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JP7569232B2 - Semiconductor Optical Device - Google Patents
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Description

本発明は、半導体光素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor optical element.

近年、モバイル端末やインターネットなどの通信機器の普及に伴い、光送受信モジュールに高速化及び大容量化が求められている。光送受信モジュールの光源として、半導体光素子が広く使われている。半導体光素子の代表的なものの一つとして埋め込めヘテロ構造(Buried Hetero-structure:BH構造)が知られている。BH構造とは、多重量子井戸層を含むメサ構造の両側面を半導体層で埋め込まれた構造であり、高信頼性及び低寄生容量による高速応答性に優れた半導体素子である。メサ構造の両側面を埋め込む半導体層は半絶縁性半導体層やPN接合を含む複数の半導体層で構成されることが知られている。また光源としては直接変調型の半導体レーザや半導体レーザから出射される連続光の変調する電界吸収型変調器(EA(Electro-Absorption)変調器)が知られている。 In recent years, with the spread of communication devices such as mobile terminals and the Internet, optical transmission and reception modules are required to have higher speeds and larger capacities. Semiconductor optical elements are widely used as light sources for optical transmission and reception modules. Buried hetero-structures (BH structures) are known as one of the most representative semiconductor optical elements. The BH structure is a structure in which both sides of a mesa structure including a multiple quantum well layer are buried with semiconductor layers, and is a semiconductor element with excellent high-speed response due to high reliability and low parasitic capacitance. It is known that the semiconductor layers that bury both sides of the mesa structure are composed of multiple semiconductor layers including semi-insulating semiconductor layers and PN junctions. In addition, direct modulation type semiconductor lasers and electro-absorption modulators (EA (Electro-Absorption) modulators) that modulate continuous light emitted from semiconductor lasers are known as light sources.

特許文献1には、BH構造を有するEA変調器が開示されている。当該EA変調器はメサストライプの両側をRuがドーピングされたInP層(埋め込み層)で埋め込まれている。メサストライプはn型InGaAsP下側ガイド層、MQW層(Multiple-Quantum Well)、p型InGaAsP上側ガイド層、p型InPクラッド層、そしてp型コンタクト層で構成されている。そして、p型コンタクト層にはTi/Pt/Auで構成されるp型電極が接続される。基板(ウエハ)の裏側にはAuGe/Ni/Ti/Pt/Auで構成されるn型電極が形成されている。p型電極とn型電極間に電圧を印可することで、EA変調器は光を吸収し、変調器として動作する。p型電極は、パッシベーション膜を挟んで埋め込み層の上にも形成されている。また発振器(DFBレーザ)もほぼ同様の構成となっている。また特許文献2には埋め込み層の異常成長を抑制するための製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses an EA modulator with a BH structure. The EA modulator has a mesa stripe with Ru-doped InP layers (buried layers) buried on both sides. The mesa stripe is composed of an n-type InGaAsP lower guide layer, an MQW layer (Multiple-Quantum Well), a p-type InGaAsP upper guide layer, a p-type InP cladding layer, and a p-type contact layer. A p-type electrode composed of Ti/Pt/Au is connected to the p-type contact layer. An n-type electrode composed of AuGe/Ni/Ti/Pt/Au is formed on the back side of the substrate (wafer). By applying a voltage between the p-type electrode and the n-type electrode, the EA modulator absorbs light and operates as a modulator. A p-type electrode is also formed on the buried layer with a passivation film sandwiched between them. The oscillator (DFB laser) has a similar structure. Patent Document 2 discloses a manufacturing method for suppressing abnormal growth of the buried layer.

特許文献3には、BH構造の上にさらにクラッド層およびコンタクト層を形成する構造が開示されている。本構造は、プレナーBH(Planer BH:PBH構造)と呼ばれている。PBH構造は、メサ状の両側に埋め込み層が配置され、メサ状の頂上を含み埋め込み層全体にわたってp-InPクラッド層が配置されている。さらにその上にP-InPクラッド層を覆うようにp型InGaAsコンタクト層が配置されている。 Patent document 3 discloses a structure in which a cladding layer and a contact layer are further formed on top of the BH structure. This structure is called a planar BH (PBH) structure. In the PBH structure, buried layers are placed on both sides of the mesa, and a p-InP cladding layer is placed over the entire buried layer, including the top of the mesa. Furthermore, a p-type InGaAs contact layer is placed on top of that to cover the p-InP cladding layer.

特開2012-2929号公報JP 2012-2929 A 特開2010-267674号公報JP 2010-267674 A 国際公開第2019/220514号International Publication No. 2019/220514

半導体光素子では、電極材料としてAuが用いられる。Auは、InPに対する拡散速度が非常に速いことが知られている。Au拡散が進行し、活性層(多重量子井戸層)に到達すると、半導体光素子の特性および信頼性は劣化する。InP基板上に作成されるBH構造の半導体光素子では、例えばInPにFeをドーピングした半絶縁性InP(SI-InP)を埋込材料として用いる。特許文献2に開示されているように、埋め込み成長直後においては、半導体光素子の表面には、メサ構造の直上を除いて埋め込み層が露出するため、最表面はFe-InP層となる。特許文献1に開示されているように、p型電極は半導体層側からTi/Pt/Auが積層された構造となっている。Ptは、Auの半導体層への拡散を抑制するが、半導体層表面の形状等の影響により、Auの拡散を完全に防止することは困難である。そのため、p型電極に含まれるAuがInPで構成される埋め込み層を通って多重量子井戸層まで拡散する恐れがある。さらに特許文献3では上面電極とp型InPクラッド層との間にp型InGaAsのコンタクト層が配置されている。InGaAs層は、InPと比較してAuの拡散係数は小さく、p型InPクラッド層に拡散する恐れが小さい。しかし、製造ばらつきなどによりInGaAsコンタクト層が薄く形成されることなどで、Auが拡散する可能性は0ではない。そしてAuが拡散した場合は、p型InPクラッド層、InP埋め込み層を介して活性層の側面側からAuが活性層に拡散する恐れがある。 In semiconductor optical devices, Au is used as an electrode material. It is known that Au has a very fast diffusion rate into InP. When Au diffusion progresses and reaches the active layer (multiple quantum well layer), the characteristics and reliability of the semiconductor optical device deteriorate. In a semiconductor optical device with a BH structure created on an InP substrate, for example, semi-insulating InP (SI-InP) in which InP is doped with Fe is used as the embedding material. As disclosed in Patent Document 2, immediately after embedding growth, the embedding layer is exposed on the surface of the semiconductor optical device except directly above the mesa structure, so that the top surface becomes an Fe-InP layer. As disclosed in Patent Document 1, the p-type electrode has a structure in which Ti/Pt/Au are laminated from the semiconductor layer side. Pt suppresses the diffusion of Au into the semiconductor layer, but it is difficult to completely prevent the diffusion of Au due to the influence of the shape of the semiconductor layer surface, etc. Therefore, there is a risk that Au contained in the p-type electrode will diffuse through the embedding layer made of InP to the multiple quantum well layer. Furthermore, in Patent Document 3, a p-type InGaAs contact layer is disposed between the top electrode and the p-type InP cladding layer. The InGaAs layer has a smaller diffusion coefficient of Au than InP, so there is little risk of Au diffusing into the p-type InP cladding layer. However, there is a possibility that Au will diffuse if the InGaAs contact layer is formed thin due to manufacturing variations, etc. If Au diffuses, there is a risk that Au will diffuse into the active layer from the side of the active layer through the p-type InP cladding layer and InP buried layer.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、長期信頼性優れた半導体光素子を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a semiconductor optical element with excellent long-term reliability.

本発明に係る半導体光素子は、基板と、前記基板の上に設けられたメサ構造と、前記メサ構造の両脇に接して設けられる半導体埋め込み層と、前記半導体埋め込み層の上部に設けられたAuを含む電極と、を備え、前記メサ構造は前記基板側から第1導電型半導体層、多重量子井戸層、第2導電型半導体層で積層され、前記半導体埋め込み層は、前記メサ構造の側部に接して設けられる第1半絶縁性InP半導体層と、前記第1半絶縁性InP層に接して設けられる第1拡散防止層と、前記第1拡散防止層上に設けられる第2半絶縁性InP層とを含み、前記第1拡散防止層のAuの拡散定数は、前記第1半絶縁性InP層より小さいことを特徴とする。 The semiconductor optical device according to the present invention comprises a substrate, a mesa structure provided on the substrate, a semiconductor burying layer provided in contact with both sides of the mesa structure, and an electrode containing Au provided on the upper part of the semiconductor burying layer, the mesa structure being stacked from the substrate side with a first conductive type semiconductor layer, a multiple quantum well layer, and a second conductive type semiconductor layer, the semiconductor burying layer including a first semi-insulating InP semiconductor layer provided in contact with the side of the mesa structure, a first diffusion prevention layer provided in contact with the first semi-insulating InP layer, and a second semi-insulating InP layer provided on the first diffusion prevention layer, the diffusion constant of Au in the first diffusion prevention layer being smaller than that of the first semi-insulating InP layer.

本発明により、長期信頼性に優れた半導体光素子が提供される。 The present invention provides a semiconductor optical element with excellent long-term reliability.

本発明の第1の実施形態に係る半導体光素子の上面図である。1 is a top view of a semiconductor optical device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す半導体光素子のA-A線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line AA of the semiconductor optical device shown in FIG. 1. 図1に示す半導体光素子のB-B線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line BB of the semiconductor optical device shown in FIG. 1. 図3aの一部拡大図である。FIG. 3b is an enlarged view of a portion of FIG. 図1に示す半導体光素子のC-C線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line CC of the semiconductor optical device shown in FIG. 1. 図4aの一部拡大図である。FIG. 4b is an enlarged view of a portion of FIG. 本発明の第1の実施形態の変形例1に係る図1に示す半導体光素子のB-B線断面の拡大図である。2 is an enlarged view of a cross section taken along line BB of the semiconductor optical device shown in FIG. 1 according to a first modified example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例2に係る図1に示す半導体光素子のB-B線断面の拡大図である。2 is an enlarged view of a cross section taken along line BB of the semiconductor optical device shown in FIG. 1 according to a second modified example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例3に係る図1に示す半導体光素子のB-B線断面の拡大図である。2 is an enlarged view of a cross section taken along line BB of the semiconductor optical device shown in FIG. 1 according to a third modified example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体光素子の上面図である。FIG. 4 is a top view of a semiconductor optical device according to a second embodiment of the present invention. 図9に示す半導体光素子のD-D線断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line DD of the semiconductor optical device shown in FIG. 9. 図9に示す半導体光素子のE-E線断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line E-E of the semiconductor optical device shown in FIG. 9. 図10aの一部拡大図である。FIG. 10b is an enlarged view of a portion of FIG. 本発明の第2の実施形態の変形例1に係る図8に示す半導体光素子のE-E線断面の拡大図である。9 is an enlarged view of a cross section taken along line EE of the semiconductor optical device shown in FIG. 8 according to Modification 1 of the second embodiment of the present invention.

以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings. In all drawings used to explain the embodiment, components having the same function are given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted. Note that the drawings shown below are merely for explaining examples of the embodiment, and the size of the drawings does not necessarily match the scale described in this example.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体光素子1の上面図である。半導体光素子1は、半導体レーザ10と電界吸収型変調器(EA変調器)11とが一体的に集積されている変調器集積半導体レーザである。なお、本実施形態では集積型の例を示すが、本発明は半導体レーザ単体またはEA変調器単体であっても発明の効果は得られる。半導体光素子1は、半導体レーザ10と、導波路12と、EA変調器11とがこの順で互いに光学的に接続された集積素子である。半導体レーザ10は連続光を出射し、導波路12は半導体レーザ10の出射光をEA変調器11に伝達する。EA変調器11は、半導体レーザ10の発振波長に対応した光を吸収する多重量子井戸層を備えている。導波路12を通過してEA変調器11に入光した連続光は、EA変調器11にて強度変調され、2値や4値等の変調光信号に変換される。EA変調器11から出射された変調光信号は、前方端面13から出射される。なお、前方端面付近に他の構造、例えば絶縁性のInPなどを配置した窓構造を備えていても良い。前方端面13には図示しない誘電体無反射膜が形成されている。また半導体レーザ10の逆側の端面である後方端面14には、図示しない誘電体高反射膜が形成されている。また詳細は後述するが、半導体レーザ10からEA変調器11まではメサ構造を備えており、その両側は半導体埋め込み層で埋め込まれた埋め込み型半導体素子となっている。
[First embodiment]
1 is a top view of a semiconductor optical device 1 according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor optical device 1 is a modulator-integrated semiconductor laser in which a semiconductor laser 10 and an electroabsorption modulator (EA modulator) 11 are integrated together. Although an integrated type example is shown in this embodiment, the effects of the present invention can be obtained even if the semiconductor laser or the EA modulator is used alone. The semiconductor optical device 1 is an integrated device in which the semiconductor laser 10, the waveguide 12, and the EA modulator 11 are optically connected to each other in this order. The semiconductor laser 10 emits continuous light, and the waveguide 12 transmits the emitted light of the semiconductor laser 10 to the EA modulator 11. The EA modulator 11 has a multiple quantum well layer that absorbs light corresponding to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 10. The continuous light that passes through the waveguide 12 and enters the EA modulator 11 is intensity-modulated by the EA modulator 11 and converted into a modulated optical signal such as a binary or quaternary value signal. The modulated optical signal output from the EA modulator 11 is output from a front end face 13. Note that another structure, for example a window structure in which insulating InP is arranged, may be provided near the front end face. A dielectric non-reflective film (not shown) is formed on the front end face 13. A dielectric highly reflective film (not shown) is formed on a rear end face 14, which is the end face on the opposite side of the semiconductor laser 10. As will be described in detail later, a mesa structure is provided from the semiconductor laser 10 to the EA modulator 11, and both sides of the mesa structure are buried with semiconductor burying layers to form buried semiconductor elements.

図2は、半導体光素子1の光軸に平行なA-A断面の模式図となっている。ベースとなるn-InP基板30(基板)に半導体レーザ10、導波路12、そしてEA変調器11が集積されている。ここでn-InP基板30は第1導電型半導体層でもある。半導体レーザ10は、例えば、1.3μm帯で発振するDFB(Distributed Feedback)レーザである。なお、半導体レーザ10は、1.55μm帯で発振するDBFであっても構わない。さらには、半導体レーザ10は、DFBレーザに限らず、FP(Fabry-Perot)レーザ、DBR(Distributed Bragg Reflector)レーザ、DR(Distributed Reflector)レーザであっても構わない。半導体レーザ10は、レーザ部多重量子井戸層31と、レーザ部多重量子井戸層31の上部に設けられた回折格子層32を備えている。回折格子層32の格子間およびその上にはp-InPクラッド層33(第2導電型半導体層)が設けられている。なお、図示はしていないがレーザ部多重量子井戸層31の上下にはそれぞれ光閉じ込め層が設けられている。またp-InPクラッド層33の最上部にはコンタクト層42(図4b参照)が設けられている。コンタクト層42は、レーザ部電極34(第2導電側電極)と電気的かつ物理的に接続している。n-InP基板30の裏面側にはほぼ全面を覆うように裏面電極35(第1導電側電極)が設けられている。半導体レーザ10は、レーザ部電極34と裏面電極35との間に電界が印可(電流を注入)されることで、連続光を発振する。ここでは1.3μm帯で発振するようにレーザ部多重量子井戸層31の組成波長等および回折格子層32の格子間隔は設定される。 Figure 2 is a schematic diagram of the A-A cross section parallel to the optical axis of the semiconductor optical device 1. The semiconductor laser 10, the waveguide 12, and the EA modulator 11 are integrated on the n-InP substrate 30 (substrate) that serves as the base. Here, the n-InP substrate 30 also serves as the first conductive type semiconductor layer. The semiconductor laser 10 is, for example, a DFB (Distributed Feedback) laser that oscillates in the 1.3 μm band. The semiconductor laser 10 may also be a DBF that oscillates in the 1.55 μm band. Furthermore, the semiconductor laser 10 is not limited to a DFB laser, and may also be an FP (Fabry-Perot) laser, a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser, or a DR (Distributed Reflector) laser. The semiconductor laser 10 has a laser portion multiple quantum well layer 31 and a diffraction grating layer 32 provided on the upper part of the laser portion multiple quantum well layer 31. A p-InP cladding layer 33 (a second conductive type semiconductor layer) is provided between and above the gratings of the diffraction grating layer 32. Although not shown, optical confinement layers are provided above and below the laser part multiple quantum well layer 31. A contact layer 42 (see FIG. 4b) is provided on the top of the p-InP cladding layer 33. The contact layer 42 is electrically and physically connected to the laser part electrode 34 (second conductive side electrode). A back electrode 35 (first conductive side electrode) is provided on the back side of the n-InP substrate 30 so as to cover almost the entire surface. The semiconductor laser 10 oscillates continuous light by applying an electric field (injecting a current) between the laser part electrode 34 and the back electrode 35. Here, the composition wavelength of the laser part multiple quantum well layer 31 and the grating interval of the diffraction grating layer 32 are set so as to oscillate in the 1.3 μm band.

EA変調器11は、変調器部多重量子井戸層39を備えている。なお、図示はしていないが変調器部多重量子井戸層39の上下にはそれぞれ光閉じ込め層が設けられている。変調器部多重量子井戸層39は、電界が印可された際に半導体レーザ10の出射光を吸収する構造を備えている。変調器部多重量子井戸層39の上部にはp-InPクラッド層33が配置されている。なお、ここでは半導体レーザ10に設けられているp-InPクラッド層33と同じものが形成されているが、異なるものであっても構わない。p-InPクラッド層33の上部には変調器電極40(第2導電側電極)が配置されている。変調器電極40は、p-InPクラッド層33の上部に配置されたコンタクト層42と電気的かつ物理的に接続されている。コンタクト層42は、半導体レーザ10に設けられた層と同じものであるが、異なるものであっても構わない。変調器電極40と裏面電極35との間に逆バイアスを印可することで光吸収が行われる。変調器電極40は、メサ構造の上部に設けられた略長方形状の変調器メサ電極40aと楕円形状の変調器パッド電極40bで構成される。変調器メサ電極40aと変調器パッド電極40bとの間は細い引き出し電極で繋がっている。また説明の便宜上変調器電極40を複数の部分に分けているが、その構造自体は同じ一体的なものである。また変調器パッド電極40bは、楕円形状に限定されず、四角形状でも角が丸められている四角形状、円形状であっても構わない。変調器パッド電極40bにはEA変調器11へ電気信号を伝達するためのシグナルワイヤ(図示なし)が接続される。 The EA modulator 11 includes a modulator multi-quantum well layer 39. Although not shown, optical confinement layers are provided above and below the modulator multi-quantum well layer 39. The modulator multi-quantum well layer 39 has a structure that absorbs the emitted light of the semiconductor laser 10 when an electric field is applied. A p-InP cladding layer 33 is disposed on the upper part of the modulator multi-quantum well layer 39. Here, the same p-InP cladding layer 33 as the p-InP cladding layer 33 provided in the semiconductor laser 10 is formed, but it may be different. A modulator electrode 40 (second conductive side electrode) is disposed on the upper part of the p-InP cladding layer 33. The modulator electrode 40 is electrically and physically connected to a contact layer 42 disposed on the upper part of the p-InP cladding layer 33. The contact layer 42 is the same as the layer provided in the semiconductor laser 10, but it may be different. Light absorption is performed by applying a reverse bias between the modulator electrode 40 and the back electrode 35. The modulator electrode 40 is composed of a roughly rectangular modulator mesa electrode 40a provided on the top of the mesa structure and an elliptical modulator pad electrode 40b. The modulator mesa electrode 40a and the modulator pad electrode 40b are connected by a thin extraction electrode. For convenience of explanation, the modulator electrode 40 is divided into multiple parts, but the structure itself is the same integral one. The modulator pad electrode 40b is not limited to an elliptical shape, and may be a square shape, a square shape with rounded corners, or a circle. A signal wire (not shown) for transmitting an electrical signal to the EA modulator 11 is connected to the modulator pad electrode 40b.

導波路12は、導波路部半導体層38を備えている。導波路部半導体層38は、半導体レーザ10の出射光を吸収しない半導体層である。例えばバルク層である。また、導波路部半導体層38の上下には光閉じ込め層が配置されても良い。導波路部半導体層38の上部にはp-InPクラッド層33が配置されている。なお、ここでは半導体レーザ10に設けられているp-InPクラッド層33と同じものが形成されているが、異なるものであっても構わない。導波路12のp-InPクラッド層33の構成は、半導体レーザ10に設けられているものと同一であるが、厚みが異なる。導波路12のp-InPクラッド層33は、半導体レーザ10のp-InPクラッド層33と比較すると薄くなっている。これはEA変調器11と半導体レーザ10との間の電気アイソレーションを高めるためである。 The waveguide 12 includes a waveguide semiconductor layer 38. The waveguide semiconductor layer 38 is a semiconductor layer that does not absorb the emitted light of the semiconductor laser 10. For example, it is a bulk layer. In addition, light confinement layers may be arranged above and below the waveguide semiconductor layer 38. A p-InP clad layer 33 is arranged on the upper part of the waveguide semiconductor layer 38. Note that, here, the same p-InP clad layer 33 as that provided in the semiconductor laser 10 is formed, but it may be different. The configuration of the p-InP clad layer 33 of the waveguide 12 is the same as that provided in the semiconductor laser 10, but the thickness is different. The p-InP clad layer 33 of the waveguide 12 is thinner than the p-InP clad layer 33 of the semiconductor laser 10. This is to increase the electrical isolation between the EA modulator 11 and the semiconductor laser 10.

図3aは、EA変調器11の光軸に垂直なB-B断面の模式図である。メサ構造は、n-InP基板30の一部と、変調器部多重量子井戸層39とp-InPクラッド層33、そしてコンタクト層42(図3b参照)で構成されている。メサ構造の両側は、埋め込み層(BH層)36で埋め込まれている。メサ構造の上部から片側のBH層の上部に渡って変調器電極40が配置されている。変調器電極40は、BH層36側からTi/Pt/Auの3層構造となっている。Tiは、他の金属と半導体との接着強度をあげるために設けられており、同様の効果が得られれば他の金属であっても構わない。Ptは、Auが半導体層側に拡散することを防止するバリア層としての機能を持つ。同様の効果が得られれば他の金属であっても構わない。例えば、Ptに代えてPdが配置されてもよい。なおPt層があったとしてもAuはその隙間などから半導体層側に拡散する場合がある。また、BH層36の上部においては、変調器電極40とBH層36との間に絶縁膜(パッシベーション膜)37が配置されている。ここでは、絶縁膜37はSiO2膜であるがこれに限定されない。なお、絶縁膜37と変調器パッド電極40bとの間に他の酸化膜があっても構わない。n-InP基板30の裏面には裏面電極35が形成されている。BH層36は、メサ構造の両脇の一部および変調器電極40の下部にのみ形成されており、BH層36が形成されていない領域は、n-InP基板30の上に絶縁膜37が形成された構造である。 Figure 3a is a schematic diagram of the B-B cross section perpendicular to the optical axis of the EA modulator 11. The mesa structure is composed of a part of the n-InP substrate 30, the modulator multiquantum well layer 39, the p-InP cladding layer 33, and the contact layer 42 (see Figure 3b). Both sides of the mesa structure are buried with a buried layer (BH layer) 36. A modulator electrode 40 is disposed from the top of the mesa structure to the top of the BH layer on one side. The modulator electrode 40 has a three-layer structure of Ti/Pt/Au from the BH layer 36 side. Ti is provided to increase the adhesive strength between the other metal and the semiconductor, and other metals may be used as long as they have a similar effect. Pt functions as a barrier layer that prevents Au from diffusing into the semiconductor layer side. Other metals may be used as long as they have a similar effect. For example, Pd may be disposed instead of Pt. Even if a Pt layer is present, Au may diffuse into the semiconductor layer side through gaps in the Pt layer. In addition, an insulating film (passivation film) 37 is disposed between the modulator electrode 40 and the BH layer 36 on top of the BH layer 36. Here, the insulating film 37 is a SiO2 film, but is not limited to this. Note that another oxide film may be present between the insulating film 37 and the modulator pad electrode 40b. A back electrode 35 is formed on the back surface of the n-InP substrate 30. The BH layer 36 is formed only on parts of both sides of the mesa structure and under the modulator electrode 40, and the area where the BH layer 36 is not formed has a structure in which the insulating film 37 is formed on the n-InP substrate 30.

図3bは、図3aの点線四角で囲った領域の拡大図である。図3aでは図示していないが、半導体素子1のBH層36は、第1半絶縁性InP層36a、第1拡散防止層36b、第2半絶縁性InP層36cの3層構成となっている。第2半絶縁性InP層36cは、第1半絶縁性InP層36aより厚い層である。BH層36は、メサ構造の頂点から図面上左右方向に、斜面部を含んでいる。すなわち、BH層36は、メサ構造から離れるに従って、n-InP基板30の表面からの高さが高くなる斜面部を有する。メサ構造の片側(図3bの左側)には斜面部の途中までBH層36が形成されている。逆側(図3bの右側)には斜面部の右側に水平領域がある。第1半絶縁性InP層36aと第2半絶縁性InP層36cは、Feがドーピングされた半絶縁性のInP層である。なお、それに限らずRuをドーピングしても構わない。また第1半絶縁性InP層36aと第2半絶縁性InP層36cが異なるドーパントであっても構わない。第1半絶縁性InP層36aと第2半絶縁性InP層36cは接した領域で一体となっているが、製造段階では異なる層として形成されている。第2半絶縁性InP層36cの上面には第2拡散防止層43が配置されている。第2拡散防止層43は、主として第2半絶縁性InP層36cの水平領域に配置されているが、斜面部を覆うように水平領域と比較して薄く形成されている。なお、第2拡散防止層43は、斜面部に形成されない場合もある。第1拡散防止層36b及び第2拡散防止層43は、アンドープのInGaAsである。InGaAsは、InPと比較してAuの拡散定数が十分に小さい。なお、これに限定されず、第1拡散防止層36b及び第2拡散防止層43は、p型、n型、そして半絶縁性の半導体のいずれであっても構わない。またInPよりAuの拡散定数が小さければ、他の材料でも構わなく、例えばInGaAsP、InGaAlAs、InAlAsであっても構わない。 Figure 3b is an enlarged view of the area enclosed by the dotted square in Figure 3a. Although not shown in Figure 3a, the BH layer 36 of the semiconductor element 1 has a three-layer structure consisting of a first semi-insulating InP layer 36a, a first diffusion prevention layer 36b, and a second semi-insulating InP layer 36c. The second semi-insulating InP layer 36c is a layer thicker than the first semi-insulating InP layer 36a. The BH layer 36 includes a slope portion from the apex of the mesa structure to the left and right in the figure. That is, the BH layer 36 has a slope portion whose height from the surface of the n-InP substrate 30 increases as it moves away from the mesa structure. On one side of the mesa structure (left side in Figure 3b), the BH layer 36 is formed up to the middle of the slope portion. On the opposite side (right side in Figure 3b), there is a horizontal region to the right of the slope portion. The first semi-insulating InP layer 36a and the second semi-insulating InP layer 36c are semi-insulating InP layers doped with Fe. However, they may be doped with Ru. The first semi-insulating InP layer 36a and the second semi-insulating InP layer 36c may be doped with different dopants. The first semi-insulating InP layer 36a and the second semi-insulating InP layer 36c are integrated in the contact area, but are formed as different layers in the manufacturing stage. A second diffusion prevention layer 43 is disposed on the upper surface of the second semi-insulating InP layer 36c. The second diffusion prevention layer 43 is disposed mainly in the horizontal area of the second semi-insulating InP layer 36c, but is formed thinner than the horizontal area so as to cover the slope portion. The second diffusion prevention layer 43 may not be formed on the slope portion. The first diffusion prevention layer 36b and the second diffusion prevention layer 43 are undoped InGaAs. InGaAs has a sufficiently small diffusion constant of Au compared to InP. However, without being limited to this, the first diffusion prevention layer 36b and the second diffusion prevention layer 43 may be any of p-type, n-type, and semi-insulating semiconductors. Also, other materials may be used as long as they have a smaller diffusion constant of Au than InP, such as InGaAsP, InGaAlAs, and InAlAs.

第1拡散防止層36bは、n-InP基板30に略平行な領域と、メサ構造の積層方向に略平行な領域と、で構成されている。ここでは説明の簡略化のために曲る領域は直角で示しているが、実際は曲線を含みなだらかに曲がる場合もある。また、メサ構造の積層方向に略平行な領域において、図面上、第1拡散防止層36bはメサ構造の側面に平行であるが、第1拡散防止層36bはメサ構造の側面に対して一定の角度で形成されてもよい。すなわち、メサ構造の積層方向に略平行な領域の第1拡散防止層36bは、基板に近いほどメサ構造の側面からの距離が大きくなるように形成されてもよい。また、メサ構造の積層方向に略平行な領域の厚みは、n-InP基板30に略平行な領域の厚みより薄くなっている。メサ構造の積層方向に略平行な領域の先端は、メサ構造の頂点まで及ばずp-InPクラッド層33の途中までとなっている。 The first diffusion prevention layer 36b is composed of a region that is approximately parallel to the n-InP substrate 30 and a region that is approximately parallel to the stacking direction of the mesa structure. Here, the curved region is shown at a right angle for the sake of simplicity, but in reality, it may be curved gently, including a curve. In addition, in the region that is approximately parallel to the stacking direction of the mesa structure, the first diffusion prevention layer 36b is parallel to the side of the mesa structure in the drawing, but the first diffusion prevention layer 36b may be formed at a certain angle to the side of the mesa structure. In other words, the first diffusion prevention layer 36b in the region that is approximately parallel to the stacking direction of the mesa structure may be formed so that the distance from the side of the mesa structure increases as it approaches the substrate. In addition, the thickness of the region that is approximately parallel to the stacking direction of the mesa structure is thinner than the thickness of the region that is approximately parallel to the n-InP substrate 30. The tip of the region that is approximately parallel to the stacking direction of the mesa structure does not reach the apex of the mesa structure, but reaches halfway through the p-InP cladding layer 33.

ここで本発明の効果を説明する。課題で示したように電極に含まれるAuは、InPに対して拡散する性質がある。特許文献1に開示されている構造の場合、電極とInPで構成された埋め込み層との間に絶縁膜37が挟まれていない領域がある。具体的には、当該領域は、埋め込み層の斜面部と水平な領域の一部である。この電極とInPが接触する領域を通って、AuがInP埋め込み層を通過し、変調器多重量子井戸層39まで拡散した場合、結晶クラックなどが発生し特性や信頼性が低下する。しかし、本実施形態においては、BH層36が第1拡散防止層36bを含んでいる。第1拡散防止層36bは、InGaAsで構成され、InPと比較してAuが拡散しにくい性質がある。第2半絶縁性InP層36cに拡散したAuは、第1拡散防止層36bによりトラップされ、変調器部多重量子井戸層39まで及ぶことがないため特性劣化や長期信頼性を確保することが可能となる。第1拡散防止層36bは、第1半絶縁性InP層36aと第2半絶縁性InP層36cとを完全には分断していないため、隙間を通ってAuが変調器部多重量子井戸層39まで拡散する可能性は残る。しかしながら、第1拡散防止層36bにより、Auの拡散量を大幅に低減させることが可能となり、実用に耐えうる十分な信頼性は得られる。第1拡散防止膜36bの先端は、少なくとも変調器多重量子井戸層39を超える高さまで形成されていることが望ましい。 Here, the effect of the present invention will be explained. As shown in the problem, Au contained in the electrode has a property of diffusing into InP. In the case of the structure disclosed in Patent Document 1, there is a region where the insulating film 37 is not sandwiched between the electrode and the buried layer made of InP. Specifically, the region is a part of the slope part and the horizontal region of the buried layer. If Au passes through the region where the electrode and InP contact each other, passes through the InP buried layer, and diffuses to the modulator multiquantum well layer 39, crystal cracks etc. occur, and the characteristics and reliability are reduced. However, in this embodiment, the BH layer 36 includes the first diffusion prevention layer 36b. The first diffusion prevention layer 36b is made of InGaAs, and has a property that Au is less likely to diffuse compared to InP. The Au diffused into the second semi-insulating InP layer 36c is trapped by the first diffusion prevention layer 36b and does not reach the modulator multiquantum well layer 39, so it is possible to ensure characteristic deterioration and long-term reliability. Because the first diffusion prevention layer 36b does not completely separate the first semi-insulating InP layer 36a and the second semi-insulating InP layer 36c, there is still a possibility that Au may diffuse through the gap to the modulator multi-quantum well layer 39. However, the first diffusion prevention layer 36b makes it possible to significantly reduce the amount of Au diffusion, and sufficient reliability for practical use is obtained. It is desirable that the tip of the first diffusion prevention film 36b is formed to a height at least exceeding the modulator multi-quantum well layer 39.

図3bの横方向で見て、第1拡散防止層36bは変調器部多重量子井戸層39から10nm以上離れていることが好ましい。第1拡散防止層36bとメサ部分が電気的に接続した場合、容量増となり、高周波特性が低下する。一方、Au拡散防止の点からはメサと第1拡散防止層36bとの距離は200nm以下が望ましい。 When viewed in the horizontal direction of FIG. 3b, it is preferable that the first diffusion prevention layer 36b is 10 nm or more away from the modulator section multiple quantum well layer 39. If the first diffusion prevention layer 36b and the mesa portion are electrically connected, the capacitance increases and the high frequency characteristics deteriorate. On the other hand, from the viewpoint of preventing Au diffusion, it is preferable that the distance between the mesa and the first diffusion prevention layer 36b is 200 nm or less.

第1拡散防止層36bの厚みは1nm以上あればAu拡散防止効果は十分得られる。そして電気的・光学的な影響を抑えるためには5nm以下が好ましい。 If the thickness of the first diffusion prevention layer 36b is 1 nm or more, the Au diffusion prevention effect is sufficient. And to suppress electrical and optical effects, a thickness of 5 nm or less is preferable.

さらに、本実施形態では第2拡散防止層43を有する。第2拡散防止層43は、変調器電極40と第2半絶縁性InP層36cとの間に配置され、Auが第2半絶縁性InP層36cに拡散することを防止している。ここでは、第2拡散防止層43はアンドープのInGaAsであるが、これに限定されない。また、第2拡散防止層43は、第1拡散防止層36bと異なる組成であっても構わない。上述したようにBH層36の斜面部における第2拡散防止層43は薄い、もしくは完全に形成されない場合がある。しかし、本実施形態は第1拡散防止層36bを備えているため、第2拡散防止層43でトラップしきれなかったAuが変調器多重量子井戸層39に拡散することを防止することが可能となる。なお、ここでは最もAuの拡散防止効果が大きい二つの拡散防止層を備えて例を説明したが、第1拡散防止層36bだけでも十分な効果が得られるため、第2拡散防止層43はなくても構わない。 Furthermore, in this embodiment, the second diffusion prevention layer 43 is provided. The second diffusion prevention layer 43 is disposed between the modulator electrode 40 and the second semi-insulating InP layer 36c, and prevents Au from diffusing into the second semi-insulating InP layer 36c. Here, the second diffusion prevention layer 43 is undoped InGaAs, but is not limited thereto. The second diffusion prevention layer 43 may have a different composition from the first diffusion prevention layer 36b. As described above, the second diffusion prevention layer 43 on the slope of the BH layer 36 may be thin or may not be completely formed. However, since the first diffusion prevention layer 36b is provided in this embodiment, it is possible to prevent Au that has not been trapped by the second diffusion prevention layer 43 from diffusing into the modulator multiple quantum well layer 39. Note that, here, an example is described in which two diffusion prevention layers that have the greatest Au diffusion prevention effect are provided, but the first diffusion prevention layer 36b alone is sufficient to obtain a sufficient effect, so the second diffusion prevention layer 43 may not be provided.

図4aは、図1に示す半導体レーザ10の光軸に垂直なC-C断面の模式図である。メサ構造は、n-InP基板30の一部と、レーザ部多重量子井戸層31とp-InPクラッド層33、そしてコンタクト層42で構成されている。p-InPクラッド層33には回折格子層32が含まれている(図4b参照)。メサ構造の両側は、BH層36で埋め込まれている。レーザ部電極34は、メサ構造の両側のBH層36上およびメサ構造の上面に渡って広く配置されている。レーザ部電極34は、BH層36側からTi/Pt/Auの3層構造となっている。またBH層36の上部においては、レーザ部電極34とBH層36との間に絶縁膜37が配置されている。 Figure 4a is a schematic diagram of a C-C cross section perpendicular to the optical axis of the semiconductor laser 10 shown in Figure 1. The mesa structure is composed of a part of the n-InP substrate 30, the laser part multiple quantum well layer 31, the p-InP cladding layer 33, and the contact layer 42. The p-InP cladding layer 33 includes a diffraction grating layer 32 (see Figure 4b). Both sides of the mesa structure are buried with a BH layer 36. The laser part electrodes 34 are widely arranged on the BH layer 36 on both sides of the mesa structure and across the upper surface of the mesa structure. The laser part electrode 34 has a three-layer structure of Ti/Pt/Au from the BH layer 36 side. In addition, an insulating film 37 is arranged between the laser part electrode 34 and the BH layer 36 on the upper part of the BH layer 36.

図4bは、図4aの点線四角で囲った領域の拡大図である。BH層36は、EA変調器11と同様の構成となっている。つまりBH層36は、第1半絶縁性InP層36a、第1拡散防止層36b、第2半絶縁性InP層36cの3層構成となっている。その配置の位置や組成等については図3bで説明したものと同様である。そのため、半導体レーザ10においてもEA変調器11と同様に、Auがレーザ部多重量子井戸層31に拡散することを防止することが可能となり、信頼性に優れた半導体素子を提供することができる。 Figure 4b is an enlarged view of the area enclosed by the dotted square in Figure 4a. The BH layer 36 has the same structure as the EA modulator 11. In other words, the BH layer 36 has a three-layer structure consisting of a first semi-insulating InP layer 36a, a first diffusion prevention layer 36b, and a second semi-insulating InP layer 36c. The positions and compositions of the layers are the same as those described in Figure 3b. Therefore, in the semiconductor laser 10, as in the EA modulator 11, it is possible to prevent Au from diffusing into the laser portion multiple quantum well layer 31, and a highly reliable semiconductor element can be provided.

ここで半導体素子1の製造方法を説明する。公知の多層成長技術、BJ技術、およびフォトリソグラフィ技術を用いてBH層36を形成する直前までプロセス行う。この状態では半導体レーザ10、導波路12、EA変調器11それぞれがメサ構造(ハイメサ)となって繋がっている状態であり、メサ構造の側面には何も形成されていない。メサ構造の頂点には酸化膜マスクが形成されている。次にFeを添加した第1半絶縁性InP層36aをMOCVD法によって結晶成長させる。この時、第1半絶縁性InP層36aは、メサ構造の側面とメサ構造脇の水平領域(n-InP基板30の表面)の全体を覆うように結晶成長する。ここではメサ構造の頂点のコンタクト層42を覆うまで成長する。メサ構造の側面に図面上横方向に10nmの厚さを積んだ後に、第1拡散防止層36bを成長させる。この時、第1半絶縁性InP層36aから第1拡散防止層36bへの切り替え時に、結晶装置の炉体からウエハを取り出さず、第1半絶縁性InP層36aと第1拡散防止層36bは連続して多層成長される。これは後述する第2半絶縁性InP層36cおよび第2拡散防止層43の結晶成長についても同様である。第1拡散防止層36bは、第1半絶縁性InP層36aの表面を覆うように成長されるが、メサ構造の側面に略平行に形成された第1拡散防止層36bは、高さ方向については、メサ構造の頂点まで届かずp-InPクラッド層33の途中まで成長される。第1拡散防止層36bをメサ構造の側面から離れる方向に向かって2nm積んだ後、第2半絶縁性InP層36cを成長させる。第2半絶縁性InP層36cはメサ構造の高さを超えた後は、図3b等に示すように、メサ構造から離れるに従って高くなる斜面部を含む形状で成長される。第2半絶縁性InP層36cを6μm積んだ後、第2拡散防止層43を水平領域の厚さで100nm成長させる。この時、第2拡散防止層43は、斜面部において100nmより薄い領域や成長されない領域が生じる。最後にメサ構造の上のマスクを除去して、BH層36及び第2拡散防止層43の形成が完了する。 Here, the manufacturing method of the semiconductor element 1 is explained. Using known multilayer growth technology, BJ technology, and photolithography technology, the process is performed until just before the BH layer 36 is formed. In this state, the semiconductor laser 10, the waveguide 12, and the EA modulator 11 are each connected to form a mesa structure (high mesa), and nothing is formed on the side of the mesa structure. An oxide film mask is formed on the apex of the mesa structure. Next, the first semi-insulating InP layer 36a to which Fe is added is crystal-grown by the MOCVD method. At this time, the first semi-insulating InP layer 36a is crystal-grown so as to cover the side of the mesa structure and the entire horizontal region (the surface of the n-InP substrate 30) beside the mesa structure. Here, it grows until it covers the contact layer 42 at the apex of the mesa structure. After stacking a thickness of 10 nm on the side of the mesa structure in the horizontal direction on the drawing, the first diffusion prevention layer 36b is grown. At this time, when switching from the first semi-insulating InP layer 36a to the first diffusion prevention layer 36b, the wafer is not taken out of the furnace of the crystallization device, and the first semi-insulating InP layer 36a and the first diffusion prevention layer 36b are continuously grown as multilayers. This is the same for the crystal growth of the second semi-insulating InP layer 36c and the second diffusion prevention layer 43 described later. The first diffusion prevention layer 36b is grown so as to cover the surface of the first semi-insulating InP layer 36a, but the first diffusion prevention layer 36b formed approximately parallel to the side surface of the mesa structure is grown to the middle of the p-InP cladding layer 33 in the height direction without reaching the top of the mesa structure. After stacking the first diffusion prevention layer 36b by 2 nm in the direction away from the side surface of the mesa structure, the second semi-insulating InP layer 36c is grown. After the second semi-insulating InP layer 36c exceeds the height of the mesa structure, it is grown in a shape including a slope portion that becomes higher as it moves away from the mesa structure, as shown in FIG. 3b, etc. After the second semi-insulating InP layer 36c is deposited to a thickness of 6 μm, the second diffusion prevention layer 43 is grown to a thickness of 100 nm in the horizontal region. At this time, the second diffusion prevention layer 43 has regions on the slope that are thinner than 100 nm and regions where it is not grown. Finally, the mask on the mesa structure is removed, and the formation of the BH layer 36 and the second diffusion prevention layer 43 is completed.

次に、EA変調器11の寄生容量を低減するためにBH層36を除去する。最終的に残したい領域にマスクをして、ドライエッチイングやウェットエッチイングを用いて第2拡散防止層43およびBH層36を除去する。この時、第2拡散防止層43はサイドエッチが大きくなることを防止する効果もある。また所望のエッチング量を得るために時間制御で行うことが一般的だが、BH層36は約6μmと厚い層であるため、エッチング量が半導体光素子内やウエハ面内でばらつく恐れがある。しかし、第1拡散防止層36bと第2半絶縁性InP層36cは異なる材料であるため、選択エッチング技術により確実に第1拡散防止層36bに到達するまで第2半絶縁性InP層36cを除去することが可能となり、ばらつきを抑えることができる。第1拡散防止層36bからn-InP基板30までの厚みはそれほどないため、通常のエッチングで十分にエッチング量を制御することが可能である。 Next, the BH layer 36 is removed to reduce the parasitic capacitance of the EA modulator 11. The area to be ultimately left is masked, and the second diffusion prevention layer 43 and the BH layer 36 are removed by dry etching or wet etching. At this time, the second diffusion prevention layer 43 also has the effect of preventing the side etch from becoming large. In addition, it is common to perform time control to obtain the desired etching amount, but since the BH layer 36 is a thick layer of about 6 μm, there is a risk that the etching amount will vary within the semiconductor optical device or within the wafer surface. However, since the first diffusion prevention layer 36b and the second semi-insulating InP layer 36c are made of different materials, it is possible to remove the second semi-insulating InP layer 36c reliably until it reaches the first diffusion prevention layer 36b by selective etching technology, and the variation can be suppressed. Since the thickness from the first diffusion prevention layer 36b to the n-InP substrate 30 is not very large, the etching amount can be sufficiently controlled by normal etching.

次に、全面に絶縁膜37を形成する。さらに、半導体レーザ10およびEA変調器11のメサ頂点及びBH層36の斜面部の絶縁膜37を除去しスルーホールを形成する。そしてTi/Pt/Auのレーザ部電極34、変調器電極40を形成する。続いてn-InP基板30を所望の厚さに研磨した後、裏面に裏面電極35を形成し、ウエハは完成する。ウエハをバーに切り出し、前方端面13に誘電体無反射膜を、後方端面14に誘電体高反射膜を形成する。最後にバーから各素子を切り出して、図1に示す半導体素子1が完成する。 Next, an insulating film 37 is formed on the entire surface. Furthermore, the insulating film 37 is removed from the mesa apex of the semiconductor laser 10 and EA modulator 11 and the slope of the BH layer 36 to form through-holes. Then, a Ti/Pt/Au laser electrode 34 and modulator electrode 40 are formed. Next, the n-InP substrate 30 is polished to the desired thickness, and then a back electrode 35 is formed on the back surface to complete the wafer. The wafer is cut into bars, and a dielectric non-reflective film is formed on the front end face 13, and a dielectric highly reflective film is formed on the rear end face 14. Finally, each element is cut out from the bar to complete the semiconductor element 1 shown in Figure 1.

[変形例1]
図5は、図1に示すEA変調器11の変形例1にかかるB-B線断面図である。図3bとの違いは、第1拡散防止層36bの先端がより高く伸びている点である。本願発明は多重量子井戸層へのAuの拡散を防止することが最大の目的であるため、図5で見た時の横方向において、多重量子井戸層の側面側に第1拡散防止層36bが重なっている必要がある。そして、より多重量子井戸層へのAu拡散を防止するためには、第1拡散防止層36bの先端は、メサ構造の高さの80%以上超える領域まで及んでいることが好ましい。ここでメサ構造の高さは、n-InP基板30の表面(BH層36の底部)からコンタクト層42の頂部までの距離である。さらに好ましくは、第1拡散防止層36bの先端は、メサ構造の高さ以上まで及ぶことが望ましい。
[Modification 1]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the line B-B of the first modified example of the EA modulator 11 shown in FIG. 1. The difference from FIG. 3b is that the tip of the first diffusion prevention layer 36b extends higher. Since the main purpose of the present invention is to prevent the diffusion of Au into the multiple quantum well layer, the first diffusion prevention layer 36b must overlap the side of the multiple quantum well layer in the lateral direction as viewed in FIG. 5. In order to further prevent the diffusion of Au into the multiple quantum well layer, it is preferable that the tip of the first diffusion prevention layer 36b extends to an area exceeding 80% or more of the height of the mesa structure. Here, the height of the mesa structure is the distance from the surface of the n-InP substrate 30 (the bottom of the BH layer 36) to the top of the contact layer 42. More preferably, the tip of the first diffusion prevention layer 36b extends to a height equal to or higher than the height of the mesa structure.

[変形例2]
図6は、図1に示すEA変調器11の変形例1にかかるB-B線断面図である。図3bとの違いは、第1拡散防止層36bが2層構造となっている点である。ここでは第1拡散防止層36bはアンドープのInGaAsとアンドープのInGaAsPで構成されている。異なる半導体層を組み合わせることで、さらなるAu拡散の低減を図ることが可能となる。これに限らず、第1拡散防止層36bはInPよりAuの拡散定数が小さい半導体層の複数の組み合わせで構成してもよい。また本思想は第2拡散防止層43についても同様である。また半導体レーザ10においても同様の構造を採用してよい。
[Modification 2]
6 is a cross-sectional view of the BB line of the first modified example of the EA modulator 11 shown in FIG. 1. The difference from FIG. 3b is that the first diffusion prevention layer 36b has a two-layer structure. Here, the first diffusion prevention layer 36b is composed of undoped InGaAs and undoped InGaAsP. By combining different semiconductor layers, it is possible to further reduce Au diffusion. Not limited to this, the first diffusion prevention layer 36b may be composed of a combination of multiple semiconductor layers having a smaller diffusion constant of Au than InP. This idea is also similar to the second diffusion prevention layer 43. A similar structure may also be adopted in the semiconductor laser 10.

[変形例3]
図7は、図1に示すEA変調器11の変形例2にかかるB-B線断面図である。図3bとの違いは、BH層36の構成である。本変形例ではBH層36はn-InP基板30側から、第1半絶縁性InP層36a1、第1拡散防止層36b1、第2半絶縁性InP層36a2、第3拡散防止層36b2、そして第3半絶縁性InP層36a3の5層構成となっている。言い換えると、BH層36の中にAuに対する二つの拡散防止層が含まれている。半絶縁性InP層は、第1の実施形態で説明した層のいずれかを選択すればよく、二つの拡散防止層も同様である。また、第3拡散防止層36b2は、メサ構造の80%以上の高さまで覆っている必要はない。本発明の効果を得るためには、メサ構造に最も近い拡散防止層(ここでは第1拡散防止層36b1)が変調器多重量子井戸層39の側面側を覆っていれば十分である。なお、BH層中に2層以上の拡散防止層を挟んでも構わないが、BH層の全体の結晶品質等の観点からは少ないほうが好ましい。また半導体レーザ10においても同様の構造を採用してよい。
[Modification 3]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the BB line of the second modification of the EA modulator 11 shown in FIG. 1. The difference from FIG. 3b is the configuration of the BH layer 36. In this modification, the BH layer 36 has a five-layer configuration of the first semi-insulating InP layer 36a1, the first diffusion prevention layer 36b1, the second semi-insulating InP layer 36a2, the third diffusion prevention layer 36b2, and the third semi-insulating InP layer 36a3 from the n-InP substrate 30 side. In other words, the BH layer 36 includes two diffusion prevention layers against Au. The semi-insulating InP layer may be selected from any of the layers described in the first embodiment, and the same is true for the two diffusion prevention layers. In addition, the third diffusion prevention layer 36b2 does not need to cover the mesa structure to a height of 80% or more. In order to obtain the effect of the present invention, it is sufficient that the diffusion prevention layer closest to the mesa structure (here, the first diffusion prevention layer 36b1) covers the side of the modulator multiple quantum well layer 39. Although two or more diffusion prevention layers may be sandwiched in the BH layer, the fewer the number the better from the viewpoint of the overall crystal quality of the BH layer, etc. A similar structure may also be adopted in the semiconductor laser 10.

[第2の実施形態]
図8は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体光素子101の上面図である。半導体光素子101は、半導体レーザ110と電界吸収型変調器(EA変調器)111とが一体的に集積されている変調器集積半導体レーザである。なお、本実施形態では集積型の例を示すが、本発明は半導体レーザ単体またはEA変調器単体であっても発明の効果は得られる。半導体光素子101は、半導体レーザ110と、導波路12と、EA変調器111とがこの順で互いに光学的に接続された集積素子である。半導体レーザ110は連続光を出射し、導波路112は半導体レーザ110の出射光をEA変調器111に伝達する。EA変調器111は、半導体レーザ110の発振波長に対応した光を吸収する多重量子井戸層を備えている。導波路112を通過してEA変調器111に入光した連続光は、EA変調器111にて強度変調され、2値や4値等の変調光信号に変換される。EA変調器111から出射された変調光信号は、前方端面113から出射される。なお、前方端面付近に他の構造、例えば絶縁性のInPなどを配置した窓構造を備えていても良い。前方端面113は図示しない誘電体無反射膜が形成されている。また、半導体光素子101の逆側の端面である後方端面114には、図示しない誘電体高反射膜が形成されている。また詳細は後述するが、半導体レーザ110からEA変調器111まではメサ構造を備えており、その両側は、半導体埋め込み層で埋め込まれた埋め込み型半導体素子となっている。さらに埋め込み層の上面にクラッド層が形成されたPBH構造を備えている。
Second Embodiment
8 is a top view of a semiconductor optical device 101 according to a second embodiment of the present invention. The semiconductor optical device 101 is a modulator-integrated semiconductor laser in which a semiconductor laser 110 and an electroabsorption modulator (EA modulator) 111 are integrated together. Although an integrated type example is shown in this embodiment, the effects of the present invention can be obtained even if the semiconductor laser or the EA modulator is used alone. The semiconductor optical device 101 is an integrated device in which the semiconductor laser 110, the waveguide 12, and the EA modulator 111 are optically connected to each other in this order. The semiconductor laser 110 emits continuous light, and the waveguide 112 transmits the emitted light of the semiconductor laser 110 to the EA modulator 111. The EA modulator 111 has a multiple quantum well layer that absorbs light corresponding to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 110. The continuous light that passes through the waveguide 112 and enters the EA modulator 111 is intensity-modulated by the EA modulator 111 and converted into a modulated optical signal such as a binary or quaternary value signal. The modulated optical signal output from the EA modulator 111 is output from the front end face 113. It is to be noted that another structure, for example a window structure in which insulating InP is arranged, may be provided near the front end face. A dielectric non-reflective film (not shown) is formed on the front end face 113. A dielectric highly reflective film (not shown) is formed on the rear end face 114, which is the end face on the opposite side of the semiconductor optical device 101. As will be described in detail later, a mesa structure is provided from the semiconductor laser 110 to the EA modulator 111, and both sides of the mesa structure are buried type semiconductor devices buried with a semiconductor burying layer. Furthermore, a PBH structure is provided in which a cladding layer is formed on the upper surface of the burying layer.

図9は、半導体光素子101の光軸に平行なD-D断面の模式図となっている。ベースとなるn-InP基板130(基板)に半導体レーザ110、導波路112、そしてEA変調器111が集積されている。ここでn-InP基板130は、第1導電型半導体層でもある。半導体レーザ110は、例えば、1.3μm帯で発振するDFBレーザである。なお、半導体レーザ110は、1.55μm帯で発振するDFBレーザであっても構わない。さらには半導体レーザ110は、DFBレーザに限らず、FPレーザ、DBRレーザ、DRレーザであっても構わない。半導体レーザ110は、レーザ部多重量子井戸層131と、レーザ部多重量子井戸層131の上部に設けられた回折格子層132を備えている。回折格子層132の格子間およびその上には第1p-InPクラッド層133(第2導電型半導体層)が設けられている。なお、図示はしていないがレーザ部多重量子井戸層131の上下にはそれぞれ光閉じ込め層が設けられている。また第1p-InPクラッド層133の上には第2p-InPクラッド層151(第3半導体層)が設けられている。図9では説明の便宜上第1p-InPクラッド層133と第2p-InPクラッド層151との界面に点線を示しているが、製造後は一体的なp-InPクラッド層となりその界面は明らかではない場合がある。第2p-InPクラッド層151の上面にはコンタクト層152(図10b参照)が設けられている。コンタクト層152は、レーザ部電極134(第2導電側電極)と電気的かつ物理的に接続している。n-InP基板130の裏面側にはほぼ全面を覆うように裏面電極135(第1導電側電極)が設けられている。半導体レーザ110は、レーザ部電極134と裏面電極135との間に電界が印可(電流を注入)されることで、連続光を発振する。ここでは1.3μm帯で発振するようにレーザ部多重量子井戸層131の組成波長等および回折格子層132の格子間隔が設定される。 Figure 9 is a schematic diagram of a D-D cross section parallel to the optical axis of the semiconductor optical device 101. The semiconductor laser 110, the waveguide 112, and the EA modulator 111 are integrated on the n-InP substrate 130 (substrate) that serves as the base. Here, the n-InP substrate 130 is also a first conductive type semiconductor layer. The semiconductor laser 110 is, for example, a DFB laser that oscillates in the 1.3 μm band. The semiconductor laser 110 may be a DFB laser that oscillates in the 1.55 μm band. Furthermore, the semiconductor laser 110 is not limited to a DFB laser, and may be an FP laser, a DBR laser, or a DR laser. The semiconductor laser 110 includes a laser portion multiple quantum well layer 131 and a diffraction grating layer 132 provided on the upper part of the laser portion multiple quantum well layer 131. A first p-InP cladding layer 133 (second conductive type semiconductor layer) is provided between and above the lattices of the diffraction grating layer 132. Although not shown, optical confinement layers are provided above and below the laser part multiple quantum well layer 131. A second p-InP cladding layer 151 (third semiconductor layer) is provided on the first p-InP cladding layer 133. In FIG. 9, for convenience of explanation, a dotted line is shown at the interface between the first p-InP cladding layer 133 and the second p-InP cladding layer 151, but after manufacturing, the p-InP cladding layer becomes an integrated one, and the interface may not be clear. A contact layer 152 (see FIG. 10b) is provided on the upper surface of the second p-InP cladding layer 151. The contact layer 152 is electrically and physically connected to the laser part electrode 134 (second conductive side electrode). A back electrode 135 (first conductive side electrode) is provided on the back side of the n-InP substrate 130 so as to cover almost the entire surface. The semiconductor laser 110 oscillates continuous light by applying an electric field (injecting a current) between the laser part electrode 134 and the back electrode 135. Here, the composition wavelength of the laser portion multiple quantum well layer 131 and the lattice spacing of the diffraction grating layer 132 are set so that the laser oscillates in the 1.3 μm band.

EA変調器111は、変調器部多重量子井戸層139を備えている。なお、図示はしていないが変調器部多重量子井戸層139の上下にはそれぞれ光閉じ込め層が設けられている。変調器部多重量子井戸層139は、電界が印可された際に半導体レーザ110の出射光を吸収する構造を備えている。変調器部多重量子井戸層139の上部には第1p-InPクラッド層133が配置されている。なお、ここでは半導体レーザ110に設けられている第1p-InPクラッド層133と同じものが形成されているが、異なるものであっても構わない。第1p-InPクラッド層133の上部には第2p-InPクラッド層151、その上面にはコンタクト層152(図示無し)が設けられている。第2p-InPクラッド層151およびコンタクト層152は半塔体レーザ110に設けられた層と同じものであるが異なるものであっても構わない。コンタクト層152の上には変調器電極140(第2導電側電極)が配置されている。変調器電極140は、コンタクト層152と電気的かつ物理的に接続されている領域を含む。変調器電極140と裏面電極135との間に逆バイアスを印可することで光吸収が行われる。変調器電極140は、メサ構造の上部に設けられた略長方形状の変調器メサ電極140aと楕円形状の変調器パッド電極140bで構成される。変調器メサ電極140aと変調器パッド電極140bとの間は細い引き出し電極で繋がっている。また説明の便宜上変調器電極140を複数の部分に分けているが、その構造自体は同じ一体的なものである。また変調器パッド電極140bは楕円形状に限定されず、四角形状でも角が丸められている四角形状、円形状であっても構わない。変調器パッド電極140bにはEA変調器11へ電気信号を伝達するためのシグナルワイヤ(図示なし)が接続される。 The EA modulator 111 includes a modulator multi-quantum well layer 139. Although not shown, optical confinement layers are provided above and below the modulator multi-quantum well layer 139. The modulator multi-quantum well layer 139 has a structure that absorbs the emitted light of the semiconductor laser 110 when an electric field is applied. A first p-InP cladding layer 133 is disposed on the upper part of the modulator multi-quantum well layer 139. Note that the same first p-InP cladding layer 133 as the first p-InP cladding layer 133 provided in the semiconductor laser 110 is formed here, but it may be different. A second p-InP cladding layer 151 is provided on the upper part of the first p-InP cladding layer 133, and a contact layer 152 (not shown) is provided on the upper surface of the second p-InP cladding layer 151. The second p-InP cladding layer 151 and the contact layer 152 are the same as those provided in the half-tower laser 110, but they may be different. A modulator electrode 140 (second conductive side electrode) is disposed on the contact layer 152. The modulator electrode 140 includes an area electrically and physically connected to the contact layer 152. Light absorption is performed by applying a reverse bias between the modulator electrode 140 and the back electrode 135. The modulator electrode 140 is composed of a substantially rectangular modulator mesa electrode 140a provided on the top of the mesa structure and an elliptical modulator pad electrode 140b. The modulator mesa electrode 140a and the modulator pad electrode 140b are connected by a thin extraction electrode. For convenience of explanation, the modulator electrode 140 is divided into multiple parts, but the structure itself is the same and integrated. The modulator pad electrode 140b is not limited to an elliptical shape, and may be a square shape, a square shape with rounded corners, or a circle. A signal wire (not shown) for transmitting an electrical signal to the EA modulator 11 is connected to the modulator pad electrode 140b.

導波路112は導波路部半導体層138を備えている。導波路部半導体層138は、半導体レーザ110の出射光を吸収しない半導体層である。例えば導波路部半導体層138は、バルク層である。また導波路部半導体層138の上下には光閉じ込め層を配置しても良い。導波路部半導体層138の上部には第1p-InPクラッド層133が配置されている。その上には第2p-InPクラッド層151が設けられている。なお、ここでは半導体レーザ110に設けられている第1p-InPクラッド層133、第2p-InPクラッド層151と同じものが形成されているが、異なるものであっても構わない。導波路112の第2p-InPクラッド層151の構成は、半導体レーザ110に設けられているものと同一であるが、厚みが異なる。導波路112の第2p-InPクラッド層151は、半導体レーザ110の第2p-InPクラッド層151と比較すると薄くなっている。これはEA変調器111と半導体レーザ110との間の電気アイソレーションを高めるためである。 The waveguide 112 includes a waveguide semiconductor layer 138. The waveguide semiconductor layer 138 is a semiconductor layer that does not absorb the emitted light of the semiconductor laser 110. For example, the waveguide semiconductor layer 138 is a bulk layer. Optical confinement layers may be disposed above and below the waveguide semiconductor layer 138. A first p-InP clad layer 133 is disposed above the waveguide semiconductor layer 138. A second p-InP clad layer 151 is disposed thereon. Note that the first p-InP clad layer 133 and the second p-InP clad layer 151 are the same as those in the semiconductor laser 110, but may be different. The configuration of the second p-InP clad layer 151 of the waveguide 112 is the same as that in the semiconductor laser 110, but the thickness is different. The second p-InP cladding layer 151 of the waveguide 112 is thinner than the second p-InP cladding layer 151 of the semiconductor laser 110. This is to increase the electrical isolation between the EA modulator 111 and the semiconductor laser 110.

図10aは、EA変調器111の光軸に垂直なE-E断面の模式図である。EA変調器111は、メサ構造とその上の第2p-InPクラッド層151以降の層とで大きく二つのパーツで構成されている。メサ構造は、n-InP基板130の一部と、変調器部多重量子井戸層139と第1p-InPクラッド層133で構成されている。メサ構造の両側は埋め込み層(BH層)136で埋め込まれている。BH層136の上には第2p-InPクラッド層151がメサ構造およびメサ構造の両側のBH層の上面全面に渡って広く形成されている。第2p-InPクラッド層151の上面にはp型InGaAsで構成されたコンタクト層152が設けられている。コンタクト層152の上には、メサ構造の上部を除いてSiO2の絶縁膜137が設けられている。絶縁膜137の上面およびコンタクト層152の上面に変調器電極140が設けられている。 Figure 10a is a schematic diagram of an E-E cross section perpendicular to the optical axis of the EA modulator 111. The EA modulator 111 is largely composed of two parts: a mesa structure and the layers on top of it, the second p-InP cladding layer 151 and subsequent layers. The mesa structure is composed of a part of the n-InP substrate 130, the modulator part multiple quantum well layer 139, and the first p-InP cladding layer 133. Both sides of the mesa structure are buried with a buried layer (BH layer) 136. On the BH layer 136, the second p-InP cladding layer 151 is widely formed over the entire upper surface of the mesa structure and the BH layers on both sides of the mesa structure. On the upper surface of the second p-InP cladding layer 151, a contact layer 152 composed of p-type InGaAs is provided. On the contact layer 152, a SiO2 insulating film 137 is provided except for the upper part of the mesa structure. A modulator electrode 140 is provided on the upper surface of the insulating film 137 and the upper surface of the contact layer 152.

図10bは、図10aの点線四角で囲った領域の拡大図である。図10aでは図示していないが、半導体素子1のBH層136は、第1半絶縁性InP層136a、第1拡散防止層136b、第2半絶縁性InP層136cの3層構成となっている。第2半絶縁性InP層136cは、第1半絶縁性InP層136aより厚い層である。BH層136の詳細は第1の実施形態で示したBH層36と同じである。ただし、第1の実施形態のBH層36では斜面部があったが、第2の実施形態のBH層136では斜面部はあってもなくても構わない。 Figure 10b is an enlarged view of the area enclosed by the dotted square in Figure 10a. Although not shown in Figure 10a, the BH layer 136 of the semiconductor element 1 has a three-layer structure consisting of a first semi-insulating InP layer 136a, a first diffusion prevention layer 136b, and a second semi-insulating InP layer 136c. The second semi-insulating InP layer 136c is a layer that is thicker than the first semi-insulating InP layer 136a. The details of the BH layer 136 are the same as those of the BH layer 36 shown in the first embodiment. However, while the BH layer 36 in the first embodiment had a sloped portion, the BH layer 136 in the second embodiment may or may not have a sloped portion.

本実施形態によれば、第1の実施形態で示した効果と同様の効果が得られる。つまり、変調器多重量子井戸層131の側部に第1拡散防止層136bが配置されていることでAu拡散の影響を低減することが可能となる。また本実施形態では、コンタクト層152が第2拡散防止層として機能する。さらに、本構造は半導体レーザ110でも同様であり、半導体レーザ110においてもAu拡散の影響を低減することが可能となる。 According to this embodiment, the same effect as that shown in the first embodiment can be obtained. That is, the first diffusion prevention layer 136b is disposed on the side of the modulator multiple quantum well layer 131, so that it is possible to reduce the effect of Au diffusion. In this embodiment, the contact layer 152 functions as a second diffusion prevention layer. Furthermore, this structure is similar to that of the semiconductor laser 110, so that it is possible to reduce the effect of Au diffusion in the semiconductor laser 110 as well.

[変形例1]
図11は、図8に示すEA変調器111の変形例1にかかるE-E線断面図である。図10bとの違いは、第1拡散防止層36bの先端が第2p-InPクラッド層151に接する領域まで伸びている点である。本構成によれば第2半絶縁性InP層136cに拡散したAuが変調器多重量子井戸層139に及ぶことを大幅に低減することが可能となる。なお、第1の実施形態の変形例1で示した構造と同様に第1拡散防止層136bの先端はメサ高さの80%以上超える領域まで及んでいることが好ましい。
[Modification 1]
Fig. 11 is a cross-sectional view of the E-E line according to the first modification of the EA modulator 111 shown in Fig. 8. The difference from Fig. 10b is that the tip of the first diffusion prevention layer 36b extends to the region in contact with the second p-InP cladding layer 151. This configuration makes it possible to significantly reduce the Au diffused into the second semi-insulating InP layer 136c from reaching the modulator multiple quantum well layer 139. Note that, similar to the structure shown in the first modification of the first embodiment, it is preferable that the tip of the first diffusion prevention layer 136b extends to a region exceeding 80% or more of the mesa height.

第1の実施形態で示した種々の変形例は第1の実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the various modifications shown in the first embodiment can also be applied to the first embodiment.

なお、上記実施形態では基板はn-InP基板で説明したが、これに限定されずp-InP基板として、上記説明とは極性が逆の構造であっても構わない。さらに半絶縁性基板であっても構わない。半絶縁性基板の場合は、半絶縁性基板の上にn型の半導体層(第1導電型半導体層)を配置すればよい。 In the above embodiment, the substrate is described as an n-InP substrate, but this is not limited to this, and a p-InP substrate may be used, and the structure may be the opposite in polarity to that described above. Furthermore, a semi-insulating substrate may also be used. In the case of a semi-insulating substrate, an n-type semiconductor layer (first conductivity type semiconductor layer) may be disposed on the semi-insulating substrate.

1 半導体光素子、10 半導体レーザ、11 電界吸収型変調器、12 導波路、13 前方端面、14 後方端面、30 n-InP基板、31 レーザ部多重量子井戸層、32 回折格子層、33 p-InPクラッド層、34 レーザ部電極、35 裏面電極、36 埋め込み層、36a,36a1 第1半絶縁性InP層、36b,36b1 第1拡散防止層、36c,36a2 第2半絶縁性InP層、36b2 第3拡散防止層、36a3 第3半絶縁性InP層、37 絶縁膜、38 導波路部半導体層、39 変調器部多重量子井戸層、40 変調器電極、40a 変調器メサ電極,40b 変調器パッド電極、42 コンタクト層、43 第2拡散防止層、101 半導体光素子、110 半導体レーザ、111 電界吸収型変調器、112 導波路、113 前方端面、114 後方端面、130 n-InP基板、131 レーザ部多重量子井戸層、132 回折格子層、133 第1p-InPクラッド層、134 レーザ部電極、135 裏面電極、136 埋め込み層、136a 第1半絶縁性InP層、136b 第1拡散防止層、136c 第2半絶縁性InP層、137 絶縁膜、138 導波路部半導体層、139 変調器部多重量子井戸層、140 変調器電極、140a 変調器メサ電極,140b 変調器パッド電極、151 第2p-InPクラッド層、152 コンタクト層。 1 semiconductor optical element, 10 semiconductor laser, 11 electroabsorption modulator, 12 waveguide, 13 front end face, 14 rear end face, 30 n-InP substrate, 31 laser portion multiple quantum well layer, 32 diffraction grating layer, 33 p-InP cladding layer, 34 laser portion electrode, 35 back electrode, 36 buried layer, 36a, 36a1 first semi-insulating InP layer, 36b, 36b1 first diffusion prevention layer, 36c, 36a2 second semi-insulating InP layer, 36b2 third diffusion prevention layer, 36a3 third semi-insulating InP layer, 37 insulating film, 38 waveguide portion semiconductor layer, 39 modulator portion multiple quantum well layer, 40 modulator electrode, 40a modulator mesa electrode, 40b modulator pad electrode, 42 contact layer, 43 second diffusion prevention layer, 101 Semiconductor optical element, 110 semiconductor laser, 111 electroabsorption modulator, 112 waveguide, 113 front end face, 114 rear end face, 130 n-InP substrate, 131 laser part multiple quantum well layer, 132 diffraction grating layer, 133 first p-InP cladding layer, 134 laser part electrode, 135 back electrode, 136 buried layer, 136a first semi-insulating InP layer, 136b first diffusion prevention layer, 136c second semi-insulating InP layer, 137 insulating film, 138 waveguide part semiconductor layer, 139 modulator part multiple quantum well layer, 140 modulator electrode, 140a modulator mesa electrode, 140b modulator pad electrode, 151 second p-InP cladding layer, 152 contact layer.

Claims (10)

基板と
前記基板の上に設けられたメサ構造と、
前記メサ構造の両脇に接して設けられる半導体埋め込み層と、
前記半導体埋め込み層の上部に設けられたAuを含む電極と、を備え、
前記メサ構造は、前記基板側から第1導電型半導体層、多重量子井戸層、第2導電型半導体層で積層され、
前記半導体埋め込み層は、前記メサ構造の側部に接して設けられる第1半絶縁性InP層と、前記第1半絶縁性InP層に接して設けられる第1拡散防止層と、前記第1拡散防止層上に設けられる第2半絶縁性InP層とを含み、
前記第1拡散防止層のAuの拡散定数は、前記第1半絶縁性InP層より小さい、半導体光素子。
a substrate; and a mesa structure provided on the substrate;
a semiconductor burying layer provided adjacent to both sides of the mesa structure;
an electrode including Au provided on the semiconductor buried layer;
The mesa structure is formed by stacking a first conductive type semiconductor layer, a multiple quantum well layer, and a second conductive type semiconductor layer from the substrate side,
the semiconductor burying layer includes a first semi-insulating InP layer provided in contact with a side portion of the mesa structure, a first diffusion prevention layer provided in contact with the first semi-insulating InP layer, and a second semi-insulating InP layer provided on the first diffusion prevention layer;
a diffusion constant of Au in the first diffusion prevention layer is smaller than that in the first semi-insulating InP layer.
請求項1に記載の半導体光素子であって、
前記メサ構造は、さらに前記第2導電型半導体層の上部にコンタクト層を含み、
前記第2半絶縁性InP層は、前記メサ構造から離れるに従って、前記基板の表面からの高さが高くなる斜面部を含み、
前記電極は、前記コンタクト層および前記斜面部の少なくとも一部を覆うように配置され、
前記電極は、前記コンタクト層に接している、半導体光素子。
2. The semiconductor optical device according to claim 1,
The mesa structure further includes a contact layer on the second conductive type semiconductor layer,
the second semi-insulating InP layer includes a slope portion whose height from the surface of the substrate increases with increasing distance from the mesa structure;
the electrode is disposed so as to cover the contact layer and at least a portion of the slope portion;
The electrode is in contact with the contact layer.
請求項2に記載の半導体光素子であって、
前記第2半絶縁性InP層の上に第2拡散防止層をさらに含み、
前記第2拡散防止層は、前記電極の一部と前記第2半絶縁性InP層との間に配置され、
前記第2拡散防止層のAuの拡散定数は、前記第2半絶縁性InP層より小さい、半導体光素子。
3. The semiconductor optical device according to claim 2,
a second diffusion barrier layer on the second semi-insulating InP layer;
the second diffusion barrier layer is disposed between a portion of the electrode and the second semi-insulating InP layer;
a diffusion constant of Au in the second diffusion prevention layer is smaller than that in the second semi-insulating InP layer.
請求項1に記載の半導体光素子であって、
前記メサ構造および前記第2半絶縁性InP層の上に跨るように第2導電型半導体層と同一導電型の第3半導体層と、前記第3半導体層と前記電極との間にコンタクト層をさらに含む、半導体光素子。
2. The semiconductor optical device according to claim 1,
the semiconductor optical device further comprising a third semiconductor layer of the same conductivity type as the second conductivity type semiconductor layer, straddling the mesa structure and the second semi-insulating InP layer, and a contact layer between the third semiconductor layer and the electrode.
請求項1乃至4に記載の半導体光素子であって、
前記第1拡散防止層の前記メサ構造の側面に平行な方向で見た時の先端は、前記基板側から見て前記多重量子井戸層より高い、半導体光素子。
5. The semiconductor optical device according to claim 1,
a tip of the first diffusion prevention layer when viewed in a direction parallel to a side surface of the mesa structure is higher than the multiple quantum well layer when viewed from the substrate side.
請求項1乃至5に記載の半導体光素子であって、
前記第1拡散防止層の前記メサ構造の側面に平行な方向で見た時の先端は、前記メサ構造の高さの80%以上まで及ぶ、半導体光素子。
6. The semiconductor optical device according to claim 1,
a tip of the first anti-diffusion layer when viewed in a direction parallel to a side surface of the mesa structure extends to 80% or more of a height of the mesa structure.
請求項1乃至6に記載の半導体光素子であって、
前記メサ構造の側面に垂直な方向で見た時に、前記メサ構造の側面と前記第1拡散防止層との距離は10nm以上離れている、半導体光素子。
7. The semiconductor optical device according to claim 1,
a distance between the side surface of the mesa structure and the first anti-diffusion layer is 10 nm or more when viewed in a direction perpendicular to the side surface of the mesa structure.
請求項1乃至7に記載の半導体光素子であって、
前記第1拡散防止層は、InGaAs、InGaAsP、InGaAlAs、InAlAsのいずれかである、半導体光素子。
8. The semiconductor optical device according to claim 1,
The first diffusion prevention layer is made of any one of InGaAs, InGaAsP, InGaAlAs, and InAlAs.
請求項1乃至8に記載の半導体光素子であって、
前記第1拡散防止層は、アンドープ、n型、p型のいずれかである、半導体光素子。
9. The semiconductor optical device according to claim 1,
The first diffusion prevention layer is any one of undoped, n-type, and p-type.
請求項1乃至9に記載の半導体光素子であって、
第1拡散防止層は、前記基板に近いほど前記メサ構造の側面からの距離が大きくなる部分を有する、半導体光素子。
10. The semiconductor optical device according to claim 1 ,
a first anti-diffusion layer having a portion the distance from the side surface of the mesa structure increases the closer the first anti-diffusion layer is to the substrate;
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