JPH01239891A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
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- JPH01239891A JPH01239891A JP6571288A JP6571288A JPH01239891A JP H01239891 A JPH01239891 A JP H01239891A JP 6571288 A JP6571288 A JP 6571288A JP 6571288 A JP6571288 A JP 6571288A JP H01239891 A JPH01239891 A JP H01239891A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体材料に係り、特に可視光半導体レーザ装
置の性能向上に関する。
置の性能向上に関する。
Ａ Ｑ Ｇ ａ Ｔ ｎ四元混晶半導体は可視光半導体
レーザの材料である。まず最初にＧａＩｎＰを活性層に
、Ａ Ｑ Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐをクラッド層に用いた半
導体レーザが実用化されようとしている。しかし、その
発振波長は６８０ｎｍ程度であり、理論的に予測された
６５０ｎｍよりも波長が長い。（電子情通信学会技術研
究報告０ＱＥ８７−４５．ｔ。
レーザの材料である。まず最初にＧａＩｎＰを活性層に
、Ａ Ｑ Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐをクラッド層に用いた半
導体レーザが実用化されようとしている。しかし、その
発振波長は６８０ｎｍ程度であり、理論的に予測された
６５０ｎｍよりも波長が長い。（電子情通信学会技術研
究報告０ＱＥ８７−４５．ｔ。
の頁）
〔発明が解決しようとする課題〕
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発振波長が長くなる理
由として、■広原子の格子点上で原子の配列に規則性が
生じ、結晶構造が無秩序混晶半導体構造から超格子半導
体構造に変化したものと考えられている。ここで云う無
秩序半導体構造及び超格子半導体構造は、両者とも原子
は正規の結晶構造（ここでは閃亜鉛鉱型）の格子点上に
有るが、その配列が異っている。すなわち、無秩序混晶
半導体構造は複数種の同族原子の配列が全くランダムで
あり、超格子半導体構造は例えば原子が１列に交互に並
んでいる様に規則性がある。この結晶成長中に自然発生
する超格子（自然超格子）は転位や欠陥等とは異なり本
来の■広原子の位：ｎからのずれを生じさせる事がない
ので、結晶性を損う事はない。発振波長が長い事を除け
ば、特性的に劣った所は見られない。しかし、半導体レ
ーザはより波長の短かいものが求められており、その見
地から自然超格子の発生は望ましくない。
由として、■広原子の格子点上で原子の配列に規則性が
生じ、結晶構造が無秩序混晶半導体構造から超格子半導
体構造に変化したものと考えられている。ここで云う無
秩序半導体構造及び超格子半導体構造は、両者とも原子
は正規の結晶構造（ここでは閃亜鉛鉱型）の格子点上に
有るが、その配列が異っている。すなわち、無秩序混晶
半導体構造は複数種の同族原子の配列が全くランダムで
あり、超格子半導体構造は例えば原子が１列に交互に並
んでいる様に規則性がある。この結晶成長中に自然発生
する超格子（自然超格子）は転位や欠陥等とは異なり本
来の■広原子の位：ｎからのずれを生じさせる事がない
ので、結晶性を損う事はない。発振波長が長い事を除け
ば、特性的に劣った所は見られない。しかし、半導体レ
ーザはより波長の短かいものが求められており、その見
地から自然超格子の発生は望ましくない。
本発明の目的は自然超格子の発生を抑えＡｌ２Ｇａ１ｎ
Ｐ系レーザの短波長化を計る事である。
Ｐ系レーザの短波長化を計る事である。
尚、自然超格子が半導体素子の特性に影響する例は現在
のところＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザのみにおいて問
題にされているが、自然超格子の発生は混晶半導体にお
いて普遍的に起こる現象であるらしく、本発明はＡｌＧ
ａＩｎＰ系以外の混晶系においても適用できる。
のところＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザのみにおいて問
題にされているが、自然超格子の発生は混晶半導体にお
いて普遍的に起こる現象であるらしく、本発明はＡｌＧ
ａＩｎＰ系以外の混晶系においても適用できる。
エピタキシャル成長させる混晶半導体層を格子定数がほ
ぼ等しく、かつ面方位が（ｎｌｌ）（ただし、ただし、
〔１≦ｎ≦５〕である結晶体をエピタキシャル成長の基
板として用いる事により。
ぼ等しく、かつ面方位が（ｎｌｌ）（ただし、ただし、
〔１≦ｎ≦５〕である結晶体をエピタキシャル成長の基
板として用いる事により。
上記目的は達成される。
ただし、基板結晶の面方位は上記方位から５度以内のず
れであっても良い。
れであっても良い。
第１図を用いて作用を説明する。（１１１）の面方位を
有しＶ族原子が結晶表面に出ている（１１１）Ｂ面Ｇａ
Ａｓ基板と（１００）面Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に有機金
属相成長法を用いてエピタキシャル成長させたＧａｏ、
５ｒ ｎＯ，５ｐのフォトルミネッセンスのスペクトル
を示す。（１００）上の試料のピーク波長は６７０ｎｍ
と長く、超格子が発生している事が判る。これに対して
（１１１）Ｂ上の試料のピーク波長は、６５０ｎｍと■
族原子が不規則に配置している通常の混晶半導体と同じ
値をとり、超格子半導体が発生していない事が判る。
有しＶ族原子が結晶表面に出ている（１１１）Ｂ面Ｇａ
Ａｓ基板と（１００）面Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に有機金
属相成長法を用いてエピタキシャル成長させたＧａｏ、
５ｒ ｎＯ，５ｐのフォトルミネッセンスのスペクトル
を示す。（１００）上の試料のピーク波長は６７０ｎｍ
と長く、超格子が発生している事が判る。これに対して
（１１１）Ｂ上の試料のピーク波長は、６５０ｎｍと■
族原子が不規則に配置している通常の混晶半導体と同じ
値をとり、超格子半導体が発生していない事が判る。
（１１１）面と（１００）面では結晶成長界面でのボン
ドの出方が異なり、（１１１）面上では超格子構造の自
然発生が抑えられる。超格子発生の抑制は、（１１１）
面と（１００）面の間の面方位を持つ基板、つまり（ｎ
１１）面の基板においても成され、ｎの値の範囲は１≦
ｎ≦５である。
ドの出方が異なり、（１１１）面上では超格子構造の自
然発生が抑えられる。超格子発生の抑制は、（１１１）
面と（１００）面の間の面方位を持つ基板、つまり（ｎ
１１）面の基板においても成され、ｎの値の範囲は１≦
ｎ≦５である。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例１゜
第２図に本発明の実施例１の半導体レーザの断面図を示
す。第２図において、１は（１１１）Ｂから（１００）
方向に３度傾いた面方位を有するＳｉドープＧ ａ Ａ
ｓ基板（ｎニアＸ１０１７ｃｍ−３゜ｄ＝１５０μｍ
）、２はＳｅドープ ΔＩｌＯ，２５Ｇ ａｏ、２５Ｉ ｎＯ，５Ｐクラツド
ＷＪ（ｎ＝７Ｘ Ｉ ０１７ｃ ｍ−’、ｄ＝１μｍ）
、３はノンドープＧａＯ，５Ｉｎ（１，５Ｐ活性Ｆｉ
（ｄ ＝０．０７ μｍ）、４はＺｎドープＡ Ｑ。、
２５Ｇ ａｏ、２５ｒ ｎｏ、５ｐクラッド層（ｐ ＝
３ Ｘ １０”ｃ ｍ−３、ｄ＝１μｍ）である。２
〜４０層は、有機金属気相成長法により１の上に順次エ
ピタキシャル成長する。そうして得られたダブルへテロ
ウェハにＳｉ○２′賀流阻市１ｉｋ ５ 、 Ｐ ｊｌ
電極、ｎ電極７を施した後、２００Ｘ３００μｍのチッ
プに襞間する。このレーザは室１＠において１００ｍＡ
の電流を流すと６５０ｎｍで発振する。
す。第２図において、１は（１１１）Ｂから（１００）
方向に３度傾いた面方位を有するＳｉドープＧ ａ Ａ
ｓ基板（ｎニアＸ１０１７ｃｍ−３゜ｄ＝１５０μｍ
）、２はＳｅドープ ΔＩｌＯ，２５Ｇ ａｏ、２５Ｉ ｎＯ，５Ｐクラツド
ＷＪ（ｎ＝７Ｘ Ｉ ０１７ｃ ｍ−’、ｄ＝１μｍ）
、３はノンドープＧａＯ，５Ｉｎ（１，５Ｐ活性Ｆｉ
（ｄ ＝０．０７ μｍ）、４はＺｎドープＡ Ｑ。、
２５Ｇ ａｏ、２５ｒ ｎｏ、５ｐクラッド層（ｐ ＝
３ Ｘ １０”ｃ ｍ−３、ｄ＝１μｍ）である。２
〜４０層は、有機金属気相成長法により１の上に順次エ
ピタキシャル成長する。そうして得られたダブルへテロ
ウェハにＳｉ○２′賀流阻市１ｉｋ ５ 、 Ｐ ｊｌ
電極、ｎ電極７を施した後、２００Ｘ３００μｍのチッ
プに襞間する。このレーザは室１＠において１００ｍＡ
の電流を流すと６５０ｎｍで発振する。
尚、同じ構造で（１００）ＧａＡｓ基板を用いたものは
６８０ｎｍで発振する。
６８０ｎｍで発振する。
実施例２゜
第３図に本発明の実施例２の半導体レーザの断面図を示
す。第３図において、８は（２１１）Ａの面方位を有す
るＺｎドープＧａＡｓ基板（Ｐ ＝ ７ Ｘ １０１７
ｃ ｍ−３、ｄ＝１５０／Ａｍ）、９はＭｇドープＡ
Ｑ（、，５Ｉ ｎＯ，５ｐクラッド層（ｐ＝３×１０１
７ｃｍ−３、ｄ＝１μｍ）、１０はノンドープＡ ｎＯ
，１５Ｇ ａｏ、３５Ｉ ｎ、）、５Ｐ活性層（ｄ＝０
．０６μｍ）、１１はＳｉドープＡ Ｑ（、，５Ｉ ｎ
ｏ、６ｐクラッド層（ｎ＝７Ｘ１０１７ｃｍ−３，ｄ：
＝１μｍ）である。９〜１１は、分子線エピタキシャル
法により８の上に順次成長する。
す。第３図において、８は（２１１）Ａの面方位を有す
るＺｎドープＧａＡｓ基板（Ｐ ＝ ７ Ｘ １０１７
ｃ ｍ−３、ｄ＝１５０／Ａｍ）、９はＭｇドープＡ
Ｑ（、，５Ｉ ｎＯ，５ｐクラッド層（ｐ＝３×１０１
７ｃｍ−３、ｄ＝１μｍ）、１０はノンドープＡ ｎＯ
，１５Ｇ ａｏ、３５Ｉ ｎ、）、５Ｐ活性層（ｄ＝０
．０６μｍ）、１１はＳｉドープＡ Ｑ（、，５Ｉ ｎ
ｏ、６ｐクラッド層（ｎ＝７Ｘ１０１７ｃｍ−３，ｄ：
＝１μｍ）である。９〜１１は、分子線エピタキシャル
法により８の上に順次成長する。
そうして得られたダブルへテロウェハにＳ ｉ ０２電
流阻止膜５、ｎ電極７、ｐ電極６を施した後、２００Ｘ
３００μｍのチップに襞間する。このレーザは室温にお
いて１５０ｍＡの電流を流すと５８０ｎｍ （黄色）で
発振する。
流阻止膜５、ｎ電極７、ｐ電極６を施した後、２００Ｘ
３００μｍのチップに襞間する。このレーザは室温にお
いて１５０ｍＡの電流を流すと５８０ｎｍ （黄色）で
発振する。
尚、同じ構造で（１００）ＧａＡｓ基板を用いたものは
６００ｎｍ （橙色）で発振する。
６００ｎｍ （橙色）で発振する。
本発明によれば、混晶半導体の自然跡格子の発生を抑え
る事が出来るので、特にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
においては短波長化の効果がある。
る事が出来るので、特にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
においては短波長化の効果がある。
第１図は（１１１）Ｂ及び（１００）の面方城を有する
Ｇ ａ Ａ ｓ基土にエピタキシャル成長したＧａＩｎ
Ｐのフ第１ヘルミネッセンス・スペクトル。 第２図は本発明の実施例１における半導体レーザの断面
図、 第３図は本発明の実施例２における半導体レーザの断面
図である。 符号の説明 １・・・・・・（１１１）Ｂから（１００）方向に３度
傾いた面方向を有するＧａＡｓ基板、 ２・・・・・ＡＱＧａ Ｉ ｎＰクラッド層、３・・・
・・・ＧａＩｎＰ活性層、４・・・・・・ＡＱＧａｒｎ
Ｐクラッド層、８・・・・・・（２１１）Ａの面方向を
有するＧａＡｓ基板、９・・・・・・ＡＱＩｎＰクラッ
ド層、Ｉ Ｃ１−・ａＡ Ｑ、０１５Ｇ ａｏ、３５Ｉ
ｎ、）、５Ｐ活性層、１１・・・・・Ａ Ｑ 丁ｎ
Ｐクラッド層。 Ｊρ２りρ々ρ〆ρａρムか７＃＋ ２ノρＷｃＹｅＪ
ｔ／Ｋｋ （ｐｃｘ）ｙ ： ０ｙｙ） Ｅ
（ｒｇＡｓ 基板２： Ａ１６ムＩ−Ｐクラン）ソＱ ３：蟲ｒ、ｐ３委ｊ〜− ４Ｌ： Ａｔ’（ｒｄＪ クラン）；舌ｊ“二 入θ
よ電ンメ（−７ｉ上賞）（、に：ｒ先程 ７ ：、４陣
Ｇ ａ Ａ ｓ基土にエピタキシャル成長したＧａＩｎ
Ｐのフ第１ヘルミネッセンス・スペクトル。 第２図は本発明の実施例１における半導体レーザの断面
図、 第３図は本発明の実施例２における半導体レーザの断面
図である。 符号の説明 １・・・・・・（１１１）Ｂから（１００）方向に３度
傾いた面方向を有するＧａＡｓ基板、 ２・・・・・ＡＱＧａ Ｉ ｎＰクラッド層、３・・・
・・・ＧａＩｎＰ活性層、４・・・・・・ＡＱＧａｒｎ
Ｐクラッド層、８・・・・・・（２１１）Ａの面方向を
有するＧａＡｓ基板、９・・・・・・ＡＱＩｎＰクラッ
ド層、Ｉ Ｃ１−・ａＡ Ｑ、０１５Ｇ ａｏ、３５Ｉ
ｎ、）、５Ｐ活性層、１１・・・・・Ａ Ｑ 丁ｎ
Ｐクラッド層。 Ｊρ２りρ々ρ〆ρａρムか７＃＋ ２ノρＷｃＹｅＪ
ｔ／Ｋｋ （ｐｃｘ）ｙ ： ０ｙｙ） Ｅ
（ｒｇＡｓ 基板２： Ａ１６ムＩ−Ｐクラン）ソＱ ３：蟲ｒ、ｐ３委ｊ〜− ４Ｌ： Ａｔ’（ｒｄＪ クラン）；舌ｊ“二 入θ
よ電ンメ（−７ｉ上賞）（、に：ｒ先程 ７ ：、４陣
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ｎ１１）〔ただし、１≦ｎ≦５〕の面方位または
上記面方位から５度以内のずれを有する面方位の結晶基
板と、該結晶基板上にエピタキシャル形成された無秩序
配列構造混晶半導体層を有する事を特徴とする半導体構
造体。 ２、上記（ｎ１１）は、（１１１）である特許請求の範
囲第１項記載の半導体構造体。 ３、上記混晶半導体はＡｌＧａＩｎＰ系である特許請求
の範囲第１項記載の半導体構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6571288A JP2641484B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6571288A JP2641484B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239891A true JPH01239891A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2641484B2 JP2641484B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=13294906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6571288A Expired - Lifetime JP2641484B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2641484B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286480A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Toshiba Corp | 可視光発光素子 |
| JPH06296062A (ja) * | 1988-09-29 | 1994-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 可視光半導体レ−ザ装置 |
| JPH08213714A (ja) * | 1988-09-29 | 1996-08-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置 |
| JPH08228047A (ja) * | 1988-09-29 | 1996-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 可視光半導体レーザ装置 |
| CN114447551A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 成都第三象限未来科技有限公司 | 一种波前可控的太赫兹线偏振超构起偏器件 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6571288A patent/JP2641484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286480A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Toshiba Corp | 可視光発光素子 |
| JPH06296062A (ja) * | 1988-09-29 | 1994-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 可視光半導体レ−ザ装置 |
| JPH08213714A (ja) * | 1988-09-29 | 1996-08-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置 |
| JPH08228047A (ja) * | 1988-09-29 | 1996-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 可視光半導体レーザ装置 |
| CN114447551A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 成都第三象限未来科技有限公司 | 一种波前可控的太赫兹线偏振超构起偏器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2641484B2 (ja) | 1997-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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