JP2847702B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JP2847702B2 JP2847702B2 JP62332386A JP33238687A JP2847702B2 JP 2847702 B2 JP2847702 B2 JP 2847702B2 JP 62332386 A JP62332386 A JP 62332386A JP 33238687 A JP33238687 A JP 33238687A JP 2847702 B2 JP2847702 B2 JP 2847702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- semiconductor laser
- cladding layer
- layer
- type cladding
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ、特にAlGaInP系の短波長半
導体レーザに関する。 〔発明の概要〕 本発明は、AlGaInP系の半導体レーザにおいて、ｐ形
クラッド層のキャリア濃度を活性層に接する領域部分で
低濃度にすることによって、特性温度等の静特性と寿命
特性の双方を同時に向上できるようにしたものである。 〔従来の技術〕 AlGaInP形半導体レーザは実用的な600nm帯可視光半導
体レーザとして近年注目を集めている。このAlGaInP系
半導体レーザでは活性層に(AlyGa1-y)0.5In0.5P（０≦
ｙ＜１）を用い、クラッド層に活性層よりバンドギャッ
プの広い(AlxGa1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦１）を用いて
構成される。 第７図は従来のAlGaInP系のダブルヘテロ（DH）構造
半導体レーザの一例を示す。この半導体レーザ（１）は
ｎ−GaAs基板（２）上にMOCVD（有機金属気相成長）法
によりｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（３）、
アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）、ｐ−(Al0.5G0.5)
0.5In0.5Pクラッド層（５）及びｐ−GaAsキャップ層
（６）を順次成長せしめ、次にキャップ層（６）の中央
部をストライプ状に残してｐ−AlGaInPクラッド層
（５）に達するように所要のイオンを注入してイオン注
入高抵抗層（７）を形成して構成される。（８）及び
（９）は夫々ｎ−GaAs基板（２）の裏面及びキャップ層
（７）表面に形成した電極を示す。 第８図はかかるDH半導体レーザ（１）における不純物
ドーピング量即ちキャリア濃度の概略を示す。ｎ−(Al
0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（３）は約1.5μｍ厚で
キャリア濃度（ｎ）が５×1017cm-3程度、ｐ−(Al0.5G
0.5)0.5In0.5Pクラッド層（５）は約1.5μｍ厚でキャリ
ア濃度（P2）が１×1018cm-3程度、アンドープGa0.5In
0.5P活性層（４）の厚さは0.1μｍ程度である。ｎ形ド
ーパントはH2Se、ｐ形ドーパントはジメチル亜鉛（DM
Z）である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のAlGaInP形半導体レーザ（１）におい
て、ｐ形クラッド層（５）はキャリア移動度が小さく、
10〜20cm2/V・sec程度であるため低抵抗化を図るために
キャリア濃度を１×1018cm-3程度の高濃度のものを用い
ていた。このレーザでは閾値電流の温度依存が少なく即
ちIth∝exp（T/T0）（但し、Ithは閾値電流,TはCW動作
でのヒートシンクの温度、T0は特性温度）で表わされる
特性温度T0に関して150K前後と良好であったが、寿命が
非常に短く、実用に供することができない状況にあっ
た。 本発明は、上述の点に鑑み、特性温度T0や直列抵抗等
の静特性と、寿命特性の両者を同時に向上せしめた高信
頼性のある可視光半導体レーザを提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者達は、寿命特性のよい高信頼性のあるAlGaIn
P系半導体レーザを得るにはダブルヘテロ構造における
ｐ形クラッド層のドーパント（例えばZn）の量を出来る
だけ下げた方が良い事を見出した。この点を第３図乃至
第５図を用いて説明する。第３図の曲線（Ｉ）はMOCVD
法によって成長させたときのZnドープのｐ−(Al
0.5G0.5)0.5In0.5Pの正孔濃度と成長時に供給するｐ形
ドーパント原料DMZの流量との関係を示すものである。D
MZの低流量域では流量に比例して正孔濃度は増加する
が、６×1017cm-3程度から濃度の飽和傾向が見られる。
なお飽和しはじめるキャリア濃度はAl組成ｘの値によっ
て異なるが飽和が始まるDMZ流量はいずれも同じであ
る。第３図の曲線（II）はｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5P層
中のSIMS（Secondary Ion Mass Spectro−metry）によ
り測定したZn濃度のDMZ流量依存性を示すものである。Z
n濃度はDMZの高流域でも飽和傾向を示さないことが認め
られる。 第４図はｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5P層の室温（300k）
でのフォトルミネツセンスのバンド端付近の発光ピーク
強度の正孔濃度依存性を示したものである。上述の第２
図曲線（Ｉ）で見られた正孔濃度の飽和領域では発光ピ
ーク強度が急激に減少しており、結晶性が低下している
ことを示している。これは過剰なZn原子に関与した欠陥
で形成されているためと考えられる。実際のAlGaInP系
半導体レーザにおいて、活性層近傍のクラッド層中に、
その様な欠陥が存在すると光の吸収センターとなり、キ
ャリアの非発光再結合が起こり、それによって欠陥が増
殖することが考えられる。クラッド層中に生成された欠
陥において注入キャリアはトラップされ、活性層へのキ
ャリアの注入効率の低下を招き、閾値電流Ithは上昇す
る。また欠陥が電界、光などにより活性層内へ移動する
ことが起きても、発光効率の低下となり閾値電流Ithの
上昇がおき、劣化することが考えられる。そこで、(AxG
a1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦１）系のｐ形クラッド層の正
孔濃度を結晶性の低下が起こらない低濃度にすれば、劣
化を引き起こす欠陥の形成が抑えられ寿命特性が上が
る。この正孔濃度は(AlxGa1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦
１）系のｐ系クラッド層において、Al組成ｘに関係する
ものであり、Al組成ｘが0.5の場合には第４図から正孔
濃度は５×1017cm-3以下が好ましい。またAl組成ｘが0.
5より小さい場合、例えば実用限界である0.4の場合には
正孔濃度は６×1017cm-3以下が好ましい。またAl組成ｘ
が0.5よりも大きくなるとZnのアクセプターレベルが深
くなる関係上、正孔濃度をより低濃度によする必要があ
り、例えばAl組成が1.0の場合、正孔濃度は２×1017cm
-3以下が好ましい。第５図はAlGaInP系DH半導体レーザ
の50℃寿命試験における平均寿命のｐ形(AlxGa1-x)0.5I
n0.5Pクラッド層成長時のDMZ流量依存性を示すものであ
る。同図中、（ａ）はｐ形クラッド層のAl組成ｘが0.5
の場合、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はAl組成ｘが0.7の場合で
ある。この図から明らかようにDMZ流量を下げることに
よって寿命は飛躍的に上昇し、同図（ａ）の場合には50
00時間程度の寿命が得られる。 一方、AlGaInP系半導体レーザにおいて、ｐ形クラッ
ド層は比抵抗が高く素子の直列抵抗を下げるためにはキ
ャリア濃度を出来るだけ高くした方がよい。また、本発
明者達はレーザ素子の特性温度T0がｐ形クラッド層のキ
ャリア濃度に強く依存する現象を見出した。第６図は(A
lxGa1-x)0.5In0.5P／Ga0.5In0.5PDH半導体レーザのｐ形
クラッド層の正孔濃度に対する半導体レーザ素子の連続
発振（CW）でのT0の関係を示すグラフである。同図中、
符号（III）はｐ形クラッド層のAl組成ｘが0.5の場合、
符号（IV）はｐ形クラッド層のAl組成がｘか0.7の場合
である。この第６図から閾値電流Ithの温度依存性が少
なく高温で安定に動作するレーザ素子即ち特性温度T0が
高いレーザ素子を得るには寿命特性とは反対にｐ形クラ
ッド層のキャリア濃度を出来るだけ高くしなければなら
ない。 しかして、本発明は、特性温度T0、直列抵抗等の静特
性と寿命特性とを両立させるため、AlGaInP系の半導体
レーザにおいて、ｐ形クラッド層のキャリア濃度を、活
性層に接する領域部分、即ち活性層から所定距離ｄまで
の領域部分で低濃度p1（p1≦６×1017cm-3）にし、所定
距離ｄ以後の残りの領域部分で高濃度p2に設定して構成
する。 距離ｄとしては、300Å〜2000Å程度、好ましくは500
Å〜1000Åがよい。距離ｄが300Åより小さいと寿命が
悪くなり、2000Åより大きくなると高濃度領域の効果が
なくT0等の静特性が悪化する。 〔作用〕 前述した様にレーザ素子の寿命特性の劣化機構は活性
層に隣接した極く近傍でのｐ形クラッド層内のキャリア
濃度即ちドーパント量による結晶性の変化に強関連す
る。他方、特性温度T0や直列抵抗はＰ形クラッド層全体
のキャリア濃度に強く依存する。 本発明では、ｐ形クラッド層において活性層に隣接し
た極く近傍即ち300Å〜2000Å程度の距離ｄの領域部分
のキャリア濃度を結晶性の低下がおこらない低濃度p
1（p1≦６×1017cm-3）となし、距離ｄ以外の残りの領
域部分のキャリア濃度を高濃度p2に設定することによ
り、寿命特性が向上し、同時に特性温度T0、直列抵抗等
の静特性が向上する。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明による半導体レーザの実
施例を説明する。 本例の半導体レーザ（12）は第１図に示すように基本
的な構造としては前述の第７図と同様であるが、特にｐ
形クラッド層（11）の正孔濃度を第２図に示すように設
定する即ち、本例においては、ｎ−GaAs基板（２）上に
MOCVD法によりｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層
（３）、アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）、Znのド
ープ量即ち正孔濃度を低濃度p1とし活性層から距離ｄだ
け隔てた後にZnのドープ量を上げ正孔濃度を高濃度p2と
して（第２図参照）２段階の正孔濃度分布を有したｐ−
(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（11）及びｐ−GaAs
キャップ層（６）を順次成長せしめ、次にキャップ層
（６）の中央部をストライプ状に残してｐ−AlGaInPク
ラッド層（11）に達するように所要のイオンを注入して
イオン注入高抵抗層（７）を形成して半導体レーザ（1
2）を構成する。（８）及び（９）は夫々ｎ−GaAs基板
（１）の裏面及びキャップ層（６）の表面に形成した電
極を示す。ｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層
（３）は約1.5μｍ厚でキャリア濃度（ｎ）が５×1017c
m-3程度、アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）の厚さは
0.1μｍ程度、ｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5Pクラッド層（1
1）の厚さは約1.5μｍである。ｎ形ドーパントはH2Se、
ｐ形ドーパントはジメチル亜鉛（DMZ）である。 そして、本実施例では特にｐ形クラッド層（11）にお
いて第２図に示す低濃度p1を長寿命が得られる１×1017
cm-3程度にし、高濃度p2を１×1018cm-3程度に設定す
る。低濃度p1の領域部分の距離ｄは500〜1000Å程度に
設定する。この範囲は寿命と特性温度T0の両立を達成で
きる好ましい範囲であることを実験的に見出した。 斯る構成によれば、特性温度T0や直列抵抗等の静特性
が従来と同程度の値を保ちつつ、50℃で5000時間以上安
定に動作する高信頼性の可視光半導体レーザを得ること
ができた。 尚、寿命特性に影響するｐ形クラッド層（11）の低濃
度領域のキャリア濃度p1は前述したようにAl組成ｘに関
係するもので、例えばAl組成ｘが0.4であれば、キャリ
ア濃度p1が６×1017cm-3以下が好ましく、Al組成ｘが0.
5であればキャリア濃度p1は５×1017cm-3以下が好まし
く、Al組成ｘが1.0であればキャリア濃度p1は２×1017c
m-3以下が好ましい。また、静特性に影響するｐ形クラ
ッド層（11）の高濃度領域のキャリア濃度p2は高いほど
好ましい。例えば、Al組成ｘが0.5であれば、p2は１×1
018cm-3以上とするを可とする。 又、上例ではｐ形ドーパントとしてZnを用いたが、そ
の他Mgを用いた場合にも、同様に本発明を適用すること
ができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、AlGaInP系半導体レーザにおいて、
ｐ形クラッド層のキャリア濃度を活性層に接する領域部
分で結晶性が低下しない低濃度に設定し、この低濃度に
設定する領域部分の厚さを300Å〜2000Å程度、キャリ
ア濃度を６×1017cm-3以下とすることにより、レーザ素
子における特性温度T0、直列抵抗等の静特性の向上と、
長寿命化の両立を達成することができる。従って高温で
長時間動作する高信頼性のある半導体レーザを提供する
ことができる。
導体レーザに関する。 〔発明の概要〕 本発明は、AlGaInP系の半導体レーザにおいて、ｐ形
クラッド層のキャリア濃度を活性層に接する領域部分で
低濃度にすることによって、特性温度等の静特性と寿命
特性の双方を同時に向上できるようにしたものである。 〔従来の技術〕 AlGaInP形半導体レーザは実用的な600nm帯可視光半導
体レーザとして近年注目を集めている。このAlGaInP系
半導体レーザでは活性層に(AlyGa1-y)0.5In0.5P（０≦
ｙ＜１）を用い、クラッド層に活性層よりバンドギャッ
プの広い(AlxGa1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦１）を用いて
構成される。 第７図は従来のAlGaInP系のダブルヘテロ（DH）構造
半導体レーザの一例を示す。この半導体レーザ（１）は
ｎ−GaAs基板（２）上にMOCVD（有機金属気相成長）法
によりｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（３）、
アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）、ｐ−(Al0.5G0.5)
0.5In0.5Pクラッド層（５）及びｐ−GaAsキャップ層
（６）を順次成長せしめ、次にキャップ層（６）の中央
部をストライプ状に残してｐ−AlGaInPクラッド層
（５）に達するように所要のイオンを注入してイオン注
入高抵抗層（７）を形成して構成される。（８）及び
（９）は夫々ｎ−GaAs基板（２）の裏面及びキャップ層
（７）表面に形成した電極を示す。 第８図はかかるDH半導体レーザ（１）における不純物
ドーピング量即ちキャリア濃度の概略を示す。ｎ−(Al
0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（３）は約1.5μｍ厚で
キャリア濃度（ｎ）が５×1017cm-3程度、ｐ−(Al0.5G
0.5)0.5In0.5Pクラッド層（５）は約1.5μｍ厚でキャリ
ア濃度（P2）が１×1018cm-3程度、アンドープGa0.5In
0.5P活性層（４）の厚さは0.1μｍ程度である。ｎ形ド
ーパントはH2Se、ｐ形ドーパントはジメチル亜鉛（DM
Z）である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のAlGaInP形半導体レーザ（１）におい
て、ｐ形クラッド層（５）はキャリア移動度が小さく、
10〜20cm2/V・sec程度であるため低抵抗化を図るために
キャリア濃度を１×1018cm-3程度の高濃度のものを用い
ていた。このレーザでは閾値電流の温度依存が少なく即
ちIth∝exp（T/T0）（但し、Ithは閾値電流,TはCW動作
でのヒートシンクの温度、T0は特性温度）で表わされる
特性温度T0に関して150K前後と良好であったが、寿命が
非常に短く、実用に供することができない状況にあっ
た。 本発明は、上述の点に鑑み、特性温度T0や直列抵抗等
の静特性と、寿命特性の両者を同時に向上せしめた高信
頼性のある可視光半導体レーザを提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者達は、寿命特性のよい高信頼性のあるAlGaIn
P系半導体レーザを得るにはダブルヘテロ構造における
ｐ形クラッド層のドーパント（例えばZn）の量を出来る
だけ下げた方が良い事を見出した。この点を第３図乃至
第５図を用いて説明する。第３図の曲線（Ｉ）はMOCVD
法によって成長させたときのZnドープのｐ−(Al
0.5G0.5)0.5In0.5Pの正孔濃度と成長時に供給するｐ形
ドーパント原料DMZの流量との関係を示すものである。D
MZの低流量域では流量に比例して正孔濃度は増加する
が、６×1017cm-3程度から濃度の飽和傾向が見られる。
なお飽和しはじめるキャリア濃度はAl組成ｘの値によっ
て異なるが飽和が始まるDMZ流量はいずれも同じであ
る。第３図の曲線（II）はｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5P層
中のSIMS（Secondary Ion Mass Spectro−metry）によ
り測定したZn濃度のDMZ流量依存性を示すものである。Z
n濃度はDMZの高流域でも飽和傾向を示さないことが認め
られる。 第４図はｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5P層の室温（300k）
でのフォトルミネツセンスのバンド端付近の発光ピーク
強度の正孔濃度依存性を示したものである。上述の第２
図曲線（Ｉ）で見られた正孔濃度の飽和領域では発光ピ
ーク強度が急激に減少しており、結晶性が低下している
ことを示している。これは過剰なZn原子に関与した欠陥
で形成されているためと考えられる。実際のAlGaInP系
半導体レーザにおいて、活性層近傍のクラッド層中に、
その様な欠陥が存在すると光の吸収センターとなり、キ
ャリアの非発光再結合が起こり、それによって欠陥が増
殖することが考えられる。クラッド層中に生成された欠
陥において注入キャリアはトラップされ、活性層へのキ
ャリアの注入効率の低下を招き、閾値電流Ithは上昇す
る。また欠陥が電界、光などにより活性層内へ移動する
ことが起きても、発光効率の低下となり閾値電流Ithの
上昇がおき、劣化することが考えられる。そこで、(AxG
a1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦１）系のｐ形クラッド層の正
孔濃度を結晶性の低下が起こらない低濃度にすれば、劣
化を引き起こす欠陥の形成が抑えられ寿命特性が上が
る。この正孔濃度は(AlxGa1-x)0.5In0.5P（０＜ｘ≦
１）系のｐ系クラッド層において、Al組成ｘに関係する
ものであり、Al組成ｘが0.5の場合には第４図から正孔
濃度は５×1017cm-3以下が好ましい。またAl組成ｘが0.
5より小さい場合、例えば実用限界である0.4の場合には
正孔濃度は６×1017cm-3以下が好ましい。またAl組成ｘ
が0.5よりも大きくなるとZnのアクセプターレベルが深
くなる関係上、正孔濃度をより低濃度によする必要があ
り、例えばAl組成が1.0の場合、正孔濃度は２×1017cm
-3以下が好ましい。第５図はAlGaInP系DH半導体レーザ
の50℃寿命試験における平均寿命のｐ形(AlxGa1-x)0.5I
n0.5Pクラッド層成長時のDMZ流量依存性を示すものであ
る。同図中、（ａ）はｐ形クラッド層のAl組成ｘが0.5
の場合、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はAl組成ｘが0.7の場合で
ある。この図から明らかようにDMZ流量を下げることに
よって寿命は飛躍的に上昇し、同図（ａ）の場合には50
00時間程度の寿命が得られる。 一方、AlGaInP系半導体レーザにおいて、ｐ形クラッ
ド層は比抵抗が高く素子の直列抵抗を下げるためにはキ
ャリア濃度を出来るだけ高くした方がよい。また、本発
明者達はレーザ素子の特性温度T0がｐ形クラッド層のキ
ャリア濃度に強く依存する現象を見出した。第６図は(A
lxGa1-x)0.5In0.5P／Ga0.5In0.5PDH半導体レーザのｐ形
クラッド層の正孔濃度に対する半導体レーザ素子の連続
発振（CW）でのT0の関係を示すグラフである。同図中、
符号（III）はｐ形クラッド層のAl組成ｘが0.5の場合、
符号（IV）はｐ形クラッド層のAl組成がｘか0.7の場合
である。この第６図から閾値電流Ithの温度依存性が少
なく高温で安定に動作するレーザ素子即ち特性温度T0が
高いレーザ素子を得るには寿命特性とは反対にｐ形クラ
ッド層のキャリア濃度を出来るだけ高くしなければなら
ない。 しかして、本発明は、特性温度T0、直列抵抗等の静特
性と寿命特性とを両立させるため、AlGaInP系の半導体
レーザにおいて、ｐ形クラッド層のキャリア濃度を、活
性層に接する領域部分、即ち活性層から所定距離ｄまで
の領域部分で低濃度p1（p1≦６×1017cm-3）にし、所定
距離ｄ以後の残りの領域部分で高濃度p2に設定して構成
する。 距離ｄとしては、300Å〜2000Å程度、好ましくは500
Å〜1000Åがよい。距離ｄが300Åより小さいと寿命が
悪くなり、2000Åより大きくなると高濃度領域の効果が
なくT0等の静特性が悪化する。 〔作用〕 前述した様にレーザ素子の寿命特性の劣化機構は活性
層に隣接した極く近傍でのｐ形クラッド層内のキャリア
濃度即ちドーパント量による結晶性の変化に強関連す
る。他方、特性温度T0や直列抵抗はＰ形クラッド層全体
のキャリア濃度に強く依存する。 本発明では、ｐ形クラッド層において活性層に隣接し
た極く近傍即ち300Å〜2000Å程度の距離ｄの領域部分
のキャリア濃度を結晶性の低下がおこらない低濃度p
1（p1≦６×1017cm-3）となし、距離ｄ以外の残りの領
域部分のキャリア濃度を高濃度p2に設定することによ
り、寿命特性が向上し、同時に特性温度T0、直列抵抗等
の静特性が向上する。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明による半導体レーザの実
施例を説明する。 本例の半導体レーザ（12）は第１図に示すように基本
的な構造としては前述の第７図と同様であるが、特にｐ
形クラッド層（11）の正孔濃度を第２図に示すように設
定する即ち、本例においては、ｎ−GaAs基板（２）上に
MOCVD法によりｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層
（３）、アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）、Znのド
ープ量即ち正孔濃度を低濃度p1とし活性層から距離ｄだ
け隔てた後にZnのドープ量を上げ正孔濃度を高濃度p2と
して（第２図参照）２段階の正孔濃度分布を有したｐ−
(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層（11）及びｐ−GaAs
キャップ層（６）を順次成長せしめ、次にキャップ層
（６）の中央部をストライプ状に残してｐ−AlGaInPク
ラッド層（11）に達するように所要のイオンを注入して
イオン注入高抵抗層（７）を形成して半導体レーザ（1
2）を構成する。（８）及び（９）は夫々ｎ−GaAs基板
（１）の裏面及びキャップ層（６）の表面に形成した電
極を示す。ｎ−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pクラッド層
（３）は約1.5μｍ厚でキャリア濃度（ｎ）が５×1017c
m-3程度、アンドープGa0.5In0.5P活性層（４）の厚さは
0.1μｍ程度、ｐ−(Al0.5G0.5)0.5In0.5Pクラッド層（1
1）の厚さは約1.5μｍである。ｎ形ドーパントはH2Se、
ｐ形ドーパントはジメチル亜鉛（DMZ）である。 そして、本実施例では特にｐ形クラッド層（11）にお
いて第２図に示す低濃度p1を長寿命が得られる１×1017
cm-3程度にし、高濃度p2を１×1018cm-3程度に設定す
る。低濃度p1の領域部分の距離ｄは500〜1000Å程度に
設定する。この範囲は寿命と特性温度T0の両立を達成で
きる好ましい範囲であることを実験的に見出した。 斯る構成によれば、特性温度T0や直列抵抗等の静特性
が従来と同程度の値を保ちつつ、50℃で5000時間以上安
定に動作する高信頼性の可視光半導体レーザを得ること
ができた。 尚、寿命特性に影響するｐ形クラッド層（11）の低濃
度領域のキャリア濃度p1は前述したようにAl組成ｘに関
係するもので、例えばAl組成ｘが0.4であれば、キャリ
ア濃度p1が６×1017cm-3以下が好ましく、Al組成ｘが0.
5であればキャリア濃度p1は５×1017cm-3以下が好まし
く、Al組成ｘが1.0であればキャリア濃度p1は２×1017c
m-3以下が好ましい。また、静特性に影響するｐ形クラ
ッド層（11）の高濃度領域のキャリア濃度p2は高いほど
好ましい。例えば、Al組成ｘが0.5であれば、p2は１×1
018cm-3以上とするを可とする。 又、上例ではｐ形ドーパントとしてZnを用いたが、そ
の他Mgを用いた場合にも、同様に本発明を適用すること
ができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、AlGaInP系半導体レーザにおいて、
ｐ形クラッド層のキャリア濃度を活性層に接する領域部
分で結晶性が低下しない低濃度に設定し、この低濃度に
設定する領域部分の厚さを300Å〜2000Å程度、キャリ
ア濃度を６×1017cm-3以下とすることにより、レーザ素
子における特性温度T0、直列抵抗等の静特性の向上と、
長寿命化の両立を達成することができる。従って高温で
長時間動作する高信頼性のある半導体レーザを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半導体レーザの一例を示す構成
図、第２図はそのダブルヘテロ構造のキャリア濃度分布
図、第３図は(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P層の正孔濃度及びZ
n濃度のDMZ流量依存性を示すグラフ、第４図は(Al0.5Ga
0.5)0.5In0.5P層の室温でのフォトルミネッセンスのバ
ンド端付近の発光ピーク強度の正孔濃度依存性を示すグ
ラフ、第５図はAlGaInP系DH半導体レーザの50℃寿命試
験における平均寿命のｐ形クラッド層成長時のDMZ流量
依存性を示すグラフ、第６図は(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P
／Ga0.5In0.5PDH半導体レーザのｐ形クラッド層の正孔
濃度に対する素子の特性温度T0の関係を示すグラフ、第
７図は従来の半導体レーザの構成図、第８図はそのダブ
ルヘテロ構造のキャリア濃度分布図である。 （２）はｎ−GaAs基板、（３）はｎ形クラッド層、
（４）は活性層、（５）（11）はｐ形クラッド層、
（６）はキャップ層、（７）はイオン注入高抵抗層、
（８）（９）は電極である。
図、第２図はそのダブルヘテロ構造のキャリア濃度分布
図、第３図は(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P層の正孔濃度及びZ
n濃度のDMZ流量依存性を示すグラフ、第４図は(Al0.5Ga
0.5)0.5In0.5P層の室温でのフォトルミネッセンスのバ
ンド端付近の発光ピーク強度の正孔濃度依存性を示すグ
ラフ、第５図はAlGaInP系DH半導体レーザの50℃寿命試
験における平均寿命のｐ形クラッド層成長時のDMZ流量
依存性を示すグラフ、第６図は(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P
／Ga0.5In0.5PDH半導体レーザのｐ形クラッド層の正孔
濃度に対する素子の特性温度T0の関係を示すグラフ、第
７図は従来の半導体レーザの構成図、第８図はそのダブ
ルヘテロ構造のキャリア濃度分布図である。 （２）はｎ−GaAs基板、（３）はｎ形クラッド層、
（４）は活性層、（５）（11）はｐ形クラッド層、
（６）はキャップ層、（７）はイオン注入高抵抗層、
（８）（９）は電極である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−43387（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−82587（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−17586（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−245987（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−145882（ＪＰ，Ａ)
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｇｒｏｗｔｈ 77（1986）Ｐ．374
−379
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
H01S 3/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．AlGaInP系の半導体レーザであって、 ｐ形クラッド層のキャリア濃度が、活性層に接する領域
で低濃度に設定された層を有し、 上記低濃度に設定された層の厚さは300Å〜2000Å程度
であり、 上記低濃度に設定された層のキャリア濃度は６×1017cm
-3以下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 |
|---|---|---|---|
| JP62332386A JP2847702B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332386A JP2847702B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175279A JPH01175279A (ja) | 1989-07-11 |
| JP2847702B2 true JP2847702B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=18254387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332386A Expired - Lifetime JP2847702B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847702B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189188A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH0449691A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光レーザダイオード |
| JPH05291686A (ja) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2555282B2 (ja) * | 1986-08-08 | 1996-11-20 | 株式会社東芝 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
| JPS6482587A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Sumitomo Electric Industries | Quantum well type semiconductor laser |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62332386A patent/JP2847702B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ７７（１９８６）Ｐ．３７４−３７９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01175279A (ja) | 1989-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7554127B2 (en) | Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same | |
| US5488233A (en) | Semiconductor light-emitting device with compound semiconductor layer | |
| EP1328050A2 (en) | Semiconductor laser structure | |
| US5585649A (en) | Compound semiconductor devices and methods of making compound semiconductor devices | |
| JP2004289157A (ja) | レーザダイオード構造およびその製造方法 | |
| US5034957A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH06104533A (ja) | 青色発光素子およびその製造方法 | |
| JP3488597B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体装置 | |
| US6798808B1 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing same | |
| US5561080A (en) | Semiconductor laser and method for fabricating the same | |
| JP2002204034A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP3981218B2 (ja) | 発光素子用エピタキシャルウエハおよび発光素子 | |
| JP2847702B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH0955558A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3652072B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5442204A (en) | III-V Semiconductor heterostructure contacting a P-type II-VI compound | |
| US6178190B1 (en) | II-VI compound semiconductor light emitting device | |
| JPH10135567A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5567960A (en) | II/VI-compound semiconductor light emitting device | |
| JP2685778B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2001320083A (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子及び発光素子用エピタキシャルウェハ | |
| JP3635727B2 (ja) | 半導体発光ダイオード | |
| US6686217B2 (en) | Compound semiconductor device manufacturing method | |
| JP2739999B2 (ja) | 半導体発光装置の製造方法 | |
| JPH03276785A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071106 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081106 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081106 Year of fee payment: 10 |