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
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- type
- layer
- laser element
- clad layer
- Prior art date
- 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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Classifications
-
- 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
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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