JP2538157B2 - オプト−エレクトロニク半導体デバイス - Google Patents
オプト−エレクトロニク半導体デバイスInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板及び重畳半導体層
構体を有する半導体本体を具え、この半導体本体にダイ
オードレーザ及びモニタダイオードが一体式に集積化さ
れ、前記重畳半導体層構体が活性層及びｐｎ接合を具え
ており、このｐｎ接合の順バイアス方向に十分強力な電
流がある場合に、前記活性層の一部を成すとともに共振
空胴内に位置する細条状の第１活性領域にてコヒーレン
トな電磁放射を発生させることができ、前記共振空胴が
前記第１活性領域に対してほぼ垂直の２つの端面によっ
て画成され、前記電磁放射が前記端面の少なくとも一方
から出射され、前記モニタダイオードが、前記第１活性
領域にて発生される前記電磁放射を吸収しうる第２活性
領域を有するとともに、前記モニタダイオードが、前記
半導体層構体を経て少なくとも前記基板まで下方へと延
在する条溝によって前記ダイオードレーザから離間させ
た半導体本体の一部分で形成され、前記条溝の壁部の１
つが前記ダイオードレーザの端面を形成するようにした
オプト−エレクトロニク半導体デバイスに関するもので
ある。
構体を有する半導体本体を具え、この半導体本体にダイ
オードレーザ及びモニタダイオードが一体式に集積化さ
れ、前記重畳半導体層構体が活性層及びｐｎ接合を具え
ており、このｐｎ接合の順バイアス方向に十分強力な電
流がある場合に、前記活性層の一部を成すとともに共振
空胴内に位置する細条状の第１活性領域にてコヒーレン
トな電磁放射を発生させることができ、前記共振空胴が
前記第１活性領域に対してほぼ垂直の２つの端面によっ
て画成され、前記電磁放射が前記端面の少なくとも一方
から出射され、前記モニタダイオードが、前記第１活性
領域にて発生される前記電磁放射を吸収しうる第２活性
領域を有するとともに、前記モニタダイオードが、前記
半導体層構体を経て少なくとも前記基板まで下方へと延
在する条溝によって前記ダイオードレーザから離間させ
た半導体本体の一部分で形成され、前記条溝の壁部の１
つが前記ダイオードレーザの端面を形成するようにした
オプト−エレクトロニク半導体デバイスに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】斯種のオプト−エレクトロニク半導体デ
バイスは米国特許明細書第4,653,058号に開示されてい
る。ｐｎ接合を順方向にバイアスすると、このｐｎ接合
に平行な方向にレーザ放射を発生するｐｎ接合を有する
細条状活性領域を具えている層構造の半導体レーザダイ
オードはずっと以前から知られており、種々のものが具
体化されている。
バイスは米国特許明細書第4,653,058号に開示されてい
る。ｐｎ接合を順方向にバイアスすると、このｐｎ接合
に平行な方向にレーザ放射を発生するｐｎ接合を有する
細条状活性領域を具えている層構造の半導体レーザダイ
オードはずっと以前から知られており、種々のものが具
体化されている。
【０００３】モニタダイオードは一般に、発生するレー
ザ放射の強度を所望な方法にて一定に保ったり、又はそ
の強度を変えるのに用いられている。通常逆バイアスさ
れる斯かるモニタダイオードは、レーザ放射の少なくと
も一部がそれに入射して、その一部のレーザ放射が電気
信号に変換されるように位置付けている。斯かる電気信
号はその後レーザ電源に帰還され、ダイオードレーザを
流れる電流、従ってレーザによって供給される放射の強
度を所望な方法で制御するのに用いられる。
ザ放射の強度を所望な方法にて一定に保ったり、又はそ
の強度を変えるのに用いられている。通常逆バイアスさ
れる斯かるモニタダイオードは、レーザ放射の少なくと
も一部がそれに入射して、その一部のレーザ放射が電気
信号に変換されるように位置付けている。斯かる電気信
号はその後レーザ電源に帰還され、ダイオードレーザを
流れる電流、従ってレーザによって供給される放射の強
度を所望な方法で制御するのに用いられる。
【０００４】モニタダイオードはダイオードレーザの後
方、即ち有効レーザ放射が出る側（これを以後前方と称
する）とは反対側に位置させるのが普通である。この場
合、モニタダイオードを制御するために、部分反射する
後方のミラー面を経て十分な放射が発生する。
方、即ち有効レーザ放射が出る側（これを以後前方と称
する）とは反対側に位置させるのが普通である。この場
合、モニタダイオードを制御するために、部分反射する
後方のミラー面を経て十分な放射が発生する。
【０００５】しかし、後方ミラーを全反射ミラーとする
場合にはモニタダイオードを後方に位置させることはで
きない。後方からの放射エネルギーのモニタは、レーザ
の寿命中に、又はレーザの作動状態にて「前方」と「後
方」の放射の強度比が変化する場合に初期の目的を達成
するのには不可能か、又は不十分でもある。これは特
に、たとえばＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）タイプのチ
ューナブルダイオードを再調整する場合に云えることで
ある。この場合モニタダイオードは前方にて出射される
主放射ビームの光路内に位置させなければならない。モ
ニタダイオードは、特に、その目的が有効レーザ放射に
おける雑音を抑圧することにある場合も前方に設ける必
要がある。
場合にはモニタダイオードを後方に位置させることはで
きない。後方からの放射エネルギーのモニタは、レーザ
の寿命中に、又はレーザの作動状態にて「前方」と「後
方」の放射の強度比が変化する場合に初期の目的を達成
するのには不可能か、又は不十分でもある。これは特
に、たとえばＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）タイプのチ
ューナブルダイオードを再調整する場合に云えることで
ある。この場合モニタダイオードは前方にて出射される
主放射ビームの光路内に位置させなければならない。モ
ニタダイオードは、特に、その目的が有効レーザ放射に
おける雑音を抑圧することにある場合も前方に設ける必
要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、モニタダイオ
ードを斯様に配置することには多数の欠点がある。モニ
タダイオードは出射される放射をかなり吸収することに
なる。これを補償するために最大許容レーザ電流を越え
ないでレーザを流れる電流量を増やすことは必ずしも可
能とは限らない。さらに、斯様なモニタダイオードの配
置では光学ファイバへのレーザ放射の結合がかなり妨げ
られ、不可能となることさえある。
ードを斯様に配置することには多数の欠点がある。モニ
タダイオードは出射される放射をかなり吸収することに
なる。これを補償するために最大許容レーザ電流を越え
ないでレーザを流れる電流量を増やすことは必ずしも可
能とは限らない。さらに、斯様なモニタダイオードの配
置では光学ファイバへのレーザ放射の結合がかなり妨げ
られ、不可能となることさえある。
【０００７】本発明の目的はレーザダイオードと、主放
射ビーム内に位置付けられ、レーザ放射を少量しか吸収
しないモニタダイオードとを有し、光学ファイバとの良
好な結合が得られるオプト−エレクトロニク半導体デバ
イスを提供することにある。
射ビーム内に位置付けられ、レーザ放射を少量しか吸収
しないモニタダイオードとを有し、光学ファイバとの良
好な結合が得られるオプト−エレクトロニク半導体デバ
イスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は冒頭にて述べた
種類のオプト−エレクトロニク半導体デバイスにおい
て、前記条溝及びモニタダイオードが、レーザダイオー
ドの主放射ビームが出射する側に位置し、前記主放射ビ
ームの大部分が前記第２活性領域に入り、且つこの第２
活性領域の長さ及びバンドギャップを、前記モニタダイ
オードが前記主放射ビームの大部分を透過させるような
大きさとしたことを特徴とする。
種類のオプト−エレクトロニク半導体デバイスにおい
て、前記条溝及びモニタダイオードが、レーザダイオー
ドの主放射ビームが出射する側に位置し、前記主放射ビ
ームの大部分が前記第２活性領域に入り、且つこの第２
活性領域の長さ及びバンドギャップを、前記モニタダイ
オードが前記主放射ビームの大部分を透過させるような
大きさとしたことを特徴とする。
【０００９】本発明は特に、レーザダイオードとモニタ
ダイオードとの間の電気的な分離を十分大きくすれば、
レーザ放射の吸収が極めて低いモニタダイオードを用い
ることができ、しかもこのようなモニタダイオードの寸
法も、それに電気接点を満足のゆくように設けるのに十
分な大きさとすることもできると云う認識に基づいて成
したものである。
ダイオードとの間の電気的な分離を十分大きくすれば、
レーザ放射の吸収が極めて低いモニタダイオードを用い
ることができ、しかもこのようなモニタダイオードの寸
法も、それに電気接点を満足のゆくように設けるのに十
分な大きさとすることもできると云う認識に基づいて成
したものである。
【００１０】本発明は特に、レーザ放射の吸収が起こる
モニタダイオードの長さを、出射されるレーザ放射に対
する吸収長よりも短くする場合に有効である。なお、吸
収長とはレーザ放射の強度がファクタｌ／ｅだけ低減す
る長さを意味し、ここにｅは自然対数の底である。
モニタダイオードの長さを、出射されるレーザ放射に対
する吸収長よりも短くする場合に有効である。なお、吸
収長とはレーザ放射の強度がファクタｌ／ｅだけ低減す
る長さを意味し、ここにｅは自然対数の底である。
【００１１】本発明の好適例では、前記第２活性領域の
少量部が前記活性層のバンドギャップに等しいバンドギ
ャップを有し、前記第２活性領域の残りの部分が前記活
性層のバンドギャップよりも高いバンドギャップを有す
るようにする。好ましくは、活性層がモニタダイオード
の長さの高々20％にわたって延在するようにする。他の
好適例では、活性層がモニタダイオード内にまで少しも
延在しないようにする。
少量部が前記活性層のバンドギャップに等しいバンドギ
ャップを有し、前記第２活性領域の残りの部分が前記活
性層のバンドギャップよりも高いバンドギャップを有す
るようにする。好ましくは、活性層がモニタダイオード
の長さの高々20％にわたって延在するようにする。他の
好適例では、活性層がモニタダイオード内にまで少しも
延在しないようにする。
【００１２】さらに他の好適例では、条溝の一部がダイ
オードレーザの長手方向に延在し、かつ条溝がモニタダ
イオードの一部分を画成し、この部分の上に接続導体を
設けるようにする。
オードレーザの長手方向に延在し、かつ条溝がモニタダ
イオードの一部分を画成し、この部分の上に接続導体を
設けるようにする。
【００１３】本発明は冒頭にて述べた種類のあらゆるタ
イプのダイオードレーザに有利に利用することができ
る。しかし、上述したように特にチューナブルＤＢＲレ
ーザでは「前方」放射と「後方」放射との比が変化する
ため、ダイオードレーザはチューナブルＤＢＲレーザと
するのが好適である。
イプのダイオードレーザに有利に利用することができ
る。しかし、上述したように特にチューナブルＤＢＲレ
ーザでは「前方」放射と「後方」放射との比が変化する
ため、ダイオードレーザはチューナブルＤＢＲレーザと
するのが好適である。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例につき説
明するに、各図は概略的に示したものであって、実寸図
示したものではない。各図の対応する部分には同一参照
部番を付して示してある。
明するに、各図は概略的に示したものであって、実寸図
示したものではない。各図の対応する部分には同一参照
部番を付して示してある。
【００１５】図１は本発明によるダイオードレーザ１と
モニタダイオード２とを有するオプト−エレクトロニク
半導体デバイスを概略的に示す断面図である。このデバ
イスは第１導電形の基板領域４と、重畳半導体層構体５
とを有する半導体本体３を具えている。層構体５は活性
層６とｐｎ接合７を具えており、このｐｎ接合の順バイ
アス方向に十分強力な電流がある場合に、共振空胴内に
位置する活性層６の細条状活性領域にてコヒーレントな
電磁放射を発生させることができる。ダイオードレーザ
１の長手方向は活性領域に対してほぼ垂直の２つの端面
８，９により画成される。電磁放射はこれらの端面の少
なくとも１つ（端面９）から出射する。
モニタダイオード２とを有するオプト−エレクトロニク
半導体デバイスを概略的に示す断面図である。このデバ
イスは第１導電形の基板領域４と、重畳半導体層構体５
とを有する半導体本体３を具えている。層構体５は活性
層６とｐｎ接合７を具えており、このｐｎ接合の順バイ
アス方向に十分強力な電流がある場合に、共振空胴内に
位置する活性層６の細条状活性領域にてコヒーレントな
電磁放射を発生させることができる。ダイオードレーザ
１の長手方向は活性領域に対してほぼ垂直の２つの端面
８，９により画成される。電磁放射はこれらの端面の少
なくとも１つ（端面９）から出射する。
【００１６】モニタダイオード２は条溝10によりダイオ
ードレーザ１から分離させた半導体本体３の一部分で形
成する。条溝10は層構体５を経て少なくとも基板領域４
内にまで下方へと延在しており、この条溝の少なくとも
１つの壁部がダイオードレーザ１の端面９を形成する。
このような構成とすればダイオードレーザ１とモニタダ
イオード２とを電気的に極めて良好に分離する（１Ｍオ
ーム以上）ことができる。
ードレーザ１から分離させた半導体本体３の一部分で形
成する。条溝10は層構体５を経て少なくとも基板領域４
内にまで下方へと延在しており、この条溝の少なくとも
１つの壁部がダイオードレーザ１の端面９を形成する。
このような構成とすればダイオードレーザ１とモニタダ
イオード２とを電気的に極めて良好に分離する（１Ｍオ
ーム以上）ことができる。
【００１７】本例における層構体５は第１放射案内層11
と、第１不活性層12と、活性層６（Ａの下方）と、第２
放射案内層13（Ｂ，Ｃの下方及びモニタダイオード２
内）と、第２不活性層14と、第２導電形の接点層15とで
構成する。製造方法に応じて、活性層６と14との間に所
謂「アンチ−メタルバック層」も設ける。ｐｎ接合７
は、層６及び13の導電形（本例では僅かにｐ形）に応じ
て、これらの層と層12又は層14との境界に存在する。端
面８には反射防止膜22を設ける。
と、第１不活性層12と、活性層６（Ａの下方）と、第２
放射案内層13（Ｂ，Ｃの下方及びモニタダイオード２
内）と、第２不活性層14と、第２導電形の接点層15とで
構成する。製造方法に応じて、活性層６と14との間に所
謂「アンチ−メタルバック層」も設ける。ｐｎ接合７
は、層６及び13の導電形（本例では僅かにｐ形）に応じ
て、これらの層と層12又は層14との境界に存在する。端
面８には反射防止膜22を設ける。
【００１８】下記に説明するセクションＣの個所の基板
４は厚さが周期的に変化している部分23を有している。
この部分は格子構造をしており、これにより発生放射の
一部分を反射させる。実際上、本例におけるダイオード
レーザはＤＢＲ（分布ブラッグ反射器（Distributed Br
agg Reflector)) タイプのチューナブル半導体ダイオー
ドレーザである。斯種のダイオードレーザ及びその製造
方法については1990年６月27日に公告されたオランダ国
特許出願第89203139.4号及び優先日が1988年12月16日の
米国特許出願第445740号に詳細に記載されているため
に、ここでは詳細な説明を省略する。
４は厚さが周期的に変化している部分23を有している。
この部分は格子構造をしており、これにより発生放射の
一部分を反射させる。実際上、本例におけるダイオード
レーザはＤＢＲ（分布ブラッグ反射器（Distributed Br
agg Reflector)) タイプのチューナブル半導体ダイオー
ドレーザである。斯種のダイオードレーザ及びその製造
方法については1990年６月27日に公告されたオランダ国
特許出願第89203139.4号及び優先日が1988年12月16日の
米国特許出願第445740号に詳細に記載されているため
に、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１９】ダイオードレーザ１は第２、即ちｐ導電形
の接点層15を具えている。この接点層15及び基板領域４
には、上側表面及び下側表面に設けられて結線導体とし
ての働きをする金属層17, 16を（中間の半導体領域を介
して）電気的に接続する。金属層16には電気接続線18を
設け、金属層17及び接点層15は３つのセクション、即ち
活性セクションＡと、フェーズセクションＢと、ブラッ
グセクションＣとに分け、これらの各セクションを第２
不活性層14まで下方に延在する２つの条溝によって互い
に分離させる。これらの各セクションＡ，Ｂ，Ｃに電気
接続線19, 20,21を設ける。電磁放射を発生させる第１
セクションＡにおける電流は接続線18,19を経て設定す
ることができる。セクションＢ及びＣ、即ちフェーズセ
クションＢ及びブラッグセクションＣに流れる電流は接
続線18と20及び18と21を経て設定することができるた
め、これらのセクションにおける屈折率を設定すること
ができる。レーザは、フェーズ及びブラッグセクション
を流れる電流を連続的又は段歩状に変えることにより出
力周波数を連続的又は段歩状に調整することができる。
の接点層15を具えている。この接点層15及び基板領域４
には、上側表面及び下側表面に設けられて結線導体とし
ての働きをする金属層17, 16を（中間の半導体領域を介
して）電気的に接続する。金属層16には電気接続線18を
設け、金属層17及び接点層15は３つのセクション、即ち
活性セクションＡと、フェーズセクションＢと、ブラッ
グセクションＣとに分け、これらの各セクションを第２
不活性層14まで下方に延在する２つの条溝によって互い
に分離させる。これらの各セクションＡ，Ｂ，Ｃに電気
接続線19, 20,21を設ける。電磁放射を発生させる第１
セクションＡにおける電流は接続線18,19を経て設定す
ることができる。セクションＢ及びＣ、即ちフェーズセ
クションＢ及びブラッグセクションＣに流れる電流は接
続線18と20及び18と21を経て設定することができるた
め、これらのセクションにおける屈折率を設定すること
ができる。レーザは、フェーズ及びブラッグセクション
を流れる電流を連続的又は段歩状に変えることにより出
力周波数を連続的又は段歩状に調整することができる。
【００２０】本例では、基板４及び第１不活性層12をｎ
形のリン化インジウムで構成する。第２不活性層14はｐ
形のリン化インジウムで構成する。他の層はインジウム
−ガリウム−リン化ヒ素（Inx Ga1-x Asy P1-y) 製とす
る。放射案内層11及び13と、接点層15に対するｘ及びｙ
の値はｘ＝0.72及びｙ＝0.60とし、又活性層６に対する
ｘ及びｙの値はｘ＝0.57及びｙ＝0.91とする。第１不活
性層12はｎ導電形とし、接点層15及び第２不活性層14は
ｐ導電形とするが、他の層は特別の目的ではドープしな
い。
形のリン化インジウムで構成する。第２不活性層14はｐ
形のリン化インジウムで構成する。他の層はインジウム
−ガリウム−リン化ヒ素（Inx Ga1-x Asy P1-y) 製とす
る。放射案内層11及び13と、接点層15に対するｘ及びｙ
の値はｘ＝0.72及びｙ＝0.60とし、又活性層６に対する
ｘ及びｙの値はｘ＝0.57及びｙ＝0.91とする。第１不活
性層12はｎ導電形とし、接点層15及び第２不活性層14は
ｐ導電形とするが、他の層は特別の目的ではドープしな
い。
【００２１】本発明によれば、主放射ビーム24が出る側
に条溝10及びモニタダイオード２が存在し、又活性層６
がモニタダイオード２の長さのごく少部分にわたって高
々延在するようにする。
に条溝10及びモニタダイオード２が存在し、又活性層６
がモニタダイオード２の長さのごく少部分にわたって高
々延在するようにする。
【００２２】本例における活性層６はモニタダイオード
２内にまでは少しも延在していないため、レーザを出た
後の放射ビーム24は活性層６の材質をもう通らなくな
り、しかも層６よりも僅かに大きいバンドギャップを有
する放射案内層13での放射ビームの吸収は比較的低いも
のである。従って、放射ビームをモニタダイオード２の
後方に配置した光学ファイバ40に殆ど損失なしで結合さ
せることができる。モニタダイオードの長さは約60μm
とする。この長さは層13に発生する放射に対する吸収長
よりも短く、この吸収長は本例の場合、約500 μm とす
る。
２内にまでは少しも延在していないため、レーザを出た
後の放射ビーム24は活性層６の材質をもう通らなくな
り、しかも層６よりも僅かに大きいバンドギャップを有
する放射案内層13での放射ビームの吸収は比較的低いも
のである。従って、放射ビームをモニタダイオード２の
後方に配置した光学ファイバ40に殆ど損失なしで結合さ
せることができる。モニタダイオードの長さは約60μm
とする。この長さは層13に発生する放射に対する吸収長
よりも短く、この吸収長は本例の場合、約500 μm とす
る。
【００２３】第１放射案内層11の厚さは例えば0.2 μm
とし、第１不活性層12の厚さは0.1μm とし、活性層６
及び第２放射案内層13の厚さは0.2 μm とし、第２不活
性層14の厚さは0.8 μm とし、接点層15の厚さは0.5 μ
m とする。
とし、第１不活性層12の厚さは0.1μm とし、活性層６
及び第２放射案内層13の厚さは0.2 μm とし、第２不活
性層14の厚さは0.8 μm とし、接点層15の厚さは0.5 μ
m とする。
【００２４】本例における条溝10の幅は1.5 μm とし、
この条溝は既知のＲＩＥ（反応イオンエッチング）法を
用いて形成することができる。条溝10の幅はできるだけ
小さくするのが好適であり、その幅は放射ビームの高々
数波長分の長さとする。細条状活性領域の幅は、例えば
0.9 μm とする。この細条状活性領域の横方向は様々な
方法で画成することができ、例えば既知のＤＣＰＨＢ
（ダブル−チャネル−プレーナ埋め込みヘテロ構造）レ
ーザ構体における場合のように、埋め込み層及び／又は
条溝によって画成することができる。活性領域の横方向
画成方法は本発明の要部ではない。
この条溝は既知のＲＩＥ（反応イオンエッチング）法を
用いて形成することができる。条溝10の幅はできるだけ
小さくするのが好適であり、その幅は放射ビームの高々
数波長分の長さとする。細条状活性領域の幅は、例えば
0.9 μm とする。この細条状活性領域の横方向は様々な
方法で画成することができ、例えば既知のＤＣＰＨＢ
（ダブル−チャネル−プレーナ埋め込みヘテロ構造）レ
ーザ構体における場合のように、埋め込み層及び／又は
条溝によって画成することができる。活性領域の横方向
画成方法は本発明の要部ではない。
【００２５】層構体全体、特に活性層６を局部的に設け
ることについては前記公告オランダ国特許願第8920313
9.4を参照することができる。モニタダイオード２は図
１から明らかなように、層４，11, 12, 13, 14及び15の
各一部分だけを具えているだけであり、接点層15の上の
金属層17に接続線25を設ける。モニタダイオードは一般
に逆バイアスされ、レーザ電流を制御するのに所望され
る帰還信号は負荷の両端間の接点層への接続線18と25と
の間に得ることができる。
ることについては前記公告オランダ国特許願第8920313
9.4を参照することができる。モニタダイオード２は図
１から明らかなように、層４，11, 12, 13, 14及び15の
各一部分だけを具えているだけであり、接点層15の上の
金属層17に接続線25を設ける。モニタダイオードは一般
に逆バイアスされ、レーザ電流を制御するのに所望され
る帰還信号は負荷の両端間の接点層への接続線18と25と
の間に得ることができる。
【００２６】第２放射案内層13の禁止帯ギャップ(1.008
ｅＶ）は出射される1.3 μm の放射ビーム24のエネルギ
ー（0.953 ｅＶ）よりもごく僅かだけ大きい。層13によ
り吸収される少量のエネルギーはレーザ電流を制御する
のに好適な帰還信号を発生させるのに十分であることを
確かめた。モニタダイオードは主放射ビーム２４内に位
置しているため、使用すべき放射は直接にモニタされ
る。さらに、モニタダイオードはダイオードレーザと同
じ層構体から作るため、このモニタダイオードはレーザ
ビームに対して自動的に整列する。
ｅＶ）は出射される1.3 μm の放射ビーム24のエネルギ
ー（0.953 ｅＶ）よりもごく僅かだけ大きい。層13によ
り吸収される少量のエネルギーはレーザ電流を制御する
のに好適な帰還信号を発生させるのに十分であることを
確かめた。モニタダイオードは主放射ビーム２４内に位
置しているため、使用すべき放射は直接にモニタされ
る。さらに、モニタダイオードはダイオードレーザと同
じ層構体から作るため、このモニタダイオードはレーザ
ビームに対して自動的に整列する。
【００２７】他の多少異なる好適実施例によれば、活性
層６をモニタダイオード内に全く存在しなくするのでは
なく、活性層６をモニタダイオード内にも多少の長さ延
在させて、そこにてレーザ放射の少量パーセントしか吸
収されないようにする。例えば、本発明の第２実施例を
断面図にて示す図２から明らかなように、活性層６はモ
ニタダイオードの長さの20％以下の少量部分にわたって
延在させる。
層６をモニタダイオード内に全く存在しなくするのでは
なく、活性層６をモニタダイオード内にも多少の長さ延
在させて、そこにてレーザ放射の少量パーセントしか吸
収されないようにする。例えば、本発明の第２実施例を
断面図にて示す図２から明らかなように、活性層６はモ
ニタダイオードの長さの20％以下の少量部分にわたって
延在させる。
【００２８】活性層はモニタダイオードの長さ全体にわ
たって延在させることもできるが、この場合にはモニタ
ダイオードそのものの長さを短くし、それでもレーザ放
射の吸収が起こる長さが活性層６の材料中にて発生する
放射の吸収長よりも短くなるようにする。しかし、この
場合にはモニタダイオードの長さが通常実現できなくな
るような短いものとなる。
たって延在させることもできるが、この場合にはモニタ
ダイオードそのものの長さを短くし、それでもレーザ放
射の吸収が起こる長さが活性層６の材料中にて発生する
放射の吸収長よりも短くなるようにする。しかし、この
場合にはモニタダイオードの長さが通常実現できなくな
るような短いものとなる。
【００２９】モニタダイオードの長さが短い場合には、
その上側表面の寸法が小さくなるために、モニタダイオ
ードの上側に接点接続線25を設けるのに問題を提起する
ことになる。このような問題をなくすためにモニタダイ
オードの上側表面を図３に示すような構成とする。
その上側表面の寸法が小さくなるために、モニタダイオ
ードの上側に接点接続線25を設けるのに問題を提起する
ことになる。このような問題をなくすためにモニタダイ
オードの上側表面を図３に示すような構成とする。
【００３０】図３の構造は中心を通る断面図では図１又
は図２に多少似ているが、図３から明らかなように、こ
の場合には条溝がデバイスの幅全体に延在するのではな
く、この条溝はダイオードレーザの長手方向にも部分的
に延在してモニタダイオードの一部分30を画成する。こ
れにより得られる広目のスペース30を接続線25を接続す
るのに利用することができる。
は図２に多少似ているが、図３から明らかなように、こ
の場合には条溝がデバイスの幅全体に延在するのではな
く、この条溝はダイオードレーザの長手方向にも部分的
に延在してモニタダイオードの一部分30を画成する。こ
れにより得られる広目のスペース30を接続線25を接続す
るのに利用することができる。
【００３１】本発明は上述した例のみに限定されるもの
ではなく、幾多の変更を加え得ること勿論である。例え
ば、ここで述べたチューナブル半導体ダイオードレーザ
の代わりに、他のレーザ構造のもの、ＤＢＲか、ＤＦＢ
タイプのいずれか、又はファブリ−ペロータイプのチュ
ーナブル又はノン−チューナブルのものを用いることも
できる。さらに、各例のダイオードレーザにおける活性
セクション（Ａ）、フェーズセクション（Ｂ）及びブラ
ッグセクション（Ｃ）の順序を変えることもできる。従
って、活性セクションをブラッグセクションとフェーズ
セクションとの間に位置させて、活性セクションが条溝
によって蔽え切られないようにすることができる。必要
に応じ、ブラッグセクション（Ｃ）を端部でなく、活性
セクション（Ａ）とフェーズセクション（Ｂ）との間に
位置させることもでき、各層の厚さ、導電形及びドーピ
ングも前述した以外のものとすることができる。概して
本発明は層構造をしている総ての形態の半導体ダイオー
ドレーザに適用することができる。
ではなく、幾多の変更を加え得ること勿論である。例え
ば、ここで述べたチューナブル半導体ダイオードレーザ
の代わりに、他のレーザ構造のもの、ＤＢＲか、ＤＦＢ
タイプのいずれか、又はファブリ−ペロータイプのチュ
ーナブル又はノン−チューナブルのものを用いることも
できる。さらに、各例のダイオードレーザにおける活性
セクション（Ａ）、フェーズセクション（Ｂ）及びブラ
ッグセクション（Ｃ）の順序を変えることもできる。従
って、活性セクションをブラッグセクションとフェーズ
セクションとの間に位置させて、活性セクションが条溝
によって蔽え切られないようにすることができる。必要
に応じ、ブラッグセクション（Ｃ）を端部でなく、活性
セクション（Ａ）とフェーズセクション（Ｂ）との間に
位置させることもでき、各層の厚さ、導電形及びドーピ
ングも前述した以外のものとすることができる。概して
本発明は層構造をしている総ての形態の半導体ダイオー
ドレーザに適用することができる。
【図１】本発明によるダイオードレーザ及びモニタダイ
オードを有するオプト−エレクトロニク半導体デバイス
の第１実施例を示す断面図である。
オードを有するオプト−エレクトロニク半導体デバイス
の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による半導体デバイスの第２実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】本発明による半導体デバイスの第３実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
１ 半導体ダイオードレーザ ２ モニタダイオード ３ 半導体本体 ４ 基板領域 ５ 重畳半導体層構体 ６ 活性層 ７ ｐｎ接合 ８，９ ダイオードレーザの端面 10 条溝 11 第１放射案内層 12 第１不活性層 13 第２放射案内層 14 第２不活性層 15 接点層 16, 17 金属層 18, 19, 20, 21 接続線 22 反射防止膜 23 基板の厚さ変化部分 24 主放射ビーム 25 接続線 40 光学ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘラルダス ランベルタス アントニウ ス ヘンリカス ファン デル ホフス タッド オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ １ (72)発明者 マルセリヌス ベルナルダス マリア ケンプ オランダ国 5503 ハーエヌ フェルド ホーフェン メイエレイウェッハ 15 (56)参考文献 特開 昭60−170992（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 基板（４）及び重畳半導体層構体（５）
を有する半導体本体（３）を具え、この半導体本体にダ
イオードレーザ（１）及びモニタダイオード（２）が一
体式に集積化され、前記重畳半導体層構体（５）が活性
層（６）及びｐｎ接合（７）を具えており、このｐｎ接
合の順バイアス方向に十分強力な電流がある場合に、前
記活性層（６）の一部を成すとともに共振空胴内に位置
する細条状の第１活性領域にてコヒーレントな電磁放射
（２４）を発生させることができ、前記共振空胴が前記
第１活性領域に対してほぼ垂直の２つの端面（８，９）
によって画成され、前記電磁放射が前記端面（８，９）
の少なくとも一方から出射され、前記モニタダイオード
（２）が、前記第１活性領域にて発生される前記電磁放
射を吸収しうる第２活性領域を有するとともに、前記モ
ニタダイオード（２）が、前記半導体層構体（５）を経
て少なくとも前記基板（４）まで下方へと延在する条溝
（１０）によって前記ダイオードレーザ（１）から離間
させた半導体本体の一部分で形成され、前記条溝（１
０）の壁部の１つが前記ダイオードレーザ（１）の端面
（９）を形成するようにしたオプト−エレクトロニク半
導体デバイスにおいて、前記条溝（１０）及びモニタダ
イオード（２）が、レーザダイオード（１）の主放射ビ
ーム（２４）が出射する側に位置し、前記主放射ビーム
（２４）の大部分が前記第２活性領域に入り、且つこの
第２活性領域の長さ及びバンドギャップを、前記モニタ
ダイオード（２）が前記主放射ビーム（２４）の大部分
を透過させるような大きさとしたことを特徴とするオプ
ト−エレクトロニク半導体デバイス。 - 【請求項２】 放射ビームの吸収が起る前記モニタダイ
オードの長さを、出射されるレーザ放射に対する吸収長
よりも短くしたことを特徴とする請求項１に記載のオプ
ト−エレクトロニク半導体デバイス。 - 【請求項３】 前記第２活性領域の少量部が前記活性層
（６）のバンドギャップに等しいバンドギャップを有
し、前記第２活性領域の残りの部分が前記活性層（６）
のバンドギャップよりも高いバンドギャップを有するよ
うにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のオプ
ト−エレクトロニク半導体デバイス。 - 【請求項４】 前記活性層（６）が前記モニタダイオー
ド（２）の長さの高々20％にわたって延在するようにし
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載
のオプト−エレクトロニク半導体デバイス。 - 【請求項５】 前記活性層（６）が前記モニタダイオー
ド（２）内にまで延在しないようにしたことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか一項に記載のオプト−エレク
トロニク半導体デバイス。 - 【請求項６】 前記条溝（１０）の一部が前記ダイオー
ドレーザ（１）の長手方向に延在し、かつこの条溝部分
が前記モニタダイオード（２）の一部分３０）を画成
し、この部分の上に接続導体（２５）を設けたことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のオプト−
エレクトロニク半導体デバイス。 - 【請求項７】 前記ダイオードレーザ（１）を分布ブラ
ッグ反射器タイプのチューナブルレーザとしたことを特
徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のオプト−
エレクトロニク半導体デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9100103 | 1991-01-23 | ||
| NL9100103A NL9100103A (nl) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | Halfgeleiderdiodelaser met monitordiode. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307783A JPH04307783A (ja) | 1992-10-29 |
| JP2538157B2 true JP2538157B2 (ja) | 1996-09-25 |
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ID=19858757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007533A Expired - Fee Related JP2538157B2 (ja) | 1991-01-23 | 1992-01-20 | オプト−エレクトロニク半導体デバイス |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0496444B1 (ja) |
| JP (1) | JP2538157B2 (ja) |
| DE (1) | DE69210262T2 (ja) |
| NL (1) | NL9100103A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6185239B1 (en) * | 1997-01-22 | 2001-02-06 | Sony Corporation | Semiconductor laser device |
| JP2002043698A (ja) * | 1999-12-22 | 2002-02-08 | Yokogawa Electric Corp | Ｓｈｇレーザ光源及びｓｈｇレーザ光源の変調方法 |
| US20030133482A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-07-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for reducing stimulated brillouin scattering (SBS) |
| US6973110B2 (en) * | 2002-02-22 | 2005-12-06 | Infineon Technologies Ag | Monolithic laser configuration |
| US7573928B1 (en) * | 2003-09-05 | 2009-08-11 | Santur Corporation | Semiconductor distributed feedback (DFB) laser array with integrated attenuator |
| DE102008006988A1 (de) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements |
| US20220376464A1 (en) * | 2020-01-16 | 2022-11-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical integrated device and manufacturing method thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4292512A (en) * | 1978-06-19 | 1981-09-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical monitoring photodiode system |
| JPS58186986A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-01 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS60170992A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-04 | Fujikura Ltd | 光集積回路 |
| FR2562328B1 (fr) * | 1984-03-30 | 1987-11-27 | Menigaux Louis | Procede de fabrication d'un dispositif optique integre monolithique comprenant un laser a semi-conducteur et dispositif obtenu par ce procede |
| JPH0632332B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-04-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH06105820B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-12-21 | 国際電信電話株式会社 | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| JP2659187B2 (ja) * | 1987-04-14 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 光フィルタ素子 |
| FR2639773B1 (fr) * | 1988-11-25 | 1994-05-13 | Alcatel Nv | Laser a semi-conducteur accordable |
| NL8803080A (nl) * | 1988-12-16 | 1990-07-16 | Philips Nv | Verstembare halfgeleiderdiodelaser met verdeelde reflectie en vervaardigingswijze van een dergelijke halfgeleiderdiodelaser. |
| CA2018928C (en) * | 1989-06-14 | 1994-07-26 | Akihiko Oka | Semiconductor laser device |
| US5088097A (en) * | 1990-04-04 | 1992-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element capable of changing emission wavelength, and method of driving the same |
-
1991
- 1991-01-23 NL NL9100103A patent/NL9100103A/nl not_active Application Discontinuation
-
1992
- 1992-01-14 EP EP92200080A patent/EP0496444B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-14 DE DE69210262T patent/DE69210262T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-20 JP JP4007533A patent/JP2538157B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-21 US US07/824,815 patent/US5191590A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL9100103A (nl) | 1992-08-17 |
| JPH04307783A (ja) | 1992-10-29 |
| DE69210262T2 (de) | 1996-11-07 |
| EP0496444A1 (en) | 1992-07-29 |
| EP0496444B1 (en) | 1996-05-01 |
| US5191590A (en) | 1993-03-02 |
| DE69210262D1 (de) | 1996-06-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |