JPS63124591A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS63124591A JPS63124591A JP61269649A JP26964986A JPS63124591A JP S63124591 A JPS63124591 A JP S63124591A JP 61269649 A JP61269649 A JP 61269649A JP 26964986 A JP26964986 A JP 26964986A JP S63124591 A JPS63124591 A JP S63124591A
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- laser
- quantum
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- photodetector
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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
- H01S5/02—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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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、モノリシックに集積化された半導体レーザと
受光器に関する。
受光器に関する。
モニタ付半導体レーザをモノリシックに集積すルコトは
、素子のコンパクト化のみ々らず、製造過程を簡略化す
る上で重要なテーマである。従来この様な素子について
、昭和５８年度電子通信学会・半導体・材料部門全国大
会 ８３−６ｐｐ−４２０−４２１において論じられて
いる。
、素子のコンパクト化のみ々らず、製造過程を簡略化す
る上で重要なテーマである。従来この様な素子について
、昭和５８年度電子通信学会・半導体・材料部門全国大
会 ８３−６ｐｐ−４２０−４２１において論じられて
いる。
上記従来技術におけるレーザと受光器の構造は。
素子長以外は同一の構造をしており、バイアス電圧のみ
逆に印加している。第１図はその模式図である。ＧａＡ
ｓ ／ＧａＡｔＡｓ系レーザで説明する。
逆に印加している。第１図はその模式図である。ＧａＡ
ｓ ／ＧａＡｔＡｓ系レーザで説明する。
レーザ活性層１０をはさんでｐ−ＧａＡｔＡｓクラッド
層４．ｎ−ＧａＡｔＡＳクラッド層２によりダブルへテ
ロ構造が形成されている。１はｎ型基板又はコンタクト
層でｎ側電極９に接続されている。
層４．ｎ−ＧａＡｔＡＳクラッド層２によりダブルへテ
ロ構造が形成されている。１はｎ型基板又はコンタクト
層でｎ側電極９に接続されている。
５はｐ側コンタクト層で通常ｐ−ＧａＡｓ層が用いられ
、素子分離用溝７を用いて２分割された電極６及び８が
つけられている。８．９間に順バイアスをかけ、レーザ
発振させ、６，９間に逆バイアスをかけることでｐ −
ｉ −ｎ型受光器となる。受光器の１層１１は通常レー
ザ活性層１ｏと同一のエピタキシ層を用いる之め、プロ
セス上簡素化できる。
、素子分離用溝７を用いて２分割された電極６及び８が
つけられている。８．９間に順バイアスをかけ、レーザ
発振させ、６，９間に逆バイアスをかけることでｐ −
ｉ −ｎ型受光器となる。受光器の１層１１は通常レー
ザ活性層１ｏと同一のエピタキシ層を用いる之め、プロ
セス上簡素化できる。
Ｖ−ｆ（ｉり活性層及び受光器のダブルへテロ構造の狭
バンドギヤツプ半導体がバルクのＱａＡｓの場合には、
バルクの吸収１２に対し、レーザの発振波長がＡ１であ
り受光器は、充分な感度を有する。
バンドギヤツプ半導体がバルクのＱａＡｓの場合には、
バルクの吸収１２に対し、レーザの発振波長がＡ１であ
り受光器は、充分な感度を有する。
しかしながらレーザ活性層が超格子の場合は。
第′２図に示す様に超格子を用いたレーザの発振波長λ
２は、超格子の吸収１３が大幅に減少した所であるため
、モニタ用受光器の超格子１１がレーザ活性層用超格子
１０と同じ場合、著しく受光感度が低下する。
２は、超格子の吸収１３が大幅に減少した所であるため
、モニタ用受光器の超格子１１がレーザ活性層用超格子
１０と同じ場合、著しく受光感度が低下する。
本発明の目的は、レーザの性能を向上させる活性層の超
格子化（−次元方向の量子閉じ込め）や。
格子化（−次元方向の量子閉じ込め）や。
量子細線化（二次元方向の量子閉じ込め）に際し問題と
なるモニタ感度の低下を防いだ、高性能の光集積化素子
を提供することにある。
なるモニタ感度の低下を防いだ、高性能の光集積化素子
を提供することにある。
上記目的は、同一のエピタキシ結晶をレーザの活性層と
受光素子に用いて、プロセスを簡略化しつつ、レーザの
活性層の量子閉じ込めの次元を受光素子の量子閉じ込め
の次元よシ高めることで達成される。
受光素子に用いて、プロセスを簡略化しつつ、レーザの
活性層の量子閉じ込めの次元を受光素子の量子閉じ込め
の次元よシ高めることで達成される。
一次元の量子閉じ込めを行った場合の量子準位は、二次
元の場合と比べて低エネルギー側にあるため、後者で作
られた半導体レーザ光は、−次元の量子閉じ込めをした
超格子において強い吸収をうける。二次元及び三次元閉
じ込めを行った場合も同様の関係である。
元の場合と比べて低エネルギー側にあるため、後者で作
られた半導体レーザ光は、−次元の量子閉じ込めをした
超格子において強い吸収をうける。二次元及び三次元閉
じ込めを行った場合も同様の関係である。
又、量子細線において閉じ込める幅をレーザ部と受光器
部で変えることでも上記目的を達することができる。こ
の場合、量子細線の幅が狭い方が短波長側の光学遷移と
なる。
部で変えることでも上記目的を達することができる。こ
の場合、量子細線の幅が狭い方が短波長側の光学遷移と
なる。
以下１本発明の詳細な説明する。
実施例１
ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−Ｇａ（１，５ＡＬＯ，５Ａ
ｓクラッド層２ （２μｍ）、アンドープＱａＡＳ（１
００人）／ （）ａ ＋１８ Ａｔ（Ｌ２Ａ３５ＯＡ超
格子活性層１０を成長する。
ｓクラッド層２ （２μｍ）、アンドープＱａＡＳ（１
００人）／ （）ａ ＋１８ Ａｔ（Ｌ２Ａ３５ＯＡ超
格子活性層１０を成長する。
電子線リングラフィ法を用いて、レーザの活性層に相当
する部分のみ、２００人のライン及スペースのレジスト
パターンを共振器方向に作成し、ドライエツチング法を
用いてパターンを超格子に転写し量子細線を作る。
する部分のみ、２００人のライン及スペースのレジスト
パターンを共振器方向に作成し、ドライエツチング法を
用いてパターンを超格子に転写し量子細線を作る。
レジストを除去後、ＧａαｓＡｔα２ Ａ Ｓで、超格
子の量子細線を埋め込み、さらにｐ −Ｇａα５Ａｔｏ
、ｓＡＳクラッド層４． ｐ−ＧａＡ３キャップ層５を
成長する。
子の量子細線を埋め込み、さらにｐ −Ｇａα５Ａｔｏ
、ｓＡＳクラッド層４． ｐ−ＧａＡ３キャップ層５を
成長する。
電極形成後、ドライエツチング法で、レーザ部と受光器
部を電気的に分離する溝７を作る。
部を電気的に分離する溝７を作る。
レーザ部分の活性層１０は量子細線で、レーザ発振の波
長は８４５ｎｍで、受光器の光吸収層１１は、超格子で
、８５０ｎｍに量子準位があシ。
長は８４５ｎｍで、受光器の光吸収層１１は、超格子で
、８５０ｎｍに量子準位があシ。
８４５ ｒｕｍのレーザ光に対し、充分な光吸収を示し
た。
た。
実施例２
実施例１と同じく、超格子まで結晶成長した後。
レーザ部分は１幅１００Ａ、受光器部分は幅３００人の
量子細線を作製する。この時の遷移の波長の関係を第３
図を用いて説明する。
量子細線を作製する。この時の遷移の波長の関係を第３
図を用いて説明する。
図は、（）ａ 、ＢＡｔ、２Ａｓのバリアではさまれた
厚さ１００人のＧａＡＳ量子井戸をＬｙで示す幅の量子
細線に加工した場合の光学遷移の波長変化１７を示して
いる。量子井戸ままの場合の遷移の波長を１５で示す。
厚さ１００人のＧａＡＳ量子井戸をＬｙで示す幅の量子
細線に加工した場合の光学遷移の波長変化１７を示して
いる。量子井戸ままの場合の遷移の波長を１５で示す。
バリアの高さを閃とした場合の同様の関係を１６と１４
で示す。
で示す。
したがって、１００Ａの量子細線の遷移は８２７１ｍ、
３００Ａの量子細線の遷移は８４５ｎｍで。
３００Ａの量子細線の遷移は８４５ｎｍで。
レーザ光は、受光器で充分な吸収を受ける。
なお本発明の実施例ではＱａＡｓ系の場合についてのべ
たがＩｎＰ系等他の化合物半導体の場合についても同様
である。
たがＩｎＰ系等他の化合物半導体の場合についても同様
である。
本発明によれば、ｆ１子細線レーザの発振強度を高感度
でモニタできるモノリシック集積化素子を実現できる。
でモニタできるモノリシック集積化素子を実現できる。
この方法を用いることで、受光器の感度をレーザと受光
器とが同一構造のものと比べ２０〜１００倍増加させる
ことができた。
器とが同一構造のものと比べ２０〜１００倍増加させる
ことができた。
第１図は、レーザと受光器をモノリシックに集積化した
素子の断面図、第２図は、層３の吸収係数とレーザ発振
波長の関係を示す図、および第３図は、量子細線におけ
る光学遷移の細線の幅による変化を示す図である。 １はｎ−ＱａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｔＡＳクラッド
、３は超格子、４はｐ ＧａＡｔＡｓクラッド、５はｐ
−ＧａＡＳキャップ層、６は受光器の電極、７はアイソ
レーション用溝、８はレーザ電ｆｆ１．ｉｌは受光器の
光吸収領域％１０はレーザ活性層、９はｎ側電極、１２
はバルクＧａＡｓの吸収スペクトル、１３は超格子の吸
収スペクトル、１４．１５は超格子の光学遷移、１６．
１７は量子細線の光学遷移の細線幅依存性を示す。
、−１、茅１因 弄２図 １長 （Ｖす
素子の断面図、第２図は、層３の吸収係数とレーザ発振
波長の関係を示す図、および第３図は、量子細線におけ
る光学遷移の細線の幅による変化を示す図である。 １はｎ−ＱａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｔＡＳクラッド
、３は超格子、４はｐ ＧａＡｔＡｓクラッド、５はｐ
−ＧａＡＳキャップ層、６は受光器の電極、７はアイソ
レーション用溝、８はレーザ電ｆｆ１．ｉｌは受光器の
光吸収領域％１０はレーザ活性層、９はｎ側電極、１２
はバルクＧａＡｓの吸収スペクトル、１３は超格子の吸
収スペクトル、１４．１５は超格子の光学遷移、１６．
１７は量子細線の光学遷移の細線幅依存性を示す。
、−１、茅１因 弄２図 １長 （Ｖす
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１個の半導体レーザと受光素子を有する
集積化光素子において、半導体レーザの活性層の吸収端
が、受光器の光吸収層の吸収端よりも高エネルギー側に
存在する様に、量子閉じ込めの次元ａｎｄ／ＯＲ量子細
線や量子箱の寸法を選択したことを特徴とする半導体装
置。 ２、上記レーザ活性層と、受光器の光吸収層とが、同一
の超格子でできており、半導体レーザの活性層領域のみ
量子細線あるいは量子箱としたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269649A JPS63124591A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269649A JPS63124591A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124591A true JPS63124591A (ja) | 1988-05-28 |
Family
ID=17475288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61269649A Pending JPS63124591A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63124591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0602811A1 (en) * | 1992-12-14 | 1994-06-22 | Xerox Corporation | Independently addressable semiconductor diode lasers with integral low loss passive waveguides |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61269649A patent/JPS63124591A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0602811A1 (en) * | 1992-12-14 | 1994-06-22 | Xerox Corporation | Independently addressable semiconductor diode lasers with integral low loss passive waveguides |
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