Brevet FR2727791A1 — publié le 19960607

La présente invention concerne un dispositif à semi- conducteur optique et un procédé de fabrication de celui-ci, et plus particulièrement un dispositif optique intégré à semi-conducteur dans lequel l'isolation de l'élément électrique peut peut-être aisément réalisée entre les éléments semi-conducteurs optiques et qui est susceptible de fonctionner à haute vitesse, et à un procédé de fabrication de celui-ci. Des développements d'un dispositif optique à semi- conducteur auxquels sont intégrés un laser semi-conducteur et un modulateur optique ont été faits et destinés à une application pour des communications optiques. Dans un tel dispositif à semi-conducteur optique, un laser à rétroaction répartie (DFB) est amené à fonctionner avec du courant continu et une lumière émise par le laser subit une modulation à haute vitesse par un modulateur à absorption de lumière qui réduit la fluctuation des longueurs d'onde et est avantageux dans le domaine des communications optiques à haute vitesse, contrairement à une modulation directe du dispositif à semi-conducteur. Un dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique, auquel est intégré un laser DFB et un modulateur à absorption de lumière, qui est illustré dans "InGaAs/InGaAsP MQW Electroabsorption Modulator Integrated with a DFB Laser Fabricated by Band-Gap Energy Control Selective Area MOCVD," IEEE J. Quantum Electron., tome 29, pages 2088- 2096, 1993 par M. Aoki et al. sera maintenant décrit. La figure 5 est une vue en perspective du dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique sus-mentionné dont une portion est découpée. Sur la figure, le numéro de référence 2 désigne un substrat en InP du tpe n, le numéro de référence 3 désigne une électrode de surface de fond, le numéro de référence 4 désigne une couche d'absorption de lumière du modulateur optique, le numéro de référence 7 désigne une électrode de surface supérieure, le numéro de référence 8 désigne une couche en InP, dopée en Fe et semi-isolante, le numéro de référence 9 désigne une couche d'arrêt de trous en InP du 2 2727791 type n, le numéro de référence 11 désigne une couche active du laser DFB, le numéro de référence 12 désigne une grille ou un réseau de diffraction, le numéro de référence 14 désigne un guide d'ondes enterré, le numéro de référence 35 désigne une couche de placage supérieure en InP du type p, le numéro de référence 101 désigne le laser DFB et le numéro de référence 102 désignent un modulateur optique. Le laser DFB est équipé d'une grille ou d'un réseau de diffraction 12 sous la couche active qui rend possible d'accomplir de façon permanente l'émission laser d'une longueur d'onde unique. La couche active 11 du laser DFB 101 et la couche d'absorption de lumière 4 du modulateur optique 102 comprennent une couche de puits quantique continu, multiples, en InGaAs/InGaAsP, et son épaisseur est grande par rapport au laser DFB et faible dans le modulateur optique et la largeur de chaque puits quantique dans cette couche est également plus faible dans le modulateur optique que dans le laser DFB. De ce fait, la différence d'énergie entre les niveaux de masse de la bande de conduction et de la bande de valence à l'intérieur du puits quantique du laser DFB est plus faible que dans le modulateur optique. De ce fait, lorsqu'aucune tension n'est appliquée au modulateur optique, une lumière du laser DBF n'est pas absorbée dans la couche d'absorption de lumière 4. Cependant, si une tension de polarisation inverse est appliquée au modulateur optique, la lumière est absorbée en raison de l'effet Stark de confinement quantique (QCSE). En raison de cela, la lumière rayonnée par le laser DFB excité par un courant continu peut être modulée par le changement de la tension de polarisation appliquée au modulateur optique. La couche optique en InP dopée en Fe, semi-isolante et la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n remplissent les deux côtés du guide-ondes enterré comprenant la couche de puits quantiques multiple et les couches de placage en InP disposées au-dessus et en dessous de cette couche de puits quantiques multiple et agit comme couche d'arrêt de courant. Ceci réduit le courant de seuil du laser et améliore l'efficacité du laser. 3 2727791 La figure 6(a) est une vue en coupe du modulateur optique du dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique sus-mentionné. Etant donné que Fe devient un accepteur profond en InP, la couche 8 en InP dopée en Fe, semi-isolante, peut bloquer la diffusion des électrons du substrat 2 en InP du type n et la couche de blocage des trous, en InP du type n peut bloquer la diffusion des trous, de la couche de plaquage supérieure 35 en InP du type p. Une vue schématique de la section transversale lorsque ce dispositif à semi-conducteur optique est coupé le long d'une ligne de coupure S2-S2 et le long d'un plan parallèle au guide-ondes enterrée est montrée sur la figure 6(a). L'interface entre la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n et la couche de placage supérieure 35 en InP du type p est une interface de jonction pn, et la capacité de jonction C1 devient trop grande pour être négligée lors d'un fonctionnement à haute vitesse du modulateur optique. La capacité de jonction C3 dans le laser DFB devient également aussi grande que C1. D'autre part, les capacités C2 et C4 entre la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n et le substrat 2 en InP du type n sont également suffisamment plus faibles que C1 et C3 en raison de la couche semi-isolante 8 en InP dopée en Fe entre ces couches. Etant donné que la mobilité de l'électron est considérablement plus grande que celle d'un trou dans InP, une résistance électrique de la couche d'arrêt de trou 9 en InP du type n est faible. De ce fait, si la couche d'arrêt de trou 9 est continue à travers le modulateur optique et le laser DFB, il se produit une interférence mutuelle entre le modulateur et le laser DFB et la capacité C3 devient associée à la capacité C1, ce qui augmente la capacité parasite du modulateur optique et empêche une modulation haute fréquence. Ceci signifie que la largeur de bande du modulateur devient plus étroite. Pour éviter ces problèmes, une portion 36 de la couche d'arrêt de trous 9 entre le modulateur optique 102 et le laser DFB 101 est enlevée par attaque chimique comme cela est montré sur la figure 6(b). 4 2727791 Le procédé de fabrication du dispositif à semi- conducteur optique de l'état de la technique sera brièvement décrit. Tout d'abord, après la réalisation du réseau de diffraction 12 dans la région de formation de laser DFB de la surface de substrat en InP du type n, deux films en SiO2 en forme de bandes (d'une épaisseur de 15 pm respectivement) disposés sur les deux côtés d'une région (d'une largeur de pm) qui constituent les guides d'ondes enterrés de la région de formation de laser DFB sont formés. Puis, une couche de puits quantiques multiple en InGaAs/InGaAsP est sélectivement établie par croissance en utilisant le dépôt en phase vapeur chimique organique (appelé ci-après "MOCVD") sur une région à l'exception de la région en SiO2 ci-dessus. Lorsque cette couche de puits quantiques est formée, étant donné que la distance de 10 pm séparant les deux bandes en SiO2 est suffisamment plus faible que la longueur de diffusion en phase vapeur de 30-50 pm des matériaux formant une couche en croissance, une épaisseur de la couche de puits quantiques multiples établie par croissance sur la région entre ces bandes en SiO2 devient plus large que celle de la même couche de puits quantiques multiple établie par croissance sur une région à l'extérieur de cette région. Ensuite une opération d'attaque chimique est exécutée de façon que la couche de puits quantiques multiple demeure seulement sur la région entre les bandes en SiO2 et sur une région adjacente à cette région o le modulateur est formé, en réalisant ainsi le guide d'ondes enterré. De plus, après que la couche 8 en InP, dopée en Fe, semi-isolante et la couche de blocage de trous 9 en InP du type n ont été établies sélectivement par croissance sur les deux côtés du guide d'ondes enterrée, une portion de la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n entre le laser DFB et le modulateur optique est enlevée par attaque chimique. Ensuite, le masque de croissance sélective sur le guide d'ondes est enlevé, et la couche de placage supérieure 35 en InP du type p est établie par croissance sur toute la surface, comme cela est montré sur la figure 7. Sur cette figure, le numéro de 2727791 référence 36 indique la portion o la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n 9 était attaquée chimiquement. Le numéro de référence 37 désigne la région de guide-ondes enterré, o la couche d'arrêt de trous n'a pas été formée dès le début. Finallement, une attaque chimique mesa pour l'isolation des éléments est accomplie et les électrodes de surface supérieure et de surface inférieure sont réalisées, en complètant ainsi le dispositif à semi-conducteur optique illustré sur la figure 5. Comme cela a été décrit plus haut, dans le laser à semi-conducteur intégré et le modulateur optique, de l'état de la technique, il est nécessaire d'enlever par attaque chimique une portion de la couche d'arrêt de trous en InP du type n entre le laser et le modulateur pour isoler les éléments. Cependant, il est difficile d'éliminer sélectivement par attaque chimique seulement la couche d'arrêt de trous en vue de la possibilité de contrôler la vitesse d'attaque, et la surface de la couche en InP dopée en Fe semi-isolante sous la couche d'arrêt de trous est également susceptible d'être attaquée chimiquement. De ce fait, il est probable que le côté de la couche de puits quantiques multiple soit exposée et ce côté soit contaminé et endommagé. De plus, l'attaque chimique de la couche d'arrêt de trous ci-dessus est accomplie après qu'une région à l'exception de la région devant être attaquée est masquée par un résiste selon un processus de photogravure. Cependant, même si l'attaque est complètée et le masque de résiste est enlevé, un certain degré de contamination demeure sur la surface de la couche d'arrêt de trous. Ceci dégrade la cristallinité de la couche de placage supérieure en InP du type p qui est établie par croissance sur cette surface. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif à semi-conducteur optique intégré qui a une caractéristique d'isolation supérieure des éléments et une plus grande largeur. 6 2727791 Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé pour fabriquer de façon stable le dispositif semi-conducteur optique qui permet une fabrication stable. Selon un premier aspect de la présente invention, un dispositif semi-conducteur optique comprend des couches semi- conducteurs d'enfouissement disposées sur les deux côtés d'un guide d'ondes enterré qui sert pour chacun d'une pluralité d'éléments semiconducteurs optiques qui sont formés sur un substrat semi-conducteur, et pour former une couche continue s'étendant à travers la pluralité des éléments semi- conducteurs optiques. De plus, le dispositif à semi- conducteur enterré comprend une paire unique ou une pluralité de paires de couches semi-conductrices laminées sur une couche semi- conductrice semi-isolante, cette paire des couches laminées comprenant une couche d'arrêt de porteurs comprenant un semi-conducteur du même type de conductivité que celui du substrat semi-conducteur, et une couche semi- conductrice semi-isolante formée sur la couche d'arrêt de porteurs. De ce fait, la couche semi-conductrice semi- isolante est disposée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage supérieure qui est usuellement formée sur le guide-ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi-conducteur d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, si bien que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs soit réduite à une valeur inférieure à celui du dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique, qui comprend une jonction pn formée par ces deux couches. De ce fait, une interférence mutuelle entre des dispositifs semi-conducteur optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs est réduite et la capacité parasite du dispositif est également réduite, en assurant ainsi que le dispositif puisse fonctionner à une fréquence supérieure à celle de l'état de la technique. Selon un second aspect de la présente invention, dans le dispositif à semi-conducteur optique sus-mentionné comme 7 2727791 la pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques, on utilise un élément laser et un élément modulateur optique, tous les deux comprenant les guides-ondes enterrés formant une couche continue. Par conséquent, la couche semi-conductrice semi- isolante est diposée entre la couche d'arrêt de porteurs et la couche de placage supérieure qui est usuellement formée sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi-conducteur d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, si bien que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs soit réduite à une valeur inférieure à celle du dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique comprenant une jonction pn formée par ces deux couches. Ainsi une interférence mutuelle entre les dispositifs semi-conducteurs optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs est réduite et la capacité parasite du dispositif est également réduite, en assurant ainsi que le dispositif fonctionne jusqu'à une fréquence supérieure à celle de l'état de la technique. Selon un troisième aspect de la présente invention, dans le dispositif semi-conducteur optique sus-mentionné, la couche semi-conductrice semiisolante comprend InP dopé en Fe et le type de conductivité du semiconducteur formant la couche d'arrêt de porteurs est du type n. Par conséquent, la couche en InP qui est semi-isolante du fait qu'elle contient du Fe qui sert d'accepteur profond est disposée entre la couche d'arrêt de porteurs et la couche de placage supérieure qui comprend un semi-conducteur du type p qui est d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, de façon que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de proteurs soit réduite à une valeur inférieure à celle du dispositif semi- conducteur optique de l'état de la technique ayant une jonction pn formée par ces deux couches. Ainsi une interférence mutuelle entre les dispositifs semi-conducteurs optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs du type n est réduite et la capacité parasite du dispositif est également réduite si bien 8 2727791 que le dispositif soit en mesure de fonctionner jusqu'à une fréquence plus élevée que celle de l'état de la technique. De plus, puisque du Fe sert comme accepteur profond dans la couche en InP semi-isolante et dopée en Fe, comme cela est décrit plus, une diffusion des électrons à partir du substrat semi-conducteur du type n peut être bloquée efficacement. Selon un quatrième aspect de la présente invention, dans le dispositif semi-conducteur optique sus-mentionné, la couche semi-conductrice semiisolante comprend InP dopée avec du Ti et le type de conductivité du semi-conducteur formant la couche d'arrêt de porteurs est du type n. De ce fait, la couche en InP qui est semi-isolante du fait qu'elle contient du Ti servant d'accepteur profond est disposée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage qui est usuellement formée sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi-conducteur du type p qui est d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, si bien que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs soit réduite à une valeur inférieure à celui du dispositif semi- conducteur optique de l'état de la technique ayant une jonction pn formée par ces deux couches. De ce fait, une interférence mutuelle entre les dispositifs semi-conducteurs optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs du type n est réduite et la capacité parasite du dispositif est également réduite si bien que le dispositif soit en mesure de fonctionner jusqu'à une fréquence supérieure à celle de l'état de la technique. En outre, étant donné que du Ti sert d'accepteur profond dans la couche en InP semi-isolante et dopée en Ti, comme cela a été décrit plus haut, une diffusion d'électrons à partir du substrat semi-conducteur du type n peut être effectivement bloquée. Selon un cinquième aspect de la présente invention, dans le dispositif semi-conducteur optique sus-mentionné, la couche semi-conductrice semiisolante comprend du InP dopé avec du Cr et le type de conductivité du semi-conducteur 9 2727791 formant la couche d'arrêt de porteurs est du type p. Par conséquent, la couche en InP qui est semi-isolante du fait qu'elle contient du Cr servant de donneur profond est disposée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage supérieure qui est usuellement formée sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi-conducteur du type n qui est d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, si bien que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs soit réduite à une valeur inférieure à celle du dispositif semi- conducteur optique de l'état de la technique ayant une jonction pn formée par ces deux couches. Ainsi une interférence mutuelle entre les dispositifs semi-conducteurs optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs du type p est réduite et la capacité parasite du dispositif est également réduite si bien que le dispositif soit en mesure de fonctionner jusqu'à une fréquence supérieure à celle de l'état de la technique. En outre, étant donné que du Cr sert de donneur profond dans la couche en InP semi-isolante, dopée en Cr comme cela est décrit plus haut, une diffusion des trous à partir du substrat semi-conducteur du type p peut être bloquée efficacement. Selon un sixième aspect de la présente invention, dans le dispositif semi-conducteur optique sus-mentionné, la couche semi-conductrice semi-isolante comprend du AlInAs non dopé. Ainsi, la couche en AlInAs non dopée semi-isolante est disposée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage supérieure qui est formée, de façon usuelle, sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi-conducteur du type n qui est d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi-conducteur, si bien que la capacité entre la couche de placage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs soit réduite à une valeur inférieure à celle du dispositif semi-conducteur optique de l'état de la technique ayant une jonction pn formée par les deux couches. Par conséquent, une interférence mutuelle entre 2727791 les dispositifs semi-conducteurs optiques à travers la couche d'arrêt de porteurs est réduite, et la capacité parasite du dispositif est également réduite, permettant ainsi au dispositif de fonctionner jusqu'à une fréquence supérieure à celle de l'état de la technique. En outre, étant donné que AlInAs a une bande interdite plus large que InP ou analogue, la couche en AlInAs non dopée, semi-isolante peut bloquer efficacement une diffusion de porteurs à partir du substrat semi- conducteur ou de la couche de placage qui comprend InP ou analogue. Selon un septième aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur optique comprend un procédé de formation d'une couche qui sert de guide d'ondes enterré pour chacun d'une pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques sur un substrat semi- conducteur, et un procédé d'établissement par croissance d'une couche semi-conductrice semi-isolante et subséquemment d'une paire unique ou de paires multiples de couches semi- conductrices, une paire de couches semi-conductrices comprenant une couche d'arrêt de porteurs comportant un semi- conducteur du même type de conductivité que celui du substrat semiconducteur et une couche semi-conductrice semi-isolante, aux deux côtés du guide d'ondes enterré, de façon qu'une couche continue soit formée qui s'étend à travers la pluralité des éléments semi-conducteurs, en formant ainsi une couche semi-conductrice d'enfouissement comportant la couche semi-conductrice et la paire unique ou la pluralité de paires de couches semi-conductrices. Ainsi, la couche semi- conductrice semi-isolante est formée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage supérieure qui comporte un semi- conducteur d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semi- conducteur et est formée, de façon habituelle, sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs, et ainsi la capacité entre ces couches est réduite par rapport à celle dans l'état de la technique. Par conséquent, une interférence mutuelle entre les éléments semi-conducteurs optiques peut être réduite sans qu'une 1il 2727791 portion de la couche d'arrêt de porteurs entre les éléments semi-conducteurs optiques soit enlevée par attaque chimique, et les capacités parasites des éléments sont réduites, ce qui permet au dispositif semi-conducteur optique de fonctionner jusqu'à une fréquence plus élevée que dans l'état de la technique. En outre, il diffère du procédé de fabrication selon l'état de la technique du fait qu'aucun procédé d'attaque chimique d'une portion de la couche d'arrêt de porteurs entre les éléments semi-conducteurs optiques ne soit exigée avant l'établissement par croissance de la couche de placage supérieure, et aucun procédé de photogravure ne soit nécessaire pour l'attaque chimique. Ainsi, il n'y a plus de contamination sur la surface de la couche semi-conductrice semi-isolante qui est la couche la plus extérieure et la cristallinité de la couche de placage supérieure qui est établie par croissance sur cette couche est maintenue à un état excellent, ce qui procure un dispositif semi-conducteur optique hautement fiable. En plus, étant donné qu'acun procédé d'attaque chimique seulement de la couche d'arrêt de porteurs qui est difficile à contrôler n'est nécessaire pour attaquer la région entre les éléments semi-conducteurs optiques, le rendement de la fabrication du dispositif semi- conducteur optique peut être amélioré. Selon un huitième aspect de la présente invention, dans le procédé de fabrication ci-dessus d'un dispositif semi- conducteur optique, une pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques constitue un élément laser et un élément modulateur optique et dans le procédé de réalisation du guide d'ondes enterré, une couche semiconductrice continue s'étendant à travers l'élément laser et l'élément modulateur optique est formée sur le substrat semi-conducteur. Ainsi, la couche semi-conductrice semi-isolante est formée entre la couche d'arrêt de porteurs et une couche de placage supérieure qui est formée de façon usuelle à la fois sur le guide d'ondes enterré et la couche d'arrêt de porteurs et comprend un semi- conducteur d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semiconducteur, et ainsi la capacité entre la 12 2727791 couche de plaquage supérieure et la couche d'arrêt de porteurs est réduite à une valeur inférieure à celle du dispositif semi-conducteur optique de l'état de la technique ayant une jonction pn formée par ces deux couches. Ainsi une interférence mutuelle entre l'élément laser et l'élément modulateur semi-conducteur optique peut être réduit sans enlever par attaque chimique une portion de la couche d'arrêt de porteurs entre l'élément laser et l'élément modulateur optique, et la capacité parasite de l'élément modulateur semi-conducteur optique est réduite, si bien que la largeur de bande de la modulation puisse être supérieure à celle du dispositif de l'état de la technique. En outre, il diffère du procédé de fabrication selon l'état de la technique par le fait qu'aucun procédé d'attaque chimique d'une portion de la couche d'arrêt de porteurs entre les éléments semi- conducteurs optiques ne soit nécessaire avant l'établissement par croissance de la couche de placage supérieure, et aucun procédé de photogravure ne soit nécessaire pour l'attaque. Ainsi, il n'y a pas de contamination sur la surface de la couche semiconductrice semi-isolante qui est la couche la plus extérieure, et la cristallinité de la couche de placage supérieure qui est établie par croissance sur cette couche est maintenue à un état excellent, en procurant ainsi un dispositif semi-conducteur optique de fiabilité élevé. En outre, puisqu'aucun procédé pour attaquer seulement la couche d'arrêt de porteurs qui est difficile à contrôler n'est nécessaire pour attaquer chimiquement la région entre les éléments semi-conducteurs optiques, le rendement de fabrication du dispositif semi- conducteur optique peut être amélioré. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: 13 2727791 - la figure l(a) est une vue en perspective illustrant un dispositif semi-conducteur optique auquel est intégré un laser DFB et un modulateur optique selon un premier mode de réalisation de la présente invention et la figure l(b) est une vue en perspective du dispositif selon la figure l(a) dont une portion a été enlevée; - la figure 2(a) est une vue en coupe à une surface perpendiculaire au guide d'ondes enterré illustrant le modulateur optique du dispositif semi-conducteur optique auquel est incorporé un laser DFB et un modulateur optique selon le premier mode de réalisation de la présente invention et la figure 2(b) est une vue en coupe le long d'un plan parallèle au guide d'ondes enterré à travers une ligne interrompue S1-S1 selon la figure 2(a) illustrant le dispositif semi-conducteur optique selon la figure 2(a); - les figures 3(a)-3(k) sont des vues en perspective illustrant un procédé de fabrication du dispositif semi- conducteur optique auquel sont intégrés un laser DFB et un modulateur optique selon le premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue en coupe à une surface perpendiculaire au guide d'ondes enterré illustrant un modulateur optique d'un dispositif semi-conducteur optique auquel sont intégrés un laser DFB et un modulateur optique selon un second mode de réalisation de la présente invention; - la figure 5 est une vue en coupe illustrant un dispositif semi-conducteur optique de l'état de la technique, auquel sont intégrés un laser DFB et un modulateur optique dont une portion a été enlevée; - la figure 6(a) est une vue en coupe à une surface perpendiculaire au guide d'ondes enterré illustrant le modulateur optique du dispositif semi-conducteur optiqueselon l'état de la technique, intégrant un laser DFB et un modulateur optique et la figure 6(b) est une vue en coupe le long d'un plan parallèle au guide d'ondes enterré le long 14 2727791 d'une ligne interrompue S2-S2 de la figure 6(a) illustrant le dispositif semi-conducteur optique, et - la figure 7 est une vue en perspective illustrant un procédé de fabrication du dispositif semi-conducteur optique selon l'état de la technique, intégrant un laser DFB et un modulateur optique. Mode de réalisation 1. Un premier mode de réalisation dela présente invention sera décrit. Un dispositif semi-conducteur optique (un laser à semi- conducteur avec un modulateur optique) intégrant un laser DFB et un modulateur absorption de lumière selon le premier mode de réalisation est montré sur la figure l(a)-l(b). La figure l(a) est une vue en perspective de ce dispositif à semi- conducteur optique et la figure l(b) est une vue en perspective du même dispositif à semi-conducteur optique dont une portion est enlevée. Sur ces figures, le numéro de référence i désigne un corps du laser à semiconducteur avec le modulateur optique, le numéro de référence désigne un substrat en InP du type n, le numéro de référence 3 désigne une électrode de surface inférieure en Ti/Pt/Au, le numéro de référence 4 désigne une couche à absorption de lumière de puits quantiques multiples en InGaAs/InGaAsP, le numéro de référence 5 désigne une seconde couche de placage en InP du type p. le numéro de référence 6 désigne une couche de contact en InGaAs du type p, le numéro de référence 7 désigne une électrode de surface supérieure en Cr/Au, le numéro de référence 8 désigne une couche en InP dopée en Fe semi- isolante et inférieure, le numéro de référence 9 désigne une couche d'arrêt de trous en InP du type n, le numéro de référence 10 désigne une couche en InP dopée en Fe, semi- isolante et supérieure, le numéro de référence 11 désigne une couche active de puits quantiques multiples en InGaAs/InGaAsP, le numéro de référence 12 désigne un réseau de diffraction enterré en InGaAsP, le numéro de référence 14 désigne un mesa de couche active (un guide d'ondes enterré), le numéro de référence 15 désigne un mesa de traitement, le 2727791 numéro de référence 29 désigne un film protecteur en SiO2, le numéro de référence 101 désigne un laser DFB et, le numéro de référence 102 désigne un modulateur à absorption de lumière. Le principe de l'oscillation laser et de modulation de lumière dans le dispositif à semi-conducteur optique selon ce mode de réalisation est fondamentalement le même que dans le dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique décrit ci-dessus. Ainsi, le réseau de diffraction enterré 12 en InGaAsP en dessous de la couche active du laser DFB est pour émettre un faisceau laser, de façon stable, à une longueur d'onde unique. En outre, la couche active 11 du laser DFB 101 et la couche d'absorption de lumière 4 du modulateur optique 102 sont formées par la couche de puits quantiques multiples continue en InGaAs/InGaAsP, et cette couche est épaisse dans le laser DFB et mince dans le modulateur optique, et une largeur de chaque puits quantique contenue dans cette couche est plus étroite dans le modulateur optique que dans le laser DFB. Par conséquent, la différence d'énergie entre les niveaux inférieurs de la bande de conduction et la bande de valence à l'intérieur du puits quantique du laser DFB est plus faible que dans le modulateur optique, et lorsqu'aucune tension de polarisation n'est appliquée au modulateur optique, une lumière du laser DFB n'est pas absorbée dans la couche à absorption de lumère 4. Cependant, lorsqu'une tension de polarisation inverse est appliquée au modulateur optique, la lumière est absorbée grâce à l'effet Stark de confinement quantique (QCSE). De cette manière, la lumière rayonnée par le laser DFB exité par un courant continu peut être modulée en changeant la tension de polarisation appliquée au modulateur optique. En d'autres termes, l'intensité de la lumière émise par la facette de modulateur à absorption de lumière change en réponse à la tension de polarisation appliquée au modulateur. Le dispositif à semi-conducteur optique selon ce mode de réalisation diffère du dispositif à semi-conducteur optique de l'état de la technique décrit plus haut par le fait qu'il comprend des couches d'enfouissement sur les deux 16 2727791 côtés du guide d'ondes enterré. Une vue en coupe du modulateur optique est illustrée sur la figure 2(a). Sur cette figure, le numéro de référence 13 désigne une couche de placage en InP du type p, le numéro de référence 26 désigne une première couche de placage supérieure en InP du type p et le numéro de référence 30 désigne les couches d'enfouissement sur les deux côtés du guide d'ondes enterré. Comme on le voit sur la figure, la couche d'enfouissement 30 sur les deux côtés du guide-ondes enterré est formée en laminant la couche 8 en InP dopée en Fe semi-isolante inférieure, la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n et la couche 10 en InP dopée en Fe semi-isolante supérieure. Etant donné que Fe devient un accepteur profond dans InP, la couche 8 en InP dopée en Fe semi-isolante inférieure peut arrêter la diffusion des électrons à partir du substrat en InP du type n, et la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n a pour fonction d'arrêter la diffusion des trous à partir de la couche de placage supérieure en InP du type p. Une vue schématique d'une coupe de ce dispositif à semi-conducteur optique dans un plan parallèle au guide d'ondes enterré à travers la ligne interrompue S1-S2 sur la figure 2(a) est montrée sur la figure 2(b). Contrairement au dispositif semi- conducteur optique de l'état de la technique décrit plus haut dans lequel la couche d'arrêt de trous en InP du type n et la couche de placage supérieure en InP du type p sont directement en contact l'une avec l'autre, l'interface formant une jonction pn, dans le dispositif à semi-conducteur optique selon ce mode de réalisation, il y a une couche 10 en InP dopée en Fe semi-isolante supérieure entre la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n et la seconde couche de placage supérieure 5 en InP du type p. Ainsi les capacités CA et CC entre la couche d'arrêt de trous 9 et la seconde couche de placage supérieure 5 illustrées sur la figure 2(b) sont suffisamment plus faibles que les capacités (C1 et C3 sur les figures 6(b)) entre ces deux couches dans l'état de la technique. En outre, les capacités CB et CD entre la couche d'arrêt de trous 9 et le substrat 2 en InP du type n sont 17 2727791 aussi faibles que CA et CC. Etant donné que la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n, de faible résistance, est continue à travers le laser DFB 101 et le modulateur optique 102, CA est associé à CC et CD via la résistance R de cette couche. Cependant, CA et CC sont suffisamment plus faibles que celles dans l'état de la technique décrit ci-dessus, l'interférence entre le laser DFB et le modulateur optique à travers cette voie formée par la couche d'arrêt de trous 9 est suffisamment réduite. Ceci signifie que l'isolation électrique de ces éléments est possible sans enlever par attaque chimique la portion de la couche d'arrêt de trous entre le laser DFB et le modulateur optique, comme dans l'état de la technique. De plus, étant donné que la capacité parasite CA du modulateur optique est faible et les capacités parasites (CC et CD) du laser DFB sont également faibles, comme cela a été décrit plus haut, il est possible de faire fonctionner le modulateur optique à des fréquences plus élevées dans ce mode de réalisation. En d'autres termes, la largeur de bande de modulation du modulateur optique peut être élargie. Un procédé de fabrication du dispositif à semi- conducteur optique selon ce mode de réalisation sera décrit. Tout d'abord, comme cela est illustré sur la figure 3(a), deux masques de croissance sélectives 21 en SiO2 en forme de bandes sont formés sur les deux côtés d'une région qui devient le guide d'ondes, de la région formant le laser DFB sur la surface du substrat 2 en InP du type n, et des régions du substrat, à l'exception de cette région masquée, sont attaqués chimiquement jusqu'à une profondeur prédéterminée. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(b), la couche de puits quantiques multiples 22 en InGaAs/InGaAsP, la couche de plaquage 13 en InP du type p, la couche de recouvrement 24 en InP du type p sont successivement établies par croissance sur la région à l'exception de la région de masque en SiO2, en utilisant le procédé MOCVD. Pendant ce processus, l'épaisseur de la couche de croissance sur la région entre les masque en SiO2 devient plus grande que celle des couches 18 2727791 établies par croissance sur l'autre région. Par conséquent l'épaisseur de la couche de puits quantiques multiples 22 devient plus grande que celle de la même couche de puits quantiques multiples établie par croissance sur l'autre région. Puis, les masques en SiO2 sont enlevés. Ensuite, comme cela est illustré sur la figure 3(c), après le dépôt d'un photorésiste sur toute la surface, un motif de résiste périodique est formé en utilisant le procédé à exposition par interférence et en utilisant ce résiste comme un masque, la couche de chapeau 24 en InP du type p et la couche guide 23 en InGaAsP sont attaquées chimiquement en formant ainsi le réseau de diffraction 12 ayant le motif périodique. De plus, comme cela est illustré sur la figure 3(d), en attaquement chimiquement la couche chapeau 24 en InP du type p et la couche guide 23 en InGaAsP dans une région o le modulateur optique est formé, le réseau de diffraction 12 est laissé sur la région o le laser DFB est formé. Ensuite, comme cela est illustré sur la figure 3(e), la première couche de placage 26 en InP du type p est établie par croissance sur toute la surface en utilisant le processus MOCVD. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(f), le masque d'attaque en SiO2 est formé sur la région o le guide d'ondes enterré est formé et, en utilisant ce masque, une attaque par voie humide est accomplie et le mesa de couche active 14 (guide d'ondes enterré) est formé. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(g), la couche 8 en InP dopée en Fe semi- isolante, inférieure, la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n et la couche 10 en InP dopée en Fe isolante supérieure sont établies successivement et sélectivement par croissance sur les deux côtés du mesa de couche active en utilisant le processus MOCVD, pour former ainsi la couche d'enfouissement 30. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(h), après enlèvement du masque d'attaque 27 en SiO2, la seconde couche de placage supérieure 5 en InP du type p et la couche de contact 6 en InGaAs du type p sont établies successivement par croissance sur toute la surface en utilisant la technique MOCVD. Ensuite, la portion de la couche de contact 6 en 19 2727791 InGaAs du type p entre le laser DFB et le modulateur optique est enlevée par attaque chimique et une rainure d'isolation 28 est formée. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(j), après que les régions sur les deux côtés de la région o le laser DFB et le modulateur optique sont formés, ont été attaqués chimiquement en formant ainsi le mesa de traitement , le film protecteur 29 en SiO2 est disposé sur toute la surface par pulvérisation cathodique. Puis, les portions du film protecteur 29 en SiO2 directement au-dessus de la couche active du laser DFB et la couche à absorption de lumière du modulateur optique sont enlevées et le film en Cr/Au est déposé sur toute la surface par évaporation. Puis, comme cela est illustré sur la figure 3(k), la région o l'électrode de surface supérieure est formée, est plaquée avec Au et, en attaquant le film en Cr/Au en utilisant cette couche de placage en Au comme masque, l'électrode de surface supérieure en Cr/Au 7 est formée. Finallement, après meulage de la surface inférieure du substrat 2 en InP du type n, l'électrode de surface inférieure en Ti/Pt/Au est formée de façon à obtenir ainsi le dispositif à semi-conducteur optique intégrant un laser DFB et un modulateur à absorption de lumière illustré sur la figure 1. Le procédé de fabrication du dispositif à semi- conducteur optique selon ce mode de réalisation diffère du procédé de fabrication selon l'état de la technique, antérieurement décrit, par le fait qu'il n'y a pas de processus d'enlèvement par attaque chimique d'une portion de la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n entre la laser DFB et le modulateur optique avant l'établissement par croissance de la seconde couche de placage supérieure en InP du type p. Par conséquence, aucun processus de photogravure n'est accompli pour cette attaque et, par conséquent, il ne se produit pas de contaminations sur la surface de la couche en InP dopée en Fe, semi-isolante et supérieure et la cristallinité de la seconde couche de placage supérieure en InP du type p qui est établie par croissance sur la surface de la couche en InP dopée en Fe semi-isolante supérieure est 2727791 maintenue à un état excellent, ce qui permet d'obtenir un dispositif à semi-conducteur optique hautement fiable. De plus, étant donné qu'il n'implique aucun processus d'enlèvement par attaque chimique seulement de la portion de la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n entre le laser DFB et le modulateur optique, qui est difficile à contrôler, le rendement de fabrication de ces dispositifs à semi- conducteurs optiques peut être amélioré. Etant donné que du Ti sert d'accepteur profond, de façon similaire au Fe dans InP, InP dopé en Ti peut être utilisé pour les couches 8 et 10 en InP semi-isolantes à la place de InP dopé en Fe, et l'effet similaire à celui ci- dessus est obtenu. En outre, étant donné que Cr sert de donneur profond dans InP, InP dopé en Cr peut être utilisé pour les couches 8 et 10 en InP semi- isolantes à la place de InP dopé en Fe, et des effets similaires à ceux décrits plus haut sont obtenus. Dans ce cas, cependant, le type de conductivité des couches respectives doit être opposé à ceux décrits ci-dessus. Ceci signifie que le substrat en InP et la couche d'arrêt de trous devraient être du type p et la couche de placage supérieure devrait être du type n. Dans ce cas, la couche d'arrêt de trous est remplacée par une couche d'arrêt d'électrons pour arrêter la diffusion d'électrons à partir de la couche de placage supérieure du type n. L'AlInAs non dopé, semi-isolante peut être utilisée pour les couches 8 et 10 en InP semi-isolantes à la place de InP dopé en Fe et des effets similaires à ceux décrits plus haut peuvent être obtenus. Ceci est dû au fait que la bande interdite du AlInAs est plus large que celle de InP et ceci peut effectivement bloquer la diffusion des porteurs (électrons et trous) à partir des couches en InP. Mode de réalisation 2. Un second mode de réalisation de la présente invention sera décrit. Une coupe d'un modulateur optique d'un dispositif à semi-conducteur optique selon ce mode de réalisation 21 2727791 intégrant un laser DFB et un modulateur à absorption de lumière est illustrée sur la figure 4. Comme on le voit sur la figure, la couche d'enfouissement 30 sur les deux côtés du guide d'ondes enterré 14 comprend trois couches d'une couche 41 en InP dopé en Fe semi-isolante et deux couches d'arrêt de trous 42 en InP du type n, laminées, de façon alternante, l'une sur l'autre. Les structures autres que celles de ces couches d'enfouissement sont les mêmes comme dans le dispositif à semiconducteur optique du premier mode de réalisation à la fois pour le laser DFB et le modulateur optique. Par conséquent, sur la figure 4, le numéro de référence 2 désigne un substrat en InP du type n, le numéro de référence 3 désigne une électrode de surface inférieure en Ti/Pt/Au, le numéro de référence 4 désigne une couche à absorption de lumière à puits quantiques multiples en InGaAs/InGaAsP, le numéro de référence 5 désigne une seconde couche de placage supérieure en InP du type p, le numéro de référence 6 désigne une couche de contact en InGaAs du type p, le numéro de référence 7 désigne une électrode de surface supérieure en Cr/Au, le numéro de référence 13 désigne une couche de placage en InP du type p, le numéro de référence 26 désigne une première couche de placage supérieure en InP du type p et le numéro de référence 29 désigne un film protecteur en SiO2. Etant donné que le dispositif à semi-conducteur optique de ce mode de réalisation constitue également la couche 41 en InP dopé en Fe semiisolante supérieure entre la couche d'arrêt de trous 42 en InP du type n et la seconde couche de placage supérieure 5 en InP du type p, la capacité entre la couche d'arrêt de trous 42 et la seconde couche supérieure de placage 5 est suffisamment plus faible que la capacité de jonction pn entre les deux couches correspondantes dans l'état de la technique. Etant donné que la couche d'arrêt de trous 42 en InP du type n de faible résistance est continue à travers le laser DFB et le modulateur optique, la capacité sur le côté modulateur est associé à la capacité sur le côté laser DFB par l'intermédiaire de la résistance de cette 22 2727791 couche. Cependant, comme cela a été décrit plus haut, la capacité sur le côté modulateur est suffisamment plus faible que celle dans l'état de la technique et l'interférence mutuelle entre le laser DFB et le modulateur optique dans cette voie est réduite. Ainsi l'isolation électrique de ces éléments est possible sans éliminer par attaque chimique la portion de la couche d'arrêt de trous entre le laser DFB et le modulateur optique comme dans l'état de la technique. En outre, étant donné que la capacité parasite du modulateur optique est faible comme la capacité parasite du laser DFB qui est associée au premier est faible, il est possible de faire fonctionner le modulateur optique jusqu'à une fréquence supérieure dans ce mode de réalisation. En d'autres termes, la largeur de bande de modulation du modulateur optique peut être élargie. Dans le procédé de fabrication du dispositif semi- conducteur optique selon le seconde mode de réalisation, les couches d'enfouissement 30 sur les deux côtés du guide d'ondes enterré sont établies par croissance de façon que trois couches 41 en InP dopé en Fe semi-isolantes et deux couches d'arrêt de trous 42 en InP du type n soient établies de façon alternante par croissance l'une sur l'autre, comme cela est illustré sur la figure 4. A part de cela, le processus d'établissement par croissance de cette couche d'enfouissement, le procédé de fabrication est le même que dans le premier mode de réalisation. Le procédé de fabrication du dispositif à semi- conducteur optique de ce mode de réalisation se distingue du procédé de fabrication selon l'état de la technique par le fait qu'aucun processus n'est nécessaire pour enlever par attaque chimique une portion de la couche d'arrêt de trous 42 en InP du type n entre le laser DFB et le modulateur optique avant l'établissement par croissance de la seconde couche supérieure de placage en InP du type p. De ce fait, aucun processus de photogravure n'est accompli pour l'attaque et, par conséquent, il n'y a pas de contaminations sur la surface de la couche semi-isolante la plus supérieure 41 en InP dopé 23 2727791 en Fe et la cristallinité de la seconde couche de placage supérieure 5 en InP du type p qui est établie par croissance sur la surface de la couche semi-isolante la plus supérieure 41 en InP dopé en Fe est maintenue à un état excellent, en obtenant ainsi un dispositif à semi- conducteur optique hautement fiable. De plus, étant donné qu'il ne contient aucun processus d'enlèvement par attaque chimique seulement de la portion de la couche d'arrêt de trous 9 en InP du type n entre le laser DFB et le modulateur optique, qui est difficile à contrôler, le rendement de fabrication du dispositif semi-conducteur optique peut être amélioré. Comme il a été également décrit dans ce premier mode de réalisation, du InP dopé en Ti, du InP dopé en Cr ou du AlGaAs non dopé peut être utilisé pour la couche semi- isolante 41 en InP à la place de InP dopé en Fe. Dans ce cas, des effets similaires au cas o du InP dopé en Fe est utilisé sont obtenus. Cependant lorsque du InP dopé en Cr est utilisé, le type de conductivité des couches respectives doit être opposé à ceux qui sont décrits en se référant à la figure 4. Supplémentairement, alors que les couches d'enfouissement 30 sur les deux côtés du guide d'ondes enterré comprennent trois couches semi-isolantes 41 en InP dopé en Fe et deux couches d'arrêt de trous 42 en InP du type n, laminées l'une sur l'autre, de façon alternante, un plus grand nombre de couches semi-isolantes en InP dopé en Fe et de couches d'arrêt de trous en InP du type n peut être laminées, de façon alternante, et des effets similaires sont obtenus. Cependant, la couche la plus supérieure et la couche la plus inférieure doivent être des couches comprenant du InP semi-isolantes, dopées en Fe. 24 2727791 REVENDICATIONS 1. Dispositif à semi-conducteur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semi-conducteur (2) ayant une surface; une pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques (101, 102) disposés sur ladite surface dudit substrat semi- conducteur (2); chacun desdits éléments semi-conducteurs optiques (101, 102) comprenant un guide d'ondes enterré (14) et des couches semi-conductrices d'enfouissement (8, 9, 10) formées sur les deux côtés dudit guide d'ondes enterré (14), lesdites couches semi-conductrices d'enfouissement (8, 9, 10) formant une couche continue s'étendant à travers les éléments semi- conducteurs optiques multiple (101, 102); lesdites couches semiconductrices d'enfouissement (8, 9, 10) comprennent une paire unique ou une pluralité de paires de couches laminées formées sur une couche semi- conductrice semi-isolante (8), une paire desdites couches laminées comprenant une couche d'arrêt de porteurs (9) comprenant un semiconducteur du même type de conductivité que celui dudit substrat semiconducteur (2), et une couche semi-conductrice semi-isolante (10) formée sur ladite couche d'arrêt de porteurs (9). 2. Dispositif à semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à titre d'éléments semi-conducteurs optiques multiples, il y a un élément laser (101) et un modulateur optique (102) et les guide d'ondes enterrés précités (14) de l'élément laser (101) et du modulateur optique (102) forment une couche continue. 3. Dispositif à semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche semi- conductrice semi-isolante précitée (8, 10) comprend du InP dopé en Fe et le type de conductivité du semi-conducteur constituant la couche d'arrêt de porteurs (9) est du type n. 2727791 4. Dispositif à semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche semi- conductrice semi-isolante précitée (8, 10) comprend du InP dopé en Ti et la conductivité du semi-conducteur constituant la couche d'arrêt de porteurs (9) précitée est du type n. 5. Dispositif à semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche semi- conductrice semi-isolante précitée (8, 10) comprend du InP dopé en Cr et la conductivité du semi-conducteur constituant la couche d'arrêt de porteurs précitée (9) est du type p. 6. Dispositif à semi-conducteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche semi- conductrice semi-isolante précitée (8, 10) comprend du AlInAs non dopé. 7. Procédé de fabrication d'un dispositif à semi- conducteur optique comprenant les opérations de: former une couche qui sert de guide d'ondes enterré (14) pour chacun d'une pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques (101, 102) sur un substrat semi- conducteur (2), établir par croissance une couche semi- conductrice semi-isolante (8) et subséquemment une paire unique ou une pluralité de paires de couches semi-conductrices, une paire des couches semi-conductrices comprenant une couche d'arrêt de porteurs (9) comportant un semi-conducteur du même type de conductivité que celui du substrat semi-conducteur (2) et une couche semi-conductrice semi- isolante (10), sur les deux côtés dudit guide d'ondes enterré (14), de façon qu'une couche continue soit formée qui s'étend à travers ladite pluralité d'éléments semi-conducteurs (101, 102), en formant ainsi une couche semi-conductrice d'enfouissement comportant ladite couche semi- conductrice (8) et ladite paire unique ou la pluralité de paires de couches semi-conductrices (9, 10). 8. Procédé de fabrication du dispositif à semi- conducteur optique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments semi-conducteurs optiques comprend un élément laser (101) et un modulateur optique (102), et ledit processus de formation du guide d'ondes 26 2727791 enterré précité (14) sert pour former une couche semi- conductrice continue s'étendant à travers ledit élément laser (101) et ledit modulateur optique (102) sur le substrat semi- conducteur (2).