JPS62136888A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS62136888A JPS62136888A JP60278303A JP27830385A JPS62136888A JP S62136888 A JPS62136888 A JP S62136888A JP 60278303 A JP60278303 A JP 60278303A JP 27830385 A JP27830385 A JP 27830385A JP S62136888 A JPS62136888 A JP S62136888A
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- 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
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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】
〔概要〕
埋め込み要用の溝形成の際のエツチングに対しコルゲー
ションを保護する食刻阻止層を、コルゲーションと横方
向光閉じ込め層間に設けた構造を提起し、叶Ｂ （分布
帰還型）レーザの埋め込み構造を可能にする。
ションを保護する食刻阻止層を、コルゲーションと横方
向光閉じ込め層間に設けた構造を提起し、叶Ｂ （分布
帰還型）レーザの埋め込み構造を可能にする。
本発明は埋め込み構造の叶Ｂ半導体レーザの構造に関す
る。
る。
埋め込み構造の利点はレーザの発光にあずかる活性層と
、上下でこの層を囲む光閉じ込め層を、横方向光閉じ込
め層に形成されたメサ溝内に連続成長して形成される層
構造を有するため、レーザへの注入電流と光の閉じ込め
効率を大きくできることであり、単一モードで、低電流
しきい値発振を可能にすることである。
、上下でこの層を囲む光閉じ込め層を、横方向光閉じ込
め層に形成されたメサ溝内に連続成長して形成される層
構造を有するため、レーザへの注入電流と光の閉じ込め
効率を大きくできることであり、単一モードで、低電流
しきい値発振を可能にすることである。
埋め込み構造の例として、高信頼性のレーザ構造として
世界的に評価の高いＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄ ５ｕ
ｂ−ｓｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｄ ｆｆｅｔｅｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ） レーザを本出願人により提起したが、
本発明はこの構造をさらにＤＦＢレーザに適用するもの
である。
世界的に評価の高いＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄ ５ｕ
ｂ−ｓｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｄ ｆｆｅｔｅｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ） レーザを本出願人により提起したが、
本発明はこの構造をさらにＤＦＢレーザに適用するもの
である。
従来から多数の埋め込み構造が提案されているが、埋め
込み構造はつぎのような欠点をもつものがほとんどであ
る。
込み構造はつぎのような欠点をもつものがほとんどであ
る。
■ 成長層を数回に分けて行うために生ずる成長層界面
付近の結晶欠陥による劣化。
付近の結晶欠陥による劣化。
■ 無効電流阻止層、および光閉じ込め層としての機能
をもつ埋め込み層の成長層構成や各層の厚さ等を成長法
上から最適化が困難で、高注入領域において埋め込み層
を介する無効電流が増加しやすい。
をもつ埋め込み層の成長層構成や各層の厚さ等を成長法
上から最適化が困難で、高注入領域において埋め込み層
を介する無効電流が増加しやすい。
埋め込み構造に関してはＶＳＢ構造により以上の欠点を
除去できるが、さらにＤＦＢ化した前例はなかった。
除去できるが、さらにＤＦＢ化した前例はなかった。
結晶欠陥と無効電流を減らし、しかもＤＦＢ化した埋め
込み構造レーザは従来得られなかった。
込み構造レーザは従来得られなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点の解決は、−導電型半導体基板（１）上にコ
ルゲーション（２）を形成し、該コルゲーション（２）
上に半導体食刻阻止層（３）、他導電型半導体閉じ込め
層（４）、一導電型半導体閉じ込め層（５）を順次成長
し、該閉じ込めＮ（４）、（５）に該食刻阻止層（３）
に届くように斜面（６Ａ）を持つメサ溝（６）を形成し
、該メサ溝（６）を覆って半導体導波層（７）、活性層
（８）、他導電型半導体閉じ込め層（９）を順次成長し
た層構造を有する本発明による半導体レーザにより達成
される。
ルゲーション（２）を形成し、該コルゲーション（２）
上に半導体食刻阻止層（３）、他導電型半導体閉じ込め
層（４）、一導電型半導体閉じ込め層（５）を順次成長
し、該閉じ込めＮ（４）、（５）に該食刻阻止層（３）
に届くように斜面（６Ａ）を持つメサ溝（６）を形成し
、該メサ溝（６）を覆って半導体導波層（７）、活性層
（８）、他導電型半導体閉じ込め層（９）を順次成長し
た層構造を有する本発明による半導体レーザにより達成
される。
前記食刻阻止層（３）が前記導波層（７）と同一組成を
存するようにすると、閉じ込め効率を落とすことなく、
食刻阻止層（３）が無効電流阻止層となり効果が大きい
。
存するようにすると、閉じ込め効率を落とすことなく、
食刻阻止層（３）が無効電流阻止層となり効果が大きい
。
コルゲーションを形成した基板上に、食刻阻止層を形成
する１工程を付加して、この上に従来のファブリ−ぺＯ
（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）共振器型のＶＳＢレーザと
同様の構造を形成することにより、ＤＦＢ型のＶＳＢ
レーザが得られる。
する１工程を付加して、この上に従来のファブリ−ぺＯ
（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）共振器型のＶＳＢレーザと
同様の構造を形成することにより、ＤＦＢ型のＶＳＢ
レーザが得られる。
この場合食刻阻止層はＶＳＢレーザのＶ溝形成の際のエ
ツチングに対し、その下のコルゲージ会ンを保護し、形
成される溝の断面形状は逆台形となる。
ツチングに対し、その下のコルゲージ会ンを保護し、形
成される溝の断面形状は逆台形となる。
また、食刻阻止層は導波層と同じ禁制帯幅の小さい半導
体層を用いることにより、この層が注入電流の溜り場所
として作用し、無効電流阻止層となる。
体層を用いることにより、この層が注入電流の溜り場所
として作用し、無効電流阻止層となる。
さらに、食刻阻止層の光閉じ込め効率への影響は、この
層の厚さが極めて薄く、活性層と導波層の合計の厚さよ
り１桁程度小さいため、はとんど無視できる。
層の厚さが極めて薄く、活性層と導波層の合計の厚さよ
り１桁程度小さいため、はとんど無視できる。
第１図は本発明による埋め込み構造の口ＦＢレーザの断
面構造を示す斜視図である。
面構造を示す斜視図である。
ここでは、発振波長１．３０μｍのＤＦＢレーザについ
て説明する。
て説明する。
図において、
１は半導体基板でｎ型インジウム燐（ｎ−ＩｎＰ）基板
、 ２はコルゲーション、 ３は食刻阻止層で波長λ＝１．１５μｍに対応する混晶
比を有するインジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ
）層、 ４は横方向光閉じ込め層でｐ型インジウム燐（ｐ−Ｉｎ
Ｐ）層、 ５は同じく横方向光閉じ込め層でｎ−ＩｎＰ層である。
、 ２はコルゲーション、 ３は食刻阻止層で波長λ＝１．１５μｍに対応する混晶
比を有するインジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ
）層、 ４は横方向光閉じ込め層でｐ型インジウム燐（ｐ−Ｉｎ
Ｐ）層、 ５は同じく横方向光閉じ込め層でｎ−ＩｎＰ層である。
７．８．９は埋め込み層で、
７は導波層でλ’＝１．１５μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、
８は活性層でλ″；１．３０１）ｍのＩｎＧａＡｓＰ層
、９は光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層 である。
８は活性層でλ″；１．３０１）ｍのＩｎＧａＡｓＰ層
、９は光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層 である。
１０はコンタクト層で、ｐ型インジウムガリウム砒素燐
（ｐ−１ｎＧａＡｓＰ）層 である。
（ｐ−１ｎＧａＡｓＰ）層 である。
１）はｐ型側電極でチタン／白金／金
（Ｔｉ ／Ｐｔ／Ａｕ）層、
１２はｎ型側電極で金ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／＾
Ｕ）層 である。
Ｕ）層 である。
つぎに、この構造に対する製造工程の概略を説明する。
第２図（１）〜（４）は本発明による埋め込み構造のＤ
ＦＢレーザの製造工程を示す断面図、斜視図である。
ＦＢレーザの製造工程を示す断面図、斜視図である。
第２図（１）において、ｎ−ＩｎＰ基板１上にＡＺレジ
ストを塗布しく図示していない）、ヘリウム−カドミウ
ム（Ｈｅ−Ｃｄ） レーザ（λ＃３２５ｎｍ）を光源と
した三光束干渉露光法により形成したレジストコルゲー
ションを保護マスクにして、ｎ−ＩｎＰ基板１の表面を
臭素系の液を用いたエツチングをして、ピッチ（Ａ）が
約２００ｎｍのＩｎＰコルゲーション２を形成する。
ストを塗布しく図示していない）、ヘリウム−カドミウ
ム（Ｈｅ−Ｃｄ） レーザ（λ＃３２５ｎｍ）を光源と
した三光束干渉露光法により形成したレジストコルゲー
ションを保護マスクにして、ｎ−ＩｎＰ基板１の表面を
臭素系の液を用いたエツチングをして、ピッチ（Ａ）が
約２００ｎｍのＩｎＰコルゲーション２を形成する。
第２図（２）において、液相成長（ＬＰり法によりＩｎ
Ｐコルゲーション２上に、食刻阻止層として波長λ＝１
．１５μｍ、厚さ約０．ＬｃｒｍのＩｎＧａＡｓＰ層３
、横方向光閉じ込め層として厚さ約１μｍのｐ−ＩｎＰ
層４、厚さ約２μｍのｎ−１ｎＰ層５を順次成長する。
Ｐコルゲーション２上に、食刻阻止層として波長λ＝１
．１５μｍ、厚さ約０．ＬｃｒｍのＩｎＧａＡｓＰ層３
、横方向光閉じ込め層として厚さ約１μｍのｐ−ＩｎＰ
層４、厚さ約２μｍのｎ−１ｎＰ層５を順次成長する。
第２図（３）において、ｎ−１ｎＰ層５上に厚さ約２０
００人の化学気相成長法による二酸化珪素（ＣＶＤ−５
ｉＯ□）層を成長する（図示していない）。
００人の化学気相成長法による二酸化珪素（ＣＶＤ−５
ｉＯ□）層を成長する（図示していない）。
レジストを用いたりソゲラフイエ程により、このＳｉ０
２層に＜０１）＞方向と平行に幅約１．５μｍのストラ
イプ窓を開ける。
２層に＜０１）＞方向と平行に幅約１．５μｍのストラ
イプ窓を開ける。
レジストを除去後、塩酸（ＨＣＩ）中でエツチングし、
（１）１）Ｂのエツチング面６Ａを持つメサ溝６を形成
し、ＳｉＯ□層を除去する。
（１）１）Ｂのエツチング面６Ａを持つメサ溝６を形成
し、ＳｉＯ□層を除去する。
ＨＣＩではＩｎＧａＡｓＰ層３はエツチングされないた
め、メサ溝６は逆台形の断面形状をしている。
め、メサ溝６は逆台形の断面形状をしている。
このように第１、第２の成長の界面を（１）１）Ｂとす
ることで濡れのよい成長ができ、結晶欠陥を減らすこと
ができる。
ることで濡れのよい成長ができ、結晶欠陥を減らすこと
ができる。
第２図（４）において、ＬＰＥ法によりメサ溝６を覆っ
て、導波層として波長λ＃１．１５μｍ、厚さ約０．２
ｕｍのＩｎＧａＡｓＰ層７、活性層として波長λ＃１．
３０．ｃｒｍ、厚さ約 ０．２ｕｍのＩｎＧａＡｓＰ層
８、光閉じ込め層として厚さ約２μｍのｐ−ＩｎＰ層９
、コンタクト層として波長λ＝ １．３０μｍ１厚さ約
０．５μｍのｐ−ｉｎにａＡｓＰ層１０を層成０長する
。
て、導波層として波長λ＃１．１５μｍ、厚さ約０．２
ｕｍのＩｎＧａＡｓＰ層７、活性層として波長λ＃１．
３０．ｃｒｍ、厚さ約 ０．２ｕｍのＩｎＧａＡｓＰ層
８、光閉じ込め層として厚さ約２μｍのｐ−ＩｎＰ層９
、コンタクト層として波長λ＝ １．３０μｍ１厚さ約
０．５μｍのｐ−ｉｎにａＡｓＰ層１０を層成０長する
。
導波層７の組成は食刻阻止層３と同じＩｎＧａＡｓＰで
、食刻阻止層３を少しメルトバックした後、同一組成の
成長層が形成される。
、食刻阻止層３を少しメルトバックした後、同一組成の
成長層が形成される。
以上で、層形成を終わり、コンタクト層ｌＯ上にｐ型側
電極としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層１）を形成し、ｎ−１ｎ
Ｐ基板１の背面を研磨し、基板厚さ約１００μｍに調整
し、基板背面上にｎ型側としてＡｕＧｅ ／Ａｕ層１２
を形成する。
電極としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層１）を形成し、ｎ−１ｎ
Ｐ基板１の背面を研磨し、基板厚さ約１００μｍに調整
し、基板背面上にｎ型側としてＡｕＧｅ ／Ａｕ層１２
を形成する。
最終工程として＜１）０＞方向に平行に襞間して第１図
のレーザを完成する。
のレーザを完成する。
以上詳細に説明したように本発明によれば、結晶欠陥と
無効電流を減らした埋め込み構造の叶Ｂレーザが得られ
る。
無効電流を減らした埋め込み構造の叶Ｂレーザが得られ
る。
第１図は本発明による埋め込み構造のＤＦＢレーザの断
面構造を示す斜視図、 第２図（１）〜（４）は本発明による埋め込み構造のＤ
ＦＢレーザの製造工程を示す断面図、斜視図である。 図において、 １は半導体基板でｎ−ＩｎＰ基板、 ２はコルゲーション、 ３は食刻阻止層で２ｍ１．１５μｎのＩｎＧａＡｓＰ層
、４は横方向光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層、５は横方向
光閉じ込め層でｎ−ＩｎＰ層、７．８．９は埋め込み層
で、 ７は導波層でλ″＝１．１５＃ｍのＩｎＧａＡｓＰ層、
８は活性層でλ＃１．３０μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、９
は光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層、 １０はコンタクト層でλ″？１．３０μｍのｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層 １）はｐ型側電極でＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層、１２はｎ型側
電極でＡｕＧｅ ／ＡＵ層、袴ゴ胴レープの糸寸↑貝−
匡 吊 １ 隅 −〇Ｎ Ｑ （） 図面の；）書（内きに変更なし） 卒２ 閤 手続補正書□ １ｇ１６丁、′Ｉ！１３Ｂ １、 羽生の耘 昭和６０年′ｌ乳櫃第２７８３０３号 ２、発明の名称 半導体レーザ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地（５
２２）名称 富 士 通 株 式 会 社
４、代理人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地富
士 通 株 式 会 社 内昭和６１年
２月２５日 （発送日） ６、補正の対象 第２図（３）および（４）
面構造を示す斜視図、 第２図（１）〜（４）は本発明による埋め込み構造のＤ
ＦＢレーザの製造工程を示す断面図、斜視図である。 図において、 １は半導体基板でｎ−ＩｎＰ基板、 ２はコルゲーション、 ３は食刻阻止層で２ｍ１．１５μｎのＩｎＧａＡｓＰ層
、４は横方向光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層、５は横方向
光閉じ込め層でｎ−ＩｎＰ層、７．８．９は埋め込み層
で、 ７は導波層でλ″＝１．１５＃ｍのＩｎＧａＡｓＰ層、
８は活性層でλ＃１．３０μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、９
は光閉じ込め層でｐ−ＩｎＰ層、 １０はコンタクト層でλ″？１．３０μｍのｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層 １）はｐ型側電極でＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層、１２はｎ型側
電極でＡｕＧｅ ／ＡＵ層、袴ゴ胴レープの糸寸↑貝−
匡 吊 １ 隅 −〇Ｎ Ｑ （） 図面の；）書（内きに変更なし） 卒２ 閤 手続補正書□ １ｇ１６丁、′Ｉ！１３Ｂ １、 羽生の耘 昭和６０年′ｌ乳櫃第２７８３０３号 ２、発明の名称 半導体レーザ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地（５
２２）名称 富 士 通 株 式 会 社
４、代理人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地富
士 通 株 式 会 社 内昭和６１年
２月２５日 （発送日） ６、補正の対象 第２図（３）および（４）
Claims (2)
- （１）一導電型半導体基板（１）上にコルゲーション（
２）を形成し、該コルゲーション（２）上に半導体食刻
阻止層（３）、他導電型半導体閉じ込め層（４）、一導
電型半導体閉じ込め層（５）を順次成長し、 該閉じ込め層（４）、（５）に該食刻阻止層（３）に届
くようにメサ溝（６）を形成し、 該メサ溝（６）を覆って半導体導波層（７）、活性層（
８）他導電型半導体閉じ込め層（９）を順次成長した層
構造を有することを特徴とする半導体レーザ。 - （２）前記食刻阻止層（３）が前記導波層（７）と同一
組成を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278303A JPS62136888A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278303A JPS62136888A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136888A true JPS62136888A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17595464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60278303A Pending JPS62136888A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136888A (ja) |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP60278303A patent/JPS62136888A/ja active Pending
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