JPS59165478A - 分布帰還型半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザInfo
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- JPS59165478A JPS59165478A JP58039859A JP3985983A JPS59165478A JP S59165478 A JPS59165478 A JP S59165478A JP 58039859 A JP58039859 A JP 58039859A JP 3985983 A JP3985983 A JP 3985983A JP S59165478 A JPS59165478 A JP S59165478A
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
-
- 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
- H01S5/10—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
-
- 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
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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】
本発明は活性層の周囲を、当該活性層よりエネルギーギ
ャップが大きく、屈折率が小さな半導体層で埋め込んだ
埋め込みへテロ構造半導体レー°ザ、特に活性層の一方
の側Ｋ、回折格子を有している導波路層が形成された分
布帰還型半導体レーザに関する。
ャップが大きく、屈折率が小さな半導体層で埋め込んだ
埋め込みへテロ構造半導体レー°ザ、特に活性層の一方
の側Ｋ、回折格子を有している導波路層が形成された分
布帰還型半導体レーザに関する。
埋め込みへテロ構造・半導体レーザ（ＢＨ−ＬＤ）は低
い発振しきい値電流、安定化された発振横モード、高温
動作可能などの優れた特性を有しており光フアイバ通信
用光源として注目を集めている。
い発振しきい値電流、安定化された発振横モード、高温
動作可能などの優れた特性を有しており光フアイバ通信
用光源として注目を集めている。
ところで通常のＢＨ−ＬＤでは高速で変調した場合波長
が単一でなくなり、また直流で使用しても温度上昇や注
入電流の変化によって、波長が不連続に跳ぶ。ＢＨ−Ｌ
Ｄを高速変調して、そのレーザ光を光ファイバの一方の
端に入射すると、光ファイバの出力端から出る光は光フ
ァイバの材料分散によシ、波形がくずれてしまう。これ
に対して数百メガビット／秒で高速変調しても単一の発
振波長を示す半導体レーザとして、ある適当なピッチの
回折格子を設けた分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ ）がある。通常のＢＨ−ＬＤではファプリ・ベロー
共振器構造をもってお勺、活性層に閉じこめた光をチッ
プの両端の共振ミラーを使って発振させるのに対し、Ｄ
ＦＢ−ＬＤでは活性層の付近に回折格子を設けており、
その回折格子の中を波が往復して共振する。最近そのよ
うなりＦＢ−ＬＤとＢＨ−ＬＤとを組合わせた構造をも
つ半導体レーザが種種開発され、５００ Ｍｂ ｉ ｔ
／Ｓｅｃで高速変調しても単一波長で発振するという結
果が得られている。そのような半導体レーザの一例とし
て、Ｉｎ＋ −ｘ Ｇａｘ ＡｓｙＰｌ−７系のＤＦＢ
−ＢＨ−ＬＤを説明する。発振波長１．５５μｍＣＤ場
合、あらかじめｎ−ＩｎＰ基板に０．２３μｍピッチの
回折格子を形成する。これは例えばＨｅ−０ｄレーザの
干渉法を用すて、比較的制御性よく作製できる。この回
折格子を形成した基板上に例えば発光波長組成１．６μ
ｍのｎ−Ｉｎｏ７２Ｇａｎ２ａＡｓｎ６１ＰｒＬｓ９導
波路層を厚さ０．２μｍ１発光波長１．５５μｍのノン
ドープＩｎｕｓｐＧａｎ４１Ａｓｏ９ｏＰａ＋ｏ活性層
を厚さ０２μｍ、発光波長組成１．３μ、のｐ −Ｉｎ
ｎ７２Ｇａｏ２ａＡｓｏ６＋ Ｐｏ、ｓ９メルトバック
防止層、ｐ−ＩｎＰクラッド層を順次積層させる。この
ようにして得た半導体ウェファにメサエッチングをして
、活性層幅が２μｍ程度のメサストライプを形成した後
、電流ブロック層等を埋め込み成長することにより、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ ＤＦＢ ＢＨ−ＬＤが得られて
いる。
が単一でなくなり、また直流で使用しても温度上昇や注
入電流の変化によって、波長が不連続に跳ぶ。ＢＨ−Ｌ
Ｄを高速変調して、そのレーザ光を光ファイバの一方の
端に入射すると、光ファイバの出力端から出る光は光フ
ァイバの材料分散によシ、波形がくずれてしまう。これ
に対して数百メガビット／秒で高速変調しても単一の発
振波長を示す半導体レーザとして、ある適当なピッチの
回折格子を設けた分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ ）がある。通常のＢＨ−ＬＤではファプリ・ベロー
共振器構造をもってお勺、活性層に閉じこめた光をチッ
プの両端の共振ミラーを使って発振させるのに対し、Ｄ
ＦＢ−ＬＤでは活性層の付近に回折格子を設けており、
その回折格子の中を波が往復して共振する。最近そのよ
うなりＦＢ−ＬＤとＢＨ−ＬＤとを組合わせた構造をも
つ半導体レーザが種種開発され、５００ Ｍｂ ｉ ｔ
／Ｓｅｃで高速変調しても単一波長で発振するという結
果が得られている。そのような半導体レーザの一例とし
て、Ｉｎ＋ −ｘ Ｇａｘ ＡｓｙＰｌ−７系のＤＦＢ
−ＢＨ−ＬＤを説明する。発振波長１．５５μｍＣＤ場
合、あらかじめｎ−ＩｎＰ基板に０．２３μｍピッチの
回折格子を形成する。これは例えばＨｅ−０ｄレーザの
干渉法を用すて、比較的制御性よく作製できる。この回
折格子を形成した基板上に例えば発光波長組成１．６μ
ｍのｎ−Ｉｎｏ７２Ｇａｎ２ａＡｓｎ６１ＰｒＬｓ９導
波路層を厚さ０．２μｍ１発光波長１．５５μｍのノン
ドープＩｎｕｓｐＧａｎ４１Ａｓｏ９ｏＰａ＋ｏ活性層
を厚さ０２μｍ、発光波長組成１．３μ、のｐ −Ｉｎ
ｎ７２Ｇａｏ２ａＡｓｏ６＋ Ｐｏ、ｓ９メルトバック
防止層、ｐ−ＩｎＰクラッド層を順次積層させる。この
ようにして得た半導体ウェファにメサエッチングをして
、活性層幅が２μｍ程度のメサストライプを形成した後
、電流ブロック層等を埋め込み成長することにより、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ ＤＦＢ ＢＨ−ＬＤが得られて
いる。
ところでＤＦＢ−ＬＤにおいては導波路層の一方の側に
形成される回折格子の消失が大きな問題のひとつとなっ
ている。前述の例についていえば、ＩｎＰ基板上に形成
された０、２３μｍのピッチの回折格子は通常、回折格
子をレーザ干渉法によって形成した直後には１ｏ００
Ａ程度の深さを有している。
形成される回折格子の消失が大きな問題のひとつとなっ
ている。前述の例についていえば、ＩｎＰ基板上に形成
された０、２３μｍのピッチの回折格子は通常、回折格
子をレーザ干渉法によって形成した直後には１ｏ００
Ａ程度の深さを有している。
ＩｎＰ基板に形成された回折格子は結晶成長前の熱解離
、および、導波路層であるＩｎ＋−ｘＧａｘＡｓｙＰｌ
−７層を積層する際のメルトバックを受ける。前者のＩ
ｎＰ熱解離の問題に対ｌ−ては通常高温度雰囲気にさら
される時間を短かくするとともに成長前の保持温度を下
げたり、通常のＨ２ガス成長雰囲気中にＰＨｓ （ホス
フィン）ガスを１００〜１，０００ｐ声のオーダーで混
合したり、ＩｎＰ基板を他のＩｎＰ基板でおおうか、あ
るいはＩｎＰ基板の上方に５ｎ−Ｐメルトを用いるなど
してＰ （ＩＪン）の蒸気圧を補償する方法がとられて
いる。例えば通常のダブルへテロ（ＤＨ）構造のＩｎ＋
−、ＧａｘＡｓｙＰｌ−ｙ／ＩｎＰ レーザ結晶を作製
する場合、６７０〜６８０℃で保持し、６５０〜６５０
℃程度で活性層を成長するのが一般的であるのに対し、
前述の例では６２０℃程度で保持、メルトの融かし°こ
みを行ない、活性層の成長温度を６００℃以下に設定し
ている。ところがメルトの融かし込み温度（以下ソーク
温度と呼ぶ）を下げると、それに対応して導波路層、活
性層の成長温度も下げなければならない。Ｉｎ１−ｘＧ
ａｘＡ５ｙＰ＋−ｙ系の半導体材料の場合も、やはり結
晶成長に適した温度範囲がある程度決められておや、６
００℃をがなり下まわると材料特有のεシビリテイキャ
ップにあたり、結晶の品質が著るしく悪化する。特に活
性層自身に対するこのような問題は素子の信頼性に直接
にかかわる事柄であり、できることならば少なくとも活
性層は６４０℃前後の通常の温度で結晶成長を行ないた
いところである。後者の回折格子のメルトバックの問題
についてけメルトの過飽和度を大きくとったスーパーク
ーリング成長法を採用することが有効である。これもン
〜り温度と成長温度との差を大きくとる必要があるが、
ンーク温度を下げたうえに、さらにこの温度差を大きく
とろうとすると必然的に成長温度を下けなければならな
い。この場合にも前述のごとく、活性層をこのまま続け
て積層・させるのは素子の信頼性の面からは望ましくな
い。
、および、導波路層であるＩｎ＋−ｘＧａｘＡｓｙＰｌ
−７層を積層する際のメルトバックを受ける。前者のＩ
ｎＰ熱解離の問題に対ｌ−ては通常高温度雰囲気にさら
される時間を短かくするとともに成長前の保持温度を下
げたり、通常のＨ２ガス成長雰囲気中にＰＨｓ （ホス
フィン）ガスを１００〜１，０００ｐ声のオーダーで混
合したり、ＩｎＰ基板を他のＩｎＰ基板でおおうか、あ
るいはＩｎＰ基板の上方に５ｎ−Ｐメルトを用いるなど
してＰ （ＩＪン）の蒸気圧を補償する方法がとられて
いる。例えば通常のダブルへテロ（ＤＨ）構造のＩｎ＋
−、ＧａｘＡｓｙＰｌ−ｙ／ＩｎＰ レーザ結晶を作製
する場合、６７０〜６８０℃で保持し、６５０〜６５０
℃程度で活性層を成長するのが一般的であるのに対し、
前述の例では６２０℃程度で保持、メルトの融かし°こ
みを行ない、活性層の成長温度を６００℃以下に設定し
ている。ところがメルトの融かし込み温度（以下ソーク
温度と呼ぶ）を下げると、それに対応して導波路層、活
性層の成長温度も下げなければならない。Ｉｎ１−ｘＧ
ａｘＡ５ｙＰ＋−ｙ系の半導体材料の場合も、やはり結
晶成長に適した温度範囲がある程度決められておや、６
００℃をがなり下まわると材料特有のεシビリテイキャ
ップにあたり、結晶の品質が著るしく悪化する。特に活
性層自身に対するこのような問題は素子の信頼性に直接
にかかわる事柄であり、できることならば少なくとも活
性層は６４０℃前後の通常の温度で結晶成長を行ないた
いところである。後者の回折格子のメルトバックの問題
についてけメルトの過飽和度を大きくとったスーパーク
ーリング成長法を採用することが有効である。これもン
〜り温度と成長温度との差を大きくとる必要があるが、
ンーク温度を下げたうえに、さらにこの温度差を大きく
とろうとすると必然的に成長温度を下けなければならな
い。この場合にも前述のごとく、活性層をこのまま続け
て積層・させるのは素子の信頼性の面からは望ましくな
い。
そこでＤＦＢ−ＬＤの結晶成長において、前述の導波路
層と活性層との成長を分離し、導波路層は比較的低温で
成長し、活性層は通常のＤＨ結晶の成長と同程度の温度
で成長すれば、上述したような問題を除くことができる
。それによって回折格子の消失を防ぐとともに素子の信
頼性についても十分なものが得られる。しかもＤＦＢ−
ＬＤに埋め込み構造を採用する際に結晶成長が３回以上
にわたって、製造歩留りが低下するのを防ぐことが重要
である。
層と活性層との成長を分離し、導波路層は比較的低温で
成長し、活性層は通常のＤＨ結晶の成長と同程度の温度
で成長すれば、上述したような問題を除くことができる
。それによって回折格子の消失を防ぐとともに素子の信
頼性についても十分なものが得られる。しかもＤＦＢ−
ＬＤに埋め込み構造を採用する際に結晶成長が３回以上
にわたって、製造歩留りが低下するのを防ぐことが重要
である。
本発明の目的は、上述の観点にたって、回折格子の熱劣
化、メルトバックを十分に小さくするとともに、素子の
特性、信頼性、製造歩留りが十分に改善された埋め込み
へテロ構造の分布帰還型半導体レーザを提供することに
ある。
化、メルトバックを十分に小さくするとともに、素子の
特性、信頼性、製造歩留りが十分に改善された埋め込み
へテロ構造の分布帰還型半導体レーザを提供することに
ある。
すなわち本発明は半導体基板上に少なくとも活性層と、
前記活性層よりもエネルギーギャップが大きく、かつ一
方の面に周期がｎ・λ／２（但しｎは整数、λは前記活
性層中の発振波長）の回折格子が形成された導波路層と
を含む半導体多層膜を有する分布帰還型半導体レーザに
おいて、前記活性層および前記導波路層とを同一のメサ
ストライプ上に形成し、前記メサストライプの近傍を除
いて異なる導電型の半導体層よりなる電流ブロック層を
全面に形成し、前記活性層の周囲を活性層よりもエネル
ギーギャップが大きく、かつ屈折率の小さな半導体層に
よって覆ったことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ
である。
前記活性層よりもエネルギーギャップが大きく、かつ一
方の面に周期がｎ・λ／２（但しｎは整数、λは前記活
性層中の発振波長）の回折格子が形成された導波路層と
を含む半導体多層膜を有する分布帰還型半導体レーザに
おいて、前記活性層および前記導波路層とを同一のメサ
ストライプ上に形成し、前記メサストライプの近傍を除
いて異なる導電型の半導体層よりなる電流ブロック層を
全面に形成し、前記活性層の周囲を活性層よりもエネル
ギーギャップが大きく、かつ屈折率の小さな半導体層に
よって覆ったことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ
である。
以下実施例を示す図面を用いて本発明の詳細な説明する
。
。
第１図〜第５図は本発明による一実施例である分布帰還
型半導体レーザの製作工程を示す斜視図である。このよ
うなりＦＢ−ＢＨ−ＬＤを製作するためには、まず第１
図に示すように（１００）結晶面方位を有するｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１に回折格子２を形成する。
型半導体レーザの製作工程を示す斜視図である。このよ
うなりＦＢ−ＢＨ−ＬＤを製作するためには、まず第１
図に示すように（１００）結晶面方位を有するｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１に回折格子２を形成する。
この回折格子２ ｉｊ： ＩｎＰの（Ｑｌｌ）結晶方向
にくり返すものであり、ピッチ０．２４μｍ％深さ１２
００ Ａ程度とする。これｌ′１Ｈｅ−Ｃｄガスレーザ
を用いた通常のレーザ干渉法、および塩酸（）Ｉ（Ｊ
）とリン酸（ＱＰＱ、”）とを適当な比で混合したエツ
チング液を用いてウェットな化学エツチング法によって
行う。回折格子２を形成したｎ−ＩｎＰ基板１上に第１
回目の液相ＬＰＥ成長工程によシ発光波長１．３μ。に
相当するｎ−ＩｎＯ，ｙ２Ｇａｏ２ａＡｓｏ６＋ Ｐｏ
、ｓｑ導波路層３を厚さ［１５μｍ積層させる。この第
１のＬＰＥ成長時にはソーク温度６２０℃、成長温度５
９５℃に設定し、ＩｎＰ基板をカ −゛−−ボンボー
導入するに先だってあらかじめ成長メルトのベーキング
を行なう。これは成長メルト中の混合を良くし、成長す
る結晶の面内均一性を向上するためである。ベーキング
は６２０℃で２時間行う。また結晶成長時にはＩ■２雰
囲気中Ｋ ＰＨ！１ガスを１００卿混合するとともに基
板１上に他のＩｎＰ基板をカバーとして用い１．Ｐ （
リン）の熱解融を防ぐ。成長時の回折格子のメルトバッ
クを防ぐ目的で、過飽和度を１５℃に設定したスーパー
クーリング法を用いて成長させる。上述のように低温成
長、Ｐ蒸気圧の補償、スーパークーリング法の採用によ
り、成長後も回折格子の深さをＳＯＯ〜１，０ＯＯＡ程
度に保つことができた。以上のようにして得たヘテロ構
造半導体ウェファにメサエッチングを行ない、第２図に
示すようなメサストライプ４を形成する。メサストライ
プ４ハ〈０１１〉結晶方向に平行なもので、メサ上部で
幅１．５μｍ ｓ 高さ３μｍとする。これは通常の７
オトレジストの手法と化学エツチング法とによって容易
に行うことができる。実際には塩酸（ＨＣ７）と、酢酸
（ＣＨ２Ｏ（、）ＯＨ）と、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）
とを適当な比で混合したエツチング液を用い、３℃でエ
ツチングを行った。
にくり返すものであり、ピッチ０．２４μｍ％深さ１２
００ Ａ程度とする。これｌ′１Ｈｅ−Ｃｄガスレーザ
を用いた通常のレーザ干渉法、および塩酸（）Ｉ（Ｊ
）とリン酸（ＱＰＱ、”）とを適当な比で混合したエツ
チング液を用いてウェットな化学エツチング法によって
行う。回折格子２を形成したｎ−ＩｎＰ基板１上に第１
回目の液相ＬＰＥ成長工程によシ発光波長１．３μ。に
相当するｎ−ＩｎＯ，ｙ２Ｇａｏ２ａＡｓｏ６＋ Ｐｏ
、ｓｑ導波路層３を厚さ［１５μｍ積層させる。この第
１のＬＰＥ成長時にはソーク温度６２０℃、成長温度５
９５℃に設定し、ＩｎＰ基板をカ −゛−−ボンボー
導入するに先だってあらかじめ成長メルトのベーキング
を行なう。これは成長メルト中の混合を良くし、成長す
る結晶の面内均一性を向上するためである。ベーキング
は６２０℃で２時間行う。また結晶成長時にはＩ■２雰
囲気中Ｋ ＰＨ！１ガスを１００卿混合するとともに基
板１上に他のＩｎＰ基板をカバーとして用い１．Ｐ （
リン）の熱解融を防ぐ。成長時の回折格子のメルトバッ
クを防ぐ目的で、過飽和度を１５℃に設定したスーパー
クーリング法を用いて成長させる。上述のように低温成
長、Ｐ蒸気圧の補償、スーパークーリング法の採用によ
り、成長後も回折格子の深さをＳＯＯ〜１，０ＯＯＡ程
度に保つことができた。以上のようにして得たヘテロ構
造半導体ウェファにメサエッチングを行ない、第２図に
示すようなメサストライプ４を形成する。メサストライ
プ４ハ〈０１１〉結晶方向に平行なもので、メサ上部で
幅１．５μｍ ｓ 高さ３μｍとする。これは通常の７
オトレジストの手法と化学エツチング法とによって容易
に行うことができる。実際には塩酸（ＨＣ７）と、酢酸
（ＣＨ２Ｏ（、）ＯＨ）と、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）
とを適当な比で混合したエツチング液を用い、３℃でエ
ツチングを行った。
続いてＢＨ影形成ための第２の結晶成長を行う。
第６図に示すように、まず発、光波長１，５５μｍに相
当するノンドープＩｎｎ５９Ｇａｃｕ＋ Ａｓａ９ｏ−
Ｐａ１ｏ活性層５と、発光波長１・６μｍに相当するｐ
−Ｉ’ｎｏ７２Ｇａｎ２ｓＡｓｏ６１Ｐａｓｑメルトバ
ック防止層６とをいずれもメサストライプ４の側面を除
いて全面に１＠次積層させる。これは成長メルト中にＩ
ｎＰ結晶小片が浮かぶ２相溶液法により成長させ、メサ
上面で厚さがいずれも０．１μ扉となるようにする。続
いてｐ−ＩｎＰクラッド層７をメサをおおうように全面
にわたって成長させ、またｎ−ＩｎＰ電流ブロック層８
をメサ上方のみを除いて、さらにｐ−ＩｎＰ埋め込み層
９、発光波長１・１μ、に相当するｐ−Ｉｎｏ、ｅｓＧ
ａｏ、＋５Ａｓｏ５３Ｐｏ６ｚ ｔ：極層１０をいずれ
も全面にわたって成長させる。ｐ−ＩｎＰクラッド層７
１ｄ過飽和度を１０℃に設定したスーパークーリング溶
液を用い、またｎ−ＩｎＰｔ流ブロック層８はメルトの
過飽和度が比較的小さくとれる２相溶液を用いて成長さ
せる。またｐ−ＩｎＰ埋め込み層９を厚さ２ μｍ、
ｐ ’ Ｉｎｏ、５ｓＧａａ１ｓ−Ａｓａ３ｓＰα６７
電極層１０を厚さ１ノｔｍ程度積層する。
当するノンドープＩｎｎ５９Ｇａｃｕ＋ Ａｓａ９ｏ−
Ｐａ１ｏ活性層５と、発光波長１・６μｍに相当するｐ
−Ｉ’ｎｏ７２Ｇａｎ２ｓＡｓｏ６１Ｐａｓｑメルトバ
ック防止層６とをいずれもメサストライプ４の側面を除
いて全面に１＠次積層させる。これは成長メルト中にＩ
ｎＰ結晶小片が浮かぶ２相溶液法により成長させ、メサ
上面で厚さがいずれも０．１μ扉となるようにする。続
いてｐ−ＩｎＰクラッド層７をメサをおおうように全面
にわたって成長させ、またｎ−ＩｎＰ電流ブロック層８
をメサ上方のみを除いて、さらにｐ−ＩｎＰ埋め込み層
９、発光波長１・１μ、に相当するｐ−Ｉｎｏ、ｅｓＧ
ａｏ、＋５Ａｓｏ５３Ｐｏ６ｚ ｔ：極層１０をいずれ
も全面にわたって成長させる。ｐ−ＩｎＰクラッド層７
１ｄ過飽和度を１０℃に設定したスーパークーリング溶
液を用い、またｎ−ＩｎＰｔ流ブロック層８はメルトの
過飽和度が比較的小さくとれる２相溶液を用いて成長さ
せる。またｐ−ＩｎＰ埋め込み層９を厚さ２ μｍ、
ｐ ’ Ｉｎｏ、５ｓＧａａ１ｓ−Ａｓａ３ｓＰα６７
電極層１０を厚さ１ノｔｍ程度積層する。
この第２のＬＰＥ成長はソーク温度６５０℃、活性層成
長温度６３０℃に設定して行う。もちろん第２のＬＰＥ
成長時には回折格子２が消失するという心配がないので
このような通常のＤ Ｈ結晶の成長と同程度の温度に設
定することが可能となり、低温成長時における活性層自
身の結晶品質が劣化する心配はまったくない。なおｎ
−Ｉｎｎ７２Ｇａｏ２ｓ Ａｓｎ６＋ ＰＯ３？導波路
層３ばはじめ０．３μｍ程度の厚さに積層したが、第２
回目のＬＰＥ成長前のウェファ表面処理、成長時のわず
かな表面のメルトバックによｐ、最終的には［Ｌ１５μ
ｍ程度の厚さとなり、活性層とのへテロ果面の状態も良
好である。最後に電極形成及び個々のレーザベレットへ
の切り出しを行なうことにより、所望のＤＦＢ−ＢＨ−
ＬＤを得る。ファブリペローモードの抑制の目的で、一
方の出力端面をななめにエツチングする。これにはたと
えばＢｒメタノール系のエツチング液を用いればよく、
へき開面に対して約５５°の角度をもった（１１１）結
晶面′が現われるため、ここでの反射率をへき開面に対
し、１７１００以下にすることができる。
長温度６３０℃に設定して行う。もちろん第２のＬＰＥ
成長時には回折格子２が消失するという心配がないので
このような通常のＤ Ｈ結晶の成長と同程度の温度に設
定することが可能となり、低温成長時における活性層自
身の結晶品質が劣化する心配はまったくない。なおｎ
−Ｉｎｎ７２Ｇａｏ２ｓ Ａｓｎ６＋ ＰＯ３？導波路
層３ばはじめ０．３μｍ程度の厚さに積層したが、第２
回目のＬＰＥ成長前のウェファ表面処理、成長時のわず
かな表面のメルトバックによｐ、最終的には［Ｌ１５μ
ｍ程度の厚さとなり、活性層とのへテロ果面の状態も良
好である。最後に電極形成及び個々のレーザベレットへ
の切り出しを行なうことにより、所望のＤＦＢ−ＢＨ−
ＬＤを得る。ファブリペローモードの抑制の目的で、一
方の出力端面をななめにエツチングする。これにはたと
えばＢｒメタノール系のエツチング液を用いればよく、
へき開面に対して約５５°の角度をもった（１１１）結
晶面′が現われるため、ここでの反射率をへき開面に対
し、１７１００以下にすることができる。
このようにして作製したＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤは、室温で
のＣＷ発振しきい値電流が４０ｍＡ、ＣＷ発振時の波長
の温度変化が０．９Ａ／’Ｃ１５００Ｍｂ ｉ ｔ／
ｓｅｅの高速変調時にも軸モードが１本でレーザ発振す
るものが再現性よく得られた。
のＣＷ発振しきい値電流が４０ｍＡ、ＣＷ発振時の波長
の温度変化が０．９Ａ／’Ｃ１５００Ｍｂ ｉ ｔ／
ｓｅｅの高速変調時にも軸モードが１本でレーザ発振す
るものが再現性よく得られた。
以上実施例に示すＩｎ＋−）ｃＧａｘＡ８ｙＰ＋ −ｙ
／ＩｎＰ ＤＰ’Ｅ〜ＢＨ−ＬＤはｎ−Ｉｎｎｚ２Ｇａ
ｏ、ｚｓＡｓｎ６＋ Ｐａ５９導波路層３とＩｎｏ、５
９ＧａＩＩＬ４＋ Ａｓｕ９ｏＰａ＋ａ活性層５とを分
けてＤ晃長させた。これによって回折格子の消失を十分
に防止することができるとともに、活性層の結、晶の品
質の劣化を招くことなく優、れた特性のＤＦＢ−ＢＨ−
ＬＤを得ることができる。しかもメサストライプ４上方
での特異な結晶成長の性質を利用することにより、上述
の素子をわずか２回の結晶成長工程で作製できる。
／ＩｎＰ ＤＰ’Ｅ〜ＢＨ−ＬＤはｎ−Ｉｎｎｚ２Ｇａ
ｏ、ｚｓＡｓｎ６＋ Ｐａ５９導波路層３とＩｎｏ、５
９ＧａＩＩＬ４＋ Ａｓｕ９ｏＰａ＋ａ活性層５とを分
けてＤ晃長させた。これによって回折格子の消失を十分
に防止することができるとともに、活性層の結、晶の品
質の劣化を招くことなく優、れた特性のＤＦＢ−ＢＨ−
ＬＤを得ることができる。しかもメサストライプ４上方
での特異な結晶成長の性質を利用することにより、上述
の素子をわずか２回の結晶成長工程で作製できる。
なお以上実施例にお−ではＩｎＰを基板とし、ＩｎＧａ
ＡｓＰを活性層および導波路層とする発振波長１μｍ帯
のＤＦＢ−ＬＤを示しだが、もちろん本発明に用いる半
導体材料はと九に限るものではない。回折格子は１．５
５μｍのレーザ発振光に対し、０２４μｍのピッチの１
次回折格子を示したが、もちろんこれに限らず、２次回
折格子である０、４７μｍピッチのもの等、活性層中の
発振波長の％の整数倍のピッチをもつものならばすべて
実現できる。さらにファブリペローモードの抑制の目的
で、実施例においては一方の出力端面を斜めにエツチン
グする方法をとったが、電極ストライプにより電流非注
入領域を形成したり、あるいはなんらかの方法で結晶成
長の段階で電流非注入領域を形成したシ、メサストライ
プの一方の端を完全に埋め込んでしまうウィンドウ構造
を採用するなどしても何ら差しつかえない。
ＡｓＰを活性層および導波路層とする発振波長１μｍ帯
のＤＦＢ−ＬＤを示しだが、もちろん本発明に用いる半
導体材料はと九に限るものではない。回折格子は１．５
５μｍのレーザ発振光に対し、０２４μｍのピッチの１
次回折格子を示したが、もちろんこれに限らず、２次回
折格子である０、４７μｍピッチのもの等、活性層中の
発振波長の％の整数倍のピッチをもつものならばすべて
実現できる。さらにファブリペローモードの抑制の目的
で、実施例においては一方の出力端面を斜めにエツチン
グする方法をとったが、電極ストライプにより電流非注
入領域を形成したり、あるいはなんらかの方法で結晶成
長の段階で電流非注入領域を形成したシ、メサストライ
プの一方の端を完全に埋め込んでしまうウィンドウ構造
を採用するなどしても何ら差しつかえない。
以上のように本発明は、ＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤにおける回
折格子上の導波路層の成長と、活性層の成長とを分離し
たため、回折格子の消失を十分に防止することができ、
同時に活性層自身の結晶品質の劣化を招くことがない。
折格子上の導波路層の成長と、活性層の成長とを分離し
たため、回折格子の消失を十分に防止することができ、
同時に活性層自身の結晶品質の劣化を招くことがない。
さらにメサ上面における特異な結晶成長の性質を利用す
ることにより、所望のＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤが２回の結晶
成長工程で作製できる。以上のように本発明によるとき
には、素子特性、信頼性、製造歩留りの十分に改善され
たＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤを得ることができる効果を有する
ものである。
ることにより、所望のＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤが２回の結晶
成長工程で作製できる。以上のように本発明によるとき
には、素子特性、信頼性、製造歩留りの十分に改善され
たＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤを得ることができる効果を有する
ものである。
第１図〜第５図は本発明の一実施例であるＤＦＢ−ＢＨ
−ＬＤの製作工程を示すための斜視図である。 図中１はｎ−ＩｎＰ基板、２は回折格子、５はｎ Ｉｎ
０．７２Ｇａｏ、ｚａＡｓｏ６＋ Ｐｎ３９導波路層、
４はメサストライプ、５はＩｎａｓ９Ｇａｃｕ＋ Ａ８
０．９０Ｐ０．１０活性層％ ６はｐ−Ｉｎｏ、７ｚＧ
ａｏ２ａ Ａｓ ｏ、６１Ｐ０．５９メルトバック防止
層、７ｉｊ：ｐ−ＩｎＰクラッド層、ａ Ｉ″ｉｎ Ｉ
ｎＰ を流ブロック層、９はｐ−ＩｎＰ埋め込み層％
１０はｐ−Ｉｎｏ、ａｓＧａｏ１ｓＡｓａｓ５Ｐｏ６７
電極層をそれぞれあられす。 特許出願人 日本電気株式会社
−ＬＤの製作工程を示すための斜視図である。 図中１はｎ−ＩｎＰ基板、２は回折格子、５はｎ Ｉｎ
０．７２Ｇａｏ、ｚａＡｓｏ６＋ Ｐｎ３９導波路層、
４はメサストライプ、５はＩｎａｓ９Ｇａｃｕ＋ Ａ８
０．９０Ｐ０．１０活性層％ ６はｐ−Ｉｎｏ、７ｚＧ
ａｏ２ａ Ａｓ ｏ、６１Ｐ０．５９メルトバック防止
層、７ｉｊ：ｐ−ＩｎＰクラッド層、ａ Ｉ″ｉｎ Ｉ
ｎＰ を流ブロック層、９はｐ−ＩｎＰ埋め込み層％
１０はｐ−Ｉｎｏ、ａｓＧａｏ１ｓＡｓａｓ５Ｐｏ６７
電極層をそれぞれあられす。 特許出願人 日本電気株式会社
Claims (1)
- （１）半導体基板上に少なくとも、活性層と前記活性層
よりもエネルギーギャップが犬きく、カッ一方の面に周
期がｎ・λ／２（但しｎは整数、λは前記活性層中の発
振波長）の回折格子が形成された導波路層とを含む半導
体多層膜を有する分布帰還型半導体レーザにもいて、前
記活性層および前記導波路層とを同一のメサストライプ
上に形成し、前記メサストライプの近傍を除いて、異な
る導電型の半導体層より成る電流ブロック層を全面に形
成し、前記活性層の周囲を、該活性層よりもエネルギー
ギャップが大きく、かつ屈折率の小さな半導体層によっ
てその周囲を覆ったことを特徴とする分布帰還型半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039859A JPS59165478A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039859A JPS59165478A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165478A true JPS59165478A (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=12564696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58039859A Pending JPS59165478A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59165478A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316692A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | Nec Corp | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS63263785A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP58039859A patent/JPS59165478A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316692A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | Nec Corp | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS63263785A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
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