JPH1032364A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH1032364A JPH1032364A JP18735396A JP18735396A JPH1032364A JP H1032364 A JPH1032364 A JP H1032364A JP 18735396 A JP18735396 A JP 18735396A JP 18735396 A JP18735396 A JP 18735396A JP H1032364 A JPH1032364 A JP H1032364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分離閉じ込めヘテロ構造のIII-Ｖ族半導体レ
ーザにおいて、高出力発振下における信頼性を向上させ
る。 【解決手段】 n-GaAs基板１上に、n-Inx4(Ga1-z4Alz4)
1-x4As1-y4Py4 クラッド層２、n-Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3
As1-yPy光導波層３、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮
歪障壁層４、Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸活性
層５、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層６、p
-Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層７、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 クラッド層８、p-GaAsコンタ
クト層９を順次成長させる。なお、障壁層４、６は、活
性層５の引張り歪を補償する歪量の圧縮歪を有するもの
とする。
ーザにおいて、高出力発振下における信頼性を向上させ
る。 【解決手段】 n-GaAs基板１上に、n-Inx4(Ga1-z4Alz4)
1-x4As1-y4Py4 クラッド層２、n-Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3
As1-yPy光導波層３、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮
歪障壁層４、Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸活性
層５、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層６、p
-Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層７、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 クラッド層８、p-GaAsコンタ
クト層９を順次成長させる。なお、障壁層４、６は、活
性層５の引張り歪を補償する歪量の圧縮歪を有するもの
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、特に詳しくは半導体レーザを構成する半導体層の組
成に関するものである。
し、特に詳しくは半導体レーザを構成する半導体層の組
成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、0.6-0.7 μｍ 帯の半導体レーザ
としてIEEE Journal of Selected Topics in Quantum E
lectronics, Vol.1, No.2(1995)pp.712に示されるよう
なn-GaAs基板に、n-InGaAlP クラッド層、i-InGaAlP 光
導波層、InGaAlP バリア層と引張り歪InGaP 井戸層から
なる多重量子井戸活性層、i-InGaAlP 光導波層、p-InGa
AlP クラッド層、p-GaAsキャップ層を積層してなる半導
体レーザが一般的である。
としてIEEE Journal of Selected Topics in Quantum E
lectronics, Vol.1, No.2(1995)pp.712に示されるよう
なn-GaAs基板に、n-InGaAlP クラッド層、i-InGaAlP 光
導波層、InGaAlP バリア層と引張り歪InGaP 井戸層から
なる多重量子井戸活性層、i-InGaAlP 光導波層、p-InGa
AlP クラッド層、p-GaAsキャップ層を積層してなる半導
体レーザが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この構造はIE
EE Journal of Quantum Electronics, QE-27(1991)pp.1
483 に示すように、InGaP の成長が基板面方位や成長条
件に大きく依存し、再現性よく良好な結晶を得ることが
できないという欠点がある。また、活性層が引張り歪を
有しているために、高信頼性が得られないという欠点が
ある。
EE Journal of Quantum Electronics, QE-27(1991)pp.1
483 に示すように、InGaP の成長が基板面方位や成長条
件に大きく依存し、再現性よく良好な結晶を得ることが
できないという欠点がある。また、活性層が引張り歪を
有しているために、高信頼性が得られないという欠点が
ある。
【０００４】さらに、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）
法における結晶成長において、クラッド層−光導波層界
面、障壁層−活性層界面、あるいはそれらの逆の成長過
程において、Ｖ族水素化物ガス（PH3、AsH3） の切換時
にP とAsの急激な置換が生じ結晶表面の状態を不安定に
してしまうため、各層間の界面を高品質で安定に再現性
良くつくることができず、また、界面の上に成長する結
晶の品質を落としてしまうという欠点がある。
法における結晶成長において、クラッド層−光導波層界
面、障壁層−活性層界面、あるいはそれらの逆の成長過
程において、Ｖ族水素化物ガス（PH3、AsH3） の切換時
にP とAsの急激な置換が生じ結晶表面の状態を不安定に
してしまうため、各層間の界面を高品質で安定に再現性
良くつくることができず、また、界面の上に成長する結
晶の品質を落としてしまうという欠点がある。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高出力発振下においても信頼性の高い0.6-0.8μm
帯の歪量子井戸半導体レーザを提供することを目的とす
るものである。
で、高出力発振下においても信頼性の高い0.6-0.8μm
帯の歪量子井戸半導体レーザを提供することを目的とす
るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のIII-Ｖ族半導体
レーザは、GaAs基板上に、少なくとも第一導電型クラッ
ド層、第一光導波層、第一障壁層、量子井戸活性層、第
二障壁層、第二光導波層および第二導電型クラッド層が
順次積層されてなる分離閉じ込めヘテロ構造のIII-Ｖ族
半導体レーザにおいて、前記量子井戸活性層が、Ｖ族組
成としてAs，P 元素を含む、前記GaAs基板に対して引張
り歪を有する組成からなり、前記量子井戸活性層を挟む
前記第一および第二障壁層が、In，Ga，Al，As，Pの５
元を含む、前記引張り歪を補償する圧縮歪を有する組成
からなり、前記第一および第二光導波層が、In，Ga，A
l，As，P の５元を含む、前記GaAs基板に格子整合する
組成からなり、前記第一および第二導電型クラッド層
が、前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、前記量
子井戸活性層と、前記第一および第二障壁層と、前記第
一および第二光導波層とのＶ族組成As, P が同じ組成比
であることを特徴とするものである。
レーザは、GaAs基板上に、少なくとも第一導電型クラッ
ド層、第一光導波層、第一障壁層、量子井戸活性層、第
二障壁層、第二光導波層および第二導電型クラッド層が
順次積層されてなる分離閉じ込めヘテロ構造のIII-Ｖ族
半導体レーザにおいて、前記量子井戸活性層が、Ｖ族組
成としてAs，P 元素を含む、前記GaAs基板に対して引張
り歪を有する組成からなり、前記量子井戸活性層を挟む
前記第一および第二障壁層が、In，Ga，Al，As，Pの５
元を含む、前記引張り歪を補償する圧縮歪を有する組成
からなり、前記第一および第二光導波層が、In，Ga，A
l，As，P の５元を含む、前記GaAs基板に格子整合する
組成からなり、前記第一および第二導電型クラッド層
が、前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、前記量
子井戸活性層と、前記第一および第二障壁層と、前記第
一および第二光導波層とのＶ族組成As, P が同じ組成比
であることを特徴とするものである。
【０００７】上記半導体レーザは、前記GaAsの格子定数
をａGaAsとしたとき、前記量子井戸活性層の組成をInx1
Ga1-x1As1-y1Py1 （0.0≦x1≦1.0，0.1 ≦y1≦0.9 ）、
該Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 のバルクにおける格子定数をａ
としたとき、前記引張り歪の歪量＝(ａGaAs−ａ)/ａ
GaAs≧0.3％なる組成比とし、前記第一および第二障壁
層の組成をInx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-y2Py2（0.0≦x2≦
1.0，y2＝y1，0.0≦z2≦1.0）とし、前記第一および第
二光導波層の組成をInx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-y3P
y3（0.0≦x3≦1.0，y3＝y1，0.0≦z3≦1.0 ）とし、前
記第一および第二導電型クラッド層の組成をInx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4（0.0≦x4≦1.0，0.0≦y4≦0.
9，0.0≦z3≦1.0）とすることが好ましい。
をａGaAsとしたとき、前記量子井戸活性層の組成をInx1
Ga1-x1As1-y1Py1 （0.0≦x1≦1.0，0.1 ≦y1≦0.9 ）、
該Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 のバルクにおける格子定数をａ
としたとき、前記引張り歪の歪量＝(ａGaAs−ａ)/ａ
GaAs≧0.3％なる組成比とし、前記第一および第二障壁
層の組成をInx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-y2Py2（0.0≦x2≦
1.0，y2＝y1，0.0≦z2≦1.0）とし、前記第一および第
二光導波層の組成をInx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-y3P
y3（0.0≦x3≦1.0，y3＝y1，0.0≦z3≦1.0 ）とし、前
記第一および第二導電型クラッド層の組成をInx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4（0.0≦x4≦1.0，0.0≦y4≦0.
9，0.0≦z3≦1.0）とすることが好ましい。
【０００８】ここで、第一導電型および第二導電型とい
う言葉は伝導機構の異なることを明らかにするために用
いており、例えば第一導電型がｎ型に対応する場合は第
二導電型はｐ型に対応するものである。
う言葉は伝導機構の異なることを明らかにするために用
いており、例えば第一導電型がｎ型に対応する場合は第
二導電型はｐ型に対応するものである。
【０００９】
【発明の効果】本発明のIII-Ｖ族半導体レーザは、活性
層がAlを含まない組成であり、圧縮性歪を有する障壁層
により量子井戸活性層の引張り歪が補償されるため信頼
性を向上させることができる。
層がAlを含まない組成であり、圧縮性歪を有する障壁層
により量子井戸活性層の引張り歪が補償されるため信頼
性を向上させることができる。
【００１０】さらに、活性層、障壁層、光導波層のＶ族
組成が同一であるため、ＭＯＣＶＤ法による成長の際、
各層間でＶ族水素化物ガスの切換の必要がないために、
界面および界面の上に成長する結晶の品質を向上するこ
とができ、また、光導波層と障壁層間の界面での成長中
断時間を短縮して、界面に欠陥を発生させずにレーザ構
造を作製することができる。これらの結果として、高出
力発振時においても信頼性の高いレーザ素子を提供する
ことができる。
組成が同一であるため、ＭＯＣＶＤ法による成長の際、
各層間でＶ族水素化物ガスの切換の必要がないために、
界面および界面の上に成長する結晶の品質を向上するこ
とができ、また、光導波層と障壁層間の界面での成長中
断時間を短縮して、界面に欠陥を発生させずにレーザ構
造を作製することができる。これらの結果として、高出
力発振時においても信頼性の高いレーザ素子を提供する
ことができる。
【００１１】なお、本発明の半導体レーザの好ましい組
成域による半導体層構成により、圧縮歪障壁層のバンド
ギャップを光導波層のバンドギャップより高くすること
ができるので、発光効率および発振閾値電流の温度依存
性を小さくすることができる。
成域による半導体層構成により、圧縮歪障壁層のバンド
ギャップを光導波層のバンドギャップより高くすること
ができるので、発光効率および発振閾値電流の温度依存
性を小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００１３】図１は、本発明の第一の実施形態の半導体
レーザの素子断面図を示すものである。有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ法）によりn-GaAs 基板１上に、n-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層２、Inx3(Ga
1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層３、Inx2(Ga1-z2Alz2)
1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層４、Inx1Ga1-x1As1-yPy引張り
歪量子井戸活性層５、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧
縮歪障壁層６、Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層
７、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層８、p
-GaAsコンタクト層９を順次積層する。その後にコンタ
クト層、基板のそれぞれにｐ側電極10およびｎ側電極11
を形成して完成する。
レーザの素子断面図を示すものである。有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ法）によりn-GaAs 基板１上に、n-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層２、Inx3(Ga
1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層３、Inx2(Ga1-z2Alz2)
1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層４、Inx1Ga1-x1As1-yPy引張り
歪量子井戸活性層５、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧
縮歪障壁層６、Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層
７、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層８、p
-GaAsコンタクト層９を順次積層する。その後にコンタ
クト層、基板のそれぞれにｐ側電極10およびｎ側電極11
を形成して完成する。
【００１４】なお、クラッド層２、８および光導波層
３、７はGaAs基板１に格子整合する組成とする。圧縮歪
障壁層４、６の厚みは結晶成長中に転位等の欠陥を発生
させない厚みに設定し、圧縮歪障壁層４、６の歪量は、
活性層５を挟む２層で活性層５の引張り歪を補償するよ
うに設定する。この際、活性層５、光導波層３、７およ
び圧縮歪障壁層４、６のＶ族組成As、P の組成比が同じ
であることから、ＭＯＣＶＤ成長においてそれぞれの原
料とであるAsH3、PH3 のＶ族原料を切り換える必要がな
いために、安定にヘテロ界面を形成することが可能とな
る。
３、７はGaAs基板１に格子整合する組成とする。圧縮歪
障壁層４、６の厚みは結晶成長中に転位等の欠陥を発生
させない厚みに設定し、圧縮歪障壁層４、６の歪量は、
活性層５を挟む２層で活性層５の引張り歪を補償するよ
うに設定する。この際、活性層５、光導波層３、７およ
び圧縮歪障壁層４、６のＶ族組成As、P の組成比が同じ
であることから、ＭＯＣＶＤ成長においてそれぞれの原
料とであるAsH3、PH3 のＶ族原料を切り換える必要がな
いために、安定にヘテロ界面を形成することが可能とな
る。
【００１５】上記実施形態では、単純なダブルヘテロ構
造の形成のみ記載しているが、これらの構成に絶縁膜ス
トライプを形成し利得導波ストライプレーザを形成した
り、通常のフォトリソグラフィーやドライエッチングに
よる加工を行い屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折
格子付きの半導体レーザや光集積回路の作製にも用いる
ことが可能である。
造の形成のみ記載しているが、これらの構成に絶縁膜ス
トライプを形成し利得導波ストライプレーザを形成した
り、通常のフォトリソグラフィーやドライエッチングに
よる加工を行い屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折
格子付きの半導体レーザや光集積回路の作製にも用いる
ことが可能である。
【００１６】本発明の第二の実施形態の半導体レーザの
素子断面概略図を図２に示す。有機金属気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）によりn-GaAs 基板21上に、n-Inx4(Ga1-z4
Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層22、Inx3(Ga1-z3Alz3)
1-x3As1-yPy光導波層23、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy
圧縮歪障壁層24、Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸
活性層25、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層2
6、Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層27、p-Inx4(G
a1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4上部第一クラッド層28、p-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4Pエッチング阻止層29、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 上部第二クラッド層30、p-GaA
sコンタクト層31を順次積層し、この上にSiO2等の絶縁
膜32を形成する。
素子断面概略図を図２に示す。有機金属気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）によりn-GaAs 基板21上に、n-Inx4(Ga1-z4
Alz4)1-x4As1-y4Py4クラッド層22、Inx3(Ga1-z3Alz3)
1-x3As1-yPy光導波層23、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy
圧縮歪障壁層24、Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸
活性層25、Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy圧縮歪障壁層2
6、Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy光導波層27、p-Inx4(G
a1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4上部第一クラッド層28、p-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4Pエッチング阻止層29、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 上部第二クラッド層30、p-GaA
sコンタクト層31を順次積層し、この上にSiO2等の絶縁
膜32を形成する。
【００１７】なお、クラッド層22，28，30および光導波
層23，27はGaAs基板21に格子整合する組成とする。圧縮
歪障壁層24，26の厚みは結晶成長中に転位等の欠陥を発
生させない厚みに設定し、圧縮歪障壁層24，26の歪量
は、活性層25を挟む２層で活性層25の引張り歪を補償す
るように設定する。
層23，27はGaAs基板21に格子整合する組成とする。圧縮
歪障壁層24，26の厚みは結晶成長中に転位等の欠陥を発
生させない厚みに設定し、圧縮歪障壁層24，26の歪量
は、活性層25を挟む２層で活性層25の引張り歪を補償す
るように設定する。
【００１８】この後、通常のリソグラフィーにより、幅
３μｍ程度のストライプで、これに連続する周辺部に平
行な幅６μｍ程度のストライプ絶縁膜32を除去し、この
絶縁膜32をマスクとしてウエットエッチングによりp-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4P エッチング阻止層29上部まで除去
してリッジストライプを形成する。エッチング液として
硫酸と過酸化水素水系とを用いると、エッチングはp-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4Pエッチング阻止層29で自動的に停
止する。p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 第一上部ク
ラッド層28の厚みは、共振器中央部のリッジ構造の幅の
導波路で単一基本モードによる屈折率導波が高出力まで
達成できるような厚みとする。
３μｍ程度のストライプで、これに連続する周辺部に平
行な幅６μｍ程度のストライプ絶縁膜32を除去し、この
絶縁膜32をマスクとしてウエットエッチングによりp-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4P エッチング阻止層29上部まで除去
してリッジストライプを形成する。エッチング液として
硫酸と過酸化水素水系とを用いると、エッチングはp-In
x4(Ga1-z4Alz4)1-x4Pエッチング阻止層29で自動的に停
止する。p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 第一上部ク
ラッド層28の厚みは、共振器中央部のリッジ構造の幅の
導波路で単一基本モードによる屈折率導波が高出力まで
達成できるような厚みとする。
【００１９】その後、絶縁膜33を形成し、通常のリソグ
ラフィーによりリッジストライプ上の絶縁膜33を除去
し、ｐ側電極34を形成する。また、基板の研磨を行いｎ
側電極35を形成する。
ラフィーによりリッジストライプ上の絶縁膜33を除去
し、ｐ側電極34を形成する。また、基板の研磨を行いｎ
側電極35を形成する。
【００２０】その後、試料を劈開して形成した共振器面
に高反射率コートおよび低反射率コートを行い、チップ
化して半導体レーザ素子を形成する。上記構造により、
単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力のレー
ザ光を発生させる。
に高反射率コートおよび低反射率コートを行い、チップ
化して半導体レーザ素子を形成する。上記構造により、
単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力のレー
ザ光を発生させる。
【００２１】上記第二の実施形態においては、上部第二
クラッド層30をp-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4とし
ているが、エッチング阻止層29と同じ組成であるp-Inx4
(Ga1-z4Alz4)1-x4Pとしてもよい。この場合、p-GaAsコ
ンタクト層31を硫酸と過酸化水素水系を用いてエッチン
グし、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4P 上部第二クラッド層30
を塩素系でエッチングすれば、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4
As1-y4Py4 上部第一クラッド層28の上部で自動的にエッ
チングが停止する。その後、上記プロセスにより、リッ
ジ構造の屈折率ストライプレーザを作製することができ
る。
クラッド層30をp-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4とし
ているが、エッチング阻止層29と同じ組成であるp-Inx4
(Ga1-z4Alz4)1-x4Pとしてもよい。この場合、p-GaAsコ
ンタクト層31を硫酸と過酸化水素水系を用いてエッチン
グし、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4P 上部第二クラッド層30
を塩素系でエッチングすれば、p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4
As1-y4Py4 上部第一クラッド層28の上部で自動的にエッ
チングが停止する。その後、上記プロセスにより、リッ
ジ構造の屈折率ストライプレーザを作製することができ
る。
【００２２】また、上記エッチング停止機構を用いて、
３回の成長により埋め込み構造の屈折率導波レーザを作
製することが可能である。
３回の成長により埋め込み構造の屈折率導波レーザを作
製することが可能である。
【００２３】上記第一および第二の実施形態では、特に
量子井戸が単一で光導波層組成が一定のＳＱＷ−ＳＣＨ
と呼ばれる構造を示したが、ＳＱＷの代わりに量子井戸
を複数とするＭＱＷであってもよい。
量子井戸が単一で光導波層組成が一定のＳＱＷ−ＳＣＨ
と呼ばれる構造を示したが、ＳＱＷの代わりに量子井戸
を複数とするＭＱＷであってもよい。
【００２４】また、発振する波長帯に関しては、引張り
歪（歪量0.3％以上）を有するInx1Ga1-x1As1-yPy量子井
戸活性層（0.1≦y ≦0.9）により、630nm＜λ＜800nmの
範囲までの制御が可能である。
歪（歪量0.3％以上）を有するInx1Ga1-x1As1-yPy量子井
戸活性層（0.1≦y ≦0.9）により、630nm＜λ＜800nmの
範囲までの制御が可能である。
【００２５】なお、成長法として、固体あるいはガスを
原料とする分子線エピタキシャル成長法を用いてもよ
い。
原料とする分子線エピタキシャル成長法を用いてもよ
い。
【００２６】なお、本発明による半導体レーザは、高速
な情報・画像処理および通信、計測、医療、および印刷
等の分野において、光源として応用可能である。
な情報・画像処理および通信、計測、医療、および印刷
等の分野において、光源として応用可能である。
【図１】本発明に係る第一の実施形態の半導体レーザ素
子断面概略図
子断面概略図
【図２】本発明に係る第二の実施形態の半導体レーザ素
子断面概略図
子断面概略図
１ n-GaAs基板 ２ n-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 クラッド層 ３ Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層 ４ Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy 圧縮歪障壁層 ５ Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸活性層 ６ Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy 圧縮歪障壁層 ７ Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層 ８ p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 クラッド層 ９ p-GaAs コンタクト層 10 ｐ側電極 11 ｎ側電極 21 n-GaAs基板 22 n-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 クラッド層 23 Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層 24 Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy 圧縮歪障壁層 25 Inx1Ga1-x1As1-yPy 引張り歪量子井戸活性層 26 Inx2(Ga1-z2Alz2)1-x2As1-yPy 圧縮歪障壁層 27 Inx3(Ga1-z3Alz3)1-x3As1-yPy 光導波層 28 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 上部第一クラ
ッド層 29 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4P エッチング阻止層 30 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 上部第二クラ
ッド層 31 p-GaAs コンタクト層 33 絶縁膜 34 ｐ側電極 35 ｎ側電極
ッド層 29 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4P エッチング阻止層 30 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4 上部第二クラ
ッド層 31 p-GaAs コンタクト層 33 絶縁膜 34 ｐ側電極 35 ｎ側電極
Claims (2)
- 【請求項１】 GaAs基板上に、少なくとも第一導電型ク
ラッド層、第一光導波層、第一障壁層、量子井戸活性
層、第二障壁層、第二光導波層および第二導電型クラッ
ド層が順次積層されてなる分離閉じ込めヘテロ構造のII
I-Ｖ族半導体レーザにおいて、 前記量子井戸活性層が、Ｖ族組成としてAs，P 元素を含
む、前記GaAs基板に対して引張り歪を有する組成からな
り、 前記量子井戸活性層を挟む前記第一および第二障壁層
が、In，Ga，Al，As，Pの５元を含む、前記引張り歪を
補償する圧縮歪を有する組成からなり、 前記第一および第二光導波層が、In，Ga，Al，As，P の
５元を含む、前記GaAs基板に格子整合する組成からな
り、 前記第一および第二導電型クラッド層が、前記GaAs基板
に格子整合する組成からなり、 前記量子井戸活性層と、前記第一および第二障壁層と、
前記第一および第二光導波層とのＶ族組成As, P が同じ
組成比であることを特徴とするIII-Ｖ族半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記GaAsの格子定数をａGaAsとしたと
き、 前記量子井戸活性層の組成をInx1Ga1-x1As1-y1Py1 （0.
0≦x1≦1.0，0.1 ≦y1≦0.9 ）、該Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 のバルクにおける格子定数をａとしたとき、前記引
張り歪の歪量＝(ａGaAs−ａ)/ａGaAs≧0.3％なる組成比
とし、 前記第一および第二障壁層の組成をInx2(Ga1-z2Alz2)
1-x2As1-y2Py2（0.0≦x2≦1.0，y2＝y1，0.0≦z2≦1.
0）とし、 前記第一および第二光導波層の組成をInx3(Ga1-z3Alz3)
1-x3As1-y3Py3（0.0≦x3≦1.0，y3＝y1，0.0≦z3≦1.
0）とし、 前記第一および第二導電型クラッド層の組成をInx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As1-y4Py4（0.0≦x4≦1.0，0.0≦y4≦0.
9，0.0≦z3≦1.0 ）とすることを特徴とする請求項１記
載のIII-Ｖ族半導体レーザ。
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7801194B2 (en) | 2002-07-01 | 2010-09-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device and optical disk unit using the same |
| JP2020017680A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 昭和オプトロニクス株式会社 | 半導体レーザモジュール |
| CN114079226A (zh) * | 2020-08-21 | 2022-02-22 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种高均匀性高功率的激光器外延片及其制备方法 |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18735396A patent/JP4033930B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US7684456B2 (en) | 1999-08-04 | 2010-03-23 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| US8009714B2 (en) | 1999-08-04 | 2011-08-30 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| US8537870B2 (en) | 1999-08-04 | 2013-09-17 | Ricoh Company, Limited | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| US7801194B2 (en) | 2002-07-01 | 2010-09-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device and optical disk unit using the same |
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