JPS62166582A - 分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法 - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法Info
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- JPS62166582A JPS62166582A JP61009463A JP946386A JPS62166582A JP S62166582 A JPS62166582 A JP S62166582A JP 61009463 A JP61009463 A JP 61009463A JP 946386 A JP946386 A JP 946386A JP S62166582 A JPS62166582 A JP S62166582A
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- diffraction grating
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
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- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本願の発明は、周期構造によって帰還が起こりレーザ発
振が行われる分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法
に関するものである。
振が行われる分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法
に関するものである。
本願の第１発明は、上記の様な分布帰還型半導体レーザ
において、回折格子をクラッド層内に配することによっ
て、十分な発振が得られる様にしたものである。
において、回折格子をクラッド層内に配することによっ
て、十分な発振が得られる様にしたものである。
また本願の第２発明は、上記の様な分布帰還型半導体レ
ーザの製造方法において、クラッド層上に所定の物質層
を形成し、これらの物質層とクラッド層とを選択的にエ
ツチングして周期的な凹凸を形成し、この凹凸上に更に
クラッド層を形成し、２つのクラッド層を１つの新たな
りラッド層とすることによって、製造を容易に行うこと
ができる様にしたものである。
ーザの製造方法において、クラッド層上に所定の物質層
を形成し、これらの物質層とクラッド層とを選択的にエ
ツチングして周期的な凹凸を形成し、この凹凸上に更に
クラッド層を形成し、２つのクラッド層を１つの新たな
りラッド層とすることによって、製造を容易に行うこと
ができる様にしたものである。
分布帰還型（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃ
ｋ）半導体レーザ（以下ＤＦＢレーザという）は、単−
縦モード発振を実現し得るレーザとして期待されている
。
ｋ）半導体レーザ（以下ＤＦＢレーザという）は、単−
縦モード発振を実現し得るレーザとして期待されている
。
このＤＦＢレーザにおいては、従来は、活性層とクラッ
ド層との間に更にガイド層を形成すると共にこのガイド
層に回折格子を形成し、この回折格子によるブラッグ反
射によって光を分布的に帰還させていた。
ド層との間に更にガイド層を形成すると共にこのガイド
層に回折格子を形成し、この回折格子によるブラッグ反
射によって光を分布的に帰還させていた。
ところが上述の様な従来のＤＦＢレーザでは、クラッド
層が活性層に接していないためにキャリアの閉じ込め効
率が低く、十分な発振を行うことができなかった。
層が活性層に接していないためにキャリアの閉じ込め効
率が低く、十分な発振を行うことができなかった。
本願の第１発明による分布帰還型半導体レーザは、半導
体基板１上に順次に配されている第１のクラッドＮ２、
活性層３及び第２のクラッド層４．７と、この第２のク
ラッド層４．７内に配されている回折格子８とを夫々具
備している。
体基板１上に順次に配されている第１のクラッドＮ２、
活性層３及び第２のクラッド層４．７と、この第２のク
ラッド層４．７内に配されている回折格子８とを夫々具
備している。
また本願の第２発明による分布帰還型半導体レーザの製
造方法は、半導体基板１上に第１のクラッド層２、活性
層３及び第２のクラッド層４を順次に形成する工程と、
前記第２のクラッド層４上に所定の物質層５を形成する
工程と、前記物質層５と前記第２のクラッド層４とを選
択的にエツチングすることによってこれらの表面に周期
的な凹凸６を形成する工程と、前記凹凸６上に第３のク
ラッド層７を形成する工程とを夫々具備している。
造方法は、半導体基板１上に第１のクラッド層２、活性
層３及び第２のクラッド層４を順次に形成する工程と、
前記第２のクラッド層４上に所定の物質層５を形成する
工程と、前記物質層５と前記第２のクラッド層４とを選
択的にエツチングすることによってこれらの表面に周期
的な凹凸６を形成する工程と、前記凹凸６上に第３のク
ラッド層７を形成する工程とを夫々具備している。
本願の第１発明による分布帰還型半導体レーザでは、活
性層３の両側に第１及び第２のクラッド層２及び４．７
が配されているので、キャリアの閉じ込め効率が高い。
性層３の両側に第１及び第２のクラッド層２及び４．７
が配されているので、キャリアの閉じ込め効率が高い。
また本願の第２発明による分布帰還型半導体レーザの製
造方法では、第２のクラッド層４と第３のクラッド層７
とが新たな第２のクラッド層４．７となり、選択的にエ
ツチングされて周期的な凹凸６を形成された所定の物質
層５が新たな第２のクラッド層４．７内に配され、この
物質層５が回折格子８となる。
造方法では、第２のクラッド層４と第３のクラッド層７
とが新たな第２のクラッド層４．７となり、選択的にエ
ツチングされて周期的な凹凸６を形成された所定の物質
層５が新たな第２のクラッド層４．７内に配され、この
物質層５が回折格子８となる。
以下、Ａ ｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ ヘテロ構造のＤ
ＦＢレーザに適用した本願の発明の一実施例を第１図を
参照しながら説明する。
ＦＢレーザに適用した本願の発明の一実施例を第１図を
参照しながら説明する。
この実施例では、第１Ａ図に示す様に、まずｎ−ＧａＡ
ｓ基板１上に第１のクラッド層を構成するｎ−八１０．
３ Ｇａｏ、ｔ Ａｓ層２、活性層を構成するＧａＡｓ
層３、第２のクラッド層を構成するｐ−Δ１゜、１Ｇａ
０．７Ａｓ層４及びｐＡＩｏ、＋５Ｇａｏ、８ＢＡｓ層
５を、ＭＢＥ法またはＭＯＣＶＤ法によって順次にエピ
タキシャル成長させる。なおｐ−八ｉｏ、 ＋５Ｇａｏ
、 ８５ＡＳ層５の厚さは、後述の凹凸６の高さの略半
分とする。
ｓ基板１上に第１のクラッド層を構成するｎ−八１０．
３ Ｇａｏ、ｔ Ａｓ層２、活性層を構成するＧａＡｓ
層３、第２のクラッド層を構成するｐ−Δ１゜、１Ｇａ
０．７Ａｓ層４及びｐＡＩｏ、＋５Ｇａｏ、８ＢＡｓ層
５を、ＭＢＥ法またはＭＯＣＶＤ法によって順次にエピ
タキシャル成長させる。なおｐ−八ｉｏ、 ＋５Ｇａｏ
、 ８５ＡＳ層５の厚さは、後述の凹凸６の高さの略半
分とする。
次に、第３図に示す様な通常の２次回折格子の作製方法
として知られているホログラフインク露光法によって、
ｐＡｌｏ、ｉ Ｇａｏ、７ Ａｓ層４が部分的に露出し
更にｐ−八Ｉｏ、 ＋ ５Ｇａｏ、 ５ｓＡｓ層５の厚
さと略同じ深さとなるまで、ｐＡｌｏ、＋５Ｇａｏ、ｅ
ｓＡｓ層５及びｐ−ＡＩ。、３Ｇａ、、、 Ａｓ層４を
選択的にエツチングする。
として知られているホログラフインク露光法によって、
ｐＡｌｏ、ｉ Ｇａｏ、７ Ａｓ層４が部分的に露出し
更にｐ−八Ｉｏ、 ＋ ５Ｇａｏ、 ５ｓＡｓ層５の厚
さと略同じ深さとなるまで、ｐＡｌｏ、＋５Ｇａｏ、ｅ
ｓＡｓ層５及びｐ−ＡＩ。、３Ｇａ、、、 Ａｓ層４を
選択的にエツチングする。
すると、第１Ｂ図に示す様に、ｐ−へ１ｏ、 ＋ ５Ｇ
ａｏ、 ａｓＡｓ層５とｐ−八Ｉ。、３ Ｇａ（、、）
Ａｓ層４との界面を中心線とする三角波状凹凸６が形成
される。
ａｏ、 ａｓＡｓ層５とｐ−八Ｉ。、３ Ｇａ（、、）
Ａｓ層４との界面を中心線とする三角波状凹凸６が形成
される。
なお、第３図に示した様な形状の２次回折格子は、半導
体基板とエツチング液とが有している異方性（結晶面依
存性）のために、ある程度の露光強度分布であれば、自
己整合的に再現性よく作製され得る。
体基板とエツチング液とが有している異方性（結晶面依
存性）のために、ある程度の露光強度分布であれば、自
己整合的に再現性よく作製され得る。
次に再びＭＢＥ法またはＭＯＣＶＤ法によって、第１Ｃ
図に示す様に、第３のクラッド層を構成すルｐ−ＡＩ。
図に示す様に、第３のクラッド層を構成すルｐ−ＡＩ。
、３ Ｇａ、、、 Ａｓ層７をエピタキシャル成長させ
て凹凸６を被覆する。
て凹凸６を被覆する。
すると、ｐ−八１０． ：ｌ Ｇａｏ、７へＳ層４と７
とが新たな第２のクラッド層となり、既述のエツチング
時に残された断面三角形のｐ Ａｌｏ、＋５Ｇａｏ、
ａｓ＾Ｓ層５ａが、新たな第２のクラッド層４．７内に
配される。
とが新たな第２のクラッド層となり、既述のエツチング
時に残された断面三角形のｐ Ａｌｏ、＋５Ｇａｏ、
ａｓ＾Ｓ層５ａが、新たな第２のクラッド層４．７内に
配される。
ところが、第１Ｃ図に示す構成は第４図に示す２次回折
格子と実質的に同じ周期構造を有しており、ｐＡｌｏ、
＋５Ｇａｏ、ｅｓＡｓ層５ａによる２次回折格子８を有
するＤＦＢレーザが製造されたことになる。
格子と実質的に同じ周期構造を有しており、ｐＡｌｏ、
＋５Ｇａｏ、ｅｓＡｓ層５ａによる２次回折格子８を有
するＤＦＢレーザが製造されたことになる。
以上の様な本実施例によれば１次フーリエ成分が最大で
光との結合が強い第４図に示した２次回折格子と実質的
に同じ周期構造である２次回折格子８を有するＤＦＢレ
ーザを、１次フーリエ成分がＯで光との結合は弱いが形
状の均−性及び再現性の良好な作製が可能である第３図
に示した２次回折格子と同様な方法によって製造するこ
とができる。従って本実施例によるＤＦＢレーザは、形
状の均−性及び再現性が良好であるにも拘わらず、十分
な発振を得ることができる。
光との結合が強い第４図に示した２次回折格子と実質的
に同じ周期構造である２次回折格子８を有するＤＦＢレ
ーザを、１次フーリエ成分がＯで光との結合は弱いが形
状の均−性及び再現性の良好な作製が可能である第３図
に示した２次回折格子と同様な方法によって製造するこ
とができる。従って本実施例によるＤＦＢレーザは、形
状の均−性及び再現性が良好であるにも拘わらず、十分
な発振を得ることができる。
また、三角波状凹凸６の高さはｐ−ＡＩ。、 Ｉ ５Ｇ
ａｏ、ａｓＡｓ層５の膜厚によって制御され得るが、上
述の実施例は膜厚の精密制御が可能なＭＢ２法またはＭ
ＯＣＶＤ法を用いているので、２次回折格子８の凹凸の
高さの制御性も良好である。従ってこのことによっても
、上述の実施例によるＤＦＢレーザは形状の均−性及び
再現性が良好である。
ａｏ、ａｓＡｓ層５の膜厚によって制御され得るが、上
述の実施例は膜厚の精密制御が可能なＭＢ２法またはＭ
ＯＣＶＤ法を用いているので、２次回折格子８の凹凸の
高さの制御性も良好である。従ってこのことによっても
、上述の実施例によるＤＦＢレーザは形状の均−性及び
再現性が良好である。
また、上述の実施例においては第２のクラッド層を構成
するｐ、 ＡＩｏ、３ Ｇａｏ、７Ａｓ層４上にｐ−
Ａｌｏ、 ｒ ５Ｇａｏ、 ａｓＡｓ層５を形成したが
、第１Ｂ図に示した様な三角波状凹凸６をエツチングに
よって形成することができる物質であればごのｐ −Ａ
Ｉ。１５Ｇａ。、５ｓＡｓ層５の代わりに他の物質層を
用いてもよく、例えばＡ１組成の異なるＡｌＧａＡｓ層
を用いてもよい。
するｐ、 ＡＩｏ、３ Ｇａｏ、７Ａｓ層４上にｐ−
Ａｌｏ、 ｒ ５Ｇａｏ、 ａｓＡｓ層５を形成したが
、第１Ｂ図に示した様な三角波状凹凸６をエツチングに
よって形成することができる物質であればごのｐ −Ａ
Ｉ。１５Ｇａ。、５ｓＡｓ層５の代わりに他の物質層を
用いてもよく、例えばＡ１組成の異なるＡｌＧａＡｓ層
を用いてもよい。
更にまた、上述の実施例においては２次回折格子８を有
するＤＦＢレーザに本願の発明を適用したが、例えば第
２図に示す様な３次回折格子やより高次の回折格子を有
するＤＦＢレーザにも本願の発明を適用することができ
る。また、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓヘテロ構造以外のＤ
ＦＢレーザに本願の発明を適用することも可能である。
するＤＦＢレーザに本願の発明を適用したが、例えば第
２図に示す様な３次回折格子やより高次の回折格子を有
するＤＦＢレーザにも本願の発明を適用することができ
る。また、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓヘテロ構造以外のＤ
ＦＢレーザに本願の発明を適用することも可能である。
（発明の効果〕
本願の第１発明による分布帰還型半導体レーザでは、キ
ャリアの閉じ込め効率が高いので、十分な発振が得られ
る。
ャリアの閉じ込め効率が高いので、十分な発振が得られ
る。
また本願の第２発明による分布帰還型半導体レーザの製
造方法では、第３のクラッド層を形成することによって
新たな第２のクラッド層内に回折格子が自動的に配され
、しかも選択的なエツチングによる凹凸の形成は従来か
らの手法によって行われ得るので、本願の第１発明によ
る分布帰還型半導体レーザが容易に製造される。
造方法では、第３のクラッド層を形成することによって
新たな第２のクラッド層内に回折格子が自動的に配され
、しかも選択的なエツチングによる凹凸の形成は従来か
らの手法によって行われ得るので、本願の第１発明によ
る分布帰還型半導体レーザが容易に製造される。
第１Ａ図〜第１Ｃ図は本願の発明の一実施例によるＤＦ
Ｂレーザの製造方法を工程順に示す断面図、第２図は３
次回折格子の断面図、第３図は１次フーリエ成分が０で
ある２次回折格子の断面図、第４図は１次フーリエ成分
が最大である２次回折格子の断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−− ｎ −ＧａＡｓ基板２−−−−
−−−−−−−−−ｎ Ａｌｏ、ｘＧａｏ、を八Ｓ
層３−・−・−−−−−−−−・−Ｇ ａ Ａ ｓ層
４．１’−”’−’ｐＡｌｏ、：＋Ｇａｏ、７Ａｓ層５
−−−−−−−−−−−−−− ｐ−へ１ｏ、 ＋ ５
Ｇａｏ、ａ５Ａｓ層６・・・−−−−−−−−・・−・
−三角波状凹凸８−−−−−・−・・−−−−−−−−
２次回折格子である。
Ｂレーザの製造方法を工程順に示す断面図、第２図は３
次回折格子の断面図、第３図は１次フーリエ成分が０で
ある２次回折格子の断面図、第４図は１次フーリエ成分
が最大である２次回折格子の断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−− ｎ −ＧａＡｓ基板２−−−−
−−−−−−−−−ｎ Ａｌｏ、ｘＧａｏ、を八Ｓ
層３−・−・−−−−−−−−・−Ｇ ａ Ａ ｓ層
４．１’−”’−’ｐＡｌｏ、：＋Ｇａｏ、７Ａｓ層５
−−−−−−−−−−−−−− ｐ−へ１ｏ、 ＋ ５
Ｇａｏ、ａ５Ａｓ層６・・・−−−−−−−−・・−・
−三角波状凹凸８−−−−−・−・・−−−−−−−−
２次回折格子である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に順次に配されている第１のクラッド
層、活性層及び第２のクラッド層と、この第２のクラッ
ド層内に配されている回折格子とを夫々具備する分布帰
還型半導体レーザ。 ２、半導体基板上に第１のクラッド層、活性層及び第２
のクラッド層を順次に形成する工程と、前記第２のクラ
ッド層上に所定の物質層を形成する工程と、 前記物質層と前記第２のクラッド層とを選択的にエッチ
ングすることによってこれらの表面に周期的な凹凸を形
成する工程と、 前記凹凸上に第３のクラッド層を形成する工程とを夫々
具備する分布帰還型半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61009463A JPS62166582A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61009463A JPS62166582A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166582A true JPS62166582A (ja) | 1987-07-23 |
Family
ID=11720969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61009463A Pending JPS62166582A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62166582A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213383A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| US5363399A (en) * | 1991-11-21 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor distributed-feedback laser device |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP61009463A patent/JPS62166582A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213383A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| US5363399A (en) * | 1991-11-21 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor distributed-feedback laser device |
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