JP2000058971A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧａＡｓ基板上に形成され、発振波長が１．
３μｍ又は１．５５μｍとなる半導体レーザ素子及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ＢＴｌＧａＡｓ層を活性層に用いること
により、ＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ発振波長が
１．３μｍ又は１．５５μｍである半導体レーザ素子が
得られる。特に、ＢＴｌＧａＡｓ活性層の形成には、シ
クロペンタジエニルタリウムをＴｌ元素供給源に用いた
有機金属気相成長法を用いる。
３μｍ又は１．５５μｍとなる半導体レーザ素子及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ＢＴｌＧａＡｓ層を活性層に用いること
により、ＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ発振波長が
１．３μｍ又は１．５５μｍである半導体レーザ素子が
得られる。特に、ＢＴｌＧａＡｓ活性層の形成には、シ
クロペンタジエニルタリウムをＴｌ元素供給源に用いた
有機金属気相成長法を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＡｓ基板上に
形成したＢＴｌＧａＡｓ活性層を有する通信用長波長半
導体レーザ素子に関する。
形成したＢＴｌＧａＡｓ活性層を有する通信用長波長半
導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信には、一般に、波長が１．３μｍ
及び１．５５μｍの信号光が使われるため、その光源と
しては、ＩnＰ基板上に作製されるＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ
系半導体レーザ素子が用いられる。しかし、ＩnＧaＡs
Ｐ／ＩnＰ系半導体レーザでは、ＩnＧaＡsＰ活性層と、
これを挟むＩｎＰクラッド層との間の伝導帯の不連続量
が１００ｍｅＶ程度と小さく、高温になると活性層から
クラッド層への電子のオーバーフローが顕著となり、電
流が急激に増大するという問題があった。これに対し、
ＧａＡｓ基板上に作製されるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系
レーザやＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系歪量子井戸レー
ザでは、バンドギャップの大きいＡｌＧａＡｓをクラッ
ド層として使えるため、伝導帯の不連続量を３００ｍｅ
Ｖ以上と大きくすることができ、良好な温度特性を得る
ことができる。また、垂直共振器型面発光レーザを作製
する場合には、ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜を反射
層として使用できるため、高い反射率を得ることも可能
となる。
及び１．５５μｍの信号光が使われるため、その光源と
しては、ＩnＰ基板上に作製されるＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ
系半導体レーザ素子が用いられる。しかし、ＩnＧaＡs
Ｐ／ＩnＰ系半導体レーザでは、ＩnＧaＡsＰ活性層と、
これを挟むＩｎＰクラッド層との間の伝導帯の不連続量
が１００ｍｅＶ程度と小さく、高温になると活性層から
クラッド層への電子のオーバーフローが顕著となり、電
流が急激に増大するという問題があった。これに対し、
ＧａＡｓ基板上に作製されるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系
レーザやＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系歪量子井戸レー
ザでは、バンドギャップの大きいＡｌＧａＡｓをクラッ
ド層として使えるため、伝導帯の不連続量を３００ｍｅ
Ｖ以上と大きくすることができ、良好な温度特性を得る
ことができる。また、垂直共振器型面発光レーザを作製
する場合には、ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜を反射
層として使用できるため、高い反射率を得ることも可能
となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＡｓ基板上に成長
可能で、かかるＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ発振波
長が１．３μｍ又は１．５５μｍとなるような活性層材
料の実用化は、現実には困難である。現在、ＧaＩnＮＡ
s系材料からなる半導体層をＧａＡｓ基板上に成長させ
る研究が行なわれているが(例えば、近藤、魚見、応用
物理 ６５(１９９６)p．１４８参照)、結晶性その他の
理由から実用化には至っていない。そこで、本発明は、
ＧａＡｓ基板上に形成され、発振波長が１．３μｍ又は
１．５５μｍである半導体レーザ素子及びその製造方法
を提供することを目的とする。
可能で、かかるＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ発振波
長が１．３μｍ又は１．５５μｍとなるような活性層材
料の実用化は、現実には困難である。現在、ＧaＩnＮＡ
s系材料からなる半導体層をＧａＡｓ基板上に成長させ
る研究が行なわれているが(例えば、近藤、魚見、応用
物理 ６５(１９９６)p．１４８参照)、結晶性その他の
理由から実用化には至っていない。そこで、本発明は、
ＧａＡｓ基板上に形成され、発振波長が１．３μｍ又は
１．５５μｍである半導体レーザ素子及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは鋭意
研究の結果、ＢＴｌＧａＡｓ層を半導体レーザ素子の活
性層に用いることにより、ＧａＡｓ基板と格子整合し、
かつ１．３μｍ又は１．５５μｍの発振波長が得られる
こと、特に、ＢＴｌＧａＡｓ層の結晶成長にシクロペン
タジエニルタリウムをＴｌ元素供給源に用いた有機金属
気相成長法を用いることにより結晶性の良好なＢＴｌＧ
ａＡｓ層が得られることを見出し、本発明を完成した。
研究の結果、ＢＴｌＧａＡｓ層を半導体レーザ素子の活
性層に用いることにより、ＧａＡｓ基板と格子整合し、
かつ１．３μｍ又は１．５５μｍの発振波長が得られる
こと、特に、ＢＴｌＧａＡｓ層の結晶成長にシクロペン
タジエニルタリウムをＴｌ元素供給源に用いた有機金属
気相成長法を用いることにより結晶性の良好なＢＴｌＧ
ａＡｓ層が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】即ち、本発明は、第１導電型のＧａＡｓ基
板上に、少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、活
性層と、第２導電型の第２クラッド層と、第２導電型の
コンタクト層とを積層形成し、該ＧａＡｓ基板と該コン
タクト層との間に電流を流して該活性層でレーザ発振さ
せる半導体レーザ素子であって、上記活性層が、閃亜鉛
鉱型のIII−Ｖ族ＧａＡｓ系混晶半導体からなり、その
Ｇａ原子の一部を少なくともＢ及びＴｌで置換してなる
ことを特徴とする半導体レーザ素子である。このよう
に、閃亜鉛鉱型のIII−Ｖ族ＧａＡｓ系混晶半導体層か
らなり、III族元素が、少なくともＧａと、これを置換
したＢ及びＴｌからなり、Ｖ族元素が、Ａｓからなる活
性層を半導体レーザ素子の活性層として用い、かかる活
性層の組成を最適化することにより、ＧａＡｓ基板と格
子整合し、かつ発振波長が１．３μｍ、又は１．５５μ
ｍとなる半導体レーザ素子を得ることが可能となる。
板上に、少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、活
性層と、第２導電型の第２クラッド層と、第２導電型の
コンタクト層とを積層形成し、該ＧａＡｓ基板と該コン
タクト層との間に電流を流して該活性層でレーザ発振さ
せる半導体レーザ素子であって、上記活性層が、閃亜鉛
鉱型のIII−Ｖ族ＧａＡｓ系混晶半導体からなり、その
Ｇａ原子の一部を少なくともＢ及びＴｌで置換してなる
ことを特徴とする半導体レーザ素子である。このよう
に、閃亜鉛鉱型のIII−Ｖ族ＧａＡｓ系混晶半導体層か
らなり、III族元素が、少なくともＧａと、これを置換
したＢ及びＴｌからなり、Ｖ族元素が、Ａｓからなる活
性層を半導体レーザ素子の活性層として用い、かかる活
性層の組成を最適化することにより、ＧａＡｓ基板と格
子整合し、かつ発振波長が１．３μｍ、又は１．５５μ
ｍとなる半導体レーザ素子を得ることが可能となる。
【０００６】上記活性層は、 （Ｂ1-xＴｌx）1-yＧａyＡｓ （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１） からなることが好ましい。
【０００７】上記活性層は、ＢＴｌＧａＡｓ／ＢＴｌＡ
ｌＧａＡｓの量子井戸構造からなるものであっても良
い。かかる構造とすることで、半導体レーザ素子のしき
い値を低くすることが可能だからである。
ｌＧａＡｓの量子井戸構造からなるものであっても良
い。かかる構造とすることで、半導体レーザ素子のしき
い値を低くすることが可能だからである。
【０００８】上記ＢＴｌＧａＡｓは、波長が１．３μｍ
又は１．５５μｍに対応するバンドギャップを有するこ
とが好ましい。
又は１．５５μｍに対応するバンドギャップを有するこ
とが好ましい。
【０００９】上記ＢＴｌＧａＡｓは、（Ｂ0.38Ｔ
ｌ0.62）0.27Ｇａ0.73Ａｓ、又は（Ｂ0.3Ｔｌ0.7）0.36
Ｇａ0.64Ａｓであることが好ましい。それぞれ、波長が
１．３μｍ、又は１．５５μｍの半導体レーザ素子を得
ることができるからである。
ｌ0.62）0.27Ｇａ0.73Ａｓ、又は（Ｂ0.3Ｔｌ0.7）0.36
Ｇａ0.64Ａｓであることが好ましい。それぞれ、波長が
１．３μｍ、又は１．５５μｍの半導体レーザ素子を得
ることができるからである。
【００１０】出射光のピーク波長が、１．３μｍ又は
１．５５μｍであることが好ましい。光通信で使用され
る波長に適用させるためである。
１．５５μｍであることが好ましい。光通信で使用され
る波長に適用させるためである。
【００１１】上記活性層は、閃亜鉛鉱型のIII−Ｖ族Ｇ
ａＡｓ系混晶半導体からなり、上記ＧａＡｓ基板の格子
定数と整合又は擬似整合するように、そのＧａ原子の一
部を少なくともＢ及びＴｌで置換したことが好ましい。
ＧａＡｓ基板と活性層との格子整合を図ることにより、
半導体レーザ素子の素子特性を向上させることができ
る。特に、擬似整合させた歪量子井戸構造とすること
で、しきい値電流を低くすることができる。
ａＡｓ系混晶半導体からなり、上記ＧａＡｓ基板の格子
定数と整合又は擬似整合するように、そのＧａ原子の一
部を少なくともＢ及びＴｌで置換したことが好ましい。
ＧａＡｓ基板と活性層との格子整合を図ることにより、
半導体レーザ素子の素子特性を向上させることができ
る。特に、擬似整合させた歪量子井戸構造とすること
で、しきい値電流を低くすることができる。
【００１２】また、本発明は、上記第１クラッド層の下
部、及び上記第２クラッド層の上部に夫々反射膜層を備
え、該反射膜層の間でレーザ発振させる垂直共振器型面
発光レーザであることを特徴とする半導体レーザ素子で
もある。
部、及び上記第２クラッド層の上部に夫々反射膜層を備
え、該反射膜層の間でレーザ発振させる垂直共振器型面
発光レーザであることを特徴とする半導体レーザ素子で
もある。
【００１３】上記反射膜層は、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ反射
膜層であることが好ましい。本発明の半導体レーザ素子
は、ＧａＡｓ基板上に形成されているため、高反射率の
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ反射膜層を格子整合させながら形成
することが可能となる。かかる反射膜層は、多層構造と
することも可能である。
膜層であることが好ましい。本発明の半導体レーザ素子
は、ＧａＡｓ基板上に形成されているため、高反射率の
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ反射膜層を格子整合させながら形成
することが可能となる。かかる反射膜層は、多層構造と
することも可能である。
【００１４】上記第１クラッド層及び上記第２クラッド
層は、ＡｌＧａＡｓ層からなることが好ましい。このよ
うに、ＡｌＧａＡｓ層をクラッド層に用いることによ
り、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連続量を
３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能となる。この
結果、高温になっても、活性層からクラッド層への電子
のオーバーフローが発生せず、良好な温度特性を得るこ
とができる。
層は、ＡｌＧａＡｓ層からなることが好ましい。このよ
うに、ＡｌＧａＡｓ層をクラッド層に用いることによ
り、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連続量を
３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能となる。この
結果、高温になっても、活性層からクラッド層への電子
のオーバーフローが発生せず、良好な温度特性を得るこ
とができる。
【００１５】また、本発明は、ＧａＡｓ基板上に、少な
くとも第１クラッド層と、ＢＴｌＧａＡｓからなる活性
層と、第２クラッド層と、コンタクト層とを順次、結晶
成長法により形成する半導体レーザ素子の製造方法であ
って、上記結晶成長法が、有機金属気相成長法であるこ
とを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法でもある。
ＢＴｌＧａＡｓからなる活性層は、有機金属気相成長法
を用いることにより、結晶性良く形成することができる
からである。
くとも第１クラッド層と、ＢＴｌＧａＡｓからなる活性
層と、第２クラッド層と、コンタクト層とを順次、結晶
成長法により形成する半導体レーザ素子の製造方法であ
って、上記結晶成長法が、有機金属気相成長法であるこ
とを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法でもある。
ＢＴｌＧａＡｓからなる活性層は、有機金属気相成長法
を用いることにより、結晶性良く形成することができる
からである。
【００１６】上記活性層のＴｌ元素の供給源としては、
シクロペンタジエニルタリウムを用いることが好まし
い。
シクロペンタジエニルタリウムを用いることが好まし
い。
【００１７】上記活性層のＢ元素の供給源としては、ト
リエチルホウ素を用いることが好ましい。
リエチルホウ素を用いることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の第１の実
施の形態について、図１〜３を参照しながら説明する。
図１は、(Ｂ0 . 38Ｔｌ0.62)0.27Ｇa0 . 73Ａs量子井戸層を
活性層に用いたストライプ型半導体量子井戸レーザの断
面であり、共振器方向に垂直な面で切断した断面を示
す。図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は２μｍのｎ型Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下側クラッド層（ｎ型不純物濃度；４
×１０17ｃｍ-3）、３は２４ｎｍのアンドープＧａＡｓ
下側ガイド層兼障壁層、４は１０ｎｍのアンドープ（Ｂ
0.58Ｔｌ0.62）0.27Ｇａ0.73Ａｓ量子井戸活性層、５は
２４ｎｍのアンドープＧａＡｓ上側ガイド層兼障壁層、
６は２μｍのｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層
（ｐ型不準物濃度；２×１０18ｃｍ-3）、７はｎ型Ａｌ
0.7Ｇａ0.3Ａｓ電流ブロック層、８はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、９は表面オーミック電極、１０は裏面オーミ
ック電極を示す。
施の形態について、図１〜３を参照しながら説明する。
図１は、(Ｂ0 . 38Ｔｌ0.62)0.27Ｇa0 . 73Ａs量子井戸層を
活性層に用いたストライプ型半導体量子井戸レーザの断
面であり、共振器方向に垂直な面で切断した断面を示
す。図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は２μｍのｎ型Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ下側クラッド層（ｎ型不純物濃度；４
×１０17ｃｍ-3）、３は２４ｎｍのアンドープＧａＡｓ
下側ガイド層兼障壁層、４は１０ｎｍのアンドープ（Ｂ
0.58Ｔｌ0.62）0.27Ｇａ0.73Ａｓ量子井戸活性層、５は
２４ｎｍのアンドープＧａＡｓ上側ガイド層兼障壁層、
６は２μｍのｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層
（ｐ型不準物濃度；２×１０18ｃｍ-3）、７はｎ型Ａｌ
0.7Ｇａ0.3Ａｓ電流ブロック層、８はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、９は表面オーミック電極、１０は裏面オーミ
ック電極を示す。
【００１９】かかる半導体量子井戸レーザでは、ｎ型Ａ
ｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓブロック層７で覆われている部分（ブ
ロック層７とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層６との
接続部分）では、ｐｎ接合に逆バイアスが印加され、電
流は文字通りブロックされる。従って、表面オーミック
電極９から供給された電流はブロック層７で囲まれたス
トライプ状のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層６のみ
を集中的に流れ、活性層４に効率良く注入され、レーザ
発振が生じる。
ｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓブロック層７で覆われている部分（ブ
ロック層７とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層６との
接続部分）では、ｐｎ接合に逆バイアスが印加され、電
流は文字通りブロックされる。従って、表面オーミック
電極９から供給された電流はブロック層７で囲まれたス
トライプ状のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ上側クラッド層６のみ
を集中的に流れ、活性層４に効率良く注入され、レーザ
発振が生じる。
【００２０】図１のストライプ型半導体量子井戸レーザ
では、量子井戸活性層４にＢ0.58Ｔｌ0.62）0.27Ｇａ
0.73Ａｓを用いているが、半導体レーザ素子の活性層と
して充分な品質をもつ結晶をＧａＡｓ基板上に成長する
ためには、その結晶の格子定数がＧａＡｓと等しいか、
異なっていてもその差が充分小さくなくてはならない。
これは、格子定数が大きく異なると、成長した結晶層に
格子欠陥や転位が導入され、結晶の品質が大きく劣化す
るためである。図３は、ＢＴｌＧａＡｓの各構成元素の
割合を変化させた場合の、格子定数とバンドギャップエ
ネルギーとの関係であり、横軸にＢＴｌＧａＡｓ層の格
子定数（Å）、縦軸にＢＴｌＧａＡｓ層のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）を示す。van Schilfgaardeらの計
算によると（van Schilfgaarde et al., Applied Physi
cs Letters, vol.65,p.2714(1994)）、ＴｌＡｓ（図３
中、点ｂ）は、格子定数が６．１８Å、バンドギャップ
エネルギーが−１．３４eＶの半金属である。一方、O.M
adelung Ed.,"Semiconductors-Basic Data",Springer(1
996)によると、ＢＡｓ（図中、点ａ）は、格子定数が
４．７８Å、バンドギャップエネルギーが１．４６eＶ
である。従って、線形のベガード則を仮定すると、Ｂ0 .
38Ｔｌ0 . 62Ａs（線分ａｂ上の点ｄ）は、バンドギャッ
プエネルギーが−０．２８eＶの半金属であり、ＧａＡ
ｓと等しい５．６５Åの格子定数を有することとなる。
また、（Ｂ0 . 38Ｔｌ）XＧa1-XＡs（線分ｃｄ上の点）
は、ＧａＡｓと等しい５．６５Åの格子定数を持ち、Ｘ
が０から１まで変化するのに伴い、バンドギャップエネ
ルギーも−１．４２ｅＶから−０．２８ｅＶまで変化す
る。従って、（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）XＧａ1-XＡｓにおい
て、ｘ＝０．２７（図中、点ｅ）とすれば、発振波長λ
＝１．３μｍに対応するバンドギャップエネルギーが得
られ、ｘ＝０．３６（図中、点ｆ）とすれば、発振波長
λ＝１．５５μｍに対応するバンドギャップエネルギー
が得られる。
では、量子井戸活性層４にＢ0.58Ｔｌ0.62）0.27Ｇａ
0.73Ａｓを用いているが、半導体レーザ素子の活性層と
して充分な品質をもつ結晶をＧａＡｓ基板上に成長する
ためには、その結晶の格子定数がＧａＡｓと等しいか、
異なっていてもその差が充分小さくなくてはならない。
これは、格子定数が大きく異なると、成長した結晶層に
格子欠陥や転位が導入され、結晶の品質が大きく劣化す
るためである。図３は、ＢＴｌＧａＡｓの各構成元素の
割合を変化させた場合の、格子定数とバンドギャップエ
ネルギーとの関係であり、横軸にＢＴｌＧａＡｓ層の格
子定数（Å）、縦軸にＢＴｌＧａＡｓ層のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）を示す。van Schilfgaardeらの計
算によると（van Schilfgaarde et al., Applied Physi
cs Letters, vol.65,p.2714(1994)）、ＴｌＡｓ（図３
中、点ｂ）は、格子定数が６．１８Å、バンドギャップ
エネルギーが−１．３４eＶの半金属である。一方、O.M
adelung Ed.,"Semiconductors-Basic Data",Springer(1
996)によると、ＢＡｓ（図中、点ａ）は、格子定数が
４．７８Å、バンドギャップエネルギーが１．４６eＶ
である。従って、線形のベガード則を仮定すると、Ｂ0 .
38Ｔｌ0 . 62Ａs（線分ａｂ上の点ｄ）は、バンドギャッ
プエネルギーが−０．２８eＶの半金属であり、ＧａＡ
ｓと等しい５．６５Åの格子定数を有することとなる。
また、（Ｂ0 . 38Ｔｌ）XＧa1-XＡs（線分ｃｄ上の点）
は、ＧａＡｓと等しい５．６５Åの格子定数を持ち、Ｘ
が０から１まで変化するのに伴い、バンドギャップエネ
ルギーも−１．４２ｅＶから−０．２８ｅＶまで変化す
る。従って、（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）XＧａ1-XＡｓにおい
て、ｘ＝０．２７（図中、点ｅ）とすれば、発振波長λ
＝１．３μｍに対応するバンドギャップエネルギーが得
られ、ｘ＝０．３６（図中、点ｆ）とすれば、発振波長
λ＝１．５５μｍに対応するバンドギャップエネルギー
が得られる。
【００２１】従って、活性層にＢＴｌＧａＡｓ層を用い
ることにより、ＧａＡｓ基板１と格子整合し、半導体レ
ーザの発振波長が１．３μｍ、１．５５μｍとなるよう
な活性層４を得ることが可能となる。特に、このよう
に、ＧａＡｓ基板上に作製したＢＴｌＧａＡｓを活性層
４とする半導体レーザでは、クラッド層に、バンドギャ
ップエネルギーが比較的大きく、かつＧａＡｓと任意の
組成で格子整合するＡｌＧａＡｓを用いることができる
ようになる。この結果、活性層４とクラッド層２、５と
の伝導帯におけるバンド不連続量を、３００ｍｅＶ以上
と、大きくすることが可能となり、温度特性の良好な、
即ち、高温になっても活性層からクラッド層への電子の
オーバーフローが起こらない半導体レーザを得ることが
可能となる。
ることにより、ＧａＡｓ基板１と格子整合し、半導体レ
ーザの発振波長が１．３μｍ、１．５５μｍとなるよう
な活性層４を得ることが可能となる。特に、このよう
に、ＧａＡｓ基板上に作製したＢＴｌＧａＡｓを活性層
４とする半導体レーザでは、クラッド層に、バンドギャ
ップエネルギーが比較的大きく、かつＧａＡｓと任意の
組成で格子整合するＡｌＧａＡｓを用いることができる
ようになる。この結果、活性層４とクラッド層２、５と
の伝導帯におけるバンド不連続量を、３００ｍｅＶ以上
と、大きくすることが可能となり、温度特性の良好な、
即ち、高温になっても活性層からクラッド層への電子の
オーバーフローが起こらない半導体レーザを得ることが
可能となる。
【００２２】なお、本実施の形態では、活性層４にＢＴ
ｌＧａＡｓ単層を用いたが、(Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62)XＧａ1-X
Ａｓを井戸層に用いた量子井戸構造としてもよい。この
場合、量子井戸構造の障壁層には、ＧａＡｓ層又はＡｌ
ＧａＡｓ層を用いることができる。
ｌＧａＡｓ単層を用いたが、(Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62)XＧａ1-X
Ａｓを井戸層に用いた量子井戸構造としてもよい。この
場合、量子井戸構造の障壁層には、ＧａＡｓ層又はＡｌ
ＧａＡｓ層を用いることができる。
【００２３】次に、図２を用いて、本実施の形態にかか
る半導体レーザ素子の製造方法について説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法（有機金属
気相法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、厚さ２μｍ
のｎ型Ａｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ下側クラッド層２、厚さ２４
ｎｍのアンドープＧａＡｓ下側ガイド層兼障壁層３、厚
さ１０ｎｍのアンドープ（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）0 . 27Ｇａ0 .
73Ａs量子井戸活性層４、厚さ２４ｎｍのアンドープＧ
ａＡｓ上側ガイド層兼障壁層５、厚さ２μｍのｐ型Ａｌ
0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ上側クラッド層６を順次、積層形成す
る。ＭＯＣＶＤ成長において、ＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡ
ｓ層の成長材料としては、従来と同様に、Ｇａの供給源
としてトリメチルガリウム(ＴＭＧ)、Ａｌの供給源とし
てトリメチルアルミニウム(ＴＭＡ)、Ａｓの供給源とし
てアルシン（ＡｓＨ３）を用いる。一方、（Ｂ0 . 38Ｔｌ
0 . 62）0 . 27Ｇa0 . 73Ａsの成長材料としては、Ｇａ、Ａｓ
の供給源には、従来と同様の材料を用いるが、新たに、
Ｂの供給源としてはトリエチルホウ素（(Ｃ2Ｈ5)3Ｂ）
を、Ｔｌの供給源としてはシクロペンタジエニルタリウ
ム（(Ｃ5Ｈ5)Ｔｌ）を用いることとする。
る半導体レーザ素子の製造方法について説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法（有機金属
気相法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、厚さ２μｍ
のｎ型Ａｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ下側クラッド層２、厚さ２４
ｎｍのアンドープＧａＡｓ下側ガイド層兼障壁層３、厚
さ１０ｎｍのアンドープ（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）0 . 27Ｇａ0 .
73Ａs量子井戸活性層４、厚さ２４ｎｍのアンドープＧ
ａＡｓ上側ガイド層兼障壁層５、厚さ２μｍのｐ型Ａｌ
0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ上側クラッド層６を順次、積層形成す
る。ＭＯＣＶＤ成長において、ＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡ
ｓ層の成長材料としては、従来と同様に、Ｇａの供給源
としてトリメチルガリウム(ＴＭＧ)、Ａｌの供給源とし
てトリメチルアルミニウム(ＴＭＡ)、Ａｓの供給源とし
てアルシン（ＡｓＨ３）を用いる。一方、（Ｂ0 . 38Ｔｌ
0 . 62）0 . 27Ｇa0 . 73Ａsの成長材料としては、Ｇａ、Ａｓ
の供給源には、従来と同様の材料を用いるが、新たに、
Ｂの供給源としてはトリエチルホウ素（(Ｃ2Ｈ5)3Ｂ）
を、Ｔｌの供給源としてはシクロペンタジエニルタリウ
ム（(Ｃ5Ｈ5)Ｔｌ）を用いることとする。
【００２４】ＭＯＣＶＤ成長に用いる反応炉としては、
通常の横型炉又は縦型炉を使用し、５０〜２００ｈＰａ
程度の減圧下において、成長温度６００℃〜７５０℃で
各層の成長を行う。これにより、各成長層の界面の急峻
性を高めることができ、良好な（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）0 . 27
Ｇa0 . 73Ａs量子井戸活性層４を作製することができる。
このように、Ｂの供給源としトリエチルホウ素（(Ｃ2Ｈ
5)3Ｂ）を、Ｔｌの供給源としてはシクロペンタジエニ
ルタリウム（(Ｃ5Ｈ5)Ｔｌ）を夫々用いることとによ
り、従来困難であった結晶性の良好なＢＡｌＧａＡｓ層
の成長が可能となる。これは、トリエチルホウ素、及び
シクロペンタジエニルタリウムは、ＭＯＣＶＤ法で結晶
成長するのに適した蒸気圧を有している結果、結晶成長
の原材料として優れているからである。
通常の横型炉又は縦型炉を使用し、５０〜２００ｈＰａ
程度の減圧下において、成長温度６００℃〜７５０℃で
各層の成長を行う。これにより、各成長層の界面の急峻
性を高めることができ、良好な（Ｂ0 . 38Ｔｌ0 . 62）0 . 27
Ｇa0 . 73Ａs量子井戸活性層４を作製することができる。
このように、Ｂの供給源としトリエチルホウ素（(Ｃ2Ｈ
5)3Ｂ）を、Ｔｌの供給源としてはシクロペンタジエニ
ルタリウム（(Ｃ5Ｈ5)Ｔｌ）を夫々用いることとによ
り、従来困難であった結晶性の良好なＢＡｌＧａＡｓ層
の成長が可能となる。これは、トリエチルホウ素、及び
シクロペンタジエニルタリウムは、ＭＯＣＶＤ法で結晶
成長するのに適した蒸気圧を有している結果、結晶成長
の原材料として優れているからである。
【００２５】次に、図５（ｂ）に示すように、上記方法
で形成したダブルヘテロ構造のエピタキシャル層の最上
層であるＡｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ上側クラッド層６上に、ス
パッタ法によりＳｉＯ2膜を形成し、通常の写真製版技
術を用いてエッチング用ＳｉＯ2マスク１３を形成す
る。続いて、このＳｉＯ2マスク１３を用いて、ｐ型Ａ
ｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓクラッド層６をウエットエッチング又
はドライエッチングし、ストライプ状のリッジ(畝)部１
４を形成する。
で形成したダブルヘテロ構造のエピタキシャル層の最上
層であるＡｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ上側クラッド層６上に、ス
パッタ法によりＳｉＯ2膜を形成し、通常の写真製版技
術を用いてエッチング用ＳｉＯ2マスク１３を形成す
る。続いて、このＳｉＯ2マスク１３を用いて、ｐ型Ａ
ｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓクラッド層６をウエットエッチング又
はドライエッチングし、ストライプ状のリッジ(畝)部１
４を形成する。
【００２６】次に、図５（ｃ）に示すように、図５
（ｂ）で形成したエッチング用ＳｉＯ2マスク１３をそ
のまま選択成長マスクとして用いて、ＭＯＣＶＤ法によ
りｎ型Ａｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓ電流ブロック層７を選択成長
する。
（ｂ）で形成したエッチング用ＳｉＯ2マスク１３をそ
のまま選択成長マスクとして用いて、ＭＯＣＶＤ法によ
りｎ型Ａｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓ電流ブロック層７を選択成長
する。
【００２７】次に、ＳｉＯ2マスク１３を除去した後、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を結晶成長する。以上の結
晶成長工程終了後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の上部
にＡｕ等の表面オーミック電極９を、ｎ型ＧａＡｓ基板
１の下部に、同じくＡｕ等の裏面オーミック電極１０を
形成し、本発明の半導体レーザ素子が完成する。
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を結晶成長する。以上の結
晶成長工程終了後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の上部
にＡｕ等の表面オーミック電極９を、ｎ型ＧａＡｓ基板
１の下部に、同じくＡｕ等の裏面オーミック電極１０を
形成し、本発明の半導体レーザ素子が完成する。
【００２８】このように、ＢＴｌＧａＡｓ層を活性層に
用いることにより、ＧａＡｓ基板上に、ＧａＡｓ基板と
格子整合し、良好な結晶性を有する半導体レーザ素子を
形成することが可能となる。
用いることにより、ＧａＡｓ基板上に、ＧａＡｓ基板と
格子整合し、良好な結晶性を有する半導体レーザ素子を
形成することが可能となる。
【００２９】以上に説明したように、本実施の形態にか
かる半導体レーザ素子の製造方法により、ＧａＡｓ基板
上に、該ＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ結晶性の良好
なＢＴｌＧａＡｓ活性層を形成することができる。かか
るＢＴｌＧａＡｓ活性層を用いることにより、発振波長
が１．３μｍ、又は１．５５μｍの半導体レーザ素子を
得ることが可能となる。また、かかる半導体レーザ素子
では、クラッド層としてＡｌＧａＡｓ層を用いることが
でき、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連続量
を３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能となり、良
好な温度特性を得ることが可能となる。
かる半導体レーザ素子の製造方法により、ＧａＡｓ基板
上に、該ＧａＡｓ基板と格子整合し、かつ結晶性の良好
なＢＴｌＧａＡｓ活性層を形成することができる。かか
るＢＴｌＧａＡｓ活性層を用いることにより、発振波長
が１．３μｍ、又は１．５５μｍの半導体レーザ素子を
得ることが可能となる。また、かかる半導体レーザ素子
では、クラッド層としてＡｌＧａＡｓ層を用いることが
でき、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連続量
を３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能となり、良
好な温度特性を得ることが可能となる。
【００３０】実施の形態２．本発明の第２の実施の形態
について、図４を参照しながら説明する。図４は、(Ｂ0
. 3Ｔｌ0 . 7)0 . 36Ｇａ0 . 64Ａｓ歪量子井戸活性層を活性層
に用いたストライプ型半導体歪量子井戸レーザの断面で
あり、共振器方向に垂直な面で切断した断面を示す。図
中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示し、１２
は、厚さが１０ｎｍのアンドープ(Ｂ0 . 3Ｔｌ0 . 7)0 . 36Ｇ
ａ0 . 64Ａｓ歪量子井戸活性層である。
について、図４を参照しながら説明する。図４は、(Ｂ0
. 3Ｔｌ0 . 7)0 . 36Ｇａ0 . 64Ａｓ歪量子井戸活性層を活性層
に用いたストライプ型半導体歪量子井戸レーザの断面で
あり、共振器方向に垂直な面で切断した断面を示す。図
中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示し、１２
は、厚さが１０ｎｍのアンドープ(Ｂ0 . 3Ｔｌ0 . 7)0 . 36Ｇ
ａ0 . 64Ａｓ歪量子井戸活性層である。
【００３１】一般に、格子不整合による転位が発生しな
い範囲内で、井戸層に故意に弾性的歪みを持たせた歪量
子井戸構造により、レーザ発振のしきい値電流を小さく
できることが知られている。即ち、井戸層の格子定数
が、ＧａＡｓ基板とわずかに異なる場合であっても、活
性層の膜厚を十分に薄くすることにより、活性層に歪を
持たせた状態で、転移や格子欠陥の導入を防止して、Ｇ
ａＡｓ基板と活性層とを擬似的に格子整合させる（擬似
整合させる）ことができる。そして、かかる歪量子井戸
構造を用いることにより、活性層に歪を与えてレーザ発
振のしきい値電流を小さくすることが可能となる。
い範囲内で、井戸層に故意に弾性的歪みを持たせた歪量
子井戸構造により、レーザ発振のしきい値電流を小さく
できることが知られている。即ち、井戸層の格子定数
が、ＧａＡｓ基板とわずかに異なる場合であっても、活
性層の膜厚を十分に薄くすることにより、活性層に歪を
持たせた状態で、転移や格子欠陥の導入を防止して、Ｇ
ａＡｓ基板と活性層とを擬似的に格子整合させる（擬似
整合させる）ことができる。そして、かかる歪量子井戸
構造を用いることにより、活性層に歪を与えてレーザ発
振のしきい値電流を小さくすることが可能となる。
【００３２】従って、本実施の形態にかかる半導体レー
ザ素子では、量子井戸活性層の井戸層において、ＧａＡ
ｓ基板と格子整合となるＢＴｌＧａＡｓ組成から、格子
不整合による転位が発生しない範囲内で、ＢとＴｌとの
組成比を変えて、井戸層に歪を持たせて、ＧａＡｓ基板
とＢＴｌＧａＡｓ活性層とを擬似整合させている。
ザ素子では、量子井戸活性層の井戸層において、ＧａＡ
ｓ基板と格子整合となるＢＴｌＧａＡｓ組成から、格子
不整合による転位が発生しない範囲内で、ＢとＴｌとの
組成比を変えて、井戸層に歪を持たせて、ＧａＡｓ基板
とＢＴｌＧａＡｓ活性層とを擬似整合させている。
【００３３】このように本実施の形態にかかる半導体レ
ーザ素子では、ＧａＡｓ基板上に、発振波長が１．３μ
ｍ又は１．５５μｍの半導体レーザを作製することが可
能となるとともに、歪量子井戸層を用いることにより、
歪のない素子に比較して、しきい値電流の低い半導体レ
ーザ素子の実現が可能となる。
ーザ素子では、ＧａＡｓ基板上に、発振波長が１．３μ
ｍ又は１．５５μｍの半導体レーザを作製することが可
能となるとともに、歪量子井戸層を用いることにより、
歪のない素子に比較して、しきい値電流の低い半導体レ
ーザ素子の実現が可能となる。
【００３４】実施の形態３．本発明の第３の実施の形態
について、図５を参照しながら説明する。図５は、垂直
共振器型の面発光レーザの断面図であり、図中、図１と
同一符号は、同一又は相当箇所を示し、１５は無反射コ
ーティング層、２２はｎ型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ下側多層
反射膜、２３はｐ型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ上側多層反射
膜、２４はポリイミド層である。
について、図５を参照しながら説明する。図５は、垂直
共振器型の面発光レーザの断面図であり、図中、図１と
同一符号は、同一又は相当箇所を示し、１５は無反射コ
ーティング層、２２はｎ型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ下側多層
反射膜、２３はｐ型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ上側多層反射
膜、２４はポリイミド層である。
【００３５】垂直共振器型面発光レーザでは、垂直方向
に共振をおこさせるために、活性層を挟むように反射膜
層を設けることが必要となる。従来のＩｎＰ基板上に形
成した面発光レーザでは、ＩｎＰ基板と格子整合し、か
つ高反射率が得られる適当な半導体多層膜が作製できな
いため、反射膜として誘電体多層膜を用いざるを得なか
った。しかし、誘電体多層膜は絶縁性で電流が流れない
ため、かかる誘電体多層膜を形成した上には電極を形成
することができず、半導体レーザ素子の素子構造そのも
のを変えることが必要であった。これに対して、本実施
の形態では、ＧａＡｓ基板を用いていることから、これ
に格子整合するＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層膜を反射膜とし
て用いることができる。かかるＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
膜は、ＧａＡｓとＡｌＡｓとの屈折率の差が大きく、少
ない積層数で高い反射率を得ることができるとともに、
導電性であり、その上に従来どおり電極を形成すること
も可能である。従って、本実施の形態にかかる構造を用
いることにより、ＧａＡｓ基板上に、発振波長が１．３
μm又は１．５５μmとなる垂直共振器型の面発光レーザ
を形成することが可能となる。
に共振をおこさせるために、活性層を挟むように反射膜
層を設けることが必要となる。従来のＩｎＰ基板上に形
成した面発光レーザでは、ＩｎＰ基板と格子整合し、か
つ高反射率が得られる適当な半導体多層膜が作製できな
いため、反射膜として誘電体多層膜を用いざるを得なか
った。しかし、誘電体多層膜は絶縁性で電流が流れない
ため、かかる誘電体多層膜を形成した上には電極を形成
することができず、半導体レーザ素子の素子構造そのも
のを変えることが必要であった。これに対して、本実施
の形態では、ＧａＡｓ基板を用いていることから、これ
に格子整合するＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層膜を反射膜とし
て用いることができる。かかるＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
膜は、ＧａＡｓとＡｌＡｓとの屈折率の差が大きく、少
ない積層数で高い反射率を得ることができるとともに、
導電性であり、その上に従来どおり電極を形成すること
も可能である。従って、本実施の形態にかかる構造を用
いることにより、ＧａＡｓ基板上に、発振波長が１．３
μm又は１．５５μmとなる垂直共振器型の面発光レーザ
を形成することが可能となる。
【００３６】なお、実施の形態１〜３に示すように、従
来のＩｎＰ基板に代えてＧａＡｓ基板を用いることによ
り、ＩｎＰ基板に比べて大口径で、かつ割れにくい基板
の使用が可能となり、製造歩留まりの向上を図り、半導
体レーザの大量生産を行うことが可能となる。
来のＩｎＰ基板に代えてＧａＡｓ基板を用いることによ
り、ＩｎＰ基板に比べて大口径で、かつ割れにくい基板
の使用が可能となり、製造歩留まりの向上を図り、半導
体レーザの大量生産を行うことが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる半導体レーザ素子では、ＢＡｌＧａＡｓからな
る活性層をＧａＡｓ基板上に形成することにより、発振
波長が１．３μｍ、又は１．５５μｍとなる長波長レー
ザを、ＧａＡｓ基板上に形成することが可能となる。
にかかる半導体レーザ素子では、ＢＡｌＧａＡｓからな
る活性層をＧａＡｓ基板上に形成することにより、発振
波長が１．３μｍ、又は１．５５μｍとなる長波長レー
ザを、ＧａＡｓ基板上に形成することが可能となる。
【００３８】この結果、ＡｌＧａＡ層をクラッド層とし
て用いて、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連
続量を３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能とな
り、良好な温度特性を得ることが可能となる。
て用いて、活性層とクラッド層との伝導体のバンド不連
続量を３００ｍｅＶ以上と大きくすることが可能とな
り、良好な温度特性を得ることが可能となる。
【００３９】また、半導体レーザ素子が面発光レーザの
場合には、高反射率のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ層を反射膜と
して使用することが可能となる。
場合には、高反射率のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ層を反射膜と
して使用することが可能となる。
【００４０】また、ＩｎＰ基板にくらべ大口径で、かつ
割れにくいＧａＡｓ基板を用いるため、製造歩留まりの
向上、製造コストの低減が可能となる。
割れにくいＧａＡｓ基板を用いるため、製造歩留まりの
向上、製造コストの低減が可能となる。
【００４１】また、本発明の半導体レーザ素子の製造方
法では、ＢＴｌＧａＡｓ活性層の成長に、Ｂの供給源と
してトリエチルホウ素を、Ｔｌの供給源としてシクロペ
ンタジエニルタリウムを夫々用いた有機金属気相成長法
を用いることにより、結晶性の良い活性層の形成が可能
となる。
法では、ＢＴｌＧａＡｓ活性層の成長に、Ｂの供給源と
してトリエチルホウ素を、Ｔｌの供給源としてシクロペ
ンタジエニルタリウムを夫々用いた有機金属気相成長法
を用いることにより、結晶性の良い活性層の形成が可能
となる。
【図１】 本発明の実施の形態１にかかるストライプ型
量子井戸レーザの断面図である。
量子井戸レーザの断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１にかかるストライプ型
量子井戸レーザの製造工程の断面図である。
量子井戸レーザの製造工程の断面図である。
【図３】 ＢＴｌＧａＡｓの格子定数とバンドギャップ
エネルギーとの関係である。
エネルギーとの関係である。
【図４】 本発明の実施の形態２にかかるストライプ型
歪量子井戸レーザの断面図である。
歪量子井戸レーザの断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態３にかかる垂直共振器型
面発光レーザの段面図である。
面発光レーザの段面図である。
１ ＧａＡｓ基板、２ Ａｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ下側クラッ
ド層、３ ＧａＡｓ下側ガイド層兼障壁層、４ (Ｂ0 .
38Ｔｌ0.62)0 . 27Ｇａ0 . 73Ａｓ量子井戸活性層、５ Ｇ
ａＡｓ上側ガイド層兼障壁層、６ Ａｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ
上側クラッド層、７ Ａｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓ電流ブロック
層、８ ＧａＡｓコンタクト層、９ 表面オーミック電
極、１０ 裏面オーミック電極。
ド層、３ ＧａＡｓ下側ガイド層兼障壁層、４ (Ｂ0 .
38Ｔｌ0.62)0 . 27Ｇａ0 . 73Ａｓ量子井戸活性層、５ Ｇ
ａＡｓ上側ガイド層兼障壁層、６ Ａｌ0 . 3Ｇａ0 . 7Ａｓ
上側クラッド層、７ Ａｌ0 . 7Ｇａ0 . 3Ａｓ電流ブロック
層、８ ＧａＡｓコンタクト層、９ 表面オーミック電
極、１０ 裏面オーミック電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 宗治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 梶川 靖友 島根県松江市南田町102−１ Ｆターム(参考） 5F041 AA11 AA40 AA41 AA42 CA05 CA12 CA34 CA35 CA65 CB11 FF14 5F073 AA21 AA72 AB17 BA01 CA04 CA17 CB02 DA05
Claims (13)
- 【請求項１】 第１導電型のＧａＡｓ基板上に、少なく
とも第１導電型の第１クラッド層と、活性層と、第２導
電型の第２クラッド層と、第２導電型のコンタクト層と
を積層形成し、該ＧａＡｓ基板と該コンタクト層との間
に電流を流して該活性層でレーザ発振させる半導体レー
ザ素子であって、 上記活性層が、閃亜鉛鉱型のIII−Ｖ族ＧａＡｓ系混晶
半導体からなり、そのＧａ原子の一部を少なくともＢ及
びＴｌで置換してなることを特徴とする半導体レーザ素
子。 - 【請求項２】 上記活性層が、 （Ｂ1-xＴｌx）1-yＧａyＡｓ （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１） からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体レー
ザ素子。 - 【請求項３】 上記活性層が、ＢＴｌＧａＡｓ／ＢＴｌ
ＡｌＧａＡｓの量子井戸構造からなることを特徴とする
請求項１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 上記ＢＴｌＧａＡｓが、波長が１．３μ
ｍ又は１．５５μｍに対応するバンドギャップを有する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体レーザ
素子。 - 【請求項５】 上記ＢＴｌＧａＡｓが、（Ｂ0.38Ｔｌ
0.62）0.27Ｇａ0.73Ａｓ、又は（Ｂ0.3Ｔｌ0.7）0.36Ｇ
ａ0.64Ａｓであることを特徴とする請求項２又は３に記
載の半導体レーザ素子。 - 【請求項６】 出射光のピーク波長が、１．３μｍ又は
１．５５μｍであることを特徴とする請求項４又は５に
記載の半導体レ−ザ素子。 - 【請求項７】 上記活性層が、閃亜鉛鉱型のIII−Ｖ族
ＧａＡｓ系混晶半導体からなり、上記ＧａＡｓ基板の格
子定数と整合又は擬似整合するように、そのＧａ原子の
一部を少なくともＢ及びＴｌで置換したことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項８】 上記第１クラッド層の下部、及び上記第
２クラッド層の上部に夫々反射膜層を備え、該反射膜層
の間でレーザ発振させる垂直共振器型面発光レーザであ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素
子。 - 【請求項９】 上記反射膜層が、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ反
射膜層からなることを特徴とする請求項８に記載の半導
体レーザ素子。 - 【請求項１０】 上記第１クラッド層及び上記第２クラ
ッド層が、ＡｌＧａＡｓ層からなることを特徴とする請
求項１〜９のいずれかに記載の半導体レ−ザ素子。 - 【請求項１１】 ＧａＡｓ基板上に、少なくとも第１ク
ラッド層と、ＢＴｌＧａＡｓからなる活性層と、第２ク
ラッド層と、コンタクト層とを順次、結晶成長法により
形成する半導体レーザ素子の製造方法であって、 上記結晶成長法が、有機金属気相成長法であることを特
徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項１２】 上記活性層のＴｌ元素の供給源とし
て、シクロペンタジエニルタリウムを用いることを特徴
とする請求項１１に記載の半導体レーザ素子の製造方
法。 - 【請求項１３】 上記活性層のＢ元素の供給源として、
トリエチルホウ素を用いることを特徴とする請求項１１
に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP22045698A JP2000058971A (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP22045698A JP2000058971A (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
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-
1999
- 1999-01-28 US US09/238,170 patent/US6275515B1/en not_active Expired - Fee Related
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