JPS5886788A - 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 - Google Patents
半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子Info
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- JPS5886788A JPS5886788A JP56184789A JP18478981A JPS5886788A JP S5886788 A JPS5886788 A JP S5886788A JP 56184789 A JP56184789 A JP 56184789A JP 18478981 A JP18478981 A JP 18478981A JP S5886788 A JPS5886788 A JP S5886788A
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- photodiode
- semiconductor laser
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/2205—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 comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2222—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 comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
-
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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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】
本発明は埋め込みへテロ構造半導体レーザとＰＮ接合型
フォトダイオードとを同一基板上に集積化した半導体レ
ーザ・フォトダイオード光集積化素子に陶する。
フォトダイオードとを同一基板上に集積化した半導体レ
ーザ・フォトダイオード光集積化素子に陶する。
近年光半導体素子や光ファイバの高品質化が進み、光フ
アイバ通信の実用化が進んで、光集積回路という新しい
研究分野が発展しつつある。中でも半導体レーザと受光
素子との集積化は光源の光出力をモニタする必要性から
システム構成上１資である。そのひとつとして本願の発
明者らは特願昭５６−２５８３６号明細書において埋め
込みへテロ構造半導体レーザ（以下ＢＨ−ＬＤと略す）
とＰＮ接合型フォトダイオード（以下ＰＤと略す）とを
並列に四−基板上に集積化した光集積化素子を発明した
。この光素子においてはＢＨ−ＬＤの活性層の領置から
のレーザ出力光を、その横側に形成されたＦＤによって
モニタすることができ、工、チング共振器面を用いるも
のと比べて、通常のへき開技暫によってレーザ共振器面
を形成することができるので、ＢＨ−ＬＤの性能を全く
損なうことがないという特徴を有している。しかしなが
ら、この例においてはＢＨ−Ｌｉ）の活性層側面からの
散乱光が微弱であるために受光感度が必ずしも十分とは
言えない。受光感度を改善する方法のひとつとしてＰＤ
のキャリア発生領域としてレーザ発振波長に対応するエ
ネルギーよシも小さなエネルギーギヤ、プをもつ半導体
材′科を採用することが考えられる。しかしながら前述
の例ではそのために多数回のエピタキシャル成長工程を
必要とし、歩留りの低下を招いていた。
アイバ通信の実用化が進んで、光集積回路という新しい
研究分野が発展しつつある。中でも半導体レーザと受光
素子との集積化は光源の光出力をモニタする必要性から
システム構成上１資である。そのひとつとして本願の発
明者らは特願昭５６−２５８３６号明細書において埋め
込みへテロ構造半導体レーザ（以下ＢＨ−ＬＤと略す）
とＰＮ接合型フォトダイオード（以下ＰＤと略す）とを
並列に四−基板上に集積化した光集積化素子を発明した
。この光素子においてはＢＨ−ＬＤの活性層の領置から
のレーザ出力光を、その横側に形成されたＦＤによって
モニタすることができ、工、チング共振器面を用いるも
のと比べて、通常のへき開技暫によってレーザ共振器面
を形成することができるので、ＢＨ−ＬＤの性能を全く
損なうことがないという特徴を有している。しかしなが
ら、この例においてはＢＨ−Ｌｉ）の活性層側面からの
散乱光が微弱であるために受光感度が必ずしも十分とは
言えない。受光感度を改善する方法のひとつとしてＰＤ
のキャリア発生領域としてレーザ発振波長に対応するエ
ネルギーよシも小さなエネルギーギヤ、プをもつ半導体
材′科を採用することが考えられる。しかしながら前述
の例ではそのために多数回のエピタキシャル成長工程を
必要とし、歩留りの低下を招いていた。
本発明の目的は上述の欠点を除去すべく、ＰＤＯΦヤリ
ア発生領域にＢＨ−ＬＤの活性層よシもエネルギーギャ
ップの小さな半導体材料を採用し、しかもただ１回のエ
ピタキシャル成長で作製でき、製造歩留りのよいＢＨ−
ＬＤ、ＰＤ光集積化素子を提供することにある。
ア発生領域にＢＨ−ＬＤの活性層よシもエネルギーギャ
ップの小さな半導体材料を採用し、しかもただ１回のエ
ピタキシャル成長で作製でき、製造歩留りのよいＢＨ−
ＬＤ、ＰＤ光集積化素子を提供することにある。
本発明によれば、活性層の周囲をよシエネルギーギャッ
プが大きくかつ屈折率が小さい半導体材料でおおわれた
埋め込みへテロ構造半導体レーザと、フォトダイオード
とが、同−半導体レーザに集積化された半導体レーザ・
フォトダイオード光集積化素子において、埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザの電極半導体層のエネルギーギヤ、
プが活性層のエネルギーギャップよシも小さく、かつそ
の一部が反対導電型に反転せしめられてフォトダイオー
ドが形成されており、フォトダイオードが埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザのレーザ共振軸に対して垂直な方向
の少なくとも一方の側に形成されてなることを特徴とす
る半導体レーザ・フォトダイオード光集積化素子が得ら
れる。
プが大きくかつ屈折率が小さい半導体材料でおおわれた
埋め込みへテロ構造半導体レーザと、フォトダイオード
とが、同−半導体レーザに集積化された半導体レーザ・
フォトダイオード光集積化素子において、埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザの電極半導体層のエネルギーギヤ、
プが活性層のエネルギーギャップよシも小さく、かつそ
の一部が反対導電型に反転せしめられてフォトダイオー
ドが形成されており、フォトダイオードが埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザのレーザ共振軸に対して垂直な方向
の少なくとも一方の側に形成されてなることを特徴とす
る半導体レーザ・フォトダイオード光集積化素子が得ら
れる。
以下実施例を示す図面を用いて本発明を説明するＯ
第１図は本発明による光素子の素子断面図である。この
ような素子を得るには、まず（００１）方位のｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１０１に（１１０）方向に平行にメサストライプ
１１６を形成し、その上にエピタキシャル成長法により
、発光波長１．３μｍ組成のＩ ｎｏ。
ような素子を得るには、まず（００１）方位のｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１０１に（１１０）方向に平行にメサストライプ
１１６を形成し、その上にエピタキシャル成長法により
、発光波長１．３μｍ組成のＩ ｎｏ。
Ｇ ”ａｔ８ Ａ ’ａｌｌ ｐｅａ活性層１０２をメ
サ側面部のみを除いて、次にｐ−Ｉｎｐ電流ブロック層
１０３を全面に、ｎ−ＩｎＰ電流プロ、り層１０４をメ
サ上面のみを除いて、続いてｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０
５、活性層よシもエネルギーギヤ、プの小さな組成をも
つ発光波長１．５μｍ組成のｎ −Ｉ １１６４１ Ｇ
ａ＠３＠ Ａ ’ ａｓｓ Ｐ６Ｊｌ電極層１０６會
それぞれ順次積層させる。この半導体ウェファにＢＨ−
ＬＤ用のＺｎ拡散層１０７、およびＰＤを形成するため
のＰＤのＺｎ拡散層１０８を形成することによって、Ｂ
Ｈ−ＬＤ１５１とその活性〜よシもエネルギーギヤ、プ
の小さな半導体材料からなるキャリア発生領域をもつＰ
Ｄ１５２とが同一半導体基板上に集積化された光集積化
素子が得られた。この光素子においてはＢＨ−ＬＤ１５
１とＰＤ１５２とがプロトン注入絶縁化層１０９によっ
て電気的に絶縁されてお、９、ＢＨ−ＬＤＩ ５１（２
）Ｐ形電極１１２に、基板＠ｎ形電極１１５に対して正
のバイアスをかけて電流を流し、レーザ発振′させ、Ｐ
Ｄ１５２に外部抵抗を介してｐ形電極１１４に、ｎ形電
極１１３に対して負のバイアスをかけることにより、Ｂ
Ｈ−ＬＤの活性層側面からのレーザ散乱光を効率よく受
光することができた。
サ側面部のみを除いて、次にｐ−Ｉｎｐ電流ブロック層
１０３を全面に、ｎ−ＩｎＰ電流プロ、り層１０４をメ
サ上面のみを除いて、続いてｐ−ＩｎＰ埋め込み層１０
５、活性層よシもエネルギーギヤ、プの小さな組成をも
つ発光波長１．５μｍ組成のｎ −Ｉ １１６４１ Ｇ
ａ＠３＠ Ａ ’ ａｓｓ Ｐ６Ｊｌ電極層１０６會
それぞれ順次積層させる。この半導体ウェファにＢＨ−
ＬＤ用のＺｎ拡散層１０７、およびＰＤを形成するため
のＰＤのＺｎ拡散層１０８を形成することによって、Ｂ
Ｈ−ＬＤ１５１とその活性〜よシもエネルギーギヤ、プ
の小さな半導体材料からなるキャリア発生領域をもつＰ
Ｄ１５２とが同一半導体基板上に集積化された光集積化
素子が得られた。この光素子においてはＢＨ−ＬＤ１５
１とＰＤ１５２とがプロトン注入絶縁化層１０９によっ
て電気的に絶縁されてお、９、ＢＨ−ＬＤＩ ５１（２
）Ｐ形電極１１２に、基板＠ｎ形電極１１５に対して正
のバイアスをかけて電流を流し、レーザ発振′させ、Ｐ
Ｄ１５２に外部抵抗を介してｐ形電極１１４に、ｎ形電
極１１３に対して負のバイアスをかけることにより、Ｂ
Ｈ−ＬＤの活性層側面からのレーザ散乱光を効率よく受
光することができた。
本発明の実施例においては、Ｉｆ１６．ｇ ＧａＩＬｔ
、Ａ３６ＪＩ Ｐ（ＩＨ活性層１０２０発光波長を１．
３μｍ１およびｎ −Ｉ ｎ、、。
、Ａ３６ＪＩ Ｐ（ＩＨ活性層１０２０発光波長を１．
３μｍ１およびｎ −Ｉ ｎ、、。
Ｇａｏ、、Ａ ｓ、、＠Ｐ、、、、電極層１０６０発光
波長を１．５μｍと迦ひ、ＰＤのキャリア発生領域にＢ
Ｈ−ＬＤの活性層よりもエネルギーギヤ、プの小さな半
導体材料を用いることによシ、従来のこの種の光素子に
比べて、受光感度をさらに向上することができた。さら
にそのようなすぐれた特性のＢＨ−ＬＤ・ＰＤ光集積化
素子がただ１（ロ）のエピタキシャル成長工程で作製で
き、製作歩留シもよい。
波長を１．５μｍと迦ひ、ＰＤのキャリア発生領域にＢ
Ｈ−ＬＤの活性層よりもエネルギーギヤ、プの小さな半
導体材料を用いることによシ、従来のこの種の光素子に
比べて、受光感度をさらに向上することができた。さら
にそのようなすぐれた特性のＢＨ−ＬＤ・ＰＤ光集積化
素子がただ１（ロ）のエピタキシャル成長工程で作製で
き、製作歩留シもよい。
なお本発明の実施例においてはＩｎＰを基板とする波長
１μｍ帯の素子を示したが、これに限ることなく他の材
料も適用可能であることは１“うまでもない。
１μｍ帯の素子を示したが、これに限ることなく他の材
料も適用可能であることは１“うまでもない。
本発明の特徴はＰＤのキャリア発生領域がＨＨ−ＬＤの
活性層よシもエネルギーギヤ、プの小さい半導体材料か
らなる、受光感度の向上したＰＤとＢＨ−ＬＤとを同一
半導体基板上に集積化したことであり、しかもそのよう
な光集積化素子がただ１回のエピタキシャル成長工程で
作製できるため、製作歩留シもきわめてよい。
活性層よシもエネルギーギヤ、プの小さい半導体材料か
らなる、受光感度の向上したＰＤとＢＨ−ＬＤとを同一
半導体基板上に集積化したことであり、しかもそのよう
な光集積化素子がただ１回のエピタキシャル成長工程で
作製できるため、製作歩留シもきわめてよい。
第１図は本発明による光集積化素子の素子断簡図である
。
。
Claims (1)
- 活性層の周囲をよシエネルギーギャ、プが大きくかつ屈
折率が小さい半導体材料でおおわれた埋め込みへテロ構
造半導体レーザと、フォトダイオードとが、同一半導体
基板上に集積化された半導体レーザーフォトダイオード
光集積化素子において、前記埋め込みへテロ構造半導体
レーザの電極半導体層のエネルギーギャップが前記活性
層のエネルギーギヤ、プよシも小さく、かつその一部が
反対導電型に反転せしめられてフォトダイオードが形成
されており、前記フォトダイオードが前記埋め込みへテ
ロ構造半導体レーザのレーザ共振軸に対して垂直な方向
の少なくとも一方の側に形成されてなることを特徴とす
る半導体レーザ・フォトダイオード光集積化素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184789A JPS5886788A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184789A JPS5886788A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886788A true JPS5886788A (ja) | 1983-05-24 |
Family
ID=16159315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184789A Pending JPS5886788A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886788A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204574A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Toshiba Corp | 複合型光半導体装置 |
| FR2592239A1 (fr) * | 1985-12-25 | 1987-06-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Laser a semi-conducteur a contre-reaction repartie avec moniteur. |
| EP0405801A2 (en) * | 1989-06-26 | 1991-01-02 | AT&T Corp. | Optical amplifier-photodetector assemblage |
| EP0405800A2 (en) * | 1989-06-26 | 1991-01-02 | AT&T Corp. | Laser-photodetector assemblage |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP56184789A patent/JPS5886788A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204574A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Toshiba Corp | 複合型光半導体装置 |
| JPH0312474B2 (ja) * | 1982-05-24 | 1991-02-20 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| FR2592239A1 (fr) * | 1985-12-25 | 1987-06-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Laser a semi-conducteur a contre-reaction repartie avec moniteur. |
| EP0405801A2 (en) * | 1989-06-26 | 1991-01-02 | AT&T Corp. | Optical amplifier-photodetector assemblage |
| EP0405800A2 (en) * | 1989-06-26 | 1991-01-02 | AT&T Corp. | Laser-photodetector assemblage |
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