JPH0545077B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0545077B2
JPH0545077B2 JP6510686A JP6510686A JPH0545077B2 JP H0545077 B2 JPH0545077 B2 JP H0545077B2 JP 6510686 A JP6510686 A JP 6510686A JP 6510686 A JP6510686 A JP 6510686A JP H0545077 B2 JPH0545077 B2 JP H0545077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
waveguide layer
stripe structure
mesa stripe
active waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6510686A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62221178A (en
Inventor
Hirohiko Katsuta
Yasuharu Suematsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Fujikura Ltd
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd, Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP6510686A priority Critical patent/JPS62221178A/en
Publication of JPS62221178A publication Critical patent/JPS62221178A/en
Publication of JPH0545077B2 publication Critical patent/JPH0545077B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • H01S5/125Distributed Bragg reflector [DBR] lasers

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、光通信の光源等として用いられる
分布反射型半導体レーザおよびその製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a distributed reflection semiconductor laser used as a light source for optical communication, and a method for manufacturing the same.

「従来の技術」 最近、分布反射型半導体レーザの一種として、
BIGレーザと呼ばれる新しいタイプの半導体レー
ザが開発されている。第5図は、このBIGレーザ
の構成例を示す断面斜視図である。図において、
1はp−InP基板、2はp−InPバツフア層、3
はλg=1.55μmのInGaAsP活性導波路層、4はλg
=1.0〜1.2μmのn−InGaAsP(またはn−InP)
保護層、5はλg=1.3〜1.4μmmのn−InGaAsP
外部導波路層、6はn−InPクラツド層、7は
SiO2絶縁膜、8a,8bは各々金属電極、9は
金属電極8a用の窓部、10は分布ブラツグ反射
器(回折格子)である。また、11〜13は各々
埋込層を構成するn−Inp層、p−InP層および
n−InGaAsP層である。また、図に示すXは活
性領域、Ya、Ybは外部導波路領域である。
"Conventional technology" Recently, as a type of distributed reflection semiconductor laser,
A new type of semiconductor laser called a BIG laser has been developed. FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing an example of the configuration of this BIG laser. In the figure,
1 is a p-InP substrate, 2 is a p-InP buffer layer, 3
is InGaAsP active waveguide layer with λg = 1.55μm, 4 is λg
=1.0~1.2μm n-InGaAsP (or n-InP)
Protective layer 5 is n-InGaAsP with λg = 1.3 to 1.4 μmm
External waveguide layer, 6 is n-InP cladding layer, 7 is
A SiO 2 insulating film, 8a and 8b are metal electrodes, 9 is a window for the metal electrode 8a, and 10 is a distributed Bragg reflector (diffraction grating). Further, 11 to 13 are an n-Inp layer, a p-InP layer, and an n-InGaAsP layer, which constitute buried layers, respectively. Moreover, X shown in the figure is an active region, and Ya and Yb are external waveguide regions.

ここで、上記構成において、 ns:p−InP基板1およびn−InPクラツド層6
の屈折率 nact:活性導波路層3の屈折率 ncov:保護層4の屈折率 next:外部導波路層5の屈折率 tact:活性導波路層3の厚さ tcov:保護層4の厚さ text:外部導波路層5の厚さ とした場合に、 nact>next>ncov≧ns ……(1) となるようにし、かつ、この条件のもとで各層の
物質組成および厚さtact、tcov、textを適切に設
定することにより、伝播定数および電界分布の整
合を得ることが可能となる。そして、実験結果に
よれば、活性導波路層3と外部導波路層5との間
の結合効率を90%以上、100%に近い値とするこ
とができた。
Here, in the above configuration, ns: p-InP substrate 1 and n-InP cladding layer 6
refractive index nact: refractive index of active waveguide layer 3 ncov: refractive index of protective layer 4 next: refractive index of outer waveguide layer 5 tact: thickness of active waveguide layer 3 tcov: thickness of protective layer 4 text : When the thickness of the external waveguide layer 5 is set, nact>next>ncov≧ns...(1), and under this condition, the material composition and thickness of each layer tact, tcov, text By appropriately setting , it is possible to match the propagation constant and electric field distribution. According to the experimental results, the coupling efficiency between the active waveguide layer 3 and the external waveguide layer 5 could be set to a value of 90% or more and close to 100%.

このように、第5図に示す構成によれば、活性
導波路層3と外部導波路層5との間の結合を極め
て良好に行うことができるから、反射や散乱等の
発生をほとんどなくすことができ、これによつ
て、高効率で高安定な単一モードのレーザ発振を
行うことができる。なお、第5図に示す構成にお
いて各層の導電性(p型とn型)を反転させて
も、全く同様の効果が得られる。ただし、この場
合にはキヤツプ層とZn拡散領域が必要になる。
As described above, according to the configuration shown in FIG. 5, the coupling between the active waveguide layer 3 and the external waveguide layer 5 can be achieved extremely well, so that the occurrence of reflection, scattering, etc. can be almost eliminated. As a result, highly efficient and highly stable single mode laser oscillation can be performed. Note that even if the conductivity (p type and n type) of each layer is reversed in the configuration shown in FIG. 5, exactly the same effect can be obtained. However, in this case, a cap layer and a Zn diffusion region are required.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述したBIGレーザにおいては、電
極8bから注入された電流の一部が、第6図に矢
印A1によつて示すように、活性導波路層3に注
入されず、外部導波路領域Ya、Ybを通つて流れ
てしまい、このため、しきい値電流が小さくなら
ない問題があつた。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the above-mentioned BIG laser, a part of the current injected from the electrode 8b flows into the active waveguide layer 3, as shown by the arrow A1 in FIG. It was not injected and instead flowed through the external waveguide regions Ya and Yb, resulting in the problem that the threshold current was not reduced.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、外部導波路領域を流れる電流を大幅に低減
することができる分布反射型半導体レーザおよび
その製造方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a distributed reflection semiconductor laser that can significantly reduce the current flowing through the external waveguide region, and a method for manufacturing the same.

「問題点を解決するための手段」 この発明は、活性導波路層と、この活性導波路
層上に積層された保護層と、前記活性導波路層お
よび保護層の前後および上面に接してこれら各層
を包むように形成された外部導波路層と、この外
部導波路層の所定の部分に沿つて設けられた分布
ブラツグ反射器とを有するメサストライプ構造
と、前記メサストライプ構造を埋め込む埋込層と
を具備する分布反射型半導体レーザにおいて、前
記メサストライプ構造を、前記活性導波路層の部
分の幅が狭く、前記分布ブラツグ反射器の部分の
幅が広い形状とし、かつ、前記メサストライプ構
造の前記分布ブラツグ反射器の部分の上方に、注
入電流にしてp−n逆接合を形成する複数の半導
体層を形成したことを特徴とている。
"Means for Solving the Problems" The present invention comprises an active waveguide layer, a protective layer laminated on the active waveguide layer, and a mesa stripe structure having an outer waveguide layer formed to surround each layer and a distributed Bragg reflector provided along a predetermined portion of the outer waveguide layer; and a buried layer embedding the mesa stripe structure. In the distributed reflection semiconductor laser, the mesa stripe structure has a narrow width in the active waveguide layer portion and a wide width in the distributed Bragg reflector portion, and The device is characterized in that a plurality of semiconductor layers are formed above the distributed Bragg reflector to form a pn inverse junction when the current is injected.

また、この発明による製造方法は、前記メサス
トライプ構造を、活性導波路層の部分の幅が狭
く、分布ブラツグ反射器の部分の幅が広い形状に
形成する第1の工程と、前記第1の工程終了後の
積層体の上面に、導電型が異なる複数の半導体層
を順次成長させる第2の工程とを有することを特
徴としている。
Further, the manufacturing method according to the present invention includes a first step of forming the mesa stripe structure in a shape in which the width of the active waveguide layer portion is narrow and the width of the distributed Bragg reflector portion is wide; The method is characterized in that it includes a second step of sequentially growing a plurality of semiconductor layers having different conductivity types on the upper surface of the laminate after the step is completed.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。第1図はこの発明の一実施例によ
る分布反射型導体レーザ(BIGレーザ)の断面
図、第2図、第3図は各々第1図における−
線、−線断面図であり、これらの図におい
て、第5図の各部に対応する部分には同一の符号
が付してある。これらの図において、1はp−
InP基板、3はInGaAsP活性導波路層、4はn−
InP保護層、5はn−InGaAsP外部導波路層、1
0は分布ブラツグ反射器である。また、15は外
部導波路層5の上面に積層されたn−InP層、1
6,17,18は各々n−InP層、p−InP層、
n−InP層、7はSiO2膜、8a,8bは各々電極
である。
"Embodiment" Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a distributed reflection type conductor laser (BIG laser) according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are respectively -
5 are cross-sectional views taken along the line and - line, and in these figures, parts corresponding to those in FIG. 5 are given the same reference numerals. In these figures, 1 is p-
InP substrate, 3 is InGaAsP active waveguide layer, 4 is n-
InP protective layer, 5 is n-InGaAsP outer waveguide layer, 1
0 is a distributed Bragg reflector. Further, 15 is an n-InP layer laminated on the upper surface of the external waveguide layer 5;
6, 17, 18 are n-InP layer, p-InP layer,
The n-InP layer, 7 is a SiO 2 film, and 8a and 8b are electrodes.

次に上述した半導体レーザの製造方法を説明す
る。
Next, a method for manufacturing the above-mentioned semiconductor laser will be explained.

まず、第4図イに示すように、n−InP基板
1の上にInGaAsP活性導波路層3、n−InP保
護層4を順次、液相エピタキシヤル法によつて
成長させ、積層体21を作成する。
First, as shown in FIG. 4A, an InGaAsP active waveguide layer 3 and an n-InP protective layer 4 are sequentially grown on an n-InP substrate 1 by liquid phase epitaxial method to form a laminate 21. create.

次に、積層体21の上面中央部にエツチング
保護膜を形成した後、第4図ロに示すように、
基板1に達する深さまでエツチングを行い、次
いで、基板1の上面にエツチングにより分布ブ
ラツグ反射器10を形成する。
Next, after forming an etching protection film at the center of the upper surface of the laminate 21, as shown in FIG.
Etching is performed to a depth that reaches the substrate 1, and then a distributed blur reflector 10 is formed on the upper surface of the substrate 1 by etching.

次に、2回目の成長を行い、第4図ハに示す
ように、n−InGaAsP外部導波路層5および
n−InP層15を形成する。
Next, a second growth is performed to form an n-InGaAsP external waveguide layer 5 and an n-InP layer 15, as shown in FIG. 4C.

次に、第4図ハに示すものの上面にエツチン
グ保護膜を形成した後エツチングを行い、第4
図ニに示すメサストライプ構造22を作成す
る。この場合、メサストライプ構造22を、同
図に示すように、活性導波路層3の部分(活性
領域)22aの幅が狭く、分布ブラツグ反射器
10の部分(外部導波路領域)22bの幅が広
い構造とする。
Next, after forming an etching protection film on the upper surface of the material shown in FIG.
A mesa stripe structure 22 shown in FIG. 2 is created. In this case, the mesa stripe structure 22 has a narrow width in the active waveguide layer 3 portion (active region) 22a and a width in the distributed Bragg reflector 10 portion (external waveguide region) 22b, as shown in the figure. The structure should be wide.

次に、第4図ニのものの上面に、n−InP層
16、p−Inb層17、n−InP層18を順次
成長させる。この場合、メサストライプ構造2
2の部分22aの幅が狭いので、n−InP層1
6、p−InP層17が、第2図に示すように部
分22aの上方に成長せず、側方にのみ成長す
る。一方、メサストライプ構造22の部分22
bの幅が広いので、部分22の側方だけでな
く、部分22bの上方にも、第3図に示すよう
に、n−InP層16、p−InP層17、n−InP
層18が順次成長する。これにより、第1図に
示すように、分布ブラツグ反射器10の上方に
n−p−nの3層構造が形成される。
Next, an n-InP layer 16, a p-Inb layer 17, and an n-InP layer 18 are successively grown on the upper surface of the structure shown in FIG. In this case, mesa stripe structure 2
Since the width of the portion 22a of 2 is narrow, the n-InP layer 1
6. The p-InP layer 17 does not grow above the portion 22a, as shown in FIG. 2, but only laterally. On the other hand, the portion 22 of the mesa stripe structure 22
Since the width of b is wide, n-InP layer 16, p-InP layer 17, n-InP layer 16, p-InP layer 17, and
Layers 18 are grown sequentially. As a result, an npn three-layer structure is formed above the distributed Bragg reflector 10, as shown in FIG.

なお、上述したように、幅の狭い部分22a
の上方にはn−InP層16、p−InP層17を
成長させず、幅の広い部分22bの上方にのみ
n−InP層16、p−InP層17を成長させる
ようにすることは、温度、成長時間等の成長条
件をコントロールすることにより、容易に可能
である。
Note that, as described above, the narrow portion 22a
Not growing the n-InP layer 16 and p-InP layer 17 above, but growing the n-InP layer 16 and p-InP layer 17 only above the wide part 22b is a This is easily possible by controlling growth conditions such as growth time.

次に、SiO2膜7、電極8a,8bを形成す
る。
Next, a SiO 2 film 7 and electrodes 8a and 8b are formed.

このように、上記実施例においては、メサスト
ライプ構造22の部分22aの幅を狭く、部分2
2bの幅を広くすることにより、部分22bの上
方に選択的にn−p−nの層構造を形成してい
る。この結果、分布ブラツグ反射器10の上方
に、注入電流に対するp−n逆接合が形成され、
これにより、第6図に示す外部導波路領域のみを
通過する電流A1をほぼ零とすることができる。
In this way, in the above embodiment, the width of the portion 22a of the mesa stripe structure 22 is narrowed, and the width of the portion 22a of the mesa stripe structure 22 is narrowed.
By increasing the width of portion 2b, an npn layer structure is selectively formed above portion 22b. As a result, a pn inverse junction with respect to the injection current is formed above the distributed bragg reflector 10,
Thereby, the current A1 that passes only through the external waveguide region shown in FIG. 6 can be made almost zero.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による分布反射
型半導体レーザは、外部導波路領域を通過する電
流をほぼ零とすることができ、これにより、しき
い値電流の低減および信頼性の向上を図ることが
できる。また、活性導波路層の幅を狭くできるの
で、発振の横モード制御および低しきい値化がさ
らに実現し易い。また、この発明による製造方法
によれば、従来の製造方法と同じ成長回数によつ
て外部導波路領域にのみ選択的にp−n逆接合を
形成できる効果が得られる。
"Effects of the Invention" As explained above, the distributed reflection semiconductor laser according to the present invention can reduce the current passing through the external waveguide region to almost zero, thereby reducing the threshold current and improving reliability. It is possible to improve the Furthermore, since the width of the active waveguide layer can be narrowed, it is easier to control the transverse mode of oscillation and lower the threshold voltage. Further, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to selectively form a pn inverse junction only in the external waveguide region by using the same number of growths as in the conventional manufacturing method.

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

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す断面
図、第2図、第3図は各々第1図における−
線、−線断面図、第4図は同実施例の製造工
程を説明するための図、第5図は従来の分布反射
型半導体レーザの構成例を示す断面斜視図、第6
図は同従来例の問題点を説明するための断面図で
ある。 3……活性導波路層、4……保護層、5……外
部導波路層、10……分布ブラツグ反射器、16
……n−InP層、17……p−InP層、18……
n−InP層、22……メサストライプ構造。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are -
4 is a diagram for explaining the manufacturing process of the same embodiment, FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing an example of the configuration of a conventional distributed reflection semiconductor laser, and FIG.
The figure is a sectional view for explaining the problems of the conventional example. 3... Active waveguide layer, 4... Protective layer, 5... Outer waveguide layer, 10... Distributed Bragg reflector, 16
... n-InP layer, 17 ... p-InP layer, 18 ...
n-InP layer, 22... mesa stripe structure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 活性導波路層と、この活性導波路層上に
積層された保護層と、前記活性導波路層および
保護層の前後および上面に接してこれら各層を
包むように形成された外部導波路層と、この外
部導波路層の所定の部分に沿つて設けられた分
布ブラツグ反射器とを有するメサストライプ構
造と、 (b) 前記メサストライプ構造を埋め込む埋込層と
を具備する分布反射型半導体レーザにおいて、 (c) 前記メサストライプ構造を、前記活性導波路
層の部分の幅が狭く、前記分布ブラツグ反射器
の部分の幅が広い形状とし、かつ、 (d) 前記メサストライプ構造の前記分布ブラツグ
反射器の部分の上方に、注入電流に対してp−
n逆接合を形成する複数の半導体層を形成して
なる分布反射型半導体レーザ。 2 活性導波路層と、この活性導波路層上に積層
された保護層と、前記活性導波路層および保護層
の前後および上面に接してこれら各層を包むよう
に形成された外部導波路層と、この外部導波路層
の所定の部分に沿つて設けられた分布ブラツグ反
射器とを有するメサストライプ構造と、前記メサ
ストライプ構造を埋め込む埋込層とを具備する分
布反射型半導体レーザの製造方法において、 (a) 前記メサストライプ構造を、前記活性導波路
層の部分の幅が狭く、前記分布ブラツグ反射器
の部分の幅が広い形状に形成する第1の工程
と、 (b) 前記第1の工程終了後の積層体の上面に、導
電型が異なる複数の半動体層を順次成長させる
第2の工程とを有することを特徴とする分布反
射型半導体レーザの構造方法。
[Scope of Claims] 1 (a) An active waveguide layer, a protective layer laminated on the active waveguide layer, and a layer that is in contact with the front, rear, and upper surfaces of the active waveguide layer and the protective layer, and wraps each of these layers. (b) a mesa stripe structure having a formed outer waveguide layer and a distributed Bragg reflector provided along a predetermined portion of the outer waveguide layer; and (b) a buried layer embedding the mesa stripe structure. (c) the mesa stripe structure has a narrow width in the active waveguide layer portion and a wide width in the distributed Bragg reflector portion, and (d) the distributed reflection semiconductor laser comprising: Above the distributed Bragg reflector portion of the mesa stripe structure, p-
A distributed reflection type semiconductor laser formed by forming a plurality of semiconductor layers forming an n-inverse junction. 2. an active waveguide layer, a protective layer laminated on the active waveguide layer, and an external waveguide layer formed so as to be in contact with the front, rear, and upper surfaces of the active waveguide layer and the protective layer so as to wrap each of these layers; A method for manufacturing a distributed reflection semiconductor laser comprising a mesa stripe structure having a distributed Bragg reflector provided along a predetermined portion of the external waveguide layer, and a buried layer embedding the mesa stripe structure, (a) a first step of forming the mesa stripe structure to have a narrow width in the active waveguide layer portion and a wide width in the distributed Bragg reflector portion; (b) the first step; A method for constructing a distributed reflection type semiconductor laser, the method comprising: a second step of sequentially growing a plurality of semi-moving layers having different conductivity types on the top surface of the laminate after completion of the process.
JP6510686A 1986-03-24 1986-03-24 Distributed reflection semiconductor laser and manufacture thereof Granted JPS62221178A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6510686A JPS62221178A (en) 1986-03-24 1986-03-24 Distributed reflection semiconductor laser and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6510686A JPS62221178A (en) 1986-03-24 1986-03-24 Distributed reflection semiconductor laser and manufacture thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62221178A JPS62221178A (en) 1987-09-29
JPH0545077B2 true JPH0545077B2 (en) 1993-07-08

Family

ID=13277311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6510686A Granted JPS62221178A (en) 1986-03-24 1986-03-24 Distributed reflection semiconductor laser and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62221178A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62221178A (en) 1987-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3142333B2 (en) Distributed feedback semiconductor laser and method of driving the same
US4644551A (en) Buried-type semiconductor laser
JPH01319986A (en) Semiconductor laser device
JPH0878792A (en) Alignment of embedded strip and outside strip in semiconductor optical constitutional element
JPH0545077B2 (en)
US6108361A (en) Semiconductor laser and method for producing the same
JPS5984577A (en) Semiconductor laser
JPS62214687A (en) Structure of semiconductor laser
JPH0528916B2 (en)
JPH0545076B2 (en)
JP2563994B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2942404B2 (en) Method of manufacturing buried heterostructure semiconductor laser
JPS62221181A (en) Distributed reflection semiconductor laser
JP2986034B2 (en) Semiconductor directional coupler
JPS5812389A (en) Semiconductor laser
JPH04107428A (en) Substrate type optical switch
JPH0656907B2 (en) Method for manufacturing semiconductor light emitting device
JPS61259593A (en) Distributed reflection type semiconductor laser
JPS63169093A (en) Semiconductor laser
JPH01309393A (en) Semiconductor laser device and its manufacture
JP2001053385A (en) Semiconductor laser element
JPH05119359A (en) Substrate type optical switch and production thereof
JPS62259490A (en) Buried hetero structure semiconductor laser
JPS62286017A (en) Optical switch
JPS62221173A (en) Distributed reflection semiconductor laser

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term