JP2685778B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP2685778B2 JP2685778B2 JP63027668A JP2766888A JP2685778B2 JP 2685778 B2 JP2685778 B2 JP 2685778B2 JP 63027668 A JP63027668 A JP 63027668A JP 2766888 A JP2766888 A JP 2766888A JP 2685778 B2 JP2685778 B2 JP 2685778B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- carrier concentration
- active layer
- less
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）の
半導体材料を使用した半導体レーザ装置に関する。
半導体材料を使用した半導体レーザ装置に関する。
（従来の技術） 近年、GaAs基板上に有機金属を用いた化学気相成長法
（以下、MOCVD法と略記する。）により形成したInxGayA
l1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）を使用した可視半導体
レーザが注目されている。
（以下、MOCVD法と略記する。）により形成したInxGayA
l1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）を使用した可視半導体
レーザが注目されている。
ところで、半導体レーザの発振しきい値は動作電源の
減少，寿命特性の向上等の観点からも低いことが必要で
ある。レーザ発振のしきい値は、活性層からのキャリア
のもれによって決まり、特に有効質量の小さい電子のｐ
−クラッド層側へのもれを押えることが重要であると考
えられる。
減少，寿命特性の向上等の観点からも低いことが必要で
ある。レーザ発振のしきい値は、活性層からのキャリア
のもれによって決まり、特に有効質量の小さい電子のｐ
−クラッド層側へのもれを押えることが重要であると考
えられる。
従来より使用されているGa1-xAlxAs（０≦ｘ≦１）を
使用したレーザ素子では、活性層と、ｐ−クラッド層の
伝導帯におけるバンド不連続を十分に大きくすることが
できる。そして、このバンド不連続が活性層からｐ−ク
ラッド層への電子のもれを防ぐのに有効に働くため、発
振のしきい値の上昇に対する大きな問題とならなかっ
た。
使用したレーザ素子では、活性層と、ｐ−クラッド層の
伝導帯におけるバンド不連続を十分に大きくすることが
できる。そして、このバンド不連続が活性層からｐ−ク
ラッド層への電子のもれを防ぐのに有効に働くため、発
振のしきい値の上昇に対する大きな問題とならなかっ
た。
しかし、本発明にかかるInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦１）材料は、従来使用されているGa1-xAlxAs
（０≦ｘ≦１）材料にくらべ、伝導帯側のバンド不連続
が小さいという特徴を持っている。よって、バンド不連
続だけでは電子のｐ−クラッド側への漏れを十分に防ぐ
ことができず、この系においては有効なキャリアの閉じ
こめは困難であると考えられていた。
0≦ｙ≦１）材料は、従来使用されているGa1-xAlxAs
（０≦ｘ≦１）材料にくらべ、伝導帯側のバンド不連続
が小さいという特徴を持っている。よって、バンド不連
続だけでは電子のｐ−クラッド側への漏れを十分に防ぐ
ことができず、この系においては有効なキャリアの閉じ
こめは困難であると考えられていた。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたようにInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ
≦１）の半導体材料を用いたレーザにおいてはキャリア
の閉じこめが困難であり、レーザ発振のしきい値の低減
が難しい。
≦１）の半導体材料を用いたレーザにおいてはキャリア
の閉じこめが困難であり、レーザ発振のしきい値の低減
が難しい。
本発明は、活性層のキャリア濃度を制御することによ
り、キャリアのもれを防止し、しきい値の低減をはかる
ことを目的とする。
り、キャリアのもれを防止し、しきい値の低減をはかる
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは研究の結果、InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦
1,0≦ｙ≦１）材料を用いた半導体レーザのしきい値は
活性層のキャリア濃度によって大きく左右されることを
解明した。
1,0≦ｙ≦１）材料を用いた半導体レーザのしきい値は
活性層のキャリア濃度によって大きく左右されることを
解明した。
この発明にかかる半導体レーザ装置は、GaAs基板上に
形成されたｎ型クラッド層，活性層,p型クラッド層から
なり、かつ前記GaAs基板上に略格子整合するように形成
されたInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）からな
るダブルヘテロ接合構造部を含む半導体レーザ装置にお
いて、活性層の不純物濃度が５×1016cm-3以下であるこ
とを特徴とする。また、前記半導体レーザ装置における
ｐ型クラッド層が、Znを不純物として含み，かつキャリ
ア濃度がZnドーピングによって得られる最大キャリア濃
度の1/2以下に設定されていることを特徴とする。さら
に、前記ｎ型クラッド層が、Siを不純物として含み，か
つキャリア濃度が５×1017cm-3未満に設定されているこ
とを特徴とするものである。
形成されたｎ型クラッド層，活性層,p型クラッド層から
なり、かつ前記GaAs基板上に略格子整合するように形成
されたInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）からな
るダブルヘテロ接合構造部を含む半導体レーザ装置にお
いて、活性層の不純物濃度が５×1016cm-3以下であるこ
とを特徴とする。また、前記半導体レーザ装置における
ｐ型クラッド層が、Znを不純物として含み，かつキャリ
ア濃度がZnドーピングによって得られる最大キャリア濃
度の1/2以下に設定されていることを特徴とする。さら
に、前記ｎ型クラッド層が、Siを不純物として含み，か
つキャリア濃度が５×1017cm-3未満に設定されているこ
とを特徴とするものである。
この発明は叙上に基づきダブルヘテロ接合部の活性層
がInxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0＜ｙ≦１）で構成さ
れ、その不純物濃度が５×1016cm-3以下であって、前記
活性層を挟む一方のｎ型InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0
≦ｙ＜１）クラッド層の不純物濃度が５×1017cm-3未満
に設定する。また、ｐ型クラッド層がZnを不純物として
含み、かつキャリア濃度がZnドーピングによって得られ
る最大キャリア濃度の1/2以下に設定される。
がInxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0＜ｙ≦１）で構成さ
れ、その不純物濃度が５×1016cm-3以下であって、前記
活性層を挟む一方のｎ型InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0
≦ｙ＜１）クラッド層の不純物濃度が５×1017cm-3未満
に設定する。また、ｐ型クラッド層がZnを不純物として
含み、かつキャリア濃度がZnドーピングによって得られ
る最大キャリア濃度の1/2以下に設定される。
叙上の如く設定し活性層のキャリア濃度を制御するこ
とにより、レーザ発振のしきい値の低減をはかることが
できた。
とにより、レーザ発振のしきい値の低減をはかることが
できた。
（作 用） 以上、説明してきたように、InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ
≦1,0≦ｙ≦１）の半導体レーザにおいては、有効なキ
ャリアの閉じこめがむずかしく、発振のしきい値の低減
は困難であると考えられる。しかし、本発明者らの研究
の結果、活性層のキャリア濃度を制御することにより、
前記の問題を回避できることがわかった。これは、以下
に述べるような理由による。
≦1,0≦ｙ≦１）の半導体レーザにおいては、有効なキ
ャリアの閉じこめがむずかしく、発振のしきい値の低減
は困難であると考えられる。しかし、本発明者らの研究
の結果、活性層のキャリア濃度を制御することにより、
前記の問題を回避できることがわかった。これは、以下
に述べるような理由による。
InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）を用いた半
導体レーザにおいて、活性層をIn0.5Ga0.5Ｐとし、ｐ−
クラッド層ではAl組成（１−ｘ−ｙ）を十分に大きくす
ると活性層とｐ−クラッド層のエネルギーギャップは十
分に大きくなる。この場合には、ビルトインポテンシャ
ルがキャリアの障壁として作用することが考えられる。
ビルトインポテンシャルは、活性層とｐ−クラッド層の
間の空乏層に存在するが、空乏層の位置は活性層とｐ−
クラッド層の各々のキャリア濃度によって大きく変化す
る。活性層のキャリア濃度がｐ−クラッド層のキャリア
濃度にくらべ大きくなると、空乏層のほとんどはｐ−ク
ラッド層中に存在する。このような場合にビルトインポ
テンシャルは、活性層中からｐ−クラッド層中への電子
のもれを防止するためには有効に働かない。逆に活性層
のキャリア濃度が十分に低い場合には空乏層は活性層中
にほとんど存在し、ビルトインポテンシャルにより電子
が閉じこめられる。このように、活性層のキャリア濃度
が電子のもれに大きく作用し、しきい値に影響を与える
と考えられる。実際に、第１図に示したようにレーザ発
振のしきい値電流は活性層の濃度が５×1016cm-3以上に
なると急激に上昇することがわかった。
導体レーザにおいて、活性層をIn0.5Ga0.5Ｐとし、ｐ−
クラッド層ではAl組成（１−ｘ−ｙ）を十分に大きくす
ると活性層とｐ−クラッド層のエネルギーギャップは十
分に大きくなる。この場合には、ビルトインポテンシャ
ルがキャリアの障壁として作用することが考えられる。
ビルトインポテンシャルは、活性層とｐ−クラッド層の
間の空乏層に存在するが、空乏層の位置は活性層とｐ−
クラッド層の各々のキャリア濃度によって大きく変化す
る。活性層のキャリア濃度がｐ−クラッド層のキャリア
濃度にくらべ大きくなると、空乏層のほとんどはｐ−ク
ラッド層中に存在する。このような場合にビルトインポ
テンシャルは、活性層中からｐ−クラッド層中への電子
のもれを防止するためには有効に働かない。逆に活性層
のキャリア濃度が十分に低い場合には空乏層は活性層中
にほとんど存在し、ビルトインポテンシャルにより電子
が閉じこめられる。このように、活性層のキャリア濃度
が電子のもれに大きく作用し、しきい値に影響を与える
と考えられる。実際に、第１図に示したようにレーザ発
振のしきい値電流は活性層の濃度が５×1016cm-3以上に
なると急激に上昇することがわかった。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例にかかる半導体レーザの概
略構造を示す断面図である。図中、１はｎ−GaAs基板で
あり、この基板１上には、層厚0.5μｍのｎ−GaAsバッ
ファ層2,層厚0.6μｍのｎ−In0.5Ga0.15Al0.35Ｐ−クラ
ッド層3,層厚0.1μｍのIn0.5Ga0.5Ｐ活性層4,層厚0.6μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.15Al0.35Ｐ−クラッド層5,層厚0.05
μｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐキャップ層６が順次積層形成さ
れており、このキャップ層６はその一部ストライプ状部
が層厚1.2μｍのｐ−GaAsコンタクト層８と接し、他の
部分は層厚0.6μｍのｎ−GaAsブロック層７で被覆さ
れ、かつ、このブロック層７上は前記キャップ層６に接
した前記ｐ−GaAsコンタクト層８の連続部で被覆されて
いる。さらに、前記ｐ−GaAsコンタクト層８上には層厚
0.3μｍのp+−GaAsコンタクト層９が積層被着されてい
る。
略構造を示す断面図である。図中、１はｎ−GaAs基板で
あり、この基板１上には、層厚0.5μｍのｎ−GaAsバッ
ファ層2,層厚0.6μｍのｎ−In0.5Ga0.15Al0.35Ｐ−クラ
ッド層3,層厚0.1μｍのIn0.5Ga0.5Ｐ活性層4,層厚0.6μ
ｍのｐ−In0.5Ga0.15Al0.35Ｐ−クラッド層5,層厚0.05
μｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐキャップ層６が順次積層形成さ
れており、このキャップ層６はその一部ストライプ状部
が層厚1.2μｍのｐ−GaAsコンタクト層８と接し、他の
部分は層厚0.6μｍのｎ−GaAsブロック層７で被覆さ
れ、かつ、このブロック層７上は前記キャップ層６に接
した前記ｐ−GaAsコンタクト層８の連続部で被覆されて
いる。さらに、前記ｐ−GaAsコンタクト層８上には層厚
0.3μｍのp+−GaAsコンタクト層９が積層被着されてい
る。
叙上の第２図に示すような構造は、減圧型MOCVD法に
より成長したものである。成長条件としては、基板温度
730℃、反応管内圧力25Torr、成長速度３μm/hである。
成長の手順としては、１〜７までの各層を成長し、スト
ライプ状の溝を形成した後、ｐ−GaAsコンタクト層８と
p+−GaAsコンタクト層９を再成長している。ここで、ｐ
−クラッド層の不純物としてはZnを用い、活性層のキャ
リア濃度はｐ−クラッドのキャリア濃度を変化させて、
活性層中へのZnの拡散を変化させることにより制御して
いる。ｎ−クラッド層の不純物としてはSiを用いている
が、SiはZnにくらべはるかに拡散係数が小さく、活性層
中へのSiの拡散は無視することができる。つまり、ｎ−
クラッドのキャリア濃度は活性層のキャリア濃度に影響
を与えることはなく、本実施例では活性層のキャリア濃
度はｐ−クラッド層からのZnの拡散によって決まってい
る。第２図に示した各層のキャリア濃度はバッファ層が
５×1017cm-3,n−クラッド層が１×1017〜１×1018c
m-3,p−クラッド層が５×1016〜５×1017cm-3,キャッブ
層が７×1017cm-3,ブロック層が４×1018cm-3,p−コン
タクト層が２×1018cm-3,p+−コンタクト層が１×1019c
m-3である。ここで、キャリア濃度はＣ−Ｖ法により測
定を行っている。
より成長したものである。成長条件としては、基板温度
730℃、反応管内圧力25Torr、成長速度３μm/hである。
成長の手順としては、１〜７までの各層を成長し、スト
ライプ状の溝を形成した後、ｐ−GaAsコンタクト層８と
p+−GaAsコンタクト層９を再成長している。ここで、ｐ
−クラッド層の不純物としてはZnを用い、活性層のキャ
リア濃度はｐ−クラッドのキャリア濃度を変化させて、
活性層中へのZnの拡散を変化させることにより制御して
いる。ｎ−クラッド層の不純物としてはSiを用いている
が、SiはZnにくらべはるかに拡散係数が小さく、活性層
中へのSiの拡散は無視することができる。つまり、ｎ−
クラッドのキャリア濃度は活性層のキャリア濃度に影響
を与えることはなく、本実施例では活性層のキャリア濃
度はｐ−クラッド層からのZnの拡散によって決まってい
る。第２図に示した各層のキャリア濃度はバッファ層が
５×1017cm-3,n−クラッド層が１×1017〜１×1018c
m-3,p−クラッド層が５×1016〜５×1017cm-3,キャッブ
層が７×1017cm-3,ブロック層が４×1018cm-3,p−コン
タクト層が２×1018cm-3,p+−コンタクト層が１×1019c
m-3である。ここで、キャリア濃度はＣ−Ｖ法により測
定を行っている。
第１図に活性層のキャリア濃度とレーザ発振のしきい
値電流との関係を示す。ここで、ｎ−クラッド層のキャ
リア濃度は４×1017cm-3,レーザのストライプ幅は７μ
ｍ、共振器長は300μｍとした。活性層のキャリア濃度
が５×1016cm-3以下のときは、しきい値電流が50mA以下
となった。尚、実験ではキャリア濃度が５×1015cm-3ま
ではしきい値電流が低減することが確認された。また、
これらの素子は40℃,3mWにおいて1000時間以上にわたり
安定に動作した。しかし、活性層のキャリア濃度が５×
1016cm-3を越えるとしきい値は急激に上昇し、100mAを
はかるにこえる値となった。これらの結果から、活性層
のキャリア濃度により、キャリアのもれが大きく作用さ
れ、レーザのしきい値に多大な影響を与えることが明確
になった。よって、しきい値を低減し、長寿命，高信頼
性を有するInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）の
レーザデバイスを作製するためには活性層のキャリア濃
度を５×1016cm-3以下にすることが非常に重要であるこ
とがわかる。
値電流との関係を示す。ここで、ｎ−クラッド層のキャ
リア濃度は４×1017cm-3,レーザのストライプ幅は７μ
ｍ、共振器長は300μｍとした。活性層のキャリア濃度
が５×1016cm-3以下のときは、しきい値電流が50mA以下
となった。尚、実験ではキャリア濃度が５×1015cm-3ま
ではしきい値電流が低減することが確認された。また、
これらの素子は40℃,3mWにおいて1000時間以上にわたり
安定に動作した。しかし、活性層のキャリア濃度が５×
1016cm-3を越えるとしきい値は急激に上昇し、100mAを
はかるにこえる値となった。これらの結果から、活性層
のキャリア濃度により、キャリアのもれが大きく作用さ
れ、レーザのしきい値に多大な影響を与えることが明確
になった。よって、しきい値を低減し、長寿命，高信頼
性を有するInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）の
レーザデバイスを作製するためには活性層のキャリア濃
度を５×1016cm-3以下にすることが非常に重要であるこ
とがわかる。
次に活性層のキャリア濃度の制御方法について述べ
る。第３図にIn0.5Ga0.15Al0.35ＰのZnのドーピング特
性を示す。ドーピングソースとしては、ジメチル亜鉛
（以下DMZと略称）を使用している。DMZの供給量（III
族原料のモル流量とDMZのモル流量の比）が１以下の場
合には、供給量に比例してキャリア濃度が増加するが１
をこえるとキャリア濃度は５×1017cm-3で飽和する。こ
のようにドーピングカーブが飽和し始めるDMZ供給量よ
り多い量のDMZを供給する条件でｐ−クラッド層のドー
ピングを行うと、成長中に活性層へのZnの拡散が急激に
起こり、活性層のキャリア濃度は１×1017cm-3以上とな
った。
る。第３図にIn0.5Ga0.15Al0.35ＰのZnのドーピング特
性を示す。ドーピングソースとしては、ジメチル亜鉛
（以下DMZと略称）を使用している。DMZの供給量（III
族原料のモル流量とDMZのモル流量の比）が１以下の場
合には、供給量に比例してキャリア濃度が増加するが１
をこえるとキャリア濃度は５×1017cm-3で飽和する。こ
のようにドーピングカーブが飽和し始めるDMZ供給量よ
り多い量のDMZを供給する条件でｐ−クラッド層のドー
ピングを行うと、成長中に活性層へのZnの拡散が急激に
起こり、活性層のキャリア濃度は１×1017cm-3以上とな
った。
ドーピングカーブがDMZの供給量に対してリニアな所
ではZnの拡散が小さく、ｐ−クラッドのキャリア濃度を
最大キャリア濃度の半分以下にするとZnの拡散がほとん
どおこらず活性層のキャリア濃度は１×1016cm-3以下と
なった。実際に、ｎ−クラッド層のキャリア濃度を４×
1017cm-3,p−クラッド層のキャリア濃度を２×1017cm-3
（飽和濃度の約2/5）以下としたとき活性層のキャリア
濃度は１×1016cm-3以下となり、このときのレーザ発振
のしきい値は45mAであった。（ストライプ幅は７μm,共
振器長は300μｍとした。活性層のキャリア濃度は５×1
016cm-3以下であればしきい値は50mAとなるが、良好な
信頼性及び再現性を得るためには１×1016cm-3以下であ
ることが望ましい。以上の結果により、ｐ−クラッド層
のドーパントとしてZnを用いた場合には、キャリア濃度
をZnドーピングによって得られる最大濃度の半分以下、
すなわち2.5×1017cm-3以下にすることにより、活性層
へのZnの拡散を抑制することができ、レーザ発振しきい
値の低減をはかることができる。
ではZnの拡散が小さく、ｐ−クラッドのキャリア濃度を
最大キャリア濃度の半分以下にするとZnの拡散がほとん
どおこらず活性層のキャリア濃度は１×1016cm-3以下と
なった。実際に、ｎ−クラッド層のキャリア濃度を４×
1017cm-3,p−クラッド層のキャリア濃度を２×1017cm-3
（飽和濃度の約2/5）以下としたとき活性層のキャリア
濃度は１×1016cm-3以下となり、このときのレーザ発振
のしきい値は45mAであった。（ストライプ幅は７μm,共
振器長は300μｍとした。活性層のキャリア濃度は５×1
016cm-3以下であればしきい値は50mAとなるが、良好な
信頼性及び再現性を得るためには１×1016cm-3以下であ
ることが望ましい。以上の結果により、ｐ−クラッド層
のドーパントとしてZnを用いた場合には、キャリア濃度
をZnドーピングによって得られる最大濃度の半分以下、
すなわち2.5×1017cm-3以下にすることにより、活性層
へのZnの拡散を抑制することができ、レーザ発振しきい
値の低減をはかることができる。
これまで述べたように、InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦１）材料を用いた半導体レーザ装置において、
活性層のキャリア濃度を５×1016cm-3以下に制御するこ
とがしきい値を低減するためには非常に重要である。さ
らに、本発明者らによる系統的な実験結果より、ｎ−ク
ラッド層のキャリア濃度が上記の半導体レーザ装置の信
頼性に多大な影響を与えていることがわかった。第４図
に40℃3mWのレーザの通電試験における通電時間と動作
電流の関係を示す。ここで、ｐ−クラッド層のキャリア
濃度は２×1017cm-3、活性層のキャリア濃度は１×1016
以下であり、レーザのストライプ幅は７μｍ、共振器長
は300μｍとした。ｎ−クラッド層のキャリア濃度が５
×1017cm-3をこえると、初期の通電によって急激に動作
電流が上昇し、安定な連続発振は不可能になった。しか
し、ｎ−クラッド層のキャリア濃度が５×1017cm-3未満
であれば、動作電流はほぼ70mAで安定しており、これら
の素子は1000時間以上にわたり安定に動作した。よっ
て、InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）材料を用
いた半導体レーザ装置において、ｐ−クラッド層の不純
物としてZnを用いキャリア濃度をZnドーピングによって
得られる最大キャリア濃度の半分以下（2.5×1017cm-3
以下）とし、ｎ−クラッド側の不純物としてSiを用いキ
ャリア濃度を５×1017cm-3未満とすれば、低しきい値で
高信頼な可視レーザを提供できることがわかった。
0≦ｙ≦１）材料を用いた半導体レーザ装置において、
活性層のキャリア濃度を５×1016cm-3以下に制御するこ
とがしきい値を低減するためには非常に重要である。さ
らに、本発明者らによる系統的な実験結果より、ｎ−ク
ラッド層のキャリア濃度が上記の半導体レーザ装置の信
頼性に多大な影響を与えていることがわかった。第４図
に40℃3mWのレーザの通電試験における通電時間と動作
電流の関係を示す。ここで、ｐ−クラッド層のキャリア
濃度は２×1017cm-3、活性層のキャリア濃度は１×1016
以下であり、レーザのストライプ幅は７μｍ、共振器長
は300μｍとした。ｎ−クラッド層のキャリア濃度が５
×1017cm-3をこえると、初期の通電によって急激に動作
電流が上昇し、安定な連続発振は不可能になった。しか
し、ｎ−クラッド層のキャリア濃度が５×1017cm-3未満
であれば、動作電流はほぼ70mAで安定しており、これら
の素子は1000時間以上にわたり安定に動作した。よっ
て、InxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）材料を用
いた半導体レーザ装置において、ｐ−クラッド層の不純
物としてZnを用いキャリア濃度をZnドーピングによって
得られる最大キャリア濃度の半分以下（2.5×1017cm-3
以下）とし、ｎ−クラッド側の不純物としてSiを用いキ
ャリア濃度を５×1017cm-3未満とすれば、低しきい値で
高信頼な可視レーザを提供できることがわかった。
以上、説明したように本発明によれば、InxGayAl
1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）材料を用いたダブルヘ
テロ接合部を有し、このダブルヘテロ接合部の活性層が
InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0＜ｙ≦１）で構成され、
その不純物濃度が５×1016cm-3以下であって、前記活性
層を挟む一方のｎ型InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0≦ｙ
＜１）クラッド層の不純物濃度が５×1017cm-3未満とす
ることにより、レーザの発振のしきい値を低減すること
ができる。さらに、ｎ−クラッドのキャリア濃度を５×
1017cm-3未満にすることにより、長寿命，高信頼性を有
する半導体レーザ装置を実現することが可能となり、本
発明の有用性は大きい。
1-x-yP（０≦ｘ≦1,0≦ｙ≦１）材料を用いたダブルヘ
テロ接合部を有し、このダブルヘテロ接合部の活性層が
InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0＜ｙ≦１）で構成され、
その不純物濃度が５×1016cm-3以下であって、前記活性
層を挟む一方のｎ型InxGayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0≦ｙ
＜１）クラッド層の不純物濃度が５×1017cm-3未満とす
ることにより、レーザの発振のしきい値を低減すること
ができる。さらに、ｎ−クラッドのキャリア濃度を５×
1017cm-3未満にすることにより、長寿命，高信頼性を有
する半導体レーザ装置を実現することが可能となり、本
発明の有用性は大きい。
第１図は活性層のキャリア濃度とレーザ発振のしきい値
の関係を示す特性図，第２図は本発明の一実施例に係る
半導体レーザ装置の概略を示す断面図，第３図はDMZ供
給量とキャリア濃度の関係を示す特性図，第４図は通電
時間と動作電流の関係を示す特性図である。 １……ｎ−GaAs基板、 ２……ｎ−GaAsバッファ層、 ３……ｎ−InGaAlPクラッド層、 ４……InGaP活性層、 ５……ｐ−InGaAlPクラッド層、 ６……ｐ−InGaPキャップ層、 ７……ｎ−GaAsブロック層、 ８……ｐ−GaASコンタクト層、 ９……p+−GaAsコンタクト層。
の関係を示す特性図，第２図は本発明の一実施例に係る
半導体レーザ装置の概略を示す断面図，第３図はDMZ供
給量とキャリア濃度の関係を示す特性図，第４図は通電
時間と動作電流の関係を示す特性図である。 １……ｎ−GaAs基板、 ２……ｎ−GaAsバッファ層、 ３……ｎ−InGaAlPクラッド層、 ４……InGaP活性層、 ５……ｐ−InGaAlPクラッド層、 ６……ｐ−InGaPキャップ層、 ７……ｎ−GaAsブロック層、 ８……ｐ−GaASコンタクト層、 ９……p+−GaAsコンタクト層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 正行 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−54384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−38884（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】GaAs基板上にInxGayAl1-x-yP（０≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦１）からなるダブルヘテロ接合部を有し、この
ダブルヘテロ接合部の活性層がInxGayAl1-x-yP（０＜ｘ
＜1,0＜ｙ≦１）で構成され、その不純物濃度が５×10
16cm-3以下であって、前記活性層を挟む一方のｎ型InxG
ayAl1-x-yP（０＜ｘ＜1,0≦ｙ＜１）クラッド層の不純
物濃度が５×1017cm-3未満であることを特徴とする半導
体レーザ装置。 - 【請求項２】ｐ型クラッド層が、Znを不純物として含
み、かつキャリア濃度がZnドーピングによって得られる
最大キャリア濃度の1/2以下に設定されていることを特
徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027668A JP2685778B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 半導体レーザ装置 |
| US07/307,278 US5034957A (en) | 1988-02-10 | 1989-02-07 | Semiconductor laser device |
| EP89102326A EP0328134B1 (en) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Semiconductor laser device and method of manufacturing semiconductor laser device |
| DE68925219T DE68925219T2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Halbleiterlaser-Vorrichtung und Herstellungsverfahren für die Halbleiterlaser-Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027668A JP2685778B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204489A JPH01204489A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2685778B2 true JP2685778B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=12227328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027668A Expired - Lifetime JP2685778B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685778B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010067903A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| JP5590653B2 (ja) * | 2010-02-16 | 2014-09-17 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法 |
| JP2020174077A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 信越半導体株式会社 | 発光素子および発光素子の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1006255A (en) * | 1974-09-17 | 1977-03-01 | Frederick D. King | Variable stripe width semiconductor laser |
| JPS5638884A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-14 | Nec Corp | Stripe-type double hetero junction laser element |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63027668A patent/JP2685778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01204489A (ja) | 1989-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2831667B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| US5556804A (en) | Method of manufacturing semiconductor laser | |
| JP2555282B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
| JPH09199803A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2003078213A (ja) | 半導体光素子及びその製造方法 | |
| JP2997573B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2659937B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2685778B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0815228B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
| EP0589727A2 (en) | Semiconductor laser device | |
| EP0712536B1 (en) | A SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURE HAVING A II-VI COMPOUND IN OHMIC CONTACT WITH A p-TYPE GaAs SUBSTRATE | |
| JPH0697592A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2909144B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2739999B2 (ja) | 半導体発光装置の製造方法 | |
| JP2847702B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2911260B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3143105B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP3115006B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH11145553A (ja) | 半導体レーザ素子及びその作製法 | |
| JP3219871B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| KR100363240B1 (ko) | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법 | |
| JP3238971B2 (ja) | 半導体レーザ素子とその製造方法 | |
| JPH0766992B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザとその製造方法 | |
| JP2908480B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3297756B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070815 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 11 |