JPH03104183A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH03104183A JPH03104183A JP1241418A JP24141889A JPH03104183A JP H03104183 A JPH03104183 A JP H03104183A JP 1241418 A JP1241418 A JP 1241418A JP 24141889 A JP24141889 A JP 24141889A JP H03104183 A JPH03104183 A JP H03104183A
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- 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
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- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
-
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- 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
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- H01S5/321—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures having intermediate bandgap layers
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
コノ発明はＡｆＧａ Ｉ ｎＰ系材料からなるダブルヘ
テロ構造を有し可視光で発振する半導体レーザに関し、
特にその動作電圧を低減できる半導体レーザ及びその製
造方法に関するものである。
テロ構造を有し可視光で発振する半導体レーザに関し、
特にその動作電圧を低減できる半導体レーザ及びその製
造方法に関するものである。
第４図は従来の半導体レーザの一例を示す断面構造図で
あり、図において、■はｎ − Ｇ ａ Ａ ｓ ４板
、２はｎ Ａｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ■ｎｏ．ｓ Ｐ
クラッド層、３はアンドープＧ ａｏ．ｓ Ｉｎｏ．
ｓ Ｐ活性層、４はＰ ＡＩｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流ブ０
７ク層、６はｐ−Ｇａ０．５ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ
層、８はｐ−Ｃ；ａＡｓＤンタクト層、９はリッジ、１
０はｎ側電極、１ｌはｐ側電極である。リッジ９の幅は
３〜６μｍ程度であり、電流ブロック層５と活性Ｎ３の
距離は０．３μｍ程度である。なお２〜８の各層は有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて結晶成長され
る。
あり、図において、■はｎ − Ｇ ａ Ａ ｓ ４板
、２はｎ Ａｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ■ｎｏ．ｓ Ｐ
クラッド層、３はアンドープＧ ａｏ．ｓ Ｉｎｏ．
ｓ Ｐ活性層、４はＰ ＡＩｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流ブ０
７ク層、６はｐ−Ｇａ０．５ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ
層、８はｐ−Ｃ；ａＡｓＤンタクト層、９はリッジ、１
０はｎ側電極、１ｌはｐ側電極である。リッジ９の幅は
３〜６μｍ程度であり、電流ブロック層５と活性Ｎ３の
距離は０．３μｍ程度である。なお２〜８の各層は有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて結晶成長され
る。
次に動作について説明する．
ｐ側電極１１とｎ側電極１０の間に順方向電圧を印加す
ると電流ブロック１！５があるために電流はりッジ９を
通って流れる。ｎ ＡＡｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓＩｎｏ
．ｓＰクラッド層２， Ｇａｏ，ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ
Ｐ活性層３．Ｐ Ａｆｏ．ｚｓＧａｏ．＊ｓＩ ｎｏ
．ｓ Ｐクラッド層４はダブルヘテロ構造をなしており
、活性層のりッジ９直下の部分でレーザ光が発生する。
ると電流ブロック１！５があるために電流はりッジ９を
通って流れる。ｎ ＡＡｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓＩｎｏ
．ｓＰクラッド層２， Ｇａｏ，ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ
Ｐ活性層３．Ｐ Ａｆｏ．ｚｓＧａｏ．＊ｓＩ ｎｏ
．ｓ Ｐクラッド層４はダブルヘテロ構造をなしており
、活性層のりッジ９直下の部分でレーザ光が発生する。
ところで、Ｐ Ａｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓＩｎｏ．ｓ
Ｐ （バンドギ＋ ップ２．２ｅＶ）とｐ−Ｃ；ａＡ
ｓ（バンドギャップ１．４２ｅＶ）とのへテロ接合界面
ではバンドギャップの差が大きく、しかも価電子帯側に
大きなポテンシャル障壁があり、電流が流れにくい．そ
のために、Ｐ Ａｆｏ．ｚｓＧａｏ，ｚｓｌ ｎｏ．
ｓ Ｐクラッド層４とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８の間
に中間のバンドギャップ（約１．８７ｅＶ）を持つｐ−
Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバツファ層６を入れてバ
ンド不連続を緩和している＊ Ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉ
ｎｏ．ｓＰバッファＮ６が無い場合は、バンド不連続の
影響で印加電圧を高くしないと所定のレーザ光出力が得
られない、即，ち動作電圧が高くなるという問題があっ
た．ｐ Ｇａ＋１．ｓ−Ｉ ｎａ．ｓ Ｐバッファ層
を入れることで、動作電圧はかなり低減できる。
Ｐ （バンドギ＋ ップ２．２ｅＶ）とｐ−Ｃ；ａＡ
ｓ（バンドギャップ１．４２ｅＶ）とのへテロ接合界面
ではバンドギャップの差が大きく、しかも価電子帯側に
大きなポテンシャル障壁があり、電流が流れにくい．そ
のために、Ｐ Ａｆｏ．ｚｓＧａｏ，ｚｓｌ ｎｏ．
ｓ Ｐクラッド層４とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８の間
に中間のバンドギャップ（約１．８７ｅＶ）を持つｐ−
Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバツファ層６を入れてバ
ンド不連続を緩和している＊ Ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉ
ｎｏ．ｓＰバッファＮ６が無い場合は、バンド不連続の
影響で印加電圧を高くしないと所定のレーザ光出力が得
られない、即，ち動作電圧が高くなるという問題があっ
た．ｐ Ｇａ＋１．ｓ−Ｉ ｎａ．ｓ Ｐバッファ層
を入れることで、動作電圧はかなり低減できる。
リッジ９の幅は主として横モード制御に影響する．即ち
、この半導体レーザでは活性層３と電流ブロック層５の
距離を０．３μｍ程度、活性層３の厚みを０．１μｍ以
下と薄くしてあるために、活性層３で発生した光の一部
が電流ブロック層５にまでしみ出す。ところが、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層５のバンドギャップが活性層３の
バンドギャップよりも小さいために、活性層で発生した
光の一部は電流ブロック層５に吸収される。一方、リッ
ジ部９では光の吸収はない．従って、いわゆるロスガイ
ド（光の吸収損失を利用した光導波機構）が形成され、
リッジ幅を３〜６μｍ程度にすることによって安定した
基本横モードが得られる。ところで、ｐ ＡＮｏ．ｔｓ
Ｇａｏ．ｚｓＩ ｎｏ．ｓ Ｐ層４はドーピングしても
比抵抗が０．６〜０．８Ωａｍ程度と大きく、しかも横
モードを制御するためにリッジ幅が３〜６μｍと狭いの
で、高抵抗となりやすく、動作電圧を上げる一因となっ
ている。動作電圧を低減するためには、ｐ−ＧａＡｓと
ｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰのバンド不連続を緩和することが
重要となる。
、この半導体レーザでは活性層３と電流ブロック層５の
距離を０．３μｍ程度、活性層３の厚みを０．１μｍ以
下と薄くしてあるために、活性層３で発生した光の一部
が電流ブロック層５にまでしみ出す。ところが、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層５のバンドギャップが活性層３の
バンドギャップよりも小さいために、活性層で発生した
光の一部は電流ブロック層５に吸収される。一方、リッ
ジ部９では光の吸収はない．従って、いわゆるロスガイ
ド（光の吸収損失を利用した光導波機構）が形成され、
リッジ幅を３〜６μｍ程度にすることによって安定した
基本横モードが得られる。ところで、ｐ ＡＮｏ．ｔｓ
Ｇａｏ．ｚｓＩ ｎｏ．ｓ Ｐ層４はドーピングしても
比抵抗が０．６〜０．８Ωａｍ程度と大きく、しかも横
モードを制御するためにリッジ幅が３〜６μｍと狭いの
で、高抵抗となりやすく、動作電圧を上げる一因となっ
ている。動作電圧を低減するためには、ｐ−ＧａＡｓと
ｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰのバンド不連続を緩和することが
重要となる。
従来の半導体レーザは以上のように構成され、ｐ−Ｑａ
Ａｓとｐ−ＡＩｌＧａ Ｉ ｎＰのバンド不連続を緩和
して動作電圧を低減するためにｐ−Ｇａ。．， Ｉ
ｎｏ．ｓ Ｐを挟んだ構造となっているが、これだけで
は十分な効果が得られないという問題点があった。
Ａｓとｐ−ＡＩｌＧａ Ｉ ｎＰのバンド不連続を緩和
して動作電圧を低減するためにｐ−Ｇａ。．， Ｉ
ｎｏ．ｓ Ｐを挟んだ構造となっているが、これだけで
は十分な効果が得られないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ｐ−ＧａＡｓとｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰのバン
ド不連続を十分に緩和した動作電圧の低いＡ／！Ｇａ
Ｉ ｎＰ系可視光半導体レーザを得ることを目的とする
． 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る半導体レーザは、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層とｐ−Ａｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層の間に一定
組成比で形成されたｐ−Ｃ，ａＩｎＰバッファ層のバン
ドギャップエネルギーを上記ｐ−Ａ１１Ｇａ Ｉ ｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さくしたものである。
たもので、ｐ−ＧａＡｓとｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰのバン
ド不連続を十分に緩和した動作電圧の低いＡ／！Ｇａ
Ｉ ｎＰ系可視光半導体レーザを得ることを目的とする
． 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る半導体レーザは、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層とｐ−Ａｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層の間に一定
組成比で形成されたｐ−Ｃ，ａＩｎＰバッファ層のバン
ドギャップエネルギーを上記ｐ−Ａ１１Ｇａ Ｉ ｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さくしたものである。
またこの発明に係る半導体レーザの製造方法は、ｐ−Ｇ
ａＡｓ：２ンタクト層とｐ−Ａｎ！Ｇａ １ ｎＰクラ
ッド層の間に一定組成比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を
形成するに際し、ＧａＡｓに接する側の成長温度をＡＩ
Ｇａ ＩｎＰに接する側の成長温度よりも低温で形成す
るようにしたものである。
ａＡｓ：２ンタクト層とｐ−Ａｎ！Ｇａ １ ｎＰクラ
ッド層の間に一定組成比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を
形成するに際し、ＧａＡｓに接する側の成長温度をＡＩ
Ｇａ ＩｎＰに接する側の成長温度よりも低温で形成す
るようにしたものである。
さらにまたこの発明に係る半導体レーザの製造方法は、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とｐ−ＡｆｆｉＧａ ＩｎＰ
クラッド層の間に一定組威比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ
層を形成するに際し、ＣａＡｓに接する側を戊長ずる成
長雰囲気のＶ／ＩＩ［比をＡＩＧａＩｎＰに接する側を
成長ずるＶ／ＩＩＩ比よりも大きくして形成するように
したものである。
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とｐ−ＡｆｆｉＧａ ＩｎＰ
クラッド層の間に一定組威比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ
層を形成するに際し、ＣａＡｓに接する側を戊長ずる成
長雰囲気のＶ／ＩＩ［比をＡＩＧａＩｎＰに接する側を
成長ずるＶ／ＩＩＩ比よりも大きくして形成するように
したものである。
〔作用］
この発明においては、ｐ − Ｇ ａ Ａ ｓコンタク
ト層とｐ−ＡＩＧａ ＩｎＰクラッド層の間に一定組戒
比で形成されたｐ−ＧａＩｎＰバッファ層のバンドギャ
ップエネルギーを上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側
よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の方で小さくし
たから、ｐ−ＧａＡｓとｐ−ＡＩＧａ Ｉ ｎＰのバン
ド不連続を十分に緩和でき動作電圧を低くすることがで
きる。
ト層とｐ−ＡＩＧａ ＩｎＰクラッド層の間に一定組戒
比で形成されたｐ−ＧａＩｎＰバッファ層のバンドギャ
ップエネルギーを上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側
よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の方で小さくし
たから、ｐ−ＧａＡｓとｐ−ＡＩＧａ Ｉ ｎＰのバン
ド不連続を十分に緩和でき動作電圧を低くすることがで
きる。
またこの発明においては、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層と
ｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰクラ・冫ド層の間に一定組戒比の
ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、ＧａＡｓ
に接する側の成長温度をＡｆＧａＩｎＰに接する側の成
長温度よりも低温で形成するようにしたから、バンドギ
ャップエネルギーが上記ｐ−ＡＡＧａＩｎＰクラッド層
側よりも上記ｐ − Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層側の
方で小さイｐ −ＧａＩｎＰバッファ層を容易に形成で
き、さらに上記ｐ − Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層側
部でのＰ形キャリア濃度を高くして低抵抗化を実現でき
る。
ｐ−Ａ／！ＧａＩｎＰクラ・冫ド層の間に一定組戒比の
ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、ＧａＡｓ
に接する側の成長温度をＡｆＧａＩｎＰに接する側の成
長温度よりも低温で形成するようにしたから、バンドギ
ャップエネルギーが上記ｐ−ＡＡＧａＩｎＰクラッド層
側よりも上記ｐ − Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層側の
方で小さイｐ −ＧａＩｎＰバッファ層を容易に形成で
き、さらに上記ｐ − Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層側
部でのＰ形キャリア濃度を高くして低抵抗化を実現でき
る。
さらにまたこの発明においては、ｐ − Ｇ ａ Ａ
ｓコンタクト層とｐ−Ａｆ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層
の間に一定組戒比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成す
るに際し、ＧａＡｓに接する側を成長ずる成長雰囲気の
Ｖ／ＩＩＩ比をＡＩ２Ｇａ Ｉ ｎＰに接する側を成長
ずる■／■比よりも大きくして形成するようにしたから
、バンドギャップエネルギーが上記ｐ−ＡＩＧａＩｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ一ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さいｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を容易に形成でき
る。
ｓコンタクト層とｐ−Ａｆ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層
の間に一定組戒比のｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成す
るに際し、ＧａＡｓに接する側を成長ずる成長雰囲気の
Ｖ／ＩＩＩ比をＡＩ２Ｇａ Ｉ ｎＰに接する側を成長
ずる■／■比よりも大きくして形成するようにしたから
、バンドギャップエネルギーが上記ｐ−ＡＩＧａＩｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ一ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さいｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を容易に形成でき
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ Ａ
１ｏ．ｚｓＧａｏ．ｚｓＩｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、３
はアンドープＧａｏ，ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐ活性層、４
はｐＡｆｏ．ｚｓＣａｏ．ｚｓｌ ｎｏ．ｓ Ｐクラッ
ド層、５はｎ−ＧａＡｓｉｉ流プロ７ク層、６はｐ−Ｇ
ａ．，１Ｉｎｏ．ｓＰバッファ層、７は低温成長ｐ
Ｇａｏ．ｓＩｎｏ．ｓＰバツファ層、８はｐ ＧａＡ
ｓ＝＋ンタクト層、９はリッジ、１０はｎ側電極、１１
はｐ側電極である。なお１〜６の各層は成長温度６５０
゜Ｃ．Ｖ／ＩＩＩ比４００であり、低温成長ｐ−Ｇａｏ
．ｓ Ｉｎ６．５ ＰバッフｙＮ１は温度を６５０゜
Ｃから６００″Ｃに徐々に変化させて成長を行っている
。
１ｏ．ｚｓＧａｏ．ｚｓＩｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、３
はアンドープＧａｏ，ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐ活性層、４
はｐＡｆｏ．ｚｓＣａｏ．ｚｓｌ ｎｏ．ｓ Ｐクラッ
ド層、５はｎ−ＧａＡｓｉｉ流プロ７ク層、６はｐ−Ｇ
ａ．，１Ｉｎｏ．ｓＰバッファ層、７は低温成長ｐ
Ｇａｏ．ｓＩｎｏ．ｓＰバツファ層、８はｐ ＧａＡ
ｓ＝＋ンタクト層、９はリッジ、１０はｎ側電極、１１
はｐ側電極である。なお１〜６の各層は成長温度６５０
゜Ｃ．Ｖ／ＩＩＩ比４００であり、低温成長ｐ−Ｇａｏ
．ｓ Ｉｎ６．５ ＰバッフｙＮ１は温度を６５０゜
Ｃから６００″Ｃに徐々に変化させて成長を行っている
。
膜厚はｐ Ｇａｏ，ＳＩ ｎｃ＋．ｓ Ｐバッファ層
６が０．０５μｍ，低温成長ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｃ
．ｓ Ｐバッファ層７が０．０５μｍ程度である。なお
結晶成長法としてＭＯＣＶＤ法を用いている。
６が０．０５μｍ，低温成長ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｃ
．ｓ Ｐバッファ層７が０．０５μｍ程度である。なお
結晶成長法としてＭＯＣＶＤ法を用いている。
Ｇａｙ Ｉ ｎ＋−ｘ Ｐには、Ａ ｌ Ｇ ａ Ａ
ｓ系やＩｎＧａＡｓ Ｐ系と異なり、次に示すような材
料固有の性質がある。即ち、ＧａＡｓ基板と格子整合す
る組成はｘ ＝０． ５であるが、組或が決まっただけ
では一義的にバンドギャップが決まらないことである。
ｓ系やＩｎＧａＡｓ Ｐ系と異なり、次に示すような材
料固有の性質がある。即ち、ＧａＡｓ基板と格子整合す
る組成はｘ ＝０． ５であるが、組或が決まっただけ
では一義的にバンドギャップが決まらないことである。
第２図に有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて
結晶成長を行う場合、ＣｒａＡｓと格子整合したＧａｏ
．ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐのバンドギャップと成長温度
の関係，バンドギャップとＶ／ＩＩＩ比（気相中の■族
元素と■族元素のモル比）の関係を示す．このように、
成長湯度が高いとバンドギャップが大きく、成長温度が
低いとバンドギャップが小さくなるという性質がある．
本発明においてはこの性質を利用して、ＡｌＧａＩｎＰ
側でＧａＩｎＰのバンドギャップを大きくし、Ｇ ａ
Ａ ｓ側でＧａＩｎＰのバンドギャップを小さくしてい
るので、バンドギャップが連続的に変化し、バンド不連
続が十分緩和される。その結果として低動作電圧の可視
光半導体レーザが得られる。
結晶成長を行う場合、ＣｒａＡｓと格子整合したＧａｏ
．ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐのバンドギャップと成長温度
の関係，バンドギャップとＶ／ＩＩＩ比（気相中の■族
元素と■族元素のモル比）の関係を示す．このように、
成長湯度が高いとバンドギャップが大きく、成長温度が
低いとバンドギャップが小さくなるという性質がある．
本発明においてはこの性質を利用して、ＡｌＧａＩｎＰ
側でＧａＩｎＰのバンドギャップを大きくし、Ｇ ａ
Ａ ｓ側でＧａＩｎＰのバンドギャップを小さくしてい
るので、バンドギャップが連続的に変化し、バンド不連
続が十分緩和される。その結果として低動作電圧の可視
光半導体レーザが得られる。
次に動作について説明する．
上述のよう゛にして製造された半導体レーザにおいて、
そのｐ−Ａｊ！ｏ．ｚｓＧａｏ．ｚｓＩｎｏ．ｓ Ｐク
ラッド層４，Ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｏ．Ｐバッファ層
６，低温成長ｐ Ｇａｏ，ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッ
ファ層７．ｐ−ＧａＡｓコンタクトＮ８のバンドギャッ
プは２．２ｅＶから１．８７ｅＶ，１．８２ｅＶ，１．
４２ｅＶと徐々に変化して、価電子帯側のポテンシャル
障壁が緩和される。その結果、低電圧での動作が可能と
なる。レーザ光の発生，横モード制御等は従来と同じで
ある。なお、副次的な効果としてバッファ層の成長温度
を下げることにより、ｐ型ドーパント（例えば亜鉛）が
成長層に取り囲まれやすくなり、これによりキャリア濃
度が上がるため、低抵抗化．ポテンシャル障壁の緩和に
有利に作用する。
そのｐ−Ａｊ！ｏ．ｚｓＧａｏ．ｚｓＩｎｏ．ｓ Ｐク
ラッド層４，Ｐ Ｇａｏ．ｓ Ｉｎｏ．Ｐバッファ層
６，低温成長ｐ Ｇａｏ，ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッ
ファ層７．ｐ−ＧａＡｓコンタクトＮ８のバンドギャッ
プは２．２ｅＶから１．８７ｅＶ，１．８２ｅＶ，１．
４２ｅＶと徐々に変化して、価電子帯側のポテンシャル
障壁が緩和される。その結果、低電圧での動作が可能と
なる。レーザ光の発生，横モード制御等は従来と同じで
ある。なお、副次的な効果としてバッファ層の成長温度
を下げることにより、ｐ型ドーパント（例えば亜鉛）が
成長層に取り囲まれやすくなり、これによりキャリア濃
度が上がるため、低抵抗化．ポテンシャル障壁の緩和に
有利に作用する。
第３図は本発明の他の実施例による半導体レーザを示す
図であり、図において、第１図と同一符号は同一又は相
当部分である。また、１２はブロック層５に形成された
電流を狭窄して通過させるストライプ状溝である。第１
図のレーザではｐ −Ｇａ＠．ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバ
ッファ層６，低温成長ｐ−Ｇａｏ．ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ
ＰバッフｙＮ７がリッジ９の上にあったのに対し、こ
の実施例では溝１２の中にある。第３図に示した構造に
おいてもｐ−ＡＩ！．。．２５Ｇａｏ．ｚｓｌ ｎｏ．
ｓ Ｐクラッド層４とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８のバ
ンド不連続を緩和するのにｐ一Ｇａｏ．ｓ Ｉ ｎｏ．
ｓ Ｐバッファ層６と低温成長ｐＧ ａ ｏ．ｓ Ｉ
ｎｏ．ｓ Ｐ層が有効に働く。
図であり、図において、第１図と同一符号は同一又は相
当部分である。また、１２はブロック層５に形成された
電流を狭窄して通過させるストライプ状溝である。第１
図のレーザではｐ −Ｇａ＠．ｓ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバ
ッファ層６，低温成長ｐ−Ｇａｏ．ｓ Ｉ ｎｏ．ｓ
ＰバッフｙＮ７がリッジ９の上にあったのに対し、こ
の実施例では溝１２の中にある。第３図に示した構造に
おいてもｐ−ＡＩ！．。．２５Ｇａｏ．ｚｓｌ ｎｏ．
ｓ Ｐクラッド層４とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８のバ
ンド不連続を緩和するのにｐ一Ｇａｏ．ｓ Ｉ ｎｏ．
ｓ Ｐバッファ層６と低温成長ｐＧ ａ ｏ．ｓ Ｉ
ｎｏ．ｓ Ｐ層が有効に働く。
なお、上記実施例ではバッファ層のバンドギャップを成
長温度を変化させることにより変えるものについて説明
したが、第２図に示すように、■／■比を変化させても
バンドギャップが変化するので、ｐ Ｇａｏ．ｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ層成長中にＡｆＧａ Ｉ ｎＰ
と接する側ではＶ／■比を小さく、ＧａＡｓと接する側
ではＶ／ＩＩＩ比を大きくしても同等の効果が期待でき
る． 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層とｐ−Ａｊｌ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層の間に
一定組成比で形成されたｐ−ＧａＩｎＰバッファ層のバ
ンドギャップエネルギーを上記ｐ −Ａｊ２ＧａＩｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さくしたから、ｐ−ＧａＡｓとｐ−Ａ／！Ｇａ
Ｉ ｎＰのバンド不連続を十分に緩和でき、低動作電圧
の可視光半導体レーザを得ることができる効果がある。
長温度を変化させることにより変えるものについて説明
したが、第２図に示すように、■／■比を変化させても
バンドギャップが変化するので、ｐ Ｇａｏ．ｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ層成長中にＡｆＧａ Ｉ ｎＰ
と接する側ではＶ／■比を小さく、ＧａＡｓと接する側
ではＶ／ＩＩＩ比を大きくしても同等の効果が期待でき
る． 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層とｐ−Ａｊｌ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層の間に
一定組成比で形成されたｐ−ＧａＩｎＰバッファ層のバ
ンドギャップエネルギーを上記ｐ −Ａｊ２ＧａＩｎＰ
クラッド層側よりも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の
方で小さくしたから、ｐ−ＧａＡｓとｐ−Ａ／！Ｇａ
Ｉ ｎＰのバンド不連続を十分に緩和でき、低動作電圧
の可視光半導体レーザを得ることができる効果がある。
またこの発明によれば、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とｐ
−Ａｊ２ＧａＩｎＰクラッド層の間に一定組成比のＰ−
ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、ＧａＡｓに接
する側の成長温度をＡｌＧａＩｎＰに接する側の成長温
度よりも低温で形成する、あるいはＧａＡｓに接する側
を成長ずる成長雰囲気のＶ／■比をＡｊ！Ｇａ Ｉ ｎ
Ｐに接する側を成長ずるＶ／ＩＩＩ比よりも大きくして
形成するようにしたから、バンドギャップエネルギーが
上記ｐＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層側よりも上記ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層側の方で小さいｐ−Ｃ；ａｌｎＰバ
ッファ層を容易に形成できる効果があり、さらにＧａＡ
ｓに接する側の成長温度をＡ／！Ｇａ １ｎＰに接する
側の威長温度よりも低温で形成する方法においては上記
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側部でのｐ形キャリア濃度を
高くすることができ、これにより低抵抗化を実現できる
効果がある。
−Ａｊ２ＧａＩｎＰクラッド層の間に一定組成比のＰ−
ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、ＧａＡｓに接
する側の成長温度をＡｌＧａＩｎＰに接する側の成長温
度よりも低温で形成する、あるいはＧａＡｓに接する側
を成長ずる成長雰囲気のＶ／■比をＡｊ！Ｇａ Ｉ ｎ
Ｐに接する側を成長ずるＶ／ＩＩＩ比よりも大きくして
形成するようにしたから、バンドギャップエネルギーが
上記ｐＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層側よりも上記ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層側の方で小さいｐ−Ｃ；ａｌｎＰバ
ッファ層を容易に形成できる効果があり、さらにＧａＡ
ｓに接する側の成長温度をＡ／！Ｇａ １ｎＰに接する
側の威長温度よりも低温で形成する方法においては上記
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側部でのｐ形キャリア濃度を
高くすることができ、これにより低抵抗化を実現できる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるＡｆＧａ ＩｎＰ系
可視光半導体レーザの断面構造図、第２図はＧａｏ．ｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐのバンドギャップと結晶成長条件の
関係を表わす図、第３図は本発明の他の実施例によるＡ
ｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰ系可視光半導体レーザの断面構造図
、第４図は従来のＡ／！Ｇａ Ｉ ｎＰ系可視光半導体
レーザの断面構造図である。 図中、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ Ａｌｏ．ｚｓ
Ｇａ６．ｚｓｌ ｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、３はアンド
ープ活性層、４はＰ Ａｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ■ｎ
ｏ．ｓ Ｐクラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック
層、６はｐ Ｇａｇ．＠ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ層
、７は低温成長ｐ Ｇａｓ４Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐバッフ
ァ層、８はｐ−ＧａＡｓコンクタト層、９はリッジ、１
０はｎ側電極、１１はｐ側電極、１２は溝を示す。 なお図中同一符号・は同一又は相当部分を示す。
可視光半導体レーザの断面構造図、第２図はＧａｏ．ｓ
Ｉｎｏ．ｓ Ｐのバンドギャップと結晶成長条件の
関係を表わす図、第３図は本発明の他の実施例によるＡ
ｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰ系可視光半導体レーザの断面構造図
、第４図は従来のＡ／！Ｇａ Ｉ ｎＰ系可視光半導体
レーザの断面構造図である。 図中、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ Ａｌｏ．ｚｓ
Ｇａ６．ｚｓｌ ｎｏ．ｓ Ｐクラッド層、３はアンド
ープ活性層、４はＰ Ａｌｏ．ｚｓＧａｏ．ｔｓ■ｎ
ｏ．ｓ Ｐクラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック
層、６はｐ Ｇａｇ．＠ Ｉｎｏ．ｓ Ｐバッファ層
、７は低温成長ｐ Ｇａｓ４Ｉ ｎｏ．ｓ Ｐバッフ
ァ層、８はｐ−ＧａＡｓコンクタト層、９はリッジ、１
０はｎ側電極、１１はｐ側電極、１２は溝を示す。 なお図中同一符号・は同一又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）ＡｌＧａＩｎＰ系材料で構成されたダブルヘテロ
構造を有し可視光で発振する半導体レーザにおいて、 ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層の間に一定組成比で形成されたｐ−ＧａＩｎＰバッ
ファ層は、その上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側よ
りも上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層側の方がバンドギャ
ップエネルギーが小さいものであることを特徴とする半
導体レーザ。 - （２）請求項１記載の半導体レーザを製造する製造方法
において、 上記ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、Ｇａ
Ａｓに接する側の成長温度をＡｌＧａＩｎＰに接する側
の成長温度よりも低温で形成することを特徴とする半導
体レーザの製造方法。 - （３）請求項１記載の半導体レーザを製造する製造方法
において、 上記ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層を形成するに際し、Ｇａ
Ａｓに接する側を成長する成長雰囲気のＶ族元素とIII
族元素のモル比（Ｖ／III比）をＡｌＧａＩｎＰに接す
る側を成長するＶ／III比よりも大きくして形成するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241418A JPH03104183A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US07/583,135 US5105432A (en) | 1989-09-18 | 1990-09-17 | Semiconductor laser device |
| US07/822,662 US5192711A (en) | 1989-09-18 | 1992-01-21 | Method for producing a semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241418A JPH03104183A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104183A true JPH03104183A (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=17074001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1241418A Pending JPH03104183A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5105432A (ja) |
| JP (1) | JPH03104183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100289730B1 (ko) * | 1993-10-27 | 2001-09-17 | 윤종용 | 반도체레이저소자의제조방법 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5161167A (en) * | 1990-06-21 | 1992-11-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser producing visible light |
| US5297158A (en) * | 1991-04-22 | 1994-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device including a gallium-aluminum arsenic compound |
| JPH06244490A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH06296060A (ja) * | 1993-04-08 | 1994-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体可視光レーザダイオードの製造方法 |
| JP3318391B2 (ja) * | 1993-06-14 | 2002-08-26 | ローム株式会社 | 半導体発光装置 |
| JP3316062B2 (ja) * | 1993-12-09 | 2002-08-19 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
| JP3553147B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2004-08-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体層の製造方法 |
| JPH0997946A (ja) * | 1995-07-21 | 1997-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP4460473B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2010-05-12 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627987A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-18 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Semiconductor laser |
| JP2659937B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1997-09-30 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
| JPS6342114A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Hitachi Ltd | 結晶成長方法 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP1241418A patent/JPH03104183A/ja active Pending
-
1990
- 1990-09-17 US US07/583,135 patent/US5105432A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100289730B1 (ko) * | 1993-10-27 | 2001-09-17 | 윤종용 | 반도체레이저소자의제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5105432A (en) | 1992-04-14 |
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