KR19980087235A - 자체여기발진 반도체 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 자체여기발진 반도체 레이저 장치는 한 쌍의 클래드층 부분을 포함하는 클래드층 및 한 쌍의 클래드층 부분 사이에 샌드위치된 가포화흡수층과 버퍼층을 구비한다. 버퍼층의 반도체 재료는 가포화흡수층과 버퍼층과 접촉하는 클래드층 부분의 반도체 재료의 가전자대 에너지들 사이의 중간 가전자대 에너지를 가지므로, 가전자대 에너지 프로파일에 형성되는 스파이크들을 감소시킨다. 홀들은 고수율의 자체여기발진으로 레이저 발진하는 활성층에 부드럽게 주입된다.

Description

자체여기발진 반도체 레이저 장치
본 발명은 자체여기발진 반도체 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 저잡음 동작이 가능한 자체여기발진 반도체 레이저 장치에 관한 것이다.
반도체 레이저 장치는 광디스크 드라이브 또는 광통신용 광원으로서 광범위하게 사용된다. 특히, 반도체 레이저 장치는 DVD (digital versatile disk) 또는 광자기 (MO) 디스크 등의 고밀도 광디스크의 용도로 최근에 조명되고 있다. 이런 광픽업시스템에 사용되는 반도체 레이저 장치에서는 광디스크 표면에서의 광피드백에 의해 잡음이 생긴다는 것은 주지의 사실이다. 그러므로, 광피드백 잡음을 억제하는 것이 반도체 레이저 장치에서 중요하다.
고주파로 반도체 레이저 장치를 구동하는 것이 잡음을 감소시키는 방법들 중의 하나로 알려져 있다. 구체적으로, 고주파로 반도체 레이저 장치를 구동시킴에 의해 멀티모드 발진스펙트럼이 제공되어 때문에 광피드백에 의한 영향을 감소시킨다. 그러나, 이러한 기술에서는 고주파 중첩모듈이 필요하기 때문에, 비용 증가 외에도 전자파 잡음의 방사의 문제점이 발생한다.
다른 한편으로, 자체여기발진 레이저 장치는 고주파 장치와 마찬가지로 저비용과 저잡음 특성의 장점이 있고, 전자파 잡음도 없는 장점을 갖는다. 따라서, 저문턱전류 및 장기 신뢰성을 갖는 자체여기발진 반도체 레이저 장치가 특히 소망된다.
레이저 공진기에 가포화흡수체를 도입하여 가포화흡수량을 제어함으로서 자체여기발진동작을 얻을 수 있다. 이러한 자체여기발진 및 그것의 레이저 구조는 Extended Abstract of 18th Conference on Solid State Devices and Materials, 153 페이지, No. D-1-2, 1986 과 Proceedings of 11th Semiconductor Laser Symposium, 21 페이지, 1994 에 보고되어 있다. 이들 문헌에 제안된 반도체 레이저는 전류 블록층 아래에 배치된 활성층의 부분으로 만들어진 가포화흡수층을 갖는다. 그러나, 제안된 반도체 레이저는 메사 스트립의 측부에서 광흡수가 크기 때문에 10 ㎛ 와 50 ㎛ 사이의 큰 비점수차 (astigmatism) 의 문제점을 갖는다.
특개평 6-196810 호는 가포화흡수층이 클래드층의 부분으로서 활성층에 평행하게 설치되는 도 1 에 도시된 구성에 의한 비점수차의 감소를 제안한다. 도 1 에서, n-AlGaAs 클래드층 (103), n형 가포화흡수층 (104), n-AlGaAs 클래드층 (105), 활성층 (106), p-AlGaAs 클래드층 (107), p형 가포화흡수층 (108), p-AlGaAs 클래드층 (109), p-GaAs 캡층 (110), p-GaAs 콘택트층 (111), n-GaAs 전류 블록층 (112) 및 p 전극이 GaAs 기판 (102) 의 상면에 형성되어 있으며, GaAs 기판 (102) 의 저면에는 n 전극이 형성되어 있다. n-GaAs 전류 블록층은 p-AlGaAs 클래드층 (109) 및 p-GaAs 캡층 (110) 을 둘러싼다. 이러한 구성에서, n-AlxGa1-xAs 가포화흡수층 (104) 의 Al 몰분율 (x) 과 두께 (0.01 ㎛ 내지 0.04 ㎛) 및 p-AlxGa1-xAs 가포화흡수층 (108) 의 조성비 (또는 Al 몰분율 (x)) 과 두께 (0.01 ㎛ 내지 0.04 ㎛) 를 제어함으로서 비점수차가 작고 광피드백 잡음이 작은 자체여기발진 반도체장치가 얻어진다.
IEEE Photonics Technology Letters vol 7, No12, 1406 페이지, 1995 12 월에는 p 형 클래드층의 부분으로서 설치되는 가포화흡수층에 2×1018cm-3캐리어농도로 p형 도펀트가 고농도로 도프되어, 약 50 ℃ 까지의 온도에서 자체여기발진에 의해 레이저 발진하는 AlGaInP 적색 레이저를 얻는 자체여기발진 반도체 장치가 설명되어 있다.
Proceeding of 43rd Meeting for Applied Physics Association, 1024 페이지, 26a-C-10 에는 활성층의 밴드갭에 비해 가포화흡수층의 밴드갭을 감소시켜 얻어진 고온에서 레이저 발진하는 자체여기발진이 설명되어 있다.
위에서 제안된 반도체 레이저장치는 자체여기발진에 의해 레이저 발진할 수 있는 반도체 레이저의 수율 (양호한 생산량/전체 생산량) 이 본 발명자에 의한 실험에 따르면 10 % 정도 낮다는 단점을 갖는다.
상술된 관점에서, 저광피드백 잡음과 낮은 비점수차를 갖는 자체여기발진에 의해 레이저 발진할 수 있고 고수율로 제조될 수 있는 반도체 레이저 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 제 1 도전형 반도체 기판 및 반도체 기판상에 순차적으로 형성되는 제 1 도전형 클래드층, 활성층 및 제 2 도전형 클래드층을 구비하며, 제 1 도전형 클래드층과 제 2 도전형 클래드층 중의 하나 이상은 그 내부에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 가포화흡수층, 가포화흡수층의 제 1 표면과 접촉하도록 배치된 제 1 버퍼층 및 가포화흡수층과 제 1 버퍼층을 그 사이에 샌드위치하는 제 1 및 제 2 클래드층 부분을 포함하며, 가포화흡수층의 반도체 재료는 제 1 및 제 2 클래드층 부분의 반도체 재료의 제 2 밴드갭 에너지보다 낮은 제 1 밴드갭 에너지를 가지며, 제 1 버퍼층의 반도체 재료는 제 1 가전자대 에너지와 제 2 가전자대 에너지 사이의 중간 가전자대 에너지를 갖는 반도체 레이저 장치를 제공한다.
본 발명은 또한 제 1 도전형 반도체 기판 및 반도체 기판상에 순차적으로 형성되는 제 1 도전형 클래드층, 활성층 및 제 2 도전형 클래드층을 구비하며, 제 1 도전형 클래드층과 제 2 도전형 클래드층 중의 하나 이상은 그 내부에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 가포화흡수층, 가포화흡수층의 제 1 표면과 접촉하도록 배치된 제 1 버퍼층 및 가포화흡수층과 제 1 버퍼층을 그 사이에 샌드위치하는 제 1 및 제 2 클래드층 부분을 포함하며, 가포화흡수층은 제 1 및 제 2 클래드층 부분의 제 2 밴드갭 에너지보다 낮은 제 1 밴드갭 에너지를 가지며, 제 1 버퍼층은 제 1 밴드갭 에너지와 제 2 밴드갭 에너지 사이의 중간 밴드갭 에너지를 갖는 반도체 레이저 장치를 제공한다.
본 발명의 반도체 레이저 장치에 따르면, 제 1 버퍼층은 가포화흡수층과 클래드층 사이의 밴드갭 에너지차를 완화하여, 가포화흡수층의 가전자대 에너지에서의 스파이크들을 감소시킨다. 그 결과, 반도체 레이저 장치의 레이저 발진이 가포화흡수층이 아니라 활성층에서 일어난다. 따라서, 가포화흡수층이 가포화흡수기능으로 동작할 수 있어서 반도체 레이저 장치는 자체여기발진에 의해 레이저 발진할 수 있다.
본 발명의 상술된 목적과 다른 목적 및 특성, 장점은 첨부된 도면을 참조하는 다음의 설명에서 보다 명확해진다.
도 1 은 종래의 자체여기발진 반도체 레이저 장치의 단면도;
도 2 는 종래의 다른 자체여기발진 반도체 레이저 장치의 단면도;
도 3 은 도 2 의 종래의 레이저 장치의 Al 몰분율 프로파일;
도 4a 및 4b 는 각각 EL 발광 동작 및 레이저 발진시의 도 2 의 레이저 장치의 광스펙트럼;
도 5a 및 5b 는 각각 도 2 의 레이저 장치의 밴드갭 프로파일 및 밴드구조 다이어그램;
도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자체여기발진 반도체 레이저 장치의 단면도;
도 7 은 도 6 의 레이저 장치의 Al 몰분율 프로파일;
도 8a 및 8b 는 각각 도 6 의 레이저 장치의 밴드갭 프로파일 및 밴드구조 다이어그램;
도 9 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자체여기발진 반도체 레이저 장치의 단면도;
도 10a 및 10b 는 각각 도 9 의 레이저 장치의 밴드갭 프로파일 및 밴드구조 다이어그램;
도 11a 및 11b 는 각각 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자체여기발진 반도체레이저 장치의 밴드갭 프로파일 및 밴드구조 다이어그램; 및
도 12a 내지 12c 는 각각 Al 몰분율, 변형 및 변형된 양자웰층을 사용하는 자체여기 레이저 장치의 밴드갭의 관계를 나타내는 도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : GaAs 기판 2 : GaAs 버퍼층
4 : 활성층 6 : GaInP 헤테로접합 버퍼층
7 : p-GaAs 캡층 8 : p-GaAs 캡층
9 : n-GaAs 전류 블록층 10 : n 전극
11 : p 전극 20 : n-AlGaInP 클래드층
31 : p-AlGaInP 클래드층 32 : p-AlGaInP 클래드층
35 : p형 가포화흡수층 36 : p형 제 1 가전자대 에너지 버퍼층
37 : p형 제 2 가전자대 에너지 버퍼층
본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기 전에, 종래 기술의 단점의 원인을 실험에 의해 조사한다.
도 2 에 도시된 종래의 자체여기발진 반도체레이저 장치는, GaAs 버퍼층 (2), n-AlGaInP 클래드층 (20), 활성층 (4), p-AlGaInP 클래드층 부분 (31), p 가포화 흡수층 (35) 및 p-AlGaInP 클래드층 부분 (32) 을 포함하는 p 클래드층, GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6), p-GaAs 캡층 (7), p-GaAs 캡층 (8) 및 p-전극 (11) 이 순차적으로 GaAs 기판 (1) 의 상면에 형성되고, GaAs 기판 (1) 의 저면에 n-전극 (10) 이 형성되어 제조된다. p-AlGaInP 클래드층 부분 (32) (이하, 간단히 p-AlGaInP 클래드층으로 지칭), GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6) 및 p-GaAs 캡층 (7) 으로 형성된 메사 스트립 구조는 전류 블록층 (9) 에 의해 둘러싸여 있다.
도 3 은 n-AlGaInP 클래드층 (20) 에서 가포화 흡수층 (35) 까지의 층들의 (AlxGa1-x)yIn1-yP 의 Al 몰분율 (x) 프로파일로서 도시된, 도 2 의 반도체 레이저 장치의 조성 프로파일을 도시하고 있다. 구체적으로, 활성층 (4) 은, 각각 0.25 % 압축변형된 GaInP 를 포함하고 6 nm 의 두께를 갖는 3 개의 GaInP 양자웰층 (40), 각각 인접한 양자웰층들 (40) 간에 샌드위치되고 4 nm 의 두께 및 0.5 의 Al 몰분율을 갖는 한 쌍의 AlGaInP 배리어층 (41) 및 3 개의 양자웰층 (40) 과 한 쌍의 배리어층 (41) 을 그들 사이에 샌드위치하는 한 쌍의 광가이드층 (42) 으로 형성되어 있다. 광가이드층 (42) 은 활성층 (4) 의 p 측과 n 측의 양쪽에 설치되며, 각각은 도면에 도시된 바와 같이 50 nm 의 두께와 0.5 의 Al 몰분율 (x) 을 갖는다.
n-AlGaInP 클래드층 (20) 은 1.2 ㎛ 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 5×1017cm-3의 전자(캐리어)농도를 갖는다. p-AlGaInP 클래드층 (31) 은 100 nm 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 5 × 1017cm-3의 홀(캐리어)농도를 갖는다. p-AlGaInP 클래드층 (32) 은 1.1 ㎛ 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 5×1017cm-3의 홀농도를 갖는다. p 가포화 흡수층 (35) 은 0.78 % 의 압축변형, 6 nm 의 두께 및 2×1018cm-3의 홀농도를 갖는다.
도 4a 는 80 mA 의 구동전류에서 EL(electro-luminescence) 발광시 측정된 도 2 의 레이저 장치의 광스펙트럼을 도시하며, 648 nm 와 667 nm 의 파장에서 에너지 피크 (301 과 302) 가 각각 관찰되었다. 활성층 (4) 에서 0.25 % 의 압축변형과 가포화흡수층 (35) 에서 0.78 % 의 압축변형간의 차이에 기초하여 발광중심이 조사되었고, 648 nm 의 파장에서의 피크 (301) 는 활성층 (4) 에서의 발광에서 기인되고 667 nm 의 파장에서의 피크 (302) 는 가포화흡수층 (35) 에서의 발광에서 기인되었음을 나타냈다.
도 4b 는 100 mA 의 구동전류 및 5 mW 의 광출력에서 레이저발진시 측정된 도 2 의 반도체 장치의 다른 광스펙트럼을 도시하며, 가포화흡수층 (35) 에서의 발광 파장에 일치하는 667 nm 의 파장에서만 피크 (302) 를 나타낸다. 이들 결과로부터, 레이저 발진은 활성층 (4) 이 아니라 가포화흡수층 (35) 에서 영향을 받는다는 것을 알았다.
상술된 사실로부터, 본 발명자는 도 2 의 반도체레이저의 레이저발진 동작에 대해 다음과 같이 가정하였다.
헤테로접합 계면에서의 불연속은 접합전의 각 반도체 재료의 가전자대(valence band) 의 에너지 레벨에 의해 일반적으로 결정된다. 도 5b 는 도 3 과 동일한 도 5a 의 밴드갭 프로파일과 관련하여 플롯된 도 2 의 반도체 레이저 장치의 밴드구조를 도시하고 있다. 도 5b 에서, 도전대 에너지에서의 스텝들은 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 과 32) 의 반도체 재료의 가전자대 에너지 차이에서 기인되며, 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 과 32) 모두는 최종 반도체 레이저에서 가전자대 에너지를 거의 평준화하는 p 형층이다. 가포화흡수층과 클래드층의 반도체 재료의 가전자대 에너지 차이가 밴드갭 에너지 프로파일에서 스텝으로 나타난다.
가포화흡수층 (35) 과 p-AlGaInP 클래드층 (31) 사이의 헤테로접합 계면에는 도 5b 에 도시된 바와 같이, 가전자대에서의 스파이크 (311) 가 발생하며, 이것이 커다란 유효질량을 갖는 홀들이 p-AlGaInP 클래드층 (31) 으로 유입되는 것을 저지한다. 그 결과, 다수의 홀들이 가포화흡수층 (35) 에 머물러 소망하지 않은 전계를 발생시키고, 이것이 활성층 (4) 에서 가포화흡수층 (35) 으로 전자들을 끌어당긴다. 이와 같이 하여, 가포화흡수층 (35) 에 축적된 홀들과 전자들이 재결합하여 레이저 발진한다.
상술된 관점에서, 본 발명은 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 및/또는 32) 사이에 가전자대 에너지 버퍼층을 삽입함으로서 그들 사이의 스파이크를 감소시켜 불연속을 완화시키는 구조를 사용한다. 가전자대 에너지 버퍼층에 의해 홀들이 가포화흡수층 (35) 에 머무는 것이 저지되어 활성층 (4) 내부로 홀들이 주입되는 것을 돕기 때문에, 가포화흡수층 (35) 에서가 아니라 활성층 (4) 에서 레이저 발진을 얻을 수 있다.
만일 레이저 재료의 물성이 명확하다면, 밴드갭 프로파일이 에너지 불연속의 관점에서 레이저용 반도체 재료의 가전자대에 유사한 경향을 나타내기 때문에, 도 5a 의 밴드갭 프로파일을 가전자대 에너지의 에너지 불연속을 디자인하는데 사용할 수도 있다. 예를 들어, 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 또는 32) 양쪽이 III-V 또는 II-VI족 화합물 반도체로 만들어지며, 여기서 V 또는 VI 족의 적어도 한 원소가 양쪽 층에 공통이라면, 밴드갭 버퍼층이 양쪽 층 사이에 삽입되어 홀들이 고농도로 가포화흡수층에 머무는 것을 방지하다. 여기에 사용된 밴드갭 버퍼층 은 가포화흡수층 (35) 의 밴드갭과 클래드층 (31 또는 32) 의 밴드갭 사이의 중간 밴드갭을 갖는 층을 의미하며, 여기서 중간 밴드갭은 가포화흡수층 (35) 에서 클래드층 (31 또는 32) 까지 연속일 수 있고 또는 불연속을 가질 수도 있다.
본 발명에서 가전자대 에너지 버퍼기능 또는 밴드갭 에너지 버퍼기능을 달성하기 위한 수단으로서, 버퍼층의 조성은 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 또는 32) 의 조성들 사이의 중간 조성을 가질 수 있으며, 여기서, 중간 조성은 가포화흡수층 (35) 에서 클래드층 (31 또는 32) 까지 연속일 수 있고 또는 불연속을 가질 수도 있다.
여기에 사용된 중간 조성 은 중간층내의 각 원소의 몰분율이 가포화흡수층 (35) 내의 각 원소의 몰분율과 클래드층 (31 또는 32) 내의 각 원소의 몰분율 사이의 중간값임을 의미하며, 여기서 중간값 은 양쪽 몰분율 중의 어느 하나에 거의 일치하는 값을 포함하지만, 중간층은 중간층과 가포화흡수층 (35) 또는 클래드층 (31 또는 32) 중의 어느 하나 사이의 조성에서 중요한 차이를 갖는다. 예를 들어, 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 또는 32) 이 각각 IIIaVa와 IIIbVb의 조성을 각각 가지며, 여기서 IIIa와 IIIb는 III 족에서 상이한 원소이고 Va와 Vb는 V 족에서 상이한 원소라면, 중간버퍼층은 IIIa xIIIb 1-xVa yVb 1-y의 조성을 가지며, 여기서 0≤x≤1, 0≤y≤1 , x 와 y 는 일 중간버퍼층에서 0 또는 1 을 갖지 않는다.
또한, 특정한 예로서, 만일 가포화흡수층 (35) 과 클래드층 (31 또는 32) 이 Ga0.4In0.6P 와 (Al0.7Ga0.3)0.52In0.48P 의 조성을 각각 갖는다면, 중간버퍼층은 0≤x≤0.7, 0.4≤y≤0.52 이지만, x 와 y 는 중간버퍼층이 가포화흡수층 (35) 또는 클래드층 (31 또는 32) 중의 어느 하나와 동일한 조성을 갖지 않도록 선택되는 (AlxGa1-x)yIn1-yP 의 조성을 갖는다.
이제, 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하며, 유사한 구성요소에는 동일한 또는 유사한 참조번호를 부여한다.
도 6 을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 반도체레이저 장치는 GaAs 기판 (1) 의 상면에 순차적으로 형성되어 있는 GaAs 버퍼층 (2), n-AlGaInP 클래드층 (20), 활성층 (4), p-AlGaInP 클래드층 (31), p형 제 1 가전자대 에너지 버퍼층 (36), p형 가포화흡수층 (35), p형 제 2 가전자대 에너지 버퍼층 (37), p-AlGaInP 클래드층 (32), GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6), p-GaAs 캡층 (7), p-GaAs 캡층 (8) 및 p 전극 (11) 을 구비하며, GaAs 기판 (1) 의 저면에 형성되어 있는 n 전극 (10) 도 구비한다. p-AlGaIn 클래드층 (32) 의 부분과 GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6) 및 p-GaAs 캡층 (8) 으로 형성된 메사 스트립 구조는 n-GaAs 전류 블록층 (9) 에 의해 둘러싸여 있다.
본 실시예의 반도체레이저 장치는 다음과 같이 제조된다. 먼저, GaAs 버퍼층 (2), n-AlGaInP 클래드층 (20), 활성층 (4), p-AlGaInP 클래드층 (31), p형 제 1 가전자대 에너지 버퍼층 (36), p형 가포화흡수층 (35), p형 제 2 가전자대 에너지 버퍼층 (37), p-AlGaInP 클래드층 (32), GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6), p-GaAs 캡층 (7) 이 저압 금속유기 증기상 에폭시 (LPMOVPE) 를 사용하여 GaAs 기판 (1) 의 상면에 성장된다.
이어서, GaInP 헤테로접합 버퍼층 (6), p-GaAs 캡층 (7) 및 p-AlGaIn 클래드층 (32) 의 상부가 SiO2막을 마스크로서 사용하는 포토리소그래피 에칭법에 의해 선택적으로 에칭되어 메사 스트립을 형성한다.
그 이후, n-GaAs 전류 블록층 (9) 이 SiO2막을 마스크로서 사용하여 선택적으로 성장하여 메사 스트립을 둘러싼다. SiO2막을 제거한 후, p-GaAs 캡층 (8) 이 LPMOVPE 에 의해 성장된다. 이어서, p 전극 (11) 이 p-GaAs 캡층 (8) 상에 형성되고, GaAs 기판 (1) 의 저면에서 GaAs 기판을 연마하여 적절한 두께로 만들고 n 전극 (10) 을 형성하여 도 6 에 도시된 구조물을 완성한다.
트리메틸 알루미늄, 트리에틸 갈륨, 트리에틸 인듐, 포스파인 및 비소가 LPMOVPE 의 원료로서 사용되었다. 디실레인이 n형 도펀트로 사용되었고, 디에틸 징크가 p형 도펀트로 사용되었다. 성장온도, 성장압력 및 V 족 원료공급량/III 족 원료공급량은 각각 660 ℃, 70 토르 및 500 이었다.
도 7 은 n-AlGaInP 클래드층 (20) 에서 가포화흡수층 (35) 까지의 Al 몰분율 (x) 프로파일을 도시한다.
활성층 (4) 은, 각각 0.25 % 의 압축변형 및 6 nm 의 두께를 갖는 3 개의 GaInP 양자웰층 (40), 각각 4 nm 의 두께와 0.5 의 Al 몰분율 (x) 을 갖고 대응하는 인접 2 개의 GaInP 양자웰층 (40) 사이에 각각 배치되는 한 쌍의 AlGaInP 배리어층 (41) 및 그들 사이에 GaInP 양자웰층 (40) 및 AlGaInP 배리어층 (41) 을 샌드위치하는 한 쌍의 광가이드층 (42) 을 구비한다. 광가이드층 (42) 은 활성층 (4) 의 p 측과 n 측에 배치되었고, 50 nm 의 두께와 0.5 의 Al 몰분율 (x) 을 갖는다.
n-AlGaInP 클래드층 (20) 은 1.2 ㎛ 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 1×1017cm-3의 전자농도를 갖는다. p-AlGaInP 클래드층 (31) 은 80 nm 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 5×1017cm-3의 홀농도를 갖는다. p-AlGaInP 클래드층 (32) 은 1.1 ㎛ 의 두께, 0.7 의 Al 몰분율 및 5×1017cm-3의 홀농도를 갖는다. p 가포화흡수층 (35) 은 0.51 % 의 압축변형, 6 nm 의 두께 및 2×1018cm-3의 홀농도 (도프 농도)를 갖는다.
p형 제 1 가전자대 에너지 버퍼층 (이하, 특별한 언급이 없으면 간단히 버퍼층으로 지칭) 의 조성은 동일물과 p-AlGaInP 클래드층 (31) 사이의 계면에서 p-AlGaInP 클래드층 (31) 의 조성에 일치하고, 동일물과 p 가포화흡수층 (35) 사이의 계면에서 p 가포화흡수층 (35) 의 조성에 일치하며, 양쪽 계면 사이에서 직선적으로 변화한다.
p형 제 2 버퍼층의 조성은 동일물과 p-AlGaInP 클래드층 (32) 사이의 계면에서 p-AlGaInP 클래드층 (32) 의 조성에 일치하고, 동일물과 가포화흡수층 (35) 사이의 계면에서 p 가포화흡수층 (35) 의 조성에 일치하며, 양쪽 계면 사이에서 직선적으로 변화한다.
제 1 버퍼층 (36) 은 10 nm 의 두께 및 동일물과 클래드층 (31) 사이의 계면에서의 5×1017cm-3에서 동일물과 가포화흡수층 (35) 사이의 계면에서의 2×1018cm-3까지의 홀농도를 갖는다. p 형 제 2 버퍼층 (37) 은 10 nm 의 두께 및 동일물과 클래드층 (32) 사이의 계면에서의 5×1017cm-3에서 동일물과 가포화흡수층 (35) 사이의 계면에서의 2×1018cm-3까지의 홀농도를 갖는다.
도 8a 및 8b 는, 도 5a 및 5b 와 유사하게, 본 실시예의 반도체 레이저 장치의 밴드갭 프로파일 및 밴드구조 다이어그램을 각각 도시한다. 이 레이저 장치의 조성 프로파일은 p형 클래드층 (31) 에서 p형 클래드층 (32) 까지의 층들에서 급격한 변화가 없기 때문에, 도 8a 에 도시된 바와 같이 가포화흡수층 (35) 의 양측 사이에서 밴드갭의 급격한 변화를 주지 않는다. 이것은 p형 제 1 버퍼층 (36), 가포화흡수층 (35) 및 p형 제 2 버퍼층 (37) 을 통하여 p-AlGaInP 클래드층 (31) 에서 p-AlGaInP 클래드층 (32) 까지의 연속적인 조성 때문이다. 따라서, 가전자대 에너지는 도 8b 에 도시된 바와 같이 이러한 범위에서 연속이고, 가전자대 에너지의 불연속에 의한 스파이크 (311 과 312) 를 갖는, 도 5 에 도시된, 가전자대 에너지와는 다르다.
본 실시예의 반도체레이저 장치의 동작에서, 홀들은 p형 가포화흡수층 (35) 에 머무르지 않고 활성층 (4) 쪽으로 부드럽게 주입된다. 그 결과, 레이저 발진은 p형 가포화흡수층 (35) 이 아니라 활성층 (4) 에서 영향을 받고, 이러한 사실 때문에 p형 가포화흡수층 (35) 은 디자인된 가포화흡수의 동작을 할 수 있고, 그럼으로서 레이저 장치의 자체여기 발진을 할 수 있다.
본 실시예의 샘플들은 60 ℃ 의 분위기온도에서와 5 밀리와트까지에서 자체여기 발진에 대한 80 % 의 고수율을 달성했다. 이 샘플들은 실온에서 70 mA 의 통상적인 문턱전류 및 660 nm 의 통상적인 레이저 발진 주파수를 나타냈다. 제 1 및 제 2 버퍼층 (36 과 37) 의 두께는 디자인에 좌우되는 실시예들에서 0.5 nm 와 100 nm 사이에서 독립적으로 변할 수 있다. 또한, 파라미터 x 는, 비록 도 7 이 통상적인 값을 도시하지만, 디자인에 좌우되어 변할 수 있다.
또한, 버퍼층 (36 과 37) 의 재료의 조성은 본 실시예에서 예를 들어 직선적으로 변화했지만, 조성이 단조롭게 변화하는 한, 직선적으로 조성을 변화시킬 필요는 없다.
p형 크래드층 (31), 제 1 버퍼층 (36), 가포화흡수층 (35), 제 2 버퍼층 (37) 및 p형 클래드층 (32) 각각은 1×1017cm-3이상의 홀농도를 갖고, n-AlGaInP 클래드층 (20) 은 1×1017cm-3이상의 캐리어(전자)농도를 갖는 것으로 충분하다. 활성층 (4) 은 통상적으로 인트린식(intrinsic)으로 디자인되지만, 인접한 n 클래드층 (20) 또는 p형 클래드층 (31) 으로부터의 불순물의 확산 때문에 p 형 또는 n 형일 수 있다.
p 형 클래드층 (31) 의 두께는 0 과 500 nm 사이의 임의의 값일 수 있고, n형 클래드층 (20) 과 p 형 클래드층 (32) 의 두께는 200 nm 이상의 임의의 값일 수 있다. 광가이드층들 (42) 의 Al 몰분율이 클래드층들의 Al 몰분율보다 낮기만 하면, 각 클래드층의 Al 몰분율 (x) 은 0.5 와 1.0 사이의 임의의 값으로 디자인될 수 있다.
양자웰층 (40) 과 배리어층 (41) 각각의 두께가 20 nm 이하이면, 활성층 (4) 은 임의의 양자웰 구조일 수도 있다. 웰층의 개수는 1 이상일 수 있다. 양자웰층은 변형되지 않거나, 텐실 변형되거나 또는 압축변형될 수 있다. 활성층 (4) 은 단일 벌크층일 수 있다. 또한, 광가이드층 (42) 의 두께는 0 nm 와 200 nm 사이의 임의의 값일 수 있다.
가포화흡수층 (35) 은 0.2 아래의 임의의 Al 몰분율을 가질 수 있고, 변형되지 않거나, 텐실 변형되거나 또는 압축변형될 수 있다. 기포화흡수층 (35) 의 두께는 버퍼층들 (36 과 37) 의 개재에 의해 제공되는, 양자에너지 레벨의 감소 및 광구속계수 (optical confinement coefficient) 의 증가의 관점에서 디자인되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가포화흡수가 너무 크면, 가포화흡수층 (35) 의 두께는 제로로 디자인되고 대신에 p 형 버퍼층 (36 또는 37) 이 가포화흡수기능을 가질 수도 있다. 본 명세서에서, 층의 제로 두께, 예를 들어 기포화흡수층의 제로 두께는 단일기능 가포화흡수층 (35) 이 없고 가포화흡수기능과 에너지 버퍼기능 양쪽을 갖는 이중기능 인접층 (36 또는 37) 이 존재하는 것을 의미한다.
도 9 는, 도 6 와 유사하게, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자체여기발진 반도체 레이저 장치를 도시한다. 본 실시예의 반도체 레이저 장치는 p 형 제 2 가전자대 에너지 버퍼층 (도 6 에서 37) 이 본 실시예에 설치되지 않은 것을 제외하고는 제 1 실시예와 유사하다.
도 10a 와 10b 는, 도 8a 와 8b 에서와 유사하게, 각각 도 9 의 레이저 장치의 밴드갭 프로파일과 밴드구조 다이어그램을 도시하고 있다. 본 실시예에서는 제 2 버퍼층이 없기 때문에 가포화흡수의 과도한 증가를 방지할 수 있다. 제 1 실시예의 도 8a 와 8b 에서, 가포화흡수층 (35) 의 양측에서 가전자대 에너지에 스파이크가 발생하지 않아도, 각각 5 nm 이상의 두께를 갖는 가전자대 에너지 버퍼층들 (36 과 37) 이 양자레벨을 줄이고 가포화흡수층 (35) 의 구속계수를 증가시키기 때문에, 과도한 가포화흡수가 발생한다. 본 실시예에서는, 제 2 버퍼층이 없기 때문에 과도한 가포화흡수를 방지한다.
제 2 버퍼층이 없기 때문에, 가포화흡수층 (35) 과 p형 클래드층 (32) 사이의 헤테로접합 계면에서 스파이크 (312) 가 발생한다. 스파이크 (312) 가 활성층 (4) 쪽으로의 홀들의 주입을 어느 정도 저지하지만, 홀들은 오랜 동안 가포화흡수층 (35) 에 머물지 않는다. 그 결과, 가포화흡수층 (35) 이 아니라 활성층 (4)에서 레이저 발진이 일어나며, 이러한 사실이 고수율의 자체여기 발진을 제공한다.
제 3 실시예에 따른 반도체 레이저장치는 가포화흡수층 (35) 과 p형 클래드층 (31) 사이에 배치된 버퍼층 (36) 의 반도체 재료가 p 형 클래드층 (31) 으로부터 가포화흡수층 (35) 쪽으로 계단식으로 떨어지는 가전자대 에너지 프로파일을 갖도록 제 2 실시예를 변형함으로서 얻어지며, 그럼으로서 도 11a 에 도시된 밴드갭 프로파일 및 도 11b 에 도시된 도전대 프로파일을 발생시킨다. 이들 도면에서는, 2 개의 상승 스텝이 예시되어 있다. 즉, 버퍼층 (36) 이 상이한 조성을 갖는 2 층 구조를 갖는다.
제 1 및 제 2 실시예에 따른 반도체 장치를 제조하기 위하여, 소망의 값으로 성장층의 조성을 정확하게 제어하여 소망의 가전자대 에너지를 얻을 수 있는 성장방법이 사용된다. 다른 한편으로, 제 3 실시예에서는, 계단식 밴드에너지 프로파일에 의해 경제적인 성장법을 사용할 수 있으며, 여기서는 성장층들의 조성을 정확하게 제어할 수 있는 값비싼 시퀀스 제어기없이 MOVPE 또는 MBE 프로세스가 수행된다.
도 11b 에 도시된 바와 같이, 가전자대 에너지에서의 스파이크들이 가포화흡수층 (35) 및 동일물과 p형 클래드층 (31) 사이의 계면으로부터 완전히 제거되지 않아도, 스파이크 크기는 활성층 (4) 내부에 홀들을 효과적으로 주입하도록 억제될 수 있다. 그 결과, 고수율의 자체여기발진을 얻을 수 있다.
가포화흡수층 (35) 의 에너지 스텝의 개수는 기술적인 관점에서 큰 것이 바람직하다. 그러나, 에너지 스텝의 개수는 사용되는 제조공정에 기초하여 선택될 수 있다. 버퍼층 (36) 이 도 11a 의 계단식 가전자대 에너지레벨을 갖지만, 이러한 구성은 그러한 계단식 가전자대 에너지 레벨을 갖는 버퍼층 (37) 에 적용될 수도 있다.
본 발명에서, 홀들이 가포화흡수층 (35) 에 국부적으로 머무는 것을 방지하는 기능을 갖기만 하면, 밴드갭 에너지 프로파일이 변하는 방식은 예시된 방식, 예를 들어 직선적으로, 단조적으로 또는 계단식으로 중의 어느 하나로 제한되지 않는다.
특히, 변형된 양자웰층이 가포화흡수층 (35) 으로 사용되면, 제 1 및 제 2 버퍼층 (36 과 37) 도 변형된 양자웰층으로 만들어질 수 있으며, 여기서 양쪽 버퍼층 (36 과 37) 의 조성과 변형은 양쪽 버퍼층 (36 과 37) 의 두께가 임계 두께를 초과하지 않도록 독립적으로 제어된다.
도 12a 내지 12c 는 가포화흡수층 (35) 이 변형된 양자웰층으로 형성되는 경우 p 형 클래드층 (31) 에서 p 형 클래드층 (32) 까지의 층들에서의 (AlxGa1-x)yIn1-yP 의 Al 몰분율 (x) 프로파일, 변형 프로파일 및 밴드갭 프로파일을 도시한다. 제 1 및 제 2 버퍼층 (36 과 37) 이 p형 클래드층 (31) 과 가포화흡수층 (35) 사이 및 가포화흡수층 (35) 과 p형 클래드층 (32) 사이에 각각 배치되어 있다.
가포화흡수층 (35) 이 일정한 압축변형을 갖고 양쪽 버퍼층 (36 과 37) 이 p형 클래드층들 (31 과 32) 쪽으로 각각 직선적으로 증가하는 압축변형을 갖는 변형 프로파일이 도 12a 에 도시된 바와 같이 적용되면, 스파이크가 밴드갭 프로파일에 나타나지 않기 때문에, 활성층 (4) 내부에 홀들을 부드럽게 주입할 수 있다. 그러나, 만일 가포화흡수층 (35) 에 적용된 압축변형이 너무 크고, 가전자대 에너지 버퍼들 (36 과 37) 의 두께가 임계 두께를 초과하면, 큰 전위(dislocation) 가 발생하여 반도체 레이저 장치의 결정구조를 저하시키기 때문에, 신뢰성도 감소한다.
양자웰층에서 임계두께에 관계하는 상술된 문제점을 해결하기 위하여, 변형 프로파일이 변형되어 압축변형이 도 12b 에 도시된 바와 같이, 버퍼층들에 불연속을 가질 수도 있다. 이 경우, 버퍼층들은 제로 변형 또는 작은 균일변형을 가질 수도 있다. 변형 프로파일의 불연속은 가전자대 에너지차에 의해 가포화흡수층 (35) 과 버퍼층들 (36 과 37) 사이의 계면에 스파이크를 발생시킬 수 있다.
그러나, 버퍼층들 (36 과 37) 의 Al 몰분율 (x) 의 단조변화 프로파일을 제공함으로서, 가포화흡수층 (35) 과 버퍼층들 (36 과 37) 사이의 가전자대 에너지차가 억제될 수 있고 이것은 차례로 스파이크의 크기를 억제하며, 그럼으로서 상당히 부드러운 홀주입을 달성할 수 있다.
가포화흡수층 (35) 과 버퍼층들 (36 과 37) 사이의 가전자대 에너지차를 억제하여 우수한 밴드갭 에너지 프로파일을 얻기 위하여, Al 몰분율 (x) 이 도 12c 에 도시된 바와 같이 바뀌는 상이한 구성이 사용될 수도 있다. 이 경우, 몰분율이 양쪽 버퍼층 (36 과 37) 에서 가전자대 에너지를 단조 감소시켜 정의된 것보다 가포화흡수층 (35) 에서 작기 때문에, 도 12b 에 도시된 가전자대 에너지의 불연속을 소멸시켜 도 12c 에 도시된 바와 같이 부드러운 홀주입을 얻는다.
단조 변화하는 밴드갭 프로파일을 얻기 위하여, 층들의 물성이 알려지면 Al 몰분율 또는 변형량을 제어함으로서 반도체 재료의 단조 변화하는 가전자대 에너지를 얻는 쪽으로 디자인이 선택된다. 간단히, 가전자대 에너지 버퍼층들은 밴드갭 버퍼층으로도 불릴 수 있다.
제 2 및 제 3 실시예의 변형 실시예에서, n-GaAs 전류 블록층 (9) 은 가포화흡수층 (35) 과 접촉하여 배치될 수 있다. 게다가, n-GaAs 전류 블록층 (9) 의 부분이 예를 들어, AlInP 층으로 대체되어 자체여기발진에 대한 저문턱전류를 얻을 수도 있다.
상술된 실시예들은 예로서만 설명되었기 때문에, 본 발명은 상술된 실시예들로 제한되지 않으며 다양한 변형 또는 변경이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 당분야의 당업자에 의해 용이하게 만들어질 수 있다.
예를 들어, 본 실시예들에서는 AlGaInP 레이저 장치가 예시되었지만, 본 발명은 AlGaAs 반도체 레이저, AlGaInN 레이저 또는 II-VI 족 반도체 레이저에도 적용할 수 있다. 또한, 가포화흡수층이 도 6 에서의 n 형 클래드층 (20) 에 설치될 수도 있다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 낮은 광피드백 잡음 및 낮은 비점수차를 갖는 자체여기발진의 반도체 레이저 장치를 고수율로 제조할 수 있다.

Claims (22)

  1. 제 1 도전형 반도체 기판 및 상기 반도체 기판상에 순차적으로 형성되는 제 1 도전형 클래드층, 활성층 및 제 2 도전형 클래드층을 구비하는 반도체 레이저 장치로서, 상기 제 1 도전형 클래드층과 상기 제 2 도전형 클래드층 중의 하나 이상은 그 내부에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 가포화흡수층, 상기 가포화흡수층의 상기 제 1 표면과 접촉하도록 배치된 제 1 버퍼층, 및 상기 가포화흡수층과 상기 제 1 버퍼층을 그 사이에 샌드위치하는 제 1 및 제 2 클래드층 부분을 포함하며, 상기 가포화흡수층의 반도체 재료는 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분의 반도체 재료의 제 2 밴드갭 에너지보다 낮은 제 1 밴드갭 에너지를 가지며, 상기 제 1 버퍼층의 반도체 재료는 제 1 가전자대 에너지와 제 2 가전자대 에너지 사이의 중간 가전자대 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전형은 n 형이고, 상기 제 2 도전형은 p 형인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가포화흡수층의 상기 제 1 표면이 상기 활성층에 인접한 측부인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가포화흡수층의 상기 제 2 표면과 접촉하도록 배치된 제 2 버퍼층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층의 상기 반도체 재료는, 상기 가포화흡수층과 접촉하는 제 1 버퍼층 부분에서 상기 제 1 가전자대 에너지에 거의 일치하고 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분 중의 하나와 접촉하는 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 2 가전자대 에너지에 거의 일치하며, 상기 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 1 버퍼층 부분 쪽으로 단조 감소하는 가전자대 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은, 상기 제 1 버퍼층 부분에서 상기 가포화흡수층의 제 1 조성에 일치하고 상기 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 클래드층 부분의 제 2 조성에 일치하고, 상기 제 1 버퍼층 부분과 상기 제 2 버퍼층 부분 사이의 부분에서 상기 제 1 조성과 상기 제 2 조성 사이의 중간 조성인 조성 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층의 상기 반도체 재료는 상기 가포화흡수층과 접촉하는 제 1 버퍼층 부분에서 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분 중의 하나와 접촉하는 제 2 버퍼층 부분 쪽으로 계단식으로 증가하는 가전자대 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은 상기 계단식으로 증가하는 가전자대 에너지에 대응하여 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 가포화흡수층의 제 1 조성과 상기 클래드층의 제 2 조성 사이의 계단식으로 변화하는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가포화흡수층과 상기 제 1 버퍼층 각각은 변형된 양자웰층이고, 상기 제 1 버퍼층은 상기 가포화흡수층의 변형보다 작은 변형을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층의 상기 재료가 상기 제 1 가전자대 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 가포화흡수층과 상기 클래드층 부분의 조성들 사이의 중간 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  12. 제 1 도전형 반도체 기판 및 상기 반도체 기판상에 순차적으로 형성되는 제 1 도전형 클래드층, 활성층 및 제 2 도전형 클래드층을 구비하는 반도체 레이저 장치로서, 상기 제 1 도전형 클래드층과 상기 제 2 도전형 클래드층 중의 하나 이상은 그 내부에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 가포화흡수층, 상기 가포화흡수층의 상기 제 1 표면과 접촉하도록 배치된 제 1 버퍼층, 및 상기 가포화흡수층과 상기 제 1 버퍼층을 그 사이에 샌드위치하는 제 1 및 제 2 클래드층 부분을 포함하며, 상기 가포화흡수층은 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분의 제 2 밴드갭 에너지보다 낮은 제 1 밴드갭 에너지를 가지며, 상기 제 1 버퍼층은 상기 제 1 밴드갭 에너지와 상기 제 2 밴드갭 에너지 사이의 중간 밴드갭 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 도전형은 n 형이고, 상기 제 2 도전형은 p 형인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 가포화흡수층의 상기 제 1 표면은 상기 활성층에 인접한 측부인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 가포화흡수층의 상기 제 2 표면과 접촉하도록 배치된 제 2 버퍼층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은, 상기 가포화흡수층과 접촉하는 제 1 버퍼층 부분에서 상기 제 1 밴드갭 에너지에 거의 일치하고 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분 중의 하나와 접촉하는 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 2 밴드갭 에너지에 일치하며, 상기 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 1 버퍼층 부분 쪽으로 단조감소하는 밴드갭 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은, 상기 제 1 버퍼층 부분에서 상기 가포화흡수층의 제 1 조성에 일치하고 상기 제 2 버퍼층 부분에서 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 클래드층 부분의 제 2 조성에 일치하며, 상기 제 1 버퍼층 부분과 상기 제 2 버퍼층 부분 사이의 부분에서 상기 제 1 조성과 상기 제 2 조성 사이의 중간 조성인 조성 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은, 상기 가포화흡수층과 접촉하는 제 1 버퍼층 부분에서 상기 제 1 및 제 2 클래드층 부분 중의 하나와 접촉하는 제 2 버퍼층 부분 쪽으로 계단식으로 증가하는 밴드갭 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은 상기 계단식으로 증가하는 가전자대 에너지에 대응하여 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 가포화흡수층의 제 1 조성과 상기 클래드층의 제 2 조성 사이에서 계단식으로 변화하는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 가포화흡수층과 상기 제 1 버퍼층 각각은 변형된 양자웰층이고, 상기 제 1 버퍼층은 상기 가포화흡수층의 변형보다 작은 변형을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층이 상기 제 1 밴드갭 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 버퍼층은 상기 제 1 버퍼층과 접촉하는 상기 가포화흡수층의 제 1 조성과 상기 클래드층 부분의 제 2 조성 사이의 중간 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
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