JPH0964483A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置の製造方法Info
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- JPH0964483A JPH0964483A JP23765795A JP23765795A JPH0964483A JP H0964483 A JPH0964483 A JP H0964483A JP 23765795 A JP23765795 A JP 23765795A JP 23765795 A JP23765795 A JP 23765795A JP H0964483 A JPH0964483 A JP H0964483A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路の一部を除去するエッチング工程お
よび硫化アンモニウムを含む水溶液に浸漬する工程を経
ることなく、比較的簡単な工程で、厚さ寸法の異なる光
導波路１４、１５を高い結合効率で結合できる光半導体
装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１０上に第１および第２の光
導波路１４、１５を結晶成長させるに先立ち、第１の光
導波路１４よりも厚さ寸法の小さな第２の光導波路１５
を結晶成長させる部分１１Ｂに、両光導波路１４、１５
の厚さ寸法Ｔ1 、Ｔ2 の差の半値分Ｈ、半導体基板材料
を成長させて当該部分１１Ｂを嵩上げし、その後、互い
に厚さ寸法の異なる連続した第１および第２の光導波路
１４、１５を一括的に結晶成長させ、これにより、両光
導波路１４、１５の光軸を一致させて高い光結合を達成
する。
よび硫化アンモニウムを含む水溶液に浸漬する工程を経
ることなく、比較的簡単な工程で、厚さ寸法の異なる光
導波路１４、１５を高い結合効率で結合できる光半導体
装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１０上に第１および第２の光
導波路１４、１５を結晶成長させるに先立ち、第１の光
導波路１４よりも厚さ寸法の小さな第２の光導波路１５
を結晶成長させる部分１１Ｂに、両光導波路１４、１５
の厚さ寸法Ｔ1 、Ｔ2 の差の半値分Ｈ、半導体基板材料
を成長させて当該部分１１Ｂを嵩上げし、その後、互い
に厚さ寸法の異なる連続した第１および第２の光導波路
１４、１５を一括的に結晶成長させ、これにより、両光
導波路１４、１５の光軸を一致させて高い光結合を達成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置の製
造方法に関し、特に、半導体基板上に互いに厚さ寸法の
異なる光導波路をその光軸を一致させて形成する光半導
体装置の製造方法に関する。
造方法に関し、特に、半導体基板上に互いに厚さ寸法の
異なる光導波路をその光軸を一致させて形成する光半導
体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファブリ−ペロ型あるいは分布帰還型の
半導体レーザと光変調器とを１枚の半導体基板上に一体
に、すなわち、モノリシックに形成するには、半導体基
板上にレーザのための第１の光導波路と、変調器のため
の第２の光導波路とを連続的に形成する必要がある。連
続的に形成される両光導波路のバンドギャップ波長は、
第１の光導波路からのレーザ光が第２の光導波路で吸収
されることによる吸収損失を防止するために、第１の光
導波路のバンドギャップ波長に比較して、第２の光導波
路のそれを短波長側に設定する必要がある。
半導体レーザと光変調器とを１枚の半導体基板上に一体
に、すなわち、モノリシックに形成するには、半導体基
板上にレーザのための第１の光導波路と、変調器のため
の第２の光導波路とを連続的に形成する必要がある。連
続的に形成される両光導波路のバンドギャップ波長は、
第１の光導波路からのレーザ光が第２の光導波路で吸収
されることによる吸収損失を防止するために、第１の光
導波路のバンドギャップ波長に比較して、第２の光導波
路のそれを短波長側に設定する必要がある。
【０００３】このような互いにバンドギャップ波長の異
なる光導波路を連続的に形成する方法の１つに、特開平
５−２５９５６８号公報に開示されているような突き合
わせ（butt-joint）方法がある。これによれば、第１お
よび第２の光導波路領域に渡って第１の光導波路が一様
に形成された後、エッチングにより第２の光導波路領域
上の光導波路部分が除去され、この除去部分に改めて第
１の光導波路のバンドギャップ波長よりも短いバンドギ
ャップ波長の第２の光導波路が形成される。
なる光導波路を連続的に形成する方法の１つに、特開平
５−２５９５６８号公報に開示されているような突き合
わせ（butt-joint）方法がある。これによれば、第１お
よび第２の光導波路領域に渡って第１の光導波路が一様
に形成された後、エッチングにより第２の光導波路領域
上の光導波路部分が除去され、この除去部分に改めて第
１の光導波路のバンドギャップ波長よりも短いバンドギ
ャップ波長の第２の光導波路が形成される。
【０００４】また、突き合わせ方法に代えて、バンドギ
ャップ波長の異なる第１および第２の光導波路を一括的
に形成する方法として、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ）を利用することが試みられている。この有機金属気
相成長法を利用した方法では、例えばＡＯＫＩ氏等によ
るエレクトロニクス・レター誌（Electron Lettres Vo
l.27 No.23 2138-2140 (1991)）あるいは特開平６−１
９６８０９号公報に開示されているように、半導体基板
上の所定領域を酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜のような
マスクで覆った状態で半導体基板上に有機金属気相成長
法で半導体層をエピタキシャル成長させると、マスク上
に供給される半導体原料ガスは、マスク上では反応せず
に半導体基板の露出部分に移動した後、熱分解してエピ
タキシャル成長する。その結果、半導体基板上のマスク
に近い部分とこのマスクから離れた部分とでは、半導体
層の組成および成長速度が異なることから、バンドギャ
ップ波長および厚さの異なる光導波路が一括的に連続し
て形成される。
ャップ波長の異なる第１および第２の光導波路を一括的
に形成する方法として、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ）を利用することが試みられている。この有機金属気
相成長法を利用した方法では、例えばＡＯＫＩ氏等によ
るエレクトロニクス・レター誌（Electron Lettres Vo
l.27 No.23 2138-2140 (1991)）あるいは特開平６−１
９６８０９号公報に開示されているように、半導体基板
上の所定領域を酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜のような
マスクで覆った状態で半導体基板上に有機金属気相成長
法で半導体層をエピタキシャル成長させると、マスク上
に供給される半導体原料ガスは、マスク上では反応せず
に半導体基板の露出部分に移動した後、熱分解してエピ
タキシャル成長する。その結果、半導体基板上のマスク
に近い部分とこのマスクから離れた部分とでは、半導体
層の組成および成長速度が異なることから、バンドギャ
ップ波長および厚さの異なる光導波路が一括的に連続し
て形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先に述
べた突き合わせ方法では、一旦形成した光導波路の一部
を除去するためのエッチング工程が不可欠となり、しか
も第１および第２の両光導波路の光結合効率の低下を防
止するために、エッチング直後に硫化アンモニウムを含
む特殊な水溶液に浸漬する工程が不可欠となる。そのた
めに、製造工程が複雑化するという欠点があった。他
方、有機金属気相成長法を利用した方法では、一旦形成
した光導波路の一部を除去するためのエッチング工程お
よびこのエッチング直後の硫化アンモニウムを含む特殊
な水溶液への浸漬工程を行うことなく、比較的単純な製
造工程で互いにバンドギャップ波長の異なる光導波路を
連続的に形成することができる。しかし、平坦な半導体
表面上に成長速度を互いに異にする第１および第２の両
光導波路が形成されることから、両光導波路の厚さ方向
で見たそれぞれの光軸を一致させることはできず、この
光軸のずれのために、高い結合効率を得ることに困難が
あった。
べた突き合わせ方法では、一旦形成した光導波路の一部
を除去するためのエッチング工程が不可欠となり、しか
も第１および第２の両光導波路の光結合効率の低下を防
止するために、エッチング直後に硫化アンモニウムを含
む特殊な水溶液に浸漬する工程が不可欠となる。そのた
めに、製造工程が複雑化するという欠点があった。他
方、有機金属気相成長法を利用した方法では、一旦形成
した光導波路の一部を除去するためのエッチング工程お
よびこのエッチング直後の硫化アンモニウムを含む特殊
な水溶液への浸漬工程を行うことなく、比較的単純な製
造工程で互いにバンドギャップ波長の異なる光導波路を
連続的に形成することができる。しかし、平坦な半導体
表面上に成長速度を互いに異にする第１および第２の両
光導波路が形成されることから、両光導波路の厚さ方向
で見たそれぞれの光軸を一致させることはできず、この
光軸のずれのために、高い結合効率を得ることに困難が
あった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、次の構成を採用する。請求項１記載
の発明は、半導体基板上に互いに厚さ寸法の異なる連続
した第１および第２の光導波路を一括的に結晶成長させ
て形成する工程を含む光半導体装置の製造方法におい
て、第１の光導波路および該光導波路の厚さ寸法よりも
小さな厚さ寸法の第２の光導波路を結晶成長させるに先
立ち、半導体基板上の第２の光導波路を結晶成長させる
部分に、両光導波路の厚さ寸法の差のほぼ半値分、半導
体基板材料を半導体基板と同一組成で成長させて当該部
分の嵩上げをすることを特徴とする。請求項１記載の発
明によれば、厚さ寸法の異なる第１および第２の光導波
路が形成される半導体基板上の所定領域に予めその厚さ
寸法に応じた段差が形成されることから、第１および第
２の導波路を構成する半導体層の結晶成長工程を適正に
制御することにより、厚さ寸法の異なる第１および第２
の光導波路をその光軸を極めて高い精度で一致させて一
括的に形成することができ、これにより突き合わせ法に
おけるようなエッチング工程および浸漬工程を経ること
なく光結合効率の高い光半導体装置を得ることが可能と
なる。また、請求項２記載の発明は、基本的には、請求
項１の発明において、第１および第２の導波路を構成す
る半導体層の結晶成長工程を適正に制御する手段とし
て、半導体基板上に互いに間隔をおいて配置された一対
のマスクを用いる有機金属気相成長法を利用することを
特徴とする。この有機金属気層成長法の利用により、段
差のある半導体基板上に厚さ寸法の異なる第１および第
２の光導波路をその光軸を高い精度で一致させるように
極めて正確かつ容易に半導体層の成長を制御することが
可能となる。
を解決するために、次の構成を採用する。請求項１記載
の発明は、半導体基板上に互いに厚さ寸法の異なる連続
した第１および第２の光導波路を一括的に結晶成長させ
て形成する工程を含む光半導体装置の製造方法におい
て、第１の光導波路および該光導波路の厚さ寸法よりも
小さな厚さ寸法の第２の光導波路を結晶成長させるに先
立ち、半導体基板上の第２の光導波路を結晶成長させる
部分に、両光導波路の厚さ寸法の差のほぼ半値分、半導
体基板材料を半導体基板と同一組成で成長させて当該部
分の嵩上げをすることを特徴とする。請求項１記載の発
明によれば、厚さ寸法の異なる第１および第２の光導波
路が形成される半導体基板上の所定領域に予めその厚さ
寸法に応じた段差が形成されることから、第１および第
２の導波路を構成する半導体層の結晶成長工程を適正に
制御することにより、厚さ寸法の異なる第１および第２
の光導波路をその光軸を極めて高い精度で一致させて一
括的に形成することができ、これにより突き合わせ法に
おけるようなエッチング工程および浸漬工程を経ること
なく光結合効率の高い光半導体装置を得ることが可能と
なる。また、請求項２記載の発明は、基本的には、請求
項１の発明において、第１および第２の導波路を構成す
る半導体層の結晶成長工程を適正に制御する手段とし
て、半導体基板上に互いに間隔をおいて配置された一対
のマスクを用いる有機金属気相成長法を利用することを
特徴とする。この有機金属気層成長法の利用により、段
差のある半導体基板上に厚さ寸法の異なる第１および第
２の光導波路をその光軸を高い精度で一致させるように
極めて正確かつ容易に半導体層の成長を制御することが
可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態を
示す例に沿って詳細に説明する。図１は、本発明に係る
光半導体装置の製造方法を分布帰還型半導体レーザおよ
び光変調器からなる光半導体装置の製造に適用した例を
示す。図１に示す例では、光半導体装置の基板１０とし
て、例えばｎ型ＩｎＰからなる半導体基板が用いられ、
この半導体基板１０上の一半１１Ａに分布帰還型半導体
レーザが構成され、その他半１１Ｂに光変調器が構成さ
れる。
示す例に沿って詳細に説明する。図１は、本発明に係る
光半導体装置の製造方法を分布帰還型半導体レーザおよ
び光変調器からなる光半導体装置の製造に適用した例を
示す。図１に示す例では、光半導体装置の基板１０とし
て、例えばｎ型ＩｎＰからなる半導体基板が用いられ、
この半導体基板１０上の一半１１Ａに分布帰還型半導体
レーザが構成され、その他半１１Ｂに光変調器が構成さ
れる。
【０００８】先ず、図１（Ａ）に示されているように、
半導体基板１０の一半１１Ａ上の中央部分には、分布帰
還型半導体レーザのための回折格子１２が形成される。
回折格子１２は、従来におけると同様な二光束干渉露光
法を用いたリソグラフィおよびエッチングにより形成す
ることができる。半導体基板１０の一半１１Ａに形成さ
れた回折格子１２を分布帰還型半導体レーザのための第
１の光導波路領域とし、他半１１Ｂを光変調器のための
第２の光導波路領域として、それぞれの光導波路領域上
に一括的に連続する光導波路が形成されるが、これらの
光導波路の形成に先立ち、図１（Ｂ）に示されているよ
うに、半導体基板１０の表面は、その第２の光導波路領
域１１Ｂを除く他の部分である一半１１ＡがＳｉＯ2 膜
あるいはＳｉＮ膜のような保護膜１３で覆われる。この
保護膜１３は、例えば気相成長法で形成することができ
る。
半導体基板１０の一半１１Ａ上の中央部分には、分布帰
還型半導体レーザのための回折格子１２が形成される。
回折格子１２は、従来におけると同様な二光束干渉露光
法を用いたリソグラフィおよびエッチングにより形成す
ることができる。半導体基板１０の一半１１Ａに形成さ
れた回折格子１２を分布帰還型半導体レーザのための第
１の光導波路領域とし、他半１１Ｂを光変調器のための
第２の光導波路領域として、それぞれの光導波路領域上
に一括的に連続する光導波路が形成されるが、これらの
光導波路の形成に先立ち、図１（Ｂ）に示されているよ
うに、半導体基板１０の表面は、その第２の光導波路領
域１１Ｂを除く他の部分である一半１１ＡがＳｉＯ2 膜
あるいはＳｉＮ膜のような保護膜１３で覆われる。この
保護膜１３は、例えば気相成長法で形成することができ
る。
【０００９】半導体基板１０が露出する第２の光導波路
領域１１Ｂ上には、半導体基板１０と同一の材料が例え
ばエピタキシャル成長法により半導体基板１０と同一組
成で結晶成長される。その結果、図１（Ｃ）に示されて
いるように、半導体基板１０の保護膜１３から露出する
第２の光導波路領域１１Ｂが嵩上げされ、第１の光導波
路領域である回折格子１２を含む一半１１Ａとの間に高
さ寸法Ｈの段差が形成される。
領域１１Ｂ上には、半導体基板１０と同一の材料が例え
ばエピタキシャル成長法により半導体基板１０と同一組
成で結晶成長される。その結果、図１（Ｃ）に示されて
いるように、半導体基板１０の保護膜１３から露出する
第２の光導波路領域１１Ｂが嵩上げされ、第１の光導波
路領域である回折格子１２を含む一半１１Ａとの間に高
さ寸法Ｈの段差が形成される。
【００１０】第２の光導波路領域１１Ｂの嵩上げ後、図
１（Ｄ）に示されているように、保護膜１３の内、第１
の光導波路領域となる回折格子１２が露出するように、
中央部分がエッチングにより部分的に除去される。回折
格子１２の両側に残された保護膜１３の一対の残存部分
１３Ａは、引き続く有機金属気相成長法におけるマスク
として利用される。このマスク１３Ａを、保護膜１３と
は別に、すなわち保護膜１３を全面的に除去した後、改
めて回折格子１２の両側に形成することができるが、製
造効率の向上に加えて、引き続く有機金属気相成長法で
のマスクのずれを防止して高精度のマスキング作用を得
る上でも、先に説明したとおり、保護膜１３の残存部分
１３Ａを有機金属気相成長法のマスクとして利用するこ
とが望ましい。
１（Ｄ）に示されているように、保護膜１３の内、第１
の光導波路領域となる回折格子１２が露出するように、
中央部分がエッチングにより部分的に除去される。回折
格子１２の両側に残された保護膜１３の一対の残存部分
１３Ａは、引き続く有機金属気相成長法におけるマスク
として利用される。このマスク１３Ａを、保護膜１３と
は別に、すなわち保護膜１３を全面的に除去した後、改
めて回折格子１２の両側に形成することができるが、製
造効率の向上に加えて、引き続く有機金属気相成長法で
のマスクのずれを防止して高精度のマスキング作用を得
る上でも、先に説明したとおり、保護膜１３の残存部分
１３Ａを有機金属気相成長法のマスクとして利用するこ
とが望ましい。
【００１１】段差Ｈが形成され、また一対のマスク１３
Ａを残した半導体基板１０には、有機金属気相成長法に
より、第１および第２の光導波路が形成される。この有
機金属気相成長法では、例えばＩｎＧａＡｓＰを成長さ
せる場合、Ｉｎの原料となるトリメチルインジュウム、
Ｇａの原料となるトリメチルガリュウム、Ａｓの原料と
なるアルシン（ＡｓＨ3 ）およびＰの原料となるホスフ
ィン（Ｈ3 Ｐ）がそれぞれ所定の組成比で以て反応室に
送り込まれると、マスク１３Ａ上に供給される半導体原
料ガスは、マスク１３Ａ上では反応せずに該マスク近傍
部分の半導体基板１０の露出部分である回折格子１２に
移動した後、熱分解してエピタキシャル成長する。
Ａを残した半導体基板１０には、有機金属気相成長法に
より、第１および第２の光導波路が形成される。この有
機金属気相成長法では、例えばＩｎＧａＡｓＰを成長さ
せる場合、Ｉｎの原料となるトリメチルインジュウム、
Ｇａの原料となるトリメチルガリュウム、Ａｓの原料と
なるアルシン（ＡｓＨ3 ）およびＰの原料となるホスフ
ィン（Ｈ3 Ｐ）がそれぞれ所定の組成比で以て反応室に
送り込まれると、マスク１３Ａ上に供給される半導体原
料ガスは、マスク１３Ａ上では反応せずに該マスク近傍
部分の半導体基板１０の露出部分である回折格子１２に
移動した後、熱分解してエピタキシャル成長する。
【００１２】そのため、半導体基板１０上のマスク１３
Ａに近い部分である第１の光導波路領域すなわち回折格
子１２上と、このマスク１３Ａから離れた部分である第
２の光導波路領域１１Ｂとでは、半導体層の組成および
成長速度が異なる。その結果、図１（Ｅ）に示されてい
るように、第１の光導波路領域１２上および第２の光導
波路領域１１Ｂ上に一括的に連続して形成される第１お
よび第２の光導波路１４および１５は、前者の厚さ寸法
が後者のそれより大きくかつ後者のバンドギャップ波長
が前者のそれよりも小さくなるように形成される。
Ａに近い部分である第１の光導波路領域すなわち回折格
子１２上と、このマスク１３Ａから離れた部分である第
２の光導波路領域１１Ｂとでは、半導体層の組成および
成長速度が異なる。その結果、図１（Ｅ）に示されてい
るように、第１の光導波路領域１２上および第２の光導
波路領域１１Ｂ上に一括的に連続して形成される第１お
よび第２の光導波路１４および１５は、前者の厚さ寸法
が後者のそれより大きくかつ後者のバンドギャップ波長
が前者のそれよりも小さくなるように形成される。
【００１３】第１および第２の光導波路１４および１５
の形成後、両光導波路１４および１５を覆うように、例
えば、ｐ型ＩｎＰから成るキャップ層１６が形成され、
さらにマスク１３Ａの除去後、該マスク領域に埋め込み
層（図示せず）が形成され、また第１の光導波路１４を
含む半導体レーザ１７および第２の光導波路１５を含む
光変調器１８のための電極（図示せず）が形成される。
半導体レーザ１７の電極への適正な電圧の印加により、
従来よく知られているように、第１の光導波路１４内で
起生するレーザ光は、光変調器１８の光導波路である第
２の光導波路１５に案内され、光変調器１８の電極への
電圧制御により、第２の光導波路１５の光吸収率が調整
され、これにより光変調器１８から強度を制御されたレ
ーザ光が得られる。
の形成後、両光導波路１４および１５を覆うように、例
えば、ｐ型ＩｎＰから成るキャップ層１６が形成され、
さらにマスク１３Ａの除去後、該マスク領域に埋め込み
層（図示せず）が形成され、また第１の光導波路１４を
含む半導体レーザ１７および第２の光導波路１５を含む
光変調器１８のための電極（図示せず）が形成される。
半導体レーザ１７の電極への適正な電圧の印加により、
従来よく知られているように、第１の光導波路１４内で
起生するレーザ光は、光変調器１８の光導波路である第
２の光導波路１５に案内され、光変調器１８の電極への
電圧制御により、第２の光導波路１５の光吸収率が調整
され、これにより光変調器１８から強度を制御されたレ
ーザ光が得られる。
【００１４】図２は、図１（Ｅ）に示される線II−IIに
沿って得られた断面図である。第１の光導波路１４およ
び第２の光導波路１５は、図２（Ａ）に示されているよ
うに、両光導波路１４および１５のそれぞれの厚さ寸法
Ｔ1 およびＴ2 の差が段差Ｈの２倍となるように形成さ
れる。この光導波路１４、１５の厚さ寸法の制御すなわ
ち結晶成長速度の制御は、一対のマスク１３Ａの間隔等
の設定により、適正に行うことができる。その結果、第
１の光導波路１４の厚さ方法に直角な中心線である第１
の光導波路１４の光軸と、第２の光導波路１４の厚さ方
法に直角な中心線である第２の光導波路１５の光軸とを
正確に一致させることができる。この光軸の一致によ
り、各光導波路１４、１５の中心軸からのずれ（Ｙ1 、
Ｙ2 ）と光強度分布（Ｘ）との関係を示す図２（Ｂ）の
グラフから明らかなように、両光導波路１４および１５
の強度分布特性曲線Ｌ1 およびＬ2 の厚さ方向のずれを
なくすことができ、両光導波路１４および１５を高い光
結合効率で形成することができ、半導体レーザ１７およ
び光変調器１８を効率的に動作させることができる。
沿って得られた断面図である。第１の光導波路１４およ
び第２の光導波路１５は、図２（Ａ）に示されているよ
うに、両光導波路１４および１５のそれぞれの厚さ寸法
Ｔ1 およびＴ2 の差が段差Ｈの２倍となるように形成さ
れる。この光導波路１４、１５の厚さ寸法の制御すなわ
ち結晶成長速度の制御は、一対のマスク１３Ａの間隔等
の設定により、適正に行うことができる。その結果、第
１の光導波路１４の厚さ方法に直角な中心線である第１
の光導波路１４の光軸と、第２の光導波路１４の厚さ方
法に直角な中心線である第２の光導波路１５の光軸とを
正確に一致させることができる。この光軸の一致によ
り、各光導波路１４、１５の中心軸からのずれ（Ｙ1 、
Ｙ2 ）と光強度分布（Ｘ）との関係を示す図２（Ｂ）の
グラフから明らかなように、両光導波路１４および１５
の強度分布特性曲線Ｌ1 およびＬ2 の厚さ方向のずれを
なくすことができ、両光導波路１４および１５を高い光
結合効率で形成することができ、半導体レーザ１７およ
び光変調器１８を効率的に動作させることができる。
【００１５】図２（Ａ）に示す例では、各光導波路１４
および１５として、ＩｎＧａＡｓＰの組成比を変えた多
重量子井戸構造が採用されているが、これに変えて単一
層の光導波路を採用することができる。また、図示の例
では、半導体基板１０およびキャップ層１６がクラッド
層として機能するが、必要に応じて、これらとは別なク
ラッド層あるいはガイド層等を設けることができる。こ
れらの層の存在の有無に拘らず、要は、各光導波路１４
および１５の光軸が一致するように半導体基板１０に段
差Ｈが形成されることである。
および１５として、ＩｎＧａＡｓＰの組成比を変えた多
重量子井戸構造が採用されているが、これに変えて単一
層の光導波路を採用することができる。また、図示の例
では、半導体基板１０およびキャップ層１６がクラッド
層として機能するが、必要に応じて、これらとは別なク
ラッド層あるいはガイド層等を設けることができる。こ
れらの層の存在の有無に拘らず、要は、各光導波路１４
および１５の光軸が一致するように半導体基板１０に段
差Ｈが形成されることである。
【００１６】本発明の実施の形態に示した例では、半導
体基板の段差が結晶成長により形成されることから、高
精度で正確に所望寸法の段差を得ることができる。ま
た、一対のマスクを利用した有機金属気相成長法によ
り、両光導波路の厚さ寸法を正確に制御することができ
る。従って、高い精度で分布帰還型半導体レーザの光導
波路と、光変調器の光導波路とをそれぞれの光軸を一致
させて形成することができ、これにより、光吸収損失の
少ない優れた光半導体装置を比較的容易に製造すること
が可能となる。
体基板の段差が結晶成長により形成されることから、高
精度で正確に所望寸法の段差を得ることができる。ま
た、一対のマスクを利用した有機金属気相成長法によ
り、両光導波路の厚さ寸法を正確に制御することができ
る。従って、高い精度で分布帰還型半導体レーザの光導
波路と、光変調器の光導波路とをそれぞれの光軸を一致
させて形成することができ、これにより、光吸収損失の
少ない優れた光半導体装置を比較的容易に製造すること
が可能となる。
【００１７】本発明は以上の例に限定されない。図示の
例では、分布帰還型半導体レーザおよび光変調器が一体
に形成された光半導体装置について説明したが、半導体
レーザとしてファブリ−ペロ型半導体レーザを用いた光
半導体装置に本願発明の方法を適用することができる。
また、本願発明の方法を、レーザのための光導波路と、
反射器のための光導波路とが連続的に形成されるブラッ
グ反射型半導体レーザの他、光増幅器のような種々の光
半導体素子を組み合わせた光半導体装置にも適用するこ
とができる。
例では、分布帰還型半導体レーザおよび光変調器が一体
に形成された光半導体装置について説明したが、半導体
レーザとしてファブリ−ペロ型半導体レーザを用いた光
半導体装置に本願発明の方法を適用することができる。
また、本願発明の方法を、レーザのための光導波路と、
反射器のための光導波路とが連続的に形成されるブラッ
グ反射型半導体レーザの他、光増幅器のような種々の光
半導体素子を組み合わせた光半導体装置にも適用するこ
とができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した本発明の製造方法によれ
ば、厚さ寸法の異なる第１および第２の光導波路の形成
に先立ち、予めその厚さ寸法に応じた段差を半導体基板
に形成し、この半導体基板上への第１および第２の光導
波路を構成する半導体層の結晶成長工程を適正に制御す
ることにより、突き合わせ法におけるようなエッチング
工程および浸漬工程を経ることなく両第１および第２の
光導波路の光軸を極めて高い精度で一致させて一括的に
形成することができ、これにより比較的容易に光結合効
率の高い光半導体装置を製造することができる。また、
本発明の製造方法によれば、第１および第２の導波路を
構成する半導体層の結晶成長工程を適正に制御する手段
として、半導体基板上に互いに間隔をおいて配置された
一対のマスクを用いる有機金属気相成長法を利用するこ
とにより、極めて正確かつ容易に各導波路を構成する半
導体層の成長を制御することができ、これにより一層容
易に光結合効率の高い光半導体装置を製造することがで
きる。
ば、厚さ寸法の異なる第１および第２の光導波路の形成
に先立ち、予めその厚さ寸法に応じた段差を半導体基板
に形成し、この半導体基板上への第１および第２の光導
波路を構成する半導体層の結晶成長工程を適正に制御す
ることにより、突き合わせ法におけるようなエッチング
工程および浸漬工程を経ることなく両第１および第２の
光導波路の光軸を極めて高い精度で一致させて一括的に
形成することができ、これにより比較的容易に光結合効
率の高い光半導体装置を製造することができる。また、
本発明の製造方法によれば、第１および第２の導波路を
構成する半導体層の結晶成長工程を適正に制御する手段
として、半導体基板上に互いに間隔をおいて配置された
一対のマスクを用いる有機金属気相成長法を利用するこ
とにより、極めて正確かつ容易に各導波路を構成する半
導体層の成長を制御することができ、これにより一層容
易に光結合効率の高い光半導体装置を製造することがで
きる。
【図１】本発明に係る光半導体装置の製造方法を示す工
程図である。
程図である。
【図２】図１（Ｅ）に示される線II−IIに沿って得られ
た断面図である。
た断面図である。
１０ 半導体基板 １１Ｂ （他半）第２の光導波路領域 １２ （回折格子）第１の光導波路領域 １３Ａ 一対のマスク １４ 第１の光導波路 １５ 第２の光導波路 Ｈ 段差 Ｔ1 Ｔ2 光導波路の厚さ寸法
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沓澤 聡子 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に互いに厚さ寸法の異なる
連続した第１およ第２の光導波路を一括的に結晶成長さ
せて形成する工程を含む光半導体装置の製造方法であっ
て、 前記半導体基板上に前記第１の光導波路および該第１の
光導波路よりも厚さ寸法の小さな第２の光導波路を形成
するに先立ち、前記半導体基板上の第２の光導波路が形
成される部分に、前記両光導波路の厚さ寸法の差のほぼ
半値分、半導体基板材料を前記半導体基板と同一組成で
成長させて当該部分の嵩上げをすることを特徴とする光
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板上に互いに間隔をおいて配置
された一対のマスク間に規定される第１の光導波路領域
上および該光導波路領域に連続する第２の光導波路領域
上に有機金属気相成長法により互いに厚さ寸法の異なる
光導波路を連続して一括的に形成する工程を含む光半導
体装置の製造方法であって、 光導波路の形成に先立ち第２の光導波路領域に前記半導
体基板材料を成長させて第１の光導波路領域よりも高い
段差に第２の光導波路領域を嵩上げすること、 第１の光導波路領域および嵩上げされた第２の光導波路
領域にそれぞれの光軸が一致する厚さに第１および第２
の光導波路を形成することを特徴とする、光半導体装置
の製造方法。 - 【請求項３】 第２の光導波路領域の嵩上げによる段差
寸法は、第１および第２の光導波路領域上の第１および
第２の光導波路の厚さ寸法の差のほぼ半値である請求項
２記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 第２の光導波路領域を嵩上げするに先立
ち、第１の光導波路領域に回折格子が形成され、 半導体基板上の第２の光導波路領域を除いた前記回折格
子および該回折格子の両側部分を含む他の部分を保護膜
で覆った状態で、露出する第２の光導波路領域が結晶成
長により嵩上げされ、 その後、前記保護膜の回折格子を覆う部分が除去され、
該保護膜の前記回折格子の両側に残された一対の保護膜
部分が前記有機金属気相成長法における前記一対のマス
クとして利用されることを特徴とする、請求項２記載の
光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23765795A JPH0964483A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23765795A JPH0964483A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964483A true JPH0964483A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=17018580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23765795A Pending JPH0964483A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964483A (ja) |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP23765795A patent/JPH0964483A/ja active Pending
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