JPH01295471A - 光半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、光通信の光源等に用いられる光半導体素子
に関する。

「従来の技術」 従来、光通信の光源として用いられる光半導体素子とし
て半導体レーザが知られており、特に、１．５５μｍ４
１シの光通信用光源としてＤＩ？１３（分布反射型）レ
ーザおよびＤＢＲ（分布帰還型）レーザが知られている
。

これらＤＰＢレーザ、Ｄ　Ｂ　Ｉｔレーザは共に動的単
一モードで発振するレーザであり、ＤＦロレーザは回折
格子が活性導波路層の上または下に形成され、また、Ｄ
ＢＲレーザは回折格子が活性導波路層の一端または両端
に結合させた低損失導波路層に形成されている。しかし
、ＤＰ［（レーザは、光出力はかなり大きいが、原理的
に２モードで発振するため、導波路の途中にλ／４の位
相シフト領域を設ける必要があり、工程が複雑になる。

−方、Ｄ口Ｒレーザは原理的に牟−モードで発振するが
、現在までの技術ではＤＩ？Ｂレーザ程の光出力が期待
できない。

ところで、近年、東京工業大学の末松教授らによって、
ＤＩ？’ｌ１３レーザとＤＩｌｒｔレーザの両者の長所
を取り入れたＤ　ｒＬ　（Ｄ　１ａＬｒｉｂｕｔｏｄ−
ＩＮ　ｅｆｌｅｃＬｏｒ）レーザが開発されてもごる。

このレーザの断面を第２図に示す。この図において、■
は基板、２はバッファ層、３は１．５５μｌ活性導波路
層、４はディプレッション層、５は１．３μｍ外部導波
路層、６は外部導波路ｆｆ５の上面に形成された回折格
子、７はクラッド層であり、活性導波路層３を含む領域
がＤＩ？Ｂ、それ以外の領域がＤＢｒｔとなっている。

また、活性導波路層３と外部導波路層５の間の結合構造
はＢ　Ｉ　Ｇ　（Ｂ　ｕｎｄｌｅ　　Ｉ　ｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ　　Ｇ　ｕｉｄｅ）構造となっている。しかして
、このＤＲレーザは、ＤＦ［（構造によって高出力の発
振を行い、活性導波路層３から外部導波路Ｈ５側へ侵み
出た光はＤＢＲ構造が有する波長選択性の高い反射器に
より効率良くフィードバックされ、これにより、高出力
を得ることができる。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上述したＤＩ’ｔレーザは、ＩｎＧａＡ
ｓＰによって構成されている外部導波路層５の上に回折
格子を形成するので、その上にＩｎＰによるクラッド層
６を成長さ仕る際に、ウェハが成長前の高温状態におい
て持帰をしている間に回折格子の凹凸が消失してしまう
。このため、反射率もしくは帰還率が低くなり、したが
って、光出力か大きい素子を得ることが難しい問題があ
った。また、・製造工程における結晶成長の回数は、最
終の埋込構造を形成するための結晶成長を含めて４回と
多くなり、さらにドーパントの制御も難しいという欠点
があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、高出
力が得られると共に、製造時における結晶成長の回数を
減らすことができる光半導体素子を提供することを目的
としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、上面に回折格子が形成された半導体基板上
に第１光導波路層、この第１光導波路層より屈折率の小
さいディプレッション層、前記第１光導波路層より屈折
率の大きい活性導波路層を順次積層し、前記ディプレッ
ション層および活性導波路層の一部を除去した後ウェハ
上面の全面に前記第１光導波路層と同一の組成の第２光
導波路層および前記半導体基板と同一屈折率のクラブト
層を順次積層してなるものである。

「作用」 この発明によれば、半導体基板上に回折格子を形成する
ので、該回折格子上に半導体層を成長させる前における
高温待機中において回折格子の凹凸が消失することがな
く、しから、結晶成長の回数を減らすことができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザ
の構成を示す断面図であり、この図に示す半導体レーザ
が第２図に示す従来のものと異なる点は、回折格子１１
が半導体基板１０の上面に形成されている点である。

以下、この半導体レーザの製造方法を説明する。

■ｐ−１ｎＰ基板１０の上面にエツチングによってＩ次
回折格子ＩＩを形成する。

■回折格子１．１が形成された基板！Ｏの上面に、ｐ−
１ｎＧａＡｇＰ第！光導波路層１２、ｐ−菖ｎＰデイプ
レッジタン層１３、アンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性導
波路層１４（λ９＝　１．５５μ−）を順次エキタピシ
ャル成長さ仕る（第１回目の成長）。

■活性導波路層Ｉ４およびディプレッション層１３の一
部（図における右半分）を選択エツチングによって除去
する。

■上記■の工程が終了したウェハの上面にｎ−１ｎＧ　
ａＡ　ｓＰ第２光導波路層＋５、ｎ−１ｎＰクラッド層
１Ｇを順次成長させる（第２回目の成長）。

■導波路層を埋め込む埋込構造を形成する。すなわち、
エツチングによって導波路層１２〜１５の側部（紙面手
前側の側部および紙面裏面側の側部）を除去した後、そ
の部分に電流ブロック層を成長させる（第３回目の成長
）。

以上が第１図に示す半導体レーザの製造過程である。上
述したように、第１図の構造によれば、従来４回必要で
あったエキタピシャル成長を３回で済ますことができる
。また、ＩｎＰの上に回折格子を形成するので、次の成
長前の高温待機中において凹凸が消失することがない。

なお、上記実施例の他に、半導体の導電型を反転した構
造も考えられる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、上面に回折格
子が形成された半導体基板上に第１光導波路層、この第
１光導波路層より屈折率の小さいディプレッション層、
前記第１光導波路層より屈折率の大きい活性導波路層を
順次積層し、　前記デイプレッジクン層および活性導波
路層の一部を除去した後ウェハ上面の全面に萌記第！光
導波路層と同一の組成の第２光導波路層および前記半導
体基板と同一屈折率のクラッド層を順次積層して（１が
成されているので、次の効果をｉすることができる。

■回折格子の凹凸が結晶成長の過程で消失することかな
く、この結果、高い結合係数（反射率）を得ることがで
き、大きい光出力を得ることができる。

■エキタビシャル成長の回数を紘らずことができ、この
結果、ウェハに加わる熱履歴が少なくなり、信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図は従来の半導体レーザの構成例を示す断面図である。 ＩＯ・・・・・・半導体基板、１１・・・・・・回折格
子、１２・・・・・・第１光導波路層、１３・・・・・
・ディプレッション層、１４・・・・・・活性導波路層
、！５・・・・・・第２光導波路層、１６・・・・・・
クラッド層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面に回折格子が形成された半導体基板上に第１光導波
   路層、この第１光導波路層より屈折率の小さいディプレ
   ッション層、前記第１光導波路層より屈折率の大きい活
   性導波路層を順次積層し、前記ディプレッション層およ
   び活性導波路層の一部を除去した後ウェハ上面の全面に
   前記第１光導波路層と同一の組成の第２光導波路層およ
   び前記半導体基板と同一屈折率のクラッド層を順次積層
   してなる光半導体素子。