JPS5992592A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPS5992592A JPS5992592A JP57202680A JP20268082A JPS5992592A JP S5992592 A JPS5992592 A JP S5992592A JP 57202680 A JP57202680 A JP 57202680A JP 20268082 A JP20268082 A JP 20268082A JP S5992592 A JPS5992592 A JP S5992592A
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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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
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- 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
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は埋め込み活性層にそって回折格子が形成された
分布帰着型埋め込み構造半導体レーザとそのレーザ出力
光モニタ用のフォトディテクタとが同一半導体基板上に
集積されたモニタ集積型半導体発光素子に関する。
分布帰着型埋め込み構造半導体レーザとそのレーザ出力
光モニタ用のフォトディテクタとが同一半導体基板上に
集積されたモニタ集積型半導体発光素子に関する。
近年、光半導体素子や光ファイバの高品質化が進み、光
フアイバ通信の実用化が進められている。
フアイバ通信の実用化が進められている。
これに伴い各種光半導体素子を一体化してシステムの安
定化を図ろうという気運が高まってきており、中でも半
導体レーザと受光素子との集積化は光源の光出力をモニ
タする必要性からシステムの構成上重要である。
定化を図ろうという気運が高まってきており、中でも半
導体レーザと受光素子との集積化は光源の光出力をモニ
タする必要性からシステムの構成上重要である。
低い発撮しきい値電流、安定化された発振横モード、高
効率動作、高温動作可能などの優れた特徴を有し、高性
能な埋め込みへテロ構造半導体レーザ（以下ＢＨ−ＬＩ
Ｊという）とフォトダイオード（以下ＰＩＪという）と
を同一半導体基板上に集積化したものとして、本願の発
明者らは、特願昭５６−１２９０５７において、エツチ
ング法を用いたＨＨ−ＬＩＪとＰＬ）の光集積化素子を
提案した。これはＢＨ−Ｌ、ＩＪの一方の共蚕器面をエ
ツチング法によって形成し、それに相対する面をＰＬ）
の受光面としたものである。この素子においてはＰＬ）
のキャリア発生領域のストライブ幅がＢＨ−ＬＤの活性
層の幅より広いため受光効率がよく、またＢＨ−Ｌｌ）
の特性が共振器形成のためのエツチングにあまり強く左
右されず、したがって製造の歩留りが高いという特徴を
有している。
効率動作、高温動作可能などの優れた特徴を有し、高性
能な埋め込みへテロ構造半導体レーザ（以下ＢＨ−ＬＩ
Ｊという）とフォトダイオード（以下ＰＩＪという）と
を同一半導体基板上に集積化したものとして、本願の発
明者らは、特願昭５６−１２９０５７において、エツチ
ング法を用いたＨＨ−ＬＩＪとＰＬ）の光集積化素子を
提案した。これはＢＨ−Ｌ、ＩＪの一方の共蚕器面をエ
ツチング法によって形成し、それに相対する面をＰＬ）
の受光面としたものである。この素子においてはＰＬ）
のキャリア発生領域のストライブ幅がＢＨ−ＬＤの活性
層の幅より広いため受光効率がよく、またＢＨ−Ｌｌ）
の特性が共振器形成のためのエツチングにあまり強く左
右されず、したがって製造の歩留りが高いという特徴を
有している。
しかし、この光集積化素子においては、Ｂｆ（−Ｌｌ）
のレーザ共振器面とｌ’ｌ）の受光面とがほぼ平行に相
対して形成されているために、ＰＤ受光面からの反射光
がＨ）ｌ−Ｌｌ）の活性ノーに再入射してそれが反射雑
音を誘起したり、モード不安定性の原因になったジする
という欠点を有していた。
のレーザ共振器面とｌ’ｌ）の受光面とがほぼ平行に相
対して形成されているために、ＰＤ受光面からの反射光
がＨ）ｌ−Ｌｌ）の活性ノーに再入射してそれが反射雑
音を誘起したり、モード不安定性の原因になったジする
という欠点を有していた。
通常、半導本レーザとフォトディテクタとを集積化した
光半導体素子は、その半導体レーザの共根器面をエツチ
ング法によって形成し、同時に形成された受光面でレー
ザ出力光をモニタする方法がとられている。ここで重要
な問題のひとつにフォトディテクタの受光面からの反射
光の問題がある。モニタ受光面からの反射光がＬｌ）に
再入射して、ＬＬ）の動作、特に発振モードが不安定に
なり雑音が急増し、ｉ、ｌ）の８／ＮあるいはＣ／Ｎを
大きく劣化させることになる。前述の様に、レーザ共振
器面とモニタ受光面とがほぼ平行に形成されていると、
このようなフォトディテクタの受光面からの反射光がＬ
ＩＪに再入射する割合が大きく、Ｂ ｋｉ −Ｌ ＩＪ
のモード不安定性、Ｕ／Ｎ劣化の原因となることがある
。
光半導体素子は、その半導体レーザの共根器面をエツチ
ング法によって形成し、同時に形成された受光面でレー
ザ出力光をモニタする方法がとられている。ここで重要
な問題のひとつにフォトディテクタの受光面からの反射
光の問題がある。モニタ受光面からの反射光がＬｌ）に
再入射して、ＬＬ）の動作、特に発振モードが不安定に
なり雑音が急増し、ｉ、ｌ）の８／ＮあるいはＣ／Ｎを
大きく劣化させることになる。前述の様に、レーザ共振
器面とモニタ受光面とがほぼ平行に形成されていると、
このようなフォトディテクタの受光面からの反射光がＬ
ＩＪに再入射する割合が大きく、Ｂ ｋｉ −Ｌ ＩＪ
のモード不安定性、Ｕ／Ｎ劣化の原因となることがある
。
このため受光面を適当に預けるなどして、そこで反射し
た反射光のほとんどがレーザ共眼軸の外に政乱されるよ
うにすることができれば、前述のＬＤへの反射雑音の影
響を除き、ＨＨ−ＬＤを安定に動作させることがＯＴ能
となる。
た反射光のほとんどがレーザ共眼軸の外に政乱されるよ
うにすることができれば、前述のＬＤへの反射雑音の影
響を除き、ＨＨ−ＬＤを安定に動作させることがＯＴ能
となる。
一方、光フアイバ通信は１すます長距離・大容量通信へ
と進んでいる。この光フアイバ通信用光源として特性が
他の種類の横モード′を電化ＬＤに比べ格段にすぐれて
いるので本命視されている。
と進んでいる。この光フアイバ通信用光源として特性が
他の種類の横モード′を電化ＬＤに比べ格段にすぐれて
いるので本命視されている。
しかし、このＢＨ−ＬＬ）のＤＣ＠作時には１本の軸モ
ードで発振していても、例えば４００Ｍｂ／ｓ以上の高
速パルス変調時に１／ｊその発振スペクトルが多軸モー
ド化してしまい、光ファイバの分散特性ともからんで伝
送帯域を制限してしまう。これに対して高速変調時にも
１本の軸モードで発振する光源として分布帰造型半導体
レーザ（ＤＰＢ−１，１））がある。発振横モードの安
定化構造としてのＨＨ−ＬＤに回折格子を形成した１）
ＦＢ−Ｂ ）ｉＬυが開発され良好な特性が得られてい
る。
ードで発振していても、例えば４００Ｍｂ／ｓ以上の高
速パルス変調時に１／ｊその発振スペクトルが多軸モー
ド化してしまい、光ファイバの分散特性ともからんで伝
送帯域を制限してしまう。これに対して高速変調時にも
１本の軸モードで発振する光源として分布帰造型半導体
レーザ（ＤＰＢ−１，１））がある。発振横モードの安
定化構造としてのＨＨ−ＬＤに回折格子を形成した１）
ＦＢ−Ｂ ）ｉＬυが開発され良好な特性が得られてい
る。
ところで、１）ＦＢ−ＢＨＬＤは、通常の骨間による結
晶面をレーザ共振器として用いずに活性層近傍に設けら
れた回折格子を共振器としている。
晶面をレーザ共振器として用いずに活性層近傍に設けら
れた回折格子を共振器としている。
すなわち、この１）ＦＢ−ＢＨＬＤの活性層外部に浸出
した光のフィールドを回折格子により回折させて、この
回折格子によって決定される波長でのみレーザ発振させ
るものである。このようなりＦｋ３−に３ＨＬＤにおい
てはそのファプリ・ベローモードの抑制が一つの重要な
間頑である。すなわち、回折格子で決定される所望のレ
ーザ発根波長（ＤＦＢモード）に対して、結晶面によっ
て形成されるファプリ・ベロー共振器はファプリ・ベロ
ーモードを与える。
した光のフィールドを回折格子により回折させて、この
回折格子によって決定される波長でのみレーザ発振させ
るものである。このようなりＦｋ３−に３ＨＬＤにおい
てはそのファプリ・ベローモードの抑制が一つの重要な
間頑である。すなわち、回折格子で決定される所望のレ
ーザ発根波長（ＤＦＢモード）に対して、結晶面によっ
て形成されるファプリ・ベロー共振器はファプリ・ベロ
ーモードを与える。
５−
このυＦＨ−ＨＨＬｌ）において、１）ＦＢモードと同
時にファプリ・ベローモードが起ってしまうと、電流注
入レベルの変化に対して、モードの飛びを生じたりして
、光フアイバ通信における帯域を大きく制限することに
なってしまう。このようなファプリ・ベロー（以下Ｆ
Ｐという）モードの抑制のために、レーザ共振軸上に電
流非注入領峨を形成して、一方の）゛Ｐ共撮器面には光
が到達しないようにし、回折格子で決まるＤＰＢモード
のみで発根させることがなされているが、片方のレーザ
素子端面をエツチングによって斜めに形成することも一
つの方法である。この場合には斜めにエツチングされた
素子端面に光が到達するが、他、惜の結晶面とでＦ Ｐ
共振器を形成せず、 １）ＦＢモードのみが安定にレー
ザ発振するわけである。
時にファプリ・ベローモードが起ってしまうと、電流注
入レベルの変化に対して、モードの飛びを生じたりして
、光フアイバ通信における帯域を大きく制限することに
なってしまう。このようなファプリ・ベロー（以下Ｆ
Ｐという）モードの抑制のために、レーザ共振軸上に電
流非注入領峨を形成して、一方の）゛Ｐ共撮器面には光
が到達しないようにし、回折格子で決まるＤＰＢモード
のみで発根させることがなされているが、片方のレーザ
素子端面をエツチングによって斜めに形成することも一
つの方法である。この場合には斜めにエツチングされた
素子端面に光が到達するが、他、惜の結晶面とでＦ Ｐ
共振器を形成せず、 １）ＦＢモードのみが安定にレー
ザ発振するわけである。
そこでＬ）ＦＢ−ＨＨＬＤとフォトディテクタとを直列
に配置し、その相対する出力端面と受光面とを平行向と
せずに斜めに形成すれば、Ｌ）ＦＢ−Ｈ）ｌ １，１
）におけるＦ Ｐモードの抑制と、ＬＪＪへの受光面か
らの反射光の形番除去とを同時にで６− きるわけである。すなわち、ＬＬ）の出力光を受光する
受光面が斜めに形成されていれば、そこで反射したレー
ザ光はＬＤの活性層部分に再入射することがな（、ｌ、
Ｄへの反射雑音の影響を除くことができる。
に配置し、その相対する出力端面と受光面とを平行向と
せずに斜めに形成すれば、Ｌ）ＦＢ−Ｈ）ｌ １，１
）におけるＦ Ｐモードの抑制と、ＬＪＪへの受光面か
らの反射光の形番除去とを同時にで６− きるわけである。すなわち、ＬＬ）の出力光を受光する
受光面が斜めに形成されていれば、そこで反射したレー
ザ光はＬＤの活性層部分に再入射することがな（、ｌ、
Ｄへの反射雑音の影響を除くことができる。
本発明の目的は、１）Ｉｉ’Ｈ−ＤＨＬＬＩのＦ’Ｐモ
ードの抑１ｉｔｌＪが十分になされ、同時に７オトデイ
テクタからのレーザ光のＬＬＩへの反射光の影響が除か
れ、したがって特性の再現性、製造歩留りの優れたモニ
タ集積型半導体発光素子を提供することにある。
ードの抑１ｉｔｌＪが十分になされ、同時に７オトデイ
テクタからのレーザ光のＬＬＩへの反射光の影響が除か
れ、したがって特性の再現性、製造歩留りの優れたモニ
タ集積型半導体発光素子を提供することにある。
本発明の構成は、活性層の周囲がこの活性層よリモエネ
ルギーギャップの大きくかつ屈折率の小さな半導体材料
で覆われた埋め込みヘテ日構造半導体レーザと、光出力
モニタ用のフォトディテクタとが同一半導体基板上に集
積化された半導体発光素子において、前記半導体レーザ
は前記活性層に沿って光導波路層と前記活性層中の発根
波長の１７２の整数倍のピッチを有する回折格子とが形
成され、かつ前記半導体レーザの一方の出力端面と前記
フォトディテクタの受光面とが平行面となっていないこ
とを特徴とする。
ルギーギャップの大きくかつ屈折率の小さな半導体材料
で覆われた埋め込みヘテ日構造半導体レーザと、光出力
モニタ用のフォトディテクタとが同一半導体基板上に集
積化された半導体発光素子において、前記半導体レーザ
は前記活性層に沿って光導波路層と前記活性層中の発根
波長の１７２の整数倍のピッチを有する回折格子とが形
成され、かつ前記半導体レーザの一方の出力端面と前記
フォトディテクタの受光面とが平行面となっていないこ
とを特徴とする。
以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例であるモニタ集積型半纏本発
光素子の平面図、第２図は第１図のＣ−Ｃ′析而面であ
る。この実施例は、υＦＨＨＨＬｊＪ１とフォトディテ
クタ２とがエツチング溝３を介して同一半導体基板上に
集積化されている。
光素子の平面図、第２図は第１図のＣ−Ｃ′析而面であ
る。この実施例は、υＦＨＨＨＬｊＪ１とフォトディテ
クタ２とがエツチング溝３を介して同一半導体基板上に
集積化されている。
このＩＪＦＨ−ＨＨ−Ｌｌ）ｌの活性領域４で発生した
光は、この活性領域の両側の端面から出射され、エツチ
ング溝３側の出射端からのレーザ出力光は、フォトディ
テクタ２のキャリア生成領域５に吸収され、そこで光が
成子−正孔対を発生させ、電気的キャリアとなって電流
に変換される。このような光素子において、Ｌ）ＦＢ−
ＢＨＬＤＩに正のバイアス′＃ｌＲを流してレーザ発振
させ、フォトディテクタ２に例えば５０Ｇの外部負荷抵
抗を介して負のバイアスを印加することにより、レーザ
出力光をモニタすることができる。
光は、この活性領域の両側の端面から出射され、エツチ
ング溝３側の出射端からのレーザ出力光は、フォトディ
テクタ２のキャリア生成領域５に吸収され、そこで光が
成子−正孔対を発生させ、電気的キャリアとなって電流
に変換される。このような光素子において、Ｌ）ＦＢ−
ＢＨＬＤＩに正のバイアス′＃ｌＲを流してレーザ発振
させ、フォトディテクタ２に例えば５０Ｇの外部負荷抵
抗を介して負のバイアスを印加することにより、レーザ
出力光をモニタすることができる。
次にこのような発光素子の製造工程を説明する。
第３図（ａ） ＊ （ｂ）ｔｊ：第１図のＡ−Ａ’およ
びＢ−Ｂ／で切断したｌ） Ｆ ＩＩ−ＨＨＬ Ｄおよ
びＰυの断面図である。まず、（１００）ｎ−Ｉｎ）’
基板１１に通常のレーザ干渉法を用いて、ピッチ０．３
８μｍの回折格子１２を〈０１１〉方向にくり返すよう
に作製する。このためには、例えばＨｅ−Ｃｄレーザ等
のガスレーザを用いればよいし、また塩酸系、あるいは
リン酸系のエツチング液を用いた化学エツチング法によ
り回折格子１２の深さＦｉｏ、 １〜０．１５μｍ程度
とすればよい。このような回折格子１２を形成したｎ−
ＩｎＰ基板１１．ｆに液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成
長法によって発光波長１．１０μｍに相当するｎ−１ｎ
ｏｎｓＧ、１ｏ、ｘｓＡ＠ｏ、５ｓＰｏ、ｓｙ光ガイド
＋＊Ｘ３を厚さ０．３ ｐ ｍ ＋発光波長１．３０μ
ｍに相当するノンドープＩ ｆｉ０７２ ｅａ （＋２
８ Ａ Ｂ ｏ、ｓｔ Ｐ ６．３９活性層１４を厚さ
０．１μｍ＋さらにｐ−ＩｎＰクラッド層１５を厚さ１
／ｊｍ順次積層させる。
びＢ−Ｂ／で切断したｌ） Ｆ ＩＩ−ＨＨＬ Ｄおよ
びＰυの断面図である。まず、（１００）ｎ−Ｉｎ）’
基板１１に通常のレーザ干渉法を用いて、ピッチ０．３
８μｍの回折格子１２を〈０１１〉方向にくり返すよう
に作製する。このためには、例えばＨｅ−Ｃｄレーザ等
のガスレーザを用いればよいし、また塩酸系、あるいは
リン酸系のエツチング液を用いた化学エツチング法によ
り回折格子１２の深さＦｉｏ、 １〜０．１５μｍ程度
とすればよい。このような回折格子１２を形成したｎ−
ＩｎＰ基板１１．ｆに液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成
長法によって発光波長１．１０μｍに相当するｎ−１ｎ
ｏｎｓＧ、１ｏ、ｘｓＡ＠ｏ、５ｓＰｏ、ｓｙ光ガイド
＋＊Ｘ３を厚さ０．３ ｐ ｍ ＋発光波長１．３０μ
ｍに相当するノンドープＩ ｆｉ０７２ ｅａ （＋２
８ Ａ Ｂ ｏ、ｓｔ Ｐ ６．３９活性層１４を厚さ
０．１μｍ＋さらにｐ−ＩｎＰクラッド層１５を厚さ１
／ｊｍ順次積層させる。
このようにして得た回折格子１２を有する多層膜構造半
導体ウェファに、発光再結合する活性層を含むメサスト
ライプ１８−およびそれを挾む２９一 本のエツチングＩｌｌ １６ ＋ １７を＜０１１＞方
向に平行に形成する。このメサストライプ１８は幅１．
５μｍ、エツチング４１６１１７は溝幅１０μｍ深さ３
μｍ程変とすればよい。この素子作製において体積比’
０．２％濃度のＢｒメタノールエツチング液を用い、３
″Ｏで２分３０秒間エツチングを行なうことにより、前
記メサストライプ１８およびエツチング！７１１６．１
７を形成できる。
導体ウェファに、発光再結合する活性層を含むメサスト
ライプ１８−およびそれを挾む２９一 本のエツチングＩｌｌ １６ ＋ １７を＜０１１＞方
向に平行に形成する。このメサストライプ１８は幅１．
５μｍ、エツチング４１６１１７は溝幅１０μｍ深さ３
μｍ程変とすればよい。この素子作製において体積比’
０．２％濃度のＢｒメタノールエツチング液を用い、３
″Ｏで２分３０秒間エツチングを行なうことにより、前
記メサストライプ１８およびエツチング！７１１６．１
７を形成できる。
次に、埋め込み成長を行ない、ｐ−１，Ｐ電流プロ２２
１ｍｌ ９ ｔ ｎ Ｉｎ）’電流ブロック層２０を
いずれもメサストライプ１８の上面のみを除いて形成し
、さらにｐ−１ｎ）’埋め込み層２１−発光波長１．１
／ｊｍに相当するｐ−１ｎｏｎｓＧ、１ｏ、ｔｓ Ａｓ
ｏ、ａｓＰｏ、ｓｙ醒他極１１１２２全面にわたってそ
れぞれ２μｍａ１μｍずつ積層させる。この際の各電流
ブロック層１９＋２０の成長はＩｎ成長メルト中に常に
ＩｎＰ結晶が浮遊している２相溶液法がよい。なお、メ
サストライプ１８の上面にこれらの半導体層が積層しな
いのはメサ１１１＋１面での結晶成長速ずが大きく、メ
ルト中のＰ原子濃度が幅の狭いメサ上面で減少１０− するためである。
１ｍｌ ９ ｔ ｎ Ｉｎ）’電流ブロック層２０を
いずれもメサストライプ１８の上面のみを除いて形成し
、さらにｐ−１ｎ）’埋め込み層２１−発光波長１．１
／ｊｍに相当するｐ−１ｎｏｎｓＧ、１ｏ、ｔｓ Ａｓ
ｏ、ａｓＰｏ、ｓｙ醒他極１１１２２全面にわたってそ
れぞれ２μｍａ１μｍずつ積層させる。この際の各電流
ブロック層１９＋２０の成長はＩｎ成長メルト中に常に
ＩｎＰ結晶が浮遊している２相溶液法がよい。なお、メ
サストライプ１８の上面にこれらの半導体層が積層しな
いのはメサ１１１＋１面での結晶成長速ずが大きく、メ
ルト中のＰ原子濃度が幅の狭いメサ上面で減少１０− するためである。
このようにして得たＢ）ｉ−ＬＬ）ウェファに、成長層
側からＺｎの選択拡散を行ない、フォトディテクタ２の
部分の平坦部のｎ−ＩｎＰ電流電流ブロック層２０型層
２６に変換する。なお、Ｚｎの代りにＣｄなど他のｐ型
不純物を用いてもよく、このようにするのはフォトディ
テクタ２のキャリア発生領域５の受光面積を広くとるた
めである。
側からＺｎの選択拡散を行ない、フォトディテクタ２の
部分の平坦部のｎ−ＩｎＰ電流電流ブロック層２０型層
２６に変換する。なお、Ｚｎの代りにＣｄなど他のｐ型
不純物を用いてもよく、このようにするのはフォトディ
テクタ２のキャリア発生領域５の受光面積を広くとるた
めである。
その後電極形成を行ない、最後に１）ＦＢ−ＢＨＬＩＪ
ｌと７オトデイテクタ２とを分離するエツチング溝３を
形成する。このエツチング溝３は幅５０μｍ＋深さ６μ
ｍ８にとすればよく、王水系工。
ｌと７オトデイテクタ２とを分離するエツチング溝３を
形成する。このエツチング溝３は幅５０μｍ＋深さ６μ
ｍ８にとすればよく、王水系工。
チンダ液で電極金属および半導体合金化層表面を取り去
った後、体積比１％のＢｒメタノールエツチング液を用
いて３分間エツチングを行なえばよい。このプロセシン
グを終えた半導体ウェファから各素子にベレッタイズし
て所望のそニタ集積型半導体素子を得る。−このエツチ
ング溝３は、エツチング面を斜めにするのが要点である
が、これは結晶向の性質上再現性よく行なえる。この１
）ＦＢ−ＢＨＬＬＩは、長さ３００８ｍ１素子分噛のた
めのエツチング溝３の幅５０μｍ＋フォトデフォトタ２
の長さを２００μｍに切り出して形成される。
った後、体積比１％のＢｒメタノールエツチング液を用
いて３分間エツチングを行なえばよい。このプロセシン
グを終えた半導体ウェファから各素子にベレッタイズし
て所望のそニタ集積型半導体素子を得る。−このエツチ
ング溝３は、エツチング面を斜めにするのが要点である
が、これは結晶向の性質上再現性よく行なえる。この１
）ＦＢ−ＢＨＬＬＩは、長さ３００８ｍ１素子分噛のた
めのエツチング溝３の幅５０μｍ＋フォトデフォトタ２
の長さを２００μｍに切り出して形成される。
このようなモニタ集積型１）ｉ！’Ｂ、−ＢＨ１，１）
において、室温でのＣＷ発振しきい値電流３ Ｑ １７
１Ａ Ｈ発憑波長の温度依性が０．８Ａ／’Ｏと小さく
、６００ＩＶｉ ｂ ／ Ｓ種変の高速パルス変調時に
も１本の発振軸モードで発蚕するものが再現性よく得ら
れた。
において、室温でのＣＷ発振しきい値電流３ Ｑ １７
１Ａ Ｈ発憑波長の温度依性が０．８Ａ／’Ｏと小さく
、６００ＩＶｉ ｂ ／ Ｓ種変の高速パルス変調時に
も１本の発振軸モードで発蚕するものが再現性よく得ら
れた。
このＤ上’Ｈ−ＢＨＬｌ）ｌの工、チング面がらのレー
ザ出力光６は、適当な拡がり角度をもって放射されるが
、ペテロ接合に平行な方向のビーム拡がりに対してはフ
ォトディテクタ２のキャリア生成＠域５が十分横方向に
拡がった構造となっており、効率よくモニタされる。ま
た、受光面からの反射光７１１−ｊ：受光面自身が斜め
になるようにエツチング、形成されているので、素子の
上方に赦乱されてしまい１）ＦＢ−ＢＨＬＬ）Ｈの活性
領域４に再入射する確率がきわめて小さくなり、ＬｊＪ
に対する反射光の影響を十分に取り除くことができる。
ザ出力光６は、適当な拡がり角度をもって放射されるが
、ペテロ接合に平行な方向のビーム拡がりに対してはフ
ォトディテクタ２のキャリア生成＠域５が十分横方向に
拡がった構造となっており、効率よくモニタされる。ま
た、受光面からの反射光７１１−ｊ：受光面自身が斜め
になるようにエツチング、形成されているので、素子の
上方に赦乱されてしまい１）ＦＢ−ＢＨＬＬ）Ｈの活性
領域４に再入射する確率がきわめて小さくなり、ＬｊＪ
に対する反射光の影響を十分に取り除くことができる。
筐た、ＤＦＨ−ＨＨＬＤＩＫついても、受光面に相対す
るレーザ出射面が、受光面と同様に斜めに形成され、し
たがってＦＰモードの抑制が十分になされている。この
ＩＪＦ）Ｓ−ＨＨＬＤＩに順方向のバイアスを印加して
レーザ発蛋させ、フォトディテクタ２に５０Ωの外部抵
抗を介して負のバイアスを印加することにより、効率よ
〈レーザ出力光をモニタすることができ、レーザ光出力
と７オトデイテクタ出力との直線性もよかった。
るレーザ出射面が、受光面と同様に斜めに形成され、し
たがってＦＰモードの抑制が十分になされている。この
ＩＪＦ）Ｓ−ＨＨＬＤＩに順方向のバイアスを印加して
レーザ発蛋させ、フォトディテクタ２に５０Ωの外部抵
抗を介して負のバイアスを印加することにより、効率よ
〈レーザ出力光をモニタすることができ、レーザ光出力
と７オトデイテクタ出力との直線性もよかった。
本発明においては、υＦＨ−ＨＨＬＤとその出力モニタ
用のフォトディテクタとを同一半導体基板上に集積化し
たモニタ集積型半導体発光素子により、Ｌ）ＦＨ−Ｈ）
ｌ ＬｆＪに対するＦＰモードの抑制およびモニタ受
光面からの光反射雑音の防止を同時に達成でき、素子特
性の再現性も良い。
用のフォトディテクタとを同一半導体基板上に集積化し
たモニタ集積型半導体発光素子により、Ｌ）ＦＨ−Ｈ）
ｌ ＬｆＪに対するＦＰモードの抑制およびモニタ受
光面からの光反射雑音の防止を同時に達成でき、素子特
性の再現性も良い。
本発明において、ＤＦＨ−ｊ：ＩＨＬＬ）の一方の出力
端面およびモニタ受光面を斜めに形成したのが要点であ
り、このような斜めの結晶面の形成はきわめて容易で製
造歩留りがよい。
端面およびモニタ受光面を斜めに形成したのが要点であ
り、このような斜めの結晶面の形成はきわめて容易で製
造歩留りがよい。
なお、実施例においてけ、１ｎＧａＡ、ＰをＬｌ）の１
３− 活性層、ｌｎＰを基板およびクラッド層とした波長１１
１ｍｍの素子を示したが５本発明の適用される半導体材
料はこれらに限るものではなく、可視光領域から遠赤外
領域までカバーすべく 、 ＧａＡｌＡ３系、Ｕａｌｎ
ＡｌＰ＋Ｇａ１ｎｔ’、ＧａＩｎＡｓｉＭｂ系等の半導
体材料でもかまわない。また、横モード制伯１の構造と
して用いたＢＨ−ＬＬ）も、メサストライプが２本の平
行なエツチング溝によってはさまれて形成された、いわ
ゆる２重チャネル構造のもので説明したが、他の構造の
横そ−ド制御ＬＩＪであって何ら差しつかえない。さら
に、フォトディテクタについても、本実施例では、ＬＪ
Ｊの活性層と同じ半導体材料によるキャリア生成領域を
有するフォトダイオード（Ｐｉ））を示したが、フォト
コンダクタやフォトトランジスタ、あるいはなだれフォ
トダイオード（ＡＰＩ））、それらを適当に組み合わせ
たもの等でもよく、受光向が斜めに形成され、受光向か
らの反射光がＬｌ）の活性領域に再入射１７ないような
ものであればよい。
３− 活性層、ｌｎＰを基板およびクラッド層とした波長１１
１ｍｍの素子を示したが５本発明の適用される半導体材
料はこれらに限るものではなく、可視光領域から遠赤外
領域までカバーすべく 、 ＧａＡｌＡ３系、Ｕａｌｎ
ＡｌＰ＋Ｇａ１ｎｔ’、ＧａＩｎＡｓｉＭｂ系等の半導
体材料でもかまわない。また、横モード制伯１の構造と
して用いたＢＨ−ＬＬ）も、メサストライプが２本の平
行なエツチング溝によってはさまれて形成された、いわ
ゆる２重チャネル構造のもので説明したが、他の構造の
横そ−ド制御ＬＩＪであって何ら差しつかえない。さら
に、フォトディテクタについても、本実施例では、ＬＪ
Ｊの活性層と同じ半導体材料によるキャリア生成領域を
有するフォトダイオード（Ｐｉ））を示したが、フォト
コンダクタやフォトトランジスタ、あるいはなだれフォ
トダイオード（ＡＰＩ））、それらを適当に組み合わせ
たもの等でもよく、受光向が斜めに形成され、受光向か
らの反射光がＬｌ）の活性領域に再入射１７ないような
ものであればよい。
１４−
第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
Ｃ−ｅ／軸方向の素子断面図、第３図（ａ） 。 （ｂ）ｉｄ第１図のそれぞれＡ−Ａ／ 、Ｂ−に３／
軸方向の断面図である。図において、 ｌ・・・・・・ＩＪ ｋ” Ｂ −Ｂ ＨＬ Ｌｌ 、
２・・・・・・フォトディテクタ、３・・・・・・
電気的絶縁のためのエツチング溝、４・・・・・・１，
１１の活性領域、５・・・・・・フォトディテクタのキ
ャリア生成領域、６・・・・・・レーザ出力光、７・・
・・・・モニタ受光面からの反射散乱光、１１・・・・
・・ｎ−１ｎＰ−基板、１２・・・・・・回折格子、１
３・・・・・・ｎ −１（１ａｓｓ ＧＢ ｏ、ｔｓ
Ａ Ｓ ｏ、ａａ Ｐｏ、６７光ガイド層、１４・・瘍
拳・・１ ｎＯ，７２Ｕａ Ｏ，２８Ａ Ｓ Ｏ，６１
Ｐｏ、３９活性層、 １５ ・−・−・ｐ −１ｎＰ
クラッド層％１６１１７・・・・・・エツチング溝、１
８・・・・・・メサストライプ、１９・・・・・・ｐ−
Ｉｎ）”電流ブロック層、２０・・・・・・ｎ−１ｎＰ
［流ブロックＪ−１２１・・・・・・ｐ−１ｎＰ埋め込
み層、２２・・・・・・ｐ−ｌＨｏ、５ｓＧＢ０．１５
八ｓ ｏ、ｓｓ ）’０．６７ ゛成極、である。 １５− 第！ 閉
Ｃ−ｅ／軸方向の素子断面図、第３図（ａ） 。 （ｂ）ｉｄ第１図のそれぞれＡ−Ａ／ 、Ｂ−に３／
軸方向の断面図である。図において、 ｌ・・・・・・ＩＪ ｋ” Ｂ −Ｂ ＨＬ Ｌｌ 、
２・・・・・・フォトディテクタ、３・・・・・・
電気的絶縁のためのエツチング溝、４・・・・・・１，
１１の活性領域、５・・・・・・フォトディテクタのキ
ャリア生成領域、６・・・・・・レーザ出力光、７・・
・・・・モニタ受光面からの反射散乱光、１１・・・・
・・ｎ−１ｎＰ−基板、１２・・・・・・回折格子、１
３・・・・・・ｎ −１（１ａｓｓ ＧＢ ｏ、ｔｓ
Ａ Ｓ ｏ、ａａ Ｐｏ、６７光ガイド層、１４・・瘍
拳・・１ ｎＯ，７２Ｕａ Ｏ，２８Ａ Ｓ Ｏ，６１
Ｐｏ、３９活性層、 １５ ・−・−・ｐ −１ｎＰ
クラッド層％１６１１７・・・・・・エツチング溝、１
８・・・・・・メサストライプ、１９・・・・・・ｐ−
Ｉｎ）”電流ブロック層、２０・・・・・・ｎ−１ｎＰ
［流ブロックＪ−１２１・・・・・・ｐ−１ｎＰ埋め込
み層、２２・・・・・・ｐ−ｌＨｏ、５ｓＧＢ０．１５
八ｓ ｏ、ｓｓ ）’０．６７ ゛成極、である。 １５− 第！ 閉
Claims (1)
- 活性層の周囲がこの活性層よりもエネルギーギャップの
大きくかつ屈折率の小さな半導体材料でおおわれた埋め
込みへテロ構造半導体レーザと、光出力モニタ用のフォ
トディテクタとが同一半導体基板上に集積化された半導
体発光素子において、前記半導体レーザは前記活性層に
沿って光導波路層と前記活性層中の発振波長の１／２の
整数倍のピッチを有する回折格子とが形成され、かつ前
記半導体レーザの一方の出力端面と前記フォトディテク
タの受光面とが平行面となっていないことを特徴とする
半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57202680A JPS5992592A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57202680A JPS5992592A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992592A true JPS5992592A (ja) | 1984-05-28 |
Family
ID=16461370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57202680A Pending JPS5992592A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992592A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4674100A (en) * | 1983-10-06 | 1987-06-16 | Nec Corporation | Bistable optical device |
| JPS62195191A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発・受光素子 |
| US4805178A (en) * | 1986-03-28 | 1989-02-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
| US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP57202680A patent/JPS5992592A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4674100A (en) * | 1983-10-06 | 1987-06-16 | Nec Corporation | Bistable optical device |
| JPS62195191A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発・受光素子 |
| US4805178A (en) * | 1986-03-28 | 1989-02-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
| US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
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