JPS613487A - 量子細線レ−ザの作製方法 - Google Patents
量子細線レ−ザの作製方法Info
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- JPS613487A JPS613487A JP12316884A JP12316884A JPS613487A JP S613487 A JPS613487 A JP S613487A JP 12316884 A JP12316884 A JP 12316884A JP 12316884 A JP12316884 A JP 12316884A JP S613487 A JPS613487 A JP S613487A
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- semiconductor layer
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- semi
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—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
- 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
-
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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〕
本発明は量子細線構造の量子井戸レーザの作製方法に関
する。
する。
半導体レーザは波長帯域が０゜８〜１．５５μｍの光通
信用、さらに長波長の赤外領域のものは衛星通信、大気
汚染監視、医療等に広く用いられるよ−うになり、用途
によって例えば光通信用のレーザでは特性の改善をはか
るため、量子井戸構造のレーザが用いられるようになっ
た。
信用、さらに長波長の赤外領域のものは衛星通信、大気
汚染監視、医療等に広く用いられるよ−うになり、用途
によって例えば光通信用のレーザでは特性の改善をはか
るため、量子井戸構造のレーザが用いられるようになっ
た。
第３図は従来の量子井戸レーザの斜視図を示す。
図において、１−はｎ 、＋型ガリウム・砒素（ＧａＡ
ｓ）基板、２は量子井戸、３はｐ″″型ＧａＡｓ層を示
す。
ｓ）基板、２は量子井戸、３はｐ″″型ＧａＡｓ層を示
す。
第４図は従来の量子井戸の構造を示す断面図である。
図において、４はＡｌｏ、 ａＧａｏ； ＆ＡＳ層で、
５はこれより禁制帯幅の狭いＧａＡｓ層よりなり、この
２層を交互にサンドウィンチ構造に積層して１次元の量
子井戸構造が形成される。
５はこれより禁制帯幅の狭いＧａＡｓ層よりなり、この
２層を交互にサンドウィンチ構造に積層して１次元の量
子井戸構造が形成される。
第５図は従来の量子井戸レーザにおける電子のエネルギ
に対する状態密度関数を示す図である。
に対する状態密度関数を示す図である。
図示されるように、電子の状態は量子化されて状態密度
関数は階段状になり、キャリアの注入効率が増し、レー
ザを発振させる最低の注入電流値で表されるしきい値電
流が減り、注入電流−光出力（，１−Ｌ）特性の温度依
存が少なくなる等の効果がある。、 しかしながら、上記のように従来槽、造の量子井戸は１
次元しか作製できず、この有効性を十分生かしていると
はいえない欠点があった。
関数は階段状になり、キャリアの注入効率が増し、レー
ザを発振させる最低の注入電流値で表されるしきい値電
流が減り、注入電流−光出力（，１−Ｌ）特性の温度依
存が少なくなる等の効果がある。、 しかしながら、上記のように従来槽、造の量子井戸は１
次元しか作製できず、この有効性を十分生かしていると
はいえない欠点があった。
従来は２次元の量子井戸構造、即ち量子細線構造を形成
できなかった。
できなかった。
上記問題点は、第１の半絶縁層上に一導電型半導体層と
、第２の半絶縁層とを順次被着し、メサエッチングして
上記３層の側面を露出させ、かつ該側面の該一導電型半
導体層部分に凹部を形成し、該凹部の底面に活性層を被
着し、該活性層上に反対導電型半導体層を被着する本発
明による量子細線レーザの作製方法により解決される。
、第２の半絶縁層とを順次被着し、メサエッチングして
上記３層の側面を露出させ、かつ該側面の該一導電型半
導体層部分に凹部を形成し、該凹部の底面に活性層を被
着し、該活性層上に反対導電型半導体層を被着する本発
明による量子細線レーザの作製方法により解決される。
２次元の量子井戸構造、即ち量子細線構造を形成するた
めに、第１のエピタキシャル成長により第１の半絶縁層
上に一導電型半導体層と、第２の、半絶縁層とを順次被
着し、選択性エツチングを用いて第１および第２の半絶
縁層と一導電型半導体層のエツチング・レートの差によ
り一導電型半導体層の凹部を該３層の側面に形成し、該
凹部の底面に第２のエピタキシャル成長により活性層と
、反対導電型半導体層を順次被着して量子細線を形成す
ることができる。
めに、第１のエピタキシャル成長により第１の半絶縁層
上に一導電型半導体層と、第２の、半絶縁層とを順次被
着し、選択性エツチングを用いて第１および第２の半絶
縁層と一導電型半導体層のエツチング・レートの差によ
り一導電型半導体層の凹部を該３層の側面に形成し、該
凹部の底面に第２のエピタキシャル成長により活性層と
、反対導電型半導体層を順次被着して量子細線を形成す
ることができる。
さらに本発明を用いて複数個の量子細線を有する半導体
レーザを作製することができる。
レーザを作製することができる。
第１図は本発明による量子細線レーザの作製方法を工程
順に示す断面図である。
順に示す断面図である。
第１図（ａ）において、１１は面指数（１００）の半絶
縁性ＧａＡｓ基板、１２は第１の半絶縁性層として厚さ
１．′５μｍの半絶縁性Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 Ｊｓ層
、１３は一導電型半導体層としての厚さ１００人のｎ４
型Ａｌｏ’、 ４Ｇａｏ、 ｂＡｓ層、１４は第２の半
絶縁性層として厚さ１．５μｍの半絶縁性Ａｌｏ、 ５
Ｇａｏ、 ７層５層である。
縁性ＧａＡｓ基板、１２は第１の半絶縁性層として厚さ
１．′５μｍの半絶縁性Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 Ｊｓ層
、１３は一導電型半導体層としての厚さ１００人のｎ４
型Ａｌｏ’、 ４Ｇａｏ、 ｂＡｓ層、１４は第２の半
絶縁性層として厚さ１．５μｍの半絶縁性Ａｌｏ、 ５
Ｇａｏ、 ７層５層である。
基板１１の上に、Ｍ Ｂ Ｅ （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、または有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法を用いて層１２．１３．１４を順次被
着する。
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、または有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法を用いて層１２．１３．１４を順次被
着する。
第１図（ｂｌにおいて、硫酸と過酸化水素酸の混合液を
用いてメサエッチングするとＡ１゜、 ４Ｇａｏ、 ｂ
Ａｓの方がＡｌｏ、 ５Ｇａｏ、７Ａｓよりエツチング
・レートが大きいため、メサ斜面に一導電型半導体層１
３の凹部を形成することができる。
用いてメサエッチングするとＡ１゜、 ４Ｇａｏ、 ｂ
Ａｓの方がＡｌｏ、 ５Ｇａｏ、７Ａｓよりエツチング
・レートが大きいため、メサ斜面に一導電型半導体層１
３の凹部を形成することができる。
つぎに横方向より２回目のエピタキシャル成長を行う。
活性′Ｗｉ１５として厚さ１００人のアンドープのＧａ
Ａｓ層と、反対導電型半導体層１６として厚さ１゜５層
ｍのｐ゛型＾１ｏ、 ａＧａｏ、６Ａｓ層と、コンタク
ト層１７として厚さ０．５μｍのｐ゛型ＧａＡｓ層を順
次被着する。これにより゛活性層１５は凹部に埋め込ま
れ、量子細線が形成される。
Ａｓ層と、反対導電型半導体層１６として厚さ１゜５層
ｍのｐ゛型＾１ｏ、 ａＧａｏ、６Ａｓ層と、コンタク
ト層１７として厚さ０．５μｍのｐ゛型ＧａＡｓ層を順
次被着する。これにより゛活性層１５は凹部に埋め込ま
れ、量子細線が形成される。
第１図（Ｃ）において、ｐ型コンタクト１８として金・
亜鉛（ＡｕＺｎ） ＋ ｎ型コンタクトＩ９として金
・ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／Ａｕ）を□蒸着により
被着して電極とする。
亜鉛（ＡｕＺｎ） ＋ ｎ型コンタクトＩ９として金
・ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／Ａｕ）を□蒸着により
被着して電極とする。
第２図は本発明による量子細線レーザにおける電子のエ
ネルギに対する状態密度関数を示す図そある。
ネルギに対する状態密度関数を示す図そある。
゛図未されるように、電子の状１才量子化されて状態密
度関数はデルタ関数的になり急峻なピークをもつため、
′￥ヤリア密度分布が特定のエネルギに集中し、レーザ
発振を起こし易くなる。このため階段状の場合よりさら
にしきい値電流が減り、１−Ｌ特性の温度依存が改善さ
れる。
度関数はデルタ関数的になり急峻なピークをもつため、
′￥ヤリア密度分布が特定のエネルギに集中し、レーザ
発振を起こし易くなる。このため階段状の場合よりさら
にしきい値電流が減り、１−Ｌ特性の温度依存が改善さ
れる。
以上詳細に説明し赳ように本発明によれば、量子井戸を
２次元で形成できるので、しき、い値電流が低減され、
’Ｉ−Ｌ特性の温度依存が改善される。
２次元で形成できるので、しき、い値電流が低減され、
’Ｉ−Ｌ特性の温度依存が改善される。
第１図（ａｌ乃至（Ｃ１は本発明による量子細線レーザ
の作製方法を工程順に示す断面図、 第２図は本発明による量子細線レーザにおける電子のエ
ネルギに対する状−密度ｉ数を示す図、第３図は従来の
量子井戸レーザの構造を示す斜視図、 第４図は従来の量子井戸の構造を示す断面図、第５図は
従来の量子井戸レーザにおけ−る電子のエネルギに対す
る状―密度関数を示す図である。 図において、 １１は基板、 □ １２は第１の半絶縁性層、 １３は一導電型半導体層、 １４は第２の半絶縁性層、 １５は活性層、 １６は反対導電型半導体層、１７はコンタクト層、１８
はｐ型コンタクト、 １９はｎ型コンタクトを示す。
の作製方法を工程順に示す断面図、 第２図は本発明による量子細線レーザにおける電子のエ
ネルギに対する状−密度ｉ数を示す図、第３図は従来の
量子井戸レーザの構造を示す斜視図、 第４図は従来の量子井戸の構造を示す断面図、第５図は
従来の量子井戸レーザにおけ−る電子のエネルギに対す
る状―密度関数を示す図である。 図において、 １１は基板、 □ １２は第１の半絶縁性層、 １３は一導電型半導体層、 １４は第２の半絶縁性層、 １５は活性層、 １６は反対導電型半導体層、１７はコンタクト層、１８
はｐ型コンタクト、 １９はｎ型コンタクトを示す。
Claims (1)
- 第１の半絶縁層上に一導電型半導体層と、第２の半絶縁
層とを順次被着し、メサエッチングして上記３層の側面
を露出させ、かつ該側面の該一導電型半導体層部分に凹
部を形成し、該凹部の底面に活性層を被着し、該活性層
上に反対導電型半導体層を被着することを特徴とする量
子細線レーザの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12316884A JPS613487A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 量子細線レ−ザの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12316884A JPS613487A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 量子細線レ−ザの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613487A true JPS613487A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14853864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12316884A Pending JPS613487A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 量子細線レ−ザの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280493A (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Quantum wire laser |
| JP2013508965A (ja) * | 2009-10-27 | 2013-03-07 | ユニバーシティ オブ ソウル インダストリー コーポレーション ファウンデーション | 半導体デバイス |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12316884A patent/JPS613487A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280493A (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Quantum wire laser |
| JP2013508965A (ja) * | 2009-10-27 | 2013-03-07 | ユニバーシティ オブ ソウル インダストリー コーポレーション ファウンデーション | 半導体デバイス |
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