JPS6045083A - 平面型半導体レ−ザ集積回路装置 - Google Patents
平面型半導体レ−ザ集積回路装置Info
- Publication number
- JPS6045083A JPS6045083A JP15249083A JP15249083A JPS6045083A JP S6045083 A JPS6045083 A JP S6045083A JP 15249083 A JP15249083 A JP 15249083A JP 15249083 A JP15249083 A JP 15249083A JP S6045083 A JPS6045083 A JP S6045083A
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- JP
- Japan
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- recess
- laser
- integrated circuit
- semi
- semiconductor laser
- Prior art date
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- Granted
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-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (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】
〔発明の利用分野〕
半導体レーザと、増幅、変調、安定化、スイツ〔発明の
背景〕 半導体レーザと電子回路とをモノリシックに作り付ける
場合、ｎ型基板を用いた２階建構令にする方法（Ｈ，Ｍ
ａｔｓｕｅｄａ ： Ｊａｐａｎ Ｊ、Ａ、Ｐ、２０（
’８１）８２０−１ ｐ、 １９３）と半絶縁性（ＳＩ
）基板を用いる方法（Ａ、Ｙａｒｉｖ ： ＩＥ３Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ 。
背景〕 半導体レーザと電子回路とをモノリシックに作り付ける
場合、ｎ型基板を用いた２階建構令にする方法（Ｈ，Ｍ
ａｔｓｕｅｄａ ： Ｊａｐａｎ Ｊ、Ａ、Ｐ、２０（
’８１）８２０−１ ｐ、 １９３）と半絶縁性（ＳＩ
）基板を用いる方法（Ａ、Ｙａｒｉｖ ： ＩＥ３Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ 。
Ｍａｙ（’８２）ｐ、３８）とが提案されている。集積
度を上げるためには、後者の方が大面積が利用出来る等
の理由から有利である。しかし従来、素子表面に段差を
生じるため実現が困難であった。
度を上げるためには、後者の方が大面積が利用出来る等
の理由から有利である。しかし従来、素子表面に段差を
生じるため実現が困難であった。
半導体レーザダイオードと電子回路とを平面的に５段差
を生じる事なく、同一基板上に形成した平面型半導体レ
ーザ集積回路装置に関する。電子回路部には、変調、増
幅、安定化、スイッチング等の機能を持たせ、半導体レ
ーザの多機硅化を実現する。
を生じる事なく、同一基板上に形成した平面型半導体レ
ーザ集積回路装置に関する。電子回路部には、変調、増
幅、安定化、スイッチング等の機能を持たせ、半導体レ
ーザの多機硅化を実現する。
半絶縁性の基板にあらかじめ段付きの凹みを形成してお
き１選択的エピタキシャル結晶成長技術によって、この
凹みの中に、ちょうど納まるように、導電性の半導体層
及びダブルへテロ構造の半導体レーザとを作り付ける。
き１選択的エピタキシャル結晶成長技術によって、この
凹みの中に、ちょうど納まるように、導電性の半導体層
及びダブルへテロ構造の半導体レーザとを作り付ける。
特にＭＯＯＶＤ法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｊｃ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏ −５ｉｔｉｏｎ
）による結晶成長が好都合である。しかる後に、凹み以
外の部分の新酢な半絶縁性基板表面に、カフ子回路を形
成し、全体として１段差のない平面的な光・電子集積回
路となす。
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏ −５ｉｔｉｏｎ
）による結晶成長が好都合である。しかる後に、凹み以
外の部分の新酢な半絶縁性基板表面に、カフ子回路を形
成し、全体として１段差のない平面的な光・電子集積回
路となす。
み部分をＳｅ （或いはＴｅ、８ｎ等でも良い）をドー
プしたｎ 型の導電性ＧａＡｓ ２でちょうど埋め込む
。この埋込みは他に、ＬＰＥ（液相エピタキシャル結晶
成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法等による
事も可能である。この計導電層２のキャリヤ濃度は高い
程、直列抵抗が下がるので良いが、１０ｃｍ の桁にあ
れば実用になる。次に第１図（３）に示すように、凹み
部の一部分に、より深い凹み１５％エツチングで形成す
る。
プしたｎ 型の導電性ＧａＡｓ ２でちょうど埋め込む
。この埋込みは他に、ＬＰＥ（液相エピタキシャル結晶
成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法等による
事も可能である。この計導電層２のキャリヤ濃度は高い
程、直列抵抗が下がるので良いが、１０ｃｍ の桁にあ
れば実用になる。次に第１図（３）に示すように、凹み
部の一部分に、より深い凹み１５％エツチングで形成す
る。
深さは、２μｍ−１０μｍである。しかる後に再び選択
成長の技術によって第１図（４）に示す如く深い方の凹
み中にちょうど納まるように、ダブルへテロ構造のレー
ザ素子を作り付ける。ダブルへテロ構造の構成そのもの
は通常の半導体レーザにおけるそれと同様で良い。すな
わちＳｅ％ドープしたキャリヤ濃度Ｉ Ｘ １０１１０
ｌ８’のｎ型Ｇａ ｏ、ｓ Ａｔ ｏ４Ａｓで厚さ０５
μｍ〜２０μｍのクラッド層４゜キャリヤ濃度１０”ｃ
ｍ’−”のＧａ ｏ、ｓｇ ｋｌ ｏ、ｏ４Ａｓで厚さ
０．１μｍの活性層５．Ｚｎ−ｐドープしたキャリヤ濃
度３〜５Ｘ１０ｃｍ のＰ型Ｇａ ｏ、ｔ□Ａ、ｉ ｏ
、２８Ａｓで厚さ０．５ ｐｍ −２，０ｔｔｍのり２
ツド屑６゜１図（５）に示すように、Ｚｎを拡散し不純
物領謔８を形成する。ぞの深さは深い四部と浅い凹部の
境界から、深い凹部の方へ２μｍ〜５．０μｍ寄った所
が好適である。才た。深い四部の両端でレーザ各層が近
接し混ざり合う部分には、第１図（５）に９で示すよう
に、プロトンあるいは酸素をイオン打込みする事によっ
て、電流リークを阻止する事が望ましい。
成長の技術によって第１図（４）に示す如く深い方の凹
み中にちょうど納まるように、ダブルへテロ構造のレー
ザ素子を作り付ける。ダブルへテロ構造の構成そのもの
は通常の半導体レーザにおけるそれと同様で良い。すな
わちＳｅ％ドープしたキャリヤ濃度Ｉ Ｘ １０１１０
ｌ８’のｎ型Ｇａ ｏ、ｓ Ａｔ ｏ４Ａｓで厚さ０５
μｍ〜２０μｍのクラッド層４゜キャリヤ濃度１０”ｃ
ｍ’−”のＧａ ｏ、ｓｇ ｋｌ ｏ、ｏ４Ａｓで厚さ
０．１μｍの活性層５．Ｚｎ−ｐドープしたキャリヤ濃
度３〜５Ｘ１０ｃｍ のＰ型Ｇａ ｏ、ｔ□Ａ、ｉ ｏ
、２８Ａｓで厚さ０．５ ｐｍ −２，０ｔｔｍのり２
ツド屑６゜１図（５）に示すように、Ｚｎを拡散し不純
物領謔８を形成する。ぞの深さは深い四部と浅い凹部の
境界から、深い凹部の方へ２μｍ〜５．０μｍ寄った所
が好適である。才た。深い四部の両端でレーザ各層が近
接し混ざり合う部分には、第１図（５）に９で示すよう
に、プロトンあるいは酸素をイオン打込みする事によっ
て、電流リークを阻止する事が望ましい。
しかる後に、四部以外の新鮮な半絶縁性基板表面に１周
知の方法で電子回路を形成する。先ず。
知の方法で電子回路を形成する。先ず。
８４のイオン打込によって、オーミック電極層１１を作
り、さらに、能動層ｌＯを作る。電子回路部のオーミッ
ク電極１３は、先ず ＡｕＧｅＮｉ ／Ａｕ積層膜を蒸
着しリフトオンした後、４００℃で３分間アロイングす
る事によって形成した。シ冒トキイ電極１４及びレーザ
のＰ１１１１電極１２は Ｉｌｌ ｉ／ Ｐｔ ／ Ａ
ｕ ｆｐ層膜を蒸着し、リフトオフする事で形成した。
り、さらに、能動層ｌＯを作る。電子回路部のオーミッ
ク電極１３は、先ず ＡｕＧｅＮｉ ／Ａｕ積層膜を蒸
着しリフトオンした後、４００℃で３分間アロイングす
る事によって形成した。シ冒トキイ電極１４及びレーザ
のＰ１１１１電極１２は Ｉｌｌ ｉ／ Ｐｔ ／ Ａ
ｕ ｆｐ層膜を蒸着し、リフトオフする事で形成した。
またＭ１電子路内や電子回路部とレーザ部分との接線・
配線はＭｏ ／ Ａｕ積層膜を蒸着し。
配線はＭｏ ／ Ａｕ積層膜を蒸着し。
イオンミリングによってパターンを形成する方法によっ
た。
た。
第２図は他の実施例である。半絶縁性半導体基板に最初
から段付きの凹部（１６，１７）７ｉ設けておく（第２
図（１））。この凹部に前例と同様に計導電層２を形成
する（第２図（２））。次いでこのｎ＋導電層を第２図
（３）に示すように、深い方の凹み内に一部分残す。こ
の量は即ち、第２図（５）に１５で示した導電層の厚さ
であり、３０μｍ以下で薄い方が直列抵抗の低減のため
には望ましい。他は全く第１の実施例と同じである。即
ち、第２図（４）は凹部内にダブルへテロ構造を積層し
た状態、第２図（５）は電子回路を製造し配線を施こし
た状態を示作る事も出来た。
から段付きの凹部（１６，１７）７ｉ設けておく（第２
図（１））。この凹部に前例と同様に計導電層２を形成
する（第２図（２））。次いでこのｎ＋導電層を第２図
（３）に示すように、深い方の凹み内に一部分残す。こ
の量は即ち、第２図（５）に１５で示した導電層の厚さ
であり、３０μｍ以下で薄い方が直列抵抗の低減のため
には望ましい。他は全く第１の実施例と同じである。即
ち、第２図（４）は凹部内にダブルへテロ構造を積層し
た状態、第２図（５）は電子回路を製造し配線を施こし
た状態を示作る事も出来た。
（１）半絶縁性基版上に１段差を作らずに、ダブルヘテ
ロ構造のレーザ素子を、微細パターンを有する電子回路
と共に作り付ける事が出来た。
ロ構造のレーザ素子を、微細パターンを有する電子回路
と共に作り付ける事が出来た。
プロセスを示す断面図である。
１、：半絶縁性（ＳＩ）基板。
２、：ｎ 型導電層。
３、：選択成長のためのマスク。
４、：レーザｎ側りラッド層（ＧａＡＩｇＡｓ ） 。
５：レーザ活性層（ＧａＡｊＡｓ ）、６、：レーザＰ
側りラッド層（ＧａＡＪＡｓ ） 。
側りラッド層（ＧａＡＪＡｓ ） 。
７、：レーザキャ、プ層（ＧａＡｓ ）８、：レーザＰ
側拡散領域。
側拡散領域。
９、：電流リーク阻止用のイオン打込み領域。
１ｏ：ｉ＋を子回路部における能動層。
く
１１：１ｆ、子回路部及びレーザｎ１Ｉｌｌｌ電極部の
オーｔワク電極層。
オーｔワク電極層。
１２、：レーザＰ細金属電極、
１３、：レーザｎ側金属電極及び電子回路オーミック金
属電極 １４、：電子回路部シｑ 、）キイ金属電極。
属電極 １４、：電子回路部シｑ 、）キイ金属電極。
特許出願人
工業技術院長 川１）裕部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半絶縁性半導体基板に浅い第１の凹部と深１．Ｎ第
２の凹部を有し、前記浅い第１の凹部には導電性半導体
層が埋設され、前記深い第２の凹部内には活性層をクラ
ッド層ではさんだ形態のダブルへテロ構造を形成し、前
記半絶縁性半導体基板のレーザを構成した部分以外の領
域に電子回路を有し。 且前記第１の凹部内に形成された導電性半導体層を介し
て前記レーザ部と電子回路部が接続されて成ることを特
徴とする平面型半導体レーザ集積回路装置。 ２、前記第２の凹部内の前記第１の凹部に接する壁面に
も前記導電性半導体層を有すること７ｉｌ−特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の平面型半導体レーザ集積回
路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15249083A JPS6045083A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 平面型半導体レ−ザ集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15249083A JPS6045083A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 平面型半導体レ−ザ集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045083A true JPS6045083A (ja) | 1985-03-11 |
| JPS6355229B2 JPS6355229B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=15541608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15249083A Granted JPS6045083A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 平面型半導体レ−ザ集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270886A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0261408A2 (en) * | 1986-09-18 | 1988-03-30 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Laser including monolithically integrated planar devices and processes for their preparation |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15249083A patent/JPS6045083A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270886A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0261408A2 (en) * | 1986-09-18 | 1988-03-30 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Laser including monolithically integrated planar devices and processes for their preparation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355229B2 (ja) | 1988-11-01 |
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