JPS60213075A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPS60213075A JPS60213075A JP59070407A JP7040784A JPS60213075A JP S60213075 A JPS60213075 A JP S60213075A JP 59070407 A JP59070407 A JP 59070407A JP 7040784 A JP7040784 A JP 7040784A JP S60213075 A JPS60213075 A JP S60213075A
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- Japan
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- diffraction grating
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- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
- 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
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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】
（ａｌ 発明の技術分野
本発明は半導体発光装置、狩に半導体基体に設けられ瓦
ストライブ溝内に活性層か埋め込まれる構造の半導体レ
ーザについて、分布帰還形共振器によって縦モード制御
ン央現する構造の改善に関うる。
ストライブ溝内に活性層か埋め込まれる構造の半導体レ
ーザについて、分布帰還形共振器によって縦モード制御
ン央現する構造の改善に関うる。
ｔｂ＋ 技術の背景
光通信等の九ン情報信号の媒体とするシステムにおいて
は半導体発光装置は最も１喪な構成要素ｔありて、豊水
される波長帯域の夾現、或いは安定しに単一の基本零次
機モード発振、単一の縦モード見振、％流−光出力特性
の直線性の向上、猾子効率の向上、出力の増大などの諸
特注の改善がｘｒｌられて、システムの進展に寄与して
いる。
は半導体発光装置は最も１喪な構成要素ｔありて、豊水
される波長帯域の夾現、或いは安定しに単一の基本零次
機モード発振、単一の縦モード見振、％流−光出力特性
の直線性の向上、猾子効率の向上、出力の増大などの諸
特注の改善がｘｒｌられて、システムの進展に寄与して
いる。
（ｃｌ 従来技術と問題点
半導体発光装置について既に多数の構造か提供されてい
るが、その一つにＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄＳｕｂｓ
ｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｅｄ ｄｏｕｂｌ ｈｅｔｅｒｏ
ｓ−ｔｒｕｃｔｕｒｅ）レーザかある。
るが、その一つにＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄＳｕｂｓ
ｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｅｄ ｄｏｕｂｌ ｈｅｔｅｒｏ
ｓ−ｔｒｕｃｔｕｒｅ）レーザかある。
第１図はＶＳＢレーザの一例ン示″ｊ断面図である。図
に２いて、ｌはｎ型インジウム、燐化合物（１ｎＰ）基
板、３はｐ型ＩｎＰ％ｆＭ、阻止層、４はｎ型１ｎＰ閉
じ込め層、４ ａは閉じ込め層４と同時に成長し７．Ｚ
ｎ型ｌｎＰ層、５はノンドー１のインジウム、ガリウ
ム、砒素、燐化合物（ＩｎＧａ）＞ｓＰ）活性層、５ａ
は活性層５と同時に成長した１ｎＱａＡｓＰ層、６はｐ
型ＩｎＰ閉じ込め層、７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰ コンタ
クト層、８はｐ ＄１１１１４．９はｎ側電極Ｘ示す。
に２いて、ｌはｎ型インジウム、燐化合物（１ｎＰ）基
板、３はｐ型ＩｎＰ％ｆＭ、阻止層、４はｎ型１ｎＰ閉
じ込め層、４ ａは閉じ込め層４と同時に成長し７．Ｚ
ｎ型ｌｎＰ層、５はノンドー１のインジウム、ガリウ
ム、砒素、燐化合物（ＩｎＧａ）＞ｓＰ）活性層、５ａ
は活性層５と同時に成長した１ｎＱａＡｓＰ層、６はｐ
型ＩｎＰ閉じ込め層、７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰ コンタ
クト層、８はｐ ＄１１１１４．９はｎ側電極Ｘ示す。
前記従来例のＶＳＢレーザの光共振益は第１図の断面に
平行な２面の臂開ｉ！ｌｉを鏡面とするファブリー・ペ
ロー形であって、共振系内で最大の利得ケもつ波長の近
傍において利得と損失とがつり合ってレーザ発振が行な
われる。
平行な２面の臂開ｉ！ｌｉを鏡面とするファブリー・ペ
ロー形であって、共振系内で最大の利得ケもつ波長の近
傍において利得と損失とがつり合ってレーザ発振が行な
われる。
以上説明した如きＶＳＢ レーザはストライブ溝４の側
表面が（Ｉｌｌ）Ｂ面であるために、前記閉じ込め層５
、活性層シ及び閉じ込め層７のダブルへテロ接合構造の
成長か容易であり、活性層６の形状と寸法が安定するな
どの製造上の利点と、この面からの光の乱反射がなく光
の強度分布が滑らかで、良好な単一の基本零次横モード
発振が容易に夾現されるなどの特性上の利点と７兼ね備
えている。
表面が（Ｉｌｌ）Ｂ面であるために、前記閉じ込め層５
、活性層シ及び閉じ込め層７のダブルへテロ接合構造の
成長か容易であり、活性層６の形状と寸法が安定するな
どの製造上の利点と、この面からの光の乱反射がなく光
の強度分布が滑らかで、良好な単一の基本零次横モード
発振が容易に夾現されるなどの特性上の利点と７兼ね備
えている。
しかしながら多くの他の半導体レーザと同様に光共振器
がファプリー・ペロー形である几めに、反射鏡間の定仕
波すなわち鰍モードのモード次数は例えば２０００程度
と人きく、綾モードが高速変調の場合などに安だせず、
また温匿変化にょる工矛ルギーバンドギャップの変化な
どによって発振波長が容易に変化するなどの欠点がある
。
がファプリー・ペロー形である几めに、反射鏡間の定仕
波すなわち鰍モードのモード次数は例えば２０００程度
と人きく、綾モードが高速変調の場合などに安だせず、
また温匿変化にょる工矛ルギーバンドギャップの変化な
どによって発振波長が容易に変化するなどの欠点がある
。
光通侶の品質ン更に向上する瓦めには現在の■ＳＢレー
ザ等の利点ン保持して、更に前記の縦モードの不安定等
を改善することが要望されている。
ザ等の利点ン保持して、更に前記の縦モードの不安定等
を改善することが要望されている。
（ｄｌ 発明の目的
本発明はストライブ溝内に活性層等のへテロ接合構造が
エピタキシャル成長される半導体発光装置に関して、そ
の縦モードが単一化されかつ発振波長の安定性が向上す
る構造を提供することを目的とする。
エピタキシャル成長される半導体発光装置に関して、そ
の縦モードが単一化されかつ発振波長の安定性が向上す
る構造を提供することを目的とする。
＋ｅ＋ 発明の構成
本発明の前記目的は、半導体基板面に平行な回折格子と
、該回折格子又は該回折格子に平行な面を底面とするス
トライブ状の溝とン備えて、該溝内に活性層が設けられ
てなる半導体発光装置により達成される。
、該回折格子又は該回折格子に平行な面を底面とするス
トライブ状の溝とン備えて、該溝内に活性層が設けられ
てなる半導体発光装置により達成される。
すなわち本発明の半導体発光装置は前記構造の活性層が
回折格子上に設けられて、この回折格子によってフィー
ドバックが行なわれるいわゆる分布帰還形共振によって
前記目的が達成される。
回折格子上に設けられて、この回折格子によってフィー
ドバックが行なわれるいわゆる分布帰還形共振によって
前記目的が達成される。
（ｆ） 発明の実施例
以下本発明馨実施例により白面を参照して真偽的に説明
する。
する。
第２図は本発明の第１の実施例を示す断面図である。本
実施例においては、ｎ型ＩｎＰ基板１１の（１００）面
に回折格子ＧＹ影形成る。回折格子Ｇは例えばヘリウム
−カドミウム（Ｈｅ−Ｃｄ）レーザ光の２光束干渉法に
よって形成したレジストマスクを用いてＩｎＰ基板ｌｉ
ｔ’エツチングすることによって形成することができ、
本実施例においては回折格子の周期Ａ〜２００（ｎｍ）
としている〇この回折格子ＧＹ影形成に基板１１面上に
、ｎ型ＩｎＧａＡｓｐ層１２’＆例えばルミネセンス波
長１．２〔μ扉〕の組成で厚さ０．２〔μ播〕程度に成
長し、更にｐ型ＩｎＰ層１３を例えば厚さ１〔μ扉〕程
度に成長する。
実施例においては、ｎ型ＩｎＰ基板１１の（１００）面
に回折格子ＧＹ影形成る。回折格子Ｇは例えばヘリウム
−カドミウム（Ｈｅ−Ｃｄ）レーザ光の２光束干渉法に
よって形成したレジストマスクを用いてＩｎＰ基板ｌｉ
ｔ’エツチングすることによって形成することができ、
本実施例においては回折格子の周期Ａ〜２００（ｎｍ）
としている〇この回折格子ＧＹ影形成に基板１１面上に
、ｎ型ＩｎＧａＡｓｐ層１２’＆例えばルミネセンス波
長１．２〔μ扉〕の組成で厚さ０．２〔μ播〕程度に成
長し、更にｐ型ＩｎＰ層１３を例えば厚さ１〔μ扉〕程
度に成長する。
次にＩｎＰ層１層上３上ングラフィ技術によって＜０１
１＞方向に延伸するストライブ状の開口を形成したマス
クン設けて、例えば塩酸（Ｈ（Ｊ）系エッチャントを用
いてエツチングを行ないＩｎＰ層１３にストライブ状の
１１１ｗ形成する。このエツチングでは溝の側面は（１
１１）Ｂ面となり、まｋＩｎＧａＡｓＰ層１２はエツチ
ング−止層となって溝の底面としてその（ｌＯＯ）ｔｌ
ｉｌｉが表われて、溝の断面形状は図に示す如き逆台形
となる。本実施例においてはこのストライブ溝の幅ン底
面において１〜２〔μ薦〕程度としている。。
１＞方向に延伸するストライブ状の開口を形成したマス
クン設けて、例えば塩酸（Ｈ（Ｊ）系エッチャントを用
いてエツチングを行ないＩｎＰ層１３にストライブ状の
１１１ｗ形成する。このエツチングでは溝の側面は（１
１１）Ｂ面となり、まｋＩｎＧａＡｓＰ層１２はエツチ
ング−止層となって溝の底面としてその（ｌＯＯ）ｔｌ
ｉｌｉが表われて、溝の断面形状は図に示す如き逆台形
となる。本実施例においてはこのストライブ溝の幅ン底
面において１〜２〔μ薦〕程度としている。。
このストライブ溝内に液相エピタキシャル成長方法によ
りて、ｎｍ１ｎＰ又は１ｎＧａＡｓＰ／＃］ ４を溝の
中心線の位置における淳さが例えば０．０５〔μ屏〕程
度以下に成長し、続いてＩｎＧａＡｓＰ活性層１５ン通
常はノンドープで中心線の位置における厚さン例えば０
．２〔μ扉〕程度に成長する。ただし層１４ＹＩｎＧａ
ＡｓＰＫよりて形成する場合にそのルミネセンス波長は
活性層１５より小さくする。
りて、ｎｍ１ｎＰ又は１ｎＧａＡｓＰ／＃］ ４を溝の
中心線の位置における淳さが例えば０．０５〔μ屏〕程
度以下に成長し、続いてＩｎＧａＡｓＰ活性層１５ン通
常はノンドープで中心線の位置における厚さン例えば０
．２〔μ扉〕程度に成長する。ただし層１４ＹＩｎＧａ
ＡｓＰＫよりて形成する場合にそのルミネセンス波長は
活性層１５より小さくする。
このエピタキシャル成長によって層１４ ａ Ｘ１５ａ
かそれぞれ４１４及び１５と同時に成長する。
かそれぞれ４１４及び１５と同時に成長する。
活性層１５の成長に続けて、ｐ型ＩｎＰ層１６及びｐ盤
ＩｎＧａＡｓＰ層１７を成長する。
ＩｎＧａＡｓＰ層１７を成長する。
この半導体基体に従来技術によってｐ＠電極１８及びｎ
１ｌｌ電極１９Ｙ配設し、チップ分割等を行なって本実
施例の素子が完成する。
１ｌｌ電極１９Ｙ配設し、チップ分割等を行なって本実
施例の素子が完成する。
本実施例においては、ＩｎＧａＡｓＰ層１２が従来の分
布帰還形レーザで知られている導波層となる。
布帰還形レーザで知られている導波層となる。
１ｎＰ又はＸＩＪｎＧａＡｓＰよりなる層１４はＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１５の断面形状馨整えろために挿入して
いるが、本実施例の如くその厚さ馨薄（することによっ
て光エネルギーの分亜に対する影響は無視できる。
ａＡｓＰ活性層１５の断面形状馨整えろために挿入して
いるが、本実施例の如くその厚さ馨薄（することによっ
て光エネルギーの分亜に対する影響は無視できる。
第３図は本発明の第２の実施例をボす断面図である。本
実施例においては、前記実施例と同様なｎ型ＩｎＰ基板
１１上にルミネセンス波長が例えば１．２ （／ｊ”）
程１ｆのｎ型１ｎＧａＡｓＰ層２２ン成長して、このノ
ー２２の上面に回折格子ＧＴｔ形成し、この面上にｐ型
ＩｎＰ層１３ン成長している。本実施例においてはスト
ライブ溝の底面に回折格子Ｇが表出し、層２４は前記実
施例より厚く例えば中心線上の厚さを０．１［μｍ］程
度にｎ型ＩｎＰン成長する。
実施例においては、前記実施例と同様なｎ型ＩｎＰ基板
１１上にルミネセンス波長が例えば１．２ （／ｊ”）
程１ｆのｎ型１ｎＧａＡｓＰ層２２ン成長して、このノ
ー２２の上面に回折格子ＧＴｔ形成し、この面上にｐ型
ＩｎＰ層１３ン成長している。本実施例においてはスト
ライブ溝の底面に回折格子Ｇが表出し、層２４は前記実
施例より厚く例えば中心線上の厚さを０．１［μｍ］程
度にｎ型ＩｎＰン成長する。
その他の各層は前記例と同様でよい。
まに第４図は本発明の第３の実施例ン示す断面図である
。本実施例においては紡記第１の実施例と同様にストラ
イプ婢ン形成しに後に、ストライブ溝の底面に表出する
ＩｎＧａＡａｐ層３２７例えば硫酸（ａｔｓｏ４）系エ
ラチャントン用いてＩｎＰに対して選択的にエツチング
除去して、ｎｍ１ｎｐ基板１１面上の回折格子Ｇｖスス
トライブ溝底面に表出させている。
。本実施例においては紡記第１の実施例と同様にストラ
イプ婢ン形成しに後に、ストライブ溝の底面に表出する
ＩｎＧａＡａｐ層３２７例えば硫酸（ａｔｓｏ４）系エ
ラチャントン用いてＩｎＰに対して選択的にエツチング
除去して、ｎｍ１ｎｐ基板１１面上の回折格子Ｇｖスス
トライブ溝底面に表出させている。
このストライブ溝内に、まずＩｎＧａＡｓＰ層３４を例
えばルミネセンス波長１．２〔μｍ）程度の組成で中心
線上の厚さ０．１〔μｍ〕程度（成長し、続いてＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１５等を従来例と同様障長している。
えばルミネセンス波長１．２〔μｍ）程度の組成で中心
線上の厚さ０．１〔μｍ〕程度（成長し、続いてＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１５等を従来例と同様障長している。
約記第２及び第３の実施例では、ＩｎＧａＡｓＰ活性層
１５に接するＩｎＰ層２４又はＩｎＧａＡｓＰ層３４が
いわゆる導波層となり、これらのノー２４又は３４の厚
さ欠第１の実施例の層１４より厚（することができる。
１５に接するＩｎＰ層２４又はＩｎＧａＡｓＰ層３４が
いわゆる導波層となり、これらのノー２４又は３４の厚
さ欠第１の実施例の層１４より厚（することができる。
また第３の実施例におけるＩｎＧａＡｉＰ層３２の組成
及び厚さの選択に際しては導波層に要求される条件ン考
慮する必要はない。
及び厚さの選択に際しては導波層に要求される条件ン考
慮する必要はない。
以上の実施例はＶＳＢレーザを対象としているが、本発
明はストライブ溝の側面の傾斜、＠面及び底面の結晶面
如伺には制約されることなく、また半導体材料もＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ系に限られず、活性層がストライブ溝
内に埋込み成長される半導体発光装置について広く適用
することができる。
明はストライブ溝の側面の傾斜、＠面及び底面の結晶面
如伺には制約されることなく、また半導体材料もＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ系に限られず、活性層がストライブ溝
内に埋込み成長される半導体発光装置について広く適用
することができる。
（ｇｌ 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、横モード制御性が優れ
て単一の基本零次横モードＹ安定に実現することができ
、また閾値−流が低いなどの長所な有するＶＳＢレーザ
等の活性層がストライブ溝内に埋込み成長される半導体
発光装置に分布帰還形共振器馨設けることができて、前
記特徴馨損うことなく縦モードの制御性か大きく改善さ
れ、単一の縦モード発振が可能となり、また発振波長の
安定性が例えば温度変化等に対して著しく向上する。
て単一の基本零次横モードＹ安定に実現することができ
、また閾値−流が低いなどの長所な有するＶＳＢレーザ
等の活性層がストライブ溝内に埋込み成長される半導体
発光装置に分布帰還形共振器馨設けることができて、前
記特徴馨損うことなく縦モードの制御性か大きく改善さ
れ、単一の縦モード発振が可能となり、また発振波長の
安定性が例えば温度変化等に対して著しく向上する。
この様に横及び縦モードが単一化され、かつ安定性が向
上することによって、光通信においてホモダインヘテロ
ダイン検波方式が可能となるなど、その品質向上に寄与
することができる。
上することによって、光通信においてホモダインヘテロ
ダイン検波方式が可能となるなど、その品質向上に寄与
することができる。
第１図はＶＳＢレーザの従来例ン示す断面図、第２図乃
至第４図は本発明の実施例〉示す断面図である。 図において、１１はｎ１ｊ１．ＩｎＰ基板、１２及び２
２はｎ型ＩｎＧａＡｓｐ鳳１３はｐ型ＩｎＰ層、１４は
ｎ型ＩｎＰ又はＩｎＧａＡｓｐ層、２４はｎｍＩｎＰ層
、３４はｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、１５はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、１６はｐｉ！ＩＩｎＰ層、１７はｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、１８はＰ側電極、１９はｎ側電極、Ｇは回折
格子ン示す。 第１ 園 亨 ３ 局 算４ 叫
至第４図は本発明の実施例〉示す断面図である。 図において、１１はｎ１ｊ１．ＩｎＰ基板、１２及び２
２はｎ型ＩｎＧａＡｓｐ鳳１３はｐ型ＩｎＰ層、１４は
ｎ型ＩｎＰ又はＩｎＧａＡｓｐ層、２４はｎｍＩｎＰ層
、３４はｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、１５はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、１６はｐｉ！ＩＩｎＰ層、１７はｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、１８はＰ側電極、１９はｎ側電極、Ｇは回折
格子ン示す。 第１ 園 亨 ３ 局 算４ 叫
Claims (1)
- 半導体基板面に平行な回折格子と、該回折格子又は該回
折格子に平行な面を底面とするストライブ状の溝とン備
えて、該溝内に活性層か設けられてなることｔ％徴とす
る半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070407A JPS60213075A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070407A JPS60213075A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60213075A true JPS60213075A (ja) | 1985-10-25 |
Family
ID=13430580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070407A Pending JPS60213075A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60213075A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224281A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59070407A patent/JPS60213075A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224281A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
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