JPS604286A - レ−ザ−ダイオ−ド - Google Patents
レ−ザ−ダイオ−ドInfo
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- JPS604286A JPS604286A JP58113083A JP11308383A JPS604286A JP S604286 A JPS604286 A JP S604286A JP 58113083 A JP58113083 A JP 58113083A JP 11308383 A JP11308383 A JP 11308383A JP S604286 A JPS604286 A JP S604286A
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- JP
- Japan
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- laser diode
- epitaxial layer
- electrode
- laser
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- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
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
本発明は化合物半導体を用いた半導体レーザーダイオー
ドに関するものである。
ドに関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、光を利用した各種産業分野、例えば光;重信、光
情報処理、光記録等々の発展は著るしいものがあり、そ
ういった光利用システム、各種機器の構成上欠かすこと
の出来ない要素部品の1つとして発光装置を挙げること
が出来る。発光装置としては一般的VCいって、いわゆ
る発光ダイオード(LED)とレーザーダイオード(L
D)が良く知られ、とりわけレーザーダイオードは優れ
た光のコヒーレンシーとt7(−波長、史には畠出力と
いった点で極めて有用な発光装置である。
情報処理、光記録等々の発展は著るしいものがあり、そ
ういった光利用システム、各種機器の構成上欠かすこと
の出来ない要素部品の1つとして発光装置を挙げること
が出来る。発光装置としては一般的VCいって、いわゆ
る発光ダイオード(LED)とレーザーダイオード(L
D)が良く知られ、とりわけレーザーダイオードは優れ
た光のコヒーレンシーとt7(−波長、史には畠出力と
いった点で極めて有用な発光装置である。
以下に従来のレーザーダイオードについて説IJJ ヲ
する。まず始めに最も簡単なInGaAsPストライプ
型レーザーダイオードを例にとって説明する。
する。まず始めに最も簡単なInGaAsPストライプ
型レーザーダイオードを例にとって説明する。
第1図は従来のストライブ型レーザーダイオードの基本
的な断面構造図であって、1はn −I n P基板、
2はn−1nPバツフ 7一層、3はInGaAsP活
性層、4はP−InPクラッド層、51d:P −In
GaAs Pキャップ層、6はS 102絶縁1摸、7
はZn拡散領域、8はP電極9はn電極であって、P電
極8とn電極9の間に印加された直圧によってP電極8
から注入された゛電流はZn拡散によって低抵抗化され
たZnn拡散1域域7通ってInGaAsP活性層3に
達する。そこでInGaAsP 活性層3で励起された
重子と正孔の結合に基ずくレーザー発振を起すことVC
なる。この従来例では、第1図から明らかなようVCP
[4Qはレーザーダイオードの上部から、n電極は下
部、即ちn −InP 基板1の裏面から」反出されて
いて、レーザーダイオードを弔−で用いる場合にtd、
このような−極構成でさしたる障害にはならない。しか
し、レーザーダイオードを光IC装置の1要素部品とし
て構成される場合、例えばレーザーダイオードと駆動用
電気素子、光変調用回路素子、光出力安定1胴准気回路
素子等々多数のレーザー制御卸用屯気回路素子とモノリ
シック一体化構造の光ICを7溝成する場合には、前記
従来例に見られるように夫々異なる2面(表面及び裏面
)から電極を取出すような方法では、レーザーダイオー
ドを含めて各種眠気素子間の電気的接続は極めて困難で
あることは鱈を1だない。
的な断面構造図であって、1はn −I n P基板、
2はn−1nPバツフ 7一層、3はInGaAsP活
性層、4はP−InPクラッド層、51d:P −In
GaAs Pキャップ層、6はS 102絶縁1摸、7
はZn拡散領域、8はP電極9はn電極であって、P電
極8とn電極9の間に印加された直圧によってP電極8
から注入された゛電流はZn拡散によって低抵抗化され
たZnn拡散1域域7通ってInGaAsP活性層3に
達する。そこでInGaAsP 活性層3で励起された
重子と正孔の結合に基ずくレーザー発振を起すことVC
なる。この従来例では、第1図から明らかなようVCP
[4Qはレーザーダイオードの上部から、n電極は下
部、即ちn −InP 基板1の裏面から」反出されて
いて、レーザーダイオードを弔−で用いる場合にtd、
このような−極構成でさしたる障害にはならない。しか
し、レーザーダイオードを光IC装置の1要素部品とし
て構成される場合、例えばレーザーダイオードと駆動用
電気素子、光変調用回路素子、光出力安定1胴准気回路
素子等々多数のレーザー制御卸用屯気回路素子とモノリ
シック一体化構造の光ICを7溝成する場合には、前記
従来例に見られるように夫々異なる2面(表面及び裏面
)から電極を取出すような方法では、レーザーダイオー
ドを含めて各種眠気素子間の電気的接続は極めて困難で
あることは鱈を1だない。
又、他の従来例としては、レーザーダイオードと駆動用
FETを一体化し、同一表面からのみ電極を取出した例
がある。第2図ばGaA I Asレーザーダイオード
とi+lIt用FETの一体化例であって、11は半絶
縁体GaAs基板、12はn−GaAs 。
FETを一体化し、同一表面からのみ電極を取出した例
がある。第2図ばGaA I Asレーザーダイオード
とi+lIt用FETの一体化例であって、11は半絶
縁体GaAs基板、12はn−GaAs 。
13はn −GaAIAs 、 14ばn−GaAs
、、 15はn −GaAIAs 、16けS 102
.17はBe 注入領域、18はレーザーのP電極、1
9−:レーザーのn電極に相当する部分で本しlでは駆
動用FETのドレイン成極、20はゲート電極、21は
ンース電極である。レーザーダイオードのP′8f極1
8極部8用FETのソース成極21の間に印加された電
流は1.駆動用FETのゲート1a極20への印加「氏
1王によって叩J1卸されることになり、レーザーダイ
オードの活性層14からのレーサー発光か制御される。
、、 15はn −GaAIAs 、16けS 102
.17はBe 注入領域、18はレーザーのP電極、1
9−:レーザーのn電極に相当する部分で本しlでは駆
動用FETのドレイン成極、20はゲート電極、21は
ンース電極である。レーザーダイオードのP′8f極1
8極部8用FETのソース成極21の間に印加された電
流は1.駆動用FETのゲート1a極20への印加「氏
1王によって叩J1卸されることになり、レーザーダイ
オードの活性層14からのレーサー発光か制御される。
第2図の例では第1図の従来列で示したものと、シ
異なり、両祇極共に1表面上しこあって、第1図従末列
で述べた光IC構成−1−の困難は緩和されはするもの
の、第2図からも明らかなように、レーザーダイオ−ド
部とFET部との間には少なくとも数μmの段差が発生
し、この段差間にわたる配線を行うような場合には通常
の金属蒸着による簡便な手法を採用することは極めて困
難であり、ワイヤーボンディング等のリード線配線によ
ることになる。これは結果的に配線容新の増大をもたら
し、1、各々高速化が要求されてくる光ICにとって致
命的な欠陥となる。さらV(、第2図の如く、単一のレ
ーザーとtll−のFETといった規模の小さい装jd
では、上記の段差はさして大きな間、頂でないとしても
、多数の素子から成るようなデバイスで、あちこちに段
差部が生じてぐると、もはや素子間配線1は不11」能
といってよい。
で述べた光IC構成−1−の困難は緩和されはするもの
の、第2図からも明らかなように、レーザーダイオ−ド
部とFET部との間には少なくとも数μmの段差が発生
し、この段差間にわたる配線を行うような場合には通常
の金属蒸着による簡便な手法を採用することは極めて困
難であり、ワイヤーボンディング等のリード線配線によ
ることになる。これは結果的に配線容新の増大をもたら
し、1、各々高速化が要求されてくる光ICにとって致
命的な欠陥となる。さらV(、第2図の如く、単一のレ
ーザーとtll−のFETといった規模の小さい装jd
では、上記の段差はさして大きな間、頂でないとしても
、多数の素子から成るようなデバイスで、あちこちに段
差部が生じてぐると、もはや素子間配線1は不11」能
といってよい。
発明のト1的
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、−レーザ
ーダイオードにおけるP゛電極びn電極の2つの一極を
平担な同−平向上に形成することによって、レーザーダ
イオードを含む大規模モノリシック光ICの形成を容易
ならしめることを目的とする。
ーダイオードにおけるP゛電極びn電極の2つの一極を
平担な同−平向上に形成することによって、レーザーダ
イオードを含む大規模モノリシック光ICの形成を容易
ならしめることを目的とする。
発明の構成
本発明は半絶縁性半尋体基根上V(連続して形成された
1導祇型をもった第1のエピタキシャル層、第2のエピ
タキシャル層z及び第1のエピタキシャル層と異った4
市型の第3のエピタキシャル層と少なくとも3層以上の
エピタキシャル層でもって構成されたレーザーダイオー
ドの第1の電極をレーザーダイオードの発光部の上面に
、第2の電極を第1の電極と同一エピタキシャル層の平
担な平面上の他の部分に杉成し、第1の′を電極と第2
の電極の間に絶縁領域で分離すると共に第2のI−電極
の下部に第1のエピタキシャル層と同じ導゛1E型で且
つ第1のエピタキシャル層に達する尋屯611域を設け
た構造をもつレーザーダイオードで、光ICの構成を極
めて容易にするものである。
1導祇型をもった第1のエピタキシャル層、第2のエピ
タキシャル層z及び第1のエピタキシャル層と異った4
市型の第3のエピタキシャル層と少なくとも3層以上の
エピタキシャル層でもって構成されたレーザーダイオー
ドの第1の電極をレーザーダイオードの発光部の上面に
、第2の電極を第1の電極と同一エピタキシャル層の平
担な平面上の他の部分に杉成し、第1の′を電極と第2
の電極の間に絶縁領域で分離すると共に第2のI−電極
の下部に第1のエピタキシャル層と同じ導゛1E型で且
つ第1のエピタキシャル層に達する尋屯611域を設け
た構造をもつレーザーダイオードで、光ICの構成を極
めて容易にするものである。
実施例の説明
第3図はI nGaAs Pストライプレーザーダイオ
ードを例とした本発明の第1の実施例におけるし−1ノ
ー−ダイオードの所面tM造図を示すものである。
ードを例とした本発明の第1の実施例におけるし−1ノ
ー−ダイオードの所面tM造図を示すものである。
説明を容易eこするため、以下の1ン1而では従来1夕
ηと共J1αの構成゛ル素の一+j♀号i、J:1Ar
1図と同じ番号を付している。第3図において、101
は半絶縁性InP基1反、102はn−InP2と同じ
4醒型にするため、不純物の411人もしくは熱波11
女によって形成された導′屯領域、103J:P−電極
8と同一平面上に形成されたn ’F4極、104(d
プロトンイオン/1:、人によって形成された絶縁性1
瑣域である。
ηと共J1αの構成゛ル素の一+j♀号i、J:1Ar
1図と同じ番号を付している。第3図において、101
は半絶縁性InP基1反、102はn−InP2と同じ
4醒型にするため、不純物の411人もしくは熱波11
女によって形成された導′屯領域、103J:P−電極
8と同一平面上に形成されたn ’F4極、104(d
プロトンイオン/1:、人によって形成された絶縁性1
瑣域である。
次VC1木実施例のレ−リ゛−ダイオードの動作を説明
する。P−(5)極8とn−電極103の間に印加され
たl’W流は、まず1)1jに第1図でもって説明した
と同様に、P−電極8からZn拡散fin域7、活性層
3をへてバッファ一層2に達する。ここで電流はバッフ
ァ一層中を通って4心頭域102をへてn−電極103
へ抜けていくことKなる。この際、通常のレーザーダイ
オードと全く同じように活1り:層3でレーザー発振を
生じ発光することになる。この場合、図から明らかにな
るように、P〜電極8とn−電極103の間に絶縁明域
104が介在するためVCC副流活性層3を通過するこ
となく、例えばZnM敵頭域7と導rt iMj域10
2の間を直接通じ合うことはない。
する。P−(5)極8とn−電極103の間に印加され
たl’W流は、まず1)1jに第1図でもって説明した
と同様に、P−電極8からZn拡散fin域7、活性層
3をへてバッファ一層2に達する。ここで電流はバッフ
ァ一層中を通って4心頭域102をへてn−電極103
へ抜けていくことKなる。この際、通常のレーザーダイ
オードと全く同じように活1り:層3でレーザー発振を
生じ発光することになる。この場合、図から明らかにな
るように、P〜電極8とn−電極103の間に絶縁明域
104が介在するためVCC副流活性層3を通過するこ
となく、例えばZnM敵頭域7と導rt iMj域10
2の間を直接通じ合うことはない。
以上に述べてきたように本発明のレーザーダイオードは
バッファ一層2を一流格として利用するコトで平担な同
−平HJjのエピタキシャル向上VC1P =4極8訃
よびn−’rU・兎103か十m成されているため本レ
ーザーダイオードと他の多くのtg気素子とのモノリシ
ック1体化uMMめて容易Vζ行うことが出来る。
バッファ一層2を一流格として利用するコトで平担な同
−平HJjのエピタキシャル向上VC1P =4極8訃
よびn−’rU・兎103か十m成されているため本レ
ーザーダイオードと他の多くのtg気素子とのモノリシ
ック1体化uMMめて容易Vζ行うことが出来る。
第4図は本発明の第2の実施例であって、第1の実施例
で示し1こプロトン注入による絶縁性頭載104のかわ
りVこエノチンク溝105によって分離することによっ
て同−平Ia■のエピタキシャル面上にP−、電極8と
n ’Li極103を形成したil/lである。この第
2の実施1りηycおける動作は1ノリ記第1の実施し
lで説明したと全く同様であることはムうまでもない。
で示し1こプロトン注入による絶縁性頭載104のかわ
りVこエノチンク溝105によって分離することによっ
て同−平Ia■のエピタキシャル面上にP−、電極8と
n ’Li極103を形成したil/lである。この第
2の実施1りηycおける動作は1ノリ記第1の実施し
lで説明したと全く同様であることはムうまでもない。
又、次の第3図の実施例においても全く同様である。
第5図は本発明の第3の実施例である。この実施例では
バノンア一層2の上に図Vこ示すように選4ノー的VC
5I02等の、e縁η々106をつけた後、活性層3、
クラッド層4を形成している。このようなL法を用いた
場合、絶縁1摸106の上部のエピタキシャル層3,4
は’1’−IDEr品とならないで高抵抗アモルファス
状態トナリ、図のアモルファス領域107を形成するこ
とになる。従って、このアモルフーアスiil’i域1
07をはさんで両側にP −′電極8、n−4極103
を形成することによって前記実施り1]1および実施例
2と同様な結果を得ることができる。
バノンア一層2の上に図Vこ示すように選4ノー的VC
5I02等の、e縁η々106をつけた後、活性層3、
クラッド層4を形成している。このようなL法を用いた
場合、絶縁1摸106の上部のエピタキシャル層3,4
は’1’−IDEr品とならないで高抵抗アモルファス
状態トナリ、図のアモルファス領域107を形成するこ
とになる。従って、このアモルフーアスiil’i域1
07をはさんで両側にP −′電極8、n−4極103
を形成することによって前記実施り1]1および実施例
2と同様な結果を得ることができる。
なお、以」二に述べてきた実施例においては、半絶縁性
基板上・\連続してn−InP 、 InGaAsP
。
基板上・\連続してn−InP 、 InGaAsP
。
P−InP と形成した例について示したが、逆の場合
、即ち半絶縁性基板上に順次P−InP 、 、InG
aAsP。
、即ち半絶縁性基板上に順次P−InP 、 、InG
aAsP。
n、−InP としても同様で、この場合、前に述べて
きたPをnVこ、nをPの尋iに型に変えることにより
、全てが成立する。
きたPをnVこ、nをPの尋iに型に変えることにより
、全てが成立する。
又、説明を簡i)i Kするため、InGaAsP の
ストライプレーザーダイオードを例として説明したが、
従来例(第1図)で示したように表面および裏面に夫々
1成極づつ+Itfえた全てのレーザー構・告、レーザ
ー材料について本発明を適用することができる。
ストライプレーザーダイオードを例として説明したが、
従来例(第1図)で示したように表面および裏面に夫々
1成極づつ+Itfえた全てのレーザー構・告、レーザ
ー材料について本発明を適用することができる。
発明の効果
本発明のレーザーダイオード(−Jl レーザーを発光
せしめるのVC必要な副流注入用の2つの電極が全て表
面の・+i但な同一・11而上Vこ11°4成されてい
る。
せしめるのVC必要な副流注入用の2つの電極が全て表
面の・+i但な同一・11而上Vこ11°4成されてい
る。
従ってレーザーダイオードの駆動用とか、出力安定回路
、その他の各種の一気回路系をモノリシック1体化する
大規模な光ICの構成に1県しては、レーザーダイオー
ドを含めた各種素子間の一気的結合は極めて容易であり
、通常の蒸着金属1摸による酸気的接続を用いることが
出来る。これは大規模集積化に際しては必要不可欠な条
件である。又本発明の構成では、基板として半絶縁性の
ものを利用し、且つ、レーザーダイオード部分も分4(
[領域でもって分離されているため、レーザーダイオー
ドの容量の低下、即ち高速応答性といった効果も合わせ
て生れてくる。
、その他の各種の一気回路系をモノリシック1体化する
大規模な光ICの構成に1県しては、レーザーダイオー
ドを含めた各種素子間の一気的結合は極めて容易であり
、通常の蒸着金属1摸による酸気的接続を用いることが
出来る。これは大規模集積化に際しては必要不可欠な条
件である。又本発明の構成では、基板として半絶縁性の
ものを利用し、且つ、レーザーダイオード部分も分4(
[領域でもって分離されているため、レーザーダイオー
ドの容量の低下、即ち高速応答性といった効果も合わせ
て生れてくる。
第1図は従来の一般的なレーザーダイオードの構造断面
図、第2図は従来の15区動素子と1体化されたレーザ
ーダイオード゛の概略IJ、第31Δ々第5図=如ミば
ば本発明のレーザーダイオードの実施′クリの・1既略
図である。 101・・・半絶縁性半導体M板、IL)2−・・・導
岨頭域、103・・・・n−(5)極、1Q4 ・・プ
ロトン注入絶縁領域、105・・・・・エツチング溝、
106−・・・・5IO2e縁H’A、107・・・ア
モルファス半導体の高抵抗領域。 代理人の氏名 弁341士 中 尾 赦 男 ほか1名
第1図 第2図 7
図、第2図は従来の15区動素子と1体化されたレーザ
ーダイオード゛の概略IJ、第31Δ々第5図=如ミば
ば本発明のレーザーダイオードの実施′クリの・1既略
図である。 101・・・半絶縁性半導体M板、IL)2−・・・導
岨頭域、103・・・・n−(5)極、1Q4 ・・プ
ロトン注入絶縁領域、105・・・・・エツチング溝、
106−・・・・5IO2e縁H’A、107・・・ア
モルファス半導体の高抵抗領域。 代理人の氏名 弁341士 中 尾 赦 男 ほか1名
第1図 第2図 7
Claims (1)
- ゛ト絶縁性半導体基板上Vこ連、読して形成された1導
゛11を型をもった第1のエピタキシャル層、第2のエ
ピタキシャル層、前記第1のエピタキシャル層と異なる
曲の導電型をもった第3のエピタキシャル層と少なくと
も3層以上のエピタキシャル層からf’fη成され、レ
ーザー発光部上部の前記第3のエピタキシャル層上に形
成された正(1A) ’F4極と、1可記第3のエピタ
キシャル層の他部分に形成された負(正)祇極C1、そ
の両市極間(Zc設けられた前記g1のエピタキシャル
層迄達するe線層もしくはエノチンク溝により分離され
、前記負(正)電極ド部eこ[jq記第1のエピタキシ
ャル層に達する導屯饋域を有することを特徴とするレー
ザーダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113083A JPS604286A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | レ−ザ−ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113083A JPS604286A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | レ−ザ−ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604286A true JPS604286A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14603046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113083A Pending JPS604286A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | レ−ザ−ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604286A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108755A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | 三菱化学株式会社 | セメント補強用繊維材 |
| US5061413A (en) * | 1989-02-23 | 1991-10-29 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing pitch-based carbon fibers |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP58113083A patent/JPS604286A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108755A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | 三菱化学株式会社 | セメント補強用繊維材 |
| US5061413A (en) * | 1989-02-23 | 1991-10-29 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing pitch-based carbon fibers |
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