JPH01296687A - 可視発光半導体レーザ装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ダブルへテロ構造を有する可視発光半導体レ
ーザ装置に関し、特に緑色のレーザ光を射出する可視発
光半導体レーザ装置に関するものである。

（従来技術） 可視発光半導体レーザ装置の開発が進み、ｍ−■族化合
物半導体を用いることによって赤がら黄色までの可視光
を発光する半導体レーザ装置が実用化の段階に入ってい
る。

しかしながら、■−■族化合物半導体を用いている限り
緑色を発光させることは不可能である６、その理由は、
緑色を発するｍ−ｖ族化合物半導体を活性層とする場合
には、クラッド層としてその活性層の禁止帯幅よりも広
い禁止帯幅を有する化合物半導体材料を使用しなければ
ならないが、それに適した■−ｖ族化合物半導体が存在
しないところにある。

そのため、緑色の光を発する半導体レーザ装置が存在し
ないのが実情であり、緑色の半導体レーザ装置の出現が
強く望まれている。そして、その要望に応えることがで
きる半導体材料としては、青色、緑色の発光を可能にす
る広い禁止帯幅を有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体であ
るＺｎ５ｘＳｅ１−ｘ（０≦Ｘ≦１）が有望視されてい
る。

ところが、Ｚｎ５ｘＳｅ、ｘを用いるに関しては、ｐ型
不純物を導入して良好な結晶性を有する結晶層を成長さ
せることが難しいという第１の問題と、Ｚｎ５ｘＳｅ、
ｘと組み合せてダブルへテロ構造体を形成するにふされ
しい半導体材料が明らかでないという第２の問題があり
、緑色を発光する半導体レーザ装置の実用化の前途は多
難であるとされていた。

しかし、Ｚｎ５ｘＳｅ、ｘで良質のｐ型半導体結晶層を
形成することに関しては、Ｉａ族元素及びそれ等の化合
物をＺｎ５ｘＳｅ、ｘに不純物として導入することによ
り実現し、先ず、上記第１の問題は解決した。この問題
を解決した新技術については、特願昭６２−７１５６７
号及び特願昭６２−２３８６５５号により既に提案が為
されている。また。

上述した第２の問題、即ち、Ｚｎ５ｘＳｅ、ｘと組み合
せてダブルへテロ構造体を形成するにふされしい半導体
材料が明らかでないという問題も、Ｉ　ｎｘＧａｙＡ　
Ｑ　ｚＰ　（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）あるいはＣｕＧａ
ｘＡ　Ｑ　１−ｘ（ＳｙＳｅｌ−ｙ）ｚ　Ｃ但し、０≦
Ｘ≦１．０≦ｙ≦１〕を活性層とすることにより解決し
た。そして、この問題を解決した新技術については、特
願昭６３−８２８２号、特願昭６３−８２８１号により
既に提案済みである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述した技術の積重ねによって赤から黄色に
とどまらず緑色に至る可視光の略全域に亘って発光が可
能になっても半導体レーザ装置には、上側のクラッド層
と上側電極との間に介在する抵抗が大きく、コンタクト
抵抗が大きくなるという問題があった。

このコンタクト抵抗が大きいと、半導体レーザ装置を動
作させる必要な電源電圧が高くなり、低電圧動作という
要望に応えることが難しくなると共に、消費電力が大き
くなるから、この問題を軽視することはできない。また
、コンタクト抵抗が大きくなると、半導体レーザ装置の
発熱量が大きくなり、その当然の帰結として半導体レー
ザ装置の発光出力が著しく制約されてしまうことも大き
な問題となる。

しかして、本発明の目的とするところは、可視発光半導
体レーザ装置のコンタクト抵抗を小さくすることにある
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するため、上側のクラッド
層と上側の電極との間にその上側クラッド層と同じ導電
型の高濃度半恋体結晶層をオーミックコンタクト用半導
体層として介在せしめたことを特徴とするものである。

（作　用） 上側クラッド層の電極引き出しをクラッド層（あるいは
キャップ層）に直接金属を形成することにより行うので
はなく、高濃度の半導体結晶層をオーミックコンタクト
用半導体層としてクラッド層と電極との間に介在させた
ので、良好なオーミンクコンタクトをとることができ、
半導体レーザ装置のコンタクト抵抗を小さくすることが
できる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に従って詳細に説明する。

第１図は、本発明の一つの実施例を示す断面図であり、
同図において、１はｎ中型のＧａＡｓからなる半導体基
板結晶で、ＳｉあるいはＳｅがドナー不純物としてドー
プされている。２は該ＧａＡｓからなる半導体基板結晶
１上に気相成長されたｎ型のＺｎ５ｘＳｅ、ｘからなる
結晶層で、Ｓｉ、ＳあるいはＳｅがドナー不純物として
ドープされており、第１のクラッド層を成す。この結晶
層２の混晶比又は例えば０≦Ｘ≦０．１　である。３は
該結晶層２上に気相成長されたｎ型若しくはｐ型のＩ　
ｎｘＧａｙＡ　Ｑ　ｚＰからなる結晶層で、活性層を成
す。４は該結晶層３上に気相成長されたｐ型のＺｎＳｘ
Ｓｅ１−ｘからなる結晶層で、アクセプタ不純物として
例えばＬＬ　、ＮａあるいはＺｎがドープされており、
第２のクラッド層を成す。

５は第２のクラッド層を成す上記結晶層４上に形成され
たｍ−ｖ族化合物半導体であるＧ　ａ　Ａ　ｓ力１らな
るｐ中型結晶層で、例えばＺｎがアクセプタ不純物とし
てドープされており、オーミックコンタクト用半導体層
として役割を果す、６は例え１ｆＡｕ−Ｐｔ−Ｔｉから
なる電極で、ｐ＋現型結晶層Ｓ上形成されている。

尚、アクセプタ不純物としてＩａ族元素、ｖｂ族元素を
含有したＺｎ５ｘＳｅニーＸからなる結晶層４は、特願
昭６２−７１５６７号あるいは特願昭６２−２３８６５
５号において提案された発光素子の製造法で用いられた
技術によって形成することができ、その他の結晶層は、
一般のエピタキシャル成長技術によって形成することが
できる。

このような可視発光半導体レーザ装置にヨレｌｆ、第２
のクラッド層であるｐ型結晶層４上に直接電極６を形成
するのではなく、高不純物濃度のｐ＋型結晶層５を介し
て電極の取り出しを行うので、良好なオーミックコンタ
クトをとることができ、延いては可視発光半導体レーザ
装置の低抵抗化を図ることができる。そして、そのｐ十
型結晶層５は、第２のクラッド層を成す結晶層４の形成
に引き続いて連続的に形成することができる。特に、第
２のクラッド層を成す結晶層４の構成元素であるＺｎが
オーミックコンタクト用半導体層を成すｐ十型結晶層５
のドーパントとなっており、結晶層４の形成から結晶層
５の形成への切換えを非常にスムーズに行うことができ
る。従って、ｐ生型結晶Ｍ５を設けることは殆んどコス
ト環をもたらさず、依って、コスト環を伴うことなく可
視発光半導体レーザ装置の低抵抗化を図ることができる
。

第２図は、他の実施例を示すもので、この半導体レーザ
装置は、ｐ生型の半導体基板結晶１上にｐ型の結晶層２
を形成し、該結晶層２上にｐ型又はｎ型の活性層３を形
成し、該活性層３上にｎ型の結晶層４を形成し、該結晶
層４上にｎ中型の結晶層５をオーミックコンタクト用半
導体層として形成し、該結晶層５上に電極６を形成して
なるものである。

尚、本発明は、上述した実施例にのみ限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様での
実施が可能である。

例えば、特願昭６３−８２８１号により提案されたとこ
ろのＣｕＧａｘＡ　ｆｉｚ−ｘ（ＳｙＳｅｔ−ｙ）ｚで
活性層を形成したタイプの可視発光半導体レーザ装置に
も適用することができることはいうまでもなしＡ。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、特に
コストアップを伴うことなく良好なオーミックコンタク
トをとることができ、電極のコンタクト抵抗が小さく、
従って、低電圧動作、低消費電力化が可能で、しかも発
熱量を低減化でき、延いては高出力化を実現し得る可視
発光半導体レーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図は、本発明の他の実施例の構成を示す断面図である。 １・・・・・・半導体基板結晶、 ２．４・・・・・・クラッド層（Ｕ　−ＶＩ族半導体結
晶層）、３・・・・・・活性層。 ５・・・・・・オーミックコンタクト用結晶層、６・・
・・・・電極。 特許出願人　株式会社　インキュベーター・ジャパン代
理人弁４士真□修治］゛１．ｊ ・：Ｌ、、、−、、；：：：

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板結晶上に第１導電型のＩＩ−ＶＩ族半導体
   結晶層がクラッド層として気相成長され、該ＩＩ−ＶＩ
   族半導体結晶層上に該ＩＩ−ＶＩ族半導体結晶層と同程
   度の格子定数を有する第１導電型あるいは第２導電型の
   半導体結晶層が活性層として気相成長され、該活性層と
   しての半導体結晶層上に第２導電型のＩＩ−ＶＩ族半導
   体結晶層がクラッド層として気相成長され、該第２導電
   型のＩＩ−ＶＩ族半導体結晶層上に第２導電型のＩＩＩ
   −Ｖ族高濃度半導体結晶層がオーミックコンタクト用半
   導体層として気相成長され、該高濃度半導体結晶層上に
   電極が形成されたことを特徴とする可視発光半導体レー
   ザ装置。