JPS63285991A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS63285991A JPS63285991A JP12011887A JP12011887A JPS63285991A JP S63285991 A JPS63285991 A JP S63285991A JP 12011887 A JP12011887 A JP 12011887A JP 12011887 A JP12011887 A JP 12011887A JP S63285991 A JPS63285991 A JP S63285991A
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- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
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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、情報処理用機器の光源として有用な短波長可
視光の半導体レーザに関するものである。
視光の半導体レーザに関するものである。
ＡＩＬＧａＩｎＰ混晶を用いた半導体レーザについて。
第４７回応用物理学学術講演会予稿集（昭和６１年秋）
講演番号２８ａ−Ｔ−７によると、活性層を同一組成Ｇ
ａＩｎＰとしても、クラッド層がＡｊｌ Ｉ ｎ Ｐで
ある場合には、上記クラッド層がＡｆｉＧａＩｎＰであ
る場合に較べ、発光波長が短くなるという特性が示され
ている。上記半導体レーザは、基板上にｎ型クラッド層
、ＧａＩｎＰ活性層、ｐ型クラッド層等を順次ＯＭＶＰ
Ｅ法により積層したＡａＧａＩｎＰダブルへテロ構造の
可視光レーザであり、ＺｎドープＭ Ｉ ｎ Ｐをｐ型
クラッド層にすると、上記クラッド層から活性層である
ＧａＩｎＰまたはＡｌｌｌｎＧａＰ層にＺｎが高速で拡
散して、上記活性層中の■族原子の秩序配列を乱し、そ
のため、上記層の禁制帯幅が約０．０５ｅＶはど広くな
り、発光波長が約２０ｎｍ程度短波長側に移動すること
が明らかにされている。可視半導体レーザにおいて発振
波長が短波長側に移動することは、これを用いた情報処
理用機器において記録書込みの速度を大きくとることが
でき、かつ、記録密度も向上するため好ましい現象であ
る。しかし、上記公知例では、上記短波長化を生じるた
めには、隣接のｐ型クラッド層からの亜鉛拡散に依存し
ており、活性層自体にその機構を内在させていない。
講演番号２８ａ−Ｔ−７によると、活性層を同一組成Ｇ
ａＩｎＰとしても、クラッド層がＡｊｌ Ｉ ｎ Ｐで
ある場合には、上記クラッド層がＡｆｉＧａＩｎＰであ
る場合に較べ、発光波長が短くなるという特性が示され
ている。上記半導体レーザは、基板上にｎ型クラッド層
、ＧａＩｎＰ活性層、ｐ型クラッド層等を順次ＯＭＶＰ
Ｅ法により積層したＡａＧａＩｎＰダブルへテロ構造の
可視光レーザであり、ＺｎドープＭ Ｉ ｎ Ｐをｐ型
クラッド層にすると、上記クラッド層から活性層である
ＧａＩｎＰまたはＡｌｌｌｎＧａＰ層にＺｎが高速で拡
散して、上記活性層中の■族原子の秩序配列を乱し、そ
のため、上記層の禁制帯幅が約０．０５ｅＶはど広くな
り、発光波長が約２０ｎｍ程度短波長側に移動すること
が明らかにされている。可視半導体レーザにおいて発振
波長が短波長側に移動することは、これを用いた情報処
理用機器において記録書込みの速度を大きくとることが
でき、かつ、記録密度も向上するため好ましい現象であ
る。しかし、上記公知例では、上記短波長化を生じるた
めには、隣接のｐ型クラッド層からの亜鉛拡散に依存し
ており、活性層自体にその機構を内在させていない。
上記のように、従来技術は発光波長の短波長化に、結晶
成長中の隣接の層から亜鉛が拡散してくる現象を利用し
ているため、十分制御されているわけではなく、拡散量
や拡散距離の過不足を生じ、発振波長が安定せず、また
、発光効率の減少、高抵抗領域の発生など、電子装置と
して好ましくない現象を誘発しやすい。
成長中の隣接の層から亜鉛が拡散してくる現象を利用し
ているため、十分制御されているわけではなく、拡散量
や拡散距離の過不足を生じ、発振波長が安定せず、また
、発光効率の減少、高抵抗領域の発生など、電子装置と
して好ましくない現象を誘発しやすい。
本発明は、隣接層からの拡散というような間接的な手法
によらず、活性層に直接ドーピングを行い、最もよい条
件で、再現性よ＜ＡｕＧａＩｎＰ半導体レーザの短波長
化を行うことを目的とする。
によらず、活性層に直接ドーピングを行い、最もよい条
件で、再現性よ＜ＡｕＧａＩｎＰ半導体レーザの短波長
化を行うことを目的とする。
上記目的は、活性層であるＧａＩｎＰまたはＡＱＧａｌ
ｎＰ層の気相成長時に、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄのいずれか１
つ以上をドープすることによって達成される。
ｎＰ層の気相成長時に、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄのいずれか１
つ以上をドープすることによって達成される。
活性層成長時にドープされた上記Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄ元素
は、活性層成長時の表面に吸着して、上記活性層中にお
ける晟、Ｇａ、Ｉｎなどの■族元素が秩序配列を形成す
るのを妨げ、無秩序化する。
は、活性層成長時の表面に吸着して、上記活性層中にお
ける晟、Ｇａ、Ｉｎなどの■族元素が秩序配列を形成す
るのを妨げ、無秩序化する。
上記無秩序化によって、活性層を形成している混晶半導
体の禁制帯幅が拡がり、レーザの発振波長が短波長方向
に移動することになる。
体の禁制帯幅が拡がり、レーザの発振波長が短波長方向
に移動することになる。
従来、有機金属を用いた気相エピタキシャル法において
は、ｐ型ドーパントとしてジメチル亜鉛を用いていたが
、上記ジメチル亜鉛は装置の器壁に対する吸着が著しく
、いわゆるメモリ効果が大であり、かつ蒸気圧も高い。
は、ｐ型ドーパントとしてジメチル亜鉛を用いていたが
、上記ジメチル亜鉛は装置の器壁に対する吸着が著しく
、いわゆるメモリ効果が大であり、かつ蒸気圧も高い。
したがって、１１００ｎ程度の厚さの活性層に再現性よ
く低濃度でドーピングすることは困難である。また、ｐ
型クラッド層がＺｎドープであった場合には、上記Ｐ型
クラッド層から活性層中にＺｎが拡散して行き、短波長
化が実現できても、導電型の補償が著しくなったり、発
光効率の低下を招いたりする。
く低濃度でドーピングすることは困難である。また、ｐ
型クラッド層がＺｎドープであった場合には、上記Ｐ型
クラッド層から活性層中にＺｎが拡散して行き、短波長
化が実現できても、導電型の補償が著しくなったり、発
光効率の低下を招いたりする。
この点では、他の■族元素のＢｅ、Ｍｇ、Ｃｄは拡散係
数が低く、かつ結晶成長時に気相から結晶中に取込まれ
る分布係数も１０−５程度とＺｎに較べて２〜３桁低い
ため、低濃度ドーピングには好適であり、メモリ効果も
少ない。上記■族元素のうち特にＣｄは上記分布係数が
小さいため、低濃度ドーピングにおける制御がやりやす
いという特徴を有している。したがって、上記Ｃｄおよ
びＢｅ。
数が低く、かつ結晶成長時に気相から結晶中に取込まれ
る分布係数も１０−５程度とＺｎに較べて２〜３桁低い
ため、低濃度ドーピングには好適であり、メモリ効果も
少ない。上記■族元素のうち特にＣｄは上記分布係数が
小さいため、低濃度ドーピングにおける制御がやりやす
いという特徴を有している。したがって、上記Ｃｄおよ
びＢｅ。
Ｍｇを活性層成長時にドープすることによって。
極めて再現性よく短波長化を実現することができる。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による半導体レーザの第１実施例を示す
部分断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す部分断
面図である。
部分断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す部分断
面図である。
第１実施例
有機金属を用いた気相エピタキシャル成長法により第１
図に示すようなヘテロ結晶を作成する。
図に示すようなヘテロ結晶を作成する。
第１図において、１１はＧ ａ Ａ ｓ基板、１２はセ
レンをドープしたｎ型ＡＯＧ ａ Ｉ ｎ Ｐクラッド
層、１３はカドミウムを低濃度にドープしたＧａＩｎＰ
活性層、１４はカドミウムを高濃度にドープしたｐ型Ａ
ｕＧａＩｎＰクラッド層、１５は亜鉛を高濃度にドープ
したＧ ａ Ａ ｓ層である。上記結晶にオーミック電
極を設け、スクライブしてストライプ型半導体レーザを
形成した。室温における上記レーザの発振波長は６５０
ｎｍで、上記活性層１３に何もドーピングしない場合の
波長６７０ｎｍよりも短い。また、室温における発振し
きい電流密度は１ 、５ｋ Ａ ／ ｃｍ”と低い値を
示した。
レンをドープしたｎ型ＡＯＧ ａ Ｉ ｎ Ｐクラッド
層、１３はカドミウムを低濃度にドープしたＧａＩｎＰ
活性層、１４はカドミウムを高濃度にドープしたｐ型Ａ
ｕＧａＩｎＰクラッド層、１５は亜鉛を高濃度にドープ
したＧ ａ Ａ ｓ層である。上記結晶にオーミック電
極を設け、スクライブしてストライプ型半導体レーザを
形成した。室温における上記レーザの発振波長は６５０
ｎｍで、上記活性層１３に何もドーピングしない場合の
波長６７０ｎｍよりも短い。また、室温における発振し
きい電流密度は１ 、５ｋ Ａ ／ ｃｍ”と低い値を
示した。
第２実施例
有機金属を用いた気相エピタキシャル成長法により第２
図に示すようなヘテロ結晶を作成した。
図に示すようなヘテロ結晶を作成した。
第２図において、２１はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ、２２はセ
レンド−プＡｎＧａＩｎＰクラッド層、２３はカドミウ
ムを低濃度にドープしたＭＧａＩｎＰ活性層、２４はカ
ドミウムを高濃度にドープしたｐ型ＡＡＧａＩｎＰクラ
ッド層、２５は亜鉛を高濃度にドープしたｐ型ＡｆＬ
Ｇ ａＩｎＰクラッド層、２６は亜鉛を高濃度にドープ
したＧ ａ Ａ ｓ層である。上記へテロ結晶からスト
ライプ型半導体レーザを作製し、その特性を測定したと
ころ、上記活性層２３にカドミウムを添加しない場合の
発振波長６１５ｒ＋＋＋＋に較べて、より短い５９８ｎ
ｍで発振した。本実施例のレーザにおいて、ｐ型クラッ
ド層をカドミウムドープ層２４と亜鉛ドープ層２５とに
分けたのは、上記カドミウムドープ層２４によって亜鉛
が活性層２３に拡散することを防ぎ、かつ、亜鉛ドープ
層２５に亜鉛を多量にドープして、Ｐ型クラッド層２５
の電気抵抗をできるだけ低くすることを目的としたから
である。
レンド−プＡｎＧａＩｎＰクラッド層、２３はカドミウ
ムを低濃度にドープしたＭＧａＩｎＰ活性層、２４はカ
ドミウムを高濃度にドープしたｐ型ＡＡＧａＩｎＰクラ
ッド層、２５は亜鉛を高濃度にドープしたｐ型ＡｆＬ
Ｇ ａＩｎＰクラッド層、２６は亜鉛を高濃度にドープ
したＧ ａ Ａ ｓ層である。上記へテロ結晶からスト
ライプ型半導体レーザを作製し、その特性を測定したと
ころ、上記活性層２３にカドミウムを添加しない場合の
発振波長６１５ｒ＋＋＋＋に較べて、より短い５９８ｎ
ｍで発振した。本実施例のレーザにおいて、ｐ型クラッ
ド層をカドミウムドープ層２４と亜鉛ドープ層２５とに
分けたのは、上記カドミウムドープ層２４によって亜鉛
が活性層２３に拡散することを防ぎ、かつ、亜鉛ドープ
層２５に亜鉛を多量にドープして、Ｐ型クラッド層２５
の電気抵抗をできるだけ低くすることを目的としたから
である。
上記実施例は、ドーパントとしてジメチルカドミウムを
原料にしたカドミウムのドーピングを行なった例である
。上記ジメチルカドミウムは室温近傍で液体であるため
、極めてドーピングの再現性がよい、しかしながら、本
発明はカドミウムだけに限定されるものではない。
原料にしたカドミウムのドーピングを行なった例である
。上記ジメチルカドミウムは室温近傍で液体であるため
、極めてドーピングの再現性がよい、しかしながら、本
発明はカドミウムだけに限定されるものではない。
上記のように本発明による半導体レーザは、ＡｎＧａＩ
ｎＰ混晶を用いた半導体レーザにおいて、上記半導体レ
ーザの活性層に、■族元素Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄのいずれか
１つ以上の元素がドープされていることにより、Ａｊｌ
ＧａＩｎＰ半導体レーザの発振波長を、再現性よく短波
長側に移行させることができる。
ｎＰ混晶を用いた半導体レーザにおいて、上記半導体レ
ーザの活性層に、■族元素Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄのいずれか
１つ以上の元素がドープされていることにより、Ａｊｌ
ＧａＩｎＰ半導体レーザの発振波長を、再現性よく短波
長側に移行させることができる。
第１図は本発明による半導体レーザの第１実施例を示す
部分断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す部分断
面図である。 １３、２３・・・活性層
部分断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す部分断
面図である。 １３、２３・・・活性層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＡｌＧａＩｎＰ混晶を用いた半導体レーザにおいて
、上記半導体レーザの活性層に、II族元素Ｂｅ、Ｍｇ、
Ｃｄのいずれか１つ以上の元素がドープされていること
を特徴とする半導体レーザ。 ２、上記活性層は、隣接するｐ型クラッド層のうち、上
記活性層に隣接する部分が、II族元素Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄ
のいずれか１つ以上のアクセプタでドープされているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した半導体
レーザ。 ３、上記II族元素は、Ｃｄであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載した半導体レーザ
。 ４、上記Ｃｄは、ジメチルカドミウムをカドミウム源と
したことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載した
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12011887A JPS63285991A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12011887A JPS63285991A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285991A true JPS63285991A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14778402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12011887A Pending JPS63285991A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63285991A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291927A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Sanyo Electric Co Ltd | ＣａＡｌＩｎＰの形成方法 |
| EP0544002A1 (en) * | 1991-05-14 | 1993-06-02 | Seiko Epson Corporation | Image-forming device |
| US5814534A (en) * | 1994-08-05 | 1998-09-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of doping with beryllium and method of fabricating semiconductor optical element doped with beryllium |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP12011887A patent/JPS63285991A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291927A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Sanyo Electric Co Ltd | ＣａＡｌＩｎＰの形成方法 |
| EP0544002A1 (en) * | 1991-05-14 | 1993-06-02 | Seiko Epson Corporation | Image-forming device |
| US5610647A (en) * | 1991-05-14 | 1997-03-11 | Seigo Epson Corporation | Image forming apparatus including a plural laser beam scanning apparatus |
| EP1134966A2 (en) * | 1991-05-14 | 2001-09-19 | Seiko Epson Corporation | Image forming apparatus |
| EP1134966A3 (en) * | 1991-05-14 | 2001-10-10 | Seiko Epson Corporation | Image forming apparatus |
| US6326992B1 (en) | 1991-05-14 | 2001-12-04 | Seiko Epson Corporation | Image forming apparatus |
| US5814534A (en) * | 1994-08-05 | 1998-09-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of doping with beryllium and method of fabricating semiconductor optical element doped with beryllium |
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