JP2007035784A - 分布帰還型半導体レーザ - Google Patents

分布帰還型半導体レーザ Download PDF

Info

Publication number
JP2007035784A
JP2007035784A JP2005214469A JP2005214469A JP2007035784A JP 2007035784 A JP2007035784 A JP 2007035784A JP 2005214469 A JP2005214469 A JP 2005214469A JP 2005214469 A JP2005214469 A JP 2005214469A JP 2007035784 A JP2007035784 A JP 2007035784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor
inp
diffraction grating
cladding
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
JP2005214469A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007035784A5 (ja
Inventor
Takashi Nakabayashi
隆志 中林
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2005214469A priority Critical patent/JP2007035784A/ja
Priority to US11/491,543 priority patent/US7474683B2/en
Publication of JP2007035784A publication Critical patent/JP2007035784A/ja
Publication of JP2007035784A5 publication Critical patent/JP2007035784A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/04MOCVD or MOVPE
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/1231Grating growth or overgrowth details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2009Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/3235Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
    • H01S5/32391Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P

Abstract

【課題】 従来に比して、更に、回折格子形成層の格子欠陥を低減することができる分布帰還型半導体レーザが提供される。
【解決手段】 本発明の分布帰還型半導体レーザは、第1クラッド層と、第1クラッド層の上に設けられた第1光閉じ込め層と、第1光閉じ込め層の上に設けられた活性層と、活性層の上に設けられ、AlGaInAs半導体からなる第2光閉じ込め層と、第2光閉じ込め層の上に成長されたInP半導体層と、InP半導体層の上に成長されたInGsAsP半導体層と、InGsAsP半導体層の上に設けられ、InP半導体からなる第2クラッド層とを備える。回折格子は、InGsAsP半導体層と第2クラッド層とによって構成される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、分布帰還型半導体レーザに関するものである。
分布帰還型半導体レーザでは、通常、分離閉じ込めヘテロ構造(Separate Confinement Heterostructure:SCH)のSCH層とInP半導体のクラッド層との間に回折格子が形成され、SCH層とInP半導体のクラッド層との屈折率差を利用して光が回折される。回折格子は平坦なSCH層を結晶成長技術により形成した後、エッチングにより削り形成される。SCH層がAlGaInAs層から成る場合、AlGaInAs層をエッチングする際に、Alの酸化などにより結晶品質が劣化することが知られている。これを回避するため、SCH層がAlGaInAs層の場合、通常、AlGaInAs層の上にInGaAsP層を挿入し、この上に回折格子が形成される。活性層からp型クラッド層へ向かう電子のオーバーフローによるリーク電流の増加を防止するために、SCH層と回折格子形成層との間には、AlInAs半導体からなるキャリアストップ層が設けられることもある。
非特許文献1には、AlGaInAs−SCH層の上にAlInAsキャリアストップ層、InGaAsP回折格子形成層、及び、InPクラッド層が順次に設けられ、InGaAsP回折格子形成層とInPクラッド層とによって回折格子が構成された分布帰還型半導体レーザが記載されている。
K.Nakahara, et al., 「1.3-umInGaAlAs directly modulated MQW RWG DFB lasers operating over 10 Gb/s and 100℃」, Central Research Laboratory Hitachi Ltd., OFC2004, ThD1
特許文献1に記載の分布帰還型半導体レーザは、例えば、有機金属気相エピタキシ法(Organometallic Vapor Phase Epitaxy:OMVPE)を用いて製造される。OMVPEによる結晶成長では、通常、V族材料ガスは流し続け、III族材料ガスを断続することで、成長の開始と停止を制御する。AlGaInAsやAlInAsの場合、V族はAsのみであり、InGaAsPの場合、V族は、AsとPとなる。したがって、AlGaInAs−SCH層またはAlInAsキャリアストップ層の上にInGaAsP回折格子層を形成する場合、AlGaInAs−SCH層またはAlInAsキャリアストップ層を形成する時には、結晶成長炉内にAsを含むV族材料ガスとIII族の材料ガスを供給し、その後、III族の材料ガスの供給を止めて成長を中断する際もAs系材料ガスは供給し続ける。成長中断の状態で、条件設定を変更し、III族の材料ガスの供給を再開して、InGaAsP回折格子層の形成を開始する。この際には、結晶成長炉内に、Asを含むV族材料ガスとPを含むV族材料ガスを供給する。このInGaAsP回折格子層を形成するとき、結晶成長炉内のAs系材料ガスとP系材料ガスの比As/Pは、As/P=1/50程度になる必要がある。
以上のシーケンスの場合、回折格子層の成長を開始する前までは、V族材料ガスとしてAs系材料ガスのみが供給され、回折格子層成長時に、P系材料ガスとP系材料ガスに比べ比率が小さいAs系材料ガスが供給されることになる。そのため、Asを含むV族材料ガスの供給量を、回折格子形成層の形成のために減少するよう制御しても、結晶成長炉内にAsガスが残留することとなり、結晶成長炉内のAsガスとPガスとの比As/Pが、速やかに、As/P=1/50程度に変化しない。回折格子形成層を形成する際、結晶成長炉内のAs系材料ガスとP系材料ガスとの比As/Pが、所望の値(例えば、As/P=1/50程度)に比して大きいと、回折格子形成層に格子欠陥が増加することがある。
そこで、本発明は、従来に比して、更に、回折格子形成層の格子欠陥を低減することができる分布帰還型半導体レーザを提供することを目的としている。
本発明の分布帰還型半導体レーザは、第1クラッド層と、第1クラッド層の上に設けられた第1光閉じ込め層と、第1光閉じ込め層の上に設けられた活性層と、活性層の上に設けられ、AlGaInAs半導体からなる第2光閉じ込め層と、第2光閉じ込め層の上に成長されたInP半導体層と、InP半導体層の上に成長されたInGsAsP半導体層と、InGsAsP半導体層の上に設けられ、InP半導体からなる第2クラッド層とを備え、回折格子が、InGsAsP半導体層と第2クラッド層とによって構成される。
この発明の分布帰還型半導体レーザによれば、第2光閉じ込め層の上にInP半導体層を成長した後に、このInP半導体層の上にInGsAsP半導体層を成長する。InP半導体層を成長させるために結晶成長炉に供給するV族材料ガスは、P系材料ガスのみとなる。また、InP半導体層の成長を停止してからInGsAsP半導体層の成長を開始するまでの間、InP半導体層のエピタキシャル成長界面からの原子の離脱を抑制するために結晶成長炉に供給するV族供給ガスも、P系材料ガスのみである。InP層の上にInGaAsP回折格子層を形成する際には、P系材料ガスとP系材料ガスに比べ比率の小さいAs系ガスが供給されることになる。すなわち、InGaAsP回折格子層形成前後でのV族材料ガスの供給は、P系材料ガスが大半を占め、As系材料ガスの流量変化は小さく、InGaAsP回折格子層形成時に、結晶成長炉内のAs系材料ガスとP系材料ガスの比As/Pを速やかに所望の値(たとえばAs/P=1/50程度)に変化させることができる。これにより、InGaAsP回折格子形成層の格子欠陥を低減することができる。
本発明の分布帰還型半導体レーザは、第2光閉じ込め層とInP半導体層との間に設けられ、AlInAs半導体からなるキャリアストップ層を更に備え、第1クラッド層がn型InP半導体からなり、第2クラッド層がp型InP半導体からなる構成であってもよい。この構成によれば、キャリアストップ層が、活性層からp型クラッド層へ向かう電子のオーバーフローを低減する。
また、本発明の分布帰還型半導体レーザは、第1クラッド層と第1光閉じ込め層との間に設けられ、AlInAs半導体からなるキャリアストップ層を更に備え、第1クラッド層がp型InP半導体からなり、第2クラッド層がn型InP半導体からなる構成であってもよい。この構成によれば、キャリアストップ層が、活性層からp型クラッド層へ向かう電子のオーバーフローを低減する。
また、本発明の分布帰還型半導体レーザのInP半導体層の厚みは、10nm以下であることが好ましい。この構成によれば、InP半導体層の厚みが10nm以下であるので、InP半導体層と回折格子形成層とのヘテロ界面に生じるホール障壁による抵抗の増加が抑制される。
本発明によれば、従来に比して更に、回折格子形成層の格子欠陥を少ない分布帰還型半導体レーザが提供される。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図1は、本発明の実施形態に係る分布帰還型半導体レーザの構造を示す斜視図である。図2は、図1におけるII−II線に沿う断面図である。図1及び図2に示すように、分布帰還型半導体レーザ10は、下記のようにn型InP基板12上に複数の半導体層を積層する。n型InP基板12上にはn型InP第1クラッド層14が設けられ、第1クラッド層14上にはAlGaInAs第1光閉じ込め層16が設けられ、第1光閉じ込め層16上にはAlGaInAs活性層18が設けられ、活性層18上にはAlGaInAs第2光閉じ込め層20が設けられ、第2光閉じ込め層20上にはInP半導体層22が設けられ、InP半導体層22上にはp型InGaAsP半導体層(以下、回折格子形成層として参照する)24が設けられ、回折格子形成層24上にはp型InP第2クラッド層26が設けられ、第2クラッド層26上にはp型InP第2クラッド層27が設けられ、第2クラッド層27上にはコンタクト層28が設けられている。
第1光閉じ込め層16、活性層18、及び、第2光閉じ込め層20は、分離閉じ込めヘテロ構造(Separate ConfinementHeterostructure:SCH)を構成する。活性層18は、第1光閉じ込め16及び第2光閉じ込め層20の間に位置するので、第1光閉じ込め層16及び第2光閉じ込め層20は、活性層18中にキャリア(電子及び正孔)を閉じ込めるように作用する。
第1光閉じ込め層16、活性層18、及び、第2光閉じ込め層20は、第1クラッド層14と第2クラッド層26、27との間に位置する。第1クラッド層14及び第2クラッド層26、27は、第1光閉じ込め層16、活性層18、及び、第2光閉じ込め層20の材料より屈折率が小さい材料から成るので、これらの層16、18、20に光を閉じ込めるように作用する。
活性層18は、例えば多重量子井戸(Multiple Quantum Well:MQW)構造を有する。活性層18には、第1光閉じ込め層16及び第2光閉じ込め層20を介して、第1クラッド層14及び第2クラッド層26、27からキャリアが注入される。活性層18では、これらのキャリアが再結合し、光が発生する。
第2光閉じ込め層20と第2クラッド層26、27との間には、回折格子形成層24が設けられている。回折格子形成層24と第2クラッド層26、27とによって回折格子が構成されている。この回折格子の周期構造はZ方向に伸びており、回折格子はZ方向に進行する光の一部を進行方向とは反対の方向に回折する。したがって、第1クラッド層14と第2クラッド層26、27との間では、回折格子の周期で定まる波長の光が帰還される。
回折格子形成層24と第2光閉じ込め層20との間には、InP半導体層22が設けられている。本実施形態では、InP半導体層22の厚みは10nm以下である。したがって、InP半導体層22と回折格子形成層24とのヘテロ界面に生じるホール障壁による抵抗の増加が抑制される。
また、第1光閉じ込め層16、活性層18、第2光閉じ込め層20、InP半導体層22、及び、回折格子形成層24、及び、第2クラッド層26は、図1に示すXY面に直交するZ方向に延びるストライプを成している。このストライプは、p型InP電流ブロック層30およびn型InP電流ブロック層31で埋め込まれている。これらの電流ブロック層30および31は、第2クラッド層27及び第1クラッド層14の一方から他方へ流れる電流をブロックする。したがって、第1クラッド層14及び第2クラッド層27から注入される電子と正孔は、活性層18に導かれる。
本実施形態の半導体レーザ10によれば、第2光閉じ込め層20の上にInP半導体層22を成長した後に、このInP半導体層22の上にInGsAsP半導体層24を成長する。InP半導体層22を成長させるために結晶成長炉に供給するV族材料ガスは、P系材料ガスのみとなる。また、InP半導体層22の成長を停止してからInGsAsP半導体層24の成長を開始するまでの間、InP半導体層22のエピタキシャル成長界面からの原子の離脱を抑制するために結晶成長炉に供給するV族供給ガスも、P系材料ガスのみである。
また、InGaAsP半導体層24を形成するための結晶成長炉内のP系材料ガスの量と、InP半導体層22を形成するための結晶成長炉内のP系材料ガスの量とは、ほぼ同一で、As系材料ガスは少量が追加されるに過ぎない。そのため、InGaAsP半導体層24の形成開始時から、結晶成長炉内のAsガスとPガスとの比を、所望の値(As/P=1/50程度)にすることができる。したがって、InGaAsP半導体層24、すなわち、回折格子形成層24の格子欠陥を低減することができる。故に、回折格子形成層24の品質が向上し、本実施形態の分布帰還型半導体レーザ10の信頼性は向上する。
なお、本実施形態の分布帰還型半導体レーザは、第2光閉じ込め層とInP半導体層との間に、AlInAsキャリアストップ層が設けられていてもよい。この構成によれば、キャリアストップ層が、活性層からp型クラッド層へ向かう電子のオーバーフローを低減する。したがって、この分布帰還型半導体レーザでは、リーク電流の増加が低減される。
以下、本発明の実施形態に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法について説明する。図3及び図4は、分布帰還型半導体レーザ10の製造工程を示す斜視図である。
(第1半導体層堆積工程)
まず、n型InP基板52上に半導体層の積層構造を形成する。図3(a)に示すように、n型InP基板52上に、n型InP第1クラッド層54、AlGaInAs第1光閉じ込め層56、AlGaInAs活性層58、AlGaInAs第2光閉じ込め層60、AlInAsキャリアストップ層61、InP半導体層62、p型InGaAsP半導体層(回折格子形成層)64、及び、p型InP第2クラッド層66を順次に形成する。これらの半導体層は、例えば有機金属気相エピタキシ法(Organometallic Vapor Phase Epitaxy:OMVPE)を用いて成長される。
以下、AlInAsキャリアストップ層61から回折格子形成層64までを形成する工程を詳細に説明する。図5(a)は、AlInAsキャリアストップ層61から回折格子形成層64までを形成する際のV族材料ガスの供給量を示す図である。図5(b)は、AlInAsキャリアストップ層61から回折格子形成層64までを形成する際のIII族材料ガスの供給量を示す図である。まず、Al及びInを含むIII族材料ガスと、Asを含むV族材料ガスとを結晶成長炉内に供給することによって、AlInAsキャリアストップ層61を形成する(工程A)。
本実施形態の一例では、Al及びInを含むIII族材料ガスとして、それぞれ、トリメチルアルミニウム(TMAl)ガス、トリメチルインジウム(TMIn)ガスが用いられ、Asを含むV族材料ガスとして、アルシン(AsH3)ガスが用いられる。一例を示せば、TMAlガス、及び、TMInガスの供給量は、それぞれ、4.4×10mol/min、4.6×10mol/minで、また、AsH3ガスの供給量は、100sccmである。また、結晶成長炉内の温度は、例えば、650℃である。
次に、AsH3ガスの供給を停止すると同時にPを含むV族材料ガスの供給を開始する。さらに、これと同期して、TMAlガスを停止し、TMInガス供給量を変化させることで、InP半導体層62を形成する(工程B)。
本実施形態の一例では、Inを含むIII族材料ガスとして、TMInガスが用いられ、Pを含むV族材料ガスとして、フォスフィン(PH3)ガスが用いられる。一例を示せば、TMInガスの供給量は9×10mol/min、PH3ガスの供給量は200sccmである。また、結晶成長炉内の温度は、例えば、650℃である。
次に、III族材料ガスの供給を停止することによってInP半導体層62の成長を停止し、結晶成長路内の条件設定を変更する(工程C)。工程Cでは、InP半導体層62のエピタキシャル成長界面からの原子の離脱を抑制するために、Pを含むV族材料ガスを供給し続ける。
本実施形態の一例では、TMInガスの供給を停止しPH3ガスのみ供給し続ける。PH3ガスの供給量は、次の回折格子形成層64を形成するために、例えば、200sccmのまま維持する。また、結晶成長炉内の温度は、例えば、650℃である。
次に、Pを含むV族材料ガスを供給し続けたまま、Asを含むV族材料ガスと、Al、Gaを含むIII族材料ガスとを結晶成長炉内に供給することによって、回折格子形成層64を形成する(工程D)。
本実施形態の一例では、In及びGaを含むIII族材料ガスとして、それぞれ、TMInガス、TMGaガスが用いられ、Asを含むV族材料ガスとして、AsH3ガスが用いられ、Pを含むV族材料ガスとして、PH3ガスが用いられる。一例を示せば、TMInガス、及び、TMGaガスの供給量は、それぞれ、7×10mol/min、2×10mol/minであり、AsH3ガス、及び、PH3ガスの供給量は、それぞれ、10sccm、200sccmである。また、結晶成長炉内の温度は、例えば、650℃である。
このように、工程B及び工程Cでは、V族材料ガスとしてP系ガスが供給されており、工程Dにおいて供給が始まるAs系ガスの流量の比率はP系ガスに対して僅かである。従って、P系ガスとAs系ガスの比率を精度よく所望の値(As/P=1/50程度)に制御できる。
(マスク形成工程)
次いで、第2クラッド層66上にエッチングマスク層を形成する。図3(a)に示すように、エッチングマスク層80は、第2クラッド層66上にマスク層を堆積し、このマスク層をフォトリソグラフィ技術によって所定形状にエッチングすることによって形成される。マスク層80は、XY面に直交するZ方向に延びる短冊形に形成される。例示すれば、マスク層の材料には、二酸化シリコン(SiO2 )または窒化シリコン(SiN)等が用いられる。
(メサ形成工程)
次いで、図3(b)に示すように、第1クラッド層54、第1光閉じ込め層56、活性層58、第2光閉じ込め層60、キャリアストップ層61、InP半導体層62、回折格子形成層64、及び、第2クラッド層66をエッチングすることによって、第1クラッド層54a、第1光閉じ込め層56a、活性層58a、第2光閉じ込め層60a、キャリアストップ層61a、InP半導体層62a、回折格子形成層64a、及び、第2クラッド層66aで構成されるメサに形成する。
(電流ブロック層形成工程)
次いで、マスク材を除去することなく、第1クラッド層54a上にp型InP電流ブロック層70とn型InP電流ブロック層71とを順次に形成して、第1光閉じ込め層56a、活性層58a、第2光閉じ込め層60a、キャリアストップ層61a、InP半導体層62a、回折格子形成層64a、及び、第2クラッド層66aから成るメサを埋め込む。図4(a)に示すように、これらの電流ブロック層70、71は、マスク層80上には堆積されず、形成されたメサ面上のみに選択的に成長する。したがって、エッチングで残されたメサは埋め込まれて、平坦化される。
(第2半導体層堆積工程)
次いで、マスク材を除去した後に、第2クラッド層66a上に半導体層の積層構造を形成する。図4(b)に示すように、第2クラッド層66a及び電流ブロック層70、71上に、p型InP第2クラッド層67及びコンタクト層68を順次に形成する。これらの半導体層は、例えばOMVPEを用いて成長される。
この後に、電極を形成する工程等を行う。このようにして、図1に示す半導体レーザ10が製造される。
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。本実施形態の一変形である分布帰還型半導体レーザは、第2光閉じ込め層とInP半導体層の間に挿入したキャリアストップ層がない構成であってもよい。また、本実施形態の分布帰還型半導体レーザは、n型InP基板12の代わりにp型InP基板を備え、n型InP第1クラッド層14の代わりにp型InP第1クラッド層を備え、p型回折格子形成層24の代わりにn型回折格子形成層を備え、p型第2クラッド層26、27の代わりにそれぞれn型第2クラッド層を備える構成であってもよい。
また、上述した本実施形態の一変形である分布帰還型半導体レーザは、p型InP第1クラッド層と第1光閉じ込め層との間にAlInAsキャリアストップ層を更に備える構成であってもよい。
また、本実施形態の分布帰還型半導体レーザでは、活性層がMQW構造を有していたが、活性層が単一量子井戸(SingleQuantum Well:SQW)構造、ないしは量子ドット構造であってもよい。
本発明の実施形態に係る分布帰還型半導体レーザの構造を示す斜視図である。 図1におけるII−II線に沿う断面図である。 図3(a)及び(b)は、分布帰還型半導体レーザの製造工程を示す斜視図である。 図4(a)及び(b)は、分布帰還型半導体レーザの製造工程を示す斜視図である。 図5(a)は、AlInAsキャリアストップ層61から回折格子形成層64までを形成する際のV族材料ガスの供給量を示す図であり、図5(b)は、その際のIII族材料ガスの供給量を示す図である。
符号の説明
10…分布帰還型半導体レーザ、12…基板、14…第1クラッド層、16…第1光閉じ込め層、18…活性層、20…第2光閉じ込め層、22…InP半導体層、24…AlGaAsP半導体層(回折格子形成層)、26、27…第2クラッド層、28…コンタクト層、30、31…電流ブロック層。

Claims (4)

  1. 分布帰還型半導体レーザであって、
    第1クラッド層と、
    前記第1クラッド層の上に設けられた第1光閉じ込め層と、
    前記第1光閉じ込め層の上に設けられた活性層と、
    前記活性層の上に設けられ、AlGaInAs半導体からなる第2光閉じ込め層と、
    前記第2光閉じ込め層の上に成長されたInP半導体層と、
    前記InP半導体層の上に成長されたInGsAsP半導体層と、
    前記InGsAsP半導体層の上に設けられ、InP半導体からなる第2クラッド層と、
    を備え、
    回折格子が、前記InGsAsP半導体層と第2クラッド層とによって構成される、
    分布帰還型半導体レーザ。
  2. 前記第2光閉じ込め層と前記InP半導体層との間に設けられ、AlInAs半導体からなるキャリアストップ層を更に備え、
    前記第1クラッド層がn型InP半導体からなり、
    前記第2クラッド層がp型InP半導体からなる、
    請求項1に記載の分布帰還型半導体レーザ。
  3. 前記第1クラッド層と前記第1光閉じ込め層との間に設けられ、AlInAs半導体からなるキャリアストップ層を更に備え、
    前記第1クラッド層がp型InP半導体からなり、
    前記第2クラッド層がn型InP半導体からなる、
    請求項1に記載の分布帰還型半導体レーザ。
  4. 前記InP半導体層の厚みが、10nm以下である、
    請求項1〜3のいずれかに記載の分布帰還型半導体レーザ。

JP2005214469A 2005-07-25 2005-07-25 分布帰還型半導体レーザ Pending JP2007035784A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005214469A JP2007035784A (ja) 2005-07-25 2005-07-25 分布帰還型半導体レーザ
US11/491,543 US7474683B2 (en) 2005-07-25 2006-07-24 Distributed feedback semiconductor laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005214469A JP2007035784A (ja) 2005-07-25 2005-07-25 分布帰還型半導体レーザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007035784A true JP2007035784A (ja) 2007-02-08
JP2007035784A5 JP2007035784A5 (ja) 2008-09-11

Family

ID=37794694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005214469A Pending JP2007035784A (ja) 2005-07-25 2005-07-25 分布帰還型半導体レーザ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7474683B2 (ja)
JP (1) JP2007035784A (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070084973A (ko) * 2006-02-22 2007-08-27 삼성전기주식회사 고출력 반도체 레이저소자
JP4843672B2 (ja) * 2006-05-12 2011-12-21 富士通株式会社 半導体装置
US7848375B1 (en) * 2007-05-30 2010-12-07 Finisar Corporation Ridge waveguide laser with flared facet
US7763484B2 (en) * 2007-06-13 2010-07-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method to form an optical grating and to form a distributed feedback laser diode with the optical grating
DE602007003480D1 (de) * 2007-10-11 2010-01-07 Alcatel Lucent Lasermodul und Verfahren zur Herstellung eines Lasermoduls
JP6155770B2 (ja) * 2013-03-29 2017-07-05 富士通株式会社 光素子及び光モジュール
FR3026571B1 (fr) * 2014-09-26 2016-12-02 Thales Sa Procede d'elaboration d'une structure resonante d'un laser a semi-conducteur a contre-reaction repartie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258376A (ja) * 2002-03-05 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2833952B2 (ja) * 1992-12-21 1998-12-09 三菱電機株式会社 半導体レーザ
JP3386261B2 (ja) * 1994-12-05 2003-03-17 三菱電機株式会社 光半導体装置、及びその製造方法
JP4676068B2 (ja) * 2001-02-02 2011-04-27 古河電気工業株式会社 半導体光素子の作製方法
JP3863454B2 (ja) * 2002-04-23 2006-12-27 富士通株式会社 半導体レーザ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258376A (ja) * 2002-03-05 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070183470A1 (en) 2007-08-09
US7474683B2 (en) 2009-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5872022A (en) Method for etching a semiconductor method for fabricating semiconductor device method for fabricating semiconductor laser and semiconductor laser
US7941024B2 (en) Buried heterostructure device having integrated waveguide grating fabricated by single step MOCVD
JP2007035784A (ja) 分布帰還型半導体レーザ
US5260230A (en) Method of manufacturing buried heterostructure semiconductor laser
JP2008227154A (ja) 光半導体素子の製造方法
JP3977920B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP5093033B2 (ja) 半導体レーザの製造方法、半導体レーザ、光ピックアップおよび光ディスク装置
US6036771A (en) Method of manufacturing optical semiconductor device
JP5169534B2 (ja) 集積型光半導体装置の製造方法及び集積型光半導体装置
US20020043209A1 (en) Method of fabricating compound semiconductor device
US7816157B2 (en) Method of producing semiconductor optical device
JP4325558B2 (ja) 半導体レーザ、および半導体レーザを作製する方法
JP4457578B2 (ja) 半導体光素子を製造する方法、及び半導体光素子
JPH077232A (ja) 光半導体装置
JPH09186391A (ja) 化合物半導体装置及びその製造方法
JP3911342B2 (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
JP3602814B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005217218A (ja) 半導体基板の製造方法
JP5076964B2 (ja) 半導体レーザおよび半導体レーザを作製する方法
JP3715638B2 (ja) 半導体発光素子の製造方法
JP2010287804A (ja) 半導体光素子
JP2001024278A (ja) 半導体薄膜の成長方法、および半導体レーザ装置の製造方法
JPH05315710A (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JPH09116236A (ja) 半導体装置作製法
JPH0521891A (ja) 埋込み構造半導体レーザの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080724

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110426