JPH06291408A - 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH06291408A JPH06291408A JP7570793A JP7570793A JPH06291408A JP H06291408 A JPH06291408 A JP H06291408A JP 7570793 A JP7570793 A JP 7570793A JP 7570793 A JP7570793 A JP 7570793A JP H06291408 A JPH06291408 A JP H06291408A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 デバイス構造を大きく変えることなく、回折
格子と光との結合効率を容易に上げられる分布帰還型半
導体レーザの構造及びその製造方法を提供することを目
的としている。 【構成】 その界面に回折格子３を作り込む第１の半導
体層５及び第２の半導体層７を、同一の導電型の半導体
材料であって、それぞれのキャリア濃度を変えることに
より屈折率の異なる半導体材料としたことを特徴とし、
その製造方法としては、クラッド層４上に成長させた第
１の半導体層５上に、回折格子３を作り込むためのパタ
ーン形成膜６を形成し、この第１の半導体層５の表面露
出部分（パターン形成膜６が形成された部位以外）をエ
ッチングした後にパターン形成膜６を除去し、さらに第
１の半導体層５と同じ導電型の半導体材料であって、キ
ャリア濃度を第１の半導体層と変えることにより異なる
屈折率に制御された第２の半導体層７を成長させて回折
格子３を作り込む。
格子と光との結合効率を容易に上げられる分布帰還型半
導体レーザの構造及びその製造方法を提供することを目
的としている。 【構成】 その界面に回折格子３を作り込む第１の半導
体層５及び第２の半導体層７を、同一の導電型の半導体
材料であって、それぞれのキャリア濃度を変えることに
より屈折率の異なる半導体材料としたことを特徴とし、
その製造方法としては、クラッド層４上に成長させた第
１の半導体層５上に、回折格子３を作り込むためのパタ
ーン形成膜６を形成し、この第１の半導体層５の表面露
出部分（パターン形成膜６が形成された部位以外）をエ
ッチングした後にパターン形成膜６を除去し、さらに第
１の半導体層５と同じ導電型の半導体材料であって、キ
ャリア濃度を第１の半導体層と変えることにより異なる
屈折率に制御された第２の半導体層７を成長させて回折
格子３を作り込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光情報処理
（光集積回路）等の分野で光源として用いられる半導体
レーザに関し、特に分布帰還型半導体レーザの構造及び
その製造方法に関するものである。
（光集積回路）等の分野で光源として用いられる半導体
レーザに関し、特に分布帰還型半導体レーザの構造及び
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、分布帰還型半導体レーザは活性層
から発生した光が、光導波領域であって、この活性層の
上部あるいは下部に設けられた回折格子の作用により、
発振縦モードが単色性良く選択される半導体レーザであ
る。
から発生した光が、光導波領域であって、この活性層の
上部あるいは下部に設けられた回折格子の作用により、
発振縦モードが単色性良く選択される半導体レーザであ
る。
【０００３】特に、上記分布帰還型半導体レーザとして
は、レーザ光の出射方向に対して周期的な屈折率変動を
有する回折格子を光導波領域に形成し、分布帰還を行な
う屈折率結合型がある。この屈折率結合型は図４に示す
ように、表面に周期的な凹凸を形成した第１の半導体層
１と、この第１の半導体層１上に屈折率の異なる第２の
半導体層２を形成することで、これら第１及び第２の半
導体層１、２の界面部分にレーザ光の出射方向に対して
周期的に屈折率変動を有する回折格子３を作り込んでい
る。
は、レーザ光の出射方向に対して周期的な屈折率変動を
有する回折格子を光導波領域に形成し、分布帰還を行な
う屈折率結合型がある。この屈折率結合型は図４に示す
ように、表面に周期的な凹凸を形成した第１の半導体層
１と、この第１の半導体層１上に屈折率の異なる第２の
半導体層２を形成することで、これら第１及び第２の半
導体層１、２の界面部分にレーザ光の出射方向に対して
周期的に屈折率変動を有する回折格子３を作り込んでい
る。
【０００４】なお、従来の分布帰還型半導体レーザで
は、上記のような回折格子３をその界面に作り込む第１
及び第２の半導体層１、２の屈折率差は小さいもので、
そのキャリア濃度差も小さいものであった。
は、上記のような回折格子３をその界面に作り込む第１
及び第２の半導体層１、２の屈折率差は小さいもので、
そのキャリア濃度差も小さいものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の分布帰還型半導
体レーザは以上のように、レーザ光の出射方向に対して
周期的な屈折率変動を有する回折格子３をその界面に作
り込む第１及び第２の半導体層１、２の屈折率差が小さ
かったので、この回折格子において回折格子と光の結合
効率はあまり高くなかった。
体レーザは以上のように、レーザ光の出射方向に対して
周期的な屈折率変動を有する回折格子３をその界面に作
り込む第１及び第２の半導体層１、２の屈折率差が小さ
かったので、この回折格子において回折格子と光の結合
効率はあまり高くなかった。
【０００６】そこで、この回折格子と光の結合効率を向
上させるために、回折格子の凹凸を大きくするか、ある
いは第１及び第２の半導体層の屈折率差を大きくする必
要がある。
上させるために、回折格子の凹凸を大きくするか、ある
いは第１及び第２の半導体層の屈折率差を大きくする必
要がある。
【０００７】しかし、第１に、回折格子の凹凸を大きく
するため、第１の半導体層表面に大きな凹凸を形成する
と、その上に第２の半導体層を結晶性良く成長を行い、
しかもこの回折格子を平坦に埋め込む（第１及び第２の
半導体層により形成される界面をレーザ光の出射方向に
対して平行にする）のが困難になるという課題があっ
た。
するため、第１の半導体層表面に大きな凹凸を形成する
と、その上に第２の半導体層を結晶性良く成長を行い、
しかもこの回折格子を平坦に埋め込む（第１及び第２の
半導体層により形成される界面をレーザ光の出射方向に
対して平行にする）のが困難になるという課題があっ
た。
【０００８】第２に、回折格子を作り込む第１及び第２
の半導体層の種類を変えて屈折率差を大きくする方法
は、格子整合条件やバンド構造等について制約があり、
その分選択肢が限られるという課題があった。
の半導体層の種類を変えて屈折率差を大きくする方法
は、格子整合条件やバンド構造等について制約があり、
その分選択肢が限られるという課題があった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、結晶性良くしかもデバイス構造を
大きく変えることなく、回折格子と光との結合効率を容
易に上げられる分布帰還型半導体レーザの構造及びその
製造方法を提供することを目的としている。
めになされたもので、結晶性良くしかもデバイス構造を
大きく変えることなく、回折格子と光との結合効率を容
易に上げられる分布帰還型半導体レーザの構造及びその
製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る分布帰還
型半導体レーザは、活性層が含まれる光導波領域におい
て、その界面に回折格子を作り込む第１の半導体層及び
第２の半導体層を、同じ導電型の半導体材料であって、
それぞれのキャリア濃度を変えることにより、屈折率に
差を持たせたものであり、望ましくは上記キャリア濃度
の差を１×１０ 18ｃｍ-3以上とすることを特徴としてい
る。
型半導体レーザは、活性層が含まれる光導波領域におい
て、その界面に回折格子を作り込む第１の半導体層及び
第２の半導体層を、同じ導電型の半導体材料であって、
それぞれのキャリア濃度を変えることにより、屈折率に
差を持たせたものであり、望ましくは上記キャリア濃度
の差を１×１０ 18ｃｍ-3以上とすることを特徴としてい
る。
【００１１】この発明に係る分布帰還型半導体レーザの
製造方法として、請求項４に係る製造方法は、半導体基
板上方に成長させた第１の半導体層上に、回折格子を作
り込むためのパターン形成膜を形成し、この第１の半導
体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成された部位
以外）をエッチングした後にパターン形成膜を除去し、
さらに第１の半導体層と同じ導電型の半導体材料であっ
て、キャリア濃度を第１の半導体層と変えることで屈折
率に差を持たせた半導体材料である第２の半導体層を成
長させて回折格子を作り込むことを特徴としている。
製造方法として、請求項４に係る製造方法は、半導体基
板上方に成長させた第１の半導体層上に、回折格子を作
り込むためのパターン形成膜を形成し、この第１の半導
体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成された部位
以外）をエッチングした後にパターン形成膜を除去し、
さらに第１の半導体層と同じ導電型の半導体材料であっ
て、キャリア濃度を第１の半導体層と変えることで屈折
率に差を持たせた半導体材料である第２の半導体層を成
長させて回折格子を作り込むことを特徴としている。
【００１２】また、請求項５に係る製造方法は、同様に
回折格子を作り込むためのパターン形成膜が形成された
第１の半導体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成
された部位以外）上に第１の半導体層と同じ導電型の半
導体材料であって、キャリア濃度を第１の半導体層と変
えることで屈折率に差を持たせた半導体材料である第２
の半導体層を選択的に成長させた後、パターン形成膜を
除去して回折格子を作り込むことを特徴としている。
回折格子を作り込むためのパターン形成膜が形成された
第１の半導体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成
された部位以外）上に第１の半導体層と同じ導電型の半
導体材料であって、キャリア濃度を第１の半導体層と変
えることで屈折率に差を持たせた半導体材料である第２
の半導体層を選択的に成長させた後、パターン形成膜を
除去して回折格子を作り込むことを特徴としている。
【００１３】また、請求項６に係る製造方法は、同様に
回折格子を作り込むためのパターン形成膜が形成された
第１の半導体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成
された部位以外）に、第１の半導体層と同じ導電型の半
導体材料であって、キャリア濃度を第１の半導体層と変
えることで屈折率に差を持たせた第２の半導体層を形成
すべく、不純物イオンの注入と活性化を行なうか、ある
いは原子拡散を行ない、パターン形成膜を除去して回折
格子を作り込むことを特徴としている。
回折格子を作り込むためのパターン形成膜が形成された
第１の半導体層表面の露出部分（パターン形成膜が形成
された部位以外）に、第１の半導体層と同じ導電型の半
導体材料であって、キャリア濃度を第１の半導体層と変
えることで屈折率に差を持たせた第２の半導体層を形成
すべく、不純物イオンの注入と活性化を行なうか、ある
いは原子拡散を行ない、パターン形成膜を除去して回折
格子を作り込むことを特徴としている。
【００１４】なお、上述したパターン形成膜としては、
少なくともレジスト、酸化膜、あるいは窒化膜を用い
る。
少なくともレジスト、酸化膜、あるいは窒化膜を用い
る。
【００１５】
【作用】この発明における分布帰還型半導体レーザは、
その界面に回折格子を作り込む第１の半導体層及び第２
の半導体層を、それぞれが同じ導電型の半導体材料であ
って、キャリア濃度をそれぞれ異なる濃度に設定するこ
とにより、屈折率に差を持たせた半導体材料としてい
る。
その界面に回折格子を作り込む第１の半導体層及び第２
の半導体層を、それぞれが同じ導電型の半導体材料であ
って、キャリア濃度をそれぞれ異なる濃度に設定するこ
とにより、屈折率に差を持たせた半導体材料としてい
る。
【００１６】これは、例えば図５に示すように、半導体
中のキャリア濃度変化が大きい程、屈折率変化が大きく
なるという事実に着目したためでり、回折格子をその界
面に作り込む第１及び第２の半導体層を、それぞれ同じ
導電型の半導体材料であって、かつキャリア濃度を正確
に制御することにより、それぞれ屈折率が制御された半
導体材料を用いて、当該分布帰還型半導体レーザの光導
波領域に回折格子を作り込むものである。
中のキャリア濃度変化が大きい程、屈折率変化が大きく
なるという事実に着目したためでり、回折格子をその界
面に作り込む第１及び第２の半導体層を、それぞれ同じ
導電型の半導体材料であって、かつキャリア濃度を正確
に制御することにより、それぞれ屈折率が制御された半
導体材料を用いて、当該分布帰還型半導体レーザの光導
波領域に回折格子を作り込むものである。
【００１７】なお、上述した半導体中のキャリア濃度変
化と屈折率変化の関係は、例えばBRIAN.R.BENNETT,etc
, （Carrier-Induced Change in Refractive Index of
InP,GaAs,and InGaAsP）,"IEEE Journal of Quantum E
lectronics VOL.16,No.1,1990,P113"等に具体的に示さ
れている。
化と屈折率変化の関係は、例えばBRIAN.R.BENNETT,etc
, （Carrier-Induced Change in Refractive Index of
InP,GaAs,and InGaAsP）,"IEEE Journal of Quantum E
lectronics VOL.16,No.1,1990,P113"等に具体的に示さ
れている。
【００１８】したがって、注入するキャリア濃度を制御
することにより、第１及び第２の半導体層間の屈折率差
を大きくすることができるとともに、各半導体層の屈折
率の正確な制御を可能にする。また上記第１及び第２の
半導体層間のキャリア濃度の差を大きくすることによ
り、各半導体層間の屈折率差を大きくできるので、回折
格子の凹凸の大きさを変えることなく（デバイス構造を
大きく変えることなく）、回折格子の光の結合効率の制
御を可能にする。
することにより、第１及び第２の半導体層間の屈折率差
を大きくすることができるとともに、各半導体層の屈折
率の正確な制御を可能にする。また上記第１及び第２の
半導体層間のキャリア濃度の差を大きくすることによ
り、各半導体層間の屈折率差を大きくできるので、回折
格子の凹凸の大きさを変えることなく（デバイス構造を
大きく変えることなく）、回折格子の光の結合効率の制
御を可能にする。
【００１９】さらに、同様に回折格子の凹凸の大きさを
変える必要がないので、第１の半導体層上に、結晶性良
く第２の半導体層の成長を行うこと、及びこの回折格子
を平坦に埋め込むことを可能にする。
変える必要がないので、第１の半導体層上に、結晶性良
く第２の半導体層の成長を行うこと、及びこの回折格子
を平坦に埋め込むことを可能にする。
【００２０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１乃至図３を
用いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
用いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
【００２１】この発明にいおて、当該分布帰還型半導体
レーザの光導波領域に作り込まれる回折格子の構造は、
すでに示した図４と同一であるが、この実施例では、第
１の半導体層１としてｎ型ＩｎＰを用い、第２の半導体
層２としてｎ型ＧａＩｎＡｓＰを用いることで、同じ導
電型の半導体材料とし、これら第１及び第２の半導体層
１、２の界面に回折格子３を作り込んでいる。
レーザの光導波領域に作り込まれる回折格子の構造は、
すでに示した図４と同一であるが、この実施例では、第
１の半導体層１としてｎ型ＩｎＰを用い、第２の半導体
層２としてｎ型ＧａＩｎＡｓＰを用いることで、同じ導
電型の半導体材料とし、これら第１及び第２の半導体層
１、２の界面に回折格子３を作り込んでいる。
【００２２】この実施例では第１の半導体層１と第２の
半導体層２のキャリア濃度差を１×１０18ｃｍ-3以上と
するが（図４において、示されている回折格子３の上方
に活性層がある場合、第２の半導体層２の方のキャリア
濃度を高くする）、例えばキャリア濃度差が１×１０18
ｃｍ-3の場合、１×１０-3程度の屈折率差となり（図５
を参照）、光の結合効率の制御性が良くなり良好なレー
ザ特性が得られる。
半導体層２のキャリア濃度差を１×１０18ｃｍ-3以上と
するが（図４において、示されている回折格子３の上方
に活性層がある場合、第２の半導体層２の方のキャリア
濃度を高くする）、例えばキャリア濃度差が１×１０18
ｃｍ-3の場合、１×１０-3程度の屈折率差となり（図５
を参照）、光の結合効率の制御性が良くなり良好なレー
ザ特性が得られる。
【００２３】なお、上記第１及び第２の半導体層１、２
の材料としては、ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ系であ
ってもよい。
の材料としては、ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ系であ
ってもよい。
【００２４】次に、この発明に係る分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法として、請求項４に係る製造方法を図１
を用いて説明する。なお、この実施例では説明の都合
上、活性層の下側に回折格子３を作り込む工程に限定し
て説明することにする。
ーザの製造方法として、請求項４に係る製造方法を図１
を用いて説明する。なお、この実施例では説明の都合
上、活性層の下側に回折格子３を作り込む工程に限定し
て説明することにする。
【００２５】まず、半導体基板上に光導波領域を形成す
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図１（ａ））。
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図１（ａ））。
【００２６】続いて、この第１の光導波路層５表面に、
回折格子３となる凹凸を形成すべく、レジストでパター
ン形成膜６を形成し（図１（ｂ））、しかる後にこのパ
ターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光導
波路層５表面の露出部分をエッチングした後（図１
（ｃ））、パターン形成膜６のみを除去して第１の光導
波路層５表面に回折格子３の凹凸を作り込む（図１
（ｄ））。
回折格子３となる凹凸を形成すべく、レジストでパター
ン形成膜６を形成し（図１（ｂ））、しかる後にこのパ
ターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光導
波路層５表面の露出部分をエッチングした後（図１
（ｃ））、パターン形成膜６のみを除去して第１の光導
波路層５表面に回折格子３の凹凸を作り込む（図１
（ｄ））。
【００２７】そして、この回折格子３の凹凸が作り込ま
れた第１の光導波路層５表面に、キャリア濃度差を１×
１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を１×１０-3以上に制
御した第２の光導波路層７を成長させ、さらに第３の光
導波路層８を成長させることで、活性層の下側に回折格
子３を作り込む（図１（ｅ））。
れた第１の光導波路層５表面に、キャリア濃度差を１×
１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を１×１０-3以上に制
御した第２の光導波路層７を成長させ、さらに第３の光
導波路層８を成長させることで、活性層の下側に回折格
子３を作り込む（図１（ｅ））。
【００２８】次に、請求項５に係る分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法を図２を用いて説明する。なお、この実
施例においても説明の都合上、活性層の下側に回折格子
３を作り込む工程に限定して説明することにする。
ーザの製造方法を図２を用いて説明する。なお、この実
施例においても説明の都合上、活性層の下側に回折格子
３を作り込む工程に限定して説明することにする。
【００２９】まず、半導体基板上に光導波領域を形成す
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図２（ａ））。
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図２（ａ））。
【００３０】続いて、この第１の光導波路層５表面に、
回折格子３となる凹凸を形成すべく、ＳｉＯ2 膜でパタ
ーン形成膜６を形成し（図２（ｂ））、しかる後にこの
パターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光
導波路層５表面の露出部分上に、キャリア濃度差を１×
１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を１×１０-3以上に制
御した第２及び第３の光導波路層７、８（第２の半導体
層２に相当）を順次選択的に成長させる（図２
（ｃ））。
回折格子３となる凹凸を形成すべく、ＳｉＯ2 膜でパタ
ーン形成膜６を形成し（図２（ｂ））、しかる後にこの
パターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光
導波路層５表面の露出部分上に、キャリア濃度差を１×
１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を１×１０-3以上に制
御した第２及び第３の光導波路層７、８（第２の半導体
層２に相当）を順次選択的に成長させる（図２
（ｃ））。
【００３１】そして、上記パターン形成膜６のみを除去
して第１の光導波路層５表面に回折格子３の凹凸を作り
込み（図２（ｄ））、さらにこの回折格子３の凹凸が作
り込まれた第１の光導波路層５表面に、第４の光導波路
層９を成長させることで、活性層の下側に回折格子３を
作り込む（図２（ｅ））。
して第１の光導波路層５表面に回折格子３の凹凸を作り
込み（図２（ｄ））、さらにこの回折格子３の凹凸が作
り込まれた第１の光導波路層５表面に、第４の光導波路
層９を成長させることで、活性層の下側に回折格子３を
作り込む（図２（ｅ））。
【００３２】次に、請求項６に係る分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法を図３を用いて説明する。なお、この実
施例においても説明の都合上、活性層の下側に回折格子
３を作り込む工程に限定して説明することにする。
ーザの製造方法を図３を用いて説明する。なお、この実
施例においても説明の都合上、活性層の下側に回折格子
３を作り込む工程に限定して説明することにする。
【００３３】まず、半導体基板上に光導波領域を形成す
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図３（ａ））。
るためのクラッド層４を成長させ、さらにこのクラッド
層４上に第１の光導波路層５（第１の半導体層１に相
当）を成長させる（図３（ａ））。
【００３４】続いて、この第１の光導波路層５表面に、
回折格子３となる凹凸を形成すべく、ＳｉＯ2 膜でパタ
ーン形成膜６を形成し（図３（ｂ））、しかる後にこの
パターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光
導波路層５表面の露出部分に、Ｚｎの拡散を行って、キ
ャリア濃度差が１×１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を
１×１０-3以上に制御した、同じ導電型の半導体材料か
らなる第２の光導波路層７（第２の半導体層２に相当）
を作り込む（図３（ｃ））。
回折格子３となる凹凸を形成すべく、ＳｉＯ2 膜でパタ
ーン形成膜６を形成し（図３（ｂ））、しかる後にこの
パターン形成膜６が形成された部位以外の上記第１の光
導波路層５表面の露出部分に、Ｚｎの拡散を行って、キ
ャリア濃度差が１×１０18ｃｍ-3以上として屈折率差を
１×１０-3以上に制御した、同じ導電型の半導体材料か
らなる第２の光導波路層７（第２の半導体層２に相当）
を作り込む（図３（ｃ））。
【００３５】そして、上記パターン形成膜６のみを除去
して第１の光導波路層５表面に屈折率が周期的に変動す
る領域を作り込むこうとで（第１の光導波路層５と第２
の導波路層７の界面に回折格子３が作り込まれる）、活
性層の下側に回折格子３を作り込む（図３（ｄ））。
して第１の光導波路層５表面に屈折率が周期的に変動す
る領域を作り込むこうとで（第１の光導波路層５と第２
の導波路層７の界面に回折格子３が作り込まれる）、活
性層の下側に回折格子３を作り込む（図３（ｄ））。
【００３６】なお、上記実施例によると、回折格子３と
なる凹凸を形成するために予め設けたパターン形成膜６
の材料として、レジストあるいはＳｉＯ2 膜を用いた例
について説明したが、特にこれらに限定するものではな
く、窒化膜等を用いても同様の効果を奏する。
なる凹凸を形成するために予め設けたパターン形成膜６
の材料として、レジストあるいはＳｉＯ2 膜を用いた例
について説明したが、特にこれらに限定するものではな
く、窒化膜等を用いても同様の効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、活性層
を含む光導波領域において、その界面に回折格子を作り
込む第１の半導体層及び第２の半導体層を、同じ導電型
の半導体材料であって、キャリア濃度の差を制御するこ
とによりそれぞれ異なる屈折率に制御された半導体材料
とすることで、回折格子と光の結合効率が同じ場合であ
っても、回折格子の凹凸を大ききする必要がなく、デバ
イス構造を大きく変えることがない。また、これにより
回折格子パターンがその表面に形成された第１の半導体
層上に、結晶性よく第２の半導体層を成長させることが
でき、しかも平坦に回折格子を埋め込むことが容易にな
るという効果がある。
を含む光導波領域において、その界面に回折格子を作り
込む第１の半導体層及び第２の半導体層を、同じ導電型
の半導体材料であって、キャリア濃度の差を制御するこ
とによりそれぞれ異なる屈折率に制御された半導体材料
とすることで、回折格子と光の結合効率が同じ場合であ
っても、回折格子の凹凸を大ききする必要がなく、デバ
イス構造を大きく変えることがない。また、これにより
回折格子パターンがその表面に形成された第１の半導体
層上に、結晶性よく第２の半導体層を成長させることが
でき、しかも平坦に回折格子を埋め込むことが容易にな
るという効果がある。
【００３８】さらに第１の半導体層と第２の半導体層の
キャリア濃度はそれぞれ容易に制御できるので、作り込
む回折格子と光の結合効率を容易に制御でき、レーザ設
計の自由度を広げることができるという効果がある。
キャリア濃度はそれぞれ容易に制御できるので、作り込
む回折格子と光の結合効率を容易に制御でき、レーザ設
計の自由度を広げることができるという効果がある。
【図１】請求項４に係る分布帰還型半導体レーザの製造
方法を説明するための各工程を示した図である。
方法を説明するための各工程を示した図である。
【図２】請求項５に係る分布帰還型半導体レーザの製造
方法を説明するための各工程を示した図である。
方法を説明するための各工程を示した図である。
【図３】請求項６に係る分布帰還型半導体レーザの製造
方法を説明するための各工程を示した図である。
方法を説明するための各工程を示した図である。
【図４】従来の分布帰還型半導体レーザの構造を示す図
である。
である。
【図５】半導体層中のキャリア濃度の変化と屈折率変化
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【符号の説明】 ３…回折格子、４…クラッド層、５…第１の光導波層
（第１の半導体層）、６…パターン形成膜、７…第２の
光導波層（第２の半導体層）、８…第３の光導波層、９
…第４の光導波層。
（第１の半導体層）、６…パターン形成膜、７…第２の
光導波層（第２の半導体層）、８…第３の光導波層、９
…第４の光導波層。
Claims (8)
- 【請求項１】 活性層を含む光導波領域内に、レーザ光
の出射方向に対して周期的な屈折率変動を有する回折格
子が作り込まれた分布帰還型半導体レーザにおいて、 前記回折格子は、所定のキャリア濃度差を有し、かつキ
ャリア濃度を変えることによりそれぞれ異なる屈折率に
制御された第１の半導体層と第２の半導体層との界面に
作り込まれたことを特徴とする分布帰還型半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 前記第１の半導体層及び第２の半導体層
は、同一導電型の半導体材料からなることを特徴とする
請求項１記載の分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記第１の半導体層及び第２の半導体層
は、１×１０18ｃｍ-3以上のキャリア濃度差を有するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の分布帰還型半導体
レーザ。 - 【請求項４】 基板上方に成長させた第１の半導体層上
に、回折格子を作り込むためのパターン形成膜を形成
し、 前記第１の半導体層表面であって、前記パターン形成膜
が形成された部位以外の露出部分をエッチングした後、
該パターン形成膜を除去し、 前記表面がエッチングされた第１の半導体層上に、該第
１の半導体層のキャリア濃度と異なるキャリア濃度の第
２の半導体層を成長させて回折格子を作り込む分布帰還
型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項５】 基板上方に成長させた第１の半導体層上
に、回折格子を作り込むためのパターン形成膜を形成
し、 前記第１の半導体層表面であって、前記パターン形成膜
が形成された部位以外の露出部分上に、該第１の半導体
層のキャリア濃度と異なるキャリア濃度の第２の半導体
層を選択的に成長させ、 前記パターン形成膜を除去して回折格子を作り込む分布
帰還型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項６】 基板上方に成長させた第１の半導体層上
に、回折格子を作り込むためのパターン形成膜を形成
し、 前記第１の半導体層表面であって、前記パターン形成膜
が形成された部位以外の露出部分に、該第１の半導体層
と同じ導電型を形成すべく不純物イオンの注入と活性化
を行なうか、あるいは原子拡散を行なうことで、該第１
の半導体層のキャリア濃度と異なるキャリア濃度の第２
の半導体層を形成し、 前記パターン形成膜を除去して回折格子を作り込む分布
帰還型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項７】 前記界面に回折格子が作り込まれる第１
の半導体層及び第２の半導体層は、同一導電型の半導体
材料からなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか
一項に記載の分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項８】 前記パターン形成膜は、少なくともレジ
スト、酸化膜、あるいは窒化膜であることを特徴とする
請求項４〜６のいずれか一項に記載の分布帰還型半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7570793A JPH06291408A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7570793A JPH06291408A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291408A true JPH06291408A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13583970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7570793A Pending JPH06291408A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291408A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6642075B2 (en) | 2002-03-05 | 2003-11-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor laser device |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP7570793A patent/JPH06291408A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6642075B2 (en) | 2002-03-05 | 2003-11-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor laser device |
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