JP2727979B2 - 光変調器とその製造方法 - Google Patents
光変調器とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光変調器に関し、特
に、半導体光変調器およびその製造方法に関する。
に、半導体光変調器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術を用いた超高速大容量伝送、
及び、情報処理が急速に進展している。光通信において
は半導体レーザ出力を変調することにより伝送が行われ
る。
及び、情報処理が急速に進展している。光通信において
は半導体レーザ出力を変調することにより伝送が行われ
る。
【０００３】しかし、１．５μｍ帯、１Ｇｂｉｔ／ｓｅ
ｃ以上の光伝送において半導体レーザを直接変調した場
合には、活性層内のキャリア密度の変化に起因する屈折
率の変化による波長シフト、いわゆる波長チャーピング
が起こるため、伝送距離が制限される。この影響を低減
する方法として外部変調器が注目され、開発されてい
る。
ｃ以上の光伝送において半導体レーザを直接変調した場
合には、活性層内のキャリア密度の変化に起因する屈折
率の変化による波長シフト、いわゆる波長チャーピング
が起こるため、伝送距離が制限される。この影響を低減
する方法として外部変調器が注目され、開発されてい
る。
【０００４】例えば、１９９３年電子情報通信学会、春
期大会講演番号Ｃ−１５２および特願平３−０６７４９
８号公報に開示されるように、光吸収層にバルク半導体
を用いて、フランツ−ケルディッシュ（Ｆ−Ｋ）効果に
よる吸収端変化を利用した電界吸収型バルク構造変調器
がある。この光変調器はＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vap
or Phase Epitaxial)選択成長技術を用いたリッジ型埋
め込み構造とされており、半導体をエッチングすること
がないために高均一、かつ高再現性の光変調器とするこ
とが期待できる。この構造は図９（ａ）に示すように、
ｎ型ＩｎＰ基板５１の上に開口領域５３を有する一対の
ＳｉＯ2ストライプマスク５２を形成した後、図９
（ｂ）に示すように、開口領域５３上にｎ型ＩｎＰクラ
ッド層５４、ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層５５、ｐ型ＩｎＰ
クラッド層５６をＭＯＶＰＥ法により選択成長させ、さ
らに、図９（ｃ）に示すように、開口領域５３を広げた
後、図９（ｄ）に示すように、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層５
７（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層５８を成長させたものである。その動作
は、逆バイアス電圧を印加した際、Ｆ−Ｋ効果により光
吸収層の基礎吸収端近傍での光吸収曲線が長波長側（低
エネルギー側）にシフトし、レーザ光を消光するように
動く。
期大会講演番号Ｃ−１５２および特願平３−０６７４９
８号公報に開示されるように、光吸収層にバルク半導体
を用いて、フランツ−ケルディッシュ（Ｆ−Ｋ）効果に
よる吸収端変化を利用した電界吸収型バルク構造変調器
がある。この光変調器はＭＯＶＰＥ(Metal Organic Vap
or Phase Epitaxial)選択成長技術を用いたリッジ型埋
め込み構造とされており、半導体をエッチングすること
がないために高均一、かつ高再現性の光変調器とするこ
とが期待できる。この構造は図９（ａ）に示すように、
ｎ型ＩｎＰ基板５１の上に開口領域５３を有する一対の
ＳｉＯ2ストライプマスク５２を形成した後、図９
（ｂ）に示すように、開口領域５３上にｎ型ＩｎＰクラ
ッド層５４、ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層５５、ｐ型ＩｎＰ
クラッド層５６をＭＯＶＰＥ法により選択成長させ、さ
らに、図９（ｃ）に示すように、開口領域５３を広げた
後、図９（ｄ）に示すように、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層５
７（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層５８を成長させたものである。その動作
は、逆バイアス電圧を印加した際、Ｆ−Ｋ効果により光
吸収層の基礎吸収端近傍での光吸収曲線が長波長側（低
エネルギー側）にシフトし、レーザ光を消光するように
動く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光変調器は、消光特性
を向上するために光吸収層５５にかかる電界強度を強く
し、波長シフト量を大きくする必要がある。そのため上
記の構造を有する従来例では光吸収層５５を挟むｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層５４およびｐ型ＩｎＰクラッド層５６の
キャリア濃度を高くする（キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）ことで電界強度を強くしている。一方、素子容量低
減のためにｎ型ＩｎＰ基板５１のキャリア濃度は２×１
０17ｃｍ-3としている。そのため基板５１とｎ型ＩｎＰ
クラッド層５４との成長界面では濃度差が生じる。この
とき、本素子に逆バイアス電圧を印加すると前述の成長
界面ではキャリア濃度が異なることにより、図１０に示
すように空乏層の広がりが異なるものとなって不連続部
分が生じる。従来例の場合、ｎ型ＩｎＰクラッド層５４
の空乏層幅ｒは、５×１０17ｃｍ-3では６４０Å、ｎ型
ＩｎＰ基板５１の空乏層幅Ｒは２×１０17ｃｍ-3では１
２１０Åとなり、約６００Åの差が生じる。そのため、
空乏層幅が変化している部分でエッジブレークダウンが
起こり、耐圧が低下してしまうという問題点がある。
を向上するために光吸収層５５にかかる電界強度を強く
し、波長シフト量を大きくする必要がある。そのため上
記の構造を有する従来例では光吸収層５５を挟むｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層５４およびｐ型ＩｎＰクラッド層５６の
キャリア濃度を高くする（キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）ことで電界強度を強くしている。一方、素子容量低
減のためにｎ型ＩｎＰ基板５１のキャリア濃度は２×１
０17ｃｍ-3としている。そのため基板５１とｎ型ＩｎＰ
クラッド層５４との成長界面では濃度差が生じる。この
とき、本素子に逆バイアス電圧を印加すると前述の成長
界面ではキャリア濃度が異なることにより、図１０に示
すように空乏層の広がりが異なるものとなって不連続部
分が生じる。従来例の場合、ｎ型ＩｎＰクラッド層５４
の空乏層幅ｒは、５×１０17ｃｍ-3では６４０Å、ｎ型
ＩｎＰ基板５１の空乏層幅Ｒは２×１０17ｃｍ-3では１
２１０Åとなり、約６００Åの差が生じる。そのため、
空乏層幅が変化している部分でエッジブレークダウンが
起こり、耐圧が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】本発明の第１の目的は、このような問題点
が解決された光変調器を実現することにある。
が解決された光変調器を実現することにある。
【０００７】また、電界吸収型光変調器の動作原理は素
子に逆バイアス電圧を印加するとバンド構造が影警を受
け、基礎吸収端近傍での光吸収曲線が低エネルギー側
（長波長側）にシフトする現象（フランツ−ケルディッ
シュ効果）を利用している。したがって、消光性能は光
吸収層にかかる電界強度に起因している。電界強度を高
めるには光吸収層を挟むクラッド層のキャリア濃度を十
分に高くすることが必要になる。しかし、従来の構造で
はオートドーピング（ｐ型ドーパントのＺｎの拡散）に
よるリークパスによって耐圧が低下することを防ぐため
に、埋め込み層の高ドープｐ型ＩｎＰ層５７のキャリア
濃度を５×１０17ｃｍ-3より高くすることができなかっ
た。このため前記高ドープｐ型ＩｎＰ層５７での抵抗を
小さくすることができず、逆バイアス電圧を印加した場
合にはフォトカレントの影響による電圧降下が大きなも
のとなり、光吸収層５５にかかる電界が弱くなって消光
比が低下するという問題点があった。
子に逆バイアス電圧を印加するとバンド構造が影警を受
け、基礎吸収端近傍での光吸収曲線が低エネルギー側
（長波長側）にシフトする現象（フランツ−ケルディッ
シュ効果）を利用している。したがって、消光性能は光
吸収層にかかる電界強度に起因している。電界強度を高
めるには光吸収層を挟むクラッド層のキャリア濃度を十
分に高くすることが必要になる。しかし、従来の構造で
はオートドーピング（ｐ型ドーパントのＺｎの拡散）に
よるリークパスによって耐圧が低下することを防ぐため
に、埋め込み層の高ドープｐ型ＩｎＰ層５７のキャリア
濃度を５×１０17ｃｍ-3より高くすることができなかっ
た。このため前記高ドープｐ型ＩｎＰ層５７での抵抗を
小さくすることができず、逆バイアス電圧を印加した場
合にはフォトカレントの影響による電圧降下が大きなも
のとなり、光吸収層５５にかかる電界が弱くなって消光
比が低下するという問題点があった。
【０００８】また、１Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ以上の高速応答
を実現するためには素子容量を小さくする必要がある。
しかし、消光特性を向上させるために前記埋め込み層の
高ドープｐ型ＩｎＰ層５７のキャリア濃度を高くする
と、逆バイアス電圧を印加したときの前記埋め込み層の
高ドープｐ型ＩｎＰ層５７と前記ｎ型ＩｎＰ基板５１と
のホモ接合領域で広がる空乏層幅が狭くなり、素子容量
が大きくなってしまうという問題点もあった。
を実現するためには素子容量を小さくする必要がある。
しかし、消光特性を向上させるために前記埋め込み層の
高ドープｐ型ＩｎＰ層５７のキャリア濃度を高くする
と、逆バイアス電圧を印加したときの前記埋め込み層の
高ドープｐ型ＩｎＰ層５７と前記ｎ型ＩｎＰ基板５１と
のホモ接合領域で広がる空乏層幅が狭くなり、素子容量
が大きくなってしまうという問題点もあった。
【０００９】本発明の第２の目的は、これらの問題を解
決した光変調器を実現することにある。
決した光変調器を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態によ
る光変調器は、第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜として形成された酸化膜と、前記酸化膜の開口部
に順次形成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、
第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造と、全
体を覆う第２導電型の埋め込み構造とを有する光変調器
において、前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度
が、前記半導体基板から前記光吸収層にかけて前記半導
体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導
電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連
続的に変化し、前記第２導電型のクラッド層のキャリア
濃度は前記半導体基板のキャリア濃度よりも高いことを
特徴とする。
る光変調器は、第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜として形成された酸化膜と、前記酸化膜の開口部
に順次形成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、
第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造と、全
体を覆う第２導電型の埋め込み構造とを有する光変調器
において、前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度
が、前記半導体基板から前記光吸収層にかけて前記半導
体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導
電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連
続的に変化し、前記第２導電型のクラッド層のキャリア
濃度は前記半導体基板のキャリア濃度よりも高いことを
特徴とする。
【００１１】この場合、前記第１導電型のクラッド層が
半導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第
２導電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度
へ連続的に変化する第１の層と、前記第２導電型のクラ
ッド層のキャリア濃度とほぼ同等の一定の濃度の第２の
層からなり、前記第１の層にて前記半導体化合物基板に
接することとしてもよい。
半導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第
２導電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度
へ連続的に変化する第１の層と、前記第２導電型のクラ
ッド層のキャリア濃度とほぼ同等の一定の濃度の第２の
層からなり、前記第１の層にて前記半導体化合物基板に
接することとしてもよい。
【００１２】本発明の第２の形態による光変調器は、第
１導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜として形成
された酸化膜と、前記酸化膜の開口部に順次形成された
第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導電型のクラ
ッド層を含むダブルヘテロ構造と、全体を覆う第２導電
型の埋め込み構造とを有する光変調器において、前記第
１導電型クラッド層のキャリア濃度が、前記半導体基板
から前記光吸収層にかけて前記半導体基板のキャリア濃
度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラッド層の
キャリア濃度とほぼ同等の濃度へ段階的に変化し、前記
第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記半導体基
板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とする。
１導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜として形成
された酸化膜と、前記酸化膜の開口部に順次形成された
第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導電型のクラ
ッド層を含むダブルヘテロ構造と、全体を覆う第２導電
型の埋め込み構造とを有する光変調器において、前記第
１導電型クラッド層のキャリア濃度が、前記半導体基板
から前記光吸収層にかけて前記半導体基板のキャリア濃
度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラッド層の
キャリア濃度とほぼ同等の濃度へ段階的に変化し、前記
第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記半導体基
板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とする。
【００１３】上記の光変調器のいずれにおいても、前記
化合物半導体基板は第１導電型のＩｎＰ基板であり、前
記第１および第２導電型のクラッド層はＩｎＰクラッド
層であり、前記光吸収層はＩｎＧａＡｓＰ光吸収層であ
ってもよい。
化合物半導体基板は第１導電型のＩｎＰ基板であり、前
記第１および第２導電型のクラッド層はＩｎＰクラッド
層であり、前記光吸収層はＩｎＧａＡｓＰ光吸収層であ
ってもよい。
【００１４】本発明の第３の形態による光変調器は、第
１導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜として形成
された１対の酸化膜ストライプと、その開ロ部に順次形
成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導電
型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造のメサストライ
プと、該メサストライプ全体を覆う第２導電型の埋め込
み構造を有する光変調器において、前記埋め込み構造部
はキャリア濃度が低濃度から高濃度へ変化する２層構造
であるとともに前記化合物半導体とは前記２層構造のう
ちのキャリア濃度が低い部分にて接し、さらに前記第１
導電型クラッド層のキャリア濃度が前記半導体基板のキ
ャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラ
ッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連続的に変化
し、前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記
半導体基板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とす
る。
１導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜として形成
された１対の酸化膜ストライプと、その開ロ部に順次形
成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導電
型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造のメサストライ
プと、該メサストライプ全体を覆う第２導電型の埋め込
み構造を有する光変調器において、前記埋め込み構造部
はキャリア濃度が低濃度から高濃度へ変化する２層構造
であるとともに前記化合物半導体とは前記２層構造のう
ちのキャリア濃度が低い部分にて接し、さらに前記第１
導電型クラッド層のキャリア濃度が前記半導体基板のキ
ャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラ
ッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連続的に変化
し、前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記
半導体基板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とす
る。
【００１５】本発明による光変調器の製造方法は、第１
導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜としての１対
の酸化膜ストライプを形成する第１の工程と、その開口
部に順次、第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導
電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造のメサストラ
イプをＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第２の工程
と、前記酸化膜ストライプの対向する内側を部分的に除
去して前記半導体基板上の一部を露出させる第３の工程
と、前記メサストライプ全体を覆う第２導電型埋め込み
構造をＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第４の工程と
を有する光変調器の製造方法において、前記第４の工程
では前記第２導電型埋め込み構造部のキャリア濃度が低
濃度から高濃度へ変化する２層構造とするとともに前記
化合物半導体とは前記２層構造のうちのキャリア濃度が
低い部分にて接するように形成するとともに第２の工程
では前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度が前記半
導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２
導電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ
連続的に変化し、前記第２導電型のクラッド層のキャリ
ア濃度は前記半導体基板のキャリア濃度よりも高いよう
に形成することを特徴とする。
導電型の化合物半導体基板上に成長阻止膜としての１対
の酸化膜ストライプを形成する第１の工程と、その開口
部に順次、第１導電型のクラッド層、光吸収層、第２導
電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造のメサストラ
イプをＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第２の工程
と、前記酸化膜ストライプの対向する内側を部分的に除
去して前記半導体基板上の一部を露出させる第３の工程
と、前記メサストライプ全体を覆う第２導電型埋め込み
構造をＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第４の工程と
を有する光変調器の製造方法において、前記第４の工程
では前記第２導電型埋め込み構造部のキャリア濃度が低
濃度から高濃度へ変化する２層構造とするとともに前記
化合物半導体とは前記２層構造のうちのキャリア濃度が
低い部分にて接するように形成するとともに第２の工程
では前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度が前記半
導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２
導電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ
連続的に変化し、前記第２導電型のクラッド層のキャリ
ア濃度は前記半導体基板のキャリア濃度よりも高いよう
に形成することを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【作用】本発明の第１の形態または第２の形態によるも
のにおいては、第１導電型クラッド層のキャリア濃度
が、前記半導体基板から前記光吸収層にかけて連続的ま
たは段階的に変化しているために基板とクラッド層の接
合部分における各層の空乏層幅をほぼ等しいものとする
ことができるので、エッジブレークダウンが起こること
が少なくなるとともに耐圧が向上する。
のにおいては、第１導電型クラッド層のキャリア濃度
が、前記半導体基板から前記光吸収層にかけて連続的ま
たは段階的に変化しているために基板とクラッド層の接
合部分における各層の空乏層幅をほぼ等しいものとする
ことができるので、エッジブレークダウンが起こること
が少なくなるとともに耐圧が向上する。
【００１８】本発明の第３および第４の形態によるもの
においては、埋め込み構造部のキャリア濃度が低濃度か
ら高濃度へ変化する２層構造とされているので、埋め込
み構造部の抵抗が低いものとなり、光吸収層にかかる電
界が大きくなり、消光特性が向上する。
においては、埋め込み構造部のキャリア濃度が低濃度か
ら高濃度へ変化する２層構造とされているので、埋め込
み構造部の抵抗が低いものとなり、光吸収層にかかる電
界が大きくなり、消光特性が向上する。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】第１の実施例 図１は本発明の光変調器の第１の実施例の構成を示す斜
視図であり、図２は本発明の第１の実施例の製造工程を
示す断面図である。
視図であり、図２は本発明の第１の実施例の製造工程を
示す断面図である。
【００２１】図１に示す光変調器は、ｎ型ＩｎＰ基板１
１と、ＳｉＯ2ストライプマスク１２と、ｎ型ＩｎＰク
ラッド層１４１およびｎ型ＩｎＰクラッド層１４２より
なるｎ型ＩｎＰクラッド層１４と、アンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ光吸収層１５と、アンドープＩｎＧａＡｓＰスペ
ーサ層１６と、ｐ型ＩｎＰクラッド層１７と、ｐ型Ｉｎ
Ｐ埋め込み層１９と、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層２０
と、ｐ電極２１と、ｎ電極２２とから構成されている。
なお、図１中、１８は開口領域を示している。
１と、ＳｉＯ2ストライプマスク１２と、ｎ型ＩｎＰク
ラッド層１４１およびｎ型ＩｎＰクラッド層１４２より
なるｎ型ＩｎＰクラッド層１４と、アンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ光吸収層１５と、アンドープＩｎＧａＡｓＰスペ
ーサ層１６と、ｐ型ＩｎＰクラッド層１７と、ｐ型Ｉｎ
Ｐ埋め込み層１９と、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層２０
と、ｐ電極２１と、ｎ電極２２とから構成されている。
なお、図１中、１８は開口領域を示している。
【００２２】本実施例の光変調器では、ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層１４１のキャリア濃度が連続的に変化している。
ッド層１４１のキャリア濃度が連続的に変化している。
【００２３】本実施例の光変調器の構造を、その製造方
法とともに、さらに詳細に説明する。
法とともに、さらに詳細に説明する。
【００２４】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１１（キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3）上に、幅
１．５μｍの開口領域１３を有する厚さ３５００ÅのＳ
ｉＯ2である一対のストライプマスク１２を熱ＣＶＤ法
により形成する。
Ｐ基板１１（キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3）上に、幅
１．５μｍの開口領域１３を有する厚さ３５００ÅのＳ
ｉＯ2である一対のストライプマスク１２を熱ＣＶＤ法
により形成する。
【００２５】次に、図２（ｂ）に示すように、開口領域
１３に、厚さ７００Åでキャリア濃度が２×１０17ｃｍ
-3から５×１０17ｃｍ-3に連続的に変化するｎ型ＩｎＰ
クラッド層１４１と、厚さ３００Åでキャリア濃度５×
１０17ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰクラッド層１４２と、厚さ２
５００ÅのアンドープＩｎＧａＡｓＰである光吸収層
（波長組成１．４６μｍ）１５と、厚さ５００Åのアン
ドープＩｎＧａＡｓＰであるスペーサ層１６と、厚さ１
０００Åでキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ｉｎ
Ｐであるクラッド層１７をＭＯＶＰＥ法により順に選択
成長させる。クラッド層１４１とクラッド層１４２と
で、ｎ型ＩｎＰクラッド層１４を構成している。
１３に、厚さ７００Åでキャリア濃度が２×１０17ｃｍ
-3から５×１０17ｃｍ-3に連続的に変化するｎ型ＩｎＰ
クラッド層１４１と、厚さ３００Åでキャリア濃度５×
１０17ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰクラッド層１４２と、厚さ２
５００ÅのアンドープＩｎＧａＡｓＰである光吸収層
（波長組成１．４６μｍ）１５と、厚さ５００Åのアン
ドープＩｎＧａＡｓＰであるスペーサ層１６と、厚さ１
０００Åでキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ｉｎ
Ｐであるクラッド層１７をＭＯＶＰＥ法により順に選択
成長させる。クラッド層１４１とクラッド層１４２と
で、ｎ型ＩｎＰクラッド層１４を構成している。
【００２６】次に、図２（ｃ）に示すように、選択成長
領域の両側のＳｉＯ2ストライプマスク１２を約２μｍ
ずつ化学エッチングにより広げ、開口領域１８を形成す
る。
領域の両側のＳｉＯ2ストライプマスク１２を約２μｍ
ずつ化学エッチングにより広げ、開口領域１８を形成す
る。
【００２７】次に、図２（ｄ）に示すように、ｐ型Ｉｎ
Ｐ埋め込み層１９（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）を
厚さ１．２μｍ（ｐ型ＩｎＰクラッド層１７の上からの
厚さ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層２０を厚さ０．２
μｍ、ＭＯＶＰＥ法により選択成長する。
Ｐ埋め込み層１９（キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）を
厚さ１．２μｍ（ｐ型ＩｎＰクラッド層１７の上からの
厚さ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層２０を厚さ０．２
μｍ、ＭＯＶＰＥ法により選択成長する。
【００２８】以上の構成の光変調器における成長界面近
傍での逆電圧印加時の空乏層の状態を図３に模式的に示
す。図中の破線は、各領域での空乏層端を示している。
本実施例では、ｎ型ＩｎＰクラッド層１４のキャリア濃
度をｎ型ＩｎＰ基板１１側からＩｎＧａＡｓＰ吸収層１
５側にかけて連続的に高くしている。
傍での逆電圧印加時の空乏層の状態を図３に模式的に示
す。図中の破線は、各領域での空乏層端を示している。
本実施例では、ｎ型ＩｎＰクラッド層１４のキャリア濃
度をｎ型ＩｎＰ基板１１側からＩｎＧａＡｓＰ吸収層１
５側にかけて連続的に高くしている。
【００２９】逆バイアス電圧をかけたときのｎ型ＩｎＰ
クラッド層１４の最下部での空乏層幅ｒは、ｎ型ＩｎＰ
基板１１の上部での空乏層幅Ｒとほぼ等しくなる。その
ため、空乏層広がりの分布をなめらかにでき、従来技術
で示した領域５１と領域５４（図１０参照）との成長界
面でのブレークダウンを防ぎ、高耐圧を得ることができ
る。
クラッド層１４の最下部での空乏層幅ｒは、ｎ型ＩｎＰ
基板１１の上部での空乏層幅Ｒとほぼ等しくなる。その
ため、空乏層広がりの分布をなめらかにでき、従来技術
で示した領域５１と領域５４（図１０参照）との成長界
面でのブレークダウンを防ぎ、高耐圧を得ることができ
る。
【００３０】この結果、従来の耐圧は５〜６Ｖであった
が、本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以
上の高耐圧が得られた。
が、本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以
上の高耐圧が得られた。
【００３１】一方、ｎ型ＩｎＰクラッド層１４は光吸収
層１５に隣接する領域において十分高いキャリア濃度に
しているため、吸収層の電界強度の低下はごく僅かで、
消光特性は劣化しなかった。
層１５に隣接する領域において十分高いキャリア濃度に
しているため、吸収層の電界強度の低下はごく僅かで、
消光特性は劣化しなかった。
【００３２】第２の実施例 図４は本発明の光変調器の第２の実施例の構成を示す断
面図である。
面図である。
【００３３】本実施例と第１の実施例と異なる点は、ｎ
型ＩｎＰクラッド層２４１のキャリア濃度を３段階に変
化させていることにある。例えば、２×１０17ｃｍ
-3（厚さ３００Å）のｎ型ＩｎＰクラッド層２５１、３
×１０17ｃｍ-3（厚さ２００Å）のｎ型ＩｎＰクラッド
層２５２、４×１０17ｃｍ-3（厚さ２００Å）のｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層２５３の３段階に形成し、キャリア濃度
を段階的に変化させることで第１の実施例と同様、エッ
ジブレークダウンを抑制することができ、高耐圧が得ら
れた。このように、第１の実施例では領域１４１のキャ
リア濃度を連続的に変化させているが、段階的に変化さ
せても同様な効果が得られた。なお図４において、２４
２はキャリア濃度が一定のｎ型ＩｎＰクラッド層であ
り、クラッド層２４１とクラッド層２４２とで、ｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層２４を構成している。
型ＩｎＰクラッド層２４１のキャリア濃度を３段階に変
化させていることにある。例えば、２×１０17ｃｍ
-3（厚さ３００Å）のｎ型ＩｎＰクラッド層２５１、３
×１０17ｃｍ-3（厚さ２００Å）のｎ型ＩｎＰクラッド
層２５２、４×１０17ｃｍ-3（厚さ２００Å）のｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層２５３の３段階に形成し、キャリア濃度
を段階的に変化させることで第１の実施例と同様、エッ
ジブレークダウンを抑制することができ、高耐圧が得ら
れた。このように、第１の実施例では領域１４１のキャ
リア濃度を連続的に変化させているが、段階的に変化さ
せても同様な効果が得られた。なお図４において、２４
２はキャリア濃度が一定のｎ型ＩｎＰクラッド層であ
り、クラッド層２４１とクラッド層２４２とで、ｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層２４を構成している。
【００３４】以上の２つの実施例では、ｎ型基板上での
例を示したが、ｐ型基板上に形成したデバイスにおいて
も同様な効果が期待できる。
例を示したが、ｐ型基板上に形成したデバイスにおいて
も同様な効果が期待できる。
【００３５】第３の実施例 図５は本発明の光変調器の第３の実施例の構成を示す斜
視図であり、図６は本発明の第３の実施例の製造工程を
示す断面図である。
視図であり、図６は本発明の第３の実施例の製造工程を
示す断面図である。
【００３６】図５に示す光変調器は、ｎ型ＩｎＰ基板５
１１と、ＳｉＯ2ストライプマスク５１２と、ｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層５１４と、アンドープＩｎＧａＡｓＰ光吸
収層５１５と、アンドープＩｎＧａＡｓＰスペーサ層５
１６と、ｐ型ＩｎＰクラッド層５１７と、ｐ型ＩｎＰ埋
め込み層５１９１およびｐ型ＩｎＰ埋め込み層５１９２
よりなるｐ型ＩｎＰ埋め込み層５１９と、ｐ型ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層５２０と、ｐ電極５２１と、ｎ電極５２
２とから構成されている。
１１と、ＳｉＯ2ストライプマスク５１２と、ｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層５１４と、アンドープＩｎＧａＡｓＰ光吸
収層５１５と、アンドープＩｎＧａＡｓＰスペーサ層５
１６と、ｐ型ＩｎＰクラッド層５１７と、ｐ型ＩｎＰ埋
め込み層５１９１およびｐ型ＩｎＰ埋め込み層５１９２
よりなるｐ型ＩｎＰ埋め込み層５１９と、ｐ型ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層５２０と、ｐ電極５２１と、ｎ電極５２
２とから構成されている。
【００３７】本実施例の光変調器では、ｐ型ＩｎＰ埋め
込み層５１９１のキャリア濃度はｐ型ＩｎＰ埋め込み層
５１９２のキャリア濃度に比ベて低濃度になっている。
込み層５１９１のキャリア濃度はｐ型ＩｎＰ埋め込み層
５１９２のキャリア濃度に比ベて低濃度になっている。
【００３８】本実施例の光変調器の構造について図６を
参照し、その製造方法とともにさらに詳細に説明する。
参照し、その製造方法とともにさらに詳細に説明する。
【００３９】まず、図６（ａ）に示すように、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板５１１（キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3）上に幅
１．５μｍの開口領域５１３を有する厚さ３５００Åの
ＳｉＯ2である一対のストライプマスク５１２を熱ＣＶ
Ｄ法により形成する。
Ｐ基板５１１（キャリア濃度２×１０17ｃｍ-3）上に幅
１．５μｍの開口領域５１３を有する厚さ３５００Åの
ＳｉＯ2である一対のストライプマスク５１２を熱ＣＶ
Ｄ法により形成する。
【００４０】次に、図６（ｂ）に示すように開口領域５
１３に、厚さ１０００Åでキャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3のｎ型ＩｎＰクラッド層５１４と、厚さ２５００Åの
アンドープＩｎＧａＡｓＰである光吸収層（波長組成
１．４７０μｍ）５１５と、厚さ５００Åのアンドープ
ＩｎＧａＡｓＰであるスペーサ層５１６と、厚さ１００
０Åでキャリア濃度５×１０17ｃｍ-3のｐ型ＩｎＰクラ
ッド層５１７とを、ＭＯＶＰＥ法により順に選択成長さ
せる。
１３に、厚さ１０００Åでキャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3のｎ型ＩｎＰクラッド層５１４と、厚さ２５００Åの
アンドープＩｎＧａＡｓＰである光吸収層（波長組成
１．４７０μｍ）５１５と、厚さ５００Åのアンドープ
ＩｎＧａＡｓＰであるスペーサ層５１６と、厚さ１００
０Åでキャリア濃度５×１０17ｃｍ-3のｐ型ＩｎＰクラ
ッド層５１７とを、ＭＯＶＰＥ法により順に選択成長さ
せる。
【００４１】次に、図６（ｃ）に示すように、上記、選
択成長領域の両側のＳｉＯ2ストライプマスク５１２を
約２μｍずつ化学エッチングにより除去し、開口領域５
１８を形成する。
択成長領域の両側のＳｉＯ2ストライプマスク５１２を
約２μｍずつ化学エッチングにより除去し、開口領域５
１８を形成する。
【００４２】次に、図６（ｄ）に示すように、厚さ０．
３μｍ（ｐ型ＩｎＰクラッド層５１７の上からの厚さ）
のｐ型ＩｎＰである埋め込み層５１９１（キャリア濃度
１×１０17ｃｍ-3）と、厚さ０．９μｍのｐ型ＩｎＰで
ある埋め込み層５１９２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ
-3）と、厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓであるキャ
ップ層５２０とをＭ０ＶＰＥ法により順に選択成長させ
る。
３μｍ（ｐ型ＩｎＰクラッド層５１７の上からの厚さ）
のｐ型ＩｎＰである埋め込み層５１９１（キャリア濃度
１×１０17ｃｍ-3）と、厚さ０．９μｍのｐ型ＩｎＰで
ある埋め込み層５１９２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ
-3）と、厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓであるキャ
ップ層５２０とをＭ０ＶＰＥ法により順に選択成長させ
る。
【００４３】上記のように構成される本実施例の動作原
理について図７を参照して説明する。図７（ａ）は本実
施例の構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は、その等
価回路を示す図である。
理について図７を参照して説明する。図７（ａ）は本実
施例の構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は、その等
価回路を示す図である。
【００４４】素子全体に逆バイアス電圧をかけたとき回
路全体にフォトカレントＩ Ｌ が流れる。本発明ではｐ型
ＩｎＰ埋め込み層１９のキャリア濃度をホモ接合部２３
から空乏層の広がる範囲程度の厚さを１×１０17ｃｍ-3
の低濃度とし（埋め込み層５１９１）、上部を１×１０
18ｃｍ-3の高濃度とした（埋め込み層５１９２）。こう
することで前記埋め込み層５１９の抵抗を低くすること
ができ、電圧降下分が小さくなるため、光吸収層、５１
５にかかる電界を大きくすることができる。その結果、
消光特性を大幅に向上することが期待できる。実際、従
来の消光比は７〜８ｄＢであったが、本発明に基づいて
試作した光変調器では１５ｄＢ以上の高消光比が得られ
た。
路全体にフォトカレントＩ Ｌ が流れる。本発明ではｐ型
ＩｎＰ埋め込み層１９のキャリア濃度をホモ接合部２３
から空乏層の広がる範囲程度の厚さを１×１０17ｃｍ-3
の低濃度とし（埋め込み層５１９１）、上部を１×１０
18ｃｍ-3の高濃度とした（埋め込み層５１９２）。こう
することで前記埋め込み層５１９の抵抗を低くすること
ができ、電圧降下分が小さくなるため、光吸収層、５１
５にかかる電界を大きくすることができる。その結果、
消光特性を大幅に向上することが期待できる。実際、従
来の消光比は７〜８ｄＢであったが、本発明に基づいて
試作した光変調器では１５ｄＢ以上の高消光比が得られ
た。
【００４５】一方、ホモ接合部５２３近傍のキャリア濃
度を低くしていることから空乏層の広がりを比較的滑ら
かなものとすることができる。このことにより耐圧特性
に対しても良好な結果が期待でき、更にダブルヘテロ構
造部両側のホモ接合部５２３の容量Ｃも低減でき（従来
例と比較して約３０％小さくなる）、このことから素子
全体のＣＲ時定数を小さくし、高速応答が可能になる。
度を低くしていることから空乏層の広がりを比較的滑ら
かなものとすることができる。このことにより耐圧特性
に対しても良好な結果が期待でき、更にダブルヘテロ構
造部両側のホモ接合部５２３の容量Ｃも低減でき（従来
例と比較して約３０％小さくなる）、このことから素子
全体のＣＲ時定数を小さくし、高速応答が可能になる。
【００４６】以上のことから本発明により消光比が高
く、かつ高速で動作する素子を実現できることができ
る。
く、かつ高速で動作する素子を実現できることができ
る。
【００４７】第４の実施例 図８は本発明の第４の実施例の構成を示す断面図であ
る。本実施例が第３の実施例と異なる点は、第３の実施
例におけるｎ型ＩｎＰクラッド層５１４のキャリア濃度
を連続的に変えていることにある。具体的には、開口領
域５１３上（図５参照）に形成されるｎ型ＩｎＰクラッ
ド層８１４を、厚さ７００Åでキャリア濃度が２×１０
17ｃｍ-3から５×１０17ｃｍ-3に連続的に変化するｎ型
ＩｎＰクラッド層８１４１、厚さ３００Åでキャリア濃
度が５×１０17ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰクラッド層８１４２
とが積層されたものとしている。この他の構成は図５に
示した第３の実施例と同様であるために図５と同じ番号
を付して説明は省略する。
る。本実施例が第３の実施例と異なる点は、第３の実施
例におけるｎ型ＩｎＰクラッド層５１４のキャリア濃度
を連続的に変えていることにある。具体的には、開口領
域５１３上（図５参照）に形成されるｎ型ＩｎＰクラッ
ド層８１４を、厚さ７００Åでキャリア濃度が２×１０
17ｃｍ-3から５×１０17ｃｍ-3に連続的に変化するｎ型
ＩｎＰクラッド層８１４１、厚さ３００Åでキャリア濃
度が５×１０17ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰクラッド層８１４２
とが積層されたものとしている。この他の構成は図５に
示した第３の実施例と同様であるために図５と同じ番号
を付して説明は省略する。
【００４８】本実施例の特徴は、第３の実施例に示され
る消光特性が向上された素子に、さらにｎ型ＩｎＰクラ
ッド層８１４のキャリア濃度を連続的に変化させること
で耐圧の向上を実現している点にある。ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層８１４と基板５１１との成長界面での空乏層の広
がりがキャリア濃度の濃度勾配により滑らかになり、こ
の部分でのブレークダウンが抑制され、高耐圧な素子が
実現できる。実際、従来の耐圧は６〜８Ｖであったが、
本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以上の
高耐圧が得られた。一方、ｎ型ＩｎＰクラッド層８１４
の光吸収層５１５に隣接する部分（ｎ型ＩｎＰクラッド
層８１４２）は十分に高いキャリア濃度（５×１０17ｃ
ｍ-3）になっているため、吸収層５１５にかかる電界強
度としては低下することがなく、これにより高い消光比
を保つことができる。
る消光特性が向上された素子に、さらにｎ型ＩｎＰクラ
ッド層８１４のキャリア濃度を連続的に変化させること
で耐圧の向上を実現している点にある。ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層８１４と基板５１１との成長界面での空乏層の広
がりがキャリア濃度の濃度勾配により滑らかになり、こ
の部分でのブレークダウンが抑制され、高耐圧な素子が
実現できる。実際、従来の耐圧は６〜８Ｖであったが、
本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以上の
高耐圧が得られた。一方、ｎ型ＩｎＰクラッド層８１４
の光吸収層５１５に隣接する部分（ｎ型ＩｎＰクラッド
層８１４２）は十分に高いキャリア濃度（５×１０17ｃ
ｍ-3）になっているため、吸収層５１５にかかる電界強
度としては低下することがなく、これにより高い消光比
を保つことができる。
【００４９】ここでは、キャリア濃度を限定している
が、特に眼定する必要はなく、既述のように、キャリア
濃度を連続的に変化させる構造であれば同様な効果が期
待できる。また、ここでは、ｎ型基板上での実施例を示
したが、ｐ型基板上に形成したデバイスにおいても同様
な効果が期待できる。
が、特に眼定する必要はなく、既述のように、キャリア
濃度を連続的に変化させる構造であれば同様な効果が期
待できる。また、ここでは、ｎ型基板上での実施例を示
したが、ｐ型基板上に形成したデバイスにおいても同様
な効果が期待できる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００５１】請求項１乃至請求項４に記載のものにおい
ては、ｎ型ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を連続的ま
たは段階的に変化させることで、成長界面での空乏層の
広がりを滑らかにできブレークダウンが発生することを
防ぐことができる効果がある。
ては、ｎ型ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を連続的ま
たは段階的に変化させることで、成長界面での空乏層の
広がりを滑らかにできブレークダウンが発生することを
防ぐことができる効果がある。
【００５２】さらに、耐圧向上により、突発的な素子劣
化の発生もなくなり、信頼度の高い素子を実現すること
ができる効果がある。
化の発生もなくなり、信頼度の高い素子を実現すること
ができる効果がある。
【００５３】
【００５４】請求項５に記載のものにおいては上記効果
に加えて、ｎ型ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を連続
的に変化させることで基板との成長界面でのブレークダ
ウンを防ぐことができ、高耐圧のものとすることができ
る効果がある。実際、従来の耐圧は６〜８Ｖであった
が、本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以
上の高耐圧が得られた。
に加えて、ｎ型ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を連続
的に変化させることで基板との成長界面でのブレークダ
ウンを防ぐことができ、高耐圧のものとすることができ
る効果がある。実際、従来の耐圧は６〜８Ｖであった
が、本実施例に基づいて試作した光変調器では１０Ｖ以
上の高耐圧が得られた。
【００５５】請求項６に記載の方法においては、上記効
果を奏する光変調器を作製することができる効果があ
る。
果を奏する光変調器を作製することができる効果があ
る。
【００５６】以上のように本発明により動作電圧、所要
消光比に対して特性に余裕ができ、一方、本発明により
素子容量の低減も実現できたため応答特性にも有効で、
信頼度の高い素子を実現することができる。
消光比に対して特性に余裕ができ、一方、本発明により
素子容量の低減も実現できたため応答特性にも有効で、
信頼度の高い素子を実現することができる。
【００５７】本発明の内容は、光源レーザとの集積型素
子を含む、選択成長技術を用いた素子全般に対して有効
である。
子を含む、選択成長技術を用いた素子全般に対して有効
である。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、本発明の第１の
実施例の製造工程を示す断面図である。
実施例の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例における成長界面近傍で
の逆電圧印加時の空乏層の状態を模式的に示す図であ
る。
の逆電圧印加時の空乏層の状態を模式的に示す図であ
る。
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第３の実施例の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図６】本発明の第３の実施例の製造工程を示す断面図
である。
である。
【図７】本発明の第３の実施例の動作原理を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図８】本発明の第４の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図９】（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、従来技術による
製造工程を示す断面図である。
製造工程を示す断面図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明するための図であ
る。
る。
１１ ｎ型ＩｎＰ基板 １２ ＳｉＯ2ストライプマスク １３ 開口領域 １４ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １４１ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １４２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １５ アンドープＩｎＧａＡｓＰ光吸収層 １６ アンドープＩｎＧａＡｓＰスペーサ層 １７ ｐ型ＩｎＰクラッド層 １８ 開口領域 １９ ｐ型ＩｎＰ埋め込み層 １９１ ｐ型ＩｎＰ埋め込み層 １９２ ｐ型ＩｎＰ埋め込み層 ２０ ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層 ２１ ｐ型電極 ２２ ｎ型電極 ５１９ 埋め込み層 ５１９１ 埋め込み層 ５１９２ 埋め込み層 ５２３ ホモ接合領域 ５５１ ｎ型ＩｎＰ基板 ５５２ ＳｉＯ2ストライプマスク ５５３ 開口領域 ５５４ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ５５５ ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層 ５５６ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ５５７ ｐ型ＩｎＰ埋め込み層 ５５８ ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層 ８１４ クラッド層 ８１４１ クラッド層 ８１４２ クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−110186（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−291618（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−216464（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202333（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202334（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202338（ＪＰ，Ａ) 1993年電子情報通信学会春季大会講演 論文集 第４分冊 通信・エレクトロニ クス Ｐ．４−188（1993年３月15日発 行) 1993年電子情報通信学会秋季大会講演 論文集 第４分冊 通信・エレクトロニ クス Ｐ．４−175（1993年８月15日発 行)
Claims (6)
- 【請求項１】 第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜として形成された酸化膜と、前記酸化膜の開口部
に順次形成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、
第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造と、全
体を覆う第２導電型の埋め込み構造とを有する光変調器
において、 前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度が、前記半導
体基板から前記光吸収層にかけて前記半導体基板のキャ
リア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラッ
ド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連続的に変化
し、 前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記半導
体基板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とする光変
調器。 - 【請求項２】 請求項１記載の光変調器において、 前記第１導電型のクラッド層が半導体基板のキャリア濃
度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラッド層の
キャリア濃度とほぼ同等の濃度へ連続的に変化する第１
の層と、前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度と
ほぼ同等の一定の濃度の第２の層からなり、前記第１の
層にて前記半導体化合物基板に接することを特徴とする
光変調器。 - 【請求項３】 第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜として形成された酸化膜と、前記酸化膜の開口部
に順次形成された第１導電型のクラッド層、光吸収層、
第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造と、全
体を覆う第２導電型の埋め込み構造とを有する光変調器
において、 前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度が、前記半導
体基板から前記光吸収層にかけて前記半導体基板のキャ
リア濃度とほぼ同等の濃度から前記第２導電型のクラッ
ド層のキャリア濃度とほぼ同等の濃度へ段階的に変化
し、 前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記半導
体基板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とする光変
調器。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の光変調器において、 前記化合物半導体基板は第１導
電型のＩｎＰ基板であり、前記第１および第２導電型の
クラッド層はＩｎＰクラッド層であり、前記光吸収層は
ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層であることを特徴とする光変調
器。 - 【請求項５】 第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜として形成された１対の酸化膜ストライプと、そ
の開ロ部に順次形成された第１導電型のクラッド層、光
吸収層、第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構
造のメサストライプと、該メサストライプ全体を覆う第
２導電型の埋め込み構造を有する光変調器において、 前記埋め込み構造部はキャリア濃度が低濃度から高濃度
へ変化する２層構造であるとともに前記化合物半導体と
は前記２層構造のうちのキャリア濃度が低い部分にて接
し、さらに前記第１導電型クラッド層のキャリア濃度が
前記半導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃度から前
記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度とほぼ同等の
濃度へ連続的に変化し、 前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度は前記半導
体基板のキャリア濃度よりも高いことを特徴とする光変
調器。 - 【請求項６】 第１導電型の化合物半導体基板上に成長
阻止膜としての１対の酸化膜ストライプを形成する第１
の工程と、 その開口部に順次、第１導電型のクラッド層、光吸収
層、第２導電型のクラッド層を含むダブルヘテロ構造の
メサストライプをＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第
２の工程と、 前記酸化膜ストライプの対向する内側を部分的に除去し
て前記半導体基板上の一部を露出させる第３の工程と、 前記メサストライプ全体を覆う第２導電型埋め込み構造
をＭＯＶＰＥ選択成長により形成する第４の工程とを有
する光変調器の製造方法において、 前記第４の工程では前記第２導電型埋め込み構造部のキ
ャリア濃度が低濃度から高濃度へ変化する２層構造とす
るとともに前記化合物半導体とは前記２層構造のうちの
キャリア濃度が低い部分にて接するように形成するとと
もに第２の工程では前記第１導電型クラッド層のキャリ
ア濃度が前記半導体基板のキャリア濃度とほぼ同等の濃
度から前記第２導電型のクラッド層のキャリア濃度とほ
ぼ同等の濃度へ連続的に変化し、前記第２導電型のクラ
ッド層のキャリア濃度は前記半導体基板のキャリア濃度
よりも高いように形成することを特徴とする変調器の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223141A JP2727979B2 (ja) | 1993-12-20 | 1994-09-19 | 光変調器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-319547 | 1993-12-20 | ||
| JP31954793 | 1993-12-20 | ||
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| １９９３年電子情報通信学会春季大会講演論文集 第４分冊 通信・エレクトロニクス Ｐ．４−１８８（１９９３年３月１５日発行） |
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