JPS62213288A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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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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- gaas
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
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-
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- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction 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
- H01S5/12—Construction 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
-
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- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/021—Silicon based substrates
-
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- H01S—DEVICES 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
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- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
s 22c。
P−Ga、、A107As 22d、 P−Ga7A4
’、As 226が順次積層されている。
’、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。
−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。
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。
/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)。
、 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
。
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。
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。
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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
。
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。
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
。
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。
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。
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
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61055036A JPS62213288A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61055036A JPS62213288A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62213288A true JPS62213288A (ja) | 1987-09-19 |
Family
ID=12987430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61055036A Pending JPS62213288A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62213288A (ja) |
Cited By (3)
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 |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP61055036A patent/JPS62213288A/ja active Pending
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