JPS6037793A - 単一軸モ−ド半導体レ−ザ - Google Patents
単一軸モ−ド半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6037793A JPS6037793A JP58145939A JP14593983A JPS6037793A JP S6037793 A JPS6037793 A JP S6037793A JP 58145939 A JP58145939 A JP 58145939A JP 14593983 A JP14593983 A JP 14593983A JP S6037793 A JPS6037793 A JP S6037793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- semiconductor
- semiconductor laser
- diffraction grating
- 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
- H01S5/10—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
本発明は、高性能で生産性の高い単一軸モード半導体レ
ーザに関する。
ーザに関する。
光ファイバを用いた光通信では、波長１．３導１ｍ帯及
び１．５μｍ帯において０．５−０．３ ｄ Ｂ／ｂ以
下という超低損失が実現されるにつれて、局間中継距離
が１．０Ｏｋ７ｎ以上という超長距離の伝送通信システ
ムが開発途上と々っている。このような長距内１ｒ伝送
を行う場合には、光ファイバの波長分散特性による帯域
制限を受けるため大容量の伝送通イ３を行うには、通信
用光源として、 、Ｑｔ−軸モードで動作可能な＃導体
レーザが不可欠である。１１ｔ −１ｉｌ＋モ一ド半導
体レーザとしては、分布帰還形半導体レーツ又け、分布
反射形半嗜体レーザが開発されて来た。この様な半導体
レーザは製作が’ｉ（ｆ シ＜、最近になって、埋め込
み形４ｊ（￥造を採用して発振閾値を低下さぜることに
より、やっと室温連続動作が可能になった。従って、高
性能及び生産性を考慮した構造を開発するのはこれから
の課題である。
び１．５μｍ帯において０．５−０．３ ｄ Ｂ／ｂ以
下という超低損失が実現されるにつれて、局間中継距離
が１．０Ｏｋ７ｎ以上という超長距離の伝送通信システ
ムが開発途上と々っている。このような長距内１ｒ伝送
を行う場合には、光ファイバの波長分散特性による帯域
制限を受けるため大容量の伝送通イ３を行うには、通信
用光源として、 、Ｑｔ−軸モードで動作可能な＃導体
レーザが不可欠である。１１ｔ −１ｉｌ＋モ一ド半導
体レーザとしては、分布帰還形半導体レーツ又け、分布
反射形半嗜体レーザが開発されて来た。この様な半導体
レーザは製作が’ｉ（ｆ シ＜、最近になって、埋め込
み形４ｊ（￥造を採用して発振閾値を低下さぜることに
より、やっと室温連続動作が可能になった。従って、高
性能及び生産性を考慮した構造を開発するのはこれから
の課題である。
従来、作製が難しくなる一要素として、分布帰還形半導
体レーザあるいは、分布反射形半導体レーザの活性層、
もしくはその近傍の光ガイド層に形成した、回折格子の
周期によって決定されるブラッグ（−１３ｒ、ａｇｇ
）波長を、室温における活性層の利得分布のピーク波長
に一致させる仁とが難１７いという問題があった。室温
でブラッグ（Ｂｒｒ＋ｇ）Ｈ）波長と、利得分布のピー
ク波長がずれることは、発振閾値を増大させることにな
る。この問題を解決させるため、板屋等は、第１図の斜
視図に示す構造の分布ツｔＴＩ 還形半導体レーザを、
昭和５７年秋期応用物理学会学術Ｍツ演会講演予’ｌｆ
Ｊ集２８ａ〜Ｂ ４で報告している。この構造は、まず
基［１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層３とその−Ｌ：にＩｐ
ＧａＡｔｑＰ光ガイド層４を積層させたウェハを作製す
る。その段階で活性層の利得分布のピーク波長を得るだ
め、フメトルミネッセンス（Ｉ”ｔｌｏｔｏｌｕｈｌｉ
ｎｅｓｃｅｎｃｅ ）を測定し、そのピーク波長を得る
。とのピーク波長と室温で電流注入によって発振させた
場合の発振波長とのずれ量を実験的にめておくことによ
り、室温で利得分布のピーク波長に一致するブラッグ（
Ｂｒａｇｇ ）波長を、ン、１１・ルミネッセンスのピ
ーク波長から算出できる。このブラッグ波長に合わぜた
周期でＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層４の上に回折格子２０
を形成する。その後、ｐ形ＴｎＰクラッド層５とｐ形Ｉ
ＴＩＧＦＩＡ８Ｐキャップ層６を、回折格子２０を保存
【７ながら積層１２、ダブルへテロ構造ウェハとする。
体レーザあるいは、分布反射形半導体レーザの活性層、
もしくはその近傍の光ガイド層に形成した、回折格子の
周期によって決定されるブラッグ（−１３ｒ、ａｇｇ
）波長を、室温における活性層の利得分布のピーク波長
に一致させる仁とが難１７いという問題があった。室温
でブラッグ（Ｂｒｒ＋ｇ）Ｈ）波長と、利得分布のピー
ク波長がずれることは、発振閾値を増大させることにな
る。この問題を解決させるため、板屋等は、第１図の斜
視図に示す構造の分布ツｔＴＩ 還形半導体レーザを、
昭和５７年秋期応用物理学会学術Ｍツ演会講演予’ｌｆ
Ｊ集２８ａ〜Ｂ ４で報告している。この構造は、まず
基［１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層３とその−Ｌ：にＩｐ
ＧａＡｔｑＰ光ガイド層４を積層させたウェハを作製す
る。その段階で活性層の利得分布のピーク波長を得るだ
め、フメトルミネッセンス（Ｉ”ｔｌｏｔｏｌｕｈｌｉ
ｎｅｓｃｅｎｃｅ ）を測定し、そのピーク波長を得る
。とのピーク波長と室温で電流注入によって発振させた
場合の発振波長とのずれ量を実験的にめておくことによ
り、室温で利得分布のピーク波長に一致するブラッグ（
Ｂｒａｇｇ ）波長を、ン、１１・ルミネッセンスのピ
ーク波長から算出できる。このブラッグ波長に合わぜた
周期でＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層４の上に回折格子２０
を形成する。その後、ｐ形ＴｎＰクラッド層５とｐ形Ｉ
ＴＩＧＦＩＡ８Ｐキャップ層６を、回折格子２０を保存
【７ながら積層１２、ダブルへテロ構造ウェハとする。
この後メザストライブ３０を形成し、埋め込み成長を行
い分布帰還形の埋め込みへテロ（（・７遣手導体レーザ
とする。この構造では、回折格子の周期によって決定さ
れるＩｌｒａｇｇ波長を精Ｊ９良く、活性層の、室温で
の利得ピーク波長に一致させることができる利点がある
。しかしたから、生産性の点から観ると、３回のエビク
キシャル成長が必要であり、製造工程が長くなる欠点を
イｊ゛シている。
い分布帰還形の埋め込みへテロ（（・７遣手導体レーザ
とする。この構造では、回折格子の周期によって決定さ
れるＩｌｒａｇｇ波長を精Ｊ９良く、活性層の、室温で
の利得ピーク波長に一致させることができる利点がある
。しかしたから、生産性の点から観ると、３回のエビク
キシャル成長が必要であり、製造工程が長くなる欠点を
イｊ゛シている。
本発明の目的は、活性層の利得ピーク波長に合致させた
ブラッグ波長となる回折格子を形成ブることができるた
め、低い発振閾値等の高性能を有する素子が＋［率良く
イクることかでき、また、従来の埋め込み形半導体レー
ザと同様２回のエピタキシャル成長工程で済ますことが
可能な分布帰還形の埋め込みへテロ構造半導体レーザを
提供することにある。
ブラッグ波長となる回折格子を形成ブることができるた
め、低い発振閾値等の高性能を有する素子が＋［率良く
イクることかでき、また、従来の埋め込み形半導体レー
ザと同様２回のエピタキシャル成長工程で済ますことが
可能な分布帰還形の埋め込みへテロ構造半導体レーザを
提供することにある。
本発明によれば第１導電形半導体基板上に活性層を含む
半導体多層膜が形成された多層膜半導体基板の表面に少
なくとも前記活性７〜を突き抜ける深さの互いに平行々
２本の溝が形成された多層膜半導体メサ基板の」二に、
全面に亘ってほぼ均一な膜厚でＭ層される第２導電形の
電流ブロック層、その上に前記２本の溝に挾寸れて形成
されるメサ領域の上の部分のみを除いて積層される第１
導電形の電流閉じ込め層、更に全面を覆って積層される
第２導電形のＪ…め込み層の少なくとも３層が形成され
、前記メサ領域内の活性層に電流が注入され発光再結合
ケ行うことを４？徴とする半導体レーザに於て、前記多
１？Ａ ＩｉＱ半導体基板の最上層が、表面に周期構造
を有する回折格子が形成されており、かつ前記活性層で
発光する光の一部を導波する光ガイド層であること？
ｌｔ？徴とする乍−軸モード半導体レーザが得られる。
半導体多層膜が形成された多層膜半導体基板の表面に少
なくとも前記活性７〜を突き抜ける深さの互いに平行々
２本の溝が形成された多層膜半導体メサ基板の」二に、
全面に亘ってほぼ均一な膜厚でＭ層される第２導電形の
電流ブロック層、その上に前記２本の溝に挾寸れて形成
されるメサ領域の上の部分のみを除いて積層される第１
導電形の電流閉じ込め層、更に全面を覆って積層される
第２導電形のＪ…め込み層の少なくとも３層が形成され
、前記メサ領域内の活性層に電流が注入され発光再結合
ケ行うことを４？徴とする半導体レーザに於て、前記多
１？Ａ ＩｉＱ半導体基板の最上層が、表面に周期構造
を有する回折格子が形成されており、かつ前記活性層で
発光する光の一部を導波する光ガイド層であること？
ｌｔ？徴とする乍−軸モード半導体レーザが得られる。
次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。第２図は、
筆者が発明し、特願昭５６−２０８７８９に記述した、
臂開面を共振器面とするファプリー・ペロー （Ｆａｂ
ｒｙ Ｐｅｒｏｔ ）形のＩｎＧａＡｓＰ埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザである。この素子は発振閾値が１０
〜２０ｍＡと低く、微分量子効率５Ｃ）〜７０％と高い
。また温度特性も良好で発振閾値の温度変化を経験的に
ｅｘｐ （−”−）で表わす時の！［存Ｔ。
筆者が発明し、特願昭５６−２０８７８９に記述した、
臂開面を共振器面とするファプリー・ペロー （Ｆａｂ
ｒｙ Ｐｅｒｏｔ ）形のＩｎＧａＡｓＰ埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザである。この素子は発振閾値が１０
〜２０ｍＡと低く、微分量子効率５Ｃ）〜７０％と高い
。また温度特性も良好で発振閾値の温度変化を経験的に
ｅｘｐ （−”−）で表わす時の！［存Ｔ。
性温度Ｔｏは８０−１００にと、ＩｎＧａＡｓＰ埋 Ｉ
ｎＰ Ｒ材料の平均的な値６０〜７０ Ｋよりも大きく
、最高ＣＷ動作温度も１２０〜１３０℃と高い。本発明
の分布帰還形埋め込みヘテロオ）η遣手導体レーザはこ
の構造を原形上している。尚、図中の番号は第３図等で
使用しているものと同しものを示している。
ｎＰ Ｒ材料の平均的な値６０〜７０ Ｋよりも大きく
、最高ＣＷ動作温度も１２０〜１３０℃と高い。本発明
の分布帰還形埋め込みヘテロオ）η遣手導体レーザはこ
の構造を原形上している。尚、図中の番号は第３図等で
使用しているものと同しものを示している。
第３図は本発明の第１の実施例の分布帰還形埋め込みへ
テロ構造半導体レーザ′の製造工程を示す図である。結
晶成長は、通常のカーボンスライドボードを用いた液相
エピタキシャル（Ｌｐ Ｒ）成長法による。第１のＬＰ
Ｅ成長工程では、第３図（ａ）に示す様に（００１）面
方位のｎ形ＩｎＰ基板１の上にｎ形ＩｎＰバッフ７層２
（Ｓｎドープ、厚さ５７７ｒｎ）。
テロ構造半導体レーザ′の製造工程を示す図である。結
晶成長は、通常のカーボンスライドボードを用いた液相
エピタキシャル（Ｌｐ Ｒ）成長法による。第１のＬＰ
Ｅ成長工程では、第３図（ａ）に示す様に（００１）面
方位のｎ形ＩｎＰ基板１の上にｎ形ＩｎＰバッフ７層２
（Ｓｎドープ、厚さ５７７ｒｎ）。
ノンドープＩｎＧａＡ、ｓＰ活性層３（厚さ０．１７１
１１１ 、発振波長にしてほぼ１．５４μＩ’＋１相当
の組成）、ｐ形、Ｔ ｎＧａ Ａ ｓ Ｐ光ガイド）？
ｌ ４ （Ｚｎドープ、厚さ０．５μｍ。
１１１ 、発振波長にしてほぼ１．５４μＩ’＋１相当
の組成）、ｐ形、Ｔ ｎＧａ Ａ ｓ Ｐ光ガイド）？
ｌ ４ （Ｚｎドープ、厚さ０．５μｍ。
発光波長にして１．３０／１ｍ組成）を薪層する。この
ウェハの段階で、波長１．０５１１ｍのＹＡＧレー・ザ
光を励１（ｄ米温としてＩｎＧａＡｓＰ活性層３のフォ
トルミネッセンスを測定する。Ｊ５／’ｍ ”４ｉｊの
波長域では、ヲメトルミネノ七ンスのビーク波長と最終
的に５１４阪を形成し、電流注入２発振させた場合の発
ＩＪＲ波長の差は約１Ｏｎ＋ｎフオトルミネツセンスピ
ーク波長の方が知くなるという結果が実験的に得られて
いる。従って、ＩＬＰＥ成長法により形成されるウェハ
では、成長回毎ＶＣ１ＩｎＧａＡｓＰ活性層の７メトル
ミネセンスビータ波長がばらつくが、次の回折格子を形
成する−［稈で、各ウェハのフォトルミネッセンスピー
ク波長に対し１０ｎｍ長いブラッグ波長となるように回
折格子の周期を決定すれば、室温で、そのウェハの活性
層の利得ピーク波長とブラッグ波長とほぼ一致させるこ
とができる／ζめ、成長回毎の活性層組成のばらつきを
補４）ｔすることができる。第３図（ｂ）は、測定した
フォトルミネッセンスのピーク波長１．、５４７１ｍに
対し、ブラッグ波長力＋１５５μｍとなる様に、Ｈｅ−
Ｃｄレーザを用い通常のフメトリソグラフィの手法によ
υ、周期２２００λの回折格子４０を第３図＜１）で示
す多層膜ウェハの上に塗布したＡＺ−１３５（＋のフォ
トレジストマスクに形成した図である。回折格子の周期
が繰り返される方向は＜１１０＞方位である。回折格子
４０の谷の部分では、ｐ形ＩｎＧａＡ、ｓＰ光ガイド層
表面が露出しているため、（３１Ｔ２Ｓｏ４：ｚｕ２ｏ
２Ｖｎ２ｏ）混合液でエンチングすることにより、フォ
トレジストの回折格子４０をｐ形ＩｎＧａＡｓＰ光ガイ
ド層４の表面に形成した、第３図（ｃ）に示す回折格子
２０へと転写できる。第３図（ｃ）には、既にフォトレ
ジストの回折格子４０を取り去った状態が記されている
。次に、第３図（（１）に示す様にネガ系のフォトレジ
ストＯλｆ Ｉｔ、 Ｑ用いて、メサエッチングを行う
だめのマスクパターン６ｏを形成する。中央の７オトレ
ジスト膜のストライプ６１の幅は約４／１ｍ、両脇の７
オトレジストが抜がれたストライグ６２の幅は約５μｍ
である。ストライプブの方位は＜１．１０＞に平行であ
る。Ｂｒ−メタノール系のエツチング液によりフォトレ
ジストが抜かれたストライプ６２の部分をエンチングし
たのちフォトレジストマスク６０ ヲ敗り去って第３図
（ｅ）に示ｔＰに、中央に幅約２１１ｍのメサストライ
プ３０と、その両脇に深さ約３７ｚｍのｉＭｊ ３１
。
ウェハの段階で、波長１．０５１１ｍのＹＡＧレー・ザ
光を励１（ｄ米温としてＩｎＧａＡｓＰ活性層３のフォ
トルミネッセンスを測定する。Ｊ５／’ｍ ”４ｉｊの
波長域では、ヲメトルミネノ七ンスのビーク波長と最終
的に５１４阪を形成し、電流注入２発振させた場合の発
ＩＪＲ波長の差は約１Ｏｎ＋ｎフオトルミネツセンスピ
ーク波長の方が知くなるという結果が実験的に得られて
いる。従って、ＩＬＰＥ成長法により形成されるウェハ
では、成長回毎ＶＣ１ＩｎＧａＡｓＰ活性層の７メトル
ミネセンスビータ波長がばらつくが、次の回折格子を形
成する−［稈で、各ウェハのフォトルミネッセンスピー
ク波長に対し１０ｎｍ長いブラッグ波長となるように回
折格子の周期を決定すれば、室温で、そのウェハの活性
層の利得ピーク波長とブラッグ波長とほぼ一致させるこ
とができる／ζめ、成長回毎の活性層組成のばらつきを
補４）ｔすることができる。第３図（ｂ）は、測定した
フォトルミネッセンスのピーク波長１．、５４７１ｍに
対し、ブラッグ波長力＋１５５μｍとなる様に、Ｈｅ−
Ｃｄレーザを用い通常のフメトリソグラフィの手法によ
υ、周期２２００λの回折格子４０を第３図＜１）で示
す多層膜ウェハの上に塗布したＡＺ−１３５（＋のフォ
トレジストマスクに形成した図である。回折格子の周期
が繰り返される方向は＜１１０＞方位である。回折格子
４０の谷の部分では、ｐ形ＩｎＧａＡ、ｓＰ光ガイド層
表面が露出しているため、（３１Ｔ２Ｓｏ４：ｚｕ２ｏ
２Ｖｎ２ｏ）混合液でエンチングすることにより、フォ
トレジストの回折格子４０をｐ形ＩｎＧａＡｓＰ光ガイ
ド層４の表面に形成した、第３図（ｃ）に示す回折格子
２０へと転写できる。第３図（ｃ）には、既にフォトレ
ジストの回折格子４０を取り去った状態が記されている
。次に、第３図（（１）に示す様にネガ系のフォトレジ
ストＯλｆ Ｉｔ、 Ｑ用いて、メサエッチングを行う
だめのマスクパターン６ｏを形成する。中央の７オトレ
ジスト膜のストライプ６１の幅は約４／１ｍ、両脇の７
オトレジストが抜がれたストライグ６２の幅は約５μｍ
である。ストライプブの方位は＜１．１０＞に平行であ
る。Ｂｒ−メタノール系のエツチング液によりフォトレ
ジストが抜かれたストライプ６２の部分をエンチングし
たのちフォトレジストマスク６０ ヲ敗り去って第３図
（ｅ）に示ｔＰに、中央に幅約２１１ｍのメサストライ
プ３０と、その両脇に深さ約３７ｚｍのｉＭｊ ３１
。
３２が形成さｉ］だメーリノ１（板を形成する。）第２
回「■のＬ Ｐ ’Ｉｕ成ドエ稈では、とのメザ基板上
に過飽和度が約１５′Ｃの溶液からｐ形ＩｎＰ竜流ブロ
ック層７（Ｚｎドープ）をＩ’ｘ Ｉｆ均等な０．５／
ｆｍの＋＋ｉｘ厚で形成する。過ｆ（４和庭が十分大き
いだめ、メサストライプ３０の一ヒに形成され−Ｃいる
回折格子２１は、ＬＰＥ成隔中隔中ルトバックされるこ
とがなく原形が保存される。次に過飽和度が２℃程度の
溶液からｎ形ＩｎＰ電流ツＩじ込め層８ （Ｔｅドープ
、平坦部π”７’ａ）ｔｖｙ ｎｚ ｎ ｃ １１ ｚ
−７＋＝ ＋＝ −＞−＋、−ｙ ＋ ＋；＋ ７．
４− ／−ｗ−が小さいためメサストライプ３ｏの上方
には積層しない。次にｐ形ＩｎＰ埋め込み層９ （Ｚｎ
ドープ。
回「■のＬ Ｐ ’Ｉｕ成ドエ稈では、とのメザ基板上
に過飽和度が約１５′Ｃの溶液からｐ形ＩｎＰ竜流ブロ
ック層７（Ｚｎドープ）をＩ’ｘ Ｉｆ均等な０．５／
ｆｍの＋＋ｉｘ厚で形成する。過ｆ（４和庭が十分大き
いだめ、メサストライプ３０の一ヒに形成され−Ｃいる
回折格子２１は、ＬＰＥ成隔中隔中ルトバックされるこ
とがなく原形が保存される。次に過飽和度が２℃程度の
溶液からｎ形ＩｎＰ電流ツＩじ込め層８ （Ｔｅドープ
、平坦部π”７’ａ）ｔｖｙ ｎｚ ｎ ｃ １１ ｚ
−７＋＝ ＋＝ −＞−＋、−ｙ ＋ ＋；＋ ７．
４− ／−ｗ−が小さいためメサストライプ３ｏの上方
には積層しない。次にｐ形ＩｎＰ埋め込み層９ （Ｚｎ
ドープ。
平坦部でのＩ＋”、！厚１．５ ／１ｎｌ ）を全面に
亘ってｆｒｌｉ層し、最後にｐ形ＩｎＧａＡｓＰ キャ
ップ層（、’ｒ （Ｚｎドープ。
亘ってｆｒｌｉ層し、最後にｐ形ＩｎＧａＡｓＰ キャ
ップ層（、’ｒ （Ｚｎドープ。
以上の製作工程の次Ｃｃｐ側にＡｌｌ −Ｚｎを用いた
ｐ細金属電極７１．ｎ側にＡｕＧｅ−Ｎｉを用い／こｎ
（ｆｉｌ金屈金杯電極７２成し、素子化した本発明の
第１の実施例の分布帰還形埋め込みへテロ（１ｑ造半導
体レーザの斜視図を第４図に示す。この素子では、メサ
ストライプ３０内の粘性層３ｏ１．及び光ガイド層４０
］、 Ｋより導波される光は、光力イト層４０１の」
二部に形成された回折格子２１により、回折される。こ
の回折のブラッグ波長１．５５／１ｍと、活性層３０１
の利イ！ｔピーク波長とがほぼ一致していることと、埋
め込み形の４１゛ｑ造であることから、室温２５℃にお
いて比較的低い３０〜４０ｍＡ程度の発振閾値が得られ
／こ。発振スペク量子効率は片側１５％程度であり、１
０ｍＷ以上の片（１１，ｔ＋光出力が得られた。ウエノ
・面内でのばらつきが少々く、良好な特性の素子を５０
〜６０％の収率で得ることができだ。
ｐ細金属電極７１．ｎ側にＡｕＧｅ−Ｎｉを用い／こｎ
（ｆｉｌ金屈金杯電極７２成し、素子化した本発明の
第１の実施例の分布帰還形埋め込みへテロ（１ｑ造半導
体レーザの斜視図を第４図に示す。この素子では、メサ
ストライプ３０内の粘性層３ｏ１．及び光ガイド層４０
］、 Ｋより導波される光は、光力イト層４０１の」
二部に形成された回折格子２１により、回折される。こ
の回折のブラッグ波長１．５５／１ｍと、活性層３０１
の利イ！ｔピーク波長とがほぼ一致していることと、埋
め込み形の４１゛ｑ造であることから、室温２５℃にお
いて比較的低い３０〜４０ｍＡ程度の発振閾値が得られ
／こ。発振スペク量子効率は片側１５％程度であり、１
０ｍＷ以上の片（１１，ｔ＋光出力が得られた。ウエノ
・面内でのばらつきが少々く、良好な特性の素子を５０
〜６０％の収率で得ることができだ。
最初のＴ、 Ｐ Ｅ 成長で形成される活性層３の７オ
トルミネノセンスビーク波長け、成長回毎に±０．０１
１＋ｍ程度ばらつくが、それに金敷したブラッグ周波数
になるように回折格子周期を補正できる。従ってウェハ
間で、発振波長は若干異なるものの、発振閾値、微分量
子効率等の素子特性はほぼ同等の値が得られ、生産歩留
りが高いことが確かめられた。
トルミネノセンスビーク波長け、成長回毎に±０．０１
１＋ｍ程度ばらつくが、それに金敷したブラッグ周波数
になるように回折格子周期を補正できる。従ってウェハ
間で、発振波長は若干異なるものの、発振閾値、微分量
子効率等の素子特性はほぼ同等の値が得られ、生産歩留
りが高いことが確かめられた。
第５図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。活
性層３と光ガイド層４との間にｐ形ＩｎＰバリヤ層１０
（Ｚｎドープ、厚さ０．１．１ｌＩｎ ）を介在させ
ている。このｐ形ＩｎＰバリヤｇ４１０を介在させるこ
とにより、活性層３と光ガイド層４との間のへテロ障壁
を大きくし注入ギヤリアが光ガ・ｆド層４へ、漏洩する
ことを防ぐことができるため、発振闇値を更に減少でき
２５〜３５ ＋ｎＡ程度の値が得られ′た。
性層３と光ガイド層４との間にｐ形ＩｎＰバリヤ層１０
（Ｚｎドープ、厚さ０．１．１ｌＩｎ ）を介在させ
ている。このｐ形ＩｎＰバリヤｇ４１０を介在させるこ
とにより、活性層３と光ガイド層４との間のへテロ障壁
を大きくし注入ギヤリアが光ガ・ｆド層４へ、漏洩する
ことを防ぐことができるため、発振闇値を更に減少でき
２５〜３５ ＋ｎＡ程度の値が得られ′た。
本発明は上記２例の実施例の他に、活性層の発光波長を
１．３ ｆｔｍ帯にすること、寸だ半導体イ゛イ料とし
て、ＩｎＰ基板」二のＩｎＧａＡ、ｓＰ系の他にＧａＡ
、ｓを基板とする、Ａｌ３Ｇａ、Ａ、ｓ Ａ又はＩｎＧ
ａＰ、 １１ＩＧＦＩＡＳＰ系の材料を用いることも可
能である。
１．３ ｆｔｍ帯にすること、寸だ半導体イ゛イ料とし
て、ＩｎＰ基板」二のＩｎＧａＡ、ｓＰ系の他にＧａＡ
、ｓを基板とする、Ａｌ３Ｇａ、Ａ、ｓ Ａ又はＩｎＧ
ａＰ、 １１ＩＧＦＩＡＳＰ系の材料を用いることも可
能である。
最後に本発明の特徴をまとめると、エビクキシャル成長
過程で、活性層組成のばらつきを考慮して、回折格子の
周期を変えて、各ウェハの活性層組成に合致したブラッ
グ波長とすることができるだめ、素子特性のばらつきが
少く、良好な素子の収率が高いこと、寸だ、エビクキシ
ャル成長工程が通常の埋め込みへテロイ１１“遣手導体
レーザと同様２回で済むため生産（くｔが高いととＷで
ある。
過程で、活性層組成のばらつきを考慮して、回折格子の
周期を変えて、各ウェハの活性層組成に合致したブラッ
グ波長とすることができるだめ、素子特性のばらつきが
少く、良好な素子の収率が高いこと、寸だ、エビクキシ
ャル成長工程が通常の埋め込みへテロイ１１“遣手導体
レーザと同様２回で済むため生産（くｔが高いととＷで
ある。
第１図は従来の分布帰還形半導体レーザの斜視図、第２
図は本発明の原形となる埋め込み形半２ｎ体レーザの斜
視図、第３図（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例を作製す
るだめの製造工程を示す４９式図、第４図は本発明の第
１の実施例を示す斜視図、第５図は本発明の第２の実施
例を示す斜視図である。図中１は（ｏｏｌ） ｎ形Ｉｎ
Ｐ基板、２はｎ形ＩＨＰ／’ソファ層、３はＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層、４はＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、５はｐ形
ＩｎＰクラッド層、６はｐ形ＩｎＱａＡ、ｓＰキャップ
層、７はｐ形ＩｎＰ電流ブロック層、８けｎ形ＩｎＰ電
流閉じ込め層、９はｐ形ＩｎＰ埋め込み層、１０はｐ形
ＩｎＰバリヤ層、２０は光ガイド層上に形成された回折
格子、２１はメサストライプ３０の中の光力イト層上の
回折格子、３０はメサストライプ、３１および３２ば平
行な２本の溝、４０は光ガイド層上に塗布しだフ第１・
レジスト膜に形成された回折格子、６０けフォトレジス
トマスク、６１１４フォトレジスト膜のストライブ、６
２はフォトレジスト膜が抜かれノζストライブ部、７１
ばｐＩＪｔ’ｊ ＠ｍ ’ｉｌ ４ｆ、７２はｎ側金属
電極、３０１はメサストライプ３０内の活性層領域、４
０１はメサストライプ３０内の光ガイド層領域を示す。 岑 １ 口 ４３３０ ギ ２ 画 序 ３ 図 ６ｏ （Ｃｔ）
図は本発明の原形となる埋め込み形半２ｎ体レーザの斜
視図、第３図（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例を作製す
るだめの製造工程を示す４９式図、第４図は本発明の第
１の実施例を示す斜視図、第５図は本発明の第２の実施
例を示す斜視図である。図中１は（ｏｏｌ） ｎ形Ｉｎ
Ｐ基板、２はｎ形ＩＨＰ／’ソファ層、３はＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層、４はＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、５はｐ形
ＩｎＰクラッド層、６はｐ形ＩｎＱａＡ、ｓＰキャップ
層、７はｐ形ＩｎＰ電流ブロック層、８けｎ形ＩｎＰ電
流閉じ込め層、９はｐ形ＩｎＰ埋め込み層、１０はｐ形
ＩｎＰバリヤ層、２０は光ガイド層上に形成された回折
格子、２１はメサストライプ３０の中の光力イト層上の
回折格子、３０はメサストライプ、３１および３２ば平
行な２本の溝、４０は光ガイド層上に塗布しだフ第１・
レジスト膜に形成された回折格子、６０けフォトレジス
トマスク、６１１４フォトレジスト膜のストライブ、６
２はフォトレジスト膜が抜かれノζストライブ部、７１
ばｐＩＪｔ’ｊ ＠ｍ ’ｉｌ ４ｆ、７２はｎ側金属
電極、３０１はメサストライプ３０内の活性層領域、４
０１はメサストライプ３０内の光ガイド層領域を示す。 岑 １ 口 ４３３０ ギ ２ 画 序 ３ 図 ６ｏ （Ｃｔ）
Claims (1)
- 第１樽電形半導体基板上に、活性層を含む半導体多層膜
が形成された多層膜半導体基板の表面に少なくとも前記
活性層を突き抜ける深さの互いに平行な２本の溝が形成
された多層膜半導体メサ基板の上に、全面に亘ってはぼ
均一な膜厚で積層される第２導電形の電流ブロック層、
その上に前記２木の溝に挾まれて形成されるメサ領域の
」二の部分のみを除いて積層される第１導゛１に形の電
流閉じ込め層、更に全面を覆って積層さＪｌ、る第２導
ｍ形の埋め込み層の少なくとも３層が形成きれ、前記メ
サ領域内の活性層に電流が注入され発光再結合を行うと
とを特徴とする半導体レーザに於て、前記多層膜半導体
基板の最上層が、表面に周期構造を有する回折格子が形
成されておジ、かつ、前記活性層で発光する光の一部を
導波する光ガイド層であることを特徴とする単一軸モー
ド半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145939A JPS6037793A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145939A JPS6037793A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037793A true JPS6037793A (ja) | 1985-02-27 |
Family
ID=15396550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145939A Pending JPS6037793A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037793A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807245A (en) * | 1986-07-28 | 1989-02-21 | Sony Corp. | Distributed-feedback type semiconductor laser |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5062783A (ja) * | 1973-10-05 | 1975-05-28 | ||
| JPS58110085A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-06-30 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP58145939A patent/JPS6037793A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5062783A (ja) * | 1973-10-05 | 1975-05-28 | ||
| JPS58110085A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-06-30 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807245A (en) * | 1986-07-28 | 1989-02-21 | Sony Corp. | Distributed-feedback type semiconductor laser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7463663B2 (en) | Semiconductor laser diode and integrated semiconductor optical waveguide device | |
| JP2959902B2 (ja) | 半導体レーザとそれを有する装置とその製造方法 | |
| JP2000216492A (ja) | 半導体光素子、その製造方法及び半導体光学装置 | |
| JP2004179274A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH11330605A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2000312054A (ja) | 半導体素子の製造方法、及び半導体素子 | |
| JP2587628B2 (ja) | 半導体集積発光素子 | |
| JP2701569B2 (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| WO2005117217A1 (ja) | 半導体光素子及びその製造方法 | |
| JP5717640B2 (ja) | オプトエレクトロニクス半導体チップおよびオプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法 | |
| JP4833457B2 (ja) | 光集積デバイスの作製方法 | |
| JPH1022579A (ja) | 光導波路構造とこの光導波路構造を用いた半導体レーザ、変調器及び集積型半導体レーザ装置 | |
| JPH0645687A (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| JPH10242577A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2542570B2 (ja) | 光集積素子の製造方法 | |
| JP3241002B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3186645B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US6793388B2 (en) | Semiconductor laser and fabricating method of the same | |
| JP2957198B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2783163B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH08330665A (ja) | 光半導体レーザの製造方法 | |
| JPH06283803A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2917695B2 (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| JP3277711B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2007165599A (ja) | 半導体発光素子および該半導体発光素子の製造方法 |