JPH02105488A - 分布帰還型半導体レーザ - Google Patents
分布帰還型半導体レーザInfo
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- JPH02105488A JPH02105488A JP63258690A JP25869088A JPH02105488A JP H02105488 A JPH02105488 A JP H02105488A JP 63258690 A JP63258690 A JP 63258690A JP 25869088 A JP25869088 A JP 25869088A JP H02105488 A JPH02105488 A JP H02105488A
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- Japan
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- photoresist
- diffraction grating
- oxide film
- phase shifting
- transition region
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- Pending
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- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/10—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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/124—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 incorporating phase shifts
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- 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、位相シフト分布帰還型半導体レーザ（以後位
相シフトＤＦＢＬＤ）に関する。
相シフトＤＦＢＬＤ）に関する。
従来の位相シフトＤＦＢＬＤは第６図に示したように１
〜１０μｍの遷移領域９内で、周期が少しずつ異なり、
遷移領域の左右で格子周期が１／２周期だけずれた構造
の位相シフト回折格子が形成された基板２を用いて、エ
ピタキシャル成長により基板上にガイド層３．活性層４
．クラッド層５．キャップＮ６を連続成長する。次にキ
ャップ層上に絶縁膜７を蒸着し、電流狭窄のためにスト
ライブ状に絶縁膜７を選択的に除去し、次にＰ型及びＮ
型に電極１．８を形成することにより、位相シフトＤＦ
ＢＬＤを製作していた。
〜１０μｍの遷移領域９内で、周期が少しずつ異なり、
遷移領域の左右で格子周期が１／２周期だけずれた構造
の位相シフト回折格子が形成された基板２を用いて、エ
ピタキシャル成長により基板上にガイド層３．活性層４
．クラッド層５．キャップＮ６を連続成長する。次にキ
ャップ層上に絶縁膜７を蒸着し、電流狭窄のためにスト
ライブ状に絶縁膜７を選択的に除去し、次にＰ型及びＮ
型に電極１．８を形成することにより、位相シフトＤＦ
ＢＬＤを製作していた。
上述した従来の位相シフトＤＦＢＬＤは、位相シフト回
折格子の形成の際に、遷移領域における７オトレジスト
のはがれが起こりやすく、第７図（ａ）、（ｃ）に示す
ような溝や段差が遷移領域に生じていた。このような基
板１を用いて、エピタキシャル成長によりガイド層３．
活性Ｎ４゜クラッド層５を形成するとガイド層、活性層
の層厚が非常に薄いために溝や段差により第７図（ｂ）
、（ｄ）に示したように活性層が湾曲し、ときには断切
れすることもあった。これは素子持性上、しきい値電流
の上昇、効率の低下を招き、また散乱やマルチモード発
振の原因ともなるため、製造歩留を大幅に低下させる原
因となっていた。
折格子の形成の際に、遷移領域における７オトレジスト
のはがれが起こりやすく、第７図（ａ）、（ｃ）に示す
ような溝や段差が遷移領域に生じていた。このような基
板１を用いて、エピタキシャル成長によりガイド層３．
活性Ｎ４゜クラッド層５を形成するとガイド層、活性層
の層厚が非常に薄いために溝や段差により第７図（ｂ）
、（ｄ）に示したように活性層が湾曲し、ときには断切
れすることもあった。これは素子持性上、しきい値電流
の上昇、効率の低下を招き、また散乱やマルチモード発
振の原因ともなるため、製造歩留を大幅に低下させる原
因となっていた。
本発明は上述の問題点を解決し、素子特性の良い分布帰
還型半導体レーザを歩留り良く得ることを目的としてい
る。
還型半導体レーザを歩留り良く得ることを目的としてい
る。
本発明の分布帰還型半導体レーザは、活性層を含む積層
構造体に内包された位相シフト回折格子の位相シフト部
（遷移領域）を平坦な構造とし、その両側で互いに位相
が異なる周期的凹凸を有する回折格子構造とした構成に
なっている。
構造体に内包された位相シフト回折格子の位相シフト部
（遷移領域）を平坦な構造とし、その両側で互いに位相
が異なる周期的凹凸を有する回折格子構造とした構成に
なっている。
本発明の位相シフトＤＦＢＬＤを得るには、まず、基板
上に酸化膜を選択的に形成し、続いてこの基板上にフォ
トレジストを塗布した後、光の位相をシフトさせる為の
フォトレジスト膜を酸化膜上に遷移領域が位置するよう
に選択的に形成する。そしてこれを干渉露光し、位相シ
フト用フォトレジストを除去後、フォトレジストを現像
する。すると基板上には選択的に形成された酸化膜とフ
ォトレジストが残り、これらをマスクとして基板をエツ
チングし、フォトレジスト及び酸化膜を除去すると、遷
移領域が平坦で、この平坦領域の左右で格子周期を１／
２周期だけずらした位相シフト回折格子が形成できる。
上に酸化膜を選択的に形成し、続いてこの基板上にフォ
トレジストを塗布した後、光の位相をシフトさせる為の
フォトレジスト膜を酸化膜上に遷移領域が位置するよう
に選択的に形成する。そしてこれを干渉露光し、位相シ
フト用フォトレジストを除去後、フォトレジストを現像
する。すると基板上には選択的に形成された酸化膜とフ
ォトレジストが残り、これらをマスクとして基板をエツ
チングし、フォトレジスト及び酸化膜を除去すると、遷
移領域が平坦で、この平坦領域の左右で格子周期を１／
２周期だけずらした位相シフト回折格子が形成できる。
この後、従来同様、回折格子が形成された基板上にエピ
タキシャル成長により、ガイド層、活性層、クラッド層
。
タキシャル成長により、ガイド層、活性層、クラッド層
。
キャップ層を成長することで本発明の分布帰還型半導体
レーザが得られる。
レーザが得られる。
〔実施例１〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の位相シフトＤＦＢＬＤの構造の一例を
示したものである。まず遷移領域が平坦な回折格子の製
作工程について説明する。最初に第２図（ａ）に示すよ
うに、Ｉｒ１Ｐ基板２上に酸化Ｍ１０を〔０１１〕つま
り順メサ方向に平行に幅１０μｍのストライプ状に選択
的に形成する。続いてフォトレジスト１１を塗布後、遷
移領域が酸化膜１０上に位置するように選択的に位相シ
フト用フォトレジスト１２を形成する。次にこれをＨｅ
−Ｃｄレーザを光源として干渉露光し位相シフト用フォ
トレジスト１２除去後、フォトレジスト１１を現像する
。すると、第２図（ｂ）のようにＩｎＰ基板２上には、
選択的に形成された酸化膜１０とフォトレジスト１１が
残り、これをマスクとしてエツチングを施す。その後、
フォトレジスト１１酸化膜１０を除去すると、第２図（
ｃ）に示すように、遷移領域９が平坦な位相シフト回折
格子が形成される。続いてこの上に、ｎＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層３．ＩｎＧａＡｓＰ活性層４．ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層５．ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層６を液相成長
法（ＬＰＥ法）により連続成長する。次にキャップ層上
に電流狭窄のために絶縁ＪＩｉ７を選択的に形成後、Ｐ
側、Ｎ側に電極８，１を形成して第１図に示す位相シフ
トＤＦＢＬＤが得られる。
示したものである。まず遷移領域が平坦な回折格子の製
作工程について説明する。最初に第２図（ａ）に示すよ
うに、Ｉｒ１Ｐ基板２上に酸化Ｍ１０を〔０１１〕つま
り順メサ方向に平行に幅１０μｍのストライプ状に選択
的に形成する。続いてフォトレジスト１１を塗布後、遷
移領域が酸化膜１０上に位置するように選択的に位相シ
フト用フォトレジスト１２を形成する。次にこれをＨｅ
−Ｃｄレーザを光源として干渉露光し位相シフト用フォ
トレジスト１２除去後、フォトレジスト１１を現像する
。すると、第２図（ｂ）のようにＩｎＰ基板２上には、
選択的に形成された酸化膜１０とフォトレジスト１１が
残り、これをマスクとしてエツチングを施す。その後、
フォトレジスト１１酸化膜１０を除去すると、第２図（
ｃ）に示すように、遷移領域９が平坦な位相シフト回折
格子が形成される。続いてこの上に、ｎＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層３．ＩｎＧａＡｓＰ活性層４．ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層５．ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層６を液相成長
法（ＬＰＥ法）により連続成長する。次にキャップ層上
に電流狭窄のために絶縁ＪＩｉ７を選択的に形成後、Ｐ
側、Ｎ側に電極８，１を形成して第１図に示す位相シフ
トＤＦＢＬＤが得られる。
こうして得られた位相シフトＤＦＢＬＤと従来の構造に
て製作した位相シフトＤＦＢＬＤを各々、ランダムに２
０個ずつ取り出し、そのしきい値電流を評価した。その
結果、従来では、平均３３７ｍＡだったものが、本発明
の半導体レーザにおいては１８３ｍＡと大幅に低減した
。
て製作した位相シフトＤＦＢＬＤを各々、ランダムに２
０個ずつ取り出し、そのしきい値電流を評価した。その
結果、従来では、平均３３７ｍＡだったものが、本発明
の半導体レーザにおいては１８３ｍＡと大幅に低減した
。
〔実施例２〕
第３図（Ｃ）は本発明の実施例２の構造図である。これ
はダブルチャネルプレーナー・バリッドヘテロ構造（Ｄ
Ｃ−ＰＢＩＴ構造）のＤＦＢＬＤである。まず、この素
子の製作方法について説明する。始めに実施例１と同様
な位相シフト回折格子１５を形成した基板２上にｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層３．ＩｎＧａＡｓＰ活性層４ｐ−
ＩｎＰクラッド層５をＬＰＥ法により連続成長する。続
いて第３図（ａ）に示すように、ガイド層３よりも深い
２本の溝２０と、それによって挟まれるメサストライプ
２１をエツチングにより形成する。溝の幅は５μｍ、メ
サストライプ幅は、１．５μｍである。次にメサストラ
イプ２１の上部を除いてｐ−ＩｎＰブロック層２２ ｎ
−ＩｎＰブロック層２３を、そして全面にｐ−Ｉｎ２埋
め込み層２４．ｐ−１ｎＧａＡｓＰキャップ層６をＬＰ
Ｅ法により連続成長する（第３図（ｂ））。そしてキャ
ップ層６上に及びｎ−ＩｎＰ基板２の下に電極１．８を
形成して位相シフトＤＦＢＬＤができ上る（第３図（Ｃ
））。
はダブルチャネルプレーナー・バリッドヘテロ構造（Ｄ
Ｃ−ＰＢＩＴ構造）のＤＦＢＬＤである。まず、この素
子の製作方法について説明する。始めに実施例１と同様
な位相シフト回折格子１５を形成した基板２上にｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層３．ＩｎＧａＡｓＰ活性層４ｐ−
ＩｎＰクラッド層５をＬＰＥ法により連続成長する。続
いて第３図（ａ）に示すように、ガイド層３よりも深い
２本の溝２０と、それによって挟まれるメサストライプ
２１をエツチングにより形成する。溝の幅は５μｍ、メ
サストライプ幅は、１．５μｍである。次にメサストラ
イプ２１の上部を除いてｐ−ＩｎＰブロック層２２ ｎ
−ＩｎＰブロック層２３を、そして全面にｐ−Ｉｎ２埋
め込み層２４．ｐ−１ｎＧａＡｓＰキャップ層６をＬＰ
Ｅ法により連続成長する（第３図（ｂ））。そしてキャ
ップ層６上に及びｎ−ＩｎＰ基板２の下に電極１．８を
形成して位相シフトＤＦＢＬＤができ上る（第３図（Ｃ
））。
こうして得られたＤＣ−ＰＢＨ構造ＤＦＢＬＤにおいて
、実施例１同様に、従来の回折格子基板を用いて製作し
た素子との比較をした。第４図第５図は本発明のものと
従来のもののしきい値電流及び効率の分布を示した図で
、（ａ）が本発明で、（ｂ）が従来のものの特性である
。これを見ると本発明のほうが、低しきい値高効率な素
子が得られ、なおかつバラツキが小さいのがわかる。
、実施例１同様に、従来の回折格子基板を用いて製作し
た素子との比較をした。第４図第５図は本発明のものと
従来のもののしきい値電流及び効率の分布を示した図で
、（ａ）が本発明で、（ｂ）が従来のものの特性である
。これを見ると本発明のほうが、低しきい値高効率な素
子が得られ、なおかつバラツキが小さいのがわかる。
このようにＤＣ−ＰＢＨ構造ＤＦＢＬＤにおいても回折
格子の遷移領域を平坦化にすることは、特性ならびに歩
留の面から、非常にすぐれているのがわかる。
格子の遷移領域を平坦化にすることは、特性ならびに歩
留の面から、非常にすぐれているのがわかる。
以上説明したように本発明は回折格子中の位相がシフト
する部分である遷移領域が平坦である回折格子構造を有
することにより、しきい値電流の低減、効率の構造また
特性バラツキの低減を実現することができる効果がある
。
する部分である遷移領域が平坦である回折格子構造を有
することにより、しきい値電流の低減、効率の構造また
特性バラツキの低減を実現することができる効果がある
。
なお、ここでは、ＩｎＧａＡｓ系を用いた場合について
述べたがこの材料に限定されるものではなく他の半導体
材料でも同様の効果が得られる。
述べたがこの材料に限定されるものではなく他の半導体
材料でも同様の効果が得られる。
第１図は本発明の位相シフトＤＦＢＬＤの構造図の一例
である。第２図は、実施例１で説明した素子の製作過程
を示した図である。第３図は本発明の実施例２を示す図
、第４図、第５図は本発明のものと従来のものとの特性
を比較した図、第６図、第７図は従来例を示す図である
。 １ ・−ｎ−電極、２・−・ｎ−ＩｎＰ基板、３ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層、４・−ＩｎＧａＡｓＰ活性層
、５・・・ｐ−１ｎ Ｐクラッド層、６・・・ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層、７・・・絶縁膜、８・・・ｐ−
電極、９・・・遷移領域、１０・・・酸化膜、１．５・
・・位相シサｌｌｅ −ｃｄｆ Ｌ−ヂ尤 月１ 図 箭２図 第３図 、薄う乙 口 動子（シジ 第５図 第７Ｖ
である。第２図は、実施例１で説明した素子の製作過程
を示した図である。第３図は本発明の実施例２を示す図
、第４図、第５図は本発明のものと従来のものとの特性
を比較した図、第６図、第７図は従来例を示す図である
。 １ ・−ｎ−電極、２・−・ｎ−ＩｎＰ基板、３ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層、４・−ＩｎＧａＡｓＰ活性層
、５・・・ｐ−１ｎ Ｐクラッド層、６・・・ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層、７・・・絶縁膜、８・・・ｐ−
電極、９・・・遷移領域、１０・・・酸化膜、１．５・
・・位相シサｌｌｅ −ｃｄｆ Ｌ−ヂ尤 月１ 図 箭２図 第３図 、薄う乙 口 動子（シジ 第５図 第７Ｖ
Claims (1)
- 発光に与る活性層を内包する多層構造体内に位相シフト
型回折格子を有する半導体レーザにおいて、その回折格
子の位相のシフトする部分（遷移領域）が平坦であり、
該平坦領域を境にして、回折格子の周期が１／２周期ず
れていることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258690A JPH02105488A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 分布帰還型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258690A JPH02105488A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 分布帰還型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105488A true JPH02105488A (ja) | 1990-04-18 |
Family
ID=17323743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258690A Pending JPH02105488A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 分布帰還型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02105488A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1804349A1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-04 | Eudyna Devices Inc. | Sampled grating laser diode with DFB and DBR incorporating phase shifts |
| JP2010121393A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Sekisui House Ltd | 遮音用建具ユニット |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP63258690A patent/JPH02105488A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1804349A1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-04 | Eudyna Devices Inc. | Sampled grating laser diode with DFB and DBR incorporating phase shifts |
| US7620093B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-11-17 | Eudyna Devices Inc. | Laser device, laser module, semiconductor laser and fabrication method of semiconductor laser |
| US8304267B2 (en) | 2005-12-27 | 2012-11-06 | Eudyna Devices Inc. | Laser device, laser module, semiconductor laser and fabrication method of semiconductor laser |
| JP2010121393A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Sekisui House Ltd | 遮音用建具ユニット |
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