JPS63318791A - Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure - Google Patents

Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure

Info

Publication number
JPS63318791A
JPS63318791A JP15507887A JP15507887A JPS63318791A JP S63318791 A JPS63318791 A JP S63318791A JP 15507887 A JP15507887 A JP 15507887A JP 15507887 A JP15507887 A JP 15507887A JP S63318791 A JPS63318791 A JP S63318791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
plane
iii
optical waveguide
crystal
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
JP15507887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Omori
裕 大森
Akiyuki Tate
彰之 館
Morio Kobayashi
盛男 小林
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP15507887A priority Critical patent/JPS63318791A/en
Publication of JPS63318791A publication Critical patent/JPS63318791A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To make it possible to manufacture a III-V compound semiconductor optical guide element having an arbitrary fine embedded structure only with one crystalline growth by a method wherein a stripe-shaped projecting section having a vertical sidewall with a specific plane orientation is formed on the surface of a specific plane orientation of substrate, and an optical guide layer and a clad layer is epitaxially grown on it. CONSTITUTION:A stripe-shaped projecting section having a vertical sidewall with plane orientation equivalent to the crystallographical plane orientation a face 01-1 and a face 0-11 or the face 01-1 and the face 0-11 is formed on the crystallographical plane orientation, a face 100 or a plane equivalent to the face 100 on a substrate 1 mainly consisting of III-V compound. Then, in a vapor phase or vacuum, at least, a crystalline layer mainly consisting of III-V compound to be an optical guide layer 3 and a crystalline layer mainly consisting of III-V compound to be a clad layers 2, 3 are epitaxially grown on the said plane. For example, after said stripe is formed on an n-type 100 plane GaAs substrate crystal 1, an n-AlGaAs lower clad layer 2, the GaAs optical guide layer 3, and the p-AlGaAs upper clad layer 4 are formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に■−v族化合物半導体からなる埋め込み
構造の光導波素子の作製方法であり、光の閉じ込め効果
の高い、光導波素子の作製に適用される。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is a method for manufacturing an optical waveguide element with a buried structure mainly made of a ■-v group compound semiconductor, and is an optical waveguide element with a high light confinement effect. applied to the production of

〔従来の技術〕[Conventional technology]

■−v族化合物半導体を用いた半導体レーザ、光変調器
、光スィッチ等の光導波素子は光通信、光情報処理の分
野において重要な構成要素の一つである。その中で埋め
込み構造を持つ光導波素子は導波モードの単一化、素子
特性の安定化等の点で“有利である。このような素子は
、従来第1/図に示すような方法で作製されていた。第
1/図中で、lは基板結晶、コは下部クラッド層、3は
光導波層、≠は上部クラッド層、グ′は電流ブロック層
、!はコンタクト層、rはコンタクト用拡散層である。
(2) Optical waveguide devices such as semiconductor lasers, optical modulators, and optical switches using group V compound semiconductors are important components in the fields of optical communication and optical information processing. Among these, an optical waveguide device with a buried structure is advantageous in terms of unifying the waveguide mode and stabilizing the device characteristics. In Figure 1, l is the substrate crystal, c is the lower cladding layer, 3 is the optical waveguide layer, ≠ is the upper cladding layer, g' is the current blocking layer, ! is the contact layer, and r is the contact. diffusion layer.

工程を順を追って説明すると、まず基板結晶l上に下部
クラッド層2、光導波層3、上部クラッド層グを結晶成
長させ、平面構造の光導波素子用エピタキシャルウェハ
ーを作製する(第11図(a))。その後肢エピタキシ
ャルウェハーの先導波層3および上部クラッド層弘をエ
ツチング等によl[メサ形状のストライプ状に加工する
(第11図(b))。その後もう一度結晶成長させ、電
流ブロック層lτ、コンタクト層!を形成する(第1/
図(C))。しかしながらこの方法では、複数回結晶成
長を行い埋め込み構造を作製するため工程が複雑であり
、歩留シも低い欠点がある。又、素子の光導波層となる
部分の側面がエツチングにより劣化し、素子特性に悪影
響をおよぼす。
To explain the process step by step, first, a lower cladding layer 2, an optical waveguide layer 3, and an upper cladding layer are crystal-grown on a substrate crystal l, and an epitaxial wafer for an optical waveguide element with a planar structure is produced (see FIG. 11). a)). The leading wave layer 3 and the upper cladding layer of the hindlimb epitaxial wafer are processed into mesa-shaped stripes by etching or the like (FIG. 11(b)). After that, crystal growth is performed once again to form a current blocking layer lτ and a contact layer! (1st/
Figure (C)). However, this method has the disadvantage that the process is complicated and the yield is low because the buried structure is produced by performing crystal growth multiple times. Furthermore, the side surfaces of the portion of the device that will become the optical waveguide layer deteriorate due to etching, which adversely affects device characteristics.

この欠点を改良する方法として、一度の結晶成長によシ
埋め込み構造の半導体レーザを作製する試みがなされて
いる。その−例を第72図に示す。
As a method to improve this drawback, attempts have been made to fabricate a buried structure semiconductor laser by one-time crystal growth. An example thereof is shown in FIG.

第1コ図において、Iは基板結晶、コは下部クラッド層
、3は光導波層、グは上部クラッド層、!はコンタクト
層である。工程を順を追って説明すると、まず基板結晶
/に化学エツチングにょシ逆メサ形状のストライプ状の
凸部を形成しく第72図(a))、その後有機金属化学
気相成長法により、下部クラッド層2、光導波層3、上
部クラッド層り、コンタクト層jを形成する(第1コ図
(b))(応用物理学会、秋季学術講演会予稿集pit
In the first figure, I is the substrate crystal, C is the lower cladding layer, 3 is the optical waveguide layer, G is the upper cladding layer, ! is the contact layer. To explain the process step by step, first, the substrate crystal is chemically etched to form inverted mesa-shaped striped protrusions (Fig. 72(a)), and then the lower cladding layer is formed by organometallic chemical vapor deposition. 2. Form the optical waveguide layer 3, the upper cladding layer, and the contact layer j (Figure 1 (b)) (Japan Society of Applied Physics, Autumn Academic Conference Proceedings PIT
.

/りJ′z年)。この方法では、基板結晶を化学エツチ
ングにより加工し、形成されるストライプ状の凸部は逆
メサ形状となっているため、その基板結晶上に結晶成長
した場合でも凸部上面に形成される光導波層は、凸部側
壁及び基板上の凸部以外の場所に形成される先導波層と
連続につながることはない。よって一度の結晶成長で埋
め込み構造の光導波層が形成される。しかし第1コ図に
示す化学エツチングにより得られる逆メサ形状では、ス
トライプの幅Wとエツチング深さdとの関係はw ) 
(X aとなり、深さが深くなればなる程ストライプ幅
を広く取らなければならない。従って、厚い構造の先導
波素子を作製するにはストライプ幅を広く取らなければ
ならず、第72図に示す方法で作製できる埋め込み構造
KFi限界がある。さらに結晶成長上の異方性によシ、
先導波層上端部でのストライプ幅” ” ” −y7(
t* + 14 )となシ、光導波層の形状が限定され
る。
/ri J'z year). In this method, the substrate crystal is processed by chemical etching, and the striped protrusions formed have an inverted mesa shape, so even if the crystal grows on the substrate crystal, the optical waveguide formed on the top surface of the protrusions is The layer is not continuous with the waveguide layer formed on the sidewalls of the protrusions and at locations other than the protrusions on the substrate. Therefore, an optical waveguide layer with a buried structure is formed by one-time crystal growth. However, in the inverted mesa shape obtained by chemical etching as shown in Figure 1, the relationship between the stripe width W and the etching depth d is w).
(X a, and the deeper the depth, the wider the stripe width must be. Therefore, in order to fabricate a leading wave element with a thick structure, the stripe width must be widened, as shown in Fig. 72. There is a limit to the amount of buried structure KFi that can be fabricated using this method.Furthermore, due to the anisotropy of crystal growth,
Stripe width at the top of the leading wave layer “ ” ” −y7 (
t*+14), the shape of the optical waveguide layer is limited.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、複数回の結晶成長による工程の複雑さを解消
し、歩留りの悪さを解決するために結晶方位による結晶
成長速度の差を利用して一度の結晶成長で基板結晶上忙
埋め込み構造の光導波層を形成する方法であシ、その時
基板結晶上に形成されたストライプ状の凸部の形状によ
シ、埋め込み構造が制限されないm−v族化合物半導体
先導波素子を実現する方法を提供する。
In order to eliminate the complexity of the process caused by multiple crystal growths and to solve the problem of poor yield, the present invention utilizes the difference in crystal growth rate depending on the crystal orientation to form a buried structure on the substrate crystal in one crystal growth. Provided is a method for forming an optical waveguide layer, and a method for realizing an m-v group compound semiconductor guided wave element in which the buried structure is not limited by the shape of the striped convex portions formed on the substrate crystal. do.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は任意の微細な埋め込み構造の■−■族化合物半
導体光導波素子を1回の結晶成長で作製することを可能
とする。
The present invention makes it possible to produce a ■-■ group compound semiconductor optical waveguide device having an arbitrary fine buried structure by one crystal growth.

反応性イオンエツチング等の垂直な側壁が得られる加工
手段により基板結晶上に垂直な側壁を持つストライプ状
の凸部を形成し、その基板結晶上に結晶成長を行う。こ
の時、結晶基板としてI−V族化合物、ストライプ状の
凸部を形成する面として結晶学上の面方位(ioo>面
又は<100)面と等価な面を用い、凸部の垂直な側壁
を結晶学を有するように形成する。その後、気相中又は
真空中で結晶成長を行い所定の埋め込み構造の■−v族
化合物半導体先導波素子を作製する。
Striped convex portions having vertical sidewalls are formed on a substrate crystal using a processing method such as reactive ion etching that provides vertical sidewalls, and crystal growth is performed on the substrate crystal. At this time, a group IV compound is used as the crystal substrate, a plane equivalent to the crystallographic plane orientation (ioo> plane or <100) plane is used as the plane on which the striped convex portions are formed, and the vertical side walls of the convex portions are formed to have crystallography. Thereafter, crystal growth is performed in a gas phase or in a vacuum to produce a ■-v group compound semiconductor guided wave element having a predetermined buried structure.

〔作 用〕[For production]

以下図面を用いて有機金属化学気相成長法等の気相成長
法又は分子線エピタキシー法等、気相中又は真空中で結
晶成長させた場合の本発明の詳細な説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings when crystal growth is performed in a gas phase or in a vacuum using a vapor phase growth method such as an organometallic chemical vapor deposition method or a molecular beam epitaxy method.

第1図は本発明に示した結晶学上の面方位を有する基板
結晶上に結晶成長させた場合であり、第一図は比較対称
のために本発明に示した結晶学上の面方位と異る面方位
を有したストライプ状の凸部を形成した基板結晶上に結
晶成長させた場合である。第7−9第λ図共に(a)は
基板結晶およびストライプ状の凸部の面方位を示す図、
共に(b)は結晶成長層の断面図であシ、/は基板結晶
、コは下部クラッド層、3は先導波層、ダは上部クラッ
ド層、μ′は電流ブロック層、夕はコンタクト層である
Figure 1 shows the case of crystal growth on a substrate crystal having the crystallographic plane orientation shown in the present invention. This is a case where crystal growth is performed on a substrate crystal in which striped convex portions having different plane orientations are formed. Figures 7-9 (a) are diagrams showing the plane orientations of the substrate crystal and the striped convex parts;
Both (b) are cross-sectional views of the crystal growth layer. be.

第1図に示す結晶成長ではストライプ状の凸部の側壁に
は結晶が成長せず凸部及び凹部で各々独立に結晶が成長
する。凸部では成長層が三角形の頂点に達した時点で一
度成長が止まり、凹部での成長が三角形の頂点に追いつ
いた後成長が始まり、成長表面は平担化される。この結
果、凸部および凹部に形成される光導波層3は互いに独
立しており、いずれも光の閉じ込め効果を有する。
In the crystal growth shown in FIG. 1, crystals do not grow on the side walls of the striped convex portions, but crystals grow independently on the convex portions and concave portions. Growth stops once the growth layer reaches the apex of the triangle in the convex portion, and after growth in the concave portion catches up with the apex of the triangle, growth begins, and the growth surface is flattened. As a result, the optical waveguide layers 3 formed in the convex portions and the concave portions are independent from each other, and both have a light confinement effect.

一方第2図に示す様に(0//)面及び(0/I)面を
側壁に持つストライプ状の凸部を有する基板結晶に結晶
成長した場合には、凸部側壁にも結晶成長し、凸部及び
凹部に成長した層は連続してしまい光の閉じ込めはおこ
らない。
On the other hand, as shown in Figure 2, when crystals grow on a substrate crystal that has striped protrusions with (0//) and (0/I) planes on the sidewalls, crystals also grow on the sidewalls of the protrusions. , the layers grown in the convex portions and concave portions are continuous and no light confinement occurs.

以上説明したように、本発明では基板結晶上にストライ
プ状の凸部を形成する時、凸部の側壁を(071)面お
よび(0/))面又は(O)/)面および(0//)面
と等価な面方位になるよう形成することにより、基板結
晶上に独立した光導波層を形成することができる。
As explained above, in the present invention, when forming striped convex portions on a substrate crystal, the side walls of the convex portions are formed on the (071) plane and the (0/) plane, or on the (O)/) plane and the (0/ / ) plane, an independent optical waveguide layer can be formed on the substrate crystal.

〔実施例〕〔Example〕

(実施例1) 第3図は本発明の一実施例を説明する図であって、(0
//)而及び(0//)面を側壁とするストライプ状の
凸部を形成した基板結晶上に、有機金属化学気相成長法
により1回の結晶成長を行い埋め込み構造の光導波路を
形成し、光導波素子を作製した例である。lは基板結晶
(n型(100)面GaAs基板結晶)、2は下部クラ
ッド層(n−AIGaAs )、3は光導波層(und
ope −GaAs )、lは上部クラッド層(p −
AlGaAs )、4AIは電流プOyり層(n −A
lGaAs )、jはコンタクト層(p”−GaAs)
である。結晶成長上、光導波層の上端部での幅W′は基
板結晶上のストライプ幅Wに対し、w’ = w −(
t2 + t3 ) rrトナル。
(Example 1) FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the present invention, in which (0
On a substrate crystal in which striped convex portions with (0//) planes as side walls are formed, crystal growth is performed once by metal organic chemical vapor deposition to form an optical waveguide with a buried structure. This is an example in which an optical waveguide device was fabricated. l is the substrate crystal (n-type (100) plane GaAs substrate crystal), 2 is the lower cladding layer (n-AIGaAs), and 3 is the optical waveguide layer (und
ope-GaAs), l is the upper cladding layer (p-GaAs), l is the upper cladding layer (p-GaAs),
(AlGaAs), 4AI is a current pull layer (n-A
lGaAs), j is the contact layer (p''-GaAs)
It is. In terms of crystal growth, the width W' at the top end of the optical waveguide layer is w' = w − (
t2 + t3) rr tonal.

本実施例では、まずBO1aガスを用いた反応性イオン
エツチングにより基板の(100)面上に垂直な側壁を
持つストライプを形成する。この時ス面であるようにす
る。その後、前記基板を730″Cの温度に保ち、結晶
の均一性を得るためs / Orpmで回転させながら
、原料ガスとしてトリメチルガリウム、トリエチルアル
ミニウム、アルシンを用い、水素ガスで希釈し、成長圧
fQTorr、/〜3μm/hourの成長速度で結晶
成長した。
In this embodiment, stripes having vertical sidewalls are first formed on the (100) plane of the substrate by reactive ion etching using BO1a gas. At this time, make sure it is on the screen. After that, while keeping the substrate at a temperature of 730″C and rotating at s/Orpm to obtain crystal uniformity, trimethylgallium, triethylaluminum, and arsine were used as source gases, diluted with hydrogen gas, and the growth pressure was fQTorr. , /~3 μm/hour.

(実施例2) 第μ図は、実施例/の素子におい、て、コンタクト層j
をストライプ状に残して取り除き、取り除いた部分に絶
縁層を形成したものを示す。tは絶縁層(8isN4 
)、tはコンタクト用拡散層(Zn拡散層)である。コ
ンタクト層よと上部クラッド層仏はコンタクト用拡散層
tによシミ気的に接触している。本実施例の素子にコン
タクト層!および基板結晶lを介して、順バイアスを印
加した場合には、先導波層にキャリアの閉じ込め効果が
生じ、又逆バイアスを印加すると光導波層に電界が印加
される。
(Example 2) Figure μ shows the contact layer j in the device of Example/.
is removed leaving behind a striped pattern, and an insulating layer is formed on the removed portion. t is an insulating layer (8isN4
), t is a contact diffusion layer (Zn diffusion layer). The contact layer and the upper cladding layer are in contact with the contact diffusion layer t. Contact layer for the device of this example! When a forward bias is applied through the substrate crystal l, a carrier confinement effect occurs in the waveguide layer, and when a reverse bias is applied, an electric field is applied to the optical waveguide layer.

(実施例3) 第5図は、実施例コの素子に実際に電極を形成した例で
あり、7は上部電極(Ti−Pt−Au )、7′は下
部電極(Au−Go−Ni )である。本実施例の素子
を用い、順バイアス素子としては半導体レーザ、光増幅
器が形成され、形成された半導体レーザは、低閾値の発
振が可能であった。又逆バイアス素子としては光変調器
2位相変調器等が形成される。
(Example 3) Figure 5 shows an example in which electrodes were actually formed on the device of Example A, with 7 being an upper electrode (Ti-Pt-Au) and 7' being a lower electrode (Au-Go-Ni). It is. Using the element of this example, a semiconductor laser and an optical amplifier were formed as forward bias elements, and the formed semiconductor laser was capable of oscillation with a low threshold. Further, as the reverse bias element, an optical modulator, two-phase modulator, or the like is formed.

(実施例弘) 第6図は、実施例1の素子の上部クラッド層≠の上に直
接コンタクト層!を成長させ、その上に電流ブロック層
参′を成長させた構造であり、さらにストライプ状の凸
部の上部にあたる部分の電流ブロック層弘′をエツチン
グにより取り除き、絶縁層6および電極(上部電極7お
よび下部電極7′)が設けられている。上部電極7とコ
ンタクト層jとの電気的接触を直接にとっており、電流
ブロック層μ′との間は絶縁層乙により電気的絶縁を計
っている。本実施例の素子は実施例3の素子と同様な動
作をする。
(Example Hiroshi) Figure 6 shows a contact layer directly on the upper cladding layer≠ of the device of Example 1! This structure has a structure in which the current blocking layer 6' is grown on top of the current blocking layer 6', and the current blocking layer 6' above the striped convex portion is removed by etching, and the insulating layer 6 and the electrode (upper electrode 7') are removed by etching. and a lower electrode 7'). Direct electrical contact is made between the upper electrode 7 and the contact layer j, and electrical insulation is provided between the upper electrode 7 and the current blocking layer μ' by an insulating layer B. The device of this example operates in the same way as the device of Example 3.

(実施例よ) 第7図は他の実施例を説明する図であって、(0//)
IIT及び(oii)面を側壁とするストライプ状の凸
部を形成した基板結晶上に、有機金属化学気相成長法に
より1回の結晶成長を行い埋め込み構造の光導波路を形
成し、先導波素子を作製した例であって、本実施例の特
徴は、ストライプ状の凸部によシはさまれてできる凹部
内部に形成された光導波層に電気的接触を計っているこ
とである。lは基板結晶(n型(/ 00 )面GaA
s基板結晶)、λは下部クラッド層(n−GaAs )
、3は光導波層(undope−工nGaAs )、グ
は上部り2ラド層(p−GaAg)、弘′は電流プlf
f7り層(n−GaAs)、5はコンタクト層(p+−
GaAs 、)、tは絶縁層(B15Na )、rはコ
ンタクト用拡散層(Zn拡散層)である。光導波層3は
工fiGaA13によシ形成されているため屈折率は(
)aAsよりも大きく又禁止帯幅が小さいため光の閉じ
込め及び担体の閉じ込め効果が得られる。
(Example) FIG. 7 is a diagram explaining another example, (0//)
On a substrate crystal in which striped convex portions with IIT and (oii) planes as side walls are formed, crystal growth is performed once by metal organic chemical vapor deposition to form an optical waveguide with a buried structure, and a leading wave element is formed. The feature of this example is that electrical contact is made to the optical waveguide layer formed inside the concave portion sandwiched between the striped convex portions. l is the substrate crystal (n-type (/00) plane GaA
s substrate crystal), λ is the lower cladding layer (n-GaAs)
, 3 is the optical waveguide layer (undoped GaAs), G is the upper two-layer layer (p-GaAg), and Hiro' is the current plate lf.
f7 is a layer (n-GaAs), 5 is a contact layer (p+-
t is an insulating layer (B15Na), and r is a contact diffusion layer (Zn diffusion layer). Since the optical waveguide layer 3 is made of fiGaA13, its refractive index is (
) Since it is larger than aAs and has a smaller forbidden band width, it can achieve light confinement and carrier confinement effects.

本実施例では、まずBCl3ガスを用いた反応性イオン
エツチングにより基板の(ioo)面上に垂直な側壁を
持つストライプを形成する。この時ストライプの側壁は
、(0//)而及び(0//)面であるようにする。そ
の後、前記基板を730″Cの温度に保ち、結晶の均一
性を得るため、/ Orpmで回転させながら、原料ガ
スとしてトリメチルガリウム、トリメチルインジウム、
アルシンを用い、水素ガスで希釈し、成長圧10 To
rr、/〜3μm/hourの成長速度で結晶成長した
In this example, stripes having vertical sidewalls are first formed on the (ioo) plane of the substrate by reactive ion etching using BCl3 gas. At this time, the side walls of the stripes are (0//) and (0//) planes. Thereafter, the substrate was maintained at a temperature of 730''C and rotated at /Orpm to obtain crystal uniformity, while trimethylgallium, trimethylindium,
Using arsine, diluted with hydrogen gas, growth pressure 10 To
Crystal growth was performed at a growth rate of rr,/~3 μm/hour.

又、本実施例のように、基板結晶のストライプ状の凸部
により形成される凹部内部に形成された光導波層を利用
する場合の特長は、光導波層の幅が基板結晶に形成され
る凹部内部の幅に一致するため、極めて加工精度を高く
、光導波層を形成できることである。
Further, as in this embodiment, the advantage of using an optical waveguide layer formed inside a recess formed by striped convex portions of a substrate crystal is that the width of the optical waveguide layer is formed on the substrate crystal. Since the width matches the width inside the recess, the optical waveguide layer can be formed with extremely high processing accuracy.

さらには、実施例1〜弘の様に光導波層の上部が下部に
比べせまくなることはない。
Furthermore, the upper part of the optical waveguide layer does not become narrower than the lower part as in Examples 1 to 1.

(実施例6) 第を図は、実施例jの素子に電極を形成した一例である
。7は上部電極(Ti−Pt−Au ) 、 7’は下
部電極(Au−Go−Ni )である。本実施例の素子
は、順バイアス素子としては半導体レー°ザ、光増幅器
に適用され、逆バイアス素子としては光変調器9位相変
調器等に適用される。
(Example 6) The second figure is an example in which electrodes were formed on the element of Example J. 7 is an upper electrode (Ti-Pt-Au), and 7' is a lower electrode (Au-Go-Ni). The element of this embodiment is applied as a forward bias element to a semiconductor laser and an optical amplifier, and as a reverse bias element to an optical modulator 9 phase modulator and the like.

(実施例7) 第2図は、実施例jの素子の上部クラッド層グの上に直
接コンタクト層jを成長させ、その上に電流ブロック層
弘′を成長させた構造であシ、さらに凹部の上部にあた
る部分の電流ブロック層弘′をエツチングにより取り除
き、絶縁層6および電極(上部電極7および下部電極7
′)が設けられている。上部電極7とコンタクト層jと
の電気的接触を直接にとっており、電流ブロック層弘′
との間は絶縁層乙により電気的絶縁を計っている。本実
施例の素子は実施例tの素子と同様な動作をする。
(Example 7) FIG. 2 shows a structure in which a contact layer j is grown directly on the upper cladding layer of the device of Example j, a current blocking layer is grown on top of the contact layer j, and a recessed portion is further grown. The current blocking layer 6' on the upper part of
') is provided. Direct electrical contact is made between the upper electrode 7 and the contact layer j, and the current blocking layer
Electrical insulation is provided by an insulating layer B between the two. The device of this example operates similarly to the device of example t.

(実施例t) 第70図は、実施例7の素子において電流ブロック層弘
′を形成せず、直接絶縁層tおよび電極(上部電極7お
よび下部電極7′)を形成したものである。ストライプ
状凸部により形成される凹部の上部忙あたる部分のコン
タクト層jと上部電極7は直接電気的接触をとっておシ
、他の部分は絶縁層6Vcより電気的絶縁を計っている
。本実施例に示す素子も実施例乙の素子と同様な動作を
する。
(Example t) FIG. 70 shows the device of Example 7 in which the current blocking layer ′ was not formed and the insulating layer t and electrodes (upper electrode 7 and lower electrode 7′) were directly formed. The contact layer j and the upper electrode 7 in the upper part of the recess formed by the striped convex parts are in direct electrical contact, and the other parts are electrically insulated from the insulating layer 6Vc. The device shown in this embodiment also operates in the same way as the device in embodiment B.

以上示した実施例のうち実施例t−rにおいて基板結晶
lとして用いられているGaA3の代わシにGaAs上
にAlGaAsをエピタキシャル成長した基板結晶を用
いた場合には下部クラッド層コ及び上部クラッド層グは
AlGaAs 、光導波層3はGaAsもしくはGaA
S/ AlGaAsの超格子を用いることが出来る。
Among the embodiments shown above, when a substrate crystal obtained by epitaxially growing AlGaAs on GaAs is used instead of GaA3 used as the substrate crystal 1 in embodiment t-r, the lower cladding layer ko and the upper cladding layer 1 are used. is AlGaAs, and the optical waveguide layer 3 is GaAs or GaA.
A superlattice of S/AlGaAs can be used.

又、AlGaAs系もしくはInGaAs系に限って全
ての実施例を示したが、本発明は工nP基板を用いた工
nGaAsPi%についても同様に適用ができる。
Moreover, although all the embodiments have been shown limited to AlGaAs-based or InGaAs-based materials, the present invention can be similarly applied to a material using an aluminum-nP substrate.

さらにストライプ側壁の結晶学上の面方位は完全に一致
する必要はなく、±200程度ずれた面方位の場合も同
様な結果が得られた。
Furthermore, the crystallographic plane orientations of the stripe sidewalls do not need to match perfectly, and similar results were obtained even when the plane orientations deviated by about ±200.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は■−v族化合物の基板結
晶上に結晶膜を成長させ光導波素子を作製する時、あら
かじめ基板結晶に形成するストライブ状の凸部の側壁を
結晶学上の面方位((:)//)面および(0//)面
又は(0//)面および(0/ / )面と等価な面方
位を有するよ°うにすることで一度の結晶成長で任意の
微細な埋め込み構造の光導波素子を作製することを可能
とする。それにより複数回の結晶成長にかかる工程の複
雑さが解消でき、又歩留シの高い埋め込み構造の光導波
素子が作製できる。
As explained above, the present invention allows the side walls of the striped protrusions formed on the substrate crystal to be By making the crystal have a plane orientation equivalent to the ((:)//) plane and (0//) plane or the (0//) plane and (0/ / ) plane, one crystal growth can be achieved. This makes it possible to fabricate optical waveguide elements with arbitrary fine buried structures. As a result, the complexity of the process required for multiple crystal growths can be eliminated, and an optical waveguide element with a buried structure can be manufactured with a high yield.

本発明を用いることにより、半導体レーザ、半導体レー
ザアレー、光増幅器、光増幅器アレー、光変調器、光ス
ィッチ、光スイツチマトリックス等の作製が容易となる
By using the present invention, it becomes easy to manufacture semiconductor lasers, semiconductor laser arrays, optical amplifiers, optical amplifier arrays, optical modulators, optical switches, optical switch matrices, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に示す結晶学上の面方位を有する基板結
晶上に結晶成長させた場合を説明する図であって、(、
L)は基板結晶の面方位を示す図、(b)は結晶成長層
の断面図である。第2図は本発明に示す結晶学上の面方
位と異る面方位を有する基板結晶上に結晶成長させた場
合を説明する図であって、(a)は基板結晶の面方位を
示す図、(b)は結晶成長層の断面図である。第3図は
実施例/を説明する図、第μ図は実施例コを説明する図
、第!図は実施例3を説明する図であって、第弘図に示
す素子に電極を形成した場合である。第6図は実施例弘
を説明する図、第7図は実施例jを説明する図、第r図
は実施例tを説明する図であって、第7図に示す素子に
電極を形成した場合である。第り図は実施例7を説明す
る図、第io図は実施例rを説明する図である。第11
図は従来の埋め込み構造の半導体光導波素子の作製方法
を示す図、第12図は逆メサ形状のストライプを形成し
た基板結晶上に結晶成長を行い埋め込み構造の半導体光
導波素子を作製する方法を示す図である。 l・・・基板結晶、2・・・下部クラッド層、3・・・
光導波層、グ・・・上部クラッド層、ダ′・・・電流ブ
ロック層、!・・・コンタクト層、6・・・絶縁層、7
・・・上部電極、7′・・・下部電極、r・・・コンタ
クト用拡散層。 −一一一一−37へ1 ¥37       Y4−劃 a−一−コ呵タクトnI迄1叉層 ノーーー 系〕役牛6品 2−−一 丁珪pクラーJF眉 づ−−一 光専順贋 4−m−と仰クラ−7)層 4′−m−を3Lプロ・7り層 5−−− コンタク)贋 J−−一 杼齋系層 7−−−上仰ン治 7′−下壺p電砂 峯乙図 磨7V θ−−−−コ〉7フト甲力λヲ0舎 弔1TiJ 峯り回 1−−−一菖汰柁晶 察/θ回 7つ−φ AJ2 (幻 /ヘノ2 CC) 峯/I圀 <aノ /−−−・慕Jg?紹1 肩’−t2  ”7       2−°−丁う下7フ
・ド眉3−・光導成層 ≠−・と等アクタ、・1層 5−・−コλクク)屑
FIG. 1 is a diagram illustrating a case where a crystal is grown on a substrate crystal having the crystallographic plane orientation shown in the present invention,
L) is a diagram showing the plane orientation of the substrate crystal, and (b) is a cross-sectional diagram of the crystal growth layer. FIG. 2 is a diagram illustrating a case where a crystal is grown on a substrate crystal having a plane orientation different from the crystallographic plane orientation shown in the present invention, and (a) is a diagram showing the plane orientation of the substrate crystal. , (b) are cross-sectional views of the crystal growth layer. Figure 3 is a diagram for explaining the embodiment, Figure μ is a diagram for explaining the embodiment, and Figure ! The figure is a diagram for explaining Example 3, in which electrodes are formed on the element shown in FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining Example 1, FIG. 7 is a diagram for explaining Example J, and FIG. R is a diagram for explaining Example t, in which electrodes were formed on the element shown in FIG. This is the case. Fig. 3 is a diagram for explaining the seventh embodiment, and Fig. io is a diagram for explaining the embodiment r. 11th
The figure shows a conventional method for manufacturing a semiconductor optical waveguide device with a buried structure, and FIG. FIG. l... Substrate crystal, 2... Lower cladding layer, 3...
Optical waveguide layer, G...upper cladding layer, D'...current blocking layer,! ... Contact layer, 6... Insulating layer, 7
...Top electrode, 7'...Bottom electrode, r...Diffusion layer for contact. -1111-37 1 ¥37 Y4-A-1-Ko-2 Tact nI 1-layer No-- Series] Working cattle 6 items 2--1 Chokei pcraper JF eyebrows--1 Mitsunjun Fake 4-m- and 7) Layer 4'-m- to 3L professional 7 layer 5--Contact) Fake J--1 Shusai-type layer 7--Kamiyoji 7'- Lower pot p Densamine Otozuma 7V θ-----Co〉7 feet Kōri λヲ0sha funeral 1TiJ Mine turn 1---Isshota Keishoken/θ times 7-φ AJ2 (phantom /Heno2 CC) Mine/Ikuni<aノ/---・慕Jg? Introduction 1 Shoulder'-t2 "7 2-°-lower 7f/eyebrow 3-・Light guide stratification ≠-・etc. acta, 1 layer 5-・-koλkuku) scraps

Claims (1)

【特許請求の範囲】 主にIII−V族からなる基板結晶の、結晶学上の面方位
(100)面又は(100)面と等価な面上に、結晶学
上の面方位(01@1@)面および(0@1@1)面又
は(01@1@)面および(0@1@1)面と等価な面
方位の垂直な側壁を有するストライプ状の凸部を形成す
る工程と、 気相中又は真空中で、前記面上に少なくとも、光導波層
となる主にIII−V族からなる結晶層と、クラッド層と
なる主にIII−V族からなる結晶層をエピタキシャルに
成長させる工程とからなることを特徴とする埋め込み構
造のIII−V族化合物半導体光導波素子の作製方法。
Scope of Claims: On a crystallographic (100) plane or a plane equivalent to the (100) plane of a substrate crystal mainly composed of III-V group, forming a striped convex portion having vertical side walls with plane orientations equivalent to the @) plane and the (0@1@1) plane, or the (01@1@) plane and the (0@1@1) plane; , epitaxially growing on the surface in a gas phase or vacuum at least a crystal layer consisting mainly of III-V groups to become an optical waveguide layer and a crystal layer mainly consisting of III-V groups forming a cladding layer. 1. A method for manufacturing a III-V group compound semiconductor optical waveguide device having a buried structure, the method comprising the steps of:
JP15507887A 1987-06-22 1987-06-22 Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure Pending JPS63318791A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15507887A JPS63318791A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15507887A JPS63318791A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63318791A true JPS63318791A (en) 1988-12-27

Family

ID=15598173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15507887A Pending JPS63318791A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63318791A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0461187A (en) * 1990-06-22 1992-02-27 Agency Of Ind Science & Technol Semiconductor laser and manufacture thereof
EP0627761A2 (en) * 1993-04-30 1994-12-07 Texas Instruments Incorporated Epitaxial overgrowth method and devices

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0461187A (en) * 1990-06-22 1992-02-27 Agency Of Ind Science & Technol Semiconductor laser and manufacture thereof
EP0627761A2 (en) * 1993-04-30 1994-12-07 Texas Instruments Incorporated Epitaxial overgrowth method and devices
EP0627761A3 (en) * 1993-04-30 1995-02-08 Texas Instruments Inc Epitaxial overgrowth method and devices.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06291416A (en) Semiconductor laser and manufacture thereof
US4788159A (en) Process for forming a positive index waveguide
US5073893A (en) Semiconductor structure and semiconductor laser device
JPH07221392A (en) Quantum thin wire and its manufacture, quantum thin wire laser and its manufacture, manufacture of diffraction grating, and distributed feedback semiconductor laser
JPS59129486A (en) Semiconductor laser device and manufacture thereof
WO2005083480A1 (en) Buried heterostructure device fabricated by single step mocvd
JPS63318791A (en) Manufacture of iii-v compound semiconductor optical waveguide element with embedded structure
JPH08181389A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH03238813A (en) Epitaxial growth method
JPS6223191A (en) Manufacture of ridge type semiconductor laser device
US4358850A (en) Terraced substrate semiconductor laser
JPH04356963A (en) Manufacture of semiconductor quantum fine wiring
JPS63318732A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3239528B2 (en) Manufacturing method of semiconductor laser
JPS58219772A (en) Laser type light emission device and method of producing same
JPH04186687A (en) Semiconductor laser
JPS62179790A (en) Semiconductor laser
JPH0373584A (en) Semiconductor laser device
JPS6180886A (en) Semiconductor laser device and manufacture thereof
JPH0897501A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH01293686A (en) Manufacture of semiconductor laser element
JPH0378279A (en) Manufacture of semiconductor laser
JP2001168463A (en) Laminating structure of compound semiconductor layer and manufacturing method therefor
JPS62176182A (en) Semiconductor laser and manufacture thereof
JPS633484A (en) Manufacture of semiconductor laser