KR100246610B1 - 반도체레이저 - Google Patents

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이데이 노부유끼
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Abstract

본원 발명의 반도체레이저는 반도체기체상에 제1의 도전형의 제1의 클래드층과, 활성층과, 제2의 도전형의 제2의 클래드층을 에피택셜성장에 의해 순차 적층하여 구성된다. 제1의 클래드층 및/또는 제2의 클래드층은 Mg를 함유하는 섬아연광(閃亞鉛鑛) 결정구조의 화합물 반도체재료에 의해 이루어진다.

Description

반도체레이저
제1도는 대표적 화합물 반도체의 각 재료의 격자상수와 밴드갭의 관계를 나타낸 도면.
제2도는 본원 발명의 일실시예에 따른 반도체레이저의 부분사시도.
제3도는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 다른 반도체레이저의 부분사시도.
제4도는 밴드갭 및 격자상수의 측정치 x, y(원자비 또는 조성비)를 나타낸 도면.
제5도는 밴드단발광/딥발광의 격자상수의 의존도를 나타낸 도면.
제6도는 밴드단발광/딥발광의 x 값의 의존도를 나타낸 도면.
제7도는 본원 발명의 발광소자의 발광강도-여기광강도의 관계를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기체 2 : 제1의 도전형의 클래드층
3 : 활성층 4 : 제2의 도전형의 클래드층
본원 발명은 반도체레이저, 특히 단파장발광, 예를 들면 청색 내지 자외선발광을 하는 II-VI족 화합물 반도체레이저에 관한 것이다.
예를 들면 광디스크, 광자기디스크에 대한 기록재생의 고밀도, 고해상화(高解像化)의 요구로부터, 청색 내지 자외선의 단파장 반도체레이저의 요구가 높아지고 있다.
청색 내지 자외선발광의 반도체레이저를 구성하는데는 직접천이형(遷移型)의 밴드갭 Eg이 큰 재료가 요구된다. 특히, 더블헤테로접합형 반도체레이저에 있어서는, 클래드층으로서 활성층보다도 더욱 밴드갭이 높은 것이 요구된다.
한편, 반도체레이저에 있어서, 그 각 반도체층을 에피택셜성장시키는 기체(基體) 이른바, 서브스트레이트는 일반의 각종 화합물 반도체소자로서 널리 사용되고 있고, 결정성(結晶性)이 우수하고 생산성이 우수하며, 입수가 용이하고 염가의 GaAs 또는 GaP에 의한 단결정 재료의 기체가 사용되는 것이 바람직하다.
또, 종래 II-VI족 화합물 반도체는 광디바이스재료로서 특히 IIb-VI족, 또는 이들의 혼정(混晶)이 직접천이형의 밴드구조라는데서 유망시되고 있다.
한편, 간접천이형이나 형광체로서 밴드갭 Eg이 큰 재료의 IIa-VI족 화합물이 주목되고 있다. 그러나, 이 IIa-VI족은 공기중에서 가수분해되는 등 불안정한 화합물로서 기본적인 물성에 대해서도 아직 불명이다.
그러므로, IIb-VI족 화합물에 의해 광학디바이스를 구성하는 것이 유리하다고 생각된다. 그런데, 이 IIb-VI족에 있어서 활성층 및 클래드층으로서 상호 밴드갭이 상이한 재료를 선정하는 것은 이들 IIb-VI족 간에서의 혼정을 사용해도 곤란하다.
제1도에 대표적 화합물 반도체의 각 재료의 격자상수 a-밴드갭 Eg의 관계를 도시한 바와 같이. IIb-VI족의 혼정은 이른바 보잉파 라미터(bowing parameter)가 크므로, 상호 격자정합(整合)을 하면서 큰 밴드갭차를 가지는 재료의 조합이 곤란하게 된다.
현재, 청색영역의 발광으로 제안되어 있는 반도체재료로서, 활성층에 ZnSe를 사용하고, 클래드층에 ZnSSe와 ZnSe의 초격자를 사용하는 것, 활성층에 ZnCds를 사용하고, 클래드층에 ZnSSe를 사용하는 것이 있으나, 이들은 모두 활성층과 클래드층의 밴드갭차가 100meV 이하로서, 클래드층으로서의 기능 즉 광 및 캐리어를 폐입(閉入)하는 데 문제가 있다.
또, 일본국 특개평 1(1989)-169985호에는 청색 반도체레이저로서, GaAs 기판에 ZnSexSi-x를 활성층으로 하는 클래드층재료에 ZnxMg1-xTe를 사용하는 것의 구성이 개시되고, 또 일본국 특개소 63(1988)-233576호에 있어서도 pn 접합형 발광소자의 개시가 있으며, 여기에 개시된 물질은 지금까지 형광물질로 알려진 MgTe, MgSe, MgS 결정을 기본으로 하고 있다. MgSe 및 MgS 결정은 NaCl 즉 육방정계의 구조이다. 섬아연광(閃亞鉛鑛)구조인 GaAs, ZnSe 또는 GaP의 기체(基體)상에 이들 MgSe 및 MgS 결정을 성장시키는 것은 불가능하다.
전술한 제사정으로부터, 밴드갭 Eg≥2.7eV의 더블헤테로구조의 반도체레이저는 실용화되는데 이르지 못하고, 또한 GaAs, ZnSe, GaP 등을 기체로 하는 실온에서 연속발진(發振)하는 반도체레이저는 얻어지지 않는다.
본원 발명이 해결하려고 하는 과제는 특히 GaAs 또는 ZnSe 또는 GaP 등의 화합물 반도체기체를 사용하고, 더욱이 발광효율 등의 특성이 우수한 단파장발광의 더블헤테로접합형 반도체레이저를 구성하는 것이다.
본원 발명에 있어서는 GaAs, ZnSe, GaP 등의 화합물 반도체기체에 격자정합하고, 또한 그 발광이 청색보다 짧은 단파장발광을 행하는, 즉 그 밴드갭 Eg이 2.7eV 이상의 예를 들면 ZnSSe, ZnCdS, ZnSe에 의한 활성층에 대하여 그 광 및 캐리어의 폐입기능을 충분히 발휘할 수 있는 정도로 높은 밴드갭차를 얻을 수 있는 밴드갭 Eg을 가지는 것으로서 IIa-VI족과, IIb-VI족의 혼정의 ZnxMg1-xSySe1-y를 발견하는데 이르고, 이에 따라서 더블헤테로접합형의 단파장 반도체레이저, 발광다이오드 등을 구성하는 것이다.
또한, 상이한 II-VI족 화합물 반도체의 p형 및 n형의 클래드층을 구성하기 위하여, 즉 n형으로 되는 경향이 있는 II-VI족 화합물 반도체의 n형의 클래드층을 구성하고, 또한 p형으로 되는 경향이 있는 II-VI족 화합물 반도체의 p형의 클래드층을 구성하기 위하여, p형의 화합물 반도체의 II족 원소부분을 4면체의 공유결합반경이 작은 Be를 함유하는 화합물 반도체로 구성한다. 이와 같은 방법에 의해 p형의 클래드층을 확실히 제조할 수 있다.
본원 발명에 따르면, 반도체기체상에 제1도전형의 제1의 클래드층과, 활성층과, 제2도전형의 제2의 클래드층을 에피택셜성장에 의해 순차 적층한 더블헤테로접합형 반도체레이저를 구성한다.
제1 및 제2의 클래드층은 ZnMgSSe계, 또는 ZnMgS, 또는 ZnMgSe계 화합물 반도체에 의해 구성된다.
또, 기체는 GaAs, 또는 GaAs와 격자상수가 근사한 ZnSe, 또는 GaP에 의해 구성된다.
그리고, 기체가 GaAs 또는 ZnSe일 때는 제1 및 제2의 클래드층은 구체적으로는 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, 그 x, y를,
0.3≤x＜1.0,
0≤y＜1
로 한다.
또한 본원 발명에 따르면, GaAs 기체상에 제1의 클래드층과, 활성층과, 제2의 클래드층을 에피택셜성장에 의해 순차 적층한 반도체레이저를 구성한다. 제1 및 제2의 클래드층중 n형의 것은 ZnMgSSe의 화합물 반도체로 구성되고, 다른 p형의 클래드층은 BeZnSTe 또는 BeZnSeTe로 구성된다. p형의 클래드층은 BeaZn1-aSbTe1-b또는 BeaZn1-aSebTe1-b(a, b는 원자비)의 조성을 가지고, 그 a, b를,
0.1≤a≤0.7,
0.5≤b≤0.9
로 한다.
또, 기체를 GaP로 할 때는 제1 및 제2의 클래드층은 구체적으로 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y은 원자비)의 조성을 가지고, 그 x, y를,
0.5≤x＜1.0,
0.4≤y＜1.0
로 한다.
제1 및 제2의 클래드층중 n형의 것은 ZnMgSSe의 화합물 반도체로 구성되고, 다른 p형의 클래드층은 BeZnSTe 또는 BeZnSeTe로 구성된다. p형의 클래드층은 BeaZn1-aSbTe1-b또는 BeaZn1-aSebTe1-b(a, b는 원자비)의 조성을 가지고, 그 a, b를,
0.1≤a≤0.8,
0.2≤b≤0.9
로 한다.
여기에서, 본원 발명에 있어서는 어느 경우에도 x 값은 1미만으로 하고, IIa족의 Mg을 함유하는 IIa-VI와, IIb-VI와의 혼정으로 하는 것에 특징을 가지고, 그러므로 Mg는 실제상 원자밀도를 1×1019(원자/cm3) 이상으로 하면 좋은 것이다.
전술한 바와 같이, 본원 발명에서는 클래드층으로서, IIb-VI족과 IIa-VI족의 혼정에 의한 ZnMgSSe를 사용하는 것이나, 이 Mg는 Zn이나 Cd 등보다 원자번호가 작은데도 불구하고, 공유결합반경이 크다는 특징을 가지므로, 이를 포함한 ZnMgSSe는 GaAs, ZnSe 또는 GaP에 격자정합하여 밴드갭 Eg이 큰 재료로 될 수 있다.
또한, p형의 클래드층의 II족 원소부분을 4면체의 공유결합반경이 작은 Be를 함유하는 화합물 반도체로 구성하므로, 에피택셜성장중에 Be가 화합물로부터 빠져나오기 쉽다. 따라서, 클래드층이 제조공정에서 안정되고 신뢰성있게 p형으로 된다.
ZnxMg1-xSySe1-y에 있어서 x 및 y를 변화시킨 각 재료의 포토루미네슨스의 스펙트럼의 밴드단발광 피크를 측정하면, 그 피크는 Mg의 조성을 증대시킴으로써 고에너지측으로 시프트된다. 그러나, Mg의 조성이 크게 되는 것과 동시에 표면의 모폴로지(morphology)가 악화된다. 그런데, 이를 고려해도 GaP, 또는 GaP에 비하여 격자상수가 큰 GaAs, ZnSe 기체에 대해서도 ZnxMg1-xSySe1-y에 있어서 전술한 각 x 및 y값을 특정함으로써 이들과 격자정합하는 격자상수를 나타내고, 또한 밴드갭을 4eV 정도까지 올릴 수 있었다.
또, 전술한 조성범위에 의거한 ZnMgSSe에 있어서, 실온에서 3∼4개월간 방치해도 가수분해반응은 일어나지 않고 안정된 재료인 것이 확인도 되었다.
전술한 구성에 의한 더블헤테로접합형 반도체레이저에 의하면, 활성층의 밴드갭 Eg이 2.7eV 이상이라도, 이로써 최소한 100meV를 넘는 충분히 높은 밴드갭 Eg을 가지고, GaAs, ZnSe 또는 GaP의 기체상에 양호하게 격자정합시키는 조성의 클래드층을 형성할 수 있으므로 결정성이 우수하고, 또한 클래드층의 기능을 확실하게 행하도록 할 수 있는, 즉 발광효과가 높고 한계치전류가 낮은 단파장발광 반도체레이저를 구성할 수 있다.
본원 발명의 상기 및 기타의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 다음의 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 도면에 있어서 동일 또는 상당의 부분은 동일부호로 표시한다.
다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다.
제2도에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 일실시예에 따른 반도체레이저는 GaAs 또는 ZnSe 또는 GaP의 단결정기판으로 이루어지는 기체(1)상에 필요에 따라서 도시하지 않으나 버퍼층을 에피택셜성장시키고, 그 위에 p형 또는 n형의 제1의 클래드층(2)과 충분히 불순물 농도가 낮은 p형, n형 또는 진성 i형의 활성층(3)과, n형 또는 p형의 제2의 클래드층(4)을 MBE법(분자선에피택시법, MOCVD법(화학적기상성장법)등에 의해 연속 에피택시한다.
제3도는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 반도체레이저를 나타낸다. 제3도에 도시한 예에서는, 전류주입형의 반도체레이저를 구성한 경우로서, 기체(1), 제1의 클래드층(2), 활성층(3), 제2의 클래드층(4)으로 이루어지는 것은 제2도의 예와 동일하다. 이 경우, 제2의 클래드층(4)상에 필요에 따라서 이와 같은 도전형의 캡층(도시되지 않음)이 연속에피택시되어, 이 캡층상에 또는 제2의 클래드층(4)상에 직접적으로 질화실리콘층 등의 절연층(5)이 형성되고, 여기에 뚫린 스트라이프형의 창(5W)을 통해 한쪽의 전극(6)이 제2의 클래드층(4) 또는 이 위의 캡층에 오믹으로 피착된다.
그리고, 다른쪽의 전극(7)은 기체(1)의 배면측에 오믹으로 피착되나, 이 배면과 오믹으로 접합하는 히트싱크 등으로서 겸한다.
제2도 및 제3도에 있어서, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)은 ZnMgSSe계 화합물 반도체로 이루어지고, Cl, Ga 등의 도프에 의해 n형으로 되고, N, O, Na 등의 도프에 의해 p형으로 된다.
그리고, 제2도 및 제3도에 있어서, 그 광출사단면(光出射端面)(8)은 벽개면(壁開面)에 의해 형성할 수 있다.
제4도는 ZnxMg1-xSySe1-y에 있어서 조성비 x, y를 변화시킨 각 재료의 각각에 의한 포토루미네슨스의 스펙트럼의 밴드단발광(端發光)으로부터 얻은 밴드갭 Eg(eV)과, X선 회절(回折)의 (400) 피크로부터 얻은 격자상수 a(Å)를, 각 재료의 조성을 나타낸 플롯점[Eg, a]의 값을 부가한 것으로서, 화합물 ZnMgSSe을 제4도중 직선 A에서 GaAs와 격자정합하였다.
이 직선 A은 하기 식으로 주어진다.
y=-1.158x+1.218
그리고, 여기에 충분히 우수한 광학적 특성을 나타내고, 성장온도와 실온에서의 열팽창율의 차등을 고려한 격자정합의 범위는 하기 식으로 되었다.
-1.158x+1.118≤y≤-1.158x+1.318
그리고, 제4도중 * 표는 미측정을 나타낸다.
제5도는 GaAs에 격자정합하고 있는 범위에서 광학적 특성이 양호하게 되는 것을 나타낸 것이다. GaAs의 격자상수는 5.653Å이나, 제5도에서는 밴드갭 Eg=2.99∼3.00eV의 범위의 재료에 있어서, 격자상수가 다른 것에 대한 밴드단발광(I2)/딥(deep)발광(이것은 결정의 광학특성을 반영함)의 측정결과를 나타낸 것이다. 이것을 보아 명백한 바와 같이 격자상수가 GaAs의 그것에 가까운데서 가장 양호한 특성을 나타내고 있다.
또한, 제6도는 Mg의 양을 변화시켰을 때의 밴드단발광/딥발광을 측정한 것으로서, 이에 의하면 GaAs 기체를 사용하였을 때,
0.85≤x＜1.0
으로 하는 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
[실시예 1]
제2도에 있어서, 두께 100㎛의 GaAs 기체(1)상에 순차 1.5㎛의 두께의 ZnMgSSe에 의한 제1의 클래드층(2), 두께 50㎛의 ZnSe에 의한 활성층(3), 두께 150nm의 ZnMgSSe에 의한 제2의 클래드층(4)을 순차 MBE에 의해 연속 에피택시하여, 길이(공진기(共振器)길이) 400㎛, 폭 600㎛의 반도체칩을 제작하였다. 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)은 모두 x=0.94, y=0.17로 하였다. 이 칩을 히트싱크(21)상에 장착하여 제2의 클래드층(4)측으로부터 파장 337nm의 N2레이저광 Le을 조사(照射)하여 여기(勵起)하였던 바, 광출사단면(8)으로부터 파장 470.5nm의 레이저광 L의 발광이 얻어졌다. 제7도는 이 때의 여기광 Le의 강도와 레이저광 L 출력의 강도와의 측정결과를 나타낸 것이다.
[실시예 2]
제2도에 있어서, 기체(1)를 GaAs 단결정기판에 의해 구성하였다. 그리고, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)을 두께 1㎛의 ZnxMg1-xSySe1-y에서, x를 약 0.8, y를 약 0.3으로 하였다. 또, 활성층(3)을 두께 0.1㎛의 ZnSzSe1-z에서 z를 약 0.06으로 하였다.
이 구성에 있어서, 제2의 클래드층(4)측으로부터 전자선 조사에 의한 여기를 행한다. 이때, 파장 약 470nm의 발광이 발생하였다.
이와 관련해서, 이 실시예 2에 있어서의 클래드층(2) 및 (4)의 구성재료에 대한 포토루미네슨스의 4°K의 밴드단발광을 측정한 바, 그 밴드단 BE은 약 3.1eV였다. 또, 그 활성층(3)은 BE가 약 2.8eV이고, 클래드층(2) 및 (4)과, 활성층(3)은 동시에 기체(1)상에 양호하게 격자정합하여 에피택셜성장되어 있다.
전술한 바로부터 명백한 바와 같이, 클래드층(2) 및 (4)과 활성층(3)과는 이들의 BE의 차로 보아(BE는 에너지갭보다 약간 작음)명백한 바와 같이 그 밴드갭차는 약 300meV라는 높은 값을 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 2와 동일한 구성에 의한 반도체칩을 제작하고, 여기에 제3도에서 설명한 전극(6) 및 (7)을 배설하여 양 전극(6) 및 (7)간에 순방향(順方向) 전압을 인가하였던 바, 반도체칩으로부터 동일한 레이저발광이 발생하였다.
[실시예 4]
제2도에 있어서, 각각 기체(1)를 GaAs 단결정기판에 의해 구성하였다. 그리고, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)을 두께 1㎛의 ZnxMg1-xSySe1-y에서, x를 약 0.8, y를 약 0.3으로 하였다. 또, 활성층(3)을 두께 0.1㎛의 ZnzCd1-zS에서, z를 약 0.42로 하였다.
이 구성에 있어서 마찬가지로 제2의 클래드층(4)측으로부터 전자선 조사에 의한 여기를 행하였다. 이 때, 파장이 약 450nm의 발광이 발생하였다.
이와 관련해서, 이 실시예 4에 있어서 클래드층(2) 및 (4)의 구성재료에 대한 포토루미네슨스의 밴드단발광을 측정하였던 바, 그 밴드단 BE은 약 3.1eV였다. 또, 그 활성층(3)은 BE가 약 2.85eV이고, 클래드층(2) 및 (4)과 활성층(3)은 모두 기체(1)상에 양호하게 격자정합하여 에피택셜성장되었다.
그리고, 전술한 바로부터 명백한 바와 같이, 클래드층(2) 및 (4)과 활성층(3)의 밴드갭차는 약 300meV 약간 이하로 된다.
[실시예 5]
실시예 4와 동일한 구성에 의한 반도체칩을 제작하고, 여기에서 제3도에서 설명한 전극(6) 및 (7)을 배설하여 양 전극(6) 및 (7)간에 순방향 전압을 인가한 바, 반도체칩으로부터 동일한 레이저발광이 발생하였다.
전술한 각 실시예 1 내지 5는 기체(1)가 GaAs의 경우이나, 기체(1)가 GaP인 경우에는 클래드층(2) 및 (4)이 ZnxMg1-xSySe1-y에 있어서,
0.5≤x＜1.0
0.4≤y＜1.0
에서 GaP 기체(1)와 양호하게 정합하고, 또한 밴드갭이 크게 되었다.
[실시예 6]
제2도에 있어서, 각각 기체(1)를 GaP 단결정기판에 의해 구성하였다. 그리고, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)을 두께 1㎛의 ZnxMg1-xSySe1-y에서, x를 약 0.85, y를 약 1로 하였다. 또, 활성층(3)을 두께 0.1㎛의 ZnSzSe1-z에서, z를 약 0.84로 하였다.
이 구성에 있어서, 마찬가지로 제2의 클래드층(4)측으로부터 전자선 조사에 의한 여기를 행하였다. 이 때, 파장이 약 400nm의 발광이 발생하였다.
[실시예 7]
실시예 6과 동일한 구성에 의한 반도체칩을 제작하고, 여기에 제3도에서 설명한 전극(6) 및 (7)을 배설하여 양 전극(6) 및 (7)간에 순방향 전압을 인가한 바, 반도체칩으로부터 동일한 레이저발광이 발생하였다.
[실시예 8]
제2도에 있어서, 각각 기체(1)를 GaP 단결정기판에 의해 구성하였다. 그리고, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)을 두께 1㎛의 ZnxMg1-xSySe1-y에서, x를 약 0.85, y를 약 1로 하였다. 또, 활성층(3)을 두께 0.1㎛의 ZnzCd1-zS에서, z를 약 0.9로 하였다.
이 구성에 있어서, 마찬가지로 제2의 클래드층(4)측으로부터 전자선 조사에 의한 여기를 행하였다. 이 경우에 있어서도 약 400nm의 파장의 발광이 발생하였다.
[실시예 9]
실시예 8과 동일한 구성에 의한 반도체칩을 제작하고, 여기에 제3도에서 설명한 전극(6) 및 (7)을 배설하여 양 전극(6) 및 (7)간에 순방향 전압을 인가한 바, 반도체칩으로부터 동일한 레이저발광이 발생하였다.
[실시예 10]
제2도에 있어서, n형의 GaAs 기체(1)상에 순차 Ga 또는 Cl 불순물로 도핑된 두께 약 1㎛의 ZnMgSSe에 의한 n형의 제1의 클래드층(2), 두께 0.1㎛의 ZnSSe에 의한 활성층(3), N 또는 P 불순물로 도핑된 BeZnSeTe에 의한 p형의 제2의 클래드층(4)을 에피택셜성장에 의해 연속 에피택시하여, 반도체레이저를 제작하였다.
하나의 전극(도시하지 않음)을 기체(1)의 배면측에 부착하고, 다른 전극을 제2의 클래드층(4)에 스트라이프형으로 부착하였다. 전극간에 순방향 전압을 인가하거나 또는 제2의 클래드층(4)측으로부터의 전자선 조사에 의해 여기를 행하였다. 그 결과, 반도체레이저는 청색발광을 발생하였다.
[실시예 11]
제2도에 있어서, n형의 GaP 기체(1)상에 순차 Ga 또는 Cl 불순물로 도핑된 두께 약 1㎛의 ZnMgSSe에 의한 n형의 제1의 클래드층(2), 두께 0.1㎛의 ZnCdS에 의한 활성층(3), N 또는 P 불순물로 도핑된 BeZnSSe에 의한 p형의 제2의 클래드층(4)을 에피택셜성장에 의해 연속 에피택시하여, 반도체레이저를 제작하였다.
전극은 실시예 10과 같은 방법으로 반도체레이저에 부착하였다. 전극간에 순방향 전압을 인가하거나 또는 제2의 클래드층(4)측으로부터 전자선 조사에 의해 여기를 행하였다. 그 결과, 반도체레이저는 자색발광을 발생하였다.
전술한 각 실시예 10 및 11은 GaAs 또는 GaP 기체는 p형의 것으로 할 수도 있고, 제1 및 제2의 클래드층(2) 및 (4)은 반대의 도전형으로 할 수도 있다. 특히, 제1의 클래드층(2)은 Be를 함유할 수 있고, 제2의 클래드층(4)은 Mg를 함유할 수 있다.
그리고, 본원 발명은 전술한 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 전술한 스트라이프형의 전극과 함께, 또는 스트라이프형의 전극에 대신하여, 활성층(3)의 중앙부에 스트라이프형의 공진기부를 형성하도록 양측부에 전류를 지지하는 전류협착영역을 제2의 클래드층(4)측으로부터 이 클래드층(4)과 상이한 도전형의 불순물의 도입 또는 고저항화를 위한 프로톤 등의 타입 등을 행함으로써 형성할 수도 있는 등 여러 가지 구성을 취할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본원 발명에 의하면 GaAs, ZnSe, GaP 등의 입수하기 쉽고 생산성이 우수한 염가의 기체(1)를 사용하고, 여기에 양호하게 격자정합해서 더욱이 밴드갭이 커지는 클래드층(2) 및 (4)을 구성하므로, 발광효율이 높은 등 발광특성이 양호하고, 안정된 동작, 또한 연속발진, 실온동작도 가능한 단파장발광의 반도체레이저를 저가격으로 얻을 수 있다.
따라서, 광기록재생광원으로서 사용함으로써 고기록밀도, 고해상도화와 동시에, 광기록재생장치의 저가격화에 기여하게 되는 것이다.
본원 발명에 따른 반도체레이저는 또한 표시가시화상(可視畵像)에 3개의 R, G, B 레이저빔을 주사하는 표시장치의 단가를 낮추는데 효과적이다.
첨부도면을 참조하여 본원 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본원 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구의 범위에 정의된 바와 같은 본원 발명의 기술적 사상이나 범위를 일탈하지 않고, 이 기술분야에 숙련된 사람은 여러 가지 변형 및 변경을 가할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체기체(基體)와, 상기 반도체기체상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제1의 도전형의 제1의 클래드층과, 상기 제1의 클래드층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 활성층과, 상기 활성층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제2의 도전형의 제2의 클래드층으로 이루어지고, 상기 제1의 클래드층 및/또는 상기 제2의 클래드층은 Mg을 함유하는 섬아연광(閃亞鉛鑛) 결정구조의 화합물 반도체재료에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체기체는 GaAs 또는 ZnSe에 의해 이루어지고, 상기 제1 및 제2의 클래드층중 하나는 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.3≤x＜1.0,
    0≤y＜1.0
    으로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반도체기체는 GaAs 또는 ZnSe에 의해 이루어지고, 상기 제1 및 제2의 클래드층은 모두 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.3≤x＜1.0,
    0≤y＜1.0
    으로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1의 클래드층은 n형이고, 상기 제2의 클래드층은 p형이며, 상기 제1의 클래드층은 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.3≤x＜1.0,
    0≤y＜1.0
    으로 선정되고, 상기 제2의 클래드층은 BeZnSTe 또는 BeZnSeTe의 반도체로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2의 클래드층은 BeaZn1-aSbTe1-b 또는 BeaZn1-aSebTe1-b(a, b는 원자비)의 조성을 가지고, a, b가
    0.1≤1≤0.7,
    0.5≤b≤0.9
    로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  6. GaP 기체와, 상기 기체상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제1의 도전형의 제1의 클래드층과, 상기 제1의 클래드층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 활성층과, 상기 활성층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제2의 도전형의 제2의 클래드층으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2의 클래드층중 하나는 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.5≤x＜1.0,
    0.4≤y＜1.0
    으로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  7. GaP 기체와, 상기 기체상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제1의 도전형의 제1의 클래드층과, 상기 제1의 클래드층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 활성층과, 상기 활성층상에 에피택셜성장에 의해 적층된 제2의 도전형의 제2의 클래드층으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2의 클래드층은 모두 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.5≤x＜1.0,
    0.4≤y＜1.0
    으로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1의 클래드층은 n형이고, 상기 제2의 클래드층은 p형이며, 상기 제1의 클래드층은 ZnxMg1-xSySe1-y(x, y는 원자비)의 조성을 가지고, x, y가
    0.5≤x＜1.0,
    0.4≤y＜1.0
    으로 선정되고, 상기 제2의 클래드층은 BeZnSTe 또는 BeZnSeTe의 반도체로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2의 클래드층은 BeaZn1-aSbTe1-b 또는 BeaZn1-aSebTe1-b(a, b는 원자비)의 조성을 가지고, a, b가
    0.1≤a＜0.8,
    0.2≤b＜0.9
    로 선정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저.
  10. 기판과, 상기 기판상에 마그네슘(Mg)을 함유하는 섬아연광결정구조로 이루어지는 화합물 반도체층을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체적층구조.
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