JPH06152058A - Optical semiconductor device - Google Patents
Optical semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH06152058A JPH06152058A JP30102492A JP30102492A JPH06152058A JP H06152058 A JPH06152058 A JP H06152058A JP 30102492 A JP30102492 A JP 30102492A JP 30102492 A JP30102492 A JP 30102492A JP H06152058 A JPH06152058 A JP H06152058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- light
- semiconductor device
- optical semiconductor
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信などに用いられ
る光半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device used for optical communication and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の光半導体装置の例としてレーザダ
イオードの構造を図６に示す。従来のレーザダイオード
は、ｎ型のＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型のＧａＡｌＡ
ｓ層１０２が、ＧａＡｌＡｓ層１０２上にＡＲ層１０３
がそれぞれエピタキシャル形成されている。また、ＡＲ
層１０３上にｐ型のＧａＡｌＡｓ層１０４が、ＧａＡｌ
Ａｓ層１０４上にｐ型又はｎ型のＧａＡｓ層１０５がエ
ピタキシャル形成されている。さらに、ＧａＡｓ層１０
５上には電極１０６が、ＧａＡｓ基板１０１の裏面には
電極１０７がそれぞれ形成されている。ＧａＡｓ層１０
５には添加物がドーピングされ、光導波路１０８が形成
されている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows the structure of a laser diode as an example of a conventional optical semiconductor device. A conventional laser diode is composed of an n-type GaAs substrate 101 and an n-type GaAlA substrate.
The s layer 102 is the AR layer 103 on the GaAlAs layer 102.
Are epitaxially formed. Also, AR
A p-type GaAlAs layer 104 is formed on the layer 103 by GaAl
A p-type or n-type GaAs layer 105 is epitaxially formed on the As layer 104. Furthermore, the GaAs layer 10
5, an electrode 106 is formed on the surface 5, and an electrode 107 is formed on the back surface of the GaAs substrate 101. GaAs layer 10
5 is doped with an additive to form an optical waveguide 108.
【０００３】２つの端面には保護膜１０９、１１０が設
けられており、端面での光の反射率を減少させている。Protective films 109 and 110 are provided on the two end faces to reduce the light reflectance at the end faces.
【０００４】次に、別の光半導体装置の従来例を図７に
示す。この従来例は、さらに端面での光の吸収を減らす
ための工夫が施されている。つまり、２回のエピタキシ
ャル成長によって、ｎ型のＧａＡｌＡｓ結晶で埋め込み
成長を行うことにより、端面にＧａＡｌＡｓ層１２７を
形成しているのである。このＧａＡｌＡｓ層１２７は、
発光波長に対してバンドギャップが大きいため、ほとん
ど透明の窓となり、端面での光の吸収が非常に少なくな
る。このため、端面から出射されるレーザ光の最大出力
は大幅に改善される。Next, another prior art example of another optical semiconductor device is shown in FIG. This conventional example is further devised to reduce the absorption of light on the end face. That is, the GaAlAs layer 127 is formed on the end face by performing the buried growth with the n-type GaAlAs crystal by the epitaxial growth performed twice. The GaAlAs layer 127 is
Since the band gap is large with respect to the emission wavelength, the window becomes almost transparent, and the absorption of light at the end face is extremely small. Therefore, the maximum output of the laser light emitted from the end face is greatly improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した図６の従来例
では端面での光の反射率の減少が不十分であるため、端
面からの出射光の最大出力が低く問題であった。In the conventional example of FIG. 6 described above, the decrease in the reflectance of the light at the end face is insufficient, so that the maximum output of the light emitted from the end face is low, which is a problem.
【０００６】また、図７の従来例では端面からの出射光
の最大出力は大幅に改善されるが、２回目のエピタキシ
ャル成長の制御が難しいといった問題があった。このた
め、歩留りが悪く、量産化が困難であった。Further, in the conventional example of FIG. 7, the maximum output of the light emitted from the end face is greatly improved, but there is a problem that it is difficult to control the second epitaxial growth. Therefore, the yield is low and mass production is difficult.
【０００７】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とする。The present invention aims to solve such a problem.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光半導体装置は、長手方向の対向する２つ
の側面が順メサ型のエッチング形状である略直方体の突
起部を上面に有する半導体基板と、半導体基板上に突起
部の高さより厚い膜厚で均等に形成された第１のクラッ
ド層と、第１クラッド層の上に均等な厚さで形成された
活性層と、活性層の上に突起部の高さより厚い膜厚で形
成された第２のクラッド層とを備えており、２つの側面
に挟まれた突起部上の活性層により導波路が構成され、
この導波路の長手方向両側の第２のクラッド層の端面に
より光共振器が構成されている。In order to solve the above-mentioned problems, the optical semiconductor device of the present invention has, as its upper surface, a substantially rectangular parallelepiped projecting portion in which two side surfaces facing each other in the longitudinal direction have a forward mesa type etching shape. A semiconductor substrate, a first clad layer that is evenly formed on the semiconductor substrate with a thickness greater than the height of the protrusions, an active layer that is evenly formed on the first clad layer, and an active layer. A second clad layer formed on the layer with a film thickness thicker than the height of the protrusion, and the waveguide is constituted by the active layer on the protrusion sandwiched between two side surfaces,
An optical resonator is constituted by the end faces of the second cladding layer on both sides of the waveguide in the longitudinal direction.
【０００９】この場合、半導体基板の突起部の対向する
２つの側面が、段差面を挟んで順メサ型のエッチング形
状の複数の斜面を有する階段形状であってもよい。In this case, the two opposing side surfaces of the protrusion of the semiconductor substrate may have a stepped shape having a plurality of forward mesa-type etching-shaped inclined surfaces with a step surface interposed therebetween.
【００１０】また、導波路の長手方向両側の第２のクラ
ッド層の端面には保護膜が設けられていてもよい。A protective film may be provided on the end faces of the second cladding layer on both sides of the waveguide in the longitudinal direction.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の光半導体装置によれば、半導体基板の
上面には長尺の突起部が備えられているので、この半導
体基板上に均等な厚さで形成される活性層にも、同等な
突起部が設けられる。この突起部は上面が平面で長手方
向の対向する２つの側面とこの上面との角度は共に鈍角
であり、突起部の上面の活性層は、導波路として機能し
ている。導波路に電流が注入され光が発生すると、この
光の一部は突起部の上面の導波路を突き抜けて、第２の
クラッド層を透過して端面で反射する。端面で反射した
光は、突起部上面の活性層と第２のクラッド層で往復動
作して、両側の第２のクラッド層の端面をファブリペロ
ー型の共振ミラーとするレーザ共振が起こる。According to the optical semiconductor device of the present invention, since the upper surface of the semiconductor substrate is provided with the elongated protrusions, the same is applied to the active layer formed on the semiconductor substrate with a uniform thickness. A protruding portion is provided. The protrusion has an obtuse angle between the upper surface and two side surfaces facing each other in the longitudinal direction and the upper surface, and the active layer on the upper surface of the protrusion functions as a waveguide. When current is injected into the waveguide and light is generated, a part of this light penetrates the waveguide on the upper surface of the protrusion, passes through the second cladding layer, and is reflected by the end surface. The light reflected by the end face reciprocates between the active layer on the upper surface of the protrusion and the second cladding layer, and laser resonance occurs in which the end faces of the second cladding layers on both sides serve as Fabry-Perot type resonance mirrors.
【００１２】また、突起部の上面の活性層と側面の活性
層との角度は鈍角なので、突起部の上面の導波路で発生
した光の一部は側面の活性層に流れ込む。側面の活性層
に流れ込んだ光は、そのまま進み活性層の端面で反射す
る。端面で反射した光は第１のクラッド層を透過し、活
性層の他の端面で反射する。このように活性層と第２の
クラッド層で往復動作して、活性層の両端面をファブリ
ペロー型の共振ミラーとするレーザ共振が起こる。Further, since the angle between the active layer on the upper surface of the protrusion and the active layer on the side surface is an obtuse angle, part of the light generated in the waveguide on the upper surface of the protrusion flows into the active layer on the side surface. The light flowing into the active layer on the side surface proceeds as it is and is reflected by the end surface of the active layer. The light reflected on the end face passes through the first cladding layer and is reflected on the other end face of the active layer. In this way, the reciprocating operation of the active layer and the second cladding layer causes laser resonance in which both end surfaces of the active layer are Fabry-Perot type resonance mirrors.
【００１３】そして、注入電流をある程度大きくする
と、ついにはレーザ発振に至り、２本のレーザ光が両端
面から外部に出射される。When the injection current is increased to some extent, laser oscillation is finally reached, and two laser beams are emitted from both end faces to the outside.
【００１４】また、半導体基板の突起部の対向する２つ
の側面が階段形状の場合には、突起部側面の活性層も階
段形状となる。このため、複数のレーザ発振が起こり、
突起部の階段形状の段数と同じ本数のレーザ光が外部に
出射される。Further, when the two opposing side surfaces of the projection of the semiconductor substrate have a step shape, the active layer on the side surface of the projection also has a step shape. Therefore, multiple laser oscillations occur,
The same number of laser beams as the number of steps of the stepped shape of the protrusion are emitted to the outside.
【００１５】さらに、活性層及び第２のクラッド層の端
面に保護膜を設ければ、端面での光の反射率が減少する
ので、レーザ光の発光効率が向上する。Further, if a protective film is provided on the end faces of the active layer and the second cladding layer, the light reflectance at the end faces is reduced, so that the luminous efficiency of laser light is improved.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明である光半導体装置の一実施例
について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実
施例の光半導体装置の構造を示す斜視図であり、図２
（ａ）（ｂ）は、本実施例の光半導体装置の構造を示す
断面図である。図１及び図２より、本実施例の光半導体
装置１０は、ｎ型のＧａＡｓ基板１１上に第１のクラッ
ド層であるｎ型のＧａＡｌＡｓ層１２が、ＧａＡｌＡｓ
層１２上に活性領域であるＡＲ層１３がエピタキシャル
形成されている。さらに、ＡＲ層１３上に第２のクラッ
ド層であるｐ型のＧａＡｌＡｓ層１４がエピタキシャル
形成されており、ＡＲ層１３を上下からｎ型のＧａＡｌ
Ａｓ層１２とｐ型のＧａＡｌＡｓ層１４で挟んだいわゆ
るダブルヘテロ接合構造を有している。このような構造
を採用することで、ＡＲ層１３を挟むＧａＡｌＡｓ層１
２、ＧａＡｌＡｓ層１４から注入された電子、ホールは
バンドギャップエネルギーが低く、ポテンシャルウェル
となっているＡＲ層１３中に効率良く閉じ込めることが
できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an optical semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the optical semiconductor device of this embodiment.
(A) And (b) is sectional drawing which shows the structure of the optical-semiconductor device of a present Example. 1 and 2, in the optical semiconductor device 10 of the present embodiment, the n-type GaAlAs layer 12, which is the first cladding layer, is formed on the n-type GaAs substrate 11 by the GaAlAs layer.
An AR layer 13 which is an active region is epitaxially formed on the layer 12. Furthermore, a p-type GaAlAs layer 14 that is a second cladding layer is epitaxially formed on the AR layer 13, and the AR layer 13 is formed from above and below the n-type GaAlAs layer.
It has a so-called double heterojunction structure sandwiched between the As layer 12 and the p-type GaAlAs layer 14. By adopting such a structure, the GaAlAs layer 1 sandwiching the AR layer 13 is formed.
2. The electrons and holes injected from the GaAlAs layer 14 have a low bandgap energy and can be efficiently confined in the AR layer 13 serving as a potential well.
【００１７】なお、ＡＲ層１３は、ＧａＡｌＡｓ層１
２、１４よりも低バンドギャップで高屈折率の材料であ
ればよく、例えばＧａＡｓが用いられる。また、多重量
子井戸構造にしてもよい。The AR layer 13 is the GaAlAs layer 1
Any material having a bandgap lower than 2, 14 and a high refractive index may be used. For example, GaAs is used. Also, a multiple quantum well structure may be adopted.
【００１８】ＧａＡｌＡｓ層１４上には、ｎ型（または
ｐ型）のＧａＡｓ層１５が、ＧａＡｓ層１５上に絶縁膜
としてＳｉＯ2 膜１６がエピタキシャル形成されてお
り、ＳｉＯ2 膜１６上にはｐ側電極１７が、ＧａＡｓ基
板１１の裏面にはｎ側電極１８がそれぞれ形成されてい
る。また、ＧａＡｓ基板１１の上層にはｐ拡散領域１９
が、ＧａＡｓ層１５にはｐ+ 拡散領域２０がそれぞれ形
成されている。さらに、光半導体装置１０の２つの端面
には、端面保護膜２１、２２が形成されている。[0018] On GaAlAs layer 14, the GaAs layer 15 of n-type (or p-type) is, SiO 2 film 16 as an insulating film on the GaAs layer 15 are epitaxially formed, p is on the SiO 2 film 16 A side electrode 17 is formed, and an n-side electrode 18 is formed on the back surface of the GaAs substrate 11. In addition, a p diffusion region 19 is formed on the GaAs substrate 11.
However, p + diffusion regions 20 are formed in the GaAs layer 15, respectively. Further, end face protective films 21 and 22 are formed on the two end faces of the optical semiconductor device 10.
【００１９】図２（ａ）（ｂ）の各断面図に示すよう
に、ＧａＡｓ基板１１は中央部にほぼ直方体の突起部を
備えている。この突起部は、周りをホトエッチングで数
μｍ削り取ることによって形成される。このとき、突起
部の２つの側面がメサ型のエッチング形状となるよう
に、結晶の結晶軸を例えば劈開方向に合わせて形成され
ている。このＧａＡｓ基板１１上に、ＧａＡｌＡｓ層１
２とＡＲ層１３を均等な厚さで堆積させているので、Ａ
Ｒ層１３も中央部に突起部を備えた形状となる。ここ
で、ＡＲ層１３は、突起部の上面のＡＲ層１３ａとメサ
型の斜面のＡＲ層１３ｂと突起部以外のＡＲ層１３ｃと
に分けることができる。As shown in the sectional views of FIGS. 2 (a) and 2 (b), the GaAs substrate 11 has a substantially rectangular parallelepiped protrusion at the center thereof. This protrusion is formed by shaving the periphery by photo-etching for several μm. At this time, the crystal axes of the crystals are formed, for example, in the cleavage direction so that the two side surfaces of the protrusion have a mesa-shaped etching shape. The GaAlAs layer 1 is formed on the GaAs substrate 11.
2 and the AR layer 13 are deposited with a uniform thickness,
The R layer 13 also has a shape having a protrusion in the center. Here, the AR layer 13 can be divided into an AR layer 13a on the upper surface of the protrusion, an AR layer 13b on the mesa slope and an AR layer 13c other than the protrusion.
【００２０】ｐ+ 拡散領域２０は、突起部の順メサ形状
の２つの側面に直交する面に沿ってストライプ状に形成
されているので、ｐ+ 拡散領域２０下部のＡＲ層１３内
で利得ガイド方式による横方向の光閉じ込めが行われ
る。この光閉じ込めによって、ｐ+ 拡散領域２０下部の
ＡＲ層１３に光導波路が形成される。Since the p + diffusion region 20 is formed in a stripe shape along the plane orthogonal to the two side surfaces of the forward mesa shape of the protrusion, the gain guide is formed in the AR layer 13 below the p + diffusion region 20. The optical confinement in the lateral direction is performed by the method. By this light confinement, an optical waveguide is formed in the AR layer 13 below the p + diffusion region 20.
【００２１】光半導体装置１０の動作は次の通りであ
る。まず、ｐ側電極１７とｎ側電極１８の間に電流を流
すと、ｐ+ 拡散領域２０下部のＡＲ層１３ａ内に光が発
生する。この光の一部はＡＲ層１３ａを突き抜けて、ｐ
+ 拡散領域２０下部のＧａＡｌＡｓ層１４内を透過して
端面で反射する。端面で反射した光は、ＡＲ層１３ａと
ＧａＡｌＡｓ層１４で往復運動して、両側のＧａＡｌＡ
ｓ層１４の劈開端面をファブリペロー型の共振ミラーと
するレーザ共振が起こる。The operation of the optical semiconductor device 10 is as follows. First, when a current is passed between the p-side electrode 17 and the n-side electrode 18, light is generated in the AR layer 13a below the p + diffusion region 20. Part of this light penetrates through the AR layer 13a, and p
+ Transmits inside the GaAlAs layer 14 below the diffusion region 20 and is reflected by the end face. The light reflected by the end face reciprocates in the AR layer 13a and the GaAlAs layer 14 to generate GaAlA on both sides.
Laser resonance occurs using the cleaved end face of the s layer 14 as a Fabry-Perot type resonance mirror.
【００２２】また、ＡＲ層１３ａとＡＲ層１３ｂとは鈍
角であるため、ＡＲ層１３ａで発生した光の一部はＡＲ
層１３ｂに流れ込む。ＡＲ層１３ｂに流れ込んだ光は、
そのままＡＲ層１３ｃを進行して端面で反射する。端面
で反射した光はＧａＡｌＡｓ層１２を透過し、ＡＲ層１
３ｃの他の端面で反射する。このようにＡＲ層１３ｃと
ＧａＡｌＡｓ層１２で往復動作して、ＡＲ層１３ｃの両
端面をファブリペロー型の共振ミラーとするレーザ共振
が起こる。Since the AR layer 13a and the AR layer 13b have an obtuse angle, part of the light generated in the AR layer 13a is AR.
Pour into layer 13b. The light flowing into the AR layer 13b is
It advances through the AR layer 13c as it is and is reflected by the end face. The light reflected by the end face passes through the GaAlAs layer 12, and the AR layer 1
It is reflected by the other end face of 3c. As described above, the AR layer 13c and the GaAlAs layer 12 reciprocate to cause laser resonance in which both end faces of the AR layer 13c are Fabry-Perot type resonance mirrors.
【００２３】そして、注入電流をある程度大きくする
と、ついにはレーザ発振に至り、２本のレーザ光がＡＲ
層１３ｃの両端面から外部に出射される。Then, when the injection current is increased to some extent, laser oscillation is finally reached, and the two laser beams are AR.
The light is emitted from both end surfaces of the layer 13c to the outside.
【００２４】ＧａＡｌＡｓ層１４は、発光波長に対して
バンドギャップが広いため、ほとんど透明の窓となり、
端面での光の吸収が少なくなる。さらに、端面保護膜２
１、２２によっても、端面での光の吸収を減少させる。
このため、ＧａＡｌＡｓ層１４に入射したレーザ光は、
光強度の大きいレーザ光として外部に出射される。発明
者による実験の結果では、ＧａＡｌＡｓ層１４から出射
されるレーザ光の強度は、図６の従来例で出射されるレ
ーザ光の強度に比べて、３倍から５倍に大きくなった。Since the GaAlAs layer 14 has a wide bandgap with respect to the emission wavelength, it becomes an almost transparent window.
Less light absorption at the end faces. Furthermore, the end face protective film 2
1, 22 also reduces the absorption of light at the end face.
Therefore, the laser light incident on the GaAlAs layer 14 is
It is emitted to the outside as a laser beam having a high light intensity. According to the result of the experiment by the inventor, the intensity of the laser light emitted from the GaAlAs layer 14 is three to five times higher than the intensity of the laser light emitted in the conventional example of FIG.
【００２５】次に、本発明の応用例の構造を図３の斜視
図に示す。この応用例は、ＧａＡｓ基板１１上に形成さ
れる突起部の対向する２つの側面を階段状に加工したも
のである。階段の上部と側部の成す角度は直角より鈍角
になるように形成されている。このため、ＡＲ層１３の
形状は、ＧａＡｓ基板１１上面とほぼ同じ形状になる。
この応用例では３か所で光共振が起こり、３本のレーザ
光が両端面から外部に出射される。このように応用例の
光半導体装置は、複数のレーザ光が出射されるので、ト
ータルパワーの大きなレーザ光が取り出せる。この例の
ＡＲ層１３の階段の段数は２段であるが、段数を３段以
上に増やせば、出射光のトータルパワーはもっと大きく
なる。Next, a structure of an application example of the present invention is shown in a perspective view of FIG. In this application example, two opposite side surfaces of a protrusion formed on the GaAs substrate 11 are processed into a step shape. The angle between the upper part and the side part of the stairs is formed to be an obtuse angle rather than a right angle. Therefore, the AR layer 13 has substantially the same shape as the upper surface of the GaAs substrate 11.
In this application example, optical resonance occurs at three places, and three laser beams are emitted from both end faces to the outside. In this way, in the optical semiconductor device of the application example, since a plurality of laser beams are emitted, a laser beam with a large total power can be extracted. The number of steps of the stairs of the AR layer 13 in this example is two, but if the number of steps is increased to three or more, the total power of the emitted light is further increased.
【００２６】次に、突起部が形成されたＧａＡｓ基板１
１の例を図４に示す。図４に示すようなＧａＡｓ基板１
１上に、例えば有機金属を用いた気相成長法（以下、Ｍ
ＯＣＶＤ法という）により、ｎ型のＧａＡｌＡｓ層１２
／ＡＲ層１３／ｐ型のＧａＡｌＡｓ層１４／ｎ型（又は
ｐ型）のＧａＡｓ層１５を順次所定の厚さに制御して成
長させる。Next, the GaAs substrate 1 having the protrusions formed thereon.
An example of No. 1 is shown in FIG. GaAs substrate 1 as shown in FIG.
1, a vapor phase growth method using an organic metal (hereinafter, M
N-type GaAlAs layer 12 by OCVD method)
/ AR layer 13 / p-type GaAlAs layer 14 / n-type (or p-type) GaAs layer 15 is sequentially grown to a predetermined thickness.
【００２７】成長したダブルヘテロ結晶のＡ−Ａ´の断
面構造を図５に示す。図１のレーザダイオードは、Ｂ−
Ｂ´面とＣ−Ｃ´面で劈開して製造したものである。こ
の断面構造の特徴は、ＧａＡｌＡｓ層１４の膜厚がＧａ
Ａｓ基板１１上の突起部の幅より厚く、ＡＲ層１３ａの
延長上にＧａＡｌＡｓ層１４が形成されることである。
ＧａＡｌＡｓ層１４は通常２〜３μｍであるため、この
ような構造になるように制御するのは比較的容易であ
る。FIG. 5 shows the cross-sectional structure of the grown double heterocrystal AA '. The laser diode shown in FIG.
It is manufactured by cleaving the B ′ surface and the CC ′ surface. The characteristic of this cross-sectional structure is that the film thickness of the GaAlAs layer 14 is Ga.
That is, the GaAlAs layer 14 is formed on the extension of the AR layer 13a, which is thicker than the width of the protrusion on the As substrate 11.
Since the GaAlAs layer 14 usually has a thickness of 2 to 3 μm, it is relatively easy to control such a structure.
【００２８】なお、本実施例では、ＧａＡｓ基板１１と
してｎ型のＧａＡｓ層を用いたが、ｐ型のＧａＡｓ層を
用いてもよい。この場合、このＧａＡｓ基板上に形成さ
れる各層は、導電形を逆にした構造となる。Although the n-type GaAs layer is used as the GaAs substrate 11 in this embodiment, a p-type GaAs layer may be used. In this case, each layer formed on this GaAs substrate has a structure in which the conductivity types are reversed.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明の光半導体装置であれば、導波路
に電流が注入され光が発生すると、この光の一部は突起
部の上面の活性層を突き抜けて、第２のクラッド層を透
過して端面で反射する。端面で反射した光は、突起部上
面の活性層と第２のクラッド層で往復動作して、両側の
第２のクラッド層の端面をファブリペロー型の共振ミラ
ーとするレーザ共振が起こる。According to the optical semiconductor device of the present invention, when a current is injected into the waveguide and light is generated, a part of this light penetrates the active layer on the upper surface of the protruding portion to pass through the second cladding layer. It transmits and reflects at the end face. The light reflected by the end face reciprocates between the active layer on the upper surface of the protrusion and the second cladding layer, and laser resonance occurs in which the end faces of the second cladding layers on both sides serve as Fabry-Perot type resonance mirrors.
【００３０】また、突起部の上面の活性層と側面の活性
層との角度は鈍角なので、上面の活性層で発生した光の
一部は側面の活性層に流れ込む。側面の活性層に流れ込
んだ光は、そのまま進み活性層の端面で反射する。端面
で反射した光は第１のクラッド層を透過し、活性層の他
の端面で反射する。このように活性層と第２のクラッド
層で往復動作して、活性層の両端面をファブリペロー型
の共振ミラーとするレーザ共振が起こる。Further, since the angle between the active layer on the upper surface of the protrusion and the active layer on the side surface is an obtuse angle, part of the light generated in the active layer on the upper surface flows into the active layer on the side surface. The light flowing into the active layer on the side surface proceeds as it is and is reflected by the end surface of the active layer. The light reflected on the end face passes through the first cladding layer and is reflected on the other end face of the active layer. In this way, the reciprocating operation of the active layer and the second cladding layer causes laser resonance in which both end surfaces of the active layer are Fabry-Perot type resonance mirrors.
【００３１】そして、注入電流をある程度大きくする
と、ついにはレーザ発振に至り、２本のレーザ光が両端
面から外部に出射される。Then, when the injection current is increased to some extent, laser oscillation is finally reached, and two laser beams are emitted from both end faces to the outside.
【００３２】第２のクラッド層は、発光波長に対してバ
ンドギャップが広いため、ほとんど透明の窓となり、端
面での光の吸収が少なくなる。このため、第２のクラッ
ド層から出射されるレーザ光の発光効率が向上する。Since the second cladding layer has a wide bandgap with respect to the emission wavelength, it becomes an almost transparent window, and the absorption of light at the end face is reduced. Therefore, the luminous efficiency of the laser light emitted from the second cladding layer is improved.
【００３３】また、半導体基板の突起部の対向する２つ
の側面が階段形状の場合には、突起部側面の活性層も階
段形状となる。このため、複数のレーザ発振が起こり、
突起部の階段形状の段数と同じ本数のレーザ光が外部に
出射される。本発明は、このように発光部が等価的に広
がるので、指向性が向上する。When the two opposing side surfaces of the protruding portion of the semiconductor substrate have a step shape, the active layer on the side surface of the protruding portion also has a step shape. Therefore, multiple laser oscillations occur,
The same number of laser beams as the number of steps of the stepped shape of the protrusion are emitted to the outside. In the present invention, since the light emitting portion is equivalently spread, the directivity is improved.
【００３４】さらに、活性層及び第２のクラッド層の端
面に保護膜を設ければ、端面での光の反射率が減少する
ので、レーザ光の発光効率が向上する。Further, if a protective film is provided on the end faces of the active layer and the second cladding layer, the light reflectance at the end faces is reduced, and the luminous efficiency of the laser light is improved.
【００３５】第２のクラッド層は半導体基板の段差幅よ
り厚い膜厚で形成されているが、この厚さの制御は比較
的容易に行える。これは、第２のクラッド層の膜厚は、
通常２〜３μｍとなり、この単位での膜厚の制御は技術
的に容易だからである。このように、本発明の光半導体
装置は、歩留りが高く量産化に適した構造を有してい
る。The second clad layer is formed with a film thickness thicker than the step width of the semiconductor substrate, but the thickness can be controlled relatively easily. This is because the thickness of the second cladding layer is
This is usually 2 to 3 μm, and it is technically easy to control the film thickness in this unit. As described above, the optical semiconductor device of the present invention has a high yield and a structure suitable for mass production.
【図１】本発明の光半導体装置の構造を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an optical semiconductor device of the present invention.
【図２】本発明の光半導体装置の構造を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view showing a structure of an optical semiconductor device of the present invention.
【図３】応用例の光半導体装置の構造を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of an optical semiconductor device of an application example.
【図４】ＧａＡｓ基板の構造を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a GaAs substrate.
【図５】本発明の光半導体装置の断面構造を示す断面図
である。FIG. 5 is a sectional view showing a sectional structure of an optical semiconductor device of the present invention.
【図６】従来の光半導体装置の構造を示す斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a conventional optical semiconductor device.
【図７】従来の光半導体装置の構造を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional optical semiconductor device.
１０…光半導体装置、１１…ＧａＡｓ基板、１２…ｎ型
ＧａＡｌＡｓ層、１３…ＡＲ層、１４…ｐ型ＧａＡｌＡ
ｓ層、１５…ＧａＡｓ層、１６…ＳｉＯ2 膜、１７…ｐ
側電極、１８…ｎ側電極、１９…ｐ拡散領域、２０…ｐ
+ 拡散領域、２１、２２…端面保護膜。10 ... Optical semiconductor device, 11 ... GaAs substrate, 12 ... n-type GaAlAs layer, 13 ... AR layer, 14 ... p-type GaAlA layer
s layer, 15 ... GaAs layer, 16 ... SiO 2 film, 17 ... p
Side electrode, 18 ... n side electrode, 19 ... p diffusion region, 20 ... p
+ Diffusion region, 21, 22 ... End face protective film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 謙 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 宮島 博文 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 牧野 貴光 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Ken Matsui 1 1126, Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1126 Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Hirofumi Miyajima 1126, 1126 Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Takamitsu Makino 1126-1 Nono-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
Claims (3)
型のエッチング形状である略直方体の突起部を上面に有
する半導体基板と、 前記半導体基板上に前記突起部の高さより厚い膜厚で均
等に形成された第１のクラッド層と、 前記第１クラッド層の上に均等な厚さで形成された活性
層と、 前記活性層の上に前記突起部の高さより厚い膜厚で形成
された第２のクラッド層とを備え、 前記２つの側面に挟まれた前記突起部上の前記活性層に
より導波路が構成され、当該導波路の長手方向両側の前
記第２のクラッド層の端面により光共振器が構成されて
いることを特徴とする光半導体装置。1. A semiconductor substrate having, on its upper surface, substantially rectangular parallelepiped protrusions having two side surfaces facing each other in the longitudinal direction and having a forward mesa type etching shape, and a film thickness thicker than the height of the protrusions on the semiconductor substrate. A first clad layer formed uniformly, an active layer formed on the first clad layer with an even thickness, and a film thickness thicker than the height of the protrusion on the active layer. A second clad layer, and a waveguide is constituted by the active layer on the protrusion sandwiched between the two side surfaces, and end faces of the second clad layer on both sides in the longitudinal direction of the waveguide are formed. An optical semiconductor device comprising an optical resonator.
層の端面には保護膜が設けられていることを特徴とする
請求項１記載の光半導体装置。2. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein a protective film is provided on end faces of the second cladding layer on both sides in the longitudinal direction.
差面を挟んで順メサ型のエッチング形状の複数の斜面を
有する階段形状であることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の光半導体装置。3. The step-like shape, wherein two opposite side surfaces of the protrusion have a plurality of slopes of a forward mesa type etching shape with a step surface interposed therebetween. Optical semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30102492A JPH06152058A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Optical semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30102492A JPH06152058A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Optical semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152058A true JPH06152058A (en) | 1994-05-31 |
Family
ID=17891932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30102492A Pending JPH06152058A (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Optical semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06152058A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643474B1 (en) * | 2005-09-06 | 2006-11-10 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting device |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP30102492A patent/JPH06152058A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643474B1 (en) * | 2005-09-06 | 2006-11-10 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6399407B1 (en) | Methods of electrostatic control in semiconductor devices | |
| US4928285A (en) | Impurity-doped semiconductor laser device for single wavelength oscillation | |
| US6714574B2 (en) | Monolithically integrated optically-pumped edge-emitting semiconductor laser | |
| JP3153727B2 (en) | Super luminescent diode | |
| US5675601A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPS5940592A (en) | Semiconductor laser element | |
| US5020067A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH06302908A (en) | Semiconductor laser | |
| US4759025A (en) | Window structure semiconductor laser | |
| US20220013987A1 (en) | Semiconductor laser element | |
| US4517674A (en) | Zinc-diffused narrow stripe AlGaAs/GaAs double heterostructure laser | |
| JPH06132608A (en) | Semiconductor laser and manufacture thereof | |
| JPH06152058A (en) | Optical semiconductor device | |
| JP2927661B2 (en) | Super luminescent diode element and method of manufacturing the same | |
| JP2661307B2 (en) | Semiconductor laser | |
| JPH06152057A (en) | Optical semiconductor device | |
| JPH0478036B2 (en) | ||
| JPH0671121B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH10242561A (en) | Semiconductor laser and its manufacture | |
| JP2565909B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| US20030138014A1 (en) | Semiconductor optical component | |
| JPS6342867B2 (en) | ||
| JP2629194B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor laser | |
| JP3049916B2 (en) | Semiconductor laser | |
| JPS60132381A (en) | Semiconductor laser device |