JP4618854B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4618854B2 JP4618854B2 JP2000244415A JP2000244415A JP4618854B2 JP 4618854 B2 JP4618854 B2 JP 4618854B2 JP 2000244415 A JP2000244415 A JP 2000244415A JP 2000244415 A JP2000244415 A JP 2000244415A JP 4618854 B2 JP4618854 B2 JP 4618854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- region
- modulator
- laser
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0265—Intensity modulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/106—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying thickness along the optical axis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2272—Buried mesa structure ; Striped active layer grown by a mask induced selective growth
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下記文献には，従来の電界吸収型変調器付き半導体レーザに関する技術が開示されている。
【０００３】
文献：山崎裕幸，山口昌幸，阪田康隆，井元康雅，小松啓郎 ”ＤＦＢ−ＬＤ／変調器集積化光源における低電圧・高出力化の検討” 信学技報LQE95-18(1995-06)
【０００４】
この文献に記載されている半導体レーザは，端面反射率を低減させるために窓領域を有することを特徴としている。図２８〜図３１を用いて，従来の半導体レーザの製造工程を説明する。
【０００５】
基板（ＩｎＰ）１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング３を形成した後，基板１に対してマスク対５を形成する。マスク対５を構成する各マスクのマスク幅は，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲにおいて異なる。レーザ形成領域ＬＲにおけるマスク幅は，変調器形成領域ＭＲにおけるマスク幅に比べて広く，例えば，狭い方のマスク幅は５μｍ，広い方のマスク幅は５０μｍに調整されている。また，マスク対５を構成する各マスクの間隔は１〜３μｍに調整されている。
【０００６】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層９が形成される。これら活性層７と吸収層９に対してＩｎＰを成長させ，クラッド層１１を形成する（図２８）。
【０００７】
マスク対５を除去し，マスク（ＳｉＯ２）１３を形成する。このマスク１３を用いてクラッド層１１と吸収層９の一部をエッチングし，窓領域ＷＲを形成する（図２９）。
【０００８】
マスク対１５を形成し，クラッド層１１の上に更にＩｎＰを成長させ，このクラッド層１１を含むクラッド層１７を形成する。クラッド層１７の上にコンタクト層１９を形成する（図３０）。
【０００９】
マスク対１５を除去した後，コンタクト層１９の表面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極２１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極２３が形成され，基板１の裏面にｎ側電極２５が形成される。なお，レーザｐ側電極２１と変調器ｐ側電極２３との間のコンタクト層１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれる。
【００１０】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜２７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍ，窓領域ＷＲの光軸方向の長さは１０〜５０μｍである（図３１）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ発振しているとき変調器に対して変調電圧が印加されると，変調器はレーザ光を吸収するように動作する。この際，光の吸収量がある値を超えると変調器とレーザとの界面において素子破壊が起こる。従来の変調器付き半導体レーザは，この素子破壊現象を防止するための有効な構成を備えていない。このため，従来の変調器付き半導体レーザによれば，例えばレーザ出力を僅かながらも高めた場合，変調器の光吸収量が限界値を超えてしまい，結果として素子破壊が生じるおそれがあった。
【００１２】
本発明は，上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，その目的は，光導波路を有する第１領域と，この第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置であって，受光層の光に対する強度向上が図られた半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置が提供される。この半導体装置は，前記光導波路層および前記受光層を形成する工程と，前記光導波路層と前記受光層の上に，光軸方向に延びる形状の光閉じ込め層を形成する工程と，前記第１領域の中から選択された選択領域における前記光閉じ込め層が，他の領域における前記光閉じ込め層よりも厚くなるように，前記光導波路層および前記受光層の上に前記光閉じ込め層を成長させる工程と，前記光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程と，を含む製造方法により製造され、前記光閉じ込め層と前記受光層との接触面の幅が，前記光閉じ込め層と前記光導波路層との接触面の幅よりも広いことを特徴としている。かかる構成によれば，光導波路層によって伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば，請求項２，３に記載のように，第１領域と第２領域の間に，光導波路によって伝搬された光の密度を低下させる結合部を備えたことを特徴とする半導体装置が提供される。そして，請求項４に記載のように，結合部は，光導波路層と受光層の光軸方向以外に，光導波路層によって伝搬された光を伝搬する方向を有することが好ましい。かかる構成によれば，光導波路層によって伝搬される光の強度が高い場合であっても，光を受光する際に受光層が受けるダメージを緩和することが可能となる。
【００１５】
本発明の第３の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置の製造方法が提供される。そして，この製造方法は，請求項６に記載のように，光導波路層および受光層を形成する工程と，第１領域の中から選択された選択領域における光閉じ込め層が，他の領域における光閉じ込め層よりも厚くなるように，光導波路層および受光層の上に光閉じ込め層を成長させる工程と，光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程とを含むことを特徴としている。かかる製造方法によれば，逆メサリッジ形状にエッチングされた光閉じ込め層と光導波路層および受光層との接触面において，次の関係が成り立つことになる。すなわち，光閉じ込め層と受光層との接触面の幅が，光閉じ込め層と光導波路層との接触面の幅よりも広くなる。したがって，この製造方法によって製造された半導体装置によれば，光導波路層から伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１６】
請求項７に記載のように，選択領域は，第１領域に形成されたマスク対の間の領域であることが好ましい。そして，光閉じ込め層を，マスク対の間の領域において，その他の領域に対して選択的に成長させる。この方法によれば，選択領域における光閉じ込め層は，他の領域における光閉じ込め層に比べて厚く形成されることになる。
【００１７】
本発明の第４の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置の製造方法が提供される。そして，この製造方法は，請求項８に記載のように，光導波路層および受光層を形成する工程と，光導波路層および受光層の上に光閉じ込め層を形成する工程と，光閉じ込め層を，第１領域から第２領域に延びるマスクであって，第２領域におけるマスク幅が第１領域におけるマスク幅よりも広いマスクを用いてエッチングする工程とを含むことを特徴としている。かかる方法によれば，エッチングされた光閉じ込め層と受光層との接触面の幅が，光閉じ込め層と光導波路層との接触面の幅よりも広くなる。したがって，この製造方法によって製造された半導体装置によれば，光導波路層から伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１８】
本発明は，例えば，半導体装置としての変調器付き半導体レーザに適用可能である。この場合，請求項５，請求項９に記載のように，第１領域はレーザ装置が形成される領域であり，第２領域はレーザ装置が出力するレーザ光を変調する変調器が形成される領域であり，光導波路層は活性層であり，受光層は吸収層であり，光閉じ込め層はクラッド層である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる半導体装置およびその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明および添付された図面において，略同一の機能および構成を有する構成要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
基板（ＩｎＰ）１０１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング１０３を形成した後，基板１０１のレーザ形成領域ＬＲに対して選択成長用マスク対１０５を形成する。選択成長用マスク対１０５を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００２２】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）１０７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層１０９が形成される。このとき，選択成長用マスク対１０５を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する（図１）。そして，選択成長領域ＳＲに形成された活性層１０７のバンドギャップは，吸収層１０９のバンドギャップに比べて広くなる。また，活性層１０７において生じるレーザ光の波長は，選択成長用マスク対１０５を用いない場合に比べて長波長側にシフトすることになる。
【００２３】
活性層１０７と吸収層１０９に対してＩｎＰを成長させクラッド層１１１を形成する。さらに，クラッド層１１１の表面にコンタクト層１１９を形成する。このときも活性層１０７と同様に，選択成長領域ＳＲでは，クラッド層１１１およびコンタクト層１１９が他の領域と比べて厚く形成される（図２）。
【００２４】
選択成長用マスク対１０５を除去した後，コンタクト層１１９の表面にリッジ部形成用マスク１２１−ａとサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク１２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。
【００２５】
リッジ部形成用マスク１２１−ａとサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層１１９とクラッド層１１１を順次エッチングして除去し，活性層１０７と吸収層１０９の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部１２３が形成される（図３）。
【００２６】
リッジ部１２３の形状について，図３を用いて説明する。上述の通り，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおける活性層１０７，クラッド層１１１，コンタクト層１１９はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲにおける吸収層１０９，クラッド層１１１，コンタクト層１１９に対して厚く形成されている。したがって，Ａ−Ａ’断面に示すように，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部１２３の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００２７】
ここで，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部１２３を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク１２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部１２３を形成する際のエッチング工程において，クラッド層１１１の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層１１１の側壁）は，活性層１０７および吸収層１０９の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層１１１の厚さをｄとすると，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣは，
【００２８】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（１−１）
【００２９】
から求めることができる。式（１−１）から明らかなように，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣは，クラッド層１１１の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層１１１の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００３０】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（１−２）
【００３１】
が成り立つ。リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（１−１），（１−２）から，
【００３２】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（１−３）
【００３３】
の関係が得られる。ところで，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面は，活性層１０７と吸収層１０９に接している。したがって，図３の矢視Ｂ，矢視Ｃに示したように，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１と吸収層１０９との接触面の幅ＷＭは，クラッド層１１１と活性層１０７との接触面の幅ＷＬに比べて広くなる。
【００３４】
次に，リッジ部形成用マスク１２１−ａおよびサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃを除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）１２５を形成する。そして，リッジ部１２３の両脇の溝にポリイミド１２７を埋め込む（図４）。
【００３５】
リッジ部１２３の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板１０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極１３１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極１３３が形成され，基板１０１の裏面にｎ側電極１３５が形成される。なお，レーザｐ側電極１３１と変調器ｐ側電極１３３との間のコンタクト層１１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００３６】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜１３７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図５）。
【００３７】
以上のように構成された第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００３８】
レーザｐ側電極１３１とｎ側電極１３５に対して順方向の電圧を印加し，活性層１０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００３９】
一方，変調器ｐ側電極１３３とｎ側電極１３５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００４０】
以上説明したように，第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１と吸収層１０９との接触面の幅が，クラッド層１１１と活性層１０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，消光特性，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【００４１】
さらに，第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，選択成長法による結晶成長を一回実施するだけでクラッド層１１１の厚さを制御することが可能となる。つまり，変調器形成領域ＭＲにおける素子破壊を防止するための特別な製造プロセスが追加されることはない。したがって，製品歩留まりの向上に繋がる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図６〜図１３を用いて説明する。
【００４３】
基板（ＩｎＰ）２０１の変調器形成領域ＭＲにマスク２０２を形成する。マスク２０２の長さ（光軸方向）は５０〜２５０μｍとする（図６）。
【００４４】
マスク２０２に覆われていない基板２０１の表面にグレーティング２０３を形成する（図７）。グレーティング２０３は，干渉露光法によって露光されたレジスト膜をマスクとして基板２０１の表面をエッチングすることによって形成される。なお，電子ビーム描画法を用いてグレーティング２０３を形成する場合には，マスク２０２は不要となる。グレーティング２０３が形成された領域がレーザ形成領域ＬＲとなる。
【００４５】
マスク２０２を除去した後，基板２０１の表面に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）２０７が形成される。このとき，ＩｎＧａＡｓＰがグレーティング２０３に対して直接成長するため，グレーティング２０３の形状が崩れないようにデバイスの保存に注意する必要がある。例えば，成長温度まで昇温させている間，約５４０℃まではチャンバ内に原料ガスを流さず雰囲気ガスを水素のみとする。５４０℃から微量のアルシンガスとフォスフィンガスを流し，成長温度に達するまでデバイスを保存する。成長温度に達したところでＩｎＧａＡｓＰの成長を開始する。
【００４６】
活性層２０７に対してＩｎＰを成長させクラッド層２１１を形成する（図８）。
【００４７】
クラッド層２１１の表面に島状にエッチングするためのマスク２１３を形成する。レーザ形成領域ＬＲにおいてマスク２１３に覆われていない範囲のクラッド層２１１および活性層２０７，ならびに，変調器形成領域ＭＲの各層を順次エッチングして除去し，基板２０１の表面を露出させる。なお，基板２０１に形成されているグレーティング２０３のうち，マスク２１３に覆われていない範囲はエッチングによって除去される（図９）。
【００４８】
マスク２１３に覆われていない範囲について，有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させ，吸収層２１５を形成する。さらに，吸収層２１５の上にＩｎＰを成長させクラッド層２１７を形成する（図１０）。
【００４９】
マスク２１３を除去し，クラッド層２１１およびクラッド層２１７の上にＰ−ＩｎＰを成長させ，これらクラッド層２１１，クラッド層２１７を含むクラッド層２１９を形成する。クラッド層２１９の上にＰ−ＩｎＧａＡｓを成長させ，コンタクト層２２１を形成する。
【００５０】
コンタクト層２２１の表面にリッジ部形成用マスク２２３−ａとサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク２２３−ａの幅は，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲにおいて異なる。変調器形成領域ＭＲにおけるマスク幅は，レーザ形成領域ＬＲにおけるマスク幅に比べて広く，例えば，狭い方のマスク幅は３〜５μｍ，広い方のマスク幅は４〜８μｍに調整されている。
【００５１】
リッジ部形成用マスク２２３−ａとサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層２２１，クラッド層２１９を順次エッチングして除去し，活性層２０７と吸収層２１５の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部２３５が形成される（図１１）。
【００５２】
リッジ部形成用マスク２２３−ａおよびサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃを除去した後，絶縁膜（ＳｉＯ２）２３７を形成する。そして，リッジ部２３５の両脇の溝にポリイミド２３９を埋め込む（図１２）。
【００５３】
リッジ部２３５の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板２０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極２４１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極２４３が形成され，基板２０１の裏面にｎ側電極２４５が形成される。なお，レーザｐ側電極２４１と変調器ｐ側電極２４３との間のコンタクト層２２１は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００５４】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜（図示せず）をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図１３）。
【００５５】
以上のように構成された第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００５６】
レーザｐ側電極２４１とｎ側電極２４５に対して順方向の電圧を印加し，活性層２０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００５７】
一方，変調器ｐ側電極２４３とｎ側電極２４５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００５８】
以上説明したように，第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，リッジ部２３５を形成する際に２段幅を有するリッジ部形成用マスク２２３−ａが用いられる。このため，リッジ部２３５におけるクラッド層２１９と吸収層２１５との接触面の幅は，クラッド層２１９と活性層２０７との接触面の幅に比べて広くなる。したがって，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。
【００５９】
また，第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲは個別に形成され，両者が直接結合される。したがって，デバイス設計の自由度が増すことになる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図１４〜図２２を用いて説明する。
【００６１】
基板（ＩｎＰ）３０１の変調器形成領域ＭＲにマスク３０２を形成する。マスク３０２の長さ（光軸方向）は５０〜２５０μｍとする（図１４）。
【００６２】
マスク３０２に覆われていない基板３０１の表面にグレーティング３０３を形成する（図１５）。グレーティング３０３は，干渉露光法によって露光されたレジスト膜をマスクとして基板３０１の表面をエッチングすることによって形成される。なお，電子ビーム描画法を用いてグレーティング３０３を形成する場合には，マスク３０２は不要となる。グレーティング３０３が形成された領域がレーザ形成領域ＬＲとなる。
【００６３】
マスク３０２を除去した後，基板３０１の表面に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）３０７が形成される。このとき，ＩｎＧａＡｓＰがグレーティング３０３に対して直接成長するため，グレーティング３０３の形状が崩れないようにデバイスの保存に注意する必要がある。例えば，成長温度まで昇温させている間，約５４０℃まではチャンバ内に原料ガスを流さず雰囲気ガスを水素のみとする。５４０℃から微量のアルシンガスとフォスフィンガスを流し，成長温度に達するまでデバイスを保存する。成長温度に達したところでＩｎＧａＡｓＰの成長を開始する。
【００６４】
活性層３０７に対してＩｎＰを成長させクラッド層３１１を形成する（図１６）。
【００６５】
クラッド層３１１の表面に島状にエッチングするためのマスク３１３を形成する。レーザ形成領域ＬＲにおいてマスク３１３に覆われていない範囲のクラッド層３１１および活性層３０７，ならびに，変調器形成領域ＭＲの各層を順次エッチングして除去し，基板３０１の表面を露出させる。なお，基板３０１に形成されているグレーティング３０３のうち，マスク３１３に覆われていない範囲はエッチングによって除去される（図１７）。
【００６６】
マスク３１３に覆われていない範囲について，有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させ，吸収層３１５を形成する。さらに，吸収層３１５の上にＩｎＰを成長させクラッド層３１７を形成する（図１８）。
【００６７】
マスク３１３を除去した後，レーザ形成領域ＬＲのクラッド層３１７の上に，選択成長用マスク対３１８を形成する。選択成長用マスク対３１８を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００６８】
選択成長用マスク対３１８を用いてクラッド層３１１およびクラッド層３１７の上にｐ−ＩｎＰを選択成長させ，これらクラッド層３１１，３１７を含むクラッド層３１９を形成する。さらに，クラッド層３１９の上に，ｐ−ＩｎＧａＡｓを選択成長させ，コンタクト層３２１を形成する（図１９）。このとき，選択成長用マスク対３１８を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてｐ−ＩｎＰおよびｐ−ＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する。したがって，選択成長領域ＳＲにおけるクラッド層３１９およびコンタクト層３２１はそれぞれ，他の領域（特に変調器形成領域ＭＲ）におけるクラッド層３１９およびコンタクト層３２１に比べて厚くなる。
【００６９】
選択成長用マスク対３１８を除去した後，コンタクト層３２１の表面にリッジ部形成用マスク３２３−ａとサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク３２３−ａは，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。
【００７０】
リッジ部形成用マスク３２３−ａとサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層３２１，クラッド層３１９を順次エッチングして除去し，活性層３０７と吸収層３１５の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部３３５が形成される（図２０）。
【００７１】
リッジ部３３５の形状について説明する。上述の通り，クラッド層３１９およびコンタクト層３２１はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲよりもレーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおいて厚く形成されている。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部３３５の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００７２】
ここで，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部３３５を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク３２３−ａは，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部３３５を形成する際のエッチング工程において，クラッド層３１９の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層３１９の側壁）は，活性層３０７および吸収層３１５の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層３１９の厚さをｄとすると，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣは，
【００７３】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（３−１）
【００７４】
から求めることができる。式（３−１）から明らかなように，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣは，クラッド層３１９の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層３１９の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００７５】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（３−２）
【００７６】
が成り立つ。リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（３−１），（３−２）から，
【００７７】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（３−３）
【００７８】
の関係が得られる。ところで，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面は，活性層３０７と吸収層３１５に接している。したがって，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９と吸収層３１５との接触面の幅は，クラッド層３１９と活性層３０７との接触面の幅に比べて広くなる。
【００７９】
次に，リッジ部形成用マスク３２３−ａおよびサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃを除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）３３７を形成する。そして，リッジ部３３５の両脇の溝にポリイミド３３９を埋め込む（図２１）。
【００８０】
リッジ部３３５の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板３０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極３４１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極３４３が形成され，基板３０１の裏面にｎ側電極３４５が形成される。なお，レーザｐ側電極３４１と変調器ｐ側電極３４３との間のコンタクト層３２１は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００８１】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜（図示せず）をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図２２）。
【００８２】
以上のように構成された第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００８３】
レーザｐ側電極３４１とｎ側電極３４５に対して順方向の電圧を印加し，活性層３０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００８４】
一方，変調器ｐ側電極３４３とｎ側電極３４５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００８５】
以上説明したように，第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９と吸収層３１５との接触面の幅が，クラッド層３１９と活性層３０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【００８６】
また，第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲは個別に形成され，両者が直接結合される。したがって，デバイス設計の自由度が増すことになる。
【００８７】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図２３〜図２７を用いて説明する。
【００８８】
基板（ＩｎＰ）４０１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング４０３を形成した後，基板４０１のレーザ形成領域ＬＲに対して選択成長用マスク対４０５を形成する。選択成長用マスク対４０５を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００８９】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）４０７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層４０９が形成される。このとき，選択成長用マスク対４０５を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する（図２３）。そして，選択成長領域ＳＲに形成された活性層４０７のバンドギャップは，吸収層４０９のバンドギャップに比べて広くなる。また，活性層４０７において生じるレーザ光の波長は，選択成長用マスク対４０５を用いない場合に比べて長波長側にシフトすることになる。
【００９０】
活性層４０７と吸収層４０９に対してＩｎＰを成長させクラッド層４１１を形成する。さらに，クラッド層４１１の表面にコンタクト層４１９を形成する。このときも活性層４０７と同様に選択成長領域ＳＲでは，クラッド層４１１およびコンタクト層４１９が他の領域と比べて厚く形成される（図２４）。
【００９１】
選択成長用マスク対４０５を除去した後，コンタクト層４１９の表面にリッジ部形成用マスク４２１を形成する。リッジ部形成用マスク４２１は，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。また，リッジ部形成用マスク４２１は，光軸方向と直角を成す方向に延びるスラブ導波路形成領域４２１−ａを備えている。このスラブ導波路形成領域４２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲの間に位置する。
【００９２】
リッジ部形成用マスク４２１に覆われていない範囲のコンタクト層４１９，クラッド層４１１を順次エッチングして除去し，活性層４０７と吸収層４０９の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部４２３が形成される。
さらに，リッジ部４２３と直交するスラブ導波路（結合部）４２４がレーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲの間に形成される（図２５）。
【００９３】
スラブ導波路４２４は，リッジ部４２３の光軸方向に対して直交する方向であって，基板４０１の平面と平行な方向（図２５に示したＹ軸方向）に光を閉じ込めるための層を有していない。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３によって伝搬されたレーザ光が変調器形成領域ＭＲに入る際，スラブ導波路４２４において，そのレーザ光の密度分布が低下する。
【００９４】
リッジ部４２３の形状について説明する。上述の通り，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおける活性層４０７，クラッド層４１１，コンタクト層４１９はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲにおける吸収層４０９，クラッド層４１１，コンタクト層４１９に対して厚く形成されている。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００９５】
ここで，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部４２３を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク４２１は，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部４２３を形成する際のエッチング工程において，クラッド層４１１の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層４１１の側壁）は，活性層４０７および吸収層４０９の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層４１１の厚さをｄとすると，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣは，
【００９６】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（４−１）
【００９７】
から求めることができる。式（４−１）から明らかなように，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣは，クラッド層４１１の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層４１１の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００９８】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（４−２）
【００９９】
が成り立つ。リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（４−１），（４−２）から，
【０１００】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（４−３）
【０１０１】
の関係が得られる。ところで，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面は，活性層４０７と吸収層４０９に接している。したがって，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１と吸収層４０９との接触面の幅は，クラッド層４１１と活性層４０７との接触面の幅に比べて広くなる。
【０１０２】
次に，リッジ部形成用マスク４２１を除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）４２５を形成する。そして，リッジ部４２３およびスラブ導波路４２４の両脇の溝にポリイミド４２７を埋め込む（図２６）。
【０１０３】
リッジ部４２３の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板４０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極４３１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極４３３が形成され，基板４０１の裏面にｎ側電極４３５が形成される。なお，レーザｐ側電極４３１と変調器ｐ側電極４３３との間のコンタクト層４１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【０１０４】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜４３７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図２７）。
【０１０５】
以上のように構成された第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【０１０６】
レーザｐ側電極４３１とｎ側電極４３５に対して順方向の電圧を印加し，活性層４０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【０１０７】
一方，変調器ｐ側電極４３３とｎ側電極４３５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【０１０８】
以上説明したように，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１と吸収層４０９との接触面の幅が，クラッド層４１１と活性層４０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【０１０９】
さらに，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，選択成長法による結晶成長を一回実施するだけでクラッド層４１１の厚さを制御することが可能となる。つまり，変調器形成領域ＭＲにおける素子破壊を防止するための特別な製造プロセスが追加されることはない。したがって，製品歩留まりの向上に繋がる。
【０１１０】
また，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザは，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲとの結合部にスラブ導波路４２４を備えている。レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３によって伝搬されたレーザ光が変調器形成領域ＭＲに入る際，スラブ導波路４２４において，そのレーザ光の密度分布が低下する。したがって，変調器形成領域ＭＲにおける変調器は，素子破壊を起こすことなく，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザが発したより高出力のレーザ光を吸収することが可能となる。
【０１１１】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる実施の形態に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１２】
例えば，ＩｎＰ系の材料から成る基板および層によって構成された変調器付き半導体レーザを用いて本発明の実施の形態を説明したが，他の材料から構成された半導体レーザに対して本発明を適用することは可能である。
【０１１３】
また，本発明の適用範囲は半導体レーザに限定されない。多機能素子を集積した半導体装置であって，メサ幅を制御する必要がある半導体装置に対しても適用可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，光導波路を有する第１領域と，この第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置において，第２領域の受光層の光に対する耐性が向上する。また，かかる特徴を有する半導体装置を複雑なプロセスを追加することなく効率よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その６）である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その７）である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その８）である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その６）である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その７）である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その８）である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その９）である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図２８】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２９】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図３０】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図３１】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【符号の説明】
１０１：基板
１０３：グレーティング
１０５：選択成長用マスク対
１０７：活性層
１０９：吸収層
１１１：クラッド層
１１９：コンタクト層
１２１−ａ：リッジ部形成用マスク
１２１−ｂ，１２１−ｃ：サイドマスク
１２３：リッジ部
１２５：絶縁膜
１２７：ポリイミド
１３１：レーザｐ側電極
１３３：変調器ｐ側電極
１３５：ｎ側電極
１３７：低反射膜
４２４：スラブ導波路
ＬＲ：レーザ形成領域
ＭＲ：変調器形成領域
ＳＲ：選択成長領域
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下記文献には，従来の電界吸収型変調器付き半導体レーザに関する技術が開示されている。
【０００３】
文献：山崎裕幸，山口昌幸，阪田康隆，井元康雅，小松啓郎 ”ＤＦＢ−ＬＤ／変調器集積化光源における低電圧・高出力化の検討” 信学技報LQE95-18(1995-06)
【０００４】
この文献に記載されている半導体レーザは，端面反射率を低減させるために窓領域を有することを特徴としている。図２８〜図３１を用いて，従来の半導体レーザの製造工程を説明する。
【０００５】
基板（ＩｎＰ）１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング３を形成した後，基板１に対してマスク対５を形成する。マスク対５を構成する各マスクのマスク幅は，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲにおいて異なる。レーザ形成領域ＬＲにおけるマスク幅は，変調器形成領域ＭＲにおけるマスク幅に比べて広く，例えば，狭い方のマスク幅は５μｍ，広い方のマスク幅は５０μｍに調整されている。また，マスク対５を構成する各マスクの間隔は１〜３μｍに調整されている。
【０００６】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層９が形成される。これら活性層７と吸収層９に対してＩｎＰを成長させ，クラッド層１１を形成する（図２８）。
【０００７】
マスク対５を除去し，マスク（ＳｉＯ２）１３を形成する。このマスク１３を用いてクラッド層１１と吸収層９の一部をエッチングし，窓領域ＷＲを形成する（図２９）。
【０００８】
マスク対１５を形成し，クラッド層１１の上に更にＩｎＰを成長させ，このクラッド層１１を含むクラッド層１７を形成する。クラッド層１７の上にコンタクト層１９を形成する（図３０）。
【０００９】
マスク対１５を除去した後，コンタクト層１９の表面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極２１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極２３が形成され，基板１の裏面にｎ側電極２５が形成される。なお，レーザｐ側電極２１と変調器ｐ側電極２３との間のコンタクト層１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれる。
【００１０】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜２７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍ，窓領域ＷＲの光軸方向の長さは１０〜５０μｍである（図３１）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ発振しているとき変調器に対して変調電圧が印加されると，変調器はレーザ光を吸収するように動作する。この際，光の吸収量がある値を超えると変調器とレーザとの界面において素子破壊が起こる。従来の変調器付き半導体レーザは，この素子破壊現象を防止するための有効な構成を備えていない。このため，従来の変調器付き半導体レーザによれば，例えばレーザ出力を僅かながらも高めた場合，変調器の光吸収量が限界値を超えてしまい，結果として素子破壊が生じるおそれがあった。
【００１２】
本発明は，上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，その目的は，光導波路を有する第１領域と，この第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置であって，受光層の光に対する強度向上が図られた半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置が提供される。この半導体装置は，前記光導波路層および前記受光層を形成する工程と，前記光導波路層と前記受光層の上に，光軸方向に延びる形状の光閉じ込め層を形成する工程と，前記第１領域の中から選択された選択領域における前記光閉じ込め層が，他の領域における前記光閉じ込め層よりも厚くなるように，前記光導波路層および前記受光層の上に前記光閉じ込め層を成長させる工程と，前記光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程と，を含む製造方法により製造され、前記光閉じ込め層と前記受光層との接触面の幅が，前記光閉じ込め層と前記光導波路層との接触面の幅よりも広いことを特徴としている。かかる構成によれば，光導波路層によって伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば，請求項２，３に記載のように，第１領域と第２領域の間に，光導波路によって伝搬された光の密度を低下させる結合部を備えたことを特徴とする半導体装置が提供される。そして，請求項４に記載のように，結合部は，光導波路層と受光層の光軸方向以外に，光導波路層によって伝搬された光を伝搬する方向を有することが好ましい。かかる構成によれば，光導波路層によって伝搬される光の強度が高い場合であっても，光を受光する際に受光層が受けるダメージを緩和することが可能となる。
【００１５】
本発明の第３の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置の製造方法が提供される。そして，この製造方法は，請求項６に記載のように，光導波路層および受光層を形成する工程と，第１領域の中から選択された選択領域における光閉じ込め層が，他の領域における光閉じ込め層よりも厚くなるように，光導波路層および受光層の上に光閉じ込め層を成長させる工程と，光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程とを含むことを特徴としている。かかる製造方法によれば，逆メサリッジ形状にエッチングされた光閉じ込め層と光導波路層および受光層との接触面において，次の関係が成り立つことになる。すなわち，光閉じ込め層と受光層との接触面の幅が，光閉じ込め層と光導波路層との接触面の幅よりも広くなる。したがって，この製造方法によって製造された半導体装置によれば，光導波路層から伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１６】
請求項７に記載のように，選択領域は，第１領域に形成されたマスク対の間の領域であることが好ましい。そして，光閉じ込め層を，マスク対の間の領域において，その他の領域に対して選択的に成長させる。この方法によれば，選択領域における光閉じ込め層は，他の領域における光閉じ込め層に比べて厚く形成されることになる。
【００１７】
本発明の第４の観点によれば，光導波路層を有する第１領域と，第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置の製造方法が提供される。そして，この製造方法は，請求項８に記載のように，光導波路層および受光層を形成する工程と，光導波路層および受光層の上に光閉じ込め層を形成する工程と，光閉じ込め層を，第１領域から第２領域に延びるマスクであって，第２領域におけるマスク幅が第１領域におけるマスク幅よりも広いマスクを用いてエッチングする工程とを含むことを特徴としている。かかる方法によれば，エッチングされた光閉じ込め層と受光層との接触面の幅が，光閉じ込め層と光導波路層との接触面の幅よりも広くなる。したがって，この製造方法によって製造された半導体装置によれば，光導波路層から伝搬された光を受光層が受ける際に光導波路層と受光層との接合界面において発生するおそれのある素子破壊を防止することが可能となる。
【００１８】
本発明は，例えば，半導体装置としての変調器付き半導体レーザに適用可能である。この場合，請求項５，請求項９に記載のように，第１領域はレーザ装置が形成される領域であり，第２領域はレーザ装置が出力するレーザ光を変調する変調器が形成される領域であり，光導波路層は活性層であり，受光層は吸収層であり，光閉じ込め層はクラッド層である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる半導体装置およびその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明および添付された図面において，略同一の機能および構成を有する構成要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
基板（ＩｎＰ）１０１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング１０３を形成した後，基板１０１のレーザ形成領域ＬＲに対して選択成長用マスク対１０５を形成する。選択成長用マスク対１０５を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００２２】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）１０７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層１０９が形成される。このとき，選択成長用マスク対１０５を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する（図１）。そして，選択成長領域ＳＲに形成された活性層１０７のバンドギャップは，吸収層１０９のバンドギャップに比べて広くなる。また，活性層１０７において生じるレーザ光の波長は，選択成長用マスク対１０５を用いない場合に比べて長波長側にシフトすることになる。
【００２３】
活性層１０７と吸収層１０９に対してＩｎＰを成長させクラッド層１１１を形成する。さらに，クラッド層１１１の表面にコンタクト層１１９を形成する。このときも活性層１０７と同様に，選択成長領域ＳＲでは，クラッド層１１１およびコンタクト層１１９が他の領域と比べて厚く形成される（図２）。
【００２４】
選択成長用マスク対１０５を除去した後，コンタクト層１１９の表面にリッジ部形成用マスク１２１−ａとサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク１２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。
【００２５】
リッジ部形成用マスク１２１−ａとサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層１１９とクラッド層１１１を順次エッチングして除去し，活性層１０７と吸収層１０９の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部１２３が形成される（図３）。
【００２６】
リッジ部１２３の形状について，図３を用いて説明する。上述の通り，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおける活性層１０７，クラッド層１１１，コンタクト層１１９はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲにおける吸収層１０９，クラッド層１１１，コンタクト層１１９に対して厚く形成されている。したがって，Ａ−Ａ’断面に示すように，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部１２３の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００２７】
ここで，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部１２３を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク１２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部１２３を形成する際のエッチング工程において，クラッド層１１１の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層１１１の側壁）は，活性層１０７および吸収層１０９の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層１１１の厚さをｄとすると，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣは，
【００２８】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（１−１）
【００２９】
から求めることができる。式（１−１）から明らかなように，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面の幅ＷＣは，クラッド層１１１の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層１１１の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００３０】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（１−２）
【００３１】
が成り立つ。リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（１−１），（１−２）から，
【００３２】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（１−３）
【００３３】
の関係が得られる。ところで，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１の底面は，活性層１０７と吸収層１０９に接している。したがって，図３の矢視Ｂ，矢視Ｃに示したように，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１と吸収層１０９との接触面の幅ＷＭは，クラッド層１１１と活性層１０７との接触面の幅ＷＬに比べて広くなる。
【００３４】
次に，リッジ部形成用マスク１２１−ａおよびサイドマスク１２１−ｂ，１２１−ｃを除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）１２５を形成する。そして，リッジ部１２３の両脇の溝にポリイミド１２７を埋め込む（図４）。
【００３５】
リッジ部１２３の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板１０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極１３１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極１３３が形成され，基板１０１の裏面にｎ側電極１３５が形成される。なお，レーザｐ側電極１３１と変調器ｐ側電極１３３との間のコンタクト層１１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００３６】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜１３７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図５）。
【００３７】
以上のように構成された第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００３８】
レーザｐ側電極１３１とｎ側電極１３５に対して順方向の電圧を印加し，活性層１０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００３９】
一方，変調器ｐ側電極１３３とｎ側電極１３５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００４０】
以上説明したように，第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部１２３におけるクラッド層１１１と吸収層１０９との接触面の幅が，クラッド層１１１と活性層１０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，消光特性，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【００４１】
さらに，第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，選択成長法による結晶成長を一回実施するだけでクラッド層１１１の厚さを制御することが可能となる。つまり，変調器形成領域ＭＲにおける素子破壊を防止するための特別な製造プロセスが追加されることはない。したがって，製品歩留まりの向上に繋がる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図６〜図１３を用いて説明する。
【００４３】
基板（ＩｎＰ）２０１の変調器形成領域ＭＲにマスク２０２を形成する。マスク２０２の長さ（光軸方向）は５０〜２５０μｍとする（図６）。
【００４４】
マスク２０２に覆われていない基板２０１の表面にグレーティング２０３を形成する（図７）。グレーティング２０３は，干渉露光法によって露光されたレジスト膜をマスクとして基板２０１の表面をエッチングすることによって形成される。なお，電子ビーム描画法を用いてグレーティング２０３を形成する場合には，マスク２０２は不要となる。グレーティング２０３が形成された領域がレーザ形成領域ＬＲとなる。
【００４５】
マスク２０２を除去した後，基板２０１の表面に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）２０７が形成される。このとき，ＩｎＧａＡｓＰがグレーティング２０３に対して直接成長するため，グレーティング２０３の形状が崩れないようにデバイスの保存に注意する必要がある。例えば，成長温度まで昇温させている間，約５４０℃まではチャンバ内に原料ガスを流さず雰囲気ガスを水素のみとする。５４０℃から微量のアルシンガスとフォスフィンガスを流し，成長温度に達するまでデバイスを保存する。成長温度に達したところでＩｎＧａＡｓＰの成長を開始する。
【００４６】
活性層２０７に対してＩｎＰを成長させクラッド層２１１を形成する（図８）。
【００４７】
クラッド層２１１の表面に島状にエッチングするためのマスク２１３を形成する。レーザ形成領域ＬＲにおいてマスク２１３に覆われていない範囲のクラッド層２１１および活性層２０７，ならびに，変調器形成領域ＭＲの各層を順次エッチングして除去し，基板２０１の表面を露出させる。なお，基板２０１に形成されているグレーティング２０３のうち，マスク２１３に覆われていない範囲はエッチングによって除去される（図９）。
【００４８】
マスク２１３に覆われていない範囲について，有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させ，吸収層２１５を形成する。さらに，吸収層２１５の上にＩｎＰを成長させクラッド層２１７を形成する（図１０）。
【００４９】
マスク２１３を除去し，クラッド層２１１およびクラッド層２１７の上にＰ−ＩｎＰを成長させ，これらクラッド層２１１，クラッド層２１７を含むクラッド層２１９を形成する。クラッド層２１９の上にＰ−ＩｎＧａＡｓを成長させ，コンタクト層２２１を形成する。
【００５０】
コンタクト層２２１の表面にリッジ部形成用マスク２２３−ａとサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク２２３−ａの幅は，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲにおいて異なる。変調器形成領域ＭＲにおけるマスク幅は，レーザ形成領域ＬＲにおけるマスク幅に比べて広く，例えば，狭い方のマスク幅は３〜５μｍ，広い方のマスク幅は４〜８μｍに調整されている。
【００５１】
リッジ部形成用マスク２２３−ａとサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層２２１，クラッド層２１９を順次エッチングして除去し，活性層２０７と吸収層２１５の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部２３５が形成される（図１１）。
【００５２】
リッジ部形成用マスク２２３−ａおよびサイドマスク２２３−ｂ，２２３−ｃを除去した後，絶縁膜（ＳｉＯ２）２３７を形成する。そして，リッジ部２３５の両脇の溝にポリイミド２３９を埋め込む（図１２）。
【００５３】
リッジ部２３５の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板２０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極２４１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極２４３が形成され，基板２０１の裏面にｎ側電極２４５が形成される。なお，レーザｐ側電極２４１と変調器ｐ側電極２４３との間のコンタクト層２２１は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００５４】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜（図示せず）をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図１３）。
【００５５】
以上のように構成された第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００５６】
レーザｐ側電極２４１とｎ側電極２４５に対して順方向の電圧を印加し，活性層２０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００５７】
一方，変調器ｐ側電極２４３とｎ側電極２４５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００５８】
以上説明したように，第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，リッジ部２３５を形成する際に２段幅を有するリッジ部形成用マスク２２３−ａが用いられる。このため，リッジ部２３５におけるクラッド層２１９と吸収層２１５との接触面の幅は，クラッド層２１９と活性層２０７との接触面の幅に比べて広くなる。したがって，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。
【００５９】
また，第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲは個別に形成され，両者が直接結合される。したがって，デバイス設計の自由度が増すことになる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図１４〜図２２を用いて説明する。
【００６１】
基板（ＩｎＰ）３０１の変調器形成領域ＭＲにマスク３０２を形成する。マスク３０２の長さ（光軸方向）は５０〜２５０μｍとする（図１４）。
【００６２】
マスク３０２に覆われていない基板３０１の表面にグレーティング３０３を形成する（図１５）。グレーティング３０３は，干渉露光法によって露光されたレジスト膜をマスクとして基板３０１の表面をエッチングすることによって形成される。なお，電子ビーム描画法を用いてグレーティング３０３を形成する場合には，マスク３０２は不要となる。グレーティング３０３が形成された領域がレーザ形成領域ＬＲとなる。
【００６３】
マスク３０２を除去した後，基板３０１の表面に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）３０７が形成される。このとき，ＩｎＧａＡｓＰがグレーティング３０３に対して直接成長するため，グレーティング３０３の形状が崩れないようにデバイスの保存に注意する必要がある。例えば，成長温度まで昇温させている間，約５４０℃まではチャンバ内に原料ガスを流さず雰囲気ガスを水素のみとする。５４０℃から微量のアルシンガスとフォスフィンガスを流し，成長温度に達するまでデバイスを保存する。成長温度に達したところでＩｎＧａＡｓＰの成長を開始する。
【００６４】
活性層３０７に対してＩｎＰを成長させクラッド層３１１を形成する（図１６）。
【００６５】
クラッド層３１１の表面に島状にエッチングするためのマスク３１３を形成する。レーザ形成領域ＬＲにおいてマスク３１３に覆われていない範囲のクラッド層３１１および活性層３０７，ならびに，変調器形成領域ＭＲの各層を順次エッチングして除去し，基板３０１の表面を露出させる。なお，基板３０１に形成されているグレーティング３０３のうち，マスク３１３に覆われていない範囲はエッチングによって除去される（図１７）。
【００６６】
マスク３１３に覆われていない範囲について，有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを成長させ，吸収層３１５を形成する。さらに，吸収層３１５の上にＩｎＰを成長させクラッド層３１７を形成する（図１８）。
【００６７】
マスク３１３を除去した後，レーザ形成領域ＬＲのクラッド層３１７の上に，選択成長用マスク対３１８を形成する。選択成長用マスク対３１８を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００６８】
選択成長用マスク対３１８を用いてクラッド層３１１およびクラッド層３１７の上にｐ−ＩｎＰを選択成長させ，これらクラッド層３１１，３１７を含むクラッド層３１９を形成する。さらに，クラッド層３１９の上に，ｐ−ＩｎＧａＡｓを選択成長させ，コンタクト層３２１を形成する（図１９）。このとき，選択成長用マスク対３１８を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてｐ−ＩｎＰおよびｐ−ＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する。したがって，選択成長領域ＳＲにおけるクラッド層３１９およびコンタクト層３２１はそれぞれ，他の領域（特に変調器形成領域ＭＲ）におけるクラッド層３１９およびコンタクト層３２１に比べて厚くなる。
【００６９】
選択成長用マスク対３１８を除去した後，コンタクト層３２１の表面にリッジ部形成用マスク３２３−ａとサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃを形成する。リッジ部形成用マスク３２３−ａは，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。
【００７０】
リッジ部形成用マスク３２３−ａとサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃに覆われていない範囲のコンタクト層３２１，クラッド層３１９を順次エッチングして除去し，活性層３０７と吸収層３１５の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部３３５が形成される（図２０）。
【００７１】
リッジ部３３５の形状について説明する。上述の通り，クラッド層３１９およびコンタクト層３２１はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲよりもレーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおいて厚く形成されている。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部３３５の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００７２】
ここで，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部３３５を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク３２３−ａは，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部３３５を形成する際のエッチング工程において，クラッド層３１９の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層３１９の側壁）は，活性層３０７および吸収層３１５の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層３１９の厚さをｄとすると，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣは，
【００７３】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（３−１）
【００７４】
から求めることができる。式（３−１）から明らかなように，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面の幅ＷＣは，クラッド層３１９の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層３１９の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００７５】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（３−２）
【００７６】
が成り立つ。リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（３−１），（３−２）から，
【００７７】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（３−３）
【００７８】
の関係が得られる。ところで，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９の底面は，活性層３０７と吸収層３１５に接している。したがって，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９と吸収層３１５との接触面の幅は，クラッド層３１９と活性層３０７との接触面の幅に比べて広くなる。
【００７９】
次に，リッジ部形成用マスク３２３−ａおよびサイドマスク３２３−ｂ，３２３−ｃを除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）３３７を形成する。そして，リッジ部３３５の両脇の溝にポリイミド３３９を埋め込む（図２１）。
【００８０】
リッジ部３３５の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板３０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極３４１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極３４３が形成され，基板３０１の裏面にｎ側電極３４５が形成される。なお，レーザｐ側電極３４１と変調器ｐ側電極３４３との間のコンタクト層３２１は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【００８１】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜（図示せず）をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図２２）。
【００８２】
以上のように構成された第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【００８３】
レーザｐ側電極３４１とｎ側電極３４５に対して順方向の電圧を印加し，活性層３０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【００８４】
一方，変調器ｐ側電極３４３とｎ側電極３４５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【００８５】
以上説明したように，第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部３３５におけるクラッド層３１９と吸収層３１５との接触面の幅が，クラッド層３１９と活性層３０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【００８６】
また，第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲは個別に形成され，両者が直接結合される。したがって，デバイス設計の自由度が増すことになる。
【００８７】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態にかかる半導体装置としての変調器付き半導体レーザの構成およびその製造方法を図２３〜図２７を用いて説明する。
【００８８】
基板（ＩｎＰ）４０１のレーザ形成領域ＬＲにグレーティング４０３を形成した後，基板４０１のレーザ形成領域ＬＲに対して選択成長用マスク対４０５を形成する。選択成長用マスク対４０５を構成する各マスクのマスク幅は５〜１００μｍ，各マスクの間隔は１〜４０μｍに設定される。
【００８９】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＩｎＧａＡｓＰを選択成長させる。この結果，レーザ形成領域ＬＲには活性層（多重量子井戸（ＭＱＷ）構造）４０７が形成され，変調器形成領域ＭＲには吸収層４０９が形成される。このとき，選択成長用マスク対４０５を構成する各マスクに挟まれた領域，すなわち選択成長領域ＳＲでは，他の領域と比べてＩｎＧａＡｓＰが厚く成長する（図２３）。そして，選択成長領域ＳＲに形成された活性層４０７のバンドギャップは，吸収層４０９のバンドギャップに比べて広くなる。また，活性層４０７において生じるレーザ光の波長は，選択成長用マスク対４０５を用いない場合に比べて長波長側にシフトすることになる。
【００９０】
活性層４０７と吸収層４０９に対してＩｎＰを成長させクラッド層４１１を形成する。さらに，クラッド層４１１の表面にコンタクト層４１９を形成する。このときも活性層４０７と同様に選択成長領域ＳＲでは，クラッド層４１１およびコンタクト層４１９が他の領域と比べて厚く形成される（図２４）。
【００９１】
選択成長用マスク対４０５を除去した後，コンタクト層４１９の表面にリッジ部形成用マスク４２１を形成する。リッジ部形成用マスク４２１は，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲから変調器形成領域ＭＲにかけて形成されており，その幅は３〜６μｍとされている。また，リッジ部形成用マスク４２１は，光軸方向と直角を成す方向に延びるスラブ導波路形成領域４２１−ａを備えている。このスラブ導波路形成領域４２１−ａは，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲの間に位置する。
【００９２】
リッジ部形成用マスク４２１に覆われていない範囲のコンタクト層４１９，クラッド層４１１を順次エッチングして除去し，活性層４０７と吸収層４０９の表面の一部を露出させる。この結果，逆メサ形状のリッジ部４２３が形成される。
さらに，リッジ部４２３と直交するスラブ導波路（結合部）４２４がレーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲの間に形成される（図２５）。
【００９３】
スラブ導波路４２４は，リッジ部４２３の光軸方向に対して直交する方向であって，基板４０１の平面と平行な方向（図２５に示したＹ軸方向）に光を閉じ込めるための層を有していない。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３によって伝搬されたレーザ光が変調器形成領域ＭＲに入る際，スラブ導波路４２４において，そのレーザ光の密度分布が低下する。
【００９４】
リッジ部４２３の形状について説明する。上述の通り，レーザ形成領域ＬＲ内の選択成長領域ＳＲにおける活性層４０７，クラッド層４１１，コンタクト層４１９はそれぞれ，変調器形成領域ＭＲにおける吸収層４０９，クラッド層４１１，コンタクト層４１９に対して厚く形成されている。したがって，レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３の高さは，変調器形成領域ＭＲよりも高くなる。
【００９５】
ここで，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣに注目する。リッジ部４２３を形成する際に用いられるリッジ部形成用マスク４２１は，レーザ形成領域ＬＲから変調器形成領域ＭＲにわたり，一定のマスク幅ＷＭを有している。リッジ部４２３を形成する際のエッチング工程において，クラッド層４１１の（１１１）面が現れるならば，その面（クラッド層４１１の側壁）は，活性層４０７および吸収層４０９の表面に対して５４°の角度を有することになる。したがって，クラッド層４１１の厚さをｄとすると，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣは，
【００９６】
ＷＣ＝ＷＭ−２ｄ／ｔａｎ５４°・・・（４−１）
【００９７】
から求めることができる。式（４−１）から明らかなように，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面の幅ＷＣは，クラッド層４１１の高さｄに応じて異なる値をとる。上述の通り，クラッド層４１１の高さｄは，レーザ形成領域ＬＲと変調形成領域ＭＲで異なる。それぞれの高さをｄＬ，ｄＭで表すと，
【００９８】
ｄＬ＞ｄＭ・・・（４−２）
【００９９】
が成り立つ。リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面のレーザ形成領域ＬＲでの幅をＷＣＬで表し，変調器形成領域ＭＲでの幅をＷＣＭで表すと，式（４−１），（４−２）から，
【０１００】
ＷＣＬ＜ＷＣＭ・・・（４−３）
【０１０１】
の関係が得られる。ところで，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１の底面は，活性層４０７と吸収層４０９に接している。したがって，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１と吸収層４０９との接触面の幅は，クラッド層４１１と活性層４０７との接触面の幅に比べて広くなる。
【０１０２】
次に，リッジ部形成用マスク４２１を除去し，絶縁膜（ＳｉＯ２）４２５を形成する。そして，リッジ部４２３およびスラブ導波路４２４の両脇の溝にポリイミド４２７を埋め込む（図２６）。
【０１０３】
リッジ部４２３の上面に所定のパターンで金属材料を蒸着する。また，基板４０１の裏面にも金属材料を蒸着する。蒸着後，アニール処理を施し，蒸着された金属を合金化する。これによって，レーザ形成領域ＬＲにレーザｐ側電極４３１が形成され，変調器形成領域ＭＲに変調器ｐ側電極４３３が形成され，基板４０１の裏面にｎ側電極４３５が形成される。なお，レーザｐ側電極４３１と変調器ｐ側電極４３３との間のコンタクト層４１９は，金属材料を蒸着する前に取り除かれ，電極分離領域（点線部，光軸方向の長さ：２０〜１００μｍ）が確保される。
【０１０４】
端部を劈開しチップ化した後，変調器形成領域ＭＲの端面に低反射膜４３７をコーティングする。チップ化された変調器付き半導体レーザにおいて，レーザ形成領域ＬＲの光軸方向の長さは３００〜７００μｍ，変調器形成領域ＭＲの光軸方向の長さは５０〜２５０μｍである（図２７）。
【０１０５】
以上のように構成された第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの動作について説明する。
【０１０６】
レーザｐ側電極４３１とｎ側電極４３５に対して順方向の電圧を印加し，活性層４０７に順方向電流を注入する。この順方向電流によってレーザ発振が起こる。一般的に，順方向電流が５０〜１００ｍＡの場合，２〜５ｍＷのレーザ出力が得られる。
【０１０７】
一方，変調器ｐ側電極４３３とｎ側電極４３５に対して逆方向の電圧（０．５〜−４Ｖ）を印加することによって，レーザ光から変調信号（信号光）が生成される。具体的には，変調電圧（逆方向電圧）が０．５〜−０．５Ｖの範囲では，この変調器付き半導体レーザから光出力が得られ，変調電圧が−２．５〜−４Ｖの範囲では，光出力が遮断される。このようにして，光出力の強度変調が行われ，信号光が生成される。
【０１０８】
以上説明したように，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザによれば，リッジ部４２３におけるクラッド層４１１と吸収層４０９との接触面の幅が，クラッド層４１１と活性層４０７との接触面の幅に比べて広くなるため，変調器形成領域ＭＲにおけるレーザ光の吸収効率が向上するとともに，放熱効率の向上も実現する。したがって，素子破壊を防止しつつ，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザ光の出力アップが可能となる。
【０１０９】
さらに，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造方法によれば，選択成長法による結晶成長を一回実施するだけでクラッド層４１１の厚さを制御することが可能となる。つまり，変調器形成領域ＭＲにおける素子破壊を防止するための特別な製造プロセスが追加されることはない。したがって，製品歩留まりの向上に繋がる。
【０１１０】
また，第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザは，レーザ形成領域ＬＲと変調器形成領域ＭＲとの結合部にスラブ導波路４２４を備えている。レーザ形成領域ＬＲにおけるリッジ部４２３によって伝搬されたレーザ光が変調器形成領域ＭＲに入る際，スラブ導波路４２４において，そのレーザ光の密度分布が低下する。したがって，変調器形成領域ＭＲにおける変調器は，素子破壊を起こすことなく，レーザ形成領域ＬＲにおけるレーザが発したより高出力のレーザ光を吸収することが可能となる。
【０１１１】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる実施の形態に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１２】
例えば，ＩｎＰ系の材料から成る基板および層によって構成された変調器付き半導体レーザを用いて本発明の実施の形態を説明したが，他の材料から構成された半導体レーザに対して本発明を適用することは可能である。
【０１１３】
また，本発明の適用範囲は半導体レーザに限定されない。多機能素子を集積した半導体装置であって，メサ幅を制御する必要がある半導体装置に対しても適用可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，光導波路を有する第１領域と，この第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域とを備える半導体装置において，第２領域の受光層の光に対する耐性が向上する。また，かかる特徴を有する半導体装置を複雑なプロセスを追加することなく効率よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その６）である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その７）である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その８）である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その６）である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その７）である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その８）である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その９）である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態にかかる変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その５）である。
【図２８】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その１）である。
【図２９】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その２）である。
【図３０】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その３）である。
【図３１】従来の変調器付き半導体レーザの製造工程を示す斜視図（その４）である。
【符号の説明】
１０１：基板
１０３：グレーティング
１０５：選択成長用マスク対
１０７：活性層
１０９：吸収層
１１１：クラッド層
１１９：コンタクト層
１２１−ａ：リッジ部形成用マスク
１２１−ｂ，１２１−ｃ：サイドマスク
１２３：リッジ部
１２５：絶縁膜
１２７：ポリイミド
１３１：レーザｐ側電極
１３３：変調器ｐ側電極
１３５：ｎ側電極
１３７：低反射膜
４２４：スラブ導波路
ＬＲ：レーザ形成領域
ＭＲ：変調器形成領域
ＳＲ：選択成長領域
Claims (7)
- 光導波路層を有する第１領域と，前記第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域と，を備える半導体装置であって，
前記光導波路層および前記受光層を形成する工程と，
前記光導波路層と前記受光層の上に，光軸方向に延びる形状の光閉じ込め層を形成する工程と，
前記第１領域の中から選択された選択領域における前記光閉じ込め層が，他の領域における前記光閉じ込め層よりも厚くなるように，前記光導波路層および前記受光層の上に前記光閉じ込め層を成長させる工程と，
前記光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程と，
を含む製造方法により製造され、
前記光閉じ込め層と前記受光層との接触面の幅が，前記光閉じ込め層と前記光導波路層との接触面の幅よりも広いことを特徴とする，半導体装置。 - 前記第１領域と前記第２領域の間に，前記光導波路によって伝搬された光の密度を低下させる結合部を備えたことを特徴とする，請求項１に記載の半導体装置。
- 前記結合部は，前記光導波路層と前記受光層の光軸方向以外に，前記光導波路層によって伝搬された光を伝搬する方向を有することを特徴とする，請求項２に記載の半導体装置。
- 前記第１領域は，レーザ装置が形成される領域であり，
前記第２領域は，前記レーザ装置が出力するレーザ光を変調する変調器が形成される領域であり，
前記光導波路層は，活性層であり，
前記受光層は，吸収層であり，
前記光閉じ込め層は，クラッド層である，
ことを特徴とする，請求項１，２または３に記載の半導体装置。 - 光導波路層を有する第１領域と，前記第１領域から光を受ける受光層を有する第２領域と，を備える半導体装置の製造方法であって，
前記光導波路層および前記受光層を形成する工程と，
前記光導波路層と前記受光層の上に，光軸方向に延びる形状の光閉じ込め層を形成する工程と，
前記第１領域の中から選択された選択領域における前記光閉じ込め層が，他の領域における前記光閉じ込め層よりも厚くなるように，前記光導波路層および前記受光層の上に前記光閉じ込め層を成長させる工程と，
前記光閉じ込め層を，光軸方向に延びるリッジ形状であって，深さ方向に幅が狭まる逆メサ形状を有するようにエッチングする工程と，
を含み、前記光閉じ込め層と前記受光層との接触面の幅が，前記光閉じ込め層と前記光導波路層との接触面の幅よりも広い半導体装置を製造することを特徴とする，半導体装置の製造方法。 - 前記選択領域は，前記第１領域に形成されたマスク対の間の領域であり，
前記光閉じ込め層は，前記マスク対の間の領域において，その他の領域に対して選択的に成長することを特徴とする，請求項５に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第１領域は，レーザ装置が形成される領域であり，
前記第２領域は，前記レーザ装置が出力するレーザ光を変調する変調器が形成される領域であり，
前記光導波路層は，活性層であり，
前記受光層は，吸収層であり，
前記光閉じ込め層は，クラッド層である，
ことを特徴とする，請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244415A JP4618854B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US09/867,675 US6678302B2 (en) | 2000-08-11 | 2001-05-31 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244415A JP4618854B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002057400A JP2002057400A (ja) | 2002-02-22 |
| JP4618854B2 true JP4618854B2 (ja) | 2011-01-26 |
Family
ID=18735106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000244415A Expired - Lifetime JP4618854B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6678302B2 (ja) |
| JP (1) | JP4618854B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1282208A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Semiconductor laser structure and method of manufacturing same |
| EP1696527A3 (en) | 2005-02-24 | 2007-11-28 | JDS Uniphase Inc. | Low loss grating for high efficiency wavelength stabilized high power lasers |
| JP2007157888A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発振波長温度無依存半導体レーザ |
| JP5553075B2 (ja) * | 2006-08-10 | 2014-07-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子 |
| JP4842983B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2011-12-21 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光集積素子及びその作製方法 |
| JP4971235B2 (ja) * | 2008-04-08 | 2012-07-11 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光集積素子 |
| JP5374106B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-12-25 | ネオフォトニクス・セミコンダクタ合同会社 | 半導体光機能デバイス |
| JP2012248812A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光集積素子の製造方法 |
| JP2013016648A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光集積素子の製造方法 |
| KR20130120266A (ko) * | 2012-04-25 | 2013-11-04 | 한국전자통신연구원 | 분포 궤환형 레이저 다이오드 |
| CN104133268A (zh) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光波导及其制造方法 |
| JP2016092124A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | 光変調器集積半導体レーザ |
| CN110537302B (zh) * | 2017-04-04 | 2021-06-15 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置、半导体装置的制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07302952A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nec Corp | 光半導体装置の製造方法 |
| JPH0878792A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-22 | Alcatel Nv | 半導体光学構成要素における埋込みストリップと外部ストリップの整列方法 |
| JPH0927653A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子 |
| JP2000091691A (ja) * | 1998-09-16 | 2000-03-31 | Hitachi Ltd | 半導体光素子 |
| JP2001221985A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Opnext Japan Inc | 半導体電界吸収光変調器集積型発光素子、発光素子モジュール、及び光伝送システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0641049B1 (en) * | 1993-08-31 | 1998-10-28 | Fujitsu Limited | An optical semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| JP3295570B2 (ja) * | 1994-12-27 | 2002-06-24 | 富士写真フイルム株式会社 | 集積化半導体レーザ装置 |
| US6108481A (en) * | 1997-01-31 | 2000-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device and its manufacturing method |
| JPH11103130A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子，及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000244415A patent/JP4618854B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-31 US US09/867,675 patent/US6678302B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07302952A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nec Corp | 光半導体装置の製造方法 |
| JPH0878792A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-22 | Alcatel Nv | 半導体光学構成要素における埋込みストリップと外部ストリップの整列方法 |
| JPH0927653A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子 |
| JP2000091691A (ja) * | 1998-09-16 | 2000-03-31 | Hitachi Ltd | 半導体光素子 |
| JP2001221985A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Opnext Japan Inc | 半導体電界吸収光変調器集積型発光素子、発光素子モジュール、及び光伝送システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6678302B2 (en) | 2004-01-13 |
| JP2002057400A (ja) | 2002-02-22 |
| US20020018503A1 (en) | 2002-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3104789B2 (ja) | 半導体光素子およびその製造方法 | |
| US5436195A (en) | Method of fabricating an integrated semiconductor light modulator and laser | |
| JP4618854B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2004179274A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2982422B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP5310533B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH09232625A (ja) | 端面発光型光半導体素子及びその製造方法 | |
| JP3264369B2 (ja) | 光変調器集積半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP4151043B2 (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JPH10242577A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP4309636B2 (ja) | 半導体レーザおよび光通信用素子 | |
| JPH08274406A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2004172199A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPS63153884A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
| JP3159914B2 (ja) | 選択成長導波型光制御素子およびその製造方法 | |
| JP2004128372A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ素子 | |
| JP2010045066A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2783163B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2004134486A (ja) | 回折格子を備えた半導体レーザ | |
| JPH1168222A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3797735B2 (ja) | 光集積回路およびその製造方法 | |
| JPH0526359B2 (ja) | ||
| JP2003304028A (ja) | 光変調器集積半導体レーザ | |
| JP4125937B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP3307600B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070605 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20081119 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081125 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090203 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100713 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100910 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101026 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101026 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4618854 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |