JPH05102597A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した単一モード発振が得られ、かつ高光
出力の得られる半導体レーザ装置およびその製造方法を
提供する。 【構成】 ｎ−ＩｎＰ基板１上に、グレーティングの振
幅が漸減する領域３を含む分布帰還型グレーティング２
を形成する。その後、ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3μｍ）
導波路層５を形成することでグレーティングの存在しな
い平坦面４が形成される。さらにＩｎＧａＡｓＰ（λ＝
1.55μｍ）活性層６，ｐ−ｎ−ｐＩｎＰ埋め込み層７，
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3 μｍ）キャップ層８を形
成し、蒸着によりＡｕ／Ｚｎのｐ側電極９，Ａｓ−Ｓｎ
のｎ側電極１０を作製する。最後に多層反射膜１１，無
反射膜１２を堆積しレーザを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバー通信等
に必要な高性能の半導体レーザ装置およびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一モード光ファイバーの損失は1.55μ
ｍの光に対して最小となる。しかし、1.55μｍ帯用単一
モード光ファイバーはクロマティック分散が存在し、光
源のＬＤにスペクトル広がりがある場合には、伝送帯域
が著しく制限される。このため、従来の半導体レーザ装
置においては、高速直接変調時においても単一縦モード
動作を維持する動的単一モードレーザ（ＤＳＭ−ＬＤ）
が提案されてきた。このように縦モードを安定に制御す
るために、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ（例えば、中村
他，アイ・イ・イ・イ ジャーナル オブ カンタム
エレクトロニクスIEEE J. Quantum Electron. QE-11,43
6 (1975)）や、分布反射型（ＤＢＲ）レーザ（例えば、
レインハート他，アプライド フィジックス レター，
Appl. Phys. Lett., 27, 45 (1975)）や、複合共振器型
レーザ（例えば、末松他，エレクトロニクス レター
Electron. Lett., 17,954 (1981)）などによる単一モー
ド化が試みられている。この中でもＤＦＢレーザは安定
に高光出力が得られるため従来より盛んに研究がすすめ
られてきた。

【０００３】図６に従来のＤＦＢレーザの構造を示す。
図６において、１はｎ−ＩｎＰ基板、２は分布帰還型グ
レーティング、５はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3 μｍ）導
波路層、６はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.55μｍ）活性層、
７はｐ−ｎ−ｐＩｎＰ埋め込み層、８はｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ（λ＝1.3 μｍ）キャップ層、９はＡｕ／Ｚｎのｐ
側電極、１０はＡｕ−Ｓｎのｎ側電極、１１は酸化珪素
／アモルファス珪素多層反射膜、１２は窒化珪素無反射
膜である。しかしながら、回折格子の両方の終端におい
て反射が無い場合、ＤＦＢレーザでは回折格子の周期よ
り求まるブラッグ波長に対して対称に２つの縦モードが
存在することになる。従って、ファブリペロ発振を抑圧
できても２本の波長で発振するため単一モード発振を得
ることができない。この改善のため、通常ＤＦＢレーザ
では、光をとりだすために一端は反射面としてへき開面
を用い、他端はファブリペロモードの発振を抑圧するた
めに、端面反射率を抑える構造が採られる。端面反射の
ある非対称構造のＤＦＢレーザの反射鏡損失特性はブラ
ッグ波長に対して非対称になり２つの縦モードにおいて
強度比に差を生じることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、第１に、レーザの導波路層の反射鏡端面に
おいては光密度が急激に増大するために電子密度が減少
し、屈折率が減少する軸方向ホールバーニングにより高
出力時には単一モード特性が得られにくいことが報告さ
れている（嬰田他，信学技報，OQE-86-7, 49, 1986）。
図７にレーザ共振器内部の光強度，電子密度，屈折率の
分布を示す。レーザ共振器は反射端面に反射膜１１を、
出射端面に無反射膜１２をコーティングしてある。共振
器内部の光は反射膜１１により反射されるため反射膜１
１付近の光強度は局所的に増大する。この光強度の増大
する位置では電子と孔子の再結合が促進され、電子の枯
渇を生ずる。電子の枯渇により屈折率が低下するために
ゲインおよび発振波長の変動を生じ安定した単一モード
発振は得られにくくなる。

【０００５】第２に、反射損失特性が端面反射鏡のグレ
ーティング上の位置に依って著しく変化するため、２つ
の縦モード間の強度比は端面における回折格子の周期に
依存することになる。図８に最低損失の主モードと次の
副モードとのモード間損失差ΔＡと端面の回折格子の端
面反射鏡に於ける位相θの関係を示す。これより、位相
θ＝πの場合、モード間損失差ΔＡは両方の端面で反射
の無い場合と同様で０となり、２本の等しい出力の縦モ
ード発振を生ずる。通常のＤＦＢレーザでは回折格子の
位相θを制御することは不可能であるため、一定の割合
で２つの縦モードが存在するＤＦＢ発振が得られ、歩留
まりが著しく低下していた。

【０００６】この単一モード発振の不安定性を除去する
ために、ＤＦＢレーザの中心部で回折格子の周期をλ／
４シフトさせてブラッグ波長と縦モードを一致させる方
法（λ／４シフトＤＦＢ−ＬＤ）や、共振器の軸方向に
対称な等価屈折率の分布をもたせる方法がある。しかし
ながら、いずれの場合も端面の反射の影響をなくするた
め、両端面に無反射コーティングを施す必要があり、こ
のため工程の増加とコーティング条件のばらつきによる
デバイス特性のばらつき、一方の端面に高反射膜を施し
た片端面光出射に対して両端面からの光出射にともなう
出力の低下という問題点を有していた。

【０００７】さらに、レーザ内部でグレーティングの位
相をλ／４変化させる手法は数多く報告されているが、
レーザ内部でグレーティングをθ＝π／２の状態で一部
分だけ形成したり、θ＝π／２の状態を滑らかに実現す
るためにグレーティングの振幅を漸減させる試みは報告
されていない。この発明はかかる点に鑑み、安定した単
一モード発振が得られ、かつ高光出力の得られる半導体
レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体レ
ーザ装置は、半導体単結晶基板上に形成した活性層およ
び導波路層からなり反射端面および出射端面を有するレ
ーザ共振器を備えた半導体レーザ装置であって、レーザ
共振器の反射端面およびその近傍を除く導波路層表面に
回折格子を設けている。

【０００９】請求項２記載の半導体レーザ装置は、請求
項１記載の半導体レーザ装置において、回折格子の振幅
をレーザ共振器の出射端面から反射端面方向にかけて除
々に小さくしている。請求項３記載の半導体レーザ装置
の製造方法は、半導体単結晶基板上に基板と組成が異な
る結晶を成長する第１の結晶成長工程と、結晶をレーザ
共振器の反射端面およびその近傍を構成する部分を残し
てエッチング除去するエッチング工程と、基板および結
晶表面に回折格子を形成する回折格子形成工程と、回折
格子上に結晶を再び成長する第２の結晶成長工程とを含
んでいる。

【００１０】請求項４記載の半導体レーザ装置の製造方
法は、半導体単結晶基板上に基板と組成が異なる結晶を
成長する第１の結晶成長工程と、結晶をレーザ共振器の
反射端面およびその近傍を構成する部分をストライプ状
に残すようにエッチング除去するエッチング工程と、レ
ーザ共振器の出射端面から反射端面方向にかけて除々に
厚くなるようにレジストを基板およびストライプ状に残
した結晶の表面全面に塗布し、レジスト上に２干渉露光
法により回折格子を描画し、エッチングにより基板およ
び結晶に回折格子を転写する回折格子形成工程と、回折
格子上に結晶を再び成長する第２の結晶成長工程とを含
んでいる。

【００１１】

【作用】請求項１記載の構成によれば、反射端面付近に
回折格子を形成しないことにより、端面反射における光
密度の上昇に加えて分布帰還による光密度の上昇を防ぐ
ことができる。ＤＦＢレーザの場合の共振器内部の光強
度に及ぼす端面反射と回折格子の帰還による影響はそれ
ぞれの和として考えられる。共振器内の反射端面付近で
は端面における光の反射による光強度の増大が生じる。
したがってこの部分には回折格子を形成しないことで、
フィードバック効果をなくして光強度の集中を緩和す
る。さらに、回折格子の位相についても考察することに
よりさらに安定した単一モード発振が可能となる。すな
わち、レーザの反射鏡で回折格子が存在していないため
に、反射鏡での回折格子の位相は０と近似される。一
方、光の出射面である無反射コートした端面では、回折
格子の位相は意味をもたないため０にきわめて近い値を
とる。その結果端面における位相差は０となり、安定し
た一定のモード間損失差をもつこととなる。この場合、
サイドモードは最高に抑圧された状態とはならないが、
反射面に於ける反射効率を最適化することで、サイドモ
ード抑圧比は３０ｄＢ以上という設定値をクリアするこ
とができる。この場合、すべてのレーザチップにおいて
同様に安定して３０ｄＢ以上の抑圧比がえられることに
より、歩留まりが飛躍的に向上する。

【００１２】さらに、請求項２記載の構成によれば、回
折格子の振幅をレーザ共振器の出射端面から反射端面方
向にかけて除々に小さくしたことで、回折格子による屈
折率の変化を漸減させることができ、モード間損失差を
大きく改善することができる。反射鏡の位置で回折格子
が存在しない場合は、反射鏡の位置での電磁場の位相と
の関係が重要となってくる。もし、回折格子の終端と反
射鏡との間隔が極めて近い場合には界面での電磁場の位
相は回折格子の位相を反射鏡の位置に外挿したものとな
る。しかしながら、反射鏡と回折格子の終端が離れるに
伴い電磁場の位相は回折格子により誘起される位相から
端面に於ける利得を向上させる位相へとシフトする。こ
のシフトによる効果は回折格子の振幅が除々に変化して
結合が可能になる場合に大きくなる。その結果、反射鏡
位置に於ける電磁場の位相はλ／４シフトと同様に０へ
と漸近してゆきモード間損失差は安定に増大することに
なる。

【００１３】請求項３記載の半導体レーザ装置の製造方
法によれば、導波路層と同様な組成の結晶を一部形成し
ておき、その上に回折格子を形成することで、導波路層
と同様な結晶上の回折格子は、その後成長する導波路層
と同一化するために回折格子が存在しない領域を、連続
的に形成することができる。それにより、位相θ＝π／
２として安定にモード間損失差を得るものである。結晶
成長法としてＭＯＶＰＥ法を用いることで、メルトバッ
クがなくかつ膜厚制御性に優れた半導体結晶を作製する
ことができる。

【００１４】請求項４記載の半導体レーザ装置の製造方
法によれば、導波路層と同様な組成からなるストライプ
状の結晶を形成しておき、その上にストライプを利用し
ゆるやかに厚みの変化したレジストを塗布し、回折格子
を形成することで、回折格子の振幅が反射端面に近づく
につれて小さくなり、位相θ＝０の状態で消滅する領域
を連続的に形成することができる。これにより、電磁場
は位相θ＝０の状態で容易に回折格子と再結合するため
高いモード間損失差が得られる。

【００１５】

【実施例】〔第１の実施例〕図１はこの発明の第１の実
施例における半導体レーザ装置の構成図を示すものであ
る。図１において、１はｎ−ＩｎＰ基板（半導体単結晶
基板）、２は分布帰還型グレーティング（回折格子）、
４はグレーティングの存在しない平坦面、５はＩｎＧａ
ＡｓＰ（λ＝1.3 μｍ）導波路層、６はＩｎＧａＡｓＰ
（λ＝1.55μｍ）活性層、７はｐ−ｎ−ｐＩｎＰ埋め込
み層、８はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3 μｍ）キャッ
プ層、９はＡｕ／Ｚｎのｐ側電極、１０はＡｕ−Ｓｎの
ｎ側電極、１１は酸化珪素／アモルファス珪素多層反射
膜、１２は膜厚がλ／４の窒化珪素無反射膜である。

【００１６】以上のように構成されたこの実施例の半導
体レーザ装置において、以下その動作を説明する。電流
はＡｕ／Ｚｎのｐ側電極９より供給され、埋め込み層７
により挟窄された後、活性層６に注入される。活性層６
で発生した光は導波路層５にしみだし、グレーティング
２の周期により決定される波長の光が発振する。導波路
層に反射膜１１を形成した端面付近でグレーティングが
存在していないため、グレーティングによる光の帰還が
なく光学利得が低下し端面の反射による光強度の増大を
打ち消すことができる。

【００１７】この実施例のレーザ共振器内部の光強度，
電子密度，屈折率の分布を図２に示す。これより、共振
器内部の光強度分布が極めて平坦化され、屈折率変化が
少ないことがわかる。レーザの発振波長の注入電流依存
性を測定した結果、従来0.1nm/mAのものが0.045nm/mA以
下に低下し、チャーピング量も３ＭＨｚから９００ＫＨ
ｚへと減少した。一方、反射鏡端面でグレーティングが
存在していないことより、グレーティングの位相は０と
近似される。一方、光の出射面である無反射コートした
端面では、グレーティングの位相は意味を持たないため
０にきわめて近い値をとる。その結果端面における位相
差は０となり、安定して一定のモード間損失差を持つこ
ととなる。

【００１８】この実施例では、サイドモードは最高に抑
圧された状態とはならないが、反射面に於ける反射効率
を最適化することで、従来のサイドモード抑圧比が３０
ｄＢ程度にたいして４０ｄＢと特性が約1.3 倍に抑圧さ
れた。この場合、全てのレーザチップに対して反射端面
の位相差一定であるため、サイドモードは全てのレーザ
チップにおいて同様に安定して４０ｄＢ以上の抑圧比が
得られることにより、歩留まりが向上した。

【００１９】〔第２の実施例〕図３はこの発明の第２の
実施例における半導体レーザ装置の構成図を示すもので
ある。図３において、１はｎ−ＩｎＰ基板、２は分布帰
還型グレーティング、３はグレーティング２の振幅が漸
減する領域、４はグレーティングの存在しない平坦面、
５はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3 μｍ）導波路層、６はＩ
ｎＧａＡｓＰ（λ＝1.55μｍ）活性層、７はｐ−ｎ−ｐ
ＩｎＰ埋め込み層、８はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝1.3
μｍ）キャップ層、９はＡｕ／Ｚｎのｐ側電極、１０は
Ａｕ−Ｓｎのｎ側電極、１１は酸化珪素／アモルファス
珪素多層反射膜、１２は膜厚がλ／４の窒化珪素無反射
膜である。

【００２０】以上のように構成されたこの実施例の半導
体レーザ装置において、以下その動作を説明する。電流
はＡｕ／Ｚｎのｐ側電極９より供給され、埋め込み層７
により挟窄された後、活性層６に注入される。活性層６
で発生した光は導波路層５にしみだし、グレーティング
２の周期により決定される波長の光が発振する。共振器
内部では、回折格子による導波路層５の膜厚変動が導波
モード全体の屈折率変化を誘起し、活性層６内部の実効
屈折率はグレーティング２の形状に即して分布する。こ
の活性層６内部の実効屈折率の変化の周期に対応した波
長の光が帰還・増幅されるために特定の波長の光が選択
的に発振する。

【００２１】しかしながら、分布帰還型の場合はグレー
ティング２の位相と進行波および後進波の位相が一致し
ないためにブラッグ波長を挟んだ２つのモードが同時に
発振する可能性がある。この確率はレーザ端面に反射−
無反射コーティングを施すことで減少するが、反射端面
におけるグレーティングの位相の状態により２つのモー
ドの同時発振の可能性は残る。

【００２２】この実施例の半導体レーザは、グレーティ
ング２の振幅が反射端面において２０μｍに渡り漸減す
る領域３および５０μｍの平坦面４を有している。反射
鏡の位置でグレーティングが存在せず、グレーティング
２の終端と反射鏡の間隔がきわめて近い場合には、界面
での電磁場の位相はグレーティング２の位相を反射鏡の
位置に外挿したものとなる。しかしながら、反射鏡とグ
レーティング２の終端が５０μｍ程度離れており、グレ
ーティング２の振幅が除々に大きくなり結合が可能とな
る場合に、電磁場の位相はグレーティング２により誘起
される位相から端面に於ける利得を向上させる位相へと
シフトすることが可能となる。その結果反射鏡位置に於
ける電磁場の位相は、λ／４シフトと同様にθ＝０へと
漸近してゆきモード間損失差は安定に増大し、グレーテ
ィング２の反射端面に於ける周期により生ずる発振モー
ドの不安定をなくすことが可能とすることができた。

【００２３】この実施例では、従来のサイドモード抑圧
比が３０ｄＢ程度にたいして５３ｄＢと特性が、約1.7
倍に抑圧された。この場合、全てのレーザチップに対し
てθ＝０が実現され、安定して５０ｄＢ以上の抑圧比が
得られることにより、歩留まりが飛躍的に向上した。 〔第３の実施例〕図４はこの発明の第３の実施例におけ
る半導体レーザ装置の製造方法を示すものである。

【００２４】図４において、まず第１のエピタキシャル
成長においてｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
（結晶）グレーティングストップ層１３を５０ｎｍ、ｎ
−ＩｎＧａＡｓ選択エッチング層１６を２０ｎｍ成長し
た後、硫酸：過酸化水素水：水＝１：１：５００溶液で
表面処理を行なう。その後、レーザ端面とする位置から
１０μｍのストライプ状の酸化膜１７を形成し、ストラ
イプ部分を残すように硫酸系エッチング溶液で選択エッ
チング層１６とグレーティングストップ層１３とを部分
的にエッチング除去し、図４(a) の構造を得る。ここ
で、硫酸系エッチング溶液は硫酸：過酸化水素水：水＝
１：１：３００とすることで、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａ
ＡｓＰエッチングレート比＝１００とすることができ、
約１／１００の勾配のエッチング領域を２０μｍ形成す
ることができる。

【００２５】次に、酸化膜１７を全面除去した後、全体
を硫酸：過酸化水素水：水＝１：１：２００溶液でエッ
チングし、ｎ−ＩｎＧａＡｓ選択エッチング層１６を除
去する。その後全面にホログラフィック露光法によりグ
レーティング２を形成して図４(b) の構造を得る。次
に、全面にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（結晶）導波路層５を0.
15μｍ、ＩｎＧａＡｓＰ活性層６を0.1 μｍ、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１４を0.5 μｍ成長して図４(c) の構造を
得る。ここで、グレーティングストップ層１３は光導波
路層５と一体化するため、振幅が除々に減少するグレー
ティング領域３と下部にグレーティングが存在しない平
坦面４を有することとなる。この平坦面４はエッチング
されていないため位相としてはθ＝π／２となる。

【００２６】次にクラッド層１４，活性層６，光導波路
層５および基板１の一部を幅１μｍに渡り、＜０１１＞
方向にエッチングによりストライプ１５を形成した後、
ｐ−ＩｎＰ層・ｎ−ＩｎＰ層・ｐ−ＩｎＰ層７およびｐ
−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を成長し、その後、Ａｕ
／Ｚｎのｐ側電極９とＡｕ−Ｓｎのｎ側電極１０を蒸着
により形成し、無反射コーティングとして膜厚がλ／４
の窒化珪素無反射膜１２と、反射コーティングとして酸
化珪素膜とアモルファス珪素膜の多層反射膜１１を堆積
し、図４(d) の構造を得る。

【００２７】この実施例では、除々に振幅が減少するグ
レーティング遷移領域３を得るために、導波路層５と同
じ組成を持つグレーティングストップ層１３とｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓ選択エッチング層１６のエッチングレート比の
違いを利用して、グレーティングストップ層１３に１／
１００の傾斜面を２０μｍ、平坦面を３０μｍ部分的に
形成しておき、結晶全面にグレーティング２を形成する
だけでよいことが特徴である。この場合、ホログラムな
どにより光の分布を変調して平坦面を作製する場合と異
なり位相に影響を与えず、かつ広い範囲に渡って従来技
術をもちいて振幅が漸減するグレーティング２を容易に
形成することが可能となる。

【００２８】〔第４の実施例〕図５はこの発明の第４の
実施例における半導体レーザ装置の製造方法を示すもの
である。図５において、まず第１のエピタキャル成長に
おいてｎ−ＩｎＰ基板1 上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰグレー
ティングストップ層１３を１μｍ成長した後、端面から
１０μｍのストライプを残して硫酸系エッチング溶液で
グレーティングストップ層１３を部分的にエッチング除
去する。次に全面にレジスト１８を３μｍ程度塗布する
事で、厚みがストライプの近傍で除々に変化したレジス
ト構造となり、図５(a) を得る。

【００２９】次に、全面にホログラフィック露光法によ
りグレーティング２を形成することで、レジスト１８の
膜厚の薄い部分では基板１にグレーティング２が形成さ
れるが、ストライプ付近ではレジスト１８が除々に厚く
なりグレーティング２の深さがレジスト１８の厚みに対
応して浅くなり図５(b) の構造を得る。次に、ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光導波路層５を0.15μｍ、ＩｎＧａＡｓＰ活
性層６を0.1 μｍ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４を0.5 μ
ｍ成長して、グレーティングの振幅が漸減する領域３と
グレーティングの存在しない平坦面４とが得られ、図５
(c) の構造となる。ここで、グレーティングストップ層
１３は導波路層５と一体化するため下部にグレーティン
グが存在しない平坦面４を有することとなる。この平坦
面４はエッチングされていないため位相としてはθ＝π
／２となる。

【００３０】次にクラッド層１４，活性層６，光導波路
層５および基板１の一部を幅１μｍに渡り、＜０１１＞
方向にエッチングによりストライプ１５を形成した後、
ｐ−ＩｎＰ層・ｎ−ＩｎＰ層・ｐ−ＩｎＰ層７、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓ層８を成長し、その後、Ａｕ／Ｚｎのｐ側電
極９とＡｕ−Ｓｎのｎ側電極１０を蒸着により形成し、
無反射コーティングとして膜厚がλ／４の窒化珪素無反
射膜１２と、反射コーティングとして酸化珪素膜とアモ
ルファス珪素膜の多層反射膜１１を堆積し、図５(d) の
構造を得る。

【００３１】この実施例では、θ＝π／２の位相を持つ
平坦面４を得るために、導波路層５と同じ組成を持つグ
レーティングストップ層１３を部分的に形成しておき、
結晶全面にグレーティング２を形成するだけでよいこと
が特徴である。この場合、ホログラムなどにより光の分
布を変調して平坦面を作製する場合と異なり位相に影響
を与えず、かつ広い範囲に渡って従来技術をもちいてグ
レーティング２を形成することが可能となる。

【００３２】なお、上記第１〜第４の実施例において、
グレーティング２の位置を活性層６の下としたが、活性
層６の上部に形成してもよい。さらに、多層反射膜１１
としては酸化珪素／アモルファス珪素多層膜、無反射膜
１２としては窒化珪素膜としたが、多層反射膜１１及び
無反射膜１２はこの材料に限るものではない。また、半
導体結晶基板にＩｎＰ基板１を用いたが、ＧａＡｓなど
の他の半導体結晶基板を用いてもよい。

【００３３】また実施例では導波路層５と活性層６を隣
接しているが、この限りではない。また、第３，第４の
実施例では、エッチング溶液を硫酸系としたが他の選択
エッチング溶液でもよい。また、第４の実施例において
レジスト１８の膜厚を３μｍとしたがレジスト１８の厚
みを変化することができればこの限りではない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、サイドモード抑圧比が大きく、安定した単一モード
発振が得られ、かつ片端面反射コーティングを適応する
ことで高出力化が図れる。特に、回折格子の結合領域で
深さを除々に変化することでλ／４シフト効果によるサ
イドモード抑圧比を向上した半導体レーザ装置を実現で
き、レーザの歩留まり向上など実用上非常に大きな影響
力を持つものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例における半導体レーザ
装置の構造図である。

【図２】同実施例における光強度，電子密度，屈折率の
分布図である。

【図３】この発明の第２の実施例における半導体レーザ
装置の構造図である。

【図４】この発明の第３の実施例における半導体レーザ
装置の製造方法である。

【図５】この発明の第４の実施例における半導体レーザ
装置の製造方法である。

【図６】従来のＤＦＢレーザの構造図である。

【図７】従来のＤＦＢレーザのレーザ共振器内部の光強
度，電子密度，屈折率の分布図である。

【図８】モード間損失差と位相の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ｎ−ＩｎＰ基板（単結晶半導体基板） ２ 分布帰還型グレーティング（回折格子） ３ グレーティングの振幅が漸減する領域 ４ グレーティングの存在しない平坦面 ５ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（結晶）導波路層 ６ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １３ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（結晶）グレーティングス
トップ層 １８ レジスト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体単結晶基板上に形成した活性層お
   よび導波路層からなり反射端面および出射端面を有する
   レーザ共振器を備えた半導体レーザ装置であって、 前記レーザ共振器の反射端面およびその近傍を除く前記
   導波路層表面に回折格子を設けた半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 回折格子の振幅をレーザ共振器の出射端
   面から反射端面方向にかけて除々に小さくしたことを特
   徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 半導体単結晶基板上に前記基板と組成が
   異なる結晶を成長する第１の結晶成長工程と、前記結晶
   をレーザ共振器の反射端面およびその近傍を構成する部
   分を残してエッチング除去するエッチング工程と、前記
   基板および前記結晶表面に回折格子を形成する回折格子
   形成工程と、前記回折格子上に前記結晶を再び成長する
   第２の結晶成長工程とを含む半導体レーザ装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 半導体単結晶基板上に前記基板と組成が
   異なる結晶を成長する第１の結晶成長工程と、 前記結晶をレーザ共振器の反射端面およびその近傍を構
   成する部分をストライプ状に残すようにエッチング除去
   するエッチング工程と、 前記レーザ共振器の出射端面から反射端面方向にかけて
   除々に厚くなるようにレジストを前記基板および前記ス
   トライプ状に残した結晶の表面全面に塗布し、前記レジ
   スト上に２干渉露光法により回折格子を描画し、エッチ
   ングにより前記基板および結晶に回折格子を転写する回
   折格子形成工程と、 前記回折格子上に前記結晶を再び成長する第２の結晶成
   長工程とを含む半導体レーザ装置の製造方法。