JP2004031522A - Semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor laser and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004031522A JP2004031522A JP2002183507A JP2002183507A JP2004031522A JP 2004031522 A JP2004031522 A JP 2004031522A JP 2002183507 A JP2002183507 A JP 2002183507A JP 2002183507 A JP2002183507 A JP 2002183507A JP 2004031522 A JP2004031522 A JP 2004031522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cladding layer
- type
- region
- laser
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高密度光ディスク用として、光ディスク上において集光スポット径が小さくなる短波長域で発光し、光ディスクの再生・記録密度が向上する青色レーザ光が要望されている。
【0003】
青色レーザ光を得るための有効な手段として、赤外レーザ光を第2高調波発生(SHG:Second Harmonic Generation)技術により、青色域の短波長に変換する方法がある。現在、SHGによる半導体素子(以下、SHG素子という。)には、LiNbO3に代表される非線形光学材料が広く用いられている。このLiNbO3材料には、入力される赤外レーザ光の波長に合わせて、イオン交換技術により分布反転構造が形成されている。この分布反転構造は、導波路における赤外光の波長、青色レーザ光の導波路における波長、及び、分布反転構造の周期が整数比となるように構成されている。
【0004】
励起源の赤外レーザ光の有効波長は、SHG素子によって狭い領域に限定されるため、赤外レーザ光源としては、通常、発振波長の選択性が高く、単一縦モードで発振し、さらに、温度によって変化する発振波長を一定値に調整することのできるDBR(Distributed Bragg Reflector)レーザが用いられる。
【0005】
図4に、従来技術によるDBRレーザの構造の一例を示す。n型GaAs基板101上に、n型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層102、Al0.12Ga0.88As活性層103、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層104、p型Ga0.7Al0.3As第1光ガイド層105がこの順で形成されている。
【0006】
p型Ga0.7Al0.3As第1光ガイド層105と回折格子105a上に、p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層106が形成されている。さらに、p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層106上に、p型Al0.2Ga0.8Asエッチングストップ層107とp型Al0.5Ga0.5As第4クラッド層108が形成され、これらによって、ストライプ状のリッジ構造109が形成されている。
【0007】
p型Ga0.7Al0.3As第1光ガイド層105上において、リッジ構造109が形成された領域下以外の領域であって、DBR領域に相当する領域には、回折格子105aが形成されている。
【0008】
p型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層106上のリッジ構造109が形成された領域以外の領域には、n型Al0.6Ga0.4As電流ブロック層110が形成され、n型Al0.6Ga0.4As電流ブロック層110とp型Al0.5Ga0.5As第4クラッド層108の上に、p型GaAsコンタクト層111が形成されている。
【0009】
このDBRレーザにおいて、pn接合と平行、かつ共振器方向と垂直な方向(以下、横方向という。)の導波光の光分布は、リッジ構造を中心として数〜数10μm広がった分布を示している。そして、横方向に広がった導波光が、DBR領域200における回折格子105aを通過するとき、回折格子105aにより反射を受け、単一波長で発振する。この際導波光の横方向の広がりが変動すると、回折格子105aを通過する導波光の光量が変化し、導波光が回折格子105aから受ける実効的反射率が変化する。
【0010】
一般に、DBRレーザの製造工程において、エッチング速度の不規則性によるリッジ構造の横幅の変動や結晶層組成の不均一性による屈折率差Δnの変動により導波光の横方向の広がりが不均一となり、これにより、得られるDBRレーザにおいて、導波光が回折格子105aから受ける実効的反射率が不安定化し易い。
【0011】
導波光が回折格子105aから受ける実効的反射率が小さくなると、レーザ発振のための注入電流のしきい値が高くなる等のデバイス特性の劣化が生じることがあり、反対に、実効的反射率が大きくなると、少数の回折格子で導波光が反射されるようになり、発振波長の単一波長性が低下する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、半導体レーザ、特にDBRレーザにおいては、導波光の横方向の広がりを均一にし、導波光が回折格子から受ける実効的反射率を一定範囲に制御することが重要になる。
【0013】
本発明の目的は、導波光の横方向の広がりが均一となり、導波光が回折格子から受ける実効的反射率が一定範囲に制御できる半導体レーザを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザにおいては、半導体基板上に形成された第1クラッド層と、第1クラッド層上に形成された活性層と、活性層上に形成された第2クラッド層と、第2クラッド層上に形成された電流を狭窄する電流ブロック層と、第2クラッド層上に形成されたリッジ構造を有する第3クラッド層とを備え、レーザ発振に必要な利得を得る利得領域、発振波長を制御する位相制御領域、及び発振波長を調整するDBR領域が構成されて、単一縦モードのレーザ光発振を行う。そして、電流ブロック層は、第3クラッド層の両側面に沿って形成され、DBR領域において、第2クラッド層上かつ第3クラッド層の側部に回折格子が形成されている。
【0015】
この構成により、導波光の横方向の広がりが均一となり、導波光が回折格子から受ける実効的反射率が一定範囲に制御できる。
【0016】
また、本発明の半導体レーザにおいては、電流ブロック層と第3クラッド層の上に、電流ブロック層よりも等価実効屈折率が小さい第4クラッド層が形成されていることが好ましい。
【0017】
この構成により、レーザー光の横方向における光分布を、回折格子層に十分届くように広げることができる。
【0018】
本発明の半導体レーザにおいては、pn接合と平行、かつ、共振器方向と垂直な方向の実効屈折率が、第3クラッド層において最大となり、第3クラッド層から外に向かうに従い段階的に小さくなることが好ましい。
【0019】
この構成により、レーザー光の横方向における光分布をさらに広げることができる。
【0020】
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザの製造方法においては、半導体基板上に、第1クラッド層、活性層、第2クラッド層、光導波層、及び第3クラッド層をこの順で形成する工程と、第2クラッド層上に、光導波層と第3クラッド層をそれぞれエッチングして光導波層と第3クラッド層からなるリッジ構造を形成する工程と、第2クラッド層上のDBR領域において、光導波層をエッチングして当該光導波層に回折格子を形成する工程と、リッジ構造の両側面に沿うように電流ブロック層を形成し、さらに、その上から第4クラッド層とコンタクト層をこの順で形成する工程を含む。
【0021】
この構成により、結晶層組成の不均一性による屈折率差Δnの変動が改善され、さらに、光損失の少ない半導体レーザを安定して製造することができる。
【0022】
【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。
【0023】
図1に、本実施の形態のDBRレーザを示す。本実施の形態のDBRレーザは、レーザ光発振に必要な利得を得る利得領域、発振波長を制御する位相制御領域、及び発振波長を調整するDBR領域の3つの領域が構成されている。6はn型GaAs基板、7はn型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層、8はレーザ光を発生するp型Al0.12Ga0.88As活性層、9はp型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層、10はp型Al0.2Ga0.8As光導波層、11はp型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層、12はp型Al0.2Ga0.8As光導波層10とp型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11から構成されるリッジ構造、13はn型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層、14は電流ブロック層13よりも等価実効屈折率が小さいp型Al0.7Ga0.3As第4クラッド層、15はp型GaAsコンタクト層である。p型GaAsコンタクト層15は、利得領域、位相制御領域、DBR領域にそれぞれ対応して、p型GaAsコンタクト層15a、p型GaAsコンタクト層15b、p型GaAsコンタクト層15cに電気的に分離されている。さらに、各コンタクト層上にp型電極1、p型電極2、p型電極3が設けられている。17はp型Al0.2Ga0.8Asからなる回折格子であり、また、n型GaAs基板6下にn型電極4が設けられている。5はレーザ光が出射されるレーザ出射端面である。
【0024】
本実施の形態のDBRレーザでは、位相制御領域とDBR領域における活性層のバンドギャップとレーザ出射端面5の近傍の活性層のバンドギャップを、利得領域で発生するレーザ発振光のエネルギーよりも大きくするのが好ましい。これにより、位相制御領域とDBR領域におけるレーザ発振光の吸収が減少し、レーザ発振のための注入電流のしきい値を低下させることができる。また、レーザ出射端面5の近傍におけるレーザ発振光の吸収が少なくなり、レーザ光によりレーザ出射端面5が溶融破壊される現象であるCOD(Catastrophic Optical Damage)が起こりにくくなる。
【0025】
また、本実施の形態のDBRレーザでは、リッジ構造12は、利得領域、位相制御領域、及びDBR領域において、共振器方向に平行なストライプ状に形成されているが、DBR領域の一箇所において、リッジ構造12を、共振器方向に対して5°傾斜させることが好ましい。これにより、レーザ出射端面5と対面するレーザ光反射面で反射されたレーザ光が再び導波路に帰還される割合が減少し、DBR領域における回折格子16の分布ブラッグ反射による波長選択性が高められ、発振波長の単一波長性がさらに向上する。
【0026】
図2(a)に、本実施の形態のDBRレーザにおいて、利得領域と位相制御領域における共振器方向と垂直な方向の断面図を示す。n型GaAs基板6上に、n型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層7、Al0.12Ga0.88As活性層8、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9がこの順で形成されている。また、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9上に、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10とp型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11からなるリッジ構造12が形成されている。p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9上に、リッジ構造12の両側面に沿ってn型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層13が形成されている。n型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層13とリッジ構造12上に、電流ブロック層13よりも等価実効屈折率が小さいp型Al0.7Ga0.3As第4クラッド層14、p型GaAsコンタクト層15がこの順で形成されている。なお、p型GaAsコンタクト層15の表面は研磨されて平坦となっている。
【0027】
図2(c)に、本実施の形態のDBRレーザにおいて、DBR領域における共振器方向と垂直な方向の断面図を示す。p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9上に、リッジ構造12の側部にp型Al0.2Ga0.8As回折格子層16aが形成され、p型Al0.2Ga0.8As回折格子層16a上にリッジ構造12の両側面に沿ってn型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層13が形成されている。これにより、レーザー光の横方向における光分布を回折格子層16aに十分届くように広げることができる。
【0028】
図2(b)に示すように、本実施の形態のDBRレーザは、横方向に、2つの等価実効屈折率段差を有する。このように、実効屈折率は、第3クラッド層11において最大となり、第3クラッド層11から外に向かうに従い段階的に小さくなっている。これにより、レーザー光の横方向における光分布をさらに広げることができる。
【0029】
これら2つの等価実効屈折率段差を、レーザ発光中心から見て近い順に、第1の等価実効屈折率段差、第2の等価実効屈折率段差と呼ぶことにすると、第1の等価実効屈折率段差は、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10の幅に、第2の等価実効屈折率段差は、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10の端部とp型Al0.7Ga0.3As第4クラッド層14の屈曲部との距離にそれぞれ対応する。このように、複数の等価実効屈折率段差を有することで、エッチング速度の不安定性によるリッジ構造12の横幅の変動に起因する、横モード光の閉じ込め効果の不規則性が低減され、導波光の横方向の広がりが均一となる。さらに、図2(c)に示したように、DBR領域において、p型Al0.2Ga0.8As回折格子層16aがリッジ構造12の側部に形成されている。これにより、回折格子層16a中に形成された回折格子を通過する導波光の光量が一定となり、導波光が回折格子から受ける実効的反射率を一定範囲に制御することができるようになる。
【0030】
本実施の形態のDBRレーザによれば、発振波長の単一波長性を安定して実現できる。また、導波光の横方向の広がりが安定化するため、出射されるレーザ光の放射角のバラツキが緩和されて良好な遠視野像が得られ、DBRレーザをSHG素子と組み合わせて、信頼性の高い第2高調波変換素子を構成することができる。
【0031】
以下、本実施の形態におけるDBRレーザの製造方法の一例について、図3を参照しながら説明する。
【0032】
図3(a)に示すように、第1の結晶成長工程において、MOCVD(有機金属気相成長)法によって、n型GaAs基板6上に、n型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層7、Al0.12Ga0.88As活性層8、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10、及びp型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11をこの順で形成する。
【0033】
次に、図3(b)に示すように、p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11上にストライプ状の絶縁膜であるリッジマスク17を形成する。リッジマスク17としては、SiO2又はSi3N4を用いることができる。
【0034】
次いで、図3(c)に示すように、リッジマスク17をマスクとして用い、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10をエッチングストップ層として、p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11をエッチングしてリッジ型に成形する。このとき、エッチャントとして、p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層11はエッチングし、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10をエッチングしない選択性エッチャント、例えば、塩酸系エッチャントを用いることが必要である。
【0035】
続いて、DBR領域におけるp型Al0.2Ga0.8As光導波層10に、二光束干渉露光法又はEB露光法により、回折格子用のレジストパターニングを形成する。尚、それ以外の領域、即ち、利得領域と位相制御領域ではレジストパターニングを形成しない。
【0036】
そして、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9をエッチングストップ層に用い、DBR領域以外の領域においてp型Al0.2Ga0.8As光導波層10をエッチングして除去する。このとき、エッチャントとして、p型Al0.2Ga0.8As光導波層10はエッチングし、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9をエッチングしない選択性エッチャント、例えば、アンモニア過水系エッチャントを用いることが必要である。
【0037】
これにより、DBR領域では、図3(d)に示すように、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9上であって、リッジ構造12の側部において、導波光に対して分布ブラッグ反射作用を有するp型Al0.2Ga0.8As回折格子層16a(選択波長820nm)が形成され、それ以外の領域ではp型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9が露出した状態となる。
【0038】
次に、第2の結晶成長工程において、MOCVD法により、DBR領域では、図3(e)に示すように、p型Al0.2Ga0.8As回折格子層16a上に、それ以外の領域では、p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層9上に、それぞれリッジ構造12の両側面に沿うようにn型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層13を形成する。
【0039】
次いで、リッジマスク17をウェットエッチングにより除去し、第3の結晶成長工程において、MOCVD法により、図3(f)に示すように、MOCVD法により、p型Al0.7Ga0.3As第4クラッド層14、p型GaAsコンタクト層15をこの順で形成する。
【0040】
そして、p型GaAsコンタクト層15の表面を研磨して平坦化する。ここで、p型電極とのオーミックコンタクトをとるため、p型GaAsコンタクト層15のキャリア密度は1×1019cm−3とする。
【0041】
その後、ウェットエッチングにより、p型GaAsコンタクト層15において、利得領域、位相制御領域、DBR領域のそれぞれの間に分離溝を形成し、各領域を電気的に分離し、それぞれの領域のコンタクト層上にp型電極を形成する。
【0042】
本実施の形態のDBRレーザの製造方法によれば、結晶成長工程が合計3回と少ない回数であるため、結晶層組成の不均一性による屈折率差Δnの変動が改善され、さらに、光損失の少ないDBRレーザを安定して製造することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザによれば、pn接合と平行、かつ、共振器方向と垂直な方向に複数の等価実効屈折率段差を有することから、導波光の横方向の広がりが均一となり、また、リッジ構造の側部に分布ブラッグ反射を行う回折格子が形成されていることから、導波光が回折格子から受ける実効的反射率を一定範囲に制御することができる。この結果、発振波長の単一波長性を安定して実現できる。また、導波光の横方向の広がりが安定化するため、出射されるレーザ光の放射角のバラツキが緩和されて良好な遠視野像が得られ、SHG素子と組み合わせて、信頼性の高い第2高調波変換素子を構成することができる。
【0044】
また、本発明の半導体レーザの製造方法によれば、結晶成長工程が合計3回と少ない回数となるため、結晶層組成の不均一性による屈折率差Δnの変動が改善され、さらに、光損失の少ない半導体レーザを安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のDBRレーザの斜視断面図
【図2】本発明のDBRレーザの各領域における断面図
【図3】本発明のDBRレーザの製造方法を示す工程断面図
【図4】従来技術のDBRレーザを示す斜視図
【符号の説明】
1 p型電極(利得領域)
2 p型電極(位相制御領域)
3 p型電極(DBR領域)
4 n型電極
5 レーザ出射端面
6 n型GaAs基板
7 n型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層
8 p型Al0.12Ga0.88As活性層
9 p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層
10 p型Al0.2Ga0.8As光導波層
11 p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層
12、109 リッジ構造
13 n型Al0.5Ga0.5As電流ブロック層
14 p型Al0.7Ga0.3As第4クラッド層
15 p型GaAsコンタクト層
15a p型GaAsコンタクト層(利得領域)
15b p型GaAsコンタクト層(位相制御領域)
15c p型GaAsコンタクト層(DBR領域)
16 回折格子
16a p型Al0.2Ga0.8As回折格子層
17 リッジマスク
101 n型GaAs基板
102 n型Al0.5Ga0.5As第1クラッド層
103 Al0.12Ga0.88As活性層
104 p型Al0.5Ga0.5As第2クラッド層
105 p型Ga0.7Al0.3As第1光ガイド層
105a p型Ga0.8Al0.2As回折格子層
106 p型Al0.5Ga0.5As第3クラッド層
107 p型Al0.2Ga0.8Asエッチングストップ層
108 p型Al0.5Ga0.5As第4クラッド層
110 n型Al0.6Ga0.4As電流ブロック層
111 p型GaAsコンタクト層
200 DBR領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
For high-density optical disks, there is a demand for blue laser light that emits light in a short wavelength range where the focused spot diameter is small on the optical disk and improves the reproduction / recording density of the optical disk.
[0003]
As an effective means for obtaining a blue laser beam, there is a method of converting an infrared laser beam into a short wavelength in a blue region by a second harmonic generation (SHG) technique. At present, nonlinear optical materials represented by LiNbO 3 are widely used for semiconductor devices based on SHG (hereinafter, referred to as SHG devices). The LiNbO 3 material has a distribution inversion structure formed by an ion exchange technique in accordance with the wavelength of the input infrared laser light. This distribution inversion structure is configured such that the wavelength of the infrared light in the waveguide, the wavelength of the blue laser light in the waveguide, and the period of the distribution inversion structure are integer ratios.
[0004]
Since the effective wavelength of the infrared laser light of the excitation source is limited to a narrow region by the SHG element, the infrared laser light source usually has high selectivity of the oscillation wavelength, oscillates in a single longitudinal mode, and A DBR (Distributed Bragg Reflector) laser capable of adjusting an oscillation wavelength that changes with temperature to a constant value is used.
[0005]
FIG. 4 shows an example of the structure of a conventional DBR laser. on the n-
[0006]
A p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
[0007]
On the p-type Ga 0.7 Al 0.3 As first
[0008]
An n-type Al 0.6 Ga 0.4 As
[0009]
In this DBR laser, the light distribution of the guided light in a direction parallel to the pn junction and perpendicular to the cavity direction (hereinafter, referred to as a lateral direction) shows a distribution spread by several to several tens of μm around the ridge structure. . Then, when the guided light spread in the horizontal direction passes through the diffraction grating 105a in the
[0010]
Generally, in the manufacturing process of a DBR laser, the lateral spread of guided light becomes non-uniform due to fluctuations in the lateral width of the ridge structure due to irregularities in the etching rate and fluctuations in the refractive index difference Δn due to non-uniformity in the composition of the crystal layer, As a result, in the obtained DBR laser, the effective reflectance that the guided light receives from the
[0011]
When the effective reflectivity of the guided light received from the diffraction grating 105a decreases, device characteristics such as an increase in the threshold value of an injection current for laser oscillation may be deteriorated, and conversely, the effective reflectivity may decrease. As the size increases, the guided light is reflected by a small number of diffraction gratings, and the single wavelength property of the oscillation wavelength decreases.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a semiconductor laser, in particular, a DBR laser, it is important to make the lateral spread of the guided light uniform and to control the effective reflectivity of the guided light received from the diffraction grating within a certain range.
[0013]
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser in which the lateral spread of guided light becomes uniform and the effective reflectivity of the guided light received from the diffraction grating can be controlled within a certain range.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a semiconductor laser according to the present invention, a first cladding layer formed on a semiconductor substrate, an active layer formed on the first cladding layer, and a first cladding layer formed on the active layer are formed. A second cladding layer, a current blocking layer formed on the second cladding layer for confining a current, and a third cladding layer having a ridge structure formed on the second cladding layer; The gain region, the phase control region for controlling the oscillation wavelength, and the DBR region for adjusting the oscillation wavelength are configured to perform single longitudinal mode laser light oscillation. The current blocking layer is formed along both side surfaces of the third cladding layer, and a diffraction grating is formed on the second cladding layer and on the side of the third cladding layer in the DBR region.
[0015]
With this configuration, the lateral spread of the guided light becomes uniform, and the effective reflectivity of the guided light received from the diffraction grating can be controlled within a certain range.
[0016]
In the semiconductor laser of the present invention, it is preferable that a fourth cladding layer having an equivalent effective refractive index smaller than that of the current blocking layer is formed on the current blocking layer and the third cladding layer.
[0017]
With this configuration, the light distribution in the lateral direction of the laser light can be widened so as to reach the diffraction grating layer sufficiently.
[0018]
In the semiconductor laser of the present invention, the effective refractive index in the direction parallel to the pn junction and perpendicular to the resonator direction is maximum in the third cladding layer, and gradually decreases as going outward from the third cladding layer. Is preferred.
[0019]
With this configuration, the light distribution in the horizontal direction of the laser light can be further expanded.
[0020]
In order to achieve the above object, in a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, a first clad layer, an active layer, a second clad layer, an optical waveguide layer, and a third clad layer are formed on a semiconductor substrate. Forming a ridge structure composed of the optical waveguide layer and the third cladding layer by etching the optical waveguide layer and the third cladding layer on the second cladding layer, respectively; Forming a diffraction grating in the optical waveguide layer by etching the optical waveguide layer in the DBR region, forming a current blocking layer along both side surfaces of the ridge structure, and further forming a fourth cladding layer on the current blocking layer. And forming a contact layer in this order.
[0021]
With this configuration, the fluctuation of the refractive index difference Δn due to the non-uniformity of the composition of the crystal layer is improved, and a semiconductor laser with small light loss can be stably manufactured.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows a DBR laser according to the present embodiment. The DBR laser according to the present embodiment has three regions: a gain region for obtaining a gain necessary for laser light oscillation, a phase control region for controlling the oscillation wavelength, and a DBR region for adjusting the oscillation wavelength. 6 is an n-type GaAs substrate, 7 is an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As first cladding layer, 8 is a p-type Al 0.12 Ga 0.88 As active layer for generating laser light, and 9 is a p-type Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer, p-type Al 0.2 Ga 0.8 As
[0024]
In the DBR laser of the present embodiment, the band gap of the active layer in the phase control region and the DBR region and the band gap of the active layer near the laser
[0025]
In the DBR laser according to the present embodiment, the
[0026]
FIG. 2A is a cross-sectional view of the gain region and the phase control region in a direction perpendicular to the resonator direction in the DBR laser according to the present embodiment. on the n-
[0027]
FIG. 2C is a cross-sectional view of the DBR laser according to the present embodiment in a direction perpendicular to the cavity direction in the DBR region. On the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
[0028]
As shown in FIG. 2B, the DBR laser of the present embodiment has two equivalent effective refractive index steps in the lateral direction. As described above, the effective refractive index becomes maximum in the
[0029]
These two equivalent effective refractive index steps will be referred to as a first equivalent effective refractive index step and a second equivalent effective refractive index step in the order closer to the center of the laser emission. Is equal to the width of the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As
[0030]
According to the DBR laser of the present embodiment, a single wavelength characteristic of the oscillation wavelength can be stably realized. Further, since the spread of the guided light in the horizontal direction is stabilized, variation in the emission angle of the emitted laser light is reduced, and a good far-field image is obtained. By combining the DBR laser with the SHG element, the reliability is improved. A high second harmonic conversion element can be configured.
[0031]
Hereinafter, an example of a method of manufacturing a DBR laser according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0032]
As shown in FIG. 3A, in the first crystal growth step, an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As first is formed on the n-
[0033]
Next, as shown in FIG. 3B, a
[0034]
Next, as shown in FIG. 3C, the
[0035]
Subsequently, a resist pattern for a diffraction grating is formed on the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As
[0036]
Then, using the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
[0037]
As a result, in the DBR region, as shown in FIG. 3D, on the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
[0038]
Next, in the second crystal growth step, in the DBR region by MOCVD, as shown in FIG. 3E, on the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As
[0039]
Next, the
[0040]
Then, the surface of the p-type
[0041]
Thereafter, in the p-type
[0042]
According to the DBR laser manufacturing method of the present embodiment, since the number of crystal growth steps is a small number of three times in total, the variation in the refractive index difference Δn due to the non-uniformity of the crystal layer composition is improved, and further, the optical loss And a DBR laser with less noise can be stably manufactured.
[0043]
【The invention's effect】
According to the semiconductor laser of the present invention, since the semiconductor laser has a plurality of equivalent effective refractive index steps parallel to the pn junction and perpendicular to the cavity direction, the lateral spread of the guided light becomes uniform, Since the diffraction grating for performing distributed Bragg reflection is formed on the side of the structure, the effective reflectance of the guided light received from the diffraction grating can be controlled within a certain range. As a result, a single wavelength characteristic of the oscillation wavelength can be stably realized. Also, since the spread of the guided light in the horizontal direction is stabilized, the variation in the emission angle of the emitted laser light is reduced, and a good far-field image can be obtained. A harmonic conversion element can be configured.
[0044]
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the number of crystal growth steps is a small number of three times in total, so that the variation of the refractive index difference Δn due to the non-uniformity of the composition of the crystal layer is improved, and the optical loss is further reduced. Semiconductor laser with less noise can be stably manufactured.
[Brief description of the drawings]
1 is a perspective cross-sectional view of a DBR laser of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of each region of the DBR laser of the present invention; FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a method of manufacturing the DBR laser of the present invention; Perspective view showing a technical DBR laser.
1 p-type electrode (gain area)
2 p-type electrode (phase control area)
3 p-type electrode (DBR region)
Reference Signs List 4 n-
15bp p-type GaAs contact layer (phase control region)
15cp p-type GaAs contact layer (DBR region)
16
Claims (5)
前記電流ブロック層は、前記第3クラッド層の両側面に沿って形成され、
前記DBR領域において、第2クラッド層上かつ前記第3クラッド層の側部に回折格子が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。A first cladding layer formed on a semiconductor substrate, an active layer formed on the first cladding layer, a second cladding layer formed on the active layer, and a second cladding layer formed on the second cladding layer; A current blocking layer for confining the applied current, a third cladding layer having a ridge structure formed on the second cladding layer, a gain region for obtaining a gain required for laser oscillation, and a phase control for controlling an oscillation wavelength. Region, and a DBR region for adjusting the oscillation wavelength is configured, a semiconductor laser performing single longitudinal mode laser light oscillation,
The current blocking layer is formed along both side surfaces of the third cladding layer,
A semiconductor laser, wherein a diffraction grating is formed on the second cladding layer and on a side portion of the third cladding layer in the DBR region.
半導体基板上に、第1クラッド層、活性層、第2クラッド層、光導波層、及び第3クラッド層をこの順で形成する工程と、
前記第2クラッド層上に、前記光導波層と第3クラッド層をそれぞれエッチングして前記光導波層と第3クラッド層からなるリッジ構造を形成する工程と、
前記第2クラッド層上の前記DBR領域において、前記光導波層をエッチングして当該光導波層に回折格子を形成する工程と、
前記リッジ構造の両側面に沿うように電流ブロック層を形成し、さらに、その上から第4クラッド層とコンタクト層をこの順で形成する工程を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。This is a method for manufacturing a semiconductor laser that includes a gain region for obtaining a gain required for laser oscillation, a phase control region for controlling the oscillation wavelength, and a DBR region for adjusting the oscillation wavelength, and performs single longitudinal mode laser light oscillation. hand,
Forming a first cladding layer, an active layer, a second cladding layer, an optical waveguide layer, and a third cladding layer in this order on a semiconductor substrate;
Etching the optical waveguide layer and the third cladding layer on the second cladding layer to form a ridge structure including the optical waveguide layer and the third cladding layer;
Etching the optical waveguide layer in the DBR region on the second cladding layer to form a diffraction grating in the optical waveguide layer;
A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising: forming a current blocking layer along both side surfaces of the ridge structure, and further forming a fourth cladding layer and a contact layer in this order from above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002183507A JP2004031522A (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002183507A JP2004031522A (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004031522A true JP2004031522A (en) | 2004-01-29 |
Family
ID=31179710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002183507A Withdrawn JP2004031522A (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004031522A (en) |
-
2002
- 2002-06-24 JP JP2002183507A patent/JP2004031522A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2959902B2 (en) | Semiconductor laser, device having the same, and method of manufacturing the same | |
JP3140788B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP3086767B2 (en) | Laser element | |
JP4618854B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3745985B2 (en) | Complex coupled type distributed feedback semiconductor laser device | |
JPS5940592A (en) | Semiconductor laser element | |
JP5310533B2 (en) | Optical semiconductor device | |
JP2000269587A (en) | Optical semiconductor device and manufacture thereof | |
US20020136255A1 (en) | Semiconductor laser, optical element provided with the same and optical pickup provided with the optical element | |
JP3354106B2 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
JP2004165383A (en) | Semiconductor laser device, second harmonic generator, and optical pickup apparatus | |
JP3971484B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP2950302B2 (en) | Semiconductor laser | |
JPH03110884A (en) | Distributed feedback semiconductor laser and manufacture thereof | |
JPH10242577A (en) | Semiconductor laser and manufacture thereof | |
JP2004031522A (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP4992451B2 (en) | Semiconductor laser and method of manufacturing the semiconductor laser | |
JP2003218462A (en) | Distributed feedback semiconductor laser device | |
JPH08274406A (en) | Distributed feedback semiconductor laser and its manufacture | |
JP2004031402A (en) | Distributed feedback type semiconductor laser element | |
JP2004140142A (en) | Semiconductor laser and element for light communication | |
JP2953449B2 (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH0642583B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP2004128372A (en) | Distribution feedback semiconductor laser device | |
JP4581205B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor laser |
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: 20050906 |