JPH03288489A - 分布帰還型半導体レーザ装置 - Google Patents
分布帰還型半導体レーザ装置Info
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- JPH03288489A JPH03288489A JP8963490A JP8963490A JPH03288489A JP H03288489 A JPH03288489 A JP H03288489A JP 8963490 A JP8963490 A JP 8963490A JP 8963490 A JP8963490 A JP 8963490A JP H03288489 A JPH03288489 A JP H03288489A
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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）
本発明は、特に光通信、光計測、および光情報処理など
の分野で好適に用いられる半導体レーザ装置に関する。
の分野で好適に用いられる半導体レーザ装置に関する。
（従来の技術）
電流注入部分に周期的な屈折率変化を与えた分布帰還型
（ＤＦＢ）半導体レーザ装置は、単一縦モードで発振が
容易に起こり、温度や励起電流が変化しても発振波長が
安定していることなどから、光通信用および光計測用の
光源として注百を集めている。このような分野において
は、高い信頼性と低い駆動電流とが要求されるので５発
振電流閾値が低く、安定な横モード発振が得られる埋め
込み型（ＢＨ）半導体レーザ装置が主として用いられて
いる。
（ＤＦＢ）半導体レーザ装置は、単一縦モードで発振が
容易に起こり、温度や励起電流が変化しても発振波長が
安定していることなどから、光通信用および光計測用の
光源として注百を集めている。このような分野において
は、高い信頼性と低い駆動電流とが要求されるので５発
振電流閾値が低く、安定な横モード発振が得られる埋め
込み型（ＢＨ）半導体レーザ装置が主として用いられて
いる。
ＢＨ構造を適用したＤＦＢ半導体レーザ装置の一例を第
３図１こ示す。
３図１こ示す。
このようなりＦＢ半導体レーザ装置は以下のようにして
製造される。まず＋ ｎ−ＧａＡｓ基板３１上に。
製造される。まず＋ ｎ−ＧａＡｓ基板３１上に。
ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラツド層３２．ノンドープＧａ
Ａ ｓ活性層３３． ｐ−ＡｌＧａＡｓ牛中リアバリ
アす層３４． ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５を順層
成５させる。次いで、 ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５
の上層成５回折格子を印刻する。そして１回折格子が印
刻されたｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５の上に＋ ｐ−
ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３６と＋ ｐ”−ＧａＡｓ
キャ、ブ層３７とを成長させる。このｐ”−ＧａＡｓキ
ャップ層３７は＋ ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３
６が露出していると９表面が酸化され、続いて行われる
成長が困難になるので、この表面酸化を防ぐために形成
される。次いで、基板にまで達する２本の平行な溝をエ
ツチングにより形成し、ストライプ状のメサを形成する
。そして＋ ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１電流ブロック層３８
゜ｐ−Ａ １ＧａＡｓ第２電流ブＯツク層３９． ｎ
−ＡｌＧａＡｓ第３電流ブロック層３０１を順次成長さ
せて上記の溝を埋め込む。最後にｒ Ｐ”−ＧａＡｓコ
ンタクト層３０２を表面が平坦になるように成長させた
後、ｐ側電極３０３およびｎ側電極３０４を形成する。
Ａ ｓ活性層３３． ｐ−ＡｌＧａＡｓ牛中リアバリ
アす層３４． ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５を順層
成５させる。次いで、 ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５
の上層成５回折格子を印刻する。そして１回折格子が印
刻されたｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層３５の上に＋ ｐ−
ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３６と＋ ｐ”−ＧａＡｓ
キャ、ブ層３７とを成長させる。このｐ”−ＧａＡｓキ
ャップ層３７は＋ ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３
６が露出していると９表面が酸化され、続いて行われる
成長が困難になるので、この表面酸化を防ぐために形成
される。次いで、基板にまで達する２本の平行な溝をエ
ツチングにより形成し、ストライプ状のメサを形成する
。そして＋ ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１電流ブロック層３８
゜ｐ−Ａ １ＧａＡｓ第２電流ブＯツク層３９． ｎ
−ＡｌＧａＡｓ第３電流ブロック層３０１を順次成長さ
せて上記の溝を埋め込む。最後にｒ Ｐ”−ＧａＡｓコ
ンタクト層３０２を表面が平坦になるように成長させた
後、ｐ側電極３０３およびｎ側電極３０４を形成する。
（発明が解決しようとする課題）
第３図のＢＨ型半導体レーザ装置の場合には、ｐ＋−Ｇ
ａＡｓキャップ層３７を成長させた後に、２本の平行な
溝を形成してストライブ状のメサを形成しなければなら
ない。また、安定な単一横モード発振を得るためには、
メサのストライプ幅が１〜１．５μｍとなるように、制
御性よく工・ノチングを行わなければならない。さらに
、ストライプ状メサの両側部分に、複数の電流ブロック
層を所望の厚さに成長させなければならない。
ａＡｓキャップ層３７を成長させた後に、２本の平行な
溝を形成してストライブ状のメサを形成しなければなら
ない。また、安定な単一横モード発振を得るためには、
メサのストライプ幅が１〜１．５μｍとなるように、制
御性よく工・ノチングを行わなければならない。さらに
、ストライプ状メサの両側部分に、複数の電流ブロック
層を所望の厚さに成長させなければならない。
このように、上記の製造方法では、非常に高精度のエツ
チング工程および高度に制御された電流ブロック層の成
長工程が必要とされる。しかも。
チング工程および高度に制御された電流ブロック層の成
長工程が必要とされる。しかも。
素子特性は、エツチング精度に依存するので、必然的に
不安定となり、したがって歩留りが低下する。また２合
計３回の結晶成長工程が必要であるなど、工程数が多い
ので、大量生産には適さない。
不安定となり、したがって歩留りが低下する。また２合
計３回の結晶成長工程が必要であるなど、工程数が多い
ので、大量生産には適さない。
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、エツチングによって基板に溝を形
成する必要がなく、均一な膜厚が得られかつ操作が簡便
なＭＯＣＶＤ法を用いて全成長工程を行なうことが可能
であり、大量生産に適したＢＨ積構造有するＤＦＢレー
ザ装置を提供することにある。
目的とするところは、エツチングによって基板に溝を形
成する必要がなく、均一な膜厚が得られかつ操作が簡便
なＭＯＣＶＤ法を用いて全成長工程を行なうことが可能
であり、大量生産に適したＢＨ積構造有するＤＦＢレー
ザ装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザ装置は、第１導電型の（１００）
ＧａＡｓ基板と、Ｖｉ基板の上方に、 ［０１１］方
向に沿ってストライブ状に順次形成された第１導電型の
ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層、 ＡｌＧａＡｓ活性層、
および第２導電型のＡｌＧａＡｓ第２クラッド層からな
る積層構造であって、 ［０１１１方向に垂直な断面
形状が三角形であり、かつ該三角形の斜辺を構成する面
が＋ＩＩＩＩＢ面である積層構造と、該＋１１１｝Ｂ面
上に形成され、その上面に回折格子が印刻された第２導
電型のＡｌＧａＡｓ光ガイド層と、を有する分布帰還型
半導体レーザ装置であり、そのことにより上記目的が達
成される。
ＧａＡｓ基板と、Ｖｉ基板の上方に、 ［０１１］方
向に沿ってストライブ状に順次形成された第１導電型の
ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層、 ＡｌＧａＡｓ活性層、
および第２導電型のＡｌＧａＡｓ第２クラッド層からな
る積層構造であって、 ［０１１１方向に垂直な断面
形状が三角形であり、かつ該三角形の斜辺を構成する面
が＋ＩＩＩＩＢ面である積層構造と、該＋１１１｝Ｂ面
上に形成され、その上面に回折格子が印刻された第２導
電型のＡｌＧａＡｓ光ガイド層と、を有する分布帰還型
半導体レーザ装置であり、そのことにより上記目的が達
成される。
（実施例）
以下に２本発明の実施例について説明する。
第１図に１本発明の分布帰還型半導体レーザ装置の一実
施例を示す。このようなりＨ構造を有するＤＦＢ半導体
レーザ装置は以下のようにして製造された。
施例を示す。このようなりＨ構造を有するＤＦＢ半導体
レーザ装置は以下のようにして製造された。
まず、第２図（ａ）に示すように、 （ｌｏｏ） ｎ
−ＧａＡｓ基板１上に、 ５ｉ０２膜を蒸着し、フォ
トリソグラフィー法により９幅が約３．３μｍのストラ
イブ状の溝を［ｏ１１コ方向に形成して、 ５ｉ０２
マスク１２を作成した。
−ＧａＡｓ基板１上に、 ５ｉ０２膜を蒸着し、フォ
トリソグラフィー法により９幅が約３．３μｍのストラ
イブ状の溝を［ｏ１１コ方向に形成して、 ５ｉ０２
マスク１２を作成した。
次に、第２図（ｂ）に示すように、上記の溝の内部（こ
。
。
ＭＯＣＶＤ法により、 Ｓｅドープｎ−ＧａＡｓ１’
・ｙファー層２（厚さ０．５μｍ） 、 Ｓｅドー
プｎ−ＡＩＢ、５０ａｇ、６Ａｓクラ・ノド層３（厚さ
０．８μ＊）、 ノンドープＡ１ｇ、１３ＧａＢ、＠
７Ａｓ活性層４（厚さＯ，１μｍ） 、 Ｚｎドープ
ｐ−ＡｌＢ、５Ｇａ１４Ａｓクラッド層５（厚さ０．８
μｍ）を順次成長させた。この際の主要な成長条件は、
基板温度が？５０″Ｃ９成長圧力が１００Ｔｏｒｒ、
Ｖ／ ＩＶ比が１２０であった。この成長においては
、 ＭＯＣＹｉ）法における結晶成長速度の面方位依存
性が利用され、上記の成長条件下においては、成長層は
１１Ｌ１）Ｂ面を形成しながら成長する。
・ｙファー層２（厚さ０．５μｍ） 、 Ｓｅドー
プｎ−ＡＩＢ、５０ａｇ、６Ａｓクラ・ノド層３（厚さ
０．８μ＊）、 ノンドープＡ１ｇ、１３ＧａＢ、＠
７Ａｓ活性層４（厚さＯ，１μｍ） 、 Ｚｎドープ
ｐ−ＡｌＢ、５Ｇａ１４Ａｓクラッド層５（厚さ０．８
μｍ）を順次成長させた。この際の主要な成長条件は、
基板温度が？５０″Ｃ９成長圧力が１００Ｔｏｒｒ、
Ｖ／ ＩＶ比が１２０であった。この成長においては
、 ＭＯＣＹｉ）法における結晶成長速度の面方位依存
性が利用され、上記の成長条件下においては、成長層は
１１Ｌ１）Ｂ面を形成しながら成長する。
このような成長は４例えば１９８５年応用物理学会結晶
工学分科会の第２回結晶工学７ンポジウムで発表された
香門浩−氏らの論文に記載されている。
工学分科会の第２回結晶工学７ンポジウムで発表された
香門浩−氏らの論文に記載されている。
その結果２ ストライブ状の成長層すなわち形成された
ダブルへテロ構造の断面形状は底角が５４．７゜の二等
辺三角形となり、その斜辺を構成する斜面が＋１１１）
Ｂ面となる。次に、この１１１１｝Ｂ面上に、 Ｚｎド
ープ］）−Ａｌｓ、ｚｓＧａｓ、ｔ５Ａｓ光ガイド層６
（厚さ０．１５μｌ）を成長させた。
ダブルへテロ構造の断面形状は底角が５４．７゜の二等
辺三角形となり、その斜辺を構成する斜面が＋１１１）
Ｂ面となる。次に、この１１１１｝Ｂ面上に、 Ｚｎド
ープ］）−Ａｌｓ、ｚｓＧａｓ、ｔ５Ａｓ光ガイド層６
（厚さ０．１５μｌ）を成長させた。
続いて、第２図（ｅ）に示すように、ストライプ状の成
長層の上から、ノボラック系のレジストを厚くコーティ
ングして上面を平坦化し、第１のレジスト層１３を形成
した。この上から酸素プラズマエ、チング耐性に優れる
クロロメチル化ポリジフェニルシロキサンを薄くコーテ
ィングして第２のレジスト層１４を形成した。次に、第
２図（ｄ）に示すように、第２のレジスト層１４に、電
子線露光によって巨折格子パターンを形成した後、酸素
プラズマエツチングによって第１のレジスト層１３をエ
ツチングした。その際ｒ ｐ−Ａｌ１．２５ｃａ１１．
７５”光ガイド層６は、酸素プラズマエツチングを受け
る速度が非常に遅いのでｒ ｐ−”ａ、２６Ｇａ９．７
６Ａｓ光ガイド層６の斜面上に回折格子パターンが形成
される。次に、第２図（ｅ）に示すように、イオンビー
ムエツチングのようなドライエツチングあるいはウェッ
トエツチングの手法により＊ ｐ−ＡＩ＠、２１５Ｇａ
ｌａ、７６”光ガイド層６上に回折格子を印刻した。上
記の回折格子を印刻する工程は、 ＬＳＩ分野において
段差を有するＳｔ基板上などにマスクを形成する際に用
いられる工程であり、 ＭＬＲ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ
Ｒｅ５ｉｓｔ）工程と呼ばれている。
長層の上から、ノボラック系のレジストを厚くコーティ
ングして上面を平坦化し、第１のレジスト層１３を形成
した。この上から酸素プラズマエ、チング耐性に優れる
クロロメチル化ポリジフェニルシロキサンを薄くコーテ
ィングして第２のレジスト層１４を形成した。次に、第
２図（ｄ）に示すように、第２のレジスト層１４に、電
子線露光によって巨折格子パターンを形成した後、酸素
プラズマエツチングによって第１のレジスト層１３をエ
ツチングした。その際ｒ ｐ−Ａｌ１．２５ｃａ１１．
７５”光ガイド層６は、酸素プラズマエツチングを受け
る速度が非常に遅いのでｒ ｐ−”ａ、２６Ｇａ９．７
６Ａｓ光ガイド層６の斜面上に回折格子パターンが形成
される。次に、第２図（ｅ）に示すように、イオンビー
ムエツチングのようなドライエツチングあるいはウェッ
トエツチングの手法により＊ ｐ−ＡＩ＠、２１５Ｇａ
ｌａ、７６”光ガイド層６上に回折格子を印刻した。上
記の回折格子を印刻する工程は、 ＬＳＩ分野において
段差を有するＳｔ基板上などにマスクを形成する際に用
いられる工程であり、 ＭＬＲ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ
Ｒｅ５ｉｓｔ）工程と呼ばれている。
有機溶媒で洗浄することにより第１のレジスト層１３お
よび第２のレジスト層】４を除去し、またＨＦを用いて
５ｉ０２マスク１２を除去した後、上記ストライプ状の
成長層以外の部分に、 ＭＯＣＶＤ法によって。
よび第２のレジスト層】４を除去し、またＨＦを用いて
５ｉ０２マスク１２を除去した後、上記ストライプ状の
成長層以外の部分に、 ＭＯＣＶＤ法によって。
Ｚｎドープｐ−ＧａＡｓ第１電流ブロック層７（厚さ０
．９μｍ） 、 Ｓｅドープｎ−ＧａＡｓ第２［流ブ
ロック層８（厚さ０．９μ＋ｅ）、 およびＺｎドー
プｐ−ＧａＡｓキャップ層９（厚さ１μｍ）を順次成長
させた。
．９μｍ） 、 Ｓｅドープｎ−ＧａＡｓ第２［流ブ
ロック層８（厚さ０．９μ＋ｅ）、 およびＺｎドー
プｐ−ＧａＡｓキャップ層９（厚さ１μｍ）を順次成長
させた。
最後に、基板ｌの裏面にはｎ側電極１１を形成し。
キャップ層９の表面にはｐ（ｌｉｌＪｉ［極１０を形成
して、所望の分布帰還型半導体レーザ装置を得た。
して、所望の分布帰還型半導体レーザ装置を得た。
なお２本実施例においては、結晶成長法としてＭＯＣＶ
Ｄ法を用いたが、 ＭＢＥ法を用いてもよい。また。
Ｄ法を用いたが、 ＭＢＥ法を用いてもよい。また。
ｐ−ＧａＡｓ基板を用いて、該基板上に、上記実施例と
は反対の導電型を有する各層をそれぞれ成長させてもよ
い。
は反対の導電型を有する各層をそれぞれ成長させてもよ
い。
（発明の効果）
このように２本発明によれば、ストライプ状のメサを形
成する必要がないので、メサエッチング工程が不要であ
り、また２回の結晶成長工程しか必要としない。したが
って、製造工程が簡略化されるので大量生産が可能とな
り、素子特性が良好な分布帰還型半導体レーザ装置が高
い歩留りで得られる。
成する必要がないので、メサエッチング工程が不要であ
り、また２回の結晶成長工程しか必要としない。したが
って、製造工程が簡略化されるので大量生産が可能とな
り、素子特性が良好な分布帰還型半導体レーザ装置が高
い歩留りで得られる。
４、 の な！ Ｂ
第１図は本発明による分布帰還型半導体レーザ装置の一
実施例を示す断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図に
示す分布帰還型半導体レーザ装置の製造工程を示す概略
図、第３図は従来の分布帰還型半導体レーザ装置の断面
図である。
実施例を示す断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図に
示す分布帰還型半導体レーザ装置の製造工程を示す概略
図、第３図は従来の分布帰還型半導体レーザ装置の断面
図である。
１− （１００）ｎ−ＧａＡｓ基板、 ３＝−３ｅド
ニブｎ−Ａ１５．ｓＧａｇ、５Ａｓクラッド層、 ４
−・・ノンドープＡ１１１．１３Ｇａ１．８７Ａｓ活性
層、５−Ｚｎドープｐ−Ａｌ６．５０ａＢ、５Ａｓクラ
ッド層。
ニブｎ−Ａ１５．ｓＧａｇ、５Ａｓクラッド層、 ４
−・・ノンドープＡ１１１．１３Ｇａ１．８７Ａｓ活性
層、５−Ｚｎドープｐ−Ａｌ６．５０ａＢ、５Ａｓクラ
ッド層。
６−４ｎドープｐ−ＡＩ＠、２ｓＧａｓ、ｙｓＡＳガイ
ド層、 ３ｌ−ｎ−ＧａＡｓ基板、 ３２−ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓ第１クラッド層、 ３３・／ンドープＧａ
Ａｓ活性層、 ３５−ｐ−ＡＩＧａＡｓガイド層。
ド層、 ３ｌ−ｎ−ＧａＡｓ基板、 ３２−ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓ第１クラッド層、 ３３・／ンドープＧａ
Ａｓ活性層、 ３５−ｐ−ＡＩＧａＡｓガイド層。
３６−・−ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層。
第１図
第２図（ｂ）
以上
第２図（ｄ）
第２図（ｅ）
第３図
８
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１導電型の（１００）ＧａＡｓ基板と；該基板の
上方に、［０１１］方向に沿ってストライプ状に順次形
成された第１導電型のＡｌＧａＡｓ第１クラッド層、Ａ
ｌＧａＡｓ活性層、および第２導電型のＡｌＧａＡｓ第
２クラッド層からなる積層構造であって、［０１１］方
向に垂直な断面形状が三角形であり、かつ該三角形の斜
辺を構成する面が｛１１１｝Ｂ面である積層構造と； 該（１１１）Ｂ面上に形成され、その上面に回折格子が
印刻された第２導電型のＡｌＧａＡｓ光ガイド層と；を
有する分布帰還型半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8963490A JPH03288489A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 分布帰還型半導体レーザ装置 |
| US07/625,169 US5070510A (en) | 1989-12-12 | 1990-12-10 | Semiconductor laser device |
| EP90313536A EP0433051B1 (en) | 1989-12-12 | 1990-12-12 | A semiconductor laser device and a method of producing the same |
| DE69032451T DE69032451T2 (de) | 1989-12-12 | 1990-12-12 | Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8963490A JPH03288489A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 分布帰還型半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03288489A true JPH03288489A (ja) | 1991-12-18 |
Family
ID=13976201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8963490A Pending JPH03288489A (ja) | 1989-12-12 | 1990-04-04 | 分布帰還型半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03288489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105385A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Nec Corp | 光半導体素子の製造方法 |
| JP2009071172A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Sony Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、下地層の形成方法 |
-
1990
- 1990-04-04 JP JP8963490A patent/JPH03288489A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105385A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Nec Corp | 光半導体素子の製造方法 |
| JP2009071172A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Sony Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、下地層の形成方法 |
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