JPH01184972A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH01184972A JPH01184972A JP826388A JP826388A JPH01184972A JP H01184972 A JPH01184972 A JP H01184972A JP 826388 A JP826388 A JP 826388A JP 826388 A JP826388 A JP 826388A JP H01184972 A JPH01184972 A JP H01184972A
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- band gap
- semiconductor layer
- semiconductor laser
- semiconductor
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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】
［発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本箔明は前作電圧が低く、高信頼性を有する半導体レー
ザに関する。
ザに関する。
（従来の技術）
ダブルへテロＳ造を有する半導体レーザは光通信用光源
や光清鑵処理用の光源として注目され。
や光清鑵処理用の光源として注目され。
エピタキシャル成長法によるＩｎＰ ｆ基板とするＩｎ
Ｇ＆ＡｊＰ系及びＧａＡｊＡａ糸のｍ−ｖｉ化甘せ半導
体混晶モ材料とする半導体し、−ザが実用化されている
。また近年、ＧａＡｓを基板とし、こ糺に格子整せする
ＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザの開発が進められている
。
Ｇ＆ＡｊＰ系及びＧａＡｊＡａ糸のｍ−ｖｉ化甘せ半導
体混晶モ材料とする半導体し、−ザが実用化されている
。また近年、ＧａＡｓを基板とし、こ糺に格子整せする
ＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザの開発が進められている
。
ｃａＡａｓこ格子整合するＩｎＧａＡｊＰはバンドギャ
ップエネルギーが１．９〜２．３５ｅＶ程度とｍ−’ｖ
族化合Ｗ手樽本混晶として比較的大きな筐を持つ、この
ためこれをクラッド層材料として用いることにより活性
層材料としてバンドギャップの大きいものを用いても中
文なキャリア閉じ込め、光の閉じ込めを行うことが可能
であり、これによりこれまで実用化されていた材料系で
は、実視し得なかりた短波長での発振が可能となってい
る。このような半導体レーザでは、従来のもの憂こ比べ
多くの利点を有し、−例として光ディスク、オーディオ
／ビデオディスク用の光源として用いた場合、より高密
度な記録が可能になることが挙げられる。
ップエネルギーが１．９〜２．３５ｅＶ程度とｍ−’ｖ
族化合Ｗ手樽本混晶として比較的大きな筐を持つ、この
ためこれをクラッド層材料として用いることにより活性
層材料としてバンドギャップの大きいものを用いても中
文なキャリア閉じ込め、光の閉じ込めを行うことが可能
であり、これによりこれまで実用化されていた材料系で
は、実視し得なかりた短波長での発振が可能となってい
る。このような半導体レーザでは、従来のもの憂こ比べ
多くの利点を有し、−例として光ディスク、オーディオ
／ビデオディスク用の光源として用いた場合、より高密
度な記録が可能になることが挙げられる。
またＧａＡｓ１板上に作成されるＺｕＳｅ又（：ｕＱａ
Ｓｓ ６ＱＪＴ１− ’ｌ＠、 Ｉ −ｍ −Ｖ１＠Ｏ
化＆物手４本を用いることにより半導体レーザのより一
層の短波長化が可能である。
Ｓｓ ６ＱＪＴ１− ’ｌ＠、 Ｉ −ｍ −Ｖ１＠Ｏ
化＆物手４本を用いることにより半導体レーザのより一
層の短波長化が可能である。
（発明が解決しようとする課題）
上記のような半導体レーザにおいては、次のような問題
があることをＩｎＧａＡｊＰ８クラッド１とする半導体
レーザを一例として説明する。
があることをＩｎＧａＡｊＰ８クラッド１とする半導体
レーザを一例として説明する。
発振波長化するためには、活性１のバンドギャップおよ
びクラッド嗜のバンドギャップを十分大きくとることが
必要である。低し者いｆｔ［ｉＫ流、高信頼といった実
用的な見地から一例を上げると発振波長を６２０ｎｍと
するには活性１にバンドギャップエネルギーが２．０ｅ
ＶＤＩｎＧａＡｊＰクラツド１にバンドギャップエネル
ギーが２．３５ｅＶのＪｎＱａ−ＡｌＰ ％用いたダブ
ルヘテａｈａとすることが望ましい。
びクラッド嗜のバンドギャップを十分大きくとることが
必要である。低し者いｆｔ［ｉＫ流、高信頼といった実
用的な見地から一例を上げると発振波長を６２０ｎｍと
するには活性１にバンドギャップエネルギーが２．０ｅ
ＶＤＩｎＧａＡｊＰクラツド１にバンドギャップエネル
ギーが２．３５ｅＶのＪｎＱａ−ＡｌＰ ％用いたダブ
ルヘテａｈａとすることが望ましい。
このようなダブルへテロ構造は、金属熱分解去（Ｍｅｔ
ａｌｏｒｇａｎｉｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ３４ａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下ＭＯＣＶＤ）あるいは
１分子線エピタキシー（Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ
Ｅｐｉａｘｙ ： Ｍ８Ｅ ＨこよりＧａＡｓ４板上
にエピタキシャルに成長することにより得らｎる。また
このようなダブルへテロ構造に’ＩＬＲ注入を行なう際
には一方はｉ阪を導電性としオーミック電極を設けるこ
と停こより基板を′４極コンタクト場として用いること
により行なう、Ｊ活性１について基板と反対側からの電
流注入は基板と反対の導電性を有するＧａＡｓキャップ
層をクラット層に設けこれにオー（、り電極を形成する
ことによりこれを電極コンタクト層として用いることに
より行なう、ここでＧａＡｓを電極コンタクト層として
用いる利点として次のようなことが挙げられる。
ａｌｏｒｇａｎｉｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ３４ａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下ＭＯＣＶＤ）あるいは
１分子線エピタキシー（Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ
Ｅｐｉａｘｙ ： Ｍ８Ｅ ＨこよりＧａＡｓ４板上
にエピタキシャルに成長することにより得らｎる。また
このようなダブルへテロ構造に’ＩＬＲ注入を行なう際
には一方はｉ阪を導電性としオーミック電極を設けるこ
と停こより基板を′４極コンタクト場として用いること
により行なう、Ｊ活性１について基板と反対側からの電
流注入は基板と反対の導電性を有するＧａＡｓキャップ
層をクラット層に設けこれにオー（、り電極を形成する
ことによりこれを電極コンタクト層として用いることに
より行なう、ここでＧａＡｓを電極コンタクト層として
用いる利点として次のようなことが挙げられる。
すなわちＱａＡｓは結晶性のより基板結晶が安唾に得ら
れること、高濃度のドーピングが可能であり。
れること、高濃度のドーピングが可能であり。
低比抵抗の層を得ることが可能であること、オーミック
抵抗の低い電極コンタクトを形成することが容易である
こと、熱抵抗が小さく、活性層付近で発生する熱の放散
をすみやか沓こ行なえることなどである。
抵抗の低い電極コンタクトを形成することが容易である
こと、熱抵抗が小さく、活性層付近で発生する熱の放散
をすみやか沓こ行なえることなどである。
し７Ｊ）シながらＧａＡａのバンドギャップエネルギー
は、１．４２ｅＶ程度であり、クラシト層のバンドギャ
ップエネルギーとの間に大きな階差が存在する。
・ 一般に同じ導電形を有しバンドギャップが異なる２つの
半導体層の界面にはバンドの不連続によるポテンシャル
バリアが形成される。このようなバリアの高さは、バン
ドの不連続の大きなものほど大きい、一般にバンドギャ
ップの差が大きいほど２つの半導体のバンドの不連続の
火きさは、大きいと考えられる。従うて、バンドギャッ
プ差の大きな２つの半導体層の界面には大きなポテンシ
ャルバリアが形成される。またこのようなバリアＯ厚さ
は、主にバンドギャップＯ大きな層のキャリア濃度によ
って決定し、キャリア濃度の高いものほど薄くなること
が知られている。バリアの存在する界面を経由して電流
を注入するためには。
は、１．４２ｅＶ程度であり、クラシト層のバンドギャ
ップエネルギーとの間に大きな階差が存在する。
・ 一般に同じ導電形を有しバンドギャップが異なる２つの
半導体層の界面にはバンドの不連続によるポテンシャル
バリアが形成される。このようなバリアの高さは、バン
ドの不連続の大きなものほど大きい、一般にバンドギャ
ップの差が大きいほど２つの半導体のバンドの不連続の
火きさは、大きいと考えられる。従うて、バンドギャッ
プ差の大きな２つの半導体層の界面には大きなポテンシ
ャルバリアが形成される。またこのようなバリアＯ厚さ
は、主にバンドギャップＯ大きな層のキャリア濃度によ
って決定し、キャリア濃度の高いものほど薄くなること
が知られている。バリアの存在する界面を経由して電流
を注入するためには。
高い４圧をかけることによってバリアの高さを低減する
か、高濃度のドーピング分行うことによりバリアを薄く
シ、トンネル効果による一流が支配的とすることが必快
である。
か、高濃度のドーピング分行うことによりバリアを薄く
シ、トンネル効果による一流が支配的とすることが必快
である。
本発明者らが鋭意実験を繰返したところ第３図にしたよ
うな、ＩｎＧａＰ、（ｒ活性層、ＩｎＧａＡｊＰをクラ
ッド層とし、ＱａＡｓＪｊ板及び中ヤップ層として用い
た従来＊ｅｏ＋導体レーザに２いて、クラッド層のバン
ドギャップエネルギーが２．１５ｅＶ穆度以下であれば
電流注入に大きな支障はなく、動作電圧は２．０ｖ程度
と低い匝を示した。しかしながらＩｎＧａＡｊＰクラッ
ド１のバンドギャップを２．１５ｅＶ以上とすると動作
成田は徐々に増加しバンドギャップ２．３５ｅＶのＩｎ
ＧａＡｊＰをクラッド層として用いたときその動作電圧
は、３．５Ｖ以上の高い［を示し良好な特性を示すもの
は得られなかりた。
うな、ＩｎＧａＰ、（ｒ活性層、ＩｎＧａＡｊＰをクラ
ッド層とし、ＱａＡｓＪｊ板及び中ヤップ層として用い
た従来＊ｅｏ＋導体レーザに２いて、クラッド層のバン
ドギャップエネルギーが２．１５ｅＶ穆度以下であれば
電流注入に大きな支障はなく、動作電圧は２．０ｖ程度
と低い匝を示した。しかしながらＩｎＧａＡｊＰクラッ
ド１のバンドギャップを２．１５ｅＶ以上とすると動作
成田は徐々に増加しバンドギャップ２．３５ｅＶのＩｎ
ＧａＡｊＰをクラッド層として用いたときその動作電圧
は、３．５Ｖ以上の高い［を示し良好な特性を示すもの
は得られなかりた。
ｃｒｔはＧａＡｓとのバンドギャップの大きなＩｎＧａ
ＡｊＰにおいては、高キャリア濃度の層を得難いため上
述のバリアがＧａＡａ−ＩｎＧａＡＡｔＰ界面に形成さ
れたことによると考えられる。
ＡｊＰにおいては、高キャリア濃度の層を得難いため上
述のバリアがＧａＡａ−ＩｎＧａＡＡｔＰ界面に形成さ
れたことによると考えられる。
本発明は上記Ｉ情を考慮してなされたもので。
その目的とするところは、クラッド層と’［ｔａコンタ
クト層の間に大きなバンドギャップ差が存在するＤｆ（
レーザにおいても、＠作電圧を高めることなく、高信頼
性をＭする半導体Ｖ−ザ畏鑞を提供することにある。
クト層の間に大きなバンドギャップ差が存在するＤｆ（
レーザにおいても、＠作電圧を高めることなく、高信頼
性をＭする半導体Ｖ−ザ畏鑞を提供することにある。
（昧ＴＩＡを解決するための手段）
本発明ではバンドギャップの大きなりラッド層とバンド
ギャップの小さなコンタクト層の間−ζ両者のバンドギ
ャップの中間的な儂を持つ中間バンドギャップ層とクラ
ッド層と同じ層によって超格子層を設け、又、その超格
子層とコンタクト層の間に中間バンドギャップ層を設け
ている。
ギャップの小さなコンタクト層の間−ζ両者のバンドギ
ャップの中間的な儂を持つ中間バンドギャップ層とクラ
ッド層と同じ層によって超格子層を設け、又、その超格
子層とコンタクト層の間に中間バンドギャップ層を設け
ている。
（作用）
上記中間層バンドギャップＩｉＩを設けていることによ
り、界面に生ずるバリアの影響を低減し動作電圧を低減
する仁とができる。
り、界面に生ずるバリアの影響を低減し動作電圧を低減
する仁とができる。
（実施列）
以下本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は１本発明の第１の実施列に係る午導体し−ザＯ
概略構成を示す断面図である０図中１１はＮ−ＧａＡｓ
基板であり、この基板１１上には、Ｎ−Ｉｎｏ、ｓ （
Ｇａｌ −ｘＡｊｘ）ｏ、＠Ｐｅ Ｎ−中間バンドギヤ
９プＩｄ １２． Ｎ −Ｉｎ６．（Ｇａｓ−ｙＡｊ、
）ａ、、ＩＰ ｅＮ−クラッドＩｌｌ １３ 、Ｉｎ、
、ｌ （Ｇａｌ−ｚＡｊｚ ）６．＠＊ Ｐ活性層１４
ｍ Ｐ −Ｉ ｎＯ＊ｌＣＧ ＆Ｉ−ｙ Ａ ｊ ｙ
）ｏ、ｓＰ ｅ Ｐ −クラツド層１５ ＊ Ｐ −
Ｉｎ、）、＝（Ｇａｓ−ｘＡｊｘ）０．Ｉｐ ｌＰ−中
間バンドギャップ層と、 Ｐ −Ｉｎ０．、 （Ｇａ
ｐ−ｙＡｎｙ）。ａｓ ｐ、クラッド層と同構造層によ
るＰ−超格子１ｊ １６ ｅ Ｐ −Ｉｎ６．＊ （Ｇ
ａｓ−ＸＡｊｘ）６．、 Ｐ ａＰ−中間バンドギャッ
プ１ｉｌ１７．Ｐ−ＧａＡｓ、Ｐ−電極コンタクト層１
８が順次形成されている。
概略構成を示す断面図である０図中１１はＮ−ＧａＡｓ
基板であり、この基板１１上には、Ｎ−Ｉｎｏ、ｓ （
Ｇａｌ −ｘＡｊｘ）ｏ、＠Ｐｅ Ｎ−中間バンドギヤ
９プＩｄ １２． Ｎ −Ｉｎ６．（Ｇａｓ−ｙＡｊ、
）ａ、、ＩＰ ｅＮ−クラッドＩｌｌ １３ 、Ｉｎ、
、ｌ （Ｇａｌ−ｚＡｊｚ ）６．＠＊ Ｐ活性層１４
ｍ Ｐ −Ｉ ｎＯ＊ｌＣＧ ＆Ｉ−ｙ Ａ ｊ ｙ
）ｏ、ｓＰ ｅ Ｐ −クラツド層１５ ＊ Ｐ −
Ｉｎ、）、＝（Ｇａｓ−ｘＡｊｘ）０．Ｉｐ ｌＰ−中
間バンドギャップ層と、 Ｐ −Ｉｎ０．、 （Ｇａ
ｐ−ｙＡｎｙ）。ａｓ ｐ、クラッド層と同構造層によ
るＰ−超格子１ｊ １６ ｅ Ｐ −Ｉｎ６．＊ （Ｇ
ａｓ−ＸＡｊｘ）６．、 Ｐ ａＰ−中間バンドギャッ
プ１ｉｌ１７．Ｐ−ＧａＡｓ、Ｐ−電極コンタクト層１
８が順次形成されている。
Ｐ−電極コンタクト層１８上Ｃζは、５ｌＯ１等の絶縁
膜１９が形成され、この絶縁膜１９は、ストライプ状に
除去されている。絶縁膜１８．およびＰ−電極コンタク
）１１１８の上面にＰ＠電極２０が形成されている。ま
た基板１１は、ｎ−電極コンタクト層として役割を有し
、基板１１の下面にＮ側電極２１が形成されている。
膜１９が形成され、この絶縁膜１９は、ストライプ状に
除去されている。絶縁膜１８．およびＰ−電極コンタク
）１１１８の上面にＰ＠電極２０が形成されている。ま
た基板１１は、ｎ−電極コンタクト層として役割を有し
、基板１１の下面にＮ側電極２１が形成されている。
上記の碑取において各層のバンドギャップ−厚さ、キャ
リア濃度は以下のとおりに設定されている。Ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１１ （１，４２ｅＶｅ７０μｍ、３Ｘ１０”ｃ
ａｒ” ） Ｉ Ｎ−中間バンドギャップ層１２（２，
１６Ｖ＃０．２μｍｔ３Ｘ１０”ｃｍ−’）ｅ Ｎ−ク
ラッド層１３（２，３５ａ Ｖｚ １．５ｔｔｍｅ ｌ
Ｘｌ０”ｃｍ−’ ） ＃活性層１４（２，０ＯｅＶｔ
０．５（Ｇａ１μｍｓアンドープ）、ｐ−り９ｗド１１
ｉ １ ５ （２，３５ｅＶ、１．５ μｍ、
５Ｘ１０”丁Ｃ「易 ）、 Ｐ −超格子層１６（それ
ぞれ２．１ｅＶ、２．３５ｅＶｔｉ層が３〜１０λｅ
３ Ｘ １０ ”ｃｍ−１）ｅ Ｐ−中間バンドギャッ
プ層１７ （２，１ｅＶ、 ２５０Ａ ＊ ３Ｘ１０”
ｃｒｒｒ” ”） −Ｐ −ＧａＡａ’ｉａＥ極）ｙタ
クト層１８ （１，４２ｅｖｅ ０．２ａｍ３ Ｘ １
０” ｃｍ”” ）である。
リア濃度は以下のとおりに設定されている。Ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１１ （１，４２ｅＶｅ７０μｍ、３Ｘ１０”ｃ
ａｒ” ） Ｉ Ｎ−中間バンドギャップ層１２（２，
１６Ｖ＃０．２μｍｔ３Ｘ１０”ｃｍ−’）ｅ Ｎ−ク
ラッド層１３（２，３５ａ Ｖｚ １．５ｔｔｍｅ ｌ
Ｘｌ０”ｃｍ−’ ） ＃活性層１４（２，０ＯｅＶｔ
０．５（Ｇａ１μｍｓアンドープ）、ｐ−り９ｗド１１
ｉ １ ５ （２，３５ｅＶ、１．５ μｍ、
５Ｘ１０”丁Ｃ「易 ）、 Ｐ −超格子層１６（それ
ぞれ２．１ｅＶ、２．３５ｅＶｔｉ層が３〜１０λｅ
３ Ｘ １０ ”ｃｍ−１）ｅ Ｐ−中間バンドギャッ
プ層１７ （２，１ｅＶ、 ２５０Ａ ＊ ３Ｘ１０”
ｃｒｒｒ” ”） −Ｐ −ＧａＡａ’ｉａＥ極）ｙタ
クト層１８ （１，４２ｅｖｅ ０．２ａｍ３ Ｘ １
０” ｃｍ”” ）である。
上記の構造が従来のＩｌｌ造と異なる点は、Ｐ−クラツ
ド層１５とＰ−ＧａＡｓ電極コンタクト層１８の中にＰ
−中間バンドギャップ層とＰ−クラッド層同様構造層に
よる超格子１１６と、Ｐ−中間バンドギャップ１ａ１７
を設けたことにある。また超格子層１６及び中間バンド
ギャップｒｆｉ １７のキャリア濃度は、Ｐ−クラッド
層１５に比べて大きくしである。
ド層１５とＰ−ＧａＡｓ電極コンタクト層１８の中にＰ
−中間バンドギャップ層とＰ−クラッド層同様構造層に
よる超格子１１６と、Ｐ−中間バンドギャップ１ａ１７
を設けたことにある。また超格子層１６及び中間バンド
ギャップｒｆｉ １７のキャリア濃度は、Ｐ−クラッド
層１５に比べて大きくしである。
このような構造の優位性については、ｎ Ｉｔ（１，ｐ
ａｔｌとも同様と考えられるので、ここでは、Ｐ−クラ
ッド層１５．Ｐ−超格子層１６．Ｐ−中間バンドギヤｖ
７’ １ｍ １７− Ｐ−電極コンタクト層１８のボ
テン７ヤル分布を第２図に示し、こｎを列として以下に
評じく説明する。
ａｔｌとも同様と考えられるので、ここでは、Ｐ−クラ
ッド層１５．Ｐ−超格子層１６．Ｐ−中間バンドギヤｖ
７’ １ｍ １７− Ｐ−電極コンタクト層１８のボ
テン７ヤル分布を第２図に示し、こｎを列として以下に
評じく説明する。
大きなバンドギャップ差を有する。Ｐ−クラツド層１５
とＰ−電極コンタクト層を直接接合すると、第４図憂こ
示すような大きなバリアが形成され。
とＰ−電極コンタクト層を直接接合すると、第４図憂こ
示すような大きなバリアが形成され。
且つ、Ｐ−クラッド層である広いバンドギヤ、フを有す
るＰ−ＩｎＧａＡｊＰに高ａ度のドーピングを行なうこ
とが極めて困難であり、従うでバリアの幅は広くレーザ
を発振させるために注入するキャリアをすべてトンネル
効果によりバリアを透過させるのは困難である。
るＰ−ＩｎＧａＡｊＰに高ａ度のドーピングを行なうこ
とが極めて困難であり、従うでバリアの幅は広くレーザ
を発振させるために注入するキャリアをすべてトンネル
効果によりバリアを透過させるのは困難である。
これに対し、第２図に示すようにＰ−クラッドｒｄ１５
とＰ−４極コンタクト層１８の間にＰ−超格子層と中間
バンドギャップ層を形成することにより、そのそれぞれ
の界面でのバリアの高さを低減できる。またｐ −’＆
を甑コンタクト層１８には。
とＰ−４極コンタクト層１８の間にＰ−超格子層と中間
バンドギャップ層を形成することにより、そのそれぞれ
の界面でのバリアの高さを低減できる。またｐ −’＆
を甑コンタクト層１８には。
高濃度のドーピングが可能であるため、バリアの高さを
低減することが可能である。
低減することが可能である。
このよりＳＣ本実施列憂ζよればクラッド層と電極コン
タクト１０間に大きなバンドギヤリプ差が存在するＤＨ
レーザに詔いても動作電圧を高めることなく、また高信
頼性を有する半導体レーザ装置を実塊することができ、
その有用性は絶大である。
タクト１０間に大きなバンドギヤリプ差が存在するＤＨ
レーザに詔いても動作電圧を高めることなく、また高信
頼性を有する半導体レーザ装置を実塊することができ、
その有用性は絶大である。
又、第５因は、本発明の第２の実施列に係わる半導体レ
ーザの概略構造を示す断面図である０図中５１１は、ｎ
−ＧａＡｓ基板であり、この基板５１１上にはｎ−Ｇａ
ＡｓバＶフｙｉ１５１２及びｎ−ＩｎＧａＰバＶファ層
５１３層形１３れている。
ーザの概略構造を示す断面図である０図中５１１は、ｎ
−ＧａＡｓ基板であり、この基板５１１上にはｎ−Ｇａ
ＡｓバＶフｙｉ１５１２及びｎ−ＩｎＧａＰバＶファ層
５１３層形１３れている。
／（２７７層５１３上ｔこはｎ −ＩｎＧａＰ１ｌ ５
１４゜ＩｎＧａＰ活性ｉ１活性１５及びｐ−ＩｎＧａＡ
ｊＰクラッド層５１６，５１７，５１８からなるダブル
へテロ接合構造部が形成されている。ここで、クラッド
層５１７は、低Ａｊ組成であり、又、エツチング停止層
として作用する。また、クラッド１５１８は、ストライ
プ状に加工されており、これによりｐクラッド層ｉζス
トライプうリブが形成されている。クラッド層５１８上
には、ｐ−ＩｎＡｊＰとｐ−ＩｎＧａＰによる超格子層
５１９．及びｐ −ＩｎＧａＰ中間バンドギヤＦプ層５
−２０．及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層５−２１が形成
されている。ダブルへテロ接曾構造部、及びコンタクト
層５２１０側面には、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５２２が
形成されている。コンタクト層５２１及び電流阻止層５
２２上にｉｔ ｓ ｐ −Ｇ ａ Ａｓコンタク）ｌｉ
５２３が形成されている。そして、コンタクト層５２３
の上面に金１４ｉｔ極５２４が被層され、基板５１１の
下面６ζ金属Ｔｔ極５２５が被着されている。
１４゜ＩｎＧａＰ活性ｉ１活性１５及びｐ−ＩｎＧａＡ
ｊＰクラッド層５１６，５１７，５１８からなるダブル
へテロ接合構造部が形成されている。ここで、クラッド
層５１７は、低Ａｊ組成であり、又、エツチング停止層
として作用する。また、クラッド１５１８は、ストライ
プ状に加工されており、これによりｐクラッド層ｉζス
トライプうリブが形成されている。クラッド層５１８上
には、ｐ−ＩｎＡｊＰとｐ−ＩｎＧａＰによる超格子層
５１９．及びｐ −ＩｎＧａＰ中間バンドギヤＦプ層５
−２０．及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層５−２１が形成
されている。ダブルへテロ接曾構造部、及びコンタクト
層５２１０側面には、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５２２が
形成されている。コンタクト層５２１及び電流阻止層５
２２上にｉｔ ｓ ｐ −Ｇ ａ Ａｓコンタク）ｌｉ
５２３が形成されている。そして、コンタクト層５２３
の上面に金１４ｉｔ極５２４が被層され、基板５１１の
下面６ζ金属Ｔｔ極５２５が被着されている。
この構造では、電流狭窄は、コンタクト層５２１と電流
阻止層５２２により行われ、光導波はストライプ状のメ
サ形成されたクラッド層５１Ｂにより行われる。なお、
バッファ層５１３は、ＧａＡｓ上に形成するＩｎＧａＡ
ｊＰ系結晶の品質向上のためである。
阻止層５２２により行われ、光導波はストライプ状のメ
サ形成されたクラッド層５１Ｂにより行われる。なお、
バッファ層５１３は、ＧａＡｓ上に形成するＩｎＧａＡ
ｊＰ系結晶の品質向上のためである。
上記の＃造が従来の構造と異なる点は、ｐ−クラッド＠
５１Ｂと、ＧａＡ１：ｒンタクト層５２１の間に、ｐ−
中間バンドギャップ層（！：ｐ−／う。
５１Ｂと、ＧａＡ１：ｒンタクト層５２１の間に、ｐ−
中間バンドギャップ層（！：ｐ−／う。
ド層同構造による超格子層５１９とｐ−中間バンドギャ
ップ層５２０を設けたことにある。また。
ップ層５２０を設けたことにある。また。
超格子層５１９及び中間バンドギャップ層５２０のキャ
リア濃度は、クラッド層５１Ｂに比べて大きくしである
。
リア濃度は、クラッド層５１Ｂに比べて大きくしである
。
このよ５な構造の優位性については、第１の実施例で述
べたのと同様に、大きなバンドギャップ差を有するクラ
ッド１５１８とコンタクト層５２１を直接接合とするこ
とによりて形成される大きなバリアをクラッドＩ！１５
１８とフンタクト層５２１の間に超格子層と中間バンド
ギャップ１１を形成することによりそれぞれの界面での
バリアの高さを低減できる。ｔたｐ−コンタクト＠５２
１を高濃度のドーピングが可能となるためあバッファの
高さを低減することができる。
べたのと同様に、大きなバンドギャップ差を有するクラ
ッド１５１８とコンタクト層５２１を直接接合とするこ
とによりて形成される大きなバリアをクラッドＩ！１５
１８とフンタクト層５２１の間に超格子層と中間バンド
ギャップ１１を形成することによりそれぞれの界面での
バリアの高さを低減できる。ｔたｐ−コンタクト＠５２
１を高濃度のドーピングが可能となるためあバッファの
高さを低減することができる。
かくして得られたウェハをへき関して、共振器長２５０
μｍのレーザ素子を作成したところ、しきい線電流４０
ｍＡ微分量子効率片面当り、２０％と良好な特性が得ら
れた。光出力は、駆動電流に従うで１０ｍＷ以上まで直
線的に増大し、キングのない成好な電流−光出力特性を
示した。また。
μｍのレーザ素子を作成したところ、しきい線電流４０
ｍＡ微分量子効率片面当り、２０％と良好な特性が得ら
れた。光出力は、駆動電流に従うで１０ｍＷ以上まで直
線的に増大し、キングのない成好な電流−光出力特性を
示した。また。
遠視１［、近視野像共に拳峰であり、良好なモード制御
が行われていることが判明した。さらに発振スペクトル
振Ｗは１過度の半導体レーザよりも大幅に広く、このた
め外部からの反射光により誘起される雑音が著しく低減
されている。又、動作電圧は、２．２Ｖと極めて低い唾
が得られている。
が行われていることが判明した。さらに発振スペクトル
振Ｗは１過度の半導体レーザよりも大幅に広く、このた
め外部からの反射光により誘起される雑音が著しく低減
されている。又、動作電圧は、２．２Ｖと極めて低い唾
が得られている。
尚１本発明は上述した実施列に述べた材料を用いたレー
ザに限定されるものではない０例えば基板としてＧａＡ
ｓを用い、クラッド層としてＺｎ５ｌ−ｘｓｅｘ＊ｃｕ
Ｇａｓｔ等を用い電極コンタクト層としてＧａＡｓを用
いた半導体レーザにおいてもその有用性は非蕗に絶大で
ある。ｉたその池水発明の要旨を通説しない範囲で種々
変形して実施することができる。
ザに限定されるものではない０例えば基板としてＧａＡ
ｓを用い、クラッド層としてＺｎ５ｌ−ｘｓｅｘ＊ｃｕ
Ｇａｓｔ等を用い電極コンタクト層としてＧａＡｓを用
いた半導体レーザにおいてもその有用性は非蕗に絶大で
ある。ｉたその池水発明の要旨を通説しない範囲で種々
変形して実施することができる。
本発明によれば、クラツド層と電極コンタクト層の間に
大きなバンドギャップ差を有する半導体レーザ罠置ｉこ
おいても低動作電圧強いては高信頼性を有する半導体レ
ーザ素子を実現することが可能となりその有用性は絶大
である。
大きなバンドギャップ差を有する半導体レーザ罠置ｉこ
おいても低動作電圧強いては高信頼性を有する半導体レ
ーザ素子を実現することが可能となりその有用性は絶大
である。
＄１図は本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ０概
略構造を示す断面図、９２図は第１図に示す半導体レー
ザのポテンシャル分布を示す特性図、第３図は従来の半
導体レーザの概略構造を示す断面図、ｉ＠４図は従来例
のレーザＱポテンシャル分布を示す特性図、第５図は第
２の実施列憂こ係る半導体レーザの概略構造図である。 １１＝ｎ−ＧａＡｓ基板、 １２− ｎ −ＩｎＧ
ａＡｊＰ中間バンドギャップ層、１３・・・ｎ−ＩｎＧ
ａＡｊＰクラッド層、１４・・・アンドープＩｎＧａＡ
ｊＰ／ｉ性層。 １５ ・・・ｐ −ＩｎＧａＡｊＰクラッド層、１６・
ｐ−超格子＃、１７・・・ｐ−ＩｎＧａＡｊＰ中間バ
ンドギャップｌｉｉ、１８ ・・・ｐ−ＧａＡｓ電極コ
ンタクト層、１９・・・絶縁膜、２０．２１・・・電極
層、５１１・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、５１２・・・ｎ−
ＧａＡｓ第１バＶフア層。 ５１３ ・・・ｎ −ＩｎＧａＰ嘉２バッファ層、５１
４・・・ｎ −ＩｎＡｊＰ第１クラＶド層、５１５−ア
ンドープＩｎＧａＰ活性層、５１６−ｐ−ＩｎＡｊＰ第
２クラッドｒｆ＃、 ５１７ ＝ ｐ −ＩｎＧａＰ
嘉３クラッド層（エツチング停止層）、５１８・・・ｐ
−ＩｎＡｌＰ第４クラＶド＋ＩＪ、５１９−・ｐ−超格
子層、５２０・ ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層
、５２１・・・ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクトｒ＠、５２
２ ・＝ ｎ−ＧａＡｓｔ流阻止層、戸２３・・・ｐ−
ＧａＡｓ第３コンタクト層。 ５２４．５２５・・・電極。 第 １ 図 第３図 第 ３ 図 ｄ ｉ ４ 図
略構造を示す断面図、９２図は第１図に示す半導体レー
ザのポテンシャル分布を示す特性図、第３図は従来の半
導体レーザの概略構造を示す断面図、ｉ＠４図は従来例
のレーザＱポテンシャル分布を示す特性図、第５図は第
２の実施列憂こ係る半導体レーザの概略構造図である。 １１＝ｎ−ＧａＡｓ基板、 １２− ｎ −ＩｎＧ
ａＡｊＰ中間バンドギャップ層、１３・・・ｎ−ＩｎＧ
ａＡｊＰクラッド層、１４・・・アンドープＩｎＧａＡ
ｊＰ／ｉ性層。 １５ ・・・ｐ −ＩｎＧａＡｊＰクラッド層、１６・
ｐ−超格子＃、１７・・・ｐ−ＩｎＧａＡｊＰ中間バ
ンドギャップｌｉｉ、１８ ・・・ｐ−ＧａＡｓ電極コ
ンタクト層、１９・・・絶縁膜、２０．２１・・・電極
層、５１１・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、５１２・・・ｎ−
ＧａＡｓ第１バＶフア層。 ５１３ ・・・ｎ −ＩｎＧａＰ嘉２バッファ層、５１
４・・・ｎ −ＩｎＡｊＰ第１クラＶド層、５１５−ア
ンドープＩｎＧａＰ活性層、５１６−ｐ−ＩｎＡｊＰ第
２クラッドｒｆ＃、 ５１７ ＝ ｐ −ＩｎＧａＰ
嘉３クラッド層（エツチング停止層）、５１８・・・ｐ
−ＩｎＡｌＰ第４クラＶド＋ＩＪ、５１９−・ｐ−超格
子層、５２０・ ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層
、５２１・・・ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクトｒ＠、５２
２ ・＝ ｎ−ＧａＡｓｔ流阻止層、戸２３・・・ｐ−
ＧａＡｓ第３コンタクト層。 ５２４．５２５・・・電極。 第 １ 図 第３図 第 ３ 図 ｄ ｉ ４ 図
Claims (5)
- （１）第１導電型の第１半導体層、この第１半導体層よ
りもバンドギャップの広い第１導電壁の第２半導体層、
前記第１、第２半導体層に隣接して狭まれた第１導電壁
の第３半導体層を少なくとも含み、第２半導体層から第
１半導体層第３半導体層へキャリアが移動することによ
り作動する半導体素子において、前記第３半導体層が第
１半導体層を構成する材料と第２半導体層を構成する材
料とを積層した超格子より成ることを特徴とする半導体
レーザ装置。 - （２）第１導電型がＰ型であることを特徴とする請求項
１記載の半導体レーザ装置。 - （３）第１半導体層がＩｎＧａＰ、第２半導体がＩｎ＿
０＿．＿５（Ｇａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘ）＿０＿．＿５
ＰでＡｌ組成がｘ＝０．８以上であり、かつＧａＡｓ基
板上に略格子整合していることを特徴とする請求項２記
載の半導体レーザ装置。 - （４）第１半導体層がＩｎＧａＰ、第２半導体層がＩｎ
ＡｌＰであり、かつＧａＡｓ基板上に略格子整合してい
ることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。 - （５）半導体素子が可視光半導体レーザであることを特
徴とする請求項３若しくは４記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP826388A JPH01184972A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP826388A JPH01184972A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184972A true JPH01184972A (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=11688267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP826388A Pending JPH01184972A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01184972A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03239386A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-24 | Nec Corp | 面発光半導体レーザ |
| US5777349A (en) * | 1996-03-22 | 1998-07-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
| US6160829A (en) * | 1997-05-21 | 2000-12-12 | Nec Corporation | Self-sustained pulsation semiconductor laser |
| US6399965B2 (en) | 2000-01-11 | 2002-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device with high yield and low power consumption |
| US6468818B2 (en) | 1999-01-25 | 2002-10-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a high-luminance semiconductor light-emitting device capable of operating at a low voltage |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200784A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62209884A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
-
1988
- 1988-01-20 JP JP826388A patent/JPH01184972A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200784A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
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| US5777349A (en) * | 1996-03-22 | 1998-07-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device |
| CN1086249C (zh) * | 1996-03-22 | 2002-06-12 | 夏普株式会社 | 半导体发光器件 |
| US6160829A (en) * | 1997-05-21 | 2000-12-12 | Nec Corporation | Self-sustained pulsation semiconductor laser |
| US6468818B2 (en) | 1999-01-25 | 2002-10-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a high-luminance semiconductor light-emitting device capable of operating at a low voltage |
| US6399965B2 (en) | 2000-01-11 | 2002-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device with high yield and low power consumption |
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