JPS63156385A - 光双安定半導体レ−ザ - Google Patents
光双安定半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS63156385A JPS63156385A JP30451886A JP30451886A JPS63156385A JP S63156385 A JPS63156385 A JP S63156385A JP 30451886 A JP30451886 A JP 30451886A JP 30451886 A JP30451886 A JP 30451886A JP S63156385 A JPS63156385 A JP S63156385A
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- JP
- Japan
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- layer
- inp
- substrate
- laser
- embedded
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (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】
〔概要〕
共振器方向に電極が複数に分割されている光双安定半導
体レーザの製造方法において、電極間の分離抵抗を上げ
て、双安定性を安定に得るために、レーザの層構造と同
系の半絶縁性半導体層を有機金属化学気相成長（？ｌ０
ＣＶＤ）法、または気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）
法によりメサストライプの両側に埋め込んだ構造を提起
する。
体レーザの製造方法において、電極間の分離抵抗を上げ
て、双安定性を安定に得るために、レーザの層構造と同
系の半絶縁性半導体層を有機金属化学気相成長（？ｌ０
ＣＶＤ）法、または気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）
法によりメサストライプの両側に埋め込んだ構造を提起
する。
本発明は光双安定半導体レーザの電極間の分離抵抗を大
きくして双安定性を安定に得るための新規構造に関する
。
きくして双安定性を安定に得るための新規構造に関する
。
光双安定半導体レーザは、分割された電極に流す電流を
独立に制御して光出力に活性領域と光双安定領域を形成
し、光入力に対する光出力が双安定を示すデバイスで、
光スィッチ（光交換機）、光メモリ、光増幅等の機能を
もち、バイポーラトランジスタやＦＥＴを用いた従来の
論理素子に代わる機能素子として期待されている。
独立に制御して光出力に活性領域と光双安定領域を形成
し、光入力に対する光出力が双安定を示すデバイスで、
光スィッチ（光交換機）、光メモリ、光増幅等の機能を
もち、バイポーラトランジスタやＦＥＴを用いた従来の
論理素子に代わる機能素子として期待されている。
光双安定素子は、純光学型と光電気混成型の２つに分け
られるが、純光学型で共振器内にモノリシックに吸収飽
和領域をもつ光双安定半導体レーザが最も有望視されて
いる。
られるが、純光学型で共振器内にモノリシックに吸収飽
和領域をもつ光双安定半導体レーザが最も有望視されて
いる。
純光学型は素子に外から量定バイアスをかけておき、素
子内部で帰還がかかるのに対して、光電気温成型は出射
光の一部を光検知器に受け、検知した光電流の強弱に応
じて素子に帰還する構成をもつ。
子内部で帰還がかかるのに対して、光電気温成型は出射
光の一部を光検知器に受け、検知した光電流の強弱に応
じて素子に帰還する構成をもつ。
第３図は従来例による光双安定半導体レーザを説明する
斜視図である。
斜視図である。
図は構造的に簡単な、タンデム型の半導体レーザを示す
。以下にその形成方法の概略を述べる。
。以下にその形成方法の概略を述べる。
図において、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰｎチク
９フ２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性＠３ 、ｐ４ｎ
ＰクラッドＮ４、ｐ”−１ｎＧａＡｓＰキ＋−／ブ層５
を順次成長してレーザ層構造を形成する。
９フ２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性＠３ 、ｐ４ｎ
ＰクラッドＮ４、ｐ”−１ｎＧａＡｓＰキ＋−／ブ層５
を順次成長してレーザ層構造を形成する。
つぎに、このレーザ層構造をメサストライプ状にエツチ
ングして、メサの両側に埋込層としてｐ４ｎＰ ｆ＠
６、ｎ−１ｎＰ層７を順次成長して基板表面を平坦化す
る。
ングして、メサの両側に埋込層としてｐ４ｎＰ ｆ＠
６、ｎ−１ｎＰ層７を順次成長して基板表面を平坦化す
る。
つぎに、絶縁層として二酸化珪素（ＳｉＯｚ）層８の開
口部を覆ってｎ型電極（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）として利得
領域に９Ａ、吸収飽和領域に９Ｂを形成し、基板裏面に
はｎ型電極（Ａｕ／八ｕへｅ） １０を形成する。
口部を覆ってｎ型電極（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）として利得
領域に９Ａ、吸収飽和領域に９Ｂを形成し、基板裏面に
はｎ型電極（Ａｕ／八ｕへｅ） １０を形成する。
この構造は２つの分離された電極９Ａ、 ９Ｂをもち、
注入電流を制御することにより、片側をしきい値電流以
下にして吸収飽和量域として動作させるもので、ｐｎ接
合の逆方向特性を利用した埋込層を用いた点が特徴であ
る。
注入電流を制御することにより、片側をしきい値電流以
下にして吸収飽和量域として動作させるもので、ｐｎ接
合の逆方向特性を利用した埋込層を用いた点が特徴であ
る。
第４図は他の従来例による光双安定半導体レーザを説明
する斜視図である。
する斜視図である。
前例の層構造と異なる点は、レーザ層構造をメサエッチ
ングしないで、また、ｐ”−１ｎＧａＡｓＰキャンプ層
５の代わりにｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層５′を用い、この層
の利得領域となる斜線の部分にＺｎを拡散してｐ型化し
、その他の部分を吸収飽和領域としたものである。
ングしないで、また、ｐ”−１ｎＧａＡｓＰキャンプ層
５の代わりにｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層５′を用い、この層
の利得領域となる斜線の部分にＺｎを拡散してｐ型化し
、その他の部分を吸収飽和領域としたものである。
このようにして、吸収飽和領域を多数分布させた構造と
する。
する。
第３図のタンデム型の場合は電極間の分離抵抗を大きく
しないと、電極間の漏れ電流によって、吸収飽和領域に
電流が注入され、光双安定性が得られなくなる。
しないと、電極間の漏れ電流によって、吸収飽和領域に
電流が注入され、光双安定性が得られなくなる。
また、このようなｐｎ接合の逆方向特性を利用した埋込
層をもつＢＨ（埋込ヘテロ構造）構造のレーザでは、ｐ
−１ｎＰクラッド層４による漏れ電流を防ぐために、活
性層上を除きクラッド層を完全に分離する必要がある。
層をもつＢＨ（埋込ヘテロ構造）構造のレーザでは、ｐ
−１ｎＰクラッド層４による漏れ電流を防ぐために、活
性層上を除きクラッド層を完全に分離する必要がある。
第４図の構造では、横方向の光の閉じ込めを注入電流に
よるキャリアの濃度差によって生ずる光学利得率差によ
り行うゲインガイド構造によっているが、横方向の光の
閉じ込めか弱く、高次の横モードで発振しやすいという
欠点がある。
よるキャリアの濃度差によって生ずる光学利得率差によ
り行うゲインガイド構造によっているが、横方向の光の
閉じ込めか弱く、高次の横モードで発振しやすいという
欠点がある。
上記問題点の解決は、共振器方向に電極が複数に分割さ
れている半導体レーザであって、基板上に少なくとも一
導電型クラッド層、活性層、他導電型クラッド層を含む
レーザ層構造がメサストライプ状に形成され、メサスト
ライプの両側に半絶縁性半導体層が埋め込まれている光
双安定半導体レーザにより達成される。
れている半導体レーザであって、基板上に少なくとも一
導電型クラッド層、活性層、他導電型クラッド層を含む
レーザ層構造がメサストライプ状に形成され、メサスト
ライプの両側に半絶縁性半導体層が埋め込まれている光
双安定半導体レーザにより達成される。
本発明は、２つ以上の分離された電極をもつ吸収飽和型
の光双安定はレーザの形成に際し、活性層を含むレーザ
層構造をメサ状にエツチングし、そのまわりをＭＯＣＶ
Ｄ法、またはＶＰＥ法により半絶縁層を埋め込み、電極
間の分離抵抗をＩＫΩ以上に上げ、容易に光安定性を得
るようにしたものである。
の光双安定はレーザの形成に際し、活性層を含むレーザ
層構造をメサ状にエツチングし、そのまわりをＭＯＣＶ
Ｄ法、またはＶＰＥ法により半絶縁層を埋め込み、電極
間の分離抵抗をＩＫΩ以上に上げ、容易に光安定性を得
るようにしたものである。
第１図はＭＯＣＶＤ法による実施例を説明する光双安定
半導体レーザの斜視図である。
半導体レーザの斜視図である。
図において、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−Ｉｎｋ’クラ
ッド層２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層４、ｐ“−１ｎＧａＡｓＰキャップ層５
を順次成長してレーザ層構造を形成する。
ッド層２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層４、ｐ“−１ｎＧａＡｓＰキャップ層５
を順次成長してレーザ層構造を形成する。
つぎに、このレーザ層構造をメサストライプ状にエツチ
ングして、メサの両側に埋込層としてＭＯＣＶＤ法によ
り半絶縁性ＩｎＰ （Ｓｌ−１ｎＰ）層１１を成長して
基板表面を平坦化する。
ングして、メサの両側に埋込層としてＭＯＣＶＤ法によ
り半絶縁性ＩｎＰ （Ｓｌ−１ｎＰ）層１１を成長して
基板表面を平坦化する。
つぎに、絶縁層としてＳｉｎ、層８の開口部を覆ってｐ
型電極（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）として利得領域に９Ａ、吸
収飽和領域に９Ｂを形成し、基板裏面にはｎ型電極（Ａ
ｕ／Ａｕ） １０を形成する。
型電極（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）として利得領域に９Ａ、吸
収飽和領域に９Ｂを形成し、基板裏面にはｎ型電極（Ａ
ｕ／Ａｕ） １０を形成する。
活性層のストライプ幅−は１〜２μｍであり、横基本モ
ードの発振が得られる。埋込層の５ｒ−ＩｎＰの抵抗率
は１０７〜１０８０ｃｍである。
ードの発振が得られる。埋込層の５ｒ−ＩｎＰの抵抗率
は１０７〜１０８０ｃｍである。
このような高抵抗層で埋め込み、さらにｐ”−１ｎＧａ
ＡｓＰキ＋−／プ層５の分離幅２（電極間隔）の部分を
図示のように除去する。
ＡｓＰキ＋−／プ層５の分離幅２（電極間隔）の部分を
図示のように除去する。
レーザチップ各部の寸法はつぎの通りである。
Ａ＝ ８＝ ３００１ｔ ｍ、 Ｃ＝ １２０μｍ。
ｘ＝５０〜１００μｍ。
Ｙ＝３００ 、ｃａｍ −Ｚ −Ｘ。
Ｚ＝１５μｍ。
Ｗ＝ １〜２ μｍ＋ ｄ＝ ３ｐｍ。
ウェハにこのようなレーザチップを形成する際に、３０
０μｍピンチで並んだメサ間の広い幅の凹部を埋め込ん
で基板表面を平坦化するにはＭＯＣＶＤ法が有利である
。
０μｍピンチで並んだメサ間の広い幅の凹部を埋め込ん
で基板表面を平坦化するにはＭＯＣＶＤ法が有利である
。
第２図はＶＰＥ法による実施例を説明する光双安定半導
体レーザの斜視図である。
体レーザの斜視図である。
この場合、第１図と異なる点はっぎのとおりである。
第１図ではメサの両側を全部エツチング除去するが、そ
の代わりに活性層の両側に幅Ｄ＝ ３〜１０μｍ、深さ
ｄ＝ ３μｍの溝を２本形成し、ここに５Ｉ−１ｎＰ層
１１を埋め込むようにした。
の代わりに活性層の両側に幅Ｄ＝ ３〜１０μｍ、深さ
ｄ＝ ３μｍの溝を２本形成し、ここに５Ｉ−１ｎＰ層
１１を埋め込むようにした。
この場合は、埋込幅が３〜１０μｍと狭いため、ＶＰＥ
法を用いても基板表面の平坦化ができる。
法を用いても基板表面の平坦化ができる。
以上詳細に説明したように、従来例では分離幅が３０μ
ｍで分ＭＩ １＝抗が〜１００Ωであったが、本発明に
よれば分離幅が１５μｍで分離抵抗が〜５にΩとなり、
安定な双安定性が得られる。
ｍで分ＭＩ １＝抗が〜１００Ωであったが、本発明に
よれば分離幅が１５μｍで分離抵抗が〜５にΩとなり、
安定な双安定性が得られる。
第１図は？ｌ０ＣＶＤ法による実施例を説明する光双安
定半導体レーザの斜視図、 第２図はクロライドＶＰＥ法による実施例を説明する光
双安定半導体レーザの斜視図、 第３図は従来例による光双安定半導体レーザを説明する
斜視図、 第４図は他の従来例による光双安定半導体レーザを説明
する斜視図である。 図において、 １はｎ４ｎＰ基板、 ２はｎ−ＩｎＰクラッド層、 ３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ４はｐ−１ｎＰクラツド層、 ５はｐ”−１ｎＧａＡｓＰキャップ層、５′はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、 ６は埋込層でｐＪｎＰ層、 ７は埋込層でｎｄｎＰ層、 ８は絶縁層でＳｉＯ□層、 ９Ａは利得領域のｐ型電極、 ９イは吸収飽和領域のｐ型電極、 １０はｎ型電極、 １１は埋込層で５Ｉ４ｎＰ’Ｐｊｊ 賞先４列モ；ゑ明Ｔる刺洋芝凹 （１）貧施倒Σ説用Ｔ
る刺硯凹（２） Ｒ釆イ列た捩日月する′争１半見凹 ８３図 光 他の従来合１１葱説明するオ→イ迎凹 笥４図
定半導体レーザの斜視図、 第２図はクロライドＶＰＥ法による実施例を説明する光
双安定半導体レーザの斜視図、 第３図は従来例による光双安定半導体レーザを説明する
斜視図、 第４図は他の従来例による光双安定半導体レーザを説明
する斜視図である。 図において、 １はｎ４ｎＰ基板、 ２はｎ−ＩｎＰクラッド層、 ３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ４はｐ−１ｎＰクラツド層、 ５はｐ”−１ｎＧａＡｓＰキャップ層、５′はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、 ６は埋込層でｐＪｎＰ層、 ７は埋込層でｎｄｎＰ層、 ８は絶縁層でＳｉＯ□層、 ９Ａは利得領域のｐ型電極、 ９イは吸収飽和領域のｐ型電極、 １０はｎ型電極、 １１は埋込層で５Ｉ４ｎＰ’Ｐｊｊ 賞先４列モ；ゑ明Ｔる刺洋芝凹 （１）貧施倒Σ説用Ｔ
る刺硯凹（２） Ｒ釆イ列た捩日月する′争１半見凹 ８３図 光 他の従来合１１葱説明するオ→イ迎凹 笥４図
Claims (1)
- 共振器方向に電極が複数に分割されている半導体レーザ
であって、基板上に少なくとも一導電型クラッド層、活
性層、他導電型クラッド層を含むレーザ層構造がメサス
トライプ状に形成され、メサストライプの両側に半絶縁
性半導体層が埋め込まれていることを特徴とする光双安
定半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451886A JPS63156385A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 光双安定半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451886A JPS63156385A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 光双安定半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156385A true JPS63156385A (ja) | 1988-06-29 |
Family
ID=17933989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30451886A Pending JPS63156385A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 光双安定半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63156385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0362078A3 (en) * | 1988-09-30 | 1990-09-12 | Fujitsu Limited | Optical bistable laser diode and a controlling method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150293A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Nec Corp | 双安定半導体レ−ザ |
| JPS61230388A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-14 | Fujitsu Ltd | 埋込型半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP30451886A patent/JPS63156385A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150293A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Nec Corp | 双安定半導体レ−ザ |
| JPS61230388A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-14 | Fujitsu Ltd | 埋込型半導体レ−ザ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0362078A3 (en) * | 1988-09-30 | 1990-09-12 | Fujitsu Limited | Optical bistable laser diode and a controlling method thereof |
| US5014280A (en) * | 1988-09-30 | 1991-05-07 | Fujitsu Limited | Optical bistable laser diode and a method for controlling the same |
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