JPS61111592A - Photoelectronic device with built-in light emitting element and light receiving element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the performance of the wavelength split multitransmission system by reducing optical loss by a method wherein a plurality of emitted laser beams are taken into one optical fiber, which is optically connected once to a laser chip. CONSTITUTION:An optical communication transmitter has a laser chip 3 on top of a substrate 2 in a package 1 and is so formed as to emit laser beams 4 with wavelengths different from each other in the same direction. These laser beams 4 are produced so as to advance to the inner end of a transmission optical fiber 5 extending through the package 1. The second N type clad layer exposed surface and the first clad layer exposed surface 26 are provided stepwise from the front of the laser chip 3 to depths, therefore, the width of the laser chip 3 can be reduced. In other words, many chips can be efficiently formed on wafers of the same area, and the improvement in manufacturing yield and the reduction in manufacturing cost are enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は発光素子、すなわち、複数の共振器端からそれ
ぞれレーザ光を出射（発光）する半導体レーザ素子、ま
たはこのような半導体レーザ素子部を有する集積化光デ
バイス（ＯＥＩＣ素子）等の発光素子およびこれらの発
光素子を組み込んだ光電子装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a light emitting device, that is, a semiconductor laser device that emits laser light from a plurality of resonator ends, or an integrated semiconductor laser device having such a semiconductor laser device portion. The present invention relates to light emitting elements such as optical devices (OEIC elements) and optoelectronic devices incorporating these light emitting elements.

〔背景技術〕[Background technology]

元ファイバ通信における多重伝送の一つとして、波長分
割多重伝送が知られている。波長分割多重伝送について
は、たとえば、光通信ハンドブック。Wavelength division multiplexing is known as one type of multiplexed transmission in original fiber communication. For wavelength division multiplexing transmission, see, for example, the Optical Communications Handbook.

１９８２年９月１日発行、４９１〜４９７頁における５
尾による”ｄ、波長分割多重伝送”なる論文において論
じられている。5 on pages 491-497, published September 1, 1982.
It is discussed in the paper entitled "Wavelength Division Multiplexing Transmission" by O.

ところで、波長分割多重伝送の基本構成は、同文献にも
記載されているが、複数の情報を一本の元ファイバによ
って送信側から受信側に伝送するシステムであって、各
情報は相互に波長が異なる複数の見好素子より発光され
た元情報として伝送される。このため、送信側では、送
信器が複数段けられ、各送信器によって制御される発光
源から光信号がそれぞれ接続用の元ファイバを介して伝
送用のメイン光ファイバに送り込まれる。この際、発光
源に接続された元ファイバはそれぞれ光分波器に接続さ
れ、メイン光ファイバに光学的に接続される。また、受
信側ではメイン光ファイバに分光波器が接続され、この
光分波器では元信号は各波長ごとに分波される。光分波
器で分波された元信号は光分波器から延在する複数の元
ファイバを通って各受信器に接続されている受光素子に
送られる。光信号は受光素子によって電気信号に変換さ
れ、受光素子に接続されている受信器に送られ、情報が
伝達される。By the way, the basic configuration of wavelength division multiplexing transmission, which is also described in the same document, is a system in which multiple pieces of information are transmitted from the transmitting side to the receiving side through a single original fiber, and each piece of information is transmitted at different wavelengths. is transmitted as original information emitted from a plurality of different viewing elements. For this reason, on the transmission side, a plurality of transmitters are arranged, and optical signals are sent from a light emitting source controlled by each transmitter to a main optical fiber for transmission via a source fiber for connection, respectively. At this time, the original fibers connected to the light emitting source are each connected to an optical demultiplexer and optically connected to the main optical fiber. Further, on the receiving side, a optical demultiplexer is connected to the main optical fiber, and the original signal is demultiplexed into each wavelength in this optical demultiplexer. The original signal demultiplexed by the optical demultiplexer is sent to a light receiving element connected to each receiver through a plurality of original fibers extending from the optical demultiplexer. The optical signal is converted into an electrical signal by the light-receiving element, and sent to a receiver connected to the light-receiving element, thereby transmitting information.

ところで、前記送信システムは、各発光源とメイン光フ
ァイバとの光学的接続は、光分波器および光分波器と発
光源とを接続する光ファイバとが使用されているため、
光学的接続箇所が多く、光の損失低減を妨げていること
がわかった。また、前記光学的接続は慎重であること、
および構成部品数が多いこと等によるコスト低減を妨げ
ていることがわかった。By the way, in the transmission system, the optical connection between each light emitting source and the main optical fiber uses an optical demultiplexer and an optical fiber connecting the optical demultiplexer and the light emitting source.
It was found that there were many optical connections, which hindered the reduction of optical loss. Also, the optical connection is careful;
It was also found that the large number of component parts hinders cost reduction.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は単一チップから複数の光を発光する発光
素子およびこのような発光素子を組み込んだ光電子装置
を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a light emitting device that emits multiple lights from a single chip and an optoelectronic device incorporating such a light emitting device.

本発明の他の目的は単一のチップから波長の異なる複数
の元を発光する発光素子およびこのよ５な発光素子を組
み込んだ光電子装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a light emitting device that emits light of a plurality of different wavelengths from a single chip, and an optoelectronic device incorporating such five light emitting devices.

本発明の他の目的は光学的損失が少ない送信用光電子装
置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a transmitting optoelectronic device with low optical loss.

本発明の他の目的は製造コストの低減が達成できる送信
用光電子装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a transmitting optoelectronic device that can reduce manufacturing costs.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、本発明の送信用光電子装置は、単一のレーザ
チップからそれぞれ波長の異なるレーザ元を同一方向に
発光するとともに、発光された複数のレーザ元は一本の
元ファイバ内に取り込まれるようになっていることから
、光学的接続は元ファイバとレーザチップとの一回の接
続となって従来よりも少なくなるため、光学的損失の低
減が達成でき、波長分割多重伝送システムの性能向上が
達成できる。また、光学的接続回数が少ないこと、従来
必要とした光分波器および接続用元ファイバは不用とな
り、部品点数が少なくなること、によって光電子装置の
製造コスト低減が達成できる。That is, the transmission optoelectronic device of the present invention emits laser sources with different wavelengths in the same direction from a single laser chip, and the emitted plural laser sources are incorporated into a single source fiber. Because of this, the number of optical connections is reduced to one time between the original fiber and the laser chip, which is less than before, reducing optical loss and improving the performance of wavelength division multiplexing transmission systems. can. Further, the manufacturing cost of the optoelectronic device can be reduced by reducing the number of optical connections, eliminating the need for the conventionally required optical demultiplexer and source fiber for connection, and reducing the number of parts.

〔実施例〕〔Example〕

第１図は本発明の一実施例による波長分割多重伝送シス
テムにおける元通信用送信装置（光電子装置）を示す要
部斜視図、第２図は同じく送信装置に組み込まれる半導
体レーザ素子（レーザテップ）の製造工程を示すフロー
チャート、第３図〜第８図は同じくレーザチップの製造
状態を示す図であって、第３図は化合物半導体板（ウエ
ノ１）の要部を示す断面図、第４図はウエノ・に第１の
コンタクト用拡散層を形成した状態を示す要部断面図、
第５図はウェハに第２のコンタクト用拡散層を形成した
状態を示す要部断面図、第６図はウエノ１に第１のアイ
ソレーション用エツチングを施した状態を示す要部断面
図、第７図はウェハに第２のアイソレーション用エツチ
ングを施した状態を示す要部断面図、第８図はウェハに
電極を形成した状態を示す要部断面図、第９図は同じく
レーザチップの断面図である。FIG. 1 is a perspective view of a main part of a transmission device (optoelectronic device) for original communication in a wavelength division multiplexing transmission system according to an embodiment of the present invention, and FIG. A flowchart showing the manufacturing process, and FIGS. 3 to 8 are diagrams showing the manufacturing state of the laser chip. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part of the compound semiconductor board (Ueno 1), and FIG. A cross-sectional view of main parts showing a state in which a first contact diffusion layer is formed in Ueno,
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a state in which a second contact diffusion layer is formed on a wafer, and FIG. Figure 7 is a cross-sectional view of the main part showing the state where the second isolation etching has been performed on the wafer, Figure 8 is a cross-sectional view of the main part showing the state where electrodes are formed on the wafer, and Figure 9 is a cross-sectional view of the laser chip as well. It is a diagram.

この実施例における波長分割多重伝送システム用の光通
信用送信装置（光電子装置）は、概念的には、第１図に
示されるような構造となって℃・る。The optical communication transmitting device (optoelectronic device) for the wavelength division multiplexing transmission system in this embodiment conceptually has a structure as shown in FIG.

すなわち、元通信用送信装置はパッケージ１内の基板２
の上面に発光素子（レーザチップ）３を有している。こ
のレーザチップ３は、後に詳細に説明するが、レーザチ
ップ３の同一面の数十μｍと近接した位置から、それぞ
れ相互に異なる波長のレーザ光４を同一方向に発光する
ようになって℃・る。これらのレーザ光４は前記パッケ
ージ１を貫通して延在する伝送用の光ファイバ５の内端
に進み、元ファイバ５内に取り込まれるよプになってい
る。前記元ファイバ５は、図示はしないがたとえば、パ
ッケージ１にファイバガイド等の部品を介して固定され
る。また、元ファイバ５は必要ならば基板２に直接ある
いは支持部材を介して固定される。元ファイバ５のコア
径は５０μｍあるいはそれ以上となり、レーザチップ３
の相互に離れた位置から発光されるレーザ光４を正確か
つ確実に一’ＪＱ７アイバ５内に取り込めるようになっ
てし・る。In other words, the original communication transmitter is the board 2 in the package 1.
It has a light emitting element (laser chip) 3 on its upper surface. As will be explained in detail later, this laser chip 3 emits laser beams 4 of mutually different wavelengths in the same direction from positions several tens of micrometers apart on the same surface of the laser chip 3. Ru. These laser beams 4 advance to the inner end of a transmission optical fiber 5 extending through the package 1, and are taken into the original fiber 5. Although not shown, the original fiber 5 is fixed to the package 1 via a component such as a fiber guide, for example. Further, the original fiber 5 is fixed to the substrate 2 directly or via a support member if necessary. The core diameter of the original fiber 5 is 50 μm or more, and the laser chip 3
The laser beams 4 emitted from mutually distant positions can be accurately and reliably taken into the 1'JQ7 eyeglass 5.

なお、図示しないが、前記基板２には、一般の送信器と
同様に、前記レーザチップ３を始め基板２に実装される
他の電子部品（チップ等を含む）を制御する制御部品等
が組み込まれている。また、前記レーザチップ３におゆ
る電極６は総てレーザチップ３の主面（上面）に設けら
れている。そして、これら電極６はワイヤ７によって図
示しない配線層等に電気的に接続されている。Although not shown in the drawings, the board 2 includes control parts and the like that control the laser chip 3 and other electronic parts (including chips, etc.) mounted on the board 2, like a general transmitter. It is. Furthermore, all the electrodes 6 on the laser chip 3 are provided on the main surface (upper surface) of the laser chip 3. These electrodes 6 are electrically connected to a wiring layer (not shown) by wires 7.

つぎに、レーザチップの製造について、第２図のフロー
チャートおよび第３図〜第８図の断面図を用いて説明す
る。Next, manufacturing of the laser chip will be explained using the flowchart of FIG. 2 and the cross-sectional views of FIGS. 3 to 8.

レーザチップは第２図に示されるように、多層ダブルヘ
テロ形成工程、コンタクト用拡散層形成工程、アイラン
ド形成のためのアイソレージコン用エツチング工程、電
極形成工程、裏面エソチング工程、チップ化工程な頴次
経て製造される。レーザチップの製造に際して、最初に
第３図に示すような化合物半導体の基板８が用意される
。この基板８は４００μｍ程波の厚さの絶縁性のＧ　ａ
　Ａ　ｓかもなっている。この基板８はチップにされる
前の状態では大径で薄いことから、この基板８そのもの
あるいはこの基板８の主面に形成された複数の化合物半
導体層等をも含めて一般にウェハ９と呼ばれている。As shown in Figure 2, the laser chip is manufactured through a multilayer double-hetero formation process, a contact diffusion layer formation process, an isolator silicon etching process for island formation, an electrode formation process, a backside etching process, and a chip formation process. Manufactured after: When manufacturing a laser chip, first a compound semiconductor substrate 8 as shown in FIG. 3 is prepared. This substrate 8 is made of insulating Ga with a thickness of about 400 μm.
A s has also become. Since the substrate 8 has a large diameter and is thin before being made into chips, the substrate 8 itself or the plurality of compound semiconductor layers formed on the main surface of the substrate 8 are generally referred to as a wafer 9. ing.

そこでこのウェハ９（基板８）の主面に順次液相エピタ
キシャル法又は有機金属を用いた化学気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）によってＧａＡＡ！Ａｓ系の化合物半導体層が
形成される。この結果、前記基板８の上面には第４ｎ形
クラツド層１０．第１活性層１１．第１ｐ形クラツド層
１２．第２ｎ形クラッド層１３．第２活性層１４．第２
ｐ形クラツド層１５．キャンプ層１６が順次積層形成さ
れる。Therefore, the main surface of the wafer 9 (substrate 8) is sequentially coated with a liquid phase epitaxial method or a chemical vapor deposition method (MO) using an organic metal.
CVD) by GaAA! An As-based compound semiconductor layer is formed. As a result, a fourth n-type cladding layer 10. First active layer 11. First p-type cladding layer 12. Second n-type cladding layer 13. Second active layer 14. Second
P-type cladding layer 15. Camp layers 16 are sequentially laminated.

前記各層において、キャップ層１６はｎ形のＧ　ａ　Ａ
　ｓからなり、第２活性層１４はＧ　ａ　Ａ　ｓからな
っているが、他の層はＧａＡＡＡｓからなっている。In each layer, the cap layer 16 is an n-type Ga A
The second active layer 14 is made of GaAs, while the other layers are made of GaAAAs.

また、Ｇａ、〜Ａ’Ａｓ層各層におけるＡｌの混晶比Ｘ
（Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓにおけるＸ）は、第１ｎ形クラ
ツド層１０．第１ｐ形クラッド層１２．第２ｎ形クラツ
ド層１３．第２ｐ形クラスト層１５の場合は０．３７、
第１活性層１１は０．０５となっている。In addition, the mixed crystal ratio of Al in each layer of Ga, ~A'As layer
(X in Ga1-xAlxAs) is the first n-type cladding layer 10. First p-type cladding layer 12. Second n-type cladding layer 13. 0.37 in the case of the second p-type crust layer 15;
The first active layer 11 is 0.05.

また、前記第１活性層１１および第２活性眉１４はレー
ザ発振するように、０．０５μｍ〜０．１μｍと極めて
薄くたつ［Ｕ・る。また、他の各層は１〜２μｍ程度の
厚さとなって（・る。この結果、化合物半導体層は３層
−組のダブルヘテロ接合部１７が２組積層状態で形成さ
れた構造となり、下層のダブルヘテロ接合部１７の第１
活性層１１からは、８３０ｎｍのレーザ光が発光され、
上層のダブルヘテロ接合部１７の第２活性層１４からは
、８７０ｎｍのレーザ光が発光されるように形成されて
いる。Further, the first active layer 11 and the second active layer 14 are extremely thin, ranging from 0.05 μm to 0.1 μm, so as to enable laser oscillation. In addition, each of the other layers has a thickness of about 1 to 2 μm.As a result, the compound semiconductor layer has a structure in which two sets of three-layer double heterojunctions 17 are stacked, and the lower layer has a thickness of about 1 to 2 μm. The first of the double heterojunction 17
A laser beam of 830 nm is emitted from the active layer 11,
The second active layer 14 of the double heterojunction 17 in the upper layer is formed to emit a laser beam of 870 nm.

つぎに、このウェハ９にはコンタクト用拡散層形成工程
が施される。コンタクト用拡散層形成工程は第４図およ
び第５図で示されるように２工程となっている。すなわ
ち、ウェハ９の主面には常用のホトリングラフィによっ
てＳｉＱ、等からなる？、縁性のマスク１８が部分的に
形成される。そして、ウェハ９の工面からイオン打ち込
みおよびそれに続くアニーリングによって亜鉛拡散層か
らなるコンタクト用拡散層１９が形成される。このコン
タクト用拡散層１９は点々が施された領域であり・、第
１ｐ形クラツド層１２に到達するように形成され、下層
のダブルヘテロ接合部１７におする第１活性層１１を発
光させるための電極コンタクト用拡散層となる。また、
ウェハ９は前記マスク１８が除去された後、再びその主
面に常用のホトリソグラフィによって８１０１等からな
る絶縁性のマスク２０が形成される。そして、ウェハ９
の工面から亜鉛が拡散され亜鉛拡散層からなるコンタク
ト用拡散層２１が形成される。このコンタクト用拡散層
２１は第４図および第５図では前記コンタクト用拡散層
１９と同様に、点々が施された領域であり、第２ｐ形ク
ラツド層１５に到達するように形成され、上層のダブル
ヘテロｍ合ｉ１７における第２活性層１４を発光させる
ための電極コンタクト用拡散層となる。その後、前記マ
スク２０は除去される。この実施例では、波長の異なる
二つのレーザ光が発光される構造となることから、コン
タクト用拡散層形成は２回行われる。また、両コンタク
ト用拡散層１９．２１の間隔は数十μｍとなって〜・る
。これは、第１活性層１１および第２活性層１４におけ
る発光部の間隔が数十μｍであることを意味する。Next, this wafer 9 is subjected to a step of forming a contact diffusion layer. The contact diffusion layer forming process consists of two steps as shown in FIGS. 4 and 5. That is, the main surface of the wafer 9 is made of SiQ, etc., by conventional photolithography. , an edge mask 18 is partially formed. Then, a contact diffusion layer 19 made of a zinc diffusion layer is formed by ion implantation from the surface of the wafer 9 and subsequent annealing. This contact diffusion layer 19 is a dotted region, and is formed to reach the first p-type cladding layer 12 in order to cause the first active layer 11 connected to the double heterojunction 17 in the lower layer to emit light. This becomes a diffusion layer for electrode contact. Also,
After the mask 18 is removed from the wafer 9, an insulating mask 20 made of 8101 or the like is again formed on the main surface of the wafer 9 by conventional photolithography. And wafer 9
Zinc is diffused from the cut surface to form a contact diffusion layer 21 made of a zinc diffusion layer. In FIGS. 4 and 5, this contact diffusion layer 21 is a dotted region similar to the contact diffusion layer 19, and is formed to reach the second p-type cladding layer 15, and is formed in the upper layer. This serves as a diffusion layer for electrode contact for causing the second active layer 14 in the double-hetero combination i17 to emit light. Thereafter, the mask 20 is removed. In this example, since the structure is such that two laser beams with different wavelengths are emitted, the formation of the contact diffusion layer is performed twice. Further, the distance between the contact diffusion layers 19 and 21 is several tens of μm. This means that the interval between the light emitting parts in the first active layer 11 and the second active layer 14 is several tens of μm.

つぎに、上下のダブルヘテロ接合部１７における第２活
性層１４．第１活性層１１が独立して発光するようにす
るために、アイランド形成のための所定半導体層のアイ
ソレーションおよび電極引き出しのために、アイソレー
ション用エツチング工程がウェハ９に施される。アイソ
レーション用エツチング工程は第６図および第７図に示
されるように、２工程に渡って行われる。すなわち、ウ
ェハ９の主面には常用のホトリソグラフィによってＳｉ
ｎ、等からなる絶縁性のマスク２２が部分的に形成され
、エツチングが行われる。エツチングは、上層のダブル
ヘテロ接合部１７における第２ｎ形クラツド層１３の引
き出しｔ極形成のために、第２ｎ形クラツドＮ１３を露
出させるべく行われることから、第２ｎ形クラツド層１
３の途中深さに達するように行われる。この際、コンタ
クト用拡散層１９およびコンタクト用拡散層２１との間
の領域もストライプ状の溝２３として形成される。Next, the second active layer 14 at the upper and lower double heterojunctions 17. In order to cause the first active layer 11 to emit light independently, an isolation etching process is performed on the wafer 9 to isolate a predetermined semiconductor layer for island formation and to draw out electrodes. The isolation etching process is carried out in two steps, as shown in FIGS. 6 and 7. That is, Si is deposited on the main surface of the wafer 9 by conventional photolithography.
An insulating mask 22 made of a material such as n, etc. is partially formed, and etching is performed. Etching is performed to expose the second n-type cladding N13 in order to form an extended t-pole of the second n-type cladding layer 13 in the double heterojunction 17 in the upper layer.
This is done so as to reach the depth halfway through 3. At this time, a region between the contact diffusion layer 19 and the contact diffusion layer 21 is also formed as a striped groove 23.

この溝２３はコンタクト用拡散層１９によって発光する
ための第１活性層１１におけるダブルヘテロ接合部と、
コンタクト用拡散層２１によって発光する第２活性層１
４におけるダブルヘテロ接合部とを、電気的に分断する
ために行われる。しかし、この段階ではまだ第１活性層
１１の分断はなされていない。そこで、再びウェハ９の
工面にマスク２４を設けるとともに、エツチングを行う
。This groove 23 is a double heterojunction in the first active layer 11 for emitting light by the contact diffusion layer 19;
Second active layer 1 that emits light by contact diffusion layer 21
This is done to electrically isolate the double heterojunction at 4. However, at this stage, the first active layer 11 is not yet divided. Therefore, a mask 24 is provided on the surface of the wafer 9 again, and etching is performed.

このエツチング処理にあっては、前記溝２３はさらに深
くエツチングされ、第１活性層１１を通り越して第１ｎ
形クラツド層１０にまで達する。また、前記エツチング
処理によって露出した第２ｎ形クラツド層露出面２５は
部分的にマスク２４によって被われている。したがって
、マスク２４によって被われない第２ｎ形クラツド層露
出面２５部分はエツチングされる。この第２回目のエツ
チング処理は、第１活性層１１をコンタクト用拡散層１
９の存在する領域とコンタクト用拡散層２１が存在する
領域との間で分断することと、第１活性層１１における
ダブルヘテロ接合部の発光のための引き出し電極を形成
する平坦領域を形成する目的で行われるため、エツチン
グは第１ｎ形クラツド層１０の途中深さまで行われる。In this etching process, the groove 23 is etched deeper, passing through the first active layer 11 and etching the first n-th layer.
It reaches the shape cladding layer 10. Further, the exposed surface 25 of the second n-type cladding layer exposed by the etching process is partially covered by a mask 24. Therefore, the exposed surface 25 of the second n-type cladding layer not covered by the mask 24 is etched. In this second etching process, the first active layer 11 is etched into the contact diffusion layer 1.
9 and the region where the contact diffusion layer 21 exists, and to form a flat region that forms an extraction electrode for light emission of the double heterojunction in the first active layer 11. Therefore, the etching is performed to a middle depth of the first n-type cladding layer 10.

この処理によって、第１ｎ形クラツド層露出面２６が形
成される。なお、マスク２４は除去される。By this process, the first n-type cladding layer exposed surface 26 is formed. Note that the mask 24 is removed.

つぎに、第８図で示すように、ウェハ９はその主面に電
極６が常用のリフトオフ法によって形成される。すなわ
ち、電極６が形成される領域を除くウェハ９の主面領域
にはホトレジスト（図示せず）が被着され、その後、電
極形成物質が蒸着され、蒸着後ホトレジストが除去され
る。これによって、化合物半導体層に接触する１！極形
成物質はそのまま残留するが、ホトレジストに載った電
極形成物質はホトレジストの離脱とともに除去され、第
８図に示されるように、電極６が形成される。Next, as shown in FIG. 8, electrodes 6 are formed on the main surface of the wafer 9 by a commonly used lift-off method. That is, a photoresist (not shown) is deposited on the main surface area of the wafer 9 except for the area where the electrode 6 is formed, and then an electrode forming material is deposited, and after the deposition, the photoresist is removed. This allows 1! to contact the compound semiconductor layer! The electrode forming material remains as it is, but the electrode forming material on the photoresist is removed as the photoresist is removed, forming an electrode 6 as shown in FIG.

電極は、たとえば、下層がＣｒ、上層がＡｕとなってい
る。また、電極６はより詳細に説明すると、コンタクト
用拡散層１９が設けられたキャップ層１６の上面の電極
６は、第１活性層１１を発光きせるための第１アノード
電極２７となり、第１活性層１１のための第２カソード
電極２８は第１ｎ形クラツド層露出面２６に設ゆられた
ｉ極６であ′　る。また、第２活性１１４のための第２
７ノード電極２９は、コンタクト用拡散層２１を有する
キャップ層１６の上面に設けられた電極６であり、第２
活性層１４のための第２カソード電極３０は第２ｎ形ク
ラツド層露出面２５に設ゆられた電極６である。The electrode has, for example, a lower layer made of Cr and an upper layer made of Au. Further, to explain the electrode 6 in more detail, the electrode 6 on the upper surface of the cap layer 16 provided with the contact diffusion layer 19 becomes a first anode electrode 27 for causing the first active layer 11 to emit light, and The second cathode electrode 28 for layer 11 is the i-pole 6 located on the exposed surface 26 of the first n-type cladding layer. Also, a second
The 7-node electrode 29 is an electrode 6 provided on the upper surface of the cap layer 16 having the contact diffusion layer 21.
The second cathode electrode 30 for the active layer 14 is the electrode 6 provided on the exposed surface 25 of the second n-type cladding layer.

つぎに、第８図で示すように、ウェハ９の裏面はエツチ
ングされ、基板８の厚さは、たとえば、１００μｍ程度
となる。その後、このウェハ９は骨間およびスクライプ
が施され、第９図に示されるような縦横数１００μｍの
大きさのレーザチップ３になる。なお、ウェハ９のチッ
プ化工程前に、ウェハ９の裏面に導体層を投げておけば
、この導体層をレーザチップ３の搭載のために利用する
ことができる。Next, as shown in FIG. 8, the back surface of the wafer 9 is etched, and the thickness of the substrate 8 becomes, for example, about 100 μm. Thereafter, this wafer 9 is subjected to interosseous cutting and scribing to form a laser chip 3 having a size of several 100 μm in length and width as shown in FIG. Note that if a conductive layer is placed on the back surface of the wafer 9 before the process of converting the wafer 9 into chips, this conductive layer can be used for mounting the laser chip 3.

実装方法としては、前述のようにワイヤを使用するもの
とワイヤを使用しないものとが考えられる。As the mounting method, there are two possible methods: one using wires as described above, and one without wires.

第１０図は、ワイヤを使用せずに実装する場合の断面図
を示す。FIG. 10 shows a cross-sectional view of mounting without using wires.

同図に示されるように、レーザチップ３の各々の電黴６
が段差を有する基板２ａ上の配線３６に接続される。As shown in the figure, each electric mold 6 of the laser chip 3
is connected to the wiring 36 on the substrate 2a having a step.

この方法で注目すべきは、レーザチップ３の電極６が全
て一方向に取り出され℃いるため、膜歪を有する基板２
ａ上の配線に１度のボンディング作業で接続できるとい
うことである。これによりボンディング作業工程及び作
業時間の短縮、製品コストの低減が可能となる。What should be noted about this method is that since all the electrodes 6 of the laser chip 3 are taken out in one direction, the substrate 2 with film distortion
This means that it can be connected to the wiring above a with a single bonding operation. This makes it possible to shorten the bonding work process and work time, and reduce product costs.

第１１図〜第１５図は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。FIGS. 11 to 15 are diagrams showing other embodiments of the present invention.

第１１図に示されるように、第２０形クラツド層露出ｆ
及び第１クラッド層露出面２６をレーザチップ３０手前
から奥の方向に階段状に設ければ、前記実施例のように
奥方向全域に亘ってそれぞれ第２ｎ形クラツド層露出面
２５および第１０形クラツド層露出面２６を別々に設げ
る構造に比較して、レーザチップ３の暢を狭くすること
ができる。As shown in FIG. 11, the 20th type cladding layer exposure f
If the first cladding layer exposed surface 26 is provided in a stepped manner from the front to the back of the laser chip 30, the second n-type cladding layer exposed surface 25 and the tenth type cladding layer will be exposed over the entire depth direction as in the embodiment described above. Compared to a structure in which the cladding layer exposed surfaces 26 are provided separately, the width of the laser chip 3 can be narrowed.

すなわち、同一面積のウェハに効率良く多数のチップを
形成することができ、製造歩留りの向上。In other words, a large number of chips can be efficiently formed on a wafer of the same area, improving manufacturing yield.

製品コストの低減が可能となる。Product costs can be reduced.

第１２図で示される実施例は、下層のダブルヘテロ接合
部エフを構成する上部のクラッド層と上層のダブルヘテ
ロ接合部１７を構成する下部のクラッド層とを共用した
例であって、共用クラッド庖３１を有する構造から、基
板８の主面側に設ける化合物半導体層を一つ少なくする
ことができることより、製造工程の筒略化が図れるとい
う効果が得られる。この実施例では、ｐ形層にｎ形のコ
ンタクト用拡散層を形成することは形成し難（・ことか
ら、基板８の主面にはｐ形の第１ｐ形クラツド層３２を
形成し、その上には順次、第１活性層１１、ｎ形の共用
クラッド層３１．第２活性層１４、ｐ形の第２ｐ形クラ
ツド層１５．ｎ形のキャップ層１６を形成したウェハ９
を用いて、レーザチップ３は製造される。また、第１活
性ＮＪ１１を発光させるための−１の電極６は、共用ク
ラッド層３１が露出されて形成された共用クラッド層露
出面３３に設けられている。ｎ形層は電極６との間のオ
ーミックコンタクト性が良好であることから、コンタク
ト用拡散層は設けられていない。The embodiment shown in FIG. 12 is an example in which the upper cladding layer constituting the lower double heterojunction F and the lower cladding layer constituting the upper double heterojunction 17 are shared. Since the structure having the groove 31 can reduce the number of compound semiconductor layers provided on the main surface side of the substrate 8 by one, the manufacturing process can be simplified. In this embodiment, it is difficult to form an n-type contact diffusion layer in a p-type layer (because it is difficult to form an n-type contact diffusion layer 32, a p-type first cladding layer 32 is formed on the main surface of the substrate 8, and On top of the wafer 9 are sequentially formed a first active layer 11, an n-type shared cladding layer 31, a second active layer 14, a p-type second p-type cladding layer 15, and an n-type cap layer 16.
The laser chip 3 is manufactured using the following. Further, the -1 electrode 6 for causing the first active NJ 11 to emit light is provided on the shared cladding layer exposed surface 33 formed by exposing the shared cladding layer 31. Since the n-type layer has good ohmic contact with the electrode 6, no contact diffusion layer is provided.

また、この実施例では、第１ｎ形クラツド層１０は溝２
３によって完全にアイソレートされていることから、第
１活性層１１用の他方の電極６は第１活性層１１に接触
している第１ｎ形クラツド層１０の露出面３４に設けら
れている。Further, in this embodiment, the first n-type cladding layer 10 has the groove 2
3, the other electrode 6 for the first active layer 11 is provided on the exposed surface 34 of the first n-type cladding layer 10 in contact with the first active layer 11.

第１３図で示される実施例は、レーザ元４がレーザチッ
プ３の平面四方向に出射される例を示すものである。こ
の実施例では、背の高いアイランド（図では右側のアイ
ランド）における第２活性層１４から発光されるレーザ
元４が、左側のアイランドによって遮られることのない
ように、左側のア・イランドにあっては第１活性層１１
の発光に関係ない半導体層はエツチング除去されている
。The embodiment shown in FIG. 13 shows an example in which the laser source 4 is emitted in four directions on the plane of the laser chip 3. In this embodiment, the laser source 4 emitted from the second active layer 14 in the tall island (the right island in the figure) is located on the left island so that it is not blocked by the left island. The first active layer 11
The semiconductor layer unrelated to light emission is removed by etching.

また、電極６は必要に応じて相応しく・部分に形成され
ている。さらに、石側のアイランドにおけるレーザ光出
射面にあっては、レーザチップ３の周面を兼ねる面は骨
間によって形成され、溝２３の側面を兼ねる面は溝２３
を形成する際のエツチングによって形成されている。な
お、第１１図および第１３図で示す実施例ではレーザチ
ップ３の裏面にレーザチップ３の搭載に利用する目的で
導体層３５が設けられて〜・る。Further, the electrodes 6 are formed in appropriate portions as required. Furthermore, in the laser beam emitting surface of the island on the stone side, the surface that also serves as the peripheral surface of the laser chip 3 is formed by the interbone, and the surface that also serves as the side surface of the groove 23 is formed by the groove 23.
It is formed by etching when forming. In the embodiment shown in FIGS. 11 and 13, a conductor layer 35 is provided on the back surface of the laser chip 3 for the purpose of mounting the laser chip 3.

以上の説明では、同一チップから波長の異なるレーザ光
を発光させることについて述べ℃きたが、第１４図、第
１５図に示すごとくコンタクト用拡散１９．２１を同−
深さとするだけで、簡単に同一波長のレーザ光を発光す
る複数の発光部を有するチップも形成できる。このよう
に、複数の発光部から同じ波長のレーザ光が出射される
チップは、レーザ光の高出力化が期待できる。また、他
の使用法としては、１つの発光部を故障部分の代替とし
ても使用できる。すなわち冗長構成とすることができる
。たとえば、通常の場合は、右側でレーザ発振が行なわ
れるが、何らかの原因でその右側が発光不良となった場
合に、たとえば左側の発光部かその役割をはだすように
できる。このようなレーザ素子は、元通信用の海底ケー
ブル中に設置すれば効果を奏するであろう。In the above explanation, we have talked about emitting laser beams with different wavelengths from the same chip, but as shown in FIGS.
A chip having a plurality of light emitting parts that emit laser light of the same wavelength can be easily formed by simply adjusting the depth. In this way, a chip in which laser beams of the same wavelength are emitted from a plurality of light emitting parts can be expected to produce high output laser beams. Moreover, as another usage, one light emitting part can be used as a substitute for a failed part. In other words, a redundant configuration can be achieved. For example, normally, laser oscillation is performed on the right side, but if for some reason the right side fails to emit light, the light emitting section on the left side can take over its role. Such a laser element would be effective if installed in a submarine cable originally used for communications.

さらに、この場合も、チップには混晶比の異なる活性層
が少なくとも２つは形成されるので、コンタクト用拡散
層１９．２１の深さを同一としエツチング工程を変更す
るだけで波長を選択できるため、設計自由度及び用途が
増す。Furthermore, in this case as well, since at least two active layers with different mixed crystal ratios are formed in the chip, the wavelength can be selected by simply keeping the contact diffusion layers 19 and 21 at the same depth and changing the etching process. Therefore, the degree of design freedom and applications are increased.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、下記の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

（１）、同一チップ上に混晶比の異なる複数の活性層を
形成し、この複数の活性層の数だけ、アイランドを形成
し、各アイランドに含まれる複数の活性層の内の１つを
選択的に発光させることにより、単一チップの各アイラ
ンドより波長の異なる光を発光する発光素子が形成でき
る。(1) A plurality of active layers with different mixed crystal ratios are formed on the same chip, islands are formed by the number of active layers, and one of the plurality of active layers included in each island is formed. By selectively emitting light, it is possible to form a light emitting element that emits light of different wavelengths from each island of a single chip.

（２）、すべての電極をチップ上面よりワイヤボンディ
ングで取りだすことができ、実装基板への取付ゆに用い
る固定材のもつあがりがあっても、活性店位置が高いこ
とより、発光不良が防止でき、実装歩留りの向上が計れ
る。(2) All electrodes can be taken out from the top surface of the chip by wire bonding, and even if the fixing material used to attach it to the mounting board is loose, poor light emission can be prevented because the active point is high. , it is possible to improve the mounting yield.

（３）、すべての電極がチップ上面にあることより、チ
ップの段差と逆パターンの段差を有し、かつ、チップ取
付は位置にチップ電極と接続する配線が形成された実装
基板に実装する場合、１度のボンディング作業で実装が
行なえ、作業工程が筒素化できる。(3) Since all the electrodes are on the top surface of the chip, the chip has a step pattern opposite to that of the chip, and the chip is mounted on a mounting board that has wiring connected to the chip electrodes at the position. , mounting can be done with one bonding operation, and the work process can be made into a cylinder.

（４）、同一チップ上に同一波長のレーザ光発光部を複
数制得ることができることより、冗長構成や高出力化が
計られることより、レーザチップの信頼性や用途が拡大
するという効果が得られる。(4) Since it is possible to have multiple laser light emitting parts of the same wavelength on the same chip, redundant configuration and high output can be achieved, which has the effect of expanding the reliability and applications of the laser chip. It will be done.

（５）、本発明によれば、同一チップ上に混晶比の異な
る複数の活性層を形成し、この複数の活性層の数だけ、
アイランドを形成し、各アイランドに含まれる活性層の
間１つを選択的に発光させることにより、単一チップの
各アイランドから波長の異なる元を発光する発光素子が
形成でき、さらにこのような発光素子を組み込んだ安価
な光電子装置を提供することができるという効果が得ら
れる。(5) According to the present invention, a plurality of active layers having different mixed crystal ratios are formed on the same chip, and the number of active layers is equal to the number of the plurality of active layers.
By forming islands and selectively emitting light from one active layer included in each island, it is possible to form a light-emitting element that emits light of a different wavelength from each island of a single chip. The effect is that an inexpensive optoelectronic device incorporating the element can be provided.

（６）、上記（５）から、本発明のレーザチップ３は相
互に波長の異なるレーザ光４を近接した位置から同一方
向に出射するため、波長分割多重伝送システムにおける
元通信用送信装置に組み込んだ場合、光信号を伝送する
一本の党ファイバに直接各レーザ光４を送り込むことが
でき、従来のような光分波器および発光部と光分波器と
を結ぶ接続用の元ファイバは不用となる。この結果、波
長分割多重伝送システムにおいては、光分波器における
光学的接続が廃止でき、光結合損失の軽減が達成できる
という効果が得られる。(6), From (5) above, the laser chip 3 of the present invention emits laser beams 4 with mutually different wavelengths in the same direction from close positions, so it cannot be incorporated into the original communication transmitter in the wavelength division multiplexing transmission system. In this case, each laser beam 4 can be sent directly to a single fiber that transmits the optical signal, and the original fiber for connecting the conventional optical demultiplexer and the light emitting part to the optical demultiplexer is It becomes unnecessary. As a result, in the wavelength division multiplexing transmission system, optical connections in the optical demultiplexer can be eliminated, and optical coupling loss can be reduced.

（７）、上記（６）から、波長分割多重伝送システムに
おいては、光分波器および光分波器と接続される接続用
の光ファイバが不用となり、部品点数の低減から、波長
分割多重伝送システムの敷設コストの軽減が達成できる
という効果が得られる。(7), From (6) above, in a wavelength division multiplexing transmission system, an optical demultiplexer and a connecting optical fiber to be connected to the optical demultiplexer are no longer required, and the number of components is reduced. The effect is that the cost of installing the system can be reduced.

（８）、上記（６）および（７）から、元通信用送信装
置の小型化が達成できるという相乗効果が得られる。(8) From the above (6) and (7), a synergistic effect is obtained in that the original communication transmitter can be made smaller.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、前記実施例で
は、基板８の主面には最初にｎ形層を形成してダブルヘ
テロ接合部を形成していったが、ｎ形層の変わりにｐ形
層を形成してダブルヘテロ接合部を製造しても、前記実
施例同様な効果が得られる。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, the present invention is not limited to the above Examples (although it is possible to make various changes without departing from the gist of the invention). For example, in the above embodiment, an n-type layer was first formed on the main surface of the substrate 8 to form a double heterojunction, but a p-type layer was formed instead of the n-type layer. Even if a double heterojunction is manufactured in this manner, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では王として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である波長分割多重伝送シ
ステム技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、光集積回路技術、他の光通信
システム技術、医療技術、計測技術などに適用できる。In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to wavelength division multiplexing transmission system technology, which is the field of application that formed the background of the invention, but the invention is not limited to this. , can be applied to other optical communication system technologies, medical technologies, measurement technologies, etc.

本発明は少なくとも複数の発光部を有する光を子装置技
術には適用できる。The present invention can be applied to child device technology that uses light having at least a plurality of light emitting parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例による光通信用送信装置（光
電子装置）を示す要部斜視図、第２図は同じ（元通信用
送信装置に組み込まれるレーザチップの製造工程を示す
フローチャート、第３図は同じくレーザチップの製造に
おけるウェハの要部を示す断面図、 第４図は同じくウェハに第１のコンタクト用拡散層を形
成した状態を示す要部断面図、第５図は同じくウェハに
第２のコンタクト用拡散層を形成した状態を示す要部断
面図、第６図は同じくウェハに第１のアイソレーシヲン
用エツチングを施した状態を示す要部断面図、第７図は
同じくウェハに第２のアイソレーシゴン用エツチングを
施した状態を示す要部断面図、第８図は同じくウェハに
電極を形成した状態を示す要部断面図、 第９図は同じくレーザチップの断面図、第１０図はワイ
ヤを使用しない実装方法を示す断面図、 第１１図は本発明の他の実施例によるレーザテップを示
す断面図、 第１２図は本発明の他の実施例によるレーザテップを示
す断面図、 第１３図は本発明の他の実施例によるレーザチップを示
す断面図、 第」４図は本発明の他の実施例によるレーザチップを示
す断面図、 第１５図は本発明の他の実施例によるレーザチップを示
す断面図である。 １・・・パッケージ、２．２ａ・・・基板、３・・・レ
ーザチップ、４・・・レーザ元、５・・・元ファイバ、
６・・・電極、７・・・ワイヤ、８・・・基板、９・・
・ウェハ、１ｏ・・・第１ｎ形クラツド層、１１・・・
第１活性層、１２・・・第１ｐ形クラツド層、１３・・
・第２ｎ形クラツド層、゛　１４・・・第２活性層、１
５・・・第２ｐ形クラツド層、１６・・・キャップ層、
１７・・・ダブルヘテロ接合部、１８・・・マスク、１
９・・・コンタクト用拡散層、２゜・・・マスク、２１
・・・コンタクト用拡散層、２２・・・マスク、２３・
・・溝、２４・・・マスク、２５・・・第２ｎ形クラツ
ド層露出面、２６・・・第１ｎ形クラツド層露出面、２
７・・・第１アノード電極、２８・・・第２カンードを
極、２９・・−第２アノード！極、３０・・・第２カソ
ード電極、３１・・・第１ｐ形クラツド層、３２・・・
第１ｐ形クラツド層、３３・・・共用クラッド層露出面
、３４・・・露出面、３５・・・導体層、３６・・・配
線。 又２．・。 第　　　１　　図 第　　２　　図 第　　６　　図 第　　８　　図 第　　９　　図 第１０図 第　　１１　図 第　　１２　図 第　　１３　図　　′FIG. 1 is a perspective view of essential parts showing an optical communication transmitter (optoelectronic device) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is the same (a flowchart showing the manufacturing process of a laser chip to be incorporated into the original communication transmitter), FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of a wafer used in the manufacture of laser chips, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the wafer with a first contact diffusion layer formed thereon, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing the state where the second contact diffusion layer is formed on the wafer, FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing the state where the first isolation etching has been performed on the wafer, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part showing the state in which the second isolator etching has been performed. FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part showing the state in which electrodes are formed on the wafer. FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a mounting method that does not use wires, FIG. 11 is a cross-sectional view showing a laser tip according to another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view showing a laser tip according to another embodiment of the present invention. FIG. 13 is a sectional view showing a laser chip according to another embodiment of the invention, FIG. 4 is a sectional view showing a laser chip according to another embodiment of the invention, and FIG. 15 is a sectional view showing another embodiment of the invention. 1 is a cross-sectional view showing a laser chip according to the present invention. 1... Package, 2.2a... Substrate, 3... Laser chip, 4... Laser source, 5... Original fiber,
6... Electrode, 7... Wire, 8... Substrate, 9...
- Wafer, 1o...first n-type cladding layer, 11...
First active layer, 12... First p-type cladding layer, 13...
・Second n-type cladding layer, ゛14...Second active layer, 1
5... Second p-type cladding layer, 16... Cap layer,
17...Double heterojunction, 18...Mask, 1
9... Contact diffusion layer, 2°... Mask, 21
... Contact diffusion layer, 22... Mask, 23.
...Groove, 24...Mask, 25...Exposed surface of second n-type cladding layer, 26...Exposed surface of first n-type cladding layer, 2
7...First anode electrode, 28...Second cand as a pole, 29...-Second anode! pole, 30... second cathode electrode, 31... first p-type cladding layer, 32...
1st p-type cladding layer, 33... shared cladding layer exposed surface, 34... exposed surface, 35... conductor layer, 36... wiring. Also 2.・. Figure 1 Figure 2 Figure 6 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 '

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、多層の化合物半導体に設けられた複数のアイランド
と、前記各アイランドに設けられた発光部と、を有する
ことを特徴とする発光素子。 ２、前記各光の発光波長は相互に異なることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の発光素子。 ３、化合物半導体の基板の主面に積層形成された複数の
ダブルヘテロ接合部と、少なくとも一つのダブルヘテロ
接合部を分断してアイランドを形成する溝と、各アイラ
ンドに設けられた電極コンタクト層と、を有し、各アイ
ランドではいずれか一つのダブルヘテロ接合部が発光す
るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の発光素子。 ４、前記各アイランドから発光される光は発光素子の同
一面から発光されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の発光素子。 ５、前記発光部を発光させるための電極は発光素子の一
主面側に配設されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の発光素子。 ６、複数のアイランドを有しかつ各アイランドには独立
して発光する発光部を有する発光素子と、この発光素子
から発光される光を伝送する光ファイバと、を有するこ
とを特徴とする光電子装置。 ７、前記各アイランドから発光される光は相互に波長が
異なりかつそれぞれ同一方向に発光されて一本の光ファ
イバ内に取り込まれるようになっていることを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の光電子装置。[Scope of Claims] 1. A light-emitting element comprising a plurality of islands provided in a multilayer compound semiconductor, and a light-emitting portion provided in each island. 2. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emission wavelengths of the respective lights are different from each other. 3. A plurality of double heterojunctions laminated on the main surface of a compound semiconductor substrate, a groove dividing at least one double heterojunction to form an island, and an electrode contact layer provided on each island. 2. The light emitting device according to claim 1, wherein each island has one double heterojunction that emits light. 4. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitted from each island is emitted from the same surface of the light emitting device. 5. The light emitting device according to claim 1, wherein the electrode for causing the light emitting portion to emit light is disposed on one main surface side of the light emitting device. 6. An optoelectronic device comprising a light emitting element having a plurality of islands and each island having a light emitting part that emits light independently, and an optical fiber that transmits light emitted from the light emitting element. . 7. The light emitted from each of the islands has different wavelengths, is emitted in the same direction, and is taken into a single optical fiber. Optoelectronic device as described.