JPS6129189A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS6129189A
JPS6129189A JP59149954A JP14995484A JPS6129189A JP S6129189 A JPS6129189 A JP S6129189A JP 59149954 A JP59149954 A JP 59149954A JP 14995484 A JP14995484 A JP 14995484A JP S6129189 A JPS6129189 A JP S6129189A
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JP
Japan
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active layer
active
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diffused
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JP59149954A
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English (en)
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Katsumi Yagi
克己 八木
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01S5/30—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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 け）　産業上の利用分野 ９本発明に半導体レーザに関する。
（ロ）　従来技術 現在半導体レーザは活性層における水平方向の光閉じ込
め全目的として種々の構造が提案されている。
その−代表例としては特公昭５４−５２７３号公報に開
示されているｃｓｐ構造があゐ。斯る構造は活性層を挟
装する第１、第２クラフト層の少なくとも一方を中央部
で厚く、両端で薄くし、上記活性層の両端で生じる光を
上記薄いクラッド層を透過せしめ光吸収層で吸収せしめ
ることによりレーザ光の水平方向の光閉じ込めを行なっ
ている。
（ハ）発明が解決しようとする問題煮 熱るに斯る構成では、クラフト層に厚み変化をもたらす
几めに基板に溝を形成したり、もしくは一旦成長したク
ラッド層をエツチング除去したりしなければならないと
いう問題があるうに）問題点を解決するための手段 Ａｐｐ１．　　Ｐｈｙｓ、　　Ｌｅｔｔ、　　３Ｂ　　
（１０）、１５Ｍａｙ１９８１　　ｐ７７６−９７７８
に掲載された　９ｊ、　Ｄ。
Ｌａ１ｄｉルｇ　等の論文には量子井戸型構造の層にお
いてＺｎ　（亜鉛）を拡散している部分と拡散していな
い部分とではそのバンドギャップエネルギーが異なるこ
とが記載されている。
本発明ハ斯る現象を巧みに利用してなされ友もので、そ
の特徴は実質的にレーザ光を発振せしめる活性層、該活
性層を挟装すると共に上記活性層エリバンドギャップエ
ネルギーが大でかつ光屈折率が小なる第１　・第２クラ
ッド層、該第１・用２クラッド層のいずれか一方の上記
活性層と接する面の対向面に位置し、量子井戸型構造を
有し、かつ拡散部と非拡散部と全盲するＱＷ／！ｔｋ備
えたことにある。
（１）作　用 このような溝数ではｑｗ層中の拡散部に活性層より発す
る光に対して非吸収領域となり、また拡散部は吸収領域
とすめことが可能であるので、実質的には既述したｃｓ
ｐ構造の半導体レーザの如く横方向の光閉じ込めが良好
となる。
（べ実施例 第１図に本発明の一実施例全示し、Ｐ型ＧａＡ上記Ｑ９
１層（２１ハ層厚５０Ａのｎ型ＧａＯ，４ＡｌＯ，６μ
８層と層厚１００Ａのｎ型ＧａＡｓ層と？交互に複数層
積層してなり、その総層厚は約１μｍとするワまたＱＷ
層（２；の略中夫には紙面垂直方向に延在し基鈑＋ＩＩ
ＶＣ達する深さにＺｎ（亜鉛］が拡散された拡散部（７
）が形成されている。斯る拡散部（７）はキャリア濃度
が５ｘ１０　７ｃｍのＰ型云導を示ｆ。
また、上記拡散部（７）ではｚｎの拡散作用にエリ、Ｇ
ａＱ、４ＡＩ０．６Ａｓ層とＧａＡｓ層とが混ざりあい
実質的にＧａＯ，８ＡｌＯ，２Ａ８と等価な層となる。
上記第１クラッド層＋３１はキャリアａ度が５×１０１
７／’ｃｍ　’のＰ型ＧａＱ、５５ＡＩＱ、４５Ａｓか
らなり、その層厚は０．１μｍであり、活性層１４＋は
ノンドープＧａ０．８５ＡＩ０．１５Ａｓからなり、そ
の層厚は０１μｍであり、第２クラッド層（５１はキャ
リア濃度が５ｘｌ［］　　／ｃｍ　のｎ型Ｇａ０．５５
Ａｌ□。
４５Ａ８からなり、その層厚は１μｍであり、キャップ
層（６１はキャリアａ度がｌＸ１０１９／♂′）ｎ型Ｇ
ａＡｓからなり、その層厚に０．５μである。
次に本実施例の製造全説明するり まず、基板（１１の一生面上に層厚が精度よく制御可能
なＭＢＦ（分子線工゛ピタキシャル成長Ｊ法を用いてｎ
型ＧａＯ，４ＡＩＱ、６Ａｓ層とｎ型ＧａＡ６Ｒ４とを
交互に複数層積層し、ＱＷ層（２）ヲ形成するワその後
、Ｑ　Ｗ層（２）表面よりＺｎ’ｊｚ拡散し、拡散部（
７）を形成する。次いで斯るＱＷ層（７）表面にＭＢＥ
、ＬＰＥ（液相エピタキシャル５ｙ長）、ＭＯＣＶＯ（
有機金属気相成長）法等の周知の成長方法ケ用いて第１
クラッド層（３１，活性層（４１、第２クラッド層（５
）、キャップＭ【６１を順次積層することにより完成す
る。
本実残物装置６でに活性層１４ｊに較べて酊１、第２ク
ランド層＋３１ｆ５＋のバンドギャップエネルギーが大
である（Ａ１モル比大）ため、佳人された゛電子及び正
孔は斯る活性層（４）に効率良く閉じ込められこの活性
層（４１において電子と正孔との再結合による再結合光
が得られるっ斯る再結合光は第２クラツドｆｒ１１５１
が活性＃ｆ４＋Ｖこ比して光屈折率が小でかつその層厚
が１μｍと大きいため第２クラッド層（５）側には漏出
しないが、第１クラッド層ｊ３＋に活性層（４）に比し
て光屈折率が小であるにもかかわらずその層厚が０１μ
ｍと非常に小さい友め斯るｙＸ１クラッド層（３１を透
過しＱＷ層（２１に達する一ＩＱＷ層（２）の拡散部（
７）ニ既述した如く、ＧａＱ、８ＡＩＱ、２Ａｓと等価
であるため上記活性層＋４１１ｃ較べてバンドギャップ
エネルギーが大でかつその層厚に１μｍと厚いため、斯
る拡散部（７）に上記再結合光は漏出しない。これに反
して上記拡散部１７）以外のｑｗ層＋２１でｆｉｎ型Ｇ
ａＱ、４ＡＬＱ、６Ａｓ層が５０Ａと薄いため再結合光
が斯るＱＷ層（２）に漏出し、活性層（４１工りバンド
ギャップエネルギーが小なるｎ型ＧａＡｓ層により吸収
される。尚、参８まで上記各層の光屈折率を下記に記す
、） ＧａＡ８層　　　　　　・・・・・・・・　８６４曽 ＧａＱ、４ＡＩ　Ｑ、（５Ａｓ層　＝＝−・−８，２３
Ｇａ０．５５ＡＩＯ，４５Ａｓ　　・−・−・３．３３
Ｇ　ａ　ｏ、ａ　５　Ａ　Ｉ　Ｑ、１５　Ａ　ｅ　　＝
−・・・・３．５５Ｇ　ａ　Ｑ、８　Ａ　１０．２　Ａ
　ｓ　　　−８５０従って、本実施例の半導体レーザで
は拡散部（７）直上の活性層１４）中で発した再結合光
は上記拡散部１７＋と第２クラッド層（５）とにより上
記活性層＋４１中に効率Ｌ〈閉じ込められ、ま几拡散部
（７）ヲ除＜ＱＷ層（２１直上の活性層（４）中で発し
た再結合光ｎＱＷ層（２）に吸収されることとなり、実
質的に拡散部（７）直上の活性層（４）中での実効損失
とその他の活性層（４１中での実効損失との差は大とな
る。ゆえに上記活性層（４）における水平方向の光閉じ
込めが可能となるり 上記実効損失差は実質的１０　　程度必要であり、この
ような損失差を設けるには本実施例において第１クラッ
ド層（３１の層厚が０．３μｍ以下であることが好まし
い。
＠２図は本発明の第２の実施例全示し、第１の実施例で
はＱＷ層（２１形成後拡散部（７）形成のため一旦エビ
タキシャル成長全停止し、拡散部（７）形成後再びエピ
タキシャル成長全行なうものであり、このようにエピタ
キシャル成長を２度行なうことは活性層（４）に結晶欠
陥を導入する原因となるため好ましくなく、斯る問題全
解決したものである。
第２図に示す如く、本実施例はｎ型ＧａＡｓ基板旧１の
一主面にキャリアａｖが５Ｘ１０　　／ｃｔｎのｎ型ｃ
ａＱ、５５ＡｌＯ，４５Ａ日からなる層厚１μｍの第１
クラッド層（１３，／ンドープＧａＯ，８５ＡｌＯ，１
５Ａｓからなる層厚０．１μｍの活性層ａ３ｉ、キャリ
アａ度が５Ｘ１０／ｃｎ　　のＰ型（ｌａＯ，５５ＡＩ
Ｑ、４５Ａａからなる層厚０．１μｍの第２クラッド層
旧）、層厚５０Ａのｎ型ＧａＯ，６ＡＩＱ、ＡＡｓ層と
層厚１００Ａのｎ型ＧａＡｓ層とを交互に複数層積層し
てなるＱＷＷ層５１’を連続して積層後、上記ＱＷ／Ｉ
（１５１の略中央に紙面垂直方向に延在するようにＱＷ
Ｗ層９表面よＦ）ｉ２クラフト層１４１に達するＺｎの
拡散部［６１（Ｐ型（Ｆ：４）ｋ形成し、然る後ＱＷＷ
層９表面にキャリア濃度がｌＸ１０／ｃｍのｐ型ＧａＡ
ｓからなる層厚０．５μｍのキャップ層（Ｌ７）全形成
したものである。
本実施例装置でに第１クラッド層［１２１からｑｗ層日
まで連続的にエピタキシャル成長可能であるので活性層
Ｉに結晶欠陥が導入されることはなくなる０ 尚、本実施例において第２クラッド層ｆ１４１が０１μ
のと非常に薄いため拡散部［１６１形成時Ｚｎが第２ク
ラッド層（１４１ヲ超えて活性層（１３１中に拡散され
るおそれがあるため、第２クラッド層（１４１とＱＷ層
０３との間に層厚１，５μｍｉ度のＰ型Ｇ　ａ　Ｏ，８
ＡＩ　Ｑ、２Ａ８からなる光ガイド層を介装せしめるよ
うＶＣ構成してもよい。また、斯る元ガイド層のＡ１モ
ル比はこれに限らず、上記活性層任３から発するレーザ
光を透過するようにＡ１モル比全設足すればよい○ （ト）発明の効果 本発明によれば、クラッド層に厚み変化をもたらすこと
なる活性層における水平方向の光閉じ込めが可能である
。
【図面の簡単な説明】
第１・第２図は本発明の実施例を示す断面図である。 １２＋０５１・＝　Ｑ　Ｗ層、ｆ３１０３・＝　ｍ　１
　クラット層、＋４１（１３−・・活性層、（５川４）
・・・第２クラッド層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）実質的にレーザ光を発振せしめる活性層、該活性
    層を挟装すると共に上記活性層よりバンドギャップエネ
    ルギーが大でかつ光屈折率が小なる第１・第２クラッド
    層、該第１・第２クラッド層のいずれか一方の上記活性
    層と接する面の対向面に位置し、量子井戸型構造を有し
    、かつ拡散部と非拡散部とを有するＱＷ層を備えたこと
    を特徴とする半導体レーザ。
JP59149954A 1984-07-19 1984-07-19 半導体レ−ザ Pending JPS6129189A (ja)

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