JPS6323382A - 分布反射型半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
分布反射型半導体レ−ザの製造方法Info
- Publication number
- JPS6323382A JPS6323382A JP6510286A JP6510286A JPS6323382A JP S6323382 A JPS6323382 A JP S6323382A JP 6510286 A JP6510286 A JP 6510286A JP 6510286 A JP6510286 A JP 6510286A JP S6323382 A JPS6323382 A JP S6323382A
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- 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
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
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- 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】
「産業上の利用分野」
この発明は、光通信等に用いられる分布反射型半導体レ
ーザの製造方法に関する。
ーザの製造方法に関する。
「従来の技術」
長手方向に連続形成されている外部導波路層中に活性導
波路層を埋め込み、さらに、活性導波路層と外部導波路
層との間の電界分布の整合をとり、これにより、結合部
でのレーザ光の反射を極めて低減さU′、なおかっ、注
入電流が活性導波路層に集中的に供給されるように電流
狭窄層を設けた分布反射型半導体レーザが開発され効果
をあげている。
波路層を埋め込み、さらに、活性導波路層と外部導波路
層との間の電界分布の整合をとり、これにより、結合部
でのレーザ光の反射を極めて低減さU′、なおかっ、注
入電流が活性導波路層に集中的に供給されるように電流
狭窄層を設けた分布反射型半導体レーザが開発され効果
をあげている。
第2図は、上記構成による分布反射型半導体レーザの構
成を示す断面斜視図である。
成を示す断面斜視図である。
図において、lはp InP基板、2はp−1nPバ
ツフア 1會、3はλg= 1.55μtnのInGa
AsP活性導波路層、4はλg= 1.0〜1.2μm
のH−1nGaAsP(またはn−InP)保護層、5
はλg=1.3〜1゜4μnのn−1nGaAsP外部
導波路層、6はn−1nPクラッド層、7は5102絶
縁膜、8は金属電極、9は金属電極8用の窓部、10は
分布ブラッグ反射器(回折格子)である。また、11〜
13は各々埋込層を構成するn−InP層、p−InP
層およびn−1nGaAsP層であり、20.20はP
−rnPによって形成されている電流狭窄層である。
ツフア 1會、3はλg= 1.55μtnのInGa
AsP活性導波路層、4はλg= 1.0〜1.2μm
のH−1nGaAsP(またはn−InP)保護層、5
はλg=1.3〜1゜4μnのn−1nGaAsP外部
導波路層、6はn−1nPクラッド層、7は5102絶
縁膜、8は金属電極、9は金属電極8用の窓部、10は
分布ブラッグ反射器(回折格子)である。また、11〜
13は各々埋込層を構成するn−InP層、p−InP
層およびn−1nGaAsP層であり、20.20はP
−rnPによって形成されている電流狭窄層である。
ここで、上記構成において、
ns+p−1nP基板lおよびn−1nPクラッド層6
の屈折率 nact :活性導波路層3の屈折率 ncov :保護層4の屈折率 next :外部導波路層5の屈折率 tact :活性導波路層3の厚さ tcov :保護層4の厚さ text :外部導波路層5の厚さ とした場合に、 nact > next > ncov≧ns −−
(1)となるようにし、かっ、この条件のもとて各層の
物質組成および厚さtact、 tcov、 text
を適切に設定することにより、伝播定数および電界分布
の整合を得ろことが可能となる。そして、実験結果によ
れば、活性導波路層3と外部導波路層5との間の結合効
率を90%以上、100%に近い値とすることかできる
。
の屈折率 nact :活性導波路層3の屈折率 ncov :保護層4の屈折率 next :外部導波路層5の屈折率 tact :活性導波路層3の厚さ tcov :保護層4の厚さ text :外部導波路層5の厚さ とした場合に、 nact > next > ncov≧ns −−
(1)となるようにし、かっ、この条件のもとて各層の
物質組成および厚さtact、 tcov、 text
を適切に設定することにより、伝播定数および電界分布
の整合を得ろことが可能となる。そして、実験結果によ
れば、活性導波路層3と外部導波路層5との間の結合効
率を90%以上、100%に近い値とすることかできる
。
また、電流狭窄層20があるために、活性導波路層3以
外の領域における基板lと金属電極8との間には、pn
pnサイリスタ構造が形成され、この部分に流れる電流
が阻止される。すなわち、リーク電流か発生けず、注入
電流が活性導波路層に集中して流れ、極めて効率の良い
発振が行なわれる。
外の領域における基板lと金属電極8との間には、pn
pnサイリスタ構造が形成され、この部分に流れる電流
が阻止される。すなわち、リーク電流か発生けず、注入
電流が活性導波路層に集中して流れ、極めて効率の良い
発振が行なわれる。
このように、第2図に示す構成によれば、活性導波路層
3と外部導波路層5との間の結合を極めて良好に行うこ
とができるから、反射や散乱等の発生をほとんどなくす
ことができ、これによって、高効率で高安定な単一モー
ドのレーザ発振を行うことができるとともに、注入電流
が集中的に活性導波路層に供給されるから、高効率の発
振を行うことができる。
3と外部導波路層5との間の結合を極めて良好に行うこ
とができるから、反射や散乱等の発生をほとんどなくす
ことができ、これによって、高効率で高安定な単一モー
ドのレーザ発振を行うことができるとともに、注入電流
が集中的に活性導波路層に供給されるから、高効率の発
振を行うことができる。
なお、第2図に示す構成において各層の導電性(p型と
n型〕を反転させても、全く同様の効果が得られる。た
だし、この場合にはキャップ層と拡散領域とが必要にな
る。
n型〕を反転させても、全く同様の効果が得られる。た
だし、この場合にはキャップ層と拡散領域とが必要にな
る。
次に、第2図に示す分布反射型半導体レーザの製造方法
について、第8図を参照して説明する。
について、第8図を参照して説明する。
まず、第3図(イ)に示すように、−回目の成長工程と
してバッファ層2上に活性導波路層3と保護層4を順次
エピタキシャル成長によって形成し、次いで、レーザ光
軸方向中央部以外の部分をバッファ層に至るまでエツチ
ングして分布ブラッグ反射器10.10を作成し、その
後に同図(ロ)に示すように外部導波路層5を成長させ
る(2回目の成長工程)。そして、活性導波路層3の上
方に対応する外部導波路層5の上面に5in2絶縁膜を
形成し、その後に、3回目の成長工程として電流狭窄層
20をエピタキシャル成長させる(第3図(ハ)参照)
。次に、Sin、絶縁膜を除去した後に4回目の成長工
程として、同図(ニ)に示すように、n−InPクラッ
ド層6を成長させると成形が完了し、その後は通常の方
法によって低電流駆動及び横モード安定のための埋込成
長を行い、さらに絶縁膜7、金属電極8を形成すること
によって、−連の製造工程が終了する。
してバッファ層2上に活性導波路層3と保護層4を順次
エピタキシャル成長によって形成し、次いで、レーザ光
軸方向中央部以外の部分をバッファ層に至るまでエツチ
ングして分布ブラッグ反射器10.10を作成し、その
後に同図(ロ)に示すように外部導波路層5を成長させ
る(2回目の成長工程)。そして、活性導波路層3の上
方に対応する外部導波路層5の上面に5in2絶縁膜を
形成し、その後に、3回目の成長工程として電流狭窄層
20をエピタキシャル成長させる(第3図(ハ)参照)
。次に、Sin、絶縁膜を除去した後に4回目の成長工
程として、同図(ニ)に示すように、n−InPクラッ
ド層6を成長させると成形が完了し、その後は通常の方
法によって低電流駆動及び横モード安定のための埋込成
長を行い、さらに絶縁膜7、金属電極8を形成すること
によって、−連の製造工程が終了する。
「発明が解決しようとする問題点J
ところで、上述した従来の半導体レーザの製造方法にお
いては、第3図(イ)、(ロ)1(ハ)、(ニ)に示す
4回のエピタキシャル成長工程(埋込成長工程を含むと
5回)があるが、この成長工程は少ないほど作業効率か
よい。また、1つの成長工程から次の成長工程へ移る際
には、フォトリソグラフィや選択エツチングを行うため
に、素子を外部に出す必要があるが、素子は外部雰囲気
中において悪影響を受けることが多いため、素子の取り
出し回数が多いほど歩どまりは悪くなる。
いては、第3図(イ)、(ロ)1(ハ)、(ニ)に示す
4回のエピタキシャル成長工程(埋込成長工程を含むと
5回)があるが、この成長工程は少ないほど作業効率か
よい。また、1つの成長工程から次の成長工程へ移る際
には、フォトリソグラフィや選択エツチングを行うため
に、素子を外部に出す必要があるが、素子は外部雰囲気
中において悪影響を受けることが多いため、素子の取り
出し回数が多いほど歩どまりは悪くなる。
すなわち、成長工程数を減らして素子の取り出し回数を
減らした方が、歩どまりおよび作業効率の点で有利とな
る。
減らした方が、歩どまりおよび作業効率の点で有利とな
る。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたちので、エピ
タキシャル成長工程数を少なくし得る分布反射型半導体
レーザの製造方法を提供することを目的としている。
タキシャル成長工程数を少なくし得る分布反射型半導体
レーザの製造方法を提供することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」
上記問題点を解決するために、活性導波路層およびこの
活性導波路層上に形成される保護層を包むようにして形
成される外部導波路層と、この外部導波路層上に形成さ
れるクラッド層と、このクラッド層と前記外部導波路層
との間の所定の領域に設けられ前記外部導波路層とは逆
導電性の電流狭窄層とを有する分布反射型半導体レーザ
の製造方法において、基板またはバッファ層上に前記活
性導波路層および前記保護層を順次成長させ、その後に
エツチングにより前記活性導波路層と前記保護層の所定
部分以外を除去するとと乙に所定部分以外の前記基板ま
たはバッファ層上に分布ブラッグ反射器を形成し、次い
で、分布ブラッグ反射器および前記保護層上に前記外部
導波路層と前記電流狭窄層を1項次成長させ、その後に
おいて前記活性導波路層の上方に対応する部分の前記電
流狭窄層をエツチングにより除去するようにしている。
活性導波路層上に形成される保護層を包むようにして形
成される外部導波路層と、この外部導波路層上に形成さ
れるクラッド層と、このクラッド層と前記外部導波路層
との間の所定の領域に設けられ前記外部導波路層とは逆
導電性の電流狭窄層とを有する分布反射型半導体レーザ
の製造方法において、基板またはバッファ層上に前記活
性導波路層および前記保護層を順次成長させ、その後に
エツチングにより前記活性導波路層と前記保護層の所定
部分以外を除去するとと乙に所定部分以外の前記基板ま
たはバッファ層上に分布ブラッグ反射器を形成し、次い
で、分布ブラッグ反射器および前記保護層上に前記外部
導波路層と前記電流狭窄層を1項次成長させ、その後に
おいて前記活性導波路層の上方に対応する部分の前記電
流狭窄層をエツチングにより除去するようにしている。
「作用 」
外部導波路層の成長と電流狭窄層の成長とが順次連続し
て行なわれ、その後において、電流狭窄層の所定部分の
みが除去されるから、成長工程数を少なくすることがで
きる。
て行なわれ、その後において、電流狭窄層の所定部分の
みが除去されるから、成長工程数を少なくすることがで
きる。
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第1図(イ)〜(ハ)は各々この発明の一実施例である
製造工程を説明するための断面図である。
製造工程を説明するための断面図である。
まず、第1図(イ)に示すように、p−InPバッファ
層2上2上nGaAsP活性導波路層3およびn−In
P保護層4を順次エピタキシャル成長させる。この成長
工程が第1回目の成長工程である。
層2上2上nGaAsP活性導波路層3およびn−In
P保護層4を順次エピタキシャル成長させる。この成長
工程が第1回目の成長工程である。
次に、フォトリソグラフィと、選択エツチングにより、
活性導波路層3と保護層4の中央部以外を除去するとと
もに、分布ブラッグ反射器(回折格子)10を形成する
。ここまでは、従来方法と同様である。そして、第2回
目の成長工程として、第1図(ロ)に示すように、分布
ブラッグ反射器lOおよび保護層4の上面にn−InG
aAsP外部導波路層5を成長させ、さらに、外部導波
路層5の上面全面にp−InP電流狭窄層20を成長さ
せる。
活性導波路層3と保護層4の中央部以外を除去するとと
もに、分布ブラッグ反射器(回折格子)10を形成する
。ここまでは、従来方法と同様である。そして、第2回
目の成長工程として、第1図(ロ)に示すように、分布
ブラッグ反射器lOおよび保護層4の上面にn−InG
aAsP外部導波路層5を成長させ、さらに、外部導波
路層5の上面全面にp−InP電流狭窄層20を成長さ
せる。
次に、電流狭窄層20のうち、活性導波路層3の上方に
対応する領域部分を、フォトリソグラフィにより除去し
、その後において、第3回目の成長工程として第1図(
ハ)に示すように、n−1nPクラッド層6を成長させ
る。さらに、絶縁膜7、金属電極8を形成すれば、一連
の製造工程が終了する。すなわち、この実施例によれば
、埋込成長も含めて合計4回の成長工程で素子の形成が
完了する。
対応する領域部分を、フォトリソグラフィにより除去し
、その後において、第3回目の成長工程として第1図(
ハ)に示すように、n−1nPクラッド層6を成長させ
る。さらに、絶縁膜7、金属電極8を形成すれば、一連
の製造工程が終了する。すなわち、この実施例によれば
、埋込成長も含めて合計4回の成長工程で素子の形成が
完了する。
なお、第1図(ロ)に示す2回目の成長時において、p
−InP電流狭窄層20の上面に同図(ニ)に示すよう
に格子整合させたInGaA、sP4元層30を成長さ
せ、この層によって電流狭窄層20を保護するようにし
、成長炉から取り出し後、まず、B2Oを選択エツチン
グにより取り除き、次にフォトリソグラフィ及び選択エ
ツチングで活性導波路層3の上方に対応する電流狭窄層
20を除去してもよい。すなわち、電流狭窄層20を構
成しているp−1nPは、外部雰囲気中の熱によってP
成分が飛んでしまうことがあるが、層30があるとこれ
が防止されるため、ガスエッチのないきれいなp−1n
P電流狭窄層の表面を露出させることができる。
−InP電流狭窄層20の上面に同図(ニ)に示すよう
に格子整合させたInGaA、sP4元層30を成長さ
せ、この層によって電流狭窄層20を保護するようにし
、成長炉から取り出し後、まず、B2Oを選択エツチン
グにより取り除き、次にフォトリソグラフィ及び選択エ
ツチングで活性導波路層3の上方に対応する電流狭窄層
20を除去してもよい。すなわち、電流狭窄層20を構
成しているp−1nPは、外部雰囲気中の熱によってP
成分が飛んでしまうことがあるが、層30があるとこれ
が防止されるため、ガスエッチのないきれいなp−1n
P電流狭窄層の表面を露出させることができる。
また、この実施例における各層の導電性(p、n)を反
対にしても、まったく同様の効果を得ることができ、さ
らに、バッファ層2を設けず、基Vi、1の上に活性導
波路層3、分布ブラッグ反射器10を設ける場合におい
てら、全く同様の製造工毘とすることができる。
対にしても、まったく同様の効果を得ることができ、さ
らに、バッファ層2を設けず、基Vi、1の上に活性導
波路層3、分布ブラッグ反射器10を設ける場合におい
てら、全く同様の製造工毘とすることができる。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、活性導波路層
およびこの活性導波路層上に形成される保護層を包むよ
うにして形成される外部導波路層と、この外部導波路層
上に形成されるクラッド層と、このクラッド層と前記外
部導波路層との間の所定の領域に設けられ前記外部導波
路層とは逆導電性の電流狭窄層とを有する分布反射型半
導体レーザのi!!造方法において、基板またはバッフ
ァ層上に前記活性導波路層および前記保護層を順次成長
させ、その後に選択エツチングにより前記活性導波路層
と前記保護層の所定部分以外を除去ずろとともに、所定
部分以外の前記基板またはバッファ層上に分布ブラッグ
反射器を形成し、次いで、前記分布ブラッグ反射器およ
び前記保護層上に前記外部導波路層と前記電流狭窄層を
順次成長させ、その後において前記活性導波路層の上方
に対応する部分の前記電流狭窄層をエツチングにより除
去するようにしたので、エピタキンヤル成長工程を従来
の方法に比べて1回少なくし得る利点が得られる。
およびこの活性導波路層上に形成される保護層を包むよ
うにして形成される外部導波路層と、この外部導波路層
上に形成されるクラッド層と、このクラッド層と前記外
部導波路層との間の所定の領域に設けられ前記外部導波
路層とは逆導電性の電流狭窄層とを有する分布反射型半
導体レーザのi!!造方法において、基板またはバッフ
ァ層上に前記活性導波路層および前記保護層を順次成長
させ、その後に選択エツチングにより前記活性導波路層
と前記保護層の所定部分以外を除去ずろとともに、所定
部分以外の前記基板またはバッファ層上に分布ブラッグ
反射器を形成し、次いで、前記分布ブラッグ反射器およ
び前記保護層上に前記外部導波路層と前記電流狭窄層を
順次成長させ、その後において前記活性導波路層の上方
に対応する部分の前記電流狭窄層をエツチングにより除
去するようにしたので、エピタキンヤル成長工程を従来
の方法に比べて1回少なくし得る利点が得られる。
第1図(イ)〜(ロ)は各々この発明の一実施例を適用
した製造工程を説明するための断面図、第2図は電流狭
窄層を設けた分布反射型半導体レーザの構成を示す断面
斜視図、第3図(イ)〜(ニ)は各々従来の製造方法に
おける製造工程を説明するための断面図である。 1・・・・・基板、2・・・・・バッファ層、3・・・
・・・活性導波路層、4・・ ・保護層、5・・・・・
・外部導波路層、6・・・・・・クラッド層、10・・
・・・・分布ブラッグ反射器、20・・・・・・電流狭
窄層。 出頼人 藤倉電線株式会社 東京工業大学 新技術開発事業団 第3図 + Z 3’+ :)手続補正書坊
却 1 事件の表示 昭和61年特許願第65102号 2、発明の名称 分布反射型半導体レーザの製造方法 3、補正をする音
した製造工程を説明するための断面図、第2図は電流狭
窄層を設けた分布反射型半導体レーザの構成を示す断面
斜視図、第3図(イ)〜(ニ)は各々従来の製造方法に
おける製造工程を説明するための断面図である。 1・・・・・基板、2・・・・・バッファ層、3・・・
・・・活性導波路層、4・・ ・保護層、5・・・・・
・外部導波路層、6・・・・・・クラッド層、10・・
・・・・分布ブラッグ反射器、20・・・・・・電流狭
窄層。 出頼人 藤倉電線株式会社 東京工業大学 新技術開発事業団 第3図 + Z 3’+ :)手続補正書坊
却 1 事件の表示 昭和61年特許願第65102号 2、発明の名称 分布反射型半導体レーザの製造方法 3、補正をする音
Claims (1)
- 活性導波路層およびこの活性導波路層上に形成される保
護層を包むようにして形成される外部導波路層と、この
外部導波路層上に形成されるクラッド層と、このクラッ
ド層と前記外部導波路層との間の所定の領域に設けられ
前記外部導波路層とは逆導電性の電流狭窄層とを有する
分布反射型半導体レーザの製造方法において、基板また
は前記基板上のバッファ層上に前記活性導波路層および
前記保護層を順次成長させ、その後に前記活性導波路層
と前記保護層の所定部分以外を除去するとともに所定部
分以外の前記基板またはバッファ層上に前記分布ブラッ
グ反射器を形成し、次いで、前記分布ブラッグ反射器お
よび前記保護層上に前記外部導波路層と前記電流狭窄層
を順次成長させ、その後において前記活性導波路層の上
方に対応する部分の前記電流狭窄層を除去した後にクラ
ッド層を成長させることを特徴とする分布反射型半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6510286A JPS6323382A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 分布反射型半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6510286A JPS6323382A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 分布反射型半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6323382A true JPS6323382A (ja) | 1988-01-30 |
| JPH0528916B2 JPH0528916B2 (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=13277205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6510286A Granted JPS6323382A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 分布反射型半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6323382A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045066A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JPWO2023248412A1 (ja) * | 2022-06-23 | 2023-12-28 |
-
1986
- 1986-03-24 JP JP6510286A patent/JPS6323382A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045066A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JPWO2023248412A1 (ja) * | 2022-06-23 | 2023-12-28 | ||
| WO2023248412A1 (ja) * | 2022-06-23 | 2023-12-28 | 日本電信電話株式会社 | 波長可変レーザ、波長可変レーザモジュールおよび波長可変レーザの層構造の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528916B2 (ja) | 1993-04-27 |
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