JPH06169132A - Optical semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Optical semiconductor device and manufacture thereof

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JPH06169132A
JPH06169132A JP34170692A JP34170692A JPH06169132A JP H06169132 A JPH06169132 A JP H06169132A JP 34170692 A JP34170692 A JP 34170692A JP 34170692 A JP34170692 A JP 34170692A JP H06169132 A JPH06169132 A JP H06169132A
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JP
Japan
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diffraction grating
order
semiconductor device
central portion
coupling coefficient
Prior art date
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Pending
Application number
JP34170692A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Onouchi
敏彦 尾内
Takeo Ono
武夫 小野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH06169132A publication Critical patent/JPH06169132A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing an optical semiconductor device which is excellent in manufacturing reproducibility and where a coupling coefficient between a diffraction grating and guided light is distributed in a direction in which light is guided. CONSTITUTION:An optical semiconductor device equipped with a waveguide structure which guides light rays is composed of an active layer 4 possessed of gain medium and an optical guide layer 3 equipped with diffraction gratings 9 and 10 which carry out a distributed feedback.coupling operation of the guided light rays. A coupling coefficient between the diffraction gratings 9 and 10 and the guided light rays is distributed in a direction in which light is guided by changing the diffraction gratings in order, and the coupling coefficient is set larger at the center of the optical semiconductor device than that at the periphery.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、波長多重光通信、処
理、記録等に用いられる波長可変レーザ及び波長可変フ
ィルタなどの光半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device such as a wavelength tunable laser and a wavelength tunable filter used for wavelength division multiplexing optical communication, processing, recording and the like, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光通信や光学的処理の分野におけ
る技術の高度化に伴ない、波長可変機能を持つ光デバイ
スが重要となってきた。特に、波長多重通信では、送信
側において波長可変レーザ、及び受信側において波長可
変光フィルタが必要であり、開発されつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical device having a wavelength tunable function has become important with the advancement of technology in the fields of optical communication and optical processing. Particularly, in wavelength division multiplexing communication, a wavelength tunable laser on the transmitting side and a wavelength tunable optical filter on the receiving side are required and are being developed.

【0003】従来例として、光ガイド層上に一定周期の
回折格子を形成してモードを安定させ、複数の電極を設
けたり、回折格子のない位相調整領域を設けたりするこ
とで波長可変機能を有するものがある。これでは、電流
を不均一に注入することで媒質の屈折率を変化させ、単
一モードを安定に保ちながら発振波長あるいはフィルタ
リング波長を変えられる。
As a conventional example, a wavelength tunable function can be obtained by forming a diffraction grating with a constant period on the optical guide layer to stabilize the mode and providing a plurality of electrodes or a phase adjustment region without a diffraction grating. Some have. In this case, the refractive index of the medium is changed by nonuniformly injecting the current, and the oscillation wavelength or the filtering wavelength can be changed while keeping the single mode stable.

【0004】その中で、波長可変特性、周波数変調特性
(変調周波数に対する波長のシフト量の変化特性)にす
ぐれた図12に示すようなDFB(分布帰還)型のレー
ザが提案されている(1988年OQE89−116
p.61,1991年秋季応物10p−ZM−17,小
路他等)。これは、共振器の中心部で回折格子141を
深くすることで結合効率を高くし、かつλ/4位相シフ
ト144を設けて、中心部で光密度が高くなるようにし
てある。すると、中心部で強い誘導放出が起こりキャリ
アが食われるが、この領域の電流I11bを増加させれば
キャリアが補償され、キャリアの少ない状態で発振可能
となり、屈折率は増加し発振波長は長波長側へシフトす
る。この現象は、電流を増加させたことで熱効果によっ
て発振波長のシフトする方向と同相であり、波長可変範
囲が広くなるとともに周波数変調特性が全域に渡って均
一になるという利点がある。尚、図12において、14
0はn−InP基板、142はn−InGaAsP光ガ
イド層、143は多重量子井戸(MQW)活性層であ
る。
Among them, a DFB (distributed feedback) type laser as shown in FIG. 12 is proposed, which is excellent in wavelength tunability and frequency modulation characteristics (change characteristics of shift amount of wavelength with respect to modulation frequency) (1988). Year OQE 89-116
p. 61, 1991 Fall Response 10p-ZM-17, Alley, etc.). This is to increase the coupling efficiency by deepening the diffraction grating 141 at the center of the resonator and to provide the λ / 4 phase shift 144 so that the light density becomes high at the center. Then, strong stimulated emission occurs in the central portion, and the carriers are eaten. However, if the current I 11b in this region is increased, the carriers are compensated, oscillation becomes possible with a small number of carriers, the refractive index increases, and the oscillation wavelength becomes long. Shift to the wavelength side. This phenomenon is in phase with the direction in which the oscillation wavelength shifts due to the thermal effect due to the increase in the current, and has the advantage that the wavelength tunable range is widened and the frequency modulation characteristic is uniform over the entire area. In FIG. 12, 14
Reference numeral 0 is an n-InP substrate, 142 is an n-InGaAsP optical guide layer, and 143 is a multiple quantum well (MQW) active layer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
の構造では中心部と周辺部の回折格子141の深さの比
には限界がある。回折格子141の深さは、高々ピッチ
の半分の1000Å程度が限界であるためである。ま
た、深さの比だけでは最適化すべきパラメータが多く、
一定した深さの比を再現性よく得ることが困難であると
いう欠点を有している。
However, in this structure, there is a limit to the ratio of the depths of the diffraction grating 141 in the central portion and the peripheral portion. This is because the depth of the diffraction grating 141 is limited to about 1000 Å, which is half the pitch at most. Also, there are many parameters that should be optimized only by the depth ratio,
It has a drawback that it is difficult to obtain a constant depth ratio with good reproducibility.

【0006】よって、本発明の目的は、結合効率の比の
自由度が広く、作製上の再現性も得られ易く、設計通り
の装置が作製し易い導波光の分布帰還結合を行う回折格
子を具備した光半導体装置、その使用方法及びその製造
方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a diffraction grating for distributed feedback coupling of guided light, which has a wide degree of freedom in the ratio of coupling efficiencies, is easily reproducible in fabrication, and is easy to fabricate as designed. An object of the present invention is to provide a provided optical semiconductor device, a method of using the same, and a method of manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為の
本発明による光半導体装置では、光を導波する導波構造
を有し、利得媒質を有する活性層と導波光の分布帰還結
合を行う回折格子を具備した光ガイド層からなる光半導
体装置において、回折格子と導波光との結合係数を導波
方向において分布させ、装置の入出力を行う周辺部より
中心部において大きくしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical semiconductor device according to the present invention has a waveguide structure for guiding light, and performs distributed feedback coupling of the guided light with an active layer having a gain medium. In an optical semiconductor device including an optical guide layer having a diffraction grating for performing, the coupling coefficient between the diffraction grating and the guided light is distributed in the waveguide direction, and is made larger in the central portion than in the peripheral portion where the device is input and output. And

【0008】より具体的には、 中心部において結合係
数を高くすることは、導波光の波長λと導波層の有効屈
折率nと回折格子のピッチΛで決まる、導波光の分布帰
還結合における回折格子の次数m(=2nΛ/λ)を、
周辺部よりも中心部において低くすることで行ったり、
導波光の波長λ(=2nΛ/m、ここでnは導波層の有
効屈折率、mは回折格子の次数)に対し決まる回折格子
のピッチΛを、中心部では整合(λ=2nΛ/mを成立
させる)させて結合係数を高くし、周辺部では変化させ
整合状態から離して結合係数を低下させることで行った
り、周辺部の回折格子よりも中心部の回折格子を活性層
に近くすることで行ったり、周辺部の回折格子よりも中
心部の回折格子において結合係数を大きくするように回
折格子の形状(矩形、三角波、サイン波等)を制御する
ことで行ったり、回折格子の形状を、中心部で矩形、周
辺部でサイン波とすることで行ったり、回折格子の形状
を、中心部で矩形、周辺部で三角波とすることで行った
り、回折格子の形状をフーリエ級数展開した時の2次成
分が、中心部において周辺部より大きくなるように制御
することで行ったりする。
More specifically, increasing the coupling coefficient in the central portion is dependent on the wavelength λ of the guided light, the effective refractive index n of the waveguide layer, and the pitch Λ of the diffraction grating in the distributed feedback coupling of the guided light. The order m (= 2nΛ / λ) of the diffraction grating is
Go by lowering it in the center than in the periphery,
The pitch Λ of the diffraction grating determined with respect to the wavelength λ of the guided light (= 2nΛ / m, where n is the effective refractive index of the waveguide layer and m is the order of the diffraction grating) is matched (λ = 2nΛ / m) at the center. Is satisfied) to increase the coupling coefficient and change it in the peripheral portion to lower the coupling coefficient from the matching state, or to make the central diffraction grating closer to the active layer than the peripheral diffraction grating. Or by controlling the shape of the diffraction grating (rectangle, triangular wave, sine wave, etc.) so that the coupling coefficient is larger in the central diffraction grating than in the peripheral diffraction grating. , A rectangular shape at the center and a sine wave at the periphery, or a rectangular shape at the center and a triangular wave at the periphery, and the Fourier series expansion of the shape of the diffraction grating. The second-order component of time is at the center It is done by controlling so that it is larger than the surrounding area.

【0009】また、上記目的を達成する為の本発明によ
る光半導体装置の製造方法では、中心部の回折格子の次
数は1次であり、周辺部の次数が2次であり、光ガイド
層に回折格子を形成する工程が、2次回折格子を形成す
る第1の工程と、回折格子上に平坦にレジストを塗布す
る第2の工程と、1次の回折格子を形成する部分のみ残
してレジストでカバーする第3の工程と、ドライエッチ
ングでレジスト及び露出した結晶面をエッチングして2
次の回折格子の半分のピッチの1次回折格子を作製する
第4の工程を含むことを特徴としたり、中心部の回折格
子の次数は1次であり、周辺部の次数が2次であり、光
ガイド層に回折格子を形成する工程が、2次の回折格子
を形成する第1の工程と、回折格子上に平坦にレジスト
を塗布する第2の工程と、1次の回折格子を形成する部
分のみ残してレジストでカバーする第3の工程と、ドラ
イエッチングでレジスト及び露出した結晶面をエッチン
グして2次の回折格子の半分のピッチの1次回折格子を
作製する第4の工程と、ドライエッチングで1次回折格
子を形成した部分のレジストのみを除去する第5の工程
と、1次回折格子を作製した部分のみ選択的にエッチン
グを行って1次回折格子の部分のみ活性層に近付ける第
6の工程とを含むことを特徴としたり、光ガイド層に回
折格子を形成する工程と、中心部の回折格子と周辺部の
回折格子の一方のみをレジストでカバーする工程と、中
心部の回折格子と周辺部の回折格子の他方のみを選択的
にエッチングを行って中心部の回折格子の部分のみ活性
層に近付ける工程とを含むことを特徴としたりする。
Further, in the method of manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention for achieving the above object, the order of the diffraction grating in the central portion is the first order, the order of the peripheral portion is the second order, and the optical guide layer is formed. The step of forming a diffraction grating includes a first step of forming a secondary diffraction grating, a second step of applying a resist evenly on the diffraction grating, and a resist leaving only a portion for forming a primary diffraction grating. In the third step, and the dry etching is used to etch the resist and the exposed crystal planes.
It is characterized in that it includes a fourth step of producing a first-order diffraction grating having a pitch half that of the next diffraction grating, and that the diffraction grating in the central part has a first order and the peripheral part has a second order. A step of forming a diffraction grating on the light guide layer, a first step of forming a second-order diffraction grating, a second step of applying a resist on the diffraction grating flatly, and a first-order diffraction grating A third step of covering the resist and the exposed crystal plane by dry etching, and a fourth step of producing a first-order diffraction grating with a half pitch of the second-order diffraction grating. The fifth step of removing only the resist in the portion where the first-order diffraction grating is formed by dry etching, and selectively etching only the portion where the first-order diffraction grating is formed to form the active layer only in the portion of the first-order diffraction grating. And a sixth step of approaching And the step of forming a diffraction grating in the light guide layer, the step of covering only one of the diffraction grating in the central portion and the diffraction grating in the peripheral portion with a resist, and the diffraction grating in the central portion and the peripheral portion. And selectively etching only the other part of the grating to bring only the part of the diffraction grating in the central part closer to the active layer.

【0010】例えば、本発明では、図1に示すように、
回折格子の次数を制御することで共振器方向で不均一な
結合効率を得るものである。コラゲーションの次数をm
とし、ピッチをΛ、発振波長をλ、媒質の有効屈折率を
nとすると、 Λ=mλ/2n の関係がある。一般に、同じ形状、深さであれば次数m
が小さいほど結合効率が大きい。図1では、周辺部を2
次の回折格子9、中心部では1次の回折格子10を形成
し、かつλ/4位相シフト11を設けてあり、中心部で
結合効率が高くなるようにしてある。
For example, in the present invention, as shown in FIG.
By controlling the order of the diffraction grating, non-uniform coupling efficiency is obtained in the cavity direction. The degree of collation is m
And the pitch is Λ, the oscillation wavelength is λ, and the effective refractive index of the medium is n, there is a relation of Λ = mλ / 2n. Generally, if the shape and depth are the same, the degree is m
The smaller is, the greater the coupling efficiency. In FIG.
The next diffraction grating 9 and the first-order diffraction grating 10 are formed in the central part and the λ / 4 phase shift 11 is provided so that the coupling efficiency is increased in the central part.

【0011】その他に、図4に示すように、中心部で段
差を設けてコラゲーションを活性層4に近付けて結合効
率を高くする方法等もある。
In addition, as shown in FIG. 4, there is also a method of providing a step at the central portion to bring the correlation close to the active layer 4 so as to enhance the coupling efficiency.

【0012】このような方法で結合効率を制御すれば、
結合効率の比の自由度が広がり、波長可変範囲を広くで
きる。また、作製上の再現性も得られ易く、設計通りの
装置が作製し易い。
If the coupling efficiency is controlled by such a method,
The degree of freedom in the ratio of coupling efficiencies is expanded, and the wavelength variable range can be widened. In addition, reproducibility in production is easily obtained, and a device as designed is easily produced.

【0013】[0013]

【実施例1】図1は、本発明による第1の実施例の波長
可変DFBレーザ及びフィルタの構造図である。本実施
例は、InGaAsP/InP系の1.55μm帯に適
用したものである。回折格子9、10は活性層4の下部
に具備し、中心部は1次の回折格子10でλ/4位相シ
フト領域11を備え、周辺部は2次の回折格子9となっ
ている。各領域の長さは、1次格子部10は300μ
m、両側の2次格子部9は各々200μmで、全長約7
00μmとなっている。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a structural diagram of a wavelength tunable DFB laser and a filter according to a first embodiment of the present invention. This embodiment is applied to the InGaAsP / InP system 1.55 μm band. The diffraction gratings 9 and 10 are provided below the active layer 4, the center portion is a first-order diffraction grating 10 having a λ / 4 phase shift region 11, and the peripheral portion is a second-order diffraction grating 9. The length of each region is 300μ for the primary grating unit 10.
m, the secondary grating portions 9 on both sides are each 200 μm, and the total length is about 7
It is 00 μm.

【0014】図2に沿って本装置の作製方法を説明す
る。(a)においてn−InP基板1上にLPE(液相
成長)法によってn−InPクラッド層2を成長する。
(b)において、位相シフトマスク法を用いてλ/4シ
フト11をもつ2次の回折格子9を作製する。このと
き、回折格子9のピッチは480nm、深さは50nm
である。(c)において、回折格子9の凹凸を反映しな
い条件でレジスト20を塗布し、ベーク後、引き続いて
異種材料のレジスト21で1次格子10を作製する領域
のみ窓開けを行う。前者のレジスト20は、例えばAZ
1350J(ヘキスト社製)をシンナで10倍に稀釈し
たものを用い、後者のレジスト21は例えばOMR87
(東京応化社製)を用いる。
A method of manufacturing this device will be described with reference to FIG. In (a), the n-InP cladding layer 2 is grown on the n-InP substrate 1 by the LPE (liquid phase epitaxy) method.
In (b), a secondary diffraction grating 9 having a λ / 4 shift 11 is manufactured by using a phase shift mask method. At this time, the diffraction grating 9 has a pitch of 480 nm and a depth of 50 nm.
Is. In (c), the resist 20 is applied under the condition that does not reflect the unevenness of the diffraction grating 9, and after baking, only the region where the primary grating 10 is formed is opened with the resist 21 of a different material. The former resist 20 is, for example, AZ
1350J (manufactured by Hoechst) is diluted 10 times with thinner, and the latter resist 21 is, for example, OMR87.
(Manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is used.

【0015】次に、(d)において、Ar+Cl2混合
ガスを用いてRIBE(リアクティブイオンビームエッ
チング)法により、レジスト20及びInP結晶2の選
択エッチングを行う。レジスト20と結晶2の選択比は
ほぼ4:1である。このエッチングにおいて、既に作製
してあった2次格子9の凸の部分ではレジスト20が薄
く、エッチングの進行に伴って結晶2が露出し、結晶2
のエッチングが始まるが、凹部ではレジスト20が厚い
ために結晶2は露出しない。よって、適当なエッチング
時間で制御すると、(d)に示すようにレジスト20の
残った凹部と結晶2の露出した凹部に分かれ、始めの回
折格子9の半分のピッチ及び深さの格子、すなわちピッ
チ240nm深さ25nmの1次格子10が形成され
る。(e)においてレジスト20、21を除去すれば、
1次格子10、2次格子9の領域が形成されている。
Next, in (d), selective etching of the resist 20 and the InP crystal 2 is performed by RIBE (reactive ion beam etching) using Ar + Cl 2 mixed gas. The selection ratio between the resist 20 and the crystal 2 is approximately 4: 1. In this etching, the resist 20 is thin at the convex portion of the secondary lattice 9 that has already been manufactured, and the crystal 2 is exposed as the etching progresses.
However, since the resist 20 is thick in the concave portion, the crystal 2 is not exposed. Therefore, when controlled by an appropriate etching time, as shown in (d), it is divided into a concave portion where the resist 20 remains and an exposed concave portion for the crystal 2, and a grating having a half pitch and a depth of the first diffraction grating 9, that is, a pitch. The primary grating 10 having a depth of 240 nm and a depth of 25 nm is formed. If the resists 20 and 21 are removed in (e),
Areas of the primary lattice 10 and the secondary lattice 9 are formed.

【0016】続いて、(f)において、MOCVD(有
機金属気相成長)法により、n−InGaAsP光ガイ
ド層(λ=1.15μm)3、アンドープMQW活性層
4、p−InPクラッド層5、p−InGaAsPキャ
ップ層6を成長する。活性層4は、井戸層InGaAs
P、障壁層InGaAsP(λ=1.3μm)の3ウェ
ルとし、MQWをInGaAsP(λ=1.3μm)で
挟むSCH構造とした。その後、高抵抗のInP12の
埋め込み成長を行い、電極7、8プロセスを経て、片端
面に無反射コーティングを施し、図1に示す装置が作製
できる。
Subsequently, in (f), an n-InGaAsP optical guide layer (λ = 1.15 μm) 3, an undoped MQW active layer 4, a p-InP cladding layer 5 are formed by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). The p-InGaAsP cap layer 6 is grown. The active layer 4 is a well layer InGaAs
The P-type barrier layer InGaAsP (λ = 1.3 μm) has three wells, and the MQW has an SCH structure sandwiched between InGaAsP (λ = 1.3 μm). After that, high-resistance InP12 is embedded and grown, the electrodes 7 and 8 are processed, and a non-reflective coating is applied to one end surface, whereby the device shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0017】次に、本装置の動作について説明する。3
つの電極7のすべてに均一に電流を注入すると、中心部
の結合効率が高いために、図9(a)に示すように中心
部の光密度が大きく、それに伴って屈折率が増大する。
このような状態では、屈折率分布が生じているために発
振しきい値が上昇し、素子全体としてキャリア密度が増
加するために、プラズマ効果によって発振波長は、短波
長側になる。
Next, the operation of this apparatus will be described. Three
When a current is evenly injected into all of the two electrodes 7, the coupling efficiency at the central portion is high, so that the light density at the central portion is large as shown in FIG. 9A, and the refractive index increases accordingly.
In such a state, the oscillation threshold rises because the refractive index distribution is generated, and the carrier density increases in the entire device, so that the oscillation wavelength is on the short wavelength side due to the plasma effect.

【0018】逆に、パワーを一定に保って中心部の電流
1bを増加し、それに伴ってI1a,I1cを減少させる
と、図9(a)のように中心部で光密度が高くキャリア
密度が減少していた分を補償するため、(b)のように
均一なキャリア分布、すなわち均一な屈折率分布が実現
される。これにより、発振しきい値は低下し、素子全体
のキャリア密度が減少して、発振波長は長波長側とな
る。
On the contrary, if the current I 1b in the central portion is increased while keeping the power constant and I 1a and I 1c are reduced accordingly, the light density becomes high in the central portion as shown in FIG. 9A. In order to compensate for the decrease in the carrier density, a uniform carrier distribution, that is, a uniform refractive index distribution is realized as shown in (b). As a result, the oscillation threshold is lowered, the carrier density of the entire device is reduced, and the oscillation wavelength is on the long wavelength side.

【0019】このとき、この不均一性が大きいほど波長
可変範囲が広がるが、本装置では、結合効率の比として
1:3が得られ、約3nmの連続可変が可能である。
At this time, the greater the nonuniformity, the wider the wavelength tunable range, but with this device, a coupling efficiency ratio of 1: 3 is obtained, and continuous tunability of about 3 nm is possible.

【0020】また、中心部の電流I1bによって周波数変
調を行った場合、熱による波長シフトとキャリアの効果
による波長シフトの方向が同相であるため、変調周波数
10GHz程度まで波長のシフト量がほぼ平坦な変調特
性が得られた。
When frequency modulation is performed by the central current I 1b , the wavelength shift direction due to heat and the wavelength shift direction due to the effect of carriers are in phase, so the wavelength shift amount is substantially flat up to a modulation frequency of about 10 GHz. Good modulation characteristics were obtained.

【0021】また、バイアス電流をレーザの発振しきい
値近傍において制御すれば、外部から光を入射したと
き、ある特定波長のみを選択的に増幅し反対側から出射
するという光フィルタとして動作する。上記のように、
電流を不均一に注入すれば波長可変フィルタとして動作
し、波長多重光通信の受信側として使用に供する。この
ときのパスバンドは約0.05nmで、可変幅は約3n
mが得られる。
Further, by controlling the bias current in the vicinity of the oscillation threshold of the laser, when light is incident from the outside, it operates as an optical filter that selectively amplifies only a certain specific wavelength and emits it from the opposite side. as mentioned above,
If the current is injected nonuniformly, it operates as a wavelength tunable filter and is used as the receiving side of wavelength division multiplexing optical communication. The pass band at this time is about 0.05 nm, and the variable width is about 3 n.
m is obtained.

【0022】以上、本実施例装置の説明を行ってきた
が、回折格子の深さ、実施例2に述べるように回折格子
の活性層からの距離を変えることで、結合効率の共振器
方向の変調の度合いにより、種々の特性のものが得られ
る。また、図3に示すように、λ/4シフトのない回折
格子でも良い。
The device of this embodiment has been described above. However, by changing the depth of the diffraction grating and the distance from the active layer of the diffraction grating as described in the second embodiment, the coupling efficiency in the direction of the resonator can be improved. Various characteristics can be obtained depending on the degree of modulation. Further, as shown in FIG. 3, a diffraction grating without a λ / 4 shift may be used.

【0023】[0023]

【実施例2】図4は、本発明による第2の実施例である
波長可変DFBレーザの共振器方向断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a sectional view of a wavelength tunable DFB laser according to a second embodiment of the present invention in the cavity direction.

【0024】本装置では、回折格子28、29の次数は
一定だが、中心部で活性層4に近く結合効率が高くなっ
ている領域がある。本実施例では、回折格子28、29
はピッチ240nmのλ/4シフトをもつ1次格子で、
中心部と周辺部の段差は0.1μmである。
In this device, although the orders of the diffraction gratings 28 and 29 are constant, there is a region near the active layer 4 where the coupling efficiency is high in the central portion. In this embodiment, the diffraction gratings 28 and 29
Is a primary grating with a λ / 4 shift with a pitch of 240 nm,
The step difference between the central portion and the peripheral portion is 0.1 μm.

【0025】作製プロセスの概略を図5に示す。段差部
として所望の長さだけ(300μm)レジスト(例えば
OMR87)41でカバーし、面方位無依存性エッチャ
ントで0.1μmだけウェットエッチングを行う。エッ
チャントは、硫酸:過酸化水素水:水=1:1:40を
0°Cに制御したものを用いた。あるいは、RIBEで
ドライエッチングしてもよい。あとは、実施例1と同様
の工程を経る。
An outline of the manufacturing process is shown in FIG. A resist (for example, OMR87) 41 having a desired length (300 μm) is covered as a step portion, and wet etching is performed by a surface orientation-independent etchant by 0.1 μm. As the etchant, sulfuric acid: hydrogen peroxide solution: water = 1: 1: 40 controlled at 0 ° C. was used. Alternatively, dry etching may be performed by RIBE. After that, the same steps as in Example 1 are performed.

【0026】本装置では、実施例1程に大きな結合率差
は得られないが、作製が簡便である。本実施例装置で
は、実施例1と同様の動作原理で約1.5nmの波長可
変幅が得られた。
This device does not produce a large difference in coupling ratio as in Example 1, but is easy to manufacture. In the device of this example, a wavelength tunable width of about 1.5 nm was obtained based on the same operating principle as that of the example 1.

【0027】[0027]

【実施例3】以上では、材料としてInP系、回折格子
は活性層4の下部に具備する構造を述べてきたが、Ga
As系その他の材料でもよいし、回折格子は活性層の上
部に具備しても良い。
[Third Embodiment] In the above description, the InP-based material and the structure in which the diffraction grating is provided below the active layer 4 have been described.
An As-based material or another material may be used, or the diffraction grating may be provided on the active layer.

【0028】図6は、GaAs系の材料で回折格子9、
10を活性層32の上部に具備し、しかも実施例1と2
の考え方を合わせて、1次格子10の部分に段差を設け
て活性層32に近付け、さらに結合率差を大きくした例
である。中心部の長さは300μm、周辺部はいずれも
200μmとしてある。
FIG. 6 shows a diffraction grating 9 made of a GaAs material.
10 is provided on the active layer 32, and the first and second embodiments are provided.
Taking into consideration the above concept, an example is shown in which a step is provided in the portion of the primary lattice 10 so as to be close to the active layer 32, and the difference in coupling rate is further increased. The length of the central portion is 300 μm, and the length of the peripheral portions is 200 μm.

【0029】図7に沿って本実施例の作製プロセスの概
略を説明する。(a)において、n−GaAs基板30
上に、n−GaAsバッファ層(不図示)、厚さ1.5
μmのn−Al0.45Ga0.55Asクラッド層31、活性
層32、厚さ40nmのp−Al0.4Ga0.6Asキャリ
ア閉じ込め層33、厚さ0.25μmのp−Al0.15
0.85As光ガイド層34を分子線エピタキシャル法に
より積層する。
An outline of the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIG. In (a), n-GaAs substrate 30
On top, an n-GaAs buffer layer (not shown), thickness 1.5
μm n-Al 0.45 Ga 0.55 As cladding layer 31, active layer 32, 40 nm thick p-Al 0.4 Ga 0.6 As carrier confinement layer 33, 0.25 μm thick p-Al 0.15 G
a 0.85 As optical guide layer 34 is laminated by a molecular beam epitaxial method.

【0030】活性層32の構造は、GaAs(厚さ6n
m)の量子井戸層及びそれを隔てるAl0.2Ga0.8As
(厚さ10nm)の障壁層を3層重ねたものである。そ
の外側には、50nm厚のAl組成が徐々に変化してい
るGRIN−SCH層がある。
The structure of the active layer 32 is GaAs (thickness: 6 n).
m) quantum well layer and Al 0.2 Ga 0.8 As that separates it
It is a stack of three barrier layers (thickness 10 nm). On the outside, there is a GRIN-SCH layer having a thickness of 50 nm and gradually changing Al composition.

【0031】光ガイド層34上にピッチ244nm、深
さ100nmの2次回折格子9を形成し、実施例1と同
じステップで中心部の所望の領域に1次回折格子10を
作製する(図7(b)、(c))。続いて、(d)にお
いて、酸素ガス中でRIE(リアクティブイオンエッチ
ング)によって、レジストの除去を行う。その際、回折
格子10上にわずかに残っているレジスト(AZ135
0J)20のみ除去し、他のレジスト(OMR87)2
1は、わずかに残るように制御する。(e)において、
硫酸:過酸化水素水:水=1:1:40,0°Cにおい
て1次回折格子10の領域のみ0.1μmエッチングし
て段差を形成する。(f)において、LPE(液相成
長)法により、厚さ1.5μmのp−Al0.45Ga0.55
Asクラッド層35、厚さ0.5μmのp−GaAsキ
ャップ層36を成長する。その後、高抵抗Al0.45Ga
0.55As12(図1参照)で埋め込み、電極37、38
工程、無反射コーティングを施して、図6に示した装置
が作製される。
The second-order diffraction grating 9 having a pitch of 244 nm and a depth of 100 nm is formed on the light guide layer 34, and the first-order diffraction grating 10 is formed in a desired region at the center in the same steps as in Example 1 (FIG. 7). (B), (c)). Subsequently, in (d), the resist is removed by RIE (reactive ion etching) in oxygen gas. At this time, the resist (AZ135) slightly left on the diffraction grating 10
0J) 20 only, other resist (OMR87) 2
1 controls so that it may remain slightly. In (e),
Sulfuric acid: hydrogen peroxide: water = 1: 1: 40 at 0 ° C., only the region of the primary diffraction grating 10 is etched by 0.1 μm to form a step. In (f), p-Al 0.45 Ga 0.55 with a thickness of 1.5 μm was formed by LPE (liquid phase epitaxy)
An As clad layer 35 and a p-GaAs cap layer 36 having a thickness of 0.5 μm are grown. After that, high resistance Al 0.45 Ga
Electrode 37, 38 embedded with 0.55 As12 (see FIG. 1)
The device shown in FIG. 6 is manufactured by applying a process and an antireflection coating.

【0032】動作原理は、今まで述べてきたものと同じ
だが、活性層までの距離と回折格子次数の両方を変化さ
せているので、実施例1よりさらに結合効率の差がつけ
られる。これにより、波長可変範囲が4nm程度まで広
がる。
The principle of operation is the same as that described so far, but since the distance to the active layer and the diffraction grating order are both changed, a difference in coupling efficiency can be further provided as compared with the first embodiment. As a result, the variable wavelength range is expanded to about 4 nm.

【0033】また、GaAs系ではInP系に比べ、熱
による波長シフトの影響が大きいため、キャリアによる
波長シフトと同相である本装置では、従来のDFB型の
装置に比べ飛躍的に波長可変範囲が広がる。
Further, in the GaAs system, the influence of the wavelength shift due to heat is larger than that in the InP system, so that the present device, which is in phase with the wavelength shift due to the carrier, has a dramatically tunable range as compared with the conventional DFB type device. spread.

【0034】[0034]

【実施例4】図8に、本発明による第4実施例である波
長可変DFBレーザの共振器方向断面図を示す。本装置
では、GaAs系で層構成は実施例3と同様であるが、
1次格子10a、10bの一部10aのみを活性層32
に近付け、電極37もそれに伴って5電極構造とし、よ
り細かい制御を可能としたものである。周辺部の長さは
いずれも200μm、中心部の1次格子部分10a、1
0bは300μmであるが、100μmずつ3分割し、
中心10aの100μmだけ活性層32に0.1μm近
付けてある。
[Fourth Embodiment] FIG. 8 shows a sectional view of a wavelength tunable DFB laser according to a fourth embodiment of the present invention in the direction of the cavity. In this device, the layer structure is the same as that of the third embodiment, although it is of GaAs type.
Only the part 10a of the primary lattices 10a and 10b is provided with the active layer 32.
The electrode 37 has a five-electrode structure accordingly, and finer control is possible. The lengths of the peripheral portions are all 200 μm, and the primary grating portions 10a and 1 in the central portion are
0b is 300 μm, but it is divided into three parts of 100 μm,
Only 100 μm of the center 10a is closer to the active layer 32 by 0.1 μm.

【0035】この構造は、光密度が、より中心部のみに
集中し、単一モード性が失われることなく広い波長可変
幅が得られる。本装置はもちろんInP系その他の材料
でも可能であり、回折格子も活性層32の下部にあって
もよい。
In this structure, the light density is concentrated only in the central portion, and a wide wavelength variable width can be obtained without losing the single mode property. This device may be made of InP-based material or another material, and the diffraction grating may be provided under the active layer 32.

【0036】[0036]

【実施例5】図10に、本発明による装置を光伝送シス
テムに応用する場合の各端末に接続される光−電気変換
部(ノード)56の構成例を、図11にそのノード56
を用いた光伝送システムの構成例を示す。
[Embodiment 5] FIG. 10 shows an example of the configuration of an optical-electrical converter (node) 56 connected to each terminal when the apparatus according to the present invention is applied to an optical transmission system, and FIG.
An example of the configuration of an optical transmission system using is shown.

【0037】外部に接続された光ファイバ50を媒体と
して光信号がノード56に取り込まれ、分岐部51によ
りその一部が本発明による波長可変フィルタ52に入射
する。この波長可変フィルタ52により所望の波長の光
信号だけ透過増幅せしめ、受光器53により直接検波し
て電気信号に変換する。一方、ノード56から光信号を
送信する場合には、本発明による波長可変レーザ54か
らの光を光変調器55で変調し、分岐部51を介して光
伝送路50に入射せしめる。このノード56において、
伝送路、分岐部51、波長可変フィルタ52、波長可変
レーザ54、光変調器55、受光器53はすべて、半導
体集積型とすることができ、非常にコンパクトに作製で
きる。また、波長可変フィルタ及び波長可変レーザは2
つ以上の複数を設けて、波長可変範囲を広げることもで
きる。
An optical signal is taken into the node 56 through the optical fiber 50 connected to the outside as a medium, and a part of the optical signal enters the wavelength tunable filter 52 according to the present invention by the branching unit 51. The wavelength tunable filter 52 transmits and amplifies only an optical signal having a desired wavelength, and the photodetector 53 directly detects and converts it into an electric signal. On the other hand, when the optical signal is transmitted from the node 56, the light from the wavelength tunable laser 54 according to the present invention is modulated by the optical modulator 55 and is incident on the optical transmission line 50 via the branching unit 51. At this node 56,
The transmission line, the branching portion 51, the wavelength tunable filter 52, the wavelength tunable laser 54, the optical modulator 55, and the light receiver 53 can all be semiconductor integrated types, and can be made extremely compact. In addition, there are two tunable filters and tunable lasers.
It is possible to extend the wavelength variable range by providing a plurality of two or more.

【0038】光伝送システムのネットワークとして、図
11に示すものはバス型であり、AあるいはBの方向に
ノードを接続しネットワーク化された多数の端末を設置
することができる。ただし、多数のノードを接続するた
めには、光の減衰を補償するために光増幅器を伝送路5
0上に直列に配することが必要となる。また、各端末に
ノード56を2つ接続し伝送路を2本にすることでDQ
DB(Distributed Queued Dua
l Bus)方式による双方向の伝送が可能となる。
As the network of the optical transmission system, the one shown in FIG. 11 is a bus type, and it is possible to install a number of networked terminals by connecting nodes in the A or B direction. However, in order to connect a large number of nodes, an optical amplifier should be used to compensate for the attenuation of light.
It is necessary to place them in series on 0. Also, by connecting two nodes 56 to each terminal and using two transmission lines, DQ
DB (Distributed Queued Dua)
It is possible to perform bidirectional transmission according to the l Bus) method.

【0039】このような光ネットワークシステムにおい
て、本発明による装置を用いれば、例えば、波長間隔
0.05nm、波長可変幅3nmすなわち多重度60の
波長多重光伝送ネットワークを構築できる。また、ネッ
トワークの方式として、図11のAとBをつなげたルー
プ型、スター型あるいはそれらを複合した形態のもので
もよい。
In such an optical network system, by using the device according to the present invention, for example, a wavelength division multiplexing optical transmission network having a wavelength interval of 0.05 nm and a wavelength variable width of 3 nm, that is, a multiplicity of 60 can be constructed. Further, the network system may be a loop type in which A and B in FIG. 11 are connected, a star type, or a combination thereof.

【0040】[0040]

【他の実施例】中心部において結合係数を高くすること
は、導波光の波長λ(=2nΛ/m、ここでnは導波層
の有効屈折率、mは回折格子の次数)に対し決まる回折
格子のピッチΛを、中心部では整合させて結合係数を高
くし、周辺部では変化させ整合状態から離して結合係数
を低下させることで行ってもよい。
Other Embodiments Increasing the coupling coefficient in the central portion is determined with respect to the wavelength λ of guided light (= 2nΛ / m, where n is the effective refractive index of the waveguide layer and m is the order of the diffraction grating). The pitch Λ of the diffraction grating may be matched by increasing the coupling coefficient in the central portion and changing the pitch in the peripheral portion so as to be separated from the matching state and lowering the coupling coefficient.

【0041】また、周辺部の回折格子よりも中心部の回
折格子において結合係数を大きくするように回折格子の
形状(矩形、三角波、サイン波等)を制御することで行
ってもよい。例えば、回折格子の形状を、中心部で矩
形、周辺部でサイン波としたり、回折格子の形状を、中
心部で矩形、周辺部で三角波とする。回折格子形状の制
御は、エッチング時の選択比を適当に制御すれば良い。
Alternatively, the shape (rectangle, triangular wave, sine wave, etc.) of the diffraction grating may be controlled so that the coupling coefficient in the central diffraction grating is larger than that in the peripheral diffraction grating. For example, the shape of the diffraction grating may be rectangular at the center and a sine wave at the periphery, or the shape of the diffraction grating may be rectangular at the center and triangular at the periphery. The diffraction grating shape may be controlled by appropriately controlling the selection ratio during etching.

【0042】このことをより一般的に述べれば、中心部
において結合係数を高くすることは、回折格子の形状を
フーリエ級数展開した時の2次成分が、中心部において
周辺部より大きくなるように制御することで行う。
To put this more generally, increasing the coupling coefficient in the central part is such that the second-order component in the Fourier series expansion of the shape of the diffraction grating is larger in the central part than in the peripheral part. Do by controlling.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の光半導体
装置によれば、上記の如き構成を持つので、単一モード
で波長可変幅が広く周波数変調特性に優れ、設計自由度
が大きく再現性の良い波長可変レーザおよび波長可変フ
ィルタが提供できる。それにより、高密度波長多重光伝
送ネットワークなどの構築が可能である。
As described above, according to the optical semiconductor device of the present invention, since it has the above-mentioned structure, the wavelength tunable width is wide in a single mode, the frequency modulation characteristic is excellent, and the degree of design freedom is large and the reproducibility is large. It is possible to provide a tunable laser and a tunable filter having good characteristics. Thereby, it is possible to construct a high-density wavelength division multiplexing optical transmission network.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による第1の実施例である波長可変レー
ザの斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a wavelength tunable laser that is a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における製造方法を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明による第1実施例のλ/4シフトのない
ものの斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of a first embodiment according to the present invention without a λ / 4 shift.

【図4】本発明による第2の実施例である波長可変レー
ザの断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a wavelength tunable laser which is a second embodiment according to the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における製造方法を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明による第3の実施例である波長可変レー
ザの断面図。
FIG. 6 is a sectional view of a wavelength tunable laser which is a third embodiment according to the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例における製造方法を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図8】本発明による第4の実施例である波長可変レー
ザの断面図。
FIG. 8 is a sectional view of a wavelength tunable laser which is a fourth embodiment according to the present invention.

【図9】本発明による波長可変レーザの原理を説明する
図。
FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of a wavelength tunable laser according to the present invention.

【図10】本発明による装置を用いたノードの構成例を
示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a node using the device according to the present invention.

【図11】図10のノードを用いた光伝送ネットワーク
の構成例を示す図。
11 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission network using the node of FIG.

【図12】波長可変レーザの従来例の断面図。FIG. 12 is a sectional view of a conventional example of a wavelength tunable laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 2 n−InPクラッド層 3 n−InGaAsPガイド層 4 MQW活性層 5 p−InPクラッド層 6 p−InGaAsPキャップ層 7,37 p電極 8,38 n電極 9 2次回折格子 10,10a,10b 1次回折格子 11 λ/4シフト部 12 高抵抗InP埋め込み層 20 レジストAZ1350J 21,41 レジストOMR87 28 活性層に近い回折格子 29 活性層から遠い回折格子 30 n−GaAs基板 31 n−AlGaAsクラッド層 32 MQW活性層 33 p−AlGaAsキャリア閉じ込め層 34 p−AlGaAs光ガイド層 35 p−AlGaAsクラッド層 36 p−GaAsキャップ層 50 光ファイバ 51 分岐部 52 波長可変フィルタ 53 受光器 54 波長可変レーザ 55 光変調器 56 ノード 140 n−InP基板 141 回折格子 142 n−InGaAsP光ガイド層 143 MQW活性層 144 λ/4シフト部 1 n-InP substrate 2 n-InP clad layer 3 n-InGaAsP guide layer 4 MQW active layer 5 p-InP clad layer 6 p-InGaAsP cap layer 7,37 p electrode 8,38 n electrode 9 second-order diffraction grating 10, 10a, 10b 1st-order diffraction grating 11 λ / 4 shift part 12 High resistance InP burying layer 20 Resist AZ1350J 21, 41 Resist OMR87 28 Diffraction grating close to active layer 29 Diffraction grating 30 far from active layer 30 n-GaAs substrate 31 n-AlGaAs Cladding layer 32 MQW active layer 33 p-AlGaAs carrier confinement layer 34 p-AlGaAs optical guide layer 35 p-AlGaAs cladding layer 36 p-GaAs cap layer 50 optical fiber 51 branching portion 52 wavelength tunable filter 53 photoreceiver 54 wavelength tunable laser 55 Light modulator 6 node 140 n-InP substrate 141 the diffraction grating 142 n-InGaAsP optical guide layer 143 MQW active layer 144 lambda / 4 shift portion

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を導波する導波構造を有し、利得媒質
を有する活性層と該導波光の分布帰還結合を行う回折格
子を具備した光ガイド層からなる光半導体装置におい
て、該回折格子と導波光との結合係数を導波方向におい
て分布させ、該装置の入出力を行う周辺部より中心部に
おいて大きくしたことを特徴とする化合物半導体装置。
1. An optical semiconductor device having a waveguide structure for guiding light, comprising an active layer having a gain medium and an optical guide layer provided with a diffraction grating for performing distributed feedback coupling of the guided light, the optical semiconductor device comprising: A compound semiconductor device, characterized in that the coupling coefficient between a grating and guided light is distributed in the waveguide direction, and is made larger in the central portion than in the peripheral portion for inputting / outputting the device.
【請求項2】 中心部の回折格子にλ/4位相シフトが
設けられていることを特徴とする請求項1記載の化合物
半導体装置。
2. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the central diffraction grating is provided with a λ / 4 phase shift.
【請求項3】 前記中心部において結合係数を高くする
ことは、導波光の波長λと導波層の有効屈折率nと回折
格子のピッチΛで決まる、導波光の分布帰還結合におけ
る回折格子の次数m(=2nΛ/λ)を、周辺部よりも
中心部において低くすることで行うことを特徴とする請
求項1記載の化合物半導体装置。
3. Increasing the coupling coefficient in the central portion is determined by the wavelength λ of the guided light, the effective refractive index n of the waveguide layer, and the pitch Λ of the diffraction grating. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the order m (= 2nΛ / λ) is set to be lower in the central portion than in the peripheral portion.
【請求項4】 前記中心部の回折格子の次数は1次であ
り、周辺部の次数が2次であることを特徴とする請求項
3記載の化合物半導体装置。
4. The compound semiconductor device according to claim 3, wherein the diffraction grating in the central portion has a first order and the peripheral portion has a second order.
【請求項5】 前記中心部において結合係数を高くする
ことは、導波光の波長λ(=2nΛ/m、ここでnは導
波層の有効屈折率、mは回折格子の次数)に対し決まる
回折格子のピッチΛを、中心部では整合させて結合係数
を高くし、周辺部では変化させ整合状態から離して結合
係数を低下させることで行うことを特徴とする請求項1
記載の化合物半導体装置。
5. Increasing the coupling coefficient in the central portion is determined with respect to the wavelength λ of guided light (= 2nΛ / m, where n is the effective refractive index of the waveguide layer and m is the order of the diffraction grating). The pitch Λ of the diffraction grating is adjusted by increasing the coupling coefficient in the central portion and increasing the coupling coefficient in the peripheral portion, and by changing the pitch Λ away from the matching state to lower the coupling coefficient.
The compound semiconductor device described.
【請求項6】 前記中心部において結合係数を高くする
ことは、周辺部の回折格子よりも中心部の回折格子を前
記活性層に近くすることで行うことを特徴とする請求項
1記載の化合物半導体装置。
6. The compound according to claim 1, wherein increasing the coupling coefficient in the central portion is performed by bringing the central diffraction grating closer to the active layer than the peripheral diffraction grating. Semiconductor device.
【請求項7】 前記中心部の回折格子の次数は1次であ
り、周辺部の次数が2次であることを特徴とする請求項
6記載の化合物半導体装置。
7. The compound semiconductor device according to claim 6, wherein the diffraction grating in the central portion has a first order and the peripheral portion has a second order.
【請求項8】 前記中心部において結合係数を高くする
ことは、周辺部の回折格子よりも中心部の回折格子にお
いて結合係数を大きくするように回折格子の形状(矩
形、三角波、サイン波等)を制御することで行うことを
特徴とする請求項1記載の化合物半導体装置。
8. The shape of the diffraction grating (rectangular wave, triangular wave, sine wave, etc.) is such that increasing the coupling coefficient in the central portion makes the coupling coefficient larger in the central diffraction grating than in the peripheral diffraction grating. 2. The compound semiconductor device according to claim 1, which is performed by controlling
【請求項9】 前記回折格子の形状を、中心部で矩形、
周辺部でサイン波とすることを特徴とする請求項8記載
の化合物半導体装置。
9. The shape of the diffraction grating is rectangular at the center,
9. The compound semiconductor device according to claim 8, wherein a sine wave is generated in the peripheral portion.
【請求項10】 前記回折格子の形状を、中心部で矩
形、周辺部で三角波とすることを特徴とする請求項8記
載の化合物半導体装置。
10. The compound semiconductor device according to claim 8, wherein the diffraction grating has a rectangular shape in the central portion and a triangular wave in the peripheral portion.
【請求項11】 前記中心部において結合係数を高くす
ることは、回折格子の形状をフーリエ級数展開した時の
2次成分が、中心部において周辺部より大きくなるよう
に制御することで行うことを特徴とする請求項1記載の
化合物半導体装置。
11. Increasing the coupling coefficient in the central portion is performed by controlling the second-order component in the Fourier series expansion of the shape of the diffraction grating to be larger in the central portion than in the peripheral portion. The compound semiconductor device according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項12】 光の進行方向に沿って少なくとも3つ
の部分に独立に電流注入できる様に構成されて、分布帰
還型レーザ及びフィルタとして機能可能であることを特
徴とする請求項1記載の化合物半導体装置。
12. The compound according to claim 1, wherein the compound is configured so that current can be independently injected into at least three portions along the traveling direction of light, and the compound can function as a distributed feedback laser and a filter. Semiconductor device.
【請求項13】 光を導波する導波構造を有し、利得媒
質を有する活性層と該導波光の分布帰還結合を行う回折
格子を具備した光ガイド層からなる光半導体装置であっ
て、該回折格子と導波光との結合係数を導波方向におい
て分布させ、該装置の入出力を行う周辺部より中心部に
おいて大きくしている化合物半導体装置の製造方法にお
いて、中心部の回折格子の次数は1次であり、周辺部の
次数が2次であり、光ガイド層に回折格子を形成する工
程が、2次の回折格子を形成する第1の工程と、該2次
の回折格子上に平坦にレジストを塗布する第2の工程
と、1次の回折格子を形成する部分のみを残して他のレ
ジストでカバーする第3の工程と、ドライエッチングで
レジスト及び露出した結晶面をエッチングして該2次の
回折格子の半分のピッチの1次の回折格子を作製する第
4の工程を含むことを特徴とする化合物半導体装置の製
造方法。
13. An optical semiconductor device having a waveguide structure for guiding light, comprising an active layer having a gain medium and an optical guide layer having a diffraction grating for distributed feedback coupling of the guided light, In the method of manufacturing a compound semiconductor device, wherein the coupling coefficient between the diffraction grating and the guided light is distributed in the waveguide direction and is made larger in the central portion than in the peripheral portion for inputting and outputting the device, the order of the diffraction grating in the central portion Is the first order, the order of the peripheral portion is the second order, and the step of forming the diffraction grating in the light guide layer includes the first step of forming the second order diffraction grating and the second order diffraction grating on the second order diffraction grating. The second step is to apply the resist evenly, the third step is to cover only the part where the first-order diffraction grating is to be covered with another resist, and the resist and the exposed crystal plane are etched by dry etching. Half the pitch of the second-order diffraction grating A method of manufacturing a compound semiconductor device, which comprises a fourth step of manufacturing a first-order diffraction grating.
【請求項14】 光を導波する導波構造を有し、利得媒
質を有する活性層と該導波光の分布帰還結合を行う回折
格子を具備した光ガイド層からなる光半導体装置であっ
て、該回折格子と導波光との結合係数を導波方向におい
て分布させ、該装置の入出力を行う周辺部より中心部に
おいて大きくしている化合物半導体装置の製造方法にお
いて、中心部の回折格子の次数は1次であり、周辺部の
次数が2次であり、光ガイド層に回折格子を形成する工
程が、2次の回折格子を形成する第1の工程と、該2次
の回折格子上に平坦にレジストを塗布する第2の工程
と、1次の回折格子を形成する部分のみを残してレジス
トでカバーする第3の工程と、ドライエッチングでレジ
スト及び露出した結晶面をエッチングして該2次の回折
格子の半分のピッチの1次回折格子を作製する第4の工
程と、ドライエッチングで1次回折格子を形成した部分
のレジストのみを除去する第5の工程と、1次回折格子
を作製した部分のみ選択的にエッチングを行って該1次
回折格子の部分のみ活性層に近付ける第6の工程とを含
むことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
14. An optical semiconductor device having a waveguide structure for guiding light, comprising an active layer having a gain medium, and an optical guide layer having a diffraction grating for distributed feedback coupling of the guided light, In the method of manufacturing a compound semiconductor device, wherein the coupling coefficient between the diffraction grating and the guided light is distributed in the waveguide direction and is made larger in the central portion than in the peripheral portion for inputting and outputting the device, the order of the diffraction grating in the central portion Is the first order, the order of the peripheral portion is the second order, and the step of forming the diffraction grating in the light guide layer includes the first step of forming the second order diffraction grating and the second order diffraction grating on the second order diffraction grating. The second step of applying the resist evenly, the third step of covering with the resist leaving only the portion where the first-order diffraction grating is formed, and the step of etching the resist and the exposed crystal face by dry etching Of half the pitch of the next grating The fourth step of forming the first-order diffraction grating, the fifth step of removing only the resist in the portion where the first-order diffraction grating is formed by dry etching, and the selective etching of only the portion where the first-order diffraction grating is formed And a sixth step of bringing only the portion of the first-order diffraction grating closer to the active layer.
【請求項15】 光を導波する導波構造を有し、利得媒
質を有する活性層と該導波光の分布帰還結合を行う回折
格子を具備した光ガイド層からなる光半導体装置であっ
て、該回折格子と導波光との結合係数を導波方向におい
て分布させ、該装置の入出力を行う周辺部より中心部に
おいて大きくしている化合物半導体装置の製造方法にお
いて、光ガイド層に回折格子を形成する工程と、中心部
の回折格子と周辺部の回折格子の一方のみをレジストで
カバーする工程と、中心部の回折格子と周辺部の回折格
子の他方のみを選択的にエッチングを行って中心部の回
折格子の部分のみ活性層に近付ける工程とを含むことを
特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
15. An optical semiconductor device having a waveguide structure for guiding light, comprising an active layer having a gain medium and an optical guide layer having a diffraction grating for performing distributed feedback coupling of the guided light, In the method of manufacturing a compound semiconductor device, wherein the coupling coefficient between the diffraction grating and the guided light is distributed in the waveguide direction and the central part is larger than the peripheral part for inputting and outputting the device, a diffraction grating is provided in the light guide layer. The process of forming, the process of covering only one of the central diffraction grating and the peripheral diffraction grating with a resist, and the selective etching of only the other of the central diffraction grating and the peripheral diffraction grating And a step of bringing only the part of the diffraction grating of the part closer to the active layer.
【請求項16】 請求項12記載の分布帰還型レーザ及
びフィルタを用いて構成し光信号の送受信を目的とした
ことを特徴とする光−電気変換装置。
16. An optical-electrical conversion device comprising the distributed feedback laser and the filter according to claim 12 for the purpose of transmitting and receiving an optical signal.
【請求項17】 請求項16記載の光−電気変換装置を
用いて構成したことを特徴とする波長多重伝送システ
ム。
17. A wavelength division multiplex transmission system comprising the optical-electrical conversion device according to claim 16.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022259349A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-15 日本電信電話株式会社 Semiconductor laser

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