JP2643370B2 - 半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーInfo
- Publication number
- JP2643370B2 JP2643370B2 JP25844388A JP25844388A JP2643370B2 JP 2643370 B2 JP2643370 B2 JP 2643370B2 JP 25844388 A JP25844388 A JP 25844388A JP 25844388 A JP25844388 A JP 25844388A JP 2643370 B2 JP2643370 B2 JP 2643370B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- type
- current
- carrier concentration
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、化合物半導体レーザーに関し、特に動作温
度範囲の広い、電流内部狭窄型の半導体レーザーに関す
る。
度範囲の広い、電流内部狭窄型の半導体レーザーに関す
る。
従来の半導体レーザーは、第２図に示すように活性層
３をはさむクラッド層2,4が単純な一層構造となってお
り、その層内でのキャリア濃度は厚さ方向に一様なもの
であった。そのために、pn接合を形成しているクラッド
層の特にＰ型のキャリア濃度は、半導体レーザーの温度
特性や発振しきい値電流等相反する要求のかねあいから
決定するものであった。
３をはさむクラッド層2,4が単純な一層構造となってお
り、その層内でのキャリア濃度は厚さ方向に一様なもの
であった。そのために、pn接合を形成しているクラッド
層の特にＰ型のキャリア濃度は、半導体レーザーの温度
特性や発振しきい値電流等相反する要求のかねあいから
決定するものであった。
上述した従来の半導体レーザーでは、高い温度でも安
定に発振させるために、Ｐ型グラッド層のキャリア濃度
を高めようとすると、Ｐ型クラッド層の抵抗率が低くな
るので電流が電流阻止層６の溝部で規制されている範囲
よりも横方向に広がりやすくなる。そのために無効電流
成分が増大するので発振電流しきい値が高くなってしま
う欠点があった。
定に発振させるために、Ｐ型グラッド層のキャリア濃度
を高めようとすると、Ｐ型クラッド層の抵抗率が低くな
るので電流が電流阻止層６の溝部で規制されている範囲
よりも横方向に広がりやすくなる。そのために無効電流
成分が増大するので発振電流しきい値が高くなってしま
う欠点があった。
そこで本発明の目的は、Ｐ型クラッド層内における電
流の横方向広がりをおさえ、発振しきい値電流を増加さ
せることなしに、高温でも安定に発振できるような高い
キャリア濃度のＰ型クラッド層を有する半導体レーザー
を提供することにある。
流の横方向広がりをおさえ、発振しきい値電流を増加さ
せることなしに、高温でも安定に発振できるような高い
キャリア濃度のＰ型クラッド層を有する半導体レーザー
を提供することにある。
本発明の構成は、発光領域となる活性層をこれよりも
禁制帯が大きく互いに異なる導電型のクラッド層ではさ
んだ構造を形成し、そのうちＰ型クラッド層に隣接して
溝状に欠落しているｎ型電流阻止層を有する電流内部狭
窄型レーザーにおいて、Ｐ型クラッド層を二層として活
性層に近接する層のキャリア濃度を0.5〜５×1018c
m-3、その層厚を0.5μｍ以下とし、活性層から遠い層の
キャリア濃度をそれよりも低くした構造を有している。
禁制帯が大きく互いに異なる導電型のクラッド層ではさ
んだ構造を形成し、そのうちＰ型クラッド層に隣接して
溝状に欠落しているｎ型電流阻止層を有する電流内部狭
窄型レーザーにおいて、Ｐ型クラッド層を二層として活
性層に近接する層のキャリア濃度を0.5〜５×1018c
m-3、その層厚を0.5μｍ以下とし、活性層から遠い層の
キャリア濃度をそれよりも低くした構造を有している。
次に本発明の一実施例としてAlGaAs系化合物半導体レ
ーザーの場合について、図面を参照して説明する。第１
図は、エピタキシャル結晶成長によって作成した本発明
による半導体レーザーの横断面図である。
ーザーの場合について、図面を参照して説明する。第１
図は、エピタキシャル結晶成長によって作成した本発明
による半導体レーザーの横断面図である。
GaAsのｎ型基板１上に、AlGaAsのｎ型クラッド層２と
それよりも禁制帯幅が小さいAlGaAsの活性層３、そして
ｎ型クラッド層２と同一混晶組成のＰ型クラッド層
（Ｉ）４とＰ型クラッド層（II）、さらにGaAsのｎ型電
流阻止層６を順次エピタキシャル結晶成長させる。
それよりも禁制帯幅が小さいAlGaAsの活性層３、そして
ｎ型クラッド層２と同一混晶組成のＰ型クラッド層
（Ｉ）４とＰ型クラッド層（II）、さらにGaAsのｎ型電
流阻止層６を順次エピタキシャル結晶成長させる。
次にフォト・リソグラフィーと化学エッチングによっ
て、導波路とする領域のｎ型電流阻止層６を溝状に取り
除き、その後GaAsのＰ型キャップ層７をエピタキシャル
結晶成長させると半導体レーザーが形成できる。
て、導波路とする領域のｎ型電流阻止層６を溝状に取り
除き、その後GaAsのＰ型キャップ層７をエピタキシャル
結晶成長させると半導体レーザーが形成できる。
この半導体レーザーのＰ型キャップ層７からｎ型基板
１へ電流を通ずると、ｎ型電流阻止層６の溝部で狭窄さ
れたあと、Ｐ型クラッド層（II）5,P型クラッド層
（Ｉ）４で広がりながら流れてレーザー動作する。
１へ電流を通ずると、ｎ型電流阻止層６の溝部で狭窄さ
れたあと、Ｐ型クラッド層（II）5,P型クラッド層
（Ｉ）４で広がりながら流れてレーザー動作する。
ここで、Ｐ型クラッド層（Ｉ）４のキャリア濃度は半
導体レーザーの温度特性に大きな影響を与えるので、阻
止特性を想定してなるべく高く設定する。実験の結果0.
5〜５×1018cm-3が最適であり、これよりも低いと効果
がみられず、高いとＰ型ドーパントの拡散によってpn接
合が不安定となった。そしてその層厚は0.5μｍ以下が
適当であり、それよりも厚いと電流の横方向広がり成分
が増大して発振しきい値が上昇した。
導体レーザーの温度特性に大きな影響を与えるので、阻
止特性を想定してなるべく高く設定する。実験の結果0.
5〜５×1018cm-3が最適であり、これよりも低いと効果
がみられず、高いとＰ型ドーパントの拡散によってpn接
合が不安定となった。そしてその層厚は0.5μｍ以下が
適当であり、それよりも厚いと電流の横方向広がり成分
が増大して発振しきい値が上昇した。
またＰ型クラッド層（II）５は、ｎ型電流阻止層６の
電流狭窄効果を高めるように、抵抗率の高いつまりキャ
リア濃度が低い条件に設定する。そうすることで横方向
に広がる無効電流成分を低くおさえることができるの
で、発振しきい値電流を低くおさえつつ、高温でも安定
したレーザー発振が実現できる。
電流狭窄効果を高めるように、抵抗率の高いつまりキャ
リア濃度が低い条件に設定する。そうすることで横方向
に広がる無効電流成分を低くおさえることができるの
で、発振しきい値電流を低くおさえつつ、高温でも安定
したレーザー発振が実現できる。
以上説明したように、本発明を用いると、半導体レー
ザーのＰ型クラッド層を二層にして温度特性を優先した
キャリア濃度の条件と、発振しきい値電流を優先したキ
ャリア濃度の条件を、ほぼ独立に設定することが可能と
なるので、発振しきい値電流が低いまま高温まで安定に
発振できるレーザーが得られる効果がある。
ザーのＰ型クラッド層を二層にして温度特性を優先した
キャリア濃度の条件と、発振しきい値電流を優先したキ
ャリア濃度の条件を、ほぼ独立に設定することが可能と
なるので、発振しきい値電流が低いまま高温まで安定に
発振できるレーザーが得られる効果がある。
なお、実施例ではAlGaAs系のレーザーとして説明して
きたが、これはAlGaInP系やInGaAsP系のような他のIII
−Ｖ族化合物半導体レーザーやII−VI族化合物半導体レ
ーザーでも同様である。またＰ型基板を用いて、活性層
と基板との間に電流阻止層を設けるような構造にした場
合にも同様に応用することができる。
きたが、これはAlGaInP系やInGaAsP系のような他のIII
−Ｖ族化合物半導体レーザーやII−VI族化合物半導体レ
ーザーでも同様である。またＰ型基板を用いて、活性層
と基板との間に電流阻止層を設けるような構造にした場
合にも同様に応用することができる。
第１図は、本発明による半導体レーザーの横断面、第２
図は従来の半導体レーザーの横断面図である。 １……ｎ型基板、２……ｎ型クラッド層、３……活性
層、４……Ｐ型クラッド層（Ｉ）、５……Ｐ型クラッド
層（II）、６……ｎ型電流阻止層、７……Ｐ型キャップ
層。
図は従来の半導体レーザーの横断面図である。 １……ｎ型基板、２……ｎ型クラッド層、３……活性
層、４……Ｐ型クラッド層（Ｉ）、５……Ｐ型クラッド
層（II）、６……ｎ型電流阻止層、７……Ｐ型キャップ
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−70587（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−62391（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−175290（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−236676（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286479（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】発光領域となる活性層をこれよりも禁制帯
幅が大きく互いに異なる導電型のクラッド層ではさんだ
構造を少くとも備え、そのうち第１導電型クラッド層に
隣接して溝状に欠落している第２導電型電流阻止層を有
する電流内部狭窄型半導体レーザーにおいて、当該第１
導電型クラッド層を二層として、活性層に近接する層の
キャリア濃度を0.5〜５×1018cm-3、その層厚を0.5μｍ
以下とし、活性層から遠い層のキャリア濃度をそれより
も低くしたことを特徴とする半導体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25844388A JP2643370B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 半導体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25844388A JP2643370B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 半導体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105592A JPH02105592A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2643370B2 true JP2643370B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17320276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25844388A Expired - Lifetime JP2643370B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 半導体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643370B2 (ja) |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP25844388A patent/JP2643370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105592A (ja) | 1990-04-18 |
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