JP2000349394A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱的に安定し、かつ出射角の温度依存性が小
さい半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板１と、半導体基板１上に形成
されたストライプ構造を有する活性３層と、活性層３に
隣接して形成された、ＦｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構
成された埋め込み層１７とを備える。
さい半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板１と、半導体基板１上に形成
されたストライプ構造を有する活性３層と、活性層３に
隣接して形成された、ＦｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構
成された埋め込み層１７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来の半導体レーザ装置について
図６を用いて説明する。
図６を用いて説明する。
【０００３】図６（ａ）は、従来の半導体レーザ装置の
前端面を示す側面図であり、図６（ｂ）は、同半導体レ
ーザ装置の後端面を示す側面図であり、図６（ｃ）は、
同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面を示す断面図である。
前端面を示す側面図であり、図６（ｂ）は、同半導体レ
ーザ装置の後端面を示す側面図であり、図６（ｃ）は、
同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面を示す断面図である。
【０００４】図６（ａ）および図６（ｂ）において、ｎ
型ＩｎＰで構成された半導体基板１上に、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）で構成された厚さ６０
０ｎｍの光閉じ込め層２、多重量子井戸構造を有する活
性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰで構成された厚さ６００ｎ
ｍの光閉じ込め層４、およびｐ型ＩｎＰで構成された厚
さ４００ｎｍのクラッド層５が順次形成され、これらは
メサ型のストライプ構造を有している。活性層３は、
１．０％以内の圧縮歪を有する厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ井戸層（図示せず）と、圧縮歪を有しない厚さ１０
ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）障壁層
（図示せず）とが交互にそれぞれ７層形成してなるもの
である。
型ＩｎＰで構成された半導体基板１上に、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）で構成された厚さ６０
０ｎｍの光閉じ込め層２、多重量子井戸構造を有する活
性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰで構成された厚さ６００ｎ
ｍの光閉じ込め層４、およびｐ型ＩｎＰで構成された厚
さ４００ｎｍのクラッド層５が順次形成され、これらは
メサ型のストライプ構造を有している。活性層３は、
１．０％以内の圧縮歪を有する厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ井戸層（図示せず）と、圧縮歪を有しない厚さ１０
ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）障壁層
（図示せず）とが交互にそれぞれ７層形成してなるもの
である。
【０００５】活性層３の両側近傍には、半導体基板１側
から順に、キャリア濃度が７×１０ 17ｃｍ-3のｐ型Ｉｎ
Ｐで構成された第１の埋め込み層６、キャリア濃度が
２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰで構成された第２の
埋め込み層７、キャリア濃度が７×１０17ｃｍ-3のｐ型
ＩｎＰで構成される第３の埋め込み層８、およびｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３μｍ）で構成されるコン
タクト層９が順次形成されている。
から順に、キャリア濃度が７×１０ 17ｃｍ-3のｐ型Ｉｎ
Ｐで構成された第１の埋め込み層６、キャリア濃度が
２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型ＩｎＰで構成された第２の
埋め込み層７、キャリア濃度が７×１０17ｃｍ-3のｐ型
ＩｎＰで構成される第３の埋め込み層８、およびｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３μｍ）で構成されるコン
タクト層９が順次形成されている。
【０００６】また、第１の埋め込み層６ないし第３の埋
め込み層８における寄生容量を減らし、半導体レーザ装
置の周波数応答特性を向上させる目的で、第１の埋め込
み層６に達する溝をエッチングにより形成している。
め込み層８における寄生容量を減らし、半導体レーザ装
置の周波数応答特性を向上させる目的で、第１の埋め込
み層６に達する溝をエッチングにより形成している。
【０００７】コンタクト層９上には厚さ０．３μｍのＳ
ｉＯ2膜１０が形成されており、このＳｉＯ2膜１０に設
けられた開口部内にはＡｕ層、Ｚｎ層、Ａｕ層の３層か
らなる金属多層膜１１が形成され、金属多層膜１１上に
はｐ型電極１２が形成されている。また、半導体基板１
の裏側にはｎ型電極１３が形成されている。
ｉＯ2膜１０が形成されており、このＳｉＯ2膜１０に設
けられた開口部内にはＡｕ層、Ｚｎ層、Ａｕ層の３層か
らなる金属多層膜１１が形成され、金属多層膜１１上に
はｐ型電極１２が形成されている。また、半導体基板１
の裏側にはｎ型電極１３が形成されている。
【０００８】ところで、活性層３は、図６（ｃ）に示す
ように半導体レーザ装置の前端面から深さ２５μｍ以内
の領域における幅が０．６μｍ、半導体レーザ装置の後
端面から深さ２５μｍ以内の領域における幅が１．６μ
ｍ、前端面と後端面との間隔が４００μｍのストライプ
構造を有している。このストライプ構造の幅は、後端面
から前端面にかけて連続的に減少しており、前端面にお
けるストライプ幅は、後端面におけるストライプ幅より
も小さい構造となっている。これは、狭い出射角特性お
よび、高温度における低い動作電流特性を実現するため
のレーザの構造である（Y. Inaba et al., IEEE JSTQE,
vol.3, 1399-1404, 1997.）。このとき、活性層３内を
伝播する光は、後端面から前端面にかけて活性層３への
光閉じ込めが効果が連続的に減少するために、前端面に
おいて、活性層３の外、つまり第１の埋め込み層６ない
し第３の埋め込み層８へしみだす光の量が多い。
ように半導体レーザ装置の前端面から深さ２５μｍ以内
の領域における幅が０．６μｍ、半導体レーザ装置の後
端面から深さ２５μｍ以内の領域における幅が１．６μ
ｍ、前端面と後端面との間隔が４００μｍのストライプ
構造を有している。このストライプ構造の幅は、後端面
から前端面にかけて連続的に減少しており、前端面にお
けるストライプ幅は、後端面におけるストライプ幅より
も小さい構造となっている。これは、狭い出射角特性お
よび、高温度における低い動作電流特性を実現するため
のレーザの構造である（Y. Inaba et al., IEEE JSTQE,
vol.3, 1399-1404, 1997.）。このとき、活性層３内を
伝播する光は、後端面から前端面にかけて活性層３への
光閉じ込めが効果が連続的に減少するために、前端面に
おいて、活性層３の外、つまり第１の埋め込み層６ない
し第３の埋め込み層８へしみだす光の量が多い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７は、従来の半導体
レーザ装置における動作環境温度と出射角との関係を示
すものである。図７からわかるように、動作環境温度が
−４０度から８５度に変化したとき、出射角が１４．０
度から約１０．２度へと、約３．８度変化している。し
たがって、例えば、半導体レーザ装置から射出された光
を光ファイバに結合しようとしたとき、半導体レーザ装
置と光ファイバとの光の結合効率が温度条件によって変
わってしまい、光ファイバを伝搬する光の強度が変化
し、この結果、伝送特性に悪影響をまねくことになる。
レーザ装置における動作環境温度と出射角との関係を示
すものである。図７からわかるように、動作環境温度が
−４０度から８５度に変化したとき、出射角が１４．０
度から約１０．２度へと、約３．８度変化している。し
たがって、例えば、半導体レーザ装置から射出された光
を光ファイバに結合しようとしたとき、半導体レーザ装
置と光ファイバとの光の結合効率が温度条件によって変
わってしまい、光ファイバを伝搬する光の強度が変化
し、この結果、伝送特性に悪影響をまねくことになる。
【００１０】出射角が変化してしまうのは、第１の埋め
込み層６および第３の埋め込み層８と、第２の埋め込み
層７との間に０．０２５程度の屈折率差が存在している
ためであると考えられる。活性層３の幅が小さい（スト
ライプ幅が波長と比較して短い）ために活性層３からの
光の漏れだしが大きい半導体レーザ装置においては、特
にこの問題が顕著になる。光ファイバを伝搬する光の強
度の変化量は、−４０度から８５度の温度変化に対して
１ｄＢ以内という光通信における実用上の基準を満たさ
なければ、伝送特性が非常に悪く、半導体レーザ装置を
使用することができない。従来の半導体レーザ装置にお
いては、光ファイバを伝搬する光の強度の変動量が２ｄ
Ｂであるため上記の基準を満たしていない。
込み層６および第３の埋め込み層８と、第２の埋め込み
層７との間に０．０２５程度の屈折率差が存在している
ためであると考えられる。活性層３の幅が小さい（スト
ライプ幅が波長と比較して短い）ために活性層３からの
光の漏れだしが大きい半導体レーザ装置においては、特
にこの問題が顕著になる。光ファイバを伝搬する光の強
度の変化量は、−４０度から８５度の温度変化に対して
１ｄＢ以内という光通信における実用上の基準を満たさ
なければ、伝送特性が非常に悪く、半導体レーザ装置を
使用することができない。従来の半導体レーザ装置にお
いては、光ファイバを伝搬する光の強度の変動量が２ｄ
Ｂであるため上記の基準を満たしていない。
【００１１】なお、活性層の幅が共振器方向に対して一
定である従来の通常の半導体装置において、Ｆｅを含む
ＩｎＰにより構成された単一の埋め込み層を設けたもの
が知られている（Ｈ．Ｔａｎｉｗａｔａｒｉｅｔ．ａ
ｌ．，ＩＥＥＥ、ＪＬＴ，ｖｏｌ．１５、５３４−５３
７．）。しかしながら、Ｆｅを含むＩｎＰは、高温動作
時にＦｅが拡散し、漏れ電流が発生するため、半導体レ
ーザ装置の長期信頼性を得ることが困難であるという問
題があった。
定である従来の通常の半導体装置において、Ｆｅを含む
ＩｎＰにより構成された単一の埋め込み層を設けたもの
が知られている（Ｈ．Ｔａｎｉｗａｔａｒｉｅｔ．ａ
ｌ．，ＩＥＥＥ、ＪＬＴ，ｖｏｌ．１５、５３４−５３
７．）。しかしながら、Ｆｅを含むＩｎＰは、高温動作
時にＦｅが拡散し、漏れ電流が発生するため、半導体レ
ーザ装置の長期信頼性を得ることが困難であるという問
題があった。
【００１２】本発明は、活性層３の幅が小さくても出射
角の温度依存性が小さく、かつ長期信頼性の高い半導体
レーザ装置を提供することを目的とする。
角の温度依存性が小さく、かつ長期信頼性の高い半導体
レーザ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたス
トライプ構造を有する活性層と、前記半導体基板上であ
って前記活性層の近傍に形成された、ＦｅおよびＴｉを
含むＩｎＰで構成された埋め込み層とを有するものであ
る。
置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたス
トライプ構造を有する活性層と、前記半導体基板上であ
って前記活性層の近傍に形成された、ＦｅおよびＴｉを
含むＩｎＰで構成された埋め込み層とを有するものであ
る。
【００１４】本発明では、半導体レーザ装置における埋
め込み層に含まれるＦｅおよびＴｉによって、余剰のド
ナーおよびアクセプタが互いに補償されるため、Ｆｅの
熱拡散による洩れ電流が抑制されるという、熱的安定作
用を有している。
め込み層に含まれるＦｅおよびＴｉによって、余剰のド
ナーおよびアクセプタが互いに補償されるため、Ｆｅの
熱拡散による洩れ電流が抑制されるという、熱的安定作
用を有している。
【００１５】なお、Ｆｅの代わりに熱的に安定なＲｈを
用いれば、Ｔｉをドーピングする必要はない。
用いれば、Ｔｉをドーピングする必要はない。
【００１６】本発明の半導体レーザ装置は、埋め込み層
が単一の材料で形成されているため、埋め込み層内では
屈折率が均一であることから、温度変化による出射角の
変動が小さく抑えられる。特に、活性層の幅が活性層付
近に形成される発光スポットの直径よりも小さい半導体
レーザ装置においては、その効果が著しい。
が単一の材料で形成されているため、埋め込み層内では
屈折率が均一であることから、温度変化による出射角の
変動が小さく抑えられる。特に、活性層の幅が活性層付
近に形成される発光スポットの直径よりも小さい半導体
レーザ装置においては、その効果が著しい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１８】図１（ａ）は、本発明の実施の形態におけ
る半導体レーザ装置の前端面を示す側面図であり、図１
（ｂ）は、同半導体レーザ装置の後端面を示す側面図で
あり、図１（ｃ）は、同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面
を示す断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）にお
いて、ｎ型ＩｎＰで構成された半導体基板１上に、ｎ型
ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）で構成された
厚さ６００ｎｍの光閉じ込め層２、多重量子井戸構造を
有する活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰで構成された厚さ
６００ｎｍの光閉じ込め層４、ｐ型ＩｎＰで構成された
厚さ４００ｎｍのクラッド層５が有機気相成長法で順次
形成されており、これらはウェットエッチングによって
メサ型のストライプ構造を有している。
る半導体レーザ装置の前端面を示す側面図であり、図１
（ｂ）は、同半導体レーザ装置の後端面を示す側面図で
あり、図１（ｃ）は、同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面
を示す断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）にお
いて、ｎ型ＩｎＰで構成された半導体基板１上に、ｎ型
ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）で構成された
厚さ６００ｎｍの光閉じ込め層２、多重量子井戸構造を
有する活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰで構成された厚さ
６００ｎｍの光閉じ込め層４、ｐ型ＩｎＰで構成された
厚さ４００ｎｍのクラッド層５が有機気相成長法で順次
形成されており、これらはウェットエッチングによって
メサ型のストライプ構造を有している。
【００１９】活性層３は、１．０％以内の圧縮歪を有す
る厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ井戸層（図示せず）と、
圧縮歪を有しない厚さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成
波長１．０５μｍ）障壁層（図示せず）とが交互にそれ
ぞれ７層形成してなるものであり、その発振波長は、
１．３μｍ近傍である。
る厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ井戸層（図示せず）と、
圧縮歪を有しない厚さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成
波長１．０５μｍ）障壁層（図示せず）とが交互にそれ
ぞれ７層形成してなるものであり、その発振波長は、
１．３μｍ近傍である。
【００２０】また、活性層３は、図１（ｃ）に示すよう
に半導体レーザ装置の前端面から深さ２５μｍ以内の領
域における幅が０．６μｍであり、半導体レーザ装置の
発振波長で決定される発光スポットの径（約１μｍ）よ
りも小さいため、活性層３の外に光がしみだしている状
態である。また、活性層３は、半導体レーザ装置の後端
面から深さ２５μｍ以内の領域における幅が１．６μ
ｍ、前端面と後端面との間隔が４００μｍのストライプ
構造を有している。このストライプ構造の幅は、後端面
から前端面にかけて連続的に減少しており、前端面にお
けるストライプ幅は、後端面におけるストライプ幅より
も小さい構造となっている。
に半導体レーザ装置の前端面から深さ２５μｍ以内の領
域における幅が０．６μｍであり、半導体レーザ装置の
発振波長で決定される発光スポットの径（約１μｍ）よ
りも小さいため、活性層３の外に光がしみだしている状
態である。また、活性層３は、半導体レーザ装置の後端
面から深さ２５μｍ以内の領域における幅が１．６μ
ｍ、前端面と後端面との間隔が４００μｍのストライプ
構造を有している。このストライプ構造の幅は、後端面
から前端面にかけて連続的に減少しており、前端面にお
けるストライプ幅は、後端面におけるストライプ幅より
も小さい構造となっている。
【００２１】活性層３の両側近傍には、濃度５×１０16
ｃｍ-3のＦｅおよび濃度２×１０16ｃｍ-3のＴｉがそれ
ぞれドーピングされたＩｎＰで構成される埋め込み層１
７が形成されている。埋め込み層１７は高抵抗であるた
め、電流ブロックの機能を有する。また、埋め込み層１
７は、Ｔｉを含んでいるために、熱的に安定であり、埋
め込み層１７中に流れるリーク電流を低減できる。な
お、この効果は、活性層３の幅の大きさにかかわらず得
ることができる。
ｃｍ-3のＦｅおよび濃度２×１０16ｃｍ-3のＴｉがそれ
ぞれドーピングされたＩｎＰで構成される埋め込み層１
７が形成されている。埋め込み層１７は高抵抗であるた
め、電流ブロックの機能を有する。また、埋め込み層１
７は、Ｔｉを含んでいるために、熱的に安定であり、埋
め込み層１７中に流れるリーク電流を低減できる。な
お、この効果は、活性層３の幅の大きさにかかわらず得
ることができる。
【００２２】埋め込み層１７上には、ｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（組成波長１．３μｍ）で構成されるコンタクト層９
が形成されている。
Ｐ（組成波長１．３μｍ）で構成されるコンタクト層９
が形成されている。
【００２３】さらに、埋め込み層１７には、埋め込み層
１７における寄生容量を減らし、半導体レーザ装置の周
波数応答特性を向上させる目的で、エッチングにより溝
が形成されている。
１７における寄生容量を減らし、半導体レーザ装置の周
波数応答特性を向上させる目的で、エッチングにより溝
が形成されている。
【００２４】コンタクト層９上には、厚さ０．３μｍの
ＳｉＯ2膜１０が形成されており、このＳｉＯ2膜１０に
設けられた開口部内には、Ａｕ層、Ｚｎ層、Ａｕ層の３
層からなる金属多層膜１１が形成され、金属多層膜１１
上には、Ｔｉ層、Ａｕ層（図示せず）を順次形成してな
るｐ型電極１２が形成されている。また、半導体基板１
の裏側には、Ａｕ層、Ｓｎ層、Ｃｒ層、Ｐｔ層、Ａｕ層
（図示せず）を順次形成してなるｎ型電極１３が形成さ
れている。
ＳｉＯ2膜１０が形成されており、このＳｉＯ2膜１０に
設けられた開口部内には、Ａｕ層、Ｚｎ層、Ａｕ層の３
層からなる金属多層膜１１が形成され、金属多層膜１１
上には、Ｔｉ層、Ａｕ層（図示せず）を順次形成してな
るｐ型電極１２が形成されている。また、半導体基板１
の裏側には、Ａｕ層、Ｓｎ層、Ｃｒ層、Ｐｔ層、Ａｕ層
（図示せず）を順次形成してなるｎ型電極１３が形成さ
れている。
【００２５】図２は、本発明の実施の形態における半導
体レーザ装置の動作環境温度と出射角との関係（線Ａ）
を示すものである。なお、参考のために図７にも示した
従来の半導体レーザ装置の動作環境温度と出射角との関
係（線Ｂ）を併せて示す。
体レーザ装置の動作環境温度と出射角との関係（線Ａ）
を示すものである。なお、参考のために図７にも示した
従来の半導体レーザ装置の動作環境温度と出射角との関
係（線Ｂ）を併せて示す。
【００２６】図２の線Ａからわかるように、本実施の形
態における半導体レーザ装置の動作環境温度が−４０度
から８５度に変化したとき、出射角は１２．３度から約
１０．８度へと約１．５度変動しているが、この変動幅
は、従来の約３．８度に比べて非常に小さい。このよう
に、埋め込み層１７を屈折率の均質な媒体で構成するこ
とにより、前端面における活性層３の幅が後端面おける
活性層３の幅よりも小さい半導体レーザ装置の出射角の
温度依存性を軽減することができる。
態における半導体レーザ装置の動作環境温度が−４０度
から８５度に変化したとき、出射角は１２．３度から約
１０．８度へと約１．５度変動しているが、この変動幅
は、従来の約３．８度に比べて非常に小さい。このよう
に、埋め込み層１７を屈折率の均質な媒体で構成するこ
とにより、前端面における活性層３の幅が後端面おける
活性層３の幅よりも小さい半導体レーザ装置の出射角の
温度依存性を軽減することができる。
【００２７】図３は、活性層の幅をＷａｃｔ、発光スポ
ットの直径をＷｓｐｏｔとしたときのＷｓｐｏｔ／Ｗａ
ｃｔの値と、−４０度から８５度における半導体レーザ
装置の放射角の変動量の大きさとの関係（線Ａ）を示す
ものである。なお、参考のために従来の半導体レーザ装
置における同様の関係（線Ｂ）を併せて示す。
ットの直径をＷｓｐｏｔとしたときのＷｓｐｏｔ／Ｗａ
ｃｔの値と、−４０度から８５度における半導体レーザ
装置の放射角の変動量の大きさとの関係（線Ａ）を示す
ものである。なお、参考のために従来の半導体レーザ装
置における同様の関係（線Ｂ）を併せて示す。
【００２８】図３からわかるように、Ｗｓｐｏｔ／Ｗａ
ｃｔが１のとき、線Ａ、線Ｂいずれの場合においても、
放射角の変動量は１．５度程度であるが、Ｗｓｐｏｔ／
Ｗａｃｔが５のとき、線Ａで示された本実施の形態にお
ける半導体レーザ装置の放射角の変動量は、従来の約
３．８度から約１．３度に低減されている。
ｃｔが１のとき、線Ａ、線Ｂいずれの場合においても、
放射角の変動量は１．５度程度であるが、Ｗｓｐｏｔ／
Ｗａｃｔが５のとき、線Ａで示された本実施の形態にお
ける半導体レーザ装置の放射角の変動量は、従来の約
３．８度から約１．３度に低減されている。
【００２９】図４は、本発明の実施の形態における半導
体レーザ装置１４から射出されるレーザ光１５を光ファ
イバ１６に入射させるための光学系の斜視図である。
体レーザ装置１４から射出されるレーザ光１５を光ファ
イバ１６に入射させるための光学系の斜視図である。
【００３０】図４において、半導体レーザ装置１４と光
ファイバ１６との間にはレンズ等の集光用光学部品が何
等使用されていないため、レーザ光１５の射出角が大き
い場合には、レーザ光１５が効率よく光ファイバ１６に
入射されない。したがって、温度変化によってレーザ光
１５の射出角が変動すＦｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構
成された埋め込み層とを有すると、光ファイバ１６に入
射する光の強度は変化してしまう。
ファイバ１６との間にはレンズ等の集光用光学部品が何
等使用されていないため、レーザ光１５の射出角が大き
い場合には、レーザ光１５が効率よく光ファイバ１６に
入射されない。したがって、温度変化によってレーザ光
１５の射出角が変動すＦｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構
成された埋め込み層とを有すると、光ファイバ１６に入
射する光の強度は変化してしまう。
【００３１】図５は、半導体レーザ装置１４の動作環境
温度と、光ファイバ１６に入射する光の強度との関係
（線Ａ）を示すものである。なお、参考のために従来の
半導体レーザ装置１４における動作環境温度と、光ファ
イバ１６に入射する光の強度との関係（線Ｂ）を併せて
示す。
温度と、光ファイバ１６に入射する光の強度との関係
（線Ａ）を示すものである。なお、参考のために従来の
半導体レーザ装置１４における動作環境温度と、光ファ
イバ１６に入射する光の強度との関係（線Ｂ）を併せて
示す。
【００３２】線Ａからわかるように、本実施の形態にお
ける半導体レーザ装置１４の動作環境温度が−４０度か
ら８５度に変化しても、光ファイバ１６に入射する光の
強度は、従来の約２．０ｄＢから、約０．８ｄＢに抑え
られている。これは、強度変動１ｄＢ以内という、既に
説明した光通信における実用上の基準を満たしている。
したがって、図４に示すように、半導体レーザ装置１４
と光ファイバ１６との間にレンズ等の集光用光学部品を
使用する必要がなく、装置全体における部品点数を削減
することができる。
ける半導体レーザ装置１４の動作環境温度が−４０度か
ら８５度に変化しても、光ファイバ１６に入射する光の
強度は、従来の約２．０ｄＢから、約０．８ｄＢに抑え
られている。これは、強度変動１ｄＢ以内という、既に
説明した光通信における実用上の基準を満たしている。
したがって、図４に示すように、半導体レーザ装置１４
と光ファイバ１６との間にレンズ等の集光用光学部品を
使用する必要がなく、装置全体における部品点数を削減
することができる。
【００３３】なお、本発明の実施の形態においては、埋
め込み層１７の材料を、ＦｅおよびＴｉをドープしたＩ
ｎＰとして説明したが、埋め込み層１７の材料としてＲ
ｈをドープしたＩｎＰを用いても同様に実施可能であ
る。
め込み層１７の材料を、ＦｅおよびＴｉをドープしたＩ
ｎＰとして説明したが、埋め込み層１７の材料としてＲ
ｈをドープしたＩｎＰを用いても同様に実施可能であ
る。
【００３４】また、半導体レーザ装置の発信波長は、
１．３μｍ帯、１．５５μｍ帯、またはその他の発信波
長帯であっても同様に実施可能である。
１．３μｍ帯、１．５５μｍ帯、またはその他の発信波
長帯であっても同様に実施可能である。
【００３５】また、半導体基板１の表面に光の共振方向
に垂直な複数の溝を形成することにより回折格子を構成
すれば、屈折率結合型の分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レ
ーザ装置を作成することができ、回折格子のもつ波長選
択性により、半導体レーザ装置の単一波長動作が実現で
きるため、高速、大容量通信が可能となる。
に垂直な複数の溝を形成することにより回折格子を構成
すれば、屈折率結合型の分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レ
ーザ装置を作成することができ、回折格子のもつ波長選
択性により、半導体レーザ装置の単一波長動作が実現で
きるため、高速、大容量通信が可能となる。
【００３６】また、半導体基板１の表面に同様の回折格
子を形成し、回折格子の溝内にＩｎＡｓＰで構成される
光吸収物質を形成すれば、利得結合型の分布帰還型半導
体レーザ装置を作成することができる。このとき、端面
反射率の影響が少なくなるため、歩留まりが向上する。
子を形成し、回折格子の溝内にＩｎＡｓＰで構成される
光吸収物質を形成すれば、利得結合型の分布帰還型半導
体レーザ装置を作成することができる。このとき、端面
反射率の影響が少なくなるため、歩留まりが向上する。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置は、半導体基
板と、前記半導体基板上に形成されたストライプ構造を
有する活性層と、前記活性層に隣接して形成された、Ｆ
ｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構成された埋め込み層とを
有するものであるため、熱的に安定であり、温度変化に
よる出射角の変動量が少ない。
板と、前記半導体基板上に形成されたストライプ構造を
有する活性層と、前記活性層に隣接して形成された、Ｆ
ｅおよびＴｉを含むＩｎＰで構成された埋め込み層とを
有するものであるため、熱的に安定であり、温度変化に
よる出射角の変動量が少ない。
【図１】（ａ）本発明の実施の形態における半導体レー
ザ装置の前端面の側面図 （ｂ）同半導体レーザ装置の後端面の側面図 （ｃ）同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面図
ザ装置の前端面の側面図 （ｂ）同半導体レーザ装置の後端面の側面図 （ｃ）同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面図
【図２】同半導体レーザ装置の動作環境温度と出射角と
の関係を示す図
の関係を示す図
【図３】活性層の幅に対する発光スポットの相対的な大
きさと、−４０度から８５度における同半導体レーザ装
置の放射角の変動量の大きさとの関係を示す図
きさと、−４０度から８５度における同半導体レーザ装
置の放射角の変動量の大きさとの関係を示す図
【図４】同半導体レーザ装置から射出されるレーザ光を
光ファイバに入射させるための光学系の斜視図
光ファイバに入射させるための光学系の斜視図
【図５】同半導体レーザ装置の動作環境温度と、光ファ
イバに入射する光の強度との関係を示す図
イバに入射する光の強度との関係を示す図
【図６】（ａ）従来の半導体レーザ装置の前端面の側面
図 （ｂ）同半導体レーザ装置の後端面の側面図 （ｃ）同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面図
図 （ｂ）同半導体レーザ装置の後端面の側面図 （ｃ）同半導体レーザ装置のＸ−Ｙ断面図
【図７】同半導体レーザ装置の動作環境温度と出射角と
の関係を示す図
の関係を示す図
１ 半導体基板 ２、４ 光閉じ込め層 ３ 活性層 ５ クラッド層 ６ 第１の埋め込み層 ７ 第２の埋め込み層 ８ 第３の埋め込み層 ９ コンタクト層 １０ ＳｉＯ2膜 １１ 金属多層膜 １２ ｐ型電極 １３ ｎ型電極 １４ 半導体レーザ装置 １５ レーザ光 １６ 光ファイバ １７ 埋め込み層
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板と、前記半導体基板上に形成
されたストライプ構造を有する活性層と、前記活性層の
近傍に形成された、ＦｅおよびＴｉを有する埋め込み層
とを有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 半導体基板と、前記半導体基板上に形成
されたストライプ構造を有する活性層と、前記活性層の
近傍に形成された、Ｒｈを有する埋め込み層とを有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記埋め込み層がＩｎＰで構成されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半
導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記活性層の幅が、前記活性層付近に形
成される発光スポットの直径よりも小さいことを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項５】 前端面における前記活性層の幅が、後端
面における前記活性層の幅よりも小さいことを特徴とす
る請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項６】 半導体基板と、前記半導体基板上に形成
されたストライプ構造を有する活性層と、前記活性層の
近傍に形成された、一様な屈折率を有する埋め込み層と
を有し、前端面における前記活性層の幅が、後端面にお
ける前記活性層の幅よりも小さいことを特徴とする半導
体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記半導体基板に回折格子が形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれ
かに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 前記回折格子上に吸収層が形成されてい
ることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記前端面側に、前記前端面から射出し
た光を入射させるための光ファイバを有することを特徴
とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の半導
体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155006A JP2000349394A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 半導体レーザ装置 |
| US09/587,588 US6678299B1 (en) | 1999-06-02 | 2000-06-02 | Semiconductor laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155006A JP2000349394A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349394A true JP2000349394A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15596641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11155006A Pending JP2000349394A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6678299B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000349394A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006086199A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光デバイス及び半導体光デバイスの製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3681693B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2005-08-10 | Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 | 半導体レーザ及びこの素子を含む半導体光集積回路 |
| DE60215131T2 (de) * | 2002-06-12 | 2007-03-15 | Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto | Integriertes Halbleiterlaser-Wellenleiter-Element |
| DE60209184T2 (de) * | 2002-06-12 | 2006-07-20 | Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto | Integriertes Halbleiterlaser-Wellenleiter-Element |
| JP2004158562A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子、半導体レーザ素子、半導体光変調素子、及び半導体光集積素子 |
| JP5461046B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-04-02 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光半導体装置 |
| JP6331997B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2018-05-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
| JP6390485B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2018-09-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法 |
| WO2018020791A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | ソニー株式会社 | 窒化物半導体レーザおよび電子機器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
| JPH07115251A (ja) | 1993-08-25 | 1995-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
| US5721751A (en) | 1993-10-28 | 1998-02-24 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Semiconductor laser |
| JP3386261B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2003-03-17 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、及びその製造方法 |
| US5847415A (en) * | 1995-03-31 | 1998-12-08 | Nec Corporation | Light emitting device having current blocking structure |
-
1999
- 1999-06-02 JP JP11155006A patent/JP2000349394A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-02 US US09/587,588 patent/US6678299B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006086199A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光デバイス及び半導体光デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6678299B1 (en) | 2004-01-13 |
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