JPS62188295A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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Classifications
-
- 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
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-
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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】
く技術分野〉
本発明は主に可視領域に発振波長を有する半導体レーザ
に関するもので、特にＭＢＥ（分子線エピタキシー）法
を用いて容易に製作が可能な高性能半導体レーザ素子に
関するものである。
に関するもので、特にＭＢＥ（分子線エピタキシー）法
を用いて容易に製作が可能な高性能半導体レーザ素子に
関するものである。
〈従来技術〉
近年、分子線エピタキシー（Ｍ Ｂ Ｅ ）法あるいは
有機金属を用いた気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法などの薄
膜単結晶成長技術の進歩は著しく、これらの成長技術を
用いれば＋ｏＸ程度の極めて薄いエピタキシャル成長層
を得ることが可能となってきている。このような製造技
術の進歩は、半導体レーザにおいても従来の液相エピタ
キシャル成長法（ＬＰＥ）では製作が困難であった極め
て薄い層を有する素子構造に基く新しい効果を利用した
レーザ素子の製作を可能とした。その代表的なものは量
子井戸（Ｑｕａｕｔｕｍ Ｗｅｌｌ；略してＱＷ）レー
ザである。このＱＷレーザは従来の二重へテロ接合（Ｄ
Ｈ）レーザでは数百へ以上あった活性層厚を＋ｏｏＸ程
度あるいはそれ以下とすることによって、活性層中に量
子化準位が形成されることを利用しており、従来のＤｌ
（レーザに比べて閾値電流が下がる、温度特性が良い、
あるいは過渡特性に優れている等の数々の利点を有して
いる。これだ関する参考文献としては次のようなものが
ある０ １） Ｗ、′「、 Ｔｓａｎｇ、 Ａｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、 ３９゜Ｎｏ、 Ｉ Ｏｐ
９．７８６ （＋９８１ ）。
有機金属を用いた気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法などの薄
膜単結晶成長技術の進歩は著しく、これらの成長技術を
用いれば＋ｏＸ程度の極めて薄いエピタキシャル成長層
を得ることが可能となってきている。このような製造技
術の進歩は、半導体レーザにおいても従来の液相エピタ
キシャル成長法（ＬＰＥ）では製作が困難であった極め
て薄い層を有する素子構造に基く新しい効果を利用した
レーザ素子の製作を可能とした。その代表的なものは量
子井戸（Ｑｕａｕｔｕｍ Ｗｅｌｌ；略してＱＷ）レー
ザである。このＱＷレーザは従来の二重へテロ接合（Ｄ
Ｈ）レーザでは数百へ以上あった活性層厚を＋ｏｏＸ程
度あるいはそれ以下とすることによって、活性層中に量
子化準位が形成されることを利用しており、従来のＤｌ
（レーザに比べて閾値電流が下がる、温度特性が良い、
あるいは過渡特性に優れている等の数々の利点を有して
いる。これだ関する参考文献としては次のようなものが
ある０ １） Ｗ、′「、 Ｔｓａｎｇ、 Ａｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、 ３９゜Ｎｏ、 Ｉ Ｏｐ
９．７８６ （＋９８１ ）。
２） Ｎ、に、Ｄｕｔｔａ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、５３ 、Ｎ
ｏ、Ｉｔ、ｐｐ、７２１１ （１９８２）。
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、５３ 、Ｎ
ｏ、Ｉｔ、ｐｐ、７２１１ （１９８２）。
３） Ｈ，Ｉｗａｍｕｒａ、Ｔ、５ａｋｕ、Ｔ、Ｔｓ
ｈｉｂａｓｈｉ。
ｈｉｂａｓｈｉ。
Ｋ、０ｔｓｕｋａ、Ｙ、Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ、Ｅｌｅｃ
ｔｒｎｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、Ｉ ９．Ｎｏ
、５．ｐｐ、１８０（１９８１）。
ｔｒｎｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、Ｉ ９．Ｎｏ
、５．ｐｐ、１８０（１９８１）。
このように、ＭＢＥ法やＭＯ−ＣＶＤ法などの薄膜単結
晶成長技術を用いることにより、新しい多層構造を有す
る高性能半導体レーザの実用化への道が開けてきた。
晶成長技術を用いることにより、新しい多層構造を有す
る高性能半導体レーザの実用化への道が開けてきた。
従来の量子井戸レーザの代表的な構造として、ＡｌＧａ
Ａｓ系ＧＲＩＮ−８ＣＨ（Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ−
５ｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅ
ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザが知られている。Ａ
ｔＯ，３Ｇａｏ、７Ａｓ混晶量子井Ｐｔ有するＧＲＩＮ
−５ＣＨ型可視光半導体レーザ素子の活性領域近傍のＡ
ｔ混晶比分布を第６図に示す。ＭＢＥ法でこのレーザ素
子を成長させる場合には、２つのＡｔセルを用いる必要
が生ずる。すなわち、一方のＡｔセルは０，３のＡｔ混
晶比を与えるように開かれており、他方のＡｔセルでク
ラッド層３，７とＧＲＩＮ領域４，６を制御する。
Ａｓ系ＧＲＩＮ−８ＣＨ（Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ−
５ｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅ
ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザが知られている。Ａ
ｔＯ，３Ｇａｏ、７Ａｓ混晶量子井Ｐｔ有するＧＲＩＮ
−５ＣＨ型可視光半導体レーザ素子の活性領域近傍のＡ
ｔ混晶比分布を第６図に示す。ＭＢＥ法でこのレーザ素
子を成長させる場合には、２つのＡｔセルを用いる必要
が生ずる。すなわち、一方のＡｔセルは０，３のＡｔ混
晶比を与えるように開かれており、他方のＡｔセルでク
ラッド層３，７とＧＲＩＮ領域４，６を制御する。
従ってＡｔセルは２つ必要となる。またバルクＧａＡ４
Ａｓ混晶を量子井戸層としているため、バルクのバンド
構造に依存した短波長化に伴なう発光効率の低下という
問題があり、短波長領域でのレーザ発振は不利となる。
Ａｓ混晶を量子井戸層としているため、バルクのバンド
構造に依存した短波長化に伴なう発光効率の低下という
問題があり、短波長領域でのレーザ発振は不利となる。
〈発明の目的〉
本発明は以上のような問題点に鑑み、ＭＢＥ法の層厚制
御性を最大限に活用することにより、従来よりはるかに
高性能で低閾値の可視光半導体レーザとすることのでき
る半導体レーザの構造を提供することを目的とする。
御性を最大限に活用することにより、従来よりはるかに
高性能で低閾値の可視光半導体レーザとすることのでき
る半導体レーザの構造を提供することを目的とする。
〈発明の構成〉
上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザ素子
はバルクＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ、ｓ混晶１種類で量子井戸
層を構成することなく、各層が５分子層以下の極めて薄
いＧａＡｓ 、！：ＡｔＧａＡｓから成る超格子半導体
層を量子井戸層とし、その厚さを１０ＯＡ乃至１５０Ｘ
の範囲に設定することにより、可視光量子井戸半導体レ
ーザを構成することを特徴とする。
はバルクＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ、ｓ混晶１種類で量子井戸
層を構成することなく、各層が５分子層以下の極めて薄
いＧａＡｓ 、！：ＡｔＧａＡｓから成る超格子半導体
層を量子井戸層とし、その厚さを１０ＯＡ乃至１５０Ｘ
の範囲に設定することにより、可視光量子井戸半導体レ
ーザを構成することを特徴とする。
また超格子という基本的には３次元のキャリアの状態を
有するが、バルク結晶とはエネルギーノ（ンド構造の異
なる半導体層を量子井戸化することにより超格子内のキ
ャリアを２次元化することで更に短波長域における低閾
値化を図ることができるという利点を有する。特に本発
明は低閾値を与える最適量子井戸幅Ｌｚを求めたもので
ある。
有するが、バルク結晶とはエネルギーノ（ンド構造の異
なる半導体層を量子井戸化することにより超格子内のキ
ャリアを２次元化することで更に短波長域における低閾
値化を図ることができるという利点を有する。特に本発
明は低閾値を与える最適量子井戸幅Ｌｚを求めたもので
ある。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザの断面模
式図である。ｎ −ＧａＡｓ基板１（キャリア濃度５ｉ
＝ＩＯｃｍ ）上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２ （Ｓ
ｉ ＝ Ｉ ０１８ｃｒｒ１−３．厚さ０．５μｍ）
、ｎ−Ａｔｏ、７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層３（Ｓｉ＝
］Ｏｃｍ 。
式図である。ｎ −ＧａＡｓ基板１（キャリア濃度５ｉ
＝ＩＯｃｍ ）上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２ （Ｓ
ｉ ＝ Ｉ ０１８ｃｒｒ１−３．厚さ０．５μｍ）
、ｎ−Ａｔｏ、７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層３（Ｓｉ＝
］Ｏｃｍ 。
厚さ１．５μｍ）、ノンドープＡ Ｌ Ｘ Ｇ ａ １
−１Ａ ｓ ＧＲＩ Ｎ層４（厚さ０．２μｍ）、ノン
ドープＧａＡｓ／Ａｔ□、５Ｇａ（１，５ＡｓＡｓ超格
子量子層１５ （ＧａＡｓ； ２分子層厚Ｘ ７ 、
Ａｔ（１，５ＧａＯ，５Ａｓ ； ２分子層×６二計厚
さ約７４Ｘ）、ノンドープＡｔ）（Ｇａ１−ｘＡｓ Ｇ
ＲＩＮ層６（厚さ０．２ ｐ ｍ ） 、 ｐ −Ａｔ
Ｏ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層７（Ｂｅ−１０ｃｍ
、厚さ１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８（Ｂ
ｅ＝：１０ ｃｍ 、厚さ０、５ ｐｍ ） 、
ｎ −Ａｔ（１，５Ｇａ（１，５Ａｓ電流閉じ込め層９
（Ｓｉ＝ＩＯｃｍ 、厚さ０．３ ｐ ｍ ）をＭＢ
Ｅ法により連続的に成長させる。量子井戸層１５近傍の
模式的なＡｔ混晶比分布を第２図に示す。ＭＢＥ装置内
でｎ −ＡｔＯ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層３成長後
Ｓｉセルのシャッタを閉じＡｔセルの温度を下げること
によりＡｔ混晶比が２乗分布をもって０７から０．５ま
で変化するＧＲＩＮ領域４を形成する。
−１Ａ ｓ ＧＲＩ Ｎ層４（厚さ０．２μｍ）、ノン
ドープＧａＡｓ／Ａｔ□、５Ｇａ（１，５ＡｓＡｓ超格
子量子層１５ （ＧａＡｓ； ２分子層厚Ｘ ７ 、
Ａｔ（１，５ＧａＯ，５Ａｓ ； ２分子層×６二計厚
さ約７４Ｘ）、ノンドープＡｔ）（Ｇａ１−ｘＡｓ Ｇ
ＲＩＮ層６（厚さ０．２ ｐ ｍ ） 、 ｐ −Ａｔ
Ｏ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層７（Ｂｅ−１０ｃｍ
、厚さ１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８（Ｂ
ｅ＝：１０ ｃｍ 、厚さ０、５ ｐｍ ） 、
ｎ −Ａｔ（１，５Ｇａ（１，５Ａｓ電流閉じ込め層９
（Ｓｉ＝ＩＯｃｍ 、厚さ０．３ ｐ ｍ ）をＭＢ
Ｅ法により連続的に成長させる。量子井戸層１５近傍の
模式的なＡｔ混晶比分布を第２図に示す。ＭＢＥ装置内
でｎ −ＡｔＯ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層３成長後
Ｓｉセルのシャッタを閉じＡｔセルの温度を下げること
によりＡｔ混晶比が２乗分布をもって０７から０．５ま
で変化するＧＲＩＮ領域４を形成する。
このＧＲＩＮ領域４は光ガイド層さしての作用を呈する
。次にＡｔセルシャッタの閉・開を繰り返すことにより
厚さ２分子層のＧ ａ Ａ ｓ層と厚さ２分子層のＡｔ
Ｏ，５Ｇａ ０５Ａｓ層を交互に成長させる。この成長
によりレーザ発振用超格子量子井戸領域１５が形成され
る。次にＡｔセルシャッタを開いてＡｔセルの温度を上
げることによりＡｔ混晶比が２乗分布をもって０．５か
ら０．７まで変化する光ガイド層としてのＧＲＩＮ領域
６を形成した後、Ｂｅセルシャッタを開いてｐ −Ａｔ
Ｏ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層７を成長させる。以上
の成長法により、超格子量子井戸領域１５を両面方向か
らＧＲＩＮ領域４，６で挾み、その外方にクラッド層３
，７を重畳させた可視光域のレーザ発振動作部をＡｔセ
ル１本で成長させることが可能となる。上記ＭＢＥ成長
後、ＨＦ（フッ化水素）エツチング液を用いて電流閉じ
込め層９を幅５μｍでストライプ状に選択エツチングし
、電流を流すチャネル領域を形成する。この電流閉じ込
め層９とチャネル領域でレーザ発振動作部に対する電流
狭窄用ストライプ構造が構成される。ｎ側電極としてＡ
ｕＧｅ−Ｎｉ。
。次にＡｔセルシャッタの閉・開を繰り返すことにより
厚さ２分子層のＧ ａ Ａ ｓ層と厚さ２分子層のＡｔ
Ｏ，５Ｇａ ０５Ａｓ層を交互に成長させる。この成長
によりレーザ発振用超格子量子井戸領域１５が形成され
る。次にＡｔセルシャッタを開いてＡｔセルの温度を上
げることによりＡｔ混晶比が２乗分布をもって０．５か
ら０．７まで変化する光ガイド層としてのＧＲＩＮ領域
６を形成した後、Ｂｅセルシャッタを開いてｐ −Ａｔ
Ｏ，７ＧａＯ，３Ａｓクラッド層７を成長させる。以上
の成長法により、超格子量子井戸領域１５を両面方向か
らＧＲＩＮ領域４，６で挾み、その外方にクラッド層３
，７を重畳させた可視光域のレーザ発振動作部をＡｔセ
ル１本で成長させることが可能となる。上記ＭＢＥ成長
後、ＨＦ（フッ化水素）エツチング液を用いて電流閉じ
込め層９を幅５μｍでストライプ状に選択エツチングし
、電流を流すチャネル領域を形成する。この電流閉じ込
め層９とチャネル領域でレーザ発振動作部に対する電流
狭窄用ストライプ構造が構成される。ｎ側電極としてＡ
ｕＧｅ−Ｎｉ。
ｐ側電極としてＡｕＺｎをそれぞれＧａＡｓ基板裏面１
とキャップ層８及び電流閉じ込め層９上に蒸着して合金
化し、オーミック電極を形成する。
とキャップ層８及び電流閉じ込め層９上に蒸着して合金
化し、オーミック電極を形成する。
以上により作製さ九た半導体レーザ素子にｐ側電極及び
ｎ＠電極を介して駆動電流を注入すると、レーザ発振動
作部より可視光のレーザ光が放射される。その発振波長
は７０５ｎｍ、閾値電流は１１０ｍＡで、室温連続発振
が得られた。
ｎ＠電極を介して駆動電流を注入すると、レーザ発振動
作部より可視光のレーザ光が放射される。その発振波長
は７０５ｎｍ、閾値電流は１１０ｍＡで、室温連続発振
が得られた。
第３図は最適の量子井戸幅（厚さ）Ｌｚを、７オトルミ
ネセンス測定から求めるために作製した超格子単一量子
井戸構造の断面におけるＡｔ混晶比分布を模式的に示す
説明図である。Ａｔｏ、５Ｇａ Ｏ，ｓＡｓバリア層２
１（厚さ０．５μｍ）上に、超格子量子井戸層２２及び
ＡＬ□、５Ｇａ （３５Ａｓバリア層２３（厚さ０．１
５μｍ）をＭＢＥ法により成長形成した。超格子量子井
戸層２２はＧａＡｓ層（厚さ：ｎ分子層＝ｎ Ｘ ２，
８３Ａ ）とＡｔｏ、５ＧａＯ，５Ａｓ層（厚さ；ｎ分
子層＝ ｎ Ｘ ２．８３＾）をそれぞれｍ層と（ｍ−
１）層交互に積層した構造で、全量子井戸幅ＬｚはＬｚ
＝ｎＸ（２ｍ−１）Ｘ２．８３Ａである。超格子構造を
（ＡｔＯ，５Ｇａ□、５Ａｓ ）ｒｌ （Ｇ ａ Ａ
ｓ ）ｎと表わすことにする。
ネセンス測定から求めるために作製した超格子単一量子
井戸構造の断面におけるＡｔ混晶比分布を模式的に示す
説明図である。Ａｔｏ、５Ｇａ Ｏ，ｓＡｓバリア層２
１（厚さ０．５μｍ）上に、超格子量子井戸層２２及び
ＡＬ□、５Ｇａ （３５Ａｓバリア層２３（厚さ０．１
５μｍ）をＭＢＥ法により成長形成した。超格子量子井
戸層２２はＧａＡｓ層（厚さ：ｎ分子層＝ｎ Ｘ ２，
８３Ａ ）とＡｔｏ、５ＧａＯ，５Ａｓ層（厚さ；ｎ分
子層＝ ｎ Ｘ ２．８３＾）をそれぞれｍ層と（ｍ−
１）層交互に積層した構造で、全量子井戸幅ＬｚはＬｚ
＝ｎＸ（２ｍ−１）Ｘ２．８３Ａである。超格子構造を
（ＡｔＯ，５Ｇａ□、５Ａｓ ）ｒｌ （Ｇ ａ Ａ
ｓ ）ｎと表わすことにする。
第４図にＦｉｎ ＝ ２と３即ち超格子を構成するＡｔ
Ｇ ａ Ａ ｓ及びＧａＡｓの厚みが２及び３分子層の
場合について、室温のフォトルミネセンススペクトルの
ピークエネルギーと半値全幅のＬｚ依存性を示す。Ｌｚ
を小さくすると従来のＧａＡｓやＡｔＧ ａ Ａ ｓの
バルク量子井戸の場合と同様に量子準位が高エネルギー
化するため、発光エネルギーが増大する。ここで重要な
ことは、キャリアの２次元化の強さを表わす半値全幅の
狭さである。第４図から明らかなようＫこの半値全幅は
ｎの値に力・とることがわかる。
Ｇ ａ Ａ ｓ及びＧａＡｓの厚みが２及び３分子層の
場合について、室温のフォトルミネセンススペクトルの
ピークエネルギーと半値全幅のＬｚ依存性を示す。Ｌｚ
を小さくすると従来のＧａＡｓやＡｔＧ ａ Ａ ｓの
バルク量子井戸の場合と同様に量子準位が高エネルギー
化するため、発光エネルギーが増大する。ここで重要な
ことは、キャリアの２次元化の強さを表わす半値全幅の
狭さである。第４図から明らかなようＫこの半値全幅は
ｎの値に力・とることがわかる。
第１図及び第２図に示したレーザ素子構造で、Ｌｚの異
なる素子を作製し閾値電流のＬｚ依存性を測定した結果
を第５図如示す。フォトルミネセンス半値幅が極小とな
る、ｒｏｏＸ≦ＬＺ≦＋５０λの範囲で閾値電流が最小
となることがわかる。従って、Ｌｚをｌ００７Ａ−Ｌｚ
≦１５０２ の範囲になるようにしてＭＢＥ法で超格子
構造を形成すれば極めて閾値電流の低い可視光半導体レ
ーザが実現される。なお、このウェル幅の範囲は従来Ｇ
ａＡｓ量子井戸で求められている最適値６ｏｘ〜８ｏλ
とは大きく異なりほぼ倍の値である。
なる素子を作製し閾値電流のＬｚ依存性を測定した結果
を第５図如示す。フォトルミネセンス半値幅が極小とな
る、ｒｏｏＸ≦ＬＺ≦＋５０λの範囲で閾値電流が最小
となることがわかる。従って、Ｌｚをｌ００７Ａ−Ｌｚ
≦１５０２ の範囲になるようにしてＭＢＥ法で超格子
構造を形成すれば極めて閾値電流の低い可視光半導体レ
ーザが実現される。なお、このウェル幅の範囲は従来Ｇ
ａＡｓ量子井戸で求められている最適値６ｏｘ〜８ｏλ
とは大きく異なりほぼ倍の値である。
更に（Ａｚｏ、２８ｃａＯ，７２ＡＳ ） ２ （Ｇａ
Ａｓ ）５ および（ＡｔＯ，４Ｇａ ０６Ａｓ ）
２ （ＧａＡｓ ）２の超格子を量子井戸化した場合
についても実験を行ったところ、第４図及び第５図と同
様の結果が得られ、５分子層以下の薄層より成る超格子
を量子井戸化したときの最適ウェル幅は１００″ｊＡ≦
ＬＺ≦＋５ｏＸ であることが確認できた。
Ａｓ ）５ および（ＡｔＯ，４Ｇａ ０６Ａｓ ）
２ （ＧａＡｓ ）２の超格子を量子井戸化した場合
についても実験を行ったところ、第４図及び第５図と同
様の結果が得られ、５分子層以下の薄層より成る超格子
を量子井戸化したときの最適ウェル幅は１００″ｊＡ≦
ＬＺ≦＋５ｏＸ であることが確認できた。
上記実施例で１ｄＧＲＩＮ−３ＣＨ型単−量子井戸レー
ザ素子に適用した場合のみについて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、他のＳＣＨ型レーザ
素子あるいは複数の量子井戸領域を有する多重量子井戸
構造レーザ素子等へ広く適用することが可能である。
ザ素子に適用した場合のみについて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、他のＳＣＨ型レーザ
素子あるいは複数の量子井戸領域を有する多重量子井戸
構造レーザ素子等へ広く適用することが可能である。
〈発明の効果〉
以上、詳説した如く本発明によれば、ＭＢＥ法等で５分
子層以下の薄層より成るＡｌＧａＡｓ ／ＧａＡｓ等の
超格子構造を最適幅で量子井戸化することばより低閾値
の可視半導体レーザが得られる。
子層以下の薄層より成るＡｌＧａＡｓ ／ＧａＡｓ等の
超格子構造を最適幅で量子井戸化することばより低閾値
の可視半導体レーザが得られる。
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ素子の模
式断面図である。 第２図は第１図に示す半導体レーザ素子の活性領域にお
けるＡｔ混晶比分布図である。 第３図は最適量子井戸幅を求めるために作製した試料の
Ａｔ混晶比分布を示す説明図である。 第４図は第３図に示す試料のフォトルミネセンス特性を
示す特性図である。 第５図は第１図及び第２図に示す半導体レーザ素子の閾
値電流のウェル幅依存性を測定した結果を示す特性図で
ある。 第６図は従来のＧＲＩＮ−５ＣＨ可視可半導体レーザの
Ａｔ混晶比分布を示す説明図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・バッファ層、３・・・
ｎ〜クラッド層、４．６−ＧＲＩ Ｎｉ、７−ｐ−クラ
ッド層、８・・・キャップ層、１５・・・童子井戸層。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第２図 第３図 第 ４ 図
式断面図である。 第２図は第１図に示す半導体レーザ素子の活性領域にお
けるＡｔ混晶比分布図である。 第３図は最適量子井戸幅を求めるために作製した試料の
Ａｔ混晶比分布を示す説明図である。 第４図は第３図に示す試料のフォトルミネセンス特性を
示す特性図である。 第５図は第１図及び第２図に示す半導体レーザ素子の閾
値電流のウェル幅依存性を測定した結果を示す特性図で
ある。 第６図は従来のＧＲＩＮ−５ＣＨ可視可半導体レーザの
Ａｔ混晶比分布を示す説明図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・バッファ層、３・・・
ｎ〜クラッド層、４．６−ＧＲＩ Ｎｉ、７−ｐ−クラ
ッド層、８・・・キャップ層、１５・・・童子井戸層。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第２図 第３図 第 ４ 図
Claims (1)
- １、ＧａＡｓとＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ（０＜ｘ
＜１）の各薄膜層を１層が５分子層以下となる厚さに設
定して交互に積層した超格子構造から成る単一または複
数の量子井戸領域を有し、１つの該量子井戸領域の厚み
Ｌｚを、１００Å≦Ｌｚ≦１５０Åの範囲に設定したこ
とを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031647A JPS62188295A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 半導体レ−ザ素子 |
| US07/012,702 US4787089A (en) | 1986-02-13 | 1987-02-09 | Quantum well semiconductor laser device |
| GB8702970A GB2187885B (en) | 1986-02-13 | 1987-02-10 | A semiconductor laser device |
| DE19873704424 DE3704424A1 (de) | 1986-02-13 | 1987-02-12 | Halbleiter-laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031647A JPS62188295A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188295A true JPS62188295A (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=12336976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61031647A Pending JPS62188295A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4787089A (ja) |
| JP (1) | JPS62188295A (ja) |
| DE (1) | DE3704424A1 (ja) |
| GB (1) | GB2187885B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750795B2 (ja) * | 1985-03-28 | 1995-05-31 | キヤノン株式会社 | 発光素子 |
| JP2558768B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1996-11-27 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| US4882734A (en) * | 1988-03-09 | 1989-11-21 | Xerox Corporation | Quantum well heterostructure lasers with low current density threshold and higher TO values |
| US4839899A (en) * | 1988-03-09 | 1989-06-13 | Xerox Corporation | Wavelength tuning of multiple quantum well (MQW) heterostructure lasers |
| DE3840717A1 (de) * | 1988-12-02 | 1990-06-07 | Max Planck Gesellschaft | Lichtemittierendes bauelement aus verbindungs-halbleiter |
| US5003359A (en) * | 1989-12-29 | 1991-03-26 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Optoelectronic integrated circuit |
| US5040186A (en) * | 1990-03-13 | 1991-08-13 | At&T Bell Laboratories | InP-based quantum-well laser |
| US5329134A (en) * | 1992-01-10 | 1994-07-12 | International Business Machines Corporation | Superluminescent diode having a quantum well and cavity length dependent threshold current |
| US6603784B1 (en) | 1998-12-21 | 2003-08-05 | Honeywell International Inc. | Mechanical stabilization of lattice mismatched quantum wells |
| US7860137B2 (en) | 2004-10-01 | 2010-12-28 | Finisar Corporation | Vertical cavity surface emitting laser with undoped top mirror |
| CN101432936B (zh) | 2004-10-01 | 2011-02-02 | 菲尼萨公司 | 具有多顶侧接触的垂直腔面发射激光器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152178A (en) * | 1981-03-17 | 1982-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor light emitting device with super lattice structure |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3746879A (en) * | 1972-05-25 | 1973-07-17 | Ibm | Superlattice harmonic generator & mixer for electromagnetic waves |
| US4261771A (en) * | 1979-10-31 | 1981-04-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of fabricating periodic monolayer semiconductor structures by molecular beam epitaxy |
| NL8301215A (nl) * | 1983-04-07 | 1984-11-01 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van electromagnetische straling. |
| US4546480A (en) * | 1983-08-19 | 1985-10-08 | Xerox Corporation | Injection lasers with quantum size effect transparent waveguiding |
| NL8304008A (nl) * | 1983-11-22 | 1985-06-17 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van elektro-magnetische straling. |
| JPS60235492A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ− |
| JPS6110293A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
-
1986
- 1986-02-13 JP JP61031647A patent/JPS62188295A/ja active Pending
-
1987
- 1987-02-09 US US07/012,702 patent/US4787089A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-02-10 GB GB8702970A patent/GB2187885B/en not_active Expired
- 1987-02-12 DE DE19873704424 patent/DE3704424A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152178A (en) * | 1981-03-17 | 1982-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor light emitting device with super lattice structure |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8702970D0 (en) | 1987-03-18 |
| GB2187885A (en) | 1987-09-16 |
| GB2187885B (en) | 1989-11-08 |
| DE3704424A1 (de) | 1987-08-20 |
| US4787089A (en) | 1988-11-22 |
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