(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体中に光を伝搬させる導波構造と伝搬光を増幅する活性層を有する半導体発光素子において、前記活性層が複数の量子ドットを含み、且つ、前記量子ドットの下に互いに格子定数の異なる複数の材料が周期的に繰返し併設されているとともに、前記繰返しの周期が光の伝搬方向に沿って伝搬光の媒質内半波長の自然数倍の周期であり、且つ、前記量子ドットの密度または大きさの少なくとも一方が、前記繰返し周期をもって周期的に変化することを特徴とする自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【請求項２】
上記格子定数の異なる複数の材料のうち、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の利得が、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の利得より大きいことを特徴とする請求項１記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【請求項３】
上記格子定数の異なる複数の材料のうち、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率が、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【請求項４】
上記繰り返し周期で、上記量子ドットのサイズが周期的に変化しており、前記周期が前記量子ドットのうちサイズの大きな量子ドットの共鳴光の媒質内半波長の自然数倍と合致していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【請求項５】
上記格子定数の異なる複数の材料による周期的構造のうち、少なくとも一部の層が超格子構造からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子に関するものであり、特に、光通信システムの光源として用いている半導体レーザや半導体光増幅器（ＳＯＡ）等の半導体発光素子における外部反射や戻り光に対して安定に動作させるための活性領域の構成に特徴のある自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光通信システムの高速化、高機能化にともない、その光源として、波長安定性に優れた半導体レーザや半導体光増幅器等の半導体発光素子が必要とされており、特に、高出力動作のため後端面に高反射膜を施した場合や外部反射による戻り光が生じた場合にも波長飛びが生じないことが求められている。
【０００３】
従来、光通信システムに用いる光源としては、モード安定性の良い単一波長レーザとして共振器方向に周期的な利得変調を設けた利得結合型ＤＦＢ（分布帰還型）レーザが提案されている。
なお、本明細書における利得結合型ＤＦＢレーザには、屈折率結合特性と利得結合特性の双方を合わせ持つ複素結合型ＤＦＢレーザも含まれるものである。
【０００４】
この様な利得結合型ＤＦＢレーザにおける利得変調の実現方法には幾つかの方法があるが、なかでも多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層の一部を周期的にエッチング除去した構造は、他の方法に比べて比較的大きな利得結合係数を確保できること、利得結合と屈折率結合の位相が合致すること、及び、余計な吸収が発生しないことと言った利点を備えている（必要ならば、特願２００１−３３８４０７号参照）。
【０００５】
また、この様な多重量子井戸活性層の代わりに、電子の状態が３次元全方向に量子化された構造である量子ドットを活性層に用いた利得結合型ＤＦＢレーザも提案されている（必要ならば、特開２００１−３２６４２１号公報参照）。
【０００６】
このような量子ドットを活性層に用いた利得結合型ＤＦＢレーザにおいては、格子不整合系材料を特定の条件で気相エピタキシャル成長することで自己形成される量子ドットを用いている。
この格子不整合材料を用いた自己形成量子ドットの形成過程は、所謂Ｓｔｒａｎｓｋｉ−Ｋｒａｓｔａｎｏｖモードでの３次元成長である（必要ならば、上述の特開２００１−３２６４２１号公報、或いは、特開平９−３２６５０６号公報参照）。
【０００７】
即ち、格子不整合による歪エネルギーが弾性限界を超えない成長初期には平坦な薄いエピタキシャル層( 濡れ層) が形成されるが，成長層厚が増すにつれて３次元的な成長が起こり，格子不整合材料が島状に結集する。
これは、平坦なエピタキシャル層を形成する場合の歪エネルギーに対して、３次元成長した場合の平均的な歪エネルギーが小さく、結晶学的により安定な状態であるためと考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の利得結合型ＤＦＢレーザにおいては、一様に形成した活性層の一部を周期的にエッチング除去した後、新たに半導体材料で埋め込む必要があるため、活性層と半導体層との界面にはエッチングおよび埋め込み再成長によるダメージが入りやすく、初期特性や長期信頼性の悪化につながるという問題点がある。
【０００９】
また、上述の特開２００１−３２６４２１号公報における第２の実施の形態のように、ウェットエッチングによって周期的に凹凸を設けた構造の上に選択的に活性層を形成することも可能である。
【００１０】
この場合、活性層を直接エッチングする必要がないため比較的ダメージが入りにくいが、ウェットエッチングによる凹凸形状の形成において特定の結晶面方位を出す必要があるため、基板の面方位や共振器の方向が制限され、これにより、他の素子と集積する場合の設計自由度が低いという問題点がある。
【００１１】
したがって、本発明は、設計自由度を高く保ったまま、優れた素子特性と高い信頼性を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、ここで、図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、半導体中に光を伝搬させる導波構造と伝搬光を増幅する活性層３を有する自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子において、前記活性層３が複数の量子ドット４，５を含み、且つ、前記量子ドット４，５の下に互いに格子定数の異なる複数の材料が周期的に繰返し併設されているとともに、前記繰返しの周期が光の伝搬方向に沿って伝搬光の媒質内半波長の自然数倍の周期であり、且つ、前記量子ドット４，５の密度または大きさの少なくとも一方が、前記繰返し周期をもって周期的に変化することを特徴とする。
【００１３】
この様な格子定数の異なる複数の材料による周期的構造を設けることによって、量子ドット４，５の密度または大きさの少なくとも一方を同じ繰返し周期をもって周期的に変化させることができるので、活性層３の成長後に、活性層３を周期的に直接エッチングすることなく、利得分布を形成することができる。
【００１４】
また、それによって、活性層３にエッチングに伴うダメージが導入されることがないので初期特性や信頼性の低下を招くことがなく、また、他の素子と集積する場合の設計自由度を高く保つことができる。
【００１５】
なお、この様な格子定数の異なる複数の材料を適当に選ぶことによって、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の利得を、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の利得よりも大きくすることができ、この場合には、ＤＦＢモードのうちストップバンドの長波長側のモードで発振するので、温度上昇などによるモード飛びが発生することがなく、安定な単一波長動作が得られる。
【００１６】
同様に、格子定数の異なる複数の材料を適当に選ぶことによって、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率が、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率よりも小さくなるようにすることも可能であり、この場合には、格子定数の異なる複数の材料による周期的な屈折率分布が量子ドット４，５による屈折率分布を相殺するので、より利得結合型として動作させることができる。
【００１７】
また、量子ドット４，５のサイズが周期的に変化する場合において、格子定数の異なる複数の材料からなる周期的構造の周期を、サイズの大きな量子ドット４の共鳴光の媒質内半波長の自然数倍と合致させることによって、小さな量子ドット５は発振波長に対して透明になるため、大きな利得変調を得ることができる。
【００１８】
また、この様な基板と格子定数の異なる半導体層２は超格子構造層によって構成しても良く、それによって、ミスフィット転位等を発生することなく、基板との間の歪みを大きな範囲で任意に設定することが可能になる。
【００１９】
また、上述の半導体発光素子は、半導体光増幅器として用いても良いが、典型的な形態としては、活性層３の利得が上記繰返し周期で周期的に変化し、前記周期的利得変化によって伝搬光が分布帰還を受ける利得結合分布帰還型レーザである。
【００２０】
また、量子ドット４，５は、利得を稼ぐために複数積層させることが望ましく、例えば、現在の成長技術においては、４〜５層積層させることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図５を参照して、本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザを説明する。
なお、図２（ａ）乃至図３（ｅ）は共振器方向に平行な面で切った鉛直断面図であり、また、図３（ｆ）乃至図４（ｉ）は共振器方向に垂直な面で切った断面図である。
図２（ａ）参照
まず、ｎ型ＩｎＰ基板１１上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いて、厚さが、例えば、５０ｎｍのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層１２を成長させる。
このｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層１２は組成波長は１．１μｍであり、ＩｎＰより格子定数が小さく、例えば、−０．５％の歪量とする。
【００２２】
図２（ｂ）参照
次いで、レジストを塗布したのち干渉露光法或いは電子ビーム露光法を用いて露光し、現像することによって、所望の周期の回折格子状のレジストパターン１３を形成する。
この場合の回折格子状のレジストパターン１３の繰返し周期は発振光の媒質内波長の半波長である２００ｎｍとする。
【００２３】
図２（ｃ）参照
次いで、レジストパターン１３をマスクとして、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層１２の露出部をエッチング除去してｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４を形成する。
【００２４】
図２（ｄ）参照
次いで、レジストパターン１３を除去したのち、再びＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＩｎＰ層１５を埋込成長させる。
この場合、ｎ型ＩｎＰ層１５は、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４と上面が一致するように成長するのが望ましいが、場合によってはｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４の上面を覆っても良く、この場合には、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４の上面を覆うｎ型ＩｎＰ層１５の厚さをｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４の影響が表面に現れる程度に薄くする必要がある。
【００２５】
この第１の実施の形態においては、図２（ｄ）において破線で示した円内に拡大して示したように、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４の上を覆うｎ型ＩｎＰ層１５の厚さは、例えば、２０ｎｍとする。
【００２６】
図３（ｅ）参照
次いで、特開平９−３２６５０６号公報に記載された方法を用い、例えば、５００℃の成長温度において、３分子層相当分のＩｎＡｓを供給してＩｎＡｓ量子ドット１７，１８を形成した後、ＡｌＧａＩｎＡｓ中間層１９を２０ｎｍ成長させるという工程を繰り返し、計５層のＩｎＡｓ量子ドット１７，１８からなるＩｎＡｓ系量子ドット活性層１６を形成し、次いで、ｐ型ＩｎＰクラッド層２０を成長させる。
【００２７】
この自己形成量子ドットの形成過程では、成長初期に形成される濡れ層での歪エネルギーが弾性限界を超えた時点で３次元成長が始まるため、ＩｎＡｓ量子ドット１７，１８の形成過程は、成長層と下地となる層の格子定数の差、すなわち格子不整合度に大きく依存する。
【００２８】
この場合、一般に、Ｓｔｒａｎｓｋｉ−Ｋｒａｓｔａｎｏｖモードで成長する範囲では，格子不整合度が大きいほど量子ドットの密度は大きく、且つ、サイズは小さくなるが、ＩｎＡｓとＧａＩｎＡｓＰの方がＩｎＡｓとＩｎＰよりも格子不整合度が大きいため、ｎ型ＩｎＰ層１５上に成長するＩｎＡｓ量子ドット１７は、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層１４上に成長するＩｎＡｓ量子ドット１８に比べて、密度が小さく、且つ、サイズが大きくなる。
【００２９】
図３（ｆ）参照
次いで、全面に厚さが、例えば、０．３μｍのＳｉＯ2 膜を堆積させたのち、一般的なフォトリソグラフィー技術を用いて共振器方向に平行な幅が、例えば、１．２μｍのストライプ状のＳｉＯ2 パターン２１を形成し、次いで、このＳｉＯ2 パターン２１をマスクとして異方性ドライエッチングを施すことによってｎ型ＩｎＰ基板１１に達するストライプ状メサ２２を形成する。
【００３０】
図４（ｇ）参照
次いで、再びＭＯＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯ2 パターン２１を選択性マスクとして、ｐ型ＩｎＰ埋込層２３及びｎ型ＩｎＰ電流ブロック層２４を選択的に成長させてストライプ状メサ２２の側面を埋め込む。
【００３１】
図４（ｈ）参照
次いで、ＳｉＯ2 パターン２１を除去したのち、再びＭＯＣＶＤ法を用いて、厚さが、例えば、２μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層２５及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層２６を順次成長させる。
【００３２】
図４（ｉ）参照
次いで、全面にＳｉＯ2 保護膜２７を設けたのち、ストライプ状メサ２２に対応するコンタクト用の開口部を形成し、ｐ側電極２８を設けるとともに、ｎ型ＩｎＰ基板１１の裏面にｎ側電極２９を設けることによって量子ドットを用いた発振波長１．３μｍ帯の利得結合型ＤＦＢレーザの基本構造が完成する。
【００３３】
図５（ａ）及び（ｂ）参照
図５（ａ）は、この様にして形成した本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの概略的斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）における破線で示す平行四辺形部の拡大図である。
図に示すように、ＩｎＡｓ量子ドット１７とＩｎＡｓ量子ドット１８の密度とサイズは下地構造を反映して互いに異なっているので、ＩｎＡｓ量子ドット１７，１８の密度分布及びサイズ分布に応じた利得変調によって分布帰還が生じ、利得結合型ＤＦＢレーザとして発振する。
【００３４】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、活性層を直接エッチングせずに周期的な利得変調が実現しているため、しきい値電流が低く、大きなスロープ効率が得られる。
【００３５】
また、この場合にはＩｎＰよりＧａＩｎＡｓＰの屈折率が大きいので、この屈折率が大きいｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層１４上における利得を大きくすることによって、長波長側のモードで発振させることができ、温度が上昇した場合にもモード飛びが発生することがないので、安定な動作が可能になる。
【００３６】
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザを説明するが、歪層をＧａＩｎＡｓＰからＩｎＡｓＰに置き換えた以外の基本的な構成は上記の第１の実施の形態と同様であるので、製造工程の説明は省略する。
図６（ａ）及び（ｂ）参照
図６（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの概略的斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）における破線で示す平行四辺形部の拡大図である。
【００３７】
ＩｎＡｓＰはＩｎＰより格子定数が大きいため、ＩｎＡｓＰ歪層３１の歪量は０．５％の圧縮歪となり、ＩｎＡｓとＩｎＰの方がＩｎＡｓとＩｎＡｓＰに比べて格子不整合度が大きいため、ＩｎＡｓ量子ドット１７，１８の密度はＩｎＡｓＰ歪層３１上よりもｎ型ＩｎＰ層１５上の方が大きくなり、この密度分布によって周期的な利得変調が生じる。
【００３８】
また、ＩｎＰより屈折率の大きなＩｎＡｓＰ歪層３１上のＩｎＡｓ量子ドット１７の方が、屈折率の小さなｎ型ＩｎＰ層１５上のＩｎＡｓ量子ドット１８よりも密度が小さいため、導波光の感じる実効的な屈折率差が小さくなるため、ＩｎＡｓＰ歪層３１とｎ型ＩｎＰ層１５との周期構造に起因して導波光の感じる周期的な屈折率変調が小さく抑えられて、周期的な利得変調による分布帰還の効果がより強く現れる。
【００３９】
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザを説明するが、歪層をＧａＩｎＡｓＰ超格子歪層に置き換えた以外の基本的な構成は上記の第１の実施の形態と同様であるので、製造工程の説明は省略する。
図７（ａ）及び（ｂ）参照
図７（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの概略的斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）における破線で示す平行四辺形部の拡大図である。
【００４０】
この超格子歪層３２は、ＧａＩｎＡｓＰ格子整合層３３とＧａＩｎＡｓＰ歪層３４とを交互に積層したものであり、ここでは、ＧａＩｎＡｓＰ歪層３４は圧縮歪１．０％で厚さが５ｎｍ、ＧａＩｎＡｓＰ格子整合層３３は厚さが１０ｎｍで、１〜１０ペアからなる超格子構造とする。
なお、ＧａＩｎＡｓＰ格子整合層３３とＧａＩｎＡｓＰ歪層３４の組成波長はともに１．１μｍとする。
【００４１】
この場合、ＩｎＡｓとＩｎＰの方がＩｎＡｓとＧａＩｎＡｓＰ超格子に比べて格子不整合度が大きいため、ＩｎＡｓ量子ドット１７，１８の密度は超格子歪層３２上よりもｎ型ＩｎＰ層１５上の方が大きくなり、この密度分布によって周期的な利得変調が生じる。
【００４２】
この本発明の第３の実施の形態においては、歪層として超格子歪層３２を用いているので、ミスフィット転位を発生させることなく歪量を大きくすることができるので、利得分布の変化をより大きくすることができる。
【００４３】
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザを説明するが、歪層をＧａＩｎＡｓＰ歪層に置き換えた点、及び、下地の周期構造の周期以外の基本的な構成は上記の第１の実施の形態と同様であるので、製造工程の説明は省略する。
図８（ａ）及び（ｂ）参照
図８（ａ）は、本発明の第４の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの概略的斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）における破線で示す平行四辺形部の拡大図である。
このＧａＩｎＡｓＰ歪層３５の歪量は、圧縮歪０．５％であり、また、組成波長は１．１μｍとする。
【００４４】
この場合、ＩｎＡｓとＩｎＰの方がＩｎＡｓとＧａＩｎＡｓＰに比べて格子不整合度が大きいため、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層３５上のＩｎＡｓ量子ドット１７よりもｎ型ＩｎＰ層１５上のＩｎＡｓ量子ドット１８の方がサイズが小さくなる。
【００４５】
ここで、この第４の実施の形態における下地の周期構造の周期は、ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層３５上のＩｎＡｓ量子ドット１７の共鳴光の媒質内での半波長に設定しているので、より大きな利得変調を得ることができる。
【００４６】
即ち、量子ドットの共鳴波長はサイズが大きいほど長波長になるので、サイズの大きなＩｎＡｓ量子ドット１７の共鳴光に周期を合致させた場合、サイズの小さなＩｎＡｓ量子ドット１８は発振光に対して透明になるので、より大きな利得変調を得ることができる。
【００４７】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態の説明においては、主に光通信用半導体レーザに用いられるＩｎＰ基板上の材料系で説明したが、この様なＩｎＰ系に限られるものではなく、例えば、ＧａＡｓ基板上のＩｎＡｓ量子ドット、ＡｌＳｂ系、ＧａＳｂ系、ＩｎＳｂ系等の他の材料系にも適用されるものである。
【００４８】
また、歪層や量子ドットを覆う中間層の材料についても上記実施の形態における材料に限られるものではなく、本発明の効果が現れる範囲で自由に設定できる。
【００４９】
また、上記各実施の形態においては、基板上に直接歪層を成長させているが、基板上に、ｎ型ＩｎＰバッファ層やＧａＩｎＡｓＰ光閉じ込め層を設けて、その上に歪層を設けても良いものである。
【００５０】
また、上記の各実施の形態においては、歪層を設けたのち選択的にエッチングして周期的構造を形成しているが、エッチング工程におけるダメージを低減するために、歪層上にｎ型ＩｎＰ層等の保護層を設けたのちエッチングしても良いものである。
【００５１】
また、上記の各実施の形態においては、量子ドット活性層の上にｐ型ＩｎＰクラッド層を成長させているが、量子ドット活性層の上にＧａＩｎＡｓＰ光閉じ込め層を介してｐ型ＩｎＰクラッド層を成長させても良いものである。
【００５２】
また、上記の各実施の形態においては、電流狭窄構造をＰＢＨ構造で形成しているが、この様なＰＢＨ構造に限られるものではなく、通常のＢＨ構造等の他の公知の各種の電流狭窄構造を適用できるものである。
【００５３】
また、上記の各実施の形態においては、基板をｎ型基板としたＤＦＢレーザとして説明しているが、ｐ型基板を用いても良いことは言うまでもなく、その場合には、各実施の形態における各層の導電型を反転させれば良い。
【００５４】
また、上記の各実施の形態においては、利得結合型ＤＦＢレーザとして説明しているが、利得結合型ＤＦＢレーザに限られるものではなく、レーザ発振しない程度にバイアスして半導体光増幅器（ＳＯＡ）として用いても良いものである。
【００５５】
ここで、再び、図１を参照して、改めて本発明の詳細な構成を説明する。
再び図１参照
（付記１）  半導体中に光を伝搬させる導波構造と伝搬光を増幅する活性層３を有する半導体発光素子において、前記活性層３が複数の量子ドット４，５を含み、且つ、前記量子ドット４，５の下に互いに格子定数の異なる複数の材料が周期的に繰返し併設されているとともに、前記繰返しの周期が光の伝搬方向に沿って伝搬光の媒質内半波長の自然数倍の周期であり、且つ、前記量子ドット４，５の密度または大きさの少なくとも一方が、前記繰返し周期をもって周期的に変化することを特徴とする自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記２）  上記格子定数の異なる複数の材料のうち、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の利得が、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の利得より大きいことを特徴とする付記１記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記３）  上記格子定数の異なる複数の材料のうち、屈折率の大きな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率が、屈折率の小さな材料の上に形成された量子ドット層の屈折率より小さいことを特徴とする付記１記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記４）  上記繰り返し周期で、上記量子ドットのサイズが周期的に変化しており、前記周期が前記量子ドット４，５のうちサイズの大きな量子ドット４の共鳴光の媒質内半波長の自然数倍と合致していることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記５）  上記格子定数の異なる複数の材料による周期的構造のうち、少なくとも一部の層が超格子構造からなることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記６）  上記活性層３の利得が上記繰返し周期で周期的に変化し、前記周期的利得変化によって伝搬光が分布帰還を受けることによって利得結合分布帰還型レーザとして動作することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
（付記７）  上記量子ドット４，５が複数積層されていることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、活性層を直接エッチングすることなしに利得結合型ＤＦＢレーザを製造することができるため、エッチングダメージによる特性悪化および長期信頼性の悪化を防ぐことができ、また、特定の基板面方位や共振器方向に依らずに周期的な利得変調が実現できるため、利得結合型ＤＦＢレーザを他の素子と集積する場合の設計自由度を大きく保つことができ、ひいては、光通信分野における高速化或いは高機能化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの途中までの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの図２以降の途中までの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの図３以降の製造工程の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの構成説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの構成説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの構成説明図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の利得結合型ＤＦＢレーザの構成説明図である。
【符号の説明】
１  半導体層
２  半導体層
３  活性層
４  量子ドット
５  量子ドット
１１  ｎ型ＩｎＰ基板
１２  ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ層
１３  レジストパターン
１４  ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層
１５  ｎ型ＩｎＰ層
１６  ＩｎＡｓ系量子ドット活性層
１７  ＩｎＡｓ量子ドット
１８  ＩｎＡｓ量子ドット
１９  ＡｌＧａＩｎＡｓ中間層
２０  ｐ型ＩｎＰクラッド層
２１  ＳｉＯパターン
２２  ストライプ状メサ
２３  ｐ型ＩｎＰ埋込層
２４  ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層
２５  ｐ型ＩｎＰクラッド層
２６  ｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層
２７  ＳｉＯ2 保護膜
２８  ｐ側電極
２９  ｎ側電極
３１  ｎ型ＩｎＡｓＰ歪層
３２  超格子歪層
３３  ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ格子整合層
３４  ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層
３５  ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ歪層
【図１】
0004006729.tif 000002
【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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