JPH01186688A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH01186688A JPH01186688A JP62219719A JP21971987A JPH01186688A JP H01186688 A JPH01186688 A JP H01186688A JP 62219719 A JP62219719 A JP 62219719A JP 21971987 A JP21971987 A JP 21971987A JP H01186688 A JPH01186688 A JP H01186688A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
-
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32316—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm comprising only (Al)GaAs
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は半導体レーザ装置に関するものであり、特に
、光通信用、光計測用、光情報処理システム用の光源と
して適するG a A I A s / G a AS
系の分布帰還型半導体レーザ装置(以下、DFBレーザ
という)、又は分布反射型半導体レーザ装置(以下DB
Rレーザという)に関するものである。
、光通信用、光計測用、光情報処理システム用の光源と
して適するG a A I A s / G a AS
系の分布帰還型半導体レーザ装置(以下、DFBレーザ
という)、又は分布反射型半導体レーザ装置(以下DB
Rレーザという)に関するものである。
[従来の技術]
GaAsを基板として用いたG a A Q、 A s
/ GaAs系ダブルへテロ接合構造の半導体レーザ
は発振波長0.7〜0゜9μmの値を有するため、光フ
アイバ通信や光情報処理、光計測用の光源として適して
おり、そのうちでも活性領域近傍に界面の周期的凹凸構
造(回折格子)を付加したDFBレーザは、変調時にお
いても単一波長のレーザ発振が得られることから、次世
代の光源として脚光を浴びている。かかる半導体レーザ
の製造方法を、図を用いて説明する。
/ GaAs系ダブルへテロ接合構造の半導体レーザ
は発振波長0.7〜0゜9μmの値を有するため、光フ
アイバ通信や光情報処理、光計測用の光源として適して
おり、そのうちでも活性領域近傍に界面の周期的凹凸構
造(回折格子)を付加したDFBレーザは、変調時にお
いても単一波長のレーザ発振が得られることから、次世
代の光源として脚光を浴びている。かかる半導体レーザ
の製造方法を、図を用いて説明する。
第7図は従来のDF8半導体レーザの模式図である。
p型GaAs基板81に液相成長法または有機金属析出
法等によって、0.8μm厚さのn型GaAs電流狭搾
層82を形成する。次にリングラフィ技術と化学エツチ
ング法によって、電流通路と光導波路となるV形状の溝
83を形成するため、p−GaAs基板81に到達する
まで、n−GaAs層82をV形状に除去する。
法等によって、0.8μm厚さのn型GaAs電流狭搾
層82を形成する。次にリングラフィ技術と化学エツチ
ング法によって、電流通路と光導波路となるV形状の溝
83を形成するため、p−GaAs基板81に到達する
まで、n−GaAs層82をV形状に除去する。
次に、第2回目のエピタキシャル成長によって、pGa
o、6 i AfLo、s i Asクラッド層(溝部
分83で1,2μm厚さ)84、p(またはn)−Ga
As活性層(0,08μm厚さ)85、お。
o、6 i AfLo、s i Asクラッド層(溝部
分83で1,2μm厚さ)84、p(またはn)−Ga
As活性層(0,08μm厚さ)85、お。
よびn−Gao、93 A(to、07 As光ガイド
層86を形成する。
層86を形成する。
次に、nGaglg s AIl、o、o ? As光
ガイド層86表面に回折格子を加工する。次いで、回折
格子が形成された面上に、エピタキシャル成長法によっ
て、n−Gao、s s AllCo、a s Asク
ラッド層(1μm厚さ)87、n−GaAsキャップ層
(2μm厚さ)88を順次連続的に成長させ、ダブルへ
テロ接合型のレーザ発振用多層結晶構造を形成する。
ガイド層86表面に回折格子を加工する。次いで、回折
格子が形成された面上に、エピタキシャル成長法によっ
て、n−Gao、s s AllCo、a s Asク
ラッド層(1μm厚さ)87、n−GaAsキャップ層
(2μm厚さ)88を順次連続的に成長させ、ダブルへ
テロ接合型のレーザ発振用多層結晶構造を形成する。
上記光ガイド層86は活性層85より大きいバンドギャ
ップを有しており、光は活性層85と光ガイド層86の
双方にまたがって伝播するようになっている。一方、注
入されたキャリアは活性層85の中に閉込められており
、いわゆるLOG(large optical ca
vlty)構造となっている◎[発明が解決しようとす
る問題点] しかしながら、従来構造のG a A Q、 A s
/ G aAs系DFBレーザには、次のような問題点
がある。
ップを有しており、光は活性層85と光ガイド層86の
双方にまたがって伝播するようになっている。一方、注
入されたキャリアは活性層85の中に閉込められており
、いわゆるLOG(large optical ca
vlty)構造となっている◎[発明が解決しようとす
る問題点] しかしながら、従来構造のG a A Q、 A s
/ G aAs系DFBレーザには、次のような問題点
がある。
すなわち、回折格子を形成するGaAlAs光ガイド層
86は酸化性が強いために、回折格子印刻工程で表面に
Allを含んだ安定な酸化膜が形成される。このため、
引き続き行なうエピタキシャル成長、特に液層成長法、
分子線エピタキシャル成長法を用いたエピタキシャル成
長において、均一な結晶性の良いGaAlAsクラッド
層が形成できなくなる。この結果、回折格子上にエピタ
キシャル成長を行なうには、光ガイド層86のAll混
晶比を0.工程度以下にしてその酸化性を弱くする必要
がある。すなわち、活性層85に注入キャリアを閉じ込
めるためには、活性層85の材質をGaAsとしなけれ
ばならず、発振波長が870nmと長波長になり、より
短い発振波長のGaA L A s / G a A
s系DFPレーザの製作は困難となっていた。
86は酸化性が強いために、回折格子印刻工程で表面に
Allを含んだ安定な酸化膜が形成される。このため、
引き続き行なうエピタキシャル成長、特に液層成長法、
分子線エピタキシャル成長法を用いたエピタキシャル成
長において、均一な結晶性の良いGaAlAsクラッド
層が形成できなくなる。この結果、回折格子上にエピタ
キシャル成長を行なうには、光ガイド層86のAll混
晶比を0.工程度以下にしてその酸化性を弱くする必要
がある。すなわち、活性層85に注入キャリアを閉じ込
めるためには、活性層85の材質をGaAsとしなけれ
ばならず、発振波長が870nmと長波長になり、より
短い発振波長のGaA L A s / G a A
s系DFPレーザの製作は困難となっていた。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、A〔混晶比の大きなGaA (IAsAsイ
ガ41層上折格子を形成した後、引き続きエピタキシャ
ル成長をできるようにし、700nm帯の発振波長を得
ることができるようにしたGaAlAs/GaAs系D
FBレーザおよびDBRレーザを提供することを目的と
する。
たもので、A〔混晶比の大きなGaA (IAsAsイ
ガ41層上折格子を形成した後、引き続きエピタキシャ
ル成長をできるようにし、700nm帯の発振波長を得
ることができるようにしたGaAlAs/GaAs系D
FBレーザおよびDBRレーザを提供することを目的と
する。
[問題点を解決するための手段]
この発明は、GaA廷As光ガイド層、および該GaA
lAs光ガイド層の上に形成されたGaAlAsクラッ
ド層を備えた半導体レーザ装置にかかるものである。そ
して、前記問題点を解決するだめに、前記GaAlAs
光ガイド層と前記GaAlAsクラッド層の間に、前記
GaAlAs光ガイド層のAll混晶比より少ないAQ
混晶比を有し、かつその一部分がエツチング除去された
Ga+ −x A之x As (式中、Xは0〜0.1
の範囲にあり、x−0、およびX”0.1を含むもので
ある)補助層を設け、前記GaAlAs光ガイド層の表
面と前記Ga、−xAlxAs補助層の表面が同一界面
上に現われるような構造にしたことを特徴とする。
lAs光ガイド層の上に形成されたGaAlAsクラッ
ド層を備えた半導体レーザ装置にかかるものである。そ
して、前記問題点を解決するだめに、前記GaAlAs
光ガイド層と前記GaAlAsクラッド層の間に、前記
GaAlAs光ガイド層のAll混晶比より少ないAQ
混晶比を有し、かつその一部分がエツチング除去された
Ga+ −x A之x As (式中、Xは0〜0.1
の範囲にあり、x−0、およびX”0.1を含むもので
ある)補助層を設け、前記GaAlAs光ガイド層の表
面と前記Ga、−xAlxAs補助層の表面が同一界面
上に現われるような構造にしたことを特徴とする。
本発明において形成されるGa+ −xAllxAsA
ll混晶比As補助層であるのが好ましいが、Xは0〜
0.1の範囲(X=0.1を含む)にあるならば十分に
その効果を発現する。Xが0.1より大きくなると酸化
性が大きくなる。
ll混晶比As補助層であるのが好ましいが、Xは0〜
0.1の範囲(X=0.1を含む)にあるならば十分に
その効果を発現する。Xが0.1より大きくなると酸化
性が大きくなる。
[作用]
回折格子を形成したGaAlAs光ガイド層と同一界面
上にGa1−XAix As (xは0〜0゜1の範囲
にあり、x−0およびx=0.1を含むものである)補
助層が存在するため、GaAIljAS光ガイド層のA
i混晶比が0.1以上でも、その上にGaAlAsクラ
ッド層のエピタキシャル成長が可能となる。
上にGa1−XAix As (xは0〜0゜1の範囲
にあり、x−0およびx=0.1を含むものである)補
助層が存在するため、GaAIljAS光ガイド層のA
i混晶比が0.1以上でも、その上にGaAlAsクラ
ッド層のエピタキシャル成長が可能となる。
製造炉中で過飽和状態のAsと所定量のAiと所定量の
不純物を含んだGa融液が、上述のGa+−xAILx
As補助層とGaAlAs光ガイド層上に接触した場合
、まず酸化性の少ないG a +−8All、As補助
層上にGaA(IAsAsクララのエピタキシャル成長
が始まる。その後、G a 、−8AllxAs補助層
上にエピタキシャル成長したGaAlAsクラッド層は
横方向にも成長を開始し、上述のG a +−x A
(J、xA s補助層に接した位置の、回折格子を形成
したGaA(IAs光ガイド層上にもエピタキシャル成
長が始まる。最後には、GaAuAs光ガイド層全面に
わたって、GaAILASクラッド層がエピタキシャル
成長することにな。
不純物を含んだGa融液が、上述のGa+−xAILx
As補助層とGaAlAs光ガイド層上に接触した場合
、まず酸化性の少ないG a +−8All、As補助
層上にGaA(IAsAsクララのエピタキシャル成長
が始まる。その後、G a 、−8AllxAs補助層
上にエピタキシャル成長したGaAlAsクラッド層は
横方向にも成長を開始し、上述のG a +−x A
(J、xA s補助層に接した位置の、回折格子を形成
したGaA(IAs光ガイド層上にもエピタキシャル成
長が始まる。最後には、GaAuAs光ガイド層全面に
わたって、GaAILASクラッド層がエピタキシャル
成長することにな。
る。
このように、回折格子を形成したGaAlAs層と同一
界面上に酸化性が少なく、エビタキシャ。
界面上に酸化性が少なく、エビタキシャ。
ル成長が容易なGa、−xAlxAs補助層を形成する
ことによって、Au組成比の大きなGaAlAs光ガイ
ド層上にもエピタキシャル成長が可能となる。
ことによって、Au組成比の大きなGaAlAs光ガイ
ド層上にもエピタキシャル成長が可能となる。
[発明の実施例]
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すDFB半導体レーし
°装置の模式図を示す。
°装置の模式図を示す。
p−GaAs基板11上に逆極性となる1μm厚さのn
型GaAs (またはGaAIAs) @流阻止層12
を、液相成長法(以下LPE法という)により、成長さ
せる。次に、4μm幅のストライブ状四部13を、電流
阻止層12表面から基板11内に達する深さまで形成す
る。この凹部13は電流通路となり、活性層内に先導波
路を形成する。
型GaAs (またはGaAIAs) @流阻止層12
を、液相成長法(以下LPE法という)により、成長さ
せる。次に、4μm幅のストライブ状四部13を、電流
阻止層12表面から基板11内に達する深さまで形成す
る。この凹部13は電流通路となり、活性層内に先導波
路を形成する。
次に、再度LPE法により、四部13を形成した基板1
1上に、四部で1.4μm厚さとなるように、I)
Gao、s AILo、s Asクラッド層14.0.
06μm厚さのp−Gao、a s A lo、+ 4
AS活性層15、O,15μm厚ざのn −G a
o、 7 tAfLo、3As光ガイド層16、および
0. 2μm厚さのGa+−xAQxAs補助層(Xは
0−0゜1の範囲にあり、x−0およびx=0.1を含
むものである。)たとえばn−GaAs補助層17を順
次成長する。次に、凹部13上のGaAs層17を幅1
00μmにわたって、選択化学エツチングで除去した後
、G ao−7A fL6.3 A s光ガイド層16
とGaAs補助層17上に三光束干渉露光法と化学エツ
チング法により、周期約2300人の2次の回折格子を
作製する。その後、さらにLPE法により、1.5pm
厚さのn−Gao、sA l(1,5A sクラッド層
18.1μm厚さのn−GaAsキャップ層19をエピ
タキシャル成長させた後、n−電極、p−電極を形成し
、共振器長250μmの素子を作製する。男開面上にλ
/4(λ:発振波長)膜厚に相当するAILzOs膜(
反射率296)を両面に被覆し、ファブリベロー発振モ
ードを抑制した。
1上に、四部で1.4μm厚さとなるように、I)
Gao、s AILo、s Asクラッド層14.0.
06μm厚さのp−Gao、a s A lo、+ 4
AS活性層15、O,15μm厚ざのn −G a
o、 7 tAfLo、3As光ガイド層16、および
0. 2μm厚さのGa+−xAQxAs補助層(Xは
0−0゜1の範囲にあり、x−0およびx=0.1を含
むものである。)たとえばn−GaAs補助層17を順
次成長する。次に、凹部13上のGaAs層17を幅1
00μmにわたって、選択化学エツチングで除去した後
、G ao−7A fL6.3 A s光ガイド層16
とGaAs補助層17上に三光束干渉露光法と化学エツ
チング法により、周期約2300人の2次の回折格子を
作製する。その後、さらにLPE法により、1.5pm
厚さのn−Gao、sA l(1,5A sクラッド層
18.1μm厚さのn−GaAsキャップ層19をエピ
タキシャル成長させた後、n−電極、p−電極を形成し
、共振器長250μmの素子を作製する。男開面上にλ
/4(λ:発振波長)膜厚に相当するAILzOs膜(
反射率296)を両面に被覆し、ファブリベロー発振モ
ードを抑制した。
この結果、発振波長780nm、発振しきい値約50m
Aの可視光DFBレーザが得られた。このDFBレーザ
は、光出力5mWで、−10℃から60℃にわたって、
同一軸モード発振し、安定な単一モードレーザを得るこ
とができるものであった。
Aの可視光DFBレーザが得られた。このDFBレーザ
は、光出力5mWで、−10℃から60℃にわたって、
同一軸モード発振し、安定な単一モードレーザを得るこ
とができるものであった。
第2図は本発明の第2の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイ装置の模式図である。
ザアレイ装置の模式図である。
その製造方法について説明する。
n−GaAs基板31上に1.2μm厚さのn−Ga1
)、I AQo、s Asクラッド層32.0. 15
am厚さのn−G ao、7 A fL69. A s
光ガイド層33.0.06.im厚さのn−Gao、a
GAllO,14AS活性層34.0.15μm厚さ
のp−G ao、7A (1(1,、A s光ガイド層
35、および0゜2μm厚さのp−GaAs補助層36
を、順次LPE法で形成する。その後、発光領域となる
活性層34上のp−GaAs補助層36を選択的に除却
した後、p−G ao、t A 1O03A s光ガイ
ド層35とp−GaAs補助層36上に回折格子を作成
し、再度LPE法で1.2μm厚さのp−Gao、s
A Lo、s A Sクラッド層37.1.czm厚さ
のp−GaAsキャップ層38を順次成長する。その後
、周期5μm1幅3μm、高さ1.9μmのリッジをp
Gao、s A(Lo、s Asクラッド層37に
形成する。その上にSt、N4膜39を形成した後、リ
ッジ上に電流通路を形成し、p−電極、n−電極を作成
する。そして、共振器長が250μmの素子を作成する
。さらに、両襞開面を、2%の反射率のAQ、203膜
で被覆する。すると、3本のリッジ型先導波路を持つ半
導体レーザアレイ装置で、発振しきい値約90mA、発
振波長780nmの単一軸モードの可視光DFBレーザ
アレイが得られた。
)、I AQo、s Asクラッド層32.0. 15
am厚さのn−G ao、7 A fL69. A s
光ガイド層33.0.06.im厚さのn−Gao、a
GAllO,14AS活性層34.0.15μm厚さ
のp−G ao、7A (1(1,、A s光ガイド層
35、および0゜2μm厚さのp−GaAs補助層36
を、順次LPE法で形成する。その後、発光領域となる
活性層34上のp−GaAs補助層36を選択的に除却
した後、p−G ao、t A 1O03A s光ガイ
ド層35とp−GaAs補助層36上に回折格子を作成
し、再度LPE法で1.2μm厚さのp−Gao、s
A Lo、s A Sクラッド層37.1.czm厚さ
のp−GaAsキャップ層38を順次成長する。その後
、周期5μm1幅3μm、高さ1.9μmのリッジをp
Gao、s A(Lo、s Asクラッド層37に
形成する。その上にSt、N4膜39を形成した後、リ
ッジ上に電流通路を形成し、p−電極、n−電極を作成
する。そして、共振器長が250μmの素子を作成する
。さらに、両襞開面を、2%の反射率のAQ、203膜
で被覆する。すると、3本のリッジ型先導波路を持つ半
導体レーザアレイ装置で、発振しきい値約90mA、発
振波長780nmの単一軸モードの可視光DFBレーザ
アレイが得られた。
第3図は本発明の第3の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
p−GaAs基板41上に、1.czm厚さのn−Ga
As電流阻止層42を成長させる。次に電流通路および
先導波路となる複数個の溝43を形成する。この溝形状
は図示するような平行な複数個のV形状の溝に限られる
ものでなく、互いに滑らかに結合された分岐結合型の先
導波路を形成する溝形状でもよい。次に、再度、LPE
法により、溝部43で1.4am厚さのI)−GaOo
s AQo。
As電流阻止層42を成長させる。次に電流通路および
先導波路となる複数個の溝43を形成する。この溝形状
は図示するような平行な複数個のV形状の溝に限られる
ものでなく、互いに滑らかに結合された分岐結合型の先
導波路を形成する溝形状でもよい。次に、再度、LPE
法により、溝部43で1.4am厚さのI)−GaOo
s AQo。
5Asクラッド層44.0.06μm厚さのp−Gao
、a a A(to、+ 4 As活性層45、n−G
ao、6A Lo、a A s電流バリア層46、およ
びn−G ao、、A uo−a A s光ガイド層4
7を順次エピタキシャル成長する。次に、光ガイド層4
7上に回折格子を形成した後、先導波路部となる溝43
の周辺部のエピタキシャル成長層を、基板に達するまで
、化学エツチング法で除去する。この場合、n−GaA
s電流阻止層42を残した状態で、化学エツチングを終
了して、電流の閉じ込め効果を用いることも可能である
。再度、LPE法でp−G aO,9A ILo、+
A s補助層48を、上記ノエビタキシャル成長層を除
去した領域に、エピタキシャル成長を行なった後、n
−G ao、! A l1jo、x Asクラッド層4
9、n−GaAsキャップ層50を展板全面に成長を行
なう。p −G a O,9A fLo。
、a a A(to、+ 4 As活性層45、n−G
ao、6A Lo、a A s電流バリア層46、およ
びn−G ao、、A uo−a A s光ガイド層4
7を順次エピタキシャル成長する。次に、光ガイド層4
7上に回折格子を形成した後、先導波路部となる溝43
の周辺部のエピタキシャル成長層を、基板に達するまで
、化学エツチング法で除去する。この場合、n−GaA
s電流阻止層42を残した状態で、化学エツチングを終
了して、電流の閉じ込め効果を用いることも可能である
。再度、LPE法でp−G aO,9A ILo、+
A s補助層48を、上記ノエビタキシャル成長層を除
去した領域に、エピタキシャル成長を行なった後、n
−G ao、! A l1jo、x Asクラッド層4
9、n−GaAsキャップ層50を展板全面に成長を行
なう。p −G a O,9A fLo。
、As補助層48の選択成長はGa融液中のAsの過飽
和度を適当に設定することによって可能であり、選択成
長の面積によって最適値が決まる。
和度を適当に設定することによって可能であり、選択成
長の面積によって最適値が決まる。
最後に、電流通路43部にほぼ対応する領域外のn−G
aAsキャップ層50、n−Ga0.IAILo、@A
sクラッド層49の高抵抗化を、イオン注入法によるプ
ロトン注入によって行ない、電流通路の制限を行なう。
aAsキャップ層50、n−Ga0.IAILo、@A
sクラッド層49の高抵抗化を、イオン注入法によるプ
ロトン注入によって行ない、電流通路の制限を行なう。
電極形成および反射防止膜の形成の後、素子化を行なう
。共振器長250μm14μm幅、5μm周期の3本の
溝を形成した素子では、発振しきい値約80mAとなり
、100mW光出力まで単一軸モードで発振し、約50
℃の周囲温度の変化に対しても同一軸モード発振した。
。共振器長250μm14μm幅、5μm周期の3本の
溝を形成した素子では、発振しきい値約80mAとなり
、100mW光出力まで単一軸モードで発振し、約50
℃の周囲温度の変化に対しても同一軸モード発振した。
第4図は本発明の第4の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
p−GaAs基板51上に1μm厚さのn−G・aAs
電流阻止層52をエピタキシャル成長した後、電流通路
および光導波路となる複数個の溝53を形成する。再度
LPE法でp Gao、5AI16.5Asクラッド
層54、p−Ga0.66 Amo。
電流阻止層52をエピタキシャル成長した後、電流通路
および光導波路となる複数個の溝53を形成する。再度
LPE法でp Gao、5AI16.5Asクラッド
層54、p−Ga0.66 Amo。
、4As活性層55、n−G aO,6A (16,4
A s電流バリア層56、およびn −G ao、t
A (lo、sAs光ガイド層57を順次成長する。そ
の後、光ガイド層57上に回折格子を形成し、溝部53
の周辺部のエピタキシャル層を除却し、溝部53を含む
メサ形状を作成する。再度、LPE法で、Ga融液中の
Asの過飽和度を大きくすることによって、n−G a
o、5 A Lo−s A Sクラ・ソド層58を、補
助層と同じ効果を持つp −G a A s基板51お
よびn−G aQ、7 A 110.a A s光ガイ
ド層57上にエピタキシャル成長し、引き続きn−Ga
Asキャップ層59を成長する。その後、電極形成を行
ない、第4図中の点線で示す領域を化学エツチング法で
除却し、メサ構造を作成し、電流通路の閉じ込めを行な
う。この結果、第3図で示したDFBレーザ素子と同様
の発振特性を得るものができた。
A s電流バリア層56、およびn −G ao、t
A (lo、sAs光ガイド層57を順次成長する。そ
の後、光ガイド層57上に回折格子を形成し、溝部53
の周辺部のエピタキシャル層を除却し、溝部53を含む
メサ形状を作成する。再度、LPE法で、Ga融液中の
Asの過飽和度を大きくすることによって、n−G a
o、5 A Lo−s A Sクラ・ソド層58を、補
助層と同じ効果を持つp −G a A s基板51お
よびn−G aQ、7 A 110.a A s光ガイ
ド層57上にエピタキシャル成長し、引き続きn−Ga
Asキャップ層59を成長する。その後、電極形成を行
ない、第4図中の点線で示す領域を化学エツチング法で
除却し、メサ構造を作成し、電流通路の閉じ込めを行な
う。この結果、第3図で示したDFBレーザ素子と同様
の発振特性を得るものができた。
第5図は本発明の第5の実施例であるDFB半導体レー
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
ザアレイ装置の模式図である。その製造方法について説
明する。
p−GaAs基板61上にn−GaAs電流阻11−層
62をエピタキシャル成長した後、半導体レーザアレイ
の発振領域を限定する複数個の溝63を形成する。再度
LPE法で、p Gao−5fifLO−sASクラ
ッド層64、p−G aO,86A fLo。
62をエピタキシャル成長した後、半導体レーザアレイ
の発振領域を限定する複数個の溝63を形成する。再度
LPE法で、p Gao−5fifLO−sASクラ
ッド層64、p−G aO,86A fLo。
14As活性層65、およびn−G ao、7 A L
a。
a。
、As光ガイド層66を順次エピタキシャル成長する。
その後、光ガイド層66上に回折格子を形成し、溝63
の両側に沿って、幅約30μmの溝67を、n−GaA
s電流挾搾層62に達するまで、選択化学エツチングす
ることによって形成する。
の両側に沿って、幅約30μmの溝67を、n−GaA
s電流挾搾層62に達するまで、選択化学エツチングす
ることによって形成する。
次にLPE法によって、n−Gao、1Alo、s
−As層68、p−GaAs(またはp GaO,5A
ILo、+AS)補助層69を、両側の溝67内に、選
択的にエピタキシャル成長を行なう。この選択成長は、
溝67の幅、Ga融液の過飽和度を適当に設定すること
によって可能となる。さらに引き続き、n−G ao、
5 A 1ljo、5 A sクラッド層70、n−G
aAsキャップ層71をエピタキシャル成長する。
−As層68、p−GaAs(またはp GaO,5A
ILo、+AS)補助層69を、両側の溝67内に、選
択的にエピタキシャル成長を行なう。この選択成長は、
溝67の幅、Ga融液の過飽和度を適当に設定すること
によって可能となる。さらに引き続き、n−G ao、
5 A 1ljo、5 A sクラッド層70、n−G
aAsキャップ層71をエピタキシャル成長する。
この結果、第3図に示した溝43と同じ溝63を形成し
たDFBレーザ素子は、第4図に示した素子とほぼ同等
の特性を得るものであった。
たDFBレーザ素子は、第4図に示した素子とほぼ同等
の特性を得るものであった。
第6図は本発明の第6の実施例であるDBR半導体レー
ザ装置の模式図である。その製造方法について説明する
。
ザ装置の模式図である。その製造方法について説明する
。
第5の実施例で示したようにして、p−GaAS基板6
1上に、n−GaAs電流狭搾層62、電流通路および
光導波路となる溝63、p−Ga0.5 AIto、5
Asクラッド層64、I)−Ga0.86 AQ、o
、+ a As活性層65、およびn−Ga(1゜7A
迂0.J A S光ガイド層66を液相エピタキシャ
ル成長で順次形成する。次に、光ガイド層66上のDB
Rレーザ素子の両端面近傍に相当する領域に回折格子を
形成する。その後、LPE法によって、n−Ga0.5
A(jo、s As層68、p−GaAs (または
p Gao、g AIO,I AS補助層6つを、両側
の溝67内に選択的に、エピタキシャル成長を行なう。
1上に、n−GaAs電流狭搾層62、電流通路および
光導波路となる溝63、p−Ga0.5 AIto、5
Asクラッド層64、I)−Ga0.86 AQ、o
、+ a As活性層65、およびn−Ga(1゜7A
迂0.J A S光ガイド層66を液相エピタキシャ
ル成長で順次形成する。次に、光ガイド層66上のDB
Rレーザ素子の両端面近傍に相当する領域に回折格子を
形成する。その後、LPE法によって、n−Ga0.5
A(jo、s As層68、p−GaAs (または
p Gao、g AIO,I AS補助層6つを、両側
の溝67内に選択的に、エピタキシャル成長を行なう。
さらに、n−G aO,s A Qo。
3Asクラッド層70、n−GaAsキャップ層70を
エピタキシャル成長した後、絶縁膜としてSi3N4膜
72をp−GaAsキャップ層71上に形成する。次に
DBRレーザの利得領域となる光ガイド層66上であっ
て、回折格子を形成していない領域に、選択的に電流注
入ができるように、その領域にある絶縁膜を除却し、電
流通人孔73を形成する。その後、電極形成、襞間、両
臂開面に反射防止膜の形成を行ない、素子化を完了する
。先導波路63幅を4μmにし、利得領域を200μm
にし、両端面近傍それぞれ50μmの長さの領域に回折
格子を形成したDBRレーザ素子では、発振しきい値6
0mAで、780nmの単一軸モード発振が得られ、外
部温度変化に対しても同一軸モードで安定することが確
認できた。
エピタキシャル成長した後、絶縁膜としてSi3N4膜
72をp−GaAsキャップ層71上に形成する。次に
DBRレーザの利得領域となる光ガイド層66上であっ
て、回折格子を形成していない領域に、選択的に電流注
入ができるように、その領域にある絶縁膜を除却し、電
流通人孔73を形成する。その後、電極形成、襞間、両
臂開面に反射防止膜の形成を行ない、素子化を完了する
。先導波路63幅を4μmにし、利得領域を200μm
にし、両端面近傍それぞれ50μmの長さの領域に回折
格子を形成したDBRレーザ素子では、発振しきい値6
0mAで、780nmの単一軸モード発振が得られ、外
部温度変化に対しても同一軸モードで安定することが確
認できた。
[発明の効果]
以上説明したとおり、この発明によれば、回折格子を形
成したGaA11As光ガイド層と同−界面上に酸化性
の少ないGa、−X A(LX As (式中、Xは0
〜0.1の範囲にあり、x−0、x−0゜1を含む)層
が存在するため、GaAlAs光ガイド層のAQ混入比
が061以上でも、その上にGaA11jAsクラッド
層のエピタキシャル成長が可能となる。その結果、従来
得ることができなかった、700nm帯の発振波長のG
aAlAs/GaAs系EFBレーザおよびDBRレー
ザを得ることができる。
成したGaA11As光ガイド層と同−界面上に酸化性
の少ないGa、−X A(LX As (式中、Xは0
〜0.1の範囲にあり、x−0、x−0゜1を含む)層
が存在するため、GaAlAs光ガイド層のAQ混入比
が061以上でも、その上にGaA11jAsクラッド
層のエピタキシャル成長が可能となる。その結果、従来
得ることができなかった、700nm帯の発振波長のG
aAlAs/GaAs系EFBレーザおよびDBRレー
ザを得ることができる。
第1図はこの発明の第1の実施例の模式図、第2図はこ
の発明の第2の実施例の模式図、第3はこの発明の第3
の実施例の模式図、第4図はこの発明の第4の実施例の
模式図、第5図はこの発明の第5の実施例の模式図、第
6図はこの発明の第6の実施例の模式図、第7図は従来
のDFB半導体レーザの模式図である。 図において、16はGaAlAs光ガイド層、17はG
a、−xAuxAs補助層、18はGaA法Asクラッ
ド層である。 晃10 18 : GaAjAs 7フツトノ首第20 スフ 第30 拓4四 手続補正書(ハ) 平成1年3月2日 2、発明の名称 半導体レーザ装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市阿倍野区長池町22番22号名称 (
504)シャープ株式会社 代表者 辻 晴 雄 4、代理人 住 所 大阪市北区南森町2丁目1番29号 住友銀行
南森町ビル6、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 7、補正の内容 明細書第18頁第9行の「第3は」を「第3図は」に補
正する。 以上
の発明の第2の実施例の模式図、第3はこの発明の第3
の実施例の模式図、第4図はこの発明の第4の実施例の
模式図、第5図はこの発明の第5の実施例の模式図、第
6図はこの発明の第6の実施例の模式図、第7図は従来
のDFB半導体レーザの模式図である。 図において、16はGaAlAs光ガイド層、17はG
a、−xAuxAs補助層、18はGaA法Asクラッ
ド層である。 晃10 18 : GaAjAs 7フツトノ首第20 スフ 第30 拓4四 手続補正書(ハ) 平成1年3月2日 2、発明の名称 半導体レーザ装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市阿倍野区長池町22番22号名称 (
504)シャープ株式会社 代表者 辻 晴 雄 4、代理人 住 所 大阪市北区南森町2丁目1番29号 住友銀行
南森町ビル6、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 7、補正の内容 明細書第18頁第9行の「第3は」を「第3図は」に補
正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 GaAlAs光ガイド層、および 前記GaAlAs光ガイド層の上に形成されたGaAl
Asクラッド層を備えた半導体レーザ装置において、 前記GaAlAs光ガイド層と前記GaAlAsクラッ
ド層との間に、前記GaAlAs光ガイド層のAl混晶
比より少ないAl混晶比を有し、かつその一部分がエッ
チング除去されたGa_1_−_xAl_xAs(式中
、xは0〜0.1の範囲にあり、x=0およびx=0.
1を含むものである)補助層を設け、 前記GaAlAs光ガイド層の表面と前記Ga_1_−
_xAl_xAs補助層の表面が同一界面上に現われる
ような構造にしたことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62219719A JPH01186688A (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 半導体レーザ装置 |
US07/239,301 US4872174A (en) | 1987-09-02 | 1988-09-01 | Semiconductor laser device having a grating structure |
DE3852447T DE3852447T2 (de) | 1987-09-02 | 1988-09-01 | Halbleiterlaservorrichtung. |
EP88308119A EP0306315B1 (en) | 1987-09-02 | 1988-09-01 | A semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62219719A JPH01186688A (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01186688A true JPH01186688A (ja) | 1989-07-26 |
Family
ID=16739897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62219719A Pending JPH01186688A (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4872174A (ja) |
EP (1) | EP0306315B1 (ja) |
JP (1) | JPH01186688A (ja) |
DE (1) | DE3852447T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
DE69115808T2 (de) * | 1990-09-10 | 1996-06-20 | Sharp Kk | Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung und Verfahren zu seiner Herstellung |
US7050472B2 (en) * | 2000-03-01 | 2006-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
US6643308B2 (en) * | 2001-07-06 | 2003-11-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for suppressing injection current |
KR100663589B1 (ko) * | 2004-11-24 | 2007-01-02 | 삼성전자주식회사 | 분포귀환 반도체 레이저의 제조방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6273690A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ−素子 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3993963A (en) * | 1974-06-20 | 1976-11-23 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Heterostructure devices, a light guiding layer having contiguous zones of different thickness and bandgap and method of making same |
US4045749A (en) * | 1975-11-24 | 1977-08-30 | Xerox Corporation | Corrugation coupled twin guide laser |
US4049749A (en) * | 1975-12-02 | 1977-09-20 | Hooker Chemicals & Plastics Corporation | Pigmentable low-profile polyester molding compositions |
GB2105099B (en) * | 1981-07-02 | 1985-06-12 | Standard Telephones Cables Ltd | Injection laser |
US4416012A (en) * | 1981-11-19 | 1983-11-15 | Rca Corporation | W-Guide buried heterostructure laser |
JPS59104189A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ |
JPS59205787A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
US4569054A (en) * | 1983-06-17 | 1986-02-04 | Rca Corporation | Double heterostructure laser |
JPS6014482A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
JPS59171188A (ja) * | 1984-01-11 | 1984-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
JPS6218082A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
CA1279394C (en) * | 1985-07-26 | 1991-01-22 | Naoki Chinone | Multiple quantum well type semiconductor laser |
JPS6273687A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62219719A patent/JPH01186688A/ja active Pending
-
1988
- 1988-09-01 US US07/239,301 patent/US4872174A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-01 EP EP88308119A patent/EP0306315B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-01 DE DE3852447T patent/DE3852447T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6273690A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ−素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4872174A (en) | 1989-10-03 |
DE3852447T2 (de) | 1995-06-14 |
DE3852447D1 (de) | 1995-01-26 |
EP0306315B1 (en) | 1994-12-14 |
EP0306315A2 (en) | 1989-03-08 |
EP0306315A3 (en) | 1991-05-08 |
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