光を有効に光モニタ
するPD255とが同一半導体基板上に集積化された素
子を駆動することがで龜る。
なお本発明のsm例においては、特に化学エツチング技
術にもとすいて説明したが1本発明においてはこの化学
エツチング法に限ることなく、プラズマエッチーング、
リアクティブイオンエツチング等の他のエツチング技術
も適用で龜る。また本発明の実施例にお−てはIaP
を基板とし、InG1AspHtBH−LDノ活性層、
およびPDのキャリア発生領域としたl#m帯の素子を
示したが1本発明に用いる半導体材料としてはIaP系
にかぎらず、 GaAs−G暑AjlAs 系等の半
導体材料でもさしつかえない。
術にもとすいて説明したが1本発明においてはこの化学
エツチング法に限ることなく、プラズマエッチーング、
リアクティブイオンエツチング等の他のエツチング技術
も適用で龜る。また本発明の実施例にお−てはIaP
を基板とし、InG1AspHtBH−LDノ活性層、
およびPDのキャリア発生領域としたl#m帯の素子を
示したが1本発明に用いる半導体材料としてはIaP系
にかぎらず、 GaAs−G暑AjlAs 系等の半
導体材料でもさしつかえない。
第1図は従来例の半導体レーザ・フォトダイオード光集
積化素子、および本発明による埋め込みヘテa 構造半
導体レーザ・フォトダイオード光集積化素゛芋の平面図
、#I2図は本発明の実施例の製造方@を示す丸めの平
面図および断面図である。 図中101・・・・・・絶縁模ストライプレーザ、10
6・・・・・・埋め込みへテロ構造半導体レーザ、10
3・・・・・・レーザ電極ストライプ、104・・・・
・・7オトダイオード電極ストライプ、102,107
・・・・・・フォトダイオード、105,110・・・
・・・化学エツチング共振器面、108・・・・・・埋
め込みへテロ構造半導体レーザ電極、109・・・・・
・フォトダイオード電極、201 …e・n−InP基
板、20B−…InGaAsP層、 205 ・・・−
p−InP を流プayり層、206・・・・・・n−
InP電流電流クロッ2層07・・・・・・p−InP
埋め込み層、208・・・・・・n−InP電極層、
209、.210・・・・・・Zn拡散領域、251・
・・・・・堀め込みへテロ構造半導体レーザパターン、
252・・・・・・フォトダイオード部分のストライプ
パターン。 260・・・・・・フォトダイオードの受光面である。 羊 l 図 年2 図 60 隼2図
積化素子、および本発明による埋め込みヘテa 構造半
導体レーザ・フォトダイオード光集積化素゛芋の平面図
、#I2図は本発明の実施例の製造方@を示す丸めの平
面図および断面図である。 図中101・・・・・・絶縁模ストライプレーザ、10
6・・・・・・埋め込みへテロ構造半導体レーザ、10
3・・・・・・レーザ電極ストライプ、104・・・・
・・7オトダイオード電極ストライプ、102,107
・・・・・・フォトダイオード、105,110・・・
・・・化学エツチング共振器面、108・・・・・・埋
め込みへテロ構造半導体レーザ電極、109・・・・・
・フォトダイオード電極、201 …e・n−InP基
板、20B−…InGaAsP層、 205 ・・・−
p−InP を流プayり層、206・・・・・・n−
InP電流電流クロッ2層07・・・・・・p−InP
埋め込み層、208・・・・・・n−InP電極層、
209、.210・・・・・・Zn拡散領域、251・
・・・・・堀め込みへテロ構造半導体レーザパターン、
252・・・・・・フォトダイオード部分のストライプ
パターン。 260・・・・・・フォトダイオードの受光面である。 羊 l 図 年2 図 60 隼2図
Claims (1)
- 活性層の、周卦がよ〕エネルギーギャップが大きく屈折
率が小さな半導体材料でおおわれている堀め込みへテロ
構造半導体レーザと、フォトダイオードとが、同一半導
体基板上に集積化された半導体レーザ・フォトダイオー
ド光集積化素子においてm配置め込みへテロ構造半導体
レーザの少なくとも一方の共振器面がエツチング法によ
って形成され、エツチングされた共振器面からのレーザ
出力光を受光すべく、前記フォトダイオードが前記エツ
チングされたレーザ共振器面に相対して配置されs f
fa紀フォトダイオードのキャリア発生領域の受光面が
エツチングによ〕形成され、エツチング面に露出した前
記フォトダイオードのキャリア発生領域が、前記埋め込
みへテロ構造半導体レーザの活性層の共振器面内面積よ
りも大舞な面積をもち、繭重受光面がレーザ共振軸に対
して垂直でないことを特徴とする半導体レーザ・フォト
ダイオード光集積化素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56179303A JPS5880887A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
US06/408,302 US4470143A (en) | 1981-08-18 | 1982-08-16 | Semiconductor laser having an etched mirror and a narrow stripe width, with an integrated photodetector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56179303A JPS5880887A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5880887A true JPS5880887A (ja) | 1983-05-16 |
Family
ID=16063464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56179303A Pending JPS5880887A (ja) | 1981-08-18 | 1981-11-09 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5880887A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63156381A (ja) * | 1986-12-20 | 1988-06-29 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
JP2002232069A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体装置の製造方法 |
CN110304678A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-08 | 北京大漠石油工程技术有限公司 | 低温分离甲醇汽提塔合一装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS53105185A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo integrated semiconductor device |
JPS566494A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-23 | Philips Nv | Semiconductor laser device |
-
1981
- 1981-11-09 JP JP56179303A patent/JPS5880887A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS53105185A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo integrated semiconductor device |
JPS566494A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-23 | Philips Nv | Semiconductor laser device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63156381A (ja) * | 1986-12-20 | 1988-06-29 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
JP2002232069A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体装置の製造方法 |
CN110304678A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-08 | 北京大漠石油工程技术有限公司 | 低温分离甲醇汽提塔合一装置 |
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