RU2301486C2 - Semiconductor injection laser - Google Patents

Semiconductor injection laser Download PDF

Info

Publication number
RU2301486C2
RU2301486C2 RU2004137016/28A RU2004137016A RU2301486C2 RU 2301486 C2 RU2301486 C2 RU 2301486C2 RU 2004137016/28 A RU2004137016/28 A RU 2004137016/28A RU 2004137016 A RU2004137016 A RU 2004137016A RU 2301486 C2 RU2301486 C2 RU 2301486C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
active region
laser
thickness
wide
quantum well
Prior art date
Application number
RU2004137016/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Увиналий Афанасьевич Бекирев (RU)
Увиналий Афанасьевич Бекирев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Юник Ай Сиз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Юник Ай Сиз" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Юник Ай Сиз"
Priority to RU2004137016/28A priority Critical patent/RU2301486C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301486C2 publication Critical patent/RU2301486C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: semiconductor devices; lasers built around multipass p-n heterostructures.
SUBSTANCE: proposed laser has doped active region in the form of semiconductor layer whose thickness ranges between 0.1 μm and several diffusion lengths of minor media. Active region is disposed between two wide-band n and p ohmic-contact layers. Additional semiconductor layer, 20 to 500 angstrom thick (quantum well), is grown between wide-band layers, its thickness being smaller by 0.1 kT to 300 MeV than that of active region and thickness of the latter equals minimum two Debye lengths.
EFFECT: improved design.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, а более конкретно к лазерам на основе многопроходных p-n-гетероструктур.The invention relates to semiconductor devices, and more particularly to lasers based on multipass pn heterostructures.

Известны [1] лазеры, которые имеют пороговую плотность тока менее 200 А/см2, а рабочие токи лазера могут составлять несколько миллиампер. Это лазеры с узкозонной активной областью, толщиной в несколько десятков ангстрем (квантовая яма) внутри волноводного широкозонного слоя. Ширина (толщина) волноводного слоя составляет несколько десятых долей микрона и соизмерима с длиной волны лазерного излучения внутри кристалла. Так, в лазерах на основе GaAs-GaAlAs, где показатель преломления n≈3,2÷3,6, эта длина волны может быть 0,25÷0,3 микрона. Внутри волноводного слоя могут находиться несколько квантовых ям [2], которые позволяют улучшать некоторые параметры лазеров, например увеличить мощность излучения, сузить диаграмму направленности излучения в плоскости, перпендикулярной плоскости p-n-перехода.Known [1] are lasers that have a threshold current density of less than 200 A / cm 2 , and the working currents of the laser can be several milliamps. These are lasers with a narrow-gap active region several tens of angstroms thick (quantum well) inside a waveguide wide-gap layer. The width (thickness) of the waveguide layer is several tenths of a micron and is comparable with the wavelength of the laser radiation inside the crystal. So, in lasers based on GaAs-GaAlAs, where the refractive index is n≈3.2 ÷ 3.6, this wavelength can be 0.25 ÷ 0.3 microns. Several quantum wells can be located inside the waveguide layer [2], which can improve some parameters of lasers, for example, increase the radiation power and narrow the radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the pn junction.

Известны [3] лазеры на основе многопроходных p-n-гетероструктур с повышенным внешним квантовым выходом, пониженными пороговыми токами, широким диапазоном рабочих токов. Указанные улучшения параметров лазеров достигаются за счет преобразования спонтанного излучения в лазерное. Это достигнуто в p-n-гетероструктуре, в которой наименьшую ширину запрещенной зоны имеет активная область лазера. Сама гетероструктура состоит из широкозонных эмиттеров носителей заряда n- и p-типов проводимости, между которыми расположена узкозонная активная область, имеющая за счет соответствующего легирования высокий внутренний квантовый выход для спонтанного излучения. Контактные площадки в виде полосок, перпендикулярных к резонаторам (зеркальным) граням (сколам) кристалла, занимают часть поверхности граней n- и p-типов. Спонтанное излучение, многократно проходя между гранями кристалла в результате его отражения от свободных от контактных покрытий поверхности этих граней, в активной области испытывает поглощение с образованием в ней электронно-дырочных пар. Эти электронно-дырочные пары создают дополнительную концентрацию носителей по сравнению с той, которая обусловлена инжекцией через p-n-переход. Рожденные фотоносители заново могут участвовать в процессе излучательной рекомбинации. Увеличение концентрации за счет переизлучения может происходить в 3-5 и более раз [3, 4]. Это приводит к понижению порогового тока лазера в такое же количество раз, а также к увеличению мощности лазера, увеличению внешнего и дифференциального квантового выходов, улучшению теплоотвода за счет рассеивания подводимой электрической мощности в виде полезного излучения лазера, выводимого наружу за пределы кристалла. Возрастает динамический диапазон по рабочим токам по сравнению с таким же лазером, но без явлений многократного прохождения излучения внутри кристалла и его переизлучения в активной области.Known [3] are lasers based on multipass p-n-heterostructures with a high external quantum yield, low threshold currents, and a wide range of operating currents. The indicated improvements in laser parameters are achieved by converting spontaneous emission to laser radiation. This is achieved in a pn heterostructure in which the active region of the laser has the smallest band gap. The heterostructure itself consists of wide-gap emitters of charge carriers of n- and p-types of conductivity, between which there is a narrow-gap active region, which, due to doping, has a high internal quantum yield for spontaneous emission. The contact pads in the form of strips perpendicular to the resonators (mirror) faces (chips) of the crystal occupy part of the surface of n- and p-type faces. Spontaneous radiation, repeatedly passing between the faces of a crystal as a result of its reflection from the surfaces of these faces free of contact coatings, experiences absorption in the active region with the formation of electron-hole pairs in it. These electron – hole pairs create an additional carrier concentration compared to that due to injection through the p – n junction. Born photocarriers can again participate in the process of radiative recombination. An increase in concentration due to reradiation can occur 3-5 times or more [3, 4]. This leads to a decrease in the laser threshold current by the same number of times, as well as to an increase in the laser power, an increase in the external and differential quantum yields, and an improvement in heat removal due to the dissipation of the supplied electric power in the form of useful laser radiation, which is output outside the crystal. The dynamic range in operating currents increases in comparison with the same laser, but without the phenomena of multiple transmission of radiation inside the crystal and its reradiation in the active region.

Описанные процессы переизлучения могут происходить интенсивно в активной области, толщина которой не менее 0,1-0,5 мкм (чтобы обеспечить заметное поглощение спонтанного излучения). Это ограничивает возможности понижения пороговой плотности тока лазера (активная область толщиной ~1 мкм имеет в не многопроходном лазере пороговую плотность тока ~5-8 кА/см2). Это означает, что получение пороговых плотностей тока менее 200 А/см2 за счет использования многопроходности и переизлучения практически невозможно. Максимальная толщина активной области в структурах с переизлучением ограничивалась несколькими диффузионными длинами неосновных носителей.The described reemission processes can occur intensively in the active region, the thickness of which is not less than 0.1-0.5 microns (to ensure a noticeable absorption of spontaneous emission). This limits the possibility of lowering the threshold laser current density (the active region with a thickness of ~ 1 μm has a threshold current density of ~ 5-8 kA / cm 2 in a non-multi-pass laser). This means that obtaining threshold current densities of less than 200 A / cm 2 due to the use of multipass and re-radiation is practically impossible. The maximum thickness of the active region in structures with reradiation was limited by several diffusion lengths of minority carriers.

Данное техническое решение по технической сущности является наиболее близким к заявляемому и выбирается в качестве прототипа.This technical solution by technical nature is the closest to the claimed one and is selected as a prototype.

Существенным недостатком прототипа является высокая пороговая плотность тока и соответственно большие величины рабочего тока.A significant disadvantage of the prototype is the high threshold current density and, accordingly, large values of the operating current.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение пороговой плотности тока и уменьшение рабочих токов.The technical result of the present invention is to reduce the threshold current density and decrease the operating currents.

Другим техническим результатом является увеличение внешнего квантового выхода по сравнению с прототипом.Another technical result is an increase in the external quantum yield compared to the prototype.

Эти технические результаты достигнуты в полупроводниковом инжекционном лазере, состоящем из легированной активной области в виде полупроводникового слоя толщиной от 0,1 мкм до нескольких диффузионных длин неосновных носителей, расположенной между двумя широкозонными слоями n- и p-типов проводимости с омическими контактами к n- и p-слоям, в котором между широкозонными слоями расположен дополнительно, по крайней мере, один слой полупроводникового материала толщиной 20-500 ангстрем (квантовая яма) с шириной запрещенной зоны на 0,1 кТ÷300 MeV меньшей, чем в активной области, а толщина активной области не менее двух длин Дебая.These technical results were achieved in a semiconductor injection laser consisting of a doped active region in the form of a semiconductor layer with a thickness of 0.1 μm to several diffusion lengths of minority carriers located between two wide-gap layers of n- and p-types of conductivity with ohmic contacts to n- and p-layers, in which at least one layer of semiconductor material with a thickness of 20-500 angstroms (quantum well) with a band gap of 0.1 kT ÷ 300 MeV less is additionally located between wide-gap layers Than in the active region and the thickness of the active region at least two Debye lengths.

Отличия полупроводникового инжекционного лазера согласно настоящего изобретения заключаются в том, что его структура дополнительно содержит между широкозонными слоями по крайней мере один слой полупроводникового материала толщиной 20÷500 ангстрем - квантовую яму с шириной запрещенной зоны на 0,1 кТ÷300 MeV меньшей, чем в активной области, а толщина активной области не менее двух длин Дебая.The differences of the semiconductor injection laser according to the present invention are that its structure additionally contains between wide-gap layers at least one layer of semiconductor material with a thickness of 20 ÷ 500 angstroms - a quantum well with a band gap of 0.1 kT ÷ 300 MeV less than active region, and the thickness of the active region is at least two Debye lengths.

Изобретение поясняется приведенными чертежами.The invention is illustrated by the drawings.

На фиг.1 приведен фрагмент конструкции лазера согласно настоящему изобретению.Figure 1 shows a fragment of the design of the laser according to the present invention.

На фиг.2 приведено схемотехническое изображение энергетической диаграммы лазера, в которой иллюстрируется распределение ширины запрещенной зоны, соответствующее слоям структуры лазера (фиг.1) согласно настоящему изобретению.FIG. 2 is a schematic diagram of a laser energy diagram illustrating a band gap distribution corresponding to layers of a laser structure (FIG. 1) according to the present invention.

Полупроводниковый инжекционный лазер согласно настоящему изобретению включает широкозонный эмиттер 1 p-типа проводимости, выполненный, например, из p-GaAlAs, AlAs-30%; активную область 2, выполненную, например, из n-GaALAs, N~2·1017 см-3, AlAs-8%; квантовую яму 3, расположенную, например, в активной области 2 и выполненную в виде дополнительного слоя полупроводникового материала толщиной 20-500 ангстрем с шириной запрещенной зоны на 0,1 кТ÷300 MeV меньшей, чем в активной области 2; широкозонный эмиттер 4, выполненный, например из n-GaAlAs, N~5-1017 см-3, AlAs-30%; подложку 5, выполненную из n-GaAlAs, AlAs-10-40%; слой SiO2 6, металлическое покрытие 7, образующее омические контакты 8 и 9 к слоям 1 и 5 соответственно.The semiconductor injection laser according to the present invention includes a wide-band p-type conductivity emitter 1 made, for example, of p-GaAlAs, AlAs-30%; active region 2, made, for example, from n-GaALAs, N ~ 2 · 10 17 cm -3 , AlAs-8%; a quantum well 3, located, for example, in the active region 2 and made in the form of an additional layer of semiconductor material with a thickness of 20-500 angstroms with a band gap of 0.1 kT ÷ 300 MeV less than in the active region 2; wide-gap emitter 4, made, for example, of n-GaAlAs, N ~ 5-10 17 cm -3 , AlAs-30%; a substrate 5 made of n-GaAlAs, AlAs-10-40%; a layer of SiO 2 6, a metal coating 7, forming ohmic contacts 8 and 9 to layers 1 and 5, respectively.

Полупроводниковая p-n-гетероструктура для инжекционного лазера согласно настоящему изобретению может быть изготовлена, например, по технологии молекулярно-лучевой эпитаксии - МЛЭ (molecular-beam epitaxy, МВЕ), либо способом, известным как МОС-гидридная технология (metalorganic vapor phase epitaxy, MOVPE, или MOCVD-metalorganic chemical vapor deposition) [5].The semiconductor pn heterostructure for an injection laser according to the present invention can be manufactured, for example, using molecular beam epitaxy (MBE) technology, or by a method known as metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE, or MOCVD-metalorganic chemical vapor deposition) [5].

В методе МЛЭ несколько потоков (пучков) атомов или молекул, которые получаются испарением вещества из отдельных нагретых источников, одновременно в высоком вакууме летят на нагретую подложку, на которой происходит эпитаксиальный рост гетероструктуры. Весь процесс нагрева, изменения химического состава пучков атомов, их осаждения и роста структуры управляется компьютером. Метод МЛЭ позволяет выращивать совершенные монокристаллические слои толщиной от нескольких периодов решетки до нескольких микрон и более.In the MBE method, several streams (beams) of atoms or molecules, which are obtained by evaporation of a substance from individual heated sources, simultaneously fly in a high vacuum onto a heated substrate on which epitaxial growth of the heterostructure takes place. The whole process of heating, changes in the chemical composition of atomic beams, their deposition and growth of structure is controlled by a computer. The MBE method allows one to grow perfect single-crystal layers with a thickness from several lattice periods to several microns or more.

Для роста гетероструктур может быть использована также МОС-гидридная технология. Здесь осуществляется массоперенос в газовом потоке смеси компонентов химической реакции с диффузией в направлении фронта роста гетероструктуры. Эпитаксиальный рост происходит на нагретой до 600-700°С подложке из полупроводникового материала, вблизи поверхности которой в результате реакции пиролиза металлорганических соединений и гидридов в атмосфере молекулярного водорода осуществляется выделение нужных для роста структуры атомов. Все это происходит в реакторе открытого типа при атмосферном или пониженном давлении. Газовая смесь нагревается только около полупроводниковой подложки, тогда как стенки камеры остаются холодными, например за счет водяного охлаждения. Кристаллизация в процессе MOCVD идет в условиях, существенно более близких к термодинамическому равновесию, чем при МЛЭ. Управление газовыми потоками и температурой роста осуществляется также с помощью компьютера. Этим методом могут выращиваться слои толщиной от 10 ангстрем до нескольких микрон.For the growth of heterostructures, MOS hydride technology can also be used. Here, mass transfer in a gas stream of a mixture of components of a chemical reaction with diffusion in the direction of the growth front of the heterostructure takes place. Epitaxial growth occurs on a substrate of semiconductor material heated to 600–700 ° С, near the surface of which, as a result of the pyrolysis of organometallic compounds and hydrides in the atmosphere of molecular hydrogen, the atoms necessary for growth are released. All this happens in an open type reactor at atmospheric or reduced pressure. The gas mixture is heated only near the semiconductor substrate, while the walls of the chamber remain cold, for example due to water cooling. Crystallization in the MOCVD process occurs under conditions substantially closer to thermodynamic equilibrium than under MBE. Gas flows and growth temperature are also controlled by computer. This method can grow layers with a thickness of 10 angstroms to several microns.

После изготовления полупроводниковой лазерной p-n-гетероструктуры осуществляется изготовление омических контактов к n- и p-поверхностям структуры. На каждую поверхность нами наносился слой диэлектрика в виде окисла SlO2 (может быть и Si3N4 и др.) толщиной ~0,5÷1 микрон. Методами фотолитографии в слое окисла формировались канавки на всю глубину окисла, параллельные одному из базовых срезов (например, срезу <01>), шириной 3-5 микрон и шагом ~12-15 микрон. На образовавшуюся после этой операции поверхность напылялись слои контактных металлов свои для n- и p-граней. Эти металлы вжигались в полупроводниковый материал, а граница металл-окисел образовывала зеркало. Таким образом формировались омические контакты.After fabrication of a semiconductor laser pn-heterostructure, ohmic contacts to the n- and p-surfaces of the structure are manufactured. On each surface, we applied a dielectric layer in the form of oxide SlO 2 (maybe Si 3 N 4 and others) with a thickness of ~ 0.5 ÷ 1 micron. By means of photolithography, grooves were formed in the oxide layer over the entire oxide depth, parallel to one of the basic sections (for example, section <01>), with a width of 3-5 microns and a pitch of ~ 12-15 microns. On the surface formed after this operation, layers of contact metals were sprayed for the n- and p-faces. These metals were burned into a semiconductor material, and the metal-oxide interface formed a mirror. Thus, ohmic contacts were formed.

После изготовления омических контактов лазерные кристаллы получались выкалыванием (либо скрайбированием) из структуры. Выкалывание осуществлялось в направлении контактных полосок (канавок) и перпендикулярно им. Сколы перпендикулярные контактным полосам происходят по кристаллографическим граням структуры. Они образуют ровные поверхности, играющие роль зеркальных резонаторных граней лазера. Полученные кристаллы могли быть любых размеров. Но для исследований мы выкалывали образцы длиной 300÷500 микрон и шириной 200÷300 микрон. Для исследований лазерные кристаллы помещались в держатели с прижимными металлическими контактами к поверхностям n- и p-типов проводимости.After fabricating ohmic contacts, laser crystals were obtained by puncturing (or scribing) from the structure. Gouging was carried out in the direction of the contact strips (grooves) and perpendicular to them. Chips perpendicular to the contact bands occur along the crystallographic faces of the structure. They form smooth surfaces playing the role of mirror resonator faces of the laser. The resulting crystals could be of any size. But for research, we punctured samples 300–500 microns long and 200–300 microns wide. For research, laser crystals were placed in holders with clamped metal contacts to n- and p-type surfaces.

Полученные таким образом в соответствии с настоящим изобретением экспериментальные полупроводниковые лазеры работают следующим образом. После приложения напряжения в прямом направлении через лазерный диод пойдет электрический ток. Этот ток вызывает инжекцию неосновных носителей через p-n-переход в активную область 2. В активной области 2 начинается процесс рекомбинации носителей заряда с испусканием квантов спонтанного излучения. Небольшая часть этого излучения (менее 1,5÷2%) сможет выйти наружу через грани свободные от контактных покрытий. Остальное излучение будет отражено внутрь кристалла. Внутрь кристалла также будет отражено излучение, упавшее на зеркальные покрытия, образовавшиеся между контактным металлическим покрытием и окислом, на сторонах n- и p-типов проводимости. Излучение, упавшее на контактные полоски (граница контактный металл - полупроводник), частично может поглотиться здесь, а частично также рассеяться внутрь кристалла. В результате большая часть излучения, возникшего в активной области 2, отразится внутрь кристалла. Проходя заново через активную область 2, это излучение испытает частичное поглощение в ней (самопоглощение) с образованием электронно-дырочных пар. Следует заметить, что через время жизни неосновных носителей эти электронно-дырочные пары заново рекомбинируют с образованием тех же квантов спонтанного излучения - т.е. произошел процесс переизлучения. Если внутренний квантовый выход в активной области близок к 100%, то процессы самопоглощения и переизлучения могут повторяться многократно. Это фактически увеличивает концентрацию носителей в активной области 2 в несколько раз. В структуре имеется квантовая яма 3 в активной области 2. Поэтому нет необходимости увеличивать ток через лазер до тех пор, пока не начнется лазерная генерация в активной области (т.е. там, где формировалось только что рассмотренное спонтанное излучение и накопление носителей заряда). Часть носителей заряда будет стекать либо "засасываться" в квантовую яму 3. Концентрация неосновных носителей заряда в квантовой яме 3 будет больше, чем в активной области 2, на величинуThe experimental semiconductor lasers thus obtained in accordance with the present invention operate as follows. After applying voltage in the forward direction, an electric current will flow through the laser diode. This current causes the injection of minority carriers through a p-n junction into active region 2. In active region 2, the process of recombination of charge carriers with the emission of quanta of spontaneous emission begins. A small part of this radiation (less than 1.5 ÷ 2%) will be able to go outside through the faces free of contact coatings. The rest of the radiation will be reflected inside the crystal. Radiation incident on the mirror coatings formed between the contact metal coating and the oxide on the sides of the n- and p-types of conductivity will also be reflected inside the crystal. Radiation incident on the contact strips (contact metal – semiconductor interface) can partially be absorbed here and partially also scattered inside the crystal. As a result, most of the radiation arising in the active region 2 will be reflected inside the crystal. Passing again through active region 2, this radiation will experience partial absorption in it (self-absorption) with the formation of electron-hole pairs. It should be noted that, over the lifetime of minority carriers, these electron-hole pairs recombine again with the formation of the same spontaneous emission quanta - i.e. re-emission process has occurred. If the internal quantum yield in the active region is close to 100%, then the processes of self absorption and reradiation can be repeated many times. This actually increases the concentration of carriers in active region 2 by several times. The structure has a quantum well 3 in the active region 2. Therefore, there is no need to increase the current through the laser until lasing begins in the active region (i.e., where the spontaneous emission just studied and the accumulation of charge carriers were formed). Part of the charge carriers will either drain or be “sucked” into the quantum well 3. The concentration of minority carriers in the quantum well 3 will be greater than in the active region 2 by an amount

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где ΔЕ - глубина залегания уровня в квантовой яме 3, через который идет рекомбинация носителей в квантовой яме, L - диффузионная длина носителей, ξ- величина порядка длины Дебая (длины свободного пробега носителей). Следует заметить, что "засасывание" носителей в квантовую яму 3 происходит из приграничных частей активной области 2 протяженностью ξ. Если толщина активной области d>2ξ, то в части активной области протяженностью d-2 ξ за пределами приграничных с квантовой ямой 3 частей происходят обычные диффузионные процессы, и не нарушается эффект накопления носителей в ней. Поскольку концентрация носителей в квантовой яме оказывается в А раз больше, чем в активной области (области спонтанной рекомбинации и накопления носителей), то лазерная генерация в квантовой яме должна начаться при токе в А раз меньшем, чем в активной области. Однако с учетом многократного прохождения спонтанного излучения внутри кристалла лазера и процессов самопоглощения и переизлучения в активной области концентрация носителей повышается в несколько раз. Это приводит к тому, что пороговый ток возникновения лазерного излучения в квантовой яме уменьшится в те же самые несколько раз. Понижение порогового тока автоматически приводит к повышению внешнего квантового выхода и улучшению других параметров лазера.where ΔЕ is the depth of the level in the quantum well 3, through which there is recombination of carriers in the quantum well, L is the diffusion length of the carriers, ξ is a value of the order of the Debye length (mean free path of carriers). It should be noted that the “suction” of carriers into the quantum well 3 occurs from the boundary parts of the active region 2 of length ξ. If the thickness of the active region is d> 2ξ, then in the part of the active region with a length of d-2 ξ beyond the boundaries of the 3 parts bordering the quantum well, the usual diffusion processes occur, and the effect of carrier accumulation in it is not disturbed. Since the concentration of carriers in the quantum well turns out to be A times higher than in the active region (the region of spontaneous recombination and carrier accumulation), laser generation in the quantum well should begin at a current A times lower than in the active region. However, taking into account the multiple passage of spontaneous emission inside the laser crystal and the processes of self-absorption and reradiation in the active region, the carrier concentration increases several times. This leads to the fact that the threshold current for the appearance of laser radiation in a quantum well decreases by the same factor several times. Lowering the threshold current automatically leads to an increase in the external quantum yield and an improvement in other parameters of the laser.

Для снижения рабочих токов лазер может иметь форму, например, полосковой мезаструктуры, как это было показано в [3]. Мезаструктуры могут быть как со стороны n-, так и p-поверхностей, либо с обеих сторон. Мезаструктуры можно сделать с помощью, например, химического травления в виде канавок, параллельных полосковым контактам и перпендикулярных к резонаторным граням.To reduce the operating currents, the laser can take the form, for example, of a strip mesastructure, as was shown in [3]. Mesastructures can be both on the side of n- and p-surfaces, or on both sides. Mesastructures can be made using, for example, chemical etching in the form of grooves parallel to the strip contacts and perpendicular to the resonator faces.

ЛитератураLiterature

1. Laser a semiconducteur muni de moyens de reinjection de l'emission spontanee dans la couche active. Sermage Bernard, Brilloues. Заявка 2575870, Франц. заявл. 10.01.85, № 8500307. Опубл. 11.07.86, МКМ Н01S 3/18. Рж опт. эл. приб. № 7, 1987, реф. 3 107. Заявка 0247267, ЕВП. Заявл. 26.05.86. № 86401106, 9, опубл.02.12.87. МКМ Н01S 3/19.1. Laser a semiconducteur muni de moyens de reinjection de l'emission spontanee dans la couche active. Sermage Bernard, Brilloues. Application 2575870, Franz. declared 01/10/85, No. 8500307. Publ. 07/11/86, MKM H01S 3/18. Rzh opt. email approx. No. 7, 1987, ref. 3 107. Application 0247267, CUP. Claim 05/26/86. No. 86401106, 9, publ. 02.12.87. MKM H01S 3/19.

2. Ultrahight-Power Semiconductor Diode Laser Arrays. Peter S. Cross. Gary L. Harnagel, William Streifer, Donald R.Scifres, David F. Welch. Science, Vol.237, II September, 1987, p.1305-1309.2. Ultrahight-Power Semiconductor Diode Laser Arrays. Peter S. Cross. Gary L. Harnagel, William Streifer, Donald R. Scifres, David F. Welch. Science, Vol. 237, II September, 1987, p. 1305-1309.

3. Бекирев У.А., Бондарь С.А., Галченков Д.В., Сурис Р.А., Гранкин М.А., Ершова Г.В., Инкин В.Н., Малышкин М.А. Решетка лазеров на основе многопроходной p-n-гетероструктуры. Письма в ЖТФ, 1988, том 14, вып.23. С.2140-2144.3. Bekirev W.A., Bondar S.A., Galchenkov D.V., Suris R.A., Grankin M.A., Ershova G.V., Inkin V.N., Malyshkin M.A. Laser array based on multipass p-n heterostructure. Letters in ZhTF, 1988, volume 14, issue 23. S.2140-2144.

Claims (3)

1. Полупроводниковый инжекционный лазер, состоящий из легированной активной области в виде полупроводникового слоя толщиной от 0,1 мкм до нескольких диффузионных длин неосновных носителей, расположенной между двумя широкозонными слоями n- и p-типов проводимости, с омическими контактами, отличающийся тем, что между широкозонными слоями выращивается дополнительно, по крайней мере, один слой полупроводникового материала толщиной 20÷500 ангстрем (квантовая яма) с шириной запрещенной зоны на 0,1 кТ÷300 MeV меньшей, чем в активной области, а толщина активной области не менее двух длин Дебая.1. A semiconductor injection laser consisting of a doped active region in the form of a semiconductor layer with a thickness of 0.1 μm to several diffusion lengths of minority carriers located between two wide-gap layers of n- and p-types of conductivity, with ohmic contacts, characterized in that between At least one layer of semiconductor material with a thickness of 20 ÷ 500 angstroms (quantum well) with a band gap of 0.1 kT ÷ 300 MeV less than in the active region is grown with wide-gap layers, and the thickness active region of at least two Debye lengths. 2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что активная область имеет ширину не менее 4 длин Дебая, если квантовая яма полностью расположена внутри активной области.2. The laser according to claim 1, characterized in that the active region has a width of at least 4 Debye lengths if the quantum well is completely located inside the active region. 3. Лазер по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые грани кристалла лазера, по крайней мере, с одной из сторон (либо с p-поверхности, либо с n-поверхности), образуют мезаструктуры.3. The laser according to claim 1 or 2, characterized in that the side faces of the laser crystal, at least on one of the sides (either from the p-surface or from the n-surface), form mesastructures.
RU2004137016/28A 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor injection laser RU2301486C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137016/28A RU2301486C2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor injection laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137016/28A RU2301486C2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor injection laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2301486C2 true RU2301486C2 (en) 2007-06-20

Family

ID=38314467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004137016/28A RU2301486C2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor injection laser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301486C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3497685B2 (en) Semiconductor device using semiconductor BCN compound
Peter et al. Light-emitting diodes and laser diodes based on a Ga 1− x In x As/GaAs 1− y Sb y type II superlattice on InP substrate
KR20040041730A (en) Semiconductor optical devices having current-confined structure
JP2009290161A (en) Optical semiconductor device
US4365260A (en) Semiconductor light emitting device with quantum well active region of indirect bandgap semiconductor material
US5163064A (en) Laser diode array and manufacturing method thereof
RU2396655C1 (en) Tunnel-coupled semi-conducting heterostructure
US4385389A (en) Phase-locked CDH-LOC injection laser array
US4270096A (en) Semiconductor laser device
US5255279A (en) Semiconductor laser device, and a method for producing a compound semiconductor device including the semiconductor laser device
JPS59208889A (en) Semiconductor laser
RU2301486C2 (en) Semiconductor injection laser
Elarde et al. A novel ordered nanopore array diode laser
Ning et al. Interband cascade lasers with short electron injector
JPH11284280A (en) Semiconductor laser device, its manufacture and manufacture of iii-v compound semiconductor element
US20080181267A1 (en) Optical device and method for manufacturing the same
US4196402A (en) Higher power semiconductor radiating mirror laser
US5022037A (en) Semiconductor laser device
Szerling et al. Mid-infrared GaAs/AlGaAs quantum cascade lasers technology
RU2351047C2 (en) Thin-film semiconductor injection laser based on multiple pass semiconductor heterostructure (versions)
WO2020120279A1 (en) Fabrication method of gesn alloys with high tin composition and semiconductor laser realized with such method
Bouley et al. Low‐current proton‐bombarded (GaAl) As double‐heterostructure lasers
EP4167403B1 (en) Surface emitting quantum cascade laser
JPH09232681A (en) Nitride compd. semiconductor optical device
JPS61253882A (en) Semiconductor laser device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081218