JPH09237703A - 光電子集積回路用薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイ - Google Patents
光電子集積回路用薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイInfo
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- JPH09237703A JPH09237703A JP9009795A JP979597A JPH09237703A JP H09237703 A JPH09237703 A JP H09237703A JP 9009795 A JP9009795 A JP 9009795A JP 979597 A JP979597 A JP 979597A JP H09237703 A JPH09237703 A JP H09237703A
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-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
- H01S5/0612—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by temperature
-
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/006—Thin film resistors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低抵抗性、優れた制御性および安定性をバラ
ンスよく得ることができる半導体レーザアレイ用の抵抗
ヒータに特化した薄膜抵抗を提供し、波長特性が精度良
く調整され得るレーザダイオードアレイを提供するこ
と。 【解決手段】 光電子集積回路用の薄膜抵抗であり、チ
タン上に白金が積層された２層構造をなし、安定した低
抵抗値を有する薄膜抵抗が得られる。薄膜抵抗は、３０
０℃あるいはそれ以上の高温での動作時に、湿気による
劣化を低減させるために、例えば、二酸化シリコンや窒
化シリコンのような絶縁層で封止されているとよい。抵
抗は、二酸化シリコンや窒化シリコンや半導体を含む種
々の材料でできた基板上に作製され得る。光電子集積回
路において、半導体レーザアレイの波長特性を精度良く
調整するために集積化される抵抗ヒータとして、この薄
膜抵抗を適用することができる。
ンスよく得ることができる半導体レーザアレイ用の抵抗
ヒータに特化した薄膜抵抗を提供し、波長特性が精度良
く調整され得るレーザダイオードアレイを提供するこ
と。 【解決手段】 光電子集積回路用の薄膜抵抗であり、チ
タン上に白金が積層された２層構造をなし、安定した低
抵抗値を有する薄膜抵抗が得られる。薄膜抵抗は、３０
０℃あるいはそれ以上の高温での動作時に、湿気による
劣化を低減させるために、例えば、二酸化シリコンや窒
化シリコンのような絶縁層で封止されているとよい。抵
抗は、二酸化シリコンや窒化シリコンや半導体を含む種
々の材料でできた基板上に作製され得る。光電子集積回
路において、半導体レーザアレイの波長特性を精度良く
調整するために集積化される抵抗ヒータとして、この薄
膜抵抗を適用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電子集積回路用
薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイに関し、特に抵
抗熱による半導体レーザアレイの熱的な調整に適用して
有用な技術に関するものである。
薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイに関し、特に抵
抗熱による半導体レーザアレイの熱的な調整に適用して
有用な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９５年３月３０日付けでＧｕｏ Ｐ
ｉｎｇ Ｌｉらにより出願された特許出願第０８／４１
３，５５５号“Ｍｕｌｔｉ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｇ
ａｉｎｃｏｕｐｌｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅ
ｅｄｂａｃｋ ｌａｓｅｒａｒｒａｙ ｗｉｔｈ ｆｉ
ｎｅ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ”に記載されているよう
に、III −Ｖ族化合物半導体からなる半導体レーザは、
波長分割多重（ＷＤＭ）通信技術用に、１２５０ｎｍ〜
１６００ｎｍの波長範囲の光（電磁波）を出射するよう
に調製される。
ｉｎｇ Ｌｉらにより出願された特許出願第０８／４１
３，５５５号“Ｍｕｌｔｉ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｇ
ａｉｎｃｏｕｐｌｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅ
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ｎｅ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ”に記載されているよう
に、III −Ｖ族化合物半導体からなる半導体レーザは、
波長分割多重（ＷＤＭ）通信技術用に、１２５０ｎｍ〜
１６００ｎｍの波長範囲の光（電磁波）を出射するよう
に調製される。
【０００３】組立て前に特定の波長を有するレーザデバ
イスを選別し、その選別されたレーザデバイスからなる
ハイブリッドアレイを組み立てることは公知であるが、
特定の波長のレーザを見つけるために予めレーザを選択
し、それから組立てを行い、そしてパッケージ化するに
は多大な時間がかかり、また、コストもかかる。信頼性
の問題に対しては、種々のエージングが行われ得る。
イスを選別し、その選別されたレーザデバイスからなる
ハイブリッドアレイを組み立てることは公知であるが、
特定の波長のレーザを見つけるために予めレーザを選択
し、それから組立てを行い、そしてパッケージ化するに
は多大な時間がかかり、また、コストもかかる。信頼性
の問題に対しては、種々のエージングが行われ得る。
【０００４】集積化されたヒータによって個々の半導体
レーザの中心波長を熱的に調整することが提案されてい
る。
レーザの中心波長を熱的に調整することが提案されてい
る。
【０００５】その提案は、例えば、Ｉ．Ｅ．Ｅ．ＥのＰ
ｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ４（４） ｐｐ．３１８−３２０（１９９２）の
Ｌ．Ａ．ＷＡＮＧらによる“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｆ
ｏｕｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＤＦＢ ｌａｓｅｒ
ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ １０Ｇｂ／ｓ ｓｐｅｅｄａｎ
ｄ ５ｎｍ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｕｎｉｎｇ ｒ
ａｎｇｅ”において、また、Ｉ．Ｅ．Ｅ．ＥのＰｈｏｔ
ｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ
４（４） ｐｐ．３２１−３２３（１９９２）のＳａｋ
ａｎｏらによる“Ｔｕｎａｂｌｅ ＤＦＢ ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ ａ ｓｔｒｉｐｅｄ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ
ｈｅａｔｅｒ”において、また、１９９２年１２月２
２日に特許査定がされた米国特許第５，１７３，９０９
号“Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｏｄ
ｅ Ｌａｓｅｒ”において開示されている。
ｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ４（４） ｐｐ．３１８−３２０（１９９２）の
Ｌ．Ａ．ＷＡＮＧらによる“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｆ
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ａｒｒａｙ ｗｉｔｈ １０Ｇｂ／ｓ ｓｐｅｅｄａｎ
ｄ ５ｎｍ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｕｎｉｎｇ ｒ
ａｎｇｅ”において、また、Ｉ．Ｅ．Ｅ．ＥのＰｈｏｔ
ｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ
４（４） ｐｐ．３２１−３２３（１９９２）のＳａｋ
ａｎｏらによる“Ｔｕｎａｂｌｅ ＤＦＢ ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ ａ ｓｔｒｉｐｅｄ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ
ｈｅａｔｅｒ”において、また、１９９２年１２月２
２日に特許査定がされた米国特許第５，１７３，９０９
号“Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｏｄ
ｅ Ｌａｓｅｒ”において開示されている。
【０００６】これらの文献では、マルチ波長特性を有す
るレーザアレイを提供するために、同じ基板上に集積化
されたヒータ、すなわち抵抗によって４ｎｍ〜５ｎｍの
波長調整をいかにして行い得るかについて説明されてい
る。加熱することにより、半導体のバンドギャップが小
さくなり、結晶の屈折率が変わる。
るレーザアレイを提供するために、同じ基板上に集積化
されたヒータ、すなわち抵抗によって４ｎｍ〜５ｎｍの
波長調整をいかにして行い得るかについて説明されてい
る。加熱することにより、半導体のバンドギャップが小
さくなり、結晶の屈折率が変わる。
【０００７】それにもかかわらず、上記文献の中でＧｕ
ｏ Ｐｉｎｇ Ｌｉらにより述べられているように、マ
ルチ波長特性を有する有用なアレイを得るには、波長の
調整範囲をさらに広げる必要がある。さらに、出力の低
下を引き起こして量子効率を低下させ得る過熱を防ぐた
めに、正確な温度制御が必要となる。
ｏ Ｐｉｎｇ Ｌｉらにより述べられているように、マ
ルチ波長特性を有する有用なアレイを得るには、波長の
調整範囲をさらに広げる必要がある。さらに、出力の低
下を引き起こして量子効率を低下させ得る過熱を防ぐた
めに、正確な温度制御が必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、レーザアレイの
調整用抵抗ヒータとして使用されている薄膜抵抗は、典
型的に、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉの積層構造よりなるコンタク
トパッドを有するＴｉ（チタン）の単一の抵抗層により
形成されている。これらの抵抗は、しばしば、信頼性が
不十分であり、雰囲気の湿気に敏感である。Ｔｉの薄膜
抵抗を用いてレーザダイオードアレイの精度よい熱的な
調整を行っても、実際には十分な信頼性が得られない。
調整用抵抗ヒータとして使用されている薄膜抵抗は、典
型的に、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉの積層構造よりなるコンタク
トパッドを有するＴｉ（チタン）の単一の抵抗層により
形成されている。これらの抵抗は、しばしば、信頼性が
不十分であり、雰囲気の湿気に敏感である。Ｔｉの薄膜
抵抗を用いてレーザダイオードアレイの精度よい熱的な
調整を行っても、実際には十分な信頼性が得られない。
【０００９】一般的に、他の抵抗層としてＮｉＣｒもし
くはＰｄが使用されている。これらの材料から作製され
た公知の薄膜抵抗では、低抵抗性、優れた制御性および
安定性をバランスよく得ることは困難である。
くはＰｄが使用されている。これらの材料から作製され
た公知の薄膜抵抗では、低抵抗性、優れた制御性および
安定性をバランスよく得ることは困難である。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、光電子集積回路用に改良され、低抵抗性、優れた制
御性および安定性をバランスよく得ることができる半導
体レーザアレイ用の抵抗ヒータに特化した薄膜抵抗を提
供することを主たる目的としている。
で、光電子集積回路用に改良され、低抵抗性、優れた制
御性および安定性をバランスよく得ることができる半導
体レーザアレイ用の抵抗ヒータに特化した薄膜抵抗を提
供することを主たる目的としている。
【００１１】また、本発明の他の目的は、光電子集積回
路用に改良された抵抗ヒータを有し、それによって波長
特性が精度良く調整され得るようにされたレーザダイオ
ードアレイを提供することである。
路用に改良された抵抗ヒータを有し、それによって波長
特性が精度良く調整され得るようにされたレーザダイオ
ードアレイを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一つによれば、
光電子集積回路用薄膜抵抗は、抵抗部および複数のコン
タクト部を有しており、その抵抗部がＴｉ上にＰｔ（白
金）が積層された２層構造をなしている。
光電子集積回路用薄膜抵抗は、抵抗部および複数のコン
タクト部を有しており、その抵抗部がＴｉ上にＰｔ（白
金）が積層された２層構造をなしている。
【００１３】その抵抗のコンタクト部は、好ましくは、
低抵抗材料、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層構造でで
きているとよい。Ｔｉ／Ｐｔの２層構造の抵抗は、公知
の薄膜抵抗構造に対して抵抗および信頼性の点で改善さ
れていることがわかっている。
低抵抗材料、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層構造でで
きているとよい。Ｔｉ／Ｐｔの２層構造の抵抗は、公知
の薄膜抵抗構造に対して抵抗および信頼性の点で改善さ
れていることがわかっている。
【００１４】薄膜抵抗は、例えば、二酸化シリコンのよ
うな電気的に絶縁性の層（絶縁層）で封止されていると
よい。それによって、雰囲気の湿気や汚染の影響が低減
されて信頼性が向上し、例えば、〜３００℃の高温での
安定した動作が得られる。
うな電気的に絶縁性の層（絶縁層）で封止されていると
よい。それによって、雰囲気の湿気や汚染の影響が低減
されて信頼性が向上し、例えば、〜３００℃の高温での
安定した動作が得られる。
【００１５】本発明のもう一つによれば、レーザダイオ
ードアレイは、レーザダイオードアレイの発光波長を熱
的に調整するための抵抗ヒータを有しており、その抵抗
ヒータが、ＴｉとＰｔの２層構造よりなる抵抗部と、複
数のコンタクト部とを備えた抵抗でできている。
ードアレイは、レーザダイオードアレイの発光波長を熱
的に調整するための抵抗ヒータを有しており、その抵抗
ヒータが、ＴｉとＰｔの２層構造よりなる抵抗部と、複
数のコンタクト部とを備えた抵抗でできている。
【００１６】その抵抗の構造により、レーザダイオード
アレイの波長を数ｎｍの波長範囲に亘って精度よく調整
するための安定して信頼性の高い抵抗ヒータが得られる
ことがわかっている。例えば、二酸化シリコンのような
電気的に絶縁性のプロテクト層によりその抵抗を封止す
ることによって、雰囲気の湿気や汚染に対して抵抗の安
定性が改善される。
アレイの波長を数ｎｍの波長範囲に亘って精度よく調整
するための安定して信頼性の高い抵抗ヒータが得られる
ことがわかっている。例えば、二酸化シリコンのような
電気的に絶縁性のプロテクト層によりその抵抗を封止す
ることによって、雰囲気の湿気や汚染に対して抵抗の安
定性が改善される。
【００１７】好ましくは、その抵抗は、約５０Åから２
５０Åまでの厚さのＴｉ層および１０００Åから５００
０Åまでの厚さのＰｔ層により形成されており、それら
の厚さは、要求される抵抗値に依存して決められる。例
えば、Ｔｉ層の厚さが２５０Åで、かつＰｔ層の厚さが
２０００Åの場合には、その抵抗の値は約３０Ωとな
る。
５０Åまでの厚さのＴｉ層および１０００Åから５００
０Åまでの厚さのＰｔ層により形成されており、それら
の厚さは、要求される抵抗値に依存して決められる。例
えば、Ｔｉ層の厚さが２５０Åで、かつＰｔ層の厚さが
２０００Åの場合には、その抵抗の値は約３０Ωとな
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光電子集積回
路用薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイの実施の形
態を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
路用薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイの実施の形
態を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明の実施の形態による薄膜抵
抗体からなる集積化されたヒータを有する改良されてな
る分布帰還形（ＤＦＢ）レーザダイオードを含む光電子
回路の一部を示す概略図であり、図２は、その実施の形
態の抵抗体の平面図であり、図３は、図２の切断線III
−III における縦断面図である。
抗体からなる集積化されたヒータを有する改良されてな
る分布帰還形（ＤＦＢ）レーザダイオードを含む光電子
回路の一部を示す概略図であり、図２は、その実施の形
態の抵抗体の平面図であり、図３は、図２の切断線III
−III における縦断面図である。
【００２０】図４は、その実施の形態による、２５０Å
のＴｉおよび２５００ÅのＰｔからなる抵抗性の２層構
造を有する抵抗体について電流−電圧特性を示す特性図
であり、その特性図には、積層したまますなわち熱処理
前のもの（実線）と、３００℃で３時間の熱処理をした
後のもの（破線）が示されている。
のＴｉおよび２５００ÅのＰｔからなる抵抗性の２層構
造を有する抵抗体について電流−電圧特性を示す特性図
であり、その特性図には、積層したまますなわち熱処理
前のもの（実線）と、３００℃で３時間の熱処理をした
後のもの（破線）が示されている。
【００２１】図５は、２５０ÅのＴｉおよび２５００Å
のＰｔで作製された実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗と、２
５００ÅのＴｉおよび３０００ÅのＴｉからなる従来の
Ｔｉ抵抗とを、空気中にて３００℃で３時間の熱処理を
行った後に比較した電流−電圧特性の結果を示す特性図
である。
のＰｔで作製された実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗と、２
５００ÅのＴｉおよび３０００ÅのＴｉからなる従来の
Ｔｉ抵抗とを、空気中にて３００℃で３時間の熱処理を
行った後に比較した電流−電圧特性の結果を示す特性図
である。
【００２２】図６は、作製された実施の形態（２５０Å
のＴｉ／２５００ÅのＰｔ）のＰｔ／Ｔｉ抵抗について
電流−電圧特性を、アニールの有無およびプロテクト層
による封止の有無に関して比較した結果を示す特性図で
ある。
のＴｉ／２５００ÅのＰｔ）のＰｔ／Ｔｉ抵抗について
電流−電圧特性を、アニールの有無およびプロテクト層
による封止の有無に関して比較した結果を示す特性図で
ある。
【００２３】図７は、４つの異なる材料で作製された従
来の抵抗の抵抗値を比較したグラフであり、図８は、そ
の実施の形態により作製されたＰｔ／Ｔｉ抵抗について
Ｐｔ層の異なる３つの厚さに対する抵抗値の変化を表す
特性図であり、図９は、その実施の形態（２５０ÅのＴ
ｉ／２５００ÅのＰｔ）のＰｔ／Ｔｉの２層抵抗と従来
のＰｔ抵抗について、それらの抵抗値を加熱およびエー
ジングに関して比較した結果を示す特性図である。
来の抵抗の抵抗値を比較したグラフであり、図８は、そ
の実施の形態により作製されたＰｔ／Ｔｉ抵抗について
Ｐｔ層の異なる３つの厚さに対する抵抗値の変化を表す
特性図であり、図９は、その実施の形態（２５０ÅのＴ
ｉ／２５００ÅのＰｔ）のＰｔ／Ｔｉの２層抵抗と従来
のＰｔ抵抗について、それらの抵抗値を加熱およびエー
ジングに関して比較した結果を示す特性図である。
【００２４】図１には、本発明の実施の形態による薄膜
抵抗１２からなる集積化されたヒータを備えた改良され
てなるＤＦＢレーザ１０を有する光電子回路の一部が示
されている。その薄膜抵抗１２は、抵抗部１４およびコ
ンタクト部１６で構成されている。抵抗部１４は、Ｔｉ
層とその上に積層されたＰｔ層の２層構造をなしてい
る。好ましくは、Ｔｉ層はおよそ５０Åから２５０Åの
厚さであり、一方、Ｐｔ層はおよそ１０００Åから５０
００Åの厚さであるとよい。
抵抗１２からなる集積化されたヒータを備えた改良され
てなるＤＦＢレーザ１０を有する光電子回路の一部が示
されている。その薄膜抵抗１２は、抵抗部１４およびコ
ンタクト部１６で構成されている。抵抗部１４は、Ｔｉ
層とその上に積層されたＰｔ層の２層構造をなしてい
る。好ましくは、Ｔｉ層はおよそ５０Åから２５０Åの
厚さであり、一方、Ｐｔ層はおよそ１０００Åから５０
００Åの厚さであるとよい。
【００２５】コンタクト部１６は、低抵抗性のＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕからなる３層構造をなすために、Ａｕ（金）の
堆積層によって形成されている。その抵抗は、ｐ型導電
性の表面電極１８およびｎ型導電性の裏面電極２０を有
する基板に作製された半導体レーザ上に形成されてい
る。
ｔ／Ａｕからなる３層構造をなすために、Ａｕ（金）の
堆積層によって形成されている。その抵抗は、ｐ型導電
性の表面電極１８およびｎ型導電性の裏面電極２０を有
する基板に作製された半導体レーザ上に形成されてい
る。
【００２６】そして、その基板には、格子構造２４をな
すように形成された多層の量子井戸構造を含む活性領域
２２が形成されている。周知の方法により隆起構造２６
が形成されており、その上に二酸化シリコンよりなる絶
縁層２８が積層されている。従って、絶縁層２８によ
り、薄膜抵抗１２はその下のＤＦＢレーザ装置から絶縁
されている。その薄膜抵抗１２は、レーザ装置を加熱し
て、そのレーザの発光波長を熱的に調整し得るようにな
っている。
すように形成された多層の量子井戸構造を含む活性領域
２２が形成されている。周知の方法により隆起構造２６
が形成されており、その上に二酸化シリコンよりなる絶
縁層２８が積層されている。従って、絶縁層２８によ
り、薄膜抵抗１２はその下のＤＦＢレーザ装置から絶縁
されている。その薄膜抵抗１２は、レーザ装置を加熱し
て、そのレーザの発光波長を熱的に調整し得るようにな
っている。
【００２７】図２には、図１中の矢印IIの方向に見た薄
膜抵抗１２の平面図が示されている。また、図３には、
図２中の矢印III −III の方向に見た断面図が示されて
いる。
膜抵抗１２の平面図が示されている。また、図３には、
図２中の矢印III −III の方向に見た断面図が示されて
いる。
【００２８】本発明の実施の形態による薄膜抵抗１２の
形成方法においては、レーザ装置（ＤＦＢレーザ）１０
上に、例えば、３０００Åの厚さの二酸化シリコンより
なる絶縁層２８を堆積した後、フォトレジストで基板を
被覆し、薄膜抵抗１２の形状をパターニングして、幅の
狭い抵抗部１４とその抵抗部１４の両端にそれぞれ幅の
広いコンタクト部１６が配置されてなるパターンを有す
るフォトマスクを形成する。
形成方法においては、レーザ装置（ＤＦＢレーザ）１０
上に、例えば、３０００Åの厚さの二酸化シリコンより
なる絶縁層２８を堆積した後、フォトレジストで基板を
被覆し、薄膜抵抗１２の形状をパターニングして、幅の
狭い抵抗部１４とその抵抗部１４の両端にそれぞれ幅の
広いコンタクト部１６が配置されてなるパターンを有す
るフォトマスクを形成する。
【００２９】それから、およそ５０Å〜２５０Åの厚さ
のＴｉ層３０および適当に選択されてなる厚さのＰｔ層
３２からなる抵抗性の２層を順次堆積する。本例では、
Ｐｔ層３２を１０００Å〜５０００Åの範囲の厚さとな
るように作製する。そして、周知のリフトオフ法により
余分な金属を除去する。
のＴｉ層３０および適当に選択されてなる厚さのＰｔ層
３２からなる抵抗性の２層を順次堆積する。本例では、
Ｐｔ層３２を１０００Å〜５０００Åの範囲の厚さとな
るように作製する。そして、周知のリフトオフ法により
余分な金属を除去する。
【００３０】それから、そのレーザ装置１０をフォトレ
ジストで被覆し、コンタクト部１６のパターンのみを露
出させた後、その上に、２層構造の抵抗部１４の両端に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層からなるコンタクト部１６を形
成するためにＡｕ層３４を堆積する。そして、リフトオ
フ法により余分な金属を除去する。
ジストで被覆し、コンタクト部１６のパターンのみを露
出させた後、その上に、２層構造の抵抗部１４の両端に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層からなるコンタクト部１６を形
成するためにＡｕ層３４を堆積する。そして、リフトオ
フ法により余分な金属を除去する。
【００３１】それから、形成した抵抗を選択的に二酸化
シリコンからなる絶縁性のプロテクト層３６で被覆する
ものである。
シリコンからなる絶縁性のプロテクト層３６で被覆する
ものである。
【００３２】本実施の形態の２層構造の抵抗と比較する
ために、抵抗層の構造が異なる以外は上記実施の形態と
同様の構造の装置を作製した。すなわち、抵抗層の構造
を、薄膜抵抗として従来より使用されている、２５００
Åおよび３０００Åの厚さの単一のＴｉ層、並びに３０
００Åの厚さの単一のＮｉＣｒ層とした。
ために、抵抗層の構造が異なる以外は上記実施の形態と
同様の構造の装置を作製した。すなわち、抵抗層の構造
を、薄膜抵抗として従来より使用されている、２５００
Åおよび３０００Åの厚さの単一のＴｉ層、並びに３０
００Åの厚さの単一のＮｉＣｒ層とした。
【００３３】得られた抵抗に対して、従来の抵抗特性の
評価方法により、高温でのエージングの影響について評
価を行った。以下の説明では、抵抗の測定値を得るため
に電流−電圧曲線を記録した後、３００℃で６０時間の
熱処理を行ない、その後再び測定を行うことによって、
作製したヒータの抵抗の安定性を評価した（図４〜図６
参照）。その結果を以下の表１に示す。
評価方法により、高温でのエージングの影響について評
価を行った。以下の説明では、抵抗の測定値を得るため
に電流−電圧曲線を記録した後、３００℃で６０時間の
熱処理を行ない、その後再び測定を行うことによって、
作製したヒータの抵抗の安定性を評価した（図４〜図６
参照）。その結果を以下の表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】厚さ２５０ÅのＴｉおよび厚さ２５００Å
のＰｔからなる図２に示すような形状の２層構造の抵抗
においては、積層したままの時の抵抗値は３０Ωであっ
た。これを３００℃で３時間のエージング処理をしたと
ころ、抵抗値は２０％増えて３６Ωとなり、さらに３０
０℃で６０時間のエージング処理を行った後では、抵抗
値は４８Ωに増えていた。
のＰｔからなる図２に示すような形状の２層構造の抵抗
においては、積層したままの時の抵抗値は３０Ωであっ
た。これを３００℃で３時間のエージング処理をしたと
ころ、抵抗値は２０％増えて３６Ωとなり、さらに３０
０℃で６０時間のエージング処理を行った後では、抵抗
値は４８Ωに増えていた。
【００３６】二酸化シリコンからなるプロテクト層を有
する抵抗を３００℃で６０時間のエージング処理を行っ
たところ、エージング前の抵抗値（表１参照）から大き
な変化はなかった。抵抗値はＰｔ層の厚さに依存してい
た。すなわち、Ｐｔ層の厚さが増えるに連れて抵抗値が
小さくなっていた。
する抵抗を３００℃で６０時間のエージング処理を行っ
たところ、エージング前の抵抗値（表１参照）から大き
な変化はなかった。抵抗値はＰｔ層の厚さに依存してい
た。すなわち、Ｐｔ層の厚さが増えるに連れて抵抗値が
小さくなっていた。
【００３７】具体的には、厚さ２５０ÅのＴｉ上に厚さ
１５００ÅのＰｔが積層されたものでは約３８Ωであっ
たのが、厚さ２５０ÅのＴｉ上に厚さ２５００ÅのＰｔ
が積層されたものでは２８Ωであった（図８参照）。
１５００ÅのＰｔが積層されたものでは約３８Ωであっ
たのが、厚さ２５０ÅのＴｉ上に厚さ２５００ÅのＰｔ
が積層されたものでは２８Ωであった（図８参照）。
【００３８】比較のため、再び従来の方法によりＰｔ、
Ｔｉ、ＮｉＣｒもしくはＰｄの単一層よりなる抵抗を作
製した。厚さ２５０ÅのＴｉと選択された厚さのＰｔで
作製された抵抗は、Ｔｉのみ、もしくはＮｉＣｒまたは
Ｐｄを用いて作製された抵抗を超える安定性を示し、改
善されていた。
Ｔｉ、ＮｉＣｒもしくはＰｄの単一層よりなる抵抗を作
製した。厚さ２５０ÅのＴｉと選択された厚さのＰｔで
作製された抵抗は、Ｔｉのみ、もしくはＮｉＣｒまたは
Ｐｄを用いて作製された抵抗を超える安定性を示し、改
善されていた。
【００３９】Ｔｉ抵抗の抵抗値は、３００℃で３時間の
熱処理によって１２０Ωから１９０Ωへ大きく増えてい
た。厚さ３０００ÅのＴｉの単一層でできた抵抗は、積
層したままの時には１０６Ωの抵抗値であったが、３０
０℃で６０時間の熱処理後には１３５Ωになっていた。
厚さ２５００ÅのＰｔの単一層でできた抵抗の値は、３
００℃で３時間の熱処理後には７８Ωから５８Ωへ減少
していた。ＮｉＣｒ抵抗はより高い抵抗値９５８ｋΩを
示した（図７参照）。
熱処理によって１２０Ωから１９０Ωへ大きく増えてい
た。厚さ３０００ÅのＴｉの単一層でできた抵抗は、積
層したままの時には１０６Ωの抵抗値であったが、３０
０℃で６０時間の熱処理後には１３５Ωになっていた。
厚さ２５００ÅのＰｔの単一層でできた抵抗の値は、３
００℃で３時間の熱処理後には７８Ωから５８Ωへ減少
していた。ＮｉＣｒ抵抗はより高い抵抗値９５８ｋΩを
示した（図７参照）。
【００４０】二酸化シリコンからなる絶縁性のパッシベ
ーション層（不動態層）で抵抗が被覆された場合に、本
実施の形態のＴｉ／Ｐｔ抵抗の安定性の点でさらに評価
されてなる改善点が観察された（図６参照）。
ーション層（不動態層）で抵抗が被覆された場合に、本
実施の形態のＴｉ／Ｐｔ抵抗の安定性の点でさらに評価
されてなる改善点が観察された（図６参照）。
【００４１】後者の実験において、二酸化シリコンで被
覆していないＴｉ／Ｐｔ抵抗では、３００℃で３時間の
エージング処理によって、抵抗値は、積層したままの時
の３０Ωから２０％増大して３６Ωになり、３００℃で
６０時間のエージング処理によっては、抵抗値はさらに
大きく変化して６０％増の４８Ωになった。一方、Ｔｉ
／Ｐｔ抵抗を二酸化シリコンで被覆処理した後、３００
℃で６０時間のエージング処理を行ったところ、抵抗値
は、積層したままのときの値から大きく変化していなか
った。
覆していないＴｉ／Ｐｔ抵抗では、３００℃で３時間の
エージング処理によって、抵抗値は、積層したままの時
の３０Ωから２０％増大して３６Ωになり、３００℃で
６０時間のエージング処理によっては、抵抗値はさらに
大きく変化して６０％増の４８Ωになった。一方、Ｔｉ
／Ｐｔ抵抗を二酸化シリコンで被覆処理した後、３００
℃で６０時間のエージング処理を行ったところ、抵抗値
は、積層したままのときの値から大きく変化していなか
った。
【００４２】比較のため、厚さ３０００ÅのＰｔ層のみ
からなる抵抗では、エージング後に抵抗値が１０６Ωか
ら１３５Ωに増えていた。また、Ｐｄの単一層からなる
抵抗では、その抵抗値は約２０Ωと低かったが、所々Ｐ
ｄ層の剥離が認められ、信頼性が低かった。
からなる抵抗では、エージング後に抵抗値が１０６Ωか
ら１３５Ωに増えていた。また、Ｐｄの単一層からなる
抵抗では、その抵抗値は約２０Ωと低かったが、所々Ｐ
ｄ層の剥離が認められ、信頼性が低かった。
【００４３】Ｔｉ層をより遅い成長速度、例えば、毎秒
５〜６Åの速度で堆積させると、毎秒１０〜１２乃至２
０〜３０Åの速度で堆積させた膜よりも基板への密着性
が改善される。成長速度がより遅い場合にはクラックや
剥離は全く認められず、成長速度がより速い場合にはク
ラックおよび剥離が認められる。
５〜６Åの速度で堆積させると、毎秒１０〜１２乃至２
０〜３０Åの速度で堆積させた膜よりも基板への密着性
が改善される。成長速度がより遅い場合にはクラックや
剥離は全く認められず、成長速度がより速い場合にはク
ラックおよび剥離が認められる。
【００４４】Ｐｔ／Ｔｉの２層構造の抵抗は、二酸化シ
リコン、窒化シリコンおよび半導体の基板上に優れた密
着性でもって作製可能である。これらの抵抗は、安定し
た低抵抗性を有しており、〜３００℃の高温での動作が
可能である。絶縁性のプロテクト層により抵抗を封止す
ることによって、雰囲気の湿気に対する安定性がさらに
改善される。
リコン、窒化シリコンおよび半導体の基板上に優れた密
着性でもって作製可能である。これらの抵抗は、安定し
た低抵抗性を有しており、〜３００℃の高温での動作が
可能である。絶縁性のプロテクト層により抵抗を封止す
ることによって、雰囲気の湿気に対する安定性がさらに
改善される。
【００４５】このように、安定性が改善されたＰｔ／Ｔ
ｉの２層構造の抵抗により、周知の単一金属層よりなる
抵抗では不可能であった、レーザダイオードアレイを高
い信頼性で精度良く調整することが可能となる。
ｉの２層構造の抵抗により、周知の単一金属層よりなる
抵抗では不可能であった、レーザダイオードアレイを高
い信頼性で精度良く調整することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明にあって
は、光電子集積回路用に改良され、低抵抗性、優れた制
御性および安定性をバランスよく得ることができる半導
体レーザアレイ用の抵抗ヒータに特化した薄膜抵抗を提
供することができる。
は、光電子集積回路用に改良され、低抵抗性、優れた制
御性および安定性をバランスよく得ることができる半導
体レーザアレイ用の抵抗ヒータに特化した薄膜抵抗を提
供することができる。
【００４７】また、光電子集積回路用に改良された抵抗
ヒータを有し、それによって波長特性が精度良く調整さ
れ得るようにされたレーザダイオードアレイを提供する
ことができる。
ヒータを有し、それによって波長特性が精度良く調整さ
れ得るようにされたレーザダイオードアレイを提供する
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態による薄膜抵抗体からなる
集積化されたヒータを有する分布帰還形レーザダイオー
ドを含む光電子回路の一部を示す概略図である。
集積化されたヒータを有する分布帰還形レーザダイオー
ドを含む光電子回路の一部を示す概略図である。
【図２】本実施の形態の抵抗体を示す平面図である。
【図３】図２の切断線III −III における縦断面図であ
る。
る。
【図４】本実施の形態によるＰｔ／Ｔｉ抵抗について電
流−電圧特性を示す特性図である。
流−電圧特性を示す特性図である。
【図５】本実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗と従来のＴｉ抵
抗とを熱処理後に比較した電流−電圧特性の結果を示す
特性図である。
抗とを熱処理後に比較した電流−電圧特性の結果を示す
特性図である。
【図６】本実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗について、アニ
ールの有無およびプロテクト層による封止の有無に関し
て電流−電圧特性を比較した結果を示す特性図である。
ールの有無およびプロテクト層による封止の有無に関し
て電流−電圧特性を比較した結果を示す特性図である。
【図７】４つの異なる材料で作製された従来の抵抗の抵
抗値を比較したグラフである。
抗値を比較したグラフである。
【図８】本実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗についてＰｔ層
の異なる３つの厚さに対する抵抗値の変化を表す特性図
である。
の異なる３つの厚さに対する抵抗値の変化を表す特性図
である。
【図９】本実施の形態のＰｔ／Ｔｉ抵抗と従来のＰｔ抵
抗について、それらの抵抗値を加熱およびエージングに
関して比較した結果を示す特性図である。
抗について、それらの抵抗値を加熱およびエージングに
関して比較した結果を示す特性図である。
１２ 薄膜抵抗 １０ ＤＦＢレーザ １４ 抵抗部 １６ コンタクト部 １８ 表面電極 ２０ 裏面電極 ２４ 格子構造 ２２ 活性領域 ２６ 隆起構造 ２８ 絶縁層 ３０ Ｔｉ層 ３２ Ｐｔ層 ３４ Ａｕ層 ３６ プロテクト層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
フロントページの続き (72)発明者 グォ−ピン リー アメリカ合衆国，94086 カリフォルニア 州，サニーベイル，サン ペドロ アベニ ュー 642 (72)発明者 アニエス マルギッタ カナダ国，ケイ１ジー ５エッチ２ オン タリオ，オタワ，リバーサイド ドランブ ＃1507，1480 (72)発明者 トレバー ジョーンズ カナダ国，ケイ７シー ３ピー２ オンタ リオ，カールトン プレイス アールアー ル＃２，ハイフィールド クレセント ２ (72)発明者 ジョアンニー マークス カナダ国，ケイ17 ５エヌ９ オンタリ オ，オタワ，ツウィーズミュイー アベニ ュー 546 (72)発明者 フランク アール．シェファード カナダ国，ケイ２ケイ １エクス７ オン タリオ，カナタ，グリーソン レーン ３
Claims (9)
- 【請求項１】 抵抗部および複数のコンタクト部を有し
ており、前記抵抗部がチタンからなる第１層および白金
からなる上層の２層構造をなしていることを特徴とする
光電子集積回路用薄膜抵抗。 - 【請求項２】 絶縁層により封止されていることを特徴
とする請求項１に記載の光電子集積回路用薄膜抵抗。 - 【請求項３】 前記絶縁層が二酸化シリコンでできてい
ることを特徴とする請求項２に記載の光電子集積回路用
薄膜抵抗。 - 【請求項４】 前記絶縁層が窒化シリコンでできている
ことを特徴とする請求項２に記載の光電子集積回路用薄
膜抵抗。 - 【請求項５】 前記チタン層は５０Åから２５０Åまで
の厚さであり、また、前記白金層は１０００Åから５０
００Åまでの厚さであることを特徴とする請求項２に記
載の光電子集積回路用薄膜抵抗。 - 【請求項６】 ２５０Åの厚さのチタンと２０００Åの
厚さの白金でできていることを特徴とする請求項１に記
載の光電子集積回路用薄膜抵抗。 - 【請求項７】 前記コンタクト部は、低抵抗性のＴｉ／
Ｐｔ／Ａｕの３層構造を形成する金からなる層を有して
いることを特徴とする請求項１に記載の光電子集積回路
用薄膜抵抗。 - 【請求項８】 レーザダイオードアレイの発光波長を熱
的に精度良く調整するための抵抗ヒータを有しており、
前記抵抗ヒータが、チタンと白金の２層構造よりなる抵
抗部と、複数のコンタクト部とを備えた抵抗でできてい
ることを特徴とするレーザダイオードアレイ。 - 【請求項９】 前記抵抗は、絶縁層により封止されてい
ることを特徴とする請求項８に記載のレーザダイオード
アレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58950596A | 1996-01-22 | 1996-01-22 | |
| US08/589505 | 1996-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09237703A true JPH09237703A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=24358295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9009795A Pending JPH09237703A (ja) | 1996-01-22 | 1997-01-22 | 光電子集積回路用薄膜抵抗およびレーザダイオードアレイ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5960014A (ja) |
| JP (1) | JPH09237703A (ja) |
| GB (1) | GB2309335B (ja) |
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| KR20170060147A (ko) * | 2014-10-08 | 2017-05-31 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 버스트-모드 레이저 파장 드리프트에 대한 열적 보상 |
| US10283932B2 (en) | 2014-10-08 | 2019-05-07 | Futurewei Technologies, Inc. | Thermal compensation for burst-mode laser wavelength drift |
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| JP4074724B2 (ja) * | 1999-04-07 | 2008-04-09 | 日本オプネクスト株式会社 | 波長可変光源及びそれを用いた光学装置 |
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