JP2751814B2 - 波長多重面型発光素子の作製方法 - Google Patents
波長多重面型発光素子の作製方法Info
- Publication number
- JP2751814B2 JP2751814B2 JP245594A JP245594A JP2751814B2 JP 2751814 B2 JP2751814 B2 JP 2751814B2 JP 245594 A JP245594 A JP 245594A JP 245594 A JP245594 A JP 245594A JP 2751814 B2 JP2751814 B2 JP 2751814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- emitting device
- junction structure
- light emitting
- wavelength
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
作製方法に関する。
な情報伝送において、二次元的に高密度に集積できる面
型発光素子が盛んに研究されている。一方、波長多重は
伝送帯域を拡大する方法として有望である。面型発光素
子の発光波長を多重する方法としては、エピタキシャル
成長中に意図的に膜厚を不均一にし、空間分布をもたせ
る方法が報告されている。これについては1991年発行の
雑誌アイトリプルイー・ジャーナル・オブ・カンタム・
エレクトロニクス(IEEE Journal of Quantum Electron
ics )の1368頁から1376頁に掲載の論文「Multiple Wav
elength TunableSurface-Emitting Laser Arrays 」に
詳しく述べられている。例として分子線エピタキシー法
で成長中、基板回転機構を止めて、成長される膜厚を空
間的に不均一にし、ウェハ内に膜厚分布をもたせること
により、ウェハ上の位置によって発光波長が変化する結
果を得ている。
に空間分布をつける方法では決まった方向に連続的に波
長が変化するために、周期的な変化や多重する場合の波
長間隔を厳密に制御することが困難である。
間隔、多重波長数を厳密に設定可能な波長多重面型発光
素子の作製方法を提供することである。
光素子の作製方法は、まず、半導体基板上に屈折率の異
なる2種類の半導体を交互に積層した半導体多層膜反射
鏡と、電流注入によって光ゲインを生ずるpn接合構造を
この順にエピタキシャル成長した後、フォトリソグラフ
ィ及びエッチング工程によりこのpn接合構造のウェハに
少なくとも2種類の厚みの異なる部分を形成し、しかる
後に、その上に反射鏡を形成する。ここで、既pn接合構
造は最上部にエッチング方法の異なる2種類の半導体薄
膜を複数対積層した構造を含み、フォトリソグラフ及び
エッチングにより既半導体薄膜を部分的に除去する工程
を複数回繰り返すことにより、このpn接合構造の厚みを
変化させることを特徴としている。
向的、連続的に発光波長が変わるのみであるのに対し、
本発明ではエッチングにより膜厚に分布を設けるのが特
徴である。膜厚分布をつけるエッチング方法に関しては
精密に制御された薄膜を積層し、その積層構造にエッチ
ング方法の異なる2種類の半導体を用いることにより、
一層ずつ正確に除去することが可能であり、膜厚を制御
しながら膜厚分布をつけることができる。この上に再度
エピタキシャル成長で半導体多層膜反射鏡を形成するこ
とにより、エッチングによって設けた膜厚分布の通りに
共振波長が変化し、任意の場所の素子の発光波長を任意
に設定できる。
る。
た波長多重面型発光素子の実施例を示す図で、材料系と
して、基板にGaAs、発光層にInGaAsを用いた
場合を示している。InGaAsの発光波長は980ナ
ノメートル付近である。
/4の厚さのGaAs11とAlAs12を25周期積
層した多層膜反射鏡10を形成し、その上にn形AlG
aAs、アンドープのInGaAs発光層、p形AlG
aAsを集積した活性層構造13と、各々厚さ数ナノメ
ートルのGaAs薄膜14とAlGaAs薄膜15の対
を複数対積層した薄膜積層構造16を形成した。
程により素子31部分についてGaAs14とAlGa
As15を一対除去して薄膜積層構造17を形成し、そ
の後、発光波長の1/4の厚さのp形AlAs20とp
形GaAs21を15周期積層した半導体多層膜反射鏡
22を再度エピタキシャル成長によって形成した。
工程により、素子31と素子32を分離し、半導体多層
膜反射鏡22の上にアノード電極23、エッチングした
部分にカソード電極24を形成した。
研磨した面から出射する。
れた活性層構造13と薄膜積層構造16は、共振器構造
のスペーサ部分となる。活性層構造13と薄膜積層構造
16の合計の膜厚Tは発光波長λのN/2(Nは整数)
の厚みになるようにする。この厚みは最初に厳密に合わ
せる必要はなく、エッチング工程後、再度半導体多層膜
反射鏡22をエピタキシャル成長する最初にGaAsあ
るいはAlGaAsを成長させて合わせる事ができる。
は、波長多重する波長の間隔に応じて設計される。本実
施例では、合計の膜厚Tを発光波長λの4.5倍(N=
9)、波長間隔を2ナノメートルとして、GaAs14
とAlGaAs15をそれぞれ3ナノメートルと設計し
た。
は異なるエッチング方法で各々を選択的にエッチングで
きる材料の組合せである。GaAsの選択的なエッチン
グには、アンモニア、過酸化水素水、水の混合液を、A
lGaAsの選択的なエッチングには、塩酸と水の混合
液あるいはフッ酸、アンモニア、水の混合液等を使う。
チング工程を示す実施例で、多重度が4の場合について
工程順に示してある。
(a)に示すようにストライプ状のマスクによりエッチ
ングマスク50を形成し、マスクされていない部分51
のGaAs14とAlGaAs15をそれぞれ選択的な
エッチングにより一対だけ除去する。
は図2(b)の様になる。二回目のフォトリソグラフ工
程ではストライプマスク52を一回目のストライプと直
交させて形成し、マスクされていない部分53のGaA
s14とAlGaAs15を2対除去する。
たウェハには膜厚の異なる4つの部分60、61、6
2、63が周期的に形成されている。
3、62、61、60の順にそれぞれの断面を示してい
る。なお、多重度が4以上についてはストライプマスク
形状の明暗の周期の異なるマスク複数用いることによ
り、上記の方法で実現できる。
精密に制御することができ、周期的に発光波長が多重で
きる面発光素子が実現できる。
Claims (2)
- 【請求項1】半導体基板上に、屈折率の異なる2種類の
半導体を交互に積層した半導体多層膜反射鏡と、電流注
入によって光ゲインを生ずるpn接合構造をこの順にエピ
タキシャル成長した後、フォトリソグラフ及びエッチン
グ工程によりにより、前記pn接合構造が形成された半導
体基板に空間的に少なくとも2種類の厚みの異なる部分
を形成し、その上に反射鏡を形成し、その後メサエッチ
ングによる素子分離を行ない、電流注入電極形成を行う
ことを特徴とする波長多重面型発光素子の作製方法。 - 【請求項2】pn接合構造は最上部にエッチング方法の異
なる2種類の半導体薄膜を複数対積層した構造を含み、
フォトリソグラフ及びエッチングにより半導体薄膜を部
分的に除去する工程を複数回繰り返すことにより、pn接
合構造の厚みを変化させることを特徴とする請求項1記
載の波長多重面型発光素子の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP245594A JP2751814B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 波長多重面型発光素子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP245594A JP2751814B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 波長多重面型発光素子の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07211986A JPH07211986A (ja) | 1995-08-11 |
JP2751814B2 true JP2751814B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=11529775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP245594A Expired - Lifetime JP2751814B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 波長多重面型発光素子の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2751814B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012124821A1 (en) | 2011-03-17 | 2012-09-20 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser element, atomic oscillator, and surface-emitting laser element testing method |
WO2013081176A1 (en) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser element, method for manufacturing a surface-emitting laser element, and atomic oscillator |
EP2690725A2 (en) | 2012-07-23 | 2014-01-29 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser device and atomic oscillator |
EP2808958A2 (en) | 2013-05-31 | 2014-12-03 | Ricoh Company Ltd. | Surface-Emitting Laser Element and Atomic Oscillator |
US9276378B2 (en) | 2011-07-07 | 2016-03-01 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser element and atomic oscillator |
US9287682B2 (en) | 2012-11-30 | 2016-03-15 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser device and atomic oscillator |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6117699A (en) * | 1998-04-10 | 2000-09-12 | Hewlett-Packard Company | Monolithic multiple wavelength VCSEL array |
JP2007214430A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Fuji Xerox Co Ltd | マルチモード光通信システムおよび多波長面発光素子 |
JP2016208049A (ja) * | 2011-03-17 | 2016-12-08 | 株式会社リコー | 面発光レーザ素子、原子発振器及び面発光レーザ素子の検査方法 |
JP2014022667A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザ素子及び原子発振器 |
JP6862658B2 (ja) * | 2016-02-15 | 2021-04-21 | 株式会社リコー | 光増幅器、光増幅器の駆動方法及び光増幅方法 |
JP2018073931A (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 株式会社リコー | 面発光レーザ素子、原子発振器 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP245594A patent/JP2751814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
IEEE J.QUANTUM ELECTRON.27〜6!(1991)P.1332−1346 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012124821A1 (en) | 2011-03-17 | 2012-09-20 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser element, atomic oscillator, and surface-emitting laser element testing method |
US9252567B2 (en) | 2011-03-17 | 2016-02-02 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser element, atomic oscillator, and surface-emitting laser element testing method |
US9276378B2 (en) | 2011-07-07 | 2016-03-01 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser element and atomic oscillator |
WO2013081176A1 (en) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser element, method for manufacturing a surface-emitting laser element, and atomic oscillator |
EP2690725A2 (en) | 2012-07-23 | 2014-01-29 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser device and atomic oscillator |
US9287682B2 (en) | 2012-11-30 | 2016-03-15 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser device and atomic oscillator |
EP2808958A2 (en) | 2013-05-31 | 2014-12-03 | Ricoh Company Ltd. | Surface-Emitting Laser Element and Atomic Oscillator |
US9225149B2 (en) | 2013-05-31 | 2015-12-29 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser element and atomic oscillator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07211986A (ja) | 1995-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101172107B1 (ko) | 양자 점 기반 광전자 소자 및 이를 만드는 방법 | |
US5416044A (en) | Method for producing a surface-emitting laser | |
US8111729B2 (en) | Multi-wavelength hybrid silicon laser array | |
EP0609836B1 (en) | Surface emitting laser and method for fabricating the same | |
JP2751814B2 (ja) | 波長多重面型発光素子の作製方法 | |
US5638392A (en) | Short wavelength VCSEL | |
US20030128733A1 (en) | Vertical-cavity surface-emitting laser including a supported airgap distributed Bragg reflector | |
JP2738194B2 (ja) | 面発光集積素子とその製造方法 | |
Goodhue et al. | Monolithic two‐dimensional surface‐emitting strained‐layer InGaAs/AlGaAs and AlInGaAs/AlGaAs diode laser arrays with over 50% differential quantum efficiencies | |
US7459719B2 (en) | Superlattice optical semiconductor device where each barrier layer has high content of group III elements in center portion and low content near well layer | |
US6693934B2 (en) | Wavelength division multiplexed vertical cavity surface emitting laser array | |
US6858519B2 (en) | Atomic hydrogen as a surfactant in production of highly strained InGaAs, InGaAsN, InGaAsNSb, and/or GaAsNSb quantum wells | |
US6853661B2 (en) | Gain-coupled semiconductor laser device lowering blue shift | |
JPH08181384A (ja) | 面発光レーザ及びその作製方法 | |
US6795457B2 (en) | Multiple wavelength surface-emitting laser device and method for its manufacture | |
US20220158417A1 (en) | Multi-Wavelength VCSEL Array and Method of Fabrication | |
JPH05327121A (ja) | 面出射形半導体レーザ | |
JP2002217492A (ja) | 面発光半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
JPH027581A (ja) | 半導体発光装置とその製造方法 | |
JP3240636B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
JPH11150327A (ja) | 長波長帯面発光型半導体レーザ及びその製造方法 | |
JPH06252505A (ja) | 半導体レーザ | |
EP0881724A2 (en) | Vertical cavity surface emitting laser with archipelago like active region and method of fabrication | |
JPH11220207A (ja) | 多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法 | |
JPH08186324A (ja) | 半導体レーザおよびその製法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980127 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 16 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |