JPS60158687A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS60158687A JPS60158687A JP59013618A JP1361884A JPS60158687A JP S60158687 A JPS60158687 A JP S60158687A JP 59013618 A JP59013618 A JP 59013618A JP 1361884 A JP1361884 A JP 1361884A JP S60158687 A JPS60158687 A JP S60158687A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- inp
- ingaasp
- semiconductor laser
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
- 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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、光通信の分野において使用される半導体レー
ザに関するものである。
ザに関するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体レーザは、光通信用光源としてすでに一部実用期
に入っている。特に波長１．３μｍ付近においては、シ
リカ系ファイバの損失が極めて小さく長距離通信が可能
になると共に、材料分散がほとんど零になることから伝
送帯域を極めて広くとることが可能となる。従来からの
半導体レーザ開発は、主に横モードの安定化に主眼がお
かれてきだ。これは、光ファイバとの効率よい結合を考
える時、半導体レーザに要求される最も大きな特性の一
つである。一方、縦モードの制御についてはこれ−１，
てＤＦＢ構造（Ｊ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２０．Ｐ
、Ｌ４８８１９８１年）あるいは、ＤＢＲ構造（昭和５
４年電子通信学会全国大会予稿集、１１−１．８３８）
が研究されている。これは、半導体レーザとグレーティ
ングとを組合せ波長選択性をもたせたものであるが、グ
レーティング周期が数１０００人オーダーと微細であり
、製造が極めて困難であるという欠点を有し未だ実用に
至っていないのが現状である。しかるに特にアナログ通
信の分野からの要求では低ノイズ化のだめには縦モード
の安定化は必須条件である。
に入っている。特に波長１．３μｍ付近においては、シ
リカ系ファイバの損失が極めて小さく長距離通信が可能
になると共に、材料分散がほとんど零になることから伝
送帯域を極めて広くとることが可能となる。従来からの
半導体レーザ開発は、主に横モードの安定化に主眼がお
かれてきだ。これは、光ファイバとの効率よい結合を考
える時、半導体レーザに要求される最も大きな特性の一
つである。一方、縦モードの制御についてはこれ−１，
てＤＦＢ構造（Ｊ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２０．Ｐ
、Ｌ４８８１９８１年）あるいは、ＤＢＲ構造（昭和５
４年電子通信学会全国大会予稿集、１１−１．８３８）
が研究されている。これは、半導体レーザとグレーティ
ングとを組合せ波長選択性をもたせたものであるが、グ
レーティング周期が数１０００人オーダーと微細であり
、製造が極めて困難であるという欠点を有し未だ実用に
至っていないのが現状である。しかるに特にアナログ通
信の分野からの要求では低ノイズ化のだめには縦モード
の安定化は必須条件である。
発明の目的
本発明の目的は、従来のような微細なグレーティング構
造を必要とせずに縦モードの安定化を計った新規なる半
導体レーザを提供とすることを目的とする。
造を必要とせずに縦モードの安定化を計った新規なる半
導体レーザを提供とすることを目的とする。
発明の構成
本発明は、（００１） Ｉ ｎＰ基板上の（０１１）方
向にＶ字状の溝をストライプ状に形成し、この上にｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ−０，９５ｅＶ） 、ｐ−ＩｎＰ
、ｎ−ＩｎＰ及びｎ−ＩｎＧａＡｇＰ （Ｅｇ−０，９
５ｅＶ）層を順次形成し、しかるのち、（０１１）方向
にさらに溝をストライプ状に形成し、このような直交す
る溝をもつウェーハ上にさらにｎ−ＩｎＰクラッド層、
ｎ−Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｇ Ｐ活性層、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層を形成したも
のである。
向にＶ字状の溝をストライプ状に形成し、この上にｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ−０，９５ｅＶ） 、ｐ−ＩｎＰ
、ｎ−ＩｎＰ及びｎ−ＩｎＧａＡｇＰ （Ｅｇ−０，９
５ｅＶ）層を順次形成し、しかるのち、（０１１）方向
にさらに溝をストライプ状に形成し、このような直交す
る溝をもつウェーハ上にさらにｎ−ＩｎＰクラッド層、
ｎ−Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｇ Ｐ活性層、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層を形成したも
のである。
尚、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層は本質的なものでは
なく、なくてもよい。このような手段によって作られた
発振波長１．３μｍの半導体レーザは、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層の一部が、ＩｎＰ層によっておきかえられる
構造となり、発振光のＩｎＰ層による反射、干渉効果に
より容易に縦モードの安定化を得ることが可能となる。
なく、なくてもよい。このような手段によって作られた
発振波長１．３μｍの半導体レーザは、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層の一部が、ＩｎＰ層によっておきかえられる
構造となり、発振光のＩｎＰ層による反射、干渉効果に
より容易に縦モードの安定化を得ることが可能となる。
実施例の説明
（００１） ｎ−Ｉ ｎＰ基板１上に第１図に示すよう
に、（０１１）方向にＶ溝を形成した。■溝の幅は約４
μｍ深さは約３．２μｍである。このような基板上に液
相エビタギシャル法（以下ＬＰＥ法と略す）によりｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ 〜０．９ｓｅＶ）２．ｐ−Ｉｎ
Ｐ層３ 、 ｎ−４ｎＰ層４ 、 ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
（Ｅｇ〜０．９５ｅＶ）層６を順次成長させる。この成
長によりＶ溝中及び平坦部には、第２図のような成長が
行なわれる。このようなエピタキシャルウェーハに８１
０２膜をとりつけ、しかるのち、ボトエノチングの手段
により、（ｏｌｌ）方向に幅約１．５μｍの窓を２６０
μｍ間隔であける。このストライプ状に結晶面が露出さ
れたウェーハを、まずＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ（
３：１：１）の溶液によりエツチングすると、ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ Ｎ６”’ｐ択的にとりのぞがれ、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層４が露出する。しかしながら第２図に示したように
、■溝上においては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層６の厚みが
平坦部に比して約２倍程厚く成長しているためこの部分
のみはｎ−ＩｎＰ層４が露出せず残っている。次に、Ｈ
Ｏ２によってエツチングを行うと、ＩｎＰ層４のみが選
択的にエッチされｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層２で停止する。
に、（０１１）方向にＶ溝を形成した。■溝の幅は約４
μｍ深さは約３．２μｍである。このような基板上に液
相エビタギシャル法（以下ＬＰＥ法と略す）によりｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ 〜０．９ｓｅＶ）２．ｐ−Ｉｎ
Ｐ層３ 、 ｎ−４ｎＰ層４ 、 ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
（Ｅｇ〜０．９５ｅＶ）層６を順次成長させる。この成
長によりＶ溝中及び平坦部には、第２図のような成長が
行なわれる。このようなエピタキシャルウェーハに８１
０２膜をとりつけ、しかるのち、ボトエノチングの手段
により、（ｏｌｌ）方向に幅約１．５μｍの窓を２６０
μｍ間隔であける。このストライプ状に結晶面が露出さ
れたウェーハを、まずＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ（
３：１：１）の溶液によりエツチングすると、ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ Ｎ６”’ｐ択的にとりのぞがれ、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層４が露出する。しかしながら第２図に示したように
、■溝上においては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層６の厚みが
平坦部に比して約２倍程厚く成長しているためこの部分
のみはｎ−ＩｎＰ層４が露出せず残っている。次に、Ｈ
Ｏ２によってエツチングを行うと、ＩｎＰ層４のみが選
択的にエッチされｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層２で停止する。
一方Ｖ溝上には、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層６が残っている
のでその下のＩｎＰ層はエッチされずに残る。
のでその下のＩｎＰ層はエッチされずに残る。
第３図に（０１１，）方向に形成された溝断面図を示す
。ｎ−ＩｎＧａＡＢＰ層６は、Ｓ １０２膜６との間の
オーバエッチを防止する意味でも必要である。
。ｎ−ＩｎＧａＡＢＰ層６は、Ｓ １０２膜６との間の
オーバエッチを防止する意味でも必要である。
Ｓ １０２膜６を除去後、このような溝中へ第４図に示
すように第２のＬＰＥ成長でｎ−１ｎＰ第１クラッド層
７ 、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ−０，９５ｅＶ）８．
ｐ−Ｉ ｎ Ｐ第２クラッド層ｇ 、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層１０を順次成長させる。尚ｐ−ＩｎＱａＡｓＰ層１
０はなくてもよい。
すように第２のＬＰＥ成長でｎ−１ｎＰ第１クラッド層
７ 、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（Ｅｇ−０，９５ｅＶ）８．
ｐ−Ｉ ｎ Ｐ第２クラッド層ｇ 、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層１０を順次成長させる。尚ｐ−ＩｎＱａＡｓＰ層１
０はなくてもよい。
さてこのような成長によってＶ溝部は第５図に示すよう
になる。ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層２．ｐ−ＩｎＰ層３．ｎ
−ＩｎＰ層４は、上記したようにｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層
６によってエッチされずに残っているが、これにｎ−Ｉ
ｎＰ第１クラッド層７ 、 ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層活
性層ｓ、ｐ−１ｎＰ第２クラッド層９ 、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層１０を成長させると、図のように、ｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層８は、ｎ−ＩｎＰ４によってと
ぎれることになる。なお、面１１及び１２はヘキ開によ
って作られる共振器である。
になる。ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層２．ｐ−ＩｎＰ層３．ｎ
−ＩｎＰ層４は、上記したようにｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層
６によってエッチされずに残っているが、これにｎ−Ｉ
ｎＰ第１クラッド層７ 、 ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層活
性層ｓ、ｐ−１ｎＰ第２クラッド層９ 、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層１０を成長させると、図のように、ｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層８は、ｎ−ＩｎＰ４によってと
ぎれることになる。なお、面１１及び１２はヘキ開によ
って作られる共振器である。
このような構造の半導体レーザに、オーミック電極をと
りつけ順方向に通電すると、第４図かられかるように、
活性層８以外の部分は、ｎ−ＩｎＰ４゜ｐ’−ＩｎＰ３
と、ダイオードが逆方向に接続される形となり、電流は
流れない。したがって電流は、活性層に集中すると共に
活性層はその周囲を屈折率の小さなＩｎＰによってとり
囲まれるため光もとじ込められ低しきい値で発振する。
りつけ順方向に通電すると、第４図かられかるように、
活性層８以外の部分は、ｎ−ＩｎＰ４゜ｐ’−ＩｎＰ３
と、ダイオードが逆方向に接続される形となり、電流は
流れない。したがって電流は、活性層に集中すると共に
活性層はその周囲を屈折率の小さなＩｎＰによってとり
囲まれるため光もとじ込められ低しきい値で発振する。
一方、第５図かられかるように、発振後の光はｎ−Ｉｎ
Ｐ層８によって一部は反射、一部は透過し、その位相差
による干渉がおこり、ゲイン分布は、通常のレーザに比
して極めて選択性の強いものとなる。
Ｐ層８によって一部は反射、一部は透過し、その位相差
による干渉がおこり、ゲイン分布は、通常のレーザに比
して極めて選択性の強いものとなる。
第６図は、本発明による半導体レーザの２５℃における
光−電流特性と、縦モードを示したものである。しきい
値電流は約４０ ｍ Ａであり、２ｒｎ’Ｗ。
光−電流特性と、縦モードを示したものである。しきい
値電流は約４０ ｍ Ａであり、２ｒｎ’Ｗ。
６ｍＷ、１０ｍＷ動作における各発振波長のずれはきわ
めて微少である表共に、通常のレーザに見られる側帯モ
ードは全く見られなかった。
めて微少である表共に、通常のレーザに見られる側帯モ
ードは全く見られなかった。
発明の効果
本発明の半導体レーザはグレーティング加工等の微細加
工なしで、極めて縦モードの単一性がよいものが得られ
る。
工なしで、極めて縦モードの単一性がよいものが得られ
る。
第１図は、本発明の一実施例における半導体の基板の斜
視図、第２図は成長層を設けた半導体ウェーへの構成図
、第３図は第２図に示す半導体ウェーハをエツチングし
て得た溝の形状を示す図、第４図は溝中に第２の成長に
よって得られた（０１１）方向の断面図、第５図は（０
１１）方向の断面図、あｉヨ第６図は、本発明の一実施
例のレーザの特性図である。 １ ・・＝−（００１）ｎ−ＩｎＰ基板、２ 、５ 、
８−＝・−ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ、３ 、９−−−−−−
ｐ−ＩｎＰ、 ４ 、７・＝・−ｎ−ＩｎＰ、１０−−
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５＠
視図、第２図は成長層を設けた半導体ウェーへの構成図
、第３図は第２図に示す半導体ウェーハをエツチングし
て得た溝の形状を示す図、第４図は溝中に第２の成長に
よって得られた（０１１）方向の断面図、第５図は（０
１１）方向の断面図、あｉヨ第６図は、本発明の一実施
例のレーザの特性図である。 １ ・・＝−（００１）ｎ−ＩｎＰ基板、２ 、５ 、
８−＝・−ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ、３ 、９−−−−−−
ｐ−ＩｎＰ、 ４ 、７・＝・−ｎ−ＩｎＰ、１０−−
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５＠
Claims (1)
- （００１）面ｎ−ＩｎＰ基板上の（０１１）方向に沿っ
て７字型状の溝をストライプ状に形成し、前記基板上に
、少なくとも電流ブロック層となりうる積層体を設け、
前記積層体の（０１１）方向に第２の溝を形成し、前記
溝中に、少なくともｎ−ＩｎＰクラッド層、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層、ｐ−Ｉ ｎ Ｐクラッド層を成長させ
、前記ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層の一部がＶ字状溝部に
おいてＩｎＰ層によってときれていることを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013618A JPS60158687A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013618A JPS60158687A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158687A true JPS60158687A (ja) | 1985-08-20 |
Family
ID=11838216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013618A Pending JPS60158687A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183186A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-04-26 | Nippon Petrochem Co Ltd | 新規なテトラピロ−ル医薬用組成物 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013618A patent/JPS60158687A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183186A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-04-26 | Nippon Petrochem Co Ltd | 新規なテトラピロ−ル医薬用組成物 |
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