JP3204485B2 - 光半導体装置及びその作製方法 - Google Patents
光半導体装置及びその作製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速変調時においても
動的波長変動を抑えて直接変調方式での駆動を可能とす
る偏波スイッチングする半導体レーザおよび偏波無依存
の光増幅器などの光半導体装置及びその作製方法に関す
るものである。
動的波長変動を抑えて直接変調方式での駆動を可能とす
る偏波スイッチングする半導体レーザおよび偏波無依存
の光増幅器などの光半導体装置及びその作製方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】偏波スイッチング可能な動的単一モード
（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ）半導体レ
ーザとして、小振幅のデジタル信号を注入電流に重畳し
たデジタル偏波変調を可能にする素子構造が提案されて
いる。
（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ）半導体レ
ーザとして、小振幅のデジタル信号を注入電流に重畳し
たデジタル偏波変調を可能にする素子構造が提案されて
いる。
【０００３】これは、グレーティングからなる分布反射
器を半導体レーザ共振器内部に導入し、その波長選択性
を利用する構造のＤＦＢレーザを用いたものである。発
振波長近傍の波長の光のＴＥ、ＴＭモードの両方に対し
て、発振しきい値程度の電流注入下の利得をおおよそ同
程度のものとするために、活性層の量子井戸に歪を導入
したり、ブラッグ波長を利得スペクトルのピークよりも
短波長側に設定している。そして、複数の電極を持つ構
成とし、これらの複数の電極に対して不均一に電流注入
を行うものであった。不均一注入によって共振器の等価
屈折率を不均一に変化させて、ＴＥモードとＴＭモード
のうちで、位相整合条件を満たして最低のしきい値利得
となる波長と偏波モードで発振する。不均一注入のバラ
ンスを僅かに変えることで位相条件の競合関係が変化し
て、発振波長と偏波モードを変えることができるという
ものであった。
器を半導体レーザ共振器内部に導入し、その波長選択性
を利用する構造のＤＦＢレーザを用いたものである。発
振波長近傍の波長の光のＴＥ、ＴＭモードの両方に対し
て、発振しきい値程度の電流注入下の利得をおおよそ同
程度のものとするために、活性層の量子井戸に歪を導入
したり、ブラッグ波長を利得スペクトルのピークよりも
短波長側に設定している。そして、複数の電極を持つ構
成とし、これらの複数の電極に対して不均一に電流注入
を行うものであった。不均一注入によって共振器の等価
屈折率を不均一に変化させて、ＴＥモードとＴＭモード
のうちで、位相整合条件を満たして最低のしきい値利得
となる波長と偏波モードで発振する。不均一注入のバラ
ンスを僅かに変えることで位相条件の競合関係が変化し
て、発振波長と偏波モードを変えることができるという
ものであった。
【０００４】このデバイスは、出力側と変調側に対する
不均一電流注入の効果を非対称に引き出すためには、片
面無反射コーティングとする、２つの電極長を変えると
いう構造的な非対称性を導入することが有効であった。
不均一電流注入の効果を非対称に引き出すためには、片
面無反射コーティングとする、２つの電極長を変えると
いう構造的な非対称性を導入することが有効であった。
【０００５】また、特開平２−１１７１９０号明細書の
デバイスにおいては、直列または並列に接続された２つ
の半導体装置からなり、その一方は主として特定の偏光
状態の波を発生または増幅し、他方は主として別の偏光
状態の波を発生または増幅するものを、１つの共同層ま
たは互いに平行する層に設けている半導体レーザ装置を
提案している。
デバイスにおいては、直列または並列に接続された２つ
の半導体装置からなり、その一方は主として特定の偏光
状態の波を発生または増幅し、他方は主として別の偏光
状態の波を発生または増幅するものを、１つの共同層ま
たは互いに平行する層に設けている半導体レーザ装置を
提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、従来提案
されていた位相条件で偏波モードを選択するＤＦＢ系の
偏波スイッチング半導体レーザでは、発振モードの選択
が端面位相に敏感であった。そのために、デバイスの発
振波長及び偏波モードの電流注入条件依存性の複雑な振
る舞いや、デバイス間での偏波モードの特性のばらつき
が生じている。この点を改良するべく両側の端面に無反
射コーティングを施すと、デバイス導波方向の非対称性
が弱くなり、不均一電流注入の効果が弱まって安定した
偏波スイッチングが得られないという問題点がある。
されていた位相条件で偏波モードを選択するＤＦＢ系の
偏波スイッチング半導体レーザでは、発振モードの選択
が端面位相に敏感であった。そのために、デバイスの発
振波長及び偏波モードの電流注入条件依存性の複雑な振
る舞いや、デバイス間での偏波モードの特性のばらつき
が生じている。この点を改良するべく両側の端面に無反
射コーティングを施すと、デバイス導波方向の非対称性
が弱くなり、不均一電流注入の効果が弱まって安定した
偏波スイッチングが得られないという問題点がある。
【０００７】また、特開平２−１１７１９０号明細書に
よる提案においては、幾何学形状の選定によって特定の
偏波状態の波を発生または増幅するものとしているので
あり、リッジ作成時のエッチング深さ、リッジ幅のプロ
セス上のばらつきに歩留りが左右されるという問題点が
あった。
よる提案においては、幾何学形状の選定によって特定の
偏波状態の波を発生または増幅するものとしているので
あり、リッジ作成時のエッチング深さ、リッジ幅のプロ
セス上のばらつきに歩留りが左右されるという問題点が
あった。
【０００８】また、一般に、半導体レーザ装置の製造工
程においては、ウェハを大気にさらすプロセス工程は、
素子、結晶の劣化を招くという問題があった。さらに、
繰り返しの結晶成長工程においても、成長前の基板温度
昇温時に蒸気圧の高いＶ族元素の脱離による結晶の劣化
を招くという問題があった。
程においては、ウェハを大気にさらすプロセス工程は、
素子、結晶の劣化を招くという問題があった。さらに、
繰り返しの結晶成長工程においても、成長前の基板温度
昇温時に蒸気圧の高いＶ族元素の脱離による結晶の劣化
を招くという問題があった。
【０００９】従って、本出願に係る発明の第１の目的
は、同一の基板上に形成された集積型半導体レーザ装置
などの集積型光半導体装置において利得の偏波モード依
存性を制御することで偏波モードを選択する装置、偏波
モード依存性を抑圧した光アンプ装置等を提供すること
である。
は、同一の基板上に形成された集積型半導体レーザ装置
などの集積型光半導体装置において利得の偏波モード依
存性を制御することで偏波モードを選択する装置、偏波
モード依存性を抑圧した光アンプ装置等を提供すること
である。
【００１０】本出願に係る発明の第２の目的は、該集積
型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置を構成す
る半導体レーザ部のＴＥモードの電界振幅方向を容易に
規定し、これを各々の半導体レーザ部で異ならせること
である。
型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置を構成す
る半導体レーザ部のＴＥモードの電界振幅方向を容易に
規定し、これを各々の半導体レーザ部で異ならせること
である。
【００１１】本出願に係る発明の第３の目的は、基板の
傾斜面の傾きを容易に規定することで該集積型半導体レ
ーザ装置などの集積型光半導体装置を構成する半導体レ
ーザ部のＴＥモードの電界振幅方向を容易に規定するこ
とである。
傾斜面の傾きを容易に規定することで該集積型半導体レ
ーザ装置などの集積型光半導体装置を構成する半導体レ
ーザ部のＴＥモードの電界振幅方向を容易に規定するこ
とである。
【００１２】本出願に係る発明の第４の目的は、該半導
体レーザ装置などの集積型光半導体装置の作製に要する
結晶成長の回数とウェハを大気にさらすプロセス工程の
回数を減らして、簡略化された製造工程による結晶成長
方法によって製造可能な半導体レーザ装置などの集積型
光半導体装置を提供することである。
体レーザ装置などの集積型光半導体装置の作製に要する
結晶成長の回数とウェハを大気にさらすプロセス工程の
回数を減らして、簡略化された製造工程による結晶成長
方法によって製造可能な半導体レーザ装置などの集積型
光半導体装置を提供することである。
【００１３】本出願に係る発明の第５の目的は、該半導
体レーザ装置などの集積型光半導体装置の作製に要する
結晶成長の回数とウェハを大気にさらすプロセス工程の
回数を減らして、簡略化された製造工程による結晶成長
方法によって製造可能な、より低いしきい値で最高出
力、最高発振温度の向上した半導体レーザ装置などの集
積型光半導体装置を提供することである。
体レーザ装置などの集積型光半導体装置の作製に要する
結晶成長の回数とウェハを大気にさらすプロセス工程の
回数を減らして、簡略化された製造工程による結晶成長
方法によって製造可能な、より低いしきい値で最高出
力、最高発振温度の向上した半導体レーザ装置などの集
積型光半導体装置を提供することである。
【００１４】本出願に係る発明の第６の目的は、半導体
レーザ装置などの集積型光半導体装置において端面での
散乱損失を減ずる構造とすることである。
レーザ装置などの集積型光半導体装置において端面での
散乱損失を減ずる構造とすることである。
【００１５】本出願に係る発明の第７の目的は、さらに
半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置において動
的単一モード動作させたり、波長可変レーザとすること
にある。
半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置において動
的単一モード動作させたり、波長可変レーザとすること
にある。
【００１６】本出願に係る発明の第８の目的は、同一の
基板上に形成された集積型半導体光アンプ装置において
利得の偏波モード依存性を制御することで入射光の偏波
モード依存性を抑圧した光アンプ装置を提供することで
ある。
基板上に形成された集積型半導体光アンプ装置において
利得の偏波モード依存性を制御することで入射光の偏波
モード依存性を抑圧した光アンプ装置を提供することで
ある。
【００１７】本出願に係る発明の第９の目的は、同一の
基板上に形成された集積型半導体光レーザ装置などの集
積型光半導体装置において利得の偏波モード依存性を制
御することで偏波モードを選択する装置、偏波モード依
存性を抑圧した光アンプ装置等を高い生産性で歩留まり
よく製造する方法を提供することである。
基板上に形成された集積型半導体光レーザ装置などの集
積型光半導体装置において利得の偏波モード依存性を制
御することで偏波モードを選択する装置、偏波モード依
存性を抑圧した光アンプ装置等を高い生産性で歩留まり
よく製造する方法を提供することである。
【００１８】本出願に係る発明の第１０の目的は、上記
集積型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置の活
性層を含む導波路を結晶成長する工程において、電流狭
窄構造を１回の結晶成長工程で形成し、該装置を高い生
産性で歩留まりよく製造する方法を提供することであ
る。
集積型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置の活
性層を含む導波路を結晶成長する工程において、電流狭
窄構造を１回の結晶成長工程で形成し、該装置を高い生
産性で歩留まりよく製造する方法を提供することであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記構造において、各半
導体レーザ部内でＴＥモード光の電界の方向は積層方向
に平行であるので、導波路の積層方向が互いに平行では
ないことは、すなわちＴＥモードが互いに平行ではない
２つの半導体レーザ部の存在を意味し、例えば、独立な
電流注入構造に対する不均一な電流注入によって、集積
型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置の利得の
偏波モード依存性を制御するものである。
導体レーザ部内でＴＥモード光の電界の方向は積層方向
に平行であるので、導波路の積層方向が互いに平行では
ないことは、すなわちＴＥモードが互いに平行ではない
２つの半導体レーザ部の存在を意味し、例えば、独立な
電流注入構造に対する不均一な電流注入によって、集積
型半導体レーザ装置などの集積型光半導体装置の利得の
偏波モード依存性を制御するものである。
【００２０】また上記第２の目的を達成するため、本出
願に係る第２の発明は、部分的に所定の傾斜面が形成さ
れた複数の傾斜部を基板が備え、該複数の傾斜部の上
に、少なくとも２つの半導体レーザ部の活性層を含む導
波路が形成されていることを特徴とする。この構成にお
いて、基板の傾斜面が半導体レーザ部のＴＥモードの電
界方向を規定するものである。
願に係る第２の発明は、部分的に所定の傾斜面が形成さ
れた複数の傾斜部を基板が備え、該複数の傾斜部の上
に、少なくとも２つの半導体レーザ部の活性層を含む導
波路が形成されていることを特徴とする。この構成にお
いて、基板の傾斜面が半導体レーザ部のＴＥモードの電
界方向を規定するものである。
【００２１】また上記第３の目的を達成するため、本出
願に係る第３の発明は、上記基板上の傾斜面が、閃亜鉛
鉱型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の順メサ面であるこ
とを特徴とする。この構成において、閃亜鉛鉱型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の順メサ面は、製造時に再現性よく
この面を表出させるものである。
願に係る第３の発明は、上記基板上の傾斜面が、閃亜鉛
鉱型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の順メサ面であるこ
とを特徴とする。この構成において、閃亜鉛鉱型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の順メサ面は、製造時に再現性よく
この面を表出させるものである。
【００２２】また、上記第４の目的を達成するため、本
出願に係る第４の発明は、上記半導体レーザ部が上記傾
斜面に電流を狭窄する構造として１回の成長で形成可能
な構造を具備することを特徴とする。この構成におい
て、１回の成長で形成可能な電流狭窄構造は、製造時の
結晶成長の回数を少なくするものである。
出願に係る第４の発明は、上記半導体レーザ部が上記傾
斜面に電流を狭窄する構造として１回の成長で形成可能
な構造を具備することを特徴とする。この構成におい
て、１回の成長で形成可能な電流狭窄構造は、製造時の
結晶成長の回数を少なくするものである。
【００２３】また、上記第５の目的を達成するため、本
出願に係る第５の発明は、以下の形態をとることを特徴
とする。
出願に係る第５の発明は、以下の形態をとることを特徴
とする。
【００２４】第１に、上記半導体レーザ部の電流狭窄構
造が両性不純物をドーピングした層を含む積層構造であ
ることを特徴とする。この構成において、両性不純物で
あるＳｉをドーピングしたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層
は基板の面方位に応じてｐ型層とｎ型層とになる。特に
順メサ面上においてはｐ型層、平坦面上ではｎ型層とな
るので、これを正孔の注入経路とするものである。この
技術自体は、米国特許第４，７８５，４５７号明細書に
開示されたものである。
造が両性不純物をドーピングした層を含む積層構造であ
ることを特徴とする。この構成において、両性不純物で
あるＳｉをドーピングしたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層
は基板の面方位に応じてｐ型層とｎ型層とになる。特に
順メサ面上においてはｐ型層、平坦面上ではｎ型層とな
るので、これを正孔の注入経路とするものである。この
技術自体は、米国特許第４，７８５，４５７号明細書に
開示されたものである。
【００２５】第２に、上記半導体レーザ部の電流狭窄構
造がｎ型とｐ型のドーパントを同時に供給して成長した
層を含む積層構造であることを特徴とする。この構成に
おいて、ｎ型ドーパントであるＳｅとｐ型ドーパントで
あるＺｎを同時に供給したときに、特にメサ面上におい
てはｐ型層、平坦面上ではｎ型層となるので、これを正
孔の注入経路とするものである。この技術自体は、特開
平５−６３３０４号明細書に開示されたものである。
造がｎ型とｐ型のドーパントを同時に供給して成長した
層を含む積層構造であることを特徴とする。この構成に
おいて、ｎ型ドーパントであるＳｅとｐ型ドーパントで
あるＺｎを同時に供給したときに、特にメサ面上におい
てはｐ型層、平坦面上ではｎ型層となるので、これを正
孔の注入経路とするものである。この技術自体は、特開
平５−６３３０４号明細書に開示されたものである。
【００２６】第３に、上記半導体レーザ部の電流狭窄構
造がプロトン打ち込みによるものであることを特徴とす
る。この構成において、プロトン打ち込みによって平坦
部を高抵抗化し、斜面部を電子あるいは正孔の注入経路
とするものである。プロトン注入による不活性化技術自
体はＪ．Ｃ． Ｄｙｍｅｎｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒ
ｏｃ． ＩＥＥＥ， ６０， ７２６（１９７２）等に
詳しい。
造がプロトン打ち込みによるものであることを特徴とす
る。この構成において、プロトン打ち込みによって平坦
部を高抵抗化し、斜面部を電子あるいは正孔の注入経路
とするものである。プロトン注入による不活性化技術自
体はＪ．Ｃ． Ｄｙｍｅｎｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒ
ｏｃ． ＩＥＥＥ， ６０， ７２６（１９７２）等に
詳しい。
【００２７】第４に、上記基板が｛１００｝ＧａＡｓ基
板上であり、導波路を形成する順メサ面がＧａ安定化面
であることを特徴とする。この構成において、ＧａＡｓ
基板の使用は低しきい値の半導体レーザ装置の実現に寄
与するものであり、｛１００｝基板の使用と順メサ面と
してＧａ安定化面を表出させたことは、両性不純物を利
用したり、ｐ型、ｎ型の不純物を同時提供することで一
回成長による電流狭窄構造の実現を容易にする。
板上であり、導波路を形成する順メサ面がＧａ安定化面
であることを特徴とする。この構成において、ＧａＡｓ
基板の使用は低しきい値の半導体レーザ装置の実現に寄
与するものであり、｛１００｝基板の使用と順メサ面と
してＧａ安定化面を表出させたことは、両性不純物を利
用したり、ｐ型、ｎ型の不純物を同時提供することで一
回成長による電流狭窄構造の実現を容易にする。
【００２８】第５に、上記Ｇａ安定化面が｛１１１｝Ａ
面であることを特徴とする。この構成において、｛１１
１｝Ａ面の使用は、この面が低指数面であるために、そ
の後の成長工程において新たなファセット面の発生を抑
圧する。
面であることを特徴とする。この構成において、｛１１
１｝Ａ面の使用は、この面が低指数面であるために、そ
の後の成長工程において新たなファセット面の発生を抑
圧する。
【００２９】第６に、上記基板が｛１１０｝ＧａＡｓ基
板であり、導波路を形成する順メサ面が｛００１｝面で
あることを特徴とする。この構成において、導波路を形
成する順メサ面が２つの異なる｛００１｝面であること
は、２つの異なる半導体レーザ部でのＴＥモードの方向
を直交させ、例えば、集積型半導体レーザ装置において
利得の選択性を向上させる。
板であり、導波路を形成する順メサ面が｛００１｝面で
あることを特徴とする。この構成において、導波路を形
成する順メサ面が２つの異なる｛００１｝面であること
は、２つの異なる半導体レーザ部でのＴＥモードの方向
を直交させ、例えば、集積型半導体レーザ装置において
利得の選択性を向上させる。
【００３０】また上記第６の目的を達成するため、本出
願に係る第６の発明は、以下の形態をとることを特徴と
する。
願に係る第６の発明は、以下の形態をとることを特徴と
する。
【００３１】第１に、２つの半導体レーザ部はその間に
形成された溝によって分別可能であり、その溝が同時に
２つの半導体レーザ部の注入電極を分離していることを
特徴とする。この構成において、半導体レーザ部の間に
形成された溝は、半導体レーザ部の対抗する端面を形成
し、端面に生じるファセット成長部による散乱損失を抑
えて、例えば、集積型半導体レーザ装置の低しきい値化
を可能とする。
形成された溝によって分別可能であり、その溝が同時に
２つの半導体レーザ部の注入電極を分離していることを
特徴とする。この構成において、半導体レーザ部の間に
形成された溝は、半導体レーザ部の対抗する端面を形成
し、端面に生じるファセット成長部による散乱損失を抑
えて、例えば、集積型半導体レーザ装置の低しきい値化
を可能とする。
【００３２】第２に、２つの半導体レーザ部はその間に
形成された溝によって分別可能であり、発振するレーザ
光がその溝部を通る部分は該レーザ光のエネルギーより
も大きなバンドギャップを持つ化合物半導体層で埋め込
まれていることを特徴とする。この構成において、半導
体レーザ部の間に形成された溝を埋め込んだ化合物半導
体層は、同時の一回成長で形成可能であるとともに、端
面に生じるファセット成長部による散乱損失を抑え、ま
た半導体レーザ部の対向する端面での反射損失を抑圧
し、例えば、集積型半導体レーザ装置の低しきい値化を
可能とする。
形成された溝によって分別可能であり、発振するレーザ
光がその溝部を通る部分は該レーザ光のエネルギーより
も大きなバンドギャップを持つ化合物半導体層で埋め込
まれていることを特徴とする。この構成において、半導
体レーザ部の間に形成された溝を埋め込んだ化合物半導
体層は、同時の一回成長で形成可能であるとともに、端
面に生じるファセット成長部による散乱損失を抑え、ま
た半導体レーザ部の対向する端面での反射損失を抑圧
し、例えば、集積型半導体レーザ装置の低しきい値化を
可能とする。
【００３３】また上記第７の目的を達成するため、本出
願に係る第７の発明は、２つの半導体レーザ部が回折格
子を有することを特徴とする。この構成において、回折
格子は導波モードの光に対して分布帰還器として作用
し、例えば、動的単一波長半導体レーザとしての動作が
可能な半導体レーザ装置実現する。
願に係る第７の発明は、２つの半導体レーザ部が回折格
子を有することを特徴とする。この構成において、回折
格子は導波モードの光に対して分布帰還器として作用
し、例えば、動的単一波長半導体レーザとしての動作が
可能な半導体レーザ装置実現する。
【００３４】また上記第８の目的を達成するため、本出
願に係る第８の発明は、１つの基板上に、少なくとも２
つの半導体レーザ構造を持つ半導体光アンプ部が導波方
向に直列に形成されていて、該半導体レーザ部の少なく
とも２つは、活性層を含む導波路の積層方向が互いに非
平行で、該半導体レーザ部のそれぞれは少なくとも１つ
の電流注入を行うための構造を有し、かつ該半導体レー
ザ部間で独立に電流注入が可能な様に構成されているこ
とを特徴とする。この構成において、各半導体レーザ部
内でＴＥモード光の電界の方向は積層方向に平行である
ので、導波路の積層方向が互いに平行ではないことは、
すなわちＴＥモードが互いに平行ではない２つの半導体
レーザ部の存在を意味し、独立な電流注入構造に対する
不均一な電流注入によって、集積型半導体光アンプ装置
の利得の偏波モード依存性を制御するものである。
願に係る第８の発明は、１つの基板上に、少なくとも２
つの半導体レーザ構造を持つ半導体光アンプ部が導波方
向に直列に形成されていて、該半導体レーザ部の少なく
とも２つは、活性層を含む導波路の積層方向が互いに非
平行で、該半導体レーザ部のそれぞれは少なくとも１つ
の電流注入を行うための構造を有し、かつ該半導体レー
ザ部間で独立に電流注入が可能な様に構成されているこ
とを特徴とする。この構成において、各半導体レーザ部
内でＴＥモード光の電界の方向は積層方向に平行である
ので、導波路の積層方向が互いに平行ではないことは、
すなわちＴＥモードが互いに平行ではない２つの半導体
レーザ部の存在を意味し、独立な電流注入構造に対する
不均一な電流注入によって、集積型半導体光アンプ装置
の利得の偏波モード依存性を制御するものである。
【００３５】また上記第９の目的を達成するため、本出
願に係る第９の発明は、基板上に２つ以上の異なる所定
の傾斜面を持つ部分を形成する工程と、この上に半導体
レーザ部の活性層を含む導波路を結晶成長する工程とを
有し、該導波路を結晶成長する工程において傾斜面に電
流を狭窄する構造を１回の結晶成長で形成することを特
徴とする。この構成において、上記傾斜部に電流を狭窄
する構造を１回の結晶成長工程で形成することで、プロ
セス工程、結晶成長工程を減ずることができる。また結
晶面方位によってＴＥモードを互いに平行でなくするこ
とで、プロセスのばらつきに左右されずに該デバイスを
製造することができる。
願に係る第９の発明は、基板上に２つ以上の異なる所定
の傾斜面を持つ部分を形成する工程と、この上に半導体
レーザ部の活性層を含む導波路を結晶成長する工程とを
有し、該導波路を結晶成長する工程において傾斜面に電
流を狭窄する構造を１回の結晶成長で形成することを特
徴とする。この構成において、上記傾斜部に電流を狭窄
する構造を１回の結晶成長工程で形成することで、プロ
セス工程、結晶成長工程を減ずることができる。また結
晶面方位によってＴＥモードを互いに平行でなくするこ
とで、プロセスのばらつきに左右されずに該デバイスを
製造することができる。
【００３６】また上記第１０の目的を達成するため、本
出願に係る第１０の発明は、上記半導体レーザ部の電流
狭窄構造を形成する工程が両性不純物をドーピングした
層を含む積層構造を結晶成長する工程であることを特徴
としたり、上記半導体レーザの電流狭窄構造を形成する
工程がｎ型とｐ型のドーパントを同時に供給して成長し
た層を含む積層構造を結晶成長する工程であることを特
徴としたり、上記半導体レーザの電流狭窄構造を形成す
る工程がプロトン打ち込みで不活性化を行う工程である
ことを特徴としたりする。これら構成において、一回の
結晶成長で電流狭窄構造を形成することを可能にする。
出願に係る第１０の発明は、上記半導体レーザ部の電流
狭窄構造を形成する工程が両性不純物をドーピングした
層を含む積層構造を結晶成長する工程であることを特徴
としたり、上記半導体レーザの電流狭窄構造を形成する
工程がｎ型とｐ型のドーパントを同時に供給して成長し
た層を含む積層構造を結晶成長する工程であることを特
徴としたり、上記半導体レーザの電流狭窄構造を形成す
る工程がプロトン打ち込みで不活性化を行う工程である
ことを特徴としたりする。これら構成において、一回の
結晶成長で電流狭窄構造を形成することを可能にする。
【００３７】
【実施例１】図１（ｆ）に本発明によるＡｌＧａＡｓ／
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子の第１実施例の斜視図を示
す。この素子は以下のようにして作製される。
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子の第１実施例の斜視図を示
す。この素子は以下のようにして作製される。
【００３８】（００１）ｎ−ＧａＡｓ基板１０１にフォ
トリソグラフィーによって図１（ａ）に示すような千鳥
状のレジストマスク１０２を形成する（１素子分のみ図
示）。ここで、レーザの共振器方向となる［１−１０］
（いち、いちバー、ゼロ）方向に沿ってのマスク１０２
の長さ１1（エルいち）は数十から数百μｍ程度であ
り、同方向のマスク１０２の間隔 １2（エルに）はゼ
ロから数μｍ程度である。あるいは、レーザの共振器方
向となる［１−１０］方向に沿ってのマスク１０２の長
さ１1は数μｍ程度のオーバーラップがあってもよい。
一方、レーザの共振器方向と垂直な方向となる［１１
０］方向に沿っては、マスク１０２の幅ｗ1は、隣接す
る素子と電気的、光学的分離を確保できればよく、１０
μｍから数百μｍ程度であり、マスク１０２の間隔ｗ2
は２μｍから１０μｍ程度である。図１（ａ）において
は、これらの長さのバランスは正確ではない点に注意さ
れたい。本実施例においては、１1＝３００μｍ、１2＝
１０μｍ、ｗ1＝１００μｍ、ｗ2＝６μｍとした。
トリソグラフィーによって図１（ａ）に示すような千鳥
状のレジストマスク１０２を形成する（１素子分のみ図
示）。ここで、レーザの共振器方向となる［１−１０］
（いち、いちバー、ゼロ）方向に沿ってのマスク１０２
の長さ１1（エルいち）は数十から数百μｍ程度であ
り、同方向のマスク１０２の間隔 １2（エルに）はゼ
ロから数μｍ程度である。あるいは、レーザの共振器方
向となる［１−１０］方向に沿ってのマスク１０２の長
さ１1は数μｍ程度のオーバーラップがあってもよい。
一方、レーザの共振器方向と垂直な方向となる［１１
０］方向に沿っては、マスク１０２の幅ｗ1は、隣接す
る素子と電気的、光学的分離を確保できればよく、１０
μｍから数百μｍ程度であり、マスク１０２の間隔ｗ2
は２μｍから１０μｍ程度である。図１（ａ）において
は、これらの長さのバランスは正確ではない点に注意さ
れたい。本実施例においては、１1＝３００μｍ、１2＝
１０μｍ、ｗ1＝１００μｍ、ｗ2＝６μｍとした。
【００３９】続いてウェットエッチングによって、図１
（ｂ）に示すように互い違いの順メサのステップを形成
する。エッチング深さを１．８μｍとし、斜面は（００
１）面から５５度傾いた｛１１１｝ＡのＧａ安定化面と
した。エッチャントとしてはＢｒ−メタノールを用い
る。特に本実施例ではＢｒ：メタノール＝１：２０、２
５°Ｃのエッチャントを用いたが、順メサを表出させる
エッチャントであればこれに限定されるものではない。
（ｂ）に示すように互い違いの順メサのステップを形成
する。エッチング深さを１．８μｍとし、斜面は（００
１）面から５５度傾いた｛１１１｝ＡのＧａ安定化面と
した。エッチャントとしてはＢｒ−メタノールを用い
る。特に本実施例ではＢｒ：メタノール＝１：２０、２
５°Ｃのエッチャントを用いたが、順メサを表出させる
エッチャントであればこれに限定されるものではない。
【００４０】ここに、ＩＩＩ族のアルキル化物とＶ族の
ハイドライドを原料ガスとして用いるＣＢＥ法で結晶成
長を用いてレーザ構造を成長する。結晶成長法として
は、ＭＢＥ法、ＭＯＭＢＥ法、ＧＳ−ＭＢＥ法等と呼ば
れる方法で、ＩＩＩ族、Ｖ族材料の一部、または全部と
して、単体のＧａ、Ａｌ、Ａｓ等の材料を用いるもので
あってもよい。すなわち、図１（ｃ）に示すように、
１．５μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ下部
クラッド層１０３、量子井戸構造の活性層１０４、０．
１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光
ガイド層１０５、０．３μｍ厚のＳｉドープＡｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓキャリア閉じ込め層１０６、Ｂｅドープｐ−
Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層１０７、Ｂｅドープｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１０８を積層する。活性層１０４
の量子井戸構造は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎ
ｍ）、バリア層がｉ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ１０ｎ
ｍ）の５重量子井戸からなっている。
ハイドライドを原料ガスとして用いるＣＢＥ法で結晶成
長を用いてレーザ構造を成長する。結晶成長法として
は、ＭＢＥ法、ＭＯＭＢＥ法、ＧＳ−ＭＢＥ法等と呼ば
れる方法で、ＩＩＩ族、Ｖ族材料の一部、または全部と
して、単体のＧａ、Ａｌ、Ａｓ等の材料を用いるもので
あってもよい。すなわち、図１（ｃ）に示すように、
１．５μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ下部
クラッド層１０３、量子井戸構造の活性層１０４、０．
１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光
ガイド層１０５、０．３μｍ厚のＳｉドープＡｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓキャリア閉じ込め層１０６、Ｂｅドープｐ−
Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層１０７、Ｂｅドープｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１０８を積層する。活性層１０４
の量子井戸構造は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎ
ｍ）、バリア層がｉ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ１０ｎ
ｍ）の５重量子井戸からなっている。
【００４１】これらの層厚は平坦部の（００１）面上で
の厚さであり、斜面部で｛１１１｝Ａ面に垂直な方向に
測った膜厚はこれより小さくなる。これは、結晶の面方
位によるＩＩＩ族、Ｖ族の取り込み率の変化と、垂直な
方向から入射する分子線の供給量が傾斜面の単位面積あ
たりではｃｏｓθ（傾斜角θ）に比例して小さくなるこ
とによる。このような構成で、両性不純物を用いた電流
狭窄によって斜面上を活性領域とする半導体レーザにつ
いては米国特許第４，７８５，４５７号に開示されてい
る。
の厚さであり、斜面部で｛１１１｝Ａ面に垂直な方向に
測った膜厚はこれより小さくなる。これは、結晶の面方
位によるＩＩＩ族、Ｖ族の取り込み率の変化と、垂直な
方向から入射する分子線の供給量が傾斜面の単位面積あ
たりではｃｏｓθ（傾斜角θ）に比例して小さくなるこ
とによる。このような構成で、両性不純物を用いた電流
狭窄によって斜面上を活性領域とする半導体レーザにつ
いては米国特許第４，７８５，４５７号に開示されてい
る。
【００４２】以下に本実施例に即して概要を説明する。
Ｓｉドープのキャリア閉じ込め層１０６の導電型は、下
地となる基板１０１の面方位に応じてｐ、ｎ両方をと
る。すなわち、両性不純物であるＳｉをドーピングした
層１０６は、平坦部の（００１）面上ではｎ−ＡｌＧａ
Ａｓとなり、斜面の｛１１１｝Ａ面上ではｐ−ＡｌＧａ
Ａｓとなる。Ｂｅドープ層は結晶面方位によらずｐ型層
になるので、ｐ型光ガイド層１０５、キャリア閉じ込め
層１０６、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７という３層構成
を介して活性層１０４に注入される正孔の大半は、少な
くともキャリア閉じ込め層１０６においては｛１１１｝
Ａ面上を通り、光ガイド層１０５を通って｛１１１｝Ａ
面上の活性層１０４の部分に注入される。電子に比べて
移動度の低い正孔の大半が斜面上の活性層１０４に注入
されるので、ここでレーザ発振光が起こり光出力が得ら
れる。図１（ｅ）の斜視図に示すように、互い違いの斜
面上に上述の成長を行うことで、活性層１０４として働
く斜面上の量子井戸層が［１−１０］方向に直列に並ん
でいて、かつ（００１）面に対する斜面の傾きは互いに
逆の傾きとなっている構造を形成する。
Ｓｉドープのキャリア閉じ込め層１０６の導電型は、下
地となる基板１０１の面方位に応じてｐ、ｎ両方をと
る。すなわち、両性不純物であるＳｉをドーピングした
層１０６は、平坦部の（００１）面上ではｎ−ＡｌＧａ
Ａｓとなり、斜面の｛１１１｝Ａ面上ではｐ−ＡｌＧａ
Ａｓとなる。Ｂｅドープ層は結晶面方位によらずｐ型層
になるので、ｐ型光ガイド層１０５、キャリア閉じ込め
層１０６、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０７という３層構成
を介して活性層１０４に注入される正孔の大半は、少な
くともキャリア閉じ込め層１０６においては｛１１１｝
Ａ面上を通り、光ガイド層１０５を通って｛１１１｝Ａ
面上の活性層１０４の部分に注入される。電子に比べて
移動度の低い正孔の大半が斜面上の活性層１０４に注入
されるので、ここでレーザ発振光が起こり光出力が得ら
れる。図１（ｅ）の斜視図に示すように、互い違いの斜
面上に上述の成長を行うことで、活性層１０４として働
く斜面上の量子井戸層が［１−１０］方向に直列に並ん
でいて、かつ（００１）面に対する斜面の傾きは互いに
逆の傾きとなっている構造を形成する。
【００４３】次に、図１（ｆ）に示すように、上面、下
面に電流注入の経路となるオーミック電極１０９、１１
０を形成し、傾きの異なる斜面間に［１１０］方向に沿
って（すなわちレーザの共振器の主軸に垂直に）ＧａＡ
ｓ基板１０１まで達する幅１０μｍの素子分離溝１１１
を形成する。この溝１１１は、電極分離と同時に、ステ
ップ端部でファセット成長した部分を除去することを目
的とし、２つの斜面部の間での散乱損失を低減すること
ができる。更に、へき開によって両端面を形成する。素
子分離溝１１１からへき開による端面までの距離は前後
どちら側も等しく、３００μｍとする。即ち、１1＝３
００μｍとしたことから、この様になる。
面に電流注入の経路となるオーミック電極１０９、１１
０を形成し、傾きの異なる斜面間に［１１０］方向に沿
って（すなわちレーザの共振器の主軸に垂直に）ＧａＡ
ｓ基板１０１まで達する幅１０μｍの素子分離溝１１１
を形成する。この溝１１１は、電極分離と同時に、ステ
ップ端部でファセット成長した部分を除去することを目
的とし、２つの斜面部の間での散乱損失を低減すること
ができる。更に、へき開によって両端面を形成する。素
子分離溝１１１からへき開による端面までの距離は前後
どちら側も等しく、３００μｍとする。即ち、１1＝３
００μｍとしたことから、この様になる。
【００４４】通常の半導体レーザに倣い、レーザ出力光
の主な電界方向が｛１１１｝Ａ面に平行なモードをＴＥ
モード、主な磁界方向が｛１１１｝Ａ面に平行なモード
をＴＭモードと呼ぶこととする。図１（ｄ）に、斜面上
を活性層とするレーザ（以上に説明したレーザ装置を２
分割して一方の傾きの部分だけをとりだしたもの）を発
振しきい値の９０％までバイアスした状態での、ＴＥモ
ードとＴＭモードに対する利得の波長分散を示す。通常
の量子井戸レーザ同様にＴＥモードに対する利得の方が
大きい。
の主な電界方向が｛１１１｝Ａ面に平行なモードをＴＥ
モード、主な磁界方向が｛１１１｝Ａ面に平行なモード
をＴＭモードと呼ぶこととする。図１（ｄ）に、斜面上
を活性層とするレーザ（以上に説明したレーザ装置を２
分割して一方の傾きの部分だけをとりだしたもの）を発
振しきい値の９０％までバイアスした状態での、ＴＥモ
ードとＴＭモードに対する利得の波長分散を示す。通常
の量子井戸レーザ同様にＴＥモードに対する利得の方が
大きい。
【００４５】図１（ｇ）に示すように、本実施例の複合
共振器レーザは、第１の共振器部分と第２の共振器部分
で斜面の傾きが異なっている（２つの共振器をフロント
部１１２、リア部１１３と呼ぶことにする）。２つの
｛１１１｝Ａ面同志は互いに約７０度傾いているので、
量子井戸層での利得の大きいＴＥモードの電界方向がフ
ロント部１１２とリア部１１３では７０度傾いているこ
とになる。そのためにフロント部１１２のＴＥモード光
はリア部１１３のＴＭモード光に対してより強く結合
し、フロント部１１２のＴＭモード光はリア部１１３の
ＴＥモード光に対してより強く結合する。
共振器レーザは、第１の共振器部分と第２の共振器部分
で斜面の傾きが異なっている（２つの共振器をフロント
部１１２、リア部１１３と呼ぶことにする）。２つの
｛１１１｝Ａ面同志は互いに約７０度傾いているので、
量子井戸層での利得の大きいＴＥモードの電界方向がフ
ロント部１１２とリア部１１３では７０度傾いているこ
とになる。そのためにフロント部１１２のＴＥモード光
はリア部１１３のＴＭモード光に対してより強く結合
し、フロント部１１２のＴＭモード光はリア部１１３の
ＴＥモード光に対してより強く結合する。
【００４６】今、フロント部１１２とリア部１１３の共
振器長は同じなので、フロント部１１２とリア部１１３
に均一に電流注入して発振しきい値を僅かに上回った状
態からスタートして、フロント部１１２とリア部１１３
に流す電流の割合を変えていってみる。フロント部１１
２に注入する電流をリア部１１３に注入する電流よりも
大きくすれば、フロント部１１２でのＴＥモード光に対
する周回利得が大きくなり、ＴＥモードでの発振とな
る。一方、リア部１１３に注入する電流をフロント部１
１２に注入する電流よりも大きくすれば、フロント部１
１２でのＴＭモード光に対する周回利得が大きくなり
（リア部１１３でのＴＥモード光に対する利得が大きく
なり、これはフロント部１１２ではＴＥモードに対して
よりもＴＭモードに対して寄与するので）、ＴＭモード
での発振となる。即ち、フロント部１１２とリア部１１
３に流す電流の割合を変えることで、本実施例の複合共
振器レーザの発振光の偏波を変調できる。
振器長は同じなので、フロント部１１２とリア部１１３
に均一に電流注入して発振しきい値を僅かに上回った状
態からスタートして、フロント部１１２とリア部１１３
に流す電流の割合を変えていってみる。フロント部１１
２に注入する電流をリア部１１３に注入する電流よりも
大きくすれば、フロント部１１２でのＴＥモード光に対
する周回利得が大きくなり、ＴＥモードでの発振とな
る。一方、リア部１１３に注入する電流をフロント部１
１２に注入する電流よりも大きくすれば、フロント部１
１２でのＴＭモード光に対する周回利得が大きくなり
（リア部１１３でのＴＥモード光に対する利得が大きく
なり、これはフロント部１１２ではＴＥモードに対して
よりもＴＭモードに対して寄与するので）、ＴＭモード
での発振となる。即ち、フロント部１１２とリア部１１
３に流す電流の割合を変えることで、本実施例の複合共
振器レーザの発振光の偏波を変調できる。
【００４７】フロント部１１２とリア部１１３の結合損
失は、活性層１０４となる斜面部の量子井戸の相互の位
置関係によっている。一度の結晶成長でフロント部１１
２とリア部１１３を同時に成長するので（基板面に概略
鉛直な方向からの分子線を供給しつつ基板１０１を回転
させて均一な成長を図るようなもの）、通常のＣＢＥ
法、ＭＢＥ法、ＧＳ−ＭＢＥ法、ＭＯＭＢＥ法での成長
を行えば、基板面に垂直な位置合わせは自己整合的に行
われる。基板面に平行な［１１０］方向での位置合わせ
は、初期に基板１０１に形成された２つの斜面の間隔と
成長膜厚とで制御すればよい。例えば、フォトリソによ
って形成される斜面間隔の作製時のずれは、成長膜厚の
制御でカバーすることができる。個別に作製した複数個
のＬＤの基板面を相互に傾けてモジュールとする場合に
比べて、遥かに容易に高い結合効率を得られることは明
らかである。
失は、活性層１０４となる斜面部の量子井戸の相互の位
置関係によっている。一度の結晶成長でフロント部１１
２とリア部１１３を同時に成長するので（基板面に概略
鉛直な方向からの分子線を供給しつつ基板１０１を回転
させて均一な成長を図るようなもの）、通常のＣＢＥ
法、ＭＢＥ法、ＧＳ−ＭＢＥ法、ＭＯＭＢＥ法での成長
を行えば、基板面に垂直な位置合わせは自己整合的に行
われる。基板面に平行な［１１０］方向での位置合わせ
は、初期に基板１０１に形成された２つの斜面の間隔と
成長膜厚とで制御すればよい。例えば、フォトリソによ
って形成される斜面間隔の作製時のずれは、成長膜厚の
制御でカバーすることができる。個別に作製した複数個
のＬＤの基板面を相互に傾けてモジュールとする場合に
比べて、遥かに容易に高い結合効率を得られることは明
らかである。
【００４８】本実施例においては共振器長をフロント部
１１２とリア部１１３で同一としたが、これは必ずしも
同一とする必要はない。また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
系の材料での変更例として、以下の層構成でもデバイス
を構成できる。
１１２とリア部１１３で同一としたが、これは必ずしも
同一とする必要はない。また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
系の材料での変更例として、以下の層構成でもデバイス
を構成できる。
【００４９】Ｂｒ−メタノールでエッチングしたｎ−Ｉ
ｎＰ基板上に、０．５μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層、量子井戸構造
の活性層、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ｉｎ0.73Ｇ
ａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層、０．３μｍ厚の
ＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69キャリア閉
じ込め層、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラッド層、ｐ−Ｉｎ
0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コンタクト層を積層する。活
性層の量子井戸は井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
（厚さ６ｎｍ）、バリア層がｉ−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ
0.59Ｐ0.41（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなって
いる。この変更例も動作は同じである。
ｎＰ基板上に、０．５μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層、量子井戸構造
の活性層、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ｉｎ0.73Ｇ
ａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層、０．３μｍ厚の
ＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69キャリア閉
じ込め層、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラッド層、ｐ−Ｉｎ
0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コンタクト層を積層する。活
性層の量子井戸は井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
（厚さ６ｎｍ）、バリア層がｉ−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ
0.59Ｐ0.41（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなって
いる。この変更例も動作は同じである。
【００５０】
【実施例２】図２を用いて、本発明の第２の実施例であ
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを説明する。
図２（ａ）は、第１の実施例同様にウエットエッチング
によって段差を形成したｎ−ＧａＡｓ基板２０１を示
す。本実施例では（１１０）基板２０１を用い、段差の
斜面部に（１００）面と（０１０）面を表出させた。共
振器の長手方向は［００１］方向である。
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを説明する。
図２（ａ）は、第１の実施例同様にウエットエッチング
によって段差を形成したｎ−ＧａＡｓ基板２０１を示
す。本実施例では（１１０）基板２０１を用い、段差の
斜面部に（１００）面と（０１０）面を表出させた。共
振器の長手方向は［００１］方向である。
【００５１】図２（ｂ）に示すレーザの層構成は以下の
通りである。すなわち、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＡｓ
下クラッド層２０２、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＡｓ下
光閉じ込め層２０３、ノンドープのＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ多重量子井戸活性層２０４、Ｂｅドープのｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上光閉じ込め層２０５、Ｂｅドープのｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上クラッド層２０６、Ｂｅドープのｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層２０７で構成されている。
通りである。すなわち、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＡｓ
下クラッド層２０２、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＡｓ下
光閉じ込め層２０３、ノンドープのＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ多重量子井戸活性層２０４、Ｂｅドープのｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上光閉じ込め層２０５、Ｂｅドープのｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上クラッド層２０６、Ｂｅドープのｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層２０７で構成されている。
【００５２】引き続いてプロトン注入によって（１１
０）面上に形成されたｐ−ＧａＡｓ層２０７とｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上クラッド層２０６を不活性化し、活性層２０
４である多重量子井戸層への正孔の注入が斜面部に集中
するようにする（図２（ｃ）においてプロトン注入域を
ハッチングで示す）。プロトン注入による不活性化は
Ｊ．Ｃ． Ｄｙｍｅｎｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏ
ｃ． ＩＥＥＥ． ６０，７２６（１９７２）等に詳し
い。
０）面上に形成されたｐ−ＧａＡｓ層２０７とｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上クラッド層２０６を不活性化し、活性層２０
４である多重量子井戸層への正孔の注入が斜面部に集中
するようにする（図２（ｃ）においてプロトン注入域を
ハッチングで示す）。プロトン注入による不活性化は
Ｊ．Ｃ． Ｄｙｍｅｎｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏ
ｃ． ＩＥＥＥ． ６０，７２６（１９７２）等に詳し
い。
【００５３】第１の実施例同様に、上面、下面のオーミ
ック電極の形成、電極分離の溝の形成を行い、へき開に
よって現れる｛００１｝面を端面とする。図２（ｃ）に
このレーザの斜視図を示す（ただし電極は不図示）。第
１の実施例とは結晶面方位が違うので、両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でも平坦部上でもｎ型となり、これで
は電流狭窄構造とはならず、上記プロトン注入による不
活性化で電流狭窄構造を実現している。
ック電極の形成、電極分離の溝の形成を行い、へき開に
よって現れる｛００１｝面を端面とする。図２（ｃ）に
このレーザの斜視図を示す（ただし電極は不図示）。第
１の実施例とは結晶面方位が違うので、両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でも平坦部上でもｎ型となり、これで
は電流狭窄構造とはならず、上記プロトン注入による不
活性化で電流狭窄構造を実現している。
【００５４】また、本実施例が前述した第１の実施例と
大きく異なる点は、フロント部２１２とリア部２１３で
の斜面の傾きが直交しているという点である。このため
に、フロント部２１２でのＴＥモード光がリア部２１３
でＴＥモードに結合する強さとＴＭモードに結合する強
さとの比が、本発明による幾つかの実施例の中で最も大
きくとれるという点である。このことは、偏波変調レー
ザの偏波モードの安定性を向上させると共に、作製時の
ばらつきの影響を小さくし、再現性良くレーザを作製す
ることに寄与する。本実施例の動作も第１実施例と実質
的に同じである。
大きく異なる点は、フロント部２１２とリア部２１３で
の斜面の傾きが直交しているという点である。このため
に、フロント部２１２でのＴＥモード光がリア部２１３
でＴＥモードに結合する強さとＴＭモードに結合する強
さとの比が、本発明による幾つかの実施例の中で最も大
きくとれるという点である。このことは、偏波変調レー
ザの偏波モードの安定性を向上させると共に、作製時の
ばらつきの影響を小さくし、再現性良くレーザを作製す
ることに寄与する。本実施例の動作も第１実施例と実質
的に同じである。
【００５５】
【実施例３】図３を用いて、本発明の第３の実施例であ
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを説明する。
図３（ａ）は、第１の実施例同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板
３０１上にフォトリソグラフィーでパターニングされた
千鳥状のレジストパターンを示す。これにウエットエッ
チングを行って段差を形成したものを図３（ｂ）に示
す。第１の実施例同様、（００１）基板３０１を使用
し、共振器方向を［１−１０］方向、斜面として｛１１
１｝Ａ面を表出している。ここにフォトリソグラフィー
によるパターニングとドライエッチングを組み合わせ
て、基板３０１から３μｍの深さで幅２０μｍの溝３５
２を形成する。図３（ｃ）に示したのが、溝３５２を形
成したエピ成長前のウェハである。
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを説明する。
図３（ａ）は、第１の実施例同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板
３０１上にフォトリソグラフィーでパターニングされた
千鳥状のレジストパターンを示す。これにウエットエッ
チングを行って段差を形成したものを図３（ｂ）に示
す。第１の実施例同様、（００１）基板３０１を使用
し、共振器方向を［１−１０］方向、斜面として｛１１
１｝Ａ面を表出している。ここにフォトリソグラフィー
によるパターニングとドライエッチングを組み合わせ
て、基板３０１から３μｍの深さで幅２０μｍの溝３５
２を形成する。図３（ｃ）に示したのが、溝３５２を形
成したエピ成長前のウェハである。
【００５６】ＩＩＩ族のアルキル化物とＶ族のハイドラ
イドを原料ガスとして用いるＣＢＥ法で、結晶成長を用
いてレーザ構造を成長する。すなわち、図４に示すよう
に、１．０μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
下部クラッド層３０２、０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下部光ガイド層３０３、量子井戸構
造の活性層３０４、０．１μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光ガイド層３０５、０．３μｍのＳ
ｉドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層３０
６、２．４μｍのＢｅドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ上部ク
ラッド層３０７、０．３μｍのＢｅドープＧａＡｓコン
タクト層３０８を積層する。活性層３０４の量子井戸
は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎｍ）、バリア層が
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸か
らなっている。
イドを原料ガスとして用いるＣＢＥ法で、結晶成長を用
いてレーザ構造を成長する。すなわち、図４に示すよう
に、１．０μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
下部クラッド層３０２、０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下部光ガイド層３０３、量子井戸構
造の活性層３０４、０．１μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光ガイド層３０５、０．３μｍのＳ
ｉドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層３０
６、２．４μｍのＢｅドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ上部ク
ラッド層３０７、０．３μｍのＢｅドープＧａＡｓコン
タクト層３０８を積層する。活性層３０４の量子井戸
は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎｍ）、バリア層が
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸か
らなっている。
【００５７】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に斜面部（Ａ
−Ａ′断面、Ｃ−Ｃ′断面）と溝部（Ｂ−Ｂ′断面）で
の断面を示す。図５（ｄ）に示す様に、２点鎖線が斜面
部での導波光の強度のピークを示す。溝部（Ｂ−Ｂ′断
面）では、斜面部から入射した光は主にクラッド層３０
７を透過し、強い吸収を生じる量子井戸層３０４は光強
度の弱いところに位置するので、溝３５２を導入したこ
とによる損失は小さい。ただし、溝部３５２には横方向
の光閉じ込めの構造がないので、溝部の導波モードはス
ラブ導波路のモードである。
−Ａ′断面、Ｃ−Ｃ′断面）と溝部（Ｂ−Ｂ′断面）で
の断面を示す。図５（ｄ）に示す様に、２点鎖線が斜面
部での導波光の強度のピークを示す。溝部（Ｂ−Ｂ′断
面）では、斜面部から入射した光は主にクラッド層３０
７を透過し、強い吸収を生じる量子井戸層３０４は光強
度の弱いところに位置するので、溝３５２を導入したこ
とによる損失は小さい。ただし、溝部３５２には横方向
の光閉じ込めの構造がないので、溝部の導波モードはス
ラブ導波路のモードである。
【００５８】図６に示すように、上側、下側にそれぞれ
オーミック電極３１０、３１１を形成し、上側電極３１
０は電極分離を行った。本実施例の半導体レーザは、フ
ロント部３１２、リア部３１３に対する不均一電流注入
によって偏波モードスイッチングを可能にすることは、
第１の実施例同様である。ただ、同時に溝部３５２に設
けた電極（不図示）によって、溝部３５２上の上クラッ
ド層３０７に対する電流注入が可能であり、フロント部
３１２とリア部３１３の間の位相調整領域として利用す
ることができる。
オーミック電極３１０、３１１を形成し、上側電極３１
０は電極分離を行った。本実施例の半導体レーザは、フ
ロント部３１２、リア部３１３に対する不均一電流注入
によって偏波モードスイッチングを可能にすることは、
第１の実施例同様である。ただ、同時に溝部３５２に設
けた電極（不図示）によって、溝部３５２上の上クラッ
ド層３０７に対する電流注入が可能であり、フロント部
３１２とリア部３１３の間の位相調整領域として利用す
ることができる。
【００５９】
【実施例４】図７に沿って、本発明の第４の実施例であ
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＤＦＢレーザを説明する。
図７（ａ）は、これまでに説明した幾つかの実施例同様
にｎ−ＧａＡｓ基板４０１上にフォトリソグラフィーと
ウエットエッチングで形成した段差を示す。第３の実施
例同様、（００１）基板４０１を使用し、共振器方向を
［１−１０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表
出している。図７（ｂ）に一回目の成長後のレーザ構造
を示す。１．０μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ下部クラッド層４０２、０．１μｍ厚のＳｎドープ
ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下部光閉じ込め層４０３、量子
井戸構造の活性層４０４、０．１μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光閉じ込め層４０５、０．２
μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓキャリア閉
じ込め層４０６からなっている。
るＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＤＦＢレーザを説明する。
図７（ａ）は、これまでに説明した幾つかの実施例同様
にｎ−ＧａＡｓ基板４０１上にフォトリソグラフィーと
ウエットエッチングで形成した段差を示す。第３の実施
例同様、（００１）基板４０１を使用し、共振器方向を
［１−１０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表
出している。図７（ｂ）に一回目の成長後のレーザ構造
を示す。１．０μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ下部クラッド層４０２、０．１μｍ厚のＳｎドープ
ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下部光閉じ込め層４０３、量子
井戸構造の活性層４０４、０．１μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光閉じ込め層４０５、０．２
μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓキャリア閉
じ込め層４０６からなっている。
【００６０】この上の全面に二光束干渉露光法でグレー
ティングパタンを形成し、ドライエッチングでグレーテ
ィングｇを形成する。グレーティングピッチは２４０ｎ
ｍである。斜視図を図７（ｃ）に示す。次に、再び結晶
成長を行い、０．２μｍのＢｅドープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ上部光ガイド層４１０、１．４μｍのＢｅドープＡｌ
0.6Ｇａ0.4Ａｓ上部クラッド層４０７、０．３μｍのＢ
ｅドープＧａＡｓコンタクト層４０８を図７（ｄ）のよ
うに形成する。
ティングパタンを形成し、ドライエッチングでグレーテ
ィングｇを形成する。グレーティングピッチは２４０ｎ
ｍである。斜視図を図７（ｃ）に示す。次に、再び結晶
成長を行い、０．２μｍのＢｅドープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ上部光ガイド層４１０、１．４μｍのＢｅドープＡｌ
0.6Ｇａ0.4Ａｓ上部クラッド層４０７、０．３μｍのＢ
ｅドープＧａＡｓコンタクト層４０８を図７（ｄ）のよ
うに形成する。
【００６１】引き続いてプロトン注入によって、（００
１）面上に形成されたｐ−ＧａＡｓ層とｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ層とを高抵抗化し、活性層４０４である多重量子井戸
層への正孔の注入が斜面部に集中するようにする（プロ
トン注入域は不図示）。
１）面上に形成されたｐ−ＧａＡｓ層とｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ層とを高抵抗化し、活性層４０４である多重量子井戸
層への正孔の注入が斜面部に集中するようにする（プロ
トン注入域は不図示）。
【００６２】第３の実施例同様に、上面、下面のオーミ
ック電極形成、電極分離の溝形成を行い（不図示）、へ
き開によって現れる｛００１｝面を端面とする。さらに
端面反射を抑える無反射コーティングをへき開端面に施
す（不図示）。
ック電極形成、電極分離の溝形成を行い（不図示）、へ
き開によって現れる｛００１｝面を端面とする。さらに
端面反射を抑える無反射コーティングをへき開端面に施
す（不図示）。
【００６３】本実施例によるＤＦＢレーザも不均一注入
によって偏波モードのスイッチングが起こるが、本実施
例のデバイスでは、フロント部４１２とリア部４１３で
の、利得の偏波面依存性と、有効屈折率の偏波モード依
存性に起因するブラッグ波長の偏波面依存性の両方が発
振モードの選択に寄与する。不均一なバイアス状態にた
いするデバイスの偏波モードと発振波長の振る舞いは複
雑である。しかし、グレーティングｇを導入すること
で、発振波長の線幅が狭くなる、発振波長の安定性が向
上する、波長可変のレーザとして容易に波長チューニン
グが可能である等のメリットが生じる。
によって偏波モードのスイッチングが起こるが、本実施
例のデバイスでは、フロント部４１２とリア部４１３で
の、利得の偏波面依存性と、有効屈折率の偏波モード依
存性に起因するブラッグ波長の偏波面依存性の両方が発
振モードの選択に寄与する。不均一なバイアス状態にた
いするデバイスの偏波モードと発振波長の振る舞いは複
雑である。しかし、グレーティングｇを導入すること
で、発振波長の線幅が狭くなる、発振波長の安定性が向
上する、波長可変のレーザとして容易に波長チューニン
グが可能である等のメリットが生じる。
【００６４】
【実施例５】第４の実施例に類似したＤＦＢレーザで、
製造方法の異なるものについて、第５の実施例として説
明する。
製造方法の異なるものについて、第５の実施例として説
明する。
【００６５】図８に沿って、本発明の第５の実施例であ
るＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系ＤＦＢレーザを説明する。図
８（ａ）は、これまでに説明した幾つかの実施例同様
に、ｎ−ＩｎＰ基板５０１上にフォトリソグラフィーと
ウエットエッチングで形成した段差を示す。第１の実施
例同様、（００１）基板５０１を使用し、共振器方向を
［１−１０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表
出している。
るＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系ＤＦＢレーザを説明する。図
８（ａ）は、これまでに説明した幾つかの実施例同様
に、ｎ−ＩｎＰ基板５０１上にフォトリソグラフィーと
ウエットエッチングで形成した段差を示す。第１の実施
例同様、（００１）基板５０１を使用し、共振器方向を
［１−１０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表
出している。
【００６６】この上の全面に二光束干渉露光法でグレー
ティングパタンを形成し、ドライエッチングでグレーテ
ィングｇを形成する。グレーティングピッチは２４０ｎ
ｍである（図８（ｂ）参照）。
ティングパタンを形成し、ドライエッチングでグレーテ
ィングｇを形成する。グレーティングピッチは２４０ｎ
ｍである（図８（ｂ）参照）。
【００６７】レーザ構造は、図８（ｃ）に示す様に以下
の通りである。０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層５０３、量子井
戸構造の活性層５０４、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層５０
５、０．３μｍ厚のＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ
0.31Ｐ0.69キャリア閉じ込め層５０６（両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でｐ型となり平坦部上でｎ型となって
電流狭窄構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラ
ッド層５０７、ｐ−Ｉｎ0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コン
タクト層５０８からなっている。また、活性層５０４の
量子井戸は、井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（厚さ
６ｎｍ）、バリア層がＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41
（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなっている。
の通りである。０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層５０３、量子井
戸構造の活性層５０４、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層５０
５、０．３μｍ厚のＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ
0.31Ｐ0.69キャリア閉じ込め層５０６（両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でｐ型となり平坦部上でｎ型となって
電流狭窄構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラ
ッド層５０７、ｐ−Ｉｎ0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コン
タクト層５０８からなっている。また、活性層５０４の
量子井戸は、井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（厚さ
６ｎｍ）、バリア層がＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41
（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなっている。
【００６８】これに電極形成（不図示）、電極分離を行
い、偏波スイッチング可能なＤＦＢレーザとした。フロ
ント部５１２、リア部５１３に各１個の注入電極を有す
る２電極のＤＦＢレーザである。本実施例のＤＦＢレー
ザも、グレーティングｇを導入することで、発振波長の
線幅が狭くなる、発振波長の安定性が向上する、波長可
変のレーザとして容易に波長チューニングが可能である
等のメリットがある。
い、偏波スイッチング可能なＤＦＢレーザとした。フロ
ント部５１２、リア部５１３に各１個の注入電極を有す
る２電極のＤＦＢレーザである。本実施例のＤＦＢレー
ザも、グレーティングｇを導入することで、発振波長の
線幅が狭くなる、発振波長の安定性が向上する、波長可
変のレーザとして容易に波長チューニングが可能である
等のメリットがある。
【００６９】
【実施例６】図９にしたがって、本発明の第６の実施例
であるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系ＤＦＢレーザを説明す
る。図９（ａ）は、（００１）ｎ−ＩｎＰ基板６０１上
に二光束干渉露光法でグレーティングを形成し、ドライ
エッチングでグレーティングｇを形成したものを示す。
グレーティングピッチは２４０ｎｍである。
であるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系ＤＦＢレーザを説明す
る。図９（ａ）は、（００１）ｎ−ＩｎＰ基板６０１上
に二光束干渉露光法でグレーティングを形成し、ドライ
エッチングでグレーティングｇを形成したものを示す。
グレーティングピッチは２４０ｎｍである。
【００７０】ここに、フォトリソグラフィーとウエット
エッチングで段差を形成する。共振器方向を［１−１
０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表出してい
る（図９（ｂ））。
エッチングで段差を形成する。共振器方向を［１−１
０］方向とし、斜面として｛１１１｝Ａ面を表出してい
る（図９（ｂ））。
【００７１】レーザ構造は、図９（ｃ）に示す様に以下
の通りである。０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層６０２、量子井
戸構造の活性層６０３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層６０
４、０．３μｍ厚のＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ
0.31Ｐ0.69キャリア閉じ込め層６０５（両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でｐ型となり平坦部上でｎ型となって
電流狭窄構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラ
ッド層６０６、ｐ−Ｉｎ0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コン
タクト層６０７からなっている。また、活性層６０３の
量子井戸は、井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（厚さ
６ｎｍ）、バリア層がｉ−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ
0.41（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなっている。
の通りである。０．１μｍ厚のＳｎドープｎ−Ｉｎ0.86
Ｇａ0.14Ａｓ0.31Ｐ0.69下部光ガイド層６０２、量子井
戸構造の活性層６０３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ
−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ0.41上部光ガイド層６０
４、０．３μｍ厚のＳｉドープＩｎ0.86Ｇａ0.14Ａｓ
0.31Ｐ0.69キャリア閉じ込め層６０５（両性不純物であ
るＳｉ層は斜面上でｐ型となり平坦部上でｎ型となって
電流狭窄構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−ＩｎＰクラ
ッド層６０６、ｐ−Ｉｎ0.59Ｇａ0.41Ａｓ0.9Ｐ0.1コン
タクト層６０７からなっている。また、活性層６０３の
量子井戸は、井戸層がｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（厚さ
６ｎｍ）、バリア層がｉ−Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.59Ｐ
0.41（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなっている。
【００７２】これに電極６１０、６１１の形成、電極分
離の溝６２０の形成を行い、偏波スイッチング可能なＤ
ＦＢレーザとする（図９（ｃ））。図９（ｄ）に示すよ
うに、本実施例ではグレーティングｇの領域（斜線部）
が半導体レーザの活性層６０３の斜め下方向であり、結
合係数が比較的小さいが、凹凸のない基板６０１に対し
て二光束干渉露光を行うのでグレーティング形成が容易
である。
離の溝６２０の形成を行い、偏波スイッチング可能なＤ
ＦＢレーザとする（図９（ｃ））。図９（ｄ）に示すよ
うに、本実施例ではグレーティングｇの領域（斜線部）
が半導体レーザの活性層６０３の斜め下方向であり、結
合係数が比較的小さいが、凹凸のない基板６０１に対し
て二光束干渉露光を行うのでグレーティング形成が容易
である。
【００７３】本実施例のＤＦＢレーザもグレーティング
ｇを導入することで、発振波長の線幅が狭くなる、発振
波長の安定性が向上する、波長可変のレーザとして容易
に波長チューニングが可能である等のメリットがある。
ｇを導入することで、発振波長の線幅が狭くなる、発振
波長の安定性が向上する、波長可変のレーザとして容易
に波長チューニングが可能である等のメリットがある。
【００７４】
【実施例７】図１０（ｂ）に、本発明によるＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系半導体光アンプの実施例を示す。この素
子は以下のようにして作製される。
ｓ／ＧａＡｓ系半導体光アンプの実施例を示す。この素
子は以下のようにして作製される。
【００７５】図１０（ａ）に示す様に、（００１）ｎ−
ＧａＡｓ基板７０１を用い、フォトリソグラフィーとウ
エットエッチングによって、他の実施例同様に互い違い
の順メサのステップを形成する。エッチング深さを１．
８μｍとし、斜面は（００１）面から５５度傾いた｛１
１１｝Ａ面であるＧａ安定化面とした。さらに、フォト
リソグラフィーによるパターニングとドライエッチング
を組み合わせて、基板７０１から３μｍの深さで幅２０
μｍの溝７２０を形成する。図１０（ａ）に示したの
が、溝７２０を形成したエピ成長前のウェハである。
ＧａＡｓ基板７０１を用い、フォトリソグラフィーとウ
エットエッチングによって、他の実施例同様に互い違い
の順メサのステップを形成する。エッチング深さを１．
８μｍとし、斜面は（００１）面から５５度傾いた｛１
１１｝Ａ面であるＧａ安定化面とした。さらに、フォト
リソグラフィーによるパターニングとドライエッチング
を組み合わせて、基板７０１から３μｍの深さで幅２０
μｍの溝７２０を形成する。図１０（ａ）に示したの
が、溝７２０を形成したエピ成長前のウェハである。
【００７６】ここに、ＣＢＥ法で結晶成長してレーザ構
造を成長する。すなわち、１．３μｍ厚のＳｎドープｎ
−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ下部ガイド層７０２、量子井戸構
造の活性層７０３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光ガイド層７０４、０．２μｍ厚
のＳｉドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層７
０５（両性不純物であるＳｉ層は斜面上でｐ型となり平
坦部上でｎ型となって電流狭窄構造を構成する）、１．
８μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド
層７０６、０．３μｍ厚のＢｅドープｐ−ＧａＡｓコン
タクト層７０７を積層する。活性層７０３の量子井戸
は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ８ｎｍ）、バリア層が
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ２０ｎｍ）の５重量子井戸か
らなっている。これらの層厚は平坦部の（００１）面上
での厚さである。
造を成長する。すなわち、１．３μｍ厚のＳｎドープｎ
−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ下部ガイド層７０２、量子井戸構
造の活性層７０３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上部光ガイド層７０４、０．２μｍ厚
のＳｉドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層７
０５（両性不純物であるＳｉ層は斜面上でｐ型となり平
坦部上でｎ型となって電流狭窄構造を構成する）、１．
８μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド
層７０６、０．３μｍ厚のＢｅドープｐ−ＧａＡｓコン
タクト層７０７を積層する。活性層７０３の量子井戸
は、井戸層がｉ−ＧａＡｓ（厚さ８ｎｍ）、バリア層が
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ（厚さ２０ｎｍ）の５重量子井戸か
らなっている。これらの層厚は平坦部の（００１）面上
での厚さである。
【００７７】第３の実施例同様に、両側の斜面部を導波
されてきた光は溝部７２０では上部クラッド層７０６の
ｐ−Ａｌ Ｇａ Ａｓ層を透過し、溝部７２０での吸収損失
は小さくなっている。
されてきた光は溝部７２０では上部クラッド層７０６の
ｐ−Ａｌ Ｇａ Ａｓ層を透過し、溝部７２０での吸収損失
は小さくなっている。
【００７８】上下に、しきい値以下の電流を注入する為
のオーミック電極７１０、７１１を形成し、電極分離を
行い、さらに両端面をへき開によって形成する。フロン
ト部７１２とリア部７１３の共振器長はほぼ等しくし
た。さらに両端面には、ＳｉＯ 2による無反射コーティ
ングを施す（不図示）。
のオーミック電極７１０、７１１を形成し、電極分離を
行い、さらに両端面をへき開によって形成する。フロン
ト部７１２とリア部７１３の共振器長はほぼ等しくし
た。さらに両端面には、ＳｉＯ 2による無反射コーティ
ングを施す（不図示）。
【００７９】本実施例の光アンプは第１の共振器部分と
第２の共振器部分で斜面の傾きが異なっている。２つの
｛１１１｝Ａ面同志は互いに約７０度傾いているので、
量子井戸層７０３での利得の大きいＴＥモードの電界方
向がフロント部７１２とリア部７１３では７０度傾いて
いることになる。そのためにフロント部７１２のＴＥモ
ード光はリア部７１３のＴＭモード光に対してより強く
結合し、フロント部７１２のＴＭモード光はリア部７１
３のＴＥモード光に対してより強く結合する。
第２の共振器部分で斜面の傾きが異なっている。２つの
｛１１１｝Ａ面同志は互いに約７０度傾いているので、
量子井戸層７０３での利得の大きいＴＥモードの電界方
向がフロント部７１２とリア部７１３では７０度傾いて
いることになる。そのためにフロント部７１２のＴＥモ
ード光はリア部７１３のＴＭモード光に対してより強く
結合し、フロント部７１２のＴＭモード光はリア部７１
３のＴＥモード光に対してより強く結合する。
【００８０】フロント部７１２とリア部７１３の２つの
共振器で利得の大きくなる偏波方向が傾いているため
に、無反射コーティングを施された端面を介した入射光
に対する利得の偏波面依存性は大幅に緩和される。
共振器で利得の大きくなる偏波方向が傾いているため
に、無反射コーティングを施された端面を介した入射光
に対する利得の偏波面依存性は大幅に緩和される。
【００８１】
【実施例８】本発明による光デバイスは、斜面部を２つ
有する２電極のデバイスには限らない。第８の実施例と
して３電極の半導体レーザについて説明する。
有する２電極のデバイスには限らない。第８の実施例と
して３電極の半導体レーザについて説明する。
【００８２】図１１（ａ）は、これまでに説明した幾つ
かの実施例同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板８０１上にフォト
リソグラフィーとウエットエッチングで形成した段差を
示す。第１の実施例同様、（００１）基板８０１を使用
し、共振器方向を［１−１０］方向とし、斜面として
｛１１１｝Ａ面を表出している。中央の斜面部の［１−
１０］方向の長さは１００μｍとした。
かの実施例同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板８０１上にフォト
リソグラフィーとウエットエッチングで形成した段差を
示す。第１の実施例同様、（００１）基板８０１を使用
し、共振器方向を［１−１０］方向とし、斜面として
｛１１１｝Ａ面を表出している。中央の斜面部の［１−
１０］方向の長さは１００μｍとした。
【００８３】引き続いて結晶成長を行いレーザ構造を作
製する。１．３μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ下部クラッド層８０２、量子井戸構造の活性層８０
３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ上部光ガイド層８０４、０．３μｍ厚のＳｉドープＡ
ｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層８０５（電流狭窄
構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
クラッド層８０６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８０７を
積層する。また、活性層８０３の量子井戸は、井戸層が
ｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎｍ）、バリア層がＡｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓ（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなってい
る。
製する。１．３μｍ厚のＳｎドープｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ下部クラッド層８０２、量子井戸構造の活性層８０
３、０．１５μｍ厚のＢｅドープｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ上部光ガイド層８０４、０．３μｍ厚のＳｉドープＡ
ｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓキャリア閉じ込め層８０５（電流狭窄
構造を構成する）、Ｂｅドープｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
クラッド層８０６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８０７を
積層する。また、活性層８０３の量子井戸は、井戸層が
ｉ−ＧａＡｓ（厚さ６ｎｍ）、バリア層がＡｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓ（厚さ１０ｎｍ）の５重量子井戸からなってい
る。
【００８４】これに電極８０８、８０９の形成、電極分
離を行い、へき開によって端面を形成し、偏波スイッチ
ング可能な半導体レーザ或は偏波無依存な半導体光アン
プとする。本実施例は、３電極の構成であるので、各領
域への電流注入量を適当に制御することで、容易に波長
のチューニング、出力光強度の一定化等を行えることが
特徴である。
離を行い、へき開によって端面を形成し、偏波スイッチ
ング可能な半導体レーザ或は偏波無依存な半導体光アン
プとする。本実施例は、３電極の構成であるので、各領
域への電流注入量を適当に制御することで、容易に波長
のチューニング、出力光強度の一定化等を行えることが
特徴である。
【００８５】
【実施例９】本発明の第９の実施例として、ｎ型とｐ型
のドーパントを同時供給して成長した層を含む電流狭窄
構造を含む２電極の半導体レーザについて説明する。
のドーパントを同時供給して成長した層を含む電流狭窄
構造を含む２電極の半導体レーザについて説明する。
【００８６】図１２（ｂ）に、ｎ−ＧａＡｓ基板９０１
上に形成したＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを示す。ｎ
−ＧａＡｓ（００１）基板９０１を使用し、フォトリソ
グラフィーとウエットエッチングで段差を形成する。共
振器方向を［１−１０］方向とし、斜面として｛１１
１｝Ａ面を表出している。図１２（ａ）中、９０２はｎ
−ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、９０３はアンドープＧ
ａＩｎＰ活性層、９０４はＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層、
９０５はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、９０６はＡ
ｌＧａＩｎＰ電流狭窄層、９０７はｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層である。
上に形成したＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを示す。ｎ
−ＧａＡｓ（００１）基板９０１を使用し、フォトリソ
グラフィーとウエットエッチングで段差を形成する。共
振器方向を［１−１０］方向とし、斜面として｛１１
１｝Ａ面を表出している。図１２（ａ）中、９０２はｎ
−ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、９０３はアンドープＧ
ａＩｎＰ活性層、９０４はＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層、
９０５はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、９０６はＡ
ｌＧａＩｎＰ電流狭窄層、９０７はｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層である。
【００８７】これらの層は次の如く形成される。周知の
ＭＯＣＶＤ法でＳｅドープのｎ−ＡｌＧａＩｎＰ下クラ
ッド層９０２、アンドープＧａＩｎＰ活性層９０３を積
層する。そのまま引き続いて、ＺｎとＳｅを同時に供給
しながらＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層９０４を積層する。
（００１）面上に成長する平坦部ではｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐが形成され、｛１１１｝Ａ面上に成長する斜面上では
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰが形成される。さらにＳｅの供給を
停止し、Ｚｎの流量を増やしてｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上ク
ラッド層９０５を形成し、再びＺｎとＳｅを同時に供給
しながらＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層９０６を積層する。
さらに、Ｚｎのみを供給しながらｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層９０７を形成する。
ＭＯＣＶＤ法でＳｅドープのｎ−ＡｌＧａＩｎＰ下クラ
ッド層９０２、アンドープＧａＩｎＰ活性層９０３を積
層する。そのまま引き続いて、ＺｎとＳｅを同時に供給
しながらＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層９０４を積層する。
（００１）面上に成長する平坦部ではｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐが形成され、｛１１１｝Ａ面上に成長する斜面上では
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰが形成される。さらにＳｅの供給を
停止し、Ｚｎの流量を増やしてｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上ク
ラッド層９０５を形成し、再びＺｎとＳｅを同時に供給
しながらＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層９０６を積層する。
さらに、Ｚｎのみを供給しながらｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層９０７を形成する。
【００８８】これに電極形成、電極分離を行い、素子分
離の溝９２０を形成し、へき開によって端面を形成して
偏波スイッチング可能な半導体レーザとする。
離の溝９２０を形成し、へき開によって端面を形成して
偏波スイッチング可能な半導体レーザとする。
【００８９】本実施例においては、傾斜面上の層厚が平
坦部での層厚よりも厚く、光に対する屈折率導波となっ
ている点が、ＭＢＥ系の成長による実施例と異なる本実
施例の特徴である。
坦部での層厚よりも厚く、光に対する屈折率導波となっ
ている点が、ＭＢＥ系の成長による実施例と異なる本実
施例の特徴である。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明（特に、請求項１、１５に対応）によれば、ＴＥ
モードが互いに平行ではない半導体レーザ部の独立な電
流注入構造に対して不均一に電流を注入することによっ
て、集積型光半導体装置の利得の偏波モード依存を制御
することの可能な集積型光半導体装置を実現できる。
の発明（特に、請求項１、１５に対応）によれば、ＴＥ
モードが互いに平行ではない半導体レーザ部の独立な電
流注入構造に対して不均一に電流を注入することによっ
て、集積型光半導体装置の利得の偏波モード依存を制御
することの可能な集積型光半導体装置を実現できる。
【００９１】また、本出願に係る第２の発明（特に、請
求項２に対応）によれば、部分的に所定の傾斜面が形成
された基板上の傾斜面が半導体レーザ部のＴＥモードの
電界方向を規定するものである。
求項２に対応）によれば、部分的に所定の傾斜面が形成
された基板上の傾斜面が半導体レーザ部のＴＥモードの
電界方向を規定するものである。
【００９２】また、本出願に係る第３の発明（特に、請
求項３に対応）によれば、基板上の傾斜面としての順メ
サ面は、製造時に再現性よくこの面を表出させるもので
ある。
求項３に対応）によれば、基板上の傾斜面としての順メ
サ面は、製造時に再現性よくこの面を表出させるもので
ある。
【００９３】また本出願に係る第４の発明（特に、請求
項４に対応）によれば、該半導体レーザ部の該傾斜部に
電流を狭窄する構造として１回成長で形成可能な電流狭
窄構造を用い、製造時の結晶成長の回数を少なくするも
のである。
項４に対応）によれば、該半導体レーザ部の該傾斜部に
電流を狭窄する構造として１回成長で形成可能な電流狭
窄構造を用い、製造時の結晶成長の回数を少なくするも
のである。
【００９４】また、本出願に係る第５の発明（特に、請
求項５、６、７、８、９、１０に対応）によれば、上記
半導体レーザの電流狭窄構造が１回成長で形成可能な電
流狭窄構造であり、製造時の結晶成長の回数を少なくす
るものである。
求項５、６、７、８、９、１０に対応）によれば、上記
半導体レーザの電流狭窄構造が１回成長で形成可能な電
流狭窄構造であり、製造時の結晶成長の回数を少なくす
るものである。
【００９５】また、本出願に係る第６の発明（特に、請
求項１１に対応）によれば、端面に生じるファセット成
長部による散乱損失を抑えて、例えば、集積型光半導体
装置の低しきい値化を可能とする。
求項１１に対応）によれば、端面に生じるファセット成
長部による散乱損失を抑えて、例えば、集積型光半導体
装置の低しきい値化を可能とする。
【００９６】また、本出願に係る第７の発明（特に、請
求項１２に対応）によれば、半導体レーザ部の間に形成
された溝を埋め込んだ化合物半導体層は、同時の一回成
長で形成可能であるとともに、端面に生じるファセット
成長部による散乱損失を抑え、また半導体レーザ部の対
向する端面での反射損失を抑圧し、例えば、集積型光半
導体装置の低しきい値化を可能とする。
求項１２に対応）によれば、半導体レーザ部の間に形成
された溝を埋め込んだ化合物半導体層は、同時の一回成
長で形成可能であるとともに、端面に生じるファセット
成長部による散乱損失を抑え、また半導体レーザ部の対
向する端面での反射損失を抑圧し、例えば、集積型光半
導体装置の低しきい値化を可能とする。
【００９７】また、本出願に係る第８の発明（特に、請
求項１３、１４に対応）によれば、回折格子は導波モー
ドの光に対して分布帰還器として作用し、例えば、動的
単一波長半導体レーザとしての動作を可能な光半導体装
置を実現する。
求項１３、１４に対応）によれば、回折格子は導波モー
ドの光に対して分布帰還器として作用し、例えば、動的
単一波長半導体レーザとしての動作を可能な光半導体装
置を実現する。
【００９８】また、本出願の係る第９の発明（特に、請
求項１６に対応）によれば、ＴＥモードが互いに平行で
はない半導体レーザ部は、独立な電流注入構造に対する
不均一な電流注入によって、集積型半導体光アンプ装置
の利得の偏波モード依存を制御するものである。
求項１６に対応）によれば、ＴＥモードが互いに平行で
はない半導体レーザ部は、独立な電流注入構造に対する
不均一な電流注入によって、集積型半導体光アンプ装置
の利得の偏波モード依存を制御するものである。
【００９９】また、本出願に係る第１０の発明（特に、
請求項１７、１８、１９、２０に対応）によれば、上記
傾斜部に電流を狭窄する構造を１回の結晶成長工程で形
成することで、プロセス工程、結晶成長工程を減ずるこ
とができる。また、結晶面方位によってＴＥモードを互
いに平行ではなくすることで、プロセスのばらつきに左
右されずに該デバイスを製造することができる。
請求項１７、１８、１９、２０に対応）によれば、上記
傾斜部に電流を狭窄する構造を１回の結晶成長工程で形
成することで、プロセス工程、結晶成長工程を減ずるこ
とができる。また、結晶面方位によってＴＥモードを互
いに平行ではなくすることで、プロセスのばらつきに左
右されずに該デバイスを製造することができる。
【図１】本発明による光半導体装置の第１実施例の構
造、製造方法、利得の偏波依存性を示す図。
造、製造方法、利得の偏波依存性を示す図。
【図２】本発明による光半導体装置の第２実施例の構
造、製造方法を示す図。
造、製造方法を示す図。
【図３】本発明による光半導体装置の第３実施例の製造
方法を示す図。
方法を示す図。
【図４】本発明による光半導体装置の第３実施例の構
造、製造方法を示す図。
造、製造方法を示す図。
【図５】本発明による光半導体装置の第３実施例の断面
構造、導波光の光強度分布を示す図。
構造、導波光の光強度分布を示す図。
【図６】本発明による光半導体装置の第３実施例の構造
を示す図。
を示す図。
【図７】本発明による光半導体装置の第４実施例である
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
【図８】本発明による光半導体装置の第５実施例である
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
【図９】本発明による光半導体装置の第６実施例である
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
ＤＦＢレーザの構造、製造方法を示す図。
【図１０】本発明による光半導体装置の第７実施例であ
る半導体光アンプの構造、製造方法を示す図。
る半導体光アンプの構造、製造方法を示す図。
【図１１】本発明による光半導体装置の第８実施例の構
造、製造方法を示す図。
造、製造方法を示す図。
【図１２】本発明による光半導体装置の第９実施例の構
造、製造方法を示す図。
造、製造方法を示す図。
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７
０１、８０１、９０１ 基板 １０２ レジストマスク １０３、１０７、２０２、２０６、３０２、３０７、４
０２、４０７、５０７、６０６、７０６、８０２、８０
６、９０２、９０５ クラッド層 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０３、７
０３、８０３、９０３ 活性層 １０５、３０３、３０５、５０３、５０５、６０２、６
０４、７０２、７０４、８０４ 光ガイド層 １０６、３０６、４０６、５０６、６０５、７０５、８
０５ キャリア閉じ込め層 １０８、２０７、３０８、４０８、５０８、６０７、７
０７、８０７、９０７ コンタクト層 １０９、１１０、３１０、３１１、６１０、６１１、７
１０、７１１、８０８、８０９ 電極 １１１、３５２、６２０、７２０、９２０ 素子分離
溝 １１２、２１２、３１２、４１２、５１２、７１２
フロント部 １１３、２１３、３１３、４１３、５１３、７１３
リア部 ２０３、２０５、４０３、４０５ 光閉じ込め層 ９０４、９０６ 電流狭窄層 ｇ 回折格子
０１、８０１、９０１ 基板 １０２ レジストマスク １０３、１０７、２０２、２０６、３０２、３０７、４
０２、４０７、５０７、６０６、７０６、８０２、８０
６、９０２、９０５ クラッド層 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０３、７
０３、８０３、９０３ 活性層 １０５、３０３、３０５、５０３、５０５、６０２、６
０４、７０２、７０４、８０４ 光ガイド層 １０６、３０６、４０６、５０６、６０５、７０５、８
０５ キャリア閉じ込め層 １０８、２０７、３０８、４０８、５０８、６０７、７
０７、８０７、９０７ コンタクト層 １０９、１１０、３１０、３１１、６１０、６１１、７
１０、７１１、８０８、８０９ 電極 １１１、３５２、６２０、７２０、９２０ 素子分離
溝 １１２、２１２、３１２、４１２、５１２、７１２
フロント部 １１３、２１３、３１３、４１３、５１３、７１３
リア部 ２０３、２０５、４０３、４０５ 光閉じ込め層 ９０４、９０６ 電流狭窄層 ｇ 回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−243551（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43396（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−129483（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−226778（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63304（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (20)
- 【請求項１】 １つの基板上に、少なくとも２つの半導
体レーザ構造を持つ半導体レーザ部が導波方向に直列に
形成されていて、該半導体レーザ部の少なくとも２つ
は、活性層を含む導波路の積層方向が互いに非平行で、
該半導体レーザ部のそれぞれは少なくとも１つの電流注
入を行うための構造を有し、かつ該半導体レーザ部間で
独立に電流注入が可能な様に構成されていることを特徴
とする集積型光半導体装置。 - 【請求項２】 前記基板は、部分的に所定の傾斜面が形
成された複数の傾斜部を備え、該複数の傾斜部の上に、
前記少なくとも２つの半導体レーザ部の活性層を含む導
波路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
集積型光半導体装置。 - 【請求項３】 前記基板上の傾斜面が、閃亜鉛鉱型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶の順メサ面であることを特徴
とする請求項２記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項４】 前記半導体レーザ部が前記傾斜部に電流
を狭窄する構造として１回の成長で形成可能な構造を具
備することを特徴とする請求項３記載の集積型光半導体
装置。 - 【請求項５】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造が両
性不純物をドーピングした層を含む積層構造であること
を特徴とする請求項４記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項６】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造がｎ
型とｐ型のドーパントを同時に供給して成長した層を含
む積層構造であることを特徴とする請求項４記載の集積
型光半導体装置。 - 【請求項７】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造がプ
ロトン打ち込みによる電流狭窄構造であることを特徴と
する請求項４記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項８】 前記基板が｛１００｝ＧａＡｓ基板であ
り、導波路を形成する順メサ面がＧａ安定化面であるこ
とを特徴とする請求項３記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項９】 前記Ｇａ安定化面が｛１１１｝Ａ面であ
ることを特徴とする請求項８記載の集積型光半導体装
置。 - 【請求項１０】 前記基板が｛１１０｝ＧａＡｓ基板で
あり、導波路を形成する順メサ面が｛００１｝面である
ことを特徴とする請求項３の集積型光半導体装置。 - 【請求項１１】 前記少なくとも２つの半導体レーザ部
はその間に形成された溝によって分別可能であり、その
溝が同時に２つの半導体レーザ部の電流注入を行うため
の構造である注入電極を分離していることを特徴とする
請求項４の集積型光半導体装置。 - 【請求項１２】 前記少なくとも２つの半導体レーザ部
はその間に形成された溝によって分別可能であり、発振
するレーザ光が通る該溝の部分は該レーザ光のエネルギ
ーよりも大きなバンドギャップを持つ化合物半導体層で
埋め込まれていることを特徴とする請求項１１記載の集
積型光半導体装置。 - 【請求項１３】 前記少なくとも２つの半導体レーザ部
が回折格子を有することを特徴とする請求項４記載の集
積型光半導体装置。 - 【請求項１４】 前記回折格子は半導体レーザ部の平坦
部にのみ形成されていることを特徴とする請求項１３記
載の集積型光半導体装置。 - 【請求項１５】 前記光半導体装置が半導体レーザ装置
として構成されていることを特徴とする請求項１乃至１
４のいずれかに記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項１６】 前記光半導体装置が半導体光アンプ装
置として構成されていることを特徴とする請求項１乃至
１４のいずれかに記載の集積型光半導体装置。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれかに記載の
光半導体装置の製造法において、基板上に２つ以上の異
なる所定の傾斜面を持つ部分を形成する工程と、この上
に半導体レーザ部の活性層を含む導波路を結晶成長する
工程とを有し、該導波路を結晶成長する工程において傾
斜面に電流を狭窄する構造を１回の結晶成長で形成する
ことを特徴とする集積型光半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造を
形成する工程が両性不純物をドーピングした層を結晶成
長する工程であることを特徴とする請求項１７記載の集
積型光半導体装置の製造方法。 - 【請求項１９】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造を
形成する工程がｎ型とｐ型のドーパントを同時に供給し
て成長した層を結晶成長する工程であることを特徴とす
る請求項１７記載の集積型光半導体装置の製造方法。 - 【請求項２０】 前記半導体レーザ部の電流狭窄構造を
形成する工程がプロトン打ち込みで不活性化を行う工程
であることを特徴とする請求項１７記載の集積型光半導
体装置の製造方法。
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