JPH01286480A - 可視光発光素子 - Google Patents
可視光発光素子Info
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- JPH01286480A JPH01286480A JP63114748A JP11474888A JPH01286480A JP H01286480 A JPH01286480 A JP H01286480A JP 63114748 A JP63114748 A JP 63114748A JP 11474888 A JP11474888 A JP 11474888A JP H01286480 A JPH01286480 A JP H01286480A
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、Ｉｎ、ｕＧａＰ系の半導体レーザに係わり
、特に有機金属を用いた化学気相成長法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法と略記する）による製造に適した可視光発光素子に
関する。
、特に有機金属を用いた化学気相成長法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法と略記する）による製造に適した可視光発光素子に
関する。
（従来の技術）
近年、組成と膜厚の制御性と大面積ζこ互る均一性の優
れたＭＯＣＶＤ法を利用して作成した半導体レーザが注
目されており、これらの方法によって作成した単一の基
本横モードを有する種々の構造の半導体レーザが報告さ
れている。ＭＯＣＶＤ法を利用した代表的なレーザ構造
としては第３図に示すような、例えばＧａｕＡｓを材料
として用いたものがある。これは、溝を形成したダブル
へテロウェハ上番こＧａ Ａｓを再成長するものである
。３２はｎ−ＧａＡｓ基板、３３はｎ −ＧａＡｌＡｓ
クラッド層、３４はＧａ Ａｓ活性層、３５はＰ −Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
、３７はＰ−ＧａＡｓ：ｒン、Ｊクト層、３１．３８は
電極である。最近の技術動向として、光通信用長波長レ
ーザや、光記録用短波長レーザに使用する半導体レーザ
としてより長波長化や短波長化が可能なＩｎＧａＡｓＰ
、 ＩｎＧａＡｆｆｉＡｓ、 ＩｎＧａＡｓＰ等が注目
されている。中でもＶ族元素が一種類で構成されている
ＩｎＧａ、ｕＰは、気相成長法に適したものである。し
かし、この材料は、活性層として用いルＩｎＧａＰのバ
ンドギャップが膜の成長条件、例えば成長温度、■族と
Ｖ族の原料供給比、ドーピング濃度、あるいは、まだ不
明確な条件により一定ではなく、１．８５ｅＶから１．
９０ ｅ Ｖまで変化している。
れたＭＯＣＶＤ法を利用して作成した半導体レーザが注
目されており、これらの方法によって作成した単一の基
本横モードを有する種々の構造の半導体レーザが報告さ
れている。ＭＯＣＶＤ法を利用した代表的なレーザ構造
としては第３図に示すような、例えばＧａｕＡｓを材料
として用いたものがある。これは、溝を形成したダブル
へテロウェハ上番こＧａ Ａｓを再成長するものである
。３２はｎ−ＧａＡｓ基板、３３はｎ −ＧａＡｌＡｓ
クラッド層、３４はＧａ Ａｓ活性層、３５はＰ −Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
、３７はＰ−ＧａＡｓ：ｒン、Ｊクト層、３１．３８は
電極である。最近の技術動向として、光通信用長波長レ
ーザや、光記録用短波長レーザに使用する半導体レーザ
としてより長波長化や短波長化が可能なＩｎＧａＡｓＰ
、 ＩｎＧａＡｆｆｉＡｓ、 ＩｎＧａＡｓＰ等が注目
されている。中でもＶ族元素が一種類で構成されている
ＩｎＧａ、ｕＰは、気相成長法に適したものである。し
かし、この材料は、活性層として用いルＩｎＧａＰのバ
ンドギャップが膜の成長条件、例えば成長温度、■族と
Ｖ族の原料供給比、ドーピング濃度、あるいは、まだ不
明確な条件により一定ではなく、１．８５ｅＶから１．
９０ ｅ Ｖまで変化している。
例えば成長温度による変化を第４図に示す。ＬＰＥ成長
の場合は、１．９０ｅＶで一定である。このため、レー
ザ素子として、その特性を考えた場合、その発振波長が
不安定であり、再現性が悪く制御が困難であった。Ｐ型
にした場合、この変動はなく、１．９０ ｅ Ｖと一定
となるが、Ｐ型の活性層の場合、寿命特性が著しく劣化
する。また、１．９０ｅＶ以外の値を示したとき、フォ
トルミネセンスによるその発光強度も芳しくなく、寿命
特性も著しく劣化していた。
の場合は、１．９０ｅＶで一定である。このため、レー
ザ素子として、その特性を考えた場合、その発振波長が
不安定であり、再現性が悪く制御が困難であった。Ｐ型
にした場合、この変動はなく、１．９０ ｅ Ｖと一定
となるが、Ｐ型の活性層の場合、寿命特性が著しく劣化
する。また、１．９０ｅＶ以外の値を示したとき、フォ
トルミネセンスによるその発光強度も芳しくなく、寿命
特性も著しく劣化していた。
（発明が解決しようとする課題）
このように従来、基板をＧａＡｓ 、クラッド層を工ｎ
ＧａＡｊＰとしたレーザでは、十分な特性が得られず実
用化が困難であった。この原因をなす、活性層のバンド
ギャップが変動することについて調べた。このバンドギ
ャップが変動した場合の電子線回折像を観察すると、第
２図のような像を示す。
ＧａＡｊＰとしたレーザでは、十分な特性が得られず実
用化が困難であった。この原因をなす、活性層のバンド
ギャップが変動することについて調べた。このバンドギ
ャップが変動した場合の電子線回折像を観察すると、第
２図のような像を示す。
このようなエクストラスポット２１をもつ像の場合＜１
１１＞方向に２倍周期の超格子構造を持っていることが
格子像より明らかとなった。
１１＞方向に２倍周期の超格子構造を持っていることが
格子像より明らかとなった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、ＩｎＧａＡ１．Ｐ系半導体を材料と
し、その活性層ＩｎＧａＰにおいて超格子構造を有さな
い無秩序な原子配列構造の膜を用いることにより、その
バンドギャップを再現性良く安定にし、発振波長を一定
にし、寿命特性の良好な半導体レーザを提供することに
ある。
的とするところは、ＩｎＧａＡ１．Ｐ系半導体を材料と
し、その活性層ＩｎＧａＰにおいて超格子構造を有さな
い無秩序な原子配列構造の膜を用いることにより、その
バンドギャップを再現性良く安定にし、発振波長を一定
にし、寿命特性の良好な半導体レーザを提供することに
ある。
本発明の骨子は、ＩｎＧａＰ活性層において、成膜条件
を規定することにより得たＮ型でかつ超格子構造を有さ
ないＩｎＧａｐを用いることにより、半導体レーザーの
特性を改善した点にある。即ち、本発明は、ＩｎＧａＰ
活性層において、低濃度でＮ型となる通常の成長条件（
成長条件が約７００℃、 Ｖ／［比が約３００など）で
は、自然超格子構造を持ち、バンドギャップが１．８５
〜１．９０ｅＶと変動するカニ、成膜条件を規定し、第
１図のような電子線回折像を示す、超格子構造の有さな
い腺を用いることにより、バンドギャップが１．９０
ｅ Ｖと一定の活性層を持つ半導体レーザを実現させた
方法である。
を規定することにより得たＮ型でかつ超格子構造を有さ
ないＩｎＧａｐを用いることにより、半導体レーザーの
特性を改善した点にある。即ち、本発明は、ＩｎＧａＰ
活性層において、低濃度でＮ型となる通常の成長条件（
成長条件が約７００℃、 Ｖ／［比が約３００など）で
は、自然超格子構造を持ち、バンドギャップが１．８５
〜１．９０ｅＶと変動するカニ、成膜条件を規定し、第
１図のような電子線回折像を示す、超格子構造の有さな
い腺を用いることにより、バンドギャップが１．９０
ｅ Ｖと一定の活性層を持つ半導体レーザを実現させた
方法である。
（作用）
本発明によれば、ＩｎＧａＰ活性層１こおいてＮ型でバ
ンドギャップが再現性良く一定の値を持つ膜を活性層に
用いることが可能となり、従って１ｎＧａＡＩＰ系の半
導体レーザ装置の特性として、発振波長の制御化、安定
化が図れた。
ンドギャップが再現性良く一定の値を持つ膜を活性層に
用いることが可能となり、従って１ｎＧａＡＩＰ系の半
導体レーザ装置の特性として、発振波長の制御化、安定
化が図れた。
（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。
本発明の一実施例１こ係わる半導体レーザの概略構造の
断面図は第３図と同様である。ここでｎ−ＧａＡｓ基板
３２上には、ｎ−ＩｎＧａＡ！Ｐクラッド層３３゜Ｉｎ
ＧａＰ活性層４４．及びＰ−ＩｎＧａＡｊＰ クラｙ
トＪｔＪＩ ３５からなるダブルへテロ接合部か形成さ
れている。
断面図は第３図と同様である。ここでｎ−ＧａＡｓ基板
３２上には、ｎ−ＩｎＧａＡ！Ｐクラッド層３３゜Ｉｎ
ＧａＰ活性層４４．及びＰ−ＩｎＧａＡｊＰ クラｙ
トＪｔＪＩ ３５からなるダブルへテロ接合部か形成さ
れている。
ここで活性層を形成するときに、その成膜条件としてＶ
／Ｉ比を１００〜２００に、ドーピング量をキャリア濃
度としてＮ型で１×１０１５ｃｒｎ−３以下に設定した
場合、第６図に示すように成長温度を８００℃以上とし
たとき超格子構造を有しない無秩序な原子構造の膜を用
いたレーザの発振波長は６５２５Ａで安定していた。従
来のように、活性層に超格子構造を有した膜を用いた場
合、６５５０〜６７００ Ａと発振波長がはらつき制御
性に欠けていた。また寿命特性も第５図に示すように、
従来の特性４２と比較すると本発明を用いたレーザの特
性４１は、劣化の度合を示す傾きも小さく、良好な特性
が得られていることがわかる。また、その他の実施例と
して、ＩｎＧａ、ｕＰ系半導体レーザに限らず、その他
旧−■族材料系において、通常の成膜条件では超格子構
造ヲ有する材料において適用しうるものである。
／Ｉ比を１００〜２００に、ドーピング量をキャリア濃
度としてＮ型で１×１０１５ｃｒｎ−３以下に設定した
場合、第６図に示すように成長温度を８００℃以上とし
たとき超格子構造を有しない無秩序な原子構造の膜を用
いたレーザの発振波長は６５２５Ａで安定していた。従
来のように、活性層に超格子構造を有した膜を用いた場
合、６５５０〜６７００ Ａと発振波長がはらつき制御
性に欠けていた。また寿命特性も第５図に示すように、
従来の特性４２と比較すると本発明を用いたレーザの特
性４１は、劣化の度合を示す傾きも小さく、良好な特性
が得られていることがわかる。また、その他の実施例と
して、ＩｎＧａ、ｕＰ系半導体レーザに限らず、その他
旧−■族材料系において、通常の成膜条件では超格子構
造ヲ有する材料において適用しうるものである。
その時の無秩序な原子配列をもつための成膜条件は、そ
れぞれに規定する必要がある。
れぞれに規定する必要がある。
以上、詳述したよう１こ、本発明によれば、Ｎ型のＩｎ
ＧａＰ活性層のバンドギャップを再現性良く一定に得る
ことのできる超格子構造の有さない活性層を用いること
により、発振波長の安定化を図り、寿命特性向上を可能
にするものである。
ＧａＰ活性層のバンドギャップを再現性良く一定に得る
ことのできる超格子構造の有さない活性層を用いること
により、発振波長の安定化を図り、寿命特性向上を可能
にするものである。
第１図は、本発明の一実施例に係わる半導体し−ザの素
子構造中、Ｎ型ＩｎＧａＰ活性層の電子線回折像を示す
図、第２図は、従来のＮ型ＩｎＧａＰ活性層の電子線回
折像を示す図、第３図は、半導体レーザの素子構造を示
す断面図、第４図は、ＩｎＧａＰのバンドギャップの成
長温度依存性をあられす図、第５図は、本発明の詳細な
説明に用いた寿命特性を表わす図、第６図は本発明の詳
細な説明に用いた秩序構造のあられれ方の成長温度依存
性をあられす図である。 ２Ｉ・・・電子線回折像ｔこあられれたエキストラスボ
ッ ト ３１、３８ ・・・電極、３２・・・ＧａＡＳ基板。 ３３・・・ｎ型クラッド層、３４・・・活性層。 ３５・・・Ｐ型クラッド層、３６・・・電流阻止層。 ３７・・・コンタクト層。 ４１・・・本発明で得た寿命特性。 ４２・・・従来の寿命特性。 代理人 弁理士 則 近 庫 佑 同 松 山 光 ２ 第 １ 目 第 ２ 図 第 ３ コ 第 ４ 工 躬 ５ 図 第 ６ 図
子構造中、Ｎ型ＩｎＧａＰ活性層の電子線回折像を示す
図、第２図は、従来のＮ型ＩｎＧａＰ活性層の電子線回
折像を示す図、第３図は、半導体レーザの素子構造を示
す断面図、第４図は、ＩｎＧａＰのバンドギャップの成
長温度依存性をあられす図、第５図は、本発明の詳細な
説明に用いた寿命特性を表わす図、第６図は本発明の詳
細な説明に用いた秩序構造のあられれ方の成長温度依存
性をあられす図である。 ２Ｉ・・・電子線回折像ｔこあられれたエキストラスボ
ッ ト ３１、３８ ・・・電極、３２・・・ＧａＡＳ基板。 ３３・・・ｎ型クラッド層、３４・・・活性層。 ３５・・・Ｐ型クラッド層、３６・・・電流阻止層。 ３７・・・コンタクト層。 ４１・・・本発明で得た寿命特性。 ４２・・・従来の寿命特性。 代理人 弁理士 則 近 庫 佑 同 松 山 光 ２ 第 １ 目 第 ２ 図 第 ３ コ 第 ４ 工 躬 ５ 図 第 ６ 図
Claims (1)
- （１）構成材料としてＩｎ＿１＿−＿ｙ（Ｇａ＿１＿−
＿ｘ＿Ａ＿ｌ＿ｘ）＿ｙＰ（０≦ｘ、Ｙ≦１）からなる
可視光発光素子において、活性層がＮ型であり、超格子
構造を有しないことを特徴とする可視光発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114748A JPH01286480A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 可視光発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114748A JPH01286480A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 可視光発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286480A true JPH01286480A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14645687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63114748A Pending JPH01286480A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 可視光発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286480A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0460937A2 (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating a semiconductor laser device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6381886A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63124592A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63155781A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| JPH01239891A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Hitachi Ltd | 半導体素子 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63114748A patent/JPH01286480A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6381886A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63124592A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63155781A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| JPH01239891A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Hitachi Ltd | 半導体素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0460937A2 (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating a semiconductor laser device |
| US5190891A (en) * | 1990-06-05 | 1993-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating a semiconductor laser device in which the p-type clad layer and the active layer are grown at different rates |
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