專利名稱：集成型光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為光非互易元件的光隔離器(或光循環(huán)器)的結(jié)構(gòu)， 尤其涉及將半導(dǎo)體激光器和光隔離器整合成一體地集成的結(jié)構(gòu)，效率良 好地吸收光隔離器的反向傳輸光、防止產(chǎn)生雜散光的集成型光隔離器。
背景技術(shù)：
光隔離器是只透過單方向的光、阻止與該方向相反的傳輸光的元件。 例如若將光隔離器配置在半導(dǎo)體激光器的出射端，則從激光器出射的光 透過光隔離器，可將此用作光纖通信用等的光源。相反，想要通過光隔 離器入射到半導(dǎo)體激光器的光則被光隔離器阻止前進(jìn)，從而不能入射到 半導(dǎo)體激光器。若不在半導(dǎo)體激光器的出射端設(shè)置光隔離器，則反射回 來的光會(huì)入射到半導(dǎo)體激光器，這樣會(huì)使半導(dǎo)體激光器的振蕩特性劣化。 也就是說，光隔離器具有阻斷想要入射到半導(dǎo)體激光器的光、不使半導(dǎo) 體激光器的特性劣化、確保穩(wěn)定的振蕩(發(fā)光)的作用。
若光從外部入射到半導(dǎo)體激光器，則半導(dǎo)體激光器的輸出強(qiáng)度產(chǎn)生變 動(dòng)(產(chǎn)生強(qiáng)度噪聲)、振蕩波長變化(產(chǎn)生相位噪聲)，這成為光電子 領(lǐng)域的課題。為了避免這種現(xiàn)象，需要采取在半導(dǎo)體激光器的輸出端配 置阻止反向傳輸光的光隔離器，使半導(dǎo)體激光器的光出射不產(chǎn)生上述不 良現(xiàn)象的措施。尤其是將半導(dǎo)體激光器用作高速光纖通信用的光源時(shí)， 由于光源(半導(dǎo)體激光器)的振蕩穩(wěn)定化是絕對條件，因此必須使用光 隔離器。
〈文獻(xiàn)一覽〉 (專利文獻(xiàn)1 )
專利第3407046號 (專利文獻(xiàn)2)
特開2001-350039號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
光隔離器能夠防止光入射到半導(dǎo)體激光器，是半導(dǎo)體激光器振蕩穩(wěn) 定必不可缺的元件。#4居其使用目的，人們希望光隔離器和半導(dǎo)體激光 器一體集成化后使用，但以往還沒有半導(dǎo)體激光器和光隔離器集成后一 體化的安裝例。
只考慮光隔離器時(shí)，反射回來的光，因設(shè)置在光隔離器上的起偏鏡， 向偏離光軸的方向發(fā)射。被光隔離器阻止了傳輸?shù)姆聪騻鬏敼庾兂呻s散 光，經(jīng)過不能預(yù)料的路徑，入射到半導(dǎo)體激光器中，或者作為不需要的 輸出光傳輸?shù)酵獠康墓怆娐飞?。特別是專利第3407046號公報(bào)(專利文 獻(xiàn)1)所示的干涉型光隔離器中，沒有內(nèi)部吸收反向傳輸光的結(jié)構(gòu)，輸 出光從反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑射到外部。該發(fā)射光，在光隔離器和半 導(dǎo)體激光器集成化時(shí)，有變成雜散光入射到半導(dǎo)體激光器的危險(xiǎn)性，所 以，將射到光隔離器外部的光進(jìn)行適當(dāng)處理是非常重要的。
這里，利用了下述公開技術(shù)的結(jié)構(gòu)，能夠吸收反向傳輸光，防止雜 散光的發(fā)生。即，上述光隔離器由TM模式動(dòng)作，所以由光隔離器射到 外部的光是TM模式光。并且，已知設(shè)置在光波導(dǎo)路徑上部包層的金屬 包層(例如Al和Au)能夠有效吸收TM模式光，由該方法能夠吸收從 光隔離器發(fā)射到外部的光。
即，根據(jù)第1圖和第2圖所示的以往光隔離器的終端結(jié)構(gòu)，反向傳
由設(shè)置在反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑上部的金屬包層111及112的作用被 吸收，能夠防止雜散光的發(fā)生。第1圖表示光遮斷部的平面結(jié)構(gòu)例，第 2圖是第1圖F-F，部的剖面圖。通過在激光電流注入電極100上施加規(guī) 定電壓，從半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光從光隔離器的輸入端103輸入到光 隔離器，在光隔離器中正向傳輸后供給到外部光電^^。
這樣，若作為光隔離器波導(dǎo)層130的上部包層，將金屬包層lll、 112 直接或隔著適當(dāng)?shù)木彌_層安裝在光隔離器波導(dǎo)層130上，則該金屬包層 111、 112能夠有效吸收在光隔離器波導(dǎo)層130中傳輸?shù)墓?。但是，上述結(jié)構(gòu)的光隔離器中，不需要金屬包層lll、 112的部分或
者設(shè)置了金屬包層111、 112后會(huì)有不便的部分(例如光隔離器波導(dǎo)路徑
上)，必須實(shí)施不設(shè)置金屬包層的對策。即，必須實(shí)施除去部分金屬包 層或者使金屬包層不影響光的波導(dǎo)等對策。
因此，以往的半導(dǎo)體激光器一體型光隔離器中，至少要進(jìn)行設(shè)置金 屬包層的工序和使金屬包層不影響光隔離器動(dòng)作的圖案形成工序，導(dǎo)致 制造工序復(fù)雜且不經(jīng)濟(jì)等問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題發(fā)明的，本發(fā)明的目的在于提供半導(dǎo)體激光 器與光隔離器集成為一體型且其制造工序容易、能夠有效吸收光隔離器 的反向傳輸光以防止雜散光發(fā)生的集成型光隔離器。如本發(fā)明，形成光 隔離器與半導(dǎo)體激光器一體集成化的器件時(shí)，能夠有效防止由光隔離器 從光路中除去的反向傳輸光，因器件內(nèi)部和封裝壁面的反射而意外地再 入射到半導(dǎo)體激光器中。
本發(fā)明是關(guān)于在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半 導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器的集
成型光隔離器，本發(fā)明的上述目的由下述方式來實(shí)現(xiàn)在有上述半導(dǎo)體 激光器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層的有源層上部設(shè)置激光電流注入電極，在上述半 導(dǎo)體激光器的兩側(cè)，上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端上 設(shè)置終端吸收層；或者上述終端吸收層中，使上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層起光吸 收層的作用，在上述終端吸收層上部設(shè)置半導(dǎo)體包層。
本發(fā)明是關(guān)于在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半 導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器的集 成型光隔離器，本發(fā)明的上述目的由下述方式來實(shí)現(xiàn)在上述光隔離器 的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端中的上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層上及半導(dǎo)體激 光器上，設(shè)置半導(dǎo)體包層及絕緣層，并在其上設(shè)置激光電流注入電極， 將上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端上的上述半導(dǎo)體波導(dǎo) 層作為終端吸收層，上述絕緣層設(shè)置在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層中作為終端吸 收層的部分上；或者上述激光電流注入電極只設(shè)置在半導(dǎo)體激光器部上； 或者上述激光電流注入電極設(shè)置在半導(dǎo)體激光器部上及終端吸收層的一
部分或全體上；或者上述絕緣層由SiCb形成；或者上述絕緣層由A1203 形成。
本發(fā)明是關(guān)于在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半 導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器的集 成型光隔離器，本發(fā)明的上述目的由下述方式來實(shí)現(xiàn)在上述光隔離器 的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端上設(shè)置半導(dǎo)體包層，在發(fā)光波導(dǎo)路徑 上設(shè)置激光電流注入電極，將上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑
上述激光電流注入電極的部分與上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路 徑輸出端上設(shè)置的終端吸收層之間，設(shè)置分離部。
本發(fā)明是關(guān)于在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半 導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器的集 成型光隔離器，本發(fā)明的上述目的由下述方式來實(shí)現(xiàn)上述光隔離器的 半導(dǎo)體波導(dǎo)層由兩步生長形成，即，在形成上述半導(dǎo)體激光器的各層之 后，只除去上述光隔離器的區(qū)域，上述光隔離器的部分由另外的結(jié)晶生 長工序進(jìn)行再生長；或者使用選擇生長法，在形成半導(dǎo)體激光器各層的 結(jié)晶生長工序的同時(shí)，形成光隔離器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層。


第1圖是表示以往的一般光隔離器的終端結(jié)構(gòu)例的圖。 第2圖是第1圖的F-F，部的剖面圖。
第3圖是表示本發(fā)明涉及的集成型光隔離器一例的立體結(jié)構(gòu)圖。
第4圖是第3圖的C-C'部的平面圖。
第5圖是第4圖的D-D，部的剖面圖。
第6圖是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的平面圖。
第7圖是第6圖的E-E，部的剖面圖。
第8圖是將激光電流注入電極設(shè)置為I型時(shí)的平面圖。
第9圖是將激光電流注入電極設(shè)置為T型時(shí)的平面圖。
第IO圖是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的剖面圖。
第11圖是表示集成型光隔離器的兩步生長的生長工序的圖。 第12圖是表示集成型光隔離器的選擇生長的生長工序的圖。
具體實(shí)施例方式
半導(dǎo)體激光器中作為發(fā)光層的有源層(窄帶隙層)，在注入規(guī)定閾 值以上的電流時(shí)，有增益而發(fā)光，注入電流不到規(guī)定閾值時(shí)，吸收光。 形成光隔離器與半導(dǎo)體激光器一體集成化的器件時(shí)，兩元件的波導(dǎo)層(波 導(dǎo)路徑)必須在高度方向上一致。因此，使與半導(dǎo)體激光器的有源層同 時(shí)形成但不注入電流的區(qū)域起光吸收層的作用，作為無用光從光隔離器 波導(dǎo)層射出的反向傳輸光，能夠被半導(dǎo)體激光器側(cè)的終端吸收層吸收。
本發(fā)明以上述事實(shí)為前提，提出了一種集成型光隔離器在一體集 成化的半導(dǎo)體激光器的發(fā)光層兩側(cè)，使通過結(jié)晶生長同時(shí)形成的窄帶隙 層起終端吸收層的作用，與光隔離器一體集成型半導(dǎo)體激光器取得整合 性的結(jié)構(gòu)，能夠有效吸收反向傳輸光，防止雜散光的發(fā)生。
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
第3圖表示本發(fā)明涉及的集成型光隔離器1的立體結(jié)構(gòu)例，發(fā)出激 光的半導(dǎo)體激光器10和作為光非互易元件的光隔離器20,連接在化合 物半導(dǎo)體村底2及半導(dǎo)體波導(dǎo)層3上后形成為一體。在半導(dǎo)體激光器10 的半導(dǎo)體波導(dǎo)層3形成用于發(fā)光輸出的發(fā)光波導(dǎo)路徑11 ，其上部設(shè)置激 光電流注入電極12。激光電流注入電極12兩側(cè)設(shè)置了用于形成光吸收 區(qū)域的半導(dǎo)體包層13A及13B。
光隔離器20的半導(dǎo)體波導(dǎo)層3上，在與半導(dǎo)體包層13A及13B對應(yīng) 的位置上形成反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A及21B,同時(shí)與發(fā)光波導(dǎo)路 徑11對應(yīng)地形成輸入波導(dǎo)路徑22。半導(dǎo)體波導(dǎo)層3上還設(shè)置了與光波 導(dǎo)方向交叉狀態(tài)的磁光材料23,其上還設(shè)置了作為磁場部的永磁24A及 24B。
第4圖表示第3圖的C-C，的平面結(jié)構(gòu)，第5圖表示第4圖的D-D，的 剖面結(jié)構(gòu)，光隔離器20的半導(dǎo)體包層13A、 13B下的半導(dǎo)體波導(dǎo)層3部 分，成為起光吸收層作用的終端吸收層3A、 3B,同時(shí)半導(dǎo)體波導(dǎo)層3 的其他部分作為光隔離器波導(dǎo)路徑(光波導(dǎo)層)作用。光隔離器20與半 導(dǎo)體激光器10的連接部的結(jié)構(gòu)如第4圖及第5圖所示，包括有源層(半
導(dǎo)體波導(dǎo)層3)，構(gòu)成半導(dǎo)體激光器IO所必需的各層，由連續(xù)的結(jié)晶生 長工序形成，具有整合性。
另外，光隔離器20的波導(dǎo)層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)具有與半導(dǎo)體激光 器10的有源層不同的組成，必須是對半導(dǎo)體激光器10的振蕩波長吸收 少的低吸收半導(dǎo)體層。光隔離器20的波導(dǎo)層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)可以由 兩步生長形成，即，在半導(dǎo)體激光器IO的各層形成后，只除去光隔離器 20的區(qū)域，由其他結(jié)晶生長工序進(jìn)行再生長。另外，也可以使用選擇生 長法，在形成半導(dǎo)體激光器IO各層的結(jié)晶生長工序的同時(shí)形成。無論使 用哪種方法，為了使半導(dǎo)體激光器IO輸出的光高效地正向入射到光隔離 器20上，半導(dǎo)體激光器IO的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)與光隔離器20 用的波導(dǎo)層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)必須在高度方向上準(zhǔn)確地一致。半導(dǎo)體 激光器10的有源層與光隔離器20用的波導(dǎo)層在高度方向上一致，也有 利于將反向傳輸光有效地導(dǎo)入終端吸收層3A、 3B,利于有效吸收。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明所涉及的集成型光隔離器1的制作如下述在高 度方向上的同一位置形成半導(dǎo)體激光器IO的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3) 與光隔離器20的光波導(dǎo)層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)。然后，在形成半導(dǎo)體激 光器10的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)中，只向半導(dǎo)體激光器10的發(fā)光 波導(dǎo)路徑ll、即不發(fā)光部分，由激光電流注入電極12選擇地注入電流， 作為半導(dǎo)體激光器IO動(dòng)作，除此之外的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)中不 注入電流，光波導(dǎo)層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)作為終端吸收層3A、 3B作用。 另外，光隔離器20中，將返回半導(dǎo)體激光器10的反向傳輸光導(dǎo)入反向 傳輸光傳輸波導(dǎo)路徑21A及21B，將從反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A及 21B射出的反向傳輸光導(dǎo)入設(shè)置在光隔離器20反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑 輸出端的終端吸收層3A及3B。由此，終端吸收層3A及3B吸收從光隔 離器20發(fā)出的反向傳輸光。
第3圖 第5圖所示結(jié)構(gòu)的集成型光隔離器1中，從光隔離器20入 射到本器件(反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A及21B)的光，是應(yīng)該在光 隔離器20或半導(dǎo)體激光器10中除去的反向傳輸光。該反向傳輸光，因 光隔離器20的動(dòng)作，會(huì)被導(dǎo)入反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A及21B,但
由于設(shè)置在光隔離器20反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端的終端吸收層
3A、 3B的光吸收，防止了變成雜散光入射到半導(dǎo)體激光器10的發(fā)光波 導(dǎo)路徑11。即，未形成終端吸收層3A、 3B的狀態(tài)中，從光隔離器20 射出的光可能會(huì)被導(dǎo)入反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A、 21B，變成雜散光 入射到半導(dǎo)體激光器IO。但是，本發(fā)明的集成型光隔離器1中，從反向 傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A、 21B射出的光，被半導(dǎo)體包層13A、 13B下 的終端吸收層3A、 3B吸收(除去)，所以能夠防止雜散光的發(fā)生。
如上述，根據(jù)本發(fā)明，將反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A、 21B和與半 導(dǎo)體激光器有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3)同時(shí)形成的終端吸收層(不注入 電流的有源層)3A、 3B連接，由該終端吸收層3A、 3B吸收反向傳輸光， 所以能夠提供防止雜散光發(fā)生、反向傳輸阻止特性好的高性能光隔離器。
另外，由第6圖及第7圖所示結(jié)構(gòu)的集成型光隔離器也能夠?qū)崿F(xiàn)與 上述實(shí)施例相同的作用。本例中，在半導(dǎo)體波導(dǎo)層3上的想要吸收反向 傳輸光的區(qū)域(終端吸收層3A、 3B )及激光器發(fā)光區(qū)域上設(shè)置半導(dǎo)體包 層13。半導(dǎo)體包層13上，為了不使電流注入終端吸收層3A、 3B的區(qū)域， 在該區(qū)域之上的部分設(shè)置絕緣層(例如Si02、八1203等)16。然后在其上 的激光器發(fā)光區(qū)域和絕緣層16的整個(gè)上部，由激光電流注入用電極15 覆蓋。激光電流注入用電極15的下側(cè)兩側(cè)，設(shè)置了分離的絕緣層16, 所以絕緣層16的區(qū)域里不會(huì)有電流注入。但是，為了使電流從激光電流 注入用電極15注入到激光器發(fā)光區(qū)域，激光器發(fā)光區(qū)域上不設(shè)置絕緣層 16。根據(jù)本實(shí)施方式，作為光吸收層的區(qū)域里，由于絕緣層16,電流不 會(huì)注入，能夠形成終端吸收層3A、 3B。
第6圖的實(shí)施例中，激光電流注入電極設(shè)置在要吸收反向傳輸光的 區(qū)域(終端吸收層3A、 3B )及激光器發(fā)光區(qū)域的全面，但如果是終端吸 收層3A、 3B中不會(huì)有電流注入的結(jié)構(gòu)，其上部的電極可有可無。終端 吸收層3A、 3B上部有絕緣層，為不注入電流的結(jié)構(gòu)，所以可以如第8 圖那樣，只在激光器發(fā)光區(qū)域上設(shè)置激光電流注入電極(I型)，或者如 第9圖那樣，將激光電流注入電極設(shè)置為T型的形狀。激光電流注入電 極必須設(shè)置在激光器發(fā)光區(qū)域上，除此之外的、設(shè)置了絕緣層的區(qū)域中，
激光電流注入電極的平面形狀是任意的。
第3圖 第5圖的實(shí)施例及第6圖~第9圖的實(shí)施例中，半導(dǎo)體激 光器1 0的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層3 )中，半導(dǎo)體激光器1 0的發(fā)光波 導(dǎo)路徑1 1部分，由于從激光電流注入電極12及15的電流注入，有增 益，起發(fā)光層作用。但是，除此之外的區(qū)域中，由于不注入電流，起終 端吸收層作用。即，光隔離器20中，因其動(dòng)作，反向傳輸光到達(dá)第4圖、 第6圖、第8圖及第9圖的終端吸收層3A、 3B位置，入射到與光隔離 器20的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21A、 21B相同高度的終端吸收層3A、 3B,在終端吸收層3A、 3B中傳輸適當(dāng)距離后，衰減為十分小的光功率。 終端吸收層3A、 3B中的衰減程度，例如終端吸收層3A、 3B的吸收系 數(shù)為500cm"時(shí)，100jum的傳輸距離會(huì)有-21.7dB的衰減，終端吸收層 3A、 3B的吸收系數(shù)為1000cm'1時(shí),100 ju m的傳輸距離會(huì)有-43.4dB的 衰減量。
第10圖表示本發(fā)明的其他實(shí)施例，由激光電流注入電極12產(chǎn)生的 激光器有源層17，因分離部18A、 18B，與終端吸收層3A、 3B分離。 分離部18A、 18B,從半導(dǎo)體包層13A、 13B的上表面到化合物半導(dǎo)體襯 底2的上面位置，分離部18A、 18B之間設(shè)置激光電流注入電極12以形 成激光器有源層17，能夠防止注入電流流入終端吸收層3A、 3B,同時(shí) 通過半導(dǎo)體與分離部18A、 18B的界面上的反射，能夠進(jìn)一步衰減從終 端吸收層3A、 3B到半導(dǎo)體激光器10的微弱漏光。
本發(fā)明的集成型光隔離器的制作方法，可以考慮作為結(jié)晶生長方法、 進(jìn)行兩步生長的方法和進(jìn)行選擇生長的方法。兩步生長的生長工序，如 第11圖(a) ~ (h)模式所示，最初形成半導(dǎo)體激光器10的各層，除 去光隔離器20的區(qū)域，然后由另外的結(jié)晶生長工序使光隔離器部再生 長。即，最初只制成有源元件，除去其他部分，然后重新將無源部分成 膜。具體來說，首先，如第11圖(a)所示，制成半導(dǎo)體激光器10的各 層。這時(shí)，化合物半導(dǎo)體襯底2中，也制成形成光隔離器20的部分。接 著如同圖(b)所示，成為光隔離器20的部分，由蝕刻除去化合物半導(dǎo) 體襯底2的層以外的部分。同圖(c)的蝕刻、同圖(d)的生長、同圖
(e)的蝕刻過程中，進(jìn)行成為半導(dǎo)體激光器10的激光器發(fā)光區(qū)域及終 端吸收層的區(qū)域的圖案形成。然后，如第11圖(f)所示，從光隔離器 20的化合物半導(dǎo)體襯底2,.進(jìn)行上面各層的生長，同圖(g)中，進(jìn)行輸 入波導(dǎo)路徑22及反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑21的各波導(dǎo)路徑25等光隔離 器20的部分的圖案形成。最后如第11圖(h)所示，設(shè)置激光電流注入 電極12。
其次，選擇生長的生長工序如第12圖所示。選擇生長中，在襯底上 制成掩模，在該掩模上成膜。這時(shí)，利用結(jié)晶生長速度因掩模形狀而不 同的特性，同時(shí)形成有源區(qū)域和無源區(qū)域，即半導(dǎo)體激光器IO和光隔離 器20的各層。然后通過圖案形成，進(jìn)行各元件的制作。首先如第12圖 (a)所示，形成由化合物半導(dǎo)體襯底2、半導(dǎo)體波導(dǎo)層3所對應(yīng)的各層 構(gòu)成的晶片。接著如第12圖(b)所示，在晶片上由光刻形成掩模圖案 26。從該掩模圖案26，如同圖(c)所示，進(jìn)行發(fā)光波導(dǎo)路徑11及半導(dǎo) 體包層13A、 13B等半導(dǎo)體激光器10、輸入波導(dǎo)路徑22及反向傳輸光輸 出波導(dǎo)路徑21等光隔離器20的各元件的生長。最后如第12圖(d)所 示，設(shè)置磁光材料23。
根據(jù)本發(fā)明的集成型光隔離器，半導(dǎo)體激光器與光隔離器集成為一 體型，吸收層與半導(dǎo)體激光器的有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層)同時(shí)形成，形 成光隔離器的波導(dǎo)路徑圖案時(shí)，同時(shí)可以形成將反向傳輸?shù)臒o用光導(dǎo)入 吸收層的波導(dǎo)路徑，所以不需要增加除去雜散光的制造工序，其制造工 序也很容易，能夠有效吸收光隔離器的反向傳輸光，防止雜散光的發(fā)生。
如上述，本發(fā)明涉及的集成型光隔離器，有以下兩點(diǎn)特征。
(1) 通過向有源層(半導(dǎo)體波導(dǎo)層)中注入電流，可以起半導(dǎo)體激 光器的發(fā)光層的作用，不注入電流的區(qū)域起光吸收層作用。因此，要實(shí) 現(xiàn)由終端吸收層吸收反向傳輸光、防止成為雜散光射到波導(dǎo)路徑外部， 不需要追加多余的制造工序，制造也很容易。
(2) 終端吸收層與半導(dǎo)體激光器發(fā)光層和光隔離器的波導(dǎo)層形成為 同一高度，所以終端吸收層能夠有效吸收光隔離器的反向傳輸光。
權(quán)利要求
1.一種集成型光隔離器，在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器，其特征在于，在有上述半導(dǎo)體激光器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層的有源層上部設(shè)置激光電流注入電極，在上述半導(dǎo)體激光器的兩側(cè)，在上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端上設(shè)置終端吸收層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成型光隔離器，其特征在于，上述終端吸收層中，上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層起光吸收層作用，上述終端吸收層的上部 設(shè)置了半導(dǎo)體包層。
3. —種集成型光隔離器，在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo) 層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成 光隔離器，其特征在于，在上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸 出端中的上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層上及半導(dǎo)體激光器上，設(shè)置半導(dǎo)體包層及絕 緣層，并在其上設(shè)置激光電流注入電極，將上述光隔離器的反向傳輸光
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光隔離器，其特征在于，上述激光 電流注入電極只設(shè)置在半導(dǎo)體激光器部上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光隔離器，其特征在于，上述激光 電流注入電極設(shè)置在半導(dǎo)體激光器部上及終端吸收層的一部分或全體 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的集成型光隔離器，其特征在于，上述絕緣層由Si02形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的集成型光隔離器，其特征在 于，上述絕緣層由八1203形成。
8. —種集成型光隔離器，在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo) 層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成 光隔離器，其特征在于，在上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸 出端上設(shè)置半導(dǎo)體包層，在發(fā)光波導(dǎo)路徑上設(shè)置激光電流注入電極，將 上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑輸出端的上述半導(dǎo)體包層下的 半導(dǎo)體波導(dǎo)層作為終端吸收層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成型光隔離器，其特征在于，在有上述 激光電流注入電極的部分與設(shè)置在上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo) 路徑輸出端的終端吸收層之間，設(shè)置分離部。
10. —種集成型光隔離器的制造方法，在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置 半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另 一部分形成光隔離器，其特征在于，上述光隔離器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層由兩 步生長形成，即，在形成了上述半導(dǎo)體激光器的各層之后，只除去上述 光隔離器的區(qū)域，上述光隔離器的部分由另外的結(jié)晶生長工序進(jìn)行再生 長。
11. 一種集成型光隔離器的制造方法，所述集成型光隔離器在化合 物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成 半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器，所述制造方法的特征在于， 使用選擇生長法，在形成半導(dǎo)體激光器各層的結(jié)晶生長工序的同時(shí)，形 成光隔離器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集成型光隔離器，其結(jié)構(gòu)為將半導(dǎo)體激光和光隔離器集成為一體的結(jié)構(gòu)，其制造工序容易，能夠有效地吸收光隔離器的反向傳輸光，防止產(chǎn)生雜散光。本發(fā)明的集成型光隔離器，在化合物半導(dǎo)體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體波導(dǎo)層、在上述半導(dǎo)體波導(dǎo)層的一部分形成半導(dǎo)體激光器、在另一部分形成光隔離器，在有上述半導(dǎo)體激光器的半導(dǎo)體波導(dǎo)層的有源層的上部設(shè)置激光電流注入電極，在上述半導(dǎo)體激光器的兩側(cè)的上述光隔離器的反向傳輸光輸出波導(dǎo)路徑的輸出端設(shè)置終端吸收層。
文檔編號G02B6/12GK101375190SQ20078000395
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月31日
發(fā)明者櫻井一正, 水本哲彌 申請人:國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué);三美電機(jī)株式會(huì)社