(57)【要約】【課題】高光密度側端面近傍において電流集中を緩和し、また、放熱を悪くすることなく、さらに、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びがなく、高出力・高信頼を有する半導体レーザを提供することにある。【解決手段】半導体基板１０９と、バッファー層１０６，１０７と、第１のＳＣＨ層１０２と、活性層１０１と、第２のＳＣＨ層１０３と、第２のクラッド層１０５と、キャップ層１０８と、電極１１３とを備え、第２のクラッド層１０５およびキャップ層１０８がリッジに形成され、キャップ層１０８のリッジ頂上以外における電極１１３との間に絶縁膜１１０が挿入され、光密度の高い側端面近傍のバッファー層１０７がこれ以外のバッファー層１０６と比べ抵抗率が高くなるようにした。【選択図】図２
2012178497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成されたバッファー層と、
前記バッファー層の上に形成された第１のＳＣＨ層と、
前記第１のＳＣＨ層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第２のＳＣＨ層と、
前記第２のＳＣＨ層の上に形成されたクラッド層と、
前記クラッド層の上に形成されたキャップ層と、
前記キャップ層の上に形成された電極と
を備え、
前記クラッド層および前記キャップ層がリッジに形成され、
前記キャップ層のリッジ頂上以外における前記電極との間に絶縁膜が挿入され、
前記バッファー層における光密度の高い側端面近傍は、これ以外の前記バッファー層と比べ抵抗率が高い
ことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて
前記光密度の高い側端面近傍の前記バッファー層の領域長を素子長の１０％以下とする
ことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体レーザにおいて
前記光密度の高い側端面近傍の前記バッファー層の抵抗率がこれ以外の前記バッファー層の抵抗率と比べて１０倍以下である
ことを特徴とする半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザに関し、より詳細には、光ファイバアンプ用励起光源や光通信用光源として用いて好適な半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
光アクセス系加入者の急増と広帯域サービスの導入に伴い、近年、データトラフィックは急激に増加している。さらに、サービスの多様化が進む現在、ＮＧＮ（Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：次世代ネットワーク）は高信頼で、早く、経済的に構築されることが求められている。
【０００３】
１９８０年代後半、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が実用化され、近年、ＥＤＦＡを中継器として波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、さらに、スペクトル利用効率を高めた多値変調へと大容量高速伝送システムの研究・開発が発展している。また、一本の光ファイバを分岐して複数の加入者宅に引き込むＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ）システムでは、ポストアンプとしてのＥＤＦＡは必須となっている。このようなシステムではＥＤＦＡの飽和出力に依存して、波長数、分岐数を増やすことができることから、ＥＤＦＡの励起光源には高出力化がキーになっている。しかしながら、励起光源を高出力動作させると、光密度の高いＡＲ（Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）側端面近傍で劣化し、突発故障が発生することが知られている。
【０００４】
同様に、突発故障はＩｎＧａＡｌＡｓ系ＤＦＢレーザでも発生する。ＩｎＧａＡｌＡｓ系ＤＦＢレーザはＩｎＧａＡｌＡｓを活性層とし、従来のＩｎＧａＡｓＰを活性層とする半導体レーザに比べ、高温で電子のオーバーフローが少ないという特徴を持つ。このため、ＩｎＧａＡｌＡｓ系ＤＦＢレーザは約１３０℃までの最高発振温度特性を持ち、更に、１００℃の雰囲気温度でも良好なｏｐｅｎ−ｅｙｅ特性（１０Ｇｂｐｓ変調）を持つことが報告されている。しかしながら、高温・高出力で動作させることは信頼性を悪化させ、光密度の高いＨＲ（Ｈｉｇｈ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）側端面近傍で劣化し故障に至ることが知られている。
【０００５】
このように伝送システムは高性能デバイスにより支えられ、半導体レーザの高出力化は大きなメリットをもたらしている。
【０００６】
ここで、励起光源の１例として、従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの上面を図９に示す。図９におけるＦ−Ｆ’断面を図１０（ａ）に示し、図９におけるＧ−Ｇ’断面を図１０（ｂ）に示す。
図９、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、ＩｎＧａＡｓ量子井戸／ＧａＡｓ障壁層（活性層）４０１、ｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第１のＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ−ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層）４０２、ｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第２のＳＣＨ層）４０３、ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第１のクラッド層）４０４、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第２のクラッド層）４０５、ｎ−ＧａＡｓバッファー層４０６、ｐ+−ＧａＡｓキャップ層４０８、ｎ−ＧａＡｓ基板４０９、窒化シリコン膜（絶縁膜）４１０、窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓４１１、ＡｕＧｅＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（ｎ電極）４１２、ＡｕＺｎＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（ｐ電極）４１３を備えている。但しｙ＞ｘである。
【０００７】
ここで、高出力化のため前端面には低反射膜（ＡＲ膜）４１４を、反対側の後端面には高反射膜（ＨＲ膜）４１５をコーティングしてある。レーザ光は垂直方向には活性層４０１を中心に、また、水平方向にはリッジサイドの溝領域４１７に囲まれたリッジ領域４１６を中心に閉じ込められる導波路構造となっている。
【０００８】
リッジ頂上を除く半導体表面には窒化シリコン膜（絶縁膜）４１０があり、半導体とｐ電極４１３を絶縁する構造になっている。ファブリ・ペロータイプの半導体レーザでは低反射膜４１４近傍の光密度が高反射膜４１５近傍に比べ高くなることから、低反射膜４１４近傍で温度上昇が大きく、電流集中が発生する。また、上記の半導体レーザは、窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓なしの領域４１８、窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓ありの領域（４１１に対応）４１９を備えている。この高光密度端面（低反射膜４１４）近傍のリッジ頂上に配置された絶縁膜４１０は非注入領域を形成することになる（非特許文献１参照）。その結果、本領域では電流集中が抑制される。
【０００９】
従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの光出力特性を図１１に示す。図１１にて、従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザにて非注入絶縁膜ありの場合（非注入絶縁膜ありの従来構造）を実線で示し、従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザにて非注入絶縁膜なしの場合（非注入絶縁膜なしの従来構造）を点線で示す。図１１に示すように、２５℃雰囲気における最大光出力は非注入絶縁膜ありとなしの従来構造素子でそれぞれ約５８０ｍＷと約５４０ｍＷとなっている。これは、非注入絶縁膜の導入が高出力化に有効であることを示している。一方、非注入絶縁膜ありの閾値電流付近には光出力の飛びが現れ、過飽和吸収による影響が大きく現れている。
【００１０】
このように半導体レーザの高出力化のため、高光密度側端面近傍の電流集中を抑制することが重要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】H. Hamada, M. Shono, S. Honda, R. Hiroyama, K. Matsukawa, K. Yodoshi and T. Yamaguchi, "High-power operation of 630 nm-band transverse-mode stabilized AlGaInP laser diodes with current-blocking region near facets," Electron. Lett., vol. 27, no. 8, pp. 661-662, Apr. 1991.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高光密度側端面近傍のリッジ頂上に絶縁膜を配置し電流非注入領域を設けることにより、ｐ電極４１３への放熱を悪くするものの、高光密度側端面近傍の電流の集中を緩和し最大光出力は増加していた。しかしながら、最大光出力は非注入領域長を長くすると増加するものの、非注入領域の長さが全長の５％を越えると、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びが現れ、さらに、吸収による損失は閾値電流を増加させる一方、スロープ効率を低下させていた。従って、従来、非注入領域の長さは全長の５％以下にする必要があった。
【００１３】
以上のことから、本発明は上述したような課題を解決するために為されたものであって、高光密度側端面近傍において電流集中を緩和し、また、放熱を悪くすることなく、さらに、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びがなく、高出力・高信頼を有する半導体レーザを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した課題を解決する本発明に係る半導体レーザは、半導体基板と、前記半導体基板の上に形成されたバッファー層と、前記バッファー層の上に形成された第１のＳＣＨ層と、前記第１のＳＣＨ層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成された第２のＳＣＨ層と、前記第２のＳＣＨ層の上に形成されたクラッド層と、前記クラッド層の上に形成されたキャップ層と、前記キャップ層の上に形成された電極とを備え、前記クラッド層および前記キャップ層がリッジに形成され、前記キャップ層のリッジ頂上以外における前記電極との間に絶縁膜が挿入され、前記バッファー層における光密度の高い側端面近傍が、これ以外の前記バッファー層と比べ抵抗率が高いことを特徴とする。
【００１５】
また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体レーザは、上述した半導体レーザにおいて、前記光密度の高い側端面近傍の前記バッファー層の領域長を素子長の１０％以下とすることを特徴とする。
【００１６】
また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体レーザは、上述した半導体レーザにおいて、前記光密度の高い側端面近傍の前記バッファー層の抵抗率がこれ以外の前記バッファー層の抵抗率と比べて１０倍以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、放熱を悪くすることなく、高光密度側端面近傍において電流集中を緩和し、また、放熱を悪くすることなく、さらに、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びがなく、高出力・高信頼を有する半導体レーザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザの上面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザの断面図であって、図２（ａ）に図１のＡ−Ａ’断面を示し、図２（ｂ）に図１のＢ−Ｂ’断面を示す。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザの光出力特性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る半導体レーザの上面図である。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ’断面を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る半導体レーザの断面図であって、図６（ａ）に図４のＤ−Ｄ’断面を示し、図６（ｂ）に図４のＥ−Ｅ’断面を示す。
【図７】本発明の第２の実施例に係る半導体レーザの光出力特性を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係る半導体レーザを用いたモジュールを示した模式図である。
【図９】従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの上面図である。
【図１０】従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの断面図であって、図１０（ａ）に図９のＦ−Ｆ’断面を示し、図１０（ｂ）に図９のＧ−Ｇ’断面を示す。
【図１１】従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの光出力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る半導体レーザを実施するための形態について説明する。
はじめに、本発明に係る半導体レーザの概要について説明する。
本発明に係る半導体レーザは、クラッド層およびキャップ層がリッジに形成され、キャップ層のリッジ頂上以外における電極との間に絶縁膜が挿入され、バッファー層における光密度の高い側端面近傍が、これ以外のバッファー層と比べ抵抗率が高いことを特徴とする。
【００２０】
これにより、高光密度側端面近傍のバッファー層の領域の電流がこれ以外のバッファー層の領域より流れにくくなり、高光密度側端面近傍の電流集中は緩和される。また、リッジ頂上の絶縁膜が全長に亘って除去されるため、放熱が悪くならない。さらに、高光密度側端面近傍のバッファー層の領域に対応する活性層にも電流が供給されるため、絶縁膜を使った電流非注入の場合より過飽和吸収による損失は小さく、閾値電流の増加とスロープ効率の減少は小さくなる。その結果、閾値電流付近に光出力の飛びがなく高出力を有する半導体レーザを実現できる。
【００２１】
さらに、高光密度側端面近傍の温度上昇が緩和するため、突発故障が抑制される。また、光出力一定の条件でエイジングすると、サブリニアな光出力特性が改善されることにより、急激な電流増加が抑制され、長期信頼性が向上する。
【００２２】
また、光出力の向上は光ファイバとの結合係数を上げなくても光結合が充分にとれることから、光ファイバの調整トレランスが緩く、モジュールの歩留まりが向上する。
【００２３】
また、本発明に係る半導体レーザでは、光密度の高い側端面近傍のバッファー層の領域長を素子長の１０％以下とすることを特徴とする。これにより、利得の低下による閾値電流の増加を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明に係る半導体レーザでは、光密度の高い側端面近傍のバッファー層の抵抗率がこれ以外のバッファー層の抵抗率と比べて１０倍以下であることを特徴とする。これにより、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びをなくすことができる。
【実施例１】
【００２５】
本発明の第１の実施例に係る半導体レーザについて、図１〜図３を参照して具体的に説明する。
本実施例は、高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザに適用したものである。
【００２６】
本実施例に係る半導体レーザのエピタキシャル膜構造は、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｓ量子井戸／ＧａＡｓ障壁層（活性層）１０１を中心に、下と上にｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第１のＳＣＨ層）１０２とｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第２のＳＣＨ層）１０３で挟み込んだ構成になっている。第１のＳＣＨ層１０２の下には、ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第１のクラッド層）１０４、ｎ−ＧａＡｓバッファー層１０６又はｎ−ＧａＡｓバッファー層１０７、ｎ−ＧａＡｓ基板１０９を備える。第２のＳＣＨ層１０３の上には、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第２のクラッド層）１０５及びｐ+−ＧａＡｓキャップ層１０８、絶縁膜１１０を備える。但しｙ＞ｘである。
【００２７】
ここで、図１に示す領域１１８は、本発明による高抵抗率のｎ−ＧａＡｓバッファー層１０７で構成される。図１に示す領域１１９は、従来のｎ−ＧａＡｓバッファー層１０６で構成される。素子長を１２００μｍとした。本発明による高抵抗率のｎ−ＧａＡｓバッファー層１０７の領域１１８の長さを後述する光密度が高い側端面の低反射膜１１４から１００μｍとした。また、光密度の高い側端面近傍（高光密度側端面近傍）のバッファー層１０７の抵抗率はこれ以外のバッファー層１０６の抵抗率の５倍になるようにした。
【００２８】
リッジ領域１１６は、リッジ両サイドの溝１１７をドライエッチングして作製した。リッジ領域１１６の頂上（リッジ頂上）の絶縁膜１１０が全長に亘って除去されることにより窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓１１１が形成される。
【００２９】
電流はリッジ頂上のｐ+−ＧａＡｓキャップ層１０８から注入され、これ以外はｐ電極（ＡｕＺｎＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１３と半導体の間に窒化シリコン膜１１０を挿入し絶縁する構造とした。ｎ電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１２はｎ−ＧａＡｓ基板１０９の下に形成した。光出射面側には２％の低反射膜１１４をコーティングした。前記光出射面の反対側の端面（反対側端面）には８０％の高反射膜１１５をコーティングした。
【００３０】
本実施例と従来（非注入絶縁膜あり）の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの光出力特性を図３に示す。図３に示すように、本実施例に係る高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザでは、閾値電流付近に光出力の飛びはなく、過飽和吸収の影響は現れていないことが確認された。また、閾値電流は図１１に示す非注入絶縁膜なしの従来構造のレーザとほぼ同じ３０ｍＡであり、これは過飽和吸収によるロスの増加が小さいためと考えられる。一方、最大光出力は約６５０ｍＷに達し、従来の高出力ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レーザの最大光出力より高くなっていることが確認された。本実施例に係る半導体レーザの光出力特性の差は約４００ｍＡ以上から現れることが確認された。これは、高光密度側のＡＲ端面近傍の温度上昇が従来の半導体レーザに比べ抑制されたためと考えられる。なお、本実施例によるｎ−ＧａＡｓバッファー層１０７を高抵抗率のｉ−ＧａＡｓ層とし、領域１１８の長さを１００μｍとすると、閾値電流付近に光出力の飛びが発生し、過飽和吸収の効果が現れることが確認された。
【００３１】
光出力の向上は光ファイバとの結合係数を上げなくても光結合が充分にとれることから、光ファイバの調整トレランスが緩く、モジュールの歩留まりが向上した。
【００３２】
本実施例に係る半導体レーザに対し雰囲気温度５０℃、３００ｍＷ一定光出力で５０００時間のエイジングを行った。その結果、本実施例に係る半導体レーザでは、従来構造では発生していた突発故障は発生せず、安定に動作することが確認された。
【００３３】
以上の結果、本実施例に係る半導体レーザによれば、低反射膜１１４近傍の領域１１８にｎ−ＧａＡｓバッファー層１０７を導入することにより、最大光出力を改善し、安定動作の高出力を実現し、さらに、モジュールの歩留まりを向上させることができた。
【実施例２】
【００３４】
本発明の第２の実施例に係る半導体レーザについて、図４〜図７を参照して具体的に説明する。
本実施例は、ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザに適用したものである。
【００３５】
本実施例に係る半導体レーザのエピタキシャル膜構造は、図４〜図６に示すように、ＩｎＧａＡｌＡｓ（λ＝１．３μｍ組成）活性層２０１を中心に、下と上にｉ−ＩｎＧａＡｌＡｓ（λ＝０．９５μｍ組成）第１のＳＣＨ層２０２と第２のＳＣＨ層２０３で挟み込んだ構成になっている。第１のＳＣＨ層２０２の下には、ｎ−ＩｎＡｌＡｓキャリアストップ層２２１、ｎ−ＩｎＰバッファー層２０６又はｎ−ＩｎＰバッファー層２０７、ｎ−ＩｎＰ基板２０９を備える。第２のＳＣＨ層２０３の上には、ｐ−ＩｎＡｌＡｓキャリアストップ層２２２、ｐ−ＩｎＰスペーサー層２２３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層２２４、ｐ−ＩｎＰクラッド層２０５及びｐ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２０８、絶縁膜２１０を備える。ここで、光ガイド層２２４は回折格子が作製され、これにより動的単一モードの動作が実現される。
【００３６】
リッジ領域２１６は、リッジ両サイドの溝２１７をドライ及びウエットエッチングして作製した。
【００３７】
電流はリッジ頂上のｐ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２０８から注入され、これ以外はｐ電極（ＡｕＺｎＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）２１３と半導体の間に窒化シリコン膜２１０を挿入し絶縁する構造とした。ｎ電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）２１２はｎ−ＩｎＰ基板２０９の下に形成した。光出射面側には０．１％の低反射膜２１４をコーティングした。前記光出射面の反対側の端面（反対側端面）には８５％の高反射膜２１５をコーティングした。
【００３８】
ＤＦＢレーザでは高反射膜２１５側の光密度が低反射膜２１４側と比べ大きくなる。図４に示す領域２１８は、本発明による高抵抗率のｎ−ＩｎＰバッファー層２０７で構成される。図４に示す領域２１９は、従来のｎ−ＩｎＰバッファー層２０６で構成される。素子長を２００μｍとした。本発明による高抵抗率のｎ−ＩｎＰバッファー層２０７の領域２１８の長さを光密度が高い側端面の高反射膜２１５から１５μｍとした。また、光密度が高い側端面近傍（高光密度側端面近傍）のバッファー層２０７の抵抗率はこれ以外のバッファー層２０６の抵抗率の４倍になるようにした。
【００３９】
本発明と従来（非注入絶縁膜なし）のＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢレーザの光出力特性（８５℃）を図７に示す。図７に示すように、本発明と従来（非注入絶縁膜なし）のＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢレーザでは、閾値電流付近に光出力の飛びはなく、過飽和吸収の影響は現れていないことが確認された。また、閾値電流は双方とも２０ｍＡでほぼ同じであり、これは過飽和吸収によるロスの増加が小さいためと考えられる。本発明と従来構造のＤＦＢレーザの最大光出力はそれぞれ約２３ｍＷと１９ｍＷとなり、最大光出力は本発明構造の導入により高くなっていることが確認された。本発明に係る半導体レーザの光出力特性は約８０ｍＡ以上から差が現れ、高光密度側のＨＲ端面近傍の温度上昇が従来のＤＦＢレーザに比べ抑制されたためと考えられる。なお、本発明による高抵抗率のｎ−ＩｎＰバッファー層２０７をｉ−ＩｎＰ層とし、領域２１８の長さを１５μｍとすると、閾値電流付近に光出力の飛びが発生し、過飽和吸収の効果が大きくなることが確認された。
【００４０】
信頼性試験を行う場合、リニアな光出力特性の領域で行うことが必要となる。雰囲気温度８５℃、１５ｍＷ一定光出力で５０００時間の長期信頼性試験を行った。従来構造のＤＦＢレーザでは、突発故障とサブリニアな光出力特性による急激な動作電流の増加する故障が発生した。一方、本発明による構造を採用したＤＦＢレーザでは、突発故障は発生せず、また、動作電流の増加は一般的なｔ0.5で劣化することが確認された。これは、端面近傍の劣化が抑制されたためと考えられる。従って、本発明の構造を導入することにより、安定な高出力動作が可能となった。
【実施例３】
【００４１】
本発明の第３の実施例に係る半導体レーザを用いたモジュールについて、図８を参照して具体的に説明する。
本実施例は、本発明によるＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢレーザを用いたモジュールに適用したものである。
【００４２】
本実施例に係る半導体レーザを用いたモジュールは、図８に示すように、本発明によるＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢレーザ３０１、受光素子３０２、プリアンプ３０３、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルタ３０４、ボールレンズ３０５、シングルモード光ファイバ３０６を備える。
【００４３】
光出力の向上により、シングルモード光ファイバとの結合効率が低下しても駆動電流の増加で一定の光出力を得ることができ、モジュールの作製歩留まり向上に貢献した。
【００４４】
以上の結果、本実施例に係るｎ−ＩｎＰバッファー層の導入により、最大光出力を改善し、安定な高出力半導体レーザを実現し、さらに、モジュールの歩留まりを向上させることができた。
【００４５】
なお、ここでは高光密度側端面近傍のバッファー層の抵抗率をこれ以外のバッファー層より高くすることにより本発明の高出力・高信頼の半導体レーザを実現したが、バッファー層の代わりに第１のクラッド層又は第２のクラッド層を使っても同様の効果が得られることは自明である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る半導体レーザは、高光密度側端面近傍において電流集中を緩和し、また、放熱を悪くすることなく、さらに、閾値電流付近に過飽和吸収による光出力の飛びがなく、高出力・高信頼を実現できるため、通信産業等を始めとする各種産業において、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０１，４０１  ＩｎＧａＡｓ量子井戸／ＧａＡｓ障壁層（活性層）
１０２，４０２  ｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第１のＳＣＨ層）
１０３，４０３  ｉ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ層（第２のＳＣＨ層）
１０４，４０４  ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第１のクラッド層）
１０５，４０５  ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓ層（第２のクラッド層）
１０６，４０６  従来のｎ−ＧａＡｓバッファー層
１０７          本発明による高抵抗率のｎ−ＧａＡｓバッファー層
１０８，４０８  ｐ+−ＧａＡｓキャップ層
１０９，４０９  ｎ−ＧａＡｓ基板
１１０，４１０  窒化シリコン膜（絶縁膜）
１１１，４１１  窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓
１１２，４１２  ｎ電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）
１１３，４１３  ｐ電極（ＡｕＺｎＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）
１１４，４１４  低反射膜（ＡＲ膜）
１１５，４１５  高反射膜（ＨＲ膜）
１１６，４１６  リッジ領域
１１７，４１７  リッジサイドの溝領域
１１８          本発明による高抵抗率のｎ−ＧａＡｓバッファー層の領域
１１９          従来のｎ−ＧａＡｓバッファー層の領域
２０１          ＩｎＧａＡｌＡｓ（λ＝１．３μｍ組成)活性層
２０２          ｉ−ＩｎＧａＡｌＡｓ(λ＝０．９５μｍ組成)（第１のＳＣＨ層）
２０３          ｉ−ＩｎＧａＡｌＡｓ(λ＝０．９５μｍ組成)（第２のＳＣＨ層）
２０５          ｐ−ＩｎＰ層（クラッド層）
２０６          従来のｎ−ＩｎＰバッファー層
２０７          本発明による高抵抗率のｎ−ＩｎＰバッファー層
２０８          ｐ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
２０９          ｎ−ＩｎＰ基板
２１０          窒化シリコン膜（絶縁膜）
２１２          ｎ電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）
２１３          ｐ電極（ＡｕＺｎＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）
２１４          低反射膜（ＡＲ膜）
２１５          高反射膜（ＨＲ膜）
２１６          リッジ領域
２１７          リッジサイドの溝領域
２１８          本発明による高抵抗率のｎ−ＩｎＰバッファー層の領域
２１９          従来のｎ−ＩｎＰバッファー層の領域
２２１          ｎ−ＩｎＡｌＡｓキャリアストップ層
２２２          ｐ−ＩｎＡｌＡｓキャリアストップ層
２２３          ｐ−ＩｎＰスペーサー層
２２４          ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（１．１μｍ組成）光ガイド層
３０１          本発明によるＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ高温特ＤＦＢレーザ
３０２          受光器
３０３          プリアンプ
３０４          ＷＤＭフィルタ
３０５          ボールレンズ
３０６          シングルモード光ファイバ
４１８          窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓なしの領域
４１９          窒化シリコン膜（絶縁膜）の窓ありの領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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