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JP2001189529A - 半導体レーザ装置、半導体レーザアレー装置及び光伝送装置 - Google Patents

半導体レーザ装置、半導体レーザアレー装置及び光伝送装置

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JP2001189529A
JP2001189529A JP37258199A JP37258199A JP2001189529A JP 2001189529 A JP2001189529 A JP 2001189529A JP 37258199 A JP37258199 A JP 37258199A JP 37258199 A JP37258199 A JP 37258199A JP 2001189529 A JP2001189529 A JP 2001189529A
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cladding
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和久 魚見
Kazuhiko Hosomi
和彦 細見
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願発明は、高精度の発振波長を確保するこ
とが出来る半導体レーザ装置および半導体レーザアレー
装置を提供することである。本願の別な目的は、高精度
の発振波長を確保しつつ、雰囲気温度の影響を抑えた半
導体レーザ装置および半導体レーザアレー装置を提供す
ることである。 【解決手段】 本願発明の代表例は、半導体基板の上部
に、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活性層
領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対
側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域におけ
る光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に前記
活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体基板
より大きな屈折率を有する第１の半導体領域および前記
第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域の一部との
間に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体
領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
極および第２の電極とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は光通信用半導体レ
ーザ装置に関するものである。本願発明の係る単一モー
ド発振半導体レーザ装置は、高密度波長多重伝送用に有
用である。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの普及及び発展に伴い、
各家庭への伝送情報は大容量化する。この要請によっ
て、大容量の伝送が可能な高密度波長多重伝送方式 (De
nse Wavelength Division Multiplexing：以下 ＤＷ
ＤＭと略記する ) の開発が盛んである。この方式で
は、伝送容量を増加させるために、１本の光ファイバー
で伝送する光の波長の数を、増加させる。一方、この波
長の数の増加は、隣接する波長間隔の狭幅化を促す。こ
れは、光通信の適用可能なファイバの損失特性に制約が
あることから、実用に供される伝送波長の帯域が制約さ
れるためである。この波長間隔の狭幅化は伝送波長間で
の混信が生じ易くする。この混信を避ける為、要求され
る伝送波長の精度は、より厳しくなる。例えば、６０ｎ
ｍの波長帯域に、０.８ｎｍ間隔で伝送波長を配置した
場合、例えば、６４チャンネル、或いは８０チャンネル
の情報を伝送することができる。この場合、この伝送時
に要求される波長の安定性は、±０.０１ｎｍである。
この為、現在では、光源となる半導体レーザ装置の波長
歩留りが極めて高く要求される。従って、このような波
長仕様を満足させる送信光源は極めて高いコストとな
る。
【０００３】一方で、将来のＤＷＤＭシステムでは、必
要とされる送信光源数は、さらに増加する。従って、伝
送の単一チャンネルあたりの単価の更なる低減が望まれ
る。そこで、送信光源においては、低コスト、堅牢及び
コンパクトな、異なる発振波長の半導体レーザを集積し
た半導体レーザアレイの実現が必要となる。
【０００４】ＤＷＤＭに用いられる送信光源は、単一波
長化のための波長選択機能を有する。例えば、単一モー
ド発振レーザとして代表的な分布帰還型半導体レーザ
(Distributed Feedback Laser ; 以下、ＤＦＢレーザと
略記 ) は、光導波路層の近傍に、鋸刃状の回折格子構
造を有する。この回折格子構造の屈折率の周期性は、導
波路中の伝播光に光学的に作用する。この光学的な効果
によって、単一モードの半導体レーザの発振波長 (λ)
は、以下の式により決定される。
【０００５】λ＝(２×ｎ×Λ) / ｍ ここで、ｎは、伝送する光導波路の等価屈折率、Λは回
折格子構造の間隔、そしてｍは次数である。この式か
ら、精密に発振波長を制御するためには、等価屈折率
(ｎ)のばらつきを抑制することが望ましいことが理解さ
れる。この為には、等価屈折率(ｎ)が素子作成上、容易
かつ精密に制御できることが望ましい。
【０００６】上式の等価屈折率(ｎ)は、光の伝播する活
性層の材料の有する屈折率だけでなく、加えて、その形
状寸法と、活性層の周辺構造の屈折率とにより定められ
る。このように、精密に発振波長を制御するためには、
半導体レーザ素子の活性層の形状寸法とその周辺構造の
屈折率のばらつきをも抑制する必要がある。
【０００７】従来、半導体レーザの基本構造は、利得導
波路型と屈折率導波路型に大別される。代表的な利得導
波路型半導体レーザは、リッジ型半導体レーザである。
この半導体レーザは、基本となる半導体積層構造を１回
の結晶成長のみで形成した後、発光領域を残して、これ
を挟む領域の上側クラッド層をエッチングし、ポリイミ
ド樹脂で埋め込む構造となっている。
【０００８】一方、埋込み型半導体レーザに代表される
屈折率導波路型では、半導体積層体における光の伝播領
域のみを残し、他の領域を基板材料で埋め込んだ構造と
なっている。この単一モード発振半導体レーザの作製プ
ロセスでは、エッチングした後、再成長工程により電流
狭窄層を形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記リッジ型半導体レ
ーザの構造は、作製プロセスが簡略であることから、フ
ァブリペロー型半導体レーザの場合、作製歩留りは非常
に高い。一方で、上側クラッド層のリッジ形状は、側壁
がポリイミドで覆われている。従って、半導体材料であ
る活性層と非半導体材料であるリッジ側面の屈折率差は
非常に大きい。この為、リッジ側の電流注入幅のばらつ
きに伴う、等価屈折率(ｎ)のばらつきに反映して、単一
モード発振レーザでの発振波長のばらつきは顕著とな
る。
【００１０】一方、埋め込み型半導体レーザでは、リッ
ジ導波路型半導体レーザに比べ、活性層の形状寸法ばら
つきは大きい。従って、本来の埋め込み型半導体レーザ
が有する等価的な屈折率のばらつきは顕著となり、精密
に発振波長を制御することは困難となる。
【００１１】更に、ＤＷＤＭの送信光源では、素子作製
上における発振波長の精密性以外の問題も存在する。こ
の問題とは、システムに搭載した送信光源自身の経時変
化による、波長変動である。これに対し送信光源では、
波長可変レーザの開発も行なわれている。この波長可変
レーザとは、薄膜ヒータを単一モード発振半導体レーザ
に搭載し、活性層に温度を加えることにより、発振波長
を変化させる。一方で、この活性層への加熱により、半
導体レーザの特性は損なわれる。従って、ＤＷＤＭ用送
信光源の開発では、精密に要求波長を満たして発振する
単一モード発振半導体レーザの作製と同時に、波長可変
レーザとして使用するための、半導体レーザ自身の温度
特性向上が不可欠となる。従来の半導体レーザにおける
温度特性の悪化要因を以下に述べる。前述のリッジ型導
波路半導体レーザでは、温度が上昇するに従い、活性層
に注入されるキャリアは横方向に拡散していく。従っ
て、この温度上昇に伴う利得低下を補う以上に、キャリ
アを注入する必要が生じる。
【００１２】一方、埋込み型半導体レーザの場合、エッ
チングされた活性層と、それを埋め込んだ半導体材料の
界面近傍では、電気抵抗が低下している。従って、温度
上昇とともに、キャリアは、この領域を介して流れてし
まい、効果的に活性層に注入されなくなる。
【００１３】以上に述べた、技術的背景の下に、本願の
第１の目的は、高精度の発振波長を確保することが出来
る半導体レーザ装置および半導体レーザアレー装置を提
供することである。
【００１４】本願の第２の目的は、高精度の発振波長を
確保しつつ、雰囲気温度の影響を抑えた半導体レーザ装
置および半導体レーザアレー装置を提供することであ
る。
【００１５】本願の第３の目的は、前記第１あるいは第
２の目的を達成しつつ、且つ製造歩留まりを確保できる
半導体レーザ装置および半導体レーザアレー装置を提供
することである。
【００１６】こうした諸特性を有する単一モード発振の
半導体レーザ装置および半導体レーザアレー装置を提供
することが出来る。
【００１７】本願の別な目的は、安定した波長での伝送
を可能となす光システム、あるいは光伝送装置を提供す
るものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本願発明の骨子を図１の
例を参酌して説明する。図１は本願発明に係わる半導体
レーザ装置の例を示す斜視図である。図は２つの発光部
の例が示されており、左側の発光部１はその概観を示す
図、右側は本構造の理解を容易にする為に一部を切断し
た断面を示している。
【００１９】半導体基板１１の上部にバッファー層１２
および基板側のクラッド層１３（光ガイド層とも通称す
る）が形成され、この上部に活性層領域４、および上部
のクラッド層２１が配置される。こうして、活性層領域
４が光導波路を構成する。一般にこの活性層領域４は量
子井戸構造で構成される。量子井戸構造は、例えば、単
一量子井戸構造、多重量子井戸構造、あるいは歪量子井
戸構造、歪補償型量子井戸構造など、一般に半導体レー
ザ素子に適用されている構造を、当該半導体レーザ素子
の要請に応じて用いることが出来る。尚、具体的例とし
て、本例では歪量子井戸構造を例示している。
【００２０】縦単一モードでの発振を確保するに、光帰
還は回折格子１０を用いることがわけても好ましい。本
願発明は、この例のＤＦＢ型レーザの外に、回折格子を
用いたいわゆるＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒ
ａｇｇ Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎ）型のレーザが好まし
い。以下の実施の諸形態に例示する具体的構造に示され
る回折格子の配置が好ましい例であるが、本願明細書に
例示された以外の層上あるいは部位に光帰還を生ぜせし
める所定の回折格子を配置しても良いことは言うまでも
ない。要は、ＤＦＢ型あるいはＤＢＲ型のレーザ発振を
可能ならしめれば良い。勿論、光帰還の手段の如何によ
らず、後述する第１の電流狭窄層領域ならびに第２の電
流狭窄層領域を配置する本願の基本思想は十分な電流狭
窄の効果を奏することは言うまでもない。
【００２１】本願の代表的な発明の形態は、次の特性を
有する第１の電流狭窄層領域３を、当該半導体レーザ装
置の活性層領域を挟んで設けることにある。当然、この
第１の電流狭窄層領域は、光共振器の光の進行方向に交
差する両側面に配置される。第１の電流狭窄層領域３に
相当する領域は、当該半導体レーザ装置の活性層領域と
電気抵抗が異なり且つ基板材料よりも大きな屈折率を有
する領域と言うことが出来る。この第１の電流狭窄層領
域３ないしは前記の当該半導体レーザ装置の活性層領域
と電気抵抗が異なり且つ基板材料よりも大きな屈折率を
有する領域は、当該半導体レーザ装置を構成する基本的
な半導体積層体にイオン注入した例が代表的な例であ
る。
【００２２】本願の更なる発明の形態は、前記第１の電
流狭窄層領域３の上部に半絶縁性の半導体材料になる第
２の電流狭窄層領域６を配置することである。更に、こ
の第２の電流狭窄層領域３は前記第１の電流狭窄層領域
３と自己整合的にその領域幅が形成されていることも実
用的に重要な点である。具体的な形成例としては、前記
第１の電流狭窄層領域３をイオン注入で形成し、この際
用いたマスクをそのまま第２の電流狭窄層領域６を選択
的に結晶成長させることによって、達成することが出来
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本願発明の実施の諸形態を説明す
るに先立って、前記した本願の第１および第２の発明の
骨子たる両電流狭窄層領域３、６の諸形態についてより
詳細に説明する。以下、図１を参酌する。図１において
電流注入幅を符号５、電流狭窄層領域を符号７として示
している。この電流狭窄層領域７は、前記二つの電流狭
窄層領域３、６によって規定されている。図１におい
て、符号１１は半導体基板、１２はバッファ層、１３は
クラッド層（光ガイド層とも称する）、２は歪量子井戸
構造、６は絶縁性ないしは半絶縁性の特性を有する母材
が半導体なる半導体層、９は凹凸部、１０は回折格子の
形成された領域、２１は上部のクラッド層、２２はコン
タクト層、２３は絶縁物層、２４は第１の電極、２４
‘は第２の電極である。
【００２４】本願発明の素子構造では、活性層領域を構
成する半導体積層領域、例えば、代表的な歪多重量子井
戸層２に、イオン注入することによって、第１の電流狭
窄層領域に相当する領域３を形成することが出来る。こ
の時、イオンを注入しない領域は、半導体レーザ素子１
における活性層領域４となる。イオン注入技術は、その
工程中にエッチング及び再成長を用いないため、大面積
及び高い均一度でのプロセスとして有効である。この時
注入するイオンの種類は、活性層領域４に使用する半導
体材料において、電流経路を形成できる種類であれば、
すべて適用できる。そのイオンの代表例は、例えば、プ
ロトン、酸素、鉄などである。特に、寸法精度の向上の
ためには、質量の大きい元素が有用である。それは、例
えば、鉄などの重金属元素である。これは、イオン注入
時におけるイオンの横方向への移動が、小さくなるため
である。一方で、プロトンなどの軽元素では、イオンの
横方向の移動が大きく、形成する電流注入幅５の寸法精
度向上の効果は損なわれやすい。このイオン注入量は、
半導体層を絶縁化ないしは半絶縁化せしめ得る濃度で良
い。それは、化合物半導体材料ＩｎＰの場合、概ね、１
×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ2以上である。
【００２５】また、本第１の電流狭窄層領域３は少なく
とも、発光活性層領域の両側面を覆う程度の厚さを確保
すれば良い。
【００２６】次に、本願に係わる第２の電流狭窄層領域
について詳細説明を行う。
【００２７】第２の電流狭窄層領域に相当する代表的な
領域は、前記第１の電流狭窄層３の上に、半絶縁性のＩ
ｎＰ結晶を選択的に再成長することによって得ることが
出来る。この第２の電流狭窄層６は、活性層領域４の直
上にＳｉＯ2膜などの誘電体膜を蒸着し形成した上で、
選択成長を行う。この時の、第２の電流狭窄層６に含ま
れる鉄の濃度は、概ね一般的に用いられている４×１０
17〜３×１０18/ｃｍ3程度である。この濃度は少なくと
も半導体材料における半絶縁化の特性を有することが前
提となる。
【００２８】この第２の電流狭窄層領域６あるいは少な
くとも半絶縁性の半導体材料層の厚さは、概ね０．６μ
ｍ以上程度で設定される。
【００２９】この結晶の再成長により活性層領域に対し
て形成される電流の注入領域の幅（以下、電流注入幅と
略称する）５は、選択成長用の誘電体膜による。従っ
て、電流注入幅５はこの選択成長用の誘電体膜をパター
ンニングする際のフォトリソグラフ精度のみに律速され
る。従って、活性層領域４おいて、作製寸法の高精度化
が図られる。
【００３０】次に、本願発明に係わる第１の電流狭窄層
領域と第２の電流狭窄層領域の効果を例示する。図２
は、前述した埋め込み型の単一モード発振半導体レーザ
装置、逆メサリッジ型の単一モード発振半導体レーザ装
置及び本願発明の各装置構造諸例における発振波長の電
流注入幅に対する依存性の比較である。横軸は電流注入
幅（μｍ）、縦軸は単一モードでの発振波長（ｎｍ）を
示す。尚、電流の注入幅を本願の例に即して述べれば、
図１における符号５の幅に相当する。他の半導体レーザ
装置の例においても、類似の領域の幅に相応する。
【００３１】尚、比較した逆メサリッジ型半導体レーザ
装置は、ｎ型ＩｎＰ基板にｎ型ＩｎＰ層を設け、この上
部に活性層領域、上部クラッド層にｐ型ＩｎＰ層を用い
た。このｐ型ＩｎＰ層が逆メサ構造を有し、逆メサ構造
の両側部がポリイミド樹脂で埋め込まれている。この逆
メサ構造は、活性層領域近傍で概ね電流の注入幅の幅を
有し、光の進行方向に延在している。他方、比較した埋
め込み型半導体レーザ装置は、ｐ型ＩｎＰ基板にｐ型Ｉ
ｎＰ層を有し、この上部に活性層領域を有する。活性層
領域から前記ｐ型ＩｎＰ層にかけてメサ構造となされ、
この両側部が次の半導体層で埋め込まれている。これら
の各層は、ｎ型ＩｎＰ層、ｐ型ＩｎＰ層である。更に、
この上部全域にｎ型ＩｎＰ層が設けられている。前記埋
め込み層が電流狭窄層の役割を果たし、前記メサ構造の
領域が電流注入の領域となっている。
【００３２】図２に示された結果は、本願発明の装置構
造（ａ）が、発振波長の電流の注入幅に対する依存性
が、最も小さいことがわかる。リッジ型（ｂ）および埋
め込み型（ｃ）の特性は、類似したものとなっている。
【００３３】本願発明が特性的に優位を示すのは、電流
注入幅５に相当する領域の等価屈折率(ｎ)が、電流の注
入幅５の変化に対して、影響を受け難いことに起因す
る。即ち、本願発明の構造では、活性層領域４と第１の
電流狭窄層領域３が、同じ材料になる歪多重量子井戸層
２を基に形成されているため、前記の埋め込み型の半導
体レーザ等と比較して、活性層領域４と第１の電流狭窄
層領域３の屈折率の差は小さくなる。
【００３４】リッジ導波路型の半導体レーザの場合、本
願発明の構造の第２の電流狭窄層領域６に対応する部分
は、有機樹脂のポリイミド樹脂である。従って、この領
域の有機樹脂と活性層領域の半導体材料との屈折率差は
大きく、活性層領域周辺の等価屈折率は、寸法に敏感に
反映する。また、埋め込み型の半導体レーザでは、第２
の電流狭窄層領域６は本発明構造と同じ屈折率である。
しかし、本発明構造における第１の電流狭窄層領域３に
相当する領域の屈折率は、基板８材料と同等の屈折率で
ある。従って、この構造での光導波の効果は本願に比較
し劣ったものとなる。
【００３５】以上の結果を参酌すれば、従来から用いら
れているリッジ型半導体レーザ及び埋め込み型半導体レ
ーザに比べ、本願発明が、最も作製上の発振波長の安定
性に優れていることがわかる。
【００３６】以上の説明から理解される様に、本願発明
は、電流注入幅領域５と電流狭窄領域７の等価屈折率差
が、リッジ導波路型と埋め込み型半導体レーザよりも小
さくすることが基本的事項である。従って、本願発明で
は、電流狭窄領域７は、電流狭窄領域７の等価屈折率
を、電流注入領域５の等価屈折率に近づけることを目的
としたあらゆる層構造の組み合わせを考えることが出来
る。当然、当該等価屈折率はＩｎＰ基板の屈折率を越
え、一方、活性層領域の屈折率を越えない範囲に設定さ
れることは言うまでもない。
【００３７】例えば、図１の例の即せば、電流狭窄領域
７における第２の電流狭窄層領域６の上に、有機樹脂、
例えば熱硬化性有機樹脂、その代表例たるポリイミド樹
脂などを配置する場合である。この目的の樹脂として、
ポリイミド樹脂の外にポリイミドアミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂などを挙げることが出来る。この場合、ポリイミ
ド系樹脂等を用いるものの、前記第２の電流狭窄層領域
６の存在によって、当該電流注入領域５と電流狭窄層領
域７との屈折率の差が、これまでのリッジ導波路型と埋
め込み型半導体レーザよりも小さくすることが出来るの
である。この構成は、モジュールへの半導体光素子の実
装形態により、要請される場合がある。
【００３８】前記ポリイミド系樹脂を用いる例は、例え
ば次のような例である。図１の半導体レーザ部１では、
構造の最終形態が、電極近傍で凹凸形状９を残すことに
なる。それは、第２の電流狭窄層領域６を有するが故
に、結晶成長用の基体は段差を有する。この為、この凹
凸を有する結晶成長用の基体に半導体材料により第２の
電流狭窄層６を、結晶成長によって埋め込んだ結果であ
る。電極近傍で凹凸形状９を残すことになる。従って、
実装時に、半導体光素子の表面の平坦化が必要な場合、
凹凸形状９の凸領域を、第２の電流狭窄層６近傍までエ
ッチングし、この除去部分をポリイミドで埋め込めば、
素子の表面を平面構造とした素子を提供することができ
る。この例の場合も、本願発明の当初の目的を達成出来
ることは言うまでもない。
【００３９】次に、半導体光装置に複数の発光部を有せ
しめる、即ち、素子のアレイ化の場合に関して説明す
る。
【００４０】高密度波長多重伝送システムにおける単一
チャンネルあたりの製造コストを低減するためには、単
一モード発振半導体レーザを同一基板上に集積したアレ
イ型の送信光源を使用することが望ましい。一方でこの
場合、隣り合う単一モード発振半導体レーザの発振波長
を、変化させ、その波長間隔を高精度に制御する必要が
ある。この手法に関して以下に説明する。このために
は、各半導体レーザ構造ごとに構成される回折格子間隔
(Λ)を変化させる。この回折格子間隔を変化させる手法
は、既存の電子ビーム描画装置などを用いることにより
可能である。
【００４１】この回折格子の手法は、前述のＤＦＢ型あ
るいはＤＢＲ型のいずれの半導体レーザにおいても用い
ることが可能である。
【００４２】次に上記構造が、半導体レーザの温度特性
改善にも効果があることを示唆する。これは、加熱型の
波長可変機能を半導体レーザに設ける上で重要である。
本願発明の構造では、活性層領域４の横に第１の電流狭
窄層３を設けている。従って、リッジ型導波路半導体レ
ーザでのキャリアの横方向拡散は存在しない。
【００４３】さらに、第１の電流狭窄層３をイオン注入
により製造すれば、活性層領域と埋め込みに用いた半導
体層の界面近傍での、母材となる半導体各層が予め同一
層として形成されている為、電気抵抗の低下は存在しな
い。従って、この界面近傍での電流の漏れが低減される
為、高温動作時において、発振に寄与しない無効な電流
を抑制することができる。
【００４４】さらなる温度特性の改善には、活性層領域
４構造をｎ型変調ドーピングの構造とすることが好まし
い。活性層領域が量子井戸構造を有する場合、その障壁
層にｎ型ドーピングを施すことにより、当該半導体レー
ザ素子のしきい値電流密度は低減する。これは、ｎ型不
純物をドーピングすることにより、活性層中でのキャリ
アの横方向拡散が抑制されたためである。一方、一般的
に障壁層のドーピング濃度が、３×１０18/ｃｍ3以上で
は、しきい値電流密度は増加する。これは、ｎ型不純物
が増加しすぎたため、活性層内部の光損失が増加したこ
とによる。このしきい値電流密度の低減化は、高温動作
時におけるキャリアの注入量の抑制につながり、結果と
して温度特性の改善に繋がる。さらに本構造における第
１の電流狭窄層３に鉄が打ちこまれている場合、この電
流狭窄層は、電子のトラップとして働くことから、より
キャリアの横方向拡散が抑制できる。以上より、本発明
構造をより効果的に実現するためには、活性層領域４に
３×１０18/ｃｍ3以下の濃度で、ｎ型ドーピングするこ
とが好ましい。
【００４５】本願発明は、半導体材料なかんずく化合物
半導体材料を用いた半導体光装置において実施すること
が出来る。光通信用の半導体レーザ装置は、ＩＩＩ―Ｖ
族化合物半導体材料、わけても最後に、ＩｎＧａＡｓＰ
系材料が好ましい。更には、Ａｌ元素などの他元素を含
む化合物半導体材料を用いた場合、あるいはＩＩ―ＶＩ
族化合物半導体材料を用いた場合にも、本願発明が有効
であることはいうまでもない。当該量子井戸構造を構成
するＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体材料を例示すれば、次の
ものを挙げることが出来る。それらは、ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ／ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡ
ｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ、
ＧａＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰ、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａ
ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡ
ｓＰ／ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＰ、
ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ／Ｉ
ｎＰ、ＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｌＮ／ＩｎＧ
ａＡｌＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａ
Ｎ、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、およびＧａ
ＩｎＮＡｓ／ＩｎＡｌＧａＡｓである。
【００４６】以下、本願発明の代表的な諸形態を列挙す
る。
【００４７】本願の第１の形態は、半導体基板の上部
に、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活性層
領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対
側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域におけ
る光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に前記
活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体基板
より大きな屈折率を有する第１の半導体領域および前記
第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域の一部との
間に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体
領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
極および第２の電極とを、有することを特徴とする半導
体レーザ装置である。
【００４８】本願の第２の形態は、半導体基板の上部
に、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活性層
領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対
側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域におけ
る光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に前記
活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ当該光を導波せ
しむる為の第１の半導体領域および前記第１の半導体領
域と前記第２のクラッド領域の一部との間に当該第１の
半導体領域と自己整合的に形成された絶縁性ないしは半
絶縁性の第２の半導体領域と、前記活性層領域に電流を
注入する為の第１の電極および第２の電極とを、有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００４９】本願の第３の形態は、活性層領域と、結晶
成長用の半導体基板側の第１のクラッド領域および前記
活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された
第２のクラッド領域と、活性層領域における光の進行方
向に平行な当該活性層領域の両側部に配置された第１の
電流狭窄層領域および前記第１の電流狭窄層領域の上部
の第２の電流狭窄層領域と、前記活性層領域に電流を注
入する為の第１の電極と第２の電極とを有し、前記第１
の電流狭窄層領域は前記活性層領域と電気抵抗が高く且
つ前記半導体基板より大きな屈折率を有することを特徴
とする半導体レーザ装置である。
【００５０】本願の第４の形態は、半導体基板の上部
に、半導体基板側の第１のクラッド層領域と、量子井戸
構造の領域と、前記量子井戸構造の領域を挟んで前記半
導体基板と反対側に配された第２のクラッド層領域と、
量子井戸構造の領域の共振器を構成する領域の光の進行
方向に平行な両側部は前記量子井戸構造の領域と比較し
電気抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈折率を
有する第１の半導体領域であり、前記第１の半導体領域
と前記第２のクラッド領域の一部との間に当該第１の半
導体領域と自己整合的に形成された絶縁性ないしは半絶
縁性の第２の半導体領域と、前記活性層領域に電流を注
入する為の第１の電極と第２の電極とを、有することを
特徴とする半導体レーザ装置である。
【００５１】本願の第５の形態は、半導体基板の上部
に、半導体基板側の第１のクラッド領域と、量子井戸構
造の領域と、前記量子井戸構造の領域を挟んで前記半導
体基板と反対側に配された第２のクラッド領域と、量子
井戸構造の領域の共振器を構成する領域の光の進行方向
に平行な両側部は前記量子井戸構造の領域と比較し電気
抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈折率を有す
る第１の半導体領域であり、前記第１の半導体領域と前
記第２のクラッド領域の一部との間に絶縁性ないしは半
絶縁性の第２の半導体領域と、前記活性層領域に電流を
注入する為の第１の電極と第２の電極とを、有すること
を特徴とする半導体レーザ装置である。
【００５２】本願の第６の形態は、半導体基板の上部
に、量子井戸構造の領域と、前記量子井戸構造の領域を
挟む半導体基板側の第１のクラッド層領域および前記半
導体基板と反対側に配された第２のクラッド層領域と、
量子井戸構造の領域の共振器を構成する領域の光の進行
方向に平行な両側部は前記量子井戸構造の領域と比較し
電気抵抗が高く且つ光の導波が可能な第１の半導体領域
であり、前記第１の半導体領域と前記第１のクラッド領
域の一部との間に当該第１の半導体領域と自己整合的に
形成された絶縁性ないしは半絶縁性のエピタキシャル半
導体層領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第
１の電極と第２の電極とを、有することを特徴とする半
導体レーザ装置である。
【００５３】本願の第７の形態は、半導体基板の上部
に、量子井戸構造の領域と、前記量子井戸構造の領域を
挟む半導体基板側の第１のクラッド層領域および前記半
導体基板と反対側に配された第２のクラッド層領域と、
量子井戸構造の領域の共振器を構成する領域の光の進行
方向に平行な両側部はイオン打ち込みによる第１の半導
体領域で前記量子井戸構造の領域と比較し電気抵抗が高
く且つ光の導波が可能なあり、前記第１の半導体領域と
前記第１のクラッド領域の一部との間に当該第１の半導
体領域と自己整合的に形成された絶縁性ないしは半絶縁
性のエピタキシャル半導体層領域と、前記活性層領域に
電流を注入する為の第１の電極と第２の電極とを、有す
ることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００５４】本願の第８の形態は、半導体基板の上部に
複数の半導体レーザ部が配置され、前記半導体レーザ部
は、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活性層
領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対
側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域におけ
る光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に前記
活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体基板
より大きな屈折率を有する第１の半導体領域および前記
第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域の一部との
間に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体
領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
極および第２の電極とを有することを特徴とする半導体
レーザアレイ装置である。
【００５５】本願の第９の形態は、半導体基板の上部に
相互に発振波長の異なる複数の単一モード発振の半導体
レーザ部が配置され、前記単一モード発振の半導体レー
ザ部は、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活
性層領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と
反対側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域に
おける光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に
前記活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体
基板より大きな屈折率を有する第１の半導体領域および
前記第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域の一部
との間に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半
導体領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１
の電極および第２の電極とを有することを特徴とする半
導体レーザアレイ装置である。
【００５６】本願の第１０の形態は、半導体基板の上部
に複数の半導体レーザ部が配置され、前記半導体レーザ
部は、前記半導体基板側の第１のクラッド領域と、活性
層領域と、前記活性層領域を挟んで前記半導体基板と反
対側に配された第２のクラッド領域と、活性層領域にお
ける光の進行方向に平行な当該活性層領域の両側部に前
記活性層領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体基
板より大きな屈折率を有する第１の半導体領域および前
記第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域の一部と
の間に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導
体領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の
電極および第２の電極と、前記活性層領域に近接して温
度制御手段を有することを特徴とする半導体レーザアレ
イ装置である。本例に示された前記活性層領域に近接し
て温度制御手段は、半導体レーザアレー装置に限らず、
本願明細書に開示されたその他の形態の半導体レーザ装
置あるいは半導体レーザアレー装置に適用することが出
来る。この温度制御手段は、活性層領域の側面側より上
面側に配置することが好ましい。それは、半導体積層の
構造上、熱は半導体基板に対して横方向より縦方向の方
が影響大きいからである。尚、温度制御手段の具体例は
実施の形態３の項に例示される。
【００５７】本願の第１１の形態は、前記第１より第９
に記載された発明の諸形態において、活性層領域あるい
は量子井戸構造の領域が量子井戸層および障壁層の、少
なくとも一方がｎ型半導体層なることを特徴とする半導
体レーザ装置あるいは半導体レーザアレー装置である。
即ち、量子井戸活性層領域はｎ型変調ドーピングされて
いるのが好ましい。
【００５８】本願の第１２の形態は、前記第１より第１
０に記載された発明の諸形態において、第２の半導体領
域、絶縁性ないしは半絶縁性のエピタキシャル半導体層
領域あるいは第２の電流狭窄層領域の上部に有機樹脂層
が配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置あ
るいは半導体レーザアレー装置である。この有機樹脂は
ポリイミド系樹脂がわけても有用である。この有機樹脂
層によって当該半導体積層体の上面が実質的に平面を構
成することは実装上好ましい。
【００５９】本願発明に係わる半導体レーザ装置あるい
は半導体レーザアレー装置を諸光システムあるいは光伝
送装置等に用いて極めて有用である。
【００６０】実施の形態１ 図３Ａより図３Ｅは本実施の形態の装置を製造する工程
をその工程順に示した半導体積層体の斜視図である。図
４は完成した半導体レーザ装置の斜視図である。図４に
はその一部の部分拡大図を円形内に示した。本例は第１
および第２の電流狭窄層領域を有する半導体レーザ装置
の例である。
【００６１】ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１×１０18/ｃ
ｍ3) 基板１１上に、ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１×１
０18/ｃｍ3)バッファ層１２を０.１５μｍ成長した。そ
の後、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.１５uｍ、無
歪、キャリア濃度１×１０18/ｃｍ3)下側ガイド層１３
を、厚さ１００ｎｍで成長する。次に、歪多重量子井戸
導波路構造１００を成長する。この歪多重量子井戸導波
路構造１００は、６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ (組成波長
１.６７μｍ、圧縮歪量１.２％) 歪量子井戸層１４と１
０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.１５μｍ、無歪)
障壁層１５ との ６周期構造である。さらにＩｎＧａＡ
ｓＰ (組成波長１.１５μｍ、無歪) 上側ガイド層１６
を７０ｎｍ成長した（図３Ａ）。尚、図４の円形枠内に
この歪多重量子井戸導波路構造１００の領域の積層状態
の断面が例示されている。
【００６２】その後、準備された半導体積層体に周知の
方法によって回折格子構造１７を形成した。尚、図では
理解を容易ならしめる為に回折格子の部分は拡大して図
示されている。この上にＳｉＯ2膜を蒸着し、この上部
に、フォトレジストをストライプ状１８に形成する。こ
の時のストライプ１８幅は２.０μｍである。さらに、
このフォトレジストの領域をマスク領域としてＳｉＯ2
膜をエッチングする（図４Ｂ）。即ち、本例の共振器は
ＤＦＢ型である。
【００６３】この後、鉄イオンを加速電圧４０ＫｅＶ、
ドーズ量１×１０13/ｃｍ2でイオン注入を行なった。こ
れにより、第１の電流狭窄層領域１９が形成される(図
４Ｃ)。この第１の電流狭窄層領域１９は鉄イオンのイ
オン打ち込みによって活性層領域とは電気抵抗が異なり
且つ基板材料よりも大きな屈折率を有している。
【００６４】更に、前記フォトレジストを除去した後、
結晶性回復のために通例の熱処理を施した。その後、鉄
ドープを行った膜厚０.７μｍである半絶縁性のＩｎＰ
層２０を結晶成長した(図４Ｄ)。このＩｎＰ層２０は本
願発明の係わる第２の電流狭窄層領域に相当する。この
ＩｎＰ層２０は鉄を含有するので半絶縁性を有し、本願
の目的を達成するに十分な電気的特性を有する。且つ、
このＩｎＰ層２０は、前記ストライプ状のＳｉＯ2膜１
８を有する基体上に選択成長されるので、前記鉄イオン
の打ち込みによって形成された第１の電流狭窄層領域１
９と、いわゆる自己整合的にその幅が規定されている。
【００６５】ストライプ状１８に蒸着されているＳｉＯ
2膜のマスクを除去し、厚さ１.５μｍのベリリウムドー
プのｐ型ＩｎＰ(キャリア濃度 １.５×１０18/ｃｍ3)
クラッド層２１を再成長する。その後、高濃度ＩｎＧａ
Ａｓ (ドーピング量１.５×１０19/ｃｍ3)コンタクト層
２２を厚さ０.２μｍ成長する(図４Ｅ)。
【００６６】最後に、通例のパッシベーション膜として
ＳｉＯ2膜２３を蒸着し、更に第１の電極２４および第
２の電極２４' 形成を行う。そして、結晶の両面をへき
開する。このへき開面の前方及び後方の両面を共に、通
例の反射膜を蒸着した(図４)。尚、図４ではこの反射膜
の図示は省略されている。
【００６７】本例の半導体レーザ装置の発振しきい電流
は８ｍＡ、発振波長は１５５１ｎｍであった。本実施の
形態では、電流注入の幅のばらつきの影響を実質的に回
避し、また、発振波長に対する製造上の歩留りは向上し
た。
【００６８】実施の形態２ 図５は本例の完成した半導体レーザ装置の斜視図であ
る。図５にはその一部の部分拡大図を円形内に示した。
実施の形態２は、活性層領域をｎ型変調ドープにした例
である。
【００６９】基本的な製造工程は前述の実施の形態１の
場合と同様である。ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１×１０
18/ｃｍ3) 基板２５上に、ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１
×１０18/ｃｍ3)バッファ層２６を０.１５μｍ成長し
た。その後、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.１５μ
ｍ、無歪、キャリア濃度１×１０18/ｃｍ3)下側ガイド
層２７を、厚さ１００ｎｍで成長する。次に、歪多重量
子井戸導波路構造を成長する。この歪多重量子井戸導波
路構造は、６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.６７
μｍ、圧縮歪量１.２％) 歪量子井戸層２８と１０ｎｍ
のｎ型ＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.１５μｍ、無歪、
キャリア濃度３×１０17/ｃｍ3) 障壁層２９との ６周
期構造である。尚、図４の円形枠内にこの歪多重量子井
戸導波路構造１００の領域の積層状態の断面が例示され
ている。
【００７０】更に、ＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.１５
μｍ、無歪) 上側ガイド層３０を７０ｎｍ成長した。そ
の後、回折格子構造を通例の方法によって形成した。こ
の上にＳｉＮ膜を蒸着し、更にこの上部にフォトレジス
トをストライプ状に形成する。この時のストライプ幅は
２.０μｍである。さらに、このフォトレジストをマス
ク領域としてＳｉＮ膜をエッチングする。
【００７１】この後、鉄イオンを加速電圧４０ＫｅＶ、
ドーズ量１×１０13/ｃｍ2でイオン注入を行なった。こ
れにより、第１の電流狭窄層領域３１が形成される。さ
らに、フォトレジストを除去した後、結晶性の回復のた
めに熱処理を施した。
【００７２】再成長により鉄ドープを行った膜厚０.７
μｍの半絶縁性ＩｎＰ３２及びアン（uｎ）ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ (組成波長１.０５μｍ、無歪 ) エッチス
トッパ層３３を順次成長した。このＩｎＰ層３２は本願
発明の係わる第２の電流狭窄層領域に相当する。このＩ
ｎＰ層３２は鉄を含有するので半絶縁性を有し、本願の
目的を達成する電気的特性を有する。且つ、このＩｎＰ
層３２は、前記ストライプ状のＳｉＮ膜を有する基体上
に選択成長されるので、前記鉄イオンの打ち込みによっ
て形成された第１の電流狭窄層領域３１と、いわゆる自
己整合的にその幅が規定されている。
【００７３】この後、活性層となるメサ上に蒸着されて
いるＳｉＮ膜の選択成長用のマスクを除去し、厚さ１.
５μｍのベリリウムドープのｐ型ＩｎＰ(キャリア濃度
１.５×１０18/ｃｍ3) クラッド層３４を及びＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層３５を順次、再結晶成長する。
【００７４】再度、幅４μｍのストライプを活性層の直
上に形成し、前記ＩｎＧａＡｓＰ層エッチストッパー層
３３までエッチングする。その後、ＳｉＯ2膜３６、ポ
リイミド樹脂３７にてメサ形状の両側部を埋め込む。更
に、第１の電極３８および第２の電極３８' 形成を行
う。そして、結晶の両面をへき開する。このへき開面
は、前方及び後方の面を共に反射膜を蒸着した。尚、図
５ではこの反射膜の図示は省略されている。
【００７５】本例の半導体レーザのしきい値電流は６ｍ
Ａであった。この時の発振波長は、１５５０.５ｎｍで
あった。
【００７６】実施の形態２では、本実施の形態では、電
流注入の幅のばらつきの影響を実質的に回避し、また、
発振波長に対する製造上の歩留りは向上した。同時に、
本例では、活性層にｎ型半導体を用いて構成する、いわ
ゆるｎ型変調ドーピングの構成を取ることによって、一
般の量子井戸構造を有する形態に比較して、より低しき
い値化を図ることが出来る。 ｎ型変調ドーピングは、
少なくとも井戸層あるいは障壁層のいずれかにｎ型不純
物を導入すれば良い。通例は障壁層にドーピングするこ
とが多い。
【００７７】＜実施の形態３＞図６は本例の完成した半
導体レーザ装置の斜視図である。図６にはその一部の部
分拡大図を円形内に示した。実施の形態３は、半導体レ
ーザ装置に、特に波長可変の為の機能を搭載した例であ
る。
【００７８】基本的な製造工程は前述の実施の形態１あ
るいは２の場合と同様である。ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃
度１×１０18/ｃｍ3) 基板３９上に、ｎ型ＩｎＰ (キャ
リア濃度１×１０18/ｃｍ3)バッファ層４０を０.１５μ
ｍ成長した。その後、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.
１５μｍ、無歪、キャリア濃度１×１０18/ｃｍ3)下側
ガイド層４１を、厚さ１００ｎｍで成長する。次に、歪
多重量子井戸導波路構造１０２を成長する。この厚歪多
重量子井戸導波路構造１０２は、６ｎｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ (組成波長１.６７μｍ、圧縮歪量１.２％) 歪量子井
戸層４２と１０ｎｍのｎ型ＩｎＧａＡｓＰ (組成波長
１.１５μｍ、無歪、キャリア濃度３×１０17/ｃｍ3)
障壁層４３ との ６周期構造である。本例もｎ型変調ド
ーピングを用いている。尚、図６の円形枠内にこの歪多
重量子井戸導波路構造１０２の領域の積層状態の断面が
例示されている。さらにＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.
１５μｍ、無歪) 上側ガイド層４４を厚さ７０ｎｍ成長
した。
【００７９】その後、ＤＦＢ型レーザの為、回折格子構
造を通例の方法で形成した。この上にＳｉＮ膜を蒸着
し、フォトレジストを所望のストライプ形状に形成す
る。この時のストライプ幅は２.０μｍである。さら
に、このフォトレジストをマスク領域としてＳｉＮ膜を
エッチングする。この後、鉄イオンを加速電圧４０Ｋｅ
Ｖ、ドーズ量１×１０13/ｃｍ2で注入した。これにより
第１の電流狭窄層領域４５が形成される。さらに、フォ
トレジストを除去した後、結晶性の回復のために通例の
熱処理を施した。
【００８０】再び結晶成長により鉄ドープの半絶縁性の
ＩｎＰ層４６を厚さ０.７μｍ、更にアン（uｎ）ドープ
のＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.０５μｍ、無歪 ) エッ
チストッパ層４７を順次成長した。このＩｎＰ層４６は
本願発明の係わる第２の電流狭窄層領域に相当する。こ
のＩｎＰ層４６は鉄を含有するので半絶縁性を有し、本
願の目的を達成する電気的特性を有する。且つ、このＩ
ｎＰ層４６は、前記ストライプ状のＳｉＮ膜を有する基
体上に選択成長されるので、前記鉄イオンの打ち込みに
よって形成された第１の電流狭窄層領域４５と、いわゆ
る自己整合的にその幅が規定されている。
【００８１】この後、活性層となるメサの上部に蒸着さ
れているＳｉＮ膜のマスクを除去し、厚さ１.５μｍの
ベリリウムドープのｐ型ＩｎＰ(キャリア濃度 ２×１
０18/ｃｍ3) クラッド層４８を再成長する。その後、高
濃度ＩｎＧａＡｓ (ドーピング量１.５×１０19/ｃｍ3)
コンタクト層 ４９を厚さ０.２μｍに成長する。
【００８２】再度、幅４μｍのストライプを活性層の直
上に形成し、ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.１５μｍ、無
歪) エッチストッパー層４７までエッチングする。その
後、ＳｉＯ2誘電体膜５０、上部電極５１及び薄膜ヒー
タ５２を形成する。更には、下部電極５１' 、そして、
へき開した後、前方及び後方の面を共に反射膜を蒸着し
た。尚、図６ではこの反射膜の図示は省略されている。
【００８３】本例は、発振活性層領域の近傍に、温度制
御手段、例えば、前記の如くヒータ５２を設けて、熱的
に当該半導体レーザ装置の発振波長を可変となすもので
ある。このことによって、外界の雰囲気あるいは半導体
光素子自体の発熱等の影響で発振波長の変動が発生した
折、正規の所望の発振波長に制御することが可能とな
る。具体的には半導体レーザの発振波長を監視し、所定
の波長よりのずれを検知し、当該温度制御手段に信号を
入力する。この信号に基づき、温度制御手段、代表例、
たるヒータの電流を制御し、発振波長を所定の値とな
す。
【００８４】本例では、温度制御用のヒータが、光の進
行方向と平行な側面で且つ活性層領域の両側に配置され
ているが、当該活性層領域の上部に配置しても良い。活
性層領域の上部から熱的影響を与えても十分本実施の形
態に特徴的な波長可変を実現することが出来る。本願発
明の温度制御手段としてのヒータの具体的材料として
は、白金（ＰＴ）やチタニウム（Ｔｉ）を挙げることが
出来る。ヒータ材料の膜厚や幅等は、どの程度のヒート
パワーを要求されるかによるが、白金な場合、１００ｎ
ｍより４００ｎｍ程度の厚さ、チタニウムの場合、５０
ｎｍより１００ｎｍ程度を多用する。その製造方法は通
例の蒸着法で十分である。ヒータへの通電によりレーザ
発光部の動作温度を調整する。
【００８５】尚、熱的な制御によって発振波長が可変と
なること自体は知られた現象である。
【００８６】本例では、発振しきい電流は８ｍＡであっ
た。更に、装荷したヒータを所望に加熱し、活性層領域
の温度を制御することにより、波長可変幅として３ｎｍ
を実現することが出来た。
【００８７】本願発明を、波長可変レーザに適用するこ
とにより、高い発振波長の信頼性を有し、さらに高性能
である波長多重伝送システム用の送信光源を得ることが
できた。
【００８８】尚、本例は活性層領域にｎ型変調ドーピン
グの領域を用いたが、通例の量子井戸構造、歪量子井戸
構造あるいは歪補償量子井戸構造等を用いて、且つ波長
可変となす事も可能なことは言うまでもない。
【００８９】実施の形態４ 図７は本例の完成した半導体レーザアレー装置の斜視図
である。図７にはその一部の部分拡大図を円形内に示し
た。実施の形態４は波長多重伝送における４チャンネル
の送信光源を集積化した半導体レーザアレイ装置の例で
ある。
【００９０】基本的な製造工程は、発光部を複数個、同
一基板上に形成する以外は、前述の実施の形態１あるい
は２の場合等と同様である。又、発光部を複数個、同一
基板上に形成し、いわゆるレーザアレーを構成すること
自体は通例の半導体レーザアレー装置と同様の方法で良
い。本例等では、本願発明に係わる第１および第２の電
流狭窄層領域を形成する工程を追加することで良い。
【００９１】ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１×１０18/ｃ
ｍ3) 基板５３上に、ｎ型ＩｎＰ (キャリア濃度１×１
０18/ｃｍ3)バッファ層５４を０.１５μｍ成長した。そ
の後、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.１５μｍ、無
歪、キャリア濃度１×１０18/ｃｍ3)下側ガイド層５５
を、厚さ１００ｎｍで成長する。次に、歪多重量子井戸
導波路構造１０３を成長する。この歪多重量子井戸導波
路構造１０３は６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.
６７μｍ、圧縮歪量１.２％) 歪量子井戸層５６と１０
ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ (組成波長１.１５μｍ、無歪)障
壁層５７との ６周期構造のものである。尚、図７の円
形枠内にこの歪多重量子井戸導波路構造１０３の領域の
積層状態の断面が例示されている。さらにＩｎＧａＡｓ
Ｐ (組成波長１.１５μｍ、無歪) 上側ガイド層５８を
７０ｎｍ成長した。
【００９２】この上にＳｉＯ2膜を蒸着し、この上部に
フォトレジストを所望のストライプ状に形成する。この
ストライプの方向は光の進行方向と平行は方向である。
この時のストライプ間隔は３００μｍである。また、こ
の時のストライプ幅は２.０μｍである。
【００９３】このフォトレジストをマスク領域としてＳ
ｉＯ2膜をエッチングする。この後、鉄イオンを加速電
圧４０ＫｅＶ、ドーズ量１×１０13/ｃｍ2でイオン注入
を行なった。これにより第１の電流狭窄層領域５９が形
成される。
【００９４】さらに、フォトレジストを除去した後、結
晶性の回復のために通例の熱処理を施した。結晶の再成
長に基づいて鉄ドープがなされる半絶縁性のＩｎＰ６０
を膜厚０.７μｍの厚さに及びアンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰ(組成波長１.１５μｍ、無歪) エッチストッパー層
６１を３０ｎｍ成長した。
【００９５】この後、活性層となるメサ上に蒸着されて
いるマスク領域のＳｉＯ2膜を除去した。その後、各ス
トライプに回折格子を周知の方法によって、各ストライ
プ毎に対応波長を順次を変化させて形成した。これらの
各回折格子は、各々２３６.３ｎｍ、２３６.５ｎｍ、２
３６.６ｎｍ、２３６.８ｎｍに対応するの種類である。
この加工には、電子ビーム描画装置を用いた。
【００９６】次に、厚さ１.３μｍのベリリウムドープ
のｐ型ＩｎＰ(キャリア濃度 ２×１０18/ｃｍ3) クラ
ッド層６２を再成長する。その後、高濃度ＩｎＧａＡｓ
(ドーピング量１.５×１０19/ｃｍ3)コンタクト層６３
を厚さ０.２μｍ成長する。
【００９７】この後、再度、幅４μｍのＳｉＯ2膜のス
トライプ状マスクを活性層の直上に形成し、ＩｎＧａＡ
ｓＰ(組成波長１.１５μｍ、無歪) エッチストッパー層
６１までエッチングする。その後、ＳｉＯ2の誘電体膜
６４、第１の電極６５および第２の電極６５' を形成す
る。へき開した後、共振器の前方及び後方に反射膜を蒸
着した。図７ではこれらの反射膜を省略されている。
【００９８】実施の形態４の４チャンネルの半導体レー
ザアレイの発振波長は、それぞれ１５５０、１５５１、
１５５２、１５５３ｎｍであった。本願発明を適用する
ことにより、所望の発振波長及び波長間隔を有する半導
体レーザアレイの素子歩留りが向上した。
【００９９】本例は発光部が４つの例であるが、発光部
は任意の個数を設けることが出来る。又、量子井戸構造
に関しても、前述の実施の形態１より実施の形態３で説
明した諸形態を、必要に応じて採用することが出来る。
活性層 としてｎ型ドーピングの構成を採用すること出
来る。
【０１００】更に、波長可変の手段を本例のレーザアレ
ー装置に併用することも当然可能である。複数の波長を
搭載した本例の如き半導体レーザアレー装置の場合、こ
うした発振波長の制御手段を有することは極めて有用で
ある。
【０１０１】実施の形態５ 実施の形態５は、本願発明の係る半導体レーザアレイ装
置を搭載した送信モジュールの例を示す。本例は、波長
１.５５μｍ帯の導波路型光変調器を内蔵した光伝送装
置を用いた例である。
【０１０２】図８は本願発明を用いた多波長送信装置の
例を示す斜視図である。図は多波長送信装置の例の概括
構成を示すものである。
【０１０３】光伝送装置の基本構成の概要は次の通りで
ある。筐体６６の一方の壁面よりファイバスリーブ７６
に納められた光ファイバ７５が、その外部に導出されて
いる。この光ファイバ７５に光学的に接続された光アイ
ソレータ７４、光学レンズ７３を経て半導体光素子部７
１が設置されている。この半導体光素子部７１は半導体
光素子実装基板７０に搭載され、これらが温度調整器６
７の上部に搭載されている。この温度調整器６７はヒー
トシンクである。これにはペルチエ素子が用いられた
り、ヒートシンクと併用されることもある。尚、この温
度調整器は当然半導体レーザ装置全体の温度の調整を行
う為のもので、前述の発振波長の微細な調整の為の制御
手段とは別異のものである。半導体光素子部７１自体の
構成の詳細は後述される。必要に応じて、筐体６６の他
方の壁面側に、前記半導体光素子部７１に面してモニタ
用受光素子６８が設けられる。尚、筐体６６の側壁から
は、所望の電気入力線６９が外部に引き出される。筐体
６６、温度調整器６７、モニタ用受光素子６８、電気入
力線６９、光学レンズ７３、光アイソレータ７４、光フ
ァイバ７５、ファイバスリーブ７６などはそれ自体、こ
れまでに知られた諸技術を用いて十分である。半導体光
素子部７１は、光通信用の例として、通例ＩｎＰ／Ｉｎ
ＧａＡｓＰ材料またはＩｎＰ／ＩｎＧａＡｌＡｓ材料ま
たはその両者等を用いて形成される。特に実施の形態４
で説明した半導体レーザアレイ装置を用いることによ
り、当該光モジュールの低コスト化が実現できる。尚、
半導体レーザアレイ装置自体の構造は、実施の形態４に
て詳細に説明したのでここでは省略する。
【０１０４】光デバイスの側面についてはこれまで詳細
に説明したところであるが、光システム、光伝送装置の
諸側面から本例を見ると、本願発明の適用により、波長
多重伝送システムにおける、単一チャンネルあたりのコ
ストが低減した。結果として、波長多重伝送用モジュー
ルの部品コストを低減させることが出来る。
【０１０５】実施の形態６ 本願発明による半導体レーザアレイ装置を搭載した光伝
送システムの例を図９に示す。本実施形態は、波長１.
５５μｍ帯の光伝送装置を作製した例である。
【０１０６】光伝送装置では光送信モジュール７７よ
り、光が光ファイバー７５を通じて送信される。この光
送信モジュール７７にはこれまで述べてきた諸光発光装
置を用いることが出来る。光送信モジュール７７は半導
体レーザ部及び光変調器領域を有し、これらの駆動の
為、レーザ駆動回路７８、光変調器用ドライバー７９が
接続されている。尚、半導体レーザ部は通例の光出力安
定化回路８１が設けられている。更に、半導体レーザ部
および光変調器領域に設けられた温度制御手段の各々に
波長制御回路、変調器温度制御回路が接続されている。
当該光送信モジュール７７はペルチエ素子よりなる温度
制御手段の上部に搭載される。そして、それは温度安定
化回路８０に接続されている。
【０１０７】一方、光変調器ドライバ７９の当該光伝送
装置の入力端子８５、および８６に入力された諸信号に
基づき、光通信用の信号がクロック発生部８２よりクロ
ック信号と共に、合周波器８３に入力される。合周波器
８３よりは所定の信号が変調ドライバ７９に入力され、
対象たる光通信モジュール７７に変調信号が入力され
る。尚、光源以外の諸構成は周知の光通信用モジュール
と同等であるので、その詳細説明は省略する。
【０１０８】これにより、チャンネル波長数の増大と高
信頼な波長多重伝送用送信光源装置を低製造コストに実
現できる。
【０１０９】本願発明を適用することにより、高密度波
長多重伝送システムにおいて、単一チャンネルあたりの
コストが低減した。
【０１１０】
【発明の効果】本願発明は、高精度の発振波長を確保す
ることが出来る半導体レーザ装置および半導体レーザア
レー装置を提供することが出来る。更に、本願発明は、
高精度の発振波長を確保しつつ、雰囲気温度の影響を抑
えた半導体レーザ装置および半導体レーザアレー装置を
提供することが出来る。本願発明は前記諸効果を有しつ
つ、且つ製造歩留まりを確保できる半導体レーザ装置お
よび半導体レーザアレー装置を提供することが出来る。
【０１１１】更に、本願発明は、安定した波長での伝送
を可能となす光システム、あるいは光伝送装置を提供す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本願発明の骨子を説明する為の半導体レ
ーザアレー装置の斜視図である。
【図２】図２は本願発明と他の型の諸半導体レーザ装置
における電流注入の幅と発振波長との関係を示す図であ
る。
【図３Ａ】図３Ａは代表的な実施の形態を製造工程順に
示した斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは代表的な実施の形態を製造工程順に
示した斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは代表的な実施の形態を製造工程順に
示した斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは代表的な実施の形態を製造工程順に
示した斜視図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは代表的な実施の形態を製造工程順に
示した斜視図である。
【図４】図４は代表的な実施の形態を示す斜視図であ
る。
【図５】図５は別な実施の形態を示す斜視図である。
【図６】図６は更に別な実施の形態を示す斜視図であ
る。
【図７】図７は半導体レーザアレー装置の例を示す斜視
図である。
【図８】図８は半導体光装置を実装したモジュールの例
を示す斜視図である。
【図９】図９は光システムの例を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザ、２…歪量子井戸層領域、３、１９、
３１、４５、５９…第１の電流狭窄層領域、４…活性層
領域、５…電流注入幅、６…第２の電流狭窄層領域、７
…電流狭窄領域、８、１７…回折格子構造、１１、２
５、３９、５３…ｎ型基板、１２、２６、４０、５４…
ｎ型バッファー層、１３、２７、４１、５５…ｎ型下側
ガイド層、１４、２８、４２、５６…歪量子井戸層、１
５、２９、４３、５７…障壁層、１６、３０、４４、５
８…上側ガイド層、１８、マスクストライプ、２０、３
２、４６、６９…鉄ドープ埋込み層、３３、４７、６１
…ｎ型エッチストッパ層、２１、３４、４８、６２…上
側ｐ型クラッド層、２２、３５、４９、６３…ｐ型コン
タクト層、２３、３６、５０、６４…誘電体膜、３７…
ポリイミド樹脂、２４、３８、５１、６５…電極、５２
…薄膜ヒータ、６６…筐体、６７…温度調整器（ヒート
シンク）、６８…モニタ用受光素子、６９…電気入力端
子、７０…光素子実装基板、７１…半導体光素子集積
体、７２…光変調器、７３…光学レンズ、７４…光アイ
ソレータ、７５…光ファイバ、７６…ファイバスリー
プ、７７…光送信モジュール、７８…レーザ駆動回路、
７９…変調器ドライバ、８０…温度安定化回路、８１…
光出力安定化回路、８２…クロック発生部、８３…合周
波器、８４…光ファイバである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魚見 和久 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 細見 和彦 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 Ｆターム(参考） 5F073 AA09 AA20 AA64 AA74 AB06 BA01 CA12 DA14 EA04 EA23 FA24

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板の上部に、前記半導体基板側
    の第１のクラッド領域と、活性層領域と、前記活性層領
    域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された第２のク
    ラッド領域と、活性層領域における光の進行方向に平行
    な当該活性層領域の両側部に前記活性層領域と比較し電
    気抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈折率を有
    する第１の半導体領域および前記第１の半導体領域と前
    記第２のクラッド領域の一部との間に形成された絶縁性
    ないしは半絶縁性の第２の半導体領域と、前記活性層領
    域に電流を注入する為の第１の電極および第２の電極と
    を、有することを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項２】 半導体基板の上部に、前記半導体基板側
    の第１のクラッド領域と、活性層領域と、前記活性層領
    域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された第２のク
    ラッド領域と、活性層領域における光の進行方向に平行
    な当該活性層領域の両側部に前記活性層領域と比較し電
    気抵抗が高く且つ当該光を導波せしむる為の第１の半導
    体領域および前記第１の半導体領域と前記第２のクラッ
    ド領域の一部との間に当該第１の半導体領域と自己整合
    的に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体
    領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
    極および第２の電極とを、有することを特徴とする半導
    体レーザ装置。
  3. 【請求項３】 活性層領域と、結晶成長用の半導体基板
    側の第１のクラッド領域および前記活性層領域を挟んで
    前記半導体基板と反対側に配された第２のクラッド領域
    と、活性層領域における光の進行方向に平行な当該活性
    層領域の両側部に配置された第１の電流狭窄層領域およ
    び前記第１の電流狭窄層領域の上部の第２の電流狭窄層
    領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
    極と第２の電極とを有し、前記第１の電流狭窄層領域は
    前記活性層領域と電気抵抗が高く且つ前記半導体基板よ
    り大きな屈折率を有することを特徴とする半導体レーザ
    装置。
  4. 【請求項４】 半導体基板の上部に、半導体基板側の第
    １のクラッド層領域と、量子井戸構造の領域と、前記量
    子井戸構造の領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配
    された第２のクラッド層領域と、量子井戸構造の領域の
    共振器を構成する領域の光の進行方向に平行な両側部は
    前記量子井戸構造の領域と比較し電気抵抗が高く且つ前
    記半導体基板より大きな屈折率を有する第１の半導体領
    域であり、前記第１の半導体領域と前記第２のクラッド
    領域の一部との間に当該第１の半導体領域と自己整合的
    に形成された絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体領
    域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電極
    と第２の電極とを、有することを特徴とする半導体レー
    ザ装置。
  5. 【請求項５】 半導体基板の上部に、半導体基板側の第
    １のクラッド領域と、量子井戸構造の領域と、前記量子
    井戸構造の領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配さ
    れた第２のクラッド領域と、量子井戸構造の領域の共振
    器を構成する領域の光の進行方向に平行な両側部は前記
    量子井戸構造の領域と比較し電気抵抗が高く且つ前記半
    導体基板より大きな屈折率を有する第１の半導体領域で
    あり、前記第１の半導体領域と前記第２のクラッド領域
    の一部との間に絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体
    領域と、前記活性層領域に電流を注入する為の第１の電
    極と第２の電極とを、有することを特徴とする半導体レ
    ーザ装置。
  6. 【請求項６】 半導体基板の上部に、量子井戸構造の領
    域と、前記量子井戸構造の領域を挟む半導体基板側の第
    １のクラッド層領域および前記半導体基板と反対側に配
    された第２のクラッド層領域と、量子井戸構造の領域の
    共振器を構成する領域の光の進行方向に平行な両側部は
    前記量子井戸構造の領域と比較し電気抵抗が高く且つ光
    の導波が可能な第１の半導体領域であり、前記第１の半
    導体領域と前記第１のクラッド領域の一部との間に当該
    第１の半導体領域と自己整合的に形成された絶縁性ない
    しは半絶縁性のエピタキシャル半導体層領域と、前記活
    性層領域に電流を注入する為の第１の電極と第２の電極
    とを、有することを特徴とする半導体レーザ装置。
  7. 【請求項７】 半導体基板の上部に複数の半導体レーザ
    部が配置され、前記半導体レーザ部は、前記半導体基板
    側の第１のクラッド領域と、活性層領域と、前記活性層
    領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された第２の
    クラッド領域と、活性層領域における光の進行方向に平
    行な当該活性層領域の両側部に前記活性層領域と比較し
    電気抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈折率を
    有する第１の半導体領域および前記第１の半導体領域と
    前記第２のクラッド領域の一部との間に形成された絶縁
    性ないしは半絶縁性の第２の半導体領域と、前記活性層
    領域に電流を注入する為の第１の電極および第２の電極
    とを有することを特徴とする半導体レーザアレイ装置。
  8. 【請求項８】 半導体基板の上部に相互に発振波長の異
    なる複数の単一モード発振の半導体レーザ部が配置さ
    れ、前記単一モード発振の半導体レーザ部は、前記半導
    体基板側の第１のクラッド領域と、活性層領域と、前記
    活性層領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された
    第２のクラッド領域と、活性層領域における光の進行方
    向に平行な当該活性層領域の両側部に前記活性層領域と
    比較し電気抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈
    折率を有する第１の半導体領域および前記第１の半導体
    領域と前記第２のクラッド領域の一部との間に形成され
    た絶縁性ないしは半絶縁性の第２の半導体領域と、前記
    活性層領域に電流を注入する為の第１の電極および第２
    の電極とを有することを特徴とする半導体レーザアレイ
    装置。
  9. 【請求項９】 半導体基板の上部に複数の半導体レーザ
    部が配置され、前記半導体レーザ部は、前記半導体基板
    側の第１のクラッド領域と、活性層領域と、前記活性層
    領域を挟んで前記半導体基板と反対側に配された第２の
    クラッド領域と、活性層領域における光の進行方向に平
    行な当該活性層領域の両側部に前記活性層領域と比較し
    電気抵抗が高く且つ前記半導体基板より大きな屈折率を
    有する第１の半導体領域および前記第１の半導体領域と
    前記第２のクラッド領域の一部との間に形成された絶縁
    性ないしは半絶縁性の第２の半導体領域と、前記活性層
    領域に電流を注入する為の第１の電極および第２の電極
    と、前記活性層領域に近接して温度制御手段を有するこ
    とを特徴とする半導体レーザアレイ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１より請求項６のいずれかに記
    載の半導体レーザ装置および請求項７より請求項９のい
    ずれかに記載の半導体レーザアレー装置の群より選ばれ
    た少なくとも一者を有することを特徴とする光伝送装
    置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273644A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Eudyna Devices Inc 光半導体装置、レーザチップおよびレーザモジュール
JP2007294914A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Eudyna Devices Inc 光半導体装置
JP2009283801A (ja) * 2008-05-26 2009-12-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光半導体装置
JP2010514163A (ja) * 2006-12-15 2010-04-30 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 広帯域波長可変シングルモード量子カスケードレーザ光源およびセンサ
JP2011071563A (ja) * 2006-03-30 2011-04-07 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 光半導体装置
JP2011071562A (ja) * 2011-01-11 2011-04-07 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 光半導体装置、レーザチップおよびレーザモジュール
JP2015508227A (ja) * 2012-01-30 2015-03-16 オラクル・インターナショナル・コーポレイション ダイナミック格子コーム光源
WO2015099176A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 古河電気工業株式会社 半導体レーザアレイ、半導体レーザ素子、半導体レーザモジュール、および波長可変レーザアセンブリ

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977953B2 (en) * 2001-07-27 2005-12-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same
JP4057802B2 (ja) * 2001-09-05 2008-03-05 株式会社日立製作所 半導体光素子
US20030068125A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module
JP2003309330A (ja) * 2002-04-12 2003-10-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体光素子
US20060114949A1 (en) * 2002-04-22 2006-06-01 Ungar Jeffrey E Ultra-compact, low cost high powered laser system
JP2004158562A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体光素子、半導体レーザ素子、半導体光変調素子、及び半導体光集積素子
US20050141578A1 (en) * 2003-06-20 2005-06-30 Benoit Reid Laser diode structure with blocking layer
JP5028640B2 (ja) * 2004-03-26 2012-09-19 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
US7459377B2 (en) * 2004-06-08 2008-12-02 Panasonic Corporation Method for dividing substrate
KR100634538B1 (ko) * 2005-02-05 2006-10-13 삼성전자주식회사 효율적인 냉각 구조를 갖는 반도체 발광 소자 및 그 제조방법
TW200633333A (en) * 2005-03-08 2006-09-16 Phenitec Semiconductor Corp Laser diode chip, laser diode, and method for manufacturing laser diode chip
US7570679B2 (en) * 2006-02-22 2009-08-04 Optical Communication Products, Inc. Wide temperature range uncooled transceiver module for uncontrolled environments
US7870472B2 (en) * 2007-01-31 2011-01-11 Sandisk 3D Llc Methods and apparatus for employing redundant arrays to configure non-volatile memory
US7870471B2 (en) * 2007-01-31 2011-01-11 Sandisk 3D Llc Methods and apparatus for employing redundant arrays to configure non-volatile memory
US20130221320A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Led with embedded doped current blocking layer
EP2849294B1 (en) * 2013-09-13 2019-07-31 Alpes Lasers S.A. A Tunable Laser
JP6986349B2 (ja) 2014-05-27 2021-12-22 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドSilanna Uv Technologies Pte Ltd ｎ型超格子及びｐ型超格子を備える電子デバイス
US11322643B2 (en) 2014-05-27 2022-05-03 Silanna UV Technologies Pte Ltd Optoelectronic device
JP6636459B2 (ja) 2014-05-27 2020-01-29 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 半導体構造と超格子とを用いた高度電子デバイス
CN106663718B (zh) 2014-05-27 2019-10-01 斯兰纳Uv科技有限公司 光电装置
US9865520B2 (en) 2015-08-07 2018-01-09 International Business Machines Corporation Tunable semiconductor band gap reduction by strained sidewall passivation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737345C2 (de) * 1976-08-20 1991-07-25 Canon K.K., Tokio/Tokyo Halbleiterlaser-Vorrichtung mit einem Peltier-Element
JPS5896790A (ja) * 1981-12-03 1983-06-08 Nec Corp 埋め込みへテロ構造半導体レ−ザの製造方法
FR2525033B1 (fr) * 1982-04-08 1986-01-17 Bouadma Noureddine Laser a semi-conducteur a plusieurs longueurs d'onde independantes et son procede de realisation
JPS63166284A (ja) * 1986-12-26 1988-07-09 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPH0795617B2 (ja) * 1987-06-19 1995-10-11 三菱電機株式会社 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
JPH0258287A (ja) * 1988-08-23 1990-02-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2686306B2 (ja) * 1989-02-01 1997-12-08 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置とその製造方法
JPH05129721A (ja) * 1991-10-30 1993-05-25 Sony Corp 半導体レーザー及びその製造方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273644A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Eudyna Devices Inc 光半導体装置、レーザチップおよびレーザモジュール
JP2007294914A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Eudyna Devices Inc 光半導体装置
JP2011071563A (ja) * 2006-03-30 2011-04-07 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 光半導体装置
JP2010514163A (ja) * 2006-12-15 2010-04-30 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 広帯域波長可変シングルモード量子カスケードレーザ光源およびセンサ
JP2009283801A (ja) * 2008-05-26 2009-12-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光半導体装置
JP2011071562A (ja) * 2011-01-11 2011-04-07 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 光半導体装置、レーザチップおよびレーザモジュール
JP2015508227A (ja) * 2012-01-30 2015-03-16 オラクル・インターナショナル・コーポレイション ダイナミック格子コーム光源
WO2015099176A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 古河電気工業株式会社 半導体レーザアレイ、半導体レーザ素子、半導体レーザモジュール、および波長可変レーザアセンブリ
JPWO2015099176A1 (ja) * 2013-12-26 2017-03-23 古河電気工業株式会社 半導体レーザアレイ、半導体レーザ素子、半導体レーザモジュール、および波長可変レーザアセンブリ
JP2019083351A (ja) * 2013-12-26 2019-05-30 古河電気工業株式会社 半導体光増幅器、半導体レーザモジュール、および波長可変レーザアセンブリ
US11322912B2 (en) 2013-12-26 2022-05-03 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser array, semiconductor laser element, semiconductor laser module, and wavelength-variable laser assembly

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