(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の半導体基板上に配置されており、互いに光学的に結合された第１半導体素子部と第２半導体素子部とを備えており、
前記第１半導体素子部が第１活性層を有し、
前記第２半導体素子部が前記第１活性層とは組成が異なる第２活性層を有する半導体光集積素子の製造方法において、
前記半導体基板上に前記第１活性層を成長する第１活性層形成工程と、
前記第１活性層上にエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記エッチングマスクが存在しない部分の前記第１活性層をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程後、前記エッチングマスクを選択成長マスクとして用いて、前記第２活性層を成長する第２活性層形成工程と、
前記エッチングマスクを除去するエッチングマスク除去工程と、を有し、
前記半導体基板が、第１領域及び第２領域、並びに前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域を含む主面を有し、前記第１半導体素子部が前記第１領域上に配置され、前記第２半導体素子部が前記第２領域上に配置され、前記第１半導体素子部と前記第２半導体素子部とが前記第３領域上の光導波領域を介して互いに光学的に結合されており、
前記エッチングマスクが、前記第１半導体素子部及び前記第２半導体素子部の光導波路方向に沿って所定の間隔で配置された前記第１の領域上の第１部分と前記第３の領域上の第２部分とを有し、
前記第２部分の前記光導波路方向における長さが前記第１部分の前記光導波路方向における長さより短い半導体光集積素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２活性層が歪量子井戸構造を有する請求項１に記載の半導体光集積素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１半導体素子部及び前記第２半導体素子部の一方は半導体レーザを含み、
前記第１半導体素子部及び前記第２半導体素子部の他方は電界吸収型変調器を含む請求項１又は請求項２に記載の半導体光集積素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の半導体光素子を単一の基板上に集積した半導体光集積素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体素子を単一の半導体基板上に集積する一方法としては、損失及び接続効率の面において優れており、複数の半導体素子同士を直接接続する突合せ接合（バットジョイント）により集積する方法がある。
【０００３】
特許文献１においては、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）及び電界吸収型変調器（ＥＡ変調器）の２つの半導体素子の接合方法が開示されている。図８〜図１０は、特許文献１において開示されている半導体素子の接合方法の各工程を模式的に示す図である。図８〜図１０の（ａ）は、その各工程を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIII−VIII線に沿った断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のIX−IX線に沿った断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のX−X線に沿った断面図である。特許文献１において開示されている典型的なバットジョイント集積方法では、先ず、半導体基板９０上に回折格子９０ａを形成する。次に、回折格子９０ａ上にＤＦＢレーザ用の活性層９３ａを含む半導体積層９１Ａを成長する（図８（ａ）〜図８（ｂ））。次に、その半導体積層９１Ａの最上層にエッチングマスク（ＳｉＮマスク）９５を形成する。その後、少なくとも半導体基板９０が露出されるまでそのＳｉＮマスク９５が存在しない部分をエッチングする（図９（ａ）〜図９（ｂ））。次に、ＳｉＮマスク９５を選択成長マスクとして、エッチングされた部分に活性層９３ｂを含めＥＡ変調器を構成する半導体積層９１Ｂを再成長させる（図１０（ａ）〜図１０（ｂ））。
【特許文献１】特開昭６２−１９４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる再成長の際に、選択成長マスクの近傍では選択成長マスクの影響によって組成変動、膜厚変動が起こり易い。その結果、選択成長マスクの付近の再成長された活性層に転位等が発生して結晶性が悪化してしまう。また、この活性層の結晶性の悪化は、素子特性の低下、歩留まりの低下などの問題を引き起こし、信頼性の高い素子を得ることが困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、結晶性の悪化を抑制し、信頼性向上可能な半導体光集積素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明に係る半導体光集積素子の製造方法は、同一の半導
体基板上に配置されており、互いに光学的に結合された第１半導体素子部と第２半導体素
子部とを備えており、第１半導体素子部が第１活性層を有し、第２半導体素子部が第１活
性層とは組成が異なる第２活性層を有する半導体光集積素子の製造方法において、半導体
基板上に第１活性層を成長する第１活性層形成工程と、第１活性層上にエッチングマスク
を形成するエッチングマスク形成工程と、エッチングマスクを用いてエッチングマスクが
存在しない部分の第１活性層をエッチングするエッチング工程と、エッチング工程後、第
２活性層を成長する第２活性層形成工程と、エッチングマスクを除去するエッチングマス
ク除去工程と、を有し、エッチングマスクが、第１半導体素子部及び第２半導体素子部の
光導波路方向に沿って所定の間隔で配置された第１部分と第２部分を有し、第２部分の光
導波路方向における長さが第１部分の光導波路方向における長さより短い。
【０００７】
本発明に係る半導体光集積素子の製造方法は、エッチング工程において第１活性層をエ
ッチングする際に用いられるエッチングマスクが、第１半導体素子部及び第２半導体素子
部の光導波路方向に沿って所定の間隔で配置された第１部分と第２部分を有する。このエッチングマスクは、第２活性層形成工程における第２活性層の再成長の際、選択成長マスクとしても用いられる。また、第２部分の光導波路方向における長さが第１部分の光導波路方向における長さより短い。そのため、第２活性層の再成長の際、第２活性層の結晶性に対する第２部分による影響は第１部分による影響と比較して小さい。
【０００８】
その結果、エッチングマスクの第２部分の近傍では、組成変動及び膜厚変動が抑制され、第２活性層に発生する転位等が抑制される。また、第２部分は、再成長の際に第１部分の影響により発生した転位が第２部分を超えて伝播することを遮断する。従って、再成長した第２活性層のうち第２部分から見て第１半導体素子部とは反対側の領域に第２半導体素子部を形成することで、第２半導体素子部の結晶性の悪化を抑制し、信頼性を向上することができる。
【０００９】
また、第２活性層は、歪量子井戸構造を有することが好適である。再成長する第２活性層が歪量子井戸構造を有する場合には、選択成長マスク近傍の組成変動、膜厚変動等によって量子井戸構造の歪が緩和されて、転位が発生し易く、結晶性が特に悪化してしまう。しかし、エッチングマスク（選択成長マスク）が第２部分を有することにより、選択成長マスク近傍の組成変動、膜厚変動等が抑制されるため、結晶性の悪化を抑制させることができる。
【００１０】
また、第１半導体素子部及び第２半導体素子部の一方は半導体レーザを含み、第１半導体素子部及び第２半導体素子部の他方は電界吸収型変調器（ＥＡ変調器）を含むことが好適である。この方法は、作製する半導体光集積素子が半導体レーザ及び電界吸収型変調器（ＥＡ変調器）を含む場合に、特に有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体光集積素子の製造方法によれば、結晶性の悪化を抑制し、信頼性向上可能な半導体光集積素子の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１（ａ）は本実施形態に係る半導体光集積素子１００の斜視図、図１（ｂ）はI−I線に沿った半導体光集積素子１００の断面図である。
【００１４】
図１（ａ）〜図１（ｂ）を参照すると、半導体光集積素子１００は、領域１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを含む主面を有する半導体基板１０上に設けられた、ＤＦＢレーザ１００Ａ（第１半導体素子部）、ＥＡ変調器１００Ｂ（第２半導体素子部）、及びＤＦＢレーザとＥＡ変調器との間の光導波領域１００Ｃを備える。
【００１５】
ＤＦＢレーザ１００Ａは、領域１０Ｂに相当する半導体基板１０の主面上に設けられており、半導体メサ部２Ａを含む。半導体メサ部２Ａは、半導体基板１０の主面上に設けられた回折格子１０ａを有しており、回折格子１０ａ上に順次に積層された下部クラッド層２０ａ、活性層３０ａ（第1活性層）及び上部クラッド層４０ａを有する。その回折格子の周期は、例えば２００Åである。活性層３０ａは、下部クラッド層２０ａ及び上部クラッド層４０ａよりも大きな屈折率を有している。
【００１６】
ＥＡ変調器１００Ｂは、領域１０Ｃに相当する半導体基板１０の主面上に設けられており、半導体メサ部２Ｂを含む。半導体メサ部２Ｂは、半導体基板１０上に順次に積層された下部クラッド層２０ｂ、活性層３０ｂ（第２活性層）、及び上部クラッド層４０ｂを有する。
【００１７】
活性層３０ｂは、例えば交互に積層された井戸層とバリア層を含む歪多重量子井戸構造を有する層である。井戸層とバリア層は、互いに組成が異なる半導体材料からなる。活性層３０ｂの井戸層は、活性層３０ａよりも高いバンドギャップエネルギーを有している。そのため、活性層３０ｂの井戸層は、活性層３０ａよりも短いフォトルミネセンス（発光）波長を有する。活性層３０ｂは、ＥＡ変調器１００Ｂに大きな逆方向電圧が印加されたときは、活性層３０ａから発するレーザ光を吸収する。また、活性層３０ｂは、下部クラッド層２０ｂ及び上部クラッド層４０ｂよりも大きな屈折率を有している。活性層３０ｂが多重量子井戸構造を有する層であるため、ＥＡ変調器１００Ｂは大きな消光比を得ることができる。また、井戸層及びバリア層には歪が導入されているため、ＥＡ変調器１００Ｂの変調特性が向上される。
【００１８】
光導波領域１００Ｃは、領域１０Ｄに相当する半導体基板１０の主面上に設けられており、半導体メサ部２Ｃを含む。半導体メサ部２Ｃは、ＤＦＢレーザ１００Ａの活性層３０ａから発するレーザ光を閉じ込めて導波してＥＡ変調器１００Ｂの活性層３０ｂに導くものである。この半導体メサ部２Ｃは、ＤＦＢレーザ１００Ａ側の半導体メサ部２ｑとＥＡ変調器１００Ｂ側の半導体メサ部２ｐとを有する。半導体メサ部２ｑは、半導体メサ部２Ｂと同じ構成であって光導波路方向（ｘ軸方向）における長さが半導体メサ部２Ｂより短い。半導体メサ部２ｐは、半導体メサ部２ｑに光学的に結合しており、半導体メサ部２Ａと同じ構成であって且つｘ軸方向における長さが半導体メサ部２Ａより短い。
【００１９】
なお、図１（ｂ）に示されるように、半導体メサ部２Ｃは、半導体基板１０の主面に交差する基準平面（ｙｚ平面）に沿って延びている両端面を有し、その両端面の一方には半導体メサ部２Ａがバットジョイントにより光学的に結合しており、他方には半導体メサ部２Ｂがバットジョイントにより光学的に結合している。また、半導体メサ部２ｑとバットジョイントにより光学的に結合している半導体メサ部２ｐ端面は、半導体メサ部２Ｃの両端面が伸びている方向に平行して伸びている。また、同図を参照すると、半導体光集積素子１００には、半導体メサ部２Ａ及び半導体メサ部２ｑのバットジョイントによって界面１ｄ１が形成されており、半導体メサ部２Ｂ及び半導体メサ部２ｐのバットジョイントによって界面１ｄ２が形成されており、半導体メサ部２ｑ及び半導体メサ部２ｐのバットジョイントによって界面１ｄ３が形成されている。
【００２０】
半導体メサ部２Ａ，２Ｂ及び２Ｃは、半導体メサ部２を構成しており（図１（ａ）参照）、半導体メサ部２の両側面上には半導体メサ部２を埋め込むように高抵抗層からなる埋め込み層５０が設けられている。半導体メサ部２及び埋め込み層５０の上には第２の上部クラッド層６０が設けられている。また、半導体基板１０の主面の領域１０Ｂに相当する第２の上部クラッド層６０上にはコンタクト層７０ａが、半導体基板１０の主面の領域１０Ｃに相当する第２の上部クラッド層６０上にはコンタクト層７０ｂが設けられている。
【００２１】
また、コンタクト層７０ａ上にはＤＦＢレーザ１００Ａのための電極（アノード）８０ａが、コンタクト層７０ｂ上にはＥＡ変調器１００Ｂのための電極（アノード）８０ｂが設けられている。半導体基板１０の裏面には、ＤＦＢレーザ１００Ａ及びＥＡ変調器１００Ｂに共通に使用される電極（カソード）８０ｃが設けられている。
【００２２】
以下、本実施形態に係る半導体光集積素子１００の各層の構成元素、ドーパント濃度、及び厚さを例示すれば、
・半導体基板１０：ｎ型ＩｎＰ層、２×１０１８ｃｍ−３、３５０μｍ
・下部クラッド層２０ａ：ＳｉドープＩｎＧａＡｓＰ層、１×１０１８ｃｍ−３、２００ｎｍ
・下部クラッド層２０ｂ：ＳｉドープＩｎＧａＡｓＰ層、１×１０１８ｃｍ−３、１７５ｎｍ
・活性層３０ａ：アンドープＩｎＧａＡｓＰ層、２５０ｎｍ
・活性層３０ｂ：アンドープＩｎＧａＡｓＰ層、３００ｎｍ
・井戸層：バンドギャップ波長１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、５ｎｍ
・障壁層：バンドギャップ波長１．２μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、１０ｎｍ
・第１の上部クラッド層４０ａ：ＺｎドープＩｎＰ層、１×１０１８ｃｍ−３、１００ｎｍ
・第１の上部クラッド層４０ｂ：ＺｎドープＩｎＰ層、１×１０１８ｃｍ−３、７５ｎｍ
・埋め込み層：ＦｅドープＩｎＰ層、５×１０１６ｃｍ−３、５５０ｎｍ
・第２の上部クラッド層６０：ＺｎドープＩｎＰ層、２×１０１８ｃｍ−３、２μｍ
・コンタクト層７０ａ，７０ｂ：ＺｎドープＩｎＧａＡｓ層、１×１０１９ｃｍ−３、２００ｎｍ
である。  
【００２３】
なお、半導体光集積素子１００は、下部クラッド層２０ａと活性層３０ａとの間及び下部クラッド層２０ｂと活性層３０ｂとの間にアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる下部光閉じ込め層を、上部クラッド層４０ａと活性層３０ａとの間及び上部クラッド層４０ｂと活性層３０ｂとの間にアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる上部光閉じ込め層を更に備えてもよい。このとき、下部及び上部の光閉じ込め層の厚さは５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００２４】
図２〜図７は、本実施形態に係る半導体光集積素子１００の製造方法の各工程を模式的に示す図である。図２〜図５の（ａ）及び図６〜図７は、半導体光集積素子１００の製造方法の各工程を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のII−II線に沿った断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のIII−III線に沿った断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のIV−IV線に沿った断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のV−V線に沿った断面図である。半導体光集積素子１００は、例えば下記各工程を順に経ることによって製造される。
【００２５】
［半導体層形成工程］
先ず、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示されるように、半導体基板１０上に半導体層１Ａを形成する。半導体層１Ａを形成するに当たり、周期２００Åを有する回折格子１０ａを先に形成する。回折格子１０ａを形成するためには、半導体基板１０上に干渉露光により周期２００Åのレジストパターンを転写する。次に、このレジストパターンを用いて、深さが例えば１０ｎｍになるようにウェットエッチングを行う。このウェットエッチングにおいて使用されるエッチング液は、例えば塩酸水溶液である。これにより、回折格子１０ａが形成される。その後、レジストを剥離する。
【００２６】
その後、回折格子１０ａ上に半導体層１Ａを形成する。先ず、下部クラッド層２０ａを成長し、下部クラッド層２０ａ上に活性層３０ａを成長する（第１活性層形成工程）。また、活性層３０ａ上に上部クラッド層４０ａを成長する。これにより、半導体層１Ａが形成される。下部クラッド層２０ａと活性層３０ａとの間には下部光閉じ込め層を、上部クラッド層４０ａと活性層３０ａとの間には上部光閉じ込め層を更に成長してもよい。下部クラッド層２０ａ及び上部クラッド層４０ａに加えて下部光閉じ込め層及び下部光閉じ込め層を更に設けることにより、活性層３０ａから発生した光を活性層３０ａ内に更に効率的に閉じ込めることができる。これらの層の成長には、例えば有機金属気相成長(ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ)法を用いることができる。
【００２７】
［エッチングマスク形成工程］
次に、図３（ａ）〜図３（ｂ）のように、上部クラッド層４０ａ上に絶縁体層（例えば、窒化シリコン（ＳｉＮＸ）層）からなるエッチングマスク４２を形成する。まず、上部クラッド層４０ａ上に、例えば化学気相堆積（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を用いて厚さ１００ｎｍのＳｉＮＸ層を形成する。その後、その絶縁層上に感光性レジストを塗布して、レジスト層を形成する。次に、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、領域１０Ｂに相当する部分に幅１５μｍ、長さ３００μｍを有するストライプ状の第１部分４２ａを有し、領域１０Ｄに相当する部分における第１部分４２ａから１０μｍ離された位置に幅１５μｍ、長さ５μｍを有する矩形状の第２部分４２ｂを有する後述のエッチングマスク４２のためのパターンである。また、第１部分４２ａと第２部分４２ｂとは、事後的に光導波路方向となるｘ軸方向に沿って並んで配置されている。
【００２８】
続いて、このレジストパターンをマスクとしてＳｉＮＸ層をエッチングすることにより、領域１０Ｂの第１部分４２ａと領域１０Ｄの第２部分４２ｂを有するエッチングマスク４２が形成される。エッチングマスク４２の形成後、レジストを除去する。
【００２９】
［エッチング工程］
引き続き、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、エッチングマスク４２を用いてエッチングマスク４２が存在しない部分の半導体層１Ａをエッチングする。このエッチングは、エッチングマスク４２が存在しない部分の回折格子１０ａがなくなる深さまで行われる。このエッチングは例えばドライエッチングで行い、エッチングの深さは例えば４５０ｎｍである。これにより、領域１０Ｃ及び領域１０Ｄのエッチングマスク４２が存在しない部分から回折格子１０ａ及び半導体層１Ａが取り除かれる。
【００３０】
［再成長工程］
次に、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、エッチングマスク４２を除去せずに、エッチングマスク４２を選択成長マスクとして用いて半導体層１Ｂを再成長する。この再成長工程では、先ず、エッチング工程において半導体層１Ａがエッチングされた部分の半導体基板１０上に、下部クラッド層２０ｂを成長する。次に、下部クラッド層２０ｂ上に活性層３０ｂを成長する（第２活性層形成工程）。その後、活性層３０ｂ上に上部クラッド層４０ｂを成長する。これにより、半導体層１Ｂが再成長される。再成長された総膜厚は、エッチング工程においてエッチングされた半導体層１Ａの深さと同じであることが好ましい。
【００３１】
下部クラッド層２０ｂと活性層３０ｂとの間にアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる下部光閉じ込め層を、上部クラッド層４０ｂと活性層３０ｂとの間にアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる上部光閉じ込め層を更に成長してもよい。下部クラッド層２０ｂ及び上部クラッド層４０ｂに加えて下部光閉じ込め層及び下部光閉じ込め層を更に設けることにより、活性層３０ｂから発生した光を活性層３０ｂ内により効率的に閉じ込めることができる。これらの層の成長には、例えばＭＯＶＰＥ法が用いられる。上記の再成長工程後に、例えばウェットエッチングを用いてエッチングマスク４２を除去する。
【００３２】
この再成長工程を経ると、領域１０Ｂの半導体層１Ａ及び領域１０Ｄの半導体層１Ｂがバットジョイントにより光学的に結合する界面１ｄ１と、領域１０Ｃの半導体層１Ｂ及び領域１０Ｄの半導体層１Ａがバットジョイントにより光学的に結合する界面１ｄ２と、領域１０Ｄの半導体層１Ｂ及び領域１０Ｄの半導体層１Ａがバットジョイントにより光学的に結合する界面１ｄ３とが形成される。なお、この界面１ｄ１，１ｄ２及び１ｄ３は、半導体基板１０の主面に交差する基準平面（図５におけるｙｚ平面）に沿って伸びている。
【００３３】
［半導体メサ部形成工程］
次に、図６に示されるように、半導体基板１０上に半導体メサ部２を形成する。先ず、領域１０Ｂから領域１０Ｃにかけて、再成長により形成された界面１ｄ１、１ｄ２及び１ｄ３に交差する方向（光導波路方向であるｘ軸方向）に伸びるストライプ状の絶縁層４４を形成する。その後、絶縁層４４をマスクとして、半導体基板１０が露出するまでエッチングする。かかるエッチングは、例えばブロムメタノールを用いたウェットエッチングで行う。このエッチングにより、ストライプ状の絶縁層４４が形成されていない部分の半導体層１Ａ及び１Ｂが除去される。
【００３４】
その結果、領域１０Ｂの半導体メサ部２Ａと、領域１０Ｃの半導体メサ部２Ｂと、領域１０Ｄの半導体メサ部２ｑ，２ｐを有する半導体メサ部２Ｃとを備える半導体メサ部２が形成される。この半導体メサ部２は、半導体光集積素子１００において、光導波路として機能することとなる。
【００３５】
［埋め込み層形成工程］
続いて、図７に示されるように、電流狭窄構造を構成する埋め込み層５０を形成する。埋め込み層形成工程では、ストライプの絶縁層４４を除去せずに、例えばＭＯＶＰＥ法を用いて半導体メサ部２の両側面上に半導体メサ部２を埋め込むように埋め込み層５０を成長する。その後、絶縁層４４を除去する。なお、埋め込み層５０を半導体メサ部２の両側面上に形成することにより、半導体メサ部２の側面でのリーク電流が効果的に抑制される。そのため、実施形態に係る半導体光集積素子１００は、駆動電流が増大しても、高い発光効率を実現することができる。
【００３６】
［その他の工程］
絶縁層４４の除去後に、半導体メサ部２及び埋め込み層５０の上の全面に第２の上部クラッド層６０を成長する。続いて、領域１０Ｂの上部クラッド層６０上にＤＦＢレーザ１００Ａ用のコンタクト層７０ａを、領域１０Ｃの上部クラッド層６０上にＥＡ変調器１００Ｂ用のコンタクト層７０ｂを形成する。コンタクト層７０ａ，７０ｂは、例えば、上部クラッド層６０上の全面にコンタクト層を成長し、領域１０Ｄ上のコンタクト層を除去することによって形成される。領域１０Ｄを挟んで、コンタクト層７０ａとコンタクト層７０ｂとが互いに分離されるため、ＤＦＢレーザ１００Ａのための一方の電極をＥＡ変調器１００Ｂのための他方の電極から電気的に分離することができる。これらの層の成長には、例えはＭＯＶＰＥ法が用いられる。
【００３７】
続いて、図１（ａ）〜図１（ｂ）に示されるように、半導体基板１０の裏面上にＤＦＢレーザ１００Ａ及びＥＡ変調器１００Ｂの共通の電極（カソード）８０ｃを形成する。電極８０ｃを形成する前に半導体基板１０を石英基板に貼り付け、半導体基板１０の裏面を研磨することにより、半導体基板１０の厚さを１００μｍ程度にすることが好ましい。
【００３８】
また、コンタクト層７０ａ上にはＤＦＢレーザ１００Ａのための電極（アノード）８０ａを、コンタクト層７０ｂ上にはＥＡ変調器１００Ｂのための電極（アノード）８０ｂを形成する。これにより、領域１０ＢにはＤＦＢレーザ１００Ａが完成され、領域１０ＣにはＥＡ変調器１００Ｂが完成される。また、領域１０Ｄには光導波領域１００Ｃが完成される。以上の工程によって、図１（ａ）〜図１（ｂ）に示されている半導体光集積素子１００が完成される。
【００３９】
本発明に係る半導体光集積素子の製造方法では、半導体層１Ｂを再成長する際に選択成長マスクとして用いられるエッチングマスク４２が、光導波路方向（ｘ軸方向）に沿って１０μｍ離れて配置された領域１０Ｂの第１部分４２ａと領域１０Ｄの第２部分４２ｂを有する。また、第１部分４２ａは幅１５μｍ、長さ３００μｍを有するストライプ状であり、第２部分４２ｂは幅１５μｍ、長さ５μｍを有する矩形状である。
【００４０】
このように、光導波路方向において第２部分４２ｂの長さが第1部分４２ａの長さより短い。すなわち、エッチングマスク４２の第２部分４２ｂの面積が第１部分４２ａの面積より十分に小さい。そのため、半導体層１Ｂの再成長の際、第２部分４２ｂの影響は第１部分４２ａの影響に比較して十分に少ない。その結果、エッチングマスク４２の第２部分４２ｂの近傍では、組成変動及び膜厚変動が抑制され、転位等が第２活性層３０ｂに発生することが抑制される。また、第２部分４２ｂは、再成長の際に第１部分４２ａの影響により発生した転位が第２部分４２ｂを超えてＥＡ変調器１００Ｂに伝播することを遮断することができる。従って、半導体光集積素子１００の結晶性の悪化を抑制し、信頼性を向上することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る半導体光集積素子１００においては、消光比及び変調特性の向上等の観点からＥＡ変調器１００Ｂの活性層３０ｂが歪量子井戸構造を有する。再成長する活性層が歪量子井戸構造である場合には、選択成長マスク（エッチングマスク４２）近傍の組成変動、膜厚変動等によって量子井戸構造の歪が緩和されて、転位が特に発生し易い。その結果、ＥＡ変調器１００Ｂの結晶性が悪化されてしまう。しかし、エッチングマスク４２によれば、第２部分４２ｂの近傍の組成変動、膜厚変動等が抑制されるため、歪量子井戸構造を有するＥＡ変調器においても結晶性の悪化を効果的に抑制することができる。
【００４２】
半導体光集積素子１００は、ＤＦＢレーザ１００Ａに順方向のバイアス電圧が、ＥＡ変調器１００Ｂに逆方向のバイアス電圧が印加されると、以下のように動作する。順方向のバイアス電圧が印加されたＤＦＢレーザ１００Ａでは、電極８０ａから正孔が活性層３０ａに注入される。注入された正孔は埋め込み層５０により活性層３０ａに効率的に閉じ込められる。活性層３０ａに閉じ込められた正孔は、活性層３０ａにおいて再結合し、活性層３０ａから光が放射される。すると、レーザ発振が起こり、このレーザ光が活性層３０ａ内を伝搬する。このレーザ光は光導波領域１００Ｃにより導波され、ＥＡ変調器１００Ｂに入射する。
【００４３】
ＥＡ変調器１００Ｂに比較的に低い逆方向のバイアス電圧が印加されている場合には、活性層３０ｂの実効的なフォトルミネセンス波長が上記の発振波長より短いため、入射されたレーザ光は吸収されることなく活性層３０ｂを伝播し、半導体光集積素子１００から出力される。一方、ＥＡ変調器１００Ｂに十分に高い逆方向のバイアス電圧が印加されている場合には、活性層３０ｂにおいて量子閉じ込めシュタルク効果（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｏｎｆｉｎｅｄ  Ｓｔａｒｋ  Ｅｆｆｅｃｔ：ＱＣＳＥ）が生じ、入射されたレーザ光は活性層３０ｂにより吸収される。活性層３０ｂにより吸収されたレーザ光は逆方向のバイアス電圧の大きさに応じてその波長が変調され、変調されたレーザ光が半導体光集積素子１００から出力される。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、上記実施形態は本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、エッチングマスク４２は、領域１０Ｄに一つの第２部分４２ｂを有するが２以上の第２部分４２ｂを備えてもよい。また、埋め込み層５０は一つの層から構成されているが、その層数は必要に応じて増減してもよい。活性層３０ａは、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）であってもよく、活性層３０ｂのように多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であってもよい。活性層３０ｂも、歪多層量子井戸構造に限定されず、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）であってもよく、活性層３０ｂのように多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であってもよい。
【００４５】
上記実施形態では、半導体基板１０の導電型はｎ型であるが、ｐ型であってもよい。この場合には、下部クラッド層２０ａ，２０ｂの導電型がｐ型に変更される。また、第１の上部クラッド層４０ａ，４０ｂ、第２の上部クラッド層６０及びコンタクト層７０ａ，７０ｂの導電型はｎ型に変更される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係る半導体光集積素子を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図７】本実施形態に係る半導体光集積素子の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
【図８】従来の典型的なバットジョイント集積方法の一工程を模式的に示す図である。
【図９】従来の典型的なバットジョイント集積方法の一工程を模式的に示す図である。
【図１０】従来の典型的なバットジョイント集積方法の一工程を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００…半導体光集積素子、１００Ａ…ＤＦＢレーザ、１００Ｂ…ＥＡ変調器、１００Ｃ…光導波領域、１ｄ１，１ｄ２，１ｄ３…界面、１Ａ，１Ｂ…半導体層、２，２Ａ，２Ｂ，２ｐ，２ｑ，２Ｃ…半導体メサ部、１０…半導体基板、１０ａ…回折格子、２０ａ，２０ｂ…下部クラッド層、３０ａ…第１活性層、３０ｂ…第２活性層、４０ａ，４０ｂ…第１の上部クラッド層、４２…エッチングマスク、４２ａ…第1部分、４２ｂ…第２部分、４４…絶縁体層、５０…埋め込み層、６０…第２の上部クラッド層、７０ａ，７０ｂ…コンタクト層、８０ａ，８０ｂ，８０ｃ…電極。
【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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【図９】
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【図１０】
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