JPH11220206A - 多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH11220206A JPH11220206A JP1937598A JP1937598A JPH11220206A JP H11220206 A JPH11220206 A JP H11220206A JP 1937598 A JP1937598 A JP 1937598A JP 1937598 A JP1937598 A JP 1937598A JP H11220206 A JPH11220206 A JP H11220206A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振波長の異なる半導体レーザを備えた多波
長面発光レーザ装置を簡易にして低コストに、しかも波
長制御性良く製造する製造方法を提供する。 【解決手段】 ｎ型半導体基板上にｎ型多層膜反射鏡、
下側クラッド層、活性層、および上側クラッド層を順に
積層した後（第１工程）、上側クラッド層上にマスク幅
の異なる複数のマスクを形成し、これらのマスクを用い
て膜厚の異なる複数の波長チューニング層をそれぞれ選
択成長させる（第２工程）。その後、こらの波長チュー
ニング層上にｐ型の多層膜反射鏡を形成し（第３工
程）、上記各波長チューニング層を含む半導体レーザ領
域をそれぞれメサ加工し、電極形成して共振器長を異な
らせた面発光半導体レーザを実現する。
長面発光レーザ装置を簡易にして低コストに、しかも波
長制御性良く製造する製造方法を提供する。 【解決手段】 ｎ型半導体基板上にｎ型多層膜反射鏡、
下側クラッド層、活性層、および上側クラッド層を順に
積層した後（第１工程）、上側クラッド層上にマスク幅
の異なる複数のマスクを形成し、これらのマスクを用い
て膜厚の異なる複数の波長チューニング層をそれぞれ選
択成長させる（第２工程）。その後、こらの波長チュー
ニング層上にｐ型の多層膜反射鏡を形成し（第３工
程）、上記各波長チューニング層を含む半導体レーザ領
域をそれぞれメサ加工し、電極形成して共振器長を異な
らせた面発光半導体レーザを実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発振波長の異なる面
発光半導体レーザ装置を波長制御性良く簡易に、しかも
低コストに製作することのできる多波長面発光半導体レ
ーザ装置の製造方法に関する。
発光半導体レーザ装置を波長制御性良く簡易に、しかも
低コストに製作することのできる多波長面発光半導体レ
ーザ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】近時、半導体レーザ装置の開発が
盛んに進められている。中でも面発光半導体レーザ装置
は２次元アレイ化が容易であり、光インターコネクショ
ンへの応用が期待されている。また面発光半導体レーザ
装置を多波長化することで、光通信におけるＷＤＭ（波
長多重分離）システムへの応用も期待されている。
盛んに進められている。中でも面発光半導体レーザ装置
は２次元アレイ化が容易であり、光インターコネクショ
ンへの応用が期待されている。また面発光半導体レーザ
装置を多波長化することで、光通信におけるＷＤＭ（波
長多重分離）システムへの応用も期待されている。
【０００３】この種の多波長面発光半導体レーザ装置と
して、例えば図３に示すように波長チューニング層を備
えることで共振器長を変化させ、これによって発振波長
を変化させた素子構造のものが知られている。この多波
長面発光半導体レーザ装置の素子構造をその製造工程に
従って簡単に説明すると、先ず図３(ａ)に示すようにｎ
-ＧaＡs基板１上に、例えばＭＢＥ（分子線エピタキシ
ー）法を用いてｎ-ＧaＡs層とn-ＡlＡs層との１８ペア
からなる多層膜のｎ-ＤＢＲ（分布反射型）ミラー層
２、Ａl0.25ＧaＡs下側クラッド層３、ＩnＧaＡs量子井
戸活性層４、そしてＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層５を
順に結晶成長させる。
して、例えば図３に示すように波長チューニング層を備
えることで共振器長を変化させ、これによって発振波長
を変化させた素子構造のものが知られている。この多波
長面発光半導体レーザ装置の素子構造をその製造工程に
従って簡単に説明すると、先ず図３(ａ)に示すようにｎ
-ＧaＡs基板１上に、例えばＭＢＥ（分子線エピタキシ
ー）法を用いてｎ-ＧaＡs層とn-ＡlＡs層との１８ペア
からなる多層膜のｎ-ＤＢＲ（分布反射型）ミラー層
２、Ａl0.25ＧaＡs下側クラッド層３、ＩnＧaＡs量子井
戸活性層４、そしてＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層５を
順に結晶成長させる。
【０００４】次いで図３(ｂ)に示すように上記Ａl0.25
ＧaＡs上側クラッド層５上の所望の箇所に、マスクＭＥ
Ｂ法によりＡl0.25ＧaＡsチューニング層６を所定の厚
みに選択成長させ、しかる後、図３(ｃ)に示すようにそ
の全面にｐ-ＧaＡs層とｐ-ＡlＡs層との１４.５ペアか
らなる多層膜のｐ-ＤＢＲミラー層７を成長させる。そ
の後、図３(ｄ)に示すようにＲＩＢＥ（反応性イオンビ
ームエッチング）等のドライエッチングにより、前記Ａ
l0.25ＧaＡsチューニング層６を形成した領域、および
チューニング層６を形成していない領域のそれぞれにお
いて、前記ｐ-ＤＢＲミラー層７の上面側から前記Ａl
0.25ＧaＡs下側クラッド層３に達するまでそれぞれメサ
・エッチングして直径２５μｍの円柱形状のエアポスト
を形成する。次いで各エアポストの前記ｐ-ＤＢＲミラ
ー層７の上面にｐ電極（アノード）８を、各エアポスト
の周囲の上記エッチングにより露出したＡl0.25ＧaＡs
下側クラッド層３上にｎ電極（カソード）９をそれぞれ
形成することで、前記各エアポストの前記ｎ-ＧaＡs基
板１の下面側から波長λ1,λ2のレーザ光を発振出力す
る多波長面発光レーザ装置（アレイ）が実現される。
ＧaＡs上側クラッド層５上の所望の箇所に、マスクＭＥ
Ｂ法によりＡl0.25ＧaＡsチューニング層６を所定の厚
みに選択成長させ、しかる後、図３(ｃ)に示すようにそ
の全面にｐ-ＧaＡs層とｐ-ＡlＡs層との１４.５ペアか
らなる多層膜のｐ-ＤＢＲミラー層７を成長させる。そ
の後、図３(ｄ)に示すようにＲＩＢＥ（反応性イオンビ
ームエッチング）等のドライエッチングにより、前記Ａ
l0.25ＧaＡsチューニング層６を形成した領域、および
チューニング層６を形成していない領域のそれぞれにお
いて、前記ｐ-ＤＢＲミラー層７の上面側から前記Ａl
0.25ＧaＡs下側クラッド層３に達するまでそれぞれメサ
・エッチングして直径２５μｍの円柱形状のエアポスト
を形成する。次いで各エアポストの前記ｐ-ＤＢＲミラ
ー層７の上面にｐ電極（アノード）８を、各エアポスト
の周囲の上記エッチングにより露出したＡl0.25ＧaＡs
下側クラッド層３上にｎ電極（カソード）９をそれぞれ
形成することで、前記各エアポストの前記ｎ-ＧaＡs基
板１の下面側から波長λ1,λ2のレーザ光を発振出力す
る多波長面発光レーザ装置（アレイ）が実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した如くして製作
される素子構造の多波長面発光レーザ装置によれば、領
域選択成長により形成したＡl0.25ＧaＡsチューニング
層６の厚みを調整し、これによって一対のＤＢＲミラー
層２,７間の共振器長を変化させることで、その発振波
長を容易に変化させることができる。
される素子構造の多波長面発光レーザ装置によれば、領
域選択成長により形成したＡl0.25ＧaＡsチューニング
層６の厚みを調整し、これによって一対のＤＢＲミラー
層２,７間の共振器長を変化させることで、その発振波
長を容易に変化させることができる。
【０００６】しかしながら従来においては、マスクＭＢ
Ｅ法を用いてチューニング層６を選択成長させているの
で、発振波長（共振器長）に直接関与する膜厚を高精度
に制御することが非常に困難である。しかも１回の結晶
成長において、同一面内で膜厚の異なるチューニング層
６を結晶成長させることができないので、容易に発振波
長を増やすことができないと言う問題がある。即ち、発
振波長の異なる多くの半導体レーザ装置を同一基板上に
実現するには、マスクＭＢＥ法によるチューニング層６
の選択成長を繰り返し実行してチューニング層６の膜厚
を領域毎に変化させることが必要であり、製造コストが
嵩むと言う不具合がある。
Ｅ法を用いてチューニング層６を選択成長させているの
で、発振波長（共振器長）に直接関与する膜厚を高精度
に制御することが非常に困難である。しかも１回の結晶
成長において、同一面内で膜厚の異なるチューニング層
６を結晶成長させることができないので、容易に発振波
長を増やすことができないと言う問題がある。即ち、発
振波長の異なる多くの半導体レーザ装置を同一基板上に
実現するには、マスクＭＢＥ法によるチューニング層６
の選択成長を繰り返し実行してチューニング層６の膜厚
を領域毎に変化させることが必要であり、製造コストが
嵩むと言う不具合がある。
【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、発振波長を異にする複数の半導
体レーザを備えた多波長面発光半導体レーザ装置を簡易
にして低コストに、しかも波長制御性良く製造すること
のできる多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法を提
供することにある。
たもので、その目的は、発振波長を異にする複数の半導
体レーザを備えた多波長面発光半導体レーザ装置を簡易
にして低コストに、しかも波長制御性良く製造すること
のできる多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る多波長面発光レーザ装置の製造方法
は、第１導電性、例えばｎ型の半導体基板上に第１導電
性の多層膜反射鏡、下側クラッド層、活性層、および上
側クラッド層を順次結晶成長させた後（第１の工程）、
上記上側クラッド層上にマスク幅の異なる複数のマスク
を形成してこれらのマスクを用いて膜厚の異なる複数の
波長チューニング層を選択成長させ（第２の工程）、次
いで前記マスクを除去した後、前記複数の波長チューニ
ング層上に前記半導体基板とは導電性を異にする第２導
電性、例えばｐ型の多層膜反射鏡を形成する（第３の工
程）ことを特徴としている。
べく本発明に係る多波長面発光レーザ装置の製造方法
は、第１導電性、例えばｎ型の半導体基板上に第１導電
性の多層膜反射鏡、下側クラッド層、活性層、および上
側クラッド層を順次結晶成長させた後（第１の工程）、
上記上側クラッド層上にマスク幅の異なる複数のマスク
を形成してこれらのマスクを用いて膜厚の異なる複数の
波長チューニング層を選択成長させ（第２の工程）、次
いで前記マスクを除去した後、前記複数の波長チューニ
ング層上に前記半導体基板とは導電性を異にする第２導
電性、例えばｐ型の多層膜反射鏡を形成する（第３の工
程）ことを特徴としている。
【０００９】即ち、本発明はマスク幅の異なる複数のマ
スクを用いて、前記上側クラッド層上に膜厚の異なる複
数の波長チューニング層を一括して選択成長させること
で、厚みの異なる複数の波長チューニング層をそれぞれ
有して発振波長を互いに異ならせた複数の面発光半導体
レーザを備えた多波長面発光半導体レーザ装置を波長制
御性良く簡易に、且つ低コストに製作することを特徴と
している。
スクを用いて、前記上側クラッド層上に膜厚の異なる複
数の波長チューニング層を一括して選択成長させること
で、厚みの異なる複数の波長チューニング層をそれぞれ
有して発振波長を互いに異ならせた複数の面発光半導体
レーザを備えた多波長面発光半導体レーザ装置を波長制
御性良く簡易に、且つ低コストに製作することを特徴と
している。
【００１０】特に本発明の好ましい態様としては、請求
項２に記載するように前記複数のマスクを、開口内径が
等しく、且つ外径の異なる円環状の複数のマイクとして
所定の距離を隔ててそれぞれ形成し、前記複数の波長チ
ューニング層を上記各マスクの開口部にそれぞれ一括し
て選択成長させることを特徴としている。
項２に記載するように前記複数のマスクを、開口内径が
等しく、且つ外径の異なる円環状の複数のマイクとして
所定の距離を隔ててそれぞれ形成し、前記複数の波長チ
ューニング層を上記各マスクの開口部にそれぞれ一括し
て選択成長させることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る多波長面発光半導体レーザ装置の製造方
法について説明する。図１および図２は本発明の一実施
形態に係る多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法
を、その工程手順に従って分解して示している。この製
造方法について説明すると先ず図１(ａ)に示すように、
例えばｎ-ＧaＡs基板１１上にＭＯＣＶＤ（有機金属気
相成長）法を用いてｎ-ＧaＡs層とn-ＡlＡs層との１８
ペアからなる多層膜のｎ-ＤＢＲミラー層１２、Ａl0.25
ＧaＡs下側クラッド層１３、ＩnＧaＡs量子井戸活性層
１４、そしてＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５を順に
結晶成長させる。尚、上記ｎ-ＤＢＲミラー層１２を形
成するｎ-ＧaＡs層およびn-ＡlＡs層については、その
厚みをそれぞれλ／４ｎとする［第１工程］。また最上
面の上記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５は、大気に
晒すとその表面が酸化されて、再成長面があれる虞があ
るので、上記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上にＩn
ＧaＰ層を５ｎｍ程度設けるようにしても良い。
実施形態に係る多波長面発光半導体レーザ装置の製造方
法について説明する。図１および図２は本発明の一実施
形態に係る多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法
を、その工程手順に従って分解して示している。この製
造方法について説明すると先ず図１(ａ)に示すように、
例えばｎ-ＧaＡs基板１１上にＭＯＣＶＤ（有機金属気
相成長）法を用いてｎ-ＧaＡs層とn-ＡlＡs層との１８
ペアからなる多層膜のｎ-ＤＢＲミラー層１２、Ａl0.25
ＧaＡs下側クラッド層１３、ＩnＧaＡs量子井戸活性層
１４、そしてＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５を順に
結晶成長させる。尚、上記ｎ-ＤＢＲミラー層１２を形
成するｎ-ＧaＡs層およびn-ＡlＡs層については、その
厚みをそれぞれλ／４ｎとする［第１工程］。また最上
面の上記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５は、大気に
晒すとその表面が酸化されて、再成長面があれる虞があ
るので、上記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上にＩn
ＧaＰ層を５ｎｍ程度設けるようにしても良い。
【００１２】次いで図１(ｂ)(ｃ)にそれぞれ示すように
前記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上にＳiＯ2膜か
らなる複数（例えば８個）の円環状のマスク１６（１６
a,１６b,〜１６n）を所定の距離を隔ててそれぞれ形成
する。この際、図１(ｃ)にその平面構造を模式的に示す
ように円環状の各マスク１６の開口径（直径）Ｗｇを、
例えば５０μｍ一定とし、そのマスク幅Ｗｘがそれぞれ
１０,１５,２０,２５,３０,３５,４０,４５μｍとなる
ように設定する。つまり円形の開口形状が等しく、その
周囲のマスク幅が異なる複数（８個）のマスク１６を、
後述する選択成長において互いに影響が及ぶことのない
距離を隔ててそれぞれ形成する。
前記Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上にＳiＯ2膜か
らなる複数（例えば８個）の円環状のマスク１６（１６
a,１６b,〜１６n）を所定の距離を隔ててそれぞれ形成
する。この際、図１(ｃ)にその平面構造を模式的に示す
ように円環状の各マスク１６の開口径（直径）Ｗｇを、
例えば５０μｍ一定とし、そのマスク幅Ｗｘがそれぞれ
１０,１５,２０,２５,３０,３５,４０,４５μｍとなる
ように設定する。つまり円形の開口形状が等しく、その
周囲のマスク幅が異なる複数（８個）のマスク１６を、
後述する選択成長において互いに影響が及ぶことのない
距離を隔ててそれぞれ形成する。
【００１３】しかる後、これらのマスク１６を用いて、
例えばＭＯＣＶＤ法により前記Ａl0 .25ＧaＡs上側クラ
ッド層１５上に、図１(ｂ)に示すようにＩnＧaＰチュー
ニング層１７を選択成長させる［第２工程］。このとき
各マスク１６の開口部にそれぞれ選択成長するＩnＧaＰ
チューニング層１７の厚みは、マスク１６の開口径Ｗｇ
が一定である為、前記各マスク１６の幅Ｗｘによって変
化し、マスク幅Ｗｘが広いことで該マスク領域から開口
部に流れ込むＩn成分とＧa成分、特にＩn成分が多い
程、上記各開口部に結晶成長するＩnＧaＰチューニング
層１７の膜厚が厚くなる。このような膜厚の変化は前記
各マスク１６の開口径Ｗｇおよび幅Ｗｘの設定と、ＭＯ
ＣＶＤ法によるＩnＧaＰの結晶成長速度の調整により高
精度に制御される。
例えばＭＯＣＶＤ法により前記Ａl0 .25ＧaＡs上側クラ
ッド層１５上に、図１(ｂ)に示すようにＩnＧaＰチュー
ニング層１７を選択成長させる［第２工程］。このとき
各マスク１６の開口部にそれぞれ選択成長するＩnＧaＰ
チューニング層１７の厚みは、マスク１６の開口径Ｗｇ
が一定である為、前記各マスク１６の幅Ｗｘによって変
化し、マスク幅Ｗｘが広いことで該マスク領域から開口
部に流れ込むＩn成分とＧa成分、特にＩn成分が多い
程、上記各開口部に結晶成長するＩnＧaＰチューニング
層１７の膜厚が厚くなる。このような膜厚の変化は前記
各マスク１６の開口径Ｗｇおよび幅Ｗｘの設定と、ＭＯ
ＣＶＤ法によるＩnＧaＰの結晶成長速度の調整により高
精度に制御される。
【００１４】次いで前記ＳiＯ2膜からなる複数のマスク
１６（１６a,１６b,〜１６n）を除去した後、図２(ａ)
に示すように前記ＩnＧaＰチューニング層１７を選択成
長させたＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５の全面に、
ｐ-ＧaＡs層とｐ-ＡlＡs層との１４.５ペアからなる多
層膜のｐ-ＤＢＲミラー層１８、そしてｐ-ＧaＡsコンタ
クト層１９をＭＯＣＶＤを用いて順に積層形成する［第
３工程］。尚、実際には前記ＩnＧaＰチューニング層１
７を形成する際に前記複数のマスク１６間（各マスク１
６の外側）にもＩnＧaＰ層が形成され、この領域のＩn
ＧaＰ層の上面にも前記ｐ-ＤＢＲミラー層１８およびｐ
-ＧaＡsコンタクト層１９が形成されることになる。し
かしながらこのマスク間領域は後述するように半導体レ
ーザとして利用しないことから図２(ａ)では省略してあ
る。
１６（１６a,１６b,〜１６n）を除去した後、図２(ａ)
に示すように前記ＩnＧaＰチューニング層１７を選択成
長させたＡl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５の全面に、
ｐ-ＧaＡs層とｐ-ＡlＡs層との１４.５ペアからなる多
層膜のｐ-ＤＢＲミラー層１８、そしてｐ-ＧaＡsコンタ
クト層１９をＭＯＣＶＤを用いて順に積層形成する［第
３工程］。尚、実際には前記ＩnＧaＰチューニング層１
７を形成する際に前記複数のマスク１６間（各マスク１
６の外側）にもＩnＧaＰ層が形成され、この領域のＩn
ＧaＰ層の上面にも前記ｐ-ＤＢＲミラー層１８およびｐ
-ＧaＡsコンタクト層１９が形成されることになる。し
かしながらこのマスク間領域は後述するように半導体レ
ーザとして利用しないことから図２(ａ)では省略してあ
る。
【００１５】しかる後、図２(ｂ)に示すように前記ｐ-
ＧaＡsコンタクト層１９を前記各ＩnＧaＰチューニング
層１７に合わせてそれぞれ円環状にエッチング加工した
後、その上にｐ電極２０を円環状に蒸着形成する。その
後、ＲＩＢＥによるドライエッチングにより前記円環状
のｐ電極２０の周囲を前記ｎ-ＤＢＲミラー層１２に至
るまでメサ・エッチングし、前記各ＩnＧaＰチューニン
グ層１７をそれぞれ含む直径２０μｍの円柱状のエアポ
ストを形成する。次いで各エアポストの周面にＳiＯ2膜
を絶縁層２１として形成し、更にリフトオフ法を用いて
前記各エアポストの周囲のエッチングにより露出したｎ
-ＤＢＲミラー層１２の上面にｎ電極２２をそれぞれ円
環状に形成する。そして上記各ｐ電極２０およびｎ電極
２２にそれぞれ電極配線を施すことで多波長面発光半導
体レーザ装置を完成させる。
ＧaＡsコンタクト層１９を前記各ＩnＧaＰチューニング
層１７に合わせてそれぞれ円環状にエッチング加工した
後、その上にｐ電極２０を円環状に蒸着形成する。その
後、ＲＩＢＥによるドライエッチングにより前記円環状
のｐ電極２０の周囲を前記ｎ-ＤＢＲミラー層１２に至
るまでメサ・エッチングし、前記各ＩnＧaＰチューニン
グ層１７をそれぞれ含む直径２０μｍの円柱状のエアポ
ストを形成する。次いで各エアポストの周面にＳiＯ2膜
を絶縁層２１として形成し、更にリフトオフ法を用いて
前記各エアポストの周囲のエッチングにより露出したｎ
-ＤＢＲミラー層１２の上面にｎ電極２２をそれぞれ円
環状に形成する。そして上記各ｐ電極２０およびｎ電極
２２にそれぞれ電極配線を施すことで多波長面発光半導
体レーザ装置を完成させる。
【００１６】かくして上述したようにして製造される多
波長面発光半導体レーザ装置によれば、複数の円柱状エ
アポストとして実現される半導体レーザにおける各Ｉn
ＧaＰチューニング層１７の厚みをそれぞれ異ならせ、
これによって前記ＤＢＲミラー層１２,１８間の共振器
長、ひいてはその発振波長を効果的に異ならせることが
できる。しかもＩnＧaＰチューニング層１７を結晶成長
させる上でのマスク１６の開口径Ｗｇと幅Ｗｘとを適宜
選択することで、１回の選択気相成長だけにより各Ｉn
ＧaＰチューニング層１７の膜厚を、高精度に膜厚制御
しながらそれぞれ異ならせることができる。
波長面発光半導体レーザ装置によれば、複数の円柱状エ
アポストとして実現される半導体レーザにおける各Ｉn
ＧaＰチューニング層１７の厚みをそれぞれ異ならせ、
これによって前記ＤＢＲミラー層１２,１８間の共振器
長、ひいてはその発振波長を効果的に異ならせることが
できる。しかもＩnＧaＰチューニング層１７を結晶成長
させる上でのマスク１６の開口径Ｗｇと幅Ｗｘとを適宜
選択することで、１回の選択気相成長だけにより各Ｉn
ＧaＰチューニング層１７の膜厚を、高精度に膜厚制御
しながらそれぞれ異ならせることができる。
【００１７】例えば共振器長を発振波長程度、具体的に
は波長λ（＝９８０ｎｍ）に対する共振器長を３６０ｎ
ｍ程度（ｎ＝３.２）とし、ＤＢＲミラー層１２,１８の
波長を９７２ｎｍに合わせた場合、ＩnＧaＰチューニン
グ層１７の厚みを７.６ｎｍとすることでその発振波長
λ1を９７８ｎｍ、またＩnＧaＰチューニング層１７の
厚みを１５.２ｎｍとすることでその発振波長λ2を９８
４ｎｍとすることができる。ちなみに前述したようにマ
スク幅Ｗｘをそれぞれ１０,１５,２０,２５,３０,３５,
４０,４５μｍとし、開口径（直径）Ｗｇを５０μｍと
した８個のマスク１６（１６a,１６b,〜１６n）を用い
て厚みの異なるＩnＧaＰチューニング層１７を形成した
上記素子構造の多波長面発光半導体レーザ装置の場合、
発振波長が９７２,９７４,９７６,９７８,９８０,９８
２,９８４,９８６ｎｍなるレーザ光をそれぞれ安定に得
ることができた。
は波長λ（＝９８０ｎｍ）に対する共振器長を３６０ｎ
ｍ程度（ｎ＝３.２）とし、ＤＢＲミラー層１２,１８の
波長を９７２ｎｍに合わせた場合、ＩnＧaＰチューニン
グ層１７の厚みを７.６ｎｍとすることでその発振波長
λ1を９７８ｎｍ、またＩnＧaＰチューニング層１７の
厚みを１５.２ｎｍとすることでその発振波長λ2を９８
４ｎｍとすることができる。ちなみに前述したようにマ
スク幅Ｗｘをそれぞれ１０,１５,２０,２５,３０,３５,
４０,４５μｍとし、開口径（直径）Ｗｇを５０μｍと
した８個のマスク１６（１６a,１６b,〜１６n）を用い
て厚みの異なるＩnＧaＰチューニング層１７を形成した
上記素子構造の多波長面発光半導体レーザ装置の場合、
発振波長が９７２,９７４,９７６,９７８,９８０,９８
２,９８４,９８６ｎｍなるレーザ光をそれぞれ安定に得
ることができた。
【００１８】かくして上述した如く工程に従って多波長
面発光半導体レーザ装置を製作する本製造方法によれ
ば、Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上に形成する領
域選択成長用のＳiＯ2膜からなる複数のマスク１６（１
６a,１６b,〜１６n）の開口径Ｗｇと幅Ｗｘと適宜異な
らせて設定し、これらのマスク１６を用いてＭＯＣＶＤ
法により膜厚の異なる複数のＩnＧaＰチューニング層１
７を一括して選択成長させるので、発振波長が互いに異
なる複数の面発光半導体レーザを備えたアレイ構造をな
す多波長面発光半導体レーザ装置を簡易に、しかも安価
に製作することができる。特に膜厚の異なる複数のＩn
ＧaＰチューニング層１７を１回の選択成長だけで形成
することができるので、マスクＭＢＥ法を用いた従来の
製造方法に比較して、その製造工程の大幅な簡略化を図
ることができる。しかも前記複数のマスク１６の幅Ｗｘ
を調整することで、前記各ＩnＧaＰチューニング層１７
の厚みをそれぞれ高精度に調整することができるので、
ＤＢＲミラー層１２,１８間の共振器長、ひいてはその
発振波長に対する制御性が極めて良好である等の実用上
多大なる効果が奏せられる。
面発光半導体レーザ装置を製作する本製造方法によれ
ば、Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層１５上に形成する領
域選択成長用のＳiＯ2膜からなる複数のマスク１６（１
６a,１６b,〜１６n）の開口径Ｗｇと幅Ｗｘと適宜異な
らせて設定し、これらのマスク１６を用いてＭＯＣＶＤ
法により膜厚の異なる複数のＩnＧaＰチューニング層１
７を一括して選択成長させるので、発振波長が互いに異
なる複数の面発光半導体レーザを備えたアレイ構造をな
す多波長面発光半導体レーザ装置を簡易に、しかも安価
に製作することができる。特に膜厚の異なる複数のＩn
ＧaＰチューニング層１７を１回の選択成長だけで形成
することができるので、マスクＭＢＥ法を用いた従来の
製造方法に比較して、その製造工程の大幅な簡略化を図
ることができる。しかも前記複数のマスク１６の幅Ｗｘ
を調整することで、前記各ＩnＧaＰチューニング層１７
の厚みをそれぞれ高精度に調整することができるので、
ＤＢＲミラー層１２,１８間の共振器長、ひいてはその
発振波長に対する制御性が極めて良好である等の実用上
多大なる効果が奏せられる。
【００１９】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば一対のＢＤＲミラー層に挟まれ
た面発光レーザをｐ型半導体基板上に形成する場合にも
本発明を同様に適用することができる。また波長チュー
ニング層の厚みについては、所望とするレーザ発振波長
等に応じて定めれば良いものである。また実施形態にお
いては円環状のマスクを用いたが、マスク幅の異なる複
数のストライプ状のマスクを形成して波長チューニング
層の厚みを変えるようにしても良い。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
るものではない。例えば一対のＢＤＲミラー層に挟まれ
た面発光レーザをｐ型半導体基板上に形成する場合にも
本発明を同様に適用することができる。また波長チュー
ニング層の厚みについては、所望とするレーザ発振波長
等に応じて定めれば良いものである。また実施形態にお
いては円環状のマスクを用いたが、マスク幅の異なる複
数のストライプ状のマスクを形成して波長チューニング
層の厚みを変えるようにしても良い。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１導電性の半導体基板上に順次結晶成長させた第１導電
性の多層膜反射鏡、下側クラッド層、活性層、および上
側クラッド層からなる多層膜上にマスク幅の異なる複数
のマスクを形成し、これらのマスクを用いて膜厚の異な
る複数の波長チューニング層をそれぞれ選択成長させた
後、これらの波長チューニング層上に第２導電性の多層
膜反射鏡を形成して多波長面発光半導体レーザ装置を製
作するので、波長制御性が良く、しかも簡易であり、更
には製作コストの低減を図ることができる等の実用上多
大なる効果が奏せられる。
１導電性の半導体基板上に順次結晶成長させた第１導電
性の多層膜反射鏡、下側クラッド層、活性層、および上
側クラッド層からなる多層膜上にマスク幅の異なる複数
のマスクを形成し、これらのマスクを用いて膜厚の異な
る複数の波長チューニング層をそれぞれ選択成長させた
後、これらの波長チューニング層上に第２導電性の多層
膜反射鏡を形成して多波長面発光半導体レーザ装置を製
作するので、波長制御性が良く、しかも簡易であり、更
には製作コストの低減を図ることができる等の実用上多
大なる効果が奏せられる。
【００２１】特に請求項２に記載するように前記複数の
マスクを、開口内径が等しく、且つ外径の異なる円環状
の複数のマイクとして所定の距離を隔ててそれぞれ形成
し、前記複数の波長チューニング層を上記各マスクの開
口部にそれぞれ一括して選択成長させるので、１回の結
晶成長工程だけで膜厚の異なる波長チューニング層を簡
単に、しかも波長制御性良く形成することができる等の
多大なる効果が奏せられる。
マスクを、開口内径が等しく、且つ外径の異なる円環状
の複数のマイクとして所定の距離を隔ててそれぞれ形成
し、前記複数の波長チューニング層を上記各マスクの開
口部にそれぞれ一括して選択成長させるので、１回の結
晶成長工程だけで膜厚の異なる波長チューニング層を簡
単に、しかも波長制御性良く形成することができる等の
多大なる効果が奏せられる。
【図１】本発明の一実施形態に係る多波長面発光半導体
レーザ装置の製造方法における第１工程と第２工程とを
示す図。
レーザ装置の製造方法における第１工程と第２工程とを
示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る多波長面発光半導体
レーザ装置の製造方法における第３工程とその後の処理
工程とを示す図。
レーザ装置の製造方法における第３工程とその後の処理
工程とを示す図。
【図３】従来の多波長面発光半導体レーザ装置の製造方
法を示す図。
法を示す図。
１１ ｎ-ＧaＡs基板 １２ ｎ-ＤＢＲミラー層（ｎ-ＧaＡs／n-ＡlＡs） １３ Ａl0.25ＧaＡs下側クラッド層 １４ ＩnＧaＡs量子井戸活性層 １５ Ａl0.25ＧaＡs上側クラッド層 １６ マスク（ＳiＯ2膜） １７ ＩnＧaＰチューニング層 １８ ｐ-ＤＢＲミラー層（ｐ-ＧaＡs／ｐ-ＡlＡs） １９ ｐ-ＧaＡsコンタクト層 ２０ ｐ電極 ２１ 絶縁層（ＳiＯ2膜） ２２ ｎ電極
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電性の半導体基板上に第１導電性
の多層膜反射鏡、下側クラッド層、活性層、および上側
クラッド層を順次結晶成長させる第１の工程と、 次いで上記上側クラッド層上にマスク幅の異なる複数の
マスクを形成し、これらのマスクを用いて膜厚の異なる
複数の波長チューニング層を選択成長させる第２の工程
と、 しかる後、前記マスクを除去した後、前記複数の波長チ
ューニング層上に前記半導体基板とは導電性を異にする
第２導電性の多層膜反射鏡を形成する第３の工程とを備
えたことを特徴とする多波長面発光半導体レーザ装置の
製造方法。 - 【請求項２】 前記複数のマスクは、開口内径が等し
く、且つ外径の異なる円環状の複数のマスクとして所定
の距離を隔ててそれぞれ形成され、 複数の波長チューニング層は、上記各マスクの開口部に
それぞれ一括して選択成長されることを特徴とする請求
項１に記載の多波長面発光半導体レーザ装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1937598A JPH11220206A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1937598A JPH11220206A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220206A true JPH11220206A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11997587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1937598A Pending JPH11220206A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 多波長面発光半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220206A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099364B2 (en) | 2003-10-10 | 2006-08-29 | Sony Corporation | Vertical-cavity surface-emitting laser device array and method of manufacturing the same |
| JP2007214430A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Fuji Xerox Co Ltd | マルチモード光通信システムおよび多波長面発光素子 |
| JP2008034797A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-02-14 | Seiko Epson Corp | 面発光型半導体レーザ |
| JP2010050496A (ja) * | 2006-06-27 | 2010-03-04 | Seiko Epson Corp | 面発光型半導体レーザ |
| JP2011060982A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多チャネル光送信光源 |
| JP2020161800A (ja) * | 2019-03-20 | 2020-10-01 | 株式会社リコー | 面発光レーザ素子、照明装置、投影装置、計測装置、ロボット、電子機器、移動体、および造形装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP1937598A patent/JPH11220206A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099364B2 (en) | 2003-10-10 | 2006-08-29 | Sony Corporation | Vertical-cavity surface-emitting laser device array and method of manufacturing the same |
| US7388893B2 (en) * | 2003-10-10 | 2008-06-17 | Sony Corporation | Vertical-cavity surface-emitting laser device array and method of manufacturing the same |
| JP2007214430A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Fuji Xerox Co Ltd | マルチモード光通信システムおよび多波長面発光素子 |
| JP2008034797A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-02-14 | Seiko Epson Corp | 面発光型半導体レーザ |
| JP2010050496A (ja) * | 2006-06-27 | 2010-03-04 | Seiko Epson Corp | 面発光型半導体レーザ |
| JP2011060982A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多チャネル光送信光源 |
| JP2020161800A (ja) * | 2019-03-20 | 2020-10-01 | 株式会社リコー | 面発光レーザ素子、照明装置、投影装置、計測装置、ロボット、電子機器、移動体、および造形装置 |
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Legal Events
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