JP3089584B2 - Semiconductor laser with monitor - Google Patents

Semiconductor laser with monitor

Info

Publication number
JP3089584B2
JP3089584B2 JP02117688A JP11768890A JP3089584B2 JP 3089584 B2 JP3089584 B2 JP 3089584B2 JP 02117688 A JP02117688 A JP 02117688A JP 11768890 A JP11768890 A JP 11768890A JP 3089584 B2 JP3089584 B2 JP 3089584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
stripe
photodiode
active region
shaped active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02117688A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0415978A (en
Inventor
秀穂 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP02117688A priority Critical patent/JP3089584B2/en
Publication of JPH0415978A publication Critical patent/JPH0415978A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3089584B2 publication Critical patent/JP3089584B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0262Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
    • H01S5/0264Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザの出力光をモニタするモニタ
用ホトダイオードと半導体レーザを同一基板に一体化し
たモニタ付半導体レーザに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser with a monitor in which a monitoring photodiode for monitoring output light of a semiconductor laser and a semiconductor laser are integrated on the same substrate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、モニタ用ホトダイオードと半導体レーザを同一
基板に一体化したモニタ付半導体レーザは、例えば第6
図の断面図に示すように、窒化膜ストライプレーザに化
学エッチングにより分離溝を設けて、半導体レーザとモ
ニタ用ホトダイオードを同一基板に一体化したものがあ
る(K.Iga and B.I.Miller:Electron Lett.16 pp342−3
43(1983))。第6図において、16はn型InP基板、17
はn型InPクラッド層、18はGaInAsP活性層、19はp型In
Pクラッド層、20はp+型GaInAsPコンタクト層である。ま
た、6はp型電極、7はn型電極、8はレーザ部、9は
ホトダイオード部、13はエッチング分離溝である。
Conventionally, a semiconductor laser with a monitor in which a monitoring photodiode and a semiconductor laser are integrated on the same substrate is, for example, the sixth type.
As shown in the cross-sectional view of the figure, there is a nitride stripe laser in which a separation groove is provided by chemical etching to integrate a semiconductor laser and a monitoring photodiode on the same substrate (K. Iga and BIMiller: Electron Lett. 16 pp342-3
43 (1983)). In FIG. 6, reference numeral 16 denotes an n-type InP substrate;
Is an n-type InP cladding layer, 18 is a GaInAsP active layer, 19 is a p-type InP
The P cladding layer 20 is a p + -type GaInAsP contact layer. Reference numeral 6 denotes a p-type electrode, 7 denotes an n-type electrode, 8 denotes a laser portion, 9 denotes a photodiode portion, and 13 denotes an etching separation groove.

このようなモニタ付半導体レーザは、ホトダイオード
部9に面したレーザ部8のエッチング端面と該レーザ部
8に面したホトダイオード9のエッチング端面が略平行
になっているので、レーザの出力光の多重反射が起り、
エッチング溝幅の素子間での少しの変動で、ホトダイオ
ードの受光効率が著しくバラツクという欠点がある。以
上の論点に関しては次の文献に詳しく述べてある(H.Sa
ito and Y.Noguchi:Electron Lett.25 pp719−720(198
9))。
In such a semiconductor laser with a monitor, since the etched end face of the laser section 8 facing the photodiode section 9 and the etched end face of the photodiode 9 facing the laser section 8 are substantially parallel, multiple reflection of laser output light is performed. Occurs
There is a disadvantage in that the light receiving efficiency of the photodiode varies significantly due to a slight variation in the etching groove width between the elements. This issue is discussed in detail in the following document (H. Sa
ito and Y. Noguchi: Electron Lett. 25 pp719-720 (198
9)).

また、ホトダイオードの受光効率をあげる目的で考案
されたモニタ付半導体レーザを第7図の平面図に示す
(北村、小林、杉本:特開昭58−84486)。第7図にお
いて、8はレーザ部、9はホトダイオード部、13はエッ
チング分離溝、21は、ストライプ状活性領域、22は受光
面を円くしたホトダイオードの受光領域である。
FIG. 7 is a plan view of a semiconductor laser with a monitor devised for the purpose of increasing the light receiving efficiency of a photodiode (Kitamura, Kobayashi, Sugimoto: JP-A-58-84486). In FIG. 7, 8 is a laser portion, 9 is a photodiode portion, 13 is an etching separation groove, 21 is a stripe-shaped active region, and 22 is a light receiving region of a photodiode having a rounded light receiving surface.

このような構造においては、レーザ部8に面したホト
ダイオード端面での反射も少なく、かつホトダイオード
部9の受光領域が幅広いので、受光効率も高いという利
点を有している。
Such a structure has the advantage that the reflection at the end face of the photodiode facing the laser section 8 is small and the light receiving area of the photodiode section 9 is wide, so that the light receiving efficiency is high.

しかし、光通信において、一般的になっている各種の
埋込み構造の半導体レーザにおいては、レーザ部のスト
ライプ幅とホトダイオードのストライブ幅を変えて製作
することは、実際上困難である。
However, it is practically difficult to manufacture semiconductor lasers having various embedded structures, which are generally used in optical communication, by changing the stripe width of the laser portion and the stripe width of the photodiode.

すなわち、埋込み構造の半導体レーザにおいては、ス
トライ幅を変化させるとストライプ幅の変化の遷移領域
が比較的長くなり、その結果、レーザ部とホトダイオー
ド部の分離溝幅を広く取らなければならなくなるという
欠点があり、かえって受光効率が下がるという欠点があ
る。
That is, in a buried semiconductor laser, when the stripe width is changed, the transition region of the stripe width change becomes relatively long, and as a result, the separation groove width between the laser part and the photodiode part must be widened. However, there is a disadvantage that the light receiving efficiency is reduced.

以上のような製作上の困難により、第7図に示す従来
例のモニタ付半導体レーザの製作例は、学会等の発表が
現在のところ存在しないのである。
Due to the manufacturing difficulties described above, the conventional example of manufacturing a semiconductor laser with a monitor shown in FIG.

また、埋込み構造レーザのストライプ状活性領域の脇
に溝を設けて、寄生容量を減らしかつレーザ部に面した
ホトダイオード端面をストライプ状の活性領域に対し斜
に形成し、レーザ光のホトダイオード端面での反射の悪
影響を抑えたモニタ付半導体レーザが最近発表された
(1989年 電子情報通信学会秋季全国大会:植木、山
本、大石、上西、中野、都築,C−192)。
In addition, a groove is provided beside the stripe-shaped active region of the buried structure laser to reduce the parasitic capacitance and form the end face of the photodiode facing the laser portion obliquely with respect to the stripe-shaped active region. A semiconductor laser with a monitor that suppresses the adverse effects of reflection was recently announced (1989 IEICE Autumn National Convention: Ueki, Yamamoto, Oishi, Kaminishi, Nakano, Tsuzuki, C-192).

それを第8図の平面図に示す。第8図において、8は
レーザ部、9はホトダイオード部、10はストライプ状の
電流通路、11はストライプ状の活性領域を含むメサ、12
は保護用メサ、13はエッチング分離溝である。この構造
では、ストライプ状の活性領域の両脇の溝は垂直でない
ので、単に寄生容量を減らす効果だけで、ホトダイオー
ドの受光効率をあげる効果はない。
This is shown in the plan view of FIG. In FIG. 8, 8 is a laser section, 9 is a photodiode section, 10 is a stripe-shaped current path, 11 is a mesa including a stripe-shaped active region, 12
Is a protective mesa, and 13 is an etching separation groove. In this structure, since the grooves on both sides of the stripe-shaped active region are not vertical, the effect is merely to reduce the parasitic capacitance but not to increase the light receiving efficiency of the photodiode.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

このように、従来の第6図の構造では、ホトダイオー
ド部9に面したレーザ部8のエッチング端面と該レーザ
部8に面したホトダイオード部9のエッチング端面が略
平行になっているので、レーザの出力光の多重反射が起
り、エッチング溝幅の素子間での少しの変動で、ホトダ
イオードの受光効率が著しくバラツクという問題があっ
た。
As described above, in the conventional structure shown in FIG. 6, the etched end face of the laser section 8 facing the photodiode section 9 and the etched end face of the photodiode section 9 facing the laser section 8 are substantially parallel to each other. Multiple reflection of the output light occurs, and there is a problem that the light receiving efficiency of the photodiode is remarkably fluctuated by a slight change in the etching groove width between the elements.

また、第7図の構造では、レーザ部8のストライプ幅
とホトダイオード9のストライプ幅を変えて作る必要が
あるため、製作が極めて難しい。しかも、ストライプ幅
を変化させるとストライプ幅の変化の遷移領域が比較的
長くなるため、レーザ部8とホトダイオード部9の分離
溝幅を広く取らなければならなくなるという問題があ
り、かえって受光効率が下がるという問題があった。
In addition, in the structure shown in FIG. 7, it is necessary to change the stripe width of the laser section 8 and the stripe width of the photodiode 9, so that the manufacture is extremely difficult. In addition, when the stripe width is changed, the transition region of the change in the stripe width becomes relatively long. Therefore, there is a problem that the separation groove width between the laser unit 8 and the photodiode unit 9 must be widened, and the light receiving efficiency decreases. There was a problem.

さらに、第8図の構造では、ストライプ状の活性領域
の両脇の溝が垂直でないので、単に寄生容量を減らすだ
けで、ホトダイオードの受光効率をあげることはできな
いという問題があった。
Further, the structure shown in FIG. 8 has a problem that the light receiving efficiency of the photodiode cannot be increased merely by reducing the parasitic capacitance because the grooves on both sides of the stripe-shaped active region are not vertical.

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目
的は、レーザ部に面したホトダイオード端面でのレーザ
光の反射の問題とホトダイオードの受光効率が低い問題
を解決した、製作が容易でかつ新規なモニタ付半導体レ
ーザを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its object is to solve the problem of reflection of laser light on the end face of the photodiode facing the laser portion and the problem of low light receiving efficiency of the photodiode, which is easy to manufacture and It is to provide a new semiconductor laser with a monitor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記の目的を達成するために、本発明のモニタ付半導
体レーザは、幅の等しいストライプ状の活性領域の両側
に少なくとも基板側のクラッド層に達するまでエッチン
グ溝を設けるとともに、同一基板上に形成された幅の等
しいストライプ状の活性領域を持つホトダイオード部の
活性領域を含むメサの幅を、レーザ部に近接している方
を幅広くかつレーザ部から遠い方を幅狭くテーパ状に形
成し、このテーパの角度θを0<θ≦80゜の範囲にし、
かつ活性領域を含むメサの側面を基板平面に対して垂直
に形成したことを主要な特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser with a monitor according to the present invention is provided on both sides of a stripe-shaped active region having the same width with an etching groove provided at least until reaching a cladding layer on the substrate side, and is formed on the same substrate. The width of the mesa including the active region of the photodiode portion having a stripe-shaped active region having the same width is formed in a tapered shape in such a manner that a portion closer to the laser portion is wider and a portion farther from the laser portion is narrower. Angle θ in the range of 0 <θ ≦ 80 °,
The main feature is that the side surface of the mesa including the active region is formed perpendicular to the plane of the substrate.

〔作 用〕(Operation)

本発明によれば、複雑な工程を用いることなく、レー
ザ部に面したホトダイオード端面でのレーザ光の反射を
防ぐとともに、ホトダイオードの受光効率を高くとれ
る。すなわち、レーザ部とホトダイオード部のストライ
プ状の活性領域が直線状であっても、ドライエッチング
等の垂直エッチング技術を用いて、容易にホトダイオー
ドの受光効率を高くし、かつレーザ部に面したホトダイ
オード端面でのレーザの反射光の悪影響を抑えた新規な
モニタ付半導体レーザを得ることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while using a complicated process, the reflection of the laser beam in the photodiode end surface facing a laser part can be prevented, and the light receiving efficiency of a photodiode can be made high. That is, even if the stripe-shaped active regions of the laser portion and the photodiode portion are linear, the light receiving efficiency of the photodiode can be easily increased by using a vertical etching technique such as dry etching, and the photodiode end face facing the laser portion can be easily obtained. A novel semiconductor laser with a monitor, which suppresses the adverse effect of the reflected light of the laser at the time, can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例のモニタ付半導体レー
ザを説明する斜視図である。第1図において、1はp型
InP基板、2はp型InPクラッド層、3はu型InGaAsP活
性領域、4はn型InPクラッド層、5はn型InGaAsPコン
タクト層、23はn型InP埋込み層、24はp型InP埋込み層
である。また6はp型電極、7はn型電極、8はレーザ
部、9はホトダイオード部、10はストライプ状電流通
路、11はストライプ状の活性領域を含むメサ、13はエッ
チング分離溝、14はホトダイオード部9のストライプ状
の活性領域を含むメサ11のテーパ部である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a semiconductor laser with a monitor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a p-type
InP substrate, 2 is p-type InP cladding layer, 3 is u-type InGaAsP active region, 4 is n-type InP cladding layer, 5 is n-type InGaAsP contact layer, 23 is n-type InP buried layer, 24 is p-type InP buried layer It is. Reference numeral 6 denotes a p-type electrode, 7 denotes an n-type electrode, 8 denotes a laser portion, 9 denotes a photodiode portion, 10 denotes a stripe-shaped current path, 11 denotes a mesa including a stripe-shaped active region, 13 denotes an etching separation groove, and 14 denotes a photodiode. The tapered portion of the mesa 11 including the stripe-shaped active region of the portion 9.

すなわち、この実施例のモニタ付半導体レーザは、第
1図に示すように、基板1上にストライプ状の活性領域
をもつ埋込み構造のレーザ部8とモニタ用ホトダイオー
ド部9を一体に形成し、これらレーザ部8,ホトダイオー
ド部9は、レーザ側端面とホトダイオード側端面をもつ
分離溝13によって電気的に分離するとともに、ストライ
プ状の活性領域を含むメサ11の両側に該ストライプに略
平行に少なくとも基板側のクラッド層2に達する深さま
でエッチング溝13を設ける。そして、ホトダイオード部
9のストライプ状の活性領域を含むメサ11の幅をレーザ
部8に近接している方を幅広くかつレーザ部8から遠い
方を幅狭くテーパ状に形成したテーパ部14を設け、この
テーパ部14のテーパ角度θを0<θ≦80゜の範囲にし、
かつそのメサ11の側面を基板平面に対してRIE等のドラ
イエッチングによる垂直エッチング技術を用いて垂直に
形成する。さらに、ホトダイオード部9のストライプ状
の活性領域を含むメサ11の側面を絶縁膜と金属膜からな
る高反射膜(図示せず)にて被うことにより、レーザ端
面からの出力光がメサ11の側面に反射してホトダイオー
ド部9の活性領域に入射するようになっている。
That is, in the semiconductor laser with a monitor of this embodiment, as shown in FIG. 1, a laser section 8 having a buried structure having a stripe-shaped active region on a substrate 1 and a monitoring photodiode section 9 are integrally formed. The laser section 8 and the photodiode section 9 are electrically separated by a separation groove 13 having a laser-side end face and a photodiode-side end face, and at least on the substrate side substantially parallel to the stripe on both sides of the mesa 11 including the stripe-shaped active region. The etching groove 13 is provided to a depth reaching the cladding layer 2. Then, a taper portion 14 is formed in which the width of the mesa 11 including the stripe-shaped active region of the photodiode portion 9 is formed wider in a direction closer to the laser portion 8 and narrower in a direction farther from the laser portion 8. The taper angle θ of the tapered portion 14 is set in a range of 0 <θ ≦ 80 °,
In addition, the side surfaces of the mesas 11 are formed perpendicular to the substrate plane by using a vertical etching technique such as RIE or the like by dry etching. Further, by covering the side surface of the mesa 11 including the stripe-shaped active region of the photodiode section 9 with a high-reflection film (not shown) made of an insulating film and a metal film, the output light from the laser end face can be used. The light is reflected on the side surface and enters the active region of the photodiode section 9.

第2図は本発明の第2の実施例によるモニタ付半導体
レーザの概略構造を示す平面図である。この実施例が第
1図のものと異なる点は、ストライプ状の活性領域をも
つレーザ部8およびモニタ用ホトダイオード部9の外側
の両脇にそれぞれエッチング溝13で分離された保護用メ
サ12を設けたことである。なお、第2図において15はレ
ーザ出力光であり、また、図中同一符号は同一または相
当部分は示している。
FIG. 2 is a plan view showing a schematic structure of a semiconductor laser with a monitor according to a second embodiment of the present invention. This embodiment is different from that of FIG. 1 in that protective mesas 12 separated by etching grooves 13 are provided on both sides of a laser portion 8 having a stripe-shaped active region and a monitoring photodiode portion 9, respectively. That is. In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a laser output light, and the same reference numerals in the drawing denote the same or corresponding parts.

このように、上記実施例の構造によると、レーザ部8
からホトダイオード部9に入射する出力光のうち、ホト
ダイオード部9のストライプ状の活性領域に直接入射し
ないレーザの出力光15が、ストライプ状の活性領域を含
むメサ11のテーパ部14に反射してホトダイオード部9の
活性領域に入射し、ホトダイオードの光電流に寄与する
ことができる。すなわち、ホトダイオードの受光効率を
高くすることができる。さらに、ホトダイオード部9の
ストライプ状の活性領域を含むメサ11の側面は基板平面
に垂直であり、図示はしなかったが、絶縁膜と金属膜か
らなる高反射膜に被われているので、反射率が高く、ホ
トダイオードの受光効率をさらに高めることができる。
Thus, according to the structure of the above embodiment, the laser unit 8
Out of the output light incident on the photodiode portion 9 from the laser beam, the output light 15 of the laser that does not directly enter the stripe-shaped active region of the photodiode portion 9 is reflected by the tapered portion 14 of the mesa 11 including the stripe-shaped active region and is reflected by the photodiode. The light can enter the active region of the portion 9 and contribute to the photocurrent of the photodiode. That is, the light receiving efficiency of the photodiode can be increased. Furthermore, the side surface of the mesa 11 including the stripe-shaped active region of the photodiode section 9 is perpendicular to the substrate plane, and although not shown, is covered with a highly reflective film made of an insulating film and a metal film. The efficiency is high, and the light receiving efficiency of the photodiode can be further increased.

また、第1図の実施例では、基板上のストライプ状の
活性領域を含むメサ11の外側が全部エッチングされてい
るので、寄生容量の低減に有利である。第2図の実施例
では、各メサ11の両側に溝を介して保護用メサ12が設け
てあるので、その活性領域の保護に有効である。
Further, in the embodiment of FIG. 1, the entire outside of the mesa 11 including the stripe-shaped active region on the substrate is etched, which is advantageous in reducing the parasitic capacitance. In the embodiment shown in FIG. 2, the protection mesas 12 are provided on both sides of each mesa 11 via a groove, which is effective for protecting the active region.

第3図は本発明の第3の実施例による第2図相当の平
面図である。この実施例が第2図のものと異なる点は、
レーザ部8に面したホトダイオード9の端面をストライ
プ状の活性領域に対して、斜にかつ基板平面に対して垂
直に形成して、ホトダイオード端面でのレーザの反射光
がレーザ側に戻らないようにしたことである。このと
き、テーパ部14のテーパ角度θは、そのテーパ部の両側
において異なり、それぞれθ1で示している。
FIG. 3 is a plan view corresponding to FIG. 2 according to a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from that of FIG.
The end face of the photodiode 9 facing the laser portion 8 is formed obliquely to the stripe-shaped active region and perpendicular to the plane of the substrate so that the reflected light of the laser at the end face of the photodiode does not return to the laser side. It was done. At this time, the taper angle θ of the tapered portion 14 differs on both sides of the tapered portion, and is indicated by θ 1 and θ 2 , respectively.

このような実施例の構造によると、第3図に示すよう
に、レーザ部8に面したホトダイオード端面をストライ
プ状の活性領域に対して斜にかつ基板平面に対して垂直
に形成することによって、ホトダイオード部9に面した
レーザ部8のエッチング端面とレーザ部8に面したホト
ダイオード9のエッチング端面が平行でないので、レー
ザ端面とホトダイオード端面との間で、レーザ出力光の
多重反射が起らない。そのため、レーザ部8とホトダイ
オード部9との分離溝幅が素子間によって変動しても、
ホトダイオードの受光効率の素子間でのバラツキを小さ
く抑えることができる。
According to the structure of such an embodiment, as shown in FIG. 3, the end face of the photodiode facing the laser section 8 is formed obliquely to the stripe-shaped active region and perpendicular to the substrate plane. Since the etched end face of the laser section 8 facing the photodiode section 9 and the etched end face of the photodiode 9 facing the laser section 8 are not parallel, multiple reflection of laser output light does not occur between the laser end face and the photodiode end face. Therefore, even if the separation groove width between the laser section 8 and the photodiode section 9 varies between the elements,
Variations in the light receiving efficiency of the photodiode among the elements can be suppressed.

次に、上記実施例におけるホトダイオード部9のスト
ライプ状の活性領域を含むメサ11のテーパ部14のテーパ
角度θと、受光効率の改善率との関係の計算結果を第4
図と第5図にそれぞれ示す。第4図はレーザの出力光を
ガウシアンビームと仮定し、位相面を球面と近似した場
合の計算結果であり、第5図は同じくガウシアンビーム
で近似し、位相面を平面と近似した場合の計算結果であ
る。
Next, the calculation result of the relationship between the taper angle θ of the tapered portion 14 of the mesa 11 including the stripe-shaped active region of the photodiode portion 9 and the improvement rate of the light receiving efficiency in the above-described embodiment is shown in FIG.
FIG. 5 and FIG. FIG. 4 shows the calculation results when the output light of the laser is assumed to be a Gaussian beam and the phase plane is approximated to a spherical surface. FIG. 5 shows the calculation when the phase plane is approximated to a plane similarly to the Gaussian beam. The result.

ここで、ビーム波長λ=1.3μm、ビーム幅wo=0.6μ
m、ビーム角度幅θ=35゜、屈折率n=3.2とし、活
性領域幅2a=2μm、厚さ2c=0.3μm、レーザ部とホ
トダイオード部の距離d=5μm、メサの最大幅2b=6
μm,10μm,16μmとして計算している。ただし、第4図
中曲線I,II及びIIIはメサの最大幅2bをそれぞれ6μm,1
0μm,16μmとし、他のパラメータをすべて同じとした
ときの特性を示し、また、第5図中曲線IV,VおよびVIは
同じくメサの最大幅2bを6μm,10μm,16μmとし、その
他のパラメータを同じとしたときの特性をそれぞれ示
す。これら第4図,第5図から明らかなように、テーパ
角度θの最適値はこれらの構造パラメータに依存する
が、約60゜近辺が適当た考えられる。
Here, beam wavelength λ = 1.3 μm, beam width w o = 0.6 μ
m, beam angle width θ 0 = 35 °, refractive index n = 3.2, active area width 2a = 2 μm, thickness 2c = 0.3 μm, distance d between laser part and photodiode part d = 5 μm, maximum width of mesa 2b = 6
Calculated as μm, 10 μm, 16 μm. However, curves I, II and III in FIG. 4 indicate that the maximum width 2b of the mesa is 6 μm, 1
0 μm, 16 μm, and the characteristics when all other parameters are the same. Curves IV, V, and VI in FIG. 5 also have the maximum mesa width 2b of 6 μm, 10 μm, 16 μm, and the other parameters are the same. The characteristics at the same time are shown below. As is apparent from FIGS. 4 and 5, the optimum value of the taper angle θ depends on these structural parameters, but a value around 60 ° is considered appropriate.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、ストライプ状の活性領
域の外側の両側に、少なくとも基板のクラッド層に達す
るまでエッチング溝を設けるとともに、ホトダイオード
部のストライプ状の活性領域を含むメサの幅を、レーザ
部に近接している方を幅広くかつレーザ部から遠い方を
幅狭くテーパ状に形成し、かつメサ側面を基板平面に対
して垂直に形成してあるから、レーザの出力光のうちホ
トダイオード部のストライプ状の活性領域に直接入射し
ない光までも、メサ側面に反射してホトダイオード部の
ストライプ状の活性領域に入射し、ホトダイオードの光
電流に寄与する。すなわちホトダイオードの受光効率を
あげる利点がある。
As described above, the present invention provides an etching groove on both sides outside the stripe-shaped active region at least until reaching the cladding layer of the substrate, and reduces the width of the mesa including the stripe-shaped active region of the photodiode portion by laser. The part closer to the part is wider and the part farther from the laser part is narrower and tapered, and the mesa side surface is formed perpendicular to the substrate plane. Even the light that does not directly enter the stripe-shaped active region is reflected on the side surface of the mesa, enters the stripe-shaped active region of the photodiode portion, and contributes to the photocurrent of the photodiode. That is, there is an advantage that the light receiving efficiency of the photodiode is increased.

さらに、レーザ部に面したホトダイオード端面をスト
ライプ状の活性領域に対して、斜にかつ基板平面に対し
て垂直に形成してあるから、ホトダイオードのエッチン
グ端面とレーザのエッチング端面との間の多重反射を防
ぐことができ、モニタ付半導体レーザの素子間での受光
効率のバラツキを少なくすることができる利点がある。
Further, since the end face of the photodiode facing the laser portion is formed obliquely to the stripe-shaped active region and perpendicular to the plane of the substrate, multiple reflection between the etched end face of the photodiode and the etched end face of the laser is performed. This is advantageous in that variations in the light receiving efficiency among the elements of the semiconductor laser with monitor can be reduced.

さらに、ホトダイオード部のストライプ状の活性領域
を含むメサ側面を絶縁膜と金属膜からなる高反射膜で被
ってあるから、メサ側面での反射率が高くなり、ホトダ
イオードの受光効率を高くできる利点がある。
Furthermore, since the mesa side surface including the stripe-shaped active region of the photodiode portion is covered with a high-reflection film made of an insulating film and a metal film, the reflectivity on the mesa side surface is increased and the light receiving efficiency of the photodiode can be increased. is there.

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

第1図は本発明の第1の実施例のモニタ付半導体レーザ
の概略斜視図、第2図は本発明の第2の実施例のモニタ
付半導体レーザの概略平面図、第3図は本発明の第3の
実施例のモニタ付半導体レーザの概略平面図、第4図お
よび第5図はそれぞれ上記実施例の説明に供するホトダ
イオード部のストライプ状の活性領域を含むメサのテー
パ部のテーパ角度と受光効率との関係の計算結果を示す
図、第6図は従来のモニタ付半導体レーザの概略断面
図、第7図は従来の別のモニタ付半導体レーザの概略平
面図、第8図は従来のさらに別のモニタ付半導体レーザ
の概略平面図である。 1……p型InP基板、2……p型InPクラッド層、3……
u型InGaAsP活性領域、4……n型InPクラッド層、5…
…n型InGaAsPコンタクト層、6……p型電極、7……
n型電極、8……レーザ部、9……ホトダイオード部、
10……ストライプ状の電流通路、11……ストライプ状の
活性領域を含むメサ、12……保護用メサ、13……エッチ
ング分離溝、14……ストライプ状の活性領域を含むメサ
のテーパ部、15……レーザ出力光、23……n型InP埋込
み層、24……p型InP埋込み層。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor laser with a monitor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of a semiconductor laser with a monitor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIGS. 4 and 5 are schematic plan views of a semiconductor laser with a monitor according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 show the taper angle and the taper angle of a mesa including a stripe-shaped active region of a photodiode section, respectively. FIG. 6 is a diagram showing a calculation result of a relationship with light receiving efficiency, FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional semiconductor laser with a monitor, FIG. 7 is a schematic plan view of another conventional semiconductor laser with a monitor, and FIG. It is a schematic plan view of another semiconductor laser with a monitor. 1 .... p-type InP substrate, 2 .... p-type InP cladding layer, 3 ....
u-type InGaAsP active region, 4... n-type InP cladding layer, 5.
... n-type InGaAsP contact layer, 6 ... p-type electrode, 7 ...
n-type electrode, 8 laser part, 9 photodiode part,
10 ... stripe current path, 11 ... mesa including stripe active region, 12 ... protective mesa, 13 ... etching separation groove, 14 ... taper portion of mesa including stripe active region, 15 ... laser output light, 23 ... n-type InP buried layer, 24 ... p-type InP buried layer.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同一基板に形成した、幅の等しいストライ
プ状の活性領域を持つレーザとモニタ用ホトダイオード
が、レーザ側端面とホトダイオード側端面を持つ分離溝
によって電気的に分離してあるモニタ付半導体レーザに
おいて、ストライプ状の活性領域の外側の両脇に該スト
ライプに略平行に少なくとも基板側のクラッド層に達す
る深さまでエッチング溝を設けるとともに、ホトダイオ
ード部の前記レーザのストライプ状の活性領域と幅の等
しいストライプ状の活性領域を含むメサの幅をレーザ部
に近接している方を幅広くかつレーザ部から遠い方を幅
狭くテーパ状に形成し、このテーパの角度θは0<θ≦
80゜の範囲であり、かつメサ側面を基板平面に対して垂
直に形成してあることを特徴とするモニタ付半導体レー
ザ。
1. A monitor-equipped semiconductor wherein a laser having a stripe-shaped active region having the same width and a monitoring photodiode formed on the same substrate are electrically separated by a separation groove having a laser-side end face and a photodiode-side end face. In the laser, an etching groove is provided on both sides outside the stripe-shaped active region substantially parallel to the stripe to a depth reaching at least the cladding layer on the substrate side, and the width of the laser stripe-shaped active region and the width of the photodiode part are reduced. The width of the mesa including the active region of the same stripe shape is tapered so that the width closer to the laser portion is wider and the width farther from the laser portion is narrower, and the angle θ of this taper is 0 <θ ≦
A semiconductor laser with a monitor, wherein the semiconductor laser has a range of 80 ° and a side surface of the mesa is formed perpendicular to a plane of the substrate.
【請求項2】請求項1において、レーザ部に面したホト
ダイオード端面をストライプ状の活性領域に対して、斜
めにかつ基板平面に対して垂直に形成したことを特徴と
するモニタ付半導体レーザ。
2. The semiconductor laser with a monitor according to claim 1, wherein the end face of the photodiode facing the laser portion is formed obliquely to the stripe-shaped active region and perpendicular to the plane of the substrate.
【請求項3】請求項1または2において、ホトダイオー
ド部のストライプ状の活性領域を含むメサの側面を絶縁
膜と金属膜からなる高反射膜で被うことを特徴とするモ
ニタ付半導体レーザ。
3. A semiconductor laser with a monitor according to claim 1, wherein a side surface of the mesa including the stripe-shaped active region of the photodiode portion is covered with a high reflection film made of an insulating film and a metal film.
【請求項4】請求項1,2または3において、ストライプ
状の活性領域を含むメサの外側を全部エッチングしたこ
とを特徴とするモニタ付半導体レーザ。
4. A semiconductor laser with a monitor according to claim 1, wherein the entire mesa including the stripe-shaped active region is entirely etched.
【請求項5】請求項1,2または3において、ストライプ
状の活性領域の外側の両脇にエッチング溝で分離された
保護用メサを設けたことを特徴とするモニタ付半導体レ
ーザ。
5. The semiconductor laser with a monitor according to claim 1, wherein protective mesas separated by etching grooves are provided on both sides outside the stripe-shaped active region.
JP02117688A 1990-05-09 1990-05-09 Semiconductor laser with monitor Expired - Fee Related JP3089584B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02117688A JP3089584B2 (en) 1990-05-09 1990-05-09 Semiconductor laser with monitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02117688A JP3089584B2 (en) 1990-05-09 1990-05-09 Semiconductor laser with monitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0415978A JPH0415978A (en) 1992-01-21
JP3089584B2 true JP3089584B2 (en) 2000-09-18

Family

ID=14717837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02117688A Expired - Fee Related JP3089584B2 (en) 1990-05-09 1990-05-09 Semiconductor laser with monitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3089584B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4570712B2 (en) * 1999-10-14 2010-10-27 Okiセミコンダクタ株式会社 Semiconductor waveguide device and manufacturing method thereof
WO2020250291A1 (en) * 2019-06-11 2020-12-17 三菱電機株式会社 Semiconductor photonic integrated element and semiconductor photonic integrated element manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0415978A (en) 1992-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20010009558A1 (en) Semiconductor laser
JP3153727B2 (en) Super luminescent diode
JP2008113041A (en) Waveguide
US6597823B2 (en) Integrated optical circuit device and method for producing the same
US4648096A (en) Distributed feedback semiconductor laser
US4788690A (en) Distributed feedback semiconductor laser with monitor
JP3089584B2 (en) Semiconductor laser with monitor
JPH0461514B2 (en)
EP0772268B1 (en) Laser diode having narrowed radiation angle characteristic
JP2000244059A (en) Semiconductor laser device
US4771433A (en) Semiconductor laser device
JP2671317B2 (en) Semiconductor laser
JPH11145558A (en) Semiconductor optical element, transmitting-receiving module, and optical communication system
US5216740A (en) Component having an integrated waveguide with deflected end faces
US11621541B2 (en) Quantum cascade laser
US11476642B2 (en) Quantum cascade laser
JPH0330381A (en) Etch mirror semiconductor laser
Suto et al. Semiconductor Raman laser pumped with a fundamental mode
JPS62291987A (en) Optical integrated device
JP3189880B2 (en) Optical semiconductor device
EP3970246B1 (en) Optical device with passive window
KR100330593B1 (en) Semiconductor laser diode
JPS63164286A (en) Semiconductor laser array device
JPH02260679A (en) Semiconductor laser device
CN115939932A (en) High single mode yield curved waveguide DFB laser chip

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070721

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080721

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080721

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090721

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees