JP5204690B2 - 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
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また、本発明は、分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法において、前記第1、第2及び第3クラッド層は、全てAlGaAsを備え、前記第2クラッド層の組成比率におけるAl含有量は、前記第1及び第3クラッド層の組成比率におけるAl含有量のいずれよりも多いことを特徴とする。
・n5>n4C、(Eg5<Eg4C)
・n4C=n4A、(Eg4C=Eg4A)
・n4B<n4C、(Eg4B>Eg4C)
・n4B<n4A、(Eg4B>Eg4A)
・n4A<n3C、(Eg4A>Eg3C)
・n4A<n3B、(Eg4A>Eg3B2)
・n4A<n3A、(Eg4A>Eg3A)
・n2<n3C、(Eg2>Eg3C)
・n2<n3B、(Eg2>Eg3B)
・n2<n3A、(Eg2>Eg3A)
・n1>n2、(Eg1<Eg2)
上述のように、第2クラッド層4Bの屈折率n4Bは、第1クラッド層4A及び第3クラッド層4Cの屈折率n4A,n4Bのいずれよりも小さい。また、第2クラッド層4Bの厚みは、第1クラッド層4A及び第3クラッド層4Cの厚みのいずれよりも小さい。P型の上部クラッド層4と、N型の下部クラッド層2の間に、不純物添加されていない高抵抗の半絶縁性活性層3が介在している。また、P型の上部クラッド層4をアノードとし、N型の下部クラッド層2をカソードとするダイオードが構成されている。駆動電流は、ダイオードの順方向、すなわち、図2に示した上部電極E1から下部電極E2に向けて流れる。
(比較例1)
図6は、比較例1に係るDFB半導体レーザの縦断面図である。
(比較例2)
図7は、比較例2に係る分布帰還型半導体レーザの縦断面図である。
第2クラッド層4Bの結晶成長工程では、エッチング深さ(=D)と略同程度の厚さ(=DB=D+ΔD)の第2クラッド層4Bが積層されているが、もちろん、他の実施形態のように、DB<Dを満たしていれば、第2クラッド層4Bの抵抗による影響は更に低減される。すなわち、図12では第2クラッド層4Bは、上側が平坦な形状をしているが、これは図1に示したように、回折格子作成過程で作成した第1クラッド層4Aの凹凸形状に沿った凹凸形状としても機能する。
・n5>n4C、(Eg5<Eg4C)
・n4C=n4A、(Eg4C=Eg4A)
・n4B<n4C、(Eg4B>Eg4C)
・n4B<n4A、(Eg4B>Eg4A)
・n4A<n3C、(Eg4A>Eg3C)
・n4A<n3B、(Eg4A>Eg3B)
・n4A<n3A、(Eg4A>Eg3A)
・n2<n3C、(Eg2>Eg3C)
・n2<n3B、(Eg2>Eg3B)
・n2<n3A、(Eg2>Eg3A)
・n1>n2、(Eg1<Eg2)
なお、屈折率が小さいほど、エネルギーバンドギャップが大きく、抵抗値が高くなる傾向がある。また、屈折率はAlの組成比率で決定され、Al含有量が多いほど低屈折率で高抵抗となる。
Claims (9)
- 活性層の端面からレーザ光を出射する分布帰還型半導体レーザにおいて、
前記活性層上に形成された化合物半導体からなる光ガイド層と、
前記光ガイド層上に形成された化合物半導体からなるクラッド層と、
を備え、
前記クラッド層は、第1クラッド層、第2クラッド層、及び第3クラッド層を前記光ガイド層上に順次積層してなり、
前記第1クラッド層の表面が周期的な凹凸面を有し、この凹凸面に前記第2クラッド層が接触することで回折格子が形成され、
前記第2クラッド層の屈折率は、前記第1クラッド層及び前記第3クラッド層の屈折率のいずれよりも小さい、
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 - 前記第2クラッド層の厚みは、前記第1クラッド層及び前記第3クラッド層の厚みのいずれよりも小さい、ことを特徴とする請求項1に記載の分布帰還型半導体レーザ。
- 前記第1、第2及び第3クラッド層は、全てAlGaAsを備え、前記第2クラッド層の組成比率におけるAl含有量は、前記第1及び第3クラッド層の組成比率におけるAl含有量のいずれよりも多いことを特徴とする請求項1又は2に記載の分布帰還型半導体レーザ。
- 活性層の端面からレーザ光を出射する分布帰還型半導体レーザの製造方法において、
(A)前記活性層上に化合物半導体からなる光ガイド層を形成する工程と、
(B)前記光ガイド層上に単一材料の化合物半導体からなる第1クラッド層を形成する工程と、
(C)前記第1クラッド層の表面に周期的な凹凸面を形成し、続いて、前記第1クラッド層上に化合物半導体からなる第2クラッド層を形成し、この凹凸面に前記第2クラッド層が接触することで回折格子を形成する工程と、
(D)前記第2クラッド層上に化合物半導体からなる第3クラッド層を形成する工程と、を備え、
前記第2クラッド層の屈折率は、前記第1クラッド層及び前記第3クラッド層の屈折率のいずれよりも小さい、
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザの製造方法。 - 前記第2クラッド層の厚みは、前記第1クラッド層及び前記第3クラッド層の厚みのいずれよりも小さい、ことを特徴とする請求項4に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。
- 前記工程(C)は、
前記第1クラッド層の表面上に周期的に形成された複数の開口を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを介して前記第1クラッド層をエッチングし、エッチングされた領域間を、複数の突起部として残留させる工程と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。 - 前記工程(C)は、
前記第1クラッド層の表面上に周期的に形成された複数の開口を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを設けた状態で、前記第1クラッド層の表面から複数の突起部を成長させる工程と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。 - 前記工程(C)は、
前記第1クラッド層の表面に集束イオンビームを照射することで、当該表面を加工し、周期的に形成された複数の突起部を形成する工程、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。 - 前記第1、第2及び第3クラッド層は、全てAlGaAsを備え、前記第2クラッド層の組成比率におけるAl含有量は、前記第1及び第3クラッド層の組成比率におけるAl含有量のいずれよりも多いことを特徴とする請求項4乃至8のいずれか1項に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。
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