JPH04320082A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH04320082A JPH04320082A JP11535191A JP11535191A JPH04320082A JP H04320082 A JPH04320082 A JP H04320082A JP 11535191 A JP11535191 A JP 11535191A JP 11535191 A JP11535191 A JP 11535191A JP H04320082 A JPH04320082 A JP H04320082A
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- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- quantum well
- gaas
- superlattice
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歪量子井戸半導体レー
ザ素子に関する。
ザ素子に関する。
【０００２】
【従来技術】ＩｎＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ（Ｘ＝０．０５
〜０．７）歪量子井戸からなる活性層をＧａＡｓ基板上
に形成した歪量子井戸半導体レーザ素子は、波長範囲が
０．９〜１．１μｍである光源として有望視されている
。この歪量子井戸半導体レーザ素子の例としては以下の
ものがある。従来例１．図３は、我々が先に特願平２−
１８４４９で提案したダブルヘテロ構造の説明図である
。図中、１は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり
、２は０．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり
、３は１．５μｍ厚さのｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１
Ｐクラッド層であり、５は１００Å厚さのＩｎ０．２
Ｇａ０．８ Ａｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、４
と６は各々５００Å厚さのＧａＡｓ光閉じ込め層（障壁
層を兼ねる）である。 ７と９は、それぞれ０．２μｍおよび１．３μｍ厚さの
ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層であり、８
は５０Å厚さのＧａＡｓエッチング停止層であり、１０
は０．４μｍ厚さのｐ＋ 型ＧａＡｓコンタクト層であ
る。上記ダブルヘテロ構造を加工して作製したリッジ導
波型半導体レーザ素子は、低しきい値電流、高出力の特
性を有する（１２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ４４ あるい
は第５１回応用物理学会，予稿集・第３分冊Ｐ９６１参
照）。また、この素子はダブルヘテロ構造にＡｌを含ま
ないため、ＣＯＤ（瞬間端面破壊）の発生が見られず、
特に端面保護をほどこさない状態でも長い寿命が得られ
るという優れた効果が確認されている。従来例２．上記
従来例に対して、これまではクラッド層にＡｌＧａＡｓ
を用いることが一般的であった。図４は、クラッド層に
ＡｌＧａＡｓを用いたダブルヘテロ構造の説明図である
。図中、１は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり
、２は０．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり
、１３は１．２μｍ厚さのｎ型Ａｌ０．６ Ｇａ０．４
Ａｓクラッド層、１４は０．１５μｍ厚さのＡｌの組
成を段階的に高くしたＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ（ Ｇｒａ
ｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ ）層、１５は１００Å厚さのＧａ
Ａｓ障壁層、１６は１１０Å厚さのＩｎ０．２ Ｇａ０
．８ Ａｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、１７は１
００Å厚さのＧａＡｓ障壁層、１８は０．１５μｍ厚さ
のＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ層、１９は１．２μｍ厚さのｐ
型Ａｌ０．６ Ｇａ０．４ Ａｓクラッド層、１０は０
．５μｍ厚さのｐ型ＧａＡｓコンタクト層である。とこ
ろで、上記従来例２において用いられているＧＲＩＮ層
は、Ｂｅｌｌ研究所のＴｓａｎｇらが提案したものであ
り、１）活性層に向かって順次屈折率が高くなる２）活
性層に向かって順次エネルギーギャップが小さくなるの
２点の特徴を有し、３）量子井戸層へのキャリアおよび
ホールの注入効率が改善されて、低しきい値電流、高効
率の半導体レーザ素子がえられる４）同厚のＧａＡｓ光
閉じ込め層を用いた場合よりも、活性層とクラッド層の
実効的屈折率差が小さくなるので、レーザビームの広が
り角を小さくすることができるなどの改善効果がある。 上記１）、２）については厳密な設計理論があり、ある
場合にはパラボリックなエネルギーギャップ変化を実現
するために複雑な組成変化が求められるが、一般的には
、直線的な組成変化でも効果を得ることができる。例え
ば、ＡｌＺ Ｇａ１−Ｚ ＡｓをＧＲＩＮ層に用いる場
合には、５）ＡｌＺ Ｇａ１−Ｚ ＡｓはＺが０〜１の
全ての範囲でＧａＡｓ基板との格子整合率は０．２％以
下に保たれるので、格子不整を気にすることなく組成を
変化させることができる６）ＭＯＣＶＤやＭＢＥなどの
結晶成長法においては、ＡｌとＧａの原料フラックス比
と生成する結晶組成は線型性がおよそ成り立つという特
徴があり、所望の組成の結晶を容易に作製することがで
きる。一方、従来例１におけるＩｎＧａＰのように、Ａ
ｌを含まないため信頼性が向上するという特徴を生かし
たままＧＲＩＮ構造を採用する方法としては、ＩｎＸ
Ｇａ１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ の組成を変化させる方
法がある（特願平２−２４１５５６参照）。
〜０．７）歪量子井戸からなる活性層をＧａＡｓ基板上
に形成した歪量子井戸半導体レーザ素子は、波長範囲が
０．９〜１．１μｍである光源として有望視されている
。この歪量子井戸半導体レーザ素子の例としては以下の
ものがある。従来例１．図３は、我々が先に特願平２−
１８４４９で提案したダブルヘテロ構造の説明図である
。図中、１は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり
、２は０．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり
、３は１．５μｍ厚さのｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１
Ｐクラッド層であり、５は１００Å厚さのＩｎ０．２
Ｇａ０．８ Ａｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、４
と６は各々５００Å厚さのＧａＡｓ光閉じ込め層（障壁
層を兼ねる）である。 ７と９は、それぞれ０．２μｍおよび１．３μｍ厚さの
ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層であり、８
は５０Å厚さのＧａＡｓエッチング停止層であり、１０
は０．４μｍ厚さのｐ＋ 型ＧａＡｓコンタクト層であ
る。上記ダブルヘテロ構造を加工して作製したリッジ導
波型半導体レーザ素子は、低しきい値電流、高出力の特
性を有する（１２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ４４ あるい
は第５１回応用物理学会，予稿集・第３分冊Ｐ９６１参
照）。また、この素子はダブルヘテロ構造にＡｌを含ま
ないため、ＣＯＤ（瞬間端面破壊）の発生が見られず、
特に端面保護をほどこさない状態でも長い寿命が得られ
るという優れた効果が確認されている。従来例２．上記
従来例に対して、これまではクラッド層にＡｌＧａＡｓ
を用いることが一般的であった。図４は、クラッド層に
ＡｌＧａＡｓを用いたダブルヘテロ構造の説明図である
。図中、１は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり
、２は０．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり
、１３は１．２μｍ厚さのｎ型Ａｌ０．６ Ｇａ０．４
Ａｓクラッド層、１４は０．１５μｍ厚さのＡｌの組
成を段階的に高くしたＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ（ Ｇｒａ
ｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ ）層、１５は１００Å厚さのＧａ
Ａｓ障壁層、１６は１１０Å厚さのＩｎ０．２ Ｇａ０
．８ Ａｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、１７は１
００Å厚さのＧａＡｓ障壁層、１８は０．１５μｍ厚さ
のＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ層、１９は１．２μｍ厚さのｐ
型Ａｌ０．６ Ｇａ０．４ Ａｓクラッド層、１０は０
．５μｍ厚さのｐ型ＧａＡｓコンタクト層である。とこ
ろで、上記従来例２において用いられているＧＲＩＮ層
は、Ｂｅｌｌ研究所のＴｓａｎｇらが提案したものであ
り、１）活性層に向かって順次屈折率が高くなる２）活
性層に向かって順次エネルギーギャップが小さくなるの
２点の特徴を有し、３）量子井戸層へのキャリアおよび
ホールの注入効率が改善されて、低しきい値電流、高効
率の半導体レーザ素子がえられる４）同厚のＧａＡｓ光
閉じ込め層を用いた場合よりも、活性層とクラッド層の
実効的屈折率差が小さくなるので、レーザビームの広が
り角を小さくすることができるなどの改善効果がある。 上記１）、２）については厳密な設計理論があり、ある
場合にはパラボリックなエネルギーギャップ変化を実現
するために複雑な組成変化が求められるが、一般的には
、直線的な組成変化でも効果を得ることができる。例え
ば、ＡｌＺ Ｇａ１−Ｚ ＡｓをＧＲＩＮ層に用いる場
合には、５）ＡｌＺ Ｇａ１−Ｚ ＡｓはＺが０〜１の
全ての範囲でＧａＡｓ基板との格子整合率は０．２％以
下に保たれるので、格子不整を気にすることなく組成を
変化させることができる６）ＭＯＣＶＤやＭＢＥなどの
結晶成長法においては、ＡｌとＧａの原料フラックス比
と生成する結晶組成は線型性がおよそ成り立つという特
徴があり、所望の組成の結晶を容易に作製することがで
きる。一方、従来例１におけるＩｎＧａＰのように、Ａ
ｌを含まないため信頼性が向上するという特徴を生かし
たままＧＲＩＮ構造を採用する方法としては、ＩｎＸ
Ｇａ１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ の組成を変化させる方
法がある（特願平２−２４１５５６参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩｎＸ
Ｇａ１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ でＧＲＩＮ層を構成
する場合には、次のような問題があった。即ち、１）Ｘ
、Ｙの値によっては、ＧａＡｓ基板との格子不整合率が
最大７％にも達し、満足な結晶性を得るためには、ベガ
ード則を用いて、Ｘ、Ｙは｜０．４１８４Ｘ ＋０．２
０２４Ｙ −０．０１３７ＸＹ−０．２０２４｜≦０．
００３ 〜０．００５という上式を満たす必要がある。 従って、あるＸの値に対して上式を満たすＹの値の範囲
は非常に小さい。２）Ｘ、Ｙの値は原料のフラックス比
と線型性を保ち難い。以上の２点により、ＩｎＸ Ｇａ
１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ でＧＲＩＮ層を製作するこ
とは比較的に困難であった。
Ｇａ１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ でＧＲＩＮ層を構成
する場合には、次のような問題があった。即ち、１）Ｘ
、Ｙの値によっては、ＧａＡｓ基板との格子不整合率が
最大７％にも達し、満足な結晶性を得るためには、ベガ
ード則を用いて、Ｘ、Ｙは｜０．４１８４Ｘ ＋０．２
０２４Ｙ −０．０１３７ＸＹ−０．２０２４｜≦０．
００３ 〜０．００５という上式を満たす必要がある。 従って、あるＸの値に対して上式を満たすＹの値の範囲
は非常に小さい。２）Ｘ、Ｙの値は原料のフラックス比
と線型性を保ち難い。以上の２点により、ＩｎＸ Ｇａ
１−Ｘ ＡｓＹ Ｐ１−Ｙ でＧＲＩＮ層を製作するこ
とは比較的に困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決し、活性層にＡｌを含まないという利点を生かし、か
つ、容易に製作ができるＧＲＩＮ層を有する歪量子井戸
半導体レーザ素子を提供するもので、ＧａＡｓ基板上に
ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ（０．４９５≦Ｙ≦０．５３０
）クラッド層、光閉じ込め層、ＩｎＸ Ｇａ１−Ｘ Ａ
ｓ歪量子井戸層からなる活性層、光閉じ込め層、ＩｎＹ
Ｇａ１−Ｙ Ｐクラッド層が順次積層された半導体レ
ーザ素子において、活性層の両側の光閉じ込め層は、Ｇ
ａＡｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからなる超格子ＧＲＩ
Ｎ層であることを第１発明とし、前記超格子ＧＲＩＮ層
を構成するＧａＡｓ量子井戸層の層厚は、活性層に向か
って順次大きくなることを第２発明とし、前記超格子Ｇ
ＲＩＮ層を構成するＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ障壁層の層
厚は、活性層に向かって順次小さくなることを第３発明
とするものである。
決し、活性層にＡｌを含まないという利点を生かし、か
つ、容易に製作ができるＧＲＩＮ層を有する歪量子井戸
半導体レーザ素子を提供するもので、ＧａＡｓ基板上に
ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ（０．４９５≦Ｙ≦０．５３０
）クラッド層、光閉じ込め層、ＩｎＸ Ｇａ１−Ｘ Ａ
ｓ歪量子井戸層からなる活性層、光閉じ込め層、ＩｎＹ
Ｇａ１−Ｙ Ｐクラッド層が順次積層された半導体レ
ーザ素子において、活性層の両側の光閉じ込め層は、Ｇ
ａＡｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからなる超格子ＧＲＩ
Ｎ層であることを第１発明とし、前記超格子ＧＲＩＮ層
を構成するＧａＡｓ量子井戸層の層厚は、活性層に向か
って順次大きくなることを第２発明とし、前記超格子Ｇ
ＲＩＮ層を構成するＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ障壁層の層
厚は、活性層に向かって順次小さくなることを第３発明
とするものである。
【０００５】
【作用】上述のように、ＩｎＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ歪量
子井戸層からなる活性層の両面の光閉じ込め層をＧａＡ
ｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからなる超格子ＧＲＩＮ層
とすると、このＧＲＩＮ層は容易に製作することができ
る。具体的には、第２発明にあるように、超格子層を構
成するＧａＡｓ量子井戸層の層厚を、活性層に向かって
順次大きくする。そうすると、ＧａＡｓの屈折率はＩｎ
Ｙ Ｇａ１−Ｙ Ｐの屈折率よりも大きいため、この超
格子層は屈折率が活性層に向かって実効的に増加する屈
折率分布を有する。 一方、ＧａＡｓ量子井戸層のエネルギーギャップは、井
戸層の厚さが大きいほど小さくなる。従って、この超格
子層はエネルギーギャップが活性層に向かって実効的に
減少するエネルギーギャップ分布を有する。以上のこと
から、前記超格子層はＧＲＩＮ層の機能を果たす。
子井戸層からなる活性層の両面の光閉じ込め層をＧａＡ
ｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからなる超格子ＧＲＩＮ層
とすると、このＧＲＩＮ層は容易に製作することができ
る。具体的には、第２発明にあるように、超格子層を構
成するＧａＡｓ量子井戸層の層厚を、活性層に向かって
順次大きくする。そうすると、ＧａＡｓの屈折率はＩｎ
Ｙ Ｇａ１−Ｙ Ｐの屈折率よりも大きいため、この超
格子層は屈折率が活性層に向かって実効的に増加する屈
折率分布を有する。 一方、ＧａＡｓ量子井戸層のエネルギーギャップは、井
戸層の厚さが大きいほど小さくなる。従って、この超格
子層はエネルギーギャップが活性層に向かって実効的に
減少するエネルギーギャップ分布を有する。以上のこと
から、前記超格子層はＧＲＩＮ層の機能を果たす。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の断面構造の説明図である。図中、２１
は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり、２２は０
．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり、２３は
１．５μｍ厚さのｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラ
ッド層であり、２４はＩｎ０．４９Ｇａ０．５１ＰとＧ
ａＡｓからなるトータル厚さ０．２４μｍの超格子から
なる光閉じ込め層、２５は３００Å厚さのＧａＡｓ障壁
層、２６は１００Å厚さのＩｎ０．２ Ｇａ０．８ Ａ
ｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、２７は３００Å厚
さのＧａＡｓ障壁層、２８は２４と同一構成の光閉じ込
め層、２９は１．５μｍ厚さのｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０
．５１Ｐクラッド層、３０は０．５μｍ厚さのｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層である。超格子からなる光閉じ込め層
２４、２８を構成するＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ障壁
層３１の厚さは各々３０Åであり、ＧａＡｓ量子井戸層
３２の厚さは、２５Åから５Å刻みで１３０Åまで活性
層２６に向かって増加させる。図２は光閉じ込め層２４
、２８の屈折率とエネルギーギャップの分布図である。 屈折率は、図２の実線で示したように、量子井戸層幅に
見合ったステップ状に分布する。しかし、光のフィール
ドは広がりを持つため、実際にはステップがならされて
、もっとも理想的な場合には、点線で示したように、活
性層に向かってなだらかに増加する屈折率分布が実効的
に得られる。また、エネルギーギャップは、図２の実線
で示したように、活性層に向かって徐々に小さくなるス
テップ状に変化する。キャリアおよびホールの波として
の性質による広がりと、量子井戸相互のバンド構造の結
合によって、実際にはステップがならされて、もっとも
理想的な場合には、点線で示したように、活性層に向か
ってなだらかに減少するエネルギーギャップ分布が実効
的に得られる。なお、上記の点線で表した分布は理想的
な場合であり、実線と点線の中間的な分布が現実的なも
のである。上記ダブルヘテロ構造を用いてリッジ導波型
半導体レーザ素子を製作し、その特性を従来技術の説明
に用いた従来例１、２と比較した。その結果を表１に示
す。表１において、Ｊｔｈは共振器長６００μｍの全面
電極レーザによるしきい値電流密度である。また、内部
量子効率、垂直方向ＦＦＰ半値全角およびＣＯＤは、メ
サ幅が５μｍのリッジ導波型レーザ特性値である。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の断面構造の説明図である。図中、２１
は３５０μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓ基板であり、２２は０
．５μｍ厚さのｎ型ＧａＡｓバッファ層であり、２３は
１．５μｍ厚さのｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラ
ッド層であり、２４はＩｎ０．４９Ｇａ０．５１ＰとＧ
ａＡｓからなるトータル厚さ０．２４μｍの超格子から
なる光閉じ込め層、２５は３００Å厚さのＧａＡｓ障壁
層、２６は１００Å厚さのＩｎ０．２ Ｇａ０．８ Ａ
ｓ単一歪量子井戸層からなる活性層、２７は３００Å厚
さのＧａＡｓ障壁層、２８は２４と同一構成の光閉じ込
め層、２９は１．５μｍ厚さのｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０
．５１Ｐクラッド層、３０は０．５μｍ厚さのｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層である。超格子からなる光閉じ込め層
２４、２８を構成するＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ障壁
層３１の厚さは各々３０Åであり、ＧａＡｓ量子井戸層
３２の厚さは、２５Åから５Å刻みで１３０Åまで活性
層２６に向かって増加させる。図２は光閉じ込め層２４
、２８の屈折率とエネルギーギャップの分布図である。 屈折率は、図２の実線で示したように、量子井戸層幅に
見合ったステップ状に分布する。しかし、光のフィール
ドは広がりを持つため、実際にはステップがならされて
、もっとも理想的な場合には、点線で示したように、活
性層に向かってなだらかに増加する屈折率分布が実効的
に得られる。また、エネルギーギャップは、図２の実線
で示したように、活性層に向かって徐々に小さくなるス
テップ状に変化する。キャリアおよびホールの波として
の性質による広がりと、量子井戸相互のバンド構造の結
合によって、実際にはステップがならされて、もっとも
理想的な場合には、点線で示したように、活性層に向か
ってなだらかに減少するエネルギーギャップ分布が実効
的に得られる。なお、上記の点線で表した分布は理想的
な場合であり、実線と点線の中間的な分布が現実的なも
のである。上記ダブルヘテロ構造を用いてリッジ導波型
半導体レーザ素子を製作し、その特性を従来技術の説明
に用いた従来例１、２と比較した。その結果を表１に示
す。表１において、Ｊｔｈは共振器長６００μｍの全面
電極レーザによるしきい値電流密度である。また、内部
量子効率、垂直方向ＦＦＰ半値全角およびＣＯＤは、メ
サ幅が５μｍのリッジ導波型レーザ特性値である。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１より、本実施例について以下のことが
わかる。即ち、１）Ｊｔｈ、内部量子効率については、
キャリアとホールの注入効率の改善により、従来例１よ
りも向上している。従来例２との比較は、クラッド層エ
ネルギーギャップ、不純物濃度などに不一致点があるた
め、正確な比較ができない。２）垂直方向ＦＦＰ半値全
角は従来例１に比べて小さくなり、ビームの広がりが小
さくなった。従来例２とは同等であった。３）ＣＯＤに
ついては、Ａｌを含まない従来例１と本実施例では観察
されなかった。なお、本発明は上記実施例に限定される
ことはなく、ＩｎＧａＰクラッド層の組成はＧａＡｓと
の格子不整合率が１０−３以下のものであればよい。ま
た、超格子光閉じ込め層は、障壁層の厚さが活性層に向
かって順次狭くなる構造としても同様の効果を得ること
ができる。また、超格子光閉じ込め層の量子井戸層、障
壁層の厚さは直線的な変化である必要はない。また、歪
み量子井戸層は単一である必要はない。また、各層の層
厚は本実施例に限定されるものではない。
わかる。即ち、１）Ｊｔｈ、内部量子効率については、
キャリアとホールの注入効率の改善により、従来例１よ
りも向上している。従来例２との比較は、クラッド層エ
ネルギーギャップ、不純物濃度などに不一致点があるた
め、正確な比較ができない。２）垂直方向ＦＦＰ半値全
角は従来例１に比べて小さくなり、ビームの広がりが小
さくなった。従来例２とは同等であった。３）ＣＯＤに
ついては、Ａｌを含まない従来例１と本実施例では観察
されなかった。なお、本発明は上記実施例に限定される
ことはなく、ＩｎＧａＰクラッド層の組成はＧａＡｓと
の格子不整合率が１０−３以下のものであればよい。ま
た、超格子光閉じ込め層は、障壁層の厚さが活性層に向
かって順次狭くなる構造としても同様の効果を得ること
ができる。また、超格子光閉じ込め層の量子井戸層、障
壁層の厚さは直線的な変化である必要はない。また、歪
み量子井戸層は単一である必要はない。また、各層の層
厚は本実施例に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｇ
ａＡｓ基板上にＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ（０．４９５≦
Ｙ≦０．５３０）クラッド層、光閉じ込め層、ＩｎＸ
Ｇａ１−Ｘ Ａｓ歪量子井戸層からなる活性層、光閉じ
込め層、ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐクラッド層が順次積層
された半導体レーザ素子において、活性層の両側の光閉
じ込め層は、ＧａＡｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからな
る超格子ＧＲＩＮ層であるため、低しきい値電流、高効
率でビーム角が小さい半導体レーザ素子が得られるとい
う優れた効果がある。
ａＡｓ基板上にＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐ（０．４９５≦
Ｙ≦０．５３０）クラッド層、光閉じ込め層、ＩｎＸ
Ｇａ１−Ｘ Ａｓ歪量子井戸層からなる活性層、光閉じ
込め層、ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐクラッド層が順次積層
された半導体レーザ素子において、活性層の両側の光閉
じ込め層は、ＧａＡｓ／ＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ Ｐからな
る超格子ＧＲＩＮ層であるため、低しきい値電流、高効
率でビーム角が小さい半導体レーザ素子が得られるとい
う優れた効果がある。
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例の断
面構造説明図である。
面構造説明図である。
【図２】上記実施例の光閉じ込め層の説明図である。
【図３】半導体レーザ素子の従来例の断面構造説明図で
ある。
ある。
【図４】半導体レーザ素子の他の従来例の断面構造説明
図である。
図である。
１、２１
基板２、２２
バッファ層
３、７、９、１３、１９、２３、２９ クラッド
層４、６、２４、２８
光閉じ込め層５、１６、２６
活性層８
エッチング停止層 １０、３０
コンタクト層
基板２、２２
バッファ層
３、７、９、１３、１９、２３、２９ クラッド
層４、６、２４、２８
光閉じ込め層５、１６、２６
活性層８
エッチング停止層 １０、３０
コンタクト層
Claims (3)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上にＩｎＹ Ｇａ１−Ｙ
Ｐ（０．４９５≦Ｙ≦０．５３０）クラッド層、光閉
じ込め層、ＩｎＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ歪量子井戸層から
なる活性層、光閉じ込め層、ＩｎＹＧａ１−Ｙ Ｐクラ
ッド層が順次積層された半導体レーザ素子において、活
性層の両側の光閉じ込め層は、ＧａＡｓ／ＩｎＹ Ｇａ
１−Ｙ Ｐからなる超格子ＧＲＩＮ層であることを特徴
とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 超格子ＧＲＩＮ層を構成するＧａＡｓ
量子井戸層の層厚は、活性層に向かって順次大きくなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 超格子ＧＲＩＮ層を構成するＩｎＹ
Ｇａ１−Ｙ Ｐ障壁層の層厚は、活性層に向かって順次
小さくなることを特徴とする請求項１記載の半導体レー
ザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11535191A JPH04320082A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11535191A JPH04320082A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320082A true JPH04320082A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=14660376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11535191A Pending JPH04320082A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04320082A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995015022A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-06-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor optical element |
| US6078602A (en) * | 1996-02-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Separate confinement heterostructured semiconductor laser device having high speed characteristics |
| US6411637B1 (en) | 1998-06-08 | 2002-06-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor laser and method of manufacturing the same |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP11535191A patent/JPH04320082A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995015022A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-06-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor optical element |
| US5739543A (en) * | 1993-11-24 | 1998-04-14 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical semiconductive device with inplanar compressive strain |
| US6078602A (en) * | 1996-02-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Separate confinement heterostructured semiconductor laser device having high speed characteristics |
| US6411637B1 (en) | 1998-06-08 | 2002-06-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor laser and method of manufacturing the same |
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