JP2581429B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JP2581429B2 JP2581429B2 JP32064793A JP32064793A JP2581429B2 JP 2581429 B2 JP2581429 B2 JP 2581429B2 JP 32064793 A JP32064793 A JP 32064793A JP 32064793 A JP32064793 A JP 32064793A JP 2581429 B2 JP2581429 B2 JP 2581429B2
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- Japan
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- semiconductor
- type
- cladding layer
- semiconductor laser
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理機器の光源に
用いる緑青色ＩＩ−ＶＩ族半導体レーザに関する。
用いる緑青色ＩＩ−ＶＩ族半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは極めて小型でかつ量産性
に富むため、今日、情報機器や光通信など様々な光電気
機器用の光源として幅広く利用されている。情報機器の
なかでも特にいわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）や光
磁気ディスクは、音楽やデータなどのデジタル情報を記
録再生する機器として重要である。これらの情報機器の
記録容量は、光源の波長が短いほど大きくなる。このた
め、より、波長の短い半導体レーザの開発が活性に進め
られてきた。最近は、緑青色ＩＩ−ＶＩ族半導体レーザ
が注目を集め（伊藤他、エレクトロニクスレターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）誌第２９巻９
号７６６−７６８頁、およびＨ．Ｊｅｏｎ他、アプライ
ド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）誌第６０巻第１７号２０４５−
２０４７頁）、いくつかの新しい提案がなされている。
松本らはＩＩ−ＶＩ族半導体上にＩＶ族半導体を形成し
て素子抵抗を低減する提案を行った（特願平５−１３３
６４号）。
に富むため、今日、情報機器や光通信など様々な光電気
機器用の光源として幅広く利用されている。情報機器の
なかでも特にいわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）や光
磁気ディスクは、音楽やデータなどのデジタル情報を記
録再生する機器として重要である。これらの情報機器の
記録容量は、光源の波長が短いほど大きくなる。このた
め、より、波長の短い半導体レーザの開発が活性に進め
られてきた。最近は、緑青色ＩＩ−ＶＩ族半導体レーザ
が注目を集め（伊藤他、エレクトロニクスレターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）誌第２９巻９
号７６６−７６８頁、およびＨ．Ｊｅｏｎ他、アプライ
ド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）誌第６０巻第１７号２０４５−
２０４７頁）、いくつかの新しい提案がなされている。
松本らはＩＩ−ＶＩ族半導体上にＩＶ族半導体を形成し
て素子抵抗を低減する提案を行った（特願平５−１３３
６４号）。
【０００３】現在までに報告されているＩＩ−ＶＩ族レ
ーザはマルチモードで発振している。今後情報機器に採
用するためには、発振光横モードを制御し基本横モード
発振を安定化し、かつ、適切な電流狭窄構造を設けて発
光領域への効率的な電流注入を行う必要がある。最近、
平坦なダブルヘテロ結晶にストライプ状のリッジを形成
し、リッジの側部を透明で絶縁性のあるポリイミドで作
成した横モード制御型レーザが報告された（市村他、第
５４回応用物理学会学術講演予稿集、Ｎｏ．３、講演番
号２９ａ−Ｈ−３）。しかし，ポリイミドは半導体と熱
膨張係数が大きく異なり半導体層にストレスを与える、
或は、半導体表面の品質が劣化するなどの問題がある。
そこでリッジ側部を半導体で作成することによりこれら
の問題は改善をはかった。
ーザはマルチモードで発振している。今後情報機器に採
用するためには、発振光横モードを制御し基本横モード
発振を安定化し、かつ、適切な電流狭窄構造を設けて発
光領域への効率的な電流注入を行う必要がある。最近、
平坦なダブルヘテロ結晶にストライプ状のリッジを形成
し、リッジの側部を透明で絶縁性のあるポリイミドで作
成した横モード制御型レーザが報告された（市村他、第
５４回応用物理学会学術講演予稿集、Ｎｏ．３、講演番
号２９ａ−Ｈ−３）。しかし，ポリイミドは半導体と熱
膨張係数が大きく異なり半導体層にストレスを与える、
或は、半導体表面の品質が劣化するなどの問題がある。
そこでリッジ側部を半導体で作成することによりこれら
の問題は改善をはかった。
【０００４】
【発明が解決しようとる課題】リッジ側部を半導体で作
成する場合、半導体の格子定数が基板半導体に近いこと
が重要である。例えば、適切な導電型のＧａＡｓ層を用
いたレーザ構造が考えられている。しかしリッジ側部の
層と活性層で挟まれたクラッド層が非常に薄井ため、該
ＧａＡｓ層とＩＩ−ＶＩ族クラッド層の界面を通したわ
ずかな原子相互拡張によって該ＩＩ−ＶＩ族クラッド層
結晶の伝導型が変わり、ストライプ外部を流れる無効電
流が発生する問題がある。
成する場合、半導体の格子定数が基板半導体に近いこと
が重要である。例えば、適切な導電型のＧａＡｓ層を用
いたレーザ構造が考えられている。しかしリッジ側部の
層と活性層で挟まれたクラッド層が非常に薄井ため、該
ＧａＡｓ層とＩＩ−ＶＩ族クラッド層の界面を通したわ
ずかな原子相互拡張によって該ＩＩ−ＶＩ族クラッド層
結晶の伝導型が変わり、ストライプ外部を流れる無効電
流が発生する問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、ＩＩ−ＶＩ族からなる活性層とリッジ形状をなすク
ラッド層を少なくとも含むダブルヘテロ構造を持ち、該
リッジの側部Ｓｉx Ｇｅ1 - x （０≦ｘ≦１）であるこ
とを特徴とする。
は、ＩＩ−ＶＩ族からなる活性層とリッジ形状をなすク
ラッド層を少なくとも含むダブルヘテロ構造を持ち、該
リッジの側部Ｓｉx Ｇｅ1 - x （０≦ｘ≦１）であるこ
とを特徴とする。
【０００６】
【作用】Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層はＩＶ族原子からなるの
で、これらの原子が隣接するＩＩ−ＶＩ族クラッド層結
晶の中に拡散しても該クラッド層結晶の伝導型を変えな
い。
で、これらの原子が隣接するＩＩ−ＶＩ族クラッド層結
晶の中に拡散しても該クラッド層結晶の伝導型を変えな
い。
【実施例】本発明の半導体レーザの一つ実施例を図１に
示す。まず、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓＰ基板２の表面上
に分子線のエピタキシャル法（ＭＢＥ法）で１．２μｍ
厚のＣｌドープｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ、クラッド層３、４
０ｎｍ厚のＣｄＺｎＭｇＳＳｅ活性層４、１．２μｍ厚
のＮドープｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５を成長す
る。成長温度は２５０−３５０℃とした。成長方法は有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を用いることも可能
である。該活性層は多重量子井戸でも良く、光閉じ込め
係数を改善するために適切な光ガイド層を設けても良
い。活性層に例えば厚さ７ｎｍのＣｄ0 . 1 2 Ｚｎ
0 . 8 8 Ｓｅ量子井戸を用いれば波長約４９８ｎｍで発
振する。量子井戸にＭｇを添加すれば発振波長は短くな
る。ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層の組成は、その格子定数
がＧａＡｓＰ基板２に近いように選び格子整合させる。
示す。まず、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓＰ基板２の表面上
に分子線のエピタキシャル法（ＭＢＥ法）で１．２μｍ
厚のＣｌドープｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ、クラッド層３、４
０ｎｍ厚のＣｄＺｎＭｇＳＳｅ活性層４、１．２μｍ厚
のＮドープｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５を成長す
る。成長温度は２５０−３５０℃とした。成長方法は有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を用いることも可能
である。該活性層は多重量子井戸でも良く、光閉じ込め
係数を改善するために適切な光ガイド層を設けても良
い。活性層に例えば厚さ７ｎｍのＣｄ0 . 1 2 Ｚｎ
0 . 8 8 Ｓｅ量子井戸を用いれば波長約４９８ｎｍで発
振する。量子井戸にＭｇを添加すれば発振波長は短くな
る。ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層の組成は、その格子定数
がＧａＡｓＰ基板２に近いように選び格子整合させる。
【０００７】次に、化学エッチングを用いて該ｐ−Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ５に高さ１μｍ程度のストライプ状リッジを
形成する。リッジ形成に、より制御性に優れたドライエ
ッチングを用いてもよい。リッジの形成後、再びＭＢＥ
法またはＭＯＶＰＥ法で該リッジの側部にＳｉx Ｇｅ
1 - x ６を選択成長する。Ｓｉの組成（ｘ）は、Ｓｉx
Ｇｅ1 - x ６の格子定数がＧａＡｓＰ基板２にほぼ等し
いように選び格子整合させる。選択成長マスクには、誘
電体膜を用いた。該Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層と活性層に挟ま
れたクラッド層の厚さは０．２μｍである。
ＭｇＳＳｅ５に高さ１μｍ程度のストライプ状リッジを
形成する。リッジ形成に、より制御性に優れたドライエ
ッチングを用いてもよい。リッジの形成後、再びＭＢＥ
法またはＭＯＶＰＥ法で該リッジの側部にＳｉx Ｇｅ
1 - x ６を選択成長する。Ｓｉの組成（ｘ）は、Ｓｉx
Ｇｅ1 - x ６の格子定数がＧａＡｓＰ基板２にほぼ等し
いように選び格子整合させる。選択成長マスクには、誘
電体膜を用いた。該Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層と活性層に挟ま
れたクラッド層の厚さは０．２μｍである。
【０００８】選択成長の後、該誘電体膜を除去し、ウエ
ハ表面にＮドープｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層７を形成す
る。最後にｐ電極８とｎ電極１を形成すると、本発明の
半導体レーザは完成する。
ハ表面にＮドープｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層７を形成す
る。最後にｐ電極８とｎ電極１を形成すると、本発明の
半導体レーザは完成する。
【０００９】本実施例ではｎ型ドーパント及びｐ型ドー
パントのそれぞれ１つの例を挙げた。上述のドーパント
以外のドーパントを用いても本発明の効果を妨げるもの
ではない。
パントのそれぞれ１つの例を挙げた。上述のドーパント
以外のドーパントを用いても本発明の効果を妨げるもの
ではない。
【００１０】また基板はＧａＡｓＰ以外にＧａＰでもよ
く、この場合はＧａＰ基板上に順にＺｎＳＳｅクラッド
層、ＺｎＳＳｅ活性層ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層を積層
したものでもよい。
く、この場合はＧａＰ基板上に順にＺｎＳＳｅクラッド
層、ＺｎＳＳｅ活性層ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層を積層
したものでもよい。
【００１１】また、本実施例ではｎ型の半導体基板を用
いたが、ｐ型の半導体基板を用いても良い。この場合、
Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層も含めて全てのエピタキシャル半導
体層の伝導型をそれぞれ反転させれば同等な効果を得る
ことができる。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない
範囲で種々の変形実施することが可能である。
いたが、ｐ型の半導体基板を用いても良い。この場合、
Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層も含めて全てのエピタキシャル半導
体層の伝導型をそれぞれ反転させれば同等な効果を得る
ことができる。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない
範囲で種々の変形実施することが可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明の半導体レーザのストライプ外部
はｎ型クラッド層／ｐ型クラッド層／ｎ型Ｓｉx Ｇｅ
1 - x 層／ｐ型キャップ層からなるｎｐｎｐ構造んをな
し、該ｎｐｎｐ構造が注入電流をストライプ内部に狭窄
する。ｎｐｎｐ構造の一部をなすＳｉx Ｇｅ1 - x 層の
構成原子がＩＶ族などで、隣接するＩＩ−ＶＩ族クラッ
ド層に相互拡散しても該クラッド層の伝導型を変えな
い。従って、伝導型反転による無効電流の発生が抑えら
れる。
はｎ型クラッド層／ｐ型クラッド層／ｎ型Ｓｉx Ｇｅ
1 - x 層／ｐ型キャップ層からなるｎｐｎｐ構造んをな
し、該ｎｐｎｐ構造が注入電流をストライプ内部に狭窄
する。ｎｐｎｐ構造の一部をなすＳｉx Ｇｅ1 - x 層の
構成原子がＩＶ族などで、隣接するＩＩ−ＶＩ族クラッ
ド層に相互拡散しても該クラッド層の伝導型を変えな
い。従って、伝導型反転による無効電流の発生が抑えら
れる。
【００１３】また、該Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層は発振光を吸
収するので高次モード発振を強く抑制する。従って、本
発明の半導体レーザは安定な基本横モード発振光を発生
する。
収するので高次モード発振を強く抑制する。従って、本
発明の半導体レーザは安定な基本横モード発振光を発生
する。
【図１】本発明の半導体レーザの一つの実施例を示す断
面図である。
面図である。
１ ｎ電極 ２ ｎ−ＧａＡｓＰ基板 ３ ｎ−ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ４ ＣｄＺｎＭｇＳＳｅ活性層 ５ ｐ−ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６ Ｓｉx Ｇｅ1 - x 層 ７ ｐ−ＺｎＳＳｅキャップ層 ８ ｐ電極
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩＩ−ＶＩ族からなる活性層とリッジ形
状をなすＩＩ−ＶＩ族クラッド層を少なくとも含むダブ
ルヘテロ構造を持ち、該リッジの側部がＳｉx Ｇｅ
1 - x （０≦ｘ≦１）であることを特徴とする半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32064793A JP2581429B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32064793A JP2581429B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176828A JPH07176828A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2581429B2 true JP2581429B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=18123752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32064793A Expired - Lifetime JP2581429B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581429B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8553238B2 (en) | 2010-08-19 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Media separator, fixing device, and image forming apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6141365A (en) * | 1997-12-31 | 2000-10-31 | Lasertron | Semiconductor laser with kink suppression layer |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP32064793A patent/JP2581429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8553238B2 (en) | 2010-08-19 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Media separator, fixing device, and image forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176828A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961001 |