JP2007027365A - 光素子およびその製造方法、ならびに光モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明にかかる光素子100の製造方法は、面発光型半導体レーザ140と、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子120とを含む光素子の製造方法であって、(a)基板101の上方に、第1ミラー102、活性層103、第2ミラー104、光吸収層、エッチングストッパ層、およびコンタクト層を構成するための半導体層を積層する工程と、(b)前記半導体層をパターニングすることにより、少なくとも光吸収層112、エッチングストッパ層115、およびコンタクト層113を形成する工程と、(c)前記コンタクト層の上方に電極110を形成する工程と、(d)前記コンタクト層の一部を前記エッチングストッパ層の上面が露出するまでエッチングする工程と、を含む。
【選択図】 図1
Description
面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子とを含む光素子の製造方法であって、
(a)基板の上方に、第1ミラー、活性層、第2ミラー、光吸収層、エッチングストッパ層、およびコンタクト層を構成するための半導体層を積層する工程と、
(b)前記半導体層をパターニングすることにより、少なくとも光吸収層、エッチングストッパ層、およびコンタクト層を形成する工程と、
(c)前記コンタクト層の上方に電極を形成する工程と、
(d)前記コンタクト層の一部を前記エッチングストッパ層の上面が露出するまでエッチングする工程と、
を含む。
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなるように形成され、
前記コンタクト層は、InGaAsからなるように形成されることができる。
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなるように形成され、
前記コンタクト層は、GaAsからなるように形成されることができる。
前記エッチングストッパ層は、GaAsからなるように形成され、
前記コンタクト層は、InGaPからなるように形成されることができる。
前記工程(d)では、前記電極をマスクとして前記コンタクト層をエッチングすることができる。
面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子とを含む光素子であって、
前記面発光型半導体レーザは、
基板の上方に形成された第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、を有し、
前記光検出素子は、
前記第2ミラーの上方に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成されたエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層の一部の上方に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層の上方に形成された電極と、を有する。
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなり、
前記コンタクト層は、InGaAsからなる。
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなり、
前記コンタクト層は、GaAsからなることができる。
前記エッチングストッパ層は、GaAsからなり、
前記コンタクト層は、InGaPからなることができる。
面発光型半導体レーザおよび、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子を含む光素子と、
外部からの光を受光する受光素子と、
を含み、
前記面発光型半導体レーザは、
基板の上方に形成された第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、を有し、
前記光検出素子は、
前記第2ミラーの上方に形成された第1の光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成されたエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層の一部の上方に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層の上方に形成された電極と、を有し、
前記受光素子は、第2の光吸収層および電極を有する。
前記第1の光吸収層の膜厚は、前記第2の光吸収層の膜厚より小さいことができる。
図1は、本発明を適用した実施の形態に係る光素子100を模式的に示す断面図である。また、図2は、図1に示す光素子100を模式的に示す平面図である。なお、図1は、図2のA−A線における断面を示す図である。
面発光型半導体レーザ140は、半導体基板101上に設けられている。半導体基板101としては、たとえばn型GaAs基板を用いることができる。面発光型半導体レーザ140は垂直共振器を有する。また、面発光型半導体レーザ140は、柱状の半導体堆積体(以下、「第1柱状部」という)130を含むことができる。
光検出素子120は面発光型半導体レーザ140上に設けられている。具体的には、光検出素子120は、第2ミラー104上に設けられている。本実施の形態に係る光素子100においては、光検出素子120の上面はレーザ光の出入射面108を含んでいる。また、光検出素子120は、柱状の半導体堆積体(以下、「第2柱状部」という)132を含むことができる。
本実施の形態に係る光素子100においては、面発光型半導体レーザ140のn型第1ミラー102およびp型第2ミラー104、ならびに光検出素子120のn型第1コンタクト層111、エッチングストッパ層115およびp型第2コンタクト層113から、全体としてnpnp構造が構成される。
本実施の形態の光素子100の一般的な動作を以下に示す。なお、下記の光素子100の駆動方法は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
次に、本発明を適用した実施の形態に係る光素子100の製造方法の一例について、図3〜図5を用いて説明する。図3〜図5は、図1および図2に示す光素子100の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図1に示す断面図に対応している。
次に図6を用いて、本発明に係る光電子集積素子を適用した光モジュールを説明する。図6は、本実施の形態に係る光モジュール700を模式的に示す断面図である。図6では、光素子100を適用した光モジュール700を説明する。
図7は、第1の変形例にかかる光素子を模式的に示す断面図である。上述した例では、例えば、エッチングストッパ層115がInGaPからなり、第2コンタクト層113がInGaAsからなる場合について説明したが、第1の変形例では、図7に示すように、エッチングストッパ層が光吸収層215と同一の層、即ち不純物がドーピングされていないGaAsからなり、第2コンタクト層113がp型のInGaPからなることができる。
上述した例では、例えば、エッチングストッパ層115がInGaPからなり、第2コンタクト層113がInGaAsからなる場合について説明したが、第2の変形例では、例えば、エッチングストッパ層115がp型のInGaPからなり、第2コンタクト層113がp型のGaAsからなることができる。
Claims (11)
- 面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子とを含む光素子の製造方法であって、
(a)基板の上方に、第1ミラー、活性層、第2ミラー、光吸収層、エッチングストッパ層、およびコンタクト層を構成するための半導体層を積層する工程と、
(b)前記半導体層をパターニングすることにより、少なくとも光吸収層、エッチングストッパ層、およびコンタクト層を形成する工程と、
(c)前記コンタクト層の上方に電極を形成する工程と、
(d)前記コンタクト層の一部を前記エッチングストッパ層の上面が露出するまでエッチングする工程と、
を含む、光素子の製造方法。 - 請求項1において、
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなるように形成され、
前記コンタクト層は、InGaAsからなるように形成される、光素子の製造方法。 - 請求項1において、
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなるように形成され、
前記コンタクト層は、GaAsからなるように形成される、光素子の製造方法。 - 請求項1において、
前記エッチングストッパ層は、GaAsからなるように形成され、
前記コンタクト層は、InGaPからなるように形成される、光素子の製造方法。 - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記工程(d)では、前記電極をマスクとして前記コンタクト層をエッチングする、光素子の製造方法。 - 面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子とを含む光素子であって、
前記面発光型半導体レーザは、
基板の上方に形成された第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、を有し、
前記光検出素子は、
前記第2ミラーの上方に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成されたエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層の一部の上方に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層の上方に形成された電極と、を有する、光素子。 - 請求項6において、
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなり、
前記コンタクト層は、InGaAsからなる、光素子。 - 請求項6において、
前記エッチングストッパ層は、InGaPからなり、
前記コンタクト層は、GaAsからなる、光素子。 - 請求項6において、
前記エッチングストッパ層は、GaAsからなり、
前記コンタクト層は、InGaPからなる、光素子。 - 面発光型半導体レーザおよび、前記面発光型半導体レーザから出射された光を検出する光検出素子を含む光素子と、
外部からの光を受光する受光素子と、
を含み、
前記面発光型半導体レーザは、
基板の上方に形成された第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、を有し、
前記光検出素子は、
前記第2ミラーの上方に形成された第1の光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成されたエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層の一部の上方に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層の上方に形成された電極と、を有し、
前記受光素子は、第2の光吸収層および電極を有する、光モジュール。 - 請求項10において、
前記第1の光吸収層の膜厚は、前記第2の光吸収層の膜厚より小さい、光モジュール。
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