JPS6265490A - 分布帰還型半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザInfo
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- JPS6265490A JPS6265490A JP60204373A JP20437385A JPS6265490A JP S6265490 A JPS6265490 A JP S6265490A JP 60204373 A JP60204373 A JP 60204373A JP 20437385 A JP20437385 A JP 20437385A JP S6265490 A JPS6265490 A JP S6265490A
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- JP
- Japan
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- layer
- type
- refractive index
- semiconductor laser
- substrate
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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
- H01S5/10—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
-
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/1225—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 with a varying coupling constant along the optical axis
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔概要〕
本発明は、分布帰還型半導体レーザに於いて、基板に多
重量子井戸層を形成し、その多重量子井戸層に選択的に
不純物を導入して混晶化した部分を形成し屈折率分布を
もたせるようにすることに依り、分布帰還型半導体レー
ザを容易に製造することが可能であるように、しかも、
特性を向上できるようにしたものである。
重量子井戸層を形成し、その多重量子井戸層に選択的に
不純物を導入して混晶化した部分を形成し屈折率分布を
もたせるようにすることに依り、分布帰還型半導体レー
ザを容易に製造することが可能であるように、しかも、
特性を向上できるようにしたものである。
本発明は、単−縦モードの発振をさせるのに好適な構成
を有する分布帰還（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔａｄ ｆｅｅ
ｄｂａｃｋ：ＤＦＢ）型半導体レーザに関する。
を有する分布帰還（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔａｄ ｆｅｅ
ｄｂａｃｋ：ＤＦＢ）型半導体レーザに関する。
近年、ＤＦＢ型半導体レーザに於いて、共振器内に於け
る共振器長方向の伝播定数を変化させて発振特性を改善
し、単一波長、即ち、ブラッグ波長で安定に発振させ得
るようにすることが行われている（要すれば、特願昭５
９−２１０５８８号参照）。
る共振器長方向の伝播定数を変化させて発振特性を改善
し、単一波長、即ち、ブラッグ波長で安定に発振させ得
るようにすることが行われている（要すれば、特願昭５
９−２１０５８８号参照）。
このようにＤＦＢ型半導体レーザの共振器に於ける共振
器長方向の伝播定数を変化させるには、■ 活性層の層
厚を途中で変化させる。
器長方向の伝播定数を変化させるには、■ 活性層の層
厚を途中で変化させる。
■ 活性層のストライプ幅を途中で変化させる。
■ 活性層の結晶組成を途中で変化させる。
■ 回折格子の深さを途中で変化させる。
などの手段が採られている。
前記■、■、■に記述した手段を採った場合、そのよう
な構成にする為の制御が困難である旨の製造上の問題が
あり、また、■に記述した手段を採った場合、得られた
半導体レーザは横モード制御に難点がある旨の特性上の
問題がある。
な構成にする為の制御が困難である旨の製造上の問題が
あり、また、■に記述した手段を採った場合、得られた
半導体レーザは横モード制御に難点がある旨の特性上の
問題がある。
本発明は、屈折率分布を有する基板を極めて筒車な手段
で作成し、その基板を用いてＤＦＢ型半導体レーザを構
成している。
で作成し、その基板を用いてＤＦＢ型半導体レーザを構
成している。
一般に、多重量子井戸（ｍｕｌｔｉｑｕａｎｔｕｍ
ｗｅ ｌ ｌ ： ＭＱＷ）層に不純物拡散すると混晶
化が起こり、その部分の屈折率が低下することが知られ
ている。
ｗｅ ｌ ｌ ： ＭＱＷ）層に不純物拡散すると混晶
化が起こり、その部分の屈折率が低下することが知られ
ている。
この技術を利用すると、表面に屈折率分布を有する基板
を容易に得ることができ、その基板を用いてＤＦＢ型半
導体レーザを作成すれば、前記説明したような構成、即
ち、共振器内に於いてその共振器長方向に伝播定数や結
合定数が変化する構成を容易に実現することができる。
を容易に得ることができ、その基板を用いてＤＦＢ型半
導体レーザを作成すれば、前記説明したような構成、即
ち、共振器内に於いてその共振器長方向に伝播定数や結
合定数が変化する構成を容易に実現することができる。
そこで、本発明の半導体レーザに於いては、選択的に不
純物を導入することに依り混晶化した部分が設けられた
多重量子井戸層（例えばＭＱＷ層２）を有する基板（例
えば基板ｌ）を備えた構成を採っている。
純物を導入することに依り混晶化した部分が設けられた
多重量子井戸層（例えばＭＱＷ層２）を有する基板（例
えば基板ｌ）を備えた構成を採っている。
前記構成に依ると、基板の表面には屈折率分布を生ずる
ので、ＤＦＢ型半導体レーザを作成する場合、共振器内
に於いてその共振器長方向に伝播定数や結合定数を変化
させることは容易であり、また、横モードの制御も充分
になし得るものである。
ので、ＤＦＢ型半導体レーザを作成する場合、共振器内
に於いてその共振器長方向に伝播定数や結合定数を変化
させることは容易であり、また、横モードの制御も充分
になし得るものである。
本発明一実施例である位相シフトＤＦＢ型半導体レーザ
を製造する場合について説明する。
を製造する場合について説明する。
第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は製造工程要所に於ける半導体
レーザの要部切断側面図であり、以下、これ等６図を参
照しつつ製造工程を説明する。
レーザの要部切断側面図であり、以下、これ等６図を参
照しつつ製造工程を説明する。
第１図（Ａ）参照
（１１分子線エピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｂｅａｍ−ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を適用する
ことに依り、ｐ型ＧａＡｓ基板ｌ上にｐ型Ａ ｌ ｗ
Ｇ ａ １−ｗ Ａ ｓクラッド層ＩＡ及びＭＱＷ層２
を成長させる。
ｂｅａｍ−ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を適用する
ことに依り、ｐ型ＧａＡｓ基板ｌ上にｐ型Ａ ｌ ｗ
Ｇ ａ １−ｗ Ａ ｓクラッド層ＩＡ及びＭＱＷ層２
を成長させる。
ＭＱＷ層２はｐ型Ａ ’ Ｘ Ｇ ａ ｌ−ｘ Ａ ｓ
量子井戸層２Ａとｐ型Ａ １ 、 Ｇ ａ ＋−ｙ
Ａ ｓバリヤ層２Ｂとからなっている。
量子井戸層２Ａとｐ型Ａ １ 、 Ｇ ａ ＋−ｙ
Ａ ｓバリヤ層２Ｂとからなっている。
それ等に関する諸データを例示すると次の通りである。
■ クラッド層ＩＡについて
厚さ：５ （μｍ〕
不純物濃度ニアＸｌＯ”（備−３〕
Ｗ値：０．３
■ 量子井戸層２Ａについて
厚さ：１００（人〕
不純物濃度： ７ Ｘ ｌ Ｏ” （ｃｍ−”）Ｘ値
：０．５ ■ バリヤ層２Ｂについて 厚さ：１００（人〕 不純物濃度： ７ Ｘ Ｉ Ｑ” （ｃｍ−’）ｙ値
：０．７ このような層２Ａ及び２Ｂを各々５〜１０層程度積層す
るので、ＭＱＷ層２の厚さは約１０００〜２０００
（人〕程度になる。
：０．５ ■ バリヤ層２Ｂについて 厚さ：１００（人〕 不純物濃度： ７ Ｘ Ｉ Ｑ” （ｃｍ−’）ｙ値
：０．７ このような層２Ａ及び２Ｂを各々５〜１０層程度積層す
るので、ＭＱＷ層２の厚さは約１０００〜２０００
（人〕程度になる。
第１図（Ｂ）参照
（２）高周波（ＲＦ）スパッタリング法を適用すること
に依り、厚さ約２０００ ［人］程度の二酸化シリコン
（Ｓｉｎ２）膜３を形成する。
に依り、厚さ約２０００ ［人］程度の二酸化シリコン
（Ｓｉｎ２）膜３を形成する。
（３）通常のフォト・リソグラフィ技術を通用すること
に依り、二酸化シリコン膜３のパターニングを行い、亜
鉛（Ｚｎ）拡散のマスクとなる部分のみを残すようにす
る。
に依り、二酸化シリコン膜３のパターニングを行い、亜
鉛（Ｚｎ）拡散のマスクとなる部分のみを残すようにす
る。
（４）通常の閉管法を適用し、残留している二酸化シリ
コン膜３をマスクにしてＺｎを深さ約５０００Ｃ人〕程
度まで拡散する。尚、図に於いては、Ｚｎが拡散された
ことを破線で示しである。
コン膜３をマスクにしてＺｎを深さ約５０００Ｃ人〕程
度まで拡散する。尚、図に於いては、Ｚｎが拡散された
ことを破線で示しである。
前記のようにしてＺｎが拡散された部分は混晶化が起こ
り、従って、その部分に於ける等価屈折率は、ＭＱＷ層
２の部分に於ける等価屈折率に比較して低い値となる。
り、従って、その部分に於ける等価屈折率は、ＭＱＷ層
２の部分に於ける等価屈折率に比較して低い値となる。
第１図（Ｃ）参照
（５）通常の技術を適用することに依り、コルゲーショ
ン（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ）４を形成する。
ン（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ）４を形成する。
（６）液相成長法を適用することに依り、ｐ型Ａ／！３
Ｇ ａ＋−ｓ Ａ ｓ光ガイド層５を形成する。尚、こ
の場合、２は０．３程度として良い。
Ｇ ａ＋−ｓ Ａ ｓ光ガイド層５を形成する。尚、こ
の場合、２は０．３程度として良い。
ここで、光ガイド層５は、その厚さをコルゲーション４
の頂部から約１５００ Ｃ人〕程度とし、また、その表
面を平坦にすることは勿論である。
の頂部から約１５００ Ｃ人〕程度とし、また、その表
面を平坦にすることは勿論である。
（７） 引き続き液相成長法を適用することに依り、
ｉ型ＧａＡｓ活性層６及びｎ型Ａ１．Ｇａ、−ｔＡｓク
ラッド兼キャップＮ７を形成する。
ｉ型ＧａＡｓ活性層６及びｎ型Ａ１．Ｇａ、−ｔＡｓク
ラッド兼キャップＮ７を形成する。
ここで形成した各半導体層の諸データを例示すると次の
通りである。
通りである。
■ 活性層６について
厚さ：１０００（人〕
■ クラッド兼キャップ層７について
厚さ：３．０（μｍ〕
不純物濃度： ２Ｘ Ｉ Ｑ ｌ８（ａ＋＋−’）（８
） この後、通常の技法を適用することに依り、電極
などを形成して完成する。
） この後、通常の技法を適用することに依り、電極
などを形成して完成する。
このようにして作成したＤＦＢ型半導体レーザのＭＱＷ
層２では、第１図（Ｃ）に記号ｌで指示した部分の等偏
屈折率が他の部分、即ち、ｚｎを導入して混晶化した部
分に比較して高くなっている。従って、このＤＦＢ型半
導体レーザは、前記した位相シフ）ＤＦＢ型半導体レー
ザとして動作することができ、良好なスペクトル特性が
得られる。尚、等偏屈折率変化は、量子井戸層２Ａ及び
バリヤ層２Ｂに於ける組成や厚さに依存し、これは、Ｍ
ＢＥ法などを適用する結晶成長に於いて、容易に制御す
ることができる事項である。
層２では、第１図（Ｃ）に記号ｌで指示した部分の等偏
屈折率が他の部分、即ち、ｚｎを導入して混晶化した部
分に比較して高くなっている。従って、このＤＦＢ型半
導体レーザは、前記した位相シフ）ＤＦＢ型半導体レー
ザとして動作することができ、良好なスペクトル特性が
得られる。尚、等偏屈折率変化は、量子井戸層２Ａ及び
バリヤ層２Ｂに於ける組成や厚さに依存し、これは、Ｍ
ＢＥ法などを適用する結晶成長に於いて、容易に制御す
ることができる事項である。
第２図は他の実施例を表す要部切断側面図であり、第１
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは
同じ意味を持つものとする。
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは
同じ意味を持つものとする。
この実施例では、第１図に関して説明した実施例の製造
工程に於けるマスクとなる二酸化シリコン膜３を逆のパ
ターン、即ち、第１図（Ｂ）に見られるＺｎを拡散した
部分を覆うようなパターンにして混晶化を行ったもので
あり、図示された実施例の中央部分に見られる破線がそ
れを示している。尚、この実施例も、第１図に関して説
明した実施例と同じ効果を奏することができる。
工程に於けるマスクとなる二酸化シリコン膜３を逆のパ
ターン、即ち、第１図（Ｂ）に見られるＺｎを拡散した
部分を覆うようなパターンにして混晶化を行ったもので
あり、図示された実施例の中央部分に見られる破線がそ
れを示している。尚、この実施例も、第１図に関して説
明した実施例と同じ効果を奏することができる。
第３図は更に他の実施例を表す要部切断側面図であり、
第１図及び第２図に於いて用いた記号と同記号は同部分
を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
第１図及び第２図に於いて用いた記号と同記号は同部分
を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
この実施例では、回折格子、即ち、コルゲーション４が
活性層６の上方に形成されている。従って、光ガイド層
５が活性Ｎ６を挟むように設けられている。尚、この実
施例も、第１図或いは第２図に見られる実施例と同じ効
果を奏するものである。
活性層６の上方に形成されている。従って、光ガイド層
５が活性Ｎ６を挟むように設けられている。尚、この実
施例も、第１図或いは第２図に見られる実施例と同じ効
果を奏するものである。
前記何れの実施例もＧ ａ Ａ ｓ ／ Ａ ＩＧ ａ
Ａ ｓ系のものについて説明したが、本発明は他の混
晶系についても同様に実施することができる。
Ａ ｓ系のものについて説明したが、本発明は他の混
晶系についても同様に実施することができる。
本発明に依るＤＦＢ型半導体レーザでは、選択的に不純
物を導入することに依り混晶化した部分が設けられた多
重量子井戸層を有する基板を備えてなる構成を採ってい
る。
物を導入することに依り混晶化した部分が設けられた多
重量子井戸層を有する基板を備えてなる構成を採ってい
る。
このような基板は表面に屈折率分布を有しているので、
そこに作り込まれたＤＦＢ型半導体レーザは、共振器内
に於いて共振器長方向に伝播定数或いは結合定数が変化
している、所謂、位相シフトＤＦＢ型半導体レーザとな
り、その発振特性は、通常のＤＦ’Ｂ型半導体レーザと
比較しても温かに優れていて、しかも、従来技術に依る
よりも、製造上の各種制御が著しく簡単であって、特性
良好なものを容易に作成することが可能であり、そして
、横モードも良好に制御されたものとなる。
そこに作り込まれたＤＦＢ型半導体レーザは、共振器内
に於いて共振器長方向に伝播定数或いは結合定数が変化
している、所謂、位相シフトＤＦＢ型半導体レーザとな
り、その発振特性は、通常のＤＦ’Ｂ型半導体レーザと
比較しても温かに優れていて、しかも、従来技術に依る
よりも、製造上の各種制御が著しく簡単であって、特性
良好なものを容易に作成することが可能であり、そして
、横モードも良好に制御されたものとなる。
第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明一実施例を製造する場
合を説明する為の工程要所に於ける半導体レーザの要部
切断側面図、第２図は他の実施例の要部切断側面図、第
３図は更に他の実施例の要部切断側面図をそれぞれ表し
ている。 図に於いて、ｌはｐ型ＧａＡｓ基板、ｌＡはクラッド層
、２はＭＱＷ層、３は二酸化シリコン膜、４はコルゲー
ション、５は光ガイド層、６は活性層、７はクランド兼
キャップ層をそれぞれ示している。 （Ａ） 第１図 （Ｂ） Ｌｌ！！１１１１１１１１１１１１１１１１１１！第１
図 （Ｃ） 第１図 他の実施例の要部切断側面図 第２図
合を説明する為の工程要所に於ける半導体レーザの要部
切断側面図、第２図は他の実施例の要部切断側面図、第
３図は更に他の実施例の要部切断側面図をそれぞれ表し
ている。 図に於いて、ｌはｐ型ＧａＡｓ基板、ｌＡはクラッド層
、２はＭＱＷ層、３は二酸化シリコン膜、４はコルゲー
ション、５は光ガイド層、６は活性層、７はクランド兼
キャップ層をそれぞれ示している。 （Ａ） 第１図 （Ｂ） Ｌｌ！！１１１１１１１１１１１１１１１１１１！第１
図 （Ｃ） 第１図 他の実施例の要部切断側面図 第２図
Claims (1)
- 選択的に不純物を導入することに依り混晶化した部分が
設けられた多重量子井戸層を有する基板を備えてなる分
布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204373A JPS6265490A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204373A JPS6265490A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265490A true JPS6265490A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16489441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60204373A Pending JPS6265490A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265490A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0685402A (ja) * | 1991-12-12 | 1994-03-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 分布帰還レーザ含有製品 |
| JP2010232409A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ、その製造方法、及び光送信器 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60204373A patent/JPS6265490A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0685402A (ja) * | 1991-12-12 | 1994-03-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 分布帰還レーザ含有製品 |
| JP2010232409A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ、その製造方法、及び光送信器 |
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