JP2556270B2 - 歪量子井戸型半導体レーザ - Google Patents
歪量子井戸型半導体レーザInfo
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- JP2556270B2 JP2556270B2 JP5218292A JP21829293A JP2556270B2 JP 2556270 B2 JP2556270 B2 JP 2556270B2 JP 5218292 A JP5218292 A JP 5218292A JP 21829293 A JP21829293 A JP 21829293A JP 2556270 B2 JP2556270 B2 JP 2556270B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信及び光情報処理用
光源として有用な高信頼な歪量子井戸型半導体レーザに
関するものである。
光源として有用な高信頼な歪量子井戸型半導体レーザに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓの歪量子井
戸を活性層としたＧａＡｓ基板上の半導体レーザは、従
来にない０．９〜１．０μｍの発振波長が得られるた
め、ファイバアンプ励起及び固体レーザ励起用の光源と
して注目されている。歪量子井戸構造では、ホールバン
ドの縮退が解け、ホールの有効質量が低減するため、微
分利得が大きくなる。この結果、発振しきい値の低減、
微分効率の向上が期待でき、高性能な半導体レーザを実
現できる。
戸を活性層としたＧａＡｓ基板上の半導体レーザは、従
来にない０．９〜１．０μｍの発振波長が得られるた
め、ファイバアンプ励起及び固体レーザ励起用の光源と
して注目されている。歪量子井戸構造では、ホールバン
ドの縮退が解け、ホールの有効質量が低減するため、微
分利得が大きくなる。この結果、発振しきい値の低減、
微分効率の向上が期待でき、高性能な半導体レーザを実
現できる。
【０００３】従来の歪量子井戸半導体レーザとしては、
例えば図７に示すような構造が報告されている。（アプ
ライド フィジックス レター、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．６０巻、１９９２年，Ｐ．１４１３〜１４１
４又はアプライド フィジッス レター、Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５９巻，１９９１年，ｐ．１０４６
〜１０４８）。この構造では、ＭＯＶＰＥ又はＭＢＥ等
の気相成長法により、ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａｌx
Ｇａ1 - x Ａｓ又は−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐクラッド
層２、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層
３、ｐ−ＡｌxＧａ1 - x Ａｓ又はｐ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ
0 . 5 Ｐクラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層６の
エピタシャル層を順次積層する。ｐ−クラッド層４中に
形成された発光ストライプ９の周囲を絶縁性のポリイミ
ド１３で埋め込むことにより、発光領域に効率的に電流
が注入される。通常、従来の構造では、安定な横モード
特性の得られる２〜３μｍの狭メサ幅を形成するため
に、逆メサすなわち＜１１０＞方向の発光ストライプが
用いられる。この構造により、０．９８〜１．０２μｍ
の発振波長において、１００ｍＷ以上の良好な高出力特
性が実現されている。
例えば図７に示すような構造が報告されている。（アプ
ライド フィジックス レター、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．６０巻、１９９２年，Ｐ．１４１３〜１４１
４又はアプライド フィジッス レター、Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５９巻，１９９１年，ｐ．１０４６
〜１０４８）。この構造では、ＭＯＶＰＥ又はＭＢＥ等
の気相成長法により、ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａｌx
Ｇａ1 - x Ａｓ又は−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐクラッド
層２、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層
３、ｐ−ＡｌxＧａ1 - x Ａｓ又はｐ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ
0 . 5 Ｐクラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層６の
エピタシャル層を順次積層する。ｐ−クラッド層４中に
形成された発光ストライプ９の周囲を絶縁性のポリイミ
ド１３で埋め込むことにより、発光領域に効率的に電流
が注入される。通常、従来の構造では、安定な横モード
特性の得られる２〜３μｍの狭メサ幅を形成するため
に、逆メサすなわち＜１１０＞方向の発光ストライプが
用いられる。この構造により、０．９８〜１．０２μｍ
の発振波長において、１００ｍＷ以上の良好な高出力特
性が実現されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸層の格子定数
がＧａＡｓ基板１と大きく異なっているため、歪量子井
戸層の両界面にミスフィット転位が導入されやすい。こ
うしたミスフィット転位は、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量
子井戸層を臨界膜厚以下に設定することで抑制可能であ
るが、完全に無欠陥なエピタキャル層を得ることは極め
て困難である。発光領域の近傍に少しでも転位が存在す
ると、通電中注入キャリアの非発光再結合エネルギーに
より暗線欠陥（ＤＬＤ）に成長し、素子劣化をもたら
す。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の場合、（１１１）面上
のすべり転位が導入されやすいため、転位は（１００）
面上では＜１１０＞及び＜−１１０＞方向に形成される
が、結晶の異方性から＜−１１０＞方向に延びやすい。
従ってＤＬＤも通電により＜−１１０＞方向の指向性を
持つ。
術では、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸層の格子定数
がＧａＡｓ基板１と大きく異なっているため、歪量子井
戸層の両界面にミスフィット転位が導入されやすい。こ
うしたミスフィット転位は、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量
子井戸層を臨界膜厚以下に設定することで抑制可能であ
るが、完全に無欠陥なエピタキャル層を得ることは極め
て困難である。発光領域の近傍に少しでも転位が存在す
ると、通電中注入キャリアの非発光再結合エネルギーに
より暗線欠陥（ＤＬＤ）に成長し、素子劣化をもたら
す。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の場合、（１１１）面上
のすべり転位が導入されやすいため、転位は（１００）
面上では＜１１０＞及び＜−１１０＞方向に形成される
が、結晶の異方性から＜−１１０＞方向に延びやすい。
従ってＤＬＤも通電により＜−１１０＞方向の指向性を
持つ。
【０００５】従来のように発光ストライプ９を＜１１０
＞方向に形成した半導体レーザでは、ＤＬＤがストライ
プと垂直方向に形成される。ストライプ内部に転位が存
在する場合はもとより、ストライプ外部に転位が存在す
る場合でもリーク電流がゼロでない限り、ＤＬＤはある
一定時間後に必ず発光ストライプ９に到達し劣化をもた
らす。従って、従来構造では初期的に安定動作が得られ
ても、長期通電後突発的に劣化する可能性がある。この
ように、従来の技術には安定に動作する素子の歩留まり
が低いことと、スクリーニングで良質素子を選別しにく
いことに解決すべき課題があった。
＞方向に形成した半導体レーザでは、ＤＬＤがストライ
プと垂直方向に形成される。ストライプ内部に転位が存
在する場合はもとより、ストライプ外部に転位が存在す
る場合でもリーク電流がゼロでない限り、ＤＬＤはある
一定時間後に必ず発光ストライプ９に到達し劣化をもた
らす。従って、従来構造では初期的に安定動作が得られ
ても、長期通電後突発的に劣化する可能性がある。この
ように、従来の技術には安定に動作する素子の歩留まり
が低いことと、スクリーニングで良質素子を選別しにく
いことに解決すべき課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明を構成する手段は
三つあり、その一つは、ＧａＡｓ基板と異なる格子定数
を有するＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸型活性層を持
ち、かつストライプ状の発光領域に電流を狭窄する構造
を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおいて、前記発光
ストライプを＜−１１０＞方向としたことを特徴とす
る。
三つあり、その一つは、ＧａＡｓ基板と異なる格子定数
を有するＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸型活性層を持
ち、かつストライプ状の発光領域に電流を狭窄する構造
を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおいて、前記発光
ストライプを＜−１１０＞方向としたことを特徴とす
る。
【０００７】他の一つは、ＧａＡｓ基板と異なる格子定
数を有するＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸
型活性層を持ち、かつストライプ状の発光領域に電流を
狭窄する構造を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおい
て、前記発光ストライプを＜−１１０＞方向としたこと
を特徴とする。
数を有するＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸
型活性層を持ち、かつストライプ状の発光領域に電流を
狭窄する構造を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおい
て、前記発光ストライプを＜−１１０＞方向としたこと
を特徴とする。
【０００８】他の一つは、ＧａＡｓ基板と異なる格子定
数を有するＡｌx Ｉｎy Ｇａ1 - x - y Ａｓ歪量子井戸
型活性層を持ち、かつストライプ状の発光領域に電流を
狭窄する構造を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおい
て、前記発光ストライプを＜−１１０＞方向としたこと
を特徴とする。
数を有するＡｌx Ｉｎy Ｇａ1 - x - y Ａｓ歪量子井戸
型活性層を持ち、かつストライプ状の発光領域に電流を
狭窄する構造を持つダブルヘテロ型半導体レーザにおい
て、前記発光ストライプを＜−１１０＞方向としたこと
を特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の構造では、発光ストライプ９をＤＬＤ
が延びる方向と平行な＜−１１０＞方向に形成してい
る。この場合、ストライプ内部に転位があると急速劣化
をもたらすが、ストライプ外部に転位が存在しても通電
によってＤＬＤが発光ストライプ９に侵入することはな
い。従って簡便なスクリーニング工程により長時間安定
に動作する素子を容易に選別することができる。以上本
発明の構造では、高信頼な０．７〜１．１μｍ歪量子井
戸半導体レーザを高歩留まりで得ることができる。
が延びる方向と平行な＜−１１０＞方向に形成してい
る。この場合、ストライプ内部に転位があると急速劣化
をもたらすが、ストライプ外部に転位が存在しても通電
によってＤＬＤが発光ストライプ９に侵入することはな
い。従って簡便なスクリーニング工程により長時間安定
に動作する素子を容易に選別することができる。以上本
発明の構造では、高信頼な０．７〜１．１μｍ歪量子井
戸半導体レーザを高歩留まりで得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳しく
説明する。図１は、本発明のひとつの実施例を示す斜視
図である。まずｎ−ＧａＡｓ基板状にＭＯＶＰＥ又はＭ
ＢＥの気相成長法を用いてｎ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐ
又はｎ−Ａｌx Ｇａ1 - xＡｓクラッド層２、Ｉｎx Ｇ
ａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層３、ｐ−Ｇａ
0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐ又はｐ−Ａｌx Ｇａ1 - x Ａｓクラ
ッド層４及びｐ−ＧａＡｓ電極層６を順次積層する。Ｉ
ｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド
層２，４と歪量子井戸層との中間のバンドジャップを有
する光ガイド層に挟まれており、ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａ
ｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕ
ｃｔｕｒｅ）構造となっている。Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ
歪量子井戸層厚は、格子不整による転位の増殖を抑える
ため、Ｉｎ組成応じてＦｏｒｃｅＢａｌａｎｃｅ Ｍｏ
ｄｅｌの臨界膜厚以下に設定する。
説明する。図１は、本発明のひとつの実施例を示す斜視
図である。まずｎ−ＧａＡｓ基板状にＭＯＶＰＥ又はＭ
ＢＥの気相成長法を用いてｎ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐ
又はｎ−Ａｌx Ｇａ1 - xＡｓクラッド層２、Ｉｎx Ｇ
ａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層３、ｐ−Ｇａ
0 . 5 Ｉｎ0 . 5 Ｐ又はｐ−Ａｌx Ｇａ1 - x Ａｓクラ
ッド層４及びｐ−ＧａＡｓ電極層６を順次積層する。Ｉ
ｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド
層２，４と歪量子井戸層との中間のバンドジャップを有
する光ガイド層に挟まれており、ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａ
ｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕ
ｃｔｕｒｅ）構造となっている。Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ
歪量子井戸層厚は、格子不整による転位の増殖を抑える
ため、Ｉｎ組成応じてＦｏｒｃｅＢａｌａｎｃｅ Ｍｏ
ｄｅｌの臨界膜厚以下に設定する。
【００１１】次にＳｉＯ2 等の誘電体膜をｐ−ＧａＡｓ
電極層６の上面に形成した後、フォトリソグラフィーと
ウエットエッチングの手法を用いて、＜−１１０＞方向
に幅３μｍ程度のメサストライプをｐ−クラッド層４中
に形成する。ここで発光ストライプ側部のｐ−クラッド
層残り厚は、水平方向に十分な屈折率差を形成するため
０．３μｍとした。さらにＭＯＶＰＥ法を用いて、発光
ストライプ側部にｎ型半導体電流ブロック層５を選択的
に形成する。ｎ型半導体電流ブロック層としては、クラ
ッド層２、４に用いる材料に応じて例えば表１に示す半
導体を用いればよい。
電極層６の上面に形成した後、フォトリソグラフィーと
ウエットエッチングの手法を用いて、＜−１１０＞方向
に幅３μｍ程度のメサストライプをｐ−クラッド層４中
に形成する。ここで発光ストライプ側部のｐ−クラッド
層残り厚は、水平方向に十分な屈折率差を形成するため
０．３μｍとした。さらにＭＯＶＰＥ法を用いて、発光
ストライプ側部にｎ型半導体電流ブロック層５を選択的
に形成する。ｎ型半導体電流ブロック層としては、クラ
ッド層２、４に用いる材料に応じて例えば表１に示す半
導体を用いればよい。
【００１２】
【表１】
【００１３】このような半導体を用いれば、電流ブロッ
ク層５の屈折率はｐ−クラッド層４の屈折率より小さく
なるため、発光ストライプ９の等価的な屈折率はストラ
イプ側部に比べて高くなる。この結果、光と電流が効率
的に発光ストライプ部９に閉じ込められ、低しきい値で
高効率な発振を実現できる。さらにｎ−ＧａＡｓ基板側
にｎ電極７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層側に電極８を形成
した後、へき開により長さ５００μｍ程度の共振器を形
成する。両端面には、Ａｌ2 Ｏ3 ，ａ−Ｓｉ，Ｓｉ
Ｏ2 ，及びＳｉ3 Ｎ4 等の誘電体から成る多層膜反射鏡
を形成して、本発明に係わる一実施例の構造が実現でき
る。
ク層５の屈折率はｐ−クラッド層４の屈折率より小さく
なるため、発光ストライプ９の等価的な屈折率はストラ
イプ側部に比べて高くなる。この結果、光と電流が効率
的に発光ストライプ部９に閉じ込められ、低しきい値で
高効率な発振を実現できる。さらにｎ−ＧａＡｓ基板側
にｎ電極７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層側に電極８を形成
した後、へき開により長さ５００μｍ程度の共振器を形
成する。両端面には、Ａｌ2 Ｏ3 ，ａ−Ｓｉ，Ｓｉ
Ｏ2 ，及びＳｉ3 Ｎ4 等の誘電体から成る多層膜反射鏡
を形成して、本発明に係わる一実施例の構造が実現でき
る。
【００１４】図２は、本発明の別の実施例を示す構造斜
視図である。この場合、活性層は、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａ
ｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸−ＳＣＨ層１０で形成されてい
る。前述の実施例と同様に、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ
1 - y 歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド層２，４と歪
量子井戸層との中間のバンドギャップを有する光ガイド
層に挟まれており、ＳＣＨ構造となっている。この場合
でも、＜−１１０＞方向に発光ストライプ９が形成さ
れ、ｎ型半導体電流ブロック層５の働きにより、発振光
及び電流が効率的に発光ストライプ部９に閉じ込められ
る。電流ブロック層としては、表１で述べた材料に加え
て、発振光が０．８６μｍ以下の場合にはｎ−ＧａＡｓ
層も用いることができる。
視図である。この場合、活性層は、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａ
ｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸−ＳＣＨ層１０で形成されてい
る。前述の実施例と同様に、Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ
1 - y 歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド層２，４と歪
量子井戸層との中間のバンドギャップを有する光ガイド
層に挟まれており、ＳＣＨ構造となっている。この場合
でも、＜−１１０＞方向に発光ストライプ９が形成さ
れ、ｎ型半導体電流ブロック層５の働きにより、発振光
及び電流が効率的に発光ストライプ部９に閉じ込められ
る。電流ブロック層としては、表１で述べた材料に加え
て、発振光が０．８６μｍ以下の場合にはｎ−ＧａＡｓ
層も用いることができる。
【００１５】図３は、本発明の別の実施例を示す構造斜
視図である。この場合、活性層は、Ａｌx Ｉｎy Ｇａ
1 - x - y Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ層で形成されてい
る。前述の実施例と同様に、Ａｌx Ｉｎy Ｇａ
1 - x - y Ａｓ歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド層
２，４と歪量子井戸層との中間のバンドギャップを有す
る光ガイド層に挟まれており、ＳＣＨ構造となってい
る。この場合でも＜−１１０＞方向に発光ストライプ９
が形成され、ｎ型半導体電流ブロック層５の働きによ
り、発振光及び電流が効率的に発光ストライプ部９に閉
じ込められる。電流ブロック層としては、表１で述べた
材料に加えて、発振光が０．８６μｍ以下の場合にはｎ
−ＧａＡｓ層も用いることができる。
視図である。この場合、活性層は、Ａｌx Ｉｎy Ｇａ
1 - x - y Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ層で形成されてい
る。前述の実施例と同様に、Ａｌx Ｉｎy Ｇａ
1 - x - y Ａｓ歪量子井戸層は、ｐ，ｎ−クラッド層
２，４と歪量子井戸層との中間のバンドギャップを有す
る光ガイド層に挟まれており、ＳＣＨ構造となってい
る。この場合でも＜−１１０＞方向に発光ストライプ９
が形成され、ｎ型半導体電流ブロック層５の働きによ
り、発振光及び電流が効率的に発光ストライプ部９に閉
じ込められる。電流ブロック層としては、表１で述べた
材料に加えて、発振光が０．８６μｍ以下の場合にはｎ
−ＧａＡｓ層も用いることができる。
【００１６】図４は、本発明の別の実施例を示す構造斜
視図である。この構造では、前述のエピタキシャル成長
層を順次積層した後、フォトリソグラフィーとウエット
エッチングの手法を用いて、ｐ−クラッド層４中に＜−
１１０＞方向の発光ストライプ９を形成する。その後、
発光ストライプ９の上部を除いてＳｉＯ2 等の絶縁膜１
２をｐ側に形成し、さらにｎ電極７及びｐ電極８を形成
する。こうしたリッジ構造では、ｐ−クラッド層４と空
気との屈折率差により水平方向に屈折率分布が形成され
る。ＳＣＨ活性層には、前述のＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪
量子井戸−ＳＣＨ活性層３，Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ
1 - y 歪量子井戸−ＳＣＨ活性層１０及びＡｌx Ｇａy
Ｉｎ1 - x - y Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層活性層１
１のいずれも適用することができる。また絶縁膜１２に
は、ＳｉＯ2 等の誘電体膜の他にポリイミド樹脂も用い
ることができる。
視図である。この構造では、前述のエピタキシャル成長
層を順次積層した後、フォトリソグラフィーとウエット
エッチングの手法を用いて、ｐ−クラッド層４中に＜−
１１０＞方向の発光ストライプ９を形成する。その後、
発光ストライプ９の上部を除いてＳｉＯ2 等の絶縁膜１
２をｐ側に形成し、さらにｎ電極７及びｐ電極８を形成
する。こうしたリッジ構造では、ｐ−クラッド層４と空
気との屈折率差により水平方向に屈折率分布が形成され
る。ＳＣＨ活性層には、前述のＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪
量子井戸−ＳＣＨ活性層３，Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ
1 - y 歪量子井戸−ＳＣＨ活性層１０及びＡｌx Ｇａy
Ｉｎ1 - x - y Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層活性層１
１のいずれも適用することができる。また絶縁膜１２に
は、ＳｉＯ2 等の誘電体膜の他にポリイミド樹脂も用い
ることができる。
【００１７】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の場合、（１１
１）面上のすべり転位が導入されやすいため、（１０
０）面上では転位は＜１１０＞又は＜−１１０＞方向に
延びる。しかし結晶の異方性から転位は＜１１０＞方向
よりも＜−１１０＞方向に延びやすい。
１）面上のすべり転位が導入されやすいため、（１０
０）面上では転位は＜１１０＞又は＜−１１０＞方向に
延びる。しかし結晶の異方性から転位は＜１１０＞方向
よりも＜−１１０＞方向に延びやすい。
【００１８】図６は、ジャーナル アプライド フィジ
ックス Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ６４巻，１９８８年，ｐ．４８４３〜４８５２に
掲載されたデータであり、Ｉｎ0 . 9 3 Ｇａ0 . 0 7 Ａ
ｓ／ＧａＡｓ歪ヘテロ構造における転位密度の方向依存
性を示している。図中に示された方向は、転位と垂直に
交差する方位を示しており、転位はその９０°方向を向
く。これにより歪層が薄い領域では、＜−１１０＞方向
に延びる転位が圧倒的に多い。（図６の＜１１０＞方向
に対応する。）暗線欠陥（ＤＬＤ）は転位の集積によっ
て形成されるので、ＤＬＤもまた＜−１１０＞方向の指
向性を持つ。
ックス Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ６４巻，１９８８年，ｐ．４８４３〜４８５２に
掲載されたデータであり、Ｉｎ0 . 9 3 Ｇａ0 . 0 7 Ａ
ｓ／ＧａＡｓ歪ヘテロ構造における転位密度の方向依存
性を示している。図中に示された方向は、転位と垂直に
交差する方位を示しており、転位はその９０°方向を向
く。これにより歪層が薄い領域では、＜−１１０＞方向
に延びる転位が圧倒的に多い。（図６の＜１１０＞方向
に対応する。）暗線欠陥（ＤＬＤ）は転位の集積によっ
て形成されるので、ＤＬＤもまた＜−１１０＞方向の指
向性を持つ。
【００１９】本発明の構造では、発光ストライプ９をＤ
ＬＤが延びる方向と平行な＜−１１０＞方向に形成して
いる。この場合、ストライプ内部に転位があると急速劣
化をもたらすが、ストライプ外部に転位が存在しても通
電によってＤＬＤが発光ストライプ９に侵入することは
ない。従って簡便なスクリーニング工程により長時間安
定に動作する素子を容易に選別することができる。
ＬＤが延びる方向と平行な＜−１１０＞方向に形成して
いる。この場合、ストライプ内部に転位があると急速劣
化をもたらすが、ストライプ外部に転位が存在しても通
電によってＤＬＤが発光ストライプ９に侵入することは
ない。従って簡便なスクリーニング工程により長時間安
定に動作する素子を容易に選別することができる。
【００２０】発明の効果を確認するために、ｐ，ｎ−Ａ
ｌ0 . 4 Ｇａ0 . 6 Ａｓクラッド層，Ｉｎ0 . 2 4 Ｇａ
0 . 7 6 Ａｓ歪量子井戸活性層、及びｎ−ＧａＡｓ電流
ブロック層を用いた利得導波ＬＤを試作し、ストライプ
方位の信頼性に及ぼす影響を調べた。通電試験は、転位
の運動を速めるため雰囲気温度を９０°と高めて行っ
た。図５に初期２００時間の劣化率に対する２０００時
間後の最終劣化量を示す。図５（ａ）が従来の＜１１０
＞ストライプ、図５（ｂ）が本発明の＜−１１０＞スト
ライプの場合それぞれ示している。従来の＜１１０＞ス
トライプでは、発光部から離れた欠陥も通電によって一
定時間後にストライプ部に到達するため、安定動作後劣
化する素子もあり、初期劣化率と最終劣化量との間に明
確な相関がみられない。従って、長時間安定に動作する
素子をスクリーニング選別することは極めて困難であ
る。またＤＬＤの発光ストライプ部への侵入確率も高い
ため、劣化素子の割合も多い。一方本発明の＜−１１０
＞ストライプでは、ストライプ部に欠陥がある場合には
急速劣化をもたらすが、ストライプから離れた欠陥が発
光部に到達することはない。この結果、図５（ｂ）に示
すように初期劣化率と最終劣化量に明確な相関がみられ
る。例えば、初期劣化率２×１０- 4 以下の基準を用い
れば、良品素子をスクリーニング選別することができ
る。また＜−１１０＞ストライプでは、従来構造に比べ
て安定素子の割合も高くできる。
ｌ0 . 4 Ｇａ0 . 6 Ａｓクラッド層，Ｉｎ0 . 2 4 Ｇａ
0 . 7 6 Ａｓ歪量子井戸活性層、及びｎ−ＧａＡｓ電流
ブロック層を用いた利得導波ＬＤを試作し、ストライプ
方位の信頼性に及ぼす影響を調べた。通電試験は、転位
の運動を速めるため雰囲気温度を９０°と高めて行っ
た。図５に初期２００時間の劣化率に対する２０００時
間後の最終劣化量を示す。図５（ａ）が従来の＜１１０
＞ストライプ、図５（ｂ）が本発明の＜−１１０＞スト
ライプの場合それぞれ示している。従来の＜１１０＞ス
トライプでは、発光部から離れた欠陥も通電によって一
定時間後にストライプ部に到達するため、安定動作後劣
化する素子もあり、初期劣化率と最終劣化量との間に明
確な相関がみられない。従って、長時間安定に動作する
素子をスクリーニング選別することは極めて困難であ
る。またＤＬＤの発光ストライプ部への侵入確率も高い
ため、劣化素子の割合も多い。一方本発明の＜−１１０
＞ストライプでは、ストライプ部に欠陥がある場合には
急速劣化をもたらすが、ストライプから離れた欠陥が発
光部に到達することはない。この結果、図５（ｂ）に示
すように初期劣化率と最終劣化量に明確な相関がみられ
る。例えば、初期劣化率２×１０- 4 以下の基準を用い
れば、良品素子をスクリーニング選別することができ
る。また＜−１１０＞ストライプでは、従来構造に比べ
て安定素子の割合も高くできる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の構造によれば、高信頼な０．７
〜１．１μｍ帯歪量子井戸半導体レーザを効率良くかつ
高歩留まりで得ることができる。
〜１．１μｍ帯歪量子井戸半導体レーザを効率良くかつ
高歩留まりで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の別の実施例の構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の別の実施例の構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】本発明の別の実施例の構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明の効果を説明するための図である。
【図６】本発明の効果を説明するための図である。
【図７】従来の歪量子井戸半導体レーザの構造を示す斜
視図である。
視図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−Ａｓx Ｇａ1 - x Ａｓ又はｎ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ
0 . 5 Ｐクラッド層 ３ Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層 ４ ｐ−Ａｌx Ｇａ1 - x Ａｓ又はｐ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ
0 . 5 Ｐクラッド層 ５ ｎ型半導体電流ブロック層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ７ ｎ電極 ８ ｐ電極 ９ 発光ストライプ １０ Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸−Ｓ
ＣＨ活性層 １１ Ａｌx Ｉｎy ＧａI - x - y Ａｓ歪量子井戸−Ｓ
ＣＨ活性層 １２ 絶縁膜 １３ ポリイミド埋め込み層
0 . 5 Ｐクラッド層 ３ Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓ歪量子井戸−ＳＣＨ活性層 ４ ｐ−Ａｌx Ｇａ1 - x Ａｓ又はｐ−Ｇａ0 . 5 Ｉｎ
0 . 5 Ｐクラッド層 ５ ｎ型半導体電流ブロック層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ７ ｎ電極 ８ ｐ電極 ９ 発光ストライプ １０ Ｉｎx Ｇａ1 - x Ａｓy Ｐ1 - y 歪量子井戸−Ｓ
ＣＨ活性層 １１ Ａｌx Ｉｎy ＧａI - x - y Ａｓ歪量子井戸−Ｓ
ＣＨ活性層 １２ 絶縁膜 １３ ポリイミド埋め込み層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板と異なる格子定数を有する歪量子井
戸型活性層を持ち、かつストライプ状の発光領域に電流
を狭窄する構造を持つダブルヘテロ型半導体レーザにお
いて、前記発光ストライプを＜−１１０＞方向としたこ
とを特徴とする歪量子井戸型半導体レーザ。 - 【請求項２】 ＧａＡｓを基板とし、歪量子井戸活性層
をＩｎx Ｇａ1 - xＡｓ、またはＩｎx Ｇａ1 - x Ａｓ
y Ｐ1 - y 、またはＡｌz Ｉｎx Ｇａ1 - z- x Ａｓ、
（０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１）としたことを特徴とする請求項
１記載の歪量子井戸型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5218292A JP2556270B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 歪量子井戸型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5218292A JP2556270B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 歪量子井戸型半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774425A JPH0774425A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2556270B2 true JP2556270B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=16717553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5218292A Expired - Lifetime JP2556270B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 歪量子井戸型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556270B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11112079A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 応力補償型半導体レーザ |
| JP3434706B2 (ja) | 1998-05-21 | 2003-08-11 | 富士写真フイルム株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP5218292A patent/JP2556270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS=1990 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774425A (ja) | 1995-03-17 |
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