JPH05110187A - アレイ型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
アレイ型半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH05110187A JPH05110187A JP3265880A JP26588091A JPH05110187A JP H05110187 A JPH05110187 A JP H05110187A JP 3265880 A JP3265880 A JP 3265880A JP 26588091 A JP26588091 A JP 26588091A JP H05110187 A JPH05110187 A JP H05110187A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発振波長以外の特性が同一な分布帰還型半導
体レ−ザを同一基板上に集積する。 【構成】 ＩｎＰ基板１上に異なる高さと幅を設定した
メサをストライプ状に順次並べて形成する。導波路層２
を表面が平坦になるように液相成長法でエピタキシャル
成長させる。導波路層２表面に回折格子１１を形成す
る。導波路層３、活性層４、アンチメルトバック層５、
ｐ型クラッド層６を導波路層２上にエピタキシャル成長
させる。以上のような構成にすることにより、回折格子
１１の高さは各レ−ザ１８、１９、２０において均一で
あり実効屈折率が異なるため、発振波長以外のレ−ザ特
性が同一な分布帰還型半導体レ−ザを同一基板上に集積
することが可能となる。
体レ−ザを同一基板上に集積する。 【構成】 ＩｎＰ基板１上に異なる高さと幅を設定した
メサをストライプ状に順次並べて形成する。導波路層２
を表面が平坦になるように液相成長法でエピタキシャル
成長させる。導波路層２表面に回折格子１１を形成す
る。導波路層３、活性層４、アンチメルトバック層５、
ｐ型クラッド層６を導波路層２上にエピタキシャル成長
させる。以上のような構成にすることにより、回折格子
１１の高さは各レ−ザ１８、１９、２０において均一で
あり実効屈折率が異なるため、発振波長以外のレ−ザ特
性が同一な分布帰還型半導体レ−ザを同一基板上に集積
することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発振波長の異なる分布帰
還型半導体レーザ部を複数個有するアレイ型半導体レー
ザ素子に関するものである。
還型半導体レーザ部を複数個有するアレイ型半導体レー
ザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】分布帰還型半導体レーザの発振波長λ
は、式(1)に示すブラッグ条件で与えられる。
は、式(1)に示すブラッグ条件で与えられる。
【０００３】 λ＝２・Ｎeff・Λ／Ｍ ・・・・・（１） ここでＮeffは光導波路内部の実効屈折率、Λは回折格
子周期、Ｍは次数（Ｍ＝１、２、３、・・・）である。
このため、波長の異なる分布帰還型半導体レーザを同一
の基板上に作製するためには単位分布帰還型半導体レー
ザの光導波路の実効屈折率を他の単位分布帰還型半導体
レーザの光導波路の実効屈折率と異なるようにする方法
が行なわれてきた。これは単位分布帰還型半導体レーザ
において回折格子と活性層の距離が他の単位分布帰還型
半導体レーザにおける回折格子と活性層の距離と異なる
ようにすることにより実現されている（例えば特開平2-
71573）。以下図面を用いてそれを説明する。
子周期、Ｍは次数（Ｍ＝１、２、３、・・・）である。
このため、波長の異なる分布帰還型半導体レーザを同一
の基板上に作製するためには単位分布帰還型半導体レー
ザの光導波路の実効屈折率を他の単位分布帰還型半導体
レーザの光導波路の実効屈折率と異なるようにする方法
が行なわれてきた。これは単位分布帰還型半導体レーザ
において回折格子と活性層の距離が他の単位分布帰還型
半導体レーザにおける回折格子と活性層の距離と異なる
ようにすることにより実現されている（例えば特開平2-
71573）。以下図面を用いてそれを説明する。
【０００４】図６、図７は従来例のアレイ型半導体レー
ザを説明する図である。図６は斜視図であり、２８は基
板、２９はバッファ層、３０は下部クラッド層、３１は
活性層、３２は導波路層、３３は回折格子、３４は上部
クラッド層、３５はコンタクト層、３６は絶縁層、３７
はｎ型電極、３８はｐ型電極、３９、４０は断面構成図
の切口、４１、４２は単位分布帰還型半導体レーザであ
る。
ザを説明する図である。図６は斜視図であり、２８は基
板、２９はバッファ層、３０は下部クラッド層、３１は
活性層、３２は導波路層、３３は回折格子、３４は上部
クラッド層、３５はコンタクト層、３６は絶縁層、３７
はｎ型電極、３８はｐ型電極、３９、４０は断面構成図
の切口、４１、４２は単位分布帰還型半導体レーザであ
る。
【０００５】図７(a)は３９での分布帰還型半導体レー
ザの断面図、図７(b)は４０での分布帰還型半導体レー
ザの断面図である。図７(a),(b)の違いは導波路層３２
の厚さである。
ザの断面図、図７(b)は４０での分布帰還型半導体レー
ザの断面図である。図７(a),(b)の違いは導波路層３２
の厚さである。
【０００６】以上のように構成されたこの従来例のアレ
イ型半導体レーザにおいて、以下その動作を説明する。
イ型半導体レーザにおいて、以下その動作を説明する。
【０００７】分布帰還型半導体レーザ４１、４２は導波
路層３２の厚さが異なるためそれぞれの光導波路の実効
屈折率は異なる値となる。分布帰還型半導体レーザ４
１、４２の光導波路の実効屈折率をそれぞれＮeff1、Ｎ
eff2として、回折格子の周期をΛとすると式(1)からわ
かるように分布帰還型半導体レーザ４１、４２はそれぞ
れ異なる波長λ1、λ2で発振する。
路層３２の厚さが異なるためそれぞれの光導波路の実効
屈折率は異なる値となる。分布帰還型半導体レーザ４
１、４２の光導波路の実効屈折率をそれぞれＮeff1、Ｎ
eff2として、回折格子の周期をΛとすると式(1)からわ
かるように分布帰還型半導体レーザ４１、４２はそれぞ
れ異なる波長λ1、λ2で発振する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
造では、回折格子３３を分布帰還型レーザ４１と４２の
間の段差が形成してある導波路層３２の表面に形成する
ことになる。回折格子はフォトリソグラフィーにより形
成されるが、段差のある導波路層３２の表面にレジスト
をスピンナーで塗布した場合、段差の影響により図８
（ａ）に示すように段差の上部と下部で塗布されるレジ
ストの厚さが異なることになる。この状態で干渉露光を
行なうと段差の上部と下部とでレジストの露光状態が異
なり、現像、エッチングの後に得られる回折格子の形状
が段差の上部と下部とで異なった形状となる。段差の下
部ではレジスト厚が厚くなるため上部に比べて露光が不
足気味となり、得られる回折格子の高さは図８（ｂ）に
示すように段差の上部に比べて低くなる。導波路内を伝
搬する光と回折格子の結合度合を表わす結合係数は回折
格子の高さに比例するため、段差の上部と下部に形成さ
れた導波路の結合係数はそれぞれ異なる値となる。結合
係数の違いは閾電流値や変調歪などのレーザ特性の違い
となって現れる。すなわち、従来例の方法で分布帰還型
半導体レーザをアレイ化すると波長以外にもそれぞれの
レーザの特性が異なってしまう。
造では、回折格子３３を分布帰還型レーザ４１と４２の
間の段差が形成してある導波路層３２の表面に形成する
ことになる。回折格子はフォトリソグラフィーにより形
成されるが、段差のある導波路層３２の表面にレジスト
をスピンナーで塗布した場合、段差の影響により図８
（ａ）に示すように段差の上部と下部で塗布されるレジ
ストの厚さが異なることになる。この状態で干渉露光を
行なうと段差の上部と下部とでレジストの露光状態が異
なり、現像、エッチングの後に得られる回折格子の形状
が段差の上部と下部とで異なった形状となる。段差の下
部ではレジスト厚が厚くなるため上部に比べて露光が不
足気味となり、得られる回折格子の高さは図８（ｂ）に
示すように段差の上部に比べて低くなる。導波路内を伝
搬する光と回折格子の結合度合を表わす結合係数は回折
格子の高さに比例するため、段差の上部と下部に形成さ
れた導波路の結合係数はそれぞれ異なる値となる。結合
係数の違いは閾電流値や変調歪などのレーザ特性の違い
となって現れる。すなわち、従来例の方法で分布帰還型
半導体レーザをアレイ化すると波長以外にもそれぞれの
レーザの特性が異なってしまう。
【０００９】本発明はかかる点に鑑み、発振波長以外の
特性が同一の分布帰還型半導体レーザを複数個同一基板
上に有するアレイ型半導体レーザとその製造方法を提供
することを目的とする。
特性が同一の分布帰還型半導体レーザを複数個同一基板
上に有するアレイ型半導体レーザとその製造方法を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は第１に単位半導
体レーザ部が分布帰還型半導体レーザで形成されたモノ
シリックなレーザアレイ型半導体レーザ素子であって、
化合物半導体基板と、前記基板上に前記単位半導体レー
ザ部の共振器とを備え、前記共振器が少なくとも活性
層、第１の導波路層及び第２の導波路層を含み、前記第
１の導波路層と前記第２の導波路層は隣接し、前記第２
の導波路層の屈折率が前記基板の屈折率と前記第１の導
波路層の屈折率の間の値を有し、回折格子が前記第１の
導波路層と前記第２の導波路層の間に設けられ、前記単
位半導体レーザ部の第２の導波路層の層厚厚が他の単位
半導体レーザの第２の導波路層の層厚と異なっているこ
とを特徴とするアレイ型半導体レーザである。
体レーザ部が分布帰還型半導体レーザで形成されたモノ
シリックなレーザアレイ型半導体レーザ素子であって、
化合物半導体基板と、前記基板上に前記単位半導体レー
ザ部の共振器とを備え、前記共振器が少なくとも活性
層、第１の導波路層及び第２の導波路層を含み、前記第
１の導波路層と前記第２の導波路層は隣接し、前記第２
の導波路層の屈折率が前記基板の屈折率と前記第１の導
波路層の屈折率の間の値を有し、回折格子が前記第１の
導波路層と前記第２の導波路層の間に設けられ、前記単
位半導体レーザ部の第２の導波路層の層厚厚が他の単位
半導体レーザの第２の導波路層の層厚と異なっているこ
とを特徴とするアレイ型半導体レーザである。
【００１１】第２に化合物半導体基板をエッチングし
て、高さと幅の異なるメサストライプを形成する工程
と、前記基板上に第２の導波路層となる化合物半導体膜
を表面が平坦になるように液相成長法によりエピタキシ
ャル成長する工程と。前記第２の導波路層表面に回折格
子を形成する工程と、前記回折格子の上に第１の導波路
層と活性層をエピタキシャル成長させる工程を含むこと
を特徴とするアレイ型半導体レーザの製造方法である。
て、高さと幅の異なるメサストライプを形成する工程
と、前記基板上に第２の導波路層となる化合物半導体膜
を表面が平坦になるように液相成長法によりエピタキシ
ャル成長する工程と。前記第２の導波路層表面に回折格
子を形成する工程と、前記回折格子の上に第１の導波路
層と活性層をエピタキシャル成長させる工程を含むこと
を特徴とするアレイ型半導体レーザの製造方法である。
【００１２】
【作用】本発明は前記した構成により、第２の導波路層
の層厚を各々の分布帰還型半導体レーザで異なるものと
することにより各々の分布帰還型半導体レーザの光導波
路の実効屈折率を異なるものとし、異なる発振波長の複
数の分布帰還型半導体レーザを得ることができる。また
活性層に隣接する第１の導波路層の層厚が各々の分布帰
還型半導体レーザにおいて同じであり、第１の導波路層
と第２の導波路層の間に回折格子が形成されているた
め、回折格子と活性層の距離を各々の分布帰還型半導体
レーザで同じにすることが可能となる。これは、平坦な
表面である第２の導波路層上に回折格子を形成すること
を可能とし、前述した様な各分布帰還型半導体レーザ間
での特性のばらつきをなくすことができる。第２の導波
路層の層厚を部分的に異なるものとし、かつその表面が
平坦になるようにエピタキシャル成長させる方法として
は、高さと幅の異なるメサをストライプ状に順次並べて
半導体基板上に形成しその上に第２の導波路層をＬＰＥ
法でエピタキシャル成長させる方法をとる。ＬＰＥ法に
よるとメサストライプ上のエピタキシャル層の層厚はメ
サストライプ以外の部分の層厚より薄く、かつメサスト
ライプの幅に大きく依存する。これを利用して、設定し
た異なる層厚に対してメサストライプの高さと幅を適当
に選ぶことにより、部分的に層厚の異なるエピタキシャ
ル層を表面が平坦になるように成長できる。以上により
発振波長以外の特性が同一な分布帰還型半導体レーザを
複数個同一基板上に形成することが可能となる。また、
第１の導波路層、活性層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰ
Ｅ）法でエピタキシャル成長させると、第２の導波路層
を所定の層厚だけエピタキシャル成長した際に表面が完
全に平坦にならなくても活性層の層厚は各々のメサスト
ライプ上で均一となる。これにより、各々の分布帰還型
半導体レーザでの活性層厚が同一となるため閾電流値が
同一になる。
の層厚を各々の分布帰還型半導体レーザで異なるものと
することにより各々の分布帰還型半導体レーザの光導波
路の実効屈折率を異なるものとし、異なる発振波長の複
数の分布帰還型半導体レーザを得ることができる。また
活性層に隣接する第１の導波路層の層厚が各々の分布帰
還型半導体レーザにおいて同じであり、第１の導波路層
と第２の導波路層の間に回折格子が形成されているた
め、回折格子と活性層の距離を各々の分布帰還型半導体
レーザで同じにすることが可能となる。これは、平坦な
表面である第２の導波路層上に回折格子を形成すること
を可能とし、前述した様な各分布帰還型半導体レーザ間
での特性のばらつきをなくすことができる。第２の導波
路層の層厚を部分的に異なるものとし、かつその表面が
平坦になるようにエピタキシャル成長させる方法として
は、高さと幅の異なるメサをストライプ状に順次並べて
半導体基板上に形成しその上に第２の導波路層をＬＰＥ
法でエピタキシャル成長させる方法をとる。ＬＰＥ法に
よるとメサストライプ上のエピタキシャル層の層厚はメ
サストライプ以外の部分の層厚より薄く、かつメサスト
ライプの幅に大きく依存する。これを利用して、設定し
た異なる層厚に対してメサストライプの高さと幅を適当
に選ぶことにより、部分的に層厚の異なるエピタキシャ
ル層を表面が平坦になるように成長できる。以上により
発振波長以外の特性が同一な分布帰還型半導体レーザを
複数個同一基板上に形成することが可能となる。また、
第１の導波路層、活性層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰ
Ｅ）法でエピタキシャル成長させると、第２の導波路層
を所定の層厚だけエピタキシャル成長した際に表面が完
全に平坦にならなくても活性層の層厚は各々のメサスト
ライプ上で均一となる。これにより、各々の分布帰還型
半導体レーザでの活性層厚が同一となるため閾電流値が
同一になる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるアレイ
型半導体レーザの構成を説明する斜視断面図である。１
はｎ型のＩｎＰ基板、２は波長組成１．１μｍのｎ型の
ＩｎＧａＡｓＰ導波路層、３は波長組成１．３μｍのｎ
型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層、４は波長組成１．５５μ
ｍのノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、５は波長組成
１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバック
層、６はｐ型のＩｎＰクラッド層、７はｐ型のＩｎＰ電
流ブロック層、８はｎ型のＩｎＰ電流ブロック層、９は
ｐ型のＩｎＰ埋め込み層、１０はｐ型のＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層、１１はピッチ２３６０Åの回折格子、１
２はｎ側電極、１３はｐ側電極、１４は分離溝、１５、
１６、１７は断面構成図の切口、１８、１９、２０は分
布帰還型半導体レーザ、２１、２２、２３はメサ、２７
は絶縁膜である。図２(a)、(b)、(c)は分布帰還型半導
体レーザ１８、１９、２０をおのおの１５、１６、１７
で切った状態で示した図である。
型半導体レーザの構成を説明する斜視断面図である。１
はｎ型のＩｎＰ基板、２は波長組成１．１μｍのｎ型の
ＩｎＧａＡｓＰ導波路層、３は波長組成１．３μｍのｎ
型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層、４は波長組成１．５５μ
ｍのノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、５は波長組成
１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバック
層、６はｐ型のＩｎＰクラッド層、７はｐ型のＩｎＰ電
流ブロック層、８はｎ型のＩｎＰ電流ブロック層、９は
ｐ型のＩｎＰ埋め込み層、１０はｐ型のＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層、１１はピッチ２３６０Åの回折格子、１
２はｎ側電極、１３はｐ側電極、１４は分離溝、１５、
１６、１７は断面構成図の切口、１８、１９、２０は分
布帰還型半導体レーザ、２１、２２、２３はメサ、２７
は絶縁膜である。図２(a)、(b)、(c)は分布帰還型半導
体レーザ１８、１９、２０をおのおの１５、１６、１７
で切った状態で示した図である。
【００１４】本実施例のアレイ型半導体レーザの構成は
ＩｎＰ基板１上に導波路層２、導波路層３、活性層４、
アンチメルトバック層５、ｐ型クラッド層６が積層され
たレーザ共振器構造が３つ形成されており、各々導波路
層２と導波路層３の間に回折格子１１が形成されてい
る。各々のレーザ共振器構造で異なる点は導波路層２の
層厚がそれぞれｄ1，ｄ2，ｄ3と異なっていることのみ
である。
ＩｎＰ基板１上に導波路層２、導波路層３、活性層４、
アンチメルトバック層５、ｐ型クラッド層６が積層され
たレーザ共振器構造が３つ形成されており、各々導波路
層２と導波路層３の間に回折格子１１が形成されてい
る。各々のレーザ共振器構造で異なる点は導波路層２の
層厚がそれぞれｄ1，ｄ2，ｄ3と異なっていることのみ
である。
【００１５】以上のように構成された本実施例のアレイ
型半導体レーザにおいて以下その動作を説明する。
型半導体レーザにおいて以下その動作を説明する。
【００１６】分布帰還型半導体レーザ１８、１９、２０
の導波路層２の層厚は各々ｄ1，ｄ2，ｄ3と異なるため
各レーザの光導波路の実効屈折率はＮeff1、Ｎeff2、Ｎ
eff3と異なった値になる。すると前述したブラッグ条件
（式(1)）から発振波長λ1、λ2、λ3が決められる。こ
のときｄ1＞ｄ2＞ｄ3とするとＮeff1＞Ｎeff2＞Ｎeff 3
となり発振波長の関係はλ1＞λ2＞λ3となる。図３に
導波路層２の層厚と発振波長の関係を示す。
の導波路層２の層厚は各々ｄ1，ｄ2，ｄ3と異なるため
各レーザの光導波路の実効屈折率はＮeff1、Ｎeff2、Ｎ
eff3と異なった値になる。すると前述したブラッグ条件
（式(1)）から発振波長λ1、λ2、λ3が決められる。こ
のときｄ1＞ｄ2＞ｄ3とするとＮeff1＞Ｎeff2＞Ｎeff 3
となり発振波長の関係はλ1＞λ2＞λ3となる。図３に
導波路層２の層厚と発振波長の関係を示す。
【００１７】図３より実施例のアレイ型半導体レーザに
おいて例えば導波路層２のｄ1、ｄ2、ｄ3をそれぞれ
０．２５μｍ、０．１５μｍ、０．０９μｍ、導波路層
３、活性層４、アンチメルトバック層５の層厚をそれぞ
れ０．１μｍ、０．１５μｍ、０．１μｍとすると分布
帰還型半導体レーザ１８、１９、２０の各々の光導波路
の実効屈折率Ｎeff1、Ｎeff2、Ｎeff3は３．３００、
３．２９７、３．２９２となり発振波長は１．５５８μ
ｍ、１．５５６μｍ、１．５５４μｍとなる。
おいて例えば導波路層２のｄ1、ｄ2、ｄ3をそれぞれ
０．２５μｍ、０．１５μｍ、０．０９μｍ、導波路層
３、活性層４、アンチメルトバック層５の層厚をそれぞ
れ０．１μｍ、０．１５μｍ、０．１μｍとすると分布
帰還型半導体レーザ１８、１９、２０の各々の光導波路
の実効屈折率Ｎeff1、Ｎeff2、Ｎeff3は３．３００、
３．２９７、３．２９２となり発振波長は１．５５８μ
ｍ、１．５５６μｍ、１．５５４μｍとなる。
【００１８】図４、図５は本発明の実施例におけるアレ
イ型半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
イ型半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
【００１９】まずｎ型の（１００）面ＩｎＰ基板上に幅
が３０μｍで高さが０．０５μｍのメサ２４、幅が１０
μｍで高さが０．１５μｍのメサ２５、幅が６μｍで高
さが０．２１μｍのメサ２６をウエットエッチング（H2
SO4:H2O2:H2O=5:1:1）により形成する（図４(a)）。こ
の上に０．３μｍの波長組成１．１μｍｎ型のＩｎＧａ
ＡｓＰ導波路層２をＬＰＥ法でエピタキシャル成長させ
る（図４（b））。前述したように各々のメサの上部と
それ以外の部分で成長速度が異なるため導波路層２の表
面は平坦になり、メサ２４、２５、２６上の導波路層２
の層厚はそれぞれ０．２５μｍ、０．１５μｍ、０．０
９μｍとなる。次に導波路層２の表面にピッチ２３６０
Åの回折格子１１を形成する（図４(c)）。その上に波
長組成１．３μｍのｎ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層３、
波長組成１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層４、波長
組成１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバ
ック層導波路層５、ｐ型のＩｎＰクラッド層６をそれぞ
れ０．１μｍ、０．１５μｍ、０．１μｍ、０．５μｍ
の厚さでエピタキシャル成長させる（図５（a））。こ
うして得られた多層半導体結晶にメサエッチングを行
う。この際各々のメサ２１、２２、２３の中心をＩｎＰ
基板上に形成したメサ２４、２５、２６の中心と一致さ
せる。メサ２１、２２、２３の幅は１．３μｍとする
（図５（b））。続いて全面にｐ型のＩｎＰ電流ブロッ
ク層７、ｎ型のＩｎＰ電流ブロック層８、ｐ型のＩｎＰ
埋め込み層９、ｐ型のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０
をエピタキシャル成長させる。次に分離溝１４をウエッ
トエッチングにより形成し、絶縁膜２７を全面に堆積さ
せる。更に絶縁膜２７にコンタクト窓を開け、ｐ型のＩ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層１０の上にＡｕ／Ｚｕからな
るｐ型電極１３を、ｎ型のＩｎＰ基板１の下にＡｕ／Ｓ
ｎからなるｎ型電極１２を形成する（図１）。
が３０μｍで高さが０．０５μｍのメサ２４、幅が１０
μｍで高さが０．１５μｍのメサ２５、幅が６μｍで高
さが０．２１μｍのメサ２６をウエットエッチング（H2
SO4:H2O2:H2O=5:1:1）により形成する（図４(a)）。こ
の上に０．３μｍの波長組成１．１μｍｎ型のＩｎＧａ
ＡｓＰ導波路層２をＬＰＥ法でエピタキシャル成長させ
る（図４（b））。前述したように各々のメサの上部と
それ以外の部分で成長速度が異なるため導波路層２の表
面は平坦になり、メサ２４、２５、２６上の導波路層２
の層厚はそれぞれ０．２５μｍ、０．１５μｍ、０．０
９μｍとなる。次に導波路層２の表面にピッチ２３６０
Åの回折格子１１を形成する（図４(c)）。その上に波
長組成１．３μｍのｎ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層３、
波長組成１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層４、波長
組成１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバ
ック層導波路層５、ｐ型のＩｎＰクラッド層６をそれぞ
れ０．１μｍ、０．１５μｍ、０．１μｍ、０．５μｍ
の厚さでエピタキシャル成長させる（図５（a））。こ
うして得られた多層半導体結晶にメサエッチングを行
う。この際各々のメサ２１、２２、２３の中心をＩｎＰ
基板上に形成したメサ２４、２５、２６の中心と一致さ
せる。メサ２１、２２、２３の幅は１．３μｍとする
（図５（b））。続いて全面にｐ型のＩｎＰ電流ブロッ
ク層７、ｎ型のＩｎＰ電流ブロック層８、ｐ型のＩｎＰ
埋め込み層９、ｐ型のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０
をエピタキシャル成長させる。次に分離溝１４をウエッ
トエッチングにより形成し、絶縁膜２７を全面に堆積さ
せる。更に絶縁膜２７にコンタクト窓を開け、ｐ型のＩ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層１０の上にＡｕ／Ｚｕからな
るｐ型電極１３を、ｎ型のＩｎＰ基板１の下にＡｕ／Ｓ
ｎからなるｎ型電極１２を形成する（図１）。
【００２０】このような方法を用いることにより分布帰
還型半導体レーザ１８、１９、２０の導波路層２のみを
各々異なる層厚にすることが可能となり、各々異なる発
振波長が得られる分布帰還型半導体レーザ１８、１９、
２０を同一基板上に形成したアレイ型半導体レーザを製
造できる。また、表面が平坦な導波路層２の上に回折格
子を形成させるので、全面にわたって高さの均一な回折
格子を形成することが可能となり、分布帰還型半導体レ
ーザ１８、１９、２０は発振波長が異なるのみで他の特
性は同一なものとなる。
還型半導体レーザ１８、１９、２０の導波路層２のみを
各々異なる層厚にすることが可能となり、各々異なる発
振波長が得られる分布帰還型半導体レーザ１８、１９、
２０を同一基板上に形成したアレイ型半導体レーザを製
造できる。また、表面が平坦な導波路層２の上に回折格
子を形成させるので、全面にわたって高さの均一な回折
格子を形成することが可能となり、分布帰還型半導体レ
ーザ１８、１９、２０は発振波長が異なるのみで他の特
性は同一なものとなる。
【００２１】尚、本実施例では活性層４はバルク構造で
あるが、これは量子井戸構造でもよい。またアンチメル
トバック層５は成長方法（例えばＭＯＶＰＥ法）によっ
ては必要ない。また波長は１．５５μｍ帯以外でもよ
い。半導体層を形成する材料はＩｎＰ及びＩｎＧａＡｓ
ＰだけではなくＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
またはこれ以外の半導体でもよい。また本実施例では埋
め込み構造を示したが、リッジ型構造またはこれ以外の
構造でもよい。
あるが、これは量子井戸構造でもよい。またアンチメル
トバック層５は成長方法（例えばＭＯＶＰＥ法）によっ
ては必要ない。また波長は１．５５μｍ帯以外でもよ
い。半導体層を形成する材料はＩｎＰ及びＩｎＧａＡｓ
ＰだけではなくＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
またはこれ以外の半導体でもよい。また本実施例では埋
め込み構造を示したが、リッジ型構造またはこれ以外の
構造でもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振波長の異なる複数個の分布帰還型レーザを同一半導
体基板上に有するアレイ型半導体レーザが得られる。ま
た、平坦な表面に回折格子を形成するため各々のレーザ
の特性は発振波長以外は同一なものとなる。このように
して、発振波長以外のレーザ特性が同一なアレイ型半導
体レーザが得られ、その実用的効果は大きい。
発振波長の異なる複数個の分布帰還型レーザを同一半導
体基板上に有するアレイ型半導体レーザが得られる。ま
た、平坦な表面に回折格子を形成するため各々のレーザ
の特性は発振波長以外は同一なものとなる。このように
して、発振波長以外のレーザ特性が同一なアレイ型半導
体レーザが得られ、その実用的効果は大きい。
【図１】本発明の実施例におけるアレイ型半導体レーザ
の斜視断面図
の斜視断面図
【図２】本発明の実施例におけるアレイ型半導体レーザ
の共振器方向の断面構造図
の共振器方向の断面構造図
【図３】導波路層２の層厚と発振波長の関係を示す図
【図４】本発明の実施例におけるアレイ型半導体レーザ
の作製方法を説明する斜視図
の作製方法を説明する斜視図
【図５】本発明の実施例におけるアレイ型半導体レーザ
の作製方法を説明する斜視図
の作製方法を説明する斜視図
【図６】従来例のアレイ型半導体レーザの斜視図
【図７】従来例のアレイ型半導体レーザの共振器方向の
断面構造図
断面構造図
【図８】従来例のアレイ型半導体レーザの問題点を説明
する図
する図
１ ｎ型のＩｎＰ基板 ２ 波長組成１．１μｍｎ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ３ 波長組成１．３μｍのｎ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路
層 ４ 波長組成１．５５μｍのノンド−プのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層 ５ 波長組成１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチ
メルトバック層 ６ ｐ型のＩｎＰクラッド層 ７ ｐ型のＩｎＰ電流ブロック層 ８ ｎ型のＩｎＰ電流ブロック層 ９ ｐ型のＩｎＰ埋め込み層 １０ ｐ型のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １１ ピッチ２３６０Åの回折格子 １２ ｎ側電極 １３ ｐ側電極 １４ 分離溝 １５ 断面構成図の切口 １６ 断面構成図の切口 １７ 断面構成図の切口 １８ 分布帰還型半導体レーザ １９ 分布帰還型半導体レーザ ２０ 分布帰還型半導体レーザ ２１ メサ ２２ メサ ２３ メサ ２４ メサ ２５ メサ ２６ メサ ２７ 絶縁膜 ２８ 基板 ２９ バッファ層 ３０ 下部クラッド層 ３１ 活性層 ３２ 導波路層 ３３ 回折格子 ３４ 上部クラッド層 ３５ コンタクト層 ３６ 絶縁層 ３７ ｎ型電極 ３８ ｐ型電極 ３９ 断面構成図の切口 ４０ 断面構成図の切口 ４１ 分布帰還型半導体レーザ ４２ 分布帰還型半導体レーザ ４３ レジスト ４４ レジストが薄い部分 ４５ レジストが厚い部分 ４６ 回折格子の高さが高い部分 ４７ 回折格子の高さが低い部分
層 ４ 波長組成１．５５μｍのノンド−プのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層 ５ 波長組成１．３μｍのｐ型のＩｎＧａＡｓＰアンチ
メルトバック層 ６ ｐ型のＩｎＰクラッド層 ７ ｐ型のＩｎＰ電流ブロック層 ８ ｎ型のＩｎＰ電流ブロック層 ９ ｐ型のＩｎＰ埋め込み層 １０ ｐ型のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １１ ピッチ２３６０Åの回折格子 １２ ｎ側電極 １３ ｐ側電極 １４ 分離溝 １５ 断面構成図の切口 １６ 断面構成図の切口 １７ 断面構成図の切口 １８ 分布帰還型半導体レーザ １９ 分布帰還型半導体レーザ ２０ 分布帰還型半導体レーザ ２１ メサ ２２ メサ ２３ メサ ２４ メサ ２５ メサ ２６ メサ ２７ 絶縁膜 ２８ 基板 ２９ バッファ層 ３０ 下部クラッド層 ３１ 活性層 ３２ 導波路層 ３３ 回折格子 ３４ 上部クラッド層 ３５ コンタクト層 ３６ 絶縁層 ３７ ｎ型電極 ３８ ｐ型電極 ３９ 断面構成図の切口 ４０ 断面構成図の切口 ４１ 分布帰還型半導体レーザ ４２ 分布帰還型半導体レーザ ４３ レジスト ４４ レジストが薄い部分 ４５ レジストが厚い部分 ４６ 回折格子の高さが高い部分 ４７ 回折格子の高さが低い部分
Claims (2)
- 【請求項１】単位半導体レーザ部が分布帰還型半導体レ
ーザで形成されたモノシリックなレーザアレイ型半導体
レーザ素子において、化合物半導体基板と、前記基板上
に前記単位半導体レーザ部の共振器とを備え、前記共振
器は少なくとも活性層、第１の導波路層及び第２の導波
路層を含み、前記第１の導波路層と前記第２の導波路層
は隣接し、前記第２の導波路層の屈折率が前記基板の屈
折率と前記第１の導波路層の屈折率の間の値を有し、回
折格子が前記第１の導波路層と前記第２の導波路層の間
に設けられ、前記単位半導体レーザ部の第２の導波路層
の層厚が他の単位半導体レーザの第２の導波路層の層厚
と異なっていることを特徴とするアレイ型半導体レー
ザ。 - 【請求項２】化合物半導体基板をエッチングして、高さ
と幅の異なる複数のメサストライプを形成する工程と、
前記基板上に第２の導波路層となる化合物半導体膜を表
面が平坦になるように液相成長法によりエピタキシャル
成長する工程と。前記第２の導波路層表面に回折格子を
形成する工程と、前記回折格子の上に第１の導波路層と
活性層をエピタキシャル成長させる工程を含むことを特
徴とするアレイ型半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3265880A JPH05110187A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | アレイ型半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3265880A JPH05110187A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | アレイ型半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110187A true JPH05110187A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17423383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3265880A Pending JPH05110187A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | アレイ型半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05110187A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715092A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザアレイおよびその製造方法 |
| EP0732785A1 (en) * | 1995-03-17 | 1996-09-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device and method of fabricating semiconductor laser device |
| US5638393A (en) * | 1994-12-07 | 1997-06-10 | Xerox Corporation | Nonmonolithic multiple laser source arrays |
| US5982799A (en) * | 1994-09-14 | 1999-11-09 | Xerox Corporation | Multiple-wavelength laser diode array using quantum well band filling |
| JP2002181705A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | 分光計測装置 |
| EP1130706A3 (en) * | 2000-02-25 | 2002-10-16 | Nec Corporation | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
| EP1130714A3 (en) * | 1999-12-28 | 2004-03-03 | NEC Compound Semiconductor Devices, Ltd. | Laser elements having different wavelenghts formed from one semiconductor substrate |
| JP2007129028A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ |
| EP2088651A1 (de) * | 2008-02-11 | 2009-08-12 | TRUMPF Laser GmbH + Co. KG | Diodenlaserstruktur zur Erzeugung von Diodenlaserstrahlung mit faserkopplungsoptimierten Strahlparameterprodukt |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3265880A patent/JPH05110187A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715092A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザアレイおよびその製造方法 |
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| US6828589B2 (en) | 2000-02-25 | 2004-12-07 | Nec Compound Conductor Devices, Ltd. | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JP2002181705A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | 分光計測装置 |
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| WO2009100845A1 (de) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Trumpf Laser Gmbh & Co. Kg | Diodenlaserstruktur zur erzeugung von diodenlaserstrahlung mit faserkopplungsoptimiertem strahlparameterprodukt |
| US8175130B2 (en) | 2008-02-11 | 2012-05-08 | Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg | Diode laser structure for generating diode laser radiation |
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