JP2894285B2 - 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法Info
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- JP2894285B2 JP2894285B2 JP17354296A JP17354296A JP2894285B2 JP 2894285 B2 JP2894285 B2 JP 2894285B2 JP 17354296 A JP17354296 A JP 17354296A JP 17354296 A JP17354296 A JP 17354296A JP 2894285 B2 JP2894285 B2 JP 2894285B2
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- light
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムの
主構成要素となる半導体レーザおよびその製造方法に関
し、詳しくは量子井戸構造の活性層に回折格子を有する
分布帰還型レーザに関する。
主構成要素となる半導体レーザおよびその製造方法に関
し、詳しくは量子井戸構造の活性層に回折格子を有する
分布帰還型レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの活性層近傍に回折格子を
形成し、この回折格子により充分布帰還を施して活性層
に誘導放出光を発生させる分布帰還型半導体レーザの技
術は広く知られている。分布帰還型半導体レーザは比較
的簡単に発振スペクトル特性の優れた誘導放出光が得ら
れるとともに、回折格子のピッチにより発振波長を制御
できるので、単一モード光ファイバを利用するあるいは
光波長多重を行う長距離大容量光通信装置その他光電子
装置の光源として利用されている。
形成し、この回折格子により充分布帰還を施して活性層
に誘導放出光を発生させる分布帰還型半導体レーザの技
術は広く知られている。分布帰還型半導体レーザは比較
的簡単に発振スペクトル特性の優れた誘導放出光が得ら
れるとともに、回折格子のピッチにより発振波長を制御
できるので、単一モード光ファイバを利用するあるいは
光波長多重を行う長距離大容量光通信装置その他光電子
装置の光源として利用されている。
【０００３】このための従来のレーザは活性層に極めて
近接して透明な導波路を作り、この導波路層の活性層よ
り遠い側の面に断面形状がおおむね三角波状である凹凸
形状を形成して、導波路層のみかけの屈折率を周期的に
変化させて充分布帰還を施すものである。この構造は広
く知られたものであって、一般的なハンドブックである
電子情報通信ハンドブック（オーム社、１９８８年、９
８４−９８５頁）にも記載がある。
近接して透明な導波路を作り、この導波路層の活性層よ
り遠い側の面に断面形状がおおむね三角波状である凹凸
形状を形成して、導波路層のみかけの屈折率を周期的に
変化させて充分布帰還を施すものである。この構造は広
く知られたものであって、一般的なハンドブックである
電子情報通信ハンドブック（オーム社、１９８８年、９
８４−９８５頁）にも記載がある。
【０００４】この構造の半導体レーザでは、両端面が無
反射の場合、ブラッグ波長領域に発振阻止帯域が生じブ
ラッグ波長の上下にほぼ対称に離隔した２つの波長の縦
モード発振が生じる。実際の素子では利得スペクトルに
は両端面の反射率、結合効率と回折格子長の積（κ・
Ｌ）および光の反射端面での位相が影響するため、これ
らの組み合わせによっては単一波長動作も可能である。
反射の場合、ブラッグ波長領域に発振阻止帯域が生じブ
ラッグ波長の上下にほぼ対称に離隔した２つの波長の縦
モード発振が生じる。実際の素子では利得スペクトルに
は両端面の反射率、結合効率と回折格子長の積（κ・
Ｌ）および光の反射端面での位相が影響するため、これ
らの組み合わせによっては単一波長動作も可能である。
【０００５】しかし反射端面は結晶の劈開により形成さ
れ、その精度は回折格子のピッチに比べ数桁粗くなる。
その結果、反射端面での光の位相の制御は事実上不可能
となるため、単一波長動作は確率的なものとなる。
れ、その精度は回折格子のピッチに比べ数桁粗くなる。
その結果、反射端面での光の位相の制御は事実上不可能
となるため、単一波長動作は確率的なものとなる。
【０００６】これを解決するために回折格子をそのほぼ
中央で１／４波長分だけ位相シフトする構造が提案、実
施されている。この構造においては両端面の反射率を無
反射に近づけた場合に２つの縦モードの利得差が大きく
なり、発振モードを１つに設定することができるように
なる。この場合端面反射率が０に近いため端面位相の影
響が小さく確実に単一波長動作が得られる。
中央で１／４波長分だけ位相シフトする構造が提案、実
施されている。この構造においては両端面の反射率を無
反射に近づけた場合に２つの縦モードの利得差が大きく
なり、発振モードを１つに設定することができるように
なる。この場合端面反射率が０に近いため端面位相の影
響が小さく確実に単一波長動作が得られる。
【０００７】しかしこの構造は回折格子の形成が複雑で
あるため、特別の製造工程が必要である。また、この構
造では単一波長動作のために両端面とも反射率を低くす
る必要があり、高出力化が困難である。
あるため、特別の製造工程が必要である。また、この構
造では単一波長動作のために両端面とも反射率を低くす
る必要があり、高出力化が困難である。
【０００８】一方、上述のような屈折率結合による光分
布帰還に対し、利得係数の周期的摂動に基づく利得結合
により光分布帰還を行う場合、ブラッグ波長領域に発振
阻止帯域が現れず完全に単一波長の縦モード発振が得ら
れるはずであるとの原理的な理論が、コゲルニック他
「分布帰還レーザの結合波理論（Ｃｏｕｐｌｅｄ‐Ｗａ
ｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ Ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒｓ）」Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９７２ｖｏ
ｌ. ４３ ｐｐ２３２７‐２３３５によって示された。
この論文はあくまでも原理的な検討結果であって、上記
の利得結合を実現するための半導体レーザ装置の構造や
その製造方法についての記述はない。
布帰還に対し、利得係数の周期的摂動に基づく利得結合
により光分布帰還を行う場合、ブラッグ波長領域に発振
阻止帯域が現れず完全に単一波長の縦モード発振が得ら
れるはずであるとの原理的な理論が、コゲルニック他
「分布帰還レーザの結合波理論（Ｃｏｕｐｌｅｄ‐Ｗａ
ｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ Ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒｓ）」Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９７２ｖｏ
ｌ. ４３ ｐｐ２３２７‐２３３５によって示された。
この論文はあくまでも原理的な検討結果であって、上記
の利得結合を実現するための半導体レーザ装置の構造や
その製造方法についての記述はない。
【０００９】また、この利得結合型は屈折率結合型に比
ベ、端面反射や戻り光に対する耐性が強いという利点を
有している。この利得結合を実現するには、活性層に回
折格子を形成し、活性層の厚さそのものを回折格子の凹
凸に応じて光波の進行方向にそって変化させることが最
適である。
ベ、端面反射や戻り光に対する耐性が強いという利点を
有している。この利得結合を実現するには、活性層に回
折格子を形成し、活性層の厚さそのものを回折格子の凹
凸に応じて光波の進行方向にそって変化させることが最
適である。
【００１０】しかし、活性層に直接回折格子として凹凸
を印刻すると、凹凸を形成するためのエッチング時に活
性層の半導体結晶に欠陥が発生してしまう。この欠陥に
より非発光再結合が増加してしまうため、実用的な半導
体レーザは得られていない。
を印刻すると、凹凸を形成するためのエッチング時に活
性層の半導体結晶に欠陥が発生してしまう。この欠陥に
より非発光再結合が増加してしまうため、実用的な半導
体レーザは得られていない。
【００１１】そこで活性層の近傍に半導体の不透明層を
設け、その不透明層に回折格子を形成し、その不透明層
の損失係数に周期的摂動に基づく分布帰還を施すものが
提案されている（公開特許公報平０２−０４０９８
４）。しかしこの構造では活性層近傍に不透明層を設け
てこの不透明層により帰還を施すものであるから、この
不透明層にエネルギーの吸収損失が有り、動作電流が大
きくなる欠点がある。
設け、その不透明層に回折格子を形成し、その不透明層
の損失係数に周期的摂動に基づく分布帰還を施すものが
提案されている（公開特許公報平０２−０４０９８
４）。しかしこの構造では活性層近傍に不透明層を設け
てこの不透明層により帰還を施すものであるから、この
不透明層にエネルギーの吸収損失が有り、動作電流が大
きくなる欠点がある。
【００１２】このような問題を避けるため、選択成長に
より周期的に活性層を形成する方法が公開特許公報平３
−４９２８７に提案されている。しかしこの方法では、
マスク間隔が回折格子の周期によって制限されるが、選
択成長領域では（１１１）Ｂ面に囲まれたメサが形成さ
れるため、成長できる層の厚さはマスク間隔によって制
限される。従って、十分な厚さの活性層を作製すること
は非常に困難であり、また、活性層は回折格子の周期に
あわせて不連続に形成される。このため、十分な利得を
得ることは非常に困難であった。
より周期的に活性層を形成する方法が公開特許公報平３
−４９２８７に提案されている。しかしこの方法では、
マスク間隔が回折格子の周期によって制限されるが、選
択成長領域では（１１１）Ｂ面に囲まれたメサが形成さ
れるため、成長できる層の厚さはマスク間隔によって制
限される。従って、十分な厚さの活性層を作製すること
は非常に困難であり、また、活性層は回折格子の周期に
あわせて不連続に形成される。このため、十分な利得を
得ることは非常に困難であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景のもとに行われたものであって、活性層に回折格子を
形成しても活性層となる半導体結晶構造に欠陥を引き起
こすことがなく、また不透明層を設けることによるエネ
ルギー吸収損失を生じさせることなく、さらに十分な利
得を有することを可能とする利得結合型の分布帰還型半
導体レーザ装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
景のもとに行われたものであって、活性層に回折格子を
形成しても活性層となる半導体結晶構造に欠陥を引き起
こすことがなく、また不透明層を設けることによるエネ
ルギー吸収損失を生じさせることなく、さらに十分な利
得を有することを可能とする利得結合型の分布帰還型半
導体レーザ装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光分布帰還を
施す回折格子が誘導放出光を発生させる活性層に設けら
れた半導体レーザにおいて、該活性層は、光の進行方向
に連続する層であり、利得特性が光の進行方向に周期的
に摂動する特性を有し、該活性層は、光の進行方向には
連続したマスク開口を有し、かつマスク開口幅が回折格
子の周期に対応して変化し、その開口幅が１．０〜２．
５μｍの範囲であるマスクを用いた選択成長で形成され
た構造であることを特徴とする半導体レーザに関する。
施す回折格子が誘導放出光を発生させる活性層に設けら
れた半導体レーザにおいて、該活性層は、光の進行方向
に連続する層であり、利得特性が光の進行方向に周期的
に摂動する特性を有し、該活性層は、光の進行方向には
連続したマスク開口を有し、かつマスク開口幅が回折格
子の周期に対応して変化し、その開口幅が１．０〜２．
５μｍの範囲であるマスクを用いた選択成長で形成され
た構造であることを特徴とする半導体レーザに関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明では、活性層は、光の進行
方向に連続する層であり、選択成長によって形成する際
に、マスク間隔を回折格子のピッチと無関係に設定でき
るため十分な厚さを確保できる。従って、十分な利得を
得ることができる。この、利得特性は光の進行方向に周
期的に摂動しているので、光分布帰還の回折格子として
働く。
方向に連続する層であり、選択成長によって形成する際
に、マスク間隔を回折格子のピッチと無関係に設定でき
るため十分な厚さを確保できる。従って、十分な利得を
得ることができる。この、利得特性は光の進行方向に周
期的に摂動しているので、光分布帰還の回折格子として
働く。
【００１６】このような活性層の利得の周期的に摂動
は、光の進行方向には連続したマスク開口を有し、マス
ク開口幅が回折格子の周期に対応して変化するマスクを
用いて、活性層を選択成長で形成することで得ることが
できる。
は、光の進行方向には連続したマスク開口を有し、マス
ク開口幅が回折格子の周期に対応して変化するマスクを
用いて、活性層を選択成長で形成することで得ることが
できる。
【００１７】本発明者らは、選択成長を行うときのマス
ク開口幅の変化によって、成長する混晶層の組成および
膜厚が変化することに注目した。組成の変化はバンドギ
ャップエネルギー（Ｅｇ）の変化に対応する。量子井戸
構造では井戸層の膜厚の変化によってもＥｇが変化す
る。活性層のＥｇの違いは利得スペクトルの違いを生じ
ることから、選択成長でレーザの活性層を成長する場
合、マスク開口幅によって利得スペクトルを変化させる
ことができる。したがって周期的なマスク開口幅の変化
あるいはマスク開口幅とマスク幅の両方の変化を有する
マスクを用いて選択成長により活性層を形成することに
より、周期的な利得の変化を実現することができる。
ク開口幅の変化によって、成長する混晶層の組成および
膜厚が変化することに注目した。組成の変化はバンドギ
ャップエネルギー（Ｅｇ）の変化に対応する。量子井戸
構造では井戸層の膜厚の変化によってもＥｇが変化す
る。活性層のＥｇの違いは利得スペクトルの違いを生じ
ることから、選択成長でレーザの活性層を成長する場
合、マスク開口幅によって利得スペクトルを変化させる
ことができる。したがって周期的なマスク開口幅の変化
あるいはマスク開口幅とマスク幅の両方の変化を有する
マスクを用いて選択成長により活性層を形成することに
より、周期的な利得の変化を実現することができる。
【００１８】周期的なマスク開口幅の変化を有するマス
クを用いた場合には活性層幅にも周期的な変化が生じ、
これによっても利得の周期的な摂動を生じる。
クを用いた場合には活性層幅にも周期的な変化が生じ、
これによっても利得の周期的な摂動を生じる。
【００１９】マスク開口幅の周期的変化の形状として
は、得られる活性層の利得が回折格子として機能し分布
帰還を生じるようなものであれば良く、例えば、方形波
状、三角波状、正弦波状等を挙げることができる。
は、得られる活性層の利得が回折格子として機能し分布
帰還を生じるようなものであれば良く、例えば、方形波
状、三角波状、正弦波状等を挙げることができる。
【００２０】このようなものとして、例えば、図４、図
６、図７に示すようなマスク形状を挙げることができ
る。
６、図７に示すようなマスク形状を挙げることができ
る。
【００２１】また、マスク開口幅、およびそれらの変化
の大きさも、得られる活性層の利得が回折格子として機
能し分布帰還を生じるように適宜設定することができ
る。例えば、マスク幅を１〜１００μｍの範囲、開口幅
を１．０〜２．５μｍの範囲で、マスク開口幅、または
マスク開口幅とマスク幅の両方を変化させた形状を挙げ
ることができる。
の大きさも、得られる活性層の利得が回折格子として機
能し分布帰還を生じるように適宜設定することができ
る。例えば、マスク幅を１〜１００μｍの範囲、開口幅
を１．０〜２．５μｍの範囲で、マスク開口幅、または
マスク開口幅とマスク幅の両方を変化させた形状を挙げ
ることができる。
【００２２】
【実施例】以下に実施例を示し、図を用いて本発明をさ
らに詳細に説明する。以下の例では、ＩｎＰ基板上のＩ
ｎＧａＡｓＰ系長波長レーザの場合について示した。
らに詳細に説明する。以下の例では、ＩｎＰ基板上のＩ
ｎＧａＡｓＰ系長波長レーザの場合について示した。
【００２３】［参考例１］ この参考例の半導体レーザの製造方法および作用を図
ｌ、２を用いて説明する。まず面方位が（１００）面の
ｎ−ＩｎＰ基板ｌ上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜
２を形成し、フォトリソグラフィー技術により、図２の
ように（０１１）方向に周期的に幅が変化するマスクパ
ターンを形成した。このマスクは、開口が光の進行方向
に連続しており、開口幅Ｇが１．８μｍで一定である。
マスク幅は方形波状に回折格子の周期に一致して変化し
ており周期Ｔは２０２ｎｍである。マスク幅の最小ｄ１
は５．０μｍ、マスク幅の最大ｄ２は１０μｍである。
ｌ、２を用いて説明する。まず面方位が（１００）面の
ｎ−ＩｎＰ基板ｌ上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜
２を形成し、フォトリソグラフィー技術により、図２の
ように（０１１）方向に周期的に幅が変化するマスクパ
ターンを形成した。このマスクは、開口が光の進行方向
に連続しており、開口幅Ｇが１．８μｍで一定である。
マスク幅は方形波状に回折格子の周期に一致して変化し
ており周期Ｔは２０２ｎｍである。マスク幅の最小ｄ１
は５．０μｍ、マスク幅の最大ｄ２は１０μｍである。
【００２４】次にこのパターンのＳｉＯ2膜をマスクと
して用いて活性層部の選択成長を行う。図１に示すよう
に、まずｎ−ＩｎＰクラッド層３、続いてＩｎＧａＡｓ
Ｐ光閉じこめ層４を成長し、次にＩｎＧａＡｓＰ多重量
子井戸５を活性層として成長する。その後ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光閉じ込め層６、ｐ−ＩｎＰクラッド層７を成長す
る。
して用いて活性層部の選択成長を行う。図１に示すよう
に、まずｎ−ＩｎＰクラッド層３、続いてＩｎＧａＡｓ
Ｐ光閉じこめ層４を成長し、次にＩｎＧａＡｓＰ多重量
子井戸５を活性層として成長する。その後ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光閉じ込め層６、ｐ−ＩｎＰクラッド層７を成長す
る。
【００２５】次に選択成長に用いたＳｉＯ2膜のマスク
を除去した後、選択成長層上部にＳｉＯ2膜を形成す
る。この選択成長層上部ヘのＳｉＯ2膜形成法について
は阪田らの論文（Ｐｈｏｔｎ．Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．，
Ｖｏ２ 1.8 Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９６）に
詳しい記載があり、この記載にしたがって形成すること
ができる。このＳｉＯ2膜をマスクとし、ｐ−ＩｎＰ電
流ブロック層８およびｎ−ＩｎＰ電流ブロック層９を形
成する。その後ＳｉＯ2膜を除去し、ｐ−ＩｎＰ埋め込
み層１０およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１１を形
成する。このコンタクト層上および基板上に電極を蒸着
により形成する。
を除去した後、選択成長層上部にＳｉＯ2膜を形成す
る。この選択成長層上部ヘのＳｉＯ2膜形成法について
は阪田らの論文（Ｐｈｏｔｎ．Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．，
Ｖｏ２ 1.8 Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９６）に
詳しい記載があり、この記載にしたがって形成すること
ができる。このＳｉＯ2膜をマスクとし、ｐ−ＩｎＰ電
流ブロック層８およびｎ−ＩｎＰ電流ブロック層９を形
成する。その後ＳｉＯ2膜を除去し、ｐ−ＩｎＰ埋め込
み層１０およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１１を形
成する。このコンタクト層上および基板上に電極を蒸着
により形成する。
【００２６】この選択成長では、マスクの幅の変化によ
って成長する混晶層の組成および膜厚が変化するため、
光の進行方向に沿って図３のようにマスク幅の周期に対
応してバンドギャップエネルギー（Ｅｇ）が変化し、利
得の周期的な変化を得ることができる。したがって前述
のコゲルニック他による理論における利得係数の周期的
摂動に基づく利得結合により光分布帰還を行うことがで
きる。
って成長する混晶層の組成および膜厚が変化するため、
光の進行方向に沿って図３のようにマスク幅の周期に対
応してバンドギャップエネルギー（Ｅｇ）が変化し、利
得の周期的な変化を得ることができる。したがって前述
のコゲルニック他による理論における利得係数の周期的
摂動に基づく利得結合により光分布帰還を行うことがで
きる。
【００２７】［実施例１］ 次に本発明の第１の実施例について説明する。まずｎ−
ＩｎＰ基板１上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜を形
成し、フォトリソグラフィー技術により図４のように周
期的に開口幅が変化するマスクを形成した。
ＩｎＰ基板１上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜を形
成し、フォトリソグラフィー技術により図４のように周
期的に開口幅が変化するマスクを形成した。
【００２８】このマスクは、開口が光の進行方向に連続
しており、開口幅は方形波状に回折格子の周期に一致し
て変化しており周期Ｔは２０２ｎｍである。開口の最小
幅Ｇ１は１．８μｍ、最大幅Ｇ２が２．２μｍである。
マスク幅（ｄ３＝ｄ４）は５．０μｍである。
しており、開口幅は方形波状に回折格子の周期に一致し
て変化しており周期Ｔは２０２ｎｍである。開口の最小
幅Ｇ１は１．８μｍ、最大幅Ｇ２が２．２μｍである。
マスク幅（ｄ３＝ｄ４）は５．０μｍである。
【００２９】この後は第１の参考例と同様に各層を成長
することにより図５に示す活性層構造が形成される。
することにより図５に示す活性層構造が形成される。
【００３０】混晶層の組成および膜厚はマスク開口幅に
よっても変化するため、本実施例においても参考例１と
同様に利得の周期的な変化を得ることができる。さらに
本実施例においては活性層幅も周期的に変化する。導波
する光は図５のようにフィールド分布をもつため、この
活性層の変化により光の得る利得にも周期的な摂動が生
じる。この後第１の参考例と同様にして電流ブロック
層、クラッド層およびコンタクト層を成長し、電極を形
成してレーザ構造が完成する。
よっても変化するため、本実施例においても参考例１と
同様に利得の周期的な変化を得ることができる。さらに
本実施例においては活性層幅も周期的に変化する。導波
する光は図５のようにフィールド分布をもつため、この
活性層の変化により光の得る利得にも周期的な摂動が生
じる。この後第１の参考例と同様にして電流ブロック
層、クラッド層およびコンタクト層を成長し、電極を形
成してレーザ構造が完成する。
【００３１】［実施例２］ 次に本発明の第２の実施例について説明する。まずｎ−
ＩｎＰ基板１上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜を形
成し、フォトリソグラフィー技術により図６のように周
期的にマスク幅およびマスク開口幅が変化するマスクを
形成した。
ＩｎＰ基板１上に約１００ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜を形
成し、フォトリソグラフィー技術により図６のように周
期的にマスク幅およびマスク開口幅が変化するマスクを
形成した。
【００３２】このマスクは、開口が光の進行方向に連続
しており、開口幅およびマスク幅が方形波状に回折格子
の周期に一致して変化しており周期Ｔは２０２ｎｍであ
る。開口の最小幅Ｇ１は１．８μｍ、最大幅Ｇ２が２．
２μｍであり、マスク幅の最大ｄ２は５．０μｍであ
る。
しており、開口幅およびマスク幅が方形波状に回折格子
の周期に一致して変化しており周期Ｔは２０２ｎｍであ
る。開口の最小幅Ｇ１は１．８μｍ、最大幅Ｇ２が２．
２μｍであり、マスク幅の最大ｄ２は５．０μｍであ
る。
【００３３】この後は参考例１と同様に各層を成長する
ことによりレーザ構造が完成する。本実施例においても
参考例１および実施例１と同様に周期的な利得の変化が
得られる。なお、上記実施例ではｎ−ＩｎＰ基板上のＩ
ｎＧａＡｓＰ半導体レーザの場合について示したが、ｐ
型基板上に半導体レーザを作製する場合にも同様に適応
でき、さらにＡｌＧａＡｓなど他の材料系の半導体レー
ザについても適応可能である。また上記実施例では活性
層に多重量子井戸構造を用いているが、単一量子井戸層
あるいはバルク層を用いても良い。また、上記実施例で
は電流ブロック層を有する半導体レーザについて説明し
ているが、電流ブロック層を持たない構造としてもよ
い。
ことによりレーザ構造が完成する。本実施例においても
参考例１および実施例１と同様に周期的な利得の変化が
得られる。なお、上記実施例ではｎ−ＩｎＰ基板上のＩ
ｎＧａＡｓＰ半導体レーザの場合について示したが、ｐ
型基板上に半導体レーザを作製する場合にも同様に適応
でき、さらにＡｌＧａＡｓなど他の材料系の半導体レー
ザについても適応可能である。また上記実施例では活性
層に多重量子井戸構造を用いているが、単一量子井戸層
あるいはバルク層を用いても良い。また、上記実施例で
は電流ブロック層を有する半導体レーザについて説明し
ているが、電流ブロック層を持たない構造としてもよ
い。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば利得係数の周期的摂動に
基づく利得結合により光分布帰還を行う半導体レーザ装
置を作製することができる。しかも本発明ではエッチン
グすることなく活性層に回折格子を形成できるため、半
導体結晶構造に欠陥を引き起こすことがない。また不透
明層を設けることによるエネルギー吸収損失を生じさせ
ることなく、さらに十分な厚さの活性層、すなわち十分
な利得を有することが可能である。本発明の半導体レー
ザは長距離光通信用、波長多重光通信用、光情報処理装
置、光情報記録装置、光応用計測装置その他各種の光電
子装置の光源として有用である。
基づく利得結合により光分布帰還を行う半導体レーザ装
置を作製することができる。しかも本発明ではエッチン
グすることなく活性層に回折格子を形成できるため、半
導体結晶構造に欠陥を引き起こすことがない。また不透
明層を設けることによるエネルギー吸収損失を生じさせ
ることなく、さらに十分な厚さの活性層、すなわち十分
な利得を有することが可能である。本発明の半導体レー
ザは長距離光通信用、波長多重光通信用、光情報処理装
置、光情報記録装置、光応用計測装置その他各種の光電
子装置の光源として有用である。
【図１】本発明の第ｌの参考例の半導体レーザの作製工
程を説明する図である。
程を説明する図である。
【図２】本発明の第１の参考例に用いる選択成長マスク
の形状である。
の形状である。
【図３】本発明の第１の参考例の活性層のバンドギャッ
プを説明する図である。
プを説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施例に用いる選択成長マスク
の形状である。
の形状である。
【図５】本発明の第１の実施例の半導体レーザの光導波
部分の構造および導波する光のフィールド分布を示す図
である。
部分の構造および導波する光のフィールド分布を示す図
である。
【図６】本発明の第２の実施例に用いる選択成長マスク
の形状である。
の形状である。
【図７】本発明に用いる選択成長マスク形状の１例であ
る。
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−279648（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−97517（ＪＰ，Ａ) 電気学会光・量子デバイス研究会資料 ＯＱＤ−91 ＮＯ．54−59（1991) Ｐ．35−42 電気学会光・量子デバイス研究会資料 ＯＱＤ−91 ＮＯ．54−59（1991) Ｐ．43−52 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 光分布帰還を施す回折格子が誘導放出光
を発生させる活性層に設けられた半導体レーザにおい
て、 該活性層は、光の進行方向に連続する層であり、利得特
性が光の進行方向に周期的に摂動する特性を有し、 該活性層は、光の進行方向には連続したマスク開口を有
し、かつマスク開口幅が回折格子の周期に対応して変化
し、その開口幅が１．０〜２．５μｍの範囲であるマス
クを用いた選択成長で形成された構造であることを特徴
とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 光分布帰還を施す回折格子が誘導放出光
を発生させる活性層に設けられた半導体レーザの製造方
法において、 基板上に、光の進行方向には連続したマスク開口を有
し、かつマスク開口幅が回折格子の周期に対応して変化
し、その開口幅が１．０〜２．５μｍの範囲となるよう
にマスクを形成する工程と、 前記活性層を選択成長によって形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17354296A JP2894285B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17354296A JP2894285B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022567A JPH1022567A (ja) | 1998-01-23 |
| JP2894285B2 true JP2894285B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=15962470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17354296A Expired - Lifetime JP2894285B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 分布帰還型半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894285B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100424774B1 (ko) * | 1998-07-22 | 2004-05-17 | 삼성전자주식회사 | 선택영역회절격자형성과선택영역성장을위한마스크및이를이용한반도체소자의제조방법 |
| US7440666B2 (en) * | 2004-02-25 | 2008-10-21 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Buried heterostucture device having integrated waveguide grating fabricated by single step MOCVD |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP17354296A patent/JP2894285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 電気学会光・量子デバイス研究会資料 ＯＱＤ−９１ ＮＯ．５４−５９（１９９１）Ｐ．３５−４２ |
| 電気学会光・量子デバイス研究会資料 ＯＱＤ−９１ ＮＯ．５４−５９（１９９１）Ｐ．４３−５２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1022567A (ja) | 1998-01-23 |
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