JP2003324242A - Semiconductor laser device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor laser device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2003324242A
JP2003324242A JP2002126136A JP2002126136A JP2003324242A JP 2003324242 A JP2003324242 A JP 2003324242A JP 2002126136 A JP2002126136 A JP 2002126136A JP 2002126136 A JP2002126136 A JP 2002126136A JP 2003324242 A JP2003324242 A JP 2003324242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser device
semiconductor laser
semiconductor
diffraction
diffraction regions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002126136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Nakayama
久志 中山
Masato Ishino
正人 石野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002126136A priority Critical patent/JP2003324242A/en
Publication of JP2003324242A publication Critical patent/JP2003324242A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DFB semiconductor laser device oscillated by a single wavelength. <P>SOLUTION: A DFB laser device 100 is provided with an n-type InP substrate 101, V grooves 102 having specific periods, diffraction regions 103 composed of InNAsP and formed so as to be padded in respective V grooves 102, an n-type InP clad layer 104, an active region 105, and a p-type In clad layer 106. The active region 105 has multiple-quantum well structure and its absorption end wavelength is 1.55μm. The diffraction regions 103 are formed so as to be embedded in the V grooves 102 and each of their absorption end wavelengths is 1.60μm. Since the diffraction regions 103 have the functions for absorbing light radiated from the active region 105, the laser oscillation of a single wavelength can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、半導体レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ通信システムは、超高速であ
り且つ広帯域の利用が可能な通信システムとして実用化
されている。光ファイバ通信システムに用いられる光源
として、InP基板と、InP基板に格子整合するIn
GaAsP混晶とを用いた半導体レーザ装置の開発が活
発に行われている。
2. Description of the Related Art An optical fiber communication system has been put into practical use as a communication system which has an extremely high speed and can use a wide band. As a light source used in an optical fiber communication system, an InP substrate and In that is lattice-matched to the InP substrate
A semiconductor laser device using a GaAsP mixed crystal is being actively developed.

【0003】分布帰還型半導体レーザ装置(以下、DF
Bレーザ装置と称する)の製造において、レーザビーム
を回折させるために設けられる回折構造の作製が難し
い。また、DFBレーザ装置では、単一波長でのレーザ
発振が起こる確率が低い。このため、DFBレーザ装置
の製造コストが増大する要因となっている。そこで、D
FBレーザ装置の容易な製造方法と、単一波長でのレー
ザ発振の確率向上とが求められている。
Distributed feedback semiconductor laser device (hereinafter referred to as DF
It is difficult to manufacture a diffractive structure provided for diffracting a laser beam in manufacturing a B laser device). Further, in the DFB laser device, the probability of laser oscillation at a single wavelength is low. Therefore, it is a factor of increasing the manufacturing cost of the DFB laser device. So D
There is a demand for an easy method of manufacturing an FB laser device and an improvement in the probability of laser oscillation at a single wavelength.

【0004】以下、従来のDFBレーザ装置について図
6を参照しながら説明する。図6は、従来のDFBレー
ザ装置の構造を表す導波路に沿った断面図である。
A conventional DFB laser device will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along the waveguide showing the structure of a conventional DFB laser device.

【0005】図6に示すように、DFBレーザ装置30
0は、n型InP基板301と、n型InP基板301
上に、深さ100nm、ピッチ244nmで設けられた
V溝302と、各V溝302を埋め込むように形成され
たInAsPからなる回折領域303と、V溝302お
よび回折領域303上に亘って形成された厚さ200n
mのn型InPクラッド層304と、厚さ200nmの
活性領域305と、厚さ400nmのp型InPクラッ
ド層306とを備えている。また、n型InP基板30
1の下面上にはn型電極307が形成され、p型InP
クラッド層306の上面上には、p型電極308が形成
されている。
As shown in FIG. 6, a DFB laser device 30 is provided.
0 is an n-type InP substrate 301 and an n-type InP substrate 301
A V-groove 302 provided with a depth of 100 nm and a pitch of 244 nm, a diffraction region 303 made of InAsP formed so as to fill each V-groove 302, and formed over the V-groove 302 and the diffraction region 303. Thickness 200n
An n-type InP clad layer 304 having a thickness of m, an active region 305 having a thickness of 200 nm, and a p-type InP clad layer 306 having a thickness of 400 nm are provided. In addition, the n-type InP substrate 30
N-type electrode 307 is formed on the lower surface of p.
A p-type electrode 308 is formed on the upper surface of the clad layer 306.

【0006】活性領域305は、5層のInGaAsP
量子井戸層と、4層のInGaAsP障壁層とがそれぞ
れ交互に形成され、これらがさらに2層のInGaAs
P光閉じ込め層で挟まれた構造を有する。InGaAs
P量子井戸層は、1%の圧縮歪を有し、厚さ6nmであ
り、そのバンドギャップを波長換算したもの(すなわち
吸収端波長)は、1.55μmである。InGaAsP
障壁層は、InPに格子整合し、厚さ10nmであり、
その吸収端波長は1.15μmである。InGaAsP
光閉じ込め層は、厚さ60nmであり、その吸収端波長
は1.15μmである。
The active region 305 is composed of five layers of InGaAsP.
Quantum well layers and four InGaAsP barrier layers are alternately formed, and these are further two layers of InGaAs.
It has a structure sandwiched between P light confinement layers. InGaAs
The P quantum well layer has a compressive strain of 1% and has a thickness of 6 nm, and its band gap converted into wavelength (that is, absorption edge wavelength) is 1.55 μm. InGaAsP
The barrier layer is lattice-matched to InP and has a thickness of 10 nm,
Its absorption edge wavelength is 1.15 μm. InGaAsP
The light confinement layer has a thickness of 60 nm and its absorption edge wavelength is 1.15 μm.

【0007】InAsPからなる回折領域303の深さ
方向の大きさは40nmであり、V溝302に埋め込ま
れるように形成されている。回折領域303の組成はI
nAs0.10.9であり、その吸収端波長は1.40μm
となっている。
The size of the diffraction region 303 made of InAsP in the depth direction is 40 nm and is formed so as to be embedded in the V groove 302. The composition of the diffraction region 303 is I
nAs 0.1 P 0.9 and its absorption edge wavelength is 1.40 μm
Has become.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】DFBレーザ装置にお
いて、単一波長でのレーザ発振の確率は、活性領域の近
傍に形成された回折領域による回折および吸収に依存す
る。特に上記従来のDFBレーザ装置300では、回折
領域303の吸収端波長が、レーザ発振波長よりも短波
長であるので、回折領域303にレーザビームが吸収さ
れず、単一波長でのレーザ発振の確率が低い。
In the DFB laser device, the probability of laser oscillation at a single wavelength depends on the diffraction and absorption by the diffraction region formed near the active region. Particularly, in the above-mentioned conventional DFB laser device 300, since the absorption edge wavelength of the diffraction region 303 is shorter than the laser oscillation wavelength, the laser beam is not absorbed in the diffraction region 303, and the probability of laser oscillation at a single wavelength. Is low.

【0009】従って、従来のDFBレーザ装置300に
おいて、回折領域303の吸収端波長が、レーザ発振波
長よりも長波長となるように回折領域303を形成し、
回折領域303にレーザビームを吸収させることによっ
て、高い確率で単一波長でレーザ発振させることが可能
になる。回折領域303の吸収端波長を長波長にシフト
させる方法としては、回折領域303を構成するInA
sPのAsおよびPの組成比を調節する方法がある。
Therefore, in the conventional DFB laser device 300, the diffraction region 303 is formed so that the absorption edge wavelength of the diffraction region 303 is longer than the laser oscillation wavelength.
By absorbing the laser beam in the diffractive region 303, it is possible to oscillate with a single wavelength with high probability. As a method of shifting the absorption edge wavelength of the diffraction region 303 to a long wavelength, InA forming the diffraction region 303 is used.
There is a method of adjusting the composition ratio of As and P of sP.

【0010】しかしながら、回折領域303の吸収端波
長を、光通信用の波長帯である1.55μm以上に設定
するために、回折領域303を構成するInAsPのA
sおよびPの組成比を調節すると、回折領域303を構
成するInAsPの格子定数がn型InP基板301の
格子定数よりも大きくなる。このため、n型InP基板
301と回折領域303を構成するInAsPとの格子
不整合によって結晶欠陥が発生し、DFBレーザ装置の
特性が悪化してしまう不具合がある。
However, in order to set the absorption edge wavelength of the diffraction region 303 to 1.55 μm or more, which is the wavelength band for optical communication, A of InAsP constituting the diffraction region 303 is set.
When the composition ratio of s and P is adjusted, the lattice constant of InAsP forming the diffraction region 303 becomes larger than the lattice constant of the n-type InP substrate 301. Therefore, a crystal defect occurs due to the lattice mismatch between the n-type InP substrate 301 and the InAsP forming the diffraction region 303, and the characteristics of the DFB laser device deteriorate.

【0011】本発明は、上記不具合を解決するためにな
されたものであり、良好な特性を有する半導体レーザ装
置を提供すること目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having good characteristics.

【0012】[0012]

【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、上記半導体基板上にそれぞれが互
いに平行に形成された、窒素を含むIII−V族化合物半
導体からなる複数の回折領域と、上記半導体基板上およ
び複数の回折領域上に亘って形成された化合物半導体か
らなる活性領域とを備え、上記複数の回折領域は、上記
活性領域から放射される光を吸収する機能を有する。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises a semiconductor substrate and a plurality of diffraction regions formed on the semiconductor substrate in parallel with each other and made of a III-V group compound semiconductor containing nitrogen. And an active region made of a compound semiconductor formed on the semiconductor substrate and over the plurality of diffraction regions, and the plurality of diffraction regions have a function of absorbing light emitted from the active region.

【0013】窒素を含むIII−V族化合物半導体の吸収
端波長は、窒素を含まないIII−V族化合物半導体に比
べて長波長にシフトする。また、III−V族化合物半導
体の格子定数は、窒素の組成比率を増加させることによ
って小さくなる。従って、複数の回折領域の窒素の組成
比を調節することによって、複数の回折領域の格子定数
を格子定数の小さい半導体基板の格子定数に近づけ、且
つ、吸収端波長を長波長にシフトさせることができる。
このため本発明によれば、格子不整合による回折領域の
結晶性の悪化が抑制され、且つ、高い確率で単一波長で
レーザ発振する半導体レーザ装置が得られる。
The absorption edge wavelength of the III-V group compound semiconductor containing nitrogen shifts to a longer wavelength than that of the III-V group compound semiconductor containing no nitrogen. Further, the lattice constant of the III-V group compound semiconductor is reduced by increasing the composition ratio of nitrogen. Therefore, by adjusting the composition ratio of nitrogen in the plurality of diffraction regions, the lattice constants of the plurality of diffraction regions can be brought close to the lattice constant of the semiconductor substrate having a small lattice constant, and the absorption edge wavelength can be shifted to a long wavelength. it can.
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the semiconductor laser device in which the deterioration of the crystallinity of the diffraction region due to the lattice mismatch is suppressed and the laser oscillation is performed at a single wavelength with a high probability.

【0014】上記複数の回折領域と上記半導体基板の格
子定数とは、ほぼ一致していることが好ましい。
It is preferable that the plurality of diffraction regions and the lattice constant of the semiconductor substrate substantially match.

【0015】このことによって、格子不整合による回折
領域の結晶性の悪化がさらに抑制される。
As a result, the deterioration of the crystallinity of the diffraction region due to the lattice mismatch is further suppressed.

【0016】上記複数の回折領域の吸収端波長は、上記
活性領域の発振波長に等しいかそれよりも大きい。
The absorption edge wavelengths of the plurality of diffraction regions are equal to or larger than the oscillation wavelength of the active region.

【0017】このことによって、単一波長でレーザ発振
する確率をさらに向上させることができる。
As a result, the probability of laser oscillation at a single wavelength can be further improved.

【0018】上記複数の回折領域の厚さは、100nm
以下であり、上記複数の回折領域の吸収端波長は、1.
3μm以上である構成としてもよい。
The thickness of the plurality of diffraction regions is 100 nm.
And the absorption edge wavelengths of the plurality of diffraction regions are 1.
The configuration may be 3 μm or more.

【0019】上記活性領域の発振波長は、1.3μm以
上1.6μm以下である構成としてもよい。
The oscillation wavelength of the active region may be 1.3 μm or more and 1.6 μm or less.

【0020】上記複数の回折領域は、窒素の組成比が0
%よりも大きく2%以下である構成としてもよい。
The plurality of diffraction regions have a nitrogen composition ratio of 0.
%, And may be 2% or less.

【0021】上記活性領域は、その下部にクラッド層を
備える構成としてもよい。
The active region may have a clad layer below it.

【0022】上記半導体基板は、その上面に互いにほぼ
平行に形成された複数の溝を有し、上記複数の回折領域
は、上記複数の溝を埋めるように形成されている構成と
してもよい。
The semiconductor substrate may have a plurality of grooves formed on its upper surface substantially parallel to each other, and the plurality of diffraction regions may be formed so as to fill the plurality of grooves.

【0023】上記半導体基板は、InPまたはGaAs
からなる構成としてもよい。
The semiconductor substrate is InP or GaAs.
It may be configured as.

【0024】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
半導体基板を用意する工程(a)と、上記半導体基板上
にそれぞれが互いに平行に延びる複数の溝を形成する工
程(b)と、窒素を含む気体を含む雰囲気中で、上記半
導体基板の熱処理を行なうことによって、上記複数の溝
を埋める窒素を含むIII−V族化合物半導体からなる複
数の回折領域を形成した後、上記半導体基板上および上
記複数の回折領域上に、化合物半導体からなる活性領域
を形成する工程(c)とを含む。
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention comprises:
A step (a) of preparing a semiconductor substrate, a step (b) of forming a plurality of grooves on the semiconductor substrate, each groove extending in parallel with each other, and a heat treatment of the semiconductor substrate in an atmosphere containing a gas containing nitrogen. After forming a plurality of diffractive regions made of a III-V group compound semiconductor containing nitrogen filling the plurality of trenches, an active region made of a compound semiconductor is formed on the semiconductor substrate and the plurality of diffractive regions. Forming step (c).

【0025】窒素を含むIII−V族化合物半導体の吸収
端波長は、窒素を含まないIII−V族化合物半導体に比
べて長波長にシフトする。また、III−V族化合物半導
体の格子定数は、窒素の組成比率を増加させることによ
って小さくなる。従って、複数の回折領域の窒素の組成
比を調節することによって、複数の回折領域の格子定数
を格子定数の小さい半導体基板の格子定数に近づけ、且
つ、吸収端波長を長波長にシフトさせることができる。
このため本発明によれば、格子不整合による回折領域の
結晶性の悪化が抑制され、且つ、高い確率で単一波長で
レーザ発振する半導体レーザ装置が得られる。
The absorption edge wavelength of the III-V group compound semiconductor containing nitrogen shifts to a longer wavelength than that of the III-V group compound semiconductor containing no nitrogen. Further, the lattice constant of the III-V group compound semiconductor is reduced by increasing the composition ratio of nitrogen. Therefore, by adjusting the composition ratio of nitrogen in the plurality of diffraction regions, the lattice constants of the plurality of diffraction regions can be brought close to the lattice constant of the semiconductor substrate having a small lattice constant, and the absorption edge wavelength can be shifted to a long wavelength. it can.
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the semiconductor laser device in which the deterioration of the crystallinity of the diffraction region due to the lattice mismatch is suppressed and the laser oscillation is performed at a single wavelength with a high probability.

【0026】特に、本発明の製造方法では、複数の回折
領域と活性領域とを1つの工程において連続して形成す
るので、製造コストが低減される。また、複数の回折領
域および活性領域に格子欠陥、歪みおよびクラック等が
発生しにくい。
In particular, in the manufacturing method of the present invention, the plurality of diffraction regions and the active region are formed continuously in one step, so that the manufacturing cost is reduced. Further, lattice defects, strains, cracks, etc. are unlikely to occur in the plurality of diffraction regions and active regions.

【0027】上記工程(c)では、上記複数の回折領域
を形成した後、上記半導体基板上および上記複数の回折
領域上に、化合物半導体からなる表面平坦化層を形成
し、続いて上記表面平坦化層上に上記活性領域を形成す
る構成としてもよい。
In the step (c), after forming the plurality of diffraction regions, a surface flattening layer made of a compound semiconductor is formed on the semiconductor substrate and the plurality of diffraction regions, and then the surface flattening layer is formed. The active region may be formed on the oxide layer.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の
実施形態を説明する。なお、簡単のため、各実施形態に
共通する構成要素は、同一の参照符号で示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, for simplification, the components common to the respective embodiments are denoted by the same reference numerals.

【0029】(実施形態1)本発明の実施形態1につい
て図を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のD
FBレーザ装置の構成を表す導波路に沿った断面図であ
る。
(Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the D of this embodiment.
It is a sectional view along a waveguide showing composition of an FB laser device.

【0030】図1に示すように、DFBレーザ装置10
0は、n型InP基板101と、n型InP基板101
上に、深さ100nm、ピッチ244nmで設けられた
V溝102と、各V溝102を埋め込むように形成され
たInNAsPからなる回折領域103と、n型InP
基板101上および回折領域103上に亘って形成され
た厚さ200nmのn型InPクラッド層104と、厚
さ200nmの活性領域105と、厚さ400nmのp
型InPクラッド層106とを備えている。また、n型
InP基板101の下面上にはn型電極107が形成さ
れ、p型InPクラッド層106の上面上には、p型電
極108が形成されている。
As shown in FIG. 1, the DFB laser device 10
0 is the n-type InP substrate 101 and the n-type InP substrate 101
A V-groove 102 provided with a depth of 100 nm and a pitch of 244 nm, a diffraction region 103 made of InNAsP formed so as to fill each V-groove 102, and an n-type InP.
A 200-nm-thick n-type InP clad layer 104 formed over the substrate 101 and the diffraction region 103, a 200-nm-thick active region 105, and a 400-nm-thick p-layer.
And a type InP clad layer 106. An n-type electrode 107 is formed on the lower surface of the n-type InP substrate 101, and a p-type electrode 108 is formed on the upper surface of the p-type InP clad layer 106.

【0031】活性領域105は、5層のInGaAsP
量子井戸層と、4層のInGaAsP障壁層とがそれぞ
れ交互に形成され、これらがさらに2層のInGaAs
P光閉じ込め層で挟まれた構造を有する。InGaAs
P量子井戸層は、1%の圧縮歪を有し、厚さ6nmであ
り、その吸収端波長は1.55μmである。InGaA
sP障壁層は、n型InP基板101に格子整合し、厚
さ10nmであり、その吸収端波長は1.15μmであ
る。InGaAsP光閉じ込め層は、厚さ60nmであ
り、その吸収端波長は1.15μmである。
The active region 105 is composed of five layers of InGaAsP.
Quantum well layers and four InGaAsP barrier layers are alternately formed, and these are further two layers of InGaAs.
It has a structure sandwiched between P light confinement layers. InGaAs
The P quantum well layer has a compressive strain of 1%, has a thickness of 6 nm, and has an absorption edge wavelength of 1.55 μm. InGaA
The sP barrier layer is lattice-matched to the n-type InP substrate 101, has a thickness of 10 nm, and has an absorption edge wavelength of 1.15 μm. The InGaAsP optical confinement layer has a thickness of 60 nm and its absorption edge wavelength is 1.15 μm.

【0032】InNAsPからなる回折領域103の深
さ方向の大きさは40nmであり、V溝102に埋め込
まれるように形成されている。回折領域103の組成は
InN0.02As0.180.80であり、その吸収端波長は
1.60μmとなっている。
The size of the diffraction region 103 made of InNAsP in the depth direction is 40 nm and is formed so as to be embedded in the V groove 102. The composition of the diffraction region 103 is InN 0.02 As 0.18 P 0.80 , and its absorption edge wavelength is 1.60 μm.

【0033】ここで、図2を用いて、回折領域の格子定
数とバンドギャップとの関係を説明する。図2は、III-
V族化合物半導体の格子定数とバンドギャップとの相関
を表す図である。なお、図2において、0≦x≦1、0
≦y≦1であり、(x,y)=(0,0)の点をInP
とし、InNx1-xおよびInAsy1-yは、xおよび
yが増大するごとにInPから離れていくものとして表
示されている。
Now, the relationship between the lattice constant and the band gap of the diffraction region will be described with reference to FIG. Figure 2 shows III-
It is a figure showing the correlation of the lattice constant and band gap of a V group compound semiconductor. Note that in FIG. 2, 0 ≦ x ≦ 1, 0
≦ y ≦ 1, and the point (x, y) = (0, 0) is InP
Then, InN x P 1-x and InAs y P 1-y are displayed as being separated from InP as x and y increase.

【0034】従来の分布帰還型レーザ装置300におい
ては、InAsPからなる回折領域303の吸収端波長
が、レーザ発振波長である1.55μmより短く(1.
40μm)、回折領域が光を吸収しないため、単一波長
で発振する割合が低い。このため、単一波長発振確率を
向上させるために、回折領域303の吸収端波長を1.
55μm以上の長波長に設定する必要がある。しかし、
吸収端波長を長波長に設定するために、回折領域303
のAsの組成比を高くすると、図2中の領域Rに示すよ
うに、回折領域303の格子定数がn型InP基板30
1にくらべて大きくなる。このため、回折領域303
に、格子不整合による歪が大きくなり、回折領域303
に格子欠陥が発生してしまう。
In the conventional distributed feedback laser device 300, the absorption edge wavelength of the InAsP diffraction region 303 is shorter than the laser oscillation wavelength of 1.55 μm (1.
40 μm), and since the diffraction region does not absorb light, the proportion of oscillation at a single wavelength is low. Therefore, in order to improve the single wavelength oscillation probability, the absorption edge wavelength of the diffraction region 303 is set to 1.
It is necessary to set a long wavelength of 55 μm or more. But,
In order to set the absorption edge wavelength to a long wavelength, the diffraction region 303
When the composition ratio of As is increased, as shown in a region R in FIG. 2, the diffraction region 303 has a lattice constant of n-type InP substrate 30.
It becomes larger than 1. Therefore, the diffraction region 303
In addition, the strain due to the lattice mismatch increases and the diffraction region 303
Lattice defects occur in the.

【0035】しかし、図2に示すように、InPにNお
よびAsを添加することにより、回折領域103のバン
ドギャップは減少する。つまり、回折領域103の吸収
端波長は長波長にシフトする。また、InNAsPの格
子定数は、Asの組成比率を増加させることによって大
きくなり、Nの組成比率を増加させることによって小さ
くなる。従って、回折領域103のAsおよびNの組成
比を調節することによって、InPに格子整合し、且
つ、吸収端波長を長波長にシフトさせることが可能とな
る。つまり、本実施形態によれば、InNAsPからな
る回折領域103を形成することによって、格子不整合
による回折領域103の結晶性の悪化を抑制することが
できる。
However, as shown in FIG. 2, the band gap of the diffraction region 103 is reduced by adding N and As to InP. That is, the absorption edge wavelength of the diffraction region 103 shifts to a long wavelength. Further, the lattice constant of InNAsP becomes larger by increasing the composition ratio of As, and becomes smaller by increasing the composition ratio of N. Therefore, by adjusting the composition ratio of As and N in the diffraction region 103, it becomes possible to perform lattice matching with InP and shift the absorption edge wavelength to a long wavelength. That is, according to the present embodiment, by forming the diffraction region 103 made of InNAsP, it is possible to suppress the deterioration of the crystallinity of the diffraction region 103 due to the lattice mismatch.

【0036】従って、本実施形態によれば、単一波長で
のレーザ発振の確率が高いDFBレーザ装置が得られ
る。
Therefore, according to this embodiment, it is possible to obtain a DFB laser device having a high probability of laser oscillation at a single wavelength.

【0037】なお、本実施形態では、InGaAsP量
子井戸層の吸収端波長が1.55μmであるので、回折
領域103の吸収端波長が1.60μmとしているが、
これに限定されない。つまり、InGaAsP量子井戸
層のバンドギャップによって決定されるレーザ発振波長
に対して、回折領域103の吸収端波長が長波長にシフ
トしており、且つ、回折領域103とn型InP基板1
01とがほぼ格子整合していれば、本実施形態と同様の
効果が得られる。
In this embodiment, since the absorption edge wavelength of the InGaAsP quantum well layer is 1.55 μm, the absorption edge wavelength of the diffraction region 103 is 1.60 μm.
It is not limited to this. That is, the absorption edge wavelength of the diffraction region 103 is shifted to a long wavelength with respect to the laser oscillation wavelength determined by the band gap of the InGaAsP quantum well layer, and the diffraction region 103 and the n-type InP substrate 1 are
If 01 is substantially lattice-matched, the same effect as this embodiment can be obtained.

【0038】また、回折領域103の歪み量は、小さい
ことが好ましい。つまり、回折領域103の歪みの原因
となるInP基板101と回折領域103との格子不整
合が小さいことが好ましい。従って、回折領域103を
構成するInNAsPの組成は、InNx(As
y1-y1-xにおいて、xの範囲が0≦x≦0.03で
あり、yの範囲が0≦y≦0.3であることが好まし
い。
The amount of strain in the diffraction area 103 is preferably small. That is, it is preferable that the lattice mismatch between the InP substrate 101 and the diffraction region 103, which causes the distortion of the diffraction region 103, is small. Therefore, the composition of InNAsP forming the diffraction region 103 is InN x (As
In y P 1-y ) 1-x , the range of x is preferably 0 ≦ x ≦ 0.03, and the range of y is preferably 0 ≦ y ≦ 0.3.

【0039】また、光通信に用いられるレーザの発振波
長は、1.3μmまたは1.55μmである。従って、
DFBレーザ装置100を光通信に用いる場合には、回
折領域103の吸収端波長を1.3μm以上1.6μm
以下とすることが好ましい。
The oscillation wavelength of the laser used for optical communication is 1.3 μm or 1.55 μm. Therefore,
When the DFB laser device 100 is used for optical communication, the absorption edge wavelength of the diffraction region 103 is 1.3 μm or more and 1.6 μm or more.
The following is preferable.

【0040】さらに、上記の好ましい条件を総合して、
回折領域103の格子定数および吸収端波長(バンドギ
ャップ)が、図2中に示す斜線領域Fに存在するように
回折領域103を構成するInNAsPの組成を調節す
ることが特に好ましい。
Further, by summing up the above preferable conditions,
It is particularly preferable to adjust the composition of InNAsP forming the diffraction region 103 so that the lattice constant and the absorption edge wavelength (band gap) of the diffraction region 103 exist in the shaded region F shown in FIG.

【0041】また、n型InP基板101の格子定数に
対する回折領域103の格子定数の差(ずれ量)の割合
は、±1%以下となるように、回折領域103を構成す
るInNAsPの組成を調節することがさらに好まし
い。
Further, the composition of the InNAsP forming the diffraction region 103 is adjusted so that the ratio (difference) of the lattice constant of the diffraction region 103 to the lattice constant of the n-type InP substrate 101 is ± 1% or less. More preferably.

【0042】次に、図3を用いて、本実施形態のDFB
レーザ装置100の製造方法を説明する。図3は、本実
施形態のDFBレーザ装置100の製造方法を示す導波
路に沿った工程断面図である。
Next, referring to FIG. 3, the DFB of the present embodiment will be described.
A method of manufacturing the laser device 100 will be described. 3A to 3D are process cross-sectional views along the waveguide showing the method of manufacturing the DFB laser device 100 of the present embodiment.

【0043】まず、図3(a)に示す工程で、n型In
P基板101上に、深さ100nm、ピッチ244nm
でストライプ状に延びるV溝102を、二光束干渉露光
またはEB法を用いたフォトリソグラフィーおよび異方
性エッチングにより形成する。
First, in the step shown in FIG. 3A, n-type In
On P substrate 101, depth 100nm, pitch 244nm
The V-shaped groove 102 extending in stripes is formed by photolithography and anisotropic etching using the two-beam interference exposure or the EB method.

【0044】次に、図3(b)に示す工程で、上記工程
で得られた基板をMOVPE装置中に導入する。次い
で、約450℃まで昇温し、フォスフィン、アルシン、
ジメチルヒドラジンを含む混合気体中で熱処理を行なう
ことによって、V溝102の底部に高さ40nmのIn
NAsPからなる回折領域103を形成する。このと
き、原料ガスであるフォスフィン、アルシン、ジメチル
ヒドラジンと共に、n型InP基板101のTで示す部
分がV溝102内にInおよびPの原料として供給さ
れ、回折領域103が形成される(マストランスポート
現象)。なお、このとき、回折領域103の組成が、I
nN0.02As0.180.80となるように原料ガス中の各気
体の比率を調節する。
Next, in the step shown in FIG. 3B, the substrate obtained in the above step is introduced into the MOVPE apparatus. Next, the temperature is raised to about 450 ° C., and phosphine, arsine,
By performing a heat treatment in a mixed gas containing dimethylhydrazine, In of the bottom of the V groove 102 having a height of 40 nm is formed.
A diffractive area 103 made of NAsP is formed. At this time, together with the source gases phosphine, arsine, and dimethylhydrazine, the portion indicated by T of the n-type InP substrate 101 is supplied into the V groove 102 as the source of In and P, and the diffraction region 103 is formed (mass transformer). Port phenomenon). At this time, the composition of the diffraction region 103 is I
The ratio of each gas in the raw material gas is adjusted so as to be nN 0.02 As 0.18 P 0.80 .

【0045】なお、本実施形態ではInNAsPからな
る回折領域103の深さ方向の大きさを40nmとして
いるが、これに限定されず、格子欠陥が発生しない大き
さ以下であればよい。
In this embodiment, the size of the diffraction region 103 made of InNAsP in the depth direction is 40 nm, but the size is not limited to this, and may be any size that does not cause lattice defects.

【0046】続いて、原料ガスをフォスフィンおよびT
MIの混合気体に変更し、厚さ200nmのn型InP
クラッド層104を形成する。このとき、n型InPク
ラッド層104の上面は自然に平坦化される。続いて、
原料ガスのフォスフィン、アルシン、TMIおよびTE
Gの混合気体の混合比率を変更しながら、5層のInG
aAsP量子井戸層と、4層のInGaAsP障壁層と
がそれぞれ交互に形成され、これらがさらに2層のIn
GaAsP光閉じ込め層で挟まれた構造を有する活性領
域105を形成する。次いで、原料ガスをフォスフィン
およびTMIの混合気体に変更し、厚さ400nmのp
型InPクラッド層106を形成する。
Then, the source gas is changed to phosphine and T
Change to mixed gas of MI, 200nm thick n-type InP
The clad layer 104 is formed. At this time, the upper surface of the n-type InP clad layer 104 is naturally flattened. continue,
Source gas phosphine, arsine, TMI and TE
5 layers of InG while changing the mixing ratio of G mixed gas
The aAsP quantum well layers and the four InGaAsP barrier layers are alternately formed, and these are further formed into two In layers.
An active region 105 having a structure sandwiched between GaAsP optical confinement layers is formed. Then, the source gas was changed to a mixed gas of phosphine and TMI, and a p-
A type InP clad layer 106 is formed.

【0047】次に、図3(c)に示す工程で、n型In
P基板101の下面上にn型電極107を形成し、p型
InPクラッド層の上面上にp型電極108を形成す
る。このことによって、DFBレーザ装置100が得ら
れる。
Next, in the step shown in FIG. 3C, n-type In
An n-type electrode 107 is formed on the lower surface of the P substrate 101, and a p-type electrode 108 is formed on the upper surface of the p-type InP clad layer. As a result, the DFB laser device 100 is obtained.

【0048】(実施形態2)本発明の実施形態2につい
て図4を参照しながら説明する。図4は、本実施形態の
DFBレーザ装置200の構成を表す導波路に沿った断
面図である。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the waveguide showing the configuration of the DFB laser device 200 of this embodiment.

【0049】図4に示すように、DFBレーザ装置20
0は、n型InP基板201と、n型InP基板201
上に、それぞれの厚さが50nm、それぞれの幅が80
nmであり、ピッチ244nmでストライプ状に延びる
ように設けられたInNAsPからなる回折領域203
と、n型InP基板201上および回折領域103上に
亘って形成された厚さ200nmのn型InPクラッド
層204と、厚さ200nmの活性領域205と、厚さ
400nmのp型InPクラッド層206とを備えてい
る。また、n型InP基板201の下面上にはn型電極
207が形成され、p型InPクラッド層206の上面
上には、p型電極208が形成されている。
As shown in FIG. 4, the DFB laser device 20
0 is the n-type InP substrate 201 and the n-type InP substrate 201
On top, each has a thickness of 50 nm and each has a width of 80
nm and a diffraction region 203 made of InNAsP provided so as to extend in a stripe shape with a pitch of 244 nm.
A 200-nm-thick n-type InP clad layer 204 formed over the n-type InP substrate 201 and the diffraction region 103, a 200-nm-thick active region 205, and a 400-nm-thick p-type InP clad layer 206. It has and. An n-type electrode 207 is formed on the lower surface of the n-type InP substrate 201, and a p-type electrode 208 is formed on the upper surface of the p-type InP clad layer 206.

【0050】活性領域205は、5層のInGaAsP
量子井戸層と、4層のInGaAsP障壁層とがそれぞ
れ交互に形成され、これらがさらに2層のInGaAs
P光閉じ込め層で挟まれた構造を有する。InGaAs
P量子井戸層は、1%の圧縮歪を有し、厚さ6nmであ
り、その吸収端波長は1.55μmである。InGaA
sP障壁層は、n型InP基板201に格子整合し、厚
さ10nmであり、その吸収端波長は1.15μmであ
る。InGaAsP光閉じ込め層は、厚さ60nmであ
り、その吸収端波長は1.15μmである。
The active region 205 is composed of five layers of InGaAsP.
Quantum well layers and four InGaAsP barrier layers are alternately formed, and these are further two layers of InGaAs.
It has a structure sandwiched between P light confinement layers. InGaAs
The P quantum well layer has a compressive strain of 1%, has a thickness of 6 nm, and has an absorption edge wavelength of 1.55 μm. InGaA
The sP barrier layer is lattice-matched to the n-type InP substrate 201, has a thickness of 10 nm, and has an absorption edge wavelength of 1.15 μm. The InGaAsP optical confinement layer has a thickness of 60 nm and its absorption edge wavelength is 1.15 μm.

【0051】InNAsPからなる回折領域203の組
成は、InN0.02As0.180.80であり、その吸収端波
長は1.60μmとなっている。
The composition of the diffraction region 203 made of InNAsP is InN 0.02 As 0.18 P 0.80 , and its absorption edge wavelength is 1.60 μm.

【0052】つまり、上記実施形態1のDFBレーザ1
00とは、回折領域203がn型InP基板201上に
ストライプ状に設けられている点で異なるのみである。
That is, the DFB laser 1 of the first embodiment
00 is different only in that the diffraction regions 203 are provided in stripes on the n-type InP substrate 201.

【0053】本実施形態によれば、InNAsPからな
る回折領域203を形成することによって、格子不整合
による回折領域203の結晶性の悪化を抑制することが
できる。従って、本実施形態によれば、単一波長でのレ
ーザ発振の確率が高いDFBレーザ装置が得られる。
According to this embodiment, by forming the diffraction region 203 made of InNAsP, it is possible to suppress the deterioration of the crystallinity of the diffraction region 203 due to the lattice mismatch. Therefore, according to this embodiment, a DFB laser device having a high probability of laser oscillation at a single wavelength can be obtained.

【0054】次に、図5を用いて、本実施形態のDFB
レーザ装置200の製造方法を説明する。図5は、本実
施形態のDFBレーザ装置200の製造方法を示す導波
路に沿った工程断面図である。
Next, referring to FIG. 5, the DFB of the present embodiment will be described.
A method of manufacturing the laser device 200 will be described. 5A to 5C are process cross-sectional views along the waveguide showing the method of manufacturing the DFB laser device 200 of the present embodiment.

【0055】まず、図5(a)に示す工程で、n型In
P基板201を用意し、MOVPE装置中に導入する。
次に、原料ガスとしてフォスフィン、アルシン、ジメチ
ルヒドラジンおよびTMIの混合気体を用いたMOVP
E法によって、厚さ50nmのInNAsP層202を
堆積する。このとき、InNAsP層202の組成が、
InN0.02As0.180.80となるように原料ガス中の各
気体の比率を調節する。なお、本実施形態ではInNA
sP層202の厚さを40nmとしているが、これに限
定されず、格子欠陥が発生しない大きさ以下であればよ
い。
First, in the step shown in FIG. 5A, n-type In
A P substrate 201 is prepared and introduced into a MOVPE device.
Next, MOVP using a mixed gas of phosphine, arsine, dimethylhydrazine and TMI as a source gas
A 50 nm thick InNAsP layer 202 is deposited by the E method. At this time, the composition of the InNAsP layer 202 is
The ratio of each gas in the source gas is adjusted so that InN 0.02 As 0.18 P 0.80 is obtained. In this embodiment, InNA
Although the thickness of the sP layer 202 is set to 40 nm, the thickness is not limited to this and may be equal to or smaller than the size at which lattice defects do not occur.

【0056】次に、図5(b)に示す工程で、フォトリ
ソグラフィーおよびエッチングを行なうことによって、
ピッチ244nmでストライプ状に延び、それぞれの幅
が80nmである回折領域203を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 5B, photolithography and etching are performed to
Diffraction regions 203 extending in stripes with a pitch of 244 nm and each having a width of 80 nm are formed.

【0057】次に、図5(c)に示す工程で、原料ガス
としてフォスフィンおよびTMIの混合気体を用いたM
OVPE法によって、n型InP基板201の上面およ
び回折領域203の上面および側面を覆うようにn型I
nPクラッド層204を形成する。n型InPクラッド
層204は、n型InP基板201の上面からの厚さが
200nmになるまで成長させる。このとき、n型In
Pクラッド層204の上面は自然に平坦化される。その
後、原料ガスのフォスフィン、アルシン、TMIおよび
TEGの混合気体の混合比率を変更しながら、5層のI
nGaAsP量子井戸層と、4層のInGaAsP障壁
層とがそれぞれ交互に形成され、これらがさらに2層の
InGaAsP光閉じ込め層で挟まれた構造を有する活
性領域205を形成する。次いで、原料ガスをフォスフ
ィンおよびTMIの混合気体に変更し、厚さ400nm
のp型InPクラッド層206を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 5C, M using a mixed gas of phosphine and TMI as a source gas.
By the OVPE method, n-type I is formed so as to cover the upper surface of the n-type InP substrate 201 and the upper surface and the side surface of the diffraction region 203.
The nP clad layer 204 is formed. The n-type InP clad layer 204 is grown until the thickness from the upper surface of the n-type InP substrate 201 becomes 200 nm. At this time, n-type In
The upper surface of the P clad layer 204 is naturally flattened. After that, while changing the mixing ratio of the mixed gas of phosphine, arsine, TMI, and TEG as the source gas, the I
An nGaAsP quantum well layer and four InGaAsP barrier layers are alternately formed, and these form an active region 205 having a structure sandwiched by two InGaAsP optical confinement layers. Then, the source gas is changed to a mixed gas of phosphine and TMI, and the thickness is 400 nm.
Then, the p-type InP clad layer 206 is formed.

【0058】次に、図5(d)に示す工程で、n型In
P基板201の下面上にn型電極207を形成し、p型
InPクラッド層206の上面上にp型電極208を形
成する。このことによって、DFBレーザ装置200が
得られる。
Next, in the step shown in FIG. 5D, n-type In
An n-type electrode 207 is formed on the lower surface of the P substrate 201, and a p-type electrode 208 is formed on the upper surface of the p-type InP clad layer 206. As a result, the DFB laser device 200 is obtained.

【0059】なお、本実施形態のDFBレーザ装置20
0においても、InGaAsP量子井戸層のバンドギャ
ップによって決定されるレーザ発振波長に対して、回折
領域203の吸収端波長が長波長にシフトしており、且
つ、回折領域203とn型InP基板201とがほぼ格
子整合している構成であれば、上記実施形態1と同様の
効果が得られる。
The DFB laser device 20 of this embodiment is used.
Even at 0, the absorption edge wavelength of the diffraction region 203 is shifted to a long wavelength with respect to the laser oscillation wavelength determined by the band gap of the InGaAsP quantum well layer, and the diffraction region 203 and the n-type InP substrate 201 are If the structure is substantially lattice-matched, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0060】また、上記実施形態1と同様に、本実施形
態のDFBレーザ装置200においても、回折領域20
3を構成するInNAsPの組成は、InNx(Asy
1-y1-xにおいて、xの範囲が0≦x≦0.03であ
り、yの範囲が0≦y≦0.3であることが好ましい。
In the DFB laser device 200 of this embodiment, as in the case of Embodiment 1, the diffraction region 20 is also included.
The composition of InNAsP constituting No. 3 is InN x (As y P
1-y ) 1-x , it is preferable that the range of x is 0 ≦ x ≦ 0.03 and the range of y is 0 ≦ y ≦ 0.3.

【0061】また、DFBレーザ装置200を光通信に
用いる場合には、回折領域203の吸収端波長を1.3
μm以上1.6μm以下とすることが好ましい。
When the DFB laser device 200 is used for optical communication, the absorption edge wavelength of the diffraction region 203 is 1.3.
It is preferable that the thickness is in the range from μm to 1.6 μm.

【0062】さらに、上記の好ましい条件を総合して、
回折領域203の格子定数および吸収端波長(バンドギ
ャップ)が、図2中に示す斜線領域Fに存在するように
回折領域203を構成するInNAsPの組成を調節す
ることが特に好ましい。
Further, by summing up the above preferable conditions,
It is particularly preferable to adjust the composition of InNAsP forming the diffraction region 203 so that the lattice constant and the absorption edge wavelength (band gap) of the diffraction region 203 exist in the shaded region F shown in FIG.

【0063】また、n型InP基板201の格子定数に
対する回折領域203の格子定数の差(ずれ量)の割合
は、±1%以下となるように、回折領域203を構成す
るInNAsPの組成を調節することがさらに好まし
い。
The composition of InNAsP forming the diffraction region 203 is adjusted so that the ratio of the difference (deviation amount) of the lattice constant of the diffraction region 203 to the lattice constant of the n-type InP substrate 201 is ± 1% or less. More preferably.

【0064】なお、本実施形態の製造方法では、回折領
域203および活性領域205を、それぞれ個別の工程
(図5(b)に示す工程および図5(c)に示す工程)
で個別にMOVPE法により形成する。
In the manufacturing method of this embodiment, the diffraction region 203 and the active region 205 are separately formed (the process shown in FIG. 5B and the process shown in FIG. 5C).
Are individually formed by the MOVPE method.

【0065】一方、上記実施形態1の製造方法では、回
折領域103と活性領域105とを1つの工程(図3
(b)に示す工程)においてMOVPE法により連続し
て形成するので、製造コストが低減される。
On the other hand, in the manufacturing method of the first embodiment, the diffraction region 103 and the active region 105 are formed in one step (see FIG. 3).
In the step shown in (b), since the MOVPE method is used to continuously form the film, the manufacturing cost is reduced.

【0066】また、上記実施形態1のように回折領域1
03、n型InPクラッド層104、活性領域105お
よびn型InPクラッド層106を1つの工程において
1度のMOVPE法により連続して形成することによ
り、回折領域103、n型InPクラッド層104、活
性領域105およびn型InPクラッド層106に、格
子欠陥、歪みおよびクラック等がほとんど発生しない。
Further, as in the first embodiment, the diffraction area 1
03, the n-type InP clad layer 104, the active region 105, and the n-type InP clad layer 106 are continuously formed by the MOVPE method at one time in one step. Lattice defects, strains, cracks, etc. hardly occur in the region 105 and the n-type InP clad layer 106.

【0067】さらに、上記実施形態1の製造方法によれ
ば、回折領域103の大きさや形状がマストランスポー
ト現象によって供給されるInの量で決定されるので、
回折領域103の大きさや形状を精度良く作製すること
が容易である。
Furthermore, according to the manufacturing method of the first embodiment, the size and shape of the diffraction region 103 are determined by the amount of In supplied by the mass transport phenomenon.
It is easy to accurately manufacture the size and shape of the diffraction region 103.

【0068】上記実施形態1および2では、分布帰還型
半導体レーザ装置(DFBレーザ装置)について説明し
たが、これに限定されない。例えば、分布ブラッグ反射
器型半導体レーザ装置においても、上記実施形態1およ
び2と同様の回折領域を設けることによって、全く同様
の効果が得られる。
Although the distributed feedback semiconductor laser device (DFB laser device) has been described in the first and second embodiments, the present invention is not limited to this. For example, also in the distributed Bragg reflector type semiconductor laser device, by providing the same diffraction region as in the first and second embodiments, exactly the same effect can be obtained.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、良好な特性を有する半
導体レーザ装置が得られる。
According to the present invention, a semiconductor laser device having good characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、実施形態1のDFBレーザ装置の構成
を表す導波路に沿った断面図である。
FIG. 1 is a sectional view taken along a waveguide showing the configuration of a DFB laser device according to a first embodiment.

【図2】図2は、III-V族化合物半導体の格子定数とバ
ンドギャップとの相関を表す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a correlation between a lattice constant and a band gap of a III-V group compound semiconductor.

【図3】図3は、実施形態1のDFBレーザ装置の製造
方法を示す導波路に沿った工程断面図である。
FIG. 3 is a process sectional view along a waveguide showing a method of manufacturing the DFB laser device according to the first embodiment.

【図4】図4は、実施形態2のDFBレーザ装置の構成
を表す導波路に沿った断面図である。
FIG. 4 is a sectional view taken along the waveguide showing the configuration of the DFB laser device according to the second embodiment.

【図5】図5は、実施形態2のDFBレーザ装置の製造
方法を示す導波路に沿った工程断面図である。
FIG. 5 is a process sectional view along a waveguide showing a method of manufacturing a DFB laser device according to a second embodiment.

【図6】図6は、従来のDFBレーザ装置の構造を表す
導波路に沿った断面図である。
FIG. 6 is a sectional view taken along a waveguide showing the structure of a conventional DFB laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200、300 DFBレーザ装置 101、201、301 n型InP基板 102、302 V溝 103、203、303 回折領域 104、204、304 n型InPクラッド層 105、205、305 活性領域 106、206、306 p型InPクラッド層 107、207、307 n型電極 108、208、308 p型電極 202 InNAsP層 100, 200, 300 DFB laser device 101, 201, 301 n-type InP substrate 102, 302 V groove 103, 203, 303 diffraction area 104, 204, 304 n-type InP clad layer 105, 205, 305 Active area 106, 206, 306 p-type InP clad layer 107, 207, 307 n-type electrode 108, 208, 308 p-type electrode 202 InNAsP layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 上記半導体基板上にそれぞれが互いに平行に形成され
た、窒素を含むIII−V族化合物半導体からなる複数の
回折領域と、 上記半導体基板上および複数の回折領域上に亘って形成
された化合物半導体からなる活性領域とを備え、 上記複数の回折領域は、上記活性領域から放射される光
を吸収する機能を有することを特徴とする半導体レーザ
装置。
1. A semiconductor substrate, a plurality of diffraction regions made of a III-V group compound semiconductor containing nitrogen, which are formed in parallel with each other on the semiconductor substrate, and on the semiconductor substrate and on the plurality of diffraction regions. And a plurality of active regions formed of a compound semiconductor, the plurality of diffraction regions having a function of absorbing light emitted from the active regions.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記複数の回折領域と上記半導体基板の格子定数とは、
ほぼ一致していることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the plurality of diffraction regions and the lattice constant of the semiconductor substrate are:
A semiconductor laser device characterized in that they substantially match.
【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体レーザ
装置において、 上記複数の回折領域の吸収端波長は、上記活性領域の発
振波長に等しいかそれよりも大きいことを特徴とする半
導体レーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an absorption edge wavelength of the plurality of diffraction regions is equal to or larger than an oscillation wavelength of the active region. .
【請求項4】 請求項3に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記複数の回折領域の厚さは、100nm以下であり、 上記複数の回折領域の吸収端波長は、1.3μm以上で
あることを特徴とする半導体レーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the thickness of the plurality of diffraction regions is 100 nm or less, and the absorption edge wavelength of the plurality of diffraction regions is 1.3 μm or more. Characteristic semiconductor laser device.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記活性領域の発振波長は、1.3μm以上1.6μm
以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the oscillation wavelength of the active region is 1.3 μm or more and 1.6 μm or more.
A semiconductor laser device characterized by the following.
【請求項6】 請求項1から5のいずれか1つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記複数の回折領域は、窒素の組成比が0%よりも大き
く2%以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the plurality of diffraction regions have a nitrogen composition ratio of more than 0% and 2% or less. Semiconductor laser device.
【請求項7】 請求項1から6のいずれか1つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記活性領域は、その下部にクラッド層を備えることを
特徴とする半導体レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active region has a clad layer below the active region.
【請求項8】 請求項1から7のいずれか1つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記半導体基板は、その上面に互いにほぼ平行に形成さ
れた複数の溝を有し、 上記複数の回折領域は、上記複数の溝を埋めるように形
成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
8. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate has a plurality of grooves formed substantially parallel to each other on an upper surface thereof, and the plurality of diffraction regions are provided. Are formed so as to fill the plurality of grooves.
【請求項9】 請求項1から8のいずれか1つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記半導体基板は、InPからなることを特徴とする半
導体レーザ装置。
9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of InP.
【請求項10】 半導体基板を用意する工程(a)と、 上記半導体基板上にそれぞれが互いに平行に延びる複数
の溝を形成する工程(b)と、 窒素を含む気体を含む雰囲気中で、上記半導体基板の熱
処理を行なうことによって、上記複数の溝を埋める窒素
を含むIII−V族化合物半導体からなる複数の回折領域
を形成した後、上記半導体基板上および上記複数の回折
領域上に、化合物半導体からなる活性領域を形成する工
程(c)と、 を含む半導体レーザ装置の製造方法。
10. A step (a) of preparing a semiconductor substrate, a step (b) of forming a plurality of grooves on the semiconductor substrate, each groove extending in parallel to each other, and the step of: After performing a heat treatment on the semiconductor substrate to form a plurality of diffraction regions made of a III-V group compound semiconductor containing nitrogen that fills the plurality of grooves, a compound semiconductor is formed on the semiconductor substrate and the plurality of diffraction regions. A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising the step (c) of forming an active region made of.
【請求項11】 請求項10に記載の半導体レーザ装置
の製造方法において、 上記工程(c)では、上記複数の回折領域を形成した
後、上記半導体基板上および上記複数の回折領域上に、
化合物半導体からなる表面平坦化層を形成し、続いて上
記表面平坦化層上に上記活性領域を形成することを特徴
とする半導体レーザ装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 10, wherein in the step (c), after forming the plurality of diffraction regions, the semiconductor substrate and the plurality of diffraction regions are formed.
A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising forming a surface flattening layer made of a compound semiconductor, and subsequently forming the active region on the surface flattening layer.
JP2002126136A 2002-04-26 2002-04-26 Semiconductor laser device and its manufacturing method Pending JP2003324242A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002126136A JP2003324242A (en) 2002-04-26 2002-04-26 Semiconductor laser device and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002126136A JP2003324242A (en) 2002-04-26 2002-04-26 Semiconductor laser device and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003324242A true JP2003324242A (en) 2003-11-14

Family

ID=29540653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002126136A Pending JP2003324242A (en) 2002-04-26 2002-04-26 Semiconductor laser device and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003324242A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697922B1 (en) * 2005-03-24 2007-03-20 엘에스전선 주식회사 Buried grating for distributed feedback laser diode and fabricating method therefor
CN110412671A (en) * 2019-07-01 2019-11-05 武汉电信器件有限公司 A kind of preparation method of the triangular grating for laser

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697922B1 (en) * 2005-03-24 2007-03-20 엘에스전선 주식회사 Buried grating for distributed feedback laser diode and fabricating method therefor
CN110412671A (en) * 2019-07-01 2019-11-05 武汉电信器件有限公司 A kind of preparation method of the triangular grating for laser
CN110412671B (en) * 2019-07-01 2021-09-10 武汉电信器件有限公司 Preparation method of triangular grating for laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8605769B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2001308451A (en) Semiconductor light emitting element
JPH07221392A (en) Quantum thin wire and its manufacture, quantum thin wire laser and its manufacture, manufacture of diffraction grating, and distributed feedback semiconductor laser
JP2007201040A (en) Semiconductor light emitting element
US6678302B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7769065B2 (en) Semiconductor optical device
US5270246A (en) Manufacturing method of semiconductor multi-layer film and semiconductor laser
US6867057B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor laser
US7957442B2 (en) Semiconductor optical device
JP2003324242A (en) Semiconductor laser device and its manufacturing method
JPH08274295A (en) Manufacture of optical semiconductor device
JP6437869B2 (en) Semiconductor laser
JP4151043B2 (en) Manufacturing method of optical semiconductor device
JP2661563B2 (en) Semiconductor laser
JP2005286198A (en) Optical integrated element
JPH01248585A (en) Distributed feedback type semiconductor laser
EP0717434B1 (en) Method of manufacturing compound semiconductor integrated circuit
JPS61202487A (en) Distributed feedback type semiconductor laser
WO2021199297A1 (en) Optical waveguide, method for producing optical waveguide, and optical semiconductor element
JP2957198B2 (en) Semiconductor laser device
JPH07162084A (en) Quantum well structure of semiconductor laser
JPH04229679A (en) Semiconductor laser
JPH06283803A (en) Semiconductor light emitting device
JPS63161690A (en) Quantum well type semiconductor laser
JPH0745907A (en) Distributed feedback type semiconductor laser

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20050418

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080206

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20080212

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20080610

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02