JPS63288088A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS63288088A
JPS63288088A JP62124514A JP12451487A JPS63288088A JP S63288088 A JPS63288088 A JP S63288088A JP 62124514 A JP62124514 A JP 62124514A JP 12451487 A JP12451487 A JP 12451487A JP S63288088 A JPS63288088 A JP S63288088A
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JP
Japan
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layer
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impurity
zinc
semiconductor laser
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JP62124514A
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Kazuhiro Okawa
和宏 大川
Tsuneo Mitsuyu
常男 三露
Osamu Yamazaki
山崎 攻
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体レーザに関するものである。
従来の技術 従来、半導体レーザの発WR波長の短波長化は1■−マ
族化合物半導体において第2量子準位間のレーザ釦倣な
ど(7tとえば第47回応用物理学会学術講演会講演予
槁集 30P−E−6r波長スイッチング半導体レーザ
t1)−第2斂子準位間での室温単一縦モード発振−」
)の試みがなされている。
発明が解決しようとする問題点 上12のような従来の技術では、半導体レーザの材料と
して■−v族化合物半導体を用いているために室温では
禁制帯幅が2.2eV以下と制限さnている。その禽め
高次量子単位間の発振1cよる短波長化に −″   
 よって緑色や前色などの発光を得ることは不可能であ
るという問題点を有していた。
本発明は上記従来の間朗点を解決するもので、青緑色を
発する半導体レーザを提供することを目的とするもので
ある。
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は、半導体レーザの
材料として■−■族化合物半導体に注目し、基板上にエ
ピタキシャル成長させたセレン化亜鉛層と欣化テIL’
AI化亜鉛層とセレン化亜鉛層からなるダブルヘテロ+
gaを有し、前記一方のセレン化亜鉛層の不純物として
弗素または塩素ま几は臭;41用い、R11記他方のセ
レン化亜鉛層の不純物として窒素1友は燐またri砒素
を用いたものである。
作用 上記構成Vcエク、セレン化曲釦(Zn5e )と室温
で同一の格子定数を有する脆化テ/L/IL’化亜鉛(
ZnS Te )の禁制帯幅は室mrcおいて約2.5
evあり、これは青緑色に対応している。一方、セレン
化亜鉛(ZnSe)の室温における禁制帯幅は約2.7
eVと前記硫化テ/I/Iv化亜鉛(ZnS Te )
iC比べると約0.2eV広いため、セレン化亜鉛(Z
nSe’)Id、クツラド層に適している。
さらに、弗素伊)または塩素(C1)または臭素(Br
 )を不純物として添加し友セレン化亜鉛(ZnSe)
膜は低抵抗でn型を示し、窒素■または燐(P)ま次は
砒素(As )を不純物として添加したセレン化亜鉛(
ZnSe)膜は低抵抗でP型を示す。このように、前記
P型及びn型セレン化亜鉛(ZnSe)は低抵抗である
ために効率良〈キャリヤを注入することができ、しかも
、得られ九半導体レーザは青緑色のレーザ発振をするこ
とができる。
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの概略断
面図である。第1図において、lは砒化ガリウム(Ga
As)基板、2Fin型セレン化亜鉛(Zn Se )
層、3は硫化テ1vli/化亜鉛(Zn STe )層
、4はP型セレン化亜鉛(Zn Se )層であり、各
層2〜4の結晶は分子線エピタキシー法により成長させ
る。この装造に用いる分子線エピタキシー装置は超高真
空排気装置1(図示せず)を備えた真空容器内に複数の
分子線源と基板支持機構などを設は几一種の真空蒸着装
置である。
シリコン添加砒化ガリウム(Ga As )は低抵抗で
n型の電気特性を■し、格子定数もセレン化亜鉛(Zn
Se)とほぼ一致しているので基板として適している。
Ga As基基板上トリクロロエタンなどの有機溶媒で
脱脂後、硫酸系エツチング液で表面数μmをエツチング
する。エツチング後のGa As基基板上面方位(20
0)面を上にして基板支持具に設置後、分子線エピタキ
シー装置に挿入する。超高真空に排気後、GaAs基板
lを600℃、10分間の熱処理を行ない表面の酸化物
を除去する。こうして得らA7tm浄なGa As基基
板上面上に分子線エピタキシー法によりZn Seなど
の結晶成長を行なう。
主原料でbる亜鉛(Zn)とセレン(Se )および不
純物としての塩素添加源である塩化亜鉛(Zn Cj)
は個々のクヌードセンセμに入れてあり、独立にrML
度制御することにエフ分子線強度を調整さルる。
まず、不純物として塩素(Cl)を添加した低抵抗のn
型Zn Se層2の成長を行なう。これはZnとSeの
分子線を照射中に塩素分子イオンを同時に照射すること
vc工9低抵抗でn型2示すZn Se Nil 2が
得うれる。Ga As基板1上にエピタキシャル成長し
たn型Zn5e層2の膜厚とその結晶性をX線回折(4
00)で調ぺ友結果、第2図vcあるように、Ga A
s とZn Seの格子不整合が0.251程度あるた
めにZn Se H中で格子不整合の緩和が起こり、Z
n Se膜が2μm以上で安定する。し友がって、Cl
を不純物として添加したn型Zn5e層2は2μm以上
が望ましい。
不純物としてCtを添加したn型Zn Se層2を成長
させた後、次にZn STeTaO2長を行なう。主原
料として亜鉛znと脱化亜鉛(ZnS)とテ/L’ル(
Te )を用い、エピタキシャル成長においてZn S
eと格子定数が一致するようにZnS1−X Texに
おける組成比Xをα35〜0.4の間に設定し、所望の
組成比Xの値になるL5にZnSとTeの分子線強度を
調整する。
最後に、不純物として窒素■を添加した低抵抗のP型Z
n5e層3の成長を行う。ZnとSeの分子線を照射中
ic窒素分子イオンを同時1c照射することにより低抵
抗でP型を示すZn Se 、噴3が得られる。
以上のLうにして得られ之n型Zn Se層2とZnS
Te Wi 3とP tfi Zn5e層4からなるダ
ブ/Vヘテロ構造を有する薄嗅の付い几GaAs基板l
を臂関し、オーム性電極を設置することにより青緑色を
発振する半導体レーザが得らn九〇 なお、基板材料としてはGa As基板l以外にZn 
Se基板を用いても良い。この場合にn型Zn5e*2
との格子不堅合が存在しないのでn型Zn5e層2の膜
#IC制限はない。またn型Zn5e層2の添加不純物
として弗素tFlや臭素(Br )を用い工も同様の結
果が481−)As。P q Zn5e NJ4におい
てもその添加不純物i g4(Plや砒素IAs)VC
変えても同様の結果が得られる。
弁明の効果 以上のように本発明rcよれば、弗素または塩素または
臭素を不純物として添加し友n型Zn Se層とZn 
STe層と窒素または燐または砒素を不純物として添加
したP型Zn Se層からなるダブ〃ヘテロ構造とする
ことlこ工りIll −V族化合物半導体レーザでは得
られなかった青緑色領域の半導体レーザを得ることがで
き、来月的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一賽施例の半導体レーザを示す概略断
面図、第2図にZn Se単結晶のX線回折(400)
ロッキングカーブの半値全幅とZn Seエビタキシャ
p膜の厚さ依存性を示すグラフでおる。 1・・・砒化ガリワム(Ga As )基板、2・・・
n型セレン化亜1e (Zn Se ) M!i、 3
−伽、化チルlV化亜m(ZnSTe )、4 ・P型
セレン化亜鉛(ZnSe1m。 代理人   森  本  義  弘 第1図 1  ・−一 1石は一イζ〕フロリグな−1(ζ九1
)\s)1名−ネ逓ξ2 −−−  n9仁レンV(f
Hl;(ZnSe)眉3−一一スぼ耐イヒラソレルヂヒ
虫しζG(zにSTe、’ル習4−ρダi!、白■釦的
Se■ o   f2.345 腹犀9尻)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上にエピタキシャル成長させたセレン化亜鉛層
    と硫化テルル化亜鉛層とセレン化亜鉛層からなるダブル
    ヘテロ構造を有し、前記一方のセレン化亜鉛層の不純物
    として弗素または塩素または臭素を用い、前記他方のセ
    レン化亜鉛層の不純物として窒素または燐または砒素を
    用いた半導体レーザ。 2、基板として砒化ガリウム単結晶またはセレン化亜鉛
    単結晶を用いた特許請求の範囲第1項記載の半導体レー
    ザ。 3、硫化テルル化亜鉛層としてセレン化亜鉛と同一の格
    子定数を有するテルル化亜鉛と硫化亜鉛の混晶半導体を
    用いた特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の半導体レ
    ーザ。 4、硫化テルル化亜鉛層とセレン化亜鉛層とのヘテロ界
    面を基板とセレン化亜鉛層とのヘテロ界面より2μm以
    上離した特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の半導体
    レーザ。
JP62124514A 1987-05-20 1987-05-20 半導体レ−ザ Expired - Lifetime JPH0728097B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02196485A (ja) * 1989-01-26 1990-08-03 Hitachi Ltd 半導体発光装置
US5008891A (en) * 1989-04-11 1991-04-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting devices
JPH04234136A (ja) * 1990-08-24 1992-08-21 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> Iib−via族半導体層を含む発光半導体デバイス
US5268918A (en) * 1991-02-21 1993-12-07 Sony Corporation Semiconductor laser
US5375134A (en) * 1991-02-21 1994-12-20 Sony Corporation Semiconductor light emitting device

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