JP6747521B2 - 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体レーザ素子の断面図である。この半導体レーザ素子は半導体基板1を備えている。半導体基板1はp型あるいはn型にドーピングされた(100)面を主面とする基板である。半導体基板1の材料は例えばInPである。InPなどで形成された基板とその上に形成された層を半導体基板1としてもよい。つまり、1枚の基板で半導体基板1を構成してもよいが、基板とその上に形成された層をまとめて半導体基板1としてもよい。
本発明の実施の形態1に係る半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法の特徴について説明する。図1を参照しつつ説明したとおり、共振器部10の共振器方向の長さL1は、半導体基板1の共振器方向の長さL2より短くなっている。そのため、半導体レーザ素子は全体としては比較的長い長さL2であるので半導体レーザ素子のハンドリングとへき開が容易である。長さL2は従来の低速変調用DFB−LDと同等の長さとすることができる。しかも共振器部10は比較的短い長さL1であるので、緩和振動周波数が高くなり、高速変調に好適である。
本発明の実施の形態1に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法はその特徴を失わない範囲において変形することができる。例えば、上述の効果を得ることができる限り、実施の形態1の半導体レーザ素子において特定した結晶面又は方向は変更することができる。
図4は、実施の形態2に係る半導体レーザ素子の断面図である。半導体基板1の上に共振器部50が形成されている。共振器部50は、第1クラッド層3、第1クラッド層3の中に形成された回折格子2、第1クラッド層3の上に形成された活性層4、活性層4の上に形成された第2クラッド層5、順メサ斜面の前端面52、および後端面14を備えている。回折格子2は、活性層4の上又は下に形成されればよいので、第1クラッド層3以外の場所に形成してもよい。
実施の形態2に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する。まず、半導体基板の上にマスクを形成する。図5には、半導体基板1の上に形成されたマスク60が示されている。半導体基板1の主面は(100)面である。マスク60は、半導体基板1の主面に、エッジが[011]方向に平行になるように形成される。マスク60の材料は例えばSiO2である。
図4を参照しつつ説明したとおり、共振器部50の共振器方向の長さL1は、半導体基板1の共振器方向の長さL2より短くなっている。そのため、半導体レーザ素子は全体としては比較的長い長さL2であるので半導体レーザ素子のハンドリングとへき開が容易である。しかも、共振器部50は比較的短い長さL1であるので、緩和振動周波数が高くなり、高速変調に好適である。その他、実施の形態1の半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法と同じ効果を得ることができる。
図6は、実施の形態3に係る半導体レーザ素子の断面図である。半導体基板1の上面のうち共振器部10が形成されていない部分に誘電体70が設けられている。誘電体70は、半導体基板1の上面のうち共振器部10が形成されていない部分と、共振器部10の上面との段差を埋める。誘電体70の材料は例えばポリマーである。誘電体70の上面は、共振器部10の上面と同じ高さであることが好ましい。
Claims (12)
- 半導体基板と、
半導体基板の上に形成され、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、逆メサ斜面の前端面と、後端面とを有する共振器部と、
前記前端面に形成された反射防止コーティング膜と、
前記後端面に形成された反射膜と、
前記共振器部の上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短く、
前記前端面からレーザ光が出射することを特徴とする半導体レーザ素子。 - 前記半導体基板の主面は(100)面であり、
前記共振器部は前記主面に形成され、
前記共振器方向は[011]方向であり、
前記前端面は(111)面であり、
前記後端面は(011)面と平行なへき開面であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。 - 半導体基板と、
半導体基板の上に形成され、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、順メサ斜面の前端面と、後端面とを有し、共振器方向の長さが、前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短い共振器部と、
前記前端面に形成された反射防止コーティング膜と、
前記後端面に形成された反射膜と、
前記半導体基板の上に設けられたメタルミラーと、
前記共振器部の上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、
前記前端面から出射したレーザ光が前記メタルミラーによって反射されることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 前記半導体基板の上面のうち前記共振器部が形成されていない部分に形成された誘電体を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。
- 前記誘電体の上面は、前記共振器部の上面と同じ高さであることを特徴とする請求項5に記載の半導体レーザ素子。
- 半導体基板の上にマスクを形成する工程と、
前記半導体基板のうち前記マスクで覆われていない部分に半導体層を選択成長させ、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、斜面となる前端面とを有する共振器部を形成する工程と、
前記共振器部の上面に上部電極を形成し、前記半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、
前記前端面に反射防止コーティング膜を形成し、前記共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記半導体基板の主面は(100)面であり、
前記マスクは、前記主面に、エッジが[011]方向に平行になるように形成され、
前記前端面は順メサ斜面となることを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 半導体基板の上に半導体層を成長させ、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子とを有する共振器部を形成する工程と、
前記共振器部の一部にマスクを形成する工程と、
前記共振器部の前記マスクに覆われていない部分に対し、エッチャントによる異方性エッチングを施し、前記共振器部の前端面を斜面とする工程と、
前記共振器部の上面に上部電極を形成し、前記半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、
前記前端面に反射防止コーティング膜を形成し、前記共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記半導体基板の主面は(100)面であり、
前記マスクは、エッジが[011]方向に平行になるように形成され、
前記前端面は逆メサ斜面となることを特徴とする請求項10に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
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