JP5913878B2 - 半導体レーザ素子、それを備える光送信モジュール、光トランシーバ、及び半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ素子17の模式的外観斜視図である。当該実施形態に係る半導体レーザ素子17は、InGaAlAs系材料からなる量子井戸層を活性層3に含むリッジ導波路型のファブリペローレーザであり、1.3μm帯又は1.5μm帯の光を出射する。
に示す通り、半導体レーザ素子の半導体多層の上部メサ部の側面から一定の距離以上隔てた領域のp型InP第2クラッド層7及びp型InGaAsコンタクト層8は除去されずに残存しているのが好ましい。絶縁膜10は、図1に示す半導体レーザ素子と同様に、上部メサ部の上面(理想的にはp型InGaAsコンタクト層8表面)を除いて、半導体多層の上表面全体に形成されている。さらに、p型電極膜11は、リッジ部9の両側からさらに広がって形成されており、p型電極膜11の他表面部は、リッジ部9の両側面の外側へそれぞれ広がり、p型InP第2クラッド層7及びp型InGaAsコンタクト層8が残存しているこの領域の上方にまで及んでいる。さらに、p型電極膜11は、この領域に絶縁膜10を介して配置される配線用のボンディングパッド部15と電極引き出し線路部16とを有している。配線が接続されるボンディングパッド部15と、p型電極膜11のリッジ上面部は、電極引き出し線路部16などを介して電気的に接続される。
本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ素子20は、上面電極の構造が異なる点を除き、第1の実施形態に係る半導体レーザ素子17と同様の構成をしている。第2の実施形態の説明図において、第1の実施形態の説明図における同一の構成要素には同一の符号を付す。
本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ素子30は、リッジ部9の形状と、上面電極の形状とが異なる点を除き、第1の実施形態に係る半導体レーザ素子17と同様の構成をしている。よって、第3の実施形態の説明図において、第1及び第2の実施形態の説明図と同一の構成要素には同一の符号を付す。
本発明の第4の実施形態に係る半導体レーザ素子40は、リッジ部9の両側が有機絶縁層で埋め込まれるよう、絶縁膜10と上面電極の間に形成されており、それに伴い、上面電極の形状が変化している点を除いて、第1の実施形態に係る半導体レーザ素子と同様の構成をしている。よって、第4の実施形態の説明図において、第1乃至第3の実施形態の説明図における同一の構成要素には同一の符号を付す。
本発明の第5の実施形態に係る光送信モジュール又は光送受信モジュールは、第1乃至第4の実施形態に係る半導体レーザ素子を備える、光送信モジュール又は光送受信モジュールである。さらに、本発明の第5の実施形態に係る光トランシーバは、かかる光送信モジュール又は係る光送受信モジュールを備える、光トランシーバである。
Claims (16)
- InGaAlAs系材料からなる量子井戸層を含む活性層と、エッチング停止層と、前記活性層の光導波路領域に沿って延伸するとともに前記エッチング停止層の上側に配置される上部メサ部と、を備える半導体多層と、
前記半導体多層の上表面に形成される絶縁膜と、
前記半導体多層及び前記絶縁膜を覆うとともに前記上部メサ部の上面に接して形成される電極膜と、
を備えるとともに、
前記上部メサ部と、前記絶縁膜のうち前記上部メサ部に接して形成される部分とで、リッジ部となる、半導体レーザ素子であって、
前記リッジ部の両側面それぞれは、前記電極膜が形成されずに露出している露出領域を有し、
前記リッジ部の両側面それぞれの前記露出領域は、前記リッジ部の一方の端面から、前記電極膜が前記リッジ部上面を前記一方の端面へ延伸する先端より内側へ、及んでおり、
前記電極膜は、前記リッジ部の前記上面から前記両側面それぞれに広がるとともに前記両側面それぞれを前記一方の端面へ延伸し、前記露出領域に及んでおり、前記電極膜が前記リッジ部の前記上面に形成される部分の上面は、前記一方の端面から内側へ前記露出領域を越えて平坦である、
ことを特徴とする、半導体レーザ素子。 - 前記両側面それぞれの前記露出領域は、該側面下端から該側面上端に及ぶ部分を含んでいる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の半導体レーザ素子。 - 前記両側面それぞれの前記露出領域において、該側面下端から該側面上端に及ぶ部分は、前記一方の端面から5μm以上20μm以下の距離まで亘っている、
ことを特徴とする、請求項2に記載の半導体レーザ素子。 - 前記両側面それぞれの前記露出領域は、該側面下端から前記リッジ部高さの2/3以上まで及ぶ部分を含んでいる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の半導体レーザ素子。 - 前記両側面それぞれの前記露出領域において、該側面下端から前記リッジ部高さの2/3以上まで及ぶ部分は、前記一方の端面から5μm以上20μm以下の距離に亘っている、
ことを特徴とする、請求項4に記載の半導体レーザ素子。 - 前記電極膜は引張応力を有している、ことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記リッジ部の両側面が少なくとも前記露出領域を除いて有機絶縁層によって埋め込まれ、前記有機絶縁層は前記露出領域に及んでいる、
ことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 前記有機絶縁層は引張応力を有している、ことを特徴とする、請求項7に記載の半導体レーザ素子。
- 前記リッジ部の両側面が少なくとも前記露出領域を除いて有機絶縁層によって埋め込まれ、前記電極膜は前記有機絶縁層を覆って広がる、
ことを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 前記電極膜が前記リッジ部上面を前記一方の端面へ延伸する先端の両側それぞれに、前記リッジ部上面は、前記電極膜が形成されずに露出している上面露出領域を有し、
前記先端の両側の前記上面露出領域は、前記リッジ部の両側面の前記露出領域に、それぞれ及んでおり、
前記先端の両側の前記上面露出領域それぞれは、前記一方の端面へ進むのに伴い幅が広がる部分を有する。
ことを特徴とする、請求項1乃至9のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 前記電極膜の前記リッジ部上面を前記一方の端面へ延伸する先端は前記一方の端面まで及んでいる、
ことを特徴とする、請求項1乃至10のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 前記リッジ部は、前記一方の端面へ延伸して幅が徐々に広くなる部分を有している、
ことを特徴とする、請求項1乃至11のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 前記リッジ部の両側面それぞれは、前記電極膜が形成されずに露出している他の露出領域をさらに有し、
前記リッジ部の両側面それぞれの前記他の露出領域は、前記リッジ部の両端のうち他方の端面から、前記電極膜が前記リッジ部上面を前記他方の端面へ延伸する先端より内側へ、及んでいる、
ことを特徴とする、請求項1乃至12のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 - 請求項1乃至13のいずれかに記載の半導体レーザ素子、を備える、光送信モジュール。
- 請求項14に記載の光送信モジュール、を備える、光トランシーバ。
- InGaAlAs系材料からなる量子井戸層を含む活性層と、エッチング停止層と、前記活性層の光導波路領域に沿って延伸するとともに前記エッチング停止層の上側に配置される上部メサ部と、を備える半導体多層を基板上に形成する、半導体多層形成工程と、
前記半導体多層の上表面の第1の領域に絶縁膜を形成する、絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上表面の第2の領域にレジスト膜を形成する、レジスト形成工程と、
前記基板の表面上に電極膜を形成する、電極膜形成工程と、
前記レジスト膜及び前記レジスト膜上に形成される部分の前記電極膜を除去して、上面電極を形成する、上面電極形成工程と、
を備える、半導体レーザ素子の製造方法であって、
前記上部メサ部と、前記絶縁膜のうち前記上部メサ部に接して形成される部分とで、リッジ部を構成し、
前記第1の領域は、前記上部メサ部の上面の少なくとも一部を含まず、前記電極膜は前記上部メサ部の上面に接して形成され、
前記第2の領域は、前記リッジ部の両側面それぞれのうち、前記リッジ部の一方の端面から、前記電極膜が前記リッジ部上面を前記一方の端面へ延伸する先端より内側へ、及ぶ露出領域を含み、前記上面電極は該露出領域には形成されない、
ことを特徴とする、半導体レーザ素子の製造方法。
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