JPS60127776A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPS60127776A
JPS60127776A JP58235120A JP23512083A JPS60127776A JP S60127776 A JPS60127776 A JP S60127776A JP 58235120 A JP58235120 A JP 58235120A JP 23512083 A JP23512083 A JP 23512083A JP S60127776 A JPS60127776 A JP S60127776A
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JP
Japan
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corrugation
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photoresist
coated
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Application number
JP58235120A
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English (en)
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Masahiro Morimoto
森本 正弘
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
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    • 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、信号光とモニタ光とを取り出すのに好適な構
造をもつ分布帰還(distributed feed
back:DFB)型半導体レーザと呼ばれる半導体発
光装置に関する。
従来技術と問題点 一般に、発振波長が1.5〜1,6〔μm〕である半導
体レーザは、その波長帯の光を伝送する光ファイバに於
ける損失が最小であることがら、多くの開発がなされて
いる。
通常のこの種の半導体レーザ、即ち、ファプリ・ペロー
型半導体レーザを高速で変調すると波長を単一に維持す
ることができず、多波長になってしまう。
そのような信号光を光ファイバに入射して伝送すると、
その出射される光は、光フアイバ自体の材料分散に依り
各波長の屈折率が変わり、伝播速度が変°わるので、波
形が崩れてしまう。
その結果、このような信号は受信側では大きな雑音を伴
うものとなるので実用にならない。
そこで、近年、DFB型半導体レーザが開発され、好結
果を得ている。
DFB型半導体レーザは、活性層そのもの或いはその近
傍に回折格子を形成し、その回折格子の中を光が往復し
て共振するようになっている。
このDFB型半導体レーザでは、数百Mビット/秒の高
速で変調しても単一波長の発振を維持することができる
ところで、このようなりFB型半導体レーザに於いても
、信号光とモニタ光を取り出したい旨の要求が在る。
従来のファブリ・ペロー型半導体レーザでは、両端面を
臂開成いはエツチングに依り垂直の鏡面にしであるので
、一方の端面から信号光を、他方の端面からモニタ光を
取り出すことが可能であった。
然しなから、DFB型半導体レーザでは、ファブリ・ベ
ロー・モードの発振を抑制する為、片方の端面での反射
率を0に近くする必要がある。
そこで、例えば、片方の端面を傾斜させる(前者)或い
は片方の端面近傍に非励起領域を形成する(後者)こと
等が行われているが、前者では、モニタ光の出射方向が
一定せず、後者ではモニタ光の取り出しは不可能である
発明の目的 本発明は、DFB型半導体レーザに於いて、発振特性に
悪影響を与えることなく、モニタ光の取り出しを容易に
行うことができる構造のものを提供しようとする。
発明の構成 本発明は、DFB型半導体レーザに於いて、発振に寄与
する導波方向に進む発光成分と、それ以外の発光成分の
割合は、回折格子を形成する為のコルゲーション(周期
的凹凸)の次数に依って変化する旨の知見を基にしてな
されたものである。
さて、DFB型半導体レーザに於けるコルゲーションの
ピッチAと発振波長λ。との間には次のような関係が必
要とされていることは良く知られ2n1゜ この式(1)に見られるn offは有効屈折率、mば
整数であって、m=1のとき二次コルゲーション、m=
2のとき二次コルゲーション、以下、その整数倍になる
につれて三次コルゲーション・・・・となる。
第1図はコルゲーションの次数に依って発光成分の割合
が変化することを解説する為の説明図であり、(a)は
m=1である二次コルゲーションの場合、(b)はm=
2である二次コルゲーションの場合、(C)はm=3で
ある三次コルゲーションの場合、(d)はm=4である
四次コルゲーションの場合をそれぞれ示している。
図から判るように、−次コルゲーションの場合が発振に
関しては最も効率が良(、高次のコルゲーションになる
につれて導波方向以外への発光成分が増加する。
そこで、本発明の半導体発光装置では、光導波領域の導
波方向に沿って形成された低次数の周期的凹凸及びその
低次数の周期的凹凸に連なって形成された高次数の周期
的凹凸と、該高次数の周期的凹凸に対向する表面に形成
された光の取り出し部分とを有してなる構成を採ること
により、発振特性の劣化、例えば闇値電流の増加などを
発生することなく、モニタ光を効率良く取り出すことが
可能である。
発明の実施例 第2図は本発明一実施例の要部斜面図、第3図は第2図
に見られる線A−Aに於ける要部切断側面図である。
図に於いて、1はn型1nP基板、2は光導波領域の導
波方向に沿って形成されたコルゲーション、3は二次コ
ルゲーション領域、4は二次コルゲーション領域、5は
λg (自然放出光のピーク波長)−〜1.3〔μm〕
であるn型InGaAsP導波層、6はλ9−〜1.5
5 (μm〕であるInGaAsP活性層、7はp型1
nPクラッド層、8はλ9.= 〜1. 3 Cμm)
であるp型InGaAsPコンタクト層、9はp型1n
P埋め込み層、10はn型InP埋め込み層、11はn
側電極、12はn側電極11に於ける開口(モニタ光の
取り出し部分)、13はn側電極、14は信号光、15
はモニタ光をそれぞれ示している。
この実施例に於いて、モニタ光15は二次コルゲーショ
ン領域4を三次或いは四次のコルゲーション領域にすれ
ば更に多くの量を取り出すことが可能であるが、通常は
、実施例通り、−次コルゲーションと二次コルゲーショ
ンとの組合せで充分である。
以下、この実施例を作製する場合について説明する。
先ず、n型!nP基板lを用意し、その上にフォト・レ
ジスト、例えばAZ−1350(アゾプレート・シブレ
イ社製:米国)を塗布する。
次ぎに、ピンチ700〔μm〕で幅200 〔μm〕の
フォト・レジスト膜が残留するパターンを形成する。こ
の1ピッチ分の700 〔μm〕の内500 〔μm〕
の部分が一次コルゲーション領域3に相当する部分とな
り、残りの前記幅200〔μrn)のフォト・レジスト
nuに覆われた部分が二次コルゲーション領域4に相当
する部分となる。
次ぎに、再びAZ−1350を厚さ例えば〜1000 
〔人〕程度に塗布する。
次ぎに、温度約80C℃)、時間30〔分〕のブリ・ベ
ーキングを行ってから2光束干渉露光法を適用し、前記
幅200 〔μm〕のフォト・レジスト膜のパターンに
平行にピッチΔ1−〜2400 〔人〕で露光を行い、
それを現像して前記500 〔μm〕の一次コルゲーシ
ョン領域3に相当する部分にフォト・レジスト膜のコル
ゲーションを形成する。
次ぎに、温度約120 〔℃〕、時間30(分〕のアフ
タ・ベーキングを行ってから、そのコルゲーション・パ
ターンを有するフォト・レジスト膜をマスクとし、2S
、BW+1(3PO4+l 5H2O混合液(SBW:
臭素(Br)の飽和水溶液)を用いてn型1nP基板1
を30C秒〕開に互りエソヂンクヲ行い深さ1000 
C入〕の一次コルゲーションを形成する。
次ぎに、フォト・レジスト膜を剥離し、洗滌した後、ま
た、AZ−1350を塗布する。
次ぎに、さきに形成した一次コルゲーションが存在する
500 〔μm〕の部分を覆い、残り2゜0 〔μm〕
の部分が露出するフォト・レジスト1模のパターンを形
成する。
次ぎに、前記同様、更にAZ−1350を厚さ〜100
0 (人〕程度に塗布してから温度約80〔℃〕、時間
30〔分〕程度のブリ・ベーキングを行う。
次ぎに、2光束干渉露光法を適用し、前記500〔μm
〕の部分に形成した一次コルゲーションと平行にピッチ
A2−〜4800 (人) (Az =、2A+)で露
光を行い、それを現像して前記200(メ!m)の二次
コルゲーション領域4に相当する部分にフォト・レジス
ト膜のコルゲーションを形成する。
次ぎに、前記同様、温度約120(”c)、時間30〔
分〕のチック・ベーキングを行ってから、そのコルゲー
ション・パターンを有するフォト・レジスト膜をマスク
とし、前記同様のエソヂング液を用いてrl型1nP基
板を30〔秒〕間に亙りエツチングして深さ1000 
(人〕の二次コルゲーションを形成する。
次ぎに、フォト・レジスト膜を剥離し、表面処理を施し
°ζから、液相エピタキシャル成長法を適用することに
依り、n型1nGaAsP導波層5、InGaAsP活
性層6、p型1nGaAsPクラッド層7、p型1 n
 G a A s Pコンタクト層8を順に成長させる
次き゛に、化学的気相堆積(chemicalvapo
ur deposition:CVD)法を適用して二
酸化シリコン(Si02)膜を形成する。
次ぎに、フォト・リソグラフィ技術を適用してS i 
O2llQのパターニングを行い、ストライブ幅−5 
〔μm〕の保護膜となし、該保護膜をマスクとしてn型
JnP基板1に達するメザ・エツチングを行う。
次ぎに、再び液相エピタキシャル成長法を適用すること
に依って、n型1nP埋め込み層9、n型1nP埋め込
み層10を成長させる。
次ぎに、5i02膜からなる保護膜を除去した後、電子
ビーム蒸着法を適用してチタン(′I’ i )、白金
(Pt)を蒸着する。
次ぎに、ストライプ状になっている二次フルゲーション
領域4に対向する表面に例えば100×20 〔μm〕
の面積を持つフォト・レジスト (例えばAZ−135
0)膜を形成する。
次ぎに、鍍金法を適用することに依り、厚さ例えば〜5
 〔μm〕程度の金(Au)膜を形成し、Ti−Pt/
Auでn側電極11を形成する。
前記Ati iff金した際のマスクとなったフォト・
レジスト膜を除去し、n側電極11の最上層であるAu
膜をマスクとしてPt−Tiの選択エツチングを行い開
口12を形成し、更には、光吸収が生じないようにp型
1nGaAsPコンタクト層8も選択的に除去する。尚
、要すれば、p型InPクラッド層7も選択的に除去す
ることも可能であり、また、p型1nGaAsPコンタ
クト層8の選択的エツチングを行う前に、化学的エツチ
ング法を適用して片端面を傾斜させる為のエツチングを
行うと良い。
次ぎに、n型1nP基板1の厚さが10fI(μrn)
程度になるように研摩し、研摩面にA’u・ゲルマニウ
ム(Ge)/ニッケル(N i ) ヲN着シてn側電
極13とする。
この後、襞間して個々に分離し、DFB半導体レーザが
完成される。
このようにして作製した半導体発光装置に信号光取り出
し用及びモニタ光取り出し用の光ファイバを結合するこ
とは容易である。
発明の効果 本発明の半導体発光装置では、光4波領域の導波方向に
沿って形成された低次数の周期的凹凸及びその低次数の
周期的凹凸に連なって形成された高次数の周期的凹凸と
、該高次数の周期的凹凸に対向する表面に形成された光
の取り出し部分とを有してなる構造になっているので、
従来の半導体発光装置と同様に信号光を取り出すことが
可能であると共にその半導体発光装置の上方にモニタ光
を取り出すことができる。そして、そのような構造にし
ても、半導体発光装置本来の発振特性には悪影響を及ぼ
すことがない。
【図面の簡単な説明】
第1図はコルゲーションの次数と発光成分との関係を示
す説明図、第2図は本発明−実施例の要部斜面図、第3
図は第2図に見られる線A−Aで切断した要部切断側面
図である。 図に於いて、1はn型1nP基板、2は光轟波領域の導
波方向に沿って形成られたコルゲーション、3は一次コ
ルゲーション領域、4は二次コルゲーション領域、5は
n型1nGaAsP導波層、6は1nGaAsP活性層
、7はp型クラッド層、8はp型1nGaAsPコンタ
クト層、9はp型InP埋め込み層、1Oはn型1nP
埋め込み層、11ばn側電極、12は開口、13はn側
電極、14は信号光、15はモニタ光である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第1図 (a) (b) (C) (d)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光導波領域の導波方向に沿って形成された低次数の周期
    的凹凸及びその低次数の周期的凹凸に連なって形成され
    た高次数の周期的凹凸と、該高次数の周期的凹凸に対向
    する表面に形成された光の取り出し部分とを有してなる
    ことを特徴とする半導体発光装置。
JP58235120A 1983-12-15 1983-12-15 半導体発光装置 Pending JPS60127776A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58235120A JPS60127776A (ja) 1983-12-15 1983-12-15 半導体発光装置

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JP58235120A JPS60127776A (ja) 1983-12-15 1983-12-15 半導体発光装置

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JPS60127776A true JPS60127776A (ja) 1985-07-08

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ID=16981346

Family Applications (1)

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JP58235120A Pending JPS60127776A (ja) 1983-12-15 1983-12-15 半導体発光装置

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JP (1) JPS60127776A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022040468A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-24 Apple Inc. Integrated edge-generated vertical emission laser
US11500154B1 (en) 2019-10-18 2022-11-15 Apple Inc. Asymmetric optical power splitting system and method
US11713999B2 (en) 2017-09-29 2023-08-01 Apple Inc. Connected epitaxial optical sensing system comprising a trench deeper than a waveguide of a light source electrically isolates the light source and a detector
US11815719B2 (en) 2020-09-25 2023-11-14 Apple Inc. Wavelength agile multiplexing
US12042255B2 (en) 2019-09-06 2024-07-23 Apple Inc. Devices having matter differentiation detectors
US12066702B1 (en) 2018-09-25 2024-08-20 Apple Inc. Systems and methods for distinguishing between a user and an object

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