JPS61264780A - クラツド超格子半導体レ−ザ - Google Patents
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- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
- H01S5/3432—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs the whole junction comprising only (AI)GaAs
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に関し、特に、不純物誘導不規則
化（ＩＩＤ）を利用した埋設へテロ構造のクラッド超格
子半導体レーザに関する。
化（ＩＩＤ）を利用した埋設へテロ構造のクラッド超格
子半導体レーザに関する。
（従来の技術）
近時、不純物誘導不規則化（ＩＩＤ）により、単一半導
体装置における禁止帯の巾及び屈折率の諸特性をより明
確に形成しようとする技術の進歩がなされている。即ち
、多重量子ウェル構造内に亜鉛を選択的に拡散すること
により、半導体装置の一部としてエピタキシアル付着さ
れている量子ウェル構造を不規則化するというものであ
る。
体装置における禁止帯の巾及び屈折率の諸特性をより明
確に形成しようとする技術の進歩がなされている。即ち
、多重量子ウェル構造内に亜鉛を選択的に拡散すること
により、半導体装置の一部としてエピタキシアル付着さ
れている量子ウェル構造を不規則化するというものであ
る。
ＩＩＤの一例としては米国特許第４．３７８．２５５号
があり、この米国特許に教示されている技術によれば、
亜鉛拡散の採用によって半導体装ｌ内の多重量子ウェル
構造または超格子を選択的に不規則化し、この不規則化
した材料の禁止帯の巾を、不規則化が生じてない多重量
子ウェル構造の領域に比べて上方へ移動させる。かかる
拡散は、一般に、５００℃〜６００℃の温度範囲内で行
なうことが可能であり、この温度範囲は、ｍ−ｖ族材料
のエピタキシアル成長温度が約７５０℃であるのに比べ
てこれよりも低い。
があり、この米国特許に教示されている技術によれば、
亜鉛拡散の採用によって半導体装ｌ内の多重量子ウェル
構造または超格子を選択的に不規則化し、この不規則化
した材料の禁止帯の巾を、不規則化が生じてない多重量
子ウェル構造の領域に比べて上方へ移動させる。かかる
拡散は、一般に、５００℃〜６００℃の温度範囲内で行
なうことが可能であり、この温度範囲は、ｍ−ｖ族材料
のエピタキシアル成長温度が約７５０℃であるのに比べ
てこれよりも低い。
かかる不規則化は、Ｓｉｓ Ｇｅ及びＳｎのような他の
元素を用いて行なうことも可能であるが、その場合の温
度はもっと高く、例えば約６７５℃である。
元素を用いて行なうことも可能であるが、その場合の温
度はもっと高く、例えば約６７５℃である。
また、不規則化は、Ｓｅ５Ｍｇ５ Ｓｎｓ ＯｌＳ ５
Ｂｅ１Ｔｅｓ ５１５Ｍｎ５Ｚｎｓ Ｃｄ５ＬｎＳＣｒ
またはＫｒのような浅レベル不純物または深レベル不純
物として働く元素の打込み、及びこれに続く高温アニー
リングによって行なうことも可能であり、上記アニーリ
ングは、■−■族エピタキシアル成長の場合には、成長
体からのＡｓの外方拡散を防止するために、Ａｓ雰囲気
内で最も有利に行なわれる。不純物打込みとこれに続く
アニーリングとを行なう場合には、アニーリング温度は
拡散温度に比べて高く、例えば８００℃以上である。
Ｂｅ１Ｔｅｓ ５１５Ｍｎ５Ｚｎｓ Ｃｄ５ＬｎＳＣｒ
またはＫｒのような浅レベル不純物または深レベル不純
物として働く元素の打込み、及びこれに続く高温アニー
リングによって行なうことも可能であり、上記アニーリ
ングは、■−■族エピタキシアル成長の場合には、成長
体からのＡｓの外方拡散を防止するために、Ａｓ雰囲気
内で最も有利に行なわれる。不純物打込みとこれに続く
アニーリングとを行なう場合には、アニーリング温度は
拡散温度に比べて高く、例えば８００℃以上である。
ヘテロ構造レーザにおける多重量子ウェルを損壊または
不規則化して不規則化済み領域における屈折率を低下さ
せるということに関する教示は次の諸文献に見られる。
不規則化して不規則化済み領域における屈折率を低下さ
せるということに関する教示は次の諸文献に見られる。
即ち、ダブりニー・ディー・レイディラグ（Ｗ 、Ｄ、
Ｌａｌｄｉｇ ）等の論文、「不純物拡散による帥篩−
ＧａＡｓ超格子の不規則化」（Ｄｉｓｏｒｄｅｒ ｏ
ｆ ａｎ Ａ９Ａｓ−ＧａＡｓ ５ｕｐｅｒｌａ
ｔｔｉｃｅｂｙ Ｉ＋＊ｐｕｒｉｔｙ Ｄｉｆｆｕ
ｓｉｏｎｓ） （ｒアプライド・フィジックス・レタ
ーズＪ （Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
Ｌ−ｅｒｊ）誌、第３８（１）巻、第７７６〜７７８頁
（１９８１年５月１５日））、及び、ダブリュー・ディ
ー・レイディラグ等の論文、「Ｍ＾５−Ａｌ？ＧａＡｓ
−ＧａＡｓｔ子ウェルヘテロ構造の誘導不規則化」（Ｉ
ｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ ｏｆ ｐｔ２Ａ
ｓ−Ａｌ？ＧａＡｓ −Ｇａ＾ＳＱｕａｎｔｕｍ ｌ１
ｅｌｌ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ） （
ｒジ゛ヤーナル・オプ・エレクトロニック・マテリアル
ズ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｍａｔｅｒｉａｌｇ ）誌、第１１（１）ｌ！！、
第１〜２０頁（１９８２年））、及び、リュー・ピー・
レバートン（Ｊ−Ｐ・Ｌｅｂｕｒｔｏｎ）等の論文、／
［Ａｓ−ＧａＡｓ超格子の屈折率」（Ｉｎｄｅｘ ｏｆ
Ｒｅｆｒａｃｔｌｏｎ ｏｆ ／［Ａｓ−Ｇａ
Ａｓ ５ｕｐｅ−ｒｌａｔｔｉｃｅｓ ） （ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックスＪ （Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
）誌、第５４（７）巻、第４２３０〜４２３１頁（１
９８３年６月））がある。
Ｌａｌｄｉｇ ）等の論文、「不純物拡散による帥篩−
ＧａＡｓ超格子の不規則化」（Ｄｉｓｏｒｄｅｒ ｏ
ｆ ａｎ Ａ９Ａｓ−ＧａＡｓ ５ｕｐｅｒｌａ
ｔｔｉｃｅｂｙ Ｉ＋＊ｐｕｒｉｔｙ Ｄｉｆｆｕ
ｓｉｏｎｓ） （ｒアプライド・フィジックス・レタ
ーズＪ （Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
Ｌ−ｅｒｊ）誌、第３８（１）巻、第７７６〜７７８頁
（１９８１年５月１５日））、及び、ダブリュー・ディ
ー・レイディラグ等の論文、「Ｍ＾５−Ａｌ？ＧａＡｓ
−ＧａＡｓｔ子ウェルヘテロ構造の誘導不規則化」（Ｉ
ｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ ｏｆ ｐｔ２Ａ
ｓ−Ａｌ？ＧａＡｓ −Ｇａ＾ＳＱｕａｎｔｕｍ ｌ１
ｅｌｌ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ） （
ｒジ゛ヤーナル・オプ・エレクトロニック・マテリアル
ズ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｍａｔｅｒｉａｌｇ ）誌、第１１（１）ｌ！！、
第１〜２０頁（１９８２年））、及び、リュー・ピー・
レバートン（Ｊ−Ｐ・Ｌｅｂｕｒｔｏｎ）等の論文、／
［Ａｓ−ＧａＡｓ超格子の屈折率」（Ｉｎｄｅｘ ｏｆ
Ｒｅｆｒａｃｔｌｏｎ ｏｆ ／［Ａｓ−Ｇａ
Ａｓ ５ｕｐｅ−ｒｌａｔｔｉｃｅｓ ） （ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックスＪ （Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
）誌、第５４（７）巻、第４２３０〜４２３１頁（１
９８３年６月））がある。
近時、ＧａＡｓ／ Ｇａｐ！２Ａｓ系の埋設へテロ構造
半導体レーザが提供されており、これは、埋設多重量子
ウェル（ＢＭＱＷ）を有する横モード制御レーザと呼ば
れている。多重量子ウェル活性領域を埋設するために、
不純物誘導不規則化（ＩＩＤ）を行ない、活性領域具備
の多重量子ウェル構造内に亜鉛を選択的に拡散させる。
半導体レーザが提供されており、これは、埋設多重量子
ウェル（ＢＭＱＷ）を有する横モード制御レーザと呼ば
れている。多重量子ウェル活性領域を埋設するために、
不純物誘導不規則化（ＩＩＤ）を行ない、活性領域具備
の多重量子ウェル構造内に亜鉛を選択的に拡散させる。
マスクで保護された領域の両側に隣接する活性領域を通
ずるこの拡散により、隣接側において亜鉛拡散領域によ
って取り囲まれた埋設多重量子ウェルが形成され、これ
は活性層の領域の多重量子ウェルの完全性を損壊した。
ずるこの拡散により、隣接側において亜鉛拡散領域によ
って取り囲まれた埋設多重量子ウェルが形成され、これ
は活性層の領域の多重量子ウェルの完全性を損壊した。
比較的低温度における亜鉛拡散は、活性領域を作り上げ
ているＧａＡｓ／ ＧａｐｔｌＡｓ超格子内での闇とＧ
ａとの混合を促進し、その結果、この拡散活性領域にお
いて、平均したＡ９Ａｓモル分率を有するＧａＡ９Ａｓ
合金が形成された。この不規則化により、埋設された多
重量子ウェル活性領域は隣接の平均ＧａＡｌ２＾Ｓ合金
領域よりも大きな屈折率を有し、この屈折率の差異によ
り、光学的導波領域の形成が可能になる。この不規則化
した領域は、注入された電子及び正孔を活性領域に閉じ
込みるための障壁を提供する。その結果得られた利点と
して、埋設へテロ構造レーザを製作するために従前にお
いて用いられていた例えば２段階製作工程を廃し、単一
の拡散段階を用いることが可能となった。上述した提案
に対する基礎は、ティー・フクザワ等の論文、「拡散誘
導不規則化によって製作されたＧａＡ１２Ａｓ埋設多重
量子ウェルレーザＪ （Ｇａ帥ＡｓＢｕｒｉｅｄ
Ｍｕｌｔｉｑｕａｎｔｕ＊ Ｗｅｌｌ Ｌａ５ｅｒｓ
Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ
、Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ ） （
ｒアプライド・フィジックス・レターズ」誌、第４５（
１）＠、第１〜３頁（１９８４年７月１８））に見られ
る。しかし、フクザワ等によって提案された埋設へテロ
構造には若干の欠点がある。Ｉｉ］ち、多重量子ウェル
の不規則化は、レーザ活性領域を横断または通過する拡
散を不規則化することを必要とし、そのために、多重量
子ウェル活性領域の光学空洞内の自由キャリア吸収に関
する問題が生じ、また、上記結果として活性領域の拡散
領域内。
ているＧａＡｓ／ ＧａｐｔｌＡｓ超格子内での闇とＧ
ａとの混合を促進し、その結果、この拡散活性領域にお
いて、平均したＡ９Ａｓモル分率を有するＧａＡ９Ａｓ
合金が形成された。この不規則化により、埋設された多
重量子ウェル活性領域は隣接の平均ＧａＡｌ２＾Ｓ合金
領域よりも大きな屈折率を有し、この屈折率の差異によ
り、光学的導波領域の形成が可能になる。この不規則化
した領域は、注入された電子及び正孔を活性領域に閉じ
込みるための障壁を提供する。その結果得られた利点と
して、埋設へテロ構造レーザを製作するために従前にお
いて用いられていた例えば２段階製作工程を廃し、単一
の拡散段階を用いることが可能となった。上述した提案
に対する基礎は、ティー・フクザワ等の論文、「拡散誘
導不規則化によって製作されたＧａＡ１２Ａｓ埋設多重
量子ウェルレーザＪ （Ｇａ帥ＡｓＢｕｒｉｅｄ
Ｍｕｌｔｉｑｕａｎｔｕ＊ Ｗｅｌｌ Ｌａ５ｅｒｓ
Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ
、Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ ） （
ｒアプライド・フィジックス・レターズ」誌、第４５（
１）＠、第１〜３頁（１９８４年７月１８））に見られ
る。しかし、フクザワ等によって提案された埋設へテロ
構造には若干の欠点がある。Ｉｉ］ち、多重量子ウェル
の不規則化は、レーザ活性領域を横断または通過する拡
散を不規則化することを必要とし、そのために、多重量
子ウェル活性領域の光学空洞内の自由キャリア吸収に関
する問題が生じ、また、上記結果として活性領域の拡散
領域内。
に生ずる屈折率変化が、所望のパワーレベルまでの安定
な単モード動作のためには大き過ぎるという可能性があ
る。
な単モード動作のためには大き過ぎるという可能性があ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、光学空洞内の自由キャリア吸収を低減し、及
び光学的導波領域内の屈折誘導の量を電子閉込め多重量
子ウェル構造の特性とは無関係に選択的に変化させるこ
とのできるように改良したクラッド超格子半導体レーザ
を提供することを目的とするものである。
び光学的導波領域内の屈折誘導の量を電子閉込め多重量
子ウェル構造の特性とは無関係に選択的に変化させるこ
とのできるように改良したクラッド超格子半導体レーザ
を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手￥＆）
本発明にかかるクランド超格子半導体レーザは、レーザ
構造のクラッド層または領域内に新規に超格子を包含す
る。このクラッド超格子を選択的に不規則化することに
より、有効屈折率導波領域を形成することができる。即
ち、上記超格子を、形成される光学モードが上記不規則
化した超格子クラッド領域とかなり重なり合うように、
即ち、レーザ空洞内の次第に消えて行く波伝播が上記不
規則化した超格子の領域内に重なり合うように構成して
あれば、形成された屈折率誘導形光学空洞に隣接する領
域内のクラッド超格子を選択的に不規則化することによ
り、実効屈折率導波領域を形成することができる。
構造のクラッド層または領域内に新規に超格子を包含す
る。このクラッド超格子を選択的に不規則化することに
より、有効屈折率導波領域を形成することができる。即
ち、上記超格子を、形成される光学モードが上記不規則
化した超格子クラッド領域とかなり重なり合うように、
即ち、レーザ空洞内の次第に消えて行く波伝播が上記不
規則化した超格子の領域内に重なり合うように構成して
あれば、形成された屈折率誘導形光学空洞に隣接する領
域内のクラッド超格子を選択的に不規則化することによ
り、実効屈折率導波領域を形成することができる。
クラッド超格子は、活性領域のいずれかの側に形成して
もよく、または、２つのクラッド超格子を組合せで用い
、活性領域の各側に一つずつ形成してもよい。
もよく、または、２つのクラッド超格子を組合せで用い
、活性領域の各側に一つずつ形成してもよい。
本発明の他の構成及び成果は、特許請求の範囲の記載、
及び図面を参照して行なう本発明の実施例についての以
下の詳細な説明から明らかになり、また本発明を更によ
く理解できる。
及び図面を参照して行なう本発明の実施例についての以
下の詳細な説明から明らかになり、また本発明を更によ
く理解できる。
（実 施 例）
第１図について説明すると、図は本発明にかかるクラッ
ド超格子半導体レーザ１０を示すものである。レーザ１
０は、例えばｎ形ＧａＡｓの基板１２を備えており、こ
の基板上には、ｎ形Ｇａ＋−ＪＷｘ Ａｓのクラッド層
１４、ドーピングなしまたはｐ形またはｎ形の活性領域
１６、ｐ形ＧａｈｘＭ！ｔ＾Ｓの内部クラッド層１８、
ｐ形のクラッド超格子２０、ｐ形Ｇａ＋−ｘＭｘ Ａｓ
の外部クラッド層２１、及びＰ゛形ＧａＡｓのキャップ
層２２がエピタキシ付着されている。
ド超格子半導体レーザ１０を示すものである。レーザ１
０は、例えばｎ形ＧａＡｓの基板１２を備えており、こ
の基板上には、ｎ形Ｇａ＋−ＪＷｘ Ａｓのクラッド層
１４、ドーピングなしまたはｐ形またはｎ形の活性領域
１６、ｐ形ＧａｈｘＭ！ｔ＾Ｓの内部クラッド層１８、
ｐ形のクラッド超格子２０、ｐ形Ｇａ＋−ｘＭｘ Ａｓ
の外部クラッド層２１、及びＰ゛形ＧａＡｓのキャップ
層２２がエピタキシ付着されている。
上記の活性領域１６は、ＧａＡｓ活性層、または、Ｇａ
ＡｓもしくはＧａイ闇ｙ Ａｓ Ｃｖは極めて小）のよ
うな単一量子ウェル、または、ＧａＡｓとＡｌ２Ａｓと
の交番層、もしくはＧａＡｓとＧａｈｖＭ！ｖ Ａｓと
の交番層（Ｖは極めて小）、もしくはＧａｗＡＩ２ｗ
ＡｓとＧａｈｓ／Ｗｅ Ａｓとの交番層（ｗは極めて小
）のような多重量子ウェル超格子を具備している。また
、ｐ形りラッド超格子２０は、ＧａＡｓとｐｔ２Ａｓと
の交番層、またはＧａＡｓとＧａｈｖＡＩ２ｖ Ａｓと
の交番層（Ｖは極めて小）、マタはＧａ２ｐｔ１ｗ Ａ
ｓとＧａ＝ｇ Ｍ ｓ＾Ｓとの交番層（８は極めて小）
を具備している。
ＡｓもしくはＧａイ闇ｙ Ａｓ Ｃｖは極めて小）のよ
うな単一量子ウェル、または、ＧａＡｓとＡｌ２Ａｓと
の交番層、もしくはＧａＡｓとＧａｈｖＭ！ｖ Ａｓと
の交番層（Ｖは極めて小）、もしくはＧａｗＡＩ２ｗ
ＡｓとＧａｈｓ／Ｗｅ Ａｓとの交番層（ｗは極めて小
）のような多重量子ウェル超格子を具備している。また
、ｐ形りラッド超格子２０は、ＧａＡｓとｐｔ２Ａｓと
の交番層、またはＧａＡｓとＧａｈｖＡＩ２ｖ Ａｓと
の交番層（Ｖは極めて小）、マタはＧａ２ｐｔ１ｗ Ａ
ｓとＧａ＝ｇ Ｍ ｓ＾Ｓとの交番層（８は極めて小）
を具備している。
業界に周知のように、レーザ１０のエピタキシアル成長
は分子線エピタキシ（ＭＢＥ）または金属有機化学蒸着
（ＭＯＣＶＤ）で行なうことができる。クラッド超格子
２０は、例えば、６０人障壁ＧａｈｖＡＱｖ Ａｓ［壁
（７は、例えば、０．１ないし０．４の範囲内）で分離
された若干個の４０人障壁ａＡｓウェルで構成されてい
る。クラッド層１４は０．１ないし１μｍの範囲内の厚
さを有す、活性層１６は、領域の導電形に応じて０．０
１ないし０．１μｍの範囲内の厚さを有す０例えば、活
性領域は、若干個のＧａａｔＭ。、２Ａｓの１２０人厚
障壁で分離された若干個の６０人障壁ａＡｓウェルで構
成された多重量子ウェル超格子を具備し、従って全領域
厚は約０．０８μｍである。クラッド層１８及び２１は
、各々が、０．０１ないし０．５μｍの範囲内の厚さを
有す、超格子２０は０．１ないし１μｍの範囲内の厚さ
を有す、キャップ層２２はオーム接触層であり、０．１
ないし１μｍの範囲内の厚さを有す。
は分子線エピタキシ（ＭＢＥ）または金属有機化学蒸着
（ＭＯＣＶＤ）で行なうことができる。クラッド超格子
２０は、例えば、６０人障壁ＧａｈｖＡＱｖ Ａｓ［壁
（７は、例えば、０．１ないし０．４の範囲内）で分離
された若干個の４０人障壁ａＡｓウェルで構成されてい
る。クラッド層１４は０．１ないし１μｍの範囲内の厚
さを有す、活性層１６は、領域の導電形に応じて０．０
１ないし０．１μｍの範囲内の厚さを有す０例えば、活
性領域は、若干個のＧａａｔＭ。、２Ａｓの１２０人厚
障壁で分離された若干個の６０人障壁ａＡｓウェルで構
成された多重量子ウェル超格子を具備し、従って全領域
厚は約０．０８μｍである。クラッド層１８及び２１は
、各々が、０．０１ないし０．５μｍの範囲内の厚さを
有す、超格子２０は０．１ないし１μｍの範囲内の厚さ
を有す、キャップ層２２はオーム接触層であり、０．１
ないし１μｍの範囲内の厚さを有す。
第１図においては、明瞭化のために、超格子２０を、他
の隣接半導体層に対する比率を外れて示しである。
の隣接半導体層に対する比率を外れて示しである。
所望の不規則化を行なうためには交番的の通例の方法及
び拡散／打込みの種類、例えば、前述の如きＳｉもしく
はＳｎ拡散または元素打込み／アニーリング法がある。
び拡散／打込みの種類、例えば、前述の如きＳｉもしく
はＳｎ拡散または元素打込み／アニーリング法がある。
以降の説明は、Ｚｎ、 Ｉ Ｉ Ｄに限定して行なう
、しかし、これらの他の方法及び元素拡散または打込み
も同様に通用可能である。
、しかし、これらの他の方法及び元素拡散または打込み
も同様に通用可能である。
エピタキシャル成長が完了したら、キャップ層２２上に
Ｓｉ３Ｎ４マスクを作ってレーザ１０のための光学的導
波領域を形成し、層２２の隣接面は露出したままにして
おく０次に、ＩＩＤ法を用い、シリカ製アンプルのよう
な排気した加熱器内で、例えば６００〜７００℃の比較
的低い温度で、露出した層２２の面を通じて亜鉛拡散を
行なう。この拡散によって超格子２０内に闇とＧａとの
混合が生じ、その結果、ＧａｆｇｌＡｓ合金が、その厚
さを通じて平均したｆｇｌＡｓモル分率で、上記拡散の
領域内に生ずる。この拡散は超格子２０を通って上記マ
スクの両側の露出領域内に延びてクラッド層１８内に侵
入し、第１図に斜めハンチング線で示す拡散領域を形成
する。この拡散領域は超格子２０の不規則化済みの領域
３０を含んでいる。クラッド層１８内のＡ９Ａｓモル分
率が低い場合には超格子２０内のＺｎ拡散の速度がＧａ
ｐＨＡｓ内よりもかなり速いので、闇が比較的低い層１
８はＺｎ拡散に対する障壁として働き、Ｚｎ拡散を活性
領域１６に到達する前に止めることを容易化する。超格
子２０の領域内の不規則領域３０は、Ｍ及びＧａの不規
則化のために、屈折率が超格子２０の導波領域２３より
も低い。この屈折率の差異があるので、平面状利得誘導
構造として出発したものに屈折率誘導構造を形成するこ
とが可能となる。従って、ＩＩＤ領域領域率規則領域３
０の内蔵により、屈折率誘導形レーザを形成するために
エピタキシャル成長の前に □基板 １２上に非平
面状構造を形成することの必要がなくなる。
Ｓｉ３Ｎ４マスクを作ってレーザ１０のための光学的導
波領域を形成し、層２２の隣接面は露出したままにして
おく０次に、ＩＩＤ法を用い、シリカ製アンプルのよう
な排気した加熱器内で、例えば６００〜７００℃の比較
的低い温度で、露出した層２２の面を通じて亜鉛拡散を
行なう。この拡散によって超格子２０内に闇とＧａとの
混合が生じ、その結果、ＧａｆｇｌＡｓ合金が、その厚
さを通じて平均したｆｇｌＡｓモル分率で、上記拡散の
領域内に生ずる。この拡散は超格子２０を通って上記マ
スクの両側の露出領域内に延びてクラッド層１８内に侵
入し、第１図に斜めハンチング線で示す拡散領域を形成
する。この拡散領域は超格子２０の不規則化済みの領域
３０を含んでいる。クラッド層１８内のＡ９Ａｓモル分
率が低い場合には超格子２０内のＺｎ拡散の速度がＧａ
ｐＨＡｓ内よりもかなり速いので、闇が比較的低い層１
８はＺｎ拡散に対する障壁として働き、Ｚｎ拡散を活性
領域１６に到達する前に止めることを容易化する。超格
子２０の領域内の不規則領域３０は、Ｍ及びＧａの不規
則化のために、屈折率が超格子２０の導波領域２３より
も低い。この屈折率の差異があるので、平面状利得誘導
構造として出発したものに屈折率誘導構造を形成するこ
とが可能となる。従って、ＩＩＤ領域領域率規則領域３
０の内蔵により、屈折率誘導形レーザを形成するために
エピタキシャル成長の前に □基板 １２上に非平
面状構造を形成することの必要がなくなる。
次に、５ｉ３Ｎｎマスクを除去する。より明確な電流閉
込め領域を光学的導波空洞１７Ａの領域に作るために、
ストライプ３２の巾を限定する陽子打込み２８を行なう
。陽子打込みの代りに、１弄に周知のように、酸化物ス
トライプを形成してもよい、ストライプ３２は巾が２な
いし１０μｍである。ストライプ３２及び打込み領域２
８は電流閉込め手段とし°ζ働き、電流を、光学空洞１
７Ａの領域及びクラッド層１８と活性領域１Ｇとの界面
におけるｐ−ｎ接合により多く制限する。キャップ層２
２の表面には通例の金属接点層２４が設けられており、
基板１２の下面には通例の金属接点２６が設けられてい
る。上述したように、陽子打込み２８は絶縁領域を提供
し、接点２４と２６とを横切って電圧を印加して活性領
域１６内の一点１７においてレーザ放出をなさしめると
きに電流をストライプ３２の領域に限定する。
込め領域を光学的導波空洞１７Ａの領域に作るために、
ストライプ３２の巾を限定する陽子打込み２８を行なう
。陽子打込みの代りに、１弄に周知のように、酸化物ス
トライプを形成してもよい、ストライプ３２は巾が２な
いし１０μｍである。ストライプ３２及び打込み領域２
８は電流閉込め手段とし°ζ働き、電流を、光学空洞１
７Ａの領域及びクラッド層１８と活性領域１Ｇとの界面
におけるｐ−ｎ接合により多く制限する。キャップ層２
２の表面には通例の金属接点層２４が設けられており、
基板１２の下面には通例の金属接点２６が設けられてい
る。上述したように、陽子打込み２８は絶縁領域を提供
し、接点２４と２６とを横切って電圧を印加して活性領
域１６内の一点１７においてレーザ放出をなさしめると
きに電流をストライプ３２の領域に限定する。
前述したように、亜鉛拡散はＧａＡｌ２＾Ｓ多重量子ウ
ェル形レーザにおける量子ウェルを不規則化することが
可能であるということが知られている。その結果化ずる
平均組成合金は、乱されてない多重量子ウェル構造の屈
折率よりも若干低い屈折率を有するということが示され
ている。前掲のフクオカ等の論文に開示されているよう
に、ＩＩＤは、実際のレーザ作用領域の両側においてレ
ーザの活性領域を通して亜鉛拡散を行なうことにより、
屈折率誘導形レーザを作る。しかし、この方法には、フ
クオカ等のレーザの高度にドーピングしたｐ影領域にお
ける自由キャリア吸収を高め、これがまた自由キャリア
吸収を生じさせ、そして装置の効率を低下させるという
欠点がある。これらの問題を除去またはかなり減少させ
るには、ＩＩＤ領域３０の拡散を、該領域を活性領域１
６内に延長させてこれを貫通させるような時間にわたる
ことのないようにする。この亜鉛拡散が活性領域１Ｇに
侵入してこれを横切るということがないから、自由キャ
リア吸収の影響は減少する。
ェル形レーザにおける量子ウェルを不規則化することが
可能であるということが知られている。その結果化ずる
平均組成合金は、乱されてない多重量子ウェル構造の屈
折率よりも若干低い屈折率を有するということが示され
ている。前掲のフクオカ等の論文に開示されているよう
に、ＩＩＤは、実際のレーザ作用領域の両側においてレ
ーザの活性領域を通して亜鉛拡散を行なうことにより、
屈折率誘導形レーザを作る。しかし、この方法には、フ
クオカ等のレーザの高度にドーピングしたｐ影領域にお
ける自由キャリア吸収を高め、これがまた自由キャリア
吸収を生じさせ、そして装置の効率を低下させるという
欠点がある。これらの問題を除去またはかなり減少させ
るには、ＩＩＤ領域３０の拡散を、該領域を活性領域１
６内に延長させてこれを貫通させるような時間にわたる
ことのないようにする。この亜鉛拡散が活性領域１Ｇに
侵入してこれを横切るということがないから、自由キャ
リア吸収の影響は減少する。
ＩＩＤ法と組み合わせて上部のクラッド層内に超格子２
０を新規に含有させたことは、光学空洞１７Ａの領域内
に屈折率光学導波領域を形成するための強力な手段を提
供する。その結果得られた構造は、活性領域１６からク
ラッド層１８を通って超格子領域即ち導波領域２３に至
る光学的結合を介して強い屈折率誘導を提供する。この
結合の強さは、成長中のクラッド層１８の厚さ及び組成
を変えることにより、変化させることができる。
０を新規に含有させたことは、光学空洞１７Ａの領域内
に屈折率光学導波領域を形成するための強力な手段を提
供する。その結果得られた構造は、活性領域１６からク
ラッド層１８を通って超格子領域即ち導波領域２３に至
る光学的結合を介して強い屈折率誘導を提供する。この
結合の強さは、成長中のクラッド層１８の厚さ及び組成
を変えることにより、変化させることができる。
空洞１７Ａの導波の強さは、超格子２０内の層の組成及
び厚さＩＣ変えることにより、従って規則領域２３と不
規則領域３０との間の屈折率変化により、活性領域パラ
メータとは無関係に変化させることができる。領域３０
における組成変化とクラッドＮ１８の厚さ変化との組合
せ設計手法により、屈折率の実効的変化を十分に小さく
保持し、これにより、レーザ１０の単モード動作を、設
計済み導波中の許容範囲内で所望のパワーレベルまで得
ることのできるようにすることができる。
び厚さＩＣ変えることにより、従って規則領域２３と不
規則領域３０との間の屈折率変化により、活性領域パラ
メータとは無関係に変化させることができる。領域３０
における組成変化とクラッドＮ１８の厚さ変化との組合
せ設計手法により、屈折率の実効的変化を十分に小さく
保持し、これにより、レーザ１０の単モード動作を、設
計済み導波中の許容範囲内で所望のパワーレベルまで得
ることのできるようにすることができる。
第２図はレーザ１０に対する組成的特性を示すものであ
る。第２図に示すように、クラッド層１４はｎ形Ｇａｐ
−＋ｃＡＱｘ Ａｓ （ｘは０．４に等しい）から成る
。活性領域１６は、Ｇａ＋−ｅＡＩ２ｅ Ａｓ （ｓは
０．２に等しい）の４つのｌ１１２壁ＩＧ［３によって
分館されたＧａ、４ＭＡ９ｗ Ａｓ （ｙは０．０７に
等しい）の５つのウェル１６Ｗがら成る。内部クラッド
層１８は、超格子２０への光学的結合を許すためにＭ含
有量が低く、活性領域１Ｇ内のキャリアに対する閉込め
障壁として働く、内部クラッドｊ６ｉ１８は、例えば、
ｐ形Ｇ ａ＋＜ Ｍ ２＾ｓ（ｚは０．２５に等しい）
から成る。
る。第２図に示すように、クラッド層１４はｎ形Ｇａｐ
−＋ｃＡＱｘ Ａｓ （ｘは０．４に等しい）から成る
。活性領域１６は、Ｇａ＋−ｅＡＩ２ｅ Ａｓ （ｓは
０．２に等しい）の４つのｌ１１２壁ＩＧ［３によって
分館されたＧａ、４ＭＡ９ｗ Ａｓ （ｙは０．０７に
等しい）の５つのウェル１６Ｗがら成る。内部クラッド
層１８は、超格子２０への光学的結合を許すためにＭ含
有量が低く、活性領域１Ｇ内のキャリアに対する閉込め
障壁として働く、内部クラッドｊ６ｉ１８は、例えば、
ｐ形Ｇ ａ＋＜ Ｍ ２＾ｓ（ｚは０．２５に等しい）
から成る。
超格子２０は、Ｇａ＋−ｗＡ９ｗ Ａｓ （ｗは０．１
に等しい）のＮ（層２０Ｗ）とＧａ＋−ｅ ＡＱ ｅ＾
ｓ（Ｂは０．４に等しい）の層（層２０Ｂ）との複数の
交番層から成る。
に等しい）のＮ（層２０Ｗ）とＧａ＋−ｅ ＡＱ ｅ＾
ｓ（Ｂは０．４に等しい）の層（層２０Ｂ）との複数の
交番層から成る。
ここには、例えば、４０ないし１００個というような多
数のウェル２０Ｗ及び障壁２０Ｂがある。
数のウェル２０Ｗ及び障壁２０Ｂがある。
外部クラッド層２１は、例えば、ｐ形Ｇａ＋−ｘ／Ｗｘ
Ａｓ（Ｘは０．４に等しい）から成っており、これに
−形ＧａＡｓのキャップ層２２が続く。
Ａｓ（Ｘは０．４に等しい）から成っており、これに
−形ＧａＡｓのキャップ層２２が続く。
次に第３図について説明すると、図は本発明にかかる他
のクラッド超格子半導体レーザ４０を示すものである。
のクラッド超格子半導体レーザ４０を示すものである。
レーザ４０は、例えばｎ形ＧａＡｓの基板４２を備えて
おり、この基板上には、ｎ形Ｇａ＋−ｙＡ９ｘ Ａｓの
クラッド層４４、ドーピングなしまたはｐ形またはｎ形
の活性領域４６、ｐ形Ｇａ、−□Ａｌ２ｔ Ａｓのクラ
ッド層４８、ｐ形のクラッド超格子５０、及びＰ゛形Ｇ
ａＡｓのキャップ層５２がエピタキシ沈積されている。
おり、この基板上には、ｎ形Ｇａ＋−ｙＡ９ｘ Ａｓの
クラッド層４４、ドーピングなしまたはｐ形またはｎ形
の活性領域４６、ｐ形Ｇａ、−□Ａｌ２ｔ Ａｓのクラ
ッド層４８、ｐ形のクラッド超格子５０、及びＰ゛形Ｇ
ａＡｓのキャップ層５２がエピタキシ沈積されている。
上記の活性領域４６は、ＧａＡｓ活性層、または、Ｇａ
ＡｓもしくはＧａｈｖＨｖ Ａｓ（Ｖは極めて小）のよ
うな単一量子ウェル、または、ＧａＡｓとｐｉ２Ａｓと
の交番層、もしくはＧａＡｓとＧａ＊−ｖＡＱｖ Ａｓ
との交番層（Ｖは極めて小）、もしくはＧａｓ−ｗｐＩ
２ｗ ＡｓとＧａｈｅＡ９＊ Ａｓとの交番層（１は極
めて小）のような多％ｆｊｔ子ウェル超格子をＪ：Ｌ：
備している。また、ｐ形りラッド超格子５０は、ＧａＡ
ｓとＡＱＡａとの交番層、またはＧａＡｓとＧａ０Ｍ、
＾Ｓとの交番層（Ｖは極めて小）、またはＧａ、イＡｌ
ｌ！、へＳとＧａ、−ｅＡＩ２ａ Ａｓとの交番層（、
は極めて小）を具備している。
ＡｓもしくはＧａｈｖＨｖ Ａｓ（Ｖは極めて小）のよ
うな単一量子ウェル、または、ＧａＡｓとｐｉ２Ａｓと
の交番層、もしくはＧａＡｓとＧａ＊−ｖＡＱｖ Ａｓ
との交番層（Ｖは極めて小）、もしくはＧａｓ−ｗｐＩ
２ｗ ＡｓとＧａｈｅＡ９＊ Ａｓとの交番層（１は極
めて小）のような多％ｆｊｔ子ウェル超格子をＪ：Ｌ：
備している。また、ｐ形りラッド超格子５０は、ＧａＡ
ｓとＡＱＡａとの交番層、またはＧａＡｓとＧａ０Ｍ、
＾Ｓとの交番層（Ｖは極めて小）、またはＧａ、イＡｌ
ｌ！、へＳとＧａ、−ｅＡＩ２ａ Ａｓとの交番層（、
は極めて小）を具備している。
クラッド超格子５０は、例えば、６０人障壁ａｈｖＡＱ
ｖ ＡｓｆＱ壁（７は、例えば、０．１ないし０．４の
範囲内）で分離された若干価の４０人障壁ａＡｓウェル
で構成されている。クラッド層４４は０．１ないし１μ
ｍの範囲内の厚さを有す。活性領域４６は、領域の誘電
形に応じて０．０１ないし０．１μｍの範囲内の厚さを
有す。例えば、活性領域は、若干価のＧａａ、ｙＡＩ２
゜、ＩＡｓの１２０人厚障壁で分離された若干間の６０
人障壁ａＡｓウェルで構成された多重量子ウェル超格子
を具備し、従って全領域厚は約０．０８μｍである。ク
ラッド層４日は０．１ないし０．５μｍの範囲内の厚さ
を有す。
ｖ ＡｓｆＱ壁（７は、例えば、０．１ないし０．４の
範囲内）で分離された若干価の４０人障壁ａＡｓウェル
で構成されている。クラッド層４４は０．１ないし１μ
ｍの範囲内の厚さを有す。活性領域４６は、領域の誘電
形に応じて０．０１ないし０．１μｍの範囲内の厚さを
有す。例えば、活性領域は、若干価のＧａａ、ｙＡＩ２
゜、ＩＡｓの１２０人厚障壁で分離された若干間の６０
人障壁ａＡｓウェルで構成された多重量子ウェル超格子
を具備し、従って全領域厚は約０．０８μｍである。ク
ラッド層４日は０．１ないし０．５μｍの範囲内の厚さ
を有す。
第１図の場合におけると同じように、明瞭化のために、
第３図の超格子５０を、他の隣接半導体層に対する比率
を外れて示しである。また、レーザ４０は、レーザ１０
のような外部クラッド層を有してはいない。
第３図の超格子５０を、他の隣接半導体層に対する比率
を外れて示しである。また、レーザ４０は、レーザ１０
のような外部クラッド層を有してはいない。
エピタキシアル成長が完了したら、キャップ層５２上に
５ｉｉＮ４マスクを作ってレーザ４０のための光学的導
波領域を形成し、層５２の隣接面は露出したままにして
おく０次に、１１０法を用い、シリカ製アンプルのよう
な排気した加熱器内で、例えば７００℃の比較的低い温
度で、露出した層５２の面を通じて亜鉛拡散を行なう。
５ｉｉＮ４マスクを作ってレーザ４０のための光学的導
波領域を形成し、層５２の隣接面は露出したままにして
おく０次に、１１０法を用い、シリカ製アンプルのよう
な排気した加熱器内で、例えば７００℃の比較的低い温
度で、露出した層５２の面を通じて亜鉛拡散を行なう。
この拡散によって超格子５０内にＭとＧａとの混合が生
じ、その結果、Ｇａｐｌ！Ａｓ合金が、その厚さを通じ
て平均した闇Ａｓモル分率で、上記の不規則化した領域
内に生ずる。上記拡散は超格子５０を通って上記マスク
の両側の露出領域内に延びてクラッド層４８内に侵入し
、第３図に斜めハンチング線で示す拡散領域を形成する
。この拡散領域は超格子５０の不規則化済みの領域６０
を含んでいる。超格子５０の領域内の不規則領域６０は
、Ｍ及びＧａの不規則化のために、屈折率が超格子５０
の導波領Ｊｌｉ５３よりも低い。この屈折率の差異があ
るので、平面状利得誘導構造として出発したものに屈折
率誘導構造を形成することが可能となる。従って、１１
０領域即ち不規則領域６０の内蔵により、屈折率誘導形
レーザを形成するためにエピタキシアル成長の前に基板
４２上に非平面状構造を形成することの必要がなくなる
。
じ、その結果、Ｇａｐｌ！Ａｓ合金が、その厚さを通じ
て平均した闇Ａｓモル分率で、上記の不規則化した領域
内に生ずる。上記拡散は超格子５０を通って上記マスク
の両側の露出領域内に延びてクラッド層４８内に侵入し
、第３図に斜めハンチング線で示す拡散領域を形成する
。この拡散領域は超格子５０の不規則化済みの領域６０
を含んでいる。超格子５０の領域内の不規則領域６０は
、Ｍ及びＧａの不規則化のために、屈折率が超格子５０
の導波領Ｊｌｉ５３よりも低い。この屈折率の差異があ
るので、平面状利得誘導構造として出発したものに屈折
率誘導構造を形成することが可能となる。従って、１１
０領域即ち不規則領域６０の内蔵により、屈折率誘導形
レーザを形成するためにエピタキシアル成長の前に基板
４２上に非平面状構造を形成することの必要がなくなる
。
次に、Ｓｉ３Ｎ４マスクを除去する。光学空洞４７Ａの
領域に電流閉込め領域を作るために、ストライプ６２の
巾を限定する陽子打込み５８を行なう。ストライプ６２
は巾が２ないし１０μｍである。ストライプ６２及び打
込み領域５８は電流閉込め手段として働き、電流を、光
学空洞４７Ａの領域及びクラッドＭ４８と活性領域４６
との界面におけるｐ−ｎ接合により多く制限する。キャ
ップ層５２の表面には通例の金属接点Ｍ５４が設けられ
ており、基板４２の底面には通例の金属接点５６が設け
られている。上述したように、陽子打込み５８は絶縁領
域を提供し、接点５４と５Ｇとを横切って電圧を印加し
て活性領域４６内の点４７においてレーザ放出をなさし
めるときに電流をストライプ６２の領域に限定する。
領域に電流閉込め領域を作るために、ストライプ６２の
巾を限定する陽子打込み５８を行なう。ストライプ６２
は巾が２ないし１０μｍである。ストライプ６２及び打
込み領域５８は電流閉込め手段として働き、電流を、光
学空洞４７Ａの領域及びクラッドＭ４８と活性領域４６
との界面におけるｐ−ｎ接合により多く制限する。キャ
ップ層５２の表面には通例の金属接点Ｍ５４が設けられ
ており、基板４２の底面には通例の金属接点５６が設け
られている。上述したように、陽子打込み５８は絶縁領
域を提供し、接点５４と５Ｇとを横切って電圧を印加し
て活性領域４６内の点４７においてレーザ放出をなさし
めるときに電流をストライプ６２の領域に限定する。
レーザ４０は、打込み領域５８が拡散領域即ち不規則領
域６０の上におおいがか９ているという点において第１
図におけるレーザ１０と異なる。
域６０の上におおいがか９ているという点において第１
図におけるレーザ１０と異なる。
即ち、第１図においては、拡散領域即ち不規則領域３０
が打込み領域２８の上におおいかかっている。第１図に
おける構造は、第３図における構造よりも多くの電流が
広がるが、直列抵抗は小さく、高いパワーの装置が要求
される場合に最適である。
が打込み領域２８の上におおいかかっている。第１図に
おける構造は、第３図における構造よりも多くの電流が
広がるが、直列抵抗は小さく、高いパワーの装置が要求
される場合に最適である。
第１図について前述したように、ＩＩＤ法と組み合わせ
て上部のクラッド層内に超格子５０を新規に含有させた
ことは、光学空洞４７Ａの領域内に屈折率光学導波領域
を形成するための強力な手段を提供する。その結果得ら
れた構造は、活性領域４６からクラッド層４８を通って
超格子領域即ち導波領域５３に至る光学的結合を介して
強い屈折率誘導を提供する。この結合の強さは、成長中
のクラッド層４８の厚さ及び組成を変えることによって
変化させることができる。
て上部のクラッド層内に超格子５０を新規に含有させた
ことは、光学空洞４７Ａの領域内に屈折率光学導波領域
を形成するための強力な手段を提供する。その結果得ら
れた構造は、活性領域４６からクラッド層４８を通って
超格子領域即ち導波領域５３に至る光学的結合を介して
強い屈折率誘導を提供する。この結合の強さは、成長中
のクラッド層４８の厚さ及び組成を変えることによって
変化させることができる。
空洞４７Ａの導波の強さは、超格子５０内の層の組成及
び厚さを変えることにより、従って規則領域５３と不規
則領域６０との間の屈折率変化により、活性領域パラメ
ータとは無関係に変化させることができる。領域６０に
おける組成変化とクラッド層４８の厚さ変化との組合せ
設計手法により、屈折率の実効的変化を十分に小さく保
持し、これにより、レーザ４０の単モード動作を、設計
済み導波中の許容範囲内で所望のパワーレベルまで得る
ことのできるようにすることができる。
び厚さを変えることにより、従って規則領域５３と不規
則領域６０との間の屈折率変化により、活性領域パラメ
ータとは無関係に変化させることができる。領域６０に
おける組成変化とクラッド層４８の厚さ変化との組合せ
設計手法により、屈折率の実効的変化を十分に小さく保
持し、これにより、レーザ４０の単モード動作を、設計
済み導波中の許容範囲内で所望のパワーレベルまで得る
ことのできるようにすることができる。
第４図はレーザ４０に対する組成的特性を示すものであ
る。第４図に示すように、クラッド層４４はｎ形ｃａｔ
−ｘＡｉ＞、＾Ｓから成る。活性領域４６は、ＧａイＭ
ｖ Ａｓの４つの障壁４６Ｂによって分離されたＧａＡ
ｓの５つのウェル４６Ｗから成る。クラッド層４８は、
超格子５０への光学的結合を許すためにＭ含有量が低く
、活性領域４６内のキャリアに対する閉込め障壁として
働く、クラッド層４８は、例えば、ｐ形Ｇａ＋−ｚＡＩ
２ｚ Ａｓから成る。超格子５０は、ＧａＡｓ （層５
０Ｗ）とＡ９Ａｓ（層５０Ｂ）との交番層から成る。こ
こには、例えば、４０ないし数１００個というような多
数のウェル５０Ｗ及び障壁５０Ｂがある。超格子５０に
は〆形ＧａＡｓのキャップ層５２が続く。
る。第４図に示すように、クラッド層４４はｎ形ｃａｔ
−ｘＡｉ＞、＾Ｓから成る。活性領域４６は、ＧａイＭ
ｖ Ａｓの４つの障壁４６Ｂによって分離されたＧａＡ
ｓの５つのウェル４６Ｗから成る。クラッド層４８は、
超格子５０への光学的結合を許すためにＭ含有量が低く
、活性領域４６内のキャリアに対する閉込め障壁として
働く、クラッド層４８は、例えば、ｐ形Ｇａ＋−ｚＡＩ
２ｚ Ａｓから成る。超格子５０は、ＧａＡｓ （層５
０Ｗ）とＡ９Ａｓ（層５０Ｂ）との交番層から成る。こ
こには、例えば、４０ないし数１００個というような多
数のウェル５０Ｗ及び障壁５０Ｂがある。超格子５０に
は〆形ＧａＡｓのキャップ層５２が続く。
以上、本発明をその実施例について説明したが、当業者
には解るように、上記の説明に照らして種々の代替、変
形及び変更が可能である０例えば、上述の実施例はＧａ
Ａｓ／ ＧａＡｌ２ Ａｓ系の半導体について説明した
ものであるが、ＩｎＧａＡｓＰ 、 Ｇａｐｌｊ Ｐ
。
には解るように、上記の説明に照らして種々の代替、変
形及び変更が可能である０例えば、上述の実施例はＧａ
Ａｓ／ ＧａＡｌ２ Ａｓ系の半導体について説明した
ものであるが、ＩｎＧａＡｓＰ 、 Ｇａｐｌｊ Ｐ
。
ＧａＭＳｂ及びＰｂ５ｎＴｅのような伯の発光材料を用
いてもよい、また、不規則化はＺｎ拡散に限定されるも
のではなく、他の不規則化用物質、例えば、Ｇｅ、Ｓｅ
ｓ ＭｇＳ ＳｎＳ ＯＳ ＳＳ Ｂｅｓ 丁ｅＳ
ＳｉＳ ＭｎＳ Ｚｎｓ Ｃｄ５ＬｎＳＣｒまたは
Ｋｒ、及び他の不規則化法、例えば、打込み後にアニー
リングするという方法を用いてもよい、また、クラッド
超格子２０及び５０は、第２図及び第４図においては、
上部またはｐ形側のクラッド層または領域内に形成した
ものとして示しである。かかる超格子は、また、下部ま
たはｎ形側のクラッド層１４または４４内にそれぞれ形
成し、且つ、単独であってもまたはｐ形側のクラッド超
格子 ５０との組合せであってもよい。
いてもよい、また、不規則化はＺｎ拡散に限定されるも
のではなく、他の不規則化用物質、例えば、Ｇｅ、Ｓｅ
ｓ ＭｇＳ ＳｎＳ ＯＳ ＳＳ Ｂｅｓ 丁ｅＳ
ＳｉＳ ＭｎＳ Ｚｎｓ Ｃｄ５ＬｎＳＣｒまたは
Ｋｒ、及び他の不規則化法、例えば、打込み後にアニー
リングするという方法を用いてもよい、また、クラッド
超格子２０及び５０は、第２図及び第４図においては、
上部またはｐ形側のクラッド層または領域内に形成した
ものとして示しである。かかる超格子は、また、下部ま
たはｎ形側のクラッド層１４または４４内にそれぞれ形
成し、且つ、単独であってもまたはｐ形側のクラッド超
格子 ５０との組合せであってもよい。
この場合には、第３図について説明すると、クラッド層
４４はクラッド層４８と同じ屈折率特性となり、ｎ形側
の超格子の構造はｐ形側の超格子５０に対して示したも
のと同様であってよい、従って、本発明においては、特
許請求の範囲に記載の如き精神及び範囲内で種々の代替
、変形及び変更が可焼である。
４４はクラッド層４８と同じ屈折率特性となり、ｎ形側
の超格子の構造はｐ形側の超格子５０に対して示したも
のと同様であってよい、従って、本発明においては、特
許請求の範囲に記載の如き精神及び範囲内で種々の代替
、変形及び変更が可焼である。
第１図は本発明にかかるクラッド超格子半導体レーザの
構造を示す側面図（但し、図示の都合上、半導体層の寸
法は正しい比率になっていない）、第２図は第１図に示
すレーザに対する組成特性を示す線図、第３図は本発明
にかかるクラッド超格子半導体レーザの他の実施例の構
造を示す側面図（但し、図示の都合上、半導体層の寸法
は正しい比率になっていない）、第４図は第３図に示す
レーザに対する組成特性を示す線図である。 １４．１８，２１．４４．４８・・・・・・クラッド層
、１７Ａ、４７Ａ・・・・・・光学空洞、２０Ｂ、５０
Ｂ・・・・・・障 壁、 ２０Ｗ、５０Ｗ・・・・・・ウェル、 ２８．５８・・・・・・陽子打込み領域、３０．６０・
・・・・・不規則領域。 禰←−−−−Ｉミ
構造を示す側面図（但し、図示の都合上、半導体層の寸
法は正しい比率になっていない）、第２図は第１図に示
すレーザに対する組成特性を示す線図、第３図は本発明
にかかるクラッド超格子半導体レーザの他の実施例の構
造を示す側面図（但し、図示の都合上、半導体層の寸法
は正しい比率になっていない）、第４図は第３図に示す
レーザに対する組成特性を示す線図である。 １４．１８，２１．４４．４８・・・・・・クラッド層
、１７Ａ、４７Ａ・・・・・・光学空洞、２０Ｂ、５０
Ｂ・・・・・・障 壁、 ２０Ｗ、５０Ｗ・・・・・・ウェル、 ２８．５８・・・・・・陽子打込み領域、３０．６０・
・・・・・不規則領域。 禰←−−−−Ｉミ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の平面状半導体層を具備し、１つまたはそれ以
上の上記層は活性領域を形成し、該活性領域は該活性領
域を含む閉じ込められた光学空洞内のレーザ作用状の下
で光波の発生及び伝播を行なうようになっており、更に
、上記活性領域の隣り側に形成されたクラッド層を形成
しているクラッド超格子半導体レーザにおいて、少なく
とも１つの上記クラッド層の一部として形成されてウェ
ル及び障壁の交番層を具備する超格子と、上記光学空洞
のために形成されるべき領域の隣り側の上記超格子の領
域内に不純物誘導不規則化を導入するための手段とを備
えて成り、上記隣りの領域内の不規則化が、上記領域に
、上記光学空洞領域の屈折率に比べて低い屈折率を与え
ることを特徴とするクラッド超格子半導体レーザ。 ２、不純物誘導不規則化が活性領域内に延びていない特
許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ。 ３、クラッド層が活性領域と超格子との間に形成されて
おり、上記活性領域と上記超格子との間の光学的結合の
強さは、上記クラッド層の厚さ及び組成を変えることに
よって変化させられる特許請求の範囲第１項記載の半導
体レーザ。 ４、不純物誘導不規則化が拡散によって連成されている
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ。 ５、不純物誘導不規則化が打込みとこれに続くアニーリ
ングとによって達成されている特許請求の範囲第１項記
載の半導体レーザ。 ６、電流閉込め手段が内部に形成されている特許請求の
範囲第１項記載の半導体レーザ。 ７、電流閉込め手段が陽子打込み領域を具備している特
許請求の範囲第６項記載の半導体レーザ。 ８、超格子が、活性領域の一つの側にある相隣るクラッ
ド層間に形成されている特許請求の範囲第１項〜第７項
のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 ９、活性領域が単一活性層である特許請求の範囲第１項
〜第７項のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 １０、活性領域が単一量子ウェルである特許請求の範囲
第１項〜第７項のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 １１、活性領域が多重量子ウェルである特許請求の範囲
第１項〜第７項のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 １２、２つの超格子を含み、各上記超格子は活性領域の
相隣る主面上のクラッド層の一部として含まれており、
更に、光学空洞のために形成されるべき領域の相隣る面
上の上記超格子の領域内に不純物誘導不規則化を導入す
るための手段とを含んでおり、上記相隣る領域内の不規
則化が、上記領域に、上記光学空洞領域の屈折率に比べ
て低い屈折率を与える特許請求の範囲第１項記載の半導
体レーザ。 １３、不純物誘導不規則化が活性領域内に延びていない
特許請求の範囲第１２項記載の半導体レーザ。 １４、クラッド層が活性領域と各々の超格子との間に形
成されており、上記活性領域と上記各々の超格子との間
の光学的結合の強さは、上記クラッド層の厚さ及び組成
を変えることによって変化させられる特許請求の範囲第
１２項記載の半導体レーザ。 １５、不純物誘導不規則化が拡散によって達成されてい
る特許請求の範囲第１２項記載の半導体レーザ。 １６、不純物誘導不規則化が打込みとこれに続くアニー
リングとによって達成されている特許請求の範囲第１２
項記載の半導体レーザ。 １７、電流閉込め手段が内部に形成されている特許請求
の範囲第１２項記載の半導体レーザ。 １８、電流閉込め手段が陽子打込み領域を具備している
特許請求の範囲第１６項記載の半導体レーザ。 １９、超格子が、活性領域の一つの側にある相隣るクラ
ッド層間に形成されている特許請求の範囲第１２項〜第
１８項のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 ２０、活性領域が単一活性層である特許請求の範囲第１
２項〜第１８項のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 ２１、活性領域が単一量子ウェルである特許請求の範囲
第１２項〜第１８項のいずれか一項に記載の半導体レー
ザ。 ２２、活性領域が多重量子ウェルである特許請求の範囲
第１２項〜第１８項のいずれか一項に記載の半導体レー
ザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/733,357 US4731789A (en) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | Clad superlattice semiconductor laser |
| US733357 | 1985-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264780A true JPS61264780A (ja) | 1986-11-22 |
Family
ID=24947282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102938A Pending JPS61264780A (ja) | 1985-05-13 | 1986-05-02 | クラツド超格子半導体レ−ザ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4731789A (ja) |
| EP (1) | EP0202089B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61264780A (ja) |
| DE (1) | DE3676867D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324628A (ja) * | 1995-03-08 | 2007-12-13 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
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- 1985-05-13 US US06/733,357 patent/US4731789A/en not_active Expired - Fee Related
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1986
- 1986-05-02 JP JP61102938A patent/JPS61264780A/ja active Pending
- 1986-05-12 EP EP86303570A patent/EP0202089B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-12 DE DE8686303570T patent/DE3676867D1/de not_active Expired - Fee Related
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| US4731789A (en) | 1988-03-15 |
| EP0202089B1 (en) | 1991-01-16 |
| DE3676867D1 (de) | 1991-02-21 |
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