JPH03284891A - Optical semiconductor element - Google Patents

Optical semiconductor element

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JPH03284891A
JPH03284891A JP8623190A JP8623190A JPH03284891A JP H03284891 A JPH03284891 A JP H03284891A JP 8623190 A JP8623190 A JP 8623190A JP 8623190 A JP8623190 A JP 8623190A JP H03284891 A JPH03284891 A JP H03284891A
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JP
Japan
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layer
mqw
wavelength
optical
modulator
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Application number
JP8623190A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhisa Soda
晴久 雙田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265Intensity modulators

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform integration of modulators allowing superhigh-frequency modulation with low voltage by constituting an optical absorbing amount of MQW of wavelength having exciton wavelength and an optical waveguide layer of MQW of wavelength, whose exciton wavelength is longer than the above. CONSTITUTION:For instance, a GaInAs waveguide layer 3 of composition 1.3mum is provided on an InP substrate 1, and a grating 2 is formed in the laser part at the interface both of them. In a modulator part, an MQW layer 23 consisting of a GaInAs layer having the thickness 70Angstrom is provided, for instance, on the ten-layered waveguide layer 3. Each layer generates a level corresponding to exciton wavelength of 1.53mum. And, the thickness of a non-doped InP host layer 24 between the respective MQW layers is made 100Angstrom . On the other hand, in the laser part, the GaInAs layer consisting of MQW 23' shall have its constitution the same with the MQW layer 23 of the modulator part and the number of layers shall be equally ten-layered while the thickness of each layer shall be thickened to 120Angstrom . Thereby, the exciton wavelength of each layer becomes 1.55m. A p-InP clad layer 5, a cap layer 12 of p<+>-GaInAsP and a positive electrode 13 are provided on the upper part of both MQW construction.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は光通信用の半導体レーザと光変調器を一体に形
成した光半導体素子に関し、 変調器を高周波動作に適した構造とすると共に、レーサ
部も一体に形成可能な構造とすることを目的とし、 光学的に結合されるレーザの光導波層と変調器の光吸収
層を、同組成の半導体層で形成し、その構成層の厚さを
異ならせることにより、レーザ側のエキシトン波長を変
調器側のそれより長とすることで構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to an optical semiconductor device in which a semiconductor laser for optical communication and an optical modulator are integrally formed. With the aim of creating a structure that can be formed integrally, the optical waveguide layer of the laser and the optical absorption layer of the modulator, which are optically coupled, are formed of semiconductor layers with the same composition, and the thicknesses of the constituent layers are different. By doing so, the exciton wavelength on the laser side is made longer than that on the modulator side.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は光通信用の半導体レーザに関わり、特に半導体
レーザと光変調器を一体に形成した光半導体素子に関わ
る。
The present invention relates to a semiconductor laser for optical communication, and more particularly to an optical semiconductor device in which a semiconductor laser and an optical modulator are integrally formed.

半導体レーザを信号光源とする光通信では、従来、信号
波形に相応する励起電流によってレーザを断続的に発振
させ、光ファイバを通じて伝送することが行われてきた
。このような内部変調方式では、1OGHz近い超高速
変調を行うと緩和振動が生じ、チャーピングと呼ばれる
発振波長の変動か避けられない。そのため、伝送距離の
延長か困難となっている。
In optical communication using a semiconductor laser as a signal light source, conventionally, the laser is intermittently oscillated using an excitation current corresponding to a signal waveform, and then transmitted through an optical fiber. In such an internal modulation method, when ultra-high-speed modulation of nearly 1 OGHz is performed, relaxation oscillation occurs, and fluctuations in the oscillation wavelength called chirping are unavoidable. This makes it difficult to extend the transmission distance.

その対策として、レーザは一定波長光を連続的に発振す
るDC光源として利用し、これに結合させた光変調器に
よって光信号を得る外部変調方式を採用する試みがなさ
れている。その際使用する光半導体素子として、DCレ
ーザ光源と外部変調器を結合させて1チツプ化したもの
が知られている。
As a countermeasure, attempts have been made to employ an external modulation method in which a laser is used as a DC light source that continuously oscillates light of a constant wavelength, and an optical signal is obtained by an optical modulator coupled to the laser. As an optical semiconductor element used in this case, one in which a DC laser light source and an external modulator are combined into one chip is known.

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕DCレー
ザ光源と外部変調器を結合させて1チツプ化した素子の
一例が第5図に示されている。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] An example of a device in which a DC laser light source and an external modulator are combined into one chip is shown in FIG.

該層はその断面構造を模式的に示すものであって、左側
の領域がレーザ、右側の領域が光変調器である。
The cross-sectional structure of this layer is schematically shown, with the region on the left being a laser and the region on the right being an optical modulator.

両者は共通のInP基板lに形成され、レーザ部分では
その上の導波層3との界面が回折格子になっており、D
FBレーレーしての機能が付与されている。また、4は
活性層、5はクラッド層であり、発振光の強度は、図中
に太い実線9で書き込まれたように活性層を中心に分布
している。
Both are formed on a common InP substrate 1, and in the laser part, the interface with the waveguide layer 3 thereon is a diffraction grating, and D
It has been given the function of FB relay. Further, 4 is an active layer, and 5 is a cladding layer, and the intensity of the oscillated light is distributed around the active layer as indicated by a thick solid line 9 in the figure.

−力先変調器側では、レーザの活性層と高さを揃えるた
めに、導波層3とエツチングストップ層15を残した上
に吸収層6が形成されており、散層は導波層と光学的に
結合している。その他の領域は、5がクラッド層、12
がキャップ層、13が正電極、14が負電極、15はA
Rコーティング膜であり、高抵抗分離層7は2つのクラ
ッド層を電気的に分離するために設けられている。
- On the power end modulator side, an absorption layer 6 is formed on top of the waveguide layer 3 and etching stop layer 15 in order to align the height with the active layer of the laser, and the scattering layer is the same as the waveguide layer. Optically coupled. In other areas, 5 is the cladding layer, 12
is the cap layer, 13 is the positive electrode, 14 is the negative electrode, 15 is A
This is an R coating film, and the high resistance isolation layer 7 is provided to electrically isolate the two cladding layers.

かかる構造の集積化素子は、最適設計に基づいて形成さ
れた場合、15mW以上の光出力が得られ、遮断周波数
10GHz、波長チャープ0. I A以下という特性
を実現し得るものであるが、動作電圧は3V程度を必要
とする。10GHz程度の周波数で3Vの電圧を出力し
得る駆動回路をIC化することは、現在の技術では極め
て困難であって、より低い制御電圧で信号光に強度変調
をかけることの出来る変調器が望まれる。
When an integrated element with such a structure is formed based on an optimal design, an optical output of 15 mW or more can be obtained, a cutoff frequency of 10 GHz, and a wavelength chirp of 0. Although it is possible to achieve a characteristic of less than IA, the operating voltage requires approximately 3V. It is extremely difficult with current technology to integrate a drive circuit that can output a voltage of 3 V at a frequency of about 10 GHz, and a modulator that can apply intensity modulation to signal light with a lower control voltage is desired. It will be done.

このような要求に応える変調器として多重量子井戸(M
QW)を利用した変調器が提案されている。
A modulator that meets these demands is a multiple quantum well (M
A modulator using QW) has been proposed.

これは第3図に模式的に断面構造か示さているように、
光吸収層をMQW構造としたものである。
As shown schematically in Figure 3, this is the cross-sectional structure.
The light absorption layer has an MQW structure.

該層に於いて、lはn−InP基板、5はp−InPの
クラッド層、12はI)  −GalnAsPのキャッ
プ層、13は正電極、14は負電極であり、ノンドープ
Ga1nAsP層21(1,6μm組成)とノンドープ
InP層22が交互に積層されてMQW層か構成されて
いる。なお上記のように、半導体層の組成を長さで示す
ことは通常行われており、組成に応じて変化するバンド
ギャップ値を等価な光の波長で表示するものである。
In this layer, l is an n-InP substrate, 5 is a p-InP cladding layer, 12 is an I)-GalnAsP cap layer, 13 is a positive electrode, 14 is a negative electrode, and a non-doped Ga1nAsP layer 21 (1 , 6 μm composition) and non-doped InP layers 22 are alternately stacked to form an MQW layer. As mentioned above, it is common practice to express the composition of a semiconductor layer by length, and the band gap value, which changes depending on the composition, is expressed by an equivalent wavelength of light.

第5図の素子に採用されている光変調器が、逆バイアス
電圧の印加によって光吸収層のバンドギャップが実効的
に変化を利用するものであるのに対し、MQW変調器で
は伝導帯および価電子帯の井戸に生じた準位の差を逆バ
イアス電圧の印加によって変化させるものである。この
ようなエキシトン吸収に於ける吸収端波長の変動は、バ
ンドキャップを変化させる場合よりも印加電圧に対する
変動率が大であるため、駆動回路の出力電圧値に限界が
ある場合にも、より高い周波数の変調が可能となる。
The optical modulator used in the device shown in Figure 5 utilizes the effective change in the bandgap of the light absorption layer by applying a reverse bias voltage, whereas the MQW modulator uses the change in the conduction band and value. The level difference created in the electron band well is changed by applying a reverse bias voltage. The fluctuation of the absorption edge wavelength in exciton absorption has a larger fluctuation rate with respect to the applied voltage than when changing the band gap, so even if there is a limit to the output voltage value of the drive circuit, Frequency modulation becomes possible.

このようなMQW変調器を単独に形成することは、MO
VPE技術を利用すれば、さほど困難ではない。しかし
、DC光源であるレーザと一体に集積して形成すること
は極めて困難である。第5図の例で光変調器部分をMQ
W構造とするには、先導波層5或いはエツチングストッ
プ層15から上の部分の形成は、レーザ部と変調器部で
別個に行わなければならず、その場合、レーザの活性層
4と変調器の吸収層6を光学的に結合することは殆ど不
可能である。
Forming such an MQW modulator alone requires the M.O.
It's not that difficult if you use VPE technology. However, it is extremely difficult to integrate and form the laser as a DC light source. In the example in Figure 5, the optical modulator part is MQ
In order to form the W structure, the portions above the leading wave layer 5 or the etching stop layer 15 must be formed separately for the laser section and the modulator section. It is almost impossible to optically couple the absorbing layer 6 of .

本発明の目的は、より低い電圧で超高周波変調の可能な
変調器を集積化した半導体レーザを提供することであり
、複雑な製造工程によることなく斯種半導体レーザと光
変調器が集積される光半導体素子を提供することである
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser that integrates a modulator capable of ultra-high frequency modulation at a lower voltage, and such a semiconductor laser and optical modulator can be integrated without complicated manufacturing processes. An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明の光半導体素子は 半導体レーザと光変調器が一体に形成され、該半導体レ
ーザの光導波層と該光変調器の光吸収層が光学的に結合
されて成る光半導体素子であって、該光吸収層は、エキ
シトン波長が第1の波長である第1のMQWによって構
成され、 該光導波層は、エキシトン波長が第1の波長より長い第
2の波長である第2のMQWによって構成されたものと
なっている。
In order to achieve the above object, the optical semiconductor device of the present invention includes a semiconductor laser and an optical modulator that are integrally formed, and an optical waveguide layer of the semiconductor laser and an optical absorption layer of the optical modulator that are optically coupled. An optical semiconductor device, wherein the light absorption layer is made of a first MQW whose exciton wavelength is a first wavelength, and the optical waveguide layer is composed of a first MQW whose exciton wavelength is a second wavelength longer than the first wavelength. It is configured by a certain second MQW.

該光半導体素子は、エキシトン波長に関わる前記条件を
満足するため、前記両MQWは同組成の半導体層群によ
り構成され、第2のMQWを構成する半導体層の中、井
戸層の厚さが、第1のMQWを構成する井戸層の厚さよ
り大となっている。
In order for the optical semiconductor device to satisfy the above-mentioned conditions related to the exciton wavelength, both the MQWs are composed of a group of semiconductor layers having the same composition, and the thickness of the well layer among the semiconductor layers constituting the second MQW is The thickness is greater than the thickness of the well layer constituting the first MQW.

〔作 用〕[For production]

初めに、MQWのエネルギバンド構造と、エキシトン吸
収が生じる状況を簡単に説明する。
First, the energy band structure of MQW and the situation in which exciton absorption occurs will be briefly explained.

成るバンドギャップ値を持つ母体結晶(バリア層)中に
、それより狭いバンドギャップの第2の半導体層(井戸
層)が存在する場合のバンドモデルは第4図(a)のよ
うなものとなる。第2の半導体層の部分で伝導帯に凹み
が出来るが、散層の厚さが小である場合は、この凹みの
中にサブバンドが生じ、電子はこの準位に存在すること
になる。サブバンドの位置は層の厚さが大であるほど伝
導帯の下端に近くなる。
When a second semiconductor layer (well layer) with a narrower bandgap exists in a host crystal (barrier layer) with a bandgap value of . A depression is formed in the conduction band in the second semiconductor layer, but if the thickness of the diffused layer is small, a subband is generated in this depression, and electrons exist at this level. The thicker the layer, the closer the subband is to the bottom of the conduction band.

これが量子井戸と呼ばれるもので、価電子帯にも同様の
準位が生じ、電子/正孔対の再結合エネルギは両準位間
のエネルギ差E。1となる。このようにバンドギャップ
の異なる半導体層を交互に積層し、量子井戸が複数存在
するようにしたものがMQWである。
This is called a quantum well, and similar levels occur in the valence band, and the recombination energy of electron/hole pairs is equal to the energy difference E between the two levels. It becomes 1. An MQW is one in which semiconductor layers with different band gaps are alternately stacked in this way to create a plurality of quantum wells.

量子井戸層を挟んでバイアス電圧が印加されると、バン
ド構造は第4図(blのように変形し、井戸の部分では
、電子/正孔対の再結合エネルギは前記Ec+より減少
してEGIとなる。
When a bias voltage is applied across the quantum well layer, the band structure changes as shown in Figure 4 (bl), and in the well region, the recombination energy of electron/hole pairs decreases from the above Ec+ and becomes EGI. becomes.

これを光の透過特性に対応させると、バイアス電圧が印
加されない状態では吸収端の波長はEc+に相当するλ
1であったものが、バイアス電圧の印加によって、この
波長かE。、に相当するλ2に変わる。即ち長波長側に
シフトする。上に述べたような量子井戸の準位間の再結
合による光吸収はエキシトン吸収、その吸収端波長はエ
キシトン波長と呼ばれており、エキシトン吸収はバイア
ス電圧印加によってバンドギャップを変化させた場合に
比べて、より鋭敏な波長シフトを示す。
Corresponding to the light transmission characteristics, when no bias voltage is applied, the wavelength of the absorption edge is λ corresponding to Ec+
1, but by applying a bias voltage, it changes to this wavelength or E. , changes to λ2 corresponding to . That is, it shifts to the long wavelength side. Light absorption due to recombination between quantum well levels as mentioned above is exciton absorption, and its absorption edge wavelength is called exciton wavelength. Exciton absorption occurs when the band gap is changed by applying a bias voltage. In comparison, it shows a more acute wavelength shift.

本発明の光半導体素子は第1図に断面模式図が示される
構造をとる。図に明示されているように、該素子ではレ
ーザの活性層がMQW構造となっている。レーザ部のM
QWでは量子井戸層の厚さが変調器部のMQW構成層の
厚さより大である。即ち量子井戸に生ずる準位のエネル
ギギャップの比較では、変調器部のエネルギギャップは
レーザ部のそれより大である。
The optical semiconductor device of the present invention has a structure whose cross-sectional schematic diagram is shown in FIG. As clearly shown in the figure, the active layer of the laser in this device has an MQW structure. M in the laser section
In QW, the thickness of the quantum well layer is larger than the thickness of the MQW constituent layers of the modulator section. That is, when comparing the energy gaps of the levels generated in the quantum wells, the energy gap of the modulator section is larger than that of the laser section.

このことは、レーザの発振波長は無バイアス時の変調器
のエキシトン波長より長波長であって、レーザ発振光は
変調器の吸収層であるMQW層に吸収されることなく外
部に出力されることを意味している。しかしレーザの発
振波長と無バイアス時の変調器の吸収端波長との差は0
.02〜0.03μm程度であるから、変調器に逆バイ
アス電圧が印加されると、エキシトン波長はレーザの発
振波長より長波長側にシフトするので、レーザ出力光は
変調器で吸収され、外部には出力されない。即ち、変調
器に信号電圧を印加することによってレーザのDC出力
光を変調することが可能である。
This means that the oscillation wavelength of the laser is longer than the exciton wavelength of the modulator when no bias is applied, and the laser oscillation light is output to the outside without being absorbed by the MQW layer, which is the absorption layer of the modulator. It means. However, the difference between the laser oscillation wavelength and the absorption edge wavelength of the modulator when no bias is applied is 0.
.. When a reverse bias voltage is applied to the modulator, the exciton wavelength shifts to a longer wavelength side than the oscillation wavelength of the laser, so the laser output light is absorbed by the modulator and transmitted to the outside. is not output. That is, it is possible to modulate the DC output light of the laser by applying a signal voltage to the modulator.

既に述べたように、MQW変調器の駆動電圧は通常構造
の変調器を駆動する場合はどの電圧値は要求されないの
で、集積化された駆動回路による超高周波変調が可能で
あり、本発明の集積型光半導体素子は、実施例の項で説
明するように、公知の処理法によって形成することがで
きる。
As already mentioned, the drive voltage of the MQW modulator is not required to be any voltage value when driving a modulator with a normal structure, so ultra-high frequency modulation by an integrated drive circuit is possible, and the integrated drive circuit of the present invention The type optical semiconductor device can be formed by a known processing method, as explained in the Examples section.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例である1、55μm波長動作の
半導体レーザと光変調器を一体に集積した光半導体素子
である。InP基板基板上に1.3μm組成のGa1n
As導波層3が設けられ、レーザ部では両者の界面が回
折格子を形成している点は第5図の集積型素子と同様で
ある。
FIG. 1 shows an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention in which a semiconductor laser operating at a wavelength of 1.55 μm and an optical modulator are integrated. Ga1n with a composition of 1.3 μm on an InP substrate
Similar to the integrated device shown in FIG. 5, an As waveguide layer 3 is provided and the interface between the two forms a diffraction grating in the laser section.

変調器部ではノンドープのInP層24を母体として、
厚さ70人のGa I nAs層23から成るMQW構
造が前記導波層上に設けられている。該GaInAs層
の組成は当該厚さで1.53μmのエキシトン波長に相
当する準位を生ずるものである。図には散層は2層しか
示されていないが、実施例では10層であり、このMQ
W層間の母体層24の厚さは100人である。MQW構
造の上部には通常と同じp−InPのクラッド層5、p
” −Ga I nAsPのキャップ層12、正電極1
3が設けられており、16はARコーティング膜である
In the modulator section, a non-doped InP layer 24 is used as a matrix,
An MQW structure consisting of a 70 nm thick Ga InAs layer 23 is provided on the waveguide layer. The composition of the GaInAs layer produces a level corresponding to an exciton wavelength of 1.53 μm at the thickness. The figure shows only two scattered layers, but in the example there are 10 layers, and this MQ
The thickness of the matrix layer 24 between the W layers is 100 mm. On the top of the MQW structure, the same p-InP cladding layer 5, p
” -GaInAsP cap layer 12, positive electrode 1
3 is provided, and 16 is an AR coating film.

一方レーザ部ではMQWを構成するGaInAs層23
′は層上3′成は変調器部のMQW層2層上3じであり
、層数も同じ<10層であるが、各層の厚さは120人
と厚(なっている。その結果、散層のエキシトン波長は
1.55μmとなっている。
On the other hand, in the laser section, the GaInAs layer 23 constituting the MQW
′ is 3′ on top of the 2nd MQW layer in the modulator section, and the number of layers is also the same <10 layers, but the thickness of each layer is 120. As a result, The exciton wavelength of the scattered layer is 1.55 μm.

このMQW構造の上部にp−InPのクラッド層5、p
” −Ga I nAs Pのキャップ層12、正電極
13が設けられている点は、第5図の素子と同様であり
、変調器部と共通に負電極14が設けられている点も同
じである。なお、上記構造で、MQW構造の母体結晶で
あるInP層24は1.15μm5μm組成InAsP
であってもよい。
On top of this MQW structure, a p-InP cladding layer 5, p
It is the same as the device shown in FIG. 5 in that a cap layer 12 of -GaInAsP and a positive electrode 13 are provided, and also in that a negative electrode 14 is provided in common with the modulator section. In the above structure, the InP layer 24, which is the host crystal of the MQW structure, has a 1.15 μm and 5 μm composition InAsP.
It may be.

このように、組成が同じで厚さだけが部分的に変化して
いるMQW構造は、通常のエピタキシャル成長と選択エ
ツチングの繰り返しで形成することもできるが、選択成
長に於ける成長速度の成長面積依存性を利用して形成す
ることも可能である。
In this way, an MQW structure with the same composition but only partially changed thickness can be formed by repeating normal epitaxial growth and selective etching, but the growth rate in selective growth depends on the growth area. It is also possible to form it using gender.

帯状領域の選択成長では、−射的に言って、開口面の幅
が狭い場合には成長速度が増し、広い場合には成長速度
が減少する。
In the selective growth of a band-shaped region, the growth rate increases when the width of the aperture is narrow, and decreases when the width of the aperture is wide.

MQWを構成する狭バンドギヤツプ層は、後にメサエッ
チングによって帯状に整形されるものであるから、レー
ザ部と変調器部の全面を覆って形成することは必要でな
(、画部分で同形状に形成することも必要ではない。そ
こで、散層のエピタキシャル成長に於いて、成長下地面
を5iOzのような皮膜で選択的にマスクし、その帯状
開口部の幅を異ならせて選択成長を行うことによって、
レーザ部では厚く、変調器部では薄く成長させることが
できる。
The narrow band gap layer constituting the MQW will be shaped into a band shape later by mesa etching, so it is not necessary to form it to cover the entire surface of the laser section and modulator section (it is not necessary to form it in the same shape in the image section). Therefore, in the epitaxial growth of the scattered layer, the growth substrate is selectively masked with a film such as 5iOz, and the width of the band-shaped opening is varied to perform selective growth.
It can be grown thickly in the laser part and thinly in the modulator part.

上記実施例の光半導体素子の斜視図が第2図に示されて
おり、IOがDFBレーザの部分、11が光変調器の部
分である。
A perspective view of the optical semiconductor device of the above embodiment is shown in FIG. 2, where IO is a DFB laser portion and 11 is an optical modulator portion.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の光半導体素子は変調器部分がMQW変調器であ
ることから、通常構造の変調器より低電圧での駆動が可
能であり、駆動回路の出力電圧が低下する超高周波変調
が可能である。また、本発明の光半導体素子のレーザ部
分も活性層がMQW構造であることから、変調器と一体
に集積した構造を形成することが容易となっている。
Since the optical semiconductor device of the present invention has a modulator portion that is an MQW modulator, it can be driven at a lower voltage than a modulator with a normal structure, and ultra-high frequency modulation that reduces the output voltage of the drive circuit is possible. . Furthermore, since the active layer of the laser portion of the optical semiconductor device of the present invention has an MQW structure, it is easy to form a structure integrated with the modulator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の構造を示す断面模式第2図は
本発明の実施例の斜視図、 第3図はMQW変調器の構造を示す断面模式図、第4図
はMQWのエネルギ準位を示す図、第5図は従来の集積
型光信号発生器を示す断面模式図 であって、 図に於いて IはInP基板、 2は回折格子、 3は導波層、 4は導波層、 5はクラッド層、 6は吸収層、 7は高抵抗分離層、 9は光分布曲線、 10はDFBレーザ、 11は光変調器、 12はキャップ層、 13は正電極、 14は負電極、 15はエツチングストップ層、 16はARコーティング膜、 21、23.23′はMQW層、 22、24は母体結晶 である。 ’MQW変調器の構造を示す断面模式図第3図 (a) (b) MQWのエネルギ準位を示す図 第4図 本発明の実施例の構造を示す断面模式図第1図 本発明の実施例の斜視図 第2図 コーテイング膜 従来の集積型光信号発生器を示す模式図第5図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an MQW modulator. Figure 5 is a schematic cross-sectional diagram showing a conventional integrated optical signal generator, in which I is an InP substrate, 2 is a diffraction grating, 3 is a waveguide layer, and 4 is a guide layer. wave layer, 5 is a cladding layer, 6 is an absorption layer, 7 is a high resistance separation layer, 9 is an optical distribution curve, 10 is a DFB laser, 11 is an optical modulator, 12 is a cap layer, 13 is a positive electrode, 14 is a negative electrode 15 is an etching stop layer, 16 is an AR coating film, 21, 23.23' are MQW layers, and 22, 24 are host crystals. 'Schematic cross-sectional diagram showing the structure of an MQW modulator Figure 3 (a) (b) Diagram showing the energy level of MQW Figure 4 Schematic cross-sectional diagram showing the structure of an embodiment of the present invention Figure 1 Implementation of the present invention Fig. 2 is a perspective view of an example. Coating film Fig. 5 is a schematic diagram showing a conventional integrated optical signal generator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体レーザと光変調器が一体に形成され、該半
導体レーザの光導波層と該光変調器の光吸収層は井戸層
とバリア層との多重構造よりなる多重量子井戸により構
成され、且つ両者は光学的に結合されて成る光半導体素
子であって、 該光吸収層は、エキシトン波長が第1の波長である第1
の多重量子井戸によって構成され、該光導波層は、エキ
シトン波長が第1の波長より長い第2の波長である第2
の多重量子井戸によって構成されていることを特徴とす
る光半導体素子。
(1) A semiconductor laser and an optical modulator are integrally formed, and the optical waveguide layer of the semiconductor laser and the optical absorption layer of the optical modulator are composed of multiple quantum wells having a multiple structure of well layers and barrier layers, and an optical semiconductor element in which the two are optically coupled, the light absorption layer having a first layer having an exciton wavelength of the first wavelength.
The optical waveguide layer includes a second wavelength whose exciton wavelength is longer than the first wavelength.
An optical semiconductor device comprising multiple quantum wells.
(2)請求項1の光半導体素子であって、前記第2の多
重量子井戸は前記第1の多重量子井戸と同組成の半導体
層群により構成され、該第2の多重量子井戸を構成する
井戸層の厚さが、該第1の多重量子井戸を構成する井戸
層の厚さより大であることを特徴とする光半導体素子。
(2) The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the second multiple quantum well is constituted by a group of semiconductor layers having the same composition as the first multiple quantum well; An optical semiconductor device characterized in that the thickness of the well layer is greater than the thickness of the well layer constituting the first multiple quantum well.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5987046A (en) * 1993-08-31 1999-11-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
JP2008071906A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Fujitsu Ltd Optical semiconductor integrated device and its manufacturing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6473688A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Fujitsu Ltd Superlattice laser equipped with external modulator
JPH01319986A (en) * 1988-06-21 1989-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser device
JPH01321677A (en) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type semiconductor optical element and manufacture thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6473688A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Fujitsu Ltd Superlattice laser equipped with external modulator
JPH01319986A (en) * 1988-06-21 1989-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser device
JPH01321677A (en) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type semiconductor optical element and manufacture thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5987046A (en) * 1993-08-31 1999-11-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
US6238943B1 (en) 1993-08-31 2001-05-29 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
JP2008071906A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Fujitsu Ltd Optical semiconductor integrated device and its manufacturing method

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