JPH03256386A - 半導体レーザ、その製造方法及び光通信システム - Google Patents
半導体レーザ、その製造方法及び光通信システムInfo
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- JPH03256386A JPH03256386A JP2054532A JP5453290A JPH03256386A JP H03256386 A JPH03256386 A JP H03256386A JP 2054532 A JP2054532 A JP 2054532A JP 5453290 A JP5453290 A JP 5453290A JP H03256386 A JPH03256386 A JP H03256386A
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- 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
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- Semiconductor Lasers (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
本発明は超高速半導体レーザ、その製造方法及び光通信
システムに関する。
システムに関する。
半導体レーザの超高速化のためには、寄生容量の低減が
不可欠である。従来のｐ ／ ｎ逆接合で埋め込んで電
流狭容を行うタイプでは、そのｐ／ｎ接合の接合容量が
支配的に大きかった。この埋め込みへテロ型半導体レー
ザ（ＢＨレーザ）の寄生容量を低減する方式として、発
光ストライプ外部の埋め込み半導体層を一部除去する報
告が松本らによりエレクトロン・レター ２４、Ｐ、１
１７１９８８年）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、 Ｖ
ｏｌ、２４ Ｐ、１１７ （１９８８） ）において
論じられている。この半導体レーザの平面図と断面図を
第２図に示す。メサストライプに活性層３を有し、その
活性層３の側面にｐ−ＩｎＰ埋め込み層５、ｎ−ＩｎＰ
埋め込み層６を設け、ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６の上に設
けられたＰ電極８のストライプ電極８ａの幅を２０μ富
とし、バット電極８ｂも約１００μ−φに制限し、メサ
ストライプ外部のｐ ／ ｎ接合容量の低減を図ったも
のである。
不可欠である。従来のｐ ／ ｎ逆接合で埋め込んで電
流狭容を行うタイプでは、そのｐ／ｎ接合の接合容量が
支配的に大きかった。この埋め込みへテロ型半導体レー
ザ（ＢＨレーザ）の寄生容量を低減する方式として、発
光ストライプ外部の埋め込み半導体層を一部除去する報
告が松本らによりエレクトロン・レター ２４、Ｐ、１
１７１９８８年）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、 Ｖ
ｏｌ、２４ Ｐ、１１７ （１９８８） ）において
論じられている。この半導体レーザの平面図と断面図を
第２図に示す。メサストライプに活性層３を有し、その
活性層３の側面にｐ−ＩｎＰ埋め込み層５、ｎ−ＩｎＰ
埋め込み層６を設け、ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６の上に設
けられたＰ電極８のストライプ電極８ａの幅を２０μ富
とし、バット電極８ｂも約１００μ−φに制限し、メサ
ストライプ外部のｐ ／ ｎ接合容量の低減を図ったも
のである。
【発明が解決しようとする課題１
しかしながら、上記従来技術には、つぎに示すような問
題点があった。第２図に示した半導体レーザの構造は、
メサストライプ形成後、その側面をｐ−ＩｎＰ埋め込み
層５．ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６で埋めこんだ後、ｐ電極
８をマスクにして、ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６とｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層５の一部を除去している。この構造の問題
は、バット電極８ｂ直下のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６とス
トライプ電極８ａ下部のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６がつな
がっている点とバット電極８ｂとｎ−ＩｎＰ埋め込み層
６の間に絶縁膜が無い点である。これらにより、バット
電極８ｂ下のｐ ／ ｎ 接合容量は大きく、またスト
ライプ電極８ａの幅も広いので、その部分のｐ／ｎ 接
合容量も寄与し、約７ｐＦと依然大きな容量が存在して
いる。 また、バット電極８ｂ直下のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６と
ストライプ電極８ａ下部のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６がつ
ながっている点より、ｐ ／ ｎ 逆接合のブレークダ
ウンを誘発し易くなる。また、パッド電極８ｂとｎ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層６との間に絶縁膜を形成してパッド電極
下のｐ ／ ｎ 接合容量を減らそうとしても、上述の
ようにバット電極８ｂ直下とストライプ電極８ａ下部の
それぞれのｎ−ＩｎＰ埋め込み層６が連結しており、ｎ
−ＩｎＰ層は抵抗が小さいため、両者は電気的にほぼ導
通しているため、上記絶縁膜による容量の低減効果は小
さい。 本発明の目的は、寄生容量の大幅に低減した半導体レー
ザを提供することにある。 本発明の他の目的は、そのような半導体レーザの製造方
法を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、そのような半導体レーザを
用いた光通信システムを提供することにある。 【課題を解決するための手段】 上記目的は、（１）基板上に、光を放出するための活性
領域と、該活性領域からの光を帰還するための共振器構
造と、該共振器構造の側面に設けられた埋め込み領域と
、該埋め込み領域と空間的に分離された半導体領域と、
上記活性領域に電流を供給するためのｌ対の電極とを有
し、該電極の１つは、上記共振器構造に対応して配設さ
れた第１の電極部分と、外部電源と接続する第２の電極
部分とよりなり、該第２の電極部分は該第１の電極部分
と電気的に接続し、かつ上記半導体領域上に配設された
ことを特徴とする半導体レーザ、（２）上記１記載の半
導体レーザにおいて、上記第２の電極部分は、上記半導
体領域と絶縁されていることを特徴とする半導体レーザ
、（３）上記１又は２記載の半導体レーザにおいて、上
記活性領域は、少なくとも１層の量子井戸層を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ、（４）上記１．２又は３
記載の半導体レーザにおいて、上記光を帰還するための
共振器構造は、上記活性領域上下の少なくとも一方側に
隣接した光ガイド層上に形成した回折格子であることを
特徴とする半導体レーザ、（５）基板上に、光を放出す
るための活性領域と、該活性領域からの光を帰還するた
めの共振器構造と、該共振器構造の側面に設けられた埋
め込み領域と、上記活性領域に電流を供給するための１
対の電極とを有し、該電極の１つは、上記共振器構造に
対応して配設された第１の電極部分と、該第１の電極部
分と電気的に接続し、かつ外部電源と接続する第２の電
極部分とよりなり、該第２の電極部分の下部の接合容量
を形成する領域は該第１の電極部分と電気的に絶縁され
ていることを特徴とする半導体レーザ、（６）上記５記
載の半導体レーザにおいて、上記活性領域は、少なくと
も上層の量子井戸層を有することを特徴とする半導体レ
ーザ、（７）上記５又は６記載の半導体レーザにおいて
、上記光を帰還するための共振器構造は、上記活性領域
上下の少なくとも一方側に隣接した光ガイド層上に形成
した回折格子であることを特徴とする半導体レーザによ
り達成される。 上記他の目的は、（８）基板上に形成された。 光を放出するための活性領域と、該活性領域からの光を
帰還するための共振器構造との側面を除去する工程と、
該側面に半導体層を埋め込む工程と、上記共振器構造に
対応する第１の電極部分と、外部電源と接続するための
第２の電極部分と、該第１の電極部分と該第２の電極部
分とを電気的に接続する第３の電極部分とよりなる電極
パターンを該半導体層上に形成する工程と、該電極パタ
ーンをマスクにして該半導体層をエツチングし、かつ該
第３の電極部分の下部の該半導体層を除去して該半導体
層を第１の電極部分下部の領域と該第２の電極部分下部
の領域とに空間的に分離する工程とを有することを特徴
とする上記１から４までのいずれかに記載の半導体レー
ザの製造方法により達成される。 上記さらに他の目的は、（９）上記１から７までのいず
れかに記載の半導体レーザと、該半導体レーザに電気信
号を入力する手段と、該半導体レーザからのレーザ光を
伝送する手段と、該レーザ光を受信する受信部とを有す
ることを特徴とする光通信システムにより達成される。
題点があった。第２図に示した半導体レーザの構造は、
メサストライプ形成後、その側面をｐ−ＩｎＰ埋め込み
層５．ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６で埋めこんだ後、ｐ電極
８をマスクにして、ｎ−ＩｎＰ埋め込み層６とｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層５の一部を除去している。この構造の問題
は、バット電極８ｂ直下のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６とス
トライプ電極８ａ下部のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６がつな
がっている点とバット電極８ｂとｎ−ＩｎＰ埋め込み層
６の間に絶縁膜が無い点である。これらにより、バット
電極８ｂ下のｐ ／ ｎ 接合容量は大きく、またスト
ライプ電極８ａの幅も広いので、その部分のｐ／ｎ 接
合容量も寄与し、約７ｐＦと依然大きな容量が存在して
いる。 また、バット電極８ｂ直下のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６と
ストライプ電極８ａ下部のｎ−ＩｎＰ埋め込み層６がつ
ながっている点より、ｐ ／ ｎ 逆接合のブレークダ
ウンを誘発し易くなる。また、パッド電極８ｂとｎ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層６との間に絶縁膜を形成してパッド電極
下のｐ ／ ｎ 接合容量を減らそうとしても、上述の
ようにバット電極８ｂ直下とストライプ電極８ａ下部の
それぞれのｎ−ＩｎＰ埋め込み層６が連結しており、ｎ
−ＩｎＰ層は抵抗が小さいため、両者は電気的にほぼ導
通しているため、上記絶縁膜による容量の低減効果は小
さい。 本発明の目的は、寄生容量の大幅に低減した半導体レー
ザを提供することにある。 本発明の他の目的は、そのような半導体レーザの製造方
法を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、そのような半導体レーザを
用いた光通信システムを提供することにある。 【課題を解決するための手段】 上記目的は、（１）基板上に、光を放出するための活性
領域と、該活性領域からの光を帰還するための共振器構
造と、該共振器構造の側面に設けられた埋め込み領域と
、該埋め込み領域と空間的に分離された半導体領域と、
上記活性領域に電流を供給するためのｌ対の電極とを有
し、該電極の１つは、上記共振器構造に対応して配設さ
れた第１の電極部分と、外部電源と接続する第２の電極
部分とよりなり、該第２の電極部分は該第１の電極部分
と電気的に接続し、かつ上記半導体領域上に配設された
ことを特徴とする半導体レーザ、（２）上記１記載の半
導体レーザにおいて、上記第２の電極部分は、上記半導
体領域と絶縁されていることを特徴とする半導体レーザ
、（３）上記１又は２記載の半導体レーザにおいて、上
記活性領域は、少なくとも１層の量子井戸層を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ、（４）上記１．２又は３
記載の半導体レーザにおいて、上記光を帰還するための
共振器構造は、上記活性領域上下の少なくとも一方側に
隣接した光ガイド層上に形成した回折格子であることを
特徴とする半導体レーザ、（５）基板上に、光を放出す
るための活性領域と、該活性領域からの光を帰還するた
めの共振器構造と、該共振器構造の側面に設けられた埋
め込み領域と、上記活性領域に電流を供給するための１
対の電極とを有し、該電極の１つは、上記共振器構造に
対応して配設された第１の電極部分と、該第１の電極部
分と電気的に接続し、かつ外部電源と接続する第２の電
極部分とよりなり、該第２の電極部分の下部の接合容量
を形成する領域は該第１の電極部分と電気的に絶縁され
ていることを特徴とする半導体レーザ、（６）上記５記
載の半導体レーザにおいて、上記活性領域は、少なくと
も上層の量子井戸層を有することを特徴とする半導体レ
ーザ、（７）上記５又は６記載の半導体レーザにおいて
、上記光を帰還するための共振器構造は、上記活性領域
上下の少なくとも一方側に隣接した光ガイド層上に形成
した回折格子であることを特徴とする半導体レーザによ
り達成される。 上記他の目的は、（８）基板上に形成された。 光を放出するための活性領域と、該活性領域からの光を
帰還するための共振器構造との側面を除去する工程と、
該側面に半導体層を埋め込む工程と、上記共振器構造に
対応する第１の電極部分と、外部電源と接続するための
第２の電極部分と、該第１の電極部分と該第２の電極部
分とを電気的に接続する第３の電極部分とよりなる電極
パターンを該半導体層上に形成する工程と、該電極パタ
ーンをマスクにして該半導体層をエツチングし、かつ該
第３の電極部分の下部の該半導体層を除去して該半導体
層を第１の電極部分下部の領域と該第２の電極部分下部
の領域とに空間的に分離する工程とを有することを特徴
とする上記１から４までのいずれかに記載の半導体レー
ザの製造方法により達成される。 上記さらに他の目的は、（９）上記１から７までのいず
れかに記載の半導体レーザと、該半導体レーザに電気信
号を入力する手段と、該半導体レーザからのレーザ光を
伝送する手段と、該レーザ光を受信する受信部とを有す
ることを特徴とする光通信システムにより達成される。
以上の構成により、本構造の寄生容量はパッド電極下部
とストライプ電極下部の２つに単純に分離できる。まず
、ストライプ電極下部の容量は、ｐ ／ ｎ埋め込み層
の接合容量であり、ストライプ電極の幅、つまりメサ幅
を狭く、例えば１０μｍ以下とすることにより、この容
量を１ｐＦ程度まで下げることができる。 次にパッド
電極下部の容量は、上記したようにパッド電極下部に絶
縁膜をはさむことにより大幅に低減できる。具体的には
１００μｍ角ノハットトシテ、５ｉｎ２１１１ｉ ’＆
６０００ Ａ Ｌｔ サムことにより、容量は約０．
５ＰＦとできる。従って、全体の容量は容易に１．５
ｐＦ以下とすることができ、抵抗を５Ωとすると周波数
帯域は２５ＧＨｚ〜５０ＧＨｚまで増大できる。
とストライプ電極下部の２つに単純に分離できる。まず
、ストライプ電極下部の容量は、ｐ ／ ｎ埋め込み層
の接合容量であり、ストライプ電極の幅、つまりメサ幅
を狭く、例えば１０μｍ以下とすることにより、この容
量を１ｐＦ程度まで下げることができる。 次にパッド
電極下部の容量は、上記したようにパッド電極下部に絶
縁膜をはさむことにより大幅に低減できる。具体的には
１００μｍ角ノハットトシテ、５ｉｎ２１１１ｉ ’＆
６０００ Ａ Ｌｔ サムことにより、容量は約０．
５ＰＦとできる。従って、全体の容量は容易に１．５
ｐＦ以下とすることができ、抵抗を５Ωとすると周波数
帯域は２５ＧＨｚ〜５０ＧＨｚまで増大できる。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例１
第１図（ａ）は本発明の半導体レーザの平面図、第１図
（ｂ）、（ｃ）、 （ｄ）、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−
Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、ｃ−ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線の断面図
である。第１図に示すように、周期約２４０ｎｍの回折
格子を形成したｎ−ＩｎＰの基板１上に、厚さ０．１５
μｓのｎ −ＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２、厚さ０．
１μｓのＩｎＧａＡｓＰの活性層３、厚さ２μ−のｐ−
ＩｎＰのクラッド層４をＭＯＣＶＤ法により順次成長さ
せた。次に、活性層３の幅が１μｓ程度になるように、
５ｉ０２膜をマスクにしてウェットエツチングにより逆
メサ状のメサストライプを形成後、厚さ０．５μｍのｐ
−ＩｎＰ埋め込み層５、厚さ３μｍのｎ−ＩｎＰ埋め込
み層６を液相成長法により埋め込み成長させた。 パッド電極８ｂ下部に相当するところに厚さ６０００Ａ
のＳｉｎ、膜７を形成し、その後、第１図（ａ）の如く
、ｐ電極８を形成した。ｐ電極は、図の如く、幅７μ重
のストライプ電極８ａ、１ｌＩｌｉ５μ重の空中配ＩＩ
部ｓ ｃ、約５０μｍＸ１００μｌ角のパッド電極部８
ｂからなっている。このｐ電極８をマスクにして、ｎ−
ＩｎＰ埋め込み層６、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層５をエツチ
ングにより除去した。この時、空中配線部８ｃの下のｎ
−ＩｎＰ埋め込み層６、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層５もサイ
ドエッチにより除去された。すなわち、塩酸系エツチン
グ液は、＜０１１＞方向にサイドエッチが進み、＜０１
１＞方向にサイドエッチが進まないことを利用し、予め
基板の方位を第１図（ａ）に示すように定めておくこと
により空中配線部８ｃの下のサイドエッチを行った。 次にｎ電極９を形成後、共振器長３００μｍにへき関し
た。試作した素子は約１０ｍＡで発振し、回折格子によ
るＤＦＢ構造を反映して波長１．５５μｍで副モード抑
圧比４０ｄＢ以上の単一スペクトルを得た。また、寄生
容量は約１ｐＦで、光出力１０ｄ時の周波数帯域は、約
３０ＧＨｚであり、２０Ｇｂ／ｓ ＮＲＺ変調が可能と
なった。 実施例２ 本発明の半導体レーザの別の実施例を第３図を用いて説
明する。第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂ）、（ｃ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、 Ｂ−Ｂ’線断面図
である。本例は、半絶縁性埋め込み層を有した多重量子
井戸（ＭＱＷ）をＤＦＢレーザに適用した例である。回
折格子を有するｎ−ＩｎＰの基板１上に、厚さ０．２μ
ｍのｎ −ＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２、厚さ０．１
６μｍのＭＱＷ活性層３．厚さ３μ朧のｐ−ＩｎＰのク
ラッド層４をＭＯＣＶＤ法により順次成長した。このＭ
Ｑｌｉ１活性層は厚さ６０ＡのＩｎＧａＡｓ井戸層と厚
さ１００入のＩｎＧａＡｓＰバリヤ層の１０周期構造で
ある。この周期は１〜２５周期とすることができる。 この後、凸状の活性層ストライプを形成し、パッド電極
部８ｂの下に相当するところは厚さ５０００λのＳｉＮ
ｘ膜を形成し、ＭＯＣＶＤ法により厚さ５μ■の高抵抗
ＩｎＰＪｉｌｌｌを成長させた。この後、同図（ａ）の
如く、ｐ電極８を形成した。本例では、空中配線部８ｃ
は４ケ所あり、各々幅約５μ飄である。その他の寸法は
前記実施例と同程度である。本実施例においてもｐ電極
８以外の領域の高抵抗’ Ｉｎ１層１１をエツチング除
去し、また空中配線部８Ｃ下のＩｎ１層１１もサイドエ
ッチを利用して除去した。次にｎ電極９を形成後、チッ
プ化した。本実施例では高抵抗埋め込みを行っているた
め、容量は極めて小さく約０．５ｐＦとこれによる帯域
は５０Ｇ）ｌｚ以上である。さらにＭＱｌｄ活性層導入
により緩和振動周波数は光出力２０ｍＶ時で３０ＧＨｚ
に達し、帯域は４０ＧＨｚ以上であった。これにより３
０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ変調が可能となった。 以上の実施例において、絶縁膜として５ｉｎ２、ＳｉＮ
ｘを示したが他のＡｌ２Ｏ３、ポリイミド膜も有効であ
った。また、Ｐ基板の適用も可能である。さらに、上記
実施例ではＤＦＢレーザを示したが、レーザ端面（へき
開面）による通常のＦＰ型レーザへの適用も可能である
ことはいうまでもない。 実施例３ 第４図は本発明の超高速半導体レーザを光通信に応用し
た実施例の模式図である。超高速半導体レーザ１２には
バイアス電源１３と信号源１４がつながっており、これ
によりレーザ光が変調される。レーザ光１５は光ファイ
バー１６を通り、その出射光１７は光検出器１８により
電気信号に変換され、復号器１９で処理される。本実施
例では３０Ｇｂ／ｓ、ファイバー長４０ｋｍで行った。
（ｂ）、（ｃ）、 （ｄ）、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−
Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、ｃ−ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線の断面図
である。第１図に示すように、周期約２４０ｎｍの回折
格子を形成したｎ−ＩｎＰの基板１上に、厚さ０．１５
μｓのｎ −ＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２、厚さ０．
１μｓのＩｎＧａＡｓＰの活性層３、厚さ２μ−のｐ−
ＩｎＰのクラッド層４をＭＯＣＶＤ法により順次成長さ
せた。次に、活性層３の幅が１μｓ程度になるように、
５ｉ０２膜をマスクにしてウェットエツチングにより逆
メサ状のメサストライプを形成後、厚さ０．５μｍのｐ
−ＩｎＰ埋め込み層５、厚さ３μｍのｎ−ＩｎＰ埋め込
み層６を液相成長法により埋め込み成長させた。 パッド電極８ｂ下部に相当するところに厚さ６０００Ａ
のＳｉｎ、膜７を形成し、その後、第１図（ａ）の如く
、ｐ電極８を形成した。ｐ電極は、図の如く、幅７μ重
のストライプ電極８ａ、１ｌＩｌｉ５μ重の空中配ＩＩ
部ｓ ｃ、約５０μｍＸ１００μｌ角のパッド電極部８
ｂからなっている。このｐ電極８をマスクにして、ｎ−
ＩｎＰ埋め込み層６、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層５をエツチ
ングにより除去した。この時、空中配線部８ｃの下のｎ
−ＩｎＰ埋め込み層６、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層５もサイ
ドエッチにより除去された。すなわち、塩酸系エツチン
グ液は、＜０１１＞方向にサイドエッチが進み、＜０１
１＞方向にサイドエッチが進まないことを利用し、予め
基板の方位を第１図（ａ）に示すように定めておくこと
により空中配線部８ｃの下のサイドエッチを行った。 次にｎ電極９を形成後、共振器長３００μｍにへき関し
た。試作した素子は約１０ｍＡで発振し、回折格子によ
るＤＦＢ構造を反映して波長１．５５μｍで副モード抑
圧比４０ｄＢ以上の単一スペクトルを得た。また、寄生
容量は約１ｐＦで、光出力１０ｄ時の周波数帯域は、約
３０ＧＨｚであり、２０Ｇｂ／ｓ ＮＲＺ変調が可能と
なった。 実施例２ 本発明の半導体レーザの別の実施例を第３図を用いて説
明する。第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂ）、（ｃ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、 Ｂ−Ｂ’線断面図
である。本例は、半絶縁性埋め込み層を有した多重量子
井戸（ＭＱＷ）をＤＦＢレーザに適用した例である。回
折格子を有するｎ−ＩｎＰの基板１上に、厚さ０．２μ
ｍのｎ −ＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層２、厚さ０．１
６μｍのＭＱＷ活性層３．厚さ３μ朧のｐ−ＩｎＰのク
ラッド層４をＭＯＣＶＤ法により順次成長した。このＭ
Ｑｌｉ１活性層は厚さ６０ＡのＩｎＧａＡｓ井戸層と厚
さ１００入のＩｎＧａＡｓＰバリヤ層の１０周期構造で
ある。この周期は１〜２５周期とすることができる。 この後、凸状の活性層ストライプを形成し、パッド電極
部８ｂの下に相当するところは厚さ５０００λのＳｉＮ
ｘ膜を形成し、ＭＯＣＶＤ法により厚さ５μ■の高抵抗
ＩｎＰＪｉｌｌｌを成長させた。この後、同図（ａ）の
如く、ｐ電極８を形成した。本例では、空中配線部８ｃ
は４ケ所あり、各々幅約５μ飄である。その他の寸法は
前記実施例と同程度である。本実施例においてもｐ電極
８以外の領域の高抵抗’ Ｉｎ１層１１をエツチング除
去し、また空中配線部８Ｃ下のＩｎ１層１１もサイドエ
ッチを利用して除去した。次にｎ電極９を形成後、チッ
プ化した。本実施例では高抵抗埋め込みを行っているた
め、容量は極めて小さく約０．５ｐＦとこれによる帯域
は５０Ｇ）ｌｚ以上である。さらにＭＱｌｄ活性層導入
により緩和振動周波数は光出力２０ｍＶ時で３０ＧＨｚ
に達し、帯域は４０ＧＨｚ以上であった。これにより３
０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ変調が可能となった。 以上の実施例において、絶縁膜として５ｉｎ２、ＳｉＮ
ｘを示したが他のＡｌ２Ｏ３、ポリイミド膜も有効であ
った。また、Ｐ基板の適用も可能である。さらに、上記
実施例ではＤＦＢレーザを示したが、レーザ端面（へき
開面）による通常のＦＰ型レーザへの適用も可能である
ことはいうまでもない。 実施例３ 第４図は本発明の超高速半導体レーザを光通信に応用し
た実施例の模式図である。超高速半導体レーザ１２には
バイアス電源１３と信号源１４がつながっており、これ
によりレーザ光が変調される。レーザ光１５は光ファイ
バー１６を通り、その出射光１７は光検出器１８により
電気信号に変換され、復号器１９で処理される。本実施
例では３０Ｇｂ／ｓ、ファイバー長４０ｋｍで行った。
本発明によれば、半導体レーザの寄生容量を大幅に低減
でき、超高速の光変調を行うことができた。これにより
、超高速（大容量）光通信の光源として、大いなる効果
があった。
でき、超高速の光変調を行うことができた。これにより
、超高速（大容量）光通信の光源として、大いなる効果
があった。
第１図（ａ）は本発明の半導体レーザの一実施例の平面
図、第１図（ｂ）、第１図（ｃ）、第１図（ｄ）、第１
図（ｅ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、ｃ−
ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線の断面図、第２図（ａ）は従来のＢ
Ｈレーザの平面図、第２図（ｂ）はその断面図、第３図
（ａ）は本発明の半導体レーザの他の実施例の平面図、
第３図（ｂ）、第３図（ｃ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線
、Ｂ−Ｂ’線の断面図、第４図は本発明の光通信システ
ムの一実施例の模式図である。 １・・・基板 ２・・・光ガイド層３・・
・活性層 ４・・・クラッド層５・・・ｐ−
ＩｎＰ埋め込み層 ６・・・ｎ−ＩｎＰ埋め込み層７・
・・絶縁膜 ８・・・Ｐ電極８ａ・・・スト
ライプ電極 ８ｂ・・・パッド電極８ｃ・・・空中配線
９・・・ｎ電極１１・・・ＩｎＰ層 １２・・・超高速半導体レーザ １３・・・バイアス電源 １４・・・信号源１５・・
・レーザ光 １６・・・光ファイバー１７・・・
出射光 １８・・・光検出器１９・・・復号器
図、第１図（ｂ）、第１図（ｃ）、第１図（ｄ）、第１
図（ｅ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、ｃ−
ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線の断面図、第２図（ａ）は従来のＢ
Ｈレーザの平面図、第２図（ｂ）はその断面図、第３図
（ａ）は本発明の半導体レーザの他の実施例の平面図、
第３図（ｂ）、第３図（ｃ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線
、Ｂ−Ｂ’線の断面図、第４図は本発明の光通信システ
ムの一実施例の模式図である。 １・・・基板 ２・・・光ガイド層３・・
・活性層 ４・・・クラッド層５・・・ｐ−
ＩｎＰ埋め込み層 ６・・・ｎ−ＩｎＰ埋め込み層７・
・・絶縁膜 ８・・・Ｐ電極８ａ・・・スト
ライプ電極 ８ｂ・・・パッド電極８ｃ・・・空中配線
９・・・ｎ電極１１・・・ＩｎＰ層 １２・・・超高速半導体レーザ １３・・・バイアス電源 １４・・・信号源１５・・
・レーザ光 １６・・・光ファイバー１７・・・
出射光 １８・・・光検出器１９・・・復号器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に、光を放出するための活性領域と、該活性
領域からの光を帰還するための共振器構造と、該共振器
構造の側面に設けられた埋め込み領域と、該埋め込み領
域と空間的に分離された半導体領域と、上記活性領域に
電流を供給するための１対の電極とを有し、該電極の１
つは、上記共振器構造に対応して配設された第１の電極
部分と、外部電源と接続する第２の電極部分とよりなり
、該第２の電極部分は該第１の電極部分と電気的に接続
し、かつ上記半導体領域上に配設されたことを特徴とす
る半導体レーザ。 ２、請求項１記載の半導体レーザにおいて、上記第２の
電極部分は、上記半導体領域と絶縁されていることを特
徴とする半導体レーザ。 ３、請求項１又は２記載の半導体レーザにおいて、上記
活性領域は、少なくとも１層の量子井戸層を有すること
を特徴とする半導体レーザ。 ４、請求項１、２又は３記載の半導体レーザにおいて、
上記光を帰還するための共振器構造は、上記活性領域上
下の少なくとも一方側に隣接した光ガイド層上に形成し
た回折格子であることを特徴とする半導体レーザ。 ５、基板上に、光を放出するための活性領域と、該活性
領域からの光を帰還するための共振器構造と、該共振器
構造の側面に設けられた埋め込み領域と、上記活性領域
に電流を供給するための１対の電極とを有し、該電極の
１つは、上記共振器構造に対応して配設された第１の電
極部分と、該第１の電極部分と電気的に接続し、かつ外
部電源と接続する第２の電極部分とよりなり、該第２の
電極部分の下部の接合容量を形成する領域は該第１の電
極部分と電気的に絶縁されていることを特徴とする半導
体レーザ。 ６、請求項５記載の半導体レーザにおいて、上記活性領
域は、少なくとも１層の量子井戸層を有することを特徴
とする半導体レーザ。 ７、請求項５又は６記載の半導体レーザにおいて、上記
光を帰還するための共振器構造は、上記活性領域上下の
少なくとも一方側に隣接した光ガイド層上に形成した回
折格子であることを特徴とする半導体レーザ。 ８、基板上に形成された、光を放出するための活性領域
と、該活性領域からの光を帰還するための共振器構造と
の側面を除去する工程と、該側面に半導体層を埋め込む
工程と、上記共振器構造に対応する第１の電極部分と、
外部電源と接続するための第２の電極部分と、該第１の
電極部分と該第２の電極部分とを電気的に接続する第３
の電極部分とよりなる電極パターンを該半導体層上に形
成する工程と、該電極パターンをマスクにして該半導体
層をエッチングし、かつ該第３の電極部分の下部の該半
導体層を除去して該半導体層を第１の電極部分下部の領
域と該第２の電極部分下部の領域とに空間的に分離する
工程とを有することを特徴とする請求項１から４までの
いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。９、請求項
１から７までのいずれかに記載の半導体レーザと、該半
導体レーザに電気信号を入力する手段と、該半導体レー
ザからのレーザ光を伝送する手段と、該レーザ光を受信
する受信部とを有することを特徴とする光通信システム
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054532A JPH03256386A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 半導体レーザ、その製造方法及び光通信システム |
| US07/652,676 US5179567A (en) | 1990-03-06 | 1991-02-08 | Semiconductor laser device, method of fabricating the same and optical system of utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054532A JPH03256386A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 半導体レーザ、その製造方法及び光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03256386A true JPH03256386A (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=12973282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2054532A Pending JPH03256386A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 半導体レーザ、その製造方法及び光通信システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5179567A (ja) |
| JP (1) | JPH03256386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012178501A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789772A (en) * | 1994-07-15 | 1998-08-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating surface light emitting devices |
| US5629232A (en) * | 1994-11-14 | 1997-05-13 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating semiconductor light emitting devices |
| US5608234A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
| US5760939A (en) * | 1995-10-23 | 1998-06-02 | Sdl, Inc. | Optical transmission link capable of high temperature operation without cooling with an optical receiver module having temperature independent sensitivity performance and optical transmitter module with laser diode source |
| JP2910914B2 (ja) * | 1995-12-14 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザアレイ |
| US5719891A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Picolight Incorporated | Conductive element with lateral oxidation barrier |
| US6304588B1 (en) * | 1997-02-07 | 2001-10-16 | Xerox Corporation | Method and structure for eliminating polarization instability in laterally-oxidized VCSELs |
| US5903588A (en) * | 1997-03-06 | 1999-05-11 | Honeywell Inc. | Laser with a selectively changed current confining layer |
| US6272163B1 (en) * | 1999-02-24 | 2001-08-07 | Agere Systems Inc. | Method for fabricating high speed Fabry-Perot lasers for data communication |
| US7257141B2 (en) * | 2003-07-23 | 2007-08-14 | Palo Alto Research Center Incorporated | Phase array oxide-confined VCSELs |
| US9588291B2 (en) | 2013-12-31 | 2017-03-07 | Medlumics, S.L. | Structure for optical waveguide and contact wire intersection |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2156584B (en) * | 1984-03-16 | 1987-11-04 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser chip |
| EP0236713A3 (de) * | 1986-02-10 | 1988-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Laserdiode |
| JPH0279486A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JP2703784B2 (ja) * | 1988-11-08 | 1998-01-26 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2054532A patent/JPH03256386A/ja active Pending
-
1991
- 1991-02-08 US US07/652,676 patent/US5179567A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012178501A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5179567A (en) | 1993-01-12 |
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