JP2003069143A - 分布帰還型半導体レーザ - Google Patents
分布帰還型半導体レーザInfo
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- JP2003069143A JP2003069143A JP2001254016A JP2001254016A JP2003069143A JP 2003069143 A JP2003069143 A JP 2003069143A JP 2001254016 A JP2001254016 A JP 2001254016A JP 2001254016 A JP2001254016 A JP 2001254016A JP 2003069143 A JP2003069143 A JP 2003069143A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分布帰還型半導体レーザに関し、ＰＨ3 雰囲
気昇温時に再成長界面にダメージが導入されにくい利得
結合ＤＦＢレーザの構造を提供する。 【解決手段】 （１００）面を主面とするＩｎＰ基板１
を用いた分布帰還型半導体レーザに設ける回折格子の側
面の結晶面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは
〔０１１−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面、
即ち、「Ｂ面」で構成する。
気昇温時に再成長界面にダメージが導入されにくい利得
結合ＤＦＢレーザの構造を提供する。 【解決手段】 （１００）面を主面とするＩｎＰ基板１
を用いた分布帰還型半導体レーザに設ける回折格子の側
面の結晶面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは
〔０１１−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面、
即ち、「Ｂ面」で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分布帰還型半導体レ
ーザに関するものであり、特に、光通信に用いる高い単
一波長性と高出力動作を両立することが可能な分布帰還
型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃ
ｋ）半導体レーザの結晶面方位に特徴のある分布帰還型
半導体レーザに関するものである。
ーザに関するものであり、特に、光通信に用いる高い単
一波長性と高出力動作を両立することが可能な分布帰還
型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃ
ｋ）半導体レーザの結晶面方位に特徴のある分布帰還型
半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザを光源として用いた
光通信システムが急速に発展してきており、光源として
用いる長距離大容量伝送用半導体レーザには発振波長の
単一化と高出力動作の両立が求められる。
光通信システムが急速に発展してきており、光源として
用いる長距離大容量伝送用半導体レーザには発振波長の
単一化と高出力動作の両立が求められる。
【０００３】従来、長距離大容量伝送用半導体レーザに
おいては、回折格子の位相を途中でλ/4シフトさせた、
即ち、山と谷を反転させたλ／４位相シフトＤＦＢレー
ザが高い単一波長性を有するレーザとして実用化されて
いるが、レーザ両端面に反射防止膜を形成する必要があ
るため高出力化が困難であった。
おいては、回折格子の位相を途中でλ/4シフトさせた、
即ち、山と谷を反転させたλ／４位相シフトＤＦＢレー
ザが高い単一波長性を有するレーザとして実用化されて
いるが、レーザ両端面に反射防止膜を形成する必要があ
るため高出力化が困難であった。
【０００４】一方、活性層に回折格子を形成し、光の導
波方向に利得が周期的に変調された構造の利得結合型Ｄ
ＦＢレーザでは、片端面を高反射膜コーティングしても
高い単一波長性が得られる特徴があり、単一波長性と高
出力動作を両立できるレーザとして期待されている。
波方向に利得が周期的に変調された構造の利得結合型Ｄ
ＦＢレーザでは、片端面を高反射膜コーティングしても
高い単一波長性が得られる特徴があり、単一波長性と高
出力動作を両立できるレーザとして期待されている。
【０００５】さらに、反射戻り光耐性も強いことが実験
的に確認されており、従来の屈折率結合型ＤＦＢレーザ
より高性能なＤＦＢレーザとして早期開発が望まれてい
るので図６を参照して従来の利得結合型ＤＦＢレーザを
説明する。
的に確認されており、従来の屈折率結合型ＤＦＢレーザ
より高性能なＤＦＢレーザとして早期開発が望まれてい
るので図６を参照して従来の利得結合型ＤＦＢレーザを
説明する。
【０００６】図６（ａ）乃至（ｃ）参照
図６（ａ）は従来の利得結合型ＤＦＢレーザの〔０１−
１〕方向に垂直な概略的側断面図であり、図６（ｂ）は
図６（ａ）に示した破線の方形内の拡大図であり、ま
た、図６（ｃ）は〔０１１〕方向に垂直な概略的断面図
である。なお、本明細書においては、明細書作成の都合
上、“１バー”等で表す結晶面方位を“１−”等で表記
する。
１〕方向に垂直な概略的側断面図であり、図６（ｂ）は
図６（ａ）に示した破線の方形内の拡大図であり、ま
た、図６（ｃ）は〔０１１〕方向に垂直な概略的断面図
である。なお、本明細書においては、明細書作成の都合
上、“１バー”等で表す結晶面方位を“１−”等で表記
する。
【０００７】まず、1 回目の成長として、（１００）面
を主面とするｎ型ＩｎＰ基板５１上に、バッファ層を兼
ねる厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層５２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのアンドープのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層５
３、厚さが、例えば、０．１μｍのｉ型ＭＱＷ活性層、
厚さが、例えば、１０ｎｍのアンドープのｉ型ＩｎＰ保
護層（図示を省略）を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ
法）で順次堆積させる。なお、本明細書においては表記
を簡単にするために、アンドープ層をｉ型層と表記す
る。
を主面とするｎ型ＩｎＰ基板５１上に、バッファ層を兼
ねる厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層５２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのアンドープのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層５
３、厚さが、例えば、０．１μｍのｉ型ＭＱＷ活性層、
厚さが、例えば、１０ｎｍのアンドープのｉ型ＩｎＰ保
護層（図示を省略）を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ
法）で順次堆積させる。なお、本明細書においては表記
を簡単にするために、アンドープ層をｉ型層と表記す
る。
【０００８】なお、このｉ型ＭＱＷ活性層は、厚さが、
例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮歪が
１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さが、例
えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮歪が
１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さが、例
えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
【０００９】次いで、干渉露光法を用いてｉ型ＩｎＰ保
護層上に周期ΛがΛ＝２４３ｎｍの〔０１−１〕方向に
延在する回折格子状のレジストパターン（図示を省略）
を形成し、このレジストパターンをマスクにしてｉ型Ｉ
ｎＰ保護層及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａ
ＡｓＰ井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子
状ＭＱＷ活性層５４を形成する。
護層上に周期ΛがΛ＝２４３ｎｍの〔０１−１〕方向に
延在する回折格子状のレジストパターン（図示を省略）
を形成し、このレジストパターンをマスクにしてｉ型Ｉ
ｎＰ保護層及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａ
ＡｓＰ井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子
状ＭＱＷ活性層５４を形成する。
【００１０】次いで、レジストパターンを剥離したの
ち、2 回目の成長として、回折格子状ＭＱＷ活性層５４
の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層５５で埋め込み、引き続い
て、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１５μ
ｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層５６、厚さが、例え
ば、３μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層５７、及び、厚さ
が、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト
層５８を順次成長させる。
ち、2 回目の成長として、回折格子状ＭＱＷ活性層５４
の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層５５で埋め込み、引き続い
て、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１５μ
ｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層５６、厚さが、例え
ば、３μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層５７、及び、厚さ
が、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト
層５８を順次成長させる。
【００１１】次いで、回折格子と垂直な〔０１−１−〕
方向にストライプ状リッジ５９を作製し、ｎ側電極（図
示を省略）としてＡｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）
としてＡｕ／Ｚｎ／Ａｕを蒸着することによって、リッ
ジ型利得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
方向にストライプ状リッジ５９を作製し、ｎ側電極（図
示を省略）としてＡｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）
としてＡｕ／Ｚｎ／Ａｕを蒸着することによって、リッ
ジ型利得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＩｎＰ系材料の
ＭＯＶＰＥ成長の昇温雰囲気には通常フォスフィンＰＨ
3 と水素の混合ガスが用いられている。これは昇温中に
ＩｎＰ表面からのＰ抜けを防止するためである。
ＭＯＶＰＥ成長の昇温雰囲気には通常フォスフィンＰＨ
3 と水素の混合ガスが用いられている。これは昇温中に
ＩｎＰ表面からのＰ抜けを防止するためである。
【００１３】本発明者は、利得結合型ＤＦＢレーザのよ
うに、再成長時のウエハ表面にＩｎＰだけでなくＩｎＧ
ａＡｓＰも露出している場合には、ＩｎＧａＡｓＰの結
晶面方位や昇温等の成長条件によっては高温のＰＨ3 雰
囲気とＩｎＧａＡｓＰ表面とが反応して界面が劣化する
可能性があることを見出したのでこの事情を図７及び図
８を参照して説明する。
うに、再成長時のウエハ表面にＩｎＰだけでなくＩｎＧ
ａＡｓＰも露出している場合には、ＩｎＧａＡｓＰの結
晶面方位や昇温等の成長条件によっては高温のＰＨ3 雰
囲気とＩｎＧａＡｓＰ表面とが反応して界面が劣化する
可能性があることを見出したのでこの事情を図７及び図
８を参照して説明する。
【００１４】図７（ａ）参照
図７（ａ）に示すように、各種の面方位のＩｎＰ基板６
１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて厚さが０．２μｍのＩｎ
Ｐバッファ層６２、及び、厚さが０．１μｍのＩｎＧａ
Ａｓ層６３を成長させたのち、成長中断を入れてＩｎＧ
ａＡｓ層６３の表面をＰＨ3 雰囲気に晒し、次いで、厚
さが０．０５μｍのＩｎＰキャップ層６４を成長させた
のち、ＩｎＧａＡｓ層６３のフォトルミネッセンス（Ｐ
Ｌ）強度を測定した。なお、図における符号６５は成長
中断界面である。
１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて厚さが０．２μｍのＩｎ
Ｐバッファ層６２、及び、厚さが０．１μｍのＩｎＧａ
Ａｓ層６３を成長させたのち、成長中断を入れてＩｎＧ
ａＡｓ層６３の表面をＰＨ3 雰囲気に晒し、次いで、厚
さが０．０５μｍのＩｎＰキャップ層６４を成長させた
のち、ＩｎＧａＡｓ層６３のフォトルミネッセンス（Ｐ
Ｌ）強度を測定した。なお、図における符号６５は成長
中断界面である。
【００１５】この測定したＰＬ強度を、ＩｎＰバッファ
層６２乃至ＩｎＰキャップ層６４を成長中断なく成長さ
せたウェハにおけるＩｎＧａＡｓ層６３のＰＬ強度で規
格化して示したのが図７（ｂ）である。したがって、規
格化ＰＬ強度の低下は、ＰＨ3 雰囲気に晒したＩｎＧａ
Ａｓ層６３の表面の劣化を意味する。
層６２乃至ＩｎＰキャップ層６４を成長中断なく成長さ
せたウェハにおけるＩｎＧａＡｓ層６３のＰＬ強度で規
格化して示したのが図７（ｂ）である。したがって、規
格化ＰＬ強度の低下は、ＰＨ3 雰囲気に晒したＩｎＧａ
Ａｓ層６３の表面の劣化を意味する。
【００１６】ここで使用したＩｎＰ基板６１の面方位
は、 （１１１）Ａ１５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１
１〕、即ち、（１１１）Ａ面から〔０１１〕方向に１５
°傾斜した面で、（１００）面から約７０°傾斜した
「Ａ面」、 （３１１）Ａ、即ち、（１００）面から約２５°傾斜
した「Ａ」面、 （１００）面、 （３１１）Ｂ、即ち、（１００）面から約２５°傾斜
した「Ｂ」面、 （１１１）Ｂ１５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１−
１−〕、即ち、（１１１）Ｂ面から〔０１−１−〕方向
に１５°傾斜した面で、（１００）面から約７０°傾斜
した「Ｂ面」、 （１１１）Ｂ２５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１−
１−〕、即ち、（１１１）Ｂ面から〔０１−１−〕方向
に２５°傾斜した面で、（１００）面から約８０°傾斜
した「Ｂ面」 の６種類である。
は、 （１１１）Ａ１５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１
１〕、即ち、（１１１）Ａ面から〔０１１〕方向に１５
°傾斜した面で、（１００）面から約７０°傾斜した
「Ａ面」、 （３１１）Ａ、即ち、（１００）面から約２５°傾斜
した「Ａ」面、 （１００）面、 （３１１）Ｂ、即ち、（１００）面から約２５°傾斜
した「Ｂ」面、 （１１１）Ｂ１５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１−
１−〕、即ち、（１１１）Ｂ面から〔０１−１−〕方向
に１５°傾斜した面で、（１００）面から約７０°傾斜
した「Ｂ面」、 （１１１）Ｂ２５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄｓ〔０１−
１−〕、即ち、（１１１）Ｂ面から〔０１−１−〕方向
に２５°傾斜した面で、（１００）面から約８０°傾斜
した「Ｂ面」 の６種類である。
【００１７】図８（ａ）及び（ｂ）参照
図８（ａ）は、III-Ｖ族化合物半導体の結晶方位を示す
上面図であり、また、図８（ｂ）は斜視図であり、本発
明における「Ａ面」とは（１００）面から〔０１１〕方
向に傾斜した面、及び、結晶学的にそれと等価な面を意
味し、「Ａ面」においてはIII 族元素が優勢に現れてお
り、典型的な「Ａ面」である（１１１）Ａ面において
は、ファセット面に現れる全ての元素がIII 族元素とな
る。
上面図であり、また、図８（ｂ）は斜視図であり、本発
明における「Ａ面」とは（１００）面から〔０１１〕方
向に傾斜した面、及び、結晶学的にそれと等価な面を意
味し、「Ａ面」においてはIII 族元素が優勢に現れてお
り、典型的な「Ａ面」である（１１１）Ａ面において
は、ファセット面に現れる全ての元素がIII 族元素とな
る。
【００１８】一方、本発明における「Ｂ面」とは（１０
０）面から〔０１−１〕方向に傾斜した面、及び、結晶
学的にそれと等価な面を意味し、「Ｂ面」においてはＶ
族元素が優勢に現れており、典型的な「Ｂ面」である
（１１１）Ｂ面においては、ファセット面に現れる全て
の元素がＶ族元素となる。
０）面から〔０１−１〕方向に傾斜した面、及び、結晶
学的にそれと等価な面を意味し、「Ｂ面」においてはＶ
族元素が優勢に現れており、典型的な「Ｂ面」である
（１１１）Ｂ面においては、ファセット面に現れる全て
の元素がＶ族元素となる。
【００１９】図７（ｂ）参照
図に示すように、Ｂ面の結晶方位ではＰＨ3 雰囲気の温
度が概ね６００℃まではＰＬ強度が低下しないが、Ａ面
の結晶方位では５００℃でＰＬ強度が低下しており６０
０℃では全く発光しない。なお、（１００）面はＢ面と
同じような振る舞いをする。
度が概ね６００℃まではＰＬ強度が低下しないが、Ａ面
の結晶方位では５００℃でＰＬ強度が低下しており６０
０℃では全く発光しない。なお、（１００）面はＢ面と
同じような振る舞いをする。
【００２０】この結果は、ＩｎＧａＡｓのＰＨ3 耐性が
Ａ面とＢ面で大きく異なりＡ面の方が弱いことを示して
おり、Ａｓ組成によりＰＨ3 耐性に差があるがＩｎＧａ
ＡｓＰ4 元混晶でも同様な面方位依存性が生じると考え
られる。
Ａ面とＢ面で大きく異なりＡ面の方が弱いことを示して
おり、Ａｓ組成によりＰＨ3 耐性に差があるがＩｎＧａ
ＡｓＰ4 元混晶でも同様な面方位依存性が生じると考え
られる。
【００２１】上述の図６に示した従来の利得結合型ＤＦ
Ｂレーザでは、回折格子の側面が〔０１−１−〕方向や
〔０１１〕方向に傾斜したＡ面で構成されるため、2 回
目の成長で昇温条件、例えば、成長温度、昇温時間、或
いは、ＰＨ3 分圧等の条件が適切でないと昇温中に回折
格子の側面、特にＡｓ組成の多いＩｎＧａＡｓＰ井戸層
の側面にダメージが導入される虞があり、この昇温ダメ
ージは非発光再結合中心となり活性層の発光効率を低下
させ素子特性を劣化させる原因となる。
Ｂレーザでは、回折格子の側面が〔０１−１−〕方向や
〔０１１〕方向に傾斜したＡ面で構成されるため、2 回
目の成長で昇温条件、例えば、成長温度、昇温時間、或
いは、ＰＨ3 分圧等の条件が適切でないと昇温中に回折
格子の側面、特にＡｓ組成の多いＩｎＧａＡｓＰ井戸層
の側面にダメージが導入される虞があり、この昇温ダメ
ージは非発光再結合中心となり活性層の発光効率を低下
させ素子特性を劣化させる原因となる。
【００２２】したがって、本発明は、ＰＨ3 雰囲気昇温
時に再成長界面にダメージが導入されにくい利得結合Ｄ
ＦＢレーザの構造を提供することを目的とする。
時に再成長界面にダメージが導入されにくい利得結合Ｄ
ＦＢレーザの構造を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図におけ
る符号２，３，７，８は、夫々、クラッド層、光導波
層、クラッド層、及び、コンタクト層である。 図１参照 上述の目的を達成するために、本発明は、（１００）面
を主面とするＩｎＰ基板１を用いた分布帰還型半導体レ
ーザにおいて、回折格子の側面の結晶面を（１００）面
から〔０１−１〕方向或いは〔０１１−〕方向のいずれ
かの方向に傾斜した結晶面、即ち、「Ｂ面」で構成する
ことを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図におけ
る符号２，３，７，８は、夫々、クラッド層、光導波
層、クラッド層、及び、コンタクト層である。 図１参照 上述の目的を達成するために、本発明は、（１００）面
を主面とするＩｎＰ基板１を用いた分布帰還型半導体レ
ーザにおいて、回折格子の側面の結晶面を（１００）面
から〔０１−１〕方向或いは〔０１１−〕方向のいずれ
かの方向に傾斜した結晶面、即ち、「Ｂ面」で構成する
ことを特徴とする。
【００２４】この様な構成により、回折格子の側面に形
成されるＩｎＰ系半導体、典型的にはＩｎＧａＡｓＰの
結晶方位がＰＨ3 雰囲気耐性の強い「Ｂ面」であるた
め、回折格子の凹部を埋込層５で埋め込む際に、界面に
昇温ダメージを導入することなく成長温度を良好な回折
格子埋め込みが可能な６００℃に昇温でき、それによっ
て、活性層４の発光効率低下がない回折格子埋め込みが
可能となり低しきい値発振や高効率動作を実現できる。
成されるＩｎＰ系半導体、典型的にはＩｎＧａＡｓＰの
結晶方位がＰＨ3 雰囲気耐性の強い「Ｂ面」であるた
め、回折格子の凹部を埋込層５で埋め込む際に、界面に
昇温ダメージを導入することなく成長温度を良好な回折
格子埋め込みが可能な６００℃に昇温でき、それによっ
て、活性層４の発光効率低下がない回折格子埋め込みが
可能となり低しきい値発振や高効率動作を実現できる。
【００２５】この場合、回折格子の形成方向を〔０１
１〕方向と等価な方向とすると、回折格子の凸部断面形
状は回折格子の側面が「Ｂ面」で構成される順メサ形状
とし、一方、回折格子の形成方向を〔０１１−〕方向と
等価な方向とすると、回折格子の凸部断面形状は回折格
子の側面が「Ｂ面」で構成される逆メサ形状とする。
１〕方向と等価な方向とすると、回折格子の凸部断面形
状は回折格子の側面が「Ｂ面」で構成される順メサ形状
とし、一方、回折格子の形成方向を〔０１１−〕方向と
等価な方向とすると、回折格子の凸部断面形状は回折格
子の側面が「Ｂ面」で構成される逆メサ形状とする。
【００２６】この回折格子は、活性層４に形成して利得
結合型の分布帰還共振器構造としても良いし、或いは、
光導波層６に設けても良いものである。また、この回折
格子は、周期が一定の通常の回折格子でも或いはλ／４
位相シフト領域を有する回折格子でも良い。
結合型の分布帰還共振器構造としても良いし、或いは、
光導波層６に設けても良いものである。また、この回折
格子は、周期が一定の通常の回折格子でも或いはλ／４
位相シフト領域を有する回折格子でも良い。
【００２７】また、回折格子と垂直な光の導波方向に電
流狭窄のためのストライプ状メサを形成する場合、スト
ライプ状メサの側面を「Ｂ面」で構成することが望まし
く、特に、ストライプ状メサの側面にＩｎＧａＡｓＰ層
等の活性層４が露出する埋込ヘテロ接合構造（ＢＨ構
造）の場合に好適であり、それによって、高性能な利得
結合型ＤＦＢレーザが得られる。
流狭窄のためのストライプ状メサを形成する場合、スト
ライプ状メサの側面を「Ｂ面」で構成することが望まし
く、特に、ストライプ状メサの側面にＩｎＧａＡｓＰ層
等の活性層４が露出する埋込ヘテロ接合構造（ＢＨ構
造）の場合に好適であり、それによって、高性能な利得
結合型ＤＦＢレーザが得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】ここで、図２及び図３を参照し
て、本発明の第１の実施の形態のＤＦＢ半導体レーザの
製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、（１００）面を主面とするｎ型ＩｎＰ基板１１上
にＭＯＶＰＥ法を用いて、例えば、６２０℃の成長温度
で、厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層１２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１３、ｉ型ＭＱＷ
活性層、厚さが、例えば、１０ｎｍのｉ型ＩｎＰ保護層
１５を順次堆積させる。
て、本発明の第１の実施の形態のＤＦＢ半導体レーザの
製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、（１００）面を主面とするｎ型ＩｎＰ基板１１上
にＭＯＶＰＥ法を用いて、例えば、６２０℃の成長温度
で、厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層１２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１３、ｉ型ＭＱＷ
活性層、厚さが、例えば、１０ｎｍのｉ型ＩｎＰ保護層
１５を順次堆積させる。
【００２９】このｉ型ＭＱＷ活性層は、厚さが、例え
ば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮歪が１．
０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さが、例え
ば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
ば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮歪が１．
０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さが、例え
ば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
【００３０】次いで、干渉露光法を用いてｉ型ＩｎＰ保
護層１５上に、〔０１−１〕方向の周期Λが、Λ＝２４
３ｎｍの回折格子状のレジストパターン１６を形成し、
このレジストパターン１６をマスクにしてＩｎＰ保護層
１５及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａＡｓＰ
井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層１４を形成する。この場合、回折格子状ＭＱＷ
活性層１４の側面は「Ｂ面」からなる順メサ形状とな
る。
護層１５上に、〔０１−１〕方向の周期Λが、Λ＝２４
３ｎｍの回折格子状のレジストパターン１６を形成し、
このレジストパターン１６をマスクにしてＩｎＰ保護層
１５及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａＡｓＰ
井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層１４を形成する。この場合、回折格子状ＭＱＷ
活性層１４の側面は「Ｂ面」からなる順メサ形状とな
る。
【００３１】図２（ｂ）参照
次いで、レジストパターン１６を剥離したのち、2 回目
の成長として６００℃の成長温度において、回折格子状
ＭＱＷ活性層１４の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層１７で埋め
込み、引き続いて、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波
長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１８、
厚さが、例えば、０．２５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層
１９を順次成長させる。
の成長として６００℃の成長温度において、回折格子状
ＭＱＷ活性層１４の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層１７で埋め
込み、引き続いて、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波
長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１８、
厚さが、例えば、０．２５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層
１９を順次成長させる。
【００３２】図２（ｃ）参照
次いで、回折格子と垂直な〔０１１−〕方向と等価な方
向に延在するストライプ状のＳｉＯ2 パターン２０を形
成し、このＳｉＯ2 パターン２０をマスクとし、基板を
傾斜させたドライエッチングを施すことによって、高さ
が、１．５μｍの逆メサ形状のストライプ状メサ２１を
形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ２１の側
面は「Ｂ面」となる。
向に延在するストライプ状のＳｉＯ2 パターン２０を形
成し、このＳｉＯ2 パターン２０をマスクとし、基板を
傾斜させたドライエッチングを施すことによって、高さ
が、１．５μｍの逆メサ形状のストライプ状メサ２１を
形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ２１の側
面は「Ｂ面」となる。
【００３３】図３（ｄ）参照
次いで、３回目の成長として、６００℃の成長温度にお
いて、ＳｉＯ2 パターン２０を選択成長マスクとして、
厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロック層２
２、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型ＩｎＰブ
ロック層２３を順次成長させて、ストライプ状メサ２１
の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
いて、ＳｉＯ2 パターン２０を選択成長マスクとして、
厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロック層２
２、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型ＩｎＰブ
ロック層２３を順次成長させて、ストライプ状メサ２１
の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
【００３４】図３（ｅ）及び（ｆ）参照
次いで、ＳｉＯ2 パターン２０を除去したのち、４回目
の成長として、６００℃の成長温度において、厚さが、
例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層２４及び厚さが、
例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層２
５を順次成長させる。なお、図３（ｆ）は、図３（ｅ）
の光軸に沿った側断面図である。
の成長として、６００℃の成長温度において、厚さが、
例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層２４及び厚さが、
例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層２
５を順次成長させる。なお、図３（ｆ）は、図３（ｅ）
の光軸に沿った側断面図である。
【００３５】最後に、ｎ側電極（図示を省略）としてＡ
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型の
利得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型の
利得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
【００３６】この本発明の第１の実施の形態において
は、ｉ型ＭＱＷ活性層に形成する回折格子の側面を「Ｂ
面」で構成しているので、ｉ型ＩｎＰ埋込層１７の成長
工程において、ＩｎＧａＡｓＰからなる回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層１４の側面が６００℃のＰＨ3 雰囲気にさらさ
れても、ダメージの発生が抑制され、それによって、発
光効率の低下を抑制することができる。
は、ｉ型ＭＱＷ活性層に形成する回折格子の側面を「Ｂ
面」で構成しているので、ｉ型ＩｎＰ埋込層１７の成長
工程において、ＩｎＧａＡｓＰからなる回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層１４の側面が６００℃のＰＨ3 雰囲気にさらさ
れても、ダメージの発生が抑制され、それによって、発
光効率の低下を抑制することができる。
【００３７】また、電流狭窄構造として活性層の側面が
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ２１を側面が「Ｂ面」となる逆メサ形状とした
ので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層へ
のダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦＢ
半導体レーザを構成することができる。
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ２１を側面が「Ｂ面」となる逆メサ形状とした
ので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層へ
のダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦＢ
半導体レーザを構成することができる。
【００３８】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態のＤＦＢ半導体レーザを製造工程を説明する
が、基本的な工程手順は上記の第１の実施の形態と同様
であるので、最終的な構造の断面図及び側断面図のみを
図示する。なお、図４（ａ）は〔０１−１−〕方向に沿
った断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）における破
線で示す方形内の拡大図であり、また、図４（ｃ）は、
〔０１１〕方向に垂直な断面図である。
施の形態のＤＦＢ半導体レーザを製造工程を説明する
が、基本的な工程手順は上記の第１の実施の形態と同様
であるので、最終的な構造の断面図及び側断面図のみを
図示する。なお、図４（ａ）は〔０１−１−〕方向に沿
った断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）における破
線で示す方形内の拡大図であり、また、図４（ｃ）は、
〔０１１〕方向に垂直な断面図である。
【００３９】図４（ａ）乃至（ｃ）参照
まず、上記の第１の実施の形態と同様に、（１００）面
を主面とするｎ型ＩｎＰ基板３１上にＭＯＶＰＥ法を用
いて、例えば、６２０℃の成長温度で、厚さが、例え
ば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド層３２、厚さが、
例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１５μｍのｉ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光導波層３３、ｉ型ＭＱＷ活性層、厚さが、
例えば、１０ｎｍのｉ型ＩｎＰ保護層（図示を省略）を
順次堆積させる。
を主面とするｎ型ＩｎＰ基板３１上にＭＯＶＰＥ法を用
いて、例えば、６２０℃の成長温度で、厚さが、例え
ば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド層３２、厚さが、
例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１５μｍのｉ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光導波層３３、ｉ型ＭＱＷ活性層、厚さが、
例えば、１０ｎｍのｉ型ＩｎＰ保護層（図示を省略）を
順次堆積させる。
【００４０】この場合も、ｉ型ＭＱＷ活性層は、厚さ
が、例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮
歪が１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さ
が、例えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
が、例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧縮
歪が１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さ
が、例えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
【００４１】次いで、干渉露光法を用いてｉ型ＩｎＰ保
護層上に、〔０１−１−〕方向の周期Λが、Λ＝２４３
ｎｍの回折格子状のレジストパターン（図示を省略）を
形成し、このレジストパターンをマスクにして基板を傾
斜させたドライエッチングを施すことによってＩｎＰ保
護層及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａＡｓＰ
井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層３４を形成する。 この場合、回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層３４の側面は「Ｂ面」からなる逆メサ形状とな
る。
護層上に、〔０１−１−〕方向の周期Λが、Λ＝２４３
ｎｍの回折格子状のレジストパターン（図示を省略）を
形成し、このレジストパターンをマスクにして基板を傾
斜させたドライエッチングを施すことによってＩｎＰ保
護層及びｉ型ＭＱＷ活性層の上部４層のＩｎＧａＡｓＰ
井戸層をエッチングし深さ約７５ｎｍの回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層３４を形成する。 この場合、回折格子状ＭＱ
Ｗ活性層３４の側面は「Ｂ面」からなる逆メサ形状とな
る。
【００４２】次いで、レジストパターンを剥離したの
ち、2 回目の成長として６００℃の成長温度において、
回折格子状ＭＱＷ活性層３４の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層
３５で埋め込み、引き続いて、厚さが、例えば、５０ｎ
ｍで組成波長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導
波層３６、厚さが、例えば、０．２５μｍのｐ型ＩｎＰ
クラッド層３７を順次成長させる。
ち、2 回目の成長として６００℃の成長温度において、
回折格子状ＭＱＷ活性層３４の凹部をｉ型ＩｎＰ埋込層
３５で埋め込み、引き続いて、厚さが、例えば、５０ｎ
ｍで組成波長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導
波層３６、厚さが、例えば、０．２５μｍのｐ型ＩｎＰ
クラッド層３７を順次成長させる。
【００４３】次いで、回折格子と垂直な〔０１１〕方向
と等価な方向に延在するストライプ状のＳｉＯ2 パター
ン（図示を省略）を形成し、このＳｉＯ2 パターンをマ
スクとしてドライエッチングを施すことによって、高さ
が、１．５μｍの順メサ形状のストライプ状メサ３８を
形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ３８の側
面は「Ｂ面」となる。
と等価な方向に延在するストライプ状のＳｉＯ2 パター
ン（図示を省略）を形成し、このＳｉＯ2 パターンをマ
スクとしてドライエッチングを施すことによって、高さ
が、１．５μｍの順メサ形状のストライプ状メサ３８を
形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ３８の側
面は「Ｂ面」となる。
【００４４】次いで、３回目の成長として、６００℃の
成長温度において、ＳｉＯ2 パターンを選択成長マスク
として、厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロ
ック層３９、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型
ＩｎＰブロック層４０を順次成長させて、ストライプ状
メサ３８の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
成長温度において、ＳｉＯ2 パターンを選択成長マスク
として、厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロ
ック層３９、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型
ＩｎＰブロック層４０を順次成長させて、ストライプ状
メサ３８の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
【００４５】次いで、ＳｉＯ2 パターンを除去したの
ち、４回目の成長として、６００℃の成長温度におい
て、厚さが、例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層４１
及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層４２を順次成長させる。
ち、４回目の成長として、６００℃の成長温度におい
て、厚さが、例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層４１
及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層４２を順次成長させる。
【００４６】最後に、ｎ側電極（図示を省略）としてＡ
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型利
得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型利
得結合型ＤＦＢレーザの基本構成が完成する。
【００４７】この本発明の第２の実施の形態において
は、ｉ型ＭＱＷ活性層に形成する逆メサ状の回折格子の
側面を「Ｂ面」で構成しているので、ｉ型ＩｎＰ埋込層
３５の成長工程において、ＩｎＧａＡｓＰからなる回折
格子状ＭＱＷ活性層３４の側面が６００℃のＰＨ3 雰囲
気にさらされても、ダメージの発生が抑制され、それに
よって、発光効率の低下を抑制することができる。
は、ｉ型ＭＱＷ活性層に形成する逆メサ状の回折格子の
側面を「Ｂ面」で構成しているので、ｉ型ＩｎＰ埋込層
３５の成長工程において、ＩｎＧａＡｓＰからなる回折
格子状ＭＱＷ活性層３４の側面が６００℃のＰＨ3 雰囲
気にさらされても、ダメージの発生が抑制され、それに
よって、発光効率の低下を抑制することができる。
【００４８】また、電流狭窄構造として活性層の側面が
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ３８を側面が「Ｂ面」となるの順メサ形状とし
たので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層
へのダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦ
Ｂ半導体レーザを構成することができる。
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ３８を側面が「Ｂ面」となるの順メサ形状とし
たので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層
へのダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦ
Ｂ半導体レーザを構成することができる。
【００４９】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態のＤＦＢ半導体レーザを製造工程を説明する
が、基本的な工程手順は上記の第１の実施の形態と同様
であるので、最終的な構造の断面図及び側断面図のみを
図示する。なお、図５（ａ）は〔０１−１〕方向に沿っ
た断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）における破線
で示す方形内の拡大図であり、また、図５（ｃ）は、
〔０１−１〕方向に垂直な断面図である。
施の形態のＤＦＢ半導体レーザを製造工程を説明する
が、基本的な工程手順は上記の第１の実施の形態と同様
であるので、最終的な構造の断面図及び側断面図のみを
図示する。なお、図５（ａ）は〔０１−１〕方向に沿っ
た断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）における破線
で示す方形内の拡大図であり、また、図５（ｃ）は、
〔０１−１〕方向に垂直な断面図である。
【００５０】図５（ａ）乃至（ｃ）参照
まず、（１００）面を主面とするｎ型ＩｎＰ基板１１上
にＭＯＶＰＥ法を用いて、例えば、６２０℃の成長温度
で、厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層１２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１３、ｉ型ＭＱＷ
活性層２６、及び、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波
長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層を順次
堆積させる。
にＭＯＶＰＥ法を用いて、例えば、６２０℃の成長温度
で、厚さが、例えば、０．３μｍのｎ型ＩｎＰクラッド
層１２、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波長が１．１
５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層１３、ｉ型ＭＱＷ
活性層２６、及び、厚さが、例えば、５０ｎｍで組成波
長が１．１５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層を順次
堆積させる。
【００５１】この場合も、ｉ型ＭＱＷ活性層２６は、厚
さが、例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧
縮歪が１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さ
が、例えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
さが、例えば、５ｎｍで、組成波長が１．７１μｍ、圧
縮歪が１．０％のＩｎＧａＡｓＰ井戸層を６層と、厚さ
が、例えば、１０ｎｍで、組成波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層を７層を交互に積層させて構成する。
【００５２】次いで、干渉露光法を用いてｉ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ光導波層上に、〔０１−１〕方向の周期Λが、Λ
＝２４３ｎｍの回折格子状のレジストパターン（図示を
省略）を形成し、このレジストパターンをマスクにして
ドライエッチングを施すことによってｉ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光導波層をエッチングして回折格子状光ガイド層２７
を形成する。この場合、回折格子状光ガイド層２７の側
面は「Ｂ面」からなる順メサ形状となる。
ＡｓＰ光導波層上に、〔０１−１〕方向の周期Λが、Λ
＝２４３ｎｍの回折格子状のレジストパターン（図示を
省略）を形成し、このレジストパターンをマスクにして
ドライエッチングを施すことによってｉ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光導波層をエッチングして回折格子状光ガイド層２７
を形成する。この場合、回折格子状光ガイド層２７の側
面は「Ｂ面」からなる順メサ形状となる。
【００５３】次いで、レジストパターンを剥離したの
ち、2 回目の成長として６００℃の成長温度において、
回折格子状光ガイド層２７上に厚さが、例えば、０．２
５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１９を成長させる。
ち、2 回目の成長として６００℃の成長温度において、
回折格子状光ガイド層２７上に厚さが、例えば、０．２
５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１９を成長させる。
【００５４】次いで、回折格子と垂直な〔０１−１〕方
向に延在するストライプ状のＳｉＯ 2 パターン（図示を
省略）を形成し、このＳｉＯ2 パターンをマスクとし、
基板を傾斜させたドライエッチングを施すことによっ
て、高さが、１．５μｍの逆メサ形状のストライプ状メ
サ２１を形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ
２１の側面は「Ｂ面」となる。
向に延在するストライプ状のＳｉＯ 2 パターン（図示を
省略）を形成し、このＳｉＯ2 パターンをマスクとし、
基板を傾斜させたドライエッチングを施すことによっ
て、高さが、１．５μｍの逆メサ形状のストライプ状メ
サ２１を形成する。この逆メサ形状のストライプ状メサ
２１の側面は「Ｂ面」となる。
【００５５】次いで、３回目の成長として、６００℃の
成長温度において、ＳｉＯ2 パターンを選択成長マスク
として、厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロ
ック層２２、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型
ＩｎＰブロック層２３を順次成長させて、ストライプ状
メサ２１の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
成長温度において、ＳｉＯ2 パターンを選択成長マスク
として、厚さが、例えば、０．７μｍのｐ型ＩｎＰブロ
ック層２２、及び、厚さが、例えば、０．７μｍのｎ型
ＩｎＰブロック層２３を順次成長させて、ストライプ状
メサ２１の側面を埋め込み、電流狭窄構造を形成する。
【００５６】次いで、ＳｉＯ2 パターンを除去したの
ち、４回目の成長として、６００℃の成長温度におい
て、厚さが、例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層２４
及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層２５を順次成長させる。
ち、４回目の成長として、６００℃の成長温度におい
て、厚さが、例えば、３．５μｍのｐ型クラッド層２４
及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層２５を順次成長させる。
【００５７】最後に、ｎ側電極（図示を省略）としてＡ
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型Ｄ
ＦＢレーザの基本構成が完成する。
ｕＧｅを、ｐ側電極（図示を省略）としてＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕを蒸着することによって、埋め込みヘテロ接合型Ｄ
ＦＢレーザの基本構成が完成する。
【００５８】この本発明の第３の実施の形態において
は、光導波層に回折格子を形成する際に、順メサ状の回
折格子の側面を「Ｂ面」で構成しているので、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１９の成長工程において、ｉ型ＭＱＷ活性
層１４の近傍に非発光性再結合中心が発生することがな
く、それによって、発光効率の低下を抑制することがで
きる。
は、光導波層に回折格子を形成する際に、順メサ状の回
折格子の側面を「Ｂ面」で構成しているので、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１９の成長工程において、ｉ型ＭＱＷ活性
層１４の近傍に非発光性再結合中心が発生することがな
く、それによって、発光効率の低下を抑制することがで
きる。
【００５９】また、電流狭窄構造として活性層の側面が
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ３８を側面が「Ｂ面」からなる逆メサ形状とし
たので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層
へのダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦ
Ｂ半導体レーザを構成することができる。
露出する埋込ヘテロ接合構造を採用する際に、ストライ
プ状メサ３８を側面が「Ｂ面」からなる逆メサ形状とし
たので、ブロック層等の埋込層を形成する際に、活性層
へのダメージが抑制され、より高効率の利得結合型ＤＦ
Ｂ半導体レーザを構成することができる。
【００６０】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した数値、条件等に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、本発明の各実施の形態においては、電流狭窄構造を
備えた埋込ヘテロ接合構造によって構成しているが、従
来例のようにリッジ型等でも良い。
たが、本発明は各実施の形態に記載した数値、条件等に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、本発明の各実施の形態においては、電流狭窄構造を
備えた埋込ヘテロ接合構造によって構成しているが、従
来例のようにリッジ型等でも良い。
【００６１】また、上記の各実施の形態においては、埋
込ヘテロ接合構造を、ｐ／ｎ／ｐ／ｎ構造としている
が、ｐ／ｎ／ｐ／ｎ構造に限られるものではなく、Ｆｅ
ドープ高抵抗ＩｎＰ層で埋め込んでも良い。
込ヘテロ接合構造を、ｐ／ｎ／ｐ／ｎ構造としている
が、ｐ／ｎ／ｐ／ｎ構造に限られるものではなく、Ｆｅ
ドープ高抵抗ＩｎＰ層で埋め込んでも良い。
【００６２】また、上記の第１乃至第２の実施の形態に
おいては、回折格子を埋め込む埋込層をｉ型ＩｎＰ層と
しているが、ＩｎＧａＡｓＰで埋め込んでも良い。
おいては、回折格子を埋め込む埋込層をｉ型ＩｎＰ層と
しているが、ＩｎＧａＡｓＰで埋め込んでも良い。
【００６３】また、上記の各実施の形態においては、活
性層を井戸層が６層で障壁層が７層のＭＱＷ活性層とし
ているが、層数は任意であり、さらには、活性層はＭＱ
Ｗ活性層に限られるものではなく、バルク活性層を用い
ても良いものである。
性層を井戸層が６層で障壁層が７層のＭＱＷ活性層とし
ているが、層数は任意であり、さらには、活性層はＭＱ
Ｗ活性層に限られるものではなく、バルク活性層を用い
ても良いものである。
【００６４】また、上記の第１乃至第２の実施の形態に
おいては、クラッド層と活性層との間に一対の光導波層
を設けているが、光導波層は必ずしも必要がないもので
あり、少なくとも一方を除いても良いものである。
おいては、クラッド層と活性層との間に一対の光導波層
を設けているが、光導波層は必ずしも必要がないもので
あり、少なくとも一方を除いても良いものである。
【００６５】また、上記の各実施の形態においては、光
ファイバー損失が最小になる１．５５μｍ帯のＤＦＢレ
ーザを例としたが、回折格子の周期Λを約２００ｎｍと
し屈折率分散が最小となる１．３μｍ帯のＤＦＢレーザ
に適用しても良いことは言うまでもない。
ファイバー損失が最小になる１．５５μｍ帯のＤＦＢレ
ーザを例としたが、回折格子の周期Λを約２００ｎｍと
し屈折率分散が最小となる１．３μｍ帯のＤＦＢレーザ
に適用しても良いことは言うまでもない。
【００６６】また、上記の各実施の形態においては、回
折格子を周期が一定の通常の回折格子としているが、必
ずしもこの様な回折格子である必要はなく、λ／４位相
シフト領域を有する回折格子を用いても良いものであ
る。
折格子を周期が一定の通常の回折格子としているが、必
ずしもこの様な回折格子である必要はなく、λ／４位相
シフト領域を有する回折格子を用いても良いものであ
る。
【００６７】ここで、再び、図１を参照して、改めて本
発明の詳細な構成の特徴点を説明する。 図１参照 （付記１） （１００）面を主面とするＩｎＰ基板１上
に、互いに異なる導電型の１対のクラッド層２，７間に
少なくとも活性層４を備えるとともに、回折格子を設け
た分布帰還型半導体レーザにおいて、前記回折格子の側
面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０１１
−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成する
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 （付記２） 上記回折格子が、活性層４に形成されて利
得結合型の分布帰還型共振器構造を構成することを特徴
とする付記１記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記３） 上記回折格子が、上記活性層４と上記クラ
ッド層７との間に設けられた光導波層６に設けられたこ
とを特徴とする付記１記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記４） 上記回折格子が、周期が一定の回折格子で
あることを特徴とする付記２または３に記載の分布帰還
型半導体レーザ。 （付記５） 上記回折格子が、λ／４位相シフト領域を
有する回折格子であることを特徴とする付記２または３
に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記６） 上記回折格子の形成方向を〔０１１〕方向
と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を順メ
サ形状とすることを特徴とする付記１乃至５のいずれか
１に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記７） 上記回折格子の形成方向を〔０１１−〕方
向と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を逆
メサ形状とすることを特徴とする付記１乃至５のいずれ
か１に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記８） 光の導波方向に電流狭窄のためのストライ
プ状メサを形成するとともに、前記ストライプ状メサの
側面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０１
１−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成す
ることを付記１乃至７のいずれか１に記載の分布帰還型
半導体レーザ。
発明の詳細な構成の特徴点を説明する。 図１参照 （付記１） （１００）面を主面とするＩｎＰ基板１上
に、互いに異なる導電型の１対のクラッド層２，７間に
少なくとも活性層４を備えるとともに、回折格子を設け
た分布帰還型半導体レーザにおいて、前記回折格子の側
面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０１１
−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成する
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 （付記２） 上記回折格子が、活性層４に形成されて利
得結合型の分布帰還型共振器構造を構成することを特徴
とする付記１記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記３） 上記回折格子が、上記活性層４と上記クラ
ッド層７との間に設けられた光導波層６に設けられたこ
とを特徴とする付記１記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記４） 上記回折格子が、周期が一定の回折格子で
あることを特徴とする付記２または３に記載の分布帰還
型半導体レーザ。 （付記５） 上記回折格子が、λ／４位相シフト領域を
有する回折格子であることを特徴とする付記２または３
に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記６） 上記回折格子の形成方向を〔０１１〕方向
と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を順メ
サ形状とすることを特徴とする付記１乃至５のいずれか
１に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記７） 上記回折格子の形成方向を〔０１１−〕方
向と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を逆
メサ形状とすることを特徴とする付記１乃至５のいずれ
か１に記載の分布帰還型半導体レーザ。 （付記８） 光の導波方向に電流狭窄のためのストライ
プ状メサを形成するとともに、前記ストライプ状メサの
側面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０１
１−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成す
ることを付記１乃至７のいずれか１に記載の分布帰還型
半導体レーザ。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、活性層或いは光導波層
に回折格子を形成する際に、周期的凹凸の側面を「Ｂ
面」で構成しているため、結晶成長時の高温のＰＨ3 雰
囲気に対する耐性が強く、活性層の発光効率の低下を抑
制することができ、それによって、しきい値電流Ｉthの
低減と高効率動作を実現でき、ひいては、優れた単一波
長性と高出力動作を両立した利得結合型ＤＦＢレーザ等
の実現に寄与する所が大きい。
に回折格子を形成する際に、周期的凹凸の側面を「Ｂ
面」で構成しているため、結晶成長時の高温のＰＨ3 雰
囲気に対する耐性が強く、活性層の発光効率の低下を抑
制することができ、それによって、しきい値電流Ｉthの
低減と高効率動作を実現でき、ひいては、優れた単一波
長性と高出力動作を両立した利得結合型ＤＦＢレーザ等
の実現に寄与する所が大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＤＦＢ半導体レー
ザの途中までの製造工程の説明図である。
ザの途中までの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のＤＦＢ半導体レー
ザの図２以降の製造工程の説明図である。
ザの図２以降の製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のＤＦＢ半導体レー
ザの概略的構成図である。
ザの概略的構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のＤＦＢ半導体レー
ザの概略的構成図である。
ザの概略的構成図である。
【図６】従来の利得結合型ＤＦＢ半導体レーザの概略的
構成図である。
構成図である。
【図７】ＰＬ強度の成長面方位依存性の説明図である。
【図８】III-Ｖ族化合物半導体の結晶面方位の説明図で
ある。
ある。
１ ＩｎＰ基板
２ クラッド層
３ 光導波層
４ 活性層
５ 埋込層
６ 光導波層
７ クラッド層
８ コンタクト層
１１ ｎ型ＩｎＰ基板
１２ ｎ型ＩｎＰクラッド層
１３ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
１４ 回折格子状ＭＱＷ活性層
１５ ｉ型ＩｎＰ保護層
１６ レジストパターン
１７ ｉ型ＩｎＰ埋込層
１８ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
１９ ｐ型ＩｎＰクラッド層
２０ ＳｉＯ2 パターン
２１ ストライプ状メサ
２２ ｐ型ＩｎＰブロック層
２３ ｎ型ＩｎＰブロック層
２４ ｐ型ＩｎＰクラッド層
２５ ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
２６ ｉ型ＭＱＷ活性層
２７ 回折格子状光導波層
３１ ｎ型ＩｎＰ基板
３２ ｎ型ＩｎＰクラッド層
３３ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
３４ 回折格子状ＭＱＷ活性層
３５ ｉ型ＩｎＰ埋込層
３６ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
３７ ｐ型ＩｎＰクラッド層
３８ ストライプ状メサ
３９ ｐ型ＩｎＰブロック層
４０ ｎ型ＩｎＰブロック層
４１ ｐ型ＩｎＰクラッド層
４２ ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
５１ ｎ型ＩｎＰ基板
５２ ｎ型ＩｎＰクラッド層
５３ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
５４ 回折格子状ＭＱＷ活性層
５５ ｉ型ＩｎＰ埋込層
５６ ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波層
５７ ｐ型ＩｎＰクラッド層
５８ ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
５９ ストライプ状リッジ
６１ ＩｎＰ基板
６２ ＩｎＰバッファ層
６３ ＩｎＧａＡｓ層
６４ ＩｎＰキャップ層
６５ 成長中断界面
Claims (5)
- 【請求項１】 （１００）面を主面とするＩｎＰ基板上
に、互いに異なる導電型の１対のクラッド層間に少なく
とも活性層を備えるとともに、回折格子を設けた分布帰
還型半導体レーザにおいて、前記回折格子の側面を（１
００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０１１−〕方向
のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成することを特
徴とする分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項２】 上記回折格子が、活性層に形成されて利
得結合型の分布帰還型共振器構造を構成することを特徴
とする請求項１記載の分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項３】 上記回折格子の形成方向を〔０１１〕方
向と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を順
メサ形状とすることを特徴とする請求項１または２に記
載の分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項４】 上記回折格子の形成方向を〔０１１−〕
方向と等価な方向とし、前記回折格子の凸部断面形状を
逆メサ形状とすることを特徴とする請求項１または２に
記載の分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項５】 光の導波方向に電流狭窄のためのストラ
イプ状メサを形成するとともに、前記ストライプ状メサ
の側面を（１００）面から〔０１−１〕方向或いは〔０
１１−〕方向のいずれかの方向に傾斜した結晶面で構成
することを請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分布
帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001254016A JP2003069143A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 分布帰還型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001254016A JP2003069143A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 分布帰還型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069143A true JP2003069143A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19082237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001254016A Withdrawn JP2003069143A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 分布帰還型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069143A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016005163A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | キヤノン株式会社 | プリント回路板 |
-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001254016A patent/JP2003069143A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016005163A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | キヤノン株式会社 | プリント回路板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |