JPS63278395A - ダブルヘテロ型発光素子 - Google Patents
ダブルヘテロ型発光素子Info
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- JPS63278395A JPS63278395A JP62112375A JP11237587A JPS63278395A JP S63278395 A JPS63278395 A JP S63278395A JP 62112375 A JP62112375 A JP 62112375A JP 11237587 A JP11237587 A JP 11237587A JP S63278395 A JPS63278395 A JP S63278395A
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Links
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は発光素子に係り、特にＧａＡｌＡｓ結晶を利用
して８００ｎｍ付近に発振する高出力レーザダイオード
に関し、光ディスク、ビデイオディスク等の読出し、書
込み用光源として使用するものである。
して８００ｎｍ付近に発振する高出力レーザダイオード
に関し、光ディスク、ビデイオディスク等の読出し、書
込み用光源として使用するものである。
（従来の技術）
レーザダイオードとしてはｒｒｒ−ＥＣＯ構造（Ｍｏｄ
ｉｆｉｅｄ−Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｎｆｉｒｎｉｎｇ
Ｌａｙｅｒ ｉｎ Ｇｕｉｄ）が知られており、その
製造は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ［ｌ）もしくは分
子線エピタキシャル（ＭＢＩＥ）を利用する方法が液相
成長法にかわって採用されている。
ｉｆｉｅｄ−Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｎｆｉｒｎｉｎｇ
Ｌａｙｅｒ ｉｎ Ｇｕｉｄ）が知られており、その
製造は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ［ｌ）もしくは分
子線エピタキシャル（ＭＢＩＥ）を利用する方法が液相
成長法にかわって採用されている。
このレーザ素子の構造を第３図により説明すると、ｎ型
ＧａＡｓ基板１０１にはｎ型のＧａＡｓバッファ層１０
２を設け、更にｎ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓの第１クラッ
ド層１０３゜Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ活性層１０４、Ｐ型
Ｇａ１−、ＡＬ、Ａｓの第２クラッド層１０５をこの順
に積層設置して、この活性層１０４には垂直な方向の屈
折率を形成している。この第２クラッド層１０５にはス
トライプ状の欠損部１１６を設けたｎ型Ｇａニー７Ａｌ
τＡｓの電流狭窄層１０６を重ね、更にＰ型Ｇａｔ−ｕ
ＡＬｕＡｓの光ガイド層１０７を高屈折率に形成し、更
にＰ型Ｇａ、□ＡＬ、Ａｓの第３クラッド層１０８、オ
ーミック金属層１０９を配置する。
ＧａＡｓ基板１０１にはｎ型のＧａＡｓバッファ層１０
２を設け、更にｎ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓの第１クラッ
ド層１０３゜Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ活性層１０４、Ｐ型
Ｇａ１−、ＡＬ、Ａｓの第２クラッド層１０５をこの順
に積層設置して、この活性層１０４には垂直な方向の屈
折率を形成している。この第２クラッド層１０５にはス
トライプ状の欠損部１１６を設けたｎ型Ｇａニー７Ａｌ
τＡｓの電流狭窄層１０６を重ね、更にＰ型Ｇａｔ−ｕ
ＡＬｕＡｓの光ガイド層１０７を高屈折率に形成し、更
にＰ型Ｇａ、□ＡＬ、Ａｓの第３クラッド層１０８、オ
ーミック金属層１０９を配置する。
この電流狭窄層の欠損部１１６には高屈折率の光ガイド
層１０７を埋込むことによりこの欠損部内外に実効屈折
率差を設け、活性層１０４には垂直方向と水平方向のモ
ード制御を実施している。
層１０７を埋込むことによりこの欠損部内外に実効屈折
率差を設け、活性層１０４には垂直方向と水平方向のモ
ード制御を実施している。
（発明が解決しようとする問題点）
この第３図に示した電流狭窄型ダブルヘテロ型発光素子
ではＧａＡｓ基板１０１からオーミック金属層１０９ま
での各層間の組成即ちＧａＡｓとＡｌＡｓとの混晶比の
相違によって格子常数のずれを生じ、このため応力歪み
が起る問題である。第４図にはＧａＡｓ。
ではＧａＡｓ基板１０１からオーミック金属層１０９ま
での各層間の組成即ちＧａＡｓとＡｌＡｓとの混晶比の
相違によって格子常数のずれを生じ、このため応力歪み
が起る問題である。第４図にはＧａＡｓ。
ＡｌＡｓそれぞれの格子常数の温度依存性を示した。
（Ｍ、 Ｅｔｔｅｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ、 Ｊ、 Ａ
ｐｐｌ、 Ｐｙｓ、、 ４１．３９２６このずれから明
らかなようにＧａＡｌＡｓを構成するＧａＡｓならびに
ＡｌＡｓの各組成比における格子常数はこの曲線内で変
化し、雰囲気温度が９００℃程度で格子常数が一致し、
温度が低くなるにつれて、そのずれの程度が大きくなる
ことが判る。
ｐｐｌ、 Ｐｙｓ、、 ４１．３９２６このずれから明
らかなようにＧａＡｌＡｓを構成するＧａＡｓならびに
ＡｌＡｓの各組成比における格子常数はこの曲線内で変
化し、雰囲気温度が９００℃程度で格子常数が一致し、
温度が低くなるにつれて、そのずれの程度が大きくなる
ことが判る。
従って９００℃付近での結晶成長ではＧａＡｓ基板１０
１と１０２−１０９の各成長層の格子整合が十分である
のに対して、その後緑なければならない室温への冷却時
には各層間における組成の相違に応じた格子常数のずれ
によって応力歪みが発生することになる。
１と１０２−１０９の各成長層の格子整合が十分である
のに対して、その後緑なければならない室温への冷却時
には各層間における組成の相違に応じた格子常数のずれ
によって応力歪みが発生することになる。
第３図に示した発光素子の製造ではバッファ層１０２か
ら電流狭窄層１０６までを第１回目の結晶成長によって
形成しており、この組成の相違によって各層間に応力歪
みが生じる。通常活性層１０４のＡｌＡｓ混晶比は０−
０．１５程度であるのに対して、クラッド層１０３．１
０５は活性層１０４とのバンドギャップエネルギー差に
よるペテロ障壁十分大きくするためにＡｌＡｓ混晶比の
高い層と低い層の間で格子常数が小さく ＡｓＡｌ混晶
比の低い層が内側に反る形で発生する。従ってＧａＡｓ
基板１０１に積層した各層１０２−１０９では１０１．
１０４．１０５のそれぞれが収縮するのに対して１０３
．１０５が膨張して歪みが発生し、この応力歪みは発光
素子の特性に重大な影響をあたえる。
ら電流狭窄層１０６までを第１回目の結晶成長によって
形成しており、この組成の相違によって各層間に応力歪
みが生じる。通常活性層１０４のＡｌＡｓ混晶比は０−
０．１５程度であるのに対して、クラッド層１０３．１
０５は活性層１０４とのバンドギャップエネルギー差に
よるペテロ障壁十分大きくするためにＡｌＡｓ混晶比の
高い層と低い層の間で格子常数が小さく ＡｓＡｌ混晶
比の低い層が内側に反る形で発生する。従ってＧａＡｓ
基板１０１に積層した各層１０２−１０９では１０１．
１０４．１０５のそれぞれが収縮するのに対して１０３
．１０５が膨張して歪みが発生し、この応力歪みは発光
素子の特性に重大な影響をあたえる。
ＧａＡｓバッファ層上に直接Ａｌ組成の高いクラッド層
を設けると、前述のように格子歪みを生じ、とりわけ活
性層１０４に生ずる歪みは電流注入時に光、熱等によっ
て格子欠陥が発生する。その結果非発光再結合成分が増
大して、レーザの諸特性を悪化させるばかりでなく発光
効率や信頼性が著るしく低下する。
を設けると、前述のように格子歪みを生じ、とりわけ活
性層１０４に生ずる歪みは電流注入時に光、熱等によっ
て格子欠陥が発生する。その結果非発光再結合成分が増
大して、レーザの諸特性を悪化させるばかりでなく発光
効率や信頼性が著るしく低下する。
本発明は上記欠点を除去する新規なダブルヘテロ型発光
素子を提供することを目的とするものであり、特に特性
及び信頼性の向上を図る。
素子を提供することを目的とするものであり、特に特性
及び信頼性の向上を図る。
（問題点を解決するための手段）
この目的を達成するのに本発明では前記ＧａＡｓ基板に
隣接する活性層を構成するＧａＡｌＡｓ層のＡｌ組成を
その厚さ方向で除除に増す手法を採用する。
隣接する活性層を構成するＧａＡｌＡｓ層のＡｌ組成を
その厚さ方向で除除に増す手法を採用する。
（作 用）
このようにＧａＡｓ基板とクラッド層間に配置するバッ
ファ層を成長するに際して基板方向から除除にＡｌ組成
を高くしてクラッド層と同じＡｌ組成まで変化させるこ
とにより、ＧａＡｓだけのバッファ層に比べてＡｌ組成
の高いクラッド層等から起きる応力歪みを大幅に低減す
ることが可能になり信頼性を向上するものである。
ファ層を成長するに際して基板方向から除除にＡｌ組成
を高くしてクラッド層と同じＡｌ組成まで変化させるこ
とにより、ＧａＡｓだけのバッファ層に比べてＡｌ組成
の高いクラッド層等から起きる応力歪みを大幅に低減す
ることが可能になり信頼性を向上するものである。
（実施例）
本発明に係る実施例を第１図及び第２図ａ−ｃ図により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
先ず各層の名称及び組成を記述する。
１、・・・・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板２、−ｎ型Ｇ
ａ１−、ＡｌｖＡｓバッファ一層 ：０〜０．４
３、−ｎ型−８−ｘＡｌｘＡｓＡｌｘＡｓクララ ：
ｘ−０，４０４、−−＝−ＡｌｙＧａ、−ｙＡｓ
活性層 ：（０≦ｙ≦０．１５）ｙ＝０
．０６５ ５、・・−−−−−・・ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓＡｌ
ｘＡｓクララ ： ｘ＝０．４０６、−ｎ型Ｇａ、−ｘ
Ａｌ、Ａｓ電流狭窄層 ： ｘ＝０．４０７、
・・・・・・・・・ｐ型Ｇａ１−、ＡＩ、Ａｓ光ガイド
層 ＝ｚ＝０．３０８、・−・・−−−−−Ｐ
型Ｇａ１−ＴＡＩＴＡ８クラッド層 ： ｘ＝
０．４０９、・・・・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層以下第２図ａ ” ｃにより工程を説明すると、面
方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１にＡｌ組成を除除
に高くした厚さ２．０ミクロンのＧａ１−、Ａｌ、Ａｓ
バッファ層２、厚さ１．５ミクロンのｎ−ＡｌｘＧａｔ
−ＸＡ３クラッド層３、厚さ０．０６０ミクロンのＡｌ
ｙＧａ、−７Ａｓ活性層（０≦ｙ≦０．１５） ４、厚
さ０．５ミクロンのｐ−ＡｌｘＧａよ−ｘＡｓクラッド
層５、厚さ１．０ミクロンのｎ−ＡｌｘＧａ１．、ｘＡ
ｓ電流狭窄層６を順次結晶成長させる６ 次に第２図すに示すように電流狭窄層６にフォトレジス
ト７′を塗布し、ＰＥＰ （Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｇｒａｖ
ｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）工程により幅２ミクロン程度の
窓を形成し、これをマスクとして電流狭窄層６を選択エ
ツチングして、クラッド層５の途中までも同じく工・ツ
チングしてストライプ状の溝を形成する。
ａ１−、ＡｌｖＡｓバッファ一層 ：０〜０．４
３、−ｎ型−８−ｘＡｌｘＡｓＡｌｘＡｓクララ ：
ｘ−０，４０４、−−＝−ＡｌｙＧａ、−ｙＡｓ
活性層 ：（０≦ｙ≦０．１５）ｙ＝０
．０６５ ５、・・−−−−−・・ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓＡｌ
ｘＡｓクララ ： ｘ＝０．４０６、−ｎ型Ｇａ、−ｘ
Ａｌ、Ａｓ電流狭窄層 ： ｘ＝０．４０７、
・・・・・・・・・ｐ型Ｇａ１−、ＡＩ、Ａｓ光ガイド
層 ＝ｚ＝０．３０８、・−・・−−−−−Ｐ
型Ｇａ１−ＴＡＩＴＡ８クラッド層 ： ｘ＝
０．４０９、・・・・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層以下第２図ａ ” ｃにより工程を説明すると、面
方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１にＡｌ組成を除除
に高くした厚さ２．０ミクロンのＧａ１−、Ａｌ、Ａｓ
バッファ層２、厚さ１．５ミクロンのｎ−ＡｌｘＧａｔ
−ＸＡ３クラッド層３、厚さ０．０６０ミクロンのＡｌ
ｙＧａ、−７Ａｓ活性層（０≦ｙ≦０．１５） ４、厚
さ０．５ミクロンのｐ−ＡｌｘＧａよ−ｘＡｓクラッド
層５、厚さ１．０ミクロンのｎ−ＡｌｘＧａ１．、ｘＡ
ｓ電流狭窄層６を順次結晶成長させる６ 次に第２図すに示すように電流狭窄層６にフォトレジス
ト７′を塗布し、ＰＥＰ （Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｇｒａｖ
ｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）工程により幅２ミクロン程度の
窓を形成し、これをマスクとして電流狭窄層６を選択エ
ツチングして、クラッド層５の途中までも同じく工・ツ
チングしてストライプ状の溝を形成する。
次にフォトレジスト７′を除去してから表面処理を行っ
てから第２回目の結晶成長を実施する。即ち第２図Ｃに
示すように電流狭窄層６から前記溝部＝欠損部１１６第
２クラッド層５にわたってｐ型Ｇａ□−ｕＡｌｕＡｓの
光ガイド層７が高屈折率に形成され、更に前記光ガイド
層７にはｐ型Ｇａｔ−ｖＡｌｖＡｓからなる第３クラッ
ド層８を積層して形成される。
てから第２回目の結晶成長を実施する。即ち第２図Ｃに
示すように電流狭窄層６から前記溝部＝欠損部１１６第
２クラッド層５にわたってｐ型Ｇａ□−ｕＡｌｕＡｓの
光ガイド層７が高屈折率に形成され、更に前記光ガイド
層７にはｐ型Ｇａｔ−ｖＡｌｖＡｓからなる第３クラッ
ド層８を積層して形成される。
又この第３クラッド層８にはオーミック金属層を設置し
て電極に接続する。
て電極に接続する。
（発明の効果）
本発明の構造ではＡｌ組成の高いクラッド層とバッファ
層間の応力歪みが大幅に低減され信頼性が向上する。
層間の応力歪みが大幅に低減され信頼性が向上する。
第１図は本発明に係る発光装置の断面図、第２図ａ−ｃ
はその工程を示す断面図、第３図は従来の発光装置の断
面図、第４図はＧａＡｓ、 ＡｌＡｓの格子常数の温度
依存性を示す曲線図である。
はその工程を示す断面図、第３図は従来の発光装置の断
面図、第４図はＧａＡｓ、 ＡｌＡｓの格子常数の温度
依存性を示す曲線図である。
Claims (1)
- ある導電型のＧａＡｓ基板に積層するある導電型のバッ
ファ層に、極く薄いアンドープ活性層を鋏んでＧａＡｌ
Ａｓからなる導電型の異なるクラッド層を配置し、この
うち反対導電型のクラッド層に、ある導電型の電流狭窄
層、光ガイド層ならびに他の反対導電型のクラッド層を
順次重ねるダブルヘテロ型発光素子において、前記Ｇａ
Ａｓ基板に隣接する活性層を構成するＧａＡｌＡｓ層の
Ａｌ組成をその厚さ方向で除除に増すことを特徴とする
ダブルヘテロ型発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112375A JPS63278395A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | ダブルヘテロ型発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112375A JPS63278395A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | ダブルヘテロ型発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278395A true JPS63278395A (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14585108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112375A Pending JPS63278395A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | ダブルヘテロ型発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63278395A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007201372A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| US7684456B2 (en) | 1999-08-04 | 2010-03-23 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| JP2017511975A (ja) * | 2014-02-25 | 2017-04-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ゲッター層を有する発光半導体デバイス |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62112375A patent/JPS63278395A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7684456B2 (en) | 1999-08-04 | 2010-03-23 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| US8009714B2 (en) | 1999-08-04 | 2011-08-30 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| US8537870B2 (en) | 1999-08-04 | 2013-09-17 | Ricoh Company, Limited | Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation |
| JP2007201372A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JP2017511975A (ja) * | 2014-02-25 | 2017-04-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ゲッター層を有する発光半導体デバイス |
| US10361531B2 (en) | 2014-02-25 | 2019-07-23 | Philips Photonics Gmbh | Light emitting semiconductor devices with getter layer |
| JP2020150275A (ja) * | 2014-02-25 | 2020-09-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ゲッター層を有する発光半導体デバイス |
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