[go: up one dir, main page]

JPS6360404A - 固体光導波路、該光導波路を応用したレ−ザ、および該光導波路とレ−ザの製造方法 - Google Patents

固体光導波路、該光導波路を応用したレ−ザ、および該光導波路とレ−ザの製造方法

Info

Publication number
JPS6360404A
JPS6360404A JP62075746A JP7574687A JPS6360404A JP S6360404 A JPS6360404 A JP S6360404A JP 62075746 A JP62075746 A JP 62075746A JP 7574687 A JP7574687 A JP 7574687A JP S6360404 A JPS6360404 A JP S6360404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
layer
solid
optical
etch stop
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.)
Granted
Application number
JP62075746A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2941805B2 (ja
Inventor
ロベール　ブロンドー
ヤニック　ブールダン
ボードゥワン　ドゥ　クレムー
ミシェル　パピュション
ミシェル　クラコウスキー
アラン　バンスーサン
マニジャ　ラズジ
フランスワーズ　ローズ
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.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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 Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of JPS6360404A publication Critical patent/JPS6360404A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2941805B2 publication Critical patent/JP2941805B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
    • H01S5/32391—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体光導波路、該光導波路を応用したレーザ
、さらに、該光導波路とレーザの製造方法に関するもの
である。
従来の技術 半導体材料は、特にこの波長領域でガラス光ファイバの
減衰と分散が小さい近赤外の波長域での光通信を行う際
の光源または検知器として非常に優れた性質を示すこと
からここ１５年ばかり大きな注目を集めるに至っている
。レーザダイオードやフォトダイオードといった最先端
の素子の信頼性を高め、性能を向上させる研究と並行し
て、光集積回路を用いて情報処理を従来よりも高速に行
う可能性を追求する研究が行われている。まず最初に基
板（ガラス）上に活性光導波路層（ニオブ酸リチウムま
たはタンタル酸リチウム）を設け、位相または振幅変調
素子と周波数変換器または光スィッチを導波媒質中に形
成した素子には、情報を光の形態で処理できる新しい可
能性があることが確かめられている。光集積回路におい
て半導体材料、特にＩ−Ｖ族化合物の研究が進んで、同
一の基板上に光源、検知器、変調器、それにスイッチを
集積化できるようになったのは最近のことである。
レーザダイオードの分野においては、よく制御されてお
り、出力パワーの大きいレーザダイオード、さらには周
期構造をもつレーザダイオードが要求されている。光導
波路中にレーザダイオードの基板があることを考えると
、光導波路を最適化することにより精度を向上させ、出
力パワーを大きくすることができる。
従って、現在のレーザダイオード製造技術でも製作可能
な、■−■族化合物内に損失が非常に小さい光導波路を
開発することが是非とも必要である。そこで、薄膜また
は超薄膜（量子井戸の幅に換算して数１ＯＡ）のエピタ
キシャル成長法と選択的エツチング法を最大限に利用す
る。例えば、ＬＰＭＯＣＶＤ法（低圧有機金属化合物化
学気相成長法）またはＭＢＥ法（分子線エピタキシー法
）を用いるとよい。固体素子の基本原理を理解するため
には、特に、実効屈折率法を考えるとよい。
この方法を以下に概観する。第１図に示した基本構造は
、並置した３つの平面導波路に分割することができる。
各平面導波路は、一連の幾何光学パラメータにより特徴
づけられる。従って、各平面導波路が一定の屈折率ｎｉ
をもつ媒質で構成されている場合には、各平面導波路を
別々に考えて伝搬定数を解析的に決定することができる
。このことは、現在一般に用いられている光導波路に常
にあてはまる。伝搬定数β１は、同様に伝搬定数を計算
することが可能な別の平面導波路の屈折率と考えること
ができる。実効屈折率法は、βを最初に与えられた構造
の光導波路の伝搬定数とみなすことを特徴とする。この
方法は、光が屈折率の異なる媒質との境界で反射する場
合の光の理論で物理的に説明することができる。つまり
、すべては、第２図に示すような、両側を伝搬定数がβ
１の半無限媒質で囲まれた、幅がＷで伝搬定数がβ２の
媒質内に光が閉込められたものとして説明できる。
固体材料または半導体材料内に光導波路を形成する際の
もっとも簡単な構造は、使用する赤外線の波長に対して
は無限に厚いと考えることのできる厚さ数１００　ミク
ロンの基板上に、わずかに不純物がドープされた薄い光
導波路層を堆積させた構造である。この構造を第３図に
示す。光導波路層は参照番号１で示し、基板は参照番号
２で示しである。図示の構造は、上部を光閉込め層で覆
われている。この光閉込め層は、普通、空気（屈折率ｎ
＝１）とする。光導波路層の屈折率ｎ１　と基板の屈折
率ｎ２がわかっているので、パラメータｗ１ｈ、　、ｈ
ｘの値を調節して実効屈折率を所望の値にし、光を伝搬
させることができる。この構造の場合、一般に、無視で
きない損失が起こる。損失が起こるのは、ひとつに、エ
ツチングによって光導波路層の鉛直側面に凹凸ができて
回折が太き（なる場合があるためである。もうひとつの
原図として、光導波路層の近くに、制御電場を印加する
ことになる不純物ドープ基板を用いることが多いことが
あげられる。光導波路層内の自由キャリアは、透電性媒
質内を伝撤する光を減衰させる。
より複雑な構造も考えられて、実現されている。
これは、多量に不純物をドープされた媒質と光導波路層
とを光学的に絶縁する緩衝層を備える構造である。上部
緩衝層を選択的化学エツチングによりエツチングして光
導波路層のところで止めることによりリブ構造にする。
リブ構造の一例を第４図に示す。この構造には、ｎ−ド
ープ緩衝層２０を支持する、基板を構成するｎ＋　ドー
プ層２１が含まれる。緩衝層２０上には光導波路層１が
形成され、その上にさらに、光導波路部１０と１１が形
成さられている。光導波路部１０はｎ−にドープされ、
光導波路部１１はｐ゛にドープされている。光導波路部
１０と１１は、金属電極１２に電場が印加されると励起
状態となるので、電気光学効果により光の位相が変調す
る。
例えば、基板を構成するｎ゛　ドープ層２１と緩衝層２
０は、インジウム−リン（Ｉｎｋ）で形成する。
また、光導波路層と光導波路部は、ガリウムーインジウ
ムーヒ素（ＧａｌｎＡｓ　）またはガリウムーインジウ
ムーヒ素−リン（Ｇａｌｎ八ｓＰへで形成する。
発明が解決しようとする問題点 上記の構造では、λ＝１．５５μｍのときに、ＩｎＰ／
ＩｎＧａＡｓＰ内での損失を１〜２　ｄＢ　／ｃｍより
も小さくすることはまず不可能である。また、下部光閉
込め層が空気の場合には、実効屈折率による導波機能が
強すぎるので方向性結合を実現しようとする場合に問題
が生じる可能性がある。その理由は、この場合、リブを
形成している光導波路部を互いに１ミクロンよりも近い
距離に近づける必要がしばしばあるからである。実効屈
折率による導波機能を弱めるためには、上部緩衝層の一
部分を残しておくとよい、。しかし、上部緩衝層は一般
に厚さが１ミクロンのオーダーであるため、散乱による
損失を最小にするような状態に表面を加工することは技
術的に非常に難しい。さらに、光学的に優れたＭＯＣＶ
Ｄ法によりエピタキシャル成長させた層の上の位置まで
選択的化学エツチング法によリエブチングして形成した
面を用いることの利点が失われる。
そこで、本発明は、気相エピタキシャル成長法と選択的
化学エツチング法を組合せて実現することのできる光導
波路構造を提供することを目的とする。
気相エピタキシャル成長法を用いると、実効屈折率によ
る導波機能を思いのままに弱めることのできる極薄層を
形成することができる。選択的化学エツチング法を用い
ると、他の層に影響を与えることなくパターンを一層の
みについて形成することができる。
この方法で得られる構造は、各層の厚さが非常に均一な
だけでなく、ジオメ）　Ｕ−が正確である。
さらに、表面の性質が優れている。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、第１の屈折率を有し、光をガイドする
材料からなる少なくともひとつの光導波路層を備え、該
光導波路層は、第２の屈折率を有する少なくともひとつ
の下部光閉込め層と第３の屈折率を有する少なくともひ
とつの下部光閉込め層とにはさまれ、第１の屈折率は、
第２の屈折率および第３の屈折率よりも大きい、固体光
導波路であって、該固体光導波路は、さらに、−光導波
路層と下部光閉込め層の間に少なくともひとつの化学的
エツチング停止層を備え、−該化学的エツチング停止層
と下部光閉込め層の間に少な（ともひとつの光導波路部
を備え、該光導波路部を構成する材料は、化学的エツチ
ング停止層を構成する材料とは化学的性質の異なる、第
４の屈折率を有する材料であり、第４の屈折率は、下部
光閉込め層の屈折率である第３の屈折率よりも大きいこ
とを特徴とする固体光導波路が提供される。
本発明によればさらに、 −所定の型の不純物がドープされており、格子定数と禁
制帯の幅が所定の値である半導体材料からなる基板を備
える下部光閉込め層と、−格子定数が下部光閉込め層の
格子定数の倍数または約数と整合し、かつ、禁制帯の幅
が下部光閉込め層の禁制帯の幅よりも狭い半導体材料か
らなり、動作領域として機能する光導波路層と、−格子
定数が光導波路層の格子定数の倍数また、は約数と整合
する化学的エツチング停止層と、−化学的エツチング停
止層とは化学的性質の異なる光導波路部と、 −下部光閉込め層とは反対の型の不純物がドープされ、
格子定数が化学的エツチング停止層の格子定数と整合し
、禁制帯の幅が光導波路層と光導波路部の禁制帯の幅よ
りも広い半導体材料からな上部光閉込め層と、 −少なくとも２つの導電性電極と が連続的に堆積されており、光導波路層の屈折率は、下
部光閉込め層および上部光閉込め層の屈折率よりも大き
く、光導波路部の屈折率は上部光閉込め層の屈折率より
も大きいことを特徴とする半導体レーザが提供される。
また、本発明によるならば、固体光導波路および半導体
レーザの製造方法であって、 ａ）　光閉込め層に覆われた、固体材料からなるる基板
上に、格子定数が該基板材料の格子定数と整合し、禁制
帯の幅が該光閉込め層を構成する材料の禁制帯の幅より
も狭い材料からなる第１の光導波路層を形成する第１段
階と、 ｂ）　第１の光導波路層上に、格子定数が、第１の光導
波路層を構成する材料の格子定数と整合する材料からな
る化学的エツチング停止層を形成する第２段階と、 Ｃ）　化学的エツチング停止層上に、格子定数が、該化
学的エツチング停止層を構成する材料の格子定数と整合
する材料からなる第２の光導波路層を形成する第３段階
と、 ｄ）　第２の光導波路層を、化学的エツチング停止層に
はまったく作用しない薬品を用いて化学的にエツチング
して、少なくともひとつの光導波路部を形成する第４段
階と、 ｅ）　光導波路部上および化学的エツチング停止層の該
光導波路部に覆われていない部分上に、格子定数が、光
導波路部を構成する材料および化学的エツチング停止層
を構成する材料の格子定数と整合し、禁制帯の幅が光導
波路部を構成する材料および光導波路層を構成する材料
の禁制帯の幅よりも大きい半導体材料からなる上部光閉
込め層を形成する第５段階と を含むことを特徴とする製造方法も提供される。
実施例 本発明のいろいろな特徴は、添付の図面を参照した以下
の説明により、より明らかになろう。
光導波路層中にリブを形成した光導波路は既に知られて
いる。このタイプの光導波路に関しては、第１〜４図を
参照して先に説明した。しかし、このタイプの光導波路
は正確に製造することができないだけでなく、伝搬損失
が十分に小さくなるようにすることもできない。
第５図は、上記の問題点を解決することのできる光導波
路の一例を示す図である。この図の光導波路を以下に説
明する。
この光導波路は、 −下部光閉込め層２、 −　光導波路層１、 −　化学的エツチング停止層４、 −　光導波路部５、 −　上部光閉込め層３ を備える。
光導波路層１の屈折率ｎ１は、下部光閉込め層２の屈折
率ｎ２よりも大きい。屈折率ｎ１はまた、上部光閉込め
層３の屈折率ｎ３よりも大きい。光導波路Ｂ５の屈折率
ｎ５はまた、上部光閉込め層３の屈折率ｎ３よりも大き
い。
この条件のもとて禁制帯幅を考える。一般に、材料の禁
制帯幅は屈折率に反比例するので、下部光閉込め層２の
禁制帯幅Ｅ２と上部光閉込めＭ３の禁制帯幅Ｅ３は、光
導波路層１の禁制帯幅Ｅ。
および光導波路部５の禁制帯幅Ｅ５よりも大きい。
化学的エツチング停止層４は、光導波路部５とは化学的
性質を変えて、光導波路部はエツチングするが、化学的
エツチング停止層のほうはエツチングしない化学薬品を
用いて光導波路部のみを工ッチングできるようにする。
化学的エッ′チング停止層４の厚さは、光導波路中を伝
搬させる光の波長と比べて無視できる厚さとする。伝搬
させる光の波長は、光導波路層１を構成する材料の性質
で決まる。
化学的エツチング停止層４の厚さｈ４は、例えば、伝搬
光の波長の１ノ１０〜１／１００とする。この場合には
、化学的エツチング停止層が存在していても光導波路の
特性が大きく低下することはない。
伝搬光の波長が１．５５μｍである光導波路の場合、化
学的エツチング停止層の厚さを１００八にするとよい結
果が得られた。
第５図の構造においては、実効屈折率による導波機能は
弱＜、１０−’程度である。従って、光導波路部５の幅
Ｗを従来よりも広くするとよい。すると、光導波路部５
の側面が不完全であること、特にでこぼこしていること
は、この光導波路部が薄いほど影響力をもたなくなる。
従って、光導波路部５の幅Ｗは、その厚さの関数であり
、光導波路が横シングルモードであるか否かで最大値の
有無が決まる。幅Ｗをいろいろ変えて例えばダブルモー
ドの光導波路を形成することができる。数値の例につい
ては後に記載する。
従って、上記の光導波路内での伝送損失は、各層の表面
の不完全さのみによってほぼ決まってしまう。ところで
、後に述べる製造方法を用いると、損失が無視できる程
度に小さくなる表面状態を各層に対して実現することが
できる。
第６図は、第５図の光導波路の斜視図である。
光導波路部５は、平面ｘＯｙ内に配置されている。
下部光閉込め層２と光導波路層１と化学的エツチング停
止層４は、平面ｘＯｙに平行であり、この平面内での大
きさには必ずしも制限がない。光導波路部５は、軸Ｏｘ
の方向に延在するストリップの形態である。光は、この
Ｏｘ軸に沿って伝搬する。上部光閉込め層３は、化学的
エツチング停止層４と光導波路部５を覆っている。
光導波路層１は、格子定数が下部光閉込め層２を構成す
る材料の格子定数の倍数または約数と整合する材料から
なる。化学的エツチング停止層４は、格子定数が光導波
路層１を構成する材料の格子定数の倍数または約数と整
合する材料からなる。
同様に、上部光閉込め層３と光導波路部５を構成する材
料の格子定数は互いに整合するだけでなく、それぞれ化
学的エツチング停止層４を構成する材料の格子定数とも
整合している。
先に示した、材料選択にあたっての条件（屈折率、禁制
帯の幅、格子定数）を考慮すると、上記の光導波路は、
例えば周期律表の第■族と第■族の元素の化合物を用い
て構成することができる。
製作を容易にするため、下部光閉込め層２と上部光閉込
め層３と化学的エツチング停止層４は禁制帯の幅を同じ
（Ｅ２　＝Ｅ３　＝Ｅ＜）にできる。つまり、３層とも
同じ材料で形成するとよい。同様に、光導波路層１と光
導波路部５は禁制帯の幅を同じ（Ｅ１＝Ｅｓ＞にして、
上記の３層に対するのと同様同じ材料で形成するとよい
。
例えば、下部光閉込め層２と上部光閉込め層３と化学的
エツチング停止層４にはインジウム−リン（ＩｎＰ）を
使用し、光導波路層１と光導波路部５にはガリウムーイ
ンジウムーヒ素（ＧａｌｎＡｓ　）またはガリウムーイ
ンジウムーヒ素−リン（Ｇａ（ｎへｓＰ＞を使用する。
ガリウムーインジウムーヒ素−リン（ＧａｌｎＡｓ　Ｐ
　）からなる光導波路は、約１．５μｍの波長を伝搬さ
せる。光導波路層１と光導波路部５にこの材料を用いる
場合には、化学的エツチング停止層の厚さｈ４は約１０
０Ａにするのが好ましい。こうすると、光導波路の伝送
特性が悪くなることはない。
第７図に示した実施例は、第５図と第６図に示した光導
波路の下部光閉込め層２にドーピングを施した場合であ
る。下部光閉込め層２は、ｎ゛にドープされた層２１と
光導波路層１に接触するｎ−にドープされた層２０から
なる。同様に、上部光閉込め層３はドープ層を２層備え
る。すなわち、ｐ′−にドープされた層３１と、光導波
路層５右よび化学的エツチング停止層４に接触するｎ−
にドープされた層３０である。層２０と３０は、緩衝層
である。
次に第８図を参照して、本発明の光導波路の変形例を説
明する。第８図には第７図と同一の複数の層が描いであ
る。しかし、光導波路部５の構成が異なっている。つま
り、光導波路部５は複数の部分層からなる。化学的エツ
チング停止層４の上には光導波路部分層５．１が形成さ
れ、その上に化学的エツチング停止部分層４．２が形成
されている。化学的エツチング停止部分層４．２の上に
は光導波路部分層５．２〜５．ｎと化学的エツチング停
止部分層４．３〜４．ｎが交互に形成されている。各部
分層は、格子定数が、隣接する部分層の格子定数と整合
する材料で構成されている。
上下端の部分層５．１と５．ｎは、格子定数が、それぞ
れ化学的エツチング停止層４と上部光閉込め層３の格子
定数と整合する材料からなる。
化学的エツチング停止部分層４．２〜４．ｎの屈折率と
光導波路部分層５．１〜５．ｎの屈折率は、実効屈折率
法による導波機能を第８図の光導波路で実現できるよう
に決める。
製作を容易にするため、化学的エツチング停止部分層４
．２〜４．ｎは、化学的エツチング停止層４と同じ材料
で構成するとよい。同様に、光導波路部分層５．１〜５
．ｎには、先に光導波路部５について記したのと同じ材
料を用いるとよい。
次に第９図を参照して、本発明の光導波路を応用した位
相変調器について説明する。
この図には、第７図と同様、ｎ−ドープ下部光閉込め層
２０、ｎ゛　ドープ下部光閉込め層２１、光導波路層１
、化学的エツチング停止層４、光導波路部５、それに、
ｎ−ドープ上部光閉込め層３０とｐ−ドープ上部光閉込
め層３１が描いである。
ｐ゛　ドープ上部光閉込め層３１の上部には、さらに、
コンタクト層３２を介して金属電極６が取り付けられて
いる。この金属電極６に電場を印加することにより位相
をシフトさせる。
次に第１８図を参照して、上記の光導波路と同様の光導
波路を応用した半導体レーザについて説明する。
この図には、ｎ゛　ドープ下部光閉込め層２０、ｎドー
プ下部光閉込め層２１、光導波路層１、化学的エツチン
グ停止層４、光導波路部５、それに、ｐドープ上部光閉
込め層３が描かれている。以上に加えて、上部閉込め層
３の上部には、ガリウムーインジウムーヒ素（Ｇａｌｎ
Ａｓ　）からなるコンタクト層３２と金属電極６が設け
である。金属電極６は、電場を印加するのに使用する。
、各層を構成する材料の種類および各層の厚さで、レー
ザのタイプ、特にレーザの発振波長が決まる。
例をあげると、波長が１．３μｍの光を発振する半導体
レーザを発現するためには、下部光閉込め層２と化学的
エツチング停止層４と上部光閉込め層３にはインジウム
−リン（ＩｎＰ）を用い、光導波路Ｎ１と光導波路部５
にはガリウムーインジウムーヒ素−リン（ＧａｌｎＡｓ
　Ｐ　）を用いる。
下部光閉込め層２と化学的エツチング停止Ｎ４と上部光
閉込め層３を構成する材料の禁制帯の幅Ｅ２　、Ｅ３　
、Ｅ４はすべて同じでＥ、＝Ｅ、＝Ｅ。
＝　１．３５ｅＶである。光導波路層１と光導波路部５
を構成する材料の禁制帯の幅Ｅ１とＥｓは等しく、Ｅ＋
　＝Ｅｓ　＝０．９５ｅｖテある。
閾値電流密度を最小にするためには、光導波路層１の厚
さｅ、は０．２μｍとなっている必要がある。下部光閉
込め層２と上部光閉込め層３の厚さはそれぞれｅ２と０
３で、その１直はｅ２　＝ｅ３＝１μｍとなっている必
要がある。化学的エツチング停止層４の厚さは約１００
Ａにするとよい。
以下の表は、光導波路部５の厚さｅｓを変化させた場合
に光導波路が横シングルモードであるための光導波路部
５の幅Ｗの最大値を示すものである。
波長が１，５５μｍの光を発振する半導体レーザを得る
ためには、先はどの例と同じく、下部光閉込め層２と化
学的エツチング停止層４と上部光閉込め層３にはインジ
ウム−リン（ＩｎＰ）を用い、光導波路層１と光導波路
部５にはガリウムーインジウムーヒ素−リン（Ｇａｌｎ
Ａｓ　Ｐ　）を用いることが可能である。
上記の例と同様に、下部光閉込め層２と化学的エツチン
グ停止層４と上部光閉込め層３を構成する材料の禁制帯
の幅Ｅ２　、Ｅ３　、Ｅｓはすべて同じでＥ２　＝Ｅ３
　＝Ｅ４　＝１．３５ｅＶである。光導波路層１と光導
波路部５を構成する材料の禁制帯の幅Ｅ１　とＥ、は等
しく、Ｅ１＝Ｅｓ　＝０．８０ｅＶである。
閾値電流密度を最小にするためには、光導波路層１の厚
さｅ、はやはり０．２μｍとなっている必要がある。
厚さｅ、がこの値だと、Ｏ２方向にシングルモードで光
を伝搬させることができ、しかも電磁波を光導波路層１
内にうまく局在させることが可能である。
下部光閉込め層２と上部光閉込め層３の厚さＯ２とＯ３
はＯ２＝ｅ３　＝１μｍとするのがよい。化学的エツチ
ング停止層４の厚さＯ４は１００人にする。
上記の例と同様、光導波路部５の幅Ｗは厚さＯ５の関数
である。
本発明の光導波路とこの光導波路を応用した半導体レー
ザにはいろいろな変形例が考えられる。
特に、第１９図に示したように、同一の化学的エツチン
グ停止層４上に複数の光導波路部５．ａ〜５、ｄを形成
することが可能である。半導体レーザにおいては、この
ようにすると出力パワーを堆大させることができる。従
って、シングルモードで結合した共振器を備えるレーザ
を製造することができる。
図示はしなかったが、第１９図に示した光導波路と第８
図に示した光導波路を組合せることも可能である。この
場合、同一の化学的エツチング停止層上に複数の化学的
エツチング停止部分層と光導波路部分層が交互に積層し
た光導波路部が複数個配置された光導波路が得られる。
第１０図〜第１５図を参照して、以下に本発明の光導波
路の製造方法を説明する。
製造の第１段階では、下部光閉込め層２の上に光導波路
層１を形成する。各層を形成する材料の格子定数は互い
に整合させる。下部光閉込め層２の屈折率は、光導波路
層１の屈折率よりも小さい。
上記の第１段階の操作を施す前に、ｎ゛にドープした基
板にｎ−ドープ緩衝層を形成しておくことが可能である
。
特性が優れ、均一な厚さの光導波路層１を得るためには
、Ｍ　ＯＣＶ　Ｄ法、または、全く特徴を異にするＭＢ
Ｅ法を用いるとよい。この結果、第１０図に示す構造が
得られる。
第１１図に示した第２段階を経ることにより、光導波路
層１上に化学的エツチング停止層４を形成する。光導波
路層１と化学的エツチング停止層４を構成する材料の格
子定数は、やはり互いに整合させる。化学的エツチング
停止層４の屈折率は、光導波路層１の屈折率よりも小さ
い。化学的エツチング停止層４の厚さは、光導波路を伝
搬させる光の波長よりも小さくなくてはならないので、
この層の厚さを均一にするためには第１段階と同じ方法
を用いる。
化学的エツチング停止層４を構成する材料は、以後の段
階で使用する材料と化学的性質が異なるものにする。こ
れは、後の化学エツチング段階でこの化学的エツチング
停止層４がエツチングされないようにするためである。
第３段階では、光を伝搬させることのできる材料からな
る光導波路層５０を形成する。使用する材料の格子定数
は、光導波路層１の格子定数と整合させる。
しかし、光導波路層５０の厚さは非常に正確に決め、し
かも均一性に優れたものにする。このためには、均一に
堆積させることができ、しかも厚さを正確に決めること
のできるエピタキシャル成長法を用いることが肝要であ
る。
以上のようにして、第１２図に示した構造が得られる。
第４段階では、前段階で堆積された光導波路層５０を化
学的にエツチングして、この光導波路層５０にひとつま
たは複数の光導波路部５を形成する。
光導波路層５０中の光導波路部５となるはずの部分はマ
スクして保護する。マスク法としては、公知のどの方法
を用いてもよい。
化学的エツチングに使用する薬品としては、光導波路層
５０はエツチングするが化学的エツチング停止層４はエ
ツチングしないものを用いる。
本発明の方法では、光導波路層５０は厚さが完全に制御
されており、しかも比較的薄いため、化学的エツチング
操作の後には厚さが均一で側面が鋭い光導波路部５を得
ることができる。
このようにして、第１３図に示す構造が得られる。
第５段階では、光導波路部５と化学的エツチング停止層
４の上に上部光閉込め層３を形成する。
この上部光閉込め層３は、先に述べたのと同じエピタキ
シャル成長法で形成することができる。第１４図に示す
ように、上部光閉込め層は、緩衝層３０とドープ層３１
（例えばｐ＋にドープする）とからなる。
緩衝層３０とドープ層３１に用いる材料の格子定数は、
光導波路部５と化学的エツチング層４を構成する材料の
格子定数と整合させる。緩衝層３０とドープ層３１の屈
折率は、光導波路層１および光導波路部５の屈折率より
も小さい。
このようにして、光導波路が構成される。
この構造をもとにしてレーザまたは位相変調器を得るた
めには、後の段階でドープ層３１の上に金属電極６を形
成する。この金属電極６は例えば白金とする。このよう
な電極形成法は公知であるから、本発明の方法とともに
用いるとレーザを実現することができる。
上記のような本発明の方法を実現するにあたって、各層
の厚さと光導波路部５の幅は使用する材料に応じて変え
る。これは、先に述べたように、完成した光導波路また
はレーザの最適動作周波数を決めるためである。
次に第１６図と第１７図を参照して、本発明の方法の変
形例を説明する。
この変形例によれば、上記の例の第３段階に、光導波路
部分層５．１〜５．ｎと化学的エツチング停止部分層４
．２〜４．ｎを交互に形成する操作が含まれる。
第１６図に示すように、光導波路層１上には光導波路部
分層５．１〜５．ｎと化学的エツチング停止部分層４．
２〜４．ｎの堆積層が形成される。
この変形例によれば、さらに、第４段階に化学的エツチ
ングを交互に連続して行う操作が含まれる。この場合、
形成すべき光導波路部を覆うマスクはひとつだけ使用す
る。
一連の化学的エツチングにおいては、光導波路部分層５
．１〜５．ｎまたは化学的エツチング停止部分層４．２
〜４．ｎをエツチングする薬品を用いる。
製作を容易にするため、光導波路部分５．１〜５、ｎを
構成する材料は各層とも同じにする。同様に、化学的エ
ツチング停止部分層４．２〜４．ｎを構成する材料は、
第２段階で化学的エツチング停止層４を形成する際に使
用したのと同じ材料にする。
この場合、２種類のエツチング薬品を用いて２通りのエ
ツチングを行うとよい。一方は光導波路部分層５．１〜
５．ｎのエツチング用で、他方は化学的エツチング停止
部分層４．２〜４．ｎのエツチング用である。この２種
類の薬品を交互に用いて、各部分層を交互にエツチング
する。エツチングの回数、特に化学的エツチング停止層
４．２〜４．ｎのエツチングの回数を記録しておいて、
光導波路部分層５．１をエツチングした後に第４段階の
操作を停止する。この後、化学的エツチング停止層４の
エツチングを行う。
以上説明したように、本発明の方法を用いると、実効屈
折率による導波機能を非常に弱く、約１０−４のオーダ
ーにすることのできる光導波路を実現することができる
。光導波路部５の高さは低くできるため、側面の凹凸の
損失に対する影響はもともと小さい。これに加えて、光
導波路部５の幅を従来よりも広くすることができるため
、側面の凹凸に起因する損失がますます小さくなる。実
際、本発明の光導波路の伝送損失は、各層間の表面の状
態によってのみ決まるはずであり、０．１ｄＢ　／ｃｍ
のオーダーの数値が得られよう。埋込み式構造である本
発明の光導波路を方向性結合器等の光集積回路素子の高
周波変調に用いる場合には別の利点がある。方向性結合
器においては、結合の長さが相互作用距離よりも短い場
合に制御電圧が最小になることが知られている。このこ
とにより、光導波路間の距離がこの電極の特性インピー
ダンスにより電極間の間隔が決まってしまう。また、進
行波用の電極を使用する必要があることが知られている
。この電極の特性インピーダンスにより電極間の間隔が
決まってしまう。第１図〜第４図に示した「リブ」構造
の光導波路では、互いに異なる高さ位置に電極を配置す
ることのできる本発明の光導波路と比べて上記の２条件
を満足させるのがはるかに難しいことが理解されよう。
「リブ」構造の光導波路では電気的コンタクトを修正す
る必要がないが、本発明の光導波路でもこの点は問題な
いことを強調しておく必要がある。実効屈折率による導
波機能が強すぎる場合には、シングルモードにしようと
すると、光導波路部の幅を狭く（〜３μｍ）しておかな
くてはならない。この小さな幅のリブにワイヤをハンダ
付けすることは全く不可能である。このため、例えば、
絶縁性樹脂を一般には厚く（数μｍ）堆積させて光導波
路部を構成するリブと同じ高さにし、次いで、白金のコ
ンタクトと接続する金の層を十分な面積にわたって堆積
させて、この金の層に金線をハンダ付けできるようにす
る。
以上説明した本発明を用いると、ＭＯＣＶＤ法またはそ
の他の方法で極薄膜をエピタキシャル成長させ、選択的
化学エツチングを行わせる薬品を用いて非常によい精度
でその薄膜を加工することにより製造した光集積回路に
用いることのできる半導体レーザを構成することができ
る。この半導体レーザは、構造上光を伝搬させる際の光
の散乱による損失が小さいため、非常に高性能の光集積
回路素子を実現するのに有利である。
もちろんのこと、いろいろな数値例や化学組成は、説明
をわかりやすくするための例として示したにすぎない。
従って、数値や化学組成を変えると別の実施例ができる
。本発明の応用例も、上記したものの他にいろいろ考え
ることができる。さらに、各層の形成方法ならびに化学
的エツチング停止層のエツチング法として、上で説明し
た方法以外の方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図は、従来の光導波路を説明するための図
であり、 第３図は、従来のリブ構造の光導波路の一例を示す図で
あり、 第４図は、電子光学で用いられる、半導体を用いた従来
の位相変調器の一例を示す図であり、第５図は、本発明
の光導波路の一例を示す図であり、 第６図は、第５図の光導波路の斜視図であり、第７図は
、第５図の光導波路の変形例を示す図であり、 第８図は、本発明の光導波路のさらに別の変形例である
、光導波路部が複数の層からなる光導波路の図であり、 第９図は、本発明の光導波路を応用した半導体位相変調
器の一例を示す図であり、 第１０図から第１５図は、本発明の光導波路を製造する
各段階を示す図であり、 第１６図と第１７図は、第８図に示した光導波路を得る
ための方法の一例を示す図であり、第１８図は、本発明
の半導体レーザの一例を示す図であり、 第１９図は、光導波路列またはレーザ列の一例を示す図
である。 （主な参照番号） １．５０・・光導波路層、 ２・・下部光閉込め層、 ３・・上部光閉込め層、 ４・・化学的エツチング停止層、 ４．２〜４．ｎ・・化学的エツチング停止部分層、５．
５ａ　〜５ｄ、１０．１１・・光導波路部、５．１〜５
．ｎ・・光導波路部分層、 ６．１２・・金属電極、 ２０、３０・・ｎ−ドープ層、 ２１・・ｎ゛　ドープ層、　　３１・・ｐ゛　ドープ層
、３２・・コンタクト層

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の屈折率を有し、光をガイドする材料からな
    る少なくともひとつの光導波路層を備え、該光導波路層
    は、第２の屈折率を有する少なくともひとつの下部光閉
    込め層と第３の屈折率を有する少なくともひとつの上部
    光閉込め層とにはさまれ、第１の屈折率は、第２の屈折
    率および第３の屈折率よりも大きい、固体光導波路であ
    って、該固体光導波路は、さらに、 −光導波路層と上部光閉込め層の間に少なくともひとつ
    の化学的エッチング停止層を備え、−該化学的エッチン
    グ停止層と上部光閉込め層の間に少なくともひとつの光
    導波路部を備え、該光導波路部を構成する材料は、化学
    的エッチング停止層を構成する材料とは化学的性質の異
    なる、第４の屈折率を有する材料であり、第４の屈折率
    は、上部光閉込め層の屈折率である第３の屈折率よりも
    大きいことを特徴とする固体光導波路。
  2. （２）化学的エッチング停止層の厚さは、上記固体光導
    波路を伝搬する光の波長よりもはるかに小さく、該化学
    的エッチング停止層は、光の伝搬特性に影響を与えない
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体光
    導波路。
  3. （３）光導波路部の第４の屈折率は、光導波路層の屈折
    率である第１の屈折率とほぼ等しいことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の固体光導波路。
  4. （４）下部光閉込め層は、一平面に沿って延在する面を
    備え、光導波路層は該面全体を覆っていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の固体光導波路。
  5. （５）化学的エッチング停止層が、光導波路層全体を覆
    っていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
    の固体光導波路。
  6. （６）光導波路部は、化学的エッチング停止層を部分的
    に覆うストリップの形態であることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の固体光導波路。
  7. （７）上部光閉込め層が、光導波路部全体と化学的エッ
    チング停止層の該光導波路部で覆われていない部分とを
    覆っていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
    載の固体光導波路。
  8. （８）化学的エッチング停止層の厚さは、上記固体光導
    波路を伝搬する光の波長の１／１０よりも小さいことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体光導波路
    。
  9. （９）下部光閉込め層、化学的エッチング停止層、上部
    光閉込め層、光導波路層、光導波路部それぞれの禁制帯
    の幅をそれぞれ第１の値、第２の値、第３の値、第４の
    値、第５の値とすると、第１〜第３の値それぞれは、第
    ４の値および第５の値よりも大きいことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の固体光導波路。
  10. （１０）第１〜第３の値は互いに等しいことを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項に記載の固体光導波路。
  11. （１１）第４と第５の値は互いに等しいことを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項に記載の固体光導波路。
  12. （１２）ストリップ状の光導波路部は平面ｘＯｙと軸Ｏ
    ｘに平行であり、該光導波路部は、下部光閉込め層、化
    学的エッチング停止層、上部光閉込め層、光導波路層、
    該光導波路部それぞれの屈折率と厚さを考慮して、軸Ｏ
    ｘ方向に伝搬する光に対して軸Ｏｙ方向だけでなく平面
    ｘＯｙに垂直な軸Ｏｚ方向にもシングルモードとなる幅
    を軸Ｏｙ方向に有することを特徴とする特許請求の範囲
    第６項に記載の固体光導波路。
  13. （１３）ストリップ状の光導波路部は平面ｘＯｙと軸Ｏ
    ｘに平行であり、該光導波路部は、下部光閉込め層、化
    学的エッチング停止層、上部光閉込め層、光導波路層、
    該光導波路部それぞれの屈折率と厚さを考慮して、軸Ｏ
    ｘ方向に伝搬する光に対してダブルモードとなる幅を軸
    Ｏｙ方向に有することを特徴とする特許請求の範囲第６
    項に記載の固体光導波路。
  14. （１４）光導波路部の厚さは上記固体光導波路を伝搬す
    る光の波長の１／１００よりも小さくして、該光導波路
    部を構成する材料のエネルギ吸収閾値を増加させる量子
    井戸を形成し、該光導波路の損失を減少させることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体光導波路。
  15. （１５）光導波路層の禁制帯の幅である第４の値と光導
    波路部の禁制帯の幅である第５の値は等しいことを特徴
    とする特許請求の範囲第１４項に記載の固体光導波路。
  16. （１６）光導波路層が、平面ｘＯｙに平行であり、−屈
    折率が、上部光閉込め層の屈折率である第３の屈折率よ
    りも大きい材料からなる所定数の光導波路部分層と、 −上記固体光導波路を伝搬する光の波長よりもはるかに
    小さな厚さをもち、該光導波路部分層により互いに分離
    される所定数の化学的エッチング停止部分層とを備える
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体光
    導波路。
  17. （１７）各光導波路部分層と各化学的エッチング停止部
    分層の幅および禁制帯の幅は、それぞれ光導波路部と化
    学的エッチング停止層の幅および禁制帯の幅と等しいこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の固体光
    導波路。
  18. （１８）各光導波路部分層は互いに同等であり、各化学
    的エッチング停止部分層は化学的エッチング停止層と同
    等であることを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記
    載の固体光導波路。
  19. （１９）化学的エッチング停止層上に複数の光導波路部
    を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の固体光導波路。
  20. （２０）下部光閉込め層、化学的エッチング停止層、上
    部光閉込め層、光導波路層、光導波路部は、固体材料か
    らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    固体光導波路。
  21. （２１）使用する固体材料は、周期律表の第III族と第
    Ｖ族の元素の化合物であることを特徴とする特許請求の
    範囲第２０項に記載の固体光導波路。
  22. （２２）各層の格子定数は、隣接する層の格子定数の倍
    数または約数と整合していることを特徴とする特許請求
    の範囲第２１項に記載の固体光導波路。
  23. （２３）下部光閉込め層、上部光閉込め層、化学的エッ
    チング停止層、化学的エッチング停止部分層は、二元化
    合物からなることを特徴とする特許請求の範囲第２１項
    に記載の固体光導波路。
  24. （２４）光導波路層と光導波路部分層は、三元または四
    元化合物からなることを特徴とする特許請求の範囲第２
    １項に記載の固体光導波路。
  25. （２５）下部光閉込め層、上部光閉込め層、化学的エッ
    チング停止層、化学的エッチング停止部分層は、同じ材
    料からなることを特徴とする特許請求の範囲第２３項に
    記載の固体光導波路。
  26. （２６）光導波路層と光導波路部分層は、同じ材料から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第２４項に記載の
    固体光導波路。
  27. （２７）下部光閉込め層、上部光閉込め層、化学的エッ
    チング停止層、化学的エッチング停止部分層は、インジ
    ウム−リン（ＩｎＰ）からなることを特徴とする特許請
    求の範囲第２５項に記載の固体光導波路。
  28. （２８）光導波路層と光導波路部分層は、インジウム−
    ガリウム−ヒ素（ＩｎＧａＡｓ）またはインジウム−ガ
    リウム−ヒ素−リン（ＩｎＧａＡｓＰ）からなることを
    特徴とする特許請求の範囲第２６項に記載の固体光導波
    路。
  29. （２９）下部光閉込め層は、ｎ＾＋にドープされて基板
    を構成する層と光導波路層に接するｎ＾−にドープされ
    た緩衝層とを備え、上部光閉込め層は、化学的エッチン
    グ停止層と光導波路部とに接するｎ＾−にドープされた
    緩衝層を備えることを特徴とする特許請求の範囲第２０
    項に記載の固体光導波路。
  30. （３０）−所定の型の不純物がドープされており、格子
    定数と禁制帯の幅が所定の値である固体材料からなる基
    板を備える下部光閉込め層と、 −格子定数が下部光閉込め層の格子定数の倍数または約
    数と整合し、かつ、禁制帯の幅が下部光閉込め層の禁制
    帯の幅よりも狭い固体材料からなり、動作領域として機
    能する光導波路層と、−格子定数が光導波路層の格子定
    数の倍数または約数と整合する化学的エッチング停止層
    と、−化学的エッチング停止層とは化学的性質の異なる
    光導波路部と、 −下部光閉込め層とは反対の型の不純物がドープされ、
    格子定数が化学的エッチング停止層の格子定数と整合し
    、禁制帯の幅が光導波路層と光導波路部の禁制帯の幅よ
    りも広い固体材料からなる上部光閉込め層と、 −少なくとも２つの導電性電極と が連続的に堆積されており、光導波路層の屈折率は、下
    部光閉込め層および上部光閉込め層の屈折率よりも大き
    く、光導波路部の屈折率は上部光閉込め層の屈折率より
    も大きいことを特徴とする半導体レーザ。
  31. （３１）下部光閉込め層は、さらに、基板と光導波路層
    との間に、該基板と同じ材料からなるがドープされた不
    純物の量はより少ない緩衝層を備えることを特徴とする
    特許請求の範囲第３０項に記載の半導体レーザ。
  32. （３２）固体光導波路および半導体レーザの製造方法で
    あって、該方法は以下の段階、 ａ）光閉込め層に覆われた、固体材料からなる基板上に
    、格子定数が該基板材料の格子定数と整合し、禁制帯の
    幅が該光閉込め層を構成する材料の禁制帯の幅よりも狭
    い材料からなる第１の光導波路層を形成する第１段階と
    、 ｂ）第１の光導波路層上に、格子定数が、第１の光導波
    路層を構成する材料の格子定数と整合する材料からなる
    化学的エッチング停止層を形成する第２段階と、 ｃ）化学的エッチング停止層上に、格子定数が、該化学
    的エッチング停止層を構成する材料の格子定数と整合す
    る材料からなる第２の光導波路層を形成する第３段階と
    、 ｄ）第２の光導波路層を、化学的エッチング停止層には
    まったく作用しない薬品を用いて化学的にエッチングし
    て、少なくともひとつの光導波路部を形成する第４段階
    と、 ｅ）光導波路部上および化学的エッチング停止層の該光
    導波路部に覆われていない部分上に、格子定数が、光導
    波路部を構成する材料および化学的エッチング停止層を
    構成する材料の格子定数に整合し、禁制帯の幅が光導波
    路部を構成する材料および光導波路層を構成する材料の
    禁制帯の幅よりも大きい固体材料からなる上部光閉込め
    層を形成する第５段階と を含むことを特徴とする製造方法。
  33. （３３）層を形成する第１段階、第２段階、第３段階、
    第５段階において、エピタキシャル成長法を用いること
    を特徴とする特許請求の範囲第３２項に記載の製造方法
    。
  34. （３４）エピタキシャル成長法は、気相エピタキシャル
    成長法であることを特徴とする特許請求の範囲第３３項
    に記載の製造方法。
  35. （３５）化学的エッチング停止層の厚さは、光導波路を
    伝搬する光の波長よりもはるかに小さくすることを特徴
    とする特許請求の範囲第３２項に記載の製造方法。
  36. （３６）基板、上記光閉込め層、化学エッチング停止層
    は同一の材料で形成し、第１と第２の光導波路層は同一
    の材料で形成することを特徴とする特許請求の範囲第３
    ２項に記載の製造方法。
  37. （３７）−第３段階に、光をガイドする材料からなる複
    数の光導波路部分層と、複数の化学的エッチング停止部
    分層とを連続して交互に形成する過程を含み、 −第４段階に、光導波路部分層と化学的エッチング停止
    部分層を交互に連続的に化学的にエッチングする過程を
    含む ことを特徴とする特許請求の範囲第３２項に記載の製造
    方法。
  38. （３８）−光導波路部分層はすべて同一の材料で形成し
    、 −化学的エッチング停止部分層はすべて、化学的エッチ
    ング停止層と同一の材料で形成し、−光導波路部分層を
    エッチングする化学的エッチング過程ではすべて第１の
    タイプのエッチングを行い、 −化学的エッチング停止部分層をエッチングする化学的
    エッチング過程ではすべて第２のタイプのエッチングを
    行い、 −第２のタイプのエッチングを行う化学的エッチング過
    程も含めて、各化学的エッチング過程では、化学的エッ
    チング停止層をエッチングしないことを特徴とする特許
    請求の範囲第３７項に記載の製造方法。
JP62075746A 1986-03-28 1987-03-28 固体光導波路、該光導波路を応用したレーザ、および該光導波路とレーザの製造方法 Expired - Lifetime JP2941805B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8604523A FR2596529B1 (fr) 1986-03-28 1986-03-28 Guide d'onde optique en materiau semiconducteur, laser appliquant ce guide d'onde et procede de realisation
FR8604523 1986-03-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6360404A true JPS6360404A (ja) 1988-03-16
JP2941805B2 JP2941805B2 (ja) 1999-08-30

Family

ID=9333681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62075746A Expired - Lifetime JP2941805B2 (ja) 1986-03-28 1987-03-28 固体光導波路、該光導波路を応用したレーザ、および該光導波路とレーザの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4901321A (ja)
EP (1) EP0240400B1 (ja)
JP (1) JP2941805B2 (ja)
DE (1) DE3765676D1 (ja)
FR (1) FR2596529B1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979476B2 (en) 2000-10-10 2005-12-27 Nikon Corporation Filter member manufacturing method, filter member cutting method, filter chip cutting method, and filter chip manufacturing method
JP2007097619A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Daio Paper Corp 吸収性物品及び紙おむつ
US7862121B2 (en) 2006-01-27 2011-01-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat
US7938490B2 (en) 2006-01-27 2011-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat
US7959229B2 (en) 2006-01-27 2011-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Adjustable seat including operating members
US8162404B2 (en) 2006-01-27 2012-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2656432B1 (fr) * 1989-12-22 1992-03-20 Thomson Csf Procede de realisation d'un dispositif optoelectronique amplificateur, dispositif obtenu par ce procede et applications a des dispositifs optoelectroniques divers.
FR2658307A1 (fr) * 1990-02-13 1991-08-16 Thomson Csf Guide d'onde optique integre et procede de realisation.
FR2660439B1 (fr) * 1990-03-27 1993-06-04 Thomson Csf Structure guidante integree en trois dimensions et son procede de realisation.
JP2755471B2 (ja) * 1990-06-29 1998-05-20 日立電線株式会社 希土類元素添加光導波路及びその製造方法
US5235663A (en) * 1990-11-09 1993-08-10 National Semiconductor Corporation Optical interconnects
US5123078A (en) * 1990-11-09 1992-06-16 National Semiconductor Corp. Optical interconnects
US5198008A (en) * 1990-11-09 1993-03-30 National Semiconductor Corporation Method of fabricating an optical interconnect structure
JPH04291205A (ja) * 1991-03-19 1992-10-15 Fujitsu Ltd 導波路型光デバイス
FR2677490B1 (fr) * 1991-06-07 1997-05-16 Thomson Csf Emetteur-recepteur optique a semiconducteurs.
US5303319A (en) * 1992-12-28 1994-04-12 Honeywell Inc. Ion-beam deposited multilayer waveguides and resonators
FR2784185B1 (fr) 1998-10-06 2001-02-02 Thomson Csf Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation
IL135806A0 (en) 2000-04-24 2001-05-20 Lambda Crossing Ltd A multi layer integrated optical device and a method of fabrication thereof
US6504971B1 (en) 2000-04-24 2003-01-07 Lambda Crossing Ltd. Multilayer integrated optical device and a method of fabrication thereof
GB2373342A (en) * 2001-03-16 2002-09-18 Bookham Technology Plc Optical waveguide structure with etch stop layer
US6487354B1 (en) * 2001-05-01 2002-11-26 Corning Incorporated Design of low insertion loss, single-mode polymeric waveguides
GB2407394A (en) * 2003-10-23 2005-04-27 Dow Corning Ltd Optical waveguide with two differently dimensioned waveguiding layers on substrate
FR2879841B1 (fr) * 2004-12-22 2008-10-24 Thales Sa Laser semiconducteur de puissance a faibles divergence et astigmatisme

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743487A (en) * 1980-08-28 1982-03-11 Nec Corp Semiconductor laser
JPS60229389A (ja) * 1984-04-26 1985-11-14 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS61285781A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レ−ザ
JPS6220392A (ja) * 1985-07-18 1987-01-28 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS62200786A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190813A (en) * 1977-12-28 1980-02-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Strip buried heterostructure laser
JPS5898996A (ja) * 1981-12-03 1983-06-13 ゼロツクス・コ−ポレ−シヨン 注入形レ−ザ
JPS59129486A (ja) * 1983-01-14 1984-07-25 Toshiba Corp 半導体レーザ装置の製造方法
JPS6110293A (ja) * 1984-06-25 1986-01-17 Sharp Corp 光半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743487A (en) * 1980-08-28 1982-03-11 Nec Corp Semiconductor laser
JPS60229389A (ja) * 1984-04-26 1985-11-14 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS61285781A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レ−ザ
JPS6220392A (ja) * 1985-07-18 1987-01-28 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS62200786A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979476B2 (en) 2000-10-10 2005-12-27 Nikon Corporation Filter member manufacturing method, filter member cutting method, filter chip cutting method, and filter chip manufacturing method
JP2007097619A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Daio Paper Corp 吸収性物品及び紙おむつ
US7862121B2 (en) 2006-01-27 2011-01-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat
US7938490B2 (en) 2006-01-27 2011-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat
US7959229B2 (en) 2006-01-27 2011-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Adjustable seat including operating members
US8162404B2 (en) 2006-01-27 2012-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seat

Also Published As

Publication number Publication date
EP0240400B1 (fr) 1990-10-24
US4901321A (en) 1990-02-13
JP2941805B2 (ja) 1999-08-30
FR2596529B1 (fr) 1988-05-13
FR2596529A1 (fr) 1987-10-02
EP0240400A1 (fr) 1987-10-07
DE3765676D1 (de) 1990-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6360404A (ja) 固体光導波路、該光導波路を応用したレ−ザ、および該光導波路とレ−ザの製造方法
US5459747A (en) Semiconductor optical devices
JP3325825B2 (ja) ３次元周期構造体及びその作製方法並びに膜の製造方法
US5539763A (en) Semiconductor lasers and methods for fabricating semiconductor lasers
JPS643078B2 (ja)
US9515449B2 (en) Metal-insulator-metal waveguide for nano-lasers and optical amplifiers
JP3162424B2 (ja) 導波型光検出器及びその作製方法
US5452383A (en) Optical switch and method for producing the optical switch
US6226310B1 (en) Semiconductor optical device
US6714571B2 (en) Ridge type semiconductor laser of distributed feedback
JPH0766502A (ja) 光半導体装置及びその形成方法
JPH1197799A (ja) 半導体装置の製造方法
US6204078B1 (en) Method of fabricating photonic semiconductor device using selective MOVPE
US6489177B1 (en) Modulator-integrated semiconductor laser and method of fabricating the same
JP3264179B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPS6114787A (ja) 分布帰還型半導体レ−ザ
WO2021209114A1 (en) Optical device
US20230275399A1 (en) Semiconductor optical device and method of manufacturing the same
JPS6373585A (ja) 周波数可変分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ
JPH0410582A (ja) 半導体光素子
US12068579B2 (en) Semiconductor laser
JP2605650B2 (ja) 光アイソレータ
JPH10223921A (ja) 半導体受光素子とその製造方法
JP3309461B2 (ja) 量子細線の製造方法および量子細線並びにそれを用いた量子効果素子
JPH07312462A (ja) 面発光レーザダイオードの製造方法，及び面発光レーザダイオード

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term