JPH07321419A - 半導体レーザ装置及びその作製方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその作製方法Info
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- JPH07321419A JPH07321419A JP17070394A JP17070394A JPH07321419A JP H07321419 A JPH07321419 A JP H07321419A JP 17070394 A JP17070394 A JP 17070394A JP 17070394 A JP17070394 A JP 17070394A JP H07321419 A JPH07321419 A JP H07321419A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 II−VI族化合物半導体からなる短波長半導体
レーザ装置及びその作成方法を提供する。 【構成】 II−VI族化合物半導体からなる埋込型半導体
レーザ装置において、埋込層9,10,11として、そ
のレーザ装置の活性層6よりも低い屈折率を有するII−
VI族化合物を用いる。その埋込層はレーザ装置の活性層
よりも大きな禁制帯幅を有する。また、その埋込層はレ
ーザ装置を成長した基板の格子定数にほぼ格子整合する
組成とし、そして、n型クラッド層4−活性層6−p型
クラッド層7からなるレーザの動作に、影響を及ぼさな
いだけ十分に電気的抵抗の高いものとする。 【効果】 短波長II−VI族化合物半導体レーザの低閾電
流化が可能となり、また、電極の接触抵抗の低減が可能
となり、高信頼性を有するレーザ素子が得られる。
レーザ装置及びその作成方法を提供する。 【構成】 II−VI族化合物半導体からなる埋込型半導体
レーザ装置において、埋込層9,10,11として、そ
のレーザ装置の活性層6よりも低い屈折率を有するII−
VI族化合物を用いる。その埋込層はレーザ装置の活性層
よりも大きな禁制帯幅を有する。また、その埋込層はレ
ーザ装置を成長した基板の格子定数にほぼ格子整合する
組成とし、そして、n型クラッド層4−活性層6−p型
クラッド層7からなるレーザの動作に、影響を及ぼさな
いだけ十分に電気的抵抗の高いものとする。 【効果】 短波長II−VI族化合物半導体レーザの低閾電
流化が可能となり、また、電極の接触抵抗の低減が可能
となり、高信頼性を有するレーザ素子が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置に係
り、特に光ディスク、レーザビームプリンターやレーザ
テレビジョンなどの情報処理端末に用いられるII−VI族
化合物半導体からなる短波長半導体レーザ装置及びその
作製方法に関する。
り、特に光ディスク、レーザビームプリンターやレーザ
テレビジョンなどの情報処理端末に用いられるII−VI族
化合物半導体からなる短波長半導体レーザ装置及びその
作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のII−VI族化合物半導体を用いた半
導体レーザ装置は、材料としてZnCdSSeやZnM
gSSe混晶を用いGaAs基板上に成長した利得導波
型電極ストライプ構造であった。前者の構造は例えば特
開平3−91270号公報に記載されており、後者のそ
れは例えば特開平5−75217号公報に記載されてい
る。本構造により、ZnCdSSe系では約500n
m、ZnMgSSe系では約450nmの波長で、低温
連続、または、室温パルス発振が実現されている。
導体レーザ装置は、材料としてZnCdSSeやZnM
gSSe混晶を用いGaAs基板上に成長した利得導波
型電極ストライプ構造であった。前者の構造は例えば特
開平3−91270号公報に記載されており、後者のそ
れは例えば特開平5−75217号公報に記載されてい
る。本構造により、ZnCdSSe系では約500n
m、ZnMgSSe系では約450nmの波長で、低温
連続、または、室温パルス発振が実現されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし本構造では、利
得導波型であるため閾電流が比較的大きい事、ワイドギ
ャップ材料であるため電極材料とのオーミック接触を形
成する事が困難である事、III−V族化合物半導体を成
長基板として用いているため熱膨張歪が素子中に残留す
る事、ZnMgSSe系と比較して伝導制御が容易であ
るZnCdSSe系では、クラッド層と活性層のバンド
不連続が大きいレーザ構造を設計するのが困難であり注
入電荷の閉じ込めや光閉じ込めが不十分な事などの問題
点があり、室温連続発振や高信頼動作が困難となってい
る。
得導波型であるため閾電流が比較的大きい事、ワイドギ
ャップ材料であるため電極材料とのオーミック接触を形
成する事が困難である事、III−V族化合物半導体を成
長基板として用いているため熱膨張歪が素子中に残留す
る事、ZnMgSSe系と比較して伝導制御が容易であ
るZnCdSSe系では、クラッド層と活性層のバンド
不連続が大きいレーザ構造を設計するのが困難であり注
入電荷の閉じ込めや光閉じ込めが不十分な事などの問題
点があり、室温連続発振や高信頼動作が困難となってい
る。
【0004】本発明の目的は、上記の問題点を解決した
II−VI族化合物半導体からなる短波長半導体レーザ装置
及びその作製方法を提供することにある。
II−VI族化合物半導体からなる短波長半導体レーザ装置
及びその作製方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、まず閾電流
の低減と信頼性の向上を達成するためII−VI族化合物材
料を用いた埋込型半導体レーザ構造とし、そこに短波長
用の多層反射膜を設ける。具体的には、II−VI族化合物
半導体からなる埋込型半導体レーザ装置において、埋込
層として、そのレーザ装置の活性層よりも低い屈折率を
有するII−VI族化合物を用いる。その埋込層はレーザ装
置の活性層よりも大きな禁制帯幅を有する。また、その
埋込層はレーザ装置を成長した基板の格子定数にほぼ格
子整合する組成とし、そしてn型クラッド層−活性層−
p型クラッド層からなるレーザの動作に、影響を及ぼさ
ないだけ十分に電気的抵抗の高いものとする。また埋込
層としては基板表面に対し水平方向で接するクラッド
層、または、活性層と反対の伝導型を有するII−VI族化
合物を用いる。埋込層の形成方法は、II−VI族化合物半
導体上に硫黄原子、または、硫黄原子からなる層を形成
し、そのII−VI族化合物半導体を薄膜形成装置内に導入
した後、硫黄原子、または、硫黄原子からなる層を電磁
波、または、粒子線、または、熱、または、溶液により
適量除去し、その表面上に新たなるII−VI族化合物半導
体、または、III−V族、IV族、IV−VI族、II−VII族化
合物などの材料を成長、または、堆積させることにより
行う。このときII−VI族化合物半導体上に形成された硫
黄原子、または、硫黄原子からなる層を400℃以下の
温度で除去し、その表面上に新たなるII−VI族化合物半
導体、または、III−V族、IV族、IV−VI族、II−VII族
化合物などの材料を成長、または、堆積させる。II−VI
族化合物半導体からなる半導体レーザ装置の共振器端面
に保護膜、または、多層反射膜を目的として形成する材
料としては、活性層の禁制帯幅よりも大きな禁制帯幅を
有するZnSやMgSなどのII−VI族化合物、又は活性
層の禁制帯幅よりも大きな禁制帯幅を有するSiO2や
TiO2などのIV−VI族化合物、又は活性層の禁制帯幅
よりも大きな禁制帯幅を有するMgF2やCaF2などの
II−VII族化合物、又は活性層の禁制帯幅よりも大きな
禁制帯幅を有するCやSiCx、SiNxなどのIV族系
化合物を少なくとも1種類以上用いる。
の低減と信頼性の向上を達成するためII−VI族化合物材
料を用いた埋込型半導体レーザ構造とし、そこに短波長
用の多層反射膜を設ける。具体的には、II−VI族化合物
半導体からなる埋込型半導体レーザ装置において、埋込
層として、そのレーザ装置の活性層よりも低い屈折率を
有するII−VI族化合物を用いる。その埋込層はレーザ装
置の活性層よりも大きな禁制帯幅を有する。また、その
埋込層はレーザ装置を成長した基板の格子定数にほぼ格
子整合する組成とし、そしてn型クラッド層−活性層−
p型クラッド層からなるレーザの動作に、影響を及ぼさ
ないだけ十分に電気的抵抗の高いものとする。また埋込
層としては基板表面に対し水平方向で接するクラッド
層、または、活性層と反対の伝導型を有するII−VI族化
合物を用いる。埋込層の形成方法は、II−VI族化合物半
導体上に硫黄原子、または、硫黄原子からなる層を形成
し、そのII−VI族化合物半導体を薄膜形成装置内に導入
した後、硫黄原子、または、硫黄原子からなる層を電磁
波、または、粒子線、または、熱、または、溶液により
適量除去し、その表面上に新たなるII−VI族化合物半導
体、または、III−V族、IV族、IV−VI族、II−VII族化
合物などの材料を成長、または、堆積させることにより
行う。このときII−VI族化合物半導体上に形成された硫
黄原子、または、硫黄原子からなる層を400℃以下の
温度で除去し、その表面上に新たなるII−VI族化合物半
導体、または、III−V族、IV族、IV−VI族、II−VII族
化合物などの材料を成長、または、堆積させる。II−VI
族化合物半導体からなる半導体レーザ装置の共振器端面
に保護膜、または、多層反射膜を目的として形成する材
料としては、活性層の禁制帯幅よりも大きな禁制帯幅を
有するZnSやMgSなどのII−VI族化合物、又は活性
層の禁制帯幅よりも大きな禁制帯幅を有するSiO2や
TiO2などのIV−VI族化合物、又は活性層の禁制帯幅
よりも大きな禁制帯幅を有するMgF2やCaF2などの
II−VII族化合物、又は活性層の禁制帯幅よりも大きな
禁制帯幅を有するCやSiCx、SiNxなどのIV族系
化合物を少なくとも1種類以上用いる。
【0006】さらに、広い禁制帯幅を有するp型クラッ
ド層に接触抵抗の小さい電極を形成するために、クラッ
ド層に対して価電子帯側のエネルギー差が小さく、か
つ、比較的狭い禁制帯幅を有するp型CdSSe混晶を
キャップ層として用いる。またこのキャップ層の形成方
法として、クラッド層表面をCd、または、Teの分子
線などに晒すことにより、容易に傾斜組成の混晶を作製
する。すなわち、II−VI族化合物半導体に対する電極を
形成する場合には、前記II−VI族化合物半導体上にCd
SSe混晶を含む層をキャップ層として成長し、その
後、この層上に電極として使用する金属膜を堆積する。
この場合、前記II−VI族化合物半導体を結晶成長装置内
でCd、または、Teを含む分子線、または、ガスにさ
らした後、この表面上に電極として使用する金属膜を堆
積する。
ド層に接触抵抗の小さい電極を形成するために、クラッ
ド層に対して価電子帯側のエネルギー差が小さく、か
つ、比較的狭い禁制帯幅を有するp型CdSSe混晶を
キャップ層として用いる。またこのキャップ層の形成方
法として、クラッド層表面をCd、または、Teの分子
線などに晒すことにより、容易に傾斜組成の混晶を作製
する。すなわち、II−VI族化合物半導体に対する電極を
形成する場合には、前記II−VI族化合物半導体上にCd
SSe混晶を含む層をキャップ層として成長し、その
後、この層上に電極として使用する金属膜を堆積する。
この場合、前記II−VI族化合物半導体を結晶成長装置内
でCd、または、Teを含む分子線、または、ガスにさ
らした後、この表面上に電極として使用する金属膜を堆
積する。
【0007】次に、III−V族化合物であるGaAs基
板とII−VI族化合物の線膨張係数が大きく異なることに
起因して素子内に生じる歪を低減するために、ヘテロ界
面に歪超格子を導入する。すなわち、SiなどのIV族、
または、GaAsやInPなどのIII−V族化合物半導
体を基板として、II−VI族化合物半導体からなるデバイ
スをエピタキシャル成長する場合は、そのヘテロ界面に
熱伸縮に伴う歪の低減領域としての、少なくとも薄膜の
II−VI族化合物半導体を1層含む歪超格子を導入した構
造とする。
板とII−VI族化合物の線膨張係数が大きく異なることに
起因して素子内に生じる歪を低減するために、ヘテロ界
面に歪超格子を導入する。すなわち、SiなどのIV族、
または、GaAsやInPなどのIII−V族化合物半導
体を基板として、II−VI族化合物半導体からなるデバイ
スをエピタキシャル成長する場合は、そのヘテロ界面に
熱伸縮に伴う歪の低減領域としての、少なくとも薄膜の
II−VI族化合物半導体を1層含む歪超格子を導入した構
造とする。
【0008】さらに、ZnCdSSe系レーザ構造で十
分な注入電荷の閉じ込めを実現するために、p型クラッ
ド層にZnSSe層、n型クラッド層にZnCdSSe
層を用いる非対称型のダブルへテロ構造を備える。ま
た、このZnCdSSe系レーザ構造で十分な光閉じ込
めを行うために、光閉じ込め層として層厚が徐々に変化
する超格子を用いたGRIN−SCH構造を採用した。
すなわち、ZnMgCdSSe混晶からなるII−VI族化
合物を用いたダブルへテロ型半導体レーザ装置において
は、基板結晶、または、ヘテロ界面に形成された緩衝層
にほぼ格子整合し、かつ、活性層よりも大きな禁制帯幅
を有するn型、p型のクラッド層の混晶組成が各々異な
り、かつ、n型クラッド層は活性層との価電子帯のエネ
ルギー差(ΔEv=Evact−Evclad)が正となり、
かつ、p型クラッド層は活性層との伝導帯のエネルギー
差(ΔEc=Ecclad−Ecact)が正となるようなク
ラッド層と活性層の組合せからなる構造とする。またII
−VI族化合物半導体を用いたGRIN−SCH構造の半
導体レーザ装置においては、光ガイド層を超格子により
形成する。
分な注入電荷の閉じ込めを実現するために、p型クラッ
ド層にZnSSe層、n型クラッド層にZnCdSSe
層を用いる非対称型のダブルへテロ構造を備える。ま
た、このZnCdSSe系レーザ構造で十分な光閉じ込
めを行うために、光閉じ込め層として層厚が徐々に変化
する超格子を用いたGRIN−SCH構造を採用した。
すなわち、ZnMgCdSSe混晶からなるII−VI族化
合物を用いたダブルへテロ型半導体レーザ装置において
は、基板結晶、または、ヘテロ界面に形成された緩衝層
にほぼ格子整合し、かつ、活性層よりも大きな禁制帯幅
を有するn型、p型のクラッド層の混晶組成が各々異な
り、かつ、n型クラッド層は活性層との価電子帯のエネ
ルギー差(ΔEv=Evact−Evclad)が正となり、
かつ、p型クラッド層は活性層との伝導帯のエネルギー
差(ΔEc=Ecclad−Ecact)が正となるようなク
ラッド層と活性層の組合せからなる構造とする。またII
−VI族化合物半導体を用いたGRIN−SCH構造の半
導体レーザ装置においては、光ガイド層を超格子により
形成する。
【0009】
【作用】本発明ではまず、埋込型レーザ構造を形成する
ことにより、有効な電流狭窄が可能となり、また、光の
導波も屈折率導波型となることから、閾電流の低減、お
よび、レーザ光特性の向上が実現できる。この埋込構造
を作製する場合に、埋込層の再成長技術が必要となる
が、メサ構造を形成したII−VI族化合物表面に硫黄処理
を行うことにより、II−VI族化合物の成長温度程度(4
00℃以下)の加熱で清浄表面を得ることが可能とな
る。
ことにより、有効な電流狭窄が可能となり、また、光の
導波も屈折率導波型となることから、閾電流の低減、お
よび、レーザ光特性の向上が実現できる。この埋込構造
を作製する場合に、埋込層の再成長技術が必要となる
が、メサ構造を形成したII−VI族化合物表面に硫黄処理
を行うことにより、II−VI族化合物の成長温度程度(4
00℃以下)の加熱で清浄表面を得ることが可能とな
る。
【0010】また、共振器端面に短波長の光を吸収しな
い反射多層膜や保護膜を形成することにより、閾電流の
低減、及び、端面破壊の抑制が実現できる。その場合、
密着性に優れたZnSやMgS薄膜を採用したり、高屈
折率や劣化しにくいダイヤモンド系(poly−C,Si
C)薄膜を用いること、さらにこれらの薄膜を形成する
前に端面を硫黄処理することにより高い信頼性が得られ
る。
い反射多層膜や保護膜を形成することにより、閾電流の
低減、及び、端面破壊の抑制が実現できる。その場合、
密着性に優れたZnSやMgS薄膜を採用したり、高屈
折率や劣化しにくいダイヤモンド系(poly−C,Si
C)薄膜を用いること、さらにこれらの薄膜を形成する
前に端面を硫黄処理することにより高い信頼性が得られ
る。
【0011】電極の形成に関しては、特に現在の課題と
なっているp型結晶に対して、価電子帯側のエネルギ−
差が小さいCdSSe混晶などの材料を採用することに
より、効率的な正孔の注入が可能となる。一方、価電子
帯側のエネルギー差が大きいがp型伝導が得られやすい
ZnTeを用いる場合には、傾斜組成の混晶の作製が必
要となる。本発明を用いることによりこの傾斜組成の混
晶も容易に作製可能となる。
なっているp型結晶に対して、価電子帯側のエネルギ−
差が小さいCdSSe混晶などの材料を採用することに
より、効率的な正孔の注入が可能となる。一方、価電子
帯側のエネルギー差が大きいがp型伝導が得られやすい
ZnTeを用いる場合には、傾斜組成の混晶の作製が必
要となる。本発明を用いることによりこの傾斜組成の混
晶も容易に作製可能となる。
【0012】次に、代表的な例としてIII−V族化合物
のGaAs基板とII−VI族化合物のZnSeやZnSと
の間には約40%の熱膨張係数の不整合が存在する。そ
のため、300℃程度の成長温度でGaAs基板にZn
SSe混晶を格子整合しても、素子を使用する室温で
は、格子歪を生ずる。そこでこの歪を軽減するために、
ヘテロ界面に、例えばZnSe−ZnSSe歪超格子を
導入することにより基板の伸縮の影響が素子に伝わるこ
とを抑制でき、半導体レーザの信頼性が向上する。
のGaAs基板とII−VI族化合物のZnSeやZnSと
の間には約40%の熱膨張係数の不整合が存在する。そ
のため、300℃程度の成長温度でGaAs基板にZn
SSe混晶を格子整合しても、素子を使用する室温で
は、格子歪を生ずる。そこでこの歪を軽減するために、
ヘテロ界面に、例えばZnSe−ZnSSe歪超格子を
導入することにより基板の伸縮の影響が素子に伝わるこ
とを抑制でき、半導体レーザの信頼性が向上する。
【0013】また、ZnCdSSe系の半導体レーザ
で、混晶組成の異なるクラッド層を採用することによ
り、基板に対し格子整合を取り、かつ、有効に注入電荷
の閉じ込めが可能となる。例えば、p型クラッド層とし
てZnSSe混晶、活性層としてZnCdSe混晶、n
型クラッド層としてZnCdSSe混晶を用いた場合、
電子はZnSSe中に形成された電界によって、正孔は
ZnCdSSe中に形成された電界によって閉じ込める
事が可能となる。また光の閉じ込めに関しては、ZnC
dSSen型クラッド層を光ガイド層として用い、n型
のZnCdS混晶をクラッド層とすることにより、非対
称型のSCH構造が可能となる。
で、混晶組成の異なるクラッド層を採用することによ
り、基板に対し格子整合を取り、かつ、有効に注入電荷
の閉じ込めが可能となる。例えば、p型クラッド層とし
てZnSSe混晶、活性層としてZnCdSe混晶、n
型クラッド層としてZnCdSSe混晶を用いた場合、
電子はZnSSe中に形成された電界によって、正孔は
ZnCdSSe中に形成された電界によって閉じ込める
事が可能となる。また光の閉じ込めに関しては、ZnC
dSSen型クラッド層を光ガイド層として用い、n型
のZnCdS混晶をクラッド層とすることにより、非対
称型のSCH構造が可能となる。
【0014】一方、現在研究の進められているクラッド
層にZnSSe、活性層にZnCdSe、光ガイド層に
ZnSeの構造では、有効に光を閉じ込めるためには、
光ガイド層の膜厚をZnSeの臨界膜厚以上にする必要
があり、このZnSe中の格子欠陥が問題となってい
る。そこでこの光ガイド層としてZnSe−ZnSSe
からなる超格子を採用し、その層厚を徐々に変化させる
ことにより、格子欠陥を発生させず、かつ、光閉じ込め
に十分な膜厚が得られ、傾斜組成混晶の作製困難な分子
線エピタキシー法においてもGRIN−SCH型半導体
素子の作製が容易となる。
層にZnSSe、活性層にZnCdSe、光ガイド層に
ZnSeの構造では、有効に光を閉じ込めるためには、
光ガイド層の膜厚をZnSeの臨界膜厚以上にする必要
があり、このZnSe中の格子欠陥が問題となってい
る。そこでこの光ガイド層としてZnSe−ZnSSe
からなる超格子を採用し、その層厚を徐々に変化させる
ことにより、格子欠陥を発生させず、かつ、光閉じ込め
に十分な膜厚が得られ、傾斜組成混晶の作製困難な分子
線エピタキシー法においてもGRIN−SCH型半導体
素子の作製が容易となる。
【0015】
(実施例1)本発明の実施例を図1に従い説明する。本
構造は、n型GaAs基板1上に分子線エピタキシーに
よりSeドープGaAsバッファー層2(n=1E18,0.5μ
m)、ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8歪超格子
3(n=5E18,0.5μm)、ClドープZn0.5Cd0.5S0.9
Se0.1クラッド層4(n=5E18,1.5μm)、ClドープZ
n0.8Cd0.2S0.4Se0.6光ガイド層5(n=5E17,0.5μ
m)、アンドープZn0.8Cd0.2S0.1Se0.9活性層6
(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層7
(p=1E18,1.0μm)、窒素ドープCdSeキャップ層8
(p=1E19,0.01μm)を順次成長した。
構造は、n型GaAs基板1上に分子線エピタキシーに
よりSeドープGaAsバッファー層2(n=1E18,0.5μ
m)、ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8歪超格子
3(n=5E18,0.5μm)、ClドープZn0.5Cd0.5S0.9
Se0.1クラッド層4(n=5E18,1.5μm)、ClドープZ
n0.8Cd0.2S0.4Se0.6光ガイド層5(n=5E17,0.5μ
m)、アンドープZn0.8Cd0.2S0.1Se0.9活性層6
(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層7
(p=1E18,1.0μm)、窒素ドープCdSeキャップ層8
(p=1E19,0.01μm)を順次成長した。
【0016】次に、この上に真空蒸着法によりSiO2
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この燐酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2.5
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この燐酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2.5
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
【0017】そして、この試料を300℃程度に加熱し
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層として窒素ドー
プZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ブロック層9(p=1E16,1.
5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9ブロック層10(n
=1E16,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9ブロック
層11(p=1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ
酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去した後、真空蒸
着法によりSiO2膜12を試料表面に形成した。
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層として窒素ドー
プZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ブロック層9(p=1E16,1.
5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9ブロック層10(n
=1E16,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9ブロック
層11(p=1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ
酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去した後、真空蒸
着法によりSiO2膜12を試料表面に形成した。
【0018】次に通常のホトリソグラフ技術を用いて、
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
【0019】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法によりZnS−SiO2多層反
射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法によりZnS−SiO2多層反
射膜を形成した。
【0020】本構造のレーザ発振状態でのバンド構造は
図2のようになっている。26はフェルミ準位である。
ここで、p型半導体層より注入された正孔は、p−n接
合及びZn0.8Cd0.2S0.4Se0.6光ガイド層とZn
0.8Cd0.2S0.1Se0.9活性層の接合により価電子帯側
に形成された電気ポテンシャルによって閉じ込められ
る。一方、n型半導体より注入された電子は、p−n接
合及びZnS0.1Se0.9クラッド層とZn0.8Cd0.2S
0.1Se0.9活性層の接合により伝導帯側に形成された電
気ポテンシャルが閉じ込め障壁として働き490nmで
のレーザ発振が可能となる。
図2のようになっている。26はフェルミ準位である。
ここで、p型半導体層より注入された正孔は、p−n接
合及びZn0.8Cd0.2S0.4Se0.6光ガイド層とZn
0.8Cd0.2S0.1Se0.9活性層の接合により価電子帯側
に形成された電気ポテンシャルによって閉じ込められ
る。一方、n型半導体より注入された電子は、p−n接
合及びZnS0.1Se0.9クラッド層とZn0.8Cd0.2S
0.1Se0.9活性層の接合により伝導帯側に形成された電
気ポテンシャルが閉じ込め障壁として働き490nmで
のレーザ発振が可能となる。
【0021】(実施例2)本発明の第2の実施例を図3
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープZ
nS0.1Se0.9クラッド層15(n=1E18,1.5μm)、C
lドープZnSe−Zn0.8Cd0.2Se超格子光ガイド
層16(n=5E17,0.5μm)、アンドープZn0.8Cd0.2
Se活性層17(0.01μm)、窒素ドープZnSe−Zn
0.8Cd0.2Se超格子光ガイド層18(p=5E17,0.5μ
m)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層7(p=1E1
8,1.5μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結晶
の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数
十分照射した。この処理により試料表面には、傾斜組成
のp型ZnSeTe混晶が形成された。
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープZ
nS0.1Se0.9クラッド層15(n=1E18,1.5μm)、C
lドープZnSe−Zn0.8Cd0.2Se超格子光ガイド
層16(n=5E17,0.5μm)、アンドープZn0.8Cd0.2
Se活性層17(0.01μm)、窒素ドープZnSe−Zn
0.8Cd0.2Se超格子光ガイド層18(p=5E17,0.5μ
m)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層7(p=1E1
8,1.5μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結晶
の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数
十分照射した。この処理により試料表面には、傾斜組成
のp型ZnSeTe混晶が形成された。
【0022】次に、この上に真空蒸着法によりSiO2
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この燐酸系のエッチング溶液を用いて深さ約3.0
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この燐酸系のエッチング溶液を用いて深さ約3.0
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
【0023】そして、この試料を300℃程度に加熱し
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層として窒素ドー
プZnS0.1Se0.9ブロック層19(p=1E16,1.0μm)、
ClドープZnS0.1Se0.9ブロック層10(n=1E16,1.
5μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9ブロック層11(p=
1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ酸系エッ
チング溶液でSiO2膜を除去した後、真空蒸着法によ
りSiO2膜12を試料表面に形成した。
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層として窒素ドー
プZnS0.1Se0.9ブロック層19(p=1E16,1.0μm)、
ClドープZnS0.1Se0.9ブロック層10(n=1E16,1.
5μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9ブロック層11(p=
1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ酸系エッ
チング溶液でSiO2膜を除去した後、真空蒸着法によ
りSiO2膜12を試料表面に形成した。
【0024】次に通常のホトリソグラフ技術を用いて、
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
【0025】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にプラズマCVD法を用いてSiNx−Si
Cx多層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にプラズマCVD法を用いてSiNx−Si
Cx多層反射膜を形成した。
【0026】本構造で用いたZnSe−Zn0.8Cd0.2
Se超格子光ガイド層は、図4に示すとおりである。こ
こで、27はZnSe、28はZn0.8Cd0.2Se、2
9は見かけの伝導帯下端、30は見かけの価電子帯上端
である。図のように層厚が逐次変化する構造とすること
により傾斜組成の混晶と同等に扱うことが可能となり、
本構造のレーザは図5に示すようなバンド構造となる。
26はフェルミ準位である。この様にGRIN−SCH
型半導体レーザとする事により、従来問題となっていた
光ガイド層の格子欠陥を排除することが可能となり、素
子の信頼性が向上した。
Se超格子光ガイド層は、図4に示すとおりである。こ
こで、27はZnSe、28はZn0.8Cd0.2Se、2
9は見かけの伝導帯下端、30は見かけの価電子帯上端
である。図のように層厚が逐次変化する構造とすること
により傾斜組成の混晶と同等に扱うことが可能となり、
本構造のレーザは図5に示すようなバンド構造となる。
26はフェルミ準位である。この様にGRIN−SCH
型半導体レーザとする事により、従来問題となっていた
光ガイド層の格子欠陥を排除することが可能となり、素
子の信頼性が向上した。
【0027】(実施例3)本発明の第3の実施例を図6
に従い説明する。本構造は、n型ZnSe基板20上に
分子線エピタキシーによりClドープZnSeバッファ
ー層21(n=1E18,0.5μm)、ClドープMg0.2Zn
0.8S0.3Se0.7クラッド層39(n=1E18,1.0μm)、C
lドープZn0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層31(n
=5E17,0.5μm)、アンドープZnSe活性層23(0.2μ
m)、窒素ドープZn0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層
32(p=5E17,0.5μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S
0.3Se0.7クラッド層40(p=1E18,1.0μm)、窒素ドー
プCdSeキャップ層8(p=1E19,0.01μm)を順次成長
した。
に従い説明する。本構造は、n型ZnSe基板20上に
分子線エピタキシーによりClドープZnSeバッファ
ー層21(n=1E18,0.5μm)、ClドープMg0.2Zn
0.8S0.3Se0.7クラッド層39(n=1E18,1.0μm)、C
lドープZn0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層31(n
=5E17,0.5μm)、アンドープZnSe活性層23(0.2μ
m)、窒素ドープZn0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層
32(p=5E17,0.5μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S
0.3Se0.7クラッド層40(p=1E18,1.0μm)、窒素ドー
プCdSeキャップ層8(p=1E19,0.01μm)を順次成長
した。
【0028】次に、この上に真空蒸着法によりSiO2
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この硫酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2.0
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技
術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この硫酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2.0
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、再
び分子線エピタキシー装置に搬入した。
【0029】そして、この試料を300℃程度に加熱し
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層としてアンドー
プMgS0.9Se0.1ブロック層33(n/p<1E15,2.0μm)
を成長した。そして、フッ酸系エッチング溶液でSiO
2膜を除去した後、真空蒸着法によりSiO2膜12を試
料表面に形成した。
て過剰な硫黄を除去し、その上に埋込層としてアンドー
プMgS0.9Se0.1ブロック層33(n/p<1E15,2.0μm)
を成長した。そして、フッ酸系エッチング溶液でSiO
2膜を除去した後、真空蒸着法によりSiO2膜12を試
料表面に形成した。
【0030】次に通常のホトリソグラフ技術を用いて、
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGa−Ni−Au多層電極25を蒸
着してから、長さ500μmにへき開しレーザ構造とし
た。
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGa−Ni−Au多層電極25を蒸
着してから、長さ500μmにへき開しレーザ構造とし
た。
【0031】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面に真空蒸着法を用いてSiO2−TiO2多層
反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面に真空蒸着法を用いてSiO2−TiO2多層
反射膜を形成した。
【0032】本構造の半導体レーザ素子を作製すること
により、約450nmに発振波長を持つ単一縦モードの
青色レーザの室温連続発振が可能となった。
により、約450nmに発振波長を持つ単一縦モードの
青色レーザの室温連続発振が可能となった。
【0033】(実施例4)本発明の第4の実施例を図7
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.3μm)、アンドープZn0.8Cd0.2Se活性層
17(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド
層35(p=5E17,0.3μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E18,1.0μm)、窒素ド
ープZnSeキャップ層38(p=5E18,0.1μm)を順次成
長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保った
まま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引き続
き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面に
は、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.3μm)、アンドープZn0.8Cd0.2Se活性層
17(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド
層35(p=5E17,0.3μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E18,1.0μm)、窒素ド
ープZnSeキャップ層38(p=5E18,0.1μm)を順次成
長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保った
まま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引き続
き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面に
は、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
【0034】次に、この上にプラズマCVD法によりS
iO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラ
フ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。
そして、この硫酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有
機金属気相成長法装置に搬入した。
iO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラ
フ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。
そして、この硫酸系のエッチング溶液を用いて深さ約2
μmの逆メサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有
機金属気相成長法装置に搬入した。
【0035】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層として窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3S
e0.7ブロック層36(p=1E16,1.0μm)、ClドープM
g0.2Zn0.8S0.3Se0.7ブロック層37(n=1E16,1.0
μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ブロック
層42(p=1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ
酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去した後、プラズ
マCVD法によりSiO2膜12を試料表面に形成し
た。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層として窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3S
e0.7ブロック層36(p=1E16,1.0μm)、ClドープM
g0.2Zn0.8S0.3Se0.7ブロック層37(n=1E16,1.0
μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ブロック
層42(p=1E16,0.5μm)を順次成長した。そして、フッ
酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去した後、プラズ
マCVD法によりSiO2膜12を試料表面に形成し
た。
【0036】次に通常のホトリソグラフ技術を用いて、
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
先程のストライプに合わせて、SiO2膜12に幅約5
μmのストライプ状の穴を開けた後、(NH4)2Sx溶
液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、真
空蒸着法によりTi−Pt−Au多層電極13を約1μ
m蒸着した。さらに、厚さ100μmに研磨したGaA
s基板の裏面にAuGe−Ni−Au多層電極14を蒸
着してから、長さ400μmにへき開しレーザ構造とし
た。
【0037】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてCaF2−SiO2多層
反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてCaF2−SiO2多層
反射膜を形成した。
【0038】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値50mA、駆動電圧4V、発振波長510
nmという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温
連続発振が可能となった。
り、閾電流値50mA、駆動電圧4V、発振波長510
nmという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温
連続発振が可能となった。
【0039】(実施例5)本発明の第5の実施例を図8
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープM
g0.2Zn0.8S0.3Se0.7クラッド層39(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.3μm)、アンドープZnSe活性層23(0.1μ
m)、素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E1
7,0.3μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ク
ラッド層40(p=1E18,1.0μm)、窒素ドープZnSeキ
ャップ層38(p=5E18,0.05μm)を順次成長した。次
に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形成
し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用い
て幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、この
硫酸系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1μmのメ
サ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に数分間
浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金属気相
成長法装置に搬入した。
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnSe−ZnS
0.2Se0.8歪超格子3(n=1E18,0.5μm)、ClドープM
g0.2Zn0.8S0.3Se0.7クラッド層39(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.3μm)、アンドープZnSe活性層23(0.1μ
m)、素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E1
7,0.3μm)、窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ク
ラッド層40(p=1E18,1.0μm)、窒素ドープZnSeキ
ャップ層38(p=5E18,0.05μm)を順次成長した。次
に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形成
し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用い
て幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、この
硫酸系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1μmのメ
サ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に数分間
浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金属気相
成長法装置に搬入した。
【0040】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてClドープMg0.3Zn0.7S0.4S
e0.6ブロック層41(n=1E16,1.0μm)を順次成長した。
そして、フッ酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去し
た後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール
系溶剤で洗浄した後、再び、分子線エピタキシー装置に
搬入した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてClドープMg0.3Zn0.7S0.4S
e0.6ブロック層41(n=1E16,1.0μm)を順次成長した。
そして、フッ酸系エッチング溶液でSiO2膜を除去し
た後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール
系溶剤で洗浄した後、再び、分子線エピタキシー装置に
搬入した。
【0041】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に窒素ドープZnSeキャップ層38(p=5E18,0.1
μm)を成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度
に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射
し、引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試
料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成さ
れた。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に窒素ドープZnSeキャップ層38(p=5E18,0.1
μm)を成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度
に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射
し、引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試
料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成さ
れた。
【0042】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ400μmにへ
き開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ400μmにへ
き開しレーザ構造とした。
【0043】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてZnS−SiO2多層
反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてZnS−SiO2多層
反射膜を形成した。
【0044】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値60mA、駆動電圧5V、発振波長450
nmという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温
連続発振が可能となった。
り、閾電流値60mA、駆動電圧5V、発振波長450
nmという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温
連続発振が可能となった。
【0045】(実施例6)本発明の第6の実施例を図9
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9
(5nm)−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9(5nm)を
5周期の歪超格子47(n=1E18,0.03μm)、Clドープ
Mg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.
5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Z
n0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返し
た超格子光ガイド層43(n=5E17,0.1μm)、アンドープ
Zn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn0.7Cd0.3S0.1
Se0.9(3nm)を7周期繰り返した超格子光ガイド
層45(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド
−プZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,
0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を
順次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に
保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、
引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表
面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成され
た。次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜
を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約
1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2S
x溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した
後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に分
子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファー
層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9
(5nm)−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9(5nm)を
5周期の歪超格子47(n=1E18,0.03μm)、Clドープ
Mg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.
5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Z
n0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返し
た超格子光ガイド層43(n=5E17,0.1μm)、アンドープ
Zn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn0.7Cd0.3S0.1
Se0.9(3nm)を7周期繰り返した超格子光ガイド
層45(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド
−プZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,
0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を
順次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に
保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、
引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表
面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成され
た。次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜
を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約
1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2S
x溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した
後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
【0046】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0047】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0048】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0049】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0050】(実施例7)本発明の第7の実施例を図1
0に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を5周期の歪超格
子3(n=1E18,0.03μm)、ClドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μm)、Clドー
プZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を
10周期繰り返した超格子光ガイド層48(n=5E17,0.1
μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01
μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnS
e(5nm)を10周期繰り返した超格子光ガイド層4
9(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2
Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド−プ
ZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5
μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順
次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保
ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引
き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面
には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形
成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用
いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、こ
の臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1.5μ
mのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に
数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金
属気相成長法装置に搬入した。
0に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を5周期の歪超格
子3(n=1E18,0.03μm)、ClドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μm)、Clドー
プZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を
10周期繰り返した超格子光ガイド層48(n=5E17,0.1
μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01
μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnS
e(5nm)を10周期繰り返した超格子光ガイド層4
9(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2
Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド−プ
ZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5
μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順
次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保
ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引
き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面
には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形
成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用
いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、こ
の臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1.5μ
mのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に
数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金
属気相成長法装置に搬入した。
【0051】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0052】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0053】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0054】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0055】(実施例8)本発明の第8の実施例を図1
1に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn
0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返した
超格子光ガイド層43(n=5E17,0.1μm)、Clドープ
ZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、ア
ンドープZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒
素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E17,0.1
μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn
0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返した
超格子光ガイド層45(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープ
Mg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.
0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ド
ープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1
E18,0.1μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結
晶の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に
数十分照射し、引き続き室温付近まで冷却した。この処
理により試料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混
晶が形成された。次に、この上にプラズマCVD法によ
りSiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソ
グラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成し
た。そして、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて
深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH
4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄
した後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
1に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn
0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返した
超格子光ガイド層43(n=5E17,0.1μm)、Clドープ
ZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、ア
ンドープZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒
素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E17,0.1
μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn
0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を7周期繰り返した
超格子光ガイド層45(p=5E17,0.1μm)、窒素ドープ
Mg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.
0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ド
ープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1
E18,0.1μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結
晶の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に
数十分照射し、引き続き室温付近まで冷却した。この処
理により試料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混
晶が形成された。次に、この上にプラズマCVD法によ
りSiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソ
グラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成し
た。そして、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて
深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH
4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄
した後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
【0056】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0057】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0058】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0059】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0060】(実施例9)本発明の第9の実施例を図1
2に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnS
e(5nm)を10周期繰り返した歪超格子光ガイド層
48(n=5E17,0.1μm)、ClドープZnS0.1Se0.9
光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、アンドープZn0.7
Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープZnS
0.1Se0.9光ガイド層43(p=5E17,0.1μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を
10周期繰り返した超格子光ガイド層49(p=5E17,0.1
μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッ
ド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se
0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnS
eキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順次成長した。そ
して、試料の温度を結晶の成長温度に保ったまま、Te
の分子線を試料表面に数十分照射し、引き続き室温付近
まで冷却した。この処理により試料表面には、傾斜組成
のp型ZnSeTe混晶が形成された。次に、この上に
プラズマCVD法によりSiO2膜を形成し、このSi
O2膜を通常のホトリソグラフ技術を用いて幅約5μm
のストライプ状に形成した。そして、この臭素系の選択
エッチング溶液を用いて深さ約1.5μmのメサ構造を
形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、
アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金属気相成長法装
置に搬入した。
2に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1上に
分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッファ
ー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se
0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnS
e(5nm)を10周期繰り返した歪超格子光ガイド層
48(n=5E17,0.1μm)、ClドープZnS0.1Se0.9
光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、アンドープZn0.7
Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープZnS
0.1Se0.9光ガイド層43(p=5E17,0.1μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9(5nm)−ZnSe(5nm)を
10周期繰り返した超格子光ガイド層49(p=5E17,0.1
μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッ
ド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se
0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnS
eキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順次成長した。そ
して、試料の温度を結晶の成長温度に保ったまま、Te
の分子線を試料表面に数十分照射し、引き続き室温付近
まで冷却した。この処理により試料表面には、傾斜組成
のp型ZnSeTe混晶が形成された。次に、この上に
プラズマCVD法によりSiO2膜を形成し、このSi
O2膜を通常のホトリソグラフ技術を用いて幅約5μm
のストライプ状に形成した。そして、この臭素系の選択
エッチング溶液を用いて深さ約1.5μmのメサ構造を
形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、
アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金属気相成長法装
置に搬入した。
【0061】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0062】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0063】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0064】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0065】(実施例10)本発明の第10の実施例を
図13に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,0.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Z
n0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を5周期繰り返し
た歪超格子47(n=5E17,0.07μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.0μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n=5
E17,0.1μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層4
4(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層
35(p=5E17,0.1μm)、、窒素ドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.
5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順
次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保
ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引
き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面
には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形
成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用
いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、こ
の臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1.5μ
mのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に
数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金
属気相成長法装置に搬入した。
図13に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,0.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Z
n0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)を5周期繰り返し
た歪超格子47(n=5E17,0.07μm)、ClドープMg
0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.0μ
m)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n=5
E17,0.1μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層4
4(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド層
35(p=5E17,0.1μm)、、窒素ドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,0.
5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を順
次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に保
ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、引
き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表面
には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成された。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜を形
成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術を用
いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そして、こ
の臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約1.5μ
mのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2Sx溶液に
数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、有機金
属気相成長法装置に搬入した。
【0066】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0067】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0068】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0069】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0070】(実施例11)本発明の第11の実施例を
図14に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,0.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)−Zn
Se(5nm)を5周期繰り返した歪超格子3(n=5E1
7,0.05μm)、ClドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8
クラッド層22(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS
0.1Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、アンドー
プZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9光ガイド層43(p=5E17,0.1μm)、
窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24
(p=1E17,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッ
ド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ
層38(p=1E18,0.1μm)を順次成長した。そして、試料
の温度を結晶の成長温度に保ったまま、Teの分子線を
試料表面に数十分照射し、引き続き室温付近まで冷却し
た。この処理により試料表面には、傾斜組成のp型Zn
SeTe混晶が形成された。次に、この上にプラズマC
VD法によりSiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常
のホトリソグラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ
状に形成した。そして、この臭素系の選択エッチング溶
液を用いて深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その
後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系
溶剤で洗浄した後、有機金属気相成長法装置に搬入し
た。
図14に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,0.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)−Zn
Se(5nm)を5周期繰り返した歪超格子3(n=5E1
7,0.05μm)、ClドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8
クラッド層22(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS
0.1Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.1μm)、アンドー
プZn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドー
プZnS0.1Se0.9光ガイド層43(p=5E17,0.1μm)、
窒素ドープMg0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24
(p=1E17,1.0μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッ
ド層窒素ドープ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ
層38(p=1E18,0.1μm)を順次成長した。そして、試料
の温度を結晶の成長温度に保ったまま、Teの分子線を
試料表面に数十分照射し、引き続き室温付近まで冷却し
た。この処理により試料表面には、傾斜組成のp型Zn
SeTe混晶が形成された。次に、この上にプラズマC
VD法によりSiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常
のホトリソグラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ
状に形成した。そして、この臭素系の選択エッチング溶
液を用いて深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その
後、(NH4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系
溶剤で洗浄した後、有機金属気相成長法装置に搬入し
た。
【0071】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0072】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0073】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0074】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0075】(実施例12)本発明の第12の実施例を
図15に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10n
m)−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)超格子光
ガイド43(n=5E17,0.01μm)、ClドープZnS0.1
Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.5μm)、アンドープ
Zn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E17,0.05μm)、
窒素ドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn0.7C
d0.3S0.1Se0.9(3nm)超格子光ガイド45(p=5
E17,0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド
層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド
ープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,
0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を
順次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に
保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、
引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表
面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成され
た。次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜
を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約
1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2S
x溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した
後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
図15に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(10n
m)−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9(3nm)超格子光
ガイド43(n=5E17,0.01μm)、ClドープZnS0.1
Se0.9光ガイド層34(n=5E17,0.5μm)、アンドープ
Zn0.7Cd0.3Se活性層44(0.01μm)、窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9光ガイド層35(p=5E17,0.05μm)、
窒素ドープZnS0.1Se0.9(10nm)−Zn0.7C
d0.3S0.1Se0.9(3nm)超格子光ガイド45(p=5
E17,0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイド
層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープMg0.1Zn0.9
S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μm)、窒素ド
ープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドープ7(p=5E17,
0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E18,0.1μm)を
順次成長した。そして、試料の温度を結晶の成長温度に
保ったまま、Teの分子線を試料表面に数十分照射し、
引き続き室温付近まで冷却した。この処理により試料表
面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶が形成され
た。次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜
を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状に形成した。そし
て、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて深さ約
1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH4)2S
x溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した
後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
【0076】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0077】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0078】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0079】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0080】(実施例13)本発明の第13の実施例を
図16に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)
−ZnSe(5nm)超格子光ガイド48(n=5E17,0.0
1μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34
(n=5E17,0.5μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性
層44(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイ
ド層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープZnS0.1Se
0.9(5nm)−ZnSe(5nm)超格子光ガイド4
9(p=5E17,0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9
光ガイド層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープMg0.1
Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μ
m)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドー
プ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E1
8,0.1μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結晶
の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数
十分照射し、引き続き室温付近まで冷却した。この処理
により試料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶
が形成された。次に、この上にプラズマCVD法により
SiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグ
ラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成し
た。そして、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて
深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH
4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄
した後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
図16に従い説明する。本構造は、n型GaAs基板1
上に分子線エピタキシーによりSeドープGaAsバッ
ファー層2(n=1E18,0.5μm)、ClドープZnS0.1S
e0.9クラッド層15(n=1E18,0.1μm)、ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層22(n=1E18,1.5
μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34(n
=5E17,0.5μm)、ClドープZnS0.1Se0.9(5nm)
−ZnSe(5nm)超格子光ガイド48(n=5E17,0.0
1μm)、ClドープZnS0.1Se0.9光ガイド層34
(n=5E17,0.5μm)、アンドープZn0.7Cd0.3Se活性
層44(0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9光ガイ
ド層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープZnS0.1Se
0.9(5nm)−ZnSe(5nm)超格子光ガイド4
9(p=5E17,0.01μm)、窒素ドープZnS0.1Se0.9
光ガイド層35(p=5E17,0.05μm)、窒素ドープMg0.1
Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層24(p=1E17,1.0μ
m)、窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド層窒素ドー
プ7(p=5E17,0.5μm)、ZnSeキャップ層38(p=1E1
8,0.1μm)を順次成長した。そして、試料の温度を結晶
の成長温度に保ったまま、Teの分子線を試料表面に数
十分照射し、引き続き室温付近まで冷却した。この処理
により試料表面には、傾斜組成のp型ZnSeTe混晶
が形成された。次に、この上にプラズマCVD法により
SiO2膜を形成し、このSiO2膜を通常のホトリソグ
ラフ技術を用いて幅約5μmのストライプ状に形成し
た。そして、この臭素系の選択エッチング溶液を用いて
深さ約1.5μmのメサ構造を形成し、その後、(NH
4)2Sx溶液に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄
した後、有機金属気相成長法装置に搬入した。
【0081】そして、この試料を300℃程度に加熱し
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
ながら水素ラジカルを照射し、過剰な硫黄を除去し、そ
の上に埋込層としてアンドープMg0.2Zn0.7S0.3S
e0.7ブロック層46(n=1E14,1.5μm)を順次成長した。
次に、この上にプラズマCVD法によりSiO2膜12
を形成し、このSiO2膜に通常のホトリソグラフ技術
を用いて幅約5μmのストライプ状の窓を形成した。
【0082】次に、真空蒸着法によりTi−Pt−Au
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
多層電極13を約1μm蒸着した。さらに、厚さ100
μmに研磨したGaAs基板の裏面にAuGe−Ni−
Au多層電極14を蒸着してから、長さ1000μmに
へき開しレーザ構造とした。
【0083】そしてこれらの素子を(NH4)2Sx溶液
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
に数分間浸漬し、アルコール系溶剤で洗浄した後、その
共振器端面にスパッタ法を用いてSiNx−SiO2多
層反射膜を形成した。
【0084】本構造の半導体レーザを作製することによ
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
り、閾電流値2mA、駆動電圧4V、発振波長500n
mという特性を有する単一縦モード青緑レーザの室温連
続発振が可能となった。
【0085】
【発明の効果】本発明によれば、短波長II−VI族化合物
半導体レーザの低閾電流化が可能となり、また、電極の
接触抵抗の低減が可能となり、さらに、熱膨張に起因す
る格子歪が低減され、そして、注入電荷の閉じ込めや光
閉じ込めが向上することにより、室温連続発振が可能と
なり、高信頼性を有するレーザ素子が得られる。
半導体レーザの低閾電流化が可能となり、また、電極の
接触抵抗の低減が可能となり、さらに、熱膨張に起因す
る格子歪が低減され、そして、注入電荷の閉じ込めや光
閉じ込めが向上することにより、室温連続発振が可能と
なり、高信頼性を有するレーザ素子が得られる。
【図1】本発明第1の実施例の半導体レーザ構造。
【図2】本発明第1の実施例の半導体レーザのバンド構
造。
造。
【図3】本発明第2の実施例の半導体レーザ構造。
【図4】本発明第2の実施例の超格子光ガイド層の構
造。
造。
【図5】本発明第2の実施例の半導体レーザのバンド構
造。
造。
【図6】本発明第3の実施例の半導体レーザ構造。
【図7】本発明第4の実施例の半導体レーザ構造。
【図8】本発明第5の実施例の半導体レーザ構造。
【図9】本発明第6の実施例の半導体レーザ構造。
【図10】本発明第7の実施例の半導体レーザ構造。
【図11】本発明第8の実施例の半導体レーザ構造。
【図12】本発明第9の実施例の半導体レーザ構造。
【図13】本発明第10の実施例の半導体レーザ構造。
【図14】本発明第11の実施例の半導体レーザ構造。
【図15】本発明第12の実施例の半導体レーザ構造。
【図16】本発明第13の実施例の半導体レーザ構造。
1…n型GaAs基板、2…SeドープGaAsバッフ
ァー層、3…ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8歪
超格子、4…ClドープZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ク
ラッド層、5…ClドープZn0.8Cd0.2S0.4Se0.6
光ガイド層、6…アンドープZn0.8Cd0.2S0.1Se
0.9活性層、7…窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド
層、8…窒素ドープCdSeキャップ層、9…窒素ドー
プZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ブロック層、10…Cl
ドープZnS0.1Se0.9ブロック層、11…窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9ブロック層、12…SiO2膜、13
…Ti−Pt−Au多層電極、14…AuGe−Ni−
Au多層電極、15…ClドープZnS0.1Se0.9クラ
ッド層、16…ClドープZnSe−Zn0.8Cd0.2S
e超格子光ガイド層、17…アンドープZn0.8Cd0.2
Se活性層、18…窒素ドープZnSe−Zn0.8Cd
0.2Se超格子光ガイド層、19…窒素ドープZnS0.1
Se0.9ブロック層、20…n型ZnSe基板、21…
ClドープZnSeバッファー層、22…ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層、23…アンドー
プZnSe活性層、24…窒素ドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層、25…AuGa−Ni−Au多
層電極、26…フェルミ準位、27…ZnSe、28…
Zn0.8Cd0.2Se、29…見かけの伝導帯下端、30
…見かけの価電子帯上端、31…ClドープZn0.9C
d0.1S0.2Se0.8光ガイド層、32…窒素ドープZn
0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層、33…MgS0.9
Se0.1ブロック層、34…ClドープZnS0.1Se
0.9光ガイド層、35…窒素ドープZnS0.1Se0.9光
ガイド層、36…窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se
0.7ブロック層、37…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3
Se0.7ブロック層、38…窒素ドープZnSeキャッ
プ層、39…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ク
ラッド層、40…窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se
0.7クラッド層、41…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3
Se0.7ブロック層、42…窒素ドープMg0.2Zn0.8
S0.3Se0.7ブロック層、43…ClドープZnS0.1
Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9超格子光ガイド
層、44…アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層、45
…窒素ドープZnS0.1Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1
Se0.9超格子光ガイド層、46…アンドープMg0.2Z
n0.7S0.3Se0.7ブロック層、47…ClドープZn
S0.1Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9歪超格子、
48…ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8超格子光
ガイド層、49…窒素ドープZnSe−ZnS0.2Se
0.8超格子光ガイド層。
ァー層、3…ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8歪
超格子、4…ClドープZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ク
ラッド層、5…ClドープZn0.8Cd0.2S0.4Se0.6
光ガイド層、6…アンドープZn0.8Cd0.2S0.1Se
0.9活性層、7…窒素ドープZnS0.1Se0.9クラッド
層、8…窒素ドープCdSeキャップ層、9…窒素ドー
プZn0.5Cd0.5S0.9Se0.1ブロック層、10…Cl
ドープZnS0.1Se0.9ブロック層、11…窒素ドープ
ZnS0.1Se0.9ブロック層、12…SiO2膜、13
…Ti−Pt−Au多層電極、14…AuGe−Ni−
Au多層電極、15…ClドープZnS0.1Se0.9クラ
ッド層、16…ClドープZnSe−Zn0.8Cd0.2S
e超格子光ガイド層、17…アンドープZn0.8Cd0.2
Se活性層、18…窒素ドープZnSe−Zn0.8Cd
0.2Se超格子光ガイド層、19…窒素ドープZnS0.1
Se0.9ブロック層、20…n型ZnSe基板、21…
ClドープZnSeバッファー層、22…ClドープM
g0.1Zn0.9S0.2Se0.8クラッド層、23…アンドー
プZnSe活性層、24…窒素ドープMg0.1Zn0.9S
0.2Se0.8クラッド層、25…AuGa−Ni−Au多
層電極、26…フェルミ準位、27…ZnSe、28…
Zn0.8Cd0.2Se、29…見かけの伝導帯下端、30
…見かけの価電子帯上端、31…ClドープZn0.9C
d0.1S0.2Se0.8光ガイド層、32…窒素ドープZn
0.9Cd0.1S0.2Se0.8光ガイド層、33…MgS0.9
Se0.1ブロック層、34…ClドープZnS0.1Se
0.9光ガイド層、35…窒素ドープZnS0.1Se0.9光
ガイド層、36…窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se
0.7ブロック層、37…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3
Se0.7ブロック層、38…窒素ドープZnSeキャッ
プ層、39…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3Se0.7ク
ラッド層、40…窒素ドープMg0.2Zn0.8S0.3Se
0.7クラッド層、41…ClドープMg0.2Zn0.8S0.3
Se0.7ブロック層、42…窒素ドープMg0.2Zn0.8
S0.3Se0.7ブロック層、43…ClドープZnS0.1
Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9超格子光ガイド
層、44…アンドープZn0.7Cd0.3Se活性層、45
…窒素ドープZnS0.1Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1
Se0.9超格子光ガイド層、46…アンドープMg0.2Z
n0.7S0.3Se0.7ブロック層、47…ClドープZn
S0.1Se0.9−Zn0.7Cd0.3S0.1Se0.9歪超格子、
48…ClドープZnSe−ZnS0.2Se0.8超格子光
ガイド層、49…窒素ドープZnSe−ZnS0.2Se
0.8超格子光ガイド層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 慎一 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 右田 雅人 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (30)
- 【請求項1】II−VI族化合物半導体からなる埋込型半導
体レーザ装置において、埋込層として、そのレーザ装置
の活性層よりも低い屈折率を有するII−VI族化合物を用
いることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】請求項1記載の半導体レーザ装置におい
て、その埋込層がレーザ装置の活性層よりも大きな禁制
帯幅を有するII−VI族化合物を用いることを特徴とする
半導体レーザ装置。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の半導体レーザ装置
において、その埋込層がレーザ装置を成長した基板の格
子定数にほぼ格子整合する組成を有するII−VI族化合物
を用いることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体
レーザ装置において、n型クラッド層−活性層−p型ク
ラッド層からなるレーザの動作に、影響を及ぼさないだ
け十分に電気的抵抗の高いII−VI族化合物を埋め込み層
に用いることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体
レーザ装置において、その埋込層が基板表面に対し水平
方向で接するクラッド層、または、活性層と反対の伝導
型を有するII−VI族化合物を用いることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項6】II−VI族化合物半導体上に硫黄原子、また
は、硫黄原子からなる層を形成し、そのII−VI族化合物
半導体を薄膜形成装置内に導入した後、硫黄原子、また
は、硫黄原子からなる層を電磁波、または、粒子線、ま
たは、熱、または、溶液により適量除去し、その表面上
に新たなるII−VI族化合物半導体、または、III−V
族、IV族、IV−VI族、II−VII族化合物などの材料を成
長、または、堆積させる薄膜の形成方法。 - 【請求項7】請求項6に記載の薄膜形成方法において、
II−VI族化合物半導体上に形成された硫黄原子、また
は、硫黄原子からなる層を400℃以下の温度で除去
し、その表面上に新たなるII−VI族化合物半導体、また
は、III−V族、IV族、IV−VI族、II−VII族化合物など
の材料を成長、または、堆積させる薄膜の形成方法。 - 【請求項8】II−VI族化合物半導体からなる埋込型半導
体レーザ装置を作製する場合、そのメサ構造をエッチン
グにより形成した後、請求項6又は7に記載の薄膜の形
成方法により埋込層を形成する半導体レーザの作製方
法。 - 【請求項9】II−VI族化合物半導体からなる半導体レー
ザ装置の共振器端面に保護膜、または、多層反射膜を目
的として形成する材料として、活性層の禁制帯幅よりも
大きな禁制帯幅を有するZnSやMgSなどのII−VI族
化合物を少なくとも1種類以上用いていることを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項10】II−VI族化合物半導体からなる半導体レ
ーザ装置の共振器端面に保護膜、または、多層反射膜を
目的として形成する材料として、活性層の禁制帯幅より
も大きな禁制帯幅を有するSiO2やTiO2などのIV−
VI族化合物を少なくとも1種類以上用いていることを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項11】II−VI族化合物半導体からなる半導体レ
ーザ装置の共振器端面に保護膜、または、多層反射膜を
目的として形成する材料として、活性層の禁制帯幅より
も大きな禁制帯幅を有するMgF2やCaF2などのII−
VII族化合物を少なくとも1種類以上用いていることを
特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項12】II−VI族化合物半導体からなる半導体レ
ーザ装置の共振器端面に保護膜、または、多層反射膜を
目的として形成する材料として、活性層の禁制帯幅より
も大きな禁制帯幅を有するCやSiCx、SiNxなど
のIV族系化合物を少なくとも1種類以上用いていること
を特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項13】II−VI族化合物半導体からなる半導体レ
ーザ装置の共振器端面に請求項6又は7に記載の薄膜の
形成方法による処理を行った後、請求項9乃至12のい
ずれかに記載の保護膜、または、多層反射膜を形成する
ことを特徴とした半導体レーザ装置の作製方法。 - 【請求項14】II−VI族化合物半導体に対する電極を形
成する場合に、前記II−VI族化合物半導体上にCdSS
e混晶を含む層をキャップ層として成長し、その後、こ
の層上に電極として使用する金属膜を堆積することを特
徴とする電極の形成方法。 - 【請求項15】II−VI族化合物半導体に対する電極を形
成する場合に、前記II−VI族化合物半導体を結晶成長装
置内でCd、または、Teを含む分子線、または、ガス
にさらした後、この表面上に電極として使用する金属膜
を堆積することを特徴とする電極の形成方法。 - 【請求項16】請求項14又は15に記載の電極形成方
法において、電極として使用する金属膜を堆積する前
に、II−VI族化合物半導体表面に請求項6又は7に記載
の薄膜の形成方法による処理を行い、その後に、電極と
して使用する金属膜を堆積することを特徴とする電極の
形成方法。 - 【請求項17】SiなどのIV族、または、GaAsやI
nPなどのIII−V族化合物半導体を基板として、II−V
I族化合物半導体からなるデバイスをエピタキシャル成
長する場合、そのヘテロ界面に熱伸縮に伴う歪の低減領
域としての、少なくとも薄膜のII−VI族化合物半導体を
1層含む歪超格子を導入した構造を有することを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項18】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、そのヘテロ界面に請求項17に記載の構造を
有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項19】ZnMgCdSSe混晶からなるII−VI
族化合物を用いたダブルへテロ型半導体レーザ装置にお
いて、基板結晶、または、ヘテロ界面に形成された緩衝
層にほぼ格子整合し、かつ、活性層よりも大きな禁制帯
幅を有するn型、p型のクラッド層の混晶組成が各々異
なり、かつ、n型クラッド層は活性層との価電子帯のエ
ネルギー差(ΔEv=Evact−Evclad)が正とな
り、かつ、p型クラッド層は活性層との伝導帯のエネル
ギー差(ΔEc=Ecclad−Ecact)が正となるよう
なクラッド層と活性層の組合せからなることを特徴とす
る半導体レーザ装置。 - 【請求項20】II−VI族化合物半導体を用いたGRIN
−SCH構造の半導体レーザ装置において、光ガイド層
を超格子により形成することを特徴とする半導体レーザ
装置。 - 【請求項21】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、そのヘテロ界面に厚さ10nm以下のZnS
xSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下のZ
nyCd1-ySx'Se1-x'(0≦x’≦1,0≦x≦1)
混晶層からなる超格子構造を有することを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項22】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、そのヘテロ界面に厚さ10nm以下のZnS
xSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下のZ
nSe混晶層からなる超格子構造を有することを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項23】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、その活性層に隣接する箇所に厚さ10nm以
下のZnSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10n
m以下のZnyCd1-ySx'Se 1-x'(0≦x’≦1,0
≦x≦1)混晶層からなる超格子構造を有することを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項24】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、その活性層に隣接する箇所に厚さ10nm以
下のZnSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10n
m以下のZnSe混晶層からなる超格子構造を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項25】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる分離光閉じ込め型半導体
レーザ装置を作製する場合、そのクラッド層と光ガイド
層のヘテロ界面に厚さ10nm以下のZnSxSe
1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下のZnyC
d1-ySx'Se1-x'(0≦x’≦1,0≦x≦1)混晶
層からなる超格子構造を有することを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項26】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる分離光閉じ込め型半導体
レーザ装置を作製する場合、そのクラッド層と光ガイド
層のヘテロ界面に厚さ10nm以下のZnSxSe
1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下のZnS
e混晶層からなる超格子構造を有することを特徴とする
半導体レーザ装置。 - 【請求項27】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる分離光閉じ込め型半導体
レーザ装置を作製する場合、その光ガイド層の中に厚さ
10nm以下のZnSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と
厚さ10nm以下のZnyCd1-ySx'Se1-x'(0≦
x’≦1,0≦x≦1)混晶層からなる超格子構造を有
することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項28】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる分離光閉じ込め型半導体
レーザ装置を作製する場合、その光ガイド層の中に厚さ
10nm以下のZnSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と
厚さ10nm以下のZnSe混晶層からなる超格子構造
を有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項29】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、そのクラッド層の中に厚さ10nm以下のZ
nSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下
のZnyCd1-ySx'Se1-x'(0≦x’≦1,0≦x≦
1)混晶層からなる超格子構造を有することを特徴とす
る半導体レーザ装置。 - 【請求項30】IV族やIII−V族化合物半導体基板上にI
I−VI族化合物半導体からなる半導体レーザ装置を作製
する場合、そのクラッド層の中に厚さ10nm以下のZ
nSxSe1-x(0≦x≦1)混晶層と厚さ10nm以下
のZnSe混晶層からなる超格子構造を有することを特
徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17070394A JPH07321419A (ja) | 1993-08-05 | 1994-07-22 | 半導体レーザ装置及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19447193 | 1993-08-05 | ||
| JP5-194471 | 1994-03-31 | ||
| JP6238494 | 1994-03-31 | ||
| JP6-62384 | 1994-03-31 | ||
| JP17070394A JPH07321419A (ja) | 1993-08-05 | 1994-07-22 | 半導体レーザ装置及びその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321419A true JPH07321419A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=27297821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17070394A Pending JPH07321419A (ja) | 1993-08-05 | 1994-07-22 | 半導体レーザ装置及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321419A (ja) |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17070394A patent/JPH07321419A/ja active Pending
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