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JPH08116124A - 半導体光素子 - Google Patents

半導体光素子

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Publication number
JPH08116124A
JPH08116124A JP6247511A JP24751194A JPH08116124A JP H08116124 A JPH08116124 A JP H08116124A JP 6247511 A JP6247511 A JP 6247511A JP 24751194 A JP24751194 A JP 24751194A JP H08116124 A JPH08116124 A JP H08116124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ridge
waveguide
optical device
aqueous solution
semiconductor optical
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.)
Pending
Application number
JP6247511A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Aoki
雅博 青木
Makoto Takahashi
誠 高橋
Hiroshi Sato
宏 佐藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6247511A priority Critical patent/JPH08116124A/ja
Priority to US08/542,840 priority patent/US5737474A/en
Publication of JPH08116124A publication Critical patent/JPH08116124A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体光素子に関し、特に極めて簡
易な作製法でファイバと高効率光結合を容易に可能とす
る半導体光導波素子の構造及びその作製方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 二重光導波路構造５，７とリッジ導波路幅Ａ
−Ａ’，Ｂ−Ｂ’の変調を組み合わせることにより半導
体レーザ等光導波素子の特性を劣化させることなく、非
常に容易な手法で入／出射ビーム拡大を実現する。ま
た、リッジ形状の逆メサ化、および超格子光導波路の導
入により上記特性をさらに向上する。 【効果】 極めて簡易な作製法でファイバと高効率光結
合を容易に可能とする半導体光導波素子が実現できる。
本発明を用いれば、素子性能、歩留まりが飛躍的に向上
するだけでなく、この素子を適用した光通信システムの
低価格化、大容量化、長距離化を容易に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体光素子に係り、特
に光通信用モジュール、光通信システム、光ネットワー
クに用いる好適な半導体光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ、光増幅器、光変調器等、
半導体光導波素子の入射／出射ビーム径は一般に光ファ
イバのビ−ム径と比べて１／３から１／５程度と非常に
小さい。このためレーザ光を光ファイバに結合する場
合、高価な光学レンズ系を用いてビーム径のミスマッチ
による光結合効率の低下を防止している。しかし、今後
半導体光素子の低コスト化／簡素化の観点から高価なレ
ンズを用いない簡易、廉価な実装形態が不可欠となって
いる。これを解決する手法として半導体レーザの出射ビ
ーム径を拡大する方法がある。一般に、この出射ビーム
径の拡大にはレーザ活性層の層厚や導波路幅を光軸方向
で変調する手法が報告されている。この作製法に着目す
ると、活性層の導波路幅制御は従来のリソグラフィーに
より簡単に実現できる。しかし、層厚の変調は例えば選
択成長等による基板面内での成長層厚変調技術を導入す
る必要があるため一般に作製が非常に複雑になる。ま
た、この複雑な作製法のため得られたレーザの特性も通
常のレーザに比べ大きく劣っているのが現状である。ま
た、この複雑さを解決する方法として２重導波路構造と
導波路幅変調を組み合わせる手法が理論検討されている
が、この報告では導波路幅が約７μｍ程度と極めて広い
ため、低しきい値化、単一横モード動作が必須である半
導体レーザ、光変調器等には適用できない。
【０００３】なお、前者の出射ビーム径を拡大した半導
体レーザとして関連するものに、例えば電子情報通信学
会秋季大会Ｃ−３０３、１９９４年９月が、後者に関連
するものにＯｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１
６、Ｎｏ．５、３０６−３０８頁、１９９１年が挙げら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、極めて簡易
な作製法で実現可能な低しきい値で、高出力かつ温度特
性の良い出射ビーム拡大レーザの素子構造及びその作製
方法を提供することを目的とする。さらなる目的は本発
明をレーザ、光増幅器、光変調器、光スイッチ、光検出
器またはこれらのうち少なくとも二者を一体集積したイ
ンジウム燐系集積化光導波素子に適用した場合の好適な
素子構造及び製法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、二重光導波路構造とリッジ導波路幅
の変調を組み合わせることにより半導体レーザ等光導波
素子の特性を劣化させることなく、非常に容易な手法で
入／出射ビーム拡大を実現するレーザ構造およびその作
製方法を考案した。また、リッジ形状の逆メサ化、およ
び超格子光導波路の導入により上記特性をさらに向上す
る手法を考案した。
【０００６】
【作用】以下、二重光導波路構造と導波路幅変調を組み
合わせることによりレーザの特性を劣化させることな
く、非常に容易な手法で出射ビーム拡大レーザを実現す
るレーザ構造およびその作製方法について説明する。
【０００７】図１（Ａ）に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板
１上に公知の手法によりｎ型ＩｎＧａＡｓＰ補助導波路
層２を（組成波長１．１０μｍ）１．０μｍ、ｎ型Ｉｎ
Ｐスペーサ層３を０．３μｍ、ＩｎＧａＡｓＰ（組成波
長１．３μｍ）活性層４を０．１μｍ、ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層５を２．０μｍ、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層６
を０．２μｍを順次形成する。次に塩化水素酸水溶液ま
たは塩化水素酸と燐酸の混合水溶液によるウェットエッ
チング、及び公知のレーザ作製法を用いて図に示すよう
な垂直メサ形状を有するリッジ導波路型のレーザ構造に
加工する。ここでリッジの底面の幅は２．５μｍである
がレーザ出射端では０．５μｍにまでテーパー状に絞ら
れている。従って、レーザ構造は動作波長１．３μｍに
対して単一横モード導波路となっている。リッジ幅が漸
次変化するテーパー領域長は１５０μｍ、全素子長は５
００μｍである。図１（Ｂ）には図１（Ａ）のＡ−
Ａ’，Ｂ−Ｂ’の断面図をそれぞれ示す。
【０００８】作製した素子は室温、連続条件において、
しきい値８〜１０ｍＡ、発振効率０．４０Ｗ／Ａと良好
な特性を示した。また、８５℃の高温動作においてもし
きい値１８〜２２ｍＡ、発振効率０．３０Ｗ／Ａと従来
構造と遜色無い特性が得られた。これはレーザの基本構
造、作製工程が従来型と殆ど同一であるため、ビーム拡
大機能の導入によるレーザ特性の劣化がほとんどないた
めである。一方、リッジ幅０．５μｍの前端面からのレ
ーザ出射ビームのスポット径は７．５μｍとリッジ幅
２．５μｍの後端面でのビームスポット径は約２．５μ
ｍに比べて３倍に拡大された。これは、リッジ導波路構
造ではリッジ幅が狭くなると次第にリッジ部への光閉じ
込め作用が弱くなるため、光強度の分布がのリッジ直下
にある活性層からその下の補助導波路層へと移行するた
めである。この場合、テーパー長を１５０μｍと十分大
きく取ることにより、光の散乱が十分少なく抑えられ
る。このレーザとコア径１０μｍの単一モードファイバ
との結合を行ったところ結合損失２ｄＢ以下を水平、垂
直方向の位置決め精度±３μｍで実現した。
【０００９】図２（Ａ）（Ｂ）はリッジの作製に臭化水
素酸水溶液または臭化水素酸と燐酸の混合水溶液による
ウェットエッチングを用いて逆メサリッジ形状を有する
出射ビーム拡大レーザを実現した例である。この場合、
リッジ部の素子抵抗が図１に示した垂直メサ型に比べて
１／３〜１／２に低減できるため、レーザのしきい値電
流の低減や高温特性の改善が図れる。また、逆メサリッ
ジ部への光の閉じ込めは垂直メサ型のそれに比べ大きい
ため、リッジ幅を狭くした場合の活性層への光閉じ込め
率の低下が垂直メサ型のそれに比べ急激であり、ビーム
変換効率が大きい。従って、逆メサリッジ形状の導入に
より所望のビーム変換率を実現するのに必要なリッジ幅
変調部（テーパー領域を）より短く設定できるため、導
波光の散乱損失、放射損失が低減される。このため、レ
ーザ特性の更なる向上が期待できる。
【００１０】一般に、ＩｎＧａＡｓＰのような多元混晶
を層厚１μｍ以上安定に成長させることは非常に困難で
ある。図３（Ａ）（Ｂ）は図２のｎ型ＩｎＧａＡｓＰ補
助導波路層２（組成波長１．１０μｍ）１．０μｍをｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ層（組成波長１．１０μｍ）０．０５
μｍ、ｎ型ＩｎＰ層０．０５μｍの２０周期の超格子構
造７とした構造である。これにより、安定な組成分布を
有する良好な低屈折率超格子補助導波路層が容易に実現
できる。
【００１１】以上のように二重光導波路構造と導波路幅
変調を組み合わせることによりレーザの特性を劣化させ
ることなく、非常に容易な手法で出射ビーム拡大レーザ
を実現するレーザ構造およびその作製方法を示した。さ
らに、逆メサリッジ構造、超格子構造の補助光導波路の
導入により更なる特性の改善が図れることを示した。
【００１２】ところで、波長１μｍ程度以下の短波長帯
レーザの高出力動作時の劣化は光密度分布の高い端面の
結晶劣化が原因であることが判っている。本実施例では
ビームスポット径を簡単に広げることができるため、出
射端面での光密度の低減により高出力動作時の端面結晶
劣化も大きく低減できる。このため、素子の寿命を大き
く改善できる。
【００１３】また、上記原理を光増幅器、光変調器、光
スイッチ、光検出器またはこれらのうち少なくとも二者
を一体集積した集積化光導波素子等に適用した場合にお
いても上記と全く同様の効果が得られることは言うまで
もない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図４〜図９を用いて
説明する。
【００１５】実施例１ 図４に示すように、ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板１
１上に公知の手法によりｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層（組成波
長１．１０μｍ）０．０５μｍとｎ型ＩｎＰ層０．０５
μｍの１０周期の超格子構造補助光導波路層１２、ｎ型
ＩｎＰスペーサ層０．５μｍ１３、６．０ｎｍ厚のＩｎ
ＧａＡｓＰ（組成波長１．３７μｍ）を井戸層、８ｎｍ
厚のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．１０μｍ）を障壁層
とする７周期の多重量子井戸活性層１４、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（組成波長１．１０μｍ）上側光ガイド層０．０５μ
ｍ１５、ｐ型ＩｎＰクラッド層１．７μｍ１６、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓキャップ層０．２μｍ１７を順次形成する。
【００１６】次に公知の手法によりキャップ層１７を幅
４．９μｍのストライプ構造に加工する。ここでストラ
イプ方向は［０１１］とし、レーザ出射端面部でストラ
イプ幅が２．９μｍとなるようにストライプテーパー部
を設ける。テーパー領域長は１００μｍである。続い
て、臭化水素酸と燐酸の混合水溶液によるウェットエッ
チングを用いて、図に示すような（１１１）Ａ面を側壁
にもつ逆メサ断面形状のリッジ導波路を形成する。この
結果、活性層幅となるリッジ底面の幅は２．５μｍ、テ
ーパー部先端で０．５μｍとなる。
【００１７】続いて公知の手法により基板全面に厚さ
０．１５μｍのシリコン酸化膜１８を形成した後、ポリ
イミド樹脂１９を基板全面に形成する。さらに、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。最後に電極２０を形成の後、劈開工程によりテー
パー部１００μｍを含む共振器長４００μｍの素子に切
り出す。後端面となる２．５μｍ幅のリッジ部端面には
反射率９０％の高反射膜を公知の手法により形成した。
【００１８】作製した素子は室温、連続条件においてし
きい値８〜１２ｍＡ、発振効率０．４５〜０．５１Ｗ／
Ａと良好な発振特性を示した。また、８５℃の高温条件
においてもしきい値は１６〜２４ｍＡ、発振効率は０．
３０〜０．３４Ｗ／Ａ程度と良好であった。また、リッ
ジ幅０．５μｍの前端面からのレーザ出射ビームのスポ
ット径は７．５μｍとリッジ幅２．５μｍの後端面での
ビームスポット径は約２．５μｍに比べて３倍に拡大さ
れた。このレーザとコア径１０μｍの単一モードファイ
バとの結合を光学レンズを用いずに行ったところ結合損
失２ｄＢ以下を水平、垂直方向の位置決め精度±３μｍ
で実現した。また、素子の長期信頼性を９０℃の高温条
件下で評価したところ１０万時間以上の推定寿命を確認
した。
【００１９】実施例２ 図５は実施例１とほぼ同様の手法で波長１．４８μｍで
発振する高出力レーザを作製した例である。活性層には
公知の手法により発光波長１．４８μｍの歪ＩｎＧａＡ
ｓＰ多重量子井戸構造２１が導入されている。高出力
化、安定な横単一モード動作を目的として発光領域幅は
２．２μｍ、テーパー長は２００μｍ、共振器長は９０
０μｍとし、素子の両端面には反射率３％の低反射膜、
９０％の高反射膜が形成されている。室温連続動作条件
における発振しきい値は２５〜３２ｍＡ、発振効率は
０．４０〜０．４３Ｗ／Ａである。また最大光出力３０
０ｍＷを得た。また、リッジ幅０．５μｍの前端面から
のレーザ出射ビームのスポット径は７．５μｍである。
このレーザをモジュール化したところファイバとの低結
合損失１．０ｄＢを反映して最大モジュール出力２４０
ｍＷを得た。本素子をエルビウム添加ファイバ増幅器の
励起光源として用いることにより、雑音強度の低い良好
な光増幅特性を確認した。
【００２０】実施例３ 図６は実施例１とほぼ同様の手法で１．５５μｍで発振
する高出力分布帰還型レーザを作製した例である。活性
層には公知の手法により発光波長１．５５μｍの歪Ｉｎ
ＧａＡｓＰ多重量子井戸構造３１、及び周期２４１ｎｍ
のλ／４位相シフト型回折格子３２が導入されている。
高出力化、安定な横単一モード動作を目的として発光領
域幅は２．２μｍ、テーパー長は１５０μｍ、共振器長
は６００μｍであり、素子の両端面には反射率１％の低
反射膜、９０％の高反射膜が形成されている。室温連続
動作条件における発振しきい値は１５〜１８ｍＡ、発振
効率は０．３５〜０．４０Ｗ／Ａである。また最大光出
力１５０ｍＷを得た。また、リッジ幅０．５μｍの前端
面からのレーザ出射ビームのスポット径は７．５μｍで
ある。このレーザをモジュール化したところ低結合損失
１．０ｄＢを反映して最大モジュール出力１２０ｍＷを
得た。
【００２１】実施例４ 図７に示すように、ｎ型（１００）ＧａＡｓ半導体基板
４１上に公知の手法によりｎ型Ｉｎ０．５１Ｇａ０．４
９Ｐバッファ層２．０μｍ４２、ｎ型ＧａＡｓ層０．０
１μｍとｎ型Ｉｎ０．５１Ｇａ０．４９Ｐ層０．０９μ
ｍの１０周期の超格子構造補助光導波路層４３、ｎ型Ｉ
ｎ０．５１Ｇａ０．４９Ｐスペーサ層０．５μｍ４４、
６．０ｎｍ厚のＩｎ０．１７Ｇａ０．８３Ａｓを井戸
層、８ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長０．７０μ
ｍ）を障壁層とする単一量子井戸活性層４５、ＩｎＧａ
ＡｓＰ（組成波長０．７０μｍ）上側光ガイド層０．０
５μｍ４６、ｐ型Ｉｎ０．５１Ｇａ０．４９Ｐクラッド
層１．７μｍ４７、ｐ型ＧａＡｓキャップ層０．２μｍ
４８を順次形成する。
【００２２】次に公知の手法によりキャップ層４８を幅
４．６μｍのストライプ構造に加工する。ここでストラ
イプ方向は［０１１］とし、レーザ出射端面部でストラ
イプ幅が２．９μｍとなるようにストライプテーパー部
を設ける。テーパー領域長は２００μｍである。続い
て、塩化水素酸と燐酸の混合水溶液によるウェットエッ
チングを用いて、図に示すような（１１１）Ａ面を側壁
にもつ逆メサ断面形状のリッジ導波路を形成する。この
結果、活性層幅となるリッジ底面の幅は２．２μｍ、テ
ーパー部先端で０．５μｍである。
【００２３】続いて公知の手法により基板全面に厚さ
０．１５μｍのシリコン酸化膜１８を形成した後、ポリ
イミド樹脂１９を基板全面に形成する。さらに、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。最後に電極工程の後、劈開工程によりテーパー部
２００μｍを含む共振器長９００μｍの素子に切り出し
た。前端面となる０．５μｍ幅のリッジ部端面には反射
率３％の低反射膜を、後端面となる２．２μｍ幅のリッ
ジ部端面には反射率９０％の高反射膜をそれぞれ公知の
手法により形成し、波長０．９８μｍで発振する高出力
半導体レーザを得る。
【００２４】室温連続動作条件における発振しきい値は
１２〜１５ｍＡ、発振効率は０．６０〜０．７０Ｗ／Ａ
である。また最大光出力４００ｍＷを得た。また、リッ
ジ幅０．５μｍの前端面からのレーザ出射ビームのスポ
ット径は７．０μｍである。このレーザをモジュール化
したところ低結合損失１．２ｄＢを反映して最大モジュ
ール出力３００ｍＷを得た。一方、この波長帯レーザの
高出力動作時の劣化は光密度分布の高い端面の結晶劣化
であることが判っている。本実施例ではビームスポット
径を簡単に広げることができるため、出射端面での光密
度の低減により高出力動作時の端面結晶劣化も大きく低
減できる。このため、素子の予測寿命は１００万時間以
上である。
【００２５】本素子をエルビウム添加ファイバ増幅器の
励起光源として用いることにより、雑音強度の低い良好
な光増幅特性を確認した。
【００２６】尚、ビーム拡大による端面光密度の低減に
よる素子寿命改善効果は波長１μｍ程度以下の全ての高
出力半導体レーザに適用できることは言うまでもない。
【００２７】実施例５ 図８において、（１００）ｎ−ＩｎＰ基板５１上に公知
の手法によりｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層（組成波長１．１０
μｍ）０．０５μｍとｎ型ＩｎＰ層０．０５μｍの１０
周期の超格子構造補助光導波路層５２、ｎ型ＩｎＰスペ
ーサ層０．５μｍ５３、９ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（組
成波長１．５０μｍ）を井戸層、６ｎｍ厚のＩｎＰを障
壁層とする２０周期の多重量子井戸構造５４、ＩｎＧａ
ＡｓＰ（組成波長１．１５μｍ）上側光ガイド層０．０
５μｍ５５、およびｐ型ＩｎＰクラッド層１．７μｍ５
６、ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層０．２μｍ５７を成長
する。次に実施例１と同様に公知の手法によりキャップ
層５７を図８に示すように加工する。ここで導波路方向
は［０１１］とする。続いて、臭化水素酸と燐酸の混合
水溶液によるウェットエッチングを用いて、（１１１）
Ａ面を側壁にもつ逆メサ断面形状のリッジ導波路を形成
する。ここで、入／出射導波路のリッジ幅は同図Ｂに示
すように、１．５μｍから端面部で０．５μｍまでテー
パー状に変化している。
【００２８】続いて公知の手法により基板全面に厚さ
０．６μｍのシリコン酸化膜５７を形成した後、ポリイ
ミド膜５８によるエッチバック法を用いてシリコン酸化
膜窓を形成する。最後に電極工程の後、劈開工程により
素子長１．４ｍｍに切り出し、両端面には反射率１％の
低反射膜を公知の手法により形成し干渉型光変調器を作
製する。
【００２９】作製した素子は動作電圧３Ｖの良好な変調
特性を示した。また、ファイバとの良好な光結合特性及
び滑らかなリッジ側壁形状を反映して素子の全挿入損失
は７ｄＢと少ない。また、リッジ幅の狭窄化を反映して
２０ＧＨｚの変調帯域が得られた。また、本素子を用い
て毎秒１０Ｇｂ／ｓの光伝送を行い伝後の信号品質劣化
のない良好な伝送特性を確認した。
【００３０】実施例６ 図９は実施例１とほぼ同様の手法でレーザアレイを１０
チャンネル同一基板上に作製した例である。活性層には
公知の手法により１．３μｍ歪ＩｎＧａＡｓＰ多重量子
井戸構造６１が導入されている。低しきい値化を目的と
して発光領域幅は１．５μｍ、出射端では０．３μｍに
まで狭窄化されている。共振器長、テーパー長はそれぞ
れ１５０、５０μｍであり、素子の両端面には反射率８
０％、９０％の高反射膜が形成されている。室温連続動
作条件における全チャンネルの発振しきい値は１．３〜
１．５ｍＡ、発振効率は０．４５〜０．４７Ｗ／Ａであ
る。また、ファイバとの結合効率３ｄＢを±３μｍの位
置決め精度実現した。本素子をコンピュータボード間の
光配線用光源として用いることにより、発光遅延、伝送
遅延の少ない良好な伝送特性を確認した。
【００３１】
【発明の効果】本発明に係る半導体発光素子よれば、光
ファイバとの光結合が容易で且つ動作電流、動作電圧の
低く、且つ高速特性の優れたリッジ装荷型光導波素子を
極めて容易な手法で実現できる。本発明を用いれば、素
子性能、歩留まりが飛躍的に向上するだけでなく、この
素子を適用した光通信システムの低価格化、大容量化、
長距離化を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するための図である。
【図２】本発明の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の作用を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＩｎＰ基板、２…ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ補助導波
路層、３…ｎ型ＩｎＰスペーサ層、４…ＩｎＧａＡｓＰ
活性層、５…ｐ型ＩｎＰクラッド層、６…ｐ型ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層、７…超格子構造補助光導波路層、１１
…ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板、１２…超格子構造
補助光導波路層、１３…ｎ型ＩｎＰスペーサ層、１４…
多重量子井戸活性層、１５…上側光ガイド層、１６…ｐ
型ＩｎＰクラッド層、１７…ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ
層、１８…シリコン酸化膜、１９…ポリイミド樹脂、２
０…電極、２１…歪ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造、
３１…歪ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造、３２…回折
格子、４１…ｎ型ＧａＡｓ基板、４２…ｎ型Ｉｎ０．５
１Ｇａ０．４９Ｐ、４３…ｎ型補助光導波路層、４４…
ｎ型Ｉｎ０．５１Ｇａ０．４９Ｐスペーサ層、４５…単
一量子井戸活性層、４６…ＩｎＧａＡｓＰ上側光ガイド
層、４７…ｐ型Ｉｎ０．５１Ｇａ０．４９Ｐクラッド
層、４８…ｐ型ＧａＡｓキャップ層、５１…ｎ−ＩｎＰ
基板、５２…補助光導波路層、５３…ｎ型ＩｎＰスペー
サ層、５４…多重量子井戸構造、５５…ＩｎＧａＡｓＰ
上側光ガイド層、５６…ｐ型ＩｎＰクラッド層、５７…
ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層、５８…ポリイミド膜、６
１…１．３μｍ歪ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に第１のコア層とこれよりも低屈折
    率材料からなる第２のコア層を基板と第１のコア層との
    間に有し、第１のコア層の上面部にリッジ装荷型光導波
    を有する半導体光素子において、リッジ幅が光軸方向で
    変調されていおり、かつ導波路のリッジ底面の幅が全て
    ４μｍ以下であることを特徴とする半導体光素子。
  2. 【請求項２】第２のコア層が組成の異なる材料からなる
    超格子構造で構成されていることを特徴とする請求項１
    記載の半導体光素子。
  3. 【請求項３】リッジ両側の側壁と基板面のなす角度が９
    ０度以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の
    半導体光素子。
  4. 【請求項４】リッジ両側の側壁が（１１１）Ａ結晶面で
    あることを特徴とする請求項１乃至３の半導体光素子。
  5. 【請求項５】導波路のクラッド層がＩｎＰで構成され且
    つ臭化水素酸水溶液、臭化水素酸と燐酸の混合水溶液ま
    たは臭化水素酸と酢酸の混合水溶液のいずれかを用いて
    リッジ形成を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の
    いずれかに記載の半導体光素子。
  6. 【請求項６】導波路のクラッド層がＩｎＰで構成され且
    つ塩化水素酸水溶液、塩化水素酸と燐酸の混合水溶液ま
    たは塩化水素酸と酢酸の混合水溶液のいずれかを用いて
    リッジ形成を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の
    いずれかに記載の半導体光素子。
  7. 【請求項７】導波路のクラッド層がＡｌＧａＡｓで構成
    され且つフッ化水素酸水溶液を用いてリッジ形成を行な
    うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
    半導体光素子。
  8. 【請求項８】導波路のクラッド層がＩｎ０．５１Ｇａ
    ０．４９Ｐで構成され且つ塩化水素酸水溶液、塩化水素
    酸と燐酸の混合水溶液または塩化水素酸と酢酸の混合水
    溶液のいずれかを用いてリッジ形成を行なうことを特徴
    とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体光素
    子。
  9. 【請求項９】導波路のクラッド層がＩｎＧａＡｌＰで構
    成され且つフッ化水素酸水溶液を用いてリッジ形成を行
    なうことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
    の半導体光素子。
  10. 【請求項１０】第２のコア層がＩｎ（Ｇａ）ＡｓＰ／Ｉ
    ｎＰ、Ｉｎ（Ｇａ）ＡｌＡｓ／ＩｎＰ、ＧａＡｓ／Ｉｎ
    ＧａＰ、ＧａＡｓ／Ｉｎ（Ｇａ）ＡｓＰ、またはＧａＡ
    ｓ／ＡｌＧａＡｓ、からなる半導体超格子層で構成され
    ることを特徴とする請求項９記載の半導体光素子。
  11. 【請求項１１】光導波路の出射端部でリッジ幅が他の部
    分より狭いことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
    かに記載の半導体光素子。
  12. 【請求項１２】光導波路が電流または電圧印加のために
    ２つ以上の電極構造を有しかつ全ての電極が光導波路の
    ある表面側に形成されることを特徴とする請求項１乃至
    １１のいずれかに記載の半導体光素子。
  13. 【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれかに記載の半
    導体光素子を基本導波構造とした半導体レーザ、光増幅
    器、光変調器、光スイッチ、光検出器またはこれらのう
    ち少なくとも二者を一体集積した集積化光素子。
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