JPS63197391A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS63197391A JPS63197391A JP62028207A JP2820787A JPS63197391A JP S63197391 A JPS63197391 A JP S63197391A JP 62028207 A JP62028207 A JP 62028207A JP 2820787 A JP2820787 A JP 2820787A JP S63197391 A JPS63197391 A JP S63197391A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 10
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
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- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 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
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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
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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- 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
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-
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- 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
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- H01S5/3434—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 comprising at least both As and P as V-compounds
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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〕
本発明は可視光半導体レーザ装置に係わり、特に発光波
長域の広い範囲での半導体レーザな得る技術に関する。
長域の広い範囲での半導体レーザな得る技術に関する。
可視光半導体レーザ装置としては、G a A S基板
に格子整合するInO,5(Gas−xkLx)a、5
Pt−活性層に、In (Lll (Ga t−yAt
y)asP (y>x )’itクラッド層に用いて電
源において赤色(λ)600nm)で発光するものがあ
る(鈴木、光応用計測制御システムの研究開発成果発表
会論文集、0A8−8−46、p、t7s参照ン。
に格子整合するInO,5(Gas−xkLx)a、5
Pt−活性層に、In (Lll (Ga t−yAt
y)asP (y>x )’itクラッド層に用いて電
源において赤色(λ)600nm)で発光するものがあ
る(鈴木、光応用計測制御システムの研究開発成果発表
会論文集、0A8−8−46、p、t7s参照ン。
また、歪超格子のレーザへの応用としては、赤外の領域
で発振するGaA3/Gat−xPX系及びGaAS/
In1−xGaxAs系の報告がある(M、J。
で発振するGaA3/Gat−xPX系及びGaAS/
In1−xGaxAs系の報告がある(M、J。
1、udowiae等、アプライド・フィジックス・レ
ター、第42巻(1983年)第257頁から第259
頁及び同論文第487頁から第489頁(Appl。
ター、第42巻(1983年)第257頁から第259
頁及び同論文第487頁から第489頁(Appl。
phys、 1ett、 42(1983) pp25
7−259 andpp 487−489)参照)。
7−259 andpp 487−489)参照)。
さらにInGaA/、P系では、活性層となる直接遷移
型の最大のバンドギャップはLi2 eV(λシ577
n m )であるが、クラッド層のバンドギャップが最
大でもInαsAtα5Pのλ3evまでしかとれない
為に室温で5QQnm以下の波長で発振させる事は極め
て離しい。また緑色化する事は不可能であると思われる
。
型の最大のバンドギャップはLi2 eV(λシ577
n m )であるが、クラッド層のバンドギャップが最
大でもInαsAtα5Pのλ3evまでしかとれない
為に室温で5QQnm以下の波長で発振させる事は極め
て離しい。また緑色化する事は不可能であると思われる
。
本発明は、歪超格子を用いる事により赤外から緑色まで
のレーザ発振が可能な半導体レーザを提供する事である
。
のレーザ発振が可能な半導体レーザを提供する事である
。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的は、基板上に第1の半導体層をInx−x−
yGa KAt 、Pt−tAs 11 (0≦x≦1
.0゜0≦y≦1.0.0<、z≦1.0.0≦x +
y≦1.0)で示される異なる組成の複数の薄層でなる
InGaAtPAs系の歪超格子とし、これをはさむ第
2および3の半導体層をI n 1−x−、Qa xA
L yP x−zAs(0≦x≦1,0≦y≦1.0.
5≦x十y≦1,0≦z≦0.5)とした構成を有する
半導体レーザにより達成される。なお、基板としてはG
aAs、GaPもしくは8iがとくに適しているが、そ
の他上記構成を形成し得るものは全て適用できることは
いうまでもない。
yGa KAt 、Pt−tAs 11 (0≦x≦1
.0゜0≦y≦1.0.0<、z≦1.0.0≦x +
y≦1.0)で示される異なる組成の複数の薄層でなる
InGaAtPAs系の歪超格子とし、これをはさむ第
2および3の半導体層をI n 1−x−、Qa xA
L yP x−zAs(0≦x≦1,0≦y≦1.0.
5≦x十y≦1,0≦z≦0.5)とした構成を有する
半導体レーザにより達成される。なお、基板としてはG
aAs、GaPもしくは8iがとくに適しているが、そ
の他上記構成を形成し得るものは全て適用できることは
いうまでもない。
InGaAtPAs系は%Ina、5oAta+4Fの
2.33eV(λ>53Qnm)までの直接遷移型バン
ドギャップを持つ。格子定数が異なる複数のI nGe
A7PAs層を限界層厚(数10人程度)以内で交互に
成長させた歪超格子層を活性層とする事により、格子定
数が異なり、かつ、活性層と禁制帯幅の差の範囲が広い
クラッド層が形成でき、それと活性層の間にミスフィツ
ト転位のない良好なペテロ接合が形成できるようになシ
、その結果、赤外光が緑色光の間の光を発光するレーザ
素子が容易に得られる。
2.33eV(λ>53Qnm)までの直接遷移型バン
ドギャップを持つ。格子定数が異なる複数のI nGe
A7PAs層を限界層厚(数10人程度)以内で交互に
成長させた歪超格子層を活性層とする事により、格子定
数が異なり、かつ、活性層と禁制帯幅の差の範囲が広い
クラッド層が形成でき、それと活性層の間にミスフィツ
ト転位のない良好なペテロ接合が形成できるようになシ
、その結果、赤外光が緑色光の間の光を発光するレーザ
素子が容易に得られる。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例1
第1図に本発明を適用したレーザ構造の断面図の1例を
示す。第1図において1はGaP基板。
示す。第1図において1はGaP基板。
2はGaPバッファ層、3はA/、Pクラッド層、4は
AtPとI n o、r Ato、3P ’に各々10
人で4層成長させた歪超格子活性層、5はGaPキャッ
プ層である。2〜5はOMUPE法により連結して結晶
成長させた。尚、端面はA、ZPの酸化を防ぐ為にシリ
コン窒化膜を施した。この結果、光励起により室温にお
いて黄緑(λ=54 Qnm)のレーザ発振を観測した
。
AtPとI n o、r Ato、3P ’に各々10
人で4層成長させた歪超格子活性層、5はGaPキャッ
プ層である。2〜5はOMUPE法により連結して結晶
成長させた。尚、端面はA、ZPの酸化を防ぐ為にシリ
コン窒化膜を施した。この結果、光励起により室温にお
いて黄緑(λ=54 Qnm)のレーザ発振を観測した
。
実施例2
第2図には、異なる例のレーザ断面図を示す。第2図に
おいて6はSi基板、7はGaPバッファ層、8はGa
o、s Ato、s Pクラッド層、9はGaPが10
人s In0.4 Gaas Pが20人を10層成長
させた歪超格子活性層である。7〜9はOMUPE法に
より連続して結晶成長させた。この結果、光励起により
室温で黄色(λ=570nm)のレーザ発振を得た。こ
の場合エピタキシャル層全体としては基板であるSiと
よく格子整合しており、oahs/siの場合に存在す
るウェハーのそシなどもほとんどなく、0EICへの応
用にも適している。
おいて6はSi基板、7はGaPバッファ層、8はGa
o、s Ato、s Pクラッド層、9はGaPが10
人s In0.4 Gaas Pが20人を10層成長
させた歪超格子活性層である。7〜9はOMUPE法に
より連続して結晶成長させた。この結果、光励起により
室温で黄色(λ=570nm)のレーザ発振を得た。こ
の場合エピタキシャル層全体としては基板であるSiと
よく格子整合しており、oahs/siの場合に存在す
るウェハーのそシなどもほとんどなく、0EICへの応
用にも適している。
実施例3
第3図には、異なる例のレーザ断面図を示す。
同図において10はSi基板、11はGaPクラッド層
、1zはGaPとI nas Ga o、s As ’
r各々10人で5層成長させた歪超格子活性層である。
、1zはGaPとI nas Ga o、s As ’
r各々10人で5層成長させた歪超格子活性層である。
光励起により赤外光(λ=880nm)のレーザ発振を
得た。
得た。
本発明は、電流注入によってレーザ発振を得る本発明に
よって、室温−おいて赤外から緑色まで発振するレーザ
が可能となった。
よって、室温−おいて赤外から緑色まで発振するレーザ
が可能となった。
第1図は本発明の実施例1におけるレーザ構造の断面図
である。 第2図は本発明の実施例2におけるレーザ構造の断面図
である。 第3図は本発明の実施例3におけるレーザ構造の断面図
である。 1・・・GaP基板、2・・・GaPバッファ層、3・
・・AtPクラッド層、4・・・AAP−InAtP歪
超格子、5・・・GaPキャップ層%6・・・8i基板
、7・・・GaPバッファ層、g ・” ()a Q、
s At(15Pクラッド層、9 ・・・G a P
−InGaP歪超格子、1o−st基板、11・・・G
aPクラッド層、12・・・GaP−In0.5 Ga
(L5 As歪超格子。 代理人 弁理士 小川勝馬 −\ \、
である。 第2図は本発明の実施例2におけるレーザ構造の断面図
である。 第3図は本発明の実施例3におけるレーザ構造の断面図
である。 1・・・GaP基板、2・・・GaPバッファ層、3・
・・AtPクラッド層、4・・・AAP−InAtP歪
超格子、5・・・GaPキャップ層%6・・・8i基板
、7・・・GaPバッファ層、g ・” ()a Q、
s At(15Pクラッド層、9 ・・・G a P
−InGaP歪超格子、1o−st基板、11・・・G
aPクラッド層、12・・・GaP−In0.5 Ga
(L5 As歪超格子。 代理人 弁理士 小川勝馬 −\ \、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体レーザ素子において、基板上に第1の半導体
層が格子定数が異なる複数のIn_1_−_x_−_y
Ga_xAl_yP_1_−_zAs_z(0≦x≦1
,0≦y≦1,0≦x+y≦,0≦z≦1)で示される
異なる組成でなる複数の薄層よりなる歪超格子層および
これをはさむ活性層よりバンド幅の広い In_1_−_x_−_yGa_xAl_yP_1_−
_zAs_z(0≦x≦1,0≦y≦1,0.5≦x+
y≦1,0≦z≦0.5)よりなる第2および第3の半
導体層を有することを特徴とする半導体レーザ装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の半導体レーザ装置に
おいて、上記基板がGaP基板もしくはSi基板上であ
ることを特徴とする半導体レーザ装置。 3、上記第1,第2および第3の半導体層が上記基板上
にエピタキシャル成長されたものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1もしくは2項記載の半導体レーザ
装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62028207A JPS63197391A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 半導体レ−ザ装置 |
US07/155,058 US4841531A (en) | 1987-02-12 | 1988-02-11 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62028207A JPS63197391A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63197391A true JPS63197391A (ja) | 1988-08-16 |
Family
ID=12242211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62028207A Pending JPS63197391A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4841531A (ja) |
JP (1) | JPS63197391A (ja) |
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JP2809692B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1998-10-15 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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US5222090A (en) * | 1992-03-05 | 1993-06-22 | Mcdonnell Douglas Corporation | 700-850 nanometer semiconductor diode laser |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61244086A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP62028207A patent/JPS63197391A/ja active Pending
-
1988
- 1988-02-11 US US07/155,058 patent/US4841531A/en not_active Expired - Lifetime
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Title |
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ELECTRON.LETT.=1986 * |
J.APPL.PHYS.=1985 * |
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JPH08274407A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-10-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4841531A (en) | 1989-06-20 |
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