JPH10117037A - 波長可変光半導体装置 - Google Patents
波長可変光半導体装置Info
- Publication number
- JPH10117037A JPH10117037A JP26964096A JP26964096A JPH10117037A JP H10117037 A JPH10117037 A JP H10117037A JP 26964096 A JP26964096 A JP 26964096A JP 26964096 A JP26964096 A JP 26964096A JP H10117037 A JPH10117037 A JP H10117037A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- quantum well
- gain
- layer
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長可変光半導体装置に関し、量子井戸に於
ける屈折率に偏光依存性があることを利用し、波長可変
幅が大きい波長可変構造を実現しようとする。 【解決手段】 使用目的の波長範囲で発光可能なＭＱＷ
からなる活性層５を含む第一及び第二の利得領域、及
び、第一の利得領域と第二の利得領域との間に挟まれて
位置し且つ使用目的の波長範囲で透明なＭＱＷからなる
光導波路１３を含む偏波を回転する領域とからなり、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸は光の伝搬方向
を長手方向とし、且つ、量子井戸どうしが平行に形成さ
れてなり、偏波を回転する領域に於ける量子井戸は光の
伝搬方向を長手方向とし、且つ、第一及び第二の利得領
域に於ける量子井戸に対して傾いて形成されてなる。
ける屈折率に偏光依存性があることを利用し、波長可変
幅が大きい波長可変構造を実現しようとする。 【解決手段】 使用目的の波長範囲で発光可能なＭＱＷ
からなる活性層５を含む第一及び第二の利得領域、及
び、第一の利得領域と第二の利得領域との間に挟まれて
位置し且つ使用目的の波長範囲で透明なＭＱＷからなる
光導波路１３を含む偏波を回転する領域とからなり、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸は光の伝搬方向
を長手方向とし、且つ、量子井戸どうしが平行に形成さ
れてなり、偏波を回転する領域に於ける量子井戸は光の
伝搬方向を長手方向とし、且つ、第一及び第二の利得領
域に於ける量子井戸に対して傾いて形成されてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長可変構造をも
ち、光通信に於ける光源として好適な光半導体装置に関
する。
ち、光通信に於ける光源として好適な光半導体装置に関
する。
【０００２】一般に、波長多重光通信に於いては、発光
波長を変えることができる光源、或いは、透過波長を自
由に変えることができるフィルタなどが必要とされてい
る。
波長を変えることができる光源、或いは、透過波長を自
由に変えることができるフィルタなどが必要とされてい
る。
【０００３】光半導体装置の動作波長を変える為の構造
としては、大別して、光半導体装置の外部に回折格子な
どを設けて光を戻すと共に回折格子を機械的に変化させ
る方法（要すれば、「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴ
ＴＥＲＳ ２６ｔｈ Ｍａｒｃｈ １９８７ Ｖｏｌ．
２３ Ｎｏ．７」、を参照）、及び、光半導体装置内部
の屈折率を変化させる方法がある。
としては、大別して、光半導体装置の外部に回折格子な
どを設けて光を戻すと共に回折格子を機械的に変化させ
る方法（要すれば、「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴ
ＴＥＲＳ ２６ｔｈ Ｍａｒｃｈ １９８７ Ｖｏｌ．
２３ Ｎｏ．７」、を参照）、及び、光半導体装置内部
の屈折率を変化させる方法がある。
【０００４】回折格子を機械的に変化させる方法では、
装置全体が大型化すること、また、波長を変化させるの
に要する時間が一義的に決まってしまうことなどから、
できれば、光半導体装置内部の屈折率を変化させる方法
の方が望ましいと考えられ、本発明は、その方法を実現
する光半導体装置の性能を向上する為の一手段を提供す
る。
装置全体が大型化すること、また、波長を変化させるの
に要する時間が一義的に決まってしまうことなどから、
できれば、光半導体装置内部の屈折率を変化させる方法
の方が望ましいと考えられ、本発明は、その方法を実現
する光半導体装置の性能を向上する為の一手段を提供す
る。
【０００５】
【従来の技術】前記したような光半導体装置に於ける代
表は可変波長半導体レーザであり、その中でも、波長可
変ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅ
ｆｌｅｃｔｏｒ）レーザが良く知られている。
表は可変波長半導体レーザであり、その中でも、波長可
変ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅ
ｆｌｅｃｔｏｒ）レーザが良く知られている。
【０００６】ＤＢＲレーザは、利得を与える利得領域と
発振波長を決めるＤＢＲ領域とからなっていて、ＤＢＲ
領域は、分布帰還型の反射鏡を構成している。
発振波長を決めるＤＢＲ領域とからなっていて、ＤＢＲ
領域は、分布帰還型の反射鏡を構成している。
【０００７】このＤＢＲ領域を流す電流を変化させると
内部の屈折率も変化するので、反射率が最も高い波長を
変えることで発振波長を変える構造になっている。
内部の屈折率も変化するので、反射率が最も高い波長を
変えることで発振波長を変える構造になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の波長可変Ｄ
ＢＲレーザでは、波長可変量Δλと絶対波長λの比、即
ち、Δλ／λが、屈折率変化と屈折率の比で決まってし
まう。
ＢＲレーザでは、波長可変量Δλと絶対波長λの比、即
ち、Δλ／λが、屈折率変化と屈折率の比で決まってし
まう。
【０００９】通常、半導体に電流注入したり、或いは、
逆バイアスを掛けたりして実現させることができる屈折
率の変化は、高々０．００１程度であるから、波長の可
変幅は、１５５０〔ｎｍ〕領域の波長で２〔ｎｍ〕程度
になってしまい、大きな波長変化は期待できない。
逆バイアスを掛けたりして実現させることができる屈折
率の変化は、高々０．００１程度であるから、波長の可
変幅は、１５５０〔ｎｍ〕領域の波長で２〔ｎｍ〕程度
になってしまい、大きな波長変化は期待できない。
【００１０】本発明は、量子井戸に於ける屈折率に偏光
依存性があることを利用し、波長可変幅が大きい波長可
変構造を実現しようとする。
依存性があることを利用し、波長可変幅が大きい波長可
変構造を実現しようとする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を解
説する為の波長可変構造を表す要部説明図であり、図に
於いて、Ａ及びＢは使用目的とする波長領域に於いて利
得をもつ量子井戸、Ｃは使用目的とする波長領域に於い
て透明な量子井戸、Ｍ１及びＭ２は反射ミラーをそれぞ
れ示している。
説する為の波長可変構造を表す要部説明図であり、図に
於いて、Ａ及びＢは使用目的とする波長領域に於いて利
得をもつ量子井戸、Ｃは使用目的とする波長領域に於い
て透明な量子井戸、Ｍ１及びＭ２は反射ミラーをそれぞ
れ示している。
【００１２】量子井戸Ａ及びＢは、光の伝搬方向に平行
であって、且つ、ウエルどうしが平行になるように配置
され、また、量子井戸Ｃは、光の伝搬方向に平行であっ
て、且つ、量子井戸Ａ及びＢに対して４５°傾いた角度
で配置され、更に、量子井戸Ａ及びＢの外側には反射ミ
ラーＭ１及びＭ２が配置されている。
であって、且つ、ウエルどうしが平行になるように配置
され、また、量子井戸Ｃは、光の伝搬方向に平行であっ
て、且つ、量子井戸Ａ及びＢに対して４５°傾いた角度
で配置され、更に、量子井戸Ａ及びＢの外側には反射ミ
ラーＭ１及びＭ２が配置されている。
【００１３】前記構成に於いて、量子井戸Ａ及びＢの利
得は、量子井戸に平行な偏波をもった光のみに対して大
きいので、この部分では、平行偏波の光のみが増幅され
て進行する。
得は、量子井戸に平行な偏波をもった光のみに対して大
きいので、この部分では、平行偏波の光のみが増幅され
て進行する。
【００１４】垂直偏波の光が量子井戸Ｃに入った場合、
量子井戸の励起子に依る複屈折率を感じるようになる。
量子井戸の励起子は、そのウエルに平行な偏波の光と相
互作用し易いので、平行偏波光が感じる屈折率は大き
く、そして、平行偏波光が感じる屈折率は小さい。
量子井戸の励起子に依る複屈折率を感じるようになる。
量子井戸の励起子は、そのウエルに平行な偏波の光と相
互作用し易いので、平行偏波光が感じる屈折率は大き
く、そして、平行偏波光が感じる屈折率は小さい。
【００１５】前記したところから、量子井戸Ａで増幅さ
れた光は、量子井戸Ｃに入ると偏波は右回りに回転する
ことになり、この光が量子井戸Ｂに入ると、回転した偏
波光のうち、量子井戸Ｂに平行な偏波の成分光のみが増
幅され、その光は反射ミラーＭ２に到達して反射され、
再び量子井戸Ｂに入って増幅され、次に量子井戸Ｃに入
り、今度は、偏波が左回りに回転してから量子井戸Ａに
入り、そこで平行成分の光が増幅され、反射ミラーＭ１
に到達して反射され、また、量子井戸Ａを通って量子井
戸Ｃに入り、このような過程が繰り返されて光が増幅さ
れてゆくことになる。
れた光は、量子井戸Ｃに入ると偏波は右回りに回転する
ことになり、この光が量子井戸Ｂに入ると、回転した偏
波光のうち、量子井戸Ｂに平行な偏波の成分光のみが増
幅され、その光は反射ミラーＭ２に到達して反射され、
再び量子井戸Ｂに入って増幅され、次に量子井戸Ｃに入
り、今度は、偏波が左回りに回転してから量子井戸Ａに
入り、そこで平行成分の光が増幅され、反射ミラーＭ１
に到達して反射され、また、量子井戸Ａを通って量子井
戸Ｃに入り、このような過程が繰り返されて光が増幅さ
れてゆくことになる。
【００１６】このような共振器に於いて、増幅度が最も
大きくなるのは、量子井戸Ｃで偏波が１８０°回転する
場合であって、これは、量子井戸Ａで増幅された平行偏
波の光が平行偏波の状態のまま量子井戸Ｃに入るからで
ある。
大きくなるのは、量子井戸Ｃで偏波が１８０°回転する
場合であって、これは、量子井戸Ａで増幅された平行偏
波の光が平行偏波の状態のまま量子井戸Ｃに入るからで
ある。
【００１７】量子井戸Ｃで偏波光が１８０°回転する条
件は、複屈折の大きさをΔｎ、量子井戸Ｃの長さをＬと
すると、 ΔｎＬ／λ＝１ ・・・・（１） で表され、式に於けるλは共鳴波長と呼ばれ、複屈折率
に比例することになる。
件は、複屈折の大きさをΔｎ、量子井戸Ｃの長さをＬと
すると、 ΔｎＬ／λ＝１ ・・・・（１） で表され、式に於けるλは共鳴波長と呼ばれ、複屈折率
に比例することになる。
【００１８】量子井戸Ｃに垂直に１００〔ｋＶ／ｃｍ〕
以上の電界を加えると励起子準位を消滅させることが可
能であり、従って、量子井戸の複屈折を小さくすること
ができる。
以上の電界を加えると励起子準位を消滅させることが可
能であり、従って、量子井戸の複屈折を小さくすること
ができる。
【００１９】式（１）で共鳴波長λは複屈折率に比例す
るので、共鳴波長λを大きく変えることが可能になり、
可変波長範囲は、量子井戸Ａ及びＢの利得幅で決まるの
で、２０〔ｎｍ〕〜３０〔ｎｍ〕の可変幅を実現するこ
とができる。
るので、共鳴波長λを大きく変えることが可能になり、
可変波長範囲は、量子井戸Ａ及びＢの利得幅で決まるの
で、２０〔ｎｍ〕〜３０〔ｎｍ〕の可変幅を実現するこ
とができる。
【００２０】前記したところから、本発明に依る波長可
変光半導体装置に於いては、（１）使用目的の波長範囲
で発光可能な量子井戸（例えばＭＱＷからなる活性層
５）を含む第一及び第二の利得領域（図２参照）、及
び、第一の利得領域と第二の利得領域との間に挟まれて
位置し且つ使用目的の波長範囲で透明な量子井戸（例え
ばＭＱＷからなる光導波路１３）を含む偏波を回転する
領域とからなり、第一及び第二の利得領域に於ける量子
井戸は光の伝搬方向を長手方向とし、且つ、量子井戸ど
うしが平行に形成されてなり、偏波を回転する領域に於
ける量子井戸は光の伝搬方向を長手方向とし、且つ、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸に対して傾いて
形成されてなることを特徴とするか、或いは、
変光半導体装置に於いては、（１）使用目的の波長範囲
で発光可能な量子井戸（例えばＭＱＷからなる活性層
５）を含む第一及び第二の利得領域（図２参照）、及
び、第一の利得領域と第二の利得領域との間に挟まれて
位置し且つ使用目的の波長範囲で透明な量子井戸（例え
ばＭＱＷからなる光導波路１３）を含む偏波を回転する
領域とからなり、第一及び第二の利得領域に於ける量子
井戸は光の伝搬方向を長手方向とし、且つ、量子井戸ど
うしが平行に形成されてなり、偏波を回転する領域に於
ける量子井戸は光の伝搬方向を長手方向とし、且つ、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸に対して傾いて
形成されてなることを特徴とするか、或いは、
【００２１】（２）前記（１）に於いて、第一及び第二
の利得領域には使用目的の波長範囲で利得を得る為のキ
ャリヤを注入するｐｎ接合並びに電極構造が形成され、
偏波を回転する領域には電界を印加する為のｐｎ接合並
びに電極構造が形成されてなることを特徴とする。
の利得領域には使用目的の波長範囲で利得を得る為のキ
ャリヤを注入するｐｎ接合並びに電極構造が形成され、
偏波を回転する領域には電界を印加する為のｐｎ接合並
びに電極構造が形成されてなることを特徴とする。
【００２２】前記手段を採ることに依り、波長可変幅が
大きい波長可変レーザや波長可変光フィルタなどの波長
可変光半導体装置を得ることができる。
大きい波長可変レーザや波長可変光フィルタなどの波長
可変光半導体装置を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図２は本発明に於ける実施の形態
１を説明する為のＢＨ（ｂｕｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ）型の波長可変半導体レーザを表す要
部斜面図である。
１を説明する為のＢＨ（ｂｕｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ）型の波長可変半導体レーザを表す要
部斜面図である。
【００２４】図に於いて、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ
−ＩｎＰバッファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層、４はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、５はＭＱＷ
で構成された活性層、６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込
め層、７はｐ−ＩｎＰクラッド層、８はｎ−ＩｎＰ電流
狭窄層、９はｐ−ＩｎＰ電流狭窄層、１０はｎ−ＩｎＰ
電流狭窄層、１１はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、１
２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１３はＭＱＷで構成された
光導波路層、１４はｐ−ＩｎＰクラッド層、１５は利得
領域に於けるｐ側電極、１６は偏波を回転させる領域に
於けるｐ側電極、１７は共通のｎ側電極をそれぞれ示し
ている。
−ＩｎＰバッファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層、４はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、５はＭＱＷ
で構成された活性層、６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込
め層、７はｐ−ＩｎＰクラッド層、８はｎ−ＩｎＰ電流
狭窄層、９はｐ−ＩｎＰ電流狭窄層、１０はｎ−ＩｎＰ
電流狭窄層、１１はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、１
２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１３はＭＱＷで構成された
光導波路層、１４はｐ−ＩｎＰクラッド層、１５は利得
領域に於けるｐ側電極、１６は偏波を回転させる領域に
於けるｐ側電極、１７は共通のｎ側電極をそれぞれ示し
ている。
【００２５】図３乃至図１０は図２に示した波長可変半
導体レーザを製造する工程を説明する為の工程要所に於
ける波長可変半導体レーザを表す要部斜面図であり、以
下、これ等の図及び図２を参照しつつ説明する。
導体レーザを製造する工程を説明する為の工程要所に於
ける波長可変半導体レーザを表す要部斜面図であり、以
下、これ等の図及び図２を参照しつつ説明する。
【００２６】図３参照 ３−（１） ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）法及びリソグラフィ技術を適用することに依
り、主面の面指数が（１００）であるｎ−ＩｎＰ基板１
に凹所を形成する為のエッチング・マスクとなる開口を
もつ例えばＳｉＯ2 膜（図示せず）を形成する。
ｔｉｏｎ）法及びリソグラフィ技術を適用することに依
り、主面の面指数が（１００）であるｎ−ＩｎＰ基板１
に凹所を形成する為のエッチング・マスクとなる開口を
もつ例えばＳｉＯ2 膜（図示せず）を形成する。
【００２７】３−（２） エッチング液を塩酸とするウエット・エッチング法を適
用することに依り、前記ＳｉＯ2 膜をマスクとしてｎ−
ＩｎＰ基板１のエッチングを行なって、深さが５〔μ
ｍ〕である凹所１００を形成する。
用することに依り、前記ＳｉＯ2 膜をマスクとしてｎ−
ＩｎＰ基板１のエッチングを行なって、深さが５〔μ
ｍ〕である凹所１００を形成する。
【００２８】前記エッチング液を用いると、凹所１００
内に表出される斜面１Ａに於ける面指数は（１１１）と
なる。
内に表出される斜面１Ａに於ける面指数は（１１１）と
なる。
【００２９】尚、ここで説明する波長可変半導体レーザ
は、通常のものと同じく、一枚のウエハに複数個分が作
り込まれ、完成された後、スクライビング及び劈開の技
術を適用してダイ化されるのであるが、簡明にする為、
１個分のみを示してあり、その主要部分の寸法は次の通
りである。
は、通常のものと同じく、一枚のウエハに複数個分が作
り込まれ、完成された後、スクライビング及び劈開の技
術を適用してダイ化されるのであるが、簡明にする為、
１個分のみを示してあり、その主要部分の寸法は次の通
りである。
【００３０】Ｓ１及びＳ２：３００〔μｍ〕 Ｓ３：１〔ｍｍ〕 Ｗ１：３００〔μｍ〕 Ｗ２：１５０〔μｍ〕 Ｄ１：５〔μｍ〕
【００３１】図４参照 ４−（１） ＣＶＤ法を適用することに依り、例えばＳｉＯ2 膜を形
成し、次いで、リソグラフィ技術を適用することに依
り、該ＳｉＯ2 膜をエッチングし、図でハッチングを施
した領域にＳｉＯ2 膜からなるマスク（図示せず）を形
成する。
成し、次いで、リソグラフィ技術を適用することに依
り、該ＳｉＯ2 膜をエッチングし、図でハッチングを施
した領域にＳｉＯ2 膜からなるマスク（図示せず）を形
成する。
【００３２】図５参照 ５−（１） エッチング液を（Ｂｒ＋ＨＢｒ）混合液とするウエット
・エッチング法を適用することに依り、マスクの外に露
出されているｎ−ＩｎＰ基板１の部分を深さ２．５〔μ
ｍ〕分だけエッチングする。
・エッチング法を適用することに依り、マスクの外に露
出されているｎ−ＩｎＰ基板１の部分を深さ２．５〔μ
ｍ〕分だけエッチングする。
【００３３】これに依って、凹所１００の深さＤ１は
２．５〔μｍ〕となり、そして、凹所１００に連なっ
て、高さＨ１が２．５〔μｍ〕のメサ１０１が生成され
る。尚、メサ１０１及び凹所１００には、後の工程で所
要の半導体層が積層形成されて偏波を回転させる為の領
域となり、また、その両側は利得領域となる。
２．５〔μｍ〕となり、そして、凹所１００に連なっ
て、高さＨ１が２．５〔μｍ〕のメサ１０１が生成され
る。尚、メサ１０１及び凹所１００には、後の工程で所
要の半導体層が積層形成されて偏波を回転させる為の領
域となり、また、その両側は利得領域となる。
【００３４】図６参照 ６−（１） エッチング・マスクとして用いたＳｉＯ2 膜を残したま
ま、有機金属化学気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法を適用することに依り、バッファ
層２、ガイド層３、光閉じ込め層４、活性層５、光閉じ
込め層６、コンタクト層７を形成する。尚、活性層５
は、実際には、量子井戸層と障壁層とを積層したＭＱＷ
（ｍｕｌｔｉ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ）からなって
いる。
ま、有機金属化学気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法を適用することに依り、バッファ
層２、ガイド層３、光閉じ込め層４、活性層５、光閉じ
込め層６、コンタクト層７を形成する。尚、活性層５
は、実際には、量子井戸層と障壁層とを積層したＭＱＷ
（ｍｕｌｔｉ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ）からなって
いる。
【００３５】ここで選択成長した各半導体層に関する主
要なデータを例示すると次の通りである。
要なデータを例示すると次の通りである。
【００３６】（１） バッファ層２について 材料：ｎ−ＩｎＰ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００３７】（２） ガイド層３について 材料：ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．１〔μｍ〕） 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１５０〔ｎｍ〕
【００３８】（３） 光閉じ込め層４について 材料：ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．３〔μｍ〕） 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：３０〔ｎｍ〕
【００３９】（４） 活性層５について 量子井戸層 材料：ＩｎＧａＡｓ 厚さ：８．５〔ｎｍ〕 層数：５ 障壁層 材料：ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．３〔μｍ〕） 厚さ：１３〔ｎｍ〕 層数４
【００４０】（５） 光閉じ込め層６について 材料：ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．３〔μｍ〕） 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：３０〔ｎｍ〕
【００４１】（６） コンタクト層７について 材料：ｐ−ＩｎＰ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００４２】図７参照 ７−（１） リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチャントをＢｒとＨＢｒとの混合液とするウエット
・エッチング法を適用することに依り、利得領域に於け
る表面からバッファ層２内に到達する幅２〔μｍ〕のス
トライプ・メサを形成する。
エッチャントをＢｒとＨＢｒとの混合液とするウエット
・エッチング法を適用することに依り、利得領域に於け
る表面からバッファ層２内に到達する幅２〔μｍ〕のス
トライプ・メサを形成する。
【００４３】ここで、ストライプ・メサに含まれる活性
層５は、凹所１００とメサ１０１とからなる偏波を回転
させる領域に於ける斜面１Ａ上に後に形成されるＭＱＷ
層と光学的に導通して光の遣り取りができるようにする
必要がある為、その目的に沿うようストライプ・メサの
位置を選定して形成しなければならない。
層５は、凹所１００とメサ１０１とからなる偏波を回転
させる領域に於ける斜面１Ａ上に後に形成されるＭＱＷ
層と光学的に導通して光の遣り取りができるようにする
必要がある為、その目的に沿うようストライプ・メサの
位置を選定して形成しなければならない。
【００４４】図８参照 ８−（１） 液相エピタキシャル成長（ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ
ｅｐｉｔａｘｙ：ＬＰＥ）法を適用することに依り、ｎ
−ＩｎＰ電流狭窄層８、ｐ−ＩｎＰ電流狭窄層９、ｎ−
ＩｎＰ電流狭窄層１０を順に積層してストライプ・メサ
を埋め込み、次いで、全面に厚さが１００〔ｎｍ〕であ
るｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなるキャップ層１１を形成す
る。
ｅｐｉｔａｘｙ：ＬＰＥ）法を適用することに依り、ｎ
−ＩｎＰ電流狭窄層８、ｐ−ＩｎＰ電流狭窄層９、ｎ−
ＩｎＰ電流狭窄層１０を順に積層してストライプ・メサ
を埋め込み、次いで、全面に厚さが１００〔ｎｍ〕であ
るｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなるキャップ層１１を形成す
る。
【００４５】図９参照 ９−（１） 凹所１００とメサ１０１とからなる偏波を回転させる領
域を覆い、エッチングや選択成長のマスクとして用いら
れたＳｉＯ2 膜を除去する。
域を覆い、エッチングや選択成長のマスクとして用いら
れたＳｉＯ2 膜を除去する。
【００４６】９−（２） ＣＶＤ法を適用することに依り、例えばＳｉＯ2 膜を形
成し、次いで、リソグラフィ技術を適用することに依
り、該ＳｉＯ2 膜をエッチングして、図でハッチングを
施した領域、即ち、利得領域にのみＳｉＯ2 膜からなる
マスク（図示せず）を形成する。
成し、次いで、リソグラフィ技術を適用することに依
り、該ＳｉＯ2 膜をエッチングして、図でハッチングを
施した領域、即ち、利得領域にのみＳｉＯ2 膜からなる
マスク（図示せず）を形成する。
【００４７】図１０及び図２参照 １０−（１） ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、クラッド層１２、
光導波路層１３、クラッド層１４を形成する。尚、光導
波路層は、実際には、量子井戸層と障壁層とを積層した
ＭＱＷからなっている。
光導波路層１３、クラッド層１４を形成する。尚、光導
波路層は、実際には、量子井戸層と障壁層とを積層した
ＭＱＷからなっている。
【００４８】ここで選択成長した各半導体層に関する主
要なデータを例示すると次の通りである。
要なデータを例示すると次の通りである。
【００４９】（１） クラッド層１２について 材料：ｎ−ＩｎＰ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００５０】（２） 光導波路層１３について 量子井戸層 材料：ＩｎＧａＡｓ 厚さ：５〔ｎｍ〕 層数：５０ 障壁層 材料：ＩｎＰ（λg ＝１．４８〔μｍ〕） 厚さ：５０〔ｎｍ〕 層数５０
【００５１】（３） クラッド層１４について 材料：ｐ−ＩｎＰ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００５２】１０−（２） 選択成長のマスクとして用いたＳｉＯ2 膜を除去してか
ら、通常の技法を適用することに依り、利得領域に順方
向電流を流す為のｐ側電極１５、偏波を回転させる為の
領域に逆方向電圧を印加する為のｐ側電極１６を形成
し、更に、基板１の裏面に共通のｎ側電極１７を形成す
る。
ら、通常の技法を適用することに依り、利得領域に順方
向電流を流す為のｐ側電極１５、偏波を回転させる為の
領域に逆方向電圧を印加する為のｐ側電極１６を形成
し、更に、基板１の裏面に共通のｎ側電極１７を形成す
る。
【００５３】前記形成した各電極に関する主要なデータ
を例示すると次の通りである。 （１） ｐ側電極１５について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 厚さ：１００〔ｎｍ〕／２００〔ｎｍ〕／３００〔ｎ
ｍ〕
を例示すると次の通りである。 （１） ｐ側電極１５について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 厚さ：１００〔ｎｍ〕／２００〔ｎｍ〕／３００〔ｎ
ｍ〕
【００５４】（２） ｐ側電極１６について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 厚さ：１００〔ｎｍ〕／２００〔ｎｍ〕／３００〔ｎ
ｍ〕
ｍ〕
【００５５】（３） ｎ側電極１７について 材料：ＡｕＧｅ／Ａｕ 厚さ：３０〔ｎｍ〕／２７００〔ｎｍ〕
【００５６】１０−（３） この後、通常の技法を適用して波長可変半導体レーザを
完成させる。尚、以上説明した工程では、利得領域に於
ける各半導体層と、偏波を回転させる領域に於ける各半
導体層は別個に成長させたが、マスクを用いた選択成長
で、エネルギ・バンド・ギャップを異にする量子井戸層
を同時に成長できることは良く知られている。
完成させる。尚、以上説明した工程では、利得領域に於
ける各半導体層と、偏波を回転させる領域に於ける各半
導体層は別個に成長させたが、マスクを用いた選択成長
で、エネルギ・バンド・ギャップを異にする量子井戸層
を同時に成長できることは良く知られている。
【００５７】前記のようにして作成した波長可変半導体
レーザに於いて、ｐ側電極１５から５０〔ｍＡ〕程度の
電流を注入することで半導体レーザとして発振し、そし
て、ｐ側電極１６から注入する電流を０から−１０
〔Ｖ〕の範囲で変化させることに依って、半導体レーザ
の発振波長を変化させることができる。
レーザに於いて、ｐ側電極１５から５０〔ｍＡ〕程度の
電流を注入することで半導体レーザとして発振し、そし
て、ｐ側電極１６から注入する電流を０から−１０
〔Ｖ〕の範囲で変化させることに依って、半導体レーザ
の発振波長を変化させることができる。
【００５８】また、同じ構造で、電流を発振しきい値以
下に抑えれば、可変波長フィルタとして動作させること
ができる。
下に抑えれば、可変波長フィルタとして動作させること
ができる。
【００５９】
【発明の効果】本発明に依る波長可変光半導体装置に於
いては、使用目的の波長範囲で発光可能な量子井戸を含
む第一及び第二の利得領域、及び、第一の利得領域と第
二の利得領域との間に挟まれ且つ使用目的の波長範囲で
透明な量子井戸を含む偏波を回転する領域からなり、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸は光の伝搬方向
を長手方向とし、且つ、量子井戸どうしが平行に形成さ
れ、偏波を回転する領域に於ける量子井戸は光の伝搬方
向を長手方向とし、且つ、第一及び第二の利得領域に於
ける量子井戸に対して傾いて形成されている。
いては、使用目的の波長範囲で発光可能な量子井戸を含
む第一及び第二の利得領域、及び、第一の利得領域と第
二の利得領域との間に挟まれ且つ使用目的の波長範囲で
透明な量子井戸を含む偏波を回転する領域からなり、第
一及び第二の利得領域に於ける量子井戸は光の伝搬方向
を長手方向とし、且つ、量子井戸どうしが平行に形成さ
れ、偏波を回転する領域に於ける量子井戸は光の伝搬方
向を長手方向とし、且つ、第一及び第二の利得領域に於
ける量子井戸に対して傾いて形成されている。
【００６０】前記構成を採ることに依り、波長可変幅が
大きい波長可変レーザや波長可変光フィルタなどの波長
可変光半導体装置を得ることができる。
大きい波長可変レーザや波長可変光フィルタなどの波長
可変光半導体装置を得ることができる。
【図１】図１は本発明の原理を解説する為の波長可変構
造を表す要部説明図である。
造を表す要部説明図である。
【図２】図２は本発明に於ける実施の形態１を説明する
為のＢＨ型の波長可変半導体レーザを表す要部斜面図で
ある。
為のＢＨ型の波長可変半導体レーザを表す要部斜面図で
ある。
【図３】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図４】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図５】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図６】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図７】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図８】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図９】図２に示した波長可変半導体レーザを製造する
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体レ
ーザを表す要部斜面図である。
【図１０】図２に示した波長可変半導体レーザを製造す
る工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体
レーザを表す要部斜面図である。
る工程を説明する為の工程要所に於ける波長可変半導体
レーザを表す要部斜面図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ ガイド層 ４ 光閉じ込め層 ５ ＭＱＷで構成された活性層 ６ 光閉じ込め層 ７ クラッド層 ８ 電流狭窄層 ９ 電流狭窄層 １０ 電流狭窄層 １１ キャップ層 １２ クラッド層 １３ ＭＱＷで構成された光導波路層 １４ クラッド層 １５ 利得領域に於けるｐ側電極 １６ 偏波を回転させる領域に於けるｐ側電極 １７ 共通のｎ側電極
Claims (2)
- 【請求項１】使用目的の波長範囲で発光可能な量子井戸
を含む第一及び第二の利得領域、及び、第一の利得領域
と第二の利得領域との間に挟まれて位置し且つ使用目的
の波長範囲で透明な量子井戸を含む偏波を回転する領域
からなり、 第一及び第二の利得領域に於ける量子井戸は光の伝搬方
向を長手方向とし、且つ、量子井戸どうしが平行に形成
されてなり、 偏波を回転する領域に於ける量子井戸は光の伝搬方向を
長手方向とし、且つ、第一及び第二の利得領域に於ける
量子井戸に対して傾いて形成されてなることを特徴とす
る波長可変光半導体装置。 - 【請求項２】第一及び第二の利得領域には使用目的の波
長範囲で利得を得る為のキャリヤを注入するｐｎ接合並
びに電極構造が形成され、 偏波を回転する領域には電界を印加する為のｐｎ接合並
びに電極構造が形成されてなることを特徴とする請求項
１記載の波長可変光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26964096A JPH10117037A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 波長可変光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26964096A JPH10117037A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 波長可変光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117037A true JPH10117037A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17475170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26964096A Withdrawn JPH10117037A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 波長可変光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10117037A (ja) |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP26964096A patent/JPH10117037A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5398256A (en) | Interferometric ring lasers and optical devices | |
| JP2959902B2 (ja) | 半導体レーザとそれを有する装置とその製造方法 | |
| US7158547B2 (en) | Wavelength tunable laser of small size | |
| JP5182362B2 (ja) | 光素子及びその製造方法 | |
| JP4117854B2 (ja) | 導波路型光集積回路素子及びその製造方法 | |
| JPH1197799A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2001284712A (ja) | 分布帰還リッジ型半導体レーザ | |
| US20170194766A1 (en) | Optical device and optical module | |
| JP7371552B2 (ja) | 量子カスケードレーザ | |
| JP4033822B2 (ja) | Ｄｂｒ型波長可変光源 | |
| JPH10117037A (ja) | 波長可変光半導体装置 | |
| JP6927153B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP5163355B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US6793388B2 (en) | Semiconductor laser and fabricating method of the same | |
| JP2000188441A (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3208860B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP4984514B2 (ja) | 半導体発光素子および該半導体発光素子の製造方法 | |
| JPS6134988A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP3911002B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US12068579B2 (en) | Semiconductor laser | |
| JPS6159554B2 (ja) | ||
| US20030099268A1 (en) | Laser device and methods of making and using same | |
| JP6299839B2 (ja) | 光素子及び光モジュール | |
| JP2023020996A (ja) | 半導体光デバイス | |
| JP3949704B2 (ja) | 半導体レーザ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |