JPH03145780A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH03145780A JPH03145780A JP1284473A JP28447389A JPH03145780A JP H03145780 A JPH03145780 A JP H03145780A JP 1284473 A JP1284473 A JP 1284473A JP 28447389 A JP28447389 A JP 28447389A JP H03145780 A JPH03145780 A JP H03145780A
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 25
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- 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
- H01S5/3235—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 longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
- H01S5/32391—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 longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P
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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〕
この発明は分布帰還型半導体レーザの構造間するもので
ある。
ある。
第２図は例えば、昭和５７年秋季第４３回応用物理学会
学術講演会講演予稿集の１１９百に示された半導体レー
ザの断面図で、図において、（１）は第１導電型の半導
体基板、（２）は第１導電型のクラッド層、（３）は活
性層、（４）は第２導電型の光導波層、（５）は光電波
層（４）上に形成さｌた回折格子、（６）は第２導爾型
のクラッド層である。
学術講演会講演予稿集の１１９百に示された半導体レー
ザの断面図で、図において、（１）は第１導電型の半導
体基板、（２）は第１導電型のクラッド層、（３）は活
性層、（４）は第２導電型の光導波層、（５）は光電波
層（４）上に形成さｌた回折格子、（６）は第２導爾型
のクラッド層である。
次に動作について説明する。
第１および第２導電型のクラッド層（１）、（６）から
注入された、電子とホールは活性層（３）の内部で発光
する。この光は回折格子（５）によって特定の波長のみ
反則され、活性層（３）内で増幅され、単一の波長でレ
ーザ発振が起こる。このような構造の１ノーザは一般に
分布還型半導体レーザと呼ばれる。
注入された、電子とホールは活性層（３）の内部で発光
する。この光は回折格子（５）によって特定の波長のみ
反則され、活性層（３）内で増幅され、単一の波長でレ
ーザ発振が起こる。このような構造の１ノーザは一般に
分布還型半導体レーザと呼ばれる。
従来の半導体レーザは以上のように構成されていたので
、分布帰還型半導体レーザの特性を決めるパラメータの
１つに結合定数Ｋがあり、このパラメータによって単一
波長での発振のし易さ、発光効率、閾値電流などが変化
するため、製造上最も重要なパラメータとなっている。
、分布帰還型半導体レーザの特性を決めるパラメータの
１つに結合定数Ｋがあり、このパラメータによって単一
波長での発振のし易さ、発光効率、閾値電流などが変化
するため、製造上最も重要なパラメータとなっている。
こび）結合定数には活性層および光導波、＠の層厚、な
らびに、回折格子（４）の溝の深さによって大きく変化
する。この内、活性層（３）と光導波層の層厚は、近年
の分子線エピタキシー法や、有機金属気相成長法などの
技術の進歩により１０オングストローム前後のｆｔ１ｌ
Ｊａ性が実現されており、層厚のゆらぎ等の問題は少な
くな−ている。Ｉノかしながら、回折格子の溝の深さに
関していえば、深さが５００人前後、周期が２０００〜
２５００人で一般にウェットエツチングにまり形成して
いるため、再現性が非常に乏しいという問題点があり、
このため、結合定数には、設計値に対して±５０％程度
のばらつきが生ずるのはやむを得ないものとされていた
。
らびに、回折格子（４）の溝の深さによって大きく変化
する。この内、活性層（３）と光導波層の層厚は、近年
の分子線エピタキシー法や、有機金属気相成長法などの
技術の進歩により１０オングストローム前後のｆｔ１ｌ
Ｊａ性が実現されており、層厚のゆらぎ等の問題は少な
くな−ている。Ｉノかしながら、回折格子の溝の深さに
関していえば、深さが５００人前後、周期が２０００〜
２５００人で一般にウェットエツチングにまり形成して
いるため、再現性が非常に乏しいという問題点があり、
このため、結合定数には、設計値に対して±５０％程度
のばらつきが生ずるのはやむを得ないものとされていた
。
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、所望の結合定数Ｋを有する分布帰還型半導体
レーザを得ることを目的とする。
たもので、所望の結合定数Ｋを有する分布帰還型半導体
レーザを得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体レーザは、回折格子を形成した後
、この回折格子の深さを測定し、その深ζに合わせて結
合定数Ｋを調整する層を形成するようにしたものである
。
、この回折格子の深さを測定し、その深ζに合わせて結
合定数Ｋを調整する層を形成するようにしたものである
。
この発明における半導体レーザは、結合定数Ｋを調整す
る層を形成することにより、所望の結合定数Ｋを得るこ
とができる。
る層を形成することにより、所望の結合定数Ｋを得るこ
とができる。
以下、この発明σ）一実施例を図について説明する。な
お、半導体レーザはＩｎＧａＡｓＰ／ ＩｎＰ 系の
半導体を例にとって説明する。
お、半導体レーザはＩｎＧａＡｓＰ／ ＩｎＰ 系の
半導体を例にとって説明する。
第１図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の一実施例である半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
図において、（１）はＰ型ＩｎＰ基板、（２）はＰ型Ｉ
ｎＰクラッド層、（３）はＩｎｏ、ｓｓ Ｇａｏ−ｕ
ＡＳｏ、ｅ Ｐａ−＋ の活性層、（４）はｎ型のＩｎ
ｏ、ｓ。Ｇａｏ、＋ｓ ＡＳｏ、４ Ｐｏ、６の光導波
層、（５）は周期２４００ 人の回折格子、（７）は
ｎ型のＩｎＯ，８２Ｇａｏ、１ｓ ＡＳｏ、ａ Ｐｏ、
ａの結合定数制御層、（６）はｎ型のＩｎＰ クラッド
層である。
ｎＰクラッド層、（３）はＩｎｏ、ｓｓ Ｇａｏ−ｕ
ＡＳｏ、ｅ Ｐａ−＋ の活性層、（４）はｎ型のＩｎ
ｏ、ｓ。Ｇａｏ、＋ｓ ＡＳｏ、４ Ｐｏ、６の光導波
層、（５）は周期２４００ 人の回折格子、（７）は
ｎ型のＩｎＯ，８２Ｇａｏ、１ｓ ＡＳｏ、ａ Ｐｏ、
ａの結合定数制御層、（６）はｎ型のＩｎＰ クラッド
層である。
まず、第１図（ａ）のようにＰ型ＩｎＰ基板（１）上に
Ｐ型ＩｎＰクラッド層（２）、Ｉｎｏ、５ｓ Ｇａｐ、
４２ ＡＳｏ、、Ｐｏ、ｔの活性層（３）、ｎ型Ｉｎｏ
、ｓｚ Ｇａｏ、１ｓ ＡＳｏ、４ Ｐｏ、ａの光導波
層（４）を順次形成する。次に、第１図（ｂ）のように
干渉露光法によりｎ型Ｉｎｏ、ｓｚ Ｇａｏ、＋ｓ Ａ
Ｓｏ、４ Ｐｏ、８の光導波層（４）に所望の結合定数
により大きくなるように深目の回折格子（５）を形成す
る。次に回折格子（５）の深さを測定し、ｆｆ１１図（
ｃ）のように、所望の結合定数Ｋが得られる、回折格子
（５）の深さになるように、ｎ型Ｉｎｏ、ｇｚ Ｇａｏ
、１８ ＡＳｏ、４ Ｐａ−６の結合定数制御層（７）
、さらにｎ型ＩｎＰクラッド層（６）を成長する。
Ｐ型ＩｎＰクラッド層（２）、Ｉｎｏ、５ｓ Ｇａｐ、
４２ ＡＳｏ、、Ｐｏ、ｔの活性層（３）、ｎ型Ｉｎｏ
、ｓｚ Ｇａｏ、１ｓ ＡＳｏ、４ Ｐｏ、ａの光導波
層（４）を順次形成する。次に、第１図（ｂ）のように
干渉露光法によりｎ型Ｉｎｏ、ｓｚ Ｇａｏ、＋ｓ Ａ
Ｓｏ、４ Ｐｏ、８の光導波層（４）に所望の結合定数
により大きくなるように深目の回折格子（５）を形成す
る。次に回折格子（５）の深さを測定し、ｆｆ１１図（
ｃ）のように、所望の結合定数Ｋが得られる、回折格子
（５）の深さになるように、ｎ型Ｉｎｏ、ｇｚ Ｇａｏ
、１８ ＡＳｏ、４ Ｐａ−６の結合定数制御層（７）
、さらにｎ型ＩｎＰクラッド層（６）を成長する。
なお、上記実施例では結合定数制御層（７）は光導波層
（４）と同じ組成とした場合を示したが、ｎ型ＩｎＰ
’ｌうラド層（６）と違う屈折率であれば、その成長層
を変えることにより、同様に所望の結合定数を得ること
ができる。また、他の組成の活性層（３）、光導波層（
４）、結合定数制御層（７）の組み合わせでもよい。さ
らに、Ａ＃ＧａＡｓ ／ＧａＡｓ系などの他の半導体レ
ーザであってもよい。また、活性層（４）より下層はＰ
型、上層はｎ型としたが逆であってもかまわない。
（４）と同じ組成とした場合を示したが、ｎ型ＩｎＰ
’ｌうラド層（６）と違う屈折率であれば、その成長層
を変えることにより、同様に所望の結合定数を得ること
ができる。また、他の組成の活性層（３）、光導波層（
４）、結合定数制御層（７）の組み合わせでもよい。さ
らに、Ａ＃ＧａＡｓ ／ＧａＡｓ系などの他の半導体レ
ーザであってもよい。また、活性層（４）より下層はＰ
型、上層はｎ型としたが逆であってもかまわない。
以上のようにこの発明によれば、結合定数制御層を設け
たので、エツチング時に回折格子の深さがばらついても
、所望の結合数を有する半導体し一ザを得ることができ
る効果がある。
たので、エツチング時に回折格子の深さがばらついても
、所望の結合数を有する半導体し一ザを得ることができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例である半導
体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は従来の半導
体レーザの断面図である。 図において、（１）は第１導電型の半導体基板、（２１
は第１導電型のクラッド層、（３）は活性層、（４）は
第２導電型の光導波層、（５）は回折格子、（６）は第
２導電型のクラッド層、（７）は第２導電型の結合定数
制御層を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または、相当部分を示す
。
体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は従来の半導
体レーザの断面図である。 図において、（１）は第１導電型の半導体基板、（２１
は第１導電型のクラッド層、（３）は活性層、（４）は
第２導電型の光導波層、（５）は回折格子、（６）は第
２導電型のクラッド層、（７）は第２導電型の結合定数
制御層を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または、相当部分を示す
。
Claims (1)
- 第１導電型の半導体基板上に第１導電型のクラッド層
、活性層、第２導電型の光導波層、上記第２導電型の光
導波層上に周期的に形成された溝、前記溝内に形成され
た前記第１導電型のクラッド層とは異なる屈折率を有す
る結合定数制御層、前記光導波層と結合定数制御層をお
おうように形成された第２導電型のクラッド層を有する
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284473A JPH03145780A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284473A JPH03145780A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145780A true JPH03145780A (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=17678981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284473A Pending JPH03145780A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03145780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0706243A2 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same |
| US5764682A (en) * | 1993-08-19 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for fabricating the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173786A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6329596A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPH02159086A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284473A patent/JPH03145780A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173786A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6329596A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPH02159086A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5764682A (en) * | 1993-08-19 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for fabricating the same |
| EP0706243A2 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same |
| EP0706243A3 (en) * | 1994-09-28 | 1996-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser with distributed reflector and method of making |
| US6107112A (en) * | 1994-09-28 | 2000-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same |
| US6151351A (en) * | 1994-09-28 | 2000-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same |
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