JPH02224385A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH02224385A JPH02224385A JP4576689A JP4576689A JPH02224385A JP H02224385 A JPH02224385 A JP H02224385A JP 4576689 A JP4576689 A JP 4576689A JP 4576689 A JP4576689 A JP 4576689A JP H02224385 A JPH02224385 A JP H02224385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- layer
- mixed crystal
- active layer
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザの構造に関する。
（従来の技術）
低いしきい値電流で発振する半導体レーザの構造として
、ダブルヘテロ構造が広く用いられている。この構造で
は活性層を活性層の半導体よりも禁制帯幅の広い半導体
からなるクラッド層ではさむことにより効率のよいキャ
リアの閉じ込めを実現している（米津宏雄「光通信工学
」第２章、（工学図書、東京）１９８４）。
、ダブルヘテロ構造が広く用いられている。この構造で
は活性層を活性層の半導体よりも禁制帯幅の広い半導体
からなるクラッド層ではさむことにより効率のよいキャ
リアの閉じ込めを実現している（米津宏雄「光通信工学
」第２章、（工学図書、東京）１９８４）。
（発明が解決しようとする課題）
ダブルヘテロ構造でキャリア閉じ込めを効率よく行うた
めには、活性層をなす半導体１とｎ−クラッド層をなす
半導体２との価電子帯端のエネルギー不連続ΔＥｃおよ
び、半導＃−１とＰ−クラッド層をなす半導体３との伝
導帯端のエネルギー不連続ΔＥ、がともに大きいことが
必要である。従来のダブルヘテロ構造ではｎ−クラッド
層、ｐクラッド層に同一の半導体を用いていたから、禁
制帯幅の差がΔＥ０、ΔＥ、の一方のみに片寄ってしま
うことがある４例えば、長波長帯用の半導体レーザに用
いられるＩ ｎＧａＡｓＰ／Ｉ ｎＰのダブルヘテロ構
造ではΔＥ。：ΔＥ、＝４ ： ６であり、価な子帯端
のエネルギー不連続が大きく、活性層からｐ−クラッド
層へ電子のオーバーフロ−が起きる可能性がある。
めには、活性層をなす半導体１とｎ−クラッド層をなす
半導体２との価電子帯端のエネルギー不連続ΔＥｃおよ
び、半導＃−１とＰ−クラッド層をなす半導体３との伝
導帯端のエネルギー不連続ΔＥ、がともに大きいことが
必要である。従来のダブルヘテロ構造ではｎ−クラッド
層、ｐクラッド層に同一の半導体を用いていたから、禁
制帯幅の差がΔＥ０、ΔＥ、の一方のみに片寄ってしま
うことがある４例えば、長波長帯用の半導体レーザに用
いられるＩ ｎＧａＡｓＰ／Ｉ ｎＰのダブルヘテロ構
造ではΔＥ。：ΔＥ、＝４ ： ６であり、価な子帯端
のエネルギー不連続が大きく、活性層からｐ−クラッド
層へ電子のオーバーフロ−が起きる可能性がある。
また、キャリア閉じ込めをよくすめために禁制帯の差を
大きくすると、キャリアを注入する側に高いボテシャル
のスパイクができてキャリアの注入効率が低下する。
大きくすると、キャリアを注入する側に高いボテシャル
のスパイクができてキャリアの注入効率が低下する。
本発明は、電子・正孔の高いキャリア閉じ込め効率を与
え、同時にキャリア注入効率を低下させないダブルヘテ
ロ構造をもつ、しきい値の低い半導体レーザを提供する
ことを目的とする。
え、同時にキャリア注入効率を低下させないダブルヘテ
ロ構造をもつ、しきい値の低い半導体レーザを提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザはＩ ｎＧａＡ ＩＡｓ混晶また
はＩ ｎＧａＡｓ Ｐ混晶を活性層として、該活性層の
半導体よりも大きな禁制帯幅をもつＩｎＧａＡｓＰ混晶
をｎ−クラッド層とし、該活性層の半導体よりも大きな
禁制帯幅をもっＩｎＧａＡｌＡｓ混晶をｐ−クラッド層
とするダブルヘテロ構造を有することを特徴とする。
はＩ ｎＧａＡｓ Ｐ混晶を活性層として、該活性層の
半導体よりも大きな禁制帯幅をもつＩｎＧａＡｓＰ混晶
をｎ−クラッド層とし、該活性層の半導体よりも大きな
禁制帯幅をもっＩｎＧａＡｌＡｓ混晶をｐ−クラッド層
とするダブルヘテロ構造を有することを特徴とする。
（作用）
第２図は本発明の半導体レーザにおけるポテンシャルダ
イアダラムを示す図あり、同図（ａ）は熱平衡時のバン
ドダイヤグラムであり、同図（ｂ）は順バイアス時のバ
ンドダイヤグラムである。
イアダラムを示す図あり、同図（ａ）は熱平衡時のバン
ドダイヤグラムであり、同図（ｂ）は順バイアス時のバ
ンドダイヤグラムである。
順方向バイアス時において、活性層とρ−クラッド層と
の間の電子に対するヘテロ障壁はほぼ（Ｅｏ Ｅ−ｔ）
に等しい。また、活性層とｎ−クラッド層との間の正孔
に対するヘテロ障壁はほぼ（Ｅｖ、、 Ｅ、２）に等し
い。本発明では（Ｅ、３Ｅ、、）、（Ｅ、ｌ−Ｅ、２）
がともに大きくなるのでキャリア閉じ込めは効率よく行
なわれる。
の間の電子に対するヘテロ障壁はほぼ（Ｅｏ Ｅ−ｔ）
に等しい。また、活性層とｎ−クラッド層との間の正孔
に対するヘテロ障壁はほぼ（Ｅｖ、、 Ｅ、２）に等し
い。本発明では（Ｅ、３Ｅ、、）、（Ｅ、ｌ−Ｅ、２）
がともに大きくなるのでキャリア閉じ込めは効率よく行
なわれる。
一方、ｎ−クラッド層と活性層の間のへテロ接合で注入
される電子が感じるスパイクの大きさは（Ｅ−２Ｅ−＋
）であり、Ｐ−クラッド層と活性層の間のへテロ接合で
注入される正孔が感じるスパイクの大きさは（Ｅ−３−
Ｅ−ｓ＞である。本発明では（Ｅ、２−Ｅａ、）、（Ｅ
、、−Ｅ、３）がともに小さいのでキャリア注入効率は
へテロ接合によって低下しない。
される電子が感じるスパイクの大きさは（Ｅ−２Ｅ−＋
）であり、Ｐ−クラッド層と活性層の間のへテロ接合で
注入される正孔が感じるスパイクの大きさは（Ｅ−３−
Ｅ−ｓ＞である。本発明では（Ｅ、２−Ｅａ、）、（Ｅ
、、−Ｅ、３）がともに小さいのでキャリア注入効率は
へテロ接合によって低下しない。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の断面図である。
この実施例の製作に当たっては、ｎ型のＩｎＰ基板１１
上にＳ：をドープしたＩｎＰからなるｎ−クラッド層１
２、アンドープで禁制帯幅が０．９４ｅＶのＩｎＰに格
子接合したＩ ｎｏ７６Ｇ Ｏ，２４Ａ Ｓ ｏ、 ｓ
ｓＰ ０．４５からなる活性層１３、ＺｎをドープしＩ
ｎＰに格子整合したＪｎｏ、５２Ｇａｏ、＋ｓＡ １Ｇ
、３ Ａｓからなるρ−クラッド層１４を順次に積層し
てダブルヘテロ構造をまず形成する。次に、メサエッチ
ングの後、ｐ型層 ｎｏ、ｓｚＧ ａｏ、＋ａＡ Ｉ
ｏ、ｓ Ａ Ｓからなるｎ型層１５、ｎ型のＩｎＰから
なるブロック層１６、ｎ型のＩｎＰからなるｎ型層１７
、ｎ型のＩ ｎｏ、６ Ｇａｏ、２ Ａ ５０．４６Ｐ
Ｏ，Ｓ４からなるコンタクト層１８を順次に積層して埋
め込み構造とし、ｎ１ｔｌｌ電極１９とＰ側電極２０を
それぞれ形成する。
上にＳ：をドープしたＩｎＰからなるｎ−クラッド層１
２、アンドープで禁制帯幅が０．９４ｅＶのＩｎＰに格
子接合したＩ ｎｏ７６Ｇ Ｏ，２４Ａ Ｓ ｏ、 ｓ
ｓＰ ０．４５からなる活性層１３、ＺｎをドープしＩ
ｎＰに格子整合したＪｎｏ、５２Ｇａｏ、＋ｓＡ １Ｇ
、３ Ａｓからなるρ−クラッド層１４を順次に積層し
てダブルヘテロ構造をまず形成する。次に、メサエッチ
ングの後、ｐ型層 ｎｏ、ｓｚＧ ａｏ、＋ａＡ Ｉ
ｏ、ｓ Ａ Ｓからなるｎ型層１５、ｎ型のＩｎＰから
なるブロック層１６、ｎ型のＩｎＰからなるｎ型層１７
、ｎ型のＩ ｎｏ、６ Ｇａｏ、２ Ａ ５０．４６Ｐ
Ｏ，Ｓ４からなるコンタクト層１８を順次に積層して埋
め込み構造とし、ｎ１ｔｌｌ電極１９とＰ側電極２０を
それぞれ形成する。
この実施例におけるダブルヘテロ構造において、活性１
１３とｎ−クラッド層１２との間の伝導帯の不連続と価
電子帯の不連続の値はそれぞれ、１６４ ｍ ｅ Ｖと
２４６ｍｅＶであり、電子・正孔ともに効率よく閉じ込
められる。また、活性層１３とｐ−クラッド層１４との
間の伝導帯の不連続と価電子帯の不連続の値はそれぞれ
、２８０ｍｅＶと１６ ｍ ｅ Ｖであり電子の閉じ込
めは十分大きく、注入される正孔に対するポテンシャル
スパイクは小さいので大きな注入効率が得られる。
１３とｎ−クラッド層１２との間の伝導帯の不連続と価
電子帯の不連続の値はそれぞれ、１６４ ｍ ｅ Ｖと
２４６ｍｅＶであり、電子・正孔ともに効率よく閉じ込
められる。また、活性層１３とｐ−クラッド層１４との
間の伝導帯の不連続と価電子帯の不連続の値はそれぞれ
、２８０ｍｅＶと１６ ｍ ｅ Ｖであり電子の閉じ込
めは十分大きく、注入される正孔に対するポテンシャル
スパイクは小さいので大きな注入効率が得られる。
なお、本発明では材料の組成は、レーザ発振が可能であ
れば、実施例の組成に限らずどのような組合わせであっ
てもよい、また、レーザの構造も埋め込み型に限らずい
なかるものであってもよい。
れば、実施例の組成に限らずどのような組合わせであっ
てもよい、また、レーザの構造も埋め込み型に限らずい
なかるものであってもよい。
（発明の効果）
以上に述べたように、本発明の半導体レーザは、キャリ
アの閉じ込め効率が高く、同時に注入効率の低下が小さ
なダブルヘテロ構造をもつ。そこで、本発明の半導体レ
ーザでは発振しきい値は低い。
アの閉じ込め効率が高く、同時に注入効率の低下が小さ
なダブルヘテロ構造をもつ。そこで、本発明の半導体レ
ーザでは発振しきい値は低い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の側面図である。
図中１１は基板、１２はｎ−クラッド層、１３は活性層
、１４はｐ−クラッド層、１５はＰ型層、１６はブロッ
ク層、１７はｎ型層、１８はコンタクト層、１９はｎ側
電極、２０はｐ側電極である。 第２図は本発明の半導体レーザにおけるポテンシャルダ
イアグラムを示す図であり、同図（ａ）は熱平衡時のバ
ンドダイアダラム、同図（ｂ）は順バイアス時のバンド
ダイアダラムである。
、１４はｐ−クラッド層、１５はＰ型層、１６はブロッ
ク層、１７はｎ型層、１８はコンタクト層、１９はｎ側
電極、２０はｐ側電極である。 第２図は本発明の半導体レーザにおけるポテンシャルダ
イアグラムを示す図であり、同図（ａ）は熱平衡時のバ
ンドダイアダラム、同図（ｂ）は順バイアス時のバンド
ダイアダラムである。
Claims (1)
- ＩｎＧａＡｌＡｓ混晶またはＩｎＧａＡｓＰ混晶を活性
層とし、該活性層の半導体よりも大きな禁制帯幅をもつ
ＩｎＧａＡｓＰ混晶をｎ−クラッド層とし、該活性層の
半導体よりも大きな禁制帯幅をもつＩｎＧａＡｌＡｓ混
晶をｐ−クラッド層とするダブルヘテロ構造を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4576689A JPH02224385A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4576689A JPH02224385A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224385A true JPH02224385A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=12728413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4576689A Pending JPH02224385A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174607A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-03-16 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP4576689A patent/JPH02224385A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174607A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-03-16 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3242967B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| WO1995015022A1 (en) | Semiconductor optical element | |
| JPH0732285B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP2997573B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US6298077B1 (en) | GaInAsP/AIGaInP laser diodes with AIGaAs type II carrier blocking layer in the waveguide | |
| JP2659937B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH05102600A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2912624B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2812273B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3658048B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH0697592A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH02224385A (ja) | 半導体レーザ | |
| US20040136427A1 (en) | Semiconductor optical device | |
| JP3403915B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH01184972A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2748570B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3033333B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS59125684A (ja) | 埋め込み形半導体レ−ザ | |
| JP2555984B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH11163459A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0467353B2 (ja) | ||
| JPH0511674B2 (ja) | ||
| JPS62122190A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2504372B2 (ja) | 超格子構造体 | |
| JP2529854B2 (ja) | 赤外半導体レ−ザ |