JP2763090B2 - Semiconductor laser device, manufacturing method thereof, and crystal growth method - Google Patents

Semiconductor laser device, manufacturing method thereof, and crystal growth method

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JP2763090B2
JP2763090B2 JP7249974A JP24997495A JP2763090B2 JP 2763090 B2 JP2763090 B2 JP 2763090B2 JP 7249974 A JP7249974 A JP 7249974A JP 24997495 A JP24997495 A JP 24997495A JP 2763090 B2 JP2763090 B2 JP 2763090B2
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semiconductor laser
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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】本発明は長距離・大容量光通
信用光源に適した半導体レーザ装置及びその製造方法に
関する。
The present invention relates to relates to a semi-conductor laser device and a manufacturing method thereof suitable for long distance and large volume optical communication light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、長距離・大容量データ伝送やCA
TV等の多チャンネル映像伝送用光源として、分布帰還
型半導体レーザ(DFBレーザ)装置が実用化されてい
る。DFBレーザ装置は、実質的に単一の波長でレーザ
発振する特徴を有しており、高速応答性に優れ、低雑音
である。このため、光通信の光源として広く用いられて
いる。このDFBレーザにおいて、光分布帰還を生じさ
せる2つの方法がコゲルニック他により、理論的に示さ
れている("Coupled-Wave Theory of Distributed Feed
back Lasers", Journal of Applied Physics, vol.4
3, p2327, 1972)。
2. Description of the Related Art Recently, long-distance, large-capacity data transmission and CA
2. Description of the Related Art A distributed feedback semiconductor laser (DFB laser) device has been put to practical use as a light source for transmitting multi-channel video such as a TV. The DFB laser device has a feature of performing laser oscillation at a substantially single wavelength, has excellent high-speed response, and has low noise. Therefore, it is widely used as a light source for optical communication. In this DFB laser, two methods of producing optical distributed feedback have been theoretically shown by Kogelnic et al. ("Coupled-Wave Theory of Distributed Feed").
back Lasers ", Journal of Applied Physics, vol.4
3, p2327, 1972).

【0003】第1の方法は、半導体レーザの共振器方向
に屈折率の周期的変動を設け、その周期に対応した波長
(ブラッグ波長近傍)で、レーザ発振を得る屈折率結合
方式である。作製が比較的容易なことから、従来から多
くの制作例が報告されてきた。しかしながら、この方法
では理論的にブラッグ波長をはさむ二つの発振モードの
うちどちらかで発振し、また、その両方で発振する確率
が非常に高い。
The first method is a refractive index coupling method in which a periodic fluctuation of the refractive index is provided in the direction of the cavity of the semiconductor laser, and laser oscillation is obtained at a wavelength (near the Bragg wavelength) corresponding to the period. Many production examples have been reported conventionally because of relatively easy production. However, this method theoretically oscillates in one of the two oscillation modes sandwiching the Bragg wavelength, and has a very high probability of oscillating in both.

【0004】第2の方法は、半導体レーザの共振器方向
に利得の周期的変動を設け、その周期に対応した波長
(ブラッグ波長)でレーザ発振を得る利得結合方式であ
る。この方法では、理論的にブラッグ波長でのみ発振す
るため、単一波長のレーザ発振が得られる確率が非常に
高い。しかしながら、この構造は作製が困難であるた
め、理論が示されてから後も、良好な特性を有するレー
ザは長く実現されていなかった。
The second method is a gain coupling method in which a periodic fluctuation of the gain is provided in the direction of the resonator of the semiconductor laser, and laser oscillation is performed at a wavelength (Bragg wavelength) corresponding to the period. In this method, since the laser oscillates theoretically only at the Bragg wavelength, there is a very high probability that a single-wavelength laser can be obtained. However, since this structure is difficult to manufacture, a laser having good characteristics has not been realized for a long time even after the theory has been shown.

【0005】ところが最近、半導体レーザの共振器方向
に吸収層を周期的に設けることにより、利得の周期的変
動を生じさせ、良好な特性を有するレーザを実現する製
造方法が提案された("Long-Wavelength InGaAsP
/InP Distributed Feedback Lasers Incorporating
Gain-Coupled Mechanism", Photonics Technology Lett
ers, vol4, p212, 1992)。図18にその構成を
示す。n型InP層21、24、25内部にn型InG
aAsP吸収層23が周期的に埋め込まれており、その
上部にn型InGaAsP光導波路層26、活性層2
9、p型InGaAsP光導波路層30、p型InPク
ラッド層31が形成されている。このn型InGaAs
P吸収層23のバンドギャップエネルギーは活性層29
からの発光エネルギーよりも小さく設定されている。こ
のため、n型InGaAsP吸収層30は周期的に活性
層29からの発光を吸収し、利得の周期的変動を生みだ
し、高い確率で単一波長のレーザ発振が得られている。
Recently, however, a manufacturing method has been proposed in which an absorption layer is provided periodically in the direction of the cavity of a semiconductor laser to cause a periodic change in gain, thereby realizing a laser having good characteristics ("Long"). -Wavelength InGaAsP
/ InP Distributed Feedback Lasers Incorporating
Gain-Coupled Mechanism ", Photonics Technology Lett
ers, vol 4, p212, 1992). FIG. 18 shows the configuration. The n-type InP layers 21, 24, 25 have n-type InG
An aAsP absorption layer 23 is periodically buried, and an n-type InGaAsP optical waveguide layer 26 and an active layer 2 are formed thereon.
9, a p-type InGaAsP optical waveguide layer 30 and a p-type InP cladding layer 31 are formed. This n-type InGaAs
The band gap energy of the P absorption layer 23 is
Is set to be smaller than the light emission energy from the light source. For this reason, the n-type InGaAsP absorption layer 30 periodically absorbs the light emitted from the active layer 29 to produce a periodic fluctuation of the gain, and a single-wavelength laser oscillation is obtained with high probability.

【0006】図18の従来構造の作製方法を、図19
(a)から(c)を参照しながら説明する。まず、図1
9(a)に示すように、1回目の結晶成長で、n型In
P基板21上にn型InGaAsP吸収層23及びn型
InP保護層24を連続的に堆積する。その後、図19
(b)に示すように、n型InGaAsP吸収層23の
所定部分をエッチングすることによって、複数のn型I
nGaAsP吸収層23が周期的に配列された回折格子
22を形成する。この後、図19(c)に示すように、
n型InPクラッド層25を結晶成長させ、吸収層23
を埋め込む。
A method of manufacturing the conventional structure shown in FIG.
Description will be made with reference to (a) to (c). First, FIG.
As shown in FIG. 9A, the n-type In
On the P substrate 21, an n-type InGaAsP absorption layer 23 and an n-type InP protection layer 24 are successively deposited. Then, FIG.
As shown in (b), by etching a predetermined portion of the n-type InGaAsP absorption layer 23, a plurality of n-type
The diffraction grating 22 in which the nGaAsP absorption layers 23 are periodically arranged is formed. Thereafter, as shown in FIG.
The n-type InP cladding layer 25 is crystal-grown, and the absorption layer 23
Embed

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、吸収層23を一度エッチングする必要があり、
エッチングにより露出した面は再成長時に熱処理にさら
されることになる。この際に吸収層23のエッチング部
に欠陥が生じ、吸収層23の光学的特性を損なう恐れが
ある。また、レーザの長期信頼性を損なう恐れがある。
However, in this method, it is necessary to etch the absorption layer 23 once,
The surface exposed by the etching will be exposed to a heat treatment during regrowth. At this time, a defect may occur in the etched portion of the absorption layer 23, and the optical characteristics of the absorption layer 23 may be impaired. Further, there is a possibility that the long-term reliability of the laser may be impaired.

【0008】また、半導体レ−ザを直接変調した時に生
じる「波長チャープ」は、長距離・大容量化を制限する
大きな要因となり、さらなる伝送特性改善には光源の低
チャープ化が望まれている。
The "wavelength chirp" generated when directly modulating a semiconductor laser is a major factor limiting long distance and large capacity, and it is desired to lower the light source for further improvement of transmission characteristics. .

【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、単一波長で発振する
確率が高く、レーザ外部からの戻り光に対しても、モー
ドが変化せずノイズにも強い半導体レーザ装置及びその
製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to have a high probability of oscillating at a single wavelength and to change the mode even for return light from outside the laser. and to provide a strong yet semiconductors laser device and a manufacturing method thereof also noise without.

【0010】[0010]

【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、InP基板と、該InP基板上に形成された多層
構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、該多層構
造は、少なくともレーザ光を放射するための活性層と、
該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造と、を含んで
おり、該周期的構造は、該InP基板の主面に垂直で該
半導体レーザ装置の共振器方向に平行な断面において、
該InP基板の方向に突き出た三角形状を持つ複数の半
導体部分を有し、該周期的構造を構成する該半導体部分
の持つバンドギャップエネルギーは、該活性層から光分
布帰還を経て放出される光のエネルギー以下に設定され
ていて、そのことにより上記目的が達成される。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises an InP substrate and a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure has at least a laser. An active layer for emitting light,
A periodic structure for applying light distribution feedback to the laser light, wherein the periodic structure has a cross section perpendicular to the main surface of the InP substrate and parallel to a resonator direction of the semiconductor laser device.
A plurality of semiconductor portion having a triangular shape projecting in the direction of the InP substrate, the band gap energy of the semiconductor portion constituting the said periodic structure is released via the optical distributed feedback from the active layer The energy is set to be equal to or less than the light energy, thereby achieving the above object.

【0011】本発明の他の半導体レーザ装置は、InP
基板と、該InP基板上に形成された多層構造と、を備
え、該多層構造は、少なくともレーザ光を放射するため
の活性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造
と、を含んでおり、該周期的構造は、該多層構造に周期
的に形成され該InP基板に対して突出した部分を凹部
とする複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の該凹部内に
分離して設けられた半導体部分と、を備え、該周期的構
造を構成する該半導体部分の持つバンドギャップエネル
ギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出される光の
エネルギー以下に設定されていて、そのことにより上記
目的が達成される。
Another semiconductor laser device of the present invention is an InP
A substrate, and a multilayer structure formed on the InP substrate, the multilayer structure comprising at least an active layer for emitting laser light, and a periodic structure for applying light distribution feedback to the laser light. The periodic structure includes a concave portion formed periodically in the multilayer structure and protruding from the InP substrate.
A plurality of irregularities with, and a semiconductor portion which is provided separately within the recess of each of the plurality of irregularities, the band gap energy of the semiconductor portion constituting the said periodic structure, said active The energy is set to be equal to or less than the energy of light emitted from the layer via the light distribution feedback, thereby achieving the above object.

【0012】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
InP基板と、該InP基板上に形成された多層構造
と、を備え、該多層構造は、少なくともレーザ光を放射
するための活性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周
期的構造と、を含んでおり、該周期的構造は、該InP
基板の主面に垂直で該半導体レーザ装置の共振器方向に
平行な断面において、該InP基板の方向に突き出た三
角形状を持つ複数の半導体部分を有し、該周期的構造を
構成する該半導体部分の持つバンドギャップエネルギー
は、該活性層から光分布帰還を経て放出される光のエネ
ルギーと同一か或いはそれよりも大きくなるように設定
されており、該半導体部分はInAsPであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。
Still another semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device comprising:
An InP substrate, comprising a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure has at least an active layer for emitting laser light, and a periodic structure for applying light distribution feedback to the laser light, And the periodic structure comprises the InP
In a cross section parallel to the cavity direction of the semiconductor laser device perpendicular to the main surface of the substrate, a plurality of semiconductor portions having a three <br/> angle shape protruding in the direction of the InP substrate, said periodic structure Is set to be equal to or greater than the energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback, and the semiconductor portion is made of InAsP. In doing so, the above object is achieved.

【0013】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
InP基板と、該InP基板上に形成された多層構造
と、を備え、該多層構造は、少なくともレーザ光を放射
するための活性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周
期的構造と、を含んでおり、該周期的構造は、該多層構
造に周期的に形成され該InP基板に対して突出した部
分を凹部とする複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の該
凹部内に分離して設けられた半導体部分と、を備え、該
周期的構造を構成する該半導体部分の持つバンドギャッ
プエネルギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出さ
れる光のエネルギーと同一か或いはそれよりも大きくな
るように設定されており、該半導体部分はInAsPで
あり、そのことにより上記目的が達成される。
Still another semiconductor laser device according to the present invention is a semiconductor laser device comprising:
An InP substrate, comprising a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure has at least an active layer for emitting laser light, and a periodic structure for applying light distribution feedback to the laser light, And the periodic structure comprises a multilayer structure.
Parts projecting with respect to the InP substrate are periodically formed in the concrete
A plurality of concave and convex portions each having a concave portion, and a semiconductor portion separately provided in the concave portion of each of the plurality of concave and convex portions, wherein the semiconductor portion constituting the periodic structure has The bandgap energy is set to be equal to or greater than the energy of light emitted from the active layer via the light distribution feedback, and the semiconductor portion is InAsP, thereby achieving the above object. Achieved.

【0014】ある実施形態では、前記周期的構造を構成
する前記半導体部分は、InAsPである。
In one embodiment, the periodic structure is configured
The semiconductor portion to be formed is InAsP.

【0015】前記周期的構造は、前記InP基板と前記
活性層との間に設けられ得る。
The periodic structure includes the InP substrate and the InP substrate.
It can be provided between the active layer.

【0016】ある実施形態では、前記周期的構造を構成
する前記半導体部分は、前記活性層から光分布帰還を経
て放出される光のエネルギーよりも小さいバンドギャッ
プエネルギーを持つ第1の半導体材料と、該光のエネル
ギーよりも大きいバンドギャップエネルギーを持つ第2
の半導体材料との少なくとも2種類の材料から形成さ
れている
In one embodiment, the semiconductor portion forming the periodic structure includes a first semiconductor material having a band gap energy smaller than the energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback; A second with a bandgap energy greater than the light energy
And the semiconductor material of the is formed from at least two materials.

【0017】或いは、前記周期的構造を構成する前記半
導体部分は、前記活性層から光分布帰還を経て放出され
る光のエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギ
ーを持つ第1の半導体材料と、該第1の半導体材料の屈
折率を補償する第2の半導体材料と、の少なくとも2種
類の材料から形成されている。
Alternatively, the half constituting the periodic structure
The conductor portion is emitted from the active layer via light distribution feedback.
Band gap energy smaller than the energy of the light
A first semiconductor material having
At least two of a second semiconductor material for compensating a bending ratio.
Made of a similar material.

【0018】ある実施形態では、前記周期的構造は、第
1の半導体材料から構成された第1の半導体部分と第2
の半導体材料から構成された第2の半導体部分とを有し
ており、該第1の半導体部分及び該第2の半導体部分は
前記共振器方向に沿って交互に配列されていて、該第1
の半導体部分は、前記InP基板の主面に垂直で該共振
器方向に平行な断面において、該InP基板の方向に突
き出た形状である。
In one embodiment, the periodic structure includes
A first semiconductor portion composed of one semiconductor material and a second semiconductor portion;
And a second semiconductor portion made of a semiconductor material of
The first semiconductor portion and the second semiconductor portion
Are arranged alternately along the resonator direction, and the first
Is perpendicular to the main surface of the InP substrate, and
Projecting in the direction of the InP substrate in a section parallel to the device direction.
It is a prominent shape.

【0019】好ましくは、前記周期的構造の前記第1の
半導体部分が持つバンドギャップエネルギーは、前記活
性層から光分布帰還を経て放出される光のエネルギーよ
りも小さくなるように設定されており、前記第2の半導
体部分の持つバンドギャップエネルギーは、該活性層か
ら光分布帰還を経て放出される該光のエネルギーよりも
大きくなるように設定されている。
Preferably, the first of the periodic structures is
The band gap energy of the semiconductor part is
Energy of light emitted from the conductive layer through the light distribution return
Is set to be smaller than the second semiconductor.
The band gap energy of the body part is
Than the energy of the light emitted through the light distribution return from the
It is set to be large.

【0020】前記周期的構造を構成する前記半導体部分
の平均屈折率は、InPの屈折率と実質的に等しくあり
得る。
The semiconductor portion constituting the periodic structure
Has an average refractive index substantially equal to the refractive index of InP.
obtain.

【0021】前記第1の半導体材料はInAsPであり
得て、前記第2の半導体材料はInGaPであり得る。
The first semiconductor material is InAsP.
In some embodiments, the second semiconductor material may be InGaP.

【0022】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
InP結晶の表面に、周期的に配列された複数の溝を形
成する工程と、少なくともフォスフィンとアルシンとが
混合されている雰囲気中で該InP結晶を熱処理するこ
とによって、該複数の溝のそれぞれにInAsPを堆積
する工程と、活性層を含む多層構造を該InP結晶上に
形成する工程と、を包含しており、そのことにより上記
目的が達成される。
A method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention
Forming a plurality of periodically arranged grooves on the surface of the InP crystal; and forming at least phosphine and arsine.
Heat treating the InP crystal in a mixed atmosphere to deposit InAsP in each of the plurality of grooves, and forming a multilayer structure including an active layer on the InP crystal. As a result, the above object is achieved.

【0023】本発明の他の半導体レーザ装置の製造方法
は、活性層を含み、最上層がInP層である多層構造を
基板上に形成する工程と、周期的に配列された複数の溝
を該InP層の表面に形成する工程と、少なくともフォ
スフィンとアルシンとが混合されている雰囲気中で該多
層構造を熱処理し、該複数の溝のそれぞれにInAsP
を堆積する工程と、を包含しており、そのことにより上
記目的が達成される。
According to another method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a step of forming a multi-layer structure including an active layer and an uppermost layer being an InP layer on a substrate is provided. forming on the surface of the InP layer, at least follower
The multilayer structure is heat-treated in an atmosphere where sphin and arsine are mixed , and InAsP is formed in each of the plurality of grooves.
And a step of depositing the above, whereby the above object is achieved.

【0024】本発明の結晶成長方法は、InP結晶の表
面に凹凸を形成し、該凹凸を形成したInP結晶を、少
なくともフォスフィンとアルシンとが混合されている
囲気中で熱処理し、該凹凸の凹部にInAsPを形成す
るものであり、そのことにより上記目的が達成される。
According to the crystal growth method of the present invention, irregularities are formed on the surface of an InP crystal, and the irregularly formed InP crystal is heat-treated in an atmosphere in which at least phosphine and arsine are mixed. InAsP is formed in the concave portions of the irregularities, thereby achieving the above object.

【0025】[0025]

【0026】フォスフィンの流量に対してアルシンの流
量を変化させることにより、前記InAsPのバンドギ
ャップを変化させ得る。
The band gap of InAsP can be changed by changing the flow rate of arsine with respect to the flow rate of phosphine .

【0027】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
レーザ光を生成する発光部と、該発光部に光学的に結合
されて該レーザ光を変調する光変調部と、該発光部及び
該光変調部を含むストライプ状多層構造と、該ストライ
プ状多層構造を支持する基板と、を備え、該発光部は、
活性層と、光軸方向に沿って該ストライプ状多層構造に
周期的に形成され該基板に対して突出した部分を凹部と
する複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の該凹部内に分
離して設けられた半導体部分と、を含み、該半導体部分
の持つバンドギャップエネルギーは、該活性層から光分
布帰還を経て放出される光のエネルギー以下に設定され
ていて、該光変調部は、変調信号に応じて光学特性が変
化する光変調層を有していて、そのことにより上記目的
が達成される。好ましくは、前記複数の凹凸の各凹部内
に分離して設けられた前記半導体部分は、前記活性層か
ら出た光の吸収率が光軸方向に沿って周期的に変化する
吸収型回折格子を構成する。
According to still another semiconductor laser device of the present invention,
A light emitting section for generating laser light, a light modulating section optically coupled to the light emitting section to modulate the laser light, a striped multilayer structure including the light emitting section and the light modulating section, and the striped multilayer A substrate that supports the structure,
An active layer, and a portion formed periodically in the striped multilayer structure along the optical axis direction and protruding from the substrate as a concave portion.
A plurality of irregularities, include a semiconductor portion which is provided separately within the recess of each of the plurality of irregularities, the band gap energy of the semiconductor portion is emitted through the light distributed feedback of the active layer The energy is set to be equal to or less than the energy of the light to be emitted, and the light modulation section has a light modulation layer whose optical characteristics change according to the modulation signal, thereby achieving the above object. Preferably, the semiconductor portion provided separately in each of the plurality of concaves and convexes has an absorption type diffraction grating in which the absorptance of light emitted from the active layer periodically changes along the optical axis direction. Configure.

【0028】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
レーザ光を生成する発光部と、該発光部に光学的に結合
されて該レーザ光を変調する光変調部と、該発光部及び
該光変調部を含むストライプ状多層構造と、該ストライ
プ状多層構造を支持する基板と、を備え、該発光部は、
活性層と、光軸方向に沿って該ストライプ状多層構造に
周期的に形成され該基板に対して突出した部分を凹部と
する複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の該凹部内に分
離して設けられた半導体部分と、を含み、該半導体部分
の持つバンドギャップエネルギーは、該活性層から光分
布帰還を経て放出される光のエネルギーと同一か或いは
それよりも大きくなるように設定されており、該半導体
部分はInAsPであり、該光変調部は、変調信号に応
じて光学特性が変化する光変調層を有していて、そのこ
とにより上記目的が達成される。
According to still another semiconductor laser device of the present invention,
A light emitting section for generating laser light, a light modulating section optically coupled to the light emitting section to modulate the laser light, a striped multilayer structure including the light emitting section and the light modulating section, and the striped multilayer A substrate that supports the structure,
An active layer, and a portion formed periodically in the striped multilayer structure along the optical axis direction and protruding from the substrate as a concave portion.
A plurality of irregularities, include a semiconductor portion which is provided separately within the recess of each of the plurality of irregularities, the band gap energy of the semiconductor portion is emitted through the light distributed feedback of the active layer The semiconductor portion is InAsP, and the light modulation section has a light modulation layer whose optical characteristics change according to a modulation signal. Thus, the above object is achieved.

【0029】ある実施形態では、前記ストライプ状多層
構造は、多重量子井戸層を含んでおり、前記活性層は、
該多重量子井戸層の第1の部分から形成され、前記光変
調層は、該多重量子井戸層の第2の部分から形成されて
いる。好ましくは、前記活性層と前記光変調層とは前記
多重量子井戸層の第3の部分によって接続されており、
該第3の部分は該多重量子井戸層の前記第1の部分と前
記第2の部分との間に位置している。さらに好ましく
は、前記多重量子井戸層の前記第1の部分は、該多重量
子井戸層の前記第2の部分よりも厚い。
In one embodiment, the striped multilayer is
The structure includes a multiple quantum well layer, wherein the active layer comprises:
The photonic modulator formed from a first portion of the multiple quantum well layer;
The tuning layer is formed from a second portion of the multiple quantum well layer.
I have. Preferably, the active layer and the light modulation layer are
Connected by a third portion of the multiple quantum well layer,
The third portion is in front of the first portion of the multiple quantum well layer.
And the second portion. More preferred
Means that the first portion of the multiple quantum well layer is
It is thicker than the second portion of the sub well layer.

【0030】他の実施形態では、前記半導体部分は、前
記基板の表面に形成された周期的凹凸上に形成され得
る。
[0030] In another embodiment, the semiconductor portion is a semiconductor device.
Can be formed on the periodic irregularities formed on the surface of the substrate.
You.

【0031】さらに他の実施形態では、前記活性層と前
記半導体部分との間に設けられた光導波層をさらに備え
る。
In still another embodiment, the active layer and the active layer
The semiconductor device further includes an optical waveguide layer provided between the semiconductor portion.
You.

【0032】さらに他の実施形態では、前記発光部に実
質的に一定の電圧を印加する第1の電圧印加手段と、前
記光変調部に変調電圧を印加する第2の電圧印加手段
と、をさらに備えている。
In still another embodiment, the light emitting section is actually
First voltage applying means for applying a qualitatively constant voltage;
Second voltage applying means for applying a modulation voltage to the light modulation unit
And further comprising.

【0033】前記半導体部分は、InAsPであり得
る。
[0033] The semiconductor portion may be InAsP.
You.

【0034】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
レーザ光を生成する発光部と、該発光部に光学的に結合
されて該レーザ光が伝播する光導波路部と、該発光部及
び該光導波路部を含むストライプ状多層構造と、該スト
ライプ状多層構造を支持する基板と、を備え、該発光部
は、該レーザ光を放射する活性層を含み、該光導波路部
は、屈折率が光軸方向に沿って周期的に変化するブラッ
グ反射器を有しており、該ブラッグ反射器は、周期的凹
凸構造の凹部内に分離して形成された半導体部分を備え
ていて、該活性層から放射された光のうち選択された波
長の光を該活性層に向けて反射するものであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。
According to still another semiconductor laser device of the present invention,
A light emitting portion for generating laser light, an optical waveguide portion optically coupled to the light emitting portion and propagating the laser light, a striped multilayer structure including the light emitting portion and the optical waveguide portion, and the striped multilayer structure A substrate supporting the structure, the light-emitting portion includes an active layer that emits the laser light, and the optical waveguide portion includes a Bragg reflector whose refractive index changes periodically along the optical axis direction. The Bragg reflector has a semiconductor portion formed separately in a concave portion of the periodic uneven structure, and emits light of a selected wavelength among light emitted from the active layer. The light is reflected toward the active layer, thereby achieving the above object.

【0035】前記半導体部分は、InAsPであり得
る。好ましくは、前記InAsPは、前記レーザ光を吸
収しない大きさのバンドギャップエネルギーを持ってい
る。
The semiconductor portion may be InAsP.
You. Preferably, the InAsP absorbs the laser light.
Has a band gap energy that is too large to fit
You.

【0036】前記光導波路部は、前記レーザ光の波長を
調整するための波長チューニング部を含み得る。好まし
くは、前記光導波路部は、前記レーザ光の位相を調整す
るための位相チューニング部を含んでいる。
The optical waveguide section controls the wavelength of the laser light.
A wavelength tuning unit for adjusting may be included. Preferred
In other words, the optical waveguide unit adjusts the phase of the laser light.
And a phase tuning unit for the operation.

【0037】本発明のさらに他の半導体レーザ装置は、
レーザ光を生成する発光部と、該発光部に光学的に結合
され、該レーザ光を変調する光変調部と、該発光部及び
該光変調部を含むストライプ状多層構造と、該ストライ
プ状多層構造を支持する基板と、を備え、該発光部は、
活性層を有し、該光変調部は、変調信号に応じて光学特
性が変化する光変調層を有しており、該発光部及び該光
変調部には、光軸方向に沿って周期的に配列された吸収
型回折格子が形成されており、該発光部からの該レーザ
光は、該光変調部の該吸収型回折格子ではほとんど回折
せず、そのことにより上記目的が達成される。
According to still another semiconductor laser device of the present invention,
A light emitting unit for generating laser light, and optically coupled to the light emitting unit
A light modulating unit for modulating the laser light, the light emitting unit,
A striped multilayer structure including the light modulating section;
And a substrate supporting a pump-shaped multilayer structure,
An active layer, and the optical modulator has an optical characteristic according to a modulation signal.
A light modulating layer having a variable property, the light emitting portion and the light
The modulator has an absorption array periodically arranged along the optical axis direction.
Type diffraction grating is formed, and the laser from the light emitting portion is formed.
Light is almost diffracted by the absorption type diffraction grating of the light modulation section.
Without doing so, the above objective is achieved.

【0038】[0038]

【0039】[0039]

【0040】[0040]

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】[0043]

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】[0046]

【0047】[0047]

【0048】[0048]

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【0051】[0051]

【0052】[0052]

【0053】[0053]

【0054】[0054]

【0055】[0055]

【0056】[0056]

【0057】[0057]

【0058】[0058]

【0059】[0059]

【0060】[0060]

【0061】[0061]

【0062】[0062]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)図1は、本発明によるDFBレーザ装置の
実施例を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一
部を切り欠いてある。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a DFB laser device according to the present invention.

【0063】このDFBレーザ100は、n型InP基
板1上に、n型InPクラッド層(厚さ200nm)
4、n型InGaAsP導波路層(厚さ50nm、λg=
1.05μm)5、多重量子井戸活性層6、p型InG
aAsP導波路層(厚さ30nm、λg=1.05μm)
7、及びp型InPクラッド層(厚さ400nm)15
を含むメサ構造を備えている。
The DFB laser 100 has an n-type InP cladding layer (200 nm thick) on an n-type InP substrate 1.
4. n-type InGaAsP waveguide layer (50 nm thick, λg =
1.05 μm) 5, multiple quantum well active layer 6, p-type InG
aAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm)
7, and p-type InP cladding layer (thickness: 400 nm) 15
Is provided.

【0064】メサ構造は、n型InP基板1の上面に形
成したリッジの上に設けられている。また、メサ構造の
両側は、p型InP電流ブロック層8、n型InP電流
ブロック層9で埋め込まれている。これらの半導体層の
上には、p型InP埋め込み10層及びp型InGaA
sPコンタクト層(λg=1.3μm)11が積層されてい
る。
The mesa structure is provided on the ridge formed on the upper surface of the n-type InP substrate 1. Further, both sides of the mesa structure are buried with a p-type InP current block layer 8 and an n-type InP current block layer 9. On these semiconductor layers, 10 p-type InP buried layers and p-type InGaAs
An sP contact layer (λg = 1.3 μm) 11 is laminated.

【0065】n型InP基板1の裏面には、Au/Sn
合金からなるn側電極14が形成され、p型InGaA
sPコンタクト層11の上部には、ストライプ状の窓を
有するSiO 2 絶縁膜12が形成されており、その上部
に形成されたAu/Zn合金からなるp側電極13はS
iO 2 絶縁膜12のストライプ状の窓を通してp型In
GaAsPコンタクト層11に接触している。
On the back surface of the n-type InP substrate 1, Au / Sn
An n-side electrode 14 made of an alloy is formed, and p-type InGaAs
An SiO 2 insulating film 12 having a stripe-shaped window is formed on the sP contact layer 11, and a p-side electrode 13 made of an Au / Zn alloy formed on the
p-type In through the stripe-shaped window of the iO 2 insulating film 12
It is in contact with the GaAsP contact layer 11.

【0066】n型InP基板1とn型InPクラッド層
4との間には、複数のInAsP吸収層3がレーザ共振
器方向に沿って203nmピッチで配列されている。I
nAsP吸収層3の、レーザ共振器方向に平行で基板1
の主面に垂直な断面形状は、三角であり、その頂点はn
型InP基板1側に突き出ている。InAsP吸収層3
が、このような形状を持つことから、吸収層のエッチン
グが不要となる。本構造のような数十nm程度の小さな
サイズの吸収層をエッチングによって作製するのは非常
に困難である。サイズのばらつきも大きくなる。エッチ
ングを必要としないため、容易に、数十nm程度のサイ
ズの小さな吸収層を均一に作製することが可能となる。
これによって、素子間の特性のバラツキが非常に小さく
なる。
A plurality of InAsP absorption layers 3 are arranged between the n-type InP substrate 1 and the n-type InP cladding layer 4 at a pitch of 203 nm along the laser cavity direction. I
The substrate 1 of the nAsP absorption layer 3 is parallel to the laser cavity direction.
Has a triangular cross section perpendicular to the main surface, and its vertex is n
It protrudes toward the mold InP substrate 1 side. InAsP absorption layer 3
However, since it has such a shape, etching of the absorption layer becomes unnecessary. It is very difficult to form an absorption layer having a small size of about several tens of nm by etching as in this structure. Variations in size also increase. Since etching is not required, a small absorbing layer having a size of about several tens of nm can be easily formed uniformly.
As a result, variations in characteristics between the elements are extremely reduced.

【0067】多重量子井戸活性層6は、圧縮歪が導入さ
れた厚さ6nmのInGaAsP井戸層と、意図的に歪
は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障壁
層(λg=1.05μm)とから構成される量子井戸(10
対)を有している。
The multiple quantum well active layer 6 includes a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which a compressive strain is introduced, and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) in which no strain is intentionally introduced. Quantum well (10
Pair).

【0068】本実施例において、レーザ共振器方向に周
期的に形成されたInAsP吸収層3のフォトルミネッ
センス波長は1.4μmに設定されており、一方、活性
層からの発振波長は1.3μmに設定されている。この
ことから、InAsP吸収層3はレーザ共振器方向に利
得の周期的変動を生じさせる。これにより、屈折率のみ
の周期的変動の場合と比較して高い確率で、単一波長の
レーザ発振が得られる。
In this embodiment, the photoluminescence wavelength of the InAsP absorption layer 3 formed periodically in the laser resonator direction is set to 1.4 μm, while the oscillation wavelength from the active layer is set to 1.3 μm. Is set. For this reason, the InAsP absorption layer 3 causes a periodic fluctuation of the gain in the direction of the laser cavity. As a result, laser oscillation of a single wavelength can be obtained with a higher probability than in the case of periodic fluctuations of only the refractive index.

【0069】図2(a)から(e)を参照しながら、図
1のDFBレーザ100の製造方法を説明する。
A method for manufacturing the DFB laser 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0070】まず、図2(a)に示すように、n型In
P基板1上にピッチが203nmで深さが約100nm
の回折格子2を2光束干渉露光法により形成する。
First, as shown in FIG.
The pitch is 203 nm and the depth is about 100 nm on the P substrate 1
Is formed by the two-beam interference exposure method.

【0071】次に、水素雰囲気中に100%フォスフィ
ン(PH3)100cc/minと10%アルシン(AsH3)10c
c/minを導入し、この中でn型InP基板1を600℃
で熱処理する。その結果、図2(b)に示すように、回
折格子2の凹部に厚さが約50nmのInAsP吸収層
3を形成する。その後、図2(c)に示すように、続け
て有機金属気相成長法によりn型InPクラッド層(厚
さ200nm)4、n型InGaAsP導波路層(厚さ
50nm、λg=1.05μm)5、圧縮歪が導入された
厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に歪は導入
されていない厚さ10nmのInGaAsP障壁層(λg
=1.05μm)の10対から構成されている多重量子井
戸活性層6、p型InGaAsP導波路層(厚さ30n
m、λg=1.05μm)7、p型InPクラッド層(厚
さ400nm)15、p型InGaAsPキャップ層
(λg=1.3μm)16を順次堆積する。
Next, 100% phosphine (PH 3 ) 100 cc / min and 10% arsine (AsH 3 ) 10 c
c / min, and the n-type InP substrate 1 was heated to 600 ° C.
Heat treatment. As a result, as shown in FIG. 2B, an InAsP absorption layer 3 having a thickness of about 50 nm is formed in the concave portion of the diffraction grating 2. Thereafter, as shown in FIG. 2C, the n-type InP cladding layer (thickness: 200 nm) 4 and the n-type InGaAsP waveguide layer (thickness: 50 nm, λg = 1.05 μm) are successively formed by metal organic chemical vapor deposition. 5, a 6-nm-thick InGaAsP well layer to which a compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg
= 1.05 μm), a multiple quantum well active layer 6 composed of 10 pairs, a p-type InGaAsP waveguide layer (thickness: 30 n).
m, λg = 1.05 μm) 7, p-type InP cladding layer (400 nm thick) 15, p-type InGaAsP cap layer
(λg = 1.3 μm) 16 are sequentially deposited.

【0072】この後、図2(d)に示すように、ストラ
イプ状のメサをエッチングにより形成する。次に液相成
長法により、p型InP電流ブロック層8、n型InP
電流ブロック層9、p型InP埋め込み層10、p型I
nGaAsPコンタクト層(λg=1.3μm)11を順
次堆積した後、SiO 2 絶縁膜12を堆積し、ストライ
プ状に窓を開け、Au/Zn電極13を蒸着する。ま
た、n型InP基板11の裏面にAu/Sn電極14を
蒸着する。へき開の後、図2(e)に示すようなDFB
レーザ装置100を作製する。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, a stripe-shaped mesa is formed by etching. Next, the p-type InP current blocking layer 8 and the n-type InP
Current block layer 9, p-type InP buried layer 10, p-type I
After sequentially depositing nGaAsP contact layers (λg = 1.3 μm) 11, an SiO 2 insulating film 12 is deposited, windows are opened in a stripe shape, and an Au / Zn electrode 13 is deposited. Further, an Au / Sn electrode 14 is deposited on the back surface of the n-type InP substrate 11. After cleavage, the DFB as shown in FIG.
The laser device 100 is manufactured.

【0073】本実施例では、吸収層をエッチングで形成
していないので、エッチング後の半導体膜の成長で、温
度を高くしたときにも、吸収層の表面から原子が抜ける
ことも少ない。
In this embodiment, since the absorbing layer is not formed by etching, atoms are less likely to escape from the surface of the absorbing layer even when the temperature is increased in the growth of the semiconductor film after etching.

【0074】回折格子を形成したあとは、半導体層の成
長だけで、ほぼ素子が形成できるので、製造においても
非常に容易である。
After the formation of the diffraction grating, almost all elements can be formed only by the growth of the semiconductor layer, so that the manufacture is very easy.

【0075】上記製造方法の重要な工程を、図3(a)
から(c)を参照しながら詳細に説明する。
The important steps of the above manufacturing method are shown in FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS.

【0076】図3(a)は、エッチングにより回折格子
2が形成されたn型InP基板1の断面を示している。
回折格子2が形成されたn型InP基板1を、フォスフ
ィン(PH3)とアルシン(AsH3)が混合された雰囲気中
で熱処理すると、図3(b)に示されるように、熱処理
中にマストランスポート現象によって、回折格子2の凹
部にInAsP層3が堆積される。この後、n型InP
クラッド層4を続けて成長すると、図3(c)に示され
るように、n型InP中に周期的に配列された逆三角形
状のInAsP層3を形成することが可能である。な
お、光吸収の観点から、InAsP層3の厚さは10n
m以上であることが好ましい。
FIG. 3A shows a cross section of the n-type InP substrate 1 on which the diffraction grating 2 is formed by etching.
When the n-type InP substrate 1 on which the diffraction grating 2 is formed is heat-treated in an atmosphere in which phosphine (PH 3 ) and arsine (AsH 3 ) are mixed, as shown in FIG. Due to the transport phenomenon, the InAsP layer 3 is deposited in the concave portion of the diffraction grating 2. Thereafter, the n-type InP
When the cladding layer 4 is continuously grown, as shown in FIG. 3C, it is possible to form an inverted triangular InAsP layer 3 periodically arranged in n-type InP. In addition, from the viewpoint of light absorption, the thickness of the InAsP layer 3 is 10 n
m or more.

【0077】図4は、このようにして作製したInAs
P層3からのフォトルミネッセンススペクトルを室温で
測定した結果を示す。1.5μm付近にピークを持つ単
峰性のスペクトルが観測される。同時に回折格子を形成
しなかったn型InP基板に対して同様な処理を行った
ものではInPの発光以外の発光は観測されなかった。
FIG. 4 shows the InAs fabricated in this manner.
The result of measuring the photoluminescence spectrum from the P layer 3 at room temperature is shown. A unimodal spectrum having a peak around 1.5 μm is observed. At the same time, in the case where the same processing was performed on the n-type InP substrate on which no diffraction grating was formed, no light emission other than the light emission of InP was observed.

【0078】図5は、100%フォスフィンを100c
c/min、温度を600℃にしたときのアルシンの流
量に対するフォトルミネッセンス波長を示している。図
5に示されるように、フォスフィン(PH3)の流量を一
定にしてアルシン(AsH3)の流量を変化させると、I
nAsP層3からのフォトルミネッセンス波長が連続的
に変化する。これは、アルシン(AsH3)の流量を変化
させるこによって、InAsP層3のバンドギャップ
エネルギーを変化させることが可能であることを示して
いる。また、そのバンドギャップエネルギーを、レーザ
の活性層から光分布帰還を経て放出される光エネルギー
よりも大きく設定した場合、すなわち、InAsP層3
のフォトルミネッセンス波長をレーザの発振波長よりも
短波長側に設定した場合、InAsP層3は活性層から
放出される光に対して透明になる。その結果、InAs
P層3が周囲のInPに対して屈折率が高いことから、
屈折率の周期的変動が生じ、屈折率結合型のDFBレー
ザが作製できる。
FIG. 5 shows that 100% phosphine is
The photoluminescence wavelength with respect to the flow rate of arsine at a temperature of 600 ° C. at c / min is shown. As shown in FIG. 5, when the flow rate of arsine (AsH 3 ) is changed while the flow rate of phosphine (PH 3 ) is kept constant, I
The photoluminescence wavelength from the nAsP layer 3 changes continuously. This indicates that by the This changing the flow rate of arsine (AsH 3), it is possible to vary the bandgap energy of the InAsP layer 3. Further, when the band gap energy is set to be larger than the light energy emitted from the active layer of the laser via the light distribution feedback, that is, the InAsP layer 3
When the photoluminescence wavelength is set to be shorter than the laser oscillation wavelength, the InAsP layer 3 becomes transparent to light emitted from the active layer. As a result, InAs
Since the P layer 3 has a higher refractive index than the surrounding InP,
A periodic change in the refractive index occurs, and a refractive index-coupled DFB laser can be manufactured.

【0079】一方、InAsP層のバンドギャップエネ
ルギーをレーザの活性層から光分布帰還を経て放出され
る光エネルギーよりも小さく設定した場合、すなわち、
InAsP層のフォトルミネッセンス波長をレーザの発
振波長よりも長波長側に設定した場合、InAsP層は
活性層から放出される光を吸収するため、利得の周期的
変動が生じ利得結合型のDFBレーザが作製できる。図
1のDFBレーザは、利得結合型である。
On the other hand, when the band gap energy of the InAsP layer is set smaller than the light energy emitted from the active layer of the laser via the light distribution feedback, that is,
When the photoluminescence wavelength of the InAsP layer is set to a longer wavelength side than the oscillation wavelength of the laser, the InAsP layer absorbs light emitted from the active layer, so that the gain periodically changes and a gain-coupled DFB laser is used. Can be made. The DFB laser of FIG. 1 is a gain-coupling type.

【0080】InAsP層3を堆積し、それによって利
得の周期的変動を生じさせた場合、InAsP層3の屈
折率がInPよりも大きいため、屈折率の周期的変動も
同時に生じる。図6は、回折格子2の凹部にInAsP
層3を堆積した後に屈折率がInPよりも小さなInG
aP層屈折率補償層18を堆積した構造を示している。
この構造によれば、InAsP層3とInGaP層18
の膜厚を調節することによって、回折格子2の凹部に形
成されたInAsP層3とInGaP層18の平均の屈
折率を調節することが可能となり、レーザ設計の自由度
を増大させることが可能となる。これに関しては、実施
例3において、詳細に説明する。
When the InAsP layer 3 is deposited and a periodic change in the gain is caused by the deposition, the refractive index of the InAsP layer 3 is larger than that of InP. FIG. 6 shows that InAsP
After depositing layer 3, InG has a lower refractive index than InP.
The structure in which the aP layer refractive index compensation layer 18 is deposited is shown.
According to this structure, the InAsP layer 3 and the InGaP layer 18
By adjusting the film thickness, the average refractive index of the InAsP layer 3 and the InGaP layer 18 formed in the concave portion of the diffraction grating 2 can be adjusted, and the degree of freedom in laser design can be increased. Become. This will be described in detail in a third embodiment.

【0081】図7は、図1のDFBレーザ装置の電流
光出力特性を測定した結果を示している。しきい値電流
は16mA、スロープ効率は0.25mW/mAであり、
優れた特性を示している。図8は、そのDFBレーザ装
置の発振スペクトルを測定した結果である。発振主モー
ドと副モードの比を表わすサイドモード抑圧比は40d
B以上であり、安定した単一波長のレーザ発振が得られ
ている。屈折率結合型のDFBレーザのサイドモード抑
圧比が約30dBであることから、本実施例のDFBレ
ーザ装置は利得結合型の長所が現われていることがわか
る。
[0081] Figure 7 is a current of the DFB laser device of Figure 1 -
The result of having measured the light output characteristic is shown. The threshold current is 16 mA, the slope efficiency is 0.25 mW / mA,
It shows excellent properties. FIG. 8 shows the result of measuring the oscillation spectrum of the DFB laser device. The side mode suppression ratio representing the ratio between the oscillation main mode and sub mode is 40d
B or more, stable laser oscillation of a single wavelength is obtained. Since the side mode suppression ratio of the index-coupling type DFB laser is about 30 dB, it can be seen that the advantage of the gain-coupling type appears in the DFB laser device of this embodiment.

【0082】また、本実施例において、n型InPクラ
ッド層4をn型InGaAsP光導波路層に置き換え、
n型InPクラッドとn型InGaAsP光導波路層
とを一体にしてn型InGaAsP光導波路層としても
よい。
In this embodiment, the n-type InP cladding layer 4 is replaced with an n-type InGaAsP optical waveguide layer.
The n-type InP cladding layer and the n-type InGaAsP optical waveguide layer may be integrated to form an n-type InGaAsP optical waveguide layer.

【0083】このように利得結合型とすることで、単一
波長で発振する確率が高いし、レーザの外部からの戻り
光に対してもモードが安定となる。
By using the gain-coupling type as described above, the probability of oscillating at a single wavelength is high, and the mode is stable even for return light from outside the laser.

【0084】(実施例2)図9は、本発明によるDFB
レーザ装置の他の実施例を示す斜視図であり、内部構造
がわかるように一部を切り欠いてある。
(Embodiment 2) FIG. 9 shows a DFB according to the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the laser device, with a part cut away to show the internal structure.

【0085】本実施例のDFBレーザ200は、n型I
nP基板1上に、n型InPクラッド層(厚さ200n
m)4、n型InGaAsP導波路層(厚さ50nm、
λg=1.05μm)5、多重量子井戸活性層6、p型I
nGaAsP導波路層(厚さ30nm、λg=1.05μ
m)7、第1のp型InPクラッド層(平均厚さ100
nm)15、第2のp型InPクラッド層(平均厚さ3
00nm)17からなるメサ状構造を備えている。メサ
状構造の両側は、p型InP電流ブロック層8、n型I
nP電流ブロック層9で埋め込まれており、その上部に
はp型InP埋め込み層10、p型InGaAsPコン
タクト層(λg=1.3μm)11が形成されている。
The DFB laser 200 of the present embodiment has an n-type I
An n-type InP cladding layer (thickness: 200 n) is formed on the nP substrate 1.
m) 4, n-type InGaAsP waveguide layer (50 nm thick,
λg = 1.05 μm) 5, multiple quantum well active layer 6, p-type I
nGaAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm)
m) 7, the first p-type InP cladding layer (average thickness 100
nm) 15, the second p-type InP cladding layer (average thickness 3
(00 nm) 17. The p-type InP current blocking layer 8 and the n-type I
It is buried with an nP current blocking layer 9, on which a p-type InP burying layer 10 and a p-type InGaAsP contact layer (λg = 1.3 μm) 11 are formed.

【0086】n型InP基板1の裏面にはAu/Sn合
金からなるn側電極14が形成され、p型InGaAs
Pコンタクト層11の上部にはストライプ状の窓を有す
るSiO 2 絶縁膜12が形成されており、その上部に形
成されたAu/Zn合金からなるp側電極13はSiO
2 絶縁膜のストライプ状の窓を通してp型InGaAs
Pコンタクト層11に接触している。
On the back surface of the n-type InP substrate 1, an n-side electrode 14 made of an Au / Sn alloy is formed.
An SiO 2 insulating film 12 having a striped window is formed on the P contact layer 11, and a p-side electrode 13 made of an Au / Zn alloy formed on the SiO 2 insulating film 12 is formed of SiO 2.
(2) p-type InGaAs through a striped window of insulating film
It is in contact with P contact layer 11.

【0087】更にp型InPクラッド層15と第2のp
型InPクラッド層17の間にInAsP吸収層3がレ
ーザ共振器方向に203nmのピッチで形成されてお
り、その形状はレーザ共振器方向に平行な断面において
n型InP基板1側にその頂点を有する三角形状になっ
ている。
Further, the p-type InP cladding layer 15 and the second p-type
The InAsP absorption layers 3 are formed between the InP cladding layers 17 at a pitch of 203 nm in the direction of the laser cavity, and have an apex on the n-type InP substrate 1 side in a cross section parallel to the direction of the laser cavity. It has a triangular shape.

【0088】また、多重量子井戸活性層6は圧縮歪が導
入された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に
歪は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障
壁層(λg=1.05μm)の10対から構成されている。
The multiple quantum well active layer 6 is composed of a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which a compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) in which no strain is intentionally introduced. It consists of 10 pairs.

【0089】本実施例において、レーザ共振器方向に周
期的に形成されたInAsP吸収層3のフォトルミネッ
センス波長は1.4μmに設定されており、一方、活性
層からの発振波長は1.3μmに設定されている。この
ことから、InAsP吸収層3はレーザ共振器方向に利
得の周期的変動を生じさせる。これにより、前述したよ
うな理由で、屈折率のみの周期的変動の場合と比較して
高い確率で、単一波長のレーザ発振が得られる。
In this embodiment, the photoluminescence wavelength of the InAsP absorption layer 3 formed periodically in the laser resonator direction is set to 1.4 μm, while the oscillation wavelength from the active layer is set to 1.3 μm. Is set. For this reason, the InAsP absorption layer 3 causes a periodic fluctuation of the gain in the direction of the laser cavity. Thus, for the above-described reason, laser oscillation of a single wavelength can be obtained with a higher probability than in the case of the periodic fluctuation of only the refractive index.

【0090】また、本実施例において活性層6の上部に
InAsP吸収層3が形成されている。実施例1の構成
ではInAsP吸収層3と活性層6の間に位置するIn
Pクラッド層4及びInGaAsP導波路層5の厚さは
結晶性の回復を図るため比較的厚くする方が特性がよく
なる。しかし、本実施例の様な構成にすることにより、
活性層6とInAsP吸収層3の間に位置するp型In
GaAsP導波路層7とp型InPクラッド層15の厚
さを比較的自由に設定することが可能となる。これは光
強度分布とInAsP吸収層3の結合の度合を実施例1
よりも自由に設定可能であることを示している。
In this embodiment, the InAsP absorption layer 3 is formed on the active layer 6. In the configuration of the first embodiment, In which is located between the InAsP absorption layer 3 and the active layer 6 is used.
The properties of the P cladding layer 4 and the InGaAsP waveguide layer 5 are better if they are relatively thick to recover crystallinity. However, by adopting the configuration as in the present embodiment,
P-type In located between the active layer 6 and the InAsP absorption layer 3
The thicknesses of the GaAsP waveguide layer 7 and the p-type InP cladding layer 15 can be set relatively freely. In Example 1, the light intensity distribution and the degree of coupling between the InAsP absorption layer 3 were measured.
It is possible to set it more freely than it is.

【0091】また、本実施例2において、p型InPク
ラッド層15はp型InGaAsP光導波路層に置き換
え、p型InPクラッド層とp型InGaAsP光導波
路層とを一体にしてp型InGaAsP光導波路層とし
てもよい。
In the second embodiment, the p-type InP cladding layer 15 is replaced with a p-type InGaAsP optical waveguide layer, and the p-type InP cladding layer and the p-type InGaAsP optical waveguide layer are integrated to form a p-type InGaAsP optical waveguide layer. It may be.

【0092】図10(a)から(f)を参照しながら、
図9のDFBレーザ200の製造方法を説明する。
Referring to FIGS. 10A to 10F,
A method for manufacturing the DFB laser 200 of FIG. 9 will be described.

【0093】まず、図10(a)に示すように、n型I
nP基板1上に有機金属気相成長法によりn型InPク
ラッド層(厚さ200nm)4、n型InGaAsP導
波路層(厚さ50nm、λg=1.05μm)5、圧縮歪
が導入された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図
的に歪は導入されていない厚さ10nmのInGaAs
P障壁層(λg=1.05μm)の10対から構成されてい
る多重量子井戸活性層6、p型InGaAsP導波路層
(厚さ30nm、λg=1.05μm)7、p型InPク
ラッド層(厚さ200nm)15を順次堆積する。この
後、図10(b)に示すように、ピッチが203nmで
深さが約100nmの回折格子2を2光束干渉露光法に
より形成する。
First, as shown in FIG.
An n-type InP cladding layer (thickness: 200 nm) 4, an n-type InGaAsP waveguide layer (thickness: 50 nm, λg = 1.05 μm) 5, and a thickness in which a compressive strain is introduced on the nP substrate 1 by a metal organic chemical vapor deposition method. A 6-nm InGaAsP well layer and a 10-nm thick InGaAs
A multiple quantum well active layer 6 composed of 10 pairs of P barrier layers (λg = 1.05 μm), a p-type InGaAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm) 7, a p-type InP cladding layer ( (Thickness 200 nm) 15 are sequentially deposited. Thereafter, as shown in FIG. 10B, a diffraction grating 2 having a pitch of 203 nm and a depth of about 100 nm is formed by a two-beam interference exposure method.

【0094】次に、水素雰囲気中に100%フォスフィ
ン(PH3)100cc/minと10%アルシン(AsH3)10c
c/minを導入し、この中で基板1を600℃で熱処理す
ることにより、図10(c)に示すように、回折格子2
の凹部に約50nmのInAsP吸収層3を形成する。
その後、図10(d)に示すように、有機金属気相成長
法により第2のp型InPクラッド層(平均厚さ300
nm)17、p型InGaAsPキャップ層(λg=1.3
μm)16を順次堆積する。
Next, 100% phosphine (PH 3 ) 100 cc / min and 10% arsine (AsH 3 ) 10 c
c / min was introduced, and the substrate 1 was subjected to a heat treatment at 600 ° C., thereby forming the diffraction grating 2 as shown in FIG.
The InAsP absorption layer 3 of about 50 nm is formed in the concave portion.
Thereafter, as shown in FIG. 10D, a second p-type InP cladding layer (with an average thickness of 300
nm) 17, p-type InGaAsP cap layer (λg = 1.3
μm) 16 are sequentially deposited.

【0095】この後、図10(e)に示すように、スト
ライプ状のメサをエッチングにより形成する。次に液相
成長法により、p型InP電流ブロック層8、n型In
P電流ブロック層9、p型InP埋め込み層10、p型
InGaAsPコンタクト層(λg=1.3μm)11を順
次堆積した後、SiO 2 絶縁膜12を堆積し、ストライ
プ状に窓を開け、Au/Zn電極13を蒸着する。ま
た、n型InP基板1の裏面にAu/Sn電極14を蒸
着する。へき開の後、図10(f)に示すようなDFB
レーザ装置を得る。
Thereafter, as shown in FIG. 10E, a stripe-shaped mesa is formed by etching. Next, the p-type InP current blocking layer 8 and the n-type In
After sequentially depositing a P-current block layer 9, a p-type InP buried layer 10, and a p-type InGaAsP contact layer (λg = 1.3 μm) 11, an SiO 2 insulating film 12 is deposited, a window is opened in a stripe shape, and Au / A Zn electrode 13 is deposited. Further, an Au / Sn electrode 14 is deposited on the back surface of the n-type InP substrate 1. After cleavage, the DFB as shown in FIG.
Obtain a laser device.

【0096】(実施例3)図11は、本発明によるDF
Bレーザ装置の更に他の実施例を示す斜視図であり、内
部構造がわかるように一部を切り欠いてある。
(Embodiment 3) FIG. 11 shows a DF according to the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing still another embodiment of the B laser device, with a portion cut away to show the internal structure.

【0097】本実施例のDFBレーザ300は、n型I
nP基板1上に、n型InPクラッド層(厚さ200n
m)4、n型InGaAsP導波路層(厚さ50nm、
λg=1.05μm)5、多重量子井戸活性層6、p型I
nGaAsP導波路層(厚さ30nm、λg=1.05μ
m)7、p型InPクラッド層(厚さ400nm)15
からなるメサ状構造を備えている。メサ状構造の両側は
p型InP電流ブロック層8、n型InP電流ブロック
層9で埋め込まれており、その上部にはp型InP埋め
込み層15、p型InGaAsPコンタクト層(λg=1.
3μm)11が形成されている。
The DFB laser 300 of this embodiment has an n-type I
An n-type InP cladding layer (thickness: 200 n) is formed on the nP substrate 1.
m) 4, n-type InGaAsP waveguide layer (50 nm thick,
λg = 1.05 μm) 5, multiple quantum well active layer 6, p-type I
nGaAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm)
m) 7, p-type InP cladding layer (thickness: 400 nm) 15
And a mesa-like structure. Both sides of the mesa-like structure are buried with a p-type InP current block layer 8 and an n-type InP current block layer 9, and a p-type InP buried layer 15 and a p-type InGaAsP contact layer (λg = 1.
3 μm) 11 are formed.

【0098】n型InP基板1の裏面にはAu/Sn合
金からなるn側電極14が形成され、p型InGaAs
Pコンタクト層11の上部にはストライプ状の窓を有す
るSiO 2 絶縁膜12が形成されており、その上部に形
成されたAu/Zn合金からなるp側電極13はSiO
2 絶縁膜12のストライプ状の窓を通してp型InGa
AsPコンタクト層11に接触している。
On the back surface of the n-type InP substrate 1, an n-side electrode 14 made of an Au / Sn alloy is formed.
An SiO 2 insulating film 12 having a striped window is formed on the P contact layer 11, and a p-side electrode 13 made of an Au / Zn alloy formed on the SiO 2 insulating film 12 is formed of SiO 2.
(2) p-type InGa through a striped window of the insulating film 12
It is in contact with the AsP contact layer 11.

【0099】更にn型InP基板1とn型InPクラッ
ド層4の間にInAsP吸収層3およびInGaP屈折
率補償層18がレーザ共振器方向に203nmのピッチ
で形成されており、その形状はレーザ共振器方向に平行
な断面においてn型InP基板1側にその頂点を有する
三角形状になっている。また、InAsP吸収層3とI
nGaP屈折率補償層18の平均の屈折率がInPのそ
れとほぼ等しくなっている。
Further, an InAsP absorption layer 3 and an InGaP refractive index compensation layer 18 are formed between the n-type InP substrate 1 and the n-type InP cladding layer 4 at a pitch of 203 nm in the direction of the laser cavity. It has a triangular shape having its apex on the n-type InP substrate 1 side in a cross section parallel to the container direction. Further, the InAsP absorption layer 3 and I
The average refractive index of the nGaP refractive index compensation layer 18 is almost equal to that of InP.

【0100】また、多重量子井戸活性層6は圧縮歪が導
入された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に
歪は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障
壁層(λg=1.05μm)の10対から構成されている。
The multiple quantum well active layer 6 is composed of a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which a compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) in which no strain is intentionally introduced. It consists of 10 pairs.

【0101】本実施例において、レーザ共振器方向に周
期的に形成されたInAsP吸収層3のフォトルミネッ
センス波長は1.4μmに設定されており、一方、活性
層6からの発振波長は1.3μmに設定されている。こ
のことから、InAsP吸収層3はレーザ共振器方向に
利得の周期的変動を生じさせる。また、InAsP吸収
層3上部に形成されたInGaP屈折率補償層18によ
り、InAsP吸収層3とInGaP屈折率補償層18
の平均の屈折率がInPのそれとほぼ等しくなっている
ため屈折率の周期的変動は無く、利得の周期的変動のみ
が存在する。これにより、前述したような理由で、利得
と屈折率の周期的変動が同時に存在する場合と比較して
高い確率で、単一波長のレーザ発振が得られる。
In this embodiment, the photoluminescence wavelength of the InAsP absorption layer 3 formed periodically in the laser resonator direction is set to 1.4 μm, while the oscillation wavelength from the active layer 6 is 1.3 μm. Is set to For this reason, the InAsP absorption layer 3 causes a periodic fluctuation of the gain in the direction of the laser cavity. Further, the InAsP absorption layer 3 and the InGaP refractive index compensation layer 18 are formed by the InGaP refractive index compensation layer 18 formed on the InAsP absorption layer 3.
Is almost equal to that of InP, there is no periodic fluctuation of the refractive index, and only the periodic fluctuation of the gain exists. As a result, for the above-described reason, laser oscillation of a single wavelength can be obtained with a higher probability than in the case where the periodic fluctuations of the gain and the refractive index are simultaneously present.

【0102】また、本実施例において、n型InPクラ
ッド層4はn型InGaAsP光導波路層に置き換え、
n型InPクラッド層とn型InGaAsP光導波路層
とを一体にしてn型InGaAsP光導波路層としても
よい。
In this embodiment, the n-type InP cladding layer 4 is replaced with an n-type InGaAsP optical waveguide layer.
The n-type InP cladding layer and the n-type InGaAsP optical waveguide layer may be integrated to form an n-type InGaAsP optical waveguide layer.

【0103】次に、図12(a)から(f)を参照しな
がら、図11のDFBレーザ300の製造方法を説明す
る。
Next, a method of manufacturing the DFB laser 300 shown in FIG. 11 will be described with reference to FIGS.

【0104】図12(a)に示すように、n型InP基
板1上にピッチが203nmで深さが約100nmの回
折格子2を2光束干渉露光法により形成する。
As shown in FIG. 12A, a diffraction grating 2 having a pitch of 203 nm and a depth of about 100 nm is formed on an n-type InP substrate 1 by a two-beam interference exposure method.

【0105】次にこれを水素雰囲気中に100%フォス
フィン(PH3)100cc/minと10%アルシン(AsH3)
10cc/minを導入し、600℃で熱処理することにより
図12(b)に示すように、回折格子2の凹部に約50
nmのInAsP吸収層3を形成する。その後、図12
(c)に示すように、続けて有機金属気相成長法により
n型InGaP屈折率補償層18を堆積する。その後、
図12(d)に示すように、続けてn型InPクラッド
層(厚さ200nm)4、n型InGaAsP導波路層
(厚さ50nm、λg=1.05μm)5、圧縮歪が導入
された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に歪
は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障壁
層(λg=1.05μm)の10対から構成されている多重
量子井戸活性層6、p型InGaAsP導波路層(厚さ
30nm、λg=1.05μm)7、p型InPクラッド
層(厚さ400nm)15、p型InGaAsPキャッ
プ層(λg=1.3μm)16を順次堆積する。
Next, this was placed in a hydrogen atmosphere in 100% phosphine (PH 3 ) at 100 cc / min and 10% arsine (AsH 3 ).
At a rate of 10 cc / min and heat treatment at 600 ° C., as shown in FIG.
The InAsP absorption layer 3 of nm is formed. Then, FIG.
Subsequently, as shown in FIG. 3C, an n-type InGaP refractive index compensation layer 18 is deposited by metal organic chemical vapor deposition. afterwards,
As shown in FIG. 12D, the n-type InP cladding layer (thickness: 200 nm) 4, the n-type InGaAsP waveguide layer (thickness: 50 nm, λg = 1.05 μm) 5, and the thickness at which compressive strain was introduced A multiple quantum well active layer 6 comprising 10 pairs of a 6 nm thick InGaAsP well layer and a 10 nm thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) into which no strain is intentionally introduced, a p-type InGaAsP waveguide A layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm) 7, a p-type InP cladding layer (thickness 400 nm) 15, and a p-type InGaAsP cap layer (λg = 1.3 μm) 16 are sequentially deposited.

【0106】この後、図12(e)に示すように、スト
ライプ状のメサをエッチングにより形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 12E, a stripe-shaped mesa is formed by etching.

【0107】次に液相成長法により、p型InP電流ブ
ロック層8、n型InP電流ブロック層9、p型InP
埋め込み層10、p型InGaAsPコンタクト層(λg
=1.3μm)11を順次堆積した後、SiO 2 絶縁膜12
を堆積し、ストライプ状に窓を開け、Au/Zn電極1
3を蒸着する。また、n型InP基板1の裏面にAu/
Sn電極14を蒸着する。へき開の後、図12(f)に
示すようなDFBレーザ装置300を得る。
Next, the p-type InP current blocking layer 8, the n-type InP current blocking layer 9, the p-type InP
The buried layer 10 and the p-type InGaAsP contact layer (λg
= 1.3 μm) 11 are sequentially deposited, and then SiO 2 insulating film 12 is deposited.
Is deposited, a window is opened in a stripe shape, and an Au / Zn electrode 1 is formed.
3 is deposited. In addition, Au /
An Sn electrode 14 is deposited. After the cleavage, a DFB laser device 300 as shown in FIG.

【0108】(実施例4)図13は、本発明によるDF
Bレーザ装置の更に他の実施例を示す斜視図であり、内
部構造がわかるように一部を切り欠いてある。
(Embodiment 4) FIG. 13 shows a DF according to the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing still another embodiment of the B laser device, with a portion cut away to show the internal structure.

【0109】本発明のDFBレーザ400は、n型In
P基板1上にn型InPクラッド層(厚さ200nm)
4、n型InGaAsP導波路層(厚さ50nm、λg=
1.05μm)5、多重量子井戸活性層6、p型InG
aAsP導波路層(厚さ30nm、λg=1.05μm)
7、第1のp型InPクラッド層(平均厚さ100n
m)15、第2のp型InPクラッド層(厚さ300n
m)17からなるメサ状構造を備えている。メサ状構造
の両側はp型InP電流ブロック層8、n型InP電流
ブロック層9で埋め込まれており、その上部にはp型I
nP埋め込み層10、p型InGaAsPコンタクト層
(λg=1.3μm)11が形成されている。
The DFB laser 400 of the present invention has an n-type In
N-type InP cladding layer (200 nm thick) on P substrate 1
4. n-type InGaAsP waveguide layer (50 nm thick, λg =
1.05 μm) 5, multiple quantum well active layer 6, p-type InG
aAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm)
7. First p-type InP cladding layer (average thickness 100 n
m) 15, the second p-type InP cladding layer (thickness: 300 n)
m) a mesa-like structure of 17; Both sides of the mesa structure are buried with a p-type InP current block layer 8 and an n-type InP current block layer 9, and a p-type I
nP buried layer 10, p-type InGaAsP contact layer
(λg = 1.3 μm) 11 is formed.

【0110】n型InP基板1の裏面にはAu/Sn合
金からなるn側電極14が形成され、p型InGaAs
Pコンタクト層11の上部にはストライプ状の窓を有す
るSiO 2 絶縁膜12が形成されており、その上部に形
成されたAu/Zn合金からなるp側電極13はSiO
2 絶縁膜12のストライプ状の窓を通してp型InGa
AsPコンタクト層11に接触している。
On the back surface of the n-type InP substrate 1, an n-side electrode 14 made of an Au / Sn alloy is formed, and p-type InGaAs is formed.
An SiO 2 insulating film 12 having a striped window is formed on the P contact layer 11, and a p-side electrode 13 made of an Au / Zn alloy formed on the SiO 2 insulating film 12 is formed of SiO 2.
(2) p-type InGa through a striped window of the insulating film 12
It is in contact with the AsP contact layer 11 .

【0111】更にp型InPクラッド層15と第2のp
型InPクラッド層17の間にInAsP吸収層3およ
びInGaP屈折率補償層18が203nmのピッチで
レーザ共振器方向に形成されており、その形状はレーザ
共振器方向に平行な断面においてn型InP基板1側に
その頂点を有する三角形状になっている。
Further, the p-type InP cladding layer 15 and the second
The InAsP absorption layer 3 and the InGaP refractive index compensating layer 18 are formed between the InP cladding layers 17 at a pitch of 203 nm in the direction of the laser cavity, and their shapes are n-type InP substrates in a cross section parallel to the laser cavity direction. It has a triangular shape with its vertex on one side.

【0112】また、多重量子井戸活性層6は圧縮歪が導
入された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に
歪は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障
壁層(λg=1.05μm)の10対から構成されている。
The multiple quantum well active layer 6 is composed of a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which a compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) in which no strain is intentionally introduced. It consists of 10 pairs.

【0113】本実施例において、レーザ共振器方向に周
期的に形成されたInAsP吸収層3のフォトルミネッ
センス波長は1.4μmに設定されており、一方、活性
層からの発振波長は1.3μmに設定されている。この
ことから、InAsP吸収層3はレーザ共振器方向に利
得の周期的変動を生じさせる。また、InAsP吸収層
3上部に形成されたInGaP屈折率補償層により、I
nAsP吸収層とInGaP屈折率補償層の平均の屈折
率がInPのそれとほぼ等しくなっているため屈折率の
周期的変動は無く、利得の周期的変動のみが存在する。
これにより、前述したような理由で、利得と屈折率の周
期的変動の場合と比較して高い確率で、単一波長のレー
ザ発振が得られる。
In the present embodiment, the photoluminescence wavelength of the InAsP absorption layer 3 formed periodically in the laser resonator direction is set to 1.4 μm, while the oscillation wavelength from the active layer is set to 1.3 μm. Is set. For this reason, the InAsP absorption layer 3 causes a periodic fluctuation of the gain in the direction of the laser cavity. Further, the InGaP refractive index compensation layer formed on the InAsP absorption layer 3 allows
Since the average refractive indices of the nAsP absorption layer and the InGaP refractive index compensation layer are almost equal to those of InP, there is no periodic fluctuation of the refractive index, but only the periodic fluctuation of the gain.
As a result, for a reason as described above, laser oscillation of a single wavelength can be obtained with a higher probability than in the case of periodic fluctuation of gain and refractive index.

【0114】また、本実施例において活性層6の上部に
InAsP吸収層3が形成されている。実施例3の構成
ではInAsP吸収層3と活性層6の間に位置するIn
Pクラッド層4及びInGaAsP導波路層5の厚さは
結晶性の回復を図るため比較的厚くする必要がある。し
かしながら本実施例の様な構成にすることにより活性層
6とInAsP吸収層3の間に位置するp型InGaA
sP導波路層7とp型InPクラッド層15の厚さを比
較的自由に設定することが可能となる。これは光強度分
布とInAsP吸収層3の結合の度合を実施例3よりも
自由に設定可能であることを示している。
Further, in this embodiment, the InAsP absorption layer 3 is formed on the active layer 6. In the configuration of the third embodiment, In which is located between the InAsP absorption layer 3 and the active layer 6 is used.
The thicknesses of the P cladding layer 4 and the InGaAsP waveguide layer 5 need to be relatively large in order to recover crystallinity. However, with the configuration as in the present embodiment, the p-type InGaAs located between the active layer 6 and the InAsP absorption layer 3 is formed.
The thicknesses of the sP waveguide layer 7 and the p-type InP cladding layer 15 can be set relatively freely. This indicates that the degree of coupling between the light intensity distribution and the InAsP absorption layer 3 can be set more freely than in the third embodiment.

【0115】また、本実施例4において、p型InPク
ラッド層15はp型InGaAsP光導波路層に置き換
えてもよい。
In the fourth embodiment, the p-type InP cladding layer 15 may be replaced with a p-type InGaAsP optical waveguide layer.

【0116】図14(a)から(f)を参照しながら図
13のDFBレーザ400の製造方法を説明する。
A method for manufacturing the DFB laser 400 shown in FIG. 13 will be described with reference to FIGS.

【0117】図14(a)に示すように、n型InP基
板1上に有機金属気相成長法によりn型InPクラッド
層(厚さ200nm)4、n型InGaAsP導波路層
(厚さ50nm、λg=1.05μm)5、圧縮歪が導入
された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意図的に歪
は導入されていない厚さ10nmのInGaAsP障壁
層(λg=1.05μm)の10対から構成されている多重
量子井戸活性層6、p型InGaAsP導波路層(厚さ
30nm、λg=1.05μm)7、p型InPクラッド
層(厚さ200nm)15を順次堆積、その表面にピッ
チが203nmで深さが約100nmの回折格子2を2
光束干渉露光法により形成する。
As shown in FIG. 14A, an n-type InP cladding layer (thickness: 200 nm) 4 and an n-type InGaAsP waveguide layer (thickness: 50 nm) were formed on an n-type InP substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition. λg = 1.05 μm) 5, composed of 10 pairs of a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which a compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer (λg = 1.05 μm) in which no strain is intentionally introduced. A multi-quantum well active layer 6, a p-type InGaAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm) 7 and a p-type InP clad layer (thickness 200 nm) 15 are sequentially deposited, and the pitch is 203 nm on the surface thereof. Diffraction grating 2 having a depth of about 100 nm
It is formed by a light beam interference exposure method.

【0118】次にこれを水素雰囲気中に100%フォス
フィン(PH3)100cc/minと10%アルシン(AsH3)
10cc/minを導入し、600℃で熱処理することにより
図14(b)に示すように、回折格子2の凹部に約50
nmのInAsP吸収層3を形成する。その後続けて図
14(c)に示すように、有機金属気相成長法によりn
型InGaP屈折率補償層18を堆積する。続けて、図
14(d)に示すように、有機金属気相成長法により第
2のp型InPクラッド層(平均厚さ300nm)1
7、p型InGaAsPキャップ層(λg=1.3μm)1
6を順次堆積する。
Next, this was put in a hydrogen atmosphere at 100 cc / min of 100% phosphine (PH 3 ) and 10% arsine (AsH 3 ).
By introducing a heat treatment at 600 ° C. at a rate of 10 cc / min, as shown in FIG.
The InAsP absorption layer 3 of nm is formed. Subsequently, as shown in FIG. 14 (c), n
A type InGaP refractive index compensation layer 18 is deposited. Subsequently, as shown in FIG. 14D, a second p-type InP cladding layer (average thickness 300 nm) 1 is formed by metal organic chemical vapor deposition.
7, p-type InGaAsP cap layer (λg = 1.3 μm) 1
6 are sequentially deposited.

【0119】この後、図14(e)に示すように、スト
ライプ状のメサをエッチングにより形成する。次に液相
成長法により、p型InP電流ブロック層8、n型In
P電流ブロック層9、p型InP埋め込み層10、p型
InGaAsPコンタクト層(λg=1.3μm)11を順
次堆積した後、SiO 2 絶縁膜12を堆積し、ストライ
プ状に窓を開け、Au/Zn電極13を蒸着する。
Thereafter, as shown in FIG. 14E, a stripe-shaped mesa is formed by etching. Next, the p-type InP current blocking layer 8 and the n-type In
After sequentially depositing a P current block layer 9, a p-type InP buried layer 10, and a p-type InGaAsP contact layer (λg = 1.3 μm) 11, an SiO 2 insulating film 12 is deposited, a window is opened in a stripe shape, and Au / A Zn electrode 13 is deposited.

【0120】また、n型InP基板1の裏面にAu/S
n電極14を蒸着する。へき開の後、図14(f)に示
すようなDFBレーザ装置400を作製する。
Further, Au / S is applied to the back surface of the n-type InP substrate 1.
An n-electrode 14 is deposited. After the cleavage, a DFB laser device 400 as shown in FIG.

【0121】以上の実施例は1.3μm帯のDFBレー
ザ装置およびその製造方法であるが、本発明は構成する
材料を変えることにより、例えば1.55μm帯などの
他の波長帯にも適用可能である。また、以上の実施例は
埋め込み構造であるが、リッジ構造にしても本発明の効
果は同じである。
The above embodiments are the DFB laser device of 1.3 μm band and the manufacturing method thereof. However, the present invention can be applied to other wavelength bands such as 1.55 μm band by changing the constituent materials. It is. Although the above embodiment has a buried structure, the effect of the present invention is the same even with a ridge structure.

【0122】また、以上の実施例は埋め込み構造は液相
成長法により行っているが、有機金属気相成長法を用い
てもよい。
In the above embodiments, the buried structure is formed by the liquid phase epitaxy, but the metal organic vapor phase epitaxy may be used.

【0123】(実施例5) 図15は、本発明による更に他のDFBレーザ装置を示
す斜視図であり、内部構造がわかるように一部を切り欠
いてある。
[0123] (Embodiment 5) FIG. 15 is a further Ru good in the present invention is a perspective view showing another DFB laser device, it is partially cut away as can be seen the internal structure.

【0124】本DFBレーザ500は、n型InP基板
1上にn型InPクラッド層(厚さ200nm)4、n
型InGaAsP導波路層(厚さ50nm、λg=1.0
5μm)5、多重量子井戸活性層6、p型InGaAs
P導波路層(厚さ30nm、λg=1.05μm)7、p型
InPクラッド層(厚さ400nm)15形成された
メサ状多層構造を備えている。メサ状多層構造の両側
は、p型InP電流ブロック層8、n型InP電流ブロ
ック層9で埋め込まれており、その上部にはp型InP
埋め込み層10、p型InGaAsPコンタクト層(λg
=1.3μm)11が形成されている。n型InP基板1の
裏面にはAu/Sn合金からなるn側電極14が形成さ
れ、p型InGaAsPコンタクト層11の上部にはス
トライプ状の窓を有するSiO 2 絶縁膜12が形成され
ており、その上部に形成されたAu/Zn合金からなる
p側電極13はSiO 2 絶縁膜12のストライプ状の窓
を通してp型InGaAsPコンタクト層11に接触し
ている。更にn型InP基板1とn型InPクラッド層
4の間にInAsP吸収層3がレーザ共振器方向に20
3nmのピッチで形成されており、その形状はレーザ共
振器方向に平行な断面においてn型InP基板1側にそ
の頂点を有する三角形状になっている。また、InAs
P吸収層3の両側にn型InGaAsP屈折率補償層
(厚さ50nm、λg=1.2μm)32が形成されている。
また、多重量子井戸活性層6は圧縮歪が導入された厚さ
6nmのInGaAsP井戸層と意図的に歪は導入され
ていない厚さ10nmのInGaAsP障壁層(λg=1.
05μm)の10対から構成されている。
The present DFB laser 500 includes an n-type InP cladding layer (200 nm thick) 4
Type InGaAsP waveguide layer (thickness: 50 nm, λg = 1.0)
5 μm) 5, multiple quantum well active layer 6, p-type InGaAs
It has a mesa multilayer structure in which a P waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm) 7 and a p-type InP cladding layer (thickness 400 nm) 15 are formed. On both sides of the mesa-like multilayer structure, a p-type InP current blocking layer 8 and an n-type InP current blocking layer 9 are buried.
The buried layer 10 and the p-type InGaAsP contact layer (λg
= 1.3 μm) 11. An n-side electrode 14 made of an Au / Sn alloy is formed on the back surface of the n-type InP substrate 1, and an SiO 2 insulating film 12 having a striped window is formed on the p-type InGaAsP contact layer 11. The p-side electrode 13 made of an Au / Zn alloy formed thereon is in contact with the p-type InGaAsP contact layer 11 through a striped window of the SiO 2 insulating film 12. Further, an InAsP absorption layer 3 is formed between the n-type InP substrate 1 and the n-type InP cladding layer 4 in the laser cavity direction.
It is formed at a pitch of 3 nm, and has a triangular shape having its vertex on the n-type InP substrate 1 side in a cross section parallel to the laser cavity direction. Also, InAs
N-type InGaAsP refractive index compensation layer on both sides of P absorption layer 3
(Thickness: 50 nm, λg = 1.2 μm) 32 are formed.
The multiple quantum well active layer 6 has a 6-nm-thick InGaAsP well layer in which compressive strain is introduced and a 10-nm-thick InGaAsP barrier layer in which no strain is intentionally introduced (λg = 1.
05 μm).

【0125】本実施例において、レーザ共振器方向に周
期的に形成されたInAsP吸収層3のフォトルミネッ
センス波長は1.4μmに設定されており、一方、活性層
6からの発振波長は1.3μmに設定されている。このこ
とから、InAsP吸収層3はレーザ共振器方向に利得
の周期的変動を生じさせる。また、InAsP吸収層3
の両側に形成されたInGaAsP屈折率補償層32に
より、屈折率の周期的変動が非常に小さくなっており、
利得の周期的変動のみが存在する状態に近くなってい
る。これにより、前述したような理由で、利得と屈折率
の周期的変動が同時に存在する場合と比較して高い確率
で、単一波長のレーザ発振が得られる。
In this embodiment, the photoluminescence wavelength of the InAsP absorption layer 3 formed periodically in the laser cavity direction is set to 1.4 μm, while the oscillation wavelength from the active layer 6 is 1.3 μm. Is set to For this reason, the InAsP absorption layer 3 causes a periodic fluctuation of the gain in the direction of the laser cavity. Further, the InAsP absorption layer 3
The InGaAsP refractive index compensation layer 32 formed on both sides of the substrate makes periodic fluctuation of the refractive index extremely small.
It is close to a state where only the periodic fluctuation of the gain exists. As a result, for the above-described reason, laser oscillation of a single wavelength can be obtained with a higher probability than in the case where the periodic fluctuations of the gain and the refractive index are simultaneously present.

【0126】また、本実施例において、n型InPクラ
ッド層4はn型InGaAsP光導波路層に置き換えて
もよい。また、InAsP吸収層3とInGaAsP屈
折率補償層32はP型InPクラッド層15中に形成し
ても良い。
In this embodiment, the n-type InP cladding layer 4 may be replaced with an n-type InGaAsP optical waveguide layer. Further, the InAsP absorption layer 3 and the InGaAsP refractive index compensation layer 32 may be formed in the P-type InP cladding layer 15.

【0127】図16(a)から(f)及び17(a)か
ら(c)を参照しながら図15のDFBレーザ500の
製造方法を説明する。
A method for manufacturing the DFB laser 500 shown in FIG. 15 will be described with reference to FIGS. 16 (a) to 16 (f) and 17 (a) to 17 (c).

【0128】まず、図16(a)及び17(a)に示す
ように、n型InP基板1上に有機金属気相成長法によ
りn型InGaAsP屈折率補償層(厚さ50nm、λg
=1.2μm)32、n型InP層(厚さ20nm)33を堆
積する。次に図16(b)及び図17(b)に示すよう
n型InGaAsP屈折率補償層32、n型InP層
33に対してピッチが203nmで深さが約100nm
の回折格子2を2光束干渉露光法により形成する。次に
これを水素雰囲気中に100%フォスフィン(PH3)10
0cc/minと10%アルシン(AsH3)10cc/minを導入
し、600℃で熱処理することにより図16(c)及び
図17(c)に示すように、回折格子2の凹部に約50
nmのInAsP吸収層3を形成する。その後、図16
(d)及び図17(d)に示すように、続けてn型In
Pクラッド層(厚さ200nm)4、n型InGaAs
P導波路層(厚さ50nm、λg=1.05μm)5、圧縮
歪が導入された厚さ6nmのInGaAsP井戸層と意
図的に歪は導入されていない厚さ10nmのInGaA
sP障壁層(λg=1.05μm)の10対から構成されてい
る多重量子井戸活性層6、p型InGaAsP導波路層
(厚さ30nm、λg=1.05μm)7、p型InPクラ
ッド層(厚さ400nm)15、p型InGaAsPキ
ャップ層(λg=1.3μm)16を順次堆積する。この後、
図16(e)に示すように、ストライプ状のメサをエッ
チングにより形成する。次に液相成長法により、p型I
nP電流ブロック層8、n型InP電流ブロック層9、
p型InP埋め込み層10、p型InGaAsPコンタ
クト層(λg=1.3μm)11を順次堆積した後、SiO 2
絶縁膜12を堆積し、ストライプ状に窓を開け、Au/
Zn電極13を蒸着する。また、n型InP基板1の裏
面にAu/Sn電極14を蒸着する。へき開の後、図1
6(f)に示すようなDFBレーザ装置500を得る。
First, as shown in FIGS. 16 (a) and 17 (a), an n-type InGaAsP refractive index compensation layer (50 nm thick, λg) was formed on the n-type InP substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition.
= 1.2 μm) 32 and an n-type InP layer (thickness: 20 nm) 33 are deposited. Next, as shown in FIG. 16B and FIG.
The pitch is 203 nm and the depth is about 100 nm with respect to the n-type InGaAsP refractive index compensation layer 32 and the n-type InP layer 33.
Is formed by the two-beam interference exposure method. Next, this is put in a hydrogen atmosphere with 100% phosphine (PH 3 ) 10
After introducing 0 cc / min and 10 cc / min of 10% arsine (AsH 3 ) and performing a heat treatment at 600 ° C., as shown in FIGS.
The InAsP absorption layer 3 of nm is formed. Then, FIG.
17 (d) and FIG. 17 (d), the n-type In
P cladding layer (thickness: 200 nm) 4, n-type InGaAs
P waveguide layer (thickness: 50 nm, λg = 1.05 μm) 5, InGaAsP well layer having a thickness of 6 nm in which compressive strain is introduced, and InGaAs having a thickness of 10 nm in which no strain is intentionally introduced.
A multiple quantum well active layer 6 composed of 10 pairs of sP barrier layers (λg = 1.05 μm), a p-type InGaAsP waveguide layer (thickness 30 nm, λg = 1.05 μm) 7, a p-type InP cladding layer ( A 400 nm thick layer 15 and a p-type InGaAsP cap layer (λg = 1.3 μm) 16 are sequentially deposited. After this,
As shown in FIG. 16E, a stripe-shaped mesa is formed by etching. Next, p-type I
nP current block layer 8, n-type InP current block layer 9,
After sequentially depositing a p-type InP buried layer 10 and a p-type InGaAsP contact layer (λg = 1.3 μm) 11, SiO 2
An insulating film 12 is deposited, a window is opened in a stripe shape, and Au /
A Zn electrode 13 is deposited. Further, an Au / Sn electrode 14 is deposited on the back surface of the n-type InP substrate 1. After cleavage, Figure 1
A DFB laser device 500 as shown in FIG.

【0129】(実施例6)外部変調器が一体的に集積化
されたDFBレーザは、超低チャープ光源として期待さ
れているが、従来の構造ではその歩留まりに問題があ
り、また利得結合DFBレーザでは高単一モード発振歩
留まりは確認されているが、低チャープ化には限界があ
るという問題があった。
(Embodiment 6) A DFB laser in which an external modulator is integrally integrated is expected as an ultra-low chirp light source, but the conventional structure has a problem in its yield, and a gain-coupled DFB laser Although high single mode oscillation yield was confirmed, there was a problem that there was a limit to lowering the chirp.

【0130】本発明は、吸収層のエッチング及び再成長
を行うことなく吸収層を周期的に形成する方法、及びそ
れにより作製した利得結合型DFBレーザを提供するも
のである。
The present invention provides a method of periodically forming an absorption layer without performing etching and regrowth of the absorption layer, and a gain-coupled DFB laser manufactured by the method.

【0131】以下、本発明による分布帰還型半導体レー
ザ装置の実施例を説明する。
An embodiment of the distributed feedback semiconductor laser device according to the present invention will be described below.

【0132】図20は、本実施例のDFBレーザ装置6
00の共振器方向に沿った断面を示す。このDFBレー
ザ装置600は、一つのn−InP基板51上に集積さ
れた、レーザ光を生成する発光部71と、レーザ光を変
調する光変調部72とを備えている。これらの発光部7
1と光変調部72とは、幅1〜2μm程度のストライプ
状多層構造内に一体的に含まれている。
FIG. 20 shows the DFB laser device 6 of this embodiment.
10 shows a cross section along the resonator direction of 00. The DFB laser device 600 includes a light emitting unit 71 that generates laser light and a light modulating unit 72 that modulates laser light, which are integrated on one n-InP substrate 51. These light emitting units 7
1 and the light modulating section 72 are integrally contained in a striped multilayer structure having a width of about 1 to 2 μm.

【0133】より詳細には、発光部71は、n−InP
基板51上に243nmピッチで周期的に配列されたn
−InGaAs吸収型回折格子(バンドギャップ波長λ
g=1.68μm、層厚d=30nm)52と、n−I
nGaAsP光導波層(λg=1.05μm、d=15
0nm)55と、アンドープInGaAsPMQW活性
層56と、p−InPクラッド層58Aと、p−InG
aAsPコンタクト層59と、p型電極60とが、この
順序でn−InP基板51の側から積層された多層構造
を有している。
More specifically, the light emitting section 71 is composed of n-InP
N periodically arranged at a pitch of 243 nm on the substrate 51
-InGaAs absorption diffraction grating (bandgap wavelength λ
g = 1.68 μm, layer thickness d = 30 nm) 52, n−I
nGaAsP optical waveguide layer (λ g = 1.05 μm, d = 15
0 nm) 55, an undoped InGaAs PMQW active layer 56, a p-InP cladding layer 58A, and a p-InG
The aAsP contact layer 59 and the p-type electrode 60 have a multilayer structure in which the n-InP substrate 51 is stacked in this order.

【0134】他方、光変調部72は、n−InP基板5
1上に形成されたアンドープInGaAsP光変調層
(λg=1.48μm、d=300nm)57と、p−
InPクラッド層58Bと、p型電極61とが、この順
序でn−InP基板51の側から積層された多層構造を
有している。
On the other hand, the light modulating section 72 includes the n-InP substrate 5
An undoped InGaAsP light modulating layer (λ g = 1.48 μm, d = 300 nm) 57 formed on
The InP clad layer 58B and the p-type electrode 61 have a multilayer structure in which the n-InP substrate 51 is stacked in this order.

【0135】p型電極60とp型電極61とは、相互に
電気的に分離され、異なる電位が与えられるように配置
されている。これに対して、n型電極62は、n−In
P基板51の裏面の全面に形成されており、発光部71
と光変調部72に対する共通のn側電極として機能す
る。不図示の電圧印加装置によって、p型電極60とn
型電極62との間には実質的に一定の電圧が印加され、
発光部71を駆動電流が流れる結果、安定したレーザ発
振が引き起こされる。他方、p型電極61とn型電極6
2との間には、変調された電圧が逆バイアス状態で印加
され、アンドープ光変調層57の光学特性が印加電圧に
応じて変調される。
The p-type electrode 60 and the p-type electrode 61 are electrically separated from each other and arranged so as to be given different potentials. In contrast, the n-type electrode 62 has n-In
The light emitting portion 71 is formed on the entire back surface of the P substrate 51.
And a common n-side electrode for the light modulator 72. A p-type electrode 60 and n-type
A substantially constant voltage is applied between the mold electrode 62 and
As a result of the drive current flowing through the light emitting section 71, stable laser oscillation is caused. On the other hand, the p-type electrode 61 and the n-type electrode 6
2, a modulated voltage is applied in a reverse bias state, and the optical characteristics of the undoped light modulation layer 57 are modulated according to the applied voltage.

【0136】なお、光変調部72が設けられている側の
素子端面(出射端面)には、反射率0.1%の低反射
膜64がコーティングされており、発光部71が設けら
れている側の素子端面には、反射率が90%の高反射膜
63がコーティングされている。この結果、素子の出射
端面から高い光出力が得られる。
[0136] Note that the device end face on the side where the light modulation unit 72 is provided (exit end face), the reflectance are 0.1% low reflection film 64 is coated, and the light emitting portion 71 is provided The element end face on the side where the light is reflected is coated with a high reflection film 63 having a reflectance of 90%. As a result, a high light output is obtained from the emission end face of the device.

【0137】発光部71のMQW活性層56は、InG
aAsP歪井戸層(層厚6nm、圧縮歪量1%)とλg
=1.3μmの障壁層(層厚10nm)とが交互に配列
された多重量子井戸構造を有している。本実施例では、
量子井戸の数は7つである。室温におけるMQW活性層
56からのフォトルミネッセンスを測定したところ、M
QW活性層6の実効バンドギャップ波長(λPL)は1.
56μmであった。
The MQW active layer 56 of the light emitting section 71 is made of InG
aAsP strain well layer (layer thickness 6 nm, compressive strain 1%) and λ g
It has a multiple quantum well structure in which barrier layers (layer thickness: 10 nm) of 1.3 μm are alternately arranged. In this embodiment,
The number of quantum wells is seven. The photoluminescence from the MQW active layer 56 at room temperature was measured.
The effective bandgap wavelength (λ PL ) of the QW active layer 6 is 1.
It was 56 μm.

【0138】また、n−InGaAs吸収型回折格子5
2は、共振器方向(光軸方向)に規則的に配列された複
数の光吸収層(厚さ30nm)から形成されている。共
振器方向に沿って測った各光吸収層の幅(W)は、50
nmで、配列のピッチ(Λ)は、243nmである。こ
のように、MQW活性層56から得られる光に対する吸
収係数(すなわち利得)が共振器方向に沿って周期的に
変化し、利得結合型共振器を形成している。こうして、
発光部71への電流注入時において、ブラッグ波長近傍
で単一モード発振(発振波長1.55μm)が得られ
る。
The n-InGaAs absorption type diffraction grating 5
2 is formed of a plurality of light absorbing layers (thickness: 30 nm) regularly arranged in the resonator direction (optical axis direction). The width (W) of each light absorbing layer measured along the cavity direction is 50
In nm, the pitch of the array (配 列) is 243 nm. As described above, the absorption coefficient (that is, gain) for the light obtained from the MQW active layer 56 changes periodically along the resonator direction, forming a gain-coupled resonator. Thus,
At the time of current injection into the light emitting section 71, single mode oscillation (oscillation wavelength 1.55 μm) is obtained near the Bragg wavelength.

【0139】本実施例の光変調部72は、逆バイアス電
圧の印加に起因する電界吸収効果のため、発光部71か
ら放射されたレーザ光を変調する。本実施例では、発光
部71の発振閾値電流は20mA、また光変調部へのバ
イアス無印加時の光変調器端面からの光出力は10mW
で、また2Vの逆バイアス印加で20dBの消光比が得
られた。
The light modulating unit 72 of this embodiment modulates the laser light emitted from the light emitting unit 71 due to the electric field absorption effect caused by the application of the reverse bias voltage. In this embodiment, the oscillation threshold current of the light emitting unit 71 is 20 mA, and the light output from the end face of the optical modulator when no bias is applied to the optical modulation unit is 10 mW.
The extinction ratio of 20 dB was obtained by applying a reverse bias of 2 V.

【0140】以下に、図20のDFBレーザ装置600
の製造方法を説明する。
The DFB laser device 600 shown in FIG.
Will be described.

【0141】まず、n−InP基板51上に1回目の有
機金属気相成長(以下MOVPE)によって、n−In
GaAs膜を成長する。次に、二光束干渉露光法とエッ
チングによって、このn−InGaAs膜をパターニン
グし、ピッチ243nmの吸収型回折格子52を発光部
71にのみ選択的に形成する。
First, the n-InP is formed on the n-InP substrate 51 by the first metal organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as MOVPE).
A GaAs film is grown. Next, the n-InGaAs film is patterned by a two-beam interference exposure method and etching, and an absorption type diffraction grating 52 having a pitch of 243 nm is selectively formed only in the light emitting section 71.

【0142】この後、2回目のMOVPE成長によっ
て、n−InGaAsP光導波層55、アンドープMQ
W活性層56、p−InPクラッド層58Aおよびp−
InGaAsPコンタクト層59をn−InP基板51
の全面に成長させる。この後、光変調部72が形成され
るべき領域上に成長した各半導体層を選択的に除去す
る。具体的には、まず、発光部71に位置するp−In
GaAsPコンタクト層59の表面をSiO2でマスク
した後、光変調部72が形成される領域に位置するp−
InGaAsPコンタクト層をH2SO4:H22:H2
O=5:1:1の混合溶液で選択的にエッチングする。
次に、p−InPクラッド層58AをHCl+H3PO4
=1:2の混合溶液で、さらにInGaAsPからなる
MQW活性層56、光導波層55をH2SO4:H22
2O=5:1:1の混合溶液で、それぞれ選択的にエ
ッチングで除去する。
Thereafter, the n-InGaAsP optical waveguide layer 55 and the undoped MQ
W active layer 56, p-InP cladding layer 58A and p-
The InGaAsP contact layer 59 is formed on the n-InP substrate 51.
Grow over the entire surface. Thereafter, each semiconductor layer grown on the region where the light modulation section 72 is to be formed is selectively removed. More specifically, first, the p-In
After masking the surface of the GaAsP contact layer 59 with SiO 2 , the p-
The InGaAsP contact layer is formed of H 2 SO 4 : H 2 O 2 : H 2
It is selectively etched with a mixed solution of O = 5: 1: 1.
Next, the p-InP cladding layer 58A is made of HCl + H 3 PO 4
= 1: 2, and the MQW active layer 56 and the optical waveguide layer 55 made of InGaAsP are further formed of H 2 SO 4 : H 2 O 2 :
It is selectively removed by etching with a mixed solution of H 2 O = 5: 1: 1.

【0143】上記エッチングによって各半導体が除去さ
れた領域上に、第3のMOVPE成長によって、アンド
ープInGaAsP光変調層57およびp−InPクラ
ッド層58Bを形成する。こうして、図20に示される
ように、光変調部72を構成する各半導体層を成長させ
る。
An undoped InGaAsP light modulation layer 57 and a p-InP cladding layer 58B are formed by third MOVPE growth on the region from which each semiconductor has been removed by the above etching. Thus, as shown in FIG. 20, the respective semiconductor layers constituting the light modulation section 72 are grown.

【0144】次に、電流および光の横方向閉じ込めのた
めに、上記各半導体層をストライプ状にパターニングす
る。具体的には、共振器方向に延びる幅1〜2μm程度
のSiO2ストライプマスクパターンを形成した後、p
−InPクラッド層58A及び58Bのマスクで覆われて
いない部分を除去する。次に、発光部71および光変調
部72にそれぞれ装荷クラッドを形成した後、全面にパ
ッシベーションのためのSiO2膜(不図示)を堆積す
る。次に、SiO2膜のコンタクト領域に開口部を設
け、p型電極60及び61を堆積する。さらに基板51
の裏面にn型電極62を形成する。以下、図20のDF
Bレーザ600の特性を説明する。
Next, each of the above semiconductor layers is patterned in a stripe shape for lateral confinement of current and light. Specifically, after forming a SiO 2 stripe mask pattern having a width of about 1 to 2 μm extending in the resonator direction, p
-Remove portions of the InP cladding layers 58A and 58B that are not covered by the mask. Next, after loading cladding is formed on each of the light emitting section 71 and the light modulating section 72, an SiO 2 film (not shown) for passivation is deposited on the entire surface. Next, an opening is provided in the contact region of the SiO 2 film, and p-type electrodes 60 and 61 are deposited. Further, the substrate 51
An n-type electrode 62 is formed on the back surface of the substrate. Hereinafter, the DF of FIG.
Describing the characteristics of the B-les-over The 600.

【0145】発光部が屈折率結合DFBレーザによって
形成されている従来例の場合、端面位相のばらつきによ
り単一モード発振の歩留まりは回折格子作製のばらつき
も考慮すれば30%程度しか得られていないが、本実施
例では、利得結合により単一モード発振が得られ、60
%以上の高い単一波長歩留まりが得られた。
In the case of the conventional example in which the light emitting portion is formed by a refractive index-coupled DFB laser, the yield of single mode oscillation is only about 30% due to variations in end face phase, taking into account variations in the fabrication of diffraction gratings. However, in this embodiment, a single mode oscillation is obtained by gain coupling,
% Higher single wavelength yields were obtained.

【0146】また本実施例においては屈折率結合のD
FBレーザより軸方向ホールバーニングの低減、および
屈折率変動による位相変動が小さいので光変調部側端面
からの反射戻り光による発振波長の変化が小さくなる。
発光部が屈折率結合のDFBレーザの場合端面反射率が
0.1%以下においても、デジタル変調時の0.2オンク゛
ストロ-ム以下の波長チャープが得られる歩留まりは10%
程度であったのに対し、本実施例の素子では同一端面反
射率において歩留りは2倍以上に向上した。
[0146] Also, D of the refractive index coupling in this embodiment
Since the hole hole burning in the axial direction is smaller than that of the FB laser and the phase fluctuation due to the refractive index fluctuation is smaller, the change in the oscillation wavelength due to the return light reflected from the end face on the light modulator side is smaller.
In the case where the light emitting portion is a DFB laser with a refractive index coupling, even if the end face reflectivity is 0.1% or less, the yield of obtaining a wavelength chirp of 0.2 angstroms or less in digital modulation is 10%.
On the other hand, in the device of this example, the yield was more than doubled at the same end face reflectance.

【0147】また端面反射率が0.2%の場合において
も従来の0.1%以下の場合と同程度の歩留まりが得ら
れている。このことは実際のプロセスでの反射膜の膜厚
制御の許容値を拡大でき、素子作製の容易性を増大でき
るものである。出射端面への窓構造の採用や両領域間に
半絶縁層を導入して素子間抵抗を大きくすることによ
り、さらなる特性改善が得ることができることは言うま
でもない。
Even when the end face reflectivity is 0.2%, the same yield as that of the conventional case where the reflectivity is 0.1% or less is obtained. This can increase the allowable value of the thickness control of the reflective film in the actual process, and can increase the easiness of element fabrication. It goes without saying that further improvement in characteristics can be obtained by adopting a window structure on the emission end face or introducing a semi-insulating layer between both regions to increase the resistance between elements.

【0148】また、本構造では活性層と光変調層の構造
を例えばバルク活性層かMQW層か、またMQWの層構
造等を独立に設定できるという特長がある。アナログ変
調等の場合スペクトル線幅とチャープは光伝送路での多
重反射による雑音や変調歪の増大に深く関与しており、
この抑制には低チャープと広いスペクトル線幅が有効で
ある。通常レーザを直接変調する場合は両者は線幅増大
係数を介して従属関係にあり、チャープを低減すると線
幅も低減してしまうが、本実施例の構造では例えばバル
ク活性層の採用等により太い線幅で超低チャープ特性を
得ることができ、より幅広い伝送路への応用が可能とな
る。
Further, the present structure has a feature that the structure of the active layer and the light modulation layer can be set to, for example, a bulk active layer or an MQW layer, and the layer structure of the MQW can be set independently. In the case of analog modulation, etc., the spectral line width and chirp are deeply involved in the increase in noise and modulation distortion due to multiple reflection in the optical transmission line,
For this suppression, a low chirp and a wide spectral line width are effective. Normally, when directly modulating a laser, the two are dependent on each other via a line width increase coefficient, and when the chirp is reduced, the line width is also reduced. However, in the structure of this embodiment, the line width is increased by adopting a bulk active layer, for example. An ultra-low chirp characteristic can be obtained with a line width, and application to a wider transmission line is possible.

【0149】本実施例の構造では発光部71と光変調部
72と間の光の結合効率は90%程度である。これは本
実施例の製造方法において選択エッチングを用いている
ために比較的高い精度で光変調層57と活性層56を同
一光軸上に形成できたためである。尚、図20の半導体
レーザでは、吸収型回折格子52が活性層56の下方に
形成されているが、活性層56の上方に形成した場合も
同様の特性を得ることができる。
In the structure of this embodiment, the light emitting section 71 and the light modulating section
The coupling efficiency of the light with the light 72 is about 90%. This is because the light modulation layer 57 and the active layer 56 can be formed on the same optical axis with relatively high accuracy because the selective etching is used in the manufacturing method of this embodiment. Although the absorption type diffraction grating 52 is formed below the active layer 56 in the semiconductor laser shown in FIG. 20, similar characteristics can be obtained when it is formed above the active layer 56.

【0150】横方向閉じ込めは、装荷型クラッドを用い
たが、結晶成長を1回付加することにより、埋め込み型
にすることも可能である。
In the lateral confinement, a loaded clad is used, but it is also possible to make a buried type by adding crystal growth once.

【0151】(実施例7)次に、図21を参照しなが
ら、本発明によるDFBレーザ装置の他の実施例を説明
する。図21は、本実施例のDFBレーザ装置700の
共振器方向に沿った断面を示している。
(Embodiment 7) Next, another embodiment of the DFB laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 shows a cross section of the DFB laser device 700 of the present embodiment along the cavity direction.

【0152】図21のDFBレーザ装置700は、一つ
のn−InP基板51上に集積された、レーザ光を生成
する発光部71と、レーザ光を変調する光変調部72と
を備えている。これらの発光部71と光変調部72と
は、幅1〜2μm程度のストライプ状多層構造内に一体
的に含まれている。また、発光部71及び光変調部72
の何れも、厚さは異なるが実質的に同一の層構成を有し
ている。
The DFB laser device 700 shown in FIG. 21 includes a light emitting section 71 for generating laser light and a light modulating section 72 for modulating laser light, which are integrated on one n-InP substrate 51. The light emitting section 71 and the light modulating section 72 are integrally included in a striped multilayer structure having a width of about 1 to 2 μm. Further, the light emitting section 71 and the light modulating section 72
Have different thicknesses but substantially the same layer configuration.

【0153】より詳細には、発光部71は、n−InP
基板上に243nmピッチで周期的に配列されたn−I
nGaAs吸収型回折格子(バンドギャップ波長λg
1.68μm、層厚d=10nm)52と、n−InG
aAsP光導波層(λg=1.05μm、d=150n
m)55と、アンドープInGaAsPMQW活性層5
6と、p−InPクラッド層58と、p−InGaAs
Pコンタクト層59と、p型電極60とが、この順序で
n−InP基板51の側から積層された多層構造を有し
ている。
More specifically, the light emitting section 71 is composed of n-InP
NI periodically arranged on a substrate at a pitch of 243 nm
nGaAs absorption diffraction grating (bandgap wavelength λ g =
1.68 μm, layer thickness d = 10 nm) 52 and n-InG
aAsP optical waveguide layer (λ g = 1.05 μm, d = 150 n
m) 55 and undoped InGaAs PMQW active layer 5
6, p-InP cladding layer 58, and p-InGaAs
A P contact layer 59 and a p-type electrode 60 have a multilayer structure in which the n-InP substrate 51 is stacked in this order.

【0154】他方、光変調部72は、n−InP基板5
1上に形成されたn−InGaAsP光導波層(λg
1.05μm、d=75nm)55と、アンドープIn
GaAsP光変調層57と、p−InPクラッド層58
と、p型電極61とが、この順序でn−InP基板51
の側から積層された多層構造を有している。
On the other hand, the light modulating section 72 includes the n-InP substrate 5
N-InGaAsP optical waveguide layer (λ g =
1.05 μm, d = 75 nm) 55 and undoped In
GaAsP light modulation layer 57 and p-InP cladding layer 58
And the p-type electrode 61 in this order.
Has a multilayer structure laminated from the side.

【0155】本実施例では、n−InGaAs吸収型回
折格子52を形成する光吸収層が発光部71だけではな
く、光変調部72にも形成されている。しかし、光変調
部72においては、光吸収層の厚さが約5μmとなって
おり、後述する理由から、光変調部72の光吸収層は、
吸収型回折格子としては実質的に機能しない。
In this embodiment, the light absorbing layer forming the n-InGaAs absorption type diffraction grating 52 is formed not only in the light emitting section 71 but also in the light modulating section 72. However, in the light modulation section 72, the thickness of the light absorption layer is about 5 μm, and the light absorption layer of the light modulation section 72 has
It does not function substantially as an absorption type diffraction grating.

【0156】発光部71のアンドープInGaAsPM
QW活性層56は、ストライプ状多層構造内に形成され
た多重量子井戸層の第1の部分から形成されており、ア
ンドープInGaAsP光変調層57は、その多重量子
井戸層の第2の部分から形成されている。この多重量子
井戸層は、InGaAsP井戸層(バルクでのλg=
1.62μm)とInGaAsP障壁層(λg=1.3
0μm)とが交互に積層(10対)されたものである。
この多重量子井戸層の厚さは、発光部71において、1
80nmであり、光変調部においては、90nmであ
る。発光部71と光変調部72との間に位置する遷移領
域では、多重量子井戸層の厚さは、180nmから90
nmまで、徐々に変化している。
Undoped InGaAsPM of the light emitting section 71
The QW active layer 56 is formed from the first portion of the multiple quantum well layer formed in the stripe-shaped multilayer structure, and the undoped InGaAsP light modulation layer 57 is formed from the second portion of the multiple quantum well layer. Have been. This multiple quantum well layer is composed of an InGaAsP well layer (λg =
1.62 μm) and an InGaAsP barrier layer (λg = 1.3
0 μm) are alternately laminated (10 pairs).
The thickness of the multiple quantum well layer is
It is 80 nm, and 90 nm in the light modulation section. In the transition region located between the light emitting section 71 and the light modulation section 72, the thickness of the multiple quantum well layer is from 180 nm to 90 nm.
up to nm.

【0157】p型電極60とp型電極61とは、相互に
電気的に分離され、異なる電位が与えられるように配置
されている。これに対して、n型電極62は、n−In
P基板51の裏面の全面に形成されており、発光部71
と光変調部72に対する共通のn側電極として機能す
る。不図示の電圧印加装置によって、p型電極60とn
型電極62との間には実質的に一定の電圧が印加され、
発光部71を駆動電流が流れる結果、安定したレーザ発
振が引き起こされる。他方、p型電極61とn型電極6
2との間には、変調された電圧が逆バイアス状態で印加
され、アンドープ光変調層57の光学特性が印加電圧に
応じて変調される。
The p-type electrode 60 and the p-type electrode 61 are electrically separated from each other and arranged so as to be given different potentials. In contrast, the n-type electrode 62 has n-In
The light emitting portion 71 is formed on the entire back surface of the P substrate 51.
And a common n-side electrode for the light modulator 72. A p-type electrode 60 and n-type
A substantially constant voltage is applied between the mold electrode 62 and
As a result of the drive current flowing through the light emitting section 71, stable laser oscillation is caused. On the other hand, the p-type electrode 61 and the n-type electrode 6
2, a modulated voltage is applied in a reverse bias state, and the optical characteristics of the undoped light modulation layer 57 are modulated according to the applied voltage.

【0158】なお、光変調部72が設けられている側の
素子端面(出射端面)には、反射率0.1%の低反射
膜64がコーティングされており、発光部71が設けら
れている側の素子端面には、反射率が90%の高反射膜
63がコーティングされている。この結果、素子の出射
端面から高い光出力が得られる。
[0158] Note that the device end face on the side where the light modulation unit 72 is provided (exit end face), the reflectance are 0.1% low reflection film 64 is coated, and the light emitting portion 71 is provided The element end face on the side where the light is reflected is coated with a high reflection film 63 having a reflectance of 90%. As a result, a high light output is obtained from the emission end face of the device.

【0159】また、n−InGaAs吸収型回折格子5
2は、共振器方向(光軸方向)に規則的に配列された複
数の光吸収層(厚さ10nm)から形成されている。共
振器方向に沿って測った各光吸収層の幅(W)は、50
nmで、配列のピッチ(Λ)は、243nmである。こ
のように、MQW活性層56から得られる光に対する吸
収係数(すなわち利得)が共振器方向に沿って周期的に
変化し、利得結合型共振器を形成している。こうして、
発光部71への電流注入時において、ブラッグ波長近傍
で単一モード発振(発振波長1.55μm)が得られ
る。
The n-InGaAs absorption type diffraction grating 5
2 is formed of a plurality of light absorbing layers (thickness: 10 nm) regularly arranged in the resonator direction (optical axis direction). The width (W) of each light absorbing layer measured along the cavity direction is 50
In nm, the pitch of the array (配 列) is 243 nm. As described above, the absorption coefficient (that is, gain) for the light obtained from the MQW active layer 56 changes periodically along the resonator direction, forming a gain-coupled resonator. Thus,
At the time of current injection into the light emitting section 71, single mode oscillation (oscillation wavelength 1.55 μm) is obtained near the Bragg wavelength.

【0160】本実施例の光変調部72は、逆バイアス電
圧の印加に起因する電界吸収効果のため、発光部71か
ら放射されたレーザ光を変調する。本実施例では、発光
部71の発振閾値電流は20mA、また光変調部へのバ
イアス無印加時の光変調器端面からの光出力は10mW
で、また2Vの逆バイアス印加で20dBの消光比が得
られた。
The light modulating section 72 of this embodiment modulates the laser light emitted from the light emitting section 71 due to the electric field absorption effect caused by the application of the reverse bias voltage. In this embodiment, the oscillation threshold current of the light emitting unit 71 is 20 mA, and the light output from the end face of the optical modulator when no bias is applied to the optical modulation unit is 10 mW.
The extinction ratio of 20 dB was obtained by applying a reverse bias of 2 V.

【0161】本実施例では、吸収型回折格子52を形成
する光吸収層や、MQW層(56および57)の厚さ
は、発光部71で厚く光変調部72で薄い。本実施例の
場合、光変調部72において、その層厚は発光部に比べ
約半分になっている。この結果、光吸収層等の量子シフ
ト量は、それらの厚さに応じて異なっている。発光部7
1でのMQW活性層56の実効バンドギャップ波長は、
1.56μm(井戸層厚8nm)となり、光変調部72
での光変調層57の実効バンドギャップ波長は1.49
μm(井戸層厚4nm)となる。また、発光部71にお
けるn−InGaAs吸収型回折格子52の光吸収層の
実効バンドギャップ波長は、1.58μm(井戸層厚1
0nm)となり、光変調部72における光吸収層の実効
バンドギャップ波長は、1.48μm(層厚4nm)と
なっている。光吸収層の波長シフト量が大きいのは、光
吸収層が、InP基板51およびInGaAsP光導波
層(λg=1.05μm)55から形成された高い障壁
を持つ層で囲まれた量子井戸構造を有しているからであ
る。
In this embodiment, the thickness of the light absorption layer and the MQW layers (56 and 57) forming the absorption type diffraction grating 52 is large in the light emitting section 71 and thin in the light modulating section 72. In the case of the present embodiment, the layer thickness of the light modulating section 72 is about half that of the light emitting section. As a result, the quantum shift amounts of the light absorption layers and the like differ depending on their thicknesses. Light emitting unit 7
The effective bandgap wavelength of the MQW active layer 56 at 1 is
1.56 μm (the thickness of the well layer is 8 nm).
In this case, the effective band gap wavelength of the light modulation layer 57 is 1.49.
μm (well layer thickness 4 nm). The effective band gap wavelength of the light absorbing layer of the n-InGaAs absorption type diffraction grating 52 in the light emitting section 71 is 1.58 μm (well layer thickness 1).
0 nm), and the effective band gap wavelength of the light absorption layer in the light modulation section 72 is 1.48 μm (layer thickness 4 nm). The wavelength shift amount of the light absorbing layer is large because the light absorbing layer is surrounded by a layer having a high barrier formed of the InP substrate 51 and the InGaAsP optical waveguide layer (λ g = 1.05 μm) 55. It is because it has.

【0162】吸収型回折格子52の共振器長方向に沿っ
て計測した幅(W)は50nm、ピッチは243nmで
ある。吸収係数すなわち利得の共振器方向への周期的変
化により利得結合が達成されるため、発光部71への電
流注入時にブラッグ波長近傍での単一モード発振が得ら
れる。
The width (W) of the absorption type diffraction grating 52 measured along the resonator length direction is 50 nm, and the pitch is 243 nm. Since the gain coupling is achieved by the periodic change of the absorption coefficient, that is, the gain in the resonator direction, a single mode oscillation near the Bragg wavelength is obtained when the current is injected into the light emitting section 71.

【0163】発光部71に順バイアスを印加して電流を
注入すると利得結合により波長1.55μmの単一軸モ
ード発振が得られ、光変調層22に達したレーザ光は逆
バイアス印加により光変調される。本構造では両領域間
は同一成長層でつながっているので、100%に近い光
学的結合効率が得られる。また、同一成長層であるにも
かかわらず、光変調部72における光導波層57や光吸
収層のバンドギャップエネルギーはレーザ光のエネルギ
ーに比較して十分高いので、レーザ光は低損失で光変調
部72を伝搬することができる。このことにより、発光
部71へ100mAの駆動電流を流した場合、光変調部
72の端面(出射端面)から10mW以上の高出力光が
得られる。また、波長チャープに関しても、第6の実施
例と同等の良い特性が得られている。本実施例では、光
変調部72においても、配列された複数の光吸収層が存
在するが、光変調部72の実効屈折率は、発光部71の
実効屈折率に比べて小さく、光変調部72におけるブラ
ッグ波長はレーザ光の波長より十分に短くなる。このた
め、レーザ光は、光変調部72の光吸収層によってはほ
とんど回折しない。
When a forward bias is applied to the light emitting section 71 to inject a current, a single-axis mode oscillation with a wavelength of 1.55 μm is obtained by gain coupling, and the laser light reaching the light modulating layer 22 is optically modulated by applying a reverse bias. You. In this structure, since both regions are connected by the same growth layer, an optical coupling efficiency close to 100% can be obtained. In addition, despite the same growth layer, the bandgap energy of the optical waveguide layer 57 and the light absorbing layer in the light modulation section 72 is sufficiently higher than the energy of the laser light, so that the laser light The part 72 can be propagated. As a result, when a driving current of 100 mA flows to the light emitting unit 71, high output light of 10 mW or more can be obtained from the end face (output end face) of the light modulating section 72. As for the wavelength chirp, good characteristics equivalent to those of the sixth embodiment are obtained. In this embodiment, the light modulating unit 72 also has a plurality of light absorbing layers arranged, but the effective refractive index of the light modulating unit 72 is smaller than the effective refractive index of the light emitting unit 71, and The Bragg wavelength at 72 is much shorter than the wavelength of the laser light. Therefore, laser light is hardly diffracted I by the light-absorbing layer of the optical modulation unit 72.

【0164】以下、図21のDFBレーザ700の製造
方法を説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the DFB laser 700 shown in FIG. 21 will be described.

【0165】まず、共振器長方向に沿って延びる2本の
ストライプ状SiO2マスクでn−InP基板51の上
面を覆う。このストライプ状SiO2マスクの例を図2
5(b)に示す。2本のストライプ状SiO2マスク
は、10μmの開口部を介して隔たれており、各ストラ
イプ状SiO2マスクの幅は、発光部71が形成される
領域では、例えば30μmに設定され、光変調部72が
形成される領域では、10μmに設定される。その結
果、n−InP基板の上面のうち露出している部分(開
口部)の幅が、発光部71と光変調部72とで異なる。
この結果、後の結晶成長工程の結晶成長速度が発光部7
1と光変調部72とで変化する。露出面積の大きな領域
では、そうでない領域に比較して成長レート小さくな
る。このような成長レートの変化を引き起こすために、
ストライプ状SiO2マスクの形状は、図25(b)に
例示するものに限定されない。また、マスクの材料も、
SiO2に限定されず、特定の半導体材料や、窒化シリ
コン等の非晶質絶縁材料であってもよい。
First, the upper surface of the n-InP substrate 51 is covered with two stripe-shaped SiO 2 masks extending along the resonator length direction. FIG. 2 shows an example of this striped SiO 2 mask.
This is shown in FIG. Two striped SiO 2 mask is Hedatare through the opening of 10 [mu] m, the width of each stripe-shaped SiO 2 mask, in the region where the light emitting portion 71 is formed, for example, is set to 30 [mu] m, the light modulation In the region where the portion 72 is formed, the thickness is set to 10 μm. As a result, the width of the exposed portion (opening) of the upper surface of the n-InP substrate differs between the light emitting section 71 and the light modulating section 72.
As a result, the crystal growth rate of the crystal growth step after the light-emitting section 7
1 and the light modulator 72. In a region having a large exposed area, the growth rate is lower than in a region where the exposed area is not large. To cause such a change in growth rate,
The shape of the stripe-shaped SiO 2 mask is not limited to that illustrated in FIG. Also, the material of the mask,
The material is not limited to SiO 2 and may be a specific semiconductor material or an amorphous insulating material such as silicon nitride.

【0166】次に、有機金属気相成長(以下MOVP
E)によって、基板51の上面のうちSiO2マスクで
覆われていない領域上に、選択的に、n−InGaAs
層52をエピタキシャル成長させる。InGaAs層5
2の厚さは、マスクの開口部の幅に応じて異なる。本実
施例では、発光部71が形成される領域でのInGaA
s層2の厚さは、10nmであり、光変調部72が形成
される領域でのInGaAs層2の厚さは、5nmであ
った。
Next, metal organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as MOVP)
According to E), n-InGaAs is selectively formed on a region of the upper surface of the substrate 51 which is not covered with the SiO 2 mask.
Layer 52 is grown epitaxially. InGaAs layer 5
The thickness of 2 differs depending on the width of the opening of the mask. In this embodiment, InGaAs is formed in a region where the light emitting section 71 is formed.
The thickness of the s layer 2 was 10 nm, and the thickness of the InGaAs layer 2 in the region where the light modulation section 72 was formed was 5 nm.

【0167】次に、二光束干渉露光法とエッチングによ
って、InGaAs層2をパターニングし、ピッチ24
3nmの吸収型回折格子52を形成する。次に、SiO
2マスクを残したまま、2回目のMOVPE成長によっ
て、n−InGaAsP光導波層55、アンドープMQ
W活性層56、p−InPクラッド層58およびp−I
nGaAsPコンタクト層59を選択的に成長する。こ
の成長によっても、各層の厚さは、SiO2マスクの開
口部の幅に応じて異なり、発光部と光変調部で所望の膜
厚差が得られる。
Next, the InGaAs layer 2 is patterned by the two-beam interference exposure method and etching,
A 3 nm absorption diffraction grating 52 is formed. Next, the SiO
The second MOVPE growth with the n-InGaAsP optical waveguide layer 55 and the undoped MQ
W active layer 56, p-InP cladding layer 58 and p-I
An nGaAsP contact layer 59 is selectively grown. Also by this growth, the thickness of each layer differs depending on the width of the opening of the SiO 2 mask, and a desired film thickness difference is obtained between the light emitting portion and the light modulating portion.

【0168】次に、図20の半導体レーザ600を製造
する場合に行ったと同様に、電流および光の横方向閉じ
込めのため共振器方向にそれぞれ装荷クラッドを形成す
る。全面にパッシベーションのためのSiO2膜を堆積
したのち、このSiO2膜のコンタクト領域に開口部を
設け、p型電極60及び61を堆積する。基板51の裏
面には、n型電極62を形成する。
Next, as in the case where the semiconductor laser 600 shown in FIG. 20 is manufactured, loaded claddings are formed in the direction of the resonator for lateral confinement of current and light, respectively. After depositing an SiO 2 film for passivation on the entire surface, an opening is provided in a contact region of the SiO 2 film, and p-type electrodes 60 and 61 are deposited. On the back surface of the substrate 51, an n-type electrode 62 is formed.

【0169】本製造方法によれば、1回のマスク形成工
程で、ストライプ状積層構造の平面レイアウトが規定さ
れる。また、グレーティング形成工程を挟んで、2回の
結晶成長工程を行うだけで、必要な半導体層の成長を完
了することができる。特に、発光部71が形成される領
域と光変調部72が形成される領域とで開口部の幅を変
化させたマスクを使用することによって、この開口部に
セルフアラインした多層構造を容易に形成できる点に大
きな効果がある。
According to the present manufacturing method, the plane layout of the stripe-shaped laminated structure is defined in one mask forming step. Further, the necessary semiconductor layer growth can be completed only by performing two crystal growth steps with the grating forming step interposed therebetween. In particular, by using a mask in which the width of the opening is changed between the region where the light emitting portion 71 is formed and the region where the light modulating portion 72 is formed, a multilayer structure self-aligned with the opening can be easily formed. There is a big effect on what you can do.

【0170】なお、本実施例では、膜厚の制御をSiO
2マスクの開口部幅を調整することによって行ったが、
開口部の両側に位置するマスク部分に他の開口部を設
け、その開口部の幅を変化させてもよい。他に、幅が途
中で変化するストライプ状メサを基板51の上面に形成
し、メサ上に選択的に積層構造を形成してもよい。
In this embodiment, the film thickness is controlled by SiO 2
2) Adjusting the opening width of the mask
Another opening may be provided in the mask portion located on both sides of the opening, and the width of the opening may be changed. Alternatively, a stripe-shaped mesa whose width changes in the middle may be formed on the upper surface of the substrate 51, and a laminated structure may be selectively formed on the mesa.

【0171】(実施例8)次に、図22を参照しなが
ら、本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実施例を
説明する。図22は、本実施例のDFBレーザ装置80
0の共振器方向に沿った断面を示している。
(Embodiment 8) Next, a further embodiment of the DFB laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 shows a DFB laser device 80 of the present embodiment.
0 shows a cross section along the direction of the resonator.

【0172】図22のDFBレーザ装置800は、一つ
のn−InP基板51上に集積された、レーザ光を生成
する発光部71と、レーザ光を変調する光変調部72と
を備えている。これらの発光部71と光変調部72と
は、幅1〜2μm程度のストライプ状多層構造内に一体
的に含まれている。また、発光部71及び光変調部72
の何れも、厚さは異なるが実質的に同一の層構成を有し
ている。
The DFB laser device 800 shown in FIG. 22 includes a light emitting section 71 for generating laser light and a light modulating section 72 for modulating laser light, which are integrated on one n-InP substrate 51. The light emitting section 71 and the light modulating section 72 are integrally included in a striped multilayer structure having a width of about 1 to 2 μm. Further, the light emitting section 71 and the light modulating section 72
Have different thicknesses but substantially the same layer configuration.

【0173】より詳細には、発光部71は、n−InP
基板上に243nmピッチで周期的に配列されたn−I
nGaAs吸収型回折格子(バンドギャップ波長λg
1.68μm)52と、n−InGaAsP光導波層
(λg=1.05μm、d=150nm)55と、アン
ドープInGaAsPMQW活性層56と、p−InP
クラッド層58と、p−InGaAsPコンタクト層5
9と、p型電極60とが、この順序でn−InP基板5
1の側から積層された多層構造を有している。
More specifically, the light emitting section 71 is made of n-InP
NI periodically arranged on a substrate at a pitch of 243 nm
nGaAs absorption diffraction grating (bandgap wavelength λ g =
1.68 μm) 52, n-InGaAsP optical waveguide layer (λ g = 1.05 μm, d = 150 nm) 55, undoped InGaAs PMQW active layer 56 and p-InP
Cladding layer 58 and p-InGaAsP contact layer 5
9 and the p-type electrode 60 are arranged in this order in the n-InP substrate 5.
It has a multilayer structure laminated from one side.

【0174】他方、光変調部72は、n−InP基板5
1上に形成されたn−InGaAsP光導波層(λg
1.05μm、d=70nm)55と、アンドープIn
GaAsP光変調層57と、p−InPクラッド層58
と、p型電極61とが、この順序でn−InP基板51
の側から積層された多層構造を有している。
On the other hand, the light modulating section 72 includes the n-InP substrate 5
N-InGaAsP optical waveguide layer (λ g =
1.05 μm, d = 70 nm) 55 and undoped In
GaAsP light modulation layer 57 and p-InP cladding layer 58
And the p-type electrode 61 in this order.
Has a multilayer structure laminated from the side.

【0175】以下に説明するn−InGaAs吸収型回
折格子52を除いて、本実施例の半導体レーザは、図2
1の半導体レーザと同様の構成を備えている。InGa
As吸収型回折格子52を構成する光吸収層は、本実施
例では、基板51の上面に配列された複数のストライプ
状凹凸上に形成されている。各凹凸は、共振器長方向に
垂直な方向に延びており、発光部71が形成される領域
に選択的に形成されている。光吸収層は、凹部内で20
nm(実効λg=1.6μm)の厚さを有しているが、
凸部上では数nm以下(PL波長>1.3μm)の厚さ
しか有していない。このように、本実施例の光吸収層
は、下地の凹凸形状に応じて、周期的にその厚さが変化
している。その結果、バンドギャップの場所的変化によ
って、吸収型回折格子52が形成されている。本実施例
では、光吸収層の厚さが共振器長方向に沿って周期的に
変化しておれば良く、光吸収層が複数個に分離されてい
る必要はない。ただし、光吸収層が凸部上には成長して
おらず、複数の光吸収層に分離されていても良い。な
お、光変調部72においては、n−InGaAs光吸収
層の厚さは4nmである。
Except for the n-InGaAs absorption type diffraction grating 52 described below, the semiconductor laser of this embodiment is different from that of FIG.
It has the same configuration as the first semiconductor laser. InGa
In the present embodiment, the light absorption layer constituting the As absorption type diffraction grating 52 is formed on a plurality of stripe-shaped irregularities arranged on the upper surface of the substrate 51. Each unevenness extends in a direction perpendicular to the resonator length direction, and is selectively formed in a region where the light emitting section 71 is formed. The light absorbing layer has 20
nm (effective λ g = 1.6 μm),
It has a thickness of only a few nm or less (PL wavelength> 1.3 μm) on the protrusion. As described above, the thickness of the light absorbing layer of this embodiment is periodically changed in accordance with the unevenness of the base. As a result, the absorption type diffraction grating 52 is formed due to the change in the location of the band gap. In this embodiment, the thickness of the light absorbing layer may be changed periodically along the resonator length direction, and the light absorbing layer does not need to be divided into a plurality. However, the light absorbing layer may not be grown on the convex portion, and may be separated into a plurality of light absorbing layers. In the light modulation section 72, the thickness of the n-InGaAs light absorption layer is 4 nm.

【0176】MQW活性層56の井戸層の厚さは8nm
で、実効バンドギャップ波長λgは1.56μmであ
る。MQW光変調層57の井戸層の厚さ4nmで、実効
バンドギャップ波長λgは、1.48μmである。
The thickness of the well layer of the MQW active layer 56 is 8 nm.
In the effective band gap wavelength λ g is 1.56μm. A thickness 4nm of the well layer of the MQW light modulation layer 57, the effective bandgap wavelength lambda g is 1.48 .mu.m.

【0177】以下に、図22のDFBレーザ800を製
造する方法を説明する。
A method for manufacturing the DFB laser 800 shown in FIG. 22 will be described below.

【0178】まず、n−InP基板51の発光部71が
形成される領域に、選択的に、回折格子を形成する。よ
り詳細には、二光束干渉露光法とエッチングによって、
n−InP基板51の前記領域に243nmピッチで配
列された凹部を形成する。凹部は、最も深いところにお
いて、50〜100nm程度の深さを持つようにエッチ
ングを行う。
First, a diffraction grating is selectively formed in a region of the n-InP substrate 51 where the light emitting section 71 is to be formed. More specifically, by two-beam interference exposure method and etching,
Concave portions arranged at a pitch of 243 nm are formed in the region of the n-InP substrate 51. Etching is performed so that the concave portion has a depth of about 50 to 100 nm at the deepest point.

【0179】次に、n−InP基板51の上面に共振器
方向に沿って延びる一対のストライプ状SiO2マスク
を形成する。発光部が形成される領域においては、スト
ライプ状SiO2マスクのそれぞれの幅は30μmであ
り、幅10μmの開口部を隔てて配列されている。他
方、光変調部が形成される領域においては、ストライプ
状SiO2マスクのそれぞれの幅は10μmであり、幅
10μmの開口部を隔てて配列されている。ストライプ
状SiO2マスクのそれぞれの幅は、発光部が形成され
る領域では広く、光変調部72が形成される領域では狭
い。
Next, a pair of stripe-shaped SiO 2 masks extending along the resonator direction are formed on the upper surface of the n-InP substrate 51. In the region where the light-emitting portion is formed, each of the stripe-shaped SiO 2 masks has a width of 30 μm, and is arranged with an opening having a width of 10 μm. On the other hand, in the region where the light modulation section is formed, the width of each of the stripe-shaped SiO 2 masks is 10 μm, and the stripe-shaped SiO 2 masks are arranged with an opening having a width of 10 μm. The width of each of the stripe-shaped SiO 2 masks is wide in the region where the light emitting unit is formed, and narrow in the region where the light modulation unit 72 is formed.

【0180】次に、n−InP基板51上に、有機金属
気相成長(以下MOVPE)によって、n−InGaA
s層52および4、n−InGaAsP光導波層55、
アンドープMQW層56および57、p−InPクラッ
ド層58およびp−InGaAsPコンタクト層59を
成長させる。これらの半導体層は、ストライプ状SiO
2マスクに覆われてない領域上に選択的に成長する。各
半導体層の厚さは、マスク幅に応じて変化し、発光部
と光変調部72とで異なる。また、下地がn−InP
基板51の凹部か凸部かによっても成長速度変化する
ため、図22に示されるように、光吸収層の厚さが凹凸
部で周期的に変化する。
Next, n-InGaAs is formed on the n-InP substrate 51 by metal organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as MOVPE).
s layers 52 and 4, n-InGaAsP optical waveguide layer 55,
The undoped MQW layers 56 and 57, the p-InP cladding layer 58 and the p-InGaAsP contact layer 59 are grown. These semiconductor layers are made of striped SiO
2 Selectively grow on areas not covered by the mask. The thickness of each semiconductor layer is varied depending on the mask width, the light emitting portion 7
1 and the light modulator 72 . The base is n-InP
Since the growth rate varies depending on whether concave or convex portion of the substrate 51, as shown in FIG. 22, the thickness of the light absorbing layer is periodically changed by the irregular portion.

【0181】次に、電流および光の横方向閉じ込めのた
め共振器方向にそれぞれ装荷クラッドを形成する。その
後、全面にパッシベーションのためのSiO2膜を堆積
したのち、SiO2膜のコンタクト領域に開口部を設
け、p型電極60及び61を堆積する。基板51の裏面
には、n型電極62を形成する。
Next, loading cladding is formed in the direction of the resonator for lateral confinement of current and light. Then, after depositing an SiO 2 film for passivation on the entire surface, an opening is provided in a contact region of the SiO 2 film, and p-type electrodes 60 and 61 are deposited. On the back surface of the substrate 51, an n-type electrode 62 is formed.

【0182】本製造方法によれば、1回のマスク形成工
程で、ストライプ状積層構造の平面レイアウトが規定さ
れる。また、グレーティング形成工程の後、1回の結晶
成長工程を行うだけで、必要な半導体層の成長を完了す
ることができる。発光部71が形成される領域と光変調
部72が形成される領域とでマスク開口部の幅を変化さ
せることによって、この開口部に自己整合した多層構造
を容易に形成できる。また、本製造方法によれば、製造
工程において最も大きい負荷のかかる結晶成長が、連続
した1回の工程で行え、その結果、非常に簡単なプロセ
スで複雑な集積化構造が形成できる。
According to this manufacturing method, the plane layout of the stripe-shaped laminated structure is defined in one mask forming step. In addition, the necessary semiconductor layer can be completely grown only by performing one crystal growth step after the grating formation step. By changing the width of the mask opening between the region where the light emitting unit 71 is formed and the region where the light modulating unit 72 is formed, a multilayer structure that is self-aligned with the opening can be easily formed. Further, according to the present manufacturing method, the crystal growth with the largest load in the manufacturing process can be performed in one continuous step, and as a result, a complicated integrated structure can be formed by a very simple process.

【0183】図22の半導体レーザ800によれば、第
7の実施例と同様の良好な特性が確認されている。さら
に、エッチングによる形状制御が比較的容易なInPを
加工することによって、回折格子形成のための凹凸部を
形成できることも有利な効果の一つである。また、光吸
収層を堆積/エッチングすることなく、単に光吸収層を
エピタキシャル成長することによって、吸収型回折格子
を形成している点にも特徴がある。この特徴のために、
光吸収層の下地の形状が多少ばらついていても、吸収係
数の周期構造を確実に得ることができる。従って、比較
的に制御性の劣るウェットエッチングによって基板51
の表面に凹凸部を形成しても、素子特性が安定的に得ら
れる。
According to the semiconductor laser 800 of FIG. 22, the same excellent characteristics as those of the seventh embodiment have been confirmed. Further, one of the advantageous effects is that unevenness for forming a diffraction grating can be formed by processing InP whose shape can be relatively easily controlled by etching. Another feature is that the absorption type diffraction grating is formed by simply epitaxially growing the light absorbing layer without depositing / etching the light absorbing layer. Because of this feature,
The periodic structure of the absorption coefficient can be reliably obtained even if the shape of the underlayer of the light absorbing layer is slightly varied. Therefore, the substrate 51 is formed by wet etching, which has relatively poor controllability.
The device characteristics can be stably obtained even if the uneven portion is formed on the surface of the device.

【0184】(実施例9)次に、図23を参照しなが
ら、本発明による半導体レーザの更に他の実施例を説明
する。図23は、本実施例のDFBレーザ装置900の
共振器方向に沿った断面を示す。このDFBレーザ装置
900は、一つのn−InP基板51上に集積された、
レーザ光を生成する発光部71と、レーザ光を変調する
光変調部72とを備えている。これらの発光部71と光
変調部72とは、幅1〜2μm程度のストライプ状多層
構造内に一体的に含まれている。
(Embodiment 9) Next, still another embodiment of the semiconductor laser according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 shows a cross section of the DFB laser device 900 of the present embodiment along the cavity direction. This DFB laser device 900 is integrated on one n-InP substrate 51,
A light emitting unit 71 that generates laser light and a light modulating unit 72 that modulates laser light are provided. The light emitting section 71 and the light modulating section 72 are integrally included in a striped multilayer structure having a width of about 1 to 2 μm.

【0185】より詳細には、発光部71は、n−InP
基板上に形成されたアンドープInGaAsP光導波層
(λg=1.48μm、d=0.5μm)55と、アン
ドープInPスペーサ層(d=0.1μm)81と、ア
ンドープInGaAsP活性層(λg=1.55μm、
d=0.1μm)56と、p−InPクラッド層58
と、p−InGaAsPコンタクト層59と、p型電極
60とを備えている。また、p−InPクラッド層58
内には、活性層56から所定の距離だけ離れた位置に、
n−InGaAs吸収型回折格子52が設けられてい
る。n−InGaAs吸収型回折格子52を構成する光
吸収層は、共振器長方向に沿って周期的に230nmの
ピッチで配列されている。
More specifically, the light emitting section 71 is made of n-InP
An undoped InGaAsP optical waveguide layer (λ g = 1.48 μm, d = 0.5 μm) 55 formed on a substrate, an undoped InP spacer layer (d = 0.1 μm) 81, and an undoped InGaAsP active layer (λ g = 1.55 μm,
d = 0.1 μm) 56 and a p-InP cladding layer 58
And a p-InGaAsP contact layer 59 and a p-type electrode 60. Further, the p-InP cladding layer 58
Inside, at a position away from the active layer 56 by a predetermined distance,
An n-InGaAs absorption diffraction grating 52 is provided. The light absorbing layers constituting the n-InGaAs absorption type diffraction grating 52 are periodically arranged at a pitch of 230 nm along the resonator length direction.

【0186】光変調部72は、n−InP基板51上に
形成されたアンドープInGaAsP光変調層57(組
成波長1.48μm)と、アンドープInPスペーサ層
81と、p−InPクラッド層58と、p型電極61と
を備えている。
The light modulating section 72 includes an undoped InGaAsP light modulating layer 57 (composition wavelength: 1.48 μm) formed on the n-InP substrate 51, an undoped InP spacer layer 81, a p-InP cladding layer 58, and a p-InP cladding layer 58. And a mold electrode 61.

【0187】基板51の裏面の全面には、n型電極62
が形成されている。
On the entire back surface of the substrate 51, an n-type electrode 62
Are formed.

【0188】なお、光変調部72が設けられている側の
素子端面(出射端面)には、反射率0.1%の低反射
膜64がコーティングされており、発光部71が設けら
れている側の素子端面には、反射率が90%の高反射膜
63がコーティングされている。この結果、素子の出射
端面から高い光出力が得られる。
[0188] Note that the device end face on the side where the light modulation unit 72 is provided (exit end face), the reflectance are 0.1% low reflection film 64 is coated, and the light emitting portion 71 is provided The element end face on the side where the light is reflected is coated with a high reflection film 63 having a reflectance of 90%. As a result, a high light output is obtained from the emission end face of the device.

【0189】本実施例では、発光部71の光導波層55
と光変調部72の光変調層57とが同一の半導体層から
形成されている。また、発光部71及び光変調部72の
スペーサ層81も、同一の半導体層から形成されてい
る。
In this embodiment, the light guide layer 55 of the light emitting section 71 is provided.
And the light modulation layer 57 of the light modulation section 72 are formed from the same semiconductor layer. The spacer layer 81 of the light emitting section 71 and the light modulating section 72 is also formed of the same semiconductor layer.

【0190】以下に、図23のDFBレーザ装置900
を製造する方法を説明する。
The DFB laser device 900 shown in FIG.
The method for manufacturing the will be described.

【0191】まず、n−InP基板51上に、MOVP
Eによって、アンドープInGaAsP光導波層55、
アンドープInPスペーサ層81、アンドープInGa
AsP活性層56、p−InPクラッド層およびn−I
nGaAs層を順次成長する。その後、二光束干渉露光
法とエッチングによって、n−InGaAs層をパター
ンニングし、共振器長方向に沿って230nmピッチで
配列された複数の光吸収層を形成する。
First, the MOVP is placed on the n-InP substrate 51.
By E, undoped InGaAsP optical waveguide layer 55,
Undoped InP spacer layer 81, undoped InGa
AsP active layer 56, p-InP clad layer and nI
An nGaAs layer is sequentially grown. Thereafter, the n-InGaAs layer is patterned by two-beam interference exposure and etching to form a plurality of light absorption layers arranged at a pitch of 230 nm along the cavity length direction.

【0192】次に、発光部71形成される領域をSi
2でマスクした後、光変調部72が形成される領域に
位置するn−InGaAsコンタクト層をH2SO4+H
22+H2O=5:1:1の混合溶液で選択的にエッチ
ングする。続いて、p−InPクラッド層をHCl:H
3PO4=1:2の混合溶液で、さらInGaAsP活
性層56をH2SO4:H22:H2O=5:1:1の混
合溶液で、それぞれ、選択的にエッチングする。
Next, the region where the light emitting section 71 is formed is
After masking with O 2 , the n-InGaAs contact layer located in the region where the light modulation section 72 is formed is H 2 SO 4 + H
Etching is selectively performed with a mixed solution of 2 O 2 + H 2 O = 5: 1: 1. Subsequently, the p-InP cladding layer is formed with HCl: H
3 PO 4 = 1: 2 mixed solution, an InGaAsP active layer 56 to further H 2 SO 4: H 2 O 2: H 2 O = 5: 1: a mixed solution of 1, respectively, selectively etched .

【0193】次に、第2のMOVPE成長によって、p
−InPクラッド層、p−InGaAsPコンタクト層
を形成する。
Next, by the second MOVPE growth, p
-Forming an InP cladding layer and a p-InGaAsP contact layer;

【0194】電流および光の横方向閉じ込めのため共振
器方向にSiO2ストライプマスクパターンを形成した
のちp−InPクラッド層58までの層を除去し、発光
部71および光変調部72にそれぞれ装荷クラッドを形
成する。全面にパッシベーションのSiO2を堆積した
のち、コンタクト領域に開口部を設けp型電極60及び
61を堆積する。さらに、基板51の裏面にn型電極
を形成することにより図23の構造が作製できる。
After forming a SiO 2 stripe mask pattern in the resonator direction for lateral confinement of current and light, the layers up to the p-InP cladding layer 58 are removed, and the light emitting portion 71 and the light modulating portion 72 are respectively loaded with cladding. To form After depositing passivation SiO 2 on the entire surface, an opening is provided in the contact region to form the p-type electrode 60 and
61 is deposited. Further , the n-type electrode 6
By forming 2 , the structure of FIG. 23 can be manufactured.

【0195】本製造方法によれば、1回のマスク形成工
程で、ストライプ状積層構造の平面レイアウトが規定さ
れる。また、グレーティング形成工程を挟んで、2回の
結晶成長工程を行うだけで、必要な半導体層の成長を完
了することができる。さらに、発光部のレーザの特性や
領域間の光の結合を劣化させない範囲で、活性層および
光変調層の構成をそれぞれ選択できる。すなわち、両層
は共にバルクもしくはMQW層が適用可能である。特に
バルク活性層の適用は光源のスペクトル線幅を狭めるこ
となく低チャープ化ができ、多重反射のあるアナログ光
伝送路での付加的歪や雑音の発生の抑制に有効となる。
このように本実施例によれば、簡単なプロセスで、広い
範囲でのスペクトル幅の設定が得られる。
According to the present manufacturing method, the plane layout of the stripe-shaped laminated structure is defined in one mask forming step. Further, the necessary semiconductor layer growth can be completed only by performing two crystal growth steps with the grating forming step interposed therebetween. Further, the configuration of the active layer and the configuration of the light modulation layer can be selected as long as the characteristics of the laser of the light emitting section and the coupling of light between regions are not deteriorated. That is, both layers can be bulk or MQW layers. In particular, the application of the bulk active layer can reduce the chirp without reducing the spectral line width of the light source, and is effective in suppressing the generation of additional distortion and noise in an analog optical transmission line having multiple reflection.
As described above, according to the present embodiment, the setting of the spectrum width in a wide range can be obtained by a simple process.

【0196】(実施例10)次に、図24を参照しなが
ら、本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実施例を
説明する。図24は、本実施例のDFBレーザ装置10
00の共振器方向に沿った断面を示している。
Embodiment 10 Next, still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 24 shows the DFB laser device 10 of the present embodiment.
14 shows a cross section along the resonator direction of 00.

【0197】図24のDFBレーザ装置1000は、一
つのn−InP基板51上に集積された、レーザ光を生
成する発光部71と、レーザ光を変調する光変調部72
とを備えている。これらの発光部71と光変調部72と
は、幅1〜2μm程度のストライプ状多層構造内に一体
的に含まれている。また、発光部71及び光変調部72
の何れも、厚さは異なるが実質的に同一の層構成を有し
ている。
The DFB laser apparatus 1000 shown in FIG. 24 has a light emitting section 71 for generating laser light and a light modulating section 72 for modulating laser light, which are integrated on one n-InP substrate 51.
And The light emitting section 71 and the light modulating section 72 are integrally included in a striped multilayer structure having a width of about 1 to 2 μm. Further, the light emitting section 71 and the light modulating section 72
Have different thicknesses but substantially the same layer configuration.

【0198】より詳細には、発光部71は、n−InP
基板上に201nmピッチで周期的に配列されたn−I
nAsP吸収型回折格子(バンドギャップ波長λg
1.4μm)52と、n−InGaAsP光導波層(λ
g=1.05μm、d=150nm)55と、アンドー
プInGaAsMQW活性層56と、p−InPクラッ
ド層58と、p−InGaAsPコンタクト層59と、
p型電極60とが、この順序でn−InP基板51の側
から積層された多層構造を有している。n−InAsP
吸収型回折格子52の光吸収層は、活性層56から出た
光を吸収する。
More specifically, the light emitting section 71 is made of n-InP
NI periodically arranged on the substrate at a pitch of 201 nm
nAsP absorption diffraction grating (bandgap wavelength λ g =
1.4 μm) 52 and an n-InGaAsP optical waveguide layer (λ
g = 1.05 μm, d = 150 nm) 55, an undoped InGaAs MQW active layer 56, a p-InP cladding layer 58, a p-InGaAsP contact layer 59,
The p-type electrode 60 has a multilayer structure in which the layers are stacked in this order from the n-InP substrate 51 side. n-InAsP
The light absorption layer of the absorption type diffraction grating 52 absorbs light emitted from the active layer 56.

【0199】他方、光変調部72は、n−InP基板5
1上に形成されたn−InGaAsP光導波層(λg
1.05μm、d=70nm)55と、アンドープIn
GaAs光変調層57と、p−InPクラッド層58
と、p型電極61とが、この順序でn−InP基板51
の側から積層された多層構造を有している。
On the other hand, the light modulating section 72 includes the n-InP substrate 5
N-InGaAsP optical waveguide layer (λ g =
1.05 μm, d = 70 nm) 55 and undoped In
GaAs light modulation layer 57 and p-InP cladding layer 58
And the p-type electrode 61 in this order.
Has a multilayer structure laminated from the side.

【0200】アンドープInGaAsMQW活性層56
の井戸層の厚さは8nmで、PL波長は1.31μmで
あり、57の井戸層の厚さは4nmで、PL波長は1.
25μmである。
Undoped InGaAs MQW Active Layer 56
The well layer has a thickness of 8 nm and a PL wavelength of 1.31 μm, and the well layer has a thickness of 4 nm and a PL wavelength of 1.0 nm.
25 μm.

【0201】以下に説明するn−InAsP吸収型回折
格子52を除いて、本実施例の半導体レーザは、図22
の半導体レーザと同様の構成を備えている。InGaA
s吸収型回折格子52を構成する光吸収層は、本実施例
では、基板51の上面に配列された複数のストライプ状
凹凸上に形成されている。各凹凸は、共振器長方向に垂
直な方向に延びており、発光部71が形成される領域に
選択的に形成されている。光吸収層は、凹部内で20n
m(実効λg=1.6μm)の厚さを有しているが、凸
部上では数nm以下(PL波長>1.3μm)の厚さし
か有していない。このように、本実施例の光吸収層は、
下地の凹凸形状に応じて、周期的にその厚さが変化して
いる。その結果、バンドギャップの場所的変化によっ
て、吸収型回折格子52が形成されている。本実施例で
は、光吸収層の厚さが共振器長方向に沿って周期的に変
化しておれば良く、光吸収層が複数個に分離されている
必要はない。ただし、光吸収層が凸部上には成長してお
らず、複数の光吸収層に分離されていても良い。なお、
光変調部72においては、n−InGaAs光吸収層の
厚さは4nmである。
Except for the n-InAsP absorption type diffraction grating 52 described below, the semiconductor laser of this embodiment is similar to that of FIG.
Has the same configuration as the semiconductor laser. InGaAs
In the present embodiment, the light absorption layer constituting the s-absorption diffraction grating 52 is formed on a plurality of stripe-shaped irregularities arranged on the upper surface of the substrate 51. Each unevenness extends in a direction perpendicular to the resonator length direction, and is selectively formed in a region where the light emitting section 71 is formed. The light absorbing layer has a thickness of 20 n in the recess.
has a thickness of m (effective lambda g = 1.6 [mu] m), but only has a thickness of several nm or less (PL wavelength> 1.3 .mu.m) is on the convex portion. Thus, the light absorbing layer of the present embodiment is
The thickness periodically changes according to the uneven shape of the base. As a result, the absorption type diffraction grating 52 is formed due to the change in the location of the band gap. In this embodiment, the thickness of the light absorbing layer may be changed periodically along the resonator length direction, and the light absorbing layer does not need to be divided into a plurality. However, the light absorbing layer may not be grown on the convex portion, and may be separated into a plurality of light absorbing layers. In addition,
In the light modulation section 72, the thickness of the n-InGaAs light absorption layer is 4 nm.

【0202】以下に、図25(a)から(c)を参照し
ながら、図24の半導体レーザ1000を製造する方法
を説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser 1000 of FIG. 24 will be described with reference to FIGS.

【0203】まず、図25(a)に示すように、n−I
nP基板51の発光部71が形成される領域に、選択的
に、回折格子を形成する。より詳細には、二光束干渉露
光法とエッチングによって、n−InP基板51の前記
領域に230nmピッチで配列された凹部を形成する。
凹部は、最も深いところにおいて、50〜100nm程
度の深さを持つようにエッチングを行う。
First, as shown in FIG.
A diffraction grating is selectively formed in a region of the nP substrate 51 where the light emitting section 71 is formed. More specifically, concave portions arranged at a pitch of 230 nm are formed in the region of the n-InP substrate 51 by two-beam interference exposure and etching.
Etching is performed so that the concave portion has a depth of about 50 to 100 nm at the deepest point.

【0204】次に、図25(b)に示すように、n−I
nP基板51の上面に共振器方向に沿って延びる一対の
ストライプ状SiO2マスクを形成する。発光部が形成
される領域においては、ストライプ状SiO2マスクの
それぞれの幅は30μmであり、幅10μmの開口部を
隔てて配列されている。他方、光変調部が形成される領
域においては、ストライプ状SiO2マスクのそれぞれ
の幅は10μmであり、幅10μmの開口部を隔てて配
列されている。ストライプ状SiO2マスクのそれぞれ
の幅は、発光部が形成される領域では広く、光変調部が
形成される領域では狭くする。
Next, as shown in FIG.
A pair of striped SiO 2 masks extending along the resonator direction are formed on the upper surface of the nP substrate 51. In the region where the light-emitting portion is formed, each of the stripe-shaped SiO 2 masks has a width of 30 μm, and is arranged with an opening having a width of 10 μm. On the other hand, in the region where the light modulation section is formed, the width of each of the stripe-shaped SiO 2 masks is 10 μm, and the stripe-shaped SiO 2 masks are arranged with an opening having a width of 10 μm. The width of each of the stripe-shaped SiO 2 masks is wide in a region where a light emitting portion is formed, and narrow in a region where a light modulation portion is formed.

【0205】次に、水素雰囲気中に100%フォスフィ
ン(PH3)100cc/minと10%アルシン(AsH3)10c
c/minを導入し、その中でn−InP基板を600℃で
熱処理する。その結果、図25(c)に示すように、回
折格子52の凹部に約50nmのInAsP吸収層を形
成する。この後、有機金属気相成長(以下MOVPE)
によって、n−InGaAsP光導波層55、アンドー
プMQW層56および57、p−InPクラッド層58
およびp−InGaAsPコンタクト層59を成長させ
る。これらの半導体層は、ストライプ状SiO2マスク
に覆われてない領域上に選択的に成長する。各半導体層
の厚さは、マスク幅に応じて変化し、発光部71と光変
調部72とで異なる。
Next, 100% phosphine (PH 3 ) 100 cc / min and 10% arsine (AsH 3 ) 10 c
At a rate of c / min, the n-InP substrate is heat-treated at 600 ° C. therein. As a result, as shown in FIG. 25C, an InAsP absorption layer of about 50 nm is formed in the concave portion of the diffraction grating 52. After that, metal organic chemical vapor deposition (hereinafter MOVPE)
Thus, the n-InGaAsP optical waveguide layer 55, the undoped MQW layers 56 and 57 , and the p-InP cladding layer 58
Then, a p-InGaAsP contact layer 59 is grown. These semiconductor layers are selectively grown on regions not covered by the stripe-shaped SiO 2 mask. The thickness of each semiconductor layer changes according to the mask width, and differs between the light emitting section 71 and the light modulating section 72 .

【0206】次に、電流および光の横方向閉じ込めのた
め共振器方向にそれぞれ装荷クラッドを形成する。その
後、全面にパッシベーションのためのSiO2膜を堆積
したのち、SiO2膜のコンタクト領域に開口部を設
け、p型電極60及び61を堆積する。基板51の裏面
には、n型電極62を形成する。
Next, loaded claddings are formed in the direction of the resonator for lateral confinement of current and light, respectively. Then, after depositing an SiO 2 film for passivation on the entire surface, an opening is provided in a contact region of the SiO 2 film, and p-type electrodes 60 and 61 are deposited. On the back surface of the substrate 51, an n-type electrode 62 is formed.

【0207】本製造方法によれば、2回のマスク形成工
程で、ストライプ状積層構造の平面レイアウトが規定さ
れる。また、グレーティング形成工程の後、1回の結晶
成長工程を行うだけで、必要な半導体層の成長を完了す
ることができる。発光部71が形成される領域と光変調
部72が形成される領域とでマスク開口部の幅を変化さ
せることによって、この開口部に自己整合した多層構造
を容易に形成できる。また、本製造方法によれば、製造
工程において最も大きい負荷のかかる結晶成長が、連続
した1回の工程で行え、その結果、非常に簡単なプロセ
スで複雑な集積化構造が形成できる。
According to the present manufacturing method, the plane layout of the striped laminated structure is defined in two mask forming steps. In addition, the necessary semiconductor layer can be completely grown only by performing one crystal growth step after the grating formation step. By changing the width of the mask opening between the region where the light emitting unit 71 is formed and the region where the light modulating unit 72 is formed, a multilayer structure that is self-aligned with the opening can be easily formed. Further, according to the present manufacturing method, the crystal growth with the largest load in the manufacturing process can be performed in one continuous step, and as a result, a complicated integrated structure can be formed by a very simple process.

【0208】(実施例11)次に、図26を参照しなが
ら、本発明による分布ブラッグ反射型レーザ装置(DB
Rレーザ装置)の実施例を説明する。図26は、本実施
例のDBRレーザ装置の共振器方向に沿った断面を示し
ている。
(Embodiment 11) Next, referring to FIG. 26, a distributed Bragg reflection laser device (DB) according to the present invention will be described.
R laser device) will be described. FIG. 26 shows a cross section along the cavity direction of the DBR laser device of the present embodiment.

【0209】図26のDBRレーザ装置は、図24のD
FBレーザ装置に類似した構成を有している。相違点
は、本実施例のn−InAsP層152が、分布帰還の
ため回折格子ではなく、分布ブラック反射のための回折
格子(DBR)を構成している点にある。n−InGa
P層152は、243nmピッチで周期的に配列され
りをInPに囲まれている。DBR回折格子は、導波
路部70に設けられている。発光部71で形成された光
のうち、選択された波長を持つ光が導波路部70の反射
器で反射され、単一の波長で発振することとなる。
[0209] The DBR laser device of FIG.
It has a configuration similar to the FB laser device. The difference is that the n-InAsP layer 152 of the present embodiment forms a diffraction grating (DBR) for distributed black reflection instead of a diffraction grating for distributed feedback. n-InGa
The P layers 152 are periodically arranged at a pitch of 243 nm ,
It is surrounded in the circumferential Rio InP. The DBR diffraction grating is provided in the waveguide unit 70. Of the light formed by the light emitting section 71, light having a selected wavelength is reflected by the reflector of the waveguide section 70, and oscillates at a single wavelength.

【0210】アンドープInGaAsMQW活性層56
は、図21の活性層56と同様の構造を備えており、波
長1.55μmのレーザ光を生成する。本実施例のIn
AsP層152は、レーザ光を吸収しないようにバンド
ギャップが調整されている。このため、これらの複数の
InAsP層152によって、屈折率の周期的に変化す
る構造(ブラッグ反射器)が導波路部70に形成され
る。導波路部70上に電極は不要である。しかし、導波
路部70上に電極を設け、順方向バイアスを印加し、電
流を流せば、電流量に応じて回折格子の屈折率差が変化
するので、レーザ光の波長をチューニングすることが可
能である。
Undoped InGaAs MQW Active Layer 56
Has a structure similar to that of the active layer 56 of FIG. 21 and generates laser light having a wavelength of 1.55 μm. In the present embodiment,
The band gap of the AsP layer 152 is adjusted so as not to absorb laser light. Therefore, a structure (Bragg reflector) in which the refractive index changes periodically is formed in the waveguide unit 70 by the plurality of InAsP layers 152. No electrode is required on the waveguide section 70. However, if an electrode is provided on the waveguide section 70, a forward bias is applied, and a current flows, the refractive index difference of the diffraction grating changes according to the amount of current, so that the wavelength of the laser light can be tuned. It is.

【0211】(実施例12)次に、図27を参照しなが
ら、本発明によるDBRレーザ装置の他の実施例を説明
する。図27は、本実施例のDBRレーザ装置の共振器
方向に沿った断面を示している。
(Embodiment 12) Next, another embodiment of the DBR laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 27 shows a cross section along the cavity direction of the DBR laser device of the present embodiment.

【0212】図27のDBRレーザ装置は、図26のD
BRレーザ装置に類似した構成を有している。相違点
は、本実施例の導波路部70上に、位相制御電極70a
及び波長チューニング電極70bが設けれている点に
ある。位相制御電極70aは、導波路部70の回折格子
が設けられていない領域の上に配置されている。
The DBR laser device shown in FIG.
It has a configuration similar to a BR laser device. The difference is that the phase control electrode 70a
And lies in the wavelength tuning electrode 70b are al provided. The phase control electrode 70a is arranged on a region of the waveguide unit 70 where no diffraction grating is provided.

【0213】波長チューニング電極70bと電極62と
の間に印加する順方向電圧を大きくしてゆくと、突然、
発振波長が不連続的に変化することがある。位相制御電
極70aは、これを防止するため機能する。位相制御電
極70aと電極62との間に順方向電圧を印加しておけ
ば、発振波長の不連続な変化が防止される。
When the forward voltage applied between the wavelength tuning electrode 70b and the electrode 62 is increased, suddenly,
The oscillation wavelength may change discontinuously. The phase control electrode 70a functions to prevent this. If a forward voltage is applied between the phase control electrode 70a and the electrode 62, a discontinuous change in the oscillation wavelength is prevented.

【0214】なお、上記実施例では、InGaAsP/
InP系材料を用いた発振波長1.30μm帯の半導体
レーザについて説明したが、波長1.55μm等の他の
波長帯の半導体レーザにも本発明は適用できる。また、
InAsP層は、発光波長に対して、必ずしも吸収層で
ある必要はなく、屈折率型回折格子に用いても良い。各
半導体層のバンドギャップや層厚等は、本発明の主旨に
沿うものであれば、実施例の数値に限定されない。Al
GaAs/GaAs等の他の材料系へも、本発明は適用
され得る。
In the above embodiment, InGaAsP /
Although the description has been given of the semiconductor laser having an oscillation wavelength of 1.30 μm using an InP-based material, the present invention can be applied to a semiconductor laser of another wavelength such as a wavelength of 1.55 μm. Also,
The InAsP layer does not necessarily have to be an absorption layer for the emission wavelength, and may be used for a refractive index type diffraction grating. The band gap, the layer thickness and the like of each semiconductor layer are not limited to the numerical values of the embodiments as long as they are in accordance with the gist of the present invention. Al
The present invention can be applied to other material systems such as GaAs / GaAs.

【0215】[0215]

【発明の効果】本発明の半導体レーザでは、基板方向に
突き出た三角形状を持つサイズの小さな半導体部分や、
凹凸の凹部内に分離して設けられたサイズの小さな半導
体部分が均一であるので、素子間のばらつきが非常に小
さくなる。本発明の半導体レーザが、利得結合型の分布
帰還型半導体レーザ装置の場合は、単一波長で発振する
確率が高く、レーザ外部からの戻り光に対しても、モー
ドが変化せずノイズにも強い。本発明の半導体レーザ装
置の製造方法によれば、周期的な吸収層がエッチングに
依らずに形成されているため、その後に成長する半導体
層は良質なものができ、信頼性においても長期に優れて
いる。また、光吸収層をエッチングによらず成長により
形成しているので、吸収層の制御も精度よくできる。製
造工程も非常に容易であり、汎用性のあるプロセスとな
っている。
In the semiconductor laser of the present invention, and small semiconductor portion size with a triangular shape projecting toward the substrate,
Since the small-sized semiconductor portions provided separately in the concave and convex portions are uniform, variations between the elements are extremely small. When the semiconductor laser of the present invention is a gain-coupled distributed feedback semiconductor laser device, the probability of oscillating at a single wavelength is high, and even for return light from outside the laser, the mode does not change and noise does not change. strong. According to the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, the periodic absorption layer is formed without relying on etching, so that the semiconductor layer grown thereafter can be of high quality and the reliability is excellent for a long time. ing. Further, since the light absorption layer is formed by growth, not by etching, the control of the absorption layer can be performed with high accuracy. The manufacturing process is also very easy and a versatile process.

【0216】本発明の半導体レーザが、分布帰還型半導
体レーザ装置の場合は、スペクトル線幅の設計自由度の
高い低チャープ光源を高歩留りで得ることができる。超
低チャープ特性の単一波長光源を非常に簡単な作製プロ
セスもしくは高い応用性で提供することができるもので
あり、その実用価値は大である。
The semiconductor laser of the present invention is
In the case of a body laser device, a low chirp light source having a high degree of freedom in designing the spectral line width can be obtained with a high yield. A single-wavelength light source with ultra-low chirp characteristics can be provided with a very simple manufacturing process or high applicability, and its practical value is great.

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

【図1】本発明によるDFBレーザ装置の実施例を示す
斜視図であり、内部構造がわかるように一部を切り欠い
てある図。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a DFB laser device according to the present invention, with a part being cut away so that an internal structure can be seen.

【図2】(a)から(e)は、図1のDFBレーザの製
造方法を示す工程断面図。
FIGS. 2A to 2E are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the DFB laser of FIG. 1;

【図3】(a)から(c)は、本発明のDFBレーザの
製造方法に使用する主要工程の詳細を示す断面図。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing details of main steps used in a method of manufacturing a DFB laser according to the present invention.

【図4】本発明の方法により形成したInAsP吸収層
からのフォトルミネッセンススペクトル図。
FIG. 4 is a photoluminescence spectrum from an InAsP absorption layer formed by the method of the present invention.

【図5】InAsP吸収層のバンドギャップエネルギー
の制御方法を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for controlling the band gap energy of an InAsP absorption layer.

【図6】InGaP層屈折率補償層を挿入した回折格子
を説明する図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a diffraction grating in which an InGaP layer refractive index compensation layer is inserted.

【図7】本発明によるDFBレーザ装置の電流−光出力
特性を説明する図。
FIG. 7 is a diagram illustrating current-light output characteristics of a DFB laser device according to the present invention.

【図8】本発明によるDFBレーザ装置のスペクトル特
性を説明する図。
FIG. 8 is a diagram illustrating spectral characteristics of a DFB laser device according to the present invention.

【図9】本発明によるDFBレーザ装置の他の実施例を
示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部を切り
欠いてある図。
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the DFB laser device according to the present invention, with a part cut away so that the internal structure can be seen.

【図10】(a)から(f)は、図9のDFBレーザの
製造方法を示す工程断面図。
FIGS. 10A to 10F are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the DFB laser of FIG. 9;

【図11】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部
を切り欠いてある図。
FIG. 11 is a perspective view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention, with a part being cut away so that the internal structure can be seen.

【図12】(a)から(f)は、図11のDFBレーザ
の製造方法を示す工程断面図。
12A to 12F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the DFB laser of FIG. 11;

【図13】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部
を切り欠いてある図。
FIG. 13 is a perspective view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention, with a part being cut away so that an internal structure can be seen.

【図14】(a)から(f)は、図13のDFBレーザ
の製造方法を示す工程断面図。
14A to 14F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the DFB laser of FIG. 13;

【図15】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部
を切り欠いてある図。
FIG. 15 is a perspective view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention, with a part cut away so that the internal structure can be seen.

【図16】(a)から(f)は、図15のDFBレーザ
の製造方法を示す工程断面図。
16A to 16F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the DFB laser of FIG. 15;

【図17】(a)から(d)は、InAsP吸収層の両
側に屈折率補償層を形成する発明を説明する工程断面
図。
FIGS. 17A to 17D are process cross-sectional views illustrating an invention in which a refractive index compensation layer is formed on both sides of an InAsP absorption layer.

【図18】従来のDFBレーザ装置を説明する断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a conventional DFB laser device.

【図19】(a)から(c)は、従来の回折格子の作製
方法を説明する工程断面図。
19A to 19C are process cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a diffraction grating.

【図20】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す断面図。
FIG. 20 is a sectional view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention.

【図21】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す断面図。
FIG. 21 is a sectional view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention.

【図22】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す断面図。
FIG. 22 is a sectional view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention.

【図23】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す断面図。
FIG. 23 is a sectional view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention.

【図24】本発明によるDFBレーザ装置の更に他の実
施例を示す断面図。
FIG. 24 is a sectional view showing still another embodiment of the DFB laser device according to the present invention.

【図25】(a)は、凹凸の形成された半導体基板を示
す断面図、(b)は、ストライプ状マスクのレイアウト
を示す平面図、(c)は、InAsP層が形成された状
態を示す断面図。
FIG. 25A is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate having projections and depressions, FIG. 25B is a plan view showing a layout of a stripe mask, and FIG. 25C shows a state in which an InAsP layer is formed. Sectional view.

【図26】本発明によるDBRレーザ装置の実施例を示
す断面図。
FIG. 26 is a sectional view showing an embodiment of a DBR laser device according to the present invention.

【図27】本発明によるDBRレーザ装置の他の実施例
を示す断面図。
FIG. 27 is a sectional view showing another embodiment of the DBR laser device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型InP基板 2 回折格子 3 InAsP吸収層 4 n型InPクラッド層 5 n型InGaAsP(λg=1.05μm)光導波路層 6 歪多重量子井戸活性層 7 p型InGaAsP(λg=1.05μm)光導波路層 8 p型InP電流ブロック層 9 n型InP電流ブロック層 10 p型InP埋め込み層 11 p型InGaAsP(λg=1.3μm)コンタクト
層 12 SiO2絶縁膜 13 Au/Zn電極 14 Au/Sn電極 15 p型InPクラッド層 16 p型InGaAsP(λg=1.3μm)キャップ層 17 第二のp型InPクラッド層 18 InGaP屈折率補償層 21 n型InP基板 22 回折格子 23 n型InGaAsP吸収層 24 n型InP保護層 25 n型InPクラッド層 26 n型InGaAsP光導波路層 27 InGaAs井戸層 28 InGaAsP障壁層 29 活性層 30 p型InGaAsP光導波路層 31 p型InPクラッド層 32 n型InGaAsP屈折率補償層(厚さ50n
m、λg=1.2μm) 33 n型InPキャップ層(厚さ20nm) 51 n−InP基板 52 吸収型回折格子 55 光導波層 56 活性層 57 光変調層 58 p−InPクラッド層 59 p−InGaAsPコンタクト層 60、61 p型電極 62 n型電極 71 発光部 72 光変調部
Reference Signs List 1 n-type InP substrate 2 diffraction grating 3 InAsP absorption layer 4 n-type InP cladding layer 5 n-type InGaAsP (λg = 1.05 μm) optical waveguide layer 6 strained multiple quantum well active layer 7 p-type InGaAsP (λg = 1.05 μm) Optical waveguide layer 8 p-type InP current blocking layer 9 n-type InP current blocking layer 10 p-type InP buried layer 11 p-type InGaAsP (λg = 1.3 μm) contact layer 12 SiO2 insulating film 13 Au / Zn electrode 14 Au / Sn electrode Reference Signs List 15 p-type InP cladding layer 16 p-type InGaAsP (λg = 1.3 μm) cap layer 17 second p-type InP cladding layer 18 InGaP refractive index compensation layer 21 n-type InP substrate 22 diffraction grating 23 n-type InGaAsP absorption layer 24 n -Type InP protective layer 25 n-type InP clad layer 26 n-type InGaAsP optical waveguide layer 27 InGaAs well layer 28 In aAsP barrier layer 29 active layer 30 p-type InGaAsP optical waveguide layer 31 p-type InP cladding layer 32 n-type InGaAsP refractive index compensation layer (thickness 50n
m, λg = 1.2 μm) 33 n-type InP cap layer (20 nm thick) 51 n-InP substrate 52 absorption type diffraction grating 55 optical waveguide layer 56 active layer 57 light modulation layer 58 p-InP cladding layer 59 p-InGaAsP Contact layer 60, 61 P-type electrode 62 N-type electrode 71 Light emitting section 72 Light modulating section

フロントページの続き (72)発明者 石野 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 松井 康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−155986(JP,A) 特開 平2−143586(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 3/18Continuing on the front page (72) Inventor Masato Ishino 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. References JP-A-4-155986 (JP, A) JP-A-2-143586 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 3/18

Claims (32)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 InP基板と、該InP基板上に形成さ
れた多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、 該多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活
性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造と、
を含んでおり、 該周期的構造は、該InP基板の主面に垂直で該半導体
レーザ装置の共振器方向に平行な断面において、該In
P基板の方向に突き出た三角形状を持つ複数の半導体部
分を有し、 該周期的構造を構成する該半導体部分の持つバンドギャ
ップエネルギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出
される光のエネルギー以下に設定されている、半導体レ
ーザ装置。
1. A semiconductor laser device comprising: an InP substrate; and a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure includes at least an active layer for emitting laser light, and the laser. A periodic structure for applying light distribution feedback to light,
Wherein the periodic structure has a cross section perpendicular to the main surface of the InP substrate and parallel to the resonator direction of the semiconductor laser device.
A plurality of semiconductor portion having a triangular shape projecting in the direction of the P substrate, the band gap energy of the semiconductor portion constituting the said periodic structure, the light emitted through the light distributed feedback of the active layer The semiconductor laser device is set to be equal to or less than the energy of the semiconductor laser.
【請求項2】 InP基板と、該InP基板上に形成さ
れた多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、 該多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活
性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造と、
を含んでおり、 該周期的構造は、該多層構造に周期的に形成され該In
P基板に対して突出した部分を凹部とする複数の凹凸
と、該複数の凹凸の各々の該凹部内に分離して設けられ
た半導体部分と、を備え、 該周期的構造を構成する該半導体部分の持つバンドギャ
ップエネルギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出
される光のエネルギー以下に設定されている、半導体レ
ーザ装置。
2. A semiconductor laser device comprising: an InP substrate; and a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure has at least an active layer for emitting laser light, and the laser. A periodic structure for applying light distribution feedback to light,
Wherein the periodic structure is formed in the multilayer structure periodically and the In
Comprising a plurality of irregularities and the recess of the projecting portion relative to the P substrate, a semiconductor portion which is provided separately within the recess of each of the plurality of irregularities, and the semiconductor constituting the said periodic structure The semiconductor laser device, wherein a band gap energy of the portion is set to be equal to or less than an energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback.
【請求項3】 InP基板と、該InP基板上に形成さ
れた多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、 該多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活
性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造と、
を含んでおり、 該周期的構造は、該InP基板の主面に垂直で該半導体
レーザ装置の共振器方向に平行な断面において、該In
P基板の方向に突き出た三角形状を持つ複数の半導体部
分を有し、 該周期的構造を構成する該半導体部分の持つバンドギャ
ップエネルギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出
される光のエネルギーと同一か或いはそれよりも大きく
なるように設定されており、 該半導体部分はInAsPである、半導体レーザ装置。
3. A semiconductor laser device comprising: an InP substrate; and a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure includes at least an active layer for emitting laser light, and the laser. A periodic structure for applying light distribution feedback to light,
Wherein the periodic structure has a cross section perpendicular to the main surface of the InP substrate and parallel to the resonator direction of the semiconductor laser device.
A plurality of semiconductor portion having a triangular shape projecting in the direction of the P substrate, the band gap energy of the semiconductor portion constituting the said periodic structure, the light emitted through the light distributed feedback of the active layer The semiconductor laser device, wherein the semiconductor portion is set to be equal to or larger than the energy of the semiconductor laser, and the semiconductor portion is InAsP.
【請求項4】 InP基板と、該InP基板上に形成さ
れた多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、 該多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活
性層と、該レーザ光に光分布帰還を施す周期的構造と、
を含んでおり、 該周期的構造は、該多層構造に周期的に形成され該In
P基板に対して突出した部分を凹部とする複数の凹凸
と、該複数の凹凸の各々の該凹部内に分離して設けられ
た半導体部分と、を備え、 該周期的構造を構成する該半導体部分の持つバンドギャ
ップエネルギーは、該活性層から光分布帰還を経て放出
される光のエネルギーと同一か或いはそれよりも大きく
なるように設定されており、 該半導体部分はInAsPである、半導体レーザ装置。
4. A semiconductor laser device comprising: an InP substrate; and a multilayer structure formed on the InP substrate, wherein the multilayer structure includes at least an active layer for emitting laser light, and the laser. A periodic structure for applying light distribution feedback to light,
Wherein the periodic structure is formed in the multilayer structure periodically and the In
Comprising a plurality of irregularities and the recess of the projecting portion relative to the P substrate, a semiconductor portion which is provided separately within the recess of each of the plurality of irregularities, and the semiconductor constituting the said periodic structure A semiconductor laser device, wherein the bandgap energy of the portion is set to be equal to or larger than the energy of light emitted from the active layer via the light distribution feedback, and the semiconductor portion is InAsP. .
【請求項5】 前記周期的構造を構成する前記半導体部
分は、InAsPである、請求項1または2に記載の半
導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor portion forming the periodic structure is InAsP.
【請求項6】 前記周期的構造が、前記InP基板と前
記活性層との間に設けられている、請求項1から4のい
ずれかに記載の半導体レーザ装置。
6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said periodic structure is provided between said InP substrate and said active layer.
【請求項7】 前記周期的構造を構成する前記半導体部
分は、前記活性層から光分布帰還を経て放出される光の
エネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを持
つ第1の半導体材料と、該光のエネルギーよりも大きい
バンドギャップエネルギーを持つ第2の半導体材料と、
の少なくとも2種類の材料から形成されている、請求項
1または2に記載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor portion forming the periodic structure, the first semiconductor material having a band gap energy smaller than the energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback; A second semiconductor material having a bandgap energy greater than the energy;
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is formed from at least two types of materials.
【請求項8】 前記周期的構造を構成する前記半導体部
分は、前記活性層から光分布帰還を経て放出される光の
エネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを持
つ第1の半導体材料と、該第1の半導体材料の屈折率を
補償する第2の半導体材料と、の少なくとも2種類の材
料から形成されている、請求項1または2に記載の半導
体レーザ装置。
8. The first semiconductor material having a band gap energy smaller than the energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback, wherein the semiconductor portion forming the periodic structure includes: The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is formed of at least two types of materials: a second semiconductor material that compensates for a refractive index of the semiconductor material.
【請求項9】 前記周期的構造は、第1の半導体材料か
ら構成された第1の半導体部分と第2の半導体材料から
構成された第2の半導体部分とを有しており、該第1の
半導体部分及び該第2の半導体部分は前記共振器方向に
沿って交互に配列されていて、該第1の半導体部分は、
前記InP基板の主面に垂直で該共振器方向に平行な断
面において、該InP基板の方向に突き出た形状であ
る、請求項1または2に記載の半導体レーザ装置。
9. The periodic structure includes a first semiconductor portion made of a first semiconductor material and a second semiconductor portion made of a second semiconductor material. And the second semiconductor portion are alternately arranged along the resonator direction, and the first semiconductor portion is
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a cross section perpendicular to the main surface of the InP substrate and parallel to the resonator direction, the shape protruding in the direction of the InP substrate. 4.
【請求項10】 前記周期的構造の前記第1の半導体部
分が持つバンドギャップエネルギーは、前記活性層から
光分布帰還を経て放出される光のエネルギーよりも小さ
くなるように設定されており、前記第2の半導体部分の
持つバンドギャップエネルギーは、該活性層から光分布
帰還を経て放出される該光のエネルギーよりも大きくな
るように設定されている、請求項9に記載の半導体レー
ザ装置。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein a band gap energy of the first semiconductor portion of the periodic structure is set to be smaller than an energy of light emitted from the active layer via light distribution feedback. 10. The semiconductor laser device according to claim 9, wherein the band gap energy of the second semiconductor portion is set to be larger than the energy of the light emitted from the active layer via the light distribution feedback.
【請求項11】 前記周期的構造を構成する前記半導体
部分の平均屈折率は、InPの屈折率と実質的に等し
い、請求項7から10のいずれかに記載の半導体レーザ
装置。
11. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein an average refractive index of said semiconductor portion constituting said periodic structure is substantially equal to a refractive index of InP.
【請求項12】 前記第1の半導体材料はInAsPで
あり、前記第2の半導体材料はInGaPである、請求
項7から11のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
12. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein said first semiconductor material is InAsP, and said second semiconductor material is InGaP.
【請求項13】 InP結晶の表面に、周期的に配列さ
れた複数の溝を形成する工程と、 少なくともフォスフィンとアルシンとが混合されている
雰囲気中で該InP結晶を熱処理することによって、該
複数の溝のそれぞれにInAsPを堆積する工程と、 活性層を含む多層構造を該InP結晶上に形成する工程
と、 を包含する、半導体レーザ装置の製造方法。
13. A step of forming a plurality of grooves arranged periodically on the surface of an InP crystal, and heat-treating the InP crystal in an atmosphere in which at least phosphine and arsine are mixed. A step of depositing InAsP in each of the plurality of grooves, and a step of forming a multilayer structure including an active layer on the InP crystal.
【請求項14】 活性層を含み、最上層がInP層であ
る多層構造を基板上に形成する工程と、 周期的に配列された複数の溝を該InP層の表面に形成
する工程と、 少なくともフォスフィンとアルシンとが混合されている
雰囲気中で該多層構造を熱処理し、該複数の溝のそれぞ
れにInAsPを堆積する工程と、 を包含する、半導体レーザ装置の製造方法。
14. A step of forming, on a substrate, a multilayer structure including an active layer and an uppermost layer being an InP layer; and a step of forming a plurality of periodically arranged grooves on a surface of the InP layer. Heat-treating the multilayer structure in an atmosphere in which phosphine and arsine are mixed , and depositing InAsP in each of the plurality of grooves, a method for manufacturing a semiconductor laser device.
【請求項15】 InP結晶の表面に凹凸を形成し、該
凹凸を形成したInP結晶を、少なくともフォスフィン
とアルシンとが混合されている雰囲気中で熱処理し、該
凹凸の凹部にInAsPを形成する、結晶成長方法。
15. An unevenness is formed on the surface of an InP crystal, and the InP crystal having the unevenness is formed at least by phosphine.
A heat treatment in an atmosphere in which is mixed with arsine to form InAsP in the concave and convex portions of the irregularities.
【請求項16】 フォスフィンの流量に対してアルシン
の流量を変化させることにより、前記InAsPのバン
ドギャップを変化させる、請求項15に記載の結晶成長
方法。
16. The crystal growth method according to claim 15, wherein the band gap of said InAsP is changed by changing the flow rate of arsine with respect to the flow rate of phosphine .
【請求項17】 レーザ光を生成する発光部と、 該発光部に光学的に結合され、該レーザ光を変調する光
変調部と、 該発光部及び該光変調部を含むストライプ状多層構造
と、 該ストライプ状多層構造を支持する基板と、 を備えた半導体レーザ装置であって、 該発光部は、活性層と、光軸方向に沿って該ストライプ
状多層構造に周期的に形成され該基板に対して突出した
部分を凹部とする複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の
凹部内に分離して設けられた半導体部分と、を含み、 該半導体部分の持つバンドギャップエネルギーは、該活
性層から光分布帰還を経て放出される光のエネルギー以
下に設定されていて、 該光変調部は、変調信号に応じて光学特性が変化する光
変調層を有している、半導体レーザ装置。
17. A light emitting section for generating laser light, a light modulating section optically coupled to the light emitting section and modulating the laser light, and a striped multilayer structure including the light emitting section and the light modulating section. A semiconductor laser device comprising: a substrate supporting the stripe-shaped multilayer structure; wherein the light-emitting portion includes an active layer and the stripe along an optical axis direction.
Periodically formed in the shape of a multi-layered structure and protruded from the substrate
A plurality of irregularities portions and recesses, each of the plurality of irregularities
The anda semiconductor portion which is provided separately in the recess, the band gap energy of the semiconductor portion is preset from the active layer below the energy of the light emitted through the light distributed feedback, the The semiconductor laser device, wherein the light modulation unit has a light modulation layer whose optical characteristics change according to a modulation signal.
【請求項18】 レーザ光を生成する発光部と、 該発光部に光学的に結合され、該レーザ光を変調する光
変調部と、 該発光部及び該光変調部を含むストライプ状多層構造
と、 該ストライプ状多層構造を支持する基板と、 を備えた半導体レーザ装置であって、 該発光部は、活性層と、光軸方向に沿って該ストライプ
状多層構造に周期的に形成され該基板に対して突出した
部分を凹部とする複数の凹凸と、該複数の凹凸の各々の
凹部内に分離して設けられた半導体部分と、を含み、 該半導体部分の持つバンドギャップエネルギーは、該活
性層から光分布帰還を経て放出される光のエネルギーと
同一か或いはそれよりも大きくなるように設定されてお
り、 該半導体部分はInAsPであり、 該光変調部は、変調信号に応じて光学特性が変化する光
変調層を有している、半導体レーザ装置。
18. A light emitting unit for generating a laser beam, a light modulating unit optically coupled to the light emitting unit and modulating the laser beam, and a striped multilayer structure including the light emitting unit and the light modulating unit. A substrate supporting the stripe-shaped multilayer structure, wherein the light-emitting portion comprises: an active layer; and a stripe extending along an optical axis direction.
Periodically formed in the shape of a multi-layered structure and protruded from the substrate
A plurality of irregularities portions and recesses, each of the plurality of irregularities
Anda semiconductor portion which is provided separately in the recess, the band gap energy of the semiconductor portion is larger same or than the energy of the light emitted through the light distributed feedback of the active layer Wherein the semiconductor portion is InAsP, and the light modulation section has a light modulation layer whose optical characteristics change according to a modulation signal.
【請求項19】 前記複数の凹凸の各凹部内に分離して
設けられた前記半導体部分は、前記活性層から出た光の
吸収率が光軸方向に沿って周期的に変化する吸収型回折
格子を構成する、請求項17に記載の半導体レーザ装
置。
19. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor portion provided separately in each of the plurality of concave and convex portions has an absorption type in which an absorptivity of light emitted from the active layer changes periodically along an optical axis direction. The semiconductor laser device according to claim 17 , wherein the semiconductor laser device forms a grating.
【請求項20】 前記ストライプ状多層構造は、多重量
子井戸層を含んでおり、 前記活性層は、該多重量子井戸層の第1の部分から形成
され、 前記光変調層は、該多重量子井戸層の第2の部分から形
成されている、請求項17または18に記載の半導体レ
ーザ装置。
20. The striped multilayer structure includes a multiple quantum well layer; the active layer is formed from a first portion of the multiple quantum well layer; and the light modulation layer is a multiple quantum well layer. is formed from the second portion of the layer, the semiconductor laser device according to claim 17 or 18.
【請求項21】 前記活性層と前記光変調層とは、前記
多重量子井戸層の第3の部分によって接続されており、
該第3の部分は、該多重量子井戸層の前記第1の部分と
前記第2の部分との間に位置している、請求項20に記
載の半導体レーザ装置。
21. The active layer and the light modulation layer are connected by a third portion of the multiple quantum well layer,
21. The semiconductor laser device according to claim 20 , wherein said third portion is located between said first portion and said second portion of said multiple quantum well layer.
【請求項22】 前記多重量子井戸層の前記第1の部分
は、該多重量子井戸層の前記第2の部分よりも厚い、請
求項21に記載の半導体レーザ装置。
22. The semiconductor laser device according to claim 21 , wherein said first portion of said multiple quantum well layer is thicker than said second portion of said multiple quantum well layer.
【請求項23】 前記半導体部分は、前記基板の表面に
形成された周期的凹凸上に形成されている、請求項17
または18に記載の半導体レーザ装置。
23. The semiconductor device according to claim 17 , wherein the semiconductor portion is formed on periodic irregularities formed on a surface of the substrate.
19. A semiconductor laser device according to item 18 .
【請求項24】 前記活性層と前記半導体部分との間に
設けられた光導波層をさらに備えている、請求項17
たは18に記載の半導体レーザ装置。
24. A comprises further optical waveguide layer provided between the semiconductor portion and the active layer, a semiconductor laser device according to claim 17 or <br/> others 18.
【請求項25】 前記発光部に実質的に一定の電圧を印
加する第1の電圧印加手段と、前記光変調部に変調電圧
を印加する第2の電圧印加手段と、をさらに備えてい
る、請求項17または18に記載の半導体レーザ装置。
25. The image display device further comprising: first voltage applying means for applying a substantially constant voltage to the light emitting unit; and second voltage applying means for applying a modulation voltage to the light modulation unit. the semiconductor laser device according to claim 17 or 18.
【請求項26】 前記半導体部分はInAsPである、
請求項17に記載の半導体レーザ装置。
26. The semiconductor part is InAsP.
The semiconductor laser device according to claim 17 .
【請求項27】 レーザ光を生成する発光部と、 該発光部に光学的に結合され、該レーザ光が伝播する光
導波路部と、 該発光部及び該光導波路部を含むストライプ状多層構造
と、 該ストライプ状多層構造を支持する基板と、 を備えた半導体レーザ装置であって、 該発光部は、該レーザ光を放射する活性層を含み、 該光導波路部は、屈折率が光軸方向に沿って周期的に変
化するブラッグ反射器を有しており、 該ブラッグ反射器は、周期的凹凸構造の凹部内に分離し
形成された半導体部分を備えていて、該活性層から放
射された光のうち選択された波長の光を該活性層に向け
て反射する、半導体レーザ装置。
27. A light-emitting portion for generating a laser beam, an optical waveguide portion optically coupled to the light-emitting portion, and through which the laser beam propagates, and a striped multilayer structure including the light-emitting portion and the optical waveguide portion. A substrate that supports the striped multilayer structure, wherein the light emitting unit includes an active layer that emits the laser light, and the optical waveguide unit has a refractive index in an optical axis direction. A Bragg reflector that varies periodically along the surface thereof, wherein the Bragg reflector separates into recesses of the periodic relief structure.
A semiconductor laser device having a semiconductor portion formed by reflecting light of a selected wavelength out of light emitted from the active layer toward the active layer.
【請求項28】 前記半導体部分はInAsPである、
請求項27に記載の半導体レーザ装置。
28. The semiconductor part is InAsP,
A semiconductor laser device according to claim 27 .
【請求項29】 前記InAsPは、前記レーザ光を吸
収しない大きさのバンドギャップエネルギーを持ってい
る、請求項28に記載の半導体レーザ装置。
29. The semiconductor laser device according to claim 28 , wherein said InAsP has a band gap energy large enough not to absorb said laser light.
【請求項30】 前記光導波路部は、前記レーザ光の波
長を調整するための波長チューニング部を含んでいる、
請求項27に記載の半導体レーザ装置。
30. The optical waveguide unit includes a wavelength tuning unit for adjusting a wavelength of the laser light.
A semiconductor laser device according to claim 27 .
【請求項31】 前記光導波路部は、前記レーザ光の位
相を調整するための位相チューニング部を含んでいる、
請求項30に記載の半導体レーザ装置。
31. The optical waveguide unit includes a phase tuning unit for adjusting a phase of the laser light.
The semiconductor laser device according to claim 30 .
【請求項32】 レーザ光を生成する発光部と、 該発光部に光学的に結合され、該レーザ光を変調する光
変調部と、 該発光部及び該光変調部を含むストライプ状多層構造
と、 該ストライプ状多層構造を支持する基板と、 を備えた半導体レーザ装置であって、 該発光部は、活性層を有し、 該光変調部は、変調信号に応じて光学特性が変化する光
変調層を有しており、 該発光部及び該光変調部には、光軸方向に沿って周期的
に配列された吸収型回折格子が形成されており、 該発光部からの該レーザ光は、該光変調部の該吸収型回
折格子ではほとんど回折しない、半導体レーザ装置。
32. A light emitting section for generating laser light, a light modulating section optically coupled to the light emitting section and modulating the laser light, and a striped multilayer structure including the light emitting section and the light modulating section. A semiconductor laser device comprising: a substrate supporting the stripe-shaped multilayer structure; wherein the light-emitting portion has an active layer, and the light modulation portion has light whose optical characteristics change according to a modulation signal. An absorption type diffraction grating that is periodically arranged along the optical axis direction is formed in the light emitting portion and the light modulating portion, and the laser light from the light emitting portion is A semiconductor laser device that hardly diffracts by the absorption type diffraction grating of the light modulation unit.
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