JPH06232509A - 半導体レーザ、半導体レーザ装置及び光集積回路 - Google Patents
半導体レーザ、半導体レーザ装置及び光集積回路Info
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- JPH06232509A JPH06232509A JP3470093A JP3470093A JPH06232509A JP H06232509 A JPH06232509 A JP H06232509A JP 3470093 A JP3470093 A JP 3470093A JP 3470093 A JP3470093 A JP 3470093A JP H06232509 A JPH06232509 A JP H06232509A
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- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １回の成長プロセスにより、活性層と活性層
よりバンドギャップが大きい光ガイド層とを形成する。 【構成】 導波路方向の一部分にリッジ２を形成した基
板１を用い、この基板１上に半導体層を成長させる。基
板１のリッジ部３と非リッジ部４とにおいて、成長させ
た半導体層の組成及び／または膜厚が異なるので、バン
ドギャップが小さい部分を活性層とし、バンドギャップ
が大きい部分を光ガイド層とする。
よりバンドギャップが大きい光ガイド層とを形成する。 【構成】 導波路方向の一部分にリッジ２を形成した基
板１を用い、この基板１上に半導体層を成長させる。基
板１のリッジ部３と非リッジ部４とにおいて、成長させ
た半導体層の組成及び／または膜厚が異なるので、バン
ドギャップが小さい部分を活性層とし、バンドギャップ
が大きい部分を光ガイド層とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ、半導体
レーザに変調素子を付設させた半導体レーザ装置、及び
半導体レーザ, 変調素子, 受光素子等を集積化した光集
積回路に関する。
レーザに変調素子を付設させた半導体レーザ装置、及び
半導体レーザ, 変調素子, 受光素子等を集積化した光集
積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの最大出力は、レーザ光の
出射端面におけるレーザ光の吸収による端面温度の急激
な上昇に伴って生じるCOD(Catastrophic Optical Damag
e)によって制限されている。レーザ光の吸収を抑制して
COD を防止できる高出力の半導体レーザとして窓構造型
の半導体レーザが知られている。この窓構造型の半導体
レーザでは、レーザ光の出射端面側に活性層よりもバン
ドギャップが大きい光ガイド層を設けて、端面における
レーザ光の吸収を抑制している。このような窓構造型の
半導体レーザを作製する場合には、例えばElectronics
Letters 22 pp.279(1986) に示されているように、まず
基板上に活性層, クラッド層等を全域に成長させた後、
その一部をエッチング除去し、その除去部に活性層より
バンドギャップが大きい半導体層を光ガイド層として成
長させる。
出射端面におけるレーザ光の吸収による端面温度の急激
な上昇に伴って生じるCOD(Catastrophic Optical Damag
e)によって制限されている。レーザ光の吸収を抑制して
COD を防止できる高出力の半導体レーザとして窓構造型
の半導体レーザが知られている。この窓構造型の半導体
レーザでは、レーザ光の出射端面側に活性層よりもバン
ドギャップが大きい光ガイド層を設けて、端面における
レーザ光の吸収を抑制している。このような窓構造型の
半導体レーザを作製する場合には、例えばElectronics
Letters 22 pp.279(1986) に示されているように、まず
基板上に活性層, クラッド層等を全域に成長させた後、
その一部をエッチング除去し、その除去部に活性層より
バンドギャップが大きい半導体層を光ガイド層として成
長させる。
【０００３】また、回折格子部を設けた分布反射型の半
導体レーザとしては、IEEE JournalOf Quantum Electro
nics QE-15 pp.701(1979)に示されているものがある。
ここに示されている分布反射型の半導体レーザでは、回
折格子部の光ガイド層が光吸収層として作用するので、
動作電流が上昇する等の問題点がある。この問題点は、
第29回応用物理学関係連合講演会4p-H-7 pp.184(1982)
または第30回応用物理学関係連合講演会4a-H-7 pp.119
(1983) にて報告されているように、活性層より回折格
子部の光ガイド層のバンドギャップを大きくすることに
より、解決可能である。このような活性層及び回折格子
部の光ガイド層は、それぞれに別々の結晶成長にて形成
された異なる組成の半導体層から構成されており、その
形成には少なくとも２回の成長プロセスが必要である。
導体レーザとしては、IEEE JournalOf Quantum Electro
nics QE-15 pp.701(1979)に示されているものがある。
ここに示されている分布反射型の半導体レーザでは、回
折格子部の光ガイド層が光吸収層として作用するので、
動作電流が上昇する等の問題点がある。この問題点は、
第29回応用物理学関係連合講演会4p-H-7 pp.184(1982)
または第30回応用物理学関係連合講演会4a-H-7 pp.119
(1983) にて報告されているように、活性層より回折格
子部の光ガイド層のバンドギャップを大きくすることに
より、解決可能である。このような活性層及び回折格子
部の光ガイド層は、それぞれに別々の結晶成長にて形成
された異なる組成の半導体層から構成されており、その
形成には少なくとも２回の成長プロセスが必要である。
【０００４】量子閉じ込めシュタルク効果を用いた変調
素子と、量子井戸層を活性層とする半導体レーザとをモ
ノリシックに集積化した変調素子付きの半導体レーザ装
置として、Applied Physics Letters 48 pp.1(1986) に
示されているものがある。このような変調素子付きの半
導体レーザ装置では、変調素子の量子井戸光ガイド層の
光伝播損失は60ｃｍ-1であり、変調素子部分の長さが20
0 μｍであれば、その部分を通過した光強度は30％に減
衰するので、付設された半導体レーザの光出力を大きく
する必要がある。このような変調素子部分における光減
衰の問題を解消するためには、電圧を印加しないときの
バンドギャップが活性層より大きい量子井戸光ガイド層
を変調素子部分に設けることが考えられる。そしてこの
活性層及び外部変調器部分の光ガイド層の形成には少な
くとも２回の成長プロセスが必要である。
素子と、量子井戸層を活性層とする半導体レーザとをモ
ノリシックに集積化した変調素子付きの半導体レーザ装
置として、Applied Physics Letters 48 pp.1(1986) に
示されているものがある。このような変調素子付きの半
導体レーザ装置では、変調素子の量子井戸光ガイド層の
光伝播損失は60ｃｍ-1であり、変調素子部分の長さが20
0 μｍであれば、その部分を通過した光強度は30％に減
衰するので、付設された半導体レーザの光出力を大きく
する必要がある。このような変調素子部分における光減
衰の問題を解消するためには、電圧を印加しないときの
バンドギャップが活性層より大きい量子井戸光ガイド層
を変調素子部分に設けることが考えられる。そしてこの
活性層及び外部変調器部分の光ガイド層の形成には少な
くとも２回の成長プロセスが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来例では、
活性層と共振器端面の光ガイド層との形成のために、最
低２回の成長プロセスが必要である。また、光ガイド層
の形成のための再成長時に再成長界面に欠陥が生じやす
く、歩留りが低いという問題もある。
活性層と共振器端面の光ガイド層との形成のために、最
低２回の成長プロセスが必要である。また、光ガイド層
の形成のための再成長時に再成長界面に欠陥が生じやす
く、歩留りが低いという問題もある。
【０００６】また、前述した従来例では、活性層と回折
格子部の光ガイド層との形成のために、最低２回の成長
プロセスが必要である。また、複数回の成長プロセスを
経るので、活性層と回折格子部の光ガイド層との光の結
合効率を高めるためには、高精度の成長プロセス及びエ
ッチングプロセスが要求されるという問題もある。
格子部の光ガイド層との形成のために、最低２回の成長
プロセスが必要である。また、複数回の成長プロセスを
経るので、活性層と回折格子部の光ガイド層との光の結
合効率を高めるためには、高精度の成長プロセス及びエ
ッチングプロセスが要求されるという問題もある。
【０００７】また、活性層と変調素子部分の光ガイド層
との形成のために、最低２回の成長プロセスが必要であ
るという問題がある。
との形成のために、最低２回の成長プロセスが必要であ
るという問題がある。
【０００８】また、活性層の導波路のバンドギャップが
小さい発光素子（半導体レーザ），受光素子等の光学的
素子と、導波路のバンドギャップが大きい回折格子，変
調器，光スイッチ等の光学的素子とをプレーナ型にモノ
リシックに集積化した光集積回路を作製する場合におい
ても、バンドギャップが異なる導波路を形成するために
は、少なくとも２回の成長プロセスを必要とする。
小さい発光素子（半導体レーザ），受光素子等の光学的
素子と、導波路のバンドギャップが大きい回折格子，変
調器，光スイッチ等の光学的素子とをプレーナ型にモノ
リシックに集積化した光集積回路を作製する場合におい
ても、バンドギャップが異なる導波路を形成するために
は、少なくとも２回の成長プロセスを必要とする。
【０００９】以上のように、バンドギャップが異なる半
導体層を形成するためには、複数回の結晶成長プロセス
が必要であるという問題点がある。
導体層を形成するためには、複数回の結晶成長プロセス
が必要であるという問題点がある。
【００１０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の１つの目的は、活性層と共振器端面の
光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形成することが
可能である窓構造型の半導体レーザを提供することにあ
る。
であり、本発明の１つの目的は、活性層と共振器端面の
光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形成することが
可能である窓構造型の半導体レーザを提供することにあ
る。
【００１１】また、本発明の他の目的は、活性層と回折
格子部の光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形成す
ることが可能である分布反射型の半導体レーザを提供す
ることにある。
格子部の光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形成す
ることが可能である分布反射型の半導体レーザを提供す
ることにある。
【００１２】また、本発明の更に他の目的は、活性層と
変調器部分の光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形
成することが可能である変調素子付きの半導体レーザ装
置を提供することにある。
変調器部分の光ガイド層とを１回の成長プロセスにて形
成することが可能である変調素子付きの半導体レーザ装
置を提供することにある。
【００１３】また、本発明の更に他の目的は、バンドギ
ャップが異なる同材質の半導体層を１回の成長プロセス
にて同一平面内にて形成することが可能である光集積回
路を提供することにある。
ャップが異なる同材質の半導体層を１回の成長プロセス
にて同一平面内にて形成することが可能である光集積回
路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明に係る半
導体レーザは、量子井戸層からなる活性層と、該活性層
よりバンドギャップが大きい量子井戸層からなる共振器
端面の光ガイド層とを有する窓構造型の半導体レーザに
おいて、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の一
部に導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリッ
ジを形成した基板上に設けられていることを特徴とす
る。
導体レーザは、量子井戸層からなる活性層と、該活性層
よりバンドギャップが大きい量子井戸層からなる共振器
端面の光ガイド層とを有する窓構造型の半導体レーザに
おいて、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の一
部に導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリッ
ジを形成した基板上に設けられていることを特徴とす
る。
【００１５】本願の第２発明に係る半導体レーザは、２
種類以上のIII 族元素を含む活性層と、該活性層よりバ
ンドギャップが大きい共振器端面の光ガイド層とを有す
る窓構造型の半導体レーザにおいて、前記活性層及び光
ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅と同じかそ
れより広い導波路方向のリッジを形成した基板上に設け
られていることを特徴とする。
種類以上のIII 族元素を含む活性層と、該活性層よりバ
ンドギャップが大きい共振器端面の光ガイド層とを有す
る窓構造型の半導体レーザにおいて、前記活性層及び光
ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅と同じかそ
れより広い導波路方向のリッジを形成した基板上に設け
られていることを特徴とする。
【００１６】本願の第３発明に係る半導体レーザは、量
子井戸層からなる活性層と、該活性層よりバンドギャッ
プが大きい量子井戸層からなる回折格子部の光ガイド層
とを有する分布反射型の半導体レーザにおいて、前記活
性層及び光ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅
と同じかそれより広い導波路方向のリッジを形成した基
板上に設けられていることを特徴とする。
子井戸層からなる活性層と、該活性層よりバンドギャッ
プが大きい量子井戸層からなる回折格子部の光ガイド層
とを有する分布反射型の半導体レーザにおいて、前記活
性層及び光ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅
と同じかそれより広い導波路方向のリッジを形成した基
板上に設けられていることを特徴とする。
【００１７】本願の第４発明に係る半導体レーザは、２
種類以上のIII 族元素を含む活性層と、該活性層よりバ
ンドギャップが大きい共振器端面の光ガイド層とを有す
る分布反射型の半導体レーザにおいて、前記活性層及び
光ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅と同じか
それより広い導波路方向のリッジを形成した基板上に設
けられていることを特徴とする。
種類以上のIII 族元素を含む活性層と、該活性層よりバ
ンドギャップが大きい共振器端面の光ガイド層とを有す
る分布反射型の半導体レーザにおいて、前記活性層及び
光ガイド層が、導波路方向の一部に導波路の幅と同じか
それより広い導波路方向のリッジを形成した基板上に設
けられていることを特徴とする。
【００１８】本願の第５発明に係る半導体レーザは、第
１または第２または第３または第４発明において、（１
００）基板上に〔０１−１〕方向の導波路を有し、その
側面の面方位が（Ｍ１１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ
−１−１）Ａ面（Ｎ：正の実数）とである〔０１−１〕
方向のリッジが前記基板上に形成されていることを特徴
とする。
１または第２または第３または第４発明において、（１
００）基板上に〔０１−１〕方向の導波路を有し、その
側面の面方位が（Ｍ１１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ
−１−１）Ａ面（Ｎ：正の実数）とである〔０１−１〕
方向のリッジが前記基板上に形成されていることを特徴
とする。
【００１９】本願の第６発明に係る半導体レーザは、第
１または第２または第３または第４発明において、（１
００）基板上に〔０１１〕方向の導波路を有し、その側
面の面方位が（Ｍ１−１）Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ
−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実数）とである〔０１１〕方向
のリッジが前記基板上に形成されていることを特徴とす
る。
１または第２または第３または第４発明において、（１
００）基板上に〔０１１〕方向の導波路を有し、その側
面の面方位が（Ｍ１−１）Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ
−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実数）とである〔０１１〕方向
のリッジが前記基板上に形成されていることを特徴とす
る。
【００２０】本願の第７発明に係る半導体レーザは、第
１または第２または第３または第４発明において、（１
１０）基板上に〔００１〕方向の導波路を有し、その側
面の面方位が（Ｍ１０）面（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）
と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ＜１：Ｎは実数）である〔０
０１〕方向のリッジが前記基板上に形成されていること
を特徴とする。
１または第２または第３または第４発明において、（１
１０）基板上に〔００１〕方向の導波路を有し、その側
面の面方位が（Ｍ１０）面（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）
と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ＜１：Ｎは実数）である〔０
０１〕方向のリッジが前記基板上に形成されていること
を特徴とする。
【００２１】本願の第８発明に係る半導体レーザ装置
は、量子閉じ込めシュタルク効果を用いた変調素子と、
電圧を印加しないときの前記変調素子よりバンドギャッ
プが小さい量子井戸層からなる活性層を有する半導体レ
ーザとをモノリシックに集積化した半導体レーザ装置に
おいて、前記変調素子及び半導体レーザが、導波路方向
の一部分に導波路と同じかそれより広い導波路方向の第
１リッジが形成され、導波路方向の他の部分に前記第１
リッジより幅が広い導波路方向の第２リッジが形成され
ているかまたはリッジが形成されていない基板上に設け
られており、導波路の一部分が前記第１リッジ上にある
ことを特徴とする。
は、量子閉じ込めシュタルク効果を用いた変調素子と、
電圧を印加しないときの前記変調素子よりバンドギャッ
プが小さい量子井戸層からなる活性層を有する半導体レ
ーザとをモノリシックに集積化した半導体レーザ装置に
おいて、前記変調素子及び半導体レーザが、導波路方向
の一部分に導波路と同じかそれより広い導波路方向の第
１リッジが形成され、導波路方向の他の部分に前記第１
リッジより幅が広い導波路方向の第２リッジが形成され
ているかまたはリッジが形成されていない基板上に設け
られており、導波路の一部分が前記第１リッジ上にある
ことを特徴とする。
【００２２】本願の第９発明に係る半導体レーザ装置
は、第８発明において、（１００）基板上に〔０１−
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：
正の実数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基
板上に形成されていることを特徴とする。
は、第８発明において、（１００）基板上に〔０１−
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：
正の実数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基
板上に形成されていることを特徴とする。
【００２３】本願の第10発明に係る半導体レーザ装置
は、第８発明において、（１００）基板上に〔０１１〕
方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−１）
Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実
数）とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上に形
成されていることを特徴とする。
は、第８発明において、（１００）基板上に〔０１１〕
方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−１）
Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実
数）とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上に形
成されていることを特徴とする。
【００２４】本願の第11発明に係る半導体レーザ装置
は、第８発明において、（１１０）基板上に〔００１〕
方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１０）面
（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ
＜１：Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジが前記
基板上に形成されていることを特徴とする。
は、第８発明において、（１１０）基板上に〔００１〕
方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１０）面
（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ
＜１：Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジが前記
基板上に形成されていることを特徴とする。
【００２５】本願の第12発明に係る光集積回路は、量子
井戸層を含む導波路のバンドギャップが異なる複数の光
学的素子をプレーナ型にモノリシックに集積化した光集
積回路において、導波路の幅と同じかそれより広い導波
路方向の第１リッジを形成した第１の部分と、該第１リ
ッジと幅が異なる導波路方向の第２リッジを形成するか
またはリッジを形成しない第２の部分とから構成される
基板上に、前記複数の光学的素子の導波路が設けられて
いることを特徴とする。
井戸層を含む導波路のバンドギャップが異なる複数の光
学的素子をプレーナ型にモノリシックに集積化した光集
積回路において、導波路の幅と同じかそれより広い導波
路方向の第１リッジを形成した第１の部分と、該第１リ
ッジと幅が異なる導波路方向の第２リッジを形成するか
またはリッジを形成しない第２の部分とから構成される
基板上に、前記複数の光学的素子の導波路が設けられて
いることを特徴とする。
【００２６】本願の第13発明に係る光集積回路は、２種
類以上のIII 族元素を含む半導体から構成される導波路
のバンドギャップが異なる複数の光学的素子をプレーナ
型にモノリシックに集積化した光集積回路において、導
波路の幅と同じかそれより広い導波路方向の第１リッジ
を形成した第１の部分と、該第１リッジと幅が異なる導
波路方向の第２リッジを形成するかまたはリッジを形成
しない第２の部分とから構成される基板上に、前記複数
の光学的素子の導波路が設けられていることを特徴とす
る。
類以上のIII 族元素を含む半導体から構成される導波路
のバンドギャップが異なる複数の光学的素子をプレーナ
型にモノリシックに集積化した光集積回路において、導
波路の幅と同じかそれより広い導波路方向の第１リッジ
を形成した第１の部分と、該第１リッジと幅が異なる導
波路方向の第２リッジを形成するかまたはリッジを形成
しない第２の部分とから構成される基板上に、前記複数
の光学的素子の導波路が設けられていることを特徴とす
る。
【００２７】本願の第14発明に係る光集積回路は、第12
または第13発明において、（１００）基板上に〔０１−
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：
正の実数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基
板上に形成されていることを特徴とする。
または第13発明において、（１００）基板上に〔０１−
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
１）Ａ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：
正の実数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基
板上に形成されていることを特徴とする。
【００２８】本願の第15発明に係る光集積回路は、第12
または第13発明において、（１００）基板上に〔０１
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−
１）Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正
の実数）とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上
に形成されていることを特徴とする。
または第13発明において、（１００）基板上に〔０１
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−
１）Ｂ面（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正
の実数）とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上
に形成されていることを特徴とする。
【００２９】本願の第16発明に係る光集積回路は、第12
または第13発明において、（１１０）基板上に〔００
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
０）面（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−
１＜Ｎ＜１：Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジ
が前記基板上に形成されていることを特徴とする。
または第13発明において、（１１０）基板上に〔００
１〕方向の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１
０）面（−１＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−
１＜Ｎ＜１：Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジ
が前記基板上に形成されていることを特徴とする。
【００３０】
【作用】本願に係る発明は、基板上のリッジ上面とリッ
ジを形成しない部分とにおいて、同一条件にて半導体層
を成長させた際に、成長させた半導体層の組成及び／ま
たは膜厚が異なることを利用して、バンドギャップが異
なる活性層，共振器端面の光ガイド層，回折格子部の光
ガイド層，変調素子，受光素子を１回の成長プロセスに
より作製する。以下、各発明についてこの原理を説明す
る。
ジを形成しない部分とにおいて、同一条件にて半導体層
を成長させた際に、成長させた半導体層の組成及び／ま
たは膜厚が異なることを利用して、バンドギャップが異
なる活性層，共振器端面の光ガイド層，回折格子部の光
ガイド層，変調素子，受光素子を１回の成長プロセスに
より作製する。以下、各発明についてこの原理を説明す
る。
【００３１】第１発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、量子井戸層を成長させると、リッジ上と非
リッジ上とにおいて量子井戸層の膜厚が異なる。そし
て、膜厚が薄い部分の量子井戸層を共振器端面の光ガイ
ド層とし、膜厚が薄い厚い部分の量子井戸層を活性層と
することにより、この光ガイド層が活性層より量子効果
が大きくなって、活性層と活性層よりバンドギャップが
大きい共振器端面の光ガイド層とを１回の結晶成長にて
形成できる。
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、量子井戸層を成長させると、リッジ上と非
リッジ上とにおいて量子井戸層の膜厚が異なる。そし
て、膜厚が薄い部分の量子井戸層を共振器端面の光ガイ
ド層とし、膜厚が薄い厚い部分の量子井戸層を活性層と
することにより、この光ガイド層が活性層より量子効果
が大きくなって、活性層と活性層よりバンドギャップが
大きい共振器端面の光ガイド層とを１回の結晶成長にて
形成できる。
【００３２】第２発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体層を成
長させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて成長させ
た半導体層の組成が異なる。そして、バンドギャップが
大きい部分の成長半導体層を共振器端面の光ガイド層と
し、バンドギャップが小さい部分の成長半導体層を活性
層とすることにより、活性層と活性層よりバンドギャッ
プが大きい共振器端面の光ガイド層とを１回の結晶成長
にて形成できる。
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体層を成
長させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて成長させ
た半導体層の組成が異なる。そして、バンドギャップが
大きい部分の成長半導体層を共振器端面の光ガイド層と
し、バンドギャップが小さい部分の成長半導体層を活性
層とすることにより、活性層と活性層よりバンドギャッ
プが大きい共振器端面の光ガイド層とを１回の結晶成長
にて形成できる。
【００３３】第３発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、量子井戸層を成長させると、リッジ上と非
リッジ上とにおいて量子井戸層の膜厚が異なる。そし
て、膜厚が薄い部分の量子井戸層を回折格子部の光ガイ
ド層とし、膜厚が厚い部分の量子井戸層を活性層とする
ことにより、この光ガイド層が活性層より量子効果が大
きくなって、活性層と活性層よりバンドギャップが大き
い回折格子部の光ガイド層とを１回の結晶成長にて形成
できる。
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、量子井戸層を成長させると、リッジ上と非
リッジ上とにおいて量子井戸層の膜厚が異なる。そし
て、膜厚が薄い部分の量子井戸層を回折格子部の光ガイ
ド層とし、膜厚が厚い部分の量子井戸層を活性層とする
ことにより、この光ガイド層が活性層より量子効果が大
きくなって、活性層と活性層よりバンドギャップが大き
い回折格子部の光ガイド層とを１回の結晶成長にて形成
できる。
【００３４】第４発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体層を成
長させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて成長させ
た半導体層の組成が異なる。そして、バンドギャップが
大きい部分の成長半導体層を回折格子部の光ガイド層と
し、バンドギャップが小さい部分の成長半導体層を活性
層とすることにより、活性層と活性層よりバンドギャッ
プが大きい回折格子部の光ガイド層とを１回の結晶成長
にて形成できる。
り広い導波路方向のリッジを導波路方向の一部に形成し
た基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体層を成
長させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて成長させ
た半導体層の組成が異なる。そして、バンドギャップが
大きい部分の成長半導体層を回折格子部の光ガイド層と
し、バンドギャップが小さい部分の成長半導体層を活性
層とすることにより、活性層と活性層よりバンドギャッ
プが大きい回折格子部の光ガイド層とを１回の結晶成長
にて形成できる。
【００３５】以上のような第１，２，３，４発明は、具
体的には第５，６，７発明に示した条件にて実現でき
る。
体的には第５，６，７発明に示した条件にて実現でき
る。
【００３６】第８発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向の一部に形
成し、また導波路方向の他の部分に第１リッジより幅が
広い導波路方向の第２リッジが形成されているかまたは
リッジが形成されていない基板上に、量子井戸層を成長
させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて量子井戸層
の膜厚が異なる。そして、膜厚が薄い部分の量子井戸層
を変調素子の光ガイド層とし、膜厚が厚い部分の量子井
戸層を活性層とすることにより、この光ガイド層が活性
層より量子効果が大きくなって、活性層と活性層よりバ
ンドギャップが大きい変調素子の光ガイド層とを１回の
結晶成長にて形成できる。
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向の一部に形
成し、また導波路方向の他の部分に第１リッジより幅が
広い導波路方向の第２リッジが形成されているかまたは
リッジが形成されていない基板上に、量子井戸層を成長
させると、リッジ上と非リッジ上とにおいて量子井戸層
の膜厚が異なる。そして、膜厚が薄い部分の量子井戸層
を変調素子の光ガイド層とし、膜厚が厚い部分の量子井
戸層を活性層とすることにより、この光ガイド層が活性
層より量子効果が大きくなって、活性層と活性層よりバ
ンドギャップが大きい変調素子の光ガイド層とを１回の
結晶成長にて形成できる。
【００３７】以上のような第８発明は、具体的には第
９，10，11発明に示した条件にて実現できる。
９，10，11発明に示した条件にて実現できる。
【００３８】第12発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向に形成した
第１の部分と、第１リッジと幅が異なる第２リッジを導
波路方向に形成するかリッジを形成しない第２の部分と
からなる基板上に、量子井戸層を成長させると、第１の
部分と第２の部分とにおいて量子井戸層の膜厚が異な
る。そして、膜厚が薄い部分の量子井戸層をバンドギャ
ップが大きい層とし、膜厚が厚い部分の量子井戸層をバ
ンドギャップが小さい層とすることにより、部分的にバ
ンドギャップが異なる導波路１回の結晶成長にてを形成
できる。
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向に形成した
第１の部分と、第１リッジと幅が異なる第２リッジを導
波路方向に形成するかリッジを形成しない第２の部分と
からなる基板上に、量子井戸層を成長させると、第１の
部分と第２の部分とにおいて量子井戸層の膜厚が異な
る。そして、膜厚が薄い部分の量子井戸層をバンドギャ
ップが大きい層とし、膜厚が厚い部分の量子井戸層をバ
ンドギャップが小さい層とすることにより、部分的にバ
ンドギャップが異なる導波路１回の結晶成長にてを形成
できる。
【００３９】第13発明では、導波路の幅と同じかそれよ
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向に形成した
第１の部分と、第１リッジと幅が異なる第２リッジを導
波路方向に形成するかリッジを形成しない第２の部分と
からなる基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体
層を成長させると、第１の部分と第２の部分とにおいて
成長させた半導体層の組成が異なり、部分的にバンドギ
ャップが異なる導波路を１回の結晶成長にて形成でき
る。
り広い導波路方向の第１リッジを導波路方向に形成した
第１の部分と、第１リッジと幅が異なる第２リッジを導
波路方向に形成するかリッジを形成しない第２の部分と
からなる基板上に、III 族元素を２種類以上含む半導体
層を成長させると、第１の部分と第２の部分とにおいて
成長させた半導体層の組成が異なり、部分的にバンドギ
ャップが異なる導波路を１回の結晶成長にて形成でき
る。
【００４０】以上のような第12，13発明は、具体的には
第14，15，16発明に示した条件にて実現できる。
第14，15，16発明に示した条件にて実現できる。
【００４１】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
【００４２】実施例１．実施例１は、第１，第５発明に
係る実施例である。図１は、実施例１における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図１において、１はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板１上の〔０１−１〕方向
の一部分（中央部）には、〔０１−１〕方向のリッジ２
（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500 μｍ）が形成さ
れている。そして、このリッジ２により、リッジ２を形
成した部分（リッジ部）３とその両側のリッジを形成し
ない部分（非リッジ部）４とに基板１が分けられる。こ
の各非リッジ部４の長さは20μｍである。なお、このリ
ッジ２は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ
2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントによる
エッチングとを用いて形成可能である。このとき、リッ
ジ２の側面2aは、Applied Physics Letters54 pp.433(1
989) に報告されているように、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とである。
係る実施例である。図１は、実施例１における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図１において、１はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板１上の〔０１−１〕方向
の一部分（中央部）には、〔０１−１〕方向のリッジ２
（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500 μｍ）が形成さ
れている。そして、このリッジ２により、リッジ２を形
成した部分（リッジ部）３とその両側のリッジを形成し
ない部分（非リッジ部）４とに基板１が分けられる。こ
の各非リッジ部４の長さは20μｍである。なお、このリ
ッジ２は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ
2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントによる
エッチングとを用いて形成可能である。このとき、リッ
ジ２の側面2aは、Applied Physics Letters54 pp.433(1
989) に報告されているように、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とである。
【００４３】図２, 図３は、図１に示す基板を用いて作
製した窓構造型の半導体レーザを示し、図２はその断面
図、図３はその斜視図である。以下、この半導体レーザ
の作製手順を説明する。
製した窓構造型の半導体レーザを示し、図２はその断面
図、図３はその斜視図である。以下、この半導体レーザ
の作製手順を説明する。
【００４４】まず、基板１上に以下の層を分子線エピタ
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層５（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層６
（活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層７（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層８（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層６は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部４において、
Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層５（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層６
（活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層７（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層８（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層６は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部４において、
Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
【００４５】以上の各層を結晶成長させた後、電極９を
形成し、パターニングによりリッジ部３に、導波路の中
心が基板１のリッジ構造の中心に合うように、図２，図
３に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１−１〕方向
の導波路を形成する。そして、非リッジ部４の中央で劈
開し、（０１−１）面を共振器端面とする半導体レーザ
を作製する。以上により、リッジ部３に長さ500 μｍの
活性層を有し、非リッジ部４に長さ各20μｍの共振器端
面の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製
できる。
形成し、パターニングによりリッジ部３に、導波路の中
心が基板１のリッジ構造の中心に合うように、図２，図
３に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１−１〕方向
の導波路を形成する。そして、非リッジ部４の中央で劈
開し、（０１−１）面を共振器端面とする半導体レーザ
を作製する。以上により、リッジ部３に長さ500 μｍの
活性層を有し、非リッジ部４に長さ各20μｍの共振器端
面の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製
できる。
【００４６】Applied Physics Letters 56 pp.1939(199
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部３に成長した多重量子井戸層６は、非リ
ッジ部４に成長した多重量子井戸層６に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された光ガイド層の室温でのバンドギャップ
は約1.28ｅＶであり、活性層で発振された単一縦モード
であるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、この光ガイ
ド層では吸収されなかった。
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部３に成長した多重量子井戸層６は、非リ
ッジ部４に成長した多重量子井戸層６に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された光ガイド層の室温でのバンドギャップ
は約1.28ｅＶであり、活性層で発振された単一縦モード
であるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、この光ガイ
ド層では吸収されなかった。
【００４７】実施例２．実施例２は、第１，第６発明に
係る実施例である。図４は、実施例２における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図４において、11はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板11上の〔０１１〕方向の
一部分（両端部）には、〔０１１〕方向のリッジ12（高
さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ20μｍ）が形成されて
いる。そして、このリッジ12により、リッジを形成しな
い部分（非リッジ部）14とその両側のリッジ12を形成し
た部分（リッジ部）13とに基板11が分けられる。この非
リッジ部14の長さは500 μｍである。なお、このリッジ
12は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ12の側面12a は、Journal of Vacuum Science and
Technology B8 pp.692(1990)に報告されているように、
（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面とである。
係る実施例である。図４は、実施例２における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図４において、11はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板11上の〔０１１〕方向の
一部分（両端部）には、〔０１１〕方向のリッジ12（高
さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ20μｍ）が形成されて
いる。そして、このリッジ12により、リッジを形成しな
い部分（非リッジ部）14とその両側のリッジ12を形成し
た部分（リッジ部）13とに基板11が分けられる。この非
リッジ部14の長さは500 μｍである。なお、このリッジ
12は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ12の側面12a は、Journal of Vacuum Science and
Technology B8 pp.692(1990)に報告されているように、
（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面とである。
【００４８】図５，図６は、図４に示す基板を用いて作
製した窓構造型の半導体レーザを示し、図５はその断面
図、図６はその斜視図である。以下、この半導体レーザ
の作製手順を説明する。
製した窓構造型の半導体レーザを示し、図５はその断面
図、図６はその斜視図である。以下、この半導体レーザ
の作製手順を説明する。
【００４９】まず、基板11上に以下の各層を分子線エピ
タキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層15（膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層16（活
性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層17（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層18（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層16は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部14において、
ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ（膜
厚：６ｎｍ）である。
タキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層15（膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層16（活
性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層17（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層18（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層16は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部14において、
ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ（膜
厚：６ｎｍ）である。
【００５０】以上の各層を結晶成長させた後、電極19を
形成し、パターニングにより非リッジ部14に、導波路の
中心が基板11のリッジ構造の中心に合うように、図５，
図６に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１１〕方向
の導波路を形成する。そして、非リッジ部14の中央で劈
開し、（０１１）面を共振器端面とする半導体レーザを
作製する。以上により、非リッジ部14に長さ500 μｍの
活性層を有し、リッジ部13に長さ各20μｍの共振器端面
の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製で
きる。
形成し、パターニングにより非リッジ部14に、導波路の
中心が基板11のリッジ構造の中心に合うように、図５，
図６に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１１〕方向
の導波路を形成する。そして、非リッジ部14の中央で劈
開し、（０１１）面を共振器端面とする半導体レーザを
作製する。以上により、非リッジ部14に長さ500 μｍの
活性層を有し、リッジ部13に長さ各20μｍの共振器端面
の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製で
きる。
【００５１】Journal of Vacuum Science and Technolo
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部13に成長した多重量子
井戸層16は、非リッジ部14に成長した多重量子井戸層16
に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャ
ップが大きくなる。形成された活性層, 光ガイド層の室
温でのバンドギャップはそれぞれ約1.51ｅＶ,約1.53ｅ
Ｖであり、活性層で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、この光ガイド層では吸
収されなかった。
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部13に成長した多重量子
井戸層16は、非リッジ部14に成長した多重量子井戸層16
に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャ
ップが大きくなる。形成された活性層, 光ガイド層の室
温でのバンドギャップはそれぞれ約1.51ｅＶ,約1.53ｅ
Ｖであり、活性層で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、この光ガイド層では吸
収されなかった。
【００５２】実施例３．実施例３は、第１，第７発明に
係る実施例である。図７は、実施例３における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図７において、21はｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板21上の〔００１〕方向の
一部分（両端部）には、〔００１〕方向のリッジ22（高
さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ20μｍ）が形成されて
いる。そして、このリッジ22により、リッジを形成しな
い部分（非リッジ部）24とその両側のリッジ22を形成し
た部分（リッジ部）23とに基板21が分けられる。この非
リッジ部24の長さは500 μｍである。なお、このリッジ
22は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ22の側面22a は、（１００）面と（０１０）面とで
ある。
係る実施例である。図７は、実施例３における半導体レ
ーザを作製するための基板の構造を示す斜視図である。
図７において、21はｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板21上の〔００１〕方向の
一部分（両端部）には、〔００１〕方向のリッジ22（高
さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ20μｍ）が形成されて
いる。そして、このリッジ22により、リッジを形成しな
い部分（非リッジ部）24とその両側のリッジ22を形成し
た部分（リッジ部）23とに基板21が分けられる。この非
リッジ部24の長さは500 μｍである。なお、このリッジ
22は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ22の側面22a は、（１００）面と（０１０）面とで
ある。
【００５３】図８は、図７に示す基板を用いて作製した
窓構造型の半導体レーザを示す断面図である。以下、こ
の半導体レーザの作製手順を説明する。
窓構造型の半導体レーザを示す断面図である。以下、こ
の半導体レーザの作製手順を説明する。
【００５４】まず、基板21上に以下の各層を、ＰＨ3 を
800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基板
温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層25（膜厚：
１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層26（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層27（膜厚：
１μｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層28（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層26は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部24において、
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇａ
0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基板
温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層25（膜厚：
１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層26（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層27（膜厚：
１μｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層28（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層26は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部24において、
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇａ
0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
【００５５】以上の各層を結晶成長させた後、電極29を
形成し、パターニングにより非リッジ部24に、導波路の
中心が基板21のリッジ構造の中心に合うように、実施例
２と同様に、幅４μｍのリッジ状の〔００１〕方向の導
波路を形成する。そして、非リッジ部24の中央を、Ｃｌ
2 ＥＣＲプラズマエッチングにより、エッチングの側面
が（００１）面となるように、幅６μｍ，深さ３μｍに
わたってエッチングする。エッチングした部分で分割し
て、（０１１）面を共振器端面とする半導体レーザを作
製する。以上により、非リッジ部24に長さ500 μｍの活
性層を有し、リッジ部23に長さ各17μｍの共振器端面の
光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製でき
る。
形成し、パターニングにより非リッジ部24に、導波路の
中心が基板21のリッジ構造の中心に合うように、実施例
２と同様に、幅４μｍのリッジ状の〔００１〕方向の導
波路を形成する。そして、非リッジ部24の中央を、Ｃｌ
2 ＥＣＲプラズマエッチングにより、エッチングの側面
が（００１）面となるように、幅６μｍ，深さ３μｍに
わたってエッチングする。エッチングした部分で分割し
て、（０１１）面を共振器端面とする半導体レーザを作
製する。以上により、非リッジ部24に長さ500 μｍの活
性層を有し、リッジ部23に長さ各17μｍの共振器端面の
光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製でき
る。
【００５６】リッジを形成した部分に多重量子井戸層を
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部23に成長
した多重量子井戸層26は、非リッジ部24に成長した多重
量子井戸層26に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。活
性層で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波
長：640 ｎｍ）は、この光ガイド層では吸収されなかっ
た。
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部23に成長
した多重量子井戸層26は、非リッジ部24に成長した多重
量子井戸層26に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。活
性層で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波
長：640 ｎｍ）は、この光ガイド層では吸収されなかっ
た。
【００５７】実施例４．実施例４は、第２，第５発明に
係る実施例である。実施例４において使用する基板は実
施例１で使用した基板１（図１参照）と同じであるの
で、その説明は省略する。図９は、図１に示す基板を用
いて作製した窓構造型の半導体レーザの斜視図である。
以下、この半導体レーザの作製手順を説明する。
係る実施例である。実施例４において使用する基板は実
施例１で使用した基板１（図１参照）と同じであるの
で、その説明は省略する。図９は、図１に示す基板を用
いて作製した窓構造型の半導体レーザの斜視図である。
以下、この半導体レーザの作製手順を説明する。
【００５８】まず、基板１上に以下の層を分子線エピタ
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層31（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層32（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層33（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層34（膜厚：500 ｎｍ）
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層31（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層32（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層33（膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層34（膜厚：500 ｎｍ）
【００５９】この際、非リッジ部４におけるＡｌＧａＡ
ｓ層32は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Appl
ied Physics Letters 54 pp.433(1989) にも示されてい
るように、部分的にリッジを形成した基板（１００）面
上にＧａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分の
ＧａＡｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓの
膜厚の約1.3 倍となる。従って、リッジ部３ではＡｌ組
成が約0.07であるＡｌＧａＡｓ層32が約100 ｎｍ成長す
る。
ｓ層32は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Appl
ied Physics Letters 54 pp.433(1989) にも示されてい
るように、部分的にリッジを形成した基板（１００）面
上にＧａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分の
ＧａＡｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓの
膜厚の約1.3 倍となる。従って、リッジ部３ではＡｌ組
成が約0.07であるＡｌＧａＡｓ層32が約100 ｎｍ成長す
る。
【００６０】以上の各層を結晶成長させた後、電極35を
形成し、パターニングによりリッジ部３に、導波路の中
心が基板１のリッジ構造の中心に合うように、実施例１
と同様に、幅４μｍのリッジ状の〔０１−１〕方向の導
波路を形成する。そして、非リッジ部４の中央で劈開
し、（０１−１）面を共振器端面とする半導体レーザを
作製する。以上により、リッジ部３に長さ500 μｍの活
性層を有し、非リッジ部４に長さ各20μｍの共振器端面
の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製で
きる。
形成し、パターニングによりリッジ部３に、導波路の中
心が基板１のリッジ構造の中心に合うように、実施例１
と同様に、幅４μｍのリッジ状の〔０１−１〕方向の導
波路を形成する。そして、非リッジ部４の中央で劈開
し、（０１−１）面を共振器端面とする半導体レーザを
作製する。以上により、リッジ部３に長さ500 μｍの活
性層を有し、非リッジ部４に長さ各20μｍの共振器端面
の光ガイド層を有する窓構造型の半導体レーザを作製で
きる。
【００６１】リッジ部３ではＡｌ組成が約0.07であるＡ
ｌＧａＡｓ層32が成長し、非リッジ部４ではＡｌ組成が
0.1 であるＡｌＧａＡｓ層32が成長するので、光ガイド
層のバンドギャップを活性層より大きくできる。形成さ
れた活性層，光ガイド層の室温でのバンドギャップは、
それぞれ約1.51ｅＶ，約1.54ｅＶであり、活性層で発振
された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎ
ｍ）は、この光ガイド層では吸収されなかった。
ｌＧａＡｓ層32が成長し、非リッジ部４ではＡｌ組成が
0.1 であるＡｌＧａＡｓ層32が成長するので、光ガイド
層のバンドギャップを活性層より大きくできる。形成さ
れた活性層，光ガイド層の室温でのバンドギャップは、
それぞれ約1.51ｅＶ，約1.54ｅＶであり、活性層で発振
された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎ
ｍ）は、この光ガイド層では吸収されなかった。
【００６２】なお、実施例１，４において図１のリッジ
２の高さが１μｍ以上の場合、実施例２において図４の
リッジ12の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例３におい
て図７のリッジ22の高さが１μｍ以上の場合においても
同様の効果が得られる。また、実施例２，４においてリ
ッジ12, ２の幅が２μｍの場合、実施例１，３において
リッジ２, 22の幅が２〜30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例２，４において活性層領
域の長さを20μｍ以上, 共振器端面の光ガイド層の長さ
を20μｍ以上とした場合、実施例１，３において活性層
領域の長さを50μｍ以上, 共振器端面の光ガイド層の長
さを50μｍ以上とした場合においても同様の効果が得ら
れる。また、実施例１〜４においては、共振器端面の光
ガイド層を活性層の両側に設ける構成としたが、活性層
の片側にのみ設ける構成としてもよい。
２の高さが１μｍ以上の場合、実施例２において図４の
リッジ12の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例３におい
て図７のリッジ22の高さが１μｍ以上の場合においても
同様の効果が得られる。また、実施例２，４においてリ
ッジ12, ２の幅が２μｍの場合、実施例１，３において
リッジ２, 22の幅が２〜30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例２，４において活性層領
域の長さを20μｍ以上, 共振器端面の光ガイド層の長さ
を20μｍ以上とした場合、実施例１，３において活性層
領域の長さを50μｍ以上, 共振器端面の光ガイド層の長
さを50μｍ以上とした場合においても同様の効果が得ら
れる。また、実施例１〜４においては、共振器端面の光
ガイド層を活性層の両側に設ける構成としたが、活性層
の片側にのみ設ける構成としてもよい。
【００６３】実施例５．実施例５は、第３，第５発明に
係る実施例である。図10は、実施例５における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図10において、41はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板41上の〔０
１−１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１−１〕方
向のリッジ42（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ300 μ
ｍ）が形成されている。そして、このリッジ42により、
リッジ42を形成した部分（リッジ部）43とリッジを形成
しない部分（非リッジ部）44とに基板41が分けられる。
この非リッジ部44の長さは500 μｍである。なお、この
リッジ42は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ42の側面42a は、Applied Physics Letters 54 pp.
433(1989) に報告されているように、（３１１）Ａ面と
（３−１−１）Ａ面とである。
係る実施例である。図10は、実施例５における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図10において、41はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板41上の〔０
１−１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１−１〕方
向のリッジ42（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ300 μ
ｍ）が形成されている。そして、このリッジ42により、
リッジ42を形成した部分（リッジ部）43とリッジを形成
しない部分（非リッジ部）44とに基板41が分けられる。
この非リッジ部44の長さは500 μｍである。なお、この
リッジ42は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ42の側面42a は、Applied Physics Letters 54 pp.
433(1989) に報告されているように、（３１１）Ａ面と
（３−１−１）Ａ面とである。
【００６４】図11は、図10に示す基板を用いて作製した
分布反射型の半導体レーザの断面図である。以下、この
半導体レーザの作製手順を説明する。
分布反射型の半導体レーザの断面図である。以下、この
半導体レーザの作製手順を説明する。
【００６５】まず、基板41上に以下の層を分子線エピタ
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層45（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層46
（活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層47（膜厚：100 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層48（膜厚：200 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層49（膜厚：700 ｎ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層50（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層46は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部44において、
Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層45（膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層46
（活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層47（膜厚：100 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層48（膜厚：200 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層49（膜厚：700 ｎ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層50（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層46は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部44において、
Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
【００６６】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
44における成長層をｐ型光ガイド層48に到達するまで除
去する。露出したｐ型光ガイド層48上に、フォトリソグ
ラフィとエッチングとにより、図11に示すように、〔０
１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎ
ｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなる回折格子パタ
ーン51を形成する。次いで、この回折格子パターン51上
に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層52（膜厚：15
0 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部43には電極53を形成す
る。また、〔０１−１〕方向全体に、導波路の中心が基
板41のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリッ
ジ状の導波路を形成する。以上により、リッジ部43に長
さ300 μｍの活性層を有し、非リッジ部44に長さ500 μ
ｍの回折格子部の光ガイド層を有する分布反射型の半導
体レーザを作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
44における成長層をｐ型光ガイド層48に到達するまで除
去する。露出したｐ型光ガイド層48上に、フォトリソグ
ラフィとエッチングとにより、図11に示すように、〔０
１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎ
ｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなる回折格子パタ
ーン51を形成する。次いで、この回折格子パターン51上
に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層52（膜厚：15
0 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部43には電極53を形成す
る。また、〔０１−１〕方向全体に、導波路の中心が基
板41のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリッ
ジ状の導波路を形成する。以上により、リッジ部43に長
さ300 μｍの活性層を有し、非リッジ部44に長さ500 μ
ｍの回折格子部の光ガイド層を有する分布反射型の半導
体レーザを作製できる。
【００６７】Applied Physics Letters 56 pp.1939(199
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部43に成長した多重量子井戸層46は、非リ
ッジ部44に成長した多重量子井戸層46に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された回折格子部の光ガイド層の室温でのバ
ンドギャップは約1.28ｅＶであり、活性層で発振された
単一縦モードであるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）
は、この回折格子部の光ガイド層では吸収されなかっ
た。
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部43に成長した多重量子井戸層46は、非リ
ッジ部44に成長した多重量子井戸層46に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された回折格子部の光ガイド層の室温でのバ
ンドギャップは約1.28ｅＶであり、活性層で発振された
単一縦モードであるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）
は、この回折格子部の光ガイド層では吸収されなかっ
た。
【００６８】実施例６．実施例６は、第３，第６発明に
係る実施例である。図12は、実施例６における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図12において、61はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板61上の〔０
１１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１１〕方向の
リッジ62（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500 μｍ）
が形成されている。そして、このリッジ62により、リッ
ジ62を形成した部分（リッジ部）63とリッジを形成しな
い部分（非リッジ部）64とに基板61が分けられる。この
非リッジ部64の長さは300μｍである。なお、このリッ
ジ62は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 Ｐ
Ｏ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャン
トによるエッチングとを用いて形成可能である。このと
き、リッジ62の側面62a は、Journal of VacuumScience
and Technology B8 pp.692(1990)に報告されているよ
うに、（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面とである。
係る実施例である。図12は、実施例６における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図12において、61はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板61上の〔０
１１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１１〕方向の
リッジ62（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500 μｍ）
が形成されている。そして、このリッジ62により、リッ
ジ62を形成した部分（リッジ部）63とリッジを形成しな
い部分（非リッジ部）64とに基板61が分けられる。この
非リッジ部64の長さは300μｍである。なお、このリッ
ジ62は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 Ｐ
Ｏ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャン
トによるエッチングとを用いて形成可能である。このと
き、リッジ62の側面62a は、Journal of VacuumScience
and Technology B8 pp.692(1990)に報告されているよ
うに、（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面とである。
【００６９】図13は、図12に示す基板を用いて作製した
分布反射型の半導体レーザの断面図である。以下、この
半導体レーザの作製手順を説明する。
分布反射型の半導体レーザの断面図である。以下、この
半導体レーザの作製手順を説明する。
【００７０】まず、基板61上に以下の各層を分子線エピ
タキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層65（膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層66（活
性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層67（膜厚：100 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層68（膜厚：200 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層69（膜厚：700 ｎ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層70（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層66は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部64において、
ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ（膜
厚：６ｎｍ）である。
タキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層65（膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層66（活
性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層67（膜厚：100 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層68（膜厚：200 ｎ
ｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層69（膜厚：700 ｎ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層70（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層66は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部64において、
ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ（膜
厚：６ｎｍ）である。
【００７１】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部63
における成長層をｐ型光ガイド層68に到達するまで除去
する。露出したｐ型光ガイド層68上に、フォトリソグラ
フィとエッチングとにより、図13に示すように、〔０１
１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍの
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子パターン
71を形成する。次いで、この回折格子パターン71上に、
プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層72（膜厚：150 ｎ
ｍ）を積層形成し、非リッジ部64には電極73を形成す
る。また、〔０１１〕方向全体に、導波路の中心が基板
61のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリッジ
状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部64に長
さ300 μｍの活性層を有し、リッジ部63に長さ500 μｍ
の回折格子部の光ガイド層を有する分布反射型の半導体
レーザを作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部63
における成長層をｐ型光ガイド層68に到達するまで除去
する。露出したｐ型光ガイド層68上に、フォトリソグラ
フィとエッチングとにより、図13に示すように、〔０１
１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍの
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子パターン
71を形成する。次いで、この回折格子パターン71上に、
プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層72（膜厚：150 ｎ
ｍ）を積層形成し、非リッジ部64には電極73を形成す
る。また、〔０１１〕方向全体に、導波路の中心が基板
61のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリッジ
状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部64に長
さ300 μｍの活性層を有し、リッジ部63に長さ500 μｍ
の回折格子部の光ガイド層を有する分布反射型の半導体
レーザを作製できる。
【００７２】Journal of Vacuum Science and Technolo
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部63に成長した多重量子
井戸層66は、非リッジ部64に成長した多重量子井戸層66
に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャ
ップが大きくなる。形成された活性層, 回折格子部の光
ガイド層の室温でのバンドギャップはそれぞれ約1.51ｅ
Ｖ, 約1.53ｅＶであり、活性層で発振された単一縦モー
ドであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、この回折
格子部の光ガイド層では吸収されなかった。
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部63に成長した多重量子
井戸層66は、非リッジ部64に成長した多重量子井戸層66
に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャ
ップが大きくなる。形成された活性層, 回折格子部の光
ガイド層の室温でのバンドギャップはそれぞれ約1.51ｅ
Ｖ, 約1.53ｅＶであり、活性層で発振された単一縦モー
ドであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、この回折
格子部の光ガイド層では吸収されなかった。
【００７３】実施例７．実施例７は、第３，第７発明に
係る実施例である。図14は、実施例７における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図14において、81はｎ型の（１１０）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板81上の〔０
０１〕方向の一部分（両端部）には、〔００１〕方向の
リッジ82（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ250 μ
ｍ）が形成されている。そして、このリッジ82により、
リッジを形成しない部分（非リッジ部）84とその両側の
リッジ82を形成した部分（リッジ部）83とに基板81が分
けられる。この非リッジ部84の長さは300 μｍである。
なお、このリッジ82は、フォトリソグラフィとバッファ
ードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）の
エッチャントによるエッチングとを用いて形成可能であ
る。このとき、リッジ82の側面82a は、（１００）面と
（０１０）面とである。
係る実施例である。図14は、実施例７における分布反射
型の半導体レーザを作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図14において、81はｎ型の（１１０）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板81上の〔０
０１〕方向の一部分（両端部）には、〔００１〕方向の
リッジ82（高さ：３μｍ，幅：５μｍ，各長さ250 μ
ｍ）が形成されている。そして、このリッジ82により、
リッジを形成しない部分（非リッジ部）84とその両側の
リッジ82を形成した部分（リッジ部）83とに基板81が分
けられる。この非リッジ部84の長さは300 μｍである。
なお、このリッジ82は、フォトリソグラフィとバッファ
ードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）の
エッチャントによるエッチングとを用いて形成可能であ
る。このとき、リッジ82の側面82a は、（１００）面と
（０１０）面とである。
【００７４】図15は、図14に示す基板を用いて作製した
分布反射型の半導体レーザを示す断面図である。以下、
この半導体レーザの作製手順を説明する。
分布反射型の半導体レーザを示す断面図である。以下、
この半導体レーザの作製手順を説明する。
【００７５】まず、基板81上に以下の各層を、ＰＨ3 を
800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基板
温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層85（膜厚：
１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層86（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層87（膜厚：
100 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層88（膜厚：
200 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層89（膜厚：
700 ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層90（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層86は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部84において、
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇａ
0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基板
温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層85（膜厚：
１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層86（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層87（膜厚：
100 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層88（膜厚：
200 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層89（膜厚：
700 ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層90（膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層86は、５周期の多重量子井戸層
からなり、１周期分の構成は、非リッジ部84において、
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇａ
0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
【００７６】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部83
における成長層をｐ型光ガイド層88に到達するまで除去
する。露出したｐ型光ガイド層88上に、フォトリソグラ
フィとエッチングとにより、図15に示すように、〔００
１〕方向に180 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍの
ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ層からなる回折格子パ
ターン91を形成する。次いで、この回折格子パターン91
上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層92（膜厚：
150 ｎｍ）を積層形成し、非リッジ部84には電極93を形
成する。更に、〔０１１〕方向全体に、導波路の中心が
基板81のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリ
ッジ状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部84
に長さ300 μｍの活性層を有し、その両側のリッジ部83
に長さ各250 μｍの回折格子部の光ガイド層を有する分
布反射型の半導体レーザを作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部83
における成長層をｐ型光ガイド層88に到達するまで除去
する。露出したｐ型光ガイド層88上に、フォトリソグラ
フィとエッチングとにより、図15に示すように、〔００
１〕方向に180 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍの
ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ層からなる回折格子パ
ターン91を形成する。次いで、この回折格子パターン91
上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層92（膜厚：
150 ｎｍ）を積層形成し、非リッジ部84には電極93を形
成する。更に、〔０１１〕方向全体に、導波路の中心が
基板81のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍのリ
ッジ状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部84
に長さ300 μｍの活性層を有し、その両側のリッジ部83
に長さ各250 μｍの回折格子部の光ガイド層を有する分
布反射型の半導体レーザを作製できる。
【００７７】リッジを形成した部分に多重量子井戸層を
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部83に成長
した多重量子井戸層86は、非リッジ部84に成長した多重
量子井戸層86に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。活
性層で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波
長：640 ｎｍ）は、この回折格子部の光ガイド層では吸
収されなかった。
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部83に成長
した多重量子井戸層86は、非リッジ部84に成長した多重
量子井戸層86に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。活
性層で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波
長：640 ｎｍ）は、この回折格子部の光ガイド層では吸
収されなかった。
【００７８】実施例８．実施例８は、第４，第５発明に
係る実施例である。実施例８において使用する基板は実
施例５で使用した基板41（図10参照）と同じであるの
で、その説明は省略する。図16は、図10に示す基板41を
用いて作製した分布反射型の半導体レーザの断面図であ
る。以下、この半導体レーザの作製手順を説明する。
係る実施例である。実施例８において使用する基板は実
施例５で使用した基板41（図10参照）と同じであるの
で、その説明は省略する。図16は、図10に示す基板41を
用いて作製した分布反射型の半導体レーザの断面図であ
る。以下、この半導体レーザの作製手順を説明する。
【００７９】まず、基板41上に以下の層を分子線エピタ
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層101 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層102 （活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層103 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層104 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層105 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層106 （膜厚：500 ｎｍ）
キシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層101 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層102 （活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層103 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層104 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層105 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層106 （膜厚：500 ｎｍ）
【００８０】この際、非リッジ部44におけるＡｌＧａＡ
ｓ層102 は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Ap
plied Physics Letters 54 pp.433(1989) にも示されて
いるように、部分的にリッジを形成した基板（１００）
面上にＧａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分
のＧａＡｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓ
の膜厚の約1.3 倍となる。従って、リッジ部43ではＡｌ
組成が約0.07であるＡｌＧａＡｓ層102 が約100 ｎｍ成
長する。
ｓ層102 は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Ap
plied Physics Letters 54 pp.433(1989) にも示されて
いるように、部分的にリッジを形成した基板（１００）
面上にＧａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分
のＧａＡｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓ
の膜厚の約1.3 倍となる。従って、リッジ部43ではＡｌ
組成が約0.07であるＡｌＧａＡｓ層102 が約100 ｎｍ成
長する。
【００８１】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
44における成長層をｐ型光ガイド層104 に到達するまで
除去する。露出したｐ型光ガイド層104 上に、フォトリ
ソグラフィとエッチングとにより、図16に示すように、
〔０１−１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ10
0 ｎｍのｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子
パターン107 を形成する。次いで、この回折格子パター
ン107 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層108
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部43には電極
109 を形成する。また、〔０１−１〕方向全体に、導波
路の中心が基板41のリッジ構造の中心に合うように、幅
４μｍのリッジ状の導波路を形成する。以上により、リ
ッジ部43に長さ300 μｍの活性層を有し、非リッジ部44
に長さ500 μｍの回折格子部の光ガイド層を有する分布
反射型の半導体レーザを作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
44における成長層をｐ型光ガイド層104 に到達するまで
除去する。露出したｐ型光ガイド層104 上に、フォトリ
ソグラフィとエッチングとにより、図16に示すように、
〔０１−１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ10
0 ｎｍのｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子
パターン107 を形成する。次いで、この回折格子パター
ン107 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層108
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部43には電極
109 を形成する。また、〔０１−１〕方向全体に、導波
路の中心が基板41のリッジ構造の中心に合うように、幅
４μｍのリッジ状の導波路を形成する。以上により、リ
ッジ部43に長さ300 μｍの活性層を有し、非リッジ部44
に長さ500 μｍの回折格子部の光ガイド層を有する分布
反射型の半導体レーザを作製できる。
【００８２】リッジ部43ではＡｌ組成が0.07であるＡｌ
ＧａＡｓ層102 （活性層）が成長し、非リッジ部44（回
折格子部）ではＡｌ組成が0.1 であるＡｌＧａＡｓ層10
2 （光ガイド層）が成長するので、回折格子部の光ガイ
ド層のバンドギャップを活性層より大きくできる。形成
された回折格子部の光ガイド層，活性層の室温でのバン
ドギャップは、それぞれ約1.54ｅＶ，約1.51ｅＶであ
り、活性層で発振された単一縦モードであるレーザ光
（発振波長：821 ｎｍ）は、この回折格子部の光ガイド
層では吸収されなかった。
ＧａＡｓ層102 （活性層）が成長し、非リッジ部44（回
折格子部）ではＡｌ組成が0.1 であるＡｌＧａＡｓ層10
2 （光ガイド層）が成長するので、回折格子部の光ガイ
ド層のバンドギャップを活性層より大きくできる。形成
された回折格子部の光ガイド層，活性層の室温でのバン
ドギャップは、それぞれ約1.54ｅＶ，約1.51ｅＶであ
り、活性層で発振された単一縦モードであるレーザ光
（発振波長：821 ｎｍ）は、この回折格子部の光ガイド
層では吸収されなかった。
【００８３】なお、実施例５，８において図10のリッジ
42の高さが１μｍ以上の場合、実施例６において図12の
リッジ62の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例７におい
て図14のリッジ82の高さが１μｍ以上の場合においても
同様の効果が得られる。また、実施例６，８においてリ
ッジ62, 42の幅が２μｍの場合、実施例５，７において
リッジ42, 82の幅が２〜30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例６，８において活性層領
域の長さを20μｍ以上, 回折格子部の光ガイド層の長さ
を20μｍ以上とした場合、実施例５，７において活性層
領域の長さを50μｍ以上, 回折格子部の光ガイド層の長
さを50μｍ以上とした場合においても同様の効果が得ら
れる。また、実施例５，６，８においては、回折格子部
を活性層の片側に設け、実施例７においては、回折格子
部を活性層の両側に設ける構成としたが、回折格子部は
活性層の片側にあっても両側にあっても何れでもよい。
42の高さが１μｍ以上の場合、実施例６において図12の
リッジ62の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例７におい
て図14のリッジ82の高さが１μｍ以上の場合においても
同様の効果が得られる。また、実施例６，８においてリ
ッジ62, 42の幅が２μｍの場合、実施例５，７において
リッジ42, 82の幅が２〜30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例６，８において活性層領
域の長さを20μｍ以上, 回折格子部の光ガイド層の長さ
を20μｍ以上とした場合、実施例５，７において活性層
領域の長さを50μｍ以上, 回折格子部の光ガイド層の長
さを50μｍ以上とした場合においても同様の効果が得ら
れる。また、実施例５，６，８においては、回折格子部
を活性層の片側に設け、実施例７においては、回折格子
部を活性層の両側に設ける構成としたが、回折格子部は
活性層の片側にあっても両側にあっても何れでもよい。
【００８４】実施例９．実施例９は、第１，第３，第
５，第８，第９発明に係る実施例である。図17は、実施
例９における変調素子付き半導体レーザ装置を作製する
ための基板の構造を示す斜視図である。図17において、
111 はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1
°）である。基板111 上の〔０１−１〕方向の一部分に
は、〔０１−１〕方向のリッジ112 （高さ：３μｍ，
幅：５μｍ，長さ300 μｍ）とリッジ113 （高さ：３μ
ｍ，幅：８μｍ，長さ200 μｍ）とが形成されている。
そして、このリッジ112, 113により、リッジ112, 113を
形成した部分（リッジ部）114,115とリッジを形成しな
い中央部分（非リッジ部）116 とリッジを形成しない両
端部分（非リッジ部）117 とに基板111 が分けられる。
この非リッジ部116 の長さは500 μｍ、非リッジ部117
の長さは各100 μｍである。なお、このリッジ112, 113
は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ
2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントとによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ112, 113の側面112a, 113aは、Applied Physics Le
tters 54 pp.433(1989) に報告されているように、（３
１１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
５，第８，第９発明に係る実施例である。図17は、実施
例９における変調素子付き半導体レーザ装置を作製する
ための基板の構造を示す斜視図である。図17において、
111 はｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1
°）である。基板111 上の〔０１−１〕方向の一部分に
は、〔０１−１〕方向のリッジ112 （高さ：３μｍ，
幅：５μｍ，長さ300 μｍ）とリッジ113 （高さ：３μ
ｍ，幅：８μｍ，長さ200 μｍ）とが形成されている。
そして、このリッジ112, 113により、リッジ112, 113を
形成した部分（リッジ部）114,115とリッジを形成しな
い中央部分（非リッジ部）116 とリッジを形成しない両
端部分（非リッジ部）117 とに基板111 が分けられる。
この非リッジ部116 の長さは500 μｍ、非リッジ部117
の長さは各100 μｍである。なお、このリッジ112, 113
は、フォトリソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ
2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：100)のエッチャントとによ
るエッチングとを用いて形成可能である。このとき、リ
ッジ112, 113の側面112a, 113aは、Applied Physics Le
tters 54 pp.433(1989) に報告されているように、（３
１１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
【００８５】図18, 図19は、図17に示す基板を用いて作
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図18はそ
の断面図、図19はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図18はそ
の断面図、図19はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
【００８６】まず、基板111 上に以下の層を分子線エピ
タキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層118 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層11
9 （活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層120 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層121 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層122 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層123 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層119 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部116, 117に
おいて、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ
0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
タキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層118 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層11
9 （活性層，光ガイド層） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層120 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層121 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層122 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層123 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層119 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部116, 117に
おいて、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ
0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
【００８７】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
116 における成長層をｐ型光ガイド層121 に到達するま
で除去する。露出したｐ型光ガイド層121 上に、フォト
リソグラフィとエッチングとにより、図18, 図19に示す
ように、〔０１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎ
ｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る回折格子パターン124 を形成する。次いで、この回折
格子パターン124 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4 層125 （膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部
114, 115には電極126 を形成する。また、〔０１−１〕
方向全体に、導波路の中心が基板111 のリッジ構造の中
心に合うように、幅４μｍのリッジ状の導波路を形成す
る。そして、非リッジ部117 の中央で劈開して半導体レ
ーザ装置を作製する。以上により、リッジ部114 に長さ
300 μｍの活性層を有し、非リッジ部116 に長さ500 μ
ｍの回折格子部を有し、リッジ部115 に長さ200 μｍの
変調素子を有し、非リッジ部117 に長さ50μｍの窓構造
を有する変調素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
116 における成長層をｐ型光ガイド層121 に到達するま
で除去する。露出したｐ型光ガイド層121 上に、フォト
リソグラフィとエッチングとにより、図18, 図19に示す
ように、〔０１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎ
ｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る回折格子パターン124 を形成する。次いで、この回折
格子パターン124 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4 層125 （膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、リッジ部
114, 115には電極126 を形成する。また、〔０１−１〕
方向全体に、導波路の中心が基板111 のリッジ構造の中
心に合うように、幅４μｍのリッジ状の導波路を形成す
る。そして、非リッジ部117 の中央で劈開して半導体レ
ーザ装置を作製する。以上により、リッジ部114 に長さ
300 μｍの活性層を有し、非リッジ部116 に長さ500 μ
ｍの回折格子部を有し、リッジ部115 に長さ200 μｍの
変調素子を有し、非リッジ部117 に長さ50μｍの窓構造
を有する変調素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
【００８８】Applied Physics Letters 56 pp.1939(199
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部114 に成長した多重量子井戸層119 は、
非リッジ部116 に成長した多重量子井戸層119 及びリッ
ジ112 より幅が広いリッジ113 が形成されているリッジ
部115 に成長した多重量子井戸層119 に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された回折格子部, 変調素子の光ガイド層の
室温でのバンドギャップは約1.28ｅＶ、吸収波長端は約
970 ｎｍであって、変調素子の光ガイド層の室温での吸
収波長は993 ｎｍであり、活性層で発振された単一縦モ
ードであるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、回折格
子部及び変調素子の光ガイド層においてほとんど吸収さ
れなかった。また、変調素子上の電極から−2.3 Ｖの逆
バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／10程
度に減少した。
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部114 に成長した多重量子井戸層119 は、
非リッジ部116 に成長した多重量子井戸層119 及びリッ
ジ112 より幅が広いリッジ113 が形成されているリッジ
部115 に成長した多重量子井戸層119 に比べて、Ｉｎ組
成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャップが小さく
なる。形成された回折格子部, 変調素子の光ガイド層の
室温でのバンドギャップは約1.28ｅＶ、吸収波長端は約
970 ｎｍであって、変調素子の光ガイド層の室温での吸
収波長は993 ｎｍであり、活性層で発振された単一縦モ
ードであるレーザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、回折格
子部及び変調素子の光ガイド層においてほとんど吸収さ
れなかった。また、変調素子上の電極から−2.3 Ｖの逆
バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／10程
度に減少した。
【００８９】実施例10.実施例10は、第８，第10発明に
係る実施例である。図20は、実施例10における変調素子
付き半導体レーザ装置を作製するための基板の構造を示
す斜視図である。図20において、131 はｎ型の（１０
０）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板13
1 上の〔０１１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１
１〕方向のリッジ132 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長
さ50μｍ）が形成されている。そして、このリッジ132
により、リッジ132 を形成した部分（リッジ部）133 と
リッジを形成しない部分（非リッジ部）134 とに基板13
1 が分けられる。この非リッジ部134 の長さは300 μｍ
である。なお、このリッジ132 は、フォトリソグラフィ
とバッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：
１：１）のエッチャントによるエッチングとを用いて形
成可能である。このとき、リッジ132 の側面132aは、Jo
urnal of Vacuum Science and Technology B8 pp.692(1
990)に報告されているように、（１１−１）Ｂ面と（１
−１１）Ｂ面とである。
係る実施例である。図20は、実施例10における変調素子
付き半導体レーザ装置を作製するための基板の構造を示
す斜視図である。図20において、131 はｎ型の（１０
０）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板13
1 上の〔０１１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１
１〕方向のリッジ132 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長
さ50μｍ）が形成されている。そして、このリッジ132
により、リッジ132 を形成した部分（リッジ部）133 と
リッジを形成しない部分（非リッジ部）134 とに基板13
1 が分けられる。この非リッジ部134 の長さは300 μｍ
である。なお、このリッジ132 は、フォトリソグラフィ
とバッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：
１：１）のエッチャントによるエッチングとを用いて形
成可能である。このとき、リッジ132 の側面132aは、Jo
urnal of Vacuum Science and Technology B8 pp.692(1
990)に報告されているように、（１１−１）Ｂ面と（１
−１１）Ｂ面とである。
【００９０】図21, 図22は、図20に示す基板を用いて作
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図21はそ
の断面図、図22はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図21はそ
の断面図、図22はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
【００９１】まず、基板131 上に以下の各層を分子線エ
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層135 （膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層136
（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層137 （膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層138 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層136 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部134 におい
て、ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ
（膜厚：６ｎｍ）である。
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層135 （膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層136
（活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層137 （膜厚：１μ
ｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層138 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層136 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部134 におい
て、ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ
（膜厚：６ｎｍ）である。
【００９２】以上の各層を結晶成長させた後、電極139
を形成し、パターニングにより、基板131 上のリッジ部
133 と非リッジ部134 との間の１ヵ所をＣｌ2 ＥＣＲプ
ラズマエッチングにより、エッチングの側面が（０１
１）面となるように、幅６μｍ，深さ400 ｎｍにわたっ
てエッチングする。また、非リッジ部134 に、導波路の
中心が基板131 のリッジ構造の中心に合うように、図22
に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１１〕方向の導
波路を形成する。この部分が活性層部分となる。一方、
リッジ部133 には、基板131 に形成したリッジ構造の中
心に合うようにパターニングをし、ｎ型クラッド層135
に達するエッチングにより、幅８μｍの〔０１１〕方向
のリッジを形成する。この部分は変調素子部となる。以
上により、非リッジ部134 に長さ300 μｍの活性層を有
し、リッジ部133 に長さ50μｍの変調素子を有する変調
素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
を形成し、パターニングにより、基板131 上のリッジ部
133 と非リッジ部134 との間の１ヵ所をＣｌ2 ＥＣＲプ
ラズマエッチングにより、エッチングの側面が（０１
１）面となるように、幅６μｍ，深さ400 ｎｍにわたっ
てエッチングする。また、非リッジ部134 に、導波路の
中心が基板131 のリッジ構造の中心に合うように、図22
に示すように幅４μｍのリッジ状の〔０１１〕方向の導
波路を形成する。この部分が活性層部分となる。一方、
リッジ部133 には、基板131 に形成したリッジ構造の中
心に合うようにパターニングをし、ｎ型クラッド層135
に達するエッチングにより、幅８μｍの〔０１１〕方向
のリッジを形成する。この部分は変調素子部となる。以
上により、非リッジ部134 に長さ300 μｍの活性層を有
し、リッジ部133 に長さ50μｍの変調素子を有する変調
素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
【００９３】Journal of Vacuum Science and Technolo
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部133 に成長した多重量
子井戸層136 は、非リッジ部134 に成長した多重量子井
戸層136 に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バ
ンドギャップが大きくなる。形成された活性層, 変調素
子の光ガイド層の室温でのバンドギャップはそれぞれ約
1.51ｅＶ, 約1.53ｅＶであり、活性層で発振された単一
縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、変
調素子に電圧を印加しないとき、この光ガイド層には吸
収されなかった。また、変調素子上の電極から−2.4 Ｖ
の逆バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／
10程度に減少した。
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部133 に成長した多重量
子井戸層136 は、非リッジ部134 に成長した多重量子井
戸層136 に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バ
ンドギャップが大きくなる。形成された活性層, 変調素
子の光ガイド層の室温でのバンドギャップはそれぞれ約
1.51ｅＶ, 約1.53ｅＶであり、活性層で発振された単一
縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、変
調素子に電圧を印加しないとき、この光ガイド層には吸
収されなかった。また、変調素子上の電極から−2.4 Ｖ
の逆バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／
10程度に減少した。
【００９４】この変調素子付き半導体レーザ装置は、Ｑ
スイッチ法により、超短パルス発生器として使用でき
る。変調素子上の電極から−2.4 Ｖの逆バイアス電圧を
印加した状態でこの変調素子付き半導体レーザ装置を発
振させた後、変調素子への印加電圧を０Ｖとしたとき、
パルス幅が約18ｐｓの超短パルスが得られた。
スイッチ法により、超短パルス発生器として使用でき
る。変調素子上の電極から−2.4 Ｖの逆バイアス電圧を
印加した状態でこの変調素子付き半導体レーザ装置を発
振させた後、変調素子への印加電圧を０Ｖとしたとき、
パルス幅が約18ｐｓの超短パルスが得られた。
【００９５】実施例11．実施例11は、第３，第７，第
８，第11発明に係る実施例である。図23は、実施例11に
おける変調素子付き半導体レーザ装置を作製するための
基板の構造を示す斜視図である。図23において、141 は
ｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）で
ある。基板141 上の〔００１〕方向の一部分（両端部）
には、〔００１〕方向のリッジ142 （高さ：３μｍ，
幅：５μｍ，各長さ：250 μｍ，450μｍ）が形成され
ている。そして、このリッジ142 により、リッジを形成
しない部分（非リッジ部）145 とその両側のリッジ142
を形成した部分（リッジ部）143, 144とに基板141 が分
けられる。この非リッジ部145 の長さは300 μｍであ
る。なお、このリッジ142 は、フォトリソグラフィとバ
ッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：
１）のエッチャントによるエッチングとを用いて形成可
能である。このとき、リッジ142 の側面142aは、（１０
０）面と（０１０）面とである。
８，第11発明に係る実施例である。図23は、実施例11に
おける変調素子付き半導体レーザ装置を作製するための
基板の構造を示す斜視図である。図23において、141 は
ｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）で
ある。基板141 上の〔００１〕方向の一部分（両端部）
には、〔００１〕方向のリッジ142 （高さ：３μｍ，
幅：５μｍ，各長さ：250 μｍ，450μｍ）が形成され
ている。そして、このリッジ142 により、リッジを形成
しない部分（非リッジ部）145 とその両側のリッジ142
を形成した部分（リッジ部）143, 144とに基板141 が分
けられる。この非リッジ部145 の長さは300 μｍであ
る。なお、このリッジ142 は、フォトリソグラフィとバ
ッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：
１）のエッチャントによるエッチングとを用いて形成可
能である。このとき、リッジ142 の側面142aは、（１０
０）面と（０１０）面とである。
【００９６】図24, 図25は、図23に示す基板を用いて作
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図24はそ
の断面図、図25はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
製した変調素子付き半導体レーザ装置を示し、図24はそ
の断面図、図25はその斜視図である。以下、この半導体
レーザ装置の作製手順を説明する。
【００９７】まず、基板141 上に以下の各層を、ＰＨ3
を800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基
板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層146 （膜
厚：１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層147 （活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層148 （膜
厚：100 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層149 （膜
厚：200 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層150 （膜
厚：700 ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層151 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層147 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部145 におい
て、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
を800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基
板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層146 （膜
厚：１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層147 （活性層，光ガイド層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層148 （膜
厚：100 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層149 （膜
厚：200 ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層150 （膜
厚：700 ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層151 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層147 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部145 におい
て、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
【００９８】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
145 の両側の長さ250 μｍのリッジ部143,144aにおける
成長層をｐ型光ガイド層149 に到達するまで除去する。
露出したｐ型光ガイド層149 上に、フォトリソグラフィ
とエッチングとにより、図24, 図25に示すように、〔０
０１〕方向に180 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍ
のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ層からなる回折格子
パターン152 を形成する。次いで、この回折格子パター
ン152 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層153
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、他の部分には電極15
4 を形成する。更に、非リッジ部145 には導波路の中心
が基板141のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍ
の〔０１１〕方向のリッジ状の導波路を形成する。この
部分が活性層部となる。回折格子パターンを形成しなか
ったリッジ部144bには、基板141 に形成したリッジ構造
の中心に合うようにパターニングをし、ｎ型クラッド層
146 に達するエッチングにより、幅８μｍの〔００１〕
方向のリッジを形成する。この部分が変調素子部とな
る。また、基板141 上の回折格子パターン152 を形成し
た部分（リッジ部143 ）と変調素子部（リッジ部144b）
との間の１ヵ所をＣｌ2 ＥＣＲプラズマエッチングによ
り、エッチングの側面が（００１）面となるように、幅
６μｍ，深さ３μｍにわたってエッチングする。そし
て、エッチングした部分で分割する。以上により、非リ
ッジ部145 に長さ300 μｍの活性層を有し、その両側の
リッジ部143,144aに長さ各250 μｍの回折格子部を有
し、リッジ部144bに長さ200 μｍの変調素子を有する変
調素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
145 の両側の長さ250 μｍのリッジ部143,144aにおける
成長層をｐ型光ガイド層149 に到達するまで除去する。
露出したｐ型光ガイド層149 上に、フォトリソグラフィ
とエッチングとにより、図24, 図25に示すように、〔０
０１〕方向に180 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍ
のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.4 Ｉｎ0.5 Ｐ層からなる回折格子
パターン152 を形成する。次いで、この回折格子パター
ン152 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層153
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、他の部分には電極15
4 を形成する。更に、非リッジ部145 には導波路の中心
が基板141のリッジ構造の中心に合うように、幅４μｍ
の〔０１１〕方向のリッジ状の導波路を形成する。この
部分が活性層部となる。回折格子パターンを形成しなか
ったリッジ部144bには、基板141 に形成したリッジ構造
の中心に合うようにパターニングをし、ｎ型クラッド層
146 に達するエッチングにより、幅８μｍの〔００１〕
方向のリッジを形成する。この部分が変調素子部とな
る。また、基板141 上の回折格子パターン152 を形成し
た部分（リッジ部143 ）と変調素子部（リッジ部144b）
との間の１ヵ所をＣｌ2 ＥＣＲプラズマエッチングによ
り、エッチングの側面が（００１）面となるように、幅
６μｍ，深さ３μｍにわたってエッチングする。そし
て、エッチングした部分で分割する。以上により、非リ
ッジ部145 に長さ300 μｍの活性層を有し、その両側の
リッジ部143,144aに長さ各250 μｍの回折格子部を有
し、リッジ部144bに長さ200 μｍの変調素子を有する変
調素子付き半導体レーザ装置を作製できる。
【００９９】リッジを形成した部分に多重量子井戸層を
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部143, 144
に成長した多重量子井戸層147 は、非リッジ部145 に成
長した多重量子井戸層147 に比べて、Ｉｎ組成が低くか
つ膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大
きくなる。活性層で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：640ｎｍ）は、回折格子部及び変調素
子の光ガイド層では吸収されなかった。また、変調素子
上の電極から−2.6 Ｖの逆バイアス電圧を印加した場
合、出力レーザ光は１／10程度に減少した。
成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１００）面と
（０１０）面とに拡散する。従って、リッジ部143, 144
に成長した多重量子井戸層147 は、非リッジ部145 に成
長した多重量子井戸層147 に比べて、Ｉｎ組成が低くか
つ膜厚が薄くなり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大
きくなる。活性層で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：640ｎｍ）は、回折格子部及び変調素
子の光ガイド層では吸収されなかった。また、変調素子
上の電極から−2.6 Ｖの逆バイアス電圧を印加した場
合、出力レーザ光は１／10程度に減少した。
【０１００】なお、実施例９において図17のリッジ112,
113の高さが１μｍ以上の場合、実施例10において図20
のリッジ132 の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例11に
おいて図23のリッジ142 の高さが１μｍ以上の場合にお
いても同様の効果が得られる。また、実施例10において
リッジ132 の幅が２μｍの場合、実施例９，11において
リッジ112,113,142 の幅が２〜30μｍの場合においても
同様の効果が得られる。更に、実施例10において活性層
領域の長さを20μｍ以上, 変調素子の長さを20μｍ以上
とした場合、実施例９，11において活性層領域の長さを
50μｍ以上, 変調素子の長さを50μｍ以上とした場合に
おいても同様の効果が得られる。
113の高さが１μｍ以上の場合、実施例10において図20
のリッジ132 の高さが0.5 μｍ以上の場合、実施例11に
おいて図23のリッジ142 の高さが１μｍ以上の場合にお
いても同様の効果が得られる。また、実施例10において
リッジ132 の幅が２μｍの場合、実施例９，11において
リッジ112,113,142 の幅が２〜30μｍの場合においても
同様の効果が得られる。更に、実施例10において活性層
領域の長さを20μｍ以上, 変調素子の長さを20μｍ以上
とした場合、実施例９，11において活性層領域の長さを
50μｍ以上, 変調素子の長さを50μｍ以上とした場合に
おいても同様の効果が得られる。
【０１０１】実施例12．実施例12は、第１，第３，第
５，第８，第９，第12，第14発明に係る実施例である。
図26は、実施例12における光集積回路を作製するための
基板の構造を示す斜視図である。図26において、161 は
ｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）で
ある。基板161 上の〔０１−１〕方向の一部分には、
〔０１−１〕方向のリッジ162 （高さ：３μｍ，幅：５
μｍ，長さ300 μｍ）とリッジ163 （高さ：３μｍ，
幅：８μｍ，長さ200 μｍ）とリッジ164 （高さ：３μ
ｍ，幅：５μｍ，長さ300 μｍ）とが形成されている。
そして、これらのリッジ162, 163, 164 により、リッジ
162, 163, 164 をそれぞれに形成した部分（リッジ部）
165, 166, 167 とリッジを形成しない中央部分（非リッ
ジ部）168 とリッジを形成しない端部分（非リッジ部）
169 とに、基板161 が分けられる。この非リッジ部168
の長さは500 μｍ、非リッジ部169 の長さは100 μｍで
ある。なお、これらのリッジ162, 163, 164 は、フォト
リソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ2 Ｏ2：Ｈ2 Ｏ
（＝10：１：100)のエッチャントとによるエッチングと
を用いて形成可能である。このとき、リッジ162, 163,
164 の側面162a, 163a, 164aは、Applied Physics Lett
ers 54 pp.433(1989) に報告されているように、（３１
１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
５，第８，第９，第12，第14発明に係る実施例である。
図26は、実施例12における光集積回路を作製するための
基板の構造を示す斜視図である。図26において、161 は
ｎ型の（１００）ＧａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）で
ある。基板161 上の〔０１−１〕方向の一部分には、
〔０１−１〕方向のリッジ162 （高さ：３μｍ，幅：５
μｍ，長さ300 μｍ）とリッジ163 （高さ：３μｍ，
幅：８μｍ，長さ200 μｍ）とリッジ164 （高さ：３μ
ｍ，幅：５μｍ，長さ300 μｍ）とが形成されている。
そして、これらのリッジ162, 163, 164 により、リッジ
162, 163, 164 をそれぞれに形成した部分（リッジ部）
165, 166, 167 とリッジを形成しない中央部分（非リッ
ジ部）168 とリッジを形成しない端部分（非リッジ部）
169 とに、基板161 が分けられる。この非リッジ部168
の長さは500 μｍ、非リッジ部169 の長さは100 μｍで
ある。なお、これらのリッジ162, 163, 164 は、フォト
リソグラフィとバッファードＨＦ：Ｈ2 Ｏ2：Ｈ2 Ｏ
（＝10：１：100)のエッチャントとによるエッチングと
を用いて形成可能である。このとき、リッジ162, 163,
164 の側面162a, 163a, 164aは、Applied Physics Lett
ers 54 pp.433(1989) に報告されているように、（３１
１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
【０１０２】図27, 図28は、図26に示す基板を用いて作
製した光集積回路を示し、図27はその断面図、図28はそ
の斜視図である。以下、この光集積回路の作製手順を説
明する。
製した光集積回路を示し、図27はその断面図、図28はそ
の斜視図である。以下、この光集積回路の作製手順を説
明する。
【０１０３】まず、基板161 上に以下の層を分子線エピ
タキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層170 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層17
1 （導波路） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層172 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層173 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層174 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層175 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層171 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部168, 169に
おいて、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ
0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
タキシ法にて基板温度550 ℃で形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層170 （膜厚：１μ
ｍ） 次に、以下の層を分子線エピタキシ法にて基板温度520
℃で形成する。 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ多重量子井戸層17
1 （導波路） 更に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度55
0 ℃で順次形成する。 ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層172 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ光ガイド層173 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層174 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層175 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層171 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部168, 169に
おいて、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ａｓ（膜厚：７ｎｍ），Ａｌ
0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（膜厚：７ｎｍ）である。
【０１０４】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
168 における成長層をｐ型光ガイド層173 に到達するま
で除去する。露出したｐ型光ガイド層173 上に、フォト
リソグラフィとエッチングとにより、図27, 図28に示す
ように、〔０１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎ
ｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る回折格子パターン176 を形成する。次いで、この回折
格子パターン176 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4 層177 （膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、その他の
部分には電極178 を形成する。また、〔０１−１〕方向
全体に、導波路の中心が基板161 のリッジ構造の中心に
合うように、幅４μｍのリッジ状の導波路を形成する。
また、反応性ガスエッチング法（反応性ガスとしては例
えばＣｌ2 ガス）及びフォトリソグラフィ技術を用い
て、リッジ部166 とリッジ部167 との間を幅６μｍにわ
たってｐ型クラッド層172 に到達するまでエッチングす
る。そして、非リッジ部169 の中央で劈開して光集積回
路を作製する。以上により、リッジ部165 に長さ300 μ
ｍの発光素子（半導体レーザ）を有し、非リッジ部168
に長さ500 μｍの回折格子部を有し、リッジ部166に量
子閉じ込めシュタルク効果を用いた長さ200 μｍの外部
変調素子を有し、リッジ部167 に長さ300 μｍの受光素
子を有し、非リッジ部169 に長さ50μｍの窓構造を有す
る光集積回路を作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
168 における成長層をｐ型光ガイド層173 に到達するま
で除去する。露出したｐ型光ガイド層173 上に、フォト
リソグラフィとエッチングとにより、図27, 図28に示す
ように、〔０１−１〕方向に280 ｎｍ周期で幅115 ｎ
ｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る回折格子パターン176 を形成する。次いで、この回折
格子パターン176 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4 層177 （膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、その他の
部分には電極178 を形成する。また、〔０１−１〕方向
全体に、導波路の中心が基板161 のリッジ構造の中心に
合うように、幅４μｍのリッジ状の導波路を形成する。
また、反応性ガスエッチング法（反応性ガスとしては例
えばＣｌ2 ガス）及びフォトリソグラフィ技術を用い
て、リッジ部166 とリッジ部167 との間を幅６μｍにわ
たってｐ型クラッド層172 に到達するまでエッチングす
る。そして、非リッジ部169 の中央で劈開して光集積回
路を作製する。以上により、リッジ部165 に長さ300 μ
ｍの発光素子（半導体レーザ）を有し、非リッジ部168
に長さ500 μｍの回折格子部を有し、リッジ部166に量
子閉じ込めシュタルク効果を用いた長さ200 μｍの外部
変調素子を有し、リッジ部167 に長さ300 μｍの受光素
子を有し、非リッジ部169 に長さ50μｍの窓構造を有す
る光集積回路を作製できる。
【０１０５】Applied Physics Letters 56 pp.1939(199
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部165, 167に成長した多重量子井戸層171
は、非リッジ部168, 169に成長した多重量子井戸層171
及びリッジ162, 164より幅が広いリッジ163 が形成され
ているリッジ部166 に成長した多重量子井戸層171 に比
べて、Ｉｎ組成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャ
ップが小さくなる。変調素子の導波路の室温での吸収波
長は993 ｎｍであり、回折格子部の導波路の室温でのバ
ンドギャップは約1.28ｅＶ、光吸収波長端は970 ｎｍで
あった。発光素子で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、回折格子部及び変調素
子の導波路においてほとんど吸収されずに、受光素子に
て検知できた。また、変調素子上の電極から−2.3 Ｖの
逆バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／10
程度に減少し、この結果、受光素子の出力も１／10程度
に減少した。
0)にも示されているように、リッジを形成した部分に多
重量子井戸層を成長させた場合、（３１１）Ａ面と（３
−１−１）Ａ面とのＩｎが（１００）面に拡散する。従
って、リッジ部165, 167に成長した多重量子井戸層171
は、非リッジ部168, 169に成長した多重量子井戸層171
及びリッジ162, 164より幅が広いリッジ163 が形成され
ているリッジ部166 に成長した多重量子井戸層171 に比
べて、Ｉｎ組成が高くかつ膜厚が厚くなり、バンドギャ
ップが小さくなる。変調素子の導波路の室温での吸収波
長は993 ｎｍであり、回折格子部の導波路の室温でのバ
ンドギャップは約1.28ｅＶ、光吸収波長端は970 ｎｍで
あった。発光素子で発振された単一縦モードであるレー
ザ光（発振波長：1010ｎｍ）は、回折格子部及び変調素
子の導波路においてほとんど吸収されずに、受光素子に
て検知できた。また、変調素子上の電極から−2.3 Ｖの
逆バイアス電圧を印加した場合、出力レーザ光は１／10
程度に減少し、この結果、受光素子の出力も１／10程度
に減少した。
【０１０６】実施例13.実施例13は、第３，第６，第1
2，第15発明に係る実施例である。図29は、実施例13に
おける光集積回路を作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図29において、181 はｎ型の（１００）Ｇ
ａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板181 上の
〔０１１〕方向の一部分（中央部）には、〔０１１〕方
向のリッジ182 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500
μｍ）が形成されている。そして、このリッジ182 によ
り、リッジ182 を形成した部分（リッジ部）183 とリッ
ジ部183 両側のリッジを形成しない部分（非リッジ部）
184, 185とに基板181 が分けられる。この非リッジ部18
4, 185の長さは各300 μｍである。なお、このリッジ18
2 は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントとを
用いて形成可能である。このとき、リッジ182の側面182
aは、Journal of Vacuum Science and Technology B8 p
p.692(1990)に報告されているように、（１１−１）Ｂ
面と（１−１１）Ｂ面とである。
2，第15発明に係る実施例である。図29は、実施例13に
おける光集積回路を作製するための基板の構造を示す斜
視図である。図29において、181 はｎ型の（１００）Ｇ
ａＡｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板181 上の
〔０１１〕方向の一部分（中央部）には、〔０１１〕方
向のリッジ182 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長さ500
μｍ）が形成されている。そして、このリッジ182 によ
り、リッジ182 を形成した部分（リッジ部）183 とリッ
ジ部183 両側のリッジを形成しない部分（非リッジ部）
184, 185とに基板181 が分けられる。この非リッジ部18
4, 185の長さは各300 μｍである。なお、このリッジ18
2 は、フォトリソグラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝８：１：１）のエッチャントとを
用いて形成可能である。このとき、リッジ182の側面182
aは、Journal of Vacuum Science and Technology B8 p
p.692(1990)に報告されているように、（１１−１）Ｂ
面と（１−１１）Ｂ面とである。
【０１０７】図30, 図31は、図29に示す基板を用いて作
製した光集積回路を示し、図30はその断面図、図31はそ
の斜視図である。以下、この光集積回路の作製手順を説
明する。
製した光集積回路を示し、図30はその断面図、図31はそ
の斜視図である。以下、この光集積回路の作製手順を説
明する。
【０１０８】まず、基板181 上に以下の各層を分子線エ
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層186 （膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層187
（導波路） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層188 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層189 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層190 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層191 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層187 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部184, 185に
おいて、ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7
Ａｓ（膜厚：６ｎｍ）である。
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層186 （膜厚：１μ
ｍ） ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多重量子井戸層187
（導波路） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層188 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層189 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層190 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層191 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層187 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、非リッジ部184, 185に
おいて、ＧａＡｓ（膜厚：６ｎｍ），Ａｌ0.3 Ｇａ0.7
Ａｓ（膜厚：６ｎｍ）である。
【０１０９】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部18
3 における成長層をｐ型光ガイド層189 に到達するまで
除去する。露出したｐ型光ガイド層189 上に、フォトリ
ソグラフィとエッチングとにより、図30に示すように、
〔００１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100
ｎｍのｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子パ
ターン192 を形成する。次いで、この回折格子パターン
192 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層193
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、他の部分には電極19
4 を形成する。更に、導波路の中心が基板181 のリッジ
構造の中心に合うように、幅４μｍの〔０１１〕方向の
リッジ状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部
184 に長さ300 μｍの発光素子（半導体レーザ）を有
し、リッジ部183 に長さ500 μｍの回折格子部を有す
る、共振器の片側にのみ回折格子部を設けた分布反射型
半導体レーザと、非リッジ部185 における長さ300 μｍ
の受光素子とを集積化した光集積回路を作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部18
3 における成長層をｐ型光ガイド層189 に到達するまで
除去する。露出したｐ型光ガイド層189 上に、フォトリ
ソグラフィとエッチングとにより、図30に示すように、
〔００１〕方向に230 ｎｍ周期で幅115 ｎｍ, 深さ100
ｎｍのｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層からなる回折格子パ
ターン192 を形成する。次いで、この回折格子パターン
192 上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層193
（膜厚：150 ｎｍ）を積層形成し、他の部分には電極19
4 を形成する。更に、導波路の中心が基板181 のリッジ
構造の中心に合うように、幅４μｍの〔０１１〕方向の
リッジ状の導波路を形成する。以上により、非リッジ部
184 に長さ300 μｍの発光素子（半導体レーザ）を有
し、リッジ部183 に長さ500 μｍの回折格子部を有す
る、共振器の片側にのみ回折格子部を設けた分布反射型
半導体レーザと、非リッジ部185 における長さ300 μｍ
の受光素子とを集積化した光集積回路を作製できる。
【０１１０】Journal of Vacuum Science and Technolo
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部183 に成長した多重量
子井戸層187 は、非リッジ部184, 185に成長した多重量
子井戸層187 に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。発
光素子, 受光素子の導波路の室温でのバンドギャップは
何れも約1.51ｅＶであり、回折格子部の導波路の室温で
のバンドギャップは約1.53ｅＶであった。発光素子から
発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：82
1 ｎｍ）は、回折格子部の導波路では吸収されず、受光
素子にて検出された。
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部183 に成長した多重量
子井戸層187 は、非リッジ部184, 185に成長した多重量
子井戸層187 に比べて、Ｉｎ組成が低くかつ膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、バンドギャップが大きくなる。発
光素子, 受光素子の導波路の室温でのバンドギャップは
何れも約1.51ｅＶであり、回折格子部の導波路の室温で
のバンドギャップは約1.53ｅＶであった。発光素子から
発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：82
1 ｎｍ）は、回折格子部の導波路では吸収されず、受光
素子にて検出された。
【０１１１】実施例14.実施例14は、第12，第16発明に
係る実施例である。図32は、実施例14における光集積回
路を作製するための基板の構造を示す斜視図である。図
32において、201 はｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板201 上には、幅が47.5μ
ｍ，93.5μｍ，46μｍである溝を周期300 μｍにて〔０
０１〕方向全域に形成することにより、テラス202
（幅：100 μｍ）と〔００１〕方向のリッジ203 （高
さ：３μｍ，幅：８μｍ）と〔００１〕方向のリッジ20
4 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ）とが形成されている。
なお、このテラス202,リッジ203,204は、フォトリソグ
ラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ
（＝８：１：１）のエッチャントによるエッチングとを
用いて形成可能である。このとき、リッジ203, 204の側
面203a, 204aは、（１００）面と（０１０）面とであ
る。
係る実施例である。図32は、実施例14における光集積回
路を作製するための基板の構造を示す斜視図である。図
32において、201 はｎ型の（１１０）ＧａＡｓ基板（傾
斜角：±0.1 °）である。基板201 上には、幅が47.5μ
ｍ，93.5μｍ，46μｍである溝を周期300 μｍにて〔０
０１〕方向全域に形成することにより、テラス202
（幅：100 μｍ）と〔００１〕方向のリッジ203 （高
さ：３μｍ，幅：８μｍ）と〔００１〕方向のリッジ20
4 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ）とが形成されている。
なお、このテラス202,リッジ203,204は、フォトリソグ
ラフィとバッファードＨ2 ＰＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ
（＝８：１：１）のエッチャントによるエッチングとを
用いて形成可能である。このとき、リッジ203, 204の側
面203a, 204aは、（１００）面と（０１０）面とであ
る。
【０１１２】図33は、図32に示す基板を用いて作製した
光集積回路の断面図である。以下、この光集積回路の作
製手順を説明する。
光集積回路の断面図である。以下、この光集積回路の作
製手順を説明する。
【０１１３】まず、基板201 上に以下の各層を、ＰＨ3
を800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基
板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層205 （膜
厚：１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層206 （導波路層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層207 （膜
厚：１μｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層208 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層206 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、リッジを形成しない部
分において、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
を800 ℃でクラッキングして分子線エピタキシ法にて基
板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層205 （膜
厚：１μｍ） ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ多重量子井戸
層206 （導波路層） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層207 （膜
厚：１μｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層208 （膜厚：500 ｎｍ） ここで、多重量子井戸層206 は、５周期の多重量子井戸
層からなり、１周期分の構成は、リッジを形成しない部
分において、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ），Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐ（膜厚：６ｎｍ）である。
【０１１４】以上の各層を結晶成長させた後、電極209
を形成する。テラス202,リッジ203,リッジ204 の中央に
〔００１〕方向の幅４μｍのリッジ状の導波路を形成す
る。次に、〔００１〕方向に300 μｍ周期で、Ｃｌ2 Ｅ
ＣＲプラズマエッチングにより、エッチングの側面が
（００１）面となるように、幅６μｍ，深さ３μｍにわ
たってエッチングする。そして、600 μｍ周期でエッチ
ングした部分で分割する。以上のようにして、共振器長
が300 μｍであって（００１）面を共振器端面とする半
導体レーザ（図33の210)と長さ300 μｍの光検出器（図
33の211)とをそれぞれ３個集積化した光集積回路を作製
する。
を形成する。テラス202,リッジ203,リッジ204 の中央に
〔００１〕方向の幅４μｍのリッジ状の導波路を形成す
る。次に、〔００１〕方向に300 μｍ周期で、Ｃｌ2 Ｅ
ＣＲプラズマエッチングにより、エッチングの側面が
（００１）面となるように、幅６μｍ，深さ３μｍにわ
たってエッチングする。そして、600 μｍ周期でエッチ
ングした部分で分割する。以上のようにして、共振器長
が300 μｍであって（００１）面を共振器端面とする半
導体レーザ（図33の210)と長さ300 μｍの光検出器（図
33の211)とをそれぞれ３個集積化した光集積回路を作製
する。
【０１１５】テラス202 上に形成した半導体レーザの発
振波長は640 ｎｍであった。リッジ203 上に多重量子井
戸層を成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１０
０）面と（０１０）面とに拡散するので、（１１０）面
の量子井戸層の膜厚が薄くなり（5.5 ｎｍ程度）、リッ
ジを形成しない部分の導波路層の量子井戸層よりバンド
ギャップが大きくなる。この結果、リッジ203 上に形成
した半導体レーザの発振波長は625 ｎｍであった。ま
た、リッジ204 上に多重量子井戸層を成長させた場合、
（１１０）面のＩｎが（１００）面と（０１０）面とに
拡散するので、（１１０）面の量子井戸層の膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、リッジを形成しない部分の導波路
層の量子井戸層よりバンドギャップが大きくなる。この
結果、リッジ204 上に形成した半導体レーザの発振波長
は610 ｎｍであった。
振波長は640 ｎｍであった。リッジ203 上に多重量子井
戸層を成長させた場合、（１１０）面のＩｎが（１０
０）面と（０１０）面とに拡散するので、（１１０）面
の量子井戸層の膜厚が薄くなり（5.5 ｎｍ程度）、リッ
ジを形成しない部分の導波路層の量子井戸層よりバンド
ギャップが大きくなる。この結果、リッジ203 上に形成
した半導体レーザの発振波長は625 ｎｍであった。ま
た、リッジ204 上に多重量子井戸層を成長させた場合、
（１１０）面のＩｎが（１００）面と（０１０）面とに
拡散するので、（１１０）面の量子井戸層の膜厚が薄く
なり（５ｎｍ程度）、リッジを形成しない部分の導波路
層の量子井戸層よりバンドギャップが大きくなる。この
結果、リッジ204 上に形成した半導体レーザの発振波長
は610 ｎｍであった。
【０１１６】実施例15.実施例15は、第４, 第５, 第13,
第14発明に係る実施例である。図34は、実施例15にお
ける光集積回路を作製するための基板の構造を示す斜視
図である。図15において、221 はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板221 上の
〔０１−１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１−
１〕方向のリッジ222 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長
さ300 μｍ）が形成されている。そして、このリッジ22
2 により、リッジ222 を形成した部分（リッジ部）223
とリッジを形成しない部分（非リッジ部）224 とに分け
られる。なお、このリッジ222は、フォトリソグラフィ
とバッファードＨＦ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：10
0)のエッチャントによるエッチングとを用いて形成可能
である。このとき、リッジ222 の側面222aは、Applied
Physics Letters 54 pp.433(1989) に報告されているよ
うに、（３１１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
第14発明に係る実施例である。図34は、実施例15にお
ける光集積回路を作製するための基板の構造を示す斜視
図である。図15において、221 はｎ型の（１００）Ｇａ
Ａｓ基板（傾斜角：±0.1 °）である。基板221 上の
〔０１−１〕方向の一部分（一端部）には、〔０１−
１〕方向のリッジ222 （高さ：３μｍ，幅：５μｍ，長
さ300 μｍ）が形成されている。そして、このリッジ22
2 により、リッジ222 を形成した部分（リッジ部）223
とリッジを形成しない部分（非リッジ部）224 とに分け
られる。なお、このリッジ222は、フォトリソグラフィ
とバッファードＨＦ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ（＝10：１：10
0)のエッチャントによるエッチングとを用いて形成可能
である。このとき、リッジ222 の側面222aは、Applied
Physics Letters 54 pp.433(1989) に報告されているよ
うに、（３１１）Ａ面と（３−１−１）Ａ面とである。
【０１１７】図35, 図36, 図37は、図34に示す基板221
を用いて作製した光集積回路の構成を示し、図35はその
断面図、図36はその斜視図、図37はその平面図である。
以下、この光集積回路の作製手順を説明する。
を用いて作製した光集積回路の構成を示し、図35はその
断面図、図36はその斜視図、図37はその平面図である。
以下、この光集積回路の作製手順を説明する。
【０１１８】まず、基板221 上に以下の各層を分子線エ
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層225 （膜厚：１μ
ｍ） ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓクラッド層226 （膜厚：0.5
μｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層227 （導波路） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層228 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層229 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層230 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層231 （膜厚：500 ｎｍ） この際、非リッジ部224 におけるＡｌＧａＡｓ層227
は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Applied Ph
ysics Letters 54 pp.433(1989) にも示されているよう
に、部分的にリッジを形成した基板（１００）面上にＧ
ａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分のＧａＡ
ｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓの膜厚の
約1.3 倍となる。従って、リッジ部223 ではＡｌ組成が
約0.07であるＡｌＧａＡｓ層227 が約100 ｎｍ成長す
る。この結果、リッジ部223 における導波路のバンドギ
ャップが非リッジ部224 における導波路のバンドギャッ
プより小さくなる。
ピタキシ法にて基板温度550 ℃で順次形成する。 ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層225 （膜厚：１μ
ｍ） ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓクラッド層226 （膜厚：0.5
μｍ） 次に、以下の各層を分子線エピタキシ法にて基板温度72
5 ℃で順次形成する。 ＡｌＧａＡｓ層227 （導波路） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層228 （膜厚：100
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ光ガイド層229 （膜厚：200
ｎｍ） ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層230 （膜厚：700
ｎｍ） ｐ型ＧａＡｓキャップ層231 （膜厚：500 ｎｍ） この際、非リッジ部224 におけるＡｌＧａＡｓ層227
は、Ａｌ組成が0.1 、膜厚が70ｎｍである。Applied Ph
ysics Letters 54 pp.433(1989) にも示されているよう
に、部分的にリッジを形成した基板（１００）面上にＧ
ａＡｓを成長させると、リッジを形成した部分のＧａＡ
ｓの膜厚はリッジを形成しない部分のＧａＡｓの膜厚の
約1.3 倍となる。従って、リッジ部223 ではＡｌ組成が
約0.07であるＡｌＧａＡｓ層227 が約100 ｎｍ成長す
る。この結果、リッジ部223 における導波路のバンドギ
ャップが非リッジ部224 における導波路のバンドギャッ
プより小さくなる。
【０１１９】以上の各層を結晶成長させた後、反応性ガ
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
224 の一部224aにおける成長層をｐ型光ガイド層229 に
到達するまで除去する。露出したｐ型光ガイド層229 上
に、フォトリソグラフィとエッチングとにより、図35,
図36, 図37に示すように、〔０１−１〕方向に230 ｎｍ
周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ層からなる回折格子パターン232 を形成する。
次に、反応性ガスエッチング法（反応性ガスとしては例
えばＣｌ2 ガス）及びフォトリソグラフィ技術を用い
て、非リッジ部224 の一部224bにおける成長層を基板22
1 に到達するまで除去し、幅５μｍのリッジ状の導波路
構造を形成し、導波路の分岐角度が10°であるＹ型分岐
路233 を作製する。次いで、リッジ部223 とＹ型分岐路
233 の形成部とに、レーザ電極234 とＹ型分岐路電極23
5 とを形成し、回折格子パターン232 上に、プラズマＣ
ＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層236 （膜厚：150 ｎｍ）を積
層形成する。以上により、リッジ部223 に長さ300 μｍ
の発光素子（半導体レーザ）を有し、その片側の非リッ
ジ部224aに回折格子部を有する分布反射型の半導体レー
ザと、非リッジ部224aに形成されたＹ型分岐路とを集積
させた光集積回路を作製できる。
スエッチング法（反応性ガスとしては例えばＣｌ2 ガ
ス）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、非リッジ部
224 の一部224aにおける成長層をｐ型光ガイド層229 に
到達するまで除去する。露出したｐ型光ガイド層229 上
に、フォトリソグラフィとエッチングとにより、図35,
図36, 図37に示すように、〔０１−１〕方向に230 ｎｍ
周期で幅115 ｎｍ, 深さ100 ｎｍのｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ａｓ層からなる回折格子パターン232 を形成する。
次に、反応性ガスエッチング法（反応性ガスとしては例
えばＣｌ2 ガス）及びフォトリソグラフィ技術を用い
て、非リッジ部224 の一部224bにおける成長層を基板22
1 に到達するまで除去し、幅５μｍのリッジ状の導波路
構造を形成し、導波路の分岐角度が10°であるＹ型分岐
路233 を作製する。次いで、リッジ部223 とＹ型分岐路
233 の形成部とに、レーザ電極234 とＹ型分岐路電極23
5 とを形成し、回折格子パターン232 上に、プラズマＣ
ＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 層236 （膜厚：150 ｎｍ）を積
層形成する。以上により、リッジ部223 に長さ300 μｍ
の発光素子（半導体レーザ）を有し、その片側の非リッ
ジ部224aに回折格子部を有する分布反射型の半導体レー
ザと、非リッジ部224aに形成されたＹ型分岐路とを集積
させた光集積回路を作製できる。
【０１２０】形成された発光素子の室温でのバンドギャ
ップは約1.51ｅＶであり, 回折格子部, Ｙ型分岐路の室
温でのバンドギャップは約1.54ｅＶであった。発光素子
で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：
821 ｎｍ）は、この回折格子部とＹ型分岐路とではほと
んど吸収されなかった。Ｙ型分岐路電極235 に電流を流
さないときには、レーザ光はＰ１から出射され、Ｙ型分
岐路電極235 を介して600 ｍＡの電流を流したときに
は、レーザ光はＰ２から出射された。
ップは約1.51ｅＶであり, 回折格子部, Ｙ型分岐路の室
温でのバンドギャップは約1.54ｅＶであった。発光素子
で発振された単一縦モードであるレーザ光（発振波長：
821 ｎｍ）は、この回折格子部とＹ型分岐路とではほと
んど吸収されなかった。Ｙ型分岐路電極235 に電流を流
さないときには、レーザ光はＰ１から出射され、Ｙ型分
岐路電極235 を介して600 ｍＡの電流を流したときに
は、レーザ光はＰ２から出射された。
【０１２１】なお、実施例12, 15において図26, 図34の
リッジ162, 163, 164, 222の高さが１μｍ以上の場合、
実施例13において図29のリッジ182 の高さが0.5 μｍ以
上の場合、実施例14において図32のリッジ203, 204の高
さが１μｍ以上の場合においても同様の効果が得られ
る。また、実施例13，15においてリッジ182, 222の幅が
２μｍの場合、実施例12, 14においてリッジ162, 163,
164, 203, 204 の幅が２30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例13, 15においてリッジ部
183, 223、非リッジ部184, 185, 224 の長さを20μｍ以
上とした場合、実施例12, 14においてリッジ部165, 16
6, 167 、非リッジ部168, 169の長さを50μｍ以上とし
た場合においても同様の効果が得られる。
リッジ162, 163, 164, 222の高さが１μｍ以上の場合、
実施例13において図29のリッジ182 の高さが0.5 μｍ以
上の場合、実施例14において図32のリッジ203, 204の高
さが１μｍ以上の場合においても同様の効果が得られ
る。また、実施例13，15においてリッジ182, 222の幅が
２μｍの場合、実施例12, 14においてリッジ162, 163,
164, 203, 204 の幅が２30μｍの場合においても同様の
効果が得られる。更に、実施例13, 15においてリッジ部
183, 223、非リッジ部184, 185, 224 の長さを20μｍ以
上とした場合、実施例12, 14においてリッジ部165, 16
6, 167 、非リッジ部168, 169の長さを50μｍ以上とし
た場合においても同様の効果が得られる。
【０１２２】なお上述の各実施例では、リッジ形状の導
波路を形成したが、他の形状の導波路であっても同様の
効果を奏する。また、使用する基板は、それぞれの基板
面方位から10°オフした基板であってもよい。更に、各
実施例における半導体の組成は一例であり、ＧａＩｎＡ
ｓ系，ＡｌＧａＩｎＰ系，ＡｌＧａＡｓ系，ＧａＩｎＡ
ｓＰ系などのIII −Ｖ系のすべてのタイプに上述の各実
施例１〜15を適用できる。
波路を形成したが、他の形状の導波路であっても同様の
効果を奏する。また、使用する基板は、それぞれの基板
面方位から10°オフした基板であってもよい。更に、各
実施例における半導体の組成は一例であり、ＧａＩｎＡ
ｓ系，ＡｌＧａＩｎＰ系，ＡｌＧａＡｓ系，ＧａＩｎＡ
ｓＰ系などのIII −Ｖ系のすべてのタイプに上述の各実
施例１〜15を適用できる。
【０１２３】
【発明の効果】以上のように、本発明では、１回の成長
プロセスにより、活性層と活性層よりバンドギャップが
大きい共振器端面の光ガイド層とを形成することができ
る。
プロセスにより、活性層と活性層よりバンドギャップが
大きい共振器端面の光ガイド層とを形成することができ
る。
【０１２４】また、本発明では、１回の成長プロセスに
より、活性層と活性層よりバンドギャップが大きい回折
格子部の光ガイド層とを形成することができる。
より、活性層と活性層よりバンドギャップが大きい回折
格子部の光ガイド層とを形成することができる。
【０１２５】また、本発明では、１回の成長プロセスに
より、活性層と活性層よりバンドギャップが大きい変調
素子の光ガイド層とを形成することができる。このよう
に活性層よりバンドギャップが大きい変調素子の光ガイ
ド層を容易に形成できるので、量子閉じ込めシュタルク
効果を用いた変調素子における光伝搬損失を小さくする
ことができ、半導体レーザの光出力を小さくできる。
より、活性層と活性層よりバンドギャップが大きい変調
素子の光ガイド層とを形成することができる。このよう
に活性層よりバンドギャップが大きい変調素子の光ガイ
ド層を容易に形成できるので、量子閉じ込めシュタルク
効果を用いた変調素子における光伝搬損失を小さくする
ことができ、半導体レーザの光出力を小さくできる。
【０１２６】また、本発明発明では、１回の成長プロセ
スにより、バンドギャップが部分的に異なる半導体層を
同一平面内に形成することができる。
スにより、バンドギャップが部分的に異なる半導体層を
同一平面内に形成することができる。
【図１】実施例１，４の半導体レーザを作製する際に使
用する基板の斜視図である。
用する基板の斜視図である。
【図２】実施例１の半導体レーザの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】実施例１の半導体レーザの構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】実施例２の半導体レーザを作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図５】実施例２の半導体レーザの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】実施例２の半導体レーザの構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図７】実施例３の半導体レーザを作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図８】実施例３の半導体レーザの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】実施例４の半導体レーザの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図１０】実施例５，８の半導体レーザを作製する際に
使用する基板の斜視図である。
使用する基板の斜視図である。
【図１１】実施例５の半導体レーザの構成を示す断面図
である。
である。
【図１２】実施例６の半導体レーザを作製する際に使用
する基板の斜視図である。
する基板の斜視図である。
【図１３】実施例６の半導体レーザの構成を示す断面図
である。
である。
【図１４】実施例７の半導体レーザを作製する際に使用
する基板の斜視図である。
する基板の斜視図である。
【図１５】実施例７の半導体レーザの構成を示す断面図
である。
である。
【図１６】実施例８の半導体レーザの構成を示す断面図
である。
である。
【図１７】実施例９の半導体レーザ装置を作製する際に
使用する基板の斜視図である。
使用する基板の斜視図である。
【図１８】実施例９の半導体レーザ装置の構成を示す断
面図である。
面図である。
【図１９】実施例９の半導体レーザ装置の構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図２０】実施例10の半導体レーザ装置を作製する際に
使用する基板の斜視図である。
使用する基板の斜視図である。
【図２１】実施例10の半導体レーザ装置の構成を示す断
面図である。
面図である。
【図２２】実施例10の半導体レーザ装置の構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図２３】実施例11の半導体レーザ装置を作製する際に
使用する基板の斜視図である。
使用する基板の斜視図である。
【図２４】実施例11の半導体レーザ装置の構成を示す断
面図及び斜視図である。
面図及び斜視図である。
【図２５】実施例11の半導体レーザ装置の構成を示す断
面図及び斜視図である。
面図及び斜視図である。
【図２６】実施例12の光集積回路を作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図２７】実施例12の光集積回路の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図２８】実施例12の光集積回路の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２９】実施例13の光集積回路を作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図３０】実施例13の光集積回路の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３１】実施例13の光集積回路の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３２】実施例14の光集積回路を作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図３３】実施例14の光集積回路の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３４】実施例15の光集積回路を作製する際に使用す
る基板の斜視図である。
る基板の斜視図である。
【図３５】実施例15の光集積回路の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３６】実施例15の光集積回路の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３７】実施例15の光集積回路の構成を示す平面図で
ある。
ある。
１, 11, 41, 61, 111, 131, 161, 181, 221 ｎ型（１０
０）ＧａＡｓ基板 21, 81, 141, 201 ｎ型（１１０）ＧａＡｓ基板 ２，12, 22, 42, 62, 82, 112, 113, 132, 142, 162, 1
63, 164, 182, 203, 204,222 リッジ ３，13, 23, 43, 63, 83, 114, 115, 133, 143, 144, 1
65, 166, 167, 183, 223 リッジ部 ４，14, 24, 44, 64, 84, 116, 117, 134, 145, 168, 1
69, 184, 185, 224非リッジ部 ６,46, 119, 171 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａ
ｓ多重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 16, 66, 136, 187 ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多
重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 26, 86, 147, 206 ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ
0.5 Ｐ多重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 32, 102, 227 ＡｌＧａＡｓ層（活性層，光ガイド層）
０）ＧａＡｓ基板 21, 81, 141, 201 ｎ型（１１０）ＧａＡｓ基板 ２，12, 22, 42, 62, 82, 112, 113, 132, 142, 162, 1
63, 164, 182, 203, 204,222 リッジ ３，13, 23, 43, 63, 83, 114, 115, 133, 143, 144, 1
65, 166, 167, 183, 223 リッジ部 ４，14, 24, 44, 64, 84, 116, 117, 134, 145, 168, 1
69, 184, 185, 224非リッジ部 ６,46, 119, 171 ＧａＩｎＡｓ／Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａ
ｓ多重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 16, 66, 136, 187 ＧａＡｓ／Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ多
重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 26, 86, 147, 206 ＧａＩｎＰ／Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ
0.5 Ｐ多重量子井戸層（活性層，光ガイド層, 導波路） 32, 102, 227 ＡｌＧａＡｓ層（活性層，光ガイド層）
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１１０】Journal of Vacuum Science and Technolo
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部183 に成長した多重量
子井戸層187 は、非リッジ部184, 185に成長した多重量
子井戸層187 に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程
度）、バンドギャップが大きくなる。発光素子, 受光素
子の導波路の室温でのバンドギャップは何れも約1.51ｅ
Ｖであり、回折格子部の導波路の室温でのバンドギャッ
プは約1.53ｅＶであった。発光素子から発振された単一
縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、回
折格子部の導波路では吸収されず、受光素子にて検出さ
れた。
gy B8 pp.692(1990)にも示されているように、リッジを
形成した部分に多重量子井戸層を成長させた場合、（１
００）面のＧａが（１１−１）Ｂ面と（１−１１）Ｂ面
とに拡散する。従って、リッジ部183 に成長した多重量
子井戸層187 は、非リッジ部184, 185に成長した多重量
子井戸層187 に比べて、膜厚が薄くなり（５ｎｍ程
度）、バンドギャップが大きくなる。発光素子, 受光素
子の導波路の室温でのバンドギャップは何れも約1.51ｅ
Ｖであり、回折格子部の導波路の室温でのバンドギャッ
プは約1.53ｅＶであった。発光素子から発振された単一
縦モードであるレーザ光（発振波長：821 ｎｍ）は、回
折格子部の導波路では吸収されず、受光素子にて検出さ
れた。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１２１】なお、実施例12, 15において図26, 図34の
リッジ162, 163, 164, 222の高さが１μｍ以上の場合、
実施例13において図29のリッジ182 の高さが0.5 μｍ以
上の場合、実施例14において図32のリッジ203, 204の高
さが１μｍ以上の場合においても同様の効果が得られ
る。また、実施例13，15においてリッジ182, 222の幅が
２μｍの場合、実施例12, 14においてリッジ162, 163,
164, 203, 204 の幅が２〜30μｍの場合においても同様
の効果が得られる。更に、実施例13, 15においてリッジ
部183, 223、非リッジ部184, 185, 224 の長さを20μｍ
以上とした場合、実施例12, 14においてリッジ部165, 1
66, 167 、非リッジ部168, 169の長さを50μｍ以上とし
た場合においても同様の効果が得られる。
リッジ162, 163, 164, 222の高さが１μｍ以上の場合、
実施例13において図29のリッジ182 の高さが0.5 μｍ以
上の場合、実施例14において図32のリッジ203, 204の高
さが１μｍ以上の場合においても同様の効果が得られ
る。また、実施例13，15においてリッジ182, 222の幅が
２μｍの場合、実施例12, 14においてリッジ162, 163,
164, 203, 204 の幅が２〜30μｍの場合においても同様
の効果が得られる。更に、実施例13, 15においてリッジ
部183, 223、非リッジ部184, 185, 224 の長さを20μｍ
以上とした場合、実施例12, 14においてリッジ部165, 1
66, 167 、非リッジ部168, 169の長さを50μｍ以上とし
た場合においても同様の効果が得られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】
Claims (16)
- 【請求項１】 量子井戸層からなる活性層と、該活性層
よりバンドギャップが大きい量子井戸層からなる共振器
端面の光ガイド層とを有する窓構造型の半導体レーザに
おいて、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の一
部に導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリッ
ジを形成した基板上に設けられていることを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項２】 ２種類以上のIII 族元素を含む活性層
と、該活性層よりバンドギャップが大きい共振器端面の
光ガイド層とを有する窓構造型の半導体レーザにおい
て、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の一部に
導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリッジを
形成した基板上に設けられていることを特徴とする半導
体レーザ。 - 【請求項３】 量子井戸層からなる活性層と、該活性層
よりバンドギャップが大きい量子井戸層からなる回折格
子部の光ガイド層とを有する分布反射型の半導体レーザ
において、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の
一部に導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリ
ッジを形成した基板上に設けられていることを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項４】 ２種類以上のIII 族元素を含む活性層
と、該活性層よりバンドギャップが大きい回折格子部の
光ガイド層とを有する分布反射型の半導体レーザにおい
て、前記活性層及び光ガイド層が、導波路方向の一部に
導波路の幅と同じかそれより広い導波路方向のリッジを
形成した基板上に設けられていることを特徴とする半導
体レーザ。 - 【請求項５】 （１００）基板上に〔０１−１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１１）Ａ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：正の実
数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基板上に
形成されている請求項１または２または３または４記載
の半導体レーザ。 - 【請求項６】 （１００）基板上に〔０１１〕方向の導
波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−１）Ｂ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実数）
とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上に形成さ
れている請求項１または２または３または４記載の半導
体レーザ。 - 【請求項７】 （１１０）基板上に〔００１〕方向の導
波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１０）面（−１＜
Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ＜１：Ｎ
は実数）である〔００１〕方向のリッジが前記基板上に
形成されている請求項１または２または３または４記載
の半導体レーザ。 - 【請求項８】 量子閉じ込めシュタルク効果を用いた変
調素子と、電圧を印加しないときの前記変調素子よりバ
ンドギャップが小さい量子井戸層からなる活性層を有す
る半導体レーザとをモノリシックに集積化した半導体レ
ーザ装置において、前記変調素子及び半導体レーザが、
導波路方向の一部分に導波路と同じかそれより広い導波
路方向の第１リッジが形成され、導波路方向の他の部分
に前記第１リッジより幅が広い導波路方向の第２リッジ
が形成されているかまたはリッジが形成されていない基
板上に設けられており、導波路の一部分が前記第１リッ
ジ上にあることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 （１００）基板上に〔０１−１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１１）Ａ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：正の実
数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基板上に
形成されている請求項８記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１０】 （１００）基板上に〔０１１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−１）Ｂ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実数）
とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上に形成さ
れている請求項８記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１１】 （１１０）基板上に〔００１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１０）面（−１
＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ＜１：
Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジが前記基板上
に形成されている請求項８記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１２】 量子井戸層を含む導波路のバンドギャ
ップが異なる複数の光学的素子をプレーナ型にモノリシ
ックに集積化した光集積回路において、導波路の幅と同
じかそれより広い導波路方向の第１リッジを形成した第
１の部分と、該第１リッジと幅が異なる導波路方向の第
２リッジを形成するかまたはリッジを形成しない第２の
部分とから構成される基板上に、前記複数の光学的素子
の導波路が設けられていることを特徴とする光集積回
路。 - 【請求項１３】 ２種類以上のIII 族元素を含む半導体
から構成される導波路のバンドギャップが異なる複数の
光学的素子をプレーナ型にモノリシックに集積化した光
集積回路において、導波路の幅と同じかそれより広い導
波路方向の第１リッジを形成した第１の部分と、該第１
リッジと幅が異なる導波路方向の第２リッジを形成する
かまたはリッジを形成しない第２の部分とから構成され
る基板上に、前記複数の光学的素子の導波路が設けられ
ていることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項１４】 （１００）基板上に〔０１−１〕方向
の導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１１）Ａ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１−１）Ａ面（Ｎ：正の実
数）とである〔０１−１〕方向のリッジが前記基板上に
形成されている請求項１２または１３記載の光集積回
路。 - 【請求項１５】 （１００）基板上に〔０１１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１−１）Ｂ面
（Ｍ：正の実数）と（Ｎ−１１）Ｂ面（Ｎ：正の実数）
とである〔０１１〕方向のリッジが前記基板上に形成さ
れている請求項１２または１３記載の光集積回路。 - 【請求項１６】 （１１０）基板上に〔００１〕方向の
導波路を有し、その側面の面方位が（Ｍ１０）面（−１
＜Ｍ＜１：Ｍは実数）と（１Ｎ０）面（−１＜Ｎ＜１：
Ｎは実数）である〔００１〕方向のリッジが前記基板上
に形成されている請求項１２または１３記載の光集積回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3470093A JPH06232509A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザ、半導体レーザ装置及び光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3470093A JPH06232509A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザ、半導体レーザ装置及び光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232509A true JPH06232509A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12421647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3470093A Pending JPH06232509A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザ、半導体レーザ装置及び光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232509A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057254A1 (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Panasonic Corporation | 半導体レーザ装置 |
| JP2009302138A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Opnext Japan Inc | 半導体レーザ素子、及び半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2015053457A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 日本電信電話株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP3470093A patent/JPH06232509A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057254A1 (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Panasonic Corporation | 半導体レーザ装置 |
| JP2009302138A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Opnext Japan Inc | 半導体レーザ素子、及び半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2015053457A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 日本電信電話株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
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