JPS63150982A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPS63150982A JPS63150982A JP61297166A JP29716686A JPS63150982A JP S63150982 A JPS63150982 A JP S63150982A JP 61297166 A JP61297166 A JP 61297166A JP 29716686 A JP29716686 A JP 29716686A JP S63150982 A JPS63150982 A JP S63150982A
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Landscapes
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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】
〔概要〕
この発明は、半導体発光装置の基板にＩｎＰを用いてグ
レーデイド層で格子定数を小さくし、歪超格子バッファ
層でミスフィツト転位を抑止して、バンドギャップが大
きい半導体材料を用いて活性領域を含むメサストライプ
構造を埋め込む半導体層を構成し、大きいビルトイン電
位差を実現する半導体基体において、 その歪超格子バッファ層に、＾１ＧａｌｎＡｓ系３乃至
４元半導体を用いることにより、 低閾値、高効率の半導体レーザの基体をＬＰＥ法で工程
を集約して成長可能とし、品質、経済性等を向上するも
のである。
レーデイド層で格子定数を小さくし、歪超格子バッファ
層でミスフィツト転位を抑止して、バンドギャップが大
きい半導体材料を用いて活性領域を含むメサストライプ
構造を埋め込む半導体層を構成し、大きいビルトイン電
位差を実現する半導体基体において、 その歪超格子バッファ層に、＾１ＧａｌｎＡｓ系３乃至
４元半導体を用いることにより、 低閾値、高効率の半導体レーザの基体をＬＰＥ法で工程
を集約して成長可能とし、品質、経済性等を向上するも
のである。
本発明は半導体発光装置にかかり、特に半導体レーザの
闇値が低減し、効率が向上する半導体基体を液相エピタ
キシャル成長方法により実現可能とする構造に関する。
闇値が低減し、効率が向上する半導体基体を液相エピタ
キシャル成長方法により実現可能とする構造に関する。
光通信等の光を情報信号の媒体とするシステｌ、の高度
化、多様化を推進するするために、その光源に用いられ
る半導体発光装置特にレーザについて、その闇値、効率
などの特性の向上が要望されている。
化、多様化を推進するするために、その光源に用いられ
る半導体発光装置特にレーザについて、その闇値、効率
などの特性の向上が要望されている。
例えば光通信の石英系ファイバたよる伝送に適する波長
１．３μｍ帯域の半導体レーザとして、ＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＰ系半導体を用いた第５図（ａ）に模式図を例示
するＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ）レーザが知られている。
１．３μｍ帯域の半導体レーザとして、ＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＰ系半導体を用いた第５図（ａ）に模式図を例示
するＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ）レーザが知られている。
このＢＨレーザの半導体基体は、例えばｎ型１ｎＰ基板
２１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層２４、ＩｎＧａＡｓＰ
活性層２５、ｐ型１ｎＰクラッド層２６及びｐ型１ｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層２７をエピタキシャル成長し、こ
れをメサエッチングして形成したストライブ領域を、ｐ
型ＩｎＰ層２８、ｎ型１ｎＰ層２９で埋め込んでいる。
２１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層２４、ＩｎＧａＡｓＰ
活性層２５、ｐ型１ｎＰクラッド層２６及びｐ型１ｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層２７をエピタキシャル成長し、こ
れをメサエッチングして形成したストライブ領域を、ｐ
型ＩｎＰ層２８、ｎ型１ｎＰ層２９で埋め込んでいる。
ｐ型１ｎＧａＡｓＰコンタクト層２７上にｐ側電極３０
、基板２１裏面にｎ側電極３１を設け、この電極３０．
３１間にｐ側電極３０をプラス側とする電流を通じてレ
ーザ動作を行わせる。
、基板２１裏面にｎ側電極３１を設け、この電極３０．
３１間にｐ側電極３０をプラス側とする電流を通じてレ
ーザ動作を行わせる。
本従来例ではＩｎＰ層２９．２８によるｎｐ逆接合で埋
め込み領域の電流を抑止し、ｐ型１ｎＰ層２６−ｐ型Ｉ
ｎＰ層２８→ｎ型ＩｎＰ層２４の経路の漏れ電流の抑止
は、ｐ型ＩｎＰ層２８とｎ型１ｎＰ層２４との間の ｐ
−ｎ接合のビルトイン電位差が、ｐ型ＩｎＰ層２６とＩ
ｎＧａＡｓＰ 活性Ｊｉ２５との間の ｐ−ｎ接合のビ
ルトイン電位差より大きいことに依存している。
め込み領域の電流を抑止し、ｐ型１ｎＰ層２６−ｐ型Ｉ
ｎＰ層２８→ｎ型ＩｎＰ層２４の経路の漏れ電流の抑止
は、ｐ型ＩｎＰ層２８とｎ型１ｎＰ層２４との間の ｐ
−ｎ接合のビルトイン電位差が、ｐ型ＩｎＰ層２６とＩ
ｎＧａＡｓＰ 活性Ｊｉ２５との間の ｐ−ｎ接合のビ
ルトイン電位差より大きいことに依存している。
しかしながら例えば１．３ｎ帯域のレーザでは、活性層
のＩｎｏ、 ｔｓＧａｏ、 ｚｓＡｓｏ、 ５ＳＰ０．
４５のバンドギャップは約０．９５ｅＶ、埋め込み層の
ＩｎＰのバンドギャップは約ｔ、３ｓｅｖで、大きいビ
ルトイン電位差が得られないために前記経路の漏れ電流
抑止効果が不十分である。
のＩｎｏ、 ｔｓＧａｏ、 ｚｓＡｓｏ、 ５ＳＰ０．
４５のバンドギャップは約０．９５ｅＶ、埋め込み層の
ＩｎＰのバンドギャップは約ｔ、３ｓｅｖで、大きいビ
ルトイン電位差が得られないために前記経路の漏れ電流
抑止効果が不十分である。
ビルトイン電位差を増大するには活性層のバンドギャッ
プは目的とする光の波長によって定まるために、埋め込
み層にＩｎＰよりバンドギャップが大きい半導体材料を
用いることが必要となる。
プは目的とする光の波長によって定まるために、埋め込
み層にＩｎＰよりバンドギャップが大きい半導体材料を
用いることが必要となる。
第４図のＩｎＧａＡｓＰ ４元ダイアグラムに見られる
様に、ＩｎＰ ／ ＩｎＧａＡｓＰ系半導体にもＩｎＰ
よりバンドギャップが大きい材料はあるが、これらは１
ｎＰ基板に格子整合しないために埋め込み層として単純
に用いることはできない。
様に、ＩｎＰ ／ ＩｎＧａＡｓＰ系半導体にもＩｎＰ
よりバンドギャップが大きい材料はあるが、これらは１
ｎＰ基板に格子整合しないために埋め込み層として単純
に用いることはできない。
この問題に対処するために、本願発明者は先に特願昭６
１−１３５１５４号により、第５図（ｂｌに例示する様
に格子定数をシフトしてバンドギャップが大きい半導体
材料を用いることを可能とし、ビルトイン電位差を増大
した半導体発光装置を提供している。
１−１３５１５４号により、第５図（ｂｌに例示する様
に格子定数をシフトしてバンドギャップが大きい半導体
材料を用いることを可能とし、ビルトイン電位差を増大
した半導体発光装置を提供している。
本先願発明ではｎ型１ｎＰ基板４１上に、先ずｎ型Ｉｎ
、−ｘＧａ）、Ａｓグレーデイド層４２を例えばｘ＝０
．４７から０．６７まで６段階のＸ値で液相成長（ＬＰ
Ｅ）法により成長して、格子定数を５．８７人から５．
７８人まで縮小する。
、−ｘＧａ）、Ａｓグレーデイド層４２を例えばｘ＝０
．４７から０．６７まで６段階のＸ値で液相成長（ＬＰ
Ｅ）法により成長して、格子定数を５．８７人から５．
７８人まで縮小する。
次いでこのグレーデイド層４２に生ずるミスフィツト転
位の伝播を抑止するバッファ層として、このグレーデイ
ド層４２上に例えば有機金属熱分解気相成長（？１Ｏ−
ＣＶＤ）法により、ｎ゛型のＩｎ０． ｚｔＧａｏ、
６３八Ｓ（格子定数５．８０人）とＩｎｏ、 ｚｑＧａ
ａ、 ７１ＡＳ（５，７６人）とからなる歪超格子構造
４３を成長する。
位の伝播を抑止するバッファ層として、このグレーデイ
ド層４２上に例えば有機金属熱分解気相成長（？１Ｏ−
ＣＶＤ）法により、ｎ゛型のＩｎ０． ｚｔＧａｏ、
６３八Ｓ（格子定数５．８０人）とＩｎｏ、 ｚｑＧａ
ａ、 ７１ＡＳ（５，７６人）とからなる歪超格子構造
４３を成長する。
この歪超格子構造４３上にＬＰＥ法、？ｌ０−ＣＶＤ法
等により、何れも格子定数が５．７８人であるｎ型Ｉｎ
ｋ１Ｇａｏ、２Ｐクラッド層４４、Ｉｎｏ、 ａ３Ｇａ
ｏ、 ｂＪｓ活性層４５、ｐ型１ｎｏ、 ａＧａｏ、
ｚｐツク９フ層４６及びｐ型１ｎｏ、 ３３Ｇａ。、、
、Ａｓコンタクト層４７をエピタキシャル成長し、これ
をメサエッチングして形成したストライプ領域を、ＬＰ
Ｅ法等によるｐ型１ｎｏ、 ５Ｇａｏ、 Ｚｐ層４８、
ｎ型Ｉｎｏ、 ａＧａｏ、 ２Ｐ層４９で埋め込んでい
る。
等により、何れも格子定数が５．７８人であるｎ型Ｉｎ
ｋ１Ｇａｏ、２Ｐクラッド層４４、Ｉｎｏ、 ａ３Ｇａ
ｏ、 ｂＪｓ活性層４５、ｐ型１ｎｏ、 ａＧａｏ、
ｚｐツク９フ層４６及びｐ型１ｎｏ、 ３３Ｇａ。、、
、Ａｓコンタクト層４７をエピタキシャル成長し、これ
をメサエッチングして形成したストライプ領域を、ＬＰ
Ｅ法等によるｐ型１ｎｏ、 ５Ｇａｏ、 Ｚｐ層４８、
ｎ型Ｉｎｏ、 ａＧａｏ、 ２Ｐ層４９で埋め込んでい
る。
本従来例では、Ｉｎｏ、：＋ｚＧａｏ、 ａＪｓ活性層
４５のバンドギ＋７１は前・記従来例のＩｎｋ、 ７５
Ｇａｏ、 ｚｓＡｓｏ、 ｓｓＰ。、４．活性層２５と
同じ約０．９５ｅＶに保って、埋め込み層のバンドギャ
ップを前記従来例のＩｎＰの約１．３５ｅＶからｌｎ６
． ａＧａｏ、 ２ｐの約１ 、５ｅＶとし、バンドギ
ャップの差を前記従来例の約０．４ｅＶから約０．５５
ｅＶとしてビルトイン電位差を増大させている。
４５のバンドギ＋７１は前・記従来例のＩｎｋ、 ７５
Ｇａｏ、 ｚｓＡｓｏ、 ｓｓＰ。、４．活性層２５と
同じ約０．９５ｅＶに保って、埋め込み層のバンドギャ
ップを前記従来例のＩｎＰの約１．３５ｅＶからｌｎ６
． ａＧａｏ、 ２ｐの約１ 、５ｅＶとし、バンドギ
ャップの差を前記従来例の約０．４ｅＶから約０．５５
ｅＶとしてビルトイン電位差を増大させている。
半導体発光装置の半導体層のエピタキシャル成長には、
熱平衡に近い状態で成長が進行して結晶欠陥の発生が最
も少ないＬＰＥ法が通常適用されているが、前記発明に
よる半導体発光装置のＩｎｏ、 ３？Ｇａｏ、 １１３
ＡＳ／ Ｉｎｏ、 ｚｑＧａｏ、 ？ｌＡＳ歪超格子構
造４３は各層の厚さが例えば８０ｎｍ程度であり、成長
速度が速すぎるためにＬＰＥ法はこの系に適用できず、
上述の如＜ ＭＯ−ＣＶＤ法、或いは気相成長（ＶＰＥ
）法、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法等を適用
・せざるを得ない。
熱平衡に近い状態で成長が進行して結晶欠陥の発生が最
も少ないＬＰＥ法が通常適用されているが、前記発明に
よる半導体発光装置のＩｎｏ、 ３？Ｇａｏ、 １１３
ＡＳ／ Ｉｎｏ、 ｚｑＧａｏ、 ？ｌＡＳ歪超格子構
造４３は各層の厚さが例えば８０ｎｍ程度であり、成長
速度が速すぎるためにＬＰＥ法はこの系に適用できず、
上述の如＜ ＭＯ−ＣＶＤ法、或いは気相成長（ＶＰＥ
）法、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法等を適用
・せざるを得ない。
半導体発光装置の半導体層のエピタキシャル成長にこの
ような制約があることは不都合であり、ＬＰＥ法によっ
ても成長が可能な歪超格子構造を備える低閾値、高効率
の半導体発光装置が要望されている。
ような制約があることは不都合であり、ＬＰＥ法によっ
ても成長が可能な歪超格子構造を備える低閾値、高効率
の半導体発光装置が要望されている。
前記問題点は、ＩｎＰ基板上に、格子定数がＩｎＰより
減少してい＜ ＩｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａＩｎＡｓ
系３乃至４元半導体グレーデイド層を介して、該グレー
デイド層の最終層より格子定数が大きいＡｌＧａＩｎＡ
ｓ系３乃至４元半導体と、該最終層より格子定数が小さ
いＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導体とからなる歪超
格子構造を備え、 該歪超格子構造上に、活性領域を含むＩｎＧａＡｓＰ系
又はＡ ＩＧａ ＩｎＡｓ系３乃至４元半導体からなる
メサストライプ状積層構造と、 該メサストライプ状積層構造の両側を、バンドギャップ
が該活性領域より大きいＩｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａ
ＩｎＡｓ系３乃至４元半導体で埋め込んだ構造とを有す
る本発明による半導体発光装置により解決される。
減少してい＜ ＩｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａＩｎＡｓ
系３乃至４元半導体グレーデイド層を介して、該グレー
デイド層の最終層より格子定数が大きいＡｌＧａＩｎＡ
ｓ系３乃至４元半導体と、該最終層より格子定数が小さ
いＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導体とからなる歪超
格子構造を備え、 該歪超格子構造上に、活性領域を含むＩｎＧａＡｓＰ系
又はＡ ＩＧａ ＩｎＡｓ系３乃至４元半導体からなる
メサストライプ状積層構造と、 該メサストライプ状積層構造の両側を、バンドギャップ
が該活性領域より大きいＩｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａ
ＩｎＡｓ系３乃至４元半導体で埋め込んだ構造とを有す
る本発明による半導体発光装置により解決される。
本発明によれば、ＩｎＰ基板を用いてグレーデイド層で
格子定数を小さくし、歪超格子バッファ層でミスフィツ
ト転位を抑止して、バンドギャップが大きい半導体材料
を用いて活性領域を含むメサストライプ構造を埋め込む
半導体層を構成し、大きいビルトイン電位差を実現する
半導体基体の歪超格子バッファ層に、アルミニウムガリ
ウムインジウム砒素（ＡＩＧａＩｎＡｓ）系３乃至４元
半導体を用いる。
格子定数を小さくし、歪超格子バッファ層でミスフィツ
ト転位を抑止して、バンドギャップが大きい半導体材料
を用いて活性領域を含むメサストライプ構造を埋め込む
半導体層を構成し、大きいビルトイン電位差を実現する
半導体基体の歪超格子バッファ層に、アルミニウムガリ
ウムインジウム砒素（ＡＩＧａＩｎＡｓ）系３乃至４元
半導体を用いる。
歪超格子構造を構成する各層は数１０ｎｍ程度の厚さに
制御性よく成長することが必要であり、ＡｌＧａＩｎＡ
ｓ系３乃至４元半導体は、ＭＯ−ＣＶＤ法、ＶＰＥ法、
！’ＩＢＥ法等によってもエピタキシャル成長が可能で
あるが、特にそのＬＰＥ成長は第２図にＡｌＩｎＡｓの
成長時間と成長厚さとの相関を例示する如く、この程度
の成長厚さを十分に制御できる適度の成長速度を有する
。
制御性よく成長することが必要であり、ＡｌＧａＩｎＡ
ｓ系３乃至４元半導体は、ＭＯ−ＣＶＤ法、ＶＰＥ法、
！’ＩＢＥ法等によってもエピタキシャル成長が可能で
あるが、特にそのＬＰＥ成長は第２図にＡｌＩｎＡｓの
成長時間と成長厚さとの相関を例示する如く、この程度
の成長厚さを十分に制御できる適度の成長速度を有する
。
またＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導体は、第３図の
ＡｌＡｓ−ＧａＡｓ−１ｎＡｓ ３元ダイアダラムに見
られる如く、格子定数及びバンドギャップがＩｎＧａＡ
ｓＰ系半導体に近似しており、ＩｎＰ基板上に例えば波
長１．３層１ｍ帯域の半導体レーザを形成するための歪
超格子構造に適合する組成を、例えば後述する実施例の
如く選択することができる。
ＡｌＡｓ−ＧａＡｓ−１ｎＡｓ ３元ダイアダラムに見
られる如く、格子定数及びバンドギャップがＩｎＧａＡ
ｓＰ系半導体に近似しており、ＩｎＰ基板上に例えば波
長１．３層１ｍ帯域の半導体レーザを形成するための歪
超格子構造に適合する組成を、例えば後述する実施例の
如く選択することができる。
更にＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導体は、格子定数
グレーディング層、活性領域を含むメサストライプ構造
及びこれを埋め込む半導体層にも、ＡｌＧａＩｎＡｓ系
のみ又はＩｎＧａＡｓＰ系３乃至４元半導体と組み合わ
せて用いることが可能である。
グレーディング層、活性領域を含むメサストライプ構造
及びこれを埋め込む半導体層にも、ＡｌＧａＩｎＡｓ系
のみ又はＩｎＧａＡｓＰ系３乃至４元半導体と組み合わ
せて用いることが可能である。
従って本発明により、ＩｎＰ基板を用いて大きいビルト
イン電位差により低閾値、高効率が実現される半導体基
体を、ＬＰＥ法により成長することが可能となる。
イン電位差により低閾値、高効率が実現される半導体基
体を、ＬＰＥ法により成長することが可能となる。
以下本発明を第１図に模式図を示す実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
第１図（ａｌ参照＝ ｎ型（１００） ＩｎＰ基板１上
にＬＰＥ法により、Ａｌｙ■ｎ＋−ｙＡｓＡｓ−ディト
層２をｎ型に形成する。本実施例では、ｙ ＝０．５１
．０．５５．０．５９゜０．６２．０．６６、．０．７
０の６層をそれぞれ厚さ０．５μｍとして順次積層し、
格子定数を５．８７人から５．７８人まで小さくしてい
る。この最終層のＡＩｏ、 ？。Ｉｎｏ、＝。ＡｓのＩ
ｎＰに対する格子不整合は−１，５％で、この格子不整
合による転位密度は１０６ｃｍ−”オーダーとなる。
にＬＰＥ法により、Ａｌｙ■ｎ＋−ｙＡｓＡｓ−ディト
層２をｎ型に形成する。本実施例では、ｙ ＝０．５１
．０．５５．０．５９゜０．６２．０．６６、．０．７
０の６層をそれぞれ厚さ０．５μｍとして順次積層し、
格子定数を５．８７人から５．７８人まで小さくしてい
る。この最終層のＡＩｏ、 ？。Ｉｎｏ、＝。ＡｓのＩ
ｎＰに対する格子不整合は−１，５％で、この格子不整
合による転位密度は１０６ｃｍ−”オーダーとなる。
第１図（ｂｌ参照： ＬＰＥ法によりグレーデイド
層２に引き続いて、Ａｌｏ、６ｓｌｎｏ、＋Ｊｓ （格
子定数５．８０人）とＡｌｏ、７ｓｌｎｏ、ｚｓＡｓ
（格子定数５．７６人）とからなる歪超格子構造３をｎ
型として形成する。
層２に引き続いて、Ａｌｏ、６ｓｌｎｏ、＋Ｊｓ （格
子定数５．８０人）とＡｌｏ、７ｓｌｎｏ、ｚｓＡｓ
（格子定数５．７６人）とからなる歪超格子構造３をｎ
型として形成する。
本実施例ではこの歪超格子構造３の各層の厚さを１５ｎ
ｍとし、それぞれ５層づつ成長しているが、この成長は
、他のＩｎＰ板で保護したＩｎＰ基板及び溶液を先ず温
度８５０℃に２０分間保持した後、冷却速度０．７℃／
ｍｉｎで温度を降下させ、温度８２０℃から前記グレー
デイド層２の成長を開始し、引き続いて温度７８０℃か
らこの歪超格子構造３の成長を開始する。
ｍとし、それぞれ５層づつ成長しているが、この成長は
、他のＩｎＰ板で保護したＩｎＰ基板及び溶液を先ず温
度８５０℃に２０分間保持した後、冷却速度０．７℃／
ｍｉｎで温度を降下させ、温度８２０℃から前記グレー
デイド層２の成長を開始し、引き続いて温度７８０℃か
らこの歪超格子構造３の成長を開始する。
歪超格子構造３の各層の成長溶液の組成は、例えば、
八ｌｏ、 ６ｓｌｎｏ、３ＳＡＳ：
Ａ Ｉ Ｉｎ （０、，２ａ ｔ％固溶体）：ＩｎＡｓ
：Ｉｎ：Ｓｎ＝１ｇ：３９．７ｍｇ：５２．１ｍｇ：１
０ｍｇＡｌｏ、 ｔｓＩｎｏ、 ２ＳＡＳ： ＡｌＩｎ：ＩｎＡｓ：Ｉｎ：Ｓｎ ＝ Ｉｇ：２４．３ｍｇ：４０．Ｏｍｇ：１０ｍｇとし
、各層の成長時間は５秒である。
：Ｉｎ：Ｓｎ＝１ｇ：３９．７ｍｇ：５２．１ｍｇ：１
０ｍｇＡｌｏ、 ｔｓＩｎｏ、 ２ＳＡＳ： ＡｌＩｎ：ＩｎＡｓ：Ｉｎ：Ｓｎ ＝ Ｉｇ：２４．３ｍｇ：４０．Ｏｍｇ：１０ｍｇとし
、各層の成長時間は５秒である。
この歪超格子構造３によりグレーデイド層２からの転位
の伝播が抑止されてその最終層における転位密度は１０
３ｃｍ−２以下まで減少し、その上に格子定数５．７８
人の結晶をミスフィツトを生ずることなく成長すること
が可能となる。
の伝播が抑止されてその最終層における転位密度は１０
３ｃｍ−２以下まで減少し、その上に格子定数５．７８
人の結晶をミスフィツトを生ずることなく成長すること
が可能となる。
第１図（Ｃ）参照二 更に引き続いてＬＰＥ法により、
歪超格子構造３上に例えばＩｎＧａＡｓＰ系半導体を採
用して、第４図の等格子定数５．７８人線上にあるｎ型
Ｉｎｏ、 ｅＧａｏ、 ２ｐクラッド層４、Ｉｎｏ、
ｚｚＧａｏ、 ６７八Ｓ活性層ｓ、ｐ型Ｉｎｋ、ａＧａ
ｏ、 ２Ｐクラッド層６及びｐ型Ｉｎｏ、 、５Ｇａｏ
、 ６７＾Ｓコンタクト層７をエピタキシャル成長する
。本実施例では各層の厚さを順に１．５μｍ、０．２−
１１ ｔｒｍ ％ ０ 、５ ｐｍとしている。
歪超格子構造３上に例えばＩｎＧａＡｓＰ系半導体を採
用して、第４図の等格子定数５．７８人線上にあるｎ型
Ｉｎｏ、 ｅＧａｏ、 ２ｐクラッド層４、Ｉｎｏ、
ｚｚＧａｏ、 ６７八Ｓ活性層ｓ、ｐ型Ｉｎｋ、ａＧａ
ｏ、 ２Ｐクラッド層６及びｐ型Ｉｎｏ、 、５Ｇａｏ
、 ６７＾Ｓコンタクト層７をエピタキシャル成長する
。本実施例では各層の厚さを順に１．５μｍ、０．２−
１１ ｔｒｍ ％ ０ 、５ ｐｍとしている。
この半導体基体上にその＜０１１＞方向に長いストライ
プマスクを設け、Ｂｒメタノールでメサエッチングして
、Ｉｎｏ、 ＊＊Ｇａｏ、 ６？ＡＳ活性層５の幅が例
えば２μｍ程度のメサストライプ領域を形成する。
プマスクを設け、Ｂｒメタノールでメサエッチングして
、Ｉｎｏ、 ＊＊Ｇａｏ、 ６？ＡＳ活性層５の幅が例
えば２μｍ程度のメサストライプ領域を形成する。
このエツチングした領域にＬＰＥ法により、ｐ型ｌｎｏ
、 ５Ｇａｏ、 ｔＰ層８、ｎ型１ｎｏ、 ａＧａｏ、
２層層９を埋め込み成長する。
、 ５Ｇａｏ、 ｔＰ層８、ｎ型１ｎｏ、 ａＧａｏ、
２層層９を埋め込み成長する。
この歪超格子構造３上の各半導体層は前記先願にかかる
従来例と同様であり、第４図から知られる如＜ 、Ｉｎ
ｎ、 ：１１ｃａ０．６７Ａｓ活性層５のバンドギャッ
プを波長１．３μｍ帯域に適合する約０．９５ｅＶに保
って、埋め込み層のバンドギャップをＩｎＰの約１．３
５ｅＶからＩｎｏ、 ５Ｇａｏ、 ｚＰの約１．５ｅＶ
とし、バンドギャップの差を約０．５５ｅＶとしてビル
トイン電位差を増大している。
従来例と同様であり、第４図から知られる如＜ 、Ｉｎ
ｎ、 ：１１ｃａ０．６７Ａｓ活性層５のバンドギャッ
プを波長１．３μｍ帯域に適合する約０．９５ｅＶに保
って、埋め込み層のバンドギャップをＩｎＰの約１．３
５ｅＶからＩｎｏ、 ５Ｇａｏ、 ｚＰの約１．５ｅＶ
とし、バンドギャップの差を約０．５５ｅＶとしてビル
トイン電位差を増大している。
この半導体基体に、ｐ側電極１０を例えば金／亜鉛（Ａ
ｕ／Ｚｎ）を用い、ｎ側電極１１を例えば金／錫（Ａｕ
／Ｓｎ）用いて形成し、共振器長を例えば約３００ＩＩ
ｍとする襞間等を行って本実施例のレーザ素子が完成す
る。
ｕ／Ｚｎ）を用い、ｎ側電極１１を例えば金／錫（Ａｕ
／Ｓｎ）用いて形成し、共振器長を例えば約３００ＩＩ
ｍとする襞間等を行って本実施例のレーザ素子が完成す
る。
本実施例のレーザは、闇値約１０ｍＡ、量子効率約０．
４ｍＷ／ｍＡで、相当する第５図ｆａ）に示す従来例の
ＢＨレーザの闇値約２５ｍＡ 、量子効率約０．２ｍＷ
／ｍＡに比較して特性が大幅に向上し、かつ前記先願発
明による第５図（ｂｌに示す半導体レーザはＬＰＥ成長
が制約されるのに対して、全半導体層がＬＰＥ法で成長
可能で製造工程を集約して優れた半導体基体を得ること
ができる。
４ｍＷ／ｍＡで、相当する第５図ｆａ）に示す従来例の
ＢＨレーザの闇値約２５ｍＡ 、量子効率約０．２ｍＷ
／ｍＡに比較して特性が大幅に向上し、かつ前記先願発
明による第５図（ｂｌに示す半導体レーザはＬＰＥ成長
が制約されるのに対して、全半導体層がＬＰＥ法で成長
可能で製造工程を集約して優れた半導体基体を得ること
ができる。
〔発明の効果］
以上説明した如く本発明によれば、低閾値、高効率が得
られる半導体レーザの基体がＬＰＥ法で工程を集約して
成長可能となり、その品質、経済性等が向上して光通信
システム等に大きい効果を与える。
られる半導体レーザの基体がＬＰＥ法で工程を集約して
成長可能となり、その品質、経済性等が向上して光通信
システム等に大きい効果を与える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の模式図、
第２図はＡ１１ｎＡｓのＬＰＥ成長時間と成長厚さの相
関の例を示す図、 第３図はＡｌＡｓ−ＧａＡｓ−１ｎＡｓ ３元ダイアダ
ラム、第４図はＩｎＧａＡｓＰ ４元ダイアグラム、第
５図は従来例の模式図である。 図において、 １はｎ型（１００） ＩｎＰ基板、 ２はｎ型ＡｌＩｎＡｓグレーデイド層、３はｎ型ＡｌＩ
ｎＡｓ歪超格子構造、 ４はｎ型Ｉｎ０． ｅＧａｏ、 ２ｐクラッド層、５は
Ｉｎｏ、 ：＋３Ｇａｏ、 ６７ＡＳ活性層、６はｐ型
１ｎｏ、 ａＧａｏ、 ２ｐクラッド層、７はｐ型１ｎ
ｏ、 ｚ３Ｇａｏ、 ６７Ａｓコンタクト層、８はｐ型
１ｎｏ、 ｅＧａｏ、 ｚＰ層、９はｎ型Ｉｎｏ、 ａ
Ｇａｏ、 ｚｐ層、１０．１１は電極を示す。 べ長時間（切 ＸＬ泉イ列ｏａｒ更べ同 茶 ５ 回
関の例を示す図、 第３図はＡｌＡｓ−ＧａＡｓ−１ｎＡｓ ３元ダイアダ
ラム、第４図はＩｎＧａＡｓＰ ４元ダイアグラム、第
５図は従来例の模式図である。 図において、 １はｎ型（１００） ＩｎＰ基板、 ２はｎ型ＡｌＩｎＡｓグレーデイド層、３はｎ型ＡｌＩ
ｎＡｓ歪超格子構造、 ４はｎ型Ｉｎ０． ｅＧａｏ、 ２ｐクラッド層、５は
Ｉｎｏ、 ：＋３Ｇａｏ、 ６７ＡＳ活性層、６はｐ型
１ｎｏ、 ａＧａｏ、 ２ｐクラッド層、７はｐ型１ｎ
ｏ、 ｚ３Ｇａｏ、 ６７Ａｓコンタクト層、８はｐ型
１ｎｏ、 ｅＧａｏ、 ｚＰ層、９はｎ型Ｉｎｏ、 ａ
Ｇａｏ、 ｚｐ層、１０．１１は電極を示す。 べ長時間（切 ＸＬ泉イ列ｏａｒ更べ同 茶 ５ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＩｎＰ基板上に、格子定数がＩｎＰより減少していくＩ
ｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導
体グレーデイド層を介して、該グレーデイド層の最終層
より格子定数が大きいＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半
導体と、該最終層より格子定数が小さいＡｌＧａＩｎＡ
ｓ系３乃至４元半導体とからなる歪超格子構造を備え、 該歪超格子構造上に、活性領域を含むＩｎＧａＡｓＰ系
又はＡｌＧａＩｎＡｓ系３乃至４元半導体からなるメサ
ストライプ状積層構造と、 該メサストライプ状積層構造の両側を、バンドギャップ
が該活性領域より大きいＩｎＧａＡｓＰ系又はＡｌＧａ
ＩｎＡｓ系３乃至４元半導体で埋め込んだ構造とを有す
ることを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61297166A JPS63150982A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61297166A JPS63150982A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63150982A true JPS63150982A (ja) | 1988-06-23 |
Family
ID=17843041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61297166A Pending JPS63150982A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63150982A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0487192A2 (en) * | 1990-11-19 | 1992-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Opto-electronic integrated circuit having a transmitter of long wavelength |
| EP0661784A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
| US5721751A (en) * | 1993-10-28 | 1998-02-24 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Semiconductor laser |
| JP2008275916A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujikura Ltd | 表示装置 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61297166A patent/JPS63150982A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0487192A2 (en) * | 1990-11-19 | 1992-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Opto-electronic integrated circuit having a transmitter of long wavelength |
| US5311046A (en) * | 1990-11-19 | 1994-05-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Long wavelength transmitter opto-electronic integrated circuit |
| US5721751A (en) * | 1993-10-28 | 1998-02-24 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Semiconductor laser |
| EP0661784A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
| EP0661784B1 (en) * | 1993-12-27 | 2003-03-26 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
| JP2008275916A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujikura Ltd | 表示装置 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
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