JPS58204587A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS58204587A JPS58204587A JP8760982A JP8760982A JPS58204587A JP S58204587 A JPS58204587 A JP S58204587A JP 8760982 A JP8760982 A JP 8760982A JP 8760982 A JP8760982 A JP 8760982A JP S58204587 A JPS58204587 A JP S58204587A
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- Japan
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- semiconductor laser
- electrode
- substrate
- semi
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
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- 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】
この発明は、半導体レーザ装置に係り、詳しくは半導体
レーザの出力光を直接変調するものに関する。
レーザの出力光を直接変調するものに関する。
従来、例えば第１図に示すような半導体レーザ装置が知
られている。この半導体レーザ装置は、半導体レーザｆ
と、この半導体レーザの駆動電流を変調制御するＦＥＴ
２とを半絶縁性基板３上に集積形成し、半導体レーザ１
の出力光を直接変調するようにしたものである。
られている。この半導体レーザ装置は、半導体レーザｆ
と、この半導体レーザの駆動電流を変調制御するＦＥＴ
２とを半絶縁性基板３上に集積形成し、半導体レーザ１
の出力光を直接変調するようにしたものである。
半導体レーザ１は、基板３上に積層形成されたＡｔＧａ
Ａｓ層４、ｎ−Ｇ＆Ａ８層５、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層６、
ｐ−ＧａＡｓ層７および雪掻８から構成される。
Ａｓ層４、ｎ−Ｇ＆Ａ８層５、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層６、
ｐ−ＧａＡｓ層７および雪掻８から構成される。
ここでｎ−ＧａＡｓ層５はレーザ動作を行なう活性層で
あるとともに、発生レーザ光を導波する光導波路を形成
している。また、′半導体レーザ１に隣接して集積形成
されるＦＥＴ２は、ｎ−ＧａＡＳ層５上にドレイン９．
ゲート１ｏおよびソース１１をプレーナ構造で形成しで
ある。
あるとともに、発生レーザ光を導波する光導波路を形成
している。また、′半導体レーザ１に隣接して集積形成
されるＦＥＴ２は、ｎ−ＧａＡＳ層５上にドレイン９．
ゲート１ｏおよびソース１１をプレーナ構造で形成しで
ある。
このような半導体レーザ装置の動作を概略説明する。電
極８を電源の正極に接続し、ＦＥＴ２をオン状態にする
と、半導体レーザ１には所定の駆動電流が流れ、ｎ−Ｇ
ａＡｓ層５にはｐ−ＡｔＧａＡｓ層６から正孔が、ドレ
イン９から電子がそれぞれ注入される。ｎ−ＧａＡｓ層
５ではこれら正孔−電子が再結合し、誘導放出光である
レーザ光を発生する。そして、ＦＥＴ２をオフ状態にす
ると、ドレイン９からの電子注入が停止されるから、ｎ
−信号を重畳すると、半導体レーザ１はこの変調信号で
直接変調されたレーザ光を出力するのである、しかし、
このような従来の半導体レーザ装置は。
極８を電源の正極に接続し、ＦＥＴ２をオン状態にする
と、半導体レーザ１には所定の駆動電流が流れ、ｎ−Ｇ
ａＡｓ層５にはｐ−ＡｔＧａＡｓ層６から正孔が、ドレ
イン９から電子がそれぞれ注入される。ｎ−ＧａＡｓ層
５ではこれら正孔−電子が再結合し、誘導放出光である
レーザ光を発生する。そして、ＦＥＴ２をオフ状態にす
ると、ドレイン９からの電子注入が停止されるから、ｎ
−信号を重畳すると、半導体レーザ１はこの変調信号で
直接変調されたレーザ光を出力するのである、しかし、
このような従来の半導体レーザ装置は。
構造的には別個の半導体レーザとＦＥＴが一基板上に集
積されているものであり、レーザ素子を製画素子の集積
化のために全体の製造工程は著しく複雑となり、また歩
留りも悪いという欠点がある。
積されているものであり、レーザ素子を製画素子の集積
化のために全体の製造工程は著しく複雑となり、また歩
留りも悪いという欠点がある。
この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、レーザ素子と変調素
子との構成層をできる限り共通化して全体の素子構造を
単純なものとし、かつレーザ素子と変調素子を同一工程
で作り込める構造とし、製造容易で歩留りも良い半導体
レーザ装置を提供することにある。
もので、その目的とするところは、レーザ素子と変調素
子との構成層をできる限り共通化して全体の素子構造を
単純なものとし、かつレーザ素子と変調素子を同一工程
で作り込める構造とし、製造容易で歩留りも良い半導体
レーザ装置を提供することにある。
し下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
、第２図は、この発明に係る半導体レーザ装置の基本機
成を示す図で、この半導体レーザ装置は。
成を示す図で、この半導体レーザ装置は。
半絶縁性基板であるｐ−ＧａＡｓ基板２０上に、該基板
２０とｐ−ｎ 接合する第１の半導体層であるｎ −Ａ
ＬＧ ａ Ａ ｓ層２１と、レーザ動作を行なう活性
層であるＧａＡｓ層２２と、ｎ ＡｔＧａＡｓ層２１
と異なる導電形の第２の半導体層であるｐ−ＡｔＧａＡ
ｓ層２３とを順に積層形成し、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層２３
の上面に縦方向に帯状に亜鉛を拡散して形成したストラ
イプ電極２４を設けである。ここで、ＧａＡｓ層２２は
、禁制帯幅がｎ−ＡｔＧａＡｓ２１゜ｐ−Ａ４ＧａＡｓ
層２３よりも小さく、また屈折率がｎ−ＡｔＧａＡｓ２
１、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層２３よりも大きくしである。つ
まり、周知のダブルへテロ接合構造の半導体レーザ２５
が基板２０上に形成される。なお、２６は電極である。
２０とｐ−ｎ 接合する第１の半導体層であるｎ −Ａ
ＬＧ ａ Ａ ｓ層２１と、レーザ動作を行なう活性
層であるＧａＡｓ層２２と、ｎ ＡｔＧａＡｓ層２１
と異なる導電形の第２の半導体層であるｐ−ＡｔＧａＡ
ｓ層２３とを順に積層形成し、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層２３
の上面に縦方向に帯状に亜鉛を拡散して形成したストラ
イプ電極２４を設けである。ここで、ＧａＡｓ層２２は
、禁制帯幅がｎ−ＡｔＧａＡｓ２１゜ｐ−Ａ４ＧａＡｓ
層２３よりも小さく、また屈折率がｎ−ＡｔＧａＡｓ２
１、ｐ−ＡｔＧａＡｓ層２３よりも大きくしである。つ
まり、周知のダブルへテロ接合構造の半導体レーザ２５
が基板２０上に形成される。なお、２６は電極である。
そして、ストライプ電極２４の一側部側のｐ−ＡｔＧａ
Ａｓ層２３、ＧａＡｓ層２２をエツチング等により削除
して、ｎ −Ａ ＬＧ ａ Ａ ｓ Ｎ ２１を適宜幅
露出させる。この露出面の幅中央から削除面２７側に亜
鉛を拡散させ、露出面から基板２０に向かい。
Ａｓ層２３、ＧａＡｓ層２２をエツチング等により削除
して、ｎ −Ａ ＬＧ ａ Ａ ｓ Ｎ ２１を適宜幅
露出させる。この露出面の幅中央から削除面２７側に亜
鉛を拡散させ、露出面から基板２０に向かい。
かつ基板２０上面に接しない適宜深さのＰ形電流狭窄層
２８を形成し、またこの露出面上の幅中央から結晶端２
９側の非拡散領域には電極３０を設けである。その結果
、ｎ−Ａ４ＧａＡｓ層２１は、狭層２８によって電極３
０側とストライプ電極２４側とに分離される。そして、
ｎ Ａ ｔＧ ａ Ａ ８層２１と狭窄層２８、基板
２０とは互いにＤ −ｎ接合をしているから、このｐ
−ｎ接合による電位障壁によって狭ｑ層２８と基板２０
間には一定幅の電流通路３１が形成される。
２８を形成し、またこの露出面上の幅中央から結晶端２
９側の非拡散領域には電極３０を設けである。その結果
、ｎ−Ａ４ＧａＡｓ層２１は、狭層２８によって電極３
０側とストライプ電極２４側とに分離される。そして、
ｎ Ａ ｔＧ ａ Ａ ８層２１と狭窄層２８、基板
２０とは互いにＤ −ｎ接合をしているから、このｐ
−ｎ接合による電位障壁によって狭ｑ層２８と基板２０
間には一定幅の電流通路３１が形成される。
このような構成において、ストライプ電極２４と電極３
０間に頭方向バイアス電圧Ｅ、を印加すると、ストライ
プ電極２４から電極３０に向かう狭穿駆動電流の流路３
２は電流通路３１を介して形成される。このとき、この
狭ず駆動電流の流路３２に当るＧａＡｓ層２２には高密
度のキャリアが注入される。こハがへテロ接合電位障壁
によりＧ ａ Ａ ｓ層２２内に閉じ込められ、効率良
く電子−正孔が再結合し、誘導放出光を発生する発光領
域３３がＧａＡｓ層内にストライプ電極２４に沿って形
成される。このＧａＡｓ層２・２は光導波路を形成して
いるから１発光領域３３は結晶端面を反射鏡面としたレ
ーザ共振器を形成し、所定のレーザ光が出力される。
０間に頭方向バイアス電圧Ｅ、を印加すると、ストライ
プ電極２４から電極３０に向かう狭穿駆動電流の流路３
２は電流通路３１を介して形成される。このとき、この
狭ず駆動電流の流路３２に当るＧａＡｓ層２２には高密
度のキャリアが注入される。こハがへテロ接合電位障壁
によりＧ ａ Ａ ｓ層２２内に閉じ込められ、効率良
く電子−正孔が再結合し、誘導放出光を発生する発光領
域３３がＧａＡｓ層内にストライプ電極２４に沿って形
成される。このＧａＡｓ層２・２は光導波路を形成して
いるから１発光領域３３は結晶端面を反射鏡面としたレ
ーザ共振器を形成し、所定のレーザ光が出力される。
次いで、電極２６．３０間に逆方向バイアス電圧Ｅ２を
印加すると、基板２０とｎ−ＧａＡｔＡｓ層２１のｐ
−ｎ接合部に空乏層３４が形成される。
印加すると、基板２０とｎ−ＧａＡｔＡｓ層２１のｐ
−ｎ接合部に空乏層３４が形成される。
一般にｐ −ｎ接合部に逆バイアスを印加すると。
空乏層はｐ −ｎ接合面の両側にｆＹ＠電圧に応じた拡
がりをもって形成されるが、この発明における如く基板
２０を高キャリア濃度のｐ−ＧａＡｓとすると、図示の
如く主としてｒｌ −Ａ ｔＱ ＦＬ Ａ ３層２１側
に形成させることができる、その結果、この空乏層３４
は′１流通路３１を侠雫するように形成される。つオリ
、半導体レーザ２５の駆動電流の大きさは空乏層３４の
拡がり幅を変えることによって任意に季節制御できるの
であって、第１図に示したものと同一機能を有した半導
体レーザ装置が半導体レーザ２５を製造するという１つ
の製造工程で簡単に実現できたのであるー 次に、この発明に係る半導体レーザ装置によって半導体
レーザ２５の出力光を直接変調する方法の具体例を第３
図（ｌこ基づき説明する。第３図は。
がりをもって形成されるが、この発明における如く基板
２０を高キャリア濃度のｐ−ＧａＡｓとすると、図示の
如く主としてｒｌ −Ａ ｔＱ ＦＬ Ａ ３層２１側
に形成させることができる、その結果、この空乏層３４
は′１流通路３１を侠雫するように形成される。つオリ
、半導体レーザ２５の駆動電流の大きさは空乏層３４の
拡がり幅を変えることによって任意に季節制御できるの
であって、第１図に示したものと同一機能を有した半導
体レーザ装置が半導体レーザ２５を製造するという１つ
の製造工程で簡単に実現できたのであるー 次に、この発明に係る半導体レーザ装置によって半導体
レーザ２５の出力光を直接変調する方法の具体例を第３
図（ｌこ基づき説明する。第３図は。
上記狭窄駆動゛連流■と光出力Ｐ１の関係を示す図で、
狭窄駆動′電流■が閾電流値Ｉｔｈ に達したとき、レ
ーザ動作が開始され、閾電流値ｒｔｈを越えたとき光出
力Ｐは急速に増大することを示している。
狭窄駆動′電流■が閾電流値Ｉｔｈ に達したとき、レ
ーザ動作が開始され、閾電流値ｒｔｈを越えたとき光出
力Ｐは急速に増大することを示している。
同図において、まず、駆動電流ＩＯを閾電流値Ｉｔｈｔ
越えた点に設定し、一定の出力光Ｐａか得られるように
する。これは、上記順方向）くイアスミ圧’Ｅｒ を充
分大きくするとともに、上記逆方向ノ（イアスミ圧Ｅ２
を適宜な大きさにして、狭窄駆動電流の大きさを制限す
ることで得られる。次いでこのように設定した逆方向バ
イアス電圧Ｅ２に変調信号電圧を重畳すると、駆動電流
工。の大きさが変調信号電圧の振幅変化に応じて変化す
る結果、出力光Ｐ０はその光強度を中心に変調信号によ
って直接光強度変調を受けたものになる。
越えた点に設定し、一定の出力光Ｐａか得られるように
する。これは、上記順方向）くイアスミ圧’Ｅｒ を充
分大きくするとともに、上記逆方向ノ（イアスミ圧Ｅ２
を適宜な大きさにして、狭窄駆動電流の大きさを制限す
ることで得られる。次いでこのように設定した逆方向バ
イアス電圧Ｅ２に変調信号電圧を重畳すると、駆動電流
工。の大きさが変調信号電圧の振幅変化に応じて変化す
る結果、出力光Ｐ０はその光強度を中心に変調信号によ
って直接光強度変調を受けたものになる。
なお、以上の説明では、半絶縁性基板をｐ −ＧａＡｓ
で構成したが、この発明はこれに限定されるものではな
く、ｎ−ＧａＡｓ を使用した半絶縁性基板上に半導体
レーザ装置を構成するようにしても艮い′。また、こ褥
発明に係る半導体レーザ装置） は、ＩｎＧａＡｓ系等他の組材を用いても構成でき−。
で構成したが、この発明はこれに限定されるものではな
く、ｎ−ＧａＡｓ を使用した半絶縁性基板上に半導体
レーザ装置を構成するようにしても艮い′。また、こ褥
発明に係る半導体レーザ装置） は、ＩｎＧａＡｓ系等他の組材を用いても構成でき−。
ることは勿論である。
以上詳細に説明したように、この発明に係るレーザ装置
は、半導体レーザと、この半導体レーザの駆動電流を調
節制御できる変調素子とを１つの基板上に一体的に形成
したので、半導体レーザを製造する１つの製造工程で製
造できる。また、素子全体の構造を単純化できたので、
製造が容易となシ、製品の歩留シが向上し、量産化が可
能となる。
は、半導体レーザと、この半導体レーザの駆動電流を調
節制御できる変調素子とを１つの基板上に一体的に形成
したので、半導体レーザを製造する１つの製造工程で製
造できる。また、素子全体の構造を単純化できたので、
製造が容易となシ、製品の歩留シが向上し、量産化が可
能となる。
第１図は従来の半導体レーザ装置を示す概略図、第２図
はこの発明の一実施例を示す概略図、第３図は出力光を
直接変調する方法の一例を説明するもので、駆動電流と
出力光の関係を示す特性図である。 ２０−−−−−一半絶縁性基板（ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓ
）２１ ・−−−−−第１の半導体層（ｎ ＡｔＧ
ａＡｓ）２２・・・−・・活性層（ＧａＡ８） ２３ ・−−−−−第２の半導体層ＣＰ−ＡｔＧ ａ
Ａ ｓ ）２４・−・・・・ストライプ電極 ２５・・−・−・半導体レーザ ２８・−・・−電流狭窄層（Ｐ形） ３０・・・・・・電極（非拡散領域） ３１・・・・−電流通路 ３３・−・・−・発光領域 ３４・・・・−・空乏層 Ｅ、・・・・−・順方向バイアス電圧 Ｅ、・−・−逆方向バイアス電圧 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 第１図 Ｉ 第２図 とり 第３１
はこの発明の一実施例を示す概略図、第３図は出力光を
直接変調する方法の一例を説明するもので、駆動電流と
出力光の関係を示す特性図である。 ２０−−−−−一半絶縁性基板（ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓ
）２１ ・−−−−−第１の半導体層（ｎ ＡｔＧ
ａＡｓ）２２・・・−・・活性層（ＧａＡ８） ２３ ・−−−−−第２の半導体層ＣＰ−ＡｔＧ ａ
Ａ ｓ ）２４・−・・・・ストライプ電極 ２５・・−・−・半導体レーザ ２８・−・・−電流狭窄層（Ｐ形） ３０・・・・・・電極（非拡散領域） ３１・・・・−電流通路 ３３・−・・−・発光領域 ３４・・・・−・空乏層 Ｅ、・・・・−・順方向バイアス電圧 Ｅ、・−・−逆方向バイアス電圧 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 第１図 Ｉ 第２図 とり 第３１
Claims (2)
- （１）半絶縁性基板上に、該基板と反対の導電形の第１
の半導体層と、レーザ動作をする活性層と、第１の半導
体層と反対の導電形の第２の半導体層とを順に積層し、
ストライプ構造による狭窄駆動電流によって上記活性層
に帯状の発光領域を形成する半導体レーザを構成すると
ともに、上記帯状の発光領域の一側部側の上記第１の半
導体層であって上記半絶縁性基板と反対側に、該発光領
域側から順に該第１の半導体層と反対の導電体を拡散形
成した電流狭室層と非拡散領域とを設け、上記第２の半
導体層と上記非拡散領域間に順方向バイアス電圧を印加
したとき流れる上記狭窒駆動電流の通路が上記電流狭′
？層と上記半絶縁性基板間に形成され、上記非拡散領域
と上記半絶縁性基板間に印加する逆バイアス電圧によっ
て上記通路途中の第１の半導体層側に形成される空乏層
が制御されるように構成したことを特徴とする半導体レ
ーザ装置。 - （２） 上記半絶縁性基板は、Ｐ形の導電性を有した
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8760982A JPS58204587A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8760982A JPS58204587A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204587A true JPS58204587A (ja) | 1983-11-29 |
Family
ID=13919702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8760982A Pending JPS58204587A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204587A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003358A (en) * | 1987-08-05 | 1991-03-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
| US5194399A (en) * | 1987-08-05 | 1993-03-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
| US5275968A (en) * | 1987-08-05 | 1994-01-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
-
1982
- 1982-05-24 JP JP8760982A patent/JPS58204587A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003358A (en) * | 1987-08-05 | 1991-03-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
| US5100833A (en) * | 1987-08-05 | 1992-03-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
| US5194399A (en) * | 1987-08-05 | 1993-03-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
| US5275968A (en) * | 1987-08-05 | 1994-01-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor light emitting device disposed in an insulating substrate |
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