JPS58139486A - 単一軸モ−ド半導体レ−ザ - Google Patents
単一軸モ−ド半導体レ−ザInfo
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- JPS58139486A JPS58139486A JP57022544A JP2254482A JPS58139486A JP S58139486 A JPS58139486 A JP S58139486A JP 57022544 A JP57022544 A JP 57022544A JP 2254482 A JP2254482 A JP 2254482A JP S58139486 A JPS58139486 A JP S58139486A
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- JP
- Japan
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- active layer
- wavelength
- type
- semiconductor laser
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光７アイパー通信勢に用いるのに適し先口込
み蓋の単−軸螢−ド半導体レーザに関するものである。
み蓋の単−軸螢−ド半導体レーザに関するものである。
埋込み型半導体レーずは低しきい値発振、単−横モード
発振等の優れた特性を有しているが、発振波長の温度変
化が大きくかつスベクシル半値幅も大きいので、長距離
φ大容量伝送システムに用いるには問題がありた。この
問題を解決する方法として、半導体レーザの共振器を臂
開面によらず内部の周期構造による方法が知られている
が、堀込み型半導体レーずに対して適用するとその優れ
た特性を損なり九シ寿命に影響を与えたシ成長ブーセス
が複雑になりたシする勢の問題点が生じてい友。
発振等の優れた特性を有しているが、発振波長の温度変
化が大きくかつスベクシル半値幅も大きいので、長距離
φ大容量伝送システムに用いるには問題がありた。この
問題を解決する方法として、半導体レーザの共振器を臂
開面によらず内部の周期構造による方法が知られている
が、堀込み型半導体レーずに対して適用するとその優れ
た特性を損なり九シ寿命に影響を与えたシ成長ブーセス
が複雑になりたシする勢の問題点が生じてい友。
本発明の目的は上記の欠点を除去すべく、置込み層中導
体し−ず七しての優れ九響性を有し、長寿命でしかも成
長プロセスが簡易な単一軸モード半導体レーザな提供す
ることＫＴｏる。
体し−ず七しての優れ九響性を有し、長寿命でしかも成
長プロセスが簡易な単一軸モード半導体レーザな提供す
ることＫＴｏる。
本発明によれば、表面のほは全面にわた夛周期構造の形
成された第１導電型半導体基板上に少なくとも活性層を
含む半導体多層膜を成長させてなる多層膜半導体クエー
ハに活性層よシ深い少なくとも２本の溝をエツチングし
てメサストライプを形成した後堀込み成長してなる埋込
みヘテｐ構造半導体し−サにおいて、周期構造が活性層
の中の発振光の波長のｉの整数倍にはｔ’！’ＩＩしい
周期を有し、活性層を含むメサストライプの上面のみを
除いて第２導電型電流ブロック層と＃１１導電渥電流ブ
ロック層が順次積層され、さらに第２導電ｍｍ込み層が
全面にわ九って積層されてなることを特像とする単一軸
モード半導体レーザが得られる。
成された第１導電型半導体基板上に少なくとも活性層を
含む半導体多層膜を成長させてなる多層膜半導体クエー
ハに活性層よシ深い少なくとも２本の溝をエツチングし
てメサストライプを形成した後堀込み成長してなる埋込
みヘテｐ構造半導体し−サにおいて、周期構造が活性層
の中の発振光の波長のｉの整数倍にはｔ’！’ＩＩしい
周期を有し、活性層を含むメサストライプの上面のみを
除いて第２導電型電流ブロック層と＃１１導電渥電流ブ
ロック層が順次積層され、さらに第２導電ｍｍ込み層が
全面にわ九って積層されてなることを特像とする単一軸
モード半導体レーザが得られる。
本発明においては、レーザ発振をする活性層を含むメサ
ストライプを形成する丸めに、多層膜半導体ウェーハに
活性層よシ深い溝をエツチングする方法を用いている。
ストライプを形成する丸めに、多層膜半導体ウェーハに
活性層よシ深い溝をエツチングする方法を用いている。
このため、メサストライプの両側の溝の外側には活性層
を含む多層膜半導体が残っておシ、その後行なう埋込み
成長によシ形成されるｐ −ｎ −ｐ −ｎ構造のブレ
ークダウン電圧を高くする効果を生じ、活性層以外への
洩れ電流を極めて小さくする仁とができる。従って半導
体レーザの発振しきい値電流を小さくでき、を九高出力
動作をさせることができる。同時Ｋ、半導体レーザの電
極が全面電極でよいことからデバイス化プ四セスを大幅
に簡略化できる。また本発明においては、単一軸モード
発振に必要な周期構造をまず最初に半導体基板に形成す
るので、プロセスの歩留シがよく、を九活性層を成長し
た４１に周期構造を形成する場合に比べ活性層を損傷あ
るいは劣化させる仁とが無い。以上の理由から本発明の
単一軸モード半導体レーずは、低しきい値発振等の優れ
え特性を有し、長寿命てしかも成長プロセスが簡易とい
う特長を有する。
を含む多層膜半導体が残っておシ、その後行なう埋込み
成長によシ形成されるｐ −ｎ −ｐ −ｎ構造のブレ
ークダウン電圧を高くする効果を生じ、活性層以外への
洩れ電流を極めて小さくする仁とができる。従って半導
体レーザの発振しきい値電流を小さくでき、を九高出力
動作をさせることができる。同時Ｋ、半導体レーザの電
極が全面電極でよいことからデバイス化プ四セスを大幅
に簡略化できる。また本発明においては、単一軸モード
発振に必要な周期構造をまず最初に半導体基板に形成す
るので、プロセスの歩留シがよく、を九活性層を成長し
た４１に周期構造を形成する場合に比べ活性層を損傷あ
るいは劣化させる仁とが無い。以上の理由から本発明の
単一軸モード半導体レーずは、低しきい値発振等の優れ
え特性を有し、長寿命てしかも成長プロセスが簡易とい
う特長を有する。
次に本発明を図面を用いてｉ明する。
第１ｒ１４は本ＩＡ明の一実施例の横断面図、第２図は
そのメサストライプを含む従断面図である。
そのメサストライプを含む従断面図である。
（１００）面方位０ｎ−ＩｎＰ基板１００の表面Ｋ＜ｏ
ｎ＞方ｒｔｒｎｃ周期約２ｚｏｏ）ｏｙｔｕｍｒｔｘ
ｏ ｌが全面にわたりて形成されている。この周期構造
１０１は波長５ｚ５ｏＸ（ＤＨｅ−Ｃｄ ｖ−ｖｏ２
本。
ｎ＞方ｒｔｒｎｃ周期約２ｚｏｏ）ｏｙｔｕｍｒｔｘ
ｏ ｌが全面にわたりて形成されている。この周期構造
１０１は波長５ｚ５ｏＸ（ＤＨｅ−Ｃｄ ｖ−ｖｏ２
本。
ビームを約４３°の角度で交わらせる二光束干渉露光法
と化学エツチングを用いて作られた亀のである。周期構
造１０１の上には、禁止帯幅波長が１、３ ｊｍで厚み
が０．３ ｐｍのｎ−ＩｎＧａＡｉＰのガイド層１０２
及び発振波長が１．５５声ｍで厚みが０．ＩＪｆｆｌｏ
ＩＯＧａ人ｓＦの活性層１０３及び厚みが２μｍのＰ−
ＩｓＰ のクラッド層１０４が積層成長されている。こ
れらの層からなる多層膜半導体クエ＾Ａ１１０Ｋ（０１
１）方向の２本の溝２０１．２０！がエツチングされ、
メサストライプ３００が形成されている。エツチングさ
れた多層膜半導体ウェーハ１１０の上に杜、第２回目の
結晶成長によシ、Ｐ−ＩｎＰ の第７電流ブロック層１
０５及びｎ−ＩｎＰ Ｏ第２電流ブロック層１０６がメ
サストライプ３００の上面のみを除いて順次積層され、
さもにＰ−ＩｎＰ Ｏ埋込み層１０７及び禁示帯幅波長
１．２Ｊ１ｍ （Ｄｒ−ＩｎＧａＡｓＰのオーミツ層１
０８がメナス）ライプ３００及び第２電流ブロック層１
０６上の全面にわたりて積層されている。第２回の成長
において社、メサストライプ３００の上に第１１第２電
流プ四ツク層１０５，１０６を成長させないよ５に１ソ
一ク温度６３０℃で数時間保持した後０．７℃／分の割
合で冷却６２０Ｃよシ成長を開始する二相溶液液相成長
を用いた。以上の構造において、オーミック層１０８の
上側より電流を注入すると、その電流線、第１、第２電
流プ四ツク層１０５，１０６の存在により、メサストラ
イプ３０００部分にのみ流入し、レーザ発振を効果的に
生せしめることができる。メサストライプ３００中の活
性層１０３及びガイド層１０２は上下方向）ＣＩｎＰ
基板１００及びり２ラド層１０４とにより、横方向に第
１電流ブロック層１０５によ＃）埋込すれているので、
高次モードをカットオフにするパラメータ設定によシ安
定な単−横モード発振が可能である。ガイド層１０２と
ＩｎＰ基板１０（Ｊの境界には周期構造１０１が形成さ
れ、活性層１０３とガイド層１０２からなる光導波路中
の光波ＫｌｔＬ分布帰還な生ぜしめるので、周期構造１
０１０周期で定まる軸モードのみを安定に発振させるこ
とが可能である。
と化学エツチングを用いて作られた亀のである。周期構
造１０１の上には、禁止帯幅波長が１、３ ｊｍで厚み
が０．３ ｐｍのｎ−ＩｎＧａＡｉＰのガイド層１０２
及び発振波長が１．５５声ｍで厚みが０．ＩＪｆｆｌｏ
ＩＯＧａ人ｓＦの活性層１０３及び厚みが２μｍのＰ−
ＩｓＰ のクラッド層１０４が積層成長されている。こ
れらの層からなる多層膜半導体クエ＾Ａ１１０Ｋ（０１
１）方向の２本の溝２０１．２０！がエツチングされ、
メサストライプ３００が形成されている。エツチングさ
れた多層膜半導体ウェーハ１１０の上に杜、第２回目の
結晶成長によシ、Ｐ−ＩｎＰ の第７電流ブロック層１
０５及びｎ−ＩｎＰ Ｏ第２電流ブロック層１０６がメ
サストライプ３００の上面のみを除いて順次積層され、
さもにＰ−ＩｎＰ Ｏ埋込み層１０７及び禁示帯幅波長
１．２Ｊ１ｍ （Ｄｒ−ＩｎＧａＡｓＰのオーミツ層１
０８がメナス）ライプ３００及び第２電流ブロック層１
０６上の全面にわたりて積層されている。第２回の成長
において社、メサストライプ３００の上に第１１第２電
流プ四ツク層１０５，１０６を成長させないよ５に１ソ
一ク温度６３０℃で数時間保持した後０．７℃／分の割
合で冷却６２０Ｃよシ成長を開始する二相溶液液相成長
を用いた。以上の構造において、オーミック層１０８の
上側より電流を注入すると、その電流線、第１、第２電
流プ四ツク層１０５，１０６の存在により、メサストラ
イプ３０００部分にのみ流入し、レーザ発振を効果的に
生せしめることができる。メサストライプ３００中の活
性層１０３及びガイド層１０２は上下方向）ＣＩｎＰ
基板１００及びり２ラド層１０４とにより、横方向に第
１電流ブロック層１０５によ＃）埋込すれているので、
高次モードをカットオフにするパラメータ設定によシ安
定な単−横モード発振が可能である。ガイド層１０２と
ＩｎＰ基板１０（Ｊの境界には周期構造１０１が形成さ
れ、活性層１０３とガイド層１０２からなる光導波路中
の光波ＫｌｔＬ分布帰還な生ぜしめるので、周期構造１
０１０周期で定まる軸モードのみを安定に発振させるこ
とが可能である。
実施例においては、メサストライプ３０００塩込み成長
時に液相成長用カーボンボードとの接触によるメサスト
ライプ３００中の活性層３００の損傷が生じＫくく、こ
のため歩留夛が大１１に向上した。この構造によると、
発振しきい値電流５０ｔｎＡ、徽分量子効率５０％とい
う高性能な単一軸モード半導体レーザが、特性のバラツ
キも小さく得られた。
時に液相成長用カーボンボードとの接触によるメサスト
ライプ３００中の活性層３００の損傷が生じＫくく、こ
のため歩留夛が大１１に向上した。この構造によると、
発振しきい値電流５０ｔｎＡ、徽分量子効率５０％とい
う高性能な単一軸モード半導体レーザが、特性のバラツ
キも小さく得られた。
本発明の実施形部は、実施例の他に種々変形が可能−Ｔ
’Ｓる。ＩｎＰ基板１００はｎＴｊｌの他にｐＨでもよ
い。なお、その場合は、成長結晶層の導電型は実施例の
場合とすべて逆になる。発振波長は１．５５μｍ以外の
波長であっても良い。また、ガイド層１０２は厚みや禁
止帯幅波長を適宜変えてよく、さらには周期構造１０１
を消失してしまわない限？） ＩｎＰのクラッド層でも
よい。また、半導体基板及び成長結晶層は実施例以外の
ものであって屯よい。
’Ｓる。ＩｎＰ基板１００はｎＴｊｌの他にｐＨでもよ
い。なお、その場合は、成長結晶層の導電型は実施例の
場合とすべて逆になる。発振波長は１．５５μｍ以外の
波長であっても良い。また、ガイド層１０２は厚みや禁
止帯幅波長を適宜変えてよく、さらには周期構造１０１
を消失してしまわない限？） ＩｎＰのクラッド層でも
よい。また、半導体基板及び成長結晶層は実施例以外の
ものであって屯よい。
第１図は本発明の一１ｌ！施例の横断面図、第２図は３
の縦断両図である。図において、１００・・・・・・Ｉ
ｎＰ基板、１０１・・・・・・周期構造、１０２・・・
・・・ガイド層、１０３・・・・・・活性層、１０４・
・・・・・クラッド層、１０１５．１０６・・・・・・
電流ブロック層、１０７・・・・・・壌込み層、１０８
・・・・・・オーミック層、１１０・・・・・・多層膜
半導体ウェーハ、２０１，２０２・・・・・・溝、３０
０・・・・・・メサストライプである。
の縦断両図である。図において、１００・・・・・・Ｉ
ｎＰ基板、１０１・・・・・・周期構造、１０２・・・
・・・ガイド層、１０３・・・・・・活性層、１０４・
・・・・・クラッド層、１０１５．１０６・・・・・・
電流ブロック層、１０７・・・・・・壌込み層、１０８
・・・・・・オーミック層、１１０・・・・・・多層膜
半導体ウェーハ、２０１，２０２・・・・・・溝、３０
０・・・・・・メサストライプである。
Claims (1)
- 表面のはぼ全面にわたシ周期構造の形成され九第１導電
型半導体基板上に少々くとも活性層を含む半導体多層膜
を成長させてなる多層膜半導体ウェー八に前記活性層よ
ｐ深い少なくとも２本の溝をエツチングしてメサストラ
イプを形成した後埋込み成長してな石瀧込みヘテ四構造
半導体レーザにおいて、前記周期構造が前記活性層の中
の発振光の波長の÷の整数倍にｔ１ホ勢しい周期を有し
、前記活性層を含む前記メサストライプの上爾のみを除
いて第２導電型電流ブｐツク層と第１導電型電流ブロッ
ク層が順次積層され、さらに第２導電ｍ堀込み層が全面
にわたりてｓＩｔ層されて々ることを特徴とする単一軸
モード半導体レーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022544A JPS58139486A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| US06/447,553 US4575851A (en) | 1981-12-07 | 1982-12-07 | Double channel planar buried heterostructure laser with periodic structure formed in guide layer |
| CA000417143A CA1196078A (en) | 1981-12-07 | 1982-12-07 | Double channel planar buried heterostructure laser with periodic structure formed in guide layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022544A JPS58139486A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139486A true JPS58139486A (ja) | 1983-08-18 |
| JPS6347277B2 JPS6347277B2 (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=12085760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57022544A Granted JPS58139486A (ja) | 1981-12-07 | 1982-02-15 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139486A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008172210A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-07-24 | Nec Electronics Corp | 埋込型半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP57022544A patent/JPS58139486A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008172210A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-07-24 | Nec Electronics Corp | 埋込型半導体レーザおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347277B2 (ja) | 1988-09-21 |
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