JPH0370392B2 - - Google Patents
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- JPH0370392B2 JPH0370392B2 JP298383A JP298383A JPH0370392B2 JP H0370392 B2 JPH0370392 B2 JP H0370392B2 JP 298383 A JP298383 A JP 298383A JP 298383 A JP298383 A JP 298383A JP H0370392 B2 JPH0370392 B2 JP H0370392B2
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- Japan
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- layer
- znse
- layers
- semiconductor laser
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
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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
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は半導体レーザに関し、特にZnSeTe系
材料からなる半導体レーザに関する。 ＜従来技術＞ 現在、半導体レーザ素子材料としてはGaAlAs
系、InGaAsP系等の材料が広く用いられている。
然るに斯る材料で得られる半導体レーザの波長は
精々6200Åまでしか得られずこれ以下の波長が得
られていない。 半導体レーザはVD（ビデオデイスク）、DAD
（デイジタルオーデイオデイスク）等の光源とし
て実用化されつつある。このような装置に半導体
レーザを適用する際には、その発振波長が短けれ
ば短いほど好ましい。これは波長が短ければビー
ムの集束性が向上し、上記装置の光学系の制御が
容易となるためである。 ZnSe（亜鉛セレン）、ZnTe（亜鉛テルル）をは
じめとする−半導体化合物はGaAlAs、
InGaAsPに較べてエネルギーバンドギヤツプが
広くかつ直接遷移形であるので従来より更に短波
長の発振が可能な材料として注目されている。し
かし乍ら、−半導体はGaAlAs等の−半
導体と異なり自己補償効果が大きいため単一材料
を用いてのPn接合の形成が困難であり、例えば
ZnSeはｎ型のみ、ZnTeはＰ型のみしか得られて
いない。そこで、ZnSe−ZnTeという組合せによ
る注入型の発光素子が考えられ、更に第１図に示
す如くZnSe1-XTeX（０＜Ｘ＜１）はZnSe、ZnTe
よりバンドギヤツプが小さいという公知事実（フ
イジカルレビユー、108(3)、PP587−589（1957））
を用いることによりZnSe−ZnSe1-XTeX−ZnTe
という組合せによるダブルヘテロ接合型の半導体
レーザも考えられる。 第２図は斯る知見に基づいて構成された
ZnSeTe系材料からなるダブルヘテロ型半導体レ
ーザを示し、１はＰ型ZnTeからなる第１層、２
は該第１層上に積層されたZnSe1-XTeX（０＜Ｘ＜
１）からなる第２層、３は該第２層上に積層され
たｎ型ZnSeからなる第３層である 斯るレーザでは、第１層１１及び第３層３のバ
ンドギヤツプが第２層２に較べて大であり、従つ
て理論的には周知のダブルヘテロ型のGaAlAs系
半導体レーザと同様に第１層１〜第３層３間に順
バイアスを印加することにより第２層２内に電子
及び正孔が良好に閉じ込められると共に、斯る電
子及び正孔の再結合により得られた光も斯る第２
層２内に閉じ込められるのでレーザ光として取出
すことが可能である。 ところが、実際にはレーザ発振に到つていな
い。この原因は上記第１層１と第３層３との格子
不整合度が7.7％と大きいため各層の界面付近に
おいて多数の界面準位が形成され斯る界面準位が
非発光センタとして働くので注入された電子及び
正孔が斯る非発光センサに補獲され発光に寄与し
ないためであると考えれる。 ＜発明の目的＞ 本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、
短波長のレーザ光が発振可能なZnSeTe系の半導
体レーザを提供せんとするものである。 ＜発明の構成＞ 第３図は本発明の構成を示し、１１はＰ型
ZnSe1-XTeX（0.5＜Ｘ≦１）からなる第１層、１
２は該第１層の一主面上に形成された第４層であ
り、該第４層はZnSe1-YTeY（０＜Ｙ＜１）からな
る第２層１３とZnSe1-ZTeZ（０＜Ｚ＜１、Ｙ≠
Ｚ）からなる第３層１４とを交互に積層してな
る。１５は上記第１層１１と共に第４層１２を挾
装する第５層であり、該第５層はｎ型ZnSe1-W
TeW（０≦Ｗ＜0.5）からなる。また上記第１〜第
３層１１，１３，１４及び第５層１５のバンドギ
ヤツプをEg1、Eg2、Eg3、Eg5とするとEg1、Eg5
＞Eg2、Eg3でかつEg2≠Eg3とする。 斯る構成において上記第２、第３層１３，１４
を数10Å程度の層厚とすると、周知のマルチカン
タムウエル（multi quantum well）型半導体レ
ーザとなり、第１、第５層１１，１５間に順バイ
アスを印加することにより第２、第３層１３，１
４のうちバンドギヤツプの小なる層からレーザ光
が得られる。 また第２、第３層１３，１４のSeとTeの組成
比が異なるため、その格子定数も異なり、かつ斯
る両層は数10Åと薄いため、第１、第５層１１，
１５の格子不整合度が大であつたとしても斯る不
整合により生じる応力は第４層１２内で分散吸収
されるため非発光センタとなる界面準位も発生せ
ず、所望の波長を有したレーザ光が得られる。 尚、電子及び正孔の第４層１２への良好な閉じ
込めの観点から、第１、第５層１１，１５のバン
ドギヤツプEg1、Eg5と第２、第３層１３，１４
のバンドギヤツプEg2、Eg3との差は少なくとも
10％程度あることが好ましい。 ＜実施例＞ 本発明の一実施例としては第３図における各層
を下表１のように構成する。
材料からなる半導体レーザに関する。 ＜従来技術＞ 現在、半導体レーザ素子材料としてはGaAlAs
系、InGaAsP系等の材料が広く用いられている。
然るに斯る材料で得られる半導体レーザの波長は
精々6200Åまでしか得られずこれ以下の波長が得
られていない。 半導体レーザはVD（ビデオデイスク）、DAD
（デイジタルオーデイオデイスク）等の光源とし
て実用化されつつある。このような装置に半導体
レーザを適用する際には、その発振波長が短けれ
ば短いほど好ましい。これは波長が短ければビー
ムの集束性が向上し、上記装置の光学系の制御が
容易となるためである。 ZnSe（亜鉛セレン）、ZnTe（亜鉛テルル）をは
じめとする−半導体化合物はGaAlAs、
InGaAsPに較べてエネルギーバンドギヤツプが
広くかつ直接遷移形であるので従来より更に短波
長の発振が可能な材料として注目されている。し
かし乍ら、−半導体はGaAlAs等の−半
導体と異なり自己補償効果が大きいため単一材料
を用いてのPn接合の形成が困難であり、例えば
ZnSeはｎ型のみ、ZnTeはＰ型のみしか得られて
いない。そこで、ZnSe−ZnTeという組合せによ
る注入型の発光素子が考えられ、更に第１図に示
す如くZnSe1-XTeX（０＜Ｘ＜１）はZnSe、ZnTe
よりバンドギヤツプが小さいという公知事実（フ
イジカルレビユー、108(3)、PP587−589（1957））
を用いることによりZnSe−ZnSe1-XTeX−ZnTe
という組合せによるダブルヘテロ接合型の半導体
レーザも考えられる。 第２図は斯る知見に基づいて構成された
ZnSeTe系材料からなるダブルヘテロ型半導体レ
ーザを示し、１はＰ型ZnTeからなる第１層、２
は該第１層上に積層されたZnSe1-XTeX（０＜Ｘ＜
１）からなる第２層、３は該第２層上に積層され
たｎ型ZnSeからなる第３層である 斯るレーザでは、第１層１１及び第３層３のバ
ンドギヤツプが第２層２に較べて大であり、従つ
て理論的には周知のダブルヘテロ型のGaAlAs系
半導体レーザと同様に第１層１〜第３層３間に順
バイアスを印加することにより第２層２内に電子
及び正孔が良好に閉じ込められると共に、斯る電
子及び正孔の再結合により得られた光も斯る第２
層２内に閉じ込められるのでレーザ光として取出
すことが可能である。 ところが、実際にはレーザ発振に到つていな
い。この原因は上記第１層１と第３層３との格子
不整合度が7.7％と大きいため各層の界面付近に
おいて多数の界面準位が形成され斯る界面準位が
非発光センタとして働くので注入された電子及び
正孔が斯る非発光センサに補獲され発光に寄与し
ないためであると考えれる。 ＜発明の目的＞ 本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、
短波長のレーザ光が発振可能なZnSeTe系の半導
体レーザを提供せんとするものである。 ＜発明の構成＞ 第３図は本発明の構成を示し、１１はＰ型
ZnSe1-XTeX（0.5＜Ｘ≦１）からなる第１層、１
２は該第１層の一主面上に形成された第４層であ
り、該第４層はZnSe1-YTeY（０＜Ｙ＜１）からな
る第２層１３とZnSe1-ZTeZ（０＜Ｚ＜１、Ｙ≠
Ｚ）からなる第３層１４とを交互に積層してな
る。１５は上記第１層１１と共に第４層１２を挾
装する第５層であり、該第５層はｎ型ZnSe1-W
TeW（０≦Ｗ＜0.5）からなる。また上記第１〜第
３層１１，１３，１４及び第５層１５のバンドギ
ヤツプをEg1、Eg2、Eg3、Eg5とするとEg1、Eg5
＞Eg2、Eg3でかつEg2≠Eg3とする。 斯る構成において上記第２、第３層１３，１４
を数10Å程度の層厚とすると、周知のマルチカン
タムウエル（multi quantum well）型半導体レ
ーザとなり、第１、第５層１１，１５間に順バイ
アスを印加することにより第２、第３層１３，１
４のうちバンドギヤツプの小なる層からレーザ光
が得られる。 また第２、第３層１３，１４のSeとTeの組成
比が異なるため、その格子定数も異なり、かつ斯
る両層は数10Åと薄いため、第１、第５層１１，
１５の格子不整合度が大であつたとしても斯る不
整合により生じる応力は第４層１２内で分散吸収
されるため非発光センタとなる界面準位も発生せ
ず、所望の波長を有したレーザ光が得られる。 尚、電子及び正孔の第４層１２への良好な閉じ
込めの観点から、第１、第５層１１，１５のバン
ドギヤツプEg1、Eg5と第２、第３層１３，１４
のバンドギヤツプEg2、Eg3との差は少なくとも
10％程度あることが好ましい。 ＜実施例＞ 本発明の一実施例としては第３図における各層
を下表１のように構成する。
【表】
また第４層１２における第２、第３層１３，１
４の積層回数は８回とした。 このように構成された半導体レーザでは第１、
第５層１１，１５間に順バイアスを印加すること
により、室温で5800Åの波長を有するレーザ光が
得られた。 上記半導体レーザの製造には成長層の結晶性の
点から周知の分子線エピタキシヤル成長法を用い
ることが好ましい。斯る成長はバツクグランド真
空度10-10Torr以下に排気された分子線エピタキ
シヤル成長装置内において基板温度を約400℃と
すると共に多層の成長にあたり各層を構成する材
料が収納された各セル温度を下記表２に示す条件
に設定することにより行える。
４の積層回数は８回とした。 このように構成された半導体レーザでは第１、
第５層１１，１５間に順バイアスを印加すること
により、室温で5800Åの波長を有するレーザ光が
得られた。 上記半導体レーザの製造には成長層の結晶性の
点から周知の分子線エピタキシヤル成長法を用い
ることが好ましい。斯る成長はバツクグランド真
空度10-10Torr以下に排気された分子線エピタキ
シヤル成長装置内において基板温度を約400℃と
すると共に多層の成長にあたり各層を構成する材
料が収納された各セル温度を下記表２に示す条件
に設定することにより行える。
【表】
【表】
尚、基板としてはZnSeTeとの格子整合度等を
考慮してGaAsを用いることが好ましい。 ＜効果＞ 本発明によれば、従来に比して発振波長が短い
レーザ光が得られるため、VD、DAD等の光源と
して好適である。
考慮してGaAsを用いることが好ましい。 ＜効果＞ 本発明によれば、従来に比して発振波長が短い
レーザ光が得られるため、VD、DAD等の光源と
して好適である。
第１図はZnSeTeにおける組成比とバンドギヤ
ツプとの関係を示す特性図、第２図は従来例を示
す断面図、第３図は本発明の実施例を示す断面図
である。 １１……第１層、１２……第４層、１３……第
２層、１４……第３層、１５……第５層。
ツプとの関係を示す特性図、第２図は従来例を示
す断面図、第３図は本発明の実施例を示す断面図
である。 １１……第１層、１２……第４層、１３……第
２層、１４……第３層、１５……第５層。
Claims (1)
- １ Ｐ型ZnSe1-XTeX（0.5＜Ｘ≦１）からなるバ
ンドギヤツプEg1の第１層、ZnSe1-XTeY（０＜Ｙ
＜１）からなるバンドギヤツプEg2の第２層及び
ZnSe1-ZTeZ（０＜Ｚ＜１，Ｙ≠Ｚ）からなるバン
ドギヤツプEg3の第３層を交互に複数層積層して
なる第４層、ｎ型ZnSe1-WTeW（０≦Ｗ＜0.5）か
らなるバンドギヤツプEg5の第５層を具備し、上
記第４層は上記第１、第５層により挾装されると
共にEg1，Eg5＞Eg2，Eg3でかつEg2≠Eg3である
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP298383A JPS59127894A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP298383A JPS59127894A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127894A JPS59127894A (ja) | 1984-07-23 |
| JPH0370392B2 true JPH0370392B2 (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=11544601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP298383A Granted JPS59127894A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127894A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61102084A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63191657U (ja) * | 1987-01-20 | 1988-12-09 |
-
1983
- 1983-01-11 JP JP298383A patent/JPS59127894A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59127894A (ja) | 1984-07-23 |
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