JPS6012294Y2 - 複合型光半導体素子 - Google Patents
複合型光半導体素子Info
- Publication number
- JPS6012294Y2 JPS6012294Y2 JP1978134676U JP13467678U JPS6012294Y2 JP S6012294 Y2 JPS6012294 Y2 JP S6012294Y2 JP 1978134676 U JP1978134676 U JP 1978134676U JP 13467678 U JP13467678 U JP 13467678U JP S6012294 Y2 JPS6012294 Y2 JP S6012294Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- semiconductor
- layer
- semiconductor thin
- electrode structure
- Prior art date
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は通信用の高品質レーザ光源を得るための複合型
光半導体素子に関するものである。
光半導体素子に関するものである。
半導体レーザと光ファイバとを用いた光フアイバ通信は
、半導体レーザの高能率・高速応答性と光ファイバの低
損失・広帯域性とにより、極めて高性能な情報伝送を可
能とする通信方式であって既に各種の実用化試験が実施
されていることは周知のことであろう。
、半導体レーザの高能率・高速応答性と光ファイバの低
損失・広帯域性とにより、極めて高性能な情報伝送を可
能とする通信方式であって既に各種の実用化試験が実施
されていることは周知のことであろう。
ところがこのような光フアイバ通信を担う中心素子とし
ての半導体レーザ素子はその素材である半導体の性質と
して、素子温度の変化が出力光強度に大きな影響を与え
るとか、レーザ素子固有の性質としてしきい値を越えた
電流の微小な変動が出力光強度の大きな変動をもたらす
などの使用上において不都合な性質を供えており、通常
は半導体レーザ素子の出力光強度をモニタし平均出力光
強度を一定とする負帰還回路構成の中で用いられている
。
ての半導体レーザ素子はその素材である半導体の性質と
して、素子温度の変化が出力光強度に大きな影響を与え
るとか、レーザ素子固有の性質としてしきい値を越えた
電流の微小な変動が出力光強度の大きな変動をもたらす
などの使用上において不都合な性質を供えており、通常
は半導体レーザ素子の出力光強度をモニタし平均出力光
強度を一定とする負帰還回路構成の中で用いられている
。
従来、簡単な構造で半導体レーザ素子の出力光強度をモ
ニタできるような複合型光半導体素子がなかったために
、多くは個別の半導体レーザ素子と光ダイオード素子を
組合せて半導体レーザ素子の出力光強度のモニタ機能を
持たせていた。
ニタできるような複合型光半導体素子がなかったために
、多くは個別の半導体レーザ素子と光ダイオード素子を
組合せて半導体レーザ素子の出力光強度のモニタ機能を
持たせていた。
しかしながらこのような構成では寸法が０．２〜１ｒＩ
Ｉ！ｎ程度しかない微少な個別素子を精度良く組立てる
ために高度の技術と多くの工数を要し、更にまた素子組
立上の問題として素子パッケージ上の制約を発生しやす
いなどの欠点があった。
Ｉ！ｎ程度しかない微少な個別素子を精度良く組立てる
ために高度の技術と多くの工数を要し、更にまた素子組
立上の問題として素子パッケージ上の制約を発生しやす
いなどの欠点があった。
本考案の目的は簡単な構成によって半導体レーザ素子と
光ダイオード素子を複合し上述の欠点を除去した複合型
光半導体素子を提供することにある。
光ダイオード素子を複合し上述の欠点を除去した複合型
光半導体素子を提供することにある。
本考案によれば■−■族化合物半導体を素材とし、かつ
光導波層としての第１の半導体薄膜層と該第１の半導体
薄膜層を挾みかつ前記第１の半導体薄膜層よりも広い禁
制帯幅を有する第２及び第３の半導体薄膜層とを含み、
更に前記第１及び第２及び第３の各半導体薄膜層からな
る多層構造中に少くとも１つのｐｎ接合を有し、該ｐｎ
接合部でレーザ発振を可能とするためのレーザ用ストラ
イブ電極構造を有する光半導体素子において、前記レー
ザ用ストライブ電極構造の下部に位置する前記第１の半
導体薄膜層の一部の等価屈折率を前記レーザ用ストライ
ブ電極構造の軸に傾斜した方向で周期的に変化させる手
段及び該手段の効果によって一部回折したレーザ発振光
を検出するたの前記レーザ用ストライブ電極構造とは電
気的に独立したダイオード電極構造が同一半導体基板上
に構成付加されたことを特徴とする複合型光半導体素子
が得られる。
光導波層としての第１の半導体薄膜層と該第１の半導体
薄膜層を挾みかつ前記第１の半導体薄膜層よりも広い禁
制帯幅を有する第２及び第３の半導体薄膜層とを含み、
更に前記第１及び第２及び第３の各半導体薄膜層からな
る多層構造中に少くとも１つのｐｎ接合を有し、該ｐｎ
接合部でレーザ発振を可能とするためのレーザ用ストラ
イブ電極構造を有する光半導体素子において、前記レー
ザ用ストライブ電極構造の下部に位置する前記第１の半
導体薄膜層の一部の等価屈折率を前記レーザ用ストライ
ブ電極構造の軸に傾斜した方向で周期的に変化させる手
段及び該手段の効果によって一部回折したレーザ発振光
を検出するたの前記レーザ用ストライブ電極構造とは電
気的に独立したダイオード電極構造が同一半導体基板上
に構成付加されたことを特徴とする複合型光半導体素子
が得られる。
次に図面を参照して本考案を詳細に説明する。
第１図は本考案の一実施例の上面図であり、図中んＶに
よって切断した断面図が第２図に示されている。
よって切断した断面図が第２図に示されている。
本実施例はｎ型ＧａＡｓ基板２１上に液相成長法によっ
て形成したｎ型Ｇａｏ、７Ａｌ。
て形成したｎ型Ｇａｏ、７Ａｌ。
、３Ａｓ層２２及びｎ型Ｇａ０．９５ＡＩｏ、。
、Ａｓ層２３１及びＰ型Ｇａｏ、７Ａｌ。
、３ＡＳ層２４及びＰ型ＧａＡｓ層２５１から成る多層
構造を基礎として構成されている。
構造を基礎として構成されている。
図中３１はレーザ用ストライブ電極であり、また３２は
レーザ用ストライブ電極３１の直下のｎ型Ｇａｏ、９５
Ａ１ｏ、ｏ５ＡＳ層２３１の一部表面をエツチングして
形成した回折格子部であって、前記レーザ用ストライブ
電極３１の軸と約４５°の角で傾斜した格子方向をもつ
凹凸周期構造を有している。
レーザ用ストライブ電極３１の直下のｎ型Ｇａｏ、９５
Ａ１ｏ、ｏ５ＡＳ層２３１の一部表面をエツチングして
形成した回折格子部であって、前記レーザ用ストライブ
電極３１の軸と約４５°の角で傾斜した格子方向をもつ
凹凸周期構造を有している。
レーザ用ストライブ電極３１を正、下部共用電極１１を
負として通電すればレーザ用ストライブ電極３１の直下
のｎ型Ｇａ０６８．ＡＩｏ、ｏ５ＡＳ層２３１を活性層
としたレーザ発振が行なえることは明らかであろう。
負として通電すればレーザ用ストライブ電極３１の直下
のｎ型Ｇａ０６８．ＡＩｏ、ｏ５ＡＳ層２３１を活性層
としたレーザ発振が行なえることは明らかであろう。
本実施例では前記ｎ型Ｇａ０．９．ＡＩｏ、ｏ５Ａｓ層
２３１、の一部に設けられた凹凸周期構造により上記先
導波層としてのｎ型Ｇａ０．９５Ａ１ｏ、ｏ、Ａｓ層２
３１の等価屈折率が周期的に変化させられ、レーザ発振
光の一部がレーザ用ストライブ電極３１の両側方向へ回
折させられる。
２３１、の一部に設けられた凹凸周期構造により上記先
導波層としてのｎ型Ｇａ０．９５Ａ１ｏ、ｏ、Ａｓ層２
３１の等価屈折率が周期的に変化させられ、レーザ発振
光の一部がレーザ用ストライブ電極３１の両側方向へ回
折させられる。
４１は該回折光を検出するために設けられたダイオード
電極であって、前記回折光によって発生した光電流を外
部へ導く機能を有する。
電極であって、前記回折光によって発生した光電流を外
部へ導く機能を有する。
なお４２は上述のレーザ用ストライブ電極構造とダイオ
ード電極構造を電気的に分離するために設けられた溝で
あって、ｎ型 Ｇａ０．９５Ａ１０．０５Ａｓ層２３１に達するように
形成されている。
ード電極構造を電気的に分離するために設けられた溝で
あって、ｎ型 Ｇａ０．９５Ａ１０．０５Ａｓ層２３１に達するように
形成されている。
上記構成によりダイオード電極４１に負電圧を印加する
こととが可能となり、発生した光電流を有効に外部へ取
り出すことができる。
こととが可能となり、発生した光電流を有効に外部へ取
り出すことができる。
第３図はレーザ用ストライブ電極構造とダイオード電極
構造の電気的分離に関する他の実施例の断面を表わす図
である。
構造の電気的分離に関する他の実施例の断面を表わす図
である。
本実施例では先導液層としてＰ型Ｇａｏ−９５Ａｌｏ−
ｏｓＡｓ層２３２または上部電極側層としてｎ型ＧａＡ
ｓ層２５２を用い、上部電極側から拡散したＰ型ドーパ
ントＺｎの効果によるｐｎ接合により、上述のレーザ用
ストライブ電極構造とダイオード電極構造の電気的分離
を実現している。
ｏｓＡｓ層２３２または上部電極側層としてｎ型ＧａＡ
ｓ層２５２を用い、上部電極側から拡散したＰ型ドーパ
ントＺｎの効果によるｐｎ接合により、上述のレーザ用
ストライブ電極構造とダイオード電極構造の電気的分離
を実現している。
なお図中、３３はレーザ用Ｐ型拡散層、４３はダイオー
ド用Ｐ型拡散層、２６は５１０２絶縁層である。
ド用Ｐ型拡散層、２６は５１０２絶縁層である。
本実施例は表面力侶１０□膜で保護されたプレーナ構造
となっており信頼性が高いという特徴を有する。
となっており信頼性が高いという特徴を有する。
上述のところから明らかな通り、本考案によれば、一般
に使用されている半導体レーザ素子と外見上はとんど変
らない簡単な形状で、レーザ発振出力光強度のモニタ信
号出力が得られ、素子実装と通信送置設計上、極めて便
利な発光素子が実現される。
に使用されている半導体レーザ素子と外見上はとんど変
らない簡単な形状で、レーザ発振出力光強度のモニタ信
号出力が得られ、素子実装と通信送置設計上、極めて便
利な発光素子が実現される。
なお補足すれば回折格子部３２の回折効率は十分中さな
値でよいために、凹凸の深さやその広がりも小さいもの
でよく、レーザ発振機能を阻害することはほとんどない
。
値でよいために、凹凸の深さやその広がりも小さいもの
でよく、レーザ発振機能を阻害することはほとんどない
。
ところで上述の実施例ではＧａＡｓ、 ＧａＡｌＡｓ系
の■−■族化合物半導体を用いたが、もちろんこれに限
定するものではなく、半導体レーザ素子として用いられ
既に周知のＩｎＧａＡｓＰ系結晶を用いてもよい。
の■−■族化合物半導体を用いたが、もちろんこれに限
定するものではなく、半導体レーザ素子として用いられ
既に周知のＩｎＧａＡｓＰ系結晶を用いてもよい。
また回折格子部３２の形成に関しても、必ずしも光導波
層に直接凹凸構造を設ける方法に限らず、先導波層、例
えばＰ型 Ｇａ０−９５Ａ１０−０５ＡＳ層２３２の上のＰ型Ｇａ
０．７ＡＩ。
層に直接凹凸構造を設ける方法に限らず、先導波層、例
えばＰ型 Ｇａ０−９５Ａ１０−０５ＡＳ層２３２の上のＰ型Ｇａ
０．７ＡＩ。
、３ＡＳ層２４の厚みを光波長程度に薄くし、その層上
に凹凸構造を形成することにより、間接的に先導波層の
等価屈折率を変化させる方法によってもよい。
に凹凸構造を形成することにより、間接的に先導波層の
等価屈折率を変化させる方法によってもよい。
更にダイオード電極下部の光導波層の禁制帯幅をより狭
くして光の吸収効果を高める構造も有効である。
くして光の吸収効果を高める構造も有効である。
最後に本考案が有する特徴を述べれば、通常の半導体レ
ーザ素子とほぼ同等の簡単な構成によって半導体レーザ
素子と光ダイオード素子を複合し出力光強度制御に便利
な複合型光半導体素子が得られることである。
ーザ素子とほぼ同等の簡単な構成によって半導体レーザ
素子と光ダイオード素子を複合し出力光強度制御に便利
な複合型光半導体素子が得られることである。
第１図は本考案の一実施例の上面図、第２図はその断面
図、第３図は他の実施例の断面図である図中、１１・・
・・・・下部共用電極、２１・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
基板、２２ ・・・・・・ｎ型Ｇａ０．７ＡＩｏ、３Ａ
Ｓ層、２３１ ｍｍｍｍａ＊ｎ型Ｇａ０，９５Ａ１０．
ｏ、Ａｓ層、２３２−−−−−−Ｐ型Ｇａｏ０ｇ５Ａ１
ｏ、ｏ、Ａｓ層、２４−−−−−− Ｐ型Ｇａｏ、７Ａ
Ｉ０．３Ａｓ層、２５１・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ層、
２５２・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ層、２６・・・・・・
５１０２絶縁層、３１・・・・・・レーザ用ストライブ
電極、３２・・・・・・回折格子部、３３・・・・・ル
ーザ用Ｐ型拡散層、４１・・・・・・ダイオード電極、
４２・・・・・・溝、４３・曲・ダイオード用Ｐ型拡散
層、である。
図、第３図は他の実施例の断面図である図中、１１・・
・・・・下部共用電極、２１・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
基板、２２ ・・・・・・ｎ型Ｇａ０．７ＡＩｏ、３Ａ
Ｓ層、２３１ ｍｍｍｍａ＊ｎ型Ｇａ０，９５Ａ１０．
ｏ、Ａｓ層、２３２−−−−−−Ｐ型Ｇａｏ０ｇ５Ａ１
ｏ、ｏ、Ａｓ層、２４−−−−−− Ｐ型Ｇａｏ、７Ａ
Ｉ０．３Ａｓ層、２５１・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ層、
２５２・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ層、２６・・・・・・
５１０２絶縁層、３１・・・・・・レーザ用ストライブ
電極、３２・・・・・・回折格子部、３３・・・・・ル
ーザ用Ｐ型拡散層、４１・・・・・・ダイオード電極、
４２・・・・・・溝、４３・曲・ダイオード用Ｐ型拡散
層、である。
Claims (1)
- ■−■族化合物半導体を素材とし、かつ光導波層として
の第１の半導体薄膜層と該第１の半導体薄膜層を挾みか
つ前記第１の半導体薄膜層よりも広い禁制帯幅を有する
第２及び第３の半導体薄膜層とを含み、更に前記第１、
第２及び第３の各半導体薄膜層からなる多層構造中に少
くとも１つのｐ４合を有し、該ｐｎ接合部でレーザ発振
を可能とするためのレーザ用ストライブ電極構造を有す
る光半導体素子において、前記レーザ用ストライブ電極
構造の下部に位置する前記第１の半導体薄膜層の一部の
等価屈折率が前記レーザ用ストライブ電極構造の軸に対
して斜めに格子方向を有するように形成した周期構造と
前記周期構造によって一部回折したレーザ発振光を検出
するための前記レーザ用ストライブ電極構造とは電気的
に独立したダイオード電極構造とが同一半導体基板上に
構成されたことを特徴とする複合型光半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978134676U JPS6012294Y2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 複合型光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978134676U JPS6012294Y2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 複合型光半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5549586U JPS5549586U (ja) | 1980-03-31 |
| JPS6012294Y2 true JPS6012294Y2 (ja) | 1985-04-20 |
Family
ID=29104285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1978134676U Expired JPS6012294Y2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 複合型光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012294Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5723281A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light-receiving element |
| JPS58130978U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-03 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 筒型照明器具の包装構体 |
| JP2624279B2 (ja) * | 1988-01-20 | 1997-06-25 | キヤノン株式会社 | スラブ導波光出射半導体レーザー |
-
1978
- 1978-09-29 JP JP1978134676U patent/JPS6012294Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5549586U (ja) | 1980-03-31 |
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