(57)【要約】本発明は、メサ構造中に配置された少なくとも一番目の導波路を含む一番目の層のセットを含んだ一番目のデバイス、および光送信方向に前記一番目のデバイスに接続した二番目のデバイス領域内に形成した二番目の導波路層を少なくとも含む二番目の層のセットを含んだ光通信デバイスに関する。被覆層は当該メサ構造、当該二番目のデバイス領域および当該周囲の半導体材料の上に配置されている。接触層は当該被覆層の上に配置され、一番目と二番目の金属接点は当該接触層の上に配置されている。当該一番目の層のセット、当該被覆層および接触層はエッチング工程において隣接して配置された材料を除去して形成される。絶縁材料をエッチングされなかった被覆層と接触層の周りに塗布する。本発明は同じく製造方法にも関する。
2005520328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）一番目の種類のドーパントを有する半導体材料上に、少なくとも一番目の導波路層を含む一番目の層のセットをエピタキシャルに成長させ、
ｂ）当該一番目の層のセットの上部の上に島状マスクを塗布し、非マスク区域にある当該一番目の層のセットを除去し、
ｃ）当該非マスク区域にある半導体材料上に、少なくとも二番目の導波路層を含んだ二番目の光通信デバイス用である二番目の層のセットをエピタキシャルに成長させ、その後に当該島状マスクを除去し、
ｄ）当該成長した層の上部の上に一番目のマスクを塗布し、当該非マスク領域にある当該一番目および当該二番目の層のセットを除去してメサ構造において少なくとも前記一番目の光通信デバイスおよび光送信方向にある前記一番目の光通信デバイスと結合した二番目の光通信デバイス領域を形成させ、そして当該一番目のマスクを除去し、
ｅ）少なくとも当該一番目の層のセットおよび当該二番目の層のセットの上部の上に被覆層をエピタキシャルに成長させ、該被覆層は、一番目の種類とは正反対な二番目の種類のドーパントを有し、
ｆ）当該被覆層の上部の上に接触層をエピタキシャルに成長させ、
ｇ）一番目および二番目の金属接点を分離して当該接触層の上部の上に配置するが、前記の一番目の金属接点は前記した一番目の層のセット上に配置され、前記二番目の金属接点は前記した二番目の層のセット上に配置されていて、
メサ構造内への当該一番目の光通信デバイス形成は、光送信方向以外には二番目の層のセットが隣接配置することなくメサ構造を形成するために当該一番目のマスクを使用することを含むことを特徴とし、
当該方法は、工程ｇ）に先行する追加の工程：
ｆ１）当該接触層上に二番目のマスクを塗布し、少なくとも前記一番目の層のセットの一部および少なくとも前記二番目の層のセットの一部を覆い、
ｆ２）当該非マスク区域にある当該接触層および少なくとも被覆層の一部をエッチングし、
ｆ３）当該二番目のマスクで被覆されていない区域に絶縁材料を塗布する
ことを含む、これら複数の工程を含んでいる二番目の光通信デバイスに接続した一番目の光通信デバイスを製造する方法。
【請求項２】
工程ｅ）に先立つ追加の工程：
ｄ１）当該一番目の層のセットおよび当該二番目の層のセット上およびそれらの周囲に、当該二番目の種類のドーパントを有する薄層をエピタキシャルに成長させ、そして
ｄ２）工程ｄ１）で成長させた薄層の上部の上にエッチング停止層をエピタキシャルに成長させ、
それにより工程ｆ２）におけるエッチングを工程ｄ２）で成長させたエッチング停止層で停止させる
ことを更に含む方法である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体材料が基板の上部の上にエピタキシャルに成長させた層である、請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記基板が、半絶縁性基板、または、当該一番目または当該二番目の種類のドーパントを有する半導体基板である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記半導体材料が半導体基板である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記一番目の光通信デバイスをレーザ、検出器および増幅器の群のいずれかに選択する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記二番目の光通信デバイスを変調器として選択する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
当該二番目のマスクが金属マスク、好ましくはチタンで作られている、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記絶縁性材料には平坦化可能材料、好ましくは高分子を選択する、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
光送信方向以外には二番目の層のセットが隣接配置することなくメサ構造を形成するために当該一番目のマスクを使用することを含む、前記のメサ構造内への当該一番目の光通信デバイス形成工程は、当該一番目の層のセットを幾らか除去することを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
当該二番目の光通信デバイスに隣接する区域において前記二番目の層のセットを除去するために当該一番目のマスクの使用を含み、前記の一番目および二番目の光通信デバイスの当該光送信方向におけるウインドウ領域を形成する、工程ｄ）を修正する工程、および
当該ウインドウ領域における当該被覆層の成長を含む、工程ｅ）を修正する工程：
を更に含む方法である、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ウインドウ領域をマスクするために使用する前記二番目のマスクの一部分の幅は、当該二番目の層のセットから離れるほど当該二番目の層のセットに最接近した部分の幅と比較してより大きい、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ウインドウ領域マスク部分はテーパー形状を取るように選ばれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
一番目の種類のドーパントを有する半導体材料の上部の上のメサ構造内に形成した、少なくとも一番目の導波路層を含む、一番目のエピタキシャル成長層のセット、
当該半導体材料の上部の上に、光送信方向に前記一番目の光通信デバイスと接続した二番目の光通信デバイス領域中に形成した、少なくとも二番目の導波路層を含む、二番目のエピタキシャル成長層のセット、
当該メサ構造と当該二番目の光通信デバイス領域および当該周囲の半導体材料の上に配置された、前記一番目の種類とは正反対な二番目の種類のドーパントを有する被覆層、
当該被覆層の上部の上に配置された接触層、および
一番目の金属接点は前記一番目の層のセットの上に配置され、二番目の金属接点は前記二番目の層のセットの上に配置され、別々に当該接触層上に配置されている、一番目の金属接点および二番目の金属接点：
を含んでおり、
非光送信方向においては全ての隣接して配置された二番目の層のセットを除去するように前記一番目の層のセットはエッチングプロセスにてメサ構造に形成させ、前記被覆層および接触層はエッチングプロセスにおいて、少なくとも当該メサ構造の上では一番目の接点メサ構造を有し、少なくとも当該二番目の光通信デバイス領域の上では二番目の接点メサ構造を有するように形成させ、当該デバイスは：
エッチングされていない被覆層および接触層の周囲に塗布した絶縁材料を更に含んでいる、
ことを特徴とした、二番目の光通信デバイスと光学的に接続した一番目の光通信デバイスを含むデバイス。
【請求項１５】
当該二番目の種類のドーパントを有する薄層を当該メサ構造および当該二番目の光通信デバイス領域の上および周囲に配置し、エッチング停止層を当該薄層の上部の上に配置し、それにより当該一番目の接触メサ構造および当該二番目の接触メサ構造を形成するための当該被覆層と接触層のエッチングを、エッチング停止層により停止する、請求項１４記載のデバイス。
【請求項１６】
前記一番目の光通信デバイスがレーザ、検出器および増幅器の群のいずれかである、請求項１４〜１５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１７】
前記二番目の光通信デバイスが変調器である、請求項１４〜１６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１８】
前記半導体材料が基板の上部の上にエピタキシャルに成長した層である、請求項１４〜１７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１９】
前記基板が半絶縁性基板または当該一番目か当該二番目の種類のドーパントを有する半導体基板である、請求項１８記載のデバイス。
【請求項２０】
前記半導体材料が半導体基板である、請求項１４〜１９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２１】
ウインドウ領域が光送信方向に前記二番目の接触メサ構造に隣接して配置された被覆層中に備えられた、請求項１４〜２０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２２】
前記ウインドウ領域の幅が当該二番目の接触メサ構造に最も近接した部分の幅と比較して当該二番目の接触メサ構造から隔たるほどより大きい、請求項２１記載のデバイス。
【請求項２３】
当該非光送信方向での当該一番目の層のセットの幾らかを除去して当該一番目の層のセットをメサ構造に形作る、請求項１４〜２２のいずれかに記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術範囲）
本発明は光通信デバイス、より具体的には請求項１の前段で定義した如く変調器のような受動光通信デバイスと光学的に接続したレーザのような能動光通信デバイスを製造する方法に関する。本発明は同様に請求項１４の前段で定義したような光通信用デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
（本発明の背景）
ファイバー光通信は、光ファイバー中に閉じ込めた光を長距離間に亘る情報移送用に用いる。長距離の高速送信のために、ファイバー光通信用の重要な光源は分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−レーザ）である。
【０００３】
主な種類のＤＦＢ−レーザには２種ある：埋め込みヘテロ構造（ＢＨ）およびリッジ型である。これら２つの種類は図１ａおよび図１ｂに関連して簡単に説明する。両者ともそれらの利点を有していて、例えば当該ＢＨは一般的に良好な性能を示し、当該リッジ型は製造するのがより簡単である。
【０００４】
当該ＤＦＢレーザに変調器を加えることにより、例えば集積電界吸収型光変調器（ＤＦＢ−ＥＡ）は平均して良好な性能が得られるが、それは当該レーザの直接変調より少ないチャープを採り入れるからである。
【０００５】
ＤＦＢ−ＥＡ構成部分はレーザ（ＤＦＢ）および変調器（ＥＡ）からなる。当該デバイスは多くの異なる方法で製造できるが、よくあるのは一番目に当該レーザ材料をエピタキシャルに成長させ、その後レーザ部分に不必要な材料を全てエッチングして除き、そして当該レーザ（突合せ接合法）の周りに新しい材料を再成長させて変調器として用いる方法である。そしてリッジ型ＤＦＢ−ＥＡは、接触層を当該レーザおよび当該変調器の材料の上に成長させ、次に当該リッジをエッチングすることにより作ることが出来る。
【０００６】
ＤＦＢ−ＥＡを製造する本方法は、接合部分における欠点による当該レーザ部品を形成する材料の周りの突合せ接合したリムにおける電流の漏電／再結合、および当該変調器部品を形成する周辺の再成長材料におけるわずかにより高いバンドギャップにつき問題を生じるであろう。本方法は高閾値電流を生じる。当該レーザ材料についてのバンドギャップエネルギーの典型的値は０．８０ｅＶで、変調器材料については０．８３ｅＶである。当該レーザ材料に近接している変調器材料の組成と品質は、ＳＡＧ−Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａ  Ｇｒｏｗｔｈ（選択区域成長）と呼ばれるマスクした領域からの材料拡散があるので一般的に制御するのが難しい。
【０００７】
これらの問題はその代わりにＢＨ  ＤＦＢ−ＥＡレーザを製造することで対処できる。この場合、狭いメサ（導波路）を刻み込み、半絶縁性（ＳＩ）ＩｎＰを当該レーザおよび変調器の導波路の周りに再成長させ（参照図１ａ）、そして全ての電流を集中させて当該構成成分中を流れるようにする。当該エッチングは当該変調器の前方で同じように行うことができ、それにより再成長したＳＩ−ＩｎＰは当該デバイスが最終的に切断される場所と１５〜３０μｍ程度隣接してウインドウを生成する。当該ウインドウは当該チップの切断面で反射した光が当該レーザに戻らないように抑制する。これは光が切断面から反射する前に光を広げて変調導波路材料から離れさせることで行う（参照、図２）。当該ウインドウはこうして当該面の反射防止膜の必要量を減少させる。しかしながら、ＤＦＢ−ＥＡの本製造法は１つか２つ余計なエピタキシャルプロセス工程を必要とするので当該デバイスの複雑性（および経費）を増加させる。またＢＨレーザにおいてメサ周辺の電流遮断層の再成長が信頼性で問題を起こすことがよく知られている。
【０００８】
ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）のような絶縁体が長い間ミクロチップ製造において使用されていた。例えば、Ｒ．Ａ．Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ、Ｃ．Ｊ．Ｃａｒｒｉｅｒｅ、Ｋ．Ｊ．Ｂｒｕｚａ、Ｎ．Ｇ．ＲｏｎｄａｎおよびＲ．Ｌ．Ｓａｍｍｌｅｒによる論文、標題“ベンゾシクロブテン類：高性能高分子の新規クラス”Ｓｃｉｅｎｃｅ−Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ  Ａ２８、Ｎｏｓ．１１＆１２、１９９１、ｐｐ．１０７９〜１１１３を参照。当該材料は導電性の金属充填接着剤からシリコンウェーハ上の高度平坦性な絶縁の層までの範囲の種々な電子技術応用面で用いられていた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（本発明の要旨）
本発明の目的は、一番目の光通信デバイスを形成する材料の周りのリムにおける電流の漏電／再結合を減少させて二番目の光通信デバイスと光学的に結合した一番目の光通信デバイスを製造する簡易な方法を提供することにある。
【００１０】
本目的は請求項１の特性的特徴および請求項１４の特性的特徴により達成される。
【００１１】
本発明における利点は、同じまたはより良い性能を持つデバイスを高収率および低コストについての可能性を持ちつつ、通常のＢＨデバイスに比べてより簡単に製造することである。
【００１２】
他の利点は、より簡単な製造プロセスから由来する高信頼性である。
【００１３】
本発明は、本発明を図で示している実施例に含まれる添付図と関連させて以下で更に説明する。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳しい説明）
図１ａおよび１ｂを本発明の背景として簡潔に検討するが、図１ａはＢＨ  ＤＦＢレーザを示し、図１ｂはリッジ型ＤＦＢレーザを示している。これらをより詳細にここで説明する。同じ参照番号を異なる図で使用する場合、それは同じまたは同じような特性であることを示す。
【００１５】
図１ａで示した埋め込みヘテロ構造ＤＦＢレーザ１０を半導体基板１の上部の上に作る。エピタキシャル層２、導波路層３および保護層４を含んだ層のセットをその後に当該基板１の上部の上に成長させる。当該保護層４は格子を含んでもよく、当該格子の上部の上に配置した保護用被膜を伴っていてもよい。層のセット２〜４はその後に設定した幅を持つ導波路メサに成形される。当該基板は好ましくはＩｎＰで、一番目の種類のドーパント、例えばｎ型（ｎ−ＩｎＰ）を有する。この実施例では、当該エピタキシャル層２はｎ−ＩｎＰでもあり、当該導波路層はＩｎＧａＡｓＰで、当該保護層はｐ−ＩｎＰである。
【００１６】
半絶縁性ＩｎＰ（ＳＩ−ＩｎＰ）層５を導波路メサの横に配置し、ｎ−ＩｎＰ６を半絶縁性ＩｎＰ層５の上部の上に塗布する。ｐ−ＩｎＰ被覆層７はその後に当該ｎ−ＩｎＰ６の上部の上で当該保護層４に接して配置される。ｐ−ＩｎＧａＡｓ接触層８を当該被覆層７の上部の上に配置し、金属接点９は当該接触層８の（上部の）上に配置する。
【００１７】
図１ｂで示した当該リッジＤＦＢレーザ２０は半導体基板の上に作られる。エピタキシャル層２、導波路３および保護層４を含んだ層のセットをその後に当該基板１の上に成長させる。当該基板は好ましくはＩｎＰで、一番目の種類のドーパント、例えばｎ型（ｎ−ＩｎＰ）を有す。この例では、当該エピタキシャル層２はｎ−ＩｎＰでもあり、当該導波路はＩｎＧａＡｓＰであり、当該保護層はｐ−ＩｎＰである。
【００１８】
ＩｎＧａＡｓＰエッチング停止層１１をその後に当該保護層４の上に配置し、被覆層７を当該エッチング停止層１１の上に成長させる。接触層８を当該被覆層７の上に成長させる。その後に当該接触層８および当該被覆層７はエッチングプロセスによりリッジ内に成形するが、当該エッチング停止層１１に達するまでエッチングする。高分子のような絶縁体材料１２をその後に回転にて載せる。当該接触層８と接続している金属接点９を当該レーザの上に配置する。
【００１９】
図２は前に本発明の背景にて説明したように望ましいウインドウ領域を伴うＢＨ  ＤＦＢ−ＥＡの横断面を示す。当該光通信デバイスは基板のような、好ましくはｎ型ＩｎＰである半導体材料１の上に作られる。図４ａ〜４ｄにおいてより詳細に記載するように、突合せ接合プロセスにて光学的に接続したレーザ材料２〜４と変調器材料３２〜３４で構成される層の２セットを当該基板１の上に配置する。当該レーザおよび変調器の材料をその後にマスクし、非マスク材料は当該基板１までエッチングして導波路メサとし、ウインドウ領域を作り出す。半絶縁性ＩｎＰ（ＳＩ−ＩｎＰ）層５を導波路メサの脇およびウインドウ領域内に配置する。被覆層７および接触層８はその後、図１と関連させて説明したように堆積させる。当該接触層８を２つの部分に分割し、各部分はレーザおよび変調器の上に別々に配置させる。その後、レーザ接点９および変調器接点２１を当該接触層８の各部分の上に配置する。
【００２０】
図３はリッジ型ＤＦＢ−ＥＡデバイスに沿った横断面を示す。本実施形態はウインドウ領域を有していない。当該光通信デバイスはｎ−ＩｎＰ基板のような半導体材料１の上に作られる。図４ａ〜４ｄでより詳細に説明するように、突合せ接合プロセスにて光学的に接続したレーザ材料２〜４と変調器材料３２〜３４で構成される層の２セットを当該基板１の上に配置する。被覆層７および接触層８を層２〜４、３２〜３４の２セットの上に配置し、リッジ構造をエッチングプロセスにてマスクを用いて形成する。高分子のような絶縁材料１２をその後回転にて載せる。当該接触層８を２つの部分に分割するが、各部分はレーザおよび変調器の上に別々に配置されている。レーザ接点９および変調器接点２１は当該接触層８の各部分の上に配置する。
【００２１】
図２および３における矢印３５は光送信方向を示す。
【００２２】
図４ａ〜４ｃには２つの光通信デバイスが互いに光学的に接続する方法を図示する。このプロセスは“突合せ接合法”として知られている。
【００２３】
図４ａは半導体ウェーハ２５の平面図を示すが、それには一番目の層のセット２２が備わっていて、エピタキシャルに成長させたｎ−ＩｎＰ層２、一番目の導波路層３および当該基板１の上に成長させて島状に形成した保護ｐ−ＩｎＰ層４を含んでいる。成形は当該保護層４の上に島状マスク３０を塗布して行い、その後に当該非マスク層を当該基板１までエッチングして図４ａにて示した形を得る。図４ｂは図４ａにおいて線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。当該島状マスク３０は好ましくは窒化物マスクで、典型的には１０×５００μｍである。
【００２４】
図４ｃは半導体ウェーハ２５の平面図を示しているが、その上にはｎ−ＩｎＰ層３２、二番目の導波路層３３および保護層３４を含む二番目の層のセット３１が成長させてある。二番目の層のセット３１（変調器に相当）が当該一番目の層のセット２２（即ち、当該レーザ材料）を取り巻いている。図４ｄは図４ｃにおいて線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。
【００２５】
光学的に変調器材料に接続しているレーザ材料を得る本プロセスを上記のように“突合せ接続法”と称し、光通信デバイス製造において広く使用されている。当該島状マスク３０はその後に取り除き、変調器材料で取り囲まれたレーザ材料の島を伴うウェーハは更なる処理に使用することができる。
【００２６】
本発明を実施する際に使用することができる当該レーザ材料と変調器材料を光学的に接続するための別の代替法は、公開された特許出願ＷＯ  ００／３８２８４に記載されているＳＡＧ（選択成長（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ａｒｅａ  Ｇｒｏｗｔｈ））およびＩｍｐｕｒｉｔｙ  Ｆｒｅｅ  Ｖａｃａｎｃｙ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇとして同様に知られているＱｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ（ＱＷＩ）である。ＱＷＩは完全なウェーハ表面を、導波路層を含む層の単一セットで覆う方法である。島状マスクを当該表面に塗布してレーザを作り出す領域を保護し、例えば石英のような物質を露出した表面にスパッタする。当該ウェーハをその後にアニールすると、当該量子井戸の混合が生じて当該材料を導波路材料へ変化させる。これは当技術分野の当事者であれば良く知っていることである。
【００２７】
図５ａ〜図５ｅは光通信デバイスを製造するプロセスの図を示す。
【００２８】
図５ａは、当該二番目の層のセット３１で取り囲まれた一番目の層のセット２２を含んだ、図４ｃにおける半導体ウェーハ２５の一部の平面図を示す。線２６は完成したとき当該加工ウェーハを分割する位置を示している。
【００２９】
一番目のマスク５０は、図５ｂに示したように層の２つのセット２２と３１の上に配置する。非マスク区域は当該基板１までエッチングされ、当該一番目のマスクを除去するが、この工程後の結果は図５ｃで示したものである。当該一番目のマスクの形状で当該レーザ材料に隣接する変調器材料の全てが除去できるが、その光送信方向は除去されない。
【００３０】
当該一番目のマスクは出来上がったレーザおよび変調器の導波路材料の物理的形状を決定する。図５ｂで示した一番目のマスクは他の形状も勿論可能で、図８ａを参照。当該一番目のマスク５０の必須な役割は、それが当該レーザ材料に隣接する変調器材料を以下のエッチング工程により除去可能とすることである。
【００３１】
図５ｄは、図５ｃにおけるＡ−Ａに沿って得た断面透視図で、層の残存するセット２２と３１および当該露出基板１の上に被覆層７、および当該被覆層７の上に接触層８を成長させた後の光通信デバイスを示している。二番目のマスク５２は当該接触層８の上で、層の一番目および二番目の層のセット２２および３１の直接上に配置した。
【００３２】
当該二番目のマスク５２でマスクされていない区域における当該接触層８および一部の被覆層７をエッチングして除去する。当該エッチングはＲＩＥエッチング法のようなドライエッチング、またはウェットエッチングで実施でき、当該エッチングプロセスは基礎をなす一番目の層のセット２２および二番目の層のセット３１に達したところで終了する。当該二番目のマスク５２を除去し、当該接触層を２つの部分に分割するが、各部分はそれぞれ当該一番目および二番目の光通信デバイスの上に別々に配置される。高分子のような絶縁材料５３をその後に回転により載せ、こうして当該能動（活性）層２２および３１を取り囲むＩｎＰの層５４を作り出す。金属接点９および２１を当該接触層８の各部分の上に配置する。これは図５ｅにある断面透視図で示した。
【００３３】
図６ａ〜６ｂは、図５ｅに示した光通信デバイスのレーザおよび変調器の断面図を示す。
【００３４】
図６ａは、図５ｅにおいてＡ−Ａに沿った当該光通信デバイスのレーザの断面を示す。当該被覆層７および当該接触層８は当該絶縁材料５３により取り囲まれている。当該被覆層７の直接下に配置された一番目の層のセット２２は作り出したＩｎＰ層５４で取り囲まれている。当該一番目の層のセット２２および当該作り出したＩｎＰ層５４は基板１の上に配置されている。
【００３５】
図６ｂは、図５ｅにおいてＢ−Ｂに沿った当該光通信デバイスの変調器の断面を示している。当該被覆層７および当該接触層８は当該絶縁体５３で取り囲まれている。当該被覆層７および一部の当該絶縁材料５３の下に配置された当該二番目の層のセット３１は作り出したＩｎＰ５４により取り囲まれている。当該二番目の層のセット３１は基板１の上に配置されている。
【００３６】
図７ａは、図５ｄに関連して説明した製造工程にて使用している当該二番目のマスク５２の形状を示している。当該二番目のマスク５２は当該光通信デバイス、即ちレーザおよび変調器の全ての部分を覆っていて長方形をしている。
【００３７】
図７ｂは、別の代替製造工程において使用されている二番目のマスクの代替形状５２’を示しており、図９で示した光通信デバイスになる。本発明そのものに関し、当該マスクの形状間の本質的な違いはウインドウマスク化部分５７の追加である。当該代替である二番目のマスク５２’のウインドウマスク化部分５７は、当該メサの横壁からの反射を無くすまたは最小限に減らすことでウインドウ領域５１の効率を改良するようにテーパー形状を有していて、より長いウインドウ領域の使用を可能とする。当該テーパー化は望ましくない反射が導波路に入るのを避けるために滑らかにしなければならない。
【００３８】
当該レーザマスク化部分５５の幅は、当該変調器マスク化部分５６の幅とは異なるのが良いが、本実施例では同じ幅を有している。当該光通信デバイスにおける当該レーザおよび当該変調器材料を形作るとき、代りである一番目のマスク５８は図５ｂで使用したマスク５０の代わりに適用することができる。図８ａは、層の２つのセット２２および３１の上に配置した代りである一番目のマスク５８を示している。当該代替の一番目のマスク５８の形状は、その光送信方向において当該変調器に隣接するウインドウ領域５１を作り出すことを可能にする。
【００３９】
当該非マスク区域を当該基板１までエッチングし、当該一番目のマスク５８はその後に除去する。これらの製造工程の結果を図８ｂに示している。当該レーザ材料、即ち一番目の層のセット２２は当該光通信デバイスの送信方向には隣接して配置された変調器材料、即ち当該二番目の層のセットのみを有するだけである。光送信ではない方向における当該レーザに隣接する区域では、変調器材料および幾らかのレーザ材料は代替である一番目のマスク５８の形状に従ってエッチング工程において除かれた。当該変調器材料が除去されると同時に当該レーザ材料の幾分かを除去する理由は、より初期のプロセス工程において損傷されている全てのレーザ材料を取り除くためである。これは当該光通信デバイスの性能を改善することになるであろう。
【００４０】
当該変調器材料もその光送信方向における変調器領域の近辺まで除去する。これが製造プロセスの工程の間にウインドウ領域５１を作り出すのを可能とする。
【００４１】
薄いｐ−ＩｎＰ層５９を、残存する層のセット２２と３１および当該露出した基板１の上に成長させ、その後にエッチング停止層６０を当該薄いｐ−ＩｎＰ層５９の上に成長させる。その後に被覆層７を成長させ、接触層８を当該被覆層７の上に成長させる。当該代替である二番目のマスク５２’を当該接触層８の上で、当該一番目および二番目の層のセット２２および３１の真上に直接的に配置する。
【００４２】
当該二番目のマスク５２’でマスクされていない区域においては当該接触層８および当該被覆層７はエッチングで除く。当該エッチングはウェットエッチングプロセスで実施することができ、当該エッチングプロセスは当該エッチング停止層６０に達したところで終わる。高分子のような絶縁性材料５３をその後に回転により載せる。
【００４３】
当該二番目のマスク５２’を除去し、当該接触層８は２つの部分に分割するが、各部分は別々に当該一番目および二番目の光通信デバイスの上にそれぞれ配置されている。金属接点９および２１は当該接触層８の各部分の上に配置させる。ウインドウ領域５１はこのようにして当該被覆層７を作り出すのに用いるのと同じ材料で作成される。このことは図９に断面透視図で示してある。
【００４４】
図７ａに記載されている当該二番目のマスク５２は、本実施形態で適用した代替である二番目のマスク５２’の代わりに当然用いることができる。当該ウインドウ領域５１の広さはそれ故に異なることになる。
【００４５】
図１０ａ〜１０ｃは、図９に示した光通信デバイスのレーザ、変調器およびウインドウの領域を示している。
【００４６】
図１０ａは、図９においてＡ−Ａに沿った光通信デバイスのレーザの断面を示している。本実施形態において、当該一番目の層のセット２２は、当該薄層５９およびエッチング工程の間において導波路を保護するエッチング停止層６０で覆われた導波路メサ中に形成される。当該導波路メサ２２は当該基板１の上に配置されている。当該被覆層７および当該接触層８は、当該導波路メサ２２の直接上のエッチング停止層６０上に配置される。当該接触層７および当該導波路メサ２２の幅は本実施例では等しいが、当該接触層は望むならば当該導波路メサ２２より広く、またはより狭くできた。当該導波路メサ２２、当該接触層７および当該接触層８は当該絶縁材料５３で取り囲まれている。
【００４７】
図１０ｂは、図９においてＢ−Ｂに沿った光通信デバイスの変調器の断面を示している。当該被覆層７および当該接触層８は絶縁材料５３により周囲を取り囲まれている。当該基板１の上に配置されている二番目の層のセット３１は薄層５９およびエッチング停止層６０で覆われ、当該絶縁性材料５３で取り巻かれている。当該エッチング停止層６０は当該エッチング工程の間、当該変調材料を保護する。
【００４８】
図１０ｃは、図９においてＣ−Ｃに沿った光通信デバイスのウインドウ領域の断面を示している。当該被覆層７および当該接触層８は当該絶縁材料５３により取り囲まれている。当該被覆層７は当該基板１から当該接触層８まで幅広く拡がっている。当該ウインドウ領域５１の位置は図１０ｃにおいて点線の円で示されている。薄層またはエッチング停止層は当該ウインドウ部分５１に存在してもよいが、本実施例では当該実施形態から除かれている。
【００４９】
本発明の異なる実施形態の全てにおいて、当該光通信デバイスがその上に作成された基板を使用してきたが、半絶縁性基板のような何れの種類の基板上にエピタキシャルに成長させた層の上に当該デバイスを製造することも当然可能である。本発明の製造において、当該導波路メサ２２を形成するときおよび当該接触層８および当該被覆層７を形成する間にウェットエッチングを用いるときには＜１，０，０＞ＩｎＰ基板を用いるのが好ましい。当該光通信デバイスは当該エッチングプロフィルを改善するように管理されねばならない。
【００５０】
本発明による製造工程にて適用した当該二番目のマスク５２および５２’は、全ての実施形態において当該絶縁材料を当該光通信デバイスに塗布した後に除去される。しかしながら、これは必須ではない。当該二番目のマスクは好ましくは金属マスク、より好ましくはチタンでできており、こうして、当該光通信デバイスでは金属接点として使用できる。その場合、当該レーザに備えた金属接点と当該光通信デバイスの変調器が分離しないように当該二番目のマスクの一部分は除去されなければならない。
【００５１】
他の選択肢は当該二番目のマスクを残しておき、一定の区域において当該二番目のマスクを酸化して絶縁性性質を与えることである。これは当分野の当事者であれば良く知っていることなのでこれ以上詳しくは説明しないが、これは本発明の本質的な要点ではない。
【００５２】
本プロセスは、光学的に接続した変調器（ＤＢＲ−ＥＡ）を備えた、または備えていないＤＢＲレーザまたは集積増幅器または検出器を備えたデバイスを製造する際にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１ａ】図１ａは、先行技術である埋め込みヘテロ構造（ＢＨ）レーザを示している。
【図１ｂ】図１ｂは、先行技術であるリッジ型レーザを示している。
【図２】図２は、好ましいウインドウ領域を伴ったＢＨ  ＤＦＢ−ＥＡデバイスの断面図を示している。
【図３】図３は、ウインドウ領域を持たないリッジ型ＤＦＢ−ＥＡデバイスの断面図を示している。
【図４ａ】図４ａは、エッチングした島状メサマスクを有する半導体ウェーハの平面図を示している。
【図４ｂ】図４ｂは、エッチングした島状メサマスクを有する半導体ウェーハの断面図を示している。
【図４ｃ】図４ｃは、再成長させた変調器材料を伴う半導体ウェーハの平面図を示している。
【図４ｄ】図４ｄは、再成長させた変調器材料を伴う半導体ウェーハの断面図を示している。
【図５ａ】本発明による光通信デバイスの生産についての製造工程を示している。
【図５ｂ】本発明による光通信デバイスの生産についての製造工程を示している。
【図５ｃ】本発明による光通信デバイスの生産についての製造工程を示している。
【図５ｄ】本発明による光通信デバイスの生産についての製造工程を示している。
【図５ｅ】本発明による光通信デバイスの生産についての製造工程を示している。
【図６ａ】図５ｅにある製造したデバイスの断面図を示している。
【図６ｂ】図５ｅにある製造したデバイスの断面図を示している。
【図７ａ】図７ａは図５ｄで適用したマスクを示している。
【図７ｂ】図７ｂは図９で適用した代替マスクを示している。
【図８ａ】本発明による光通信デバイスを作成するための代替製造工程を示している。
【図８ｂ】本発明による光通信デバイスを作成するための代替製造工程を示している。
【図９】図９は、図８ａおよび８ｂにある代替製造工程により製造した光通信デバイスの断面透視図を示している。
【図１０ａ】図９にある製造したデバイスの断面図を示している。
【図１０ｂ】図９にある製造したデバイスの断面図を示している。
【図１０ｃ】図９にある製造したデバイスの断面図を示している。
【図１ａ】
2005520328.tif 000003
【図１ｂ】
2005520328.tif 000004
【図２】
2005520328.tif 000005
【図３】
2005520328.tif 000006
【図４ａ】
2005520328.tif 000007
【図４ｂ】
2005520328.tif 000008
【図４ｃ】
2005520328.tif 000009
【図４ｄ】
2005520328.tif 000010
【図５ａ】
2005520328.tif 000011
【図５ｂ】
2005520328.tif 000012
【図５ｃ】
2005520328.tif 000013
【図５ｄ】
2005520328.tif 000014
【図５ｅ】
2005520328.tif 000015
【図６ａ】
2005520328.tif 000016
【図６ｂ】
2005520328.tif 000017
【図７ａ】
2005520328.tif 000018
【図７ｂ】
2005520328.tif 000019
【図８ａ】
2005520328.tif 000020
【図８ｂ】
2005520328.tif 000021
【図９】
2005520328.tif 000022
【図１０ａ】
2005520328.tif 000023
【図１０ｂ】
2005520328.tif 000024
【図１０ｃ】
2005520328.tif 000025
【国際調査報告】
2005520328.tif 000026
2005520328.tif 000027
2005520328.tif 000028