JPS6215878A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6215878A
JPS6215878A JP60154717A JP15471785A JPS6215878A JP S6215878 A JPS6215878 A JP S6215878A JP 60154717 A JP60154717 A JP 60154717A JP 15471785 A JP15471785 A JP 15471785A JP S6215878 A JPS6215878 A JP S6215878A
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JP
Japan
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light
laser oscillation
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laser
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JP60154717A
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JPH0453116B2 (ja
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Tomohiko Yoshida
智彦 吉田
Haruhisa Takiguchi
治久 瀧口
Shinji Kaneiwa
進治 兼岩
Kaneki Matsui
完益 松井
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0262Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
    • H01S5/0264Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、弟1導電形式の半導体層上にレーザ発振部と
、受光部とが一体的に形成されている半導体レーザ装置
に関する。
背景技術 典型的な先行技術は々第2図に示されでーる。
この半導体レーザ装置1は、n型InP基板2上に、液
相エピタキシャル成長法によって、n型InPノイツ7
7層3と、InGaAsP活性屑4と、P型InPクラ
ッド/15とがこの順序で成長される.基板2には、共
通電極6が形成され、またクラッド層5には、ストライ
プ電極7がそれぞれ形成される。
その後、ストライプ電極7には、ストライプ電極7に対
して垂直方向に、かつパフ77層3にまで達する深さを
有する凹溝9が反応性イオンビームエツチング法などに
より形成される。この凹溝9によって半導体レーザ装置
1は、単一基板2上において、レーザ発振部10と、受
光部11とに分離さ−れる。レーザ発振部10は、パフ
77層3と、発光層4aと、クラッド層5と、個別電極
7aとによって構成される。受光部11は、バッファ7
I3と、光検出層4bと、クラッド層5と、個別電極7
bとによって構成される。レーザ発振部10からのレー
ザ光は、その両端面10a、10b側に発振され、この
うち一端面10bから発振されるレーザ光の一部は、受
光部11の光検出/14によって吸収され、電気信号と
して検出される。この受光[11によってレーザ発振部
10の出力光量をたえず監視し、レーザ発振部10への
注入電流量を適当に調整するようにすることによって、
レーザ発振部10からの光出力が、周囲の温度や戻り光
など、さまざまな要因によって変化するのを防いで、そ
の光出力を常に一定に保つことができる。
このような光出力の安定化は、半導体レーザの応用にお
いてきわめて重要な課題である。
上記先行技術では、レーザ発振部10の出力光量の監視
用としての受光部11の製造工程がきわめて複雑である
ことに鑑み、レーザ発振部10と受光部11とを同一基
板2上に集積化して、工程の簡略化を図るようにしてい
る。しかしながらし−ザ発振部10側の発光層4aと、
受光部11側の光検出層4bとは、同時にエピタキシア
ル成長するため、光検出層4bは、通常的0.2μm程
度の厚みしかなく、しかも最も高い検出感度を与える不
純物濃度もレーザにとって最適の条件と異なっており、
その検出感度のみを高くしようとすれば、レーザ発振部
10gAの性能を犠牲にしなければなにないという問題
がある。また一方、レーザ光はレーザ発振部10の一端
面10bからその発光層4aの厚み方向に大きく広がっ
て放射されるため、受光部11側の光検出/[114b
には、レーザ光のごく一部の光しか吸収されることがで
きず、このため受光部11の検出感度を高くすることが
困難であった。またこのようなレーザ発振部10と、受
光部11との集積化によって半導体レーザ装置1の小形
化を図ることができる反面、その信頼性を向上させるこ
とができなかった。
発明が解決しようとする問題、α 要約すれば、半導体レーザの出力光を一定に制御するた
めの監視用の受光部11を、レーザ発嘔部10と同一基
板2上に同時一体に形成することにより、受光部11の
検出効率を高くすることができない。
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、レーザ光
の検出効率を高めるとともに、小形でしかも信頼性の高
い半導体レーザ装置を提供することである・。
問題点を解決するための手段 本発明は、レーザ発振部と受光部に亘って形成される第
1導電形式の半導体層と、 半導体層上に形r&され、レーザ発振部と受光部とに亘
って形成される活性層と、 レーザ発振部と受光部のうち、少なくともレーザ発振部
における活性層上に形成され、第1導電形式とは異なる
第2導電形式のクラッド層とを含み、 レーザ発振部と受光部との間には、半導体層の厚み方向
の一部分まで達する深さ゛を有する凹溝が形成されてお
り、 レーザ発振部の活性層は平板状であり、かつ受光部の活
性層はレーザ発振部の活性層を含む平面に対して傾斜し
ていることを特徴とする半導体レーザ装置である。
作  用 本発明に従えば、段差を有する半導体基板の平坦部上に
レーザ発振部を形成するとともに、段差部上に受光部を
形成するようにしたので、受光部によるレーザ光の検出
効率を高めることが可能となるとともに、小形でかつ高
信頼の半導体レーザ装置を得ることができる。
実施例 第1図は、本発明に従う半導体レーザ装置30の断面図
である。半導体レーザ装置30を製造するにあたっては
、n−InP基板20の第2水平面23をマスクして、
基板20(100)面をHC,/系のエッチャントを用
いて、<011>方向にエツチングを行なう、マスクの
msには、高さ約2μ−の段差すなわち#S1水平面2
1と、第2水平面22−とに連なる傾斜面22が形成さ
れる。この傾斜面22の傾斜角度θは、たとえばHC7
:H20=4二1 のエツチング液でエツチングした場
合、約28度となる。このような段差を有する基板20
上に、有機金属化学蒸着法(MOCVD法)を用いて、
n型不純物濃度がたとえば5 X 10 ”am’であ
る7μ纏厚のバッフ7層24を、第1水平面21、傾斜
面22および第2水平面23上に全面に亘って成長させ
る。さらに同じ方法でバッラアN24上に、不純物が添
加されていないIn1−xG axA 31− yP 
y(0≦X≦0.5.0≦y≦1)から成る活性層25
と、P型不純物濃度が5X1017Qm−”であるクラ
ッド層26とを成長させた後、<011>方向にストラ
イプ電極27を形成するとともに、基板20側に共通電
極28を形成する。
その後、ストライプ電極27に対して垂直方向に反応性
イオンビームエツチング(RIBE法)により凹溝29
を形成し、前述のようにレーザ発振部31と受光部32
とを有する半導体レーザ装置30を得ることかできる。
レーザ発振部31は、基板20の第1水平面21上に積
層形成された平坦状のバッファ層24と、発光層25と
、クラッド層26と、個別電極27aとによって構成さ
れる。また受光部32は、傾斜面22およVfjrJ2
水平面23上に形成された段差状のバッフ7層24と、
光検出/125bと、クラッド層26と、個別電極27
bとによって構成される。
レーザ発振部31のへき開面からのレーザ光は、凹溝2
9内で約23度〜28度の広がり角をもって放散される
。このレーザ光は、広がりをもった状態で受光部32の
光検出NJ25bの受光面25cから入射される。光検
出125bの光吸収断面は、受光面25cに連なる第1
水平部33と、第1水平l533に連なり、基板20の
傾斜面22と平行な角度すなわち28度で傾斜する傾斜
部34と、傾斜fIS34に連なるfItJ2水平部3
水平炉35る。
このように光検出層25bの光吸収断面を屈曲させるよ
うにしたことによって、従来の平坦な場合に比べてその
光吸収量を太き(することができる。   jしたがっ
て受光部32の検出感度を高くすることができる。
本発明者の実験によれば、光検出f@ 25 aの傾斜
部34の傾斜角度を、約28度とした場合、レーザ発振
部31の性能を犠牲にすることなく、受光部32の出力
を従来上りも数倍大きくすることができることが確認さ
れた。一方、レーザ発振部31のへき開面から出たレー
ザ光の広がり角度は、半値半幅でおよそ23〜28度で
あるため、できるだけ多くの光を受光部32の光検出J
VI25bに入射させるために、本実施例では、7μm
の値に設定している。
このように受光部32の光検出層25bに傾斜部34を
形成することによって、以下に示す利点を得ることがで
きる。
(1)受光部32の出力が大となり、その結果レーザ光
出力の安定化のための信号の信号対雑音比も向上し、レ
ーザ光出力の安定度を向上させること、 ができる。
(2)レーザ発振部31と受光部32とを、同じ半導体
層によって形成したことによって、同一基板20上への
集積化が可能となるため、装置の小形化および高信頼性
の向上を図ることができる。
(3)HCl系のエツチングによって容易に半導体基板
20に段差を形成することができるので、生産工程の複
雑化を可及的に防ぐことができる。
本発明に従う半導体レーザ装置は、通信レーザなと、広
範囲の技術分野に亘って実施されることができる。
効  果 以上のように本発明によれば、受光部の活性層をレーザ
発振部の活性層を含む平面に対して傾斜するようにした
ことによって、受光部の検出感度の向上を図ることがで
きる。これによって小形でしかも高信頼性を有する半導
体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従う半導体レーザ装置30の断面図、
第2図は先行技術を説明するための図である。 1−.30・・・半導体レーザ装置、2,20・・・基
板、3.24・・・バッフ7N、4.25・・・活性層
、5.2610.クラッド層、6,7.8,27.28
・・・、電極、9゜29・・・凹溝、10.31・・・
レーザ発振部、11,32・・・受光部 代理人  弁理士  西教 圭−炉 中 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レーザ発振部と受光部に亘って形成される第1導電形式
    の半導体層と、 半導体層上に形成され、レーザ発振部と受光部とに亘っ
    て形成される活性層と、 レーザ発振部と受光部のうち、少なくともレーザ発振部
    における活性層上に形成され、第1導電形式とは異なる
    第2導電形式のクラッド層とを含み、 レーザ発振部と受光部との間には、半導体層の厚み方向
    の一部分まで達する深さを有する凹溝が形成されており
    、 レーザ発振部の活性層は平板状であり、かつ受光部の活
    性層はレーザ発振部の活性層を含む平面に対して傾斜し
    ていることを特徴とする半導体レーザ装置。
JP60154717A 1985-07-12 1985-07-12 半導体レ−ザ装置 Granted JPS6215878A (ja)

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JP60154717A JPS6215878A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 半導体レ−ザ装置
EP86305222A EP0208527B1 (en) 1985-07-12 1986-07-07 A semiconductor laser apparatus
DE8686305222T DE3668099D1 (de) 1985-07-12 1986-07-07 Laserhalbleiteranordnung.
US06/880,167 US4771434A (en) 1985-07-12 1987-06-30 Semiconductor laser device with an integrated light-detecting area

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JPS6215878A true JPS6215878A (ja) 1987-01-24
JPH0453116B2 JPH0453116B2 (ja) 1992-08-25

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