(57)【要約】【課題】分離溝での光の反射を低減して、安定に動作することができる光半導体装置を得る。【解決手段】光半導体装置は、光導波路コア層１４を含む光半導体素子１０と、光半導体素子１０の上面において光導波路コア層１４の延在方向に沿って並べて設けられた第１及び第２のアノード電極２０，２２とを備える。光半導体素子１０の上面には、第１のアノード電極２０と第２のアノード電極２２の間において、第１のアノード電極２０と第２のアノード電極２２のアイソレーション抵抗を高くするために分離溝２６が設けられている。分離溝２６は、第１のアノード電極２０側にある第１の壁面３２と、第２のアノード電極２２側にある第２の壁面３４とを有する。第１及び第２の壁面３２，３４の法線Ｎと光導波路コア層１４の延在方向との角度は６度以上９０度未満である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路を含む光半導体素子と、
前記光半導体素子の上面において前記光導波路の延在方向に沿って並べて設けられた第１及び第２の電極とを備え、
前記光半導体素子の上面には、前記第１の電極と前記第２の電極の間において、前記第１の電極と前記第２の電極のアイソレーション抵抗を高くするために分離溝が設けられ、
前記分離溝は、前記第１の電極側にある第１の壁面と、前記第２の電極側にある第２の壁面とを有し、
前記第１及び第２の壁面の法線と前記光導波路の延在方向との角度は６度以上９０度未満であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の壁面は、前記光半導体素子の上面から見て平行であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の壁面は、前記光半導体素子の上面から見て、前記光導波路の延在方向に対して垂直な線を挟んで対称であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項４】
前記分離溝は、前記光半導体素子の側面から見て逆メサ形状であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項５】
光導波路を含む光半導体素子と、
前記光半導体素子の上面において前記光導波路の延在方向に沿って並べて設けられた第１及び第２の電極とを備え、
前記光半導体素子の上面には、前記第１の電極と前記第２の電極の間において、前記第１の電極と前記第２の電極のアイソレーション抵抗を高くするために分離溝が設けられ、
前記分離溝は、前記第１の電極側にある第１の壁面と、前記第２の電極側にある第２の壁面とを有し、
前記第１の壁面と前記第２の壁面の距離ｄは、前記光半導体素子の動作波長をλとし、前記光導波路の等価屈折率をｎとし、ｍを正の整数とすると、ｄ＝λｍ／２ｎで表されることを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムや光ディスクシステムなどに用いられる光半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光半導体素子の上面において光導波路の延在方向に沿って２つの電極が並べて設けられた光半導体装置がある。この２つの電極のアイソレーション抵抗を高くするために、光半導体素子の上面に、両電極の間において、分離溝を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５８３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光半導体装置は、分離溝の側壁が光導波路の延在方向に対して垂直であった。このため、光導波路を伝搬する光の一部が分離溝を通過する際に反射されて逆方向に伝搬する場合があった。この場合、光半導体素子内で異常発振などが発生し、動作が不安定になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、分離溝での光の反射を低減して、安定に動作することができる光半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、光導波路を含む光半導体素子と、前記光半導体素子の上面において前記光導波路の延在方向に沿って並べて設けられた第１及び第２の電極とを備え、前記光半導体素子の上面には、前記第１の電極と前記第２の電極の間において、前記第１の電極と前記第２の電極のアイソレーション抵抗を高くするために分離溝が設けられ、前記分離溝は、前記第１の電極側にある第１の壁面と、前記第２の電極側にある第２の壁面とを有し、前記第１及び第２の壁面の法線と前記光導波路の延在方向との角度は６度以上９０度未満であることを特徴とする光半導体装置である。
【０００７】
第２の発明は、光導波路を含む光半導体素子と、前記光半導体素子の上面において前記光導波路の延在方向に沿って並べて設けられた第１及び第２の電極とを備え、前記光半導体素子の上面には、前記第１の電極と前記第２の電極の間において、前記第１の電極と前記第２の電極のアイソレーション抵抗を高くするために分離溝が設けられ、前記分離溝は、前記第１の電極側にある第１の壁面と、前記第２の電極側にある第２の壁面とを有し、前記第１の壁面と前記第２の壁面の距離ｄは、前記光半導体素子の動作波長をλとし、前記光導波路の等価屈折率をｎとし、ｍを正の整数とすると、ｄ＝λｍ／２ｎで表されることを特徴とする光半導体装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、分離溝での光の反射を低減して、安定に動作することができる光半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図であり、図２はその上面図である。
【００１０】
光半導体素子１０は、順番に積層されたｎ型半導体層１２、光導波路コア層１４（光導波路）及びｐ型半導体層１６を含む。光半導体素子１０の下面にはカソード電極１８が設けられている。光半導体素子１０の上面において、第１のアノード電極２０（第１の電極）及び第２のアノード電極２２（第２の電極）が、光導波路コア層１４の延在方向に沿って並べて設けられている。光半導体素子１０の上面には分離溝２４，２６，２８が設けられている。この分離溝２４，２６，２８は、絶縁膜３０により覆われている。
【００１１】
分離溝２６は、第１のアノード電極２０と第２のアノード電極２２のアイソレーション抵抗を高くするために、第１のアノード電極２０と第２のアノード電極２２の間に設けられている。この分離溝２６は、第１のアノード電極２０側にある第１の壁面３２と、第２のアノード電極２２側にある第２の壁面３４とを有する。
【００１２】
実施の形態１では、分離溝２６は、光半導体素子１０の側面から見て矩形である。そして、第１及び第２の壁面３２，３４は、光半導体素子１０の上面から見て平行である。また、第１及び第２の壁面３２，３４の法線Ｎと光導波路コア層１４の延在方向（光が伝搬する方向）との角度θは６度以上９０度未満である。
【００１３】
図３は、分離溝の壁面の法線と光導波路コア層の延在方向との角度に対する反射率の低減率を計算した結果である。シミュレーションでは、第１及び第２の壁面３２、３４の法線Ｎと光導波路コア層１４の延在方向との角度θが３度の付近で一時的に反射率の低減率が小さくなる。角度θが６度から、反射率が急激に低下し始める。角度θが７度より大きくなると反射量は１／１００（一２０ｄＢ）以下となる。半導体光素子における一般的なアプリケーションでは、光の反射量を１／１００（−２０ｄＢ）に落とせるかどうかがレーザダイオードの異常発振を抑える上で鍵となる。このことから、角度θは６度以上がよく、さらに７度より大きい方がより好ましい。また、この角度θは、９０度で製造上の限界となるので上限は９０度未満である。
【００１４】
従来のように分離溝の側壁が光導波路の延在方向に対して垂直である場合（θが０度）に比べて、本実施の形態のように角度θを６度以上にした場合は、光の反射率を従来より低くすることができ、さらに７度より大きくした場合には、光の反射率をおよそ１／１００以下にすることができる。よって、本実施の形態に係る光半導体装置は、分離溝での光の反射を低減して、安定に動作することができる。
【００１５】
なお、ｎ型半導体層１２、光導波路コア層１４及びｐ型半導体層１６は、ＩｎＰ，ＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ，ＡｌＧａＩｎＡｓ，ＧａＡｌＮなどの材料から構成されるか、又は、これらの薄膜層を積層した構造である。カソード電極１８、第１のアノード電極２０及び第２のアノード電極２２は、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ａｕなどの層を積層した構造である。分離溝２４，２６，２８は、ウェットエッチング、ドライエッチング、又は、これらを併用した方法により形成される。絶縁膜３０の材料は例えばＳｉＯ２やＳｉＮである。
【００１６】
実施の形態２．
図４は実施の形態２に係る光半導体装置を示す上面図である。第１及び第２の壁面３２，３４は、光半導体素子１０の上面から見て、光導波路コア層１４の延在方向に対して垂直な線Ｐを挟んで対称である。その他の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態でも、第１及び第２の壁面３２，３４の法線Ｎと光導波路コア層１４の延在方向との角度θは６度以上９０度未満であり、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
実施の形態３．
図５は実施の形態３に係る光半導体装置を示す断面図である。分離溝２６は、光半導体素子１０の側面から見て逆メサ形状である。その他の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態でも、第１及び第２の壁面３２，３４の法線Ｎと光導波路コア層１４の延在方向との角度θは６度以上９０度未満であり、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
実施の形態４．
図６は実施の形態４に係る光半導体装置を示す断面図であり、図７はその上面図である。分離溝２６は、光半導体素子１０の側面から見て矩形である。そして、第１及び第２の壁面３２，３４は、光半導体素子１０の上面から見て平行である。また、従来と同様に分離溝２６の第１及び第２の壁面３２，３４が光導波路コア層１４の延在方向に対して垂直である。
【００１９】
実施の形態４では、第１の壁面３２と第２の壁面３４の距離ｄは、光半導体素子１０の動作波長をλとし、光導波路コア層１４の等価屈折率をｎとし、ｍを正の整数とすると、ｄ＝λｍ／２ｎで表される。
【００２０】
これにより、分離溝２６の第１の壁面３２と第２の壁面３４で反射された光の位相が逆位相となり打ち消しあう。よって、本実施の形態に係る光半導体装置は、分離溝での光の反射を低減して、安定に動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図２】で実施の形態１に係る光半導体装置を示す上面図である。
【図３】分離溝の壁面の法線と光導波路コア層の延在方向との角度に対する反射率の低減率を計算した結果である。
【図４】実施の形態２に係る光半導体装置を示す上面図である。
【図５】実施の形態３に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図６】実施の形態４に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図７】実施の形態４に係る光半導体装置を示す上面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  光半導体素子
１４  光導波路コア層（光導波路）
２０  第１のアノード電極（第１の電極）
２２  第２のアノード電極（第２の電極）
２６  分離溝
３２  第１の壁面
３４  第２の壁面
Ｎ  法線
Ｐ  垂直な線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010118517.tif 000006
【図５】
2010118517.tif 000007
【図６】
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【図７】
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