(57)【要約】【課題】  発光素子部及び受光素子部を独立に変調信号を入力して駆動させることができ、かつ受光素子部が良好な高周波特性を有するようにすることができる電気光学素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板の発光素子部形成領域に形成されている発光素子部と、前記発光素子部形成領域以外の水平方向に設けられている受光素子部形成領域に形成されている光検出部と、前記発光素子部から前記光検出部にわたって、前記発光素子部が放出する光の一部を前記受光素子部へ導くように形成されている光導波路層とを有するようにする。【選択図】  図１
2006165220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の発光素子部形成領域に形成されている発光素子部と、
前記発光素子部形成領域以外の水平方向に設けられている受光素子部形成領域に形成されている光検出部と、
前記発光素子部から前記光検出部にわたって、前記発光素子部が放出する光の一部を前記受光素子部へ導くように形成されている光導波路層と、を有する電気光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学素子であって、
前記光導波路層は、少なくとも前記発光素子部が放出する光の光路上に形成されている電気光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の電気光学素子であって、
前記発光素子部と前記受光素子部とは絶縁層を介して、略隣接して形成されている電気光学素子。
【請求項４】
請求項１に記載の電気光学素子であって、
前記発光素子部と前記受光素子部とは絶縁層を介して、略同心円状に形成されている電気光学素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学素子であって、
前記光導波路層は、誘電体多層反射層で形成されている電気光学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学素子であって、
前記誘電体多層反射層は、酸化シリコン層と金属酸化層とを交互に形成されている電気光学素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学素子であって、
前記受光素子部の下に、前記発光素子部と同等の発光素子部を有する電気光学素子。
【請求項８】
半導体基板表面に第１ミラー層を形成し、前記第１ミラー層上に活性層を形成し、前記活性層の上に第２ミラー層を形成し、前記第２ミラー層上に第１コンタクト層を形成し、前記第１コンタクト層上に光吸収層を形成し、前記光吸収層上に第２コンタクト層を形成する結晶成長工程と、
前記第２コンタクト層上の光検出部を形成する領域に、第１のマスクを形成する第１マスク工程と、
前記第１のマスクが形成されている領域以外の前記第２コンタクト層及び前記光吸収層を除去して光検出部を形成する光検出部形成工程と、
前記第１コンタクト層上に、発光素子部及び前記光検出部を有する受光素子部を形成する領域にマスクを形成する第２マスク形成工程と、
前記第２のマスクが形成されている領域以外の前記第１コンタクト層及び前記第２ミラー層を除去して、前記発光素子部及び前記受光素子部の素子分離領域を形成する素子分離領域形成工程と、
前記発光素子部または前記受光素子部と前記活性層と接している第２ミラー層を、前記素子分離領域側から前記発光素子部または受光素子部内の一部にかけて酸化することにより電流狭窄層を形成する電流狭窄層形成工程と、
前記素子分離領域に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記半導体基板の裏面に第１の電極を形成する第１電極形成工程と、
前記発光素子部の少なくとも前記第１コンタクト層の一部に第２電極を形成する第２電極形成工程と、
前記受光素子部の少なくとも前記第１コンタクト層の一部に第３電極を形成する第３電極形成工程と、
前記光検出部の前記第２コンタクト層の一部に第４電極を形成する第４電極形成工程と、
前記発光素子部上の前記第１コンタクト層と、前記光検出部上の第２コンタクト層とを連続した光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、を有する電気光学素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学素子を含む光伝送モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子部と受光素子部とを有する電気光学素子及びその製造方法に関し、特に発光素子部から放出される光出力を受光素子部でモニターする機能を有する電気光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電気光学素子において、発光素子部上に受光素子部を積層させた、一体型構造を有するものが多い。
【０００３】
特許文献１は、図８（ａ）に示すような３端子構造を有する電気光学素子５０が開示されている。発光素子部６２を起動させる電極は、第１電極５９と第２電極６０であり、一方、受光素子部６３を起動させる電極は、第２電極６０と、第３電極６１である。このように、３端子構造では、第２電極が、発光素子部６２及び受光素子部６３を起動させる共通電極となっている。
【０００４】
上記の電気光学素子では、第２電極６０が共通電極となっているため、第２電極側に変調信号を入力して、発光素子部６２と受光素子部６３とを独立に駆動させることができないという、すなわち、駆動方法に制限が生じるという課題がある。
【０００５】
上記の課題を解決するために、特許文献２では、図８（ｂ）に示すような４端子構造を有する電気光学素子７０が開示されている。発光素子部８４を起動させる電極は、第１電極８０と、第２電極８１であり、一方、受光素子部８５を起動させる電極は、第３電極８２と、第４電極８３である。このように、発光素子部８４と受光素子部８５を独立に駆動させることができるので、上記の課題は解決される。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３５５６８号公報
【特許文献２】特開２０００−１１４６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記の特許文献２が開示する４端子構造を有する電気光学素子７０についても以下に示すような課題がある。すなわち、４端子構造においては、発光素子部８４と受光素子部８５とを、独立に駆動させるために、その間に絶縁層７５を形成している。この、絶縁層７５は第２電極８１と第４電極８３で挟まれた寄生容量として機能してしまうため、電気光学素子７０を高周波領域で駆動させた場合、受光素子部の高周波特性を劣化させる可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、発光素子部及び受光素子部を独立に変調信号を入力して駆動させることができ、かつ受光素子部が良好な高周波特性を有するようにすることができる電気光学素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学素子は、基板の発光素子部形成領域に形成されている発光素子部と、前記発光素子部形成領域以外の水平方向に設けられている受光素子部形成領域に形成されている光検出部と、前記発光素子部から前記光検出部にわたって、前記発光素子部が放出する光の一部を前記受光素子部へ導くように形成されている光導波路層とを有することを要旨とする。
【００１０】
本発明に係る電気光学素子によれば、基板上に形成されている発光素子部と受光素子部とを、当該発光素子部から放出される光を当該受光素子部へ導くように形成されている光導波路層を有することにより、発光素子部から放出される光を光検出部で検出することができる。これにより、発光素子部の環境、特に温度により生じる光出力の変動を光検出部でモニターすることができる。また、発光素子部と受光素子部を別々に形成していることにより、発光素子部を起動させる電極と、受光素子部を起動させる電極とを別々に形成することができる。これにより、発光素子部と受光素子部を独立に制御することができる。また、上記の構造を有することにより、この電気光学素子を起動させた場合、発光素子部上に受光素子部を有する一体型電気光学素子のように、寄生容量を生じることがないため高周波特性に劣化を低減できる。
【００１１】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記光導波路層は、少なくとも前記発光素子部が放出する光の光路上に形成されていることを要旨とする。
【００１２】
本発明に係る電気光学素子によれば、光導波路層が少なくとも発光素子部が放出する光の光路上に形成されていることによって、確実に受光素子部に伝達することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記発光素子部と前記受光素子部とは絶縁層を介して、略隣接して形成されていることを要旨とする。
【００１４】
本発明に係る電気光学素子によれば、発光素子部と受光素子部とを絶縁層を介して隣接して形成することにより、当該発光素子部及び当該受光素子部が有する電極と、当該電極に電圧等を供給する電源とを電気的に接続する電気配線の形成の自由度が高くなる。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記発光素子部と前記受光素子部とは絶縁層を介して、略同心円状に形成されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明に係る電気光学素子によれば、発光素子部と受光素子部とを絶縁層を介して同心円状に形成することにより、当該電気光学素子を小さく形成することができる。
【００１７】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記光導波路層は、誘電体多層反射層で形成されていることを要旨とする。
【００１８】
本発明に係る電気光学素子によれば、光導波路層を誘電体多層反射層で形成することにより、発光素子部と受光素子部とを電気的に絶縁した状態に保ちつつ、発光素子部から放出される光を受光素子部に伝達することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記誘電体多層反射層は、酸化シリコン層と金属酸化層とを交互に形成されていることを要旨とする。
【００２０】
本発明に係る電気光学素子によれば、誘電体多層反射層を酸化シリコン層と金属酸化層とを交互に形成することにより、発光素子部が放出する光を受光素子部に伝達することができる。また、当該放出光を誘電体多層反射層を通過させて、発光素子部の上方に光を放出させることができる。
【００２１】
また、本発明は、上記の発明の電気光学素子であって、前記受光素子部の下に、前記発光素子部と同等の発光素子部を有することを要旨とする。
【００２２】
本発明に係る電気光学素子によれば、当該受光素子部の下にも発光素子部と同等の発光素子部を有することにより、受光素子部が形成されている部分は、発光素子部上に受光素子部を積層して形成した電気光学素子となっているので、受光素子部からも光を放出することができる。これにより、当該電気光学素子は発光素子部を２つ有することになり、光伝送モジュール等を形成する際の、当該電気光学素子の配置の自由度が増加する。
【００２３】
また、本発明に係る電気光学素子の製造方法は、半導体基板表面に第１ミラー層を形成し、前記第１ミラー層上に活性層を形成し、前記活性層の上に第２ミラー層を形成し、前記第２ミラー層上に第１コンタクト層を形成し、前記第１コンタクト層上に光吸収層を形成し、前記光吸収層上に第２コンタクト層を形成する結晶成長工程と、前記第２コンタクト層上の光検出部を形成する領域に、第１のマスクを形成する第１マスク工程と、前記第１のマスクが形成されている領域以外の前記第２コンタクト層及び前記光吸収層を除去して光検出部を形成する光検出部形成工程と、前記第１コンタクト層上に、発光素子部及び前記光検出部を有する受光素子部を形成する領域にマスクを形成する第２マスク形成工程と、前記第２のマスクが形成されている領域以外の前記第１コンタクト層及び前記第２ミラー層を除去して、前記発光素子部及び前記受光素子部の素子分離領域を形成する素子分離領域形成工程と、前記発光素子部及び前記受光素子部と前記活性層と接している第２ミラー層を、前記素子分離領域側から前記発光素子部または受光素子部内の一部にかけて酸化することにより電流狭窄層を形成する電流狭窄層形成工程と、前記素子分離領域に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記半導体基板の裏面に第１の電極を形成する第１電極形成工程と、前記発光素子部の少なくとも前記第１コンタクト層の一部に第２電極を形成する第２電極形成工程と、前記受光素子部の少なくとも前記第１コンタクト層の一部に第３電極を形成する第３電極形成工程と、前記光検出部の前記第２コンタクト層の一部に第４電極を形成する第４電極形成工程と、前記発光素子部上の前記第１コンタクト層と、前記光検出部上の第２コンタクト層とを連続した光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、を有することを要旨とする。
【００２４】
本発明に係る電気光学素子の製造方法によれば、結晶成長工程により電気光学素子の発光素子部及び受光素子部の機能を有する層を形成し、第１マスク工程により、第２コンタクト層上の光検出部を形成する領域に第１のマスクを形成し、光検出部形成工程により、第１のマスクが形成されている領域以外の第２コンタクト層及び光吸収層を除去して光検出部を形成し、第２マスク形成工程により、第１コンタクト層上に、発光素子部及び光検出部を有する受光素子部を形成する領域にマスクを形成し、素子分離領域形成工程により、第２のマスクが形成されている領域以外の第１コンタクト層及び第２ミラー層を加工して、発光素子部と受光素子部との素子分離領域を形成し、電流狭窄層形成工程により、発光素子部及び受光素子部と活性層と接している第２ミラー層を、素子分離領域側から発光素子部または受光素子部内の一部にかけて酸化することにより電流狭窄層を形成し、絶縁層形成工程により、素子分離領域に絶縁層を形成し、第１電極形成工程により、半導体基板の裏面に第１の電極を形成し、第２電極形成工程により、発光素子部の少なくとも第１コンタクト層の１部に第２電極を形成し、第３電極形成工程により、受光素子部の少なくとも第１コンタクト層の一部に第３電極を形成し、第４電極形成工程により、光検出部の第２コンタクト層の一部に第４電極を形成し、光導波路形成工程により、前記光検出部上の第２コンタクト層とを連続した光導波路を形成することから、発光素子部から放出される光を光検出部で検出することができる。これにより、発光素子部の環境、特に温度により生じる光出力の変動を光検出部でモニターすることができる。また、発光素子部と受光素子部を別々に形成していることにより、発光素子部を起動させる電極と、受光素子部を起動させる電極とを別々に形成することができる。これにより、発光素子部と受光素子部を独立に制御することができる。また、上記の構造を有することにより、この電気光学素子を起動させた場合、発光素子部上に受光素子部を有する一体型電気光学素子のように、寄生抵抗を生じることがないため高周波特性に劣化を低減できる。
【００２５】
また、本発明は、上記に記載の電気光学素子を利用して、光伝送モジュールとして利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１から図５を用いて説明する。
図１（ａ）は、本実施形態で得られる電気光学素子の模式断面図を示す。まず、電気光学素子１０の構造について説明する。
電気光学素子１０は、同一の半導体基板１１上に、発光素子部３０及び受光素子部４０を有する。同図では、左側に発光素子部３０、右側に受光素子部４０を示している。本実施形態では、発光素子部３０は、面発光型発光素子または面発光型レーザであり、一方、受光素子部４０はフォトダイオードである。
【００２７】
半導体基板としてＧａＡｓ基板１１を用いており、ＧａＡｓ基板１１上に第１ミラー層１２が形成されている。第１ミラー層１２は、ｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した約４０ペアの分布型多層膜として形成されている。また、第１ミラー層１２が形成されていない裏面側のＧａＡｓ基板１１の全面には第１電極２０が形成されている。第１電極２０は、ｎ型の電極であり、ＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層で形成されている。
【００２８】
第１ミラー層１２上には、活性層１３が形成されている。活性層１３は、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造に形成されている。活性層１３の上には発光素子部３０及び受光素子部４０が形成されており、素子分離領域には絶縁層１９が形成されている。
【００２９】
発光素子部３０は、活性層１３上に第２ミラー層１４が形成されている。第２ミラー層１４は、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した複数のペアの分布型多層膜として形成されている。ここで、第２ミラー層１４は、第１ミラー層１２よりもかなり薄く形成されている。第２ミラー層１４の上には第１コンタクト層１５が形成されている。第１コンタクト層１５はｐ型のＧａＡｓ層で形成されている。第１コンタクト層１５及び絶縁層１９上の一部に第２電極２１が形成されている。第２電極２１は、ｐ型の電極でありＡｕとＺｎとの合金とＡｕの積層で形成されている。なお、第２電極２１により形成される第１コンタクト層１５の開口部は、発光面２１ａとなる。活性層１３に接している第２ミラー層１４の一部には、電流狭窄層１８が形成されている。電流狭窄層１８は、第２ミラー層１４の一部を素子分離領域の側面から酸化することによって形成されている。なお、電流狭窄層１８の形成領域を制御することにより、活性層１３等の電流密度を制御することができる。
【００３０】
このように、発光素子部３０は、第１電極２０、ＧａＡｓ基板１１、第１ミラー層１２、活性層１３、第２ミラー層１４、第１コンタクト層１５及び電流狭窄層１８を有している。本実施形態では、上記の複数の層を発光層２５と称することにする。
【００３１】
一方、受光素子部４０は、発光層２５上に、すなわち第１コンタクト層１５の上には、第１コンタクト層１５よりも小さい面積を有する光吸収層１６が形成されている。光吸収層１６は、不純物が導入されていないＧａＡｓ層で形成されている。光吸収層１６の上には、第２コンタクト層１７が形成されている。第２コンタクト層１７は、ｎ型のＧａＡｓ層で形成されている。光吸収層１６が形成されていない第１コンタクト層１５と絶縁層１９上の一部には、第３電極２２が形成されている。第３電極２２は、ｐ型の電極でありＡｕとＺｎとの合金とＡｕの積層で形成されている。また、第２コンタクト層１７の上には、第４電極２３が形成されている。第４電極２３は、ｎ型の電極であり、ＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層で形成されている。なお、第４電極２３により形成される第２コンタクト層１７の開口部は、受光面２３ａとなる。ここで、受光素子部４０が有する光吸収層１６及び第２コンタクト層１７を光検出部２６と称する。
【００３２】
発光素子部３０の発光面２１ａの少なくとも一部を含む領域から、受光素子部４０の受光面２３ａにかけて、光導波路層としての誘電体多層反射層２４が形成されている。誘電体多層反射層２４は、酸化シリコン層と金属酸化物の層を交互に積層した複数のペアの分布型多層膜として形成されている。
【００３３】
ここで、本実施形態の電気光学素子１０を機能的な構造で捉えた場合、発光素子部３０は、発光層２４のみから形成されており、一方、受光素子部４０は、発光層２５の上に光検出部２６が形成されている構造となっている。発光素子部３０から光検出部２６にわたって、誘電体多層反射層２４を形成した構造となっている。
【００３４】
図１（ｂ）は、電気光学素子１０を発光素子部３０及び受光素子部４０が形成されている面を上からみた模式平面図を示す。発光素子部３０及び受光素子部４０は、隣接して形成されており、それぞれ円状に形成されている。また、発光素子部３０と受光素子部４０との間は、絶縁層１９が形成されている。発光素子部３０の発光面２１ａから、受光素子部４０の受光面２３ａにかけて、誘電体多層反射層２４が円筒形に形成されている。
【００３５】
次に、電気光学素子１０の作用について説明する。第１電極２０と第２電極２１との間に電圧を印加することにより、活性層１３で正孔と電子が結合することにより光を放出する。放出された光は、発光面２１ａから誘電体多層反射層２４に入射する。入射した光は、誘電体多層反射層２４の中で反射を繰り返しながら、受光面２３ａに入射する。受光素子部４０が有する第３電極２２と第４電極２３との間に電圧を印加しておくことにより、受光面２３ａから入射された光は、光吸収層１６の内部で電子と正孔を発生させ、それが第３電極２２、第４電極２３に移動することにより電流が生じる。受光素子部４０で発生したこの光電流を計測することにより、発光素子部３０から放出された光の特性を把握できる。
【００３６】
また、発光素子部３０を起動させるための電極は第１電極２０と第２電極２１であり、一方、受光素子部４０を起動させるための電極は第３電極２２と第４電極２３であることから、発光素子部３０と受光素子部４０とを独立に制御することができる。すなわち、変調信号を発光素子部３０または受光素子部４０のどちらかだけに伝達することができるので、電気光学素子１０の駆動方法の自由度が増加する利点がある。また、発光素子部３０と発光素子部３０から放出される光を検出する受光素子部４０とは、積層して形成されていないので、寄生容量が発生しない。したがって、高周波で当該電気光学素子１０を駆動させた場合、高周波特性の劣化を低減することができる。また、発光素子部３０と受光素子部４０とを隣接して形成することにより、当該電極に電圧等を供給する電源とを電気的に接続する電気配線の配置が容易になるという利点がある。
【００３７】
次に、電気光学素子１０の製造方法について説明する。
【００３８】
図２（ａ）は、結晶成長工程を示す。結晶成長工程では、まずｎ型のＧａＡｓ基板１１の表面上に、第１ミラー層１２、活性層１３、第２ミラー層１４、第１コンタクト層１５、光吸収層１６及び第２コンタクト層１７を、順にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、またはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法を用いて積層するように形成する。これらの各層の構造は、図１（ａ）で説明したとおりである。
【００３９】
図２（ｂ）は、第１マスク工程を示す。結晶成長工程を経たＧａＡｓ基板１１の表面にフォトレジスト２７を全面に塗布し、フォトリソグラフィー法により、フォトレジストのパターン形成を行う。
【００４０】
図２（ｃ）は、光検出部形成工程を示す。まず、フォトレジスト２７をマスクとして、ドライエッチング法により第２コンタクト層１７及び光吸収層１６を除去する。その後、フォトレジスト２７を剥離する。これにより、光検出部２６が形成される。なお、ここでは、ドライエッチング法を用いているが、ウェットエッチング法を用いて、上記の層を除去してもよい。
【００４１】
図３（ａ）は、第２マスク工程を示す。光検出部２６が形成されたＧａＡｓ基板１１上に、第１マスク工程と同様に、第２マスクとしてのフォトレジスト２８を形成する。
【００４２】
図３（ｂ）は、素子分離領域形成工程を示す。まず、フォトレジスト２８をマスクとして、ドライエッチング法により第１コンタクト層１５及び第２ミラー層１４を除去する。除去された部分は、素子分離領域となり、ここで、発光素子部３０の領域と光検出部２６を有する受光素子部４０の領域とが形成される。なお、ここでは、ドライエッチング法を用いているが、ウェットエッチング法を用いて、上記の層を除去してもよい。
【００４３】
図３（ｃ）は、電流狭窄層形成工程を示す。素子分離領域が形成されたＧａＡｓ基板１１を４００℃前後の水蒸気にさらすことにより、活性層１３上の第２ミラー層１４の一部を、素子分離領域の側面から酸化することにより、電流狭窄層１８を形成する。電流狭窄層１８は、酸化アルミニウムが主成分の絶縁性の層となっている。第２ミラー層１４は、結晶成長工程で、活性層１３近傍の層は、アルミニウムの含有率の高いＧａＡｌＡｓ結晶を形成している。
【００４４】
図４（ａ）は、絶縁層形成工程を示す。絶縁層１９として、ポリイミド等を用いる。ＧａＡｓ基板１１の表面に液状のポリイミド等を塗布し、素子分離領域にポリイミド１９を埋め込むようにして形成する。その後、余分なポリイミドを除去する。
【００４５】
図４（ｂ）は、第１電極形成工程を示す。第１電極２０は、ＧａＡｓ基板１１の裏面に、真空蒸着法、スパッタリング法等を用いて形成する。第１電極２０は、ＧａＡｓ基板がｎ型であるので、ｎ型のオーミック接合ができる金属層を形成する。ここでは、図１（ａ）で説明したように、ＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層を形成する。第１電極２０が形成されたら、約４００℃の熱処理を行い、ＧａＡｓ基板１１とオーミック接合を形成する。
【００４６】
図４（ｃ）は、第２電極形成工程及び第３電極形成工程を示す。第２電極２１及び第３電極２２は、ｐ型のオーミック接合ができる金属層を形成する。同じｐ型の導電性を有する電極であるので、第２電極２１及び第３電極２２は同じ工程で形成することができる。第２電極２１及び第３電極２２のパターン形成は、リフトオフ法またはドライエッチング法を用いる。
【００４７】
リフトオフ法を用いる場合には、まずフォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト（図示せず）をパターン形成する。フォトレジストは、第２電極２１及び第３電極２２が形成される部分が開口されたパターンを有する。次に、第１電極形成工程と同様に、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、ｐ型のオーミック接合ができる金属層を形成する。ここでは、図１（ａ）で説明したように、ＡｕとＺｎとの合金とＡｕの積層で形成されている。この金属層を形成した後、フォトレジストを金属層とともに除去することにより、フォトレジストが形成されていない部分にのみ金属層、すなわち第２電極２１及び第３電極２２が残ることになる。その後、第１電極形成工程と同様に、約４００℃で熱処理を行い、第１コンタクト層１５とオーミック接合を形成する。
【００４８】
ドライエッチング法では、先に金属層を形成してから、第２電極２１及び第３電極２２を形成する領域にフォトレジストを形成する。次に金属層をドライエッチングして第２電極２１及び第３電極２２以外の金属層を除去する。その後、フォトレジストを剥離する。
【００４９】
なお、本実施形態では、第２電極２１と第３電極２２を同じ工程で形成しているが、例えば、第２電極２１と第３電極２２とを違う導電性を有する電極として形成する場合は、それぞれ別工程で形成する。
【００５０】
図５（ａ）は、第４電極形成工程を示す。第４電極２３は、第２電極形成工程（第３電極形成工程）とほぼ同様である。ただし、第４電極２３は、ｎ型なので第１電極２０とほぼ同様の金属層で形成する。
【００５１】
図５（ｂ）は、光導波路層形成工程を示す。光導波路として、誘電体多層反射層２４を形成する。誘電体多層反射層として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、シリコン（Ｓｉ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）等の材料から２層を選択して、交互に積層することによって形成される。例えば、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ2／Ｓｉ、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2等の組み合わせで誘電体多層反射層２４を形成する。誘電体多層反射層２４の形成方法は、ＥＢ（Electron Beam）蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法を用い、ＧａＡｓ基板１１の表面全体に形成する。
【００５２】
図５（ｃ）は、光導波路層加工工程を示す。光導波路層としての誘電体多層反射層２４上に、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト（図示せず）をパターン形成する。パターン形成されたいフォトレジストをマスクとして、ドライエッチング法により、誘電体多層反射層２４を除去する。同図においては、第２電極２１、第３電極２２及び第４電極２３の上部の誘電体多層反射層２４を除去しているようにしている。なお、誘電体多層反射層２４の加工形状は、発光素子部３０から受光素子部４０へ光が伝達されるように形成されていればよい。すなわち、発光素子部３０の発光面２１ａの少なくとも一部から受光素子部４０の受光面２３ａの一部にかけて連続した誘電体多層反射層２４が形成されていればよい。
【００５３】
（変形例）
本発明の実施形態は上記に限らず、例えば、図６のように変形してもよい。
図６（ａ）は、電気光学素子１０が有する発光素子部３０と受光素子部４０とを同心円状に形成したときの模式断面図を示し、（ｂ）は模式平面図を示す。
図６（ａ）では、電気光学素子１０の中心付近に発光素子部３０を形成し、発光素子部３０の周囲を囲むように受光素子部が形成されているので、同図では、発光素子部３０の両側に受光素子部４０が配置されている。また、光導波路層としての誘電体多層反射層２４は、光検出部２６から発光素子部３０の全面を覆うように形成されている。
【００５４】
図６（ｂ）に示すように、この模式平面図においては、第１コンタクト層１５よりも内側にある第４電極２３、第２コンタクト層１７、絶縁層１９、第２電極２１及び発光面２１ａになっている第１コンタクト層１５の上には誘電体多層反射層２４が、これらの層を覆うように形成されている。
【００５５】
このように、同心円状に発光素子部３０と受光素子部４０とを形成することにより、電気光学素子１０を形成する面積をあまり増加させずに済む。なお、本例においては、発光素子部３０を中心に形成し、受光素子部４０をその周囲に形成したが、その逆に、受光素子部４０を中心に形成し、発光素子部３０を周囲に形成してもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
図７に、本実施形態の電気光学素子を用いた光伝送モジュールの一例を示す。光伝送モジュールとしてのＯＳＡ（Optical Sub-Assembly）１００は、ステム１０１の上に、上記で説明した電気光学素子１０が取り付けられている。また、電気光学素子１０の上方で、かつ発光素子部３０の光軸上に、レンズ１０３が配置されている。またステム１０１の台から光ファイバ１０４の一部まで、外部の環境から電気光学素子１０等を保護するために、カバー１０２が形成されている。また、レンズ１０３の光軸上に光ファイバ１０４が配置されている。また、本実施形態では、カバー１０２は、樹脂製であり、レンズ１０３と一体で形成されている。
【００５７】
ステム１０１のピンを介して、電気光学素子１０の第１電極２０〜第４電極２３に電圧を印加すると、発光素子部３０及び受光素子部４０が駆動する。発光素子部３０から光を放出し、その光の一部は誘電体多層反射層２４を通過して、レンズ１０３に到達する。到達した光は、レンズ１０３で集光され、光ファイバ１０４へ入射する。また、発光素子部３０から放出された光の一部は、誘電体多層反射層２４の内部で多重反射して受光素子部４０が有する光検出部２６に入射する。光検出部２６で入射した光は、光吸収層１６で光電流を生成する。この光電流を測定することにより、発光素子部３０から放出される光学特性を把握することができる。１つの電気光学素子１０だけで、発光機能を有し、かつその発光状態を監視することができることから、従来のＯＳＡ１００と比べて、カバーガラスや発光素子の発光状態を監視する受光素子等が不要になるので、コスト的にも、または、ＯＳＡ１００の小型化にも利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（ａ）は、本発明における、光導波路層を有する電気光学素子の模式断面図、（ｂ）は、光導波路層を有する電気光学素子の一例としての模式平面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、電気光学素子の製造工程を示す工程断面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、電気光学素子の製造工程を示す工程断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、電気光学素子の製造工程を示す工程断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、電気光学素子の製造工程を示す工程断面図。
【図６】（ａ）は、本発明の変形例における、光導波路層を有する電気光学素子の模式断面図、（ｂ）は、光導波路層を有する電気光学素子の一例としての模式平面図。
【図７】本実施形態で得られた電気光学素子を用いた光伝送モジュールの模式断面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、従来の電気光学素子を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１０…発光素子部及び受光素子部を有する電気光学素子、１１…ＧａＡｓ基板、１２…第１ミラー層、１３…活性層、１４…第２ミラー層、１５…第１コンタクト層、１６…光吸収層、１７…第２コンタクト層、１８…電流狭窄層、１９…絶縁層、２０…第１電極、２１…第２電極、２２…第３電極、２３…第４電極、２４…誘電体多層反射層、２５…発光層、２６…光検出部、２７…第１マスクとしてのフォトレジスト、２８…第２マスクとしてのフォトレジスト、３０…発光素子部、４０…受光素子部、１００…光伝送モジュール、１０１…ステム、１０２…カバー、１０３…レンズ、１０４…光ファイバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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