JPS61239689A - 量子井戸レ−ザ - Google Patents
量子井戸レ−ザInfo
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- JPS61239689A JPS61239689A JP8082385A JP8082385A JPS61239689A JP S61239689 A JPS61239689 A JP S61239689A JP 8082385 A JP8082385 A JP 8082385A JP 8082385 A JP8082385 A JP 8082385A JP S61239689 A JPS61239689 A JP S61239689A
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- Japan
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- quantum well
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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〉
本発明は光通信ないしは情報処理装置等に利用される量
子井戸レーザの改良に関する。
子井戸レーザの改良に関する。
： １−
く従来技術とその問題点〉
量子井戸レーザは、低閾値高効率等の優れた特性を有す
るため盛んに研究が進められている。この量子井戸レー
ザにおける量子井戸の厚さは２００λ以下と非常に薄く
、これにより電子の運動が膜厚方向で制限され量子効果
が発揮される。この量子井戸の厚さｉ ２００Ａから徐
々に薄くした場合に発振閾値も徐々に小さくなる傾向に
あるが、この量子井戸をある限度以上薄くした場合には
電子の注入効率の悪化のために発振閾値が増大すること
が知られている。例えば、１９８３年秋季第４４回応用
物理学会学術講演会講演予稿集２６ｐ−Ｐ−１１記載の
ＧＲＩＮ−８ＣＨ構造の量子井戸レーザでは、量子井戸
の厚みが６０Å以下になると発振閾値が増大している。
るため盛んに研究が進められている。この量子井戸レー
ザにおける量子井戸の厚さは２００λ以下と非常に薄く
、これにより電子の運動が膜厚方向で制限され量子効果
が発揮される。この量子井戸の厚さｉ ２００Ａから徐
々に薄くした場合に発振閾値も徐々に小さくなる傾向に
あるが、この量子井戸をある限度以上薄くした場合には
電子の注入効率の悪化のために発振閾値が増大すること
が知られている。例えば、１９８３年秋季第４４回応用
物理学会学術講演会講演予稿集２６ｐ−Ｐ−１１記載の
ＧＲＩＮ−８ＣＨ構造の量子井戸レーザでは、量子井戸
の厚みが６０Å以下になると発振閾値が増大している。
この注入効率の悪化は、量子井戸に注入された電子が量
子井戸の中のエネルギー準位に緩和しないうちに通過し
てしまうために起こると考えられる。
子井戸の中のエネルギー準位に緩和しないうちに通過し
てしまうために起こると考えられる。
この様に、従来の量子井戸レーザにおいては量子井戸を
非常に薄くした場合に発振閾値が増大するという欠点が
あった。このため量子井戸の厚さ全非常に薄くすること
によって基底エネルギー準位と量子井戸の価電子帯下端
のエネルギー差を大きくシ、発光波長や短波長止金ねら
う場合には。
非常に薄くした場合に発振閾値が増大するという欠点が
あった。このため量子井戸の厚さ全非常に薄くすること
によって基底エネルギー準位と量子井戸の価電子帯下端
のエネルギー差を大きくシ、発光波長や短波長止金ねら
う場合には。
発振閾値の増大を招くため実用上不都合と々る問題があ
った。
った。
〈発明の目的〉
本発明の目的は、このような問題を除去し、量子井戸全
非常に薄くした場合にも、短波長でかつ低閾値で発振す
る量子井戸レーザを提供することにある。
非常に薄くした場合にも、短波長でかつ低閾値で発振す
る量子井戸レーザを提供することにある。
〈発明の構成〉
本発明の構成は、主発光領域に少なくとも１つ以上の量
子井戸を有する量子井戸レーザにおいて、前記量子井戸
の少なくとも一方に接して厚さ３００Ａ以下で設けられ
だキャリア導入層と、このキャリア導入層に接して設け
られたキャリア閉じ込め、； 層とを備え、前
記キャリア導入層の禁制帯幅が前記キャリア閉じ込め層
に比べ小さく前記量子井戸に比べ大きいこと全特徴とす
る。
子井戸を有する量子井戸レーザにおいて、前記量子井戸
の少なくとも一方に接して厚さ３００Ａ以下で設けられ
だキャリア導入層と、このキャリア導入層に接して設け
られたキャリア閉じ込め、； 層とを備え、前
記キャリア導入層の禁制帯幅が前記キャリア閉じ込め層
に比べ小さく前記量子井戸に比べ大きいこと全特徴とす
る。
〈実施例〉
次に図面上参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の量子井戸レーザの主要部の
断面図、第２図はそのエネルギーバンド図である。図中
、１はｎ型クラッド層（ｎ−ＡＱＸｃＩＧ ａ １ ｚ
ｃ、 Ａ ｓ 、 ０．２≦Ｘｃ１．好ましくは０．４
≦Ｘｃｍ≦０．７）、２は第１キャリア閉じ込め層（Ａ
Ｉ Ｘｔ、 Ｇ ａ １−Ｘ ｇｔ Ａ ｓ ＊ Ｘ
ｇ １ （Ｘ ｃ １ ＋厚さ０．５μｍ以下、好ま
しくは０．２≦Ｘｇ１≦０．３．厚さｏ、ｉ〜ｏ、ｚμ
ｍ）、３は第１キャリア導入層（Ａｎｘ。
断面図、第２図はそのエネルギーバンド図である。図中
、１はｎ型クラッド層（ｎ−ＡＱＸｃＩＧ ａ １ ｚ
ｃ、 Ａ ｓ 、 ０．２≦Ｘｃ１．好ましくは０．４
≦Ｘｃｍ≦０．７）、２は第１キャリア閉じ込め層（Ａ
Ｉ Ｘｔ、 Ｇ ａ １−Ｘ ｇｔ Ａ ｓ ＊ Ｘ
ｇ １ （Ｘ ｃ １ ＋厚さ０．５μｍ以下、好ま
しくは０．２≦Ｘｇ１≦０．３．厚さｏ、ｉ〜ｏ、ｚμ
ｍ）、３は第１キャリア導入層（Ａｎｘ。
Ｇ ａ １−Ｘ１Ａｓ 、 Ｘｗ （Ｘ １ （Ｘｇ
１ 、厚さ３００ λ以下、典型的には厚さ１００Ａ以
下）、４は量子井戸層（Ａ、１Ｉｘｖ Ｇａ １−Ｘｖ
Ａｓ 、 Ｘｗ （Ｘ□、 Ｘｗ（Ｘ２、厚さ２００
Ａ以下、典型的にはＸｗ＝０（すなわちＧａＡｓ ）、
厚さ１００Ａ以下）、５は第２キャリア導入層（Ａ ｆ
ｉｘ、Ｇａｔ−ｘ２Ａｓ 、 Ｘｗ（Ｘ２＜Ｘｇ２．厚
さ３００Ａ以下、典型的には厚さ１００Ａ以下）、６は
第２キャリア閉じ込め層（Ａｆｉｘｇ□Ｇａｌ ｘｇ２
Ａｓ 、Ｘ２（Ｘｇ２（Ｘｃ２．厚さく０．５μｍ以下
、典型的には０．２≦Ｘｇ２≦０．３．厚さ−０，１−
０，２μｍ）、７はｐ型クラッド層（ｐ−Ａ、ＩＩＸｃ
２Ｇａ １−Ｘｃ２Ａｓ 、 ０．２≦ＸＣ２、好まし
くは０．４≦Ｘ ｃ ２≦０．７）である。 ゛本
実施例において注入された電子は、キャリア導入層とキ
ャリア閉じ込め層との間の界面において反射されやすい
ため、量子井戸層４を通過したキャリアもこの界面で反
射されて再び量子井戸層４に注入される様になる。この
ため量子井戸層４に注入された電子にとって、等測的な
量子井戸層４の厚みが大きくなるため、キャリアの量子
井戸層４への注入効率が改善される。
１ 、厚さ３００ λ以下、典型的には厚さ１００Ａ以
下）、４は量子井戸層（Ａ、１Ｉｘｖ Ｇａ １−Ｘｖ
Ａｓ 、 Ｘｗ （Ｘ□、 Ｘｗ（Ｘ２、厚さ２００
Ａ以下、典型的にはＸｗ＝０（すなわちＧａＡｓ ）、
厚さ１００Ａ以下）、５は第２キャリア導入層（Ａ ｆ
ｉｘ、Ｇａｔ−ｘ２Ａｓ 、 Ｘｗ（Ｘ２＜Ｘｇ２．厚
さ３００Ａ以下、典型的には厚さ１００Ａ以下）、６は
第２キャリア閉じ込め層（Ａｆｉｘｇ□Ｇａｌ ｘｇ２
Ａｓ 、Ｘ２（Ｘｇ２（Ｘｃ２．厚さく０．５μｍ以下
、典型的には０．２≦Ｘｇ２≦０．３．厚さ−０，１−
０，２μｍ）、７はｐ型クラッド層（ｐ−Ａ、ＩＩＸｃ
２Ｇａ １−Ｘｃ２Ａｓ 、 ０．２≦ＸＣ２、好まし
くは０．４≦Ｘ ｃ ２≦０．７）である。 ゛本
実施例において注入された電子は、キャリア導入層とキ
ャリア閉じ込め層との間の界面において反射されやすい
ため、量子井戸層４を通過したキャリアもこの界面で反
射されて再び量子井戸層４に注入される様になる。この
ため量子井戸層４に注入された電子にとって、等測的な
量子井戸層４の厚みが大きくなるため、キャリアの量子
井戸層４への注入効率が改善される。
また、キャリア導入層の厚さがあまシ厚いとこのキャリ
ア導入層でキャリアが再結合してしまう恐れがあるため
、本実施例では３００λ以下と薄くしている。
ア導入層でキャリアが再結合してしまう恐れがあるため
、本実施例では３００λ以下と薄くしている。
この様に、本実−例の量子井戸レーザにおいては、電子
の注入効率の悪化という問題は生じずに低い閾値電流で
レーザ発振を行なうことが出来る。
の注入効率の悪化という問題は生じずに低い閾値電流で
レーザ発振を行なうことが出来る。
次に本実施例の製作方法について説明する。
まず最初に、牛導体基板１０ （ｎ−ＧａＡｓ ）上に
ｎ型クラッド層１．第１キャリア閉じ込め層２゜第１キ
ャリア導入層３、量子井戸層４、第２キャリア導入層５
、第２キャリア閉じ込め層６．ｐ型クチクラッド、キャ
ップ層８ （ｐ−ＧａＡｓ） ｆ、順次結晶成長する。
ｎ型クラッド層１．第１キャリア閉じ込め層２゜第１キ
ャリア導入層３、量子井戸層４、第２キャリア導入層５
、第２キャリア閉じ込め層６．ｐ型クチクラッド、キャ
ップ層８ （ｐ−ＧａＡｓ） ｆ、順次結晶成長する。
この結晶成長方法はＭＨＤ法を用いたが、他の例えばＭ
Ｏ−ＣＶＤ法等の方法によっても良い。次に、ＳｉＯ□
膜９を形成しホトエツチング法によってストライプ状に
電流通路１３を形成する。次にｐ型電極１２及びｎ型電
極１１を形成し、最後に襞間を用いて共振面を形成し電
極にワイヤ等を取付けて完成する。
Ｏ−ＣＶＤ法等の方法によっても良い。次に、ＳｉＯ□
膜９を形成しホトエツチング法によってストライプ状に
電流通路１３を形成する。次にｐ型電極１２及びｎ型電
極１１を形成し、最後に襞間を用いて共振面を形成し電
極にワイヤ等を取付けて完成する。
以上の実施例においては、キャリア閉じ込め層を膜厚方
向において組成が均一なものを用いたが、これに限らず
この領域をグレイデッド領域とした ゛いわ
ゆるＧＲＩＮ−８ＣＨ構造を採用することも出来る。ま
た、ストライプ構造を本実施例では酸化膜ストライプ構
造としたが、これに限らず他の構造例えばプレーナスト
ライプ構造、リッジウニイブ ゛ガイド構造
、埋込み構造等あらゆるストライプ構造の量子井戸レー
ザに適用出来る。また１本実施＝ ６− 例においては量子井戸層が単一のものについて説明した
が、多重量子井戸レーザについても適用出来る。さらに
、本実施例においては材料としてＡｆｉＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ系材料會用いたが、とれに限らずＩｎＧａＡｓＰ／
ＩｎＰ 、ＩｎＧａＡ、１ｊＡｓ／ＩｎＰ系材料等の他
の材料も適用出来る。
向において組成が均一なものを用いたが、これに限らず
この領域をグレイデッド領域とした ゛いわ
ゆるＧＲＩＮ−８ＣＨ構造を採用することも出来る。ま
た、ストライプ構造を本実施例では酸化膜ストライプ構
造としたが、これに限らず他の構造例えばプレーナスト
ライプ構造、リッジウニイブ ゛ガイド構造
、埋込み構造等あらゆるストライプ構造の量子井戸レー
ザに適用出来る。また１本実施＝ ６− 例においては量子井戸層が単一のものについて説明した
が、多重量子井戸レーザについても適用出来る。さらに
、本実施例においては材料としてＡｆｉＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ系材料會用いたが、とれに限らずＩｎＧａＡｓＰ／
ＩｎＰ 、ＩｎＧａＡ、１ｊＡｓ／ＩｎＰ系材料等の他
の材料も適用出来る。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、量子井戸層の厚
さが非常に薄くなっても、キャリア注入が効率良く行な
われるために、短波長で発振しかつ低閾値の量子井戸レ
ーザが得られる。
さが非常に薄くなっても、キャリア注入が効率良く行な
われるために、短波長で発振しかつ低閾値の量子井戸レ
ーザが得られる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
エネルギーバンド図である。図において１・・・・・・
ｎ型クラッド層、２・・・・・・第１キャリア閉じ込め
層、３・・・・・・第１キャリア導入層、４・・・・・
・量子′ｊ 井戸層、５・・・・・・第２キャ
リア導入層、６・・・・・・第２キャリア閉じ込め層、
７・・・・・・ｐ型クラッド層、８・・・・・・キャッ
プ層、９・・・・・・Ｓｉｏ２膜％ １０・・・・・・
半導体基板、１１・・・・・・ｎ型電極、１２・・・・
・・ｐ型電極、１３・・・・・・電流通路、である。 日 滌 ’Ｎ 坪
エネルギーバンド図である。図において１・・・・・・
ｎ型クラッド層、２・・・・・・第１キャリア閉じ込め
層、３・・・・・・第１キャリア導入層、４・・・・・
・量子′ｊ 井戸層、５・・・・・・第２キャ
リア導入層、６・・・・・・第２キャリア閉じ込め層、
７・・・・・・ｐ型クラッド層、８・・・・・・キャッ
プ層、９・・・・・・Ｓｉｏ２膜％ １０・・・・・・
半導体基板、１１・・・・・・ｎ型電極、１２・・・・
・・ｐ型電極、１３・・・・・・電流通路、である。 日 滌 ’Ｎ 坪
Claims (1)
- 主発光領域に少なくとも１つ以上の量子井戸を有する量
子井戸レーザにおいて、前記量子井戸の少なくとも一方
に接して設けられこの量子井戸の禁制帯幅より大きい禁
制帯幅をもつキャリア導入層と、このキャリア導入層に
接して設けられこのキャリア導入層の禁制帯幅より大き
い禁制帯幅をもつキャリア閉込め層とを備え、前記キャ
リア導入層の厚みが３００Å以下であることを特徴とす
る量子井戸レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080823A JPH0722212B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 量子井戸レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080823A JPH0722212B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 量子井戸レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61239689A true JPS61239689A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0722212B2 JPH0722212B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=13729146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60080823A Expired - Lifetime JPH0722212B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 量子井戸レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722212B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4989213A (en) * | 1989-10-30 | 1991-01-29 | Polaroid Corporation | Narrow divergence, single quantum well, separate confinement, algaas laser |
| US5289484A (en) * | 1992-03-25 | 1994-02-22 | Eastman Kodak Company | Laser diode |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202980A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸型半導体レ−ザ |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP60080823A patent/JPH0722212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202980A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸型半導体レ−ザ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4989213A (en) * | 1989-10-30 | 1991-01-29 | Polaroid Corporation | Narrow divergence, single quantum well, separate confinement, algaas laser |
| US5289484A (en) * | 1992-03-25 | 1994-02-22 | Eastman Kodak Company | Laser diode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722212B2 (ja) | 1995-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |