JPH07226563A - 半導体発光素子及びその作製方法 - Google Patents

半導体発光素子及びその作製方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】静特性、動特性が均一でかつ発振波長の異なる
分布帰還型レーザ、分布反射型レーザを簡易な作製法で
同一基板上に作製する。 【構成】半導体基板１上のレーザの光導波路が形成され
る位置に一定幅Ｗｇの間隙が設けられたストライプ状絶
縁膜マスク２の対を複数対を形成施し、有機金属気相成
長により半導体レーザの光導波層３、４、５を結晶成長
する。複数対の各ストライプ状の寸法Ｗｍは相互に異な
る。上記方法によって出来た半導体光素子は、同一基板
１上に光導波路の膜厚、組成が異なり、発振波長が相互
に異なる複数の分布帰還型半導体レーザ７−１、７−２
…７−ｎが形成される。 【効果】静特性、動特性が均一でかつ発振波長の異なる
複数の分布帰還型レーザ、分布反射型レーザを極めて簡
易な作製法で同一基板上に作製できる。また、素子性
能、歩留まりが飛躍的に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体光素子に係り、さ
らに詳しく言えば、出力光波長が異なる複数個の半導体
レーザが単一の半導体基板上に形成された素子、特に、
光通信用モジュール、光通信システム、光ネットワ−ク
において周波数多重、波長多重伝送に好適な半導体光素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの伝送容量を拡大する方
式として周波数多重方式、波長多重方式が検討されてい
る。発振波長の異なる単一波長レーザを複数個同一基板
上に有する集積化アレイ光源は波長／周波数多重方式の
重要デバイスとして研究開発が盛んに進められている。
従来の多波長レーザアレイの報告例では全ての波長に対
して同一の結晶成長で形成された同じ発光ピーク波長を
有する活性層を用い、電子線描画装置等を用いて回折格
子の周期を各波長毎に制御した多波長化を試みていた。
例えば、オプティカル・ソサイエティ・オブ・アメリカ
他、オプティクス・アンド・フォトニクス・ニュース
（Ｏ．Ｐ．Ｎ．）２４ー２６頁１９９３年３月が挙げら
れる。
【０００３】しかし、この多波長レーザアレイを作製す
るためには電子線描画装置の利用等が必要で、作製が複
雑であるばかりでなく、発振波長と活性層の利得ピーク
波長の差（離調量）が各半導体レーザで異なるため、特
性の均一化に不利であるという問題がある。従来の報告
例では、発振波長は制御されているものの離調量の増大
に伴いレーザの発振しきい値や発振効率が大きく低下し
ている。さらに、高速変調時に重要となる緩和振動周波
数やスペクトル線幅等も同様に劣化する。これは単一の
半導体基板に形成される半導体レーザの数（チャンネル
数）が増すほど、また、周波数／波長帯域が広いほど問
題となるため、更なる広帯域化に向けて解決すべき点の
一つである。
【０００４】また、有機金属気相成長での選択成長を用
いて光導波路の層厚を制御することにより同じ周期の回
折格子を用いて波長の異なる発振を行う分布反射型レー
ザが報告されている。例えば、第５４回応用物理学会学
術講演会講演予稿集２７ｐ−Ｈ−１８、１９９３年９月
が挙げられる。この場合も活性層は同一の利得ピーク波
長を有する活性層が用いられているめ上記の特性が不均
一となる問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
静特性、動特性が均一でかつ発振波長の異なる複数の分
布帰還型レーザ又は分布反射型レーザを同一基板上に集
積した半導体光素子を提供することである。本発明の他
の目的は、静特性、動特性が均一でかつ発振波長の異な
る複数の分布帰還型レーザ又は分布反射型レーザを極め
て簡易に、同一基板上に集積する半導体光素子の作製方
法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、
光変調器をモノリシック集積した上記半導体発光素子に
適用した構造及び作製法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体発光素子は、発振波長及び活性層の
発光ピ−ク波長が異なる分布帰還型レ−ザ又は分布反射
型レ−ザを複数個同一基板面内に、且つ各レ−ザ間での
発振波長及び活性層の発光ピ−ク波長の大小の順が同じ
であるように構成した。
【０００７】上記本発明の半導体発光素子を作成するた
めに、半導体レーザの光導波路が形成される位置に間隙
が設けられたストライプ状の対をなす絶縁膜マスクを形
成する。上記対をなす絶縁膜マスクは複数対で、各対の
ストライプの幅はそれぞれ異なる。上記絶縁膜マスクを
形成した半導体基板上に有機金属気相成長法によって結
晶成長（選択成長）を行い光導波層、活性層を形成す
る。上述の作製工程において、上記絶縁膜マスクを形成
記前又は上記光導波層を形成した後、半導体基板の少な
くと半導体レーザが形成される領域全体に同一の周期を
持つ回折格子を形成する工程を設ける。絶縁膜マスクの
寸法が異なったものを用いることにより光導波路の膜
厚、即ち、導波路の有効屈折率と活性層の利得ピーク波
長とを同時に制御する。
【０００８】また、上記半導体光素子には、同一基板上
に上記半導体レーザの出力光を変調するための光変調器
を集積する。上記光変調器を集積の光導波層、活性層等
の素子形成層は半導体レーザの素子形成層と同じ結晶成
長工程によって行う。
【０００９】
【作用】分布帰還型レーザ、分布反射型レーザ等の、光
導波路層近くに回折格子が設けられた半導体レーザの波
長特性は、図１（ａ）に示すように、活性層の構成によ
って決まる緩慢な変化をする特性ｃ１と回折格子の構成
によって急激な変化をする特性ｃ２をもつ。特性ｃ１の
最大値を持つ活性層の発光ピ−ク波長λｐと特性ｃ２の
波長である発振波長λｏは異なり、この波長差すなわち
離調量ｄをもつ。前述のように、離調量ｄが大きくなる
と、レーザの発振しきい値や発振効率が大きく低下す
る。
【００１０】本発明の波長多重半導体発光素子は、図１
（ｂ）に示すように、同一基板面内に積層される複数の
半導体レーザの発振波長（λｏ１、λｏ２、…λｏｎ）
及び活性層の発光ピ−ク波長が（λｐ１、λｐ２、…λ
ｐｎ）が各レ−ザ間で大小の順が同じである、すなわ
ち、λｏ１＜λｏ２＜、…＜λｏｎ かつλｐ１＜λｐ
２＜、…＜λｐｎとなるように設定されているので、各
半導体レーザの離調量ｄ１、ｄ２、…ｄｎをほぼ等しく
することができ、それによって、発振しきい値や発振効
率を低下させることなく、各半導体レーザの静特性、動
特性が均一となる。
【００１１】上記波長特性を持つ複数の半導体レーザ
は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法によって簡易
な方法によって実現される。即ち、単一周期の回折格子
を持つ半導体基板上に、光導波層、活性層を有機金属気
相成長での選択成長を行うことによって、単一周期の回
折格子にかかわらず、選択成長によって、各半導体レー
ザの光導波層の実効屈折率ｎeffが層の厚さにほぼ比例
して変化するので、発振波長λｐｉ（ｉ＝１，２，…
ｎ）＝２ｎeffΛ（Λは回折格子の周期）の異なった複
数種の半導体レーザが、簡易な結晶成長工程によって実
現される。
【００１２】なお、同一の半導体基板上に形成された複
数種の半導体レーザはそのまま波長多重半導体光素子と
して利用されるが、個々に分離することによって、単一
の発振波長の半導体光素子として利用できることはいう
までもない。この場合本発明の半導体レーザの作成方法
は、発振波長の異なった多種類の発光素子を一度に実現
できる効果を持つ。また、上記原理を分布反射型レー
ザ、光変調器等をモノリシック集積にした集積化光源、
ＧａＡｓ等を用いた波長多重光源等に適用した場合にお
いても上記と全く同様の効果が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 ＜実施例１＞図２は本発明による半導体光素子の製造方
法の一実施例の工程を示す斜視図である。図２（ａ）に
示すように、ＩｎＰ半導体基板１上に絶縁膜マスク２を
形成する。絶縁膜マスク２のパターンは並行に向かいあ
った１対のＳｉＯ2ストライプで構成され、２つのスト
ライプ間の間隔Ｗｇは１０μｍ、マスクの幅Ｗｍは１０
から４０μｍの範囲で２μｍ間隔で変化している。マス
ク基板１上に有機金属気相成長法を用いて厚さ０．２μ
ｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３０μｍ）光導波層
３、厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．６０μ
ｍ）４を井戸層、厚さ８ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波
長１．３０μｍ）５を障壁層とする１０周期の多重量子
井戸（以下、ＭＱＷと略称）構造を成長する、すなわ
ち、選択成長する。
【００１４】上記選択成長によって、上記マスクの間隔
Ｗｇに成長された光導波層３、井戸層４、障壁層５の層
の厚さ及び組成は、図２（ｂ）のように、上記マスク２
の幅Ｗｍに応じて変わる。次に、この基板上に公知の方
法で、周期２４０ｎｍの回折格子６を基板全面に形成
し、埋込ヘテロ構造の発振波長が異なる複数個の分布帰
還型レーザ７−１、７ー２…７−７ｎを作製する（図２
（Ｃ））。
【００１５】図３は上記実施例の複数個の分布帰還型レ
ーザの発振波長、利得ピーク波長等のマスクの幅Ｗｍ依
存性を示す実測値である。図３（ａ）に示すように、マ
スクの幅Ｗｍの増大に伴い、発振波長、利得ピーク波長
とも長くなっている。発振波長は１５３５ｎｍから１５
６５ｎｍまでほぼ２ｎｍ間隔で変化した。一方、利得ピ
ーク波長は１５４５ｎｍから１５８５ｎｍまで変化し
た。発振波長の長波長化は光導波層３、井戸層４、障壁
層５の膜厚が選択成長により厚くなり、光導波路の実効
屈折率ｎeffが増大したためであり、利得ピーク波長の
長波長化は井戸層厚の増大により量子準位エネルギーが
減少したためである。図３（ａ）から、発振波長と利得
ピーク波長の差、すなわち離調量が、全てのマスク幅Ｗ
ｍ値に対して離調量は−２０ｎｍから−１０ｎｍとなっ
て、差が少ないことがわかる。
【００１６】図３（ｂ）は上記実施例の複数個の分布帰
還型レーザの発振しきい値電流、発振効率の分布であ
る。上記離調量の変化が少ないことを反映して全てのチ
ャンネルに対ししきい値電流は１３〜１５ｍＡ、発振効
率は０．２７〜０．３Ｗ／Ａと均一である。さらに図３
（ｃ）に示すように、レーザの緩和振動周波数、スペク
トル線幅も同様に均一化されいる。
【００１７】＜実施例２＞図４は本発明による波長多重
発光素子の製造方法の第２の実施例の工程を示す斜視図
である。本実施例は回折格子が形成された基板上に、有
機金属気相成長法を用いて光導波層、活性層を選択成長
した点で実施例１と異なるが、他の工程は実施例１と実
質的に同様である。図４（ａ）において、一定周期２４
０ｎｍの回折格子１１が形成された（１００）ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１２上にＳｉＯ2マスク１３を公知の手法で形成
する。ここで、マスク１３は幅Ｗｍが１０〜４０μｍの
範囲で２μｍピッチで１６種類に変化した２本のストラ
イプからなり、ストライプの間隔は１６μｍの一定であ
る。次に有機金属気相成長法を用いてＩｎＧａＡｓＰ
（組成波長１．３０μｍ）の光導波層１４を厚さ０．２
μｍ、厚さ６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．６０
μｍ）を井戸層１５、厚さ８ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組
成波長１．１５μｍ）を障壁層１６とする５周期の多重
量子井戸（ＭＱＷ）構造及びｐ型ＩｎＰクラッド層１７
を成長する（図４（ｂ））。次に従来しられている方法
により、同一基板上に埋込ヘテロ構造の複数の分布帰還
型レーザアレイ１８−１、１８−２、…１８−ｎを形成
している（図４（ｃ））。分布帰還型レーザアレイ１８
−１、１８−２、…１８−ｎの両側には分離用の溝が設
けられている。
【００１８】１６個の分布帰還型レーザアレイ１８−
１、１８−２、…１８−ｎの発振波長は１５４２ｎｍか
ら１５６０ｎｍの範囲でほぼ１．２ｎｍ間隔で変化し
た。一方、利得ピーク波長は１５４５ｎｍから１５７５
ｎｍまで変化した。従って、全ての幅Ｗｍ値に対して離
調量は−１５ｎｍから−３ｎｍの範囲となっている。こ
のように離調量のチャンネル間分布が少ないことを反映
して全てのチャンネルに対し、しきい値電流は１３〜１
５ｍＡ、発振効率は０．２７〜０．３Ｗ／Ａと均一とな
った。である。さらにレーザの緩和振動周波数、スペク
トル線幅も同様に均一化された。１６チャンネルの個々
のレーザを毎秒２．５ギガビットで変調することによ
り、本実施例では毎秒４０ギガビットの変調が実現でき
た。
【００１９】＜実施例３＞図５は本発明による波長多重
発光素子の製造方法の第３の実施例の工程を示す斜視図
である。本実施例は複数の半導体レーザのそれぞれに光
変調器が組み合わされたものが同一の半導体基板に集積
されたものである。図５（ａ）において、一部分に一定
周期２３９．５ｎｍの回折格子２１が形成された（１０
０）ｎ−ＩｎＰ基板２２上に、ＳｉＯ2マスク２３を回
折格子２１が形成されている領域の一部に公知の手法で
形成する。ここで、マスク２３は幅Ｗｍが１０〜３１μ
ｍの範囲で１．４μｍピッチで１６種変化した２本のス
トライプからなり、２本のストライプの間隔は１６μｍ
で一定である。次に、有機金属気相成長法を用いてＩｎ
ＧａＡｓＰ（組成波長１．３０μｍ）の下側光導波層
０．１５μｍ２４、格子定数がＩｎＰのそれより０．３
％短い厚さ６．５ｎｍのＩｎＧａＡｓを井戸層２５、厚
さ８ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．１５μｍ）を
障壁層２６とする７周期のＭＱＷ構造、厚さ０．０５μ
ｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３０μｍ）の上側光
導波層２７及びｐ型ＩｎＰクラッド層２８を成長する
（図５（ｂ））。次に従来しられている方法により、埋
込ヘテロ構造の複数の分布帰還型レーザ２９−１、２９
−２…２９−１６及び複数の埋込ヘテロ構造の光変調器
３０−１、３０−２、…３０−１６を集積している（図
５（ｃ））。
【００２０】本実施例によれば、発振波長、利得ピーク
波長ともマスク２３の幅Ｗｍの増大に伴い長波長化し
た。１６個の分布帰還型レーザ２９−１、２９−２…２
９−１６の発振波長は１５４９ｎｍから１５６１ｎｍの
範囲でほぼ０．８ｎｍ間隔で変化し、利得ピーク波長は
１５４５ｎｍから１５７０ｎｍまで変化した。従って、
全てのＷｍ値に対して離調量は−９ｎｍから＋４ｎｍの
範囲になっている。このように離調量の変化が少ないこ
とを反映して全てのチャンネルに対ししきい値電流は１
４〜１５ｍＡ、発振効率は０．１２〜０．１３Ｗ／Ａと
均一である。さらに、分布帰還型レーザ２９−１、２９
−２…２９−１６及び光変調器３０−１、３０−２、…
３０−１６の構成層は同じ結晶成長工程で実現される。
本実施例により１６個の光変調器集積分布帰還型レーザ
を毎秒１０ギガビットで変調することにより、毎秒１６
０ギガビット変調が実現できた。
【００２１】＜実施例４＞図６は、本発明による波長多
重発光素子の製造方法の第４の実施例の工程を示す斜視
図である。本実施例は第３の実施例において光変調器の
部分も選択成長によって構成したものである。図６
（ａ）に示すように、一部分に一定周期２３９．５ｎｍ
の回折格子３１が形成された（１００）ｎ−ＩｎＰ基板
３２上にＳｉＯ 2マスク３３を公知の手法で形成する。
ここで、回折格子３１が形成された領域のマスクは幅Ｗ
ｍが２０〜４１μｍの範囲で１．４μｍピッチで１６種
に変化した２本のストライプからなり、その間隔は１６
μｍで一定である。また、回折格子３１が形成されてい
ない領域のマスクは幅Ｗｍは４〜７μｍの範囲で０．２
μｍピッチで１６種変化した２本のストライプからな
り、その間隔は１０μｍで一定である。
【００２２】次に、有機金属気相成長法を用いて厚さ
０．１２μｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３０μ
ｍ）の下側光導波層３４、厚さ５．８ｎｍで格子定数が
ＩｎＰのそれより０．４％短いＩｎＧａＡｓを井戸層３
５、７ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．１５μ
ｍ）を障壁層３６とする７周期のＭＱＷ構造、厚さ０．
０４μｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３０μｍ）上
側光導波層３７及びｐ型ＩｎＰクラッド層３８を成長す
る（図６（ｂ））。次に公知の手法により、埋込ヘテロ
構造の複数の分布帰還型レーザ２９−１、２９−２…２
９−１６及び埋込ヘテロ構造の光変調器３０’−１、３
０’−２、…３０’−１６を集積している（図６
（ｃ））。発振波長、利得ピーク波長ともマスクの幅Ｗ
ｍの増大に伴い長波長化した。１６個の分布帰還型レー
ザ２９−１、２９−２…２９−１６の発振波長は１５４
９ｎｍから１５６１ｎｍの範囲でほぼ０．８ｎｍ間隔で
変化し、利得ピーク波長は１５４５ｎｍから１５７０ｎ
ｍまで変化した。従って、全てのＷｍ値に対して離調量
は−９ｎｍから＋４ｎｍとなっている。このように各レ
ーザの離調量の分布が少ないことを反映して全てのチャ
ンネルに対ししきい値電流は１４〜１５ｍＡ、発振効率
は０．１２〜０．１３Ｗ／Ａと均一である。また、本実
施例では光変調器部の光吸収端波長も変調器部に施した
選択成長マスクによって１４９５ｎｍから１５０７ｎｍ
の範囲でほぼ０．８ｎｍ間隔で変化し変化している。従
って、レーザ部の発振波長と光変調器部の光吸収端波長
の差である変調器の離調量も５０ｎｍ程度とほぼ一定と
なっている。この結果、変調器の駆動電圧、線幅増大係
数も均一化されている。同様に１６チャンネルの個々の
光変調器集積分布帰還型レーザを毎秒１０ギガビットで
変調することにより、本実施例では毎秒１６０ギガビッ
トの変調が実現できた。
【００２３】＜実施例５＞図７は本発明による波長多重
発光素子の一実施例の斜視図である。実施例２とほぼ同
様の作製方法で平均波長間隔０．３２ｎｍの３電極位相
シフト型分布帰還型レーザ３９−１、３９−２、…３９
−３を１００チャンネル同一基板上に作製した例であ
る。全チャンネルを毎秒１０ギガビットで周波数変調す
ることにより、本実施例では毎秒１テラビットの変調が
実現できた。
【００２４】＜実施例６＞図８は、本発明による波長多
重発光素子の製造方法の更に他の実施例の作製工程を示
す斜視図である。本実施例は一部分に一定周期２３９．
５ｎｍの回折格子４１が形成された（１００）ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板４２上にＳｉＯ2マスク４３を公知の手法で形成
する。ここで、回折格子４１が形成された領域のマスク
は幅Ｗｍが３〜６μｍの範囲で０．２μｍピッチで１６
種変化した２本のストライプからなり、その間隔は１６
μｍで一定である。また、回折格子４１が形成されてい
ない領域のマスクは幅Ｗｍが３０〜５１μｍまで１．４
μｍピッチで１６種変化した２本のストライプからな
り、その間隔は１０μｍ一定である。次に有機金属気相
成長法を用いて厚さ０．１２μｍのＩｎＧａＡｓＰ（組
成波長１．３０μｍ）下側光導波層４４、格子定数がＩ
ｎＰのそれより０．４％短い厚さ３．６ｎｍのＩｎＧａ
Ａｓの井戸層４５、厚さ７ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（組成
波長１．１５μｍ）の障壁層４６とする７周期のＭＱＷ
構造、厚さ０．０４μｍの ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長
１．３０μｍ）上側光導波層４７、及びｐ型ＩｎＰクラ
ッド層４８を成長する（ｂ）。次に公知の手法により、
埋込ヘテロ構造の複数の分布反射型レーザ４９−１、４
９−２、４９−ｎを作製する（図８（ｃ））。レーザの
発振波長、活性領域の利得ピーク波長ともＷｍの増大に
伴い長波長化した。１６チャンネルの発振波長は１５４
６ｎｍから１５５８ｎｍの範囲でほぼ０．８ｎｍ間隔で
変化し、利得ピーク波長は１５５０ｎｍから１５６２ｎ
ｍまで変化した。従って、全てのＷｍ値に対して離調量
は全て−４ｎｍ程度に均一化されている。このようにレ
ーザの離調量の分布が少ないことを反映して全てのチャ
ンネルに対ししきい値電流は１４〜１５ｍＡ、発振効率
は０．３０〜０．３２Ｗ／Ａと均一である。また、本実
施例では公知の手法により各領域に流す電流を制御する
ことにより各チャンネル当たり２ｎｍの発振波長制御を
実現できた。１６個の個々のレーザを波長掃引すること
により、本実施例では最大１２ｎｍの波長掃引が実現で
きた。
【００２５】＜実施例７＞図９は、本発明による半導体
光素子を使用した波長多重光通信用送信モジュールの一
実施例を示す平面図である。サブマウント５１上に上記
実施例１〜６のいずれかを光源５２とし、各半導体レー
ザの光軸上に対応して非球面レンズが配置されたレンズ
アレイ５３を介しアイソレータアレイ５４、先球ファイ
バアレイ５５を固定し、さらに変調駆動回路アレイ５６
を内蔵した波長多重化光通信用送信モジュール５７であ
る。本モジュールを用いれば毎秒４０〜１６０ギガビッ
ト、低チャーピングの高速送信光信号を非常に容易に且
つ廉価で作製することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の半導体光素子よれば、静特性、
動特性が均一でかつ発振波長の異なる分布帰還型レー
ザ、分布反射型レーザを極めて簡易な作製法で同一基板
上に作製できる。本発明を用いれば、素子性能、歩留ま
りが飛躍的に向上するだけでなく、この半導体光素子を
適用した光通信システムの大容量化、長距離化を容易に
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するため波長特性図であ
る。
【図２】本発明による半導体光素子の製造方法の一実施
例の工程を示す斜視図である。
【図３】図２の半導体光素子の特性の実測図である。
【図４】本発明による波長多重発光素子の製造方法の第
２の実施例の工程を示す斜視図である。
【図５】本発明による波長多重発光素子の製造方法の第
３の実施例の工程を示す斜視図である。
【図６】本発明による波長多重発光素子の製造方法の第
４の実施例の工程を示す斜視図である。
【図７】本発明による波長多重発光素子の他の実施例の
構成を示す斜視図である。
【図８】本発明による波長多重発光素子の製造方法の第
５の実施例の工程を示す斜視図である。
【図９】本発明による波長多重発光素子を用いた波長多
重光通信用送信モジュールの一実施例を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
１…ＩｎＰ半導体基板、 ２…絶縁体パターニングマスク、 ３…ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ４…ＩｎＧａＡｓＰ井戸層、 ５…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層、 ６…回折格子、 ７…分布帰還型レーザアレイ １１…回折格子、 １２…（１００）ｎ−ＩｎＰ基板、 １３…ＳｉＯ2マスク、 １４…ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 １５…ＩｎＧａＡｓＰ井戸層、 １６…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層、 １７…ｐ−ＩｎＰクラッド層、 １８…分布帰還型レーザアレイ ２１…回折格子、 ２２…（１００）ｎ−ＩｎＰ基板、 ２３…ＳｉＯ2マスク、 ２４…下側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ２５…ＩｎＧａＡｓ井戸層、 ２６…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層、 ２７…上側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ２８…ｐ−ＩｎＰクラッド層、 ２９…分布帰還型レーザアレイ ３０…光変調器アレイ ３１…回折格子、 ３２…（１００）ｎ−ＩｎＰ基板、 ３３…ＳｉＯ2マスク、 ３４…下側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ３５…ＩｎＧａＡｓ井戸層、 ３６…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層、 ３７…上側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ３８…ｐ−ＩｎＰクラッド層、 ３９…３電極位相シフト型分布帰還型レーザアレイ ４１…回折格子、 ４２…（１００）ｎ−ＩｎＰ基板、 ４３…ＳｉＯ2マスク、 ４４…下側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ４５…ＩｎＧａＡｓ井戸層、 ４６…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層、 ４７…上側ＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ４８…ｐ−ＩｎＰクラッド層、 ４９…分布帰還型レーザアレイ ５１…サブマウント、 ５２…光源、 ５３…非球面レンズアレイ、 ５４…アイソレータアレイ、 ５５…先球ファイバアレイ、 ５６…変調駆動回路アレイ、 ５７…波長多重化光通信用送信モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/06 Ｈ０１Ｓ 3/25 (72)発明者 筒井 孝幸 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会社 日立製作所高崎工場内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発振波長及び活性層の発光ピ−ク波長が互
    いに異なる分布帰還型レ−ザ又は分布反射型レ−ザが同
    一半導体基板面内に複数個集積され、上記複数個の半導
    体レ−ザ間での発振波長と活性層の発光ピ−ク波長の大
    小の順が同じであることを特徴とする半導体発光素子。
  2. 【請求項２】発振波長及び量子井戸活性層の厚さがとも
    に異なる分布帰還型レ−ザ又は分布反射型レ−ザを同一
    半導体基板面内に複数個集積され、上記複数個のレ−ザ
    間での発振波長と量子井戸活性層厚の大小の順が同じで
    あることを特徴とする半導体発光素子。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載の半導体発光素子にお
    いて、上記活性層が多重量子井戸構造であり、上記多重
    量子井戸構造が光導波層の一部に形成されたことを特徴
    とする半導体発光素子。
  4. 【請求項４】請求項１、２又は３記載の半導体発光素子
    において、上記複数個の半導体レ−ザの出力光を変調す
    る複数の光変調器が上記同一半導体基板面内に集積され
    ていることを特徴とする半導体光素子。
  5. 【請求項５】請求範項４記載の半導体光素子において、
    上記複数の変調器の光吸収端波長が上記半導体基板上で
    異なり、上記複数の変調器の光吸収端波長の大小の順が
    対応する複数個の半導体レーザの発振波長のそれと同じ
    であることを特徴とする半導体光素子。
  6. 【請求項６】半導体基板の少なくとも一部に発振波長の
    異なる複数個の分布帰還型レ−ザ又は分布反射型レ−ザ
    からなる半導体レーザを集積した半導体光素子の製造方
    法であって、上記半導体レーザの光導波層の作製に有機
    金属気相成長での選択成長を用いることを特徴とする半
    導体光素子の作製方法。
  7. 【請求項７】半導体基板の少なくとも一部に発振波長の
    異なる複数個の分布帰還型レ−ザ又は分布反射型レ−ザ
    からなる半導体レーザを集積した半導体光素子の製造方
    法であって、上記一部に、幅がそれぞれ異なる複数対の
    絶縁膜マスクを形成し、有機金属気相成長によって光導
    波層及び活性層を積層し、上記複数対の絶縁膜マスクに
    よって形成された複数の光導波層上に同一周期の回折格
    子を形成し、その後埋込ヘテロ構造を形成することを特
    徴とする半導体光素子の作製方法。
  8. 【請求項８】半導体基板の少なくとも一部に発振波長の
    異なる複数個の分布帰還型レ−ザ又は分布反射型レ−ザ
    からなる半導体レーザを集積した半導体光素子の製造方
    法であって、上記半導体基板上に同一周期の回折格子を
    形成し、上記回折格子上に幅がそれぞれ異なる複数対の
    絶縁膜マスクを形成し、有機金属気相成長によって光導
    波層及び活性層を積層し、その後埋込ヘテロ構造を形成
    することを特徴とする半導体光素子の作製方法。
  9. 【請求項９】請求項６、７又は８記載の半導体光素子の
    作製方法によって得られた複数の半導体レーザを集積し
    た半導体光素子から個々の半導体レーザを分離して単一
    発振波長の半導体発光素子を作る半導体光素子の作製方
    法。
  10. 【請求項１０】請求項１、２、３、４又は５の半導体発
    光素子と、上記半導体発光素子からの出力光を外部に導
    波するための導波手段と、上記導波手段に上記半導体発
    光素子からの出力光を集光するための集光手段と、上記
    半導体発光素子を駆動するための駆動手段とを有する光
    通信用モジュール。
  11. 【請求項１１】請求項１１記載の光通信用モジュールを
    もつ送信手段と、上記送信手段からの出力光を外部に導
    波するための導波手段と、上記導波手段からの出力光を
    受信するための受信手段とを有する光通信システム。
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