JPS6316692A - 分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還形半導体レ−ザInfo
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Classifications
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
ｒ産業上の利用分野〕
本発明は回折格子を有する分布帰還形半導体レーザの構
造に関する。
造に関する。
分布帰還形半導体レーザは安定な単−縦モード発振する
ために、注入電流や動作温度が変っても発振波長が変動
しないという優れた特性を有しており大容量長距離光伝
送システムの光源として注目を集めている。
ために、注入電流や動作温度が変っても発振波長が変動
しないという優れた特性を有しており大容量長距離光伝
送システムの光源として注目を集めている。
従来の技術としては、第２図に示すような分布帰還形半
導体レーザが提案されている。この構造はＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ結晶からなり、Ｉ’ｎＰからなる基板結晶１
に凹凸の周期構造からなる回折格子９を形成し、この上
にＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２．１ｎＧａＡｓＰ活性
層３．ＩｎＰクラッド層４． ＩｎＧａＡｓＰキ’１１
”７プ層５が積層されている。したがって、凹凸の周期
条件で決る波長のみが増幅されて、レーザ発振となるた
めに、単一発振スペクトルになる。
導体レーザが提案されている。この構造はＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ結晶からなり、Ｉ’ｎＰからなる基板結晶１
に凹凸の周期構造からなる回折格子９を形成し、この上
にＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２．１ｎＧａＡｓＰ活性
層３．ＩｎＰクラッド層４． ＩｎＧａＡｓＰキ’１１
”７プ層５が積層されている。したがって、凹凸の周期
条件で決る波長のみが増幅されて、レーザ発振となるた
めに、単一発振スペクトルになる。
しかしながら、この構造の半導体レーザは、回折格子と
の結合効率を良くするために、ガイド層２と活性層３は
精度良く薄膜に形成しなければならない。この種の半導
体レーザは液相エピタキシャル法で製作されるのが一般
的である。従って、上述の二層を形成するためには成長
速度の遅い条件下で成長させるのが望ましい。しかし、
液相エピタキシャル法に於いては、成長速度が遅くなる
と基板結晶面上に均一に成長しなくなる欠点が有り、そ
の再現性から、ある程度の成長速度を大きくした条件下
で製作されている。そのため、この横這は他の半導体レ
ーザに比較して特性の均一なものを得る事が困難である
という欠点を有していた。
の結合効率を良くするために、ガイド層２と活性層３は
精度良く薄膜に形成しなければならない。この種の半導
体レーザは液相エピタキシャル法で製作されるのが一般
的である。従って、上述の二層を形成するためには成長
速度の遅い条件下で成長させるのが望ましい。しかし、
液相エピタキシャル法に於いては、成長速度が遅くなる
と基板結晶面上に均一に成長しなくなる欠点が有り、そ
の再現性から、ある程度の成長速度を大きくした条件下
で製作されている。そのため、この横這は他の半導体レ
ーザに比較して特性の均一なものを得る事が困難である
という欠点を有していた。
本発明の目的は、特性の均一なものを安定して製造でき
る分布帰還形半導体レーザを提供することにある。
る分布帰還形半導体レーザを提供することにある。
本発明の分布帰還形半導体レーザは、活性層結晶より禁
止帯幅が広く互いに伝導形の異なる二つの結晶層で活性
層結晶を挟み込むように接合してなる二重ヘテロ構造の
半導体接合レーザであって、基板結晶上にストライプ状
に延在する凸部領域を形成し、この凸部領域の表面に回
折格子を設け、これを成長用の基板とし、この上に前記
活性層結晶を含む半導体多層膜結晶が積層されているも
のである。
止帯幅が広く互いに伝導形の異なる二つの結晶層で活性
層結晶を挟み込むように接合してなる二重ヘテロ構造の
半導体接合レーザであって、基板結晶上にストライプ状
に延在する凸部領域を形成し、この凸部領域の表面に回
折格子を設け、これを成長用の基板とし、この上に前記
活性層結晶を含む半導体多層膜結晶が積層されているも
のである。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例の半
導体チップの斜視図及び断面図である。
導体チップの斜視図及び断面図である。
この実施例は、ＩｎＧａＡｓ［’からなる活性層結晶３
より禁止帯幅が広く互いに伝導形の異なる二つの結晶層
すなわちｎ−１ｎＧａＡｓＰからなる光ガイド層２及び
ｐ−１ｎＰからなるクラッド層４で活性層結晶３を挟み
込むように接合してなる二重ヘテロ構造の半導体接合レ
ーザであって、ストライプ状に延在する凸部領域８の表
面に回折格子を形成してなるｎ−１ｎＰからなる基板結
晶１上に活性層結晶３を含む半導体多層膜結晶が積層さ
れているものである。
より禁止帯幅が広く互いに伝導形の異なる二つの結晶層
すなわちｎ−１ｎＧａＡｓＰからなる光ガイド層２及び
ｐ−１ｎＰからなるクラッド層４で活性層結晶３を挟み
込むように接合してなる二重ヘテロ構造の半導体接合レ
ーザであって、ストライプ状に延在する凸部領域８の表
面に回折格子を形成してなるｎ−１ｎＰからなる基板結
晶１上に活性層結晶３を含む半導体多層膜結晶が積層さ
れているものである。
次に、この実施例の製造方法について説明する。
先ず、ｎ−１ｎＰからなる基板結晶１表面上にホトレジ
スト膜を約５００人塗布する。波長３２５０人のＨｅ−
Ｃｄレーザ含光源とする干渉回折露光装置を用いて１回
折格子状にホトレジスト膜を露光し、周期約２０１０人
の回折格子を形成する。次にこれをマスクとして基板結
晶１を化学エツチングして凹凸状の回折格子９を形成す
る。ホトレジスト膜を除去した後、再度この回折格子９
のある基板結晶１にホＩ・レジスト膜を塗布し、露光し
た後幅１０μｍの細長いホトレジスト膜を残し、これを
選択エツチングのマスクとして、ストライプ状の凸部領
域８を形成する。このメサ部の高さは約２μｍである。
スト膜を約５００人塗布する。波長３２５０人のＨｅ−
Ｃｄレーザ含光源とする干渉回折露光装置を用いて１回
折格子状にホトレジスト膜を露光し、周期約２０１０人
の回折格子を形成する。次にこれをマスクとして基板結
晶１を化学エツチングして凹凸状の回折格子９を形成す
る。ホトレジスト膜を除去した後、再度この回折格子９
のある基板結晶１にホＩ・レジスト膜を塗布し、露光し
た後幅１０μｍの細長いホトレジスト膜を残し、これを
選択エツチングのマスクとして、ストライプ状の凸部領
域８を形成する。このメサ部の高さは約２μｍである。
回折格子９の方向はストライプ状メサ部である凸部領域
８に対して直角とする。このｎ−１ｎＰ基板上に以下各
層が液相エピタキシャル成長によって連続して成長され
る。まず光ガイド層２としてｆｌ−■ｎ０−８８ＧａＯ
０１２ＡＳＯ−２６Ｐ０．７４層をメサ部で約１０００
人厚さになるように成長し、次いで活性層結晶３にあた
るＩｎＯ，７７ＧａＯ９２’３＾Ｓ０．５ＬＰＧ−４９
層、クラッド層４のＰ−１ｎＰ層、キャップ層５のＰ−
Ｉｎ、）、ｇ＠ＧａＯ，１２人Ｓ０．２６ＰＯ−７４層
が成長されて終了する。
８に対して直角とする。このｎ−１ｎＰ基板上に以下各
層が液相エピタキシャル成長によって連続して成長され
る。まず光ガイド層２としてｆｌ−■ｎ０−８８ＧａＯ
０１２ＡＳＯ−２６Ｐ０．７４層をメサ部で約１０００
人厚さになるように成長し、次いで活性層結晶３にあた
るＩｎＯ，７７ＧａＯ９２’３＾Ｓ０．５ＬＰＧ−４９
層、クラッド層４のＰ−１ｎＰ層、キャップ層５のＰ−
Ｉｎ、）、ｇ＠ＧａＯ，１２人Ｓ０．２６ＰＯ−７４層
が成長されて終了する。
典型的な各層厚はメサ部でそれぞれ光ガイド層２が０．
１μｍ、活性層３が０．１μｍ、クラ・ソド層４が１．
５μｍ、キャップ層５が３μｍである。最後にｎ側電極
７とｎ側電極６を各々形成して完了する。
１μｍ、活性層３が０．１μｍ、クラ・ソド層４が１．
５μｍ、キャップ層５が３μｍである。最後にｎ側電極
７とｎ側電極６を各々形成して完了する。
以上の実施例ではＩｎＧａＡｓＰ／１ｎＰを用いた場合
について説明したが、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系等の他
の半導体の場きにも本発明を適用しうる。
について説明したが、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系等の他
の半導体の場きにも本発明を適用しうる。
以上説明したように本発明は、基板の凸部領域に回折格
子、ガイド層、活性層、クラッド層が形成されているた
め、層厚の制御性は非常に良い。
子、ガイド層、活性層、クラッド層が形成されているた
め、層厚の制御性は非常に良い。
なぜならば、液相エピタキシャル成長に於いては凸部上
の成長速度は平坦領域に比較して、１１５〜１／１０以
下に抑制される。その理由は、凸部がある場合、その側
壁での成長速度が非常に速く、この周辺における溶質濃
度が急速に低下するため、凸部領域からの溶質の拡散が
増長され、結果的に、凸部領域の溶質濃度が小さくなり
成長速度が抑制されるためである。従って、従来と同じ
様な成長条件下で成長しても、基板の凸部領域のみが遅
い成長速度となるため、層厚の制御性が大幅に向上する
９ 光ガイド層及び活性層が１０００Å以下の薄膜で、均一
性良く、又、再現性らそこなうことなく成長できるため
、発振特性が一様にそろった分布帰還形半導体レーザが
高歩留りで得られるという効果がある。
の成長速度は平坦領域に比較して、１１５〜１／１０以
下に抑制される。その理由は、凸部がある場合、その側
壁での成長速度が非常に速く、この周辺における溶質濃
度が急速に低下するため、凸部領域からの溶質の拡散が
増長され、結果的に、凸部領域の溶質濃度が小さくなり
成長速度が抑制されるためである。従って、従来と同じ
様な成長条件下で成長しても、基板の凸部領域のみが遅
い成長速度となるため、層厚の制御性が大幅に向上する
９ 光ガイド層及び活性層が１０００Å以下の薄膜で、均一
性良く、又、再現性らそこなうことなく成長できるため
、発振特性が一様にそろった分布帰還形半導体レーザが
高歩留りで得られるという効果がある。
第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例の半
導体チップの斜視図及び断面図、第２図は従来例の半導
体チップの斜視図である。 １−＝ｎｉｎＰからなる基板結晶、２−・ｎ −１ｎＧ
ａＡｓ Ｐからなるガーイド層、３・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐからなる活性層、４・・・ｐ−１ｏＰからなるクラッ
ド層、５・・・ｐ−１ｎＧａＡｓＰからなるキャップ層
、６・・ｎ側電極、７・・・ｐ（！′Ｉ！Ｉ電第１ 霞
導体チップの斜視図及び断面図、第２図は従来例の半導
体チップの斜視図である。 １−＝ｎｉｎＰからなる基板結晶、２−・ｎ −１ｎＧ
ａＡｓ Ｐからなるガーイド層、３・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐからなる活性層、４・・・ｐ−１ｏＰからなるクラッ
ド層、５・・・ｐ−１ｎＧａＡｓＰからなるキャップ層
、６・・ｎ側電極、７・・・ｐ（！′Ｉ！Ｉ電第１ 霞
Claims (1)
- 活性層結晶より禁止帯幅が広く互いに伝導形の異なる二
つの結晶層で活性層結晶を挟み込むように接合してなる
二重ヘテロ構造の半導体接合レーザであって、ストライ
プ状に延在する凸部領域の表面に回折格子を形成してな
る基板結晶上に前記活性層結晶を含む半導体多層膜結晶
が積層されている事を特徴とする分布帰還形半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161132A JPH0746746B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 分布帰還形半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161132A JPH0746746B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 分布帰還形半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316692A true JPS6316692A (ja) | 1988-01-23 |
| JPH0746746B2 JPH0746746B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15729205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161132A Expired - Lifetime JPH0746746B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 分布帰還形半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746746B2 (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127895A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-30 | 日立建機株式会社 | ア−スドリルにおける制御装置 |
| JPS58137284A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布反射形半導体レ−ザ装置 |
| JPS5944884A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布帰還形半導体接合レ−ザ |
| JPS5992588A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-28 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| JPS59126693A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Fujikura Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザおよびその製造方法 |
| JPS59165478A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS59198786A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6046087A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-12 | Nec Corp | 分布ブラッグ反射型半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP61161132A patent/JPH0746746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127895A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-30 | 日立建機株式会社 | ア−スドリルにおける制御装置 |
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| JPS5944884A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布帰還形半導体接合レ−ザ |
| JPS5992588A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-28 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| JPS59126693A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Fujikura Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザおよびその製造方法 |
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| JPS59198786A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6046087A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-12 | Nec Corp | 分布ブラッグ反射型半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746746B2 (ja) | 1995-05-17 |
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