JPS628588A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS628588A JPS628588A JP14786885A JP14786885A JPS628588A JP S628588 A JPS628588 A JP S628588A JP 14786885 A JP14786885 A JP 14786885A JP 14786885 A JP14786885 A JP 14786885A JP S628588 A JPS628588 A JP S628588A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- inp
- active layer
- mesa
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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）
本発明は址め込みヘテロ構造の半導体レーザに関する。
（従来技術とその問題点）
分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）、あるいは分
布ブラッグ反射型半導体レーザ（ＤＢ几−ＬＤ）等の回
折格子を内蔵した単一モードＬ Ｄは、高速変調時にも
安定に単一軸モード発振を示し、長距離・大容量の光フ
アイバ通信用光源として期待されている。実際に、１．
５μｍ波長帯のＤＦＢ−ＬＤを用いた光７アイパ伝送実
験が各所で行なわれ、４Ｇ ｂ／ ｓという超高速変調
をさせて、１００ Ｋｍ以上の伝送が実現されている。
布ブラッグ反射型半導体レーザ（ＤＢ几−ＬＤ）等の回
折格子を内蔵した単一モードＬ Ｄは、高速変調時にも
安定に単一軸モード発振を示し、長距離・大容量の光フ
アイバ通信用光源として期待されている。実際に、１．
５μｍ波長帯のＤＦＢ−ＬＤを用いた光７アイパ伝送実
験が各所で行なわれ、４Ｇ ｂ／ ｓという超高速変調
をさせて、１００ Ｋｍ以上の伝送が実現されている。
光フアイバ通信の犬ｄ量化は今後ますますその重要性を
増しつつあり、１０Ｇｂ／ｓ以上の超高速な変調が可能
な光源の開発が望まれている。
増しつつあり、１０Ｇｂ／ｓ以上の超高速な変調が可能
な光源の開発が望まれている。
この半導体レーザの高速直接変調動作の実現のため、こ
れまで半絶縁性基板上に形成した素子が種々開発されて
きた。その−例として、コレン（Ｕ 、 Ｋｏｒｅｎ
）氏らは、第２図に示すような溝成の半導体レーザを開
発している（雑誌［エレクトロニクス・レター（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ 、Ｌｅ ｔｔ０月、２０，１９８４゜１７
７頁参照）。この半導体レーザは、半絶縁性ＩｎＰ基板
１にメサ６．７を形成した後、図のようにｐ”−ＩｎＰ
層２．ｐ−ＩｎＰ層３．活性層４．ｎ−ＩｎＰクラッド
層５を順次積層し、ｐｍ電極の形成のためにメサ７の底
をつきぬけるようにＺｎを拡散してＺｎ拡散領域８を形
成し、ｐ型電極１１．ｎ型電極９を形成して素子を作製
したものである。
れまで半絶縁性基板上に形成した素子が種々開発されて
きた。その−例として、コレン（Ｕ 、 Ｋｏｒｅｎ
）氏らは、第２図に示すような溝成の半導体レーザを開
発している（雑誌［エレクトロニクス・レター（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ 、Ｌｅ ｔｔ０月、２０，１９８４゜１７
７頁参照）。この半導体レーザは、半絶縁性ＩｎＰ基板
１にメサ６．７を形成した後、図のようにｐ”−ＩｎＰ
層２．ｐ−ＩｎＰ層３．活性層４．ｎ−ＩｎＰクラッド
層５を順次積層し、ｐｍ電極の形成のためにメサ７の底
をつきぬけるようにＺｎを拡散してＺｎ拡散領域８を形
成し、ｐ型電極１１．ｎ型電極９を形成して素子を作製
したものである。
この構成では、注入電流が活性層４に効果的に注入され
、高速変調時にも高周波電流がもれ出る領域が小さく、
素子の容量を十分に小さくできており、高速変調動作に
有利で、コレン氏らは５ＧＨｚ以上の優れた周波数応答
特性を得ている。このようなレーザ構造は活性層４の周
囲を半絶縁層が覆っているので、高周波動作特性が優れ
ているが、狭い溝の中に活性層を埋め込む形状でおるた
めに、回折格子を形成することが雌かしく、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ。
、高速変調時にも高周波電流がもれ出る領域が小さく、
素子の容量を十分に小さくできており、高速変調動作に
有利で、コレン氏らは５ＧＨｚ以上の優れた周波数応答
特性を得ている。このようなレーザ構造は活性層４の周
囲を半絶縁層が覆っているので、高周波動作特性が優れ
ているが、狭い溝の中に活性層を埋め込む形状でおるた
めに、回折格子を形成することが雌かしく、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ。
ＤＢＲ−ＬＤ等へ発展させることができない。
そこで比較的平坦な面に活性層を成長させるようなメサ
構造の埋め込み型半導体レーザ（ＢＨ−ＬＤ）の場合を
考えてみる。第３図はその一例であり、半絶縁性１ｎＰ
基板１上にｎ−ＩｎＰ層５．活性層４．ｐ−ＩｎＰ層３
を順次積層したＤＨクエ７アをメサエッチングして、メ
サストライプ１３を形成する。高抵抗ｌｎＰ層１２をメ
サストライプ１３の上部以外に成長しｎ型電極Ｑ ｒ
ｐ型電極１１を図に示すように形成することによシ所望
の素子を得る。このような構成にすると、そのままＤ
Ｂ’ Ｂ−ＬＤ−？ＤＢ几−ＬＤへ発展させることがで
きるか、例えばＦｅドーグによって得られる高抵抗Ｉｎ
Ｐ層１２は高々１０３Ω・αの抵抗率でるり、高速変調
時には高周波電流が活性層４以誉の部分を流れ込むこと
を十分抑制することが難がしい。
構造の埋め込み型半導体レーザ（ＢＨ−ＬＤ）の場合を
考えてみる。第３図はその一例であり、半絶縁性１ｎＰ
基板１上にｎ−ＩｎＰ層５．活性層４．ｐ−ＩｎＰ層３
を順次積層したＤＨクエ７アをメサエッチングして、メ
サストライプ１３を形成する。高抵抗ｌｎＰ層１２をメ
サストライプ１３の上部以外に成長しｎ型電極Ｑ ｒ
ｐ型電極１１を図に示すように形成することによシ所望
の素子を得る。このような構成にすると、そのままＤ
Ｂ’ Ｂ−ＬＤ−？ＤＢ几−ＬＤへ発展させることがで
きるか、例えばＦｅドーグによって得られる高抵抗Ｉｎ
Ｐ層１２は高々１０３Ω・αの抵抗率でるり、高速変調
時には高周波電流が活性層４以誉の部分を流れ込むこと
を十分抑制することが難がしい。
（発明の目的）
本発明の目的は、このような問題点を解決し、高周波応
答特性の優れたＤＦＢあるいは１）ＢＲ−ＬＤからなる
半導体レーザを提供することにある。
答特性の優れたＤＦＢあるいは１）ＢＲ−ＬＤからなる
半導体レーザを提供することにある。
（発明の構成）
本発明の構成は、半絶縁性の基板上に少なくとも活性層
を有する積層構造を形成し、この積層構造にメサストラ
イプを形成してなる埋め込みヘテロ購造の半導体レーザ
において、前記メサストライプが左右非対称な高さにな
るように形成され、かつ前記メサストライプ中の前記活
性層の両側には互に異った導電型のクラッド層が形成さ
れていることを特徴とする。
を有する積層構造を形成し、この積層構造にメサストラ
イプを形成してなる埋め込みヘテロ購造の半導体レーザ
において、前記メサストライプが左右非対称な高さにな
るように形成され、かつ前記メサストライプ中の前記活
性層の両側には互に異った導電型のクラッド層が形成さ
れていることを特徴とする。
（発明の作用・原理）
本発明のＤＦＢ−ＬＤやＤＢＲ−ＬＤを実現するには、
回折格子を均一性よく形成することがまず不可欠といえ
る。そこであらかじめ比較的平坦な面上に活性層を成長
してそれにメサストライプを形成することによって埋め
込み構造とする構成を採用した。このような購造にして
、さらに素子の容量を低減させ、高周波応答特性を良く
するには、例えば第３図の構成においてメサストライプ
１３が半絶縁基板ｌにまで達するようにし、活性層４に
対して横方向に電流を流してやることが有効である。
回折格子を均一性よく形成することがまず不可欠といえ
る。そこであらかじめ比較的平坦な面上に活性層を成長
してそれにメサストライプを形成することによって埋め
込み構造とする構成を採用した。このような購造にして
、さらに素子の容量を低減させ、高周波応答特性を良く
するには、例えば第３図の構成においてメサストライプ
１３が半絶縁基板ｌにまで達するようにし、活性層４に
対して横方向に電流を流してやることが有効である。
（実施例）
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例であるＤＦＢ−ＬＤの断面構
造図を示す。このような素子を得るには、まず半絶縁性
ＩｎＰ基板１上に１周期２４００Ａ、深さ５００Ａの回
折格子１４を形成し、その上に発光波長１３ μｍ相当
のノンドープＩ ｎｏ、ｎ Ｇ ａｏｓｓ Ａ Ｓ ａ
ｓｘＰＬＭガイド層１５ｔ−厚さ０．１μｍ、発光波長
Ｌ５５＃ｍ相当のノンドープＩｎ。Ｊ９ＡＪＯＪＯＰ（
ＩＪ。活性層４を厚さ０．１μｍ、ノンドープＩｎＰク
ラッド層１６を厚さ２μｍ順次積層する。このＩｎＰク
ラッド層１６はＦｅをドープして高抵抗層としてもよい
。その後、図に示すように、左右の高さが非対称なメサ
ストライプ１３を化学エツチングによって形成する。
造図を示す。このような素子を得るには、まず半絶縁性
ＩｎＰ基板１上に１周期２４００Ａ、深さ５００Ａの回
折格子１４を形成し、その上に発光波長１３ μｍ相当
のノンドープＩ ｎｏ、ｎ Ｇ ａｏｓｓ Ａ Ｓ ａ
ｓｘＰＬＭガイド層１５ｔ−厚さ０．１μｍ、発光波長
Ｌ５５＃ｍ相当のノンドープＩｎ。Ｊ９ＡＪＯＪＯＰ（
ＩＪ。活性層４を厚さ０．１μｍ、ノンドープＩｎＰク
ラッド層１６を厚さ２μｍ順次積層する。このＩｎＰク
ラッド層１６はＦｅをドープして高抵抗層としてもよい
。その後、図に示すように、左右の高さが非対称なメサ
ストライプ１３を化学エツチングによって形成する。
この例では、メサストライプ１３の右側はガイド層１５
ｔでエツチングし、その左側は半絶縁性基板ｌの表面か
らさらに０．５μｍの閑さまでエツチングした。実際に
は、初めに選択エツチングを行なって左右ともガイド層
１５までエツチングし、その後で左側のみをざらに０．
５μｍ程度エツチングすることによって、左右非対称な
深さのメサストライプ１３を形成した。ここで活性層４
の幅はＬ５μｍと、した。
ｔでエツチングし、その左側は半絶縁性基板ｌの表面か
らさらに０．５μｍの閑さまでエツチングした。実際に
は、初めに選択エツチングを行なって左右ともガイド層
１５までエツチングし、その後で左側のみをざらに０．
５μｍ程度エツチングすることによって、左右非対称な
深さのメサストライプ１３を形成した。ここで活性層４
の幅はＬ５μｍと、した。
次に、ｎ−ＩｎＰｊｊｌめ込み層１７．ｐ−ＩｎＰ埋め
込み層１８を平坦部でそれぞれ０．４μｍ、２μｍ程度
の厚さに積層した。この成長時の温度条件、メルト過飽
和度等を最適化することによって、図に示すように活性
層４の左側にはｐ−ＩｎＰ埋め込み層１８、右側にはｎ
−ＩｎＰｇめ込み層１７が形成されるようＫできる。実
際には成長温度６２０℃、メルト過飽和度を５℃と設定
することにより、図のような構造の素子を再現性よく得
ることができた。
込み層１８を平坦部でそれぞれ０．４μｍ、２μｍ程度
の厚さに積層した。この成長時の温度条件、メルト過飽
和度等を最適化することによって、図に示すように活性
層４の左側にはｐ−ＩｎＰ埋め込み層１８、右側にはｎ
−ＩｎＰｇめ込み層１７が形成されるようＫできる。実
際には成長温度６２０℃、メルト過飽和度を５℃と設定
することにより、図のような構造の素子を再現性よく得
ることができた。
その後、左側のｐ−ＩｎＰ埋め込み層１８表面に、ｐ型
を極１１．右側にｎ−ＩｎＰ埋め込み層１７表面までエ
ツチングし、その表面にｎ型電極９を形成し、個々のレ
ーザペレットに切り出すことにより所望のＤＦＢ−ＢＨ
ＬＤを得た。
を極１１．右側にｎ−ＩｎＰ埋め込み層１７表面までエ
ツチングし、その表面にｎ型電極９を形成し、個々のレ
ーザペレットに切り出すことにより所望のＤＦＢ−ＢＨ
ＬＤを得た。
以上のようにして作製したＤＦＢ−ＬＤにおいて、素子
長１８０μｍとした素子からは、室温ＣＷ動作時の発振
しきい値電流２０ｍＡ、微分量子効率２５チ。
長１８０μｍとした素子からは、室温ＣＷ動作時の発振
しきい値電流２０ｍＡ、微分量子効率２５チ。
最大４０ｍＷまで最高１１０℃以上まで安定に単一軸モ
ード発掘する素子が再現性よく得られた。ｌた、室温に
おいて高周波応答特性を評価したところ、発振しきい値
の１．５倍にバイアスする動作条件で３ｄＢ低下のカッ
トオフ周波数が４．５ＧＨｚとなシ、第３図に示した従
来−造のものと比べて２〜３倍の改善が認められた。ま
た、４Ｇｂ／ｓのランダムパルスＮＲＺ変調時にも安定
に単一軸モード発振を示した。
ード発掘する素子が再現性よく得られた。ｌた、室温に
おいて高周波応答特性を評価したところ、発振しきい値
の１．５倍にバイアスする動作条件で３ｄＢ低下のカッ
トオフ周波数が４．５ＧＨｚとなシ、第３図に示した従
来−造のものと比べて２〜３倍の改善が認められた。ま
た、４Ｇｂ／ｓのランダムパルスＮＲＺ変調時にも安定
に単一軸モード発振を示した。
なお、本実施例においては、ＩｎＰを基板、ＩｎＧａＡ
ｓＰを活性層とする波長１μｍ帯の素子を示したが、用
いる半導体材料はもちろんこれに限るものではなく、Ｇ
ａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡＪＡｓ
系等他の半導体材料を用いてもかまわない。また、ＤＦ
Ｂ−ＬＤのみならず、ＤＢＲ−ＬＤやファプリペター型
のＬＤとして用いることを出来る。
ｓＰを活性層とする波長１μｍ帯の素子を示したが、用
いる半導体材料はもちろんこれに限るものではなく、Ｇ
ａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡＪＡｓ
系等他の半導体材料を用いてもかまわない。また、ＤＦ
Ｂ−ＬＤのみならず、ＤＢＲ−ＬＤやファプリペター型
のＬＤとして用いることを出来る。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は、半絶縁性基板上に形成
するＢＨ−ＬＤにおいて活性層に対して水平方向に電流
注入を行う構成とし、特に、メサストライプの深さを左
右非対称とす名ことによシ、埋め込み成長の工程で自動
的に活性層の左右にｐ。
するＢＨ−ＬＤにおいて活性層に対して水平方向に電流
注入を行う構成とし、特に、メサストライプの深さを左
右非対称とす名ことによシ、埋め込み成長の工程で自動
的に活性層の左右にｐ。
ｎのクラッド層が形成でき、これによって高周波特性が
大幅に向上したＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ、ＤＢＲ−ＢＨ−Ｌ
Ｄが得られた。
大幅に向上したＤＦＢ−ＢＨ−ＬＤ、ＤＢＲ−ＢＨ−Ｌ
Ｄが得られた。
第１図は本発明の一実施例であるＤＦＢ−ＬＤの断面図
、第２図、第３図は従来例のＢＨ−ＬＤの断面図である
。図中、１は半絶縁性ＩｎＰ基板、２はｐ”−ＩｎＰ層
、３はｐ−ＩｎＰ層、４は活性層、５はｎ−ＩｎＰ層、
６，７はメサ、８はＺｎ拡散領域、９はｎ型電極、１０
はＳｉＮ膜、１１はｐ型電極、１２は高抵抗ＩｎＰ層、
１３はメサストライプ、１４は層、１７はｎ−ＩｎＰ埋
め込み層、１８はｐ−ＩｎＰ埋め込み層である。 ぺ
、第２図、第３図は従来例のＢＨ−ＬＤの断面図である
。図中、１は半絶縁性ＩｎＰ基板、２はｐ”−ＩｎＰ層
、３はｐ−ＩｎＰ層、４は活性層、５はｎ−ＩｎＰ層、
６，７はメサ、８はＺｎ拡散領域、９はｎ型電極、１０
はＳｉＮ膜、１１はｐ型電極、１２は高抵抗ＩｎＰ層、
１３はメサストライプ、１４は層、１７はｎ−ＩｎＰ埋
め込み層、１８はｐ−ＩｎＰ埋め込み層である。 ぺ
Claims (1)
- 半絶縁性の基板上に少なくとも活性層を有する積層構造
を形成し、この積層構造にメサストライプを形成してな
る埋め込みヘテロ構造の半導体レーザにおいて、前記メ
サストライプが左右非対称な高さになるように形成され
、かつ前記メサストライプ中の前記活性層の両側には互
に異った導電型のクラッド層が形成されていることを特
徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14786885A JPS628588A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14786885A JPS628588A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628588A true JPS628588A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15440052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14786885A Pending JPS628588A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628588A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019456A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2006295016A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14786885A patent/JPS628588A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019456A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2006295016A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
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