JPH046113B2 - - Google Patents
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- JPH046113B2 JPH046113B2 JP58040342A JP4034283A JPH046113B2 JP H046113 B2 JPH046113 B2 JP H046113B2 JP 58040342 A JP58040342 A JP 58040342A JP 4034283 A JP4034283 A JP 4034283A JP H046113 B2 JPH046113 B2 JP H046113B2
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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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- 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
-
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉
本発明は異なつた波長で発振する複数の半導体
レーザ動作部を同一素子内に配列形成した半導体
レーザアレイ素子の製造方法に関するものであ
る。
レーザ動作部を同一素子内に配列形成した半導体
レーザアレイ素子の製造方法に関するものであ
る。
〈従来技術〉
複数のレーザ発振動作部を同一基板上に形成し
た半導体レーザアレイ素子についてはすでに知ら
れているが、これは同一波長でレーザ発振する動
作部を具設したものである。一方、半導体レーザ
素子を例えば光フアイバー通信の光源として使用
する場合には、発振波長の異なる複数のレーザ光
を１本のフアイバーに結合させて伝送すればその
情報量を波長の数に比例して多く設定することが
でき大容量の光通信が可能となる。これは一般に
波長多重通信と称されているものであり、光フア
イバー通信の重要な開発課題である。複数の波長
のレーザ光を１本のフアイバーに結合させるため
には波長の異なる複数の半導体レーザ素子をフア
イバーの片端に配置して光結合させることが必要
であり、位置精度等に困難な制御性を要求され
る。半導体レーザ素子単体で波長の異なるレーザ
光を出力できるようにすれば、この点での問題は
大幅に緩和される。
た半導体レーザアレイ素子についてはすでに知ら
れているが、これは同一波長でレーザ発振する動
作部を具設したものである。一方、半導体レーザ
素子を例えば光フアイバー通信の光源として使用
する場合には、発振波長の異なる複数のレーザ光
を１本のフアイバーに結合させて伝送すればその
情報量を波長の数に比例して多く設定することが
でき大容量の光通信が可能となる。これは一般に
波長多重通信と称されているものであり、光フア
イバー通信の重要な開発課題である。複数の波長
のレーザ光を１本のフアイバーに結合させるため
には波長の異なる複数の半導体レーザ素子をフア
イバーの片端に配置して光結合させることが必要
であり、位置精度等に困難な制御性を要求され
る。半導体レーザ素子単体で波長の異なるレーザ
光を出力できるようにすれば、この点での問題は
大幅に緩和される。
このような要求に対応したものとして、例えば
特開昭57−139983に示されるようにストライプ状
凸部の幅に応じた禁制帯幅の活性層を得ることに
より多波長を得るようにした半導体レーザアレー
が提案されている。
特開昭57−139983に示されるようにストライプ状
凸部の幅に応じた禁制帯幅の活性層を得ることに
より多波長を得るようにした半導体レーザアレー
が提案されている。
しかし、この従来提案されているレーザアレー
構造を実際に製造するに際して、混晶組成の融液
の過冷却度を制御して作製する必要であり、また
各クラツド層の混晶比が異なつたものとなりダブ
ルヘテロ接合レーザの特性を充分に発揮すること
が困難であつた。
構造を実際に製造するに際して、混晶組成の融液
の過冷却度を制御して作製する必要であり、また
各クラツド層の混晶比が異なつたものとなりダブ
ルヘテロ接合レーザの特性を充分に発揮すること
が困難であつた。
〈発明の目的〉
基板上に三元又は四元系の混晶半導体を液相エ
ピタキシヤル成長させた場合、その成長速度によ
つて成長層の組成比が変化し、結果的にエネルギ
ーバンドギヤツプが異なることが見い出された。
（Appliep Physics Letters42〔５〕P.406）即ち、
異なる成長速度によつて作製された活性層を有す
る半導体レーザ素子はそれぞれ異なる発振波長を
有することになる。本発明はこの点を利用し、比
較的簡単な構造で素子単体に発振波長の異なる複
数のレーザ発振動作部を具設した新規有用な半導
体レーザアレイ素子の製造方法を提供することを
目的とするものである。
ピタキシヤル成長させた場合、その成長速度によ
つて成長層の組成比が変化し、結果的にエネルギ
ーバンドギヤツプが異なることが見い出された。
（Appliep Physics Letters42〔５〕P.406）即ち、
異なる成長速度によつて作製された活性層を有す
る半導体レーザ素子はそれぞれ異なる発振波長を
有することになる。本発明はこの点を利用し、比
較的簡単な構造で素子単体に発振波長の異なる複
数のレーザ発振動作部を具設した新規有用な半導
体レーザアレイ素子の製造方法を提供することを
目的とするものである。
本発明の他の目的は波長多重通信に最適のレー
ザ光源の製造方法を提供することである。
ザ光源の製造方法を提供することである。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例により製造された半
導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。本実
施例はｐ型基板上にｎ型の電流阻止層を堆積して
Ｖ字溝をエツチング加工した内部ストライプ構造
半導体レーザ素子（Appl.Phys.Lett.vol.40，
1March1982，P.312）を基本とする。
導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。本実
施例はｐ型基板上にｎ型の電流阻止層を堆積して
Ｖ字溝をエツチング加工した内部ストライプ構造
半導体レーザ素子（Appl.Phys.Lett.vol.40，
1March1982，P.312）を基本とする。
Ｐ型GaAs基板１上に0.6μmの厚さのｎ−GaAs
電流阻止層２を液相エピタキシヤル成長した後、
幅w1，w2（w1＞w2）を有するストライプ溝３，
４を周知のホトリソグラフイ技術により形成す
る。ストライプ溝３，４の内方は電流阻止層２が
除去され、この部分が電流通路となる。再度液相
エピタキシヤル成長法でｐ−Ga1-yAlyAsクラツ
ド層５、Ga1-xAlxAs活性層６（０＜ｘ＜ｙ＜
１）、ｎ−Ga1-yAlyAsクラツド層７、ｎ−GaAs
キヤツプ層８を順次積層することによりダブルヘ
テロ接合型のレーザ動作用多層結晶層が形成され
る。次に基板１の裏面をラツピングしてウエハー
の厚さを約120μmとした後、Au−Znのｐ側電極
９を形成し、一方、キヤツプ層８の上面にはAu
−Ge−Niのｎ側電極１０を形成する。ストライ
プ溝３，４単位でレーザ動作用多層結晶を分割す
るため、ｎ側電極１０表面より分離溝１１をスト
ライプ溝３，４と平行に核設し、その深さが
GaAs基板１に達する迄この多層結晶をエツチン
グ加工する。以上により、第１図に示す如くスト
ライプ幅の異なるストライプ溝３，４の直上に対
応する活性層６の領域でそれぞれレーザ発振動作
部が形成された半導体レーザアレイ素子が得られ
る。ストライプ幅がw1のストライプ溝３直上の
活性層６は下方に湾曲された厚い動作部となり、
これに対してストライプ幅がw2のストライプ溝
４直上の活性層６は平坦な動作部を構成してい
る。即ち、ストライプ幅がw1＞w2であることよ
り、ストライプ溝３，４の上に成長されるクラツ
ド層５は上面が幅w1の部分は凹状となり幅w2の
部分は平坦化される。従つてクラツド層５上に堆
積される活性層６はストライプ幅w1の部分が他
より成長速度の速いエピタキシヤル成長層で下方
に湾曲した層の厚い動作部を構成することとな
り、一方ストライプ幅w2の部分はこれより成長
速度の遅いエピタキシヤル成長層で平坦な動作部
を構成することとなる。前述した如く、同一成長
融液よりエピタキシヤル成長させた場合、成長速
度によつて得られる成長層の組成比が異なる。従
つて、湾曲されたレーザ発振動作部と平坦なレー
ザ発振動作部では、Ga1-xAlxAsの混晶化の相違
に基くエネルギーバンドギヤツプの差に起因して
異なる発振波長のレーザ光が出力されることとな
る。
電流阻止層２を液相エピタキシヤル成長した後、
幅w1，w2（w1＞w2）を有するストライプ溝３，
４を周知のホトリソグラフイ技術により形成す
る。ストライプ溝３，４の内方は電流阻止層２が
除去され、この部分が電流通路となる。再度液相
エピタキシヤル成長法でｐ−Ga1-yAlyAsクラツ
ド層５、Ga1-xAlxAs活性層６（０＜ｘ＜ｙ＜
１）、ｎ−Ga1-yAlyAsクラツド層７、ｎ−GaAs
キヤツプ層８を順次積層することによりダブルヘ
テロ接合型のレーザ動作用多層結晶層が形成され
る。次に基板１の裏面をラツピングしてウエハー
の厚さを約120μmとした後、Au−Znのｐ側電極
９を形成し、一方、キヤツプ層８の上面にはAu
−Ge−Niのｎ側電極１０を形成する。ストライ
プ溝３，４単位でレーザ動作用多層結晶を分割す
るため、ｎ側電極１０表面より分離溝１１をスト
ライプ溝３，４と平行に核設し、その深さが
GaAs基板１に達する迄この多層結晶をエツチン
グ加工する。以上により、第１図に示す如くスト
ライプ幅の異なるストライプ溝３，４の直上に対
応する活性層６の領域でそれぞれレーザ発振動作
部が形成された半導体レーザアレイ素子が得られ
る。ストライプ幅がw1のストライプ溝３直上の
活性層６は下方に湾曲された厚い動作部となり、
これに対してストライプ幅がw2のストライプ溝
４直上の活性層６は平坦な動作部を構成してい
る。即ち、ストライプ幅がw1＞w2であることよ
り、ストライプ溝３，４の上に成長されるクラツ
ド層５は上面が幅w1の部分は凹状となり幅w2の
部分は平坦化される。従つてクラツド層５上に堆
積される活性層６はストライプ幅w1の部分が他
より成長速度の速いエピタキシヤル成長層で下方
に湾曲した層の厚い動作部を構成することとな
り、一方ストライプ幅w2の部分はこれより成長
速度の遅いエピタキシヤル成長層で平坦な動作部
を構成することとなる。前述した如く、同一成長
融液よりエピタキシヤル成長させた場合、成長速
度によつて得られる成長層の組成比が異なる。従
つて、湾曲されたレーザ発振動作部と平坦なレー
ザ発振動作部では、Ga1-xAlxAsの混晶化の相違
に基くエネルギーバンドギヤツプの差に起因して
異なる発振波長のレーザ光が出力されることとな
る。
ストライプ幅w1＝8μm、w2＝4μm、ストライ
プ溝３，４相互の間隔を20μmとし、活性層６の
Al混晶比ｘ＝0.08、クラツド層５，７のAl混晶
比ｙ＝0.3に設定すると、ストライプ溝３直上の
活性層６は湾曲し、他の部分は平坦化された活性
層６が得られる。また活性層６の厚さは湾曲部で
最大0.2μm、平坦部で0.06μmとなるようにエピタ
キシヤル成長条件を設定する。これによつて活性
層６のストライプ溝３，４直上領域に対応する湾
曲した発振動作部では830nm、平坦な発振動作部
では810nmの波長を有するレーザ出力光が得られ
る。尚、発振閾値電流は湾曲した発振動作部で
25mA、平坦な発振動作部で35mAであつた。
プ溝３，４相互の間隔を20μmとし、活性層６の
Al混晶比ｘ＝0.08、クラツド層５，７のAl混晶
比ｙ＝0.3に設定すると、ストライプ溝３直上の
活性層６は湾曲し、他の部分は平坦化された活性
層６が得られる。また活性層６の厚さは湾曲部で
最大0.2μm、平坦部で0.06μmとなるようにエピタ
キシヤル成長条件を設定する。これによつて活性
層６のストライプ溝３，４直上領域に対応する湾
曲した発振動作部では830nm、平坦な発振動作部
では810nmの波長を有するレーザ出力光が得られ
る。尚、発振閾値電流は湾曲した発振動作部で
25mA、平坦な発振動作部で35mAであつた。
次に、ストライプ幅w1＝6μm、w2＝3μm、ス
トライプ溝３，４相互の間隔を20μmとし、活性
層６のAl混晶比ｘ＝0.15、クラツド層５，７の
Al混晶比ｙ＝0.5に設定する。また活性層６は湾
曲部で0.15μm、平坦部で0.04μmとする。これに
よつて湾曲した発振動作部では785nmの波長を有
するレーザ出力光が得られる。この場合の発振閾
値電流は湾曲した発振動作部で30mA、平坦な発
振動作部で45mAであつた。
トライプ溝３，４相互の間隔を20μmとし、活性
層６のAl混晶比ｘ＝0.15、クラツド層５，７の
Al混晶比ｙ＝0.5に設定する。また活性層６は湾
曲部で0.15μm、平坦部で0.04μmとする。これに
よつて湾曲した発振動作部では785nmの波長を有
するレーザ出力光が得られる。この場合の発振閾
値電流は湾曲した発振動作部で30mA、平坦な発
振動作部で45mAであつた。
第２図は本発明の他の実施例により製造された
半導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。本
実施例は幅の異なる３種類のストライプ溝を刻設
し、それぞれの溝上に成長速度が相異する３つの
レーザ発振動作部を形成したものである。図中第
１図と同一符号は同一内容を示す。
半導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。本
実施例は幅の異なる３種類のストライプ溝を刻設
し、それぞれの溝上に成長速度が相異する３つの
レーザ発振動作部を形成したものである。図中第
１図と同一符号は同一内容を示す。
Ｐ型GaAs基板１上にｎ−GaAs電流阻止層２
が液相エピタキシヤル成長され、幅w1，w2，w3
（w1＞w2＞w3）を有する３本のストライプ溝１
２，１３，１４が形成されている。この上に第１
図同様レーザ動作用多層結晶が積層されかつスト
ライプ溝間の中央で分離溝１１，１１′によりス
トライプ溝１２，１３，１４毎に３分割されてい
る。活性層６は各ストライプ幅w1で大きく湾曲
し、ストライプ幅w2で小さく湾曲し、ストライ
プ幅w3では平坦化されている。従つて、この半
導体レーザアレイ素子では３つのレーザ発振動作
部からそれぞれ波長の異なる３本のレーザ出力光
が得られる。
が液相エピタキシヤル成長され、幅w1，w2，w3
（w1＞w2＞w3）を有する３本のストライプ溝１
２，１３，１４が形成されている。この上に第１
図同様レーザ動作用多層結晶が積層されかつスト
ライプ溝間の中央で分離溝１１，１１′によりス
トライプ溝１２，１３，１４毎に３分割されてい
る。活性層６は各ストライプ幅w1で大きく湾曲
し、ストライプ幅w2で小さく湾曲し、ストライ
プ幅w3では平坦化されている。従つて、この半
導体レーザアレイ素子では３つのレーザ発振動作
部からそれぞれ波長の異なる３本のレーザ出力光
が得られる。
上記実施例はGaAlAs系半導体レーザアレイ素
子について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、GaAsP，GaInP，InGaAsPそ
の他の三元系又は四元系化合物半導体を用いるこ
ともできる。また、レーザ発振動作部は４個以上
形成することも可能であり、発振波長差は５〜
40nm程度に適宜設定することができる。
子について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、GaAsP，GaInP，InGaAsPそ
の他の三元系又は四元系化合物半導体を用いるこ
ともできる。また、レーザ発振動作部は４個以上
形成することも可能であり、発振波長差は５〜
40nm程度に適宜設定することができる。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く、本発明によれば素子単体に
発振波長の異なる複数個のレーザ発振動作部が形
成された半導体レーザアレイ素子を得ることがで
きる。またその構造はストライプ幅の差を利用し
て成長速度の異なる活性層領域を形成するもので
あり、比較的簡単な構造で波長多重通信に最適の
レーザ光源が確立される。
発振波長の異なる複数個のレーザ発振動作部が形
成された半導体レーザアレイ素子を得ることがで
きる。またその構造はストライプ幅の差を利用し
て成長速度の異なる活性層領域を形成するもので
あり、比較的簡単な構造で波長多重通信に最適の
レーザ光源が確立される。
第１図は本発明の１実施例により製造された半
導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。第２
図は本発明の他の実施例により製造された半導体
レーザアレイ素子の構成斜視図である。 １……基板、２……電流阻止層、３，４，１
２，１３，１４……ストライプ溝、５……Ｐ型ク
ラツド層、６……活性層、７……ｎ型クラツド
層、８……キヤツプ層、９……Ｐ側電極、１０…
…ｎ側電極、１１，１１′……分離溝。
導体レーザアレイ素子の構成斜視図である。第２
図は本発明の他の実施例により製造された半導体
レーザアレイ素子の構成斜視図である。 １……基板、２……電流阻止層、３，４，１
２，１３，１４……ストライプ溝、５……Ｐ型ク
ラツド層、６……活性層、７……ｎ型クラツド
層、８……キヤツプ層、９……Ｐ側電極、１０…
…ｎ側電極、１１，１１′……分離溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ GaAs基板上に逆導電型のGaAs電流阻止層
をエピタキシヤル成長する工程と、 少なくとも幅w1，w2（w1＞w2）を有するスト
ライプ溝を形成して、上記電流阻止層の一部をス
トライプ状に除去する工程と、 Ga1-yAlyAsクラツド層、Ga1-xAlxAs活性層
（０＜ｘ＜ｙ＜１）、Ga1-yAlyAsクラツド層及び
GaAsキヤツプ層を順次液相エピタキシヤル成長
法により積層形成する工程と、 前記ストライプ溝単位で該ストライプ溝に略平
行に分離溝を上記GaAs基板に達するまで形成す
る工程 とを含み 上記各ストライプ溝上にそれぞれAl混晶比の
異なる活性層を形成してなることを特徴とする半
導体レーザアレイ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034283A JPS59165487A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 半導体レ−ザアレイ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034283A JPS59165487A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 半導体レ−ザアレイ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165487A JPS59165487A (ja) | 1984-09-18 |
| JPH046113B2 true JPH046113B2 (ja) | 1992-02-04 |
Family
ID=12577954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034283A Granted JPS59165487A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 半導体レ−ザアレイ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59165487A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61287289A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-17 | Sharp Corp | 光メモリ用半導体レ−ザ装置 |
| IT1237120B (it) * | 1989-11-03 | 1993-05-18 | Lonati Srl | Procedimento per l'esecuzione di disegni su calze con macchine circolari a doppio cilindro e dispositivo per la sua attuazione |
| CA2091302A1 (en) * | 1992-03-11 | 1993-09-12 | Ichiro Yoshida | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139983A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-30 | Nec Corp | Buried double heterojunction laser element |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP4034283A patent/JPS59165487A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139983A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-30 | Nec Corp | Buried double heterojunction laser element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59165487A (ja) | 1984-09-18 |
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|---|---|---|
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