JPH1098232A - Semiconductor laser and its manufacture - Google Patents

Semiconductor laser and its manufacture

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JPH1098232A
JPH1098232A JP25016396A JP25016396A JPH1098232A JP H1098232 A JPH1098232 A JP H1098232A JP 25016396 A JP25016396 A JP 25016396A JP 25016396 A JP25016396 A JP 25016396A JP H1098232 A JPH1098232 A JP H1098232A
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semiconductor laser
amorphous layer
amorphous
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Inventor
Shigeo Sugao
繁男 菅生
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Nec Corp
日本電気株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate adjustment of the oscillation frequency to improve productivity by providing an amorphous semiconductor layer capable of changing its refractive index by heating in a resonator. SOLUTION: The laser has a multilayer reflective film 11 formed on an n-type GaAs substrate 10, light-emitting regions 12, 13, 14 formed the film 11, amorphous layer 15 and a multi-layer reflective film 16 thereon. This film 11 has AlAs and GaAs semiconductor layers laminated alternately to form, e.g. a 22-pair laminated structure; each layer having a thickness corresponding to a quarter of the oscillating wavelength. The amorphous layer 15 is a low temp.-grown GaAs layer, the reflective film 16 has SiO2 and TiO2 dielectric layers laminated alternately to form, e.g. a 7-pair laminated structure; and each layer having a thickness corresponding to a quarter of the oscillating wavelength. Since amorphous layer 15 is located between the two reflective layers in this manner, hence the oscillating frequency can be changed in a range of 960 to 990nm, by changing the refractive index in a heating process.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は波長多重光通信用の半導体レーザおよびその製造方法に関し、特に、面発光型の半導体レーザおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to relates to a semiconductor laser and a manufacturing method thereof for a wavelength multiplexing optical communication, in particular, it relates to a semiconductor laser and a manufacturing method thereof of the surface-emitting type.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、光波長多重の利用による光ファイバの伝送容量の増大が精力的に進められ、また、データをいくつかの波長の異なる光信号に乗せて分配するネットワークルーティングなどの新たな機能を付加することが検討されている。 In recent years, increase in the transmission capacity of optical fiber by use of optical wavelength division multiplexing is vigorously pursued, also, the data the new, such as a network routing distributes put on several optical signals of different wavelengths it has been studied to add a function. このような機能を実現するためには、異なる波長で発振する半導体レーザを複数個搭載したアレイ光源が必要となり、さらに、アレイを構成する個々の半導体レーザは発振波長が精密に調整されていなければならない。 In order to realize such a function, a plurality equipped with an array light source a semiconductor laser oscillating at different wavelengths is required, further, unless the individual semiconductor lasers constituting the array are adjusted precisely oscillation wavelength not not.

【0003】このようなアレイ光源を構成するレーザとして、DFB(Distributed Feed Back:分布帰還)レーザおよび垂直共振器型面発光レーザを用いることができる。 [0003] As a laser constituting such array light source, DFB: can be used (Distributed Feed Back distributed feedback) lasers and vertical cavity surface emitting laser. しかし、いずれのレーザを用いた場合でも以下のような問題点がある。 However, there are the following problems even when using any of the laser.

【0004】DFBレーザを用いる場合は、回折格子の周期で発振波長が決まるため、発振波長の制御には試作による条件設定が必要となる。 [0004] When using a DFB laser, the oscillation wavelength is determined by the period of the diffraction grating, it is necessary to condition setting by trial in the control of the oscillation wavelength. また、異なる波長を発振させるアレイ光源とするには回折格子の周期を一素子ごとに変える必要がある。 Further, in the array light source to oscillate the different wavelengths, it is necessary to change the period of the diffraction grating for each one sensing.

【0005】一方、垂直共振器型の面発光レーザを用いる場合は回折格子が不要である。 On the other hand, in the case of using the surface emitting laser of a vertical cavity is unnecessary diffraction grating. しかし、発光領域の上下に形成された一対の多層反射膜の中心波長、および、 However, the center wavelength of the pair of multilayer reflective film formed on and below the light emitting region and,
発光領域の光学長で発振波長が決まるため、発振波長の制御にはやはり試作による条件設定が必要となる。 Since the oscillation wavelength in optical length of the light emitting region is determined, it is necessary to also condition setting by trial in the control of the oscillation wavelength. また、異なる波長で発振するレーザを備えたアレイ光源とするためには、素子の選別とボンディング等の方法による実装を行う必要がある。 Further, in order to array light source having a laser oscillating at different wavelengths, it is necessary to implement according to the method of sorting and bonding or the like of the element.

【0006】面発光レーザにおいて、実装をせず多波長光源を実現する手法が、特開平6−97578号公報に記載されている。 [0006] In the surface emitting laser, a method of realizing the multi-wavelength light source without implementation is described in JP-A-6-97578. これによれば、発振面積を変化させた素子を用いることでボンディング等の方法による実装をせずに多波長光源を実現できるとされている。 According to this, there is a multi-wavelength light source can be realized without the implementation according to the method of bonding or the like by using the elements of varying the oscillation area. しかし、 But,
このような素子においてはそれぞれの素子が異なる発振閾値を有し、異なるモードで発振するという問題がある。 Has an oscillation threshold respective elements are different in such a device, there is a problem that oscillate in a different mode.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、波長多重のための半導体レーザに用いられていた上記従来技術においては、個々の素子に異なる回折格子を刻印する必要があったり、波長の異なる素子を選別後ボンディングして実装する必要があったり、個々のレーザの発振特性がばらついてしまう等、生産性が悪いという共通の問題を有していた。 THE INVENTION Problems to be Solved] Thus, the semiconductor in the laser the prior art which has been used in, or it is necessary to stamp the different diffraction grating into individual elements, different elements of the wavelength for wavelength multiplexing the or it is necessary to implement by bonding after sorting, etc. will vary the oscillation characteristics of the individual lasers, they had a common problem of poor productivity.

【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、発振波長の調整が簡易で生産性に優れた波長多重用半導体レーザとその製造方法を提供するものである。 [0008] The present invention has been made in view of these circumstances, in which adjustment of the oscillation wavelength provides an excellent semiconductor laser and a manufacturing method thereof for wavelength multiplexing in productivity easily.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発明は、加熱により屈折率を変化させることのできる非晶質半導体層を共振器中に設けることにより、発振波長を加熱工程にて調整可能とするものである。 Means for Solving the Problems The present invention for solving the above problems, by providing an amorphous semiconductor layer capable of changing the refractive index by heating the resonator, adjusting the oscillation wavelength in a heating step and makes it possible.

【0010】本願第1の発明は、発光領域と、該発光領域を挟む第1の反射膜および第2の反射膜とを備えた共振器を有する面発光型の半導体レーザにおいて、前記共振器中に加熱処理によって発振波長の調整を可能とする非晶質層を有することを特徴とする半導体レーザである。 [0010] first aspect of the invention, a light emitting region, the first reflection film and the second reflecting film and the VCSEL having a resonator having a sandwiching the light emitting region, the resonator in a semiconductor laser which is characterized by having an amorphous layer to allow adjustment of the oscillation wavelength by heat treatment.

【0011】本願第2の発明は、前記第1の反射膜と前記発光領域の間および前記第2の反射膜と前記発光領域の間の少なくとも一方の位置に前記非晶質層を有することを特徴とする第1の発明に記載の半導体レーザである。 [0011] The present second invention, that having the amorphous layer on at least one position between the first reflecting film and the light-emitting region and between the second reflective layer of the light emitting region a semiconductor laser according to the first invention, wherein.

【0012】本願第3の発明は、前記第1の反射膜と前記第2の反射膜の少なくとも一方が、加熱処理によって発振波長の調整を可能とする非晶質層からなり、該非晶質層が2層以上の多層構造を有することを特徴とする第1または第2の発明に記載の半導体レーザである。 [0012] The present third invention, at least one of the first reflection film and the second reflecting film is made of amorphous layer for enabling adjustment of the oscillation wavelength by the heat treatment, the amorphous layer There is a semiconductor laser according to the first or second invention, characterized in that it comprises a multilayer structure of two or more layers.

【0013】本願第4の発明は、GaAsまたはInP [0013] The present fourth invention, GaAs or InP
からなる基板を有し、前記非晶質層がAlxGa(1―x) Has a substrate made of the amorphous layer is AlxGa (1-x)
As(0≦x≦1)またはAlxGa(1―x)P(0≦x≦ As (0 ≦ x ≦ 1) or AlxGa (1-x) P (0 ≦ x ≦
1)であることを特徴とする第1〜第3のいずれかの発明に記載の半導体レーザである。 A semiconductor laser according to the first to third invention of any one of which is a 1).

【0014】本願第5の発明は、第1〜第4のいずれかの発明に記載の半導体レーザの非晶質層の少なくとも一部の領域を加熱処理し、発振波長を所定波長に調整したことを特徴とする半導体レーザである。 [0014] The present fifth invention, the at least a portion of a region of the amorphous layer of the semiconductor laser according to the first to fourth invention of any one of heat treatment and adjust the oscillation wavelength to a predetermined wavelength a semiconductor laser according to claim.

【0015】本願第6の発明は、第5の発明に記載の半導体レーザの製造方法において、基板の温度が50℃以上250℃以下の状態で前記非晶質層を形成する工程と、該工程の後、前記非晶質層の少なくとも一部の領域を局部的に加熱する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法である。 The present sixth invention is a method of manufacturing a semiconductor laser according to the fifth invention, the steps of the temperature of the substrate to form the amorphous layer in the following conditions 250 ° C. or higher 50 ° C., the step after, the a method for manufacturing a semiconductor laser which comprises the step of locally heating at least a portion of a region of the amorphous layer.

【0016】本願第7の発明は、前記発光領域を形成後、前記非晶質層を形成する工程を行うことを特徴とする第6の発明に記載の半導体レーザの製造方法である。 The present seventh invention after forming the light emitting region, wherein a sixth method of manufacturing a semiconductor laser according to the invention, characterized in that a step of forming an amorphous layer.

【0017】本願第8の発明は、前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、半導体レーザを発振させた状態にして発振波長を観測しながら局部加熱し、発振波長を調整することを特徴とする第6または第7の発明に記載の半導体レーザの製造方法である。 [0017] The present invention eighth, characterized in that said at least a portion of a region of the amorphous layer, and localized heating while observing the oscillation wavelength in the state of oscillating the semiconductor laser to adjust the oscillation wavelength a sixth or seventh method of manufacturing a semiconductor laser according to the invention to be.

【0018】本願第9の発明は、前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、電子線を用いて局部的に加熱することを特徴とする第6〜第8のいずれかの発明に記載の半導体レーザの製造方法である。 The present ninth invention, wherein said at least part of a region of the amorphous layer, the any one of the sixth to eighth, characterized by locally heated by using an electron beam a semiconductor laser manufacturing method.

【0019】本願第10の発明は、前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、レーザ光線を用いて局部的に加熱することを特徴とする第6〜第8のいずれかの発明に記載の半導体レーザの製造方法である。 The present tenth invention is, according to the at least a portion of a region of the amorphous layer, any one of the sixth to eighth, wherein the locally heated using a laser beam a semiconductor laser manufacturing method. 本願第11の発明は、第1〜第5のいずれかの発明に記載の半導体レーザを複数有することを特徴とする半導体レーザアレイ素子である。 The present eleventh aspect is a semiconductor laser array device characterized by having a plurality of semiconductor laser according to any one of the first to fifth.

【0020】 [0020]

【発明の実施の形態】本発明の半導体レーザは、加熱により屈折率が変化する非晶質層を共振器中に設け、加熱工程で発振波長を調整できるようにしたことを特徴とする。 The semiconductor laser of the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, provided an amorphous layer of which the refractive index is changed by heating in the resonator, characterized in that to be able to adjust the oscillation wavelength in the heating step. 一般に、垂直共振器型面発光レーザは共振器長が短くモード間隔が大きい。 In general, a vertical cavity surface emitting laser has a large short mode spacing cavity length. したがって、反射鏡の反射波長帯域には通常1モードのみが存在し、このモードに対応した波長で発振が生じる。 Therefore, the reflection wavelength band of the reflector normal only one mode is present, oscillation occurs at a wavelength corresponding to this mode. ここで、発振波長を変化させるには、多層反射膜、発光領域のいずれか、または、両方において光学長の変化を生じさせればよい。 Here, in order to change the oscillation wavelength, the multilayer reflective film, one of the light emitting region, or may be Sasere result in a change in the optical length in both. 本発明においては、加熱処理により非晶質層の屈折率が変化することを利用している。 In the present invention utilizes the fact that the refractive index of the amorphous layer is changed by heat treatment. これは、発明者の行った実験の結果から明らかになった現象である。 This phenomenon revealed from the results of the inventors of experiments performed.

【0021】本発明における非晶質層は、発光領域と第1および第2の反射膜からなる共振器中に設けられる。 The amorphous layer in the present invention is provided in the resonator composed of the light emitting region and the first and second reflecting films.
反射膜と発光領域の間に非晶質層が挿入されてもよいし、反射膜自体が非晶質層からなるものであってもよい。 It amorphous layer may be inserted between the reflective film and the light-emitting region, the reflective film itself may be made of the amorphous layer. また、反射膜が非晶質層からなり、かつ、他に非晶質層を有していてもよい。 The reflection film is made of amorphous layer, and may have an amorphous layer on the other.

【0022】本発明における非晶質層に用いられる材料としては、例えば、低温成長によって形成されたAlA [0022] As a material used for the amorphous layer in the present invention, for example, formed by low-temperature growth AlA
s、GaAsが挙げられる。 s, and the like GaAs is. 特に、AlxGa(1―x)A In particular, AlxGa (1-x) A
s(0≦x≦1)またはAlxGa(1―x)P(0≦x≦ s (0 ≦ x ≦ 1) or AlxGa (1-x) P (0 ≦ x ≦
1)が、多層反射膜に必要な屈折率差が十分大きく、好ましい。 1) it is larger refractive index difference required multilayer reflective film is sufficiently preferable.

【0023】本発明における非晶質層は、光学的に極めて平坦に形成されることが重要である。 The amorphous layer in the present invention, it is important to be extremely flat form optically. この目的のためには、基板の温度を50℃以上250℃以下とした状態で形成することが好ましい。 For this purpose, it is preferable to form the temperature of the substrate in a state with 50 ° C. or higher 250 ° C. or less. 本発明者の知見によれば、 According to the findings of the present inventors,
上記温度範囲とすることにより、非晶質層表面の凹凸の発生を抑制することができるからである。 By the above temperature range, because it is possible to suppress the occurrence of unevenness of the amorphous layer.

【0024】本発明における発光領域は、結晶品質が高いことが重要である。 Light-emitting region in [0024] the present invention, it is important crystal quality is high. この点につき、本発明者は、非晶質層を形成する工程の前に発光領域を形成することにより発光領域の結晶品質を高水準に維持しつつ非晶質層を形成できることを見いだした。 In this regard, the present inventors have found that can form an amorphous layer while maintaining high level of crystal quality of the light emitting region by forming a light-emitting region before the step of forming an amorphous layer. 発光領域の形成方法としては、エピタキシャル法を用いることができる。 As a method for forming the light emitting region, it is possible to use an epitaxial method.

【0025】本発明の半導体レーザを用い半導体レーザアレイ素子を作製するためには、個々の半導体レーザごとに非晶質層の加熱条件を変更する必要がある。 [0025] In order to manufacture a semiconductor laser array device using a semiconductor laser of the present invention, it is necessary to change the heating conditions of the amorphous layer for each individual semiconductor laser. ここで、非晶質層の加熱方法として、半導体レーザを発振させた状態にして発振波長を観測しながら行う方法を採れば、発振波長の調整を容易に行うことができる。 Here, as a method of heating the amorphous layer, taking a method performed while observing the oscillation wavelength in the state of oscillating the semiconductor laser, it is possible to easily adjust the oscillation wavelength. また、 Also,
電子線照射やレーザ光照射により局部加熱を行う方法が、作業効率上、有効である。 Method of performing local heating by electron beam irradiation or laser beam irradiation, the working efficiency, it is effective.

【0026】 [0026]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。 EXAMPLES The following examples will be described in detail with reference to the accompanying drawings of the present invention.

【0027】(実施例1)本発明の半導体レーザの一例について、図1を参照して説明する。 [0027] An example of a semiconductor laser (Embodiment 1) The present invention will be described with reference to FIG. 図1のレーザは、 Laser shown in FIG. 1,
n形GaAs基板10上に、多層反射膜11を有し、その上に発光領域(12、13、14)を有し、さらにその上に非晶質層15、および、多層反射膜16とを有する。 On the n-type GaAs substrate 10 has a multilayer reflective film 11, a light-emitting region (12, 13, 14) thereon, further amorphous layer 15 thereon, and, the multilayer reflective film 16 a. ここで、多層反射膜11は、光学長としてAlAs Here, the multilayer reflective film 11, AlAs as optical length
およびGaAsの発振波長の1/4に相当する層厚の半導体層を交互に22ペア積層した構造を有する。 And having a structure in which 22 pairs are alternately stacked semiconductor layers of layer thickness corresponding to a quarter of the GaAs of the oscillation wavelength. 発光領域は、n形GaAsからなるn形クラッド層12とIn Light emitting region, and the n-type cladding layer 12 made of n-type GaAs an In
GaAsからなる発光層13とp形GaAsからなるp p consisting of light emitting layer 13 and the p-type GaAs of GaAs
形クラッド層14で構成される。 Configured in the form cladding layer 14. 非晶質層15は、低温成長GaAs層からなる。 Amorphous layer 15 is made of a low-temperature grown GaAs layer. 多層反射膜16は、光学長としてSiO2およびTiO2の発振波長の1/4に相当する層厚の誘電体層を交互に7ペア積層した構造を有する。 Multilayer reflective film 16 has a structure in which alternating 7 pairs laminated dielectric layer having a thickness corresponding to a quarter of the oscillation wavelength of SiO2 and TiO2 as optical length. 電流注入は、電子はn形電極19からn形GaAs Current injection, electrons are n-type GaAs of n-type electrode 19
基板10、多層反射膜11、n形クラッド層12を経由し、一方、正孔はp形電極17、p形クラッド層14を経由して、それぞれ発光層13に注入される。 Substrate 10, via the multilayer reflective film 11, n-type cladding layer 12, whereas, the holes through the p-type electrode 17, the p-type cladding layer 14 are injected into each light-emitting layer 13. 電流狭窄は半絶縁性層18によって行われる。 Current confinement is effected by the semi-insulating layer 18. 本実施例のレーザは、非晶質層15が2つの反射膜の中間に位置するため、加熱工程によって屈折率を変化させることによって960−990nmの範囲で発振波長を変化させることができる。 The laser of the present embodiment, since the amorphous layer 15 is positioned between the two reflective films, it is possible to change the oscillation wavelength in the range of 960-990nm by changing the refractive index by the heating step. (実施例2)本発明の半導体レーザの一例について、図2を参照して説明する。 An example of a semiconductor laser (Embodiment 2) The present invention will be described with reference to FIG. 図2のレーザは、n形GaAs Laser of FIG. 2, n-type GaAs
基板20上に多層反射膜21を有し、その上に発光領域(22、23、24)を有し、さらにその上に非晶質多層反射膜25とを有する。 It has a multilayer reflective film 21 on the substrate 20, a light-emitting region (22, 23, 24) thereon, further comprising a amorphous multilayer reflective film 25 formed thereon. 多層反射膜21は、光学長としてAlAsおよびGaAsの発振波長の1/4に相当する層厚の半導体層を交互に22ペア積層した構造を有する。 Multilayer reflective film 21 has a structure in which 22 pairs are alternately stacked semiconductor layers of layer thickness corresponding to a quarter of AlAs and GaAs with an oscillation wavelength of an optical length. 発光領域は、n形GaAsからなるn形クラッド層22とInGaAsからなる発光層23とp形GaA Light emitting region, the light emitting layer 23 and the p-type GaA consisting n-type cladding layer 22 and InGaAs made of n-type GaAs
sからなるp形クラッド層24で構成される。 Formed of a p-type cladding layer 24 made of s. 非晶質多層反射膜25は、低温成長GaP層およびAlP層からなる。 Amorphous multilayer reflective film 25 is made of a low-temperature growth GaP layer and AlP layer. 電流注入は、電子はn形電極28からn形GaA Current injection, n-type GaA electrons from the n-type electrode 28
s基板20、多層反射膜21、n形クラッド層22を経由し、一方、正孔はp形電極26、p形クラッド層24 s substrate 20, via the multilayer reflective film 21, n-type cladding layer 22, whereas, holes p-type electrode 26, p-type cladding layer 24
を経由して、それぞれ発光層23に注入される。 Via, is injected into each of the light emitting layer 23. 電流狭窄は半絶縁性層27によって行われる。 Current confinement is effected by the semi-insulating layer 27. 本実施例のレーザは、2つの反射膜のうち上側の反射膜が非晶質層多層反射膜25であるため、加熱工程によって屈折率を変化させることによって反射波長帯域の中心波長が変化し、 The laser of the present embodiment, since the upper reflection films of the two reflective film is amorphous layer multilayer reflective film 25, the center wavelength of the reflection wavelength range by changing the refractive index by heating process is changed,
960−990nmの範囲で発振波長を変化させることができる。 It is possible to change the oscillation wavelength in the range of 960-990nm. (実施例3)本発明の半導体レーザの一例について、図3を参照して説明する。 An example of a semiconductor laser (Embodiment 3) The present invention will be described with reference to FIG. 図3のレーザは、n形GaAs Laser of FIG. 3, n-type GaAs
基板30上にn形AlGaAs層からなるn形導電層3 n Katachishirubedenso 3 consisting of n-type AlGaAs layer on the substrate 30
1を有し、その上に、発光領域(32、33、34)を有し、さらにその上に、多層反射膜36を有する。 Having 1, thereon, a light-emitting region (32, 33, 34), further thereon, having a multilayer reflective film 36. 光出射位置の部分はn形GaAs基板30が除去され、低温成長GaP層およびAlP層からなる非晶質多層反射膜35が形成される。 Portion of the light exit locations is n-type GaAs substrate 30 is removed, the amorphous multilayer reflective film 35 made of low-temperature grown GaP layer and AlP layer. 発光領域は、n形GaAsからなるn形クラッド層32とInGaAsからなる発光層33 Emission region, n-type cladding layer made of n-type GaAs 32 and the light-emitting layer 33 made of InGaAs
とp形GaAsからなるp形クラッド層34で構成される。 Formed of a p-type cladding layer 34 made of p-type GaAs and. 多層反射膜36は、光学長としてSiO2およびT Multilayer reflective film 36, an optical length SiO2 and T
iO2の発振波長の1/4に相当する層厚の誘電体層を交互に7ペア積層した構造を有する。 Having alternating seven pairs laminated structure of dielectric layer having a thickness corresponding to a quarter of the oscillation wavelength of io2. 電流注入は、電子はn形電極39からn形GaAs基板30、n形導電層31、n形クラッド層32を経由し、一方、正孔はp形電極37、p形クラッド層34を経由して、それぞれ発光層33に注入される。 Current injection, electrons through the n-type GaAs substrate 30, n Katachishirubedenso 31, n-type cladding layer 32 of n-type electrode 39, while holes through the p-type electrode 37, the p-type cladding layer 34 Te, it is injected into respective light-emitting layers 33. 電流狭窄は半絶縁性層38によって行われる。 Current confinement is effected by the semi-insulating layer 38. 本実施例のレーザは、2つの反射膜のうち下側の反射膜が非晶質層多層反射膜35であるため、 The laser of the present embodiment, the lower side of the reflective film of the two reflective film is amorphous layer multilayer reflective film 35,
加熱工程によって屈折率を変化させることによって反射波長帯域の中心波長が変化し、960−990nmの範囲で発振波長を変化させることができる。 The center wavelength of the reflection wavelength range by changing the refractive index by heating process is changed, it is possible to change the oscillation wavelength in the range of 960-990nm.

【0028】以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、非晶質層は結晶成長とは異なり格子整合条件に制約されることはなく、平坦に形成可能である。 [0028] Although the present invention is not limited to these embodiments, the amorphous layer is not to be constrained to the lattice matching condition differs from the crystal growth can be flat. すなわち、 That is,
InP基板を用いた1.1−1.6μm帯の面発光レーザにおいてもAlxGa(1―x)As(0≦x≦1)またはAlxGa(1―x)P(0≦x≦1)なる組成のIII―V族化合物半導体からなる非晶質層が適用できる。 Also AlxGa (1-x) As (0 ≦ x ≦ 1) or AlxGa (1-x) P (0 ≦ x ≦ 1) having a composition in the surface emitting laser 1.1-1.6μm wavelength Using InP substrate applicable amorphous layer made of group III-V compound semiconductor. (実施例4)本発明の半導体レーザの製造方法を、図4 The method of manufacturing a semiconductor laser (Embodiment 4) The present invention, FIG. 4
を参照して説明する。 With reference to the description. 図4(a)に示すように、まず、 As shown in FIG. 4 (a), first,
n形GaAs基板40上に多層反射膜41と、その上に発光領域(42、43、44)とを分子ビームエピタキシャル成長法(MBE)、または、有機金属気相成長法(MO−VPE)により順次積層する。 A multilayer reflective film 41 on the n-type GaAs substrate 40, the over the light-emitting region (42, 43, 44) and a molecular beam epitaxial growth method (MBE), or sequentially by a metal organic vapor phase epitaxy (MO-VPE) laminated. ここで、多層反射膜41は、光学長としてAlAsおよびGaAsの発振波長の1/4に相当する層厚の半導体層を交互に22 Here, the multilayer reflective film 41, a semiconductor layer having a thickness corresponding to a quarter of AlAs and GaAs with an oscillation wavelength of an optical length alternately 22
ペア積層した構造を有する。 With a pair of stacked structure. 発光領域は、n形GaAs Emission region, n-type GaAs
からなるn形クラッド層42とInGaAsからなる発光層43とp形GaAsからなるp形クラッド層44で構成される。 It consists of n-type cladding layer 42 and the light emitting layer 43 and the p-type cladding layer 44 made of p-type GaAs formed of InGaAs consisting. 次に、基板温度を150℃まで降温させ、 Next, to the substrate temperature is lowered to 0.99 ° C.,
Gaビーム量とAsビーム量のモル供給比率が1に極めて近くなるようにビーム量を調整し、低温成長GaAs Ga beam quantity and As beams of molar feed ratio by adjusting the beam quantity so very close to 1, low-temperature grown GaAs
層からなる非晶質層45を形成する。 Forming an amorphous layer 45 composed of the layer. 続いて同様にG Then in the same way G
a、Asのモル供給比が1に近くなるようにビーム量を調整し、かつ、250℃以下の基板温度を保ったまま、 a, while the molar feed ratio of As is adjusted beam quantity to be close to 1, and keeping the substrate temperature of 250 ° C. or less,
低温成長GaP層およびAlP層からなる非晶質多層反射膜46を形成する(図4(b))。 Forming an amorphous multilayer reflective film 46 made of low-temperature grown GaP layer and AlP layer (Figure 4 (b)). ここでは、上側の多層反射膜を非晶質多層反射膜としたが、SiO2およびTiO2等の誘電体層をスパッタ法で形成してもよい。 Here, although the upper multilayer reflective film and the amorphous multilayer reflective film may be formed a dielectric layer such as SiO2 and TiO2 by sputtering. つぎに、ウェハをエピタキシャル成長装置から取り出してp形電極47の形成および陽子イオン注入による半絶縁層48の形成を行う。 Next, the formation of the semi-insulating layer 48 by formation and proton ion implantation of p-type electrode 47 is taken out of the wafer from the epitaxial growth apparatus. 最後に、n形電極49を形成し、光出射側である基板裏面を鏡面研磨、ARコートする。 Finally, an n-type electrode 49, mirror-polished substrate back surface is a light emitting side, to AR coating.

【0029】次に、図5を参照して発振波長の調整方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 5 described method of adjusting the oscillation wavelength. 図5は、本発明になる面発光レーザの発振波長の調整法を説明するブロックダイアグラムである。 Figure 5 is a block diagram for explaining the method of adjusting the oscillation wavelength of the surface emitting laser according to the present invention. まず、面発光レーザ51を電源52を用いて発振させ、発振波長の計測を光スペクトラムアナライザ53 First, a surface emitting laser 51 is oscillated with the power source 52, an optical spectrum analyzer 53 to measure the oscillation wavelength
を用いて行う。 It carried out using a. 次に、CPU54において目標波長と測定波長と差異に基づき局部加熱温度、時間を計算する。 Next, localized heating temperature based on the measured wavelength and the difference between the target wavelength in a CPU 54, to calculate the time.
局部加熱は、YAGレーザ55のレーザ光をモニタ56 Local heating is monitoring laser light of YAG laser 55 56
で計測しつつ、ミラー59、レンズ系58を用いて面発光レーザ51の非晶質部に照射し、温度変化をパイロメータ57にて計測する。 In while measuring, the mirror 59, using the lens system 58 is irradiated to the amorphous portion of the surface emitting laser 51, to measure the temperature change in the pyrometer 57. 通常、AlxGa(1―x)As Usually, AlxGa (1-x) As
(0≦x≦1)またはAlxGa(1―x)P(0≦x≦1) (0 ≦ x ≦ 1) or AlxGa (1-x) P (0 ≦ x ≦ 1)
においては400〜600℃の温度で非晶質層の屈折率変化が生じる。 Refractive index change of the amorphous layer takes place at a temperature of 400 to 600 ° C. In. 上記の局部加熱後、発振波長を確認する。 After localized heating described above, to confirm the oscillation wavelength. このようにして局部加熱を発振波長が目標波長になるまで行うことによって、発振波長の調整が実現できる。 By performing up to the oscillation wavelength of the local heating in this way it becomes the target wavelength can be realized to adjust the oscillation wavelength.

【0030】 [0030]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば屈折率を形成後の加熱工程で変化させることが可能な非晶質半導体層を共振器中に設けることにより、加熱工程で発振波長を調整可能となる。 As it is evident from the foregoing description, by providing the amorphous semiconductor layer capable of changing the heating process after forming the refractive index according to the present invention in a resonator, an oscillation wavelength in the heating step adjustable to become. その結果、発振波長の調整が簡易で生産性に優れた波長多重用半導体レーザおよび半導体レーザアレイ素子とその製造方法を実現できる。 As a result, it is possible to realize a semiconductor laser adjustment for better wavelength multiplexing productivity by a simple oscillation wavelength and the semiconductor laser array device and its manufacturing method.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の半導体レーザの断面模式図である。 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of the present invention.

【図2】本発明の半導体レーザの断面模式図である。 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明の半導体レーザの断面模式図である。 3 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明の半導体レーザの製造方法の工程模式図である。 4 is a process schematic diagram of a method for fabricating a semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明の半導体レーザの発振波長の調整法を説明するブロックダイアグラムである。 Figure 5 is a semiconductor laser block diagram for explaining a method of adjusting the oscillation wavelength of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…n形GaAs基板 11…多層反射膜 12…n形クラッド層 13…発光層 14…p形クラッド層 15…非晶質層 16…多層反射膜 17…p形電極 18…半絶縁性層 19…n形電極 20…n形GaAs基板 21…多層反射膜 22…n形クラッド層 23…発光層 24…p形クラッド層 25…非晶質多層反射膜 26…p形電極 27…半絶縁性層 28…n形電極 30…n形GaAs基板 31…n形導電層 32…n形クラッド層 33…発光層 34…p形クラッド層 35…非晶質多層反射膜 36…多層反射膜 37…p形電極 38…半絶縁性層 39…n形電極 40…n形GaAs基板 41…多層反射膜 42…n形クラッド層 43…発光層 44…p形クラッド層 45…非晶質層 46…非晶質多層反射膜 47…p形電極 48…半絶 10 ... n-type GaAs substrate 11 ... multilayer reflective film 12 ... n-type cladding layer 13 ... light-emitting layer 14 ... p-type cladding layer 15 ... amorphous layer 16 ... multilayer reflective film 17 ... p-type electrode 18 ... semi-insulating layer 19 ... n-type electrode 20 ... n-type GaAs substrate 21 ... multilayer reflective film 22 ... n-type cladding layer 23 ... light-emitting layer 24 ... p-type cladding layer 25 ... amorphous multilayer reflective film 26 ... p-type electrodes 27 semi-insulating layer 28 ... n-type electrode 30 ... n-type GaAs substrate 31 ... n Katachishirubedenso 32 ... n-type cladding layer 33 ... light-emitting layer 34 ... p-type cladding layer 35 ... amorphous multilayer reflective film 36 ... multilayer reflective film 37 ... p-type electrodes 38 ... semi-insulating layer 39 ... n-type electrode 40 ... n-type GaAs substrate 41 ... multilayer reflective film 42 ... n-type cladding layer 43 ... light-emitting layer 44 ... p-type cladding layer 45 ... amorphous layer 46 ... amorphous multilayer reflective film 47 ... p-type electrode 48 ... half absolute 縁性層 49…n形電極 51…半導体レーザ 52…電源 53…光スペクトラムアナライザ 54…CPU 55…YAGレーザ 56…モニタ 57…パイロメータ 58…レンズ系 59…ミラー Edge layer 49 ... n-type electrode 51 ... semiconductor laser 52 ... power supply 53 ... optical spectrum analyzer 54 ... CPU 55 ... YAG laser 56 ... monitor 57 ... pyrometer 58 ... lens system 59 ... mirror

Claims (11)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 発光領域と、該発光領域を挟む第1の反射膜および第2の反射膜とを備えた共振器を有する面発光型の半導体レーザにおいて、前記共振器中に加熱処理によって発振波長の調整を可能とする非晶質層を有することを特徴とする半導体レーザ。 And 1. A light emitting region, the first reflection film and the second reflecting film and the VCSEL having a resonator having a sandwiching the light emitting region oscillated, by heat treatment in the resonator a semiconductor laser and having an amorphous layer to allow adjustment of the wavelength.
  2. 【請求項2】 前記第1の反射膜と前記発光領域の間および前記第2の反射膜と前記発光領域の間の少なくとも一方の位置に前記非晶質層を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。 2. A method according to claim characterized in that it comprises the amorphous layer on at least one position between the first reflecting film and the light-emitting region and between the second reflective layer of the light emitting region the semiconductor laser according to 1.
  3. 【請求項3】 前記第1の反射膜と前記第2の反射膜の少なくとも一方が、加熱処理によって発振波長の調整を可能とする非晶質層からなり、該非晶質層が2層以上の多層構造を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体レーザ。 Wherein at least one of the first reflection film and the second reflecting film is made of amorphous layer for enabling adjustment of the oscillation wavelength by the heat treatment, the amorphous layer is not less than 2 layers the semiconductor laser according to claim 1 or 2, characterized in that it has a multilayer structure.
  4. 【請求項4】 GaAsまたはInPからなる基板を有し、前記非晶質層がAlxGa(1―x)As(0≦x≦1) 4. A comprising a substrate made of GaAs or InP, the amorphous layer is AlxGa (1-x) As (0 ≦ x ≦ 1)
    またはAlxGa(1―x)P(0≦x≦1)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体レーザ。 Or AlxGa (1-x) The semiconductor laser according to claim 1, characterized in that the P (0 ≦ x ≦ 1).
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の半導体レーザの非晶質層の少なくとも一部の領域を加熱処理し、発振波長を所定波長に調整したことを特徴とする半導体レーザ。 5. A heat treatment at least a portion of a region of the amorphous layer of the semiconductor laser according to any one of claims 1 to 4, a semiconductor laser, characterized in that to adjust the oscillation wavelength to a predetermined wavelength.
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の半導体レーザの製造方法において、基板の温度が50℃以上250℃以下の状態で非晶質層を形成する工程と、該工程の後、前記非晶質層の少なくとも一部の領域を局部的に加熱する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 6. A method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 5, comprising the steps of temperature of the substrate to form an amorphous layer in a state of 50 ° C. or higher 250 ° C. or less, after of the step, the amorphous the method of manufacturing a semiconductor laser which comprises the step of locally heating at least a portion of the region of the layer.
  7. 【請求項7】 前記発光領域を形成後、前記非晶質層を形成する工程を行うことを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザの製造方法。 7. After forming the light-emitting region, a semiconductor laser manufacturing method according to claim 6, characterized in that a step of forming the amorphous layer.
  8. 【請求項8】 前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、半導体レーザを発振させた状態にして発振波長を観測しながら局部加熱し、発振波長を調整することを特徴とする請求項6または7に記載の半導体レーザの製造方法。 At least part of the region of wherein said amorphous layer, claim to localized heating while observing the oscillation wavelength in the state of oscillating the semiconductor laser, and adjusts the oscillation wavelength 6 or a semiconductor laser manufacturing method according to 7.
  9. 【請求項9】 前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、電子線を用いて局部的に加熱することを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 Wherein said at least part of a region of the amorphous layer, a semiconductor laser manufacturing method according to any one of claims 6-8, characterized in that the locally heated using an electron beam.
  10. 【請求項10】 前記非晶質層の少なくとも一部の領域を、レーザ光線を用いて局部的に加熱することを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 Wherein said at least part of a region of the amorphous layer, a semiconductor laser manufacturing method according to any one of claims 6-8, characterized in that the locally heated using a laser beam.
  11. 【請求項11】 請求項1〜5のいずれかに記載の半導体レーザを複数有することを特徴とする半導体レーザアレイ素子。 11. A semiconductor laser array device characterized by having a plurality of semiconductor laser according to claim 1.
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