JPH047594B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH047594B2 JPH047594B2 JP26433485A JP26433485A JPH047594B2 JP H047594 B2 JPH047594 B2 JP H047594B2 JP 26433485 A JP26433485 A JP 26433485A JP 26433485 A JP26433485 A JP 26433485A JP H047594 B2 JPH047594 B2 JP H047594B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- quantum well
- thickness
- band width
- type
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 20
- 230000005476 size effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は多重量子井戸型半導体レーザに関す
る。
る。
従来の多重量子井戸型半導体レーザの活性層
は、量子サイズ効果が現われる以下の厚さの第１
の半導体層（量子井戸層）との量子井戸層より禁
制帯幅の広い第２の半導体層（障壁層）とが交互
に積層してなり、量子井戸層及び障壁層の禁制帯
幅は層内で均一であつた。このような従来例を記
載した論文は、例えば、アプライド・フイジツク
ス・レターズ（Applied Physics Letters）、第26
巻、1975年、463頁に見出すことができる。
は、量子サイズ効果が現われる以下の厚さの第１
の半導体層（量子井戸層）との量子井戸層より禁
制帯幅の広い第２の半導体層（障壁層）とが交互
に積層してなり、量子井戸層及び障壁層の禁制帯
幅は層内で均一であつた。このような従来例を記
載した論文は、例えば、アプライド・フイジツク
ス・レターズ（Applied Physics Letters）、第26
巻、1975年、463頁に見出すことができる。
上述した従来の多重量子井戸型半導体レーザに
おいて、キヤリヤの各量子井戸層への分布を均一
にして低しきい電流にするには障壁層を簿くすれ
ばよいが、簿くしすぎると、活性層内における波
動関数の形がなだらかになり、いわば量子井戸間
の“結合”が大きくなつて、逆にしきい電流が上
昇してしまい、低しきい電流化が困難であるとい
う欠点がある。
おいて、キヤリヤの各量子井戸層への分布を均一
にして低しきい電流にするには障壁層を簿くすれ
ばよいが、簿くしすぎると、活性層内における波
動関数の形がなだらかになり、いわば量子井戸間
の“結合”が大きくなつて、逆にしきい電流が上
昇してしまい、低しきい電流化が困難であるとい
う欠点がある。
本発明の目的は、しきい電流の低減された多重
量子井戸型半導体レーザを提供することにある。
量子井戸型半導体レーザを提供することにある。
本発明の多重量子井戸型半導体レーザは、量子
サイズ効果が現われる厚さ以下の厚さの第１の半
導体層と前記第１の半導体より禁制帯幅の広い第
２の半導体層とが交互に積層されてなる活性層を
有する多重量子井戸型半導体レーザにおいて、前
記第２の半導体層はその厚さ方向に禁制帯幅が変
化しているという構造を有している。
サイズ効果が現われる厚さ以下の厚さの第１の半
導体層と前記第１の半導体より禁制帯幅の広い第
２の半導体層とが交互に積層されてなる活性層を
有する多重量子井戸型半導体レーザにおいて、前
記第２の半導体層はその厚さ方向に禁制帯幅が変
化しているという構造を有している。
本発明の多重量子井戸型半導体レーザは、障壁
層がその厚さ方向に禁制帯幅が変化している活性
層を有しているので、例えば、各ポテンシヤル井
戸内の電子に対するポテンシヤル障壁の幅は、い
くつかの離散的エネルギ準位のうち、基底状態よ
りも励起状態に対して小さくなつている。その結
果、各ポテンシヤル井戸内の励起状態にある電子
が他のポテンシヤル井戸内へ移動する確率は大き
くなる。従つて、注入された電子は、励起状態に
ある間に、トンネル効果によつて各量子井戸層へ
均等に分布していく。正孔についても同様である
から、結局、電子、正孔それぞれの偏よりが少な
くなる。
層がその厚さ方向に禁制帯幅が変化している活性
層を有しているので、例えば、各ポテンシヤル井
戸内の電子に対するポテンシヤル障壁の幅は、い
くつかの離散的エネルギ準位のうち、基底状態よ
りも励起状態に対して小さくなつている。その結
果、各ポテンシヤル井戸内の励起状態にある電子
が他のポテンシヤル井戸内へ移動する確率は大き
くなる。従つて、注入された電子は、励起状態に
ある間に、トンネル効果によつて各量子井戸層へ
均等に分布していく。正孔についても同様である
から、結局、電子、正孔それぞれの偏よりが少な
くなる。
レーザ発振に主として寄与する基底状態にある
キヤリヤについては、ポテンシヤル障壁の厚さが
大きいので以上のような各量子井戸間での“結
合”は少ない。
キヤリヤについては、ポテンシヤル障壁の厚さが
大きいので以上のような各量子井戸間での“結
合”は少ない。
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第
１図のＡ部拡大図である。
１図のＡ部拡大図である。
活性層はそれぞれ厚さ150〓のノンドープ
GaAs層１−１，１−２，１−８からなる量子井
戸層と厚さ50〓のノンドープAlxGa1-xAs層２−
１，２−２，…，２−８からなる障壁層とが交互
に積層した構成を有している。ノンドープAlx
Ga1-xAs層２−１の混晶比を与えるｘの値は、ノ
ンドープGaAs層１−１の側で０、ノンドープ
GaAs層１−２の側で0.3となるように直線的に増
加している。ノンドープAlxGa1-xAs層２−２，
…，２−８についても同様である。なおAlx
Ga1-xAsの禁制帯幅はｘが大きいほど大きくな
る。
GaAs層１−１，１−２，１−８からなる量子井
戸層と厚さ50〓のノンドープAlxGa1-xAs層２−
１，２−２，…，２−８からなる障壁層とが交互
に積層した構成を有している。ノンドープAlx
Ga1-xAs層２−１の混晶比を与えるｘの値は、ノ
ンドープGaAs層１−１の側で０、ノンドープ
GaAs層１−２の側で0.3となるように直線的に増
加している。ノンドープAlxGa1-xAs層２−２，
…，２−８についても同様である。なおAlx
Ga1-xAsの禁制帯幅はｘが大きいほど大きくな
る。
活性層以外は公知の埋込みヘテロ接合型の半導
体レーザと同じであり、３はＮ型Al0.4Ga0.6As層
からなる厚さ1.5μｍのクラツド層、４はＰ型Al0.4
Ga0.6As層からなる厚さ1.5μｍのクラツド層、５
はＮ型GaAs層からなる厚さ1.0μｍのバツフア層、
６はＰ型GaAs層からなる厚さ1.0μｍのキヤツプ
層、７はＰ型A0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、
８はＮ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、９
はＮ型GaAs基板、１０はＮ側電極層、１１はＰ
側電極層である。又、共振器長は300μｍである。
体レーザと同じであり、３はＮ型Al0.4Ga0.6As層
からなる厚さ1.5μｍのクラツド層、４はＰ型Al0.4
Ga0.6As層からなる厚さ1.5μｍのクラツド層、５
はＮ型GaAs層からなる厚さ1.0μｍのバツフア層、
６はＰ型GaAs層からなる厚さ1.0μｍのキヤツプ
層、７はＰ型A0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、
８はＮ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、９
はＮ型GaAs基板、１０はＮ側電極層、１１はＰ
側電極層である。又、共振器長は300μｍである。
AlxGa1-xAs層の混晶比を変化させて形成する
には、例えば、分子線エピタキシヤル成長法によ
り、Alセルの温度を変化させればよい。又、有
機金属気相成長法を用い、成分ガスの流量を変化
させることによつても可能である。
には、例えば、分子線エピタキシヤル成長法によ
り、Alセルの温度を変化させればよい。又、有
機金属気相成長法を用い、成分ガスの流量を変化
させることによつても可能である。
本実施例の多重量子井戸型半導体レーザは、障
壁層の混晶比が一定のものに比べ、約半分のしき
い電流で発振した。温度特性、微分量子効率等の
他の特性に変化は見られなかつた。
壁層の混晶比が一定のものに比べ、約半分のしき
い電流で発振した。温度特性、微分量子効率等の
他の特性に変化は見られなかつた。
なお、障壁層の禁制帯幅が厚さ方向に直線的に
増加している例についてのべたが、逆に、直線的
に減少していてもよい。又、変化の様子も直線的
である必要はなく、単調に変化してもよいし、更
には、増加した後再び減少していてもよい。結
局、厚さ方向に変化しておればよいのである。
増加している例についてのべたが、逆に、直線的
に減少していてもよい。又、変化の様子も直線的
である必要はなく、単調に変化してもよいし、更
には、増加した後再び減少していてもよい。結
局、厚さ方向に変化しておればよいのである。
以上説明したように本発明は、多重量子井戸構
造の活性層を構成する障壁層に禁制帯幅が厚さ方
向に変化したものを使用することにより、各量子
井戸間の“結合”による利得幅の増大を伴うこと
なく、キヤリヤの偏よりを少なくできるので、レ
ーザ発振のしきい電流を低減することができると
いう効果がある。
造の活性層を構成する障壁層に禁制帯幅が厚さ方
向に変化したものを使用することにより、各量子
井戸間の“結合”による利得幅の増大を伴うこと
なく、キヤリヤの偏よりを少なくできるので、レ
ーザ発振のしきい電流を低減することができると
いう効果がある。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は
第１図のＡ部拡大図である。 １−１〜１−８……GaAs層からなる量子井戸
層、２−１〜２−８……AlxGaa1-xAs層からなる
障壁層、３……Ｎ型Al0.4Ga0.6As層からなるクラ
ツド層、４……Ｐ型Al0.4Ga0.6As層からなるクラ
ツド層、５……Ｎ型GaAs層からなるバツフア
層、６……Ｐ型GaAs層からなるキヤツプ層、７
……Ｐ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、８
……Ｎ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、９
……Ｎ型GaAs基板、１０……Ｎ側電極層、１１
……Ｐ側電極層。
第１図のＡ部拡大図である。 １−１〜１−８……GaAs層からなる量子井戸
層、２−１〜２−８……AlxGaa1-xAs層からなる
障壁層、３……Ｎ型Al0.4Ga0.6As層からなるクラ
ツド層、４……Ｐ型Al0.4Ga0.6As層からなるクラ
ツド層、５……Ｎ型GaAs層からなるバツフア
層、６……Ｐ型GaAs層からなるキヤツプ層、７
……Ｐ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、８
……Ｎ型Al0.4Ga0.6As層からなるブロツク層、９
……Ｎ型GaAs基板、１０……Ｎ側電極層、１１
……Ｐ側電極層。
Claims (1)
- １ 量子サイズ効果が現われる厚さ以下の厚さの
第１の半導体層と前記第１の半導体より禁制帯幅
の広い第２の半導体層とが交互に積層されてなる
活性層を有する多重量子井戸型半導体レーザにお
いて、前記第２の半導体層はその厚さ方向に禁制
帯幅が変化していることを特徴とする多重量子井
戸型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26433485A JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26433485A JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123789A JPS62123789A (ja) | 1987-06-05 |
| JPH047594B2 true JPH047594B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=17401733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26433485A Granted JPS62123789A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 多重量子井戸型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123789A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6392960B1 (ja) | 2017-09-12 | 2018-09-19 | 日機装株式会社 | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2019054236A (ja) * | 2018-08-23 | 2019-04-04 | 日機装株式会社 | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP26433485A patent/JPS62123789A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123789A (ja) | 1987-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6110293A (ja) | 光半導体装置 | |
| EP0486128B1 (en) | A semiconductor optical device and a fabricating method therefor | |
| JPH05283791A (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| US4982408A (en) | Variable oscillation wavelength semiconduction laser device | |
| JPH05102604A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3249999B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH02130988A (ja) | 量子井戸半導体レーザ素子 | |
| JPH047594B2 (ja) | ||
| JPS60145687A (ja) | 半導体レ−ザ− | |
| JPH04234184A (ja) | 半導体レーザ | |
| US4841535A (en) | Semiconductor laser device | |
| JP2682474B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH1084170A (ja) | 量子井戸半導体レーザ素子 | |
| JP2748570B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3033333B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH01179488A (ja) | 光増幅器 | |
| JPH02220025A (ja) | 光変調器 | |
| JPH0377677B2 (ja) | ||
| JPH0278290A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH06104534A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS63211785A (ja) | 多重量子井戸型光双安定半導体レ−ザ | |
| JPS6225484A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPH0728093B2 (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP3033717B2 (ja) | 面発光半導体レーザ素子 | |
| JPS62186584A (ja) | 半導体素子の製造法 |