JPH05327111A - 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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- JPH05327111A JPH05327111A JP12699592A JP12699592A JPH05327111A JP H05327111 A JPH05327111 A JP H05327111A JP 12699592 A JP12699592 A JP 12699592A JP 12699592 A JP12699592 A JP 12699592A JP H05327111 A JPH05327111 A JP H05327111A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、半導体基板上にクラッド層とクラッ
ド層に挟まれた活性層が形成された半導体レーザ装置の
製造方法に関し、波長可変量が広く、利得特性の波長依
存性がほとんど無い半導体レーザ装置の製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】半導体基板２上に活性層形成予定領域３の両側
にレーザ発振方向に沿って連続的に幅が広くなるような
マスク層４を形成する。気相エピタキシャル法により上
方から化合物半導体を堆積させると、マスク層４上に堆
積しようとした化合物半導体の原料種がマスク層４の横
方向に拡散してマスク層４に挟まれた活性層形成予定領
域３に堆積する。マスク層４の幅が広いほど活性層形成
予定領域３に堆積する化合物半導体が多くなるため、レ
ーザ発振方向に沿って化合物半導体層の成長速度を大き
くして化合物半導体層の膜厚が厚くすることできる。
ド層に挟まれた活性層が形成された半導体レーザ装置の
製造方法に関し、波長可変量が広く、利得特性の波長依
存性がほとんど無い半導体レーザ装置の製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】半導体基板２上に活性層形成予定領域３の両側
にレーザ発振方向に沿って連続的に幅が広くなるような
マスク層４を形成する。気相エピタキシャル法により上
方から化合物半導体を堆積させると、マスク層４上に堆
積しようとした化合物半導体の原料種がマスク層４の横
方向に拡散してマスク層４に挟まれた活性層形成予定領
域３に堆積する。マスク層４の幅が広いほど活性層形成
予定領域３に堆積する化合物半導体が多くなるため、レ
ーザ発振方向に沿って化合物半導体層の成長速度を大き
くして化合物半導体層の膜厚が厚くすることできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基板上にクラッド
層とクラッド層に挟まれた活性層が形成された半導体レ
ーザ装置及びその製造方法に関する。
層とクラッド層に挟まれた活性層が形成された半導体レ
ーザ装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムの信号光源や計測
システムの基準光源として、単一波長で発振し、スペク
トル線幅が狭く、広い波長可変量の半導体レーザ装置へ
の要望が強くなってきている。このような特性を有する
半導体レーザ装置を実現するために、従来は、半導体レ
ーザ装置の外部に反射鏡を設けて外部共振器構造とする
方法や、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ、分布反射型（Ｄ
ＢＲ）レーザとして半導体レーザ装置単体で実現する方
法等があった。
システムの基準光源として、単一波長で発振し、スペク
トル線幅が狭く、広い波長可変量の半導体レーザ装置へ
の要望が強くなってきている。このような特性を有する
半導体レーザ装置を実現するために、従来は、半導体レ
ーザ装置の外部に反射鏡を設けて外部共振器構造とする
方法や、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ、分布反射型（Ｄ
ＢＲ）レーザとして半導体レーザ装置単体で実現する方
法等があった。
【０００３】従来の方法のうち、外部共振器構造を用い
た方法の場合、外部共振器を調節することにより半導体
レーザ装置の利得帯域幅（約２００〜２５０ｎｍ）に近
い波長可変量が得られ、同時に非常に狭いスペクトル線
幅も実現できるという特徴がある。また、半導体レーザ
装置単体で実現する方法の場合、波長可変量は必ずしも
大きくない（それぞれ１００ｋＨｚ、１０ｎｍ）もの
の、全体として素子寸法が小さく取扱いが簡単であると
いう特徴がある。
た方法の場合、外部共振器を調節することにより半導体
レーザ装置の利得帯域幅（約２００〜２５０ｎｍ）に近
い波長可変量が得られ、同時に非常に狭いスペクトル線
幅も実現できるという特徴がある。また、半導体レーザ
装置単体で実現する方法の場合、波長可変量は必ずしも
大きくない（それぞれ１００ｋＨｚ、１０ｎｍ）もの
の、全体として素子寸法が小さく取扱いが簡単であると
いう特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部共
振器構造を用いる方法では、その波長可変幅は半導体レ
ーザ装置の利得帯域に制限され、それ以上に波長可変範
囲を広げることは原理的に不可能である。また、外部共
振器構造を用いた方法では、利得特性が強い波長依存性
を有しているため、波長可変時のしきい値と光出力の変
動が大きくなるという問題があった。
振器構造を用いる方法では、その波長可変幅は半導体レ
ーザ装置の利得帯域に制限され、それ以上に波長可変範
囲を広げることは原理的に不可能である。また、外部共
振器構造を用いた方法では、利得特性が強い波長依存性
を有しているため、波長可変時のしきい値と光出力の変
動が大きくなるという問題があった。
【０００５】また、半導体レーザ装置単体を用いる方法
では、活性層を形成する半導体の利得帯域特性が限定さ
れ，かつ分布帰還構造や分布反射構造の波長選択性が狭
いという問題があった。本発明の目的は、波長可変量が
広く、利得特性の波長依存性がほとんど無い半導体レー
ザ装置及びその製造方法を提供することにある。
では、活性層を形成する半導体の利得帯域特性が限定さ
れ，かつ分布帰還構造や分布反射構造の波長選択性が狭
いという問題があった。本発明の目的は、波長可変量が
広く、利得特性の波長依存性がほとんど無い半導体レー
ザ装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の原理を図１及び
図２を用いて説明する。第１のクラッド層が形成された
半導体基板２上に、図１（ａ）に示すように、酸化シリ
コン又は窒化シリコンからなり、活性層形成予定領域３
が開口し、活性層形成予定領域３の両側にｘ方向（レー
ザ発振方向）に沿って連続的に幅が広くなるようなマス
ク層４を形成する。
図２を用いて説明する。第１のクラッド層が形成された
半導体基板２上に、図１（ａ）に示すように、酸化シリ
コン又は窒化シリコンからなり、活性層形成予定領域３
が開口し、活性層形成予定領域３の両側にｘ方向（レー
ザ発振方向）に沿って連続的に幅が広くなるようなマス
ク層４を形成する。
【０００７】このような形状のマスク層４が形成された
半導体基板２上に、気相エピタキシャル法により上方か
ら化合物半導体を堆積させると、開口した活性層形成予
定領域３上に化合物半導体が選択成長すると共に、マス
ク層４上に堆積しようとした化合物半導体、特にIII 族
元素の原料種がマスク層４の横方向に拡散して、マスク
層４に挟まれた活性層形成予定領域３に堆積する。マス
ク層４の幅が広いほど活性層形成予定領域３に堆積する
化合物半導体が多くなるため、図１（ｂ）に示すよう
に、ｘ方向（レーザ発振方向）に沿って化合物半導体層
の成長速度が大きくなり、化合物半導体層の膜厚が厚く
なる。
半導体基板２上に、気相エピタキシャル法により上方か
ら化合物半導体を堆積させると、開口した活性層形成予
定領域３上に化合物半導体が選択成長すると共に、マス
ク層４上に堆積しようとした化合物半導体、特にIII 族
元素の原料種がマスク層４の横方向に拡散して、マスク
層４に挟まれた活性層形成予定領域３に堆積する。マス
ク層４の幅が広いほど活性層形成予定領域３に堆積する
化合物半導体が多くなるため、図１（ｂ）に示すよう
に、ｘ方向（レーザ発振方向）に沿って化合物半導体層
の成長速度が大きくなり、化合物半導体層の膜厚が厚く
なる。
【０００８】活性層を、バンドギャップが異なる井戸層
と障壁層とが交互に積層した多重量子井戸構造とした場
合、井戸層と障壁層の厚さはマスク層４の幅の変化に応
じてｘ方向（レーザ発振方向）に沿って図１（ｂ）に示
すように連続的に変化する。マスク層４の幅が広くなる
と、井戸層と障壁層の厚さが厚くなる。井戸層と障壁層
の厚さが厚くなると、多重量子井戸構造の活性層の量子
準位は下がり、バンドギャップが狭くなってバンドギャ
ップエネルギが低下し、バンドギャップ波長が長くな
る。すなわち、図２（ａ）に示すように、マスク層４の
幅が広くなるにつれて最終的に活性層のバンドギャップ
波長が長くなる。
と障壁層とが交互に積層した多重量子井戸構造とした場
合、井戸層と障壁層の厚さはマスク層４の幅の変化に応
じてｘ方向（レーザ発振方向）に沿って図１（ｂ）に示
すように連続的に変化する。マスク層４の幅が広くなる
と、井戸層と障壁層の厚さが厚くなる。井戸層と障壁層
の厚さが厚くなると、多重量子井戸構造の活性層の量子
準位は下がり、バンドギャップが狭くなってバンドギャ
ップエネルギが低下し、バンドギャップ波長が長くな
る。すなわち、図２（ａ）に示すように、マスク層４の
幅が広くなるにつれて最終的に活性層のバンドギャップ
波長が長くなる。
【０００９】したがって、図１（ａ）に示すように、ｘ
方向（レーザ発振方向）に沿って連続的に幅が広くなる
ようなマスク層４を用いて活性層を形成すると、発振波
長の異なる領域がｘ方向（レーザ発振方向）に沿って並
んだ構造となる。したがって、活性層の利得特性は、図
２（ｂ）に示すように、発振波長の異なる領域の利得特
性（点線）が重なりあったものとなり、利得帯域幅が広
い半導体レーザ装置が実現できる。
方向（レーザ発振方向）に沿って連続的に幅が広くなる
ようなマスク層４を用いて活性層を形成すると、発振波
長の異なる領域がｘ方向（レーザ発振方向）に沿って並
んだ構造となる。したがって、活性層の利得特性は、図
２（ｂ）に示すように、発振波長の異なる領域の利得特
性（点線）が重なりあったものとなり、利得帯域幅が広
い半導体レーザ装置が実現できる。
【００１０】上述した本発明の原理から明らかなよう
に、本発明の目的は、半導体基板と、前記半導体基板上
に形成された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド
層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された
第２のクラッド層とを有する半導体レーザ装置におい
て、前記活性層の禁制帯幅が、一端面側から他端面側に
向かって連続的に変化していることを特徴とする半導体
レーザ装置によって達成される。
に、本発明の目的は、半導体基板と、前記半導体基板上
に形成された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド
層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された
第２のクラッド層とを有する半導体レーザ装置におい
て、前記活性層の禁制帯幅が、一端面側から他端面側に
向かって連続的に変化していることを特徴とする半導体
レーザ装置によって達成される。
【００１１】また、本発明の目的は、半導体基板上に第
１のクラッド層を形成し、前記第１のクラッド層上に、
活性層形成予定領域が開口し、前記活性層形成予定領域
周囲に形成され、レーザ発振方向に沿って幅が連続的に
変化するマスク層を形成し、気相エピタキシャル法によ
り、上方から化合物半導体を堆積させて、前記第１のク
ラッド層上の前記活性層形成予定領域に、前記マスク層
の幅の変化に応じて厚さが変化する井戸層と障壁層と交
互に積層して多重量子井戸構造の活性層を形成し、前記
活性層上に第２のクラッド層を形成することを特徴とす
る半導体レーザ装置の製造方法によって達成される。
１のクラッド層を形成し、前記第１のクラッド層上に、
活性層形成予定領域が開口し、前記活性層形成予定領域
周囲に形成され、レーザ発振方向に沿って幅が連続的に
変化するマスク層を形成し、気相エピタキシャル法によ
り、上方から化合物半導体を堆積させて、前記第１のク
ラッド層上の前記活性層形成予定領域に、前記マスク層
の幅の変化に応じて厚さが変化する井戸層と障壁層と交
互に積層して多重量子井戸構造の活性層を形成し、前記
活性層上に第２のクラッド層を形成することを特徴とす
る半導体レーザ装置の製造方法によって達成される。
【００１２】
【作用】本発明によれば、活性層の禁制帯幅を一端面側
から他端面側に向かって連続的に変化するようにしたの
で、活性層の利得特性は、発振波長の異なる領域の利得
特性が重なりあったものとなり、利得帯域幅が広い半導
体レーザ装置が実現できる。
から他端面側に向かって連続的に変化するようにしたの
で、活性層の利得特性は、発振波長の異なる領域の利得
特性が重なりあったものとなり、利得帯域幅が広い半導
体レーザ装置が実現できる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例による半導体レーザ装置を
図３を用いて説明する。図３（ａ）は半導体レーザ装置
の断面図であり、図３（ｂ）は活性層を一端面側から他
端面側に向かうレーザ発振方向に沿って見た断面図であ
る。図３（ａ）に示すように、不純物濃度１×１０18ｃ
ｍ-3のｎ−ＩｎＰ基板５上に厚さ１μｍで不純物濃度１
×１０17ｃｍ-3のｎ−ＩｎＰクラッド層６が形成されて
おり、ｎ−ＩｎＰクラッド層６上には多重量子井戸活性
層８が形成され、多重量子井戸活性層８上には厚さ０．
４μｍで不純物濃度５×１０17ｃｍ-3のｐ−ＩｎＰクラ
ッド層９が形成されている。ｐ−ＩｎＰクラッド層９と
多重量子井戸活性層８はレーザ発振方向に長いストライ
プのメサ形状に加工されている。
図３を用いて説明する。図３（ａ）は半導体レーザ装置
の断面図であり、図３（ｂ）は活性層を一端面側から他
端面側に向かうレーザ発振方向に沿って見た断面図であ
る。図３（ａ）に示すように、不純物濃度１×１０18ｃ
ｍ-3のｎ−ＩｎＰ基板５上に厚さ１μｍで不純物濃度１
×１０17ｃｍ-3のｎ−ＩｎＰクラッド層６が形成されて
おり、ｎ−ＩｎＰクラッド層６上には多重量子井戸活性
層８が形成され、多重量子井戸活性層８上には厚さ０．
４μｍで不純物濃度５×１０17ｃｍ-3のｐ−ＩｎＰクラ
ッド層９が形成されている。ｐ−ＩｎＰクラッド層９と
多重量子井戸活性層８はレーザ発振方向に長いストライ
プのメサ形状に加工されている。
【００１４】メサ形状のｐ−ＩｎＰクラッド層９と多重
量子井戸活性層８は厚さ０．５μｍで不純物濃度５×１
０17ｃｍ-3のｐ−ＩｎＰ埋込み層７により埋込まれてい
る。ｐ−ＩｎＰ埋込み層７上には厚さ０．５μｍで不純
物濃度５×１０17ｃｍ-3のｎ−ＩｎＰ電流ブロック層１
０が形成されている。ｐ−ＩｎＰクラッド層９及びｎ−
ＩｎＰ電流ブロック層１０上には厚さ０．３μｍで不純
物濃度５×１０17ｃｍ -3のｐ−ＩｎＰ埋込み層１１が形
成されている。
量子井戸活性層８は厚さ０．５μｍで不純物濃度５×１
０17ｃｍ-3のｐ−ＩｎＰ埋込み層７により埋込まれてい
る。ｐ−ＩｎＰ埋込み層７上には厚さ０．５μｍで不純
物濃度５×１０17ｃｍ-3のｎ−ＩｎＰ電流ブロック層１
０が形成されている。ｐ−ＩｎＰクラッド層９及びｎ−
ＩｎＰ電流ブロック層１０上には厚さ０．３μｍで不純
物濃度５×１０17ｃｍ -3のｐ−ＩｎＰ埋込み層１１が形
成されている。
【００１５】さらに、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１１上には厚
さ１μｍで不純物濃度１×１０18ｃｍ-3のｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層１２が形成され、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１２上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極
１３が形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板５の底面
にはＡｕ／Ｇｅからなるｎ側電極１４が形成されてい
る。
さ１μｍで不純物濃度１×１０18ｃｍ-3のｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層１２が形成され、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１２上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極
１３が形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板５の底面
にはＡｕ／Ｇｅからなるｎ側電極１４が形成されてい
る。
【００１６】多重量子井戸活性層８は、ＩｎＧａＡｓ井
戸層８ａとＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが交互に形成さ
れ、５つの量子井戸を有する多重量子井戸構造をしてお
り、図３（ｂ）に示すように、レーザ発振方向に沿って
膜厚が徐々に厚くなるという特徴的構造をしている。す
なわち、ＩｎＧａＡｓ井戸層８ａの厚さは５ｎｍ（図３
（ｂ）最左側）から１０ｎｍ（図３（ｂ）最右側）の範
囲で連続的に変化し、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂの厚さ
は７ｎｍ（図３（ｂ）最左側）から１０ｎｍ（図３
（ｂ）最右側）の範囲で連続的に変化している。
戸層８ａとＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが交互に形成さ
れ、５つの量子井戸を有する多重量子井戸構造をしてお
り、図３（ｂ）に示すように、レーザ発振方向に沿って
膜厚が徐々に厚くなるという特徴的構造をしている。す
なわち、ＩｎＧａＡｓ井戸層８ａの厚さは５ｎｍ（図３
（ｂ）最左側）から１０ｎｍ（図３（ｂ）最右側）の範
囲で連続的に変化し、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂの厚さ
は７ｎｍ（図３（ｂ）最左側）から１０ｎｍ（図３
（ｂ）最右側）の範囲で連続的に変化している。
【００１７】本実施例の多重量子井戸活性層８では、厚
さの最も薄い図３（ｂ）の最左側では量子準位は上が
り、禁制帯幅が広く０．８３７ｅＶとなり、バンドギャ
ップ波長が１４８１ｎｍとなる。一方、厚さの最も厚い
図３（ｂ）の最右側では量子準位は下がり、禁制帯幅が
狭く０．８０２ｅＶとなり、バンドギャップ波長が１５
４５ｎｍとなる。
さの最も薄い図３（ｂ）の最左側では量子準位は上が
り、禁制帯幅が広く０．８３７ｅＶとなり、バンドギャ
ップ波長が１４８１ｎｍとなる。一方、厚さの最も厚い
図３（ｂ）の最右側では量子準位は下がり、禁制帯幅が
狭く０．８０２ｅＶとなり、バンドギャップ波長が１５
４５ｎｍとなる。
【００１８】したがって、本実施例の半導体レーザ装置
の利得帯域はバンドギャップ波長の異なる領域の利得特
性が重なりあって約１３５０〜１６７０ｎｍにも亘り、
約３２０ｎｍもの広い波長範囲に亘る利得特性を実現す
ることができる。外部に反射鏡を設けて外部反射器型構
造にすることにより非常に狭いスペクトル線幅であっ
て、広い波長可変範囲の半導体時レーザ装置を実現する
ことができる。しかも、バンドギャップ波長の異なる領
域の利得特性が重なりあったものであるため、利得特性
の波長依存性もほとんど無い。
の利得帯域はバンドギャップ波長の異なる領域の利得特
性が重なりあって約１３５０〜１６７０ｎｍにも亘り、
約３２０ｎｍもの広い波長範囲に亘る利得特性を実現す
ることができる。外部に反射鏡を設けて外部反射器型構
造にすることにより非常に狭いスペクトル線幅であっ
て、広い波長可変範囲の半導体時レーザ装置を実現する
ことができる。しかも、バンドギャップ波長の異なる領
域の利得特性が重なりあったものであるため、利得特性
の波長依存性もほとんど無い。
【００１９】本発明の一実施例による半導体レーザ装置
の製造方法を図４及び図５を用いて説明する。まず、ｎ
−ＩｎＰ基板５上に正孔障壁となるｎ−ＩｎＰクラッド
層６を形成する（図５（ａ））。次に、ｎ−ＩｎＰクラ
ッド層６上に、熱ＣＶＤ法又はスパッタリング法により
全面に酸化シリコン層を堆積し、堆積した酸化シリコン
層をパターニングしてマスク層１５を形成する。マスク
層１５は、図４（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、幅が
２μｍの活性層形成予定領域１６が開口し、活性層形成
予定領域１６の両側に長さ３００μｍに亘って、レーザ
発振方向に沿って４μｍから１０μｍと連続的に幅が変
化する形状をしている。
の製造方法を図４及び図５を用いて説明する。まず、ｎ
−ＩｎＰ基板５上に正孔障壁となるｎ−ＩｎＰクラッド
層６を形成する（図５（ａ））。次に、ｎ−ＩｎＰクラ
ッド層６上に、熱ＣＶＤ法又はスパッタリング法により
全面に酸化シリコン層を堆積し、堆積した酸化シリコン
層をパターニングしてマスク層１５を形成する。マスク
層１５は、図４（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、幅が
２μｍの活性層形成予定領域１６が開口し、活性層形成
予定領域１６の両側に長さ３００μｍに亘って、レーザ
発振方向に沿って４μｍから１０μｍと連続的に幅が変
化する形状をしている。
【００２０】次に、ｎ−ＩｎＰクラッド層６上に形成さ
れたマスク層１５をマスクとして、ＭＯＶＰＥ法により
ＩｎＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｓＰ層とを形成するための
化合物半導体材料を交互に供給する。マスク層１５に開
口した活性層形成予定領域１６上にＩｎＧａＡｓ井戸層
８ａとＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが選択成長する。この
ときマスク層１５上にはＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓ
Ｐは成長しないが、マスク層１５上に供給されたIII 族
元素、特にＩｎはマスク層１５上を横方向に拡散してマ
スク層１５に挟まれた活性層形成予定領域１６上に堆積
する。マスク層１５の幅が広いほど活性層形成予定領域
１６に堆積するＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰは多く
なり、図５（ｃ２）に示すように、レーザ発振方向に沿
って膜厚が徐々に厚くなるＩｎＧａＡｓ井戸層８ａとＩ
ｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが交互に積層される。
れたマスク層１５をマスクとして、ＭＯＶＰＥ法により
ＩｎＧａＡｓ層とＩｎＧａＡｓＰ層とを形成するための
化合物半導体材料を交互に供給する。マスク層１５に開
口した活性層形成予定領域１６上にＩｎＧａＡｓ井戸層
８ａとＩｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが選択成長する。この
ときマスク層１５上にはＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓ
Ｐは成長しないが、マスク層１５上に供給されたIII 族
元素、特にＩｎはマスク層１５上を横方向に拡散してマ
スク層１５に挟まれた活性層形成予定領域１６上に堆積
する。マスク層１５の幅が広いほど活性層形成予定領域
１６に堆積するＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰは多く
なり、図５（ｃ２）に示すように、レーザ発振方向に沿
って膜厚が徐々に厚くなるＩｎＧａＡｓ井戸層８ａとＩ
ｎＧａＡｓＰ障壁層８ｂが交互に積層される。
【００２１】本実施例の場合、ＩｎＧａＡｓ井戸層８ａ
の厚さは５ｎｍ（図５（ｃ２）最左側）から１０ｎｍ
（図５（ｃ２）最右側）の範囲で連続的に変化し、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ障壁層８ｂの厚さは７ｎｍ（図５（ｃ２）最
左側）から１０ｎｍ（図５（ｃ２）最右側）の範囲で連
続的に変化する多重量子井戸活性層８が形成される。続
いて、多重量子井戸活性層８上に電子障壁としてｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層９を選択成長する（図５（ｃ１））。
の厚さは５ｎｍ（図５（ｃ２）最左側）から１０ｎｍ
（図５（ｃ２）最右側）の範囲で連続的に変化し、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ障壁層８ｂの厚さは７ｎｍ（図５（ｃ２）最
左側）から１０ｎｍ（図５（ｃ２）最右側）の範囲で連
続的に変化する多重量子井戸活性層８が形成される。続
いて、多重量子井戸活性層８上に電子障壁としてｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層９を選択成長する（図５（ｃ１））。
【００２２】次に、マスク層１５を剥離し、メサ形状の
ｐ−ＩｎＰクラッド層９と多重量子井戸活性層８をｐ−
ＩｎＰ埋込み層７により埋め込む。続いて、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層６とｐ−ＩｎＰクラッド層９上に通常の埋め
込みプロセスによってｎ−ＩｎＰ電流ブロック層１０、
ｐ−ＩｎＰ埋込み層１１を成長させ、さらに、ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込み層１１上にｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２
を成長させる。
ｐ−ＩｎＰクラッド層９と多重量子井戸活性層８をｐ−
ＩｎＰ埋込み層７により埋め込む。続いて、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層６とｐ−ＩｎＰクラッド層９上に通常の埋め
込みプロセスによってｎ−ＩｎＰ電流ブロック層１０、
ｐ−ＩｎＰ埋込み層１１を成長させ、さらに、ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込み層１１上にｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２
を成長させる。
【００２３】次に、通常の電極形成プロセスによりｐ−
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２上（ｐ側）にはＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕのｐ側電極１３を形成し、ｎ−ＩｎＰ基板５底
面にＡｕ／Ｇｅのｎ側電極１４を形成する（図５
（ｄ））。このように本実施例によればマスク層の幅を
変化させるだけで多重量子井戸活性層の厚さをレーザ発
振方向に変化させることができ、波長可変量の広い半導
体レーザ装置を製造することができる。
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２上（ｐ側）にはＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕのｐ側電極１３を形成し、ｎ−ＩｎＰ基板５底
面にＡｕ／Ｇｅのｎ側電極１４を形成する（図５
（ｄ））。このように本実施例によればマスク層の幅を
変化させるだけで多重量子井戸活性層の厚さをレーザ発
振方向に変化させることができ、波長可変量の広い半導
体レーザ装置を製造することができる。
【００２４】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例では多重量子井戸構造
の活性層であったが、禁制帯幅がレーザ発振方向に沿っ
て連続的に変化するものであれば他の構造でもよい。ま
た、上記実施例はファブリペロ型半導体レーザ装置であ
ったが、基板上に分布帰還構造を有する分布帰還型半導
体レーザ装置であっても、活性層の両側に分布反射構造
を有する分布反射型半導体レーザ装置であってもよい。
可能である。例えば、上記実施例では多重量子井戸構造
の活性層であったが、禁制帯幅がレーザ発振方向に沿っ
て連続的に変化するものであれば他の構造でもよい。ま
た、上記実施例はファブリペロ型半導体レーザ装置であ
ったが、基板上に分布帰還構造を有する分布帰還型半導
体レーザ装置であっても、活性層の両側に分布反射構造
を有する分布反射型半導体レーザ装置であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、活性層の
禁制帯幅をレーザ発振方向に沿って連続的に変化するよ
うにしたので、活性層の利得特性は、発振波長の異なる
領域の利得特性が重なりあったものとなり、利得帯域幅
が広い半導体レーザ装置が実現できる。
禁制帯幅をレーザ発振方向に沿って連続的に変化するよ
うにしたので、活性層の利得特性は、発振波長の異なる
領域の利得特性が重なりあったものとなり、利得帯域幅
が広い半導体レーザ装置が実現できる。
【図１】本発明の原理図（その１）である。
【図２】本発明の原理図（その２）である。
【図３】本発明の一実施例による半導体レーザ装置の断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の一実施例による半導体レーザ装置の製
造方法を示す工程図（その１）である。
造方法を示す工程図（その１）である。
【図５】本発明の一実施例による半導体レーザ装置の製
造方法を示す工程図（その２）である。
造方法を示す工程図（その２）である。
２…半導体基板 ３…活性層形成予定領域 ４…マスク層 ５…ｎ−ＩｎＰ基板 ６…ｎ−ＩｎＰクラッド層 ７…ｐ−ＩｎＰ埋込み層 ８…多重量子井戸活性層 ８ａ…ＩｎＧａＡｓＰ井戸層 ８ｂ…ＩｎＰ障壁層 ９…ｐ−ＩｎＰクラッド層 １０…ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層 １１…ｐ−ＩｎＰ埋込み層 １２…ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 １３…ｐ側薄膜 １４…ｎ側電極 １５…マスク層 １６…活性層形成予定領域
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板と、前記半導体基板上に形成
された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に
形成された活性層と、前記活性層上に形成された第２の
クラッド層とを有する半導体レーザ装置において、 前記活性層の禁制帯幅が、一端面側から他端面側に向か
って連続的に変化していることを特徴とする半導体レー
ザ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、 前記活性層は、バンドギャップが異なる井戸層と障壁層
とが交互に積層された多重量子井戸構造であり、 前記多重量子井戸構造の前記井戸層と前記障壁層の厚さ
が、一端面側から他端面側に向かって連続的に変化して
いることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 半導体基板上に第１のクラッド層を形成
し、 前記第１のクラッド層上に、活性層形成予定領域が開口
し、前記活性層形成予定領域周囲に形成され、レーザ発
振方向に沿って幅が連続的に変化するマスク層を形成
し、 気相エピタキシャル法により、上方から化合物半導体を
堆積させて、前記第１のクラッド層上の前記活性層形成
予定領域に、前記マスク層の幅の変化に応じて厚さが変
化する井戸層と障壁層とを交互に積層して多重量子井戸
構造の活性層を形成し、 前記活性層上に第２のクラッド層を形成することを特徴
とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12699592A JPH05327111A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12699592A JPH05327111A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05327111A true JPH05327111A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14949063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12699592A Pending JPH05327111A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05327111A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300516A (en) * | 1995-05-01 | 1996-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | Selective growth mask for a semiconductor laser |
| US5580818A (en) * | 1994-04-28 | 1996-12-03 | Nec Corporation | Fabrication process for semiconductor optical device |
| US5602672A (en) * | 1995-09-20 | 1997-02-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light modulator module and method for fabricating light modulator module |
| US5614436A (en) * | 1992-12-22 | 1997-03-25 | Nec Corporation | Multiple quantum well distributed feedback semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| US5764842A (en) * | 1995-03-23 | 1998-06-09 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor guided-wave optical device and method of fabricating thereof |
| US5987046A (en) * | 1993-08-31 | 1999-11-16 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP12699592A patent/JPH05327111A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5614436A (en) * | 1992-12-22 | 1997-03-25 | Nec Corporation | Multiple quantum well distributed feedback semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| US5987046A (en) * | 1993-08-31 | 1999-11-16 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| US6238943B1 (en) | 1993-08-31 | 2001-05-29 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same |
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| GB2300516A (en) * | 1995-05-01 | 1996-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | Selective growth mask for a semiconductor laser |
| GB2300516B (en) * | 1995-05-01 | 1997-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Selective growth mask,fabricating method of semiconductor optical device,and semiconductor optical device |
| US5602672A (en) * | 1995-09-20 | 1997-02-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light modulator module and method for fabricating light modulator module |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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