JPH10229247A - 光デバイス - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ１０の低反射率（ＬＲ）被覆１
２において、被覆の厚さ変動に対する反射率の感度を低
くする。 【解決手段】 ＬＲ被覆１４は、イットリウムおよびア
ルミニウムの酸化物（ＹＡＯ）からなる単一層である。
この被覆は、イットリウムアルミニウムガーネットから
なる原材料から電子ビーム蒸着により、レーザ１０の活
性領域２０を構成する複数のＩｎＰ層およびＩｎＧａＡ
ｓＰ層（有効屈折率は約３．２）の端面によって形成さ
れる出力ファセット１８上に形成される。被覆の屈折率
をｎc、レーザの動作波長をλとして、被覆の厚さはほ
ぼｔqw＝ｍλ／４ｎc（ｍは奇整数）に等しい。これに
より、被覆の実際の厚さがｔqwから多少ずれても、被覆
の反射率は従来の被覆に比べて緩やかにしか変化しない
ため、製造歩留まりが向上する。
２において、被覆の厚さ変動に対する反射率の感度を低
くする。 【解決手段】 ＬＲ被覆１４は、イットリウムおよびア
ルミニウムの酸化物（ＹＡＯ）からなる単一層である。
この被覆は、イットリウムアルミニウムガーネットから
なる原材料から電子ビーム蒸着により、レーザ１０の活
性領域２０を構成する複数のＩｎＰ層およびＩｎＧａＡ
ｓＰ層（有効屈折率は約３．２）の端面によって形成さ
れる出力ファセット１８上に形成される。被覆の屈折率
をｎc、レーザの動作波長をλとして、被覆の厚さはほ
ぼｔqw＝ｍλ／４ｎc（ｍは奇整数）に等しい。これに
より、被覆の実際の厚さがｔqwから多少ずれても、被覆
の反射率は従来の被覆に比べて緩やかにしか変化しない
ため、製造歩留まりが向上する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
被覆（コーティング）に関し、特に、密封パッケージ内
の能動半導体光デバイスの反射修正あるいは不動態化
（パシベーション）被覆に関する。
被覆（コーティング）に関し、特に、密封パッケージ内
の能動半導体光デバイスの反射修正あるいは不動態化
（パシベーション）被覆に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘電体の被覆、層、領域などは、能動半
導体デバイスにおいて多くの目的に用いられる。例え
ば、絶縁機能、不動態化機能、反射修正機能、またはこ
れら３つの任意の組合せの機能を果たす。特に、能動光
デバイスの分野では、ＬＥＤ、レーザ、および光検出器
（フォトディテクタ）の性能を向上させるため、反射修
正誘電体被覆が用いられている。この場合、低反射（Ｌ
Ｒ）の被覆（例えば、反射率１〜５％）を、ファブリ・
ペローレーザの出力ファセットで用いて、量子効率を増
大させ、また、反射防止（ＡＲ）被覆（反射率＜１％）
を分布帰還（ＤＦＢ）レーザの出力ファセットで用い
て、ファブリ・ペローモードを抑圧し、単一の縦モード
放出を引き起こす。
導体デバイスにおいて多くの目的に用いられる。例え
ば、絶縁機能、不動態化機能、反射修正機能、またはこ
れら３つの任意の組合せの機能を果たす。特に、能動光
デバイスの分野では、ＬＥＤ、レーザ、および光検出器
（フォトディテクタ）の性能を向上させるため、反射修
正誘電体被覆が用いられている。この場合、低反射（Ｌ
Ｒ）の被覆（例えば、反射率１〜５％）を、ファブリ・
ペローレーザの出力ファセットで用いて、量子効率を増
大させ、また、反射防止（ＡＲ）被覆（反射率＜１％）
を分布帰還（ＤＦＢ）レーザの出力ファセットで用い
て、ファブリ・ペローモードを抑圧し、単一の縦モード
放出を引き起こす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常、デバイス設計で
は、製造プロセスのさまざまな点で予想される変動に耐
えるように、被覆の反射率は、許容される比較的狭い反
射率の範囲に収まるべきである。高歩留まりのために
は、明らかに、被覆の反射率のデバイス間変動を最小に
することが好ましい。ここで、被覆反射率は、その厚さ
ｔcと、屈折率ｎcの関数である。屈折率ｎcは、被覆が
形成される基板（あるいは任意の支持表面または物体）
の有効屈折率ｎeffに関係する。例えば、最も単純な形
式の反射修正被覆、すなわち、基板上に堆積した単一層
の誘電体被覆を考える。周知のように、最小反射率Ｒ
minは、被覆の厚さが４分の１波長の厚さｔqw（あるい
はその奇数倍）に等しいときに得られる。すなわち、 Ｒmin＝（（ｎc−（ｎeff）1/2）／（ｎc＋（ｎeff）1/2））2 （１） は、 ｔc＝ｔqw＝ｍλ／４ｎc （２） のときに得られる。ただし、λは真空中で測定したデバ
イスの動作波長であり、ｍは正の奇数である。しかし、
一般に従来の被覆の実際の厚さはｔqwからずれると、そ
の反射率は激しく変化する。図２の曲線Ｉは、代表的な
ＺｒＯ2の反射率Ｒの、ｔqwからの厚さのずれΔに対す
る極端な感度を例示している。上記のように、最小反射
率（例えば、＜０．０１％）はΔ＝０（ここでｔc＝ｔ
qw）において得られ、厚さの許容範囲がｔqwを中心とす
る場合には、曲線Ｉの対称性により歩留まりがやや向上
する。残念ながら、この利益は、ｔqwの両側での曲線Ｉ
の大きい傾きによって相殺される。すなわち、厚さがｔ
qwからいずれの向きにずれても、反射率Ｒは激しく変化
する。従来技術の被覆の反射率が、最小反射率を生成す
る厚さ以外の厚さ（例えばＲ＝１％）を中心とするもの
であっても、その領域における曲線Ｉの傾きは依然とし
て非常に大きい。従って、特定のアプリケーションが、
Ｒ＝１％という値付近で反射率の厳しい製造管理を要求
する場合、曲線ＩＩのように反射率対厚さの曲線が比較
的平坦になる被覆のほうが、曲線Ｉの急峻な傾きとなる
被覆よりもずっと好ましい。換言すれば、曲線Ｉの場
合、一般的な製造プロセス変動から生じる厚さの通常の
ずれにより、多くのデバイスがアプリケーション要求条
件外に出てしまう。略言すれば、歩留まりが悪くなる。
は、製造プロセスのさまざまな点で予想される変動に耐
えるように、被覆の反射率は、許容される比較的狭い反
射率の範囲に収まるべきである。高歩留まりのために
は、明らかに、被覆の反射率のデバイス間変動を最小に
することが好ましい。ここで、被覆反射率は、その厚さ
ｔcと、屈折率ｎcの関数である。屈折率ｎcは、被覆が
形成される基板（あるいは任意の支持表面または物体）
の有効屈折率ｎeffに関係する。例えば、最も単純な形
式の反射修正被覆、すなわち、基板上に堆積した単一層
の誘電体被覆を考える。周知のように、最小反射率Ｒ
minは、被覆の厚さが４分の１波長の厚さｔqw（あるい
はその奇数倍）に等しいときに得られる。すなわち、 Ｒmin＝（（ｎc−（ｎeff）1/2）／（ｎc＋（ｎeff）1/2））2 （１） は、 ｔc＝ｔqw＝ｍλ／４ｎc （２） のときに得られる。ただし、λは真空中で測定したデバ
イスの動作波長であり、ｍは正の奇数である。しかし、
一般に従来の被覆の実際の厚さはｔqwからずれると、そ
の反射率は激しく変化する。図２の曲線Ｉは、代表的な
ＺｒＯ2の反射率Ｒの、ｔqwからの厚さのずれΔに対す
る極端な感度を例示している。上記のように、最小反射
率（例えば、＜０．０１％）はΔ＝０（ここでｔc＝ｔ
qw）において得られ、厚さの許容範囲がｔqwを中心とす
る場合には、曲線Ｉの対称性により歩留まりがやや向上
する。残念ながら、この利益は、ｔqwの両側での曲線Ｉ
の大きい傾きによって相殺される。すなわち、厚さがｔ
qwからいずれの向きにずれても、反射率Ｒは激しく変化
する。従来技術の被覆の反射率が、最小反射率を生成す
る厚さ以外の厚さ（例えばＲ＝１％）を中心とするもの
であっても、その領域における曲線Ｉの傾きは依然とし
て非常に大きい。従って、特定のアプリケーションが、
Ｒ＝１％という値付近で反射率の厳しい製造管理を要求
する場合、曲線ＩＩのように反射率対厚さの曲線が比較
的平坦になる被覆のほうが、曲線Ｉの急峻な傾きとなる
被覆よりもずっと好ましい。換言すれば、曲線Ｉの場
合、一般的な製造プロセス変動から生じる厚さの通常の
ずれにより、多くのデバイスがアプリケーション要求条
件外に出てしまう。略言すれば、歩留まりが悪くなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴によ
れば、能動半導体光デバイスは、イットリウムおよびア
ルミニウムの酸化物（ＹＡＯ）からなる被覆を有する。
この能動光デバイスは例えば半導体レーザであり、ＹＡ
Ｏ被覆は出力ファセットの反射率を修正する。
れば、能動半導体光デバイスは、イットリウムおよびア
ルミニウムの酸化物（ＹＡＯ）からなる被覆を有する。
この能動光デバイスは例えば半導体レーザであり、ＹＡ
Ｏ被覆は出力ファセットの反射率を修正する。
【０００５】このような半導体レーザの実施例では、Ｙ
ＡＯ被覆はＬＲの機能を果たし、厚さ変動に対する反射
率の感度は比較的低い。
ＡＯ被覆はＬＲの機能を果たし、厚さ変動に対する反射
率の感度は比較的低い。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１に、能動半導体光デバイス１
０（またはその一部）を示す。能動半導体光デバイス１
０は、例えば、レーザ、ＬＥＤ、変調器あるいは光検出
器である。デバイス１０は、表面あるいはファセット１
６、１８上に形成された誘電体被覆１２、１４を有す
る。被覆１２、１４は、表面の反射率を変えるため、表
面を不動態化するため、またはこれら両方のために用い
られる。実施例では、デバイス１０は、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物材料のような化合物半導体材料からなる。あるい
は、デバイス１０は、例えばＩｎＰ層およびＩｎＧａＡ
ｓＰ層のような相異なる半導体材料の層を含む複雑な多
層構造からなることも可能である。説明のため、以降で
は、デバイス１０はＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰファブリ・
ペローレーザであり、一方の被覆が高反射率（ＨＲ(hig
h reflectivity)）被覆１２であり、他方の被覆は低反
射率あるいは反射防止（ＡＲ）被覆１４であるとする
が、これは本発明を限定するものではない。実施例で
は、ＨＲ被覆１２は多層被覆であるが、ＬＲ被覆１４は
単一層被覆である。
０（またはその一部）を示す。能動半導体光デバイス１
０は、例えば、レーザ、ＬＥＤ、変調器あるいは光検出
器である。デバイス１０は、表面あるいはファセット１
６、１８上に形成された誘電体被覆１２、１４を有す
る。被覆１２、１４は、表面の反射率を変えるため、表
面を不動態化するため、またはこれら両方のために用い
られる。実施例では、デバイス１０は、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物材料のような化合物半導体材料からなる。あるい
は、デバイス１０は、例えばＩｎＰ層およびＩｎＧａＡ
ｓＰ層のような相異なる半導体材料の層を含む複雑な多
層構造からなることも可能である。説明のため、以降で
は、デバイス１０はＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰファブリ・
ペローレーザであり、一方の被覆が高反射率（ＨＲ(hig
h reflectivity)）被覆１２であり、他方の被覆は低反
射率あるいは反射防止（ＡＲ）被覆１４であるとする
が、これは本発明を限定するものではない。実施例で
は、ＨＲ被覆１２は多層被覆であるが、ＬＲ被覆１４は
単一層被覆である。
【０００７】基本的なレーザの構造は当業者に周知であ
る。レーザは、１対の広バンドギャップのＩｎＰクラッ
ド領域２２と２４の間に配置された相対的に狭いバンド
ギャップの活性領域２０からなる。領域２０自体は、単
一層（例えばＩｎＧａＡｓＰ）からなることも、多層
（例えば多重量子井戸構造）からなることも可能であ
る。ＨＲ被覆１２が一方のレーザファセット上に形成さ
れ、ＬＲ被覆１４が他方のレーザファセット上に形成さ
れる。図示していないが、同じく周知のように、電気接
点を設け、順バイアスおよび十分な駆動電流を供給し
て、活性領域が、ＬＲ被覆１４を通って、放射λを、図
示していない利用デバイス（例えば、光ファイバ、光検
出器など）およびレーザを包囲する密封パッケージへ放
出するようにする。放射の一部はＨＲ被覆１２から現れ
ることもあるが、当業者に周知のように、この「背面」
放射はモニタフォトダイオード（図示せず）に送られ、
レーザ動作（例えばバイアスあるいは動作点）を制御す
るために用いられる。
る。レーザは、１対の広バンドギャップのＩｎＰクラッ
ド領域２２と２４の間に配置された相対的に狭いバンド
ギャップの活性領域２０からなる。領域２０自体は、単
一層（例えばＩｎＧａＡｓＰ）からなることも、多層
（例えば多重量子井戸構造）からなることも可能であ
る。ＨＲ被覆１２が一方のレーザファセット上に形成さ
れ、ＬＲ被覆１４が他方のレーザファセット上に形成さ
れる。図示していないが、同じく周知のように、電気接
点を設け、順バイアスおよび十分な駆動電流を供給し
て、活性領域が、ＬＲ被覆１４を通って、放射λを、図
示していない利用デバイス（例えば、光ファイバ、光検
出器など）およびレーザを包囲する密封パッケージへ放
出するようにする。放射の一部はＨＲ被覆１２から現れ
ることもあるが、当業者に周知のように、この「背面」
放射はモニタフォトダイオード（図示せず）に送られ、
レーザ動作（例えばバイアスあるいは動作点）を制御す
るために用いられる。
【０００８】代表的には、ＨＲ被覆１２は、高屈折率お
よび低屈折率の誘電体材料の交互層からなる多層被覆で
ある。このような層の対の数、層間の屈折率差、および
それらの層の厚さにより、当業者に周知のように、ＨＲ
被覆の反射率が決定される。実施例では、ＨＲ被覆は、
Ｓｉと、Ｙ2Ｏ3をドープしたＺｒＯ2との交互層からな
る。後者の材料が最初にファセットに堆積される。この
酸化物材料は米国特許第４，７４９，２５５号（発明
者：U. K. Chakrabartiほか、発行日：１９８８年６月
７日）に記載されている。
よび低屈折率の誘電体材料の交互層からなる多層被覆で
ある。このような層の対の数、層間の屈折率差、および
それらの層の厚さにより、当業者に周知のように、ＨＲ
被覆の反射率が決定される。実施例では、ＨＲ被覆は、
Ｓｉと、Ｙ2Ｏ3をドープしたＺｒＯ2との交互層からな
る。後者の材料が最初にファセットに堆積される。この
酸化物材料は米国特許第４，７４９，２５５号（発明
者：U. K. Chakrabartiほか、発行日：１９８８年６月
７日）に記載されている。
【０００９】本発明の１つの特徴によれば、ＬＲ被覆１
４は、イットリウムおよびアルミニウムの酸化物（ＹＡ
Ｏ）からなる単一層である。堆積されると、ＹＡＯ層は
アモルファスまたは微結晶となる。われわれのＹＡＯ被
覆はいくつかの重要な特性を示す。 （１）反射率は厚さの変動に対してあまり敏感ではな
い。 （２）厚さ変動は比較的小さい。 （３）屈折率ｎcを制御可能である。 第１の点は、図２の比較的平坦な曲線ＩＩに例示されて
いる。すなわち、曲線ＩＩの傾きは比較的小さく、特に
ｔqw付近（すなわちΔ＝０付近）で小さい。ＺｒＯ2被
覆（曲線Ｉ）およびわれわれのＹＡＯ被覆（曲線ＩＩ）
がＲ＝０．９０％を有するように設計されたと考える。
本願発明の目的に関して、標準偏差は、ＺｒＯ2では約
±１２０ÅであるがＹＡＯでは約±３０Åでしかなく
（上記（２）の点）、われわれのＹＡＯ被覆の反射率は
ほとんど変動しない（１σ変動は約０．８８〜０．９２
％）が、ＺｒＯ2被覆の反射率は１桁大きく変動する
（１σ変動は約０．１５〜２．２４％）。
４は、イットリウムおよびアルミニウムの酸化物（ＹＡ
Ｏ）からなる単一層である。堆積されると、ＹＡＯ層は
アモルファスまたは微結晶となる。われわれのＹＡＯ被
覆はいくつかの重要な特性を示す。 （１）反射率は厚さの変動に対してあまり敏感ではな
い。 （２）厚さ変動は比較的小さい。 （３）屈折率ｎcを制御可能である。 第１の点は、図２の比較的平坦な曲線ＩＩに例示されて
いる。すなわち、曲線ＩＩの傾きは比較的小さく、特に
ｔqw付近（すなわちΔ＝０付近）で小さい。ＺｒＯ2被
覆（曲線Ｉ）およびわれわれのＹＡＯ被覆（曲線ＩＩ）
がＲ＝０．９０％を有するように設計されたと考える。
本願発明の目的に関して、標準偏差は、ＺｒＯ2では約
±１２０ÅであるがＹＡＯでは約±３０Åでしかなく
（上記（２）の点）、われわれのＹＡＯ被覆の反射率は
ほとんど変動しない（１σ変動は約０．８８〜０．９２
％）が、ＺｒＯ2被覆の反射率は１桁大きく変動する
（１σ変動は約０．１５〜２．２４％）。
【００１０】第３の点に関しては、図２の曲線ＩＩは、
このような曲線の族のうちの１つを表しており、その族
の各曲線は相異なる屈折率ｎcに対応する。しかし、わ
れわれのＹＡＯ被覆の屈折率は高度に制御可能であるた
め、製造ごとのｎcの変動は小さく、曲線の位置の変動
は比較的小さくなる。すなわち、われわれのＹＡＯ製造
プロセスにおけるｎcの変動による曲線ＩＩの縦（Ｒ）
方向の変化は小さい。
このような曲線の族のうちの１つを表しており、その族
の各曲線は相異なる屈折率ｎcに対応する。しかし、わ
れわれのＹＡＯ被覆の屈折率は高度に制御可能であるた
め、製造ごとのｎcの変動は小さく、曲線の位置の変動
は比較的小さくなる。すなわち、われわれのＹＡＯ製造
プロセスにおけるｎcの変動による曲線ＩＩの縦（Ｒ）
方向の変化は小さい。
【００１１】われわれのＹＡＯ被覆の他の特徴は、製造
プロセスおよびデバイス設計の両方に関係する。設計の
観点からは、われわれのＹＡＯ被覆の屈折率ｎcはｎc＝
１．６３４であり、ＬＲ被覆として用いる場合、有効屈
折率ｎeffがｎeff≒３．２（例えば３．２３）の基板と
良好に整合する。すなわち、ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰフ
ァブリ・ペローレーザの１つの重要なクラスの出力ファ
セットではｎeff＝３．２３である。本実施例では、基
板は、ＩｎＰおよびＩｎＧａＡｓＰの多層の端面によっ
て形成されるレーザファセットである。従って、ｎeff
は、実質的に、レーザ放射の横モードによって貫通され
る層の屈折率の平均となる。
プロセスおよびデバイス設計の両方に関係する。設計の
観点からは、われわれのＹＡＯ被覆の屈折率ｎcはｎc＝
１．６３４であり、ＬＲ被覆として用いる場合、有効屈
折率ｎeffがｎeff≒３．２（例えば３．２３）の基板と
良好に整合する。すなわち、ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰフ
ァブリ・ペローレーザの１つの重要なクラスの出力ファ
セットではｎeff＝３．２３である。本実施例では、基
板は、ＩｎＰおよびＩｎＧａＡｓＰの多層の端面によっ
て形成されるレーザファセットである。従って、ｎeff
は、実質的に、レーザ放射の横モードによって貫通され
る層の屈折率の平均となる。
【００１２】プロセスの観点からは、ＹＡＯは、電子ビ
ーム堆積（すなわち蒸着）あるいはイオン補助電子ビー
ム堆積のような従来のプロセスを用いて、レーザファセ
ットなどのさまざまな基板上に堆積可能である。さら
に、単一相を有する原材料（例えばＹＡＧ）は、融解し
た（あるいは少なくとも粘性のある）平坦な表面から容
易に蒸発させることができる。これらの特性はすべて、
非常に再現性の高い屈折率の値を有するとともに厚さ変
動の小さい被覆を得るのに寄与するものであり、いずれ
も、再現性のある反射率を得るのに重要な性質である。
ーム堆積（すなわち蒸着）あるいはイオン補助電子ビー
ム堆積のような従来のプロセスを用いて、レーザファセ
ットなどのさまざまな基板上に堆積可能である。さら
に、単一相を有する原材料（例えばＹＡＧ）は、融解し
た（あるいは少なくとも粘性のある）平坦な表面から容
易に蒸発させることができる。これらの特性はすべて、
非常に再現性の高い屈折率の値を有するとともに厚さ変
動の小さい被覆を得るのに寄与するものであり、いずれ
も、再現性のある反射率を得るのに重要な性質である。
【００１３】
【実施例】この例では、動作波長がλ＝１．４８μｍの
ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ歪み多重量子井戸（ＳＭＱＷ）
高出力レーザについて説明する。このタイプのレーザは
一般に出力ファセットから約１００ｍＷまでの光出力を
生成し、特に、１．５５μｍのＥｒドープ光ファイバ増
幅器の信号のポンプとして用いられる。
ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ歪み多重量子井戸（ＳＭＱＷ）
高出力レーザについて説明する。このタイプのレーザは
一般に出力ファセットから約１００ｍＷまでの光出力を
生成し、特に、１．５５μｍのＥｒドープ光ファイバ増
幅器の信号のポンプとして用いられる。
【００１４】レーザの出力ファセット（ｎeff≒３．２
３）を、ｎc≒１．６３４、ｔc＝ｔq w≒２２６４Å（λ
＝１．４８μｍにおいて）、およびＲ≒０．９０±０．
０２％のＹＡＯのＬＲ被覆で被覆した。この被覆は、通
常の市販の電子ビーム堆積装置を用いて堆積した。堆積
容器の圧力は約１０-5ｔｏｒｒであった（しかし３×１
０-5〜１０-7ｔｏｒｒも適当である）。この圧力は、主
に、容器内に導入した酸素の存在によるものである。電
子銃電圧は約７ｋＶであり（しかし５〜１０ｋＶも適当
である）、堆積速度は約２Å／秒であった（しかし１〜
８Å／秒も適当である）。原料はイットリウムアルミニ
ウムガーネットであり、これは電子ビーム融解され、ほ
ぼ単一相の材料を生成した。しかし、堆積中は、この原
材料は調和融解をせずに蒸発するため、堆積する被覆の
ｎcは、バルクＹＡＧの屈折率よりも酸化アルミニウム
の屈折率に近くなる。
３）を、ｎc≒１．６３４、ｔc＝ｔq w≒２２６４Å（λ
＝１．４８μｍにおいて）、およびＲ≒０．９０±０．
０２％のＹＡＯのＬＲ被覆で被覆した。この被覆は、通
常の市販の電子ビーム堆積装置を用いて堆積した。堆積
容器の圧力は約１０-5ｔｏｒｒであった（しかし３×１
０-5〜１０-7ｔｏｒｒも適当である）。この圧力は、主
に、容器内に導入した酸素の存在によるものである。電
子銃電圧は約７ｋＶであり（しかし５〜１０ｋＶも適当
である）、堆積速度は約２Å／秒であった（しかし１〜
８Å／秒も適当である）。原料はイットリウムアルミニ
ウムガーネットであり、これは電子ビーム融解され、ほ
ぼ単一相の材料を生成した。しかし、堆積中は、この原
材料は調和融解をせずに蒸発するため、堆積する被覆の
ｎcは、バルクＹＡＧの屈折率よりも酸化アルミニウム
の屈折率に近くなる。
【００１５】レーザの後部ファセットは、ファセット上
の単一層のＹ2Ｏ3ドープＺｒＯ2（ＹＳＺ）と、ＹＳＺ
層上の単一層のＳｉとからなる多層ＨＲ被覆を有する。
この被覆の反射率は１．４８μｍで約７０％である。
の単一層のＹ2Ｏ3ドープＺｒＯ2（ＹＳＺ）と、ＹＳＺ
層上の単一層のＳｉとからなる多層ＨＲ被覆を有する。
この被覆の反射率は１．４８μｍで約７０％である。
【００１６】光出力パワー非対称性（後部ファセットか
らの光出力に対する出力ファセットからの光出力の比）
を評価した。この非対称性は主に、ＬＲ被覆の反射率に
よって決定される。数千個の上記レーザの多層被覆に対
する測定から、従来技術のＺｒＯ2のＬＲ被覆のレーザ
よりも変動が少ないことが示された。すなわち、ＺｒＯ
2被覆のレーザの非対称性は、ＹＡＯ被覆のレーザの非
対称性よりも少なくとも４倍以上大きく変動した。
らの光出力に対する出力ファセットからの光出力の比）
を評価した。この非対称性は主に、ＬＲ被覆の反射率に
よって決定される。数千個の上記レーザの多層被覆に対
する測定から、従来技術のＺｒＯ2のＬＲ被覆のレーザ
よりも変動が少ないことが示された。すなわち、ＺｒＯ
2被覆のレーザの非対称性は、ＹＡＯ被覆のレーザの非
対称性よりも少なくとも４倍以上大きく変動した。
【００１７】非対称性の制御を厳しくすることにより、
放射波長、固定光出力パワーでの動作電流、後面モニタ
電流のような他の重要なレーザ特性の制御も精密にな
る。
放射波長、固定光出力パワーでの動作電流、後面モニタ
電流のような他の重要なレーザ特性の制御も精密にな
る。
【００１８】われわれのＹＡＯ被覆レーザの加速エージ
ングから、優れた安定性特性が示された。例えば、約５
０〜８０℃の範囲内の温度で１５００時間のエージング
により非対称性に生じた変化は一般に約１％しかなかっ
た。
ングから、優れた安定性特性が示された。例えば、約５
０〜８０℃の範囲内の温度で１５００時間のエージング
により非対称性に生じた変化は一般に約１％しかなかっ
た。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、上
記の実施例に示されるように、再現性が高く安定な単一
層ＹＡＯ製ＬＲ被覆をＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰレーザフ
ァセット上に形成することができる。
記の実施例に示されるように、再現性が高く安定な単一
層ＹＡＯ製ＬＲ被覆をＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰレーザフ
ァセット上に形成することができる。
【００２０】以上、本発明の実施例について説明した
が、当業者には理解されるように、さまざまな変形例が
可能である。特に、ＹＡＯ被覆は、ＬＥＤの出力面（こ
の場合、関連するλは、ＬＥＤの放射波長である）、光
検出器の入力面（この場合、関連するλは、光検出器の
検出／受光波長である）、あるいは、半導体光変調器の
入出力面（この場合、関連するλは、変調される信号の
波長である）でも有用である
が、当業者には理解されるように、さまざまな変形例が
可能である。特に、ＹＡＯ被覆は、ＬＥＤの出力面（こ
の場合、関連するλは、ＬＥＤの放射波長である）、光
検出器の入力面（この場合、関連するλは、光検出器の
検出／受光波長である）、あるいは、半導体光変調器の
入出力面（この場合、関連するλは、変調される信号の
波長である）でも有用である
【図１】本発明の１つの特徴による、密封パッケージさ
れた能動半導体光デバイスの概略図である。明確にする
ため、図面は縮尺どおりには描かれていない。
れた能動半導体光デバイスの概略図である。明確にする
ため、図面は縮尺どおりには描かれていない。
【図２】代表的な従来のＺｒＯ2被覆（曲線Ｉ）および
本発明の半導体レーザ実施例によるＹＡＯ被覆（曲線Ｉ
Ｉ）の場合の、ｔqwからの厚さのずれの百分率Δに対す
る反射率Ｒのグラフを示す図である。レーザの放射波長
およびレーザ発振しきい値はいずれもｌｎＲに関係して
おり、このことは、反射率の（絶対値の変化ではなく）
百分率の変化を制御すべきことを意味するため、この図
は半対数スケールで描かれている。
本発明の半導体レーザ実施例によるＹＡＯ被覆（曲線Ｉ
Ｉ）の場合の、ｔqwからの厚さのずれの百分率Δに対す
る反射率Ｒのグラフを示す図である。レーザの放射波長
およびレーザ発振しきい値はいずれもｌｎＲに関係して
おり、このことは、反射率の（絶対値の変化ではなく）
百分率の変化を制御すべきことを意味するため、この図
は半対数スケールで描かれている。
１０ 能動半導体光デバイス １２ 誘電体被覆（ＨＲ被覆） １４ 誘電体被覆（ＬＲ被覆） １６ ファセット １８ ファセット ２０ 活性領域 ２２ ＩｎＰクラッド領域 ２４ ＩｎＰクラッド領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウィリアム クロスリー ドートレモント −スミス アメリカ合衆国、18069 ペンシルヴァニ ア、オアフィールド、ヴァレー ヴュー サークル 1432 (72)発明者 コウ−ウェイ ワン アメリカ合衆国、18069 ペンシルヴァニ ア、オアフィールド、ハイランド ドライ ブ 1213 (72)発明者 ダニエル ポール ウィルト アメリカ合衆国、18069 ペンシルヴァニ ア、オアフィールド、ディア ラン 1118
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体材料の領域（２０，２２，２４）
と、 前記領域上に形成され光が伝播する被覆（１４）とから
なる密封パッケージされた能動光デバイス（１０）にお
いて、 前記被覆はイットリウムおよびアルミニウムの酸化物か
らなることを特徴とする光デバイス。 - 【請求項２】 前記領域は前記光デバイスの活性領域
（２０）を含み、前記被覆はイットリウムおよびアルミ
ニウムの酸化物からなる単一層であることを特徴とする
請求項１の光デバイス。 - 【請求項３】 前記被覆はイットリウムアルミニウムガ
ーネットからなる原材料から電子ビーム蒸着されること
を特徴とする請求項２の光デバイス。 - 【請求項４】 前記領域はＩＩＩ−Ｖ族化合物材料から
なることを特徴とする請求項１の光デバイス。 - 【請求項５】 前記領域は、複数のＩｎＰ層およびＩｎ
ＧａＡｓＰ層の端面によって形成される表面を有するこ
とを特徴とする請求項４の光デバイス。 - 【請求項６】 前記領域の有効屈折率は約３．２である
ことを特徴とする請求項５の光デバイス。 - 【請求項７】 前記領域は半導体レーザの出力ファセッ
トを有することを特徴とする請求項６の光デバイス。 - 【請求項８】 複数のＩｎＰ層およびＩｎＧａＡｓＰ層
の端面によって形成される出力ファセット（１８）と、 前記ファセット上に形成された低屈折率被覆（１４）と
を有する、波長λで放射を放出可能な密封パッケージさ
れた半導体レーザ（１０）において、 前記被覆は、イットリウムおよびアルミニウムの酸化物
からなる単一層であり、該被覆の屈折率をｎcとし、ｍ
を奇整数として、該被覆の厚さはほぼｍλ／４ｎcに等
しいことを特徴とする半導体レーザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75718396A | 1996-11-27 | 1996-11-27 | |
| US08/757183 | 1996-11-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229247A true JPH10229247A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=25046745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9323538A Pending JPH10229247A (ja) | 1996-11-27 | 1997-11-25 | 光デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0845819A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10229247A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148537A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-29 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| DE10323860A1 (de) * | 2003-03-28 | 2004-11-11 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung und Herstellungsverfahren |
| EP1933177A1 (fr) | 2006-12-11 | 2008-06-18 | Alpes Lasers S.A. | Amplificateur laser à cascades quantiques équipé d'un revêtement anti-réfléchissant comportant une strate réalisée en fluorure d'yttrium |
| CN102392305B (zh) * | 2011-11-12 | 2014-05-07 | 华南师范大学 | 一种金属离子掺杂的钇铝石榴石晶体薄膜的制备方法 |
| CN102496851B (zh) * | 2011-11-24 | 2015-11-25 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 激光器及其形成方法、谐振腔及其形成方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135200A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-11 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | イットリウムアルミニウムガ−ネット（Ｙ↓３Ａｌ↓５Ｏ↓１↓２）またはその固溶体の単結晶の製造法 |
| GB8414454D0 (en) * | 1984-06-06 | 1984-07-11 | British Telecomm | Opto-electronic and electro-optic devices |
| US4809293A (en) * | 1985-09-03 | 1989-02-28 | Spectra-Physics, Inc. | Optical component of a laser |
| US4749255A (en) * | 1985-12-09 | 1988-06-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Coating for optical devices |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP9323538A patent/JPH10229247A/ja active Pending
- 1997-11-25 EP EP97309506A patent/EP0845819A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0845819A1 (en) | 1998-06-03 |
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