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JPH0766993B2 - Semiconductor optical amplifier - Google Patents
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JPH0766993B2 - Semiconductor optical amplifier - Google Patents

Semiconductor optical amplifier

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Publication number
JPH0766993B2
JPH0766993B2 JP905685A JP905685A JPH0766993B2 JP H0766993 B2 JPH0766993 B2 JP H0766993B2 JP 905685 A JP905685 A JP 905685A JP 905685 A JP905685 A JP 905685A JP H0766993 B2 JPH0766993 B2 JP H0766993B2
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JP
Japan
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electrode
optical waveguide
current
semiconductor
semiconductor substrate
Prior art date
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JP905685A
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宇一郎 小林
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体光増幅素子、たとえば、端面の共振器
(光導波路)端からレーザ光を発光する半導体レーザ素
子に光増幅作用を備えさせた半導体レーザ素子あるいは
このような半導体レーザ素子部を有する集積化光デバイ
ス(OEIC素子)等の半導体光増幅素子に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor optical amplifier device, for example, a semiconductor laser device in which a semiconductor laser device that emits a laser beam from a resonator (optical waveguide) end of an end face is provided with an optical amplifying action. Alternatively, it relates to a semiconductor optical amplifier element such as an integrated optical device (OEIC element) having such a semiconductor laser element portion.

〔背景技術〕[Background technology]

光通信用光源あるいはデジタルオーディオディスク,ビ
デオディスク,レーザビームプリンタ等の情報処理用光
源として、たとえば、工業調査会発行「電子材料」1983
年10月号、昭和58年10月1日発行、P39〜48に記載され
ているように、半導体レーザが開発されている。これ
ら、半導体レーザ(半導体レーザ素子:レーザチップ)
の多くは、前記文献で示されているように、光導波路を
挟む一対の表裏面にそれぞれ電極が設けられており、こ
れら一対の電極(アノード電極,カソード電極)間に所
定の電圧が印加されると、光導波路端面(ミラー面)か
らレーザ光が発光される構造となっている。
As a light source for optical communication or a light source for information processing of digital audio discs, video discs, laser beam printers, etc., for example, "Electronic Materials" 1983
Semiconductor lasers have been developed as described in P39-48, October issue of 1983, issued October 1, 1983. These semiconductor lasers (semiconductor laser elements: laser chips)
In most of these, as shown in the above-mentioned document, electrodes are provided on a pair of front and back surfaces sandwiching an optical waveguide, and a predetermined voltage is applied between the pair of electrodes (anode electrode, cathode electrode). Then, the laser light is emitted from the end surface (mirror surface) of the optical waveguide.

ところで、本発明者が行った不良解析によると、レーザ
発振が生じない不良品の中にも、印加電圧を閾電流値以
上に大きくすると急にレーザ発振するものがあることが
わかった。すなわち、第2図に示されるように、レーザ
チップ1の光導波路(共振器端面)2の電極3,4におい
て、前記光導波路に対応する部分にピンホール等による
電極の欠落があると、その電極欠落箇所5に対応する光
導波路部分では、第3図に示されるように、電流6が充
分流れないことから、電極欠落箇所5が対応する光導波
路2部分では励起が充分とはならず、第4図に示される
ように縦軸を光出力(Po),横軸を注入電流(I)とす
るグラフで示されるごとく、所定の閾値aではレーザ光
が発振されない。したがって、実際の作業現場では、こ
のようなレーザチップは不良品として処理される。
By the way, according to the failure analysis conducted by the present inventor, it was found that among defective products in which laser oscillation does not occur, when the applied voltage is increased to the threshold current value or more, the laser oscillation suddenly occurs. That is, as shown in FIG. 2, in the electrodes 3 and 4 of the optical waveguide (resonator end face) 2 of the laser chip 1, when there is a missing electrode due to a pinhole or the like in the portion corresponding to the optical waveguide, In the optical waveguide portion corresponding to the electrode missing portion 5, as shown in FIG. 3, the current 6 does not sufficiently flow, so that the excitation is not sufficient in the optical waveguide 2 portion corresponding to the electrode missing portion 5, As shown in the graph of FIG. 4 in which the vertical axis represents the light output (Po) and the horizontal axis represents the injection current (I), the laser light does not oscillate at the predetermined threshold value a. Therefore, in an actual work site, such a laser chip is treated as a defective product.

しかし、このような電極欠落箇所5のあるレーザチップ
1であっても、閾電流値よりも比較的大きな電流(b)
を流すと、突然出力の大きいレーザ光が発光することが
わかった。
However, even in the laser chip 1 having such an electrode missing portion 5, a current (b) relatively larger than the threshold current value is obtained.
It was found that the laser beam with a large output suddenly emitted when the current was passed.

そこで、前記電極欠落箇所5に独立した電極を設け、こ
の電極をトリガー電極として使用することにより、小さ
な信号電流でレーザ発振が行なえる半導体光増幅素子と
することができることに気が付き本発明をなした。
Therefore, the present invention has been realized by providing an independent electrode at the electrode missing portion 5 and using this electrode as a trigger electrode, it is possible to obtain a semiconductor optical amplification device capable of laser oscillation with a small signal current. .

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は小さい信号電流で高出力レーザ光の発振
制御が可能な半導体光増幅素子を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor optical amplifier device capable of controlling oscillation of high-power laser light with a small signal current.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel characteristics of the present invention are
It will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明は、半導体基体内のクラッド層下に設
けられ、かつその半導体基体の相対向する一対の側面に
端面を有する光導波路と、この導波路を挟んで前記半導
体基体上主面に設けられたアノード電極と前記半導体基
体下主面に設けられたカソード電極とを有する半導体レ
ーザ構造の半導体光増幅素子であって、前記光導波路上
の前記半導体基体上主面に設けられたアノード電極は、
前記光導波路の中央部分に対応して設けらた、信号電流
を印加するためのトリガー電極と、前記トリガー電極を
挟み、かつ前記トリガー電極から離間して設けられた、
レーザ発光が生じない程度の電流を印加するためのコの
字状の駆動電極とで構成され、かつ前記トリガー電極と
前記駆動電極との間であって前記光導波路上に位置した
半導体基体上主面から前記光導波路の近傍部分まで及ぶ
前記クラッド層内において終端位置した一対のスリット
が設けられ、前記スリットには絶縁膜が埋め込まれ、前
記トリガー電極に信号電流を印加することにより前記光
導波路の全長において電流を流し、その光導波路の端面
からレーザ光を発光させるようにしたものであり、トリ
ガー電極に小さな信号電極が印加されると、高出力のレ
ーザ光を発振するため、光増幅効果が生み出され、高性
能は半導体光増幅素子を提供することができる。
That is, the present invention provides an optical waveguide which is provided below a clad layer in a semiconductor substrate and has end faces on a pair of side surfaces of the semiconductor substrate facing each other, and an optical waveguide provided on the upper main surface of the semiconductor substrate with the waveguide interposed therebetween. A semiconductor laser amplifying device having a semiconductor laser structure having an anode electrode provided on the semiconductor substrate lower main surface, and an anode electrode provided on the semiconductor substrate upper main surface on the optical waveguide. ,
A trigger electrode for applying a signal current provided corresponding to the central portion of the optical waveguide, and sandwiching the trigger electrode, and provided away from the trigger electrode,
A main body on a semiconductor substrate which is composed of a U-shaped drive electrode for applying a current that does not cause laser emission, and which is located between the trigger electrode and the drive electrode and is located on the optical waveguide. A pair of slits located at the end position in the clad layer extending from the surface to the vicinity of the optical waveguide are provided, an insulating film is embedded in the slits, and a signal current is applied to the trigger electrode to cause the optical waveguide to move. It is designed to pass a current through the entire length of the optical waveguide so that laser light is emitted from the end face of the optical waveguide.When a small signal electrode is applied to the trigger electrode, high-power laser light is oscillated, so the optical amplification effect Produced and high performance can provide semiconductor optical amplifier device.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例による半導体光増幅素子の概
要を示す斜視図、第5図は第1図に示された半導体光増
幅素子のトリガー電極に信号が入らないレーザ発光のな
い状態における電流の流れ状態を示す断面的模式図、第
6図は同じく半導体光増幅素子のレーザ発光状態におけ
る電流の流れ状態を示す断面的模式図、また、第7図〜
第12図は本発明の一実施例による半導体光増幅素子の製
造における各製造工程でのワークであるウエハを示す図
であって、第7図は本発明の半導体光増幅素子の製造に
用いられるウエハの断面図、第8図はメサエッチングが
施されたウエハの断面図、第9図は埋め込み成長処理が
施されたウエハの断面図、第10図は光導波路上のクラッ
ド層が途中深さまでエッチングされた状態を示す断面
図、第11図は亜鉛拡散処理が施されたウエハの断面図、
第12図は電極が形成された状態のウエハの断面図、第13
図は半導体光増幅素子を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the outline of a semiconductor optical amplification device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a state in which no signal is input to the trigger electrode of the semiconductor optical amplification device shown in FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a current flow state in FIG. 6, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a current flow state in a laser emission state of the semiconductor optical amplifier, and FIGS.
FIG. 12 is a view showing a wafer which is a work in each manufacturing step in manufacturing the semiconductor optical amplifier device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is used for manufacturing the semiconductor optical amplifier device of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of the wafer subjected to the mesa etching, FIG. 8 is a cross-sectional view of the wafer subjected to the buried growth treatment, and FIG. 10 is the mid-depth of the cladding layer on the optical waveguide. A cross-sectional view showing the etched state, FIG. 11 is a cross-sectional view of a wafer subjected to zinc diffusion treatment,
FIG. 12 is a sectional view of the wafer with electrodes formed,
The figure is a perspective view showing a semiconductor optical amplifier.

この実施例における半導体光増幅素子(チップとも称す
る。)は、第13図に示されるような構造となっている。
また、このチップは、第7図〜第12図に示す製造段階を
経て製造される。
The semiconductor optical amplifier element (also referred to as a chip) in this embodiment has a structure as shown in FIG.
Further, this chip is manufactured through the manufacturing steps shown in FIGS.

この実施例では、光通信用に用いられる埋め込みヘテロ
構造(BH;buried−hete−ro structure)の半導体レー
ザ素子(レーザチップ)に本発明を適用した例について
説明する。
In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a semiconductor laser device (laser chip) having a buried hetero structure (BH) used for optical communication will be described.

第13図に示されるようなチップの構造説明については、
第7図〜第12図に示す製造状態を説明することによって
説明することにする。
For a description of the structure of the chip as shown in FIG.
This will be explained by explaining the manufacturing state shown in FIGS. 7 to 12.

レーザチップの製造に際して、最初に第7図に示される
ような化合物半導体薄板(ウエハ)7が用意される。こ
のウエハ7はn形InPの基板8と、この基板8の(100)
結晶面上に液相エピタキシャル法によって順次形成され
たn形InPのバッファ層9,InGaAsPの活性層10,p形InPの
クラッド層11,p形InGaAsPのキャップ層12からなる多層
成長層13と、からなり、バッファ層9,活性層10,クラッ
ド層11とによってダブルヘテロ接合構造を構成してい
る。前記基板8は200μm前後の厚さとなり、活性層10
は0.15μmの厚さ、他の各層はおよそ1〜2μm前後の
厚さとなっている。
In manufacturing a laser chip, first, a compound semiconductor thin plate (wafer) 7 as shown in FIG. 7 is prepared. This wafer 7 is an n-type InP substrate 8 and (100) of this substrate 8.
A multilayer growth layer 13 composed of an n-type InP buffer layer 9, an InGaAsP active layer 10, a p-type InP clad layer 11, and a p-type InGaAsP cap layer 12 sequentially formed on the crystal plane by a liquid phase epitaxial method, The buffer layer 9, the active layer 10, and the cladding layer 11 form a double heterojunction structure. The substrate 8 has a thickness of about 200 μm, and the active layer 10
Has a thickness of 0.15 μm, and each of the other layers has a thickness of about 1 to 2 μm.

つぎに、第8図にされるように、ウエハ7の主面(上
面)にCVD(化学気相堆積)法で絶縁膜(SiO2)が形成
されるとともに、ホトリソグラフィによりこの絶縁膜は
部分的に除去され、<110>劈開方向と平行に幅5〜6
μmの多数のストライプ状のマスク14が形成される。そ
の後、このウエハ7のマスク14から露出する半導体層は
ブロメタノール等のエッチング液でエッチングされる。
エッチングはバッファ層9の途中あるいは基板8の表層
部に達するように行われる。この実施例ではエッチング
はバッファ層9の途中まで達している。前記マスク14に
被われた活性層10から上方部分は異方性エッチングの結
果、その断面が逆三角形となる逆メサ部となり結晶の<
110>方向に沿ってストライプ状に残留し、かつ、活性
層10から下方は放物線を描くような順メサ部となってい
る。なお、各マスク間隔はおよそ400μmとなってい
る。
Next, as shown in FIG. 8, an insulating film (SiO 2 ) is formed on the main surface (upper surface) of the wafer 7 by a CVD (chemical vapor deposition) method, and this insulating film is partially formed by photolithography. 5 to 6 width parallel to <110> cleavage direction
A large number of stripe-shaped masks 14 of μm are formed. After that, the semiconductor layer exposed from the mask 14 of the wafer 7 is etched with an etching solution such as bromethanol.
The etching is performed so as to reach the middle of the buffer layer 9 or the surface layer portion of the substrate 8. In this embodiment, the etching reaches the middle of the buffer layer 9. As a result of anisotropic etching, the upper portion of the active layer 10 covered with the mask 14 becomes an inverted mesa portion whose cross section is an inverted triangle and the crystal <
It remains in the form of stripes along the 110> direction, and a downward mesa portion from the active layer 10 forms a parabola. The mask interval is about 400 μm.

つぎに、ウエハ7の主面に部分的に延在するマスク14は
除去される。その後、第9図に示すように、エッチング
によって窪んだ部分にはp形InPのブロッキング層15,n
形InPの埋め込み層16,n形InGaAsPのキャップ層17が順次
エピタキシャ法によって埋め込まれる。
Next, the mask 14 partially extending on the main surface of the wafer 7 is removed. Then, as shown in FIG. 9, the p-type InP blocking layer 15, n is formed in the recessed portion by etching.
The buried layer 16 of InP type and the cap layer 17 of InGaAsP type are sequentially buried by the epitaxy method.

つぎに、第10図に示されるように、ホトリソグラフィに
よってウエハ7の主面にはSiO2等かるなる絶縁膜18が部
分形成される。この絶縁膜18は前記活性層10、すなわ
ち、光導波路の上層のクラッド層11の上部をスリット状
にエッチングするためのエッチングマスクとなる。そこ
で、この絶縁膜18をマスクとして、キャップ層12とクラ
ッド層11の上部をエッチングし、スリット19を形成す
る。これは、スリット19の真下のクラッド層11部分を横
切って電流が流れないようにするものである。すなわ
ち、この半導体光増幅素子(チップ)20は、一対のスリ
ット19に挟まれたキャップ層12上には、第5図および第
6図ならびに第13図に示されるように、後述するトリガ
ー電極21が設けられ、スリット19の外側には後述する駆
動電極22が設けられるが、駆動電極22によって注入され
た電流がチップ20の真下の光導波路部分に流れ込まいよ
うにするためにとられた構造であり、レーザ光の発光制
御性を高めるようになっている。
Next, as shown in FIG. 10, an insulating film 18 made of SiO 2 or the like is partially formed on the main surface of the wafer 7 by photolithography. The insulating film 18 serves as an etching mask for etching the active layer 10, that is, the upper portion of the cladding layer 11 which is the upper layer of the optical waveguide in a slit shape. Therefore, using the insulating film 18 as a mask, the upper portions of the cap layer 12 and the clad layer 11 are etched to form the slit 19. This is to prevent current from flowing across the portion of the cladding layer 11 directly below the slit 19. That is, this semiconductor optical amplification element (chip) 20 has a trigger electrode 21 to be described later on the cap layer 12 sandwiched by a pair of slits 19 as shown in FIGS. 5, 6 and 13. A drive electrode 22 to be described later is provided on the outside of the slit 19, but with a structure taken so that the current injected by the drive electrode 22 flows into the optical waveguide portion directly below the chip 20. Therefore, the controllability of laser light emission is improved.

つぎに、第11図に示されるように、ホトリソグラフィに
よってウエハ7の主面にはSiO2等からなる絶縁膜23が全
面に形成されるとともに、部分的に除去される。この絶
縁膜23は前記スリット19を埋める。このスリッ19内に埋
め込まれた絶縁膜により、スリット19内の汚染(異物の
侵入等)を防止することができる。また、絶縁膜23はス
トライプ状のメサ部の表面には設けられていない。そこ
で、この絶縁膜23をマスクとして亜鉛(Zn)がウエハ7
の主面に打ち込まれ、クラッド層11の途中深さに達する
亜鉛拡散領域24(点々が施された領域)が形成される。
この亜鉛拡散領域24はコンタクト電極のオーミック層に
なる。
Next, as shown in FIG. 11, an insulating film 23 made of SiO 2 or the like is formed on the entire main surface of the wafer 7 by photolithography, and is partially removed. The insulating film 23 fills the slit 19. The insulating film embedded in the slip 19 can prevent contamination (for example, entry of foreign matter) in the slit 19. The insulating film 23 is not provided on the surface of the stripe-shaped mesa portion. Therefore, the insulating film 23 is used as a mask to remove zinc (Zn) from the wafer 7.
A zinc diffusion region 24 (dotted region) is formed by being implanted into the main surface of the clad layer 11 and reaching the middle depth of the clad layer 11.
This zinc diffusion region 24 becomes an ohmic layer of the contact electrode.

つぎに、ウエハ7は裏面がエッチングされ、ウエハ7の
全体の厚さが100μm程度とされる。その後、第12図に
示すように、ウエハ7の主面にはアノード電極25が、裏
面にはカソード電極26がそれぞれ設けられる。アノード
電極25はCr/Au,カソード電極26はAuGeNi/Pd/Auとなり、
いずれも蒸着およびアロイ処理によって形成されてい
る。前記アノード電極25は第13図に示されるように、ト
リガー電極21と駆動電極22とからなり、相互に電気的に
独立して形成される。すなわち、トリガー電極21の電流
注入部27は光導波路の真上では光導波路の中央部分に延
在し、駆動電極22の電流注入部28はトリガー電極21を挟
むように図の如くコの字状の形態を成して光導波路の両
端側上部に延在している。そして、トリガー電極21およ
び駆動電極22は光導波路を挟むようにチップ20の両側に
ワイヤを接続するための面積が大きいボンディング領域
29,30を有するようになっている。
Next, the back surface of the wafer 7 is etched so that the entire thickness of the wafer 7 is about 100 μm. Thereafter, as shown in FIG. 12, an anode electrode 25 is provided on the main surface of the wafer 7 and a cathode electrode 26 is provided on the back surface thereof. The anode electrode 25 is Cr / Au, the cathode electrode 26 is AuGeNi / Pd / Au,
Both are formed by vapor deposition and alloy processing. As shown in FIG. 13, the anode electrode 25 is composed of a trigger electrode 21 and a driving electrode 22 and is electrically independent of each other. That is, the current injection portion 27 of the trigger electrode 21 extends to the central portion of the optical waveguide just above the optical waveguide, and the current injection portion 28 of the drive electrode 22 has a U-shape as shown so as to sandwich the trigger electrode 21. And extends above both ends of the optical waveguide. The trigger electrode 21 and the drive electrode 22 have a large bonding area for connecting wires on both sides of the chip 20 so as to sandwich the optical waveguide.
It has 29,30.

つぎに、このようなウエハ7は縦横に分断され、第13図
に示されるように、縦横が数百μm,高さが100μm程度
のチップ20が製造される。
Next, such a wafer 7 is vertically and horizontally divided, and as shown in FIG. 13, chips 20 having a length and width of several hundred μm and a height of about 100 μm are manufactured.

このような、半導体光増幅素子はその使用時、アノード
電極25の駆動電極22とカソード電極26間に所望の電圧
(たとえば、第4図のグラフで示す閾電流値aよりも大
きく、bよりは小さい電流)を常時印可させておくとと
もに、信号電流をアノード電極25のトリガー電極21に導
くようにする。この結果、トリガー電極21に信号が入ら
ない状態では、第5図に示すように、カソード電極26
(電極4)とアノード電極25の駆動電極22間で電流が流
れ、光導波路の中央部分では電流が流れないことから、
レーザ発振が生じない。しかし、アノード電極25のトリ
ガー電極21に信号電流が流れると、第6図に示されるよ
うに光導波路はその全長において電流が流れるようにな
り、光導波路の両端のミラー面からレーザ光31が発光す
る、このレーザ光31はトリガー電極21および駆動電極22
に電流が流れることから、電流値は第4図のグラフにお
けるbなる電流値となり、高出力なものとなる。したが
って、この半導体光増幅素子は小さな信号電流で高出力
レーザ光を発光することができる。
When such a semiconductor optical amplifier device is used, a desired voltage between the drive electrode 22 and the cathode electrode 26 of the anode electrode 25 (for example, larger than the threshold current value a shown in the graph of FIG. A small current) is always applied, and the signal current is guided to the trigger electrode 21 of the anode electrode 25. As a result, when no signal is input to the trigger electrode 21, as shown in FIG.
Since a current flows between the (electrode 4) and the driving electrode 22 of the anode electrode 25, and no current flows in the central portion of the optical waveguide,
Laser oscillation does not occur. However, when a signal current flows through the trigger electrode 21 of the anode electrode 25, the current flows through the optical waveguide along its entire length as shown in FIG. 6, and the laser light 31 is emitted from the mirror surfaces at both ends of the optical waveguide. This laser light 31 is applied to the trigger electrode 21 and the drive electrode 22.
Since a current flows in the current value, the current value becomes the current value b in the graph of FIG. 4, and the output is high. Therefore, this semiconductor optical amplifier device can emit high-power laser light with a small signal current.

〔効果〕〔effect〕

(1)本発明の半導体光増幅素子は、光導波路の両端側
に駆動電極22の電流注入部28を配し、この電流注入部28
の間の光導波路の上方にトリガー電極21の電流注入部27
を配した構造となっていて、使用時はカソード電極26と
アノード電極25の一部である駆動電極22にレーザ発光が
生じない程度で電流を流しておき、信号電流を前記トリ
ガー電極21に流すようになっているため、小さな信号電
流でも高出力のレーザ光を発光することができ、高い光
増幅効果が得られるという効果が得られる。
(1) In the semiconductor optical amplifier device of the present invention, the current injection part 28 of the drive electrode 22 is arranged on both ends of the optical waveguide, and the current injection part 28 is provided.
The current injection part 27 of the trigger electrode 21 is provided above the optical waveguide between
When used, a current is passed to the cathode electrode 26 and the drive electrode 22, which is a part of the anode electrode 25, to the extent that laser emission does not occur, and a signal current is passed to the trigger electrode 21. As a result, high output laser light can be emitted even with a small signal current, and a high optical amplification effect can be obtained.

(2)本発明によれば、トリガー電極と駆動電極との間
であって光導波路上に位置した半導体基体上主面から光
導波路の近傍部分にまで及ぶクラッド層内において終端
位置した一対のスリットが設けられ、スリットには絶縁
膜が埋め込まれ、トリガー電極に信号電流を印加するこ
とにより光導波路の全長において電流を流すようにして
いるため、小さな信号電流で高効率の光増幅効果が得ら
れ、かつ汚染の問題もない。
(2) According to the present invention, a pair of slits positioned in the cladding layer extending from the main surface of the semiconductor substrate located on the optical waveguide between the trigger electrode and the driving electrode to the vicinity of the optical waveguide. Is provided and an insulating film is embedded in the slit, and a signal current is applied to the trigger electrode so that the current flows through the entire length of the optical waveguide, so a high efficiency optical amplification effect can be obtained with a small signal current. And there is no problem of pollution.

(3)本発明によれば、レーザ発光部を有する光モジュ
ール、光IC等に適用することによって、小電流で高精度
なレーザ発光制御ができるという効果が得られる。
(3) According to the present invention, by applying the present invention to an optical module, an optical IC, or the like having a laser emitting portion, it is possible to obtain an effect that highly accurate laser emission control can be performed with a small current.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、トリガー電極
の幅を選択することによって、信号の大小、使用目的の
変化に対しても充分対処でき、前記実施例同様な効果が
得られる。また、半導体レーザの素子構造の如何に拘わ
らず、本発明は適用でき、前記実施例同様な効果が得ら
れる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In addition, by selecting the width of the trigger electrode, for example, it is possible to sufficiently deal with the magnitude of the signal and the change in the purpose of use, and the same effect as the above embodiment can be obtained. Further, the present invention can be applied regardless of the device structure of the semiconductor laser, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

〔利用分野〕[Field of application]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である光通信用技術に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、たとえば、GaAIAs系による可視光半導体レーザ
を用いた計測技術,医療技術などに適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the technology for optical communication which is the background field of application is described, but the invention is not limited thereto, and for example, visible light by GaAIAs system. It can be applied to measurement technology and medical technology using semiconductor lasers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例による半導体光増幅素子の概
要を示す斜視図、 第2図は電極欠落がある従来の半導体レーザ素子を示す
概略斜視図、 第3図は同じく電極欠落がある状態での電流の流れを示
す半導体レーザ素子の断面的模式図、 第4図は同じく電極欠落のある半導体レーザ素子におけ
る高電流状態での高出力レーザ発振状態を示すグラフ、 第5図は第1図に示された半導体光増幅素子のトリガー
電極に信号が入らないレーザ発光のない状態における電
流の流れ状態を示す断面的模式図、 第6図は同じく半導体光増幅素子のレーザ発光状態にお
ける電流の流れ状態を示す断面的模式図、 第7図は本発明の半導体光増幅素子の製造に用いられる
ウエハの断面図、 第8図はメサエッチングが施されたウエハの断面図、 第9図は埋め込み成長処理が施されたウエハの断面図、 第10図は光導波路上のクラッド層が途中深さまでエッチ
ングされた状態を示す断面図、 第11図は亜鉛拡散処理が施されたウエハの断面図、 第12図は電極が形成された状態のウエハの断面図、 第13図は半導体光増幅素子を示す斜視図である。 1……レーザチップ、2……光導波路(共振器端面)、
3,4……電極、5……電極欠落箇所、6……電流、7…
…化合物半導体薄板(ウエハ)、8……基板、9……バ
ッファ層、10……活性層、11……クラッド層、12……キ
ャップ層、13……多層成長層、14……マスク、15……ブ
ロッキング層、16……埋め込み層、17……キャップ層、
18……絶縁膜、19……スリット、20……半導体光増幅素
子(チップ)、21……トリガー電極、22……駆動電極、
23……絶縁膜、24……亜鉛拡散領域、25……アノード電
極、26……カソード電極、27……電流注入部、28……電
流注入部、29,30……ボンディング領域、31……レーザ
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a semiconductor optical amplifier device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view showing a conventional semiconductor laser device having an electrode missing, and FIG. 3 is also having an electrode missing. FIG. 4 is a graph showing a high-power laser oscillation state in a high current state of a semiconductor laser element having a missing electrode, which is a cross-sectional schematic view of a semiconductor laser element showing a current flow in a state. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a current flow state in the state in which no signal is input to the trigger electrode of the semiconductor optical amplification element shown in the figure and no laser emission is generated. FIG. 7 is a cross-sectional schematic view showing a flow state, FIG. 7 is a cross-sectional view of a wafer used for manufacturing the semiconductor optical amplifier device of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view of a wafer subjected to mesa etching, and FIG. Included A cross-sectional view of the wafer subjected to the growth treatment, FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where the cladding layer on the optical waveguide is etched to an intermediate depth, and FIG. 11 is a cross-sectional view of the wafer subjected to the zinc diffusion treatment, FIG. 12 is a sectional view of the wafer with electrodes formed thereon, and FIG. 13 is a perspective view showing a semiconductor optical amplifier device. 1 ... Laser chip, 2 ... Optical waveguide (end face of resonator),
3,4 ... electrode, 5 ... electrode missing part, 6 ... current, 7 ...
... Compound semiconductor thin plate (wafer), 8 ... Substrate, 9 ... Buffer layer, 10 ... Active layer, 11 ... Clad layer, 12 ... Cap layer, 13 ... Multilayer growth layer, 14 ... Mask, 15 ...... Blocking layer, 16 …… Embedding layer, 17 …… Cap layer,
18 ... Insulating film, 19 ... Slit, 20 ... Semiconductor optical amplifier (chip), 21 ... Trigger electrode, 22 ... Drive electrode,
23 ... Insulating film, 24 ... Zinc diffusion region, 25 ... Anode electrode, 26 ... Cathode electrode, 27 ... Current injection part, 28 ... Current injection part, 29, 30 ... Bonding region, 31 ... Laser light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−133587(JP,A) 特開 昭53−67390(JP,A) 特開 昭52−6479(JP,A) 特開 昭59−165480(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-55-133587 (JP, A) JP-A-53-67390 (JP, A) JP-A-52-6479 (JP, A) JP-A-59- 165480 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基体内のクラッド層下に設けられ、
かつその半導体基体の相対向する一対の側面に端面を有
する光導波路と、この導波路を挟んで前記半導体基体上
主面に設けられたアノード電極と前記半導体基体下主面
に設けられたカソード電極とを有する半導体レーザ構造
の半導体光増幅素子であって、前記光導波路上の前記半
導体基体上主面に設けられたアノード電極は、前記光導
波路の中央部分に対応して設けらた、信号電流を印加す
るためのトリガー電極と、前記トリガー電極を挾み、か
つ前記トリガー電極から離間して設けられた、レーザ発
光が生じない程度の電流を印加するためのコの字状の駆
動電極とで構成され、かつ前記トリガー電極と前記駆動
電極との間であって前記光導波路上に位置した半導体基
体上主面から前記光導波路の近傍部分にまで及ぶ前記ク
ラッド層内において終端位置した一対のスリットが設け
られ、前記スリットには絶縁膜が埋め込まれ、前記トリ
ガー電極に信号電流を印加することにより前記光導波路
の全長において電流を流し、その光導波路の端面からレ
ーザ光を発光させることを特徴とする半導体光増幅素
子。
1. A semiconductor substrate provided below a cladding layer,
And an optical waveguide having end faces on a pair of opposite side surfaces of the semiconductor substrate, an anode electrode provided on the upper main surface of the semiconductor substrate and a cathode electrode provided on the lower main surface of the semiconductor substrate with the waveguide interposed therebetween. A semiconductor laser amplifying device having a semiconductor laser structure having an anode electrode provided on the main surface of the semiconductor substrate on the optical waveguide, the signal current being provided corresponding to a central portion of the optical waveguide. With a trigger electrode for applying a current, and a U-shaped drive electrode sandwiching the trigger electrode and provided apart from the trigger electrode for applying a current that does not cause laser emission. In the clad layer, which is configured and extends between the trigger electrode and the drive electrode and extends from the main surface of the semiconductor substrate located on the optical waveguide to the vicinity of the optical waveguide. A pair of slits located at the end positions are provided, an insulating film is embedded in the slits, a current is passed through the entire length of the optical waveguide by applying a signal current to the trigger electrode, and laser light is emitted from the end face of the optical waveguide. A semiconductor optical amplifier device characterized by emitting light.
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