JPS62213288A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS62213288A
JPS62213288A JP61055036A JP5503686A JPS62213288A JP S62213288 A JPS62213288 A JP S62213288A JP 61055036 A JP61055036 A JP 61055036A JP 5503686 A JP5503686 A JP 5503686A JP S62213288 A JPS62213288 A JP S62213288A
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JP
Japan
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layer
photowaveguide
substrate
gaas
optical waveguide
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Pending
Application number
JP61055036A
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English (en)
Inventor
Keisuke Shinozaki
篠崎 啓助
Akira Watanabe
彰 渡辺
Ryozo Furukawa
古川 量三
Nozomi Watanabe
望 渡邉
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • HELECTRICITY
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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
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • HELECTRICITY
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/021Silicon based substrates
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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) この発明は、半導体レーザ素子を用いた、光通信、光情
報処理装置における光信号発生と先導波およびスイッチ
ングを行なうaa171とを合せ持つ半導体レーザ装置
に関するものである。
(従来の技術) 従来、光スイッチング機能を持つ光導波路と集積一体化
するのに適した型の半導体レーザとしては、アプライド
 ブイゼイックス レターズ(M。
Nakamura、 K、 Aiki、 J、 Ume
da  and A、 Yariv;Applied 
Physics  Letters、Vol  27N
o7. 1975. P403〜4Q5 )に開示され
るものがある。
第2図は上記文献に開示されている分布帰還型(以下P
FBという)半導体レーザの構造図で、波型の構造を形
成して活性領域に周期的屈折率分布を設けて、ブラック
反射条件を満足させることによって、活性領域両端に反
射面を設けたのと同等の光閉じ込めを行うようにしたも
のである。
この第2図において、n−GaAs基板21上に活性領
域22を形成し、この活性領域22は楕円Aの部分を拡
大して示すように、P −GaAs 22 bが活性層
であり、これを主体にして形成され、n−Ga7Al、
As 22a上にこのP −GaAs 22bが形成さ
れている。
このP−GaAs22b上にP −Ga、3A1.7A
s 22c。
P−Ga、、A107As 22d、 P−Ga7A4
’、As 226が順次積層されている。
さらに、この上面に5in2フイルム23を介してCr
−Auコンタクト24が形成されている。なお、25は
励振領域である。
このDFB構造は、同一基板上に半導体レーザの他、先
導波路をはじめとする光機能素子および電界効果型トラ
ンジスタ(FET)などを形成することによって得られ
る光am回路を作製するのに勝れた構造と考えられてい
る。
実際に、第3図に示すようにA I G a A s 
/G a A 5DFBレーザに出力導波路を一体化し
た例も報告されている(例えば、アイ 、イーイーイー
 ジャーナル オブ ファンタム エしクトロニクス、
K。
Aiki、 M、 Nakamura、 and  J
、 Umeda; IEEEJ、Quartum El
actron QE−13,1977、P22θ〜22
3)。
これは、DFBレーザをn−GaAs基板上に形成し化
学エツチングによりレーザ反射面を作り、この後に再び
結晶成長を行って外部に先導波路となる結晶を作り、D
FBレーザと先導波路を一体として形成したものである
この第3図において、31はDFBレーザであり、32
は先導波路であり、DFBレーザ31はn−GaAs基
板33上にn −Ga7Al、As 34、P−GaA
s 35 (活性領域) 、P −Ga、A12As 
36、n −Ga、3Aj0.As 37、P−Ga、
A#、As 38を順次形成し、その上にZn拡散層3
9を形成して構成されている。
また、光導波路32は、n−GaAs基板33上にP 
−Ga、A、/、As 40を形成し、その上に非ドー
プGa、Al、As 41を形成して構成されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の技術のみでは、相異なる複数
の信号を並列処理するような場合には、DFBレーザを
複数並列に構成し、それぞれの素子を電気的、光学的に
分離して独立に動作できるようにしなければならず、素
子を集積化して小型化および作製法と構造の単純化を図
るという目的を達し難いという問題点があった。
この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
素子のtag化による小型化と作製法および構造の単純
化が困難であるという点について解決した半導体レーザ
装置を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) この発明は、半導体レーザ装置において、5I02先導
波路の途中に片持ち梁型光導波層を設けたものである。
(作  用) この発明によれば、以上のように半導体レーザ装置を構
成したので、片持ち楽聖の先導波石上の電極とSi基板
間に電位が生じろと静電力により片持ち楽聖の光導波層
にたわみを生じさせ、この片持ち楽聖の光導波層と対向
する光導波層に光を入射するのを阻止する光スイッチン
グ作用を行い、したがって前記問題点を除去できるもの
である。
(実 施 例) 以下、この発明の半導体レーザ装置の実施例について図
面に基づき説明する。第1図はその一実施例の構成を示
す断面斜視図である。
この第1図において、1はS!基板(n型)でDFBレ
ーザを形成する部分をエツチングで旧り込んである。こ
の堀り込み部分の上部に9下説明するようにDFBレー
ザを選択的に形成する。
ここでは、AZGaAg系DFBについての実施例を示
すが、Ga I nPAs系のDFBその他のものでも
同様である。
Si基板1のDFBレーザ形成部にGaAs FJをエ
ピタキシ成長させるためのバッファ層15を形成する。
これはたとえば電子通信学会誌Vo1.J67P990
 (1984)に開示されているようにGe@電子ビー
ム蒸着法によって成長し、それによってそしJA後f)
 n −GaAs IF52をトリメチルガリウム(T
MG)トアルシン(AsH5)ニよルMocVD法で形
成できるようになる。
n−GaAsN2を形成した後は、n −A l xG
 a 、−xA sクラッド層3、P−GaAs活性層
4、P −AN yGa、−yAs光導波層5、P −
A’ zGa、−zAs層6を順次形成して、とのP 
−At’ zGa、−zAs層6に周期的分布帰還構造
を形成する。
この後、P−AlxGn、−xAsクラッド層7 (ア
ンドープ) 、P−GaAsキャップ后8を形成し、レ
ーザ発振領域をストライプ状に残してエツチングし、5
IO2絶縁Pj14をこのストライプ領域を除いて形成
する。以上のようにしてDFBレーザ部分が完成する。
このときに、P −At yGa、−yAs光導波層5
がDFBレーザの形成されている以外のSi基板1のS
i表面と同一平面にくるように設計する。
次にSiO□光導波光導止部光スイッチ部について説明
する。残されたS!基板1上に5L02層を熱酸化など
で形成する。この後、第1図に示すようにフォトリソグ
ラフィ技術などの従来技術を用いて5102光導波層を
形成して、との光導波層の一部を片持ち梁状に、Si基
板1をKOH水溶液などでエツチングして光導波層下部
を取り除いて形成する。図中の12がこの取り除いた部
分である。
このSi基板1を除いた部分■2を形成することにより
、31基板1上に片持ち楽聖の5IO2光導波層10と
5iO1光導波層11が形成されることになる。
この後、片持ち楽聖の5IO2光導波層10の上面に金
電極9を形成し、引き出し電極13を形成する。
このように構成された半導体レーザ装置において、Si
基板1と金電極9との間の電位がOVのときは、5IO
2光導波層10を伝ってきた光は、5in2光導波Ni
10とわずかな空間を残してこれと対向しているSiO
□iO□層11に入射し、この5in2光導波層11を
伝帳していく。
一方、金電81i9とSi基板1との間に電位が生ずる
と、lI?電力で片持ち楽聖の5102光導波層10が
たわみ、光は5in2光導波層11には入射しなくなる
この片持ち楽聖の5in2光導波層10のたわみ量は片
持ち梁の先端でSiO2光導波層10の厚さと同一程度
(〜1μm)と少なくてもよく、また単結晶Si基板1
上に形成されたSiO□層は力学的疲労に対してきわめ
て強く、信頼性は高い。ム第1図ではn型、P型電極を
省略しである。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したようにこの発明によれば、片持ち
楽聖のSiO□iO□光スイッチ構造を用いたので、単
一のDFBレーザで複数の並列光信号処理が可能となる
これによって、半導体レーザと光スィッチとが、一体化
された並列光信号処理素子において、半導体レーザを複
数個並列に構成し、それぞれを電気的、光学的に分離し
て独立に動作するようにする技術が不要となり、素子を
集積化して小型化および作製法と構造の単純化を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例の断面
斜視図、第2図は従来の半導体レーザ装置の斜視図、第
3図は別の従来例を示す半導体レーザ装置の断面図であ
る。 1− S i基板、2− n −GaAs層、3− n
 −AjlxGa、−xAsクラッド層、4− P −
GaAs活性層、5−−− P−Aj yGa、−yA
s光導波層、6 ・P−Aj zGa。 −z A s層、7 ・−P−AjxGa、−xAsク
ラッド層、8・・・P−GaAsキャップ層、9・・・
金電極、10・・・片持ち楽聖のSiO□iO□層、1
1・・・5102光導波層、12・・・Si基板を除い
た部分、13・・・引出し電極、14・・・5in2絶
縁層、15・・バッファ層。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第 3 因

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)Si基板上に選択的に形成され光導波機能をもつ
    分布帰還型半導体レーザと、 (b)この分布帰還型半導体レーザを形成した部分以外
    の上記Si基板に形成された第1のSiO_2光導波層
    と、 (c)この第1の光導波層と対向するように上記分布帰
    還型半導体レーザを形成した部分以外の上記Si基板に
    おいて一部を片持ち梁型に形成されかつ上面に電極を有
    し、この電極と上記Si基板間の電位の有無に応じて上
    記第1のSiO_2光導波層に対する光スイッチ機能を
    呈する第2のSiO_2光導波層と、 よりなる半導体レーザ装置。
JP61055036A 1986-03-14 1986-03-14 半導体レ−ザ装置 Pending JPS62213288A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996011516A1 (en) * 1994-10-05 1996-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Resonant microcavities employing one-dimensional periodic dielectric waveguides
WO1999021036A1 (en) * 1997-10-16 1999-04-29 Bookham Technology Ltd. Thermally isolated silicon layer
WO2018220674A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996011516A1 (en) * 1994-10-05 1996-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Resonant microcavities employing one-dimensional periodic dielectric waveguides
US5682401A (en) * 1994-10-05 1997-10-28 Massachusetts Institute Of Technology Resonant microcavities employing one-dimensionally periodic dielectric waveguides
WO1999021036A1 (en) * 1997-10-16 1999-04-29 Bookham Technology Ltd. Thermally isolated silicon layer
US6415066B1 (en) 1997-10-16 2002-07-02 Bookham Technology Plc Thermally isolated silicon layer
WO2018220674A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JPWO2018220674A1 (ja) * 2017-05-29 2019-11-21 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

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