CN112398003B - 调制掺杂半导体激光器及其制造方法 - Google Patents

调制掺杂半导体激光器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112398003B
CN112398003B CN202010618554.3A CN202010618554A CN112398003B CN 112398003 B CN112398003 B CN 112398003B CN 202010618554 A CN202010618554 A CN 202010618554A CN 112398003 B CN112398003 B CN 112398003B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layers
layer
carrier concentration
type
quantum well
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.)
Active
Application number
CN202010618554.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112398003A (zh
Inventor
中岛崇之
中村厚
关野裕司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langmeitong Japan Co ltd
Original Assignee
Langmeitong Japan Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019189348A external-priority patent/JP7296845B2/ja
Priority claimed from US16/845,235 external-priority patent/US11196232B2/en
Application filed by Langmeitong Japan Co ltd filed Critical Langmeitong Japan Co ltd
Publication of CN112398003A publication Critical patent/CN112398003A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112398003B publication Critical patent/CN112398003B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/3407—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers characterised by special barrier layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3205—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures with an active layer having a graded composition in the growth direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
    • H01S5/32391—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/04—MOCVD or MOVPE

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

一种调制掺杂半导体激光器包括：多量子阱，其由包括交替地堆叠的多个第一层和多个第二层的多个层构成，并且包括受体和供体；p型半导体层，其与多个层中的最上层接触；以及n型半导体层，其与多个层中的最下层接触，所述多个第一层包括所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含供体，并且对应于p型载流子浓度与n型载流子浓度之差的有效载流子浓度为多个第二层的p型载流子浓度的10％以下。

Description

调制掺杂半导体激光器及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年8月19日提交的日本专利申请JP 2019-150057和2019年10月16日提交的JP 2019-189348的优先权，其内容通过引用结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种调制掺杂半导体激光器及其制造方法。
背景技术
调制掺杂半导体激光器可以包括被添加到多量子阱(MQW)的阻挡层的受体。在通常用于光学半导体元件的晶体生长的金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法中，锌(Zn)主要用作p型掺杂剂。Zn在晶体生长过程中易于扩散。因此，p侧SCH的载流子浓度降低，且MQW的载流子浓度增加。可以使用具有低扩散性的铍代替Zn，但铍不能用于MOCVD。还已知p型掺杂剂扩散到MQW中，并且MQW中的载流子浓度增加。
发明内容
根据一些可能的实施方式，一种调制掺杂半导体激光器包括：多量子阱，其由包括交替地堆叠的多个第一层和多个第二层的多个层构成，并且包括受体和供体；p型半导体层，其与多个层中的最上层接触；以及n型半导体层，其与多个层中的最下层接触，所述多个第一层包括所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含供体，并且对应于p型载流子浓度与n型载流子浓度之差的有效载流子浓度为多个第二层的p型载流子浓度的10％以下。
根据一些可能的实施方式，一种调制掺杂半导体激光器的制造方法包括：形成n型半导体层；形成多量子阱，其由包括交替地堆叠的多个第一层和多个第二层的多个层构成，并且包含受体和供体，使得多个层中的最下层置于与n-型半导体接触；以及通过金属有机化学气相沉积法形成p型半导体层，从而被置于与多个层中的最上层接触，所述多个第一层包括所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，所述多个第二层包含供体，并且对应于p型载流子浓度与n型载流子浓度之差的有效载流子浓度为多个第二层的p型载流子浓度的10％以下。
附图说明
图1是根据第一示例的调制掺杂半导体激光器的平面图。
图2是沿图1所示的调制掺杂半导体激光器的线II-II截取的截面图。
图3A是示出供体(n型掺杂剂)的载流子浓度的图。
图3B是示出受体(p型掺杂剂)的载流子浓度的图。
图3C是示出p型载流子浓度与n型载流子浓度之差(有效载流子浓度)的图。
图4A是示出第二示例中的供体(n型掺杂剂)的载流子浓度的图。
图4B是示出第二示例中的受体(p型掺杂剂)的载流子浓度的图。
图4C是示出第二示例中的p型载流子浓度与n型载流子浓度之差(有效载流子浓度)的图。
具体实施方式
示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
图1是根据实施方式的调制掺杂半导体激光器的平面图。图2是沿图1所示的调制掺杂半导体激光器的线II-II截取的截面图。
调制掺杂半导体激光器可以是分布式反馈(DFB)激光器。调制掺杂半导体激光器可以是其中整体地集成有调制单元(未示出)的集成调制器的半导体光学器件(例如集成调制器的激光器)。集成调制器的激光器调制通过将驱动电流注入具有调制单元的激光器单元而发出的连续光，并输出信号光。调制单元可以是电吸收(EA)调制器。电吸收调制器由于其尺寸小且成本低而被广泛使用，除了具有诸如小啁啾(波调制)之类的有利特性之外，其还具有大消光比，即光信号的ON电平和OFF电平之间的差和宽带。
调制掺杂半导体激光器具有脊结构。脊结构是其中稍后将描述的多量子阱横向扩展并且在其上形成半导体台面条带(波导)的结构。调制掺杂半导体激光器可以具有掩埋异质结构(BH)。BH结构是指其中多量子阱在台面条带中并且在台面条带结构的两侧上具有掩埋层的结构。由于BH结构具有在横向方向上限制光的强烈效果并且远场图案(FFP)变得更圆，因此BH结构具有与光纤的耦合效率高的优点，并且还具有优异的热耗散的优点。
[n型半导体层]
调制掺杂半导体激光器在下包层10(n型InP层)上具有n型半导体层12(InGaAlAs层)。n型半导体层12的供体(n型掺杂剂)是Si。已知Si在晶体生长期间几乎没有扩散。n型半导体层12用于构成分离限制异质结构(SCH)。
[多量子阱]
调制掺杂半导体激光器包括多量子阱(MQW)14。多量子阱14包含受体(p型掺杂剂)和供体(n型掺杂剂)。多量子阱14由多个层构成，并且最下层与n型半导体层12接触。
构成多量子阱14的多个层包括多个第一层16。多个层中的最上层是第一层16。多个层中的最低层也是第一层16。多个第一层16中的每个是阻挡层(InGaAlAs层)。构成多量子阱14的多个层包括多个第二层18。多个第二层18中的每个是量子阱层(InGaAlAs层)。多个第一层16和多个第二层18交替地堆叠。
第一层16(阻挡层)包含受体(p型掺杂剂)。受体是Zn和Mg中的至少一个。第二层18(量子阱层)也包含受体(p型掺杂剂)。第二层18(量子阱层)也包含供体(n型掺杂剂)。供体是Si(与n型半导体层12的供体相同的材料)。
[p型半导体层]
调制掺杂半导体激光器包括p型半导体层20(InGaAlAs层)。p型半导体层20的受体例如是Zn或Mg中的至少一个(与第一层16的受体相同的材料)，并且极其难以抑制扩散。p型半导体层20与多量子阱14的最上层(第一层16)接触。p型半导体层20用于构成分离限制异质结构(SCH)。上包层22(p型InP层)堆叠在p型半导体层20上。衍射光栅28形成在p型半导体层20上。
在下包层10的背面上，具有电极24(例如阴极)。在上包层22上，具有用于施加与电极24(例如阴极)相反的电压的电极26(例如阳极)。
[载流子浓度]
图3A至3C是示出在实施方式中在多量子阱(MQW)附近的载流子浓度的图。在此，载流子浓度表示添加的杂质的密度。严格来说，并非所有掺杂杂质都充当载流子，但在此为了简化描述，所有杂质都充当载流子。此外，即使在没有有意添加杂质的状态下，半导体也包含非常少量的各种杂质，并且无意添加并且不能有效用作载流子的杂质的量为1×1015cm-3以下。
在图3A至3C中，水平轴示出了多量子阱14(MQW)的扩展宽度以便于描述，并且实际比率不同于其他层。此外，由于因多层生长引起的掺杂剂的扩散，实际轮廓在各层的边界表面上平滑地变化，但为了描述起见，陡峭地示出了载流子浓度的变化。
图3A是示出供体(n型掺杂剂)的载流子浓度的图。作为供体的Si没有添加到上包层22(p-clad)和p型半导体层20(p-SCH)中。将作为供体的Si(2×1017cm-3)添加到作为多量子阱14(MQW)的第二层18的量子阱层(W2)。n型半导体层12(n-SCH)掺杂有1×1018cm-3的Si作为杂质。量子阱层(W2)在n型载流子浓度方面低于n型半导体层12。从一开始就将n型掺杂剂添加到下包层10(n-clad)。尽管在此示出了Si的示例，但还可以使用其他供体。
图3B是示出受体(p型掺杂剂)的载流子浓度的图。作为p型掺杂剂的Zn未添加至n型半导体层12(n-SCH)。作为p型掺杂剂的Zn被添加到上包层22(p-clad)。受体可以是镁。
p型半导体层20(p-SCH)和上包层22(p-clad)各自掺杂有1×1018cm-3的Zn作为杂质。在多量子阱14(MQW)中，在作为第一层16的阻挡层(B1)和量子阱层(W2)中均掺杂有2×1017cm-3的Zn。
在多量子阱14(MQW)中，阻挡层(B1)和量子阱层(W2)中的p型载流子浓度均为1×1017cm-3以上。在多量子阱14(MQW)中，阻挡层(B1)和量子阱层(W2)均具有p型半导体层20(p-SCH)的10％至150％的p型载流子浓度(例如低于p型半导体层20)。
图3C是示出p型载流子浓度与n型载流子浓度之差(有效载流子浓度)的图。如上所述，p型载流子是掺杂的Zn，而n型载流子是掺杂的Si。在量子阱层(W2)中，由于Zn和Si都以大致相同的浓度掺杂，因此两个载流子相互抵消，并且有效载流子浓度(p型载流子浓度与n型载流子浓度之差)变得非常低。
在量子阱层(W2)中，有效载流子浓度为量子阱层(W2)中的p型载流子浓度的10％以下。另一方面，在阻挡层(B1)中，仅掺杂Zn并保留p型载流子。即，配置了调制掺杂半导体激光器。
在阻挡层仅掺杂有p型载流子的情况下，在现有技术的调制掺杂半导体激光器中，通常在量子阱层中不掺杂任何东西。如上所述，作为p型杂质的Zn和Mg具有扩散的性质。因此，在仅将p型掺杂剂添加到阻挡层的情况下，p型掺杂剂可以扩散到量子阱层中。结果，期望的载流子密度(如所设计的)在阻挡层中减小并且在量子阱层中增大，并且不能获得期望的特性。
在实施方式中，量子阱层(W2)还被添加有与阻挡层(B1)具有相同密度的p型掺杂剂，因此几乎不发生扩散。如果是这种情况，由于量子阱层(W2)也将是p型的，但同时掺杂有n型掺杂剂Si，因此有效载流子浓度变得非常小，并且可以实现仅阻挡层(B1)基本上是p型的调制掺杂半导体激光器。已经发现Si具有很小的扩散，并且不需要考虑Si的扩散。由于不存在因扩散引起的影响，因此可以获得所设计的特性。
此外，Zn也从多量子阱14(MQW)上的p型半导体层20(p-SCH)和上包层22(p-clad)扩散。然而，由于多量子阱14(MQW)及其上层在载流子浓度方面相对接近，所以可以充分减少扩散量。因此，可以获得不容易受到扩散影响的期望特性。
掺杂在量子阱层(W2)中的Zn和Si的密度优选相同，但如果密度在±10％以内，则量子阱层充分用作调制掺杂半导体激光器。根据实施方式的调制掺杂半导体激光器作为1.3μm带直接调制半导体激光器工作，并且是高速响应优异的元件。该结构可以应用于连续振荡的半导体激光器或1.55μm带半导体激光器。
[制造方法]
接下来，将描述根据实施方式的用于制造调制掺杂半导体激光器的方法。在图2所示的下包层10上，由InGaAlAs形成n型半导体层12。在此之上，例如，形成五层多量子阱14，其中第一层16(阻挡层)和第二层18(量子阱层)均由InGaAlAs构成。在其上形成p型半导体层20和由InGaAlAs制成的衍射光栅28。
通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法形成p型半导体层20和衍射光栅28。在形成n型半导体层12时，在掺杂1×1018cm-3的Si作为杂质的同时生长多层。类似地，在形成多量子阱14的第一层16(阻挡层)时，在掺杂2×1017cm-3的Zn的同时生长多层，并且在形成第二层18(量子阱层)时，在掺杂2×1017cm-3的Zn和2×1017cm-3的Si的同时生长多层。多量子阱14由对应于1.3μm带的波长的组成构成。在形成p型半导体层20和衍射光栅28时，掺杂1×1018cm-3的Zn。
接下来，将衍射光栅28加工成衍射光栅的形状，并且以多层生长上包层22和掺杂有1×1018cm-3的Zn的接触层(未示出)。此外，将上包层22加工成脊形，形成钝化膜(未示出)，在上表面上形成电极26，并且在后表面上形成电极24。最后，通过分成多个芯片并涂覆端面来完成调制掺杂半导体激光器。其他内容包括来自上述调制掺杂半导体激光器的细节的不言而喻的内容。
图4A至4C是示出在实施方式中在多量子阱(MQW)附近的载流子浓度的图。在该实施方式中，量子阱层(W1)是第一层，而阻挡层(B2)是第二层。多量子阱(MQW)的最上面的阻挡层(B2)是第二层，而最下面的阻挡层(B2)也是第二层。
图4A是示出供体(n型掺杂剂)的载流子浓度的图。n型半导体层(n-SCH)掺杂有1×1018cm-3的Si作为杂质。将作为供体的Si(2×1017cm-3)添加到多量子阱(MQW)的阻挡层(B2)。阻挡层(B2)在n型载流子浓度方面低于n型半导体层。相反，未将作为供体的Si添加到上包层22(p-clad)和p型半导体层(p-SCH)。Si未被添加到量子阱层(W1)。
图4B是示出受体(p型掺杂剂)的载流子浓度的图。在多量子阱(MQW)中，在阻挡层(B2)和量子阱层(W1)中均掺杂有2×1017cm-3的Zn。由于其他细节与图3B所示的内容相同，因此省略其描述。
图4C是示出p型载流子浓度与n型载流子浓度之差(有效载流子浓度)的图。在多量子阱(MQW)的阻挡层(B2)中，由于Zn和Si都以约相同的浓度掺杂，因此两个载流子相互抵消，并且有效载流子浓度(p型载流子浓度与n型载流子浓度之差)变得非常低。在阻挡层(B2)中，有效载流子浓度为阻挡层(B2)中的p型载流子浓度的10％以下。另一方面，在量子阱层(W1)中，仅掺杂Zn并且保留p型载流子。即，配置了调制掺杂半导体激光器。
前述公开内容提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
即使在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。实际上，许多这些特征可以以权利要求中未具体叙述和/或说明书中未具体公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求，但各种实施方式的公开包括与权利要求集中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。另外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集”旨在包括一个或多个项目(例如相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项”或类似语言。另外，如本文所用，术语“具有”及其变体等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。另外，如在本文所用，术语“或”在被串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“或者”或“仅其中之一”结合使用)。

Claims (20)

1.一种调制掺杂半导体激光器，包括：
多量子阱，其由包括交替地堆叠的多个第一层和多个第二层的多个层构成，并且包括受体和供体；
p型半导体层，其与多个层中的最上层接触；以及
n型半导体层，其与多个层中的最下层接触，
所述多个第一层包括所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，
所述多个第二层包含所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，
所述多个第二层包含供体，并且
对应于p型载流子浓度与n型载流子浓度之差的有效载流子浓度为多个第二层的p型载流子浓度的10％以下。
2.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述p型半导体层和n型半导体层形成分离限制异质结构。
3.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述p型载流子浓度在所述多个第一层和多个第二层的每一个中为1×1017cm-3以上。
4.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个层的最上层和最下层中的每一个是所述多个第一层中的相应一个。
5.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个层的最上层和最下层中的每一个是所述多个第二层中的相应一个。
6.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个第一层中的每一个是阻挡层，并且所述多个第二层中的每一个是量子阱层。
7.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个第一层中的每一个是量子阱层，并且所述多个第二层中的每一个是阻挡层。
8.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述受体是Zn或Mg中的至少一个，并且所述供体是Si。
9.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个第二层在p型载流子浓度方面低于所述p型半导体层。
10.根据权利要求1所述的调制掺杂半导体激光器，其中，所述多个第二层在n型载流子浓度方面低于所述n型半导体层。
11.一种调制掺杂半导体激光器的制造方法，包括：
形成n型半导体层；
形成多量子阱，其由包括交替地堆叠的多个第一层和多个第二层的多个层构成，并且包含受体和供体，使得多个层中的最下层置于与n型半导体接触；以及
通过金属有机化学气相沉积法形成p型半导体层，从而被置于与多个层中的最上层接触，
所述多个第一层包括所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，
所述多个第二层包含所述受体，使得p型载流子浓度为p型半导体层的10％以上且150％以下，
所述多个第二层包含供体，并且
对应于p型载流子浓度与n型载流子浓度之差的有效载流子浓度为多个第二层的p型载流子浓度的10％以下。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多量子阱通过金属有机化学气相沉积法形成。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述p型载流子浓度在所述多个第一层和多个第二层的每一个中为1×1017cm-3以上。
14.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个层的最上层和最下层中的每一个是所述多个第一层中的相应一个。
15.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个层的最上层和最下层中的每一个是所述多个第二层中的相应一个。
16.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个第一层中的每一个是阻挡层，并且所述多个第二层中的每一个是量子阱层。
17.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个第一层中的每一个是量子阱层，并且所述多个第二层中的每一个是阻挡层。
18.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述受体是Zn或Mg中的至少一个，并且所述供体是Si。
19.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个第二层在p型载流子浓度方面低于所述p型半导体层。
20.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述多个第二层在n型载流子浓度方面低于所述n型半导体层。
CN202010618554.3A 2019-08-19 2020-06-30 调制掺杂半导体激光器及其制造方法 Active CN112398003B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-150057 2019-08-19
JP2019150057 2019-08-19
JP2019-189348 2019-10-16
JP2019189348A JP7296845B2 (ja) 2019-08-19 2019-10-16 変調ドープ半導体レーザ及びその製造方法
US16/845,235 2020-04-10
US16/845,235 US11196232B2 (en) 2019-08-19 2020-04-10 Modulation doped semiconductor laser and manufacturing method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112398003A CN112398003A (zh) 2021-02-23
CN112398003B true CN112398003B (zh) 2023-01-06

Family

ID=74602973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010618554.3A Active CN112398003B (zh) 2019-08-19 2020-06-30 调制掺杂半导体激光器及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112398003B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949807A (en) * 1994-12-28 1999-09-07 Mitsui Chemicals, Inc. Semiconductor laser device
US6351479B1 (en) * 1998-05-14 2002-02-26 Anritsu Corporation Semiconductor laser having effective output increasing function
US6690035B1 (en) * 2000-03-03 2004-02-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device having an active region of alternating layers
JP2015175901A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 日本オクラロ株式会社 電界吸収型変調器、光モジュール、及び電界吸収型変調器の製造方法
CN105811239A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 三菱电机株式会社 光半导体装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332694A (ja) * 2002-05-17 2003-11-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949807A (en) * 1994-12-28 1999-09-07 Mitsui Chemicals, Inc. Semiconductor laser device
US6351479B1 (en) * 1998-05-14 2002-02-26 Anritsu Corporation Semiconductor laser having effective output increasing function
US6690035B1 (en) * 2000-03-03 2004-02-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device having an active region of alternating layers
JP2015175901A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 日本オクラロ株式会社 電界吸収型変調器、光モジュール、及び電界吸収型変調器の製造方法
CN105811239A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 三菱电机株式会社 光半导体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112398003A (zh) 2021-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6815786B2 (en) Semiconductor optical device and method of manufacturing the same
KR100648392B1 (ko) 인듐인-계 구조들에서 아연 확산을 차단하기 위한 장벽으로서 인듐인-계 층에서의 알루미늄 스파이크들을 포함하는 전자 디바이스 및 광전자 디바이스
US11329450B2 (en) Electro-absorption optical modulator and manufacturing method thereof
EP1251610B1 (en) Semiconductor optical device and the fabrication method
US7482617B2 (en) Optical semiconductor device and fabrication method thereof
JP3488597B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体装置
JP4057802B2 (ja) 半導体光素子
US6013539A (en) Edge emitting led and method of forming the same
JP2006253212A (ja) 半導体レーザ
CN112398003B (zh) 调制掺杂半导体激光器及其制造方法
JP2005064080A (ja) 半導体素子及びその製造方法
US11196232B2 (en) Modulation doped semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP3658048B2 (ja) 半導体レーザ素子
JP6655538B2 (ja) 半導体素子
JP3645320B2 (ja) 半導体レーザ素子
JP7296845B2 (ja) 変調ドープ半導体レーザ及びその製造方法
US20080013579A1 (en) Buried-heterostructure semiconductor laser
JP2004235628A (ja) ＩｎＡｓＰ量子井戸層とＧａｘ（ＡｌＩｎ）ｌ−ｘＰ障壁層とを有するＩｎＰベースの高温レーザー
CN112398004B (zh) 电吸收光调制器及其制造方法
KR100862925B1 (ko) 양자우물 구조를 갖는 반도체 레이저 다이오드
JP7301709B2 (ja) 電界吸収型光変調器及びその製造方法
JP4983791B2 (ja) 光半導体素子
JP2007201031A (ja) 半導体レーザ装置
JP5150099B2 (ja) 発光半導体素子
US11552448B2 (en) Semiconductor optical amplifier integrated laser

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant