JPS5856990B2 - ヘテロ構造光学装置，その製造方法，及びそれを製造するための装置 - Google Patents

ヘテロ構造光学装置，その製造方法，及びそれを製造するための装置

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JPS5856990B2 JP50107589A JP10758975A JPS5856990B2 JP S5856990 B2 JPS5856990 B2 JP S5856990B2 JP 50107589 A JP50107589 A JP 50107589A JP 10758975 A JP10758975 A JP 10758975A JP S5856990 B2 JPS5856990 B2 JP S5856990B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、先細のカップラーを有するヘテロ構造半導体
光学装置３よびその製法に関する。
単一体化の集積光学回路要素の開発の重要な−歩は、光
を１つの導波層から他の導波層に効率的に伝送し、レー
ザー、変調器および検波器などの種々の回路要素が光学
的に内部結合できることであ机この伝送を遠戚する１つ
の方法は、先細のカップラーを用いるもので、チェノ（
Ｔｉｅｎ）らによって示唆され、有機ケイ素薄膜導波器
での可能性は示された。
（アプライド・オプチクスＡｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃ
ｓ １２巻１９０９頁、１９７３ｈよびアプライド・フ
ィジクス・レターズＡｐｐｌｉｅｄｐｈｙｓｉｃｓ １
ｅｔｔｅｒｓ ２４巻５４７頁１９７４を参照）。
ＡｌＧａＡｓ導波器では、この伝送は減少されたバンド
ギャップをもつダブル・ヘテロ構造（ＤＨ）接合レーザ
ーあるいは検出器の能動層とたてに並んでいる増加され
たバンドギャップと巾の受動導波器の間で効果的であっ
た。
（日本特許出願昭和５０年第７４６１１号参照）。
本発明の具体的な具体例により、ダブル・ヘテロ構造接
合レーザーにおいて、能動領域は構造内で零の厚さに１
で先細となっている。
先細部は光伝搬方向にのびており、能動領域に生じた放
射線を隣接の、上にある或いは下にある受動導波層とカ
ップリングさせるのである。
これらの装置は、ＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系から作られ
た場合、高い先細部カップリング効率を示し、低いレー
ザー作用閾値電流密度であった。
この型のＤＨレーザーの長所は、ＧａＡｓ 能動領域
中で生じた放射線は、例えば、相対的により高いバンド
ギャップの中に効率よくカップリングされ、したがって
、相対的に低い損失のＡｌＧａＡｓ導波層である。
したがって、集積回路中の伝送および変調は、低い損失
の層中で生じ、望ましい場合、放射線は回路中の種々の
点でＧａＡｓ 層中に、例えば検出あるいは増幅のた
めにカップリングをもどすことができる。
本発明の他の特徴は、先細の能動領域をレーザー鏡面の
近くで終端にすることができ、それにより、周囲よりの
汚染から敏感な能動領域を保護することができる。
したがって、不動態化の必要を減らす。
本発明の他の具体例により、能動領域の先細部が、薄い
マスクにより、ＬＰＥボート・スライダー装置の井の１
つの底で作られる。
そのマスクは、基体の非常に近くに配置されて、マスク
のすぐ上の成長溶液の一部が基体と接しないようにする
。
溶融物の横方向で隣接する部分は、基体と接しており、
マスクの端に隣接して、零の厚さに１で減じる先細領域
と接する均一層の領域をもつ層を成長せしめる。
先細部の長さは、約１００μｍであり、一方、均一な厚
さの領域は０．５μｍ厚でしかない。
先細部によるカップリング効率は、先細のＧａＡｓ
層から下敷のＡＩ □、１５ Ｇａ０．８５ Ａｓ
層へのカップリングで７０％以上であった。
先細層は、サファイア・マスクを用いて成長せしめられ
る。
第１図に関して言えば、本発明の例示的具体例、ＤＨレ
ーザーが示されて、それは一般的に、基体１０と、その
上に次の順にエピタキシャル成長される層を有する：第
１の広いバンドギャップ層１２、受動導波層１４、狭い
バンドギャップの能動領域１６および第２の広いバンド
ギャップ層１８である。
受動導波層１４のバンドギャップは、広いバンドギャッ
プ層１２および１８のものよりも小さく、能動領域１６
のバンドギャップは層１４および１８のものより小さい
。
一般的に言えば、受動導波層１４および能動領域１６は
同じ電導型であり、一方、広いバンドギャップ層１２お
よび１８は逆の電導型である。
ｐ−ｎ接合を、基体と同じ電導型の層を先ず成長せしめ
、次に層成長に続いて逆の電導型の層を成長せしめるこ
とにより層構造中に形成する。
例えば、前の層１２および１４釦よび基体と同じ電導型
である能動領域１６の成長の後に、層１８を逆の電導型
で成長せしめ、層１８と、１８と接している層１４，１
６の領域の間にｐ−ｎ接合を形成せしめる。
本発明の一特徴にしたがい、能動領域１６は円滑な先細
部（テーパー）中で構造体内で終端部を持っている。
先細部１６，１は放射線伝搬方向（矢印１３）に沿って
徐々に零の厚さに減少している。
オーム性電気接点２０および２２をそれぞれ層１８むよ
び基体１０上に形成する。
骨間された平行表面２４および２６は、レーザー共鳴器
の鏡面を形成する。
接点２０および２２を電池２８に結ぶことによりレーザ
ー作用閾値以上に適当に順方向バイアスをかけるとき、
放射線励起発光が能動領域１６に生じる。
室温でのＣ，Ｗ、操作に対して能動領域１６の厚さは好
適にはλ／２と１．０μｍの間である。
ここでλは、能動領域で測った放射線波長である。
この放射線は、先細部１６゜１を通して能動領域１６か
ら下の受動導波層１４とカップルされる（矢印１１ ）
。
層１４は、能動領域１６より高いバンドギャップをもつ
ので、カップルされた放射線は伝送損失がない。
この方法により光学損失を減少せしめることは、特にカ
ップルされた放射線が長距離伝送されるべきとき、或は
導波層１４中で操作される（例えば変調される）べき場
合に特に有意義である。
表面２４でビーム発散むよび出力密度を減少せしめるた
めに受動導波層１４に、骨間出力表面２４に隣接する厚
さを増大した領域１４，１を備えることができる。
更に、表面２６に反射性被覆物（図示せず）を備えるこ
とができ、また、或は表面２４に、表面２４を通す発光
を高めるために抗反射性被覆物（図示せず）を備えるこ
とができる。
例示的具体例にふ−いて、第１図のＤＨレーザーをＧａ
Ａｓ−ＡＡＧａＡｓ系から作る。
すなわち、基体１０はｎ−ＧａＡｓで；層１２むよび１
４はＡｌｘＧａ１−ＸＲおよびＡＪＩＩ！ ｙＧ ａ
１− ｙ Ｒであり（ここでｙ＜ｘで、Ｒは少なくとも
Ａｓを含み、またｐも含むものである）；能動領域１６
はＡｌｚＧａｌ−２Ｒ（ｏくｚくｙ）であり、層１８は
ＡｌｒＧａｌ−ｒＲ（ｒ＞ｚおよびｙ）である。
典型的には、基体１０・および層１２および１４はｎ−
型であり、層１８はｐ−型であり、そして能動領域はｎ
−型、ｐ−型或は両方（ｐ −ｎ接合は能動領域内に位
置している場合）のいずれかであり得る。
この場合、接点２０は典型的にはＡｌＧａ ８層１８
上に形成されたｐ＋１−ｒ ＧａＡｓ 層を含み、良好な電気的接点を作ることを
容易にする。
一般的に、層製造に用いられる材料は、密接な格子定数
合致を備えるべきであり、これは能動領域１６中、或は
ヘテロ接合１５お・よび１７に欠陥（非放射線性の再結
合中心）が生じる可能性を減少せしめるためにである。
この点に関して、層は有利にはＡｌＧａＡｓＰ より
なる。
例 以下で述べられるＬＰＥ装置釦よび技術を用いて、第１
図に示す型のＤＨレーザーを作った。
それはＧａＡｓ の１００に方向づけられた基体（約
２×１０１８／ｃｒＩｔにｎ−型にドープされている）
；約３．３μｍ厚で、Ｓｎで約３×１０１７／ｃｒＩｔ
にｎ型にドープされているＡｌ□、２２ Ｇａｏ、７８
Ａｓ の層１２；約０．４μｍ厚のＳｎで約１０１
７／ｃＩＩｔにｎ型にドープされているＡ１０．１５Ｇ
ａＯ−８５Ａｓの層１４；約０．５μｍ厚で通常に存在
する不純物で約１０１６／ｃＡに故意でなくｎ−型にド
ープされたＧａＡｓ 層（能動領域１６；於よび約２
．８μｍ厚のＧｅで約３×１０１７／ＣＩＩｔにｐ−型
にドープされたＡｌ０−２２Ｇａ０．７８ Ａｓ層１８
を有する。
Ｚｎの外皮部拡散を含むｐ＋ＧａＡｓ の通常の接触
層（図示せず）は層１８上に形成される。
接点２０および２２はそれぞれＡｕおよびＳｎで作られ
た。
この例において、先細部１６，１は、約１００μｍの内
で滑らかに零の厚さに１で減少しており、領域１４，１
も約１００μｍの長さである。
測定を行なうために、単一のウェファから均一の断面の
２つの対照レーザーを（領域１４．Ｈ＝−よび先細部１
６，１をもたないもの）切断（骨間）した。
また、第１図の型のテーパー・カップルド・レーザー（
ＴＣＬ）も切り取った。
全ての測定は室温で１０ｎｓ電流パルスで励起して行な
った。
典型的な対照レーザーは約０．５μｍの厚の能動領域と
、約０．５Ｒｍ＋の長さの空洞を持つ。
これらの対照レーザーに対して閾値電流密度は、ｊ ｔ
ｈご２．６ ＫＡ／−で効率はηｄ）３８饅でレーザー
作用のとき照射された鏡面は約８０係のものであった。
約０．２５ｍｍの空洞長に相当する短波長対照レーザー
の値は、ｊｔｈさ３ＫＡ／ａでηｄ＝４３％でレーザー
作用の照射鏡面の６０％であった。
このデーターから、典型的には損失定数α＝１６ＣＩｒ
Ｌｌでは、内部量子効率η１）８０±２０俤であると推
定された。
他方、テーパー・カップルド・レーザー作用０．６ｍｍ
の能動領域長と、約０．５μｍの厚さをもつ。
これにより、ｉｔｈご２．６ＫＡ／ｃＩＩＬでηｄ＝２
８％でレーザー作用で照射される鏡は典型的には６０俤
のものであった。
受動導波層１４の領域１４゜１の中で損失なしと仮定す
ると、テーパー・カップリング効率ｔは、≧７０俤であ
るとわかった。
測定されたＴＣＬの全てについて、先細部（テーパー）
の勾配に対して垂直にレーザー作用があると示すものは
なかった。
また、先細部をこえて過剰に成長じたリボンの存在なし
にきれいに終端のある先細部は、以下述べる成長技術を
開発される前は、時々偶然にあった。
第１図の接点２０は、受動領域１４，１上に伸びておる
が、電流は層１８と１４の間のものと比較して層１８と
１６の間のへテロ接合への注入のため減少された電位バ
リヤーにより能動層１６に主に抑制されている。
ＴＣＬの全ては、非常に高度の偏向性で、ＴＥモードの
レーザー放射線を装置端部附近を除いて示した。
対照レーザー中のものと比較して、先細部の存在のみが
偏向性の程度を少し変えたのである。
偏光性観察は、上記の特性実験と共に、光学導波構成部
材の小規模の単一体化集積物を可能にする適切な先細部
成長対照を明白に示している。
このカップリング法も、骨間鏡面の如き外側表面から能
動領域を全てに渡り隔離することを可能にし、それによ
・り周囲からの能動領域の汚染を減少せしめている。
ＴＣＬに対する遠い界パターンを測定した。
表面２６での狭い能動領域１６（その厚さは約０．５μ
ｍであった場所）からの発射される放射線に対して、放
射線界の全ての単出力角度は約４８度であった。
一方、表面２４での受動導波層１４（その厚さが約１．
５μｍであった）からの相当する値は、約２９度であっ
た。
これらの値は導波寸法耘よび屈折率を基礎にした計算値
とよく一致している。
遠界パターンを２ｊに相当する電流にレベルを数回ポン
プすることにより試験をした。
この大きな電流密度範囲にわたりパターン形の変化は観
察されなかった。
したがって、薄い能動領域１６と受動導波層１４による
モード選択機構は非常に効果的であった。
この実験はまた、受動導波層１４の領域１４，１のモー
ド変換は、狭い単出力放射角度から明らかなように無視
しえることを示していた。
代替的な構造について、第２図に示す如くＧａＡｓ
能動層１６′（約０．５ μｍ厚）が２つの先細部１６
，１および１６，２を有し、層１６′が両方の表面（鏡
面） ２４’、！＝−よび２６′に対して短く終端をも
つＴＣＬを組み立てた。
能動領域１６′で発生した放射線は２つの先細部を通し
て均一な厚さ約０．５μｍをもつＡｌｏ、１、Ｇａｏ、
８５受動導波層１４′（すなわち第１図の領域１４，１
を削除している）とカップルしている。
残りの層はほとんど第１図と同じであった。
このＴＣＬはｊ ｔｈ 〜５ＫＡ／ｃｗｔでηｄ〜１
４係でレーザー作用した。
ＴＣＬＯものを用いた集積回路を示すために、第３図の
単一体のレーザー変調器の組合わせ体を構築した。
層の組成は上記のものと基本的に同じである。
ＴＣＬレーザーのＧａＡｓ 能動領域１６“は厚さ約
０．５μｍで、構造の中に終端のある領域１６“の単一
の先細部１６，１“を有している。
Ａｌ０−１５Ｇａ０．８５ＡＳ 受動導波層１４“は
約０．５μｍの均一厚を有している。
金属性電気接点を形成する前に、ＡｌＯ，２２Ｇａｏ、
７８ Ａｓ よりなる第２の広いバンドギャップ層１
８“をマスクして、Ｈ２Ｏに溶かしたＩ２ およびＫＩ
浴溶液よって選択的にエツチングして層１８“の中にの
びているＶ型みぞ１９を形成せしめる。
みぞ１９はＴＣＬレーザーを部分２１から電気的に分離
する役目をしてい、その部分２１は電池２３により逆に
バイアスされると、受動導波層１４“の中にカップルさ
れている放射線を変調する作用をもっている。
変調は、源２５からの情報にしたがって行なわれる。
この変調器はＤＨ型のものである。みぞ１９は酸化物の
如き電気絶縁体で充填することができ、或は最初にエツ
チング分離を用いるかわりに、プロトン衝撃によって達
成することができる。
ＬＰＥによる製造について。
第１〜３図の装置は液相エピタキシ（ＬＰＥ ）によっ
て、第４Ａ図の如き通常のボート・スライダー装置を用
いて作られた。
装置は、複数個の井５４（図示では４つ示しである）を
有する炭素ボート５２を有し、その井はボートの上面か
ら、炭素スライダー５６が摺動できるように位置してい
るみその中に１でのびている。
井の底面を作るスライダーは、基体５７釦よび飽和種晶
５９の置かれている１対の凹所をその表面にもっている
。
種晶および基体の間の間隔は隣接の井の間の間隔と同じ
であり、種晶５９はそれぞれの井の下で基体５７を進め
る。
スライダーは、ボート５２の底に沿う穴６０の中に挿入
されている石英棒５８を押すことによって左から右へ移
動せしめられる。
熱電対６２は、ボートの温度を測るために棒５８の中に
設置されている。
除去し得る薄い壁（例えば０．５ｎｏ）の炭素モジュー
ル１，２，３．４は、底をもたなくすり合わせにそれぞ
れ井に合致している。
原溶液６４は井の中、すなわちモジュールの内側に置か
れている。
全装置、炉の内側に位置する石英ライナー６６の中に設
置されている。
純粋のＨ２雰囲気をライチ−の中に保持する。
第１回の層を成長せしめるために、例えば基体５７は１
００に方向づけられたｎ型ＧａＡｓ であった。
モジュール１，２および４ばＡｌ、Ｇａ。Ａｓ ｈよび
ドーパントを適当の割合で含み、それぞれｎ Ａ１０
．２２ＧａＯ，７８Ａｓｌ ｎ Ａｌ□、１５Ｇａｏ
４５Ａｓ ｈよびｐＡｌ□、２２Ｇａ□、７８Ａｓ
よりなる層１２，１４卦よび１８を成長せしめる。
モジュール３はＧａ 鮫よびＡｓを含み、通常存在する
不純物により意図的でなくドープされたｎ−ＧａＡｓ
の能動領域１６を成長せしめる。
溶液を飽和に加熱し、次に炉を０．２℃／分の速度で８
５０℃から冷却しながら、溶液下の基体５７を順次スラ
イドさせることにより層を成長せしめる。
ドーパントおよび過剰のＧａＡｓ ば、１６時間８０
０℃で予備焼成した後、ライナー６６の口穴（図示せず
）を通して添加して、焼成Ｇａが再酸化されないように
した。
溶液の底部での飽和が飽和種晶５９によって確実にされ
た。
第１図の能動導波層１４の領域１４，１を作るために、
モジュール２を変更した。
簡単に云えば、第４Ｂ図の如くモジュール２は、井を２
つにわける炭素仕切り６８を有した。
仕切り６８は１００μｍ厚で、その底部で２５μｍに１
で先細（テーパー）になっており、その底と基体の上面
との間に少しの間隙が存在するように位置している。
仕切りの下の成長速度は間隙の大きさの関数であり、３
０μｍの間隙で約３５μｍ／℃から、７０μｍの間隙で
の約４μｍ／’Ｃへ減少する。
同じ溶液を仕切り６８の両側に置き、受動導波層１４は
Ａ４’ ０−１５ Ｇａｏ、８５ Ａｓ の均一組成
をもつようにする。
炭素仕切りは、冷却フィンの役をし、仕切りの直接の下
の成長速度は隣接領域のよりも大きく、層１４は最初に
成長されたもので、はとんど仕切りの巾と等しい巾の対
称な隆起形の厚い領域によって接合される２つの平らな
領域をもった。
第１図の形状は、ウェハーは隆起のピークで臂・開され
て領域１４，１を形成するので、平らな領域１４，２０
１つのみを有している点に留意されたし。
本発明の他の観点により、第１図のＧａＡｓ 層１６
の如き滑かな先細部を有するＬＰＥ成長はモジュール３
がモジュール２の仕切り６８と同じ軸５５上に中心のあ
る１、１ｍｍ巾０．２５ｍｍ厚のサファイヤマスク７０
を有しているように変更することによって達成された。
基体とマスクの間隙は７０μｍであった。
マスク７０はモジュール３の底に湾入（インデント）さ
せることにより設置した。
２つの先細部がマスク７０のそれぞれの端７０゜１およ
び７０，２に隣接して得られる。
成長する層は均一な厚さの領域と、マスクに隣接する先
細部を有する。
そして端７０，１と７０，２の隣接点で零の厚さを有し
、１００〜１５０μｍの距離にわたり滑らかに零の厚さ
に昔で減少せしめている。
先細部は、マスクの巾に近い１．１ｍｍ離れている。
更に、ウェハーを襞間する法により、１つのみの先細部
が第１図に示されることに留意されたし。
サファイアマスクのかわりに炭素マスクを用いることは
、炭素マスクが端７０，１および７０゜２近くの成長を
高める温度勾配を作り、層（先細部）が滑らかな厚さ減
少でなく急な小丘の終端となるようにするので、望筐し
くない。
一般的に、マスク用材料は次の特性を備えるべきである
：原材料溶液との反応に不活性で加工でき、或は成形で
き、そして充分に低い熱伝導度であり、溶融物の顕著な
局部冷却を生じ、局部成長を高めないものであること。
このような材料は、例えば他の酸化物（石英）および窒
化硼素を含む。
上記の配置は本発明の原理の適用を示すために考えるこ
とのできる多くの可能な特定具体例の単に例示のものに
すぎない点理解されるべきである。
多くのそして種々の他の配置が、不原理により当業者に
より、本発明の精神釦よび範囲から離れることなく考え
だされうる。
特に、層成長に用いられるモジュラ−の研究は、単一体
の集積光学装置の成長に有用で、それぞれの望寸しい一
連のエピタキシャル層のための全て新しい成長ポートを
構築することのない多種の成長法を可能にする。
更に、適当に設計されたモジュールを用いて得られる１
つの層の特性の変化は、隣接層の成長条件に影響を与え
ないのである。
マスク７０を用いることで、先細端をもつ層片の成長を
可能とできるが、この技術はまた第３図のみぞ１９の如
き露出された導波器領域にするために用いることもでき
る。
このようにして形成した受動単一へテロ構造導波部材は
、隣接装置との間に電気的な隔離ができ、捷た露出導波
器の上に多種の周知の処理操作を行ない、横方向の受動
導波モード制御を高める分布ブラッグ反射器、伝送フィ
ルター、リブ導波器詮よびクラツディング層の再成長を
要しない操作による他め装置の如き要素を構築すること
ができる。
領域１４，１を通して発散角を独立に制御する能力によ
り、光学繊維に対してレーザーをカップリングすること
を最適化することが可能になる。
更に、分子ビーム・エピタキシＭＢＥ も、先細部を
もつ層の成長に用いることができる。
ＬＰＥ 。ＭＢＥ両者は一般的にＩＩＩａ−Ｖａ族化合
物の層の成長に適している。
ＭＢＥによる製造について。
高いカップリング効率をもつ非常に均一で勾配のある先
細部をＭＢＥで作った。
構造はＧａＡｓ基体、その上に３つの層ＡＪ！’ ｏ、
３ Ｇ ａ ｏｏｇ Ａｓ ｔＡｌＯｌＩ ＧａＯ，
９ＡｓおよびＧａＡｓ を成長せしめた。
ＧａＡｓ 層を先細にした。
２つのＡＡＧａＡｓ層は通常のＭＢＥ技法〔米国特許第
３６１５９３１号およびチュ（Ｃｈｏ）、ジャナル・バ
ク・サイエ・エンド・チク（Ｊ、Ｖａｃ、 Ｓｃ、 ａ
ｎｄ Ｔｅｃｈ ） ８巻３〜３１頁（１９７１）に記
載されている〕によって成長せしめた。
基体を約＋６００℃に保持し、成長速度は約１μｍ１時
間であった。
ＧａＡｓ 層成長を始める前に、タンタラムの０．２
６ｍｍ厚のナイフ・エツジのマスクを基体表面上鉤１．
４ｍｍの位置に下げて、その部分をマスクから６０ｍｍ
上にあるＧａ ｈよびＡｓ源からマスクをした。
次にＧａＡｓ 層をマスクされない領域上に成長せし
め、マスク端部の半影領域に成長した線状光細部終端は
約２００μｍの巾であった。
これらの先細部は、その零厚の端部附近の２０μｍ巾の
ストリップを除いて非常に滑らかであった。
この先細部の光学透過度は、ＧａＡｓ バンドギャップ
附近（λ＝０．９３μｍ）で約８４係で、レーザー源を
用いる１、０６μｍで約１００％であった。
表面の観察では、荒い２０μｍ巾のストリップでの先細
部の散乱により基本的な損失があり、それは波長の減少
とともに増加している。
先細部端でのＧａＡｓ 成長の少ない領域を減らすた
めに、６．１ｆＩＩｍのスリット型の開口を、９．５ｍ
直径Ｇａガンの前におき、原料を比較的に均一なフラッ
クス領域に制限し、そして内部ガン壁を省略し、低いフ
ラックス密度にした。
重大な改良が得られた。
干渉顕微鏡でみた横断面は、著しく高度に線状（リニア
）であり、荒い領域は数μｍのみに減って、カップリン
グ効率は全ての波長で本質的に１００％に増加した。
先細部も長さが少し短くなった：約１６０μｍに、改良
された性能により、ガン開口から得られる先細部の零の
厚さの端で成長が遅い（＜：０．１μｍ／時間）領域が
減少したのである。
本発明の実施態様は次の通りである。
（１）第１釦よび第２の広いバンドギャップ層、前記第
１および第２の層の中間に隣接してむり、放射線伝搬に
適する狭いバンドギャップ領域を有するダブルへテロ構
造の光学装置において；該領域が、該第１および第２の
層よりも小さいバンドギャップを有する受動光学導波層
と、その導波層に隣接する能動層を有し、その能動層は
導波層よりも小さいバンドギャップを有し、装置内に一
端が、放射線をその能動層から導波層にカップルするに
効果的な滑らかな先細部に終端があり、その先細部は放
射線伝搬方向にのびていることを特徴とする光学装置。
（２）第（１）項において、更に、放射線の発する出力
面を有し、該導波層は導波層の残りよりも大きな厚さに
ある、鏡面に隣接する領域を有して、その領域の厚さは
鏡面から装置の内側に向って徐々に減少していることを
特徴とする前記装置。
（３）第０）あるいは（２）項において、その能動層の
他端は装置内で第２の先細部に終端があり、２つの先細
部は放射線伝搬方向に一方がのび、他は互いに逆の方向
にのびていることを特徴とする前記装置。
０）前記の項において、その第１むよび第２層は、Ａｌ
ｘＧａ１−ｘＲおよびＡ１３ ｙＧ ａ １− ｙ Ｒ
であり、Ｒは少なくともＡｓを含み、そしてＸ ＞ Ｏ
ｔｙ＞ｏであり、その導波層はＡ１２Ｇａ０−ｚＲで、
０＜ｚ＜ｘ＞よびｙであり、該能動層はＡｌｒＧａｌ−
ｒＡｓ であり、０ ＜、 ｒ ＜ ｚであることを特
徴とする前記装置。
（５） ｒ＝ｏで、能動層はＧａＡｓ であること
を特徴とする第（４）項による装置。
（６）ＲはＰおよびＡｓを含む第（４）あるいは（５）
項の装置。
（７）該第１および第２の層は逆の電導型を有し、導波
および能動層は同じ電導型を有する前記の装置。
（８）装置を順方向にバイアスし、能動層のレーザー作
用閾値の過剰に電流を供与する手段を含む第（７）項に
よる装置。
（９）受動光学導波層の一部の上に密着した間隔にマス
クを配置し、制御された冷却プログラムを、望ｌしい厚
さに１で能動層が成長するに効果的な時間保持しながら
飽和原料溶液を受動光学導波層と接触せしめ、均一厚さ
の層領域に接する先細部をマスク端に隣接して形成せし
めることを特徴とする液相エピタキシー法による第（１
）項記載のへテロ構造光学装置の製造方法。
αＯ）原料溶液がＧａを有し、マスクがサノアイヤであ
る第（９）項による方法。
（１１）飽和原料溶液はＧａおよびＡｓを有する第（１
０）項による方法。
（１２）溶液はＡｌｘＧａＸＲ（ここでＯ＜、ｘでＲは
少なくともＡｓを含む）の形の化合物の層を成長せしめ
るに効果的である成分よりなる第（９）〜（１１）の方
法。
（１３）ＲはまたＰを含み、Ａｌｚ Ｇ ａ １− ｘ
Ａ ｓ １− ｙＰｙ（ｙ＞Ｏ）の層である第（９）〜
（１２）項の方法。
（１４）先細の層を成長せしめる直接前に、先細層より
も広いバンドギャップの第１層を成長せしめ、次に第１
層と密接な間隔関係でマスクを置き、すぐ後に先細層を
成長せしめ次に先細層より広いバンドギャップの第２層
を成長せしめる第（９）〜（１３）項の方法。
（１５）先細層を成長せしめる直接前に、先細層よりも
広いバンドギャップの第１層を成長せしめ、次にマスク
を第１層と密接した間隔で置き、次にマスク下の第１層
の一部に処理操作を行なうことによる第（９）〜（１３
）の方法。
（１６）原料溶液を保持する少なくとも１つの井の原料
溶液保持器釦よび基体を保持する凹所をもつ基体保持器
を有し、溶液訟よび基体保持器は溶液と基体を互いに接
触せしめるために、互いに相対的に移動できるものであ
る第（１）項の装置を作る装置において、 少なくとも１つの井は、基体と密接しである少なくとも
１つの井の底に、薄く平らなマスクを有し、そのマスク
はその下の基体の一部を原料溶液から遮蔽するのに効果
的であり、その先細部はそのマスクの端に形成されるこ
とを特徴とする前記装置。
（１７）装置は、少なくとも１つの井の中にすり合わせ
に合致した除去可能な中空モジュールを含み、そのモジ
ュールはその底面と上面が開いており、その中に溶液を
入れられ、そして基体に接触でき、そしてそのマスクは
モジュールの開底面に取付けられることを特徴とする第
（１６）項の装置。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一具体例による能動領域の単−先細
部（テーパー）をもつＤＨレーザーノ説明側面図であり
、第２図は、本発明の他の具体例による能動領域に２つ
の先細部をもつＤＨレーザーの説明側面図であり、第３
図は、本発明のもう１つの具体例によるＤＨ変調器とＤ
Ｈレーザーの単一体配置物の説明側面図である。 第４Ａ図は、ＤＨレーザー製造に用いられるＬＰＥＰＥ
袋長装置部切断の断面斜視図であり、第４Ｂ図は、本発
明により第１図の構造物製造のために、第４Ａ図の装置
中で用いられる２つのモジュールの一部切断の斜視図で
ある。 主要部分の符号の説明、基体・・・・・・１０、発光方
向・・・・・・１３、広いバンドギャップ層・・・・・
・１２、受動導波層（狭いバンドギャップ）・・・・・
・１４，１４’。 １４“、能動層（狭いバンドギャップ）・・・・・・１
６゜１６’、 １６“、先細部・・・・・・１６，１，
１６．２’。 １６．１“、厚さの大きい領域・・・・・・１４，１、
ｐ−ｎ接合・・・・・・１７、広いバンドギャップ層・
・・・・・１８゜１８”、接点層・・・・・・２０，２
２、臂・開鏡面・・・・・・２４．２６．２４’、２６
’。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１訃よび第２の広いバンドギャップ層、該第１お
    よび第２の層の中間で、それに隣接しており、そして放
    射線伝搬に適する狭いバンドギャップ領域を有するダブ
    ルへテロ構造光学装置において； 前記領域が、該第１および第２の層よりも小さいバンド
    ギャップを有する受動光学導波層と、その導波層に隣接
    する能動層を有し：そＱ能動層は導波層よりも小さいバ
    ンドギャップを有し、装置内で一端が放射線をその能動
    層から導波層にカップリングするに効果的である滑らか
    な先細部で終り、その先細部は放射線伝搬方向にのびて
    いることを特徴とする前記の光学装置。 ２ 受動光学導波層の一部の上に密接した間隔にマスク
    を配置し、制御された冷却プログラムを、望渣しい厚さ
    に昔で能動層が成長するに効果的な時間保持しながら飽
    和原料溶液を受動光学導波層と接触せしめ、均て厚さの
    層領域に接する先細部をマスク端に隣接して形成せしめ
    ることを特徴とする液相エピタキシー法による特許請求
    の範囲第１項記載のへテロ構造光学装置の製造方法。 ３ 原料溶液を保持する少なくとも１つの井を有する原
    料溶液保持器訟よび基体を保持する凹所を有する基体保
    持器をもち、その溶液および基体保持器は、溶液と基体
    とを互に接触せしめるために、互いに相対的に移動でき
    るものであり、その少なくとも１つの井は、基体と密接
    しである井の底に、薄くそして平らなマスクをもち、そ
    のマスクはマスク下の基体一部を原料溶液から遮蔽する
    に効果的であり、前記層先細部は該マスク端に形成せし
    められることを特徴とする特許請求の範囲第１項のへテ
    ロ構造光学装置を製造するための装置。
JP50107589A 1975-03-11 1975-09-06 ヘテロ構造光学装置，その製造方法，及びそれを製造するための装置 Expired JPS5856990B2 (ja)

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