JPS5884486A - 半導体レ−ザ・フオトデイテクタ光集積化素子 - Google Patents
半導体レ−ザ・フオトデイテクタ光集積化素子Info
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- JPS5884486A JPS5884486A JP56181853A JP18185381A JPS5884486A JP S5884486 A JPS5884486 A JP S5884486A JP 56181853 A JP56181853 A JP 56181853A JP 18185381 A JP18185381 A JP 18185381A JP S5884486 A JPS5884486 A JP S5884486A
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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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】
本発明は埋め込みヘテ四構造半導体レーザと7オトデイ
テクタとが同一半導体基板上に集積化された光集積化素
子に関する。
テクタとが同一半導体基板上に集積化された光集積化素
子に関する。
近年光中導体素子や光7アイパの高品質化が進み、光フ
アイバ通信の実用化が進められている。
アイバ通信の実用化が進められている。
それにつnて、各種光半導体素子を一体化してり積化紘
光源の西出力をモニタする必要性からシステム構成上重
要である。性能の良い埋め込みヘテ冒構造半導体レーザ
(以下B)i−Ll)と略す)とフォトダイオード(以
下PDと略す)とを同一半導体基板上に集積化した′も
のとして本山願人Fi特願昭56−129057号明細
書に示した様なエツチング法を用い九B)i−LD、P
iJ光集積化素子を発明した。これはBH−LL)の一
方の共振器面をエツチング法によって形成し、そnに相
対する面をPL)の受光面としたものである。このx子
においてはPL)のキャリア発生領域のストライプ幅が
113)1−Ll)の活性層の幅よりも大きいため受光
効率がよく、またに3H−LDの特性が共振器面形成の
ためのエツチングにあ−1強く左右されず、し7’(が
って製造歩留りがよいという特徴lc有している。
光源の西出力をモニタする必要性からシステム構成上重
要である。性能の良い埋め込みヘテ冒構造半導体レーザ
(以下B)i−Ll)と略す)とフォトダイオード(以
下PDと略す)とを同一半導体基板上に集積化した′も
のとして本山願人Fi特願昭56−129057号明細
書に示した様なエツチング法を用い九B)i−LD、P
iJ光集積化素子を発明した。これはBH−LL)の一
方の共振器面をエツチング法によって形成し、そnに相
対する面をPL)の受光面としたものである。このx子
においてはPL)のキャリア発生領域のストライプ幅が
113)1−Ll)の活性層の幅よりも大きいため受光
効率がよく、またに3H−LDの特性が共振器面形成の
ためのエツチングにあ−1強く左右されず、し7’(が
って製造歩留りがよいという特徴lc有している。
しかしながら、上述の光素子においては、BI′1−L
L)のレーザ共振器面とPL)の受光面とがt!ぼ平行
になるように配置されているため、’PL)受光面から
の反射光がi$H−LDの活性層に再入射して、そnが
反射雑音を誘起し71.モード不安定性の原因になっ7
12.pするという欠点かあ−)た。
L)のレーザ共振器面とPL)の受光面とがt!ぼ平行
になるように配置されているため、’PL)受光面から
の反射光がi$H−LDの活性層に再入射して、そnが
反射雑音を誘起し71.モード不安定性の原因になっ7
12.pするという欠点かあ−)た。
本@明の目的は上記の欠点を除去すべく、フォトディテ
クタの受光面からの反射による反射雑音の発生の少ない
BH−LD・フォトディテクタ光集積化素子を提供する
ことにある。
クタの受光面からの反射による反射雑音の発生の少ない
BH−LD・フォトディテクタ光集積化素子を提供する
ことにある。
本発明によnば、活性J@O周囲がよりエネルギーギャ
ップの大きな、屈折率の小さな半導体材料でおおわれて
いる埋め込みへテロ構造半導体レーザと、フォトディテ
クタとが、同一半導体基板上に集積化さn穴埋め込みへ
テロ構造半導体レーザ・フォトディテクタ光集積化素子
において、埋め込みへテロ構造半導体レーザ0少なくと
も一方の共振器面がエツチング法によって形成され%フ
ォトディテクタがエツチングさnた共振器向に相対して
配置さrt、その受光面がエツチング法によって形成さ
rL、受ft、面とレーザ共振器面との距離がレーザ共
振軸上附近で最も短かく、がつエツチング面に襄出した
フォトディテクタのキャリア発生領域orkJ積が埋め
込みへテロ構造牛導体し−Vの活性層の共振器面内の面
積よりも大きいことt−特徴とする埋め込みへテロ構造
半導体レーザ・フォトディテクタ光集積化素子が得らn
る。
ップの大きな、屈折率の小さな半導体材料でおおわれて
いる埋め込みへテロ構造半導体レーザと、フォトディテ
クタとが、同一半導体基板上に集積化さn穴埋め込みへ
テロ構造半導体レーザ・フォトディテクタ光集積化素子
において、埋め込みへテロ構造半導体レーザ0少なくと
も一方の共振器面がエツチング法によって形成され%フ
ォトディテクタがエツチングさnた共振器向に相対して
配置さrt、その受光面がエツチング法によって形成さ
rL、受ft、面とレーザ共振器面との距離がレーザ共
振軸上附近で最も短かく、がつエツチング面に襄出した
フォトディテクタのキャリア発生領域orkJ積が埋め
込みへテロ構造牛導体し−Vの活性層の共振器面内の面
積よりも大きいことt−特徴とする埋め込みへテロ構造
半導体レーザ・フォトディテクタ光集積化素子が得らn
る。
半導体レーザ(LD)と7オトデイテクタとを集積化し
た光半導体素子は、通常半導体レーザの共振器面をエツ
チング法によって形成し、その際同時に形成さrした受
光面でレーザ出力光全モニタする方法がとらnている。
た光半導体素子は、通常半導体レーザの共振器面をエツ
チング法によって形成し、その際同時に形成さrした受
光面でレーザ出力光全モニタする方法がとらnている。
ここで重要な問題のひとつに7オトデイテクタの受光面
からの反射光が1、L)に再入射して、LDの動作、特
に発振モードが不安定になるということがある。従来例
で明らかなように、レーザ共振器面と7オトデイテクタ
の受光面とがほぼ平行に形成されていると、このよ5を
7fトデイテクタの受光面からの反射光がLDに再入射
する割合が大き(、HH−LDのモード不安定性の原因
となることがある。そこで。
からの反射光が1、L)に再入射して、LDの動作、特
に発振モードが不安定になるということがある。従来例
で明らかなように、レーザ共振器面と7オトデイテクタ
の受光面とがほぼ平行に形成されていると、このよ5を
7fトデイテクタの受光面からの反射光がLDに再入射
する割合が大き(、HH−LDのモード不安定性の原因
となることがある。そこで。
エツチングのバター/を工夫して、レーザ共振軸上附近
で、LDのエツチングさnた共振器面と7オトデイテク
タの受光面との距離が漸小となるような形状にすること
により、受光面で反射した反射光の#にとんど鉱レーザ
共振軸の外に散乱さnてしまい1反射雑音の発生等のL
L>の発振モードの年女定性となるl、Dに再入射する
光拡かなシ減少し、LD2安定に動作させることが可能
となる。
で、LDのエツチングさnた共振器面と7オトデイテク
タの受光面との距離が漸小となるような形状にすること
により、受光面で反射した反射光の#にとんど鉱レーザ
共振軸の外に散乱さnてしまい1反射雑音の発生等のL
L>の発振モードの年女定性となるl、Dに再入射する
光拡かなシ減少し、LD2安定に動作させることが可能
となる。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明にょるB)i−LlJ・フォトディチク
−光集積化素子の平面図である。11)1−LDlol
の一方の共振器面105がエツチング法により形成さし
ており、こnに相対して、この面がらOレーザ光110
¥tモニタするフォトディテクタとしてフォトダイオー
ド(PL))102が配置されている。ここで−中に示
したようにFD(Q受光面106は、受光面とレーザ共
蛋器向との距離がレーザ共振軸止附近で最も短かくなる
ような。
−光集積化素子の平面図である。11)1−LDlol
の一方の共振器面105がエツチング法により形成さし
ており、こnに相対して、この面がらOレーザ光110
¥tモニタするフォトディテクタとしてフォトダイオー
ド(PL))102が配置されている。ここで−中に示
したようにFD(Q受光面106は、受光面とレーザ共
蛋器向との距離がレーザ共振軸止附近で最も短かくなる
ような。
いわゆるBh−La1g1に向って凸の形状をもってい
る。このような構造ではl’l)受光面106で反射し
九反射光lllのlよとんどは、レーザ共振軸の外に散
乱さnてしまい、 BM−LL)I Q IK再入射す
るレーザ出力元鉱かなり減少する。この結果、このkl
)1−17.)’l)の組み合わせは反射雑音の発生が
きわめて少ない構造となっている。
る。このような構造ではl’l)受光面106で反射し
九反射光lllのlよとんどは、レーザ共振軸の外に散
乱さnてしまい、 BM−LL)I Q IK再入射す
るレーザ出力元鉱かなり減少する。この結果、このkl
)1−17.)’l)の組み合わせは反射雑音の発生が
きわめて少ない構造となっている。
さらにl’111g2の凸の受光面106はそのレンズ
作用により、レーザ光110t−集束してPL)102
へ結合するため、平向の受光面の場合よpも受光効率が
向上する。この素子にに3H−LDlolの電極ストラ
イプ103を通して正のバイアスをかけて電流t=流し
、レーザ発振させ、 PD102の電極ストライプ10
4に外部抵抗を介して負のバイアス金かけることによ凱
レーザ出力光をモニタすることができる。
作用により、レーザ光110t−集束してPL)102
へ結合するため、平向の受光面の場合よpも受光効率が
向上する。この素子にに3H−LDlolの電極ストラ
イプ103を通して正のバイアスをかけて電流t=流し
、レーザ発振させ、 PD102の電極ストライプ10
4に外部抵抗を介して負のバイアス金かけることによ凱
レーザ出力光をモニタすることができる。
第2図(a)は第1図中人−A1部分のBH−1,L)
101の断面図、第2図(b)はB−娠?部分のPi)
102の断面図である。(100)n−1nl’基板2
01上にn−1nPバッファ層2029ノンドープ1n
−GaAs)’活性H203* p−11Pクラッド層
204を積層させた通常の多層構造半導体ウェファ21
nGBAsP活性層203よりも振くエツチングしてB
)i−LD用メサストライプ251およびPIj用のメ
サストライプ252t−形成し、そのウェファに埋め込
み成長を行なってp−1nl’電流プ四ツク層205
+ H−IHP電流ブロック層206tp−1nP埋め
込み層207 t n−InGaAsP電極層208t
−順次積層させ、電極形成、共振器のエツチングを行な
って目的の光素子が得られる。この際本願の発明者らが
%願昭55−123261において示したように2〜3
μmMjlと幅の狭いB)l−Li3用のメサストライ
プ251の上面にはp−In)’・電流ブロック層20
5およびn−1nP 111流プロ、り層206は積層
しないように成長させることができる。幅の広いFD用
のメサストライプ252の上面にはこれらの層は積層し
てもかまわないが、その場合には電極用のZn拡散領域
210はn−1np電流ブロック層206t一つきぬけ
ている必要がある。またレーザ共振器面のエツチングに
ついては例えば50ccのメチルアルコールに0.3c
cOkJrを混合した混合エツチング液を用い、3°C
で2分間エツチングすることにより、比較的容易にレー
ザ共振器面105が形成でき、PDの受光面106も工
、チングマスクのパターンを適当に選んでやることによ
り、容易に第1図に示した形状とすることができる。
101の断面図、第2図(b)はB−娠?部分のPi)
102の断面図である。(100)n−1nl’基板2
01上にn−1nPバッファ層2029ノンドープ1n
−GaAs)’活性H203* p−11Pクラッド層
204を積層させた通常の多層構造半導体ウェファ21
nGBAsP活性層203よりも振くエツチングしてB
)i−LD用メサストライプ251およびPIj用のメ
サストライプ252t−形成し、そのウェファに埋め込
み成長を行なってp−1nl’電流プ四ツク層205
+ H−IHP電流ブロック層206tp−1nP埋め
込み層207 t n−InGaAsP電極層208t
−順次積層させ、電極形成、共振器のエツチングを行な
って目的の光素子が得られる。この際本願の発明者らが
%願昭55−123261において示したように2〜3
μmMjlと幅の狭いB)l−Li3用のメサストライ
プ251の上面にはp−In)’・電流ブロック層20
5およびn−1nP 111流プロ、り層206は積層
しないように成長させることができる。幅の広いFD用
のメサストライプ252の上面にはこれらの層は積層し
てもかまわないが、その場合には電極用のZn拡散領域
210はn−1np電流ブロック層206t一つきぬけ
ている必要がある。またレーザ共振器面のエツチングに
ついては例えば50ccのメチルアルコールに0.3c
cOkJrを混合した混合エツチング液を用い、3°C
で2分間エツチングすることにより、比較的容易にレー
ザ共振器面105が形成でき、PDの受光面106も工
、チングマスクのパターンを適当に選んでやることによ
り、容易に第1図に示した形状とすることができる。
本発明の実施例においては、)’1)102の受光面1
06は、BH−LL)I Qlの工、チングされた共振
器面105に相対して配置さlrL、受光面とレーザ共
振器面との距離がレーザ共振軸上附近で最も短かくなる
ような凸形状を有している。したがってFDの受光面1
06で反射したレーザ出力光のtlとんどはレーず共振
軸の外に散乱されてし、まい1反射光がBH−LDlo
1へ再入射する割合がきわめて小さく、BH−II)
lolt安定に動作させることができた。また受光w1
06の形状t−第1図に示したように適当な曲率をもつ
ようにすることにより、いわゆるレンズの役割taたす
ことになシ、受光面]06で受ける光を効率良く集光す
ることができるため、受光感度も向上した。
06は、BH−LL)I Qlの工、チングされた共振
器面105に相対して配置さlrL、受光面とレーザ共
振器面との距離がレーザ共振軸上附近で最も短かくなる
ような凸形状を有している。したがってFDの受光面1
06で反射したレーザ出力光のtlとんどはレーず共振
軸の外に散乱されてし、まい1反射光がBH−LDlo
1へ再入射する割合がきわめて小さく、BH−II)
lolt安定に動作させることができた。また受光w1
06の形状t−第1図に示したように適当な曲率をもつ
ようにすることにより、いわゆるレンズの役割taたす
ことになシ、受光面]06で受ける光を効率良く集光す
ることができるため、受光感度も向上した。
なお1本発明の実施例においてa7t)ディテクタとし
てPDt用いたが、そのかわ夕に7オトトクンジスタや
アバランシェ・7オトダイオード(API))等のフォ
トディテクタを用いてもなんら差つかえない。iた実施
例で紘InPを基板とする1μm波長帯の素子を示した
が1本発明に用いる半導体材料としてaIn)’系に限
ることなく、他の半導体材料でおってもなんら差しつか
見ない。
てPDt用いたが、そのかわ夕に7オトトクンジスタや
アバランシェ・7オトダイオード(API))等のフォ
トディテクタを用いてもなんら差つかえない。iた実施
例で紘InPを基板とする1μm波長帯の素子を示した
が1本発明に用いる半導体材料としてaIn)’系に限
ることなく、他の半導体材料でおってもなんら差しつか
見ない。
フォトディテクタの受光面に牛円状のパターンを用いた
が、とnに限られることはなく、レーザ共振軸上附近で
先のとがった。五角形のパターン勢、レーザ共振軸上附
近でレーザ共振器向と受光面との距離が最小となるよう
なものならば、すべて本発明に含まれる。さらに実施例
における半導体層のn−pt)@@を全て入れか見たも
のでもかまわない。
が、とnに限られることはなく、レーザ共振軸上附近で
先のとがった。五角形のパターン勢、レーザ共振軸上附
近でレーザ共振器向と受光面との距離が最小となるよう
なものならば、すべて本発明に含まれる。さらに実施例
における半導体層のn−pt)@@を全て入れか見たも
のでもかまわない。
本発明の特徴線フォトディテクタの受光内と。
それに相対したレーザ共振器面との距離がレーザ共振軸
上附近で最も短かくなるようにして、受光面からの反射
光がレーザに再注入するのを実質的に除去することがで
きたこと、および受光面に逼轟な曲率を設ける仁とによ
り、受光感度が従来例よりもさらに向上した仁とである
。
上附近で最も短かくなるようにして、受光面からの反射
光がレーザに再注入するのを実質的に除去することがで
きたこと、および受光面に逼轟な曲率を設ける仁とによ
り、受光感度が従来例よりもさらに向上した仁とである
。
纂1図は本発明によるLL)−)’D光業積化素子の平
面図%第2図は素子断面図である。 図中101−−−−−−BH−LD、 102−−−−
−−PL)。 103・旧・・B)i−LDの電極ストライプ% 10
4eat ham PDの電極ストライプ、105・・
・・・・B 1l−Ll)のエツチング共振器面、10
6・・・・・・PL)の受光面。 110・・・・・・レーザ光、111・・・・・・反射
光、112°°°°゛・PDに集束されるレーザ光、2
01・・・・・・n’−1、P基板、202 ”” n
−InPバッファ層、203−・−・・・LH(JHA
@P活性層、204 = = p−InPクラ。 ド層、 205−・−pIn)’ %流プaツク層、
206・・・・・・、−InP電流プロ、り層、207
・・・・・・p−In)’埋め込み層、208・・・・
・・n−InG、AsP電極層。 209*210・・・・・・電極用Zn拡散領域s 2
11t212・・・・・・P形オーミック性電極、21
3・°パ°°n形オーミック性電極である。 奉 l 図 第2図
面図%第2図は素子断面図である。 図中101−−−−−−BH−LD、 102−−−−
−−PL)。 103・旧・・B)i−LDの電極ストライプ% 10
4eat ham PDの電極ストライプ、105・・
・・・・B 1l−Ll)のエツチング共振器面、10
6・・・・・・PL)の受光面。 110・・・・・・レーザ光、111・・・・・・反射
光、112°°°°゛・PDに集束されるレーザ光、2
01・・・・・・n’−1、P基板、202 ”” n
−InPバッファ層、203−・−・・・LH(JHA
@P活性層、204 = = p−InPクラ。 ド層、 205−・−pIn)’ %流プaツク層、
206・・・・・・、−InP電流プロ、り層、207
・・・・・・p−In)’埋め込み層、208・・・・
・・n−InG、AsP電極層。 209*210・・・・・・電極用Zn拡散領域s 2
11t212・・・・・・P形オーミック性電極、21
3・°パ°°n形オーミック性電極である。 奉 l 図 第2図
Claims (1)
- 活性層の周囲がよpエネルギーギャップが大きくかつ屈
折率の小さな半導体材料でおおわnている埋め込みへチ
ル構造半導体レーザと、フォトディテクタとが、同一半
導体基板上に集積化さnた埋め込みヘテ冒構造半導体レ
ーザ・フォトディテクタ光集積化素子において、前記埋
め込みへテロ構造半導体レーザの少なくとも一方の共振
器面がエツチング法によって形成さ11−s前記フォト
ディテクタがエツチングされた共振器面に相対して配置
さnhその受光面がエツチング法によりて形成さn、受
光面とレーザ共振器面との距離がレーザ共振軸上附近で
最も短かい形状をなし、かつエツチング面に無量した前
記フォトディテクタのキャリア発生領域の面積が前記埋
め込みヘテ四構造半導体レーザの活性層の共振器面内の
面積よりも大きいことを特徴とする埋め込みへテロ構造
半導体レーザ・7オトデイテクタ光集積化素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56181853A JPS5884486A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 半導体レ−ザ・フオトデイテクタ光集積化素子 |
US06/408,302 US4470143A (en) | 1981-08-18 | 1982-08-16 | Semiconductor laser having an etched mirror and a narrow stripe width, with an integrated photodetector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56181853A JPS5884486A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 半導体レ−ザ・フオトデイテクタ光集積化素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5884486A true JPS5884486A (ja) | 1983-05-20 |
Family
ID=16107966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56181853A Pending JPS5884486A (ja) | 1981-08-18 | 1981-11-13 | 半導体レ−ザ・フオトデイテクタ光集積化素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5884486A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6211288A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS54142988A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-07 | Hitachi Ltd | Photo semiconductor device |
JPS566494A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-23 | Philips Nv | Semiconductor laser device |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP56181853A patent/JPS5884486A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS54142988A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-07 | Hitachi Ltd | Photo semiconductor device |
JPS566494A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-23 | Philips Nv | Semiconductor laser device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6211288A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
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