JPH08191170A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPH08191170A
JPH08191170A JP324695A JP324695A JPH08191170A JP H08191170 A JPH08191170 A JP H08191170A JP 324695 A JP324695 A JP 324695A JP 324695 A JP324695 A JP 324695A JP H08191170 A JPH08191170 A JP H08191170A
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JP
Japan
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type
layer
semiconductor laser
substrate
gaas
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Application number
JP324695A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Endo
康行 遠藤
Masayuki Imaizumi
昌之 今泉
Muneyoshi Fukita
宗義 吹田
Kenichi Otsuka
健一 大塚
Toshiro Isu
俊郎 井須
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor laser of long life wherein heat generation is restrained by making an operation voltage low, and electric power consumption is little. CONSTITUTION: A semiconductor laser is provided with at least a P-type Zna Mg1-a SbSe1-b clad layer 14 where 0<=a, b<=1, and an N-type clad layer 16 which clad layers are formed on a P-type semiconductor substrate 12, an active layer 15 positioned between the clad layers, and a P-type and an N-type electrodes 11, 17. A P-type semiconductor buffer layer 13 wherein lattice matching the substrate is obtained, and the energy level at the top of the valence band is positioned between that of the substrate and that of the clad layer is formed between the P-type semiconductor substrate and the P-type clad layer.

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、半導体レーザ、特に青
〜青緑色の光を放出する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, and more particularly to a semiconductor laser emitting blue to blue-green light.

【0002】[0002]

【従来の技術】青〜青緑色の光を放出する半導体レーザ
として、例えばZnSe系半導体レーザが従来から知られ
ている。そのような半導体レーザを図22に断面図にて
模式的に示す。図22に示す半導体レーザは、刊行物
(例えば“Continuous−wave operation of 489.9
nm blue laser diode at room temperature" N.Naka
yama et.al.Electronics Letters 29(199
3) pp.2194−2195)に示されたn型半導体
を基板とするものである。
2. Description of the Related Art As a semiconductor laser that emits blue to blue-green light, for example, a ZnSe-based semiconductor laser has been conventionally known. Such a semiconductor laser is schematically shown in a sectional view in FIG. The semiconductor laser shown in FIG. 22 is a publication (for example, "Continuous-wave operation of 489.9").
nm blue laser diode at room temperature "N.Naka
yama et. al. Electrics Letters 29 (199
3) pp. 2194-2195) as a substrate.

【0003】図22において、221はn型GaAs基板
に対するIn電極、222はn型GaAs基板、223は
n型ZnSSeバッファ層、224はn型ZnMgSSeク
ラッド層、225はn型ZnSSe光ガイド層、226は
ノンドープZnCdSe SQW(単一量子井戸)活性層、
227はノンドープZnSSe光ガイド層、228はp型
ZnMgSSeクラッド層、229はp型ZnSSe層、2
30はp型ZnTe/p型ZnSe MQW(多重量子活性
井戸層)、231はp型ZnTeコンタクト層、232は
電流狭窄のための絶縁層、233はPd/Pt/Au p型
電極である。
In FIG. 22, 221 is an In electrode for an n-type GaAs substrate, 222 is an n-type GaAs substrate, 223 is an n-type ZnSSe buffer layer, 224 is an n-type ZnMgSSe cladding layer, 225 is an n-type ZnSSe optical guide layer, 226. Is an undoped ZnCdSe SQW (single quantum well) active layer,
227 is an undoped ZnSSe optical guide layer, 228 is a p-type ZnMgSSe cladding layer, 229 is a p-type ZnSSe layer, 2
Reference numeral 30 is a p-type ZnTe / p-type ZnSe MQW (multiple quantum active well layer), 231 is a p-type ZnTe contact layer, 232 is an insulating layer for current confinement, and 233 is a Pd / Pt / Au p-type electrode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のようなn型半導
体を基板とした半導体レーザでは、電子は基板全面から
供給されるのに対し、正孔は幅約10μmの電流狭窄層
を通って供給される。しかしながら、ZnMgSSe、Zn
SSe、ZnSeのような結晶では、n型結晶に対してp
型結晶の抵抗率が高く、また、キャリア濃度を高くでき
ず、更に、p型ZnMgSSe、ZnSSe、ZnSe層とp
型電極との間には幾らかの電位障壁が存在するために半
導体レーザ素子の動作電圧が高くなることや発熱すると
いう問題が存在する。更に、活性層中の結晶欠陥に起因
して素子が劣化し、そのため、長時間の安定動作が困難
であるという問題点が存在する。
In the semiconductor laser using the n-type semiconductor as a substrate as described above, electrons are supplied from the entire surface of the substrate, while holes are supplied through a current confinement layer having a width of about 10 μm. To be done. However, ZnMgSSe, Zn
In the case of crystals such as SSe and ZnSe, it is p
The p-type ZnMgSSe, ZnSSe, ZnSe layer and p-type crystal have a high resistivity and the carrier concentration cannot be increased.
Since there are some potential barriers between the mold electrode and the mold electrode, there are problems that the operating voltage of the semiconductor laser device increases and heat is generated. Further, there is a problem that the element is deteriorated due to the crystal defect in the active layer, which makes stable operation for a long time difficult.

【0005】また、半導体レーザにおいて、n型クラッ
ド層にn型電極を形成する際に界面に生じるショットキ
ー障壁層が、金属から半導体に電子を注入する際のコン
タクト抵抗Rcの原因となる。一般に、このコンタクト
抵抗Rcの値は、ショットキー障壁高さφbが小さいほ
ど、また、半導体側の空乏層幅Wが小さいほど、小さく
なることが知られている。従って、半導体レーザ素子作
製の際には、コンタクト抵抗Rcを下げるために、n型
電極金属とn型クラッド層との間に高濃度n型ドーピン
グを施したコンタクト層を設けて、空乏層幅を低減し、
また、障壁高さを分割することがなされている。
Further, in the semiconductor laser, the Schottky barrier layer generated at the interface when forming the n-type electrode in the n-type cladding layer causes the contact resistance Rc when electrons are injected from the metal into the semiconductor. It is generally known that the value of the contact resistance Rc decreases as the Schottky barrier height φb decreases and the depletion layer width W on the semiconductor side decreases. Therefore, when manufacturing a semiconductor laser device, in order to reduce the contact resistance Rc, a contact layer having a high concentration of n-type doping is provided between the n-type electrode metal and the n-type cladding layer to reduce the depletion layer width. Reduced,
Also, the barrier height is divided.

【0006】このようなコンタクト層としては、キャリ
ア濃度1019cm-3〜1020cm-3台の高濃度Clドーピン
グを施したZnSe層が通常用いられるが、ドーパントと
してハロゲンを用いることは、装置へのダメージ等の影
響を考えると好ましくなく、ハロゲンを用いずにコンタ
クト層を形成する必要がある。しかしながら、ハロゲン
以外のドーパントを用いた場合、ZnSeへはキャリア濃
度1019cm-3以上のドーピングは困難であり、コンタク
ト抵抗が高くなるという問題がある。
As such a contact layer, a ZnSe layer doped with a high concentration of Cl having a carrier concentration of 10 19 cm -3 to 10 20 cm -3 is usually used. It is not preferable in consideration of the influence of damage on the contact layer, and it is necessary to form the contact layer without using halogen. However, when a dopant other than halogen is used, it is difficult to dope ZnSe with a carrier concentration of 10 19 cm -3 or more, and there is a problem that contact resistance increases.

【0007】本発明は、上述のような種々の問題点を解
決するためになされたものであり、レーザの動作電圧を
低くして熱発生を抑え、また、消費電力が小さく長寿命
のレーザを実現することを課題としている。また、コン
タクト抵抗Rcの小さい半導体レーザを提供することも
本発明の課題である。
The present invention has been made in order to solve the various problems described above, and suppresses heat generation by lowering the operating voltage of the laser, and also provides a laser with low power consumption and long life. The challenge is to achieve it. It is also an object of the present invention to provide a semiconductor laser having a low contact resistance Rc.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の要旨において、本
発明は、p型半導体を基板とした構造の半導体レーザに
おいて、p型基板とp型ZnMgSSeクラッド層との間
に、価電子帯頂上のエネルギー準位がp型基板のそれと
p型ZnMgSSe層のそれとの間に位置するようなバッ
ファ層を設けることに基づく。
According to the first aspect of the present invention, the present invention provides a semiconductor laser having a structure using a p-type semiconductor as a substrate, wherein a valence band peak is provided between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe cladding layer. Based on providing a buffer layer whose energy level is between that of the p-type substrate and that of the p-type ZnMgSSe layer.

【0009】即ち、第1の要旨において、本発明は、p
型半導体基板上に形成された、少なくともp型ZnaMg
1-abSe1-b(0≦a≦1、0≦b≦1)クラッド層お
よびn型クラッド層、クラッド層の間に位置する活性層
ならびにp型およびn型電極を有する半導体レーザにお
いて、p型半導体基板とp型クラッド層との間に、基板
と格子整合し、かつ、価電子帯頂上のエネルギー準位が
基板のそれとクラッド層のそれとの間に位置するp型半
導体バッファ層を設けたことを特徴とする半導体レーザ
を提供する。
That is, according to the first aspect, the present invention provides p
At least p-type Zn a Mg formed on a p-type semiconductor substrate
1-a S b Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) clad layer and n-type clad layer, semiconductor laser having p-type and n-type electrodes located between clad layers A p-type semiconductor buffer layer between the p-type semiconductor substrate and the p-type cladding layer in lattice matching with the substrate, and the energy level at the top of the valence band is located between that of the substrate and that of the cladding layer There is provided a semiconductor laser characterized by being provided.

【0010】このように、p型基板とp型ZnMgSSe
層との間にp型半導体バッファ層を設けることにより、
p型基板とp型ZnMgSSe層との間に存在する価電子
帯オフセットが分割されて電位障壁が緩和し、それによ
り、レーザ素子の動作電圧が低くなる。
As described above, the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe
By providing a p-type semiconductor buffer layer with the layer,
The valence band offset existing between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe layer is divided to relax the potential barrier, thereby lowering the operating voltage of the laser device.

【0011】上述の第1の要旨において、1つの好まし
い態様では、p型半導体基板がp型GaAs基板であり、
バッファ層がp型ZnS1-x-ySexTey(0<x<1、0
≦y<1、0<x+y≦1)で構成される。このような
バッファ層を使用することにより、格子不整に起因する
欠陥の発生を防ぎながらp型基板とp型ZnMgSSeク
ラッド層との間に存在する価電子帯オフセットが分割さ
れて電位障壁が緩和され、それにより、レーザ素子の動
作電圧が低くなる。
In the above first aspect, in one preferred embodiment, the p-type semiconductor substrate is a p-type GaAs substrate,
The buffer layer is p-type ZnS 1-xy Se x Te y (0 <x <1,0
≦ y <1, 0 <x + y ≦ 1). By using such a buffer layer, the valence band offset existing between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe cladding layer is divided and the potential barrier is relaxed while preventing the occurrence of defects due to lattice misalignment. As a result, the operating voltage of the laser element becomes low.

【0012】上述の好ましいの態様において、バッファ
層の組成が、基板と格子整合しながら基板側からクラッ
ド層側へ向かうに従ってxが減少し、yが増加してよ
い。このようなxの増加およびyの減少は、連続的であ
っても、段階的であっても、あるいはこれらの組み合わ
せであってもよい。
In the above-mentioned preferred embodiment, the composition of the buffer layer may be such that x decreases and y increases from the substrate side toward the cladding layer side while lattice matching with the substrate. Such an increase in x and a decrease in y may be continuous, stepwise, or a combination thereof.

【0013】このようにxおよびyを変化させることに
より、価電子帯頂上のエネルギー準位を基板の準位から
p型ZnMgSSeクラッド層の準位へ向かって連続的ま
たは段階的に近づけていくことが出来、p型基板とp型
ZnMgSSe層との間に存在する価電子帯オフセットが
分割されて電位障壁が緩和され、レーザ素子の動作電圧
が低くなる。
By changing x and y in this way, the energy level at the top of the valence band is brought closer to the level of the p-type ZnMgSSe cladding layer from the level of the substrate continuously or stepwise. Thus, the valence band offset existing between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe layer is divided, the potential barrier is relaxed, and the operating voltage of the laser element is lowered.

【0014】第1の要旨の別の好ましい態様において、
バッファ層が、その界面方向の平均格子定数が基板の格
子定数と等しくなるようなp型ZnTe/p型ZnSzTe
1-z(0≦z≦1)歪超格子で構成される。このように
歪超格子を設けることにより、p型基板とp型ZnMgS
Seクラッド層との間に存在する価電子帯オフセットが
分割されて電位障壁が緩和され、レーザ素子の動作電圧
が低くなる。更に、基板からクラッド層への転位の伝搬
を防ぐ効果も期待される。
In another preferred embodiment of the first aspect,
The buffer layer has p-type ZnTe / p-type ZnS z Te whose average lattice constant in the interface direction is equal to that of the substrate.
It is composed of a 1-z (0 ≦ z ≦ 1) strained superlattice. By providing the strained superlattice in this way, the p-type substrate and the p-type ZnMgS
The valence band offset existing with the Se clad layer is divided, the potential barrier is relaxed, and the operating voltage of the laser element is lowered. Furthermore, an effect of preventing the propagation of dislocations from the substrate to the cladding layer is expected.

【0015】第1の要旨の更に別の好ましい態様におい
て、バッファ層が、p型ZnSSeTeに代えてp型Inw
Ga1-wN(0≦w≦1)で構成される。InGaNの価電子
帯頂上のエネルギー準位は、そのバンドギャップの値と
Harrisonのcommon anion ruleからGaAsのそれと比
較して、低エネルギー側に存在することは自明である。
従って、この場合も、ZnSSeTeの場合と同様に、p
型基板とp型ZnMgSSe層との間に存在する価電子帯
オフセットが分割されて電位障壁が緩和し、レーザ素子
の動作電圧が低くなる。
In still another preferred embodiment of the first aspect, the buffer layer is p-type In w instead of p-type ZnSSeTe.
Ga 1-w N (0 ≦ w ≦ 1). From the band gap value and Harrison's common anion rule, it is obvious that the energy level at the top of the valence band of InGaN is on the low energy side compared to that of GaAs.
Therefore, in this case as well as in the case of ZnSSeTe, p
The valence band offset existing between the die substrate and the p-type ZnMgSSe layer is divided, the potential barrier is relaxed, and the operating voltage of the laser element is lowered.

【0016】第2の要旨において、本発明は、n型電極
とn型クラッド層との間に高濃度にn型ドーピングされ
たコンタクト層を有するp型GaAsを基板とする半導体
レーザを提供する。即ち、本発明は、p型GaAs基板上
に形成された、少なくともp型ZnaMg1-abSe
1-b(0≦a≦1、0≦b≦1)クラッド層およびn型
クラッド層、クラッド層の間の活性層ならびにn型およ
びp型電極を有する半導体レーザにおいて、n型クラッ
ド層とn型電極との間に高濃度にn型ドーピングを施し
たコンタクト層、例えばGaAsコンタクト層を設けたこ
とを特徴とする半導体レーザを提供する。
In a second aspect, the present invention provides a semiconductor laser using p-type GaAs as a substrate, which has a highly n-type heavily doped contact layer between an n-type electrode and an n-type cladding layer. That is, the present invention provides at least p-type Zn a Mg 1-a S b Se formed on a p-type GaAs substrate.
1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) In a semiconductor laser having a cladding layer and an n-type cladding layer, an active layer between the cladding layers, and n-type and p-type electrodes, Provided is a semiconductor laser comprising a contact layer, such as a GaAs contact layer, which is heavily n-type doped with a mold electrode.

【0017】n型コンタクト層として、高濃度にn型ド
ーピングした層を用いることにより伝導帯に生じる電位
障壁が緩和し、レーザ素子の低電圧駆動が可能となる。
例えばGaAsは1019cm-3のオーダーの高濃度n型ドー
ピングが可能であり、これをn型コンタクト層として採
用することにより、伝導帯に生じる電位障壁が緩和し、
レーザ素子の低電圧駆動が可能となる。
By using a high-concentration n-type doped layer as the n-type contact layer, the potential barrier generated in the conduction band is relaxed, and the laser element can be driven at a low voltage.
For example, GaAs is capable of high-concentration n-type doping on the order of 10 19 cm −3 , and by adopting this as an n-type contact layer, the potential barrier generated in the conduction band is relaxed,
It is possible to drive the laser element at a low voltage.

【0018】また、上述のように、n型コンタクト層と
しては高濃度にClをドーピングしたZnSeが考えられ
ているが、このコンタクト層は必ずしも満足できるもの
ではない。このような問題点は、n型ZnSe層の代わり
に、電極金属の下、例えば電極金属とクラッド層との間
に高濃度にn型ドーピングを施したGaAs層をコンタク
ト層として設けることにより解決されて、コンタクト抵
抗が下がり、ハロゲンを使わずに低電圧動作の半導体レ
ーザが実現できる。
As described above, ZnSe doped with high concentration of Cl is considered as the n-type contact layer, but this contact layer is not always satisfactory. Such a problem is solved by providing, as a contact layer, a GaAs layer which is heavily doped with n-type under the electrode metal, for example, between the electrode metal and the clad layer, instead of the n-type ZnSe layer. As a result, the contact resistance is reduced, and a low-voltage operation semiconductor laser can be realized without using halogen.

【0019】第2の要旨の別の態様において、GaAsコ
ンタクト層に代えて、高濃度にn型ドーピングを施した
AlGaAsコンタクト層を設ける。AlGaAsコンタクト
層を設けた場合、GaAsコンタクト層と比較して更にコ
ンタクト抵抗の低減が可能となる。
In another aspect of the second aspect, an AlGaAs contact layer which is heavily n-type doped is provided in place of the GaAs contact layer. When the AlGaAs contact layer is provided, the contact resistance can be further reduced as compared with the GaAs contact layer.

【0020】第3の要旨において、本発明は、p型半導
体基板を有する半導体レーザにおいて、n型層に対する
電極としてInより仕事関数の小さな金属を用いること
に基づく。即ち、第3の要旨において、本発明は、p型
半導体基板上に形成された、少なくともp型ZnaMg1-a
bSe1-b(0≦a≦1、0≦b≦1)クラッド層およ
びn型クラッド層、クラッド層の間の活性層ならびにp
型およびn型電極を有する半導体レーザにおいて、n型
クラッド層上のn型電極を、Inより仕事関数の小さい
金属または合金で形成することを特徴とする半導体レー
ザを提供する。n型クラッド層あるいはn型コンタクト
層上の電極として、これまでに通常使用されているIn
と比較して仕事関数が小さい金属あるいは合金を用いる
ことにより、完全なオーミック接触性が得られ、低電圧
動作が可能となる。
In a third aspect, the present invention is based on the use of a metal having a work function smaller than In as an electrode for an n-type layer in a semiconductor laser having a p-type semiconductor substrate. That is, in the third aspect, the present invention relates to at least p-type Zn a Mg 1-a formed on a p-type semiconductor substrate.
S b Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) clad layer and n-type clad layer, active layer between clad layers, and p
A semiconductor laser having an n-type electrode and an n-type electrode, wherein the n-type electrode on the n-type cladding layer is formed of a metal or an alloy having a work function smaller than In. In which has been usually used so far as an electrode on the n-type cladding layer or the n-type contact layer
By using a metal or an alloy having a work function smaller than that of, a perfect ohmic contact can be obtained and a low voltage operation can be performed.

【0021】上述のようなInより仕事関数の小さい金
属としては、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、E
u、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf等を
例示することができ、これらの金属は、蒸着等の方法に
より容易に電極として形成できるという利点がある。更
に、これらの金属の少なくとも2種から成る合金も同様
にInより仕事関数の小さい金属として使用できる。こ
のような金属(合金を含む)を用いることにより、簡便
な手法で低電圧動作が可能となる。
The metals having a work function smaller than In as described above include Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm and E.
Examples thereof include u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Hf, and these metals have an advantage that they can be easily formed as an electrode by a method such as vapor deposition. Further, an alloy composed of at least two of these metals can also be used as a metal having a work function smaller than In. By using such a metal (including alloy), low voltage operation can be performed by a simple method.

【0022】好ましい態様では、第3の要旨の半導体レ
ーザにおいて、第2の要旨の発明を組み合わせる。即
ち、半導体レーザは、Inより仕事関数の小さい金属
(または合金)からなるn型電極とn型クラッド層との
間に第2の要旨に基づいてn型コンタクト層を設ける。
このようにコンタクト層を設けると、コンタクト抵抗の
低減という効果も併せて得ることができる。
In a preferred mode, the invention of the second aspect is combined with the semiconductor laser of the third aspect. That is, in the semiconductor laser, the n-type contact layer is provided between the n-type electrode made of a metal (or alloy) having a work function smaller than In and the n-type cladding layer based on the second aspect.
By providing the contact layer in this way, it is possible to obtain the effect of reducing the contact resistance.

【0023】第4の要旨において、本発明は、ヘテロ界
面、例えば、クラッド層と活性層との間、光ガイド層が
存在する場合は、光ガイド層と活性層との間、また、ク
ラッド層と光ガイド層との間の少なくとも1つの箇所
に、転位の伝搬を防ぐ歪超格子層を設けることに基づ
く。即ち、第4の要旨において、本発明は、化合物半導
体基板上に形成された、少なくともp型およびn型クラ
ッド層、活性層ならびにn型およびp型電極を有する半
導体レーザにおいて、転位の伝搬を防ぐために少なくと
も1つの歪超格子層をヘテロ界面部に有することを特徴
とする半導体レーザを提供する。
In a fourth aspect, the present invention relates to a hetero interface, for example, between a clad layer and an active layer, between a light guide layer and an active layer when a light guide layer is present, and a clad layer. It is based on providing a strained superlattice layer for preventing the propagation of dislocations in at least one position between the optical guide layer and the optical guide layer. That is, according to the fourth aspect, the present invention prevents the propagation of dislocations in a semiconductor laser formed on a compound semiconductor substrate and having at least p-type and n-type cladding layers, an active layer, and n-type and p-type electrodes. There is provided a semiconductor laser having at least one strained superlattice layer at a hetero interface portion for protection.

【0024】ヘテロ界面部に歪超格子層を設けることに
より、基板から伝搬してくる転位あるいはヘテロ界面に
おいて発生する転位の活性層への伝搬が防止され、活性
層中の欠陥密度が低減されて半導体レーザの長時間安定
動作が可能となる。
By providing the strained superlattice layer at the hetero interface, dislocations propagating from the substrate or dislocations generated at the hetero interface are prevented from propagating to the active layer, and the defect density in the active layer is reduced. The semiconductor laser can be stably operated for a long time.

【0025】第4の要旨の好ましい態様において、半導
体レーザは、p型クラッド層がp型ZnaMg1-abSe
1-b(0≦a≦1、0≦b≦1)から構成され、n型ク
ラッド層がZncMg1-cdSe1-d(0≦c≦1、1≦d
≦1)から構成され、p型クラッド層と活性層との間お
よびn型クラッド層と活性層との間の少なくとも1つの
箇所に、Zn、Mg、S、SeおよびTeから選択される
少なくとも3種から構成される化合物半導体によって構
成される歪超格子層を設ける。
In a preferred embodiment of the fourth aspect, in the semiconductor laser, the p-type cladding layer is p-type Zn a Mg 1-a S b Se.
1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1), and the n-type cladding layer is Zn c Mg 1-c S d Se 1-d (0 ≦ c ≦ 1, 1 ≦ d
≦ 1), and at least 3 selected from Zn, Mg, S, Se and Te at least at one location between the p-type cladding layer and the active layer and between the n-type cladding layer and the active layer. A strained superlattice layer composed of a compound semiconductor composed of seeds is provided.

【0026】クラッド層としてZnMgSSeを用いたレ
ーザ構造において、活性層とクラッド層との間にZn、
Mg、S、SeおよびTeから選択される少なくとも3種
から成る化合物半導体によって構成される歪超格子層を
導入することにより、特に欠陥密度の低減の困難なII
−VI族半導体によって構成される半導体レーザの活性
層中の欠陥密度の低減が可能となり、長時間安定動作す
る半導体レーザを実現することが出来る。
In the laser structure using ZnMgSSe as the cladding layer, Zn, between the active layer and the cladding layer,
By introducing a strained superlattice layer composed of a compound semiconductor composed of at least three kinds selected from Mg, S, Se and Te, it is particularly difficult to reduce the defect density II
It is possible to reduce the defect density in the active layer of a semiconductor laser composed of a -VI semiconductor, and to realize a semiconductor laser that operates stably for a long time.

【0027】第4の要旨の別の好ましい態様において、
半導体レーザは、活性層とp型クラッド層との間および
活性層とn型クラッド層との間にそれぞれ位置するp型
ZnfMg1-fgSe1-g(0≦f≦1、0≦g≦1)ガイ
ド層およびn型ZnhMg1-hjSe1-j(0≦h≦1、0
≦j≦1)ガイド層を更に有して成り(a<f、b<
g、c<h、d<j)、p型クラッド層とp型ガイド層
との間、n型クラッド層とn型ガイド層との間、p型ガ
イド層と活性層との間およびn型ガイド層と活性層との
間の少なくとも1つの箇所に、Zn、Mg、S、Seおよ
びTeから選択される少なくとも3種から成る化合物半
導体により構成される歪超格子層を有する。
In another preferred embodiment of the fourth aspect,
The semiconductor laser includes a p-type Zn f Mg 1-f S g Se 1-g (0 ≦ f ≦ 1, which is located between the active layer and the p-type cladding layer and between the active layer and the n-type cladding layer, respectively. 0 ≦ g ≦ 1) guide layer and n-type Zn h Mg 1-h S j Se 1-j (0 ≦ h ≦ 1, 0
≦ j ≦ 1) further having a guide layer (a <f, b <
g, c <h, d <j), between p-type cladding layer and p-type guide layer, between n-type cladding layer and n-type guide layer, between p-type guide layer and active layer and n-type A strained superlattice layer composed of a compound semiconductor composed of at least three kinds selected from Zn, Mg, S, Se and Te is provided at at least one position between the guide layer and the active layer.

【0028】クラッド層およびガイド層としてZnMgS
Seを用いたレーザ構造において、活性層とクラッド層
の間、クラッド層とガイド層との間の少なくとも1つの
箇所にZn、Mg、S、Seによって構成される歪超格子
層を導入することにより、特に欠陥密度の低減の困難な
II−VI族半導体によって構成される半導体レーザの
活性層中の欠陥密度の低減が可能となり、長時間安定動
作する半導体レーザを実現することが出来る。
ZnMgS as clad layer and guide layer
In a laser structure using Se, by introducing a strained superlattice layer composed of Zn, Mg, S, and Se into at least one location between the active layer and the cladding layer and between the cladding layer and the guide layer. In particular, it becomes possible to reduce the defect density in the active layer of a semiconductor laser composed of a II-VI group semiconductor in which it is difficult to reduce the defect density, and it is possible to realize a semiconductor laser that operates stably for a long time.

【0029】第4の要旨の特に好ましい態様では、化合
物半導体基板材料としてGaAsを使用する。化合物半導
体基板として入手が容易でかつZnSeと格子定数が近い
GaAsを用いることにより、半導体レーザを廉価で供給
することが可能となる。また、歪超格子を構成する結晶
としてはZnTe/ZnSTe、ZnSe/ZnSSe、ZnS
e/ZnMgSSeなどを例示することができる。
In a particularly preferred embodiment of the fourth aspect, GaAs is used as the compound semiconductor substrate material. By using GaAs which is easily available as a compound semiconductor substrate and has a lattice constant close to that of ZnSe, it is possible to supply a semiconductor laser at a low price. Further, as crystals forming the strained superlattice, ZnTe / ZnSTe, ZnSe / ZnSSe, ZnS
Examples include e / ZnMgSSe and the like.

【0030】上述の第1〜4の要旨に記載の本発明は、
可能である場合、いずれの要旨の発明も少なくとも1つ
の他の要旨の発明との組み合わせて用いることもでき
る。例えば、バッファ層を設ける第1の要旨の発明を、
コンタクト層を設ける第2の要旨の発明、特定の金属か
ら成るn型電極を設ける第3の要旨の発明および歪超格
子層を設ける第4の要旨の発明の少なくとも1つと組み
合わせてもよい。同様のことが、第1の要旨の発明以外
の他の要旨の発明についても当て嵌まる。
The present invention described in the above first to fourth aspects is
Where possible, any of the inventions may be used in combination with at least one other invention. For example, the invention of the first gist of providing a buffer layer,
It may be combined with at least one of the invention of the second aspect of providing a contact layer, the invention of the third aspect of providing an n-type electrode made of a specific metal, and the invention of the fourth aspect of providing a strained superlattice layer. The same applies to the inventions of other gist other than the invention of the first gist.

【0031】また、特に限定していない限り、基板材
料、バッファ層材料、クラッド層材料、ガイド層材料、
活性層材料および電極材料としては、当業者に既知のい
ずれの材料を使用してもよい。また、そのような材料の
層の形成方法についても、当業者に自明な方法、例えば
MBE法等で実施することができる。しかしながら、本
発明の特に好ましい態様では、基板としてGaAsを使用
し、クラッド層としてZnMgSSeを使用し、活性層と
してZnCdSe/ZnSeを使用する。また、本願発明に
より開示された種々の層の具体的な組成、層の厚さ等
は、本願発明の概念に基づいて、当業者であれば、半導
体レーザの目的とする性能に応じて適当に選択すること
ができる。
Unless otherwise specified, substrate material, buffer layer material, clad layer material, guide layer material,
Any material known to those skilled in the art may be used as the active layer material and the electrode material. Further, the method of forming the layer of such a material can be carried out by a method obvious to those skilled in the art, such as the MBE method. However, in a particularly preferred embodiment of the invention, GaAs is used as the substrate, ZnMgSSe is used as the cladding layer, and ZnCdSe / ZnSe is used as the active layer. Further, the specific composition of various layers, the thickness of layers, and the like disclosed by the present invention are appropriately determined by those skilled in the art based on the concept of the present invention according to the intended performance of the semiconductor laser. You can choose.

【0032】更に、本発明の半導体レーザにおいて、必
要であれば、基板、活性層、ガイド層、クラッド層およ
びバッファ層は、当業者には自明である層を必要に応じ
て追加の層として適宜有してもよい。例えば、基板は、
その上に(即ち、電極と反対の側に)混晶バッファ層を
有してもよい。
Further, in the semiconductor laser of the present invention, if necessary, the substrate, the active layer, the guide layer, the clad layer, and the buffer layer may be layers which are obvious to those skilled in the art as additional layers if necessary. You may have. For example, the substrate is
A mixed crystal buffer layer may be provided thereon (that is, on the side opposite to the electrodes).

【0033】[0033]

【作用】本発明の第1の要旨においては、p型基板とp
型ZnMgSSe層との間にp型半導体バッファ層を設け
ることにより、p型基板とp型ZnMgSSe層との間に
存在する価電子帯オフセットが分割されて電位障壁が緩
和する。本発明の第2の要旨においては、n型コンタク
ト層として高濃度にn型ドーピングした層を用いること
により、伝導帯に生じる電位障壁が緩和する。本発明の
第3の要旨においては、n型クラッド層あるいはn型コ
ンタクト層上の電極として、これまでに通常使用されて
いるInと比較して仕事関数が小さい金属あるいは合金
を用いることにより、完全なオーミック接触性が得られ
る。
In the first aspect of the present invention, the p-type substrate and the p-type substrate
By providing the p-type semiconductor buffer layer between the p-type ZnMgSSe layer and the p-type ZnMgSSe layer, the valence band offset existing between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe layer is divided, and the potential barrier is relaxed. According to the second aspect of the present invention, the potential barrier generated in the conduction band is relaxed by using a highly n-doped layer as the n-type contact layer. In the third aspect of the present invention, by using a metal or an alloy having a work function smaller than that of In, which has been conventionally used, as an electrode on the n-type cladding layer or the n-type contact layer, A good ohmic contact can be obtained.

【0034】本発明の第4の要旨においては、活性層と
クラッド層との間にZn、Mg、S、SeおよびTeから選
択される少なくとも3種から成る化合物半導体によって
構成される歪超格子層を導入することにより、特に欠陥
密度の低減の困難なII−VI族半導体によって構成さ
れる半導体レーザの活性層中の欠陥密度の低減が可能と
なる。以下に、好ましい態様の実施例を参照して、本発
明の第1〜4の要旨を更に詳細に説明する。
In a fourth aspect of the present invention, a strained superlattice layer composed of a compound semiconductor composed of at least three kinds selected from Zn, Mg, S, Se and Te is provided between the active layer and the cladding layer. It becomes possible to reduce the defect density in the active layer of the semiconductor laser composed of the II-VI group semiconductor in which it is difficult to reduce the defect density. Hereinafter, the first to fourth aspects of the present invention will be described in more detail with reference to examples of preferred embodiments.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

実施例1 図1は本発明の第1の要旨の一実施例の半導体レーザを
模式的に示した断面図である。図1において、11はp
型基板に対するオーミック電極、12はp型GaAs基
板、13はp型ZnSSeTeバッファ層、14はp型Zn
MgSSeクラッド層、15はZnCdSe/ZnSe単一量
子井戸からなる活性層、16はn型ZnMgSSeクラッ
ド層、17はn型層に対する電極である。即ち、容易に
理解できるように、本実施例においてはp型バッファ層
13がp型基板12とp型クラッド層14との間に設け
られている。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser according to an example of the first gist of the present invention. In FIG. 1, 11 is p
Ohmic electrode for the mold substrate, 12 for p-type GaAs substrate, 13 for p-type ZnSSeTe buffer layer, 14 for p-type Zn
MgSSe cladding layer, 15 is an active layer composed of ZnCdSe / ZnSe single quantum well, 16 is an n-type ZnMgSSe cladding layer, and 17 is an electrode for the n-type layer. That is, as can be easily understood, in this embodiment, the p-type buffer layer 13 is provided between the p-type substrate 12 and the p-type cladding layer 14.

【0036】本実施例をより詳細に説明するために、図
2に、真空準位を基準としたZnSe、ZnS、ZnTeお
よびGaAsの価電子帯のエネルギー準位(以下Evと示
す)および伝導帯のエネルギー準位(以下Ecと示す)
を示す。クラッド層として用いるZnMgSSeのEvは、
SとSeの組成比によって決まる(従って、Mgの影響は
無視できる)ので、ZnSeのEvとZnSのEvとの間に
点線で示すいずれかの位置に存在する。従って、p型G
aAs層とp型ZnMgSSe層との間でヘテロ接合を形成
した際に、GaAsのEvとZnMgSSeのEvとの差に対
応する大きなバンドオフセットが価電子帯側に生じ、こ
れが、基板からクラッド層へ正孔を注入する際に障壁層
として作用し、そのために半導体レーザの動作電圧が高
くなる。
In order to explain this example in more detail, FIG. 2 shows the valence band energy levels (hereinafter referred to as Ev) and conduction bands of ZnSe, ZnS, ZnTe and GaAs based on the vacuum level. Energy level (hereinafter referred to as Ec)
Indicates. The Ev of ZnMgSSe used as the cladding layer is
Since it depends on the composition ratio of S and Se (the effect of Mg can be ignored), it exists at any position shown by the dotted line between Ev of ZnSe and Ev of ZnS. Therefore, p-type G
When a heterojunction is formed between the aAs layer and the p-type ZnMgSSe layer, a large band offset corresponding to the difference between the Ev of GaAs and the Ev of ZnMgSSe occurs on the valence band side, which causes the substrate to shift to the cladding layer. It acts as a barrier layer when injecting holes, which increases the operating voltage of the semiconductor laser.

【0037】そこで、本発明では、p型GaAs基板とp
型ZnMgSSe層との間に、高濃度にp型ドーピングを
施したZnSSeTe層を設けることにより、動作電圧の
低下を実現するものである。ZnTeはキャリア濃度10
20cm-3台の高濃度のp型ドーピングが可能であり、従っ
て、ZnSSeTe層も同様に高濃度にp型ドーピングが
可能であると考えられる。また、図3に示したII−V
I/III−V族半導体の格子定数とバンドギャップの
関係から明らかなように、ZnTeにSおよびSeを加え
て混晶にすることによりGaAsと格子整合をとることが
可能である。また、図2より明らかなように、EvをZn
MgSSeのそれよりGaAs側に近づけることが可能であ
る。
Therefore, in the present invention, a p-type GaAs substrate and a p-type GaAs substrate are used.
By providing a ZnSSeTe layer having a high concentration of p-type doping with the ZnMgSSe layer, a reduction in operating voltage is realized. ZnTe has a carrier concentration of 10
It is possible to perform high-concentration p-type doping on the order of 20 cm −3 , and therefore it is considered that the ZnSSeTe layer can be similarly highly-concentrated p-type doping. In addition, II-V shown in FIG.
As is clear from the relationship between the lattice constant and band gap of the I / III-V group semiconductor, it is possible to obtain lattice matching with GaAs by adding S and Se to ZnTe to form a mixed crystal. Moreover, as is clear from FIG.
It is possible to get closer to the GaAs side than that of MgSSe.

【0038】従って、GaAsと格子整合を図りつつ、か
つ、Evの位置がZnMgSSeのEvとGaAsのEvとの
間に存在するような高濃度にp型ドーピングを施したZn
SSeTe結晶をバッファ層として形成することが可能で
あり、これを基板上にバッファ層として設けることによ
り障壁が分割され動作電圧の低下が可能となる。このよ
うなZnSSeTeバッファ層を設けた場合のp型基板か
らp型クラッド層の部分のEc、Evの関係を図4に示
す。図4から明らかなように、p型ZnMgSSeクラッ
ド層41とp型GaAs基板43との間の価電子帯のバン
ドオフセットがp型ZnSSeTeバッファ層42により
分割され、動作電圧を低減できることが判る。
Therefore, Zn is p-type-doped at such a high concentration that the lattice matching with GaAs is achieved and the position of Ev exists between the Ev of ZnMgSSe and the Ev of GaAs.
It is possible to form the SSeTe crystal as a buffer layer, and by providing this as a buffer layer on the substrate, the barrier is divided and the operating voltage can be lowered. FIG. 4 shows the relationship between Ec and Ev in the portion from the p-type substrate to the p-type cladding layer in the case where such a ZnSSeTe buffer layer is provided. As is clear from FIG. 4, the band offset of the valence band between the p-type ZnMgSSe cladding layer 41 and the p-type GaAs substrate 43 is divided by the p-type ZnSSeTe buffer layer 42, and it can be seen that the operating voltage can be reduced.

【0039】本実施例は、p型およびn型ZnMgSSe
クラッド層(14、16)とCdZnSe/ZnSe単一量
子井戸活性層(15)からなる電極ストライプ型レーザ
構造について例示したが、活性層としてCdZnSe/Zn
Se多重量子井戸を用いた構造、クラッド層と活性層と
の間に光ガイド層を設けた構造、上部n型層あるいは上
部n型層と活性層に横方向の電流、光閉じ込め構造を設
けた構造でも全く同様の効果が期待できる。
In this embodiment, p-type and n-type ZnMgSSe are used.
The electrode stripe type laser structure composed of the clad layers (14, 16) and the CdZnSe / ZnSe single quantum well active layer (15) has been exemplified. As the active layer, CdZnSe / Zn is used.
A structure using Se multiple quantum wells, a structure in which an optical guide layer is provided between the cladding layer and the active layer, a lateral current and a light confining structure in the upper n-type layer or the upper n-type layer and the active layer are provided. The same effect can be expected with the structure.

【0040】実施例2 上記実施例1ではp型GaAs基板(12、43)とp型
ZnMgSSeクラッド層(14、41)との間にZnSS
eTeバッファ層(13、42)を1層のみ設けたが、実
施例2では、実施例1の単一のバッファ層(13、4
2)の代わりに、p型GaAs基板とp型ZnMgSSeク
ラッド層との間にZnS1-x-ySexTeyバッファ層を3層
設ける(他の層については実質的に実施例1と同じ)。
このような半導体レーザのエネルギーバンドの概略図を
図5に示す。
Example 2 In Example 1 above, ZnSS was provided between the p-type GaAs substrate (12, 43) and the p-type ZnMgSSe cladding layer (14, 41).
Although only one eTe buffer layer (13, 42) was provided, in Example 2, the single buffer layer (13, 4) of Example 1 was used.
Instead of 2), three ZnS 1-xy Se x Te y buffer layers are provided between the p-type GaAs substrate and the p-type ZnMgSSe cladding layer (the other layers are substantially the same as in Example 1).
A schematic view of the energy band of such a semiconductor laser is shown in FIG.

【0041】図5においてp型基板55側からp型クラ
ッド層51側に向かって、p型ZnS1-x-ySexTeyバッ
ファ層の組成比x、yをそれぞれ順番にx1、y1、x
2、y2、x3、y3とすると、x1>x2>x3、y
1<y2<y3の関係を満たしているp型ZnSSeTe
バッファ層第3層54、p型ZnSSeTeバッファ層第
2層53およびp型ZnSSeTeバッファ層第1層52
を有する。即ち、バッファ層の組成が段階的に変化して
いる。この構造においては、p型ZnMgSSeクラッド
層51とp型GaAs基板55との間に生じる価電子帯オ
フセットを4段階に分割することにより各々のヘテロ界
面に生じるオフセットを低減し、結果として動作電圧の
低下が実現される。
In FIG. 5, the composition ratios x and y of the p-type ZnS 1-xy Se x Te y buffer layer are sequentially x 1, y 1, and x from the p-type substrate 55 side toward the p-type clad layer 51 side.
If 2, y2, x3, y3, then x1>x2> x3, y
P-type ZnSSeTe satisfying the relation of 1 <y2 <y3
Buffer layer third layer 54, p-type ZnSSeTe buffer layer second layer 53 and p-type ZnSSeTe buffer layer first layer 52
Have. That is, the composition of the buffer layer changes stepwise. In this structure, the valence band offset generated between the p-type ZnMgSSe cladding layer 51 and the p-type GaAs substrate 55 is divided into four steps to reduce the offset generated at each hetero interface, resulting in a reduction in the operating voltage. A reduction is realized.

【0042】実施例3 上記実施例1または2ではp型GaAs基板とp型ZnMgS
Seクラッド層との間に設けるZnS1-x-ySexTeyバッ
ファ層の組成比x、yは一定または段階的とした半導体
レーザであるが、本実施例では、そのようなバッファ層
の代わりにZnS1-x-ySexTeyバッファ層の組成比x、
yを連続的に変化させる(他の層については実質的に実
施例1と同じ)。
Example 3 In Example 1 or 2, the p-type GaAs substrate and the p-type ZnMgS were used.
ZnS 1-xy Se x Te y buffer composition ratio of layer x provided between the Se cladding layer, y is is a semiconductor laser which has a constant or stepwise, in this embodiment, in place of such a buffer layer ZnS 1-xy Se x Te y buffer layer composition ratio x,
y is continuously changed (substantially the same as in Example 1 for other layers).

【0043】本実施例の半導体レーザのp型クラッド層
61とp型GaAs基板63との間のエネルギーバンドの
概略図を図6に示している。基板63側からクラッド層
61側に向かってp型ZnSSeTeバッファ層62の組
成比xを連続的に減少させ、また組成比yは連続的に増
加させることにより、GaAs基板と格子整合を図りつ
つ、EvをGaAs基板63のそれからZnMgSSeクラッ
ド層61のそれまで連続的に近付けていくことが可能と
なり、動作電圧の低下が図れる。
FIG. 6 shows a schematic view of the energy band between the p-type cladding layer 61 and the p-type GaAs substrate 63 of the semiconductor laser of this embodiment. By continuously decreasing the composition ratio x of the p-type ZnSSeTe buffer layer 62 from the substrate 63 side toward the cladding layer 61 side and continuously increasing the composition ratio y, lattice matching with the GaAs substrate is achieved, Ev can be continuously approached from that of the GaAs substrate 63 to that of the ZnMgSSe clad layer 61, and the operating voltage can be lowered.

【0044】実施例4 本実施例の半導体レーザは、実施例1〜3のp型ZnS
SeTeバッファ層の代わりに、図7に示すように、p型
GaAs基板73とp型ZnMgSSeクラッド層71との
間にp型ZnSTe/p型ZnTe歪超格子バッファ層72
を有する(他の層については実質的に実施例1〜3と同
じ)。ZnSおよびZnTeの格子定数a(ZnS)およびa
(ZnTe)はそれぞれ5.41Åおよび6.10Åであ
り、従って、GaAsの格子定数a(GaAs)(=5.65
Å)はa(ZnS)とa(ZnTe)の中間に位置する。この
ことから、GaAsの格子定数より小さくなる組成比xを
もったZnSxTe1-xおよびZnTeの組み合わせによっ
て、界面方向の平均格子定数がGaAsの格子定数と等し
くなるp型ZnSTe/p型ZnTe歪超格子の作製が可
能である。
Example 4 The semiconductor laser of this example is the p-type ZnS of Examples 1-3.
Instead of the SeTe buffer layer, as shown in FIG. 7, a p-type ZnSTe / p-type ZnTe strained superlattice buffer layer 72 is provided between the p-type GaAs substrate 73 and the p-type ZnMgSSe cladding layer 71.
(Substantially the same as in Examples 1 to 3 for other layers). The lattice constants a (ZnS) and a of ZnS and ZnTe
(ZnTe) are 5.41Å and 6.10Å, respectively, and therefore, the lattice constant a (GaAs) of GaAs (= 5.65).
Å) is located between a (ZnS) and a (ZnTe). Therefore, the combination of ZnS x Te 1-x and ZnTe having a composition ratio x smaller than the lattice constant of GaAs makes the average lattice constant in the interface direction equal to the lattice constant of GaAs p-type ZnSTe / p-type ZnTe. It is possible to fabricate strained superlattices.

【0045】この時、ZnSTe層が歪超格子の障壁層、
ZnTeが井戸層として作用するが、その厚さをそれぞれ
b、Lwとしたときに、 (Lb×a(ZnSxTe1-x)+Lw×a(ZnTe))/(Lb
w)=a(GaAs) の関係を満たし、かつ、ミスフィット転位が形成されな
いx、LbおよびLwの値を選ぶことにより高濃度にp型
ドーピングを施しかつその界面方向の平均格子定数がG
aAsのそれと等しくなるような歪超格子バッファ層を形
成することが出来る。
At this time, the ZnSTe layer is a barrier layer of a strained superlattice,
ZnTe acts as a well layer, and when the thicknesses thereof are L b and L w , respectively, (L b × a (ZnSxTe 1-x ) + L w × a (ZnTe)) / (L b +
L w ) = a (GaAs) is satisfied, and by selecting the values of x, L b and L w at which misfit dislocations are not formed, p-type doping is performed at a high concentration and the average lattice constant in the interface direction is selected. Is G
It is possible to form a strained superlattice buffer layer that is equal to that of aAs.

【0046】例えばx=0.8とすると、即ち、障壁層
としてZnS0.8Te0.2を選択すると、ZnS0.8Te0.2
格子定数は5.55Åとなり、GaAs基板と格子整合
するにはLb:Lw=9:2となる必要がある。従って、
例えばLw=0.3nm(1原子層)、Lb=1.4nm
(5原子層)とすれば、GaAsと実質的に格子整合し、
かつ、ミスフィット転位の入らない歪超格子を形成する
ことができる。このような歪超格子バッファ層72を採
用することにより、実施例1〜3に述べた価電子帯オフ
セットを低減する効果に加えて、GaAs基板表面に本来
存在する転位およびGaAs基板上にII−VI族半導体
層を形成する際に発生する転位等の欠陥のII−VI族
半導体中への伝搬を防ぐ効果が期待出来る。
For example, when x = 0.8, that is, when ZnS 0.8 Te 0.2 is selected as the barrier layer, the lattice constant of ZnS 0.8 Te 0.2 becomes 5.55Å, and L b : L for lattice matching with the GaAs substrate. It is necessary that w = 9: 2. Therefore,
For example, L w = 0.3 nm (1 atomic layer), L b = 1.4 nm
(5 atomic layers), it is substantially lattice-matched with GaAs,
In addition, a strained superlattice free from misfit dislocations can be formed. By adopting such a strained superlattice buffer layer 72, in addition to the effect of reducing the valence band offset described in Examples 1 to 3, dislocations originally present on the surface of the GaAs substrate and II- on the GaAs substrate are present. The effect of preventing the propagation of defects such as dislocations generated when forming the group VI semiconductor layer into the group II-VI semiconductor can be expected.

【0047】実施例5 図8に示した実施例5は、p型GaAs基板82とp型Z
nMgSSeクラッド層84との間にp型InGaNバッフ
ァ層83を設けた半導体レーザである。図8には、更
に、p型オーミック電極81、活性層85、n型クラッ
ド層86およびn型電極87も図示している。この構造
において、p型ZnSSeTeバッファ層を設ける場合と
同様に、p型ZnMgSSeクラッド層84とp型GaAs
基板82との間に生じる価電子帯オフセットが分割され
ることにより半導体レーザの動作電圧の低下が実現され
る。
Example 5 Example 5 shown in FIG. 8 is a p-type GaAs substrate 82 and a p-type Z.
This is a semiconductor laser in which a p-type InGaN buffer layer 83 is provided between the nMgSSe cladding layer 84. FIG. 8 also shows a p-type ohmic electrode 81, an active layer 85, an n-type cladding layer 86 and an n-type electrode 87. In this structure, as in the case where the p-type ZnSSeTe buffer layer is provided, the p-type ZnMgSSe cladding layer 84 and the p-type GaAs are formed.
By dividing the valence band offset generated with the substrate 82, the operating voltage of the semiconductor laser is reduced.

【0048】実施例6 図9は本発明の第2の要旨の一実施例の半導体レーザを
模式的に示した断面図である。図9において、91はp
型基板に対するオーミック電極、92はp型GaAs基
板、93はp型ZnSSeTeバッファ層、94はp型Zn
MgSSeクラッド層、95はZnCdSe/ZnSe単一量
子井戸からなる活性層、96はn型ZnMgSSeクラッ
ド層、97はn型GaAsコンタクト層、98はIn電極
である。
Embodiment 6 FIG. 9 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser according to an embodiment of the second gist of the present invention. In FIG. 9, 91 is p
Ohmic electrode for the mold substrate, 92 p-type GaAs substrate, 93 p-type ZnSSeTe buffer layer, 94 p-type Zn
MgSSe cladding layer, 95 is an active layer composed of ZnCdSe / ZnSe single quantum well, 96 is an n-type ZnMgSSe cladding layer, 97 is an n-type GaAs contact layer, and 98 is an In electrode.

【0049】本実施例では、コンタクト層97として高
濃度にn型ドーピングを施したGaAs層を設けた点に特
徴がある。図10にZnMgSSeクラッド層上にIn電極
を直接形成した場合(図10の左側)およびZnMgSS
eクラッド層とIn電極との間にn型GaAsコンタクト層
を設けた場合(図10の右側)のエネルギーバンドを比
較する概略図を示す。ZnMgSSeクラッド層上にIn電
極を直接形成した場合には、図10の左側の概略図から
明らかなように、ZnMgSSeとInのフェルミエネルギ
ーの差に起因したバンド障壁△φが存在し、また、Zn
MgSSeとInのフェルミエネルギーの差のおおよそ1
/2乗に比例し、ZnMgSSe層のキャリア濃度Ndのお
およそ1/2乗に反比例するWの幅を持った空乏層が存
在する。
This embodiment is characterized in that the contact layer 97 is a GaAs layer which is heavily n-type doped. FIG. 10 shows a case where an In electrode is directly formed on the ZnMgSSe clad layer (on the left side of FIG. 10) and ZnMgSS.
The schematic diagram which compares the energy band at the time of providing an n-type GaAs contact layer between an e clad layer and an In electrode (right side of FIG. 10) is shown. When the In electrode is directly formed on the ZnMgSSe cladding layer, as is clear from the schematic diagram on the left side of FIG. 10, there is a band barrier Δφ due to the difference in Fermi energy between ZnMgSSe and In, and Zn
The difference between the Fermi energies of MgSSe and In is approximately 1
There is a depletion layer having a width of W that is proportional to the / 2 power and is inversely proportional to the 1/2 power of the carrier concentration Nd of the ZnMgSSe layer.

【0050】ところが、高濃度にn型ドーピングを施し
たGaAs層をコンタクト層としてクラッド層と電極との
間に形成すると、図10の右側の概略図から理解できる
ように、n型GaAsのフェルミ準位がZnMgSSeのそ
れとInのそれとの間に位置するために△φが分割さ
れ、また、高濃度にドーピングを施していることよりG
aAsのIn電極側に形成される空乏層幅も小さいものと
なる。このため、In電極からZnMgSSe層へトンネル
によって電子が注入される際の障壁が緩和され、ZnMg
SSe上にIn電極を直接形成した場合と比較してオーミ
ック特性に優れた電流−電圧特性が得られる。
However, when a GaAs layer heavily doped with n-type is formed as a contact layer between the cladding layer and the electrode, as can be seen from the schematic diagram on the right side of FIG. 10, the Fermi quasi of n-type GaAs can be understood. Since the position is located between that of ZnMgSSe and that of In, Δφ is divided, and since G is highly doped, G
The width of the depletion layer formed on the In electrode side of aAs is also small. Therefore, the barrier when electrons are injected from the In electrode into the ZnMgSSe layer by the tunnel is relaxed, and ZnMg
As compared with the case where the In electrode is directly formed on SSe, the current-voltage characteristics having excellent ohmic characteristics can be obtained.

【0051】実施例7 上記実施例6ではコンタクト層としてn型GaAsを用い
たが、図11に示すように、本実施例ではコンタクト層
としてn型AlGaAs層117をn型クラッド層116
とIn電極118との間に設けた半導体レーザである。
GaAsとZnMgSSeとの伝導帯オフセットの値はZnM
gSSe層の組成比によって異なるが、本実施例のように
コンタクト層としてn型AlGaAs層を設け、そのAlの
組成比をZnMgSSeの組成比に応じて適当に選ぶこと
により、効率良く障壁層を分割することが出来る。図1
1において、p型基板に対するオーミック電極111、
p型GaAs基板112、p型ZnSSeTeバッファ層1
13、p型ZnMgSSeクラッド層114およびZnCd
Se/ZnSe単一量子井戸からなる活性層115も図示
している。
Example 7 Although n-type GaAs was used as the contact layer in the above-mentioned Example 6, as shown in FIG. 11, in this example, the n-type AlGaAs layer 117 and the n-type cladding layer 116 were used as the contact layers.
And the In electrode 118.
The value of conduction band offset between GaAs and ZnMgSSe is ZnM.
Although it depends on the composition ratio of the gSSe layer, an n-type AlGaAs layer is provided as a contact layer as in this embodiment, and the Al composition ratio is appropriately selected according to the ZnMgSSe composition ratio to efficiently divide the barrier layer. You can do it. FIG.
1, the ohmic electrode 111 with respect to the p-type substrate,
p-type GaAs substrate 112, p-type ZnSSeTe buffer layer 1
13, p-type ZnMgSSe cladding layer 114 and ZnCd
An active layer 115 consisting of a Se / ZnSe single quantum well is also shown.

【0052】実施例8 図12は本発明の第2の要旨の一具体例としての実施例
8の半導体レーザを模式的に示した断面図で、121は
p型基板に対するオーミック電極、122はp型GaAs
基板、123はp型ZnSSeTeバッファ層、124は
p型ZnMgSSeクラッド層、125はZnCdSe/Zn
Se多重量子井戸からなる活性層、126はn型ZnMg
SSeクラッド層、127はn型GaAsコンタクト層、
128はAuGeNi電極である。
Example 8 FIG. 12 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of Example 8 as a specific example of the second gist of the present invention, in which 121 is an ohmic electrode for a p-type substrate and 122 is p. Type GaAs
Substrate, 123 p-type ZnSSeTe buffer layer, 124 p-type ZnMgSSe clad layer, 125 ZnCdSe / Zn
Active layer composed of Se multiple quantum wells, 126 is n-type ZnMg
SSe clad layer, 127 is an n-type GaAs contact layer,
128 is an AuGeNi electrode.

【0053】AuGeNi電極は、既知の通りn型GaAs
上に形成した後に450℃程度で熱処理することにより
コンタクト抵抗の小さな良好なオーミック特性が得られ
る。本実施例は図12の構造を形成後熱処理を施すこと
により、GaAsとAuGeNiとのコンタクト抵抗の低減
を図るとともに、GaAs層中のGaがZnMgSSe側に拡
散してn型ドーパントとして作用し、ZnMgSSe層の
GaAs界面付近のキャリア濃度が増加してZnMgSSe
層中に広がる空乏層幅が低減し、ZnMgSSeとGaAs
界面のコンタクト抵抗が低減する。
As is known, the AuGeNi electrode is an n-type GaAs.
A good ohmic characteristic with a small contact resistance can be obtained by heat treatment at about 450 ° C. after the above formation. In this embodiment, the structure shown in FIG. 12 is subjected to a heat treatment after formation to reduce the contact resistance between GaAs and AuGeNi, and Ga in the GaAs layer diffuses to the ZnMgSSe side to act as an n-type dopant, and ZnMgSSe. Carrier concentration near the GaAs interface of the layer increases and ZnMgSSe
The width of the depletion layer spreading in the layer is reduced, and ZnMgSSe and GaAs are reduced.
The contact resistance at the interface is reduced.

【0054】実施例9 図13に本発明の更に別の一具体例としての実施例9の
半導体レーザを示す。この図13に示した本実施例で
は、図9に示した構造においてストライプ電極98直下
以外の部分のGaAs層97をエッチング等で落とし、そ
の部分を絶縁膜で覆ったものである。即ち、本実施例の
半導体レーザは、p型電極131、p型GaAs基板13
2、p型ZnSSeTeバッファ層133、p型ZnMgS
Seクラッド層134、ZnCdSe/ZnSe単一量
子井戸からなる活性層135、n型クラッド層136、
n型GaAsコンタクト層137、n型オーミック電極
138および絶縁膜139を有して成る。
Example 9 FIG. 13 shows a semiconductor laser of Example 9 as still another specific example of the present invention. In this embodiment shown in FIG. 13, the GaAs layer 97 in a portion other than directly under the stripe electrode 98 in the structure shown in FIG. 9 is removed by etching or the like, and the portion is covered with an insulating film. That is, the semiconductor laser of this embodiment has a p-type electrode 131 and a p-type GaAs substrate 13.
2, p-type ZnSSeTe buffer layer 133, p-type ZnMgS
Se clad layer 134, active layer 135 consisting of ZnCdSe / ZnSe single quantum well, n-type clad layer 136,
It has an n-type GaAs contact layer 137, an n-type ohmic electrode 138 and an insulating film 139.

【0055】実施例6の半導体レーザにおいては、スト
ライプ電極98から電流を注入した場合にGaAsコンタ
クト層の抵抗が低いために電流がGaAs層で横方向に広
がる恐れがあるが、本実施例においては電極部138の
直下にのみGaAs層137を残しているので電流の広が
りが防止される。
In the semiconductor laser of the sixth embodiment, when a current is injected from the stripe electrode 98, the current may spread laterally in the GaAs layer because the resistance of the GaAs contact layer is low. Since the GaAs layer 137 is left only just under the electrode portion 138, the spread of current is prevented.

【0056】実施例10 図14は本発明の第3の要旨の一具体例としての実施例
10の半導体レーザを模式的に示した断面図であり、1
41はp型基板に対するオーミック電極、142はp型
GaAs基板、143はp型ZnSSeTeバッファ層、1
44はp型ZnMgSSeクラッド層、145はZnCdSe
/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、146はn型Z
nMgSSeクラッド層、147はPd電極である。即ち、
本実施例では、Inより仕事関数の値が小さい金属をn
型電極として使用している。
Embodiment 10 FIG. 14 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of Embodiment 10 as a specific example of the third gist of the present invention.
41 is an ohmic electrode for a p-type substrate, 142 is a p-type GaAs substrate, 143 is a p-type ZnSSeTe buffer layer, 1
44 is a p-type ZnMgSSe cladding layer and 145 is ZnCdSe.
/ ZnSe Active layer consisting of single quantum well, 146 is n-type Z
The nMgSSe cladding layer and 147 are Pd electrodes. That is,
In this embodiment, n is a metal whose work function is smaller than In.
It is used as a mold electrode.

【0057】従来、n型ZnMgSSe層に対する電極と
しては主としてInが用いられているが、Inの仕事関数
の値はZnMgSSeのフェルミエネルギーと比較して大
きいため、ショットキー障壁層が出来る。そこで、本実
施例では、Inより仕事関数の小さいPdを電極として用
いることにより障壁高さおよびZnMgSSe層に形成さ
れる空乏層幅を低減している。ZnMgSSe/Pdのバン
ド(フェルミエネルギーEF)図はMgの組成により変化
するが、図15に示したようになる。図15において、
左側は、Mgの組成が大きい場合であり、右側はMgの組
成が小さい場合を示す。図15および図10の左側の図
を比較すると明らかなように、障壁高さおよび空乏層幅
が減少していることが判る。
Conventionally, In is mainly used as an electrode for the n-type ZnMgSSe layer, but since the value of the work function of In is larger than the Fermi energy of ZnMgSSe, a Schottky barrier layer can be formed. Therefore, in this embodiment, the barrier height and the depletion layer width formed in the ZnMgSSe layer are reduced by using Pd having a work function smaller than In as an electrode. The band diagram (Fermi energy E F ) of ZnMgSSe / Pd changes depending on the composition of Mg, but becomes as shown in FIG. In FIG.
The left side shows the case where the Mg composition is large, and the right side shows the case where the Mg composition is small. It can be seen that the barrier height and the depletion layer width are reduced, as is clear from a comparison of the drawings on the left side of FIG. 15 and FIG.

【0058】実施例11 図16は、本発明の第4の要旨の一具体例としての実施
例11の半導体レーザを模式的に示した断面図であり、
161はp型基板に対するオーミック電極、162はp
型GaAs基板、163はp型ZnMgSSeクラッド層、
164はp型ZnTe/ZnSTe歪超格子層、165はZ
nCdSe/ZnSe単一量子井戸層、166はn型ZnSe
/ZnSSe歪超格子層、167はn型ZnMgSSeクラ
ッド層、168はn型層に対する電極である。即ち、本
実施例では、活性層164とクラッド層163および1
67とのヘテロ界面に歪超格子層164および166が
設けられている。
Example 11 FIG. 16 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of Example 11 as a specific example of the fourth gist of the present invention.
161 is an ohmic electrode for the p-type substrate, 162 is p
Type GaAs substrate, 163 is a p-type ZnMgSSe cladding layer,
164 is a p-type ZnTe / ZnSTe strained superlattice layer, 165 is Z
nCdSe / ZnSe single quantum well layer, 166 is n-type ZnSe
/ ZnSSe strained superlattice layer, 167 is an n-type ZnMgSSe cladding layer, and 168 is an electrode for the n-type layer. That is, in this embodiment, the active layer 164 and the cladding layers 163 and 1
Strained superlattice layers 164 and 166 are provided at the hetero interface with 67.

【0059】それぞれの歪超格子層は、その界面方向の
平均格子定数がGaAsと一致するように組成と井戸層お
よび障壁層の膜厚を選んでいる。例えば、ZnTe/Zn
STeについては、実施例5の場合と同様にLbおよびL
wを選択してよい。また、ZnSe/ZnSSeについて
は、例えば障壁層としてZnS0.12Se0.88を選択する
と、Lw=Lb=5nmとすると、GaAsと実質的に格子
整合し、かつ、ミスフィット転位の入らない歪超格子層
を形成できる。
For each strained superlattice layer, the composition and the film thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs. For example, ZnTe / Zn
Regarding STe, as in the case of the fifth embodiment, L b and L
You may choose w . Regarding ZnSe / ZnSSe, for example, if ZnS 0.12 Se 0.88 is selected as the barrier layer and L w = L b = 5 nm, the strained superlattice is substantially lattice-matched with GaAs and does not contain misfit dislocations. Layers can be formed.

【0060】本構造においては、基板162あるいはp
型クラッド層163から活性層165に伝搬してくる転
位をp型ZnTe/ZnSTe歪超格子層164で、n型ク
ラッド層167から活性層165側へ伝搬してくる転位
をn型ZnSe/ZnSSe歪超格子層166でそれぞれ活
性層内に伝搬するのを防ぎ、半導体レーザ素子の劣化を
引き起こす活性層165内の欠陥密度の低減を図ってい
る。
In this structure, the substrate 162 or p
The dislocations propagating from the clad layer 163 to the active layer 165 are strained by the p-type ZnTe / ZnSTe strained superlattice layer 164, and the dislocations propagating from the n-type clad layer 167 to the active layer 165 side are n-type ZnSe / ZnSSe strained. The superlattice layer 166 prevents propagation into the respective active layers and reduces the defect density in the active layer 165 which causes deterioration of the semiconductor laser device.

【0061】実施例12 図17は本発明の第4の要旨の一具体例としての実施例
12の半導体レーザを示した断面図である。図17にお
いて、1はp型層に対する電極、2はp型GaAs基板、
3はp型ZnMgSSeクラッド層、4はp型ZnSe/Zn
SSe歪超格子層、5はZnCdSe/ZnSe単一量子井戸
層、6はn型ZnSe/ZnSSe歪超格子層、7はn型Z
nMgSSeクラッド層、8はn型層に対する電極であ
る。即ち、p型超格子層としてZnSe/ZnSSeを用い
ている点が図16の場合と異なる。それぞれの歪超格子
層は、その界面方向の平均格子定数がGaAsと一致する
ように組成と井戸層および障壁層の膜厚を選んでいる。
本実施例においても実施例11と同様の効果が得られ
る。
Example 12 FIG. 17 is a sectional view showing a semiconductor laser of Example 12 as a specific example of the fourth gist of the present invention. In FIG. 17, 1 is an electrode for the p-type layer, 2 is a p-type GaAs substrate,
3 is a p-type ZnMgSSe cladding layer, 4 is a p-type ZnSe / Zn
SSe strained superlattice layer, 5 ZnCdSe / ZnSe single quantum well layer, 6 n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 7 n-type Z
nMgSSe cladding layer, 8 is an electrode for the n-type layer. That is, the point that ZnSe / ZnSSe is used as the p-type superlattice layer is different from the case of FIG. For each strained superlattice layer, the composition and the film thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs.
Also in this embodiment, the same effect as that of the eleventh embodiment can be obtained.

【0062】実施例13 図18は本発明の第4の要旨の一具体例としての実施例
13の半導体レーザを示した断面図である。図18にお
いて、181はp型層に対する電極、182はp型Ga
As基板、183はp型ZnMgSSeクラッド層、184
はp型ZnSe/ZnMgSSe歪超格子層、185はZnC
dSe/ZnSe単一量子井戸層、186はn型ZnSe/Z
nMgSSe歪超格子層、187はn型ZnMgSSeクラッ
ド層、188はn型層に対する電極である。即ち、p型
歪超格子層としてZnSe/ZnMgSSeを用いている点
が図16の場合と異なる。それぞれの歪超格子層は、そ
の界面方向の平均格子定数がGaAsと一致するように組
成と井戸層および障壁層の膜厚を選んでいる。本実施例
においても実施例11と同様の効果が得られる。
Example 13 FIG. 18 is a sectional view showing a semiconductor laser of Example 13 as a specific example of the fourth gist of the present invention. In FIG. 18, 181 is an electrode for the p-type layer, and 182 is a p-type Ga.
As substrate, 183 is p-type ZnMgSSe clad layer, 184
Is a p-type ZnSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 185 is ZnC
dSe / ZnSe single quantum well layer, 186 is n-type ZnSe / Z
The nMgSSe strained superlattice layer, 187 is an n-type ZnMgSSe cladding layer, and 188 is an electrode for the n-type layer. That is, the point that ZnSe / ZnMgSSe is used as the p-type strained superlattice layer is different from the case of FIG. For each strained superlattice layer, the composition and the film thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs. Also in this embodiment, the same effect as that of the eleventh embodiment can be obtained.

【0063】実施例14 図19は本発明の第4の要旨の別の一具体例としての実
施例14の半導体レーザを模式的に示した断面図であ
る。図19において、191はp型層に対する電極、1
92はp型GaAs基板、193はp型ZnMgSSeクラ
ッド層、194はp型ZnSSeガイド層、195はZn
Te/ZnSTe歪超格子層、196はZnCdSe/ZnSe
単一量子井戸層、197はn型ZnSe/ZnSSe歪超格
子層、198はn型ZnSSeガイド層、199はn型Z
nMgSSeクラッド層、200はn型層に対する電極で
ある。即ち、図16に示した半導体レーザにガイド層を
加えたものである。
Example 14 FIG. 19 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of Example 14 as another specific example of the fourth gist of the present invention. In FIG. 19, 191 is an electrode for the p-type layer, 1
92 is a p-type GaAs substrate, 193 is a p-type ZnMgSSe cladding layer, 194 is a p-type ZnSSe guide layer, and 195 is Zn.
Te / ZnSTe strained superlattice layer, 196 is ZnCdSe / ZnSe
Single quantum well layer, 197 is n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 198 is n-type ZnSSe guide layer, and 199 is n-type Z
nMgSSe clad layer, 200 is an electrode for the n-type layer. That is, a guide layer is added to the semiconductor laser shown in FIG.

【0064】それぞれの歪超格子層は、その界面方向の
平均格子定数がGaAsと一致するように組成と井戸層お
よび障壁層の膜厚を選んでいる。本構造においては、基
板192、p型クラッド層193あるいはp型ガイド層
194から活性層196に伝搬してくる転位をp型Zn
Te/ZnSTe歪超格子層195で、n型クラッド層
199あるいはn型ガイド層198から活性層側へ19
6戻ってくる転位をn型ZnSe/ZnSSe歪超格子
層197でそれぞれ活性層内に伝搬するのを防ぎ、素子
の劣化を引きおこす活性層内の欠陥密度の低減を図って
いる。
For each strained superlattice layer, the composition and the thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs. In this structure, dislocations propagating from the substrate 192, the p-type cladding layer 193, or the p-type guide layer 194 to the active layer 196 are converted into p-type Zn.
In the Te / ZnSTe strained superlattice layer 195, 19 from the n-type cladding layer 199 or the n-type guide layer 198 to the active layer side.
6 The dislocations returning to 6 are prevented from propagating in the active layer in the n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer 197, respectively, and the defect density in the active layer which causes deterioration of the device is reduced.

【0065】実施例15 図20は本発明の第4の要旨の一具体例としての実施例
15の半導体レーザを模式的に示した断面図である。図
20において、201はp型層に対する電極、202は
p型GaAs基板、203はp型ZnMgSSeクラッド
層、204はp型ZnSSeガイド層、205はZnSe
/ZnS歪超格子層、206はZnCdSe/ZnSe単一量
子井戸層、207はn型ZnSe/ZnSSe歪超格子層、
208はn型ZnSSeガイド層、209はn型ZnMg
SSeクラッド層、210はn型層に対する電極であ
る。即ち、図17に示した半導体レーザにガイドを設け
たものである。それぞれの歪超格子層は、その界面方向
の平均格子定数がGaAsと一致するように組成と井戸層
および障壁層の膜厚を選んでいる。本実施例においても
実施例14と同様の効果が得られる。
Fifteenth Embodiment FIG. 20 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of a fifteenth embodiment as a specific example of the fourth gist of the present invention. In FIG. 20, 201 is an electrode for the p-type layer, 202 is a p-type GaAs substrate, 203 is a p-type ZnMgSSe cladding layer, 204 is a p-type ZnSSe guide layer, and 205 is ZnSe.
/ ZnS strained superlattice layer, 206 is a ZnCdSe / ZnSe single quantum well layer, 207 is an n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer,
208 is an n-type ZnSSe guide layer, 209 is n-type ZnMg
SSe cladding layer, 210 is an electrode for the n-type layer. That is, the semiconductor laser shown in FIG. 17 is provided with a guide. For each strained superlattice layer, the composition and the film thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs. Also in this embodiment, the same effect as that of the fourteenth embodiment can be obtained.

【0066】実施例16 図21は本発明の第4の要旨の一具体例としての実施例
16の半導体レーザを模式的に示した断面図である。図
21において、211はp型層に対する電極、212は
p型GaAs基板、213はp型ZnMgSSeクラッド
層、214はp型ZnSSeガイド層、215はZnSe/
ZnMgSSe歪超格子層、216はZnCdSe/ZnSe単
一量子井戸層、217はn型ZnSe/ZnMgSSe歪超
格子層、218はn型ZnSSeガイド層、219はn型
ZnMgSSeクラッド層、220はn型層に対する電極
である。即ち、図18に示した半導体レーザにガイドを
設けたものである。それぞれの歪超格子層は、その界面
方向の平均格子定数がGaAsと一致するように組成と井
戸層および障壁層の膜厚を選んでいる。本実施例におい
ても実施例14と同様の効果が得られる。
Embodiment 16 FIG. 21 is a sectional view schematically showing a semiconductor laser of Embodiment 16 as a specific example of the fourth gist of the present invention. In FIG. 21, 211 is an electrode for the p-type layer, 212 is a p-type GaAs substrate, 213 is a p-type ZnMgSSe cladding layer, 214 is a p-type ZnSSe guide layer, and 215 is ZnSe /
ZnMgSSe strained superlattice layer, 216 ZnCdSe / ZnSe single quantum well layer, 217 n-type ZnSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 218 n-type ZnSSe guide layer, 219 n-type ZnMgSSe cladding layer, 220 n-type layer Is an electrode for. That is, the semiconductor laser shown in FIG. 18 is provided with a guide. For each strained superlattice layer, the composition and the film thickness of the well layer and the barrier layer are selected so that the average lattice constant in the interface direction matches GaAs. Also in this embodiment, the same effect as that of the fourteenth embodiment can be obtained.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の第1の要旨においては、p型基
板とp型ZnMgSSe層との間に存在する価電子帯オフ
セットが分割されて電位障壁が緩和するため、半導体レ
ーザ素子の動作電圧が低くなる。本発明の第2の要旨に
おいては、伝導帯に生じる電位障壁が緩和するため、半
導体レーザ素子の低電圧駆動が可能になる。本発明の第
3の要旨においては、完全なオーミック接触性が得られ
るため、半導体レーザの低電圧動作が可能となる。本発
明の第4の要旨においては、特に欠陥密度の低減の困難
なII−VI族半導体によって構成される半導体レーザ
の活性層中の欠陥密度の低減が可能となるため、長時間
安定動作する半導体レーザを実現できる。
According to the first aspect of the present invention, since the valence band offset existing between the p-type substrate and the p-type ZnMgSSe layer is divided and the potential barrier is relaxed, the operating voltage of the semiconductor laser device is reduced. Will be lower. According to the second aspect of the present invention, the potential barrier generated in the conduction band is relaxed, so that the semiconductor laser device can be driven at a low voltage. According to the third aspect of the present invention, since perfect ohmic contact is obtained, the semiconductor laser can be operated at a low voltage. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to reduce the defect density in the active layer of a semiconductor laser composed of a II-VI group semiconductor in which it is particularly difficult to reduce the defect density. A laser can be realized.

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

【図1】 実施例1の半導体レーザの模式断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment.

【図2】 真空準位を基準としたZnTe、ZnSe、Zn
SおよびGaAsの価電子帯および伝導帯のエネルギー準
位を示す模式図。
FIG. 2 ZnTe, ZnSe, Zn based on vacuum level
The schematic diagram which shows the energy level of the valence band and conduction band of S and GaAs.

【図3】 II−VI/III−V族半導体の格子定数
とバンドギャップとの関係を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a lattice constant and a band gap of a II-VI / III-V group semiconductor.

【図4】 実施例1の半導体レーザのバンド概略図。FIG. 4 is a band schematic diagram of the semiconductor laser of Example 1.

【図5】 実施例2の半導体レーザのバンド概略図。5 is a band schematic diagram of the semiconductor laser of Example 2. FIG.

【図6】 実施例3の半導体レーザのバンド概略図。FIG. 6 is a band schematic diagram of the semiconductor laser of Example 3;

【図7】 実施例4の半導体レーザのバンド概略図。FIG. 7 is a band schematic diagram of the semiconductor laser of Example 4.

【図8】 実施例5の半導体レーザの模式断面図。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 5.

【図9】 実施例6の半導体レーザの模式断面図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 6.

【図10】 GaAsコンタクト層の有無の影響を示すバ
ンド概略図。
FIG. 10 is a schematic band diagram showing the influence of the presence or absence of a GaAs contact layer.

【図11】 実施例7の半導体レーザの模式断面図。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 7.

【図12】 実施例8の半導体レーザの模式断面図。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 8.

【図13】 実施例9の半導体レーザの模式断面図。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 9.

【図14】 実施例10半導体レーザの模式断面図。FIG. 14 is a schematic sectional view of a semiconductor laser according to an example 10.

【図15】 n型ZnMgSSeとPdのバンド概略図。FIG. 15 is a schematic band diagram of n-type ZnMgSSe and Pd.

【図16】 実施例11の半導体レーザの模式断面図。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 11.

【図17】 実施例12の半導体レーザの模式断面図。FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor laser of Example 12.

【図18】 実施例13の半導体レーザの模式断面図。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 13.

【図19】 実施例14の半導体レーザの模式断面図。FIG. 19 is a schematic sectional view of a semiconductor laser of Example 14.

【図20】 実施例15の半導体レーザの模式断面図。FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 15.

【図21】 実施例16の半導体レーザの模式断面図。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser of Example 16.

【図22】 従来の半導体レーザの構造の模式断面図。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of the structure of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 p型基板に対するオーミック電極、12 p型G
aAs基板、13 p型ZnSSeTeバッファ層、14
p型ZnMgSSeクラッド層、15 ZnCdSe/ZnSe
単一量子井戸からなる活性層、16 n型ZnMgSSe
クラッド層、17 n型層に対する電極、41 p型Z
nMgSSeクラッド層、42 p型ZnSSeTeバッファ
層、43 p型GaAs基板、51 p型ZnMgSSeク
ラッド層、52 p型ZnSSeTeバッファ層第1層、
53 p型ZnSSeTeバッファ層第2層、54 p型
ZnSSeTeバッファ層第3層、55 p型GaAs基
板、61 p型ZnMgSSeクラッド層、62 p型Zn
SSeTeバッファ層、63 p型GaAs基板、71 p
型ZnMgSSeクラッド層、72 p型ZnSTe/ZnT
e歪超格子バッファ層、73 p型GaAs基板、81
p型基板に対するオーミック電極、82 p型GaAs基
板、83 p型InGaNバッファ層、84 p型ZnMg
SSeクラッド層、85 ZnCdSe/ZnSe単一量子井
戸からなる活性層、86 n型ZnMgSSeクラッド
層、87 n型層に対する電極、91 p型基板に対す
るオーミック電極、92 p型GaAs基板、94 p型
ZnMgSSeクラッド層、95 ZnCdSe/ZnSe単一
量子井戸からなる活性層、96 n型ZnMgSSeクラ
ッド層、97 n型GaAsコンタクト層、98 In電
極、111 p型基板に対するオーミック電極、112
p型GaAs基板、114 p型ZnMgSSeクラッド
層、115 ZnCdSe/ZnSe単一量子井戸からなる
活性層、116 n型ZnMgSSeクラッド層、117
n型AlGaAsコンタクト層、118 In電極、12
1 p型基板に対するオーミック電極、122 p型G
aAs基板、124 p型ZnMgSSeクラッド層、12
5 ZnCdSe/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、
126 n型ZnMgSSeクラッド層、127n型GaA
sコンタクト層、128 AuGeNi電極、131 p型
基板に対する電極、132 p型GaAs基板、134
p型ZnMgSSeクラッド層、135 ZnCdSe/Zn
Se単一量子井戸からなる活性層、136 n型ZnMg
SSeクラッド層、137 n型GaAsコンタクト層、
138 n型GaAsに対するオーミック電極、141
p型基板に対するオーミック電極、142 p型GaAs
基板、144 p型ZnMgSSeクラッド層、145
ZnCdSe/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、14
6 n型ZnMgSSeクラッド層、147 Pd電極、1
61 p型基板に対するオーミック電極、162 p型
GaAs基板、163p型ZnMgSSeクラッド層、16
4 p型ZnTe/ZnSTe歪超格子層、165 ZnCd
Se/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、166 n
型ZnSe/ZnSSe歪超格子層、167 n型ZnMgS
Seクラッド層、168 n型層に対する電極、171
p型基板に対するオーミック電極、172 p型Ga
As基板、173 p型ZnMgSSeクラッド層、174
p型ZnSe/ZnSSe歪超格子層、175 ZnCdS
e/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、176 n型
ZnSe/ZnSSe歪超格子層、177 n型ZnMgSS
eクラッド層、178n型層に対する電極、181 p
型基板に対するオーミック電極、182 p型GaAs基
板、183 p型ZnMgSSeクラッド層、184 p
型ZnSe/ZnMgSSe歪超格子層、185 ZnCdSe
/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、186 n型Z
nSe/ZnMgSSe歪超格子層、187 n型ZnMgS
Seクラッド層、188 n型層に対する電極、191
p型基板に対するオーミック電極、192 p型Ga
As基板、193 p型ZnMgSSeクラッド層、194
p型ZnSSe光ガイド層、195 p型ZnTe/ZnS
Te歪超格子層、196ZnCdSe/ZnSe単一量子井戸
からなる活性層、197 n型ZnSe/ZnSSe歪超格
子層、198 n型ZnSSe光ガイド層、199 n型
ZnMgSSeクラッド層、200 n型層に対する電
極、201 p型基板に対するオーミック電極、202
p型GaAs基板、203 p型ZnMgSSeクラッド
層、204p型ZnSSe光ガイド層、205 p型Zn
Se/ZnSSe歪超格子層、206ZnCdSe/ZnSe単
一量子井戸からなる活性層、207 n型ZnSe/Zn
SSe歪超格子層、208 n型ZnSSe光ガイド層、
209 n型ZnMgSSeクラッド層、210 n型層
に対する電極、211 p型基板に対するオーミック電
極、212 p型GaAs基板、213 p型ZnMgSS
eクラッド層、214p型ZnSSe光ガイド層、215
p型ZnSe/ZnMgSSe歪超格子層、216 ZnC
dSe/ZnSe単一量子井戸からなる活性層、217 n
型ZnSe/ZnMgSSe歪超格子層、218 n型ZnS
Se光ガイド層、219 n型ZnMgSSeクラッド層、
220 n型層に対する電極。
Ohmic electrode for 11 p-type substrate, 12 p-type G
aAs substrate, 13 p-type ZnSSeTe buffer layer, 14
p-type ZnMgSSe cladding layer, 15 ZnCdSe / ZnSe
Active layer consisting of single quantum well, 16 n-type ZnMgSSe
Clad layer, electrode for 17 n-type layer, 41 p-type Z
nMgSSe clad layer, 42 p-type ZnSSeTe buffer layer, 43 p-type GaAs substrate, 51 p-type ZnMgSSe clad layer, 52 p-type ZnSSeTe buffer layer first layer,
53 p-type ZnSSeTe buffer layer second layer, 54 p-type ZnSSeTe buffer layer third layer, 55 p-type GaAs substrate, 61 p-type ZnMgSSe clad layer, 62 p-type Zn
SSeTe buffer layer, 63 p-type GaAs substrate, 71 p
Type ZnMgSSe clad layer, 72p type ZnSTe / ZnT
e strained superlattice buffer layer, 73 p-type GaAs substrate, 81
Ohmic electrode for p-type substrate, 82 p-type GaAs substrate, 83 p-type InGaN buffer layer, 84 p-type ZnMg
SSe clad layer, active layer consisting of 85 ZnCdSe / ZnSe single quantum well, 86 n-type ZnMgSSe clad layer, electrode for 87 n-type layer, ohmic electrode for 91 p-type substrate, 92 p-type GaAs substrate, 94 p-type ZnMgSSe clad layer Layer, 95 ZnCdSe / ZnSe single quantum well active layer, 96 n-type ZnMgSSe cladding layer, 97 n-type GaAs contact layer, 98 In electrode, 111 ohmic electrode for p-type substrate, 112
p-type GaAs substrate, 114 p-type ZnMgSSe cladding layer, 115 ZnCdSe / ZnSe single quantum well active layer, 116 n-type ZnMgSSe cladding layer, 117
n-type AlGaAs contact layer, 118 In electrode, 12
Ohmic electrode for 1 p-type substrate, 122 p-type G
aAs substrate, 124 p-type ZnMgSSe cladding layer, 12
5 Active layer composed of ZnCdSe / ZnSe single quantum well,
126 n-type ZnMgSSe clad layer, 127n-type GaAs
s contact layer, 128 AuGeNi electrode, 131 electrode for p-type substrate, 132 p-type GaAs substrate, 134
p-type ZnMgSSe cladding layer, 135 ZnCdSe / Zn
Active layer consisting of Se single quantum well, 136 n-type ZnMg
SSe clad layer, 137 n-type GaAs contact layer,
138 Ohmic electrode for n-type GaAs, 141
Ohmic electrode for p-type substrate, 142 p-type GaAs
Substrate, 144 p-type ZnMgSSe cladding layer, 145
ZnCdSe / ZnSe single quantum well active layer, 14
6 n-type ZnMgSSe cladding layer, 147 Pd electrode, 1
61 Ohmic electrode for p-type substrate, 162 p-type GaAs substrate, 163 p-type ZnMgSSe cladding layer, 16
4 p-type ZnTe / ZnSTe strained superlattice layer, 165 ZnCd
Se / ZnSe single quantum well active layer, 166 n
Type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 167 n-type ZnMgS
Se cladding layer, electrode for 168 n-type layer, 171
Ohmic electrode for p-type substrate, 172 p-type Ga
As substrate, 173 p-type ZnMgSSe cladding layer, 174
p-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 175 ZnCdS
Active layer composed of e / ZnSe single quantum well, 176 n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 177 n-type ZnMgSS
e clad layer, electrode for 178n type layer, 181 p
Ohmic electrode for mold substrate, 182 p-type GaAs substrate, 183 p-type ZnMgSSe clad layer, 184 p
Type ZnSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 185 ZnCdSe
/ ZnSe Active layer consisting of single quantum well, 186 n-type Z
nSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 187 n-type ZnMgS
Se cladding layer, electrode for 188 n-type layer, 191
Ohmic electrode for p-type substrate, 192 p-type Ga
As substrate, 193 p-type ZnMgSSe cladding layer, 194
p-type ZnSSe optical guide layer, 195 p-type ZnTe / ZnS
Te strained superlattice layer, 196 ZnCdSe / ZnSe single quantum well active layer, 197 n-type ZnSe / ZnSSe strained superlattice layer, 198 n-type ZnSSe optical guide layer, 199 n-type ZnMgSSe cladding layer, electrode for 200 n-type layer , 201 ohmic electrode for p-type substrate, 202
p-type GaAs substrate, 203 p-type ZnMgSSe cladding layer, 204 p-type ZnSSe optical guide layer, 205 p-type Zn
Se / ZnSSe strained superlattice layer, 206ZnCdSe / ZnSe single quantum well active layer, 207 n-type ZnSe / Zn
SSe strained superlattice layer, 208 n-type ZnSSe optical guide layer,
209 n-type ZnMgSSe clad layer, 210 electrode for n-type layer, 211 ohmic electrode for p-type substrate, 212 p-type GaAs substrate, 213 p-type ZnMgSS
e clad layer, 214p type ZnSSe optical guide layer, 215
p-type ZnSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 216 ZnC
Active layer consisting of dSe / ZnSe single quantum well, 217 n
Type ZnSe / ZnMgSSe strained superlattice layer, 218 n-type ZnS
Se optical guide layer, 219 n-type ZnMgSSe cladding layer,
220 Electrode for n-type layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 健一 兵庫県尼崎市塚口本町八丁目1番1号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 井須 俊郎 兵庫県尼崎市塚口本町八丁目1番1号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Otsuka Inventor Kenichi Otsuka 8-1, 1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City, Hyogo Sanryo Electric Co., Ltd. Semiconductor Research Laboratories (72) Toshiro Isu Inoue, Tsukaguchimotocho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture 1-1-1 Sanryo Electric Co., Ltd. Semiconductor Basic Research Laboratory

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型半導体基板上に形成された、少なく
ともp型ZnaMg1-abSe1-b(0≦a≦1、0≦b≦
1)クラッド層およびn型クラッド層、クラッド層の間
に位置する活性層ならびにp型およびn型電極を有する
半導体レーザにおいて、p型半導体基板とp型クラッド
層との間に、基板と格子整合し、かつ、価電子帯頂上の
エネルギー準位が基板のそれとクラッド層のそれとの間
に位置するp型半導体バッファ層を設けたことを特徴と
する半導体レーザ。
1. At least p-type Zn a Mg 1-a S b Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ formed on a p-type semiconductor substrate.
1) In a semiconductor laser having a clad layer, an n-type clad layer, an active layer located between the clad layers, and p-type and n-type electrodes, a lattice match is made between the p-type semiconductor substrate and the p-type clad layer. And a p-type semiconductor buffer layer whose energy level at the top of the valence band is located between that of the substrate and that of the cladding layer.
【請求項2】 p型半導体基板がp型GaAs基板であ
り、バッファ層がp型ZnS1-x-ySexTey(0<x<
1、0≦y<1、0<x+y≦1)で構成されることを
特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
2. The p-type semiconductor substrate is a p-type GaAs substrate, and the buffer layer is p-type ZnS 1-xy Se x Te y (0 <x <
The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is constituted by 1, 0 ≤ y <1, 0 <x + y ≤ 1).
【請求項3】 バッファ層の組成が、基板と格子整合し
ながら、基板側からクラッド層側へ向かうに従ってxが
減少し、yが増加することを特徴とする請求項2記載の
半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 2, wherein the composition of the buffer layer is lattice-matched with the substrate, and x decreases and y increases from the substrate side toward the cladding layer side.
【請求項4】 p型半導体基板がp型GaAs基板であ
り、バッファ層が、その界面方向の平均格子定数が基板
の格子定数と等しくなるようなp型ZnTe/p型ZnSz
Te1-z(0≦z≦1)歪超格子で構成されることを特徴と
する請求項1記載の半導体レーザ。
4. The p-type semiconductor substrate is a p-type GaAs substrate, and the buffer layer has a p-type ZnTe / p-type ZnS z whose average lattice constant in the interface direction is equal to the lattice constant of the substrate.
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser comprises a Te 1 -z (0≤z≤1) strained superlattice.
【請求項5】 p型半導体基板がp型GaAs基板であ
り、バッファ層が、p型InwGa1-wN(0≦w≦1)で構
成されることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ。
5. The p-type semiconductor substrate is a p-type GaAs substrate, and the buffer layer is made of p-type In w Ga 1-w N (0 ≦ w ≦ 1). Semiconductor laser.
【請求項6】 p型GaAs基板上に形成された、少なく
ともp型ZnaMg1-abSe1-b(0≦a≦1、0≦b≦
1)クラッド層およびn型クラッド層、クラッド層の間
の活性層ならびにn型およびp型電極を有する半導体レ
ーザにおいて、n型クラッド層とn型電極との間に高濃
度にn型ドーピングを施したGaAsコンタクト層を設け
たことを特徴とする半導体レーザ。
6. At least p-type Zn a Mg 1-a S b Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ formed on a p-type GaAs substrate.
1) In a semiconductor laser having a cladding layer and an n-type cladding layer, an active layer between the cladding layers, and n-type and p-type electrodes, high-concentration n-type doping is performed between the n-type cladding layer and the n-type electrode. A semiconductor laser having a GaAs contact layer as described above.
【請求項7】 GaAsコンタクト層に代えて、高濃度に
n型ドーピングを施したAlGaAsコンタクト層を設け
たことを特徴とする請求項6記載の半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 6, wherein an AlGaAs contact layer which is heavily n-type doped is provided in place of the GaAs contact layer.
【請求項8】 p型半導体基板上に形成された、少なく
ともp型ZnaMg1-abSe1-b(0≦a≦1、0≦b≦
1)クラッド層およびn型クラッド層、クラッド層の間
の活性層ならびにp型およびn型電極を有する半導体レ
ーザにおいて、n型クラッド層上のn型電極を、Inよ
り仕事関数の小さい金属または合金で形成することを特
徴とする半導体レーザ。
8. At least p-type Zn a Mg 1-a S b Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ formed on a p-type semiconductor substrate.
1) In a semiconductor laser having a clad layer and an n-type clad layer, an active layer between the clad layers, and p-type and n-type electrodes, the n-type electrode on the n-type clad layer is made of a metal or an alloy having a work function smaller than In. A semiconductor laser characterized by being formed by.
【請求項9】 金属または合金は、Y、La、Ce、P
d、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Yb、LuおよびHfならびにこれらの組み合わせから
選択されることを特徴とする請求項8記載の半導体レー
ザ。
9. The metal or alloy is Y, La, Ce, P
d, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein the semiconductor laser is selected from m, Yb, Lu and Hf and combinations thereof.
【請求項10】 n型クラッド層とn型電極との間に、
高濃度にn型ドーピングを施したGaAsまたはAlGaA
sコンタクト層が存在する請求項8または9記載の半導
体レーザ。
10. Between the n-type cladding layer and the n-type electrode,
Highly n-type doped GaAs or AlGaA
10. The semiconductor laser according to claim 8, wherein an s contact layer is present.
【請求項11】 化合物半導体基板上に形成された、少
なくともp型およびn型クラッド層、活性層ならびにn
型およびp型電極を有する半導体レーザにおいて、転位
の伝搬を防ぐために少なくとも1つの歪超格子層をヘテ
ロ界面部に有することを特徴とする半導体レーザ。
11. A p-type and n-type clad layer, an active layer, and an n layer formed on a compound semiconductor substrate.
A semiconductor laser having a p-type electrode and a p-type electrode, wherein at least one strained superlattice layer is provided at a hetero interface portion to prevent dislocation propagation.
【請求項12】 p型クラッド層がp型ZnaMg1-ab
Se1-b(0≦a≦1、0≦b≦1)から構成され、n型
クラッド層がZncMg1-cdSe1-d(0≦c≦1、0≦
d≦1)から構成され、p型クラッド層と活性層との間
およびn型クラッド層と活性層との間の少なくとも1つ
の箇所に、Zn、Mg、S、SeおよびTeから選択され
る少なくとも3種から成る化合物半導体により構成され
る歪超格子層を有することを特徴とする請求項11記載
の半導体レーザ。
12. The p-type cladding layer comprises p-type Zn a Mg 1-a S b.
Se 1-b (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1), and the n-type cladding layer is Zn c Mg 1-c S d Se 1-d (0 ≦ c ≦ 1, 0 ≦
d ≦ 1), and at least at one location between the p-type cladding layer and the active layer and between the n-type cladding layer and the active layer, at least one selected from Zn, Mg, S, Se and Te. The semiconductor laser according to claim 11, further comprising a strained superlattice layer composed of a compound semiconductor composed of three kinds.
【請求項13】 活性層とp型クラッド層との間および
活性層とn型クラッド層との間にそれぞれ位置するp型
ZnfMg1-fgSe1-g(0≦f≦1、0≦g≦1)ガイ
ド層およびn型ZnhMg1-hjSe1-j(0≦h≦1、0
≦j≦1)ガイド層(a<f、b<g、c<h、d<
j)を更に有して成り、p型クラッド層とp型ガイド層
との間、n型クラッド層とn型ガイド層との間、p型ガ
イド層と活性層との間およびn型ガイド層と活性層との
間の少なくとも1つの箇所に歪超格子層を有することを
特徴とする請求項12記載の半導体レーザ。
13. A p-type Zn f Mg 1-f S g Se 1-g (0 ≦ f ≦ 1) located between the active layer and the p-type cladding layer and between the active layer and the n-type cladding layer, respectively. , 0 ≦ g ≦ 1) guide layer and n-type Zn h Mg 1-h S j Se 1-j (0 ≦ h ≦ 1, 0
≦ j ≦ 1) guide layer (a <f, b <g, c <h, d <
j), further comprising: a p-type clad layer and a p-type guide layer, an n-type clad layer and an n-type guide layer, a p-type guide layer and an active layer, and an n-type guide layer. 13. The semiconductor laser according to claim 12, further comprising a strained superlattice layer at at least one position between the active layer and the active layer.
【請求項14】 化合物半導体基板としてGaAsを用い
ることを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載
の半導体レーザ。
14. The semiconductor laser according to claim 11, wherein GaAs is used as the compound semiconductor substrate.
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