JPS61251185A - 半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子 - Google Patents
半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子Info
- Publication number
- JPS61251185A JPS61251185A JP60094805A JP9480585A JPS61251185A JP S61251185 A JPS61251185 A JP S61251185A JP 60094805 A JP60094805 A JP 60094805A JP 9480585 A JP9480585 A JP 9480585A JP S61251185 A JPS61251185 A JP S61251185A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- type
- layer
- semiconductor
- semiconductor layer
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
-
- 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
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
-
- 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
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
-
- 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
- H01S5/2202—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 by making a groove in the upper laser structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (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】
［産業上の利用分野］
この発明は半導体レーザと変調用電気素子の複合素子に
関し、特に半導体レーザと変調用電気素子を一体化した
複合素子の構造に関するもので゛ある。
関し、特に半導体レーザと変調用電気素子を一体化した
複合素子の構造に関するもので゛ある。
［従来の技術］
近年、半導体レーザは、光ディスクの信号読取用や光通
信用、あるいは光ディスクの書込用光源として実用期に
入りつつある。半導体レーザを光通信用や光ディスクの
書込用として用いる場合、半導体レーザの光出力を何ら
かの手段により変調する必要がある。従来は、半導体レ
ーザとは別にトランジスタやＩＣなどで構成された複雑
な駆動・変調用回路を設け、半導体レーザに流れる電流
を所定の信号に従って変化させたり断続させたりして、
半導体レーザの光出力に変調をかけるという方法がとら
れていた。
信用、あるいは光ディスクの書込用光源として実用期に
入りつつある。半導体レーザを光通信用や光ディスクの
書込用として用いる場合、半導体レーザの光出力を何ら
かの手段により変調する必要がある。従来は、半導体レ
ーザとは別にトランジスタやＩＣなどで構成された複雑
な駆動・変調用回路を設け、半導体レーザに流れる電流
を所定の信号に従って変化させたり断続させたりして、
半導体レーザの光出力に変調をかけるという方法がとら
れていた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、このように半導体レーザとは別個に駆動・変調
用回路を設け、半導体レーザの光出力に変調をかけると
いう従来方法では、回路構成が複雑になってコストが上
がり、また部品数が増えるためシステムの信頼性が低下
するなどの問題点があった。特に、近年信号処理用ＩＣ
やＬＳＩの多くがＭＯ８形トランジスタで構成されるよ
うになってくると、これらＩＣやＬＳＩは一般に再駆動
電流が小さいため、半導体レーザのように数１０ｍＡの
駆動電流を要する場合、別途、駆動電流の大きいバイポ
ーラＩＯやトランジスタが必要となり、駆動・変調用回
路のコストが上がるという問題点があった。
用回路を設け、半導体レーザの光出力に変調をかけると
いう従来方法では、回路構成が複雑になってコストが上
がり、また部品数が増えるためシステムの信頼性が低下
するなどの問題点があった。特に、近年信号処理用ＩＣ
やＬＳＩの多くがＭＯ８形トランジスタで構成されるよ
うになってくると、これらＩＣやＬＳＩは一般に再駆動
電流が小さいため、半導体レーザのように数１０ｍＡの
駆動電流を要する場合、別途、駆動電流の大きいバイポ
ーラＩＯやトランジスタが必要となり、駆動・変調用回
路のコストが上がるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、小電流で半導体レーザの光出力を駆動・変調
できる、すなわち駆動・変調用の回路やＩＣを簡略化す
ることができる半導体レーザと変調用電気素子の複合素
子を提供することを目的とする。
たもので、小電流で半導体レーザの光出力を駆動・変調
できる、すなわち駆動・変調用の回路やＩＣを簡略化す
ることができる半導体レーザと変調用電気素子の複合素
子を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この発明にかかる、半導体レーザと変調用電気素子の複
合素子は、ダブルヘテロ構造の半導体レーザ部の上面に
、ストライプ状溝を有し該ストライプ状溝の斜面近傍に
チャンネルを有する縦形ＭＩｓ−ＦＥＴ部（金属・絶縁
物・半導体電界効果トランジスタ）を一体化したもので
ある。
合素子は、ダブルヘテロ構造の半導体レーザ部の上面に
、ストライプ状溝を有し該ストライプ状溝の斜面近傍に
チャンネルを有する縦形ＭＩｓ−ＦＥＴ部（金属・絶縁
物・半導体電界効果トランジスタ）を一体化したもので
ある。
［作用］
この発明においては、半導体レーザ部と縦形ＭＩｓ−Ｆ
ＥＴ部とが縦方向に直列に接続された構造となっている
。このため、縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部の金属ゲート電極に
加える電圧を変えることにより、それに対応して半導体
レーザ部の光出力を変化させることが可能である。しか
も、金属ゲート電極は絶縁膜で半導体基板と隔離されて
いるため、光出力制御用信号は電圧のみでよく、電流は
ほとんど消費されない。このため、光出力制御用ＩＣな
どは、再駆動電流の小さい通常のＭＯＳ−Ｉ Ｃｆ’Ｃ
−ＭＯＳ−Ｉ Ｃなどを何ら付加回路を用いることなし
に直接接続することが可能となる。
ＥＴ部とが縦方向に直列に接続された構造となっている
。このため、縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部の金属ゲート電極に
加える電圧を変えることにより、それに対応して半導体
レーザ部の光出力を変化させることが可能である。しか
も、金属ゲート電極は絶縁膜で半導体基板と隔離されて
いるため、光出力制御用信号は電圧のみでよく、電流は
ほとんど消費されない。このため、光出力制御用ＩＣな
どは、再駆動電流の小さい通常のＭＯＳ−Ｉ Ｃｆ’Ｃ
−ＭＯＳ−Ｉ Ｃなどを何ら付加回路を用いることなし
に直接接続することが可能となる。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の実施例である半導体レーザと変調用
電気素子の複合素子を示す斜視図である。
電気素子の複合素子を示す斜視図である。
初めにこの複合素子の構成について説明する。図におい
て、ｐ形Ｇａ Ａｓ ｌ板１の上面にｎ形ＱａＡｓ ’
Ｉｌ’ａブロック層２．ｐ形Ａ ｌ （Ｇ ａ ＋ −
ｚ Ａ Ｓクラッド層３．ｎ形またはｎ形のＡｆＪ、
Ｇａ＋−ｙ蓼 Ａｓ活性層４およびｎ Ｗ３Ａ Ｌｚ Ｑａ ＋−＊
Ａｓクラッド層５がこの順序で形成されており、Ｄ Ｗ
３０ａＡ８基板１およびｎ形Ｇａ ＡＳＳ電流ブロク９
層２台形ストライプ３０が形成されている。１２はＴｌ
−Ａｕなどのｐ側オーミック電極である。ｐ側オーミッ
ク電極１２とρ形ＧａＡＳ基板１とｎ形ＧａＡｓ電流ブ
ロック層２とｐ形Ａ庭Ｚａａ＋−χＡｓクラッド層３と
Ａ ＦＬ＞ Ｑａ Ｉ−％ Ａ Ｓ活性層４とｎ形Ａｉ
＜Ｇａ＋−にＡｓクラッド層５とは内部電流狭窄構造の
０３ ｐ （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ３ Ｕｂｓｔｒａ
ｔｅｐ １ａｎａｒ Ｓ ｔｒ＋ｐｅ ）形半導体レー
ザ部を構成している。台形ストライプ３０は半導体レー
ザの電流を狭窄するためのものである。このようなレー
ザ構造は通常°の液相結晶法で容易に実現できる。
て、ｐ形Ｇａ Ａｓ ｌ板１の上面にｎ形ＱａＡｓ ’
Ｉｌ’ａブロック層２．ｐ形Ａ ｌ （Ｇ ａ ＋ −
ｚ Ａ Ｓクラッド層３．ｎ形またはｎ形のＡｆＪ、
Ｇａ＋−ｙ蓼 Ａｓ活性層４およびｎ Ｗ３Ａ Ｌｚ Ｑａ ＋−＊
Ａｓクラッド層５がこの順序で形成されており、Ｄ Ｗ
３０ａＡ８基板１およびｎ形Ｇａ ＡＳＳ電流ブロク９
層２台形ストライプ３０が形成されている。１２はＴｌ
−Ａｕなどのｐ側オーミック電極である。ｐ側オーミッ
ク電極１２とρ形ＧａＡＳ基板１とｎ形ＧａＡｓ電流ブ
ロック層２とｐ形Ａ庭Ｚａａ＋−χＡｓクラッド層３と
Ａ ＦＬ＞ Ｑａ Ｉ−％ Ａ Ｓ活性層４とｎ形Ａｉ
＜Ｇａ＋−にＡｓクラッド層５とは内部電流狭窄構造の
０３ ｐ （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ３ Ｕｂｓｔｒａ
ｔｅｐ １ａｎａｒ Ｓ ｔｒ＋ｐｅ ）形半導体レー
ザ部を構成している。台形ストライプ３０は半導体レー
ザの電流を狭窄するためのものである。このようなレー
ザ構造は通常°の液相結晶法で容易に実現できる。
ｐ形Ａ見工Ｇａ＋−エＡｓクラッド層３．ｎ形Ａ見、Ｇ
ａ ＋−ｔ−Ａ Ｓクラッド層５およびＡ ｌｔ、
Ｇａ Ｉ−＞Ａｓ活性Ｎ４のＡ見組成比ス、ｙは、レー
ザ発振波長を７８０ｒ＋纜にする場合、ｘ−Ｑ、１５．
Ｖ−０，４５程度に選べばよい。さらに、このようなレ
ーザ構造の上面に、縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部が形成されて
いる。すなわち、ｎＷ３Ａｉ工Ｇａ＋−ｚＡＳＡｓクラ
ッド層５面に、ソース震域であるｎ形Ｑａ Ａｓ層６．
ｔ！でエツチングにより露出されその露出面の近傍がチ
ャンネル領域として働くｐ形ＧａＡｓＮ７およびドレイ
ン領域であるｎ形ＧａＡｓ層８が形成されている。これ
らｎ形Ｑａ ＡＳ１１６、ｐ形Ｇａ Ａｓ層７およびｎ
形Ｇａ Ａｓ ｍ＋８も、通常の液相成長法・ｐ気相成
長法により半７ｓ体レーザ部の上に連続して同時に容易
に形成することができる、ｎ形Ｇａ Ａｓ層６およびｎ
ＷｅＧａ ＡＳ層８の厚さは約１μ−〜数μｍ、キャ
リア濃度は１Ｘ１０’δＣ−８程度、ｐ形Ｇａ Ａｓ層
７の厚ざは約１μ−〜数μ−、キャリア濃度は１×１ｏ
”ａｍ−”８度に選べばよい。このようなｎｐｎ構造の
上部に、開口部幅が２μ−〜５μ−程度で溝底が少なく
ともｎ形Ｇａ Ａｓ層６に到達するようなＶ字形ストラ
イプ状溝３１が形成されており、この溝は半導体レーザ
部内部の電流狭窄用の台形ストライプ３０のほぼ真上に
位置している。Ｖ字形ストライプ状溝３１は、ｎ形Ｇａ
ＡＳ層８の上面に所定のレジストマスクをバターニング
した後、Ｇａ Ａｓエツチング液、たとえばアンモニア
水（ＮＨ，ＯＨ）：過酸化水素水（Ｈ２０□）−３０：
１のエツチング液を用いてｎ ＠Ｑａ Ａｓ層８゜Ｅｌ
形Ｇａ Ａｓ層７およびｎ形Ｇａ Ａｓ層６をエツチ
ングして形成される。このエツチングによりｐ形Ｇａ
Ａｓ層７の一部が露出され、その露出面の近傍が前述し
たようにＭＩＳ−ＦＥＴ部のチャンネル領域として働く
。Ｖ字形ストライプ状溝３１の上面およびｎ形Ｑａ、６
．ｓ層８の上面に、アルミナ（ＡＱ、２０．）膜や酸化
シリコシ（８ｉ ０□）躾あるいはこれらの多層膜から
なる厚さ数１００ＯＡの絶縁膜ｌ ｏｓｃｖＤ法などに
より堆積されており、絶縁ｍ１０の上面にＡ１などのゲ
ート電極１１が形成されている。また、ｎ形Ｇａ Ａｓ
Ｆｆ１８の上面にＡｕ Ｇｅ −Ｎｉ−ＡＵなどの０
側オ一ミツク′？ｓｗＡ９が形成されている。このよう
に、ｎ形Ｇａ ＡＳ ｌｉｅとｐ形Ｇａ ＡＳ １ｉＩ
７とｎ形ＧａＡｓ１Ｗ８と絶縁１１１０．！：ケートｉ
！１Ｉｌｌｉ１１ 、’＝ｒｌ側オーミオ−ミック電極
９半導体レーザ部上で縦形ＭＩＳ−ＦＥＴＩ！ｌを構成
している。
ａ ＋−ｔ−Ａ Ｓクラッド層５およびＡ ｌｔ、
Ｇａ Ｉ−＞Ａｓ活性Ｎ４のＡ見組成比ス、ｙは、レー
ザ発振波長を７８０ｒ＋纜にする場合、ｘ−Ｑ、１５．
Ｖ−０，４５程度に選べばよい。さらに、このようなレ
ーザ構造の上面に、縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部が形成されて
いる。すなわち、ｎＷ３Ａｉ工Ｇａ＋−ｚＡＳＡｓクラ
ッド層５面に、ソース震域であるｎ形Ｑａ Ａｓ層６．
ｔ！でエツチングにより露出されその露出面の近傍がチ
ャンネル領域として働くｐ形ＧａＡｓＮ７およびドレイ
ン領域であるｎ形ＧａＡｓ層８が形成されている。これ
らｎ形Ｑａ ＡＳ１１６、ｐ形Ｇａ Ａｓ層７およびｎ
形Ｇａ Ａｓ ｍ＋８も、通常の液相成長法・ｐ気相成
長法により半７ｓ体レーザ部の上に連続して同時に容易
に形成することができる、ｎ形Ｇａ Ａｓ層６およびｎ
ＷｅＧａ ＡＳ層８の厚さは約１μ−〜数μｍ、キャ
リア濃度は１Ｘ１０’δＣ−８程度、ｐ形Ｇａ Ａｓ層
７の厚ざは約１μ−〜数μ−、キャリア濃度は１×１ｏ
”ａｍ−”８度に選べばよい。このようなｎｐｎ構造の
上部に、開口部幅が２μ−〜５μ−程度で溝底が少なく
ともｎ形Ｇａ Ａｓ層６に到達するようなＶ字形ストラ
イプ状溝３１が形成されており、この溝は半導体レーザ
部内部の電流狭窄用の台形ストライプ３０のほぼ真上に
位置している。Ｖ字形ストライプ状溝３１は、ｎ形Ｇａ
ＡＳ層８の上面に所定のレジストマスクをバターニング
した後、Ｇａ Ａｓエツチング液、たとえばアンモニア
水（ＮＨ，ＯＨ）：過酸化水素水（Ｈ２０□）−３０：
１のエツチング液を用いてｎ ＠Ｑａ Ａｓ層８゜Ｅｌ
形Ｇａ Ａｓ層７およびｎ形Ｇａ Ａｓ層６をエツチ
ングして形成される。このエツチングによりｐ形Ｇａ
Ａｓ層７の一部が露出され、その露出面の近傍が前述し
たようにＭＩＳ−ＦＥＴ部のチャンネル領域として働く
。Ｖ字形ストライプ状溝３１の上面およびｎ形Ｑａ、６
．ｓ層８の上面に、アルミナ（ＡＱ、２０．）膜や酸化
シリコシ（８ｉ ０□）躾あるいはこれらの多層膜から
なる厚さ数１００ＯＡの絶縁膜ｌ ｏｓｃｖＤ法などに
より堆積されており、絶縁ｍ１０の上面にＡ１などのゲ
ート電極１１が形成されている。また、ｎ形Ｇａ Ａｓ
Ｆｆ１８の上面にＡｕ Ｇｅ −Ｎｉ−ＡＵなどの０
側オ一ミツク′？ｓｗＡ９が形成されている。このよう
に、ｎ形Ｇａ ＡＳ ｌｉｅとｐ形Ｇａ ＡＳ １ｉＩ
７とｎ形ＧａＡｓ１Ｗ８と絶縁１１１０．！：ケートｉ
！１Ｉｌｌｉ１１ 、’＝ｒｌ側オーミオ−ミック電極
９半導体レーザ部上で縦形ＭＩＳ−ＦＥＴＩ！ｌを構成
している。
第２図は第１図の半導体レーザと駆動・変調用ＭＩＳ−
ＦＥＴの複合素子の中央部付近の断面図と、実際に半導
体レーザを駆動・変調する場合の外部回路をこの複合素
子に接続した状態とを示づ模式図である。図において、
１７は半導体レーザ部、１８はＭ Ｉ Ｓ−Ｆ Ｅ ７
部である。半導体レーザ・Ｍｉｓ−ＦＥＴ複合素子のｐ
側オーミック電極１２に＋、ｎ側オーミックｗｉ極９に
−の電圧が印加されるように、これら電極間に電圧■、
の直流電源１４と電流制限用の抵抗１５が直列に接続さ
れている。１６は変調用ゲート信号であり、この信号は
ゲート電極１１に入力される。
ＦＥＴの複合素子の中央部付近の断面図と、実際に半導
体レーザを駆動・変調する場合の外部回路をこの複合素
子に接続した状態とを示づ模式図である。図において、
１７は半導体レーザ部、１８はＭ Ｉ Ｓ−Ｆ Ｅ ７
部である。半導体レーザ・Ｍｉｓ−ＦＥＴ複合素子のｐ
側オーミック電極１２に＋、ｎ側オーミックｗｉ極９に
−の電圧が印加されるように、これら電極間に電圧■、
の直流電源１４と電流制限用の抵抗１５が直列に接続さ
れている。１６は変調用ゲート信号であり、この信号は
ゲート電極１１に入力される。
第３図は第２図の等価回路を示す図である。
次にこの複合素子の動作について説明する。まず、ゲー
ト電極１１に変調用ゲート信号電圧が全く印加されてい
ない場合には、Ｍｉｓ−ＦＥＴ部１８では縦方向にｎｐ
ｎ構造が形成されているため、ｎ形ＱａＡｓ層６とｐ形
ＱａＡｓ層７の間の接合が逆方向バイアスとなり、印加
電圧■、がこの接合のブレークダウン電圧より低く設定
されていれば電流は全く流れず、したがってＭｉｓ−Ｆ
ＥＴ部１８と直列な半導体レーザ部１７にも電流は流れ
ない。この場合はレーザ発振は起こらないのは明らかで
ある。次に、ゲート電極１１に正のゲート電圧ＶＧ
（パルスまたは直流）が印加された場合を説明する。こ
の場合、Ｅ） Ｗ２Ｏ５Ａｓ層７のＶ字形ストライプ状
溝３１に露出した露出面の近傍には、負電荷（電子）が
誘引され、ｐ形が反転したｎ形チャンネル（電流通路）
１３が形成される。
ト電極１１に変調用ゲート信号電圧が全く印加されてい
ない場合には、Ｍｉｓ−ＦＥＴ部１８では縦方向にｎｐ
ｎ構造が形成されているため、ｎ形ＱａＡｓ層６とｐ形
ＱａＡｓ層７の間の接合が逆方向バイアスとなり、印加
電圧■、がこの接合のブレークダウン電圧より低く設定
されていれば電流は全く流れず、したがってＭｉｓ−Ｆ
ＥＴ部１８と直列な半導体レーザ部１７にも電流は流れ
ない。この場合はレーザ発振は起こらないのは明らかで
ある。次に、ゲート電極１１に正のゲート電圧ＶＧ
（パルスまたは直流）が印加された場合を説明する。こ
の場合、Ｅ） Ｗ２Ｏ５Ａｓ層７のＶ字形ストライプ状
溝３１に露出した露出面の近傍には、負電荷（電子）が
誘引され、ｐ形が反転したｎ形チャンネル（電流通路）
１３が形成される。
電子はこのｎ形チャンネル１３を通って流れることがで
きる。このときの電流の流れを図中の矢印４１で示す。
きる。このときの電流の流れを図中の矢印４１で示す。
同時に、直列に内蔵された半導体レーザ部１７にも図中
の矢印４０で示すように、ｎ形Ｇａ Ａｓ電流ブロック
層２の台形ストライプ状開口部を通り電流が流れる。こ
のとき、ｒ）Ｗ３ＡｆＬ−Ｇ ａ ＋−ｚ Ａ Ｓクラ
ッド層３からＡ １１．）Ｇａ Ｉ−、ＡＳ活性層４に
ホールが、ｎ形Ａ ｊＬ−Ｑａ Ｉ−ｊＬ Ａｓクラッ
ド層５からｎ形Ｇａ Ａｓ ＠流ブロック層２の台形ス
トライプ状開口部近傍に電子が集中的に注入され、電流
を発振しきい値電流■鴨以上に設定しておけば、図中の
点線部２０の領域でレーザ発振が生じる。
の矢印４０で示すように、ｎ形Ｇａ Ａｓ電流ブロック
層２の台形ストライプ状開口部を通り電流が流れる。こ
のとき、ｒ）Ｗ３ＡｆＬ−Ｇ ａ ＋−ｚ Ａ Ｓクラ
ッド層３からＡ １１．）Ｇａ Ｉ−、ＡＳ活性層４に
ホールが、ｎ形Ａ ｊＬ−Ｑａ Ｉ−ｊＬ Ａｓクラッ
ド層５からｎ形Ｇａ Ａｓ ＠流ブロック層２の台形ス
トライプ状開口部近傍に電子が集中的に注入され、電流
を発振しきい値電流■鴨以上に設定しておけば、図中の
点線部２０の領域でレーザ発振が生じる。
第４図（ａ ）はこの発明の複合素子の変調動作を説明
するための縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部１８の動作特性を示す
図であり、ゲート電圧ＶＧをパラメータとしてドレイン
電流１ｏ−ドレイン電圧Ｖ。
するための縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部１８の動作特性を示す
図であり、ゲート電圧ＶＧをパラメータとしてドレイン
電流１ｏ−ドレイン電圧Ｖ。
特性を負荷直線（一点鎖線で示す）とともに示している
。なおこの場合、簡単のため半導体レーザ部１７の電圧
降下（順方向電圧）を無視している。
。なおこの場合、簡単のため半導体レーザ部１７の電圧
降下（順方向電圧）を無視している。
今、ゲート電極１１にゲート電圧Ｖ、を印加すると、負
荷直線とドレイン電流ｉｏ−ドレイン電圧ｖ０特性曲線
の交点で決まる電流！、が流れる。
荷直線とドレイン電流ｉｏ−ドレイン電圧ｖ０特性曲線
の交点で決まる電流！、が流れる。
このとき、半導体レーザ部１７の電流Ｉ−光出力Ｐ特性
が第４図（ｂ）で示される特性の場合、電流■、に対応
したレーザ発振光出力Ｐ、が得られる。ゲート電圧Ｖａ
を電圧■、以下に下げればレーザ発振は停止するのは図
より明らかである。また、ゲート電極１１に電圧Ｖ、以
上で任意の波形・周波数の変調用ゲート信号電圧を印加
すれば、それに対応して光強度が変化したレーザ光が得
られ、半導体レーザの光出力にいわゆる光変調をかける
ことができる。
が第４図（ｂ）で示される特性の場合、電流■、に対応
したレーザ発振光出力Ｐ、が得られる。ゲート電圧Ｖａ
を電圧■、以下に下げればレーザ発振は停止するのは図
より明らかである。また、ゲート電極１１に電圧Ｖ、以
上で任意の波形・周波数の変調用ゲート信号電圧を印加
すれば、それに対応して光強度が変化したレーザ光が得
られ、半導体レーザの光出力にいわゆる光変調をかける
ことができる。
なお、上記実施例では、Ｇａ Ａｓ ／Ａ ＩＧａ Ａ
Ｓ系レーザダイオードとＧａ Ａｓ系縦形Ｍ［５−ＦＥ
Ｔの複合素子について説明したが、この発明はＩｎ Ｐ
／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ系１／−＋ｆ’ｊイオードとＩ
ｎＰ系縦形Ｍｒ、−ＦＥＴの複合素子についても適用で
きることは言うまでもない。
Ｓ系レーザダイオードとＧａ Ａｓ系縦形Ｍ［５−ＦＥ
Ｔの複合素子について説明したが、この発明はＩｎ Ｐ
／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ系１／−＋ｆ’ｊイオードとＩ
ｎＰ系縦形Ｍｒ、−ＦＥＴの複合素子についても適用で
きることは言うまでもない。
また、上記実施例では、１個のレーザダイオードと１個
の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴの相合ゎせについて説明したが、
可駆動電流を増やすために複数の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴを
横方向に集積してもよく、また半導体レーザの光出力を
増やすために複数のレーザダイオードを横方向に集積し
てもよく、この発明は複数個のレーザダイオードと複数
個の縦形Ｍｉｓ−ＦＥＴの複合素子についても適用でき
る。
の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴの相合ゎせについて説明したが、
可駆動電流を増やすために複数の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴを
横方向に集積してもよく、また半導体レーザの光出力を
増やすために複数のレーザダイオードを横方向に集積し
てもよく、この発明は複数個のレーザダイオードと複数
個の縦形Ｍｉｓ−ＦＥＴの複合素子についても適用でき
る。
また、上記実施例の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴでは、チャンネ
ルがＶ字形ストライプ状溝の斜面近傍に形成されている
が、ストライプ状溝の断面形状は底に平面を有するＵ字
形であってもよい。
ルがＶ字形ストライプ状溝の斜面近傍に形成されている
が、ストライプ状溝の断面形状は底に平面を有するＵ字
形であってもよい。
また、上記実施例では、半導体レーザ部の構造としてｐ
形基板の上面に内部電流狭窄形のｃｓＰ構造レーザを形
成したものについて説明したが、この発明は、任意の伝
導形の基板の上面に形成された任意の構造の半導体レー
ザを用いてもよい。
形基板の上面に内部電流狭窄形のｃｓＰ構造レーザを形
成したものについて説明したが、この発明は、任意の伝
導形の基板の上面に形成された任意の構造の半導体レー
ザを用いてもよい。
Ｃ発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、半導体レーザ部と縦形
ＭＩＳ−ＦＥＴ部を同一半導体基板上に縦方向に集積し
たので、外部に何ら複雑な駆動・変調用回路を設けるこ
となく、縦形Ｍ Ｉ Ｓ −Ｆ ＥＴ部の金属ゲート電
極に変調用信号電圧を印加するだけで、半導体レーザ部
の光出力に光変調をかけることができる。したがって、
駆動・変調用の回路やＩＣを簡略化することが可能なた
め、光デイスク書込システムや光通信システムの低コス
ト化、高信頼度化が図れるという効果がある。
ＭＩＳ−ＦＥＴ部を同一半導体基板上に縦方向に集積し
たので、外部に何ら複雑な駆動・変調用回路を設けるこ
となく、縦形Ｍ Ｉ Ｓ −Ｆ ＥＴ部の金属ゲート電
極に変調用信号電圧を印加するだけで、半導体レーザ部
の光出力に光変調をかけることができる。したがって、
駆動・変調用の回路やＩＣを簡略化することが可能なた
め、光デイスク書込システムや光通信システムの低コス
ト化、高信頼度化が図れるという効果がある。
第１１！Ｉはこの発明の実施例である半導体レーザと変
調用電気素子の複合素子を示す斜視図である。 第２図は第１図の半導体レーザと変調用電気素子の複合
素子の中央部付近の断面図と、この複合素子に外部回路
を接続した状態とを示す模式図である。 第３図は第２図の等価回路を示す図である。 第４図（ａ ）はこの発明の実施例である半導体レーザ
と変調用電気素子の複合素子の変調動作を説明するため
の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部の動作特性を示す図であり、第
４図（ｂ）はこの複合素子の半導体レーザ部の電流■−
光出力Ｐ特性を示す図である。 図において、１はｐ形Ｇａ Ａｓ基板、２はｎ形Ｑａ
Ａｓ電流ブロック層、３はＤ Ｗ３Ａ Ｍ−Ｚ Ｇ ａ
＋ −１Ａｓクラッド層、４はＡｌＧａＡｓ活性層、
Ｉ）ｌ−％ ５はｎ形ＡｆＬ、Ｑａ Ｉ−４Ａｓクラッド層、６．８
ｔｔ ｎ形Ｇａ Ａｓ ｌ１１７はｐ形ＧａＡｓ層、９
はｎ側オーミック電極、１０は絶縁層、１１はゲート電
極、１２はｐ側オーミック電極、１３はｎ形チャンネル
、１４は直流′ＲＩ、１５は抵抗、１６は変調用ゲート
信号、１７は半導体レーザ部、１８はＭｉｓ−ＦＥＴ部
、３０は台形ストライプ、３１はＶ字形ストライプ状溝
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
調用電気素子の複合素子を示す斜視図である。 第２図は第１図の半導体レーザと変調用電気素子の複合
素子の中央部付近の断面図と、この複合素子に外部回路
を接続した状態とを示す模式図である。 第３図は第２図の等価回路を示す図である。 第４図（ａ ）はこの発明の実施例である半導体レーザ
と変調用電気素子の複合素子の変調動作を説明するため
の縦形ＭＩＳ−ＦＥＴ部の動作特性を示す図であり、第
４図（ｂ）はこの複合素子の半導体レーザ部の電流■−
光出力Ｐ特性を示す図である。 図において、１はｐ形Ｇａ Ａｓ基板、２はｎ形Ｑａ
Ａｓ電流ブロック層、３はＤ Ｗ３Ａ Ｍ−Ｚ Ｇ ａ
＋ −１Ａｓクラッド層、４はＡｌＧａＡｓ活性層、
Ｉ）ｌ−％ ５はｎ形ＡｆＬ、Ｑａ Ｉ−４Ａｓクラッド層、６．８
ｔｔ ｎ形Ｇａ Ａｓ ｌ１１７はｐ形ＧａＡｓ層、９
はｎ側オーミック電極、１０は絶縁層、１１はゲート電
極、１２はｐ側オーミック電極、１３はｎ形チャンネル
、１４は直流′ＲＩ、１５は抵抗、１６は変調用ゲート
信号、１７は半導体レーザ部、１８はＭｉｓ−ＦＥＴ部
、３０は台形ストライプ、３１はＶ字形ストライプ状溝
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１伝導形の半導体基板の上面に形成されるダブルヘテ
ロ構造の半導体レーザ部と、 前記半導体レーザ部の上面に形成される第２伝導形の第
１半導体層と、 前記第１半導体層の上面に形成される第１伝導形の第２
半導体層と、 前記第２半導体層の上面に形成される第２伝導形の第３
半導体層とを備え、 前記第１、第２および第３の半導体層には、前記第３半
導体層の上面から少なくとも第１半導体層に到達する深
さのストライプ状溝が形成されており、 前記ストライプ状溝の上面に形成される絶縁膜と、 前記絶縁膜の上面に形成される金属ゲート電極とを備え
、 前記第１、第２および第３の半導体層と前記絶縁膜と前
記金属ゲート電極は前記半導体レーザ部の光出力を変調
する縦形電界効果トランジスタ部を構成することを特徴
とする半導体レーザと変調用電気素子の複合素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094805A JPS61251185A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子 |
| US06/856,937 US4733399A (en) | 1985-04-30 | 1986-04-25 | Semiconductor laser device having integral optical output modulator |
| DE19863614463 DE3614463A1 (de) | 1985-04-30 | 1986-04-29 | Halbleiterlaservorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094805A JPS61251185A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251185A true JPS61251185A (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=14120270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094805A Pending JPS61251185A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4733399A (ja) |
| JP (1) | JPS61251185A (ja) |
| DE (1) | DE3614463A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5091799A (en) * | 1990-10-31 | 1992-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Buried heterostructure laser modulator |
| US5283447A (en) * | 1992-01-21 | 1994-02-01 | Bandgap Technology Corporation | Integration of transistors with vertical cavity surface emitting lasers |
| US7288821B2 (en) * | 2005-04-08 | 2007-10-30 | International Business Machines Corporation | Structure and method of three dimensional hybrid orientation technology |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55117295A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-09 | Hitachi Ltd | Semiconductor light emitting element and fabricating the same |
| JPS5681994A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-04 | Seiji Yasu | Field effect type semiconductor laser and manufacture thereof |
| JPS5710992A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor device and manufacture therefor |
| NL8004912A (nl) * | 1980-08-29 | 1982-04-01 | Bogey Bv | Licht emitterende halfgeleiderstructuur. |
| US4608696A (en) * | 1983-06-08 | 1986-08-26 | Trw Inc. | Integrated laser and field effect transistor |
| DE3411314A1 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Laserdioden-array |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094805A patent/JPS61251185A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-25 US US06/856,937 patent/US4733399A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-29 DE DE19863614463 patent/DE3614463A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3614463C2 (ja) | 1989-07-20 |
| DE3614463A1 (de) | 1986-10-30 |
| US4733399A (en) | 1988-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5181085A (en) | Compound semiconductor device with bipolar transistor and laser diode | |
| EP0288267B1 (en) | An optical semiconductor device | |
| US6292500B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| US4430741A (en) | Semiconductor laser device | |
| US5663975A (en) | Multi-beam semiconductor laser with separated contacts characterized by semiconductor mixed crystal and active layer | |
| US4607368A (en) | Optical semiconductor device | |
| US5323026A (en) | Semiconductor laser with integrated phototransistor for dynamic power stabilization | |
| JP3251966B2 (ja) | 半導体レーザアレイの操作方法 | |
| JP4155368B2 (ja) | 半導体レーザアレイ素子 | |
| JPS61251185A (ja) | 半導体レ−ザと変調用電気素子の複合素子 | |
| EP0466208A1 (en) | Semiconductor light emission system | |
| US4691214A (en) | Optical semiconductor apparatus | |
| JPH0646666B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS61218194A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2815165B2 (ja) | 二方向注入型半導体レーザ装置 | |
| JPS6356955A (ja) | 光・電子集積回路装置 | |
| EP0353037B1 (en) | Bistable semiconductor laser diode device | |
| US20230378370A1 (en) | Light-emitting component, optical measurement device, image forming apparatus, and method for manufacturing light-emitting component | |
| Margalit et al. | Monolithic integration of optical and electronic devices on Semi-insulating GaAs substrates | |
| JP2960831B2 (ja) | 半導体レーザー装置及びその駆動方法 | |
| Kuindersma et al. | 1.3 µm buried heterojunction laser diodes under high electrical stress: Leakage currents and aging behavior | |
| JPH0697574A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0651002Y2 (ja) | 発光ダイオ−ド | |
| JPS58170056A (ja) | 光集積化半導体装置 | |
| JPH06123908A (ja) | 光双安定素子を有するシフトレジスタ |