JPS6376391A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
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- JPS6376391A JPS6376391A JP61220415A JP22041586A JPS6376391A JP S6376391 A JPS6376391 A JP S6376391A JP 61220415 A JP61220415 A JP 61220415A JP 22041586 A JP22041586 A JP 22041586A JP S6376391 A JPS6376391 A JP S6376391A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
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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】
〔概要〕
この発明は、分布帰還形半導体レーザにおいて、回折格
子上の電極の一端を延長した方向に相互に分離された複
数の小電極を配設し、該延長方向の該小電極をこえた位
置に光を出射する端面より反射率が高い共振器の端面を
形成し、該電極に近い所要の個数の該小電極を該電極に
接続して該共振器内の電流分布を選択し、発振モードを
制御することにより、 単一波長発振で、高効率、大出力を良好な製造歩留まり
で実現するものである。
子上の電極の一端を延長した方向に相互に分離された複
数の小電極を配設し、該延長方向の該小電極をこえた位
置に光を出射する端面より反射率が高い共振器の端面を
形成し、該電極に近い所要の個数の該小電極を該電極に
接続して該共振器内の電流分布を選択し、発振モードを
制御することにより、 単一波長発振で、高効率、大出力を良好な製造歩留まり
で実現するものである。
本発明は半導体発光装置の製造方法、特に分布帰還形半
導体レーザにおいて、高効率、大出力の単一波長発振を
良好な製造歩留まりで実現する製造方法の改善に関する
。
導体レーザにおいて、高効率、大出力の単一波長発振を
良好な製造歩留まりで実現する製造方法の改善に関する
。
光を情報信号の媒体とする光通信システム等の高度化を
推進するために、単一波長発振に適する分布帰還形（Ｄ
ＦＢ） レーザについて、発振モード、効率などの特性
の向上、出力の増大、更に経済性の改善が強く要望され
ている。
推進するために、単一波長発振に適する分布帰還形（Ｄ
ＦＢ） レーザについて、発振モード、効率などの特性
の向上、出力の増大、更に経済性の改善が強く要望され
ている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕分布帰
還形（ＤＦＢ） レーザは、その共振器の光風波方向に
周期的構造をもつ回折格子を備え、この回折格子によっ
て定まる波長の光が選択的に帰還されるために、縦モー
ドの制御に最も適している。
還形（ＤＦＢ） レーザは、その共振器の光風波方向に
周期的構造をもつ回折格子を備え、この回折格子によっ
て定まる波長の光が選択的に帰還されるために、縦モー
ドの制御に最も適している。
この叶Ｂレーザでもチップの切断に１よ一最に臂開法が
行われ、光出力を取り出す前方端面については反射防止
コーティングなどの処理を行ってファプリー・ペローモ
ードを抑圧するが、後方端面ば少なくとも臂開面そのも
のとし、出来得れば高反射率コーティングを施して光を
反射させ、共振器内の光密度を高め、効率を向上し、出
力を増大することが望ましい。
行われ、光出力を取り出す前方端面については反射防止
コーティングなどの処理を行ってファプリー・ペローモ
ードを抑圧するが、後方端面ば少なくとも臂開面そのも
のとし、出来得れば高反射率コーティングを施して光を
反射させ、共振器内の光密度を高め、効率を向上し、出
力を増大することが望ましい。
しかしながら従来試みられた後方端面で光を反射させる
構造のＤＦＢレーザは、単一波長となる歩留りが低く、
闇値電流、効率などのばらつきが極めて大きくて実用化
が困難であり、前後両端面に反射防止コーティングを施
して効率及び出力が低下することを余儀なくされている
。
構造のＤＦＢレーザは、単一波長となる歩留りが低く、
闇値電流、効率などのばらつきが極めて大きくて実用化
が困難であり、前後両端面に反射防止コーティングを施
して効率及び出力が低下することを余儀なくされている
。
従来の後方端面で光を反射させる構造のＤＦＢレーザの
この問題は、回折格子の位相に対する臂開面の位置が制
御されないことに起因している。
この問題は、回折格子の位相に対する臂開面の位置が制
御されないことに起因している。
すなわち単一波長発振を安定に得るには、闇値利得が最
小の“主”モードとその次の”副”モードとの間の闇値
利得差が確保されねばならないが、第３図に示す如く、
反射端面における回折格子の位相θ（横軸）によって各
モードの闇値利得（縦軸）が変化し、矢印で例示する主
副２モ一ド間の闇値利得差はθ＝π／２のときに最大で
、θ＝３π／２のときには０（零）となる。
小の“主”モードとその次の”副”モードとの間の闇値
利得差が確保されねばならないが、第３図に示す如く、
反射端面における回折格子の位相θ（横軸）によって各
モードの闇値利得（縦軸）が変化し、矢印で例示する主
副２モ一ド間の闇値利得差はθ＝π／２のときに最大で
、θ＝３π／２のときには０（零）となる。
従って臂開面における回折格子の位相θがπ／２の近傍
であれば、端面反射の効果が有効に加わって、単一波長
で閾値電流が低く、効率、出力が大きいレーザが得られ
るが、３π／２の近傍であれば端面反射は逆効果となり
単一波長発振が得られない。
であれば、端面反射の効果が有効に加わって、単一波長
で閾値電流が低く、効率、出力が大きいレーザが得られ
るが、３π／２の近傍であれば端面反射は逆効果となり
単一波長発振が得られない。
この様な現状から、ＤＦＢレーザについて、後方端面の
反射による帰還を効果的に利用して単一波長発振で高効
率、大出力のレーザを、高い歩留まりで実現する製造方
法が強く要望されている。
反射による帰還を効果的に利用して単一波長発振で高効
率、大出力のレーザを、高い歩留まりで実現する製造方
法が強く要望されている。
前記問題点は、回折格子上の電極の一端を延長した方向
に、相互に分離された複数の小電極を配設し・ 該延長方向の該小電極をこえた位置に、光を出射する端
面より反射率が高い共振器の端面を形成し、 該電極に近い所要の個数の該小電極を該電極に接続して
該共振器内の電流分布を選択することにより、発振モー
ドを制御する本発明による半導体発光装置の製造方法に
より解決される。
に、相互に分離された複数の小電極を配設し・ 該延長方向の該小電極をこえた位置に、光を出射する端
面より反射率が高い共振器の端面を形成し、 該電極に近い所要の個数の該小電極を該電極に接続して
該共振器内の電流分布を選択することにより、発振モー
ドを制御する本発明による半導体発光装置の製造方法に
より解決される。
本発明によれば、第１図（ａｌに示す模式図の如く、回
折格子２上で主たる電極８の延長方向に相互に分離され
た複数の小電極８ａｓ ８ｂｓ ８Ｃ％ ・・・、８
ｎを配設し、更にその延長方向に共振器の後方端面を形
成する。なお通常はこの端面の反射率を高める処理１０
を施す。
折格子２上で主たる電極８の延長方向に相互に分離され
た複数の小電極８ａｓ ８ｂｓ ８Ｃ％ ・・・、８
ｎを配設し、更にその延長方向に共振器の後方端面を形
成する。なお通常はこの端面の反射率を高める処理１０
を施す。
前記主たる電極８及びその対向電極７からこの半完成レ
ーザ素子に電流を注入し、共振器の前方端面から出射さ
れる光のスペクトルをモニターしながら、主たる電極８
に小電極の最も近い８ａ１個、８ａと８ｂの２個、８ａ
〜８ｃの３個、・・・を順次短絡して電流注入範囲を選
択し、主モードと副モードとの間のスペクトル強度差が
最大となる状態に固定する。（第１図（Ｃ）） すなわち、共振器が回折格子と端面反射とで構成される
場合の位相の最適条件は、回折格子のブラッグ反射条件
に合致し、かつ反射端面が定在波の山に合致することで
あり、反射端面が定在波の山からずれれば、主モードと
副モードとの間の闇値利得差が小さくなるが、本発明で
は、回折格子の電流を注入する領域と高反射率端面との
間に電流を注入しない領域を介在させ、両領域間の屈折
率差Δｎ（第１図（ｂ））に比例する伝播定数差Δβと
電流を注入しない領域の長さｌとの積Δβｌにより、回
折格子による帰還を支配する電流注入領域と反射端面と
の間の光学的な距離を制御して、最適に近い位相関係を
実現する。
ーザ素子に電流を注入し、共振器の前方端面から出射さ
れる光のスペクトルをモニターしながら、主たる電極８
に小電極の最も近い８ａ１個、８ａと８ｂの２個、８ａ
〜８ｃの３個、・・・を順次短絡して電流注入範囲を選
択し、主モードと副モードとの間のスペクトル強度差が
最大となる状態に固定する。（第１図（Ｃ）） すなわち、共振器が回折格子と端面反射とで構成される
場合の位相の最適条件は、回折格子のブラッグ反射条件
に合致し、かつ反射端面が定在波の山に合致することで
あり、反射端面が定在波の山からずれれば、主モードと
副モードとの間の闇値利得差が小さくなるが、本発明で
は、回折格子の電流を注入する領域と高反射率端面との
間に電流を注入しない領域を介在させ、両領域間の屈折
率差Δｎ（第１図（ｂ））に比例する伝播定数差Δβと
電流を注入しない領域の長さｌとの積Δβｌにより、回
折格子による帰還を支配する電流注入領域と反射端面と
の間の光学的な距離を制御して、最適に近い位相関係を
実現する。
この様に主モードと副モードとの間の利得差を選択的に
制御することが可能であるために、単一波長発振が高い
歩留まりで実現され、後方端面の反射率を高めて高効率
、大出力を得ることが可能となる。
制御することが可能であるために、単一波長発振が高い
歩留まりで実現され、後方端面の反射率を高めて高効率
、大出力を得ることが可能となる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第２図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の実施例を示す工程順
模式側断面図である。
模式側断面図である。
第２図（ａｌ参照： ｎ型インジウム燐（ＩｎＰ）基
板１の上面に、２光束干渉露光方法を適用して回折格子
パターン２を形成する。本実施のこのパターン２は波長
１．３μｍに対する１次の回折格子とし、そのピンチΔ
を約０．２−とじている。
板１の上面に、２光束干渉露光方法を適用して回折格子
パターン２を形成する。本実施のこのパターン２は波長
１．３μｍに対する１次の回折格子とし、そのピンチΔ
を約０．２−とじている。
この半導体基板１上に、例えばルミネセンスピーク波長
１．１７μｍ１厚さ０．１５７１１１１程度のｎ型イン
ジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）ガイド層３、
ルミネセンスピーク波長１．２８μｍ、厚さ０．１５−
程度のＩｎＧａＡｓＰ活性層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層
５、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６を順次エピ
タキシャル成長する。
１．１７μｍ１厚さ０．１５７１１１１程度のｎ型イン
ジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）ガイド層３、
ルミネセンスピーク波長１．２８μｍ、厚さ０．１５−
程度のＩｎＧａＡｓＰ活性層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層
５、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６を順次エピ
タキシャル成長する。
本断面図には表示されないが、この半導体基体をエソヂ
ングして回折格子パターン２までをストライプ状に成形
し、これを埋め込むｐ型１ｎＰ ｑ、ｎ型１ｎｒ’ Ｎ
をエピタキシャル成長する。
ングして回折格子パターン２までをストライプ状に成形
し、これを埋め込むｐ型１ｎＰ ｑ、ｎ型１ｎｒ’ Ｎ
をエピタキシャル成長する。
第２図（ｂｌ参照： 基板１の裏面にｎ側電極７を従来
技術によって設けた後に、半導体基体の上面に本発明に
よるｐ側電極として、８．８ａ、８ｂ、８Ｃ１・・・、
８ｎを設ける。本実施例では例えば主たる電極８は長さ
２７０ＪＩＴｎとし、小電極８ａ、 ８ｂ、８ｃ％
’・・、８ｎは１０個を、それぞれ長さ５μｍ、８−８
ａ間及び相互間の間隙２μとして設けている。
技術によって設けた後に、半導体基体の上面に本発明に
よるｐ側電極として、８．８ａ、８ｂ、８Ｃ１・・・、
８ｎを設ける。本実施例では例えば主たる電極８は長さ
２７０ＪＩＴｎとし、小電極８ａ、 ８ｂ、８ｃ％
’・・、８ｎは１０個を、それぞれ長さ５μｍ、８−８
ａ間及び相互間の間隙２μとして設けている。
次いでこの半導体基体を主たる電極８及び末端の小電極
８ｎの外側の近接した位置で襞間してアレイ状に分割す
る。
８ｎの外側の近接した位置で襞間してアレイ状に分割す
る。
この主たる電極８側の襞間面に例えば窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）等の反射防止コーティング９を施し、小電極８ｎ
側の襞間面に例えば５ｉ（ｈ／ＳｉＮ誘電体多層膜等の
高反射率コーティング１０を施す。
ｉＮ）等の反射防止コーティング９を施し、小電極８ｎ
側の襞間面に例えば５ｉ（ｈ／ＳｉＮ誘電体多層膜等の
高反射率コーティング１０を施す。
第２図（Ｃ）参照： 前記アレイ状の半完成レーザ素子
の反射防止コーティング９を施した襞間面側をスペクト
ル分光器１１に結合し、主たる電極８とｎ側電極７との
間に所定の電圧を印加して、主たる電極８のみ、主たる
電極８に小電極８ａを短絡したとき、主たる電極８に小
電極８ａと８ｂとを短絡したとき、・・・のスペクトル
を順次モニターし、第１図（Ｃ）に示した如く目的とす
る主モードのスペクトル強度が大きく、これに比較して
副モードの強度が最も小さい短絡数を選択して、この短
絡状態に固定する。
の反射防止コーティング９を施した襞間面側をスペクト
ル分光器１１に結合し、主たる電極８とｎ側電極７との
間に所定の電圧を印加して、主たる電極８のみ、主たる
電極８に小電極８ａを短絡したとき、主たる電極８に小
電極８ａと８ｂとを短絡したとき、・・・のスペクトル
を順次モニターし、第１図（Ｃ）に示した如く目的とす
る主モードのスペクトル強度が大きく、これに比較して
副モードの強度が最も小さい短絡数を選択して、この短
絡状態に固定する。
本実施例では上述の製造方法で、安定な単一波長発振が
良好な歩留まりで得られ、かつ後方端面が高反射率であ
るために、闇値電流の低減、効率、出力の増大が達成さ
れている。
良好な歩留まりで得られ、かつ後方端面が高反射率であ
るために、闇値電流の低減、効率、出力の増大が達成さ
れている。
以上説明した如く本発明によれば、ＤＦＢレーザのばら
つきが大幅に圧縮されて安定な単一波長発振が良好な歩
留まりで得られ、かつ闇値電流の低減、効率、出力の増
大が達成されて、光通信システム等に大きい効果を与え
る。
つきが大幅に圧縮されて安定な単一波長発振が良好な歩
留まりで得られ、かつ闇値電流の低減、効率、出力の増
大が達成されて、光通信システム等に大きい効果を与え
る。
第１図は本発明の説明図、
第２図は実施例の工程順模式側断面図、第３図は反射端
面における回折格子の位相と闇値利得との相関を示す図
である。 図において、 １はｎ型ＩｎＰ基板、 ２は回折格子パターン、 ３はｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層、 ４はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ５はｐ型１ｎＰクラッド層、 ６はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、７はｎ側電極、 ８はｐ側の主たる電極、 ８ａ、８ｂ、８ｃ、・・・、８ｎは本発明による小電極
、９は反射防止コーティング、 １０は高反射率コーティング、 １１はスペクトル分光器を示す。 （シ） （り 未発ｅｆ４／′）説明ｍ 昂 ｊ 図 第 ２ 図 々府立部面にあけろ同前応遁窄位相と 聞毎１才・１件とのオＢ関 第 ３ 図
面における回折格子の位相と闇値利得との相関を示す図
である。 図において、 １はｎ型ＩｎＰ基板、 ２は回折格子パターン、 ３はｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層、 ４はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ５はｐ型１ｎＰクラッド層、 ６はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、７はｎ側電極、 ８はｐ側の主たる電極、 ８ａ、８ｂ、８ｃ、・・・、８ｎは本発明による小電極
、９は反射防止コーティング、 １０は高反射率コーティング、 １１はスペクトル分光器を示す。 （シ） （り 未発ｅｆ４／′）説明ｍ 昂 ｊ 図 第 ２ 図 々府立部面にあけろ同前応遁窄位相と 聞毎１才・１件とのオＢ関 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 回折格子上の電極の一端を延長した方向に、相互に分離
された複数の小電極を配設し、 該延長方向の該小電極をこえた位置に、光を出射する端
面より反射率が高い共振器の端面を形成し、 該電極に近い所要の個数の該小電極を該電極に接続して
該共振器内の電流分布を選択することにより、発振モー
ドを制御することを特徴とする半導体発光装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220415A JPS6376391A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220415A JPS6376391A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376391A true JPS6376391A (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=16750753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61220415A Pending JPS6376391A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0556607A2 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-25 | Eastman Kodak Company | Distributed feedback laser diodes with selectively placed lossy sections |
| US7324725B2 (en) * | 2003-05-20 | 2008-01-29 | National Taiwan Normal University | Tunable optical add-drop multiplexer based on SOI wafer and manufacturing method thereof |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61220415A patent/JPS6376391A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0556607A2 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-25 | Eastman Kodak Company | Distributed feedback laser diodes with selectively placed lossy sections |
| US7324725B2 (en) * | 2003-05-20 | 2008-01-29 | National Taiwan Normal University | Tunable optical add-drop multiplexer based on SOI wafer and manufacturing method thereof |
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