JPS60189983A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS60189983A JPS60189983A JP4691184A JP4691184A JPS60189983A JP S60189983 A JPS60189983 A JP S60189983A JP 4691184 A JP4691184 A JP 4691184A JP 4691184 A JP4691184 A JP 4691184A JP S60189983 A JPS60189983 A JP S60189983A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- photo
- confinement layer
- confinement
- refractive index
- 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 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 132
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000005476 size effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 41
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
- H01S5/2009—Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
- H01S5/3216—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities quantum well or superlattice cladding layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
- H01S5/3432—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs the whole junction comprising only (AI)GaAs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- 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）技術分野
本発明は、光通信や、光を用いる記憶書き込み、読み出
し等に用いる半導体発光素子に関するものである。
し等に用いる半導体発光素子に関するものである。
（ロ）従来技術とその問題点
半導体発光素子、特に活性層の非常に薄い量子井戸レー
ザｆ等に於いては、低閾値電流密度、良い温度特性等を
得る為に活性層の両側、又は片側に光閉じ込め層を有す
る構造が提案され、実行されている。特に量子井戸レー
ザＩでは、量子井戸構造の活性層の両側に光閉じ込め層
をつけたセパレート・コンファインメント・ヘテｐｅｌ
ｔ造（ｓｃＨ構造）や、それを更に発展させたグリノ・
ＳＣＨ＃Ｉｌ造（エレクトロニクス・レター１９８２年
９月１８巻２０号Ｐ８７０〜Ｂ７１．、Ｓ、Ｄ、バーシ
ー ら）が用いられている。
ザｆ等に於いては、低閾値電流密度、良い温度特性等を
得る為に活性層の両側、又は片側に光閉じ込め層を有す
る構造が提案され、実行されている。特に量子井戸レー
ザＩでは、量子井戸構造の活性層の両側に光閉じ込め層
をつけたセパレート・コンファインメント・ヘテｐｅｌ
ｔ造（ｓｃＨ構造）や、それを更に発展させたグリノ・
ＳＣＨ＃Ｉｌ造（エレクトロニクス・レター１９８２年
９月１８巻２０号Ｐ８７０〜Ｂ７１．、Ｓ、Ｄ、バーシ
ー ら）が用いられている。
第１図は従来のＳＣＨ構造を持つレーザのバンド端を示
す図で、縦軸にエネルギー、横軸に層厚を示す。１３．
１４はそれぞれ伝導体、価電子帯でのエネルギー・バン
ド端である・。
す図で、縦軸にエネルギー、横軸に層厚を示す。１３．
１４はそれぞれ伝導体、価電子帯でのエネルギー・バン
ド端である・。
従来例では、高出力のためのキャリヤ高注入時に、活性
層１１からキャリヤがあふれ出し、本来発光しない筈の
元閉じ込め層１２でも発光が起こり請求めていた波長で
の強度が上がらず、雑音光が増えていた。しかも、光閉
じ込め係数素上げ工うとして光閉じ込め層１２の屈折率
を増すと、元閉じ込−め層１２のエネルギー・ギャップ
１６が活性層１１におけるエネルギー・ギャップ１５に
近づき、上記の現象が起こりやすくなる欠点も存在した
。
層１１からキャリヤがあふれ出し、本来発光しない筈の
元閉じ込め層１２でも発光が起こり請求めていた波長で
の強度が上がらず、雑音光が増えていた。しかも、光閉
じ込め係数素上げ工うとして光閉じ込め層１２の屈折率
を増すと、元閉じ込−め層１２のエネルギー・ギャップ
１６が活性層１１におけるエネルギー・ギャップ１５に
近づき、上記の現象が起こりやすくなる欠点も存在した
。
更に、活性層１１にキャリヤを注入する効率も、電流注
入の際には片側の元閉じ込め層より入って来るキャリヤ
が活性層１１の中に入り込まず、両方の光閉じ込め層１
２の中に広く分布する事により、悪化する現象もあった
。
入の際には片側の元閉じ込め層より入って来るキャリヤ
が活性層１１の中に入り込まず、両方の光閉じ込め層１
２の中に広く分布する事により、悪化する現象もあった
。
第２図にそれらの欠点を減少させるＳＣＨ構造として提
案されたグリンＳＣＨ構造を持つレーザのバンド端を示
す。光閉じ込め層の屈折率、エネルギー・ギャップをほ
ぼ連続的に変化させているのがグリンＳＣＨ構造の特徴
である。エネくレギー・バンド端２１は光閉じ込め層２
３で連続に変化してい、１− るので片側から注入された電子は、活性層２２に片側の
光閉じ込め層２３からエネルギーを失っていって入り込
むため、この構造では高い注入効率が得られる。そして
、その結果、光閉じ込め層２３での発光も減少する。し
かしながら、活性層２２と光閉じ込め層２３の平均屈折
率は下がり、光閉じ込め係数は減少し、本来求めていた
低閾値電流密度や、良い温度特性等は充分に得られなか
った。
案されたグリンＳＣＨ構造を持つレーザのバンド端を示
す。光閉じ込め層の屈折率、エネルギー・ギャップをほ
ぼ連続的に変化させているのがグリンＳＣＨ構造の特徴
である。エネくレギー・バンド端２１は光閉じ込め層２
３で連続に変化してい、１− るので片側から注入された電子は、活性層２２に片側の
光閉じ込め層２３からエネルギーを失っていって入り込
むため、この構造では高い注入効率が得られる。そして
、その結果、光閉じ込め層２３での発光も減少する。し
かしながら、活性層２２と光閉じ込め層２３の平均屈折
率は下がり、光閉じ込め係数は減少し、本来求めていた
低閾値電流密度や、良い温度特性等は充分に得られなか
った。
Ｈ発明の目的
本発明の目的は、光閉じ込め層からの雑音光を減少させ
つつ低閾値電流密度でかつ良い温度特性等が得られる半
導体発光素子を提供する事にある。
つつ低閾値電流密度でかつ良い温度特性等が得られる半
導体発光素子を提供する事にある。
（ニ）発明の構成
本発明によれは、ｎ型クラッド層と、ｐ型クラッド層と
、それらにはさまれた、エネルギー・ギャップが上記２
層のエネルギー・ギャップより小さい活性層とを含み、
かつ活性層と、クラッド層との間の、少なくとも一方に
、光閉じ込め層を有する半導体発光素子に於て、光閉じ
込め層を、単層または多層の量子サイズ効果を有する薄
膜（量子井戸）の構造とする事を特徴とする半導体発光
素子が得られる。
、それらにはさまれた、エネルギー・ギャップが上記２
層のエネルギー・ギャップより小さい活性層とを含み、
かつ活性層と、クラッド層との間の、少なくとも一方に
、光閉じ込め層を有する半導体発光素子に於て、光閉じ
込め層を、単層または多層の量子サイズ効果を有する薄
膜（量子井戸）の構造とする事を特徴とする半導体発光
素子が得られる。
汁）実施例
次に、図面を用いて本発明を説明する。
第３図は、本発明の第１の実施例の断面図であり、第１
図、第２図と同様に各層のノ〈ンド端を示す。クラッド
層３１、バリヤ層３２はＡｌｏ、ｕＧａ＊、ｎＡｓ、活
性層３３、井戸層３４はＧａＡａで作製した。
図、第２図と同様に各層のノ〈ンド端を示す。クラッド
層３１、バリヤ層３２はＡｌｏ、ｕＧａ＊、ｎＡｓ、活
性層３３、井戸層３４はＧａＡａで作製した。
エネルギー・バンド端３５は、光閉じ込め層内で短かい
周期で繰り返す。この実施例は、 Ａｊ！！、 Ｇａ、
Ａｓを発生させるセルを有する分子線エピタキシー（Ｍ
Ｂｇ ）装置で作製した。バリヤ層３２の厚さは５０Ｘ
、井戸層３４の厚さも５０Ｘである。この井戸層３４の
数は本実施例では２０層である。活性層３３は厚さ１０
０＾とした。この時、光閉じ込め層内での電子の存在で
きるエネルギー・レベルは、３６で示されているレベル
で、活性層、井戸層のエネルギー・バンド端よりかなり
上であり、エネルギー・レベルは、第１図のＳＣＨ構造
のように変化している事がわかる。このエネルギー・レ
ベルは、井戸層厚の２乗の逆数にほぼ比例するので、層
厚を変えることによって光閉じ込め層での実質的なエネ
ルギー・レベルを変化させる事がで籾る。
周期で繰り返す。この実施例は、 Ａｊ！！、 Ｇａ、
Ａｓを発生させるセルを有する分子線エピタキシー（Ｍ
Ｂｇ ）装置で作製した。バリヤ層３２の厚さは５０Ｘ
、井戸層３４の厚さも５０Ｘである。この井戸層３４の
数は本実施例では２０層である。活性層３３は厚さ１０
０＾とした。この時、光閉じ込め層内での電子の存在で
きるエネルギー・レベルは、３６で示されているレベル
で、活性層、井戸層のエネルギー・バンド端よりかなり
上であり、エネルギー・レベルは、第１図のＳＣＨ構造
のように変化している事がわかる。このエネルギー・レ
ベルは、井戸層厚の２乗の逆数にほぼ比例するので、層
厚を変えることによって光閉じ込め層での実質的なエネ
ルギー・レベルを変化させる事がで籾る。
一方、光閉じ込め層の屈折率は、普通の第１図、第２図
のような構造ではエネルギー・ギャップにほぼ比例する
。本実施例については、光閉じ込め層の平均エネルギー
・ギャップは、クラッド層３１のエネルギー・ギャップ
と、活性１−３３のエネルギー・ギャップの中間である
。したがって、屈折率もクラッド層３１と活性層３３の
ほぼ平均である。これは、第１図の５ＣＨＪ造で、光閉
じ込め層のエネルギー・ギャップ１６が、クラッド層の
エネルギー・ギャップ１７と活性層のエネルギー・ギャ
ップ１５の平均である構造に対応する。
のような構造ではエネルギー・ギャップにほぼ比例する
。本実施例については、光閉じ込め層の平均エネルギー
・ギャップは、クラッド層３１のエネルギー・ギャップ
と、活性１−３３のエネルギー・ギャップの中間である
。したがって、屈折率もクラッド層３１と活性層３３の
ほぼ平均である。これは、第１図の５ＣＨＪ造で、光閉
じ込め層のエネルギー・ギャップ１６が、クラッド層の
エネルギー・ギャップ１７と活性層のエネルギー・ギャ
ップ１５の平均である構造に対応する。
よって、本実施例では、光閉じ込め層において電子の存
在できる最低レベル３６を構造より決まる平均のレベル
３７より上げ、しかも平均屈折率はエネルギー・レベル
３７１り考えられる大きい平均屈折率を得る事ができた
。このため、元閉じ込め係数は上昇し、しかも高注入時
ｌこも光閉じ込め層にあふれる電子はほとんどなくなり
、したがって光閉じ込め層に対応した雑音光が発生せず
、安定したレーザ発振が得られた。
在できる最低レベル３６を構造より決まる平均のレベル
３７より上げ、しかも平均屈折率はエネルギー・レベル
３７１り考えられる大きい平均屈折率を得る事ができた
。このため、元閉じ込め係数は上昇し、しかも高注入時
ｌこも光閉じ込め層にあふれる電子はほとんどなくなり
、したがって光閉じ込め層に対応した雑音光が発生せず
、安定したレーザ発振が得られた。
次に、本発明の第２の実施例を示す。これは第３図の構
造でクラッド層３１、バリヤ層３２はＩｎＰ、活性層３
３、井戸層３４はＩｎｏ、ｔｓＧａｙｕｆｉｄ３゜、ｓ
ａＰ・、４６でめる。バリヤ＃３２の廓さは４ｏｉ、井
戸層３４の厚さは３０Ａ１活性層３３の厚さは２００Ａ
で、気相成長法（ｖＰＥ’）で、ＩｎＰ基板の上に結晶
成長させた。井戸の数は、片側５０層ずつである。本実
施例は、井戸Ｉ＃３４を電子の結晶中での平均自由行程
である６０入より小さく設計したため、上述の効果ζこ
加え、電子が光閉じ込め層中のエネルギー・レベルに落
ちにくいため、雑音光が更に減った。
造でクラッド層３１、バリヤ層３２はＩｎＰ、活性層３
３、井戸層３４はＩｎｏ、ｔｓＧａｙｕｆｉｄ３゜、ｓ
ａＰ・、４６でめる。バリヤ＃３２の廓さは４ｏｉ、井
戸層３４の厚さは３０Ａ１活性層３３の厚さは２００Ａ
で、気相成長法（ｖＰＥ’）で、ＩｎＰ基板の上に結晶
成長させた。井戸の数は、片側５０層ずつである。本実
施例は、井戸Ｉ＃３４を電子の結晶中での平均自由行程
である６０入より小さく設計したため、上述の効果ζこ
加え、電子が光閉じ込め層中のエネルギー・レベルに落
ちにくいため、雑音光が更に減った。
次に、本発明の第３の実施例を示す。これは第３図の構
造で、クラッド層３１、 バリヤ層３２はＡＡ！ｏ、２
２Ｇ＆０．７１ Ａａ、活性層３３、井戸層３４はＧａ
Ａｓで作製した。バリヤ層３２の厚さはｓｏ入、９戸層
３４の厚さは４０Ａとした。井戸の数は片側に５０層ず
つである。この時、光閉じ込め層の屈折率は、平均組成
より決まる屈折率エリも更に上かった。
造で、クラッド層３１、 バリヤ層３２はＡＡ！ｏ、２
２Ｇ＆０．７１ Ａａ、活性層３３、井戸層３４はＧａ
Ａｓで作製した。バリヤ層３２の厚さはｓｏ入、９戸層
３４の厚さは４０Ａとした。井戸の数は片側に５０層ず
つである。この時、光閉じ込め層の屈折率は、平均組成
より決まる屈折率エリも更に上かった。
そのため、光閉じ込め係数が上昇し、より低い閾値電流
密度が得られた。
密度が得られた。
次に本発明の第４の実施例を示す。第４図が本実施例の
半導体レーザのバンド端を示す図である。
半導体レーザのバンド端を示す図である。
このレーザに電流注入を行った時は、ｎ型クラッド層４
１より注入された電子は、エネルギー・レベルの低いｎ
型又は、ノンドープの光閉じ込め層４２にまず落ち込み
、そして、更に活性層４３に落ち込む。ここで、普通な
らあふれ出した電子はｐ型、光閉じ込め層４４中まで拡
散するが、本実施例ではｐ型光閉じ込め層４４が高いエ
ネルギーレベルを有するため、電子の拡散が起こりにく
い。
１より注入された電子は、エネルギー・レベルの低いｎ
型又は、ノンドープの光閉じ込め層４２にまず落ち込み
、そして、更に活性層４３に落ち込む。ここで、普通な
らあふれ出した電子はｐ型、光閉じ込め層４４中まで拡
散するが、本実施例ではｐ型光閉じ込め層４４が高いエ
ネルギーレベルを有するため、電子の拡散が起こりにく
い。
よって、前述の効果に加え、電子注入の効率も上がり、
更に低閾値１！を光密度で発振した。
更に低閾値１！を光密度で発振した。
以上に示した４つの実施例では、本質的に、活性層の両
側に量子井戸構造を光閉じ込め層として有している事に
より、従来の構造より優れｆｃ特性を得ている。本発明
の構造は、半導体発光素子拐料には工らす、ＡｌＧａＡ
ｓ−ＧａＡｓ 、 ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ 、等、す
べての材料系のレーザに対して有効である。そして骨子
井戸構造エリなる光閉じ込め層は、片側だけでも両側で
も効果がある。また、以上の４つの実施例では、光閉じ
込め層中の井戸層は活性層と同じ材料、組成にしたが、
これを変化させてもよい。たとえば、活性層のエネルギ
ー・ギャップを、井戸層のエネルギー・ギャップより小
さくして、電子の存在できるレベルをより上げてもよい
し、エネルギー・ギャップの関係を逆にして、屈折率を
上げてもよい。また、井戸層、バリヤ層を層塘とで厚さ
を変えたり層ごとで組成を変化させても問題はない。ま
た、これらの半導体レーザを作成する方法にも何ら限定
はない。分子線エピタキシー法、（ＭＢＥ ）、気相成
長法（ＶＰＥ）、液相成長法（ＬＰｇ）、有機金属成長
法（ＭＯ−ＣＶＤ ）等いずれの成長技術でもかまわな
い。
側に量子井戸構造を光閉じ込め層として有している事に
より、従来の構造より優れｆｃ特性を得ている。本発明
の構造は、半導体発光素子拐料には工らす、ＡｌＧａＡ
ｓ−ＧａＡｓ 、 ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ 、等、す
べての材料系のレーザに対して有効である。そして骨子
井戸構造エリなる光閉じ込め層は、片側だけでも両側で
も効果がある。また、以上の４つの実施例では、光閉じ
込め層中の井戸層は活性層と同じ材料、組成にしたが、
これを変化させてもよい。たとえば、活性層のエネルギ
ー・ギャップを、井戸層のエネルギー・ギャップより小
さくして、電子の存在できるレベルをより上げてもよい
し、エネルギー・ギャップの関係を逆にして、屈折率を
上げてもよい。また、井戸層、バリヤ層を層塘とで厚さ
を変えたり層ごとで組成を変化させても問題はない。ま
た、これらの半導体レーザを作成する方法にも何ら限定
はない。分子線エピタキシー法、（ＭＢＥ ）、気相成
長法（ＶＰＥ）、液相成長法（ＬＰｇ）、有機金属成長
法（ＭＯ−ＣＶＤ ）等いずれの成長技術でもかまわな
い。
このような構造を持つ半導体レーザｌは、低閾値電流密
度、良い温度特性を持ち、高出力時のキャリヤの注入に
対しても雑音光が出にくいという特徴を持つ。そして一
般のＤＨレーザはもとより、量子井戸レーザに対しては
、非常に効果が大きい。
度、良い温度特性を持ち、高出力時のキャリヤの注入に
対しても雑音光が出にくいという特徴を持つ。そして一
般のＤＨレーザはもとより、量子井戸レーザに対しては
、非常に効果が大きい。
尚、上記実施例では積層構造についてのみしか説明しな
かったが、電流挾窄構造、積層面に平行な方向の光閉じ
込め構造等については、既にある
かったが、電流挾窄構造、積層面に平行な方向の光閉じ
込め構造等については、既にある
第１図は従来のＳＣＨ構造半導体レーザのバンド端を示
す図、第２図はグリンＳＣＨ構造半導体レーザのバンド
端を示す図、第３図は第１から第３までの実施例の半導
体レーザのバンド端を示す図、第４図は第４の実施例の
半導体レーザのバンド端を示す図である。 図において、 １１・・・活性層、１２・・・光閉じ込め層、１３・・
・伝導帯のエネルギー・バンド端、１４・・・価電子帯
のエネルギー・バンド端、１５・・・活性層でのエネル
ギー・ギヤノブ、１６・・・光閉じ込め層でのエネルギ
ー・ギャップ、１７・・・クラッド層でのエネルギー・
ギャップ、２１・・・伝導体のエネルギー・バンド端、
２２・・・活性層、２３・・・光閉じ込め層、３１・・
・クラッド層、 ３２・・・量子井戸構造中のバリヤ層、３３・・・活性
層、３４・・・量子井戸構造中の井戸層、３５・・・組
成から決まるエネルギー・バンド端、３６・・・井戸深
さ、井戸層より決まる伝導帯でキャリヤの存在できるエ
ネルギー・レベル、３７・・・バリヤ層、井戸層の伝導
帯での平均エネルギー・レベル、４１・・・ｎ型クラッ
ド層、４２・・・ｎ型又はノンドープの光閉じ込め層、
４３・・・活性層、４４・・・ｐ型光閉じ込め層。 代理人弁理士 内層 晋 悼 ２． ７
す図、第２図はグリンＳＣＨ構造半導体レーザのバンド
端を示す図、第３図は第１から第３までの実施例の半導
体レーザのバンド端を示す図、第４図は第４の実施例の
半導体レーザのバンド端を示す図である。 図において、 １１・・・活性層、１２・・・光閉じ込め層、１３・・
・伝導帯のエネルギー・バンド端、１４・・・価電子帯
のエネルギー・バンド端、１５・・・活性層でのエネル
ギー・ギヤノブ、１６・・・光閉じ込め層でのエネルギ
ー・ギャップ、１７・・・クラッド層でのエネルギー・
ギャップ、２１・・・伝導体のエネルギー・バンド端、
２２・・・活性層、２３・・・光閉じ込め層、３１・・
・クラッド層、 ３２・・・量子井戸構造中のバリヤ層、３３・・・活性
層、３４・・・量子井戸構造中の井戸層、３５・・・組
成から決まるエネルギー・バンド端、３６・・・井戸深
さ、井戸層より決まる伝導帯でキャリヤの存在できるエ
ネルギー・レベル、３７・・・バリヤ層、井戸層の伝導
帯での平均エネルギー・レベル、４１・・・ｎ型クラッ
ド層、４２・・・ｎ型又はノンドープの光閉じ込め層、
４３・・・活性層、４４・・・ｐ型光閉じ込め層。 代理人弁理士 内層 晋 悼 ２． ７
Claims (1)
- ｎ型クラッド層と、ｐ型クラッド層と、それら２つのク
ラッド層にはさまれ、エネルギー・ギャップが上記２Ｎ
のエネルギー・ギャップより小さい活性層とを含み、か
つ活性層とクラッド層との間の、少なくとも一方に、光
閉じ込め層を有する半導体発光素子に於いて、光閉じ込
め層を、単層または多層の量子サイズ効果を有する薄膜
量子井戸構造とする事を特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4691184A JPS60189983A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4691184A JPS60189983A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189983A true JPS60189983A (ja) | 1985-09-27 |
Family
ID=12760531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4691184A Pending JPS60189983A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189983A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61154191A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS63202083A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-22 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0661784A3 (en) * | 1993-12-27 | 1995-12-27 | Mitsubishi Chem Corp | Semiconductor diode laser. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59104189A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4691184A patent/JPS60189983A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59104189A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61154191A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS63202083A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-22 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0661784A3 (en) * | 1993-12-27 | 1995-12-27 | Mitsubishi Chem Corp | Semiconductor diode laser. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6996148B2 (en) | Semiconductor laser based on the effect of photonic band gap crystal-mediated filtration of higher modes of laser radiation and method of making same | |
| JPS6352792B2 (ja) | ||
| GB2139422A (en) | Semiconductor laser and method of fabricating the same | |
| JPS6286883A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| KR930700988A (ko) | 면 발광형 반도체 레이저 및 그 제조방법 | |
| JPH04144183A (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| JPS60189983A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2757633B2 (ja) | 面発光半導体レーザ | |
| JPS6083389A (ja) | 面発光レ−ザ発振装置 | |
| JPS58225680A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH0151074B2 (ja) | ||
| JP3141430B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH01155678A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH1197790A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS59227177A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS63269594A (ja) | 面発光型双安定半導体レ−ザ | |
| JP3145234B2 (ja) | スーパールミネッセントダイオード素子の製造方法 | |
| KR100240641B1 (ko) | 반도체 레이저 | |
| JPH047594B2 (ja) | ||
| JPS5916432B2 (ja) | 複合半導体レ−ザ素子 | |
| JPS59130492A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JP2866683B2 (ja) | 双安定発光素子 | |
| JPH02181486A (ja) | 半導体レーザ素子及び半導体レーザアレイ | |
| JPS62144387A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPS63153883A (ja) | 量子井戸型半導体発光素子 |