JPS59125659A - モニタ集積型半導体発光素子 - Google Patents
モニタ集積型半導体発光素子Info
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- JPS59125659A JPS59125659A JP58000654A JP65483A JPS59125659A JP S59125659 A JPS59125659 A JP S59125659A JP 58000654 A JP58000654 A JP 58000654A JP 65483 A JP65483 A JP 65483A JP S59125659 A JPS59125659 A JP S59125659A
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- laser
- light
- photodetector
- semiconductor
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- 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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- 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
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- 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
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- H01S5/1085—Oblique facets
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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
- H01S5/20—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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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、半導体レーザを備える発光素子に関し、特に
埋め込み活性領域にそって回折格子が形成された分布帰
還型埋め込み構造半導体レーザとそのレーザ出力光モニ
タ用のフォトディテクタ（光検出器）とが同一半導体基
板上に集積でれたモニタ集積型半導体発光素子に関する
。
埋め込み活性領域にそって回折格子が形成された分布帰
還型埋め込み構造半導体レーザとそのレーザ出力光モニ
タ用のフォトディテクタ（光検出器）とが同一半導体基
板上に集積でれたモニタ集積型半導体発光素子に関する
。
近年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められている。それにつれて各種
光半導体素子を一体化してシステムの安定化をはかろう
という気運が高まってきている。中でも半導体レーザと
フォトディテクタとの集積化は半導体レーザの光出力を
モニタ（監視）する必要性からシステム構成上重要であ
る。長距離・大容量光ファイバ通信用光源として数百メ
ガピット７秒の高速愛護時にも単一の発振スペクトルで
レーザ発振する分布帰還型半導体レーザ（Ｉ）ＦＢ−Ｌ
Ｄ）が注目を集めている。このＩ）ＦＢ−ＬＤ と横モ
ード安定化構造としての埋め込み構造半導体レーザ（Ｂ
Ｈ−ＬＤ）とを組みあわせた分布帰還型埋め込み構造半
導体レーザ（ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ ）は、発振しきい値
電流も低く、横モードも安定し、高効率動作が可能であ
ハ長距離・大容量光ファイバ通信用光源として特に優れ
ている。
イバ通信の実用化が進められている。それにつれて各種
光半導体素子を一体化してシステムの安定化をはかろう
という気運が高まってきている。中でも半導体レーザと
フォトディテクタとの集積化は半導体レーザの光出力を
モニタ（監視）する必要性からシステム構成上重要であ
る。長距離・大容量光ファイバ通信用光源として数百メ
ガピット７秒の高速愛護時にも単一の発振スペクトルで
レーザ発振する分布帰還型半導体レーザ（Ｉ）ＦＢ−Ｌ
Ｄ）が注目を集めている。このＩ）ＦＢ−ＬＤ と横モ
ード安定化構造としての埋め込み構造半導体レーザ（Ｂ
Ｈ−ＬＤ）とを組みあわせた分布帰還型埋め込み構造半
導体レーザ（ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ ）は、発振しきい値
電流も低く、横モードも安定し、高効率動作が可能であ
ハ長距離・大容量光ファイバ通信用光源として特に優れ
ている。
ところで、ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおいては通常のへき開
による結晶面をレーザ共振器として用いず、活性領域の
近傍にレーザ共振軸に沿って設けられた回折格子を共振
器とする。すなわち、活性領域外部にしみ出した光のフ
ィールドを回折させて、回折格子によって決定される波
長でのみレーザ発振させるものである。このよりなりＦ
Ｂ−ＢＨ−ＬＤにおいては、そのファブリペローモード
の抑制が重要である。すなわち、回折格子はＤＦＬＩモ
ードによる所望のレーザ発振波長を規定するのに対し、
ファブリペローモードで発振するファブリペロ−共振器
では両方の結晶面の距離によって発振波長が定まる。そ
こ六ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおいて、Ｄ Ｉ” Ｂモード
と同時に７アプリベローモードが起こってしまうと、電
流注入レベルの変化によってモードのとびが生じたシし
て、光フアイバ通信における伝送帯域を大きく制限する
ことになる。
による結晶面をレーザ共振器として用いず、活性領域の
近傍にレーザ共振軸に沿って設けられた回折格子を共振
器とする。すなわち、活性領域外部にしみ出した光のフ
ィールドを回折させて、回折格子によって決定される波
長でのみレーザ発振させるものである。このよりなりＦ
Ｂ−ＢＨ−ＬＤにおいては、そのファブリペローモード
の抑制が重要である。すなわち、回折格子はＤＦＬＩモ
ードによる所望のレーザ発振波長を規定するのに対し、
ファブリペローモードで発振するファブリペロ−共振器
では両方の結晶面の距離によって発振波長が定まる。そ
こ六ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおいて、Ｄ Ｉ” Ｂモード
と同時に７アプリベローモードが起こってしまうと、電
流注入レベルの変化によってモードのとびが生じたシし
て、光フアイバ通信における伝送帯域を大きく制限する
ことになる。
一方、光源であるＪ） Ｆ Ｂ −Ｂ Ｈ−Ｌ Ｄとそ
の光出力モニタ用の７オトデイテクタとをモノリシック
に同一半導体基板上に集積化してモニタ集積型半導体発
光素子とする場合、フォトディテクタに入射するレーザ
出力光は当然フォトディテクタの受光面で反射される。
の光出力モニタ用の７オトデイテクタとをモノリシック
に同一半導体基板上に集積化してモニタ集積型半導体発
光素子とする場合、フォトディテクタに入射するレーザ
出力光は当然フォトディテクタの受光面で反射される。
この反射光がＬ）ＦＢ−ＢＨ−ＬＤに再入射すると、光
源に対する反射雑音として作用する。すなわち、光源の
発振モードが不安定になシ、雑音が急増し、ＤＦ’Ｂ−
ＢＨ−ＬＤの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）あるいは搬送波対
雑音比（Ｃ／Ｎ ）を大きく劣化させることになる。
源に対する反射雑音として作用する。すなわち、光源の
発振モードが不安定になシ、雑音が急増し、ＤＦ’Ｂ−
ＢＨ−ＬＤの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）あるいは搬送波対
雑音比（Ｃ／Ｎ ）を大きく劣化させることになる。
このように、大容量光ファイバ通信用光源として特に優
れた特性を有するＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤとそのモニタ用の
フォトディテクタとを同一半導体基板上に集積化したモ
ニタ集積型半導体発光素子においてｔ４．ＤＦＢ−ＢＨ
−ＬＤのファブリペローモード抑制と、そして同時にフ
ォトディテクタ受光面からの反射光の影響を取シ除くこ
とが別製であるが、従来これらの特性を十分に満たすモ
ニタ集積型半導体発光素子はなかった。
れた特性を有するＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤとそのモニタ用の
フォトディテクタとを同一半導体基板上に集積化したモ
ニタ集積型半導体発光素子においてｔ４．ＤＦＢ−ＢＨ
−ＬＤのファブリペローモード抑制と、そして同時にフ
ォトディテクタ受光面からの反射光の影響を取シ除くこ
とが別製であるが、従来これらの特性を十分に満たすモ
ニタ集積型半導体発光素子はなかった。
本発明の目的は、ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤのファブリペロー
モード抑制が十分になされ、しかもＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ
がフォトディテクタ受光面からの反射光の影響を受けな
いモニタ集積型半導体発光素子の提供にある。
モード抑制が十分になされ、しかもＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ
がフォトディテクタ受光面からの反射光の影響を受けな
いモニタ集積型半導体発光素子の提供にある。
本発明の構成は、埋め込み活性領域のレーザ共振軸に沿
って回折格子が形成しである分布帰還型埋め込み構造半
導体レーザと、とのレーザの光を受光部に受けそのレー
ザの出力を監視する光検出器とが一つの半導体基板上に
集積しであるモニタ集積型半導体発光素子において、前
記レーザ共振軸に交わる前記活性領域の少なくとも一方
の端面がとのレーザ共振軸に対してなす角度はそのレー
ザ共振軸に平行なレーザ光を前記活性領域の外周の半導
体の中に全反射させる大きさであり、前記光検出器が受
ける前記光は前記全反射したレーザ光であることを特徴
とする。
って回折格子が形成しである分布帰還型埋め込み構造半
導体レーザと、とのレーザの光を受光部に受けそのレー
ザの出力を監視する光検出器とが一つの半導体基板上に
集積しであるモニタ集積型半導体発光素子において、前
記レーザ共振軸に交わる前記活性領域の少なくとも一方
の端面がとのレーザ共振軸に対してなす角度はそのレー
ザ共振軸に平行なレーザ光を前記活性領域の外周の半導
体の中に全反射させる大きさであり、前記光検出器が受
ける前記光は前記全反射したレーザ光であることを特徴
とする。
ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤのレーザ共振軸に交わる一方の活性
領域端面をそのレーザ共振軸に対して斜めに形成すれば
、その端面においてレーザ共振軸方向に反射される成分
を十分に小さくでき、したがって７アプリペローモード
を抑制できる。同時に、その端面でレーザ光が全反射す
るように設計して、レーザ発振光が外部に出す、活性領
域を覆う半導体層中に反射させ、その反射光を受けるよ
うにフォトディテクタ全配置すれば、フォトディテクタ
をその半導体層中につくり込んでおくことができるので
７オトデイテクタの受光面からの反射光が光源に再入射
して反射雑音と々るの−お防ぐことができる。
領域端面をそのレーザ共振軸に対して斜めに形成すれば
、その端面においてレーザ共振軸方向に反射される成分
を十分に小さくでき、したがって７アプリペローモード
を抑制できる。同時に、その端面でレーザ光が全反射す
るように設計して、レーザ発振光が外部に出す、活性領
域を覆う半導体層中に反射させ、その反射光を受けるよ
うにフォトディテクタ全配置すれば、フォトディテクタ
をその半導体層中につくり込んでおくことができるので
７オトデイテクタの受光面からの反射光が光源に再入射
して反射雑音と々るの−お防ぐことができる。
以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はこの実施
例の動作原理を説明するだめの平面図である。まず、こ
の実施例の製作工程を説明する。
例の動作原理を説明するだめの平面図である。まず、こ
の実施例の製作工程を説明する。
はじめに（１００）面方位を有するｎ−１ｎＰ基板１上
にＤＦＢ用の回折格子２を形成する。これ（ｄ例えばＨ
ｅ−Ｃｄガスレーザを用いた通常のレーザ干渉法と化学
エツチング法を用いて比較的容易にできる。回折格子２
はピ、ノチ０３８μｍ、深さ０．１２μｍ程度であり、
（０１１’）方向にくり返すものであり、リン酸系のエ
ツチング液を用いて低温度でエツチングを行なった。回
υ■格子２金形成したｎ−ＩｎＰ基板１上に通常の液相
エピタキシャル（ＬＰｇ）法により、ｎ Ｉ ｎ ０
８５Ｇ ａ ｏ、１５ Ａ ｓ ｏ、３３ Ｐ 。４７
光ガイド層３を厚さ０．３μＩｎ、ノンドープＩ ｎ
Ｏ，７２（） ａ Ｏ，２８Ａ Ｓ ｇＪＩ Ｐ Ｏ，
３９活性層４を厚さ０１μｍ％ ｐ−ＩｎＰクラッド層
５を厚さ１μｍ ｌ＠次に積層させる。回折格子２は深
さが０１２μｍ程度あるものの、熱的なダメージを受け
やす＜、ｔたメルトバックされやすいので、ＩｎＰ結晶
をカバーとして用い、さらにｎ −Ｉ ｎ Ｏ，ｓｓ
Ｇ ａ Ｏ，１５Ａ Ｓ Ｏ４０Ｐ６．６１光ガイド層
３は過飽和度ｆｆ：２０°Ｃ程度ととったスーパークー
リング成長溶Ｍｅ用いて成長した。活性層４は結晶性の
よさ、膜厚制御の容易さ等の点からオーバーシード法に
よるＬＰｇ成長を行なった。
にＤＦＢ用の回折格子２を形成する。これ（ｄ例えばＨ
ｅ−Ｃｄガスレーザを用いた通常のレーザ干渉法と化学
エツチング法を用いて比較的容易にできる。回折格子２
はピ、ノチ０３８μｍ、深さ０．１２μｍ程度であり、
（０１１’）方向にくり返すものであり、リン酸系のエ
ツチング液を用いて低温度でエツチングを行なった。回
υ■格子２金形成したｎ−ＩｎＰ基板１上に通常の液相
エピタキシャル（ＬＰｇ）法により、ｎ Ｉ ｎ ０
８５Ｇ ａ ｏ、１５ Ａ ｓ ｏ、３３ Ｐ 。４７
光ガイド層３を厚さ０．３μＩｎ、ノンドープＩ ｎ
Ｏ，７２（） ａ Ｏ，２８Ａ Ｓ ｇＪＩ Ｐ Ｏ，
３９活性層４を厚さ０１μｍ％ ｐ−ＩｎＰクラッド層
５を厚さ１μｍ ｌ＠次に積層させる。回折格子２は深
さが０１２μｍ程度あるものの、熱的なダメージを受け
やす＜、ｔたメルトバックされやすいので、ＩｎＰ結晶
をカバーとして用い、さらにｎ −Ｉ ｎ Ｏ，ｓｓ
Ｇ ａ Ｏ，１５Ａ Ｓ Ｏ４０Ｐ６．６１光ガイド層
３は過飽和度ｆｆ：２０°Ｃ程度ととったスーパークー
リング成長溶Ｍｅ用いて成長した。活性層４は結晶性の
よさ、膜厚制御の容易さ等の点からオーバーシード法に
よるＬＰｇ成長を行なった。
上述のように作へした回折格子金有する二重へテロ接合
構造（ＤＨ）ウェファに＜０１１＞方向に平行な２本の
エツチング＃６，７およびそれらによって挾まれるメサ
ストライプ８を形成する。この際、第２図に示すように
、エツチング溝７はフォトディテクタ２２の部分で溝幅
がやや広くなっているとモニタ形成に有効である。ＤＦ
Ｊ３−ＢＨ−ＬＤ２１部分ではこれらのエツチング溝６
，７は幅１０μｍ１深さ３μｍ１メサストライプ８は活
性層部分で幅１．５μｍとなるようにしだ。フォトティ
テクタ２１部分では第２図に示すエツチング溝７は幅２
０μｍ程度としておけばよい。実際には体積比０２％の
Ｂｒメタノール混合エツチング液を用いて３°Ｃで２分
３０秒間エツチングを行なった。
構造（ＤＨ）ウェファに＜０１１＞方向に平行な２本の
エツチング＃６，７およびそれらによって挾まれるメサ
ストライプ８を形成する。この際、第２図に示すように
、エツチング溝７はフォトディテクタ２２の部分で溝幅
がやや広くなっているとモニタ形成に有効である。ＤＦ
Ｊ３−ＢＨ−ＬＤ２１部分ではこれらのエツチング溝６
，７は幅１０μｍ１深さ３μｍ１メサストライプ８は活
性層部分で幅１．５μｍとなるようにしだ。フォトティ
テクタ２１部分では第２図に示すエツチング溝７は幅２
０μｍ程度としておけばよい。実際には体積比０２％の
Ｂｒメタノール混合エツチング液を用いて３°Ｃで２分
３０秒間エツチングを行なった。
メサストライプ８およびエツチング溝６，７を形成した
ＤＨウェファに続いて埋め込み成長を行なう。ｐ−Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層９、ｎ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層１
０ずれもメサストライプ８の上面のみを除いて、さらに
ｐ−Ｔ、ｎＰ埋め込み層１１、発光波長１．１μｍに相
当するｐ −Ｉ ｎ ０．１１５０ ａ Ｏ，１６Ａ
Ｓ Ｏ，３３Ｐ ０．６７電極層１２を全面にわたって
積層させる。ｐ−ＩｎＰ、ｎ−ＩｎＰ２つの電流ブロッ
ク層９，１０はＩｎ成長メルト中にＩｎＰ結晶片が浮遊
する二相溶液法を用いて成長を行なった。メサ上面にの
みこれらの層が成長しないのはメサ側面での結晶成長速
度が速いためこの部分でメルト中の少数原子であるＰ原
子が多量に消費され、メサ上面で極端に減少するだめで
わる。エツチング？１′！￥７の幅は光源部分とフォト
ディテクタ部分とでそれぞれ１０μｍ、２０μｍと異な
るが、上記の成長の様子はほとんど同じである。
ＤＨウェファに続いて埋め込み成長を行なう。ｐ−Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層９、ｎ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層１
０ずれもメサストライプ８の上面のみを除いて、さらに
ｐ−Ｔ、ｎＰ埋め込み層１１、発光波長１．１μｍに相
当するｐ −Ｉ ｎ ０．１１５０ ａ Ｏ，１６Ａ
Ｓ Ｏ，３３Ｐ ０．６７電極層１２を全面にわたって
積層させる。ｐ−ＩｎＰ、ｎ−ＩｎＰ２つの電流ブロッ
ク層９，１０はＩｎ成長メルト中にＩｎＰ結晶片が浮遊
する二相溶液法を用いて成長を行なった。メサ上面にの
みこれらの層が成長しないのはメサ側面での結晶成長速
度が速いためこの部分でメルト中の少数原子であるＰ原
子が多量に消費され、メサ上面で極端に減少するだめで
わる。エツチング？１′！￥７の幅は光源部分とフォト
ディテクタ部分とでそれぞれ１０μｍ、２０μｍと異な
るが、上記の成長の様子はほとんど同じである。
以上のようにして得たレーザウェア丁に端面のエツチン
グ、絶縁化層の形成、およびフォトディテクタ部分の不
純物拡散を行なう。すなわち、一方のレーザ端面でレー
ザ光が全反射する角度になるようにエツチングを行ない
、レーザ端面２３を形成する。フォトディテクタ部分は
、このままではｎ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層１０間に
存在するために、吸収した光を電流に変換できない。そ
こで、ｐ型不純物であるＺｎをこのｎ−４ｎＰ電流プロ
うり層１０をつきぬける深さに選択的に拡散してフォト
ディテクタ２２を形成する。そして、プロトン照射を選
択的に行なって光源とモニタとの電気的絶縁を行ない、
絶縁化領域１３を形成する。
グ、絶縁化層の形成、およびフォトディテクタ部分の不
純物拡散を行なう。すなわち、一方のレーザ端面でレー
ザ光が全反射する角度になるようにエツチングを行ない
、レーザ端面２３を形成する。フォトディテクタ部分は
、このままではｎ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層１０間に
存在するために、吸収した光を電流に変換できない。そ
こで、ｐ型不純物であるＺｎをこのｎ−４ｎＰ電流プロ
うり層１０をつきぬける深さに選択的に拡散してフォト
ディテクタ２２を形成する。そして、プロトン照射を選
択的に行なって光源とモニタとの電気的絶縁を行ない、
絶縁化領域１３を形成する。
上記の処理は、必ずしもそのような順番の工程で行わな
くてもか甘わない。例えば、フ第１・ディテクタ用の拡
散、プロトン照射ケ行なった侶・に端面形成のためのエ
ツチングを行なってもよい。最後に、ｐ型オーミック電
極１４及び口型オーミック電極１５を形成したのち、個
々の素子ベレット合：切り出してＪツｆ望のモニタ集積
型半導体発光索子を得る。
くてもか甘わない。例えば、フ第１・ディテクタ用の拡
散、プロトン照射ケ行なった侶・に端面形成のためのエ
ツチングを行なってもよい。最後に、ｐ型オーミック電
極１４及び口型オーミック電極１５を形成したのち、個
々の素子ベレット合：切り出してＪツｆ望のモニタ集積
型半導体発光索子を得る。
このようにして・得ら：１．た発光素子のＤ Ｆ Ｂ
−Ｂ Ｈ−ＬＤ２１に正のバイアスを加え、メサストラ
イプ８内の活性層４を活性領域としてレーザ発振させ、
同時にフォトディテクタ２２に外部抵抗を介して負のバ
イアスを印加することによりＤ Ｆ Ｂ −ＢＨ−Ｌｌ
） ２１のレーザ出力光を准効にモニタすることができ
だ。本発明の実施例においてはＤ Ｆ Ｂ−ＢＨ−ＬＤ
２１の一方の端面２３が活性領域で発生したレーザ光を
全反射して外部に出射されないように形成されている。
−Ｂ Ｈ−ＬＤ２１に正のバイアスを加え、メサストラ
イプ８内の活性層４を活性領域としてレーザ発振させ、
同時にフォトディテクタ２２に外部抵抗を介して負のバ
イアスを印加することによりＤ Ｆ Ｂ −ＢＨ−Ｌｌ
） ２１のレーザ出力光を准効にモニタすることができ
だ。本発明の実施例においてはＤ Ｆ Ｂ−ＢＨ−ＬＤ
２１の一方の端面２３が活性領域で発生したレーザ光を
全反射して外部に出射されないように形成されている。
したがって、この端面２３でのファプリペロー共振器と
しての反射率はほとんど０にすることができ、］）］Ｆ
Ｂ−ＢＨ−ＬＤ２における重要な課題の一つであるファ
ブリペローモードの抑制を十分に行なうことができた。
しての反射率はほとんど０にすることができ、］）］Ｆ
Ｂ−ＢＨ−ＬＤ２における重要な課題の一つであるファ
ブリペローモードの抑制を十分に行なうことができた。
捷だ、この端面２３で全反射され活性領域外へ射出され
た反射光２４は、フォトディテクタ２２のキャリア生成
領域に吸収され、光電流となって外部に検出される。こ
の反射光２４は、外気中に出射されることなく直接半導
体中を通ってフォトディテクタ２２に入射するから、フ
ォトディテクタ２２からの反射の影響はほとんど無視で
きる。す々わち、モニタを内蔵した半導体発光素子にお
いて重要なモニタ受光面からの反射光の光源への再入射
現象を十分にとり除くことができた。素子分離のための
絶縁化層１３は、この実施例ではプロトン照射によって
形成したが、もちろんプロトン照射に限ることなく、エ
ツチングを行なったりして素子間の電気抵抗を十分に大
きくする領域をこの部分に形成すれば足シｔ０ 上述のように作製した半導体発光素子で、ＤＦＢ−ＢＨ
−ＬＤ２１の長さ４００μｍ１フオトデイテクタ２２の
大きさを１００μｍＸ１００μｍとした素子において、
室温連続発振での発振しきい値電流３０ｍＡ、連続発振
時の発振波長の温度変化率０．９Ａ／’０゜５００Ｍｂ
ｉｔｓ ／ ｓｅｃの高速ビくルス変調時にも単一のＤ
ＦＢ軸モードで発振する素子が再現性よく得られた。も
ちろん、前述のごとくファブリペローモードは十分に抑
制され、出力光の再入射に伴なうようなレーザ特性の不
安定性は全く観測されなかった。また、レーザ出力光と
モニタ出力の間の線形性もよかった。
た反射光２４は、フォトディテクタ２２のキャリア生成
領域に吸収され、光電流となって外部に検出される。こ
の反射光２４は、外気中に出射されることなく直接半導
体中を通ってフォトディテクタ２２に入射するから、フ
ォトディテクタ２２からの反射の影響はほとんど無視で
きる。す々わち、モニタを内蔵した半導体発光素子にお
いて重要なモニタ受光面からの反射光の光源への再入射
現象を十分にとり除くことができた。素子分離のための
絶縁化層１３は、この実施例ではプロトン照射によって
形成したが、もちろんプロトン照射に限ることなく、エ
ツチングを行なったりして素子間の電気抵抗を十分に大
きくする領域をこの部分に形成すれば足シｔ０ 上述のように作製した半導体発光素子で、ＤＦＢ−ＢＨ
−ＬＤ２１の長さ４００μｍ１フオトデイテクタ２２の
大きさを１００μｍＸ１００μｍとした素子において、
室温連続発振での発振しきい値電流３０ｍＡ、連続発振
時の発振波長の温度変化率０．９Ａ／’０゜５００Ｍｂ
ｉｔｓ ／ ｓｅｃの高速ビくルス変調時にも単一のＤ
ＦＢ軸モードで発振する素子が再現性よく得られた。も
ちろん、前述のごとくファブリペローモードは十分に抑
制され、出力光の再入射に伴なうようなレーザ特性の不
安定性は全く観測されなかった。また、レーザ出力光と
モニタ出力の間の線形性もよかった。
なお本発明の実施例においては、ＩｎＰを基板、Ｉｎ１
−ｘＧａｘＡ５ｙＰｘ−ｙを活性層および光ガイド層と
した波長１μｍ帯の光半導体素子を示しだが、本発明に
適用する半導体材料はもちろんこれに限るものではなく
、可視光領域から遠赤外領域までの所要の波長に応じた
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ系、ＧａＩｎＡｊＪＰ。
−ｘＧａｘＡ５ｙＰｘ−ｙを活性層および光ガイド層と
した波長１μｍ帯の光半導体素子を示しだが、本発明に
適用する半導体材料はもちろんこれに限るものではなく
、可視光領域から遠赤外領域までの所要の波長に応じた
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ系、ＧａＩｎＡｊＪＰ。
（）ａＩｎＰ、（）ａＩｎＡｓｓｂ等の他の半導体材料
であって何ら差しつかえない。回折格子はあらかじめ基
板１上に形成しておき、そのあとで光ガイド層３゜活性
層４を成長させたが、逆に活性層、光ガイド層を積層さ
せた後に回折格子を形成する方式全とりてもかまわない
。横モード制御の構造として用いたＢＨ−ＬＤもメサス
トライプが２本の平行なエツチング溝によってはさまれ
た、いわゆる２重チャネル構造のものを示したが、もち
ろんこれに限るととなく、他の構造の埋め込与型半導体
レーザであって何ら差しつかえない。さらに、モニタ用
の７オトテイテクタについても、本発明では半導体レー
ザの活性層と同じ半導体材料によるキャリア生成領域を
不するフォトダイオード（ＰＤ）を示したが、もちろん
これに限ることなく、フォトコンダクタやフォトトラン
ジスタ、あるいはアバランシェフォトダイオード（ＡＰ
Ｄ）、それら全適当に組み合わせたもの等、いずれでも
よい。
であって何ら差しつかえない。回折格子はあらかじめ基
板１上に形成しておき、そのあとで光ガイド層３゜活性
層４を成長させたが、逆に活性層、光ガイド層を積層さ
せた後に回折格子を形成する方式全とりてもかまわない
。横モード制御の構造として用いたＢＨ−ＬＤもメサス
トライプが２本の平行なエツチング溝によってはさまれ
た、いわゆる２重チャネル構造のものを示したが、もち
ろんこれに限るととなく、他の構造の埋め込与型半導体
レーザであって何ら差しつかえない。さらに、モニタ用
の７オトテイテクタについても、本発明では半導体レー
ザの活性層と同じ半導体材料によるキャリア生成領域を
不するフォトダイオード（ＰＤ）を示したが、もちろん
これに限ることなく、フォトコンダクタやフォトトラン
ジスタ、あるいはアバランシェフォトダイオード（ＡＰ
Ｄ）、それら全適当に組み合わせたもの等、いずれでも
よい。
本発明の特徴はＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤとモニタ用の７オト
デイテクタとが同一半導体基板上に集積化された半導体
発光素子に２いて、レーザ共振軸に交わる活性領域の一
方の端面を、その活性領域内においてレーザ共振軸に平
行に進むレーザ光が全反射するように形成し、その全反
射したレーザ光はその端面子覆う半導体を経てフォトデ
ィテクタに導くようにしたことである。これによって、
ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおけるファブリペローモードの抑
制全十分に行なうことができ、同時にモニタ受光向から
の反射光がレーザ活性領域に再入射して発振特性が不安
定化するような現象を除去することができた。
デイテクタとが同一半導体基板上に集積化された半導体
発光素子に２いて、レーザ共振軸に交わる活性領域の一
方の端面を、その活性領域内においてレーザ共振軸に平
行に進むレーザ光が全反射するように形成し、その全反
射したレーザ光はその端面子覆う半導体を経てフォトデ
ィテクタに導くようにしたことである。これによって、
ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおけるファブリペローモードの抑
制全十分に行なうことができ、同時にモニタ受光向から
の反射光がレーザ活性領域に再入射して発振特性が不安
定化するような現象を除去することができた。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はその平面
図である。 １・・・・・・ｎ−ＩｎＰ基板、２・・・・・・回折格
子、３・・・・・・ｎ Ｉ ｎ Ｏ，ｇ５ Ｇ ａ
Ｏ，１５Ａ Ｓ ６，３３ Ｐ Ｏ，６７光ガイド層、
４ Ｈ−４１１・Ｉ［ｏ□２Ｇ ａ Ｏ，２１１Ａ Ｓ
０．６１ Ｐ ＯＪ９活性層、５−＝−１°ｐ−Ｊｎ
Ｐクラッド層、６．７・・・・・・エツチング溝、８・
・・・・・メサストライプ、９・・・・・・ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層、１００１６１．。 ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、１１・・・・・・ｐ−Ｉｎ
Ｐｆｉめ込み層、 １２．、＋＋°＋ｐＩｎ（１，６
５ＧａＯ，１５ＡＳＯ，３３Ｐ６４７電極層、１３・・
・・・・絶縁化領域、１４・・・・・・ｐ型オーミック
電極、１５・・・・・・ｎ型オーミック電極、２１・・
・・・・ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤｌ ２２・・・・・・フォ
トディテクタ、２３・・・・・・レーザ共振軸に交わる
活性領域の端面、２４・・・・・・反射光。 代理人 弁理士 内 原 ２’、 ゛；％ノｅ
（ｉ）ニク
図である。 １・・・・・・ｎ−ＩｎＰ基板、２・・・・・・回折格
子、３・・・・・・ｎ Ｉ ｎ Ｏ，ｇ５ Ｇ ａ
Ｏ，１５Ａ Ｓ ６，３３ Ｐ Ｏ，６７光ガイド層、
４ Ｈ−４１１・Ｉ［ｏ□２Ｇ ａ Ｏ，２１１Ａ Ｓ
０．６１ Ｐ ＯＪ９活性層、５−＝−１°ｐ−Ｊｎ
Ｐクラッド層、６．７・・・・・・エツチング溝、８・
・・・・・メサストライプ、９・・・・・・ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層、１００１６１．。 ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、１１・・・・・・ｐ−Ｉｎ
Ｐｆｉめ込み層、 １２．、＋＋°＋ｐＩｎ（１，６
５ＧａＯ，１５ＡＳＯ，３３Ｐ６４７電極層、１３・・
・・・・絶縁化領域、１４・・・・・・ｐ型オーミック
電極、１５・・・・・・ｎ型オーミック電極、２１・・
・・・・ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤｌ ２２・・・・・・フォ
トディテクタ、２３・・・・・・レーザ共振軸に交わる
活性領域の端面、２４・・・・・・反射光。 代理人 弁理士 内 原 ２’、 ゛；％ノｅ
（ｉ）ニク
Claims (1)
- 埋め込み活性領域のレーザ共振軸に沿って回折格子が形
成しである分布帰還型埋め込み構造半導体レーザと、こ
のレーザの光を受光部に受けそのレーザの出力を監視す
る光検出器とが一つの午導体基板上に集積しであるモニ
タ集積型半導体発光素子において、前記レーザ共振軸に
交わる前記活性領域の少なくとも一方の端面がとのレー
ザ共振軸に対してなす角度はそのレーザ共振軸に平行な
レーザ光を前記活性領域の外周の半導体の中に全反射さ
せる大きさであシ、前記光検出器が受ける前記光は前記
全反射したレーザ光であることを特徴とするモニタ集積
型半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58000654A JPS59125659A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | モニタ集積型半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58000654A JPS59125659A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | モニタ集積型半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125659A true JPS59125659A (ja) | 1984-07-20 |
Family
ID=11479698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58000654A Pending JPS59125659A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | モニタ集積型半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125659A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168355U (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-10 | ||
| EP0709940A2 (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-01 | Hewlett-Packard Company | Integration of surface emitting laser and photodiode for monitoring power output of surface emitting laser |
| JP2005216954A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
-
1983
- 1983-01-06 JP JP58000654A patent/JPS59125659A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168355U (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-10 | ||
| EP0709940A2 (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-01 | Hewlett-Packard Company | Integration of surface emitting laser and photodiode for monitoring power output of surface emitting laser |
| EP0709940A3 (ja) * | 1994-10-31 | 1996-06-12 | Hewlett Packard Co | |
| US5838708A (en) * | 1994-10-31 | 1998-11-17 | Hewlett-Packard Company | Integration of surface emitting laser and photodiode for monitoring power output of surface emitting laser |
| JP2005216954A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
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