JPS59130493A - 埋め込み構造分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents
埋め込み構造分布帰還形半導体レ−ザInfo
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- JPS59130493A JPS59130493A JP58005703A JP570383A JPS59130493A JP S59130493 A JPS59130493 A JP S59130493A JP 58005703 A JP58005703 A JP 58005703A JP 570383 A JP570383 A JP 570383A JP S59130493 A JPS59130493 A JP S59130493A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は埋め込み構造分布帰還形半導体レーザに関する
。
。
以下、埋め込み構造分布帰還形半導体レーザをＢＨ−Ｄ
ＦＢ−ＬＤと略す。分布帰還形半導体レーザは単一軸モ
ード発振し、光ファイバによる波長分散が小さく大容量
長距離光フアイバ通信用光源として有望であり研究開発
が活発に行なわれている。
ＦＢ−ＬＤと略す。分布帰還形半導体レーザは単一軸モ
ード発振し、光ファイバによる波長分散が小さく大容量
長距離光フアイバ通信用光源として有望であり研究開発
が活発に行なわれている。
分布帰還形半導体レーザにおいてはファブリペローモー
ドの抑圧が、重要な問題である。従来は電極構造により
電流非注入領域を形成してファブリペローモードを抑圧
している。第１図は従来のＢＥ−１＝ＤＦＢ ＬＤの概
略図を示したものである。
ドの抑圧が、重要な問題である。従来は電極構造により
電流非注入領域を形成してファブリペローモードを抑圧
している。第１図は従来のＢＥ−１＝ＤＦＢ ＬＤの概
略図を示したものである。
半導体結晶１の中に凹凸の周期構造を近傍にもつ活性層
２があシ、絶縁膜３を加工し作られた電流注入ウィンド
４よシ活性層２の一部分にのみ電流を注入し、電流注入
されない活性層を吸収領域としてファブリペローモード
を抑圧している。
２があシ、絶縁膜３を加工し作られた電流注入ウィンド
４よシ活性層２の一部分にのみ電流を注入し、電流注入
されない活性層を吸収領域としてファブリペローモード
を抑圧している。
しかしながら、電極を作製する工程は電流注入ウィンド
構造を作るため複雑でちる上に、かつ絶縁膜の端からの
すべり転位等により素子の信頼性に問題を有する。また
非注入領域も埋め込まれた活性層は光を閉じ込めた光の
導！路を形成するため十分にファブリペローモードを抑
圧するためには長い距離を必要とする。さらにはその非
注入領域は発振特性へヒステリシス現象等を引き起こし
問題がある。
構造を作るため複雑でちる上に、かつ絶縁膜の端からの
すべり転位等により素子の信頼性に問題を有する。また
非注入領域も埋め込まれた活性層は光を閉じ込めた光の
導！路を形成するため十分にファブリペローモードを抑
圧するためには長い距離を必要とする。さらにはその非
注入領域は発振特性へヒステリシス現象等を引き起こし
問題がある。
本発明の目的は、以上の問題点を除去し、作製が容易で
、ファブリペローモード抑圧が十分に行なえ、かつヒス
テリシス現象の起きない埋め込み構造分布帰還形半導体
レーザを提供することにある。
、ファブリペローモード抑圧が十分に行なえ、かつヒス
テリシス現象の起きない埋め込み構造分布帰還形半導体
レーザを提供することにある。
本発明の埋め込み構造分布帰還形半導体レーザは、活性
層と前記活性層に隣接する数層の屈折率の小さな光ガイ
ド層とを前記光ガイド層よシも屈折率の小さな半導体結
晶によシはさみ込んだ積層構造の光導波路を有し、前記
光導波路が２つの溝によりストライプ化された電流注入
領域と溝を有しない電流非注入領域とに分割されており
、電流注入領域を取や囲むようにしてその周囲に光ガイ
ド層よりも屈折率の小さな半導体結晶を有し、少なくと
も前記ストライプ化され九九導波路の一部に凹凸の周期
構造を有することを特徴としている。
層と前記活性層に隣接する数層の屈折率の小さな光ガイ
ド層とを前記光ガイド層よシも屈折率の小さな半導体結
晶によシはさみ込んだ積層構造の光導波路を有し、前記
光導波路が２つの溝によりストライプ化された電流注入
領域と溝を有しない電流非注入領域とに分割されており
、電流注入領域を取や囲むようにしてその周囲に光ガイ
ド層よりも屈折率の小さな半導体結晶を有し、少なくと
も前記ストライプ化され九九導波路の一部に凹凸の周期
構造を有することを特徴としている。
本発明のＢＨ−ＤＦ’Ｂ ＬＤでは、結晶成長中にｌト
注入領域にはｐ−ｎ逆ノくイアス接合が形成されるため
、全面電極化が可能であυ、電極形成が簡単に行なえる
。また、上記の構造は作製工程で使用するホトリソグラ
フィのマスクの／くターンにエリ得られる。さらには、
非注入領域では活性層は埋め込み構造をとらず光は活性
層面内で広がシ端面でたとえ反射されても埋め込まれた
活性領域（電流注入領域）にもどる量はわずかであシ、
非注入領域の長さは従来構造と比較して短かくて良い。
注入領域にはｐ−ｎ逆ノくイアス接合が形成されるため
、全面電極化が可能であυ、電極形成が簡単に行なえる
。また、上記の構造は作製工程で使用するホトリソグラ
フィのマスクの／くターンにエリ得られる。さらには、
非注入領域では活性層は埋め込み構造をとらず光は活性
層面内で広がシ端面でたとえ反射されても埋め込まれた
活性領域（電流注入領域）にもどる量はわずかであシ、
非注入領域の長さは従来構造と比較して短かくて良い。
さらにはヒステリシス現象も起こりにくくなる。
以下図面を用いて本廃明の実施例により詳細に説明する
。第２図は本発明のＢＥ（−ＤＦＢ−ＬＤの斜視図であ
る。図中２０は電流注入領域、２１は電流非注入領域で
ある。電流注入領域２０ においては凹凸の周期構造２
２を近傍に有する活性層を含む活性導波路１２は２つの
溝１８ではさまれたメサストライプ１９中にちり、レー
ザ発振特性が良好な埋め込み構造をとっている。また、
非注入領域２１では活性導波路１２は面内で一様に存在
し、注入領域からの光は非注入領域では広がるようにな
っている。第３図は非注入領域２１での断面図を示すも
のであり、図中１１．１２，１３，１４，１５，１６，
１７ 。
。第２図は本発明のＢＥ（−ＤＦＢ−ＬＤの斜視図であ
る。図中２０は電流注入領域、２１は電流非注入領域で
ある。電流注入領域２０ においては凹凸の周期構造２
２を近傍に有する活性層を含む活性導波路１２は２つの
溝１８ではさまれたメサストライプ１９中にちり、レー
ザ発振特性が良好な埋め込み構造をとっている。また、
非注入領域２１では活性導波路１２は面内で一様に存在
し、注入領域からの光は非注入領域では広がるようにな
っている。第３図は非注入領域２１での断面図を示すも
のであり、図中１１．１２，１３，１４，１５，１６，
１７ 。
は各々ｎ型の半導体基板、活性層を含む光導波路、ｐ型
クラッド層、ｐ型電流ブロック層、ｎ型電流閉じ込め層
、ｐ型埋め込み層、キャップ層であり、半導体基板１１
と電流閉じ込め層は同じ導電型であり、その他は半導体
基板１１の導電型と異なる導電型であり、ｐ−ｎの逆バ
イアス構造が形成されているため非注入領域２１には電
流は流れない。
クラッド層、ｐ型電流ブロック層、ｎ型電流閉じ込め層
、ｐ型埋め込み層、キャップ層であり、半導体基板１１
と電流閉じ込め層は同じ導電型であり、その他は半導体
基板１１の導電型と異なる導電型であり、ｐ−ｎの逆バ
イアス構造が形成されているため非注入領域２１には電
流は流れない。
第４図は本発明のＢＨ−ＤＦ’Ｂ−ＬＤの作製工程を示
したものでちる。周期４６００Ａ凹凸の周期構造２２を
形成したＩｎＰ基板基板上１上 ｇ １．３μｍ組成の
ＧａＩｎＡｓＰ （厚さｏ、ｉμｍ）、ノンドープの１
．５５ μｍ組成ｔ７：） ＧａＩｎＡｓＰ活性層（厚
さ０．１５ ）、Ｐｇの１．３μｍ組成のＧａＩｎＡＳ
Ｐ （厚さ０．１μｍ）、てこの順に形成した活性導波
路１２、ＰｉのＩｎＰクラッド層１３ （厚さ０．７μ
ｍ）を液相エピタキシャル成長により作製した（第４図
（ａ））。次に通常のホトリソグラフィの技術と化学エ
ツチングにより２つの溝１８を作製した（第４図（ｂ）
）。実際にはブロムメタノール溶液によりエツチングし
て形成した溝１８の幅は約８μｍであシ、溝１８によシ
形成されるメサストライプ１９の幅は１．５μｍであっ
た。このようにしたウェファを２回目の結晶成長により
埋め込んだ（第４図（０１）、（’ ２） ）ｏ ”型
のＩｎＰ電流ブｏ７り層１４ｎｍのＩｎＰ電流閉じ込め
層１５、Ｐ型のＩｎＰ埋、め込み層１６、Ｐ型のＧａＩ
ｎＡｓＰキャップ層１７をこの順に液相成長した。
したものでちる。周期４６００Ａ凹凸の周期構造２２を
形成したＩｎＰ基板基板上１上 ｇ １．３μｍ組成の
ＧａＩｎＡｓＰ （厚さｏ、ｉμｍ）、ノンドープの１
．５５ μｍ組成ｔ７：） ＧａＩｎＡｓＰ活性層（厚
さ０．１５ ）、Ｐｇの１．３μｍ組成のＧａＩｎＡＳ
Ｐ （厚さ０．１μｍ）、てこの順に形成した活性導波
路１２、ＰｉのＩｎＰクラッド層１３ （厚さ０．７μ
ｍ）を液相エピタキシャル成長により作製した（第４図
（ａ））。次に通常のホトリソグラフィの技術と化学エ
ツチングにより２つの溝１８を作製した（第４図（ｂ）
）。実際にはブロムメタノール溶液によりエツチングし
て形成した溝１８の幅は約８μｍであシ、溝１８によシ
形成されるメサストライプ１９の幅は１．５μｍであっ
た。このようにしたウェファを２回目の結晶成長により
埋め込んだ（第４図（０１）、（’ ２） ）ｏ ”型
のＩｎＰ電流ブｏ７り層１４ｎｍのＩｎＰ電流閉じ込め
層１５、Ｐ型のＩｎＰ埋、め込み層１６、Ｐ型のＧａＩ
ｎＡｓＰキャップ層１７をこの順に液相成長した。
このときメサストライプ１９が形成された注入領域２０
では、第４図（ｃ−１）に示すように、メサストライプ
１９の上には液相中のメルトの過飽和度を適当に選ぶこ
とによりＰ型ＩｎＰ電流ブロック層１４とｎ型ＩｎＰ電
流閉じ込め層１５は積層させずメサストライプ１９内の
活性層だけに電流を注入できるようにした。また、第４
図（ｃ−２）に示すように一溝１８が形成されていない
非注入領域２１距。
では、第４図（ｃ−１）に示すように、メサストライプ
１９の上には液相中のメルトの過飽和度を適当に選ぶこ
とによりＰ型ＩｎＰ電流ブロック層１４とｎ型ＩｎＰ電
流閉じ込め層１５は積層させずメサストライプ１９内の
活性層だけに電流を注入できるようにした。また、第４
図（ｃ−２）に示すように一溝１８が形成されていない
非注入領域２１距。
では結晶成長表面は平ぎですべての層が一様に積層され
ｐ−ｎ逆バイアス接合が形成される。最後に金属の蒸着
及びシンタリングにより電極を形成し適当な位置及び適
当な長さで切断し、第２図に示し九ＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤ
を切り出しレーザチップとした。ファブリペローモード
は十分に抑圧され良好な単一軸モード発振が得られヒス
テリシス現象も観測されなかった。ここで凹凸の周期構
造はメサストライプ内の活性層を含む活性導波路１２の
近傍にあればよく、非注入領域２１には凹凸の周期構造
作製しない工程を付加する方がさらに望ましい。以上の
ように本発明のＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤは通常の埋め込み構
造の半導体レーザと同じ工程だけで作製でき、十分にフ
ァブリペローモードを抑圧する機能をそなえ、ヒステリ
シス現象が起こりにくいＢ Ｈ−Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ
である。
ｐ−ｎ逆バイアス接合が形成される。最後に金属の蒸着
及びシンタリングにより電極を形成し適当な位置及び適
当な長さで切断し、第２図に示し九ＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤ
を切り出しレーザチップとした。ファブリペローモード
は十分に抑圧され良好な単一軸モード発振が得られヒス
テリシス現象も観測されなかった。ここで凹凸の周期構
造はメサストライプ内の活性層を含む活性導波路１２の
近傍にあればよく、非注入領域２１には凹凸の周期構造
作製しない工程を付加する方がさらに望ましい。以上の
ように本発明のＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤは通常の埋め込み構
造の半導体レーザと同じ工程だけで作製でき、十分にフ
ァブリペローモードを抑圧する機能をそなえ、ヒステリ
シス現象が起こりにくいＢ Ｈ−Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ
である。
第１図は従来のＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤの概略図であシ、１
半導体結晶、２ 活性層、３ 絶縁膜、４電流注入ウ
インド、第２図は本発明のＢ ）１−Ｄ Ｆ Ｂ−Ｌ
Ｄの実施例の斜視図、第３図は本発明のＢＨ−ＤＦ’Ｂ
−ＬＤの実施例の非注入領域の断面図、第４図は実施例
のＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤの作製工程を示す図であり、１１
半導体基板、１２活性層を含む活性導波路、１３ クラ
ッド層、１４電流ブロック層、１５ 電流閉じ込め層
、工６埋め込み層、１７キヤツプ層、１８溝、１９メサ
ストライプ、２ｏ注入領域、２１非注入領域をそれぞれ
表わす。 １３図 （ｃ−１）（ｃ−２）
半導体結晶、２ 活性層、３ 絶縁膜、４電流注入ウ
インド、第２図は本発明のＢ ）１−Ｄ Ｆ Ｂ−Ｌ
Ｄの実施例の斜視図、第３図は本発明のＢＨ−ＤＦ’Ｂ
−ＬＤの実施例の非注入領域の断面図、第４図は実施例
のＢＨ−ＤＦＢ−ＬＤの作製工程を示す図であり、１１
半導体基板、１２活性層を含む活性導波路、１３ クラ
ッド層、１４電流ブロック層、１５ 電流閉じ込め層
、工６埋め込み層、１７キヤツプ層、１８溝、１９メサ
ストライプ、２ｏ注入領域、２１非注入領域をそれぞれ
表わす。 １３図 （ｃ−１）（ｃ−２）
Claims (1)
- 活性層と前記活性層に隣接する数層の屈折率の小さな光
ガイド層とを前記光ガイド層よりも屈折率の小さな半導
体結晶によシはさみ込んだ積層構造の光導波路を有し、
前記光導波路が２つの溝によシストライプ化された電流
注入領域と溝を有しない電流非注入領域とから成り、前
記ストライプ化された電流注入領域を取り囲むようにし
てその周囲に前記光ガイド層よシも屈折率の小さな半導
体結晶を有し、少なくとも前記ストライプ化された光導
波路の一部に凹凸の周期構造を有することを特徴とする
埋め込み構造分布帰還形半導体レーザ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005703A JPS59130493A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 埋め込み構造分布帰還形半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005703A JPS59130493A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 埋め込み構造分布帰還形半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130493A true JPS59130493A (ja) | 1984-07-27 |
Family
ID=11618468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58005703A Pending JPS59130493A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 埋め込み構造分布帰還形半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130493A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105490164A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 华中科技大学 | 一种分布反馈激光器 |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP58005703A patent/JPS59130493A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105490164A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 华中科技大学 | 一种分布反馈激光器 |
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