JPH03280482A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH03280482A JPH03280482A JP8011990A JP8011990A JPH03280482A JP H03280482 A JPH03280482 A JP H03280482A JP 8011990 A JP8011990 A JP 8011990A JP 8011990 A JP8011990 A JP 8011990A JP H03280482 A JPH03280482 A JP H03280482A
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 38
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
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- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、可視光を出射するＡｌＧａ１ｎＰ系の半導体
レーザに関する。
レーザに関する。
（ロ）従来の技術
ＡｊＧａＩｎＰは０．６μｍ帯の波長を有し、可視光半
導体レーザの材料として用いられている。
導体レーザの材料として用いられている。
第４図は従来のＡｊＧａＩｎＰ系の半導体レーザを示し
、例えば特開昭６２−２００７８６号公報等に記載され
ている。
、例えば特開昭６２−２００７８６号公報等に記載され
ている。
図において、（２０）はｎ型ＧａＡｓからなる基板、（
２１）はｎ型ＧａＩｎＰからなるバッファ層、（２２）
はｎ型ＡｊＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層、（２３
）はアンドープのＧａ１ｎＰからなる活性層、（２４）
はｐ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｎ型クラッド層である。
２１）はｎ型ＧａＩｎＰからなるバッファ層、（２２）
はｎ型ＡｊＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層、（２３
）はアンドープのＧａ１ｎＰからなる活性層、（２４）
はｐ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｎ型クラッド層である。
これらの層は周知のＭＯＣＶＤ法を用いて基板（２０）
の−主面上に順次エピタキシャル成長される。また、ｎ
型クラッド層（２４）にはエツチングにより、幅５μｍ
のストライプ状のリッジ（２５）が形成されている。
の−主面上に順次エピタキシャル成長される。また、ｎ
型クラッド層（２４）にはエツチングにより、幅５μｍ
のストライプ状のリッジ（２５）が形成されている。
（２６）はりッジ（２５）頂部を除くｎ型クラッド層（
２４）上にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓから
なるブロック層、（２７）は露出したｎ型クラッド層（
２４）のリッジ（２５）頂部及びブロック層（２６）上
にエピタキシャル成長されたｐ型ＧａＡｓからなるキャ
ップ層、（２８）はキャップ層（２７）上に形成された
ｐ側電極、（２９）は基板（２０）の他主面上に形成さ
れたｎＱｌｌ電極である。
２４）上にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓから
なるブロック層、（２７）は露出したｎ型クラッド層（
２４）のリッジ（２５）頂部及びブロック層（２６）上
にエピタキシャル成長されたｐ型ＧａＡｓからなるキャ
ップ層、（２８）はキャップ層（２７）上に形成された
ｐ側電極、（２９）は基板（２０）の他主面上に形成さ
れたｎＱｌｌ電極である。
斯るＡ（ＧａＩｎＰ系半導体レーザにおけるｐ型不純物
としては、Ｍｇ、Ｚｎが用いられる。
としては、Ｍｇ、Ｚｎが用いられる。
しかし乍ら、Ｚｎではクラ・ノド層として用し１られる
（Ａ ｇｏ、 ＩｃａＯ，ｓ）ｏ、 ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓＰにおし１て３〜４Ｘ １０ ”ｃ ｍ−”程度のキ
ャリア濃度しか得られず、活性層との間に十分゛なヘテ
ロノ（リアを形成することができない。このため、ｐ型
りラ・ノド層の不純物としてＺｎを用いた半導体レーザ
装置では、周囲温度が６０〜７０℃に上昇すると、キャ
リアを活性層に閉じ込めることができなくなり、連続発
振が行えなくなる。
（Ａ ｇｏ、 ＩｃａＯ，ｓ）ｏ、 ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓＰにおし１て３〜４Ｘ １０ ”ｃ ｍ−”程度のキ
ャリア濃度しか得られず、活性層との間に十分゛なヘテ
ロノ（リアを形成することができない。このため、ｐ型
りラ・ノド層の不純物としてＺｎを用いた半導体レーザ
装置では、周囲温度が６０〜７０℃に上昇すると、キャ
リアを活性層に閉じ込めることができなくなり、連続発
振が行えなくなる。
一方、Ｍｇでは（Ａ Ｌ、 ５Ｇａｏ、 ｓ）ｏ、 ｓ
Ｉ ｎｏ、 ｓＰにおいてｌＸｌ０’１ｃｍ−”以上
のキャリア濃度が得られ、十分なヘテロバリアが形成で
きるため、周囲温度が９０〜１００℃程度まで連続発振
が可能である。
Ｉ ｎｏ、 ｓＰにおいてｌＸｌ０’１ｃｍ−”以上
のキャリア濃度が得られ、十分なヘテロバリアが形成で
きるため、周囲温度が９０〜１００℃程度まで連続発振
が可能である。
しかし、ＭＯＣＶＤ法においてＭｇでは有効な有機金属
が存在しないため、固体をソースとして用いなければな
らない。このため、Ｍｇの添加量を正確に制御すること
は困難であり、再現性に乏しい。また、作製された半導
体レーザでは光出力が不安定で、劣化し易いといった問
題があった。
が存在しないため、固体をソースとして用いなければな
らない。このため、Ｍｇの添加量を正確に制御すること
は困難であり、再現性に乏しい。また、作製された半導
体レーザでは光出力が不安定で、劣化し易いといった問
題があった。
（ハ）発明が解決しようとする課題
従って、本発明は、高い周囲温度で連続発振が可能であ
ると共に、再現性良く製造でき、且つ安定した光出力が
得られ、信頼性の高いＡｊＧａｌｎＰ系の半導体レーザ
を提供するものである。
ると共に、再現性良く製造でき、且つ安定した光出力が
得られ、信頼性の高いＡｊＧａｌｎＰ系の半導体レーザ
を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、夫々ＡｊＧａＩｎＰ系化合物半導体からなる
ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型りラッド層を積層した発
振層を備える半導体レーザであって、上記課題を解決す
るため、上記ｐ型りラッド層は、アクセプタとしてＺｎ
が添加され、上記活性層上に設けられた第１層と、アク
セプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に設けられ
た第２層を有することを特徴とする。
ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型りラッド層を積層した発
振層を備える半導体レーザであって、上記課題を解決す
るため、上記ｐ型りラッド層は、アクセプタとしてＺｎ
が添加され、上記活性層上に設けられた第１層と、アク
セプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に設けられ
た第２層を有することを特徴とする。
（ホ）作用
本発明によれば、ｐ型りラッド層を、アクセプタとして
Ｚｎが添加され、活性層上に設けられた第１層と、アク
セプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に設けられ
た第２層とで構成することによって、活性層へのキャリ
アの閉じ込めが損なわれることなく、活性層とｐ型りラ
ッド層との間で欠陥の少ない良好なヘテロ界面が形成さ
れる。
Ｚｎが添加され、活性層上に設けられた第１層と、アク
セプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に設けられ
た第２層とで構成することによって、活性層へのキャリ
アの閉じ込めが損なわれることなく、活性層とｐ型りラ
ッド層との間で欠陥の少ない良好なヘテロ界面が形成さ
れる。
（へ）実施例
第１図に本発明の一実施例を示す。
図において、（１）はｎ型ＧａＡｓからなる基板、（２
）は厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＩｎＰからなるバッファ
層、（３）はドナーとしてＳｅが添加された厚さ１．２
ｐｍのｎ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｎ型クラッド層、（
４）は厚さ０．０８μｍのアンドープＧａＩｎＰからな
る活性層、（５）はアクセプタとしてＺｎが添加された
厚さ０．０７μｍのｐ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｐ型彫
１クラッド層、（６）はアクセプタとしてＭｇが添加さ
れた厚さ１．１μｍのｐ型彫２クラッド層、（７）は厚
さ０．１μｍのｐ型ＧａＩｎＰからなるコンタクト層で
ある。これらの層は周知のＭＯＣＶＤ法を用いて基板（
１）の−主面上に順次エピタキシャル成長される。ここ
で、本実施例におけるｎ型クラッド層（３）、ｐ型彫１
クラッド層（５）、ｐ型彫２クラッド層（６）のキャリ
ア濃度は、夫々ｌＸｌ０”Ｃｍ−” ４ＸＩＱ１７（
ｍ−” ｌＸｌ０”ｃｍ−”である。
）は厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＩｎＰからなるバッファ
層、（３）はドナーとしてＳｅが添加された厚さ１．２
ｐｍのｎ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｎ型クラッド層、（
４）は厚さ０．０８μｍのアンドープＧａＩｎＰからな
る活性層、（５）はアクセプタとしてＺｎが添加された
厚さ０．０７μｍのｐ型ＡｊＧａｌｎＰからなるｐ型彫
１クラッド層、（６）はアクセプタとしてＭｇが添加さ
れた厚さ１．１μｍのｐ型彫２クラッド層、（７）は厚
さ０．１μｍのｐ型ＧａＩｎＰからなるコンタクト層で
ある。これらの層は周知のＭＯＣＶＤ法を用いて基板（
１）の−主面上に順次エピタキシャル成長される。ここ
で、本実施例におけるｎ型クラッド層（３）、ｐ型彫１
クラッド層（５）、ｐ型彫２クラッド層（６）のキャリ
ア濃度は、夫々ｌＸｌ０”Ｃｍ−” ４ＸＩＱ１７（
ｍ−” ｌＸｌ０”ｃｍ−”である。
また、ｐ型彫２クラッド層（６）及びコンタクト層（７
）は、ｐ型彫１クラッド層（５）とｐ型彫２クラッド層
（６）との厚さの和が０．２μｍになるまでコンタクト
層（７）表面から選択的にエツチングされ、これにより
ｐ型彫２クラッド層（６）には輻５μｍのストライプ状
のリッジ（８）が形成される。
）は、ｐ型彫１クラッド層（５）とｐ型彫２クラッド層
（６）との厚さの和が０．２μｍになるまでコンタクト
層（７）表面から選択的にエツチングされ、これにより
ｐ型彫２クラッド層（６）には輻５μｍのストライプ状
のリッジ（８）が形成される。
（９）はリッジ（８）頂部を除くｐ型彫２クラッド層（
６）上にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからな
るブロック層、（１０）は露出したｐ型彫２クラッド層
（６）のりッジ（８）頂部及びブロック層（９）上にエ
ピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからなるキャップ
層で、各層の厚さは夫々０．８μｍ、３μｍである。（
１１）はキャップ層（１０）上に形成されたＡｕ、Ｃｒ
の合金からなるｐ側電極、（１２）は基板（１）の他主
面上に形成されたＡｕ、Ｓｎ、Ｃｒの合金からなるｎ側
電極である。
６）上にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからな
るブロック層、（１０）は露出したｐ型彫２クラッド層
（６）のりッジ（８）頂部及びブロック層（９）上にエ
ピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからなるキャップ
層で、各層の厚さは夫々０．８μｍ、３μｍである。（
１１）はキャップ層（１０）上に形成されたＡｕ、Ｃｒ
の合金からなるｐ側電極、（１２）は基板（１）の他主
面上に形成されたＡｕ、Ｓｎ、Ｃｒの合金からなるｎ側
電極である。
斯る本実施例装置では周囲温度が１００℃まで安定した
連続発振が得られた。これは第４図に示した従来構造に
おいて、ｐ型クラッド層（２４）のアクセプタとしてＭ
ｇを用いた場合と略同じ温度である。
連続発振が得られた。これは第４図に示した従来構造に
おいて、ｐ型クラッド層（２４）のアクセプタとしてＭ
ｇを用いた場合と略同じ温度である。
次に、斯る本実施例装置を周囲温度４０℃で４ｍＷの定
出力動作による寿命試験を行った。その結果を第２図に
実線で示す。また、比較のため、第４図に示した従来構
造にて、そのｐ型クラッド層（２４）の不純物としてＭ
ｇを用い、他の条件は本実施例と同じとした比較装置を
作製し、同様な寿命試験を行った。その結果を第２図に
破線で示す。
出力動作による寿命試験を行った。その結果を第２図に
実線で示す。また、比較のため、第４図に示した従来構
造にて、そのｐ型クラッド層（２４）の不純物としてＭ
ｇを用い、他の条件は本実施例と同じとした比較装置を
作製し、同様な寿命試験を行った。その結果を第２図に
破線で示す。
図より、比較装置では５００時間の動作後、大きく劣化
しているが、本実施例装置では特性の経時的劣化が生じ
ず、安定した光出力が得られていることが分かる。
しているが、本実施例装置では特性の経時的劣化が生じ
ず、安定した光出力が得られていることが分かる。
これは、比較例装置では、ｐ型クラッド層（２４）成長
初期にＭｇが不安定に添加されるため、活性層（２３）
とｐ型クラッド層（２４）との界面に欠陥が発生し易く
なることによるものと考えられる。
初期にＭｇが不安定に添加されるため、活性層（２３）
とｐ型クラッド層（２４）との界面に欠陥が発生し易く
なることによるものと考えられる。
方、本実施例装置では、活性層（４）の上にアクセプタ
としてＺｎが添加されたｐ型彫１クラッド層（５）を設
けている。ここで、Ｚｎは常温で安定した液体の有機金
属として存在するため、その添加量を制御し易い。この
ため、本実施例ではｐ型彫１クラッド層（５）にＺｎを
安定して添加することができ、活性層（４）とｐ型彫１
クラッド層（５）との間に欠陥の少ない良好な界面が形
成されたことによるものと考えられる。また、斯る効果
はｐ型彫１クラッド層（５）の厚さが０．０５μｍ以上
であれば得られる。
としてＺｎが添加されたｐ型彫１クラッド層（５）を設
けている。ここで、Ｚｎは常温で安定した液体の有機金
属として存在するため、その添加量を制御し易い。この
ため、本実施例ではｐ型彫１クラッド層（５）にＺｎを
安定して添加することができ、活性層（４）とｐ型彫１
クラッド層（５）との間に欠陥の少ない良好な界面が形
成されたことによるものと考えられる。また、斯る効果
はｐ型彫１クラッド層（５）の厚さが０．０５μｍ以上
であれば得られる。
第３図は本実施例装置におけるｐ型彫１クラッド層（５
）の層厚を種々変えた時の最高発振温度（連続発振の得
られる最高周囲温度）を示す。図から明らかな如く、ｐ
型彫１クラッド層（５）の層厚が０．２５μｍ以下、よ
り好ましくは０．２μｍ以下であれば最高発振温度を高
くすることができる。
）の層厚を種々変えた時の最高発振温度（連続発振の得
られる最高周囲温度）を示す。図から明らかな如く、ｐ
型彫１クラッド層（５）の層厚が０．２５μｍ以下、よ
り好ましくは０．２μｍ以下であれば最高発振温度を高
くすることができる。
以上より、本発明におけるｐ型彫１クラッド層（５）の
層厚は、好ましくは０．０５〜０．２５μｍ、より好ま
しくは０．０５〜０．２μｍの範囲内であればよい。
層厚は、好ましくは０．０５〜０．２５μｍ、より好ま
しくは０．０５〜０．２μｍの範囲内であればよい。
（ト）発明の効果
本発明装置によれば、ｐ型クラッド層を、アクセプタと
してＺｎが添加され、上記活性層上に設けられた第１層
と、アクセプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に
設けられた第２層とで構成することによって、最高発振
温度が高く保たれ、且つ半導体レーザの、劣化が少なく
、信頼性の高い装置が製造可能である。
してＺｎが添加され、上記活性層上に設けられた第１層
と、アクセプタとしてＭｇが添加され、上記第１層上に
設けられた第２層とで構成することによって、最高発振
温度が高く保たれ、且つ半導体レーザの、劣化が少なく
、信頼性の高い装置が製造可能である。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本実
施例装置と比較例装置の寿命試験特性図、第３図は本実
施例装置においてｐ型彫１クラッド層の層厚を変化させ
た時の最高発振温度を示す特性図、第４図は従来装置を
示す断面図である。 第２図 ＋０００ ０００ 動作り間（ｈｏＩＡｙ ）
施例装置と比較例装置の寿命試験特性図、第３図は本実
施例装置においてｐ型彫１クラッド層の層厚を変化させ
た時の最高発振温度を示す特性図、第４図は従来装置を
示す断面図である。 第２図 ＋０００ ０００ 動作り間（ｈｏＩＡｙ ）
Claims (1)
- （１）夫々ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなるｎ型
クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層を積層した発振層
を備える半導体レーザにおいて、上記ｐ型クラッド層は
、アクセプタとしてＺｎが添加され、上記活性層上に設
けられた第１層と、アクセプタとしてＭｇが添加され、
上記第１層上に設けられた第２層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 |
|---|---|---|---|
| JP8011990A JP2889645B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011990A JP2889645B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280482A true JPH03280482A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2889645B2 JP2889645B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=13709315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8011990A Expired - Fee Related JP2889645B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889645B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100271262B1 (ko) * | 1996-06-10 | 2000-12-01 | 가네꼬 히사시 | 반도체레이저 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP8011990A patent/JP2889645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100271262B1 (ko) * | 1996-06-10 | 2000-12-01 | 가네꼬 히사시 | 반도체레이저 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889645B2 (ja) | 1999-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090219 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |