JPH01264286A - 半導体量子井戸レーザ - Google Patents

半導体量子井戸レーザ

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JPH01264286A
JPH01264286A JP63091634A JP9163488A JPH01264286A JP H01264286 A JPH01264286 A JP H01264286A JP 63091634 A JP63091634 A JP 63091634A JP 9163488 A JP9163488 A JP 9163488A JP H01264286 A JPH01264286 A JP H01264286A
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JP
Japan
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layer
layers
gaas
barrier layer
quantum well
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JP63091634A
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English (en)
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Hiroshi Imamoto
浩史 今本
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ＳＣＨ構造のレーザにおいて、障壁層を２〜５分子層か
らなるＡ　ｆｊ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ
超格子で構成することにより、注入キャリアの漏れが減
少すること、急峻なヘテロ界面が得られること、高品質
な活性層が得られることにより温度特性、しきい値電流
の改善が期待できる。
発明の背景 この発明は分子線エピタキシャル法などを用いて作製さ
れる半導体量子井戸レーザに関する。
障壁層（バリア層）を〜１０ＱＯ人程度に程度して作製
される半導体量子井戸レーザには、Ｂ、ＧＡＲＲＥＴＴ
　ｅｔ　ａｌ、　’″ＬＯＷ−ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ、　
ＨＩＧＨ−ＰＯＷＥＲＺＥＲＯ−ＯＲＤＥＲＬＡＴＥＲ
ＡＬ−ＭＯＤＥ　ＤＱＷ−８ＣＨＭＥＴＡＬ−ＣＬＡＤ
ＲＩＤＧＥ　ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ　　（ＡＩＧａ）　Ａ
ｓ／ＧａＡｓＬＡＳＥＲ８“、　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ
８ＬＥＴＴＥＲ８，１９８７年４月。
Ｖｏｌ、　２３．　Ｎｏ、８．ｐｐ、　３７１〜３７３
に記載のものがある。これはＳＣＨ構造（Ｓｅｐａｒａ
ｔｅｌｙ　ＣｏｎｆｉｎｅｄＨｅｔｅｒｏｓｔ　ｒｕｃ
ｔｕｒｅ）のもので、　〜１０００人の”　０．２Ｇａ
　　　Ａｓ障壁層に挟まれた量子井戸を形成し０．８ ている。
しかしながら上記の量子井戸半導体レーザではクラッド
層のＡＪ！組成比が０．４．障壁層のそれが０．２で、
２種類のＡで組成をもつために、その作製のためにＡＩ
セルが２本必要となる。
また、短波長の発光を得ようとすると、Ａｊ！ＧａＡｓ
混晶陣壁層を用いているために障壁層でのＸ点（間接遷
移）とｒ点（直接遷移）が接近するので（たとえば６８
０ｎｍ付近の発光を得ようとするとＡＪ組成が０．４〜
０．５となり、　ｘ−ｒ’点点間差が小さくなる）、Ｘ
点からの遷移が起こりやすくなり、これは発光に寄与し
ないために、注入キャリアの漏れが多くなり、しきい値
電流の増加および温度特性の悪化を招くという問題点が
ある。
発明の概要 この発明は、Ａｉ等のセルが１本ですみ、また短波長発
光も比較的容易な半導体量子井戸レーザを提供するもの
である。
この発明による半導体量子井戸レーザは、活性層の両側
を厚い（たとえば２００Å以上）障壁層で囲み、この障
壁層を、混晶比の異なる薄膜層（２〜５分子層からなる
）を交互に積層して平均的にその中間の混晶比をもつ超
格子構造としたことを特徴とする。
より分りやすくするためにＡ　ＪＩ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　
／　Ｇ　ａＡｓ系のレーザについて述べると、この発明
によれば、５ＣＨ−量子井戸構造の障壁層をＡＪＧａＡ
　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ各２〜５分子層程度の膜厚で
交互に積層して形成したことにより、障壁層でＸ点−ｒ
点の間を大きくとれるようになり、注入キャリアの漏れ
が減少し、温度特性が改善される。また、短波長を狙う
際にもしきい値の上昇が抑えられるという効果が得られ
る。たとえばＡＩ！組成（平均）０．５以内であればＸ
−ｒ点間の距離がバルクよりも大きくとることができ、
短波長での動作が可能となる。
また分子線エピタキシャル法でこの発明による半導体レ
ーザを作製するときにおいて、活性層の作製前に障壁層
を形成するので、シャッタの開閉による不純物の混入も
障壁層の形成段階で捕えることができ、活性層の作製に
おけるＧａＡｓ層成長の面内平坦化が進み、良質で平坦
性にすぐれた量子井戸活性層が形成できる。
さらに超格子を用いるため、Ａ１セルが１本で成長でき
るという特徴をもっている。たとえば０．４　　０．８
Ａｓ層とＧａＡｓ層とを交互にＡＪ　　　　　Ｇａ 周期的に積層することにより、ＡＪの平均組成が０．２
の障壁層が形成できる。
この発明は単一量子井戸、二重量子井戸および多重量子
井戸の半導体レーザにも適用可能であり、またＧＲＩＮ
−８ＣＨ構造のものにも適用できるのはいうまでもない
。
実施例の説明 図面はこの発明の実施例を示すもので、ＡＪＧａＡｓ系
半導体レーザの断面模式図であり、超格子障壁層の構成
も拡大して示されている。またこの図には活性層近傍に
おけるＡＪ平均混晶分布および超格子障壁層におけるＡ
１分布が示されている。
ｎ−ＧａＡｓ基板（キャリア濃度Ｓｉ−５１−１Ｏ１８
”）　ｉ上にｎ−ＧａＡｓバッファ層（Ｓｉ−１０１８
ｃ＋＊−３，厚さ０．５μｍ）２．ｎ−ＡＪｏ、４ Ｇａ　　　Ａｓクラッド層（Ｓ　ｉ　ｍ　１０１８ｃｍ
−３，厚０．６ さ１．５μｍ）３．ノンドープＡ、ｇ　　　ＧａＯ，４
０，６ Ａ　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ超格子障壁層（合計の厚さ
約１０００人）４．ノンドープＧａＡｓ量子井戸活性層
５０人５、ｐ−ＡＩ　　　Ｇａ　　　Ａｓクラッド層（
ＢｅＯ，７０，３ ＝　１０１８ｃｍ−３，厚さ１．５μｍ）６．およびｐ
−ＧａＡｓキ＋ツブ層（Ｂ　ｅ　−１０１８ｃｍ−３，
厚さ０．５μｍ）７をＭＢＥ法により連続的に成長させ
ることにより、半導体レーザが作製される。この例は二
重量子井戸構造であるために量子井戸活性層５は二層膜
けられ、各層が障壁層４によって挟まれている。
超格子障壁層４は拡大して示されているよう０．４　　
０．６”　　（厚さ５．６人＞　２１とＧａにＡｉ　　
Ｇａ Ａｓ（厚さ５．６人）２２が交互に多数層積層されてな
る。障壁層４のＡ（平均組成は０．２となる。
【図面の簡単な説明】
図面はＡｐＧａＡｓ系半導体量子井戸レーザの断面図で
あり、障壁層の拡大図、ならびに活性層近傍におけるＡ
ｌ平均組成分布および障壁層のＡＪ組成分布が一緒に示
されている。 ４・・・超格子障壁層。 ５・・・量子井戸活性層。 ２Ｌ−・−ＡＩ　　Ｇａ　　　Ａｓ層。 ０．４　　０．８ ２２・・・Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層。 以　　上 手　続　争甫　正　書（方式） 昭和６３年８月１日 特許庁長官　吉ｉｎ　　文毅　殿 １　事件の表示 昭和６３年特許願第９１６３４号 ２　発明の名称 半導体量子井戸レーザ ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　京都市右京区花園土堂町１０番地名称　　（２
９４）立石電機株式会社 ４　代理人 住所　　〒１０５東京都港区西新橋１丁目１２番８号西
新橋中ビル５階 電話（０３）　５０８−０２９５ （発送］１：昭和６３年７月２６日） ６　補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄および図面の第１図補正
の内容 （１）明細書の第６頁第１１行の「図面は」を「第１図
は」と訂正する。 （２）図面の第１図を別紙の通り訂正する。 以　　上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 活性層の両側を厚い障壁層で囲み、この障壁層を、混晶
    比の異なる薄膜層を交互に積層して平均的にその中間の
    混晶比をもつ超格子構造とした半導体量子井戸レーザ。
JP63091634A 1988-04-15 1988-04-15 半導体量子井戸レーザ Pending JPH01264286A (ja)

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