特開 2024-115301 半導体光デバイスおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115301

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】半導体光デバイスおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/22 20060101AFI20240819BHJP

   H01S 5/227 20060101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

H01S5/22

H01S5/227

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020922

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】八尾 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 匡廣

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173AA22

5F173AA48

5F173AD15

5F173AD30

5F173AF92

5F173AH14

5F173AP43

5F173AR93

5F173AS01

(57)【要約】

【課題】例えば、実装性に優れたような、新規な改善された半導体光デバイスおよびその製造方法を得る。
【解決手段】半導体光デバイスは、第一方向と交差して広がる基板と、前記基板上で前記第一方向に積層された、コア層を含む複数の半導体層を有する積層部と、を備え、前記積層部は、前記第一方向と交差した第二方向に離れて設けられた、互いに異なる第一導波路構造と第二導波路構造とを有し、前記第一導波路構造と前記第二導波路構造との間に、前記積層部の表面側から前記基板側に延びた溝が形成されており、前記溝の底部に、当該溝に沿って延びるとともに前記第一方向に突き出た突起部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向と交差して広がる基板と、
前記基板上で前記第一方向に積層された、コア層を含む複数の半導体層を有する積層部と、
を備え、
前記積層部は、前記第一方向と交差した第二方向に離れて設けられた、互いに異なる第一導波路構造と第二導波路構造とを有し、
前記第一導波路構造と前記第二導波路構造との間に、前記積層部の表面側から前記基板側に延びた溝が形成されており、
前記溝の底部に、当該溝に沿って延びるとともに前記第一方向に突き出た突起部を有する
半導体光デバイス。

【請求項2】

前記第一導波路構造と前記第二導波路構造とが、前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びている
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項3】

前記第一導波路構造と前記第二導波路構造の少なくとも一方が折り返し構造を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項4】

前記第一導波路構造はアクティブ機能を有し、前記第二導波路構造はパッシブ機能を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項5】

前記第一導波路構造は埋め込みメサ構造を有し、前記第二導波路構造はハイメサ構造を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項6】

前記溝の側壁および底面に沿って延びた配線をさらに備え、
前記第一導波路構造および前記第二導波路構造の少なくとも一方が、前記第一方向における前記積層部の端部側に設けられて前記配線と電気的に接続する電極を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項7】

前記溝に掛け渡された配線をさらに備え、
前記第一導波路構造および前記第二導波路構造の少なくとも一方が、前記第一方向における前記積層部の端部側に設けられて前記配線と電気的に接続する電極を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項8】

前記積層部は、前記第一導波路構造を前記第二方向において挟むように設けられた２つの突当部を備え、
前記２つの突当部は、前記第一導波路構造のメサの積層構造と同じ積層構造を有する
請求項１に記載の半導体光デバイス。

【請求項9】

第一方向と交差して広がる基板上に、前記第一方向に積層された、コア層を含む複数の半導体層を有する積層部を形成する積層部形成工程と、
前記積層部の表面側から前記基板側に延びるように溝を形成する溝形成工程と、
を備え、
前記積層部形成工程では、前記第一方向と交差した第二方向に離れた位置に、互いに異なる第一導波路構造および第二導波路構造のそれぞれの基となる二つのプレ構造を形成し、
前記溝形成工程では、前記二つのプレ構造の間の領域の前記積層部の表面に形成された突起部を含む領域に溝を形成する
半導体光デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体光デバイスおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、埋め込みメサ構造の導波路とハイメサ構造の導波路のような、導波路構造が互いに異なる複数の導波路が一つの基板上に集積された半導体光デバイスが、知られている（例えば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１５２２７４号

【特許文献2】特開２０２１－２７３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の半導体光デバイスは、プラットフォームにフリップチップで実装がされたり、表面に温度調節素子やヒートシンクなどの他の素子の実装をしたりする場合がある。しかしながら、本発明者による鋭意検討によれば、従来のこの種の半導体光デバイスには、基板の裏面とは反対側の表面に突起が形成されている場合がある。このような突起があると、上記実装において実装対象との密着性を悪化させたり、実装した半導体光デバイスの高さが予定された高さよりもずれたりする虞がある。例えば、温度調節素子との密着性の悪化は半導体光デバイスの放熱性の低下を招く虞がある。また、高さのずれはプラットフォーム上の他の素子との光学的な位置ずれを招く虞がある。また、突起の高さが高すぎる場合は、上記実装が不可能になる虞もある。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、実装性に優れたような、新規な改善された半導体光デバイスおよびその製造方法を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の半導体光デバイスは、例えば、第一方向と交差して広がる基板と、前記基板上で前記第一方向に積層された、コア層を含む複数の半導体層を有する積層部と、を備え、前記積層部は、前記第一方向と交差した第二方向に離れて設けられた、互いに異なる第一導波路構造と第二導波路構造とを有し、前記第一導波路構造と前記第二導波路構造との間に、前記積層部の表面側から前記基板側に延びた溝が形成されており、前記溝の底部に、当該溝に沿って延びるとともに前記第一方向に突き出た突起部を有する。

【0007】

前記第一導波路構造と前記第二導波路構造とが、前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びてもよい。

【0008】

前記第一導波路構造と前記第二導波路構造の少なくとも一方が折り返し構造を有してもよい。

【0009】

前記第一導波路構造はアクティブ機能を有し、前記第二導波路構造はパッシブ機能を有してもよい。

【0010】

前記第一導波路構造は埋め込みメサ構造を有し、前記第二導波路構造はハイメサ構造を有してもよい。

【0011】

前記半導体光デバイスは、前記溝の側壁および底面に沿って延びた配線をさらに備え、前記第一導波路構造および前記第二導波路構造の少なくとも一方が、前記第一方向における前記積層部の端部側に設けられて前記配線と電気的に接続する電極を有してもよい。

【0012】

前記半導体光デバイスは、前記溝に掛け渡された配線をさらに備え、前記第一導波路構造および前記第二導波路構造の少なくとも一方が、前記第一方向における前記積層部の端部側に設けられて前記配線と電気的に接続する電極を有してもよい。

【0013】

前記積層部は、前記第一導波路構造を前記第二方向において挟むように設けられた２つの突当部を備え、前記２つの突当部は、前記第一導波路構造のメサの積層構造と同じ積層構造を有してもよい。

【0014】

本発明の半導体光デバイスの製造方法は、例えば、第一方向と交差して広がる基板上に、前記第一方向に積層された、コア層を含む複数の半導体層を有する積層部を形成する積層部形成工程と、前記積層部の表面側から前記基板側に延びるように溝を形成する溝形成工程と、を備え、前記積層部形成工程では、前記第一方向と交差した第二方向に離れた位置に、互いに異なる第一導波路構造および第二導波路構造のそれぞれの基となる二つのプレ構造を形成し、前記溝形成工程では、前記二つのプレ構造の間の領域の前記積層部の表面に形成された突起部を含む領域に溝を形成する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、例えば、実装性に優れたような、新規な改善された半導体光デバイスおよびその製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、第１実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な平面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の半導体光デバイスの製造方法を説明する図である。

【図4】図４は、第１実施形態の半導体光デバイスの製造方法を説明する図である。

【図5】図５は、第１実施形態の半導体光デバイスの製造方法を説明する図である。

【図6】図６は、第２実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な断面図である。

【図7】図７は、第２実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な平面図である。

【図8】図８は、第３実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な断面図である。

【図9】図９は、第４実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な断面図を含み、かつ半導体光デバイスの使用方法を説明する図である。

【図10】図１０は、第４実施形態の半導体光デバイスの例示的かつ模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0018】

以下に示される複数の実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

【0019】

本明細書において、序数は、方向や、部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではないし、個数を限定するものでもない。

【0020】

各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。また、以下では、Ｘ方向を長手方向若しくは延び方向、Ｙ方向を短手方向若しくは幅方向、Ｚ方向を積層方向若しくは高さ方向と称する。

【0021】

また、各図は説明を目的とした模式図であって、各図と実物とでスケールや比率は、必ずしも一致しない。

【0022】

［第１実施形態］
［基本構成］
図１は、第１実施形態の半導体光デバイス１００Ａの断面図であり、図２は、半導体光デバイス１００Ａの平面図である。図１は、図２のI－I断面図である。

【0023】

図１，２に示されるように、半導体光デバイス１００Ａは、基板１０１と、積層部１０２と、絶縁層２３と、電極３０と、電極４０と、を備えている。また、積層部１０２は、二つの導波路構造２０－１，２０－２を備えている。導波路構造２０－１は、第一導波路構造の例であり、導波路構造２０－２は、第二導波路構造の例である。

【0024】

基板１０１は、Ｚ方向に略一定の厚さを有し、Ｚ方向と交差して広がっている。基板１０１は、例えば、n-InPで作られる。導波路構造２０、絶縁層２３、および電極３０を構成する各層は、公知の半導体プロセスによって、基板１０１上に、Ｚ方向に積層される。Ｚ方向は、積層方向、厚さ方向、または高さ方向と称されうる。Ｚ方向は第一方向の一例である。

【0025】

基板１０１のＺ方向の反対側の面上には、電極４０が設けられる。電極４０は、例えば、AuGe、Ni、およびAuを含んだ積層構造を有している。

【0026】

導波路構造２０－１において、基板１０１の電極４０とは反対側の面上には、クラッド層２１ａ、活性コア層２１ｂ、およびクラッド層２１ｃを有したメサ２１－１が形成される。クラッド層２１ａ、活性コア層２１ｂ、およびクラッド層２１ｃは、基板１０１上に、Ｚ方向にこの順に積層される。メサ２１－１は、Ｙ方向における略一定の幅およびＺ方向における略一定の高さで、Ｘ方向に延びている。活性コア層２１ｂはコア層の一例である。クラッド層２１ａ、活性コア層２１ｂ、およびクラッド層２１ｃは半導体層の一例である。

【0027】

クラッド層２１ａは、基板１０１上に積層される。クラッド層２１ａは、例えば、n-InPで作られる。活性コア層２１ｂは、クラッド層２１ａ上に積層される。活性コア層２１ｂは、例えば、n-InGaAsPを含んだ積層構造を有する。クラッド層２１ｃは、活性コア層２１ｂ上に積層される。クラッド層２１ｃは、例えば、p-InPで作られる。

【0028】

メサ２１－１は、Ｙ方向およびＹ方向の反対方向に隣接した電流阻止層２２ａ，２２ｂ、ならびにＺ方向に隣接したクラッド層２２ｃによって囲まれている。電流阻止層２２ａは、例えば、p-InPで作られ、電流阻止層２２ｂは、例えば、n-InPで作られる。また、クラッド層２２ｃは、例えば、p-InPで作られる。導波路構造２０－１は、埋め込みメサ構造を有する導波路構造の一例である。

【0029】

導波路構造２０－１は、絶縁層２３で覆われている。絶縁層２３には、メサ２１－１に対してＺ方向に重なる位置に、開口２３ａが設けられている。絶縁層２３は、例えば、SiNで作られる。なお、導波路構造２０－１および絶縁層２３の構成は、この例には限定されない。

【0030】

導波路構造２０－１のクラッド層２２ｃに対して基板１０１とは反対側には、導体で作られた電極３０が設けられる。電極３０は、Ｐ側電極であって、活性コア層２１ｂに対してＺ方向に離間している。電極３０は、絶縁層２３に設けられた開口２３ａを介してクラッド層２２ｃと接している。電極３０は、電極４０とともに、活性コア層２１ｂに電流を注入するための電極対を構成している。

【0031】

上述した構成の導波路構造２０－１は、例えば、半導体光増幅器として機能することができる。この半導体光増幅器は、活性コア層２１ｂの一端から入力された光を光増幅して、活性コア層２１ｂの他端から出力する。したがって、活性コア層２１ｂの組成は、入力される所定波長の光を光増幅するように設計されている。半導体光増幅器として機能する導波路構造２０－１は、アクティブ機能を有する第一導波路構造の一例である。

【0032】

導波路構造２０－２において、基板１０１の電極４０とは反対側の面上には、クラッド層２１ａ、導波コア層２１ｄ、およびクラッド層２１ｅを有したメサ２１－２が形成される。クラッド層２１ａ、導波コア層２１ｄ、およびクラッド層２１ｅは、基板１０１上に、Ｚ方向にこの順に積層される。メサ２１－２は、Ｙ方向における略一定の幅およびＺ方向における略一定の高さで、Ｘ方向に延びている。導波コア層２１ｄはコア層の一例である。導波コア層２１ｄ、およびクラッド層２１ｅは半導体層の一例である。

【0033】

導波コア層２１ｄは、クラッド層２１ａ上に積層される。導波コア層２１ｄは、例えば、n-InGaAsPで作られる。クラッド層２１ｅは、導波コア層２１ｄ上に積層される。クラッド層２１ｅは、例えば、p-InPで作られる。

【0034】

導波路構造２０－２は、積層部１０２の表面１０２ａ側から基板１０１側に延びた２つの溝１００ａによって、ハイメサ導波路構造とされている。２つの溝１００ａの一方は、第一導波路構造と第二導波路構造との間に形成された溝の一例である。

【0035】

導波路構造２０－２は、絶縁層２３で覆われている。

【0036】

上述した構成の導波路構造２０－２は、例えば、導波コア層２１ｄの一端から入力された光を殆ど透過する導波路として機能する。したがって、導波コア層２１ｄの組成は、入力される所定波長の光を吸収せず、殆ど透過するように設計されている。このような導波路構造２０－２は、パッシブ機能を有する第二導波路構造の一例である。

【0037】

二つの導波路構造２０－１，２０－２は、それぞれ、Ｘ方向に延びており、光をＸ方向またはＸ方向の反対方向に導波する。また、二つの導波路構造２０－１，２０－２は、互いにＹ方向に離れており、溝１００ａを挟んでＹ方向に並んでいる。Ｙ方向は、第二方向の一例であり、Ｘ方向は、第三方向の一例である。

【0038】

以上のように、導波路構造２０－１，２０－２は、半導体の組成の一部や導波路構造が互いに異なっている。そのため、導波路構造２０－１，２０－２は、それぞれ異なる半導体プロセスで製造される。導波路構造２０－１，２０－２は、互いに異なる第一導波路構造および第二導波路構造の一例である。

【0039】

［突起部の構成］
ここで、半導体光デバイス１００Ａは、溝１００ａの底部に、当該溝１００ａに沿って延びるとともにＺ方向に突き出た突起部１０１ａを有する。なお、本実施形態では、基板１０１の一部が突起部１０１ａを形成しているが、溝１００ａの深さによっては、基板１０１の一部およびクラッド層２１ａの一部が突起部を形成する場合もある。

【0040】

このような突起部１０１ａは、導波路構造２０－１，２０－２が互いに異なり、それぞれ異なる半導体プロセスで製造されることによって形成され得るものである。仮にこのようなＺ方向に突き出た突起部１０１ａが、積層部１０２の表面１０２ａに存在すると、半導体光デバイス１００Ａの実装性を低下させる場合がある。

【0041】

これに対して、半導体光デバイス１００Ａでは、突起部１０１ａが溝１００ａの底部に存在するので、突起部１０１ａが積層部１０２の表面１０２ａよりもＺ方向に突き出ることが容易に防止できる。

【0042】

以上説明したように、本実施形態によれば、例えば実装性に優れた、新規な改善された半導体光デバイス１００Ａを得ることができる。

【0043】

［製造方法］
以下では、突起部１０１ａが形成される理由も含めて、半導体光デバイス１００Ａの製造方法の一例について説明する。

【0044】

はじめに、積層部形成工程を行う。すなわち、基板１０１を含むウエハの全面に、クラッド層２１ａ、活性コア層２１ｂ、およびクラッド層２１ｃを順次成長する。つづいて、導波路構造２０－１において活性コア層２１ｂを残す領域およびその周辺の領域をエッチングマスクでマスクし、残りの領域での活性コア層２１ｂおよびクラッド層２１ｃをエッチング除去する。つづいて、エッチングマスクを成長マスクとして、エッチング除去した領域に導波コア層２１ｄおよびクラッド層２１ｅの一部を成長する。これにより、活性コア層２１ｂと導波コア層２１ｄとはＺ方向で同じ位置となる。

【0045】

つづいて、メサ２１－１、２１－２を形成する領域およびその周辺領域をメサ形状にエッチングする。この時のエッチングは、Ｙ方向におけるメサ２１－１のメサ幅、メサ２１－２のメサ幅よりも広いメサ幅のメサ形状にエッチングする。なお、このとき形成されたメサをプレメサとする。つづいて、エッチングマスクを形成し、メサ２１－１を形成する領域のプレメサのメサ幅がメサ２１－１のメサ幅となるようにエッチングする。

【0046】

つづいて、メサ２１－１を埋め込むために電流阻止層２２ａを成長する。このとき、メサ２１－２を形成する領域のプレメサも電流阻止層２２ａで埋め込まれることとなる。しかし、電流阻止層２２ａは、成長中に、当該プレメサにすでに形成されている導波コア層２１ｄおよびクラッド層２１ｅの一部であるクラッド層２１ｅａと干渉する。このため、電流阻止層２２ａは平坦な成長がしづらく、プレメサ２１－６に近い位置でプレメサ２１－６に沿って突起部Ｐ１が形成される（図３参照）。このような突起部Ｐ１は、特に結晶成長において原子の取り込みが起こりやすい（０－１－１）面に沿った方向に延びやすい。なお、（０－１－１）面は、例えば基板１０１を含むウエハのオリエンテーションフラット面に平行である。

【0047】

つづいて、電流阻止層２２ｂ、クラッド層２２ｃ、クラッド層２１ｅの残部を成長し、積層部１０２の積層を終了する。このとき、二つのプレ構造２５－１，２５－２の間の領域の表面１０２ａには突起部Ｐ１に起因する突起部Ｐ２が残留する（図４参照）。ここで、プレ構造２５－１、２５－２とは、それぞれ、導波路構造２０－１、２０－２の基となる構造である。プレ構造２５－１，２５－２はＹ方向に離れた位置に形成される。

【0048】

つづいて、積層部１０２をエッチングして、積層部１０２の表面１０２ａ側から基板１０１側に延びるように溝１００ａを形成する（溝形成工程、図５参照）。このとき、二つのプレ構造２５－１、２５－２の間の領域の積層部１０２の表面１０２ａに形成された突起部を含む領域に溝１００ａを形成する。この溝１００ａにより、導波路構造２０－２のメサ形状が確定する。また、突起部Ｐ２が形成された領域に溝１００ａを形成することによって、突起部Ｐ２の形状が溝１００ａの底部に転写されて、突起部１０１ａが形成される。

【0049】

その後、絶縁層２３、電極３０，４０Ａを公知の方法にて形成し、ウエハからデバイスを個片化して、半導体光デバイス１００Ａが完成する。

【0050】

以上のように製造された半導体光デバイス１００Ａは、例えば実装性に優れた、新規な改善された半導体光デバイスとなる。

【0051】

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の半導体光デバイス１００Ｂの平面図である。また、図６は、図７のVI－VI断面図である。

【0052】

半導体光デバイス１００Ｂは、基板１０１と、積層部１０２Ｂと、絶縁層２３と、電極３０Ｂと、電極４０Ｂと、電極パッド５１，５２と、配線６１，６２と、を備えている。積層部１０２Ｂは、三つの導波路構造２０－３，２０－４，２０－５を備えている。導波路構造２０－３，２０－４は、第一導波路構造の例であり、導波路構造２０－５は、第二導波路構造の例である。

【0053】

導波路構造２０－３は、第１実施形態における導波路構造２０－１と同様の構成を有し、メサ２１－３を有している。導波路構造２０－４も、導波路構造２０－３と同様の構成を有している。導波路構造２０－３，２０－４は、いずれもＸ方向に延びている。導波路構造２０－３，２０－４は、例えば、半導体光増幅器として機能することができる。導波路構造２０－３，２０－４は埋め込みメサ構造を有する導波路構造の一例であって、アクティブ機能を有する第一導波路構造の一例である。

【0054】

電極３０Ｂは、導波路構造２０－３，２０－４に電流を注入する際に用いられる共通のＰ側電極である。

【0055】

導波路構造２０－５は、第１実施形態における導波路構造２０－２と同様の構成を有し、メサ２１－５を有している。導波路構造２０－５は、導波路構造２０－３，２０－４に対して、Ｘ方向の反対方向に配置されている。導波路構造２０－５は、平面視でＵ字形状の折り返し構造を有しており、二つの端部のうち一つの端部が導波路構造２０－３に接続され、別の端部が導波路構造２０－４に接続されている。導波路構造２０－５は、二つの溝１００ａによってハイメサ導波路構造とされている。また、半導体光デバイス１００Ｂも半導体光デバイス１００Ａと同様に、溝１００ａの底部に、当該溝１００ａに沿って延びるとともにＺ方向に突き出た突起部１０１ａを有する。導波路構造２０－５はハイメサ構造かつ折り返し構造を有する導波路構造の一例であって、パッシブ機能を有する第二導波路構造の一例である。

【0056】

Ｎ側電極としての電極４０Ｂの構成は、第１実施形態の電極４０と相違している。

【0057】

具体的に、半導体光デバイス１００Ｂには、導波路構造２０－３，２０－４に対して溝１００ｂを挟んで反対側に、Ｚ方向の反対方向に凹み基板１０１に至る凹部１００ｃが設けられており、電極４０Ｂは、当該凹部１００ｃの底面１００ｃ１および側面１００ｃ２に沿うように設けられている。なお、溝１００ｂは、電極３０Ｂと電極４０Ｂとが電気的に絶縁されるようにする機能を有する。

【0058】

また、凹部１００ｃを覆う絶縁層２３のうち、底面１００ｃ１と重なる位置には、開口２３ｂが設けられている。電極４０Ｂは、開口２３ｂを介して基板１０１と接している。

【0059】

電極パッド５１は、導波路構造２０－５に対して、Ｘ方向の反対方向に配置されている。電極パッド５１は、例えばボンディングワイヤで外部の電源と接続される。

【0060】

配線６１は、導波路構造２０－３，２０－４への電流の供給のために電極パッド５１と電極３０Ｂとを電気的に接続する配線である。電極３０Ｂは、Ｚ方向における積層部１０２Ｂの端部側（表面１０２Ｂａ側）に設けられて、配線６１と電気的に接続する電極である。配線６１は、電極パッド５１から電極３０ＢまでＸ方向に延びている。このとき、配線６１は、途中で溝１００ａの側壁１００ａａおよび底面１００ａｂに沿って、また導波路構造２０－５、および、溝１００ａの底部の突起部１０１ａを跨いで延びている。

【0061】

電極パッド５２は、電極４０Ｂに対して、Ｘ方向の反対方向に配置されている。電極パッド５２は、例えばボンディングワイヤで外部の電源と接続される。

【0062】

配線６２は、導波路構造２０－３，２０－４への電力の供給のために電極パッド５１と電極４０Ｂとを電気的に接続する配線である。配線６２は、電極パッド５２から電極４０ＢまでＸ方向に延びている。

【0063】

このような構成により、半導体光デバイス１００Ｂは、全体として、半導体光増幅器として機能する。この半導体光増幅器は、一方の導波路構造２０－３の活性コア層２１ｂの一端から入力された光を光増幅して、導波路構造２０－４の活性コア層２１ｂの一端から出力する。導波路構造２０－５は導波路構造２０－３で増幅された光を導波路構造２０－４に導波する。

【0064】

導波路構造２０－５のように折り返し構造を有している導波路構造の場合、導波路構造２０－５の延びる方向は結晶方位に対して様々は方向を向き得る。そのため、突起部１０１ａが生じにくい方向だけに導波路構造が延びるようにすることは困難である。これに対して、第２実施形態に係る半導体光デバイス１００Ｂでも、突起部１０１ａは、第１実施形態と同様に溝１００ａの底部に位置する。よって、第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0065】

また、例えば、図４に示すような突起部Ｐ２が形成されている状態の表面１０２ａに、配線６１のような配線を形成した場合、不規則な結晶成長のために例えばp-InPで作られた電流阻止層２２ａとp-InPで作られたクラッド層２２ｃ，２１ｅとが近づいている近接部分がある。仮に絶縁層２３が突起部１０１ａによって形成不良となり結果として絶縁性が低くなり、配線６１がクラッド層２２ｃに電気的に接続してしまった場合、上記近接部分で生じ得るリークパスが問題となる虞がある。これに対して半導体光デバイス１００Ｂでは、突起部１０１ａは例えばn-InPのみで作られるので、リークパスが生じない状態にすることができる。

【0066】

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の半導体光デバイス１００Ｃの平面図である。

【0067】

半導体光デバイス１００Ｃは、半導体光デバイス１００Ｂにおける配線６１を配線６１Ｃに置き換えた構成を有する。配線６１Ｃは、溝１００ａに掛け渡されている点で配線６１と異なる。

【0068】

第３実施形態に係る半導体光デバイス１００Ｂでも、突起部１０１ａは、第１，第２実施形態と同様に溝１００ａの底部に位置する。よって、第３実施形態によっても、第１，第２実施形態と同様の効果が得られる。

【0069】

また、半導体光デバイス１００Ｂでは、配線６１Ｃが溝１００ａに掛け渡されているので、仮に絶縁層２３が突起部１０１ａ上で絶縁性が低くても、配線６１Ｃが突起部１０１ａの半導体に電気的に接続する虞が無い。

【0070】

［第４実施形態］
図９は、第４実施形態の半導体光デバイス１００Ｄ（１００）の断面図を含み、半導体光デバイス１００Ｄ（１００）の使用方法を説明する図であり、図１０は、半導体光デバイス１００Ａ（１００）の平面図である。図９は、図１０のIX－IX断面図である。

【0071】

半導体光デバイス１００Ｄは、第１実施形態の半導体光デバイス１００Ａの積層部１０２を積層部１０２Ｄに置き換えた構成を有する。積層部１０２Ｄは積層部１０２に２つの突当部７１を追加した構成を有する。すなわち、積層部１０２Ｄは２つの突当部７１を備えている。

【0072】

２つの突当部７１は、基板１０１からＺ方向に突出しており、Ｙ方向における略一定の幅およびＺ方向における略一定の高さで、Ｘ方向に延びている。２つの突当部７１は、導波路構造２０－１をＹ方向において挟むように設けられている。

【0073】

２つの突当部７１は、導波路構造２０－１のメサ２１－１の積層構造と同じ積層構造を有する。すなわち、２つの突当部７１は、クラッド層２１ａ、活性コア層２１ｂ、およびクラッド層２１ｃを有する。

【0074】

第４実施形態に係る半導体光デバイス１００Ｄでも、突起部１０１ａは、第１～第３実施形態と同様に溝１００ａの底部に位置する。よって、第４実施形態によっても、第１～第３実施形態と同様の効果が得られる。

【0075】

また、半導体光デバイス１００Ｄは、２つの突当部７１は、導波路構造２０－１のメサ２１－１の積層構造と同じ積層構造を有する。これにより、２つの突当部７１のＺ方向における端面７１ａの基板１０１からの高さは、メサ２１－１の活性コア層２１ｂのＺ方向における高さからのばらつきが小さい。その結果、２つの突当部７１の端面７１ａは、活性コア層２１ｂのＺ方向における高さの精度高い基準として使用できる。したがって、例えば図９に示すように半導体光デバイス１００Ｄをシリコンなどで作られたプラットフォーム２００に実装する場合に、突当部７１の端面７１ａがプラットフォーム２００の突当部２０１に当接するように、半導体光デバイス１００Ｄとプラットフォーム２００とを接合することで、メサ２１－１の活性コア層２１ｂの高さをプラットフォーム２００に対して高精度に高さ合わせできる。したがって、プラットフォーム２００に設けられた導波路などの光素子と、メサ２１－１の活性コア層２１ｂとの光軸合わせを高精度に行うことができる。

【0076】

なお、２つの突当部７１は、上述した製造方法においてメサ２１－１を作製するプロセスにてメサ２１－１と同時に形成することができる。

【0077】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0078】

例えば、上記実施形態では、第一導波路構造と第二導波路構造とが、半導体の組成の一部や導波路構造について互いに異なっている。第一導波路構造と第二導波路構造とが互いに異なっている場合は、上記実施形態には限定されない。例えば、第一導波路構造がシリコンなどのプラットフォームに形成された導波路構造であって、当該プラットフォームにシリコンとは異種の化合物半導体を成長させて第二導波路構造を形成した場合などは、第一導波路構造と第二導波路構造とは互いに異なる。

【0079】

また、上記第２、第３実施形態では、第二導波路構造の一例である導波路構造２０－５が折り返し構造を有するが、第一導波路構造の一例である導波路構造２０－３，２０－４が折り返し構造を有していてもよい。また、第一導波路構造および第二導波路構造の少なくとも一方が平面視でＳ字状の導波路構造でもよい。Ｓ字状の導波路構造は折り返し構造の一例である。

【0080】

また、上記実施形態では、導波路構造２０－１，２０－３，２０－４がアクティブ機能として光増幅機能を有するが、第一導波路構造のアクティブ機能は光増幅機能に限られない。例えば、第一導波路構造は、レーザ発振、光変調などの他のアクティブ機能を有していてもよい。

【0081】

また、第２，第３実施形態における電極４０Ｂの構成を、第１，第４実施形態において電極４０の代わりに適用してもよい。

【符号の説明】

【0082】

２０－１、２０－２、２０－３、２０－４、２０－５：導波路構造
２１－１、２１－２、２１－３、２１－５：メサ
２１－６ ：プレメサ
２１ａ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｅａ、２２ｃ：クラッド層
２１ｂ ：活性コア層
２１ｄ ：導波コア層
２２ａ、２２ｂ：電流阻止層
２３ ：絶縁層
２３ａ、２３ｂ：開口
２５－１、２５－２：プレ構造
３０、３０Ｂ、４０、４０Ｂ：電極
５１、５２ ：電極パッド
６１、６１Ｃ、６２：配線
７１、２０１：突当部
７１ａ ：端面
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ：半導体光デバイス
１００ａ、１００ｂ：溝
１００ａａ：側壁
１００ａｂ、１００ｃ１：底面
１００ｃ ：凹部
１００ｃ２ ：側面
１０１ ：基板
１０１ａ、Ｐ１、Ｐ２：突起部
１０２、１０２Ｂ、１０２Ｄ：積層部
１０２ａ、１０２Ｂａ：表面
２００ ：プラットフォーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】