JPH07202340A - Visible-light semiconductor laser - Google Patents

Visible-light semiconductor laser

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Publication number
JPH07202340A
JPH07202340A JP34992293A JP34992293A JPH07202340A JP H07202340 A JPH07202340 A JP H07202340A JP 34992293 A JP34992293 A JP 34992293A JP 34992293 A JP34992293 A JP 34992293A JP H07202340 A JPH07202340 A JP H07202340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
active layer
semiconductor laser
compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34992293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Yoshimoto
芳和 好本
Toshiyuki Okumura
敏之 奥村
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP34992293A priority Critical patent/JPH07202340A/en
Publication of JPH07202340A publication Critical patent/JPH07202340A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a high-output and long-life semiconductor laser which can be manufactured with improved reproducibility without generating defect such as transformation due to lattice mismatching and residual stress. CONSTITUTION:A double heterostructure part is constituted of an active layer 3 and clad layers 2 and 4 consisting of the II-Vl semiconductors and a ridge part 10 formed at the clad layers 4 directly above the active layer 3 is buried by a current block layer 5 formed by ZnSxTe1-x (0<X<=0.7). Since the energy gap of the current block layer 5 is small as compared with the energy gap of the active layer 3 to absorb light leaked to the clad layer 4 directly above the active layer 3. Also. the clad layers 2 and 4 match the lattice constant of Gaps substrate l and do not deteriorate easily and hence achieve a superb quality.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周期律表II−VI族化合
物半導体を用いたロスガイド型のダブルヘテロ構造部を
有する半導体レーザに関し、特に、基本横モード発振を
し、低閾値電流において発振可能である青色ないし青緑
色の半導体レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser having a loss-guide type double heterostructure part using a II-VI group compound semiconductor of the periodic table, and particularly to a fundamental transverse mode oscillation at a low threshold current. The present invention relates to a blue to blue-green semiconductor laser capable of oscillating.

【0002】[0002]

【従来の技術】周期律表II−VI族化合物でなる半導体層
を複数積層してダブルヘテロ構造を形成した青色ないし
青緑色の光を発する半導体レーザが作製されている。そ
の半導体レーザとして、例えばGaAs又はZnSeを
基板材料に用い、ダブルヘテロ構造のクラッド層の材料
にZnMgSSe又はZnSSeを用いた半導体レーザ
等が該当する。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser emitting blue or blue-green light has been produced in which a plurality of semiconductor layers made of a II-VI group compound of the periodic table are laminated to form a double hetero structure. As the semiconductor laser, for example, a semiconductor laser in which GaAs or ZnSe is used as the substrate material and ZnMgSSe or ZnSSe is used as the material of the clad layer having the double hetero structure is applicable.

【0003】上記ZnMgSSe系の材料でクラッド層
を形成する場合には、このZnMgSSe系の材料とほ
ぼ格子整合し、ZnMgSSe系の材料よりエネルギー
ギャップの小さなZnCdSeを用いて活性層を形成し
た半導体レーザが知られている。(ELECTRONI
CS LETTERS,Vo129,No9,766−
768(1993))。一方、上記ZnSSe系の材料
でクラッド層を形成する場合には、このZnSSe系材
料のクラッド層よりエネルギーギャップを小さくするた
め、クラッド層に用いるZnSSeよりS組成の小さい
ZnSSeまたはZnCdSeを活性層に用いてダブル
ヘテロ構造部を構成した半導体レーザが知られている
(電子情報通信学会誌、1993年7月号818頁)。
When the cladding layer is formed of the above ZnMgSSe type material, a semiconductor laser in which an active layer is formed by using ZnCdSe which has a lattice match with the ZnMgSSe type material and has a smaller energy gap than the ZnMgSSe type material is used. Are known. (ELECTRONI
CS LETTERS, Vo129, No9, 766-
768 (1993)). On the other hand, when the cladding layer is formed of the ZnSSe-based material, ZnSSe or ZnCdSe having a smaller S composition than ZnSSe used for the cladding layer is used for the active layer in order to make the energy gap smaller than that of the cladding layer of the ZnSSe-based material. A semiconductor laser having a double hetero structure is known (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, July 1993, p. 818).

【0004】その他に、基板にInPを用い、ZnMg
CdSeをクラッド層及び活性層に用いてダブルヘテロ
構造部を構成した半導体レーザが提案されている(特開
平5−21892号)。
In addition, InP is used for the substrate and ZnMg is used.
A semiconductor laser has been proposed in which CdSe is used for a cladding layer and an active layer to form a double hetero structure portion (Japanese Patent Laid-Open No. 5-21892).

【0005】しかしながら、上記各半導体レーザにおい
ては、活性層の水平方向(基板表面に沿った方向)にお
ける電流および光の閉じ込めが十分ではない。これに対
して、周期律表III−V族系材料を用いる混晶半導体レー
ザで行われている埋め込みヘテロ構造を、II−VI族半導
体系の半導体レーザに適用できることが報告されている
(1993年6月 Device Research
Conference,Abstracts)。その例
を図8および図9に示す。
However, in each of the above semiconductor lasers, current and light are not sufficiently confined in the horizontal direction of the active layer (direction along the surface of the substrate). On the other hand, it has been reported that the buried heterostructure used in the mixed crystal semiconductor laser using the III-V group material of the periodic table can be applied to the II-VI group semiconductor laser (1993). June Device Research
(Conference, Abstracts). Examples thereof are shown in FIGS. 8 and 9.

【0006】図8に示す半導体レーザにおいては、n型
GaAs基板81上に、ZnCdSe活性層83の両側
をn型ZnMgSSeからなるn型クラッド層82およ
びp型ZnMgSSeクラッド層84で挟んだダブルヘ
テロ構造部が形成されている。上記p型クラッド層84
はメサストライプ形状に形成され、そのリッジ部800
が多結晶ZnS層85にて埋め込まれている。上記リッ
ジ部800の上にはコンタクト層86と、Ti−Au層
87とが形成されており、そのTi−Au層87を覆っ
てp型電極89が形成され、n型GaAs基板81側に
はn型電極88が形成されている。
In the semiconductor laser shown in FIG. 8, a double hetero structure in which a ZnCdSe active layer 83 is sandwiched on both sides by an n-type cladding layer 82 made of n-type ZnMgSSe and a p-type ZnMgSSe cladding layer 84 on an n-type GaAs substrate 81. Parts are formed. The p-type cladding layer 84
Is formed in a mesa stripe shape, and its ridge portion 800
Are filled with a polycrystalline ZnS layer 85. A contact layer 86 and a Ti-Au layer 87 are formed on the ridge portion 800, a p-type electrode 89 is formed so as to cover the Ti-Au layer 87, and the n-type GaAs substrate 81 side is formed. An n-type electrode 88 is formed.

【0007】一方、図9に示す半導体レーザは、n型G
aAs基板91の上に、ZnSSe/ZnCdSe活性
層93の両側をn型ZnMgSSeクラッド層92とp
型ZnMgSSeクラッド層94とで挟んだダブルヘテ
ロ構造部が形成されている。クラッド層94はメサスト
ライプ形状に形成され、そのリッジ部900がポリイミ
ド層95にて埋め込まれている。図9中、96はp型Z
nSeコンタクト層であり、97はAu/ZnTeコン
タクト層、98はp型電極、99はn型電極である。
On the other hand, the semiconductor laser shown in FIG.
On the aAs substrate 91, a ZnSSe / ZnCdSe active layer 93 is formed on both sides of the n-type ZnMgSSe cladding layer 92 and p layer.
A double heterostructure portion sandwiched by the type ZnMgSSe cladding layer 94 is formed. The clad layer 94 is formed in a mesa stripe shape, and its ridge portion 900 is filled with a polyimide layer 95. In FIG. 9, 96 is p-type Z
An nSe contact layer, 97 is an Au / ZnTe contact layer, 98 is a p-type electrode, and 99 is an n-type electrode.

【0008】以上のような図8、図9に示した半導体レ
ーザにおいては、電流は多結晶ZnS層85あるいはポ
リイミド層95により阻止され、メサストライプ部のみ
に注入される。すなわち、多結晶ZnS層85やポリイ
ミド層95は電流ブロック層の働きをする。また、リッ
ジ部をエッチングで形成する際、リッジ部以外のクラッ
ド層84あるいはクラッド層94の厚みを光の閉じ込め
には不十分な厚みにまでエッチングしているので、埋め
込み層である多結晶ZnS層85あるいはポリイミド層
95に光が吸収され、メサストライプ部においてのみ光
が導波される。このように、図8および図9に示した半
導体レーザにおいては、電流狭窄機構と光導波機構とを
共に有する状態に作製されている。
In the semiconductor lasers shown in FIGS. 8 and 9 as described above, the current is blocked by the polycrystalline ZnS layer 85 or the polyimide layer 95 and injected only into the mesa stripe portion. That is, the polycrystalline ZnS layer 85 and the polyimide layer 95 function as a current blocking layer. Further, when the ridge portion is formed by etching, the thickness of the clad layer 84 or the clad layer 94 other than the ridge portion is etched to a thickness insufficient for confining light. 85 or the polyimide layer 95 absorbs the light, and the light is guided only in the mesa stripe portion. As described above, the semiconductor lasers shown in FIGS. 8 and 9 are manufactured to have both the current confinement mechanism and the optical waveguide mechanism.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8及
び図9に示したような、電流ブロック層にポリイミドあ
るいは多結晶ZnSを用いたリッジ型素子構造は、以下
の様な基本的問題を有している。
However, the ridge type element structure using polyimide or polycrystalline ZnS for the current blocking layer as shown in FIGS. 8 and 9 has the following basic problems. ing.

【0010】図8に示した半導体レーザにおいては、電
流ブロック層にZnSを多結晶化したものを用いている
ため、その多結晶化のための処理故に、高抵抗の多結晶
ZnSを再現性良く得ることは困難である。単結晶化し
ても高抵抗のZnSは得られるが、この場合には約4.
3%の格子不整合が生じるという問題がある。
In the semiconductor laser shown in FIG. 8, since polycrystallized ZnS is used for the current block layer, high-resistance polycrystallized ZnS can be reproduced with good reproducibility because of the treatment for polycrystallization. Hard to get. High resistance ZnS can be obtained even if it is made into a single crystal, but in this case, about 4.
There is a problem that a lattice mismatch of 3% occurs.

【0011】一方、図9に示したようなポリイミドを電
流ブロック層に用いた半導体レーザの場合、ポリイミド
を重合させるには最低でも450℃という高温を必要と
するが、この温度下では各部での熱膨張係数の差により
大きな歪みが誘起され、残留応力が発生する。従って、
転位等の欠陥が生じ易い。また、ポリイミドを重合させ
るための温度は、周期律表II−VI族半導体の製造温度で
ある250〜350℃を遥かに越えているので、ドーパ
ント等の拡散が生じ易い。
On the other hand, in the case of the semiconductor laser using the current blocking layer made of polyimide as shown in FIG. 9, a high temperature of at least 450 ° C. is required to polymerize the polyimide. A large strain is induced by the difference in the coefficient of thermal expansion, and residual stress occurs. Therefore,
Defects such as dislocations are likely to occur. Further, since the temperature for polymerizing the polyimide is far above the manufacturing temperature of the Group II-VI semiconductor of the periodic table, which is 250 to 350 ° C., diffusion of the dopant and the like is likely to occur.

【0012】さらに、両者の半導体レーザとも、熱伝導
率が低い材料を使用しているので熱抵抗が高い。そのた
め半導体レーザの温度上昇を引き起こし易く、高出力、
高寿命の半導体レーザが得られにくい。
Furthermore, since both semiconductor lasers use a material having a low thermal conductivity, the thermal resistance is high. Therefore, it is easy to cause the temperature rise of the semiconductor laser, high output,
It is difficult to obtain a semiconductor laser with a long life.

【0013】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、格子不整合による転位などの欠
陥や残留応力の発生がなく、しかも再現性よく製造でき
る高出力、高寿命の半導体レーザを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is free from defects such as dislocations and residual stress due to lattice mismatch, and can be manufactured with high reproducibility. An object is to provide a semiconductor laser.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、基板上に、活性層の両側をクラッド層で挟んだダブ
ルヘテロ構造部が設けられ、該クラッド層の一方がリッ
ジ部を有すると共にそのリッジ部の両側を電流ブロック
層にて挟まれている半導体レーザであって、該ダブルヘ
テロ構造部が周期律表II−VI族半導体材料からなり、該
電流ブロック層がZnSxTe1-x(0<x≦0.7)か
らなるので、そのことにより上記目的が達成される。
A semiconductor laser according to the present invention is provided with a double heterostructure portion, in which both sides of an active layer are sandwiched by cladding layers, on a substrate, and one of the cladding layers has a ridge portion and A semiconductor laser in which both sides of a ridge portion are sandwiched by current blocking layers, wherein the double heterostructure portion is made of a periodic table II-VI group semiconductor material, and the current blocking layer is ZnS x Te 1-x ( Since 0 <x ≦ 0.7), the above object is achieved thereby.

【0015】ある実施例では、前記活性層が2.3eV
以上のバンドギャップエネルギーを有するZnCdSe
化合物、ZnSSe化合物、ZnCdS化合物、ZnS
e化合物、MgZnCdS化合物またはMgZnCdS
e化合物からなる構成としている。
In one embodiment, the active layer is 2.3 eV.
ZnCdSe having the above bandgap energy
Compound, ZnSSe compound, ZnCdS compound, ZnS
e compound, MgZnCdS compound or MgZnCdS
e compound.

【0016】ある実施例では、前記基板がGaAsから
なり、前記活性層が2.6eV以上のバンドギャップエ
ネルギーを有し、かつ、GaAs基板との格子不整合が
0.3%以内である組成のZnSSe化合物、ZnCd
S化合物、ZnSe化合物またはMgZnCdS化合物
からなる構成としている。
In one embodiment, the substrate is made of GaAs, the active layer has a bandgap energy of 2.6 eV or more, and the lattice mismatch with the GaAs substrate is within 0.3%. ZnSSe compound, ZnCd
It is composed of an S compound, a ZnSe compound or a MgZnCdS compound.

【0017】ある実施例では、前記基板がInPからな
り、前記活性層が2.3eV以上のバンドギャップエネ
ルギーを有し、かつ、InP基板に格子整合する組成の
MgZnCdSe化合物からなる構成としている。
In one embodiment, the substrate is made of InP, and the active layer is made of a MgZnCdSe compound having a bandgap energy of 2.3 eV or more and having a composition lattice-matched with the InP substrate.

【0018】[0018]

【作用】本発明において電流ブロック層に用いるZnS
xTe1-x(0<x≦0.7)は、GaAs、ZnSe、
InP、InGaAsP等の化合物半導体基板に格子整
合する。また、青色ないし青緑色に発光する、即ちバン
ドギャップエネルギーが2.3eV以上のZnSSe、
ZnCdS、ZnSe、MgZnCdS、MgZnCd
Se等の活性層に対して、その活性層における水平方向
の電流及び光の閉じ込め機能を十分に発揮できる程度に
低いバンドギャップエネルギーと高抵抗を有する。以下
に、その理由を説明する。
Function: ZnS used for the current blocking layer in the present invention
x Te 1-x (0 <x ≦ 0.7) is GaAs, ZnSe,
It is lattice-matched to a compound semiconductor substrate such as InP or InGaAsP. In addition, it emits blue to blue-green, that is, ZnSSe having a band gap energy of 2.3 eV or more,
ZnCdS, ZnSe, MgZnCdS, MgZnCd
It has low bandgap energy and high resistance to an active layer of Se or the like so that the function of confining current and light in the horizontal direction in the active layer can be sufficiently exerted. The reason will be described below.

【0019】図7に、そのZnSxTe1-xにおけるエネ
ルギーギャップと格子定数のS組成x依存性を示す。
FIG. 7 shows the dependence of the energy gap and the lattice constant of ZnS x Te 1-x on the S composition x .

【0020】ここで、GaAs基板に対してほぼ格子整
合する組成のZnMgSSeとZnSeとを、各々クラ
ッド層と活性層とに使用し、電流ブロック層に用いるZ
nSxTe1-xする場合を考える。ZnSxTe1-x電流ブ
ロック層は、S組成xがx=0.65であるとき、GaA
s基板およびZnMgSSeクラッド層に格子整合す
る。また、このZnS0.65Te0.35の組成の電流ブロッ
ク層はエネルギーギャップEgが2.6eVであり、Zn
Se活性層のエネルギーギャップ(Eg=2.7eV)よ
り小さい。
Here, ZnMgSSe and ZnSe having compositions substantially lattice-matched to the GaAs substrate are used for the cladding layer and the active layer, respectively, and Z used for the current blocking layer.
Consider the case of nS x Te 1-x . The ZnS x Te 1-x current blocking layer has a GaA content when the S composition x is x = 0.65.
s Substrate and ZnMgSSe cladding layer are lattice-matched. Further, the current gap layer having the composition of ZnS 0.65 Te 0.35 has an energy gap Eg of 2.6 eV,
It is smaller than the energy gap (Eg = 2.7 eV) of the Se active layer.

【0021】したがって、活性層の直上に存在するクラ
ッド層のリッジ部を、上記ZnS0. 65Te0.35電流ブロ
ック層で埋め込めば、ここで光は吸収される。また、こ
の電流ブロック層は、上述したように、ZnMgSSe
クラッド層に格子整合しているので、格子不整合による
転位、あるいは残留応力等の発生を抑制できる。また、
電流狭窄機能については、高抵抗のZnSxTe1-x電流
ブロック層を用いるか、或は発振領域のp−n接合の順
方向とは逆方向の電圧がかかるように基板或は活性層の
下方クラッド層と同じ導電型のZnSxTe1-x電流ブロ
ック層を用いれば、従来と同一の機構で実現できる。
[0021] Thus, the ridge portion of the cladding layer present immediately above the active layer, by embedding the above ZnS 0. 65 Te 0.35 current blocking layer, wherein the light is absorbed. Further, this current blocking layer is formed of ZnMgSSe as described above.
Since it is lattice-matched with the cladding layer, generation of dislocations, residual stress, etc. due to lattice mismatch can be suppressed. Also,
For the current confinement function, a high resistance ZnS x Te 1-x current blocking layer is used, or a substrate or an active layer is applied so that a voltage in the direction opposite to the forward direction of the pn junction in the oscillation region is applied. If a ZnS x Te 1-x current blocking layer having the same conductivity type as the lower clad layer is used, the same mechanism as the conventional one can be used.

【0022】上述したように、本発明は、電流ブロック
層としてZnSxTe1-xを用いるものであるが、クラッ
ド層及び活性層が、上記GaAs基板に比べ格子定数の
大きなInP、InGaAsP等で形成された基板にも
格子整合する。また、活性層のエネルギーギャップEg
が2.3eV以上で青色ないし青緑色発光する構成に対
しても、ZnSxTe1-xにおけるS組成xのxの値を0
<x≦0.7の範囲において特定すれば、これらとほぼ
格子整合する格子定数を得ることができる。また、その
組成において、ZnSxTe1-xのバンドギャップエネル
ギーは常に活性層のバンドギャップエネルギー以下であ
る。更に、その組成において、ZnSxTe1 -x(0<x
≦0.7)の導電型制御、あるいは高抵抗化は容易に行
えるという特徴を有する。
As described above, the present invention uses ZnS x Te 1-x as the current blocking layer, but the cladding layer and the active layer are made of InP, InGaAsP, etc. having a larger lattice constant than the GaAs substrate. It is also lattice-matched to the formed substrate. Also, the energy gap Eg of the active layer
For blue to blue-green light emission above 2.3 eV, the value of x of S composition x in ZnS x Te 1-x is 0.
If it is specified within the range of <x ≦ 0.7, it is possible to obtain a lattice constant that is substantially lattice-matched with these. Further, in that composition, the bandgap energy of ZnS x Te 1-x is always less than or equal to the bandgap energy of the active layer. Furthermore, in the composition, ZnS x Te 1 -x (0 <x
The feature is that conductivity type control of ≦ 0.7) or high resistance can be easily performed.

【0023】以上の理由により、本発明にあっては、電
流狭窄機構と光導波機構とを共に備えた格子整合系で、
青色ないし青緑色の半導体レーザの構成が可能となる。
For the above reasons, the present invention provides a lattice matching system having both a current confinement mechanism and an optical waveguide mechanism,
A blue or blue-green semiconductor laser can be constructed.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
によって本発明が限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the embodiments.

【0025】(実施例1)図1に本発明の実施例1に係
る青色発光の半導体レーザを示す。この半導体レーザは
図1に示すように、n型GaAs基板1上にn型Mgx
ZnyCd1-x-ySからなるn型クラッド層2が形成され
ている。このn型クラッド層2は、その元素組成を0.
22<x≦0.90、0<y≦0.32に選定され、その
格子定数はn型GaAs基板1の格子定数(=0.56
5nm)と一致する。
Example 1 FIG. 1 shows a blue-emitting semiconductor laser according to Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, this semiconductor laser includes an n-type Mg x substrate and an n-type Mg x substrate.
An n-type cladding layer 2 made of Zn y Cd 1-xy S is formed. The n-type cladding layer 2 has an elemental composition of 0.
22 <x ≦ 0.90, 0 <y ≦ 0.32, and the lattice constant thereof is that of the n-type GaAs substrate 1 (= 0.56).
5 nm).

【0026】このn型クラッド層2上には、MgxZny
Cd1-x-yS(0<x≦0.64、0.11≦y≦0.5
0)からなる活性層3が形成されている。このようにx
とyの組成を選定することによって、この活性層3の格
子定数はn型GaAs基板1の格子定数とほぼ一致す
る。
On the n-type clad layer 2, Mg x Zn y
Cd 1-xy S (0 <x ≦ 0.64, 0.11 ≦ y ≦ 0.5
The active layer 3 of 0) is formed. Like this x
By selecting the compositions of y and y, the lattice constant of this active layer 3 substantially matches the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1.

【0027】上記活性層3の上には、p型MgxZny
1-x-yS(0.22<x≦0.90、0<y≦0.32)
からなるp型クラッド層4が形成されている。このよう
にxとyの組成を選定することによって、このp型クラ
ッド層4の格子定数はn型GaAs基板1の格子定数と
ほぼ一致する。このp型クラッド層4は、両サイドがエ
ッチングされた、リッジ部10を有する構成となってい
る。
On the active layer 3, p-type Mg x Zn y C is formed.
d 1-xy S (0.22 <x ≦ 0.90, 0 <y ≦ 0.32)
The p-type clad layer 4 made of is formed. By selecting the composition of x and y in this way, the lattice constant of the p-type cladding layer 4 substantially matches the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1. The p-type clad layer 4 has a structure having a ridge portion 10 whose both sides are etched.

【0028】このp型クラッド層4のリッジ部10を挟
んでn型ZnS0.65Te0.35からなる電流ブロック層5
が形成されている。このn型ZnS0.65Te0.35電流ブ
ロック層5のエネルギーギャップEg3は2.60eVで
あり、格子定数は0.565nmでGaAs基板1の格
子定数と一致する。なお、このリッジ部10と、リッジ
部を埋め込む電流ブロック層5および活性層3とを有す
ることにより、ロスガイド型の半導体レーザーが構成さ
れる。
A current blocking layer 5 made of n-type ZnS 0.65 Te 0.35 sandwiching the ridge portion 10 of the p-type cladding layer 4.
Are formed. The energy gap Eg 3 of the n-type ZnS 0.65 Te 0.35 current blocking layer 5 is 2.60 eV, and the lattice constant is 0.565 nm, which matches the lattice constant of the GaAs substrate 1. A loss guide type semiconductor laser is constituted by having the ridge portion 10 and the current block layer 5 and the active layer 3 which embed the ridge portion.

【0029】上記リッジ部10の上には、電流ブロック
層5の上表面と同じ高さに、例えばp型ZnSeからな
るコンタクト層6が形成され、更に、そのコンタクト層
6と電流ブロック層5との上に、例えばp型ZnSeか
らなるコンタクト層7が形成されている。このコンタク
ト層7の上にはp型電極9が形成され、前記n型GaA
s基板1側にはn型電極8が形成されている。
A contact layer 6 made of, for example, p-type ZnSe is formed on the ridge portion 10 at the same height as the upper surface of the current block layer 5, and the contact layer 6 and the current block layer 5 are formed together. A contact layer 7 made of, for example, p-type ZnSe is formed on the above. A p-type electrode 9 is formed on the contact layer 7, and the n-type GaA is formed.
An n-type electrode 8 is formed on the s substrate 1 side.

【0030】次に、このように構成された本実施例の半
導体レーザの作製について説明する。なお、本実施例に
おいては、分子線エピタキシー法(MBE)を用いた。
Next, the fabrication of the semiconductor laser of this embodiment having the above structure will be described. In this example, the molecular beam epitaxy method (MBE) was used.

【0031】n型層についてはCl(塩素)をドープ
し、p型層についてはN(窒素)をドープすることによ
り、それぞれをn型、p型としたコンタクト層6まで
を、基板用ウェハの上に順次積層した。
By doping Cl (chlorine) for the n-type layer and N (nitrogen) for the p-type layer, the contact layers 6 up to the n-type and the p-type, respectively, of the substrate wafer are formed. Layered one on top of the other.

【0032】次に、こうして成長させたウェハに、フォ
トリソグラフィによりストライプ状のSiO2マスクを
形成した。
Next, a stripe-shaped SiO 2 mask was formed on the wafer thus grown by photolithography.

【0033】次に、このSiO2マスクにて覆われてい
ないp型コンタクト層6部分を、エッチング液によりを
メサ状にエッチングし、続いて、上部のp型クラッド層
4の所定の厚み位置までメサ状にエッチングしてリッジ
部10を形成した。
Next, the p-type contact layer 6 portion which is not covered with this SiO 2 mask is etched into a mesa by an etching solution, and subsequently, the p-type clad layer 4 on the upper side is brought to a predetermined thickness position. The ridge portion 10 was formed by etching in a mesa shape.

【0034】次に、SiO2マスクをつけたまま、MB
E法により2回目の成長を行い電流ブロック層5として
n型ZnSTe層を形成した。
Next, with the SiO 2 mask attached, MB
A second growth was performed by the E method to form an n-type ZnSTe layer as the current blocking layer 5.

【0035】次に、SiO2マスクをエッチングで除去
し、3回目の成長を行ってp型コンタクト層7を形成し
た。2回目、3回目のMBE法の成長条件は1回目の成
長条件とほぼ同一である。
Next, the SiO 2 mask was removed by etching and the third growth was performed to form the p-type contact layer 7. The growth conditions of the second and third MBE methods are almost the same as the growth conditions of the first time.

【0036】最後に、p型、n型の両電極8、9を形成
し、キャビティ長250μmに劈開して個々のチップに
分離した。n型GaAs基板1のオーミック性電極8は
In、p型コンタクト層7のオーミック性電極9はAu
−Crとし、それぞれ真空蒸着によって形成した。
Finally, both p-type and n-type electrodes 8 and 9 were formed, and cleaved to a cavity length of 250 μm to separate them into individual chips. The ohmic electrode 8 of the n-type GaAs substrate 1 is In, and the ohmic electrode 9 of the p-type contact layer 7 is Au.
-Cr was formed by vacuum vapor deposition.

【0037】本実施例1の半導体レーザは、活性層3の
エネルギーギャップEgが3.0eVから3.9eVであ
るのに対して、両クラッド層2、4のエネルギーギャッ
プEgは活性層のEgより0.3eV以上高い3.3eVか
ら4.2eVである。この差はレーザ発振のための十分
なバンドの不連続を確保できる値であり、約320〜4
13nmの発振波長が得られた。また、電流ブロック層
5のエネルギーギャップEgは2.60eVであり、活性
層3のエネルギーギャップEg(=3.0eV〜3.9e
V)に比して小さく、活性層3直上のp型クラッド層4
に滲み出した光を十分に吸収する。更に、n型、p型の
各クラッド層2、4及び電流ブロック層5の格子定数は
GaAs基板1の格子定数と一致し、活性層3の格子定
数もGaAs基板1によく格子整合するので、劣化しに
くい高品質なリッジ型のダブルヘテロ構造部が得られ
る。
In the semiconductor laser of the first embodiment, the energy gap Eg of the active layer 3 is 3.0 eV to 3.9 eV, while the energy gap Eg of both clad layers 2 and 4 is larger than the Eg of the active layer. It is 3.3 eV to 4.2 eV, which is higher than 0.3 eV. This difference is a value that can ensure a sufficient band discontinuity for laser oscillation, and is about 320 to 4
An oscillation wavelength of 13 nm was obtained. The energy gap Eg of the current blocking layer 5 is 2.60 eV, and the energy gap Eg of the active layer 3 (= 3.0 eV to 3.9 eV).
V), which is smaller than V) and is directly above the active layer 3
Fully absorbs the light that seeps out. Furthermore, the lattice constants of the n-type and p-type cladding layers 2 and 4 and the current blocking layer 5 match the lattice constant of the GaAs substrate 1, and the lattice constant of the active layer 3 also matches the GaAs substrate 1 well. It is possible to obtain a high quality ridge type double hetero structure portion which is not easily deteriorated.

【0038】(実施例2)実施例2においては、活性層
に、エネルギーギャップが2.8eVであり、GaAs
基板と格子整合するZn0.42Cd0.58Sを用い、他の層
の構成や作製方法は実施例1と同様にした。また、同一
部分には、同一の番号を付しており、以下の他の実施例
においても同様である。
Example 2 In Example 2, the active layer had an energy gap of 2.8 eV and GaAs.
Zn 0.42 Cd 0.58 S that is lattice-matched with the substrate was used, and the configuration and manufacturing method of the other layers were the same as in Example 1. Moreover, the same numbers are given to the same portions, and the same applies to the other embodiments described below.

【0039】図2に本実施例2の半導体レーザを示す。
この半導体レーザにおいて、n型、p型の各クラッド層
12、14は、実施例1と同じくMgxZnyCd1-x-y
Sで形成したが、その元素組成は、エネルギーギャップ
Eg2がEg2≧3.1eVとなるように、かつ、その格子
定数がGaAS基板11の格子定数に一致するように
x、yを選定した。
FIG. 2 shows a semiconductor laser of the second embodiment.
In this semiconductor laser, each of the n-type and p-type cladding layers 12 and 14 has the same Mg x Zn y Cd 1-xy as in the first embodiment.
Although it was formed of S, its elemental composition was selected such that x and y were such that the energy gap Eg 2 was Eg 2 ≧ 3.1 eV and the lattice constant thereof matched the lattice constant of the GaAs substrate 11. .

【0040】活性層13は、そのエネルギーギャップE
g1を2.8eVとし、クラッド層12、14のエネルギ
ーギャップEg2(≧3.1eV)より0.3eV以上小さ
くした。電流ブロック層15のエネルギーギャップEg3
(=2.60eV)は活性層13のエネルギーギャップ
Eg1(=2.8eV)に比して小さくした。
The active layer 13 has an energy gap E
The g 1 is set to 2.8 eV, which is smaller than the energy gap Eg 2 (≧ 3.1 eV) of the clad layers 12 and 14 by 0.3 eV or more. Energy gap Eg 3 of the current blocking layer 15
(= 2.60 eV) is smaller than the energy gap Eg 1 (= 2.8 eV) of the active layer 13.

【0041】このように構成された本実施例2の半導体
レーザにおいては、上述したように両クラッド層12、
14、活性層13および電流ブロック層15の各格子定
数がGaAs基板1の格子定数と一致し、格子整合す
る。また、活性層13のエネルギーギャップEg1(2.
8eV)は、クラッド層12、14のエネルギーギャッ
プEg2(≧3.1eV)より0.3eV以上小さく、レー
ザ発振を起こすに十分なバンドの不連続が確保できる値
であり、約460nmの発振波長を得た。また、電流ブ
ロック層15のエネルギーギャップEg3(=2.60e
V)は活性層13のエネルギーギャップEg1(=2.8
eV)に比して小さく、活性層13上部のp型クラッド
層14に滲み出した光を吸収するのに十分な値であっ
た。更に、両クラッド層12、14および電流ブロック
層15の格子定数は、GaAs基板11の格子定数(=
0.565nm)と一致するので、素子が劣化しにくい
高品質なものとなる。
In the semiconductor laser of the second embodiment having the above-mentioned structure, both clad layers 12,
14, the lattice constants of the active layer 13 and the current blocking layer 15 match the lattice constants of the GaAs substrate 1 and are lattice-matched. In addition, the energy gap Eg 1 (2.
8 eV) is smaller than the energy gap Eg 2 (≧ 3.1 eV) of the cladding layers 12 and 14 by 0.3 eV or more, and is a value capable of ensuring a band discontinuity sufficient to cause laser oscillation, and an oscillation wavelength of about 460 nm. Got Further, the energy gap Eg 3 (= 2.60e of the current blocking layer 15)
V) is the energy gap Eg 1 (= 2.8 of the active layer 13)
It is smaller than eV) and is a sufficient value to absorb the light exuded to the p-type cladding layer 14 above the active layer 13. Further, the lattice constants of both the clad layers 12 and 14 and the current blocking layer 15 are the lattice constants of the GaAs substrate 11 (=
0.565 nm), so that the device is of high quality and is not easily deteriorated.

【0042】(実施例3)実施例3は、InP基板を使
用する場合である。
(Example 3) Example 3 is a case where an InP substrate is used.

【0043】図3に本実施例3の半導体レーザを示す。
この半導体レーザを実施例1と同様のプロセスにより製
造した。
FIG. 3 shows a semiconductor laser of the third embodiment.
This semiconductor laser was manufactured by the same process as in Example 1.

【0044】図3において、図中の21がInP基板で
ある。このInP基板21上には、InPの格子定数と
一致するn型MgxZnyCd1-x-ySe(0.23<x≦
0.95、0.05≦y≦0.37)からなるn型クラッ
ド層(障壁層)22が形成されている。n型クラッド層
22の上には、InPの格子定数とほぼ一致するMgx
ZnyCd1-x-ySe(0<x≦0.69、0.18≦y≦
0.50)からなる活性層23が形成されている。活性
層23の上には、InPの格子定数と一致するp型のM
xZnyCd1-x-ySe(0.23<x≦0.95、0.0
5≦y≦0.37)からなるp型クラッド層(障壁層)
24が形成されている。なお、n型、p型のクラッド層
22、24および活性層23については、上述したよう
に、いずれもMgxZnyCd1-x-ySeを使用し、活性
層23の元素組成については0<x≦0.69、0.18
≦y≦0.50とし、クラッド層の元素組成については
0.23<x≦0.95、0.05≦y≦0.37とした。
このような組成においては、クラッド層22、24およ
び活性層23の各層はInP基板21によく格子整合す
る。
In FIG. 3, 21 is an InP substrate. On this InP substrate 21, n-type Mg x Zn y Cd 1-xy Se (0.23 <x ≦, which matches the lattice constant of InP, is formed.
An n-type clad layer (barrier layer) 22 of 0.95, 0.05 ≦ y ≦ 0.37) is formed. On the n-type clad layer 22, Mg x having a lattice constant substantially equal to that of InP is formed.
Zn y Cd 1-xy Se (0 <x ≦ 0.69, 0.18 ≦ y ≦
An active layer 23 of 0.50) is formed. On the active layer 23, a p-type M matching the lattice constant of InP is formed.
g x Zn y Cd 1-xy Se (0.23 <x ≦ 0.95, 0.0
5 ≦ y ≦ 0.37) p-type cladding layer (barrier layer)
24 are formed. As described above, for the n-type and p-type clad layers 22 and 24 and the active layer 23, Mg x Zn y Cd 1-xy Se is used, and the elemental composition of the active layer 23 is 0 < x ≦ 0.69, 0.18
≦ y ≦ 0.50, and the elemental composition of the cladding layer was 0.23 <x ≦ 0.95 and 0.05 ≦ y ≦ 0.37.
In such a composition, the cladding layers 22 and 24 and the active layer 23 are well lattice-matched to the InP substrate 21.

【0045】また、クラッド層24のリッジ部を埋め込
む電流ブロック層25は、n型ZnS0.34Te0.66から
なり、その格子定数は0.5869nmで、InP基板
21の格子定数と一致する。
The current blocking layer 25 filling the ridge portion of the clad layer 24 is made of n-type ZnS 0.34 Te 0.66 and has a lattice constant of 0.5869 nm, which matches the lattice constant of the InP substrate 21.

【0046】このように構成された本実施例3の半導体
レーザーにおいては、クラッド層22、24のエネルギ
ーギャップEg2は2.6eVから3.5eVで、活性層2
3のエネルギーギャップEg1(2.3eVから3.2e
V)より0.3eV以上高い。この差は、レーザ発振に
十分なバンドの不連続を確保するものであり、約387
〜540nmの発振波長が得られた。また、電流ブロッ
ク層25のエネルギーギャップEg3は2.12eVであ
り、活性層23のエネルギーギャップEg1(2.3eV
から3.2eV)に比して小さく、活性層23上のp型
クラッド層24に滲み出した光を吸収するのに十分な低
さである。更に、n型、p型の両クラッド層22、24
及び電流ブロック層25の格子定数がInPの格子定数
と一致しているので、素子が劣化しにくい高品質なもの
となる。
In the thus constructed semiconductor laser of the third embodiment, the energy gap Eg 2 of the cladding layers 22 and 24 is 2.6 eV to 3.5 eV, and the active layer 2
Energy gap Eg 1 of 3 (from 2.3 eV to 3.2 e
V) more than 0.3eV higher. This difference ensures a band discontinuity sufficient for laser oscillation, and is about 387.
An oscillation wavelength of ˜540 nm was obtained. The energy gap Eg 3 of the current blocking layer 25 is 2.12 eV, and the energy gap Eg 1 (2.3 eV of the active layer 23 is
To 3.2 eV), which is low enough to absorb the light exuded to the p-type cladding layer 24 on the active layer 23. Furthermore, both the n-type and p-type clad layers 22, 24
Also, since the lattice constant of the current blocking layer 25 matches the lattice constant of InP, the device is of high quality and is not easily deteriorated.

【0047】(実施例4)図4に本実施例4の半導体レ
ーザを示す。この半導体レーザにおいては、n型GaA
s基板31の上に、GaAsの格子定数0.565nm
と一致するn型ZnxMg1-xySe1-y(0.85<x
≦1.0、0.06≦y≦0.35)からなるn型クラッ
ド層(障壁層)32が形成されている。このn型クラッ
ド層32の上には、GaAsの格子定数とほぼ一致する
ZnSe活性層33が形成されている。更に、活性層3
3の上には、p型ZnxMg1-xySe1-y(0.85<
x≦1.0、0.06≦y≦0.35)からなるp型クラ
ッド層(障壁層)34が形成されている。p型クラッド
層34のリッジ部を埋め込む電流ブロック層35はZn
0.65Te0.35からなる。このZnS0.65Te0.35のエ
ネルギーギャップEg3は2.60eV、格子定数は0.5
65nmでGaAs基板31の格子定数と一致する。
(Embodiment 4) FIG. 4 shows a semiconductor laser of the present embodiment 4. In this semiconductor laser, n-type GaA
On the s substrate 31, the lattice constant of GaAs is 0.565 nm
N-type Zn x Mg 1-x S y Se 1-y (0.85 <x
An n-type clad layer (barrier layer) 32 composed of ≦ 1.0, 0.06 ≦ y ≦ 0.35) is formed. On the n-type cladding layer 32, a ZnSe active layer 33 having a lattice constant substantially equal to that of GaAs is formed. Furthermore, the active layer 3
On top of p-type Zn x Mg 1-x S y Se 1-y (0.85 <
A p-type cladding layer (barrier layer) 34 composed of x ≦ 1.0 and 0.06 ≦ y ≦ 0.35) is formed. The current blocking layer 35 filling the ridge portion of the p-type cladding layer 34 is made of Zn.
It consists of S 0.65 Te 0.35 . This ZnS 0.65 Te 0.35 has an energy gap Eg 3 of 2.60 eV and a lattice constant of 0.5.
It matches the lattice constant of the GaAs substrate 31 at 65 nm.

【0048】このように構成された本実施例4の半導体
レーザー素子においては、n型、p型の両クラッド層3
2、34、活性層33および電流ブロック層35の各格
子定数は、GaAs基板31の格子定数と一致し、格子
整合する。また、n型、p型の両クラッド層32、34
のエネルギーギャップEg2は3.0evから3.5eV
で、ZnSe活性層33のエネルギーギャップEg1(=
2.7eV)より0.3eV以上高く、レーザ発振に十分
なバンドの不連続を確保でき、約460nmの発振波長
が得られた。また、電流ブロック層35のエネルギーギ
ャップEg3(=2.60eV)は活性層33のエネルギ
ーギャップEg1に比して小さく、活性層33上のp型ク
ラッド層34に滲み出した光を吸収するのに十分な大き
さである。更に、n型、p型の両クラッド層32、34
及び電流ブロック層35の格子定数がGaAs基板31
のそれと一致しているので、劣化しにくい高品質なもの
となる。
In the thus constructed semiconductor laser device of Example 4, both the n-type and p-type cladding layers 3 are formed.
The lattice constants of the layers 2, 34, the active layer 33, and the current blocking layer 35 match the lattice constant of the GaAs substrate 31 and are lattice-matched. In addition, both the n-type and p-type cladding layers 32 and 34
Energy gap Eg 2 of 3.0ev to 3.5eV
Then, the energy gap Eg 1 (=
It is higher than 2.7 eV) by 0.3 eV or more, and a band discontinuity sufficient for laser oscillation can be secured, and an oscillation wavelength of about 460 nm was obtained. Further, the energy gap Eg 3 (= 2.60 eV) of the current blocking layer 35 is smaller than the energy gap Eg 1 of the active layer 33, and absorbs the light leaked to the p-type cladding layer 34 on the active layer 33. Large enough for Further, both n-type and p-type clad layers 32, 34
And the lattice constant of the current blocking layer 35 is the GaAs substrate 31.
Since it matches that of, it will be of high quality that is not easily deteriorated.

【0049】(実施例5)図5に本実施例5の半導体レ
ーザを示す。実施例5では、活性層に、エネルギーギャ
ップEg1が2.8eVであり、GaAs基板と格子整合
する組成のZnS0 .06Se0.94またはZn0.42Cd0.58
Sを用いている。
(Embodiment 5) FIG. 5 shows a semiconductor laser of the present embodiment 5. In Example 5, the active layer, the energy gap Eg 1 is 2.8 eV, ZnS 0 of Composition GaAs substrate lattice matched .06 Se 0.94 or Zn 0.42 Cd 0.58
S is used.

【0050】本実施例5の半導体レーザーは、n型、p
型クラッド層42、44は実施例4の素子と同じく、Z
xMg1-xySe1-y化合物で形成したが、その組成
は、このn型、p型クラッド層42、44のエネルギー
ギャップEg2がEg2≧3.1eVとなるようにx、yの
値を選定した。活性層43は、エネルギーギャップEg1
が2.8eVであり、GaAs基板41と格子整合する
組成のZnS0.06Se0.9 4またはZn0.42Cd0.58Sを
用いている。
The semiconductor laser of Example 5 is an n-type, p-type.
The type clad layers 42 and 44 are made of Z as in the device of the fourth embodiment.
It was formed of an n x Mg 1-x S y Se 1-y compound, and its composition was such that the energy gap Eg 2 of the n-type and p-type cladding layers 42 and 44 was Eg 2 ≧ 3.1 eV. , Y values were selected. The active layer 43 has an energy gap Eg 1
There are 2.8 eV, is used ZnS 0.06 Se 0.9 4 or Zn 0.42 Cd 0.58 S having a composition lattice-matched with GaAs substrate 41.

【0051】このような本実施例5の半導体レーザーに
おいては、クラッド層42、44、活性層43および電
流ブロック層45の各層はn型GaAs基板41によく
格子整合する。また、活性層43のエネルギーギャップ
Eg1はn型、p型の各クラッド層42、44のエネルギ
ーギャップEg2より0.3eV以上小さく、レーザ発振
に十分なバンドの不連続を確保でき、約440nmの発
振波長が得られた。また、電流ブロック層45のエネル
ギーギャップEg3(=2.60eV)は活性層43のエ
ネルギーギャップEg1に比して小さいので、活性層43
直上のp型クラッド層44に滲み出した光を吸収するの
に十分な低さである。また、クラッド層42、44およ
び電流ブロック層45の各層はn型GaAs基板41の
格子定数と一致し、劣化しにくい高品質なものとなる。
In the semiconductor laser of the fifth embodiment, the cladding layers 42, 44, the active layer 43 and the current blocking layer 45 are well lattice-matched to the n-type GaAs substrate 41. Further, the energy gap Eg 1 of the active layer 43 is smaller than the energy gap Eg 2 of the n-type and p-type cladding layers 42 and 44 by 0.3 eV or more, so that a band discontinuity sufficient for laser oscillation can be secured, and about 440 nm. The oscillation wavelength of was obtained. Further, since the energy gap Eg 3 (= 2.60 eV) of the current blocking layer 45 is smaller than the energy gap Eg 1 of the active layer 43, the active layer 43
The height is low enough to absorb the light oozing into the p-type cladding layer 44 immediately above. In addition, the cladding layers 42 and 44 and the current blocking layer 45 have the same lattice constant as the n-type GaAs substrate 41, and are of high quality that are not easily deteriorated.

【0052】(実施例6)図6に本実施例6の半導体レ
ーザを示す。この実施例6においては、実施例1と同様
のプロセスにて製造を行った。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 shows a semiconductor laser of the sixth embodiment. In this Example 6, manufacturing was performed by the same process as in Example 1.

【0053】この半導体レーザにおいては、n型GaA
s基板51の上に、GaAsの格子定数(0.565n
m)と一致するn型Zn0.42Cd0.58Sからなるn型ク
ラッド層(障壁層)52が形成されている。このn型ク
ラッド層52のエネルギーギャップEgは約2.8eVで
ある。
In this semiconductor laser, n-type GaA is used.
On the s substrate 51, the GaAs lattice constant (0.565n
The n-type cladding layer (barrier layer) 52 made of n-type Zn 0.42 Cd 0.58 S, which is the same as that of m), is formed. The energy gap Eg of the n-type cladding layer 52 is about 2.8 eV.

【0054】n型クラッド層52上には、GaAsの格
子定数とほぼ一致するZnSe活性層53が形成されて
いる。ZnSe活性層53のエネルギーギャップEgは
約2.7eVである。
On the n-type cladding layer 52, a ZnSe active layer 53 having a lattice constant substantially equal to that of GaAs is formed. The energy gap Eg of the ZnSe active layer 53 is about 2.7 eV.

【0055】活性層53の上には、GaAsの格子定数
と一致するp型Cu5Al(S0.06Se0.944からなる
p型クラッド層(障壁層)54が形成されている。p型
クラッド層54のエネルギーギャップEgは約3.3eV
である。
On the active layer 53, a p-type clad layer (barrier layer) 54 made of p-type Cu 5 Al (S 0.06 Se 0.94 ) 4 having a lattice constant of GaAs is formed. The energy gap Eg of the p-type clad layer 54 is about 3.3 eV.
Is.

【0056】p型クラッド層54のリッジ部を埋め込む
電流ブロック層55は、高抵抗のZnS0.65Te0.35
形成されている。この高抵抗のZnS0.65Te0.35電流
ブロック層55のエネルギーギャップEgは2.6eVで
あり、格子定数は0.565nmで、GaAs基板51
と一致する。
The current blocking layer 55 filling the ridge portion of the p-type cladding layer 54 is formed of high resistance ZnS 0.65 Te 0.35 . The high-resistance ZnS 0.65 Te 0.35 current block layer 55 has an energy gap Eg of 2.6 eV, a lattice constant of 0.565 nm, and a GaAs substrate 51.
Matches

【0057】このように構成された本実施例6の半導体
レーザにおいては、クラッド層52、54、活性層53
および電流ブロック層55の各層はn型GaAs基板5
1によく格子整合する。また、電流ブロック層55のエ
ネルギーギャップEg3は2.60eVであり、活性層5
3のエネルギーギャップEg1(=2.7eV)に比して
小さく、活性層53上部のp型クラッド層54に滲み出
した光を吸収するのに十分である。また、n型クラッド
層52、p型クラッド層54のエネルギーギャップEg
はそれぞれ2.8eVと3.3eVで、ZnSe活性層5
3のエネルギーギャップEg(=2.7eV)より高く、
レーザ発振に十分なバンドの不連続が確保でき、約46
0nmの発振波長が得られた。また、n型、p型の両ク
ラッド層52、54及び電流ブロック層55の格子定数
はGaAs基板51のそれと一致しており、素子が劣化
しにくい高品質なものとなる。
In the thus constructed semiconductor laser of Example 6, the cladding layers 52, 54 and the active layer 53 are formed.
And each of the current blocking layers 55 is an n-type GaAs substrate 5
It is well lattice matched to 1. The energy gap Eg 3 of the current blocking layer 55 is 2.60 eV, and the active layer 5
3 is smaller than the energy gap Eg 1 (= 2.7 eV) of 3 and is sufficient to absorb the light leaked to the p-type cladding layer 54 above the active layer 53. Further, the energy gap Eg of the n-type clad layer 52 and the p-type clad layer 54 is
Are 2.8 eV and 3.3 eV, respectively, and ZnSe active layer 5
Higher than the energy gap Eg of 3 (= 2.7 eV),
It is possible to secure sufficient band discontinuity for laser oscillation.
An oscillation wavelength of 0 nm was obtained. Further, the lattice constants of both the n-type and p-type cladding layers 52 and 54 and the current blocking layer 55 are the same as those of the GaAs substrate 51, so that the device is of high quality and is not easily deteriorated.

【0058】上述した各実施例ではn型基板を用いた構
成を示したが、p型基板を用いた場合には、当然のこと
ながら、p型基板上にp型クラッド層、活性層、n型ク
ラッド層、p型又は高抵抗電流ブロック層の順に積層し
た構成となり、この場合においても上記した本発明の効
果がもたらされる。
In each of the above-mentioned embodiments, the structure using the n-type substrate is shown. However, when the p-type substrate is used, as a matter of course, the p-type clad layer, the active layer and the n-type are formed on the p-type substrate. In this case, the type clad layer and the p-type or high resistance current blocking layer are laminated in this order, and the above-described effects of the present invention can be obtained in this case as well.

【0059】本発明は、n型ドーパントとしてCl(塩
素)に替えてGaを用い、p型ドーパントとしてN(窒
素)に替えてO(酸素)を用いることも可能である。
In the present invention, it is possible to use Ga as the n-type dopant in place of Cl (chlorine) and O (oxygen) as the p-type dopant in place of N (nitrogen).

【0060】また、本発明は、光励起型のダブルヘテロ
接合型の構成半導体レーザ素子にも適用可能である。
The present invention is also applicable to a photo-excitation double heterojunction type semiconductor laser device.

【0061】上記実施例では基板にInP、GaAsを
選定したが、本発明はこれに限らずInGaAsP基板
等を用いることができる。InGaAsP基板等を用い
る場合は、本発明の要件を満たす範囲でZnSxTe1-x
電流ブロック層のS元素の組成を選定できる。
Although InP and GaAs are selected as the substrate in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and an InGaAsP substrate or the like can be used. When an InGaAsP substrate or the like is used, ZnS x Te 1-x is used within a range that satisfies the requirements of the present invention.
The composition of the S element of the current blocking layer can be selected.

【0062】また、本発明は、作製法についても、MB
E法と同様に組成制御性、及び結晶性に優れた誘起金属
気相成長法(MOCVD)を用いることも可能である。
The present invention also relates to the manufacturing method in MB.
It is also possible to use the induced metal vapor phase epitaxy (MOCVD) which is excellent in composition controllability and crystallinity as in the E method.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば周期
律表II−VI族半導体を用いた半導体レーザー素子におい
て、以下のような効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained in the semiconductor laser device using the II-VI group semiconductor of the periodic table.

【0064】(1)リッジ部を埋め込む電流ブロック層
に用いたZnSxTe1-x(0<X≦0.7)は、青色発
振領域を形成するII−VI族半導体活性層と比べて小さな
エネルギーギャップを有するので、ロスガイドによる光
導波が可能であり、安定した基本横モードが実現でき
る。
(1) ZnS x Te 1-x (0 <X ≦ 0.7) used in the current blocking layer for embedding the ridge portion is smaller than the II-VI group semiconductor active layer forming the blue oscillation region. Since it has an energy gap, optical guiding by a loss guide is possible and a stable fundamental transverse mode can be realized.

【0065】(2)ZnSxTe1-x層(0<X≦0.
7)は、周期律表II−VI族半導体で形成された活性層、
クラッド層及び基板と格子整合するので、従来問題であ
った格子不整合による転位等の欠陥や、残留応力の発生
が生じない。従って、長時間レーザ発振をさせても劣化
することが殆どなく、長寿命、高信頼性の半導体レーザ
素子を得ることができる。
(2) ZnS x Te 1-x layer (0 <X ≦ 0.
7) is an active layer formed of a II-VI group semiconductor of the periodic table,
Since it is lattice-matched with the clad layer and the substrate, defects such as dislocations and residual stress due to lattice mismatch, which have been conventionally problems, do not occur. Therefore, even if laser oscillation is performed for a long time, the semiconductor laser element is hardly deteriorated and has a long life and high reliability.

【0066】(3)電流ブロック層を含め、素子を構成
する各半導体層がすべて、MBE法またはMOCVD法
によりほぼ同一の温度で一貫して作製可能である。従
来、ポリイミドの重合工程やZnSの多結晶化工程のた
め、作製工程の途中で条件変更をしなければならない場
合のように生産性が悪く、それに伴う発光層の劣化をも
たらすようなことがない。従って、素子の有効面積の広
い範囲にわたって、良質で均一な特性を有する信頼生の
高い半導体レーザー素子が量産性高く、低コストで作製
できる。
(3) All semiconductor layers constituting the device, including the current blocking layer, can be manufactured consistently at almost the same temperature by the MBE method or MOCVD method. Conventionally, because of the polyimide polymerization step and the ZnS polycrystallization step, the productivity is not as bad as when the conditions have to be changed during the manufacturing process, and there is no deterioration of the light emitting layer accompanying it. . Therefore, a highly reliable semiconductor laser device having high quality and uniform characteristics can be manufactured with high mass productivity and at low cost over a wide range of the effective area of the device.

【0067】(4)ZnSxTe1-x層(0<X≦0.
7)は極めて高い抵抗を有するので、発振領域外への漏
れ電流が殆どなく、低い閾値電流で発振可能である。従
って、半導体レーザの発熱が少なく、ヒートシンクへの
実装等が容易になる。
(4) ZnS x Te 1-x layer (0 <X ≦ 0.
Since 7) has an extremely high resistance, there is almost no leakage current to the outside of the oscillation region, and oscillation with a low threshold current is possible. Therefore, the semiconductor laser generates less heat, and mounting on a heat sink becomes easier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1の半導体レーザー素子の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施例2の半導体レーザー素子の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor laser device of Example 2.

【図3】実施例3の半導体レーザー素子の断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor laser device of Example 3.

【図4】実施例4の半導体レーザー素子の断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor laser device of Example 4.

【図5】実施例5の半導体レーザー素子の断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor laser device of Example 5.

【図6】実施例6の半導体レーザー素子の断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor laser device of Example 6.

【図7】ZnSxTe1-xにおける、エネルギーギャップ
と格子定数の元素組成依存性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the elemental composition dependence of the energy gap and the lattice constant in ZnS x Te 1-x .

【図8】一従来例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional example.

【図9】他の従来例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、31、41、51 GaAs基板 21 InP基板 2、4、12、14 MgZnCdSクラッド層 22、24 MgZnCdSeクラッド層 32、34、42、44 ZnMgSSeクラッド層 52 ZnCdSクラッド層 54 CuAl(SSe)クラッド層 3 MgZnCdS活性層 13 ZnCdS活性層 43 ZnSSeまたはZnCdS活性層 23 MgZnCdSe活性層 33、53 ZnSe活性層 5、15、25、35、45、55 ZnSTe電流ブ
ロック層 6、7 コンタクト層 8、9 電極 10 リッジ部
1, 11, 31, 41, 51 GaAs substrate 21 InP substrate 2, 4, 12, 14 MgZnCdS clad layer 22, 24 MgZnCdSe clad layer 32, 34, 42, 44 ZnMgSSe clad layer 52 ZnCdS clad layer 54 CuAl (SSe) clad Layer 3 MgZnCdS active layer 13 ZnCdS active layer 43 ZnSSe or ZnCdS active layer 23 MgZnCdSe active layer 33, 53 ZnSe active layer 5, 15, 25, 35, 45, 55 ZnSTe current blocking layer 6, 7 Contact layer 8, 9 Electrode 10 Ridge part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、活性層の両側をクラッド層で
挟んだダブルヘテロ構造部が設けられ、該クラッド層の
一方がリッジ部を有すると共にそのリッジ部の両側を電
流ブロック層にて挟まれている半導体レーザであって、 該ダブルヘテロ構造部が周期律表II−VI族半導体材料か
らなり、該電流ブロック層がZnSxTe1-x(0<x≦
0.7)からなる半導体レーザ。
1. A double heterostructure portion is provided on a substrate, wherein both sides of an active layer are sandwiched by cladding layers, and one of the cladding layers has a ridge portion and both sides of the ridge portion are sandwiched by current blocking layers. In this semiconductor laser, the double heterostructure portion is made of a II-VI group semiconductor material of the periodic table, and the current blocking layer is ZnS x Te 1-x (0 <x ≦
A semiconductor laser composed of 0.7).
【請求項2】 前記活性層が2.3eV以上のバンドギ
ャップエネルギーを有するZnCdSe化合物、ZnS
Se化合物、ZnCdS化合物、ZnSe化合物、Mg
ZnCdS化合物またはMgZnCdSe化合物からな
る請求項1に記載の半導体レーザ。
2. The ZnCdSe compound, ZnS, wherein the active layer has a bandgap energy of 2.3 eV or more.
Se compound, ZnCdS compound, ZnSe compound, Mg
The semiconductor laser according to claim 1, comprising a ZnCdS compound or a MgZnCdSe compound.
【請求項3】 前記基板がGaAsからなり、前記活性
層が2.6eV以上のバンドギャップエネルギーを有
し、かつ、GaAs基板との格子不整合が0.3%以内
である組成のZnSSe化合物、ZnCdS化合物、Z
nSe化合物またはMgZnCdS化合物からなる請求
項1に記載の半導体レーザ。
3. A ZnSSe compound having a composition in which the substrate is made of GaAs, the active layer has a band gap energy of 2.6 eV or more, and the lattice mismatch with the GaAs substrate is within 0.3%. ZnCdS compound, Z
The semiconductor laser according to claim 1, comprising an nSe compound or a MgZnCdS compound.
【請求項4】 前記基板がInPからなり、前記活性層
が2.3eV以上のバンドギャップエネルギーを有し、
かつ、InP基板に格子整合する組成のMgZnCdS
e化合物からなる請求項1に記載の半導体レーザ。
4. The substrate is made of InP, and the active layer has a bandgap energy of 2.3 eV or more.
In addition, MgZnCdS having a composition that lattice-matches the InP substrate
The semiconductor laser according to claim 1, which is composed of an e compound.
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