JPH0690062A - 化合物半導体単結晶エピタキシャル基板および該基板よりなる半導体レーザ素子 - Google Patents
化合物半導体単結晶エピタキシャル基板および該基板よりなる半導体レーザ素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩｎＰ単結晶基板上に、エピタキシャル成長
法により形成した多重量子井戸構造を有した特性の優れ
た長波長帯半導体レーザ用単結晶エピタキシャル基板を
提供する。 【構成】 多重量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶を用い、井戸層数に応じて、障壁層を基
板の格子定数と整合させるか、より小さな格子定数を持
たせたＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混合から構成する
か、障壁層を多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶か
ら構成し、基板から井戸層間ではバンドギャップを基板
から井戸層へ徐々に小さくし、井戸層からクラッド層間
ではバンドギャップを井戸層からクラッド層へ徐々に大
きくした。
法により形成した多重量子井戸構造を有した特性の優れ
た長波長帯半導体レーザ用単結晶エピタキシャル基板を
提供する。 【構成】 多重量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶を用い、井戸層数に応じて、障壁層を基
板の格子定数と整合させるか、より小さな格子定数を持
たせたＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混合から構成する
か、障壁層を多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶か
ら構成し、基板から井戸層間ではバンドギャップを基板
から井戸層へ徐々に小さくし、井戸層からクラッド層間
ではバンドギャップを井戸層からクラッド層へ徐々に大
きくした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩｎＰ単結晶基板上
に、エピタキシャル成長法によって形成される長波長帯
半導体レーザ素子用多重量子井戸構造に関し、特に多重
量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓＰ三元混晶を用い
ることで、特性の優れた長波長帯半導体レーザ素子用の
単結晶エピタキシャル基板および該基板を用いた半導体
レーザ素子を提供しようとするものである。
に、エピタキシャル成長法によって形成される長波長帯
半導体レーザ素子用多重量子井戸構造に関し、特に多重
量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓＰ三元混晶を用い
ることで、特性の優れた長波長帯半導体レーザ素子用の
単結晶エピタキシャル基板および該基板を用いた半導体
レーザ素子を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】長波長帯レーザ素子の高性能化を狙いと
して、多重量子井戸構造の成長が主として有機金属気相
成長法により試みられている。従来、多重量子井戸構造
の成長には基板単結晶であるＩｎＰに格子整合したＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶を障壁層として用い、
井戸層としてはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ三元混晶あるいはＩ
ｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶が用いられている。
して、多重量子井戸構造の成長が主として有機金属気相
成長法により試みられている。従来、多重量子井戸構造
の成長には基板単結晶であるＩｎＰに格子整合したＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶を障壁層として用い、
井戸層としてはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ三元混晶あるいはＩ
ｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶が用いられている。
【０００３】ところで、ＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶は、
Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ三元混晶あるいはＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 四元混晶とほぼ同じバンドギャップを有し、
長波長帯レーザ素子の活性層としての可能性を持つこと
が知られている。しかし、ＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶
は、長波長帯光素子として必要とされるバンドギャップ
を有する組成では、エピタキシャル成長基板であるＩｎ
Ｐとは格子整合しないため、従来は用いられてこなかっ
た。
Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓ三元混晶あるいはＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 四元混晶とほぼ同じバンドギャップを有し、
長波長帯レーザ素子の活性層としての可能性を持つこと
が知られている。しかし、ＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶
は、長波長帯光素子として必要とされるバンドギャップ
を有する組成では、エピタキシャル成長基板であるＩｎ
Ｐとは格子整合しないため、従来は用いられてこなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、長波
長帯レーザ素子用歪多重量子井戸の井戸層としてＩｎＡ
ｓy Ｐ1-y 三元混晶を用い、特性に優れた長波長帯レー
ザ素子用活性層の成長を可能とする化合物半導体単結晶
エピタキシャル基板を提供することにある。
長帯レーザ素子用歪多重量子井戸の井戸層としてＩｎＡ
ｓy Ｐ1-y 三元混晶を用い、特性に優れた長波長帯レー
ザ素子用活性層の成長を可能とする化合物半導体単結晶
エピタキシャル基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の化合物半導体単
結晶エピタキシャル基板の第１の構成は、燐化インジウ
ム（ＩｎＰ）単結晶基板に井戸層および障壁層を交互に
積層して形成した量子井戸構造を有し、前記量子井戸を
構成する障壁層が前記単結晶基板を構成する燐化インジ
ウム単結晶に格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y
四元混晶より構成されるとともに、井戸層がＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶より構成されていることを特徴とするも
のである。
結晶エピタキシャル基板の第１の構成は、燐化インジウ
ム（ＩｎＰ）単結晶基板に井戸層および障壁層を交互に
積層して形成した量子井戸構造を有し、前記量子井戸を
構成する障壁層が前記単結晶基板を構成する燐化インジ
ウム単結晶に格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y
四元混晶より構成されるとともに、井戸層がＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶より構成されていることを特徴とするも
のである。
【０００６】また、本発明基板の第２の構成は、燐化イ
ンジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上に井戸層および障壁層
を交互に積層して形成した量子井戸構造を有し、前記量
子井戸を構成する障壁層が前記単結晶基板を構成する燐
化インジウム単結晶の格子定数よりも小さな格子定数を
持つＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶により構成される
とともに、井戸層がＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶より構成
されていることを特徴とするものである。
ンジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上に井戸層および障壁層
を交互に積層して形成した量子井戸構造を有し、前記量
子井戸を構成する障壁層が前記単結晶基板を構成する燐
化インジウム単結晶の格子定数よりも小さな格子定数を
持つＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶により構成される
とともに、井戸層がＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶より構成
されていることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明基板の第３の構成は、燐化イ
ンジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上に井戸層および障壁層
を交互に積層して形成した量子井戸構造とさらにその上
部にＩｎＰクラッド層を有し、前記井戸層がＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶より構成されるとともに、前記障壁層が
多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶より構成され、
前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶が、前記Ｉ
ｎＰ単結晶基板側より順次そのバンドギャップがＩｎＡ
ｓy Ｐ1-y 三元混晶よりなる井戸層に向かって小さくな
るとともに、該井戸層から前記ＩｎＰクラッド層に向け
て順次そのバンドギャップが大きくなるＧＲＩＮ−ＳＣ
Ｈ構造を有し、前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y
混晶のうち、前記井戸層を直接挟むＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ
y Ｐ1-y層のみが前記ＩｎＰ単結晶基板よりも小さな格
子定数を有することを特徴とするものである。
ンジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上に井戸層および障壁層
を交互に積層して形成した量子井戸構造とさらにその上
部にＩｎＰクラッド層を有し、前記井戸層がＩｎＡｓy
Ｐ1-y 三元混晶より構成されるとともに、前記障壁層が
多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶より構成され、
前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶が、前記Ｉ
ｎＰ単結晶基板側より順次そのバンドギャップがＩｎＡ
ｓy Ｐ1-y 三元混晶よりなる井戸層に向かって小さくな
るとともに、該井戸層から前記ＩｎＰクラッド層に向け
て順次そのバンドギャップが大きくなるＧＲＩＮ−ＳＣ
Ｈ構造を有し、前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y
混晶のうち、前記井戸層を直接挟むＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ
y Ｐ1-y層のみが前記ＩｎＰ単結晶基板よりも小さな格
子定数を有することを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の半導体レーザ素子は、前記
第１ないし第３構成の化合物半導体単結晶エピタキシャ
ル基板のいずれかを用い、各量子井戸構造を活性領域と
したことを特徴とするものである。
第１ないし第３構成の化合物半導体単結晶エピタキシャ
ル基板のいずれかを用い、各量子井戸構造を活性領域と
したことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、高品質な長波長歪多重（あ
るいは単一の）量子井戸構造結晶を得ることができ、こ
の結晶を用いた特性の優れた長波長帯半導体レーザを実
用化することができる。
るいは単一の）量子井戸構造結晶を得ることができ、こ
の結晶を用いた特性の優れた長波長帯半導体レーザを実
用化することができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】（実施例１）図１に本発明の実施例を示
す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−ＩｎＰ
エピタキシャルバッファ層、３はＩｎＰ単結晶基板に格
子整合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ1-x Ｇ
ａx Ａｓy Ｐ1-y バッファ層、４はＩｎＡｓy Ｐ1-y 三
元混晶よりなる井戸層、５はＩｎＰ単結晶基板に格子整
合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ1-x Ｇａx
Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶よりなる障壁層、６は３と同じく
ＩｎＰ単結晶基板に格子整合したバンドギャップ波長
１．１μｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド層であ
り、７はｐ−ＩｎＰクラッド層である。井戸層４の層数
は８とした。Ｘ線回折より求めた井戸層４の格子定数は
０．２９８ｎｍであり、Ｖｅｇａｒｄの法則を適用して
求めた組成比はｙ＝０．５０であり、障壁層５と井戸層
４の膜厚は、各々９．７ｎｍと３．５ｎｍであった、Ｐ
Ｌ（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光波長
は、１３００ｎｍであり、その発光強度は、Ｉｎ1-x Ｇ
ａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶を井戸層として成長した歪多
重量子井戸と同等かそれ以上であった。このエピタキシ
ャル基板を用いて、ストライプ幅４０μｍ，キャビティ
ー長３００μｍの全面電極ＬＤ（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄ
ｅ）素子を試作し、ＬＤ素子用結晶としての特性評価を
行った。閾値電流密度Ｊth＝０．５０ｋＡ／ｃｍ2 ，内
部量子効率７０〜９０％，室温近傍での閾値電流密度の
特性温度Ｔ0 ＝６０℃と、優れたＬＤ特性が得られた。
す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−ＩｎＰ
エピタキシャルバッファ層、３はＩｎＰ単結晶基板に格
子整合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ1-x Ｇ
ａx Ａｓy Ｐ1-y バッファ層、４はＩｎＡｓy Ｐ1-y 三
元混晶よりなる井戸層、５はＩｎＰ単結晶基板に格子整
合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ1-x Ｇａx
Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶よりなる障壁層、６は３と同じく
ＩｎＰ単結晶基板に格子整合したバンドギャップ波長
１．１μｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド層であ
り、７はｐ−ＩｎＰクラッド層である。井戸層４の層数
は８とした。Ｘ線回折より求めた井戸層４の格子定数は
０．２９８ｎｍであり、Ｖｅｇａｒｄの法則を適用して
求めた組成比はｙ＝０．５０であり、障壁層５と井戸層
４の膜厚は、各々９．７ｎｍと３．５ｎｍであった、Ｐ
Ｌ（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光波長
は、１３００ｎｍであり、その発光強度は、Ｉｎ1-x Ｇ
ａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶を井戸層として成長した歪多
重量子井戸と同等かそれ以上であった。このエピタキシ
ャル基板を用いて、ストライプ幅４０μｍ，キャビティ
ー長３００μｍの全面電極ＬＤ（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄ
ｅ）素子を試作し、ＬＤ素子用結晶としての特性評価を
行った。閾値電流密度Ｊth＝０．５０ｋＡ／ｃｍ2 ，内
部量子効率７０〜９０％，室温近傍での閾値電流密度の
特性温度Ｔ0 ＝６０℃と、優れたＬＤ特性が得られた。
【００１２】（実施例２）図２に本発明の第２の実施例
を示す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−Ｉ
ｎＰエピタキシャルバッファ層、３はＩｎＰ単結晶基板
に格子整合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y バッファ層、４はＩｎＡｓy Ｐ
1-y 三元混晶よりなる井戸層、５１はＩｎＰ単結晶基板
よりも小さな格子定数を持つＩｎ1-x Ｇａy Ａｓy Ｐ
1-y 四元混晶よりなる障壁層、６は３と同じくＩｎＰ単
結晶基板に格子整合したバンドギャップ波長１．１μｍ
のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド層であり、７はｐ
−ＩｎＰクラッド層である。井戸層４の層数は１２とし
た。井戸層４の格子定数と、障壁層５１および井戸層４
の各膜厚は、第１の実施例とほぼ同じである。
を示す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−Ｉ
ｎＰエピタキシャルバッファ層、３はＩｎＰ単結晶基板
に格子整合したバンドギャップ波長１．１μｍのＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y バッファ層、４はＩｎＡｓy Ｐ
1-y 三元混晶よりなる井戸層、５１はＩｎＰ単結晶基板
よりも小さな格子定数を持つＩｎ1-x Ｇａy Ａｓy Ｐ
1-y 四元混晶よりなる障壁層、６は３と同じくＩｎＰ単
結晶基板に格子整合したバンドギャップ波長１．１μｍ
のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド層であり、７はｐ
−ＩｎＰクラッド層である。井戸層４の層数は１２とし
た。井戸層４の格子定数と、障壁層５１および井戸層４
の各膜厚は、第１の実施例とほぼ同じである。
【００１３】ＩｎＡｓＰ三元混晶は、ＩｎＰ基板１との
格子不整合量が大きく、第一の実施例の井戸層は格子不
整合量が１．６％であり、第一の実施例で用いた障壁層
のまま井戸層数を増加させ、例えば井戸層数を１２とす
ると、格子欠陥が発生し、ＬＤ素子の特性が著しく劣化
してしまう。
格子不整合量が大きく、第一の実施例の井戸層は格子不
整合量が１．６％であり、第一の実施例で用いた障壁層
のまま井戸層数を増加させ、例えば井戸層数を１２とす
ると、格子欠陥が発生し、ＬＤ素子の特性が著しく劣化
してしまう。
【００１４】しかし、この第２の実施例のように、障壁
層５１に、井戸層４とは逆方向の歪を僅かに加えること
で、格子欠陥の発生を防ぐことができる。本実施例での
障壁層５１の格子不整合量は、約−０．１％であるが、
井戸層４で発生する大きな歪を緩和する効果を有し、基
板１に格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 層を障
壁層５１とした場合には結晶欠陥が発生するために、Ｌ
Ｄ素子として機能し得なかったものが、優れた特性を示
すようになる。
層５１に、井戸層４とは逆方向の歪を僅かに加えること
で、格子欠陥の発生を防ぐことができる。本実施例での
障壁層５１の格子不整合量は、約−０．１％であるが、
井戸層４で発生する大きな歪を緩和する効果を有し、基
板１に格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 層を障
壁層５１とした場合には結晶欠陥が発生するために、Ｌ
Ｄ素子として機能し得なかったものが、優れた特性を示
すようになる。
【００１５】（実施例３）図３に本発明の第３の実施例
を示す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−Ｉ
ｎＰエピタキシャルバッファ層、５２と５７はＩｎＰ単
結晶基板１に格子整合したバンドギャップ波長１．１μ
ｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グリン（ＧＲＩＮ：Ｇ
ｒａｔｅｄ−Ｉｎｄｅｘ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）層、５
３と５６はＩｎＰ単結晶基板１に格子整合したバンドギ
ャップ波長１．２μｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グ
リン層、５４と５５はＩｎＰ単結晶基板１よりも小さな
格子定数を持つバンドギャップ波長約１．３μｍのＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グリン層、４はＩｎＡｓy Ｐ
1-y 三元混晶よりなる井戸層、７はｐ−ＩｎＰクラッド
層である。井戸層４の格子定数は約０．２９９ｎｍ、井
戸層４の膜厚は約７ｎｍである。
を示す。図中、１はｎ−ＩｎＰ単結晶基板、２はｎ−Ｉ
ｎＰエピタキシャルバッファ層、５２と５７はＩｎＰ単
結晶基板１に格子整合したバンドギャップ波長１．１μ
ｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グリン（ＧＲＩＮ：Ｇ
ｒａｔｅｄ−Ｉｎｄｅｘ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）層、５
３と５６はＩｎＰ単結晶基板１に格子整合したバンドギ
ャップ波長１．２μｍのＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グ
リン層、５４と５５はＩｎＰ単結晶基板１よりも小さな
格子定数を持つバンドギャップ波長約１．３μｍのＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y グリン層、４はＩｎＡｓy Ｐ
1-y 三元混晶よりなる井戸層、７はｐ−ＩｎＰクラッド
層である。井戸層４の格子定数は約０．２９９ｎｍ、井
戸層４の膜厚は約７ｎｍである。
【００１６】得られた素子の室温でのＰＬピーク波長は
１．５６μｍであった。
１．５６μｍであった。
【００１７】発光波長１．５μｍ帯のＩｎＡｓＰ三元混
晶は、ＩｎＰ基板１との格子不整合量が約２％前後と大
きくなるため、図３の５２，５３，５４，５５，５６，
５７のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶層（各々の
膜厚は約５０ｎｍ）よりなる段階状グリン（ＧＲＩＮ）
層を総てＩｎＰ基板１に格子整合した構成にした場合に
は、結晶欠陥が発生し易く、高品質なエピタキシャル結
晶を成長することが極めて難しくなる。
晶は、ＩｎＰ基板１との格子不整合量が約２％前後と大
きくなるため、図３の５２，５３，５４，５５，５６，
５７のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶層（各々の
膜厚は約５０ｎｍ）よりなる段階状グリン（ＧＲＩＮ）
層を総てＩｎＰ基板１に格子整合した構成にした場合に
は、結晶欠陥が発生し易く、高品質なエピタキシャル結
晶を成長することが極めて難しくなる。
【００１８】しかし、本実施例のように井戸層４に接す
るＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶層５４と５５
に、井戸層４とは逆方向の歪（約−０．１〜−０．２
％）を僅かに加えることで、格子欠陥の発生を防ぐこと
ができ、通常の方法ではＬＤ素子として機能し得なかっ
たものが、ＩｎＡｓＰ三元混晶井戸層が有する優れた特
性を利用できるようになる。
るＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶層５４と５５
に、井戸層４とは逆方向の歪（約−０．１〜−０．２
％）を僅かに加えることで、格子欠陥の発生を防ぐこと
ができ、通常の方法ではＬＤ素子として機能し得なかっ
たものが、ＩｎＡｓＰ三元混晶井戸層が有する優れた特
性を利用できるようになる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、多重
量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶
を用い、障壁層としてＩｎＰ基板に格子整合したＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶あるいはＩｎＰ基板よりも
僅かに格子定数が小さなＩｎ1-xＧａx Ａｓy Ｐ1-y 混
晶を用いることで、高品質な長波長帯歪多重（あるいは
単一の）量子井戸構造結晶を得ることができる。
量子井戸構造の井戸層としてＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶
を用い、障壁層としてＩｎＰ基板に格子整合したＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶あるいはＩｎＰ基板よりも
僅かに格子定数が小さなＩｎ1-xＧａx Ａｓy Ｐ1-y 混
晶を用いることで、高品質な長波長帯歪多重（あるいは
単一の）量子井戸構造結晶を得ることができる。
【図１】本発明の化合物半導体単結晶エピタキシャル基
板の第一の実施例を示す断面構成図である。
板の第一の実施例を示す断面構成図である。
【図２】本発明の化合物半導体単結晶エピタキシャル基
板の第二の実施例を示す断面構成図である。
板の第二の実施例を示す断面構成図である。
【図３】本発明のＧＲＩＮ ＳＱＷ（Ｇｒａｄｅｄ−Ｉ
ｎｄｅｘ ＷａｖｅｇｕｉｄｅＳｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｗｅｌｌ）単結晶エピタキシャル基板の実施例
を示す断面構成図である。
ｎｄｅｘ ＷａｖｅｇｕｉｄｅＳｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｗｅｌｌ）単結晶エピタキシャル基板の実施例
を示す断面構成図である。
１ ＩｎＰ単結晶基板 ２ ＩｎＰバッファ層 ３ Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y バッファ（ガイド）層 ４ ＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶井戸層 ５ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａｓ
y Ｐ1-y 障壁層 ６ Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド（バッファ）層 ７ ＩｎＰ（オーバー）クラッド層 ５１ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y障壁層 ５２ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．１μｍ） ５３ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．２μｍ） ５４ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y層（λ＝１．３μｍ） ５５ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y層（λ＝１．３μｍ） ５６ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．２μｍ） ５７ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．１μｍ）
y Ｐ1-y 障壁層 ６ Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y ガイド（バッファ）層 ７ ＩｎＰ（オーバー）クラッド層 ５１ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y障壁層 ５２ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．１μｍ） ５３ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．２μｍ） ５４ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y層（λ＝１．３μｍ） ５５ ＩｎＰ基板よりも格子定数が僅かに小さいＩｎ
1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y層（λ＝１．３μｍ） ５６ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．２μｍ） ５７ ＩｎＰ基板にほぼ格子整合したＩｎ1-x Ｇａx Ａ
ｓy Ｐ1-y 層（λ＝１．１μｍ）
Claims (4)
- 【請求項１】 燐化インジウム（ＩｎＰ）単結晶基板に
井戸層および障壁層を交互に積層して形成した量子井戸
構造を有し、 前記量子井戸を構成する障壁層が前記単結晶基板を構成
する燐化インジウム単結晶に格子整合したＩｎ1-x Ｇａ
x Ａｓy Ｐ1-y 四元混晶より構成されるとともに、井戸
層がＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶より構成されていること
を特徴とする化合物半導体単結晶エピタキシャル基板。 - 【請求項２】 燐化インジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上
に井戸層および障壁層を交互に積層して形成した量子井
戸構造を有し、 前記量子井戸を構成する障壁層が前記単結晶基板を構成
する燐化インジウム単結晶の格子定数よりも小さな格子
定数を持つＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶により構成
されるとともに、井戸層がＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶よ
り構成されていることを特徴とする化合物半導体単結晶
エピタキシャル基板。 - 【請求項３】 燐化インジウム（ＩｎＰ）単結晶基板上
に井戸層および障壁層を交互に積層して形成した量子井
戸構造とさらにその上部にＩｎＰクラッド層を有し、 前記井戸層がＩｎＡｓy Ｐ1-y 三元混晶より構成される
とともに、前記障壁層が多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ
1-y 混晶より構成され、 前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶が、前記Ｉ
ｎＰ単結晶基板側より順次そのバンドギャップがＩｎＡ
ｓy Ｐ1-y 三元混晶よりなる井戸層に向かって小さくな
るとともに、該井戸層から前記ＩｎＰクラッド層に向け
て順次そのバンドギャップが大きくなるＧＲＩＮ−ＳＣ
Ｈ構造を有し、 前記多層のＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 混晶のうち、前
記井戸層を直接挟むＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 層のみ
が前記ＩｎＰ単結晶基板よりも小さな格子定数を有する
ことを特徴とする化合物半導体単結晶エピタキシャル基
板。 - 【請求項４】 各量子井戸構造を活性領域とした請求項
１ないし３のいずれかの化合物半導体単結晶エピタキシ
ャル基板からなる半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24060692A JPH0690062A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 化合物半導体単結晶エピタキシャル基板および該基板よりなる半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24060692A JPH0690062A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 化合物半導体単結晶エピタキシャル基板および該基板よりなる半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0690062A true JPH0690062A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17061995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24060692A Pending JPH0690062A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 化合物半導体単結晶エピタキシャル基板および該基板よりなる半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690062A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06204600A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-07-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 歪量子井戸半導体レーザ |
| JPH08102566A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Nec Corp | 量子井戸構造光半導体装置及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP24060692A patent/JPH0690062A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06204600A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-07-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 歪量子井戸半導体レーザ |
| JPH08102566A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Nec Corp | 量子井戸構造光半導体装置及びその製造方法 |
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