JPS61258491A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPS61258491A JPS61258491A JP11734986A JP11734986A JPS61258491A JP S61258491 A JPS61258491 A JP S61258491A JP 11734986 A JP11734986 A JP 11734986A JP 11734986 A JP11734986 A JP 11734986A JP S61258491 A JPS61258491 A JP S61258491A
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- gaalas
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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、高信頼性、長寿命の半導体レーザ装置に関す
る。
る。
半導体レーザ装置は、小型、高効率で、大量生産が可能
なことから、レーザプリンタ等の情報端末機器やビデオ
ディスク、？１！Ｉ距計等の光源として多種の応用が考
えられている。この際、レーザ光の波長が短い方が、感
度や分解能向上の点から好ましく、また操作上の容易さ
からも、低しきい値、高信頼性の可視域に発振波長を持
つ半導体レーザ装置の実用化が望まれている。
なことから、レーザプリンタ等の情報端末機器やビデオ
ディスク、？１！Ｉ距計等の光源として多種の応用が考
えられている。この際、レーザ光の波長が短い方が、感
度や分解能向上の点から好ましく、また操作上の容易さ
からも、低しきい値、高信頼性の可視域に発振波長を持
つ半導体レーザ装置の実用化が望まれている。
従来０．８μｍ帯で開発されてきた
Ｇ ａ １−ｘ Ａ １１ Ｘ Ａ Ｓ半導体レーザに
おいて、活性層のＸを０．１５−０．３５．クラッド層
のＸを０．５〜０．８とすることにより、波長７６００
Ａ以下の可視半導体レーザを容易に作製できる（アプラ
イドオプティックス第１８巻、第１８１２頁、１９７９
年（Ａｐｐｌ、 Ｏｐｔ、、、 Ｖｏｌ、 １８（１９
７９）１８１２）参照）。
おいて、活性層のＸを０．１５−０．３５．クラッド層
のＸを０．５〜０．８とすることにより、波長７６００
Ａ以下の可視半導体レーザを容易に作製できる（アプラ
イドオプティックス第１８巻、第１８１２頁、１９７９
年（Ａｐｐｌ、 Ｏｐｔ、、、 Ｖｏｌ、 １８（１９
７９）１８１２）参照）。
上記従来技術は、Ｇ ａ Ａ ｓ基板と成長層の格子定
数のミスマツチングが混晶比Ｘの増大と共に大きくなる
ため、成長層面内の応力、特に活性層にかかる応力が、
従来の０．８３μｍのレーザに比べて１ケタ以上大きく
なることが、素子の長寿命。
数のミスマツチングが混晶比Ｘの増大と共に大きくなる
ため、成長層面内の応力、特に活性層にかかる応力が、
従来の０．８３μｍのレーザに比べて１ケタ以上大きく
なることが、素子の長寿命。
高信頼性を得る上で重要な問題である。
本発明の目的は、この活性層にかかる応力を低減する新
しい半導体レーザ装置の構成を提案することである。
しい半導体レーザ装置の構成を提案することである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
上記目的は次に示す構成・形態により達成される。
第１はＧａＡＱＡｓ系のダブルヘテロ構造を持つ多層膜
をＧａ１−ｘＡＱ）（Ａｓ混晶基板上に成長させるもの
である。
をＧａ１−ｘＡＱ）（Ａｓ混晶基板上に成長させるもの
である。
第２は従来通りＧａＡａ基板を用いこの上部にＧａＡＱ
Ａｓ層のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系のダブルヘ
テロ構造を持つ多層膜を成長させるものである。
Ａｓ層のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系のダブルヘ
テロ構造を持つ多層膜を成長させるものである。
第３はＧａ （ＡｓＳｂ＞混晶基板上にＧａＡＱＡｓ系
のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものであ
る。
のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものであ
る。
第４は従来通りＧ ａ Ａ ｓ基板を用いこの上部にＧ
ａ （Ａ ｓ Ｓ ｂ ）層のバッファ層を介してＧ
ａＡＱＡｓ系のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長さ
せるものである。
ａ （Ａ ｓ Ｓ ｂ ）層のバッファ層を介してＧ
ａＡＱＡｓ系のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長さ
せるものである。
第５は（ＩｎＧａ）Ａｓ混晶基板上にＧａＡＱＡｓ系の
ダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものである
。
ダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものである
。
第６は従来通りＧ ａ Ａ ｓ基板を用いこの上部に（
ＩｎＧａ）ＡＱ層のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系
のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものであ
る。
ＩｎＧａ）ＡＱ層のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系
のダブルヘテロ構造を持つ多層膜を成長させるものであ
る。
上記構成により、基板と成長層の格子定数のミスマツチ
ングが小さくなり、活性層の応力が低減される。
ングが小さくなり、活性層の応力が低減される。
以下２本発明の実施例を、形態の各々について詳細に説
明する。
明する。
第１の形態は基板としてＧａＡｍＡＳ混晶基板を用いる
ものである。
ものである。
第１図はＧａＡｎＡｓ系半導体レーザの積層構造のファ
ブリペロ共振器を構成する鏡面に平行な平面で切断した
断面図である同時に各層の厚さをｄ１〜ｄ５に表示した
。
ブリペロ共振器を構成する鏡面に平行な平面で切断した
断面図である同時に各層の厚さをｄ１〜ｄ５に表示した
。
各半導体層を次の如く構成することにより本発明の目的
を達することができる。
を達することができる。
Ｇ ａ １− Ｘ Ａ Ｑ Ｘ Ａ ｓ混晶基板（０，
０２≦Ｘ≦０．４）（厚さｄ、）ｌ上に ｎ型Ｇ ａｔ −ｙ Ａ Ｑ ｙ Ａ ｓ層（０，５≦
ｙ≦０．８） （厚さｄ２）２、 Ｇａｔ−ｚＡＱ
ｚＡｓ層 （０，１５≦ｚｏ、３５’） （厚さｄ３）３＋
ｐ型Ｇａ１− ｕＡＱ ｕＡｓ層（０，５＜ｕ≦０．
８）（厚さｄ４） ４、およびＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層５の各層を周知の液相
エピタキシャル法で成長させる。層２と層４は反対導電
型となす。この場合 ｚ −０、０７５＜、 ｘ （、ｚ ＋ ０ 、０２
’５の関係を満たす如く混晶基板を選定する。
０２≦Ｘ≦０．４）（厚さｄ、）ｌ上に ｎ型Ｇ ａｔ −ｙ Ａ Ｑ ｙ Ａ ｓ層（０，５≦
ｙ≦０．８） （厚さｄ２）２、 Ｇａｔ−ｚＡＱ
ｚＡｓ層 （０，１５≦ｚｏ、３５’） （厚さｄ３）３＋
ｐ型Ｇａ１− ｕＡＱ ｕＡｓ層（０，５＜ｕ≦０．
８）（厚さｄ４） ４、およびＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層５の各層を周知の液相
エピタキシャル法で成長させる。層２と層４は反対導電
型となす。この場合 ｚ −０、０７５＜、 ｘ （、ｚ ＋ ０ 、０２
’５の関係を満たす如く混晶基板を選定する。
なお、各層の厚さは大路次の範囲で選択する。
５０μｍ≦ｄ□≦２００ｐｍ、 ｌｐｍ≦ｄ２≦３μｍ
。
。
ｏ、ｏｓｕｍ≦ｄ２≦０．５ｐｍ、１μｍ≦ｄ４≦３μ
ｍｓ０．５ｔｔｍ≦ｄｓ≦３ 、ｕ ｍ ａ次いで層５
上にＡＱ２０３膜をＣＶＤ法によって厚さ３０００人に
形成する０通常のフォトリングラフ技術によってＡＱ、
Ｏ，膜をＩＩＩ！５μｍのストライプ状に選択的に除去
する。この窓を通してＺｎ拡散し、Ｚｎ拡散領域８を形
成する。
ｍｓ０．５ｔｔｍ≦ｄｓ≦３ 、ｕ ｍ ａ次いで層５
上にＡＱ２０３膜をＣＶＤ法によって厚さ３０００人に
形成する０通常のフォトリングラフ技術によってＡＱ、
Ｏ，膜をＩＩＩ！５μｍのストライプ状に選択的に除去
する。この窓を通してＺｎ拡散し、Ｚｎ拡散領域８を形
成する。
ＡＱ 、０．膜を除去して後Ｐ側電極７としてＣｒ−Ａ
ｕ、ｎ側電極６としてＡｕＧｅＮｉ−Ａｕを蒸着で形成
する。半導体レーザ装置の相対する端面９、ｌＯをへき
開により相互に平行な共振反射面を作製する。
ｕ、ｎ側電極６としてＡｕＧｅＮｉ−Ａｕを蒸着で形成
する。半導体レーザ装置の相対する端面９、ｌＯをへき
開により相互に平行な共振反射面を作製する。
この構造の素子における活性層中の応力を計算した例が
第２図である各パラメータは図中に例示した。実線は引
張り応力、破線は圧縮応力を示す。
第２図である各パラメータは図中に例示した。実線は引
張り応力、破線は圧縮応力を示す。
横軸は基板の混晶比Ｘで、縦軸は活性層中の応力を表わ
す。ここでは活性層中のＡ Ｑ Ａ ｓの混晶比２が０
．１５および０．２の場合が示しである。図より成るＺ
に対してＸをある範囲に設定することにより活性層中の
応力を著しく低減できる範囲があることがわかる。
す。ここでは活性層中のＡ Ｑ Ａ ｓの混晶比２が０
．１５および０．２の場合が示しである。図より成るＺ
に対してＸをある範囲に設定することにより活性層中の
応力を著しく低減できる範囲があることがわかる。
検討の結果、活性層中の応力が最も小さくなる基板の混
晶比Ｘは Ｘ伽ｚ−０，０２５（この時、ｙ＝ｕ＝０．６）である
ことが判明した。また活性層中の応力を１０ ’ ｄｙ
ｎ／ｃｓｔ”以内にするにはｚ−０，０７５≦Ｘ≦ｚ＋
０．０２５ とすればよいことが判明した。このもようを第３図に示
した。活性層中の応力は各層の厚みｄ２〜ｄ５に対して
はゆるやかに変化する量であることが計算より確められ
ており、実用的な素子構造に対しては上記関係は誤差範
囲内でほぼ満足される。
晶比Ｘは Ｘ伽ｚ−０，０２５（この時、ｙ＝ｕ＝０．６）である
ことが判明した。また活性層中の応力を１０ ’ ｄｙ
ｎ／ｃｓｔ”以内にするにはｚ−０，０７５≦Ｘ≦ｚ＋
０．０２５ とすればよいことが判明した。このもようを第３図に示
した。活性層中の応力は各層の厚みｄ２〜ｄ５に対して
はゆるやかに変化する量であることが計算より確められ
ており、実用的な素子構造に対しては上記関係は誤差範
囲内でほぼ満足される。
活性層中のＡ Ｑ Ａｓの混晶比２が大きくなると、ｙ
およびＵを０．６以上にする必要があるが、この場合も
応力が最小となる範囲は第３図の領域内に含まれる６ 以上述べたごと＜ＧａＡＱＡｓ系可視半導体レーザにお
いて、ｚ −０、０７５＜ ｘ ＜ ｚ ＋ ０ 、０
２５なる関係を満足する混晶比（Ｘ）を有する基板を使
用することにより、活性層の応力集中が緩和され、素子
の長寿命化が期待される。なお混晶基板の作成は液相厚
膜成長法で行なうことができる。
およびＵを０．６以上にする必要があるが、この場合も
応力が最小となる範囲は第３図の領域内に含まれる６ 以上述べたごと＜ＧａＡＱＡｓ系可視半導体レーザにお
いて、ｚ −０、０７５＜ ｘ ＜ ｚ ＋ ０ 、０
２５なる関係を満足する混晶比（Ｘ）を有する基板を使
用することにより、活性層の応力集中が緩和され、素子
の長寿命化が期待される。なお混晶基板の作成は液相厚
膜成長法で行なうことができる。
第４の形態はＧ ａ Ａ ｓ基板上部にＧａＡＱＡｓ層
のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系のダブルヘテロ構
造を構成するものである。
のバッファ層を介してＧａＡＱＡｓ系のダブルヘテロ構
造を構成するものである。
第４図がこの形態の半導体レーザ装置の例を示すもので
ある。第１図と同様にファブリペロ共振器を構成する鏡
面に平行な平面で切断した主要部断面図である。
ある。第１図と同様にファブリペロ共振器を構成する鏡
面に平行な平面で切断した主要部断面図である。
（１００）面を表面に持つｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板４１
上に次の各層を周知の液相連続エピタキシャル法によっ
て成長する。
上に次の各層を周知の液相連続エピタキシャル法によっ
て成長する。
ｎ型Ｇａ、−、ＡＭＨＡｓ （０＜ｚ≦０．８） σ
蓼さｄａｚ）４２゜ｎ型Ｇａ、−ｙＡｊｌｙＡｓ （０
−５≦ｙ≦０．８） （厚さｄａｚ）４３゜Ｇａ１−Ｘ
ＡＭＸＡ＄ （０，１５＜ｚ≦０．３５）σ蓼さｄ４４
）４４゜ｐ型Ｇａ１−ｕＡＱｕＡＳ （０，５くｕ≦０
．８） （厚さｄａ５）４５−Ｐ型ＧａＡｓσヴさｄ４
１１）４６ である。ここで層４２はバッファ層で本発明において特
に重要な層である。厚さとしては６μｍ〜２０μｍが適
当である。
蓼さｄａｚ）４２゜ｎ型Ｇａ、−ｙＡｊｌｙＡｓ （０
−５≦ｙ≦０．８） （厚さｄａｚ）４３゜Ｇａ１−Ｘ
ＡＭＸＡ＄ （０，１５＜ｚ≦０．３５）σ蓼さｄ４４
）４４゜ｐ型Ｇａ１−ｕＡＱｕＡＳ （０，５くｕ≦０
．８） （厚さｄａ５）４５−Ｐ型ＧａＡｓσヴさｄ４
１１）４６ である。ここで層４２はバッファ層で本発明において特
に重要な層である。厚さとしては６μｍ〜２０μｍが適
当である。
層４４は活性層で、これをはさむ層４３．４５はクラッ
ド層である。これまでの一般的なダブルヘテロ構造と同
様に設計すれば良い、一般には、活性層４４は０．０５
μｍ〜０．２ｔｔｍの厚さ、クラッド層は大略１μｍ
〜３μｍの厚さとしている。
ド層である。これまでの一般的なダブルヘテロ構造と同
様に設計すれば良い、一般には、活性層４４は０．０５
μｍ〜０．２ｔｔｍの厚さ、クラッド層は大略１μｍ
〜３μｍの厚さとしている。
第５図に本構造の素子における活性層４４中の応力のバ
ッファ層の厚さに対する変化の状況を示す、第５図の例
は、ｘ＝０．６．ｙ＝ｕ＝Ｑ、２゜ｄａ １＝１００μ
ｍｙ ｄ ４ ｇ＝１ｐｍ、ｄａ＜＝０．１１ｍ＊
ｄ４ｓ＝２μｍ、ｄ４ｇ＝１μｍである。横軸はバッフ
ァ層４２の厚さｄ４１１、縦軸は活性層中の応力を示す
、なお１図中Ａで矢印した点は従来構造における活性層
の応力を示す。
ッファ層の厚さに対する変化の状況を示す、第５図の例
は、ｘ＝０．６．ｙ＝ｕ＝Ｑ、２゜ｄａ １＝１００μ
ｍｙ ｄ ４ ｇ＝１ｐｍ、ｄａ＜＝０．１１ｍ＊
ｄ４ｓ＝２μｍ、ｄ４ｇ＝１μｍである。横軸はバッフ
ァ層４２の厚さｄ４１１、縦軸は活性層中の応力を示す
、なお１図中Ａで矢印した点は従来構造における活性層
の応力を示す。
図より、活性層中の応力を１８’ｄｙｎ／ｃ■２以下に
するには、バッファの組成ｚ−０，３の場合１３μｍ以
上、ｚ＝０．６の場合６μｍ以上によればよいことがわ
かる。活性層中の応力は、バッファ層以外の各層の厚み
ｄ３〜ｄ８に対しては、それぞれの厚みが２μｍ程度以
下の場合、ゆるやかに変化する量であることが計算より
確かめられており、実用的な素子構造に対しては、上記
関係は誤差範囲内でほぼ満足される。
するには、バッファの組成ｚ−０，３の場合１３μｍ以
上、ｚ＝０．６の場合６μｍ以上によればよいことがわ
かる。活性層中の応力は、バッファ層以外の各層の厚み
ｄ３〜ｄ８に対しては、それぞれの厚みが２μｍ程度以
下の場合、ゆるやかに変化する量であることが計算より
確かめられており、実用的な素子構造に対しては、上記
関係は誤差範囲内でほぼ満足される。
以上述べたごと＜、（ＧａＡｌ）Ａｓ系可視レーザにお
いて、ＡｎＡｓ混晶化（ｚ）が０．３程度以上、厚さ６
μｍ〜２０μｍ程度のバッファ層を設けることにより、
活性層中の応力が緩和され、素子の長寿命化が期待でき
る。
いて、ＡｎＡｓ混晶化（ｚ）が０．３程度以上、厚さ６
μｍ〜２０μｍ程度のバッファ層を設けることにより、
活性層中の応力が緩和され、素子の長寿命化が期待でき
る。
第３ないし第６の形態は（ＧａＡｌ）Ａｓ系可視半導体
レーザの成長に際し、Ｇａ （ＡｓＳｂ）又は（ＩｎＧ
ａ）Ａｓ系三元混晶をバッファ層あるいは。
レーザの成長に際し、Ｇａ （ＡｓＳｂ）又は（ＩｎＧ
ａ）Ａｓ系三元混晶をバッファ層あるいは。
混晶基板として用いることによって、活性層の応力低減
をはかることを特徴とする。
をはかることを特徴とする。
以・下にその内容を説明する。
室温において、Ｇ ａＡｓｔ Ａ （Ｉ Ａｓｐ Ｇ
ａ Ｓ ｂ。
ａ Ｓ ｂ。
ＩｎＡｓの格子定数は、それぞれ５６５３人。
５６６２Ａ、６０９５人、６０５８λであり、その差を
Ｇ ａ Ａ ｓの格子定数を基準とした百分率で表わす
と、ＡＱＡｓは＋０．１６％、ＧａＳｂは＋７．５２％
、ＩｎＡｓは＋６．９２％である。これらの系の混晶（
Ｇａ、−ｚＡＩＪｚ）Ａｓ。
Ｇ ａ Ａ ｓの格子定数を基準とした百分率で表わす
と、ＡＱＡｓは＋０．１６％、ＧａＳｂは＋７．５２％
、ＩｎＡｓは＋６．９２％である。これらの系の混晶（
Ｇａ、−ｚＡＩＪｚ）Ａｓ。
Ｑａ （Ａｓｓ−ｙＳｂｙ）ｅ （ＩｎｘＧａｔ−ｘ
）Ａｓでは、格子定数が混晶比ｘ、ｙ、ｚに比例的に変
化するというＶａｇ６ｒｄの法則がよくなりたっている
から、混晶比Ｘの（Ｇａ １− Ｘ Ａ ｎ ｘ ）
Ａｓと同じ格子定数となるｙ、ｚはそれぞれ ｙ＝ （０，１６／７．５２）Ｘ＝０．０２１３Ｘｚ＝
（０，１６／６．９２）Ｘ＝０．０２３１Ｘ先にのべ
た第１および第２の応力を低減した半導体レーザの形態
のうち、第２の混晶比ｚく０．３の組成のバッファ層を
６〜２０μｍ程度設けるものは、これと同じ格子定数に
対応するｙ≧Ｑ、１０６５のＧａ （Ａｓ１−ｙＳｂｙ
）系又は。
）Ａｓでは、格子定数が混晶比ｘ、ｙ、ｚに比例的に変
化するというＶａｇ６ｒｄの法則がよくなりたっている
から、混晶比Ｘの（Ｇａ １− Ｘ Ａ ｎ ｘ ）
Ａｓと同じ格子定数となるｙ、ｚはそれぞれ ｙ＝ （０，１６／７．５２）Ｘ＝０．０２１３Ｘｚ＝
（０，１６／６．９２）Ｘ＝０．０２３１Ｘ先にのべ
た第１および第２の応力を低減した半導体レーザの形態
のうち、第２の混晶比ｚく０．３の組成のバッファ層を
６〜２０μｍ程度設けるものは、これと同じ格子定数に
対応するｙ≧Ｑ、１０６５のＧａ （Ａｓ１−ｙＳｂｙ
）系又は。
２≧０．１１５５の（ＩｎｚＧａｔ−ｚ）Ａｓ系のバッ
ファ層を同じ厚みだけつけることで代替できる。
ファ層を同じ厚みだけつけることで代替できる。
また、第１の形態であるＸα０．１の混晶基板を用いる
代りに ｙ＞０．００２１３の Ｇａ（Ａｓ１−ｙＳｂｙ）系、又はｚ＞０．００２３１
の（Ｉｒ＋５ｃＧａｔ−りＡｓ系混晶基板で代替できる
。
代りに ｙ＞０．００２１３の Ｇａ（Ａｓ１−ｙＳｂｙ）系、又はｚ＞０．００２３１
の（Ｉｒ＋５ｃＧａｔ−りＡｓ系混晶基板で代替できる
。
従って、Ｇａ ＣＡｓｔ−ｙＳｂｙ）（０≦ｙ≦０．０
０３）、 （ＩｎｘＧａｘ−ｘ）Ａｓ （０≦２≦０
．００３）を用いることによって本発明の目的を達する
ことが出来る。
０３）、 （ＩｎｘＧａｘ−ｘ）Ａｓ （０≦２≦０
．００３）を用いることによって本発明の目的を達する
ことが出来る。
これらの形態は、ＧａＡａＡｓ系のバッファ層や混晶基
板を用いる場合に比べて次の点で有利である。
板を用いる場合に比べて次の点で有利である。
厚さ１０μｍ〜２０μｍのバッファ層をつける際に、も
しもＧａＡｓ基板上にバッファ層をつける成分と、その
上にレーザ構造を作製する成長とを分離できれば、この
方法はきわめて再現性よく行なえる。（ＧａＡｌ）Ａｓ
系でｚ ＞ Ｑ 、 ５以上のバッファ層では１表面が
空気中で直ちに酸化されてしまうためにこのような２回
の成長に分離できない。一方、Ｇａ （Ａｓｘ−ｙＳｂ
ｙ）又は（ＩｎｚＧａｔ−π）Ａｓの場合にはこのよう
な問題は全く無い、また１例えば８００℃での、ｙ〜２
〜０．１の混晶をＧａリッチ溶液から液相成長する場合
の偏析係数はｓｂで−０，５，Ｉｎで−０，２の程度で
あり、組成の制御は容易である。
しもＧａＡｓ基板上にバッファ層をつける成分と、その
上にレーザ構造を作製する成長とを分離できれば、この
方法はきわめて再現性よく行なえる。（ＧａＡｌ）Ａｓ
系でｚ ＞ Ｑ 、 ５以上のバッファ層では１表面が
空気中で直ちに酸化されてしまうためにこのような２回
の成長に分離できない。一方、Ｇａ （Ａｓｘ−ｙＳｂ
ｙ）又は（ＩｎｚＧａｔ−π）Ａｓの場合にはこのよう
な問題は全く無い、また１例えば８００℃での、ｙ〜２
〜０．１の混晶をＧａリッチ溶液から液相成長する場合
の偏析係数はｓｂで−０，５，Ｉｎで−０，２の程度で
あり、組成の制御は容易である。
ｘ ＱＥ Ｏ、１の組成の（Ｇａ ｓ −ｘ Ａ Ｑ
ｘ ） Ａｓと同じ格子定数の混晶基板の作製において
も、ｙλ２−０．００２ （０，２％）と非常に小さい
ため。
ｘ ） Ａｓと同じ格子定数の混晶基板の作製において
も、ｙλ２−０．００２ （０，２％）と非常に小さい
ため。
結晶中のＳｂ、Ｉｎの密度は−５Ｘ Ｉ Ｏ”コ／ｃｃ
と通常のドーパント程度で良く、基板としての結晶の品
質を劣化させることなく作製できる。また。
と通常のドーパント程度で良く、基板としての結晶の品
質を劣化させることなく作製できる。また。
Ｓｂ、Ｉｎの偏析係数が小さいため、均一組成の基板が
得やすい。
得やすい。
具体例をもって第４および第６の形態を説明する。
第４図を用いて説明する。
ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板４１上に、ｎ形Ｇａ （Ａｓｏ
、ｓ ｇ Ｓｂｏ、ｔ ２ ）層又はｎ形（Ｉｎｏ、ｚ
ｚＧａｏ、ｅ ｅ）Ａｓ層４２．ｎ形（Ｇａ Ｏ０４
Ａ ｎ ｏ、ｅ ） Ａｓ層４３．Ｐ形（Ｑ６０．Ｉ
Ａ Ｑ ｏ、２ ） Ａｓ層４４．Ｐ形（Ｇａ Ｏ，４
Ａ Ｑ Ｏ，Ｂ ） Ａｓ層４５．Ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ
層４６を液相成長法で連続的に成長する。液相成長法は
通常のスライドボート法で行ない、各層の厚さは４２が
１０ ｐ ｒｎ ｐ ４３が２μｍ、４４が０．１ｐｍ
、４５が２ ｐ ｍ ｅ ４６がＬｐｍである。
、ｓ ｇ Ｓｂｏ、ｔ ２ ）層又はｎ形（Ｉｎｏ、ｚ
ｚＧａｏ、ｅ ｅ）Ａｓ層４２．ｎ形（Ｇａ Ｏ０４
Ａ ｎ ｏ、ｅ ） Ａｓ層４３．Ｐ形（Ｑ６０．Ｉ
Ａ Ｑ ｏ、２ ） Ａｓ層４４．Ｐ形（Ｇａ Ｏ，４
Ａ Ｑ Ｏ，Ｂ ） Ａｓ層４５．Ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ
層４６を液相成長法で連続的に成長する。液相成長法は
通常のスライドボート法で行ない、各層の厚さは４２が
１０ ｐ ｒｎ ｐ ４３が２μｍ、４４が０．１ｐｍ
、４５が２ ｐ ｍ ｅ ４６がＬｐｍである。
次いで層４６上にＳｉｎ、膜をＣＶＤ法によって厚さ３
０００人に形成する０通常のフォトリングラフィ技術に
よって５ｉ０２膜を幅５μｍのストライブ状に選択的に
除去する。その後、ｐ側電極としてＡｕＺｎ、ｎ側電極
としてＡ ｕ Ｓ ｎを蒸着で形成する。レーザ長は３
００μｍである。半導体レーザ装置の相対する端面をへ
き開により相互に平行な共振反射面を作製する。
０００人に形成する０通常のフォトリングラフィ技術に
よって５ｉ０２膜を幅５μｍのストライブ状に選択的に
除去する。その後、ｐ側電極としてＡｕＺｎ、ｎ側電極
としてＡ ｕ Ｓ ｎを蒸着で形成する。レーザ長は３
００μｍである。半導体レーザ装置の相対する端面をへ
き開により相互に平行な共振反射面を作製する。
上記レーザは室温において７５０ｎｍでレーザ発振し、
しきい電流密度はＩＫＡ／ｃ＋ｗ２程度と低く、また従
来の０．８３μｍ帯の素子と同程度の寿命が得られた。
しきい電流密度はＩＫＡ／ｃ＋ｗ２程度と低く、また従
来の０．８３μｍ帯の素子と同程度の寿命が得られた。
更に、ｎ形Ｇａ （Ａｓｔ −ｏ、ｏ ｏ ｘ Ｓｂｏ
、ｏ ｏ ２）基板又は、ｎ形（Ｉｎｏ、ｏ ｏ ｚＧ
ａｔ−０，Ｏｏ ２）Ａｓ基板を用意し、この上部に前
述の４３．４４．４５．４６と組成と厚みを持った半導
体層を同様の液相成長法で連続的に成長した０本構造の
レーザ装置も、前述と同程度の低しきい電流密度と、長
寿命を得ることが出来る。
、ｏ ｏ ２）基板又は、ｎ形（Ｉｎｏ、ｏ ｏ ｚＧ
ａｔ−０，Ｏｏ ２）Ａｓ基板を用意し、この上部に前
述の４３．４４．４５．４６と組成と厚みを持った半導
体層を同様の液相成長法で連続的に成長した０本構造の
レーザ装置も、前述と同程度の低しきい電流密度と、長
寿命を得ることが出来る。
Ｇａ（ＡｓＳｂ）系、又は（ＩｎＧａ）Ａｓ系のバッフ
ァ層あるいは、混晶基板は、ＱａＡｓ基板上に気相成長
したもの、あるいはＣＶＤ法で成長したものを用いるこ
ともでき、同様の特性が得られた。
ァ層あるいは、混晶基板は、ＱａＡｓ基板上に気相成長
したもの、あるいはＣＶＤ法で成長したものを用いるこ
ともでき、同様の特性が得られた。
なお、本発明においてはプレーナ・ストライプ構造の半
導体レーザに関する実施例について詳述したが、埋め込
みへテロ構造、ＣｈａｎｎｅｌｅｄＳｕｂｓｔｒａｔｅ
Ｐｌａｎａｒ ’構造等種々の構造のレーザにおいて
も本発明を用いることにより同様の特性が得られた。
導体レーザに関する実施例について詳述したが、埋め込
みへテロ構造、ＣｈａｎｎｅｌｅｄＳｕｂｓｔｒａｔｅ
Ｐｌａｎａｒ ’構造等種々の構造のレーザにおいて
も本発明を用いることにより同様の特性が得られた。
本発明によれば、活性層中の応力が緩和、減少されて長
波長レーザ素子の長寿命化が図られ、またしきい電流値
の低減も可能なため長波長可視半導体レーザの実用化を
促進する効果がある。
波長レーザ素子の長寿命化が図られ、またしきい電流値
の低減も可能なため長波長可視半導体レーザの実用化を
促進する効果がある。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の斜視図。
第２図は基板の混晶比と活性層応力の関係を示す図、第
３図は活性層の混晶比と基板の混晶比の領域を示す図、
第４図は本発明の別な実施形態を示す半導体レーザ装置
の断面図、第５図はバッファ層の厚さと活性層の応力の
関係を示す図である。 ｌ・・・ＧａＡｆｉＡｓ基板、２．４・・・クラッド層
。 ３・・・活性層、６，７・・・電檜、９，１０・・・結
晶端面、４１・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、４２・・・バ
ッファ層。 第７目 第２目
３図は活性層の混晶比と基板の混晶比の領域を示す図、
第４図は本発明の別な実施形態を示す半導体レーザ装置
の断面図、第５図はバッファ層の厚さと活性層の応力の
関係を示す図である。 ｌ・・・ＧａＡｆｉＡｓ基板、２．４・・・クラッド層
。 ３・・・活性層、６，７・・・電檜、９，１０・・・結
晶端面、４１・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、４２・・・バ
ッファ層。 第７目 第２目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ＧａＡｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ、Ｓｂ）、もしくは
（ＩｎＧａ）Ａｓより選ばれた一者の材料上に、それぞ
れ対応して、ＧａＡｌＡｓ、Ｇａ（ＡｓＳｂ）もしくは
（ＩｎＧａ）Ａｓのいずれかでなるバッファ層を介して
、 Ｇａ＿１＿−＿ｙＡｌ＿ｙＡｓ層（０．５≦ｙ≦０．８
）、Ｇａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘＡｓ層（０．１５≦ｚ≦
０．３５）、Ｇａ＿１＿−＿ｕＡｌ＿ｕＡｓ層（０．５
≦ｕ≦０．８）（但し、ここでｚ、ｕ、ｙはｚ＜ｕ≦ｙ
なる大小関係を有する。）が順次積層され、少なくとも
Ｇａ＿１＿−＿ｙＡｌ＿ｙＡｓ層とＧａ＿−＿ｕＡｌ＿
ｕＡｓ層は互に反対導電型を持つ如く構成されたダブル
ヘテロ構造を有する半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11734986A JPS61258491A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11734986A JPS61258491A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 半導体レーザ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18455682A Division JPS5878490A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258491A true JPS61258491A (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14709492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11734986A Pending JPS61258491A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258491A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878490A (ja) * | 1982-10-22 | 1983-05-12 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP11734986A patent/JPS61258491A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878490A (ja) * | 1982-10-22 | 1983-05-12 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
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