JPS62296582A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS62296582A JPS62296582A JP14068886A JP14068886A JPS62296582A JP S62296582 A JPS62296582 A JP S62296582A JP 14068886 A JP14068886 A JP 14068886A JP 14068886 A JP14068886 A JP 14068886A JP S62296582 A JPS62296582 A JP S62296582A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 19
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 9
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 abstract description 5
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- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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】
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明はストライプ構造の半導体レーザ装置に関するも
のである。
のである。
従来の技術
半導体レーザの実用化により、′コンパクトディスク、
ビデオディスク等が実現され、普及段階に入っている。
ビデオディスク等が実現され、普及段階に入っている。
これらに用いられる半導体レーザは主にＡ Ｉ Ｇ ａ
Ａ ｓ 系の材料が用いられている。また発振波長の
短波長化についても多くの試みがなさ２ペー、゛ れている。
Ａ ｓ 系の材料が用いられている。また発振波長の
短波長化についても多くの試みがなさ２ペー、゛ れている。
発明が解決しようとする問題点
発振波長を短波長化するには活性層のバンドギャップを
大きくすることが必要で、それに伴なって活性層へのキ
ャリアの閉じ込めを効率よくするためにクラッド層のバ
ンドギャップも犬きぐしなくてはならない。例えばｎ型
クラッド層のＡ７Ａｓ混晶比をｓｏ％程度にすると、高
濃度ドーピングが難しくなる。これはドープされたドナ
ーが■族元素の空孔とペアになって伝導帯の底から約１
００ ｍｅＶ下にＤＸセンターと呼ばれる準位を形成し
、キャリアを放出しないばかりか、キャリアトラップに
なるためにキャリアａ度は実際にドープした原子数より
はるかに少なくなる。（例としてドーパント〜１×１０
１８／ｃｄでキャリア濃度〜２×１０／ｃｒｎ）また、
レーザデバイスにＡｄＡｓ混晶比の高い結晶を用いると
酸化され易く、信頼性に悪影響を与えるといった事も生
じる。本発明は活性層に光を十分に閉じ込めることがで
き、キャリアの注入も十分にできる半導体レーザ装置を
３べ−１ 提供するものである。
大きくすることが必要で、それに伴なって活性層へのキ
ャリアの閉じ込めを効率よくするためにクラッド層のバ
ンドギャップも犬きぐしなくてはならない。例えばｎ型
クラッド層のＡ７Ａｓ混晶比をｓｏ％程度にすると、高
濃度ドーピングが難しくなる。これはドープされたドナ
ーが■族元素の空孔とペアになって伝導帯の底から約１
００ ｍｅＶ下にＤＸセンターと呼ばれる準位を形成し
、キャリアを放出しないばかりか、キャリアトラップに
なるためにキャリアａ度は実際にドープした原子数より
はるかに少なくなる。（例としてドーパント〜１×１０
１８／ｃｄでキャリア濃度〜２×１０／ｃｒｎ）また、
レーザデバイスにＡｄＡｓ混晶比の高い結晶を用いると
酸化され易く、信頼性に悪影響を与えるといった事も生
じる。本発明は活性層に光を十分に閉じ込めることがで
き、キャリアの注入も十分にできる半導体レーザ装置を
３べ−１ 提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、−導電性半導体基板上に活性層を含むダブルヘテ
ロ構造のレーザに、少くとも一導電性のクラッド層が活
性層に隣接する層と、上記隣接した層よりもバンドギャ
ップの小さな活性層に隣接しない層を含む２層で構成さ
れている。
置は、−導電性半導体基板上に活性層を含むダブルヘテ
ロ構造のレーザに、少くとも一導電性のクラッド層が活
性層に隣接する層と、上記隣接した層よりもバンドギャ
ップの小さな活性層に隣接しない層を含む２層で構成さ
れている。
作 用
半導体レーザの活性層にキャリアを効率よく閉じ込める
ためには、活性層と活性層両側のｎ型。
ためには、活性層と活性層両側のｎ型。
ｐ型缶クラッド層とのバンドギャップの差ΔＥｇが大き
い方がよい。しかし、クラッド層にＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ
ｓを用いた場合、Ａ ７１ Ａ ｓ混晶比を高くして
バンドギャップを大きくするとｎ型ドーピングが難しく
なる。そこで活性層両側には高いバリアがあり（ΔＥｑ
が大）、キャリアも注入しやすいようにクラッド層を２
層構造とする。活性層に隣接した層は本来のキャリア閉
じ込めのためのクラッド層とし、２層目は上記クラッド
層よりもバンドギャップの小さなキャリア供給層とした
。上記のように構成することで十分なキャリアの供給と
閉じ込めができるようになる。
い方がよい。しかし、クラッド層にＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ
ｓを用いた場合、Ａ ７１ Ａ ｓ混晶比を高くして
バンドギャップを大きくするとｎ型ドーピングが難しく
なる。そこで活性層両側には高いバリアがあり（ΔＥｑ
が大）、キャリアも注入しやすいようにクラッド層を２
層構造とする。活性層に隣接した層は本来のキャリア閉
じ込めのためのクラッド層とし、２層目は上記クラッド
層よりもバンドギャップの小さなキャリア供給層とした
。上記のように構成することで十分なキャリアの供給と
閉じ込めができるようになる。
本発明は上記の原理に基づくものであり、キャリアを活
性層に十分供給でき、閉じ込める事ができるものである
。
性層に十分供給でき、閉じ込める事ができるものである
。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の断
面図を示すものである。第１図において１はｎ側電極、
２はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、３はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
バラフッ層、４はｎ型Ａ ｌ ｚ Ｇａ １−ｚ Ａ
ｓキャリア供給層、５はｎ型Ａ ｌ ｙ Ｇａ １〜ｙ
Ａ ｓクラッド層、６はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ活性層
、７けｐ型Ａ Ａ ｙ Ｇ ａ １．、、 ｙ Ａ ｓ
り２ソド層、８はｐ型Ａ ７３２Ｇ ａ １−２Ａ ｓ
キャリア供給層、９はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層、
１０はｐ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層、１１はｎ側電極
である。
面図を示すものである。第１図において１はｎ側電極、
２はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、３はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
バラフッ層、４はｎ型Ａ ｌ ｚ Ｇａ １−ｚ Ａ
ｓキャリア供給層、５はｎ型Ａ ｌ ｙ Ｇａ １〜ｙ
Ａ ｓクラッド層、６はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ活性層
、７けｐ型Ａ Ａ ｙ Ｇ ａ １．、、 ｙ Ａ ｓ
り２ソド層、８はｐ型Ａ ７３２Ｇ ａ １−２Ａ ｓ
キャリア供給層、９はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層、
１０はｐ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層、１１はｎ側電極
である。
次に本発明の具体的な作製方法について説明す５ペーノ
る。
まずｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板２上にＭＯＣＶＤ法を用い
てｎ型Ｇ ａ Ａ ｅバラフッ層３（〜０．５／Ｌｍ）
を成長し、続けてｎ型Ａｌｌ ２Ｇａ １１Ａｓキャリ
ア供給層（ｚ＝０．３）４（〜０．４μｍ）、ｎ型Ａ
ｌ ｙ Ｇ ａ 、□Ａ ｓクラッド層（ｙ＝ｏ、６）
５（〜ｏ、ｓ、ｇｍ）、Ａ ｌ ｘＧ ａ １− ｘＡ
ｓ活性層（ｘ＝＝０．１）６ （〜０．１／１ｍ）
ｐ型Ａｌｌ Ｇａ１−、Ａ８クラッド層（ｙ＝ｏ、ｓ
）７ （〜ｏ、ａ／Ｉｍ）、ｐ型Ａｌ、１Ｇａ１１Ａ
ｓキャリア供給層（ｚ ＝０．１５） ８（〜０．１／
Ｉｍ）、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層９を順次成長さ
せる。次にｎ型ＧａＡｓブロック層９に５層１ｍ幅のス
トライプ構造を化学エツチング （１Ｈ２ＳＯ４：８Ｈ２ｏ２：１Ｈ２０）により形成ス
ル。
てｎ型Ｇ ａ Ａ ｅバラフッ層３（〜０．５／Ｌｍ）
を成長し、続けてｎ型Ａｌｌ ２Ｇａ １１Ａｓキャリ
ア供給層（ｚ＝０．３）４（〜０．４μｍ）、ｎ型Ａ
ｌ ｙ Ｇ ａ 、□Ａ ｓクラッド層（ｙ＝ｏ、６）
５（〜ｏ、ｓ、ｇｍ）、Ａ ｌ ｘＧ ａ １− ｘＡ
ｓ活性層（ｘ＝＝０．１）６ （〜０．１／１ｍ）
ｐ型Ａｌｌ Ｇａ１−、Ａ８クラッド層（ｙ＝ｏ、ｓ
）７ （〜ｏ、ａ／Ｉｍ）、ｐ型Ａｌ、１Ｇａ１１Ａ
ｓキャリア供給層（ｚ ＝０．１５） ８（〜０．１／
Ｉｍ）、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層９を順次成長さ
せる。次にｎ型ＧａＡｓブロック層９に５層１ｍ幅のス
トライプ構造を化学エツチング （１Ｈ２ＳＯ４：８Ｈ２ｏ２：１Ｈ２０）により形成ス
ル。
その後再びＭＯＣＶＤ法によってｐ型Ｇ ａ Ａ ａキ
ャラプ層１０（〜１．２／１ｍ）を成長させ、最後にｎ
側電極１．ｎ側電極を形成する。以上のようにして作製
したレーザにおいて、しきい値電流約ａｏｍＡの低しき
い値レーザが得られた。
ャラプ層１０（〜１．２／１ｍ）を成長させ、最後にｎ
側電極１．ｎ側電極を形成する。以上のようにして作製
したレーザにおいて、しきい値電流約ａｏｍＡの低しき
い値レーザが得られた。
ここで理論計算を以下の条件で行なった。まず６ペーノ
ｐ側のＡ ７１！ｙ Ｇ ａ １．、、 ｙ Ａ ｓク
ラッド層７のＡ ７３ Ａ ｓ混晶比をｙ ＝ ０．５
、厚さを０．３．ＩＬｍとし、ＡＩ、Ｇａ１−２Ａｓ
キャリア供給層８のＡｌＡｓ混晶比をｚ＝０．１５
．厚さを０．１７１ｍとし、ｎ側Ａ ｌｙ Ｇ ａ １
−ｙ Ａ ｓクラッド層６のＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比をｙ
＝０．５．厚さを０．６メｍとした時、キャリア供給層
厚としきい電流値の関係を第２図に示す。この時、ｎ型
のクラッド層厚とキャリア供給層厚の合計が１μｍにな
るようにした。実施例の実験値も同時に示しておく。
ラッド層７のＡ ７３ Ａ ｓ混晶比をｙ ＝ ０．５
、厚さを０．３．ＩＬｍとし、ＡＩ、Ｇａ１−２Ａｓ
キャリア供給層８のＡｌＡｓ混晶比をｚ＝０．１５
．厚さを０．１７１ｍとし、ｎ側Ａ ｌｙ Ｇ ａ １
−ｙ Ａ ｓクラッド層６のＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比をｙ
＝０．５．厚さを０．６メｍとした時、キャリア供給層
厚としきい電流値の関係を第２図に示す。この時、ｎ型
のクラッド層厚とキャリア供給層厚の合計が１μｍにな
るようにした。実施例の実験値も同時に示しておく。
次にｎ側のＡ ｌ ｙ Ｇ ａ １−アＡｓクラッド層
５のＡ７Ａｓ混晶比をｙ＝０．５．厚さを２．０層ｍ
とし、Ａ ｌ） ｚ Ｇ ａ １＋、ｚ Ａ ｓキャリ
ア供給層４のＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比を２＝０．３．厚さ
をｏ、４．ｇｍとし、ｐ側ＡｌｙＧａ１−、Ａｓクラッ
ド層７のＡｌ３ Ａ ｓ混晶比をＹ＝０．５．厚さを０
．３７ｚｍ とした時、キャリア供給層厚としきい電流
値の関係を第３図に示す。これらの計算結果と実施例の
実験値とは比較的よく一致している。
５のＡ７Ａｓ混晶比をｙ＝０．５．厚さを２．０層ｍ
とし、Ａ ｌ） ｚ Ｇ ａ １＋、ｚ Ａ ｓキャリ
ア供給層４のＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比を２＝０．３．厚さ
をｏ、４．ｇｍとし、ｐ側ＡｌｙＧａ１−、Ａｓクラッ
ド層７のＡｌ３ Ａ ｓ混晶比をＹ＝０．５．厚さを０
．３７ｚｍ とした時、キャリア供給層厚としきい電流
値の関係を第３図に示す。これらの計算結果と実施例の
実験値とは比較的よく一致している。
以上のように、活性層を含むＤＨ構造を本発明７ ベー
ン のようにすることでＡｌＡｓ混晶比を〜６ｏ％６ｏにし
ても十分な低しきい電流値によるレーザ発振が実現でき
る。
ン のようにすることでＡｌＡｓ混晶比を〜６ｏ％６ｏにし
ても十分な低しきい電流値によるレーザ発振が実現でき
る。
なお、実施例ではＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ 系レーザを
示したが、ＩｎＰ系レーザに本発明を適用することもで
きる。
示したが、ＩｎＰ系レーザに本発明を適用することもで
きる。
発明の効果
以上のように、本発明の特徴は活性層の両側をクラッド
層とキャリア（ｊＵ給層ではさんだところにある。作製
に際しては特に複雑な工程があるわけではない。本発明
の構造にすることで、クラッド層のバンドギャップを大
きくすることが出来（ｙｓｏ、ｒｓ ） ｌ、かもキャ
リアも十分活性層に供給することができる。このことは
レーザの発振波長を短波長化するにあたっては大変有利
なことになる。さらにＭＯＣＶＤ法によって作製するた
めに本発明の構造において膜厚制御が簡単に行うことが
できる。
層とキャリア（ｊＵ給層ではさんだところにある。作製
に際しては特に複雑な工程があるわけではない。本発明
の構造にすることで、クラッド層のバンドギャップを大
きくすることが出来（ｙｓｏ、ｒｓ ） ｌ、かもキャ
リアも十分活性層に供給することができる。このことは
レーザの発振波長を短波長化するにあたっては大変有利
なことになる。さらにＭＯＣＶＤ法によって作製するた
めに本発明の構造において膜厚制御が簡単に行うことが
できる。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の断
面図、第２図はｎ型キャリア供給層厚に対するしきい電
流値Ｉｔｈの計算結果を示す特性図、第３図はｐ型キャ
リア供給層厚に対するしきい電流値Ｉｔｈの計算結果を
示す特性図である。 １・・・・・・ｎ側電極、２・・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板、３・・°°°ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓバラフッ層
、４・・・・・ｎ型Ａ ｌ ２Ｇ ａ １−２Ａ ｓキ
ャリア供給層、６・・・・・・ｎ型Ａｌ ｙＧａ １−
ｙＡｓＡｓクララ、６−＝ −・Ａ ｌ ｘＧａ １−
ｘＡ ｓ活性層、７ ・＝−ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡ
８クラッド層、８・・・・・ｐ型Ａ ｌ ２Ｇ ａ １
１Ａ ｓキャリア供給層、９・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ ブロック層、１ｏ・・・・・ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓキ
ャップ層、１１・・・・・ｐ側電極。
面図、第２図はｎ型キャリア供給層厚に対するしきい電
流値Ｉｔｈの計算結果を示す特性図、第３図はｐ型キャ
リア供給層厚に対するしきい電流値Ｉｔｈの計算結果を
示す特性図である。 １・・・・・・ｎ側電極、２・・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板、３・・°°°ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓバラフッ層
、４・・・・・ｎ型Ａ ｌ ２Ｇ ａ １−２Ａ ｓキ
ャリア供給層、６・・・・・・ｎ型Ａｌ ｙＧａ １−
ｙＡｓＡｓクララ、６−＝ −・Ａ ｌ ｘＧａ １−
ｘＡ ｓ活性層、７ ・＝−ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡ
８クラッド層、８・・・・・ｐ型Ａ ｌ ２Ｇ ａ １
１Ａ ｓキャリア供給層、９・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ ブロック層、１ｏ・・・・・ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓキ
ャップ層、１１・・・・・ｐ側電極。
Claims (1)
- 一導電型半導体基板上に活性層を含むダブルヘテロ構造
が形成されるとともに、少くとも一方のクラッド層が、
活性層に隣接する層と、上記隣接した層よりもバンドギ
ャップの小さな活性層に隣接しない層を含む２層以上の
層から構成されていることを特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140688A JPH0746745B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140688A JPH0746745B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296582A true JPS62296582A (ja) | 1987-12-23 |
| JPH0746745B2 JPH0746745B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15274440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140688A Expired - Lifetime JPH0746745B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746745B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5646412A (en) * | 1995-07-19 | 1997-07-08 | Eastman Kodak Company | Coated radiographic phosphors and radiographic phosphor panels |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153592A (ja) * | 1974-05-29 | 1975-12-10 | ||
| US4328469A (en) * | 1979-01-15 | 1982-05-04 | Xerox Corporation | High output power injection lasers |
| JPS57199290A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-07 | Western Electric Co | Light emitting device |
| JPS5834987A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-03-01 | ゼロツクス・コ−ポレ−シヨン | 注入形レ−ザ |
| JPS6041479A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-03-05 | アトランテイツク・リサ−チ・コ−ポレ−シヨン | 新規突然変異菌及びそれを使用して化石質燃料から有機イオウ化合物を除去する方法 |
| JPS60189986A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6115385A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-23 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS61181185A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-13 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS62200784A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61140688A patent/JPH0746745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153592A (ja) * | 1974-05-29 | 1975-12-10 | ||
| US4328469A (en) * | 1979-01-15 | 1982-05-04 | Xerox Corporation | High output power injection lasers |
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| JPS6041479A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-03-05 | アトランテイツク・リサ−チ・コ−ポレ−シヨン | 新規突然変異菌及びそれを使用して化石質燃料から有機イオウ化合物を除去する方法 |
| JPS60189986A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6115385A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-23 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS61181185A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-13 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS62200784A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
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| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5646412A (en) * | 1995-07-19 | 1997-07-08 | Eastman Kodak Company | Coated radiographic phosphors and radiographic phosphor panels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746745B2 (ja) | 1995-05-17 |
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