JPS6095990A - 面発光レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents
面発光レ−ザおよびその製造方法Info
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- JPS6095990A JPS6095990A JP20532383A JP20532383A JPS6095990A JP S6095990 A JPS6095990 A JP S6095990A JP 20532383 A JP20532383 A JP 20532383A JP 20532383 A JP20532383 A JP 20532383A JP S6095990 A JPS6095990 A JP S6095990A
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 4
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 1
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Classifications
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- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18383—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with periodic active regions at nodes or maxima of light intensity
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
-
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- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3095—Tunnel junction
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、ＰＮ接合を用いる面発光レーザおよびその製
造方法に関する。
造方法に関する。
従来、半導体レーザには光の共振器を作るため電荷が反
転分布状態になる励起層、即ち活性層の両端をへきかい
して、一対の平行平滑な反射面からなる７アブリ・ベロ
反射鏡が使用されていた。
転分布状態になる励起層、即ち活性層の両端をへきかい
して、一対の平行平滑な反射面からなる７アブリ・ベロ
反射鏡が使用されていた。
ところが、この７アブリ・ベロ反射鏡の開を往復する光
は１箇所の局部的な活性層でのみ増幅されるため、活性
層以外の部分ではその光が吸収されてしまうためレーザ
の発振条件を満足させることが一般的なレーザに比べて
困難であった。このため、室温でレーザ発振できる半導
体レーザはなかった。
は１箇所の局部的な活性層でのみ増幅されるため、活性
層以外の部分ではその光が吸収されてしまうためレーザ
の発振条件を満足させることが一般的なレーザに比べて
困難であった。このため、室温でレーザ発振できる半導
体レーザはなかった。
本発明は、室温でレーザ発振できる面発光１ノ−ザの構
造とその製造方法を提供することを目的とする。
造とその製造方法を提供することを目的とする。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づい゛Ｃ詳細に説
明する。第１図は、この実施例の構造断面図である。第
１図において、符号１は１１（またはｐ）−ＧａＡｓ基
板、２は、ｎ（またはｐ）−Ａ １ｐＧａ１−ｐＡＳ層
２１と、ｎ（またはｐ）−Ａ ＩｑＧａｌ−ｑＡｓ層２
２とを交互に多層積層してなる反射膜層、３は、この反
射膜層２上に所定層数だけ形成されたｎ（＊たはｐ）−
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層３′１と、ＡＩｙＧａｌ−ｙＡ
ｓ層（活性層）３２と、ｐ（またはｎ） −Ａ １ｘＧ
ａ、−ｘＡＳ層３３（ただし、ｙ＜ｘ、ｐ；Ｉ′ｑ、
ｐａｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を１組とする合成・層であ
る。各合成層３，３．・・・開で接するｐ（またはｎ）
とｎ（またはｐ）の前記各Ａ １ｘＧａ １− ｘ Ａ
ｓ層３１．３３には少なくともその互ν１に接する部
分でキャリヤー濃度がそれぞれｐ ＋ 、 ｎ＋となる
トンネル接合３４が形成される。４はｎ−ＧａＡ３層で
あり、このｎ−ＧａＡｓＪ脅４は電流阻止層である。こ
の電流阻止層４は局部的にエツチング除去され、このエ
ツチング除去部４１に対向する最上層の合成層のｐ（ま
たはｎ）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓＡｓ２Ｏ３間部までと
電流阻止層４の非エンチング除去部４２では電流阻止層
４の中間部までとにｐ＋（＊たはｎ”）−ＧａＡｓ層５
が拡散により形成される。
明する。第１図は、この実施例の構造断面図である。第
１図において、符号１は１１（またはｐ）−ＧａＡｓ基
板、２は、ｎ（またはｐ）−Ａ １ｐＧａ１−ｐＡＳ層
２１と、ｎ（またはｐ）−Ａ ＩｑＧａｌ−ｑＡｓ層２
２とを交互に多層積層してなる反射膜層、３は、この反
射膜層２上に所定層数だけ形成されたｎ（＊たはｐ）−
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層３′１と、ＡＩｙＧａｌ−ｙＡ
ｓ層（活性層）３２と、ｐ（またはｎ） −Ａ １ｘＧ
ａ、−ｘＡＳ層３３（ただし、ｙ＜ｘ、ｐ；Ｉ′ｑ、
ｐａｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を１組とする合成・層であ
る。各合成層３，３．・・・開で接するｐ（またはｎ）
とｎ（またはｐ）の前記各Ａ １ｘＧａ １− ｘ Ａ
ｓ層３１．３３には少なくともその互ν１に接する部
分でキャリヤー濃度がそれぞれｐ ＋ 、 ｎ＋となる
トンネル接合３４が形成される。４はｎ−ＧａＡ３層で
あり、このｎ−ＧａＡｓＪ脅４は電流阻止層である。こ
の電流阻止層４は局部的にエツチング除去され、このエ
ツチング除去部４１に対向する最上層の合成層のｐ（ま
たはｎ）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓＡｓ２Ｏ３間部までと
電流阻止層４の非エンチング除去部４２では電流阻止層
４の中間部までとにｐ＋（＊たはｎ”）−ＧａＡｓ層５
が拡散により形成される。
この電流阻止１４は前記ｎ（またはｐ ） −Ｇ ａ
Ａ ｓ基板１に形成してもよい、６はＴｉ層、７はＡｕ
Ｊｌ、８はＡｕＧｅ層、９は発光面である８ 前記反射膜層２を構成する各層２１．２２のそれぞれの
膜厚はλ／４ｎ（ただし、λは中心発光波長、ｎは屈折
率）に設定される。Ａ１の組成が互ｂ１に異なり、かつ
膜厚がλ／４１１に設定された層がこのように多数積層
されると中心発光波長大を中心とした一定域の波長が選
択的に反射される。したがってこのような反射膜層２を
有する半導体発光素子では前記基板１でその発光光線は
吸収されなくなり、外部量子効率が向上し、非常に高輝
度で発光させることができる。また、前記合成層３は従
来のそれよりも少ない層数であっても反射膜層２による
反射発光により輝度が高い半導体発光素子となる。尚、
第２図は、縦軸に反射率を、横軸に波長をそれぞれとり
、ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層にオ（ける組成をＸ＝０．３
５（屈折率ｎ１＝３．６）、膜厚４５０オングストロー
ムと、Ｘ＝０．７（屈折率ｎ２＝３．３）、膜厚４９０
オングストロームの合計４９層を積層したときの波長に
対する反射率を示す図である。第２図からあきらかなよ
うに波長λが６６３ｎＴｏのときに反射率が９４％程度
になる。このように、この実施例によれば非常に高輝度
の面発光レーザが得られる。
Ａ ｓ基板１に形成してもよい、６はＴｉ層、７はＡｕ
Ｊｌ、８はＡｕＧｅ層、９は発光面である８ 前記反射膜層２を構成する各層２１．２２のそれぞれの
膜厚はλ／４ｎ（ただし、λは中心発光波長、ｎは屈折
率）に設定される。Ａ１の組成が互ｂ１に異なり、かつ
膜厚がλ／４１１に設定された層がこのように多数積層
されると中心発光波長大を中心とした一定域の波長が選
択的に反射される。したがってこのような反射膜層２を
有する半導体発光素子では前記基板１でその発光光線は
吸収されなくなり、外部量子効率が向上し、非常に高輝
度で発光させることができる。また、前記合成層３は従
来のそれよりも少ない層数であっても反射膜層２による
反射発光により輝度が高い半導体発光素子となる。尚、
第２図は、縦軸に反射率を、横軸に波長をそれぞれとり
、ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層にオ（ける組成をＸ＝０．３
５（屈折率ｎ１＝３．６）、膜厚４５０オングストロー
ムと、Ｘ＝０．７（屈折率ｎ２＝３．３）、膜厚４９０
オングストロームの合計４９層を積層したときの波長に
対する反射率を示す図である。第２図からあきらかなよ
うに波長λが６６３ｎＴｏのときに反射率が９４％程度
になる。このように、この実施例によれば非常に高輝度
の面発光レーザが得られる。
以上のように本発明によればｎ（またはｐ）−Ｇａ＾−
２ＷＬｌ−−／セン。ｌ＋−５−Ａ１．ｊ：、、’−Δ
、Ｉｄｋｎ（マたはｐ） −Ａ １ｑＧａｌ−ｑＡｓ層
とを交互に多層積層してなる反射膜層が形成され、この
反射膜層上にｎ（またはｐ）−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層
と、ＡｌｘＧａ＋−ＶＡｓ層と、ｐ（またはｎ）−Ａｌ
ｘＧａ、−ｘＡｓ層（ただし、ｙ＜ｘ、ｐ≠ｑ、 ｐａ
ｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を１組とする合成層が所定層数
だけ形成され、各合成層間で接するｐ（またはｎ）と１
１（またはｐ）のＯｆｆ記各ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層は
少なくともその接する部分でのキャリヤー濃度が該接合
部分でトンネル接合が形成される濃度となるように形成
され、最上層の合成層上または前記ｎ（またはｐ ）
−Ｇ ａ Ａ ｓ基板内の少なくとも一方に拡散やエツ
チング等により局部を除（１て電流阻止層が形成されて
なるので、同一のキャビティ長に複数の活性層があり、
該キャビティ内におけるゲインは１層当たりのゲインを
ＧとしたときにＧの１乗となり、スレッシュホールド電
流が低下し、これにより室温でもレーザ発振できる構造
とその製造方法を提供することができる６
２ＷＬｌ−−／セン。ｌ＋−５−Ａ１．ｊ：、、’−Δ
、Ｉｄｋｎ（マたはｐ） −Ａ １ｑＧａｌ−ｑＡｓ層
とを交互に多層積層してなる反射膜層が形成され、この
反射膜層上にｎ（またはｐ）−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層
と、ＡｌｘＧａ＋−ＶＡｓ層と、ｐ（またはｎ）−Ａｌ
ｘＧａ、−ｘＡｓ層（ただし、ｙ＜ｘ、ｐ≠ｑ、 ｐａ
ｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を１組とする合成層が所定層数
だけ形成され、各合成層間で接するｐ（またはｎ）と１
１（またはｐ）のＯｆｆ記各ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層は
少なくともその接する部分でのキャリヤー濃度が該接合
部分でトンネル接合が形成される濃度となるように形成
され、最上層の合成層上または前記ｎ（またはｐ ）
−Ｇ ａ Ａ ｓ基板内の少なくとも一方に拡散やエツ
チング等により局部を除（１て電流阻止層が形成されて
なるので、同一のキャビティ長に複数の活性層があり、
該キャビティ内におけるゲインは１層当たりのゲインを
ＧとしたときにＧの１乗となり、スレッシュホールド電
流が低下し、これにより室温でもレーザ発振できる構造
とその製造方法を提供することができる６
第１図は本発明の実施例の構造断面図、第２図は前記実
施例による反射膜の波長に対する反射率を示す図である
。 １はｎ（またはｐ）−ＧａＡｓ基板、２は、反射膜層、
３は合成層、４はｎ（またはｐ）−ＧａＡｓ層、５は拡
散層、６はＴｉ層、７はＡｕ層、８はＡｕＧｅ層出願人
出願人−ム株式会社 代理人 弁理士 岡田和秀 第１図
施例による反射膜の波長に対する反射率を示す図である
。 １はｎ（またはｐ）−ＧａＡｓ基板、２は、反射膜層、
３は合成層、４はｎ（またはｐ）−ＧａＡｓ層、５は拡
散層、６はＴｉ層、７はＡｕ層、８はＡｕＧｅ層出願人
出願人−ム株式会社 代理人 弁理士 岡田和秀 第１図
Claims (2)
- （１）ｎ（＊たはｐ）−ＧａＡｓ基板上に、■（または
ｐ） −ＡｌｐＧａ、ｐＡｓ層と、ｎ（またはｐ）−Ａ
ＩｑＧａ＋−ｑＡｓ層とを交互に多層積層してなる反射
膜層が形成され、この反射膜層上にｎ（またはｐ） Ａ
１ｘＧａ１−ｘＡＳ層と、ＡｌｙＧａＩ−ｙＡｓ層と
、ｐ（またはｎ）−ＡＩｘＧａ、−ｘＡｓ層（ただし、
ｙ＜ｘ、ｐ≠ｑ、 ｐａｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を１組
とする合成層が所定層数だけ形成され、各合成層間で接
するｐ（またはｎ）とｎ（またはｐ）の前記各ＡｌｘＧ
ａ、−ｘＡｓ層は少なくともその接する部分でのキャリ
ヤー濃度が該接合部分でトンネル接合が形成される濃度
となるように形成され、最上層の合成層上または前記１
１（または＋１）−ＧａＡり基板内の少なくとも一方に
拡散やエツチング等により局部を除いて電流阻止層が形
成されてなる面発光レーザ。 - （２）ｎ（またはｐ）−ＧａＡｓ基板上に、ｎ（または
ｐ） −ＡｌｐＧａ、ｐＡｓ層と、ｎ（またはｐ） −
Ａ ＩｑＧａｌ−ｑＡｓ層とを交互に多層積層してなる
反射膜層を形成し、この反射膜層上に１１（またはｐ）
−ＡｌｘＧａ、ｘＡｓ層と、ＡｌｙＧｇｌ−ｙＡｓ層と
、ｐ（またはｎ） −Ａ １ｘＧａ、−ｘＡｓ層（ただ
し、ｙ＜ｘ、ｐ≠ｑ、 ｐ＞ｙ、 ｑ＞ｙ）との３層を
１組とする合成層を所定層数だけ形成し、各合成層間で
接するｐ（またはＩ＋）と１１（またはｐ）の前記各Ａ
ｌｘＧａ、ｘＡｓ層を、少なくともその接する部分での
キャリヤー濃度が該接合部分でトンネル接合が形成され
る濃度となるように形成し、最上層の合成層上または前
記１１（またはｐ）−ＧａＡｓ基板内の少なくとも一方
に拡散やエツチング等により局部を除いて電流阻止層を
形成することにより半導体発光素子を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20532383A JPS6095990A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 面発光レ−ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20532383A JPS6095990A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 面発光レ−ザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095990A true JPS6095990A (ja) | 1985-05-29 |
Family
ID=16505033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20532383A Pending JPS6095990A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 面発光レ−ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095990A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648192A (en) * | 1979-09-13 | 1981-05-01 | Xerox Corp | Lateral light emitting electroluminescence unit |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20532383A patent/JPS6095990A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648192A (en) * | 1979-09-13 | 1981-05-01 | Xerox Corp | Lateral light emitting electroluminescence unit |
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