JPS60178682A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60178682A JPS60178682A JP3346984A JP3346984A JPS60178682A JP S60178682 A JPS60178682 A JP S60178682A JP 3346984 A JP3346984 A JP 3346984A JP 3346984 A JP3346984 A JP 3346984A JP S60178682 A JPS60178682 A JP S60178682A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
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- H—ELECTRICITY
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- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
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- H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザの材料および構造に関する。
（従来技術とその問題点）
赤外もしくは赤色可視領域の波長帯の半導体レーザの材
料および構造としてはＩ ｎ Ｉ−ｘＧａ、 ＰＩ −
ｙ Ａｓ。
料および構造としてはＩ ｎ Ｉ−ｘＧａ、 ＰＩ −
ｙ Ａｓ。
／ＧａＡｓ ｅ Ｇａ】−ｘＡｔｘＡｓ ／ ＧａＡｓ
（０＜Ｘ＜１ ）等の■−Ｖ族化会物半導体材料よシ
成るダブルへテロ接合構造が用いられている。しかしな
がらよシ短波長の緑色もしくは１色波長帯の半導体レー
ザ材料および構造としては上記の糸は材料固有のｔネル
ギーギヤ、プが小さ過ぎる等の理由で不適当である。上
記の材料に代わるものとして１ｌ−Ｖｌ族化合物半導体
が考えられるがダブルへテロ接合構造を作製するための
材料・および構造として最適な構成は確立されるに至っ
ていない。
（０＜Ｘ＜１ ）等の■−Ｖ族化会物半導体材料よシ
成るダブルへテロ接合構造が用いられている。しかしな
がらよシ短波長の緑色もしくは１色波長帯の半導体レー
ザ材料および構造としては上記の糸は材料固有のｔネル
ギーギヤ、プが小さ過ぎる等の理由で不適当である。上
記の材料に代わるものとして１ｌ−Ｖｌ族化合物半導体
が考えられるがダブルへテロ接合構造を作製するための
材料・および構造として最適な構成は確立されるに至っ
ていない。
（発明の目的）
本発明の目的は１ｌ−Ｖｌ族化合物半導体の混晶より成
る材料および構造により緑色波長帯の半導体レーザヲ実
現することにある。
る材料および構造により緑色波長帯の半導体レーザヲ実
現することにある。
（発明の構成）
本発明によれば、基板、第１のクラッド層、活性層、お
よびＭ２のクラッド層をそれぞれＧａＡｌ１＋ＺｎＴｅ
１−ｙＳｅｙ （０＜ ’Ｉ≦１ ） 、 Ｃｄ１−、
ＺｎｘＳｓ （０＜ ｘ＜１）およびＺｎＴｅ１−ｙ’
ｓｅ、ｔ （０（ｙ’＜ １ ）によりｓ成し、かつ前
記第１のクラッド層の組成比を前記基板と活性層との間
で連続的に変化させて基板との界面においてＹ＝１ｗ活
性層との界面において格子定数をほぼ整合させた構造を
用いることにより上記の目的を達することが出来る。
よびＭ２のクラッド層をそれぞれＧａＡｌ１＋ＺｎＴｅ
１−ｙＳｅｙ （０＜ ’Ｉ≦１ ） 、 Ｃｄ１−、
ＺｎｘＳｓ （０＜ ｘ＜１）およびＺｎＴｅ１−ｙ’
ｓｅ、ｔ （０（ｙ’＜ １ ）によりｓ成し、かつ前
記第１のクラッド層の組成比を前記基板と活性層との間
で連続的に変化させて基板との界面においてＹ＝１ｗ活
性層との界面において格子定数をほぼ整合させた構造を
用いることにより上記の目的を達することが出来る。
（本発明の概要）
本発明では波長５００〜５５０ｎｍ（エネルギー２．２
５〜２．４８ｅＶ）の緑色発光を得るためにＣｄ、−８
ＺｎｘＳｅ を活性層とし、これをバンド・ギャップ・
エネルギーのより広い７．ｎＴｅ４□Ｓｅｙで挾んだ構
造を用いている。第１図は、Ｃｄ４−ｘＺｎｘＴｅｌ−
ｙＳ＠ｙ混晶の組成ｘ、ｙとエネルギーギヤ、ブＥ。、
格子定数Ｏｄ、光学的誘電率Ｃとの関係を示している。
５〜２．４８ｅＶ）の緑色発光を得るためにＣｄ、−８
ＺｎｘＳｅ を活性層とし、これをバンド・ギャップ・
エネルギーのより広い７．ｎＴｅ４□Ｓｅｙで挾んだ構
造を用いている。第１図は、Ｃｄ４−ｘＺｎｘＴｅｌ−
ｙＳ＠ｙ混晶の組成ｘ、ｙとエネルギーギヤ、ブＥ。、
格子定数Ｏｄ、光学的誘電率Ｃとの関係を示している。
第１図において、破線はそれぞれ印された値のバンド・
ギャップ・エネルギー含有する組成を表わし、一点＠線
はそれぞれ印された値の格子定数を有する組成を表わし
、また点線はそれぞれ印された値の光学的誘電率を有す
る組成を表わす。図よＣＢＡらかなようにＣｄ１−ｘＺ
ｎ、Ｓ＠ではｘ＝０．６〜０．８の間で緑色発光に相当
するバンド・ギャップ・エネルギーが得られる。このと
き格子定数ａ。は５．８２〜５．７５Ａの間の値となる
が、そのような格子定数を有するＺｎＴ＠】−ｙＳｅ、
は７ ＝ ０．６５〜０．８５ （Ｄものに相単してい
る。またこのとき格子定数の等しいＣｄ１−、ＺｎｘＢ
ｅとＺｎＴｅ１−ｙ５ｅｙとでは前者の方が光学的誘電
率が大きくなることがわかる。従ってこれらの相互に格
子定数の一致するＣｄ＋−ｘＺｎｚｓｅおよびＺ ｎＴ
ｅ １− ｙ Ｓｅ ｙをそれぞれ活性層および第１．
第２のクラッド層として用いかつそれぞれの層に適当な
導電型を付与してやれはレーザ発振に必要なダブルへテ
ロ構造が得られることになる。基板としては現在最も高
品質のものが得られるＧａＡｓ （α０＝５．６５３Ａ
）を用いることとし、第１のクラッド層ｆ）基板とｕｍ
ｆる９Ａ域はｚｎｓｅ（α６＝５．６６９Ｘ） とし第
１のクラッド層中でＺ ｎｌ ｅ 】−ｙ Ｓｅ ｙの
混晶比ｙをｙ＝＝ｌと活性層と格子定数の一致する組成
（ｙ＝０．６５〜０．８５）との間で連続的に変えてや
ることＫより、実際に結晶成長が可能な構造が得られる
。
ギャップ・エネルギー含有する組成を表わし、一点＠線
はそれぞれ印された値の格子定数を有する組成を表わし
、また点線はそれぞれ印された値の光学的誘電率を有す
る組成を表わす。図よＣＢＡらかなようにＣｄ１−ｘＺ
ｎ、Ｓ＠ではｘ＝０．６〜０．８の間で緑色発光に相当
するバンド・ギャップ・エネルギーが得られる。このと
き格子定数ａ。は５．８２〜５．７５Ａの間の値となる
が、そのような格子定数を有するＺｎＴ＠】−ｙＳｅ、
は７ ＝ ０．６５〜０．８５ （Ｄものに相単してい
る。またこのとき格子定数の等しいＣｄ１−、ＺｎｘＢ
ｅとＺｎＴｅ１−ｙ５ｅｙとでは前者の方が光学的誘電
率が大きくなることがわかる。従ってこれらの相互に格
子定数の一致するＣｄ＋−ｘＺｎｚｓｅおよびＺ ｎＴ
ｅ １− ｙ Ｓｅ ｙをそれぞれ活性層および第１．
第２のクラッド層として用いかつそれぞれの層に適当な
導電型を付与してやれはレーザ発振に必要なダブルへテ
ロ構造が得られることになる。基板としては現在最も高
品質のものが得られるＧａＡｓ （α０＝５．６５３Ａ
）を用いることとし、第１のクラッド層ｆ）基板とｕｍ
ｆる９Ａ域はｚｎｓｅ（α６＝５．６６９Ｘ） とし第
１のクラッド層中でＺ ｎｌ ｅ 】−ｙ Ｓｅ ｙの
混晶比ｙをｙ＝＝ｌと活性層と格子定数の一致する組成
（ｙ＝０．６５〜０．８５）との間で連続的に変えてや
ることＫより、実際に結晶成長が可能な構造が得られる
。
（実施例）
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
本実施例における半導体レーザの基本構造を第２図Ａに
示した。本実施例では活性層１としてＥｇ＝２．３５ｅ
ＶＯものを用いてりる。これは第１図中のＡ点（ｘ＝０
．７ 、７＝１ ）に相通する。基板２としてはｎ型Ｇ
ａＡｓを用いており、その直上にはｎ型−ＺｎＳｅが２
〜３μ７７１堆積された後ｎ ｉＪ、 −ＺｎＴｅ１−
ｙ５ ｅ ｙの第１クラッド層がｙ＝１よｐｙ＝ｏ、７
に至るまで連続的に組成を変化させて堆積されている。
示した。本実施例では活性層１としてＥｇ＝２．３５ｅ
ＶＯものを用いてりる。これは第１図中のＡ点（ｘ＝０
．７ 、７＝１ ）に相通する。基板２としてはｎ型Ｇ
ａＡｓを用いており、その直上にはｎ型−ＺｎＳｅが２
〜３μ７７１堆積された後ｎ ｉＪ、 −ＺｎＴｅ１−
ｙ５ ｅ ｙの第１クラッド層がｙ＝１よｐｙ＝ｏ、７
に至るまで連続的に組成を変化させて堆積されている。
次いでｎまたはｐ型活性層１が０．１〜０．２μｍ堆積
されさらにＰ型−ＺｎＴｅ １−／３＠、／ （ｙ’
＝ ０．７ ）の第２クラッド層４が２〜３μｍ堆積さ
れている。活性層１に隣接するクラ、ド層部分の組成は
第１図中のＢ点（ｘ＝ｔ ＊ ｙ＝０−７ ）に相当し
ている。本実施例の構造において層庫に沿った方向での
格子定数α。、バンド・ギャップ・エネルギーＥｇ、お
よび光学的誘電率Ｃの分布は第２図Ｂ、Ｃ，Ｄに示した
グラフのようになっておシ、ダブルへテロ接合構造半導
体レーザの動作に必要な注入電子および光の活性層への
閉じ込めが効果的に行える構造になっていることは明ら
かである。
されさらにＰ型−ＺｎＴｅ １−／３＠、／ （ｙ’
＝ ０．７ ）の第２クラッド層４が２〜３μｍ堆積さ
れている。活性層１に隣接するクラ、ド層部分の組成は
第１図中のＢ点（ｘ＝ｔ ＊ ｙ＝０−７ ）に相当し
ている。本実施例の構造において層庫に沿った方向での
格子定数α。、バンド・ギャップ・エネルギーＥｇ、お
よび光学的誘電率Ｃの分布は第２図Ｂ、Ｃ，Ｄに示した
グラフのようになっておシ、ダブルへテロ接合構造半導
体レーザの動作に必要な注入電子および光の活性層への
閉じ込めが効果的に行える構造になっていることは明ら
かである。
（発明の効果）
以上説明したように、基板、第１のクラ、ド層。
活性層、および第２のクラッド層をそれぞれＧａＡａ
＋ＺｎＴｅ１−ｙ５ｅｙ （０（ｙ≦１ ） 、 Ｃｄ
１−ｘｚｎｌＳｅ （０（ｘ〈１）およびＺｎＴｅ１−
、’ Ｓ＋、’ （０（ｙ’（１）にょシ構成し、かつ
第１のクラッド層の組成比を基板と活性層との間で連続
的に変化させて基板との界面においてｙ＝１．活性層と
の界面において格子定数をほぼ整合させた構造を用いる
ことにょυ、従来実現不可能であった緑色波長帯の半導
体レーザが実現できる。
＋ＺｎＴｅ１−ｙ５ｅｙ （０（ｙ≦１ ） 、 Ｃｄ
１−ｘｚｎｌＳｅ （０（ｘ〈１）およびＺｎＴｅ１−
、’ Ｓ＋、’ （０（ｙ’（１）にょシ構成し、かつ
第１のクラッド層の組成比を基板と活性層との間で連続
的に変化させて基板との界面においてｙ＝１．活性層と
の界面において格子定数をほぼ整合させた構造を用いる
ことにょυ、従来実現不可能であった緑色波長帯の半導
体レーザが実現できる。
ｆＪ１図はＣｄ ｌ−Ｘ Ｚｎ ｚ Ｔｅ １− ｙ
Ｓ ｅ ｙ混晶系における組成と格子定数、バンド・ギ
ャップ・エネルギーおよび光学的誘電率との関係を示す
図、第２図Ａ。 Ｂ、Ｃ，Ｄは本発明の実施例におけるダブルへテロ接合
半導体レーザの構造及びα。＊ ＥＧ ＊εの分布を示
す図である。図において、１・・・ｎまたはｐ型Ｃｄｊ
−、Ｚｎ！Ｓｅ活性層、２・・・ｎ型ＧａＡａ基板、３
・・ｎ型ＺｎＴｅ１−、Ｓｅ、クラ、ド層（組成変化層
）、４−・ｐ型ＺｎＴ＠ｘ−ｙ・Ｓｅｙ’クラッド層、
５・・・ｐ側電極、６・・・ｎ側°電極。 ＣｄＳｅ Ａ Ｚｎ５ｅ ＣｄＴｅ ｘ ＺｎＴｅ Ａ Ｂ Ｇ。 ＣＤ Ｅｑ ε
Ｓ ｅ ｙ混晶系における組成と格子定数、バンド・ギ
ャップ・エネルギーおよび光学的誘電率との関係を示す
図、第２図Ａ。 Ｂ、Ｃ，Ｄは本発明の実施例におけるダブルへテロ接合
半導体レーザの構造及びα。＊ ＥＧ ＊εの分布を示
す図である。図において、１・・・ｎまたはｐ型Ｃｄｊ
−、Ｚｎ！Ｓｅ活性層、２・・・ｎ型ＧａＡａ基板、３
・・ｎ型ＺｎＴｅ１−、Ｓｅ、クラ、ド層（組成変化層
）、４−・ｐ型ＺｎＴ＠ｘ−ｙ・Ｓｅｙ’クラッド層、
５・・・ｐ側電極、６・・・ｎ側°電極。 ＣｄＳｅ Ａ Ｚｎ５ｅ ＣｄＴｅ ｘ ＺｎＴｅ Ａ Ｂ Ｇ。 ＣＤ Ｅｑ ε
Claims (1)
- 第１導電型を有する半導体より成る単結晶基板上に第１
導電型を有する半導体よシ成る第１のクラッド層、第１
もしくは第２の４１！型を有する半導体よシ成る活性層
、および第２導電型を有する半導体よシ成る第２のクラ
ッド１−を順次形成し、かつ前記第１および第２のクラ
ッド層が前記活性層に比軟して大きいバンド・ギャップ
・エネルギーと小さい元学的誘電率と金有するダブルへ
テロ接合構造半導体レーザにおいて、前記基板、第１の
クラッド層、活性層および第２のクラッド層をそれぞれ
、ＧａＡｓ ｅ ＺｎＴｅ、−，５ｅｙ（０（ｙ≦１）
ＩＣ４−ｘＺｎｘＳｅ （０（ｘ ＜１ ） ＋および
ＺｎＴｅ１−、’ Ｓｅ、’（０＜ｙ’＜１）によシ構
成し、かつ前記第１のクラッド層の組成比を前記基板と
活性層との間で連続的に変化させて基板との界面におい
てｙ−１，活性層との界面において格子定数をほぼ整合
させたことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3346984A JPS60178682A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3346984A JPS60178682A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60178682A true JPS60178682A (ja) | 1985-09-12 |
Family
ID=12387402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3346984A Pending JPS60178682A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60178682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241342A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 化合物半導体成長方法 |
| EP0610893A2 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-17 | Nec Corporation | Laser diode |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3346984A patent/JPS60178682A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241342A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 化合物半導体成長方法 |
| EP0610893A2 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-17 | Nec Corporation | Laser diode |
| EP0610893A3 (en) * | 1993-02-09 | 1994-11-02 | Nec Corp | Diode laser. |
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