JPH03161987A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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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
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- H01S5/2205—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 comprising special burying or current confinement layers
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- H01S5/221—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 comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials containing aluminium
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- 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
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-
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- 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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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＩｎＧａＡｌ！Ｐ系可視光半導体レーザ装置
に関する。
に関する。
従来、ＩｎＧａＡｌＰ系可視光半導体レーザ装置におい
ては、例えば平成元年春季応用物理学会学術講演会予稿
集第８８６頁のｌｐ−ＺＣ−４に見ら悩ように、電流狭
窒層（電流ブロック層）としてＧａＡｓ （ガリウム砒
素）が用いられている。
ては、例えば平成元年春季応用物理学会学術講演会予稿
集第８８６頁のｌｐ−ＺＣ−４に見ら悩ように、電流狭
窒層（電流ブロック層）としてＧａＡｓ （ガリウム砒
素）が用いられている。
すなわち、第５図は従来のこの種半導体レーザ装置を示
し、ｉｌｌはｎ型ＧａＡｓ基板であり、この基板ｆｌｌ
上にｎ型ＧａＡｓバッファ層［２］ ， ｎ型１ ｎＧ
ａＡｌＰクラッド層１３１ ， ＩｎＧａＰ活性層｛４
｝及びｐ型Ｉ ｎＧａＡＩ！Ｐクラッド層が順次積層形
成され、活性層（４）とこの両面にそれぞれ接合したク
ラッド層＋３１ ， ＋５）によりダブルヘテロ接合構
造が形成されている。
し、ｉｌｌはｎ型ＧａＡｓ基板であり、この基板ｆｌｌ
上にｎ型ＧａＡｓバッファ層［２］ ， ｎ型１ ｎＧ
ａＡｌＰクラッド層１３１ ， ＩｎＧａＰ活性層｛４
｝及びｐ型Ｉ ｎＧａＡＩ！Ｐクラッド層が順次積層形
成され、活性層（４）とこの両面にそれぞれ接合したク
ラッド層＋３１ ， ＋５）によりダブルヘテロ接合構
造が形成されている。
（６）はｐ型クラッド層（５）に形威されたｎ型ＧａＡ
ｓ電流狭市層であり、ｐ型クラッド層（５）にエッチン
グによりストライプ状凸部を形成し、この両側に電流狭
寒層（６）を形成している。
ｓ電流狭市層であり、ｐ型クラッド層（５）にエッチン
グによりストライプ状凸部を形成し、この両側に電流狭
寒層（６）を形成している。
（７）はｐ層クラッド層（５）及び電流狭窄層（６）の
上面に形成されたｐ型ＧａＡｓキャノプ層である。
上面に形成されたｐ型ＧａＡｓキャノプ層である。
そして、これらの各層の結晶成長は例えばＭＢＥ法（分
子線エビタキシー法）により行われる。
子線エビタキシー法）により行われる。
従来の半導体レーサ装置にあ−ては、電流狭富層（６）
として特にＧａＡｓ２用いるため、１つの結晶成長装置
例えばＭＢＥ装置内で、Ｖ族元素としてＰ（リン）及び
Ａｓ （砒素）のそれぞれのＫセルが用いられることに
なる。
として特にＧａＡｓ２用いるため、１つの結晶成長装置
例えばＭＢＥ装置内で、Ｖ族元素としてＰ（リン）及び
Ａｓ （砒素）のそれぞれのＫセルが用いられることに
なる。
このため、ダブルヘテロ接合構造の各層を構成するＩ
ｎＧａＡ／ Ｐの結晶戒長時、装置内雰囲気中にＡ３が
残留することから、これが■族元素として結晶中に取込
まれ、ＩｎＧａＡｌ！Ｐに格子ミスマッチを生じる場合
があり、特に信頼性の面で問題がある。
ｎＧａＡ／ Ｐの結晶戒長時、装置内雰囲気中にＡ３が
残留することから、これが■族元素として結晶中に取込
まれ、ＩｎＧａＡｌ！Ｐに格子ミスマッチを生じる場合
があり、特に信頼性の面で問題がある。
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意
してなされたものであり、その目的と丁るところは、Ｉ
ｎＧａＡ／Ｐ ｋ再現性良く結晶成長できるＩ ｎＧａ
ＡＩ！Ｐ系可視光半導体レーザ装置ヲ提供することにあ
る。
してなされたものであり、その目的と丁るところは、Ｉ
ｎＧａＡ／Ｐ ｋ再現性良く結晶成長できるＩ ｎＧａ
ＡＩ！Ｐ系可視光半導体レーザ装置ヲ提供することにあ
る。
前記目的を達成するために、本発明のＩ１ＧａＡＩ！Ｐ
系半導体レーザ装置では、第２伝導型クラッド層に形成
する第ｌ伝導型電流狭零層を活性層のバンドギャノプと
等しいかまたは小さいバンドギャップを持ツＩｎ１−ｘ
（Ｃ；ａ， ，Ａ／ｙ）ｘＰ （０＜ｘ＜１．０≦ｙ≦
１）により構成することを特徴としている。
系半導体レーザ装置では、第２伝導型クラッド層に形成
する第ｌ伝導型電流狭零層を活性層のバンドギャノプと
等しいかまたは小さいバンドギャップを持ツＩｎ１−ｘ
（Ｃ；ａ， ，Ａ／ｙ）ｘＰ （０＜ｘ＜１．０≦ｙ≦
１）により構成することを特徴としている。
前述のように構成された半導体レーザ装置にあっては、
電流狭寒層がＩｎ１−ｘ（Ｇａ１−ｙＡｅｙ）ｘＰによ
り構成されるため、結晶成長装置にはＶ族元素としてＰ
のみが用いられることになり、ＩｎＧａＡｌ！Ｐの結晶
或長が従来のような格子ミスマソチを招くことなく再現
性良く行われる。
電流狭寒層がＩｎ１−ｘ（Ｇａ１−ｙＡｅｙ）ｘＰによ
り構成されるため、結晶成長装置にはＶ族元素としてＰ
のみが用いられることになり、ＩｎＧａＡｌ！Ｐの結晶
或長が従来のような格子ミスマソチを招くことなく再現
性良く行われる。
実施例につき、第１図ないし第４図を用いて説明する。
第１図は１実施例のりッジ構造と呼ばれるＩ ｎｃａＡ
ｌＰ系可視光半導体レーザ装置を示し、従来と異なる点
は、ｐ型１ｎＧａＡｌ！Ｐクラッド層（５）に形成され
るｎ型ＩｎＧａＰ電流狭雫層（６）′であり、ＩｎＧａ
Ｐ活性層（４）と同じバンドギャップのＩｎ１−ｘ（Ｇ
ａ１７ｙＡｌｙ）ＸＰ（ｘ＝０．５ ｅ Ｙ＝Ｏ ）に
より構成した点である。
ｌＰ系可視光半導体レーザ装置を示し、従来と異なる点
は、ｐ型１ｎＧａＡｌ！Ｐクラッド層（５）に形成され
るｎ型ＩｎＧａＰ電流狭雫層（６）′であり、ＩｎＧａ
Ｐ活性層（４）と同じバンドギャップのＩｎ１−ｘ（Ｇ
ａ１７ｙＡｌｙ）ＸＰ（ｘ＝０．５ ｅ Ｙ＝Ｏ ）に
より構成した点である。
尚、従来のＧａＡｓ ｆ用いたバソファ層は削除され、
又、ギャップ層（７）はｐ型ＩｎＧａＰにより構威され
ている。
又、ギャップ層（７）はｐ型ＩｎＧａＰにより構威され
ている。
そして、各層の結晶成長はＭＢＥ法で行い、成長条件と
しては、戒長温度を５５０’Ｃ，ｎ型１ ｎＧａ／Ｖ
Ｐクラッド層＋３１ ， ｐ型ＩｎＧａＡＩＰクラット
層（５）及ヒｐ型１ｎＧａＰキャップ層（７ｆ’のそれ
ぞれの膜厚’ｋｌμｍとし、ｎ型クラッド層（３）のキ
ャリア濃度はＳｉ（シリコン）金ドーパントとして１〜
２ Ｘ １０ １８ｃｍ−３、ｐ型クラッド層（５）及
びｐ型キャップｍ （７ｉ’のキャリア濃度はＢｅ（ベ
リリウム）ヲドーパントとして７〜８Ｘ１０１７備 と
している。
しては、戒長温度を５５０’Ｃ，ｎ型１ ｎＧａ／Ｖ
Ｐクラッド層＋３１ ， ｐ型ＩｎＧａＡＩＰクラット
層（５）及ヒｐ型１ｎＧａＰキャップ層（７ｆ’のそれ
ぞれの膜厚’ｋｌμｍとし、ｎ型クラッド層（３）のキ
ャリア濃度はＳｉ（シリコン）金ドーパントとして１〜
２ Ｘ １０ １８ｃｍ−３、ｐ型クラッド層（５）及
びｐ型キャップｍ （７ｉ’のキャリア濃度はＢｅ（ベ
リリウム）ヲドーパントとして７〜８Ｘ１０１７備 と
している。
第２図は、前述のような構造でストライプ幅約４訓，共
振器長３００ ／ａとした半導体レーザ装置の５０℃に
おけるＩ（［流）一Ｌ（光出力）特性を示したものであ
る。
振器長３００ ／ａとした半導体レーザ装置の５０℃に
おけるＩ（［流）一Ｌ（光出力）特性を示したものであ
る。
又、第３図は、＄−１図で説明した実施例の構造を持つ
素子の，■，■と、前記％５図に示した従来構造を持つ
素子■，■，■とに対し、５０℃における出力５ｍＷの
ＡＰＣ（オート・パワー・コントロール）動作により寿
命試験を行った場合の電流特性を示している。
素子の，■，■と、前記％５図に示した従来構造を持つ
素子■，■，■とに対し、５０℃における出力５ｍＷの
ＡＰＣ（オート・パワー・コントロール）動作により寿
命試験を行った場合の電流特性を示している。
同図より明らかなように、電流狭窄層にＧａＡｓ｛ｉ７
用いた従来構造の素子では、クラッド層及び活性層の結
晶成長時にＡＳの取込みが生じることから、信頼性の劣
るものが見られるが、本発明による構造の素子では、Ｖ
族元素としてＰのみしか用いていないため、信頼性の面
で再現性の良い結果が得られている。
用いた従来構造の素子では、クラッド層及び活性層の結
晶成長時にＡＳの取込みが生じることから、信頼性の劣
るものが見られるが、本発明による構造の素子では、Ｖ
族元素としてＰのみしか用いていないため、信頼性の面
で再現性の良い結果が得られている。
第４図は、本発明の他の実施例を示し、セルファライン
構造に適用した場合である。
構造に適用した場合である。
尚、前記実施例ではいずれも、活性層（４１ ｉＩｎＧ
ａＰとしたため、ｎ型電流狭窄層（ｅ）′２ １ｎＧａ
Ｐで構成してバンドギャップを等しくしている。
ａＰとしたため、ｎ型電流狭窄層（ｅ）′２ １ｎＧａ
Ｐで構成してバンドギャップを等しくしている。
活性層｛４｝にＩｎ１−ｘ（Ｇａ１−，、ＡＩ！９．）
ｘＰ（０〈ｘ＜ｌ，０＜ｙｌ≦１）’ｌｉ＝用いる場合
は、このＡＩ！組成ｙｌに対し、０≦ｙ２≦ｙ１なるＡ
７？組戒ｙ２ｋ有するＩｎ１−Ｘ（Ｇａ１−ｙ２”ｙ２
）ＸＰによりｎ型電流狭窄層（６）′を構成することに
より、活性層｛４｝のバンドギャップと等しいかこれよ
り小さいバンドギャップを持つｎ型電流狭窄層（６ｆ’
ｆ：形成することができる。
ｘＰ（０〈ｘ＜ｌ，０＜ｙｌ≦１）’ｌｉ＝用いる場合
は、このＡＩ！組成ｙｌに対し、０≦ｙ２≦ｙ１なるＡ
７？組戒ｙ２ｋ有するＩｎ１−Ｘ（Ｇａ１−ｙ２”ｙ２
）ＸＰによりｎ型電流狭窄層（６）′を構成することに
より、活性層｛４｝のバンドギャップと等しいかこれよ
り小さいバンドギャップを持つｎ型電流狭窄層（６ｆ’
ｆ：形成することができる。
以上説明したように、本発明の半導体レーザ装置による
と、電流狭室層を活性層のバンドギャップと等しいかま
たは小さいバンドギャップを持つＩｎ１−ｘ（Ｃａ１−
，ＡＩ！ｙ）ｘＰにより構或したｔこめ、■族元素とし
てＰのみを用いたＩ ｎＧａ／Ｖ Ｐ系半導体レーサ装
置を得ることができ、従来のようなＡｓの取込みによる
ＩｎＧａＡｌＰの格子ミスマソチを生じることがなくな
り、ダブルヘテロ接合構造を再現性良く形成でき、信頼
性が高まる効果が得られる。
と、電流狭室層を活性層のバンドギャップと等しいかま
たは小さいバンドギャップを持つＩｎ１−ｘ（Ｃａ１−
，ＡＩ！ｙ）ｘＰにより構或したｔこめ、■族元素とし
てＰのみを用いたＩ ｎＧａ／Ｖ Ｐ系半導体レーサ装
置を得ることができ、従来のようなＡｓの取込みによる
ＩｎＧａＡｌＰの格子ミスマソチを生じることがなくな
り、ダブルヘテロ接合構造を再現性良く形成でき、信頼
性が高まる効果が得られる。
しかも、結晶成長装置においては、従来のＡｓのための
設備が不要になることから、その簡略化が図れる効果も
ある。
設備が不要になることから、その簡略化が図れる効果も
ある。
第１図ないし第４図は本発明による半導体レーザ装置の
実施例を示し、第１図はｌ実施例の断面図、第２図は第
１図のＩ−Ｌ特性図、第３図は寿命試験の結果を示す特
性図、第４図は他の実施例の断面図、第５図は従来例の
断面図である。 ＋３１ ・ｎ型１ｎＧａＡＩ！Ｐクラッド層、（４１
・＝ ＩｎＧａＰ活性層、＋５） ・−Ｔ）型１ｎＧａ
Ａｌ！Ｐクラッド層、＋６１−ｎ型ＩｎＧａＰ電流狭窄
層。 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 Ｏ １０００ ２αカ ３０００ 吟 閘 （ ｈｒ、）
実施例を示し、第１図はｌ実施例の断面図、第２図は第
１図のＩ−Ｌ特性図、第３図は寿命試験の結果を示す特
性図、第４図は他の実施例の断面図、第５図は従来例の
断面図である。 ＋３１ ・ｎ型１ｎＧａＡＩ！Ｐクラッド層、（４１
・＝ ＩｎＧａＰ活性層、＋５） ・−Ｔ）型１ｎＧａ
Ａｌ！Ｐクラッド層、＋６１−ｎ型ＩｎＧａＰ電流狭窄
層。 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 Ｏ １０００ ２αカ ３０００ 吟 閘 （ ｈｒ、）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１伝導型クラッド層、活性層及び第２伝導型クラ
ッド層によりダブルヘテロ接合構造を形成し、前記第２
伝導型クラッド層に第１伝導型電流狭窄層を備えてなる
ＩｎＧａＡｌＰ系可視光半導体レーザ装置において、 前記電流狭窄層を前記活性層のバンドギャップと等しい
かまたは小さいバンドギャップを持つＩｎ＿１＿−＿ｘ
（Ｇａ＿１＿−＿ｙＡ１＿ｙ）＿ｘＰ（０＜ｘ＜１，０
≦ｙ≦１）により構成したことを特徴とする半導体レー
ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30168789A JPH03161987A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30168789A JPH03161987A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161987A true JPH03161987A (ja) | 1991-07-11 |
Family
ID=17899934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30168789A Pending JPH03161987A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03161987A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657977A2 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Nec Corporation | Ridge stripe type laser diode and method for fabricating the same |
| EP0664592A1 (en) * | 1994-01-24 | 1995-07-26 | NEC Corporation | Semiconductor laser with AlInP or AlGaInP burying layer and fabrication method thereof |
| US5933443A (en) * | 1995-09-08 | 1999-08-03 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor laser |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62179192A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS63179590A (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-23 | Nec Corp | ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光素子 |
| JPS6490578A (en) * | 1987-10-01 | 1989-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor laser device |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP30168789A patent/JPH03161987A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS62179192A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS63179590A (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-23 | Nec Corp | ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光素子 |
| JPS6490578A (en) * | 1987-10-01 | 1989-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor laser device |
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