JPH05175598A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH05175598A JPH05175598A JP3343427A JP34342791A JPH05175598A JP H05175598 A JPH05175598 A JP H05175598A JP 3343427 A JP3343427 A JP 3343427A JP 34342791 A JP34342791 A JP 34342791A JP H05175598 A JPH05175598 A JP H05175598A
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- Japan
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- semiconductor laser
- laser device
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高出力及び長寿命の半導体レーザ装置を提供
する 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層と
ＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造の活性層５
を含む半導体層が形成されている。特に、この前記活性
層５の不純物濃度は２×１０17ｃｍ-3以下が望ましい。
する 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層と
ＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造の活性層５
を含む半導体層が形成されている。特に、この前記活性
層５の不純物濃度は２×１０17ｃｍ-3以下が望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は歪量子井戸構造の活性層
をもつ半導体レーザ装置に関する。
をもつ半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長７８０ｎｍ帯の光を出力する
半導体レーザ装置は、コンパクトディスク（ＣＤ）及び
光ディスク装置等の光源として利用されている。しかし
ながら、従来の半導体レーザ装置は光出力が小さいの
で、読み出しには用いられるが、書き込み用としては用
いることができなかった。
半導体レーザ装置は、コンパクトディスク（ＣＤ）及び
光ディスク装置等の光源として利用されている。しかし
ながら、従来の半導体レーザ装置は光出力が小さいの
で、読み出しには用いられるが、書き込み用としては用
いることができなかった。
【０００３】また、ＳＨＧ素子と組み合わせた高密度記
録用光源、また通信用の光源等として半導体レーザ装置
を用いる場合も、光出力が小さいといった問題があっ
た。
録用光源、また通信用の光源等として半導体レーザ装置
を用いる場合も、光出力が小さいといった問題があっ
た。
【０００４】この問題を解決するために、半導体レーザ
装置の光出力される端面に窓構造を設けたり、また例え
ば第５０回応用物理学会学術講演会予稿集（１９８９
年）の第８７９頁の２７ｐ−ＺＧ−４に開示されている
ように、活性層としてＧａＡｓ（井戸層）／ＡｌＧａＡ
ｓ（障壁層）量子井戸構造を用いる方法が知られてい
る。
装置の光出力される端面に窓構造を設けたり、また例え
ば第５０回応用物理学会学術講演会予稿集（１９８９
年）の第８７９頁の２７ｐ−ＺＧ−４に開示されている
ように、活性層としてＧａＡｓ（井戸層）／ＡｌＧａＡ
ｓ（障壁層）量子井戸構造を用いる方法が知られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造の半導体レーザ装置では、高光出力した動作
状態での寿命が短いといった問題があった。
ような構造の半導体レーザ装置では、高光出力した動作
状態での寿命が短いといった問題があった。
【０００６】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、高光出力且つ長寿命の半導体レーザ装置を提供
することが目的である。
であり、高光出力且つ長寿命の半導体レーザ装置を提供
することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層とＡｌＧａ
Ａｓ障壁層からなる歪量子井戸構造の活性層を有するこ
とを特徴とする。
置は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層とＡｌＧａ
Ａｓ障壁層からなる歪量子井戸構造の活性層を有するこ
とを特徴とする。
【０００８】特に、前記活性層の不純物濃度が２×１０
17ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
17ｃｍ-3以下であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】半導体レーザ装置の活性層として、ＩｎＧａＡ
ｓ井戸層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造
を用いると高光出力化且つ長寿命化を実現でき、特に活
性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下にすると効果
がある。
ｓ井戸層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造
を用いると高光出力化且つ長寿命化を実現でき、特に活
性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下にすると効果
がある。
【００１０】
【実施例】本発明に係る一実施例について図面を用いて
説明する。図１は本実施例の半導体レーザ装置の断面図
であり、共振器長は例えば６００μｍである。
説明する。図１は本実施例の半導体レーザ装置の断面図
であり、共振器長は例えば６００μｍである。
【００１１】図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板である。この
ｎ型基板１の上面である（１００）面上には０．５μｍ
厚のｎ型ＧａＡｓバッファ層（Ｓｉドープ濃度：１×１
０18ｃｍ-3）２、１μｍ厚のｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓク
ラッド層（Ｓｉドープ濃度：３×１０17ｃｍ-3）３、及
び３００Å厚のｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層（Ｓ
ｉドープ濃度：１×１０17ｃｍ-3）４がこの順序で形成
されている。
ｎ型基板１の上面である（１００）面上には０．５μｍ
厚のｎ型ＧａＡｓバッファ層（Ｓｉドープ濃度：１×１
０18ｃｍ-3）２、１μｍ厚のｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓク
ラッド層（Ｓｉドープ濃度：３×１０17ｃｍ-3）３、及
び３００Å厚のｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層（Ｓ
ｉドープ濃度：１×１０17ｃｍ-3）４がこの順序で形成
されている。
【００１２】前記ｎ型クラッド層４上にはＡｌyＧａ1-y
Ａｓ障壁層と圧縮歪みをもつＩｎxＧａ1-xＡｓ井戸層が
井戸層を障壁層で狭持する態様になるように交互に積層
された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の活性層５が形成さ
れている。この活性層５の不純物濃度は２×１０17ｃｍ
-3以下がよく、特にアンドープ型であることが望まし
い。例えば、図２に示すように、この活性層５は７０Å
厚のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ障壁層５ａと３０Å厚のＩｎ
0.03Ｇａ0.97Ａｓ井戸層５ｂが交互に積層されてそれぞ
れ９層と８層から構成されるアンドープ型の活性層を用
いることができる。
Ａｓ障壁層と圧縮歪みをもつＩｎxＧａ1-xＡｓ井戸層が
井戸層を障壁層で狭持する態様になるように交互に積層
された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の活性層５が形成さ
れている。この活性層５の不純物濃度は２×１０17ｃｍ
-3以下がよく、特にアンドープ型であることが望まし
い。例えば、図２に示すように、この活性層５は７０Å
厚のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ障壁層５ａと３０Å厚のＩｎ
0.03Ｇａ0.97Ａｓ井戸層５ｂが交互に積層されてそれぞ
れ９層と８層から構成されるアンドープ型の活性層を用
いることができる。
【００１３】前記活性層５上には、３００Å厚のｐ型Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層６（Ｂｅドープ濃度：１×
１０17ｃｍ-3）、及び０．２μｍ厚のｐ型Ａｌ0.4Ｇａ
0.6Ａｓクラッド層７（Ｂｅドープ濃度：７×１０17ｃ
ｍ-3）が形成されている。
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層６（Ｂｅドープ濃度：１×
１０17ｃｍ-3）、及び０．２μｍ厚のｐ型Ａｌ0.4Ｇａ
0.6Ａｓクラッド層７（Ｂｅドープ濃度：７×１０17ｃ
ｍ-3）が形成されている。
【００１４】前記ｐ型クラッド層７上には０．７μｍ厚
のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層（Ｓｉドープ濃度：１×１０
18ｃｍ-3）８が形成されており、この電流狭窄層８には
前記クラッド層７を露出させるための幅４μｍのストラ
イプ状の溝８ａが［０１−１］方向に沿って形成されて
いる。
のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層（Ｓｉドープ濃度：１×１０
18ｃｍ-3）８が形成されており、この電流狭窄層８には
前記クラッド層７を露出させるための幅４μｍのストラ
イプ状の溝８ａが［０１−１］方向に沿って形成されて
いる。
【００１５】前記露出したｐ型クラッド層７及び電流狭
窄層８上には１μｍ厚のｐ型Ａｌ0. 4Ｇａ0.6Ａｓクラッ
ド層（Ｂｅドープ濃度：１×１０18ｃｍ-3）９、及び１
μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層（Ｂｅドープ濃度：１
×１０19ｃｍ-3）１０がこの順序で形成されている。
窄層８上には１μｍ厚のｐ型Ａｌ0. 4Ｇａ0.6Ａｓクラッ
ド層（Ｂｅドープ濃度：１×１０18ｃｍ-3）９、及び１
μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層（Ｂｅドープ濃度：１
×１０19ｃｍ-3）１０がこの順序で形成されている。
【００１６】前記キャップ層１０上面と前記ｎ型基板１
下面にはそれぞれＡｕ／Ｃｒからなるｐ型電極１１とＡ
ｕ／Ｓｎからなるｎ型電極１２が形成されている。
下面にはそれぞれＡｕ／Ｃｒからなるｐ型電極１１とＡ
ｕ／Ｓｎからなるｎ型電極１２が形成されている。
【００１７】この半導体レーザ装置は従来周知の積層技
術、エッチング技術等により製造でき、例えばＭＱＷ構
造の活性層を含め全ての半導体層を基板温度が６５０℃
である条件下で分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法または
有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により形成した。
術、エッチング技術等により製造でき、例えばＭＱＷ構
造の活性層を含め全ての半導体層を基板温度が６５０℃
である条件下で分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法または
有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により形成した。
【００１８】斯る半導体レーザ装置は、波長７８０ｎｍ
帯の光を高出力で発振した。図３は５０℃、高光出力で
ある光出力３０ｍＷの状態下で１０００時間動作後の斯
る構造の半導体レーザ装置の生存率と活性層の不純物濃
度の関係を示している。但し、共振器長は６００μｍで
あり、光出力端面のうち、前面と背面には反射率がそれ
ぞれ８％と８０％のコーティングが施されている。ま
た、ここで、不純物としてはＢｅ（またはＳｉ）を用い
た。
帯の光を高出力で発振した。図３は５０℃、高光出力で
ある光出力３０ｍＷの状態下で１０００時間動作後の斯
る構造の半導体レーザ装置の生存率と活性層の不純物濃
度の関係を示している。但し、共振器長は６００μｍで
あり、光出力端面のうち、前面と背面には反射率がそれ
ぞれ８％と８０％のコーティングが施されている。ま
た、ここで、不純物としてはＢｅ（またはＳｉ）を用い
た。
【００１９】この図から不純物濃度が２×１０17ｃｍ-3
以下で高い生存率であり、特に１×１０17ｃｍ-3以下の
場合に約９０％の高い生存率になることが判る。このよ
うに前記活性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下に
することにより高生存率にできるのは、前記不純物濃度
の制御により動作時（通電時）における量子井戸構造
（ポテンシャル構造）を保持できるためと考えられる。
以下で高い生存率であり、特に１×１０17ｃｍ-3以下の
場合に約９０％の高い生存率になることが判る。このよ
うに前記活性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下に
することにより高生存率にできるのは、前記不純物濃度
の制御により動作時（通電時）における量子井戸構造
（ポテンシャル構造）を保持できるためと考えられる。
【００２０】上記実施例では発振が波長７８０ｎｍ帯で
あったが、ＭＱＷ構造の活性層を構成するＩｎxＧａ1-x
Ａｓ井戸層の層厚または組成比ｘを選択することによ
り、波長７８０ｎｍ帯以外の波長７５０〜９８０ｎｍ近
傍の発振もできる。
あったが、ＭＱＷ構造の活性層を構成するＩｎxＧａ1-x
Ａｓ井戸層の層厚または組成比ｘを選択することによ
り、波長７８０ｎｍ帯以外の波長７５０〜９８０ｎｍ近
傍の発振もできる。
【００２１】上述のように、活性層をＩｎＧａＡｓ井戸
層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造にする
ことにより、高出力化及び長寿命化できる。特に、前記
活性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下とするのが
望ましい。又、活性層はｐ、ｎ型でもよいが、アンドー
プ型が望ましい。
層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造にする
ことにより、高出力化及び長寿命化できる。特に、前記
活性層の不純物濃度を２×１０17ｃｍ-3以下とするのが
望ましい。又、活性層はｐ、ｎ型でもよいが、アンドー
プ型が望ましい。
【００２２】尚、上述では、基板としてｎ型ＧａＡｓ基
板を用いたが、ｐ型ＧａＡｓ基板を用い、クラッド層、
キャップ層、及び電流狭窄層の導電型を逆にしてもよ
い。
板を用いたが、ｐ型ＧａＡｓ基板を用い、クラッド層、
キャップ層、及び電流狭窄層の導電型を逆にしてもよ
い。
【００２３】更に、少なくとも井戸層または障壁層のど
ちらか一方の不純物濃度が２×１０ 17ｃｍ-3以下であれ
ば、高出力化及び長寿命化の効果がある。
ちらか一方の不純物濃度が２×１０ 17ｃｍ-3以下であれ
ば、高出力化及び長寿命化の効果がある。
【００２４】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置は、ＩｎＧａ
Ａｓ井戸層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構
造の活性層を含む半導体層をもつので、高出力及び長寿
命化する。特に、前記活性層の不純物濃度が２×１０17
ｃｍ-3以下とするので、より効果がある。
Ａｓ井戸層とＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構
造の活性層を含む半導体層をもつので、高出力及び長寿
命化する。特に、前記活性層の不純物濃度が２×１０17
ｃｍ-3以下とするので、より効果がある。
【図１】本発明に係る一実施例の半導体レーザ装置の断
面を示す断面図である。
面を示す断面図である。
【図２】前記半導体レーザ装置の活性層の拡大図であ
る。
る。
【図３】前記半導体レーザ装置の生存率と活性層の濃度
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
５ 活性層 ５ａ 障壁層 ５ｂ 井戸層
Claims (2)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層と
ＡｌＧａＡｓ障壁層からなる歪量子井戸構造の活性層を
含む半導体層を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】 前記活性層の不純物濃度が２×１０17ｃ
ｍ-3以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343427A JPH05175598A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343427A JPH05175598A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175598A true JPH05175598A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18361434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343427A Pending JPH05175598A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05175598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006114611A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Fujitsu Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
| EP1840978A1 (en) * | 2005-01-17 | 2007-10-03 | Anritsu Corporation | Semiconductor optical element having wide light spectrum emission characteristics, method for fabricating the same, and external resonator type semiconductor laser |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291979A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Nec Corp | 面形光半導体装置 |
| JPH03166785A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子 |
| JPH03190295A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Nec Corp | 面発光レーザ及びその製造方法 |
| JPH04132288A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-06 | Nec Corp | 歪量子井戸型半導体レーザ |
| JPH0521902A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH05160515A (ja) * | 1991-12-04 | 1993-06-25 | Eastman Kodak Japan Kk | 量子井戸型レーザダイオード |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3343427A patent/JPH05175598A/ja active Pending
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Cited By (5)
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| JPWO2006075759A1 (ja) * | 2005-01-17 | 2008-06-12 | アンリツ株式会社 | 広い光スペクトル発光特性を有する半導体光素子及びその製造方法並びにそれを用いる外部共振器型半導体レーザ |
| JP4571635B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2010-10-27 | アンリツ株式会社 | スーパールミネッセントダイオード |
| EP1840978A4 (en) * | 2005-01-17 | 2014-06-25 | Anritsu Corp | SEMICONDUCTOR OPTICAL ELEMENT HAVING OPTICAL LARGE SPECTRUM TRANSMISSION CHARACTERISTICS, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND EXTERNAL RESONATOR TYPE SEMICONDUCTOR LASER |
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