JPS6242591A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6242591A JPS6242591A JP60182052A JP18205285A JPS6242591A JP S6242591 A JPS6242591 A JP S6242591A JP 60182052 A JP60182052 A JP 60182052A JP 18205285 A JP18205285 A JP 18205285A JP S6242591 A JPS6242591 A JP S6242591A
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- Japan
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- semiconductor laser
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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】
産業上の利用分野
本発明は、光フアイバ通信や、光ディスク、レーザプリ
ンタ等の光情報処理装置の光源に用いることができる半
導体レーザ装置に関するものである０ 従来の技術 近年、半導体レーザ装置は光フアイバ通信の光源、また
光デイスクメモリの記録・再生用光源として、そしてレ
ーザプリンタにと、光情報処理装置の心臓部をなすデバ
イスとして非常に重要となっている。
ンタ等の光情報処理装置の光源に用いることができる半
導体レーザ装置に関するものである０ 従来の技術 近年、半導体レーザ装置は光フアイバ通信の光源、また
光デイスクメモリの記録・再生用光源として、そしてレ
ーザプリンタにと、光情報処理装置の心臓部をなすデバ
イスとして非常に重要となっている。
さて、このように様々な分野でその用途が次々と開拓さ
れている半導体レーザで、ｌ−、、Ｒが、信頼性・高出
力化・短波長化等の性能向上の要求は益々厳しくなって
いる。
れている半導体レーザで、ｌ−、、Ｒが、信頼性・高出
力化・短波長化等の性能向上の要求は益々厳しくなって
いる。
さて、中でも信頼性の向上は非常に重要である。
半導体レーザの寿命は、通常高温加速寿命試験を行うこ
とによって予測される。いま、半導体レーザ寿命〈τ〉
に、次式で示す依存性があるとする。
とによって予測される。いま、半導体レーザ寿命〈τ〉
に、次式で示す依存性があるとする。
＜ｒ＞＝＜ｒ。＞ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＢＴ） −−−−
−−（＊）ｋＢはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｅａ
は活性化エネルギーであ４ダブル、ビー、ジヲイス等ア
プライドフィジックスレター２８．１１，６８４〜６８
６頁（１９７６）参照（Ｗ、 Ｂ 、 Ｉｏｙｃｅ 。
−−（＊）ｋＢはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｅａ
は活性化エネルギーであ４ダブル、ビー、ジヲイス等ア
プライドフィジックスレター２８．１１，６８４〜６８
６頁（１９７６）参照（Ｗ、 Ｂ 、 Ｉｏｙｃｅ 。
ｓｔ ａｒｔ ；Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、
２８ 、１１ 。
２８ 、１１ 。
ｐｐ、’８８４〜６８６（１９７６））。
Ｔを変化させて種々の温度における寿命を測定すること
によって（１）式の活性化エネルギーＥａが求められる
。
によって（１）式の活性化エネルギーＥａが求められる
。
Ｒ、Ｌ −Ｈａ ｒ ｔｍａｎ らによるとＥａ＝
０．７ ｅＶ Ｏ値が求められている。アール、エル
、ハートマン等アプライドフィジックスレター２６．５
，２３９〜２４２頁（１９７５）参照（Ｒ、Ｌ 、Ｈａ
ｒ ｔｍａｎｅｔ、ａｆｉ、 ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ
、Ｌｅｔｔ 、、 ２６ 、５ 、 ｏｐ。
０．７ ｅＶ Ｏ値が求められている。アール、エル
、ハートマン等アプライドフィジックスレター２６．５
，２３９〜２４２頁（１９７５）参照（Ｒ、Ｌ 、Ｈａ
ｒ ｔｍａｎｅｔ、ａｆｉ、 ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ
、Ｌｅｔｔ 、、 ２６ 、５ 、 ｏｐ。
２３９〜２４２（１９７５））。
通常、活性化エネルギーの値はＥａ＝０．７〜０．９８
Ｖ程度の値をとるといわれている。この高温加速試験の
結果から、室温における寿命を外挿法によって推定でき
ることになる。
Ｖ程度の値をとるといわれている。この高温加速試験の
結果から、室温における寿命を外挿法によって推定でき
ることになる。
さて、（１）式かられかるように、半導体レーザの動作
温度が高くなると寿命は急激に短くなる。半導体レーザ
は室温動作だけとは限らず、装置内に組み込まれて使用
される場合には４０〜６０°Ｃになることが多い。この
ことから、高温動作させたときの寿命の延長は非常に重
要な問題である。
温度が高くなると寿命は急激に短くなる。半導体レーザ
は室温動作だけとは限らず、装置内に組み込まれて使用
される場合には４０〜６０°Ｃになることが多い。この
ことから、高温動作させたときの寿命の延長は非常に重
要な問題である。
ここでは埋め込みストライプ構造レーザ（以下ＢＴＲＳ
レーザと略記＞ｆ、−例として述べる。第２図はＢＴＲ
Ｓレーザの構造を示したものである。
レーザと略記＞ｆ、−例として述べる。第２図はＢＴＲ
Ｓレーザの構造を示したものである。
１はＰ型ＧａＡｓ基板、２は電流ブロッキング層（ｎ型
ＧａＡｓ入 ３は第１クラッド層（Ｚｎ ドープＰ型Ａ
ｆｉｏ、５Ｇａｏ、ｓＡ８ ）、４は活性層（ノンドー
プＡＩｔｏ 、 １Ｇａｏ 、９、ｉｓ）、５は第２ク
ラッド層（Ｔｅ ドープｎ型ＡＸ。、 ５Ｇａ０．６Ａ
ｓ層）、６はコンタクト層（Ｔｅ ドープｎ型ＧａＡ
ｓ）である。第３図はこのＢＴＲＳレーザの高温加速寿
命試験の結果である０これは窒素ガス雰囲気中で行い、
光出力４．０ ｍＷの一定光出力駆動で働かせている。
ＧａＡｓ入 ３は第１クラッド層（Ｚｎ ドープＰ型Ａ
ｆｉｏ、５Ｇａｏ、ｓＡ８ ）、４は活性層（ノンドー
プＡＩｔｏ 、 １Ｇａｏ 、９、ｉｓ）、５は第２ク
ラッド層（Ｔｅ ドープｎ型ＡＸ。、 ５Ｇａ０．６Ａ
ｓ層）、６はコンタクト層（Ｔｅ ドープｎ型ＧａＡ
ｓ）である。第３図はこのＢＴＲＳレーザの高温加速寿
命試験の結果である０これは窒素ガス雰囲気中で行い、
光出力４．０ ｍＷの一定光出力駆動で働かせている。
また端面には八λ２０３ の保護膜をコーティングしで
ある。６０’ｃ、ｓｏ″Ｃでは５０００時間後でも劣化
は見られなかったが、１１０″Ｃでは約５００時間で劣
化してしまう。
ある。６０’ｃ、ｓｏ″Ｃでは５０００時間後でも劣化
は見られなかったが、１１０″Ｃでは約５００時間で劣
化してしまう。
発明が解決しようとする問題点
半導体レーザの劣化の原因としては、
（１）端面酸化
営）内部における結晶欠陥の増殖
があげら扛る。（１）に関しては、端面に保護膜をコー
ティングすることによって解決される。上記のような構
成の半導体レーザ装置では、劣化は、劣化の原因（２）
によって進み、１１０°Ｃの高温加速寿命試験では約Ｓ
ＯＯ時間で劣化してしまう。このように従来の半導体レ
ーザ装置は高温動作の信頼性が低いという欠点を有して
いた。
ティングすることによって解決される。上記のような構
成の半導体レーザ装置では、劣化は、劣化の原因（２）
によって進み、１１０°Ｃの高温加速寿命試験では約Ｓ
ＯＯ時間で劣化してしまう。このように従来の半導体レ
ーザ装置は高温動作の信頼性が低いという欠点を有して
いた。
本発明は上記欠点に鑑み、高温動作において信頼性の高
い半導体レーザ装置を提供するものである０ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、活性層に電気伝導に寄与させるためにドープした
不純物以外の不純物元素を含ませることから構成される
。
い半導体レーザ装置を提供するものである０ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、活性層に電気伝導に寄与させるためにドープした
不純物以外の不純物元素を含ませることから構成される
。
作 用
この構成によって、不純物元素が半導体レーザ装置内部
の結晶欠陥の増殖を押えて半導体レーザ装置の劣化を防
ぐことになり、高温での動作においても高い信頼性を得
ることができる。
の結晶欠陥の増殖を押えて半導体レーザ装置の劣化を防
ぐことになり、高温での動作においても高い信頼性を得
ることができる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。本発明の一実施例における半導体レーザ装置
は従来例で示した第２図と同様の構造であるので第２図
を用いて説明する。Ｐ型ＧａＡｔ５基板１上に液相エピ
タキシャル法により各層を形成した。活性層４はノンド
ブＡｆｌｏ 、 １Ｇａｏ 、ｓＡｓ層であるが、この
活性層４に電気伝導には寄与しない不純物元素Ｃｕを濃
度２ Ｘ １０”−１６ｃｒｎ−’だけ結晶中へ含ませ
た。Ｃｕを活性層４へこれだけの濃度まで入れる方法と
しては、次の方法をとった。活性層成長用溶液はＧａ１
ｇに対してＡ２を０．３ｑと、Ａｓ供給用のソースＧａ
Ａｓ ０ 、５ 、Ｓ＋とを８００°Ｃまで加熱するこ
とにより、Ａ℃とＡｓをＧａ溶液中へ溶は込ませて準備
した。この時に使用したＧａには、あらかじめＣｕを１
００ ｐｐｍを含ませておいた。Ｇａ１ＣＡｊ２とＡｓ
とＣｕを溶かし込んだ活性層成長溶液’Ｉｓｏ○°Ｃ
から過飽和度を６°Ｃだけつけて活性層成長へ使用する
ことにより、活性層４にはＣｕが２Ｘ１０ｚ 己まれ
た。このようにしてＣｕを活性層４に２×１０１６ｃｒ
ｎ”−３含ませた半導体レーザ装置の高温加速寿命試験
を行った。その結果を第１図に示す。これも第３図の試
験と同一条件で行った。すなわち、試験は窒素ガス雰囲
気中で行い、光出力４ ｍＷの一定光出力駆動で行って
いる。また端面にはＡ２２０３の保護膜をコーティング
しである。この結果、６０’Ｃ，８０’Ｃ，１１０″Ｇ
いずれの場合にも５０００時間でも劣化は見られなかっ
た。
説明する。本発明の一実施例における半導体レーザ装置
は従来例で示した第２図と同様の構造であるので第２図
を用いて説明する。Ｐ型ＧａＡｔ５基板１上に液相エピ
タキシャル法により各層を形成した。活性層４はノンド
ブＡｆｌｏ 、 １Ｇａｏ 、ｓＡｓ層であるが、この
活性層４に電気伝導には寄与しない不純物元素Ｃｕを濃
度２ Ｘ １０”−１６ｃｒｎ−’だけ結晶中へ含ませ
た。Ｃｕを活性層４へこれだけの濃度まで入れる方法と
しては、次の方法をとった。活性層成長用溶液はＧａ１
ｇに対してＡ２を０．３ｑと、Ａｓ供給用のソースＧａ
Ａｓ ０ 、５ 、Ｓ＋とを８００°Ｃまで加熱するこ
とにより、Ａ℃とＡｓをＧａ溶液中へ溶は込ませて準備
した。この時に使用したＧａには、あらかじめＣｕを１
００ ｐｐｍを含ませておいた。Ｇａ１ＣＡｊ２とＡｓ
とＣｕを溶かし込んだ活性層成長溶液’Ｉｓｏ○°Ｃ
から過飽和度を６°Ｃだけつけて活性層成長へ使用する
ことにより、活性層４にはＣｕが２Ｘ１０ｚ 己まれ
た。このようにしてＣｕを活性層４に２×１０１６ｃｒ
ｎ”−３含ませた半導体レーザ装置の高温加速寿命試験
を行った。その結果を第１図に示す。これも第３図の試
験と同一条件で行った。すなわち、試験は窒素ガス雰囲
気中で行い、光出力４ ｍＷの一定光出力駆動で行って
いる。また端面にはＡ２２０３の保護膜をコーティング
しである。この結果、６０’Ｃ，８０’Ｃ，１１０″Ｇ
いずれの場合にも５０００時間でも劣化は見られなかっ
た。
さて、活性層中のＣｕの濃度は５Ｘ１０ｍ以下であれば
上記と同様の結果が得られた。また、実施例では不純物
元素としてＣｕ ′ｆ：あげたが、これに限定されず、
Ｆｅ、Ｃａでも同様の結果が得られた。また、実施例で
は不純物元素をＧａに含ませたものを使用したが、Ａ℃
またはソースＧａＡｓに含ませたものを使用してもよい
。
上記と同様の結果が得られた。また、実施例では不純物
元素としてＣｕ ′ｆ：あげたが、これに限定されず、
Ｆｅ、Ｃａでも同様の結果が得られた。また、実施例で
は不純物元素をＧａに含ませたものを使用したが、Ａ℃
またはソースＧａＡｓに含ませたものを使用してもよい
。
発明の効果
以上のように本発明は、活性層に電気伝導には寄与しな
い不純物元素を含ませることにより、高温での動作でも
信頼性が向上し、その実用的効果は大なるものがある。
い不純物元素を含ませることにより、高温での動作でも
信頼性が向上し、その実用的効果は大なるものがある。
１・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ基板、２−・・・・・電流ブ
ロッキング層、３−・・・第１クラッド層、４・・・・
活性層、５・・・・・・第２クラッド層、６・・・・・
・コンタクト層。
ロッキング層、３−・・・第１クラッド層、４・・・・
活性層、５・・・・・・第２クラッド層、６・・・・・
・コンタクト層。
Claims (1)
- 活性層内に電気伝導に寄与しない不純物元素を含むこと
を特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182052A JPS6242591A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182052A JPS6242591A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242591A true JPS6242591A (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=16111495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60182052A Pending JPS6242591A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6242591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926432A (en) * | 1988-08-18 | 1990-05-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60182052A patent/JPS6242591A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926432A (en) * | 1988-08-18 | 1990-05-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
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