JPH0794831A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0794831A JPH0794831A JP23291593A JP23291593A JPH0794831A JP H0794831 A JPH0794831 A JP H0794831A JP 23291593 A JP23291593 A JP 23291593A JP 23291593 A JP23291593 A JP 23291593A JP H0794831 A JPH0794831 A JP H0794831A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/347—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ系化合物半導体レーザの
光閉じ込め層及び活性層をコヒーレント成長させること
により、従来問題となっていたＣｄＳｅとＺｎＳｅとの
格子不整合が原因で起こる欠陥や、結晶構造の違いによ
りＣｄの組成に制限があるためにキャリア閉じ込めが不
十分であるという欠点を克服し、欠陥を非常に少なく
し、十分なキャリア閉じ込めを可能にする。 【構成】 ＧａＡｓ基板１の上にあるＺｎＳ0.07Ｓｅ
0.93バッファ層２の上に光閉じ込め層であるＺｎＳ0.07
Ｓｅ0.93３及び活性層であるＣｄＳｅ４とＺｎＳｅ５と
を各々２原子層または３原子層を１２回繰り返し積み重
ね、６の層とする。そして光閉じ込め層であるＺｎＳ
0.07Ｓｅ0.93７を積み重ねて７の層とし、ＺｎＳ0.07Ｓ
ｅ0.93バッファ層８を積み重ねる。そして電極９、１０
を取り付けてレーザ構造を形成する。
光閉じ込め層及び活性層をコヒーレント成長させること
により、従来問題となっていたＣｄＳｅとＺｎＳｅとの
格子不整合が原因で起こる欠陥や、結晶構造の違いによ
りＣｄの組成に制限があるためにキャリア閉じ込めが不
十分であるという欠点を克服し、欠陥を非常に少なく
し、十分なキャリア閉じ込めを可能にする。 【構成】 ＧａＡｓ基板１の上にあるＺｎＳ0.07Ｓｅ
0.93バッファ層２の上に光閉じ込め層であるＺｎＳ0.07
Ｓｅ0.93３及び活性層であるＣｄＳｅ４とＺｎＳｅ５と
を各々２原子層または３原子層を１２回繰り返し積み重
ね、６の層とする。そして光閉じ込め層であるＺｎＳ
0.07Ｓｅ0.93７を積み重ねて７の層とし、ＺｎＳ0.07Ｓ
ｅ0.93バッファ層８を積み重ねる。そして電極９、１０
を取り付けてレーザ構造を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＧａＡｓ基板上に結晶成
長させた半導体レーザの構造に関するものである。
長させた半導体レーザの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＧａＡｓ基板上にＺｎ、Ｃｄ、
Ｓｅ、Ｓの混晶を結晶成長させて作製されたレーザ構造
を有する半導体の中には、液体窒素温度で連続レーザ発
振、もしくは、室温においてパルス発振することが報告
されている（大川和宏・三露常男、応用物理第６２巻第
２号（１９９３））。従来のレーザ構造を図４に示す。
図４は、従来のレーザ構造を示す断面図である。図４に
おいて、３２はｎ型またはｐ型ＧａＡｓ基板、３３はｎ
型またはｐ型ＺｎＳｅ層、３４および３８はＧａＡｓ基
板とレーザ構造との間の格子不整合を減少するために設
けられるｐ型およびｎ型Ｚｎ（Ｓ）Ｓｅバッファ層
（（Ｓ）は入れる場合と入れない場合があることを示し
ている）、３５、３７はアンドープＺｎ（Ｓ）Ｓｅ光閉
じ込め層、３６は３５よりバンドギャップの小さいＣｄ
Ｚｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶より成る活性層である。３９、４０
はｎ型またはｐ型電極である。上記図２に示したレーザ
構造を作製する技術として、分子線エピタキシ法や有機
金属気相エピタキシ法が広く用いられている。
Ｓｅ、Ｓの混晶を結晶成長させて作製されたレーザ構造
を有する半導体の中には、液体窒素温度で連続レーザ発
振、もしくは、室温においてパルス発振することが報告
されている（大川和宏・三露常男、応用物理第６２巻第
２号（１９９３））。従来のレーザ構造を図４に示す。
図４は、従来のレーザ構造を示す断面図である。図４に
おいて、３２はｎ型またはｐ型ＧａＡｓ基板、３３はｎ
型またはｐ型ＺｎＳｅ層、３４および３８はＧａＡｓ基
板とレーザ構造との間の格子不整合を減少するために設
けられるｐ型およびｎ型Ｚｎ（Ｓ）Ｓｅバッファ層
（（Ｓ）は入れる場合と入れない場合があることを示し
ている）、３５、３７はアンドープＺｎ（Ｓ）Ｓｅ光閉
じ込め層、３６は３５よりバンドギャップの小さいＣｄ
Ｚｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶より成る活性層である。３９、４０
はｎ型またはｐ型電極である。上記図２に示したレーザ
構造を作製する技術として、分子線エピタキシ法や有機
金属気相エピタキシ法が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示して
ある従来のレーザ構造ではＧａＡｓ基板３２と前記記載
のレーザ構造３２〜３４との間に存在する格子不整合の
ために、レーザ構造中に格子緩和による欠が導入され、
結晶の品質、または結晶性が低下し、それによって歩留
まり率が下がる欠点が存在する。また、原料を同時に供
給する従来の技術では、ＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶中の、
カドミウムの組成は、ＺｎＳｅとＣｄＳｅとの間の格子
不整合や、ＣｄＳｅのバルクの結晶構造がウルツ鉱構造
をとることにより、０．３以下に限られており（Ｚ．Ｐ
ｅｎｇ，ｅｔ，ａｌ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３１（１９９２）Ｌ１５８３）、そのために十分な
光およびキャリア閉じ込めができないという欠点があ
る。
ある従来のレーザ構造ではＧａＡｓ基板３２と前記記載
のレーザ構造３２〜３４との間に存在する格子不整合の
ために、レーザ構造中に格子緩和による欠が導入され、
結晶の品質、または結晶性が低下し、それによって歩留
まり率が下がる欠点が存在する。また、原料を同時に供
給する従来の技術では、ＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶中の、
カドミウムの組成は、ＺｎＳｅとＣｄＳｅとの間の格子
不整合や、ＣｄＳｅのバルクの結晶構造がウルツ鉱構造
をとることにより、０．３以下に限られており（Ｚ．Ｐ
ｅｎｇ，ｅｔ，ａｌ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３１（１９９２）Ｌ１５８３）、そのために十分な
光およびキャリア閉じ込めができないという欠点があ
る。
【０００４】本発明は上記欠点を克服するものであり、
レーザ構造中のＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶を二次元成長さ
せることにより格子緩和による欠陥をなくし、信頼性の
高いレーザ構造を得ることを目的とするものである。ま
た、ＺｎＳｅ結晶上ではＣｄＳｅ結晶は４原子層までは
閃亜鉛鉱構造をとることを利用して、上記混晶中のカド
ミウムの組成を０．３より大きくでき、光およびキャリ
アの閉じ込めを向上させることを目的とするものであ
る。
レーザ構造中のＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ混晶を二次元成長さ
せることにより格子緩和による欠陥をなくし、信頼性の
高いレーザ構造を得ることを目的とするものである。ま
た、ＺｎＳｅ結晶上ではＣｄＳｅ結晶は４原子層までは
閃亜鉛鉱構造をとることを利用して、上記混晶中のカド
ミウムの組成を０．３より大きくでき、光およびキャリ
アの閉じ込めを向上させることを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体レーザの作製は、分子線エピタキシ
装置を用い、分子線エピタキシ法により行われるもので
ある。上記方法を用いる際、結晶成長中にＲＨＥＥＤ像
の構造や明るさが成長表面の原子の配列及び組成によっ
て変化するという現象、すなわちＲＨＥＥＤ振動を利用
して膜厚を原子層単位で制御し、原子層単位の周期構造
を作製する。
に、本発明の半導体レーザの作製は、分子線エピタキシ
装置を用い、分子線エピタキシ法により行われるもので
ある。上記方法を用いる際、結晶成長中にＲＨＥＥＤ像
の構造や明るさが成長表面の原子の配列及び組成によっ
て変化するという現象、すなわちＲＨＥＥＤ振動を利用
して膜厚を原子層単位で制御し、原子層単位の周期構造
を作製する。
【０００６】
【作用】本発明は、上記の方法によりＺｎＳｅやＣｄＳ
ｅの薄膜を原子層単位の厚さで制御し、ＧａＡｓ基板と
格子不整合をしている結晶を二次元成長させることによ
り格子緩和がなくなり、欠陥が少なくなるので、歩留ま
り率の大きい信頼性の高いレーザ構造を得ることを可能
にするものである。
ｅの薄膜を原子層単位の厚さで制御し、ＧａＡｓ基板と
格子不整合をしている結晶を二次元成長させることによ
り格子緩和がなくなり、欠陥が少なくなるので、歩留ま
り率の大きい信頼性の高いレーザ構造を得ることを可能
にするものである。
【０００７】
【実施例】（実施例１）本発明の結晶成長方法とレーザ
構造について図面を参照しながら説明する。
構造について図面を参照しながら説明する。
【０００８】図１は上記発明のレーザ構造をを示す図で
ある。このレーザは光閉じ込め層４と活性層７とを交互
に周期的に積み重ねることによって多重量子井戸を形成
し、かつ活性層７がＺｎＳｅ５、ＣｄＳｅ６それぞれ数
原子層ずつから構成されていることを特徴とする。
ある。このレーザは光閉じ込め層４と活性層７とを交互
に周期的に積み重ねることによって多重量子井戸を形成
し、かつ活性層７がＺｎＳｅ５、ＣｄＳｅ６それぞれ数
原子層ずつから構成されていることを特徴とする。
【０００９】図２は上記発明のレーザ構造を作製する、
分子線エピタキシ装置を示す図である。分子線エピタキ
シ装置については従来と同じである。上記発明のレーザ
構造は、以下に示す原子層エピタキシ法により作製され
る。
分子線エピタキシ装置を示す図である。分子線エピタキ
シ装置については従来と同じである。上記発明のレーザ
構造は、以下に示す原子層エピタキシ法により作製され
る。
【００１０】図３は活性層及び光閉じ込め層を作製する
際の、各セルのシャッタの開閉の時刻に対する関係を表
した図である。
際の、各セルのシャッタの開閉の時刻に対する関係を表
した図である。
【００１１】以下に本発明のレーザ構造の作製方法を説
明する。図２において、結晶成長を開始する前に、Ｇａ
Ａｓ（００１）基板２１の温度を５８０℃まで上げ、５
分間かけてＧａＡｓ（００１）基板２１表面に付着して
いる酸化膜の除去を行う。ＧａＡｓ（００１）基板２１
は、Ｍｏブロック２２上にインジウムを使って貼り付け
られている。分子線フラックスは基板近傍にあるヌード
イオンゲージ３８により測定する。Ｚｎの分子線フラッ
クスが５×１０ー7Ｔｏｒｒ、Ｓｅの分子線フラックスが
７×１０ー7Ｔｏｒｒ、Ｃｄの分子線フラックスが５×１
０ー7Ｔｏｒｒ、ＺｎＳの分子線フラックスが０．５×１
０ー7Ｔｏｒｒになるように、Ｚｎのセル２３を２８０
℃、Ｓｅのセル２４を１６２℃、Ｃｄのセル２５を１７
０℃、ＺｎＳのセル２６を８００℃に設定する。
明する。図２において、結晶成長を開始する前に、Ｇａ
Ａｓ（００１）基板２１の温度を５８０℃まで上げ、５
分間かけてＧａＡｓ（００１）基板２１表面に付着して
いる酸化膜の除去を行う。ＧａＡｓ（００１）基板２１
は、Ｍｏブロック２２上にインジウムを使って貼り付け
られている。分子線フラックスは基板近傍にあるヌード
イオンゲージ３８により測定する。Ｚｎの分子線フラッ
クスが５×１０ー7Ｔｏｒｒ、Ｓｅの分子線フラックスが
７×１０ー7Ｔｏｒｒ、Ｃｄの分子線フラックスが５×１
０ー7Ｔｏｒｒ、ＺｎＳの分子線フラックスが０．５×１
０ー7Ｔｏｒｒになるように、Ｚｎのセル２３を２８０
℃、Ｓｅのセル２４を１６２℃、Ｃｄのセル２５を１７
０℃、ＺｎＳのセル２６を８００℃に設定する。
【００１２】その後、ＧａＡｓ（００１）基板２１の温
度を３００℃に設定する。そして、ドーピング材料とし
てＺｎＣｌ2のセル２８を１２０℃に加熱し、ラジカル
Ｎ2セル２７に関してＲＦパワーを２００Ｗ、流量を
０．０１５ｓｃｃｍに設定する。まず最初に図１におけ
るｎ型ＧａＡｓ（００１）基板１の上にＣｌドープのｎ
型ＺｎＳｅ２を１ｎｍ積むためにＺｎセル２３のシャッ
タ２９とＳｅセル２４のシャッタ３０及びＺｎＣｌ2セ
ル２８のシャッタ３４を２０秒間開ける。ｎ型ＧａＡｓ
（００１）基板１と格子整合した、ＺｎとＳとＳｅの組
成比がＺｎ：Ｓ：Ｓｅ＝１：０．０７：０．９３である
Ｃｌドープのｎ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93バッファ層３を積
むために１時間Ｚｎセル２３のシャッタ２９、Ｓｅセル
２４のシャッタ３０、ＺｎＳセル２６のシャッタ３２、
ＺｎＣｌ2セル２８のシャッタ３４、基板のシャッタ３
５を開け、結晶成長させる。その後、シャッタ２９、３
０、３２、３４を閉じる。
度を３００℃に設定する。そして、ドーピング材料とし
てＺｎＣｌ2のセル２８を１２０℃に加熱し、ラジカル
Ｎ2セル２７に関してＲＦパワーを２００Ｗ、流量を
０．０１５ｓｃｃｍに設定する。まず最初に図１におけ
るｎ型ＧａＡｓ（００１）基板１の上にＣｌドープのｎ
型ＺｎＳｅ２を１ｎｍ積むためにＺｎセル２３のシャッ
タ２９とＳｅセル２４のシャッタ３０及びＺｎＣｌ2セ
ル２８のシャッタ３４を２０秒間開ける。ｎ型ＧａＡｓ
（００１）基板１と格子整合した、ＺｎとＳとＳｅの組
成比がＺｎ：Ｓ：Ｓｅ＝１：０．０７：０．９３である
Ｃｌドープのｎ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93バッファ層３を積
むために１時間Ｚｎセル２３のシャッタ２９、Ｓｅセル
２４のシャッタ３０、ＺｎＳセル２６のシャッタ３２、
ＺｎＣｌ2セル２８のシャッタ３４、基板のシャッタ３
５を開け、結晶成長させる。その後、シャッタ２９、３
０、３２、３４を閉じる。
【００１３】その直後に、Ｚｎセル２３のシャッタ２９
とＳｅセル２４のシャッタ３０及びＺｎＳセル２６のシ
ャッタ３２を同時に開け、２０分間そのままにしておく
（図３（ａ））。
とＳｅセル２４のシャッタ３０及びＺｎＳセル２６のシ
ャッタ３２を同時に開け、２０分間そのままにしておく
（図３（ａ））。
【００１４】ＲＨＥＥＤ蛍光板３７上においてＲＨＥＥ
Ｄ像のスペキュラースポットの強度変化を１２０回観測
し、アンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４を結
晶成長させ、Ｚｎセル２３とＳｅセル２４のシャッタ及
びＺｎＳセル２６のシャッタ２９、３０、３２を同時に
閉じる。Ｚｎセル２３とＳｅセル２４及びＺｎＳセル２
６のシャッタ２９、３０、３２を閉じると同時に、今度
はＣｄセル２５及びＳｅセル２４のシャッタ２９、３０
を１０秒間開け、ＣｄＳｅ２原子層５を結晶成長させる
（図３（ｂ））。
Ｄ像のスペキュラースポットの強度変化を１２０回観測
し、アンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４を結
晶成長させ、Ｚｎセル２３とＳｅセル２４のシャッタ及
びＺｎＳセル２６のシャッタ２９、３０、３２を同時に
閉じる。Ｚｎセル２３とＳｅセル２４及びＺｎＳセル２
６のシャッタ２９、３０、３２を閉じると同時に、今度
はＣｄセル２５及びＳｅセル２４のシャッタ２９、３０
を１０秒間開け、ＣｄＳｅ２原子層５を結晶成長させる
（図３（ｂ））。
【００１５】そのとき、ＲＨＥＥＤ像のスペキュラース
ポットの強度が上記ＣｄＳｅ成長開始後２回目の極大の
ときにシャッタの開閉を行うようにする。その次にＲＨ
ＥＥＤ像のスペキュラースポットの強度の変化をチェッ
クしながらＺｎセル２３のシャッタ２９及びＳｅセル２
４のシャッタ３０を１０秒間開け、ＺｎＳｅ３原子層６
を結晶成長させる（図３（ｃ））。
ポットの強度が上記ＣｄＳｅ成長開始後２回目の極大の
ときにシャッタの開閉を行うようにする。その次にＲＨ
ＥＥＤ像のスペキュラースポットの強度の変化をチェッ
クしながらＺｎセル２３のシャッタ２９及びＳｅセル２
４のシャッタ３０を１０秒間開け、ＺｎＳｅ３原子層６
を結晶成長させる（図３（ｃ））。
【００１６】上記ＣｄＳｅ２原子層５とＺｎＳｅ３原子
層６を交互に結晶成長させる動作を１２回繰り返し、
｛（ＺｎＳｅ）3（ＣｄＳｅ）2｝12からなる厚さ１４０
ｎｍの活性層７を作製した後（図３（ｄ））、再びＺｎ
セル２３とＳｅセル２４のシャッタ２９、３０を同時に
開け、ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４を結晶成長さ
せる（図３（ｅ））。このようにして、光閉じ込め層で
あるＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４と、活性層であ
るＣｄＳｅ２原子層５とＺｎＳｅ３原子層６とが１２回
重なっている層７を６周期結晶成長させ、多重量子井戸
構造８を作製する。そして、その後ラジカルＮ2セル２
７のシャッタ３３およびＺｎセル２３とＳｅセル２４、
ＺｎＳセル２６のシャッタ２９、３０、３２を１時間開
けてｐ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93層を結晶成長させる（図３
（ｆ））。その後、すべてのシャッターを閉じて結晶成
長を終了する。
層６を交互に結晶成長させる動作を１２回繰り返し、
｛（ＺｎＳｅ）3（ＣｄＳｅ）2｝12からなる厚さ１４０
ｎｍの活性層７を作製した後（図３（ｄ））、再びＺｎ
セル２３とＳｅセル２４のシャッタ２９、３０を同時に
開け、ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４を結晶成長さ
せる（図３（ｅ））。このようにして、光閉じ込め層で
あるＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層４と、活性層であ
るＣｄＳｅ２原子層５とＺｎＳｅ３原子層６とが１２回
重なっている層７を６周期結晶成長させ、多重量子井戸
構造８を作製する。そして、その後ラジカルＮ2セル２
７のシャッタ３３およびＺｎセル２３とＳｅセル２４、
ＺｎＳセル２６のシャッタ２９、３０、３２を１時間開
けてｐ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93層を結晶成長させる（図３
（ｆ））。その後、すべてのシャッターを閉じて結晶成
長を終了する。
【００１７】最後に、上記レーザ構造１〜９にｎ型およ
びｐ型電極１０、１１をつけて半導体レーザを作製す
る。
びｐ型電極１０、１１をつけて半導体レーザを作製す
る。
【００１８】上記レーザ構造の特性は、室温での発振波
長が５３０ｎｍであり、活性層のカドミウムの組成は４
０％である。伝導帯のバンドオフセットは１２８ｍｅＶ
であり、従来のレーザ構造より３０％改善されており、
従来よりも高効率のキャリア閉じ込め、光閉じ込めが実
現し、しきい値電流、しきい値電圧が下がる。また、フ
ォトルミネッセンスやＸ線回折等の実験から、格子緩和
による欠陥はほとんど見られず、良好な結晶性を上記の
レーザ構造は示している。
長が５３０ｎｍであり、活性層のカドミウムの組成は４
０％である。伝導帯のバンドオフセットは１２８ｍｅＶ
であり、従来のレーザ構造より３０％改善されており、
従来よりも高効率のキャリア閉じ込め、光閉じ込めが実
現し、しきい値電流、しきい値電圧が下がる。また、フ
ォトルミネッセンスやＸ線回折等の実験から、格子緩和
による欠陥はほとんど見られず、良好な結晶性を上記の
レーザ構造は示している。
【００１９】（実施例２）上記（実施例１）と同じ方法
で、今度は活性層５を結晶成長させるのに、ＲＨＥＥＤ
像のスペキュラースポットの強度変化をチェックしなが
ら、Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＣｄセル２５のシャ
ッタ３１及びＳｅセル２４のシャッタ３０を６秒間開
け、Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅ４原子層を成長させる。次に、
Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＳｅセル２４のシャッタ
３０を同時に１０秒間開け、ＺｎＳｅ２原子層を成長さ
せる。この動作を１２回繰り返し、｛（Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5
Ｓｅ） 4（ＺｎＳｅ）2｝12からなる活性層７を作製す
る。実施例１と異なるのは活性層のＣｄＳｅの代わりに
Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅを用いることである。
で、今度は活性層５を結晶成長させるのに、ＲＨＥＥＤ
像のスペキュラースポットの強度変化をチェックしなが
ら、Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＣｄセル２５のシャ
ッタ３１及びＳｅセル２４のシャッタ３０を６秒間開
け、Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅ４原子層を成長させる。次に、
Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＳｅセル２４のシャッタ
３０を同時に１０秒間開け、ＺｎＳｅ２原子層を成長さ
せる。この動作を１２回繰り返し、｛（Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5
Ｓｅ） 4（ＺｎＳｅ）2｝12からなる活性層７を作製す
る。実施例１と異なるのは活性層のＣｄＳｅの代わりに
Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅを用いることである。
【００２０】上記の方法で作製される半導体レーザは、
発振波長が５２０ｎｍという特性を持ち、活性層のカド
ミウムの組成は３３％である。伝導帯のバンドオフセッ
トは１０７ｍｅＶであり、従来のレーザ構造より１０％
大きく、従来のレーザ構造よりもさらに高効率のキャリ
ア閉じ込め、光閉じ込めが実現し、しきい値電流、しき
い値電圧が下がる。
発振波長が５２０ｎｍという特性を持ち、活性層のカド
ミウムの組成は３３％である。伝導帯のバンドオフセッ
トは１０７ｍｅＶであり、従来のレーザ構造より１０％
大きく、従来のレーザ構造よりもさらに高効率のキャリ
ア閉じ込め、光閉じ込めが実現し、しきい値電流、しき
い値電圧が下がる。
【００２１】（実施例３）上記（実施例１）と同じ方法
で、今度は活性層５を結晶成長させるのに、ＲＨＥＥＤ
像のスペキュラースポットの強度変化をチェックしなが
ら、Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＣｄセル２５のシャ
ッタ３１及びＳｅセル２４のシャッタ３０を６秒間開
け、（Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅ）４原子層を成長させる。次
に、Ｃｄセル２３のシャッタ２９とＳｅセル２２のシャ
ッタ２８を同時に１０秒間開け、ＣｄＳｅ２原子層を成
長させる。この動作を１２回繰り返し、｛（Ｃｄ0.5Ｚ
ｎ0.5Ｓｅ）4（ＣｄＳｅ）2｝12からなる活性層７を作
製する。
で、今度は活性層５を結晶成長させるのに、ＲＨＥＥＤ
像のスペキュラースポットの強度変化をチェックしなが
ら、Ｚｎセル２３のシャッタ２９とＣｄセル２５のシャ
ッタ３１及びＳｅセル２４のシャッタ３０を６秒間開
け、（Ｃｄ0.5Ｚｎ0.5Ｓｅ）４原子層を成長させる。次
に、Ｃｄセル２３のシャッタ２９とＳｅセル２２のシャ
ッタ２８を同時に１０秒間開け、ＣｄＳｅ２原子層を成
長させる。この動作を１２回繰り返し、｛（Ｃｄ0.5Ｚ
ｎ0.5Ｓｅ）4（ＣｄＳｅ）2｝12からなる活性層７を作
製する。
【００２２】上記の方法で作製される半導体レーザは、
発振波長が６２０ｎｍという特性を持ち、活性層のカド
ミウムの組成は６７％である。伝導帯のバンドオフセッ
トは３５１ｎｍであり、従来のレーザ構造より２００％
大きく、従来のレーザ構造よりもさらに高効率のキャリ
ア閉じ込め、光閉じ込めが実現し、しきい値電流、しき
い値電圧が下がる。
発振波長が６２０ｎｍという特性を持ち、活性層のカド
ミウムの組成は６７％である。伝導帯のバンドオフセッ
トは３５１ｎｍであり、従来のレーザ構造より２００％
大きく、従来のレーザ構造よりもさらに高効率のキャリ
ア閉じ込め、光閉じ込めが実現し、しきい値電流、しき
い値電圧が下がる。
【００２３】なお、活性層の組成（ＺｎＳｅ）n（Ｃｄ
Ｓｅ）mについてその他の（ｍ，ｎ）に関する特性は、
（表１）に記されている。
Ｓｅ）mについてその他の（ｍ，ｎ）に関する特性は、
（表１）に記されている。
【００２４】また、上記の実施例ではｎ型ＧａＡｓ（０
０１）基板の上にｎ型ＺｎＳ０.０７Ｓｅ０．９３バッ
ファ層を積んだが、ｎ型ＧａＡｓ（００１）基板の上に
上記のレーザ構造を成長させても上記（実施例１）、
（実施例２）と同じ特性が得られる。
０１）基板の上にｎ型ＺｎＳ０.０７Ｓｅ０．９３バッ
ファ層を積んだが、ｎ型ＧａＡｓ（００１）基板の上に
上記のレーザ構造を成長させても上記（実施例１）、
（実施例２）と同じ特性が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では従来よ
りもキャリア及び光閉じ込めが効率よく行われ、しきい
値電流、しきい値電圧が低く、かつ欠陥が少ないレーザ
構造を得ることができ、信頼性の高い半導体レーザを提
供できる。
りもキャリア及び光閉じ込めが効率よく行われ、しきい
値電流、しきい値電圧が低く、かつ欠陥が少ないレーザ
構造を得ることができ、信頼性の高い半導体レーザを提
供できる。
【図１】本発明の半導体レーザの（実施例１）における
断面図及びその拡大図
断面図及びその拡大図
【図２】図１の半導体レーザを作製するために使用した
分子線エピタキシ装置の概略図
分子線エピタキシ装置の概略図
【図３】活性層及び光閉じ込め層を作製する際の、各セ
ルのシャッタの開閉の時刻に対する関係図
ルのシャッタの開閉の時刻に対する関係図
【図４】従来の半導体レーザの断面図
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４ アンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１２０原子層 ５ ＣｄＳｅ２原子層 ６ ＺｎＳｅ３原子層 ７ ４、５の層の１１回繰り返し層 ８ ３、４、５、６の層の６回繰り返し層 １２ ｎ型ＧａＡｓ（００１）基板 １４ Ｚｎセル １５ Ｓｅセル １６ Ｃｄセル １７ ＺｎＳセル １８ ラジカルＮ2セル １９ ＺｎＣｌ2セル ２７ ＲＨＥＥＤ電子銃 ２８ ＲＨＥＥＤ蛍光板 ３１ 成長室 ３２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３５ アンドープＺｎ（Ｓ）Ｓｅ光閉じ込め層 ３６ アンドープＣｄＺｎ（Ｓ）Ｓｅ活性層 ３７ アンドープＺｎ（Ｓ）Ｓｅ光閉じ込め層
Claims (5)
- 【請求項１】ＧａＡｓ基板上に光閉じ込め層として形成
したＺｎＳxＳｅ1-x（０≦ｘ≦１）の層と、前記光閉じ
込め層の上にＺｎＳｅをｍ層、ＣｄＳｅをｎ層交互に繰
り返して積み重ねた層｛（ＺｎＳｅ）n（ＣｄＳｅ）m｝
（１≦ｎ≦４、１≦ｍ≦４）からなる活性層と、前記活
性層の上に構成されるＺｎＳxＳｅ1-x（０≦ｘ≦１）を
含む光閉じ込め層を有することを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】光閉じ込め層ＺｎＳxＳｅ1-x（０≦ｘ≦
１）は、ＺｎＳをｍ層、ＺｎＳｅをｎ層交互に繰り返し
て積み重ねた層｛（ＺｎＳ）m（ＺｎＳｅ）n｝（１≦ｎ
≦４、１≦ｍ≦４）を用いることを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】光閉じ込め層ＺｎＳxＳｅ1-x（０≦ｘ≦
１）は、（ＺｎＳyＳｅ1 -y）（０≦ｙ≦１）をｍ層、Ｚ
ｎＳｅをｎ層交互に繰り返して積み重ねた層｛（ＺｎＳ
yＳｅ1-y）m（ＺｎＳｅ）n｝（１≦ｎ≦４、１≦ｍ≦
４）を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体レ
ーザ。 - 【請求項４】活性層｛（ＺｎＳｅ）n（ＣｄＳｅ）m｝
（１≦ｎ≦４、１≦ｍ≦４）には、ＣｄtＺｎ1ーtＳｅ
（０≦ｔ≦１）をｎ層、ＣｄＳｅをｍ層交互に繰り返し
て積み重ねた層｛（ＣｄtＺｎ1ーtＳｅ）n（ＣｄＳ
ｅ）m｝を用いることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ。 - 【請求項５】活性層には、｛（ＣｄtＺｎ1ーtＳｅ）
n（ＺｎＳｅ）m｝を用いることを特徴とする請求項１記
載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291593A JPH0794831A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291593A JPH0794831A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794831A true JPH0794831A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16946836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23291593A Pending JPH0794831A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794831A (ja) |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23291593A patent/JPH0794831A/ja active Pending
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