JPS59986A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS59986A JPS59986A JP11023682A JP11023682A JPS59986A JP S59986 A JPS59986 A JP S59986A JP 11023682 A JP11023682 A JP 11023682A JP 11023682 A JP11023682 A JP 11023682A JP S59986 A JPS59986 A JP S59986A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- type
- layer
- laser element
- clad layer
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- 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】
本発明は半導体レーザ素子に関し、特にＧａ Ａｔ、Ａ
Ｓ等の混晶から成るエビクキシャル成長層のｎｌ！不純
物としてＴｅを用いた半導体レーザ素子に関するもので
ある。
Ｓ等の混晶から成るエビクキシャル成長層のｎｌ！不純
物としてＴｅを用いた半導体レーザ素子に関するもので
ある。
現在広く使用されているＧ ａ Ａ ｓ ／Ｇ ａ Ａ
ＬＡ Ｂ系赤外レーザ素子に於いて、ＧａＡｔＡＳ
から成るｎ型クラッド層のドーパントとしては一般にＳ
ｉ、Ｓｎが用いられている。しかしながら、最近注目さ
れているＧ Ｂ Ａ ｔＡ ｓ ／Ｇ ａ ＋
ｘ Ａｔｘ Ａｓ （ｘ≧トｙ ｙ Ｏ，５，０，１≦ｙ≦０．４）糸回視光半導体レーザ素
子ではクラッド層として高いＡｔ混晶比のＧａ、−ｘＡ
Ｌ Ａｓ層を用いなければならないため、Ｓｉ。
ＬＡ Ｂ系赤外レーザ素子に於いて、ＧａＡｔＡＳ
から成るｎ型クラッド層のドーパントとしては一般にＳ
ｉ、Ｓｎが用いられている。しかしながら、最近注目さ
れているＧ Ｂ Ａ ｔＡ ｓ ／Ｇ ａ ＋
ｘ Ａｔｘ Ａｓ （ｘ≧トｙ ｙ Ｏ，５，０，１≦ｙ≦０．４）糸回視光半導体レーザ素
子ではクラッド層として高いＡｔ混晶比のＧａ、−ｘＡ
Ｌ Ａｓ層を用いなければならないため、Ｓｉ。
Ｓｎ等のドーパントが有効に働かず、従って偏析係数の
大きいＴｅがｎ型ドーパントとして用いられる。ＧａＡ
ｔＡｓ、１ｎＧａＰＡｓ等の混晶から成るエビクキシャ
ル成長層におけるｎ型ドーパントとしてＴｅを添加する
場合、Ｔｅは偏析係数が大きくしかも結晶内でのイオン
化率も大きいために微量添加で所望のキャリア濃度が得
られるという利点を有する反面過剰添加すると結晶内に
析出物を生じたりこれに基く結晶欠陥を招き、製作され
る半導体レーザ素子の緒特性を著しく阻害する仁ととな
る。
大きいＴｅがｎ型ドーパントとして用いられる。ＧａＡ
ｔＡｓ、１ｎＧａＰＡｓ等の混晶から成るエビクキシャ
ル成長層におけるｎ型ドーパントとしてＴｅを添加する
場合、Ｔｅは偏析係数が大きくしかも結晶内でのイオン
化率も大きいために微量添加で所望のキャリア濃度が得
られるという利点を有する反面過剰添加すると結晶内に
析出物を生じたりこれに基く結晶欠陥を招き、製作され
る半導体レーザ素子の緒特性を著しく阻害する仁ととな
る。
本発明は上記問題点に鑑み、Ｔｅ ドープ量を制御設
定することにより素子特性の劣化が抑制されたｎ型クラ
ッド層を構成した新規有用な半導体レーザ素子を提供す
ることを目的とするものである。
定することにより素子特性の劣化が抑制されたｎ型クラ
ッド層を構成した新規有用な半導体レーザ素子を提供す
ることを目的とするものである。
我々の研究結果では、例えばｓｏｏ”ｃで成長した’ｒ
ｅドーグＧａｏ：２ＡｔｏＪＩＡｓ層は約２×１０１８
ｍ−３以上のキャリア濃度になるとドーピング量に対す
るキャリア濃度が直線的に変化せず飽和傾向を示し、イ
オン化しないＴｅ原子が存在することが判明した。これ
は換言すればＴｅの析出が起っていることを意味してい
る。
ｅドーグＧａｏ：２ＡｔｏＪＩＡｓ層は約２×１０１８
ｍ−３以上のキャリア濃度になるとドーピング量に対す
るキャリア濃度が直線的に変化せず飽和傾向を示し、イ
オン化しないＴｅ原子が存在することが判明した。これ
は換言すればＴｅの析出が起っていることを意味してい
る。
第１図（Ａ）ＣＢ）（Ｃ）は’ｒｅ ドープＧＨＡｔＡ
ｓ 層の顕微鏡拡大写真である。第１図（５）はＴｅキ
ャリア濃度４×ｌＯｃＩｎ を持つＧ ａ 、、２Ａｔ
ｏ、８Ａ Ｓ−１ｉ長表面のモホロジーである。ラメ
ラバクーンに加えて多数の異常成長突起が観察される。
ｓ 層の顕微鏡拡大写真である。第１図（５）はＴｅキ
ャリア濃度４×ｌＯｃＩｎ を持つＧ ａ 、、２Ａｔ
ｏ、８Ａ Ｓ−１ｉ長表面のモホロジーである。ラメ
ラバクーンに加えて多数の異常成長突起が観察される。
同の）は’ｒｅキャリア濃度１．４Ｘ１０ ｃｍ
の場合であるが、突起は少なくなシラメラパターンが観
察される。同（Ｃ）ＩｄＴｅ３ キャリア濃度が２．４×１０ ｃｒｎ の場合で、ラ
メラパクーンのステップ高さが小さくなり平担性かまで
モホロジーに大きな変化は観察されないが、ノンドープ
の場合は成長縞が見られるだけでラメラは観察されず完
全な鏡面を呈している。
の場合であるが、突起は少なくなシラメラパターンが観
察される。同（Ｃ）ＩｄＴｅ３ キャリア濃度が２．４×１０ ｃｒｎ の場合で、ラ
メラパクーンのステップ高さが小さくなり平担性かまで
モホロジーに大きな変化は観察されないが、ノンドープ
の場合は成長縞が見られるだけでラメラは観察されず完
全な鏡面を呈している。
さて、次にＴｅ キャリア濃度の半導体レーザ素子特性
に対する影響を調べてみる。第２図は液相成長により７
２０°Ｃから２０℃のステップクール法で作られたＩ
ｎ ０．３８ Ｇ ａ ｏ、６ｚ Ｐ ｏ、７Ｂ Ａ
Ｓ ｏ 、ｎ ／ Ｇ ａ ｏ、２Ａｔｏ、８Ａｓ（７
００ｎｍ発振）可視光レーザのｎ型Ｇａｏ、２Ａｔｏ、
８Ａｓクラッド層のＴｅキャリア濃度と素子のＥＬ状態
（ＤＣ２０ｆｆ！Ａ）における光出力との関係を示した
ものである。レーザ発振は相対光出方が約１００以上の
素子で観察され、それに相当するＴｅキャリア濃度はお
よそ２×ｌθ 〜２ＸＩＯＩ８ｃＩｎ−３の範囲であっ
た。また第３図は液相成長により８００°Ｃから徐冷法
によって作られたＧａ ＡＬ Ａｓ／Ｇ ａ６．２
ＡＬｏ、８Ａｓ （７００ｎ ｍＯ，７２０，２８ 発振）可視光レーザのｎ型Ｇ ａ ６．２Ａｌ ｏ、８
Ａ Ｓクラッド層のＴｅキャリア濃度と素子の光出力の
関係である。発振の得られるＴｅキャリア濃度は、Ｉｎ
ＧａＰＡｓ／ＧａＡｔＡｓ系の場合とほぼ同じで、２×
１０１７〜２×１０１８ｃｒｎ−３の範囲である。’Ｉ
’ｅの高濃度側における光出力の低下は、Ｔｅの析出し
た結晶性の悪いＧａＡｔＡｓ層による非発光界面再結合
の増加や光吸収の増加によると考えられる。また、Ｔｅ
の低濃度側における光出力の低下は、フェルミレベルの
低下に伴なう△Ｅ２の減少と高抵抗化による発熱との相
乗効果であると推測される。
に対する影響を調べてみる。第２図は液相成長により７
２０°Ｃから２０℃のステップクール法で作られたＩ
ｎ ０．３８ Ｇ ａ ｏ、６ｚ Ｐ ｏ、７Ｂ Ａ
Ｓ ｏ 、ｎ ／ Ｇ ａ ｏ、２Ａｔｏ、８Ａｓ（７
００ｎｍ発振）可視光レーザのｎ型Ｇａｏ、２Ａｔｏ、
８Ａｓクラッド層のＴｅキャリア濃度と素子のＥＬ状態
（ＤＣ２０ｆｆ！Ａ）における光出力との関係を示した
ものである。レーザ発振は相対光出方が約１００以上の
素子で観察され、それに相当するＴｅキャリア濃度はお
よそ２×ｌθ 〜２ＸＩＯＩ８ｃＩｎ−３の範囲であっ
た。また第３図は液相成長により８００°Ｃから徐冷法
によって作られたＧａ ＡＬ Ａｓ／Ｇ ａ６．２
ＡＬｏ、８Ａｓ （７００ｎ ｍＯ，７２０，２８ 発振）可視光レーザのｎ型Ｇ ａ ６．２Ａｌ ｏ、８
Ａ Ｓクラッド層のＴｅキャリア濃度と素子の光出力の
関係である。発振の得られるＴｅキャリア濃度は、Ｉｎ
ＧａＰＡｓ／ＧａＡｔＡｓ系の場合とほぼ同じで、２×
１０１７〜２×１０１８ｃｒｎ−３の範囲である。’Ｉ
’ｅの高濃度側における光出力の低下は、Ｔｅの析出し
た結晶性の悪いＧａＡｔＡｓ層による非発光界面再結合
の増加や光吸収の増加によると考えられる。また、Ｔｅ
の低濃度側における光出力の低下は、フェルミレベルの
低下に伴なう△Ｅ２の減少と高抵抗化による発熱との相
乗効果であると推測される。
以上の実験結果より、ｎ型Ｇ ａ Ａ Ｌ Ａ ｓ
クラッド層のドーパントとしてＴｅを用いる場合、活性
層の半導体材料の種類にかかわらずＧ ａＡｔＡｓクラ
ッド層の’ｒｅキャリア濃度を２ＸＩＯ１７〜２Ｘ１０
１８Ｇ の範囲に設定することにより素子特性の良好
な低閾値電流の半導体レーザ素子が得られる。
クラッド層のドーパントとしてＴｅを用いる場合、活性
層の半導体材料の種類にかかわらずＧ ａＡｔＡｓクラ
ッド層の’ｒｅキャリア濃度を２ＸＩＯ１７〜２Ｘ１０
１８Ｇ の範囲に設定することにより素子特性の良好
な低閾値電流の半導体レーザ素子が得られる。
以上詳説した如く、本発明はＴｅドープｎ型クラッド層
のキ、ヤリア濃度を制御することにより、可視光を発振
するレーザ素子の高い混晶化を有する結晶層に対して有
効なｎ型クラッド層としての機能を付与することができ
、高品質の半導体レーザ素子を作製することができる。
のキ、ヤリア濃度を制御することにより、可視光を発振
するレーザ素子の高い混晶化を有する結晶層に対して有
効なｎ型クラッド層としての機能を付与することができ
、高品質の半導体レーザ素子を作製することができる。
第１図ａ！Ｅ−ｑドープＧａＡｔＡｓ層の組織を示す顕
微鏡写真である。 第２図及び第３図は本発明の１実施例を説明するＴｅキ
ャリア濃度と光出力との関係を示す説明図である。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）＜（１ ４／ ）図 ｆ−／ 図
微鏡写真である。 第２図及び第３図は本発明の１実施例を説明するＴｅキ
ャリア濃度と光出力との関係を示す説明図である。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）＜（１ ４／ ）図 ｆ−／ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 レーザ発振用活性層の界面でペテロ接合を形成す
るクラッド層を有する半導体レーザ素子に於いて、前記
クラッド層にｎ型不純物としてＴｅを添加し、該Ｔｅの
キャリア濃度を２ ｘ ｌ ０１？〜２ＸＩＱ ｃｍ
の範囲としたことを特徴とする半導体レーザ素子。 ２、活性層をＧ ａ Ｉ−ｙ Ａ Ｚ ｙＡｓ （０，
１≦ｙ≦０．４）又はＩｎ、、ＧａｕＰＩ−ｖＡｓｖ（
ｕ≦０．９．ｖ≦０．８）で構成した特許請求の範囲第
１項記載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023682A JPS59986A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023682A JPS59986A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59986A true JPS59986A (ja) | 1984-01-06 |
| JPS6359554B2 JPS6359554B2 (ja) | 1988-11-21 |
Family
ID=14530547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023682A Granted JPS59986A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4769799A (en) * | 1986-05-27 | 1988-09-06 | J. Osawa & Co., Ltd. | Inlaying watch |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5320881A (en) * | 1976-08-11 | 1978-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo semiconductor device |
| JPS5688388A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS5790990A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Sharp Corp | Semiconductor light emitting device |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP11023682A patent/JPS59986A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5320881A (en) * | 1976-08-11 | 1978-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo semiconductor device |
| JPS5688388A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS5790990A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Sharp Corp | Semiconductor light emitting device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4769799A (en) * | 1986-05-27 | 1988-09-06 | J. Osawa & Co., Ltd. | Inlaying watch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6359554B2 (ja) | 1988-11-21 |
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