JPH06275909A - 半導体歪量子井戸レーザ - Google Patents
半導体歪量子井戸レーザInfo
- Publication number
- JPH06275909A JPH06275909A JP6027793A JP6027793A JPH06275909A JP H06275909 A JPH06275909 A JP H06275909A JP 6027793 A JP6027793 A JP 6027793A JP 6027793 A JP6027793 A JP 6027793A JP H06275909 A JPH06275909 A JP H06275909A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- quantum well
- well
- semiconductor
- laser
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体歪量子井戸レーザに関し、バンド・オ
フセット値の予測について新たな理論を確立し、それに
基づき、常に、タイプ１の歪量子井戸構造をもつレーザ
が得られるようにする。 【構成】 ｎ−ＩｎＰ基板上に積層されたＡｌ0.25Ｇａ
0.22Ｉｎ0.53Ａｓ光閉じ込め層２３Ａ、Ｉｎ0.2 Ｇａ
0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ、Ａｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ
障壁層２３Ｃ、Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｄ、Ａ
ｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ 0.53Ａｓ光閉じ込め層２３Ｅで構成
され、且つ、そのＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ、
Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｄなどには面内方向に
引っ張り歪が加わっている歪量子井戸で構成された活性
層２３を備えている。
フセット値の予測について新たな理論を確立し、それに
基づき、常に、タイプ１の歪量子井戸構造をもつレーザ
が得られるようにする。 【構成】 ｎ−ＩｎＰ基板上に積層されたＡｌ0.25Ｇａ
0.22Ｉｎ0.53Ａｓ光閉じ込め層２３Ａ、Ｉｎ0.2 Ｇａ
0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ、Ａｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ
障壁層２３Ｃ、Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｄ、Ａ
ｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ 0.53Ａｓ光閉じ込め層２３Ｅで構成
され、且つ、そのＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ、
Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｄなどには面内方向に
引っ張り歪が加わっている歪量子井戸で構成された活性
層２３を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活性層を歪量子井戸で
構成した半導体歪量子井戸レーザの改良に関する。
構成した半導体歪量子井戸レーザの改良に関する。
【０００２】現在、例えば、大容量光通信システムに於
ける光源として、狭スペクトル線幅で高速動作が可能で
あり、しかも、高温でも低しきい値電流で動作する半導
体レーザの実現が要求されている。
ける光源として、狭スペクトル線幅で高速動作が可能で
あり、しかも、高温でも低しきい値電流で動作する半導
体レーザの実現が要求されている。
【０００３】半導体量子井戸レーザは、特にスペクトル
線幅の狭小化、低しきい値電流化、高速化に対して著し
い改善効果があり、その理由は、量子サイズ効果に依る
状態密度関数の変化及び双極子モーメントの増大に依る
微分利得の増大、発振線幅の低減などに起因している。
線幅の狭小化、低しきい値電流化、高速化に対して著し
い改善効果があり、その理由は、量子サイズ効果に依る
状態密度関数の変化及び双極子モーメントの増大に依る
微分利得の増大、発振線幅の低減などに起因している。
【０００４】歪量子井戸レーザでは、前記量子井戸レー
ザに於ける量子サイズ効果に加え、歪の効果に依って、
遷移確率の増加、或いは、正孔の有効質量の低減を図っ
て低しきい値キャリヤ密度での動作を可能にするデバイ
スであり、今後、これ等の特性を更に向上させることが
必要である。
ザに於ける量子サイズ効果に加え、歪の効果に依って、
遷移確率の増加、或いは、正孔の有効質量の低減を図っ
て低しきい値キャリヤ密度での動作を可能にするデバイ
スであり、今後、これ等の特性を更に向上させることが
必要である。
【０００５】
【従来の技術】現在、半導体レーザに於ける活性層に量
子井戸を利用することは広く行なわれている。図７は標
準的な半導体量子井戸レーザを表す要部斜面図であり、
また、図８は図７に見られる半導体量子井戸レーザの要
部エネルギ・バンド・ダイヤグラムである。
子井戸を利用することは広く行なわれている。図７は標
準的な半導体量子井戸レーザを表す要部斜面図であり、
また、図８は図７に見られる半導体量子井戸レーザの要
部エネルギ・バンド・ダイヤグラムである。
【０００６】図に於いて、１は基板、２は基板側のクラ
ッド層、３は光閉じ込め層、４及び６及び８は井戸層、
５及び７は障壁層、９は光閉じ込め層、１０は表面側の
クラッド層、１１は埋め込み層、１２は絶縁膜、１３は
表面側電極、１４は裏面側電極をそれぞれ示し、ＡＬは
光閉じ込め層３、井戸層４，６，８、障壁層５，７、光
閉じ込め層９からなる活性層を指示している。
ッド層、３は光閉じ込め層、４及び６及び８は井戸層、
５及び７は障壁層、９は光閉じ込め層、１０は表面側の
クラッド層、１１は埋め込み層、１２は絶縁膜、１３は
表面側電極、１４は裏面側電極をそれぞれ示し、ＡＬは
光閉じ込め層３、井戸層４，６，８、障壁層５，７、光
閉じ込め層９からなる活性層を指示している。
【０００７】この半導体量子井戸レーザに於いては、活
性層ＡＬに注入された電子と正孔は井戸層４，６，８内
に閉じ込められ、高い効率で発光し、その光は、活性層
ＡＬに垂直な方向に於いて、クラッド層２及び３と井戸
層４及び６及び８との間に存在する屈折率差に依って閉
じ込められ、ストライプ両端間の共振器内で繰り返し反
射されているうちに誘導放出が起こり、そして、注入電
流を増加させて、利得が損失を上回るとレーザ発振が起
こる。
性層ＡＬに注入された電子と正孔は井戸層４，６，８内
に閉じ込められ、高い効率で発光し、その光は、活性層
ＡＬに垂直な方向に於いて、クラッド層２及び３と井戸
層４及び６及び８との間に存在する屈折率差に依って閉
じ込められ、ストライプ両端間の共振器内で繰り返し反
射されているうちに誘導放出が起こり、そして、注入電
流を増加させて、利得が損失を上回るとレーザ発振が起
こる。
【０００８】近年、量子井戸に歪を導入し、半導体歪量
子井戸レーザにすると特性は更に向上することが理論的
に指摘された。この歪は、圧縮歪の場合（要すれば、Ｙ
ａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，ＩＥＥＥＪ． Ｌｉｇｈｔ−
Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． ＬＴ−４，５０４（１９８
６）、を参照）、或いは、引っ張り歪の場合（要すれ
ば、Ｍ．Ｓｕｇａｗａｒａ，Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ６０，１８４２（１９９２）、を参照）の
何れの場合であっても、レーザの高性能化に寄与するこ
とができる。
子井戸レーザにすると特性は更に向上することが理論的
に指摘された。この歪は、圧縮歪の場合（要すれば、Ｙ
ａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，ＩＥＥＥＪ． Ｌｉｇｈｔ−
Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． ＬＴ−４，５０４（１９８
６）、を参照）、或いは、引っ張り歪の場合（要すれ
ば、Ｍ．Ｓｕｇａｗａｒａ，Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ６０，１８４２（１９９２）、を参照）の
何れの場合であっても、レーザの高性能化に寄与するこ
とができる。
【０００９】要は、量子井戸に歪を導入することで価電
子帯の構造を制御できることに帰一し、どちらの歪を加
えても、しきい値電流の低減、温度特性の向上、高速変
調特性の向上などの点でレーザにとって有利に作用す
る。
子帯の構造を制御できることに帰一し、どちらの歪を加
えても、しきい値電流の低減、温度特性の向上、高速変
調特性の向上などの点でレーザにとって有利に作用す
る。
【００１０】現在、前記理論予測に基づいて、盛んに実
験が行なわれ、歪量子井戸に依る特性の向上が報告され
るようになりつつある。
験が行なわれ、歪量子井戸に依る特性の向上が報告され
るようになりつつある。
【００１１】特に、多くの研究がなされている半導体系
は、ＩｎＰ基板及びＩｎ1-x ＧａxＡｓ層との組み合わ
せである。この系でレーザを作成する場合、通常、 クラッド層２及び１０：ＩｎＰ 光閉じ込め層３及び９と障壁層５及び７：Ｉｎ1-y Ｇａ
y Ａｓz Ｐ1-z （ＩｎＰに格子整合させる為、ｘ＝０．
４７ｙとする） 井戸層４及び６及び８：Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ とする。ここで、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓに於いて、ｘ＞
０．４７とすると引っ張り歪を、また、ｘ＜０．４７と
すると圧縮歪を受ける。
は、ＩｎＰ基板及びＩｎ1-x ＧａxＡｓ層との組み合わ
せである。この系でレーザを作成する場合、通常、 クラッド層２及び１０：ＩｎＰ 光閉じ込め層３及び９と障壁層５及び７：Ｉｎ1-y Ｇａ
y Ａｓz Ｐ1-z （ＩｎＰに格子整合させる為、ｘ＝０．
４７ｙとする） 井戸層４及び６及び８：Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ とする。ここで、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓに於いて、ｘ＞
０．４７とすると引っ張り歪を、また、ｘ＜０．４７と
すると圧縮歪を受ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記した通り、歪量子
井戸に依って価電子帯構造がレーザ特性に有利な方向に
制御できることが知られたが、歪量子井戸を用いた活性
層にとって、特性に影響を及ぼす重要な因子の一つであ
るエネルギ・バンドの不連続については、全くと言って
よいほど未知の状態にある。
井戸に依って価電子帯構造がレーザ特性に有利な方向に
制御できることが知られたが、歪量子井戸を用いた活性
層にとって、特性に影響を及ぼす重要な因子の一つであ
るエネルギ・バンドの不連続については、全くと言って
よいほど未知の状態にある。
【００１３】図９は量子井戸に関するエネルギ・バンド
・ダイヤグラムである。図に於いて、（Ａ）はタイプ１
と呼ばれている量子井戸構造、（Ｂ）はタイプ２と呼ば
れている量子井戸、ＥV は価電子帯の頂、ＥC は伝導帯
の底、φe は電子の波動関数、φh は正孔の波動関数を
それぞれ示している。
・ダイヤグラムである。図に於いて、（Ａ）はタイプ１
と呼ばれている量子井戸構造、（Ｂ）はタイプ２と呼ば
れている量子井戸、ＥV は価電子帯の頂、ＥC は伝導帯
の底、φe は電子の波動関数、φh は正孔の波動関数を
それぞれ示している。
【００１４】図から判るように、タイプ１の量子井戸構
造では電子の波動関数φe と正孔の波動関数φh とが同
じ位置に存在しているが、タイプ２の量子井戸構造では
異なった位置に存在している。電子と正孔の再結合に依
る発光効率は、波動関数の重なり積分の２乗、即ち、 ｜＜φe ｜φh ＞｜2 ・・・・（１） に比例する。従って、レーザの活性層として量子井戸を
用いる場合、必ずタイプ１の量子井戸構造が示すエネル
ギ・バンド構造を採用する必要がある。
造では電子の波動関数φe と正孔の波動関数φh とが同
じ位置に存在しているが、タイプ２の量子井戸構造では
異なった位置に存在している。電子と正孔の再結合に依
る発光効率は、波動関数の重なり積分の２乗、即ち、 ｜＜φe ｜φh ＞｜2 ・・・・（１） に比例する。従って、レーザの活性層として量子井戸を
用いる場合、必ずタイプ１の量子井戸構造が示すエネル
ギ・バンド構造を採用する必要がある。
【００１５】一般に、ヘテロ界面に於ける伝導帯の底Ｅ
C の接続のしかた及び価電子帯の頂ＥV の接続のしかた
は、バンド・オフセット或いはバンド・ラインナップと
呼ばれ、この値を予測する為、様々な理論が発表されて
きた。
C の接続のしかた及び価電子帯の頂ＥV の接続のしかた
は、バンド・オフセット或いはバンド・ラインナップと
呼ばれ、この値を予測する為、様々な理論が発表されて
きた。
【００１６】それら各理論のなかで、ハリソンの著書で
ある「固体の電子構造と物性」中に見られるＬＣＡＯ
（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｔ
ｏｍｉｃ ｏｒｂｉｔａｌｓ）法（要すれば、Ｗ．Ａ．
Ｈａｒｒｉｓｏｎ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｏ
ｌｉｄｓ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，１９８０、を参
照）は、最も実験に近い値を示すことが知られている。
ある「固体の電子構造と物性」中に見られるＬＣＡＯ
（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｔ
ｏｍｉｃ ｏｒｂｉｔａｌｓ）法（要すれば、Ｗ．Ａ．
Ｈａｒｒｉｓｏｎ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｏ
ｌｉｄｓ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，１９８０、を参
照）は、最も実験に近い値を示すことが知られている。
【００１７】このモデルでは、半導体を構成する陰イオ
ンと陽イオンのｐ軌道の混成に依って価電子帯が形成さ
れている、とし、混成に依って生成されたｐ軌道のエネ
ルギが価電子帯の頂のエネルギに相当し、また、これに
禁制帯幅を加えると伝導帯の底のエネルギとなる、とし
ている。
ンと陽イオンのｐ軌道の混成に依って価電子帯が形成さ
れている、とし、混成に依って生成されたｐ軌道のエネ
ルギが価電子帯の頂のエネルギに相当し、また、これに
禁制帯幅を加えると伝導帯の底のエネルギとなる、とし
ている。
【００１８】本発明者は、前記ハリソンのＬＣＡＯ法に
於けるｐ軌道の混成の効果のみで、バンド・オフセット
値の計算について高い精度を得ることはできず、この理
論に基づいて半導体歪量子井戸レーザを作成しても、必
ずしも良い結果は得られないことを確認した。
於けるｐ軌道の混成の効果のみで、バンド・オフセット
値の計算について高い精度を得ることはできず、この理
論に基づいて半導体歪量子井戸レーザを作成しても、必
ずしも良い結果は得られないことを確認した。
【００１９】本発明は、バンド・オフセット値の予測に
ついて新たな理論を確立し、それに基づき、常に、タイ
プ１の歪量子井戸構造をもつレーザが得られるようにす
る。
ついて新たな理論を確立し、それに基づき、常に、タイ
プ１の歪量子井戸構造をもつレーザが得られるようにす
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、バンド・オ
フセット値について精度の高い予測を可能にする為に
は、前記ハリソンのＬＣＡＯ法に於けるｐ軌道の混成の
効果のみを採り上げるのでは不充分であり、これに加え
てｄ軌道の混成の効果を採り入れなければならないと考
えた。
フセット値について精度の高い予測を可能にする為に
は、前記ハリソンのＬＣＡＯ法に於けるｐ軌道の混成の
効果のみを採り上げるのでは不充分であり、これに加え
てｄ軌道の混成の効果を採り入れなければならないと考
えた。
【００２１】前記した本発明者の理論に基づく予測に依
ると、驚くべきことには、ハリソンのＬＣＡＯ法に基づ
いて作成されたＩｎＰ基板上の引っ張り歪を有するＩｎ
1-xＧａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z からなる
量子井戸は、或る組成の範囲でタイプ２になってしまう
ことが判った。このような歪量子井戸レーザが、レーザ
として機能しない虞があることは、図９について説明し
た通りである。
ると、驚くべきことには、ハリソンのＬＣＡＯ法に基づ
いて作成されたＩｎＰ基板上の引っ張り歪を有するＩｎ
1-xＧａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z からなる
量子井戸は、或る組成の範囲でタイプ２になってしまう
ことが判った。このような歪量子井戸レーザが、レーザ
として機能しない虞があることは、図９について説明し
た通りである。
【００２２】本発明では、ＩｎＰ基板上の活性層とし
て、井戸層に引っ張り歪を与えられたＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓを用い、また、障壁層に（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓを用いることで、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓの広い組
成範囲でタイプ１の歪量子井戸を維持できるようにする
ことが基本になっている。
て、井戸層に引っ張り歪を与えられたＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓを用い、また、障壁層に（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓを用いることで、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓの広い組
成範囲でタイプ１の歪量子井戸を維持できるようにする
ことが基本になっている。
【００２３】本発明の原理を明らかにする為、まず、半
導体ヘテロ接合のバンド・オフセットを計算するモデル
について説明し、また、このモデルを用いてＩｎＰ基板
上のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓ
z Ｐ1-z 、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓからなる量子井戸、及
び、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓからなる量子井戸についてバンド・オフセット
値の計算結果を示し、この結果からタイプ１の歪量子井
戸を得る為の条件を導くことにする。
導体ヘテロ接合のバンド・オフセットを計算するモデル
について説明し、また、このモデルを用いてＩｎＰ基板
上のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓ
z Ｐ1-z 、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓからなる量子井戸、及
び、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓからなる量子井戸についてバンド・オフセット
値の計算結果を示し、この結果からタイプ１の歪量子井
戸を得る為の条件を導くことにする。
【００２４】 理論モデルについて 結晶の電子状態を表す波動関数は、互いに直交する基底
関数
関数
【数１】 の線型結合で表される。即ち、
【００２５】
【数２】 強結合近似を用いると、基底関数は原子軌道の線型結合
で表される。即ち、
で表される。即ち、
【００２６】
【数３】 共有結合性の閃亜鉛鉱型結晶に於いて、ハリソンは次の
原子軌道を用いた。即ち、
原子軌道を用いた。即ち、
【００２７】
【数４】
【００２８】
【数５】
【００２９】本発明者は、更に、次のような陽イオンの
ｄ軌道を追加して以下の解析を行なう。即ち、
ｄ軌道を追加して以下の解析を行なう。即ち、
【００３０】
【数６】 結晶の並進対称性を用いると、電子のエネルギ状態は、
次の１３×１３のハミルトニアン・マトリクスの固有値
で与えられる。即ち、
次の１３×１３のハミルトニアン・マトリクスの固有値
で与えられる。即ち、
【００３１】
【数７】 数７の式に於けるそれぞれの行列要素の計算に於いて
は、基本単位格子中の陽イオンと陰イオンの相互作用の
みを考慮した。電子の波数ベクトルｋ＝０に於いては、
ｓ軌道、
は、基本単位格子中の陽イオンと陰イオンの相互作用の
みを考慮した。電子の波数ベクトルｋ＝０に於いては、
ｓ軌道、
【００３２】
【数８】 軌道、
【００３３】
【数９】 軌道はｐ状態から分離するので、考慮する必要がなく、
従って９×９の行列を解けば良い。行列の固有値は３重
に縮退していて、次の３次方程式の解で与えられる。即
ち、
従って９×９の行列を解けば良い。行列の固有値は３重
に縮退していて、次の３次方程式の解で与えられる。即
ち、
【００３４】
【数１０】 また、
【００３５】
【数１１】
【００３６】
【数１２】 である。
【００３７】ハリソンの著書「固体の電子構造と物性」
に依れば、原子間行列要素は、
に依れば、原子間行列要素は、
【００３８】
【数１３】 で与えられる。原子軌道のエネルギの順番が、
【００３９】
【数１４】 となっている場合、数１０の式に於ける２番目に大きな
解が価電子帯頂上のエネルギとなる。また、原子軌道の
エネルギの順番が、
解が価電子帯頂上のエネルギとなる。また、原子軌道の
エネルギの順番が、
【００４０】
【数１５】 となっている場合は、数１０の式に於ける最も小さい解
が価電子帯頂上のエネルギとなる。このようにして求め
た価電子帯のエネルギをＥV とすると、伝導帯のエネル
ギは、
が価電子帯頂上のエネルギとなる。このようにして求め
た価電子帯のエネルギをＥV とすると、伝導帯のエネル
ギは、
【００４１】
【数１６】 で与えられる。ここでＥg は禁制帯幅であり、測定値を
用いることができる。
用いることができる。
【００４２】歪が加わった場合には、前記のようにして
求めたＥV とＥC は、次のように変化する。
求めたＥV とＥC は、次のように変化する。
【００４３】○ 伝導帯
【数１７】
【００４４】○ 価電子帯の重い正孔帯
【数１８】
【００４５】○ 価電子帯の軽い正孔帯
【数１９】 ここで、ε11は、
【００４６】
【数２０】 で与えられる歪量、また、ａC ，ａH ，ｂは変形ポテン
シャル、ｃ11，ｃ12は弾性定数、ａInP はＩｎＰの格子
定数、ａ（ｘ）はＩｎ1-x Ｇａx Ａｓの格子定数であ
る。
シャル、ｃ11，ｃ12は弾性定数、ａInP はＩｎＰの格子
定数、ａ（ｘ）はＩｎ1-x Ｇａx Ａｓの格子定数であ
る。
【００４７】 計算結果について 以上のモデルに基づいて、ＩｎＰ基板上のＩｎ1-x Ｇａ
x Ａｓ層、Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z 層、（Ａｌy Ｇ
ａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層の伝導帯と価電子帯のエネル
ギを計算する。
x Ａｓ層、Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z 層、（Ａｌy Ｇ
ａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層の伝導帯と価電子帯のエネル
ギを計算する。
【００４８】まず、ＩｎＡｓとＧａＡｓについて、前記
のモデルに依って伝導帯と価電子帯のエネルギを求め、
その後、補間に依ってＩｎ1-x Ｇａx Ａｓの値を求め
た。ここで、ボーイングパラメタとして０．６〔ｅＶ〕
を用いた。
のモデルに依って伝導帯と価電子帯のエネルギを求め、
その後、補間に依ってＩｎ1-x Ｇａx Ａｓの値を求め
た。ここで、ボーイングパラメタとして０．６〔ｅＶ〕
を用いた。
【００４９】
【数２１】 変形ポテンシャルは、
【００５０】
【数２２】 ｄ軌道半径として、ｒd ＝１〔Å〕を用いた。
【００５１】また、ＩｎＰに格子整合するＩｎ1-y Ｇａ
y Ａｓz Ｐ1-z 層、同じく（ＡｌyＧａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓ層についても同様に計算した。更に、必要な２
元化合物であるＧａＰ，ＩｎＰ，ＡｌＡｓの計算に用い
たパラメタは次の通りである。
y Ａｓz Ｐ1-z 層、同じく（ＡｌyＧａ1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓ層についても同様に計算した。更に、必要な２
元化合物であるＧａＰ，ＩｎＰ，ＡｌＡｓの計算に用い
たパラメタは次の通りである。
【数２３】
【００５２】また、ボーイングパラメタとして、０．５
〔ｅＶ〕（ＩｎＧａＰ），０．２８〔ｅＶ〕（ＩｎＡｓ
Ｐ），０．２１〔ｅＶ〕（ＧａＡｓＰ），０．２４〔ｅ
Ｖ〕（ＡｌＩｎＡｓ）を用いた。
〔ｅＶ〕（ＩｎＧａＰ），０．２８〔ｅＶ〕（ＩｎＡｓ
Ｐ），０．２１〔ｅＶ〕（ＧａＡｓＰ），０．２４〔ｅ
Ｖ〕（ＡｌＩｎＡｓ）を用いた。
【００５３】図１は及び図２はＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ／Ｉ
ｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z に関するバンド・オフセット
を計算した結果を表す線図である。図１は障壁層として
ＩｎＰ層を用いた場合、図２は障壁層として室温の発光
波長が約１．１〔μｍ〕となるＩｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ
0.33Ｐ0.67層を用いた場合をそれぞれ示し、縦軸にはエ
ネルギＥを、横軸にはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓのｘ値をそれ
ぞれ採ってある。
ｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ1-z に関するバンド・オフセット
を計算した結果を表す線図である。図１は障壁層として
ＩｎＰ層を用いた場合、図２は障壁層として室温の発光
波長が約１．１〔μｍ〕となるＩｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ
0.33Ｐ0.67層を用いた場合をそれぞれ示し、縦軸にはエ
ネルギＥを、横軸にはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓのｘ値をそれ
ぞれ採ってある。
【００５４】図１に於いて、最下方で水平に延びる線に
「ＩｎＰ ＶＢ −９．４４４」と表示してあるが、こ
れは、ＩｎＰに於ける価電子帯の頂のエネルギが−９．
４４４〔ｅＶ〕であることを示し、また、最上方で水平
に延びる線に「ＩｎＰ ＣＢ −８．０９４」と表示し
てあるのは、ＩｎＰに於ける伝導帯の底のエネルギが−
８．０９４〔ｅＶ〕であることを示している。
「ＩｎＰ ＶＢ −９．４４４」と表示してあるが、こ
れは、ＩｎＰに於ける価電子帯の頂のエネルギが−９．
４４４〔ｅＶ〕であることを示し、また、最上方で水平
に延びる線に「ＩｎＰ ＣＢ −８．０９４」と表示し
てあるのは、ＩｎＰに於ける伝導帯の底のエネルギが−
８．０９４〔ｅＶ〕であることを示している。
【００５５】また、図２では、障壁層がＩｎ0.85Ｇａ
0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67に変わっていること、その結果、エ
ネルギの数値が相違していることを除けば、図１に関す
る説明が通用する。
0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67に変わっていること、その結果、エ
ネルギの数値が相違していることを除けば、図１に関す
る説明が通用する。
【００５６】各図では、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓに於けるｘ
値が変化すると価電子帯の頂のエネルギ及び伝導帯の底
のエネルギがどのように変化するかが明瞭に視認でき
る。即ち、各図に於いて、ＨＨ及びＬＨはＩｎ1-x Ｇａ
x Ａｓに於ける価電子帯の頂のエネルギ変化を示し、ま
た、ＣＢはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓに於ける伝導帯の底のエ
ネルギ変化を示している。
値が変化すると価電子帯の頂のエネルギ及び伝導帯の底
のエネルギがどのように変化するかが明瞭に視認でき
る。即ち、各図に於いて、ＨＨ及びＬＨはＩｎ1-x Ｇａ
x Ａｓに於ける価電子帯の頂のエネルギ変化を示し、ま
た、ＣＢはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓに於ける伝導帯の底のエ
ネルギ変化を示している。
【００５７】ここで、価電子帯の頂のエネルギ変化がＨ
Ｈ及びＬＨになっているのは、歪が加わっていることに
起因する。即ち、通常の量子井戸であれば、価電子帯の
頂は１本であるが、歪が加わると図示されているように
２本に分裂する。
Ｈ及びＬＨになっているのは、歪が加わっていることに
起因する。即ち、通常の量子井戸であれば、価電子帯の
頂は１本であるが、歪が加わると図示されているように
２本に分裂する。
【００５８】通常、半導体レーザの発振は、伝導帯の底
とエネルギが高い方の価電子帯の頂との間で起こるの
で、前記のＨＨ及びＬＨは、何れかエネルギが高い方を
採用して考えれば良い。
とエネルギが高い方の価電子帯の頂との間で起こるの
で、前記のＨＨ及びＬＨは、何れかエネルギが高い方を
採用して考えれば良い。
【００５９】さて、量子井戸に引っ張り歪を加える、即
ち、ｘ値を０．４７から増加させて１に近づけてゆく
と、各図に示されているように、禁制帯幅が大きくな
り、伝導帯の底のエネルギは増加し、価電子帯の頂のエ
ネルギは減少することが看取されよう。
ち、ｘ値を０．４７から増加させて１に近づけてゆく
と、各図に示されているように、禁制帯幅が大きくな
り、伝導帯の底のエネルギは増加し、価電子帯の頂のエ
ネルギは減少することが看取されよう。
【００６０】図１から明らかなように、ＩｎＰを障壁層
に用いた場合、ｘ値＝０．８４の近傍で伝導帯の底のエ
ネルギはＩｎＰの伝導帯の底のエネルギを越えてしま
い、その歪量子井戸はタイプ２になってしまうことが判
る。また、図２から明らかなように、Ｉｎ0.85Ｇａ0.15
Ａｓ0.33Ｐ0.67を障壁層に用いた場合、ｘ＝０．２６の
近傍でタイプ２になっている。
に用いた場合、ｘ値＝０．８４の近傍で伝導帯の底のエ
ネルギはＩｎＰの伝導帯の底のエネルギを越えてしま
い、その歪量子井戸はタイプ２になってしまうことが判
る。また、図２から明らかなように、Ｉｎ0.85Ｇａ0.15
Ａｓ0.33Ｐ0.67を障壁層に用いた場合、ｘ＝０．２６の
近傍でタイプ２になっている。
【００６１】実際の半導体歪量子井戸レーザを作成する
場合、活性層への光の閉じ込めを考慮すると、１．１
〔μｍ〕を下回る短波長にすることは困難である。従っ
て、伝導帯の底の不連続としては、或る程度の余裕が必
要であることも考慮すると、ｘ＝０．７以上の組成範囲
で引っ張り歪量子井戸の活性層をもつレーザを実現する
ことは困難である。
場合、活性層への光の閉じ込めを考慮すると、１．１
〔μｍ〕を下回る短波長にすることは困難である。従っ
て、伝導帯の底の不連続としては、或る程度の余裕が必
要であることも考慮すると、ｘ＝０．７以上の組成範囲
で引っ張り歪量子井戸の活性層をもつレーザを実現する
ことは困難である。
【００６２】図３は及び図４はＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ／
（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓに関するバンド・オ
フセットを計算した結果を表す線図である。図３は障壁
層としてＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を用いた場合、図４は
障壁層として室温の発光波長が約１．２〔μｍ〕となる
Ａｌ0.20Ｇａ0.27Ｉｎ0.53Ａｓ層を用いた場合をそれぞ
れ示している。
（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓに関するバンド・オ
フセットを計算した結果を表す線図である。図３は障壁
層としてＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を用いた場合、図４は
障壁層として室温の発光波長が約１．２〔μｍ〕となる
Ａｌ0.20Ｇａ0.27Ｉｎ0.53Ａｓ層を用いた場合をそれぞ
れ示している。
【００６３】図３から明らかなように、Ａｌ0.48Ｉｎ
0.52Ａｓを障壁層に用いた場合、全ての組成範囲でタイ
プ１の歪量子井戸が得られ、また、図４から明らかなよ
うに、実用的なレーザを構成する為の障壁層として、波
長が１．２〔μｍ〕のＡｌ0.20Ｇａ0.27Ｉｎ0.53Ａｓ層
を用いた場合でも、前記説明した波長が１．１〔μｍ〕
のＩｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67層と同じ組成ｘ＝
０．７４までタイプ１の歪量子井戸を得ることができ
る。
0.52Ａｓを障壁層に用いた場合、全ての組成範囲でタイ
プ１の歪量子井戸が得られ、また、図４から明らかなよ
うに、実用的なレーザを構成する為の障壁層として、波
長が１．２〔μｍ〕のＡｌ0.20Ｇａ0.27Ｉｎ0.53Ａｓ層
を用いた場合でも、前記説明した波長が１．１〔μｍ〕
のＩｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67層と同じ組成ｘ＝
０．７４までタイプ１の歪量子井戸を得ることができ
る。
【００６４】更にまた、組成をＡｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ
0.53Ａｓとして波長を１．１〔μｍ〕にまで短波長化す
ると、伝導帯のエネルギは−８．１０〔ｅＶ〕まで大き
くなって、組成ｘ＝０．８５までタイプ１の歪量子井戸
を得ることができる。
0.53Ａｓとして波長を１．１〔μｍ〕にまで短波長化す
ると、伝導帯のエネルギは−８．１０〔ｅＶ〕まで大き
くなって、組成ｘ＝０．８５までタイプ１の歪量子井戸
を得ることができる。
【００６５】前記したところから、本発明に依る半導体
歪量子井戸レーザに於いては、 （１）ＩｎＰ基板（例えばｎ−ＩｎＰ基板２１）上に積
層形成された（Ａｌy Ｇａ1- y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層
（例えばＡｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ障壁層２３Ｃな
ど）及びＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層（例えばＩｎ0.2 Ｇ
ａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ或いは２３Ｄなど）からなり且
つ前記Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層の面内方向に引っ張り
歪が加わっている歪量子井戸で構成された活性層（例え
ば活性層２３）を備えてなることを特徴とするか、或い
は、
歪量子井戸レーザに於いては、 （１）ＩｎＰ基板（例えばｎ−ＩｎＰ基板２１）上に積
層形成された（Ａｌy Ｇａ1- y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層
（例えばＡｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ障壁層２３Ｃな
ど）及びＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層（例えばＩｎ0.2 Ｇ
ａ0.8 Ａｓ井戸層２３Ｂ或いは２３Ｄなど）からなり且
つ前記Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層の面内方向に引っ張り
歪が加わっている歪量子井戸で構成された活性層（例え
ば活性層２３）を備えてなることを特徴とするか、或い
は、
【００６６】（２）前記（１）に於いて、Ｉｎ1-x Ｇａ
x Ａｓ井戸層に於ける組成ｘが ｘ＞０．７ であること（図２のデータから導出）を特徴とするか、
或いは、
x Ａｓ井戸層に於ける組成ｘが ｘ＞０．７ であること（図２のデータから導出）を特徴とするか、
或いは、
【００６７】（３）前記（１）或いは（２）に於いて、
ＩｎＰ基板に略格子整合する（Ａｌy Ｇａ 1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓ障壁層が ｚ＝０．４１７６（１−ｙ）／（０．２２０２１−０．０１２５ｙ） の関係をみたし、且つ、Ａｌ組成ｙ・ｚが ｙ・ｚ＞０．２ であること（図４のデータから導出）を特徴とする。
ＩｎＰ基板に略格子整合する（Ａｌy Ｇａ 1-y ）z Ｉｎ
1-z Ａｓ障壁層が ｚ＝０．４１７６（１−ｙ）／（０．２２０２１−０．０１２５ｙ） の関係をみたし、且つ、Ａｌ組成ｙ・ｚが ｙ・ｚ＞０．２ であること（図４のデータから導出）を特徴とする。
【００６８】
【作用】前記手段を採ること、即ち、障壁層に（Ａｌy
Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層を用いることに依って、よ
り広い組成範囲で引っ張り歪をもつタイプ１のＩｎ1-x
Ｇａx Ａｓ量子井戸をレーザに適用することが可能とな
って、特性を更に向上させることができる。
Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層を用いることに依って、よ
り広い組成範囲で引っ張り歪をもつタイプ１のＩｎ1-x
Ｇａx Ａｓ量子井戸をレーザに適用することが可能とな
って、特性を更に向上させることができる。
【００６９】また、従来の技術で採用しているＩｎ1-x
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y からなる障壁層を用いた場合には製
造困難であった構造も実現することができる。例えば、
図２から理解できるが、ｘ＝０．８０の組成では、タイ
プ１の量子井戸を得ることは不可能であるが、（Ａｌy
Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓを用いてｙ・ｚ＝０．２５と
することで実現可能となる。
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y からなる障壁層を用いた場合には製
造困難であった構造も実現することができる。例えば、
図２から理解できるが、ｘ＝０．８０の組成では、タイ
プ１の量子井戸を得ることは不可能であるが、（Ａｌy
Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓを用いてｙ・ｚ＝０．２５と
することで実現可能となる。
【００７０】
【実施例】図５は本発明一実施例の半導体歪量子井戸レ
ーザに用いたウエハを表す要部切断側面図である。図に
於いて、２１は基板、２２はｎ側のクラッド層、２３は
活性層、２４はｐ側のクラッド層、２５は電極コンタク
ト層をそれぞれ示している。
ーザに用いたウエハを表す要部切断側面図である。図に
於いて、２１は基板、２２はｎ側のクラッド層、２３は
活性層、２４はｐ側のクラッド層、２５は電極コンタク
ト層をそれぞれ示している。
【００７１】図６は図５に示されている活性層２３の内
容を具体的に表す要部切断側面図である。図に於いて、
２３Ａは光閉じ込め層、２３Ｂは井戸層、２３Ｃは障壁
層、２３Ｄは井戸層、２３Ｅは光閉じ込め層をそれぞれ
示している。
容を具体的に表す要部切断側面図である。図に於いて、
２３Ａは光閉じ込め層、２３Ｂは井戸層、２３Ｃは障壁
層、２３Ｄは井戸層、２３Ｅは光閉じ込め層をそれぞれ
示している。
【００７２】図５並びに図６に見られる各部分に関する
主要なデータを例示すると次の通りである。 （１） 基板２１について 材料：ｎ−ＩｎＰ 面指数：（００１） 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
主要なデータを例示すると次の通りである。 （１） 基板２１について 材料：ｎ−ＩｎＰ 面指数：（００１） 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
【００７３】（２） ｎ側のクラッド兼バッファ層２２ 材料：ｎ−ＩｎＰ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００７４】（３） 活性層２３について 光閉じ込め層２３Ａ 材料：Ａｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ 厚さ：１０００〔Å〕 井戸層２３Ｂ 材料：Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ 厚さ：１６０〔Å〕
【００７５】 障壁層２３Ｃ 材料：Ａｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ 厚さ：１００〔Å〕 井戸層２３Ｄ 材料：Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ 厚さ：１６０〔Å〕
【００７６】 光閉じ込め層２３Ｅ 材料：Ａｌ0.25Ｇａ0.22Ｉｎ0.53Ａｓ 厚さ：１０００〔Å〕 尚、活性層２３はノンドープであるが、材料の特性から
１×１０16〔cm-3〕以下のｎ型になっている。 （４） ｐ側のクラッド層２４について 材料：ｐ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
１×１０16〔cm-3〕以下のｎ型になっている。 （４） ｐ側のクラッド層２４について 材料：ｐ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００７７】（５） コンタクト層２５について 材料：ｐ−ＩｎＧａＡｓ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：２０００〔Å〕
【００７８】前記ウエハを作成するには、有機金属化学
気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶ
Ｄ）法を適用することに依り、ｎ−ＩｎＰ基板２１上に
各半導体層を積層成長させれば良い。尚、この際、成長
温度は、６００〔℃〕とし、Ａｌを含む半導体層を成長
させる場合は７００〔℃〕とした。
気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶ
Ｄ）法を適用することに依り、ｎ−ＩｎＰ基板２１上に
各半導体層を積層成長させれば良い。尚、この際、成長
温度は、６００〔℃〕とし、Ａｌを含む半導体層を成長
させる場合は７００〔℃〕とした。
【００７９】前記ウエハを、室温に於いて、フォトルミ
ネセンス測定を行なって評価したところ、強力な発光が
観察され、歪量子井戸は間違いなくタイプ１であること
が確認された。
ネセンス測定を行なって評価したところ、強力な発光が
観察され、歪量子井戸は間違いなくタイプ１であること
が確認された。
【００８０】また、前記ウエハを用いて図Ａに見られる
ようなストライプ幅が５〔μｍ〕で共振器長が１〔mm〕
の標準型半導体歪量子井戸レーザを作成して動作させた
ところ、約６００〔Ａ／ｃｍ2 〕の低しきい値電流密度
で良好に発振した。
ようなストライプ幅が５〔μｍ〕で共振器長が１〔mm〕
の標準型半導体歪量子井戸レーザを作成して動作させた
ところ、約６００〔Ａ／ｃｍ2 〕の低しきい値電流密度
で良好に発振した。
【００８１】
【発明の効果】本発明に依る半導体歪量子井戸レーザに
於いては、ＩｎＰ基板上に積層形成された（Ａｌy Ｇａ
1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層及びＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ井
戸層からなり且つ前記Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層の面内
方向に引っ張り歪が加わっている歪量子井戸で構成され
た活性層を備える。
於いては、ＩｎＰ基板上に積層形成された（Ａｌy Ｇａ
1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層及びＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ井
戸層からなり且つ前記Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層の面内
方向に引っ張り歪が加わっている歪量子井戸で構成され
た活性層を備える。
【００８２】前記構成を採ること、即ち、障壁層に（Ａ
ｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層を用いることに依っ
て、より広い組成範囲で引っ張り歪をもつタイプ１のＩ
ｎ1-xＧａx Ａｓ量子井戸をレーザに適用することが可
能となって、特性を更に向上させることができる。
ｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ層を用いることに依っ
て、より広い組成範囲で引っ張り歪をもつタイプ１のＩ
ｎ1-xＧａx Ａｓ量子井戸をレーザに適用することが可
能となって、特性を更に向上させることができる。
【００８３】また、従来の技術で採用しているＩｎ1-x
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y からなる障壁層を用いた場合には、
製造困難であった構造も実現することができる。例え
ば、図２に見られるように、ｘ＝０．８０の組成では、
タイプ１の量子井戸を得ることは不可能であるが、（Ａ
ｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓからなる障壁層を用いて
ｙ・ｚ＝０．２５とすることで実現が可能となる。
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y からなる障壁層を用いた場合には、
製造困難であった構造も実現することができる。例え
ば、図２に見られるように、ｘ＝０．８０の組成では、
タイプ１の量子井戸を得ることは不可能であるが、（Ａ
ｌy Ｇａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓからなる障壁層を用いて
ｙ・ｚ＝０．２５とすることで実現が可能となる。
【図１】Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ
1-z に関するバンド・オフセットを計算した結果を表す
線図である。
1-z に関するバンド・オフセットを計算した結果を表す
線図である。
【図２】Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／Ｉｎ1-y Ｇａy Ａｓz Ｐ
1-z に関するバンド・オフセットを計算した結果を表す
線図である。
1-z に関するバンド・オフセットを計算した結果を表す
線図である。
【図３】Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉ
ｎ1-z Ａｓに関するバンド・オフセットを計算した結果
を表す線図である。
ｎ1-z Ａｓに関するバンド・オフセットを計算した結果
を表す線図である。
【図４】Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ／（Ａｌy Ｇａ1-y ）z Ｉ
ｎ1-z Ａｓに関するバンド・オフセットを計算した結果
を表す線図である。
ｎ1-z Ａｓに関するバンド・オフセットを計算した結果
を表す線図である。
【図５】本発明一実施例の半導体歪量子井戸レーザに用
いたウエハを表す要部切断側面図である。
いたウエハを表す要部切断側面図である。
【図６】図５に示されている活性層２３の内容を具体的
に表す要部切断側面図である。
に表す要部切断側面図である。
【図７】標準的な半導体量子井戸レーザを表す要部斜面
図である。
図である。
【図８】図７に見られる半導体量子井戸レーザの要部エ
ネルギ・バンド・ダイヤグラムである。
ネルギ・バンド・ダイヤグラムである。
【図９】量子井戸に関するエネルギ・バンド・ダイヤグ
ラムである。
ラムである。
２１ 基板 ２２ ｎ側のクラッド層 ２３ 活性層 ２４ ｐ側のクラッド層 ２５ 電極コンタクト層 ２３Ａ 光閉じ込め層 ２３Ｂ 井戸層 ２３Ｃ 障壁層 ２３Ｄ 井戸層 ２３Ｅ 光閉じ込め層
Claims (3)
- 【請求項１】ＩｎＰ基板上に積層形成された（Ａｌy Ｇ
ａ1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層及びＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ
井戸層からなり且つ前記Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層の面
内方向に引っ張り歪が加わっている歪量子井戸で構成さ
れた活性層を備えてなることを特徴とする半導体歪量子
井戸レーザ。 - 【請求項２】Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ井戸層に於ける組成ｘ
が ｘ＞０．７ であることを特徴とする請求項１記載の半導体歪量子井
戸レーザ。 - 【請求項３】ＩｎＰ基板に略格子整合する（Ａｌy Ｇａ
1-y ）z Ｉｎ1-z Ａｓ障壁層が ｚ＝０．４１７６（１−ｙ）／（０．２２０２１−０．０１２５ｙ） の関係をみたし、且つ、Ａｌ組成ｙ・ｚが ｙ・ｚ＞０．２ であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半
導体歪量子井戸レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027793A JPH06275909A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体歪量子井戸レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027793A JPH06275909A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体歪量子井戸レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275909A true JPH06275909A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13137491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6027793A Withdrawn JPH06275909A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体歪量子井戸レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175295A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Hitachi Ltd | 半導体光素子及び光モジュール |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP6027793A patent/JPH06275909A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175295A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Hitachi Ltd | 半導体光素子及び光モジュール |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kondow et al. | GaInNAs: a novel material for long-wavelength semiconductor lasers | |
| Shoji et al. | Lasing characteristics of self-formed quantum-dot lasers with multistacked dot layer | |
| JPH0422185A (ja) | 半導体光素子 | |
| JPH0418476B2 (ja) | ||
| JP2724827B2 (ja) | 赤外発光素子 | |
| JPH05283791A (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| JPH05235470A (ja) | レーザダイオード | |
| CN113054529A (zh) | 光通信o波段硅基高速半导体激光芯片及其制造方法 | |
| JP2558768B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| Kitatani et al. | Room-temperature lasing operation of GaInNAs-GaAs single-quantum-well laser diodes | |
| EP0281310B1 (en) | Heterostructure semiconductor devices | |
| US5644587A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH06275909A (ja) | 半導体歪量子井戸レーザ | |
| JPS60145687A (ja) | 半導体レ−ザ− | |
| JPH06204600A (ja) | 歪量子井戸半導体レーザ | |
| JP2556288B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| CN214673448U (zh) | 光通信o波段硅基高速半导体激光芯片 | |
| JP3223969B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2504372B2 (ja) | 超格子構造体 | |
| KR100240641B1 (ko) | 반도체 레이저 | |
| JP3033717B2 (ja) | 面発光半導体レーザ素子 | |
| JP2001068790A (ja) | 半導体レーザ構造 | |
| JP2932709B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH0521894A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH07135370A (ja) | 歪量子井戸半導体レーザおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |