JP2001274511A

JP2001274511A - 導波路型光素子

Info

Publication number: JP2001274511A
Application number: JP2000089338A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kinoshita; 下順一木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-05
Also published as: US20010026671A1

Abstract

(57)【要約】【課題】リッジ導波路を有する従来の導波路型光素子
の欠点を克服し、樹脂工程などを用いずに電極とパッド
とをプレーナ状に接続できる導波路型光素子を提供する
ことを目的とする。【解決手段】光素子の導波路を、導波方向に延在する
略ストライプ状の凸部として形成されたリッジ導波路部
と、前記リッジ導波路部に光学的に結合された利得領域
において光を導波する利得導波路部と、により形成す
る。利得導波路部から導波路の側方に延在する延伸部を
設けることにより、リッジ導波路部の上面から連続する
平坦面上で電極パッドを接続することができる。同時に
利得導波路部において位相シフト効果を得ることもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導波路型光素子に
関する。さらに詳細には、本発明は、リッジ型導波路を
有する半導体レーザあるいは光変調器などの導波路型光
素子において、その導波路の一部を利得型導波路とする
ことにより、平滑な配線層を実現し且つ位相シフトなど
の効果も得ることができる導波路型光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】導波路（waveguide）を有する光素子と
しては、半導体レーザなどの各種の発光素子、光変調
器、あるいは導波路型フォトダイオードなどの各種の受
光素子などを挙げることができる。例えば、半導体レー
ザに関しては、「リッジ（ridge）導波路（RWG）型」と
称される構造が知られている。これは、活性層の上側の
クラッド層（cladding layer）が凸状の断面を持つよう
に加工されたストライプ状の導波路を有するものであ
る。このタイプの導波路においては、クラッド層に形成
されたリッジ部分の下の活性層も含めたストライプ状の
部分が導波路として作用し、光が導波される。

【０００３】図８は、従来のリッジ導波路型の半導体レ
ーザの典型的構造を表す斜視図である。すなわち、同図
に例示したレーザは、長距離高速光通信の分野で用いら
れるInGaAsP/InP系半導体レーザである。その概略構成
を説明すると以下の如くである。

【０００４】ｎ型InP基板１上には、ｎ型InP下方クラッ
ド層２、InGaAsPから構成されるＭＱＷ（multiple-quan
tum well）構造の導波路コア層兼活性層３、ｐ型InP上
方第１クラッド層４、ｐ型InGaAsPエッチストップ層
５、ｐ型InP上方第２クラッド層６、ｐ型InGaAsP障壁緩
和層７およびｐ^＋型InGaAsコンタクト層８がこの順序に
積層されている。ここで、障壁緩和層７は、ｐ^＋型InGa
Asコンタクト層８とｐ型InP上方第２クラッド層６間の
障壁による整流性を緩和する役割を有する。

【０００５】そして、ｐ型エッチストップ層５よりも上
のｐ型上方第２クラッド層６、ｐ型障壁緩和層７および
ｐ^＋型コンタクト層８が、例えば幅約２μｍのストライ
プ状にパターニングされ、凸状断面を持つリッジ導波路
が形成されている。

【０００６】さらに、素子の上下には、ｐ側電極２０、
ｎ側電極２１が形成されている。

【０００７】このような構成を有するリッジ導波路型半
導体レーザは、リッジの幅を狭くすれば、それだけ寄生
容量も小さくでき、高速応答性を容易に達成することが
できる。

【０００８】なお、本願明細書においては、図８に例示
したもの以外にも、例えば、導波路のコアとなる活性層
３あるいはそれよりも下の層までメサ状にパターニング
したものも「リッジ導波路」と定義する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に例示し
たような従来のリッジ導波路型半導体レーザにおいて
は、リッジの上面に形成した電極に対する配線不良が生
じやすいという問題があった。

【００１０】すなわち、リッジの上面にストライプ状に
形成されたｐ側電極２０に電流を供給するためには、ｐ
側電極２０からリッジの段差を介して底面に延在する電
極パッド３０を形成し、底面部において電極パッド３０
に金ワイア４０をボンディングして外部電源と接続する
必要がある。この時に、さらに、電極パッド３０の下や
リッジの側壁には電極的な絶縁のためのSiO₂膜１００が
必要となる。

【００１１】しかしながら、このようなリッジの段差を
含んだ部分において薄膜形成プロセスを行うと、SiO₂膜
１００が「段切れ」を生じて絶縁が破れたり、電極パッ
ド３０も「段切れ」を生じてｐ側電極２０に対して接続
不良が起こりやすいという問題があった。

【００１２】リッジ導波路の変型例としては、ストライ
プ状に突出した導波路層を形成してから、その周囲を屈
折率の低い媒質で埋め込む、いわゆる「埋込型導波路構
造」もある。この構造によれば、リッジの段差を埋め込
んで平坦な表面を形成することも可能となる。しかし、
埋込型導波路構造を形成するためには、この埋込のため
の結晶成長工程が余分に必要とされ、さらに、リッジの
頭頂面と同一レベルの平滑面を形成することは容易でな
く、製造工程が煩雑になるという問題が生ずる。

【００１３】これらに従来技術に対して、リッジを平坦
化するのにポリイミド等の樹脂を利用する方法が考えら
れる。

【００１４】図９は、本発明者が試作したリッジ導波路
型の半導体レーザの変型例である。同図については、図
８に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を
付して詳細な説明は省略する。

【００１５】図９に表した半導体レーザにおいては、リ
ッジの一部に接続するようにポリイミドの台座２００が
形成されている。リッジの上面と台座２００の上面とは
ほぼ同一レベルとされている。そして、この台座２００
の上面に延在するように電極パッド３０を形成し、金ワ
イア４０がボンディングされている。

【００１６】このような台座２００を設けることによ
り、リッジの段差を解消し、「段切れ」による配線不良
を防ぐことが可能である。但し、本発明者の試作の結果
によれば、この構造を形成するに際しても、問題がある
ことが判明した。すなわち、台座２００を形成するため
には、まず、ウェーハ全面にポリイミドを塗布し、全体
的に徐々に薄くすることによってリッジの頭頂を露出さ
せ、しかる後にポリイミドをパターニングする必要があ
る。しかし、このようなリッジ上面の露出やポリイミド
のパターニングは容易ではない。また、樹脂（ポリイミ
ド）の硬化のための熱処理（キュア）も必要とされる。
さらに、キュアに伴って樹脂の体積が縮小したり、キュ
アが足りないと吸湿性があり信頼性が劣化しやすいとい
う問題もあることが判明した。

【００１７】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、リッジ導波
路を有する従来の導波路型光素子の欠点を克服し、樹脂
工程などを用いずに電極とパッドとをプレーナ状に接続
できる導波路型光素子を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の導波路型光素子は、光を導波する導波路を
備えた光素子であって、前記導波路は、導波方向に延在
する略ストライプ状の凸部として形成されたリッジ導波
路部と、前記リッジ導波路部に光学的に結合された利得
領域において光を導波する利得導波路部と、を有するこ
とを特徴とする。

【００１９】ここで、前記導波路の上面に設けられた電
極と、前記利得導波路部から前記導波路の側方に延在す
る延伸部と、前記電極に接続され前記延伸部の上面に
延在する電極パッドと、をさらに備えることにより、リ
ッジ導波路部の上面から連続する平坦面上で電極パッド
を接続することができ、「段切れ」などの問題を解消す
ることができる。

【００２０】また、前記電極パッドからの電流の注入を
抑制するために前記延伸部の少なくとも一部が高抵抗化
されてなるものとすれば、利得導波路部の導波効率を高
くすることができる。

【００２１】または、前記電極パッドからの電流の注入
を抑制するために前記電極パッドと前記延伸部の少なく
とも一部との間に絶縁層を設けることによっても、利得
導波路の導波効率を高くすることができる一方、導波効
率を高く維持するためには、前記利得導波路部の長さ
を、前記導波路の全長の１／１０以下とすることが望ま
しい。

【００２２】また、前記導波路に沿って設けられ前記導
波される光に対して光学的な摂動を与える回折格子をさ
らに備え、前記利得導波路部が前記導波路を導波される
光に対して実質的な位相シフト作用を及ぼすものとすれ
ば、回折格子に対するブラッグ波長を有する導波光の位
相条件を最適化することができる。

【００２３】ここで、前記導波路型光素子を、前記導波
路においてレーザ発振を生ずる分布帰還型レーザとした
場合は、前記利得導波路部における前記位相シフト作用
は、前記レーザに供給するバイアス電流や発振しきい値
に応じて変化するものとすることができる。

【００２４】さらに、前記位相シフト作用の前記変化
は、チャーピングをうち消すように生ずるものとすれ
ば、直接変調させても波長の変動がないレーザを実現す
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明のひとつのポイントは、リ
ッジ導波路の一部を利得導波路に置き換えることによ
り、リッジの上面から側方に平坦に延在する延伸部を設
ける点にある。このような利得導波路の平坦部分には、
「段切れ」を生ずることなく電極パッドあるいは電極自
身を形成することが可能となる。さらに、回折格子を有
する導波路においては、この利得導波路の部分を実効的
な「位相シフト領域」として作用させることも可能とな
る。

【００２６】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形
態について詳細に説明する。

【００２７】図１は、本発明にかかる導波路型光素子の
平面構成を概念的に表す説明図である。

【００２８】すなわち、本発明の導波路型光素子ＯＰ
は、発光素子、光変調器あるいは受光素子などの素子で
あり、導波路Ｗを有する。そして、導波路Ｗは、リッジ
導波路部Ｒと利得導波路部Ｇとを有する。

【００２９】ここで、リッジ導波路部Ｒは、典型的には
略メサ状に突起してその横方向両側の媒質との屈折率の
差によって光を導波する形式の導波路であり、図８に関
して前述したように、メサ部にコアを含んでも含まなく
ても良い。

【００３０】一方、利得導波路部Ｇは、屈折率分布によ
って光を導波するのではなく、利得の高い領域において
光が導波される形式の導波路である。すなわち、屈折率
分布がない場合、光は利得の高い領域において誘導放出
により増幅される。この結果として、利得の高い領域
（ゲイン領域）が導波領域として作用する。従って、利
得導波路部Ｇには段差（メサ）を設ける必要はなく、電
極もストライプパターンのみで良い。ゆえに、この部分
を通路としてプレーナ状態でワイアボンディング用の電
極パッドへ電気的接続が可能である。

【００３１】なお、利得導波路においては、利得の高い
中央付近の部分から光放射が生ずるので、進行波の波面
は進行方向に向かって中央付近が突出した形状を有す
る。このような利得領域を形成するためには、例えば導
波方向に沿って電流を選択的に注入すればよい。例え
ば、ストライプ状の電極を介して電流を選択的に注入す
るか、あるいは電流ブロック層を設けて電流を選択的に
注入しても良い。

【００３２】図１に例示したように、本発明の導波路型
光素子ＯＰは、リッジ導波路の一部を利得導波路部Ｇに
置き換えた構成を有する。そして、利得導波路部Ｇから
導波路Ｗに対して横方向に平坦に伸びた延伸部ＧＥをさ
らに有する。この延伸部ＧＥの上面に渡って電極パッド
を形成すれば、「段切れ」などの問題は生ずることがな
い。

【００３３】さらに、後に本発明の実施列として詳述す
るように、導波路が回折格子を有する場合には、利得導
波路部Ｇを実質的な「位相シフト」として作用させるこ
ともできる。

【００３４】なお、図１においては、利得導波路部Ｇを
導波路Ｗの端部に設けた例を表したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、利得導波路部Ｇを導波路Ｗの
中程に設けても良い。

【００３５】また、延伸部ＧＥは、導波路Ｗの両側に設
ける必要はなく、どちらか一方のみに設けても良く、ま
た、その平面形状についても、長方形状に限定されず、
以下に実施例として詳述するような各種の形状とするこ
とができる。

【００３６】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

【００３７】（第１の実施例）まず、本発明の第１の実
施例として、図８に例示した半導体レーザに対応する本
発明の導波路型光素子について説明する。

【００３８】図２は、本発明の第１の実施例としての半
導体レーザの構成を例示する斜視図である。また、図３
（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図２におけるＡ−Ａ、Ｂ
−Ｂ線断面図である。図２及び図３については、図８に
関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付す
る。

【００３９】本実施例の半導体レーザは、リッジ導波路
型半導体レーザであり、長距離高速光通信の分野で用い
られる１．３乃至１．５５μｍ前後の波長帯で発振する
InGaAsP/InP系レーザである。製造手順に従ってその構
成を説明すると以下の如くである。

【００４０】まず、ｎ型（100）InP基板１上に、ｎ型In
P下方クラッド層２、InGaAsPから構成されるＭＱＷ（mu
ltiple-quantum well）構造の導波路コア層兼活性層３
（約０．１μｍ厚）、ｐ型InP上方第１クラッド層４
（約０．１５μｍ厚）、ｐ型InGaAsPエッチストップ層
５（約０．０５μｍ厚）、ｐ型InP上方第２クラッド層
６（約１．３μｍ厚）、ｐ型InGaAsP障壁緩和層７（約
０．０４μｍ厚）およびｐ ^＋型InGaAsコンタクト層８
（約０．１μｍ厚）を平坦に結晶成長する。ここで、障
壁緩和層７は、ｐ^＋型InGaAsコンタクト層８とｐ型InP
上方第２クラッド層６との間のバンド障壁による整流性
を緩和するために設けたものであり、両者の中間的な組
成である１．３μｍ帯に対応するバンドギャップを有す
るものとした。

【００４１】次に、硫酸系エッチャント（たとえば、硫
酸４＋過酸化水素１＋水１）を用いて、ｐ型InGaAsP障
壁緩和層７およびｐ^＋型InGaAsコンタクト層８のうちで
幅約２μｍのストライプ状部分と延伸部ＧＥとなる部分
とを残して、他の部分をエッチング除去する。

【００４２】次に、これらの層をマスクとして塩酸（HC
l）系エッチャントによりエッチングすると、ｐ型InGaA
sPエッチストップ層５までの間のｐ型InP上方第２クラ
ッド層６がほぼ垂直にエッチングされる。HCl系エッチ
ャントはInPにのみに作用するので、エッチングはエッ
チストップ層５で正確に止まる。こうして、凸状断面を
持つリッジ導波路と、その一部において両側に所定の形
状で伸びる延伸部ＧＥとを一体に形成することができ
る。しかもリッジ導波路から延伸部ＧＥに至る上面を平
坦に形成することができる。

【００４３】なお、上述したエッチング工程において
は、硫酸や塩酸系のエッチャントを用いたウエットエッ
チングの代わりに、ＲＩＥ（reactive ion etching）や
ＣＤＥ（chemical dry etching）あるいはイオンミリン
グなどのドライエッチングを用いても良い。

【００４４】次に、導波路Ｗの上にストライプ状のｐ側
電極２０を形成し、また基板１の裏面にｎ側電極２１を
形成する。さらに、ｐ側電極２０から延伸部ＧＥに延在
する電極パッド３０を形成する。そして、電極パッド３
０の末端付近にワイア４０をボンディングして配線が完
了する。

【００４５】このようにして形成される半導体レーザの
導波路Ｗは、横方向の屈折率差により光を導波するリッ
ジ導波路部Ｒと、ストライプ状の電極から選択的に電流
を注入することにより利得領域で光を導波する利得導波
路部Ｇと、を有する。そして、利得導波部Ｇから平坦に
伸びた延伸部ＧＥに渡って「段切れ」を生ずることなく
電極パッド３０を形成することができる。

【００４６】ここで、利得導波路部Ｇの領域は導波路Ｗ
すなわち全共振器長のうちの約１０％以下とすることが
望ましい。つまり、導波路Ｗの全長が２００〜３００μ
ｍの場合には、利得導波路部Ｇの導波方向の長さは、２
０〜３０μｍ程度以内に限定する。その理由は、利得導
波によるレーザ発振は、しきい値が高く、横モードが不
安定になりやすいためである。一方で、電極パッド３０
とｐ側電極２０との電気的な接続は、この程度のサイズ
でも十分に確保することができる。

【００４７】つまり、本発明においては、利得導波路部
Ｇの長さを、必要最小限に抑えることが望ましい。こう
することで、低しきい値や安定な横モード特性を損なわ
ずに電極のプレーナ接続が可能となる。

【００４８】ところで、利得導波路部Ｇにおいて導波路
として作用する部分を明瞭に区画するためには、活性層
３に対する電流の注入箇所を正確に区画し、導波路部以
外での電流の注入を抑制する必要がある。このために
は、例えば、電極パッド３０の下に絶縁層（図示せず）
を設けたり、あるいは、導波領域に対応した開口を有す
る電流ブロック層（図示せず）を電極と活性層との間に
設けたりして、導波路部以外での電流の注入を抑制する
と良い。

【００４９】また、プロトン照射によって導波路以外の
部分すなわち延伸部ＧＥを高抵抗化させると、さらに利
得導波の作用が効果的になる。

【００５０】図４は、プロトン照射を行った半導体レー
ザの構成を例示する斜視図である。また、図５（ａ）及
び（ｂ）は、それぞれ図４におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ線断
面図である。図４及び図５については、図１、図２及び
図８に関して前述したものと同様の要素には同一の符号
を付する。

【００５１】図４及び図５に表した半導体レーザにおい
ては、延伸部ＧＥにプロトンが照射されて形成された高
抵抗領域４００が形成されている。このように高抵抗領
域４００を形成すれば、利得導波路部Ｇに選択的に電流
を注入し導波効率を改善することができる。本具体例に
よれば、プロトン照射を用いることにより、酸化膜や樹
脂を設けることなく、電極パッド３０の下の部分と電極
パッドの間の絶縁も同時に実現できる。

【００５２】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例について説明する。

【００５３】図６（ａ）は、本発明の第２の実施例とし
ての半導体レーザの斜視図であり、同図（ｂ）は、その
導波路Ｗ及び延伸部ＧＥの要部構成を例示する概念図で
ある。同図については、図１乃至図５及び図８に関して
前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。

【００５４】本実施例の半導体レーザは、第１実施例と
同様にｎ型（１００）InP基板上に形成したInGaAsP/InP
系半導体レーザである。実施例１との違いは、エッチス
トップ層５の上に、回折格子１０が形成され、分布帰還
型（ＤＦＢ：DistributedFeedBack）レーザとされてい
る点である。また、利得導波路部Ｇは、導波路Ｗすなわ
ち共振器の中央付近に設けられ、両側の端面５００には
無反射（ＡＲ：Anti-Reflection）コートが施されてい
る。

【００５５】本実施例においても、利得導波部Ｇから平
坦に伸びた延伸部ＧＥに渡って「段切れ」を生ずること
なく電極パッド３０を形成することができるという効果
が得られる。

【００５６】さらに、本実施例においては、利得導波路
部Ｇを実効的な「位相シフト」として作用させることも
できる。すなわち、一般に、両端面無反射のＤＦＢレー
ザにおいては、その共振器中央において回折格子の位相
を導波路波長の１／４だけシフトさせた、いわゆるλ／
４位相シフトＤＦＢレーザとすると、単一縦モード性能
が顕著に改善される。この理由は、均一な回折格子の場
合には、両側の反射による位相シフトの合計がブラッグ
波長でπになるために位相条件を満足することができな
いのに対して、「位相シフト」を設けることによってブ
ラッグ波長で位相条件を満足することができ、ブラッグ
波長での発振が得られるからである。

【００５７】本実施例の利得導波路部Ｇは、その前後の
リッジ導波路部Ｒに対して実効屈折率が変化する。これ
により、実効的な「位相シフト」を実現できる。その結
果として、λ／４位相シフトＤＦＢレーザを容易に実現
することができ、低しきい値でブラッグ波長で発振させ
ることができる。

【００５８】また、利得導波型の導波路部Ｇにおいて
は、注入される電流量に応じて実効的な導波路幅が変化
する。従って、実効的な「位相シフト」の量も、電流す
なわちレーザのしきい値や印加バイアスによって変化さ
せやすい。一般にレーザを直接変調すると、「チャーピ
ング」と呼ばれる波長変動が生ずる。これが、光ファイ
バの分散によって信号を長距離伝送させることを阻害す
る。注入電流量に対する実効的位相シフト量の変化を、
この波長チャープを打ち消す方向に設計することによ
り、チャープの少ないＤＦＢレーザを実現することがで
きる。

【００５９】すなわち、注入電流量に応じて、レーザ内
部での電流の拡がりが変化し、これに対応してモードや
光密度分布あるいは屈折率が変化するので、利得導波路
部Ｇのサイズや物性を調節することによりこれらのパラ
メータを制御して、波長チャープを抑えることが可能と
なる。

【００６０】一方、ＤＦＢレーザにおいて、一方の端面
に高い反射率（ＨＲ：high-reflectivity）のコーティ
ングを施し、他方の端面には低い反射率（ＡＲ）のコー
ティングを施した、いわゆる「ＨＲ／ＡＲ構造」と称さ
れるものがある。本発明は、このＨＲ／ＡＲ構造のＤＦ
Ｂレーザについても適用することができる。

【００６１】図７は、本発明を適用したＨＲ／ＡＲ構造
のＤＦＢレーザの要部構成を表す概念図である。すなわ
ち、ＤＦＢレーザの導波路Ｗの一方の端面に高い反射率
（ＨＲ：high-reflectivity）のコーティングを施し、
他方の端面には低い反射率（ＡＲ）のコーティングが施
されている。そして、導波路ＷのＨＲ端面側に、利得導
波路部Ｇが設けられ、残りの部分はリッジ導波路部Ｒに
より形成されている。

【００６２】本変型例においては、ＨＲ端面側に設けた
利得導波路部Ｇにおいて実効的な「位相シフト」を生じ
させることができる。その結果として、位相条件を満足
しつつブラッグ波長において低しきい値で発振させ、Ａ
Ｒ端面から高い光出力を得ることができる。

【００６３】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、本発明は、
前述したInGaAsP/InP系以外にも、GaAs/AlGaAs系、InGa
AlP系、InAlGaN系、ZnSe系をはじめとした各種の材料系
からなる半導体レーザについて同様に適用して同様の効
果を得ることができる。

【００６４】また、本発明は、半導体レーザ以外にも、
リッジ導波路を有する各種の光素子、例えば、導波路型
受光素子や導波路型光変調器などに対して同様に適用し
て同様の効果を得ることができる。

【００６５】さらに、発光素子と光変調器、発光素子と
受光素子、あるいは発光素子と受光素子などを組み合わ
せた光集積回路素子においても、本発明を同様に適用し
て同様の効果を得ることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
リッジ導波路の一部を利得導波路に置き換えることによ
って、利得導波部から平坦に伸びた延伸部を形成し、こ
の延伸部の上に電極パッドを形成することができるとい
う効果が得られる。その結果として、「段切れ」を抑制
し、絶縁不良や接触不良を解消して、高周波特性や長期
信頼性にも優れた安定した電気的接続を実現することが
できる。

【００６７】しかも、本発明によれば、リッジ導波路を
埋め込んだり、樹脂を用いた台座を形成するなどの手間
が不要であり、素子構造及び製造工程の複雑化も回避す
ることができる。

【００６８】また、本発明によれば、利得導波路部にお
いてプロトンを選択的に注入するなどの方法により、導
波路として作用する利得領域を明瞭に区画し、高い導波
効率を得ることもできる。

【００６９】さらに、本発明によれば、利得導波路部を
実効的な「位相シフト」として作用させることにより、
上記効果に併せてＤＦＢレーザの発振特性をさらに向上
させることが可能となる。

【００７０】すなわち、本発明によれば、簡単な構成で
高い初期性能と信頼性を有する各種の導波路型光素子を
提供することが可能となり産業上のメリットは多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる導波路型光素子の平面構成を概
念的に表す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施例としての半導体レーザの
構成を例示する斜視図である。

【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図２におけ
るＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図４】プロトン照射を行った半導体レーザの半導体レ
ーザの構成を例示する斜視図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図４におけ
るＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図６】図６（ａ）は、本発明の第２の実施例としての
半導体レーザの斜視図であり、同図（ｂ）は、その導波
路Ｗの要部構成を例示する概念図である。

【図７】本発明を適用したＨＲ／ＡＲ構造のＤＦＢレー
ザの要部構成を表す概念図である。

【図８】従来のリッジ導波路型の半導体レーザの典型的
構造を表す斜視図である。

【図９】本発明者が試作したリッジ導波路型の半導体レ
ーザの変型例である。

【符号の説明】

１ n型InP基板２ n型InP下方クラッド層３アンド-プInGaAsP-MQW構造導波路コア層(LD活性層) ４ p型InP上方第1クラッド層５ p型InGaAsPエッチストップ層６ p型InP上方第2クラッド層７ p型 InGaAsP障壁緩和層８ p⁺型InGaAsコンタクト層１０回折格子２０ p側電極２１ n側電極３０ボンディング・パッド４０金ワイア１００ SiO₂絶縁膜２００ポリイミド台座４００プロトン照射高抵抗化領域５００ ARコート端面Ｇ利得導波路部ＧＥ延伸部Ｒリッジ導波路部Ｗ導波路ＡＲ無反射コートＨＲ高反射コート

フロントページの続きＦターム(参考） 2H079 AA02 AA13 BA01 CA04 DA16 DA22 EA07 EA08 EB04 5F049 MB07 NB01 PA14 QA08 SS04 TA11 WA01 5F073 AA08 AA13 AA64 AA74 AA83 BA01 CA12 CB02 DA22 DA25 EA28 FA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を導波する導波路を備えた光素子であっ
て、前記導波路は、導波方向に延在する略ストライプ状の凸
部として形成されたリッジ導波路部と、前記リッジ導波
路部に光学的に結合された利得領域において光を導波す
る利得導波路部と、を有することを特徴とする導波路型
光素子。
【請求項２】前記導波路の上面に設けられた電極と、前記利得導波路部から前記導波路の側方に延在する延伸
部と、前記電極に接続され前記延伸部の上面に延在する電極パ
ッドと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の導波路
型光素子。
【請求項３】前記電極パッドからの電流の注入を抑制す
るために前記延伸部の少なくとも一部が高抵抗化されて
なることを特徴とする請求項２記載の導波路型光素子。
【請求項４】前記電極パッドからの電流の注入を抑制す
るために前記電極パッドと前記延伸部の少なくとも一部
との間に絶縁層が設けられたことを特徴とする請求項２
記載の導波路型光素子。
【請求項５】前記利得導波路部の長さは、前記導波路の
全長の１／１０以下であることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１つに記載の導波路型光素子。
【請求項６】前記導波路に沿って設けられ前記導波され
る光に対して光学的な摂動を与える回折格子をさらに備
え、前記利得導波路部が前記導波路を導波される光に対して
実質的な位相シフト作用を及ぼすことを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１つに記載の導波路型光素子。
【請求項７】前記導波路型光素子は、前記導波路におい
てレーザ発振を生ずる分布帰還型レーザであり、前記利
得導波路部における前記位相シフト作用は、前記レーザ
に供給するバイアス電流や発振しきい値に応じて変化す
ることを特徴とする請求項６記載の導波路型光素子。
【請求項８】前記位相シフト作用の前記変化は、チャー
ピングをうち消すように生ずることを特徴とする請求項
７記載の導波路型光素子。