JPS62123789A - 多重量子井戸型半導体レ−ザ - Google Patents
多重量子井戸型半導体レ−ザInfo
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- JPS62123789A JPS62123789A JP26433485A JP26433485A JPS62123789A JP S62123789 A JPS62123789 A JP S62123789A JP 26433485 A JP26433485 A JP 26433485A JP 26433485 A JP26433485 A JP 26433485A JP S62123789 A JPS62123789 A JP S62123789A
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- Granted
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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〕
本発明は多重量子井戸型半導体レーザに関する。
従来の多重量子井戸型半導体レーザの活性層は、量子サ
イズ効果が現われる以下の厚さの第１の半導体層（量子
井戸層）とこの量子井戸層より禁制帯幅の広い第２の半
導体層（障壁層）とが交互に積層してなり、量子井戸層
及び障壁層の禁制帯幅は層内で均一であった。このよう
な従来例を記載した論文は、例えば、アプライド・フィ
シ、クス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第２６巻、１９７５年、４６３頁
に見出すことができる。
イズ効果が現われる以下の厚さの第１の半導体層（量子
井戸層）とこの量子井戸層より禁制帯幅の広い第２の半
導体層（障壁層）とが交互に積層してなり、量子井戸層
及び障壁層の禁制帯幅は層内で均一であった。このよう
な従来例を記載した論文は、例えば、アプライド・フィ
シ、クス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第２６巻、１９７５年、４６３頁
に見出すことができる。
上述した従来の多重量子井戸型半導体レーザにおいて、
キャリヤの各量子井戸層への分布を均一にして低しきい
電流にするには障壁層を薄くすればよいが、薄くしすぎ
ると、活性層内における波動関数の形がなだらかになり
、いわば量子井戸間の”結合”が大きくなって、逆にし
きい電流が上昇してしまい、低しきい電流化が困難であ
るという欠点がある。
キャリヤの各量子井戸層への分布を均一にして低しきい
電流にするには障壁層を薄くすればよいが、薄くしすぎ
ると、活性層内における波動関数の形がなだらかになり
、いわば量子井戸間の”結合”が大きくなって、逆にし
きい電流が上昇してしまい、低しきい電流化が困難であ
るという欠点がある。
本発明の目的は、しきい電流の低減された多重量子井戸
型半導体レーザを提供することにある。
型半導体レーザを提供することにある。
本発明の多重量子井戸型半導体レーザは、量子サイズ効
果が現われる厚さ以下の厚さの第１の半導体層と前記第
１の半導体より禁制帯幅の広い第２の半導体層とが交互
に積層されてなる活性層を有する多重量子井戸型半導体
レーザにおいて、前記第２の半導体層はその厚さ方向に
禁制帯幅が変化しているという構造を有している。
果が現われる厚さ以下の厚さの第１の半導体層と前記第
１の半導体より禁制帯幅の広い第２の半導体層とが交互
に積層されてなる活性層を有する多重量子井戸型半導体
レーザにおいて、前記第２の半導体層はその厚さ方向に
禁制帯幅が変化しているという構造を有している。
本発明の多重量子井戸型半導体レーザは、障壁層がその
厚さ方向に禁制帯幅が変化している活性層を有している
ので、ｆ′ｌｌえは、各ポテンシャル井戸内の電子に対
するポテンシャル障壁の幅は、′いくつかの離散的エネ
ルギ準位のうち、基底状態よりも励起状態に対して小さ
くなっている。その結果、各ポテンシャル井戸内の励起
状態にある電子が他のポテンシャル井戸内へ移動する確
率は大きくなる。従って、注入された電子は、励起状態
にある間に、トンネル効果によって各量子井戸層へ均等
に分布していく。正孔についても同様であるから、結局
、電子、正孔それぞれの偏よシが少なくなる。
厚さ方向に禁制帯幅が変化している活性層を有している
ので、ｆ′ｌｌえは、各ポテンシャル井戸内の電子に対
するポテンシャル障壁の幅は、′いくつかの離散的エネ
ルギ準位のうち、基底状態よりも励起状態に対して小さ
くなっている。その結果、各ポテンシャル井戸内の励起
状態にある電子が他のポテンシャル井戸内へ移動する確
率は大きくなる。従って、注入された電子は、励起状態
にある間に、トンネル効果によって各量子井戸層へ均等
に分布していく。正孔についても同様であるから、結局
、電子、正孔それぞれの偏よシが少なくなる。
レーザ発掘に主として寄与する基底状態にあるキャリヤ
については、ポテンシャル障壁の厚さが大きいので以上
のような各量子井戸間での始“は少ない。
については、ポテンシャル障壁の厚さが大きいので以上
のような各量子井戸間での始“は少ない。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図のＡ
部拡大図である。
部拡大図である。
活性層はそれぞれ厚さ１５０ＡのノンドープＧ ａ Ａ
ｓ層１−１．１−２．−．１−８からなる量子井戸層
と厚さ５０ＡのノンドープＡムＧａ１−ｚＡｓ層２−１
．２−２．・・・、２−８からなる障壁層とが交互に積
層した構成を有している。ノンドープＡ４゜Ｇａニー、
Ａ ５層２−１の混晶比を与えるＸの値は、ノンドープ
ＧａＡｓ層１−１の側で０、ノンドープＧａＡｓ層１−
２の側で０．３となるように直線的に増加している。ノ
ンドープＡｌ１ｚＧａｘ−□Ａｓ層２−２゜・・・、２
−８ についても同様である。なおＡρｚＧａ１−ｇＡ
ｓの禁制帯幅はＸが大きいほど大きくなる。
ｓ層１−１．１−２．−．１−８からなる量子井戸層
と厚さ５０ＡのノンドープＡムＧａ１−ｚＡｓ層２−１
．２−２．・・・、２−８からなる障壁層とが交互に積
層した構成を有している。ノンドープＡ４゜Ｇａニー、
Ａ ５層２−１の混晶比を与えるＸの値は、ノンドープ
ＧａＡｓ層１−１の側で０、ノンドープＧａＡｓ層１−
２の側で０．３となるように直線的に増加している。ノ
ンドープＡｌ１ｚＧａｘ−□Ａｓ層２−２゜・・・、２
−８ についても同様である。なおＡρｚＧａ１−ｇＡ
ｓの禁制帯幅はＸが大きいほど大きくなる。
活性層以外は公知の埋込みへテロ接合型の半導体レーザ
と同じであり、３はＮ型Ａ ｌｏ、４Ｇ ３０．８ＡＳ
層からなる厚さ１．５μｍのクラッド層、４は、Ｐ型Ａ
ｆｉ０，４ Ｇａｏ、ＩＡｓ層からなる厚さ１．５ ｔ
ｔｍ Ｉ）クラッド層、５はＮ型Ｇ ａ Ａ ｓ層から
なる厚さ１．０μｍのバッファ層、６はＰ型Ｇ ａ Ａ
ｓ層からなる厚さ１．０μｍのキ’ｒツブ層１７はＰ
型Ａｆｉｏ、４Ｇａｏ、、 Ａｓ層ｌからなるプロ、り
層、８はＮ型Ａｆ１６，４Ｇ１６．６ｋＢ層からなるプ
ロ、り層、９はＮ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１０はＮ側電
極層、１１はＰ側電極層である。又、共振器長は３００
μｍである。
と同じであり、３はＮ型Ａ ｌｏ、４Ｇ ３０．８ＡＳ
層からなる厚さ１．５μｍのクラッド層、４は、Ｐ型Ａ
ｆｉ０，４ Ｇａｏ、ＩＡｓ層からなる厚さ１．５ ｔ
ｔｍ Ｉ）クラッド層、５はＮ型Ｇ ａ Ａ ｓ層から
なる厚さ１．０μｍのバッファ層、６はＰ型Ｇ ａ Ａ
ｓ層からなる厚さ１．０μｍのキ’ｒツブ層１７はＰ
型Ａｆｉｏ、４Ｇａｏ、、 Ａｓ層ｌからなるプロ、り
層、８はＮ型Ａｆ１６，４Ｇ１６．６ｋＢ層からなるプ
ロ、り層、９はＮ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１０はＮ側電
極層、１１はＰ側電極層である。又、共振器長は３００
μｍである。
Ａ Ｌｖ Ｇ ａ １−ヨＡｓ層の混晶比を変化させて
形成するには、例えば、分子線エピタキシャル成長法に
より、Ａｆｉセルの温度を変化させれはよい。又、有機
金属気相成長法を用い、成分ガスの流量を変化させるこ
とによっても可能である。
形成するには、例えば、分子線エピタキシャル成長法に
より、Ａｆｉセルの温度を変化させれはよい。又、有機
金属気相成長法を用い、成分ガスの流量を変化させるこ
とによっても可能である。
本実施例の多重量子井戸型半導体レーザは、障壁層の混
晶比が一定のものに比べ、約半分のしきい電流で発振し
た。温度特性、微分量子効率等の他の特性に変化は見ら
れなかった。
晶比が一定のものに比べ、約半分のしきい電流で発振し
た。温度特性、微分量子効率等の他の特性に変化は見ら
れなかった。
なお、障壁層の禁制帯幅が厚さ方向に直線的に増加して
いる例についてのべたが、逆に、直線的に減少していて
もよい。又、変化の様子も直線的である必要はなく、単
調に変化していてもよいし、更には、増加した後再び減
少していてもよい。結局、厚さ方向に変化しておればよ
いのである。
いる例についてのべたが、逆に、直線的に減少していて
もよい。又、変化の様子も直線的である必要はなく、単
調に変化していてもよいし、更には、増加した後再び減
少していてもよい。結局、厚さ方向に変化しておればよ
いのである。
以上説明したように本発明は、多重量子井戸構造の活性
層を構成する障壁層に禁制帯幅が厚さ方向に変化したも
のを使用することにより、各量子井戸間の゛結合”によ
る利得幅の増大を伴うことなく、キャリヤの偏よりを少
なくできるので、レーザ発振のしきい電流を低減するこ
とができるという効果がある。
層を構成する障壁層に禁制帯幅が厚さ方向に変化したも
のを使用することにより、各量子井戸間の゛結合”によ
る利得幅の増大を伴うことなく、キャリヤの偏よりを少
なくできるので、レーザ発振のしきい電流を低減するこ
とができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
Ａ部拡大図である。 １−１〜１−８・・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ層からなる
量子井戸層、２−１〜２−８・・・・・・Ａ氾３：Ｇａ
１−ｇＡｓ層からなる障壁層、３・・・・・・Ｎ型Ａ℃
０．４ Ｇ２ｏ、６ ｋｓ 層からなるクラッド層、
４・・・・・・Ｐ型Ａｎｏ、４ Ｇａｏ、６Ａｓ層から
なるクラ、ド層、５・・・・・・Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層
からなるバッファ層、６・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ Ａ
ｓ層からなるキャップ層、７・・・・・・Ｐ型に旦６，
４ Ｇ ２０．６ＡＳ層からなるブロック層、８・・・
・・・Ｎ型ＡΩｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓ層からなるブロッ
ク層、９・・・・・・Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１０・
・・・・・Ｎ側電極層、１１・・・・・・Ｐ側電極層。 串、／ 凹 第２ 図
Ａ部拡大図である。 １−１〜１−８・・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ層からなる
量子井戸層、２−１〜２−８・・・・・・Ａ氾３：Ｇａ
１−ｇＡｓ層からなる障壁層、３・・・・・・Ｎ型Ａ℃
０．４ Ｇ２ｏ、６ ｋｓ 層からなるクラッド層、
４・・・・・・Ｐ型Ａｎｏ、４ Ｇａｏ、６Ａｓ層から
なるクラ、ド層、５・・・・・・Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層
からなるバッファ層、６・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ Ａ
ｓ層からなるキャップ層、７・・・・・・Ｐ型に旦６，
４ Ｇ ２０．６ＡＳ層からなるブロック層、８・・・
・・・Ｎ型ＡΩｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓ層からなるブロッ
ク層、９・・・・・・Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１０・
・・・・・Ｎ側電極層、１１・・・・・・Ｐ側電極層。 串、／ 凹 第２ 図
Claims (1)
- 量子サイズ効果が現われる厚さ以下の厚さの第１の半導
体層と前記第１の半導体より禁制帯幅の広い第２の半導
体層とが交互に積層されてなる活性層を有する多重量子
井戸型半導体レーザにおいて、前記第２の半導体層はそ
の厚さ方向に禁制帯幅が変化していることを特徴とする
多重量子井戸型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26433485A JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26433485A JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123789A true JPS62123789A (ja) | 1987-06-05 |
| JPH047594B2 JPH047594B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=17401733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26433485A Granted JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123789A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019054236A (ja) * | 2018-08-23 | 2019-04-04 | 日機装株式会社 | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| US11444222B2 (en) | 2017-09-12 | 2022-09-13 | Nikkiso Co., Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting element and production method for nitride semiconductor light-emitting element |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP26433485A patent/JPS62123789A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11444222B2 (en) | 2017-09-12 | 2022-09-13 | Nikkiso Co., Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting element and production method for nitride semiconductor light-emitting element |
| JP2019054236A (ja) * | 2018-08-23 | 2019-04-04 | 日機装株式会社 | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2021192457A (ja) * | 2018-08-23 | 2021-12-16 | 日機装株式会社 | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH047594B2 (ja) | 1992-02-12 |
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