JPH05218563A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents
半導体レーザとその製造方法Info
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- JPH05218563A JPH05218563A JP1600792A JP1600792A JPH05218563A JP H05218563 A JPH05218563 A JP H05218563A JP 1600792 A JP1600792 A JP 1600792A JP 1600792 A JP1600792 A JP 1600792A JP H05218563 A JPH05218563 A JP H05218563A
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- Japan
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- layer
- laser
- electric conductivity
- semiconductor substrate
- semiconductor laser
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来型の分布帰還型半導体レーザの欠点であ
る単一モード歩留まりを改善させて、高歩留まりの狭ス
ペクトル線幅の半導体レーザを実現する。 【構成】 半導体基板上に基板と反対の電気伝導型を有
する活性層１３および光ガイド層１４を成長し、イオン
打ち込みなどによって光ガイド層内にｐ型領域とｎ型領
域をレーザの共振器方向に対して周期的に並ぶように形
成した後、基板と反対の電気伝導を有するクラッド層と
キャップ層を成長することにより作製する半導体レー
ザ。
る単一モード歩留まりを改善させて、高歩留まりの狭ス
ペクトル線幅の半導体レーザを実現する。 【構成】 半導体基板上に基板と反対の電気伝導型を有
する活性層１３および光ガイド層１４を成長し、イオン
打ち込みなどによって光ガイド層内にｐ型領域とｎ型領
域をレーザの共振器方向に対して周期的に並ぶように形
成した後、基板と反対の電気伝導を有するクラッド層と
キャップ層を成長することにより作製する半導体レー
ザ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分布帰還型の半導体レー
ザおよびその製造方法に関し、特にコヒーレント光通信
に用いる狭スペクトル線幅の半導体レーザに関する。
ザおよびその製造方法に関し、特にコヒーレント光通信
に用いる狭スペクトル線幅の半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】利得結合型の分布帰還レーザは、従来の
屈折率結合型のレーザに比べて単一モード歩留まりが良
いので、コヒーレント光通信用光源として最近注目され
ている。しかしながら従来構造の利得結合型分布帰還半
導体レーザは、活性層厚を共振器方向で周期的に変化さ
せることにより利得結合を得るもので、この構造ではか
なりの屈折率結合が残ってしまい、このことが単一モー
ド歩留まりの低下を招いている。
屈折率結合型のレーザに比べて単一モード歩留まりが良
いので、コヒーレント光通信用光源として最近注目され
ている。しかしながら従来構造の利得結合型分布帰還半
導体レーザは、活性層厚を共振器方向で周期的に変化さ
せることにより利得結合を得るもので、この構造ではか
なりの屈折率結合が残ってしまい、このことが単一モー
ド歩留まりの低下を招いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
様な従来型の利得結合分布帰還型半導体レーザの欠点を
除去せしめて、高歩留まりの狭スペクトル線幅の半導体
レーザを実現することにある。
様な従来型の利得結合分布帰還型半導体レーザの欠点を
除去せしめて、高歩留まりの狭スペクトル線幅の半導体
レーザを実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも活
性層の片側に光ガイド層を有する半導体レーザにおい
て、前記光ガイド層の電気伝導型がレーザの共振器方向
に対してｐ型とｎ型が交互に周期的に並んでいることを
特徴とする。
性層の片側に光ガイド層を有する半導体レーザにおい
て、前記光ガイド層の電気伝導型がレーザの共振器方向
に対してｐ型とｎ型が交互に周期的に並んでいることを
特徴とする。
【０００５】またその製造方法としては、半導体基板上
に少なくともこの半導体基板と反対の電気伝導型を有す
る活性層および光ガイド層を成長し、前記光ガイド層に
前記半導体基板と同一の電気伝導型を有する領域を、レ
ーザの共振器方向に対して周期的に並ぶように形成した
後、少なくとも前記半導体基板と反対の電気伝導型を有
するクラッド層を成長することを特徴とする。
に少なくともこの半導体基板と反対の電気伝導型を有す
る活性層および光ガイド層を成長し、前記光ガイド層に
前記半導体基板と同一の電気伝導型を有する領域を、レ
ーザの共振器方向に対して周期的に並ぶように形成した
後、少なくとも前記半導体基板と反対の電気伝導型を有
するクラッド層を成長することを特徴とする。
【０００６】あるいはまた、半導体基板上に少なくとも
この半導体基板と同一の電気伝導型を有する光ガイド層
を成長し、前記光ガイド層に前記半導体基板と反対の電
気伝導型を有する領域を、レーザの共振器方向に対して
周期的に並ぶように形成した後、少なくとも前記半導体
基板と同一の電気伝導型を有する活性層と前記半導体基
板と反対の電気伝導型を有するクラッド層を成長するこ
とにより作製することも可能である。
この半導体基板と同一の電気伝導型を有する光ガイド層
を成長し、前記光ガイド層に前記半導体基板と反対の電
気伝導型を有する領域を、レーザの共振器方向に対して
周期的に並ぶように形成した後、少なくとも前記半導体
基板と同一の電気伝導型を有する活性層と前記半導体基
板と反対の電気伝導型を有するクラッド層を成長するこ
とにより作製することも可能である。
【０００７】
【作用】次に本発明の原理について説明する。利得結合
型分布帰還半導体レーザを実現するためには図３（ａ）
に示す従来例の様に、光ガイド層３２に隣接する活性層
３１の厚さを共振器方向で周期的に変化させることによ
って、モード利得の大きい部分と小さい部分とが交互に
周期的に並び、利得結合型のグレーティングを得ること
ができる。即ちモード利得は光閉じこめ係数Γと光学利
得ｇの積Γｇによって与えられるが、この構造では主に
Γの方に周期性を持たせるものである。しかしながらこ
の構造では、屈折率分布もΓの影響により周期的になる
ため、先に述べた様にかなりの大きさの屈折率結合も同
時に存在する。これに対して図３（ｂ）に示す様に光ガ
イド層３４に隣接する活性層３３の厚さは一様にして、
活性層３３に注入する電流の大きさを共振器方向に対し
て周期的にしてやれば、注入電流の大きい部分は大きな
利得を有するため、同様に利得結合型のグレーティング
を実現できる。即ちこの場合は、Γは一定で、光学利得
ｇの方に周期性を持たせるもので、屈折率による結合は
従来の構造に比べて小さくなる。従って、より理想的な
利得結合型の分布帰還半導体レーザを実現できる。
型分布帰還半導体レーザを実現するためには図３（ａ）
に示す従来例の様に、光ガイド層３２に隣接する活性層
３１の厚さを共振器方向で周期的に変化させることによ
って、モード利得の大きい部分と小さい部分とが交互に
周期的に並び、利得結合型のグレーティングを得ること
ができる。即ちモード利得は光閉じこめ係数Γと光学利
得ｇの積Γｇによって与えられるが、この構造では主に
Γの方に周期性を持たせるものである。しかしながらこ
の構造では、屈折率分布もΓの影響により周期的になる
ため、先に述べた様にかなりの大きさの屈折率結合も同
時に存在する。これに対して図３（ｂ）に示す様に光ガ
イド層３４に隣接する活性層３３の厚さは一様にして、
活性層３３に注入する電流の大きさを共振器方向に対し
て周期的にしてやれば、注入電流の大きい部分は大きな
利得を有するため、同様に利得結合型のグレーティング
を実現できる。即ちこの場合は、Γは一定で、光学利得
ｇの方に周期性を持たせるもので、屈折率による結合は
従来の構造に比べて小さくなる。従って、より理想的な
利得結合型の分布帰還半導体レーザを実現できる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００９】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施
例のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系分布帰還型半導体レーザの
製造工程を示す断面図である。この素子の作製に当たっ
ては、図１（ａ）に示すように、まずｎ−ＩｎＰ基板１
１上に、約１μｍ厚のｎ−ＩｎＰクラッド層１２、０．
１５μｍ厚のｐ−Ｉｎ0.65Ｇａ0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21活性
層１３、０．２μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.76Ｇａ0.24Ａｓ0.55
Ｐ0.45光ガイド層１４を順次成長する。次に集束イオン
ビーム装置を用いて、Ｂｅイオンをウェハ表面から打ち
込み、光ガイド層内に２４００オングストロームピッチ
でｐ型とｎ型の細線を交互に形成する。この後、図１
（ｂ）に示すように、約２μｍ厚のｐ−ＩｎＰクラッド
層１５、約０．５μｍ厚のｐ+ −Ｉｎ0.65Ｇａ0.35Ａｓ
0.79Ｐ0.21キャップ層１６を成長し、レーザ用のＤＨウ
ェハを作製する。次にウエットエッチングにより、約
１．５μｍ間隔のダブルチャンネルを形成し、ＬＰＥに
よりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込む。最後に、基板を約１
５０μｍの厚さまで研磨した後、ｐ側およびｎ側に電極
を形成する。このようにして作製した本発明の分布帰還
型半導体レーザを、共振器長９００μｍのサイズに切り
出し、両端面に無反射コーティングを施した後に、シリ
コン・ヒートシンク上にマウントする。
例のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系分布帰還型半導体レーザの
製造工程を示す断面図である。この素子の作製に当たっ
ては、図１（ａ）に示すように、まずｎ−ＩｎＰ基板１
１上に、約１μｍ厚のｎ−ＩｎＰクラッド層１２、０．
１５μｍ厚のｐ−Ｉｎ0.65Ｇａ0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21活性
層１３、０．２μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.76Ｇａ0.24Ａｓ0.55
Ｐ0.45光ガイド層１４を順次成長する。次に集束イオン
ビーム装置を用いて、Ｂｅイオンをウェハ表面から打ち
込み、光ガイド層内に２４００オングストロームピッチ
でｐ型とｎ型の細線を交互に形成する。この後、図１
（ｂ）に示すように、約２μｍ厚のｐ−ＩｎＰクラッド
層１５、約０．５μｍ厚のｐ+ −Ｉｎ0.65Ｇａ0.35Ａｓ
0.79Ｐ0.21キャップ層１６を成長し、レーザ用のＤＨウ
ェハを作製する。次にウエットエッチングにより、約
１．５μｍ間隔のダブルチャンネルを形成し、ＬＰＥに
よりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込む。最後に、基板を約１
５０μｍの厚さまで研磨した後、ｐ側およびｎ側に電極
を形成する。このようにして作製した本発明の分布帰還
型半導体レーザを、共振器長９００μｍのサイズに切り
出し、両端面に無反射コーティングを施した後に、シリ
コン・ヒートシンク上にマウントする。
【００１０】また図２（ａ），（ｂ）は本発明の第２の
実施例を示す図である。この素子の作製に当たっては、
まずｎ−ＩｎＰ基板２１上に、約１μｍ厚のｎ−ＩｎＰ
クラッド層２２、０．２μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.76Ｇａ0.24
Ａｓ0.55Ｐ0.45光ガイド層２３を成長する。次に集束イ
オンビーム装置を用いてＢｅイオンをウェハ表面から打
ち込み、光ガイド層内に２４００オングストロームピッ
チでｐ型とｎ型の細線を交互に形成する。この後、図１
（ｂ）に示すように０．１５μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.65Ｇａ
0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21活性層２４、約２μｍ厚のｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２５、約０．５μｍ厚のｐ+ −Ｉｎ0.65Ｇ
ａ0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21キャップ層２６を順次成長し、レ
ーザ用のＤＨウェハを作製する。次にウエットエッチン
グにより、約１．５μｍ間隔のダブルチャンネルを形成
し、ＬＰＥによりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込む。最後
に、基板を約１５０μｍの厚さまで研磨した後、ｐ側お
よびｎ側に電極を形成する。このようにして作製した本
発明の分布帰還型半導体レーザを、共振器長９００μｍ
のサイズに切り出し、両端面に無反射コーティングを施
した後に、シリコン・ヒートシンク上にマウントする。
実施例を示す図である。この素子の作製に当たっては、
まずｎ−ＩｎＰ基板２１上に、約１μｍ厚のｎ−ＩｎＰ
クラッド層２２、０．２μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.76Ｇａ0.24
Ａｓ0.55Ｐ0.45光ガイド層２３を成長する。次に集束イ
オンビーム装置を用いてＢｅイオンをウェハ表面から打
ち込み、光ガイド層内に２４００オングストロームピッ
チでｐ型とｎ型の細線を交互に形成する。この後、図１
（ｂ）に示すように０．１５μｍ厚のｎ−Ｉｎ0.65Ｇａ
0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21活性層２４、約２μｍ厚のｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２５、約０．５μｍ厚のｐ+ −Ｉｎ0.65Ｇ
ａ0.35Ａｓ0.79Ｐ0.21キャップ層２６を順次成長し、レ
ーザ用のＤＨウェハを作製する。次にウエットエッチン
グにより、約１．５μｍ間隔のダブルチャンネルを形成
し、ＬＰＥによりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込む。最後
に、基板を約１５０μｍの厚さまで研磨した後、ｐ側お
よびｎ側に電極を形成する。このようにして作製した本
発明の分布帰還型半導体レーザを、共振器長９００μｍ
のサイズに切り出し、両端面に無反射コーティングを施
した後に、シリコン・ヒートシンク上にマウントする。
【００１１】以上の様な工程に従って作製した素子を組
み立てて評価したところ、約８割が単一モードで発振
し、従来構造を大幅に上回る高い単一モード歩留まりが
得られている。またスペクトル線幅は単一モード発振し
た素子の内で７割が１ＭＨｚ以下の狭い線幅を有してい
た。
み立てて評価したところ、約８割が単一モードで発振
し、従来構造を大幅に上回る高い単一モード歩留まりが
得られている。またスペクトル線幅は単一モード発振し
た素子の内で７割が１ＭＨｚ以下の狭い線幅を有してい
た。
【００１２】
【発明の効果】本発明の分布帰還型半導体レーザは、
１．５μｍ帯コヒーレント用レーザとしてばかりではな
く、高均一なグレーティングが再現性良く得られること
から、１．３μｍ帯アナログ通信用の半導体レーザにも
応用できる。また同様の構造は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系あるいはＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系のレーザにも
適用できる。
１．５μｍ帯コヒーレント用レーザとしてばかりではな
く、高均一なグレーティングが再現性良く得られること
から、１．３μｍ帯アナログ通信用の半導体レーザにも
応用できる。また同様の構造は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系あるいはＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系のレーザにも
適用できる。
【図１】本発明の第１の実施例の分布帰還型半導体レー
ザを説明するための図である。
ザを説明するための図である。
【図２】本発明の第２の実施例の分布帰還型半導体レー
ザを説明するための図である。
ザを説明するための図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図である。
１１，２１ ｎ−ＩｎＰ基板 １２，２２ ｎ−ＩｎＰクラッド １３，２４ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １４，２３ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 １５，２５ Ｐ−ＩｎＰクラッド層 １６，２６ ｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 ３１，３３ 活性層 ３２，３５ 光ガイド層
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも活性層の片側に光ガイド層を有
する半導体レーザにおいて、前記光ガイド層の電気伝導
型がレーザの共振器方向に対してｐ型とｎ型が交互に周
期的に並んでいることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】半導体基板上に少なくともこの半導体基板
と反対の電気伝導型を有する活性層および光ガイド層を
成長し、前記光ガイド層に前記半導体基板と同一の電気
伝導型を有する領域を、レーザの共振器方向に対して周
期的に並ぶように形成した後、少なくとも前記半導体基
板と反対の電気伝導型を有するクラッド層を成長するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】半導体基板上に少なくともこの半導体基板
と同一の電気伝導型を有する光ガイド層を成長し、前記
光ガイド層に前記半導体基板と反対の電気伝導型を有す
る領域を、レーザの共振器方向に対して周期的に並ぶよ
うに形成した後、少なくとも前記半導体基板と同一の電
気伝導型を有する活性層と前記半導体基板と反対の電気
伝導型を有するクラッド層を成長することを特徴とする
半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1600792A JPH05218563A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1600792A JPH05218563A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218563A true JPH05218563A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11904544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1600792A Pending JPH05218563A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278329A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP1600792A patent/JPH05218563A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278329A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
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