JPS5986282A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS5986282A JPS5986282A JP19525482A JP19525482A JPS5986282A JP S5986282 A JPS5986282 A JP S5986282A JP 19525482 A JP19525482 A JP 19525482A JP 19525482 A JP19525482 A JP 19525482A JP S5986282 A JPS5986282 A JP S5986282A
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- layer
- semiconductor laser
- group
- laser
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半尋庫素子曇こ関するもので待【こ可視域で発
振する半導体レーザに係る。
振する半導体レーザに係る。
半導体レーザは光通信用光源として０．８μｍ以上の赤
外波長領域のものが近年盛んに開発され実用化されるに
至っている。一方、可視域で発振するものとし−（Ａ
Ｉ ＧａＡｓを活性ｌ−とする牛辱捧レーザ・−が検討
され、波長０．７μｍｎ近傍での発振に成功しＣいる。
外波長領域のものが近年盛んに開発され実用化されるに
至っている。一方、可視域で発振するものとし−（Ａ
Ｉ ＧａＡｓを活性ｌ−とする牛辱捧レーザ・−が検討
され、波長０．７μｍｎ近傍での発振に成功しＣいる。
不材料は原理的ｌここれ以上短波長化する事１！困難で
あるため他の化せ！吻午害捧材料の開発が望まイｔＣい
る。
あるため他の化せ！吻午害捧材料の開発が望まイｔＣい
る。
ａＪ祝先光半導体レーザ元ｉＣ録、光計測への応用１は
於てその特赦が最も妬揮されΦものである。こｌらの用
途に於て記録媒体の波長感度や計測分解層の点からも出
来るだけＭＥ波長、即ちボトンエ不ルギーが大きい方が
望ましい。短波長で発振り能７、（材料υ）−槙番こｎ
−ｖｉ化会物があるが％ζ制帯幅の大きな材料Ｏこ於
Ｃはｐｎ接合の形成が現状では困難なため一流注入型の
半導体レーザは実現していない〇 一方、ｐｎ接臼゛形１戎が各易な材料であり川−■比計
吻としてＩ ｎＡ Ｉ Ｇａ Ｐ系混晶がム」視光半導
体レーザとし′Ｃ有望な材料である。この混晶系でＩＪ
（ＪａＡｓ ｉ２ 水板として格子訟せさせてエピタキ
シャル成長させたもので、波長０．６μＨ１近傍の発振
が１］］。
於てその特赦が最も妬揮されΦものである。こｌらの用
途に於て記録媒体の波長感度や計測分解層の点からも出
来るだけＭＥ波長、即ちボトンエ不ルギーが大きい方が
望ましい。短波長で発振り能７、（材料υ）−槙番こｎ
−ｖｉ化会物があるが％ζ制帯幅の大きな材料Ｏこ於
Ｃはｐｎ接合の形成が現状では困難なため一流注入型の
半導体レーザは実現していない〇 一方、ｐｎ接臼゛形１戎が各易な材料であり川−■比計
吻としてＩ ｎＡ Ｉ Ｇａ Ｐ系混晶がム」視光半導
体レーザとし′Ｃ有望な材料である。この混晶系でＩＪ
（ＪａＡｓ ｉ２ 水板として格子訟せさせてエピタキ
シャル成長させたもので、波長０．６μＨ１近傍の発振
が１］］。
ＩＪヒとｌＳる。しかしこイ′Ｌ以上に短波長化するに
はＧａＡｓ基板よりも格子電数υン小さな結晶を基盤と
「る必要がある。こ？’ＬζこはＧａＡｓ基板上に飼え
は（ＪａＡｓＰ混晶で徐々（こ格ｆを短かクシタ遷移、
智を形成し、その上に油性層を形成する方法も考えらイ
する。しかしこの様な方法では遷＃層中に多数の本Ｖ賃
１賦位が発生すΦことは避けがたいため活性１甲にも相
当址の転位が侵入する。この様１．１′転位佐奔在はこ
れまでの半導体レーザで尖証さ眉５た様〕に急速劣化の
源となり、実用的な寿命の長いレーザを得る事を妨げる
。
はＧａＡｓ基板よりも格子電数υン小さな結晶を基盤と
「る必要がある。こ？’ＬζこはＧａＡｓ基板上に飼え
は（ＪａＡｓＰ混晶で徐々（こ格ｆを短かクシタ遷移、
智を形成し、その上に油性層を形成する方法も考えらイ
する。しかしこの様な方法では遷＃層中に多数の本Ｖ賃
１賦位が発生すΦことは避けがたいため活性１甲にも相
当址の転位が侵入する。この様１．１′転位佐奔在はこ
れまでの半導体レーザで尖証さ眉５た様〕に急速劣化の
源となり、実用的な寿命の長いレーザを得る事を妨げる
。
不発明はこび〕様な欠陥を除去し長寿命で且つ短友長で
発振する可視光半専体し−（アを提供するこ七を目的と
する。
発振する可視光半専体し−（アを提供するこ七を目的と
する。
即ち、不発明によａ半２ｊ！捧レーザは１１− Ｖｌ秩
半４体とＩＩＩ −Ｖ族生２Ｎ一本が交互ζこ層状に形
成さイ１．た半導１本、清晶に於て、ばＭ −Ｖｌ族半
纏本とし”ｉ” Ｚｎ８ｅ若しくはＺｎ５ｅＳ ７Ｊ）
らｆ、ｇす、該用−Ｖ族半襲体としてＩｎ 、 Ｇａ
、ａｌ 、Ａｓ 、 Ｐ ｒｎ元素でイ４４１＆可ｔ４
Ｆ４７Ａ二元。
半４体とＩＩＩ −Ｖ族生２Ｎ一本が交互ζこ層状に形
成さイ１．た半導１本、清晶に於て、ばＭ −Ｖｌ族半
纏本とし”ｉ” Ｚｎ８ｅ若しくはＺｎ５ｅＳ ７Ｊ）
らｆ、ｇす、該用−Ｖ族半襲体としてＩｎ 、 Ｇａ
、ａｌ 、Ａｓ 、 Ｐ ｒｎ元素でイ４４１＆可ｔ４
Ｆ４７Ａ二元。
三元または四元混晶半４ ｌ＋７ｆｉらなり、該ＩＩＩ
−Ｖ 欣半等庫の一部を活性層とし、該ＩＩ −Ｖｌ
族半専体・２クラツド増と−９−にとを特徴と−ｒ ６
。
−Ｖ 欣半等庫の一部を活性層とし、該ＩＩ −Ｖｌ
族半専体・２クラツド増と−９−にとを特徴と−ｒ ６
。
１１１−Ｖ化曾物７ｆｉらなる半導体レーザでは発振波
長υ）下限はクラッド層υノバンドギャ、プの大きさで
主として制限され６゜最大のバンドギャップを有するＡ
ＩＩｎＰ系で（ｌａＡｓ基板に格子Ｍｕさせたクラッド
ｊ−を形成させたとき、そＵノバンドギャップは約２．
３ｅＶとなる。４己で発振する十尋本レーザを得るため
には活性層に注入したキャリアが熱的刺激によりクラッ
ド層に漏ｎない様に充分な・＼１０接酋バリアを必要と
する。このバリアはおよそ０．２ｅＶ以上を必要とする
。こυ）ためＡＩＩｎＰをり１１ツド層にしたとき活性
層の取れるバンドギャッ」は約２．ｌｅＶ以下となり、
発振波長は約０．５９μｍ箋艦短波長比限界とな６゜ こび）ような限界は川−ｖｌ族化曾物・３クラツド１−
に用いることにより英破さｎる。即ちＺｎ５ｅはバ、ン
下キャップとして約２．５８ｅＶの大に持って叶１（ｉ
ａＡｓＰ基板を用いて洛子整曾させたＩＩＩ −Ｖ族材
年十としてＡＩＩｎＰ 、 ＡＩＧａＩｎＰが最大のツ
マノドギャップが収れるがレーザ発振条件である直接避
移形バンド＋７１／造を保持しＣいる組成の範囲内では
最大２．２へ・２．３ｅＶとなる。これは上記の宋件を
満たすものでこり）様；／ａ’ｒ古注１曽をＺｎｄｅク
ラッド１曽ではさむことにより０．５４〜０．５６μＩ
ｎ才で発振波長が短波長化され黄色〜緑色発振か得られ
る。
長υ）下限はクラッド層υノバンドギャ、プの大きさで
主として制限され６゜最大のバンドギャップを有するＡ
ＩＩｎＰ系で（ｌａＡｓ基板に格子Ｍｕさせたクラッド
ｊ−を形成させたとき、そＵノバンドギャップは約２．
３ｅＶとなる。４己で発振する十尋本レーザを得るため
には活性層に注入したキャリアが熱的刺激によりクラッ
ド層に漏ｎない様に充分な・＼１０接酋バリアを必要と
する。このバリアはおよそ０．２ｅＶ以上を必要とする
。こυ）ためＡＩＩｎＰをり１１ツド層にしたとき活性
層の取れるバンドギャッ」は約２．ｌｅＶ以下となり、
発振波長は約０．５９μｍ箋艦短波長比限界とな６゜ こび）ような限界は川−ｖｌ族化曾物・３クラツド１−
に用いることにより英破さｎる。即ちＺｎ５ｅはバ、ン
下キャップとして約２．５８ｅＶの大に持って叶１（ｉ
ａＡｓＰ基板を用いて洛子整曾させたＩＩＩ −Ｖ族材
年十としてＡＩＩｎＰ 、 ＡＩＧａＩｎＰが最大のツ
マノドギャップが収れるがレーザ発振条件である直接避
移形バンド＋７１／造を保持しＣいる組成の範囲内では
最大２．２へ・２．３ｅＶとなる。これは上記の宋件を
満たすものでこり）様；／ａ’ｒ古注１曽をＺｎｄｅク
ラッド１曽ではさむことにより０．５４〜０．５６μＩ
ｎ才で発振波長が短波長化され黄色〜緑色発振か得られ
る。
度の厚みの結晶成長に於ては障害とならず私欲→３少な
い結晶が得られる。尚、Ｚｎ５ｅにわずかにＳを混入さ
せたＺｎ５ｅＳ三元混晶により完全に０ａＡｓ基板に格
子整合させることが可ｌｊヒである。
い結晶が得られる。尚、Ｚｎ５ｅにわずかにＳを混入さ
せたＺｎ５ｅＳ三元混晶により完全に０ａＡｓ基板に格
子整合させることが可ｌｊヒである。
尚、Ｚｎ５ｅはバンドギャップの太きい１１−■族の共
通の欠点であ；ｂ、’４）ｎ接酋が形成困難と云う問題
がある。Ｚｎ５ｅはｎ形の導電形を示し、アクセプター
のドーピング（こよって・ｂｐ形要換（ま困難である。
通の欠点であ；ｂ、’４）ｎ接酋が形成困難と云う問題
がある。Ｚｎ５ｅはｎ形の導電形を示し、アクセプター
のドーピング（こよって・ｂｐ形要換（ま困難である。
しかし不発明のレーザ耐造ｔこ於ては１１−クラッド層
上にｐ形ＧａＡＳを形成しｐｐ形ＧａＡｌ ｌ項乃Ｓら
正孔を注入する事ができる。この場Ｏｒｌ比Ｚｎ８ ｅ
は注入正孔が再結貧することなく効率よ（活性層に流入
する様に充分薄くして置けばよい。
上にｐ形ＧａＡＳを形成しｐｐ形ＧａＡｌ ｌ項乃Ｓら
正孔を注入する事ができる。この場Ｏｒｌ比Ｚｎ８ ｅ
は注入正孔が再結貧することなく効率よ（活性層に流入
する様に充分薄くして置けばよい。
即ち、Ｚｎ５ｅ厚として正孔拡散長より小さくして置く
ことが必要で約１μｍｌｌ下の］卑みて充分であり、ク
ラッド層としての効果を減じる程薄くなら「い。ま７ｚ
ＺｎＳｅとｐ形ＧａＡｓをそれぞれ数１００Ａ以下の厚
みで多層化すること（こより電気的にはｐ形として光学
的には屈折率の小さいクラッド層として作用させること
も可能である。
ことが必要で約１μｍｌｌ下の］卑みて充分であり、ク
ラッド層としての効果を減じる程薄くなら「い。ま７ｚ
ＺｎＳｅとｐ形ＧａＡｓをそれぞれ数１００Ａ以下の厚
みで多層化すること（こより電気的にはｐ形として光学
的には屈折率の小さいクラッド層として作用させること
も可能である。
次に図面を用いて不発明の詳細な説明する。
第１図はＧａＡｓ基板１の上に公知技術の分子線エピタ
キシャル成長法をこよりクラッド１曽に供するＺｎ５ｅ
２を約１μｍ形成し、次いで活性層Ｉｎ０．４９（Ａｌ
ｘＧａｔ −ｘ ） ｏ、ｓ ｌＰ Ｉｆｉｉｉ ３
ｆ約０．１．ｃｃｍノ厚ミテ形Ｊ戎Ｔる。組成比Ｘを
変える事により発振波反力変更が司：化でありこの様な
組成の制呻は分子線エピタキシャル１戎長法に於て（ま
Ａｌと（Ｊａ分子ビーム鼠を調節すΦことＧこより容易
に達成される。４はす」Ｑ Ｚｎ５ｅ ’ａ：約１μｍ
形成したクラッド層で５はｐ形１ｌａ４ｓ ’ｄ−約１
μロ］形１戊したものである。こイｔはＧａＡｓＡ長中
に１３ｅ分子線を試料に当てることによりｐ形（ＪａＡ
ｓが得られる。この様にして得ら？したウェハーにスト
ライプ状開孔部を有す６Ｓｉ□ｚ膜６を介してＡｕＺｎ
ｉ電極７とＡｕＳｎ電極８を形成することをこより半
導体レーザが得られる。不実施レリでは？Ｔｈ／の組成
比Ｘを０から１まで変えることにより波襞約０．６６μ
ｍから約０．５４μｍ間で発振する短波長な可視光半導
体レーザが得らｎる。また活性層として１ｎ（）ａＡｓ
Ｐ四元混晶（ごした１酋は０．６６μｍμ上が長波長の
発振が可能となる。この１曾もＺｎ５ｅからなるクラッ
ド層の効果として大きな・＼テロバ’Ｊｉｔｉ？により
温１虻特性の侵ｒした半等不レーザが得ろｉＬる。
キシャル成長法をこよりクラッド１曽に供するＺｎ５ｅ
２を約１μｍ形成し、次いで活性層Ｉｎ０．４９（Ａｌ
ｘＧａｔ −ｘ ） ｏ、ｓ ｌＰ Ｉｆｉｉｉ ３
ｆ約０．１．ｃｃｍノ厚ミテ形Ｊ戎Ｔる。組成比Ｘを
変える事により発振波反力変更が司：化でありこの様な
組成の制呻は分子線エピタキシャル１戎長法に於て（ま
Ａｌと（Ｊａ分子ビーム鼠を調節すΦことＧこより容易
に達成される。４はす」Ｑ Ｚｎ５ｅ ’ａ：約１μｍ
形成したクラッド層で５はｐ形１ｌａ４ｓ ’ｄ−約１
μロ］形１戊したものである。こイｔはＧａＡｓＡ長中
に１３ｅ分子線を試料に当てることによりｐ形（ＪａＡ
ｓが得られる。この様にして得ら？したウェハーにスト
ライプ状開孔部を有す６Ｓｉ□ｚ膜６を介してＡｕＺｎ
ｉ電極７とＡｕＳｎ電極８を形成することをこより半
導体レーザが得られる。不実施レリでは？Ｔｈ／の組成
比Ｘを０から１まで変えることにより波襞約０．６６μ
ｍから約０．５４μｍ間で発振する短波長な可視光半導
体レーザが得らｎる。また活性層として１ｎ（）ａＡｓ
Ｐ四元混晶（ごした１酋は０．６６μｍμ上が長波長の
発振が可能となる。この１曾もＺｎ５ｅからなるクラッ
ド層の効果として大きな・＼テロバ’Ｊｉｔｉ？により
温１虻特性の侵ｒした半等不レーザが得ろｉＬる。
第２図は片方のクララｌ” Ｉｔ！をｐ形ＧａＡｓ ９
とＺｎ５ｅ １０からなる薄膜多層償造にしたしＵのエ
イ・ルギ祷造を示す。各層を数１００Ａ以下にすること
によりｐ形ＧａＡｓから正孔を油性層３に注入Ｔるルが
司１」ピとなる。この多層クラッド層υ）屈折率は活性
層のてれより約１０％小さくなり光の活性層−・り閉じ
込めは充分性なわれる。
とＺｎ５ｅ １０からなる薄膜多層償造にしたしＵのエ
イ・ルギ祷造を示す。各層を数１００Ａ以下にすること
によりｐ形ＧａＡｓから正孔を油性層３に注入Ｔるルが
司１」ピとなる。この多層クラッド層υ）屈折率は活性
層のてれより約１０％小さくなり光の活性層−・り閉じ
込めは充分性なわれる。
以上の様に１１−■成牛導体とＩｎ−Ｖ族半導体の多層
横這からなる半々１トドレーザにより従来まり大幅に短
ｅ、艮で発振するｉ＝Ｊ祝元レーザが得られることを示
した０ 図面り月バｊ卓なｈＭ、明 第１図及び第２図は不発明の一実バｊ同を示す図り図中
の酢号は ｌ・・・・・・・・・基板１ １、。、４．１０・・・・・−田〜■旅半４体、ｌＵｆ
、 ５ 、９・・・・−・・・・ＩＩＩ−Ｖ族半導体、
旬・・・・・・・・・絶縁体、 ７．８・・・・・・・・・電極、 ’（ゝあ勺。
横這からなる半々１トドレーザにより従来まり大幅に短
ｅ、艮で発振するｉ＝Ｊ祝元レーザが得られることを示
した０ 図面り月バｊ卓なｈＭ、明 第１図及び第２図は不発明の一実バｊ同を示す図り図中
の酢号は ｌ・・・・・・・・・基板１ １、。、４．１０・・・・・−田〜■旅半４体、ｌＵｆ
、 ５ 、９・・・・−・・・・ＩＩＩ−Ｖ族半導体、
旬・・・・・・・・・絶縁体、 ７．８・・・・・・・・・電極、 ’（ゝあ勺。
特許Ｈ［人工系技術院長
ｆ １ 図
才 ？ ロ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくともレーザ発振に供する活性層と該活性ＩＩ
を挟むクラッド層及び′−極を設けるオーミック層とを
具備してなり、該活性層がＩＩ −Ｖ族半導体よりなり
、該クラッド層が■−■族半導体から）ぼること／！：
特徴とする半導体レーザ。 ゛２．ｌ占ＢＩＪがＩｎＡｌＧａＰまたは１ｎＧａＰま
たは１ｎ（ＪａＡｓＰ本）らな６特許請求の範囲第１項
記載の半導体レーザ。 ３、クラッド層がＺｎ８ｅ才たはＺｎ５ｅＳからな６待
ｉＦｍｒＩ求の範囲第１項ｉ！８載の半導体レーザ。 １チ、 オーミック層がＧａＡｓ力）らなる特許請求
の範Ａ自！１項ム己ｌ戚の半２＃！１へレーザ０５、少
なくともレーザ発振に供す６姑注１−と、尚該活性層を
挟むクラッド１−と、遍極を設けるオーミック１−とを
具備し、クラッド層が■−ｖ族半等体とＩＩ −ＶＩ族
半導体を交互に各二層以上を層状に重ねてなることを特
徴とする半導体レーザ。 ６．１−Ｖ族半導体がｐ形導″−形を有する特許請求の
範囲第５項記載の半導体レーザ。 ７．１ｌ−ＶＩ族半導体がＺｎ５ｅまたはＺｎＳ ７ｚ
らナル特許請求の範囲第５項記載の半導１杢レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19525482A JPS5986282A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19525482A JPS5986282A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986282A true JPS5986282A (ja) | 1984-05-18 |
| JPS6350874B2 JPS6350874B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=16338069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19525482A Granted JPS5986282A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986282A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01175789A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-12 | Inkiyuubeetaa Japan:Kk | 可視発光半導体レーザ装置 |
| JPH06291421A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-18 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
-
1982
- 1982-11-09 JP JP19525482A patent/JPS5986282A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TECHNICAL DISRLOSURE BULLETIN * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01175789A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-12 | Inkiyuubeetaa Japan:Kk | 可視発光半導体レーザ装置 |
| JPH06291421A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-18 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350874B2 (ja) | 1988-10-12 |
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