(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された、活性層を含むメサ構造と、
前記メサ構造の端面に重なるように形成された誘電体膜と、を備え、
前記メサ構造の端面は、３箇所以上の角部を有する形状であり、
前記メサ構造の端面は、前記メサ構造の上面とつながれた斜面を備えたことを特徴とする光素子。
【請求項２】
前記メサ構造の側面は、前記メサ構造の上面に対して８０°から１００°の角度がつけられていることを特徴とする請求項１に記載の光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メサ構造の端面に誘電体膜が形成された光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、活性層（多重量子井戸）が形成されたメサ構造を有する光素子が開示されている。この光素子のメサ構造の端面には誘電体膜が形成されている。誘電体膜は、メサ構造の端面における光の反射率を制御するために形成されるものである。従って、この誘電体膜は、メサ構造の端面から剥がれず当該端面に密着していることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メサ構造の端面に誘電体膜を形成した後、光素子にはダイボンドやワイヤボンドなどの処理が施される。そして、これらの処理に伴い、誘電体膜に機械的応力や熱的応力などの応力が加えられる。前述の応力により、誘電体膜がメサ構造の端面から剥がれることがあった。特に、メサ構造の端面の角部に形成された誘電体膜には応力が集中しやすく、この部分で誘電体膜が剥がれやすい。そして、メサ構造の端面の角部は活性層に近いため、この部分で誘電体膜が剥がれると光素子の特性が変動してしまうことがあった。
【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、メサ構造の端面に形成した誘電体膜が活性層の近傍で剥がれることを抑制できる光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１の光素子は、基板上に形成された、活性層を含むメサ構造と、該メサ構造の端面に重なるように形成された誘電体膜と、を備える。そして、該メサ構造の端面は、３箇所以上の角部を有する形状であり、該メサ構造の端面は、該メサ構造の上面とつながれた斜面を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、メサ構造の端面に形成した誘電体膜が活性層近傍で剥がれることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光素子の斜視図である。
【図２】メサ構造の端部及び誘電体膜の形状を示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ破線における断面図である。
【図４】比較例の光素子の斜視図である。
【図５】メサ構造の端面の角部における誘電体膜の剥がれを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光素子の変形例を示す斜視図である。
【図７】図６のメサ構造の端面に形成された誘電体膜を示す斜視図である。
【図８】他の変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光素子の平面図である。
【図１０】図９に示す光素子の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光素子の平面図である。
【図１２】図１１に示す光素子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光素子の斜視図である。光素子１０は、基板１２を備えている。基板１２はＩｎＰで形成されている。基板１２上には、光素子１０の寄生容量を低減し光素子１０を高速化するために、ストライプ状のメサ構造１４が形成されている。このメサ構造１４は、長手方向両端に端面を有し、短手方向に側面を有している。側面は、メサ構造１４を挟むように形成された溝１６及び１８により形成されている。
【００１３】
メサ構造１４の両端面に重なるように誘電体膜２４及び２６が形成されている。誘電体膜２４及び２６はメサ構造１４の両端面のみならず、基板１２の両端面にも形成されている。誘電体膜２４及び２６は、メサ構造１４の端面での反射率を所望の値として効率や閾値電流等の特性を最適化するために、ＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５が交互に形成された膜である。さらに、メサ構造１４、溝１６及び１８、並びに基板１２上には表面電極２０が形成されている。表面電極２０が形成されていない部分には、絶縁膜２２が形成されている。また、基板１２の裏面側には裏面電極２８が形成されている。
【００１４】
図２はメサ構造１４の端部（端面を含む部分をいう、以下同じ）及び誘電体膜２４の形状を示す図である。メサ構造１４の端部は、上面１４Ａ、斜面１４Ｂ、及び側面１４Ｃを備えている。上面１４Ａと側面１４Ｃは、斜面１４Ｂを介して接続されている。その結果、メサ構造１４の端面は４つの角部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄを有している。また、メサ構造１４の端面に重なるように形成された誘電体膜２４も４つの角部を有している。
【００１５】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ破線における断面図である。メサ構造１４には活性層３０が形成されている。活性層３０の上には上クラッド層３２が形成され、活性層３０の下には下クラッド層３４が形成されている。活性層３０の側面にはエピタキシャル層３６が形成されている。上クラッド層３２及びエピタキシャル層３６上にはコンタクト層３８が形成されている。コンタクト層３８はその上面において表面電極２０と接している。活性層３０、上クラッド層３２、下クラッド層３４、エピタキシャル層３６、及びコンタクト層３８を外部から保護するために絶縁膜４０が形成されている。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態１に係る光素子１０の特徴の説明に先立って、理解を容易にするため、比較例について説明する。図４は比較例の光素子５０の斜視図である。光素子５０は、メサ構造５２、並びにその端面に重なるように形成された誘電体膜５４及び５６の形状が、本発明の実施の形態１に係る光素子１０と異なる。すなわち、比較例のメサ構造５２は、端面に２つの角部５２ａ、及び５２ｂを有する形状である。そして、メサ構造５２の端面に重なるように形成された誘電体膜５４も２つの角部を有している。
【００１７】
比較例の光素子５０の場合、角部５２ａ及び５２ｂに形成された誘電体膜が剥がれることがあった。図５は、角部５２ａ及び５２ｂに形成された誘電体膜の剥がれを示す図である。誘電体膜５４は、誘電体膜５４形成後の工程において与えられる機械的応力や熱的応力などの応力により、メサ構造５２の端面から剥がれることがある。図５は、特に前述の応力が集中しやすい部分である「誘電体膜の角部」における誘電体膜の剥がれを示している。
【００１８】
ここで、比較例の場合はメサ構造５２の上面と側面がそのまま接続され、これらの面は概ね９０°程度という小さい角度をなしている。よって、２つの角部５２ａ及び５２ｂはそれぞれ９０°程度の角度を有しており、これらの部分に形成された誘電体膜には応力が集中しやすい。なお、この角度が９０°でなくても、８０°から１００°程度までの範囲であれば同様に応力集中が著しい。このように、メサ構造の端面の角部における角度が小さいと、当該角部に形成される誘電体膜は剥がれやすい。
【００１９】
ところが、本発明の実施の形態１に係る光素子１０の構成によれば誘電体膜の剥がれを防止できる。本発明の実施の形態１に係る光素子１０のメサ構造１４は、上面１４Ａと側面１４Ｃが斜面１４Ｂを介して接続され、上面１４Ａと斜面１４Ｂ、及び斜面１４Ｂと側面１４Ｃはそれぞれ１３５°程度の大きな角度をなす。よって、４つの角部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄは、それぞれ１３５°程度の角度を有する角部となる。そのため、これらの４つの角部に形成される誘電体膜には応力が集中しづらい。以上より、比較例の場合のように誘電体膜が２箇所しか角部を有しない場合と比べて、誘電体膜２４の各角部における応力を低減できるため、誘電体膜２４の剥離を防止できる。なお誘電体膜２６についても同様である。
【００２０】
本発明の実施の形態１に係る光素子はさまざまな変形が可能である。図６は本発明の実施の形態１に係る光素子の変形例を示す斜視図である。図６には、誘電体膜が形成される前のメサ構造１０２の端部が示されている。メサ構造１０２は上面１０２Ａ、端面１０２Ｂ及び１０２Ｃを備えている。端面１０２Ｂは、端面１０２Ｃに対して角度がつけられた斜面である。このような端面１０２Ｂはメサ構造１０２をエッチングすることで形成される。そして、端面１０２Ｃと上面１０２Ａは、斜面である端面１０２Ｂを介して接続されている。
【００２１】
図７は、図６のメサ構造１０２の端面１０２Ｂ及び１０２Ｃに形成された誘電体膜を示す斜視図である。誘電体膜１０４のうち、メサ構造１０２の角部１０２ａ及び１０２ｂに形成された部分は、斜面である端面１０２Ｂに形成されているため、メサ構造１０２の端面との付着面積が大きい。よって誘電体膜１０４の剥がれを防止できる。
【００２２】
図８は他の変形例を示す斜視図である。図８には誘電体膜が形成される前のメサ構造１１０の端部が示されている。メサ構造１１０の端部の角は、エッチングにより形成された平面で面取りされている。面取りされた結果、メサ構造１１０には、斜面である端面１１０ａ及び１１０ｂが形成されている。そして、メサ構造１１０の端面に誘電体膜が形成される。そうすると、誘電体膜の角部は、端面１１０ａ及び１１０ｂにも形成される。よって、誘電体膜の角部とメサ構造１１０との付着面積を増加させることができるので、誘電体膜の剥がれを防止できる。なお、メサ構造１１０の端部の角は、平面で面取りすることに限定されず、曲面で丸めても良い。
【００２３】
メサ構造の端面の形状は、メサ構造の端面が２箇所の角部を有する場合と比べて、誘電体膜の応力を低減できる形状であれば特に限定されない。すなわち、メサ構造の端面が３箇所以上の角部を有する形状であれば、メサ構造の端面が２箇所の場合と比較して、誘電体膜の応力を低減できる。なお、上述のようにメサ構造の端面の角部の数を増加させるだけでなく、例えば、図２の斜面１４Ｂを曲面としても同応力低減に有効である。
【００２４】
また、メサ構造１４はストライプ状でなくカーブしていても良い。また、誘電体膜２４、２６は例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、Ｔａ２Ｏ５などで形成される多層膜でも良いし、単層膜でも良い。
【００２５】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る光素子の平面図である。光素子２００はメサ構造２０２を備えている。メサ構造２０２の端部の幅は、メサ構造２０２のほかの部分の幅よりも広くなっている。メサ構造２０２の短手方向には溝２０４及び２０６が形成されている。そして、メサ構造２０２の端面に重なるように誘電体膜２０８及び２１０が形成されている。その他の構成は本発明の実施の形態１に係る光素子１０と同様である。
【００２６】
図１０は図９に示す光素子の斜視図である。メサ構造２０２の端部の幅が広く形成された結果、メサ構造２０２の角部２０２ａに形成された誘電体膜と、角部２０２ｂに形成された誘電体膜は活性層から離れた場所に配置される。
【００２７】
本発明の実施の形態２に係る光素子２００によれば、メサ構造の端面に形成した誘電体膜が活性層の「近傍で」剥がれることを抑制できる。すなわち、メサ構造２０２の角部２０２ａに形成された誘電体膜と、角部２０２ｂに形成された誘電体膜は剥がれやすいが、これらは活性層から離れた場所にある。そのため、これらが剥がれたとしても活性層の近傍での剥がれとはならない。誘電体膜２１０も同様である。よって、光素子２００の特性変動を回避できる。
【００２８】
しかも、メサ構造２０２は端部以外では幅が狭く形成されているため、容量も低減できている。ここで、容量を低減するために、メサ構造の幅を広くする部分（端部）はメサ構造２０２長手方向の長さの１／１０以下とすると良い。さらに、当該端部の幅は、その他の部分の幅の１１０％ないし１０００％程度とすることが好ましい。
【００２９】
本発明の実施の形態１に係る光素子１０の特徴と、本発明の実施の形態２に係る光素子２００の特徴を組み合わせてもよい。すなわち、メサ構造の端部の幅を他の部分の幅よりも広くしつつ、メサ構造の端面に誘電体膜の剥がれを防止する加工を施すと、誘電体膜の剥がれを抑制でき、かつ万一誘電体膜が剥がれた場合にも光素子の特性変動を回避できる。
【００３０】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光素子の平面図である。光素子３００はメサ構造３０２を備えている。メサ構造３０２の端部の幅は、メサ構造３０２のほかの部分の幅よりも狭くなっている。メサ構造３０２の短手方向には溝３０４及び３０６が形成されている。そして、メサ構造３０２の端面に重なるように誘電体膜３０８及び３１０が形成されている。その他の構成は本発明の実施の形態１に係る光素子１０と同様である。
【００３１】
図１２は図１１に示す光素子の斜視図である。メサ構造３０２の端部の幅が狭く形成された結果、メサ構造３０２の端面の面積が小さくなっている。
【００３２】
本発明の実施の形態３に係る光素子３００によれば、基板１２と誘電体膜３０８の体積弾性率の差による誘電体膜３０８の剥がれを抑制することができる。すなわち、メサ構造３０２の端面に形成される誘電体膜３０８は体積が小さいため、前述の体積弾性率の差による誘電体膜３０８の剥がれを抑制できる。なお、メサ構造の加工精度の観点から、メサ構造３０２の幅を狭くする部分（端部）は、メサ構造３０２長手方向の長さの１／１０以下とすると良い。また、同様の観点から、当該端部の幅は、他の部分の幅の９０％以下とすることが好ましい。
【００３３】
本発明の実施の形態１に係る光素子１０の特徴と、本発明の実施の形態３に係る光素子３００の特徴を組み合わせてもよい。すなわち、メサ構造の端部の幅を他の部分の幅よりも狭くしつつ、メサ構造の端面に誘電体膜の剥がれを防止する加工を施すと、誘電体膜の剥がれを抑制する効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  光素子、  １２  基板、  １４  メサ構造、  １６  溝、  １８  溝、  ２０  表面電極、  ２２  絶縁膜、  ２４  誘電体膜、  ２６  誘電体膜
【図１】
0005636813.tif 000002
【図２】
0005636813.tif 000003
【図３】
0005636813.tif 000004
【図４】
0005636813.tif 000005
【図５】
0005636813.tif 000006
【図６】
0005636813.tif 000007
【図７】
0005636813.tif 000008
【図８】
0005636813.tif 000009
【図９】
0005636813.tif 000010
【図１０】
0005636813.tif 000011
【図１１】
0005636813.tif 000012
【図１２】
0005636813.tif 000013