JP4260480B2 - 光学装置を製造する方法及び関係する改良 - Google Patents
光学装置を製造する方法及び関係する改良 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4260480B2 JP4260480B2 JP2002560184A JP2002560184A JP4260480B2 JP 4260480 B2 JP4260480 B2 JP 4260480B2 JP 2002560184 A JP2002560184 A JP 2002560184A JP 2002560184 A JP2002560184 A JP 2002560184A JP 4260480 B2 JP4260480 B2 JP 4260480B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric layer
- device body
- layer
- sputtering
- optical
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 39
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 27
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 24
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 23
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 6
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 119
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 15
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 14
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 8
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- -1 gallium ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
- H01S5/0265—Intensity modulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3413—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers comprising partially disordered wells or barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3413—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers comprising partially disordered wells or barriers
- H01S5/3414—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers comprising partially disordered wells or barriers by vacancy induced interdiffusion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
本発明は光学装置を製造する方法に関し、特に、限定するものではないが、集積光学装置又は光電子装置、例えば、レーザダイオード、光変調器、光増幅器、光スイッチ及び似たもののような半導体光電子装置を製造する方法に関する。本発明は光電子集積回路（ＯＥＩＣ）及び装置を含む光子集積回路に更に関する。
量子井戸混合（ＱＷＩ）は、一体構造の光電子集積への可能な経路を与えることとして報告されたプロセスである。ＱＷＩは、例えばガリウム-砒素（ＧａＡｓ）又はインジウム-燐（ＩｎＰ）から成る２成分の基板上に成長する、例えばアリミニウム-ガリウム-砒素（ＡｌＧａＡｓ）及びインジウム-ガリウム-砒素-燐（ＩｎＧａＡｓＰ）などのIII―Ｖ族の半導体材料で実施される。ＱＷＩは、構成要素の合金を作るために、１つの量子井戸（ＱＷ）の複数成分の相互拡散を介しての成長したままの構造の禁制帯幅（バンド・ギャップ）及び関連する障壁を改める。その合金は、成長したままのＱＷの禁制帯幅よりも大きい禁制帯幅を有する。それ故、量子井戸混合（ＱＷＩ）が起こらない量子井戸（ＱＷ）内で生成される如何なる光放射（光）も、１つのＱＷＩ又は光放射に対し効果的に透明である合金の“混合”領域を通過する。
さまざまなＱＷＩ技術が文献において報告されている。例えば、ＱＷＩは、１つの量子井戸（ＱＷ）を含む半導体材料内での亜鉛のような成分の高温拡散によって実施され得る。
また、ＱＷＩは、ＱＷ半導体材料内でのシリコンなどの成分の打ち込みによって実施され得る。そのような技術では、打ち込み成分は、高温アニール工程によってＱＷ構造において混合を引き起こす半導体材料を介して動かされる点欠陥を、半導体材料の構造内にもたらす。
そのようなＱＷＩ技術は、以下の文献：“低損失光導波路及び集積導波路装置の製造における中性の不純物乱雑化の適用”（“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｎｅｕｔｒａｌ Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ”）、マーシュなど、光及び量子エレクトロニクス２３、１９９１年、９４１−９５７頁、に報告され、それの内容はここに参照によって組み入れられる。
そのような技術に以下の問題がある。つまり、ＱＷＩは半導体材料の成長後の禁制帯幅を改める（増加させる）けれども、残留拡散物又は打ち込みドープ剤は、ドープ剤成分の自由キャリア吸収効率により大きな損失をもたらし得る。
更に報告された混合を与えるＱＷＩ技術は、不純物無し空隙拡散（ＩＦＶＤ）である。ＩＦＶＤを実施した場合、III―V族の半導体構造の上部キャップ層は、典型的にはガリウム-砒素（ＧａＡｓ）又はインジウム−ガリウム−砒素（ＩｎＧａＡｓ）である。シリコン（ＳｉＯ２）膜が、その上部層上に堆積される。半導体材料の引き続く急速熱アニールは、キャップ層内に空隙を残すように、半導体合金及びシリカ（ＳｉＯ２）の影響を受けやすいガリウムのイオン又は原子内で結合を破壊し、シリカに分解することを引き起こす。その後、空隙は、例えばＱＷ構造内で、層混合を引き起こす半導体材料を介して拡散する。
ＩＦＶＤは、以下の文献：“ＧａＡｓ-ＡｌＧａＡｓ量子閉じ込めヘテロ構造での組成相互混合の動力学のための量に関するモデル”（“Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ＧａＡｓ-ＡｌＧａＡｓ Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｃｏｎｆｉｎｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”）、ヘルミーなどによる、量子エレクトロニクスでの選択されたトピックのＩＥＥＥジャーナル、第４巻、第４、１９９８年の７，８月、６５３−６６０頁、に報告され、それの内容はここに参照によって組み入れられる。
報告されたＱＷＩ及び特にＩＦＶＤは、多くの不利益、例えばガリウムが半導体材料からシリカ（ＳｉＯ2）膜へ拡散して出て行く温度に悩まされる。
前述の従来技術の不利益又は問題の少なくとも１つを除去するか又は少なくとも軽減することが、本発明の少なくとも１つの側面の目的である。
また、改良されたＱＷＩプロセスを用いた光学装置を製造する改良された方法を与えることが本発明の少なくとも１つの側面の目的である。
本発明の第１の側面によれば、量子井戸（ＱＷ）構造を含んで装置本体部から作られるべきである光学装置を製造する方法において、装置本体部の表面の少なくとも一部に誘電体層を、該誘電体層に隣接する装置本体部の一部に少なくとも構造欠陥をもたらすように、堆積する工程を含む方法が与えられる。
更なる側面によれば、本発明は、量子井戸（ＱＷ）構造を含んで、III―Ｖ族の半導体材料系からなる装置本体部から作られるべきである光学装置を製造する方法において、装置本体部の表面層に隣接する装置本体部の少なくとも一部に構造欠陥をもたらすように、装置本体部の表面の少なくとも一部に、少なくとも３００Ｗの電力で少なくとも０．５分間プラズマ・エッチングを実施する工程と、引き続き誘電体層を堆積してエッチングされた表面が誘電体層で蓋をかぶせられる工程と、前記プラズマ・エッチング及び前記蓋をかぶせる工程の後、前記装置をアニールする工程と、前記装置本体部の表面の少なくとも一部上に前記混合キャップとして働く誘電体層を与えるように、前記装置本体部の表面でフォトレジストでのパターンを定める工程と、前記誘電体層を堆積する前にコーティングされていない前記装置本体部をエッチングする工程と、前記フォトレジストを取り除く工程と、アニールすることに先立って、前記装置本体部の表面上及び予めエッチングされた表面上の前記混合キャップとして働く誘電体層の表面上に、更なる誘電体層を堆積する工程と、を含む方法を与える。
構造欠陥は、点欠陥を含んでもよい。
好ましくは、及び有益に、プラズマ・エッチング及び誘電体層堆積は、スパッタリングにより実施される。
好ましい実施形態では、誘電体層はダイオードスパッタ装置を用いたスパッタリングにより堆積される。
誘電体層は、有益に、かつ実質的に、シリカ（ＳｉＯ2）からを含み、又はアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3）などの他の誘電体材料から構成されてもよい。
好ましくは、スパッタ装置は、好ましくはおよそ２ミクロンの水銀柱の圧力で、アルゴンなどの不活性ガスで、又はアルゴン及び酸素の混合で、例えば９０％対１０％の比率で、実質的に満たされる室を含む。
誘電体層を堆積する工程は、装置の製造において使用される量子井戸混合（ＱＷＩ）プロセスの一部であってもよい。
ＱＷＩプロセスは、不純物無し空隙乱雑化（ＩＦＶＤ）から成ってもよい。
好ましくは、製造方法は、高い温度で誘電体層を含む装置本体部をアニールする引き続く工程も含む。
驚くように分かったことであるが、ＩＦＶＤのようなＱＷＩ技術で用いられるスパッタリングで誘電体層を堆積する前に、半導体表面をエッチングすることによって、損傷誘起構造欠陥が誘電体キャップに隣接する装置本体部の一部分にもたされることは明らかであり、その一部分は上部の又は“キャップする”層から成る。損傷は、例えば急速熱アニールによる熱エネルギーの適用などのアニールに先立ち、キャップ層での結合の破壊によって生じ、それによって、キャップ層から誘電体層内へのガリウム及び・又はインジウムの転移が促進されると、信じられている。
好ましくは、基板を与え、基板上に第１の光クラッド層、量子井戸（ＱＷ）井戸構造を含むコアガイド層及び第２の光クラッド層を成長させるという先立ち工程を含む。
第１の光クラッド層、コアガイド層及び第２の光クラッド層は、分子ビームエピタクシ（ＭＢＥ）又は金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって成長させられてもよい。
第１の実施形態では、装置本体部の表面の少なくとも一部上に誘電体層を与えるように、装置本体部の表面にフォトレジストでのパターンを定め、エッチング及び誘電体層堆積を実行し、フォトレジストを取り除く工程も含んでもよい。
第１の実施形態では、アニールすることに先立って、装置本体部の表面上及び誘電体層の表面上に、更なる誘電体層を、好ましくは、プラズマエッチング段階無しで、スパッタリング以外の技術、例えばプラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、堆積する工程を含んでもよい。
第２の実施形態では、更なる誘電体層を堆積し、次いで基板エッチングを行い、誘電体層を堆積する工程を含んでもよい。
第１及び第２の実施形態では、以前にエッチングされた層に蓋をかぶせる誘電体層は、混合キャップを含んでいても良く、更なる誘電体層は混合抑制キャップを含んでいてもよい。
プラズマ・エッチングは、典型的には、０．５分間と２０分間との間のある期間だけ実施されても良く、蓋をする誘電体層の厚みは、およそ１０〜数１００ｎｍであってもよい。
アニール工程は、およそ６５０℃〜８５０℃の温度でおよそ０．５〜５分間、１つの実施形態では実質的に８００℃でおよそ１分間生ずる。
本発明の第２の側面によれば、量子井戸（ＱＷ）構造を含んで装置本体部から作られるべきである光学装置を製造する方法において、装置本体部の表面の少なくとも一部上にスパッタリングで誘電体層を堆積する工程を含む方法が与えられる。
本発明の第３の側面によれば、本発明の第１又は第２の側面のいずれかに従った方法から作られる光学装置を与える。
光学装置は、一体的な光学装置又は光電子装置でよい。
装置本体部は、III―Ｖ族の半導体材料系で製造されてもよい。
１つの実施形態で、III―Ｖ族の半導体材料系は、ガリウム-砒素（ＧａＡｓ）
に基づいた系であり、それで装置は６００〜１３００ｎｍの範囲での１つ又はそれを超える数の波長で動作してもよい。その他に、好ましい実施形態では、III―Ｖ族の半導体材料系は、インジウム-燐に基づいた系であり、それで装置は１２００〜１７００ｎｍの範囲での１つ又はそれを超える数の波長で動作してもよい。装置本体部は、少なくとも部分的に、アルミニウム-ガリウム-砒素（ＡｌＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素-燐（ＩｎＧａＡｓＰ）、インジウム-ガリウム-アルミニウム-砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）及び・又はインジウム-ガリウム-アルミニウム-燐（ＩｎＧａＡｌＰ）から作られてもよい。
に基づいた系であり、それで装置は６００〜１３００ｎｍの範囲での１つ又はそれを超える数の波長で動作してもよい。その他に、好ましい実施形態では、III―Ｖ族の半導体材料系は、インジウム-燐に基づいた系であり、それで装置は１２００〜１７００ｎｍの範囲での１つ又はそれを超える数の波長で動作してもよい。装置本体部は、少なくとも部分的に、アルミニウム-ガリウム-砒素（ＡｌＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素-燐（ＩｎＧａＡｓＰ）、インジウム-ガリウム-アルミニウム-砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）及び・又はインジウム-ガリウム-アルミニウム-燐（ＩｎＧａＡｌＰ）から作られてもよい。
装置本体部は、上に第１の光クラッド層、コアガイド層及び第２の光クラッド層が与えられる基板を備えてもよい。
好ましくは、量子井戸（ＱＷ）構造はコアガイド層内に与えられる。
コアガイド層は、成長により、第１及び第２の光クラッド層よりも、小さな禁制帯幅及び大きな屈折率を有してもよい。
本発明の第４の側面によれば、本発明の第３の側面に従った少なくとも１つの光学装置を含む光学集積回路、光電子集積回路（ＯＥＩＣ）又は光子集積回路（ＰＩＣ）が与えられる。
本発明の第５の側面によれば、本発明の第１又は第２の側面のいずれかに従った方法で用いられる場合に、装置本体部（例）が与えられる。
本発明の第６の側面によれば、本発明の第１又は第２の側面のいずれかに従った方法で用いられる場合に、少なくとも１つの装置本体部を含むウェハー材料が与えられる。
本発明の第７の側面によれば、本発明の第２の側面のいずれかに従った方法で用いられる場合に、スパッタリング装置が与えられる。
好ましくは、スパッタリング装置はダイオードスパッタ装置である。
本発明の第８の側面によれば、本発明の第１又は第２の側面のいずれかに従った方法でのスパッタリング装置の使用が与えられる。
本発明に係る実施形態が、例示としてのみによって、添付図を参照して今説明される。
図１を最初に参照して、全体的に５で示され、成長したとき、本発明の第１の実施形態に従って光学装置の製造の方法において使用するため、装置本体部が表示される。その光学装置は集積光学装置又は光電子装置である。
装置本体部５は、ガリウム-砒素（ＧａＡｓ）のようなIII―Ｖ族の半導体材料系で適切に製造され、それ故に、６００から１３００ｎｍの範囲での１つの波長又はそれ以上の波長で動作する。その他に有益に、装置本体部５は、インジウム-燐（ＩｎＰ）半導体系で製造され、それ故に、１２００から１７００ｎｍの範囲での１つの波長又はそれ以上の波長で動作する。装置本体部５は、少なくとも部分的には、アルミニウム-ガリウム-砒素（ＡｌＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム-ガリウム-砒素-燐（ＩｎＧａＡｓＰ）、インジウム-アルミニウム-ガリウム-砒素（ＩｎＡｌＧａＡｓ）及び・又はインジウム-ガリウム-アルミニウム-燐（ＩｎＧａＡｌＰ）から作られてもよい。この説明された第１の実施形態では、装置本体部５はＡｌＧａＡｓから作られる。
装置本体部５は、ウェハー処理後、ウェハーの劈開面に沿ってウェハーから切り出され得る複数の他の光学装置と共に、１つの半導体ウェハーの部分を形作る。装置本体部５は基板１０を備え、基板１０上に、第１の光クラッド層１５、コアガイド層２０及び第２の光クラッド層２５が与えられる。少なくとも１つの量子井戸を含む量子井戸（ＱＷ）構造３０が、成長したとき、コアガイド層２０内に与えられる。第２の光クラッド層２５上にはキャップ層３５が与えられる。
認識されるであろうように、コアガイド層２０は、成長したとき、第１及び第２の光クラッド層１５、２５よりも小さな禁制帯幅（バンド・ギャップ）及び大きな屈折率を有する。
図２を参照して、詳細に後述されるであろう方法によって、図１の装置本体部５から製造され、全体的に４０で示される、光学装置が表示される。図２から分かるように、装置４０は活性領域４５と受動領域５０とを備える。この実施形態では、活性領域４５は１つの量子井戸（ＱＷ）増幅部を備える。しかしながら、活性領域４５は、他の実施形態では、レーザ、変調器スイッチ、検出器又は能動（電気的に制御される）光学装置を備えてもよいことは理解されるであろう。さらに、受動領域５０は、以降非常に詳細に説明されるように、量子井戸構造部３０が量子井戸混合（ＱＷＩ）技術によって少なくとも部分的に除去された低損失導波路を備える。
装置４０は、コア層２０の活性領域４５および受動領域５０の導波領域間で優れた整列性を有し、活性領域４５と受動領域５０との間で実質的に無視できる（約１０-6の）反射率を有する。さらに、領域４５と受動領域５０との間でのモード釣り合いは装置４０に本来備わっている。
典型的には、基板１０はｎ型で第１の濃度にドープされ、第１のクラッド層１５はｎ型で第２の濃度にドープされる。さらに、コア層２０は典型的には実質的に真性であり、第２のクラッド層２５はｐ型で第３の濃度にドープされる。さらに、キャップ層（又は接触層）３５はｐ型で第４の濃度にドープされる。キャップ層３５及び第２のクラッド層２５は峰部（図示せず）を作るようにエッチングされることはこの技術に熟練した者たちによって認識されるであろう。峰部は、活性領域４５及び受動領域５０の両方内であるコア層２０内で、光モードを閉じ込めるために、光導波路として働く。さらに、従来技術で知られるように、接触被覆金属（図示せず）が光学上活性領域４５内で峰部の上部表面の少なくとも一部上に及び基板１０の対抗面上に形成される。
装置４０は、１つの又はそれ以上の光装置４０から成る光集積回路、光電子集積回路（ＯＥＩＣ）又は光子集積回路（ＰＩＣ）の一部を構成する。
図３を参照して、成長したときで、装置本体部５のコア層２０内での量子井戸構造部３０の１つの量子井戸３１の禁制帯幅エネルギーの概略図を示す。図３から分かるように、ＡｌＧａＡｓコア層２０は、取り囲むコア層２０よりも低いアルミニウム含有量を有する量子井戸構造部３０と共に少なくとも１つの量子井戸３１を含み、量子井戸構造部３０の禁制帯幅エネルギーは取り囲むＡｌＧａＡｓコア層２０のそれよりも小さい。量子井戸構造部３０は典型的にはおよそ３〜２０ｎｍ厚みであり、より典型的にはおよそ１０ｎｍ厚みである。
また、図３の記述は、ＩｎＧａＡｓＰの、又は前に議論された他のIII―Ｖ族系のいずれかのコア層付きの系への適切な修正に適用されることは理解されるであろう。
図４を参照して、コア層２０の対応する部分３２が示され、コア層２０の対応する部分３２は、図３におけるように形成されるものの、量子井戸構造部３０の量子井戸３１に対応する部分３２の禁制帯幅エネルギー（ｍｅＶ）を効果的に増加させるように、量子井戸混合（ＱＷＩ）される。それ故、量子井戸混合（ＱＷＩ）は、コア層２０から量子井戸構造部３０を本質的に“えぐり取る”（“ウオッシュ・アウト”）。図４に示される部分は装置４０の受動領域５０に関係する。理解されるように、装置４０の光学上活性領域４５から送信される又は内で生成される光放射は受動領域５０のコア層２０の量子井戸混合（ＱＷＩ）領域３２によって与えられる低損失導波路を通って送信される。
図５（ａ）〜図５（ｆ）を参照して、本発明に従って量子井戸（ＱＷ）構造部３０を含む装置本体部５から光学装置４０を製造する方法の第１の実施形態が描かれている。この方法は、装置本体部５の表面５２の少なくとも一部上に誘電体層５１のプラズマ・エッチング及び引き続く堆積を、点欠陥をこの誘電体層５１に隣接する装置本体部５の部分５３内にもたらすように、実施する工程（図５（ｂ）〜図５（ｄ）参照）を含む。
製造方法は、基板１０を与え、該基板１０の上で、第１の光クラッド層１５と、少なくとも量子井戸（ＱＷ）３０を含むコアガイド層２０と、第２の光クラッド層２５と、キャップ層３５とを成長させる工程で始まる。
第１の光クラッド層１５、コアガイド層２０、第２の光クラッド層２５及びキャップ層３５は、分子ビームエピタクシ（ＭＢＥ）又は有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの知られた半導体エピタキシアル成長技術によって成長させられる。一旦、装置本体５が、通常、複数の装置本体部５を含むウェハー（図示せず）の一部として、成長すると、装置本体部５の表面５２上にフォトレジスト（ＰＲ）５５でもってあるパターンが定められる。
プラズマ・エッチングが、表面５２上への誘電体層５１の堆積の前に、表面５２上で実施され、装置本体部５の表面５２の少なくとも一部上に誘電体層５１を残すように、フォトレジスト５５は取り外される。図５（ｃ）及び図５（ｄ）から分かるように、装置本体部５の表面５２の少なくとも一部上での実施されるプラズマ・エッチング及び・又は堆積される誘電体層５１はキャップ層３５の領域５３に局所的な損傷を引き起こし、点欠陥をキャップ層３５にもたらす。
図６を簡潔に参照して、プラズマ・エッチング及び誘電体層５１の堆積はスパッタリングによって成し遂げられ、本実施形態では、エッチング及び誘電体層５１の堆積は、全体的に６５で示されるダイオード・スパッタリング装置を用いたスパッタリングによって実施される。誘電体層５１は実質的にシリカ（ＳｉＯ2）から成るが、変更では、アルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3）のような他の誘電体材料から成ってもよい。
図６から分かるように、スパッタリング装置６５は使用中にアルゴンのような不活性ガスで実質的に満たされる室（チャンバー）７０を含み、好ましくは、アルゴンガスは水銀柱でおよそ２μｍの圧力で、室７０内に与えられる。また、スパッタリング装置６５は、誘電体層の堆積のためのダイオード・スパッタリング装置６５の（イ）標的電極（陰極（カソード））８０又は装置本体部のプラズマ・エッチングのための（ロ）基板電極８５に接続され得るＲＦ源７５を備える。
シリカ標的８１が標的電極（陰極）８０に与えられ、（ウェハー８２上の）は装置本体部５はスパッタリング装置６５の基板電極（陽極（アノード））８５に与えられる。使用中、図６から分かるように、アルゴンプラズマ８６が、第１及び第２の暗黒空間部（ダーク・スペース）９０及び９５がある陰極８０と陽極８５との間に生成され、第１及び第２の暗黒空間部９０及び９５はシリカ標的８１とアルゴンプラズマ８６との間及びアルゴンプラズマ８６と装置本体部５との間に与えられる。
半導体表面でのプラズマ・エッチング及び誘電体層５１の堆積は装置４０の製造において使用される量子井戸混合（ＱＷＩ）プロセスの一部を構成し、ＱＷＩプロセスは（好ましい実施形態では）不純物無し空隙乱雑化（ＩＦＶＤ）技術から成る。驚くように分かったことであるが、スパッタリング装置６５を用いるエッチングによるＩＦＶＤのようなＱＷＩ技術で用いられる半導体表面でのプラズマ・エッチング及び引き続く誘電体層５１の堆積によって、損傷誘起欠陥が誘電体キャップ５１に隣接する装置本体部５の一部５３にもたされることは明らかであり、この場合での部分５３はキャップ層３５の一部から成る。例えば、急速熱アニールによる熱エネルギーの適用などのような（以下に述べられる）アニールに先立ち、損傷によってキャップ層３５内の結合が破壊され、それによって、キャップ層３５から誘電体層５１内へのガリウム及び・又はインジウムの転移が促進されると、信じられている。
誘電体層５１は、典型的には、１０と１０００ｎｍとの間の厚みであり、典型的には２００又は３００ｎｍの厚みである。製造方法は、図５（ｅ）に示されるように、アニールに先立ち、装置本体部５の表面５２上及び誘電体層５１の表面上に更なる誘電体層６０を堆積する更なる工程を含む。更なる誘電体層６０は、予備的プラズマ・エッチング無しで、好ましくはダイオード・スパッタリング以外の技術で、好ましくはプラズマ強化（エンハンスト）化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）のようなスパッタリング自体以外の技術で、堆積される。
それ故、プラズマ・エッチングを受けた層を内部封じ込める誘電体層５１は混合キャップ層を有し、それに反して、更なる誘電体層６０は混合抑制キャップ層を含む。混合抑制キャップ層は表面５２を砒素及び・又は燐の脱離から守るために用いられる。方法は混合抑制キャップ層無しで具合良くいくものの、表面５２の質はそれほど良くならない。
図５（ｆ）に示されるように、更なる誘電体層６０の堆積に引き続き、誘電体層５１及び、更なる誘電体層６０を含む装置本体部は高められた温度でアニールされる。アニール段階は急速熱アニール段階から成り、アニール温度はおよそ７００℃〜１０００℃であり、より好ましくは、およそ０．５〜５分間で６５０℃〜８５０℃であり、１つの実行では、ほぼ１分間で約８００℃でアニールされる。
図５（ｆ）のアニール工程の動きは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に図解で描かれている。図７（ａ）及び図７（ｂ）から分かるように、アニール工程はガリウム及び・又はインジウムのキャップ層３５から混合キャップ、例えば、誘電体層５１への“拡散追い出し（アウト・ディフュージョン）”を引き起こす。しかしながら、例えば更なる誘電体層６０である抑圧キャップ下方のキャップ層３５の複数部分はガリウム及び・又はインジウムの“拡散追い出し”を被らない。混合キャップ、例えば、誘電体層５１の領域内に横たわるキャップ層３５の複数部分は、図７（ｂ）に示すように、ガリウム及び・又はインジウムの“拡散追い出し”を被る。ガリウム及び・又はインジウムの“拡散追い出し”により、空隙が後に残り、空隙はキャップ層３５から第２のクラッド層２５を介してコア層２０内に、それ故に、量子井戸構造３０へ転移し、それによって、量子井戸構造３０の実効禁制帯幅が変わり、混合キャップ層下方の量子井戸構造３０の量子井戸は効果的にえぐり取られる。
例えばプラズマ・エッチングされた表面５２を内部封じ込める誘電体層５１である混合キャップは受動領域５０の領域内に与えられて装置４０内に形成され、一方、例えば更なる誘電体層６０である抑制キャップは装置本体部５上であって光学上活性領域４５のようなエリアに与えられて装置５上に形成され、エリアは量子井戸混合（ＱＷＩ）になっていないことは理解されるであろう。
一旦、装置本体部５が図５（ｆ）の段階へ処理されアニールされると、誘電体層５１及び更なる誘電体層６０は従来の方法、例えば湿式又は乾式エッチングによって取り除かれる。
インジウム-燐（ＩｎＰ）基板上に成長するインジウム-アルミニウム-ガリウム-砒素（ＩｎＡｌＧａＡｓ）又はインジウム-ガリウム-砒素-燐（ＩｎＧａＡｓＰ）のような長波長アルミニウム合金において本発明に従って光電子装置を製造する方法においてＩＦＶＤを用いて得られる典型的な禁制帯幅の変化を例証する実施例が続く。
誘電体層５１の堆積では、約５０〜１００ｍｍの標的-基板電極（板）分離付きで形作られるスパッタリング室（チャンバー）７０を必要とする。標的電極８０及び基板電極８５はそれぞれ実質的に８インチの円板のように形作られる。スパッタリングによるエッチング及び堆積ために、この実施例で用いられる気体は典型的にはアルゴンであるが、他の適切な不活性ガスを用いても良く、また、堆積された誘電体層５１の化学量論を改善するために、少量の酸素を、例えば体積で約１０％だけ、アルゴン・プラズマ８６に加えてもよい。この方法で用いられる誘電体材料は典型的にはシリカ（ＳｉＯ2）であるが、アルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3）のような他の誘電体材料が用いられてもよい。
この方法に対する室７０での好ましい圧力範囲は水銀柱で１μｍと５μｍとの間であることは分かっている。以下の表１に示されるスパッタリングによるエッチングのＲＦパワー値に対し、一分間のスパッタリングによるエッチングが、少なくとも１つの装置本体部５を含む半導体ウェハーの表面５２上で実行される。引き続いて堆積される誘電体膜４５の厚みは１０ｎｍから数１００ｎｍまでである。表１での禁制帯幅の変化の数字は、１分間における８００℃の温度でのアニールに対し、ＩｎＧａＡｓ-ＩｎＡｌＧａＡｓのＱＷ構造３０における禁制帯幅の変化を説明する。
表１では、スパッタリングされたシリカでの内部封じ込めによって追いうちをかけられる半導体５２の表面のエッチングは、スパッタリングされないシリカ（ＳｉＯ2）と比較して、混合での増進を与えることが示され、また、予めエッチングされスパッタリングされたシリカ（ＳｉＯ2）キャップの効果はスパッタリング・エッチングの間に使用されるＲＦパワーと共に増加することが示される。
さらに、スパッタリングされたＳｉＯ2層５１の堆積によって追いうちをかけられるＩｎＧａＡｓ-ＩｎＧａＡｓＰのＱＷ構造の表面５３へのプラズマ・エッチングからのデータが表２で提出される。２つのスパッタリング・エッチングのパワー値が、２つのスパッタリング圧力の設定値と共に、表２に示され、それぞれは、少なくとも１つの装置本体部５を含む半導体表面５２の１分間のスパッタリング・エッチングに当てはまる。引き続いて堆積される誘電体膜５１の厚みは１０ｎｍから数１００ｎｍまでである。表２での禁制帯幅の変化の数字は、１分間における７００℃の温度でのアニールに対し、ＩｎＧａＡｓ-ＩｎＧａＡｓＰのＱＷ構造３０における禁制帯幅の変化を説明する。
再度、表２では、スパッタリングされたシリカ５１での内部封じ込めによって追いうちをかけられる半導体の表面５２のエッチングは、スパッタリングされないシリカ（ＳｉＯ2）と比較して、混合での増進を与えることが示され、また、予めエッチングされスパッタリングされたシリカ（ＳｉＯ2）キャップ５１の効果は、低い圧力のエッチングに対しては圧力に強く依存しないが、高い圧力のエッチングに対しては圧力に依存し、効果はスパッタリング圧力の増加につれて減少する。また、表２では、ＩｎＧａＡｓ-ＩｎＡｌＧａＡｓのＱＷ材料と比較して、ＩｎＧａＡｓ-ＩｎＧａＡｓＰのＱＷ材料の熱安定性は、与えられたスパッタリング・エッチング・パワーに対し、減少されたアニール温度でより大きな変化が得られるにつれて、低下することが示される。
本発明に従って光学装置４０を製造する方法の第２の実施形態では、１つの禁制帯幅より多くを作るためにウェハーを処理するため、ＰＥＣＶＤのＳｉＯ2の薄膜がウェハー上に堆積され、更なる誘電体層６０が与えられる。次いで、写真製版（フォト・リソグラフィー）技術が、ＰＥＣＶＤのＳｉＯ2の上部にパターンを描写するために、用いられる。次いで、湿式又は乾式エッチングがＰＥＣＶＤ（ＳｉＯ2）にパターンを移すために用いられる。
次いで、パターン化されたフォトレジスト（ＰＲ）がパターン化されたＰＥＣＶＤ（ＳｉＯ2）の上に残され、次いで、サンプル/ウェハーが、コーティングされていない表面５２のプラズマ・エッチング及び誘電体層５１の引き続く堆積のためのスパッタリング装置６５内に置かれる。堆積後、サンプルはアセトンに浸けられ、フォトレジスト上のスパッタリングされたＳｉＯ2は“リフトオフ”プロセスにおいてはく離（リフトオフ）される。
急速熱アニールが要求される時間（０．５〜５分間）だけ適切な温度（６５０〜８５０℃）で実施される。これにより、点欠陥が表面５２に生成されることが可能になり、点欠陥は装置本体部５を通って伝播し、複数成分の相互拡散を引き起こす。
前述された本発明の実施形態が例示のみによって与えられ、どのようであろうが本発明の範囲を制限することを意味しないことは、認識されるであろう。
スパッタリングされた誘電体層５１に隣接する半導体装置本体部５に誘起される損傷が、２次電子及び軟Ｘ線の形態でのイオン及び・又は放射の衝突から生ずることは信じられることであると特に理解されるべきである。半導体装置本体部５又はウェハー８２の表面５０への損傷はスパッタリング装置６５でのさまざまな手段によってもたらされ得る。効果的な方法は堆積室７０内でダイオード構成を用いることである。
また、より一般的なマグネトロン機械では複数の磁石が高い局所場を作り出し、その局所場は誘電体標的８１から半導体材料のウェハー８２上に与えられる装置本体部５への粒子の運動を止めると信じられているが、そのマグネトロン機械配置におけるよりも、ダイオード構成の使用により、装置本体部５（又は“サンプル”）に更に放射損傷を生じさせることができると信じられる。
本発明に従った光学装置は、リッジ又は埋め込まれたヘテロ構造などの導波路又は他の適切な導波路を含んでもよいことは更に認識されるであろう。
また、量子井戸混合（ＱＷＩ）領域は光学上能動装置から構成されてもよいことは認識されるであろう。
さらに、いくつかのＲＦパワー値を用いることを含む一連の処理がいくつかの異なったＱＷＩ禁制帯幅付きの装置を与えるために用いられてもよいことは認識できるであろう。
Claims (18)
- 量子井戸混合（ＱＷＩ）構造を含んで、III―Ｖ族の半導体材料系からなる装置本体部から作られる光学装置を製造する方法であって、
前記装置本体部の表面の少なくとも一部上に混合キャップとして働く誘電体層を与えるように、前記装置本体部の表面でフォトレジストでのパターンを定める工程と、
前記誘電体層を堆積する前に、コーティングされていない前記装置本体部の少なくとも一部に構造欠陥をもたらすように、前記装置本体部の表面の少なくとも一部に、少なくとも３００Ｗの電力で少なくとも０．５分間プラズマ・エッチングを実施する工程と、
引き続き誘電体層を堆積して、エッチングされた表面に前記混合キャップとして働く誘電体層で蓋をかぶせる工程と、
前記フォトレジストを取り除く工程と、
アニールすることに先立って、前記装置本体部の表面上及び予めエッチングされた表面上の前記混合キャップとして働く誘電体層の表面上に、更なる誘電体層であって、前記エッチングされ蓋をかぶせられた層以外の装置の領域内に堆積された前記更なる誘電体層が混合抑制キャップとして働く前記更なる誘電体層をスパッタリング以外の技術によって堆積する工程と、
前記プラズマ・エッチング及び前記蓋をかぶせる工程の後、前記装置をアニールする工程と、を有する。 - 前記プラズマ・エッチングは、前記装置本体部の表面に局所的な損傷を引き起こし、前記構造欠陥を前記装置本体の表面にもたらすように実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記プラズマ・エッチングは、前記アニール工程において、前記装置本体部内でバンドギャップ・シフトが促進されるように実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- 前記構造欠陥は実質的に点欠陥を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プラズマ・エッチングは、スパッタリングにより実施されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記誘電体層は、スパッタリングにより堆積されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アニールする工程は、急速熱アニールすることを有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アニールする工程は、０．５分と５分との間の期間６５０℃と８５０℃との間の温度を用いることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記誘電体層は、シリカ（ＳｉＯ２）及びアルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）から選ばれることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スパッタリングする工程は、不活性ガスで実質的に満たされる室で実行されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
- 前記スパッタリングする工程は、アルゴン及び酸素の混合で実質的に満たされる室で実行されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
- 前記プラズマ・エッチングする工程及び前記誘電体層を堆積する工程は、前記装置の製造において使用される量子井戸混合（ＱＷＩ）プロセスの一部であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ＱＷＩプロセスは、不純物無し空隙乱雑化（ＩＦＶＤ）することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
- 基板を用意する工程と、
前記基板上に
第１の光クラッド層と、
量子井戸混合（ＱＷＩ）井戸構造を含むコアガイド層と、
第２の光クラッド層と、を成長させる工程と、
を含む前工程を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第１の光クラッド層、前記コアガイド層及び前記第２の光クラッド層は、分子ビームエピタクシ（ＭＢＥ）及び金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）から選ばれる成長技術によって成長させられることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
- 前記スパッタリング以外の技術は、プラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プラズマ・エッチング段階の期間は、０．５分間と２０分間との間であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記混合キャップとして働く誘電体層の厚みは、１０〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0101635A GB2372148A (en) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | A Method of Manufacturing an Optical Device |
| PCT/GB2002/000292 WO2002059952A2 (en) | 2001-01-23 | 2002-01-23 | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004523897A JP2004523897A (ja) | 2004-08-05 |
| JP4260480B2 true JP4260480B2 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=9907269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002560184A Expired - Lifetime JP4260480B2 (ja) | 2001-01-23 | 2002-01-23 | 光学装置を製造する方法及び関係する改良 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6989286B2 (ja) |
| EP (1) | EP1368823B1 (ja) |
| JP (1) | JP4260480B2 (ja) |
| CN (1) | CN1260775C (ja) |
| AT (1) | ATE304221T1 (ja) |
| AU (1) | AU2002225206A1 (ja) |
| CA (1) | CA2434088A1 (ja) |
| DE (1) | DE60206025T2 (ja) |
| GB (1) | GB2372148A (ja) |
| RU (1) | RU2003125850A (ja) |
| WO (1) | WO2002059952A2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2371919B (en) * | 2001-02-01 | 2003-03-19 | Univ Glasgow | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
| US6984538B2 (en) * | 2001-07-26 | 2006-01-10 | Phosistor Technologies, Inc. | Method for quantum well intermixing using pre-annealing enhanced defects diffusion |
| JP4128898B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2008-07-30 | 古河電気工業株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| US7333689B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-02-19 | The Trustees Of Princeton University | Photonic integrated devices having reduced absorption loss |
| KR100741931B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-07-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| US7826693B2 (en) | 2006-10-26 | 2010-11-02 | The Trustees Of Princeton University | Monolithically integrated reconfigurable optical add-drop multiplexer |
| US7723139B2 (en) * | 2007-10-01 | 2010-05-25 | Corning Incorporated | Quantum well intermixing |
| CN101330058B (zh) * | 2008-07-31 | 2010-06-02 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法 |
| CN102487104B (zh) * | 2010-12-06 | 2014-01-08 | 中国科学院微电子研究所 | 一种硅基光电异质集成中的多量子阱混杂能带方法 |
| EP2732320B1 (en) | 2011-07-13 | 2016-08-31 | Innolume GmbH | Adiabatic mode-profile conversion by selective oxidation for photonic integrated circuit |
| US9488779B2 (en) * | 2013-11-11 | 2016-11-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus and method of forming laser chip package with waveguide for light coupling |
| CN111261494A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 东泰高科装备科技有限公司 | P型GaAs层及其外延生长方法、GaAs太阳能电池及制备方法 |
| CN114038742A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-11 | 中国科学院半导体研究所 | 激光器的制备方法及激光器 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115088A (en) | 1978-02-28 | 1979-09-07 | Nec Corp | Double hetero junction laser element of stripe type |
| US4511408A (en) | 1982-04-22 | 1985-04-16 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor device fabrication with disordering elements introduced into active region |
| US4639275A (en) | 1982-04-22 | 1987-01-27 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Forming disordered layer by controlled diffusion in heterojunction III-V semiconductor |
| US4594603A (en) | 1982-04-22 | 1986-06-10 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor device with disordered active region |
| US4585491A (en) | 1983-09-02 | 1986-04-29 | Xerox Corporation | Wavelength tuning of quantum well lasers by thermal annealing |
| US4684653A (en) | 1985-03-08 | 1987-08-04 | The Trustees Of Princeton University | Pyrido(2,3-d)pyrimidine derivatives |
| US4727556A (en) | 1985-12-30 | 1988-02-23 | Xerox Corporation | Semiconductor lasers fabricated from impurity induced disordering |
| US4871690A (en) | 1986-01-21 | 1989-10-03 | Xerox Corporation | Semiconductor structures utilizing semiconductor support means selectively pretreated with migratory defects |
| GB2198603A (en) | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Philips Electronic Associated | Divider circuit |
| US4857971A (en) | 1987-03-23 | 1989-08-15 | Xerox Corporation | (IV)x (III-V)1-x alloys formed in situ in III-V heterostructures |
| US5384797A (en) | 1992-09-21 | 1995-01-24 | Sdl, Inc. | Monolithic multi-wavelength laser diode array |
| US5708674A (en) * | 1995-01-03 | 1998-01-13 | Xerox Corporation | Semiconductor laser or array formed by layer intermixing |
| GB9503981D0 (en) * | 1995-02-28 | 1995-04-19 | Ca Nat Research Council | Bandag tuning of semiconductor well structures |
| AU2001252071A1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-26 | Mcmaster University | A method for locally modifying the effective bandgap energy in indium gallium arsenide phosphide (ingaasp) quantum well structures |
| US20020131668A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-09-19 | Marsh John Haig | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
-
2001
- 2001-01-23 GB GB0101635A patent/GB2372148A/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-01-23 CN CNB028040228A patent/CN1260775C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-01-23 DE DE60206025T patent/DE60206025T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-01-23 AT AT02715559T patent/ATE304221T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-01-23 EP EP02715559A patent/EP1368823B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-23 CA CA002434088A patent/CA2434088A1/en not_active Abandoned
- 2002-01-23 RU RU2003125850/28A patent/RU2003125850A/ru not_active Application Discontinuation
- 2002-01-23 JP JP2002560184A patent/JP4260480B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-23 AU AU2002225206A patent/AU2002225206A1/en not_active Abandoned
- 2002-01-23 US US10/466,972 patent/US6989286B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-23 WO PCT/GB2002/000292 patent/WO2002059952A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0101635D0 (en) | 2001-03-07 |
| DE60206025D1 (de) | 2005-10-13 |
| US6989286B2 (en) | 2006-01-24 |
| GB2372148A (en) | 2002-08-14 |
| CA2434088A1 (en) | 2002-08-01 |
| AU2002225206A1 (en) | 2002-08-06 |
| US20040106224A1 (en) | 2004-06-03 |
| ATE304221T1 (de) | 2005-09-15 |
| DE60206025T2 (de) | 2006-07-13 |
| WO2002059952A2 (en) | 2002-08-01 |
| CN1488163A (zh) | 2004-04-07 |
| CN1260775C (zh) | 2006-06-21 |
| EP1368823A2 (en) | 2003-12-10 |
| RU2003125850A (ru) | 2005-02-20 |
| EP1368823B1 (en) | 2005-09-07 |
| WO2002059952A3 (en) | 2003-10-16 |
| JP2004523897A (ja) | 2004-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1416589A (zh) | 量子阱混合 | |
| JP4260480B2 (ja) | 光学装置を製造する方法及び関係する改良 | |
| JP2686764B2 (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| US8039282B2 (en) | Semiconductor optical device and method of fabricating the same | |
| US6632684B2 (en) | Method of manufacturing optical devices and related improvements | |
| JP4711623B2 (ja) | 光学素子の製造方法および関連する改良 | |
| US20050201436A1 (en) | Method for processing oxide-confined VCSEL semiconductor devices | |
| JP4210741B2 (ja) | 光学装置を製造する方法 | |
| GB2412008A (en) | Single photon optoelectronic device | |
| KR100634217B1 (ko) | 전기 광학 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| CN1312812C (zh) | 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光器的制作方法 | |
| WO2001067570A2 (en) | Buried mesa semiconductor device | |
| JP2956668B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| US6818925B2 (en) | Semiconductor substrates and structures | |
| US7498613B2 (en) | Method of providing electrical separation in integrated devices and related device | |
| CN121149789A (zh) | 一种异质集成硅基激光器的制备方法及相关产品 | |
| JPH027489A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041006 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070919 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071016 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080509 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080729 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081024 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20081201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090106 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090204 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4260480 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 4 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |