JPS59198786A - Distributed feedback type semiconductor laser - Google Patents

Distributed feedback type semiconductor laser

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JPS59198786A
JPS59198786A JP58073291A JP7329183A JPS59198786A JP S59198786 A JPS59198786 A JP S59198786A JP 58073291 A JP58073291 A JP 58073291A JP 7329183 A JP7329183 A JP 7329183A JP S59198786 A JPS59198786 A JP S59198786A
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JP
Japan
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layer
active layer
mesa stripe
inp
semiconductor
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Pending
Application number
JP58073291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Kitamura
北村 光弘
Isao Kobayashi
功郎 小林
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS59198786A publication Critical patent/JPS59198786A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrain Fabry-Perot mode and at the same time reduce the leakage current other than in an active layer by a method wherein one end of a mesa stripe including the active layer emitting light and recombines is covered with buried semiconductor, and the mesa stripe is formed by being placed between two grooves. CONSTITUTION:An optical guide layer 3, an active layer 4, and a P-InP clad layer 5 are successively laminated on an N-InP substrate wherein diffraction grating 2 is formed, thus manufacturing a semiconductor wafer of DH structure. The mesa stripe 6 and the two parallel etching grooves 7 and 8 pinching it are formed by etching this DH wafer. The mesa stripe 6 has a structure that one end 9 is cut in the halfway. Thereby, the Fabry-Perot mode in DFB-LD can be restrained. Subsequently, a P-InP current blocking layer 10 and an N-InP blocking layer 11 are laminated by excluding only on the mesa stripe 6 by performing burial growth, and further a P-InP buried layer 12 and an electrode layer 13 are laminated over the entire surface.

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
側に、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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a buried heterostructure semiconductor laser in which an active layer is surrounded by a semiconductor layer having a larger energy gap and a lower refractive index than the active layer, in particular, a buried heterostructure semiconductor laser on one side of the active layer. The present invention relates to a distributed feedback semiconductor laser in which a waveguide layer having a diffraction grating is formed.

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。
Buried heterostructure semiconductor lasers (BH-LDs) have excellent characteristics such as low oscillation threshold current, stabilized oscillation transverse mode, and high-temperature operation, and are attracting attention as light sources for optical fiber communications. There is.

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(こ跳ぶ。BH−
LD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り、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
発赤波長を示す半導体レーザとして、ある適”hf、に
ピッチの回折格子を設けた分布帰還型半導体レーザ(D
FB−LD)がある。通常のBH−LDではファブリ・
ペロー共振器構造をもっており、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、DFB−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々開発され、500Mbi 
t/ see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、In1−xGaxAs、Pl−、系のDFB−
BH−LDを説明する。発振波長1.55μm の場合
、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 −Cdレーザの
干渉法を用いて、比較的制御性よく作製できる。
By the way, when a normal BH-LD is modulated at high speed, the wavelength is not single, and even when used with direct current, the wavelength becomes discontinuous (jumps) due to temperature rise or changes in the injection current.BH-LD
When the LD is modulated at high speed and the laser light is input to one end of an optical fiber, the waveform of the light emitted from the output end of the optical fiber is distorted due to material dispersion of the optical fiber. On the other hand, a distributed feedback semiconductor laser (D
FB-LD). In normal BH-LD, Fabry
It has a Perot cavity structure, and the light confined in the active layer is oscillated using resonant mirrors at both ends of the chip, whereas the DFB-LD has a diffraction grating near the active layer, and the inside of the diffraction grating is The waves reciprocate and resonate. Recently, various semiconductor lasers with a structure combining FB-LD and BH-LD have been developed, and 500Mbi
Results have been obtained that oscillation occurs at a single wavelength even when high-speed modulation is performed at t/see. As an example of such a semiconductor laser, In1-xGaxAs, Pl-, DFB-
BH-LD will be explained. In the case of an oscillation wavelength of 1.55 μm, a diffraction grating with a pitch of 0.23 μm is formed in advance on an n-InP substrate. This can be produced with relatively good controllability, for example, using He--Cd laser interferometry.

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
.3 μmのn  InO,72Ga 、28As O
,61P0.39導波路層を厚さ0.2μm1発光波長
1.55μmのノンドープIn O,59Ga O,4
1AS O,90P O,10活性層を厚さQ、2μm
For example, on the substrate on which this diffraction grating is formed, the emission wavelength composition 1
.. 3 μm n InO, 72Ga, 28AsO
, 61P0.39 The waveguide layer is made of non-doped In O, 59 Ga O, 4 with a thickness of 0.2 μm and an emission wavelength of 1.55 μm.
1AS O, 90P O, 10 active layer with thickness Q, 2 μm
.

発光波長組成1.3 pmのp −In (、,72G
a (1,211AS O,61P O,39メルトバ
ック防止層、p−■nP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、InGaAsP/InPDFB−BH−
LDが得られている。
p-In (,,72G) with an emission wavelength composition of 1.3 pm
a (1,211AS O, 61P O, 39 meltback prevention layer and p-■nP cladding layer are sequentially laminated\). The semiconductor wafer thus obtained is mesa-etched to form an active layer with an active layer width of about 2 μm. After forming the mesa stripe, a current blocking layer etc. is buried and grown to form an InGaAsP/InPDFB-BH-
LD has been obtained.

ところでDFB−LDにおいては作製したレーザーウェ
ファから個々のレーザペレットに切り出す際にへき開に
よるレーザ共振器面が形成されてしまっては回折格子で
共振する単一軸モード発振が得られない。すなわちDF
B−LDにおいてはファブリペローモードの抑制が重要
な課題のひとつである。従来上述の目的で種々の構造が
採用されてきたが、その中でも特に有効な方法に、ウィ
ンド領域を設けた埋め込み構造をあげることができる。
However, in the DFB-LD, if a laser resonator surface is formed due to cleavage when cutting the manufactured laser wafer into individual laser pellets, single-axis mode oscillation that resonates in the diffraction grating cannot be obtained. That is, D.F.
In B-LD, suppression of Fabry-Perot mode is one of the important issues. Conventionally, various structures have been adopted for the above-mentioned purpose, but one of the most effective methods is a buried structure provided with a window area.

宇高比らは電子通信学会昭和57年度秋光・電波部門全
国大会第278号において報告しているように、埋め込
み構造半導体レーザの発光再結合するInGaAsP活
性層を含むメサストライプの一方の端を、InP  中
に埋め込んだ構造のDFB−BH−LDを作製した。こ
れは分布帰還用の回折格子を形成したDH構造半導体ウ
ェファを作製した後、活性層よりも深くエツチングして
メサストライプを形成し、InP で電流ブロック層等
の埋め込み成長を行なうものである。宇高比らはこのよ
うなウィンドウ領域性DFB−BH−LDにおいて室温
CWでの発振しきい値電流85mA、発振しきい値の2
倍以上、また65℃までの範囲で単一なりFBモード発
振を得ており、ファブリペローモードが十分に抑制され
た素子を作製した。DFB−LDにおける重要な課題の
ひとつであるファブリペローモードを抑制する目的には
、上述のようにメサストライプの一方の端を埋め込み半
導体層で埋め込んだ、いわゆるウィンドウ構造を採用す
ることはひとつの有効な方法であると言える。
As reported in No. 278 of the 1986 Autumn Light and Radio Division National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers, one end of the mesa stripe containing the InGaAsP active layer that recombines the light emission of a buried structure semiconductor laser is A DFB-BH-LD with an embedded structure was fabricated. In this method, a DH structure semiconductor wafer on which a diffraction grating for distributed feedback is formed is fabricated, and then a mesa stripe is formed by etching deeper than the active layer, and a current blocking layer and the like are buried and grown using InP. In such a window region DFB-BH-LD, Utakahi et al.
An element was fabricated in which single or FB mode oscillation was obtained in the temperature range up to 65° C., and the Fabry-Perot mode was sufficiently suppressed. For the purpose of suppressing the Fabry-Perot mode, which is one of the important issues in DFB-LD, it is effective to adopt a so-called window structure in which one end of the mesa stripe is buried with a buried semiconductor layer as described above. It can be said that this is a good method.

ところで単一軸モード発振をねらいとするDFB−LD
においても、横モードの安定化は不可欠の条件であり、
特に低い発振しきい値電流、高温動作可能などの点から
埋め込みへテロ(BH)構造が優れている。DFB−L
DとB H−L Dとを組み合わせることにより横モー
ドのみならす、高速変調時にも単一軸モードで安定にレ
ーサ発振する素子が得られるわけであるが、BH構造を
採用する場合には発光再結合する活性層以外に流れる、
もれ電流をいかに少くするかということが大きなポイン
トとなってくる。宇高比らの作製したDF’B−BH−
LDにおいては発光再結合する活性層を有するメサスト
ライプをInGaAsP活性層よりもエネルギーギャッ
プの大きな半導体であるInP層で埋め込んでおり、p
 −InP、 n −InP 電流ブロック層、p−I
nP埋め込み層を順次積層することにより、メサストラ
イプ以外の部分にn −InP基板を含めて、p −n
 −p −n構造のサイリスタを形成してメサストライ
プ以外に電流がもれないように工夫している。しかしな
がらこの場合にはInGaAsP活性層の上に形成され
たp−1nPクラッド層からメサストライプのわきに積
層されたp−InP電流ブロック層に流れる電流はその
下のn−InP層に流れ込んで、上述のp −n −p
 −n構造サイリスクに対するゲート電流として作用し
、電流ブロック層の効果を著るしく弱めてしまう。すな
わち半導体レーザの注入電流を増しても、発光再結合す
るInGaAsP活性層以外を流れるもれ電流が急増す
ることになり、したがって素子全体としてみた場合、発
振しきい値電流が十分に小さくならなかったり、所望の
光出力が得られなくなるという欠点があった。
By the way, DFB-LD aiming at single-axis mode oscillation
Also, stabilization of the transverse mode is an essential condition.
In particular, the buried hetero (BH) structure is superior in terms of low oscillation threshold current and high temperature operation. DFB-L
By combining D and B H-L D, it is possible to obtain an element that stably oscillates in a single axis mode even during high-speed modulation, including only the transverse mode, but when adopting the BH structure, radiative recombination occurs. flows outside the active layer,
The key point is how to reduce leakage current. DF'B-BH- prepared by Utakahi et al.
In an LD, a mesa stripe with an active layer that recombines light is buried with an InP layer, which is a semiconductor with a larger energy gap than the InGaAsP active layer.
-InP, n -InP current blocking layer, p-I
By sequentially stacking nP buried layers, p -n
A thyristor with a -pn structure is formed to prevent current from leaking to areas other than the mesa stripe. However, in this case, the current flowing from the p-1nP cladding layer formed on the InGaAsP active layer to the p-InP current blocking layer stacked beside the mesa stripe flows into the n-InP layer below, and as described above. p −n −p
- It acts as a gate current for the n-structure silicon risk, significantly weakening the effect of the current blocking layer. In other words, even if the injection current of the semiconductor laser is increased, the leakage current flowing through areas other than the InGaAsP active layer that undergoes radiative recombination will rapidly increase, and therefore, when looking at the device as a whole, the oscillation threshold current may not become sufficiently small. However, there was a drawback that the desired optical output could not be obtained.

本発明の目的は、ファブリペローモードが十分に抑制さ
れると同時に、発光再結合する活性層以外を流れるもれ
電流が十分に小さく、シたがって発振しきい値が低く、
量子効率も大きく、高い光出力が得られるDFB−BH
−LDを提供することにある。
The object of the present invention is to sufficiently suppress the Fabry-Perot mode, and at the same time, the leakage current flowing through areas other than the active layer that undergoes radiative recombination is sufficiently small, so that the oscillation threshold is low.
DFB-BH with high quantum efficiency and high optical output
- To provide LD.

本発明による分布帰還型半導体レーザの構成は、半導体
基板上に少くとも活性層と、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は前活性層中の発振波長)の回折格
子が形成された光ガイド層とを有する分布帰還型半導体
レーザにおいて、発光再結合する前記活性層を含むメサ
ストライプが前記活性層よりも深く形成された2本の溝
によってはさすれて形成され、前記溝部にはp−n−p
−”n構造になるようにn型及びp型の電流ブロック層
を備え、さらに前記メサストライプの少くとも一方の端
が前記光ガイド層よりもエネルギーギャップの大きな半
導体層中に埋め込まれていることを特徴としている。
The structure of the distributed feedback semiconductor laser according to the present invention includes at least an active layer on a semiconductor substrate, an energy gap larger than that of the active layer, and a period of n·λ/2 on one surface.
(where n is an integer and λ is the oscillation wavelength in the pre-active layer). It is formed by rubbing between two grooves formed deeper than the layer, and the groove part has p-n-p.
- N-type and p-type current blocking layers are provided to form an "n" structure, and at least one end of the mesa stripe is embedded in a semiconductor layer with a larger energy gap than the optical guide layer. It is characterized by

以下実施例を示す図面を用いて本発明を詳fl(IJI
こ説明する。
The present invention will be described in detail below using drawings showing examples (IJI
I will explain this.

第1図は本発明による一実施例である分布帰還型半導体
レーザの製作過程を示すための斜視図である。このよう
なり F B −B H−L DI、;、製作するため
には、まず第1図(a)に示したように回折格子2を形
成したn−InP基板1上に発光波fjc1.3μmに
対応するn  Ing、72Gag、2BAS0,61
PO,3g光力イト層3、発光波長155μmに対応す
るノンドープIno、5gGa (、,41As 6.
goPO,1o活性層4、p−InP  クラッド層5
を順次積層させてDI−I溝造半導体ウェファを作製す
る。回折格子2は(100)面方位を有するn−InP
基板上に(011>結晶方向にくり返すものを形成し、
周期的240OA 、深さ1200 A程度であり、こ
れはHe−Cd ガスレーザを用いたレーザ干渉法およ
び通常のフォトリングラフィおよび化学エツチング技術
を用いて行なった0また各層の厚さはn  InO,7
2oaO,28AS0.6ip0.39光ガイド層3お
よびIn O,5g Ga O,41AS O,90P
o、10活性層4をいずれも0.1μnl 、 p −
I(1pクラッド層5を1μmとし、活性層の成長後の
メルトバック、およびメルトソーク時間中の回折格子2
の熱による消失を防ぐために、成長は600℃前後の低
温で行なった。このよう番こして作製したDHウェファ
にフォトリングラフィと化学エツチング液術を用いて第
1図(b)に示したようにエツチングを行ない、メサス
トライプ6およびそれをはさむ2本の平行なエツチング
m7,8を形成する。メサストライプ6は活性層部分で
幅1.5μIn、エツチング溝7゜8はいずれも幅10
μm、深さ3μmとした。実際にはBr メタノールエ
ツチング液を用いて、3℃で約3分間エツチングを行な
った。前述したようにメサストライプ6はその一方の端
9が途中で切断された構造となっているのが重要であり
、これによってDFB−LD4こおけるファブリペロ−
モー゛ドを十分に抑制することができるわけである。
FIG. 1 is a perspective view showing the manufacturing process of a distributed feedback semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. In order to manufacture F B -B H-L DI, as shown in FIG. n Ing, 72Gag, 2BAS0,61 corresponding to
PO, 3g photoactive layer 3, non-doped Ino, 5gGa (, 41As) corresponding to the emission wavelength of 155 μm 6.
goPO, 1o active layer 4, p-InP cladding layer 5
A semiconductor wafer with DI-I grooves is manufactured by sequentially stacking the DI-I grooves. Diffraction grating 2 is n-InP with (100) plane orientation.
On the substrate, a pattern is formed that repeats in the (011>crystal direction),
It has a periodicity of 240 OA and a depth of about 1200 Å, which was performed using laser interferometry using a He-Cd gas laser and conventional photolithography and chemical etching techniques.The thickness of each layer is nInO, 7.
2oaO, 28AS0.6ip0.39 light guide layer 3 and InO,5g GaO,41ASO,90P
o, 10 active layer 4, both 0.1 μnl, p −
I (1p cladding layer 5 is 1 μm, melt back after growth of active layer and diffraction grating 2 during melt soak time)
The growth was performed at a low temperature of around 600° C. to prevent loss due to heat. The DH wafer prepared in this way is etched using photolithography and chemical etching techniques as shown in FIG. , 8. The mesa stripe 6 has a width of 1.5μIn in the active layer portion, and the etching grooves 7°8 each have a width of 10μIn.
The depth was 3 μm. Actually, etching was carried out at 3° C. for about 3 minutes using a Br methanol etching solution. As mentioned above, it is important that the mesa stripe 6 has a structure in which one end 9 is cut in the middle.
This means that the mode can be sufficiently suppressed.

続いて第1図(C)に示したように、埋め込み成長を行
ない、p−In1’電流プロ7り層10、n −i n
 P電流ブロック層11をいずれもメサストライプ6の
上面のみを除いて、さらにp−1nP 埋め込み層12
、発光波長1.1 pm Eこ相当するp−1n0.8
5 ”’0.15As o、33F 6.67電極層1
3を全面にわたってノ゛屓層する。
Subsequently, as shown in FIG. 1(C), buried growth is performed to form a p-In1' current process layer 10, n-in
All of the P current blocking layers 11 except for the top surface of the mesa stripe 6 are further covered with a p-1nP buried layer 12.
, emission wavelength 1.1 pm E corresponds to p-1n0.8
5'''0.15As o, 33F 6.67 Electrode Layer 1
3 over the entire surface.

p−InP およびn−InP 電流ブロックIX旧0
゜11はいずれも成長メルト中にInPのソース伯晶が
浮遊する2相溶液成長法によって成長した。メサ上面の
みに成長しないのはメサ11帽((1での成長速度が大
きく、メサ上面付近において成長メルト中の少数原子で
あるP(IJン)が減少するためである。成長温度や冷
却速度を適切に設定し、成長条件を決めることにより上
述のような特殊な結晶成長が再現性よく行なえる。最後
に低抵抗オーミック電極を形成するためにZn拡散を素
子全面にわたって行ない、電極金属の形成、個々のレー
ザペレットへのへき開を行なうことにより所望のDFB
−B )(−L l)を得る。
p-InP and n-InP current block IX old 0
Both samples No. 11 were grown by a two-phase solution growth method in which InP source crystals were suspended in the growth melt. The reason why it does not grow only on the top surface of the mesa is that the growth rate at mesa 11 ((1) is high, and P(IJn), which is a minority atom in the growing melt, decreases near the top surface of the mesa.Growth temperature and cooling rate By appropriately setting and determining the growth conditions, the special crystal growth described above can be performed with good reproducibility.Finally, Zn is diffused over the entire surface of the device to form a low resistance ohmic electrode, and the electrode metal is formed. , the desired DFB is obtained by performing cleavage into individual laser pellets.
-B ) (-L l) is obtained.

このようにして作製したInGaA、sP/ inP 
1)F)3− B H−L D tこおいて室温CWで
の発振しきい値電流4Q mA 、 −20℃から50
℃の温度範囲番こわたって単一軸モード発振する素子を
きわめて再現性よく得ることかできた。またこの温り、
c範囲で発振波長の温IW袈化率は0.9 A、/ d
 eg sまた室織において片面光出力8mW以上まで
単一!袖モード発振を示した。
InGaA, sP/inP prepared in this way
1) F) 3-B H-L D t oscillation threshold current 4Q mA at room temperature CW, -20°C to 50
We were able to obtain a device that oscillates in a single-axis mode over a temperature range of ℃ with excellent reproducibility. This warmth again,
In the c range, the oscillation wavelength temperature IW gradation rate is 0.9 A,/d.
eg s Also single-sided optical output up to 8mW or more in Murori! It showed sleeve mode oscillation.

本発明の一実施例であるInGaAs1層 InP D
FB−B H−L I)においては、発光再結合する活
性層を含むメサストライプ6の一方の端9を埋め込み半
導体であるInP  で埋め込むことによりファブリペ
ローモードの抑制を行なうと同時に、メサストライプ6
を2本の溝7,8ではさんだ構造を採用することQこよ
り狸め込み活性層以外を流れるもれ電流を低減した。メ
サストライプ6の一方の端9から放射されるレーザ光は
InP層中を進行するが、そのときある大きさの角度を
もってビームが放射されるために、InP の結晶面で
反射しても、その反射光が発光再結合する活性層中に再
入射することがなく、ファブリペローモードは十分に抑
制されて高光出力レベルまで安定な単一軸モード発振を
示した。またメサストライプ6、エツチング溝7,8以
外の部分はp −n −p −n電流ブロック層構造が
形成されており、この電流ブロック層構造にエネルギー
ギャップの小さなInGaAs1層を含んでいるため、
水戸氏の報告(エレクトロニクス−L/ターズ(Ele
ctronics Letters )誌第18巻、第
22号953頁〜954頁)にあるようζこp−n −
p −n  サイリスタ構造がブレークタウンを起こし
に<<、シたがって注入電流は有効に発光再結合する活
性層に流れ込み、特に高光出力レベルに至るまで光出力
が飽和することなく、十分良好な特性が得られた。
InGaAs single layer InP D which is an embodiment of the present invention
In FB-B H-L I), the Fabry-Perot mode is suppressed by burying one end 9 of the mesa stripe 6 containing the active layer that recombines light with InP, which is a buried semiconductor.
By adopting a structure in which Q is sandwiched between two grooves 7 and 8, leakage current flowing through areas other than the active layer is reduced. The laser beam emitted from one end 9 of the mesa stripe 6 travels through the InP layer, but since the beam is emitted at a certain angle, even if it is reflected by the InP crystal plane, The reflected light did not enter the active layer for radiative recombination, and the Fabry-Perot mode was sufficiently suppressed, resulting in stable single-axis mode oscillation up to high optical output levels. In addition, a p-n-p-n current blocking layer structure is formed in the areas other than the mesa stripe 6 and etching grooves 7 and 8, and this current blocking layer structure includes a single InGaAs layer with a small energy gap.
Mr. Mito's report (Electronics-L/Tars (Ele)
ctronics Letters), Vol. 18, No. 22, pp. 953-954).
Since the p-n thyristor structure causes breakdown, the injected current flows into the active layer where it effectively recombines light, and the optical output does not saturate, especially up to a high optical output level, resulting in sufficiently good characteristics. was gotten.

なお本発明の実施例においては、エツチング溝7.8お
よびメサストライプ6を形成する際に第1図(b)に示
したようなエツチングパターンを用いユし たが、第2図、あるいは第3図示したエツチングパター
ンを用いて、メサストライプ6、およびエツチング溝7
,8を形成するなど、他の任意のエツチングパターンを
用いても、メサストライプおよびそれをはさむエツチン
グ溝が形成され、かっメサ、ストライプの一方の端が埋
め込み半導体中に埋め込まれて形成されたような構造の
ものであればよい。例えば第2図(こ示したようなパタ
ーンでエツチングを行なえばメサストライプの一方の端
9で出射したレーザビームは素子の端面14に達する前
に活性層と同じ材料の半導体層によって吸収を受けるこ
とになり、ファブリペローモードの抑制にさらに有効で
ある。また第3に示したようにエツチングを行なえばエ
ツチング溝7,8の溝幅が狭くなった部分ではエツチン
グ深さが浅くなり、この部分に電流ブロック層が積層し
、非注入領域が形成される。すなわちメサストライプ6
の一方の端9付近が非注入領域となって、ここでレーザ
光は吸収を受けることになる。この場合にも素子端面1
4をこレーザ光が到達しに(くなり、したがってファブ
リペローモードの抑制効果がさらに強くなる。
In the embodiment of the present invention, when forming the etching grooves 7.8 and the mesa stripes 6, an etching pattern as shown in FIG. Mesa stripes 6 and etched grooves 7 are created using the etched pattern.
, 8, etc., a mesa stripe and an etching groove sandwiching the mesa stripe are formed, and one end of the mesa stripe is buried in the buried semiconductor. It suffices if it has a suitable structure. For example, if etching is performed in the pattern shown in Figure 2, the laser beam emitted at one end 9 of the mesa stripe will be absorbed by the semiconductor layer made of the same material as the active layer before reaching the end face 14 of the device. , which is more effective in suppressing the Fabry-Perot mode.Furthermore, if etching is performed as shown in Section 3, the etching depth will be shallower in the area where the groove width of the etching grooves 7 and 8 is narrower. Current blocking layers are stacked to form non-injected regions, i.e. mesa stripes 6.
The vicinity of one end 9 becomes a non-injected region, where the laser beam is absorbed. In this case as well, the element end face 1
4, the laser light reaches this point, and therefore the effect of suppressing the Fabry-Perot mode becomes even stronger.

第1図で示した実施例(こおいては、inP を基板、
1nGaAsPを活性層とする波長1μm帯の半導体材
料を用いたが、もちろん用いる半導体材料は可視光から
遠赤外光領域をカバーすべく、InGaP、 InGa
AIP、 GaAlAsSb等、他のあらゆる半導体材
料を用いてさしつかえない。用いる半導体基板も半絶縁
性半導体基板等でもかまわない。
The embodiment shown in FIG. 1 (in this case, inP is the substrate,
We used a semiconductor material with a wavelength of 1 μm with 1nGaAsP as the active layer, but of course the semiconductor materials used include InGaP and InGaP to cover the visible light to far infrared light range.
Any other semiconductor material may be used, such as AIP, GaAlAsSb, etc. The semiconductor substrate used may also be a semi-insulating semiconductor substrate or the like.

本発明の特徴はDF’B−BH−LDにおいて、発光再
結合する活性層を含むメサストライプの一方の端を埋め
込み半導体で8おったこと、およびメサストライプを2
本の溝ではさんで形成したことである。メサストライプ
の一方の端を半導体中に埋め込むことによって、DFB
−LDiこおけるファブリペローモードの抑制が十分に
達成できた。
The features of the present invention are that in the DF'B-BH-LD, one end of the mesa stripe containing the active layer that recombines light is covered with a buried semiconductor, and the mesa stripe is
It was formed by sandwiching it between the grooves of a book. By embedding one end of the mesa stripe in the semiconductor, the DFB
-Fabry-Perot mode in the LDi was sufficiently suppressed.

またメサストライプを2本の溝ではさむ構造を採用する
ことにより、メサストライプ以外のp −nl) −n
 ’?[流ブロック層搗造のブレークタウン耐圧が向上
し、したがってBH−LDにおけるもれ電流を低減する
ことができ、高出力レベルまで安定(こ単一軸モード発
振、するDFB−BH−LDが得られた。
In addition, by adopting a structure in which the mesa stripe is sandwiched between two grooves, p −nl) −n
'? [The break-town withstand voltage of the flow block layer structure is improved, and therefore the leakage current in the BH-LD can be reduced, and the DFB-BH-LD with single-axis mode oscillation can be obtained, which is stable up to high output levels. Ta.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例であるDFB −HH−LDの
製造工程を示すための斜視図、第2図、第3図は変形例
を示すためのエツチングパターンを示す図である。図中
1はn−InP基板、2は回折格子、3はn  In0
,72GaO,2BAsO,61PO,3g光ガイド層
14はI n 05g Ga 041 As O,90
P O,1o活性層、5はrz−InPクラッド層、6
はメサストライプ、7,8はエツチング溝、9はメサス
トライプの一万の端、10はp−InP電流ブロック層
、11はn−InP’@流ブロッタブロック層p−In
P埋め込み層、13はp−I n O,85Ga o、
15As o33P o、67電極層、14は素子端面
をそれぞれあられす。 第1図 Ca) O1l 第 ? 図
FIG. 1 is a perspective view showing the manufacturing process of a DFB-HH-LD according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views showing etching patterns showing modified examples. In the figure, 1 is an n-InP substrate, 2 is a diffraction grating, and 3 is an n-In0
, 72GaO, 2BAsO, 61PO, 3g The light guide layer 14 is I n 05g Ga 041 As O, 90
PO,1o active layer, 5 is rz-InP cladding layer, 6
7 and 8 are mesa stripes, 7 and 8 are etching grooves, 9 is the edge of the mesa stripe, 10 is a p-InP current block layer, and 11 is an n-InP'@flow blotter block layer p-In.
P buried layer, 13 is p-I n O, 85 Ga o,
15As o33P o, 67 electrode layers, and 14 are respectively coated on the element end faces. Figure 1 Ca) O1l No. ? figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上に少くとも活性層と、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力伽・
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光ガイド層とを有する分亜幻
還型半導体レーザにおいて、発光再結合する前記活性層
を含むメサストライプが前記活性層よりも深く形成され
た2本の溝によってはさまれて形成され、前記溝部には
p −n −p −n構造になるようにn型及びp型の
電流ブロック層を積層され、さらに、前記メサストライ
プの少(とも一方の端が前記光ガイド層よりもエネルギ
ーギャップの大きな半導体層中に埋め込まれていること
を特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
At least an active layer on a semiconductor substrate, which has a larger energy gap than the active layer, and has a periodic force on one surface.
A light guide layer in which a diffraction grating of λ/2 (where n is an integer and λ is an oscillation wavelength in the active layer) is formed, and the semiconductor laser includes the active layer that emits light and recombines. A mesa stripe is formed between two grooves formed deeper than the active layer, and n-type and p-type current blocking layers are formed in the grooves to form a p-n-p-n structure. A distributed feedback semiconductor laser comprising stacked layers, and further characterized in that at least one end of the mesa stripe is embedded in a semiconductor layer having a larger energy gap than the optical guide layer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6316692A (en) * 1986-07-08 1988-01-23 Nec Corp Distributed feedback semiconductor laser
EP0254311A2 (en) * 1986-07-25 1988-01-27 Nec Corporation A distributed feedback laser diode
US4759023A (en) * 1985-01-09 1988-07-19 Nec Corporation Monolithically integrated semiconductor optical device and method of fabricating same
EP0297838A2 (en) * 1987-07-01 1989-01-04 Nec Corporation A distributed feedback semiconductor laser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759023A (en) * 1985-01-09 1988-07-19 Nec Corporation Monolithically integrated semiconductor optical device and method of fabricating same
JPS6316692A (en) * 1986-07-08 1988-01-23 Nec Corp Distributed feedback semiconductor laser
EP0254311A2 (en) * 1986-07-25 1988-01-27 Nec Corporation A distributed feedback laser diode
EP0297838A2 (en) * 1987-07-01 1989-01-04 Nec Corporation A distributed feedback semiconductor laser
JPS649682A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Nec Corp Distributed feedback semiconductor laser

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