JP5277877B2 - 光導波路素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム（Ａｌ）を含む化合物半導体からなる２種類のコア層を結合させた光導波路素子の製造方法及び光導波路素子に関する。

光ファイバ通信では、周囲温度が変化しても安定して動作する光素子が望まれる。このような光素子においては、温度調節が不要となるため、電力消費量を低減させることができる。光ファイバ通信の一般的な波長帯域である１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の光素子には、通常ＩｎＰ基板が用いられ、活性層にはＩｎＧａＡｓＰ系化合物半導体が用いられる。高い温度で安定した動作を確保するために、伝導帯バンドオフセットの大きいＡｌＧａＩｎＡｓ系化合物半導体を用いることが有効である。

１枚の半導体基板の上に複数の機能素子を集積することにより、光素子の小型化を図ることができる。

コア層にＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を用いた複数の機能素子を１枚の半導体基板上に形成する場合、バットジョイント構造により少なくとも２つのコア層を結合させる必要がある。第１のコア層をパターニングして端面を露出させ、第１のコア層の端面に接するように第２のコア層を選択成長させることにより、バットジョイント構造で結合された２つのコア層を形成することができる。

第１のコア層の端面が露出したときに、第１のコア層内のＡｌが酸化される。第２のコア層を選択成長させるときに、第１のコア層の端面が酸化されていると、異常成長が生じ、多数の欠陥が発生する。光素子の動作時に欠陥部分を起点として結晶の劣化が進行し、光素子の信頼性低下をもたらす。

第２のコア層の選択成長を行う直前に、第１のコア層の端面をハロゲン系のガスに晒して酸化物を除去することにより、異常成長を抑制することができる（特許文献１）。

特開２００５−１５０１８１号公報

選択成長の直前にハロゲン系ガスを導入すると、ＩｎＰのバッファ層やクラッド層の露出した表層部も同時にエッチングされてしまう。このため、バットジョイント構造の形状を安定して制御することが困難である。また、成膜装置のガス配管や反応室内にハロゲン系ガスを導入すると、内壁に付着していた付着物が剥離され易くなる。剥離された付着物は、再成長表面に付着する場合がある。

上記課題を解決するための光導波路素子の製造方法は、
半導体基板の上に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含まない化合物半導体からなる第１のコア層を形成する工程と、
前記半導体基板の上に形成すべき導波路の導波方向に関する一部分である第１の領域に接する第２の領域の前記第１のコア層を除去し、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に前記第１のコア層の端面を露出させる工程と、
前記第１のコア層が除去された前記第２の領域に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含む化合物半導体からなる第２のコア層を形成する工程と、
前記第１の領域を基準として前記第２の領域とは反対側に配置され、前記第１の領域に接する第３の領域内の前記第１のコア層を除去し、該第１の領域と該第３の領域との境界に該第１のコア層の端面を露出させる工程と、
前記第１のコア層が除去された前記第３の領域に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含む化合物半導体からなる第３のコア層を形成する工程と
を有し、
前記第２の領域の前記第１のコア層を除去する時に、前記第３の領域のうち前記第１の領域と前記第３の領域との境界に接する一部の領域に前記第１のコア層を残し、該第１の領域から離れた領域の前記第１のコア層を除去し、
前記第２のコア層を形成する工程において、前記第３の領域内で前記第１のコア層が除去された領域にも前記第２のコア層を形成し、
前記第３の領域内の前記第１のコア層を除去する工程において、該第３の領域内の前記第２のコア層も除去する。

第２のコア層形成時には、第１のコア層の端面が露出している。第３のコア層形成時にも、第１のコア層の端面が露出しており、第２のコア層の端面は露出しない。第１のコア層はＡｌを含まないため、露出しているコア層の端面の酸化を抑制することができる。これにより、端面の酸化に起因する異常成長を抑制することができる。

第２のコア層及び第３のコア層の成長前にハロゲン系のガスを用いる必要がないため、余分なエッチングの発生を抑制することができる。

以下、図面を参照しながら、実施例を説明する。

図１Ａ〜図１Ｖを参照して実施例１による光導波路素子の製造方法について説明する。以下に説明するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の成長には、一例として有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）を採用することができる。Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム、Ｇａ原料としてトリエチルガリウム、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム、Ａｓ原料としてアルシン、Ｐ原料としてフォスフィンを用いることができる。ドーピング元素であるＳｉの原料としてモノシラン、Ｚｎ原料としてジエチルジンクを用いることができる。キャリアガスには水素ガスを用いる。成長圧力は約６７０Ｐａ（約５０Ｔｏｒｒ）とする。

図１Ａに示すように、ｎ型ＩｎＰからなり、（００１）面を主表面とする半導体基板１０の上に、成長温度６３０℃で、ｎ型ＩｎＰからなる厚さ３００ｎｍのバッファ層１１を形成する。バッファ層１１の上に、遷移波長１．１５μｍのｎ型ＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ５０ｎｍの回折格子形成層１２を形成する。回折格子形成層１２の上に、ｎ型ＩｎＰからなる厚さ１０ｎｍの回折格子キャップ層１３を形成する。バッファ層１１、回折格子形成層１２、及び回折格子キャップ層１３のキャリア濃度は、例えば５．０×１０^１７ｃｍ^−３である。

図１Ｂに示すように、回折格子キャップ層１３及び回折格子形成層１２をパターニングすることにより、回折格子１４を形成する。回折格子１４は、［１１０］方向に周期性を持ち、その周期は２００ｎｍ、デューティ比は５０％である。回折格子１４の形成には、例えば電子ビーム露光が用いられる。

図１Ｃに示すように、ｎ型ＩｎＰで回折格子１４の隙間を埋め込み、連続して、ｎ型ＩｎＰからなる厚さ５０ｎｍのスペーサ層１５を形成する。スペーサ層１５のキャリア濃度は、５．０×１０^１７ｃｍ^−３とする。スペーサ層１５の上に、遷移波長１．１５μｍのＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ３３５ｎｍの第１のコア層２０を形成する。第１のコア層２０は、分布反射領域ＤＲ１のコア層として機能する。第１のコア層２０の上に、ｐ型ＩｎＰからなる厚さ１５０ｎｍの第１の上部クラッド層２１を形成する。第１の上部クラッド層２１のＺｎのキャリア濃度は５．０×１０^１７ｃｍ^−３とする。

図１Ｄｘに示すように、第１の上部クラッド層２１の上に酸化シリコンからなる厚さ３００ｎｍの第１の第１のマスクパターン２２を形成する。第１の第１のマスクパターン２２の形成には、減圧気相成長（ＬＰＣＶＤ）による酸化シリコン膜の成膜工程、及びフォトリソグラフィ技術を用いたパターニング工程が適用される。図１Ｄｙに、第１の第１のマスクパターン２２の平面図を示す。図１Ｄｙの一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける断面図が、図１Ｄｘに相当する。

半導体基板１０の表面が、格子状のへき開線によって複数の単位領域２３が区分されている。単位領域２３の各々が、１つの光導波路素子に対応する。単位領域２３は、［１１０］方向、及び［１−１０］方向に行列状に配置される。［１１０］方向が、光の導波方向に対応する。各単位領域２３内に、導波方向に並ぶ第１〜第３の領域Ａ１〜Ａ３を定義する。第２の領域Ａ２は、第１の領域Ａ１の一方の縁に接し、単位領域２３の縁まで達する。第３の領域Ａ３は、第１の領域Ａ１を基準として第２の領域Ａ２とは反対側に配置され、単位領域２３の他方の縁まで達する。

導波方向に隣り合う２つの単位領域２３においては、第１〜第３の領域の並び順が反転している。すなわち、１つの単位領域２３の第２の領域Ａ２は、導波方向に隣り合う単位領域２３の第２の領域Ａ２に連続する。また、１つの単位領域２３の第３の領域Ａ３は、導波方向に隣り合う単位領域２３の第３の領域Ａ３に連続する。導波方向に直交する方向（［１−１０］方向）に隣り合う２つの単位領域２３においては、第１〜第３の領域Ａ１〜Ａ３の並び順は同一である。

各単位領域２３の導波方向の長さは２００μｍである。第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２、及び第３の領域Ａ３の導波方向の長さは、それぞれ５０μｍ、１００μｍ、及び５０μｍである。後の工程で、第２の領域Ａ２内に分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ素子が形成され、第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３内に、分布反射導波路が形成される。

導波方向に１列に並ぶ複数の単位領域２３に対して、導波路を構成する１つのメサストライプ領域２５が画定されている。メサストライプ領域２５は、導波方向に直交する方向に関して、単位領域２３のほぼ中央に配置される。導波方向に関しては、各単位領域２３の一方の縁から他方の縁まで達する。

第１のマスクパターン２２は、主部２２Ａと副部２２Ｂとで構成される。主部２２Ａは、第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３内において、メサストライプ領域２５に沿い、メサストライプ領域２５を内包する。副部２２Ｂは、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との境界線に沿って導波方向と直交する方向に延びる。主部２２Ａの幅は１５μｍであり、副部２２Ｂの幅は５μｍである。複数の単位領域２３に跨る第１のマスクパターン２２は、梯子状の平面形状になる。梯子状にしたことにより、第１のマスクパターン２２が、外に向かって突出した角を含まないこととなる。

図１Ｅに示すように、第１のマスクパターン２２をエッチングマスクとして、第１の上部クラッド層２１及び第１のコア層２０をエッチングする。第１の上部クラッド層２１のエッチングには希塩酸を用い、第１のコア層２０のエッチングには、希塩酸と過酸化水素水との混合液を用いる。第１のマスクパターン２２で覆われていなかった領域、例えば第２の領域Ａ２等に、スペーサ層１５が露出する。第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との境界に相当する第１の端部Ｅ１に、第１のコア層２０の端面が露出する。第１のコア層２０はＡｌを含まないため、露出した端面は酸化され難い。

図１Ｆに示すように、第１のマスクパターン２２を選択成長用のマスクとして用い、露出しているスペーサ層１５の上に、第２のコア層３０、及び第２の上部クラッド層３１を、この順番に選択成長させる。第１のマスクパターン２２が、外に向かって突出した角を含まないため、第１のマスクパターン２２の縁から第１のマスクパターン２２の内側に向かう被り成長が抑制される。

第２のコア層３０は、基板側から、下側分離閉込ヘテロ（下側ＳＣＨ）層、多重量子井戸層、及び上側分離閉込ヘテロ（上側ＳＣＨ）層が積層された積層構造を有する。下側ＳＣＨ層及び上側ＳＣＨ層は、遷移波長１．０μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その各々の厚さは５０ｎｍである。多重量子井戸層は、交互に１５周期分積層されたバリア層と井戸層とを含む。バリア層の各々は、遷移波長１．０５μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その厚さは１０ｎｍであり、井戸層の各々は、遷移波長１．４５μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その厚さは５ｎｍである。第２のコア層３０は、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ素子の活性層となり、発光波長は１．３μｍになる。第２の上部クラッド層３１の組成及び膜厚は、第１の上部クラッド層２１の組成及び膜厚と同一である。

以下、選択成長の手順について説明する。まず、図１Ｅに示した半導体基板１０をＭＯＶＰＥ成長炉内に装填し、ＰＨ_３雰囲気下で６３０℃まで基板を加熱する。続いて、ＰＨ_３をＡｓＨ_３に置換し、ＩＩＩ族元素の原料ガスを導入する。第１のコア層２０の端面が酸化されていないため、選択成長時の異常成長が抑制される。第２の上部クラッド層３１を形成した後、基板温度を下げて、成長炉から取り出す。

図１Ｇに示すように、選択成長後、フッ酸を用いて第１のマスクパターン２２を除去する。第１のマスクパターン２２で覆われていた第１の上部クラッド層２１が露出する。

図１Ｈｘに示すように、第１及び第２の上部クラッド層２１、３１の上に、酸化シリコンからなる第２のマスクパターン３３を形成する。図１Ｈｙに、第２のマスクパターン３３の平面図を示す。図１Ｈｙの一点鎖線１Ｈ−１Ｈにおける断面図が図１Ｈｘに対応する。図１Ｄｙに示した工程で形成されていた第１のマスクパターン２２を、破線で示す。

第２のマスクパターン３３は、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２内において、メサストライプ領域２５に沿って配置され、メサストライプ領域２５を内包する。なお、第２のマスクパターン３３の幅は、図１Ｄｙに示した第１のマスクパターン２２の主部２２Ａの幅よりもやや広い。例えば、第２のマスクパターン３３の幅は、２５μｍである。第１のマスクパターン２２は、第２の領域Ａ２同士を接して相互に隣り合う２つの単位領域２３の一方から他方まで、連続した平面形状を持ち、その長さは３００μｍになる。

図１Ｉに示すように、第２のマスクパターン３３をエッチングマスクとして、第１の上部クラッド層２１及び第１のコア層２０を、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置を用いてドライエッチングする。エッチングされた領域の底面が第１のコア層２０の底面に達する前に、エッチングを停止させる。このとき、図１Ｈｙに示した第２のマスクパターン３３で覆われていない領域の第２のコア層３０及び第２の上部クラッド層３１も同時にエッチングされる。

図１Ｊに示すように、第２のマスクパターン３３をエッチングマスクとして、第１のコア層２０を、その底面までウェットエッチングする。エッチャントには、希塩酸と過酸化水素水との混合液が用いられる。このとき、図１Ｈｙに示した第２のマスクパターン３３で覆われていない領域の第２のコア層３０も同時にエッチングされる。

ウェットエッチングを適用することにより、スペーサ層１５が露出した時点で、再現性よくエッチングを停止させることができる。すなわち、深さ制御を容易に行うことができる。

ウェットエッチングを採用すると、ＩｎＧａＡｓＰを含む第１のコア層２０のエッチングレートが、ＡｌＧａＩｎＡｓを含む第２のコア層３０のエッチングレートよりも遅くなる。ドライエッチングを行うことなく、ウェットエッチングのみにより第１のコア層２０をエッチングすると、第３のコア層３０の［−１１０］方向からのサイドエッチングが生じやすい。このため、第１のコア層２０のエッチングが完了するまでに、第３のコア層３０のサイドエッチングが過剰に進み、メサストライプ領域２５の第３のコア層３０まで除去されてしまうおそれがある。

ドライエッチングにより第１のコア層２０及び第３のコア層３０を、厚さ方向の途中まで除去しておくと、ウェットエッチングの時間を短くすることができる。このため、第３のコア層３０が過剰にサイドエッチングされることを防止できる。

第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界に、第１のコア層２０の端面が露出する。Ａｌを含む第２のコア層３０の、導波方向に直交する端面は露出しない。このように、Ａｌを含む第２のコア層３０の端面が露出しない構成とすることができる。なお、図１Ｈｙに示した第２のマスクパターン３３の導波方向に平行な縁には、第２のコア層３０の端面が露出する。ただし、この部分は最終的に除去されるため、選択成長時に異常成長が生じても、素子特性に与える影響は小さい。

図１Ｋに示すように、第２のマスクパターン３３を選択成長用マスクとして、露出したスペーサ層１５の上に、第３のコア層３５選択成長させる。さらにその上に、第３の上部クラッド層３６を選択成長させる。成長の基本手順は、図１Ｆに示した第２のコア層３０及び第２の上部クラッド層３１の成長の手順と同一である。第３のコア層３５は、遷移波長１．１２μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その厚さは３３５ｎｍである。第３の上部クラッド層３６の組成及び膜厚は、第１の上部クラッド層２１の組成及び膜厚と同一である。第１のコア層２１の露出した端面が酸化され難いため、端面における異常成長の発生を抑制することができる。

図１Ｌに示すように、選択成長後、第２のマスクパターン３３を、フッ酸を用いて除去する。

図１Ｍに示すように、第１〜第３の上部クラッド層２１、３１、３６の上に、ｐ型ＩｎＰからなる厚さ１．５μｍの上部クラッド層４０を形成する。上部クラッド層４０のＺｎのキャリア濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^−３とする。上部クラッド層４０の上に、ｐ型ＩｎＧａＡｓからなる厚さ０．５μｍのコンタクト層４１を形成する。コンタクト層４１のＺｎキャリア濃度は、１．０×１０^１９ｃｍ^−３とする。

図１Ｎｘに示すように、コンタクト層４１の上に、酸化シリコンからなるメサ用マスクパターン４５を形成する。図１Ｎｘは、導波方向に対して直交する断面を示している。図１Ｎｙに、メサ用マスクパターン４５の平面図を示す。図１Ｈｙの工程で形成されていた第２のマスクパターン３３が、破線で示されている。図１Ｎｙの一点鎖線１Ｎ−１Ｎにおける断面図が図１Ｎｘに相当する。メサ用マスクパターン４５は、メサストライプ領域２５に一致し、その幅は１．５μｍである。

図１Ｎｘに示した断面（第２の領域Ａ２の断面）において、メサ用マスクパターン４５の直下には、第２のコア層３０及び第２の上部クラッド層３１が配置される。第２のコア層３０及び第２の上部クラッド層３１の幅は、メサ用マスクパターン４５の幅よりも広い。第２のコア層３０の両側には、第３のコア層３５が配置され、第２の上部クラッド層３１の両側には、第３の上部クラッド層３６が配置されている。

第１の領域Ａ１の断面においては、メサ用マスクパターン４５の直下に、第１のコア層２０及び第１の上部クラッド層２１が配置される。

図１Ｏに示すように、メサ用マスクパターン４５をエッチングマスクとして、コンタクト層４１から、半導体基板１０の表層部までエッチングする。このエッチングは、ＩＣＰエッチング装置を用いて行う。これにより、メサ用マスクパターン４５と同一の平面形状を持つストライプメサ構造体４７が形成される。

図１Ｐに示すように、メサ用マスクパターン４５を選択成長用のマスクとして、ストライプメサ構造体４７の両側に、Ｆｅドープの高抵抗ＩｎＰからなる埋込層４８を選択成長させる。埋込層４８の上面が、コンタクト層４１の上面と同じ高さになるように、埋込層４８の厚さを制御する。埋込層４８を形成した後、メサ用マスクパターン４５を除去する。

図１Ｑｘに示すように、コンタクト層４１の上に、酸化シリコンからなるコンタクト用マスクパターン５０を形成する。図１Ｑｙに、コンタクト用マスクパターン５０の平面図を示す。図１Ｑｙの一点鎖線１Ｑ−１Ｑにおける断面図が図１Ｑｘに相当する。コンタクト用マスクパターン５０は、第２の領域Ａ２を覆う。

図１Ｒに示すように、コンタクト用マスクパターン５０をエッチングマスクとして、コンタクト層４１を、フッ酸と硝酸との混合液を用いてエッチングする。コンタクト用マスクパターン５０で覆われていない領域に、上部クラッド層４０が露出する。

図１Ｓに示すように、コンタクト用マスクパターン５０を除去する。

図１Ｔに示すように、第２の領域Ａ２に残っているコンタクト層４１の上に、上部電極５１を形成し、半導体基板１０の背面に、下部電極５２を形成する。上部電極５１は、Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕの３層構造を有し、下部電極５２は、ＡｕＧｅ／Ａｕの２層構造を有する。

図１Ｕに示すように、導波方向に垂直な（１１０）面に沿ってへき開し、チップアレイに分割する。

図１Ｖに示すように、チップアレイの両側のへき開面に、無反射膜５４、５５を形成する。その後、導波方向に平行な（１−１０）面に沿ってへき開することにより、チップに分割する。第２の領域Ａ２が、分布帰還型半導体レーザ素子として作用し、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ３が、分布反射領域として作用する。第１の領域Ａ１の第１のコア層２０と第２の領域Ａ２の第２のコア層３０とが、バットジョイント構造で結合され、第１の領域Ａ１の第１のコア層２０と第３の領域Ａ３の第３のコア層３５とが、バットジョイント構造で結合される。第２の領域Ａ２の端部から、外部にレーザ光が出射される。

実施例１では、既に説明したように、Ａｌを含む第２のコア層３０と第３のコア層３５とを、Ａｌを含まない第１のコア層２０を介して結合させる構成としたことにより、選択成長時のコア層の端面の酸化を防止し、異常成長を抑制することができる。

図２Ａｙに、実施例２で用いる第１のマスクパターン２２の平面図を示す。図２Ａｘに、図２Ａｙの一点鎖線２Ａ−２Ａにおける断面図を示す。実施例１で用いた第１のマスクパターン２２の主部２２Ａは、図１Ｄｙに示したように、メサストライプ領域２５のうち、第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３内の全域を覆っていた。実施例２で用いる第１のマスクパターン２２の主部２２Ａは、メサストライプ領域２５のうち、第１の領域Ａ１内の全域を覆うが、第３の領域Ａ３内においては、第１の領域Ａ１に接する一部分のみを覆う。第３の領域Ａ３内のメサストライプ領域２５のうち、第１の領域Ａ１から離れた領域には、第１のマスクパターン２２が配置されない。

主部２２Ａの両端から、導波方向に直交する方向に副部２２Ｂが延びる。第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界は、副部２２Ｂの内側に位置する。

図２Ａｘは、実施例１の図１Ｆに示した断面図に相当する。実施例１では、メサストライプ領域２５内においては、第１の領域Ａ１にのみ第２のコア層３０が成長した。実施例２では、図２Ａｘに示すように、第３の領域Ａ３にも第２のコア層３０が成長する。

図２Ｂｙに、実施例２で用いる第２のマスクパターン３３の平面図を示す。図２Ｂｘに、図２Ｂｙの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図を示す。図２Ａｙに示した工程で形成されていた第１のマスクパターン２２を破線で示している。第２のマスクパターン３３の形状及び配置は、図１Ｈｘ及び図１２Ｈｙに示した実施例１で用いた第２のマスクパターン３３の形状及び配置と同一である。すなわち、第２のマスクパターン３３は、メサストライプ領域２５よりも広く、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２においてメサストライプ領域２５を内包する。

第２のマスクパターン３３をエッチングマスクとして、第１及び第２の上部クラッド層２１、３１、第１及び第２のコア層２０、３０をエッチングする。エッチング後の構造は、図１Ｊに示した実施例１による製造方法の途中段階における構造と同一になる。その後の工程は、実施例１の工程と同一である。

実施例２で用いられる第１のマスクパターン２２の面積は、実施例１で用いられる第１のマスクパターン２２の面積よりも小さい。このため、図２Ａｘに示した第２のコア層３０を選択成長させる際に、選択成長効果による組成ずれや膜厚ずれを抑制することができる。特に、多重量子井戸構造の組成や膜厚が目標値からずれると、バルク構造の膜の組成や膜厚が目標値からずれた場合に比べて、遷移波長のずれが大きくなる。このため、バルク構造を有する第３のコア層３５の選択成長時に用いる第２のマスクパターン３３よりも、多重量子井戸構造を有する第２のコア層３０の選択成長時に用いる第１のマスクパターン２２を、より小さくすることが有効である。

実施例２では、実施例１に比べて、第２のコア層３０を活性層とする分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ素子の利得低下を抑制し、バットジョイント部分の反射の影響を小さくすることができる。

図３Ａ〜図３Ｙを参照して、実施例３による光導波路素子の製造方法について説明する。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の形成には、実施例１の場合と同様にＭＯＶＰＥを用いる。実施例３による方法で製造される光導波路素子は、図３Ｙに示すように、一列に並ぶＤＦＢ半導体レーザ部ＤＦＢ、パッシブ部ＰＳ、電子吸収変調部ＥＡ、パッシブ部ＰＳ、及び半導体光増幅部ＳＯＡを含む。導波方向に関して、電子吸収変調部ＥＡ、及びその両側のパッシブ部ＰＳが配置される領域を、第１の領域Ａ１と定義し、ＤＦＢ半導体レーザ部が配置される領域を、第２の領域Ａ２と定義し、半導体光増幅部ＳＯＡが配置される領域を第３の領域Ａ３と定義する。また、第１の領域Ａ１のうち、電子吸収変調部ＥＡが配置される領域を第４の領域Ａ４と定義する。

図３Ａに示すように、半導体基板１０の上に、バッファ層１１、回折格子形成層１２、及び回折格子キャップ層１３を形成する。これらの層の構造は、実施例１の図１Ａに示したものと同一である。

図３Ｂに示すように、回折格子形成層１２、及び回折格子キャップ層１３をパターニングすることにより、第２の領域Ａ２に回折格子１４を形成する。回折格子１４は、導波方向（［１１０］方向）に周期性を持ち、その周期は２００ｎｍ、デューティ比は５０％である。第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３には、回折格子は形成されない。

図３Ｃに示すように、回折格子１４をスペーサ層１５で埋め込む。スペーサ層１５は、図１Ｃに示した実施例１のスペーサ層１５と同一の組成及び膜厚を有する。スペーサ層１５の上に、遷移波長１．１２μｍのＩｎＧａＡｓＰからなる第１のコア層２０を形成する。第１のコア層２０は、最終的にパッシブ部ＰＳのコア層になる。第１のコア層２０の上に、第１の上部クラッド層２１を形成する。第１の上部クラッド層２１は、図１Ｃに示した実施例１の第１の上部クラッド層２１と同一の組成及び膜厚を有する。

図３Ｄｘに示すすように、第１の上部クラッド層２１の上に、酸化シリコンからなる第１のマスクパターン２２を形成する。図３Ｄｙに、第１のマスクパターン２２の平面図を示す。図３Ｄｙの一点鎖線３Ｄ−３Ｄにおける断面図が図３Ｄｘに相当する。実施例１の場合と同様に、半導体基板１０の表面に、単位領域２３及びメサストライプ領域２５が画定されている。単位領域２３の各々は、第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２、及び第３の領域Ａ３に区画されている。導波方向に、第２の領域Ａ２、第１の領域Ａ１、及び第３の領域Ａ３がこの順番に並ぶ。第２の領域Ａ２、第１の領域Ａ１、及び第３の領域Ａ３の、導波方向の寸法は、それぞれ３００μｍ、４００μｍ、及び３００μｍである。

第１のマスクパターン２２は、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２内においてメサストライプ領域２５に沿って配置され、メサストライプ領域２５を内包する。第１のマスクパターン２２の幅は、例えば１５μｍである。実施例３で用いた第１のマスクパターン２２は、実施例１で用いた第１のマスクパターン２２の副部２２Ｂに相当する部分を有しない。

図３Ｅに示すように、第１のマスクパターン２２をエッチングマスクとして、第１の上部クラッド層２１及び第１のコア層２０をエッチングする。第３の領域Ａ３に、スペーサ層１５が露出する。第１のコア層２０の端面が露出するが、第１のコア層２０はＡｌを含まないため、露出した端面が酸化され難い。

図３Ｆに示すように、第１のマスクパターン２２を選択成長用のマスクとして、スペーサ層１５の上に、第２のコア層３０を選択成長させ、その上に、第２の上部クラッド層３１を選択成長させる。第１のコア層２０の露出した端面が酸化され難いため、選択成長時における異常成長が抑制される。第２のコア層３０は、遷移波長１．３μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その厚さは３３５ｎｍである。第２の上部クラッド層３１は、第１の上部クラッド層２１と同一の組成及び膜厚を有する。第２のコア層３０は、半導体光増幅部ＳＯＡのコア層となる。

図３Ｇに示すように、第１のマスクパターン２２を、フッ酸を用いて除去する。

図３Ｈｘに示すように、第１及び第２の上部クラッド層２１、３１の上に、酸化シリコンからなる第２のマスクパターン３３を形成する。図３Ｈｙに、第２のマスクパターン３３の平面図を示す。図３Ｈｙの一点鎖線３Ｈ−３Ｈにおける断面図が図３Ｈｘに相当する。第２のマスクパターン３３は、第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３内においてメサストライプ領域２５に沿って配置され、メサストライプ領域２５を内包する。第２のマスクパターン３３の幅は、例えば２５μｍである。

図３Ｉに示すように、第２のマスクパターン３３をエッチングマスクとして、第１の上部クラッド層２１及び第１のコア層２０をエッチングする。このとき、図３Ｈｙに示したメサストライプ領域２５の両脇の領域において、第２の上部クラッド層３１及び第２のコア層３０も同時に除去される。第２のマスクパターン３３で覆われていなかった領域に、スペーサ層１５が露出する。第１のコア層２０の端面が露出するが、露出した端面は酸化され難い。

図３Ｊに示すように、第２のマスクパターン３３を選択成長用マスクとして、露出したスペーサ層１５の上に、第３のコア層３５を選択成長させる。さらにその上に、第３の上部クラッド層３６を選択成長させる。第１のコア層２０の露出した端面が酸化され難いため、選択成長時の異常成長が抑制される。第３のコア層３５の積層構造は、図１Ｆに示した実施例１の第２のコア層３０の積層構造と同一である。第３の上部クラッド層３６の組成及び膜厚は、第１の上部クラッド層２１の組成及び膜厚と同一である。

図３Ｋに示すように、第２のマスクパターン３３を、フッ酸を用いて除去する。

図３Ｌｘに示すように、第１〜第３の上部クラッド層２１、３１、３６の上に、酸化シリコンからなる第３のマスクパターン６０を形成する。第３のマスクパターン６０は、メサストライプ領域２５に沿って配置され、第１の領域Ａ１の内部に定義されている第４の領域Ａ４以外の部分のメサストライプ領域２５を内包する。第４の領域Ａ４内のメサストライプ領域２５は、第３のマスクパターン６０で覆われていない。第３のマスクパターン６０の幅は、例えば３５μｍである。第４の領域Ａ４の導波方向の長さは３００μｍであり、第２の領域Ａ２及び第３の領域Ａ３のいずれからも５０μｍ離れている。

図３Ｍに示すように、第３のマスクパターン６０をエッチングマスクとして、第１の上部クラッド層２１及び第１のコア層２０をエッチングする。第１のコア層２０の端面が露出するが、第１のコア層２０はＡｌを含まないため、露出した端面は酸化され難い。このとき、図３Ｌｙに示した第３のマスクパターン６０で覆われていない領域の第２及び第３の上部クラッド層３１、３６、第２及び第３のコア層３０、３５も同時に除去される。

図３Ｎに示すように、第３のマスクパターン６０を選択成長用のマスクとして、スペーサ層１５の上に、第４のコア層６５を選択成長させる。さらに、第４のコア層６５の上に、第４の上部クラッド層６６を選択成長させる。

第４のコア層６５は、下側ＳＣＨ層、多重量子井戸層、及び上側ＳＣＨ層がこの順番に積層された構造を有する。上側ＳＣＨ層及び下側ＳＣＨ層は、遷移波長１．０μｍのＡｌＧａＩｎＡｓで形成され、その厚さは５０ｎｍである。多重量子井戸層は、交互に積層された遷移波長１．０５μｍのＡｌＧａＩｎＡｓからなる厚さ５ｎｍのバリア層と、遷移波長１．３０μｍのＡｌＧａＩｎＡｓからなる厚さ１０ｎｍの井戸層とを含む。交互積層の繰り返し回数は、例えば１５回とする。第４のコア層６５は、電子吸収変調部ＥＡのコア層になる。第４の上部クラッド層６６の組成及び膜厚は、第１の上部クラッド層２１の組成及び膜厚と同一である。

図３Ｏに示すように、第３のマスクパターン６０を、フッ酸を用いて除去する。

図３Ｐに示すように、第１〜第４の上部クラッド層２１、３１、３６、６６の上に、上部クラッド層４０を形成し、その上にコンタクト層４１を形成する。上部クラッド層４０及びコンタクト層４１の組成と膜厚は、図１Ｍに示した実施例１の上部クラッド層４０及びコンタクト層４１の組成と膜厚に等しい。

図３Ｑｘに示すように、コンタクト層４１の上に、メサ用マスクパターン４５を形成する。図３Ｑｙに、メサ用マスクパターン４５の平面図を示す。図３Ｑｙの一点鎖線３Ｑ−３Ｑにおける断面図が図３Ｑｘに相当する。すなわち、図３Ｑｘは、導波方向に垂直な断面を示している。メサ用マスクパターン４５は、メサストライプ領域２５に一致する。メサ用マスクパターン４５の幅は、１．５μｍである。

図３Ｑｘに示した断面（第２の領域Ａ２の断面）において、メサ用マスクパターン４５の直下には、第３のコア層３５及び第３の上部クラッド層３６が配置される。第３のコア層３５及び第３の上部クラッド層３６の幅は、メサ用マスクパターン４５の幅よりも太い。第３のコア層３５の両側には、第４のコア層６５が配置され、第３の上部クラッド層３６の両側には、第４の上部クラッド層６６が配置される。

図３Ｒに示すように、メサ用マスクパターン４５をエッチングマスクとして、コンタクト層４１から半導体基板１０の表層部までエッチングする。これにより、第１〜第４のコア層２０、３０、３５、６５を含むストライプメサ構造体４７が形成される。

図３Ｓに示すように、メサ用マスクパターン４５を選択成長用のマスクとして、ストライプメサ構造体４７の両側に、埋込層４８を選択成長させる。埋込層４８の組成は、図１Ｐに示した実施例１の埋込層４８と同一である。埋込層４８の厚さは、その上面がコンタクト層４１の上面と同じ高さになるように制御される。埋込層４８の形成後、メサ用マスクパターン４５を、フッ酸を用いて除去する。

図３Ｔｘに示すように、コンタクト層４１の上に、酸化シリコンからなるコンタクト用マスクパターン５０を形成する。図３Ｔｙに、コンタクト用マスクパターン５０の平面図を示す。図３Ｔｙの一点鎖線３Ｔ−３Ｔにおける断面図が、図３Ｔｘに相当する。コンタクト用マスクパターン５０は、第２〜第４の領域Ａ２〜Ａ４を覆う。

図３Ｕに示すように、コンタクト用マスクパターン５０をエッチングマスクとして、コンタクト層４１を、フッ酸と硝酸との混合液でエッチングする。

図３Ｖに示すように、コンタクト用マスクパターン５０を除去する。第２〜第４の領域Ａ２〜Ａ４に、コンタクト層４１が露出する。

図３Ｗに示すように、コンタクト層４１の上に上部電極５１を形成し、半導体基板１０の背面に下部電極５２を形成する。

図３Ｘに示すように、単位領域２３の、導波方向に直交する境界線に沿って、半導体基板１０をへき開する。

図３Ｙに示すように、へき開面に無反射膜５４、５５を形成する。これにより、導波方向の長さが１０００μｍの光素子アレイが形成される。光素子アレイを、単位領域２３の、導波方向に平行な境界線に沿ってへき開することにより、光素子に分割する。

実施例３においても、第２〜第４のコア層３０、３５、６５の選択成長時に、導波方向に直交する露出した端面は、常にＡｌを含まない第１のコア層２０で形成される。Ａｌを含むコア層の端面は露出しない。このため、端面の酸化を抑制し、選択成長時の異常成長を抑制することができる。

実施例３で用いた第１のマスクパターン２２は、図３Ｄｙに示したように、実施例１で用いた第１のマスクパターン２２の副部２２Ｂ（図１Ｄｙ）に相当する部分を有しない。実施例３でも、図４に示すように、主部２２Ａに、副部２２Ｂを連続させた平面形状を持つ第１のマスクパターン２２を用いてもよい。また、逆に、実施例１において、副部２２Ｂを有しない第１のマスクパターン２２を用いてもよい。

図５Ａｘ及び図５Ａｙに、実施例４による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における断面図及び平面図を示す。図５Ａｙの一点鎖線５Ａ−５Ａにおける断面図が、図５Ａｘに相当する。

実施例３では、図３Ｆに示した第１回目の選択成長によって形成された第２のコア層３０が、、半導体光増幅部ＳＯＡの活性層であった。実施例４では、第１回目の選択成長によって形成される第１のコア層３０は、ＤＦＢレーザ素子の活性層になる。

第１回目の選択成長時に用いられる第１のマスクパターン２２は、主部２２Ａと副部２２Ｂとを含む。主部２２Ａは、第２の領域Ａ２と第４の領域Ａ４との間の第１の領域Ａ１内、及び第３の領域Ａ３と第４の領域Ａ４との間の第１の領域Ａ１内に配置されている。

第２の領域Ａ２寄りに配置された主部２２Ａの一方の端部は、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との境界に一致する。他方の端部は、第４の領域Ａ４の縁よりも第４の領域Ａ４内に入り込んでいる。第３の領域Ａ３寄りに配置されている主部２２Ａの一方の端部は、第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界よりも第３の領域Ａ３内に入り込み、他方の端部は、第４の領域Ａ４の縁よりも第４の領域Ａ４内に入り込んでいる。副部２２Ｂは、主部２２Ａの端部から、導波方向に直交する方向に延びる。

第１回目の選択成長時には、実施例３の場合と同様に、第１のコア層２０の端面が露出する。第１のコア層２０はＡｌを含まないため、酸化され難い。このため、選択成長時における異常成長を抑制することができる。また、図３Ｄｙの実施例３で用いた第１のマスクパターン２２の主部２２Ａは、第４の領域Ａ４内に配置されていた。これに対し、実施例４で用いる第１のマスクパターン２２の主部２２Ａは、第４の領域Ａ４の縁の極近傍に配置されているのみであり、第４の領域Ａ４の内側には配置されていない。実施例４では、実施例３の場合に比べて、第２のコア層３０が選択成長すべき領域が広い。このため、第１のマスクパターン２２の近傍における第２のコア層３０の組成ずれや膜厚ずれを抑制することができる。

図５Ｂｘに、２回目の選択成長後の断面図を示す。図５Ｂｙに、２回目の選択成長時にマスクとして用いた第２のマスクパターン３３の平面図を示す。図５Ｂｙの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける断面図が図５Ｂｘに相当する。なお。第１のマスクパターン２２が配置されていた領域を破線で示している。第２のマスクパターン３３は、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２において、メサストライプ領域２５を内包する。第３の領域Ａ３内のメサストライプ領域２５の上には、第２のマスクパターン３３が形成されていない。

第１のマスクパターン２２は、第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界よりも、第３の領域Ａ３内に入り込んでいた。第２のマスクパターン３３の一方の端部は、第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界に一致する。このため、２回目の選択成長時に、第１の領域Ａ１と第３の領域Ａ３との境界に第１のコア層２０の端面が露出する。第１のコア層２０は酸化され難いため、選択成長時における異常成長を抑制することができる。

図５Ｃｘに、３回目の選択成長後の断面図を示す。図５Ｃｙに、３回目の選択成長時にマスクとして用いる第３のマスクパターン６０の平面図を示す。図５Ｃｙの一点鎖線５Ｃ−５Ｃにおける断面図が図５Ｃｘに相当する。なお、第２のマスクパターン３３が形成されていた領域を破線で示している。第３回目の選択成長時には、第４の領域Ａ４の両端に、第１のコア層２０が露出するが、Ａｌを含む第２及び第３のコア層３０、３５の導波方向に直交する端面は露出しない。このため、選択成長時の異常成長を抑制することができる。

上記実施例１〜実施例４では、Ａｌを含むコア層を、ＤＦＢレーザ素子の活性層、分布反射領域の導波層、半導体光増幅器の活性層、及び電子吸収変調器の活性層等に適用したが、その他の光素子の活性層や導波層に適用することも可能である。一般的に、Ａｌを含む２種類以上の導波層等が１枚の基板上に集積される場合に適用可能である。この場合、Ａｌを含む２種類以上の導波層が、Ａｌを含まない導波層を介して結合される。選択成長時には、Ａｌを含まない導波層の端面のみが露出し、Ａｌを含む導波層の端面は露出しない。

実施例１及び実施例２では、２回の選択成長を行い、Ａｌを含む２種類の導波層を形成し、実施例３及び実施例４では、３回の選択成長を行い、Ａｌを含む３種類の導波層を形成した。さらに選択成長の回数を増やして、４回以上の選択成長を行い、Ａｌを含む４種類以上の導波層を形成することも可能である。

実施例１〜実施例４では、半導体基板１０、及びコア層よりも基板側の各層をｎ型とし、コア層よりも上方の各層をｐ型としたが、導電型を反転させてもよい。また、Ａｌを含まない第１のコア層２０の材料として、ＩｎＧａＡｓＰ以外のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いてもよい。例えば、ＧａＩｎＮＡｓ系混晶、ＩｎＧａＡｓＳｂ系混晶、ＴｌＩｎＧａＡｓ系混晶、ＩｎＧａＡｓＢｉ系混晶等を用いることができる。また、Ａｌを含む第２〜第４のコア層３０、３５、６５に、ＡｌＧａＩｎＡｓ以外のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いてもよい。例えば、ＡｌＧａＩｎＡｓＰ系混晶、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ系混晶、ＡｌＩｎＧａＡｓＳｂ系混晶、ＴｌＡｌＩｎＧａＡｓ系混晶、ＡｌＩｎＧａＡｓＢｉ系混晶等を用いることができる。

実施例１〜実施例４では、ストライプメサ構造体の埋込構造に、半絶縁性埋込ヘテロ（ＳＩ−ＢＨ）構造を採用したが、半絶縁性プレナー型埋込へテロ（ＳＩ−ＰＢＨ）構造や、ＰＮ接合埋込へテロ（ＰＮ−ＢＨ）構造を採用することも可能である。また、半導体からなる埋込層を形成せず、所謂ハイメサ型導波路にすることも可能である。さらに、コア層をメサ状にパターニングしないリッジ型導波路にすることも可能である。

コア層には、多重量子井戸構造及びバルク構造以外に、量子細線構造、量子ドット構造、及びこれらの組み合わせた構造を適用することも可能である。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

（１Ａ）〜（１Ｃ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｄｘ）及び（１Ｄｙ）は、それぞれ実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （１Ｅ）〜（１Ｇ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｈｘ）及び（１Ｈｙ）は、それぞれ実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （１Ｉ）〜（１Ｊ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｋ）〜（１Ｌ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｍ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｎｘ）及び（１Ｎｙ）は、それぞれ実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （１Ｏ）〜（１Ｐ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｑｘ）及び（１Ｑｙ）は、それぞれ実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （１Ｒ）〜（１Ｓ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｔ）〜（１Ｕ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （１Ｖ）は、実施例１による光導波路素子の製造方法で製造した素子の断面図である。 （２Ａｙ）及び（２Ａｘ）は、それぞれ実施例２による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の平面図及び断面図である。 （２Ｂｙ）及び（２Ｂｘ）は、それぞれ実施例２による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の平面図及び断面図である。 （３Ａ）〜（３Ｃ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｄｘ）及び（３Ｄｙ）は、それぞれ実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （３Ｅ）〜（３Ｇ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｈｘ）及び（３Ｈｙ）は、それぞれ実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （３Ｉ）〜（３Ｋ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｌｘ）及び（３Ｌｙ）は、それぞれ実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （３Ｍ）〜（３Ｏ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｐ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｑｘ）及び（３Ｑｙ）は、それぞれ実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （３Ｒ）〜（３Ｓ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｔｘ）及び（３Ｔｙ）は、それぞれ実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （３Ｕ）〜（３Ｖ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｗ）〜（３Ｘ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図である。 （３Ｙ）は、実施例３による光導波路素子の製造方法で製造した素子の断面図である。 実施例３の変形例による方法で用いる第１のマスクパターンの平面図である。 （５Ａｘ）及び（５Ａｙ）は、それぞれ実施例４による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （５Ｂｘ）及び（５Ｂｙ）は、それぞれ実施例４による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。 （５Ｃｘ）及び（５Ｃｙ）は、それぞれ実施例４による光導波路素子の製造方法の製造途中段階における素子の断面図及び平面図である。

符号の説明

１０ 半導体基板
１１ バッファ層
１２ 回折格子形成層
１３ 回折格子キャップ層
１４ 回折格子
１５ スペーサ層
２０ 第１のコア層
２１ 第１の上部クラッド層
２２ 第１のマスクパターン
２３ 単位領域
２５ メサストライプ領域
３０ 第２のコア層
３１ 第２の上部クラッド層
３３ 第２のマスクパターン
３５ 第３のコア層
３６ 第３の上部クラッド層
４０ 第４の上部クラッド層
４１ コンタクト層
４５ メサ用マスクパターン
４７ ストライプメサ構造体
４８ 埋込層
５０ コンタクト用マスクパターン
５１ 上部電極
５２ 下部電極
５４、５５ 無反射膜
６０ 第３のマスクパターン
６５ 第４のコア層
６６ 第４の上部クラッド層
Ａ１〜Ａ４ 第１〜第４の領域

Claims (4)

1. 半導体基板の上に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含まない化合物半導体からなる第１のコア層を形成する工程と、
   前記半導体基板の上に形成すべき導波路の導波方向に関する一部分である第１の領域に接する第２の領域の前記第１のコア層を除去し、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に前記第１のコア層の端面を露出させる工程と、
   前記第１のコア層が除去された前記第２の領域に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含む化合物半導体からなる第２のコア層を形成する工程と、
   前記第１の領域を基準として前記第２の領域とは反対側に配置され、前記第１の領域に接する第３の領域内の前記第１のコア層を除去し、該第１の領域と該第３の領域との境界に該第１のコア層の端面を露出させる工程と、
   前記第１のコア層が除去された前記第３の領域に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含む化合物半導体からなる第３のコア層を形成する工程と
   を有し、
   前記第２の領域の前記第１のコア層を除去する時に、前記第３の領域のうち前記第１の領域と前記第３の領域との境界に接する一部の領域に前記第１のコア層を残し、該第１の領域から離れた領域の前記第１のコア層を除去し、
   前記第２のコア層を形成する工程において、前記第３の領域内で前記第１のコア層が除去された領域にも前記第２のコア層を形成し、
   前記第３の領域内の前記第１のコア層を除去する工程において、該第３の領域内の前記第２のコア層も除去する光導波路素子の製造方法。
2. さらに、前記第３のコア層を形成した後、前記第１〜第３のコア層をパターニングすることにより、前記導波方向に長いメサ構造体を形成する工程を有する請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
3. 前記第３のコア層を形成した後、前記メサ構造体を形成する前に、さらに、
   前記第１の領域内のうち、前記第２の領域側の縁、及び前記第３の領域側の縁のいずれからも離れた第４の領域の前記第１のコア層を除去し、該第４の領域の両端に、前記第１のコア層の端面を露出させる工程と、
   前記第４の領域に、ＩＩＩ族元素としてＡｌを含む化合物半導体からなる第４のコア層を形成する工程と
   を含み、
   前記メサ構造体を形成する工程において、前記第４のコア層もパターニングする請求項１または２に記載の光導波路素子の製造方法。
4. 前記第３の領域内の前記第１のコア層を除去する工程が、
   ドライエッチングにより、前記第１のコア層を、その途中まで除去する工程と、
   ウェットエッチングにより、前記第１のコア層を、その底面まで除去する工程と
   を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光導波路素子の製造方法。

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