KR0142207B1 - 광 집적 회로 제조방법과 이에 따른 표면에칭 방법 - Google Patents
광 집적 회로 제조방법과 이에 따른 표면에칭 방법Info
- Publication number
- KR0142207B1 KR0142207B1 KR1019890011972A KR890011972A KR0142207B1 KR 0142207 B1 KR0142207 B1 KR 0142207B1 KR 1019890011972 A KR1019890011972 A KR 1019890011972A KR 890011972 A KR890011972 A KR 890011972A KR 0142207 B1 KR0142207 B1 KR 0142207B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- mask
- waveguide
- etching
- layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 2
- 208000036758 Postinfectious cerebellitis Diseases 0.000 abstract 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 73
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009271 DNA damage immune response Effects 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 235000009984 Pterocarpus indicus Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000533793 Tipuana tipu Species 0.000 description 1
- IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N WHWLQLKPGQPMY Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C1=CNC=N1 IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000004399 eye closure Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/8252—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using III-V technology
-
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1231—Grating growth or overgrowth details
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/095—Laser devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/106—Masks, special
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/942—Masking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
본 발명은 PIC를 제조하기 위한 개량된 공정에 관한 것이다. 본 발명의 공정은 베이스 웨이퍼의 성장 즉, 적당한 기판상의 여러 가지 에피택셜층의 적층으로 시작한다. 상기 재질층의 각각의 부분은 PIC 형태가 되는 또는 제조 처리 단계의 최소한 하나에서 한 역할을 하는 많은 소자의 어느 기능 부분이 된다. 구체적인 본 발명의 처리 단계는 (1) 수동 도파관, 능동 소자 및 격자 필터부분을 종래 기술에서 나타나는 광학적인 불연속성이 없이 상호 접속하는 단계와 (2) 각 PIC 소자의 성능을 최적화시키기 위해 PIC 의 서로 다른 영역에서 서로 다른 길이로 도파관을 연속적으로 에칭하는 단계로 이루어진다. 본 발명의 공정은 예를들어 (a) 얕은 메사 영역에서 도파관의 고 선명 패턴닝, (b) 종래의 결정 방향과는 다른 어떤 각도의 매입형 도파관을 만들 수 있는 능력, (c) PIC 의 서로 다른 도파관 사이의 개량된 결합, (d) 깊은 메사 영역에서 효과적인 낮은 기생 용량 전류의 제한, (e) 저손 수동 도파관을 만들게 한다. 깊은 메사 영역에서의 전류 제한과 얕은 메사 영역에서 수동 도파관에서 저손실을 결합시키는 본 발명의 구체적인 실시예는 상부 클래딩층이 낮은 광 흡수를 갖는 낮게 오프된 또는 반절연체로 구성이 되는 저손실 도파관의 형성을 포함한다. 상기 실시예에서, 낮게 도핑된 또는 반절연 재질은 PIC 의 깊은 메사 영역에 대해 전기적 차단 역할을 한다.
Description
제 1 도는 선택 영역 격자를 포함하는 종래 기술 소자의 개략도.
제 2 도는 제 1 도의 종래 기술의 소자를 제조하는데 사용된 베이스 웨이퍼의 개략도.
제 3 도는 반도체 표면에서 파상형 에칭을 위해 제 2 도의 구조상에 배치된 파상형 레지스트 마스크의 개략도.
제 4 도는 본원의 공정의 실시예에 사용된 베이스 웨이퍼의 개략도.
제 5 도는 파상형 레지스트 마스크를 가진 제 4 도의 베이스 웨이퍼의 개략도.
제 6 도는 에칭 후의 제 5 도의 구조의 개략도.
제 7 도는 파상형층이 제거되고 상기 구조가 상부에 성장된 제 6 도의 구조의 개략도.
제 8 도는 본원 공정의 흐름도.
제 9a 도는 DBR(distributed bragg reflector) 레이저를 가진 PIC(photonic integrated)를 제조하기 위해 본 발명의 공정에 사용된 베이스 웨이퍼의 개략도.
제 9b 도는 DFB(distributed feedback baser)를 가진 PIC를 제조하기 위해 본 발명의 공정에 이용된 베이스 웨이퍼의 개략도.
제 10 도는 본 발명의 공정으로 제조된 DFB-Y-검출기 PIC 의 개략도.
제 11 도는 제 10 도 소자의 도파관 출력 포트와 검출 단부 레이저 단부의 종방향 단면도.
제 12 도는 25 ℃ 의 온도에서 제 10 도의 소자를 위해 검출기광 전류 대 레이저 주입 전류의 표시도.
제 13 도는 제 10 도 소자의 출력의 단일 길이 방향 모드 스페트럼을 도시한 도면.
제 14 도는 제 10 도 소자의 2 개의 전형적인 샘플에 대해 22 ℃에서 검출기 역방향 암전류를 도시한 도면.
제 15 도는 본 발명의 공정을 이용하여 제조된 동조 가능한 MQW SIPBH DBR 레이저의 길이 방향 구조의 도시도.
제 16 도는 Bragg(브래그)부분에 전류가 없이 23 ℃에서 제 15 도에 도시된 300 미크론 활성 부분 길이 소자에 대한 CW 광 전류 특성을 도시한 도면.
제 17 도는 I=0.9I 번째에서 제 16 도의 소자의 대수적 크기로 도시한 도면.
제 18 도는 제 15 도에 도시된 것과 같은 2 개의 서로 다른 활성부분 길이 소자를 위한 파장대 브래그 동조 전류에 대한 도면.
제 19 도는 제 15 도 소자를 위한 동조 전류 대 레이저 출력을 도시한 도면.
제 20 도는 라인폭 강화 인수 의 측정도.
제 21 도는 지연된 자체 헤테로다인 방법에 의해 측정된 바와같이 제 15 도의 소자의 역방향 출력 대 CW 라인폭의 다이어그램.
제 22 도는 본 발명의 공정을 이용하여 제조된 3 개 부분의 연속적 동조 가능한 MQW DBR 레이저의 종방향 구조의 개략도.
제 23 도는 TE 와 TM 방출의 낮은 임계치 대수적 크기를 도시한 도면.
제 24 도는 제 22 도 소자의 광 전류 특성을 도시한 도면.
제 25 도는 지연된 자체 헤테로다인 기술에 의해 측정된 바와같이 CW 라인 폭 대 전력(삼각형) 및 역방향 전력(다이어몬드형)을 도시한 도면.
제 26 도는 제 22 도 소자의 동조 특성을 도시한 도면.
제 27 도는 본 발명의 공정을 이용하여 만들어진 2 개 부분 공동(cavity) 레이저에 대한 개략도.
제 28 도는 제 27 도 소자에 대한 종단면도.
제 29 도는 1.5 미크론의 파장에서 제 27 도 소자의 광 전류 특성을 표시한 도면.
제 30 도는 본 발명의 공정을 이용하여 제조된 수동 도파 스파(star) 결합기의 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11:선택적 영역 격자 13:도파층
15:크래딩층 31:파상형 레지스트 마스크
본 발명은 광전 집적 회로(PIC : photonic integrated circuit)와 상기 PIC 제조 공정에 관한 것이다.
광섬유의 발명과 상기 광섬유를 제조하기 위한 경제적인 공정의 결과를 가져오는 연속적인 다른 개발은 광 통신의 분야를 개척하게 하였다. 그러나, 정보 처리는 전기적 소자 및 방법에 의해 계속 진행되고 있다. 따라서, 정보 신호는 전기적인 형태로 처리되어 전송을 위한 광의 형태로 변환되며, 다음 광 신호를 수신한 후 또다른 처리 형태로 변환된다. 명백하게 광 통신의 경제성은 광 형태로 정보를 처리할 수 있는 광학 소자를 개발하기 위한 산업을 촉진시킨다. 상기와 같은 장치는 예를들어 적당한 광도파관에 의해 모두 연결되는 레이저, 증폭기, 검출기, 결합기, 변조기 및 재발생기 등이 있다. 상기와 같은 장치는 오늘날 일반적으로 제조될 수 있지만, 그러나 이들은 개별 형태로 제조되며, 광 통신 시스템을 위한 경제성을 위해 상기와 장치는 집적 형태로 제조되어야 한다. 그러나 오늘날까지 PIC 제조를 위한 제안된 처리 기술은 충분한 활용성 또는 효율이 없어서 상업 광 통신에 경제적으로 사용될 수 없다.
본 발명은 PIC 를 제조하기 위한 개량된 공정에 관한 것이다. 본 발명의 공정은 베이스 웨이퍼의 성장 측, 적당한 기판상의 여러 가지 에피택셜층의 적층으로 시작한다. 상기 재질층의 각각의 부분은 PIC 형태가 되는 또는 제조 처리 단계의 최소한 하나에서 한 역할을 하는 많은 소자의 어느 기능 부분이 된다. 구체적인 본 발명의 처리 단계는 (1) 수동 도파관, 능동 소자 및 격자 필터부분을 종래 기술에서 나타나는 광학적인 불연속성이 없이 상호 접속하는 단계와 (2) 각 PIC 소자의 성능을 최적화시키기 위해 PIC 의 서로 다른 영역에서 서로 다른 길이로 도파관을 연속적으로 에칭하는 단계로 이루어진다. 본 발명의 공정은 예를들어 (a) 얕은 메사 영역에서 도파관의 고 선명 패턴닝, (b) 종래의 결정 방향과는 다른 어떤 각도의 매입형 도파관을 만들 수 있는 능력, (c) PIC 의 서로 다른 도파관 사이의 개량된 결합, (d) 깊은 메사 영역에서 효과적인 낮은 기생 용량 전류의 제한, (e) 저손 수동 도파관을 만들게 한다. 깊은 메사 영역에서의 전류 제한과 얕은 메사 영역에서 수동 도파관에서 저손실을 결합시키는 본 발명의 구체적인 실시예는 상수 클래딩층이 낮은 광 흡수를 갖는 낮게 오프된 또는 반절연체로 구성이 되는 저손실 도파관의 형성을 포함한다. 상기 실시예에서, 낮게 도핑된 또는 반절연 재질은 PIC 의 깊은 메사 영역에 대해 전기적 차단 역할을 한다.
많은 수의 광 소자는 격자를 사용한다. 예를들어, 분배형 패드백 레이저(DFB)과 다른 DFB 소자와, 분배형 반사기(DBR) 및 다른 DBR 소자는 일반적인 집적부로서 격자 영역을 이용한다. 이러한 장치는 가끔 광 도파관을 포함하며, 많은 소자에서 소자의 격자부는 물리적인 범위로 한정된다. 종래 기술에서 상기와 같은 한정된 격자 영역의 형성은 허용될 수 없는 광 도파관을 초래하거나 또는 광학적 불연속을 제공한다. 격자를 포함하는 다른 소자에서, 종래 방식의 제조 기술은 격자가 없는 곳의 소자 영역에서 근본적인 층의 제거를 필요로 한다. 본 발명은 나쁜 효과가 없이 선택적 격자 영역의 제조를 허용한다. 본 발명 기술의 독특한 능력은 제 1 도 및 제 2 도를 참조로하여 상세히 기술하기로 한다.
제 1 도는 선택적 영역 격자(11)를 포함하는 종래 소자의 개략도이다. 상기 도면에서 12 는 레이저 또는 증폭 구조에서 활성 또는 이득층일 수도 있다. 13 은 소자의 어떤 부분 이상으로 연장된 연속적으로 되어야 하는 광 도파관이다(상기 도면 및 다른 도면에서 직접 설명과 도시에 필요치않은 부분은 도시하지 않았음). 종래기술에서, 제 1 도에 도시된 소자는 제 2 도에 도시된 바와같이 적당한 기판상에 에피택셜층의 성장 다음에 적당한 마스크킹 유전체(23)의 부착에 의해 제조된다. 상기 도면에서, 제 2 도에서, 21 은 제 1 도에서 도피관 영역 13 으로부터 만들어지는 층이나, 23 은 유전체 마스킹층이다. 사진석판술 과정을 이용하면, 포토레지스트는 격자가 필요 없는 지역상에 제 2 도에 도시된 바와같이 포토레지스트가 부착되며 보호 레지스트 마스크(24)를 남겨 두고 패턴이 형성된다. 상기 유전체 층은 제 1 도에서 12 와 같은 구조의 제한된 영역을 덮기 위해 표준 에칭 기술로 패턴이 된다. 층(22)은 소자의 노출된 부분상의 적당한 선택적 에칭제로 제거된다. 이 다음, 포토레지스터, 호로그래픽 노출의 인가와 제 3 도에 도시된 바와같이 반도체 표면에서 파상형 무늬를 에칭하기 위해 적당한 파상형 레지스트 마스크를 형성한다. 나머지 유전체층으로 인하여 유전체 마스크는 제거되고 상기 구조는 제 1 도에 도시된 바와같이 적당한 클래딩층(15)으로 상부에 다시 성장이 이루어진다. 상기 종래 기술에서 제 1 도의 과도하게 에칭된 영역(14)은 도시된 바와같이 도파관(13)에서 부적당한 광 불연속성을 초래하여 소자의 성능을 저하시킨다.
상기 과도한 에칭에 대한 이유는 다음과 같이 설명될 수 있다고 본다. 에칭 단계 동안, 활성 에칭은 제 1 도의 11 부분에서만 생기지만 유전체가 남아 있는 부분(12)에서 생기지는 않는다. 따라서, 영역(1)상의 에칭제는 약간 결핍되며, 반면 영역(12)상의 에칭제는 충분한 강도로 유지된다. 왜냐하면 영역(12)에서는 에칭이 생기지 않는다. 따라서 영역(12)상부에 나타나는 결핍되지 않은 에칭제욕(undepletd etchant bath)에 가장 가까운 영역(14)은 약간 결핍된 에칭욕이 있는 부분(11)의 다른 부분보다 더 강하게 에칭된다.
본 발명의 공정은 파상형 에칭 동안 유전체 마스크의 사용을 제거하고, 한기능이 욕(bath)에 대해 재질의 제공을 포함하는 영역(12)상부에 어떤 재질 대신에 제공하여 에칭제욕이 소자의 전체 길이를 따라 균일하게 결핍되게 하는 것을 피한다. 이러한 부가적인 층이 에칭되는 한편, 종래 기술에서 유전체가 상부층을 위해 하는 바와같이 보호를 제공한다. 본 기술을 이용하면, 과도한 에칭현상이 관찰될 수 있는 정도로 제거된다. 도파관을 따라 광학적 연속성의 최종 정도는 다음 실시예의 논의에서 보다 상세하게 기술된 바와같이 소자 성능에서 개선을 제공한다.
본 발명의 공정은 제 4 도 내지 제 7 도에 개략적으로 도시되어 있다. 제 4 도는 레지스터 마스크(44)가 사진석판술로 패턴이 형성된 제 2 도와 유사한 초기 구조를 도시한다. 제 4 도에서, 층(43)은 파상형 에칭 단계동안 층(41)의 적당한 에피택셜성장 반도체층을 위한 에칭 속도와 비교할 수 있는 속도록 에칭한다.
다시 한 번 제 4 도를 참조로 하면, 레지스트 마스크 또는 다른 적당한 마스크층을 이용하여 층(42,43)이 적당한 물질의 선택성 에칭제로 노출된 부분에서 제거된다. 다음, 종래 기술에서와 같이, 파상형 레지스터 마스크는, 예를들어 제 5 도에서 도시된 형태를 남겨두기 위해 홀로그래픽 노출로 형성된다. 파상형 형태는 제 6 도의 구조를 형성하기 위해 적당한 에칭제로 상기 구조에 전달된다. 2 개의 영역 사이의 경계부에서 과도한 에칭이 상기 단계에서는 생기지 않는다. 파상형층(62)는 적당한 물질의 선택성 에칭제로 제거되며, 상기 구조는 제 7 도의 최종 원하는 구조를 만들기 위해 과성장될 수 있다. 파상형 층(62)의 제거는 다음 과성장층이 유사한 조성 또는 광학 특성이 될때 요구될 수 있다.
상기 논의 사항은 제 1 도에서 영역(12)에서와 같이 부가적인 기능층이 있는 도파관의 일부에 인접하게 격자가 나타나는 소자의 면에서 이루어졌다. 다른 용도에서, 부가적인 기능층이 없는 도파관의 부분에 인접한 격자를 평행하게 배열하는 것이 바람직하다. 이는 격자 영역에 인접한 영역 상부의 레지스트 격자 마스크를 완전히 제거하기 위해 홀로그래픽 노출 다음에 부가적인 사진석판 노출을 이용한 본 발명의 처리 기술로 이루어진다. 그래서 격자 에칭 단계동안, 상기 인접 영역은 파상 형태가 없는 매끈한 표면을 남겨두기 위해 균일하게 에칭된다. 전형적인 최종 소자는 다음의 실시예 c 의 논의에서 보다 상세하게 기술하기로 한다.
보호되지 않고 에칭된 영역에 비교될 수 있는 비율로 에칭하는 마스킹 재질의 사용은 격자 제조와 관련하여 기술하였다. 그러나 비재실 선택적 에칭이 사용되고 14 와 같이 제 1 도에 도시된 같은 괴에칭 현상이 생길 수 있을 때 선택 영역에의 균일한(비파상) 에칭은 유용한 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 상기 실시예에서 마스킹과 에칭 단계는 제 5 도에 도시된 격자 마스크가 생략되는 것을 제외하고는 제 4 내지 7도에서 도시된 바와같이 될 수 있다. 상기 실시예에서 제 6 도의 영역(61,62) 파상형보다는 균일하게 에칭된다. 본원에 사용된 용어 파상형태 깊이의 변화가 있는 영역 즉 상기 변화가 균일한 패턴에서 생기는, 영역을 광범위하게 의미한다. 상기와 같은 파상 형태 또는 균일한 패턴 영역은 제 7,10,11,15 및 22 도에서 도시된 바와같은 DBR 과 DFB에서 사용된 격자이다. 균일한 패턴에서의 깊이의 변화 어떤 용도에 대해 아주 작게 그리고 특정 용도에 따라서 변화될 수 있다. 상기 용도에서 균일한 패턴은 거의 수평 표면이 된다. 용어 균일한 패턴은 본원에서 수평 표면을 나타낸다.
본원 특징은 PIC 의 서로 다른 영역에서 서로 다른 길이로 에칭된 메사 도파관의 형성을 포함한다. PIC 의 서로 다른 영역에서 서로 다른 깊이로 메사를 형성하기 위한 상기 선택적영역 에칭은 여러 가지 에칭 단계를 이용하여 실행되며, 이들 단계 각각의 마스크가 연속적인 에칭으로부터 PIC 의 부분을 적당하게 만드는 선택적 마스킹 단계가 다음에 이루어진다. 또한, 재질층의 초기 적층은 원리 에피택셜 성장 기술의 정확한 두께에 의해 결정이 된 고정도로 구체적인 에칭 깊이를 허용하는 여러 가지 정지 에칭층을 포함할 수도 있다. 본 발명의 상기 특징은 Y 분기형 도파관을 갖는 분배형 피드백 레이저를 포함하는 본 발명의 상기 실시예의 논의에서 상세히 기술된다.
본 발명의 처리 기술을 위한 한 실시예의 처리 흐름이 제 8 도에 제공되어 있다. 상기 처리 공정의 시작에서, 어떤 종류의 레이저(DBR 또는 DFB)가 이용될 것이냐에 따라 대응하는 2 개의 평행 통로가 있다. 만약 격자를 필요치 않는 하나의 능동 소자(예를들어 증폭기 또는 Fabry-Perot)만 있는 경우, 더 간단한 DBR 통로가 나타나며, 격자 및 홀로그래픽 단계 5 내지 8 이 생략될 수 있다.
상기 소자에서 종래의 지향성 결합기의 내장(또는 제외)된 본 발명의 처리 기술에서 헝용되는 또다른 중요한 조건이 있다. 지향성 결합기의 결합 영역에서, 도파관 영역은 2 개의 도파부 사이에서 부분적으로 에칭이 되어 큰 결합 계수가 얻어지는 것이 바람직하다. 이는 Plit 마스크 레벨(단계 번호 24 와 26)의 부가를 필요로 한다. 또한, 베이스 웨이퍼는 단계 25 의 부분적인 광 도파관 에칭을 정지시키기 위해 부가적인 InP 정지 에칭층을 포함하여야 한다. 그러나, 상기 형태의 지향성 결합기가 포함되어있지 않을 경우 단계 24 내지 26 은 생략될 수 있다.
상기 공정(단계 1 또는 11)의 제 1 단계는 n 형 InP 기판상에 에피택셜 베이스 웨이퍼를 성장시키는 것이다. 본 발명의 처리 기술 조건의 각각에 대한 베이스 웨이퍼의 레이저 형태는 제 5, 9a 및 9b 도에서 도시되어 있다.
다음 단계의 그룹은 격자 제조에 관한 것이며 전체 웨이퍼상에 격자가 만들어진다. 그러나 격자가 필요로 하지 않는 곳에서 격자가 형성되는 층 위에 의사 InP 층이 만들어지지만 그러나, 다음 단계(예, 단계 10 또는 16)로 선택적 에칭에 의해 제거된다. 단계 5내지 8에서 노출된 도파층은 격자가 있는 부분과 격자 없는 부분으로 나누어진다. 이는 전체 웨이퍼에서 홀로그래픽 노출 다음 격자가 필요로 하지 않는 부분을 노출시키는 정규적인 Plit 단계(같은 포토 레지스트를 이용하는)에 의해 이루어진다. 그 결과는 격자 에칭 단계(제 9 번)동안 필요하는 격자가 에칭되는 반면 InP 정지 에칭층을 대부분 제거하는 약간 균일한 에칭이 나머지 도파관 영역에서 이루어진다.
수동 도파관용으로 사용된 영역으로부터 능동층의 제거를 위한 Plit 레벨이 있다. 이는 각각 DBR 또는 DFB 선택을 위해 단계 2 또는 17에서 이루어진다.
두가지 처리 경로는 일반적으로 복잡한 SiO2스트립 마스크 패턴으로 소자의 실제 도파 패턴의 한정(단계 22 내지 23)이 다음에 이루어지는 단계(21)를 합병시킨다.
단계 24 내지 26 은 지향성 결합기를 위한 선택 부분이다. 이들 단계 다음에는 SiOz 마스크를 이용하여 전체 얕은 에칭에 의해 이루어지며, 상기 에칭은 웨이퍼 양단의 모든 곳에 있는 활성 및 도파층을 통해 이루어진다. 이 다음에는 2 개의 중요한 Plit 레벨이 오게 된다(단계 28 과 30). 단계 28에서 수동 도판 부분(캐리어 주입 또는 전장이 필요없는)으로부터 SiO2를 제거한다. 이는 단계 34 의 에피택셜 자단층이, 단계 38 의 (에피택셜) P 형 층으로부터 도파관을 이들 부분상의 상부와 버퍼상에서 성장되게 한다. 단계 30 에서, 하부 정지 에칭층의 하부로 깊은 에칭을 계속하거나 또는 얕은 에칭을 유지시키는 (제 9 도)영역에 도파패턴을 나눈다. 깊은 에칭은 레이저 또는 증폭기 부분에서 전류 제한을 위해 그리고 낮은 용량 소자를 위해 필요로 한다. 얕은 에칭은 Y 분기, 굴곡 등과 같은 긴 수동 도파관에 대해서는 바람직하다.
최종 단계(단계39에서 끝까지)는 PIC 의 여러 소자 사이에서 전기적 절연과 전기적 접촉부를 위해 이루어진다. 2개 단계(42,45)는 절연을 위해 이용되며 첫째는 도파층이 부족한(정지 에칭층을 이용하여) 에칭부이며(왜냐하면 소자를 광학적으로 차단시키기 위해), 절연부로 부르기로 한다. 다른 단계는 기판 깊숙히 내려가는 에칭이다. 이 단계는 보다 큰 절연부를 제공한다. 왜냐하면 에칭부를 통한 어떤 누출 통로는 2 개의 백투백 다이오드로 구성된다. 상기 절연 에칭부는 도파관의 상호 접속이 없는 영역에서 이루어질 수 있다.
설계 규칙이 기술적 한계로부터 이루어지는 실리콘 IC 공정과는 달리 설계 규칙이 도파관의 광학 특성을 따르며, Ⅲ-Ⅴ 재질의 물리적 특성을 따른다.
단일 모드 BH 도파관은 전형적으로 1.5 미크론 폭이다. 많은 본 발명의 처리 기술 단계(Plit, SiO2에칭, 얕은 에칭과 같은)와 연관된 언더컷트 부분이 있기 때문에, 단계 22(제 8 도)의 P4 레벨 도파관 마스크는 통상 ±0.5 미크론의 정밀도를 갖는 4.5 미크론의 라인폭을 갖는다. P4 레벨 마스크를 포함하는 또다른 중요한 고려 사항이 있다. 즉, 레이저, 증폭기, 지향성 결합기와 검출기(깊은 에칭을 필요로 한는 소자)와 같은 모든 능동 소자를 위한 도파관은 마찬가지 방향으로 진행할 것이다. 이방향은 크리스탈의 011 방향과 일치하며, 그러나 수동 도파관 부분은 Y 분기를 허용하는 상기 방향으로부터 2.5 도 이내의 편차가 생길 수 있다.
다른 Plit 레벨은 전형적으로 크기에서 수백 미크론의 영역을 한정한다. 이들 영역은 011 방향으로 놓여 있는 폭 넓은 스트립으로 한정될 수 있다(반드시 그렇지는 않다).
반도체 레이저가 광섬유 통신에 사용되었을 때, 전면 출력은 후면 출력 검출기에 의해 모니터된다. Fabry-Perot를 위해 사용된 상기 방법은 DFB 레이저에 적용될 수 없다. 왜냐하면, 임의로 나눈 전면을 갖는 DFB 레이저는 그 정도 크기의 인수만큼 다르다(IEEE J. 양지전자지의 마쯔오까와 요시꾸니 등의 논문과 어플라이드피직스 레터(1986)48, 457호의 지.피.아그라월, 엔.케이.두따 및 피.제이.안소니의 논문 참조). 그리고 그 비율은 레이저 등급에 따라 변화될 수 있다. 상기 DFB 전면-후면 오트랙킹 문제는 격자 반사와 전면 반사 사이의 위상 효과에 의해 발생된다. 상기 효과는 죄부 미세 효과를 변화시킨다. 또한 DFB 의 한면이 Fabry-Ferot 공진을 억압하기 위해 파괴될 때, 2 개 측면으로부터의 출력은 완전히 다르다. 이 문제를 해결하기 위해 전면 검출기는 상기 실시예에서 집적된다. 또한 축 대칭 DFB 레이저의 2 개 모두 퇴화(에이취.코그링크와 씨.브이.생크의 제이.어플라이드 피직스 43,2327(1972)는 집적된 DFB 레이저의 비대칭 반사성 형태로 제거되어 단일 DFB 모드 발진을 초래한다.
DFB-Y 검출기 PIC 는 제 10 도에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 레이저는 1 차 격자를 갖는 반절연 평면 매입 헤테로 구조(SIPBH)형 (비.아이.밀러와 알.제이.차픽의 일렉트론 레터 22,947(1986)참조)이다. 방출 파장은 1.5μm이다. 상기 레이저는 1.3μm의 수동 도파관층에 인접하게 결합되며 기본 모들에서 발진하며 그리고 출력은 Y 분기 도파관에 의해 도파된다. 대칭 Y 분기는 3-dB 전력 구동기로서 집적된다. S형 굴곡부를 이용하여 굴곡 손실을 감소시키기 위해 사용되었다. 분리점에서 2 개의 접선 라인 사이의 각은 분기각은 2°이다. 2 개 분기중의 하나는 출력 포트로서 사용되며, 다른 것은 집적된 p-i-p 검출기에 접속된다. 격자가 없는 같은 레이저 구조는 검출기용으로 사용될수도 있다. 제11도는 레이저의 길이 방향 단부와 출력 단부의 세부사항을 도시하고 있다. PIC 처리를 위해 중요한 그러나 도파에서 불충분한 효과를 나타내는 200A 두께 정지 에칭층은 제11도에서 도시하지 않았으며 레이저와 검출기는 길이가 250μm 이고 PIC 의 전체 길이는 2540μm 이다.
PIC 제조는 다음 단계를 포함한다. 첫째, n-InP 기판상에서 MOCVD 에 의해 7 개층이 성장된다. 이들 층은 200Å 두께의 InGaAsP 정지 에칭층, 1.6μm 두께의 n-InP 클래딩층, 2700Å InP 정지 에칭층, 1000Å 도프되지 않은 InGaAsP(λ∼1.5μm)능동층, 1500Å InGaAsP(λ∼1.3μm) 도파층 및 1200Å P-InP 층이다. 검출기 면적을 제외한 상부 p-InP 층은 습성 화학 에칭에 의해 제거된다. 상부 그리고 1 차 홀로그래픽 격자는 웨이퍼상의 어느 곳에서나 생긴다. 검출기 영역상의 p-InP 층을 에칭하고 수동 도파관 영역에 있는 InP 정지 에칭층의 상부상의 InGaAsP 층을 에칭하여 격자는 레이저 영역상에만 남아있게 되어 한편 능동층은 레이저와 검출기 영역 모드에서 남아 있게 된다. Y 도파관 메사는 (011)위치와 평행한 직선 부분을 갖는 SiO2를 사용하여 에칭이 되며, 그 다음 전류 차단을 위한 Fe 도핑된 SI(반절연) InP 층의 MOCVD 재성장이 이루어진다. 얕은 에칭은 수동 도파관을 위해 이루어지며, 깊은 에칭은 레이저의 검출기를 위해 이루어진다. 또한, SiO2마스크는 재성장전에 수동 도파관의 영역으로부터 제거된다. 그래서 재성장후 긴 수동 도파관은 이 제 10 도에 도시된 바와같이 저손실 SI-InP 층에 매입된다. 다음에는 나머지 SiO2마스크를 제거하고 그리고 P-InP 층, InGaAsP 정지 에칭층, P+InP 층 및 P=InGaAs 캡층의 MOCVD 재성장이 이루어진다. 상기 정지 에칭층은 레이저와 검출기 사이의 전기적 절연을 증가시키는 도전 P 층의 부분을 제거하기 위해 사용된다.
최종적으로, 표준 금속화가 레이저와 전기 접초부에 인가된다. PIC 칩은 웨이퍼로부터 분리되며, 구리대에 장착된 P 측 상부형이다.
레이저의 단일 DFB 모드와 기본 횡단 모드 발진과, Y 접합 전력 결합 및 높은 검출기 광 전류가 나타났다. 하나의 PIC 예로서 제 12 도는 25 ℃에서 집적된 검출기의 광 전류 대 레이저 주입 전류를 도시한다. 외부 광전 다이오드로 측정된 PIC 칩의 레이저측과 Y 분기 출력 포트 모두로부터 출력은 도면에서 쇄선으로 표시되어 있다. 양단부상의 분할된 전면을 가지고는 Y 분기 출력측으로부터의 전체 전력은 상기 예를 위해 레이저 측면으로부터의 출력의 1/2 에 가깝다. 검출기 광 전류는 Y 분기로부터 150μm/mW전력이다. 제 13 도는 레이저 임계치인 35mA 로부터 32 dB 측 모드 억압을 갖는 130mA 까지 주입 전류를 위한 단일 길이 방향 모드 출력이 관찰되었다.
가동된 칩의 레이저와 검추리 사이의 전기적 정연은 1μΩ 내지 10μΩ 정도이다. 양호한 전기적 절연은 집적된 검출기를 위해 중요하다. 왜냐하면, 레이저 바이어스로부터 검출기까지의 우수 전류는 외부 회로에서 검출기의 역방향 임전류에 가산된다. 레이저 다이오드를 위한 전형적인 0.5V 턴온 전압으로 레이저 바이어스로 인한 검출기에 대한 누수 전류는 1MΩ 보다 더 큰 절연에 대해서 0.5μA 이하이다. 바이어스되지 않은 레이저로 22 ℃에서의 측정된 검출기 암전류는 2 개의 전형적인 검출기를 위한 제 14 도에서의 검출기 역방향 함수로서 구성이 된다. 역방향 바이어스는 집적 검출기가 사용되어 평균 레이저 출력을 모니터하는데 사용될 때 필요하기 때문에, 제 14 도는 암전류가 광 전류에 비해 무시될 수 있다는 것을 나타낸다.
Y 분기 손실과 검출기 효율을 평가하기 위해, 한 단부에서 집적된 DFB 와 다른쪽 단부상에는 검출기를 갖는 집적된 DFB를 갖는 직선형 도파관은 Y 도파관 장치로 같은 웨이퍼상에서 제조될 수 있다. 직선 도파관 전파 손실은 PIC 칩의 전체 길이에 대해 3dB/cm 또는 0.75dB 이다. 레이저 전면으로부터 같은 출력에서 직선 도파관과 Y 도파관의 광 전류를 비교하면, Y 분기 손실은 평가될 수 있다. Y 출력 포트로부터 140 내지 150μA/mW가 모든 DFB-Y 검출기 PIC 샘플ㅇ 대해 측정되었다.
3dB 분기 손실에 대하여, DDIR 3dB 의 과도한 Y 접합 손실이 가장 양호한 샘플에서 측정되었다. 상기 과도한 손실은 접합끝 부분에서 모드 부정합, 도파관 굴곡 손실 및 도파관 굴곡의 계단형 벽으로부터 산란으로부터 생기며, 이들 모두는 도파관 마스크의 설계를 개선하여 감소될 수 있다. 광 전류를 모니터하는 충분한 크기가 얻어지기 때문에, Y 접점은 검출기에 대해 접합되는 3dB 전력보다 낮은 지향성 결합기로 대체될 수 있다. DFB 레이저 측면상의 비교적 낮은 코팅과 추구면상의 비교적 낮은 코팅은 광학섬유 전송 시스템에서 도파관 출력을 증가시킬 것이다.
광범위하게 동조 가능한 반도체 레이저(1987년 일렉트론레터 23,327호의 고따기, 미쯔다, 야노, 이시가와 및 이마이의 논문과, 1987년 일렉트론 레터 23,405호의 무라따, 미또 및 고바야시의 논문과, 1987년 이플라이드 레터 42,650 의쌍, 울슨 및 로간의 논문과 1988년 일렉트론 레터 24,138호의 코렌, 밀러, 아인슈타인, 턱커, 레이번, 차픽 등의 논문을 참조)가 고속 지향 검출 파장 분할 다중(WDM)시스템과 간섭성 헤테로다인 검출 시스템에서 아주 중요한 역할을 할 것으로 기대되며 새로운 광 스위칭 아키텍져에서 양호하게 응용될 수 있다. 이 부분에서 우리는 본 발명 기술을 이용하여 제조하는 1.5μm에서 작동하는 단일 길이 방향 모드 InGaAs InGaAsP 다중 양자웰(MQW)분포형, 브래그 반사기(DBR) 레이저의 구조 및 성능에 대해 기술하기로 한다. 이들 레이저는 낮은 임계치, 양호한 미분 양자 효율 큰 동조 범위를 나타내며, 고속 지향 변조하에서 낮은 칩(chirp)과 CW 동작하에서 좁은 라인폭을 갖는다.
레이저 도파관을 통해 길이 방향, 단면 절단부는 제 15도에 도시되어 있다. 이들 소자는 대기압 금속 유기 화학 증착 [MOCVD]에 의해 전체적으로 성장되며, 반절열 차단형 매입 헤테로 구조[SIPBH]기하학적 형태를 기본으로 한다[1987년 어플라이드 피직스레터 51,1744의 코렌, 밀러, 수, 코치 및 바우워 등의 논문 참조]. Fe 도핑된 InP 전류 차단층으로부터 만들어진 낮은 용량은 능동 영역에 대해 넓은 접촉 메사를 갖는 고속 작동을 허용한다.
이들 소자에서 능동[이득]층은 1.3μ PL의 100Å 두께 장벽을 갖는 InGaAs의 80Å 두께의 4개 웰로 구성된다. 앞서 도시한 바와같이, 상기 MQW 순차를 기본으로 하는 1.5μm Fabry-Perot 레이저는 양호한 양자 효율과 최대 전력을 갖는 낮은 내부 손실을 나타낸다[1988년 일렉트론 레터 24,138에서 코렌, 밀러, 아인슈타인, 턱커, 레이본챠픽의 논문 참조].
제15도에 도시된 DBR 구조에서 250Å 두께 InP 에칭 정지층 및 2500u 두께 수동층 1.3λPLInGaAsP 도파층은 능동 MQW 층 하부에 위치된다. 능동층은 재질 선택 InGaAs/InGaAsP 에칭을 이용한 도파관 영역에서 에칭되며, 제1차∼2350Å 피치격자는 수동 도파관의 노출된 표면상에서 종래 홀로그래픽 수단으로 형성된다. 전형적인 브래그 영역 길이는 ∼250μm이며 능동 영역은 250 내지 600μm 범위에 있다.
제16도는 브래그 부분에 대 전류가 없이 300μm 능동길이 소자의 CW 230℃ 광 전류 특성을 도시한다. 미분 효율은 d=32%/전면으로 어떤 전환이 고전력에서 생기지만 코팅은 인가되지 않는다. 이는 DBR 레이저에 대해서 우리가 알고 있는 가장 높은 값이며, 브래그 지역에 아주 양한 결합을 나타낸다. 전형적인 임계값은 양호한 소자 항목을 갖는 17 내지 20mA이며 대부분의 소자에서 100mA 이하의 10mW를 균일하게 허용한다.∼40'Å이다.
제17도는 동조 가능한 MQW DBR 레이저를 위한 전형적인 낮은 임계치[I'∼' 0.9μm] 대수 크기 스펙트럼을 도시한다. 상기 웨이퍼에 대한 브래크 영역의 스펙트럼 폭은 공지된 층 굴절율과 전형적인 파상형 깊이를 기본으로 한 J'∼' 175cm의 수적으로 평가된 값과 합리적인 일치 상태에 있는 K'∼ 140cm-1의 결합 상수에 대응하는 ∼40'Å이다. 대역 이외의 Fabry-Perot 모드의 간격은 브래그 대역 모드보다 훨씬 더 가깝다. 왜냐하면 전자가 전체 공동 길이에 대응하기 때문이다. 상기 임계치 이상으로 진행할 때, 이들 소자는 45dB의 고전력으로 측면 모드 억압을 갖는 단일 길이 방향 모드로 작동한다. 대부분의 소자는 전력이 증가될때와 같이 브래그 대역내의 인접 길이 방향 모드로 어떤 소자가 전환될 것으로 기대되지만, 대부분의 소자는 전체 작동 범위에 대해 같은 단일 길이 방향 모드로 유지된다.
이들 소자에 대한 동조 특성은 제18도에 도시되어 있다. 615μm와 298μm 능동 소자에 대한 결과가 도시되어 있으며 최대 전체 동조 범위는 94Å이다. 인덱스 변화 대 전류는 두 경우 모두 같으며 수동 1.3μm λPL 도파층에서 Γ'∼ 0.4의 전형적인 브래그 부분 한정 인수는 ∼1.5% 순방향 주입하의 최대 인덱스 변화를 표시한다. 상기 소자는 개별 위상 동조 부분을 포함하지 않기 때문에 파장은 각 홉[hop]사이에서 비교적 작은[∼1 내지 2Å] 연속적인 동조를 갖는 개별 홉에서 변한다. 더 긴 소자는 억세스 가능한 17개의 연속적인 길이 방향 모드를 갖는 한편 더 짧은 소자는 9개를 갖는다. 홉핑 특성은 균일하고 반복 재생 가능하며 작은 양의 온도 동조는 동조 범위에 걸쳐 모든 파장에 억세스 가능하게 한다.
강한 격자를 갖는 웨이퍼에서, 동조 전류와 레이저 출력 사이에서 거의 내부 표시가 없다. 이는 레이저 출력 대 3개의 서로 다른 레이저 부분 구동 레벨을 위한 동조 전류를 도시하는 제19도에서 분명하게 나타난다. 상기 곡선은 소자가 동조될 때 각 모드 홉핑 지점에서 불연속성이 보이는 것을 제외하고는 아주 평탄하다. 제19도는 또한 레이저부 구동 또는 출력에 관계없이 여러 가지 단일 길이 방향 모드 동조 전류가 큰 것을 나타낸다. 이는 도면에서 쇄선으로 도시된 바와같이, 비교적 수직 모드 홉핑경계부로서 그 자체를 보여주고 있다.
동조 전류상의 출력의 약한 의존성은 수동 도파에서 순방향 전류 주입이 격자 결합 상수보다 적은 즉 r≤k 일 때 유기된 손실 r이 얻어진다. 왜냐하면, 반사가 도파관에서 흡수 길이보다 더 짧은 길이에서 생기기 때문이다. 더 약한 격자[k'∼ 70'cm-1]에 대해서, 동조 범위의 짧은 단부 전력의 50% 감소가 관찰되었다. 이러한 특성을 기본으로 할 때[수동 브래그 영역에서 순방향 주입하의] 허인덱스에 대한 실인덱스 변화의 비율은 10을 초과하는 것으로 밝혀졌다. 이는 대역폭 제한으로부터 다른 순방향 전류 주입은 동조를 위한 고능율의 메카니즘을 제공한다.
브래그 영역에 대한 특정 전류에서 이들 소자는 양호한 다이나믹 단일 모드 고속 소스를 제공한다. 제20도는 일시적 세기 변조[IM] 파형과 4.7GHz 정현 변조하에서 단일 모드의 FM 측대파 스펙트럼의 동시 측정을 도시한다. 어떤 적당한 고주파에서 FM과 IM 인덱스의 비율은 통상 라인폭 보강 인수 α의 측정치를 제공하며[1983년 에플라드 피직스 레터 42,328 할더, 바하나, 야리브와 1984년 상기 문허 20,1038의 코치 및 바우워의 논문 참조] 제19도는 α -3.5의 통상 낮은 값을 만든다. 상기 α값은 부분적으로 상기 소자에서 MQW 능동층 때문이지만 그러나 이득 피크보다 더 짧은 파장의 비동조 때문이다. 상기는 이득 피크가 최대 F뮤교-Plerot 회전 무늬 가시도의 위치이다. 기대되는 바와같이 이득 피크의 더긴 파장 측면에 동조되지 않는 웨이퍼는 ∼-6의 큰 α값을 표시하였다.
더 작은 α의 한가지 결과는 큰 신호 디지털 변조하에서 처핑[chirping]이다. 5:1의 구분을 갖는 5Gb/s 제로 비회복 변조하에서 -20dB 레벨에서 단지 1.4A의 스펙트럼 폭이 측정되었다. 작은 α 인수의 또다른 결과는 감소된 위상 잡음이다. 제21도는 레이저로부터 역방향 광학 전력 대 지연된 셀프 헤테로 라인 장치된 것에서 측정된 바와같이 CW 라인폭을 도시한다. 낮은 출력 전압[∼2mW]에서, 라인폭은 ∼6MHz의 낮은 값에 도달되었다. 그러나, 레이저의 유용한 작동 범위의 대부분에서 라인폭은 기대된 바와같이 광학력이 증가시켜 감소시키는 것보다는 일정하게 유지된다.
제22도에 도시된 본 실시예는 기본 3가지 부분, 3개 전극, MQW 능동층이 이용된 분존형 브래그 반사기[DBR] 레이저[1987년 일렉트론 레터 23,403호의 무라따, 미또, 고바야시 등의 논문 참조]이다. 이득 부분에서 세부 순서는 n+를 InP 버퍼를 갖는 n+InP 기판과, 주로 도파관 코어로서의 역할을 하는 ∼2500Å의 n형 1.3μm λPL [포토루미너센스 파장] Q[4가 InGaAsP], 250A n-형 InP 에칭 정지층, 4개의 순서대로의 100Å 1.3 λPLQ 장벽과 80AInGaAs 양장웰, ∼500Ap-1.3 PLQ와 상부 1.5μm 두께 P+InP 클래딩 즉, ∼0.5μm P+InGaAs 캡을 갖는 클래딩이다. 측면 구조는 이전에 기술된 반절연체 평면 매입형 헤테로 구조체 형태이며 모두 에피택셜은 대기압 MOCVD로 이루어진다. 고찰된 어떤 소자에도 광학 코팅은 인가되지 않는다.
제23도는 이득, 위상 및 각각 400μm, 60μm와 350μm의 브래그 부분 길이의 상기 부분 사이의 20μm 절연홈을 갖는 소자에 대한 0.9I 번째의 TE와 TM 광학 스펙트럼을 도시한다. TE 방출에서 명백한 전체 공동의 F뮤교-Perot 모드로부터 간격을 두고 있는 브래크 대역 외부의 웰은 무시할 수 있는 정도의 리플을 가지며, 상기 구조가 재생산성, 양호한 동조 특성을 위해 고도의 광학적 불연속성을 얻을 수 있다는 것을 표시한다. 상기 임게치 이상의 측면 모드는 억압은 45dB 정도로 될 수 있으며, 브래그 또는 위상 전류가 모드 변이에 아주 가깝게 조정되지 않는 경우 쉽게 30dB를 초과한다. TM 방충은 고에너지로의 피크 변위로 억압된다. 이는 도전 밴드와 K11=0 부근의 헤비홀 가전자 사이의 감소된 매트릭스 소자로부터 초래된다[1984년도 IEEE J. 양자전자 QE-20, 745-753 의 아사다 가메야마 스에마쯔의 논문 참조]. 직접 변조에 있어서는 이는 어떤 잠재적인 Tm 모드 분리 문제를 굉장히 감소시킨다.
도파관을 따라 양호한 광학 연속성은 광-전류[L-I] 특성에 의해 확인된다. 제24도는 위상 부분 개방 회로 및 500Ω 저항을 통해 브래그 부분 단락된 것으로 제23도에 도시되어 있다. 낮은 전력에서 미분양자 효율 nd는 3%/전면이며, 아주 낮은 공동 손실을 표시한다. 출력은 상기 소자에서 모드 홉 없이 200mw를 초과하며, 인셋트는 안정한 36°FWHM 원거리 필드를 도시한다. 최대 전력과 nd는 최적의 면판 코팅으로 개량된다.
3 내지 4MHz의 최소값에서 포화된 라인폭은 측정된 대부분의 소자에서 이루어질 수 있다. 제25도는 인셋트에 도시된 지연된 자체 헤테로다인 비트 스펙트럼에서 본 바와같이 1.9MHz의 최소 라인폭을 갖는 최상의 소자를 도시한다. 라인폭은 전력과 역방향 전력으로 구성되며, 7MHz.mW의 라인폭 전력곱은 단일 공동 반도체 레이저에 대해서 아주 낮다.
제26도는 이들 소자에 대한 전형적인 동조 특성을 도시한다. 곡선의 하부 셋트는 상기 구조의 13개 선택 가능한 길이 방향 모드에 대한 가로 좌표축을 따라 판독된 작동 파장을 얻는데 필요한 위상 전류를 도시한다. 전체 범위에 걸쳐 브래그 전류는 -1mA 내지 90mA이다. 각 곡선은 모드 선택을 위해 초기 서로 다른 브래그 전류를 갖는다. 그러나, 또한 브래그 전류는 각 모드의 전체 스위프 범위를 최대화하기 위해 각 곡선을 따라 작은 양의 위상 전류로 변한다. 도시된 짧은[60μm] 위상 소자에 있어 전체 동조 범위는 100GHz[∼80Å]와 스위프 범위는 ∼150GHz[∼14Å]이다. 이는 2개의 인수보다 더 많은 것에 의해 ∼6Å 자유로운 스펙트럼 범위를 초과한다. 그래서 1000GHZ 범위를 통해 어떤 파장의 연속적인 전자 억세스 가능성의 보장을 제공한다. 상기 연속적 스위칭은 통상 단지 하나의 전류 변화와 선형 저항 전류 구동기로 쉽게 이루어질 수 있다. 더 긴[∼234μm] 위상 소자는 nd가 약간 감소된 유사 특성을 가지지만, 그러나 250GHz[∼21Å]의 큰 국소적 스위프가 제공된다.
제26도의 상부는 소자가 동조될 때 라인폭 특성을 도시한다. 완전한 전자 범위[하나의 자유로운 스펙트럼 범위]를 완성하기 위해 충분한 양을 단지 한번의 주사로 제공되는 경우, 라인폭은 전체 100GHz 동조 범위에 걸쳐 ∼16MHz 이하로 유지된다. 감소된 라인폭은 양자 웰 이득 매체에서 감소된 라인폭 보강 요소 α와 높은 Q로부터 초래된다. 전자는 고속 지향 변조하에서 FM 측대 스펙트럼과 IM 파형을 동시에 모니터하여 ∼-4.5의 값을 갖도록 결정된다[1983년 더플라이트 피직스 42,328호의 할더, 바하나 야리브의 논문 참조].
이들 장치는 고품질 동조 국소 발진기 또는 매체 비트 비율 FSK 전송기를 위해 적당하다. 평평한 FM 응답은 저주파수에서 어떤 열 효과를 오버파워시키는 것으로 제5도에서 분명한 큰 응답[∼10 내지 15GHz/mA]를 갖는 프리 캐리어 수명에 의해 부과된 ∼100MHz 한계까지 얻어질 수 있다. 직접 변조는 가능하지만, 증가된 양자웰 미분 이득으로부터 얻어지는 어떤 속도 이득은 도파관 코어에 대한 양자웰의 배치 때문에 보다 긴 양자 수명과 감소된 양자 밀도에 의해 빛을 잃게 된다. 여유 발진 주파수 fRO대 p1/2의 선형 변화가 관찰되지만 18mW, fRO의 전력에서 조차도 ∼6GHz만 이루어진다. 상기 소자는 3:1의 구분 비율로 5Gb/s 직접 변조하에서 낮은 첩[chirp][1.8Å 20dB 강하]을 나타내며 보다 높은 구분도에서 높은 Q 보강 완화 발진은 패턴 효과 및 아이 폐쇄[eye closure]를 일으킨다. 더 높은 구분도는 전면 코팅으로 가능하다.
제27도는 본 발명의 처리 기술을 이용하여 제조된 내부 능동 수동 도파관을 갖는 긴 공동 레이저의 개략도이다. 길이 방향 도파관의 변이의 순서는 상기 소자에서 길이 방향 도파 방향은 없다. 제27도의 좌에서 우로 가면, 접촉 패드 단부, 다음, 능동층 단부, 다음 깊은 에칭 영역 단부, SiO2단부 등이 있다. 이는 변이 사이에서 전형적으로 10 미크론의 길이 방향 거리를 가지면 바람직하다.
2.5mm 전체 공동 길이를 갖는 상기 레이저에 대한 전형적인 곡선 L-I는 제28도에 도시되어 있다. 이들 특성은 1.5 미크론 파장에서 종래 공동 레이저의 것과는 충분히 다르지는 않다. 그러한 집적된 긴 공동 레이저에 대한 높은 성능에 이전에 나타난 적이 없었다.
본 발명의 공정으로 형성된 또다른 간단한 소자는 수동 도파관 스타 결합기이다. 제29도에 개략적으로 도시되어 있다. 8개의 서로 다른 출력에 대한 단일 입력으로부터 광을 분배하는 상기 소자를 위한 전체 삽입 손실은 11.5dB이다. 입력/출력 결합 손실은 8 내지 10dB에서 추정된다. 그러나 부가적인 손실은 결합 굴곡 및 전파 손실로부터 유도된다. 직선 수동 도파관의 전파 손실은 3 내지 4dB/cm 범위이다. 이는 서로 다른 길이로 도파 부분에 대한 삽입 손실을 측정하여 측정된다.
Claims (12)
- 수많은 층의 반도체 재질의 적층을 에피택셜로 성장시키며, 이들중의 2개는 재질 조성 또는 도핑 형태와는 다르며, 재질층의 각각의 부분은 광전 집적 회로를 구비하거나 또는 광전 집적 회로 제조 단계중의 하나에서 소자중의 하나의 기능을 하는 광 집적 회로 제조 방법에 있어서, [1] 적층부는 특정 적층 결합부의 영역을 규정하기 위해 선택적으로 에칭이 되며, 상기 면적의 일부는 PIC를 구비하는 소자를 형성하며, 상기 각 영역의 각 층 조합체는 상기 소자 각각에 대해 적당하며, [2] 제1 스트립형 마스크는 연속적인 에칭으로부터 마스크 하부에 놓여 있는 나머지 적층부의 영역을 보호하도록 부착되며, [3] 적층부의 마스크되지 않은 부분은 다음에 에칭이 되며, [4] 제1 마스크의 상부 일부에 놓이며, 제1 스트립 마스크의 폭보다는 더 큰 폭을 갖는 상부 마스크의 상부 영역의 일부에 놓이는 제2 마스크는 제1 또는 제2 마스크 하부에 놓여 있는 나머지 적층부의 영역을 다음 에칭으로부터 보호하며, [5] 적층부의 마스크되지 않은 부분은 연속해서 에칭이 되며, 상기 제2 마스크의 하부에 놓여 있는 적층부의 부분은 상기 마스크중 어느 하나의 하부에 놓여있지 않는 적층부의 부분보다 얕은 깊이로 에칭되며, 스트림형 메사는 측벽의 깊은 곳과 얕은 영역에 형성되며, [6] 부가적으로 성장하는 에피택셜 재질은 전류가 인가되는 소자를 최종적으로 형성하는 영역에 인접한 영역에서 전류 블러킹 층으로 작용하며, 또한 광학 도파관을 형성하는 영역에서 클래딩 층으로 작용하는 것을 특징으로 하는 광집적 회로 제조 방법.
- 에칭 단계 동안 에칭되지 않고 남아있는 제2 표면에 인접한 제1 패턴화된 표면을 에칭하며, 제2 표면상에 제2 표면 마스킹 재질을 형성하는 단계와 제1 및 제2 마스크 표면을 각각 형성하기 위해 제1 표면 마스킹 재질과 제2 표면 마스킹 재질 모두에 주름진 마스크를 형성하는 단계 및, 제1 및 제2 마스크 표면 모두를 에칭제에 노출시키는 단계를 포함하는 표면 에칭 방법에 있어서, 상기 제1 및 제2 마스크 표면은 상기 에칭제를 노출시킬 때 같은 비율로 에칭되며, 이에 따라 상기 제1 표면은 제2 표면에 인접한 제1 표면의 영역에 있는 패턴에서 거의 불연속성이 없이 균일한 패턴이 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 표면은 반도체 재질인 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 반도체 재질은 III-V족 화합물 반도체로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 반도체 재질은 InGaAsP를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 표면 마스킹 재질은 에피택셜 성장 재질인 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 에피택셜 성장 재질은 반도체임을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 표면은 InGaAsP를 포함하며 제2 표면 마스킹 재질은 InP를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 에칭 방법.
- 제1항에 있어서, 연속적으로 성장된 에피택셜 재질은 반절연 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 도핑된 반도체 재질은 상기 부가적인 에피택셜 재질 상부에 연속하여 에피택셜 성장되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 전기장이 인가될 소자를 최종적으로 형성하는 영역은 부가적인 에피택셜 재질의 성장전에 마스크되어 상기 전기장이 인가될 소자를 형성하는 영역 상부에 부가적인 에피택셜 재질의 성장을 피하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 마스크는 제거되고 도핑된 반도체 재질은 상기 마스크되지 않은 영역상에 계속 에피택셜 성장되어 전기장이 인가될 소자를 최종적으로 형성하는 상기 영역에 전기적 접촉부를 제공하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US237251 | 1988-08-26 | ||
| US07/237,251 US5147825A (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR900004023A KR900004023A (ko) | 1990-03-27 |
| KR0142207B1 true KR0142207B1 (ko) | 1998-08-17 |
Family
ID=22892932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019890011972A KR0142207B1 (ko) | 1988-08-26 | 1989-08-23 | 광 집적 회로 제조방법과 이에 따른 표면에칭 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5147825A (ko) |
| EP (2) | EP0604407B1 (ko) |
| JP (1) | JPH0652820B2 (ko) |
| KR (1) | KR0142207B1 (ko) |
| CA (1) | CA1326391C (ko) |
| DE (1) | DE68928847T2 (ko) |
| ES (1) | ES2123703T3 (ko) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5147825A (en) * | 1988-08-26 | 1992-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
| FR2656432B1 (fr) * | 1989-12-22 | 1992-03-20 | Thomson Csf | Procede de realisation d'un dispositif optoelectronique amplificateur, dispositif obtenu par ce procede et applications a des dispositifs optoelectroniques divers. |
| EP0454902A3 (en) * | 1990-05-03 | 1992-03-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Monolithically integrated circuit with dfb laser diode, optical switch and waveguide connections |
| US5206920A (en) * | 1991-02-01 | 1993-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated optical arrangement for demultiplexing a plurality of different wavelength channels and the method of manufacture |
| JP3263949B2 (ja) * | 1991-02-25 | 2002-03-11 | 日本電気株式会社 | 光集積回路の製造方法 |
| US5621828A (en) * | 1992-09-24 | 1997-04-15 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw | Integrated tunable optical filter |
| BE1006207A3 (nl) * | 1992-09-24 | 1994-06-07 | Imec Inter Uni Micro Electr | Geintegreerd afstembaar optisch filter. |
| US5523256A (en) * | 1993-07-21 | 1996-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing a semiconductor laser |
| JP3285426B2 (ja) * | 1993-08-04 | 2002-05-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体光集積素子及びその製造方法 |
| JP2682421B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1997-11-26 | 日本電気株式会社 | 半導体光集積回路の製造方法 |
| KR970009670B1 (en) * | 1994-03-30 | 1997-06-17 | Samsung Electronics Co Ltd | Method of manufacture for semiconductor laserdiode |
| US5418183A (en) * | 1994-09-19 | 1995-05-23 | At&T Corp. | Method for a reflective digitally tunable laser |
| EP0717482A1 (en) | 1994-12-14 | 1996-06-19 | AT&T Corp. | Semiconductor interferometric optical wavelength conversion device |
| JP3675886B2 (ja) | 1995-03-17 | 2005-07-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜半導体デバイスの作製方法 |
| FR2736473B1 (fr) * | 1995-07-06 | 1997-09-12 | Boumedienne Mersali | Dispositif laser a structure enterree pour circuit photonique integre et procede de fabrication |
| FR2743192B1 (fr) * | 1995-12-28 | 1998-02-06 | Alcatel Optronics | Procede pour integrer un reseau de bragg localise dans un semi-conducteur |
| US6001664A (en) * | 1996-02-01 | 1999-12-14 | Cielo Communications, Inc. | Method for making closely-spaced VCSEL and photodetector on a substrate |
| US6392256B1 (en) | 1996-02-01 | 2002-05-21 | Cielo Communications, Inc. | Closely-spaced VCSEL and photodetector for applications requiring their independent operation |
| US6849866B2 (en) * | 1996-10-16 | 2005-02-01 | The University Of Connecticut | High performance optoelectronic and electronic inversion channel quantum well devices suitable for monolithic integration |
| US5863809A (en) * | 1997-03-28 | 1999-01-26 | Lucent Technologies Inc. | Manufacture of planar photonic integrated circuits |
| US6037644A (en) * | 1997-09-12 | 2000-03-14 | The Whitaker Corporation | Semi-transparent monitor detector for surface emitting light emitting devices |
| US6275317B1 (en) | 1998-03-10 | 2001-08-14 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Hybrid integration of a wavelength selectable laser source and optical amplifier/modulator |
| JP3298619B2 (ja) | 1998-06-10 | 2002-07-02 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
| KR100424774B1 (ko) * | 1998-07-22 | 2004-05-17 | 삼성전자주식회사 | 선택영역회절격자형성과선택영역성장을위한마스크및이를이용한반도체소자의제조방법 |
| US6368890B1 (en) * | 1999-05-05 | 2002-04-09 | Mitel Semiconductor Ab | Top contact VCSEL with monitor |
| US6782025B2 (en) * | 2000-01-20 | 2004-08-24 | Trumpf Photonics, Inc. | High power distributed feedback ridge waveguide laser |
| US6829262B1 (en) * | 2000-09-22 | 2004-12-07 | Tri Quint Technology Holding Co. | Aging in tunable semiconductor lasers |
| US6526193B1 (en) | 2000-11-17 | 2003-02-25 | National Research Council Of Canada | Digital optical switch |
| JP2002164608A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置およびその製造方法 |
| US7751658B2 (en) * | 2001-10-09 | 2010-07-06 | Infinera Corporation | Monolithic transmitter photonic integrated circuit (TxPIC) having tunable modulated sources with feedback system for source power level or wavelength tuning |
| US7672546B2 (en) * | 2001-10-09 | 2010-03-02 | Infinera Corporation | Optical transport network having a plurality of monolithic photonic integrated circuit semiconductor chips |
| EP1436870A2 (en) * | 2001-10-09 | 2004-07-14 | Infinera Corporation | TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPIC) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORKS EMPLOYING TxPICs |
| GB0124217D0 (en) * | 2001-10-09 | 2001-11-28 | Denselight Semiconductors Pte | Two-section distributed bragg reflector laser |
| US20080044128A1 (en) * | 2001-10-09 | 2008-02-21 | Infinera Corporation | TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPICs) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORK SYSTEM EMPLOYING TxPICs |
| US20030099420A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-29 | Achintya Bhowmik | Electro-optic modulator |
| US7006719B2 (en) * | 2002-03-08 | 2006-02-28 | Infinera Corporation | In-wafer testing of integrated optical components in photonic integrated circuits (PICs) |
| US7747114B2 (en) * | 2002-10-08 | 2010-06-29 | Infinera Corporation | Tilted combiners/decombiners and photonic integrated circuits (PICs) employing the same |
| US6841795B2 (en) * | 2002-10-25 | 2005-01-11 | The University Of Connecticut | Semiconductor devices employing at least one modulation doped quantum well structure and one or more etch stop layers for accurate contact formation |
| KR100519921B1 (ko) * | 2002-12-17 | 2005-10-10 | 한국전자통신연구원 | 초고주파 펄스 광원소자 |
| US6974969B2 (en) | 2003-01-13 | 2005-12-13 | The University Of Connecticut | P-type quantum-well-base bipolar transistor device employing interdigitated base and emitter formed with a capping layer |
| JP2004241697A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Renesas Technology Corp | 半導体ウェハの製造管理装置 |
| US7333731B2 (en) * | 2004-04-26 | 2008-02-19 | The University Of Connecticut | Multifunctional optoelectronic thyristor and integrated circuit and optical transceiver employing same |
| US7877016B2 (en) * | 2004-10-28 | 2011-01-25 | Infinera Corporation | Photonic integrated circuit (PIC) transceivers for an optical line terminal (OLT) and an optical network unit (ONU) in passive optical networks (PONs) |
| KR100842277B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2008-06-30 | 한국전자통신연구원 | 반사형 반도체 광증폭기 및 수퍼 루미네센스 다이오드 |
| CN101625440B (zh) * | 2008-07-09 | 2010-12-08 | 中国科学院半导体研究所 | 借助保护层的取样光栅的制作方法 |
| SE0950938A1 (sv) * | 2009-12-04 | 2011-06-05 | Ekklippan Ab | Optisk kopplare |
| KR20120070836A (ko) * | 2010-12-22 | 2012-07-02 | 한국전자통신연구원 | 다파장 광 발생 장치 |
| US20120294320A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-11-22 | University College Cork, National University Of Ireland | Tunable laser system and method |
| JP2012248812A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光集積素子の製造方法 |
| US9048618B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-06-02 | Finisar Corporation | Short gain cavity distributed bragg reflector laser |
| JP5773552B2 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-09-02 | 沖電気工業株式会社 | 光素子の製造方法及び光素子 |
| US10128635B2 (en) | 2015-11-12 | 2018-11-13 | BB Photonics Inc. | Photonic integrated device with dielectric structure |
| JP7431250B2 (ja) | 2019-04-11 | 2024-02-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マルチ深度光学デバイスのパターニング |
| CN113328339B (zh) * | 2021-05-27 | 2022-11-25 | 华中科技大学 | 一种高功率分布反馈激光器 |
| CN116387976B (zh) * | 2023-06-05 | 2023-12-29 | 福建慧芯激光科技有限公司 | 一种具有内嵌式多阶光栅的边发射激光器的制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5591893A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-11 | Fujitsu Ltd | Semiconductor laser having a light-guide |
| CA1196078A (en) * | 1981-12-07 | 1985-10-29 | Masafumi Seki | Double channel planar buried heterostructure laser with periodic structure formed in guide layer |
| JPS59205787A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| JPS59229889A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ製造方法 |
| JPS6046087A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-12 | Nec Corp | 分布ブラッグ反射型半導体レ−ザ |
| JPH0666509B2 (ja) * | 1983-12-14 | 1994-08-24 | 株式会社日立製作所 | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS60183783A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Nec Corp | 回折格子の製造方法 |
| JPS61160987A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Nec Corp | 集積型半導体光素子とその製造方法 |
| JPS61260696A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-18 | Fujikura Ltd | 分布反射型半導体レ−ザ |
| JPS62139503A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Nec Corp | 回折格子の製造方法 |
| JPS62194691A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光導波路領域を有する半導体光集積装置の製造方法 |
| JPS62262004A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-14 | Nec Corp | 回折格子の製造方法 |
| JPH07105553B2 (ja) * | 1986-06-17 | 1995-11-13 | ソニー株式会社 | 分布帰還型半導体レーザの製造方法 |
| JPH073901B2 (ja) * | 1986-10-30 | 1995-01-18 | 日本電信電話株式会社 | 分布反射型半導体レ−ザ及びその製法 |
| US5147825A (en) * | 1988-08-26 | 1992-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
-
1988
- 1988-08-26 US US07/237,251 patent/US5147825A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-08-16 CA CA000608537A patent/CA1326391C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-21 DE DE68928847T patent/DE68928847T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-21 EP EP94200395A patent/EP0604407B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-21 EP EP19890308471 patent/EP0356190A3/en not_active Withdrawn
- 1989-08-21 ES ES94200395T patent/ES2123703T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-23 KR KR1019890011972A patent/KR0142207B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-08-24 JP JP1216201A patent/JPH0652820B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-14 US US07/944,628 patent/US5288659A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5288659A (en) | 1994-02-22 |
| DE68928847D1 (de) | 1998-12-10 |
| ES2123703T3 (es) | 1999-01-16 |
| EP0604407B1 (en) | 1998-11-04 |
| DE68928847T2 (de) | 1999-05-12 |
| EP0604407A3 (en) | 1995-02-22 |
| JPH0652820B2 (ja) | 1994-07-06 |
| EP0604407A2 (en) | 1994-06-29 |
| JPH02244691A (ja) | 1990-09-28 |
| KR900004023A (ko) | 1990-03-27 |
| US5147825A (en) | 1992-09-15 |
| EP0356190A3 (en) | 1991-03-20 |
| CA1326391C (en) | 1994-01-25 |
| EP0356190A2 (en) | 1990-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0142207B1 (ko) | 광 집적 회로 제조방법과 이에 따른 표면에칭 방법 | |
| JP3285426B2 (ja) | 半導体光集積素子及びその製造方法 | |
| Johnson et al. | Monolithically integrated semiconductor optical amplifier and electroabsorption modulator with dual-waveguide spot-size converter input | |
| CA1228936A (en) | Semiconductor devices | |
| JPH0715000A (ja) | 複量子井戸構造を有する集積モノリシックレーザ−モデュレーター構成 | |
| US5703974A (en) | Semiconductor photonic integrated circuit and fabrication process therefor | |
| CA2139140C (en) | A method for fabricating a semiconductor photonic integrated circuit | |
| DE69721272T2 (de) | Elektrische Isolierung optoelektronischer Bauelemente | |
| EP0672932A1 (en) | Semiconductor optical modulator | |
| US6509580B2 (en) | Semiconductor device with current confinement structure | |
| KR100640393B1 (ko) | 역메사 구조를 이용한 광집적 소자 및 그 제조방법 | |
| US6204078B1 (en) | Method of fabricating photonic semiconductor device using selective MOVPE | |
| JPH069280B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| EP1372228B1 (en) | Integrated semiconductor laser and waveguide device | |
| US20050185689A1 (en) | Optoelectronic device having a Discrete Bragg Reflector and an electro-absorption modulator | |
| US6228671B1 (en) | Process for production of semiconductor laser grating | |
| JP2871635B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPS6328520B2 (ko) | ||
| JPS6373585A (ja) | 周波数可変分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ | |
| DE60209184T2 (de) | Integriertes Halbleiterlaser-Wellenleiter-Element | |
| JP2776381B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH07335977A (ja) | 半導体レーザ及び光集積デバイス並びにその製造方法 | |
| Takeuchi et al. | High-speed electroabsorption modulator integrated with DFB laser with bandwidth over 30 GHz and its pulse generation | |
| JPS6188584A (ja) | 位相シフト構造付分布帰還形半導体レ−ザ | |
| JPH07109922B2 (ja) | 分布反射型半導体レーザの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20010302 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |