JPH0815229B2 - 埋め込み型半導体レ−ザ - Google Patents
埋め込み型半導体レ−ザInfo
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- JPH0815229B2 JPH0815229B2 JP20376986A JP20376986A JPH0815229B2 JP H0815229 B2 JPH0815229 B2 JP H0815229B2 JP 20376986 A JP20376986 A JP 20376986A JP 20376986 A JP20376986 A JP 20376986A JP H0815229 B2 JPH0815229 B2 JP H0815229B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は不純物導入により導波路構造を形成した量子
井戸半導体レーザに係り、特に電流−光出力特性の改善
可能な埋め込み型半導体レーザに関する。
井戸半導体レーザに係り、特に電流−光出力特性の改善
可能な埋め込み型半導体レーザに関する。
（従来の技術） 量子井戸半導体レーザは通常の二重ヘテロ接合半導体
レーザに比し、効率、温度特性の改善が可能であり、ま
た不純物導入により埋め込みヘテロ接合の形成が可能で
あるという特徴を有する。量子井戸とは所謂二重ヘテロ
接合の活性層をキャリヤの物質波波長程度まで薄く形成
したものである。
レーザに比し、効率、温度特性の改善が可能であり、ま
た不純物導入により埋め込みヘテロ接合の形成が可能で
あるという特徴を有する。量子井戸とは所謂二重ヘテロ
接合の活性層をキャリヤの物質波波長程度まで薄く形成
したものである。
以下AlGaAs系の量子井戸半導体レーザを例にとって説
明を行っていく。
明を行っていく。
まづ、量子井戸半導体レーザ及びその不純物導入によ
る導波路の形成について簡単に説明を行う。第４図は量
子井戸半導体レーザの量子井戸活性層及び不純物導入領
域の境界部分を抜き出した図である。図中32の部分が量
子井戸活性層であり、量子井戸は322,324の２つの層で
ある。量子井戸はこの場合のように複数あっても良く、
そのポテンシャル幅、深さ等により最適な数を選択する
ことができる。AlGaAs系材料による量子井戸活性層の例
として、322,324の量子井戸をGaAs,321,323,325のバリ
ア層をAl0.22Ga0.78Asで厚さが50Åとする。その場合量
子井戸の幅（厚さ）が約250Å程度以下になるとキャリ
ヤの錯乱によるエネルギーのゆらぎより量子化されるエ
ネルギー量の方が大きくなり所蝟量子サイズ効果を得る
ことができる。その結果図の（ｃ）に示すような量子化
レベルEg′が形成され、量子化されていないときの禁制
帯幅より、△Fg分だけ大きな禁制帯幅と等価なエネルギ
ーレベルになる。量子化レベルEg′が形成されると、そ
のエネルギーレベルにおける状態密度が高まり、結果と
して発光効率の向上等が可能になる。このとき、量子井
戸活性層32の厚さは高々数100Åであり、結晶中のレー
ザ発振光の波長よりかなり小さな値となる。そのため半
導体レーザとして動作させる場合、量子井戸活性層32近
傍にレーザー光を十分閉じ込めることが難しくなり、レ
ーザ発振の発振しきい値の上昇、発振効率の低下が起こ
り易い。そこで一般に量子井戸半導体レーザでは量子井
戸活性層に近接して光ガイド層を設け、レーザー光を量
子井戸活性層近傍に集中させる構造を用いることが多
い。第４図において、31,33が光ガイド層であり、2,4は
光閉じ込めを行うクラッド層である。
る導波路の形成について簡単に説明を行う。第４図は量
子井戸半導体レーザの量子井戸活性層及び不純物導入領
域の境界部分を抜き出した図である。図中32の部分が量
子井戸活性層であり、量子井戸は322,324の２つの層で
ある。量子井戸はこの場合のように複数あっても良く、
そのポテンシャル幅、深さ等により最適な数を選択する
ことができる。AlGaAs系材料による量子井戸活性層の例
として、322,324の量子井戸をGaAs,321,323,325のバリ
ア層をAl0.22Ga0.78Asで厚さが50Åとする。その場合量
子井戸の幅（厚さ）が約250Å程度以下になるとキャリ
ヤの錯乱によるエネルギーのゆらぎより量子化されるエ
ネルギー量の方が大きくなり所蝟量子サイズ効果を得る
ことができる。その結果図の（ｃ）に示すような量子化
レベルEg′が形成され、量子化されていないときの禁制
帯幅より、△Fg分だけ大きな禁制帯幅と等価なエネルギ
ーレベルになる。量子化レベルEg′が形成されると、そ
のエネルギーレベルにおける状態密度が高まり、結果と
して発光効率の向上等が可能になる。このとき、量子井
戸活性層32の厚さは高々数100Åであり、結晶中のレー
ザ発振光の波長よりかなり小さな値となる。そのため半
導体レーザとして動作させる場合、量子井戸活性層32近
傍にレーザー光を十分閉じ込めることが難しくなり、レ
ーザ発振の発振しきい値の上昇、発振効率の低下が起こ
り易い。そこで一般に量子井戸半導体レーザでは量子井
戸活性層に近接して光ガイド層を設け、レーザー光を量
子井戸活性層近傍に集中させる構造を用いることが多
い。第４図において、31,33が光ガイド層であり、2,4は
光閉じ込めを行うクラッド層である。
第４図（ｂ）の６の領域は不純物導入を行った領域で
あり、不純物としては例えばZn,Siを用い熱拡散あるい
はイオン注入と熱処理というような手法を用いて導入す
る。このとき、各々の層を形成する結晶より、Ga,Al等
の構成原子が移動し易くなることが知られており、その
結果同図（ａ）に示すように、各層の配列秩序が乱さ
れ、なめらかに連続した結晶構成が得られるようにな
る。そして量子井戸状態のときの量子化レベルに対応す
る波長に対し、量子井戸状態よりも屈折率の低い結晶層
となることも知られている。この現象を利用して光導波
路を形成することが可能である。即ち、所定の幅の量子
井戸層を除いてその両側に不純物導入を行うことによ
り、不純物導入していない領域の両側面の屈折率を低下
させ、光導波路とすることができる。
あり、不純物としては例えばZn,Siを用い熱拡散あるい
はイオン注入と熱処理というような手法を用いて導入す
る。このとき、各々の層を形成する結晶より、Ga,Al等
の構成原子が移動し易くなることが知られており、その
結果同図（ａ）に示すように、各層の配列秩序が乱さ
れ、なめらかに連続した結晶構成が得られるようにな
る。そして量子井戸状態のときの量子化レベルに対応す
る波長に対し、量子井戸状態よりも屈折率の低い結晶層
となることも知られている。この現象を利用して光導波
路を形成することが可能である。即ち、所定の幅の量子
井戸層を除いてその両側に不純物導入を行うことによ
り、不純物導入していない領域の両側面の屈折率を低下
させ、光導波路とすることができる。
このようにして量子井戸構造では不純物導入によりヘ
テロ接合を選択的に形成することが可能であり、しかも
その形成が結晶内部での組成操作によるため通常行われ
るような再成長による埋め込みヘテロ接合の形成よりも
界面品質の優れたヘテロ接合を得ることができる。
テロ接合を選択的に形成することが可能であり、しかも
その形成が結晶内部での組成操作によるため通常行われ
るような再成長による埋め込みヘテロ接合の形成よりも
界面品質の優れたヘテロ接合を得ることができる。
このような特徴を利用して不純物導入による埋め込み
型量子井戸半導体レーザが実現されている。第５図、第
６図にその例を示す。第５図は、半導体基板１の導電形
と不純物導入による導電形が逆の場合、第６図は同じ場
合のそれぞれ従来例である。これらの構造では前述した
ような光学的な閉じ込めの他に電流の閉じ込めも可能で
ある。これらの例でPn接合は、第５図の場合２と４及び
６の間の領域、第６図の場合４と２及び６の間の領域と
なるが、量子井戸活性層３に接したPn接合と不純物導入
領域６とクラッド層２（または４）の接するPn接合との
間には、ほぼ禁制帯幅の差に相当する量の拡散電位の差
がある。このため２つのPn接合の間には同程度のバイア
ス電圧に対して流れる電流密度の格差が生じる。これに
より量子井戸活性層の禁制帯幅に比しクラッド層２及び
４の禁制帯幅を十分大きくとることで電流の閉じ込めも
行えるようになる。また、第６図の場合５のオーミック
コンタクト層が６の領域に接していないのは、この層に
形成されるPn接合の拡散電位がクラッド層に形成される
Pn接合の拡散電位より小さい場合が多く、無効電流を大
きくさせる可能性があるからである。このように、第５
図、第６図に示した構造は光及び電流の閉じ込めを可能
にするものである。
型量子井戸半導体レーザが実現されている。第５図、第
６図にその例を示す。第５図は、半導体基板１の導電形
と不純物導入による導電形が逆の場合、第６図は同じ場
合のそれぞれ従来例である。これらの構造では前述した
ような光学的な閉じ込めの他に電流の閉じ込めも可能で
ある。これらの例でPn接合は、第５図の場合２と４及び
６の間の領域、第６図の場合４と２及び６の間の領域と
なるが、量子井戸活性層３に接したPn接合と不純物導入
領域６とクラッド層２（または４）の接するPn接合との
間には、ほぼ禁制帯幅の差に相当する量の拡散電位の差
がある。このため２つのPn接合の間には同程度のバイア
ス電圧に対して流れる電流密度の格差が生じる。これに
より量子井戸活性層の禁制帯幅に比しクラッド層２及び
４の禁制帯幅を十分大きくとることで電流の閉じ込めも
行えるようになる。また、第６図の場合５のオーミック
コンタクト層が６の領域に接していないのは、この層に
形成されるPn接合の拡散電位がクラッド層に形成される
Pn接合の拡散電位より小さい場合が多く、無効電流を大
きくさせる可能性があるからである。このように、第５
図、第６図に示した構造は光及び電流の閉じ込めを可能
にするものである。
しかしながら、このような従来のレーザにあっては次
のような欠点があった。
のような欠点があった。
前述したように量子井戸活性層への光閉じ込めを十分
なものとするため、量子井戸活性層に接して光ガイド層
を設ける構造が一般にとられている。ところが光ガイド
層の禁制帯幅は一般にクラッド層より禁制帯幅の狭い材
料によって構成される場合が多く、この部分に形成され
るPn接合を流れる無効電流が生じ易い。この様子を第７
図及び第８図に示す。第７図は半導体基板の導電形と不
純物導入による導電形が逆の場合、第８図は同じ導電形
の場合である。いずれの場合においても不純物導入によ
る導電形と逆の導電形のクラッド層側の光ガイド層部分
で無効電流が生じ易い。図中、Il1,Il2と示した電流が
いずれも無効電流となるが、Il1はクラッド層へ流れる
電流であるためクラッド層の禁制帯幅を十分大きくとる
ことで実質的に抑制することが可能である。しかし、Il
2は光ガイド層へ流れる電流であり、光ガイド効果を保
持するため光ガイド層にあまり禁制帯幅の大きな材料を
用いることができず、その抑制が難しいという欠点があ
った。
なものとするため、量子井戸活性層に接して光ガイド層
を設ける構造が一般にとられている。ところが光ガイド
層の禁制帯幅は一般にクラッド層より禁制帯幅の狭い材
料によって構成される場合が多く、この部分に形成され
るPn接合を流れる無効電流が生じ易い。この様子を第７
図及び第８図に示す。第７図は半導体基板の導電形と不
純物導入による導電形が逆の場合、第８図は同じ導電形
の場合である。いずれの場合においても不純物導入によ
る導電形と逆の導電形のクラッド層側の光ガイド層部分
で無効電流が生じ易い。図中、Il1,Il2と示した電流が
いずれも無効電流となるが、Il1はクラッド層へ流れる
電流であるためクラッド層の禁制帯幅を十分大きくとる
ことで実質的に抑制することが可能である。しかし、Il
2は光ガイド層へ流れる電流であり、光ガイド効果を保
持するため光ガイド層にあまり禁制帯幅の大きな材料を
用いることができず、その抑制が難しいという欠点があ
った。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、このような従来技術のもつ欠点を考慮して
成されたものであり、光ガイド層の活性層への光集中効
果の低減を極力抑え且つ光ガイド層に流れる無効電流を
抑制することのできる不純物導入埋め込み型量子井戸半
導体レーザの提供を目的としている。
成されたものであり、光ガイド層の活性層への光集中効
果の低減を極力抑え且つ光ガイド層に流れる無効電流を
抑制することのできる不純物導入埋め込み型量子井戸半
導体レーザの提供を目的としている。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、量子井戸活性層の両側にある光ガイド層の
うち、導入不純物による導電形と逆の導電形側の光ガイ
ド層、即ち無効電流を生じる側の光ガイド層を他方の光
ガイド層に比し禁制帯幅のより広い材料を用いて構成し
たものである。
うち、導入不純物による導電形と逆の導電形側の光ガイ
ド層、即ち無効電流を生じる側の光ガイド層を他方の光
ガイド層に比し禁制帯幅のより広い材料を用いて構成し
たものである。
また、それぞれの光ガイド層の厚さを非対称にするこ
とで導波される光のピークを量子井戸活性層部分に位置
させることもできる。
とで導波される光のピークを量子井戸活性層部分に位置
させることもできる。
（作 用） 本発明によれば、対称的に光ガイド層の禁制帯幅を大
きくした場合に比し光閉じ込め量の減少が少く、また光
ガイド層の禁制帯幅が狭い場合に比し無効電流の低減が
可能である。そのため良好な光ガイド効果を保持しつつ
無効電流の低減化が可能となる効果を奏する。
きくした場合に比し光閉じ込め量の減少が少く、また光
ガイド層の禁制帯幅が狭い場合に比し無効電流の低減が
可能である。そのため良好な光ガイド効果を保持しつつ
無効電流の低減化が可能となる効果を奏する。
（実施例） 以下本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して説
明する。第１図は導入不純物による導電形と半導体基板
の導電形が逆の場合の実施例、第２図は不純物導入によ
る導電形と半導体基板の導電形が同じ場合の実施例であ
る。２つの実施例の違いは、従来技術で説明してきたよ
うに光ガイド層にPn接合の形成されるのが第１図の場合
下側の光ガイド層31、第２図の場合上側の光ガイド層33
であり、それぞれ禁制帯幅の広い光ガイド層を設ける側
が量子井戸活性層に対して逆になっている点である。ま
た、第２図の場合、オーミックコンタクト層にPn接合が
形成されるのを防ぐためその幅が制限されているが、こ
れは従来技術と同じ理由によるものである。以下従来技
術と同様AlGaAs/GaAs系材料を例にとり、具体的構造例
を示す。
明する。第１図は導入不純物による導電形と半導体基板
の導電形が逆の場合の実施例、第２図は不純物導入によ
る導電形と半導体基板の導電形が同じ場合の実施例であ
る。２つの実施例の違いは、従来技術で説明してきたよ
うに光ガイド層にPn接合の形成されるのが第１図の場合
下側の光ガイド層31、第２図の場合上側の光ガイド層33
であり、それぞれ禁制帯幅の広い光ガイド層を設ける側
が量子井戸活性層に対して逆になっている点である。ま
た、第２図の場合、オーミックコンタクト層にPn接合が
形成されるのを防ぐためその幅が制限されているが、こ
れは従来技術と同じ理由によるものである。以下従来技
術と同様AlGaAs/GaAs系材料を例にとり、具体的構造例
を示す。
第１図において１はGaAs基板、２及び４はクラッド層
であり、例えばAl0.6Ga0.4As混晶とする。５は良好なオ
ーミックコンタクトを得るための層でGaAsを用いる。量
子井戸活性層32には例えば第４図のところで示したよう
に量子井戸（第４図322,324）をGaAsで、70Åの幅と
し、バリア層（第４図321,323,325）をAl0.22Ga0.78As
で50Åの幅とする。光ガイド層31,33としては例えば33
の層をAl0.28Ga0.72Asで750Å、31の層をAl0.48Ga0.52A
sで750Åというように構成する。
であり、例えばAl0.6Ga0.4As混晶とする。５は良好なオ
ーミックコンタクトを得るための層でGaAsを用いる。量
子井戸活性層32には例えば第４図のところで示したよう
に量子井戸（第４図322,324）をGaAsで、70Åの幅と
し、バリア層（第４図321,323,325）をAl0.22Ga0.78As
で50Åの幅とする。光ガイド層31,33としては例えば33
の層をAl0.28Ga0.72Asで750Å、31の層をAl0.48Ga0.52A
sで750Åというように構成する。
そして導入不純物としては、１のGaAs基板がｎ形の場
合、Ｐ形不純物として、例えばZnを用いて熱拡散を行い
６の不純物導入領域を形成する。１のGaAs基板がＰ形の
場合は、ｎ形不純物として、例えばSiを用い熱拡散又は
イオン注入により６の不純物導入領域を形成する。ま
た、各層の導電形としては１のGaAs基板がｎ（Ｐ）形の
場合、２がｎ（Ｐ）形、4,5をＰ（ｎ）形とし、31,32,3
3の各層は特に不純物の添加を行なわない。第２図の実
施例では導入不純物と光ガイド層31,33の構成とを逆に
用いれば良い。
合、Ｐ形不純物として、例えばZnを用いて熱拡散を行い
６の不純物導入領域を形成する。１のGaAs基板がＰ形の
場合は、ｎ形不純物として、例えばSiを用い熱拡散又は
イオン注入により６の不純物導入領域を形成する。ま
た、各層の導電形としては１のGaAs基板がｎ（Ｐ）形の
場合、２がｎ（Ｐ）形、4,5をＰ（ｎ）形とし、31,32,3
3の各層は特に不純物の添加を行なわない。第２図の実
施例では導入不純物と光ガイド層31,33の構成とを逆に
用いれば良い。
第１図に示す実施例では、一方の光ガイド層31がAl0.
48Ga0.52Asで形成され、他方の光ガイド層33がAl0.28Ga
0.72Asで形成されている。これにより光ガイド層31の禁
制帯幅は他方の光ガイド層33の禁制帯幅より広くなり、
その結果、第１図においては不純物導入領域６から光ガ
イド層31へ流れる無効電流の発生を防止することができ
る。
48Ga0.52Asで形成され、他方の光ガイド層33がAl0.28Ga
0.72Asで形成されている。これにより光ガイド層31の禁
制帯幅は他方の光ガイド層33の禁制帯幅より広くなり、
その結果、第１図においては不純物導入領域６から光ガ
イド層31へ流れる無効電流の発生を防止することができ
る。
ここで禁制帯幅の広い光ガイド層の結晶組成をAl0.48
Ga0.52Asとした理由について述べる。AlxGal−xAs系混
晶をGaAs基板上にエピタキシャル成長させた場合、Alの
Ｘ値増加に伴い禁制帯幅が増大し、また屈折率が減少す
ることが知られている。ところがＸ値が0.45付近を境に
して禁制帯幅の変化がＸ＞0.45で小さく、Ｘ＜0.45で大
きくなっている。これは最小禁制帯幅がＸ＜0.45の場合
直接遷移禁制帯の幅であるのに対し、Ｘ＞0.45の場合間
接遷移禁制帯の幅となるためである。このためＸ値が0.
45付近まではAlの増加に対して禁制帯幅の増大が大きく
光ガイド層での電流閉じ込めを除々に良くできるが、0.
45以上ではそれほど改善されないことになる。むしろ0.
45以上では電流閉じ込めがさほど改善されない割に屈折
率の増大により光閉じ込め効果を損い易い傾向にあると
いえる。従ってＸ値として0.5を超える領域では光閉じ
込め効果を損うため、0.5以下で用いるのが好ましい。
Ga0.52Asとした理由について述べる。AlxGal−xAs系混
晶をGaAs基板上にエピタキシャル成長させた場合、Alの
Ｘ値増加に伴い禁制帯幅が増大し、また屈折率が減少す
ることが知られている。ところがＸ値が0.45付近を境に
して禁制帯幅の変化がＸ＞0.45で小さく、Ｘ＜0.45で大
きくなっている。これは最小禁制帯幅がＸ＜0.45の場合
直接遷移禁制帯の幅であるのに対し、Ｘ＞0.45の場合間
接遷移禁制帯の幅となるためである。このためＸ値が0.
45付近まではAlの増加に対して禁制帯幅の増大が大きく
光ガイド層での電流閉じ込めを除々に良くできるが、0.
45以上ではそれほど改善されないことになる。むしろ0.
45以上では電流閉じ込めがさほど改善されない割に屈折
率の増大により光閉じ込め効果を損い易い傾向にあると
いえる。従ってＸ値として0.5を超える領域では光閉じ
込め効果を損うため、0.5以下で用いるのが好ましい。
本発明者らが、実験したところ禁制帯幅の広い光ガイ
ド層は、電流閉じ込め効果及び光閉じ込め効果の関係か
らAlxGa1−xAsの場合0.45＜ｘ＜0.5の範囲で良好な結果
となった。
ド層は、電流閉じ込め効果及び光閉じ込め効果の関係か
らAlxGa1−xAsの場合0.45＜ｘ＜0.5の範囲で良好な結果
となった。
このような構成としたとき従来技術に比し優れた効果
が現われることを従来技術の例として第５図に示した構
成をとり、光ガイド層のAl混晶比（Ｘ値）のみを変えて
比較してみる。
が現われることを従来技術の例として第５図に示した構
成をとり、光ガイド層のAl混晶比（Ｘ値）のみを変えて
比較してみる。
まずＸ＝0.28の場合の従来例と第１図実施例の電流閉
じ込め効果の差を示すと、量子井戸活性層の禁制帯幅を
GaAsで近似して従来例の光ガイド層における拡散電位差
が約0.35〔eV〕、実施例では約0.60〔eV〕となり、これ
は電流密度にして100倍程度の差になる。勿論これは従
来例のＸ値を0.48とすれば同じ電流閉じ込め効果が得ら
れるものである。しかし、従来例において、第５図の光
ガイド層31,33のＸ値を0.48と上げた場合、光閉じ込め
効果の低下が著しい。従来例のＸ＝0.28の場合の１つの
量子井戸に対する光閉じ込め係数を基準として比較して
みると第５図の光ガイド層31,33がＸ＝0.48の場合、光
閉じ込め係数は約80％まで低下する。
じ込め効果の差を示すと、量子井戸活性層の禁制帯幅を
GaAsで近似して従来例の光ガイド層における拡散電位差
が約0.35〔eV〕、実施例では約0.60〔eV〕となり、これ
は電流密度にして100倍程度の差になる。勿論これは従
来例のＸ値を0.48とすれば同じ電流閉じ込め効果が得ら
れるものである。しかし、従来例において、第５図の光
ガイド層31,33のＸ値を0.48と上げた場合、光閉じ込め
効果の低下が著しい。従来例のＸ＝0.28の場合の１つの
量子井戸に対する光閉じ込め係数を基準として比較して
みると第５図の光ガイド層31,33がＸ＝0.48の場合、光
閉じ込め係数は約80％まで低下する。
つまり光閉じ込め効果が約20％低下することになる。
これに対し前記実施例では光閉じ込め係数はＸ＝0.28の
従来例の場合の約91％であり、光閉じ込め効果の低下が
約９％と小さい。つまり本実施例では光閉じ込め効果を
保持しつつ電流閉じ込めを改善するという従来技術では
成し得なかった効果を奏する。また、この効果は第１図
実施例においても、第２図実施例においても同様であ
る。
これに対し前記実施例では光閉じ込め係数はＸ＝0.28の
従来例の場合の約91％であり、光閉じ込め効果の低下が
約９％と小さい。つまり本実施例では光閉じ込め効果を
保持しつつ電流閉じ込めを改善するという従来技術では
成し得なかった効果を奏する。また、この効果は第１図
実施例においても、第２図実施例においても同様であ
る。
次に上記実施例を更に改良した他の実施例について説
明する。第３図は本発明の第３の実施例についての説明
図であり、第３図（ａ）は従来例を比較のため示した図
である。第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）各図における右
側の図は各層の禁制帯幅（Eo）、左図は屈折率（ｎ）及
び導波される光（ビーム）の分布強度を示す。第３図
（ａ）の従来例では量子井戸活性層32に対して光ガイド
層31,33及びクラッド層2,4が対称であるためビームの中
心は量子井戸活性層部分に位置している。（ｂ）図は第
１図及び第２図で示した第１及び第２の実施例の場合に
相当するが、この場合光ガイド層の非対称性のためビー
ムの中心は量子井戸活性層からずれた位置に存在する。
そして第１図（ｃ）は本発明の第３の実施例を示すが、
ここでは禁制帯幅の広い光ガイド層を反対側の光ガイド
層より厚く形成し、ビームの中心が量子井戸活性層の部
分に位置するよう光ガイド層の非対称性の光学的な補正
を行っている。これにより第１図、第２図の実施例より
も更に光閉じ込め効果を高めることができる。前実施例
と同じ結晶構成を用い、光ガイド層の厚さとして一方の
光ガイド層33を750Å、他方の光ガイド層31を900Åとし
た場合、光閉じ込め効果の低下を約８％にまで抑えるこ
とが可能であった。またこの実施例における電流閉じ込
め効果は前記実施例と本質的に変わるところはない。
明する。第３図は本発明の第３の実施例についての説明
図であり、第３図（ａ）は従来例を比較のため示した図
である。第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）各図における右
側の図は各層の禁制帯幅（Eo）、左図は屈折率（ｎ）及
び導波される光（ビーム）の分布強度を示す。第３図
（ａ）の従来例では量子井戸活性層32に対して光ガイド
層31,33及びクラッド層2,4が対称であるためビームの中
心は量子井戸活性層部分に位置している。（ｂ）図は第
１図及び第２図で示した第１及び第２の実施例の場合に
相当するが、この場合光ガイド層の非対称性のためビー
ムの中心は量子井戸活性層からずれた位置に存在する。
そして第１図（ｃ）は本発明の第３の実施例を示すが、
ここでは禁制帯幅の広い光ガイド層を反対側の光ガイド
層より厚く形成し、ビームの中心が量子井戸活性層の部
分に位置するよう光ガイド層の非対称性の光学的な補正
を行っている。これにより第１図、第２図の実施例より
も更に光閉じ込め効果を高めることができる。前実施例
と同じ結晶構成を用い、光ガイド層の厚さとして一方の
光ガイド層33を750Å、他方の光ガイド層31を900Åとし
た場合、光閉じ込め効果の低下を約８％にまで抑えるこ
とが可能であった。またこの実施例における電流閉じ込
め効果は前記実施例と本質的に変わるところはない。
本発明によれば量子井戸活性層への光閉じ込め効果の
減少を極力抑えつつ、無効電流の抑制を可能とする不純
物導入埋め込み型量子井戸半導体レーザを製造すること
ができ、低しきい値、高効率な半導体レーザを得ること
ができる。
減少を極力抑えつつ、無効電流の抑制を可能とする不純
物導入埋め込み型量子井戸半導体レーザを製造すること
ができ、低しきい値、高効率な半導体レーザを得ること
ができる。
第１図、第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３図
は本発明の他の実施例を説明するための構成図、第４図
は量子井戸半導体レーザの説明図、第５図、第６図は従
来例を示す断面図、第７図、第８図は無効電流の説明図
である。 １……半導体基板 2,4……クラッド層 ３……光ガイド層及び量子井戸活性層 31,33……光ガイド層 32……量子井戸活性層 321,323,325……バリア層 322,324……量子井戸層 ５……オーミックコンタクト層 ６……不純物導入領域 7,8……電極 ９……絶縁膜
は本発明の他の実施例を説明するための構成図、第４図
は量子井戸半導体レーザの説明図、第５図、第６図は従
来例を示す断面図、第７図、第８図は無効電流の説明図
である。 １……半導体基板 2,4……クラッド層 ３……光ガイド層及び量子井戸活性層 31,33……光ガイド層 32……量子井戸活性層 321,323,325……バリア層 322,324……量子井戸層 ５……オーミックコンタクト層 ６……不純物導入領域 7,8……電極 ９……絶縁膜
Claims (2)
- 【請求項１】量子井戸活性層が光ガイド層及びクラッド
層で狭み込まれ、所定のストライプ幅を除いて一導電形
の不純物を導入して形成した埋め込み型半導体レーザに
於いて、前記不純物と異なる導電形の光ガイド層が他方
の光ガイド層に比し禁制帯幅の広い材料により形成され
たことを特徴とする埋め込み型半導体レーザ。 - 【請求項２】他方の光ガイド層に比し禁制帯幅の広い材
料により形成された光ガイド層は、前記他方の光ガイド
層に比し厚く形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の埋め込み型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20376986A JPH0815229B2 (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 埋め込み型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20376986A JPH0815229B2 (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 埋め込み型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360582A JPS6360582A (ja) | 1988-03-16 |
| JPH0815229B2 true JPH0815229B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=16479508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20376986A Expired - Lifetime JPH0815229B2 (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 埋め込み型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815229B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9234877B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-01-12 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic detector |
| US9239314B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-01-19 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic detector |
| US9427186B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-08-30 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic probe apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027489A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-11 | Nippon Soken Inc | 半導体レーザ |
| JP2007189264A (ja) * | 1999-11-17 | 2007-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP2008034886A (ja) * | 1999-11-17 | 2008-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP4954680B2 (ja) * | 2006-11-21 | 2012-06-20 | 株式会社マキタ | 電動工具用作業台 |
| JP2012156559A (ja) * | 2012-05-21 | 2012-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1986
- 1986-09-01 JP JP20376986A patent/JPH0815229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9427186B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-08-30 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic probe apparatus |
| US9234877B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-01-12 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic detector |
| US9239314B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-01-19 | Endomagnetics Ltd. | Magnetic detector |
| US9523748B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-12-20 | Endomagnetics Ltd | Magnetic detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6360582A (ja) | 1988-03-16 |
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