JP2000252590A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、電子のオーバーフローを抑制し、
かつ結晶性の良好な活性層を有する半導体レーザ装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 ｎ型ＩｎＰ基板１０１と、前記ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１上に形成されたｐ型ＩｎＰクラッド層１０６お
よびｎ型ＩｎＰクラッド層１０２と、前記ｐ型ＩｎＰク
ラッド層１０６と前記ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２との
間に形成され、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９とＩｎＧａ
ＡｓＰ井戸層１０８とを交互にそれぞれ２層以上形成し
てなる活性層１０４とを備え、隣り合う前記ＩｎＧａＡ
ｓ障壁層１０９と前記ＩｎＧａＡｓ井戸層１０８との伝
導帯のバンドオフセット量の絶対値を前記ｐ型ＩｎＰク
ラッド層１０６に近づくほど大きくする。
かつ結晶性の良好な活性層を有する半導体レーザ装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 ｎ型ＩｎＰ基板１０１と、前記ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１上に形成されたｐ型ＩｎＰクラッド層１０６お
よびｎ型ＩｎＰクラッド層１０２と、前記ｐ型ＩｎＰク
ラッド層１０６と前記ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２との
間に形成され、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９とＩｎＧａ
ＡｓＰ井戸層１０８とを交互にそれぞれ２層以上形成し
てなる活性層１０４とを備え、隣り合う前記ＩｎＧａＡ
ｓ障壁層１０９と前記ＩｎＧａＡｓ井戸層１０８との伝
導帯のバンドオフセット量の絶対値を前記ｐ型ＩｎＰク
ラッド層１０６に近づくほど大きくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバー通信システムは、超高速で
かつ広帯域で使用可能な通信システムとして実用化され
ている。この光ファイバー通信システムにおいて使用さ
れる光源として、ＩｎＰを基板としＩｎＰに格子整合す
るＩｎＧａＡｓＰ混晶を材料系とした半導体レーザ装置
の開発が盛んに行われている。ＩｎＧａＡｓＰ系の半導
体レーザ装置は、動作温度によって電流‐光出力特性が
大きく変動する。広い温度範囲において安定して半導体
レーザ装置を動作させるために、温度制御装置であるペ
ルチェ素子がよく用いられているが、これは、半導体レ
ーザ装置を含む光モジュールのコストを増大させる要因
となっている。そこで、ペルチェ素子等の温度制御装置
を用いずに、半導体レーザ装置の温度特性を向上させる
手段が必要となる。
かつ広帯域で使用可能な通信システムとして実用化され
ている。この光ファイバー通信システムにおいて使用さ
れる光源として、ＩｎＰを基板としＩｎＰに格子整合す
るＩｎＧａＡｓＰ混晶を材料系とした半導体レーザ装置
の開発が盛んに行われている。ＩｎＧａＡｓＰ系の半導
体レーザ装置は、動作温度によって電流‐光出力特性が
大きく変動する。広い温度範囲において安定して半導体
レーザ装置を動作させるために、温度制御装置であるペ
ルチェ素子がよく用いられているが、これは、半導体レ
ーザ装置を含む光モジュールのコストを増大させる要因
となっている。そこで、ペルチェ素子等の温度制御装置
を用いずに、半導体レーザ装置の温度特性を向上させる
手段が必要となる。
【０００３】ここで、量子井戸構造を有する半導体レー
ザの一般的な特徴および特性について簡単に説明する。
半導体レーザの温度特性を決定する要因として挙げられ
るのは、活性層に注入された電子が井戸層に閉じ込めら
れずに活性層を突き抜けてしまう、いわゆるキャリアの
オーバーフローである。このオーバーフローを小さくす
る方法として、活性層の光の閉じ込め量を大きくし、し
きい値キャリア密度を低減する方法が知られている。し
かし、光閉じ込め量が変化すると、レーザの出射光の形
状が変化してしまうという欠点がある。
ザの一般的な特徴および特性について簡単に説明する。
半導体レーザの温度特性を決定する要因として挙げられ
るのは、活性層に注入された電子が井戸層に閉じ込めら
れずに活性層を突き抜けてしまう、いわゆるキャリアの
オーバーフローである。このオーバーフローを小さくす
る方法として、活性層の光の閉じ込め量を大きくし、し
きい値キャリア密度を低減する方法が知られている。し
かし、光閉じ込め量が変化すると、レーザの出射光の形
状が変化してしまうという欠点がある。
【０００４】一方、光の閉じ込め量を変えずに障壁層の
禁制帯幅を大きくし、井戸層と障壁層の禁制帯幅の差を
大きくしようとすると、伝導帯のバンドオフセットが大
きくなるが、同時に価電子帯のバンドオフセットも大き
くなるためホールの注入効率が低下してしまう。
禁制帯幅を大きくし、井戸層と障壁層の禁制帯幅の差を
大きくしようとすると、伝導帯のバンドオフセットが大
きくなるが、同時に価電子帯のバンドオフセットも大き
くなるためホールの注入効率が低下してしまう。
【０００５】以下、従来の半導体レーザ装置について図
３および図４を用いて説明する。
３および図４を用いて説明する。
【０００６】図３は、従来の半導体レーザ装置の断面図
である。図３において、ｎ型ＩｎＰ基板２０１上に、厚
さ４００ｎｍのｎ型ＩｎＰクラッド層２０２と、バンド
ギャップ波長が１．０５μｍで厚さが５０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層２０３と、活性層２０４と、バンドギ
ャップ波長が１．０５μｍで、厚さが５０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層２０５と、厚さ４００ｎｍのｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２０６と、厚さ２００ｎｍのｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層２０７とが順次形成されている。ま
た、ｎ型ＩｎＰ基板２０１の下面には、ｎ型電極２１０
が形成され、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０７の
上面にはｐ型電極２１１が形成されている。
である。図３において、ｎ型ＩｎＰ基板２０１上に、厚
さ４００ｎｍのｎ型ＩｎＰクラッド層２０２と、バンド
ギャップ波長が１．０５μｍで厚さが５０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層２０３と、活性層２０４と、バンドギ
ャップ波長が１．０５μｍで、厚さが５０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層２０５と、厚さ４００ｎｍのｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２０６と、厚さ２００ｎｍのｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層２０７とが順次形成されている。ま
た、ｎ型ＩｎＰ基板２０１の下面には、ｎ型電極２１０
が形成され、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０７の
上面にはｐ型電極２１１が形成されている。
【０００７】活性層２０４は、圧縮歪みを有するＩｎＧ
ａＡｓＰ井戸層２０８が５層、引張り歪みを有するＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層２０９が６層、それぞれ交互に形成さ
れたものである。ここで、歪みとは、ｎ型ＩｎＰ基板２
０１との格子定数の不整合を意味し、その度合を歪み率
として定義する。ｎ型ＩｎＰ基板２０１よりも格子定数
の大きいＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の歪み率をプラス
の百分率で、ｎ型ＩｎＰ基板２０１よりも格子定数の小
さいＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９の歪み率をマイナスの
百分率でそれぞれ表すことにする。
ａＡｓＰ井戸層２０８が５層、引張り歪みを有するＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層２０９が６層、それぞれ交互に形成さ
れたものである。ここで、歪みとは、ｎ型ＩｎＰ基板２
０１との格子定数の不整合を意味し、その度合を歪み率
として定義する。ｎ型ＩｎＰ基板２０１よりも格子定数
の大きいＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の歪み率をプラス
の百分率で、ｎ型ＩｎＰ基板２０１よりも格子定数の小
さいＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９の歪み率をマイナスの
百分率でそれぞれ表すことにする。
【０００８】図４（ａ）は、従来の半導体レーザ装置に
おける活性層２０４付近の各半導体層の歪み率を示す図
である。図４（ａ）において、６層のＩｎＧａＡｓＰ障
壁層２０９（区間Ａ）は、それぞれ厚さ１０ｎｍであ
り、歪み率が−０．６％で一定である。また、５層のＩ
ｎＧａＡｓＰ井戸層２０８（区間Ｂ）は、それぞれ厚さ
６ｎｍであり、歪み率が１．０％で一定である。
おける活性層２０４付近の各半導体層の歪み率を示す図
である。図４（ａ）において、６層のＩｎＧａＡｓＰ障
壁層２０９（区間Ａ）は、それぞれ厚さ１０ｎｍであ
り、歪み率が−０．６％で一定である。また、５層のＩ
ｎＧａＡｓＰ井戸層２０８（区間Ｂ）は、それぞれ厚さ
６ｎｍであり、歪み率が１．０％で一定である。
【０００９】歪み率とＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９また
はＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の厚さとを乗じて計算さ
れる歪み量は、活性層２０４全体では正負相殺され、ほ
ぼ０となっている。
はＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の厚さとを乗じて計算さ
れる歪み量は、活性層２０４全体では正負相殺され、ほ
ぼ０となっている。
【００１０】なお、ｎ型ＩｎＰクラッド層２０２、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ導波路層２０３、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２
０５、ｐ型ＩｎＰクラッド層２０６の位置は、区間Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆにそれぞれ対応している。
ＧａＡｓＰ導波路層２０３、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２
０５、ｐ型ＩｎＰクラッド層２０６の位置は、区間Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆにそれぞれ対応している。
【００１１】図４（ｂ）は、活性層２０４付近のエネル
ギーバンドの模式図である。ここで、各半導体層の位置
を示す区間ＡないしＥは、図４（ａ）に全て対応してい
る。図４（ｂ）において、隣り合うＩｎＧａＡｓＰ障壁
層２０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８との伝導帯のバ
ンドオフセット量Ｘおよび、価電子帯のバンドオフセッ
ト量Ｙは、それぞれ一定である。
ギーバンドの模式図である。ここで、各半導体層の位置
を示す区間ＡないしＥは、図４（ａ）に全て対応してい
る。図４（ｂ）において、隣り合うＩｎＧａＡｓＰ障壁
層２０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８との伝導帯のバ
ンドオフセット量Ｘおよび、価電子帯のバンドオフセッ
ト量Ｙは、それぞれ一定である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザ装置においては、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２
０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の伝導帯のバンドオ
フセット量Ｘが小さいために、電子がオーバーフローし
て活性層２０４を突き抜けてしまう。
半導体レーザ装置においては、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２
０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の伝導帯のバンドオ
フセット量Ｘが小さいために、電子がオーバーフローし
て活性層２０４を突き抜けてしまう。
【００１３】また、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９とＩｎ
ＧａＡｓＰ井戸層２０８の価電子帯のバンドオフセット
量Ｙが大きいために、ホールの注入量に不均一が生じて
しまう。
ＧａＡｓＰ井戸層２０８の価電子帯のバンドオフセット
量Ｙが大きいために、ホールの注入量に不均一が生じて
しまう。
【００１４】これを改善しようとして、ＩｎＧａＡｓＰ
障壁層２０９およびＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の歪み
率の絶対値を大きくすると、臨界膜厚の制限を超え、結
晶に欠陥が発生してしまう。また、ＩｎＧａＡｓＰ障壁
層２０９やＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の厚さに揺らぎ
が生じ、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９やＩｎＧａＡｓＰ
井戸層２０８の平坦性が損われてしまう。
障壁層２０９およびＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の歪み
率の絶対値を大きくすると、臨界膜厚の制限を超え、結
晶に欠陥が発生してしまう。また、ＩｎＧａＡｓＰ障壁
層２０９やＩｎＧａＡｓＰ井戸層２０８の厚さに揺らぎ
が生じ、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２０９やＩｎＧａＡｓＰ
井戸層２０８の平坦性が損われてしまう。
【００１５】本発明は、電子のオーバーフローを抑制
し、かつ結晶性の良好な活性層２０４を有する半導体レ
ーザ構造を提供することを目的とする。
し、かつ結晶性の良好な活性層２０４を有する半導体レ
ーザ構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、基板と、前記基板上に形成されたｐ型クラッド層
およびｎ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層と前記ｎ
型クラッド層との間に形成され、障壁層と井戸層とを交
互にそれぞれ２層以上形成してなる活性層とを有し、隣
り合う前記障壁層と前記井戸層との伝導帯のバンドオフ
セット量の絶対値が前記ｐ型クラッド層に近いほど大き
いものである。
置は、基板と、前記基板上に形成されたｐ型クラッド層
およびｎ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層と前記ｎ
型クラッド層との間に形成され、障壁層と井戸層とを交
互にそれぞれ２層以上形成してなる活性層とを有し、隣
り合う前記障壁層と前記井戸層との伝導帯のバンドオフ
セット量の絶対値が前記ｐ型クラッド層に近いほど大き
いものである。
【００１７】本発明の半導体レーザ装置は、ｎ型クラッ
ド層側からｐ型クラッド層側にかけて、量子井戸構造を
有する活性層における伝導帯のバンドオフセット量を徐
々に大きくすることにより、活性層の結晶性を良好に維
持しつつ、電子のオーバーフローを抑制することができ
る。
ド層側からｐ型クラッド層側にかけて、量子井戸構造を
有する活性層における伝導帯のバンドオフセット量を徐
々に大きくすることにより、活性層の結晶性を良好に維
持しつつ、電子のオーバーフローを抑制することができ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る半導体レーザ装置について図１および図２を用いて説
明する。
る半導体レーザ装置について図１および図２を用いて説
明する。
【００１９】図１は、本発明の実施の形態における半導
体レーザ装置の断面図である。図１において、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１上に、厚さ４００ｎｍのｎ型ＩｎＰクラッ
ド層１０２と、バンドギャップ波長が１．０５μｍで厚
さが５０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ導波路層１０３と、活性
層１０４と、バンドギャップ波長が１．０５μｍで厚さ
が５０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ導波路層１０５と、厚さ４
００ｎｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１０６と、厚さ２００
ｎｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０７とが順次
形成されている。また、ｎ型ＩｎＰ基板１０１の下面に
は、ｎ型電極１１０が形成され、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１０７の上面にはｐ型電極１１１が形成され
ている。
体レーザ装置の断面図である。図１において、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１上に、厚さ４００ｎｍのｎ型ＩｎＰクラッ
ド層１０２と、バンドギャップ波長が１．０５μｍで厚
さが５０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ導波路層１０３と、活性
層１０４と、バンドギャップ波長が１．０５μｍで厚さ
が５０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ導波路層１０５と、厚さ４
００ｎｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１０６と、厚さ２００
ｎｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０７とが順次
形成されている。また、ｎ型ＩｎＰ基板１０１の下面に
は、ｎ型電極１１０が形成され、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１０７の上面にはｐ型電極１１１が形成され
ている。
【００２０】活性層１０４は、圧縮歪みを有するＩｎＧ
ａＡｓＰ井戸層１０８が５層、引張り歪みを有するＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層１０９が６層、それぞれ交互に形成さ
れたものである。
ａＡｓＰ井戸層１０８が５層、引張り歪みを有するＩｎ
ＧａＡｓＰ障壁層１０９が６層、それぞれ交互に形成さ
れたものである。
【００２１】ｎ型ＩｎＰ基板１０１よりも格子定数の大
きいＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８の歪み率をプラスの百
分率で、ｎ型ＩｎＰ基板１０１よりも格子定数の小さい
ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９の歪み率をマイナスの百分
率でそれぞれ表すことにする。
きいＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８の歪み率をプラスの百
分率で、ｎ型ＩｎＰ基板１０１よりも格子定数の小さい
ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９の歪み率をマイナスの百分
率でそれぞれ表すことにする。
【００２２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態におけ
る半導体レーザ装置の活性層１０４付近の歪み率を示す
図である。
る半導体レーザ装置の活性層１０４付近の歪み率を示す
図である。
【００２３】なお、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ導波路層１０３、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１
０５、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６は、区間Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆにそれぞれ表す。図２（ａ）において、６層のＩ
ｎＧａＡｓＰ障壁層１０９（区間Ａ）は、それぞれ厚さ
１０ｎｍである。歪み率は、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０
２側（区間Ｃ側）から順に−０．４％、−０．５％、−
０．６％、−０．７％、−０．８％、−０．９％と、歪
み率の絶対値は、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６側（区間
Ｆ側）に近づくにしたがって徐々に大きくなる。
ＧａＡｓＰ導波路層１０３、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１
０５、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６は、区間Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆにそれぞれ表す。図２（ａ）において、６層のＩ
ｎＧａＡｓＰ障壁層１０９（区間Ａ）は、それぞれ厚さ
１０ｎｍである。歪み率は、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０
２側（区間Ｃ側）から順に−０．４％、−０．５％、−
０．６％、−０．７％、−０．８％、−０．９％と、歪
み率の絶対値は、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６側（区間
Ｆ側）に近づくにしたがって徐々に大きくなる。
【００２４】また、５層のＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８
（区間Ｂ）は、それぞれ厚さ６ｎｍである。歪み率は、
ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２側（区間Ｃ側）から順に、
１．２３％、１．３３％、１．４３％、１．５３％、
１．６３％と、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６（区間Ｆ
側）に近づくにしたがって徐々に大きくなる。
（区間Ｂ）は、それぞれ厚さ６ｎｍである。歪み率は、
ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２側（区間Ｃ側）から順に、
１．２３％、１．３３％、１．４３％、１．５３％、
１．６３％と、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６（区間Ｆ
側）に近づくにしたがって徐々に大きくなる。
【００２５】歪み率と、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９ま
たはＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８の厚さとを各々乗じて
計算される歪み量は、活性層１０４全体では正負相殺さ
れ、ほぼ０となっている。
たはＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８の厚さとを各々乗じて
計算される歪み量は、活性層１０４全体では正負相殺さ
れ、ほぼ０となっている。
【００２６】図２（ｂ）は、活性層１０４付近のエネル
ギーバンドの模式図である。図２（ｂ）において、隣り
合うＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸
層１０８との伝導帯のバンドオフセット量Ｘは、ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１０６側（区間Ｆ側）に近いほど大き
い。このように、バンドオフセット量Ｘを大きくするこ
とにより、電子のオーバーフローを抑制できる。
ギーバンドの模式図である。図２（ｂ）において、隣り
合うＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９とＩｎＧａＡｓＰ井戸
層１０８との伝導帯のバンドオフセット量Ｘは、ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１０６側（区間Ｆ側）に近いほど大き
い。このように、バンドオフセット量Ｘを大きくするこ
とにより、電子のオーバーフローを抑制できる。
【００２７】一方、隣り合うＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０
９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８との価電子帯のバンド
オフセット量Ｙは、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６側に近
いほど小さい。このように、バンドオフセット量Ｙを小
さくすることにより、ホールの注入効率が不均一となる
ことを防止できる。
９とＩｎＧａＡｓＰ井戸層１０８との価電子帯のバンド
オフセット量Ｙは、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０６側に近
いほど小さい。このように、バンドオフセット量Ｙを小
さくすることにより、ホールの注入効率が不均一となる
ことを防止できる。
【００２８】このように、歪み量の大きい半導体層を部
分的に用いることによって、結晶成長過程における、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ障壁層１０９の厚さやＩｎＧａＡｓＰ井戸
層１０８の厚さに揺らぎが生じないため、原子レベルで
平坦な、高品質の量子井戸構造を形成できる。
分的に用いることによって、結晶成長過程における、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ障壁層１０９の厚さやＩｎＧａＡｓＰ井戸
層１０８の厚さに揺らぎが生じないため、原子レベルで
平坦な、高品質の量子井戸構造を形成できる。
【００２９】なお、このような量子井戸構造を有する活
性層１０４を成長させるためには、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔ
ａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃｓ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅ
ｐｉｔａｘｙ）法や、ガスソースＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕ
ｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等を用いること
ができる。
性層１０４を成長させるためには、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔ
ａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃｓ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅ
ｐｉｔａｘｙ）法や、ガスソースＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕ
ｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等を用いること
ができる。
【００３０】また、半導体レーザ装置自体の構造として
は、プレーナ型、ＳＡＳ（ＳｅｌｆＡｌｉｎｇｅｄ Ｓ
ｔｒｉｐｅ）型、ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ）
型、ＤＣＰＢＨ（Ｄｏｕｂｌｅ ＣｈａｎｎｅｌＰｌａ
ｎｅｒＢｕｒｉｅｄＨｅｔｅｒｏ）型等の構造を使用す
ることができる。
は、プレーナ型、ＳＡＳ（ＳｅｌｆＡｌｉｎｇｅｄ Ｓ
ｔｒｉｐｅ）型、ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ）
型、ＤＣＰＢＨ（Ｄｏｕｂｌｅ ＣｈａｎｎｅｌＰｌａ
ｎｅｒＢｕｒｉｅｄＨｅｔｅｒｏ）型等の構造を使用す
ることができる。
【００３１】また、活性層１０４の材料系としてＩｎＧ
ａＡｓ系や、ＩｎＡｓＰ系の材料を用いてもよい。
ａＡｓ系や、ＩｎＡｓＰ系の材料を用いてもよい。
【００３２】また、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層１０９とＩｎ
ＧａＡｓＰ井戸層１０８の価電子帯および伝導帯のバン
ドオフセット量を歪み量によって制御する方法の他に、
混晶のＶ族原料として窒素を含む、ＩｎＧａＮＡｓやＩ
ｎＧａＮＰ等の窒化物混晶を用いてバンドオフセット量
を変化させる方法を用いてもよい。
ＧａＡｓＰ井戸層１０８の価電子帯および伝導帯のバン
ドオフセット量を歪み量によって制御する方法の他に、
混晶のＶ族原料として窒素を含む、ＩｎＧａＮＡｓやＩ
ｎＧａＮＰ等の窒化物混晶を用いてバンドオフセット量
を変化させる方法を用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体レーザ装
置は、ｎ型クラッド層側からｐ型クラッド層側にかけ
て、量子井戸構造を有する活性層における伝導帯のバン
ドオフセット量を徐々に大きくすることにより、活性層
の結晶性を良好に維持しつつ、電子のオーバーフローを
抑制することができる。この結果、半導体レーザ装置の
温度特性および電流―光出力特性を共に向上することが
できる。
置は、ｎ型クラッド層側からｐ型クラッド層側にかけ
て、量子井戸構造を有する活性層における伝導帯のバン
ドオフセット量を徐々に大きくすることにより、活性層
の結晶性を良好に維持しつつ、電子のオーバーフローを
抑制することができる。この結果、半導体レーザ装置の
温度特性および電流―光出力特性を共に向上することが
できる。
【図１】本発明の実施の形態における半導体レーザ装置
の断面図
の断面図
【図２】（ａ）同半導体レーザ装置の歪み率を示す図 （ｂ）同半導体レーザ装置のエネルギーバンド図
【図３】従来の半導体レーザ装置の断面図
【図４】（ａ）同半導体レーザ装置の歪み率を示す図 （ｂ）同半導体レーザ装置のエネルギーバンド図
１０１ ｎ型ＩｎＰ基板 １０２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １０３ ＩｎＧａＡｓＰ導波路層 １０４ 活性層 １０５ ＩｎＧａＡｓＰ導波路層 １０６ ｐ型ＩｎＰクラッド層 １０７ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １０８ ＩｎＧａＡｓＰ井戸層 １０９ ＩｎＧａＡｓＰ障壁層 １１０ ｎ型電極 １１１ ｐ型電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石野 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松井 康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA45 AA74 BA02 CA12 EA29
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上に形成されたｐ型ク
ラッド層およびｎ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層
と前記ｎ型クラッド層との間に形成され、障壁層と井戸
層とを交互にそれぞれ２層以上形成してなる活性層とを
有し、隣り合う前記障壁層と前記井戸層との伝導帯のバ
ンドオフセット量が前記ｐ型クラッド層に近いほど大き
いことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記井戸層の格子定数が前記基板の格子
定数よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記障壁層の格子定数が前記基板の格子
定数よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記基板と、前記ｐ型クラッド層と、前
記ｎ型クラッド層とがＩｎＰで構成され、前記活性層
が、ＩｎＧａＡｓＰで構成されていることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体レー
ザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054117A JP2000252590A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ装置 |
| US09/516,835 US6636541B1 (en) | 1999-03-02 | 2000-03-02 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054117A JP2000252590A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252590A true JP2000252590A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12961667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11054117A Pending JP2000252590A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6636541B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000252590A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9178108B2 (en) * | 2010-05-24 | 2015-11-03 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device and light emitting device package |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2905034B2 (ja) * | 1993-05-21 | 1999-06-14 | シャープ株式会社 | 量子井戸構造体 |
| JPH07235733A (ja) | 1993-12-27 | 1995-09-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH09106946A (ja) | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置，及び半導体レーザ，並びに高電子移動度トランジスタ装置 |
| US5889805A (en) | 1996-11-01 | 1999-03-30 | Coherent, Inc. | Low-threshold high-efficiency laser diodes with aluminum-free active region |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11054117A patent/JP2000252590A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-02 US US09/516,835 patent/US6636541B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6636541B1 (en) | 2003-10-21 |
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