JPS62196886A - 半導体レ−ザアレイおよびその製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザアレイおよびその製造方法

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JPS62196886A
JPS62196886A JP3965086A JP3965086A JPS62196886A JP S62196886 A JPS62196886 A JP S62196886A JP 3965086 A JP3965086 A JP 3965086A JP 3965086 A JP3965086 A JP 3965086A JP S62196886 A JPS62196886 A JP S62196886A
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JP
Japan
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mesa
layer
active layer
semiconductor
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP3965086A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsuya Yamamoto
敦也 山本
Takashi Sugino
隆 杉野
Masanori Hirose
広瀬 正則
Akio Yoshikawa
昭男 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は波長多重通信などに用いられている、発振波長
の異なるレーザをモノリシックに集積した半導体レーザ
アレイおよびその製造方法に関するものである。
従来の技術 半導体レーザの実用化により光通信が実現され、普及段
階に入っている。通信方式の中でも、光波長多重通信方
式は同時に多量の情報を伝達Jることができる有望な方
式の一つと考えられている。
波長多重通信には波長の異なった複数個のレー1Fが必
要となる。このため従来は複数個のレーザ素子が用いら
れていた。ところが近年、レー11のモノリシックアレ
イ技術が進み、1チツプにe!111Uのレーザが形成
されるようになった。
発明が解決しJ:うとする問題点 しかし、波長を順次変化させたレーザを形成づることは
非常に困難な技南である。例えば、これまでに報告され
ている各DFBレーザのグレーディング周期を変化さけ
て集積覆ることにより異なった発振波長を得る方法、ま
た発振波長の異なったレーザを七ノリシックに集積する
方法として、各レーIFの活性層のバンドギ↑!ツブを
変化させてレーザを形成ザる方法や、上記のように周期
の異なったグレーティングを有するDF[3レーザの形
成方法などがあるがいずれも製造が困がである。
本発明は上記の方法以外で容易に製造される発振波長の
異なるレー11が七ノリシックに集積された半導体シー
1アアレイJ3よびその製造方法を提供覆るものである
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決1Jるために、本発明の半導体レーザ
アレイは、−4電型の半導体基板上に活性層の厚さの異
なる半導体レーデを集積して構成したしのである。
また、本発明の半導体レーザアレイの製造方法は一導電
型の半導体基板上に幅の異なるメサをスi・ライブ状に
順次並べて形成し、前記メサを形成した半導体基板上に
活性層を含むダブルへテロ構造を形成し、前記メサ上で
活性層の幅を異ならしめるようにしたものである。
さらに、本発明の半導体レーザアレイの製造方法は一導
電型の半導体基板上に幅が等しい凸部をストライプ状に
順に並べて形成し、前記凸部を形成した半導体基板上に
、−4電型とは反対の導電型を有する半導体層を形成し
、次に凸部項部に凸部に泊って窓を穿設し、前記窓を含
む反対の導電型の半導体層の幅が異なるメサをストライ
プ状に形成し、前記メサを形成した半導体基板上に活性
層を含むダブルへテロ構造を形成し、I)を記メ畳す上
で活性層の幅をAならしめるようにしたものである。
作用 個々の中休ダブルへテロ4M3aのストライプレーデを
同一クラッド層および同一の活性層4A斜により、同一
のストライプ構造で構成し、活性層−クラッド層の接合
界面に平行方向の光の閉じ込め状態も同様に形成1Jる
。ここで活性層の厚さのみを異にすれば、個々のレーザ
において活性層−クラッド層接合界面に垂直方向の光の
閉じ込め係数「が変化し、発振しさ゛い値の電流密1身
が変化づる。
この結果、注入キャリア量に依存したフェルミ単位の変
化により、発振波長が個々のレーザ間で異なった1nを
持つことになる。第3図に活性層厚とレーザ発振波長の
関係を示づ。個々のレーザ間で他のパラメータを固定づ
れば、活性層が肺くなるに従って発振波長が短波長化す
ることがわかる。
本発明は上記の原理に塁づくものであり、アレイの各レ
ー1Fから異なった波長のレーザ光を得ることができる
実施例 以下、本発明の一実施例について図面にもとづいて説明
する。
第1図は木yh明の第1の実施例である半導体シー1ア
アレイの断面図を示す。第1図にd3いて、1は導電性
P型GaAs1板、2はP型式Iy Gal −V A
SSクララ層、3は^IxGa1 − xAs活性層、
4はn型式1ソGa1−ソへSクラッド層、5はn型G
aAsキャップ層、6はSi02 i!l?化膜、7は
負電極、8は正電極である。
次に本発明の第1の実施例における半導体レーザアレイ
の具体的な製造方法について第2図(a)〜(C)によ
り説明する。まず第2図(a>に示すように導電性P型
層aAsJi!板1上に高さ2μlにて、幅20μnの
メナ9a、30μmのメサ9b、50μmのメtす9C
を化学エツチング(+−12sO4:H2O2ニド12
0:8:1:1)により作成覆る。
その際、各メグ98〜90間の距離は150μm以上あ
けてJj <。その上に第2図(b)(c)のJ:うに
P型^1ソ Ga1 − ソ Asクラッ ド層2、八
lx  Ga1 − x  As活性層3、n型へ1y
Ga1−ソへSクラッド層4、n型層aASキャップ層
5を順に液相成長によって成長さけ、さらにn型GaA
sキャップ層5上にはストライプ窓を作るために5i0
2の酸化膜6をつける。
第3図(C)に示すようになったところで負電極7を蒸
者によって形成し、次に完全に各レーザ部分の分離を行
なう。最後に第1図に示すように正電極8を形成Jる。
以上のように構成された半導体レーザアレイについて以
下その特徴を説明する。まず、P型層aAs阜板1上に
形成したメナ9a〜9cの幅を変えることによってメサ
上9a〜9c上に液相成長を行なった時のAlx Ga
1− x ”活性層3の厚さが変わる。これはメナ9a
〜9Cの幅が小さくなるに従ってメサの両側の段差部の
成長の影響を受け、メサ上部の活性層3岸は薄くなる。
すなわち、P型G a A 314板1上に形成したメ
サ9a〜9Gの幅を変化させて、それぞれのメサ上に第
1図のように半導体レーザアレイを液相成長で作ると、
活性層3の成長は1回であるにもかかわらず、メサ9a
〜9Cの幅に応じて厚さの異なる活性M3が形成でさ°
る。活性層厚さとレーザ発振波長との関係を示TI第3
図かられかるように、活性層厚を薄くすると、レーーア
の発振波長が短波長化する。さらに、メサの−Lへの成
長ではメジの両側に^Sが逃げるため、A1がよく取り
込まれる。つまりメサ°の幅が短いほど^Sがよく逃げ
る結果Δ1の混晶化が高くなる。
これによっても活性層のバンドギャップ1ネルギーが大
きくなる結果、発振波長は短波長側にシフトする。
次に本発明の第2の実施例について図面を基づいて説明
する。
第4図に、本発明の第2の実施例である半導体レーザア
レイの断面図を示す。第1の実施例(第1図)と異なる
ところはP型GaAs基板1上にn型層aAsブロッギ
ング1110を設けてBrR3構73 (Buriec
lTwin−Ridge 5ubstrata )とし
た点である。
この第2の実施例にJ3ける半導体レーザアレイ具体的
な#M造方法についてtA5図(a)〜(d)により説
明する。まず、第5図(a)に示すように、P型GaA
s基板1上に幅の等しい凸部11を化学エツチングによ
って形成する。づきに第5図(b)に示すようにn型層
aAsブロッキングfr410を液相成長を行って形成
する。次に第5図(C)に示り°ように、凸部11頂点
に対応する該凸部11に沿う窓12と、該窓を含み幅が
異なるメサ13a〜j3cとを、ストライプ状にn型G
aAsブロッキング層10に化学エツチングにより形成
し、ぞの上に第5図(d)に示すように、P型^1y 
Ga1 − y へsクラッド層2、^1xGa1 −
 xAs活性層3、n型Aj2yGat  −y^Sク
ラッド層4、n型GaAsキャップ層5と順次液相成長
によって成長させる。最後に正電極8、負電極7を形成
し、各レーザ間を分離1yる。
この第2の実施例では各レー(アのターリ−13a〜1
3c部分の幅によってその上部の活性層3厚が変化づる
ことになる。またBTIIS@造にすることで各レーデ
の発振しきいピロよ40n+A、最大出力は1401m
W程1抹になる。
以上のように本実施例によれば、同一基板上に幅の異な
るメサ9a〜9Cや、凸部上に幅の責なるメサ13a〜
13cを設けることにより、1回の液相成長で厚さの異
なる活性層3が形成でき、レーザ発振波長の異なる半導
体レーザアレイを製造することができる。
なJ3、本実施例ではGaAs−へ1GaAs系レーザ
アレイを示したが、InP −1nGaAsP系など、
上記材料に限定する必要はない。レーザを4M成できる
すべての材料に対して本発明は適用でさる。また、本発
明はレーザの電流制限用ストライプ構造に対して特別に
限定されたものではない。
発明の効果 以上のように、本発明の特徴は同一基板上に幅の異なる
メ1すや、凸部上に幅の異なるメサ゛を設けたところに
あり、製造に際しては、化学エツチングや液相成長とい
った従来の半導体シー1ア同揉の手払を用いている。同
一基板上に形成したメサの幅を変えてエツチングを行う
だけで、液相成長を行なった時の活性層厚が変わり、そ
の結果、シー11発振波長が780〜810nmの範囲
で変化ηる。また、本発明によって、各半導体レー1F
として必要な発振波長に合わせて各メサの幅を決定し、
液相成長を行うことにより筒中に必要な半導体レーデア
レイを製造1yることができる。従って、従来のように
^l、 Ga1− xAs活性層の^1混晶比を変えて
発振波長を変化ざ「るといった1間をかc)ることがな
くなり、通常の1回の液相成長によって特性の均一なレ
ーザアレイが作成でき、その工業上の価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本光明の第1の実施例における半導体レーザア
レイの断面図、第2図(ξ1)〜(C)は具体的な製造
順序を示す図、第3図は活性層厚と梵振波長の関係を承
り図、第4図は本発明の第2の実ある。 1・・・P型GaAs基板、2・・・P型^ly Ga
1 −ソ^Sクラッド層、3・・・1%1xGa1− 
X^S活性層、4・・・n型^1ソGa1 −ソへSク
ラッド層、5・・・n型GaAsキャップ層、6・・・
SiO+酸化膜、7・・・負電極、8・・・正電極、9
 a 〜9 c 、 13a 〜13cm・・メサ、1
0・n型層aAsブ[1ツキング層、11・・・凸部、
12・・・窓代理人   森  本  i  弘 第3図 活中生贋の厚4 (−戚)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基板上に活性層の厚さが異なる半
    導体レーザが集積されている半導体レーザアレイ。 2、一導電型の半導体基板上に幅の異なるメサをストラ
    イプ状に順次並べて形成し、前記メサを形成した半導体
    基板上に活性層を含むダブルヘテロ構造を形成し、前記
    メサ上で活性層の幅を異ならしめる半導体レーザアレイ
    の製造方法。 3、一導電型の半導体基板上に幅が等しい凸部をストラ
    イプ状に順に並べて形成し、前記凸部を形成した半導体
    基板上に、前記一導電型とは反対の導電型を有する半導
    体層を形成し、次に凸部頂部に凸部に沿つて窓を穿設し
    、前記窓を含む反対の導電型の半導体層の幅が異なるメ
    サをストライプ状に形成し、前記メサを形成した半導体
    基板上に活性層を含むダブルヘテロ構造を形成し、前記
    メサ上で活性層の幅を異ならしめる半導体レーザアレイ
    の製造方法。
JP3965086A 1986-02-24 1986-02-24 半導体レ−ザアレイおよびその製造方法 Pending JPS62196886A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321659A (ja) * 1996-06-14 1996-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザアレイの製造方法
US5982799A (en) * 1994-09-14 1999-11-09 Xerox Corporation Multiple-wavelength laser diode array using quantum well band filling

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