(57)【要約】【課題】半導体発光素子と半導体光検出素子との間で電気的なクロストークが生じるのを抑制することの可能な半導体発光装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ素子４０と、半導体光検出素子１０との間に、絶縁層２０および金属層３０が挿入されている。絶縁層２０は、半導体光検出素子１０のｐ型コンタクト層１３上に形成されたＡｌＡｓ層に含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより形成されたものであり、金属層３０によって半導体レーザ素子４０に貼り合わされている。【選択図】図１
2010177649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１多層膜反射鏡、発光領域を含む活性層、および第２多層膜反射鏡をこの順に有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子との関係で前記第１多層膜反射鏡側に設けられ、かつ前記発光領域から射出された光を吸収する光吸収層を有する半導体光検出素子と、
前記半導体発光素子と前記半導体光検出素子との間に配置された絶縁性を有する酸化層と
を備えた半導体発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子は、当該半導体発光素子に注入された電流を狭窄する電流狭窄層を有し、
前記酸化層は、前記電流狭窄層の厚さよりも厚くなっている
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記酸化層は、相対的に酸化され難い半導体材料を含む第１薄膜と、相対的に酸化され易い半導体材料の酸化物を含む第２薄膜とを交互に積層して構成されている
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子は、前記第２多層膜反射鏡の上に、前記発光領域との対向領域を含む領域に光射出口を有する環状の電極を有し、
前記酸化層は、前記光射出口との対向領域内に開口を有する
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光素子と、前記酸化層との間に、前記半導体発光素子および前記酸化層を互いに貼り合わせる金属層を備えた
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光素子は、前記酸化層上に直接に接して形成されている
請求項１に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子および半導体光検出素子を有する半導体発光装置に係り、特に、半導体発光素子および半導体光検出素子を互いに独立に駆動させる用途で好適に適用可能な半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバや、光ディスクなどの用途の半導体発光装置には、これに組み込まれた半導体発光素子の光出力レベルを一定にする目的の一環として、光検出機構により半導体発光素子の発光光を検出することが行われている。この光検出機構は、例えば、発光光の一部を分岐させる反射板と、この分岐した発光光を検出する半導体光検出素子とにより構成することが可能である。ところが、このようにすると、部品点数が多くなるだけでなく、反射板や、半導体光検出素子を半導体発光素子に対して高精度に配置しなければならないという問題がある。そこで、そのような問題を解決する方策の１つとして、半導体発光素子と半導体光検出素子とを一体に形成することが考えられる。
【０００３】
しかし、これらを一体に形成すると、半導体光検出素子が、本来検出すべき誘導放出光だけでなく、自然放出光までも検出する可能性がある。そのような場合には、半導体光検出素子によって検出された光に基づいて計測される半導体発光素子の光出力レベルには、自然放出光の分だけ誤差が含まれていることとなる。よって、この方法も光出力レベルを高精度に制御することが要求される用途には適さない。
【０００４】
そこで、特許文献１では、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に、開口を有する金属層を設ける方法が提案されている。この方法では、モニタに必要な誘導放出光が、開口を介して半導体光検出素子に入射し、モニタに不要な自然放出光が金属層で反射され、半導体光検出素子に入射する割合を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５０１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の一体型の半導体発光装置において、用途や目的に応じて、半導体発光素子と半導体光検出素子とが互いに独立に駆動されることがある。例えば、外部からのノイズの影響を低減するために、半導体発光素子および半導体光検出素子に対して差動駆動が行われることがある。半導体発光素子と半導体光検出素子とを互いに独立に駆動するためには、半導体発光素子と半導体光検出素子とを互いに電気的に絶縁分離することが必要となる。
【０００７】
そこで、例えば、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に、アンドープの半導体層を設けることが考えられる。しかし、アンドープの半導体層では、絶縁性が不十分であり、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に大きな寄生容量が生じる。そのため、半導体発光素子および半導体光検出素子を独立に駆動した際に、電気的なクロストークが生じてしまい、光検出精度が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体発光素子と半導体光検出素子との間で電気的なクロストークが生じるのを抑制することの可能な半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体光検出素子とを備えたものである。半導体発光素子は、第１多層膜反射鏡、発光領域を含む活性層、および第２多層膜反射鏡をこの順に有している。半導体光検出素子は、半導体発光素子との関係で第１多層膜反射鏡側に設けられており、発光領域から射出された光を吸収する光吸収層を有している。本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に、絶縁性を有する酸化層を備えている。
【００１０】
本発明の半導体発光装置では、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に絶縁性を有する酸化層が挿入されている。絶縁性を有する酸化層は、例えば、アンドープの半導体層などとは異なり、高い絶縁性を有しており、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に生じる寄生容量が極めて小さい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体発光装置によれば、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に絶縁性を有する酸化層を挿入するようにしたので、半導体発光素子と半導体光検出素子との間に生じる寄生容量を極めて小さくすることができる。これにより、半導体発光素子と半導体光検出素子との間で電気的なクロストークが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。
【図２】図１の半導体レーザ装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図１の半導体レーザ装置の一変形例の断面図である。
【図７】図１の半導体レーザ装置の他の変形例の断面図である。
【図８】図７の酸化層の断面図である。
【図９】図１の半導体レーザ装置のその他の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．構成
２．製造方法
３．効果
４．変形例
【００１４】
［構成］
図１は本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置１の断面構成の一例を表したものである。なお、図１は、模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。この半導体レーザ装置１は、半導体光検出素子１０上に、酸化層２０、金属層３０および半導体レーザ素子４０をこの順に積層したものである。なお、半導体レーザ装置１が、本発明の「半導体発光装置」の一具体例に相当し、半導体レーザ素子４０が本発明の「半導体発光素子」の一具体例に相当する。
【００１５】
酸化層２０は、半導体光検出素子１０と一括に形成されたものであり、酸化層２０と半導体光検出素子１０との間には張り合わせなどによって生ずるような接合界面はない。一方、酸化層２０と半導体レーザ素子４０とは、金属層３０によって互いに貼り合わされており、酸化層２０と半導体レーザ素子４０との間には、張り合わせによる接合界面が存在する。半導体レーザ装置１では、半導体光検出素子１０、酸化層２０、金属層３０および半導体レーザ素子４０が一体となっている。なお、以下では、最初に、半導体レーザ素子４０について説明し、その後に、他の構成要素について順次説明するものとする。
【００１６】
（半導体レーザ素子４０）
半導体レーザ素子４０は、上面発光型のレーザであり、金属層３０上に、例えば、ｐ型ＤＢＲ層４１、ｐ型クラッド層４２、活性層４３、ｎ型クラッド層４４、ｎ型ＤＢＲ層４５をこの順に積層して構成されたものである。ｐ型ＤＢＲ層４１の上部、ｐ型クラッド層４２、活性層４３、ｎ型クラッド層４４およびｎ型ＤＢＲ層４５は、例えば直径が３０μｍ程度の柱状（円柱状）のメサ部４６となっている。ｐ型ＤＢＲ層４１の中部は、メサ部４６よりも外側に拡がって形成されており、その外側に拡がっている部分（中部４１Ａ）が後述の電極パッド５０を形成する際の下地層となる。ｐ型ＤＢＲ層４１の下部は、ｐ型ＤＢＲ層４１の中部よりもさらに外側に拡がって形成されており、その外側に拡がっている部分（下部４１Ｂ）が後述の上部電極５２を形成する際の下地層となる。なお、ｐ型ＤＢＲ層４１が、本発明の「第１多層膜反射鏡」に相当し、ｎ型クラッド層４４が、本発明の「第２多層膜反射鏡」に相当する。
【００１７】
ｐ型ＤＢＲ層４１は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されたものである。この低屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ1 （λ0は発振波長、ｎ1 は屈折率）のｐ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１＜１）により構成されている。高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ2(ｎ2 は屈折率）のｐ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０＜ｘ２＜ｘ１）により構成されている。なお、ｐ型不純物としては、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００１８】
ｐ型クラッド層４２は、例えばｐ型Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０＜ｘ３＜１）により構成されている。活性層４３は、例えばアンドープのＡｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０＜ｘ４＜１）により構成されている。この活性層４３では、後述の電流注入領域４７Ａとの対向領域が発光領域４３Ａとなる。ｎ型クラッド層４４は、例えばｎ型Ａｌx5Ｇａ1-x5Ａｓ（０≦ｘ５＜１）により構成されている。なお、ｎ型不純物としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００１９】
ｎ型ＤＢＲ層４５は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されている。低屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ3（ｎ3 は屈折率）のｎ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０＜ｘ６＜１）により構成されている。高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ4（ｎ4 は屈折率）のｎ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓ（０＜ｘ７＜ｘ６）により構成されている。
【００２０】
また、この半導体レーザ素子４０では、例えば、ｐ型ＤＢＲ層４１内に、電流狭窄層４７が設けられている。電流狭窄層４７は、ｐ型ＤＢＲ層４１内において、活性層４３側から数えて例えば数層離れた低屈折率層の部位に、低屈折率層に代わって設けられたものである。この電流狭窄層４７は、その外縁領域に電流狭窄領域４７Ｂを有しており、その中央領域が電流注入領域４７Ａとなっている。電流注入領域４７Ａは、例えばｎ型Ａｌx8Ｇａ1-x8Ａｓ（０＜ｘ８≦１）からなる。電流狭窄領域４７Ｂは、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）を含んで構成され、後述するように、側面から被酸化層４７Ｄに含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られたものである。これにより、電流狭窄層４７は電流を狭窄する機能を有している。なお、電流狭窄層４７は、例えば、ｎ型ＤＢＲ層４５の内部や、ｐ型クラッド層４２とｐ型ＤＢＲ層４１との間、または、ｎ型クラッド層４４とｎ型ＤＢＲ層４５との間に形成されていてもよい。
【００２１】
メサ部４６の上面には、上部電極４８が形成されている。上部電極４８は、例えば、電流注入領域４７Ａとの対向領域を含む領域に開口（光射出口４８Ａ）を有する環形状となっている。なお、上部電極４８は、電流注入領域４７Ａとの対向領域を塞がない限りにおいて、環形状以外の形状となっていてもよい。メサ部４６の上面（光射出口４８Ａ）、側面および周辺の表面には、絶縁層４９が形成されている。絶縁層４９の表面上には、ワイヤ（図示せず）をボンディングするための電極パッド５０と、接続部５１とが設けられている。電極パッド５０と上部電極４８とが接続部５１を介して互いに電気的に接続されている。絶縁層４９のうち電極パッド５０の直下は、寄生容量を低減する目的で、絶縁層４９の他の部分よりも厚く形成されている。ｐ型ＤＢＲ層４１の下部４１Ｂの上面には、下部電極５２が形成されている。
【００２２】
ここで、絶縁層４９は、例えば酸化物または窒化物などの絶縁材料からなる。上部電極４８、電極パッド５０および接続部５１は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金，ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とをこの順に積層して構成されたものであり、メサ部４６の上部と電気的に接続されている。下部電極５２は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をこの順に積層して構成されたものであり、ｐ型ＤＢＲ層４１と電気的に接続されている。
【００２３】
（半導体光検出素子１０）
半導体光検出素子１０は、半導体レーザ素子４０の発光領域４３Ａで発生した光のうち半導体光検出素子１０に入射した成分を検出するものである。半導体光検出素子１０は、例えば、ｎ型基板１１上に、光吸収層１２、ｐ型コンタクト層１３をこの順に積層して構成されたものである。また、ｐ型コンタクト層１３の上面のうち半導体レーザ素子４０との非対向領域に、上部電極１４が設けられており、ｎ型基板１１の裏面には、下部電極１５が設けられている。
【００２４】
ｎ型基板１１は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成されている。光吸収層１２は、例えばｎ型Ａｌx9Ｇａ1-x9Ａｓ（０＜ｘ９≦１）により構成されている。光吸収層１２は、発光領域４３Ａから射出されてきた光の一部を吸収すると共に、吸収した光を電気信号に変換するようになっている。この電気信号は、上部電極１４および下部電極１５に接続された光出力演算回路（図示せず）に光出力モニタ信号として入力され、光出力演算回路において光射出口４８Ａから射出されるレーザ光Ｌ1の出力レベルを計測するために用いられる。ｐ型コンタクト層１３は、例えば、ｐ型Ａｌx10ａ1-x10Ａｓ（０≦ｘ１０≦１）により構成されており、光吸収層１２および上部電極１４と電気的に接続されている。
【００２５】
（絶縁層２０）
絶縁層２０は、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０とを互いに電気的に絶縁分離するものである。絶縁層２０は、絶縁性を有する酸化層（酸化絶縁層）であり、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）を含んで構成されている。絶縁層２０は、例えば、後述するように、被酸化層（ＡｌＡｓ層）に含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより形成されたものである。絶縁層２０の厚さは、電流狭窄層４７の厚さよりも十分に厚く、例えば、１μｍ程度となっている。このように絶縁層２０は厚膜となっているので、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０との間に生じ得る寄生容量が極めて小さくなっている。また、絶縁層２０が厚膜となっているので、半導体レーザ素子４０内の発光領域４３Ａと、半導体光検出素子１０の受光領域１３Ａとの距離が長くなっている。なお、受光領域１３Ａとは、ｐ型コンタクト層１３の上面のうち低反射率層２１と接する領域を指している。
【００２６】
絶縁層２０は、メサ部４６の直下に開口２０Ａを有している。開口２０Ａの底面（受光領域１３Ａに相当する部分）は、発光領域４３Ａとの対向領域を含む領域に形成されており、例えば、光射出口４８Ａとの対向領域内に形成されている。開口２０Ａは、発光領域３３Ａから射出された光のうち半導体光検出素子１０側に向かう光の通路であり、例えば、光射出口４８Ａとの対向領域内に形成されている。絶縁層２０のうち開口２０Ａ以外の部分は、発光領域４３Ａから射出された光に含まれる自然放出光を反射する反射層として機能し得る。開口２０Ａの内部、具体的には、ｐ型コンタクト層１３のうち開口２０Ａの底面に露出している部分に低反射率層２１が設けられている。また、開口３０Ａ内には、空隙２２が存在している。
【００２７】
低反射率層２１は、例えば、低反射率部材によって構成されている。ここでの低反射率部材とは、例えば、屈折率が１（空気）より大きく、かつｐ型コンタクト層１３の屈折率よりも小さい材料、例えば、ＳｉＮ（屈折率＝２．０）などの光透過性材料を指している。この低反射率層２１の光学膜厚は、（２ｎ−１）×λ0／４（ｎは正数）となっていることが好ましい。これにより、発光領域４３Ａ側から入射した波長λ0の光のうち、低反射率層２１とｐ型コンタクト層１３との界面で反射した光の位相が、発光領域４３Ａ側から入射した波長λ0の光のうち、空隙２２と低反射率層２１との界面で反射した光の位相と１８０度ずれる。その結果、低反射率層２１での反射率を実質的にゼロ％にすることが可能となる。つまり、この場合には、低反射率層２１は、無反射層として機能する。
【００２８】
（金属層３０）
金属層３０は、半導体レーザ素子４０と絶縁層２０とを互いに貼り合わせるためのものであり、半導体レーザ素子４０の下部電極としても機能するものである。金属層３０は、金属層３１および金属層３２を絶縁層２０側から順に有する積層構造となっている。金属層３１は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を絶縁層２０側から順に積層して構成されたものであり、金属層３２と電気的に接続されている。金属層３２は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をｐ型ＤＢＲ層４１側から順に積層して構成されたものであり、ｐ型ＤＢＲ層４１および金属層３１と電気的に接続されている。
【００２９】
金属層３０（金属層３１，３２）は、発光領域４３Ａとの対向領域を含む領域に開口３０Ａを有している。開口３０Ａは、発光領域４３Ａから射出された光のうち半導体光検出素子１０側に向かう光の通路であり、例えば、光射出口４８Ａとの対向領域内に形成されている。従って、金属層３０のうち開口３０Ａ以外の部分は、発光領域４３Ａから射出された光に含まれる自然放出光を反射する反射層として機能し得る。
【００３０】
［製造方法］
本実施の形態に係る半導体レーザ装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図２〜図５は、半導体レーザ装置１の製造過程を工程順に表したものである。なお、図２〜図５は、製造過程の素子の断面構成を表したものである。
【００３１】
各半導体層は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成される。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ３)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。
【００３２】
具体的には、まず、例えばｎ型ＧａＡｓからなる基板６０上に、ｎ型ＤＢＲ層４５、ｎ型クラッド層４４、活性層４３、ｐ型クラッド層４２およびｐ型ＤＢＲ層４１をこの順に形成する（図２）。このとき、例えば、ｐ型ＤＢＲ層４１内の一部に、被酸化層４７Ｄを形成しておく。被酸化層４７Ｄは、後述の酸化工程で酸化されることにより、電流狭窄層４７になる層であり、例えば、ＡｌＡｓを含んで構成されている。続いて、ｐ型ＤＢＲ層４１上に、開口３２Ａを有する金属３２を形成する。このようにして、第１基板１００が形成される。
【００３３】
また、基板１１上に、光吸収層１２、ｐ型コンタクト層１３および被酸化層（図示せず）をこの順に形成する。この被酸化層は、次の酸化工程で酸化されることにより、酸化層２０になる層であり、例えば、ＡｌＡｓを含んで構成されている。被酸化層の厚さは、上述の被酸化層４７Ｄの厚さよりも十分に厚く、例えば、１μｍ程度となっている。続いて、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、ｐ型コンタクト層１３上の被酸化層を選択的に酸化する。これにより被酸化層全体が酸化され、絶縁化する。これにより、ｐ型コンタクト層１３上酸化層２０が形成される（図３（Ａ））。
【００３４】
次に、酸化層２０の一部に開口１４Ａを設け、その開口１４Ａの底面に、低反射率層２１を形成する。続いて、酸化層２０の上面に、開口１４Ａとの対向領域に開口を有する金属層３１を形成する（図３（Ｂ））。このようにして、第２基板２００が形成される。
【００３５】
次に、第２基板２００の金属層３１上に、第１基板１００を、金属層３２を金属層３１側に向けて貼り合わせる（図４）。これにより、金属層３１と金属層３２とが互いに接合されると共に、低反射率層２１とｐ型ＤＢＲ層４１との間に空隙２２が形成される。
【００３６】
次に、基板６０を除去し、さらに、ｎ型ＤＢＲ層４５、ｎ型クラッド層４４、活性層４３、ｐ型クラッド層４２、ｐ型ＤＢＲ層４１および被酸化層４７Ｄを選択的に除去する。これにより、メサ部４６が形成されると共に、ｐ型ＤＢＲ層４１に段差（中部４１Ａ、下部４１Ｂ）が形成される（図５）。
【００３７】
次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、メサ部４６の側面から被酸化層４７Ｄを選択的に酸化する。これにより被酸化層４７Ｄの外縁領域が絶縁層（酸化アルミニウム）となるので、外縁領域に電流狭窄領域４７Ｂが形成され、その中央領域が電流注入領域４７Ａとなる。このようにして、電流狭窄層４７が形成される（図１）。
【００３８】
その後、絶縁層４９、上部電極１４，４８、電極パッド５０、接続部５１、下部電極１５，５２を形成する（図１）。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ装置１が製造される。
【００３９】
本実施の形態の半導体レーザ装置１では、半導体レーザ素子４０および半導体光検出素子１０がそれぞれ独立して駆動される。例えば、上部電極４８と金属層３０との電位差が一定となるように、上部電極４８および金属層３０に同一の位相で電圧を印加する。さらに、上部電極１４と下部電極１５との電位差が一定となるように、上部電極１４および下部電極１５に同一の位相であって、かつ上部電極４８および金属層３０に印加する位相とは１８０°異なる位相で電圧を印加する。
【００４０】
すると、電流狭窄層４７によって狭窄された電流が活性層４３の利得領域である発光領域４３Ａに注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光には誘導放出光だけでなく、自然放出光も含まれているが、素子内で誘導放出が繰り返される結果、波長λ0（例えば８５０ｎｍ）でレーザ発振が生じる。その結果、波長λ0を含む光Ｌ1が光射出口４８Ａから出力され、外部に射出されると共に、ｐ型ＤＢＲ層４１から半導体光検出素子１０側にわずかに出力され、その一部が空隙２２および低反射率層２１を通過して光吸収層１２に入射する（図１）。
【００４１】
光吸収層１２に入射した光は、光吸収層１２に吸収され、吸収された光の出力レベルに応じた電気信号（フォトカレント）に変換されたのち、電気信号は上部電極１４および下部電極１５に電気的に接続されたワイヤ（図示せず）を介して光出力演算回路（図示せず）に出力されたのち、光出力演算回路において光出力モニタ信号として受信される。これにより、光吸収層１２に入射した光の出力レベルが計測される。
【００４２】
なお、上述したように、半導体レーザ素子４０および半導体光検出素子１０を差動駆動した場合には、半導体レーザ素子４０および半導体光検出素子１０にノイズが入ったときに、そのノイズをキャンセルすることができる。これにより、半導体レーザ素子４０からは、ノイズの影響を受けていない安定した光出力が得られる。また、半導体光検出素子１０では、ノイズの影響を受けていない電気信号を出力することができる。
【００４３】
［効果］
本実施の形態では、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０との間には、絶縁性の酸化層２０が挿入されている。絶縁性の酸化層２０は、例えば、アンドープの半導体層などとは異なり、高い絶縁性を有しており、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０との間に生じ得る寄生容量が極めて小さい。これにより、半導体レーザ素子４０および半導体光検出素子１０を独立に駆動した際に、電気的なクロストークが生じるのを抑制することができる。その結果、半導体レーザ素子４０を安定に駆動することができるだけでなく、半導体光検出素子１０における光検出精度を向上させることができる。また、電気的なクロストークが抑制されていることから、半導体レーザ素子４０および半導体光検出素子１０を独立に高速で駆動することが可能であり、例えば、１０Ｇｂｐｓの光通信で求められる差動駆動を行うことが可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態では、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０との間には、酸化層２０の他に、開口３０Ａを有する金属層３０も挿入されている。そのため、発光領域４３Ａで発生した光に含まれる自然放出光Ｌ2の多くが金属層３０で反射され、開口３０Ａ直下に露出している酸化層２０でも若干反射される。一方、発光領域４３Ａで発生した光に含まれる誘導放出光Ｌ1のほとんどは、開口３０Ａを通過して、露出部分１３Ａに入射する。これにより、受光領域１３Ａに入射する光のうち自然放出光の占める割合を十分に小さくすることができる。その結果、半導体光検出素子１０による自然放出光の検出レベルを低減することができるので、光検出精度をより向上させることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０とを電気的に絶縁分離する絶縁分離層（酸化層２０）を、ＡｌＡｓ層（被酸化層２０Ｄ）などの酸化処理によって形成することが可能である。そのため、絶縁分離層の作成が容易であり、しかも、絶縁分離層の厚膜化も容易である。
【００４６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施の形態等では、半導体材料をＧａＡｓ系化合物半導体により構成した場合について説明したが、例えば、ＧａＩｎＰ系（赤系）材料またはＡｌＧａＡｓ系（赤外系）などの他の材料系により構成することも可能である。
【００４８】
また、上記実施の形態において、半導体の導電型が例示されていたが、例示された導電型とは逆の導電型となっていてもよい。例えば、上記実施の形態において、ｐ型と記述されている箇所をｎ型と読み替えると共に、ｎ型と記述されている箇所をｐ型と読み替えることが可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態では、絶縁層２０は、開口２０Ａを有していたが、酸化層２０での反射が問題とならない場合には、例えば、図６に示したように、開口２０Ａをなくすることも可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態では、絶縁層２０は、単層構造となっていたが、積層構造となっていてもよい。例えば、図７に示したように、絶縁層２０の代わりに、積層構造を有する絶縁層７０を用いることも可能である。この絶縁層７０は、例えば、図８に示したように、第１薄膜７１および第２薄膜７２を交互に積層して構成されている。最下層の第１薄膜７１がｐ型コンタクト層１３に接しており、最上層の第１薄膜７１が金属層３１に接している。第１薄膜７１は、相対的に（第２薄膜７２の酸化前の材料と比べて）酸化されにくい半導体材料を含んで構成されている。第１薄膜７１は、例えば、アンドープのＧａＡｓを含んで構成されている。第２薄膜７２は、相対的に（第１薄膜７１と比べて）酸化され易い半導体材料の酸化物を含んで構成されている。第２薄膜７２は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）を含んで構成されており、例えば、ＡｌＡｓ層に含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより形成されたものである。従って、第１薄膜７１および第２薄膜７２共に、絶縁性を有している。もっとも、第２薄膜７２の絶縁性の方が、第１薄膜７１の絶縁性よりも遥かに高い。
【００５１】
また、上記実施の形態では、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０とが金属層３０によって互いに貼り合わされていたが、それ以外の方法で、半導体レーザ素子４０と半導体光検出素子１０とが互いに一体に形成されていてもよい。例えば、半導体レーザ素子４０が酸化層と、何も介さずに直接に接して形成されていてもよい。例えば、図９に示したように、半導体光検出素子１０のｐ型コンタクト層１３上に、開口のない平坦な酸化層２０を介して半導体レーザ素子４０が形成されていてもよい。ただし、酸化層２０を形成した後で、酸化層２０上に半導体レーザ素子４０を結晶成長によって形成することは難しいので、以下のような工夫が必要である。
【００５２】
すなわち、まず、半導体光検出素子１０のｐ型コンタクト層１３上に未酸化の被酸化層（図示せず）を形成する。次に、被酸化層上に、ｐ型ＤＢＲ層４１、ｐ型クラッド層４２、活性層４３、ｎ型クラッド層４４、ｎ型ＤＢＲ層４５をこの順に形成したのち、これらを選択的に除去することにより、メサ部４６などを形成する。その後、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、メサ部４６の側面から被酸化層４７Ｄを選択的に酸化すると共に、ｐ型コンタクト層１３上の被酸化層を側面から選択的に酸化する。このとき、被酸化層４７Ｄと、ｐ型コンタクト層１３上の被酸化層とを同時に酸化してもよいし、別個に酸化してもよい。これにより、被酸化層４７Ｄの外縁領域が絶縁層（酸化アルミニウム）となる。これにより、外縁領域に電流狭窄領域４７Ｂが形成され、その中央領域が電流注入領域４７Ａとなる。このようにして、電流狭窄層４７が形成される。また、ｐ型コンタクト層１３上の被酸化層２０Ｄ全体が酸化され、絶縁化する。このようにして、ｐ型コンタクト層１３上の酸化層２０が形成される。
【符号の説明】
【００５３】
１…半導体レーザ装置、１０…半導体光検出素子、１１…基板、１２…光吸収層、１３…ｐ型コンタクト層、１３Ａ…露出面、１４，４８…上部電極、１５，５２…下部電極、２０…絶縁層、２０Ａ，３０Ａ…開口、２１…低反射層、２２…空隙、３０，３１，３２…金属層、４０…半導体レーザ素子、４１…ｐ型ＤＢＲ層、４１Ａ…中部、４１Ｂ…下部、４２…ｐ型スペーサ層、４３…活性層、４３Ａ…発光領域、４４…ｎ型スペーサ層、４５…ｎ型ＤＢＲ層、４６…メサ部、４７…電流狭窄層、４７Ａ…電流注入領域、４７Ｂ…電流狭窄領域、４９…絶縁層、５０…電極パッド、５１…接続部、Ｌ1…誘導放出光、Ｌ2…自然放出光。
【図１】
2010177649.tif 000003
【図２】
2010177649.tif 000004
【図３】
2010177649.tif 000005
【図４】
2010177649.tif 000006
【図５】
2010177649.tif 000007
【図６】
2010177649.tif 000008
【図７】
2010177649.tif 000009
【図８】
2010177649.tif 000010
【図９】
2010177649.tif 000011