JPH053367A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

Info

Publication number
JPH053367A
JPH053367A JP15884191A JP15884191A JPH053367A JP H053367 A JPH053367 A JP H053367A JP 15884191 A JP15884191 A JP 15884191A JP 15884191 A JP15884191 A JP 15884191A JP H053367 A JPH053367 A JP H053367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
barrier
layer
semiconductor laser
active layer
layers
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.)
Granted
Application number
JP15884191A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3149879B2 (ja
Inventor
Ichiro Yoshida
伊知朗 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP15884191A priority Critical patent/JP3149879B2/ja
Priority to US07/892,805 priority patent/US5274656A/en
Priority to EP92109831A priority patent/EP0518320B1/en
Priority to CA002071025A priority patent/CA2071025C/en
Priority to DE69227403T priority patent/DE69227403T2/de
Publication of JPH053367A publication Critical patent/JPH053367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3149879B2 publication Critical patent/JP3149879B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温時の特性劣化が生じない半導体レーザを
提供することを目的とする。 【構成】 本発明の半導体レーザは、活性層2とp側ク
ラッド層4との間に多重量子障壁5が設けられており、
多重量子障壁5の少なくとも一つの障壁層6に引っ張り
応力が加わる材料が用いられると共に、多重量子障壁5
の障壁層間に設けられた井戸層7の少なくとも一つに圧
縮応力が加わる材料が用いられることにより多重量子障
壁5の平均の格子定数が基板の格子定数と整合してい
る。障壁層6に引っ張り応力が加わる材料を用いること
により、そのバンドギャップを十分に高くとることがで
きる。そのため、比較的高温の環境下に置かれてもキャ
リア、特に電子が活性層からクラッド層へ溢れ出ること
を防止でき、特性の劣化が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は活性層とp側クラッド層
との間に電子に対する障壁が設けられた半導体レーザに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、AlGaInPを用いた可視光半
導体レーザが実用化されてきた。実用化されているAl
GaInP半導体レーザの発振波長は0.67μm程度
である。これをHe−Neガスレーザの0.633μm
まで短波長化する研究が盛んに進められている。短波長
化するには、半導体レーザの活性層のバンドギャップを
大きくすれば良い。しかし、この場合、活性層とクラッ
ド層のバンドギャップの差が小さくなり、キャリア、特
に電子の閉じ込めが悪くなり高温動作時の特性が悪化す
るという問題があった。そこで、活性層とp側クラッド
層との間に多重量子障壁を用いるという方法(エレクト
ロニクスレターズ1986年22巻 1008ページ、
1990年秋期応用物理学会、27p−R−2など)
や、Al組成の高いインナークラッド部を設ける方法
(特願平2−153412号)などが考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
を用いても、十分に高い障壁を得ることができなかった
ために、キャリアの閉じ込めに関して、必ずしも満足の
ゆく効果を得ることができていない。本発明の課題は、
このような問題点を解消し、バンドギャップの高い量子
障壁を持つことができる半導体レーザを提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の半導
体レーザは、活性層とp側クラッド層との間に、引っ張
り応力が加わる材料による障壁を設けたものである。
【0005】
【作用】障壁層に引っ張り応力が加わる材料を用いるこ
とにより、そのバンドギャップを高くとることができ
る。これにより、キャリア、特に電子が活性層からクラ
ッド層へ溢れ出ることをより効果的に防止できる。ただ
し、この層に与えられるひずみ量と厚みは転移が生じな
いような値にすることが望ましい。障壁は単層構造でも
多層構造でもよい。多層構造の場合は、障壁層と障壁層
の間のバンドギャップの低い部分に反対側の歪みをいれ
て、全体の歪みを緩和させることができる。この場合、
障壁層一層当たりの歪み量を大きくしても、すなわち、
実効的なバリア高さを高くしても、全体の歪み量を小さ
くすることができ都合がよい。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例である半導体レーザ
の活性層付近のエネルギバンドダイヤグラムであり、実
線1は伝導帯レベルを表している。この半導体レーザ
は、基板としてGaAs基板が用いられており、活性層
2としてアンドープ(Al0. 2 Ga0.8 0.5 In0.5
P、n型クラッド層3としてn−(Al0.7 Ga0.3
0.5 In0.5 P、p型クラッド層4としてp−(Al
0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pがそれぞれ用いられてい
る。多重量子障壁5には、障壁層6としてp−(Al
0.7 Ga0.3 0.6 In0.4 P、井戸層7としてp−
(Al0.7 Ga0.3 0.4 In0.6 Pが用いられてい
る。
【0007】この実施例によると、大きなバンドギャッ
プを持つ材料を用いて障壁層6が形成されているため、
活性層2からp側クラッド層4へのキャリアの溢れだし
を効果的に防止できる。しかし一方では、この材料はG
aAs基板との格子整合がとれておらず引っ張り応力が
加わっているため、たとえ各障壁層6の厚みが臨界膜厚
以下でも、何も対策を施さなければ転位が入る可能性が
ある。そこで、この実施例では、井戸層7に障壁層6と
反対向きの歪みが加わるような、すなわち圧縮応力が加
わるような材料が用いられており、障壁層6と井戸層7
の平均の格子定数が基板のそれに対して格子整合してい
る。したがって、転位は発生しない。また、従来のよう
に格子整合のとれる範囲内で障壁を高くするためにAl
を多く含む材料を用いると、p型不純物(通常は亜鉛)
のドーピングが難しいが、本実施例のように比較的Al
組成を低くしたまま障壁を高くするとドーピングが容易
となる。障壁層6と井戸層7の層厚の設計において留意
する点は、転位の発生防止のために各層の厚みをその層
の歪みに対する臨界膜厚以下することと、その範囲で電
子に対する障壁の効果が可能な限り大きくなるようにす
ることである。
【0008】この半導体レーザの各層の形成は有機金属
気相合成法(OMVPE法)を用いて行うことができ
る。その際に特に注意すべき点は、pドーパント(通常
は亜鉛)の拡散により多重量子障壁が壊れないように成
長条件を決めることである。発明者による実験では、亜
鉛とIII族の原料供給比を1として700℃でOMV
PE成長した場合、70オングストローム程度の構造は
壊れずに残っており問題がなかった。
【0009】なお、本実施例では、障壁層6としてp−
(Al0.7 Ga0.3 0.6 In0.4 P、井戸層7と
してp−(Al0.7 Ga0.3 0.4 In0.6 Pがそ
れぞれ用いられているが、一般的に示すと、障壁層6を
p−(Ala Ga1-a b In1-b P、井戸層7をp−
(Alc Ga1-c d In1-d Pとしたとき、1≧b>
0.5≧d≧0を満足させれば本発明の効果がある。な
お、添字aおよびcについては、通常は1≧a≧c≧0
であるが、歪み量が十分に大きい場合は、a<cとなっ
てもよい。また、各障壁層および各井戸層の組成比(添
字a,b,c,d)は互いに異なっていてもよい。転位
が入らないようにする条件は、これらの定数にあわせて
実験で求めれば良い。
【0010】上記の実施例では電子に対する障壁が多重
量子障壁であるが、必ずしも量子障壁である必要はな
い。量子効果のない多重障壁として、例えば、厚みが7
0オングストロームの(Al0.7 Ga0.3 0.57In
0.43Pからなる障壁層を3層有し、これらの障壁層の間
に障壁層よりもバンドギャップの小さい厚みが50オン
グストロームの(Al0.7 Ga0.3 0.52In0.48Pか
らなる層を介在させたものなどが考えられる。
【0011】また、障壁は単層で形成してもよい。例え
ば、厚み100オングストロームのAl0.57In0.43
の1層からなる障壁を活性層とp側クラッド層との間に
設けてもよい。
【0012】なお、上述した実施例は、すべてAlGa
InPを活性層とする半導体レーザであるが、本発明の
半導体レーザはこれに限定されるものではない。例え
ば、GaInAsを活性層とする半導体レーザにおいて
は、AlGaInAsPおよびAlGaInAsを用い
た障壁層とこれらの各層を隔てるバンドギャップの小さ
い層の組み合わせにより、多重障壁を作ることができ
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザによれば、障壁層に引っ張り応力が加わる材料を用
いることにより障壁を高め、キャリア、特に電子が活性
層からp側クラッド層へ溢れ出ることを防止できる。し
たがって、高い環境温度の中で動作させても特性の劣化
が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体レーザの活性層
付近のエネルギバンドダイヤグラムる。
【符号の説明】
1…伝導帯レベル 2…活性層 3…n型クラッド層 4…p型クラッド層 5…多重量子障壁 6…障壁層 7…井戸層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性層とp側クラッド層との間に電子に
    対する障壁が設けられている半導体レーザにおいて、前
    記障壁に引っ張り応力が加わる材料が用いられれている
    半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 障壁が多重障壁であることを特徴とする
    請求項1に記載の半導体レーザ。
  3. 【請求項3】 多重障壁の各障壁間に圧縮応力が加わる
    材料が用いられていることを特徴とする請求項2に記載
    の半導体レーザ。
  4. 【請求項4】 活性層の材料がAlGaInPであり、
    多重障壁の障壁層の材料がp−(Ala Ga1-a b
    1-bP、障壁層間の材料がp−(Alc Ga1-c d
    In1-d P、ただし、1≧b>0.5≧d≧0であるこ
    とを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ。
JP15884191A 1991-02-01 1991-06-28 半導体レーザ Expired - Fee Related JP3149879B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15884191A JP3149879B2 (ja) 1991-02-01 1991-06-28 半導体レーザ
US07/892,805 US5274656A (en) 1991-06-12 1992-06-08 Semiconductor laser
EP92109831A EP0518320B1 (en) 1991-06-12 1992-06-11 Semiconductor laser
CA002071025A CA2071025C (en) 1991-06-12 1992-06-11 Semiconductor laser
DE69227403T DE69227403T2 (de) 1991-06-12 1992-06-11 Halbleiterlaser

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1198091 1991-02-01
JP3-11980 1991-02-01
JP15884191A JP3149879B2 (ja) 1991-02-01 1991-06-28 半導体レーザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH053367A true JPH053367A (ja) 1993-01-08
JP3149879B2 JP3149879B2 (ja) 2001-03-26

Family

ID=26347510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15884191A Expired - Fee Related JP3149879B2 (ja) 1991-02-01 1991-06-28 半導体レーザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3149879B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237038A (ja) * 1993-02-08 1994-08-23 Nec Corp AlGaInP半導体レーザ素子
JPH06237049A (ja) * 1993-01-11 1994-08-23 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ヘテロ構造半導体発光素子
US5502739A (en) * 1993-04-05 1996-03-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device
US5555271A (en) * 1993-12-27 1996-09-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200484295Y1 (ko) * 2015-09-01 2017-08-23 이대원 브래지어패드커버

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237049A (ja) * 1993-01-11 1994-08-23 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ヘテロ構造半導体発光素子
JPH06237038A (ja) * 1993-02-08 1994-08-23 Nec Corp AlGaInP半導体レーザ素子
JP2536713B2 (ja) * 1993-02-08 1996-09-18 日本電気株式会社 AlGaInP半導体レ―ザ素子
US5502739A (en) * 1993-04-05 1996-03-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device
US5600667A (en) * 1993-04-05 1997-02-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device
US6055253A (en) * 1993-04-05 2000-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device with an optical guide layer
US5555271A (en) * 1993-12-27 1996-09-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3149879B2 (ja) 2001-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5929462A (en) Semiconductor optical device having a strained quantum well structure
JP4554526B2 (ja) 半導体発光素子
JP2724827B2 (ja) 赤外発光素子
JP2002533941A (ja) 格子不整合量子源の機械的安定
EP1081817B1 (en) A semiconductor device
JP3589301B2 (ja) 量子層の構造
US9401404B2 (en) Semiconductor device and fabrication method
WO2006044124A1 (en) Method and structure for deep well structures for long wavelength active regions
US9099842B2 (en) Laser emission systems, heterostructure and active zone having coupled quantum-wells, and use for 1.55 mm laser emission
JP2969979B2 (ja) オプトエレクトロニクス部品用の半導体構造
JP4641230B2 (ja) 光半導体装置
US8879595B2 (en) Quantum cascade structures on metamorphic buffer layer structures
JP3149879B2 (ja) 半導体レーザ
JP4886634B2 (ja) 量子井戸構造、光閉じ込め型量子井戸構造、半導体レーザ、分布帰還型半導体レーザ、及び量子井戸構造の製造方法
JP2000058964A (ja) 量子井戸構造光半導体素子
CN112636179A (zh) 量子阱结构、芯片加工方法、芯片及激光器
Liou et al. Numerical study for 1.55-μm AlGaInAs/InP semiconductor lasers
JPH0541560A (ja) 半導体レーザ素子
Monserrat et al. the properties of long wavelength strained layer superlattice lasers grown by MOVPE
JPH10242511A (ja) 歪多重量子井戸構造
JPH06104534A (ja) 半導体レーザ素子
JP2970103B2 (ja) 半導体超格子構造
Ogasawara et al. Effects of increased growth rate of well layer on 2.1% compressive strained InAsP-MQWs grown by metalorganic molecular beam epitaxy (MOMBE)
Kitatani et al. Variation in photoluminescence of highly strained GaInNAs/GaAs multiple-quantum-well structures with different thickness GaAs barrier layers
KR100425081B1 (ko) 반도체레이저다이오드제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090119

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees