JP2576692B2 - 波長多重用光デバイスの製造方法 - Google Patents
波長多重用光デバイスの製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
- H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
-
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- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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Description
【０００１】
【産業上の技術分野】 本発明は波長多重光通信や波長
多重光インターコネクション用半導体光デバイスの製造
方法に関するものである。
多重光インターコネクション用半導体光デバイスの製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重（ＷＤＭ）を利用すると１本の
光ファイバや光導波路を使って同時に沢山の信号を送る
ことができる。この目的で可変波長半導体レーザや可変
波長フィルタの研究開発が行われている。このような可
変波長半導体レーザや可変波長フィルタはＤＦＢレーザ
やＤＢＲレーザ構造を基本に検討されている。しかしな
がら、作製が難しく、可変波長幅も数１０Ａ（オングス
トローム）と大きくできないのが現状である。
光ファイバや光導波路を使って同時に沢山の信号を送る
ことができる。この目的で可変波長半導体レーザや可変
波長フィルタの研究開発が行われている。このような可
変波長半導体レーザや可変波長フィルタはＤＦＢレーザ
やＤＢＲレーザ構造を基本に検討されている。しかしな
がら、作製が難しく、可変波長幅も数１０Ａ（オングス
トローム）と大きくできないのが現状である。
【０００３】一方、面発光レーザ等の面型光デバイスは
層厚方向に光を出し入れすることができて２次元集積化
ができるので、ＤＦＢレーザやＤＢＲレーザに比べて本
質的に多チャンネル化が可能であり、また意図せずとも
ウェハー内の層厚のばらつきによって色々な波長の光源
が同時にできるという特徴がある。したがって、ＷＤＭ
用のデバイスとして使える可能性がある。この場合、波
長は固定波長となるが、それに対応した波長帯域を持っ
た受光デバイスアレイが作れれば、固定でも問題ない。
むしろアレイ数が多くなった場合、作り付けでそれぞれ
異なる固定発光波長を持った発光デバイスアレイと、そ
れに対応した固定受光帯域を持った受光デバイスアレイ
の組合せの方が使いやすい。それは、各デバイスに対す
る外部からの波長の制御が不要となるからである。
層厚方向に光を出し入れすることができて２次元集積化
ができるので、ＤＦＢレーザやＤＢＲレーザに比べて本
質的に多チャンネル化が可能であり、また意図せずとも
ウェハー内の層厚のばらつきによって色々な波長の光源
が同時にできるという特徴がある。したがって、ＷＤＭ
用のデバイスとして使える可能性がある。この場合、波
長は固定波長となるが、それに対応した波長帯域を持っ
た受光デバイスアレイが作れれば、固定でも問題ない。
むしろアレイ数が多くなった場合、作り付けでそれぞれ
異なる固定発光波長を持った発光デバイスアレイと、そ
れに対応した固定受光帯域を持った受光デバイスアレイ
の組合せの方が使いやすい。それは、各デバイスに対す
る外部からの波長の制御が不要となるからである。
【０００４】図５はそのような具体的な構成として著者
が考えたものである。発光側に面発光レーザアレイ、受
光側に二重共振器構造フォトディテクタ・アレイを使っ
たＷＤＭ光インターコネクションの構成例を示してあ
る。面発光レーザの波長をウェハー内で積極的に変えよ
うとした試みは、Ｃ．Ｊ．Ｃｈａｎｇ−Ｈａｓｎａｉｎ
等によって報告されているので参照されたい。アイーイ
ーイー ジャーナル オブ カンタム エレクトロニク
ス ２７巻６号１３６８−１３７６頁参照。（ＩＥＥＥ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ １
９９１，ｐｐ．１３６８−１３７６）。図５では、面発
光レーザアレイ（３２×１０で行方向の波長は同じ。列
方向では波長はλ1 〜λ1 0 まで変化している。）から
の列方向の信号光は各列毎に光合流回路で合流された
後、１次元光ファイバアレイで伝送される。
が考えたものである。発光側に面発光レーザアレイ、受
光側に二重共振器構造フォトディテクタ・アレイを使っ
たＷＤＭ光インターコネクションの構成例を示してあ
る。面発光レーザの波長をウェハー内で積極的に変えよ
うとした試みは、Ｃ．Ｊ．Ｃｈａｎｇ−Ｈａｓｎａｉｎ
等によって報告されているので参照されたい。アイーイ
ーイー ジャーナル オブ カンタム エレクトロニク
ス ２７巻６号１３６８−１３７６頁参照。（ＩＥＥＥ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ １
９９１，ｐｐ．１３６８−１３７６）。図５では、面発
光レーザアレイ（３２×１０で行方向の波長は同じ。列
方向では波長はλ1 〜λ1 0 まで変化している。）から
の列方向の信号光は各列毎に光合流回路で合流された
後、１次元光ファイバアレイで伝送される。
【０００５】その後、光分岐回路によって二重共振器構
造フォトディテクタ・アレイ（３２×１０で行方向の受
光の中心波長は同じ。列方向では中心波長はλ1 〜λ
1 0 まで変化している。）の列方向に分岐される（光強
度は１／１０になる）。二重共振器構造フォトディテク
タに関しては小坂等の報告を参照されたい。ジャパンジ
ャーナル アプライド フィジックス ３２巻６００−
６０３頁参照。（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖ
ｏｌ．３２（１９９３）ｐｐ．６００−６０３，Ｐａｒ
ｔ１，Ｎｏ．１Ｂ，Ｊａｎｕａｒｙ １９９３）。二重
共振器構造フォトディテクタは光吸収層の両側にλ／４
厚の交代多層膜からなるＤＢＲ領域が形成されており、
波長弁別機能を有している。二重共振器構造フォトディ
テクタではさらに一方のＤＢＲ領域中にλ／２厚のスペ
ーサ層が形成されている。このようにすると、光吸収の
波長帯域をスペーサ層がない場合に比べて拡大すること
ができる。ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系材料を使った
上述の小坂等の報告例では５０Ａの波長帯域が実現され
ている。
造フォトディテクタ・アレイ（３２×１０で行方向の受
光の中心波長は同じ。列方向では中心波長はλ1 〜λ
1 0 まで変化している。）の列方向に分岐される（光強
度は１／１０になる）。二重共振器構造フォトディテク
タに関しては小坂等の報告を参照されたい。ジャパンジ
ャーナル アプライド フィジックス ３２巻６００−
６０３頁参照。（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖ
ｏｌ．３２（１９９３）ｐｐ．６００−６０３，Ｐａｒ
ｔ１，Ｎｏ．１Ｂ，Ｊａｎｕａｒｙ １９９３）。二重
共振器構造フォトディテクタは光吸収層の両側にλ／４
厚の交代多層膜からなるＤＢＲ領域が形成されており、
波長弁別機能を有している。二重共振器構造フォトディ
テクタではさらに一方のＤＢＲ領域中にλ／２厚のスペ
ーサ層が形成されている。このようにすると、光吸収の
波長帯域をスペーサ層がない場合に比べて拡大すること
ができる。ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系材料を使った
上述の小坂等の報告例では５０Ａの波長帯域が実現され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合の問題点はいかにして、発光デバイスと受光デバイス
の波長を一致させるかという点にあった。面発光レーザ
アレイと固定の波長弁別機能を持った受光デバイスを作
ろうとすると別々のウェハーに作る方法が考えられる。
が、これでは説明するまでもなく、双方の波長を各発
光、受光デバイスのペアで一致させることは不可能であ
る。したがって、図５の素子を実際に実現することはで
きなかった。
合の問題点はいかにして、発光デバイスと受光デバイス
の波長を一致させるかという点にあった。面発光レーザ
アレイと固定の波長弁別機能を持った受光デバイスを作
ろうとすると別々のウェハーに作る方法が考えられる。
が、これでは説明するまでもなく、双方の波長を各発
光、受光デバイスのペアで一致させることは不可能であ
る。したがって、図５の素子を実際に実現することはで
きなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 本発明の波長多重用半
導体光デバイスの製造方法は、第一の半導体基板に共振
器構造を含む半導体発光層を成長させ、その上にエッチ
ング分離層を成長させ、更にその上に半導体光吸収層及
び半導体多層膜を成長させた後、その成長面を別の第二
の半導体基板に押しあてた状態で温度を上げて接着さ
せ、次にこれをエッチング液に入れてエッチング分離層
を選択的に溶かし、前記第一の半導体基板と前記半導体
発光層からなる第一の積層構造体と、第二の半導体基板
と前記半導体光吸収層及び半導体多層膜からなる第二の
積層構造体に分離することを特徴とする。また、本発明
の波長多重用半導体光デバイスの製造方法は、前記エッ
チング分離層のエッチング速度は他の半導体層に比べ
て、充分エッチング速度が大きいことを特徴とする。ま
た、本発明の波長多重用半導体光デバイスの製造方法
は、前記共振器構造として少なくとも前記第一の半導体
基板と半導体発光層の間に半導体多層膜を成長すること
を特徴とする。また、本発明の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法は、前記エッチング分離層と半導体光吸
収層の間に半導体多層膜を成長し、前記半導体光吸収層
と第二の半導体基板の間に二重共振器構造を成長するこ
とを特徴とする。
導体光デバイスの製造方法は、第一の半導体基板に共振
器構造を含む半導体発光層を成長させ、その上にエッチ
ング分離層を成長させ、更にその上に半導体光吸収層及
び半導体多層膜を成長させた後、その成長面を別の第二
の半導体基板に押しあてた状態で温度を上げて接着さ
せ、次にこれをエッチング液に入れてエッチング分離層
を選択的に溶かし、前記第一の半導体基板と前記半導体
発光層からなる第一の積層構造体と、第二の半導体基板
と前記半導体光吸収層及び半導体多層膜からなる第二の
積層構造体に分離することを特徴とする。また、本発明
の波長多重用半導体光デバイスの製造方法は、前記エッ
チング分離層のエッチング速度は他の半導体層に比べ
て、充分エッチング速度が大きいことを特徴とする。ま
た、本発明の波長多重用半導体光デバイスの製造方法
は、前記共振器構造として少なくとも前記第一の半導体
基板と半導体発光層の間に半導体多層膜を成長すること
を特徴とする。また、本発明の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法は、前記エッチング分離層と半導体光吸
収層の間に半導体多層膜を成長し、前記半導体光吸収層
と第二の半導体基板の間に二重共振器構造を成長するこ
とを特徴とする。
【０００８】 さらに、本発明の波長多重用半導体光デ
バイスの製造方法は、第一の半導体基板に半導体光吸収
層及び半導体多層膜を成長させ、その上にエッチング分
離層を成長させ、更にその上に共振器構造を含む半導体
発光層を成長させた後、その成長面を別の第二の半導体
基板に押しあてた状態で温度を上げて接着させ、次にこ
れをエッチング液に入れてエッチング分離層を選択的に
溶かし、前記第一の半導体基板と前記半導体光吸収層及
び半導体多層膜からなる第一の積層構造体と、前記第二
の半導体基板と前記半導体発光層からなる第二の積層構
造体に分離することを特徴とする。
バイスの製造方法は、第一の半導体基板に半導体光吸収
層及び半導体多層膜を成長させ、その上にエッチング分
離層を成長させ、更にその上に共振器構造を含む半導体
発光層を成長させた後、その成長面を別の第二の半導体
基板に押しあてた状態で温度を上げて接着させ、次にこ
れをエッチング液に入れてエッチング分離層を選択的に
溶かし、前記第一の半導体基板と前記半導体光吸収層及
び半導体多層膜からなる第一の積層構造体と、前記第二
の半導体基板と前記半導体発光層からなる第二の積層構
造体に分離することを特徴とする。
【０００９】 また、本発明の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法は、前記共振器構造として少なくとも前
記半導体発光層と第二の半導体基板の間に半導体多層膜
を成長することを特徴とする。
イスの製造方法は、前記共振器構造として少なくとも前
記半導体発光層と第二の半導体基板の間に半導体多層膜
を成長することを特徴とする。
【００１０】 また、本発明の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法は、前記第一の半導体基板と前記半導体
光吸収層の間に二重共振器構造を成長し、前記半導体光
吸収層とエッチング分離層の間に半導体多層膜を成長す
ることを特徴とする。
イスの製造方法は、前記第一の半導体基板と前記半導体
光吸収層の間に二重共振器構造を成長し、前記半導体光
吸収層とエッチング分離層の間に半導体多層膜を成長す
ることを特徴とする。
【００１１】 また、本発明の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法は、前記第一の半導体基板上に半導体層
を成長させる際に、各半導体層の層厚を基板上で連続的
に変化させ、それらの層厚の相互の比を基板上の各部分
で同一とし、ウェハー面上で意図的に共振ピーク波長を
変えていることを特徴とする。
イスの製造方法は、前記第一の半導体基板上に半導体層
を成長させる際に、各半導体層の層厚を基板上で連続的
に変化させ、それらの層厚の相互の比を基板上の各部分
で同一とし、ウェハー面上で意図的に共振ピーク波長を
変えていることを特徴とする。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例である。図１（ａ）
に示してあるように、第一の半導体基板となるｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０１の上に、ｎ−ＤＢＲ１０２、Ｉｎ0 . 2
Ｇａ0 . 8 Ａｓを含む活性層１０３、ｐ−ＤＢＲ１０４
をＭＢＥ法で成長させる。これらの成長層は面発光レー
ザアレイ作製用の成長層となり、特許請求の範囲で言う
第一の半導体成長層となる。また同じく特許請求の範囲
で言う第一の半導体多層膜とはｎ−ＤＢＲ１０２とｐ−
ＤＢＲ１０４を含めたものを指す。ｎ−ＤＢＲ１０２は
λ／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜（ドーパン
ト：Ｓｉ、ドーピング濃度：２×１０1 8 ｃｍ- 3 、周
期数：２３．５対）からなる。活性層１０３全体の厚さ
はλ（約０．９８μm ）である。ｐ−ＤＢＲ１０４はλ
／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜（ドーパント：
Ｂｅ、ドーピング濃度：２×１０1 8 ｃｍ- 3 、周期
数：１５対）からなる。その後、ＭＢＥチャンバー内で
連続的にエッチング分離層となるＡｌＡｓ１０５（厚
さ：１μm ）を成長させる。
に示してあるように、第一の半導体基板となるｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０１の上に、ｎ−ＤＢＲ１０２、Ｉｎ0 . 2
Ｇａ0 . 8 Ａｓを含む活性層１０３、ｐ−ＤＢＲ１０４
をＭＢＥ法で成長させる。これらの成長層は面発光レー
ザアレイ作製用の成長層となり、特許請求の範囲で言う
第一の半導体成長層となる。また同じく特許請求の範囲
で言う第一の半導体多層膜とはｎ−ＤＢＲ１０２とｐ−
ＤＢＲ１０４を含めたものを指す。ｎ−ＤＢＲ１０２は
λ／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜（ドーパン
ト：Ｓｉ、ドーピング濃度：２×１０1 8 ｃｍ- 3 、周
期数：２３．５対）からなる。活性層１０３全体の厚さ
はλ（約０．９８μm ）である。ｐ−ＤＢＲ１０４はλ
／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜（ドーパント：
Ｂｅ、ドーピング濃度：２×１０1 8 ｃｍ- 3 、周期
数：１５対）からなる。その後、ＭＢＥチャンバー内で
連続的にエッチング分離層となるＡｌＡｓ１０５（厚
さ：１μm ）を成長させる。
【００１３】そして、その上に、さらに二重共振器構造
フォトディテクタ・アレイ作製用の第二の半導体多層膜
を含む第二の半導体成長層を成長させる。具体的には、
λ／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜からなるｐ−
ＤＢＲ１０６（ドーパント：Ｂｅ、ドーピング濃度：２
×１０1 8 ｃｍ- 3 、周期数：１５対）、Ｉｎ0 . 2Ｇ
ａ0 . 8 Ａｓを含む光吸収層１０７、二重共振器層１０
８（ドーパント：Ｓｉ、ドーピング濃度：２×１０1 8
ｃｍ- 3 、周期数：２３．５対）、ＧａＡｓからなるカ
バー層１０９（厚さ：１０００Ａ）を成長する。ここ
で、第二の半導体多層膜とはｐ−ＤＢＲ１０６と二重共
振器層１０８を指す。光吸収層１０７の全体の厚さはλ
である。二重共振器層１０８は基本的にはλ／４厚のＡ
ｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜からなるが、カバー層１０
９から数えて８．５周期目のＡｌＡｓ層の層厚がそこだ
けλ／４厚でなく、λ／２厚になっているのが特徴であ
る。このようにすることによって、光吸収の波長帯域を
拡大することができ、この例では５０Ａ（光吸収率がピ
ーク波長の１／２になる波長幅）となる。カバー層１０
９は次の工程（基板接着）までの間に成長表面が汚染さ
れるのを防ぐ目的につけた。
フォトディテクタ・アレイ作製用の第二の半導体多層膜
を含む第二の半導体成長層を成長させる。具体的には、
λ／４厚のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜からなるｐ−
ＤＢＲ１０６（ドーパント：Ｂｅ、ドーピング濃度：２
×１０1 8 ｃｍ- 3 、周期数：１５対）、Ｉｎ0 . 2Ｇ
ａ0 . 8 Ａｓを含む光吸収層１０７、二重共振器層１０
８（ドーパント：Ｓｉ、ドーピング濃度：２×１０1 8
ｃｍ- 3 、周期数：２３．５対）、ＧａＡｓからなるカ
バー層１０９（厚さ：１０００Ａ）を成長する。ここ
で、第二の半導体多層膜とはｐ−ＤＢＲ１０６と二重共
振器層１０８を指す。光吸収層１０７の全体の厚さはλ
である。二重共振器層１０８は基本的にはλ／４厚のＡ
ｌＡｓ／ＧａＡｓ交代多層膜からなるが、カバー層１０
９から数えて８．５周期目のＡｌＡｓ層の層厚がそこだ
けλ／４厚でなく、λ／２厚になっているのが特徴であ
る。このようにすることによって、光吸収の波長帯域を
拡大することができ、この例では５０Ａ（光吸収率がピ
ーク波長の１／２になる波長幅）となる。カバー層１０
９は次の工程（基板接着）までの間に成長表面が汚染さ
れるのを防ぐ目的につけた。
【００１４】 その後、鏡面研磨後、表面を軽くエッチ
ングした第二の半導体基板となるｎ−ＧａＡｓ基板１１
０を準備する。そして、その面を図１（ｂ）に示してあ
るように図（ａ）で作ったウェハーに接触させてのせ
る。これをＨ ２雰囲気中で熱処理した。熱処理温度は高
いほど接着面の電気特性が良くなるが、ここでは５００
゜Ｃで行った。接着強度は後のプロセスで問題ないほど
充分であり、結晶光学的にもつながった構造体が得られ
た。
ングした第二の半導体基板となるｎ−ＧａＡｓ基板１１
０を準備する。そして、その面を図１（ｂ）に示してあ
るように図（ａ）で作ったウェハーに接触させてのせ
る。これをＨ ２雰囲気中で熱処理した。熱処理温度は高
いほど接着面の電気特性が良くなるが、ここでは５００
゜Ｃで行った。接着強度は後のプロセスで問題ないほど
充分であり、結晶光学的にもつながった構造体が得られ
た。
【００１５】次にこれを、５０％のバッファードＨＦに
入れる。室温でのバッファードＨＦのＡｌx Ｇａ1 - x
Ａｓに対する相対的エッチング速度を図３に示してある
が、ＡｌＡｓのエッチング速度はＧａＡｓに比べて１０
7 倍大きい。したがって、図１（ｂ）の状態で１μm 厚
のＡｌＡｓ１０５が選択的にエッチングされて、図１
（ｃ）のように上側（第二の積層構造体）と、下側（第
一の積層構造体）に分離される。ここで、少しコメント
する。ｎ−ＤＢＲ１０２やｐ−ＤＢＲ１０４、１０６、
さらに二重共振器層１０８にはＡｌＡｓ層が入っている
がその厚さはλ／４で実際には８３０Ａしかない。バッ
ファードＨＦは横方向から侵入してくるが、拡散でエッ
チング速度が律速されるためにＡｌＡｓ１０５以外の薄
いＡｌＡｓ層は事実上、エッチングされない。またされ
たとしても相対的に少なく、図１（ｃ）のようになるこ
とが分かった。
入れる。室温でのバッファードＨＦのＡｌx Ｇａ1 - x
Ａｓに対する相対的エッチング速度を図３に示してある
が、ＡｌＡｓのエッチング速度はＧａＡｓに比べて１０
7 倍大きい。したがって、図１（ｂ）の状態で１μm 厚
のＡｌＡｓ１０５が選択的にエッチングされて、図１
（ｃ）のように上側（第二の積層構造体）と、下側（第
一の積層構造体）に分離される。ここで、少しコメント
する。ｎ−ＤＢＲ１０２やｐ−ＤＢＲ１０４、１０６、
さらに二重共振器層１０８にはＡｌＡｓ層が入っている
がその厚さはλ／４で実際には８３０Ａしかない。バッ
ファードＨＦは横方向から侵入してくるが、拡散でエッ
チング速度が律速されるためにＡｌＡｓ１０５以外の薄
いＡｌＡｓ層は事実上、エッチングされない。またされ
たとしても相対的に少なく、図１（ｃ）のようになるこ
とが分かった。
【００１６】その後、下側の第一の積層構造体に面発光
レーザアレイを２５０μm ピッチで作製した。また上側
の第二の積層構造体には同じ２５０μm ピッチで二重共
振器構造フォトディテクタ・アレイを作製した。図１
（ｄ）のようになる。
レーザアレイを２５０μm ピッチで作製した。また上側
の第二の積層構造体には同じ２５０μm ピッチで二重共
振器構造フォトディテクタ・アレイを作製した。図１
（ｄ）のようになる。
【００１７】図４はウェハー内で各成長層厚が同じ割合
で変化している状態を示してある。半導体層１（４０
２）、半導体層２（４０３）、半導体層３（４０４）の
厚さが右側に行くほど同じ割合で増加している。このよ
うにできることは先に述べたＣ．Ｊ．Ｃｈａｎｇ−Ｈａ
ｓｎａｉｎ等の論文で詳述されている。こうするとＤＢ
Ｒの共振ピーク波長をウェハー内で変化させられる。図
１（ａ）では実際にはこのようにしてＤＢＲの共振ピー
ク波長をウェハー内で変化させ、５０Ａの波長間隔で変
わるようにした。図２にフォトディレクタ、レーザアレ
イの受光帯域と発振波長の関係を示す。
で変化している状態を示してある。半導体層１（４０
２）、半導体層２（４０３）、半導体層３（４０４）の
厚さが右側に行くほど同じ割合で増加している。このよ
うにできることは先に述べたＣ．Ｊ．Ｃｈａｎｇ−Ｈａ
ｓｎａｉｎ等の論文で詳述されている。こうするとＤＢ
Ｒの共振ピーク波長をウェハー内で変化させられる。図
１（ａ）では実際にはこのようにしてＤＢＲの共振ピー
ク波長をウェハー内で変化させ、５０Ａの波長間隔で変
わるようにした。図２にフォトディレクタ、レーザアレ
イの受光帯域と発振波長の関係を示す。
【００１８】このようにしてデバイスを作製することに
より、図５に示すような波長多重光インターコネクショ
ン装置が実現できる。
より、図５に示すような波長多重光インターコネクショ
ン装置が実現できる。
【００１９】本発明では図１（ｂ）のように基板接着を
行うが、成長ウェハーの表面に起伏の大きなピットがあ
ると接着は難しくなる。その際には、カバー層を厚めに
成長させておき、鏡面研磨してピットをつぶして平坦化
して接着させる方法も有効である。
行うが、成長ウェハーの表面に起伏の大きなピットがあ
ると接着は難しくなる。その際には、カバー層を厚めに
成長させておき、鏡面研磨してピットをつぶして平坦化
して接着させる方法も有効である。
【００２０】また実施例ではＧａＡｓ系で示したが、Ｉ
ｎＰ系のような他の材料系にも適用できる。
ｎＰ系のような他の材料系にも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば第一の半導体多層膜と第
二の半導体多層膜の共振ピーク波長はウェハー内の各場
所ですべての発光、受光のペアで完全に一致させること
ができる。このようなことを実現することは今まで不可
能であったが、本発明によって初めてできるようにな
り、多数の波長を使ったＷＤＭ伝送が可能となった。
二の半導体多層膜の共振ピーク波長はウェハー内の各場
所ですべての発光、受光のペアで完全に一致させること
ができる。このようなことを実現することは今まで不可
能であったが、本発明によって初めてできるようにな
り、多数の波長を使ったＷＤＭ伝送が可能となった。
【図１】本発明を説明するための図。
【図２】本発明を説明するための図。
【図３】Ａｌx Ｇａ1 - x Ａｓの組成とエッチング速度
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図４】本発明を説明するための図。
【図５】ＷＤＭ光インターコネクションの構成を示す
図。
図。
１０１、１１０、４０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ−ＤＢＲ １０３ 活性層 １０４、１０６ ｐ−ＤＢＲ １０５ＡｌＡｓ １０７ 光収層 １０９ カバー層 １０８ 二重共振器層 １１１、１１２、１１３ 面発光レーザ １１４、１１５、１１６ 二重共振器フォトディテクタ
ー ４０２ 半導体層１ ４０３ 半導体層２ ４０４ 半導体層３
ー ４０２ 半導体層１ ４０３ 半導体層２ ４０４ 半導体層３
Claims (9)
- 【請求項１】 第一の半導体基板に共振器構造を含む半
導体発光層を成長させ、その上にエッチング分離層を成
長させ、更にその上に半導体光吸収層及び半導体多層膜
を成長させた後、その成長面を別の第二の半導体基板に
押しあてた状 態で温度を上げて接着させ、次にこれをエ
ッチング液に入れてエッチング分離層を選択的に溶か
し、前記第一の半導体基板と前記半導体発光層及び半導
体多層膜からなる第一の積層構造体と、第二の半導体基
板と前記半導体光吸収層からなる第二の積層構造体に分
離することを特徴とする波長多重用半導体光デバイスの
製造方法。 - 【請求項２】 第一の半導体基板に半導体光吸収層及び
半導体多層膜を成長させ、その上にエッチング分離層を
成長させ、更にその上に共振器構造を含む半導体発光層
を成長させた後、その成長面を別の第二の半導体基板に
押しあてた状態で温度を上げて接着させ、次にこれをエ
ッチング液に入れてエッチング分離層を選択的に溶か
し、前記第一の半導体基板と前記半導体光吸収層及び半
導体多層膜からなる第一の積層構造体と、前記第二の半
導体基板と前記半導体発光層からなる第二の積層構造体
に分離することを特徴とする波長多重用半導体光デバイ
スの製造方法。 - 【請求項３】 前記エッチング分離層のエッチング速度
は他の半導体層に比べて、充分エッチング速度が大きい
ことを特徴とする請求項１又は２記載の波長多重用半導
体光デバイスの製造方法。 - 【請求項４】 前記共振器構造として少なくとも前記第
一の半導体基板と半導体発光層の間に半導体多層膜を成
長することを特徴とする請求項１記載の波長多重用半導
体光デバイスの製造方法。 - 【請求項５】 前記共振器構造として少なくとも前記半
導体発光層と第二の半導体基板の間に半導体多層膜を成
長することを特徴とする請求項２記載の波長多重用半導
体光デバイスの製造方法。 - 【請求項６】 前記エッチング分離層と半導体光吸収層
の間に半導体多層膜を成長し、前記半導体光吸収層と第
二の半導体基板の間に二重共振器構造を成長することを
特徴とする請求項１又は４記載の波長多重用半導体光デ
バイスの製造 方法。 - 【請求項７】 前記第一の半導体基板と前記半導体光吸
収層の間に二重共振器構造を成長し、前記半導体光吸収
層とエッチング分離層の間に半導体多層膜を成長するこ
とを特徴とする請求項２又は５記載の波長多重用半導体
光デバイスの製造方法。 - 【請求項８】 前記半導体多層膜の共振ピーク波長はウ
ェハー内の各場所毎に層厚方向では一致していることを
特徴とする請求項４又は５又は６又は７記載の波長多重
用半導体光デバイスの製造方法。 - 【請求項９】 前記第一の半導体基板上に半導体層を成
長させる際に、各半導体層の層厚を基板上で連続的に変
化させ、それらの層厚の相互の比を基板上の各部分で同
一とし、ウェハー面上で意図的に共振ピーク波長を変え
ていることを 特徴とする請求項１又は２又は３又は４又
は５又は６又は７又は８記載の波長多重用半導体光デバ
イスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17351493A JP2576692B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 波長多重用光デバイスの製造方法 |
| US08/275,199 US5527732A (en) | 1993-07-14 | 1994-07-14 | Method for fabricating semiconductor laser and photo detecting arrays for wavelength division multiplexing optical interconnections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17351493A JP2576692B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 波長多重用光デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730146A JPH0730146A (ja) | 1995-01-31 |
| JP2576692B2 true JP2576692B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=15961941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17351493A Expired - Fee Related JP2576692B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 波長多重用光デバイスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5527732A (ja) |
| JP (1) | JP2576692B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6147391A (en) * | 1996-05-07 | 2000-11-14 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor hetero-interface photodetector |
| AU4643697A (en) * | 1996-06-13 | 1998-01-14 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Vertical-cavity surface-emitting laser diode array with wavelength control through lateral index-confinement and longitudinal resonance |
| US5909296A (en) * | 1997-04-04 | 1999-06-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Effective wide angle beam steering using spherical laser diode arrays |
| US6252896B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-06-26 | Agilent Technologies, Inc. | Long-Wavelength VCSEL using buried bragg reflectors |
| KR100540891B1 (ko) * | 1999-12-27 | 2006-01-12 | 한국전자통신연구원 | 다파장 광검출기 어레이 및 그 제조방법 |
| JP3829594B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2006-10-04 | セイコーエプソン株式会社 | 素子実装方法と光伝送装置 |
| GB2409572B (en) * | 2003-12-24 | 2006-02-15 | Intense Photonics Ltd | Generating multiple bandgaps using multiple epitaxial layers |
| JP2014096684A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | V Technology Co Ltd | 光インターコネクション装置 |
| CN112992784B (zh) * | 2019-12-02 | 2024-01-12 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| CN113561098A (zh) * | 2021-08-22 | 2021-10-29 | 海南师范大学 | 一种770nm分布反馈布拉格半导体激光腔面镀膜夹具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5158086A (ja) * | 1974-11-18 | 1976-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | |
| US4976539A (en) * | 1989-08-29 | 1990-12-11 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Diode laser array |
| US5023944A (en) * | 1989-09-05 | 1991-06-11 | General Dynamics Corp./Electronics Division | Optical resonator structures |
| US5300788A (en) * | 1991-01-18 | 1994-04-05 | Kopin Corporation | Light emitting diode bars and arrays and method of making same |
| US5228103A (en) * | 1992-08-17 | 1993-07-13 | University Of Maryland | Monolithically integrated wavelength division multiplexing laser array |
| US5376580A (en) * | 1993-03-19 | 1994-12-27 | Hewlett-Packard Company | Wafer bonding of light emitting diode layers |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP17351493A patent/JP2576692B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-07-14 US US08/275,199 patent/US5527732A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5527732A (en) | 1996-06-18 |
| JPH0730146A (ja) | 1995-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960326 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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