JPH0642576B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPH0642576B2 JPH0642576B2 JP2386885A JP2386885A JPH0642576B2 JP H0642576 B2 JPH0642576 B2 JP H0642576B2 JP 2386885 A JP2386885 A JP 2386885A JP 2386885 A JP2386885 A JP 2386885A JP H0642576 B2 JPH0642576 B2 JP H0642576B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- light receiving
- receiving element
- laser device
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光通信や光情報処理装置に用いることができる
半導体レーザ装置に関するものである。
半導体レーザ装置に関するものである。
従来の技術 近年、半導体レーザ装置は、光通信のキーデバイスとし
て、また光ディスクの記録・再生やプリンタの光源とし
て非常に重要なデバイスとなっている。特に最近コンパ
クトディスク用に大量生産されるに到っているが、共振
器端面を劈開により作製する従来の方法では、ウェハ単
位での検査が全くできず、低価格化の大きな障害となっ
ている。従って最近、エッチングによる共振器端面作製
技術が開発されるようになった（例えば電子通信学会技
術研究報告ＥＤ８４−９５，１９８４）。エッチングに
より共振器が形成できれば、半導体レーザと他の能動素
子との集積が容易になり、光ＩＣの実現に大きく近づく
ことになる。特に半導体レーザと、その光出力をモニタ
する受光素子との集積は、実用上大きな利点である。
て、また光ディスクの記録・再生やプリンタの光源とし
て非常に重要なデバイスとなっている。特に最近コンパ
クトディスク用に大量生産されるに到っているが、共振
器端面を劈開により作製する従来の方法では、ウェハ単
位での検査が全くできず、低価格化の大きな障害となっ
ている。従って最近、エッチングによる共振器端面作製
技術が開発されるようになった（例えば電子通信学会技
術研究報告ＥＤ８４−９５，１９８４）。エッチングに
より共振器が形成できれば、半導体レーザと他の能動素
子との集積が容易になり、光ＩＣの実現に大きく近づく
ことになる。特に半導体レーザと、その光出力をモニタ
する受光素子との集積は、実用上大きな利点である。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の半導
体レーザ装置について説明する。
体レーザ装置について説明する。
第２図は従来の半導体レーザ装置の構造を示すものであ
る。第２図において、１はＰ型GaAs基板である。２はｎ
型GaAs層で電流を溝部Ｇに狭窄する役目を果たす。３は
Ｐ型Ga1-yAlyAsクラッド層、４はＰ型Ga1-xAlxAs活性層
である。５はｎ型Ga1-yAlyAsクラッド層で、６はｎ型Ga
As層、７と８はそれぞれｎ側電極とｐ側電極である。電
流は溝部Ｇ（幅５μｍ）より注入され、溝上の活性層４
でレーザ発振が起こる。半導体レーザ部Ａ、及び受光素
子部Ｂの端面はエッチングにより作成され、その間に溝
１４が形成されている。
る。第２図において、１はＰ型GaAs基板である。２はｎ
型GaAs層で電流を溝部Ｇに狭窄する役目を果たす。３は
Ｐ型Ga1-yAlyAsクラッド層、４はＰ型Ga1-xAlxAs活性層
である。５はｎ型Ga1-yAlyAsクラッド層で、６はｎ型Ga
As層、７と８はそれぞれｎ側電極とｐ側電極である。電
流は溝部Ｇ（幅５μｍ）より注入され、溝上の活性層４
でレーザ発振が起こる。半導体レーザ部Ａ、及び受光素
子部Ｂの端面はエッチングにより作成され、その間に溝
１４が形成されている。
以上のように構成された半導体レーザ装置について、以
下その動作を説明する。
下その動作を説明する。
半導体レーザＡより出射されたレーザ光の一方は、溝１
４を通って受光素子部Ｂに入射し、光電流をリード線１
０に得ることにより、レーザ光の光出力をモニタするこ
とができる。
４を通って受光素子部Ｂに入射し、光電流をリード線１
０に得ることにより、レーザ光の光出力をモニタするこ
とができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、活性層４が0.1
μｍと薄いので、受光素子部Ｂに入射したレーザ光が、
活性層４に吸収されて光電流を発生する割合が小さく、
十分なモニタ電流が得られないという欠点を有してい
た。
μｍと薄いので、受光素子部Ｂに入射したレーザ光が、
活性層４に吸収されて光電流を発生する割合が小さく、
十分なモニタ電流が得られないという欠点を有してい
た。
本発明は上記欠点に鑑み、エッチングによる端面を有
し、半導体レーザと受光素子をモノリシックに集積した
素子において、十分なモニタ光電流を得ることのできる
半導体レーザ装置を提供するものである。
し、半導体レーザと受光素子をモノリシックに集積した
素子において、十分なモニタ光電流を得ることのできる
半導体レーザ装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、半導体レーザと受光素子を分離している溝の間
に、光導波路を埋め込んでいる。
置は、半導体レーザと受光素子を分離している溝の間
に、光導波路を埋め込んでいる。
作用 この構成によって、半導体レーザから出射したレーザ光
は、導波路内に閉じ込められて、受光素子の活性層に導
かれることになり、受光素子への入射光量が大きくなっ
て光電流が大きく取れることとなる。
は、導波路内に閉じ込められて、受光素子の活性層に導
かれることになり、受光素子への入射光量が大きくなっ
て光電流が大きく取れることとなる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の構
造を示すものである。基本的な構造は第２図に示した従
来の半導体レーザ装置と同じである。異なる点は半導体
レーザ部Ａと受光素子部Ｂを分離しているエッチングに
よる溝１４の間に、光導波路が埋め込まれている点であ
る。光導波路としてはGa1-vAlvAs層１１，１３の間にGa
1-wAlwAs層１２をサンドイッチした構造となっている。
Ａｌの混晶比ｗは、Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ１ＸＡｓ活性層４
のＡｌ混晶比ｘより大きくする。レーザ光が導波路内で
吸収されないようにするためである。また光が導波され
るためにはＶ＞Ｗであることが必要である。本実施例で
はｘ＝0.15，ｙ＝0.5；Ｗ＝0.25，ｖ＝0.6とした。また
導波路のＧａ１−ｗＡ１ｗＡｓ層１２の厚さは、Ｐ型Ｇ
ａ１−ｘＡ１ＸＡｓ活性層４（〜0.1μｍ）より厚く0.5
μｍとした。活性層４の中心と導波路のＧａ１−ｗＡ１
ｗＡｓ層１２の中心が一致していることも重要である。
造を示すものである。基本的な構造は第２図に示した従
来の半導体レーザ装置と同じである。異なる点は半導体
レーザ部Ａと受光素子部Ｂを分離しているエッチングに
よる溝１４の間に、光導波路が埋め込まれている点であ
る。光導波路としてはGa1-vAlvAs層１１，１３の間にGa
1-wAlwAs層１２をサンドイッチした構造となっている。
Ａｌの混晶比ｗは、Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ１ＸＡｓ活性層４
のＡｌ混晶比ｘより大きくする。レーザ光が導波路内で
吸収されないようにするためである。また光が導波され
るためにはＶ＞Ｗであることが必要である。本実施例で
はｘ＝0.15，ｙ＝0.5；Ｗ＝0.25，ｖ＝0.6とした。また
導波路のＧａ１−ｗＡ１ｗＡｓ層１２の厚さは、Ｐ型Ｇ
ａ１−ｘＡ１ＸＡｓ活性層４（〜0.1μｍ）より厚く0.5
μｍとした。活性層４の中心と導波路のＧａ１−ｗＡ１
ｗＡｓ層１２の中心が一致していることも重要である。
この様な素子構造を作製するためには、まずＰ型ＧａＡ
ｓ基板１上に液相エピタキシャル成長によりダブルヘテ
ロ接合を成長させたのち、ｎ側電極７を蒸着する。次に
エッチングにより溝１４を形成して半導体レーザの共振
器端面および受光素子端面をつくる。そのあと、半導体
レーザＡと受光素子Ｂを隔てている溝１４に光導波路を
埋め込むのであるが、その前に素子間を絶縁するために
Si3N4膜９で溝１４を保護する。膜厚は光学的厚さ（屈
折率倍した厚さ）がレーザ波長の半分になるようにする
と、端面反射率が端面コート膜被着前後で変化しないの
でよい。導波路のGaAlAs層の成長は有機金属気相成長法
（ＭＯ−ＣＶＤ）を用いた。この場合、結晶は多結晶と
なり、界面の平坦性は落ちるが、導波路内を伝播するレ
ーザ光の界面での散乱損失は許容できる程度である。
ｓ基板１上に液相エピタキシャル成長によりダブルヘテ
ロ接合を成長させたのち、ｎ側電極７を蒸着する。次に
エッチングにより溝１４を形成して半導体レーザの共振
器端面および受光素子端面をつくる。そのあと、半導体
レーザＡと受光素子Ｂを隔てている溝１４に光導波路を
埋め込むのであるが、その前に素子間を絶縁するために
Si3N4膜９で溝１４を保護する。膜厚は光学的厚さ（屈
折率倍した厚さ）がレーザ波長の半分になるようにする
と、端面反射率が端面コート膜被着前後で変化しないの
でよい。導波路のGaAlAs層の成長は有機金属気相成長法
（ＭＯ−ＣＶＤ）を用いた。この場合、結晶は多結晶と
なり、界面の平坦性は落ちるが、導波路内を伝播するレ
ーザ光の界面での散乱損失は許容できる程度である。
以上のように構成された半導体レーザ装置について、以
下その動作を説明する。第３図に、第２図に示す従来の
半導体レーザと、第１図に示す本発明による半導体レー
ザの光出力対モニタ光電流特性を示す。光出力は半導体
レーザ部Ａの前方光で測り、モニタ電流は受光素子部Ｂ
を逆方向にバイアスして測定している。半導体レーザの
活性層から出射したレーザ光は殆んど全て、導波路によ
って受光素子に導かれるので、従来の半導体レーザに比
べ、約１０倍の著しい高感度特性が得られており、光出
力とモニタ電流の直線性も非常に優れている。
下その動作を説明する。第３図に、第２図に示す従来の
半導体レーザと、第１図に示す本発明による半導体レー
ザの光出力対モニタ光電流特性を示す。光出力は半導体
レーザ部Ａの前方光で測り、モニタ電流は受光素子部Ｂ
を逆方向にバイアスして測定している。半導体レーザの
活性層から出射したレーザ光は殆んど全て、導波路によ
って受光素子に導かれるので、従来の半導体レーザに比
べ、約１０倍の著しい高感度特性が得られており、光出
力とモニタ電流の直線性も非常に優れている。
発明の効果 以上のように本発明は、半導体レーザと受光素子間の溝
に、光導波路を埋め込み、レーザ光を受光素子に導く割
合を高くすることにより、光出力検出感度を大幅に良く
することができ、その実用的効果は大なるものである。
に、光導波路を埋め込み、レーザ光を受光素子に導く割
合を高くすることにより、光出力検出感度を大幅に良く
することができ、その実用的効果は大なるものである。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の構
造図、第２図は従来の半導体レーザ装置の構造図、第３
図は光出力とモニタ電流の関係を比較した図である。 Ａ……半導体レーザ部、Ｂ……受光素子部、９……Si3N
4膜、１１……Ga1-vAlvAs層、１２……Ga1-wAlwAs層、
１３……Ga1-vAlvAs層。
造図、第２図は従来の半導体レーザ装置の構造図、第３
図は光出力とモニタ電流の関係を比較した図である。 Ａ……半導体レーザ部、Ｂ……受光素子部、９……Si3N
4膜、１１……Ga1-vAlvAs層、１２……Ga1-wAlwAs層、
１３……Ga1-vAlvAs層。
フロントページの続き (72)発明者 和田 優 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−170992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−75875（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に、半導体レーザ素子と、前
記半導体レーザ素子からのレーザ光を受光する受光素子
とが設けられ、前記半導体レーザ素子と前記受光素子と
の間の溝の側面に誘電体膜が形成され、前記溝内に光導
波路層が埋め込まれており、かつ前記半導体レーザの活
性層と前記光導波路層の中心が一致していることを特徴
とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2386885A JPH0642576B2 (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2386885A JPH0642576B2 (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61183989A JPS61183989A (ja) | 1986-08-16 |
| JPH0642576B2 true JPH0642576B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=12122418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2386885A Expired - Lifetime JPH0642576B2 (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642576B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2546160B2 (ja) * | 1993-07-15 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2386885A patent/JPH0642576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61183989A (ja) | 1986-08-16 |
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