JPS60164379A - 半導体レ−ザ− - Google Patents

半導体レ−ザ−

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JPS60164379A
JPS60164379A JP1960284A JP1960284A JPS60164379A JP S60164379 A JPS60164379 A JP S60164379A JP 1960284 A JP1960284 A JP 1960284A JP 1960284 A JP1960284 A JP 1960284A JP S60164379 A JPS60164379 A JP S60164379A
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JP
Japan
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JP1960284A
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Mitsunori Sugimoto
杉本 満則
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
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    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/2004Confining in the direction perpendicular to the layer structure
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザー特に単−量子井戸構造半導体レ
ーザーの改良に関する0 従来例として、A IGa As/Ga A s単一量
子井戸構造半導体レーザーの主要部のエネルギーバンド
図を第1図(alに原子配置の模式図を第1図(blに
示す0図中、lはH−A I XI oal−27’ 
(A S (XI\0)からなるn型キャリア閉じ込め
層、2はGa A sからなる活性層、3はP−AIX
、 Gat −xi ! As (xz 飄0 ) カ
らナルP型キャリア閉じ込め層である。第1図(blに
おいて斜線を施した丸はA/原子、斜線のない白丸はG
aJJi+子を表わしている。又、As Jj7j子は
紙面に対して垂直方向にずれたところに位置し・ここに
は示していない。図中、ρAll Ga A sのA7
!濃度は約0.3の場合である。こ、の図に示される様
にA/原、子はかなりクラスター状にかたまって配置し
ている。このため(b1図中央の活性層2のG a A
 sの厚さは本来9原子層であるべきところが、10原
子層や11原子層となっている箇所もあることがわかる
。したがってこの様なAlとQaの混晶のキャリア閉じ
込め層を用いて量子井戸構造を形成する場合には量子井
戸層の厚さは必然的に1〜2原子層の厚さの、不均一が
膜面内に存在してしまうことになる。この様な不均一性
は量子化レベルの不均一を伴うため半導体レーザの利得
スペクトルの広がシを引き起こし閾値電流の増大を招い
ていた。
本発明の目的は、量子井戸層の膜面内不均−が無くした
がって利得スペクトルが狭く、低閾値の半導体レーザを
提供することにある1一本発明の半導体レーザーは、活
性層と、この活性層を上下にはさみ前記活性層に比し大
きな禁制帯幅を有し2つの元素からなる化合物半導体か
らなる第1及び第2半導体層とこの第1及び第2半導体
層と前記活性層からなる3層構造を上下にはさみ前記活
性層に比し大きな禁制帯幅を有し、少なくとも3つ以上
の元素からなる化合物半導体からなる第3及び第4半導
体層とを備える構成となっている。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明の一実施例の断面図を第2図に示す。図中、6は
n−GaAs基板、7はバッファ一層(n −Ga A
s )、8はn型クラッド層(n−AixsG al 
−!p’4 A s 、 o、 2≦Xg≦0.8.厚
さ0.5〜3μm)lはn型キャリア閉じ込め層(n−
klx、 Ga、 −x、 As 。
0.1≦X、≦0.4 、 X、 <x、 、厚さ0.
05〜0.3μm)、4はn型A 13A s層(厚さ
≦20OA)、2は活性層(nondope GaAs
 、厚さ≦20OA)、5はP型A 6As層(厚さ≦
20.OA)、3はP型キャリア閉じ込め層(P Al
x5 Ga+ ;χ7L As 、(11≦x3≦0.
4.厚さ0.05〜0.3μm)、9はP型クラッド層
(P−klx9Ga、−zz、、As 、 XO> x
B 、 0.2≦X、≦048.厚さ0.5〜3μm)
lOはキャップ層(P” −GaAs) 、 11はS
 + 02膜、12はP型電極、13はn型電極、14
は電極窓である。岡、この例ではn型キャリア閉じ込め
層lが第3半導体層に、n型A IA s層4が第1半
導体層に、P型A IA s層5が第2半導体層に、P
型キャリア閉じ込め層3が第4半導体層に相当する。
本実施例では、n型キャリア閉じ込め層l及びP型キャ
リア閉じ込め層3は光ガイド層として働くため、光とギ
ヤリアを別々の層で閉じ込めるいわゆる8CH(5ep
araze Confinement Heteros
tvucturc)構造となっている。本実施例の活性
層近傍のエネルギーバンド図を第一3図(alに、原子
配置の模式図を第3図(blに示す。従来例と異なる点
は、n型A IA s層4及びP型AIA a層5を備
えている点である。1第3図(blでは第111(bl
と同様に斜線丸がAI原子、白丸がGa原子を示してい
る。第3図(blで示される様に、n型AIA s層4
及びP型AlAs層5が活性層2を上下にはさんでいる
ため活性層2の厚さは膜面内均−に9原子層となってい
ることがわかる。したがって、活性N2の厚みが均一な
ため量子化レベルが膜面内で均一となシ利得スペクトル
が狭く、低閾値電流発振が可能となる。又n型AIA 
s層4及びPWAIAs層5の厚さが第3図fblでは
2原子層と薄いため、これらの層をトンネルによって電
子及び正孔が通過し、活性層2に有効に注入出来る。又
、このn型A IA s層4及びP型A 11A s層
5の厚みが2OA以上の比較的厚い場合には、活性層2
からのキャリア漏れを防ぐことが出来るため閾値の温度
特性が改善される。
次に本実施例の製造方法について説明する0まず最初に
n−GaAs基板6上にバッファ一層7 、n型クラッ
ド層8、n型キャリア閉じ込め層1snW A7?As
 144 、活性層2、P m iAs N 5、PW
ギセIIT閂ド4人め隔3、P刑りラット1q、キャッ
プ層10を順次結晶成長する。結晶成長方法は■〜iB
E法、MO−CVD法VPE法等々のいずれの方法を用
いても良い。次にS i O,膜11を形成し、フォト
エツチング法によシミ極意14を形成する。次にP型電
極12及び、 l−電極13を形成しオーミックコンタ
クトをとる。最後にウェハーから襞間等を用いてベレッ
トに切出した後ステ八等に融着し電極ワイヤを取付けて
完成する。
本実施例においては、8CH構造を用いたが、これに限
らず、例えばGRIN−8CH(()raded −I
ndexWaveguide 8eparate −C
onfinement −Hetevost’uciu
re )構造等を用いても本発明が適だが、これに限ら
ずプレーナストライプ構造、υ本発明が適用出来る0又
本実施例では、活性層にGaAsを用いたが、 A#G
aAsを用いても効果が期待される。又、本実施例では
n−GaAs基板を用いたがこれに限らすP−GaAs
基板を用いて、本実施例の導電型をすべて反対にしても
良いことは明らかである。又、本実施例ではn側ではn
型A /A s層をP側ではP型A IA s層を備え
ていたがこれに限らず、 AlAsはノンドープあるい
は反対導電型であっても本発明の効果が期待出来る。又
、本実施例ではAlGaAs/GaAs系を材料に用い
ていたがこれに限らずA/(GaSb/Garb系等他
の材料を用いても本発明を適用出来ることは明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図falは従来例のA I Ga A s/G a
 A s単一量子井戸構造半導体レーザーの主要部のエ
ネルギーバンド図、第1図(blはその原子配置の模式
図である。 第2図は本発明の一実施例の断面図である0第3図(a
lは本発明の一実施例の活性層近傍のエネルギーバンド
図、第3図(blはその原子配置の模式図である。 図中、lはn型キャリア閉じ込め層、2は活性層、3は
P型キャリア閉じ込め層、4はn型AIA s層、5は
P型AlAs層、6はn −G aAs基板、7はバッ
ファ一層、8はn型クラッド層、9はP型クラッド層、
10はキャップ層、11は5102膜、12はP型電極
、13はn型電極、xlt’に極意である。 第1図 第 2 図 4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 活性層と、この活性層を上下にはさみ前記活性層に比し
    、9大きな禁制帯幅を有し2つの元素からなる化合物半
    導体からなる第1及び第2半導体層と、この第1及び第
    2半導体層と前記活性層からなる量子井戸型3層構造を
    上下にはさみ前記活性層に比し大きな禁制帯幅を有し、
    少なくとも3つ以上の元素からなる化合物半導体からな
    る第3及び第4半導体層とを備えることを特徴とする半
    導体レーザー。
JP1960284A 1984-02-06 1984-02-06 半導体レ−ザ− Granted JPS60164379A (ja)

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JPH0576794B2 JPH0576794B2 (ja) 1993-10-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5467364A (en) * 1992-02-05 1995-11-14 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Semiconductor laser element and laser device using the same element
US5764668A (en) * 1993-12-24 1998-06-09 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Semiconductor laser device
USRE36431E (en) * 1992-02-05 1999-12-07 Mitsui Chemicals, Inc. Semiconductor laser element and laser device using the same element

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JPS5596695A (en) * 1979-01-15 1980-07-23 Xerox Corp Injection type semiconductor laser

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