DE69504262T2

DE69504262T2 - Halbleiterlaser und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69504262T2
Application number: DE69504262T
Authority: DE
Inventors: Manabu C/O Mitsubishi Denki K.K. 1 Mizuhara 4-Chome Itami-Shi Hyogo 664 Kato; Takashi C/O Mitsubishi Denki K.K. 1 Mizuhara 4-Chome Itami-Shi Hyogo 664 Motoda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: EP0702439B1; EP0702439A1; US5737350A; DE69504262D1; JPH0888434A; EP0798831A1

Description

HALBLEITERLASER UND HERSTELLUNGSVERFAHREN DAFÜR BEREICH DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser und ein Herstellungsverfahren dafür und insbesondere einen Halbleiterlaser mit einer Multiquantenbarrierenstruktur (MQB- Struktur - multi-quantum barrier structure) und ein Herstellungsverfahren dafür.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fig. 10(a) ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser mit langer Wellenlänge als ein Beispiel eines Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik veranschaulicht, und Fig. 10(b) ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung der aktiven Schicht dieses Halbleiterlasers veranschaulicht. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein InP-Substrat vom n-Typ, das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine InP-Überzugsschicht vom n-Typ, und das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine aktive InGaAs-Schicht. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Multiquantenbarrierenstruktur (im folgenden als MQB-Struktur - multi-quantum barrier structure - bezeichnet), die eine aktivschichtseitige Sperrschicht 6 aufweist, die InP aufweist und in Kontakt mit der aktiven Schicht 13 angeordnet ist, und Muldenschichten 1 aus InGaAs und Sperrschichten 2 aus InP, die abwechselnd schichtweise mit einer Periodizität von 10 oder so ähnlich angeordnet sind. Die aktivschichtseitige Sperrschicht 6 dient dazu, ein Resonanztunneln eines Elektrons zu verhindern, und ihre Dicke beträgt ungefähr 20 nm (200 Å). Die Sperrschicht 2 und die Muldenschicht 1 besitzen jeweils eine Dicke von ungefähr 4 nm (40 Å). Das Bezugs zeichen 15 bezeichnet eine InP-Überzugsschicht vom p-Typ und eine Stegstruktur ist auf ihrem oberen Teil ausgebildet. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine InP-Stromsperrschicht vom n-Typ, die so ausgebildet ist, daß die Stegstruktur in ihr eingebettet ist, das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine InP-Kontaktschicht vom p-Typ, das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine p-Stirnflächenelektrode aus Au und verwandten Materialien, und das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine n-Stirnflächenelektrode aus Au und verwandten Materialien. Der Teil, der in Fig. 10(b) mittels einer gestrichelten Linie angezeigt ist, zeigt die effektive Bandlückenenergie der MQB-Struktur 40.
Das Herstellungsverfahren wird beschrieben werden. Als erstes werden nacheinander die Überzugsschicht 12 vom n- Typ, die aktive Schicht 13, die MQB-Struktur 40 und die Überzugsschicht 15 vom p-Typ auf dem Halbleitersubstrat 11 unter Verwendung von MOCVD (metallorganische chemische Abscheidung aus der Gasphase) ausgebildet. Während der Ausbildung dieser Schichten wird die MQB-Struktur 40 ausgebildet, indem zuerst die aktivschichtseitige Sperrschicht 6 ausgebildet wird und dann ein Prozeß des Aufwachsens der Muldenschicht 1, wobei das Materialgas gewechselt wird, und ein Prozeß des Aufwachsens einer Sperrschicht 2, wobei das Materialgas wieder gewechselt wird, wiederholt werden. Als nächstes wird ein streifenförmiger Isolierfilm (in der Figur nicht gezeigt) auf der Überzugsschicht 15 vom p-Typ ausgebildet und dann wird, unter Verwendung dieses Isolierfilmes als einer Maske, die Überzugsschicht 15 vom p-Typ geätzt, um den streifenförmigen Steg auszubilden. Dann wird die Stromsperrschicht 16 vom n-Typ ausgebildet, derart, daß der Steg eingebettet ist, der Isolierfilm wird entfernt, und die Kontaktschicht 17 wird ausgebildet. Schließlich werden die n-Stirnflächenelektrode 19 und die p-Stirnflächenelektrode 18 auf der rückwärtigen Oberfläche des Substrates 11 bzw. der Kon taktschicht 17 ausgebildet, vorteilhafterweise mittels Verdampfung, wodurch der Halbleiterlaser erhalten wird.
Die Arbeitsweise wird beschrieben werden. Wenn man Strom durch den Halbleiterlaser hindurchfließen läßt, derart, daß die n-Stirnflächenelektrode 19 negativ und die p- Stirnflächenelektrode 18 positiv ist, so wird der Strom, da die Kontaktschicht 17, die Stromsperrschicht 16 und die Überzugsschicht 15 vorn p-Typ eine pnp-Struktur bilden, dort blockiert, und Löcher werden von der Kontaktschicht 17 durch den Stegteilbereich der Überzugsschicht 15 vom p- Typ und die MQB-Strukturschicht 40 hindurch in die aktive Schicht 13 injiziert. Elektronen werden in die aktive Schicht 13 durch das Substrat 11 und die Überzugsschicht 12 vom n-Typ hindurch injiziert, und die Rekombination der Löcher und der Elektronen findet in der aktiven Schicht 13 statt, und Laserlicht wird produziert.
Die Funktion der MQB-Strukturschicht 40 wird beschrieben werden. Die MQB-Strukturschicht, die Muldenschichten und Sperrschichten aufweist, dient allgemein dazu, eine effektive Barrierenhöhe zu erhöhen unter Verwendung der Interferenz von Elektronenwellen. Die MQB-Strukturschicht 40 des obigen Halbleiterlasers reflektiert einige der Elektronen zurück, die durch die aktive Schicht 13 hindurchgehen und weiter vor in Richtung der Überzugsschicht 15 vom p-Typ gehen würden, während der Elektroneninjektion in die aktive Schicht 13, so daß jene Elektronen in die aktive Schicht 13 injiziert werden, wodurch sie ihre Funktion ausführt, den Wirkungsgrad für die Lichtemission des Halbleiterlasers zu verbessern.
Wie oben beschrieben wurde, ist ein Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik mit der MQB-Strukturschicht 40 ausgestattet, um das Hindurchgehen der Elektronen zu verhindern. In dieser MQB-Strukturschicht 40 hat, da die Elektronen bei der Grenzfläche bzw. Schnittstelle zwischen der Muldenschicht 1 und der Sperrschicht 2 zurückreflektiert werden, die Steilheit dieser Schnittstelle zwischen der Muldenschicht 1 und der Sperrschicht 2 (im folgenden als Mulden-Barrieren-Schnittstelle bezeichnet) einen großen Einfluß auf den Wirkungsgrad für die Reflexion der Elektronen in der MQB-Strukturschicht 40. Bei der MQB- Struktur 40 des oben beschriebenen Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik mit einer langen Wellenlänge wird InGaAs für die Muldenschicht 1 und InP für die Sperrschicht 2 verwendet. Folglich ist es erforderlich, während die MQB-Strukturschicht 40 ausgebildet wird, nachdem die Muldenschicht 1 aus InGaAs ausgebildet ist, vollständig von As zu P zu wechseln, welche zu den V-Gruppen-Materialien gehören, um die Sperrschicht 2 aus InP aufwachsen zu lassen. Jedoch ist die Schnittstellenkontrolle, wenn V- Gruppen-Materialien vollständig gewechselt werden sollen, extrem schwierig. Insbesondere ist es, wenn von einer Schicht, die As aufweist, zu einer Schicht, die P aufweist, gewechselt wird, schwierig, wegen der Mitnahme des As, eine steile Schnittstelle zu erhalten, und es wird ebenfalls schwierig, die MQB-Strukturschicht 40 mit einer steilen Mulden-Barrieren-Schnittstelle auszubilden. Folglich ist es schwierig, den Wirkungsgrad bzw. die Effizienz der Reflexion eines Elektrons an der MQB-Strukturschicht 40 zu verbessern, und der Wirkungsgrad der Lichtemission des Halbleiterlasers kann nicht verbessert werden.
Das Dokument US-A-5091756 offenbart eine Übergitterstruktur für einen effektiveren Einschluß der Elektronen in der aktiven Schicht eines Halbleiterlasers.
In den vergangenen Jahren, begleitet von der allgemeinen Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen, ist ein Bedarf für einen dünneren Halbleiterlaser entstanden, und es ist notwendig, die MQB-Struktur so dünn wie möglich zu machen, um diesen Bedarf zu befriedigen. Jedoch ist bis jetzt ein Halbleiterlaser mit einer MQB-Struktur, die hinreichend dünn ist, nicht realisiert worden.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochleistungshalbleiterlaser mit einer MQB-Strukturschicht mit einem exzellenten Wirkungsgrad für die Reflexion der Elektronen und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen sind nur zur Veranschaulichung bereitgestellt, da verschiedene Zusätze und Modifikationen innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung für Fachleute aus der ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 1 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aus einer Doppelschichtstruktur aufweist, die eine erste Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-blement aufweist, und eine zweite Sperrschicht, die auf der ersten Sperrschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und eine Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht aus der Doppelschichtstruktur und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle der ersten Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der ersten Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad für die Reflexion der Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 1 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aus einer Doppelschichtstruktur aufweist, die eine erste Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine zweite Sperrschicht, die auf der ersten Sperrschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das verschieden von dem V-Gruppen- Element in der ersten Sperrschicht ist, und eine Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht aus der Doppelschichtstruktur und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der zweiten Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der zweiten Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion der Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 4 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aus einer Dreifachschichtstruktur aufweist, die eine erste Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, eine zweite Sperrschicht, die auf der ersten Sperrschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und eine dritte Sperrschicht, die auf der zweiten Sperrschicht angeordnet ist und ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, und eine Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht aus der Dreifachschichtstruktur und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 6 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aus einer Doppelschichtstruktur aufweist, die eine erste Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine zweite Sperrschicht, die auf der ersten Sperrschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und eine Muldenschicht aus einer Doppelschichtstruktur, die eine erste Muldenschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht aufweist, und eine zweite Muldenschicht, die auf der ersten Muldenschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht aus der Doppelschichtstruktur und die Muldenschicht aus der Doppelschichtstruktur abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle der zweiten Sperrschicht und der ersten Muldenschicht vollständig zu wechseln, und es wird ebenfalls unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der ersten Sperrschicht und der zweiten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 8 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine Muldenschicht aus einer Doppelschichtstruktur, die eine - erste Muldenschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das verschieden von dem V-Gruppen- Element in der Sperrschicht ist, und eine zweite Muldenschicht, die auf der ersten Muldenschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen- Element in der Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht aus der Doppelschichtstruktur abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und zweiten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der zweiten Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 8 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine Muldenschicht aus einer Doppelschichtstruktur, die eine erste Muldenschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, und eine zweite Muldenschicht, die auf der ersten Muldenschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen- Element in der Sperrschicht verschieden ist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht aus der Doppelschichtstruktur abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der ersten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der ersten Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 9 definiert ist, besitzt ein Halbleiterlaser eine Multiquantensperrschicht, wobei die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine Muldenschicht aus einer Dreifachschichtstruktur, die eine erste Muldenschicht aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, eine zweite Muldenschicht, die auf der ersten Muldenschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppew-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht verschieden ist, und eine dritte Muldenschicht, die auf der zweiten Muldenschicht angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht aus der Dreifachschichtstruktur schichtweise abwechselnd angeordnet sind. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und, die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 10 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des nacheinander Ausbildens einer ersten Sperrschicht, die ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und einer zweiten Sperrschicht, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und des Ausbildens einer Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, auf, wobei der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht und der zweiten Sperrschicht und der Prozeß des Ausbildens der Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Grenzfläche bzw. Schnittstelle zwischen der ersten Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der ersten Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in einer Alternative zu Anspruch 10 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des nacheinander Ausbildens einer ersten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, und einer zweiten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen- Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und des Ausbildens einer Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht aufweist, auf, wobei der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht und der zweiten Sperrschicht und der Prozeß des Ausbildens der Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.
Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der zweiten Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der zweiten Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 11 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des nacheinander Ausbildens einer ersten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, einer zweiten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element der ersten Sperrschicht verschieden ist, und einer dritten Sperrschicht, die ein III- V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, und des Ausbildens einer Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist; auf, wobei der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht, der zweiten Sperrschicht und der dritten Sperrschicht und der Prozeß des Ausbildens der Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 12 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des nacheinander Ausbildens einer ersten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und einer zweiten Sperrschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht verschieden ist, und des nacheinander Ausbildens einer ersten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht aufweist, und einer zweiten Muldenschicht, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht aufweist, auf, wobei der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht und der zweiten Sperrschicht und der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht und der zweiten Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der zweiten Sperrschicht und der ersten Muldenschicht vollständig zu wechseln, und es wird ebenfalls unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der ersten Sperrschicht und der zweiten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der - Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 13 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Ver fahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des Ausbildens einer Sperrschicht, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, und des nacheinander Ausbildens einer ersten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht verschieden ist, und einer zweiten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, auf, wobei der Prozeß des Ausbildens der Sperrschicht und der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht und der zweiten Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V- Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der zweiten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der zweiten Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden; wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 13 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des Ausbildens einer Sperrschicht, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, und des nacheinander Ausbildens einer ersten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, und einer zweiten Muldenschicht, die auf der ersten Muldenschicht angeordnet wird und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht verschieden ist, auf, wobei der Prozeß des Ausbildens der Sperrschicht und der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht und der zweiten Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der ersten Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 14 definiert ist, weist in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein Verfahren zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht die Schritte des Ausbildens einer Sperrschicht, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, und des nacheinander Ausbildens einer ersten Muldenschicht die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, einer zweiten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht verschieden ist, und einer dritten Muldenschicht, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, auf, wobei der Prozeß des Ausbildens der Sperrschicht und der Prozeß des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht, der zweiten Muldenschicht und der dritten Muldenschicht für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden. Folglich wird es unnötig, das V-Gruppen-Element an der Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht zu wechseln, und die Schnittstelle zwischen der Sperrschicht und der Muldenschicht innerhalb der Multiquantensperrschicht kann steil gemacht werden, wodurch der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen in der Multiquantensperrschicht verbessert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1(a) ist eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und Fig. 1(b) ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur des Halbleiterlasers veranschaulicht.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines anderen Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einem Beispiel, das nützlich für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist, veranschaulicht.
Die Fig. 8(a) - 8(b) sind Diagramme, die die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einem Beispiel, das kein Teil der Erfindung ist, veranschaulichen.
Die Fig. 9(a) - 9(b) sind Diagramme, die die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik veranschaulichen, auf die in Verbindung mit der Beschreibung einer Struktur eines Halbleiterlasers gemäß den Fig. 8(a) 8(b) Bezug genommen wird.
Fig. 10(a) ist eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik veranschaulicht, und Fig. 10(b) ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der Nachbarschaft einer Multiquantenbarrierenstruktur des Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik veranschaulicht.
Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 13 ist eine Multiquantenbarrierenstruktur eines Halbleiterlasers gemäß einer dritten Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[Ausführungsform 1]

Fig. 1(a) ist eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und Fig. 1(b) ist ein strukturelles Diagramm der Bandlückenenergie in der näheren Umgebung einer aktiven Schicht und einer Multiquantenbarrierenstrukturschicht (im folgenden als MQB- Strukturschicht bezeichnet) des Halbleiterlasers. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein InP-Substrat vom n-Typ, das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine InP-Überzugsschicht vom n-Typ, das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine aktive InGaAs-Schicht, das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Multiquantenbarrierenstruktur (MQB-Struktur), die eine aktivschichtseitige Barrierenschicht 6 aufweist, die InP aufweist und in Kontakt mit der aktiven Schicht 13 angeordnet ist, und InGaAs-Muldenschichten 1 und Sperrschichten 2, die abwechselnd mit einer Periodiziät von 10 oder so ähnlich schichtweise angeordnet sind. Die aktivschichtseitige Sperrschicht 6 dient dazu, ein Resonanz tunnel eines Elektrons zu verhindern, und ihre Dicke beträgt ungefähr 20 nm (200 Å). Die Muldenschicht 1 und die Sperrschicht 2 besitzen jeweils eine Dicke von ungefähr 4 nm (40 Å). Die Sperrschicht 2 weist eine GaAs- Sperrschicht 2a und eine InP-Sperrschicht 2b auf, die mit der GaAs-Sperrschicht 2a, die sich auf der Seite der aktiven Schicht 13 befindet, schichtweise angeordnet ist, wo bei die Dicke der GaAs-Sperrschicht 2a 5-10 A beträgt. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine InP-Überzugsschicht vom p-Typ, deren oberer Teilbereich eine Stegstruktur bildet, das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine InP-Stromsperrschicht vom n-Typ, die so ausgebildet ist, daß die Stegstruktur eingebettet ist, das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine InP- Kontaktschicht vom p-Typ, das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine p-Stirnflächenelektrode, die Au und verwandte Materialien aufweist, und das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine n-Stirnflächenelektrode, die Au und verwandte Materialien aufweist.
Ein Herstellungsverfahren wird beschrieben werden. Als erstes werden nacheinander die Überzugsschicht 12 vom n- Typ, die aktive Schicht 13, die MQB-Struktur 14 und die Überzugsschicht 15 vom p-Typ auf dem Halbleitersubstrat 11 unter Verwendung metallorganischer chemischer Abscheidung aus der Gasphase (MOCVD) ausgebildet, wobei die Materialgase gewechselt werden. Während der Ausbildung dieser Schichten wird die MQB-Struktur 14 ausgebildet, indem zuerst die aktivschichtseitige Sperrschicht 6 ausgebildet wird und dann ein Prozeß des Ausbildens der Muldenschicht 1, wobei das Materialgas gewechselt wird, und ein Prozeß des zuerst Ausbildens der GaAs-Sperrschicht 2a, wobei das Materialgas gewechselt wird, und dann des Ausbildens der InP-Sperrschicht 2b, wobei wieder das Materialgas gewechselt wird, wiederholt werden. Als nächstes wird ein streifenförmiger Isolierfilm (in der Figur nicht gezeigt) auf der Überzugsschicht 15 vom p-Typ ausgebildet und, unter Verwendung dieses Isolierfilmes als einer Maske, wird die Überzugsschicht 15 vom p-Typ geätzt, um den streifenförmigen Steg auszubilden. Dann wird die Stromsperrschicht 16 vom n-Typ ausgebildet, derart, daß der Steg eingebettet ist. Nachdem der Isolierfilm entfernt ist, wird die Kontaktschicht 17 ausgebildet, und die n-Stirnflächenelektrode 19 und die p-Stirnflächenelektrode 18 werden auf der rückwärtigen Oberfläche des Substrates 11 bzw. auf der Kontaktschicht 17 ausgebildet, wodurch der Halbleiterlaser fertiggestellt ist.
Die Arbeitsweise des Halbleiterlasers wird beschrieben werden. Wenn man Strom durch den Halbleiterlaser hindurchfließen läßt, derart, daß die n-Stirnflächenelektrode 19 negativ und die p-Stirnflächenelektrode 18 positiv ist, so wird der Strom, da die Kontaktschicht 17, die Stromsperrschicht 16 und die Überzugsschicht 15 vom p-Typ eine pnp- Struktur bilden, dort blockiert und Löcher werden von der Kontaktschicht 17 durch den Stegteilbereich der Überzugsschicht 15 vom p-Typ und die MQB-Strukturschicht 14 hindurch in die aktive Schicht 13 hinein injiziert. Elektronen werden durch das Substrat 11 und die Überzugsschicht vom n-Typ hindurch in die aktive Schicht 13 hinein injiziert, und die Rekombination der Löcher und der Elektronen findet in der aktiven Schicht 13 statt, und Laserlicht wird erzeugt.
Die Multiquantenbarrierenstruktur dieser ersten Ausführungsform wird beschrieben werden. Die Sperrschicht 2 der Multiquantenbarrierenstruktur (MQB-Struktur) 14 dieser Ausführungsform ist eine Doppelschichtstruktur, wobei die eine auf der Seite der aktiven Schicht 13 die GaAs-Sperrschicht 2a und die andere auf der Seite der Überzugsschicht 15 vom p-Typ die InP-Sperrschicht 2b ist. Die Ausbildung der MQB-Struktur 14, die solch eine Sperrschicht 2 aus der Doppelschichtstruktur besitzt, wird, wie zuvor beschrieben, dadurch erreicht, daß man den Prozeß des Ausbildens der Muldenschicht 1, dann des Aufwachsens der GaAs-Sperrschicht 2a, wobei das Materialgas gewechselt wird, dann des Aufwachsens der InP-Sperrschicht 2b, wobei das Materialgas gewechselt wird, und wieder des Aufwachsens der Muldenschicht 1, wobei das Materialgas gewechselt wird, wiederholt. Während dieses Prozesses beinhaltet der Prozeß des Aufwachsens der Sperrschicht 2a nach dem Aufwachsen der Muldenschicht 1, vom Aufwachsendes InGaAs zum Aufwachsen des GaAs zu wechseln, und ein Wechsel von der Sperrschicht 2b zu der Muldenschicht 1 beinhaltet, von InP zu InGaAs zu wechseln. Folglich, falls die MQB-Struktur 14 wie oben aufgebaut ist, muß ein Aufwachsen, welches einen Wechsel von einer Schicht, die As aufweist, zu einer Schicht, die P aufweist, beinhaltet, wodurch die Schnittstellenkontrolle besonders schwierig gemacht wird, an der Grenzfläche bzw. Schnittstelle zwischen der Muldenschicht 1 und der Sperrschicht 2 (im folgenden als Mulden- Barrieren-Schnittstelle bezeichnet) nicht stattfinden, und die Steilheit der Mulden-Barrieren-Schnittstelle kann verbessert werden. Obwohl ein Wechsel von der Schicht, die As aufweist, zu der Schicht, die P aufweist, stattfindet, wenn von dem Aufwachsen der GaAs-Sperrschicht 2a der Sperrschicht 2 zu der InP-Sperrschicht 2b gewechselt wird, muß diese Schnittstelle nicht steil sein, da es nicht erforderlich ist, die Elektronen an der Grenzfläche bzw. Schnittstelle der GaAs-Sperrschicht 2a und der InP-Sperrschicht 2b zurückzureflektieren.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Steilheit der Mulden-Barrieren-Schnittstelle in der MQB-Struktur verbessert werden, der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen an der MQB-Struktur kann verbessert werden, und ein Hochleistungshalbleiterlaser mit einem exzellenten Wirkungsgrad der Lichtemission kann in dieser ersten Ausführungsform erhalten werden.
Obwohl in dieser ersten Ausführungsform eine einzelne Schicht aus InGaAs als die Muldenschicht 1 verwendet wird, kann diese Erfindung auf einen Fall angewendet werden, bei dem die Muldenschicht 1 des in Fig. 1(b) gezeigten Halbleiterlasers der ersten Ausführungsform eine Dreifachschichtstruktur besitzt, die dadurch realisiert wird, daß man eine InGaAsP-Muldenschicht 1b, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen die InGaAs-Muldenschichten 1a einfügt, und der ähnliche Effekt bzw. Wirkung wie in der ersten Ausfüh rungsform kann in diesem Fall erhalten werden. Weiterhin kann die Muldenschicht 1 so ausgestaltet werden, daß sie eine Vielfachschichtstruktur besitzt, welche dadurch realisiert wird, daß man eine Vielzahl von Schichten, die vorbestimmte Materialien aufweisen, zwischen die InGaAs- Muldenschichten 1a einfügt, und der ähnliche Effekt wie in der ersten Ausführungsform kann erhalten werden.
Während in der ersten Ausführungsform der Fall beschrieben ist, bei dem InGaAs als ein Material für die Muldenschicht 1 verwendet wird, kann diese Erfindung auf einen Fall angewendet werden, bei dem andere Materialien, wie zum Beispiel InAs, für die Muldenschicht 1 verwendet werden, und der ähnliche Effekt wie in der obigen Ausführungsform kann erhalten werden. Insbesondere wenn InGaAsP als ein Material für die Muldenschicht 1 verwendet wird, wird es möglich, die InGaAsP-Muldenschicht auszubilden ohne P, das V-Gruppen-Materialgas, auszuschalten, nachdem die InP-Sperrschicht 2b ausgebildet ist. Die Steilhit der Schnittstelle zwischen der InP-Sperrschicht 2b und der Muldenschicht 1 kann verbessert werden, und ein Halbleiterlaser mit einem besseren Wirkungsgrad für die Lichtemission kann erhalten werden.

[Ausführungsform 2]

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie des Hauptteils einer MQB-Struktur eines Halbleiterlasers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In der Figur sollen dieselben Bezugszeichen, die in den Fig. 1(a) - 1(b) verwendet werden, dieselben oder ähnliche Teile bezeichnen. Das Bezugszeichen 2c bezeichnet eine GaAs-Sperrschicht. Der Halbleiterlaser der zweiten Ausführungsform ist derselbe wie der eine in der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die GaAs-Sperrschicht 2c in der MQB-Struktur 14 zwischen der InP-Sperrschicht 2b und der Muldenschicht 1 ausgebildet ist, wodurch die Sperrschicht 2 eine Dreifachschichtstruktur bekommt.
Bei dem Halbleiterlaser der zweiten Ausführungsform wird ein Wechsel von dem Aufwachsen der Muldenschicht 1 zu dem Aufwachsen der Sperrschicht 2 der MQB-Struktur 14 zu einem Wechsel von InGaAs zu GaAs wie in der ersten Ausführungsform, und ein Wechsel von dem Aufwachsen der Sperrschicht 2 zu dem Aufwachsen der Muldenschicht 1 der MQB- Struktur 14 wird zu einem Wechsel von GaAs zu InGaAs. Deswegen muß das Aufwachsen, das einen Wechsel von einer Schicht, die As aufweist, zu einer Schicht 1 die P aufweist, beinhaltet, wodurch die Schnittstellenkontrolle besonders schwierig wird, nicht an der Mulden-Barrieren- Schnittstelle stattfinden. Ebenfalls muß kein Wechsel von einer Schicht, die P aufweist, zu einer Schicht, die As aufweist, bei der Mulden-Barrieren-Schnittstelle stattfinden, und die Mulden-Barrieren-Schnittstelle kann so gefertigt werden, daß sie eine viel bessere Steilheit besitzt. Obwohl das Aufwachsen der Schichten, welches einen Wechsel der V-Gruppen-Elemente erfordert, das heißt, das Aufwachsen der Schichten, das einen Wechsel von der GaAs- Sperrschicht 2a, die As aufweist, zu der InP-Sperrschicht 2b, die P aufweist, erfordert, und das Aufwachsen der Schichten, das einen Wechsel von der InP-Sperrschicht 2b, die P aufweist, zu der GaAs-Sperrschicht 2c, die As aufweist, erfordert, innerhalb der Sperrschicht 2 stattfindet, ist es nicht notwendig, Elektronen an den Grenzflächen bzw. Schnittstellen zwischen diesen Schichten zu reflektieren, und folglich, obwohl diese Schnittstellen nicht steil sind, werden die Eigenschaften der Sperrschicht 2 nicht beeinflußt.
Wie oben beschrieben wurde, kann in der zweiten Ausführungsform der ähnliche Effekt wie in der ersten Ausführungsform erhalten werden, der Schnittstellenwechsel von der Sperrschicht 2 zu der Muldenschicht 1 kann steil gemacht werden, und ein Hochleistungshalbleiterlaser mit einem besseren Wirkungsgrad der Lichtemission kann erhalten werden.
Während in der zweiten Ausführungsform der Fall beschrieben ist, bei dem die Sperrschicht 2 eine Dreifachschichtstruktur besitzt, kann in dieser Erfindung eine Vielzahl von anderen Schichten innerhalb der InP-Sperrschicht 2b der Sperrschicht 2 angeordnet werden. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 4 gezeigt, die GaAs-Sperrschicht 2d innerhalb der InP-Sperrschicht 2b eines Halbleiterlasers, der dieselbe Struktur wie in der zweiten Ausführungsform besitzt, angeordnet werden, und der ähnliche Effekt wie in der zweiten Ausführungsform kann erhalten werden.
Während in der zweiten Ausführungsform der Fall beschrieben ist, bei dem eine einzelne Schicht aus InGaAs als die Muldenschicht 1 verwendet wird, kann die Muldenschicht 1 des Halbleiterlasers der zweiten Ausführungsform so ausgestaltet werden, daß sie eine Dreifachschichtstruktur anstelle einer einzelnen Schicht aus InGaAs besitzt, wobei die InGaAsP-Muldenschicht 1b zwischen den InGaAs-Muldenschichten 1a in dieser Erfindung wie in Fig. 5 gezeigt eingefügt wird. Der ähnliche Effekt wie in der zweiten Ausführungsform kann in diesem Fall ebenfalls erhalten werden.

[Ausführungsform 3]

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Bandlückenenergie des Hauptteils einer MQB-Struktur eines Halbleiterlasers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dieser Figur bezeichnen dieselben Bezugszeichen, die in den Fig. 1(a) - 1(b) verwendet werden, dieselben oder ähnliche Teile. Das Bezugszeichen 1a bezeichnet eine InGaAs-Muldenschicht und das Bezugszeichen 1b bezeichnet eine InGaAsP-Muldenschicht.
Der Halbleiterlaser der dritten Ausführungsform ist derselbe wie der eine in der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Muldenschicht 1 der MQB-Struktur 14 eine Doppelschichtstruktur besitzt, die die InGaAsP-Muldenschicht 1b, die sich auf der Seite des Substrates 11 befindet, und die InGaAs-Muldenschicht 1a, die sich auf der Seite der Überzugsschicht 15 vom p-Typ befindet, aufweist. In dieser Struktur wird ein Wechsel vom Aufwachsen der Muldenschicht 1 zu dem Aufwachsen der Sperrschicht 2a wie in der ersten Ausführungsform mittels Wechseln von InGaAs zu GaAs durchgeführt, und ein Wechsel vom Aufwachsen der InP-Sperrschicht 2b zum Aufwachsen der InGaAsP- Muldenschicht 1b wird mittels Wechseln von InP zu InGaAsP durchgeführt. Folglich kann, wenn von der Sperrschicht 2 zu der Muldenschicht 1 gewechselt wird, die Steilheit der Aufwachsschnittstelle, wo die Muldenschicht 1 zu der Sperrschicht 2 wechselt, verbessert werden, da ein vollständiger Wechsel vom Element P zum Element As unnötig wird, und die Aufwachsschnittstelle, wo die Sperrschicht 2 zu der Muldenschicht 1 wechselt, kann so ausgestaltet werden, daß sie eine exzellente Steilheit besitzt, wodurch ein Hochleistungshalbleiterlaser bereitgestellt wird.
In dieser Ausführungsform kann die InP-Sperrschicht aus einer einzelnen Schicht als die Sperrschicht der MQB- Struktur verwendet werden anstelle der Sperrschicht 2 aus der Doppelschichtstruktur, die die GaAs-Sperrschicht 2a und die InP-Sperrschicht 2b wie in der ersten Ausführungsform veranschaulicht aufweist, und die Muldenschicht aus der Dreifachschichtstruktur, die erhalten wird, indem man die InGaAsP-Muldenschicht 1b mit den InGaAs-Muldenschichten 1a schichtweise anordnet, kann als die Muldenschicht 1 verwendet werden. In diesem Fall können, da es ebenfalls unnötig wird, an der Aufwachsschnittstelle zwischen der Muldenschicht 1 und der Sperrschicht 2 vollständig vom Element P zum Element As zu wechseln, die Aufwachsschnittstelle, wo die Muldenschicht 1 zu der Sperrschicht 2 wechselt, ebenso wie die Aufwachsschnittstelle, wo die Sperrschicht 2 zu der Muldenschicht 1 wechselt, so ausgestaltet werden, daß sie exzellente Steilheit besitzen, und ein Hochleistungshalbleiterlaser kann bereitgestellt werden.
Während in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fall beschrieben ist, bei dem die Multiquantensperrschicht die Sperrschicht 2 aus der Doppelschichtstruktur aufweist, die die GaAs-Sperrschicht 2a und die InP-Sperrschicht 2b aufweist, und die Muldenschicht 1 aus der Doppelschichtstruktur, die die InGaAsP-Muldenschicht 1b und die InGaAs-Muldenschicht 1a aufweist, kann die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 11 gezeigt, auf einen Fall angewendet werden, bei dem die Multiquantenbarrierenstruktur eine Sperrschicht 102 aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine Muldenschicht aus einer Doppelschichtstruktur, wobei die Doppelschichtstruktur eine erste Muldenschicht 101a aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen- Element in der Sperrschicht verschieden ist, und eine zweite Muldenschicht 101b, die auf der ersten Muldenschicht 101a angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht 102 aufweist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Der ähnliche Effekt wie in der dritten Ausführungsform kann sogar in diesem Fall erhalten werden.
Während in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fall beschrieben ist, bei dem die Multiquantenbarrierenschicht die Sperrschicht 2 aus der Doppel schichtstruktur aufweist, die die GaAs-Sperrschicht 2a und die InP-Sperrschicht 2b aufweist, und die Muldenschicht 1 aus der Doppelschichtstruktur, die die InGaAsP-Muldenschicht 1b und die InGaAs-Muldenschicht 1a aufweist, kann die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 12 gezeigt, auf einen Fall angewendet werden, bei dem die Multiquantenbarrierenschichtstruktur eine Sperrschicht 102 und eine Muldenschicht aus einer Doppelschichtstruktur aufweist, wobei die Doppelschichtstruktur eine erste Muldenschicht 103a aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht 102 aufweist, und eine zweite Muldenschicht 103b, die auf der ersten Muldenschicht 103a angeordnet ist und ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht 102 verschieden ist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. In diesem Fall bekommt die Aufwachsschnittstelle, bei der die zweite Muldenschicht 103b zu der Sperrschicht 102 wechselt, eine exzellente Steilheit, und ein Hochleistungshalbleiterlaser kann bereitgestellt werden.
Während in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fall beschrieben ist, bei dem die Multiquantensperrschicht die Sperrschicht 2 aus der Doppelschichtstruktur aufweist, die die GaAs-Sperrschicht 2a und die InP-Sperrschicht 2b aufweist, und die Muldenschicht 1 aus der Doppelschichtstruktur, die die InGaAsP-Muldenschicht 1b und die InGaAs-Muldenschicht 1a aufweist, kann die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 13 gezeigt, auf einen Fall angewendet werden, bei dem die Multiquantensperrschicht eine Sperrschicht 102 aufweist, die ein III- V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine Muldenschicht aus einer Dreifachschichtstruktur, wobei die Dreifachschicht struktur eine erste Muldenschicht 104a aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht aufweist, eine zweite Muldenschicht 104b, die auf der ersten Muldenschicht 104a angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen- Element in der Sperrschicht 102 verschieden ist, und eine dritte Muldenschicht 104c, die auf der zweiten Muldenschicht 104b angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen- Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht 102 aufweist, wobei die Sperrschicht und die Muldenschicht abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Der ähnliche Effekt wie in der dritten Ausführungsform kann sogar in diesem Fall erhalten werden.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Bandlückenenergie des Hauptteils einer MQB-Struktur eines Halbleiterlasers gemäß einem Beispiel, das nützlich für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist, veranschaulicht. In der Figur bezeichnen dieselben Bezugszeichen, die in den Fig. 1(a) - 1(b) verwendet werden, dieselben oder ähnliche Teile. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine InAs-Muldenschicht.
Der Halbleiterlaser des Beispiels ist derselbe wie der eine in der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Muldenschicht 4, die InAs aufweist, anstelle der Muldenschicht 1 der MQB-Struktur 14, die InGaAs aufweist, verwendet wird, und daß die Sperrschicht 2a aus einer einzelnen Schicht, die nur GaAs aufweist, anstelle der Sperrschicht 2 aus einer Doppelschichtstruktur, die die GaAs- Sperrschicht 2a und die InP-Sperrschicht 2b aufweist, verwendet wird. Aufgrund dieser Struktur wird das Aufwachsen der Sperrschicht 2a nach der Muldenschicht 4 und das Aufwachsen der Muldenschicht 4 nach der Sperrschicht 2a durchgeführt, indem man von InAs zu GaAs oder umgekehrt wechselt. Folglich kann, da es nicht erforderlich ist, einen Aufwachswechsel von einer Schicht, die As aufweist, zu einer Schicht, die P aufweist, oder umgekehrt, durchzuführen, was die Schnittstellenkontrolle besonders schwierig macht, und da nur der Aufwachswechsel zwischen In und Ga erforderlich ist, die Steilheit der Mulden-Barrieren- Schnittstelle exzellent gemacht werden, der Wirkungsgrad für die Reflexion von Elektronen an der MQB-Struktur 14 kann verbessert werden, und ein Hochleistungshalbleiterlaser mit einem exzellenten Wirkungsgrad für die Lichtemission kann bereitgestellt werden.
Während in dem Beispiel, das nützlich für das Verständnis der Erfindung ist, die InAs-Muldenschicht 4 und die GaAs-Sperrschicht 2a für die Muldenschicht bzw. die Sperrschicht verwendet werden, können zwei verschiedene Materialien, welche ein gemeinsames V-Gruppen-Element als ihre Bestandteile aufweisen und verschiedene Bandlückenenergien besitzen, in dieser Erfindung für die Sperrschicht und die Muldenschicht verwendet werden. Zum Beispiel kann eine InP-Schicht und eine GaP-Schicht für die Muldenschicht bzw. Sperrschicht verwendet werden. Dann ist es nicht erforderlich, das V-Gruppen-Element auszuschalten, das heißt P, wenn man vom Aufwachsen der Muldenschicht zum Aufwachsen der Sperrschicht oder umgekehrt wechselt, und der ähnliche Effekt wie in dem Beispiel, das für das Verständnis der Erfindung nützlich ist, kann erhalten werden.
Während in den obigen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen und dem Beispiel, das nützlich für das Verständnis der Erfindung ist, Halbleiterlaser, die InP und verwandte Materialien aufweisen, beschrieben sind, kann diese Erfindung auf Halbleiterlaser angewendet werden, die andere III-V-Gruppen-Verbindungshalbleiter und verwandte Materialien aufweisen, und die ähnlichen Effekte wie in jeder der vorherigen Ausführungsformen können in diesem Fall erhalten werden.
Die Fig. 8 (a) - 8 (b) sind Diagramme, die die Bandlückenenergie des Hauptteils einer MQB-Struktur eines Halbleiterlasers gemäß einem Beispiel veranschaulichen, das keinen Teil der Erfindung bildet. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 31 eine InP-Sperrschicht und das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine intermediäre Schicht. Der Halbleiterlaser des Beispiels, das keinen Teil der Erfindung bildet, ist derselbe wie der eine in der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Struktur der MQB-Struktur 14 des Halbleiterlasers modifiziert ist.
Die Fig. 9(a) - 9(b) sind schematische Diagramme, die die Bandlückenenergie einer MQB-Struktur eines Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik in Verbindung mit der Beschreibung des Halbleiterlasers gemäß den Fig. 8(a) - 8(b) veranschaulichen. In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen, die in den Fig. 8(a) - 8(b) verwendet werden, dieselben oder ähnliche Teile. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine InAs-Muldenschicht.
Die Struktur wird beschrieben werden. Die MQB-Struktur 14 des Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik weist die InAs-Muldenschichten 32 und die InP-Sperrschichten 31 auf, die, wie in Fig. 9(a) gezeigt, mit vorbestimmter Periodizität angeordnet sind, und an der steilen Schnittstelle zwischen der Muldenschicht 32 und der Sperrschicht 31 werden Elektronen zurückreflektiert, was die Elektronen daran hindert, hindurchzugehen. Da man früher gedacht hat, daß die Schnittstelle zwischen der Muldenschicht 32 und der Sperrschicht 31 steil war, war es erforderlich, daß die Muldenschicht 32 eine vorbestimmte Dicke besitzt.
Jedoch ist es, wie in der Struktur des Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik, der zuvor beschrieben wurde, in der Tat schwierig, die Schnittstelle, bei der von der InAs-Muldenschicht 32 zu der InP-Sperrschicht 31 gewechselt wird, so auszubilden, daß sie eine Schnittstelle ist, bei der sich die Bandlückenenergie steil ändert. Folglich wird eine intermediäre Schicht 33, deren Zusammensetzung sich allmählich von InAs zu InP ändert, auf der Seite der aktiven Schicht 13 der Sperrschicht 31 ausgebildet. Bei der MQB-Struktur 14, die solch eine Struktur wie diese besitzt, werden die Elektronen nur an der Grenzfläche bzw. Schnittfläche reflektiert, wo sich die InP-Sperrschicht 31 zu der InAs-Muldenschicht 32 ändert.
Bei dem Beispiel gemäß den Fig. 8(a) - 8(b) wird die InP-Sperrschicht 31 ausgebildet und dann, sofort nachdem das Materialgas zu dem gewechselt wurde, um die InAs- Muldenschicht 32 auszubilden, wird das Materialgas wieder zu dem gewechselt, um die Sperrschicht 31 auszubilden, und die Sperrschicht 31 wird ausgebildet. Seine Bandlückenenergie ist in Fig. 8(a) veranschaulicht. In der MQB- Struktur 14 des Halbleiterlasers dieses Beispiels wird die Schnittstelle, bei der die Sperrschicht 31 zu der intermediären Schicht 33 gewechselt wird, eine steile Schnittstelle, und die Elektronen werden an dieser Schnittstelle zurückreflektiert. Deswegen fungiert die intermediäre Schicht 33 als die Muldenschicht, was den Bedarf für die Ablagerung der Muldenschicht eliminiert, und ein Halbleiterlaser mit der MQB-Struktur 14, der um die Menge der Muldenschicht dünner ist als die MQB-Struktur nach dem Stand der Technik, kann bereitgestellt werden.
In diesem Beispiel, wie es oben beschrieben wurde, wird der Halbleiterlaser mit der MQB-Struktur 14 hergestellt, indem man für eine vorbestimmte Anzahl den Prozeß des Ausbildens der InP-Sperrschicht 31 und dann, sofort nachdem das Materialgas zu dem gewechselt wurde, um die InAs-Muldenschicht 32 auszubilden, des Wechselns des Mate rialgases zu dem, um die Sperrschicht 31 auszubilden, wodurch die Sperrschicht 31 wieder ausgebildet wird, wiederholt. Folglich kann ein Halbleiterlaser, der dünner als ein Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik ist, erhalten werden.
In dem Beispiel wird die intermediäre Schicht 33 ausgebildet, und dann wird die Sperrschicht 31 ausgebildet. Jedoch kann die MQB-Struktur ausgebildet werden, indem man für eine vorbestimmte Anzahl die Prozesse des Ausbildens der intermediären Schicht 33 und, sofort danach, des Wechselns des Materialgases zu dem, um die Muldenschicht auszubilden, und, sofort danach, des Wechselns des Materialgases zu dem, um die Sperrschicht auszubilden, wodurch die intermediäre Schicht 33 wieder ausgebildet wird, wiederholt, so daß die MQB-Struktur 14 ausgebildet wird, die, wie in Fig. 8(b) gezeigt, eine Bandlückenenergie in der Gestalt zackiger Kanten besitzt. Für diese Prozesse muß, da die Zeit, die für das vollständige Ausbilden der intermediären Schicht 33 benötigt wird, da das Einleiten des Gases zum Ausbilden der Sperrschicht von der Vorrichtung abhängt, die für ihr Aufwachsen verwendet wird, das geeignetste Zeitintervall vorher bestimmt werden, vorzugsweise durch Experimente. Da in der MQB-Struktur 14, die solch eine Struktur wie diese aufweist, die Schnittstelle zwischen den aneinander angrenzenden intermediären Schichten 33 eine steile Schnittstelle wird, werden die Elektronen an dieser Schnittstelle reflektiert. Folglich fungiert die Struktur 14 als eine MQB-Struktur und, da es unnötig wird, die Sperrschicht abzulagern, kann der Halbleiterlaser, der die MQB-Struktur besitzt, die um die Menge, die gleich der Summe der Muldenschichten und der Sperrschichten ist, dünner ist als eine MQB-Struktur nach dem Stand der Technik, bereitgestellt werden.
Während in dem Beispiel, das keinen Teil der Erfindung bildet, der Fall beschrieben ist, wo die vorliegende Er findung auf einen Halbleiterlaser mit langer Wellenlänge, der InP und verwandte Materialien aufweist, angewendet ist, kann die vorliegende Erfindung auf Halbleiterlaser mit kurzer Wellenlänge und mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich oder auf Halbleiterlaser, die III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterialien und II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterialien aufweisen, angewendet werden. Der ähnliche Effekt wie in den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen und den Beispielen kann in diesen Fällen ebenfalls erhalten werden.
Während in den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen und den Beispielen der Fall beschrieben ist, bei dem das Halbleitersubstrat vom n-Typ verwendet wird und Elektronen daran gehindert werden, in die MQB-Struktur einzudringen, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf einen Fall angewendet werden, bei dem ein Halbleitersubstrat vom p-Typ verwendet wird und die Löcher daran gehindert werden, in die MQB-Struktur einzudringen, und die ähnlichen Effekte wie in jeder der vorherigen Ausführungsformen können erhalten werden. In diesem Fall ist es erforderlich, die MQB-Struktur so zu entwerfen, daß die Zusammensetzung der MQB-Struktur Löcher daran hindert, einzudringen bzw. hindurchzugehen.
Weiterhin, während in den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen und den Beispielen der Fall beschrieben ist, bei dem die MQB-Struktur in Kontakt mit der aktiven Schicht angeordnet ist und Elektronen daran gehindert werden, in die MQB-Struktur einzudringen, kann die MQB-Struktur in anderen Positionen innerhalb des Halbleiterlasers in dieser Erfindung und den Beispielen ausgebildet werden, und ein Hochleistungshalbleiterlaser kann bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die MQB-Struktur zwischen der Überzugsschicht und der Stromsperrschicht ausgebildet werden, und dadurch, daß Elektronen oder Löcher daran gehindert werden, in die MQB-Struktur einzudringen bzw. hin durchzugehen, ist es möglich, den Leckstrom sicherer zu verringern.

Claims

1. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (2) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und eine Muldenschicht (1) aus einem III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (2) und Muldenschicht (1) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sperrschicht (2) aus einer Doppelschichtstruktur besteht, die eine erste Sperrschicht (2a) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und eine zweite Sperrschicht (2b), die auf der ersten Sperrschicht (2a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist; und

die Muldenschicht (1) ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) oder wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist.

2. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 1, worin die erste Sperrschicht (2a) GaAs aufweist, die zweite Sperrschicht (2b) InP aufweist und die Muldenschicht (1) InGaAs aufweist.

3. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 1, worin die erste Sperrschicht (2a) GaAs aufweist, die zweite Sperrschicht (2b) InP aufweist und die Muldenschicht (1) InGaAsP aufweist.

4. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (2) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und einem Muldenschicht (1) aus einem III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (2) und Muldenschicht (1) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sperrschicht (2) aus einer Dreifachschichtstruktur besteht, die eine erste Sperrschicht (2a) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, eine zweite Sperrschicht (2b), die auf der ersten Sperrschicht (2a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, und eine dritte Sperrschicht (2c), die auf der zweiten Sperrschicht (2b) angeordnet ist und ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

die Muldenschicht (1) ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist.

5. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 4, worin die erste Sperrschicht (2a) und die dritte Sperrschicht (2c) GaAs aufweisen, die zweite Sperrschicht (2b) InP aufweist und die Muldenschicht (1) InGaAs aufweist.

6. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (2) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und einem Muldenschicht (1) aus einem III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (2) und Muldenschicht (1) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Muldenschicht (1) aus einer Doppelschichtstruktur besteht, die eine erste Muldenschicht (1b) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist, und eine zweite Muldenschicht (1a), die auf der ersten Muldenschicht (1b) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist.

7. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 6, worin die erste Sperrschicht (2a) GaAs aufweist, die zweite Sperrschicht (2b) InP aufweist, die erste Muldenschicht (1b) InGaAsP aufweist und die zweite Muldenschicht (1a) InGaAs aufweist.

8. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (102) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und eine Muldenschicht (101; 103) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (102) und Muldenschicht (101; 103) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Muldenschicht (101; 103) aus einer Doppelschichtstruktur besteht, die eine erste Muldenschicht (101a; 103a) aufweist, die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, und eine zweite Muldenschicht (iQib; 103b), die auf der ersten Muldenschicht (101a; 103a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Muldenschicht (101a; 103a) verschieden ist; und

die Sperrschicht (102) ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Muldenschicht (103a) oder wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Muldenschicht (101b) aufweist.

9. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (102) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungsmaterial und eine Muldenschicht (104) aus einem III-V-Gruppen- Verbindungsmaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (102) und Muldenschicht (104) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sperrschicht (102) ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist; und

die Muldenschicht (104) aus einer Dreifachschichtstruktur besteht, die eine erste Muldenschicht (104a) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungsmaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht (102) aufweist, eine zweite Muldenschicht (104b), die auf der ersten Muldenschicht (104a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht (102) verschieden ist, und eine dritte Muldenschicht (104c), die auf der zweiten Muldenschicht (104b) angeordnet ist und ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der Sperrschicht (102) aufweist.

10. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

nacheinander Ausbilden einer ersten Sperrschicht (2a), die ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und einer zweiten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist;

Ausbilden einer Muldenschicht (1), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) oder wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist; und

wobei die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht (2a) und der zweiten Sperrschicht (2b) und der Schritt des Ausbildens der Muldenschicht (1) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.

11. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

nacheinander Ausbilden einer ersten Sperrschicht (2a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, einer zweiten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, und einer drittem Sperrschicht (2c), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist;

Ausbilden einer Muldenschicht (1), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

wobei die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht (2a), der zweiten Sperrschicht (2b) und der dritten Sperrschicht (2c) und der Schritt des Ausbildens der Muldenschicht (1) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.

12. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

nacheinander Ausbilden einer ersten Sperrschicht (2a), die in III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und einer zweiten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist; und

nacheinander Ausbilden einer ersten Muldenschicht (1b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist, und einer zweiten Muldenschicht (1a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

wobei die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht (2a) und der zweiten Sperrschicht (2b) und die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht (1b) und der zweiten Muldenschicht (1a) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.

13. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

Ausbilden einer Sperrschicht (102), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist;

nacheinander Ausbilden einer ersten Muldenschicht (101a; 103a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, und einer zweiten Muldenschicht (101b; 103b), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Muldenschicht (101a; 103a) verschieden ist;

Ausbilden einer Sperrschicht (102), die ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Muldenschicht (103a) oder wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Muldenschicht (101b) aufweist; und

wobei der Schritt des Ausbildens der Sperrschicht (102) und die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht (101a) und der zweiten Muldenschicht (101b) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt wird.

14. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

Ausbilden einer Sperrschicht (102), die in III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen- Element aufweist;

nacheinander Ausbilden einer ersten Muldenschicht (104a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen- Element in der Sperrschicht (102) aufweist, einer zweiten Muldenschicht (104b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der Sperrschicht (102) verschieden ist, und einer dritten Muldenschicht (104c), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen- Element in der Sperrschicht (102) aufweist; und

wobei der Schritt des Ausbildens der Sperrschicht (102) und die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht (104a), der zweiten Muldenschicht (104b) und der dritten Muldenschicht (104c) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.

15. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (2) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und eine Muldenschicht (1) aus einem III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (2) und Muldenschicht (1) abwechselnd schichtweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sperrschicht (2) aus einer Fünffachschichtstruktur besteht, die eine erste Sperrschicht (2a) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, eine zweite Sperrschicht (2b), die auf der ersten Sperrschicht (2a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V- Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, eine dritte Sperrschicht (2d), die auf der zweiten Sperrschicht (2b) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist, eine vierte Sperrschicht (2b), die auf der dritten Sperrschicht (2d) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist, und eine fünfte Sperrschicht (2c), die auf der vierten Sperrschicht (2b) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

16. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 15, worin die erste Sperrschicht (2a), die dritte Sperrschicht (2d) und die fünfte Sperrschicht (2c) GaAs aufweisen, die zweite Sperrschicht (2b) und die vierte Sperrschicht (2b) InP aufweisen und die Muldenschicht (1) InGaAs aufweist.

17. Ein Halbleiterlaser mit einer Multiquantensperrschicht (14), wobei die Multiquantensperrschicht (14) eine Sperrschicht (2) aus einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial und einer Muldenschicht (1) aus einem III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, wobei die Sperrschicht (2) und Muldenschicht (1) abwechselnd schichtweise aneinander angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sperrschicht (2) eine Dreifachschichtstruktur aufweist, die eine erste Sperrschicht (2a) aufweist, die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V- Gruppen-Element aufweist, eine zweite Sperrschicht (2b), die auf der ersten Sperrschicht (2a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen- Element in der ersten Sperrschicht, (2a) verschieden ist, und eine dritte Sperrschicht (2c), die auf der zweiten Sperrschicht (2b) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V- Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

die Muldenschicht (1) eine Dreifachschichtstruktur aufweist, die eine erste Muldenschicht (1a) aufweist, die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist, eine zweite Muldenschicht (1b), die auf der ersten Muldenschicht (1a) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, und eine dritte Muldenschicht (1a), die auf der zweiten Muldenschicht (1b) angeordnet ist und ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist.

18. Der Halbleiterlaser nach Anspruch 17, worin die erste Sperrschicht (2a) und die dritte Sperrschicht (2c) GaAs aufweisen, die zweite Sperrschicht (2b) InP aufweist, und die erste Muldenschicht (1a) und die dritte Muldenschicht (1a) InGaAs aufweisen, und die zweite Muldenschicht (1b) InGaAsP aufweist.

19. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

nacheinander Ausbilden einer ersten Sperrschicht (2a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, einer zweiten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungsmaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, einer dritten Sperrschicht (2d), die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist, einer vierten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der zweiten Sperrschicht (2b) aufweist, und einer fünften Sperrschicht (2c), die ein III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist;

wobei die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht (2a), der zweiten Sperrschicht (2b), der dritten Sperrschicht (2d), der vierten Sperrschicht (2b) und der fünften Sperrschicht (2c) und der Schritt des Ausbildens der Muldenschicht (1) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.

20. Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Multiquantensperrschicht (14), wobei das Verfahren zum Herstellen der Multiquantensperrschicht (14) die Schritte aufweist:

nacheinander Ausbilden einer ersten Sperrschicht (2a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, einer zweiten Sperrschicht (2b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, und einer dritten Sperrschicht (2c), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist;

nacheinander Ausbilden einer ersten Muldenschicht (1a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist, einer zweiten Muldenschicht (1b), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das ein V-Gruppen-Element aufweist, das von dem V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) verschieden ist, und einer dritten Muldenschicht (1a), die ein III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitermaterial aufweist, das dasselbe V-Gruppen-Element wie das V-Gruppen-Element in der ersten Sperrschicht (2a) aufweist; und

wobei die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Sperrschicht (2a), der zweiten Sperrschicht (2b) und der dritten Sperrschicht (2c) und die Schritte des nacheinander Ausbildens der ersten Muldenschicht (1a), der zweiten Muldenschicht (1b) und der dritten Muldenschicht (1a) für eine vorbestimmte Anzahl wiederholt werden.