JPH05102612A - レーザダイオード - Google Patents
レーザダイオードInfo
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- JPH05102612A JPH05102612A JP25890591A JP25890591A JPH05102612A JP H05102612 A JPH05102612 A JP H05102612A JP 25890591 A JP25890591 A JP 25890591A JP 25890591 A JP25890591 A JP 25890591A JP H05102612 A JPH05102612 A JP H05102612A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は青色域レーザダイオードを作製する
こと目的とする。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ単結晶基板１上に、塩素添加ｎ
型ＺｎＳｅ層２、塩素添加ｎ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ(0<Y<
0.1)傾斜層３、Ｚｎ0.8Ｃｄ0.2Ｓｅ活性層４、窒素添加
ｐ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ(0<Y<0.1)傾斜層５、窒素添加ｐ
型ＺｎＳｅ層６を有し、その構造の両側にＰｔ電極層７
とＡｕ0.8Ｓｎ0.2電極層８を有し、へき開面ミラーによ
る光共振器を持つレーザダイオード。 【効果】 バンドギャップの大きいＺｎＳｅおよびＺｎ
0.8Ｃｄ0.2Ｓｅを用い、ｐｉｎダブルヘテロ構造にキャ
リアを効率良く集めるための組成傾斜層を加えることに
より、発光効率が高まり、パルス電流注入条件において
室温で青緑色でレーザ発振する。
こと目的とする。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ単結晶基板１上に、塩素添加ｎ
型ＺｎＳｅ層２、塩素添加ｎ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ(0<Y<
0.1)傾斜層３、Ｚｎ0.8Ｃｄ0.2Ｓｅ活性層４、窒素添加
ｐ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ(0<Y<0.1)傾斜層５、窒素添加ｐ
型ＺｎＳｅ層６を有し、その構造の両側にＰｔ電極層７
とＡｕ0.8Ｓｎ0.2電極層８を有し、へき開面ミラーによ
る光共振器を持つレーザダイオード。 【効果】 バンドギャップの大きいＺｎＳｅおよびＺｎ
0.8Ｃｄ0.2Ｓｅを用い、ｐｉｎダブルヘテロ構造にキャ
リアを効率良く集めるための組成傾斜層を加えることに
より、発光効率が高まり、パルス電流注入条件において
室温で青緑色でレーザ発振する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレ−ザダイオードに関
し、特に短波長の可視光域に発光特性を有するレーザダ
イオードに関する。
し、特に短波長の可視光域に発光特性を有するレーザダ
イオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可視短波長域のレーザダイオード
は、例えばエレクトロニクス・レター第２６巻６５７頁
（Electron.Lett.26(1990)p.657）等にあるように、III
-Ｖ族化合物半導体を用いた黄色域の発光、または例え
ば特開昭６３−１８０号公報に記載されているようにハ
ロゲンをド−プしたII-VI族化合物の青色発光ダイオー
ドも提案されている。
は、例えばエレクトロニクス・レター第２６巻６５７頁
（Electron.Lett.26(1990)p.657）等にあるように、III
-Ｖ族化合物半導体を用いた黄色域の発光、または例え
ば特開昭６３−１８０号公報に記載されているようにハ
ロゲンをド−プしたII-VI族化合物の青色発光ダイオー
ドも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、III-Ｖ
族化合物半導体材料を用いたレーザダイオードの場合、
活性層のエネルギーギャップが小さいため、黄色域の発
光しか得られず、青色発光等の可視域でより短波長の発
光が得られないという課題があった。また、II-VI族化
合物半導体を用いたダイオードでは、活性層のエネルギ
ーギャップが大きいため青色発光は可能であるが、ｎ型
とｐ型の接合が良好でないため発光効率が低いという課
題があった。
族化合物半導体材料を用いたレーザダイオードの場合、
活性層のエネルギーギャップが小さいため、黄色域の発
光しか得られず、青色発光等の可視域でより短波長の発
光が得られないという課題があった。また、II-VI族化
合物半導体を用いたダイオードでは、活性層のエネルギ
ーギャップが大きいため青色発光は可能であるが、ｎ型
とｐ型の接合が良好でないため発光効率が低いという課
題があった。
【０００４】本発明は従来の課題に鑑み、大きなエネル
ギーギャップを持った材料系を提供し、高効率の短波長
の可視域のレーザダイオードを提供することを目的とす
る。
ギーギャップを持った材料系を提供し、高効率の短波長
の可視域のレーザダイオードを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のレ−ザダイオー
ドは、０．１≦Ｘ≦０．３とするＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層の
一方の面にｐ型ＺｎＳｅ層、他方の面にｎ型ＺｎＳｅ層
を積層した構造、または、ｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層との間、またはｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ 1ーXＣｄ
XＳｅ層との間の少なくとも何れか一方に、Ｚｎ1-YＣｄ
YＳｅ（但し、０＜Ｙ＜Ｘ）傾斜層を有した構造によっ
て、上記課題を解決した。
ドは、０．１≦Ｘ≦０．３とするＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層の
一方の面にｐ型ＺｎＳｅ層、他方の面にｎ型ＺｎＳｅ層
を積層した構造、または、ｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層との間、またはｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ 1ーXＣｄ
XＳｅ層との間の少なくとも何れか一方に、Ｚｎ1-YＣｄ
YＳｅ（但し、０＜Ｙ＜Ｘ）傾斜層を有した構造によっ
て、上記課題を解決した。
【０００６】
【作用】レ−ザダイオードの発光効率は、ｐ型とｎ型と
の界面に閉じ込めるキャリア注入効率に依存する。本発
明のｎ型およびｐ型のＺｎＳｅ層はともに低抵抗であ
り、このｐ型およびｎ型ＺｎＳｅに比べるとＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層の禁制帯幅が低い。このため活性層の役割を
果たす直接遷移型のＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層にキャリアを効
率的に注入できる。また、ｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層との間またはｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄX
Ｓｅ層との間の何れかに設けたＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層
は、Ｃｄ組成がＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ活性層と
の間であるため、活性層へのキャリア注入効率がさらに
高まる。
の界面に閉じ込めるキャリア注入効率に依存する。本発
明のｎ型およびｐ型のＺｎＳｅ層はともに低抵抗であ
り、このｐ型およびｎ型ＺｎＳｅに比べるとＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層の禁制帯幅が低い。このため活性層の役割を
果たす直接遷移型のＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層にキャリアを効
率的に注入できる。また、ｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣ
ｄXＳｅ層との間またはｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄX
Ｓｅ層との間の何れかに設けたＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層
は、Ｃｄ組成がＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ活性層と
の間であるため、活性層へのキャリア注入効率がさらに
高まる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明のレーザダイオードの一実施
例の構造を模式的に示す断面図である。一方の面に電極
８を有した基板１上に、基板１と同じ伝導型のＺｎＳｅ
層２を積層し、ＺｎＳｅ層２と同じ伝導型のＺｎ1-YＣ
ｄYＳｅ傾斜層３を積層し、傾斜層３の上にＺｎ1-XＣｄ
XＳｅ活性層４を積層し、活性層４の上に傾斜層３とは
異なる伝導型を有するＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層５を積層
し、傾斜層５と同じ伝導型を有するＺｎＳｅ層６を積層
し、ＺｎＳｅ層６上に対向電極７を積層している。
例の構造を模式的に示す断面図である。一方の面に電極
８を有した基板１上に、基板１と同じ伝導型のＺｎＳｅ
層２を積層し、ＺｎＳｅ層２と同じ伝導型のＺｎ1-YＣ
ｄYＳｅ傾斜層３を積層し、傾斜層３の上にＺｎ1-XＣｄ
XＳｅ活性層４を積層し、活性層４の上に傾斜層３とは
異なる伝導型を有するＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層５を積層
し、傾斜層５と同じ伝導型を有するＺｎＳｅ層６を積層
し、ＺｎＳｅ層６上に対向電極７を積層している。
【０００８】基板１の材料としては、上に設けるＺｎＳ
ｅ層２と同じ導電型を有する材料であれば何れでも良い
が、ＺｎＳｅ層２の結晶性が優れ、ＺｎＳｅ層２と基板
１との格子整合性が良好で、素子の結晶性および光学特
性が良好となるためＧａＡｓ単結晶またはＺｎＳｅ単結
晶が好ましい。
ｅ層２と同じ導電型を有する材料であれば何れでも良い
が、ＺｎＳｅ層２の結晶性が優れ、ＺｎＳｅ層２と基板
１との格子整合性が良好で、素子の結晶性および光学特
性が良好となるためＧａＡｓ単結晶またはＺｎＳｅ単結
晶が好ましい。
【０００９】ＺｎＳｅ層２または６としては、所望の導
電型となるようにＺｎＳｅにド−プして作製される。ｎ
型ＺｎＳｅのド−パントとしては、III族元素またはVII
族元素が用いられるが、中でもアルミニウム、ガリウ
ム、インジウム、弗素、塩素、臭素もしくは沃素が低抵
抗化し易いため好ましく、これらド−パントを少なくと
も１種ＺｎＳｅ中に含有させてｎ型ＺｎＳｅ層２または
６が得られる。また、ｐ型ＺｎＳｅ層のド−パントとし
ては、V族元素またはI族元素が用いられるが、中でも窒
素、燐、砒素、リチウムもしくはナトリウムが低抵抗化
し易いため好ましく、これらド−パントを少なくとも１
種ＺｎＳｅ中に含有させてｐ型ＺｎＳｅ層２または６が
得られる。ＺｎＳｅ層２または６の室温のキャリア密度
を５×１０ 16ｃｍ-3以上にすると、低抵抗化が図れるた
め望ましい。ＺｎＳｅ層２または６の膜厚としては、１
μｍ以上であればＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５界
面付近での結晶欠陥が低減でき、発光効率が高くなる。
電型となるようにＺｎＳｅにド−プして作製される。ｎ
型ＺｎＳｅのド−パントとしては、III族元素またはVII
族元素が用いられるが、中でもアルミニウム、ガリウ
ム、インジウム、弗素、塩素、臭素もしくは沃素が低抵
抗化し易いため好ましく、これらド−パントを少なくと
も１種ＺｎＳｅ中に含有させてｎ型ＺｎＳｅ層２または
６が得られる。また、ｐ型ＺｎＳｅ層のド−パントとし
ては、V族元素またはI族元素が用いられるが、中でも窒
素、燐、砒素、リチウムもしくはナトリウムが低抵抗化
し易いため好ましく、これらド−パントを少なくとも１
種ＺｎＳｅ中に含有させてｐ型ＺｎＳｅ層２または６が
得られる。ＺｎＳｅ層２または６の室温のキャリア密度
を５×１０ 16ｃｍ-3以上にすると、低抵抗化が図れるた
め望ましい。ＺｎＳｅ層２または６の膜厚としては、１
μｍ以上であればＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５界
面付近での結晶欠陥が低減でき、発光効率が高くなる。
【００１０】Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５は、隣
接するＺｎＳｅ層２または６からＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４
へのキャリア注入効率を高める役割を果たし、設けた方
が好ましい。また、Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５
は隣接するＺｎＳｅ層２または６と同じ導電型となるよ
うにド−パントを添加して低抵抗化した方が、発光効率
がより高まるため望ましい。なお、Ｙの値は０よりも大
きくＸよりも小さければ何れでも良く、隣接するＺｎＳ
ｅ層２または６界面では０に近く、Ｚｎ1-XＣｄXＳｅ層
４界面ではＸに近くなるように階段状または連続的に変
えた方が、キャリア注入効率が高いため好ましい。この
Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５の厚みとしては３０
０〜５０００Åの範囲が好ましい。３００Å未満では薄
すぎるためキャリア注入効率向上の効果が顕著ではな
く、また５０００Åを越えると厚すぎるため格子整合が
とり難くなり、キャリア注入効率向上の効果が低くなる
と同時に良好なレ−ザダイオードを作製し難くなる。ま
た、ＺｎＳｅ層２および６と同様Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜
層３または５の電気抵抗も低い方が好ましく、室温にお
けるキャリア密度は５×１０16ｃｍ-3以上が望ましい。
接するＺｎＳｅ層２または６からＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４
へのキャリア注入効率を高める役割を果たし、設けた方
が好ましい。また、Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５
は隣接するＺｎＳｅ層２または６と同じ導電型となるよ
うにド−パントを添加して低抵抗化した方が、発光効率
がより高まるため望ましい。なお、Ｙの値は０よりも大
きくＸよりも小さければ何れでも良く、隣接するＺｎＳ
ｅ層２または６界面では０に近く、Ｚｎ1-XＣｄXＳｅ層
４界面ではＸに近くなるように階段状または連続的に変
えた方が、キャリア注入効率が高いため好ましい。この
Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５の厚みとしては３０
０〜５０００Åの範囲が好ましい。３００Å未満では薄
すぎるためキャリア注入効率向上の効果が顕著ではな
く、また５０００Åを越えると厚すぎるため格子整合が
とり難くなり、キャリア注入効率向上の効果が低くなる
と同時に良好なレ−ザダイオードを作製し難くなる。ま
た、ＺｎＳｅ層２および６と同様Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜
層３または５の電気抵抗も低い方が好ましく、室温にお
けるキャリア密度は５×１０16ｃｍ-3以上が望ましい。
【００１１】Ｚｎ1-XＣｄXＳｅ層４は、ｎ型およびｐ型
ＺｎＳｅ層の間で、各ＺｎＳｅ層から注入されたキャリ
アの活性層の役割を果たす。この活性層は、禁制帯幅の
差（バンドオフセット）と屈折率の差を持たせる。Ｚｎ
1-XＣｄXＳｅ層４とＺｎＳｅ層２または６とのバンドオ
フセットは約１００〜３００ｍｅＶ低いため、キャリア
を良好に注入できる。Ｘの値の範囲は、０．１以上０．
３以下が好ましい。０．１よりも値が小さいとＺｎＳｅ
層２または６（クラッド層）とのバンドオフセットが充
分に得難いため、活性層の役割を果たさない。また、
０．３を越えるとＺｎＳｅ層２または６との格子定数の
差が大きくないすぎるため、良好なレ−ザダイオードを
形成し難くなる。さらに、この活性層のＸの値によって
発振するレ−ザ波長が異なり、Ｘの値が大きいと緑色に
発光し、小さいと短波長化し青色に発光する。Ｚｎ1-X
ＣｄXＳｅ層４の厚みは、５０Å以上５００Å以下が好
ましい。５０Åより少ないと充分なキャリアを蓄積し難
くなり、レ−ザ発光を生じなくなる。また、５００Åを
越えると格子緩和が発生するため、結晶性が低下しレ−
ザ発光効率が低下する。
ＺｎＳｅ層の間で、各ＺｎＳｅ層から注入されたキャリ
アの活性層の役割を果たす。この活性層は、禁制帯幅の
差（バンドオフセット）と屈折率の差を持たせる。Ｚｎ
1-XＣｄXＳｅ層４とＺｎＳｅ層２または６とのバンドオ
フセットは約１００〜３００ｍｅＶ低いため、キャリア
を良好に注入できる。Ｘの値の範囲は、０．１以上０．
３以下が好ましい。０．１よりも値が小さいとＺｎＳｅ
層２または６（クラッド層）とのバンドオフセットが充
分に得難いため、活性層の役割を果たさない。また、
０．３を越えるとＺｎＳｅ層２または６との格子定数の
差が大きくないすぎるため、良好なレ−ザダイオードを
形成し難くなる。さらに、この活性層のＸの値によって
発振するレ−ザ波長が異なり、Ｘの値が大きいと緑色に
発光し、小さいと短波長化し青色に発光する。Ｚｎ1-X
ＣｄXＳｅ層４の厚みは、５０Å以上５００Å以下が好
ましい。５０Åより少ないと充分なキャリアを蓄積し難
くなり、レ−ザ発光を生じなくなる。また、５００Åを
越えると格子緩和が発生するため、結晶性が低下しレ−
ザ発光効率が低下する。
【００１２】電極８および７は、それそれ接する基板１
またはＺｎＳｅ層６の導電型に応じて最適な材料を選択
すれば良く、例えば金、白金もしくは金と錫の合金等が
挙げられる。
またはＺｎＳｅ層６の導電型に応じて最適な材料を選択
すれば良く、例えば金、白金もしくは金と錫の合金等が
挙げられる。
【００１３】図１では本発明のレ−ザダイオードの最も
好ましい形態であるＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４の両面にＺｎ
1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５を設けた形態を示した
が、本発明の基本思想はＺｎＳｅ層２および６の間に活
性層であるＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４を設けることにあり、
この形態でも従来のダイオードに比べると高効率の発光
が得られる。なお、この形態でも、ＺｎＳｅ層２または
６の厚み、ド−パントの種類、電気抵抗及びキャリア密
度等の好ましい値もしくは材料等は同じである。また、
Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５は、Ｚｎ1-XＣｄXＳ
ｅ層４の何れか一方のみに設けても、本発明の主旨が成
立すること勿論である。しかし、図１のようにＺｎ1-X
ＣｄXＳｅ層４の両面にＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３また
は５を設けた形態が最も好ましい。
好ましい形態であるＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４の両面にＺｎ
1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５を設けた形態を示した
が、本発明の基本思想はＺｎＳｅ層２および６の間に活
性層であるＺｎ1-XＣｄXＳｅ層４を設けることにあり、
この形態でも従来のダイオードに比べると高効率の発光
が得られる。なお、この形態でも、ＺｎＳｅ層２または
６の厚み、ド−パントの種類、電気抵抗及びキャリア密
度等の好ましい値もしくは材料等は同じである。また、
Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３または５は、Ｚｎ1-XＣｄXＳ
ｅ層４の何れか一方のみに設けても、本発明の主旨が成
立すること勿論である。しかし、図１のようにＺｎ1-X
ＣｄXＳｅ層４の両面にＺｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層３また
は５を設けた形態が最も好ましい。
【００１４】この構造を形成する方法としては、分子線
エピタキシャル成長法もしくはＭＯＣＶＤ法などの気相
成長法でも、原料ガスを切り替えることによって本発明
のレ−ザダイオードが作製できる。
エピタキシャル成長法もしくはＭＯＣＶＤ法などの気相
成長法でも、原料ガスを切り替えることによって本発明
のレ−ザダイオードが作製できる。
【００１５】（実施例１）基板１として、結晶性の良い
ＺｎＳｅを得るために、ＺｎＳｅとほぼ同一の格子定数
を有するＧａＡｓ単結晶を用い、また、基板１から電極
が取れるように、低抵抗ｎ型ＧａＡｓ単結晶を使用し
た。
ＺｎＳｅを得るために、ＺｎＳｅとほぼ同一の格子定数
を有するＧａＡｓ単結晶を用い、また、基板１から電極
が取れるように、低抵抗ｎ型ＧａＡｓ単結晶を使用し
た。
【００１６】基板１の温度を３００℃〜３５０℃の間に
設定し、超高真空中で、結晶母体材料である金属亜鉛
（Ｚｎ）と金属セレン（Ｓｅ）の分子線と同時に、ドナ
ー源として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2）の分子線を基板１上
に照射することにより、５μｍ厚の塩素添加ｎ型ＺｎＳ
ｅ層２を形成した。
設定し、超高真空中で、結晶母体材料である金属亜鉛
（Ｚｎ）と金属セレン（Ｓｅ）の分子線と同時に、ドナ
ー源として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2）の分子線を基板１上
に照射することにより、５μｍ厚の塩素添加ｎ型ＺｎＳ
ｅ層２を形成した。
【００１７】次にキャリア（電子）を活性層に効率良く
集めるために、Ｚｎ、Ｓｅ及びＺｎＣｌ2分子線に、金
属カドミウム（Ｃｄ）の分子線圧を徐々に増加させなが
ら、ｎ型ＺｎＳｅ層２上に照射して、図２に示すＣｄ組
成分布を有する塩素添加ｎ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ（０＜Ｙ
＜０．１）傾斜層３を、厚み４００Å形成した。
集めるために、Ｚｎ、Ｓｅ及びＺｎＣｌ2分子線に、金
属カドミウム（Ｃｄ）の分子線圧を徐々に増加させなが
ら、ｎ型ＺｎＳｅ層２上に照射して、図２に示すＣｄ組
成分布を有する塩素添加ｎ型Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ（０＜Ｙ
＜０．１）傾斜層３を、厚み４００Å形成した。
【００１８】次にＺｎＣｌ2の分子線を止めた後、Ｚ
ｎ、Ｓｅの分子線に加えてＣｄの分子線量を固定し傾斜
層３上に照射し、１００Å厚のＺｎ0.8Ｃｄ0.2Ｓｅ活性
層４を形成した。
ｎ、Ｓｅの分子線に加えてＣｄの分子線量を固定し傾斜
層３上に照射し、１００Å厚のＺｎ0.8Ｃｄ0.2Ｓｅ活性
層４を形成した。
【００１９】次にキャリア（正孔）を活性層に効率よく
集めるために、Ｚｎ、Ｓｅの分子線及びＣｄの分子線圧
を徐々に減少させながら、さらに新たにアクセプタ源と
して活性窒素分子線を加えて活性層４上に照射し、図２
に示すＣｄ組成分布を有する窒素添加ｐ型Ｚｎ1-YＣｄY
Ｓｅ（０＜Ｙ＜０．１）傾斜層５を、厚さ４００Å形成
した。
集めるために、Ｚｎ、Ｓｅの分子線及びＣｄの分子線圧
を徐々に減少させながら、さらに新たにアクセプタ源と
して活性窒素分子線を加えて活性層４上に照射し、図２
に示すＣｄ組成分布を有する窒素添加ｐ型Ｚｎ1-YＣｄY
Ｓｅ（０＜Ｙ＜０．１）傾斜層５を、厚さ４００Å形成
した。
【００２０】次にＣｄの分子線のみを止めた後、Ｚｎ、
Ｓｅ及び活性窒素の分子線をを傾斜層５上に照射するこ
とにより、１μｍ厚のｐ型ＺｎＳｅ層６を形成した。
Ｓｅ及び活性窒素の分子線をを傾斜層５上に照射するこ
とにより、１μｍ厚のｐ型ＺｎＳｅ層６を形成した。
【００２１】さらに、ｐ型ＺｎＳｅ層６にＰｔ電極層７
を蒸着し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ0.8Ｓｎ0.2
電極層８を蒸着した。
を蒸着し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ0.8Ｓｎ0.2
電極層８を蒸着した。
【００２２】最後に、縦横各５００μｍ程度の長さにな
るようにへき開し、端面にへき開面ミラーを形成し、共
振器とした。
るようにへき開し、端面にへき開面ミラーを形成し、共
振器とした。
【００２３】このようにして得られたレーザダイオード
は、パルス電流注入で室温で青緑色に発振し、実用レベ
ルの発光効率が得られた。
は、パルス電流注入で室温で青緑色に発振し、実用レベ
ルの発光効率が得られた。
【００２４】また、活性層のＣｄ組成を変化させること
により、青緑色から緑色までのレーザダイオードが作製
でき、これらは何れも全て実用的に発光効率の高いもの
であった。
により、青緑色から緑色までのレーザダイオードが作製
でき、これらは何れも全て実用的に発光効率の高いもの
であった。
【００２５】また実施例１では、キャリアを効率よく集
めるための傾斜層２の組成を、図２に示したように連続
的に変化させたが、階段状の組成変化をもった場合もほ
ぼ同様の特性を示した。
めるための傾斜層２の組成を、図２に示したように連続
的に変化させたが、階段状の組成変化をもった場合もほ
ぼ同様の特性を示した。
【００２６】また実施例１では、傾斜層２にドーピング
を行ったが、ドーピングを行わない場合には、発光効率
が少し低下するが実用上十分な効率を示した。
を行ったが、ドーピングを行わない場合には、発光効率
が少し低下するが実用上十分な効率を示した。
【００２７】なお実施例１では、基板としてはｎ型Ｇａ
Ａｓを用いているが、ｎ型ＺｎＳｅを用いた場合や、上
記とはまったく電気伝導度的に反対の構造、すなわちｐ
型とｎ型を入れ換えた構造で素子をを形成してもほぼ同
様の特性を示した。
Ａｓを用いているが、ｎ型ＺｎＳｅを用いた場合や、上
記とはまったく電気伝導度的に反対の構造、すなわちｐ
型とｎ型を入れ換えた構造で素子をを形成してもほぼ同
様の特性を示した。
【００２８】また、さらに活性層を多重量子井戸構造に
すると、発振閾値が下がることが確認された。
すると、発振閾値が下がることが確認された。
【００２９】以上に述べたレーザダイオードの動作原理
は従来のレーザダイオードと同様であるが、本発明の場
合には禁制帯幅が大きいために、従来では得られなかっ
た青色域でのレーザ発振が可能である。
は従来のレーザダイオードと同様であるが、本発明の場
合には禁制帯幅が大きいために、従来では得られなかっ
た青色域でのレーザ発振が可能である。
【００３０】このように青色域のレーザダイオードが作
製可能となり、高密度光記録・情報通信などに向けて大
きな効果がある。
製可能となり、高密度光記録・情報通信などに向けて大
きな効果がある。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、Ｚｎ1ーXＣｄXＳｅ（但し、
０．１≦Ｘ≦０．３）層の一方の面にｐ型ＺｎＳｅ層、
他方の面にｎ型ＺｎＳｅ層を積層したレ−ザダイオー
ド、またはｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との
間、またはｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との間
の少なくとも何れか一方に、Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ（但し、
０＜Ｙ＜Ｘ）傾斜層を有したレ−ザダイオードであるた
め、II-ＶI族化合物半導体を用いた青色域の半導体レー
ザが実現でき、活性層のＣｄ組成を変化させることで発
振波長を変えることが可能なレ−ザダイオードを提供す
る効果がある。また、活性層を多重量子井戸構造化する
ことにより、発振閾値を下げることもできる効果もあ
る。このように本発明のレ−ザダイオードは、実用的に
極めて有用である。
０．１≦Ｘ≦０．３）層の一方の面にｐ型ＺｎＳｅ層、
他方の面にｎ型ＺｎＳｅ層を積層したレ−ザダイオー
ド、またはｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との
間、またはｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との間
の少なくとも何れか一方に、Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ（但し、
０＜Ｙ＜Ｘ）傾斜層を有したレ−ザダイオードであるた
め、II-ＶI族化合物半導体を用いた青色域の半導体レー
ザが実現でき、活性層のＣｄ組成を変化させることで発
振波長を変えることが可能なレ−ザダイオードを提供す
る効果がある。また、活性層を多重量子井戸構造化する
ことにより、発振閾値を下げることもできる効果もあ
る。このように本発明のレ−ザダイオードは、実用的に
極めて有用である。
【図１】本発明の一実施例におけるレーザダイオードの
構造を示す断面概念図
構造を示す断面概念図
【図２】本発明の一実施例の傾斜層の試料の深さ方向の
Ｃｄ組成分布を示すグラフ
Ｃｄ組成分布を示すグラフ
１ 基板 ２ ＺｎＳｅ層 ３ Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層 ４ Ｚｎ1-XＣｄXＳｅ活性層 ５ Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層 ６ ＺｎＳｅ層 ７ 電極 ８ 電極
Claims (8)
- 【請求項１】Ｚｎ1ーXＣｄXＳｅ（但し、０．１≦Ｘ≦
０．３）層の一方の面にｐ型ＺｎＳｅ層、他方の面にｎ
型ＺｎＳｅ層を積層したことを特徴とするレ−ザダイオ
ード。 - 【請求項２】ｐ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との
間、またはｎ型ＺｎＳｅ層とＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層との間
の少なくとも何れか一方に、Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ（但し、
０＜Ｙ＜Ｘ）傾斜層を有したことを特徴とする、請求項
１記載のレーザダイオード。 - 【請求項３】Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層のＣｄ組成が、隣
接するＺｎ1ーXＣｄXＳｅ層とＺｎＳｅ層との間で連続的
にあるいは階段状に変化していることを特徴とする、請
求項２記載のレーザダイオード。 - 【請求項４】Ｚｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層の伝導型が、隣接
するＺｎＳｅ層の伝導型と同一であることを特徴とす
る、請求項２あるいは３何れかに記載のレーザダイオー
ド。 - 【請求項５】ｎ型ＺｎＳｅ層あるいはｎ型Ｚｎ1-YＣｄY
Ｓｅ傾斜層のｎ型不純物として、アルミニウム、ガリウ
ム、インジウム、弗素、塩素、ヨウ素、臭素のうち少な
くとも１種を用いることを特徴とする、請求項１から４
何れかに記載のレーザダイオード。 - 【請求項６】ｐ型ＺｎＳｅ層あるいはｐ型Ｚｎ1-YＣｄY
Ｓｅ傾斜層のｐ型不純物として、窒素、燐、砒素、リチ
ウム、ナトリウムのうち少なくとも１種を用いることを
特徴とする、請求項１から４何れかに記載のレーザダイ
オード。 - 【請求項７】ｎ型ＺｎＳｅ層、ｐ型ＺｎＳｅ層およびＺ
ｎ1-YＣｄYＳｅ傾斜層の室温におけるキャリア密度が、
何れも５×１０16ｃｍ-3以上であることを特徴とする、
請求項１から６のいずれかに記載のレーザダイオード。 - 【請求項８】Ｚｎ1ーXＣｄXＳｅ層の厚さが５０Å以上５
００Å以下であることを特徴とする、請求項１もしくは
２何れかに記載のレーザダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25890591A JPH05102612A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | レーザダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25890591A JPH05102612A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | レーザダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102612A true JPH05102612A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17326664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25890591A Pending JPH05102612A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | レーザダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05102612A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE37177E1 (en) | 1993-07-28 | 2001-05-15 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
| JP2004349600A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP25890591A patent/JPH05102612A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE37177E1 (en) | 1993-07-28 | 2001-05-15 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
| JP2004349600A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
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