JPH0632322B2 - 単一軸モード半導体レーザ - Google Patents
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- JPH0632322B2 JPH0632322B2 JP57178824A JP17882482A JPH0632322B2 JP H0632322 B2 JPH0632322 B2 JP H0632322B2 JP 57178824 A JP57178824 A JP 57178824A JP 17882482 A JP17882482 A JP 17882482A JP H0632322 B2 JPH0632322 B2 JP H0632322B2
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、光ファイバ通信システム用光源に適した単一
軸モード半導体レーザに関する。
軸モード半導体レーザに関する。
光ファイバの低損失化、および半導体光源の長寿命化が
達成され、光ファイバ通信は急速に実用化されている。
とりわけシリカガラス系光ファイバの波長1.3μｍ帯及
び1.5μｍ帯における0.5dB／kmを下回る超低損失伝送領
域を用いては100Km以上と超長距離の伝送実験も行われ
始めており、中継間隔を長くすることが有利な海底通信
システム等の長距離幹線への適用も検討され始めてい
る。この様な長距離伝送においては、光ファイバの伝送
損失のほかに、波長分散も問題になってくる。一般に、
光ファイバ通信用光源には半導体レーザが用いられる
が、結晶の劈開面をファブリー・ペロー共振器面として
利用した通常の構造の素子では、発振軸モードは必ずし
も単一ではない。特に高速変調時には発振軸モード数が
増加するために400Mb/s とか1.6Gb/sといった高速伝送
システムでは中継器を結ぶ距離は、伝送損失制限よりも
主に波長分散制限を受ける。従って、長距離かつ高速の
伝送システムを実現するには、高速変調時でも単一軸モ
ード発振が可能な半導体レーザが要求される。この様な
半導体レーザとしては、ファブリー・ペロー共振器によ
らず、内部に周期構造のグレーテングを作り付けた、分
布反射形半導体レーザ、分布帰還形半導体レーザがあ
る。現在までいくつかの構造の素子が試作されている。
達成され、光ファイバ通信は急速に実用化されている。
とりわけシリカガラス系光ファイバの波長1.3μｍ帯及
び1.5μｍ帯における0.5dB／kmを下回る超低損失伝送領
域を用いては100Km以上と超長距離の伝送実験も行われ
始めており、中継間隔を長くすることが有利な海底通信
システム等の長距離幹線への適用も検討され始めてい
る。この様な長距離伝送においては、光ファイバの伝送
損失のほかに、波長分散も問題になってくる。一般に、
光ファイバ通信用光源には半導体レーザが用いられる
が、結晶の劈開面をファブリー・ペロー共振器面として
利用した通常の構造の素子では、発振軸モードは必ずし
も単一ではない。特に高速変調時には発振軸モード数が
増加するために400Mb/s とか1.6Gb/sといった高速伝送
システムでは中継器を結ぶ距離は、伝送損失制限よりも
主に波長分散制限を受ける。従って、長距離かつ高速の
伝送システムを実現するには、高速変調時でも単一軸モ
ード発振が可能な半導体レーザが要求される。この様な
半導体レーザとしては、ファブリー・ペロー共振器によ
らず、内部に周期構造のグレーテングを作り付けた、分
布反射形半導体レーザ、分布帰還形半導体レーザがあ
る。現在までいくつかの構造の素子が試作されている。
第１図(a)、エレクトロニクス・レターズ（Electronics
Letters）誌、第１７巻２５号、1981年発行の９６１頁
から９６３頁に記載されている分布帰還形の埋め込み形
半導体レーザを示す斜視図、第１図(b)は、(a)のＢ−Ａ
−Ｃ断面を示す図である。周期構造２０が表面に形成さ
れたｎ形InP基板１の上にｎ形InGaAsP導波路５、波長1.
55μｍ組成のInGaAsP活性層３、メルトバック防止層１
５およびｐ形InP層４が積層され、その後メサエッチン
グが施され埋め込み成長が行われている。両側劈開面に
よるファブリー・ペロー共振器による発振を抑制するた
め、電流注入領域は部分的に形成されたＺｎ拡散領域４
０に制限されている。InGaAsP活性層３がストライプ状
に形成された埋め込み形を採用することにより、発振閾
値が230ｍＡで室温でＣＷ動作が可能となっている。し
かしながら、通常のファブリー・ペロー共振器形の埋め
込み形のInGaAsP半導体レーザの発振閾値は10〜25ｍＡ
程度であり、それに比べるとまだ発振閾値は高い。また
光出力も６ｍＷ程度と低く、注入電流−光出力の飽和傾
向も強い。この様に、発振閾値、光出力等の基本性能、
及び信頼性、製造面における再現性等はまだ実用的な段
階に致っていない。従ってエピタキシャル成長工程の容
易さ及び成長結晶の品質等を検討した新しい構造の素子
を開発する必要があった。
Letters）誌、第１７巻２５号、1981年発行の９６１頁
から９６３頁に記載されている分布帰還形の埋め込み形
半導体レーザを示す斜視図、第１図(b)は、(a)のＢ−Ａ
−Ｃ断面を示す図である。周期構造２０が表面に形成さ
れたｎ形InP基板１の上にｎ形InGaAsP導波路５、波長1.
55μｍ組成のInGaAsP活性層３、メルトバック防止層１
５およびｐ形InP層４が積層され、その後メサエッチン
グが施され埋め込み成長が行われている。両側劈開面に
よるファブリー・ペロー共振器による発振を抑制するた
め、電流注入領域は部分的に形成されたＺｎ拡散領域４
０に制限されている。InGaAsP活性層３がストライプ状
に形成された埋め込み形を採用することにより、発振閾
値が230ｍＡで室温でＣＷ動作が可能となっている。し
かしながら、通常のファブリー・ペロー共振器形の埋め
込み形のInGaAsP半導体レーザの発振閾値は10〜25ｍＡ
程度であり、それに比べるとまだ発振閾値は高い。また
光出力も６ｍＷ程度と低く、注入電流−光出力の飽和傾
向も強い。この様に、発振閾値、光出力等の基本性能、
及び信頼性、製造面における再現性等はまだ実用的な段
階に致っていない。従ってエピタキシャル成長工程の容
易さ及び成長結晶の品質等を検討した新しい構造の素子
を開発する必要があった。
本発明の目的は、基本性能に優れ、また信頼性，製造面
での歩留まり等において、工業生産性の高い単一軸モー
ド半導体レーザを提供することにある。
での歩留まり等において、工業生産性の高い単一軸モー
ド半導体レーザを提供することにある。
本発明によれば、表面の一部に、上面と下面の少くとも
一方の面に周期構造が形成された分布反射領域となる光
導波路層を有する半導体基板上に、第１導電形のバッフ
ァ層、活性層、第２導電形のクラッド層の少くとも３層
が形成され、前記バッファ層と前記活性層とは前記光導
波路層の上の領域と他の領域とで分離して形成され、前
記他の領域の前記活性層が発光領域であり、かつ前記光
導波路層の片端面と前記発光領域の前記活性層の片端面
とが突き合わされて接続していることを特徴とする単一
軸モード半導体レーザ等が得られる。
一方の面に周期構造が形成された分布反射領域となる光
導波路層を有する半導体基板上に、第１導電形のバッフ
ァ層、活性層、第２導電形のクラッド層の少くとも３層
が形成され、前記バッファ層と前記活性層とは前記光導
波路層の上の領域と他の領域とで分離して形成され、前
記他の領域の前記活性層が発光領域であり、かつ前記光
導波路層の片端面と前記発光領域の前記活性層の片端面
とが突き合わされて接続していることを特徴とする単一
軸モード半導体レーザ等が得られる。
実施例を述べる前に、本発明を可能にしたエピタキシャ
ル成長法について第２図(a)，(b)を用いて説明する。第
２図(a)は、（001）面のｎ形InP基板１を＜１０＞方
向に平行な段差部１０の両側で、0.9μｍの段差がつく
ようにエッチングしたテラス基板である。段差部１０の
傾斜面は（111）面が露出している。液相エピタキシャ
ル成長によりこのテラス基板の上に0.5μｍの厚さのｎ
形InPバッファ層２および0.2μｍの厚さのInGaAsP活性
層３の過飽和度の比較的小さい溶液から積層させると、
段差部１０の両側で分離して積層される。これは、（00
1）面上への成長速度に比べ（111）面上への成長速度が
遅いことに起因している。さらにｐ型InPクラッド層４
を、過飽和度の比較的大きい溶液から1.0μｍの膜厚で
成長させると、段差部１０のところで分離せずに全体に
覆って積層する。
ル成長法について第２図(a)，(b)を用いて説明する。第
２図(a)は、（001）面のｎ形InP基板１を＜１０＞方
向に平行な段差部１０の両側で、0.9μｍの段差がつく
ようにエッチングしたテラス基板である。段差部１０の
傾斜面は（111）面が露出している。液相エピタキシャ
ル成長によりこのテラス基板の上に0.5μｍの厚さのｎ
形InPバッファ層２および0.2μｍの厚さのInGaAsP活性
層３の過飽和度の比較的小さい溶液から積層させると、
段差部１０の両側で分離して積層される。これは、（00
1）面上への成長速度に比べ（111）面上への成長速度が
遅いことに起因している。さらにｐ型InPクラッド層４
を、過飽和度の比較的大きい溶液から1.0μｍの膜厚で
成長させると、段差部１０のところで分離せずに全体に
覆って積層する。
以上の様に成長速度の両方位依存性を利用することによ
り、段差部１０の両側でエピタキシャル層を分離して積
層することが可能である。第２図(a)で段差部１０を（1
11）面としたが（113）といった他の面を利用すること
も可能である。
り、段差部１０の両側でエピタキシャル層を分離して積
層することが可能である。第２図(a)で段差部１０を（1
11）面としたが（113）といった他の面を利用すること
も可能である。
第３図(a)，(b)は本発明の第１の実施例を示す斜視図で
ある。まず第３図(a)に示される様に(001)面方位のｎ形
InP基板１の上にノンドープの膜厚0.5μｍのInGaAsP導
波路層５（発光波長にして1.3μｍ相当）を積層し、そ
の上面に、＜１０＞方向に平行な周期約2200Åの周期
構造２０を形成した後、＜１０＞方向に平行にして段
差部１０の右側を0.9μｍの深さでBr-メタノールのエッ
チング液でエッチングする。段差部１０は（111）面が
露出している。次に第３図(b)に示される様にこのテラ
ス基板の上に、ｎ形InPバッファ層２(Snドープ，膜厚0.
5μｍ)とノンドープInGaAsP活性層３（発光波長1.55μ
ｍ，膜厚0.2μｍ）を段差部１０の両側で分離して積層
し、続いて、ｐ形InPクラッド層４(Ｚｎドープ，膜層1.
0μｍ)とｐ形InGaAsPキャップ層６（発光波長にして、
1.2μｍ相当，Ｚｎドープ，膜厚0.7μｍ）を全体を覆っ
て積層する。その後ｐ形InGaAsPキャップ層の上にSiO2
絶縁膜３０を形成する。次に幅10μｍ，長さ250μｍの
＜110＞に平行なストライプ状の電流注入領域３１の部
分のSiO2絶縁膜３０を剥離した後Au-Znのｐ側金属電極
３２を形成する。ｎ側には、Au-Ge-Niのｎ側金属電極３
３を形成する。劈開により、片側のミラー反射面１１を
形成し、他方は、分布反射領域であるInGaAsP導波路層
５の長さが500μｍ以上になるようにして劈開する。こ
の程度の長さにしておけばInGaAsP活性層３からInGaAsP
導波路層５に入射した光のほとんどは、InGaAsP導波路
層５の上面に形成された周期構造２０によって分布反射
されてInGa-AsP活性層３に戻ってくる。以上の様にし
て、本発明の第１の実施例である単一軸モード半導体レ
ーザが作製される。次にその特性を述べる。発振軸モー
ドは、周期構造２０の周期によって決定されるブラック
(Bragg)周波数で発振し、波長1.55μｍの単一モード状
態であった。またInGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層５
とは突き合せの形で接続されており、光の結合効率は９
０％以上で接続部での損失が小さい。InGaAsP導波路層
５はノンドープであるため、フリーキャリア吸収による
損失も小さい。従ってInGaAsP活性層３からInGaAsP導波
路層５へ出射され分布反射されてInGaAsP活性層３へ戻
ってくる光の損失を小さく抑えることができたため、発
振閾値を120ｍＡ程度に低くすることが可能になった。
また、周期構造をエピタキシャル成長プロセスよりも後
の工程で製作する構造の従来の分布反射形の単一軸モー
ド半導体レーザに比較すると、周期構造２０を形成する
場合に、平坦なInGaAsP導波路層５の表面全体に形成す
れば良いので、製作が容易である。また発光領域は、最
も単純な形のダブル・ヘテロ接合構造であるため、製作
が容易であり、再現性が良好である。そしてこのダブル
・ヘテロ接合の形成は、既に確立された技術となってい
るため信頼度が高い。InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路
層５の接続部は若干複雑に構成されているが、この部分
には電流が注入されないため、劣化等の心配はない。
ある。まず第３図(a)に示される様に(001)面方位のｎ形
InP基板１の上にノンドープの膜厚0.5μｍのInGaAsP導
波路層５（発光波長にして1.3μｍ相当）を積層し、そ
の上面に、＜１０＞方向に平行な周期約2200Åの周期
構造２０を形成した後、＜１０＞方向に平行にして段
差部１０の右側を0.9μｍの深さでBr-メタノールのエッ
チング液でエッチングする。段差部１０は（111）面が
露出している。次に第３図(b)に示される様にこのテラ
ス基板の上に、ｎ形InPバッファ層２(Snドープ，膜厚0.
5μｍ)とノンドープInGaAsP活性層３（発光波長1.55μ
ｍ，膜厚0.2μｍ）を段差部１０の両側で分離して積層
し、続いて、ｐ形InPクラッド層４(Ｚｎドープ，膜層1.
0μｍ)とｐ形InGaAsPキャップ層６（発光波長にして、
1.2μｍ相当，Ｚｎドープ，膜厚0.7μｍ）を全体を覆っ
て積層する。その後ｐ形InGaAsPキャップ層の上にSiO2
絶縁膜３０を形成する。次に幅10μｍ，長さ250μｍの
＜110＞に平行なストライプ状の電流注入領域３１の部
分のSiO2絶縁膜３０を剥離した後Au-Znのｐ側金属電極
３２を形成する。ｎ側には、Au-Ge-Niのｎ側金属電極３
３を形成する。劈開により、片側のミラー反射面１１を
形成し、他方は、分布反射領域であるInGaAsP導波路層
５の長さが500μｍ以上になるようにして劈開する。こ
の程度の長さにしておけばInGaAsP活性層３からInGaAsP
導波路層５に入射した光のほとんどは、InGaAsP導波路
層５の上面に形成された周期構造２０によって分布反射
されてInGa-AsP活性層３に戻ってくる。以上の様にし
て、本発明の第１の実施例である単一軸モード半導体レ
ーザが作製される。次にその特性を述べる。発振軸モー
ドは、周期構造２０の周期によって決定されるブラック
(Bragg)周波数で発振し、波長1.55μｍの単一モード状
態であった。またInGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層５
とは突き合せの形で接続されており、光の結合効率は９
０％以上で接続部での損失が小さい。InGaAsP導波路層
５はノンドープであるため、フリーキャリア吸収による
損失も小さい。従ってInGaAsP活性層３からInGaAsP導波
路層５へ出射され分布反射されてInGaAsP活性層３へ戻
ってくる光の損失を小さく抑えることができたため、発
振閾値を120ｍＡ程度に低くすることが可能になった。
また、周期構造をエピタキシャル成長プロセスよりも後
の工程で製作する構造の従来の分布反射形の単一軸モー
ド半導体レーザに比較すると、周期構造２０を形成する
場合に、平坦なInGaAsP導波路層５の表面全体に形成す
れば良いので、製作が容易である。また発光領域は、最
も単純な形のダブル・ヘテロ接合構造であるため、製作
が容易であり、再現性が良好である。そしてこのダブル
・ヘテロ接合の形成は、既に確立された技術となってい
るため信頼度が高い。InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路
層５の接続部は若干複雑に構成されているが、この部分
には電流が注入されないため、劣化等の心配はない。
以上の様に、第１の実施例の単一軸モード半導体レーザ
は発振特性に優れ、製造が容易であり、単純なダブル・
ヘテロ接合構造の素子と同程度の信頼度を有することが
わかる。
は発振特性に優れ、製造が容易であり、単純なダブル・
ヘテロ接合構造の素子と同程度の信頼度を有することが
わかる。
次に本発明の第２の実施例の斜視図を第４図に示す。第
１の実施例と異なる点は、始めにInP基板１上に周期構
造２０を形成した後、その上にInGaAsP導波路層５を形
成している点である。その他の構造および製造プロセス
は第１の実施例の場合とほぼ同様である。この構造でも
第１の実施例と同様の発振特性、及び製造歩留まり、信
頼度が得られた。
１の実施例と異なる点は、始めにInP基板１上に周期構
造２０を形成した後、その上にInGaAsP導波路層５を形
成している点である。その他の構造および製造プロセス
は第１の実施例の場合とほぼ同様である。この構造でも
第１の実施例と同様の発振特性、及び製造歩留まり、信
頼度が得られた。
第１の実施例、第２の実施例の単一軸モード半導体レー
ザでは、積層方向に対し垂直な横方向の光の閉じ込めが
ない。従って横方向にも屈折率の段差を設け光の導波を
良くすれば、発振特性は更に向上する。第５図に示す本
発明の第３の実施例は、第１の実施例を改良し、埋め込
み形の構造により、InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層
５での横方向の光の閉じ込めを良くした単一軸モード半
導体レーザである。その製造工程を述べると、まず、第
５図(a)に示すように、第３図(b)に示した第１の実施例
とほぼ同じ層構造の多層膜基板を作製する。異なる点は
第３図(b)のｐ形InGaAsPキャップ層６が積層されていな
い点である。次に第５図(b)に示す様に、中央に幅約２
μｍのメサストライプ１２が形成される様に、２本の幅
約５μｍ、深さ約３μｍの平行な２本の溝１３と１４を
形成する。InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層５は中央
のメサストライプ１２中に含まれるため矩形の光導波路
となる。次に第５図(c)に示す様に液相エピタキシャル
成長により、ｐ形InP電流ブロック層７、ｎ形InP電流閉
じ込め層８、ｐ形InP埋め込み層９およびｐ形InGaAsPキ
ャップ層６を順次積層する。最初の２層は、メサストラ
イプ１２の肩口から横方向に成長し、メサの上部には積
層しない。この多層膜埋め込み基板に、InGaAsP活性層
３とInGaAsP導波路層５の接続部の上部からInGaAsP導波
路層５の上部にかけてSiO2絶縁膜３０を形成する。そし
て、ｐ側にはAu-Znのｐ側金属電極３２を、ｎ側にはAu-
Ge-Niのｎ側金属電極３３を形成する。レーザ共振器の
長さは第１の実施例と同じく設定する。ｐ側金属電極３
２を正、ｎ側金属電極を負とするバイアス電圧を印加す
るとメサストライプ１２の中のInGaAsP活性層３にはｐ
ｎ接合の順バイアスが印加されるため電流が注入され発
光再結合が生じレーザ発振に達する。しかしメサストラ
イプ以外の領域は、pnpn接合となっているためpnpn接合
をターン・オンさせる１０Ｖ程度以上の電圧を印加させ
なければ電流が流れない。従って通常の動作の使用条件
である２〜３Ｖの印加電圧では、電流はメサストライプ
１２に集中して流れる。メサストライプ１２内のInGaAs
P活性層３で発光した光はメサストライプ１２内のInGaA
sP導波路層４に入射し分布反射されるが、横方向の閉じ
込めが良いため入射光のほとんどが分布反射され再度In
GaAsP活性層４へと戻される。従って、第３図(b)の第１
の実施例の場合と比べ発振特性は大幅に改善される。ま
ず発振閾値は室温で20ｍＡ程度であった。電流閉じ込め
が良好で、かつInGaAsP導波路層４での損失が少いため
微分量子効率が高く約５０％であった。注入電流−光出
力の直線性も良好で室温で20ｍＷ以上の光出力が得られ
た。発振軸モードは、第１の実施例の場合と同様単一軸
モード状態で、波長は1.550μｍであった。従って、駆
動電力が低減され実用上使い易い水準に到達した。この
単一軸モード半導体レーザを作製する場合、第１の実施
例の作製プロセスにメサエッチングおよび埋め込み成長
工程が加えられるがこれらの工程の再現性は良好であ
り、第１の実施例の場合に比べ単純に作製プロセスが長
くなるだけで、特別に歩留りを悪くする様なことはなか
った。信頼度に関しても、第１の実施例とほぼ同様の結
果が得られ、むしろ駆動電力が小さい分だけ信頼度が高
い傾向も見られた。
ザでは、積層方向に対し垂直な横方向の光の閉じ込めが
ない。従って横方向にも屈折率の段差を設け光の導波を
良くすれば、発振特性は更に向上する。第５図に示す本
発明の第３の実施例は、第１の実施例を改良し、埋め込
み形の構造により、InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層
５での横方向の光の閉じ込めを良くした単一軸モード半
導体レーザである。その製造工程を述べると、まず、第
５図(a)に示すように、第３図(b)に示した第１の実施例
とほぼ同じ層構造の多層膜基板を作製する。異なる点は
第３図(b)のｐ形InGaAsPキャップ層６が積層されていな
い点である。次に第５図(b)に示す様に、中央に幅約２
μｍのメサストライプ１２が形成される様に、２本の幅
約５μｍ、深さ約３μｍの平行な２本の溝１３と１４を
形成する。InGaAsP活性層３とInGaAsP導波路層５は中央
のメサストライプ１２中に含まれるため矩形の光導波路
となる。次に第５図(c)に示す様に液相エピタキシャル
成長により、ｐ形InP電流ブロック層７、ｎ形InP電流閉
じ込め層８、ｐ形InP埋め込み層９およびｐ形InGaAsPキ
ャップ層６を順次積層する。最初の２層は、メサストラ
イプ１２の肩口から横方向に成長し、メサの上部には積
層しない。この多層膜埋め込み基板に、InGaAsP活性層
３とInGaAsP導波路層５の接続部の上部からInGaAsP導波
路層５の上部にかけてSiO2絶縁膜３０を形成する。そし
て、ｐ側にはAu-Znのｐ側金属電極３２を、ｎ側にはAu-
Ge-Niのｎ側金属電極３３を形成する。レーザ共振器の
長さは第１の実施例と同じく設定する。ｐ側金属電極３
２を正、ｎ側金属電極を負とするバイアス電圧を印加す
るとメサストライプ１２の中のInGaAsP活性層３にはｐ
ｎ接合の順バイアスが印加されるため電流が注入され発
光再結合が生じレーザ発振に達する。しかしメサストラ
イプ以外の領域は、pnpn接合となっているためpnpn接合
をターン・オンさせる１０Ｖ程度以上の電圧を印加させ
なければ電流が流れない。従って通常の動作の使用条件
である２〜３Ｖの印加電圧では、電流はメサストライプ
１２に集中して流れる。メサストライプ１２内のInGaAs
P活性層３で発光した光はメサストライプ１２内のInGaA
sP導波路層４に入射し分布反射されるが、横方向の閉じ
込めが良いため入射光のほとんどが分布反射され再度In
GaAsP活性層４へと戻される。従って、第３図(b)の第１
の実施例の場合と比べ発振特性は大幅に改善される。ま
ず発振閾値は室温で20ｍＡ程度であった。電流閉じ込め
が良好で、かつInGaAsP導波路層４での損失が少いため
微分量子効率が高く約５０％であった。注入電流−光出
力の直線性も良好で室温で20ｍＷ以上の光出力が得られ
た。発振軸モードは、第１の実施例の場合と同様単一軸
モード状態で、波長は1.550μｍであった。従って、駆
動電力が低減され実用上使い易い水準に到達した。この
単一軸モード半導体レーザを作製する場合、第１の実施
例の作製プロセスにメサエッチングおよび埋め込み成長
工程が加えられるがこれらの工程の再現性は良好であ
り、第１の実施例の場合に比べ単純に作製プロセスが長
くなるだけで、特別に歩留りを悪くする様なことはなか
った。信頼度に関しても、第１の実施例とほぼ同様の結
果が得られ、むしろ駆動電力が小さい分だけ信頼度が高
い傾向も見られた。
本発明は、上記３種の実施例に限定されることはない。
例えば、第２の実施例を改良し第３の実施例と同様の埋
め込み構造にもできる。また上記実施例では、InGaAsP
活性層３とInGaAsP導波路４の接続が（111）面を境とし
ていたが（113）面等他の面を利用することもできる。
また半導体材料として、GaAsを基板とするAlGaAs系等を
用いることも可能である。
例えば、第２の実施例を改良し第３の実施例と同様の埋
め込み構造にもできる。また上記実施例では、InGaAsP
活性層３とInGaAsP導波路４の接続が（111）面を境とし
ていたが（113）面等他の面を利用することもできる。
また半導体材料として、GaAsを基板とするAlGaAs系等を
用いることも可能である。
最後に本発明の特徴をまとめると、単一軸モード発振が
可能であること、発振閾値が低いこと、微分効率が高い
こと、製造が容易であること、信頼度が高いこと等であ
る。
可能であること、発振閾値が低いこと、微分効率が高い
こと、製造が容易であること、信頼度が高いこと等であ
る。
第１図(a)は従来例の分布帰還形半導体レーザを示す斜
視図、(b)はその断面図、第２図(a)，(b)は本発明の基
礎となるエピタキシャル成長法を説明する斜視図。第３
図(a)，(b)は本発明の第１の実施例を説明する斜視図。
第４図は本発明の第２の実施例を説明する斜視図、第５
図は(a)，(b)，(c)は本発明の第３の実施例を説明する
斜視図である。図中１は（001）ｎ形InP基板、２はｎ形
InPバッファ層、３はInGaAsP活性層、４はｐ形InPクラ
ッド層、５はInGaAsP導波路、６はｐ形InGaAsPキャップ
層、７はｐ形InP電流ブロック層、８はｎ形InP電流閉じ
込め層、９はｐ形InP埋め込み層、１０は段差部、１１
は（110）劈開面、１２はメサストライプ、１３および
１４はエッチング溝、２０は周期構造、３０はSiO2絶縁
膜、３１は電流注入領域、３２はAu-Znのｐ側電極、３
３はAu-Ge-Niのｎ側金属電極、１５はｐ形InGaAsPメル
トバック防止層、４０は、Zn選択拡散領域を示す。
視図、(b)はその断面図、第２図(a)，(b)は本発明の基
礎となるエピタキシャル成長法を説明する斜視図。第３
図(a)，(b)は本発明の第１の実施例を説明する斜視図。
第４図は本発明の第２の実施例を説明する斜視図、第５
図は(a)，(b)，(c)は本発明の第３の実施例を説明する
斜視図である。図中１は（001）ｎ形InP基板、２はｎ形
InPバッファ層、３はInGaAsP活性層、４はｐ形InPクラ
ッド層、５はInGaAsP導波路、６はｐ形InGaAsPキャップ
層、７はｐ形InP電流ブロック層、８はｎ形InP電流閉じ
込め層、９はｐ形InP埋め込み層、１０は段差部、１１
は（110）劈開面、１２はメサストライプ、１３および
１４はエッチング溝、２０は周期構造、３０はSiO2絶縁
膜、３１は電流注入領域、３２はAu-Znのｐ側電極、３
３はAu-Ge-Niのｎ側金属電極、１５はｐ形InGaAsPメル
トバック防止層、４０は、Zn選択拡散領域を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】表面の一部に、上面と下面の少なくとも一
方の面に周期構造が形成された分布反射領域となる光導
波路層を有する半導体基板上に、第1導電形のバッファ
層、活性層、第2導電形のクラッド層の少なくとも3層が
形成され、前記バッファ層と、前記活性層とは、前記光
導波路層の上の領域と他の領域とで分離して形成され、
前記他の領域の前記活性層が発光領域であり、かつ前記
光導波路層の片端面と前記発光領域の前記活性層の片端
面とが突き合わされて接続していることを特徴とする単
一軸モード半導体レーザ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第1項記載の単一軸モード
半導体レーザーにおいて、前記光導波路層、前記バッフ
ァ層、前記活性層、前記クラッド層の少なくとも4層が
形成された多層膜基板に、前記光導波路層と前記活性層
とが接続する面に対し垂直な方向に、前記多層膜基板の
表面から前記活性層及び前記光導波路層のどちらよりも
深く、間にメサストライプを形成する2本の平行な溝を
形成したのち、前記メサストライプの上面のみを除いて
積層される第2導電形の電流ブロック層と、第1導電形の
電流閉じ込め層と、全体を覆って積層される第2導電形
の埋め込み層の少なくとも3層を形成し、前記メサスト
ライプに含まれる前記活性層を発光領域とすることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の単一軸モード半導
体レーザ。 - 【請求項３】前記半導体基板が(001)面のｎ形InP基板で
あり、活性層及び光導波路層は、InPに格子整合したIn
1-xGaxAsyP1-y層であり、前記活性層と、前記光導波路
層とが接続する面が＜１０＞方向に平行であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の単一
軸モード半導体レーザ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178824A JPH0632322B2 (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 単一軸モード半導体レーザ |
| DE8383110135T DE3379442D1 (en) | 1982-10-12 | 1983-10-11 | Double heterostructure semiconductor laser with periodic structure formed in guide layer |
| EP83110135A EP0106305B1 (en) | 1982-10-12 | 1983-10-11 | Double heterostructure semiconductor laser with periodic structure formed in guide layer |
| CA000438801A CA1197308A (en) | 1982-10-12 | 1983-10-12 | Double heterostructure semiconductor laser with periodic structure formed in guide layer |
| US06/541,211 US4618959A (en) | 1982-10-12 | 1983-10-12 | Double heterostructure semiconductor laser with periodic structure formed in guide layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178824A JPH0632322B2 (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 単一軸モード半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967681A JPS5967681A (ja) | 1984-04-17 |
| JPH0632322B2 true JPH0632322B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=16055300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57178824A Expired - Lifetime JPH0632322B2 (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 単一軸モード半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632322B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9121143D0 (en) * | 1991-10-04 | 1991-11-13 | Tioxide Chemicals Limited | Dispersions |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5093786A (ja) * | 1973-12-21 | 1975-07-26 | ||
| JPS5121487A (ja) * | 1974-08-16 | 1976-02-20 | Hitachi Ltd | Handotaireeza |
| JPS52144989A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Semiconductor light emitting device |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP57178824A patent/JPH0632322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5967681A (ja) | 1984-04-17 |
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