JPH04114486A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH04114486A JPH04114486A JP23311590A JP23311590A JPH04114486A JP H04114486 A JPH04114486 A JP H04114486A JP 23311590 A JP23311590 A JP 23311590A JP 23311590 A JP23311590 A JP 23311590A JP H04114486 A JPH04114486 A JP H04114486A
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Landscapes
- 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。
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）
本発明は、温度特性の優れたＩｎＧａＡ ４２ Ｐ系可
視光半導体レーザに関するものである。
視光半導体レーザに関するものである。
（従来の技術）
現在、光情報処理装置の光源として用いられている半導
体レーザにおいて、その発振波長は、装置の性能を支配
する要因となる。特に、光デイスク媒体等への記録再生
においては、波長が短いほど、記録ビットをレンズで絞
り込むことができ、記録密度の向上が期待できる。また
、レーザ・ビーム・プリンタの場合、感光トラムの分光
感度特性は短波長（０，５５μｍから０．６８μｍ）に
ピークがあるので、半導体レーザの短波長化の要望が強
い。
体レーザにおいて、その発振波長は、装置の性能を支配
する要因となる。特に、光デイスク媒体等への記録再生
においては、波長が短いほど、記録ビットをレンズで絞
り込むことができ、記録密度の向上が期待できる。また
、レーザ・ビーム・プリンタの場合、感光トラムの分光
感度特性は短波長（０，５５μｍから０．６８μｍ）に
ピークがあるので、半導体レーザの短波長化の要望が強
い。
さらに、近年では上記の分野で、高速書き込みという観
点から半導体レーザの高出力化の研究が精力的に行われ
ている。
点から半導体レーザの高出力化の研究が精力的に行われ
ている。
半導体レーザで波長０．５μｍから０．６μｍ帯の短波
長化を実現するためには、活性層のバンドギャップの大
きい材料系を選ばなければならない。
長化を実現するためには、活性層のバンドギャップの大
きい材料系を選ばなければならない。
これを満たす系として、 ＩｎＧａＡ ｊ２Ｐ混晶材料
が着目され、低出力のレーザダイオードが市販されつつ
ある。しかし、ＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ系の可視光半導体レ
ーザでは、活性層とクラッド層の材料のバンドギャップ
差が小さ（、注入キャリア密度の増加にともない、キャ
リアは活性層からクラッド層へオーバーフローし易く、
発振しきい値の温度特性が悪く、高出力での動作が困難
な情況にある。
が着目され、低出力のレーザダイオードが市販されつつ
ある。しかし、ＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ系の可視光半導体レ
ーザでは、活性層とクラッド層の材料のバンドギャップ
差が小さ（、注入キャリア密度の増加にともない、キャ
リアは活性層からクラッド層へオーバーフローし易く、
発振しきい値の温度特性が悪く、高出力での動作が困難
な情況にある。
（発明が解決しようとする課題）
本発明はＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ材料系において伝導帯エネ
ルギー不連続の値が小さいことに起因する発振しきい値
等の温度特性が悪いことを解決し、高温動作、高出力動
作が可能な半導体レーザを提供することにある。
ルギー不連続の値が小さいことに起因する発振しきい値
等の温度特性が悪いことを解決し、高温動作、高出力動
作が可能な半導体レーザを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは、多重量子井戸障壁をＩｎＧａ
Ａ ｊ２ Ｐ系可視レーザダイオード構造の活性層とク
ラッド層とのへテロ界面に挿入する。
Ａ ｊ２ Ｐ系可視レーザダイオード構造の活性層とク
ラッド層とのへテロ界面に挿入する。
第２図に、ＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ材料系のＩｎ０． ５Ｇ
ａ０． ｓＰを基準とする伝導帯および価電子帯のバン
ド不連続値を示す。ｒｎＧａＡ １ ＰはＡＩ！、組成
の増加にともない、結晶の対称性における「方向の伝導
帯におけるバンド不連続値ΔεＣが増加するが、Ａｌ１
が３５％（Ｘ・０．７）以上になると、結晶の対称性に
おけるＸ方向へのリーク電流の寄与が無視できなくなる
ので、ΔＥｃは減少する。このため、クラッド層はΔＥ
ｃを最も大きくとれるＩｎａ、５（Ｇａ＋−ｘ Ａｊ２
ｘ）０．５Ｐ（ｘ＝０．７） とした。ここで、この組
合せ以外の計算も行った結果、効果の強弱はあるが、層
構造（層の厚さ）によって実効的なΔＥｃが決定されて
いることが明らかになった。ここに示す計算例では、オ
ーバーフロー抑制効果の最も大きい場合を示しである。
ａ０． ｓＰを基準とする伝導帯および価電子帯のバン
ド不連続値を示す。ｒｎＧａＡ １ ＰはＡＩ！、組成
の増加にともない、結晶の対称性における「方向の伝導
帯におけるバンド不連続値ΔεＣが増加するが、Ａｌ１
が３５％（Ｘ・０．７）以上になると、結晶の対称性に
おけるＸ方向へのリーク電流の寄与が無視できなくなる
ので、ΔＥｃは減少する。このため、クラッド層はΔＥ
ｃを最も大きくとれるＩｎａ、５（Ｇａ＋−ｘ Ａｊ２
ｘ）０．５Ｐ（ｘ＝０．７） とした。ここで、この組
合せ以外の計算も行った結果、効果の強弱はあるが、層
構造（層の厚さ）によって実効的なΔＥｃが決定されて
いることが明らかになった。ここに示す計算例では、オ
ーバーフロー抑制効果の最も大きい場合を示しである。
活性層１ｎＧａＰ 、クラッド層１ｎａ、 ｓ （Ｇａ
＋−ｘｌＸ）。、５Ｐ（ｘ・０．７）のダブルヘテロ構
造レーザに多重量子障壁（ＭＱＢ）の適用を行った場合
を示す。
＋−ｘｌＸ）。、５Ｐ（ｘ・０．７）のダブルヘテロ構
造レーザに多重量子障壁（ＭＱＢ）の適用を行った場合
を示す。
始めに、？ＩＱＢにおける層周期の効果を示す。
第３図にウェルとしてＩｎ０．５Ｇａ０．、Ｐ 、バリ
アとしてＩｎ０． ５（Ｇａ＋−ｘ Ａ ４２ ｘ）０
． ｓＰ （ｘ＝０．７）を用い、ハ′リアとウェルの
幅はそれぞれ５．６５人と２８．２７人とし、バリアと
ウェルの幅は任意に選んだＭＱＢにおける電子波反射強
度の電子エネルギー依存性を示す。ＭＱＢにおいては、
バリアの周期に固有のある電子エネルギーのとき、入射
電子に対する反射強度は、第３図に示すように強くなる
。従って、バリアの周期を制御することにより、任意の
電子エネルギーにおいて反射率を増大させることができ
る。このようなバリア幅をパラメータとして固有の反射
の起こる電子エネルギーのウェル幅依存性を第４図に示
す。
アとしてＩｎ０． ５（Ｇａ＋−ｘ Ａ ４２ ｘ）０
． ｓＰ （ｘ＝０．７）を用い、ハ′リアとウェルの
幅はそれぞれ５．６５人と２８．２７人とし、バリアと
ウェルの幅は任意に選んだＭＱＢにおける電子波反射強
度の電子エネルギー依存性を示す。ＭＱＢにおいては、
バリアの周期に固有のある電子エネルギーのとき、入射
電子に対する反射強度は、第３図に示すように強くなる
。従って、バリアの周期を制御することにより、任意の
電子エネルギーにおいて反射率を増大させることができ
る。このようなバリア幅をパラメータとして固有の反射
の起こる電子エネルギーのウェル幅依存性を第４図に示
す。
ウェル材料はＩｎＧａＰ 、バリア材料はＩｎ０．５（
Ｇａ＋−ｘＡ ｌ ｘ） ０． ｓＰ （ｘ＝０．７）
でバリア周期は９周期である。ウェル幅の増加にともな
い固有反射電子エネルギーは、バリア自体の障壁値０．
１７５ｅＶまで単調に減少する。また、ウェル幅の増加
にともない高次のサブピークが現れ始める。これより、
バリア層およびウェル層の厚さが、５．６５人から３９
．５８人の間（この値はＧａＡｓの格子定数（５，６５
人：室温値）の１倍から７倍に当たる）にあれば、固有
反射エネルギーは、０．１７ｅＶより大きくすることが
できる。
Ｇａ＋−ｘＡ ｌ ｘ） ０． ｓＰ （ｘ＝０．７）
でバリア周期は９周期である。ウェル幅の増加にともな
い固有反射電子エネルギーは、バリア自体の障壁値０．
１７５ｅＶまで単調に減少する。また、ウェル幅の増加
にともない高次のサブピークが現れ始める。これより、
バリア層およびウェル層の厚さが、５．６５人から３９
．５８人の間（この値はＧａＡｓの格子定数（５，６５
人：室温値）の１倍から７倍に当たる）にあれば、固有
反射エネルギーは、０．１７ｅＶより大きくすることが
できる。
特に以下の９通りの場合において、固有反射電子エネル
ギーは９０％以上となることが計算より求められた。
ギーは９０％以上となることが計算より求められた。
１、ウェル（１６゜９６人）／バリア（１６，９６人）
を７周期以上１２周期未満 ２、ウェル（１６，９６λ）／バリア（２８，２７λ）
を５周期以上１２周期未満 ３、ウェル（１６，９６人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 ４、ウェル（２８，２７人）／バリア（１６，９６人）
を５周期以上１２周期未満 ５、ウェル（２８，２７人）／バリア（２８，２７人）
を３周期以上１２周期未満 ６、ウェル（２８，２７人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 ７、ウェル（３９，５８人）／バリア（１６，９６λ）
を５周期以上１２周期未満 ８、ウェル（３９，５８人）／バリア（２８，２７人）
を３周期以上１２周期未満 ９、ウェル（３９，５８人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 これら各ＭＱＢ構成のウェル層厚またはバリア層厚はＧ
ａＡｓの格子定数（例えば室温では５．６５人）の正整
数倍となっている。
を７周期以上１２周期未満 ２、ウェル（１６，９６λ）／バリア（２８，２７λ）
を５周期以上１２周期未満 ３、ウェル（１６，９６人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 ４、ウェル（２８，２７人）／バリア（１６，９６人）
を５周期以上１２周期未満 ５、ウェル（２８，２７人）／バリア（２８，２７人）
を３周期以上１２周期未満 ６、ウェル（２８，２７人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 ７、ウェル（３９，５８人）／バリア（１６，９６λ）
を５周期以上１２周期未満 ８、ウェル（３９，５８人）／バリア（２８，２７人）
を３周期以上１２周期未満 ９、ウェル（３９，５８人）／バリア（３９，５８人）
を３周期以上１２周期未満 これら各ＭＱＢ構成のウェル層厚またはバリア層厚はＧ
ａＡｓの格子定数（例えば室温では５．６５人）の正整
数倍となっている。
以上の結果から、上記の９通りの中から周期およびバリ
アとウェル幅の構成を選ぶことにより０．１７５ｅＶか
ら９．４３ｅＶまでの任意の電子エネルギーに対し、電
子波反射強度を９０％以上に設定でき、周期の異なる層
を重ね合わせれば、高いエネルギー領域まで反射率を大
きくすることができ、実効的なΔＥｃが大きいことと同
等な結果が得られる。
アとウェル幅の構成を選ぶことにより０．１７５ｅＶか
ら９．４３ｅＶまでの任意の電子エネルギーに対し、電
子波反射強度を９０％以上に設定でき、周期の異なる層
を重ね合わせれば、高いエネルギー領域まで反射率を大
きくすることができ、実効的なΔＥｃが大きいことと同
等な結果が得られる。
例えば、各周期バリアの固有反射強度が９０％を超える
ようにし、かつ層の厚さが薄くなるような層構成として
、（１）５周期のＩｎ０． ５Ｇａａ、 ５Ｐ（３９，
５８人）／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ Ｉ ０
．７） ０． ｓＰ （２８，２７人） 、（２） ７
周期のＩｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ （２８，２７人）
／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ ｊ２０．７）
。、 、Ｐ（１６，９６人’） 、（３） ９周期のＩ
ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ （１６，９６人） ／ Ｉ
ｎ０． ５（Ｇａ０． ３Ａ Ｉ ０．７）０．５Ｐ（
１６，９６人）の３種類のバリアを重ね合わせた場合の
電子波反射率の電子エネルギー依存性を第５図に示す。
ようにし、かつ層の厚さが薄くなるような層構成として
、（１）５周期のＩｎ０． ５Ｇａａ、 ５Ｐ（３９，
５８人）／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ Ｉ ０
．７） ０． ｓＰ （２８，２７人） 、（２） ７
周期のＩｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ （２８，２７人）
／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ ｊ２０．７）
。、 、Ｐ（１６，９６人’） 、（３） ９周期のＩ
ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ （１６，９６人） ／ Ｉ
ｎ０． ５（Ｇａ０． ３Ａ Ｉ ０．７）０．５Ｐ（
１６，９６人）の３種類のバリアを重ね合わせた場合の
電子波反射率の電子エネルギー依存性を第５図に示す。
そのＭＱＢによる実効的なΔＥｃ増加効果をバルクとの
比較により示した。バルクでは、その反射強度は０．１
７５ｅνまで１で一定となるが、これを超えると指数関
数的に減少する。一方、ＭＱＢでは０．４２ｅＶまで電
子の反射速度はほとんど１で一定となる。この結果から
、従来の単純なダブルヘテロ接合のΔＥｃに比べて実効
的にバルクのポテンシャルの２倍以上のものが得られる
ことがわかる。
比較により示した。バルクでは、その反射強度は０．１
７５ｅνまで１で一定となるが、これを超えると指数関
数的に減少する。一方、ＭＱＢでは０．４２ｅＶまで電
子の反射速度はほとんど１で一定となる。この結果から
、従来の単純なダブルヘテロ接合のΔＥｃに比べて実効
的にバルクのポテンシャルの２倍以上のものが得られる
ことがわかる。
（作 用）
前記のように、本発明の半導体レーザは、実効的ΔＥｃ
が、高出力化の実現されているＧａＡ ＲＡｓ系のΔＥ
ｃに匹敵する大きさとなる。これにより、活性層からク
ラッド層への注入キャリアのオーバーフローが、大幅に
抑制される。
が、高出力化の実現されているＧａＡ ＲＡｓ系のΔＥ
ｃに匹敵する大きさとなる。これにより、活性層からク
ラッド層への注入キャリアのオーバーフローが、大幅に
抑制される。
（実施例）
以下、図面を参照して、本発明による半導体レーザの実
施例を説明する。
施例を説明する。
実施■土
第１図は、本発明による半導体レーザの実施例の概略斜
視図である。第１図において、１はｎ形電極、２はｐ゛
形ＧａＡｓキャップ層、３はｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部、
４はｐ形Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ Ｅ ０．
？） Ｏ，ｓＰクラッド層、５は多重量子障壁、６はＩ
ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ活性層、７はｎ形Ｉｎ０．５
（Ｇａ０．ｚＡｆ０．７）０．ｓＰクラッド層、８はｎ
形ＧａＡｓ基板、９はｎ形電極である。
視図である。第１図において、１はｎ形電極、２はｐ゛
形ＧａＡｓキャップ層、３はｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部、
４はｐ形Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ Ｅ ０．
？） Ｏ，ｓＰクラッド層、５は多重量子障壁、６はＩ
ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ活性層、７はｎ形Ｉｎ０．５
（Ｇａ０．ｚＡｆ０．７）０．ｓＰクラッド層、８はｎ
形ＧａＡｓ基板、９はｎ形電極である。
図示の半導体レーザは、ｎ形ＧａＡｓ基板を有しており
、その基板上には、厚さ０．５μｍのＩｎ０．５（Ｇａ
ｌ−ｘ ＡｆＸ）ａ、５Ｐ（ｘ＝０．７）のｎ形クラッ
ド層と、厚さ０．１ ｐｍのＩｒ＋、、、 ５Ｇａ０．
５ｐの活性層と、厚さ０．０８μｍの多重量子障壁層
と、厚さ０．５μｍのＩｎ０．ｓ （ＧａＩ−ｘ Ａｆ
ｘ）０．５Ｐ（ｘ＝０．７）のｐ形クラッド層と厚さ１
μｍの高濃度ｐ゛形ＧａＡｓキャンプ層とをその順序で
ＭＯＶＰＥ装置を用いて積層した。その上にｎ形電極を
設け、高濃度ｐ゛形ＧａＡｓキャップ層とオーム接触さ
せた。また、電流狭搾を行うため、第１図に示すように
一部をエツチングし、さらに ＭＯＶＰＥ装置を用いて
ｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部を構成した。さらに、ｎ形Ｇａ
Ａｓ基板の下部面上にｎ形電極を形成したものである。
、その基板上には、厚さ０．５μｍのＩｎ０．５（Ｇａ
ｌ−ｘ ＡｆＸ）ａ、５Ｐ（ｘ＝０．７）のｎ形クラッ
ド層と、厚さ０．１ ｐｍのＩｒ＋、、、 ５Ｇａ０．
５ｐの活性層と、厚さ０．０８μｍの多重量子障壁層
と、厚さ０．５μｍのＩｎ０．ｓ （ＧａＩ−ｘ Ａｆ
ｘ）０．５Ｐ（ｘ＝０．７）のｐ形クラッド層と厚さ１
μｍの高濃度ｐ゛形ＧａＡｓキャンプ層とをその順序で
ＭＯＶＰＥ装置を用いて積層した。その上にｎ形電極を
設け、高濃度ｐ゛形ＧａＡｓキャップ層とオーム接触さ
せた。また、電流狭搾を行うため、第１図に示すように
一部をエツチングし、さらに ＭＯＶＰＥ装置を用いて
ｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部を構成した。さらに、ｎ形Ｇａ
Ａｓ基板の下部面上にｎ形電極を形成したものである。
前述のレーザは、５周期のＩｎ０． ５Ｇａ０． ５Ｐ
（３９，５８人） ／ Ｉｎ０． ５（Ｇａ、、 ｓＡ
ｌ 、、 ｔ） ０． ５Ｐ（２８，２７人）、７周
期のＩｎ０． ５Ｇａ０． ５Ｐ（２８，２７人） ／
Ｉｎ０． ５（Ｇａ０． ３Ａ Ｉ Ｏ，？）０．
５Ｐ（１６，９６人）、９周期のＩｎ０． ５Ｇａ０．
ｓＰ （１６，９６人）／ Ｉｎａ、 ５（Ｇａａ、
３Ａ ｌ ０． ７）０． ５Ｐ（１６，９６人）か
らなるＭＱＢを電流狭搾ダブルヘテロレーザの活性層と
ｐ形クラッド層との間に形成している。このレーザはし
きい値５０ｍＡ （室温で）、特性温度は８０にで（Ｍ
ＱＢがない場合５０Ｋ）に比べ３０に増加した。また、
ＣＷ（連続発振）可能温度は７５°Ｃと１５°Ｃ上昇し
た。同一の電流狭搾型構造で、室温での最高出力が２０
ｍＷ（ＭＱＢがない場合）から１００ｍＷへと増加した
。
（３９，５８人） ／ Ｉｎ０． ５（Ｇａ、、 ｓＡ
ｌ 、、 ｔ） ０． ５Ｐ（２８，２７人）、７周
期のＩｎ０． ５Ｇａ０． ５Ｐ（２８，２７人） ／
Ｉｎ０． ５（Ｇａ０． ３Ａ Ｉ Ｏ，？）０．
５Ｐ（１６，９６人）、９周期のＩｎ０． ５Ｇａ０．
ｓＰ （１６，９６人）／ Ｉｎａ、 ５（Ｇａａ、
３Ａ ｌ ０． ７）０． ５Ｐ（１６，９６人）か
らなるＭＱＢを電流狭搾ダブルヘテロレーザの活性層と
ｐ形クラッド層との間に形成している。このレーザはし
きい値５０ｍＡ （室温で）、特性温度は８０にで（Ｍ
ＱＢがない場合５０Ｋ）に比べ３０に増加した。また、
ＣＷ（連続発振）可能温度は７５°Ｃと１５°Ｃ上昇し
た。同一の電流狭搾型構造で、室温での最高出力が２０
ｍＷ（ＭＱＢがない場合）から１００ｍＷへと増加した
。
夫施開Ｉ
実施例１ではＩｎ０． ５（Ｇａｌ−ｘ Ａ ｊ２ Ｘ
）０． ５Ｐ（ｘ・０．７）のバリア層と、Ｉｎ０．
５Ｇａ０． ５ｐのウェル層から構成されたＭＱＢを用
いた半導体レーザの場合を示したが、ここでは、より短
波長で発光するＩｎ０． ｓ （Ｇａ０． ｚＡ ｌ
０． ｙ） ０． ｓＰのバリア層とＩｎ０． ５ （
Ｇａ０． ｂｓ八へ ０．３Ｓ）。、ｓＰのウェル層か
ら構成されたＭＱＢを用いた半導体レーザの実施例を説
明する。半導体レーザは、実施例１と同一構造とした。
）０． ５Ｐ（ｘ・０．７）のバリア層と、Ｉｎ０．
５Ｇａ０． ５ｐのウェル層から構成されたＭＱＢを用
いた半導体レーザの場合を示したが、ここでは、より短
波長で発光するＩｎ０． ｓ （Ｇａ０． ｚＡ ｌ
０． ｙ） ０． ｓＰのバリア層とＩｎ０． ５ （
Ｇａ０． ｂｓ八へ ０．３Ｓ）。、ｓＰのウェル層か
ら構成されたＭＱＢを用いた半導体レーザの実施例を説
明する。半導体レーザは、実施例１と同一構造とした。
ｎ形ＧａＡｓ基板を有しており、その基板上には、厚さ
０．５μｍのＩｎ０．５（ＧａＩ−、Ａ ｆｘ）ａ、５
Ｐ（ｘ＝０．７）のｎ形クラッド層と、厚さ０．１ ａ
ｍのＩｎ０． ５（ＧａＩ−ＸＡ Ｉ Ｘ）０．５Ｐ（
Ｘ＝０．３５）の活性層と多重量子障壁層と、厚さ０．
５μｍのＩｎ０． ５（ＧａＩ−ｘＡｆＸ）０．５Ｐ（
ｘ＝０．７）のＰ形りラ・ンド層と厚さ１μ−の高濃度
Ｐ“形ＧａＡｓキャップ層とを、その順序でＭＯＶＰＥ
装置を用いて積層した。その上にｎ形電極を設け、高濃
度ｐ゛形ＧａＡｓキャッブ層とオーム接触させた。また
、電流狭搾を行うため、第１図に示すように一部をエツ
チングし、さらに ＭＯＶＰＥ装置を用いてｎ形ＧａＡ
ｓ電流狭搾部を構成した。さらに、ｎ形ＧａＡｓ基板の
下部面上にｎ形電極を形成したものである。
０．５μｍのＩｎ０．５（ＧａＩ−、Ａ ｆｘ）ａ、５
Ｐ（ｘ＝０．７）のｎ形クラッド層と、厚さ０．１ ａ
ｍのＩｎ０． ５（ＧａＩ−ＸＡ Ｉ Ｘ）０．５Ｐ（
Ｘ＝０．３５）の活性層と多重量子障壁層と、厚さ０．
５μｍのＩｎ０． ５（ＧａＩ−ｘＡｆＸ）０．５Ｐ（
ｘ＝０．７）のＰ形りラ・ンド層と厚さ１μ−の高濃度
Ｐ“形ＧａＡｓキャップ層とを、その順序でＭＯＶＰＥ
装置を用いて積層した。その上にｎ形電極を設け、高濃
度ｐ゛形ＧａＡｓキャッブ層とオーム接触させた。また
、電流狭搾を行うため、第１図に示すように一部をエツ
チングし、さらに ＭＯＶＰＥ装置を用いてｎ形ＧａＡ
ｓ電流狭搾部を構成した。さらに、ｎ形ＧａＡｓ基板の
下部面上にｎ形電極を形成したものである。
前述のレーザは、８周期のＩｎ＠、 ｓ （Ｇａ０．
６５１１ ｐ０．ｓ５） ０．５Ｐ（３９，５８人）
／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ：ｌＡ １０． ？）
０．５Ｐ（２８，２７人）、１１周期のＴｎ０． ｓ
（Ｇａ０．ｂｓＡ ＋２０．３５） Ｏ，５Ｐ（１６
，９６人） ／ Ｉｎ０． ５（Ｇａ０． Ｊｆ Ｏ，
７）０．５Ｐ（３９，５８人）、７周期のＩｎ０． ５
（Ｇａ０． ６ＳＡ ｌ ０． ｚｓ） ０． ５Ｐ（
１６，９６人）／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ
＋２０． ？） Ｏ，５Ｐ（２８，２７人）からなるＭ
ＱＢを電流狭搾ダブルヘテロレーザの活性層とｐ形クラ
ッド層との間に形成している。このレーザは、しきい値
８９ｍＡ （室温で）、特性温度は６０にで（ＭＱＢが
ない場合４０Ｋ）に比べ２０に増加した。また、Ｃ−可
能温度は５５°Ｃと１５°Ｃ上昇した。同一の電流狭搾
型構造で、室温での最高出力が１０ｍＷ （ＭＱＢがな
い場合）から３０ｍＷへと増加した。
６５１１ ｐ０．ｓ５） ０．５Ｐ（３９，５８人）
／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ：ｌＡ １０． ？）
０．５Ｐ（２８，２７人）、１１周期のＴｎ０． ｓ
（Ｇａ０．ｂｓＡ ＋２０．３５） Ｏ，５Ｐ（１６
，９６人） ／ Ｉｎ０． ５（Ｇａ０． Ｊｆ Ｏ，
７）０．５Ｐ（３９，５８人）、７周期のＩｎ０． ５
（Ｇａ０． ６ＳＡ ｌ ０． ｚｓ） ０． ５Ｐ（
１６，９６人）／ Ｉｎ０． ｓ （Ｇａ０． ３Ａ
＋２０． ？） Ｏ，５Ｐ（２８，２７人）からなるＭ
ＱＢを電流狭搾ダブルヘテロレーザの活性層とｐ形クラ
ッド層との間に形成している。このレーザは、しきい値
８９ｍＡ （室温で）、特性温度は６０にで（ＭＱＢが
ない場合４０Ｋ）に比べ２０に増加した。また、Ｃ−可
能温度は５５°Ｃと１５°Ｃ上昇した。同一の電流狭搾
型構造で、室温での最高出力が１０ｍＷ （ＭＱＢがな
い場合）から３０ｍＷへと増加した。
（発明の効果）
本発明の半導体レーザは、以下に列挙する利点がある。
（１）前述のように、注入キャリア密度を増加させた場
合のキャリアのオーバーフロー抑制効果を得ることがで
き、温度特性が改善される。
合のキャリアのオーバーフロー抑制効果を得ることがで
き、温度特性が改善される。
（２）オーバーフローが抑制されることでジュール熱の
発生も抑えられるので、より高温での動作が可能となる
。
発生も抑えられるので、より高温での動作が可能となる
。
（３）大電流動作、すなわち大出力での動作が実現でき
る。
る。
第１図は有機金属気相エピタキシャル成長により、多重
量子障壁を形成した電流狭搾型ダブルヘテロレーザダイ
オードの概略斜視図、 第２図はＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ材料系のハンド不連続を示
す図、 第３図はＩｎＧａＰ／Ｉｎ０． ５（Ｇａ＋−ｘ Ａ
＋２ ＋ｃ）０． ５Ｐ（ｘ＝０．７）のＭＱＨにおけ
る電子波反射強度の電子エネルギー依存性を示す図、 第４図はＩｎＧａＰ／Ｉｎ０． ５（Ｇａｌ−、Ａｌ
、ｔ）０． ５Ｐ（ｘ＝０．７）バリア９周期における
電子エネルギーのウェル幅依存性を示す図、 第５図は前記の３種類のバリアを重ね合わせたＭＱＢに
対して電子波反射強度の電子エネルギー依存性を示す図
である。 ■・・・ｎ形電極 ２・・・Ｐ４形ＧａＡｓキャップ層 ３・・・ｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部 ４−Ｐ形１ｎ０． ｓ （Ｇａ０． Ｊ ｆ ０．７）
０． ＳＰクラッド層５・・・多重量子障壁 ６−１ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ活性層７ ・−ｎ形１
ｎ０． ｓ （Ｇａ０． ｓＡ ｊ！ （１，７） ＋
１． ＳＰクラッド層８・・・ｎ形ＧａＡｓ基板 ９・・・ｎ形電極 第１図 特許出願人 日本電信電話株式会社代理人弁理士
杉 村 暁 秀同
量子障壁を形成した電流狭搾型ダブルヘテロレーザダイ
オードの概略斜視図、 第２図はＩｎＧａＡ Ｉ Ｐ材料系のハンド不連続を示
す図、 第３図はＩｎＧａＰ／Ｉｎ０． ５（Ｇａ＋−ｘ Ａ
＋２ ＋ｃ）０． ５Ｐ（ｘ＝０．７）のＭＱＨにおけ
る電子波反射強度の電子エネルギー依存性を示す図、 第４図はＩｎＧａＰ／Ｉｎ０． ５（Ｇａｌ−、Ａｌ
、ｔ）０． ５Ｐ（ｘ＝０．７）バリア９周期における
電子エネルギーのウェル幅依存性を示す図、 第５図は前記の３種類のバリアを重ね合わせたＭＱＢに
対して電子波反射強度の電子エネルギー依存性を示す図
である。 ■・・・ｎ形電極 ２・・・Ｐ４形ＧａＡｓキャップ層 ３・・・ｎ形ＧａＡｓ電流狭搾部 ４−Ｐ形１ｎ０． ｓ （Ｇａ０． Ｊ ｆ ０．７）
０． ＳＰクラッド層５・・・多重量子障壁 ６−１ｎ０． ５Ｇａ０． ｓＰ活性層７ ・−ｎ形１
ｎ０． ｓ （Ｇａ０． ｓＡ ｊ！ （１，７） ＋
１． ＳＰクラッド層８・・・ｎ形ＧａＡｓ基板 ９・・・ｎ形電極 第１図 特許出願人 日本電信電話株式会社代理人弁理士
杉 村 暁 秀同
Claims (1)
- １、Ｉｎ＿０＿．＿５（Ｇａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘ）＿
０＿．＿５Ｐ（０≦ｘ＜０．７）結晶からなる活性層と
Ｉｎ＿０＿．＿５（Ｇａ＿１＿−＿ｙＡｌ＿ｙ）＿０＿
．＿５Ｐ（０＜ｙ≦０．７）結晶からなるクラッド層か
らなるダブルヘテロ構造において、活性層とｐ形クラッ
ド層との間に、Ｉｎ＿０＿．＿５（Ｇａ＿１＿−＿ｚ＿
１Ａｌ＿ｚ＿１）＿０＿．＿５Ｐ（０≦ｚ＿１＜０．７
）結晶からなるウェル層とＩｎ＿０＿．＿５（Ｇａ＿１
＿−＿ｚ＿２Ａｌ＿ｚ＿２）＿０＿．＿５Ｐ（０＜ｚ＿
２≦０．７）結晶からなるバリア層（ただし、０≦ｚ＿
１＜ｚ＿２≦０．７）を重ね合わせた超格子層（多重量
子障壁、ＭＱＢ）を有してい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 |
|---|---|---|---|
| JP23311590A JPH04114486A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311590A JPH04114486A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114486A true JPH04114486A (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=16950004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23311590A Pending JPH04114486A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04114486A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629621A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US5425041A (en) * | 1993-03-18 | 1995-06-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Multiquantum barrier laser having high electron and hole reflectivity of layers |
| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6072196A (en) * | 1996-09-05 | 2000-06-06 | Ricoh Company, Ltd. | semiconductor light emitting devices |
| JP2001223441A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Samsung Electronics Co Ltd | 窒化物半導体の発光素子 |
| US6452215B1 (en) | 1996-09-05 | 2002-09-17 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light emitting devices |
| US6542528B1 (en) | 1999-02-15 | 2003-04-01 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting semiconductor device producing red wavelength optical radiation |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23311590A patent/JPH04114486A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629621A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US5425041A (en) * | 1993-03-18 | 1995-06-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Multiquantum barrier laser having high electron and hole reflectivity of layers |
| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6072196A (en) * | 1996-09-05 | 2000-06-06 | Ricoh Company, Ltd. | semiconductor light emitting devices |
| US6452215B1 (en) | 1996-09-05 | 2002-09-17 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light emitting devices |
| US6542528B1 (en) | 1999-02-15 | 2003-04-01 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting semiconductor device producing red wavelength optical radiation |
| US6829271B2 (en) | 1999-02-15 | 2004-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting semiconductor device producing red wavelength optical radiation |
| JP2001223441A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Samsung Electronics Co Ltd | 窒化物半導体の発光素子 |
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