JPH01276686A - 二波長半導体レーザ - Google Patents
二波長半導体レーザInfo
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- JPH01276686A JPH01276686A JP10482588A JP10482588A JPH01276686A JP H01276686 A JPH01276686 A JP H01276686A JP 10482588 A JP10482588 A JP 10482588A JP 10482588 A JP10482588 A JP 10482588A JP H01276686 A JPH01276686 A JP H01276686A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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］
本発明は光通信等に用いられる二波長半導体レーザに関
する。
する。
［従来の技術］
従来、二波長半導体レーザとしては、第１９回ソリッド
ステートデバイスズアンドマティリアルズ（Ｔｈｅ １
９ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５
ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ） ｌ ９８７年ＰＰ５１９〜５２０に記載されてい
るように、活性層は量子井戸とし、またＧａＡｓ−Ａβ
Ａｓ超格子をクラッド層に用い、ストライプ状の２本の
発光領域以外の超格子部分にはＺｎを拡散して超格子を
無秩序化することにより電流及び光閉じ込め層を作り、
また２本のストライプ幅を変えることにより高次準位の
発振しやすさを制御し量子準位＝０の基底準位で発振す
るレーザと量子準位＝１の高次準位で発振するレーザと
を集積する方法が知られていた。
ステートデバイスズアンドマティリアルズ（Ｔｈｅ １
９ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５
ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ） ｌ ９８７年ＰＰ５１９〜５２０に記載されてい
るように、活性層は量子井戸とし、またＧａＡｓ−Ａβ
Ａｓ超格子をクラッド層に用い、ストライプ状の２本の
発光領域以外の超格子部分にはＺｎを拡散して超格子を
無秩序化することにより電流及び光閉じ込め層を作り、
また２本のストライプ幅を変えることにより高次準位の
発振しやすさを制御し量子準位＝０の基底準位で発振す
るレーザと量子準位＝１の高次準位で発振するレーザと
を集積する方法が知られていた。
〔発明が解決しようとする課題１
しかしながら、従来知られていた二波長半導体レーザは
、Ｚｎ拡散による超格子の無秩序化により電流及び光閉
じ込め層を作るため、漏れ電流がきわめて大きくなり発
振閾値の大幅な上昇を招いてしまうことや、また混晶の
熱抵抗がきわめて大きい（８ｃｍｄｅｇ／Ｗ）ため活性
層の温度上昇が激しくなり、動作が不安定になってしま
うことや、またＺｎ拡散によるストライプ幅の制御が困
難なことなど種々の問題点があった。
、Ｚｎ拡散による超格子の無秩序化により電流及び光閉
じ込め層を作るため、漏れ電流がきわめて大きくなり発
振閾値の大幅な上昇を招いてしまうことや、また混晶の
熱抵抗がきわめて大きい（８ｃｍｄｅｇ／Ｗ）ため活性
層の温度上昇が激しくなり、動作が不安定になってしま
うことや、またＺｎ拡散によるストライプ幅の制御が困
難なことなど種々の問題点があった。
そこで、本発明は以上のような問題点を解決するため、
低閾値かつ高安定性をもち、ストライプ幅の制御が容易
な二波長半導体レーザを得ることを目的としている。
低閾値かつ高安定性をもち、ストライプ幅の制御が容易
な二波長半導体レーザを得ることを目的としている。
［課題を解決するための手段］
上記問題点を解決するため本発明の二波長半導体レーザ
は、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体より成る活性層、クラ
ッド層及びコンタクト層を半導体基板上に形成し、かつ
前記活性層が量子井戸構造を持つダブルヘテロ接合基板
を、前記活性層を貫ぬき半導体基板中途の深さまでエツ
チング除去して形成したリブ幅の異なる２本のストライ
プ状のリブを形成し、かつ前記リブ側面をＪｌ −ＶＩ
族化合物半導体で埋め込んだことを特徴とする。
は、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体より成る活性層、クラ
ッド層及びコンタクト層を半導体基板上に形成し、かつ
前記活性層が量子井戸構造を持つダブルヘテロ接合基板
を、前記活性層を貫ぬき半導体基板中途の深さまでエツ
チング除去して形成したリブ幅の異なる２本のストライ
プ状のリブを形成し、かつ前記リブ側面をＪｌ −ＶＩ
族化合物半導体で埋め込んだことを特徴とする。
［実 施 例］
以下に本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
第１図は二波長半導体レーザの断面図である。
ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ ＡＡｏ３Ｇ ａ ｏ
、ｙ Ａ ｓクラッド層１０２．１０８を積層し、次に
ＧａＡｓ活性層１０３．１０９を積層し、次にｐ−Ａｇ
。３ Ｇ ａ Ｑ、 ？ Ａ Ｓクラッド層１０４．１
１０を積層し、次にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５．
１１１を積層したダブルヘテロ基板をＳ ｉ Ｏ２マス
クを用い硫酸系エツチング液によりリブ状にエツチング
した後、Ｚｎ５ｅ１０７をリブ側面に選択成長し、最後
に電極１０６．１１２．１１３を蒸着したものである。
、ｙ Ａ ｓクラッド層１０２．１０８を積層し、次に
ＧａＡｓ活性層１０３．１０９を積層し、次にｐ−Ａｇ
。３ Ｇ ａ Ｑ、 ？ Ａ Ｓクラッド層１０４．１
１０を積層し、次にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５．
１１１を積層したダブルヘテロ基板をＳ ｉ Ｏ２マス
クを用い硫酸系エツチング液によりリブ状にエツチング
した後、Ｚｎ５ｅ１０７をリブ側面に選択成長し、最後
に電極１０６．１１２．１１３を蒸着したものである。
ここで、ＧａＡｓ活性層１０３．１０９は量子井戸を形
成するため膜厚を１００人とした。
成するため膜厚を１００人とした。
また、ダブルヘテロ基板作成にはトリメチルガリウム（
ＴＭＧ）、ｌ−リメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及びア
ルシン（ＡｓＨ３）を用いた有機金属化学気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ）法を用い、リブエツチング後のＺｎ５ｅ選択
成長にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）とジメチルセレン（Ｄ
ＭＳｅ）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いている。
ＴＭＧ）、ｌ−リメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及びア
ルシン（ＡｓＨ３）を用いた有機金属化学気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ）法を用い、リブエツチング後のＺｎ５ｅ選択
成長にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）とジメチルセレン（Ｄ
ＭＳｅ）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いている。
また、レーザ１１４は活性層幅を１μｍとし、レーザ１
１５は活性層幅を２μｍとしている。
１５は活性層幅を２μｍとしている。
このレーザに電流注入を行なうと、レーザ１１４では活
性層幅が狭いため縦モードは量子準位の０次が飽和し、
縦モードが量子準位の１次で発振するため、高エネルギ
ー側つまり短波長で発振する。
性層幅が狭いため縦モードは量子準位の０次が飽和し、
縦モードが量子準位の１次で発振するため、高エネルギ
ー側つまり短波長で発振する。
また、レーザ１１５は普通に縦モードが量子準位の０次
で発振する。
で発振する。
この場合には、レーザ１１４は発振閾値２０ｍＡで量子
準位１次の発振をし、レーザ１１５は発振閾値１５ｍＡ
で量子準位０次の発振をした。
準位１次の発振をし、レーザ１１５は発振閾値１５ｍＡ
で量子準位０次の発振をした。
また、発振波長はレーザ１１４が８１０ｎｍ、レーザ１
１５で８４０ｎｍで約３０ｎｍの波長差が得られた。そ
してＩＧＨｚでの高周波を重量したときも単一縦モード
発振が得られた。
１５で８４０ｎｍで約３０ｎｍの波長差が得られた。そ
してＩＧＨｚでの高周波を重量したときも単一縦モード
発振が得られた。
以上、本実施例ではＧａＡｓを活性層にしたＡｇＧａＡ
ｓ系の半導体レーザを用いたが、もちろん活性層にＡｌ
２ＧａＡｓを用いてもよい、また、活性層にＩ ｎＧａ
Ａｓなどを用いてもよい。っまり、材料物質はＩｎＰや
ＧａＡｓなとのＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体混晶であれ
ばよい。
ｓ系の半導体レーザを用いたが、もちろん活性層にＡｌ
２ＧａＡｓを用いてもよい、また、活性層にＩ ｎＧａ
Ａｓなどを用いてもよい。っまり、材料物質はＩｎＰや
ＧａＡｓなとのＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体混晶であれ
ばよい。
また、本実施例では単一量子井戸構造を活性層に使用し
たが、これはもちろん多重量子井戸構造を用いてもよい
。
たが、これはもちろん多重量子井戸構造を用いてもよい
。
また、クラッド層にグレーデッドインデックスガイド（
Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ Ｇｕｉｄｅ）構造やラージ
オプティカルキャビィティ（Ｌａｒｇｅ ０ｐｔｉｃａ
ｌ Ｃａｖｉｔｙ）構造などを用いてももちろんよい。
Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ Ｇｕｉｄｅ）構造やラージ
オプティカルキャビィティ（Ｌａｒｇｅ ０ｐｔｉｃａ
ｌ Ｃａｖｉｔｙ）構造などを用いてももちろんよい。
また、リブ側面の埋め込みもＺｎ５ｅだけでな（、Ｚｎ
Ｓ、あるいはＺｎＳＳｅなどＩＩ −ＶＩ族化合物半導
体もしくはその混晶を用いてもよい。
Ｓ、あるいはＺｎＳＳｅなどＩＩ −ＶＩ族化合物半導
体もしくはその混晶を用いてもよい。
もちろん、結晶成長法もＭＯＣＶＤ法に限ることなく１
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や液相成長法（ＬＰＥ
）法などの方法を用いてもよい。
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や液相成長法（ＬＰＥ
）法などの方法を用いてもよい。
［発明の効果］
本発明の二波長半導体レーザは以下に示すような効果を
有する。
有する。
（Ｉ）ＺｎＳｅはきわめて高抵抗（＞ １０ ’ΩＣｍ
）な材料であるため、漏れ電流が１μＡ以下になりきわ
めて低発振閾値（約１０ｍＡ）の三波長レーザが得られ
る。
）な材料であるため、漏れ電流が１μＡ以下になりきわ
めて低発振閾値（約１０ｍＡ）の三波長レーザが得られ
る。
（ＩＩ）ＺｎＳｅは光学的に低損失かつ低屈折率である
ため、理想的な光導波路が得られ、出射光の非点隔差が
０．３μｍ以下になる。
ため、理想的な光導波路が得られ、出射光の非点隔差が
０．３μｍ以下になる。
（ＩＩＩ）ＺｎＳｅの熱抵抗はＡｎｏ、ｘ Ｇａｏ、ｔ
Ａｓに比べ半分以下であるため、レーザ発振部の冷却
が有効に行なわれるため、長寿命かつ高安定度が得られ
る。
Ａｓに比べ半分以下であるため、レーザ発振部の冷却
が有効に行なわれるため、長寿命かつ高安定度が得られ
る。
（ＩＶ ）エツチングによりリブ部を作成するため、リ
ブ幅が再現性よく得られる。
ブ幅が再現性よく得られる。
（Ｖ）ＺｎＳｅが高抵抗な材質であり、かつ低誘電率で
あるため、二つのレーザ間での電気的干渉が極めて少な
くなり特殊な絶縁法が不要となる。
あるため、二つのレーザ間での電気的干渉が極めて少な
くなり特殊な絶縁法が不要となる。
（ＶＩ）ＺｎＳｅは３００℃程度の低温成長が行なえる
ため、超格子構造にストレスを与えずに埋め込みが行な
える。
ため、超格子構造にストレスを与えずに埋め込みが行な
える。
なお、ここでＩＩ −ＶＩ族化合物半導体の例としてＺ
ｎ５ｅを、Ｔｌｌ −ＶＩ族化合物半導体の例としてＡ
ｊ２ＧａＡｓを用いた例についての効果を挙げたが、こ
れは多少の数値変化はあるが他のＩＩ −ＶＩ族化合物
半導体とＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体を用いた場合にも
生じる効果である。
ｎ５ｅを、Ｔｌｌ −ＶＩ族化合物半導体の例としてＡ
ｊ２ＧａＡｓを用いた例についての効果を挙げたが、こ
れは多少の数値変化はあるが他のＩＩ −ＶＩ族化合物
半導体とＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体を用いた場合にも
生じる効果である。
第１図は本発明の詳細な説明するための二波長半導体レ
ーザの断面図。 ｌＯｌ・・・・・・ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２−− ・−−＝ ｎ−ＡＡｏ３Ｇａａ７Ａｓクラ
ッド層 １０３・・・・・・ＧａＡＳ活性層 １０４・・・・・・ｐ−Ａρｏ３Ｇａ０．、Ａｓクラッ
ド層 １０５・・・・・・ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０６・
・・・・・電極 １０７＝ＺｎＳｅ １０８・−−・−−ｎ−Ａｆ２ｏ３Ｇａｏ ？ Ａｓク
ラッド層 １０９・・・・・・ＧａＡｓ活性層 １ １０・−・’ −’ｐ−Ａｆ２ｏ、ｚ Ｇａｏ
、ｙ Ａｓクラッド層 １１１・・・・・・ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１２・
・・・・・電極 １１３・・・・・・電極 １１４．１１５・・レーザ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉（他１名）／／ｚ
ーザの断面図。 ｌＯｌ・・・・・・ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２−− ・−−＝ ｎ−ＡＡｏ３Ｇａａ７Ａｓクラ
ッド層 １０３・・・・・・ＧａＡＳ活性層 １０４・・・・・・ｐ−Ａρｏ３Ｇａ０．、Ａｓクラッ
ド層 １０５・・・・・・ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０６・
・・・・・電極 １０７＝ＺｎＳｅ １０８・−−・−−ｎ−Ａｆ２ｏ３Ｇａｏ ？ Ａｓク
ラッド層 １０９・・・・・・ＧａＡｓ活性層 １ １０・−・’ −’ｐ−Ａｆ２ｏ、ｚ Ｇａｏ
、ｙ Ａｓクラッド層 １１１・・・・・・ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１２・
・・・・・電極 １１３・・・・・・電極 １１４．１１５・・レーザ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉（他１名）／／ｚ
Claims (1)
- III−Ｖ族化合物半導体より成る活性層、クラッド層及
びコンタクト層を半導体基板上に形成し、かつ前記活性
層が量子井戸構造を持つダブルヘテロ接合基板を、前記
活性層を貫ぬき半導体基板中途の深さまでエッチング除
去して形成したリブ幅の異なる２本のストライプ状のリ
ブを形成し、かつ前記リブ側面をII−VI族化合物半導体
で埋め込んだことを特徴とする二波長半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10482588A JPH01276686A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 二波長半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10482588A JPH01276686A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 二波長半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276686A true JPH01276686A (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=14391171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10482588A Pending JPH01276686A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 二波長半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01276686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6628689B2 (en) * | 2000-03-14 | 2003-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device and method of fabricating the same |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP10482588A patent/JPH01276686A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6628689B2 (en) * | 2000-03-14 | 2003-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device and method of fabricating the same |
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