JPS63120487A - 光電子集積回路 - Google Patents
光電子集積回路Info
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- JPS63120487A JPS63120487A JP26693386A JP26693386A JPS63120487A JP S63120487 A JPS63120487 A JP S63120487A JP 26693386 A JP26693386 A JP 26693386A JP 26693386 A JP26693386 A JP 26693386A JP S63120487 A JPS63120487 A JP S63120487A
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Landscapes
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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】
産業上の利用分野
2t、−7
本発明は、半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素
子とトランジスタなどの電気素子とを同一の基板上に集
積化した光電子集積回路に関する。
子とトランジスタなどの電気素子とを同一の基板上に集
積化した光電子集積回路に関する。
従来の技術
半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子とトラン
ジスタなどの電気素子とを同一の基板上に集積化した光
電子集積回路は光フアイバー通信や光情報処理などの光
源として高性能、高信頼。
ジスタなどの電気素子とを同一の基板上に集積化した光
電子集積回路は光フアイバー通信や光情報処理などの光
源として高性能、高信頼。
低価格が期待されている。光電子集積回路に関しては種
々の提案が行なわれている。たとえばアプライド・フィ
ツクス・レターズの191頁〜193頁、45巻、19
84年にあるように埋込ヘテロ接合(旦H)レーザとテ
ロ接合バイポーラ・トランジスタ(HBT)とを集積化
した例がある。この光電子集積回路においては、HBT
が3個集積化されており、BHレーザを駆動するための
差動スイッチを構成しており、BHレーザに近接して駆
動用のHBTがあるので高速動作が可能であるという特
長がある。文献にあるように、n型InP基板上に形成
したp型InP埋込層がBHレーザの3 f− 電流ブロック層とHBTの素子間分離層の役割を果たし
ており、製作が容易外構成になっている。
々の提案が行なわれている。たとえばアプライド・フィ
ツクス・レターズの191頁〜193頁、45巻、19
84年にあるように埋込ヘテロ接合(旦H)レーザとテ
ロ接合バイポーラ・トランジスタ(HBT)とを集積化
した例がある。この光電子集積回路においては、HBT
が3個集積化されており、BHレーザを駆動するための
差動スイッチを構成しており、BHレーザに近接して駆
動用のHBTがあるので高速動作が可能であるという特
長がある。文献にあるように、n型InP基板上に形成
したp型InP埋込層がBHレーザの3 f− 電流ブロック層とHBTの素子間分離層の役割を果たし
ており、製作が容易外構成になっている。
発、明が解決しようと−する問題点
ト述の従来の光電子集積回路において動作速度をIGH
z以上に高速化しようと偉る場合、p型InP狸込層が
HBTのコl/クタ層とBHレーザのn型InP(カソ
ード)層と接合を形成しているため、これ等の接合の容
量が大きく障害となっていた。
z以上に高速化しようと偉る場合、p型InP狸込層が
HBTのコl/クタ層とBHレーザのn型InP(カソ
ード)層と接合を形成しているため、これ等の接合の容
量が大きく障害となっていた。
1だ、基板に半絶縁性基板を用いでHBTの素子間分離
とし、て半絶縁性基板に到達するような分離溝を形成し
、絶縁物で埋めれば上述の接合容量の影響をなくするこ
とが可能であるが、BHレーザのカソード層の電極の引
き出しが困難となる。
とし、て半絶縁性基板に到達するような分離溝を形成し
、絶縁物で埋めれば上述の接合容量の影響をなくするこ
とが可能であるが、BHレーザのカソード層の電極の引
き出しが困難となる。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上述のような従来の光電子集積回路における問
題点を解決するだめになさ1+、たもので半絶縁性基板
上に−・方導電型の第1クラッド層および活性層を有し
、さらに前記活性層に電流注入を行うストライブ状の他
方導電型の第2クラッド層および前記活性層の上に一方
導電型のコレクタ層を有し、前記第2クラッド層と前記
71722層との間に絶縁物が埋め込1れているという
構成を有するものである。
題点を解決するだめになさ1+、たもので半絶縁性基板
上に−・方導電型の第1クラッド層および活性層を有し
、さらに前記活性層に電流注入を行うストライブ状の他
方導電型の第2クラッド層および前記活性層の上に一方
導電型のコレクタ層を有し、前記第2クラッド層と前記
71722層との間に絶縁物が埋め込1れているという
構成を有するものである。
作 用
本発明は−L述のような構成によりレーザのカソード電
極をコレクタ層の表面から取り出1ことができ、しかも
アノード電極とカソード電極とをほぼ同じ高さに形成す
ることができるので表面も平坦にすることが可能である
。さらに、半絶縁性基板に到達するような分離溝を形成
して絶縁物を埋め込むとHBTの素イ間分離を行なうと
とができるので従来のような分離層を必要としないので
、分離層の接合容量がなくなり動作速度の高速化を図る
ことができる。
極をコレクタ層の表面から取り出1ことができ、しかも
アノード電極とカソード電極とをほぼ同じ高さに形成す
ることができるので表面も平坦にすることが可能である
。さらに、半絶縁性基板に到達するような分離溝を形成
して絶縁物を埋め込むとHBTの素イ間分離を行なうと
とができるので従来のような分離層を必要としないので
、分離層の接合容量がなくなり動作速度の高速化を図る
ことができる。
実施例
以下、本発明をInP 系の光電子集積回路に応用した
場合の一実施例について、その製造工程に従って説明す
る。半絶縁性InP 基板1の表面にn型In、P第1
クラッド層2(′/T、とえは厚さ2pm。
場合の一実施例について、その製造工程に従って説明す
る。半絶縁性InP 基板1の表面にn型In、P第1
クラッド層2(′/T、とえは厚さ2pm。
キャリア密度I X 1018cm−3) 、 InG
aAsP活性層36ハー/ (たとえば厚さ0.15μm、バンドギャップ波長λg
=1.3μm)l p型InP第2クラッド層4(たと
えば厚さ1μm、ギヤリア密度5×1017C,−5)
およびp型I nGaA s Pギャップ層6(たとえ
ば厚さ0.5μm、ギヤリア密度2 X 1 o18i
J、−5,バンドギャップ波長λq−1,1μm)を順
次たとえば液相エピタキシャル(LPE)法により形成
する。さらにその表面にレーザのストライブに対流して
たとえばプラズマによる化学的偲相堆積(P−CVD)
法によりSi3N4第1ストライプマスク6を選択形成
すると第1図に示すようになる。次に、Si3N4第1
ストライブマスク6をエツチングのマスクとして、たと
えばH2SO4:H2O2:H2O−1:1:5の混合
液でp型In、GaAsPギャップ層5を選択的にエツ
チングし、さらにたとえばHCl:H3PO4−1=2
の混合液でp型InP 第2クラッド層4を選択的に
エツチングする。その後、たとえばFIF:HQ=1:
10の混合液でSi3N4第1ストライブマスク6を除
去したのち、InGaAsP活性層3の表面にたとえば
LPE 法によりn型InPコレクタN7(たとえば
厚さ2 /J m 、キャリア密度5 X 10”cm
、−3) 。
aAsP活性層36ハー/ (たとえば厚さ0.15μm、バンドギャップ波長λg
=1.3μm)l p型InP第2クラッド層4(たと
えば厚さ1μm、ギヤリア密度5×1017C,−5)
およびp型I nGaA s Pギャップ層6(たとえ
ば厚さ0.5μm、ギヤリア密度2 X 1 o18i
J、−5,バンドギャップ波長λq−1,1μm)を順
次たとえば液相エピタキシャル(LPE)法により形成
する。さらにその表面にレーザのストライブに対流して
たとえばプラズマによる化学的偲相堆積(P−CVD)
法によりSi3N4第1ストライプマスク6を選択形成
すると第1図に示すようになる。次に、Si3N4第1
ストライブマスク6をエツチングのマスクとして、たと
えばH2SO4:H2O2:H2O−1:1:5の混合
液でp型In、GaAsPギャップ層5を選択的にエツ
チングし、さらにたとえばHCl:H3PO4−1=2
の混合液でp型InP 第2クラッド層4を選択的に
エツチングする。その後、たとえばFIF:HQ=1:
10の混合液でSi3N4第1ストライブマスク6を除
去したのち、InGaAsP活性層3の表面にたとえば
LPE 法によりn型InPコレクタN7(たとえば
厚さ2 /J m 、キャリア密度5 X 10”cm
、−3) 。
p型InGaAsPベース層8(たとえば厚さ0.4p
m。
m。
キャリア密度I X 1018cm−、バンドギャップ
波長λg=1.1μm)、n型In、P エミッタ層
9(たとえば厚さ0.4μm、キャリア密度5×101
7c、−3)およびn型InGaAsPエミッタコンタ
クト層10(たとえば厚さ0.2μm、キャリア密度2
X 10’ ”Cm−3,バンドギャップ波長λ9=
1.3μm)を順次形成すると第2図に示すようにスト
ライプ状のp型InP第2クラッド層4およびp型In
GaAsPギャップ層6がn型InPコレクタ層7の内
部に埋め込捷れ、し7かも表面が平坦となる。次にたと
えばSi3N4膜をマスクとしてたとえばH2SO4:
H2O2:H2O−1:1:5の混合液でn型InGa
AsPエミッタコンタクト層1oを選択的にエツチング
l〜、さらにたとえばHCl:H3PO4−1:2 の
混合液でn型InPエミッタ層9を選択的にエツチング
する。次にたとえばSi3N4膜を堆積したのちこれを
マスクとシテタトエハH2S○4:H2O2:H2O−
1=1:5の混合液でp型InGaAsPベース層8を
選択的にエッ7ベー/゛ チングする。さらに、HBTの素子間分離を行なうだめ
のエツチングのマスクとなるSi3N4下敷膜11とT
i分離エツチングマスク12を形成し、リアクティブ・
イオンエツチング(RIE)法により、Cl14ガスを
用いてTi分離エツチングマスク12 、CF4 ガス
を用いてSi3N4下敷膜11を選択的にエツチングす
ると第3図に示すようになる。次にたとえばB r 2
ガスを用いてRIE法によりn型InP コレクタ層
7 、 InGaAsP 活性層3、n型InP 第
1クラッド層2を半絶縁性InP基板1に到達するまで
エツチングして素子間分離の分離溝を形成する。この後
たとえばHF:H20=1=1oの混合液でTi分離エ
ツチングマスク12およびSi3N4下敷膜11を除去
し、分離溝にたとえばポリイミドを埋め込んでポリイミ
ド第1埋込領域を形成する。次に、レーザのストライプ
となるp型InGaAsP キャップ層6のストライ
プに対応する位置に開孔部を有するように、たとえば8
13N4の第2ストライプマスク14を形成すると第4
図に示すようになる。次に、Si3N4第2ストライプ
マスク14をマスクとしてたとえばHCl:H3Po4
=1:2の混合液でn型InPコレクタ層7を選択的に
エツチングする。このエツチングに際しては、p型I
nGaAs Pキャラプ層6はエツチングのマスクとな
るので、p型I n G aAs Pキャップ層5およ
びp型InP第2クラッドR4はエツチングされない。
波長λg=1.1μm)、n型In、P エミッタ層
9(たとえば厚さ0.4μm、キャリア密度5×101
7c、−3)およびn型InGaAsPエミッタコンタ
クト層10(たとえば厚さ0.2μm、キャリア密度2
X 10’ ”Cm−3,バンドギャップ波長λ9=
1.3μm)を順次形成すると第2図に示すようにスト
ライプ状のp型InP第2クラッド層4およびp型In
GaAsPギャップ層6がn型InPコレクタ層7の内
部に埋め込捷れ、し7かも表面が平坦となる。次にたと
えばSi3N4膜をマスクとしてたとえばH2SO4:
H2O2:H2O−1:1:5の混合液でn型InGa
AsPエミッタコンタクト層1oを選択的にエツチング
l〜、さらにたとえばHCl:H3PO4−1:2 の
混合液でn型InPエミッタ層9を選択的にエツチング
する。次にたとえばSi3N4膜を堆積したのちこれを
マスクとシテタトエハH2S○4:H2O2:H2O−
1=1:5の混合液でp型InGaAsPベース層8を
選択的にエッ7ベー/゛ チングする。さらに、HBTの素子間分離を行なうだめ
のエツチングのマスクとなるSi3N4下敷膜11とT
i分離エツチングマスク12を形成し、リアクティブ・
イオンエツチング(RIE)法により、Cl14ガスを
用いてTi分離エツチングマスク12 、CF4 ガス
を用いてSi3N4下敷膜11を選択的にエツチングす
ると第3図に示すようになる。次にたとえばB r 2
ガスを用いてRIE法によりn型InP コレクタ層
7 、 InGaAsP 活性層3、n型InP 第
1クラッド層2を半絶縁性InP基板1に到達するまで
エツチングして素子間分離の分離溝を形成する。この後
たとえばHF:H20=1=1oの混合液でTi分離エ
ツチングマスク12およびSi3N4下敷膜11を除去
し、分離溝にたとえばポリイミドを埋め込んでポリイミ
ド第1埋込領域を形成する。次に、レーザのストライプ
となるp型InGaAsP キャップ層6のストライ
プに対応する位置に開孔部を有するように、たとえば8
13N4の第2ストライプマスク14を形成すると第4
図に示すようになる。次に、Si3N4第2ストライプ
マスク14をマスクとしてたとえばHCl:H3Po4
=1:2の混合液でn型InPコレクタ層7を選択的に
エツチングする。このエツチングに際しては、p型I
nGaAs Pキャラプ層6はエツチングのマスクとな
るので、p型I n G aAs Pキャップ層5およ
びp型InP第2クラッドR4はエツチングされない。
従ってレーザのストライプとなるp型I nGaAs
Pキャップ層5とp型InP 第2クラッド層4の両側
に溝が形成される。この溝にたとえばポリイミドを埋め
込んでポリイミド第2埋込領域16を形成し、Si3N
4第2ストライプマスク14を除去すると第6図に示す
ように々る。
Pキャップ層5とp型InP 第2クラッド層4の両側
に溝が形成される。この溝にたとえばポリイミドを埋め
込んでポリイミド第2埋込領域16を形成し、Si3N
4第2ストライプマスク14を除去すると第6図に示す
ように々る。
次に、表面の保護と電極配線の絶縁を行なうためにたと
えば厚さ3膜μm のSi3N4膜と厚さ400μmの
3102膜からなるSi3N4/Si○2 パッシベー
ション膜16を形成し、n型InP コレクタ層7と
n型InGaAsP エミッタコンタクト層1oにオ
ーミックコンタクトを形成するためのたとえばA u/
S nの電極17およびp型InGaAaP キャッ
プ層6とp型InGaAsPベース層8にオーミック9
ペー/ コンタクトを形成するだめのたとえばA u/ Z n
の電極18を513N4/SiO2パッシベーション膜
の開孔部に形成すると第6図に示すようになる。
えば厚さ3膜μm のSi3N4膜と厚さ400μmの
3102膜からなるSi3N4/Si○2 パッシベー
ション膜16を形成し、n型InP コレクタ層7と
n型InGaAsP エミッタコンタクト層1oにオ
ーミックコンタクトを形成するためのたとえばA u/
S nの電極17およびp型InGaAaP キャッ
プ層6とp型InGaAsPベース層8にオーミック9
ペー/ コンタクトを形成するだめのたとえばA u/ Z n
の電極18を513N4/SiO2パッシベーション膜
の開孔部に形成すると第6図に示すようになる。
最後にたとえばCr /P t /A uの電極配線1
9を形成すると第7図に示すように本発明の光電子集積
回路が完成する。
9を形成すると第7図に示すように本発明の光電子集積
回路が完成する。
なお、上述の実施例ではInP 系を例にとって説明
したがAI Ga A s 系など他の光電子集積回
路へも応用可能であることはもちろんである。
したがAI Ga A s 系など他の光電子集積回
路へも応用可能であることはもちろんである。
発明の効果
上述のように本発明によれば、レーザのカソード電極を
素子の表面に形成することができ、カソード電極とアノ
ード電極との段差は上述の実施例の場合0.6μmと小
さく、素子の表面がほぼ平坦となるため素子の作製が容
易であるという効果がある。また本発明においては、実
施例のように電気素子としてHBTを集積化した場合、
表面の段差は少なく平坦である。さらに、実施例で示し
たように素子間の分離をポリイミドなどの絶縁物で埋め
込まれた溝で行なうことができるので浮遊容1ol、−
ノ゛ 量が小さく、素子の動作速度を高速化することができる
という効果もあり、工業的価値は高い。
素子の表面に形成することができ、カソード電極とアノ
ード電極との段差は上述の実施例の場合0.6μmと小
さく、素子の表面がほぼ平坦となるため素子の作製が容
易であるという効果がある。また本発明においては、実
施例のように電気素子としてHBTを集積化した場合、
表面の段差は少なく平坦である。さらに、実施例で示し
たように素子間の分離をポリイミドなどの絶縁物で埋め
込まれた溝で行なうことができるので浮遊容1ol、−
ノ゛ 量が小さく、素子の動作速度を高速化することができる
という効果もあり、工業的価値は高い。
第1図〜第7図は本発明の一実施例における光電子集積
回路の製作工程を示す断面図である。 1・・・・・・半絶縁性InP基板、2・・・・・・n
型InP 第1クラッド層、3・・・・・・InGaA
sP 活性層、4・・・・・・p型InP 第2クラ
ッド層、7・・・・・・n型InPコレクタ層、8・・
・・・・p型InGaAsPベース層、9・・・・・・
n型InPエミッタ層、13・・・・・・ポリイミド第
1埋込領域、15・・・・・・ポリイミド第2埋込領域
。
回路の製作工程を示す断面図である。 1・・・・・・半絶縁性InP基板、2・・・・・・n
型InP 第1クラッド層、3・・・・・・InGaA
sP 活性層、4・・・・・・p型InP 第2クラ
ッド層、7・・・・・・n型InPコレクタ層、8・・
・・・・p型InGaAsPベース層、9・・・・・・
n型InPエミッタ層、13・・・・・・ポリイミド第
1埋込領域、15・・・・・・ポリイミド第2埋込領域
。
Claims (3)
- (1)光絶縁性基板上に一方導電型の第1クラッド層お
よび活性層を有し、さらに前記活性層の上に前記活性層
に電流注入を行うストライプ状の他方導電型の第2クラ
ッド層および前記活性層の上に一方導電型のコレクタ層
を有し、前記第2クラッド層と前記コレクタ層との間に
絶縁物が埋め込まれてなる光電子集積回路。 - (2)コレクタ層の上に設けた他方導電型ベース層と前
記他方導電型ベース層の上に設けたエミッタ層を有する
複数のトランジスタが形成されている特許請求の範囲第
1項記載の光電子集積回路。 - (3)複数のトランジスタが半絶縁性基板に到達する絶
縁物で埋め込まれた溝で互いに分離されている特許請求
の範囲第2項記載の光電子集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26693386A JPS63120487A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 光電子集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26693386A JPS63120487A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 光電子集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63120487A true JPS63120487A (ja) | 1988-05-24 |
Family
ID=17437700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26693386A Pending JPS63120487A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 光電子集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63120487A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005244213A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光電子集積回路およびその製造方法 |
JP2021508174A (ja) * | 2017-12-20 | 2021-02-25 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 埋め込みトランジスタを有するセグメント型led |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP26693386A patent/JPS63120487A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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