JPS62165989A - Distributed feedback type semiconductor laser element - Google Patents

Distributed feedback type semiconductor laser element

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JPS62165989A
JPS62165989A JP61007727A JP772786A JPS62165989A JP S62165989 A JPS62165989 A JP S62165989A JP 61007727 A JP61007727 A JP 61007727A JP 772786 A JP772786 A JP 772786A JP S62165989 A JPS62165989 A JP S62165989A
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JP
Japan
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layer
groove
type
active layer
substrate
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Application number
JP61007727A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Kawai
義雄 川井
Hiroshi Wada
浩 和田
Hideaki Horikawa
英明 堀川
Saeko Oshiba
小枝子 大柴
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2237Buried stripe structure with a non-planar active layer
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    • H01S5/24Structure 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

Abstract

PURPOSE:To concentrate a current only in an active layer on a V-shaped groove by forming a stripelike V-shaped groove from the surface of an internal current narrowing layer formed on a P-type InP substrate to the substrate, increasing the thickness of an active layer formed thereon on the groove and forming a corrugation layer for selecting a wave thereon. CONSTITUTION:An N-type InP layer 33 and a P-type InP layer 35 are laminated and grown as internal current narrowing layers on a P-type InP substrate 31 having a (100) face, an a groove 37 of V-shaped section is formed in (0, 1, -1) direction from the layer 35 to the surface of the substrate 31. Then, a P-type InP clad layer 39 is grown on the entire surface while burying the groove, and an InGaAsP active layer 41 is thickly grown on the groove 37, a waveshape forming layer 43 for selecting a wavelength becoming a corrugation layer on the surface and an N-type InGaAsP cap layer 45 are laminated and deposited thereon. Thus, a current flowing to the layer 41 is concentrated only on the groove 37 to obtain a single mode oscillation element with a low current.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、単−l軸(縦)モードで発振するInP系
半導体レーザ素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an InP-based semiconductor laser device that oscillates in a single-l axis (longitudinal) mode.

(従来の技術) 第3図は例えば文献(エレクトロニクス レターズ(E
lecLoronics LcLtcrs) 18 [
1] P、27〜28)に開示され単一1油モードで発
振する従来の埋め込みD F B (DisLribu
t、ed−fecdback)型(分ノロ帰還型)半導
体レーザ素子を示す一部切欠き斜視図である。この素子
は軸モード単一波長レーザの基本的構造として良く知ら
れている。
(Prior art) Figure 3 shows, for example, the literature (Electronics Letters (E
lecLoronics LcLtcrs) 18 [
1] Conventional embedded D F B (DisLribu
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a t, ed-fecdback type (minute feedback type) semiconductor laser device. This element is well known as the basic structure of an axial mode single wavelength laser.

第3図において、11は下地としてのn型1nP基板(
以下、基板と称することもある)を示し、この基板11
の上側面は通常のフオログラフィックリソグラフィ及び
ケミカルエツチング技術によって適切なピッチ及び深さ
の波形(コルゲーション)llaの形状に加工されてい
る。
In FIG. 3, 11 is an n-type 1nP substrate (
(hereinafter also referred to as a substrate), this substrate 11
The upper surface of the wafer is patterned into corrugations of appropriate pitch and depth by conventional fluorographic lithography and chemical etching techniques.

又、この基板+1の上側面上には、基板11側からn型
Ga1nAsP光導波層13と、Ga I nAsP活
性層15と、p型1nPクラッド層17と、pノWGa
InAsPキャップ層19とて構成され、活性層15の
幅(第3図中、Pて示ず方向と下行な活+J[1、vX
I Llll’l汁>P、)h〜’)lt m Ft!
 ffFて かつ この市畠と1百交する方向にストラ
イプ状の逆メサ構造の積層体21か設けられている。
Further, on the upper surface of the substrate +1, from the substrate 11 side, an n-type Ga1nAsP optical waveguide layer 13, a GaI nAsP active layer 15, a p-type 1nP cladding layer 17, and a p-type WGa
The width of the active layer 15 (in the direction P is not shown in FIG. 3 and the downward active +J[1, vX
I Lllll'ljuice>P,)h~')lt m Ft!
ffFte And A stacked body 21 having a striped inverted mesa structure is provided in a direction that intersects this Ichibatake.

この積層体21は、第一回目の液相エピタキシャル成長
によって各層13〜19を基板Il上に形成し、これら
各層の設けられた基板11を成長炉がら取り出した後、
通常のフォトリソ手法を用い各層の不要部分をケミカル
エツチングすることによって得られる。
This laminate 21 is obtained by forming each of the layers 13 to 19 on the substrate Il by the first liquid phase epitaxial growth, and after taking out the substrate 11 provided with each of these layers from the growth furnace.
It is obtained by chemically etching unnecessary portions of each layer using ordinary photolithography techniques.

又、この積層体21のストライプ方向の両側面に接する
ように、InP基板ll上にp型1nP層23と、n型
InP層25とが順次に設けられており、これら各層2
3及び25によって活性層I5を埋め込んでBH溝構造
得ていた。尚、p型1nP層23と、n型1nP層25
とは第二回目の液相エピタキシャル成長によって形成さ
れている。
Further, a p-type 1nP layer 23 and an n-type InP layer 25 are sequentially provided on the InP substrate 11 so as to be in contact with both side surfaces of the laminate 21 in the stripe direction, and each of these layers 2
3 and 25, the active layer I5 was buried to obtain a BH groove structure. Note that the p-type 1nP layer 23 and the n-type 1nP layer 25
is formed by the second liquid phase epitaxial growth.

又、図示せずも、n型1nP基板11の下側面にn側電
極が、P型Ga T nAsPキャップ層19の−に側
面にp側電極がそれぞわ設けられてこの半導体レーザ素
子は構成されている。
Although not shown in the drawings, this semiconductor laser device has an n-side electrode on the lower side of the n-type 1nP substrate 11 and a p-side electrode on the negative side of the P-type GaT nAsP cap layer 19. has been done.

このような半導体レーザ素子では、ρ型1nP層23と
、n型1nP層25との界面のp−n接合部は逆バイア
スとなるから、この部分には電流がほとんど流れず、注
入電流は第3図中Wて示した活性層15の領域に集中し
て流れ、よって電流狭窄構造か実現される。
In such a semiconductor laser device, the p-n junction at the interface between the ρ-type 1nP layer 23 and the n-type 1nP layer 25 is reverse biased, so almost no current flows in this part, and the injected current is The current flows concentratedly in the region of the active layer 15 indicated by W in FIG. 3, thereby realizing a current confinement structure.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述したような半導体レーザ素子は、メ
サエッチングによって積層体を形成しこの積層体の側面
を埋め込む構造である。従って、活性層15の側面を含
む積層体側面に沿ってリーク電流が発生し易いという問
題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the semiconductor laser device as described above has a structure in which a laminate is formed by mesa etching and the side surfaces of the laminate are embedded. Therefore, there is a problem in that leakage current is likely to occur along the side surfaces of the stack including the side surfaces of the active layer 15.

このリーク電流は、半導体レーザ素子の発振閾値電流を
増大させたり、所望とする発光出力を得るための動作電
流を増大させる等、半導体レーザ素子の特性を悪化させ
る原因となる。
This leakage current causes deterioration of the characteristics of the semiconductor laser device, such as increasing the oscillation threshold current of the semiconductor laser device and increasing the operating current for obtaining a desired light emission output.

この発明の目的は、上述した問題点を解決し、低電流で
レーザ動作すると共に、軸モード単一で発振可能な分布
帰逼型半導体レーザ素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a distributed feedback semiconductor laser device that operates with low current and is capable of oscillating in a single axial mode.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明によれば、p型1
nPの下地層上に設けた内部電流狭窄層表面からこの下
地に至る深さのストライプ状V溝と、このV溝の上部に
設けた活性層と、この活性層の上側に近接して設けた波
長選択用の波形形状部とを含み、面述したV溝上部の活
性層部分の厚さをこのV溝以外の内部電流狭窄層上部の
活性層部分の厚さより厚くして成ることを特徴とする。
(Means for solving the problem) In order to achieve this objective, according to the present invention, p-type 1
A striped V-groove with a depth extending from the surface of the internal current confinement layer provided on the nP underlayer to this underlayer, an active layer provided above the V-groove, and a V-groove provided close to the upper side of this active layer. The active layer portion above the V-groove described above is thicker than the active layer portion above the internal current confinement layer other than the V-groove. do.

(作用) この発明の半導体レーザ素子の構造によれば、活性層は
V溝の上方でこの■溝の幅より広い領域に形成されてい
るから、従来のような側面を有することはない。さらに
、半導体レーザ素子に注入される電流はV溝」ニガに形
成された活性層領域に集中して流れ、このため、リーク
電流は発生し難いつ 又、活性層に近接して波長選択用の波形形状部を設りで
あるから、活性層で発し・た光の一部はこの波形形状部
によってブラッグ反射される。
(Function) According to the structure of the semiconductor laser device of the present invention, since the active layer is formed above the V-groove in a region wider than the width of the 2-groove, it does not have side surfaces as in the prior art. Furthermore, the current injected into the semiconductor laser device flows concentratedly in the active layer region formed in the V-groove, so that leakage current is difficult to occur. Since the waveform portion is provided, a portion of the light emitted from the active layer is Bragg-reflected by the waveform portion.

さらに、■溝上方の活性層部分の厚さを内部電流狭窄層
上部の活性層部分の厚さより厚くしであるから、横基本
モードで安定に発振する。
Furthermore, since the thickness of the active layer portion above the trench is thicker than the thickness of the active layer portion above the internal current confinement layer, stable oscillation is achieved in the transverse fundamental mode.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。尚、これらの図はこの発明か理解出来る程度に概略的
に示しであるにすぎず、その形状、寸法及び配置関係は
図示例に限定されるものではない。又、これら図におい
て同一の構成成分については同一の符号を付して示しで
ある。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that these figures are only schematic illustrations to the extent that the present invention can be understood, and the shapes, dimensions, and arrangement relationships are not limited to the illustrated examples. Further, in these figures, the same components are designated by the same reference numerals.

第1図はこの発明の半導体レーサ素fの要部を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing essential parts of a semiconductor laser element f of the present invention.

第1図において、31は下地としてのP形1nP基板(
以下、基板と称することもある)を示す。
In FIG. 1, 31 is a P-type 1nP substrate (
(hereinafter also referred to as a substrate).

尚、この下地を、p型TnP基板と、P型1nPバッフ
ァ層等の好適な材料を以って構成しても良い。このp型
1nP基板31の(100)面上には、内部電流狭窄層
としてのn型1nP層33及びρ撃1 n p層35が
j噴次に設けである。又、この電流狭窄層間に、<01
1>方向にストライプ状て、さらに、p型InP層35
表面から基板31に至る深さで、かつ、ストライプ方向
と直交する断面′/J)V字形状の溝37を設ける。
Incidentally, this base may be composed of a suitable material such as a p-type TnP substrate and a p-type 1nP buffer layer. On the (100) plane of this p-type 1nP substrate 31, an n-type 1nP layer 33 and a p-type 1np layer 35 are provided as an internal current confinement layer in the j-order. Moreover, between this current confinement layer, <01
Furthermore, a p-type InP layer 35 is formed in stripes in the 1> direction.
A V-shaped groove 37 is provided at a depth extending from the surface to the substrate 31 and having a cross section perpendicular to the stripe direction.

又、この溝37及びp型1nP層35にに、下側クラッ
ト層としてのρ型1nP層39と、活性層としてのIn
GaAsP層41と、P層クラッド層とし・てのn型I
nGaAsP層113とを設ける。尚、この場合、半導
体レーザを横基本モードで安定に発振させるため、■溝
37の上方の領域(第1図中、Woで示した領域)での
活性層部分の厚さを、■溝上方以外の領域の活性層部分
、つまり、内部電流狭窄層33上部の活性層部分の厚さ
より厚くなるよう、適正な厚さとする。
Further, in this groove 37 and the p-type 1nP layer 35, a ρ-type 1nP layer 39 as a lower crat layer and an In as an active layer are formed.
GaAsP layer 41 and n-type I as a P-layer cladding layer
An nGaAsP layer 113 is provided. In this case, in order to stably oscillate the semiconductor laser in the transverse fundamental mode, the thickness of the active layer in the area above the groove 37 (the area indicated by Wo in FIG. The thickness is set appropriately so that it is thicker than the active layer portion in other regions, that is, the active layer portion above the internal current confinement layer 33.

又、例えば上側クラッド層43の活性層とは反対側の表
面に、所定のピッチ、例えば2000〜3000人のピ
ッチで凹凸を有する波1[3形状部(コルゲーション層
)43aを設ける。尚、この1側クラッド層43の層厚
は、■溝上方の活性層で発した尤の一部かL側クラット
層表面を導波し、この1−側クラット層表面の波形形状
部43aによってブラック反射されるような適正な層厚
とする。
Further, for example, on the surface of the upper cladding layer 43 on the side opposite to the active layer, a wave 1 [3 shaped portion (corrugation layer) 43a having irregularities at a predetermined pitch, for example, a pitch of 2,000 to 3,000 people is provided. The layer thickness of this first-side cladding layer 43 is such that a part of the wave emitted from the active layer above the groove is guided through the surface of the L-side cladding layer, and is transmitted by the wave-shaped portion 43a on the surface of the first-side cladding layer. The layer thickness should be appropriate to ensure black reflection.

又、この波形形状部43aを有した一L側り→ット層4
 :l kにキャップ層としてのn型1nGaAsP層
45を設け、さらに、基板31の下側面にp (H’l
 7F+、極47を、キャップ層45の上側面にn I
!I11電極49をそわぞれ設けて、この発明の分布帰
還型半導体レーザ素子を構成する。
Moreover, the one L side → cut layer 4 having this wave-shaped portion 43a
:l k is provided with an n-type 1nGaAsP layer 45 as a cap layer, and p (H'l
7F+, the pole 47 is placed on the upper side of the cap layer 45 with n I
! I11 electrodes 49 are provided respectively to constitute the distributed feedback semiconductor laser device of the present invention.

l−述した半導体レーザ素子は基板31と、nヘリIn
P層33と、p型1nP層35と、p型1nP上側りラ
ット層39とで電流狭窄構造を構成するから、素子に注
入される電流は第1図中点線付き1丸印で示すように同
図中W0で示す領域に効率的に流れる。
The semiconductor laser device described above has a substrate 31 and an n-heli In.
Since the P layer 33, the p-type 1nP layer 35, and the p-type 1nP upper rat layer 39 form a current confinement structure, the current injected into the device is as shown by the dotted circle in FIG. It efficiently flows into the region indicated by W0 in the figure.

ところで、この発明の半導体し・−ザ素子において、分
布帰5型(DFB;I)レーザ素子とし・て良好な特性
を得るため5波形形状部(コルゲーション層)43aを
活性層の極めて近傍に設ける必要がある。又、横基本モ
ートの安定を図るため、■溝37の−1一方(第1図中
、Wl、で示す領域)の活性層の層厚を他の活性層領域
の層厚よりも厚く形成する必要かあり、そのためにはW
。の領域の活性層の形状を基板31側に凸の玉日月形状
とする必要がある。さらに、より確実な基本モード発掘
の実現のためには三日月の幅を狭くする必要があり、従
って、■溝37をiiJ能な限り小さな溝とすることか
望ましい。一方、この■溝37は基板31に至る深さを
有することが必要であり、このため、p型InP層35
の表面から基板31に至るエツチングを行なうが、この
エツチングの際、基板31表面と平行な方向にもエツチ
ングか行なわれ、従って、溝37の深さを深ぐずればす
る程溝37の幅も大きくなってしまう。このような場合
、基板31上に形成する電流狭窄層形成用の半導体層の
層厚を薄くすることが出来れば、エッチンク深さは浅く
とも」、l:板31に至る溝37の形成を行なうことが
出来、又、溝37も小さくすることか出来る1、この発
明のように電流狭窄層として小数キャリアの拡散長か短
いn 11.ゞJInP層を用いると、p ”l l 
n P層を用いた場合より層厚を薄くすることが出来、
このため、溝37を小さくすることが出来る。
Incidentally, in the semiconductor device of the present invention, in order to obtain good characteristics as a distributed feedback type (DFB; I) laser device, a five-waveform portion (corrugation layer) 43a is provided very close to the active layer. There is a need. In addition, in order to stabilize the lateral fundamental moat, the thickness of the active layer in one of the -1 grooves 37 (region indicated by Wl in FIG. 1) is formed to be thicker than the thickness of the other active layer region. Is it necessary? For that purpose, W
. It is necessary that the shape of the active layer in the region is a sun-moon shape that is convex toward the substrate 31 side. Furthermore, in order to realize more reliable basic mode excavation, it is necessary to narrow the width of the crescent, and therefore it is desirable to make the groove 37 as small as possible. On the other hand, this groove 37 needs to have a depth that reaches the substrate 31, and therefore the p-type InP layer 35
Etching is performed from the surface of the substrate 31 to the substrate 31, but during this etching, etching is also performed in a direction parallel to the surface of the substrate 31. Therefore, the deeper the groove 37 is, the wider the groove 37 is. turn into. In such a case, if the thickness of the semiconductor layer for forming the current confinement layer formed on the substrate 31 can be made thinner, the groove 37 reaching the plate 31 can be formed even if the etching depth is shallow. 1. As in the present invention, the diffusion length of minority carriers can be shortened as a current confinement layer.11. When using JInP layer, p ”l l
The layer thickness can be made thinner than when using an nP layer,
Therefore, the groove 37 can be made smaller.

又、液相エピタキシャル成長によって下側クラット層3
9と、活性層41と、上側クラット層43とを、■溝3
7内部及びp型1nP電流狭窄層35Fに形成すると、
結晶成長の面方位依存性によって溝内部に結晶は速く成
長する。ざらに、前述1ノたように溝37を小さくする
ことが出来ると、■溝37上部のこれら各層部分の厚さ
を電流狭窄層上部の厚さ欠りも容易にJ’5 くするこ
とが出来る。従っ−C′、■溝上部の活性層部分の厚さ
を■溝37七部以外の活性層部分の厚さより厚くするこ
とか可能となる。又、■溝か小さいため、■溝37上部
の活性層部分の表面はV溝形状を維持することなく平t
!thな而に近つけることが出来るから、この活性層の
F−側に設ける波長選択用の波形形状部を活性層の極め
て近傍にIFε成することか”’T rtlとなる。
In addition, the lower crat layer 3 is formed by liquid phase epitaxial growth.
9, the active layer 41, and the upper crat layer 43 in the groove 3.
7 and in the p-type 1nP current confinement layer 35F,
Crystals grow quickly inside the grooves due to the plane orientation dependence of crystal growth. Roughly speaking, if the groove 37 can be made smaller as mentioned in No. 1 above, the thickness of each of these layer parts above the groove 37 can be easily reduced to J'5 even if there is a lack of thickness above the current confinement layer. I can do it. Therefore, -C', it is possible to make the thickness of the active layer portion above the groove (2) thicker than the thickness of the active layer portion other than the seven portions of the groove (2). Also, since the ■groove is small, the surface of the active layer portion above the ■groove 37 is flat without maintaining the V-groove shape.
! Since it is possible to approach th, the wavelength selection waveform section provided on the F- side of the active layer can be formed very close to the active layer.

以ド、この発明の理解を深めるため、−’L’r:1i
しt′二半導体レし−素Y−を製造するための製造方法
の一例につき第2図(A)へ・(E)及び第11′Aを
’l;::;j!(jして説明する。尚、第2図(A)
・〜(C)は第1図に示した素子のI−I線での断面に
該当する断面図である。
Hereinafter, in order to deepen the understanding of this invention, -'L'r:1i
For an example of the manufacturing method for manufacturing the two-semiconductor element Y-, refer to FIG. 2(A), (E) and 11'A. (This will be explained as follows. In addition, Fig. 2 (A)
- (C) is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line I-I of the element shown in FIG.

先ず、第一回目の液相エピタキシャル成長によって内部
電流狭窄層形成用半導体層としてn型InP層33と、
p型1nP層35とを、p型InP基板31の(100
)面上に順次に形成して、第2図(A)に示すウェハ構
造を得る。尚、このρ型InP層35は、この層35と
接する口型1nP層33の表面を外気や次工程のエツチ
ング雰囲気から保護して電流狭窄層としての信頼性を維
持するため設けである。
First, an n-type InP layer 33 is formed as a semiconductor layer for forming an internal current confinement layer by first liquid phase epitaxial growth.
p-type 1nP layer 35 and p-type InP substrate 31 (100
) to obtain the wafer structure shown in FIG. 2(A). Note that this ρ-type InP layer 35 is provided to protect the surface of the mouth-type 1nP layer 33 in contact with this layer 35 from the outside air and the etching atmosphere in the next step, thereby maintaining reliability as a current confinement layer.

次に、通常のフォトエツチング技術を用い、例えばS 
i O2をマスク材料として、p型InP層35を基板
31の<011>方向と平行にストライプ状に所定の幅
でエツチングするためのマスクを形成する。続いて、好
適なエッチャントを用い、窓によって露出されているp
型InP層35及びこの層の下層の口型1nP層33の
部分を基板31に至るまでエツチングし、ストライプ方
向と直交する断面がV型で幅WAの寸法の溝37を形成
して、第2図(B)に示すウェハ構造を得る。尚、この
溝37を形成すると共に、ρ型1nP層35の残存した
部分及び口型1nP層33の残存した部分によって電流
狭窄機能が構成出来る。
Next, using normal photoetching techniques, e.g.
A mask for etching the p-type InP layer 35 in stripes with a predetermined width parallel to the <011> direction of the substrate 31 is formed using iO2 as a mask material. Subsequently, using a suitable etchant, the p exposed by the window is
The InP layer 35 and the 1nP layer 33 below this layer are etched down to the substrate 31 to form a groove 37 with a V-shaped cross section perpendicular to the stripe direction and a width WA. The wafer structure shown in Figure (B) is obtained. In addition to forming this groove 37, a current confinement function can be constructed by the remaining portion of the ρ-type 1nP layer 35 and the remaining portion of the mouth-type 1nP layer 33.

次に、第二回目の液相エピタキシャル成長によって、下
側クラッド層としての例えばP型InP層39と、活性
層としての例えばI nGaAsP層41と、層側1ラ
ット層としての例えばn型InGaAsP層43とを、
p型1nP電流狭窄層35及び溝37の内面に順次に形
成する。この発明においてこれら各層の形成は、p型1
nP層35表面のような平坦領域への成長よりも、溝3
7内部領域への成長がより厚く行なわれるようにする必
要がある。このように層厚を選択的に制御する方法とし
て前述の液相エピタキシャル成長法が良く知られている
。この方法によれば、溝37内部への結晶成長速度は構
外の平坦面への結晶成長速度と比較して速いため、各層
の溝37の上方領域の層厚は電流狭窄層33上方の層厚
よりも厚くなり、第2図(C)に示す構造を得る。
Next, by a second liquid phase epitaxial growth, a P-type InP layer 39, for example, as a lower cladding layer, an InGaAsP layer 41, for example, as an active layer, and an n-type InGaAsP layer 43, for example, as a layer side 1 layer are formed. and,
The p-type 1nP current confinement layer 35 and the inner surface of the groove 37 are sequentially formed. In this invention, the formation of each of these layers consists of p-type 1
Rather than growing on a flat region such as the surface of the nP layer 35, the groove 3
7. It is necessary to ensure that the growth into the internal region is made thicker. The aforementioned liquid phase epitaxial growth method is well known as a method for selectively controlling the layer thickness in this manner. According to this method, since the crystal growth rate inside the groove 37 is faster than the crystal growth rate on the flat surface outside the structure, the layer thickness of the region above the groove 37 of each layer is equal to the layer thickness above the current confinement layer 33. The structure shown in FIG. 2(C) is obtained.

次に、通常のフォトリソグラフィック露光法によってレ
ジストパターンをn型1nGaAsP上側クラッド層4
3の上側表面に形成し、続いて、ケミカルエツチング技
術によってこの上側クラッド層43表面の不要部分のエ
ツチングを行なって、適正なピッチ及び深さの凹凸面を
有する波形形状部(コルゲーション層)43aをこの上
側クラッド層43表面に形成して、第2図(D)に示す
構造を得る。この実施例では、波形形状部43aを、<
011〉方向に2000〜3000人のピッチで凹凸の
現われる而を以って構成する。尚、凹凸のピッチ深さ等
は素子設計に応じて変更することが出来る。
Next, a resist pattern is formed on the n-type 1nGaAsP upper cladding layer 4 by a normal photolithographic exposure method.
Then, unnecessary portions of the surface of the upper cladding layer 43 are etched using a chemical etching technique to form a corrugated portion (corrugation layer) 43a having an uneven surface with an appropriate pitch and depth. It is formed on the surface of this upper cladding layer 43 to obtain the structure shown in FIG. 2(D). In this embodiment, the waveform portion 43a is
It is constructed so that unevenness appears at a pitch of 2,000 to 3,000 people in the 011> direction. Note that the pitch depth of the unevenness, etc. can be changed depending on the element design.

次に、第二回目の液相エピタキシャル成長によって、キ
ャップ層としての例えばnjllnGaAsP層45を
、波形形状部43aをイ’f した上側クラッド層43
J:に形成して、第21’21(E)にホー)−ウェハ
構Bを得る。ここで第二四「1の結晶成長方法としては
特に液相エピタキシャル成長法に限定−・)−る必費は
なく、例えば有機金属熱分解気相成長法(MOCVD)
等の成長方法を用いても可能である。
Next, by a second liquid phase epitaxial growth, for example, the njllnGaAsP layer 45 as a cap layer is grown, and the upper cladding layer 43 with the corrugated portion 43a is removed.
J: to obtain a wafer structure B at the 21st'21(E). Here, it is not necessary to specifically limit the crystal growth method in Section 24 (1) to liquid phase epitaxial growth, such as metal organic pyrolysis vapor deposition (MOCVD).
It is also possible to use a growth method such as

次に、p型1nP基板31の下側面にp側電極47を形
成し、キャップ層45の上側面にn側電極49を形成し
て、第1図に示すような、この発明の分布帰逼型半導体
レーザ素子を得ることが出来る。
Next, a p-side electrode 47 is formed on the lower surface of the p-type 1nP substrate 31, and an n-side electrode 49 is formed on the upper surface of the cap layer 45, so that the distribution return of the present invention as shown in FIG. type semiconductor laser device can be obtained.

尚、上述した実施例は上側クラッド層の表面を凹凸に加
工して波形形状部を形成した例で説明したが、活性層と
、上側クラッド層との間に波形形状部を有しかつ光を導
波する作用を有する層を別途に設けても良い。
In the above embodiment, the surface of the upper cladding layer is processed to have an uneven surface to form a waveform portion. A layer having a waveguiding function may be provided separately.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の半導体
レーザ素子によれば、活性層はV溝の上方でこのV溝の
幅より広い領域に形成されているから、従来のような側
面を有することはない。さらに、半導体レーザ素子に注
入される電流はV溝−上方に形成された活性層領域に集
中して流れる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the semiconductor laser device of the present invention, the active layer is formed above the V-groove in a region wider than the width of the V-groove, which is different from the conventional one. It does not have such aspects. Furthermore, the current injected into the semiconductor laser device flows concentratedly in the active layer region formed above the V-groove.

従って、リーク電流は発生し難い。Therefore, leakage current is unlikely to occur.

又、さらに、活性層に近接して波長選択用の波形彫状部
を設けであるから、活性層で発した光の一部はこの波形
形状部によってブラッグ反射される。従って、単−縦モ
ード発振する。
Furthermore, since the wave-shaped portion for wavelength selection is provided close to the active layer, a portion of the light emitted from the active layer is Bragg-reflected by the wave-shaped portion. Therefore, single-longitudinal mode oscillation occurs.

さらに、■溝上部の活性層部分の厚さを内部電流狭窄層
上部の活性層部分の厚さより厚くしであるから、横基本
モードで安定に発振する。
Furthermore, since the thickness of the active layer portion above the trench is greater than the thickness of the active layer portion above the internal current confinement layer, stable oscillation is achieved in the transverse fundamental mode.

これがため、低電流でレーザ動作すると共に、軸モード
昨−で発振可能な分布帰還型半導体レーザ素子を提供す
ることが出来る。
Therefore, it is possible to provide a distributed feedback semiconductor laser device that operates with a low current and is capable of oscillating in the axial mode.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の半導体レーザ素子の要部を示す斜視
図、 第2図(A)〜(E)はこの発明の半導体レーザ素子の
製造方法の一例を示す製造工程図、第3図は従来の半導
体レーザ素子を示す一部切り欠き斜視図である。 3I・・・p型1nP基板 33−n型InP電流狭窄層 35・P型1nP層 37・・・ストライプ状溝 39・・・p型InP’l’側クラッド層4l−−−1
nGaAsP活性層 43・・・n型1nGaAsP上側クラッド層43a・
・・波形形状部(コルゲーション層)45・n型InG
aAsPキャップ層 47・−”p側電極、    49・−n側電極。 特許出願人    沖電気工業株式会社jfP型InP
基杭 33n型工n暢トた峡字漫 この発朝のモ魯に本し−サ゛槃5乞禾オ斜徨□□□第1
図 この発℃ハの1L明(二儀Tる縁図 第2図
FIG. 1 is a perspective view showing the main parts of the semiconductor laser device of the present invention, FIGS. 2A to 2E are manufacturing process diagrams showing an example of the method for manufacturing the semiconductor laser device of the invention, and FIG. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a conventional semiconductor laser device. 3I...p-type 1nP substrate 33-n-type InP current confinement layer 35/P-type 1nP layer 37...stripe groove 39...p-type InP'l' side cladding layer 4l---1
nGaAsP active layer 43... n-type 1nGaAsP upper cladding layer 43a.
・Wave shaped part (corrugation layer) 45・n-type InG
aAsP cap layer 47・-”p-side electrode, 49・-n-side electrode. Patent applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. jfP type InP
The foundation pile 33n type construction was carried out in a gorge manga written in this dynasty's history - Saikan 5 Beggar O Slope □□□ Part 1
Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)p型InPの下地層上に設けた内部電流狭窄層表
面から該下地に至る深さのストライプ状V溝と、 該V溝の上部に設けた活性層と、 該活性層の上側に近接して設けた波長選択用の波形形状
部とを含み、 前記V溝上部の活性層部分の厚さを該V溝以外の内部電
流狭窄層上部の活性層部分の厚さより厚くして成ること を特徴とする分布帰還型半導体レーザ素子。
(1) A striped V-groove with a depth extending from the surface of the internal current confinement layer provided on the p-type InP underlayer to the underlayer, an active layer provided above the V-groove, and an active layer above the active layer. and a waveform shaped part for wavelength selection provided adjacently, and the thickness of the active layer portion above the V-groove is thicker than the thickness of the active layer portion above the internal current confinement layer other than the V-groove. A distributed feedback semiconductor laser device characterized by:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63140592A (en) * 1986-10-29 1988-06-13 エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション Manufacture of distributed feedback laser
US5173913A (en) * 1990-06-28 1992-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser
US7515622B2 (en) * 2004-09-07 2009-04-07 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Quantum nanostructure semiconductor laser

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63140592A (en) * 1986-10-29 1988-06-13 エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション Manufacture of distributed feedback laser
US5173913A (en) * 1990-06-28 1992-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser
US7515622B2 (en) * 2004-09-07 2009-04-07 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Quantum nanostructure semiconductor laser

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