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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】レーザの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/12 20210101AFI20240521BHJP
【ＦＩ】
H01S5/12
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2023519294
(86)(22)【出願日】2021-10-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-13
(86)【国際出願番号】 CN2021125767
(87)【国際公開番号】W WO2022089325
(87)【国際公開日】2022-05-05
【審査請求日】2023-03-24
(31)【優先権主張番号】202011158751.8
(32)【優先日】2020-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】523108603
【氏名又は名称】中興光電子技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＺＨＯＮＧＸＩＮＧ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｆｌｏｏｒ ２３ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ２，Ｎｏ．３０，Ｆｅｎｇｚｈａｎ Ｒｏａｄ，Ｙｕｈｕａｔａｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００１２ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100112656
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 英毅
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(72)【発明者】
【氏名】▲トン▼秋芳
【審査官】高椋 健司
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０２３７７１０９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開平０５－０９５１６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２８９９９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板において、第１分布フィードバックＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、
前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、前記チューニング領域及び前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、前記チューニング領域の多重量子井戸層の組成が前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、
前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含み、
前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップは、
前記第１ＤＦＢ領域に、第１方向に並べて順次設けられた第１領域選択的媒質マスクストリップと第２領域選択的媒質マスクストリップが製造された、第１領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、
前記第２ＤＦＢ領域に、第１方向に並べて順次設けられた第３領域選択的媒質マスクストリップと第４領域選択的媒質マスクストリップが製造された、第２領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、
前記第１領域選択的媒質マスクストリップ、前記第２領域選択的媒質マスクストリップ、前記第３領域選択的媒質マスクストリップ及び前記第４領域選択的媒質マスクストリップの前記チューニング領域に近い一端を狭めていく形状にするステップと、を含む、レーザの製造方法。
【請求項2】
前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップでは、
前記第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは第２方向に沿って製造され、前記第１方向は第２方向に垂直である請求項１に記載のレーザの製造方法。
【請求項3】
前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップは、前記第１領域選択的媒質マスクストリップと前記第３領域選択的媒質マスクストリップを鏡像対称に設けるステップと、
前記第２領域選択的媒質マスクストリップと前記第４領域選択的媒質マスクストリップを鏡像対称に設けるステップと、をさらに含む請求項２に記載のレーザの製造方法。
【請求項4】
基板において、第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する前記ステップの後に、基板上に格子層及び被覆層を順次製造するステップをさらに含む請求項１に記載のレーザの製造方法。
【請求項5】
前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップは、前記被覆層における前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップを含む請求項４に記載のレーザの製造方法。
【請求項6】
前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く前記ステップの後に、前記上部分離・閉じ込め層上に格子層を製造するステップをさらに含む請求項１に記載のレーザの製造方法。
【請求項7】
基板において、第１分布フィードバックＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、前記チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、
前記第１ＤＦＢ領域、前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された前記チューニング領域及び前記第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、前記チューニング領域の多重量子井戸層の組成が前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、
前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含み、
前記チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップは、
前記領域選択的媒質マスクストリップペアの前記第１ＤＦＢ領域に近い一端を狭めていく形状にするステップと、
前記領域選択的媒質マスクストリップペアの前記第２ＤＦＢ領域に近い一端を狭めていく形状にするステップと、を含むレーザの製造方法。
【請求項8】
前記第１ＤＦＢ領域、前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された前記チューニング領域及び前記第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させる前記ステップは、前記チューニング領域に前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された前記基板上に緩衝層を成長させるステップと、
前記緩衝層上に下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次成長させるステップと、を含む請求項７に記載のレーザの製造方法。
【請求項9】
前記基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップの後に、基板上に格子層及び被覆層を順次製造するステップをさらに含む請求項７に記載のレーザの製造方法。
【請求項10】
チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する前記ステップは、前記被覆層における前記チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップを含む請求項９に記載のレーザの製造方法。
【請求項11】
前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く前記ステップの後に、前記上部分離・閉じ込め層上に格子層を製造するステップをさらに含む請求項７に記載のレーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は出願番号が２０２０１１１５８７５１．８、出願日が２０２０年１０月２６日の中国特許出願に基づいて提出され、当該中国特許出願の優先権を主張しており、当該中国特許出願のすべての内容はここで参照として本願に組み込まれている。
【0002】
本願の実施例は通信分野に関するが、これに限定されるものではなく、特にレーザの製造方法及びレーザに関する。
【背景技術】
【0003】
近年、光通信分野における情報伝送量の急増に伴い、通信容量を効果的に拡張できる波長分割多重（ＷＤＭ）システムは急速に発展し、より効果的な通信システムの構築に用いることができる波長可変半導体レーザは広く注目される。波長安定性が良く、波長可変範囲が大きく、構造がコンパクトで、消費電力が低く、高速動作の半導体レーザは、光通信分野で重要な意義を持っている。
【0004】
現在、波長可変半導体レーザは主に分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）レーザと分布フィードバック（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザの２種類がある。このうち、構造がコンパクトな波長可変ＤＦＢレーザは、相領域に電流を注入することで励起波長を変化させることができるが、このような構造のＤＦＢ集積レーザは、中間の相領域がバットジョイント成長させたバルク材料（格子を含まない）であり、両側のＤＦＢ領域の格子端面の初期位相が格子形状によって決定されるため、モードホッピングが生じやすく、形状の再現性が悪いために励起波長が大きく変化する。また、相領域のバットジョイント界面に結晶欠陥が発生する恐れがあり、その結果として、レーザの信頼性が低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願の実施例の主要な目的はレーザの製造方法及びレーザを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１態様では、本願の実施例は、レーザの製造方法を提供する。前記レーザの製造方法は、基板において、第１分布フィードバックＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、前記チューニング領域及び前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、前記チューニング領域の多重量子井戸層の組成が前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含む。
【0007】
第２態様では、本願の実施例は、レーザの製造方法を提供する。前記レーザの製造方法は、基板において、第１分布フィードバックＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、前記チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、前記第１ＤＦＢ領域、前記領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された前記チューニング領域及び前記第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、前記チューニング領域の多重量子井戸層の組成が前記第１ＤＦＢ領域及び前記第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、前記領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含む。
【0008】
第３態様では、本願の実施例はまた、上記の第１態様の製造方法で製造された、又は、上記の第２態様の製造方法で製造されたレーザを提供する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本願の一実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図2】本願の別の実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図3】本願の別の実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図4】本願の別の実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図5】本願の別の実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図6】本願の別の実施例によるレーザの製造方法のフローチャートである。
【図7】本願の一実施例によるレーザの上面図である。
【図8】本願の別の実施例によるレーザの上面図である。
【図9】本願の実施例１のレーザの製造過程の第１概略図である。
【図10】本願の実施例１のレーザの製造過程の第２概略図である。
【図11】本願の実施例１のレーザの製造過程の第３概略図である。
【図12】本願の実施例１のレーザの製造過程の第４概略図である。
【図13】本願の実施例１のレーザの製造過程の第５概略図である。
【図14】本願の実施例２のレーザの上面図である。
【図15】本願の実施例３のレーザの製造過程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下では、図面及び実施例を参照して、本願をさらに詳細に説明する。ここで説明する特定実施例は本願を解釈するために過ぎず、本願を限定するものではない。
【0011】
なお、装置概略図において機能モジュールが区分されており、フローチャートにおいて論理順序が示されているが、場合によっては、装置のモジュールと異なるように区分されてもよいし、又は、示される又は説明されるステップがフローチャートにおける順序と異なる順序で実行されてもよい。
【0012】
本実施例はレーザの製造方法及びレーザを提供する。レーザの製造方法は、基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するか、又はチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域、又は第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含む。該製造方法では、レーザを第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に区画し、下部分離・閉じ込め層を成長させる前に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造し、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにし、そして、上部分離・閉じ込め層を成長させた後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くことができる。該製造方法で製造されたレーザは、信頼性が高く、レーザ波長可変範囲の拡大が可能である。
【0013】
以下、図面を参照して、本願の実施例についてさらに説明する。
【0014】
【0015】
ステップＳ１１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0016】
一実施例では、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画してもよい。レーザの製造においては、基板に基づくエピタキシャル成長は区画後の３つの領域に応じて行われる。
【0017】
ステップＳ１２０：第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0018】
一実施例では、下部分離・閉じ込め層をエピタキシャル成長させる前に、第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。
【0019】
なお、領域選択的媒質マスクストリップの幅、間隔及び形状は製造されるレーザの要件に応じて設定され、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0020】
一実施例では、第１ＤＦＢ領域に、第１方向に並べて順次設けられた第１領域選択的媒質マスクストリップと第２領域選択的媒質マスクストリップが製造された、第１領域選択的媒質マスクストリップペアを製造し、第２ＤＦＢ領域に、第１方向に並べて順次設けられた第３領域選択的媒質マスクストリップと第４領域選択的媒質マスクストリップが製造された、第２領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは、第２方向に沿って製造される。第１方向は、第２方向に垂直である。
【0021】
例えば、第１ＤＦＢ領域に第１領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよく、第１領域選択的媒質マスクストリップペアは、第１方向に設けられる、サイズが同じで形状が同じかつ平行する２つの直方体であってもよい。第２ＤＦＢ領域に第２領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよく、第２領域選択的媒質マスクストリップペアは、第１方向に設けられる、サイズが同じで形状が同じかつ間隔が存在し、平行する２つの直方体であってもよい。また、第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは第２方向に設けられる。
【0022】
一実施例では、上記の実施例に基づいて、第１領域選択的媒質マスクストリップと第３領域選択的媒質マスクストリップを鏡像対称に設けるようにしてもよく、第２領域選択的媒質マスクストリップと第４領域選択的媒質マスクストリップを鏡像対称に設けるようにしてもよい。
【0023】
なお、第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは鏡像対称に設けられてもよいが、本実施例はこれにのみ限定しない。
【0024】
一実施例では、上記の実施例に基づいて、第１領域選択的媒質マスクストリップ、第２領域選択的媒質マスクストリップ、第３領域選択的媒質マスクストリップ及び第４領域選択的媒質マスクストリップのチューニング領域に近い一端を狭めていく形状にしてもよい。これにより、エピタキシャル材料を成長させた後に、ＤＦＢ領域とチューニング領域との界面が滑らかに移行し、界面に欠陥が生じるリスクが低減し、界面欠陥による信頼性の課題が回避できる。
【0025】
例えば、第１領域選択的媒質マスクストリップ、第２領域選択的媒質マスクストリップ、第３領域選択的媒質マスクストリップ及び第４領域選択的媒質マスクストリップのチューニング領域に近い一端を直角三角形の形状にしてもよい。
【0026】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアの材料はシリカや酸窒化シリコンであってもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0027】
ステップＳ１３０：領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0028】
一実施例では、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、大面積領域（すなわち、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域）に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域（第１ＤＦＢ領域と第２ＤＦＢ領域を含む）の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。
【0029】
ステップＳ１４０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0030】
一実施例では、上部分離・閉じ込め層の成長が完了した後に、すなわち、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わった後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除き、次にエピタキシャル成長を持続してもよい。
【0031】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くプロセスとしては、ウェットエッチングプロセスであっても、ドライエッチングプロセスであってもよく、本実施はこれについて特に限定しない。
【0032】
一実施例では、上記のステップＳ１１０～ステップＳ１４０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0033】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いた後に、上部分離・閉じ込め層上にエピタキシャル成長を持続し、成長を完了した後に電極を設け、レーザを製造するようにしてもよい。成長させ続ける層数や種類については、本実施例は特に限定しない。例えば、上部分離・閉じ込め層上に被覆層及び接触層をさらにエピタキシャル成長させ、その後に、一般的な半導体レーザ用のプロセスによって後続のプロセスを完了し、溝エッチング又はイオン注入によって、ＤＦＢ領域と波長可変領域とを電気的に絶縁してもよい。
【0034】
なお、レーザを製造する材料系はインジウムガリウムヒ素リン／リン化インジウム材料系であってもよいし、インジウムガリウムアルミニウムヒ素／リン化インジウム材料系であってもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0035】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状は実際の製造に応じて決定されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0036】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状によって、レーザのチューニング領域の材料のゲインピークがＤＦＢ領域の材料のゲインピークから３０～８０ｎｍずれるようにしてもよい。ゲインピークの偏移量が大きすぎると、材料の成長品質が悪影響を受け、また、移行界面のなだらかさが不十分になり、レーザの信頼性が影響を受ける。ゲインピークの偏移量が小さすぎると、ブラッグ励起波長とチューニング領域のＰＬピーク値波長の偏移量が小さすぎ、チューニング領域の活性層の境界電流と２つのＤＦＢ部分の活性層の閾値電流との差が小さく、レーザのチューニング範囲を十分に広げることができない。
【0037】
【0038】
ステップＳ２１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0039】
ステップＳ２２０：基板上に格子層及び被覆層を順次製造する。
【0040】
ステップＳ２３０：被覆層における第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0041】
ステップＳ２４０：領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0042】
ステップＳ２５０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0043】
一実施例では、上記のステップＳ２１０～ステップＳ２５０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、基板上に格子層及び被覆層を順次製造し、被覆層の第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0044】
なお、格子層の格子の周期をΛ、レーザのブラッグ励起波長をλ＝２ｎｅｆｆΛとして表してもよく、ここで、ｎｅｆｆは導波路有効屈折率、Λは格子周期である。格子周期Λと有効屈折率ｎｅｆｆの両方により決定される励起波長は２つのＤＦＢ領域の活性層のゲインピークのピーク値に設計され、この場合、チューニング領域の活性層のゲインピークとブラッグ励起波長とには所定の偏移量があり、これにより、チューニング領域の境界電流を増大することができる。
【0045】
なお、格子はホログラフィック露光によって製造されてもよく、電子ビーム直接描画方式によって製造されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0046】
なお、格子は均一格子でも位相シフト格子でもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0047】
【0048】
ステップＳ３１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0049】
ステップＳ３２０：基板における第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0050】
ステップＳ３３０：領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0051】
ステップＳ３４０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0052】
ステップＳ３５０：上部分離・閉じ込め層上に格子層を製造する。
【0053】
一実施例では、上記のステップＳ３１０～ステップＳ３５０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、基板における第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除き、上部分離・閉じ込め層上に格子を製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザの製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0054】
なお、上部分離・閉じ込め層上への格子層の製造は、上部分離・閉じ込め層上に格子を直接製造してもよく、上部分離・閉じ込め層上に格子層を成長させ、格子層上に格子を製造してもよい。
【0055】
なお、格子層の格子の周期をΛ、レーザのブラッグ励起波長をλ＝２ｎｅｆｆΛとして表してもよく、ここで、ｎｅｆｆは導波路有効屈折率、Λは格子周期である。格子周期Λと有効屈折率ｎｅｆｆの両方により決定される励起波長は２つのＤＦＢ領域の活性層のゲインピークのピーク値に設計され、この場合、チューニング領域の活性層のゲインピークとブラッグ励起波長とには所定の偏移量があり、これにより、チューニング領域の境界電流を増大することができる。
【0056】
なお、格子はホログラフィック露光によって製造されてもよく、電子ビーム直接描画方式によって製造されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0057】
なお、格子は均一格子でも位相シフト格子でもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0058】
図４に示すように、一実施例では、レーザの製造方法は、ステップＳ４１０～ステップＳ４４０を含むが、これらに限定されない。
【0059】
ステップＳ４１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0060】
ステップＳ４２０：チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0061】
一実施例では、領域選択的媒質マスクストリップペアは、幅が同じで形状が同じかつ間隔が存在し、平行に設けられた２つの直方体であってもよい。
【0062】
一実施例では、領域選択的媒質マスクストリップペアの第１ＤＦＢ領域に近い一端を狭めていく形状にし、領域選択的媒質マスクストリップペアの第２ＤＦＢ領域に近い一端を狭めていく形状にする。これにより、エピタキシャル材料を成長させた後に、ＤＦＢ領域とチューニング領域との界面が滑らかに移行し、界面に欠陥が生じるリスクが低減し、界面欠陥による信頼性の課題が回避できる。
【0063】
なお、領域選択的媒質マスクストリップの幅、間隔及び形状は製造されるレーザの要件に応じて設定され、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0064】
ステップＳ４３０：第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0065】
ステップＳ４４０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0066】
一実施例では、上記のステップＳ４１０～ステップＳ４４０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、基板における第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0067】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いた後に、上部分離・閉じ込め層上に成長を持続し、成長を完了した後に電極を設け、レーザを製造するようにしてもよい。成長させ続ける層数や種類については、本実施例は特に限定しない。
【0068】
なお、レーザを製造する材料系はインジウムガリウムヒ素リン／リン化インジウム材料系であってもよいし、インジウムガリウムアルミニウムヒ素／リン化インジウム材料系であってもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0069】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状は実際の製造に応じて決定されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0070】
なお、領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状によって、レーザのチューニング領域の材料のゲインピークがＤＦＢ領域の材料のゲインピークから３０～８０ｎｍずれるようにしてもよい。ゲインピークの偏移量が多すぎると、材料の成長品質が悪影響を受け、また、移行界面のなだらかさが不十分になり、レーザの信頼性が影響を受ける。ゲインピークの偏移量が小さすぎると、ブラッグ励起波長とチューニング領域のＰＬピーク値波長の偏移量が小さすぎ、チューニング領域の活性層の境界電流と２つのＤＦＢ部分の活性層の閾値電流との差が小さく、レーザのチューニング範囲を十分に広げることができない。
【0071】
【0072】
ステップＳ５１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0073】
ステップＳ５２０：基板上に格子層及び被覆層を順次製造する。
【0074】
ステップＳ５３０：被覆層におけるチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0075】
ステップＳ５４０：第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0076】
ステップＳ５５０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0077】
一実施例では、上記のステップＳ５１０～ステップＳ５５０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、基板上に格子層及び被覆層を順次製造し、被覆層におけるチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除いてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0078】
なお、格子層の格子の周期をΛ、レーザのブラッグ励起波長をλ＝２ｎｅｆｆΛとして表してもよく、ここで、ｎｅｆｆは導波路有効屈折率、Λは格子周期である。格子周期Λと有効屈折率ｎｅｆｆの両方により決定される励起波長は２つのＤＦＢ領域の活性層のゲインピークのピーク値に設計され、この場合、チューニング領域の活性層のゲインピークとブラッグ励起波長とには所定の偏移量があり、これにより、チューニング領域の境界電流を増大することができる。
【0079】
なお、格子はホログラフィック露光によって製造されてもよく、電子ビーム直接描画方式によって製造されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0080】
なお、格子は均一格子でも位相シフト格子でもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0081】
【0082】
ステップＳ６１０：基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画する。
【0083】
ステップＳ６２０：基板におけるチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。
【0084】
ステップＳ６３０：チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された基板上に緩衝層を成長させる。
【0085】
ステップＳ６４０：緩衝層上に下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにする。
【0086】
ステップＳ６５０：領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除く。
【0087】
ステップＳ６６０：上部分離・閉じ込め層上に格子層を製造する。
【0088】
一実施例では、上記のステップＳ６１０～ステップＳ６６０を用いることによって、基板のエピタキシャル成長面において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画し、基板のチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの製造が完了した後に、チューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された基板における、第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に緩衝層、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させ、その後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除き、上部分離・閉じ込め層上に格子を製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアの作用により、エピタキシャル成長に際しては、材料が異なると、成長源分子のその表面での核形成特性が異なり、これによって、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の組成が変わり、領域選択的媒質マスクストリップペアに対応する領域での材料の励起波長では、領域選択的媒質マスクストリップペア以外に対応する領域に対して赤方偏移現象が現れる。このため、１回エピタキシャル成長させるだけで、チューニング領域とＤＦＢ領域の活性層のバンドギャップ波長がずれ、チューニング領域の境界電流がＤＦＢ領域の閾値電流よりも大きくなり、レーザの波長可変範囲が広がる。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0089】
なお、格子層の格子の周期をΛ、レーザのブラッグ励起波長をλ＝２ｎｅｆｆΛとして表してもよく、ここで、ｎｅｆｆは導波路有効屈折率、Λは格子周期である。格子周期Λと有効屈折率ｎｅｆｆの両方により決定される励起波長は２つのＤＦＢ領域の活性層のゲインピークのピーク値に設計され、この場合、チューニング領域の活性層のゲインピークとブラッグ励起波長とには所定の偏移量があり、これにより、チューニング領域の境界電流を増大することができる。
【0090】
なお、格子はホログラフィック露光によって製造されてもよく、電子ビーム直接描画方式によって製造されてもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0091】
なお、格子は均一格子でも位相シフト格子でもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0092】
上記の実施例におけるレーザの製造方法の詳細については、以下、具体的に例を挙げて説明する。
【0093】
実施例１
図７に示すように、図７はレーザの上面図であり、一実施例では、レーザを３つの領域（第１ＤＦＢ領域Ａ１、第２ＤＦＢ領域Ａ２及びチューニング領域Ｔ１を含む）に区画してもよい。第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２をレーザの両側に離間して設け、チューニング領域Ｔ１を第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２の中間に設けてもよい。基板９１０の第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアは第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアを含む。第１領域選択的媒質マスクストリップペアにおいては、第１方向に並べて第１媒質マスクストリップ７１０と第２媒質マスクストリップ７２０が製造されている。第２ＤＦＢ領域に第２領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。第２領域選択的媒質マスクストリップペアにおいては、第１方向に並べて第３媒質マスクストリップ７３０と第４媒質マスクストリップ７４０が製造されている。第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは第２方向に沿って製造される。第１方向は、第２方向に垂直であってもよい。レーザの製造においては、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された基板の第１ＤＦＢ領域Ａ１、チューニング領域Ｔ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に活性層（下部分離・閉じ込め層９３０、多重量子井戸層９４０及び上部分離・閉じ込め層９５０を含む）を１回エピタキシャル成長させてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
図７に示すように、図７はレーザの上面図であり、一実施例では、レーザを３つの領域（第１ＤＦＢ領域Ａ１、第２ＤＦＢ領域Ａ２及びチューニング領域Ｔ１を含む）に区画してもよい。第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２をレーザの両側に離間して設け、チューニング領域Ｔ１を第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２の中間に設けてもよい。基板９１０の第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造してもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアは第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアを含む。第１領域選択的媒質マスクストリップペアにおいては、第１方向に並べて第１媒質マスクストリップ７１０と第２媒質マスクストリップ７２０が製造されている。第２ＤＦＢ領域に第２領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。第２領域選択的媒質マスクストリップペアにおいては、第１方向に並べて第３媒質マスクストリップ７３０と第４媒質マスクストリップ７４０が製造されている。第１領域選択的媒質マスクストリップペアと第２領域選択的媒質マスクストリップペアは第２方向に沿って製造される。第１方向は、第２方向に垂直であってもよい。レーザの製造においては、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された基板の第１ＤＦＢ領域Ａ１、チューニング領域Ｔ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に活性層（下部分離・閉じ込め層９３０、多重量子井戸層９４０及び上部分離・閉じ込め層９５０を含む）を１回エピタキシャル成長させてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0094】
なお、第１媒質マスクストリップ７１０と第３媒質マスクストリップ７３０を鏡像対称に製造し、第２媒質マスクストリップ７２０と第４媒質マスクストリップ７４０とを鏡像対称に製造してもよい。
【0095】
なお、図８に示すうように、第１媒質マスクストリップ７１０、第２媒質マスクストリップ７２０、第３媒質マスクストリップ７３０及び第４媒質マスクストリップ７４０のチューニング領域に近い一端を狭めていく形状にしてもよい。領域選択的媒質マスクストリップペア上にエピタキシャル成長を１回行うことにより、第１ＤＦＢ領域Ａ１とチューニング領域Ｔ１との界面をさらに滑らかに移行させ、また、第２ＤＦＢ領域Ａ２とチューニング領域Ｔ１との界面をさらに滑らかに移行させることができ、界面での欠陥の発生をより効果的に減少させ、界面欠陥による信頼性に関する問題を減少させることができる。
【0096】
図９に示すように、上記の図７に示す構造に基づいて、一実施例では、基板９１０の第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造した後に、エピウエハを洗浄する。次に、有機金属化合物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置にて１回目のエピタキシャル成長を行う。領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された基板９１０上に緩衝層９２０、下部分離・閉じ込め層９３０、多重量子井戸層９４０及び上部分離・閉じ込め層９５０を順次エピタキシャル成長させてもよい。基板９１０はＩｎＰ（リン化インジウム）であってもよく、分離・閉じ込め層（下部分離・閉じ込め層９３０と上部分離・閉じ込め層９５０）及び多重量子井戸層９４０はＩｎＧａＡｓＰ四元材料である。媒質マスクストリップの作用により、領域選択的媒質マスクストリップペアが位置する成長窓のＩｎＧａＡｓＰ四元材料は、厚さの増加及びインジウム富化の両方の作用により波長の赤方偏移現象を生じさせる。すなわち、領域選択的媒質マスクストリップペアが影響を与える領域の材料が自発的に放射する波長は大面積領域の波長よりも大きくなる。本実施例の構造では、第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２が自発的に放射する波長は中央のチューニング領域の波長よりも大きい。レーザのブラッグ励起波長がＤＦＢ領域の材料のフォトルミネセンス（ＰＬ：ＰｈｏｔｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ピーク値の波長に対応する場合、チューニング領域のＰＬピーク値波長は必ずブラッグ励起波長とは所定の偏移がある。このため、チューニング領域Ｔ１の活性層の境界電流は第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２部分における各活性層の閾値電流よりも大きくなり、レーザのチューニング範囲が広がる。第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層とのバンドギャップ波長の偏移量は媒質マスクストリップのパターンのサイズ（媒質マスクストリップの間隔と媒質マスクストリップの幅を含む）によって決定される。媒質マスクストリップペアのサイズを合理的に設計することによって、第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２とチューニング領域Ｔ１とのバンドギャップ波長の偏移量は３０ｎｍ～８０ｎｍの間に制御されてもよい。バンドギャップ波長の偏移量が大きすぎると、材料の成長品質が悪影響を受け、また、移行界面がなだらかではなく、デバイスの信頼性が影響を受ける。バンドギャップ波長の偏移量が小さすぎると、ブラッグ励起波長とチューニング領域のＰＬピーク値波長との偏移量が小さすぎ、チューニング領域の活性層の境界電流と２つのＤＦＢ部分の活性層の閾値電流との差が小さく、レーザのチューニング範囲を十分に広げることができない。
【0097】
図１０に示すように、エピタキシャル成長させた後に、上部分離・閉じ込め層９５０上に周期をΛとする格子１０１０を製造する。レーザのブラッグ励起波長をλ＝２ｎｅｆｆΛとして表してもよく、ここで、ｎｅｆｆは導波路有効屈折率、Λは格子１０１０の周期である。格子１０１０の周期と有効屈折率の両方により決定される励起波長は第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２の活性層のゲインピークのピーク値に設計され、この場合、チューニング領域Ｔ１の活性層のゲインピークとブラッグ励起波長とには所定の偏移量があり、これにより、チューニング領域の境界電流を増大することができる。
【0098】
なお、上部分離・閉じ込め層上に格子を直接製造してもよく、上部分離・閉じ込め層上に格子層を成長させ、格子層に格子を製造してもよく、本実施例はこれについて特に限定しない。
【0099】
図１１に示すように、格子１０１０の製造を完了した後に、Ｐ型被覆層１１１０及び接触層１１２０をさらにエピタキシャル成長させてもよい。次に、一般的なレーザのプロセスの流れに従って、導波路構造を製造し、絶縁媒質層を成長させて、窓を開けてＰ面金属を製造してもよい。
【0100】
図１２に示すように、第１ＤＦＢ領域Ａ１、第２ＤＦＢ領域Ａ２及びチューニング領域Ｔ１のそれぞれに電極１２１０が１つ製造されており、また、３つの領域の間にある高濃度ドープ接触層はエッチングにより除去されて、これらは互いに電気的に隔離される。作動に際しては、第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２の電極１２１０を接続してバイアス電流を印加し、チューニング領域Ｔ１の上方にある電極１２１０にチューニング電流を単独に印加してもよい。このようにして、レーザのチップが薄くなる。図１３に示すように、基板９１０の下にＮ面の電極１３１０を製造し、レーザを製造してもよい。
【0101】
実施例２
図１４に示すように、領域選択的媒質マスクストリップペア１４１０は中央のチューニング領域に製造されていてもよい。図１０に示すように、このような場合、エピタキシャル成長に際しては、多重量子井戸層９４０における井戸の個数、厚さ及び成分パラメータは大面積領域以外の領域内（第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２）のＤＦＢレーザ材料の構造に対する要件に応じて成長させる。媒質マスクストリップの厚さの増加及びインジウム富化の両方の作用により、多重量子井戸層９４０におけるチューニング領域の材料組成は多重量子井戸層９４０における第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２における材料組成と異なり、チューニング領域が自発的に放射する波長はＤＦＢ領域の波長よりも大きい。ブラッグ励起波長がＤＦＢ領域の活性層のＰＬピークのピーク値に設定される場合、波長可変領域の活性層のＰＬピークのピーク値と励起波長とには所定の偏移量があり、このような場合においても、チューニング領域の活性層の境界電流をＤＦＢ領域の活性層の閾値電流よりも大きくする目的が達成され得る。残りの成長や製造のステップは実施例１と同じであるため、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペア１４１０を合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
図１４に示すように、領域選択的媒質マスクストリップペア１４１０は中央のチューニング領域に製造されていてもよい。図１０に示すように、このような場合、エピタキシャル成長に際しては、多重量子井戸層９４０における井戸の個数、厚さ及び成分パラメータは大面積領域以外の領域内（第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２）のＤＦＢレーザ材料の構造に対する要件に応じて成長させる。媒質マスクストリップの厚さの増加及びインジウム富化の両方の作用により、多重量子井戸層９４０におけるチューニング領域の材料組成は多重量子井戸層９４０における第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２における材料組成と異なり、チューニング領域が自発的に放射する波長はＤＦＢ領域の波長よりも大きい。ブラッグ励起波長がＤＦＢ領域の活性層のＰＬピークのピーク値に設定される場合、波長可変領域の活性層のＰＬピークのピーク値と励起波長とには所定の偏移量があり、このような場合においても、チューニング領域の活性層の境界電流をＤＦＢ領域の活性層の閾値電流よりも大きくする目的が達成され得る。残りの成長や製造のステップは実施例１と同じであるため、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペア１４１０を合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0102】
実施例３
図１５に示すように、領域選択的媒質マスクストリップペアは第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に製造されてもよく、格子はＮ面格子１５１０として製造され、Ｎ面格子１５１０は活性層の下方に製造されてもよい。この場合、レーザの製造方法は以下のステップを含んでもよい。レーザを３つの領域（第１ＤＦＢ領域Ａ１、第２ＤＦＢ領域Ａ２及びチューニング領域Ｔ１）に区画してもよい。第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２をレーザの両側に離間して設け、チューニング領域Ｔ１を第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２の中間に設けてもよい。基板９１０上に格子層及びＩｎＰ被覆層を成長させ、次に、特定周期のＮ面格子１５１０を製造する。さらに、Ｎ面格子１５１０が製造されたエピウエハの第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。さらに、下部分離・閉じ込め層９３０、多重量子井戸層９４０、上部分離・閉じ込め層９５０及びＰ型ＩｎＰ被覆層と高濃度ドープ接触層をエピタキシャル成長させる。残りの成長や製造のステップは実施例１と同じであるため、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
図１５に示すように、領域選択的媒質マスクストリップペアは第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に製造されてもよく、格子はＮ面格子１５１０として製造され、Ｎ面格子１５１０は活性層の下方に製造されてもよい。この場合、レーザの製造方法は以下のステップを含んでもよい。レーザを３つの領域（第１ＤＦＢ領域Ａ１、第２ＤＦＢ領域Ａ２及びチューニング領域Ｔ１）に区画してもよい。第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２をレーザの両側に離間して設け、チューニング領域Ｔ１を第１ＤＦＢ領域Ａ１と第２ＤＦＢ領域Ａ２の中間に設けてもよい。基板９１０上に格子層及びＩｎＰ被覆層を成長させ、次に、特定周期のＮ面格子１５１０を製造する。さらに、Ｎ面格子１５１０が製造されたエピウエハの第１ＤＦＢ領域Ａ１及び第２ＤＦＢ領域Ａ２に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造する。さらに、下部分離・閉じ込め層９３０、多重量子井戸層９４０、上部分離・閉じ込め層９５０及びＰ型ＩｎＰ被覆層と高濃度ドープ接触層をエピタキシャル成長させる。残りの成長や製造のステップは実施例１と同じであるため、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0103】
実施例４
領域選択的媒質マスクストリップペアはチューニング領域Ｔ１に製造されてもよく、格子はＮ面格子１５１０として製造される。本実施例のレーザの製造方法では、Ｎ面格子１５１０は活性層の下方に製造され（実施例３におけるＮ面格子１５１０のレーザの製造方法と同じであるので、ここでは詳しく説明しない）、領域選択的媒質マスクストリップペアは中央のチューニング領域に製造されてもよく（実施例２におけるレーザの領域選択的媒質マスクストリップペアの製造方法と同じであるので、ここでは詳しく説明しない）、残りのエピタキシャル成長及びデバイスの製造方法は実施例１と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
領域選択的媒質マスクストリップペアはチューニング領域Ｔ１に製造されてもよく、格子はＮ面格子１５１０として製造される。本実施例のレーザの製造方法では、Ｎ面格子１５１０は活性層の下方に製造され（実施例３におけるＮ面格子１５１０のレーザの製造方法と同じであるので、ここでは詳しく説明しない）、領域選択的媒質マスクストリップペアは中央のチューニング領域に製造されてもよく（実施例２におけるレーザの領域選択的媒質マスクストリップペアの製造方法と同じであるので、ここでは詳しく説明しない）、残りのエピタキシャル成長及びデバイスの製造方法は実施例１と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。領域選択的媒質マスクストリップペアを合理的に製造することによって、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域Ｔ１の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。半導体レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0104】
本願の別の実施例はまた、上記の実施例における製造方法で製造されたレーザを提供する。領域選択的媒質マスクストリップペアの幅、間隔及び形状を合理的に設計することにより、バンドギャップ波長の偏移量を制御し、また、ＤＦＢ領域の活性層とチューニング領域の活性層との滑らかな移行を確保し、信頼性に関する問題をもたらす可能性のある界面欠陥を回避することができる。レーザ全体の製造方法が簡単であり、領域選択的媒質マスクストリップペアの製造だけを追加し、レーザの製造コストをうまく抑えることができる。
【0105】
本願の実施例によるレーザの製造方法及びレーザでは、レーザの製造方法は、基板において第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域を順次区画するステップと、第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域にそれぞれ領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するか、又はチューニング領域に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造するステップと、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び領域選択的媒質マスクストリップペアが製造された第２ＤＦＢ領域に、又は第１ＤＦＢ領域、領域選択的媒質マスクストリップペアが製造されたチューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に、下部分離・閉じ込め層、多重量子井戸層及び上部分離・閉じ込め層を順次エピタキシャル成長させて、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにするステップと、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くステップと、を含む。該製造方法では、レーザを第１ＤＦＢ領域、チューニング領域及び第２ＤＦＢ領域に区画し、下部分離・閉じ込め層を成長させる前に領域選択的媒質マスクストリップペアを製造し、チューニング領域の多重量子井戸層の組成が第１ＤＦＢ領域及び第２ＤＦＢ領域のそれぞれの多重量子井戸層の組成からずれるようにし、そして、上部分離・閉じ込め層を成長させた後に、領域選択的媒質マスクストリップペアを取り除くことができる。該製造方法で製造されたレーザは、信頼性が高く、レーザ波長可変範囲の拡大が可能である。
【0106】
当業者であれば、上記で開示された方法におけるステップの全部又は一部、システムは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及びこれらの適切な組み合わせとして実装されてもよいことを理解する。物理的構成要素の一部又はすべては、中央処理装置、デジタル信号処理装置やマイクロプロセッサなどのプロセッサによって実行されるソフトウェアとして、又はハードウェアとして、又は特定用途向け集積回路などの集積回路として実装されてもよい。このようなソフトウェアは、コンピュータ記憶媒体（又は非一時的媒体）及び通信媒体（又は一時的媒体）を含んでもよいコンピュータ読み取り可能な媒体に配布してもよい。当業者に周知のように、コンピュータ記憶媒体という用語は、情報（コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなど）を記憶するための任意の方法又は技術において実施される、揮発性及び不揮発性の、取り外し可能な、及び取り外し不可能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光ディスク記憶装置、磁気カートリッジ、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる他の任意の媒体を含むが、これらに限定されない。さらに、通信媒体は、通常、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波や他の送信機構のような変調データ信号中の他のデータを含み、また、任意の情報配信媒体を含み得ることが当業者には周知である。
【0107】
以上は、本願のいくつかの実施例を具体的に説明したが、本願は上記の実施形態に限定されるものではなく、当業者は、本願の範囲に反することなく、様々な均等な変形又は置換を行うことができ、これらの均等な変形又は置換は、本願の請求項によって定められる範囲内に含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】