JPH05145192A - 半導体光増幅器並びにその製造方法 - Google Patents
半導体光増幅器並びにその製造方法Info
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- JPH05145192A JPH05145192A JP30904491A JP30904491A JPH05145192A JP H05145192 A JPH05145192 A JP H05145192A JP 30904491 A JP30904491 A JP 30904491A JP 30904491 A JP30904491 A JP 30904491A JP H05145192 A JPH05145192 A JP H05145192A
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
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- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ストライプ状の活性層を含む半導体層構造の
メサの両側端が階段状に形成された斜め光導波路構造を
有する進行波型半導体光増幅器の活性層幅の制御が容易
に行なえる製造方法を提供する。 【構成】 メサ上面のＳｉＯ2 ストライプマスク６を用
いてサイドエッチング階段状の斜め光導波路構造を製造
する際、ＳｉＯ2 ストライプの両側端が［０１１］方向
と［０１▲バー▼１］方向を交互に繰返す階段状に形成
されたものを用いる。これによりＳｉＯ2 マスク６の側
端が［０１１］方向になっている部分ではブロム−メタ
ノールエッチングした際、［１１１］Ａ面が露出して逆
メサ形状になり、［０１▲バー▼１］方向になっている
部分では［１１１］Ａ面が露出して順メサ形状になりい
ずれも［１１１］Ａ面が露出してくるのでサイドエッチ
ングがかかりにくくＳｉＯ2 マスク幅と［１１１］Ａ面
の結晶の角度によって活性層幅が決ってくる。
メサの両側端が階段状に形成された斜め光導波路構造を
有する進行波型半導体光増幅器の活性層幅の制御が容易
に行なえる製造方法を提供する。 【構成】 メサ上面のＳｉＯ2 ストライプマスク６を用
いてサイドエッチング階段状の斜め光導波路構造を製造
する際、ＳｉＯ2 ストライプの両側端が［０１１］方向
と［０１▲バー▼１］方向を交互に繰返す階段状に形成
されたものを用いる。これによりＳｉＯ2 マスク６の側
端が［０１１］方向になっている部分ではブロム−メタ
ノールエッチングした際、［１１１］Ａ面が露出して逆
メサ形状になり、［０１▲バー▼１］方向になっている
部分では［１１１］Ａ面が露出して順メサ形状になりい
ずれも［１１１］Ａ面が露出してくるのでサイドエッチ
ングがかかりにくくＳｉＯ2 マスク幅と［１１１］Ａ面
の結晶の角度によって活性層幅が決ってくる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は入射端から入射した光を
増幅して出射端から出射する半導体光増幅器に関する。
増幅して出射端から出射する半導体光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体光増幅器は光通信の中継器として
用いられている。この半導体光増幅器は半導体レーザー
と同じ誘導光増幅作用効果を利用している。そのため、
入射端および出射端の光反射率の低減が重要な問題であ
る。すなわち、残留光反射率がある場合、光増幅率を高
くすると発振してしまうという問題を有している。この
反射率低減のため入射端面および出射端面の低光反射膜
と同時に活性層を端面に対して斜めにする斜め導波路構
造の半導体光増幅器が提案されている。
用いられている。この半導体光増幅器は半導体レーザー
と同じ誘導光増幅作用効果を利用している。そのため、
入射端および出射端の光反射率の低減が重要な問題であ
る。すなわち、残留光反射率がある場合、光増幅率を高
くすると発振してしまうという問題を有している。この
反射率低減のため入射端面および出射端面の低光反射膜
と同時に活性層を端面に対して斜めにする斜め導波路構
造の半導体光増幅器が提案されている。
【０００３】この斜め導波路光増幅器は、例えば図３に
示すように、［１００］面のｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ
型ＩｎＰバッファ層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ型
ＩｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層
５を順次積層する。次にｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック
層４上にＳｉＯ2 膜を堆積する。このＳｉＯ2 膜を写真
蝕刻法により端面に垂直な［０１１］方向に対して７度
程度斜めの角度をもつストライプ６にする。さらに、Ｓ
ｉＯ2 ストライプ６をマスクとして、ブローム−メタノ
ールで活性層までエッチングし、続いてｐ型ＩｎＰ層
７、ｎ型ＩｎＰ層８、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層９
により埋め込む。このような工程を経て斜め導波路半導
体光増幅器を完成する。この後、ＳｉＯ2 ストライプ６
を除去し、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５表面およ
びｎ型ＩｎＰ基板１裏面に電極を設け、さらに、端面に
低光反射膜を形成し、劈開によりチップ化する。
示すように、［１００］面のｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ
型ＩｎＰバッファ層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ型
ＩｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層
５を順次積層する。次にｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック
層４上にＳｉＯ2 膜を堆積する。このＳｉＯ2 膜を写真
蝕刻法により端面に垂直な［０１１］方向に対して７度
程度斜めの角度をもつストライプ６にする。さらに、Ｓ
ｉＯ2 ストライプ６をマスクとして、ブローム−メタノ
ールで活性層までエッチングし、続いてｐ型ＩｎＰ層
７、ｎ型ＩｎＰ層８、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層９
により埋め込む。このような工程を経て斜め導波路半導
体光増幅器を完成する。この後、ＳｉＯ2 ストライプ６
を除去し、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５表面およ
びｎ型ＩｎＰ基板１裏面に電極を設け、さらに、端面に
低光反射膜を形成し、劈開によりチップ化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この斜め導波路半導体
光増幅器の場合、ＳｉＯ2 ストライプ５が［０１１］方
向に対して斜めになっているため、サイドエッチングが
大きい。すなわち、ストライプが［０１１］方向に一致
する場合は、エッチングの進行につれてメサ側面にエッ
チングされにくい［１１１］Ａ面が露出してくるためサ
イドエッチングはかかりにくくなる。しかし、ストライ
プの方向が［０１１］からずれてくると側面も［１１
１］Ａ面からずれてしまうためエッチングされやすくな
ってしまう。このようにサイドエッチングが大きいた
め、活性層幅の制御が困難になってくる。
光増幅器の場合、ＳｉＯ2 ストライプ５が［０１１］方
向に対して斜めになっているため、サイドエッチングが
大きい。すなわち、ストライプが［０１１］方向に一致
する場合は、エッチングの進行につれてメサ側面にエッ
チングされにくい［１１１］Ａ面が露出してくるためサ
イドエッチングはかかりにくくなる。しかし、ストライ
プの方向が［０１１］からずれてくると側面も［１１
１］Ａ面からずれてしまうためエッチングされやすくな
ってしまう。このようにサイドエッチングが大きいた
め、活性層幅の制御が困難になってくる。
【０００５】本発明は上記欠点を除去するもので、製造
方法が簡単で、かつ、活性層幅の制御が容易におこなえ
る半導体光増幅器を提供するものである。
方法が簡単で、かつ、活性層幅の制御が容易におこなえ
る半導体光増幅器を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明の半導体光増
幅器は、半導体基板上に入射された光の強度を増幅して
出射するストライプ状の活性層を含む半導体層構造のメ
サを形成して成る進行波型半導体光増幅器において、前
記ストライプ状の活性層を含むメサの両側端が階段状の
斜め導波路で形成されていることを特徴とする。
幅器は、半導体基板上に入射された光の強度を増幅して
出射するストライプ状の活性層を含む半導体層構造のメ
サを形成して成る進行波型半導体光増幅器において、前
記ストライプ状の活性層を含むメサの両側端が階段状の
斜め導波路で形成されていることを特徴とする。
【０００７】第２の発明の半導体光増幅器の製造方法
は、前記ストライプ状の活性層を含む半導体層構造のメ
サ上面にＳｉＯ2 ストライプマスクを形成してサイドエ
ッチングし、階段状の斜め光導波路構造を製造する方法
において、ＳｉＯ2 ストライプマスクの両側端が［０１
１］方向と［０１▲バー▼１］方向を交互に繰返す階段
状に形成された前記ＳｉＯ2 ストライプマスクを用いる
ことを特徴とする。
は、前記ストライプ状の活性層を含む半導体層構造のメ
サ上面にＳｉＯ2 ストライプマスクを形成してサイドエ
ッチングし、階段状の斜め光導波路構造を製造する方法
において、ＳｉＯ2 ストライプマスクの両側端が［０１
１］方向と［０１▲バー▼１］方向を交互に繰返す階段
状に形成された前記ＳｉＯ2 ストライプマスクを用いる
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】ＳｉＯ2 マスクの側端が［０１１］方向になっ
ている部分ではブロム−メタノールでエッチングしたと
きに［１１１］Ａ面が露出して逆メサ形状になり、［０
１▲バー▼１］方向になっている部分では同様に［１１
１］Ａ面が露出して順メサ形状になる。いずれも［１１
１］Ａ面が露出してくるのでサイドエッチングがかかり
にくく、ＳｉＯ2 マスクの幅と［１１１］Ａ面の結晶の
角度によって活性層幅が決まってくる。そのためＳｉＯ
2 マスクの幅だけで活性層幅を制御することができる。
ている部分ではブロム−メタノールでエッチングしたと
きに［１１１］Ａ面が露出して逆メサ形状になり、［０
１▲バー▼１］方向になっている部分では同様に［１１
１］Ａ面が露出して順メサ形状になる。いずれも［１１
１］Ａ面が露出してくるのでサイドエッチングがかかり
にくく、ＳｉＯ2 マスクの幅と［１１１］Ａ面の結晶の
角度によって活性層幅が決まってくる。そのためＳｉＯ
2 マスクの幅だけで活性層幅を制御することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１０】図１は本発明の一実施例で、図２ａ，ｂ，
ｃは図１の半導体光増幅器の製造工程を説明するための
もので、各図は主な工程の中間生成構造を示している。
ｃは図１の半導体光増幅器の製造工程を説明するための
もので、各図は主な工程の中間生成構造を示している。
【００１１】図２（ａ）において、まず、液相成長法な
どによりｎ型［１００］ＩｎＰ基板１上にＩｎＰバッフ
ァ層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッド
層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５を順次成長さ
せる。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５の表面に［０
１１］，［０１▲バー▼１］方向を繰り返すようなスト
ライプ状のＳｉＯ2 マスク６を設ける。
どによりｎ型［１００］ＩｎＰ基板１上にＩｎＰバッフ
ァ層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッド
層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５を順次成長さ
せる。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰオーミック層５の表面に［０
１１］，［０１▲バー▼１］方向を繰り返すようなスト
ライプ状のＳｉＯ2 マスク６を設ける。
【００１２】続いて、図２（ｂ）のように、ブロム−メ
タノールで活性層３の下までエッチングする。このさ
い、［０１１］方向の部分では逆メサ形状［０１▲バー
▼１］方向の部分では順メサ形状になる。そのため、
［０１１］方向と［０１▲バー▼１］方向の交わる所で
は活性層の側端は［０１１］と［０１▲バー▼１］の間
の斜めの方向になる。活性層の側端が階段状であった場
合、導波される光に対して散乱損失が大きくなるが、こ
のように交点では斜めになっているので損失も小さく抑
えることができる。
タノールで活性層３の下までエッチングする。このさ
い、［０１１］方向の部分では逆メサ形状［０１▲バー
▼１］方向の部分では順メサ形状になる。そのため、
［０１１］方向と［０１▲バー▼１］方向の交わる所で
は活性層の側端は［０１１］と［０１▲バー▼１］の間
の斜めの方向になる。活性層の側端が階段状であった場
合、導波される光に対して散乱損失が大きくなるが、こ
のように交点では斜めになっているので損失も小さく抑
えることができる。
【００１３】最後に、図２ｃのように、ｐ型ＩｎＰ層
７、ｎ型ＩｎＰ層８、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層９
で埋め込み、半導体光増幅器の結晶成長プロセスを終わ
る。
７、ｎ型ＩｎＰ層８、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層９
で埋め込み、半導体光増幅器の結晶成長プロセスを終わ
る。
【００１４】以上の構造では、サイドエッチングが少な
いため活性層幅の制御性の良い斜め導波路を容易に形成
できることが特徴である。
いため活性層幅の制御性の良い斜め導波路を容易に形成
できることが特徴である。
【００１５】
【発明の効果】以上実施例で述べたように、本発明の構
造により活性層幅の制御性の良い半導体光増幅器を得る
ことができる。また、［０１１］と［０１▲バー▼１］
方向の長さの比および繰り返しの周期を調整することに
より斜め導波路の角度などを容易に変化させることもで
きる。
造により活性層幅の制御性の良い半導体光増幅器を得る
ことができる。また、［０１１］と［０１▲バー▼１］
方向の長さの比および繰り返しの周期を調整することに
より斜め導波路の角度などを容易に変化させることもで
きる。
【図１】本発明の一実施例を示すための斜視図。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１の半導体光増幅
器の製造工程を説明するための斜視図。
器の製造工程を説明するための斜視図。
【図３】従来構造の半導体光増幅器の斜視図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ 活性層 ４ クラッド層 ５ オーミック層 ６ ＳｉＯ2 マスク ７，８，９ 埋め込み層 １０ メサ上に形成された階段状ＳｉＯ2 ストライプマ
スク １１ メサの両側端が階段状に形成された斜め光導波路
構造
スク １１ メサの両側端が階段状に形成された斜め光導波路
構造
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上に、入射された光の強度を
増幅して出射するストライプ状の活性層を含む半導体層
構造のメサを形成して成る進行波型半導体光増幅器にお
いて、前記ストライプ状の活性層を含むメサの両側端が
階段状の斜め導波路で形成されていることを特徴とする
半導体光増幅器。 - 【請求項２】 請求項１記載の前記ストライプ状の活性
層を含む半導体層構造のメサ上面にＳｉＯ2 ストライプ
マスクを形成してサイドエッチングし、階段状の斜め光
導波路構造を製造する方法において、ＳｉＯ2 ストライ
プマスクの両側端が［０１１］方向と［０１▲バー▼
１］方向を交互に繰返す階段状に形成された前記ＳｉＯ
2 ストライプマスクを用いることを特徴とする半導体光
増幅器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30904491A JPH05145192A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体光増幅器並びにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30904491A JPH05145192A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体光増幅器並びにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145192A true JPH05145192A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17988200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30904491A Pending JPH05145192A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体光増幅器並びにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05145192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0745906A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Nec Corp | 光半導体素子及びその製造方法 |
| US7899100B2 (en) * | 2002-03-01 | 2011-03-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | GaN laser element |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30904491A patent/JPH05145192A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0745906A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Nec Corp | 光半導体素子及びその製造方法 |
| US7899100B2 (en) * | 2002-03-01 | 2011-03-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | GaN laser element |
| US8170076B2 (en) * | 2002-03-01 | 2012-05-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | GaN laser element |
| US8548019B2 (en) | 2002-03-01 | 2013-10-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | GaN laser element |
| US8824516B2 (en) | 2002-03-01 | 2014-09-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | GaN-based laser device |
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