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JP2002289971A - Semiconductor optical element and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor optical element and its manufacturing method

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Publication number
JP2002289971A
JP2002289971A JP2001088407A JP2001088407A JP2002289971A JP 2002289971 A JP2002289971 A JP 2002289971A JP 2001088407 A JP2001088407 A JP 2001088407A JP 2001088407 A JP2001088407 A JP 2001088407A JP 2002289971 A JP2002289971 A JP 2002289971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
stripe
growth
region
semiconductor
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001088407A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Sudo
信也 須藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2001088407A priority Critical patent/JP2002289971A/en
Publication of JP2002289971A publication Critical patent/JP2002289971A/en
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor optical element, capable of realizing a precise composition distribution and a film thickness distribution of a waveguide in each array of a micro-array waveguide manufactured by a selective growth. SOLUTION: The method for manufacturing the semiconductor optical element comprises the steps of providing, in addition to a plurality of stripe-like growth regions 1 to become an optical waveguide, a dummy growth region 6 between the stripe-like growth regions and at a part or all of the outside, changing the shape of the region 6 in the array or between the arrays, and changing the composition of a semiconductor multilayer structure formed on the region 1 and a layer thickness.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体光導波路ア
レイを有する半導体光素子及びその製造方法に関し、特
にアレイサイズを縮小した半導体光導波路アレイ及びそ
れを有する半導体光素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical device having a semiconductor optical waveguide array and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor optical waveguide array having a reduced array size and a method of manufacturing a semiconductor optical device having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長多重(WDM)光通信システムの実用
化のためには、システムのキーデバイスの一つである多
波長光源や波長選択光源などの波長可変光源を低コスト
で実現する技術を開発することが必要である。波長選択
光源の一つの形態として、相互に波長の異なる複数の光
源を一つのチップ上にモノリシック集積することが考え
られており、その一例として異波長半導体レーザアレイ
が開発されている。従来の異波長半導体レーザアレイの
代表的な作製方法の一つは、文献IEE Electronics Lett
ers Vol. 28, No. 9, pp. 824-825 (以下文献(1)とす
る)に報告されている作製方法である。この方法では、
アレイを構成する各半導体レーザをそれぞれ異なる波長
で発振させるために、半導体レーザごとに異なる周期の
回折格子を形成し、各回折格子周期に相当するブラッグ
波長で発振させている。しかし、この方法では多重量子
井戸(以下「MQW」と略記する)活性層の利得ピーク波
長がアレイ内で一定であるため、利得ピーク波長と回折
格子の周期で決定される半導体レーザのブラッグ波長の
差(以下「デチューニング量」と略記する)がずれ、光
出力、閾値電流等のレーザ特性が劣化するという問題が
あり、特に波長可変幅を広く設定した場合に全ての異波
長半導体レーザアレイから良好なレーザ特性を得ること
が困難であった。
2. Description of the Related Art In order to commercialize a wavelength division multiplexing (WDM) optical communication system, a technology for realizing a wavelength tunable light source such as a multi-wavelength light source or a wavelength selective light source, which is one of the key devices of the system, at low cost. It needs to be developed. As one form of the wavelength selection light source, it is considered that a plurality of light sources having mutually different wavelengths are monolithically integrated on one chip. As an example, a different wavelength semiconductor laser array has been developed. One of the typical methods for fabricating conventional different wavelength semiconductor laser arrays is described in IEE Electronics Lett.
ers Vol. 28, No. 9, pp. 824-825 (hereinafter referred to as reference (1)). in this way,
In order to oscillate each semiconductor laser constituting the array at a different wavelength, a diffraction grating having a different period is formed for each semiconductor laser, and the semiconductor laser is oscillated at a Bragg wavelength corresponding to each diffraction grating period. However, in this method, since the gain peak wavelength of the multiple quantum well (hereinafter abbreviated as “MQW”) active layer is constant in the array, the Bragg wavelength of the semiconductor laser determined by the gain peak wavelength and the period of the diffraction grating is determined. There is a problem that the difference (hereinafter abbreviated as “detuning amount”) shifts and laser characteristics such as optical output and threshold current are deteriorated. It was difficult to obtain good laser characteristics.

【0003】この問題は、特開平8-153928(以下文献
(2)とする)に開示された異波長半導体レーザアレイの
作製方法により解決できる。この方法は半導体レーザの
利得を発生するMQW活性層の結晶成長に選択成長を用い
ている。選択成長とは、あらかじめ基板上に形成された
誘電体膜に挟まれたストライプ状成長領域に選択的に成
長された半導体多層構造の特性、具体的には層厚や利得
ピーク、PL発光波長等を前記誘電体膜(以下「選択成長
マスク」と略記する)の幅によって変化させることがで
きる結晶成長手法である。図21に具体的な選択成長マ
スクパターンの例を、図22に選択成長マスク幅Wmを変
化させたマスクパターン上に半導体多層構造を作製した
場合に、その多層構造から得られるPL波長変化の例を示
す。このように選択成長マスクの幅を広くすることによ
って、PL発光波長(利得ピーク)が長波長化する。また
ここには図示していないが同時に層厚も厚くなる。この
方法を用いると回折格子周期で決定される各半導体レー
ザの発振波長にMQW活性層の利得ピーク波長を追随させ
ることができる。
This problem is described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
(2)) can be solved by the method for manufacturing a different wavelength semiconductor laser array disclosed in (2). This method uses selective growth for crystal growth of an MQW active layer that generates a gain of a semiconductor laser. Selective growth refers to the characteristics of a semiconductor multilayer structure selectively grown in a stripe-shaped growth region sandwiched between dielectric films formed in advance on a substrate, specifically, layer thickness, gain peak, PL emission wavelength, etc. Can be changed by the width of the dielectric film (hereinafter abbreviated as “selective growth mask”). FIG. 21 shows a specific example of a selective growth mask pattern, and FIG. 22 shows an example of a PL wavelength change obtained from the multilayer structure when a semiconductor multilayer structure is formed on a mask pattern with a changed selective growth mask width Wm. Is shown. By thus increasing the width of the selective growth mask, the PL emission wavelength (gain peak) becomes longer. Although not shown here, the layer thickness also increases at the same time. By using this method, the gain peak wavelength of the MQW active layer can follow the oscillation wavelength of each semiconductor laser determined by the diffraction grating period.

【0004】また、選択成長の特長を生かし、ストライ
プ長手方向に異なる発光波長を持つ機能領域を容易にモ
ノリシック集積することができる。図23にPL発光波長
がλ1及びλ2である二つの機能領域を集積するための
選択成長マスクパターンの例を示す。マスク幅の組合せ
は成長圧力によって異なり、例えば成長圧力20kPaでは
λ1の領域では10μm、λ2の領域では4μmとす
る。この場合の機能領域の境界での成長層のPL波長プ
ロファイルは図24のように変化する。このPL波長プロ
ファイルは成長圧力を変化させることで大きく変えるこ
とが可能である。図24には成長圧力を98.6kPaと高く
し、同じλ1及びλ2の二つの機能領域を集積した場合
のPL波長プロファイルを同時に示した。このように成長
圧力を上げることで急峻なPL波長プロファイルを得るこ
とができる。これは成長圧力を上げたことにより反応管
内の原料種の拡散長が短くなったためである。この選択
成長領域幅Woを1.5μm程度に選ぶことによって、成長
された半導体多層構造によって構成される光導波路にお
いて、そのままのサイズで各々単一横モード条件を満足
させることが出来る。光導波路を半導体のエッチング無
しで形成できるため歩留まりの向上に効果的であるう
え、選択成長される結晶の側面が平滑な結晶面となるた
め従来のエッチングで形成された凹凸を有する光導波路
に比べて低損失なアレイ光導波路を形成できる等の利点
を有している。
Further, by utilizing the feature of selective growth, it is possible to easily monolithically integrate functional regions having different emission wavelengths in the stripe longitudinal direction. FIG. 23 shows an example of a selective growth mask pattern for integrating two functional regions whose PL emission wavelengths are λ1 and λ2. The combination of mask widths differs depending on the growth pressure. For example, at a growth pressure of 20 kPa, it is 10 μm in the region of λ1 and 4 μm in the region of λ2. In this case, the PL wavelength profile of the growth layer at the boundary of the functional region changes as shown in FIG. This PL wavelength profile can be largely changed by changing the growth pressure. FIG. 24 shows a PL wavelength profile when the growth pressure is increased to 98.6 kPa and two functional regions of the same λ1 and λ2 are integrated. By increasing the growth pressure in this way, a steep PL wavelength profile can be obtained. This is because the diffusion length of the raw material species in the reaction tube was shortened by increasing the growth pressure. By selecting the selective growth region width Wo to be about 1.5 μm, the single transverse mode condition can be satisfied with the same size in the optical waveguide formed by the grown semiconductor multilayer structure. Since the optical waveguide can be formed without etching the semiconductor, it is effective in improving the yield. In addition, since the side surface of the crystal to be selectively grown becomes a smooth crystal surface, compared with the optical waveguide having the unevenness formed by the conventional etching. Thus, an array optical waveguide with low loss can be formed.

【0005】このような選択成長により形成された光導
波路をアレイ状に配置させる場合、アレイ間隔を10μm
程度とすると高密度に半導体レーザを集積することが可
能になり、ウェハ一枚あたりのアレイ素子の収量を大幅
に増大させることができる。これは特開2000-012952号
公報(以下文献(3)とする)に開示された半導体光導波
路アレイの製造方法及びアレイ構造半導体光素子によっ
て実現することができる。文献(3)の標準的な選択成長
マスクを図25に示す。ストライプ状成長領域1が複数
本アレイ状に配置され、成長領域間は誘電体膜によるマ
スク(内側SiO2マスク2、幅Wa)によって被覆されてい
る。また、最外側には、それぞれ2枚の外側マスク(外
側SiO2マスク3及び外側SiO2マスク4)が配置され、そ
の幅Wm1,Wm 2はそれぞれWaよりも大きいことを特徴とし
ている。図26にこの選択成長マスク上に成長圧力20kP
aで成長した半導体多層構造から得られるPL波長を示
す。このマスクで成長されるアレイ内の各ストライプ状
成長領域の特性はアレイの外側に配置された2つの外側
マスク幅によって制御され、2つの幅を異なる値にする
ことでストライプ状成長領域の特性に分布をつけること
が可能になる。この成長を文献(3)ではマイクロアレイ
選択成長と呼んでいる。また文献(3)では、半導体光導
波路アレイのストライプ状成長領域において長手方向に
異なるPL波長を有する機能領域を集積する場合、図27
のようなマスクパターンを用いて長手方向の特性を変更
させている。その際PL波長の短い機能領域では外側マス
ク幅だけでは所望の波長に設定できないため、各ストラ
イプ状成長領域1の両脇に配置されたマスク幅を減少さ
せる。その結果全てのストライプ状成長領域間に新たに
成長領域が生じている。その成長領域をダミー成長領域
と称している。その際、ダミー成長領域6を有する半導
体光導波路アレイにおけるダミー成長領域6の幅及び間
隔はアレイ内で一定であり、アレイ内のストライプ状成
長領域1におけるPL波長の分布は外側マスク幅によって
制御されていた。
When the optical waveguides formed by such selective growth are arranged in an array, the array interval is set to 10 μm.
When it is set to the degree, the semiconductor laser can be integrated at a high density, and the yield of array elements per wafer can be greatly increased. This can be realized by a method of manufacturing a semiconductor optical waveguide array and an array-structured semiconductor optical device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-012952 (hereinafter referred to as Document (3)). FIG. 25 shows a standard selective growth mask of Reference (3). A plurality of stripe-shaped growth regions 1 are arranged in an array, and the regions between the growth regions are covered with a dielectric film mask (inner SiO 2 mask 2, width Wa). Also, two outer masks (outer SiO 2 mask 3 and outer SiO 2 mask 4) are arranged on the outermost sides, respectively, and their widths W m1 and W m 2 are larger than Wa. FIG. 26 shows a growth pressure of 20 kP on this selective growth mask.
Fig. 3 shows a PL wavelength obtained from a semiconductor multilayer structure grown in a. The characteristics of each stripe-shaped growth region in the array grown by this mask are controlled by the width of two outer masks arranged outside the array, and by setting the two widths to different values, the characteristics of the stripe-shaped growth region are changed. It is possible to make a distribution. This growth is referred to as microarray selective growth in reference (3). Reference (3) discloses that in the case where functional regions having different PL wavelengths in the longitudinal direction are integrated in the stripe-shaped growth region of the semiconductor optical waveguide array, FIG.
The characteristics in the longitudinal direction are changed by using a mask pattern as described above. At this time, in the functional region having a short PL wavelength, a desired wavelength cannot be set only by the outer mask width. Therefore, the width of the mask arranged on both sides of each stripe-shaped growth region 1 is reduced. As a result, a new growth region is generated between all the stripe-shaped growth regions. The growth region is called a dummy growth region. At this time, the width and the interval of the dummy growth region 6 in the semiconductor optical waveguide array having the dummy growth region 6 are constant in the array, and the distribution of the PL wavelength in the stripe growth region 1 in the array is controlled by the outer mask width. I was

【0006】しかし、この文献(3)に開示された方法で
は、素子作製に必要な構造の形成に対して対応ができな
い場合がある。例えば、選択成長によって異なるPL発光
波長を持つアレイ導波路と合波器をモノリシックに集積
する場合、合波器での光導波損失を十分下げるためには
境界部における成長層のPL波長分布を急峻に変化させ
ることが重要である。それには前述のように成長圧力を
上げて反応管内の原料種の拡散長を短くし、長手方向で
の急峻なPL波長プロファイルを実現することが有効で
ある。しかしこの場合にはアレイ内のストライプ状成長
領域の組成分布及び層厚分布を各成長領域の幅及び間隔
を保ったままで、アレイの外側に配置した外側マスクの
幅で制御することは不可能である。それは次のように説
明される。有機金属気相成長法により選択成長を行なう
場合、成長圧力を変えることによって原料種の拡散長が
変わるため、選択成長マスクの及ぼす影響範囲が変化す
る。この様子を模式的に図31に示した。成長圧力が低
い場合には原料種の拡散長が長いため、そのマスク上の
気相中の原料種が広い範囲に拡散することで、選択成長
マスクの影響が遠方まで及ぶ。よって比較的遠方に位置
した2つの外側マスク幅でストライプ状成長領域のアレ
イ全体の特性(層厚や利得ピーク、PL発光波長)を変化
させることが可能であった。しかし、成長圧力を高くす
ると、原料種の拡散長が短くなるため、外側マスクの影
響が中央付近の成長領域に及びにくくなってしまう。
However, the method disclosed in this reference (3) may not be able to cope with the formation of a structure necessary for manufacturing an element. For example, when an array waveguide having different PL emission wavelengths and a multiplexer are monolithically integrated by selective growth, the PL wavelength distribution of the growth layer at the boundary portion must be sharply reduced in order to sufficiently reduce the optical waveguide loss in the multiplexer. It is important to change to To achieve this, it is effective to increase the growth pressure to shorten the diffusion length of the raw material species in the reaction tube and realize a steep PL wavelength profile in the longitudinal direction, as described above. However, in this case, it is impossible to control the composition distribution and the layer thickness distribution of the stripe-shaped growth region in the array by the width of the outer mask arranged outside the array while keeping the width and interval of each growth region. is there. It is explained as follows. When the selective growth is performed by the metal organic chemical vapor deposition method, since the diffusion length of the raw material species changes by changing the growth pressure, the influence range of the selective growth mask changes. This state is schematically shown in FIG. When the growth pressure is low, the diffusion length of the raw material species is long. Therefore, when the raw material species in the gas phase on the mask diffuses over a wide range, the influence of the selective growth mask extends far. Therefore, it was possible to change the characteristics (layer thickness, gain peak, PL emission wavelength) of the entire array of the stripe-shaped growth regions by the width of the two outer masks located relatively far away. However, when the growth pressure is increased, the diffusion length of the raw material species becomes shorter, so that the influence of the outer mask is less likely to reach the growth region near the center.

【0007】以下にこのような条件で実験を行なった結
果について示す。図28には文献(3)による手法で8つ
の光導波路アレイを作製するためのマスクパターンを示
す。ここでストライプ状成長領域1の開口幅Woを1.5
μm、ダミー成長領域6の開口幅を1.5μm、ストラ
イプ間隔10μmとした。成長圧力は文献(3)の実施の
形態で示された9.33〜40kPaよりも高い98.6
kPaにして8層のMQW構造(井戸は1.5μm組成
圧縮歪InGaAsP、障壁は1.24μm組成InG
aAsP)を作製した。各ストライプ状成長領域から得
られたPL波長分布を図29に示す。このように2つの
外側マスクの幅Wm,out1を2μm、4.5μm、8μmと変
化させ、Wm,out2を15μm、11.5μm、8μmと変化
させても、アレイの中央付近に位置するストライプ番号
3,4,5,6についてはほとんどPL波長を変化させる
ことができない。そのため、一方から他方にむけて線形
に変化するPL波長分布をつくることが困難であった。
この現象は、成長圧力が低い場合においても、アレイ内
のストライプ状成長領域の間隔が広いかあるいは本数が
多い場合において、成長圧力での反応管内原料種の拡散
長よりも中央と最外側のストライプ状成長領域の距離が
長くなった場合にも同様に生じ、それらの場合において
も、ストライプ状成長領域のアレイ内組成分布及び層厚
分布を外側マスクだけで制御するのは困難である。以上
のように成長圧力が高い場合、アレイ領域幅が広い場合
においては図28のようにダミー成長領域6が存在する
マスクパターンを用いても所望のアレイ内波長分布を得
ることは困難であった。
The results of an experiment performed under such conditions will be described below. FIG. 28 shows a mask pattern for producing eight optical waveguide arrays by the method according to the literature (3). Here, the opening width Wo of the stripe-shaped growth region 1 is set to 1.5.
μm, the opening width of the dummy growth region 6 was 1.5 μm, and the stripe interval was 10 μm. The growth pressure is 98.6, which is higher than 9.33 to 40 kPa shown in the embodiment of Reference (3).
kPa, 8-layer MQW structure (well: 1.5 μm composition compressively strained InGaAsP, barrier: 1.24 μm composition InG
aAsP) was prepared. FIG. 29 shows the PL wavelength distribution obtained from each stripe-shaped growth region. Even if the widths W m, out1 of the two outer masks are changed to 2 μm, 4.5 μm, and 8 μm, and the widths W m , out2 are changed to 15 μm, 11.5 μm, and 8 μm, they are located near the center of the array. For the stripe numbers 3, 4, 5, and 6, the PL wavelength can hardly be changed. Therefore, it has been difficult to create a PL wavelength distribution that changes linearly from one side to the other.
This phenomenon occurs even when the growth pressure is low, even when the distance between the stripe-shaped growth regions in the array is large or the number of stripes is large, the center and outermost stripes are longer than the diffusion length of the source species in the reaction tube at the growth pressure. This also occurs when the distance between the stripe-shaped growth regions is long, and in such cases, it is difficult to control the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the stripe-shaped growth regions using only the outer mask. As described above, when the growth pressure is high and the array region width is wide, it is difficult to obtain a desired in-array wavelength distribution even if a mask pattern having the dummy growth region 6 as shown in FIG. 28 is used. .

【0008】一方、成長圧力に関わらず、すべてのスト
ライプ状成長領域の間にダミー成長領域が存在する場
合、マスク作製工程(プロセス)において開口幅及びマ
スク幅に誤差が生じると、ストライプ状成長領域の組成
及び層厚に大きな変動を与える場合がある。これは特に
成長圧力が高くマスク幅変化に対して敏感な成長条件に
おいて、図27の領域1のようにダミー成長領域の数が
多い場合、もしくは幅が狭い場合に顕著に現われる。図
28のマスクパターンにおいて、ストライプ状成長領域
1のPL波長を長波長化するために、各ストライプ状成
長領域1両側のマスク幅を広くしていった場合(すなわ
ちダミー成長領域幅6を狭くしていった場合)のアレイ
内側(Ch.4)に位置するストライプ状成長領域1か
ら得られたPL波長シフトを図30に示す。このグラフ
よりPL波長をある範囲に制御しようとした場合、ダミ
ー成長領域を狭くしなければならない場合があることが
わかる。例えば、図30の測定結果では、1590nm
のPL波長を得るためにはダミー成長領域の幅を1.0
μmにする必要がある。一方このグラフからダミー成長
領域幅が狭くなると、PL波長の変化量が大きくなるこ
とがわかる。すなわち、ダミー成長領域が狭くなると、
同じ選択成長用マスクの作製誤差に対して、PL波長の
設定値からの変化量が大きくなってしまい、問題があっ
た。
On the other hand, when there is a dummy growth region between all the stripe-shaped growth regions regardless of the growth pressure, if an error occurs in the opening width and the mask width in the mask manufacturing step (process), the stripe-shaped growth region Large variations in the composition and layer thickness of the This is particularly noticeable in the case where the number of dummy growth regions is large or the width is narrow as shown in region 1 in FIG. 27 under the growth condition where the growth pressure is high and the mask width is sensitive to a change in mask width. In the mask pattern of FIG. 28, in order to increase the PL wavelength of the stripe-shaped growth region 1, the mask width on both sides of each stripe-shaped growth region 1 is increased (that is, the dummy growth region width 6 is reduced). FIG. 30 shows a PL wavelength shift obtained from the stripe-shaped growth region 1 located inside the array (Ch. 4) in the case of the above-mentioned case. From this graph, it can be seen that when trying to control the PL wavelength within a certain range, the dummy growth region may need to be narrowed. For example, in the measurement result of FIG.
In order to obtain a PL wavelength of 1.0, the width of the dummy growth region is set to 1.0.
It is necessary to be μm. On the other hand, it can be seen from this graph that as the width of the dummy growth region becomes smaller, the amount of change in the PL wavelength becomes larger. That is, when the dummy growth region becomes narrow,
There is a problem that the amount of change from the set value of the PL wavelength becomes large with respect to the same manufacturing error of the selective growth mask.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように選択成長に
よる半導体光導波路アレイの従来の作製方法では、アレ
イの外側に配置された外側マスク幅によってアレイ内の
導波路の組成及び層厚分布を制御していたため、外側マ
スクの影響がアレイ中央付近の選択成長部まで及ぶこと
が必要であった。この条件は成長圧力に依存する原料種
の拡散長と半導体光導波路アレイ領域幅の大小関係に依
存するため、特に成長圧力が他の条件で固定される場合
には任意の光導波路アレイにおいて必要なPL波長分布を
実現すること及びアレイ内の各導波路の組成及び層厚分
布を任意に設定することは困難であった。
As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor optical waveguide array by selective growth, the composition and layer thickness distribution of the waveguide in the array are controlled by the width of the outer mask disposed outside the array. Therefore, the influence of the outer mask needs to reach the selective growth portion near the center of the array. Since this condition depends on the magnitude relationship between the diffusion length of the source species depending on the growth pressure and the width of the semiconductor optical waveguide array region, it is necessary for an arbitrary optical waveguide array especially when the growth pressure is fixed under other conditions. It has been difficult to realize the PL wavelength distribution and to arbitrarily set the composition and the layer thickness distribution of each waveguide in the array.

【0010】本願発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、成長圧力が高い、もしくは半導体光導波
路アレイの導波路間隔が広いあるいはアレイ本数が多い
などのためにアレイ全体に外側マスクの影響が及ばない
場合に、各々のアレイ内導波路においてより精密な組成
分布及び層厚分布を実現することができる半導体光素子
製造方法を提供することを目的とする。同時にマスク作
製誤差によって生じる組成変動、層厚変動およびそれに
よって生じるPL波長変動を小さくすることができる半導
体光素子製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the outer mask is formed over the entire array due to a high growth pressure, a large waveguide spacing of the semiconductor optical waveguide array, or a large number of arrays. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor optical device which can realize a more precise composition distribution and layer thickness distribution in each of the waveguides in an array when the influence of (1) is not exerted. At the same time, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor optical device capable of reducing a composition variation, a layer thickness variation and a PL wavelength variation caused by a mask fabrication error.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、半導体基板上に誘電体薄
膜に挟まれて形成されたストライプ状成長領域に、量子
井戸層またはバルク層からなる半導体多層構造を選択的
に結晶成長させてなる半導体光導波路アレイを有する半
導体光素子の製造方法において、前記半導体光導波路ア
レイとなる複数本の前記ストライプ状成長領域に加え
て、ダミー成長領域を前記ストライプ状成長領域間及び
前記ストライプ状成長領域の外側のいずれかまたはすべ
てに設け、前記ダミー成長領域の形状を前記半導体光導
波路アレイ内もしくは前記半導体光導波路アレイ毎に変
化させることにより、前記ストライプ成長領域に形成さ
れた前記半導体多層構造の組成ならびに層厚を変化させ
る工程を有することを特徴とする半導体光素子の製造方
法である。請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明
において、結晶成長は、前記半導体光導波路アレイを構
成する中央と最外側の前記ストライプ状成長領域間の距
離に対して反応管内での原料種の拡散長が短い条件で行
われることを特徴とする。請求項3記載の発明は、請求
項1又は2記載の発明において、前記ダミー成長領域を
ストライプ状に形成し、前記ダミー成長領域の幅及び位
置のいずれかまたは両方を各々の場所で変化させること
により、前記ストライプ状成長領域に形成された前記半
導体多層構造のアレイ内組成分布及び層厚分布を制御す
ることを特徴とする。請求項4記載の発明は、請求項1
又は2記載の発明において、前記ダミー成長領域を矩形
状に形成し、前記ダミー成長領域を配置する位置、周期
及び形状を各々の場所で変化させることにより、前記ス
トライプ状成長領域に形成された前記半導体多層構造の
アレイ内組成分布及び層厚分布を制御することを特徴と
する。請求項5記載の発明は、請求項1、2、3又は4
のいずれかに記載の発明において、前記複数の誘電体薄
膜のうち、最外側に位置する2つの誘電体薄膜の幅を前
記ダミー成長領域の変化に応じて異なる幅とすることに
より、前記ストライプ状成長領域に形成された前記半導
体多層構造のアレイ内組成分布及び層厚分布を制御する
ことを特徴とする。請求項6記載の発明は、請求項1、
2、3、4又は5のいずれかに記載の発明において、前
記半導体光導波路アレイを構成する前記ストライプ状成
長領域の間隔を不均等とし、前記ストライプ状成長領域
の間隔の広い領域に前記ダミー成長領域を配置すること
により、前記ストライプ状成長領域に形成された前記半
導体多層構造のアレイ内組成分布及び層厚分布を制御す
ることを特徴とする。請求項7記載の発明は、請求項
1、2、3、4、5又は6のいずれかに記載の発明にお
いて、前記複数のストライプ状成長領域の幅及び間隔、
前記ダミー成長領域を設ける位置、形状、及び前記最外
側に位置する2つの誘電体薄膜の幅のいずれかまたはす
べてをストライプの長手方向に変化させることにより、
前記ストライプ状成長領域に形成された前記半導体多層
構造のアレイ内組成分布及び層厚分布を長手方向に変化
させることを特徴とする。請求項8記載の発明は、請求
項1、2、3、4、5、6又は7のいずれかに記載の発
明において、前記複数のストライプ状成長領域、前記ダ
ミー成長領域、前記最外に位置する2つの誘電体薄膜の
いずれかまたはすべての形状を曲線状に変化させること
により、導波する光の方向を基板面内で曲線的に変化さ
せることを特徴とする。請求項9記載の発明は、半導体
光導波路アレイ内の一部または全てに、光を導波しない
ダミー光導波路が形成されており、かつ前記ダミー光導
波路の幅が各々で異なることを特徴とする半導体光素子
である。請求項10記載の発明は、請求項9記載の発明
において、前記半導体光導波路アレイ内の複数の光導波
路及び前記ダミー光導波路のいずれかまたはすべての形
状が曲線状に変化し、導波する光の方向が基板面内で曲
線的に変化することを特徴とする。請求項11記載の発
明は、請求項9又は10記載の発明において、前記半導
体光導波路アレイ内の複数の光導波路のいずれかまたは
全てに電極が形成され、能動素子として動作することを
特徴とする。請求項12記載の発明は、請求項11記載
の発明において、前記半導体光導波路アレイ内の複数の
光導波路の上下部を含む近傍に回折格子による光の反射
機構を設け、電流注入により光学利得を生じさせレーザ
発振させることを特徴とする。請求項13記載の発明
は、請求項12記載の発明において、前記半導体光導波
路アレイ内の複数の光導波路の上下部を含む近傍にのみ
配置した回折格子の周期が、一つのアレイ内の各導波路
毎に異なることを特徴とする。請求項14記載の発明
は、請求項9、10、11、12又は13のいずれかに
記載の発明において、前記半導体光導波路アレイ内の複
数の光導波路を、1本の光導波路あるいはアレイ本数の
異なるアレイ状光導波路と接続するための光機能領域が
集積され、前記光機能領域の入出力端の一部が、前記半
導体光導波路アレイ内の複数の光導波路内にある前記ダ
ミー光導波路の一部と接続されていることを特徴とす
る。請求項15記載の発明は、請求項14に記載の発明
において、前記光機能領域は、前記半導体光導波路アレ
イのアレイ間隔よりも狭い導波路幅の前記ダミー光導波
路を有するアレイ状光機能領域であり、このアレイ状光
機能領域の一端が、前記半導体光導波路アレイのアレイ
間隔よりも狭い導波路幅の前記ダミー光導波路を有して
異なる波長で発振する複数本の半導体レーザからなるア
レイ領域と接続され、該アレイ状光機能領域の他の一端
が、該アレイ状光機能領域から出射される光を合波させ
る光合波器領域と、合波された光を取り出すための単一
導波路とに軸方向に接続されて集積されることにより、
異なる波長の光を選択して取り出すことができることを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a quantum well layer or a quantum well layer in a stripe-shaped growth region formed on a semiconductor substrate between dielectric thin films. In a method of manufacturing a semiconductor optical device having a semiconductor optical waveguide array obtained by selectively crystal-growing a semiconductor multilayer structure including a bulk layer, a semiconductor optical waveguide array includes a plurality of the stripe-shaped growth regions and a dummy. By providing a growth region between the stripe-shaped growth regions and outside or all of the stripe-shaped growth regions, and changing the shape of the dummy growth region in the semiconductor optical waveguide array or for each semiconductor optical waveguide array Changing the composition and the layer thickness of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe growth region. A method for manufacturing a semiconductor optical device characterized. According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the crystal growth is performed in such a manner that a source species in a reaction tube is varied with respect to a distance between a center and an outermost stripe-shaped growth region constituting the semiconductor optical waveguide array. Is performed under the condition that the diffusion length is short. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the dummy growth region is formed in a stripe shape, and either or both of the width and the position of the dummy growth region are changed at each location. Thereby, the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe-shaped growth region are controlled. The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1.
In the invention according to the second aspect, the dummy growth region is formed in a rectangular shape, and the position, period, and shape of the dummy growth region are changed at each location, thereby forming the dummy growth region in the stripe-shaped growth region. It is characterized in that the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure are controlled. The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, 2, 3, or 4.
In the invention according to any one of the above, the width of the two outermost dielectric thin films out of the plurality of dielectric thin films is set to a different width according to a change in the dummy growth region, whereby the stripe shape is obtained. The composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure formed in the growth region are controlled. The invention according to claim 6 is based on claim 1,
In the invention described in any one of 2, 3, 4, and 5, the intervals between the stripe-shaped growth regions constituting the semiconductor optical waveguide array are made uneven, and the dummy growth is performed in a region where the intervals between the stripe-shaped growth regions are wide. By arranging the regions, the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe-shaped growth region are controlled. The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6, wherein a width and an interval of the plurality of stripe-shaped growth regions,
By changing the position of the dummy growth region, the shape, and any or all of the width of the two outermost dielectric thin films in the longitudinal direction of the stripe,
The composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe-shaped growth region are changed in the longitudinal direction. The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7, wherein the plurality of stripe-shaped growth regions, the dummy growth regions, and the outermost position are located. By changing the shape of any or all of the two dielectric thin films in a curved shape, the direction of guided light is changed in a curved manner in the substrate plane. According to a ninth aspect of the present invention, a dummy optical waveguide that does not guide light is formed on a part or all of the semiconductor optical waveguide array, and the width of the dummy optical waveguide is different from each other. It is a semiconductor optical device. According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the shape of any or all of the plurality of optical waveguides and the dummy optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array is changed into a curved shape, and the guided light is transmitted. Is characterized in that the direction changes in a curved manner within the substrate plane. According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the ninth and tenth aspects, an electrode is formed on any or all of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array and operates as an active element. . According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh aspect, a light reflecting mechanism by a diffraction grating is provided near the upper and lower portions of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array, and the optical gain is increased by current injection. It is characterized in that it is caused to cause laser oscillation. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to the twelfth aspect, the period of the diffraction grating arranged only in the vicinity including the upper and lower portions of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array is different from each other in one array. It is characterized by being different for each wave path. According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the ninth, tenth, eleventh, and twelfth aspects, the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array are replaced by one optical waveguide or the number of arrays. An optical function area for connecting to a different array of optical waveguides is integrated, and a part of the input / output end of the optical function area is connected to one of the dummy optical waveguides in a plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array. Connected to the unit. According to a fifteenth aspect, in the invention according to the fourteenth aspect, the optical function region is an array-like optical function region having the dummy optical waveguide having a waveguide width smaller than an array interval of the semiconductor optical waveguide array. One end of the array-like optical function region has an array region including a plurality of semiconductor lasers oscillating at different wavelengths having the dummy optical waveguide having a waveguide width smaller than the array interval of the semiconductor optical waveguide array. Connected, the other end of the array-shaped optical function area, an optical multiplexer area for multiplexing light emitted from the array-shaped optical function area, and a single waveguide for extracting the multiplexed light. By being connected and integrated in the axial direction,
It is characterized in that light of different wavelengths can be selected and extracted.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明では各々のストライプ状成
長領域の特性を外側マスクだけでなく各々の成長領域間
に形成したダミー成長領域の幅によって制御する。図1
は本発明において有機金属気相成長法による選択成長で
用いるマスクを示す図である。図1において、符号1は
ストライプ状成長領域であり、その幅はWOである。符
号2は内側SiO2マスクであり、符号3は外側SiO2マスク
である。符号6は、ストライプ状成長領域間及びその外
側の一部または全てに設けられたダミー成長領域を示
す。ダミー成長領域6が存在すると、それに隣接する選
択成長マスク上の気相中を拡散してきた原料種が結晶成
長によって消費されるため、隣接するストライプ状成長
領域に到達する原料種が減少する。ダミー成長領域の幅
を変えると、そこで消費される原料種の量が変化するた
め、隣接するストライプ状成長領域へ到達する原料種の
量が変化し、その結果としてストライプ状選択成長領域
の特性を変化できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the characteristics of each stripe-shaped growth region are controlled not only by the outer mask but also by the width of a dummy growth region formed between each growth region. Figure 1
FIG. 3 is a view showing a mask used for selective growth by metal organic chemical vapor deposition in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stripe-shaped growth region, and its width is W O. Reference numeral 2 denotes an inner SiO 2 mask, and reference numeral 3 denotes an outer SiO 2 mask. Reference numeral 6 denotes a dummy growth region provided between the stripe-shaped growth regions and a part or all outside thereof. When the dummy growth region 6 is present, the source species diffused in the vapor phase on the selective growth mask adjacent thereto is consumed by crystal growth, so that the source species reaching the adjacent stripe-shaped growth region is reduced. When the width of the dummy growth region is changed, the amount of the raw material species consumed there changes, so that the amount of the raw material species reaching the adjacent stripe-shaped growth region changes. As a result, the characteristics of the stripe-shaped selective growth region change. Can change.

【0013】本発明はアレイを構成する中央と最外側の
ストライプ状成長領域間の距離に対して、反応管内での
原料種の拡散長が短い条件で結晶成長を行う場合に特に
有効である。その場合各ダミー成長領域の影響は近接し
た数少ないストライプ状成長領域にのみ及ぶため、従来
技術では困難であったアレイを構成するストライプの個
別制御が可能となるため、例えばより急峻なアレイ内分
布を実現することが可能となる。特に、図16、図17
に示したレーザアレイ素子及び図10、図18、図19
に示したDFBレーザアレイ部を含む光素子を作製する
際の、活性層を選択的に形成するためのマスクパターン
において、図2及び図6のように、ダミー成長領域をス
トライプ状に形成し、その幅及び位置のいずれか又は両
方を各々の場所で変化させることによって、成長圧力が
高い場合に図27に示した従来のマスクパターンでは個
々に制御することができないアレイ内側に位置するスト
ライプ状成長領域、例えば図29の実験結果におけるス
トライプ番号3、4、5、6のストライプ状成長領域に
形成された半導体多層構造の組成及び層厚を変化させる
ことができる。
The present invention is particularly effective when crystal growth is performed under the condition that the diffusion length of the raw material species in the reaction tube is short with respect to the distance between the center and the outermost stripe-shaped growth region constituting the array. In this case, since the influence of each dummy growth region affects only a few stripe-like growth regions adjacent to each other, individual control of stripes constituting an array, which was difficult in the related art, becomes possible. It can be realized. In particular, FIGS.
10, 18 and 19 of the laser array element shown in FIG.
In the mask pattern for selectively forming the active layer when the optical device including the DFB laser array portion shown in (1) is manufactured, dummy growth regions are formed in stripes as shown in FIGS. By changing either or both of its width and position at each location, the stripe-like growth located inside the array cannot be individually controlled by the conventional mask pattern shown in FIG. 27 when the growth pressure is high. The composition and layer thickness of the semiconductor multilayer structure formed in the region, for example, the stripe-shaped growth regions of stripe numbers 3, 4, 5, and 6 in the experimental result of FIG. 29 can be changed.

【0014】さらに、図2、図6、図8のDFBレーザ
領域のように、複数の誘電体薄膜のうち最外側に位置す
る2つの誘電体薄膜の幅をダミー成長領域の形状の変化
に応じて異なる幅とすることにより、最外側のストライ
プ状成長領域に形成された半導体多層構造を制御するこ
とが可能となる。その結果として図3に示すように、P
L波長をアレイ内で連続的に変化させるように制御する
ことができる。また、図5に示すように、DFBレーザ
領域のダミー成長領域を矩形状にし、これを配置する位
置、周期及び形状を各々の場所で変化させることによっ
ても同様に、PL波長分布を制御することができる。こ
れらの手法を用いることにより、従来成長圧力が低い条
件においても実現できなかったPL波長分布、例えば、
図7に示すようにアレイの一方から他方に向けて段階的
に変化させるといった分布が実現可能となる。また、図
20に示すようなDFBレーザアレイを集積した光素子
を作製する際、図15のDFBレーザアレイ領域を選択
的に形成するマスクパターンにおいて、半導体光導波路
アレイを構成するストライプ状成長領域の間隔を不均等
とし、ストライプ間隔の広い領域にダミー成長領域を配
置することにより、ダミー成長領域の数を少なくしなが
ら、アレイ内の全てのストライプ状成長領域の組成及び
層厚分布を制御することが可能となる。この場合、ダミ
ー成長領域の数を少なく幅を広くすることで、ストライ
プ状成長領域の幅が変動した際の、アレイ内組成分布及
び層厚分布の変動を小さくすることができる。
Further, as in the case of the DFB laser region in FIGS. 2, 6 and 8, the width of the outermost two dielectric thin films of the plurality of dielectric thin films is changed according to the change in the shape of the dummy growth region. When the widths are different, it is possible to control the semiconductor multilayer structure formed in the outermost stripe-shaped growth region. As a result, as shown in FIG.
The L wavelength can be controlled to change continuously in the array. Also, as shown in FIG. 5, the PL wavelength distribution can be similarly controlled by making the dummy growth region of the DFB laser region rectangular and changing the position, period, and shape of the dummy growth region at each location. Can be. By using these methods, the PL wavelength distribution which could not be realized even under the condition where the growth pressure is low, for example,
As shown in FIG. 7, a distribution can be realized in which the array is changed stepwise from one side to the other side. Further, when fabricating an optical device in which a DFB laser array as shown in FIG. 20 is integrated, in a mask pattern for selectively forming a DFB laser array region in FIG. 15, a stripe-shaped growth region constituting a semiconductor optical waveguide array is formed. By controlling the composition and layer thickness distribution of all the stripe-shaped growth regions in the array while reducing the number of dummy growth regions by arranging the dummy growth regions in regions with a wide stripe spacing, with uneven spacing. Becomes possible. In this case, by reducing the number of dummy growth regions and increasing the width, fluctuations in the composition distribution and layer thickness distribution in the array when the width of the stripe-shaped growth regions fluctuate can be reduced.

【0015】また、図19に示すようなDFBレーザア
レイ及び電界吸収(EA)スイッチをモノリシック集積
した光素子を作製する際、図13のDFBレーザアレイ
領域及びEAスイッチ領域を選択的に形成するマスクパ
ターンにおいて、複数あるダミー成長領域の幅及び最外
側に位置する2つの誘電体薄膜の幅をストライプの長手
方向に変化させることにより、図14に示すようにスト
ライプ状成長領域から得られるPL波長をDFBレーザ
領域とEAスイッチ領域の間で変化させることができ
る。これにより複数の光機能領域のアレイ構造を長手方
向に集積することが可能になる。また、図10に示すよ
うに、DFBレーザアレイ領域と光合波器領域の入力部
でストライプ状成長領域の間隔が異なり、両者を接続す
る曲がり導波路領域をもつ光素子を作製する際、図11
のマスクパターンにおいて、ストライプ状成長領域を曲
線的に変化させることにより、導波する光の方向を基板
面内で曲線的に変化させること及びストライプ状成長領
域の間隔を変更させることが可能になる。その際、曲が
り導波路部分において、ダミー成長領域の幅をアレイ内
で変更すると、曲がり導波路アレイ部分の組成及び層厚
の制御が可能となる。以下に添付図面を参照しながら、
いずれも従来技術では実現できなかったアレイ内組成分
布、層厚分布を実現した実施例を詳細に説明する。
When manufacturing an optical device in which a DFB laser array and an electroabsorption (EA) switch are monolithically integrated as shown in FIG. 19, a mask for selectively forming the DFB laser array region and the EA switch region in FIG. In the pattern, by changing the width of the plurality of dummy growth regions and the width of the two outermost dielectric thin films in the longitudinal direction of the stripe, the PL wavelength obtained from the stripe growth region as shown in FIG. It can be changed between the DFB laser area and the EA switch area. This makes it possible to integrate an array structure of a plurality of optical function areas in the longitudinal direction. Further, as shown in FIG. 10, when the interval between the stripe-shaped growth regions is different between the input portion of the DFB laser array region and the input portion of the optical multiplexer region, and when an optical element having a bent waveguide region connecting both is manufactured, FIG.
In the mask pattern of (1), by changing the stripe-shaped growth region in a curved manner, it becomes possible to change the direction of guided light in a curved manner in the substrate plane and to change the interval between the stripe-shaped growth regions. . At this time, when the width of the dummy growth region is changed within the array in the bent waveguide portion, the composition and the layer thickness of the bent waveguide array portion can be controlled. With reference to the attached drawings below,
An embodiment in which the composition distribution and the layer thickness distribution in the array, both of which could not be realized by the prior art, will be described in detail.

【0016】(実施例1)本実施例は、本発明を一方か
ら他方に向けて異なる屈折率を有するマイクロアレイ半
導体レーザに適用した実施例である。本実施例のマイク
ロアレイ半導体レーザは、一方から他方に向けてPL波長
で約90nm変化させ、傾斜した屈折率を有するよう制
御された、光導波路アレイを用いている。図16にその
模式図を示す。図2に、本実施例で使用した選択成長マ
スクを示す。マスクはSiO2膜をCVD法によって堆積し、
パターニングを行ない作製した。ストライプ状成長領域
1の間隔は15μmで、幅Woは1.5μmとした。左
側から右側に向けてPL波長を長く、屈折率を大きくする
ため、ダミー成長領域6をストライプ状にし、それぞれ
のストライプ状成長領域間の中央に挿入し、幅WDを徐々
に狭くしている。ダミー成長領域幅は、左から順に、
5.5μm、5.0μm、4.5μ、4.0μm、3.
5μm、3.1μm、2.7μm、2.3μm、2.0
μmとした。外側マスク3及び4はアレイ外側(Ch.1
やCh.8)の組成、層厚に大きく影響を与えるため、そ
れぞれ適当なマスク幅を設定する必要がある。ここで
は、外側マスク3の幅を5.05μm、外側マスク4の
幅を10.8μmとした。この選択成長マスクに対し
て、成長圧力98.6kPa、成長温度625℃で、InP基
板99上に8層のMQW層(井戸は1.5μm組成圧縮歪
InGaAsP、障壁は1.2μm組成InGaAs
P)を選択成長した。その結果得られたPL波長分布を図
3に示す。このようにPL波長を左右で90nm、ほぼ線
形に変化させることができた。
(Embodiment 1) This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a microarray semiconductor laser having a different refractive index from one side to the other side. The microarray semiconductor laser of the present embodiment uses an optical waveguide array that is changed by about 90 nm in PL wavelength from one side to the other side and controlled to have an inclined refractive index. FIG. 16 shows a schematic diagram thereof. FIG. 2 shows the selective growth mask used in this embodiment. The mask is a SiO 2 film deposited by CVD method,
Fabrication was performed by patterning. The interval between the stripe-shaped growth regions 1 was 15 μm, and the width Wo was 1.5 μm. Longer PL wavelengths from the left side toward the right side, to increase the refractive index, and a dummy growth region 6 in a stripe shape, and inserted into the center between each of the stripe-shaped growth region, and gradually narrowing the width W D . The width of the dummy growth region is
5.5 μm, 5.0 μm, 4.5 μ, 4.0 μm, 3.
5 μm, 3.1 μm, 2.7 μm, 2.3 μm, 2.0
μm. The outer masks 3 and 4 are arranged outside the array (Ch. 1).
And Ch.8) greatly affect the composition and layer thickness, so that it is necessary to set an appropriate mask width for each. Here, the width of the outer mask 3 was 5.05 μm, and the width of the outer mask 4 was 10.8 μm. At the growth pressure of 98.6 kPa and the growth temperature of 625 ° C., eight MQW layers (compressed strain InGaAsP having a well composition of 1.5 μm, well having a composition of InGaAsP having a composition of 1.5 μm and a barrier of 1.2 μm) were formed on the InP substrate 99.
P) was selectively grown. FIG. 3 shows the resulting PL wavelength distribution. In this way, the PL wavelength could be changed almost linearly by 90 nm on the left and right.

【0017】この光導波路アレイに対して、選択成長マ
スクのストライプ状成長領域の幅Woを1.5μmから全
領域で6μmとなるようにSiO2を再度形成し、ダミー光
導波路を完全に被膜させる。このマスクを用いて層厚
2.0μmのp−InP埋め込みクラッド層、層厚0.3
μmのp+−InGaAsコンタクト層を成長圧力10kPa
において成長した。ここでは成長圧力を低くすることで
ダミー成長領域がなくてもそれぞれの選択成長部でほぼ
等しい層厚を得ることが可能であった。その後全面にSi
O2膜を成膜し、電流注入用窓を形成し、Cr/Au上部
p電極、AuGeNi下部電極をスパッタ法で成膜し
た。最後にレーザ領域400μmとなるようにへき開し
た。このようにしてアレイ全体のチップサイズが120
μm×400μmのマイクロアレイ半導体レーザを作製
することができた。レーザアレイは全チャネルで発振波
長を1480nmから1570nmまで分布させること
ができ、閾値電流も6±1mAという極めて均一で良好
な特性を示した。
On this optical waveguide array, SiO 2 is formed again so that the width Wo of the stripe-shaped growth region of the selective growth mask is from 1.5 μm to 6 μm in the entire region, and the dummy optical waveguide is completely coated. . Using this mask, a 2.0 μm thick p-InP buried cladding layer,
μm p + -InGaAs contact layer with a growth pressure of 10 kPa
Grew up. Here, by making the growth pressure low, it was possible to obtain substantially the same layer thickness in each selective growth portion even without the dummy growth region. After that, Si
An O 2 film was formed, a current injection window was formed, and a Cr / Au upper p electrode and an AuGeNi lower electrode were formed by sputtering. Finally, cleavage was performed so that the laser area became 400 μm. In this way, the chip size of the entire array becomes 120
A microarray semiconductor laser of μm × 400 μm was manufactured. The laser array was able to distribute the oscillation wavelength from 1480 nm to 1570 nm in all channels, and showed a very uniform and excellent characteristic of a threshold current of 6 ± 1 mA.

【0018】(実施例2)本実施例は、本発明を一方か
ら他方に向けて異なる屈折率を有するマイクロアレイ構
造を有するDFB半導体レーザアレイに適用した実施例
である。本実施例のマイクロアレイ半導体レーザは、一
つのウェハから3種類のDFB半導体レーザアレイを作
製するため、各アレイ内の各ストライプ状成長領域の数
を8とし、簡単のため各々のPL波長は一定になるように
し、素子1では1547nm、素子2では1556n
m、素子3では1564nmを目標とした。図4にその
模式図を示す。図5に、本実施例で使用した選択成長マ
スクを示す。マスクはSiO2膜をCVD法によって堆積し、
パターニングを行ない作製した。ストライプ状成長領域
1の間隔は10μmで、幅Woは1.5μmとした。ダ
ミー成長領域6は矩形状としそれぞれのストライプ状成
長領域間の中央に挿入した。簡単のため、アレイ内では
変化させず、3種類のアレイ間で周期を変えている。ダ
ミー成長領域6の矩形は、幅を2.5μm、長さを6.
0μmとし、周期を、素子1では8.0μm、素子2で
は8.6μm、素子3では9.1μmとした。外側マス
ク3及び4はアレイ外側(Ch.1やCh.8)の組成・層厚
に大きく影響を与えるため、それぞれ適当なマスク幅を
設定する必要がある。ここでは、外側マスク3、4の幅
を等しくし、素子1では7.0μm、素子2では7.3
μm、素子3では7.5μmとした。それぞれの半導体
レーザにおいて発振波長を素子1で1529〜1537
nm、素子2で1538〜1546nm、素子3で15
47〜1555nmとするために、回折格子周期を素子
1で229.9〜239.9nm、素子2で240.0
〜241.0nm、素子3で241.1〜242.1n
mまで変化させた。この回折格子パターンは通常のウェ
ットエッチングによりInP基板99に転写し、さらにそ
の上にストライプ状成長領域が回折格子上に重なるよう
に図5の選択成長マスクを形成した。
(Embodiment 2) This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a DFB semiconductor laser array having a microarray structure having different refractive indexes from one side to the other side. In the microarray semiconductor laser of this embodiment, since three types of DFB semiconductor laser arrays are manufactured from one wafer, the number of each stripe-shaped growth region in each array is set to 8, and for simplicity, each PL wavelength is kept constant. Element 1 is 1547 nm and element 2 is 1556 n
m, the target of the element 3 was 1564 nm. FIG. 4 shows a schematic diagram thereof. FIG. 5 shows the selective growth mask used in this embodiment. The mask is a SiO 2 film deposited by CVD method,
Fabrication was performed by patterning. The interval between the stripe-shaped growth regions 1 was 10 μm, and the width Wo was 1.5 μm. The dummy growth region 6 was rectangular and inserted at the center between the respective stripe growth regions. For simplicity, the period is changed between the three types of arrays without being changed in the array. The rectangle of the dummy growth region 6 has a width of 2.5 μm and a length of 6.
The period was set to 8.0 μm for the element 1, 8.6 μm for the element 2, and 9.1 μm for the element 3. Since the outer masks 3 and 4 greatly affect the composition and layer thickness on the outer side of the array (Ch. 1 and Ch. 8), it is necessary to set appropriate mask widths respectively. Here, the widths of the outer masks 3 and 4 are made equal, that is, 7.0 μm for element 1 and 7.3 for element 2
μm, and 7.5 μm for the element 3. In each of the semiconductor lasers, the oscillation wavelength of the element 1 is 1529 to 1537.
nm, 1538-1546 nm for element 2, 15 for element 3
In order to set the wavelength to 47 to 1555 nm, the diffraction grating period is set to 229.9 to 239.9 nm for the element 1 and 240.0 to 240.0 nm for the element 2.
-241.0 nm, 241.1-242.1 n for element 3
m. This diffraction grating pattern was transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching, and the selective growth mask of FIG. 5 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0019】この選択成長マスクに対して、成長圧力9
8.6kPa、成長温度625℃で、InP基板99上に8層
のMQW層(井戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAs
P、障壁は1.2μm組成InGaAsP)を選択成長
した。その結果一回の成長でマスクパターンを変えた3
種類のマイクロアレイ部においてPL波長をそれぞれ1
546μm、1557μm、1556μm、誤差をそれ
ぞれ±2nmに制御することができた。この光導波路ア
レイに対して、選択成長マスクのストライプ状成長領域
の幅Woを1.5μmから全領域で5.5μmとなるように
SiO2を再度形成し、ダミー光導波路を完全に被膜させ
た。このマスクを用いて層厚2.0μmのp−InP埋め
込みクラッド層、層厚0.3μmのp+−InGaAsコンタ
クト層を成長圧力10kPaにおいて成長した。ここで
は成長圧力を低くすることでダミー成長領域がなくても
それぞれの選択成長部でほぼ等しい層厚を得ることが可
能であった。その後全面にSiO2膜を成膜し、電流注入用
窓を形成し、Cr/Au上部p電極、AuGeNi下部
電極をスパッタ法で成膜した。最後にレーザ領域400
μmとなるようにへき開した。このようにしてアレイ全
体のチップサイズが120μm×400μmのマイクロ
アレイ半導体レーザを3種類作製することができた。レ
ーザアレイは全チャネルで発振波長を素子1で152
9.1nmから1537.2nm、素子2で1538.
0nmから1546.1nm、素子3で1546.9n
mから1554.9nmまで分布させることができ、閾
値電流も8±1mAという極めて均一で良好な特性を示
した。
A growth pressure of 9 is applied to the selective growth mask.
At 8.6 kPa and at a growth temperature of 625 ° C., eight MQW layers (1.5 μm compositional compressive strained InGaAs) were formed on the InP substrate 99.
P and a barrier were selectively grown of 1.2 μm composition InGaAsP). As a result, the mask pattern was changed in one growth 3
PL wavelength is set to 1
546 μm, 1557 μm, 1556 μm, and the error could be controlled to ± 2 nm, respectively. With respect to this optical waveguide array, the width Wo of the stripe-shaped growth region of the selective growth mask is set from 1.5 μm to 5.5 μm in the entire region.
SiO 2 was formed again to completely cover the dummy optical waveguide. Using this mask, a 2.0 μm thick p-InP buried cladding layer and a 0.3 μm thick p + -InGaAs contact layer were grown at a growth pressure of 10 kPa. Here, by making the growth pressure low, it was possible to obtain substantially the same layer thickness in each selective growth portion even without the dummy growth region. Thereafter, a SiO 2 film was formed on the entire surface, a window for current injection was formed, and a Cr / Au upper p electrode and an AuGeNi lower electrode were formed by sputtering. Finally, the laser region 400
Cleavage was performed so as to be μm. In this way, three types of microarray semiconductor lasers having a chip size of the entire array of 120 μm × 400 μm were produced. In the laser array, the oscillation wavelength in all channels is 152
9.1 nm to 1537.2 nm;
0 nm to 1546.1 nm, 1546.9 n for element 3
m to 1554.9 nm, and the threshold current was 8 ± 1 mA.

【0020】(実施例3)本実施例は、本発明に係るマ
イクロアレイ構造を有するDFB半導体レーザアレイに応
用した実施形態である。図17にその模式図を示す。本
実施例のマイクロアレイ構造を有する半導体レーザアレ
イは絶対波長精度を高めるため、2つのLDに1つのDFB発
振波長を与え、一方から他方に向けて傾斜した発振波長
を有する半導体レーザアレイである。図6に、本実施例
で使用した選択成長マスクを示す。ストライプ状成長領
域1の幅Woは1.5μmとした。2つのレーザで同じP
L波長を実現しつつ、全体では一方から他方に向けて傾
斜した発振波長を有するため、ダミー成長領域6をスト
ライプ状にし、その位置を中央からずらし、かつ幅を一
方から他方に向けて広くした。ストライプ間隔は20μ
m、ストライプ数は8とした。外側マスク幅を除くとマ
スクは合わせて16枚あり、それぞれの幅を4.9μ
m、4.8μm、4.8μm、4.7μm、5.7μ
m、5.55μm、5.55μm、5.3μm、6.5
μm、6.25μm、6.25μm、5.9μm、7.
3μm、6.9μm、6.9μm、6.6μmとした。
ダミー成長領域6の幅はストライプ状成長領域1の幅
1.5μmとそのストライプ間隔とから計算することが
でき、それぞれ9.7μm、8.9μm、8.1μm、
7.4μm、6.7μm、6.0μm、5.3μm、
4.7μmとなる。外側マスク幅は、それぞれ7.1μ
m、12.3μmとした。すなわちCh.1の左側、C
h.2と3の間、Ch.4と5の間、Ch.6と7の
間、Ch.8の右側にあるダミー成長領域の位置を中央
から左側に動かしていることになる。それぞれの半導体
レーザにおいて発振波長を1500〜1580nmとす
るために、回折格子周期を240nmから250nmまで
2つのLD毎に変化させた。この回折格子パターンは通
常のウェットエッチングによりInP基板99に転写し、
さらにその上にストライプ状成長領域が回折格子上に重
なるように図6の選択成長マスクを形成した。
(Embodiment 3) This embodiment is an embodiment applied to a DFB semiconductor laser array having a microarray structure according to the present invention. FIG. 17 shows a schematic diagram thereof. The semiconductor laser array having the microarray structure according to the present embodiment is a semiconductor laser array having one LDB oscillation wavelength given to two LDs and having an oscillation wavelength inclined from one to the other in order to increase the absolute wavelength accuracy. FIG. 6 shows the selective growth mask used in this embodiment. The width Wo of the stripe-shaped growth region 1 was 1.5 μm. Same P for two lasers
While realizing the L wavelength, the whole has an oscillation wavelength inclined from one side to the other, so that the dummy growth region 6 is formed in a stripe shape, its position is shifted from the center, and the width is increased from one side to the other side. . The stripe interval is 20μ
m, and the number of stripes was 8. Excluding the outer mask width, there are 16 masks in total, each having a width of 4.9μ.
m, 4.8 μm, 4.8 μm, 4.7 μm, 5.7 μm
m, 5.55 μm, 5.55 μm, 5.3 μm, 6.5
μm, 6.25 μm, 6.25 μm, 5.9 μm, 7.
They were 3 μm, 6.9 μm, 6.9 μm, and 6.6 μm.
The width of the dummy growth region 6 can be calculated from the width 1.5 μm of the stripe-shaped growth region 1 and the stripe interval, and is 9.7 μm, 8.9 μm, 8.1 μm,
7.4 μm, 6.7 μm, 6.0 μm, 5.3 μm,
4.7 μm. The outer mask width is 7.1 μ each.
m, 12.3 μm. That is, Ch. Left of 1, C
h. 2 and 3, Ch. 4 and 5, Ch. 6 and 7, Ch. This means that the position of the dummy growth area on the right side of 8 has been moved from the center to the left. In order to set the oscillation wavelength of each semiconductor laser to 1500 to 1580 nm, the diffraction grating period was changed from 240 nm to 250 nm for every two LDs. This diffraction grating pattern is transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching,
Further, the selective growth mask of FIG. 6 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0021】この選択成長マスクに対して、成長圧力9
8.6kPa、成長温度625℃で、InP基板99上に8層のMQW
層(井戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAsP、障壁
は1.2μm組成InGaAsP)を選択成長した。そ
の結果得られたPL波長分布を図7のグラフに示す。この
ように隣り合う2つのストライプ状成長領域において等
しいPL波長としつつ、それぞれを25nm間隔で変化さ
せることができた。この光導波路アレイに対して、選択
成長マスクのストライプ状成長領域1の幅Woを1.5μ
mから全領域で6μmとなるようにSiO2を再度形成し、ダ
ミー光導波路を完全に被膜させる。このマスクを用いて
層厚3.0μmのp−InP埋め込みクラッド層、層厚
0.3μmのp+−InGaAsコンタクト層を成長圧力10
kPaにおいて成長した。その後全面にSiO2膜を成膜
し、電流注入用窓を形成し、Cr/Au上部p電極、A
uGeNi下部電極をスパッタ法で製膜した。最後にへ
き開し、端面は低反射コーティングをおこなった。この
半導体レーザアレイはそれぞれの組で発振波長を150
0、1525、1550、1575nmとすることがで
き、またそれぞれの組内では発振波長誤差を±0.8nm
以内にすることができた。閾値電流も6±1mAという
極めて均一で良好な特性を示した。
A growth pressure of 9 is applied to the selective growth mask.
8.6kPa, growth temperature 625 ℃, 8 layers of MQW on InP substrate 99
A layer (a well having a 1.5 μm composition compressively strained InGaAsP and a barrier having a 1.2 μm composition InGaAsP) was selectively grown. The resulting PL wavelength distribution is shown in the graph of FIG. As described above, it was possible to change each of the two stripe-shaped growth regions at an interval of 25 nm while maintaining the same PL wavelength in the two adjacent stripe-shaped growth regions. With respect to this optical waveguide array, the width Wo of the stripe-shaped growth region 1 of the selective growth mask is set to 1.5 μm.
SiO 2 is formed again so as to be 6 μm in the entire region from m to completely cover the dummy optical waveguide. Using this mask, a 3.0 μm-thick p-InP buried cladding layer and a 0.3 μm-thick p + -InGaAs contact layer were grown at a growth pressure of 10 μm.
It grew at kPa. Thereafter, an SiO 2 film is formed on the entire surface, a window for current injection is formed, and a Cr / Au upper p electrode, A
A uGeNi lower electrode was formed by a sputtering method. Finally, it was cleaved and the end face was coated with a low reflection coating. This semiconductor laser array has an oscillation wavelength of 150 for each group.
0, 1525, 1550, 1575 nm, and within each group, the oscillation wavelength error is ± 0.8 nm.
Could be within. The threshold current was also very uniform at 6 ± 1 mA, showing good characteristics.

【0022】(実施例4)本実施例は、本発明に係るマ
イクロアレイ構造半導体レーザアレイを有する波長選択
光源に応用した実施例である。本実施例のマイクロアレ
イ構造半導体レーザアレイを有する波長選択光源は、D
FB―LD領域において発振波長およびデチューニング
量(発振波長と利得ピーク(PL発光波長)との差)を一
定に保つように設計されたストライプ間隔10μm、ス
トライプ数4のマイクロアレイ構造を有している。その
他、MMI光合波器領域、光増幅器領域、光変調器領域を
有している。図18に素子構成を示す。図8に、本実施
例で使用した選択成長マスクを示す。ストライプ状成長
領域の幅Woは1.5μmとした。マイクロアレイDF
B半導体レーザ領域11はチャンネル1からチャンネル
4に向けてPL波長を長く、屈折率を大きくするため、ダ
ミー成長領域6をストライプ状にし、ストライプ状成長
領域間の中央に位置させ徐々に狭くしている。ここでは
左から順に、1.55μm、1.5μm、1.46μ
m、1.43μm、1.40μmとした。外側マスク3
及び4はアレイ外側の成長領域の持つPL波長(屈折率)
を考慮し、外側マスク3を7.0μm、外側マスク4を
7.4μmとした。MMI光合波器領域12は、リッジ埋
め込み形状とするため、ここでは選択マスクを用いない
全面成長領域を利用した。光増幅器領域13、光変調器
領域14はそれぞれ適切なPL波長を得るために選択マス
ク幅を設定し、それぞれWm=8μm、Wm=4.5μ
mとした。またこのような長共振器構造のデバイスでは
出射端の反射戻り光が特性劣化を引き起こすため、スト
ライプに比較して出射端で約7°ストライプを傾けてい
る。それぞれの半導体レーザにおいて発振波長を154
7〜1554.5nmとするために、回折格子周期を24
0.0nmから241.0nmまで変化させた。この回折格
子パターンは通常のウェットエッチングによりInP基板
99に転写し、さらにその上にストライプ状成長領域が
回折格子上に重なるように図8の選択成長マスクを形成
した。
(Embodiment 4) This embodiment is an embodiment applied to a wavelength selective light source having a semiconductor laser array having a microarray structure according to the present invention. The wavelength selection light source having the semiconductor laser array having the microarray structure according to the present embodiment is D
It has a microarray structure with a stripe interval of 10 μm and four stripes designed to keep the oscillation wavelength and the detuning amount (the difference between the oscillation wavelength and the gain peak (PL emission wavelength)) constant in the FB-LD region. . In addition, it has an MMI optical multiplexer area, an optical amplifier area, and an optical modulator area. FIG. 18 shows the element configuration. FIG. 8 shows the selective growth mask used in this embodiment. The width Wo of the stripe-shaped growth region was 1.5 μm. Microarray DF
In order to increase the PL wavelength and increase the refractive index from channel 1 to channel 4 in the B semiconductor laser region 11, the dummy growth region 6 is formed in a stripe shape, and is positioned at the center between the stripe growth regions and gradually narrowed. I have. Here, in order from the left, 1.55 μm, 1.5 μm, 1.46 μm
m, 1.43 μm, and 1.40 μm. Outer mask 3
And 4 are PL wavelengths (refractive index) of the growth region outside the array
In consideration of the above, the outer mask 3 is set to 7.0 μm, and the outer mask 4 is set to 7.4 μm. Since the MMI optical multiplexer region 12 has a ridge buried shape, the entire growth region without using a selection mask is used here. Each of the optical amplifier region 13 and the optical modulator region 14 sets a selection mask width to obtain an appropriate PL wavelength, and Wm = 8 μm and Wm = 4.5 μ, respectively.
m. Further, in such a device having a long resonator structure, the reflected return light at the emission end causes characteristic deterioration. Therefore, the stripe is inclined by about 7 ° at the emission end as compared with the stripe. The oscillation wavelength of each semiconductor laser is set to 154.
In order to set the wavelength to 7 to 1554.5 nm, the diffraction grating period is set to 24.
It was varied from 0.0 nm to 241.0 nm. This diffraction grating pattern was transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching, and the selective growth mask of FIG. 8 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0023】この選択成長マスクに対して、成長圧力9
8.6kPa、成長温度625℃で、InP基板99上に8層のMQW
層(井戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAsP、障壁
は1.2μm組成InGaAsP)を選択成長した。そ
の結果得られたPL波長分布を図9のグラフに示す。この
ようにPL波長を左右で1547.0から1554.5n
mまで、2.5nm間隔でほぼ線形に変化させることが
できた。また、同時に成長されたMMI光合波器領域1
2、光増幅器領域13、光変調器領域14のPL波長は
それぞれ1370nm、1563nm、1477nmと
なり、目標とほぼ等しくなった。次に選択成長マスクの
ストライプ状成長領域の幅Woを1.5μmからDFB−
LDアレイ部において5.5μmとなるようにSiO2を再
度形成し、ダミー光導波路は完全に被膜させる。同時に
MMI光合波器領域12ではストライプ状成長領域の幅
を40μm、光増幅器領域13、光変調器領域14では
幅6.0μmとなるようにSiO2を形成した。このマスク
を用いて層厚3.0μmのp−InP埋め込みクラッド
層、層厚0.3μmのp+−InGaAsコンタクト層を成長
圧力10kPaにおいて成長した。その後全面にSiO2
を成膜し、電流注入用窓を形成し、Cr/Au上部p電
極、Cr/Au下部電極をスパッタ法で製膜した。最後
にへき開し、端面には低反射コーティングをおこなっ
た。この半導体レーザアレイは、発振波長を1547.
1、1549.6、1552.0、1554.6nmと
することができ、また発振波長誤差を±0.1nm以内に
することができた。閾値電流も6±1mAという極めて
均一で良好な特性を示した。
A growth pressure of 9 is applied to the selective growth mask.
8.6kPa, growth temperature 625 ℃, 8 layers of MQW on InP substrate 99
A layer (a well having a 1.5 μm composition compressively strained InGaAsP and a barrier having a 1.2 μm composition InGaAsP) was selectively grown. The resulting PL wavelength distribution is shown in the graph of FIG. As described above, the PL wavelength is changed from 1547.0 to 1554.5n on the left and right.
m could be varied almost linearly at 2.5 nm intervals. In addition, the MMI optical multiplexer area 1 grown at the same time
2. The PL wavelengths of the optical amplifier region 13 and the optical modulator region 14 were 1370 nm, 1563 nm, and 1477 nm, respectively, which were almost equal to the targets. Next, the width Wo of the stripe-shaped growth region of the selective growth mask is increased from 1.5 μm to DFB−
SiO 2 is formed again so as to have a thickness of 5.5 μm in the LD array portion, and the dummy optical waveguide is completely covered. At the same time, SiO 2 was formed so that the width of the stripe-shaped growth region was 40 μm in the MMI optical multiplexer region 12 and 6.0 μm in the optical amplifier region 13 and the optical modulator region 14. Using this mask, a 3.0 μm-thick p-InP buried cladding layer and a 0.3 μm-thick p + -InGaAs contact layer were grown at a growth pressure of 10 kPa. Thereafter, a SiO 2 film was formed on the entire surface, a current injection window was formed, and a Cr / Au upper p electrode and a Cr / Au lower electrode were formed by sputtering. Finally, it was cleaved and a low reflection coating was applied to the end face. This semiconductor laser array has an oscillation wavelength of 1547.
1, 1549.6, 1552.0, 1554.6 nm, and the oscillation wavelength error could be kept within ± 0.1 nm. The threshold current was also very uniform at 6 ± 1 mA, showing good characteristics.

【0024】(実施例5)本実施例は、本発明に係るマ
イクロアレイ構造半導体レーザアレイを有する波長選択
光源に応用した実施例である。本実施例のマイクロアレ
イ構造半導体レーザアレイを有する波長選択光源は、D
FB―LD領域においてストライプ間隔20μm、スト
ライプ数5のマイクロアレイ構造を有している。その
他、曲がり導波路領域、MMI光合波器領域、光増幅器領
域を有している。図10にその素子構成を示す。図11
に、本実施例で使用した選択成長マスクを示す。ストラ
イプ状成長領域の幅Woは1.5μmとした。マイクロ
アレイDFB半導体レーザ領域11はチャンネル1から
チャンネル4に向けてPL波長を長く、屈折率を大きくす
るため、ダミー成長領域6をストライプ状にし、ストラ
イプ状成長領域間の中央に位置させ徐々に狭くしてい
る。ここでは左から順に、7.5μm、7.3μm、
7.15μm、7.0μm、6.95μm、6.9μm
とした。外側マスク3及び4はアレイ外側の成長領域の
持つPL波長(屈折率)を考慮し、外側マスク3を8.6
μm、外側マスク4を9.1μmとした。本素子ではM
MI長を短くするために、MMI入力部のストライプ状
成長領域の間隔を5μmとした。そこで、ストライプ間
隔を変化させるために、図11に示すように、DFBレ
ーザアレイの出射部分からMMI入力部に向けて曲線状
に導波路アレイ間隔を変化させている。アレイ内のダミ
ー成長領域6は、内側で広く、外側で狭く、かつストラ
イプ方向に徐々に狭くすることで、各ストライプから得
られるPL波長に大きな差が無いようにした。MMI光合
波器領域12は、リッジ埋め込み形状とするため、ここ
では選択マスクを用いない全面成長領域を利用した。光
増幅器領域13は、PL波長を1564nmにするた
め、選択マスク幅をWm=6.9μmと設定した。また
このような長共振器構造のデバイスでは出射端の反射戻
り光が特性劣化を引き起こすため、ストライプに比較し
て出射端で約7°ストライプを傾けている。それぞれの
半導体レーザにおいて、素子1で発振波長を1538.
0〜1546.0nmとするために、回折格子周期を23
9.0nmから240.0nmまで変化させた。この回折格
子パターンは通常のウェットエッチングによりInP基板
99に転写し、さらにその上にストライプ状成長領域が
回折格子上に重なるように図11の選択成長マスクを形
成した。
(Embodiment 5) This embodiment is an embodiment applied to a wavelength selective light source having a semiconductor laser array having a microarray structure according to the present invention. The wavelength selection light source having the semiconductor laser array having the microarray structure according to the present embodiment is D
The FB-LD region has a microarray structure with a stripe interval of 20 μm and five stripes. In addition, it has a bent waveguide area, an MMI optical multiplexer area, and an optical amplifier area. FIG. 10 shows the element configuration. FIG.
The selective growth mask used in this embodiment is shown below. The width Wo of the stripe-shaped growth region was 1.5 μm. The microarray DFB semiconductor laser region 11 has a longer PL wavelength from channel 1 to channel 4 and has a dummy growth region 6 in the form of a stripe to increase the refractive index. ing. Here, in order from the left, 7.5 μm, 7.3 μm,
7.15 μm, 7.0 μm, 6.95 μm, 6.9 μm
And The outer masks 3 and 4 are made 8.6 in consideration of the PL wavelength (refractive index) of the growth region outside the array.
μm, and the outer mask 4 was 9.1 μm. In this element, M
In order to shorten the MI length, the interval between the stripe-shaped growth regions of the MMI input section was set to 5 μm. Therefore, in order to change the stripe interval, as shown in FIG. 11, the waveguide array interval is changed in a curved manner from the emission portion of the DFB laser array to the MMI input portion. The dummy growth region 6 in the array is wide on the inside, narrow on the outside, and gradually narrowed in the stripe direction, so that there is no large difference in the PL wavelength obtained from each stripe. Since the MMI optical multiplexer region 12 has a ridge buried shape, the entire growth region without using a selection mask is used here. In the optical amplifier region 13, the selection mask width was set to Wm = 6.9 μm in order to set the PL wavelength to 1564 nm. Further, in such a device having a long resonator structure, the reflected return light at the emission end causes characteristic deterioration. Therefore, the stripe is inclined by about 7 ° at the emission end as compared with the stripe. In each of the semiconductor lasers, the oscillation wavelength of the element 1 is set to 1538.
In order to set the wavelength to 0 to 1546.0 nm, the diffraction grating period is set to 23.
It was changed from 9.0 nm to 240.0 nm. This diffraction grating pattern was transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching, and the selective growth mask of FIG. 11 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0025】この選択成長マスクに対して、成長圧力9
8.6kPa、成長温度625℃で、InP基板99上に8層のMQW
層(井戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAsP、障壁
は1.2μm組成InGaAsP)を選択成長した。そ
の結果PL波長は、図12に示すように、レーザのチャン
ネル1から5に向けて波長を変化させることができた。
また、同時に成長されたMMI光合波器領域12のPL
波長は1350nmに、光増幅器領域のPL波長は15
65nmとなり、目標とほぼ等しくなった。次に選択成
長マスクのストライプ状成長領域1の幅Woを1.5μm
からDFB−LDアレイ部において6.0μmとなるよ
うにSiO2を再度形成し、ダミー光導波路は完全に被膜さ
せる。同時に光合波器領域12ではストライプ状成長領
域の幅を25μm、光増幅器領域13では幅6.0μmと
なるようにSiO2を形成した。このマスクを用いて層厚
3.0μmのp−InP埋め込みクラッド層、層厚0.3
μmのp+−InGaAsコンタクト層を成長圧力10kPa
において成長した。その後全面にSiO2膜を成膜し、電流
注入用窓を形成し、Cr/Au上部p電極、Cr/Au
下部電極をスパッタ法で製膜した。最後にへき開し、端
面には低反射コーティングをおこなった。この半導体レ
ーザアレイは発振波長はそれぞれの目標に対し、誤差を
±0.3nm以内に、隣接するDFBレーザの波長間隔の
誤差を0.1nm程度にすることができた。閾値電流も
7±1mAという良好な特性を示した。
A growth pressure of 9 is applied to the selective growth mask.
8.6kPa, growth temperature 625 ℃, 8 layers of MQW on InP substrate 99
A layer (a well having a 1.5 μm composition compressively strained InGaAsP and a barrier having a 1.2 μm composition InGaAsP) was selectively grown. As a result, the PL wavelength could be changed from laser channels 1 to 5 as shown in FIG.
Also, the PL of the MMI optical multiplexer region 12 grown at the same time is
The wavelength is 1350 nm, and the PL wavelength in the optical amplifier region is 15
It was 65 nm, which was almost equal to the target. Next, the width Wo of the stripe-shaped growth region 1 of the selective growth mask is set to 1.5 μm.
Then, SiO 2 is formed again so as to have a thickness of 6.0 μm in the DFB-LD array portion, and the dummy optical waveguide is completely covered. At the same time, SiO 2 was formed so that the width of the stripe growth region was 25 μm in the optical multiplexer region 12 and 6.0 μm in the optical amplifier region 13. Using this mask, a 3.0 μm-thick p-InP buried cladding layer and a 0.3 μm thick
μm p + -InGaAs contact layer with a growth pressure of 10 kPa
Grew up. Thereafter, an SiO 2 film is formed on the entire surface, a window for current injection is formed, and a Cr / Au upper p-electrode, Cr / Au
The lower electrode was formed by a sputtering method. Finally, it was cleaved and a low reflection coating was applied to the end face. In this semiconductor laser array, the error was within ± 0.3 nm and the error in the wavelength interval between adjacent DFB lasers was about 0.1 nm with respect to each target. The threshold current also showed good characteristics of 7 ± 1 mA.

【0026】(実施例6)本実施例は、本発明を異なる
発振波長を有するアレイ構造半導体レーザとそれぞれに
電界吸収(EA)型の光スイッチをモノリシック集積し
た素子に適用した実施例である。その模式図を図19に
示す。本実施例の変調器集積マイクロアレイ半導体レー
ザは、アレイ内の1DFB半導体レーザにおいて発振波長を
4nmシフトさせる機能を有し、4nm間隔で8つのD
FB半導体レーザをアレイ化したDFB半導体レーザ部
と、それぞれのDFB半導体レーザに接続されたEAス
イッチを有する。EAスイッチは、接続された各DFB
半導体レーザの発振波長に対し吸収端を70nm短波長側
に設定した。DFB半導体レーザ部には発振波長を変化さ
せるために、ヒーターを装荷した。これら2つの領域は
ストライプ間隔20μmの光導波路アレイを用いた。図
13に本実施例で使用した選択マスクを示す。ストライ
プ本数を8、ストライプ状成長領域幅Wo=1.5μm、
ストライプ間隔を20μmとし、DFBレーザ領域11
のマスクパターンは、外側マスクの幅を9μm及び1
0.5μmとし、ダミー成長領域幅WDは順に、6.8
μm、6.6μm、6.4μm、6.2μm、5.95
μm、5.75μm、5.55μm、5.35μm、
5.35μmとした。EAスイッチは発振波長からのデ
チューニング量を70nmとするために、Wm,out=7及
び8.5μmとし、ダミー成長領域幅WDは順に、11
μm、10.8μm、10.6μm、10.4μm、1
0.15μm、9.9μm、9.65μm、9.4μ
m、9.15μmとした。それぞれの半導体レーザにお
いて発振波長を1532〜1560nmとするために、回
折格子周期を240.0nmから243.5nmまで変化さ
せた。この回折格子パターンは通常のウェットエッチン
グによりInP基板99に転写し、さらにその上にストラ
イプ状成長領域が回折格子上に重なるように図13の選
択成長マスクを形成した。
(Embodiment 6) This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to an element in which an array structure semiconductor laser having different oscillation wavelengths and an electroabsorption (EA) type optical switch are respectively monolithically integrated. FIG. 19 shows a schematic diagram thereof. The modulator integrated microarray semiconductor laser of the present embodiment has a function of shifting the oscillation wavelength by 4 nm in the 1DFB semiconductor laser in the array and has eight D
It has a DFB semiconductor laser unit in which FB semiconductor lasers are arrayed, and an EA switch connected to each DFB semiconductor laser. The EA switch is connected to each connected DFB
The absorption edge was set to the shorter wavelength side by 70 nm with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser. The DFB semiconductor laser was loaded with a heater to change the oscillation wavelength. For these two regions, an optical waveguide array having a stripe interval of 20 μm was used. FIG. 13 shows a selection mask used in this embodiment. 8 stripes, stripe-shaped growth region width Wo = 1.5 μm,
The stripe interval is set to 20 μm, and the DFB laser region 11
Has a width of the outer mask of 9 μm and 1
And 0.5μm, dummy growth region width W D, in turn, 6.8
μm, 6.6 μm, 6.4 μm, 6.2 μm, 5.95
μm, 5.75 μm, 5.55 μm, 5.35 μm,
It was 5.35 μm. In order to set the detuning amount from the oscillation wavelength to 70 nm, the EA switch has Wm, out = 7 and 8.5 μm, and the dummy growth region width W D is 11
μm, 10.8 μm, 10.6 μm, 10.4 μm, 1
0.15 μm, 9.9 μm, 9.65 μm, 9.4 μ
m, 9.15 μm. The diffraction grating period was changed from 240.0 nm to 243.5 nm in order to set the oscillation wavelength of each semiconductor laser to 1532 to 1560 nm. This diffraction grating pattern was transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching, and the selective growth mask of FIG. 13 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0027】このInP基板99に対し、成長圧力98.6kP
a、成長温度625℃で、InP基板99上に8層のMQW層(井
戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAsP、障壁は1.
2μm組成InGaAsP)を選択成長した。そのMQW
層から得られたPL波長分布の測定結果を図14のグラフ
に示す。このようにほぼ線形のPL波長分布を得ること
ができ、DFB発振波長に対して約70nmのデチューニ
ング量を得ることができた。次にマスクを取った後、再
度DFB−LDアレイ部、光変調器部のメサ上部にSiO2
マスクを堆積し、FeドープInP層を3μm成長す
る。次にSiO2マスクをとり、p−InP層を3μm、層
厚0.3μmのp+−InGaAsコンタクト層を成長圧力1
0kPaにおいて成長した。その後電極及びヒーター配
線形成を行なった。最後にへき開し、端面には低反射コ
ーティングをおこなった。この半導体レーザアレイ内の
それぞれのレーザの発振波長を1532.1から155
9.9nmの範囲でほぼ均等に配置することができ、発
振波長誤差を±0.2nm以内にすることができた。閾値
電流も7±1mAという極めて均一で良好な特性を示し
た。これらのレーザは各々のヒーターに100mA程度
流すことによって発振波長を4nm程度変えることがで
き、アレイを構成する全半導体レーザを同時に駆動する
ことで、それぞれをITUグリッドにあわせることがで
きた。また全てのレーザに付属したEAスイッチを動作
させることによって、取り出す波長を選択する波長選択
光源として利用することができた。
A growth pressure of 98.6 kP is applied to the InP substrate 99.
a, At a growth temperature of 625 ° C., eight MQW layers (wells are 1.5 μm compositional compressively strained InGaAsP, barriers are 1.0 μm) on the InP substrate 99.
2 μm composition InGaAsP) was selectively grown. Its MQW
The measurement result of the PL wavelength distribution obtained from the layer is shown in the graph of FIG. Thus, a substantially linear PL wavelength distribution was obtained, and a detuning amount of about 70 nm with respect to the DFB oscillation wavelength was obtained. Next, after removing the mask, the DFB-LD array section and the SiO 2
A mask is deposited, and a 3 μm thick Fe-doped InP layer is grown. Next, an SiO 2 mask was taken, and a p + -InP contact layer having a thickness of 3 μm and a thickness of 0.3 μm was formed on the p + -InP contact layer at a growth pressure of 1.
It grew at 0 kPa. Thereafter, an electrode and a heater wiring were formed. Finally, it was cleaved and a low reflection coating was applied to the end face. The oscillation wavelength of each laser in this semiconductor laser array is changed from 1532.1 to 155.
They could be arranged almost uniformly in the range of 9.9 nm, and the oscillation wavelength error could be kept within ± 0.2 nm. The threshold current was also very uniform at 7 ± 1 mA, showing good characteristics. These lasers could change the oscillation wavelength by about 4 nm by flowing about 100 mA to each heater, and by driving all the semiconductor lasers constituting the array simultaneously, they could be adjusted to the ITU grid. Further, by operating the EA switches attached to all the lasers, they could be used as a wavelength selection light source for selecting a wavelength to be extracted.

【0028】(実施例7)本実施例は、本発明に係るマ
イクロアレイ構造半導体レーザアレイを有する波長選択
光源に応用した実施例である。その模式図を図20に示
す。本実施例のマイクロアレイ構造半導体レーザアレイ
を有する波長選択光源は、DFBレーザ領域において、
ダミー成長領域の数を一つとし、その位置を中央に設
け、開口幅作製工程で生じる開口幅変動による発振波長
誤差を低減できるように設計されたストライプ数4のマ
イクロアレイ構造を有している。図15に、本実施例で
使用した選択成長マスクを示す。レーザとして用いるス
トライプ状成長領域の幅Woは1.5μmとした。本実
施例のマイクロアレイDFB半導体レーザ領域11は4
つのストライプですべて同じPL波長を有し、回折格子周
期を変化させることで一方から他方に向けて発振波長を
7.5nm変化させた。ここでは内側のマスク幅を左か
ら順に、7.5μm、4.4μm、4.4μm、7.5
μmとした。外側マスク3及び4はアレイ外側の成長領
域の持つPL波長(屈折率)を考慮し、外側マスク3、4
共に4.9μmとした。ストライプ間隔はチャンネル1
―2間及び3―4で9μm、チャンネル2-3で18μ
mとした。これにより中央のダミーストライプの幅は
7.7μmとなる。MMI光合波器領域12は、リッジ埋
め込み形状とするため、ここでは選択マスクを用いない
全面成長領域を利用した。光増幅器領域13はそれぞれ
適切なPL波長を得るために選択マスク幅Wmを8.2μ
mとした。またこのような長共振器構造のデバイスでは
出射端の反射戻り光が特性劣化を引き起こすため、スト
ライプに比較して出射端で約7°ストライプを傾けてい
る。それぞれの半導体レーザにおいて発振波長を154
7〜1554.5nmとするために、回折格子周期を24
0.0nmから241.0nmまで変化させた。この回折格
子パターンは通常のウェットエッチングによりInP基板
99に転写し、さらにその上にストライプ状成長領域が
回折格子上に重なるように図15の選択成長マスクを形
成した。
(Embodiment 7) This embodiment is an embodiment applied to a wavelength selective light source having a semiconductor laser array having a microarray structure according to the present invention. The schematic diagram is shown in FIG. The wavelength selection light source having the semiconductor laser array having the microarray structure according to the present embodiment is in a DFB laser region.
The number of dummy growth regions is one, the position is provided at the center, and a microarray structure with four stripes is designed to reduce the oscillation wavelength error due to the variation of the opening width generated in the opening width forming process. FIG. 15 shows the selective growth mask used in this embodiment. The width Wo of the stripe-shaped growth region used as the laser was 1.5 μm. The microarray DFB semiconductor laser region 11 of this embodiment is 4
All three stripes have the same PL wavelength, and the oscillation wavelength is changed by 7.5 nm from one to the other by changing the diffraction grating period. Here, the inner mask width is 7.5 μm, 4.4 μm, 4.4 μm, 7.5 μm in order from the left.
μm. The outer masks 3 and 4 consider the PL wavelength (refractive index) of the growth region outside the array, and
Both were 4.9 μm. Stripe spacing is channel 1
9μm between -2 and 3-4, 18μ on channel 2-3
m. As a result, the width of the central dummy stripe becomes 7.7 μm. Since the MMI optical multiplexer region 12 has a ridge buried shape, the entire growth region without using a selection mask is used here. Each of the optical amplifier regions 13 has a selected mask width Wm of 8.2 μm in order to obtain an appropriate PL wavelength.
m. Further, in such a device having a long resonator structure, the reflected return light at the emission end causes characteristic deterioration. Therefore, the stripe is inclined by about 7 ° at the emission end as compared with the stripe. The oscillation wavelength of each semiconductor laser is set to 154.
In order to set the wavelength to 7 to 1554.5 nm, the diffraction grating period is set to 24.
It was varied from 0.0 nm to 241.0 nm. This diffraction grating pattern was transferred to the InP substrate 99 by ordinary wet etching, and the selective growth mask of FIG. 15 was formed thereon so that the stripe-shaped growth region overlapped the diffraction grating.

【0029】この選択成長マスクに対して、成長圧力9
8.6kPa、成長温度625℃で、InP基板99上に8層のMQW
層(井戸は1.5μm組成圧縮歪InGaAsP、障壁
は1.2μm組成InGaAsP)を選択成長した。そ
の結果得られたPL波長は1556±2nmになり、目標
通りほぼ等しいPL波長を持つことができた。また、同
時に成長された光合波器領域12、光増幅器領域13の
PL波長はそれぞれ1365nm、1560nmとな
り、目標とほぼ等しくなった。次に選択成長マスクのス
トライプ状成長領域の幅Woを1.5μmからDFBレー
ザアレイ領域11において5.5μmとなるようにSiO2
を再度形成し、ダミー光導波路は完全に被膜させる。同
時にMMI光合波器領域12ではストライプ状成長領域
の幅を40μm、光増幅器領域13では幅6.0μmとな
るようにSiO2を形成した。このマスクを用いて層厚3.
0μmのp−InP埋め込みクラッド層、層厚0.3μm
のp+−InGaAsコンタクト層を成長圧力10kPaにお
いて成長した。その後全面にSiO2膜を成膜し、電流注入
用窓を形成し、Cr/Au上部p電極、Cr/Au下部
電極をスパッタ法で製膜した。最後にへき開し、端面に
は低反射コーティングをおこなった。この半導体レーザ
アレイはそれぞれで発振波長を1547.1、154
9.6、1552.0、1554.6nmとすることが
できた。閾値電流も6±1mAという極めて均一で良好
な特性を示した。
A growth pressure of 9 is applied to the selective growth mask.
8.6kPa, growth temperature 625 ℃, 8 layers of MQW on InP substrate 99
A layer (a well having a 1.5 μm composition compressively strained InGaAsP and a barrier having a 1.2 μm composition InGaAsP) was selectively grown. The resulting PL wavelength was 1556 ± 2 nm, and could have substantially the same PL wavelength as desired. The PL wavelengths of the optical multiplexer region 12 and the optical amplifier region 13 grown at the same time were 1365 nm and 1560 nm, respectively, which were almost equal to the target. Next, the SiO 2 is grown so that the width Wo of the stripe-shaped growth region of the selective growth mask is changed from 1.5 μm to 5.5 μm in the DFB laser array region 11.
Is formed again, and the dummy optical waveguide is completely coated. At the same time, SiO 2 was formed so that the width of the stripe-shaped growth region was 40 μm in the MMI optical multiplexer region 12 and 6.0 μm in the optical amplifier region 13. Using this mask, a layer thickness of 3.
0 μm p-InP buried cladding layer, layer thickness 0.3 μm
A p + -InGaAs contact layer was grown at a growth pressure 10 kPa. Thereafter, a SiO 2 film was formed on the entire surface, a current injection window was formed, and a Cr / Au upper p electrode and a Cr / Au lower electrode were formed by sputtering. Finally, it was cleaved and a low reflection coating was applied to the end face. The semiconductor laser arrays have oscillation wavelengths of 1547.1 and 154, respectively.
9.6, 1552.0 and 1554.6 nm. The threshold current was also very uniform at 6 ± 1 mA, showing good characteristics.

【0030】本作製法では選択成長技術を用いているた
め、DFBレーザアレイ領域11、光増幅器領域13の
各マスク幅をアレイ毎に変更することにより、異なるP
L波長を有する半導体多層構造のアレイを一つのウェハ
の中に作製することが可能である。そこで、本実施例で
示す成長を行ったウェハの別の領域に、意図的にストラ
イプ状成長領域及びダミー成長領域幅を、+0.1μm
及び−0.1μm変化させ、同時に各選択マスクを−
0.1μm及び+0.1μm変化させたマスクパターンを
作製しておき、同時に成長を行った。また、4つのスト
ライプですべて同じPL波長を有するマイクロアレイD
FB半導体レーザ領域を、従来技術を用いたマスクパタ
ーンも同時にウェハ内に作製しておき、同様に開口幅が
±0.1μm変動した場合の素子を試作し、開口幅作製
誤差に対する依存性を調べた。従来技術では図27の領
域1のマスクパターンを用い、ダミー成長領域幅WD
1.5μm、外側SiO2マスク幅は両者とも8μmとした。
この両者をアレイ内側にある半導体レーザの発振波長変
化量で比較したところ、従来技術によると±1.3μm
程度であったのに対して、本発明による場合は±0.5
μm程度となることがわかった。このように開口幅作製
工程で生じる開口幅変動による発振波長誤差を大幅に減
少させることができた。なお、本発明は上記各実施例に
限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実
施例は適宜変更され得ることは明らかである。
In this manufacturing method, since the selective growth technique is used, different mask widths of the DFB laser array region 11 and the optical amplifier region 13 are changed for each array, so that different P
It is possible to fabricate an array of semiconductor multilayer structures having L wavelengths in one wafer. Therefore, the width of the stripe-shaped growth region and the width of the dummy growth region are intentionally set to +0.1 μm in another region of the wafer where the growth shown in this embodiment is performed.
And −0.1 μm, and simultaneously change each selection mask to −
A mask pattern changed by 0.1 μm and +0.1 μm was prepared and grown simultaneously. Also, a microarray D having four stripes, all having the same PL wavelength,
An FB semiconductor laser region is also fabricated on the wafer at the same time as the mask pattern using the conventional technology, and a device is fabricated in the same way when the aperture width fluctuates ± 0.1 μm, and the dependence on the aperture width fabrication error is examined. Was. In the prior art, the dummy growth region width W D =
The outer SiO 2 mask width was 1.5 μm and the width of both was 8 μm.
Comparing the two with the change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser located inside the array, the result of the prior art was ± 1.3 μm.
About 0.5% in the case of the present invention.
It turned out to be about μm. As described above, the oscillation wavelength error due to the variation in the opening width generated in the opening width manufacturing process was significantly reduced. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it is clear that the embodiments can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、選択成長技術を用いて半導体光導波路アレ
イを形成する際に、選択成長用マスクパターンを構成す
る中央と最外側のストライプ状成長領域間にダミー成長
領域を導入し、その幅及び位置をアレイ内で変化させる
ことによって、従来技術では不可能であった、ストライ
プ状成長領域に形成された半導体多層構造の組成及び層
厚の個別制御が可能となる。よって、より精密な組成分
布及び層厚分布を実現する導波路アレイを用いた光素子
の製造方法を提供することができる。特に、請求項2に
記載したように、結晶成長を行う際に、成長圧力が高
い、もしくは半導体光導波路アレイの導波路間隔が広い
あるいはアレイ本数が多いなどのためにアレイ全体に外
側マスクの影響が及ばない場合により大きな効果が得ら
れる。この効果は、請求項3に記載したように、ストラ
イプ状のダミー成長領域を形成し、ダミー成長領域の幅
及び位置のいずれかまたは両方を各々の場所で変化させ
ることによって得られる。さらに、請求項4に記載した
ように、ダミー成長領域を矩形状にし、ダミー成長領域
を配置する位置、周期及び形状を変化させることによっ
ても同様の効果が得られる。この手法に加え、請求項5
記載の発明によると、最外側のマスク幅をダミー成長領
域の変化に応じて異なる幅に設定することによって、ア
レイ内のすべてのストライプ状成長領域の組成及び層厚
を制御することが可能となる。特に、請求項6記載の発
明のように、ストライプ状成長領域の間隔を特定の箇所
で変化させた場合、ダミー成長領域の数を減らすととも
に幅を広くして、アレイ内に位置するストライプ状成長
領域の組成及び層厚を制御することが可能となる。この
場合、ダミー成長領域の数を少なく、幅を広くすること
ができるため、選択成長のためのマスク作製誤差によっ
て生じる組成変動、層厚変動及びこれによる特性変動を
小さくすることができる。こうして、請求項7記載の発
明のように、個々に光機能領域として動作させるために
組成及び層厚の制御された半導体光導波路アレイをスト
ライプ状成長領域の長手方向に接続することで、全体と
してより機能化された光集積素子を製造することが可能
となる。その際、請求項8記載の発明のように、ストラ
イプ状成長領域及びこれを制御するためのダミー成長領
域、最外側の2つの誘電体薄膜の形状を曲線的に変化さ
せることで、光の導波における損失を最小限にしなが
ら、ストライプ状成長領域間の距離や光の進行方向の変
更をすることができ、モノリシックに集積した光素子の
小型化が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the semiconductor optical waveguide array is formed by using the selective growth technique, the center and the outermost portion constituting the selective growth mask pattern are formed. By introducing dummy growth regions between the stripe growth regions and changing the width and position in the array, the composition and layers of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe growth regions were impossible in the prior art. Individual control of the thickness becomes possible. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing an optical element using a waveguide array that realizes more precise composition distribution and layer thickness distribution. In particular, as described in claim 2, when performing crystal growth, the influence of the outer mask on the entire array due to a high growth pressure, a large waveguide spacing of the semiconductor optical waveguide array, or a large number of arrays, etc. If the value does not reach, a greater effect can be obtained. This effect can be obtained by forming a stripe-shaped dummy growth region and changing one or both of the width and the position of the dummy growth region at each location. Further, the same effect can be obtained by making the dummy growth region rectangular and changing the position, period, and shape where the dummy growth region is arranged, as described in claim 4. In addition to this method, claim 5
According to the described invention, it is possible to control the composition and the layer thickness of all the stripe-shaped growth regions in the array by setting the outermost mask width to a different width according to the change of the dummy growth region. . In particular, when the interval between the stripe-shaped growth regions is changed at a specific location as in the invention according to claim 6, the number of dummy growth regions is reduced and the width is increased, so that the stripe-shaped growth regions located in the array are reduced. It is possible to control the composition and layer thickness of the region. In this case, since the number of dummy growth regions can be reduced and the width can be widened, composition fluctuations, layer thickness fluctuations and characteristic fluctuations caused by mask fabrication errors for selective growth can be reduced. In this way, by connecting the semiconductor optical waveguide array of which composition and thickness are controlled in the longitudinal direction of the stripe-shaped growth region as a whole as in the invention according to claim 7, the semiconductor optical waveguide array is controlled as a whole. It is possible to manufacture a more functionalized optical integrated device. At this time, as in the eighth aspect of the present invention, the shape of the stripe-shaped growth region, the dummy growth region for controlling the stripe-shaped growth region, and the outermost two dielectric thin films are changed in a curved manner, so that light is guided. The distance between the stripe-shaped growth regions and the traveling direction of the light can be changed while minimizing the loss in the wave, and the size of the monolithically integrated optical device can be reduced.

【0032】また請求項9記載の発明によれば、光導波
路アレイ内の一部または全てにダミー光導波路が形成さ
れており、かつダミー光導波路の幅が各々で異なるアレ
イ状の光導波路領域を有する半導体光素子において、特
にアレイサイズの小さいアレイ状光導波路において、ア
レイ内各ストライプを個別に制御することができる。請
求項10記載の発明によれば、半導体光導波路アレイ内
の複数の光導波路及びダミー光導波路のいずれかまたは
すべての形状が曲線状に変化し、導波する光の方向が基
板面内で曲線的に変化することにより、光の導波におけ
る損失を最小限にしながら光の進行方向の変更をするこ
とができ、小型化が可能な光素子を実現することができ
る。特に、請求項11記載の発明のように、この光導波
路アレイ内の光導波路のいずれかまたは全てに電極を形
成し、電流注入することによってこのアレイ部分を能動
素子として動作させることができる。さらに、請求項1
2記載の発明のように、アレイ内の光導波路のいずれか
または全ての上下を含む近傍に回折格子による光の反射
機構を設けることによって、半導体レーザアレイを作製
することが可能となる。さらに、請求項13記載の発明
のように、この回折格子の周期を各アレイ導波路間で変
化させることにより、異なる波長でレーザ発振する半導
体レーザアレイを作製することが可能となる。また、請
求項14、15に記載の発明によれば、このようにして
作製された、異なる波長でレーザ発振する半導体レーザ
アレイを、他のアレイ状の能動素子を含む光機能領域、
アレイ状光機能領域から出射される光を合波させる光合
波領域、及び単一導波路の光機能領域とを集積すること
によって、異なる波長の光を選択することができる光素
子を実現することが可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, dummy optical waveguides are formed in part or all of the optical waveguide array, and the width of the dummy optical waveguides is different from each other in an arrayed optical waveguide region. In a semiconductor optical device having the same, particularly in an arrayed optical waveguide having a small array size, each stripe in the array can be individually controlled. According to the tenth aspect, any or all of the plurality of optical waveguides and the dummy optical waveguide in the semiconductor optical waveguide array change in a curved shape, and the direction of guided light is curved in the substrate plane. In this way, it is possible to change the traveling direction of the light while minimizing the loss in the waveguide of the light, and it is possible to realize an optical element that can be reduced in size. In particular, as in the eleventh aspect, by forming electrodes on any or all of the optical waveguides in the optical waveguide array and injecting current, the array portion can be operated as an active element. Further, claim 1
As described in the invention described in 2, the semiconductor laser array can be manufactured by providing a light reflection mechanism using a diffraction grating near any or all of the optical waveguides in the array, including near the top and bottom. Furthermore, by changing the period of the diffraction grating between the array waveguides, it is possible to manufacture a semiconductor laser array that oscillates at different wavelengths. According to the invention of claims 14 and 15, the semiconductor laser array thus oscillated at different wavelengths is provided with an optical functional region including another array of active elements,
To realize an optical element capable of selecting light of different wavelengths by integrating an optical multiplexing region for multiplexing light emitted from an array-like optical functional region and an optical functional region of a single waveguide. Becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で用いるマスクパターンの平面図(概念
図)と選択成長された層構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a plan view (conceptual diagram) of a mask pattern used in the present invention and a cross-sectional view showing a selectively grown layer structure.

【図2】本発明の第1の実施例のマスクの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a mask according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2のマスクに対して選択成長したアレイ内ス
トライプから得られるPLピーク波長を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a PL peak wavelength obtained from an in-array stripe selectively grown on the mask of FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイの模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of a DFB semiconductor laser array according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例のマスクの平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view of a mask according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例のマスクの平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view of a mask according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6のマスクに対して選択成長したアレイ内ス
トライプから得られるPLピーク波長を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing a PL peak wavelength obtained from a stripe in an array selectively grown with respect to the mask of FIG. 6;

【図8】本発明の第4の実施例である波長選択光源のマ
スクの平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a mask of a wavelength selection light source according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8のマスクに対して選択成長したアレイ内ス
トライプから得られるPLピーク波長を示すグラフであ
る。
9 is a graph showing a PL peak wavelength obtained from a stripe in an array selectively grown with respect to the mask of FIG. 8;

【図10】本発明の第5の実施例である波長選択光源の
模式図である。
FIG. 10 is a schematic view of a wavelength selection light source according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施例のマスクの平面図であ
る。
FIG. 11 is a plan view of a mask according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第5の実施例のマイクロアレイ構造
半導体レーザアレイを有する波長選択光源のPLピーク波
長を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a PL peak wavelength of a wavelength selective light source having a semiconductor laser array having a microarray structure according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第6の実施例であるEAスイッチを集
積したマイクロアレイ半導体レーザのマスクの平面図で
ある。
FIG. 13 is a plan view of a mask of a microarray semiconductor laser in which an EA switch according to a sixth embodiment of the present invention is integrated.

【図14】図13のマスクに対して選択成長したアレイ
内ストライプから得られるPLピーク波長を示すグラフで
ある。
14 is a graph showing a PL peak wavelength obtained from an in-array stripe selectively grown with respect to the mask of FIG. 13;

【図15】本発明の第7の実施例である不等間隔DFB-レ
ーザアレイを有する波長選択光源のマスクの平面図であ
る。
FIG. 15 is a plan view of a mask of a wavelength selection light source having an unequally spaced DFB-laser array according to a seventh embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第1の実施例であるマイクロアレイ
半導体レーザの模式図である。
FIG. 16 is a schematic view of a microarray semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第3の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイの模式図である。
FIG. 17 is a schematic view of a DFB semiconductor laser array according to a third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第4の実施例である波長選択光源の
模式図である。
FIG. 18 is a schematic view of a wavelength-selective light source according to a fourth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第6の実施例である変調器集積マイ
クロアレイ半導体レーザの模式図である。
FIG. 19 is a schematic view of a modulator integrated microarray semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第7の実施例である波長選択光源の
模式図である。
FIG. 20 is a schematic view of a wavelength-selective light source according to a seventh embodiment of the present invention.

【図21】従来の選択成長のマスクパターンとそのスト
ライプ状成長領域に成長される層を模式的に示した図で
ある。
FIG. 21 is a diagram schematically showing a conventional selective growth mask pattern and layers grown in a stripe-shaped growth region thereof.

【図22】図21のマスクに対して成長されたストライ
プ状成長領域から得られるPL波長のSiO2マスク幅依存性
を説明するグラフである。
FIG. 22 is a graph illustrating the dependence of PL wavelength obtained from a stripe-shaped growth region grown on the mask of FIG. 21 on the SiO 2 mask width.

【図23】従来の選択成長において、異なる2領域を集
積するためのマスクパターンとそのストライプ状成長領
域に成長される層を模式的に示した図である。
FIG. 23 is a diagram schematically showing a mask pattern for integrating two different regions and layers grown in the stripe-shaped growth region in the conventional selective growth.

【図24】図23のマスクに対して成長されたストライ
プ状成長領域から得られるPL波長のストライプ長手方向
(軸方向)のPL波長分布を示したグラフである。
24 is a graph showing a PL wavelength distribution in a stripe longitudinal direction (axial direction) of a PL wavelength obtained from a stripe-shaped growth region grown on the mask of FIG. 23;

【図25】従来の選択成長によってマイクロアレイ導波
路を得るための従来技術によるマスクパターンを示す図
である。
FIG. 25 is a view showing a mask pattern according to a conventional technique for obtaining a microarray waveguide by conventional selective growth.

【図26】外側マスク幅を変化させた図25のパターン
に20kPaで成長されたストライプ状成長領域から得られ
るPL波長の分布を示す図である。
26 is a diagram showing a distribution of PL wavelengths obtained from a stripe-shaped growth region grown at 20 kPa in the pattern of FIG. 25 in which the outer mask width is changed.

【図27】従来技術において異なる2つのマイクロアレ
イ導波路領域を選択成長によって作製するためのマスク
パターンを示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing a mask pattern for producing two different microarray waveguide regions by selective growth in the prior art.

【図28】選択成長によってマイクロアレイ導波路を得
るための従来技術によるマスクパターンを示す図であ
る。
FIG. 28 is a diagram showing a mask pattern according to a conventional technique for obtaining a microarray waveguide by selective growth.

【図29】外側マスク幅を変化させた図28のパターン
に98.6kPaで成長されたストライプ成長領域から得られ
るPL波長の分布を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing a PL wavelength distribution obtained from a stripe growth region grown at 98.6 kPa in the pattern of FIG. 28 in which the outer mask width is changed.

【図30】図28のパターンに98.6kPaで成長されたス
トライプ成長領域から得られるPL波長のダミー成長領域
幅依存性を示す図である。
30 is a diagram showing the dependence of the PL wavelength obtained from the stripe growth region grown at 98.6 kPa on the pattern of FIG. 28 in the dummy growth region width.

【図31】成長圧力が異なる場合におけるIn,Gaなどの
原料種拡散の模式図である。(a)は成長圧力が低い場合
であり、(b)は成長圧力が高い場合である。
FIG. 31 is a schematic diagram of diffusion of a source material such as In and Ga when the growth pressure is different. (a) shows the case where the growth pressure is low, and (b) shows the case where the growth pressure is high.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ストライプ状成長領域 2…内側SiO2マスク 3,4…外側SiO2マスク 5…SiO2マスク 6…ダミー成長領域 11…DFBレーザ領域 12…MMI光合波器領域 13…光増幅器領域 14…光変調器領域 15…窓構造領域 99…InP基板1 ... striped growth region 2 ... inner SiO 2 mask 3,4 ... outside the SiO 2 mask 5 ... SiO 2 mask 6 ... dummy growth region 11 ... DFB laser region 12 ... MMI optical multiplexer region 13 ... optical amplifier region 14 ... light Modulator area 15… Window structure area 99… InP substrate

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に誘電体薄膜に挟まれて形成
されたストライプ状成長領域に、量子井戸層またはバル
ク層からなる半導体多層構造を選択的に結晶成長させて
なる半導体光導波路アレイを有する半導体光素子の製造
方法において、 前記半導体光導波路アレイとなる複数本の前記ストライ
プ状成長領域に加えて、ダミー成長領域を前記ストライ
プ状成長領域間及び前記ストライプ状成長領域の外側の
いずれかまたはすべてに設け、前記ダミー成長領域の形
状を前記半導体光導波路アレイ内もしくは前記半導体光
導波路アレイ毎に変化させることにより、前記ストライ
プ成長領域に形成された前記半導体多層構造の組成なら
びに層厚を変化させる工程を有することを特徴とする半
導体光素子の製造方法。
1. A semiconductor optical waveguide array formed by selectively crystal-growing a semiconductor multilayer structure comprising a quantum well layer or a bulk layer in a stripe-like growth region formed on a semiconductor substrate and sandwiched between dielectric thin films. In the method for manufacturing a semiconductor optical device, in addition to the plurality of stripe-shaped growth regions serving as the semiconductor optical waveguide array, a dummy growth region may be located between the stripe-shaped growth regions and outside the stripe-shaped growth regions or The composition and layer thickness of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe growth region are changed by changing the shape of the dummy growth region in the semiconductor optical waveguide array or for each semiconductor optical waveguide array. A method for manufacturing a semiconductor optical device, comprising the steps of:
【請求項2】前記結晶成長は、前記半導体光導波路アレ
イを構成する中央と最外側の前記ストライプ状成長領域
間の距離に対して反応管内での原料種の拡散長が短い条
件で行われることを特徴とする請求項1記載の半導体光
素子の製造方法。
2. The crystal growth is performed under the condition that a diffusion length of a raw material species in a reaction tube is shorter than a distance between a center and an outermost stripe-shaped growth region constituting the semiconductor optical waveguide array. 2. The method for manufacturing a semiconductor optical device according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記ダミー成長領域をストライプ状に形成
し、前記ダミー成長領域の幅及び位置のいずれかまたは
両方を各々の場所で変化させることにより、前記ストラ
イプ状成長領域に形成された前記半導体多層構造のアレ
イ内組成分布及び層厚分布を制御することを特徴とする
請求項1又は請求項2記載の半導体光素子の製造方法。
3. The semiconductor formed in the stripe-shaped growth region by forming the dummy growth region in a stripe shape and changing one or both of the width and the position of the dummy growth region at each location. 3. The method according to claim 1, wherein a composition distribution and a layer thickness distribution in an array having a multilayer structure are controlled.
【請求項4】前記ダミー成長領域を矩形状に形成し、前
記ダミー成長領域を配置する位置、周期及び形状を各々
の場所で変化させることにより、前記ストライプ状成長
領域に形成された前記半導体多層構造のアレイ内組成分
布及び層厚分布を制御することを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の半導体光素子の製造方法。
4. The semiconductor multilayer formed in the stripe-shaped growth region by forming the dummy growth region in a rectangular shape and changing a position, a period, and a shape of the dummy growth region at each location. 3. The method according to claim 1, wherein the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the structure are controlled.
【請求項5】前記複数の誘電体薄膜のうち、最外側に位
置する2つの誘電体薄膜の幅を前記ダミー成長領域の変
化に応じて異なる幅とすることにより、前記ストライプ
状成長領域に形成された前記半導体多層構造のアレイ内
組成分布及び層厚分布を制御することを特徴とする請求
項1、2、3又は4のいずれかに記載の半導体光素子の
製造方法。
5. A method according to claim 1, wherein the outermost two dielectric thin films of the plurality of dielectric thin films have different widths in accordance with a change in the dummy growth region, thereby forming the dielectric thin films in the stripe growth region. 5. The method of manufacturing a semiconductor optical device according to claim 1, wherein the composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure are controlled.
【請求項6】前記半導体光導波路アレイを構成する前記
ストライプ状成長領域の間隔を不均等とし、前記ストラ
イプ状成長領域の間隔の広い領域に前記ダミー成長領域
を配置することにより、前記ストライプ状成長領域に形
成された前記半導体多層構造のアレイ内組成分布及び層
厚分布を制御することを特徴とする請求項1、2、3、
4又は5のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
6. The stripe-shaped growth by making the intervals between the stripe-shaped growth regions constituting the semiconductor optical waveguide array non-uniform and arranging the dummy growth regions in a region where the intervals between the stripe-shaped growth regions are wide. The composition distribution and the layer thickness distribution in an array of the semiconductor multilayer structure formed in a region are controlled.
6. The method for manufacturing a semiconductor optical device according to any one of 4 and 5.
【請求項7】前記複数のストライプ状成長領域の幅及び
間隔、前記ダミー成長領域を設ける位置、形状、及び前
記最外側に位置する2つの誘電体薄膜の幅のいずれかま
たはすべてをストライプの長手方向に変化させることに
より、前記ストライプ状成長領域に形成された前記半導
体多層構造のアレイ内組成分布及び層厚分布を長手方向
に変化させることを特徴とする請求項1、2、3、4、
5又は6のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
7. The width and interval of the plurality of stripe-shaped growth regions, the position and shape of the dummy growth region, and the width of the outermost two dielectric thin films are set to the length of the stripe. The composition distribution and the layer thickness distribution in the array of the semiconductor multilayer structure formed in the stripe-shaped growth region are varied in the longitudinal direction by changing the distribution in the direction.
7. The method for manufacturing a semiconductor optical device according to any one of 5 and 6.
【請求項8】前記複数のストライプ状成長領域、前記ダ
ミー成長領域、前記最外に位置する2つの誘電体薄膜の
いずれかまたはすべての形状を曲線状に変化させること
により、導波する光の方向を基板面内で曲線的に変化さ
せることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又
は7のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
8. The method of changing the shape of one or all of the plurality of stripe-shaped growth regions, the dummy growth region, and the two outermost dielectric thin films in a curved shape, so that guided light is reduced. 8. The method according to claim 1, wherein the direction is changed in a curved manner in the plane of the substrate.
【請求項9】半導体光導波路アレイ内の一部または全て
に、光を導波しないダミー光導波路が形成されており、
かつ前記ダミー光導波路の幅が各々で異なることを特徴
とする半導体光素子。
9. A dummy optical waveguide that does not guide light is formed on a part or all of the semiconductor optical waveguide array,
A semiconductor optical element, wherein the width of the dummy optical waveguide is different from each other.
【請求項10】前記半導体光導波路アレイ内の複数の光
導波路及び前記ダミー光導波路のいずれかまたはすべて
の形状が曲線状に変化し、導波する光の方向が基板面内
で曲線的に変化することを特徴とする請求項9記載の半
導体光素子。
10. The shape of any or all of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array and the dummy optical waveguide changes in a curved shape, and the direction of guided light changes in a curved manner in the substrate plane. The semiconductor optical device according to claim 9, wherein:
【請求項11】前記半導体光導波路アレイ内の複数の光
導波路のいずれかまたは全てに電極が形成され、能動素
子として動作することを特徴とする請求項9又は10記
載の半導体光素子。
11. The semiconductor optical device according to claim 9, wherein an electrode is formed on any or all of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array and operates as an active device.
【請求項12】前記半導体光導波路アレイ内の複数の光
導波路の上下部を含む近傍に回折格子による光の反射機
構を設け、電流注入により光学利得を生じさせレーザ発
振させることを特徴とする請求項11に記載の半導体光
素子。
12. A light reflecting mechanism by a diffraction grating is provided near the upper and lower portions of the plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array, and an optical gain is generated by current injection to cause laser oscillation. Item 12. A semiconductor optical device according to item 11.
【請求項13】前記半導体光導波路アレイ内の複数の光
導波路の上下部を含む近傍にのみ配置した回折格子の周
期が、一つのアレイ内の各導波路毎に異なることを特徴
とする請求項12に記載の半導体光素子。
13. The cycle of a diffraction grating arranged only in the vicinity including upper and lower portions of a plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array, is different for each waveguide in one array. 13. The semiconductor optical device according to item 12.
【請求項14】前記半導体光導波路アレイ内の複数の光
導波路を、1本の光導波路あるいはアレイ本数の異なる
アレイ状光導波路と接続するための光機能領域が集積さ
れ、前記光機能領域の入出力端の一部が、前記半導体光
導波路アレイ内の複数の光導波路内にある前記ダミー光
導波路の一部と接続されていることを特徴とする請求項
9、10、11、12又は13のいずれかに記載の半導
体光素子。
14. An optical functional area for connecting a plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array to one optical waveguide or an array of optical waveguides having different numbers of arrays is integrated, and the optical functional area is connected to the optical functional area. The part of the output end is connected to a part of the dummy optical waveguide in a plurality of optical waveguides in the semiconductor optical waveguide array. The semiconductor optical device according to any one of the above.
【請求項15】前記光機能領域は、前記半導体光導波路
アレイのアレイ間隔よりも狭い導波路幅の前記ダミー光
導波路を有するアレイ状光機能領域であり、このアレイ
状光機能領域の一端が、前記半導体光導波路アレイのア
レイ間隔よりも狭い導波路幅の前記ダミー光導波路を有
して異なる波長で発振する複数本の半導体レーザからな
るアレイ領域と接続され、該アレイ状光機能領域の他の
一端が、該アレイ状光機能領域から出射される光を合波
させる光合波器領域と、合波された光を取り出すための
単一導波路とに軸方向に接続されて集積されることによ
り、異なる波長の光を選択して取り出すことができるこ
とを特徴とする請求項14に記載の半導体光素子。
15. The optical function region is an array-like optical function region having the dummy optical waveguide having a waveguide width smaller than an array interval of the semiconductor optical waveguide array. The semiconductor optical waveguide array is connected to an array region including a plurality of semiconductor lasers that oscillate at different wavelengths with the dummy optical waveguide having a waveguide width smaller than the array interval of the semiconductor optical waveguide array. One end is axially connected to and integrated with an optical multiplexer region for multiplexing light emitted from the array-like optical function region and a single waveguide for extracting multiplexed light. 15. The semiconductor optical device according to claim 14, wherein light of different wavelengths can be selected and extracted.
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