JPH0231488A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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- JPH0231488A JPH0231488A JP63182393A JP18239388A JPH0231488A JP H0231488 A JPH0231488 A JP H0231488A JP 63182393 A JP63182393 A JP 63182393A JP 18239388 A JP18239388 A JP 18239388A JP H0231488 A JPH0231488 A JP H0231488A
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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、動的単一縦モード(DSM:Dynami
c Single Mode)を有する半導体レーザ装
置及びその製造方法に関するものである。
c Single Mode)を有する半導体レーザ装
置及びその製造方法に関するものである。
第4図(a)はアプライド フィジックス レターズ(
Appl、Phys、Latt、 49 (18)、
3 Nov、 1986)に示された従来の単一モー
ドを有する半導体レーザを示す図、第4図中)はそのA
−A ’断面図である。
Appl、Phys、Latt、 49 (18)、
3 Nov、 1986)に示された従来の単一モー
ドを有する半導体レーザを示す図、第4図中)はそのA
−A ’断面図である。
図において、11はn−1nP基板、12はp−I n
GaAs Pコンタクト層、2はn−InP電流阻止層
、3はp−InP電流阻止層、4はp−InPクラッド
層、6はInGaAsP活性層、8はp−1nPクラッ
ド層4上に形成された回折格子、9はn−InPクラッ
ド層である。
GaAs Pコンタクト層、2はn−InP電流阻止層
、3はp−InP電流阻止層、4はp−InPクラッド
層、6はInGaAsP活性層、8はp−1nPクラッ
ド層4上に形成された回折格子、9はn−InPクラッ
ド層である。
本半導体レーザはV溝中に活性Ji16を有し、回折格
子8をp−InPクラッド層4上に形成したことを特徴
としている。半導体レーザの基本特性(低閾値、高出力
動作、基本横モード発振)満たす構造として、B C(
Buried Cresent:埋込み三日月)型や■
溝型が適しているが、回折格子を■溝。
子8をp−InPクラッド層4上に形成したことを特徴
としている。半導体レーザの基本特性(低閾値、高出力
動作、基本横モード発振)満たす構造として、B C(
Buried Cresent:埋込み三日月)型や■
溝型が適しているが、回折格子を■溝。
中に形成することは不可能である。そこで本従来例では
、■溝構造を有するファプリーペロー型の半導体レーザ
を液相成長法により作製後、最終エビ層(ここではp−
InPクラッド層4)上にEB (Electron
Bean+:電子ビーム)蒸着により回折格子を形成し
ている。ここで回折格子と活性層との距離は0.7 μ
mである。
、■溝構造を有するファプリーペロー型の半導体レーザ
を液相成長法により作製後、最終エビ層(ここではp−
InPクラッド層4)上にEB (Electron
Bean+:電子ビーム)蒸着により回折格子を形成し
ている。ここで回折格子と活性層との距離は0.7 μ
mである。
従来の半導体レーザは以上のように構成されているので
、単一縦モード発振の条件として活性層に回折格子が近
接している(距離〜0.2μm程度)ことが必要だが上
記の構成では不可能である。即ち、回折格子を最終表面
N(ここではp−InPクラッド層4)上に形成してい
るため、活性層までの距離が遠く、単一縦モード発振し
にくくなっている。このためここでは回折格子の高さを
0.3μmとし、2次の回折格子(周期0.46μm)
を利用している。
、単一縦モード発振の条件として活性層に回折格子が近
接している(距離〜0.2μm程度)ことが必要だが上
記の構成では不可能である。即ち、回折格子を最終表面
N(ここではp−InPクラッド層4)上に形成してい
るため、活性層までの距離が遠く、単一縦モード発振し
にくくなっている。このためここでは回折格子の高さを
0.3μmとし、2次の回折格子(周期0.46μm)
を利用している。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、BC構造またはV溝構造の半導体レーザ装
置において、回折格子を活性層に近接させて形成できか
つ1次の回折格子を使用して安定した単一縦モード発振
が可能な半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
れたもので、BC構造またはV溝構造の半導体レーザ装
置において、回折格子を活性層に近接させて形成できか
つ1次の回折格子を使用して安定した単一縦モード発振
が可能な半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、ストライプ状に形
成した溝内に下クラッド層を液相成長により溝がほぼ埋
まるまで形成し、該溝内の下クラッド層上に溝を完全に
埋込むように活性層、導波路層をMOCVD又はVPE
で形成した後、該導波路層上に回折格子を形成するよう
にしたものである。
成した溝内に下クラッド層を液相成長により溝がほぼ埋
まるまで形成し、該溝内の下クラッド層上に溝を完全に
埋込むように活性層、導波路層をMOCVD又はVPE
で形成した後、該導波路層上に回折格子を形成するよう
にしたものである。
この発明においては、ストライプ溝中の活性層を溝の上
部に形成し、該活性層上に溝が完全に埋込まれるように
導波路層を形成し、該導波路層上に回折格子を形成する
構成としたから、回折格子を活性層に近接させて形成で
き、低閾値、高出力動作に優れたBC型あるいはV溝型
レーザにおいて安定した単一縦モード発振を実現できる
。
部に形成し、該活性層上に溝が完全に埋込まれるように
導波路層を形成し、該導波路層上に回折格子を形成する
構成としたから、回折格子を活性層に近接させて形成で
き、低閾値、高出力動作に優れたBC型あるいはV溝型
レーザにおいて安定した単一縦モード発振を実現できる
。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を作
製する過程で、溝中にp−InPクラッド層4を溝がほ
ぼ埋込まれるように成長した状態を示す断面構造図であ
り、図において、1はp−InP基板、2はn−InP
電流阻止層、3はp−InP電流阻止層である。第2図
はp−InF’クラッド層4上にInGaAsP活性層
6及び活性N6より屈折率の小さいI nGaAs P
導波路層7をV溝が完全に埋まるように成長した状態を
示す断面構造図であり、図において、5はSiN絶縁膜
であり、溝以外に活性層6や導波路層7が成長するのを
防いでいる。
製する過程で、溝中にp−InPクラッド層4を溝がほ
ぼ埋込まれるように成長した状態を示す断面構造図であ
り、図において、1はp−InP基板、2はn−InP
電流阻止層、3はp−InP電流阻止層である。第2図
はp−InF’クラッド層4上にInGaAsP活性層
6及び活性N6より屈折率の小さいI nGaAs P
導波路層7をV溝が完全に埋まるように成長した状態を
示す断面構造図であり、図において、5はSiN絶縁膜
であり、溝以外に活性層6や導波路層7が成長するのを
防いでいる。
第3図ば該導波路層7上に(V溝上部以外はp−InP
電流阻止層3上に)回折格子8を形成し、該回折格子8
上にn−InPクラッドii9.n−I nGaAs
PコンタクトJlilOを形成した状態を示す断面図で
ある。
電流阻止層3上に)回折格子8を形成し、該回折格子8
上にn−InPクラッドii9.n−I nGaAs
PコンタクトJlilOを形成した状態を示す断面図で
ある。
次に本構造の製造について詳細に述べる。
まず第1回目の成長でp−n電流阻止層まで成長(液相
、気相成長法のいずれでもよい)する。
、気相成長法のいずれでもよい)する。
そして巾1〜2μmの溝を、写真製版技術でバターニン
グした後ウェットエッチで4〜5μmの深さにエツチン
グして形成する。次に第2回目の成長でp−In、Pク
ラッド層4を清上部まで液相成長法(L P E)によ
り成長させる。LPEにおいては、結晶は溝中を溝の底
より成長を開始するので、p−1nPクラッド層4は三
日月状に埋まって成長するが、溝上部付近まで埋まって
くると、第1図に示すように平坦になってくる。平坦に
なったところ、ここではp−1nPクラッド層4の層厚
が3.5〜4.5μmでLPEの成長を終了せさる。こ
こでp−1nPクラッド層4は溝以外のp〜InP電流
阻止N3上にもわずかに成長するが、クラッド層4と電
流阻止層3は同一導電型、同一組成の層であるから何等
さしつかえはない。次に、SiN絶縁膜を溝以外の部分
に形成させた後、MOC,VDJ?3VPEによりrn
GaAsP活性N6及び活性層6より屈折率の小さいI
nGaAs P導波路層7を溝中に単結晶が完全に埋
まるまで成長させる。ここで活性層6と導波路N7の層
厚はそれぞれ0.1−0.2μm程度とする。またIn
C。
グした後ウェットエッチで4〜5μmの深さにエツチン
グして形成する。次に第2回目の成長でp−In、Pク
ラッド層4を清上部まで液相成長法(L P E)によ
り成長させる。LPEにおいては、結晶は溝中を溝の底
より成長を開始するので、p−1nPクラッド層4は三
日月状に埋まって成長するが、溝上部付近まで埋まって
くると、第1図に示すように平坦になってくる。平坦に
なったところ、ここではp−1nPクラッド層4の層厚
が3.5〜4.5μmでLPEの成長を終了せさる。こ
こでp−1nPクラッド層4は溝以外のp〜InP電流
阻止N3上にもわずかに成長するが、クラッド層4と電
流阻止層3は同一導電型、同一組成の層であるから何等
さしつかえはない。次に、SiN絶縁膜を溝以外の部分
に形成させた後、MOC,VDJ?3VPEによりrn
GaAsP活性N6及び活性層6より屈折率の小さいI
nGaAs P導波路層7を溝中に単結晶が完全に埋
まるまで成長させる。ここで活性層6と導波路N7の層
厚はそれぞれ0.1−0.2μm程度とする。またIn
C。
aAs Pの組成比としては活性層の波長が1.3 μ
mの場合は導波路層のI nGaAs Pの組成比はそ
の波長が1.1 μmとなる組成、活性層の波長が1.
55μmの場合は導波路層はその波長が1.3μmとな
る組成のI nGaAs Pにすればよい。MOCVD
やVPEを使用する最大の利点は活性層6や導波路N7
の層厚を再現よく均一にかつ薄膜(〜0.1μm)成長
できる点である。また、LPE後のエビ表面層のモホロ
ジーもなく、その後の工程で回折格子8が形成し易い。
mの場合は導波路層のI nGaAs Pの組成比はそ
の波長が1.1 μmとなる組成、活性層の波長が1.
55μmの場合は導波路層はその波長が1.3μmとな
る組成のI nGaAs Pにすればよい。MOCVD
やVPEを使用する最大の利点は活性層6や導波路N7
の層厚を再現よく均一にかつ薄膜(〜0.1μm)成長
できる点である。また、LPE後のエビ表面層のモホロ
ジーもなく、その後の工程で回折格子8が形成し易い。
次にSiN膜を除去して、レジストを形成し、該レジス
トを写真製版技術及び干渉露光技術を用いてバターニン
グした後エツチングを行なうことにより回折格子8を形
成する。ここで回折格子としては、活性層までの距離が
0.1〜0.2μmと短いので1次の回折格子が使用で
きる。また、回折格子8は溝以外の部分ではp−InP
電流阻止層3上に形成される。
トを写真製版技術及び干渉露光技術を用いてバターニン
グした後エツチングを行なうことにより回折格子8を形
成する。ここで回折格子としては、活性層までの距離が
0.1〜0.2μmと短いので1次の回折格子が使用で
きる。また、回折格子8は溝以外の部分ではp−InP
電流阻止層3上に形成される。
回折格子8を形成した後、引き続きn−1nPクラ7ド
層9.n−1nGaAsPコンタクト層10を成長させ
る。このときの成長法としてはLPE、MOCVDのい
ずれを用いてもよい。
層9.n−1nGaAsPコンタクト層10を成長させ
る。このときの成長法としてはLPE、MOCVDのい
ずれを用いてもよい。
本実施例による半導体レーザ装置は、上述のようにして
作製され、BC構造でも回折格子を活性層に近接させて
形成できるため低閾値、高出力動作に優れかつ単一縦モ
ード発振できる。
作製され、BC構造でも回折格子を活性層に近接させて
形成できるため低閾値、高出力動作に優れかつ単一縦モ
ード発振できる。
なお、上記実施例では基板の導電形がp形のBC型構造
の半導体レーザについて説明したが、本発明は■溝構造
の半導体レーザについても適用することができ、上記実
施例と同様の効果を奏する。
の半導体レーザについて説明したが、本発明は■溝構造
の半導体レーザについても適用することができ、上記実
施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば半導体レーザ装置にお
いて、ストライプ状に形成した溝をほぼ埋込むように液
相成長された下クラッド層と、該溝内の下クラッド層上
に溝を完全に埋込むように形成された活性層、及び導波
路層とを備え、さらに該導波路層上に形成された回折格
子を備えた構成としたから、BC構造、■溝構造であっ
ても活性層と回折格子が近接した構造を持ち、低閾値。
いて、ストライプ状に形成した溝をほぼ埋込むように液
相成長された下クラッド層と、該溝内の下クラッド層上
に溝を完全に埋込むように形成された活性層、及び導波
路層とを備え、さらに該導波路層上に形成された回折格
子を備えた構成としたから、BC構造、■溝構造であっ
ても活性層と回折格子が近接した構造を持ち、低閾値。
高出力動作に優れかつ単一縦モード発振する半導体レー
ザ装置を得ることができる効果がある。またこの発明に
よれば半導体レーザ装置の製造方法において、ストライ
プ状に形成した溝内に下クラッド層を液相成長により溝
がほぼ埋まるまで形成し、該溝内の下クラッド層上に溝
を完全に埋込むように活性層、導波路層をMOCVD又
はVPEで形成した後、該導波路層上に回折格子を形成
するようにしたから、BC構造、■溝構造であっても活
性層と回折格子が近接した動的単一縦モードを有する半
導体レーザを再現性よく作製することができる効果があ
る。
ザ装置を得ることができる効果がある。またこの発明に
よれば半導体レーザ装置の製造方法において、ストライ
プ状に形成した溝内に下クラッド層を液相成長により溝
がほぼ埋まるまで形成し、該溝内の下クラッド層上に溝
を完全に埋込むように活性層、導波路層をMOCVD又
はVPEで形成した後、該導波路層上に回折格子を形成
するようにしたから、BC構造、■溝構造であっても活
性層と回折格子が近接した動的単一縦モードを有する半
導体レーザを再現性よく作製することができる効果があ
る。
第1図、第2図、第3図はこの発明の一実施例による半
導体レーザ装置の製造工程を示す断面図、第4図は従来
の半導体レーザ装置を示す図である。 1はp−InP基板、2はn−InP電流阻止層、3は
p−InP電流阻止層、4はp−1nPクラッド層、5
はStNwA&!膜、6はInGaAsP活性層、7は
I n G a As p導波路層、8は回折格子、9
はn−InPクラッド層、10はn−I nGaAs
Pコンタクト層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
導体レーザ装置の製造工程を示す断面図、第4図は従来
の半導体レーザ装置を示す図である。 1はp−InP基板、2はn−InP電流阻止層、3は
p−InP電流阻止層、4はp−1nPクラッド層、5
はStNwA&!膜、6はInGaAsP活性層、7は
I n G a As p導波路層、8は回折格子、9
はn−InPクラッド層、10はn−I nGaAs
Pコンタクト層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)第1導電型の半導体基板上に、p−n−p−n構
造を有する電流阻止機構及び該機構中にストライプ溝を
有し、該溝中に活性領域を埋込んだ半導体レーザ装置に
おいて、 上記ストライプ溝をほぼ埋込むように液相成長された下
クラッド層と、 該溝内の下クラッド層上に形成された活性層と、該活性
層上に上記溝を完全に埋込むように形成された導波路層
と、 該導波路層上に形成された回折格子とを備えたことを特
徴とする半導体レーザ装置。 - (2)第1導電型の半導体基板上に、p−n−p−n構
造を有する電流阻止機構及び該機構中にストライプ溝を
有し、該溝中に活性領域を埋込んだ半導体レーザ装置を
作製する半導体レーザ装置の製造方法において、 ストライプ状に形成した溝内に下クラッド層を液相成長
により溝がほぼ埋まるまで形成する工程と、 該溝内の下クラッド層上に溝を完全に埋込むように活性
層、導波路層を気相成長法又は有機金属成長法により形
成する工程と、 該導波路層上に回折格子を形成する工程とを含むことを
特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63182393A JPH0231488A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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