JPS62137893A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS62137893A JPS62137893A JP60279829A JP27982985A JPS62137893A JP S62137893 A JPS62137893 A JP S62137893A JP 60279829 A JP60279829 A JP 60279829A JP 27982985 A JP27982985 A JP 27982985A JP S62137893 A JPS62137893 A JP S62137893A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- semiconductor laser
- barrier layer
- active layer
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01S5/10—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は分布帰還型半導体レーザに関するものである。
第４図は、文献（アプライド フィジックスレーターズ
（八ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
、Ｖｏｌ、２７゜Ｎｏ、３．１へｕｇ、、 ｐ、１４５
．１９７５））に示されている従来のＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ系Ｑ分布帰還型半導体レｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系
図分布帰還図において、■はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ ）Ｊ
板、２はｎ型ＧａＡｓバッファ層、３はｎ型Ａ！ＧａＡ
ｓクラッド層、４はアンドープＧａＡｓ活性層、５はｐ
型へ１ＧａＡｓバリア層、６はｐ型ＡｌＧａＡｓガイド
層、７はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、８はｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層、９は回折格子、１０はｎ型電掻、１１
はｐ型電極である。そして前記バリア層５の膜厚は約０
．１ ｐｍである。
（八ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
、Ｖｏｌ、２７゜Ｎｏ、３．１へｕｇ、、 ｐ、１４５
．１９７５））に示されている従来のＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ系Ｑ分布帰還型半導体レｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系
図分布帰還図において、■はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ ）Ｊ
板、２はｎ型ＧａＡｓバッファ層、３はｎ型Ａ！ＧａＡ
ｓクラッド層、４はアンドープＧａＡｓ活性層、５はｐ
型へ１ＧａＡｓバリア層、６はｐ型ＡｌＧａＡｓガイド
層、７はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、８はｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層、９は回折格子、１０はｎ型電掻、１１
はｐ型電極である。そして前記バリア層５の膜厚は約０
．１ ｐｍである。
このように従来の分布帰還型土う５体レーザは、そのバ
リア層の厚さが約０．１ μｍと厚い。そのため、回折
格子９が活性層４から遠くなって結合効率が低下し、そ
の結果、低いしきい値電流が得られないという問題点が
あった。
リア層の厚さが約０．１ μｍと厚い。そのため、回折
格子９が活性層４から遠くなって結合効率が低下し、そ
の結果、低いしきい値電流が得られないという問題点が
あった。
この発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、結
合効率が高く、しきい値電流の低い分布帰還型半導体レ
ーザを得ることを目的とする。
合効率が高く、しきい値電流の低い分布帰還型半導体レ
ーザを得ることを目的とする。
“〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る半導体レーザは、バリア層をその膜厚が５
０Å以上かつ５００Å以下としたものである。
０Å以上かつ５００Å以下としたものである。
バリア層が従来の分布帰還型半導体レーザのバリア層に
比べて薄いので、結合効率が高くなる。
比べて薄いので、結合効率が高くなる。
以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す側断面図である
。本実施例の半導体レーザは、第４図に示した従来例と
同様にＡ ｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系の分布帰還型半
導体レーデであり、第４図と同一部分には同一の符号を
付しである。２０はｐ型Ａ ｌＧａＡｓバリア層であり
、その膜厚は５０〜５００人である。
。本実施例の半導体レーザは、第４図に示した従来例と
同様にＡ ｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系の分布帰還型半
導体レーデであり、第４図と同一部分には同一の符号を
付しである。２０はｐ型Ａ ｌＧａＡｓバリア層であり
、その膜厚は５０〜５００人である。
このような構成の半導体レーザはつぎのように製造され
る。まず、基板１のうえにｎ型ＧａＡｓバッファ層２か
らｐ型Δ１ＧａＡｓガイド層６までを液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）により成長させ、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６に
回折格子９を切り、その上にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８をＩ、ＰＥ法に
より成長させる。
る。まず、基板１のうえにｎ型ＧａＡｓバッファ層２か
らｐ型Δ１ＧａＡｓガイド層６までを液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）により成長させ、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６に
回折格子９を切り、その上にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８をＩ、ＰＥ法に
より成長させる。
本実施例の半導体レーザでは、電子はｎ型電極１０を通
して、正孔はｐ型電極１１を通じてそれぞれ活性層４に
注入され、再結合して光を放出する。この光のうち、λ
＝２ｎΔ／ｍ なる波長の光のみが選択的に反射されて
レーザ発振に到る。
して、正孔はｐ型電極１１を通じてそれぞれ活性層４に
注入され、再結合して光を放出する。この光のうち、λ
＝２ｎΔ／ｍ なる波長の光のみが選択的に反射されて
レーザ発振に到る。
ここに、ｎは導波路の等偏屈折率、Δは回折格子９の周
期、ｍは回折格子９の次数である。
期、ｍは回折格子９の次数である。
なお、バリア層２０はつぎのような目的のために設けら
れている。すなわち、ガイド層６はＡｔを含むため、そ
の組成比を〔Δｌｘ Ｇａ１−ＸＡ５）で表したときの
Ｘが０．１以上になると回折格子９を切った際に酸化膜
が表面に形成されその上の再成長が不可能になる。した
がって、Ｘは０．１以下であるが活性Ｎ４とガイド層６
のバンドギャップ差は小さく、もしバリアＪｌｉ２０が
無いとすると、第２図（ａ）のバンド図に示すように活
性層４に閉じ込められている電子１２の一部がガイド層
６までオーバーフローし、ガイド層６とクラッドＮ７の
境にある界面準位１４を通して正孔１３と非発光再結合
をしてしまうため、半導体レーザとしての効率が大きく
低下してしまう。そこで、第２図（ｂ）に示すように、
バンドギャップの大きいバリア層２０を活性層４とガイ
ド層６の間に挟み、電子１２のオーバーフローを防いで
いるのである。
れている。すなわち、ガイド層６はＡｔを含むため、そ
の組成比を〔Δｌｘ Ｇａ１−ＸＡ５）で表したときの
Ｘが０．１以上になると回折格子９を切った際に酸化膜
が表面に形成されその上の再成長が不可能になる。した
がって、Ｘは０．１以下であるが活性Ｎ４とガイド層６
のバンドギャップ差は小さく、もしバリアＪｌｉ２０が
無いとすると、第２図（ａ）のバンド図に示すように活
性層４に閉じ込められている電子１２の一部がガイド層
６までオーバーフローし、ガイド層６とクラッドＮ７の
境にある界面準位１４を通して正孔１３と非発光再結合
をしてしまうため、半導体レーザとしての効率が大きく
低下してしまう。そこで、第２図（ｂ）に示すように、
バンドギャップの大きいバリア層２０を活性層４とガイ
ド層６の間に挟み、電子１２のオーバーフローを防いで
いるのである。
第３図は２次の回折格子について結合定数にを回折格子
の深さの関数として計算したものを示すグラフであり、
横軸に回折格子深さく人）、縦軸に結合定数に（ｃｍ−
’）をとっている。そして、バリア層２０の厚みがパラ
メータである。この図から判るように結合定数にはバリ
アＮ２０の膜厚が厚くなると減少する。これは、物理的
には回折格子が活性層に近いほど結合効率が高くなるこ
とを意味する。すなわち、上述した従来の半導体レーザ
では、バリア層の膜厚が約１０００人であるのに対して
本実施例のバリア層２０は５００Å以下であるので、結
合定数にを大きくなる。
の深さの関数として計算したものを示すグラフであり、
横軸に回折格子深さく人）、縦軸に結合定数に（ｃｍ−
’）をとっている。そして、バリア層２０の厚みがパラ
メータである。この図から判るように結合定数にはバリ
アＮ２０の膜厚が厚くなると減少する。これは、物理的
には回折格子が活性層に近いほど結合効率が高くなるこ
とを意味する。すなわち、上述した従来の半導体レーザ
では、バリア層の膜厚が約１０００人であるのに対して
本実施例のバリア層２０は５００Å以下であるので、結
合定数にを大きくなる。
なお、バリア層２０は電子のトンネリングを防ぐために
５０Å以上でなければならない。
５０Å以上でなければならない。
ところで、上記の実施例ではバリア層をＬＰＥ法により
結晶成長させて形成しているが、膜厚および組成の精密
制御が可能な分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）により
形成してもよい。また、その他有機金属気相析出法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）あるいは気相成長法（ＶＰＥ法）による結
晶成長により形成してもよい。
結晶成長させて形成しているが、膜厚および組成の精密
制御が可能な分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）により
形成してもよい。また、その他有機金属気相析出法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）あるいは気相成長法（ＶＰＥ法）による結
晶成長により形成してもよい。
また、上記の実施例ではＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導
体レーザを例にとって説明したが、これに限定されるも
のではない。
体レーザを例にとって説明したが、これに限定されるも
のではない。
以上説明したように本発明の半導体レーザによれば、バ
リア層が従来の分布帰還型半導体レーザのバリア層に比
べて薄いので、結合効率を高くすることができ、その結
果、しきい値電流を低減することができる。しきい値電
流が低くなれば、動作時の発熱も減少するため、素子の
長寿命化にも極めて有効である。また、結合効率が高い
ためにもどり光による雑音の発生を防ぐことができ、安
定した動作を得ることができる。
リア層が従来の分布帰還型半導体レーザのバリア層に比
べて薄いので、結合効率を高くすることができ、その結
果、しきい値電流を低減することができる。しきい値電
流が低くなれば、動作時の発熱も減少するため、素子の
長寿命化にも極めて有効である。また、結合効率が高い
ためにもどり光による雑音の発生を防ぐことができ、安
定した動作を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図はエ
ネルギーバンド図、第３図は２次の回折格子について結
合定数にを回折格子の深さの関数として計算したものを
示すグラフ、第４図は従来の分布帰還型半導体レーザの
構成を示す側断面図である。 ４・・・アンドープＧａＡｓ活性層、６・・・ｐ型Δｌ
ＧａＡｓガイド層、９・・・回折格子、２０・・・ｐ型
Ａ ｌＧａＡｓバリア層。
ネルギーバンド図、第３図は２次の回折格子について結
合定数にを回折格子の深さの関数として計算したものを
示すグラフ、第４図は従来の分布帰還型半導体レーザの
構成を示す側断面図である。 ４・・・アンドープＧａＡｓ活性層、６・・・ｐ型Δｌ
ＧａＡｓガイド層、９・・・回折格子、２０・・・ｐ型
Ａ ｌＧａＡｓバリア層。
Claims (5)
- （１）回折格子を切ってあるガイド層と活性層の間に、
膜厚が５０Å以上かつ５００Å以下でありバンドギャッ
プが前記ガイド層および活性層のバンドギャップより大
きいバリア層を備えた分布帰還型の半導体レーザ。 - （２）活性層がＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓで構成され
、バリア層がＡｌＧａＡｓで構成された特許請求の範囲
第１項記載の半導体レーザ。 - （３）バリア層が分子線エピタキシー法に基づく結晶成
長により形成されている特許請求の範囲第１項記載の半
導体レーザ。 - （４）バリア層が有機金属気相析出法に基づく結晶成長
により形成されている特許請求の範囲第１項記載の半導
体レーザ。 - （５）バリア層が気相成長法に基づく結晶成長により形
成されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP60279829A JPS62137893A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60279829A JPS62137893A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137893A true JPS62137893A (ja) | 1987-06-20 |
Family
ID=17616497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60279829A Pending JPS62137893A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62137893A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02185087A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| US5502739A (en) * | 1993-04-05 | 1996-03-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5987047A (en) * | 1996-04-24 | 1999-11-16 | Uniphase Opto Holdings, Inc. | Radiation-emitting semiconductor diode and method of manufacturing |
| WO2012046639A1 (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | 株式会社Ｑｄレーザ | 半導体レーザ及びその半導体レーザを備える光モジュール、光通信装置、光通信システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57199290A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-07 | Western Electric Co | Light emitting device |
| JPS59151483A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ装置 |
-
1985
- 1985-12-12 JP JP60279829A patent/JPS62137893A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57199290A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-07 | Western Electric Co | Light emitting device |
| JPS59151483A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02185087A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| US5502739A (en) * | 1993-04-05 | 1996-03-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5600667A (en) * | 1993-04-05 | 1997-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6055253A (en) * | 1993-04-05 | 2000-04-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device with an optical guide layer |
| US5987047A (en) * | 1996-04-24 | 1999-11-16 | Uniphase Opto Holdings, Inc. | Radiation-emitting semiconductor diode and method of manufacturing |
| WO2012046639A1 (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | 株式会社Ｑｄレーザ | 半導体レーザ及びその半導体レーザを備える光モジュール、光通信装置、光通信システム |
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