JPS62199086A - 半導体発光装置 - Google Patents

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】 〔概要〕 通常のファブリ・ペロ型半導体レーザでは、襞間面の一
端面を出力光取出しに、一方の端面をモニタ光として取
出す以外は無駄な出力として（舎てている。本発明では
埋込み型半導体レーザで一襞間面側に高反射膜を形成し
、モニタ出力をレーザ活性層と結合せる光導波路より取
出す構造の高効率、高出力の半導体レーザを説明する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、レーザのモニタ光取出しの光導波路を、活性
層の側面領域に設けた半導体レーザ構造に関する。

ファブリ・ペロ型半導体レーザは、両端の結晶臂開面よ
りの反射を利用して発振を行っている。

襞間面よりの反射率は通常０．３前後であり、反射率を
低くすると、発振しきい値電流は上昇する。

また逆に反射率を高くすると出力端面よりの光取出し効
率は悪くなる。

出力を取出すのは一臂開面のみであり、他方の襞間面よ
りの光出力は、モニタ光として利用されるが利用効率は
悪い。モニタ出力は別の手段で取出して、−ａ開面の反
射率を高くし、レーザの綜合的な効率の改善し、高出力
化を可能とするレーザ構造が要望されている。

〔従来の技術〕

第３図に一般的なファブリ・ペロ型半導体レーザの使用
法を説明する。レーザ素子１の両端面は結晶の襞間面が
その侭使用される。図面で襞間面２は光出力端として使
用され、襞間面３はモニタ光を取出す端面として利用去
れ、両者でレーザ素子の光共振器を形成している。

襞間面３の後方には検知器４が設置され、受光したレー
ザ光を検知して、発振出力その他の特性をモニタして、
素子の動作条件等にフィードバックをかけている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に述べた、従来の技術による構造では、レーザの光
出力としては、素子の発振光出力の１７２を利用するの
みであり、残りはモニタ光として利用する以外無駄に捨
てられている。

襞間面の一端面に高反射膜を形成して、綜合効率を高く
する手段も提案されている。即ち、金属反射膜、あるい
は誘電体多層薄膜を形成することによりレーザの発振効
率は著しく向上させることは可能である。

然し、モニタ光として最低、必要なる光量を確保し、且
つ高反射率が得られる反射膜の形成は技術的に困難であ
る。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記問題点は、襞間面の一端面側の高反射膜の形成し、
モニタ光の取出しの手段を分離せる本発明の半導体発光
装置によって解決される。

即ち、埋込み型半導体レーザにおいて、襞間面の一端面
側に高反射膜を存し、活性層と光結合せる一出力端を持
つ先導波路を、該活性層の側面領域に形成せるレーザ構
造により解決される。

〔作用〕

一端面には誘電体多層薄膜あるいは高反射膜を用いるの
で９５％以上の反射率が得られ、レーザの効率を向上さ
せる。

一方、高抵抗の埋込み層により隔てられ、レー・ザの活
性層に並行して設けられた先導波路に誘起されるモニタ
光は、レーザ活性層との結合長、結合間隔を制御するこ
とにより、自由に制御可能である。

〔実施例〕

本発明による一実施例を図面により詳細説明する。第１
図（ａ）は本発明のレーザ構造の上面図を示し、また第
１図（ｂｌは、（ａｌのＸ−Ｘ線の断面図を示す。

第１図（ａ）におい・て、襞間面２は光出力の取出し端
面、一方の端面には高反射膜５が形成されている。６は
埋込み型レーザの活性領域、７はモニタ出力取出しのた
めの光導波領域を示している。

レーザの素子構造としては、ＩｎＰ基板を用い、ＩｎＧ
ａＡｓＰを活性層とした１、３〜１．５５μｍの光通信
用のレーザを例として説明する。

第１図（ｂｌの断面図において、８はｎ−、ＩｎＰ基板
、９はｎ−ＩｎＰｎチク９フ、１０はＩｎＧａＡｓＰ活
性層、１１も同様ＩｎＧａＡｓＰよりなる光導波路層、
１２はｐ−ＩｎＰｎチク９フ、１３はｐ”−ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層、１４は高抵抗ＩｎＰ層、１５はＳｉ
Ｏ２膜等の絶縁膜、１６．１７はそれぞれｎ電極、ｎ電
極を表す 第１図（ａ）において、結合長ｉ、、結合間隔ｄを調整
することにより、光発振領域との結合を自由に制御する
ことが可能である。

高反射膜５の構造は、屈折率の低い誘電体としてＳｉｎ
、膜、屈折率の高い誘電体としてＳｉ膜を、λ／４波長
分づつ交互に多層積層せる構造、あるいはＡｕ蒸着によ
る反射膜を絶縁層を挟んで積層せる構造でも良い。

第１図のレーザ構造の製作法を簡単に説明する。

第２図（ａ）　〜（Ｃ）は、第１図（ａ）で示すＸ−Ｘ
線での工程順の断面図を示す。

第２図（ａｌはｎ−１ｎＰ基板８上に全面にｎ−ＩｎＰ
ｎチク９フ、ノンドープＴｎＧａＡｓＰＦｉ（後の工程
で活性層１０、光導波路Ｎ１１となる）、ｐ　−ＩｎＰ
クラッド層１２、ｐ”−１ｎＧａＡｓＰコンタクト１３
をエピタキシャル成長した状態を示す。

次いで、エツチング・マスクとしてＳｉｎｇ膜１８等を
積層し、通常のりソグラフィ法でパターンニングを行い
、活性領域６と光導波領域７をメサ状に残して、ｎ−１
ｎＰ層９に達するまでエツチング除去する。これを第２
図（ｂｌに示す。

次いで、高抵抗層１４として、ノンドープＩｎＰあるい
はＦｅをドープせるＩｎＰ層にてメサ部を埋込む。これ
を第２図（Ｃ）に示す。

５ｉｎ２膜１８を一旦除去し、新たに絶縁膜として５ｉ
Ｏｚ１５を積層し、レーザの活性領域部に窓を開口する
。更に、ｎ電極１６、ｐ電極１７を形成して第１図（ｂ
）に示す素子が完成する。

上記実施例では、活性層とクラッド層は単純なるダブル
へテロ構造について説明したが、ＤＦＢ構造、あるいは
多層量子井戸構造を用いた場合も同様に適用可能である
。更に後者の場合、多層量子井戸構造の光導波路層は光
損失が少ない効果も期待出来る。

〔発明の効果〕

以上に説明せるごとく、本発明の発光素子の構造により
高効率、高出力のレーザが製作可能となり、必要なるモ
ニタ光を充分確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂｌは本発明にかかわる半導体発光
装置の上面図と断面図、 第２図（ａｌ〜（Ｃ）は本発明にかかわる半導体発光装
置の製作工程順の断面図、 第３図は従来の技術の問題点を説明する図、を示す。 図面において、 １はレーザ素子、 ２は襞間面（出力光取出し端面）、 ３は襞間面（モニタ光取出し端面）、 ４は検知器、 ５は高反射膜、 ６は活性領域、 ７は光導波領域、 ８はｎ−１ｎＰ基板、 ９はｎ　　１ｎＰクラッド層、 １０はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 １１はＩｎＧａＡｓＰ光導波路層、 １２はｐ−ＩｎＰｎチク９フ、 １３はｐ”−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１４は高抵
抗ＩｎＰ層、 １５は絶縁膜（Ｓｉ０ｇ膜）、 １６はｎ電極、 １７はｐ電極、 １８はＳ　ｉ　Ｏｚ膜、 をそれぞれ示す。 ｒｂ）’：ｔｔ１面国 半４発ヨ帽；ｔｙ−ｔｙ−ｈ％半１１件発克遣３【＠　
１　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 埋込み型半導体レーザにおいて、劈開面の一端面側に高
   反射膜（５）を有し、活性層（１０）と光結合せる一出
   力端を持つ光導波路層（１１）を、該活性層の側面領域
   に形成せることを特徴とする半導体発光装置。