JP3123846B2 - 面発光型半導体レーザ素子 - Google Patents
面発光型半導体レーザ素子Info
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- JP3123846B2 JP3123846B2 JP04342468A JP34246892A JP3123846B2 JP 3123846 B2 JP3123846 B2 JP 3123846B2 JP 04342468 A JP04342468 A JP 04342468A JP 34246892 A JP34246892 A JP 34246892A JP 3123846 B2 JP3123846 B2 JP 3123846B2
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- 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
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- 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]
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- H01S5/18322—Position of the structure
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- 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
- H01S5/22—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 having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—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 having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2222—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 having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
- H01S5/2224—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 having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties semi-insulating semiconductors
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は面発光型半導体レーザ素
子に関する。
子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体レーザ素子は光情報機器や
光通信機器等の光エレクトロニクスにおける光源として
利用されており、活発に研究開発されている。最近、電
子デバイスの集積化等の要求に伴って、基板上に半導体
層をエピタキシャル成長させ、この基板面に対して垂直
な方向からレーザ光を取り出す面発光型半導体レーザ素
子が開発されている。斯る半導体レーザ素子は、例えば
オーム社発行の「面発光レーザ」(1990年9月25日発
行)に記載されている。
光通信機器等の光エレクトロニクスにおける光源として
利用されており、活発に研究開発されている。最近、電
子デバイスの集積化等の要求に伴って、基板上に半導体
層をエピタキシャル成長させ、この基板面に対して垂直
な方向からレーザ光を取り出す面発光型半導体レーザ素
子が開発されている。斯る半導体レーザ素子は、例えば
オーム社発行の「面発光レーザ」(1990年9月25日発
行)に記載されている。
【0003】斯る面発光半導体レーザ素子は、光共振器
を構成するために活性層の上下方向にそれぞれ反射鏡を
有している。この反射鏡としては、例えば発振波長に対
応するエネルギー(ここで、発振波長に対応するエネル
ギーとは発振波長をエネルギーに換算したそのエネルギ
ーのことである)より大きなバンドギャップエネルギー
(大きなエネルギーのバンドギャップ)を有する半導体
層からなる半導体多層膜反射鏡が用いられており、第1
半導体層と該第1半導体層に比べてバンドギャップエネ
ルギーが小さい第2半導体層、即ち屈折率差がある第1
半導体層と第2半導体層とが交互に積層されて構成され
ている。
を構成するために活性層の上下方向にそれぞれ反射鏡を
有している。この反射鏡としては、例えば発振波長に対
応するエネルギー(ここで、発振波長に対応するエネル
ギーとは発振波長をエネルギーに換算したそのエネルギ
ーのことである)より大きなバンドギャップエネルギー
(大きなエネルギーのバンドギャップ)を有する半導体
層からなる半導体多層膜反射鏡が用いられており、第1
半導体層と該第1半導体層に比べてバンドギャップエネ
ルギーが小さい第2半導体層、即ち屈折率差がある第1
半導体層と第2半導体層とが交互に積層されて構成され
ている。
【0004】図4に従来のAlGaAs系面発光半導体
レーザ素子の断面図を示す。
レーザ素子の断面図を示す。
【0005】21はn型GaAs基板であり、該n型G
aAs基板21上にはn型半導体多層膜反射鏡(n型G
a0.85Al0.15As第2半導体層/n型AlAs第1半
導体層の30ペア)22、n型Ga0.6Al0.4Asクラ
ッド層23、p型GaAs活性層24、p型Ga0.6A
l0.4Asクラッド層25からなるヘテロ接合部26が
形成されている。このヘテロ接合部26上にはp型半導
体多層膜反射鏡(p型Ga0.85Al0.15As第2半導体
層/p型AlAs第1半導体層の25ペア)27、p型
Ga0.85Al0.15Asコンタクト層28がこの順序に構
成されている。
aAs基板21上にはn型半導体多層膜反射鏡(n型G
a0.85Al0.15As第2半導体層/n型AlAs第1半
導体層の30ペア)22、n型Ga0.6Al0.4Asクラ
ッド層23、p型GaAs活性層24、p型Ga0.6A
l0.4Asクラッド層25からなるヘテロ接合部26が
形成されている。このヘテロ接合部26上にはp型半導
体多層膜反射鏡(p型Ga0.85Al0.15As第2半導体
層/p型AlAs第1半導体層の25ペア)27、p型
Ga0.85Al0.15Asコンタクト層28がこの順序に構
成されている。
【0006】前記p型半導体多層膜反射鏡27には、そ
の中央部と上部側を除いてH+イオン(水素イオン)が
注入されてなるH+イオン注入電流ブロック部29が形
成されている。前記p型コンタクト層28の上面には光
取り出し口となる中央部を除いてp型側オーミック電極
30が形成され、前記n型GaAs基板21の下面全域
にはn型側オーミック電極31が形成されている。
の中央部と上部側を除いてH+イオン(水素イオン)が
注入されてなるH+イオン注入電流ブロック部29が形
成されている。前記p型コンタクト層28の上面には光
取り出し口となる中央部を除いてp型側オーミック電極
30が形成され、前記n型GaAs基板21の下面全域
にはn型側オーミック電極31が形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、斯る半導体
多層膜反射鏡は、高屈折率化を図るために、屈折率差が
大きい、即ちバンドギャップのエネルギーEgの差が大
きい第1半導体層と第2半導体層とが選択される。しか
しながら、図5にp型AlAs第1半導体層とp型Ga
0.85Al0.15As第2半導体層の接合のバンドエネルギ
ー図を示すように、バンドギャップのエネルギーEgの
差が大きい第1半導体層と第2半導体層では、その接合
部で生じるヘテロ障壁幅Wが大きくなるので、該ヘテロ
障壁をトンネル効果により透過する電流(p型の場合は
ホール)の確率が小さくなり、抵抗が非常に高くなると
いった問題があった。この結果、特に上記p型半導体多
層膜反射鏡27で電流が殆ど流れず、また電流が流れる
場合でも発振閾値電流の増大、又熱による素子特性の劣
化を招いていた。
多層膜反射鏡は、高屈折率化を図るために、屈折率差が
大きい、即ちバンドギャップのエネルギーEgの差が大
きい第1半導体層と第2半導体層とが選択される。しか
しながら、図5にp型AlAs第1半導体層とp型Ga
0.85Al0.15As第2半導体層の接合のバンドエネルギ
ー図を示すように、バンドギャップのエネルギーEgの
差が大きい第1半導体層と第2半導体層では、その接合
部で生じるヘテロ障壁幅Wが大きくなるので、該ヘテロ
障壁をトンネル効果により透過する電流(p型の場合は
ホール)の確率が小さくなり、抵抗が非常に高くなると
いった問題があった。この結果、特に上記p型半導体多
層膜反射鏡27で電流が殆ど流れず、また電流が流れる
場合でも発振閾値電流の増大、又熱による素子特性の劣
化を招いていた。
【0008】この問題を解決するために、半導体多層膜
反射鏡のキャリア濃度を高める方法があるが、斯る方法
では光の吸収損失が増加するため反射率が低下するとい
った問題があった。また、組成比に勾配を持たせた半導
体多層膜反射鏡膜でも、同様に反射率が低下するといっ
た新たな問題があった。
反射鏡のキャリア濃度を高める方法があるが、斯る方法
では光の吸収損失が増加するため反射率が低下するとい
った問題があった。また、組成比に勾配を持たせた半導
体多層膜反射鏡膜でも、同様に反射率が低下するといっ
た新たな問題があった。
【0009】本発明は上述の種々の問題点を鑑み成され
たものであり、低抵抗で且つ高反射率可能な半導体多層
膜反射鏡膜を有する半導体レーザ素子を提供することを
目的とする。
たものであり、低抵抗で且つ高反射率可能な半導体多層
膜反射鏡膜を有する半導体レーザ素子を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の面発光型半導体
レーザ素子は、第1クラッド層と、該第1クラッド層上
に形成された活性層と、該活性層上に形成された第2ク
ラッド層と、からなるダブルヘテロ構造部を備え、該ダ
ブルヘテロ構造部の上下少なくとも一方側に発振波長に
対応するエネルギーより大きなバンドギャップエネルギ
ーを有する半導体層からなる半導体多層膜反射鏡を設け
た面発光型半導体レーザ素子において、前記半導体多層
膜反射鏡は、第1導電型の第1半導体層と、該第1半導
体層と同一導電型で且つ第1半導体層に比べてバンドギ
ャップが小さい第2半導体層とが、該第2半導体層と同
一組成で且つ層厚の小さいノンドープの第3半導体層を
介して交互に構成されたことを特徴とする。
レーザ素子は、第1クラッド層と、該第1クラッド層上
に形成された活性層と、該活性層上に形成された第2ク
ラッド層と、からなるダブルヘテロ構造部を備え、該ダ
ブルヘテロ構造部の上下少なくとも一方側に発振波長に
対応するエネルギーより大きなバンドギャップエネルギ
ーを有する半導体層からなる半導体多層膜反射鏡を設け
た面発光型半導体レーザ素子において、前記半導体多層
膜反射鏡は、第1導電型の第1半導体層と、該第1半導
体層と同一導電型で且つ第1半導体層に比べてバンドギ
ャップが小さい第2半導体層とが、該第2半導体層と同
一組成で且つ層厚の小さいノンドープの第3半導体層を
介して交互に構成されたことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の構成のように、半導体多層膜反射鏡
が、第1導電型の第1半導体層と、該第1半導体層と同
一導電型で且つ第1半導体層に比べてバンドギャップが
小さい第2半導体層とが、該第2半導体層と同一組成で
且つ層厚の小さいノンドープの第3半導体層を介して交
互に構成される場合、第2半導体層と第3半導体層の接
合はホモ接合となると共に第1半導体層と第3半導体層
のヘテロ接合部のヘテロ障壁の幅を小さくでき、且つノ
ンドープの第3半導体層はその層厚が小さいので、半導
体多層膜反射鏡の高反射率化並びに低抵抗化が可能とな
る。
が、第1導電型の第1半導体層と、該第1半導体層と同
一導電型で且つ第1半導体層に比べてバンドギャップが
小さい第2半導体層とが、該第2半導体層と同一組成で
且つ層厚の小さいノンドープの第3半導体層を介して交
互に構成される場合、第2半導体層と第3半導体層の接
合はホモ接合となると共に第1半導体層と第3半導体層
のヘテロ接合部のヘテロ障壁の幅を小さくでき、且つノ
ンドープの第3半導体層はその層厚が小さいので、半導
体多層膜反射鏡の高反射率化並びに低抵抗化が可能とな
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明に係る一実施例の面発光型半導
体レーザ素子について図1を参照しつつ説明する。尚、
図2(a)及び図2(b)はそれぞれ図1中の第1、第
2半導体多層膜反射鏡の要部拡大図である。
体レーザ素子について図1を参照しつつ説明する。尚、
図2(a)及び図2(b)はそれぞれ図1中の第1、第
2半導体多層膜反射鏡の要部拡大図である。
【0013】図中、1は600μm角のn型GaAs基
板である。この基板1面上には{発振波長λ/(4
n1)}Å厚のn型AlAs第1半導体層(計31層)
2a、2a、・・・と{発振波長λ/(4n2)}Å厚
のn型Ga0.85Al0.15As第2半導体層(計30層)
2b、2b、・・・が交互に積層されてなる第1半導体
多層膜反射鏡2が作成されている。ここで、n1、n2は
それぞれ第1、第2半導体層2a、2bの屈折率であ
る。
板である。この基板1面上には{発振波長λ/(4
n1)}Å厚のn型AlAs第1半導体層(計31層)
2a、2a、・・・と{発振波長λ/(4n2)}Å厚
のn型Ga0.85Al0.15As第2半導体層(計30層)
2b、2b、・・・が交互に積層されてなる第1半導体
多層膜反射鏡2が作成されている。ここで、n1、n2は
それぞれ第1、第2半導体層2a、2bの屈折率であ
る。
【0014】前記反射鏡2上には層厚1.5μmのn型
Ga0.6Al0.4As第1クラッド層3、層厚1μmのp
型GaAs活性層4、層厚1μmのp型Ga0.6Al0.4
As第2クラッド層5がこの順に積層されてダブルヘテ
ロ構造部6が形成されている。
Ga0.6Al0.4As第1クラッド層3、層厚1μmのp
型GaAs活性層4、層厚1μmのp型Ga0.6Al0.4
As第2クラッド層5がこの順に積層されてダブルヘテ
ロ構造部6が形成されている。
【0015】前記第2クラッド層5上には、{発振波長
λ/(4n3)}Å厚のp型AlAs第1半導体層(キ
ャリア濃度2×1018cm-3、計26層)7a、7a、
・・・、{発振波長λ/(4n4)−2×t}Å厚のn
型Ga0.85Al0.15As第2半導体層(キャリア濃度2
×1018cm-3、計25層)7b、7b、・・・が層厚
tÅ厚のノンドープのi型Ga0.85Al0.15As第3半
導体層7c、7c、・・・を介して交互に積層されてな
る第2半導体多層膜反射鏡7が作成されている。ここ
で、n3、n4はそれぞれ第1、第2半導体層7a、7b
の屈折率であり、前記層厚tは本実施例では30Åであ
る。
λ/(4n3)}Å厚のp型AlAs第1半導体層(キ
ャリア濃度2×1018cm-3、計26層)7a、7a、
・・・、{発振波長λ/(4n4)−2×t}Å厚のn
型Ga0.85Al0.15As第2半導体層(キャリア濃度2
×1018cm-3、計25層)7b、7b、・・・が層厚
tÅ厚のノンドープのi型Ga0.85Al0.15As第3半
導体層7c、7c、・・・を介して交互に積層されてな
る第2半導体多層膜反射鏡7が作成されている。ここ
で、n3、n4はそれぞれ第1、第2半導体層7a、7b
の屈折率であり、前記層厚tは本実施例では30Åであ
る。
【0016】前記第2半導体多層膜反射鏡7は、その中
央部の直径10μmの範囲を除いて第2クラッド層5か
ら0.5μm厚の範囲の導電型がn型となるH+ イオン
(水素イオン)注入電流ブロック部8が形成されてい
る。この第2半導体多層膜反射鏡7上には層厚0.5μ
mのp型Ga0.85As0.15Asコンタクト層9が形成さ
れている。前記コンタクト層9上にはその中央部の直径
10μmの範囲を除いてAu−Crからなるp型オーミ
ック電極10が形成され、前記n型GaAs基板1の下
面にはAu−Cr−Snからなるn型オーミック電極1
1が形成されている。
央部の直径10μmの範囲を除いて第2クラッド層5か
ら0.5μm厚の範囲の導電型がn型となるH+ イオン
(水素イオン)注入電流ブロック部8が形成されてい
る。この第2半導体多層膜反射鏡7上には層厚0.5μ
mのp型Ga0.85As0.15Asコンタクト層9が形成さ
れている。前記コンタクト層9上にはその中央部の直径
10μmの範囲を除いてAu−Crからなるp型オーミ
ック電極10が形成され、前記n型GaAs基板1の下
面にはAu−Cr−Snからなるn型オーミック電極1
1が形成されている。
【0017】斯る半導体レーザ素子は、n型GaAs基
板1上に第1半導体多層膜反射鏡2、第1クラッド層
3、活性層4、第2クラッド層5、第2半導体多層膜反
射鏡7、コンタクト層9をMBE法(分子線エピタキシ
ャル成長法)又はMOCVD法(有機金属化学気相堆積
法)等により連続成長した後、H+イオンをマスクを介
して前記コンタクト層9側から第2半導体多層膜反射鏡
7の所定の範囲に注入して該範囲をn型導電性に変えて
H+イオン注入電流ブロック部8を形成して作成する。
板1上に第1半導体多層膜反射鏡2、第1クラッド層
3、活性層4、第2クラッド層5、第2半導体多層膜反
射鏡7、コンタクト層9をMBE法(分子線エピタキシ
ャル成長法)又はMOCVD法(有機金属化学気相堆積
法)等により連続成長した後、H+イオンをマスクを介
して前記コンタクト層9側から第2半導体多層膜反射鏡
7の所定の範囲に注入して該範囲をn型導電性に変えて
H+イオン注入電流ブロック部8を形成して作成する。
【0018】斯る半導体レーザ素子は、前記第2半導体
多層膜反射鏡7が、第1半導体層7aと、該第1半導体
層7aと同一導電型で且つ第1半導体層7aに比べてバ
ンドギャップエネルギーが小さい第2半導体層7bと
が、該第2半導体層7bと等しい組成比、即ち等しいバ
ンドギャップエネルギーを有し且つ膜厚の小さいノンド
ープの第3半導体層7cを介して交互に構成されてい
る。
多層膜反射鏡7が、第1半導体層7aと、該第1半導体
層7aと同一導電型で且つ第1半導体層7aに比べてバ
ンドギャップエネルギーが小さい第2半導体層7bと
が、該第2半導体層7bと等しい組成比、即ち等しいバ
ンドギャップエネルギーを有し且つ膜厚の小さいノンド
ープの第3半導体層7cを介して交互に構成されてい
る。
【0019】この構成では、上述のようにバンドギャッ
プエネルギー差の大きい、即ち屈折率差が大きい第1、
第2半導体層7a、7bを選択できるので、この第2半
導体多層膜反射鏡7は従来と同等の98%以上の高反射
率となった。
プエネルギー差の大きい、即ち屈折率差が大きい第1、
第2半導体層7a、7bを選択できるので、この第2半
導体多層膜反射鏡7は従来と同等の98%以上の高反射
率となった。
【0020】尚、Ga1-xAlxAs系ではAl組成比x
が大きい程バンドギャップのエネルギーEgが大きくな
るので、上述のように第1半導体層7aとして大きいA
l組成比xを有するGa1-xAlxAsを、第2半導体層
7bとして小さなAl組成比のGa1-xAlxAsを、そ
れぞれが発振波長の光を吸収しないように発振波長に対
応するエネルギーよりバンドギャップエネルギーが大き
くなる範囲内で該Al組成比の差が大きくなるように選
択して高屈折率化を図れる。
が大きい程バンドギャップのエネルギーEgが大きくな
るので、上述のように第1半導体層7aとして大きいA
l組成比xを有するGa1-xAlxAsを、第2半導体層
7bとして小さなAl組成比のGa1-xAlxAsを、そ
れぞれが発振波長の光を吸収しないように発振波長に対
応するエネルギーよりバンドギャップエネルギーが大き
くなる範囲内で該Al組成比の差が大きくなるように選
択して高屈折率化を図れる。
【0021】また、第2半導体多層膜反射鏡7の抵抗値
は2〜3Ωと小さい値となるので、該反射鏡7での発熱
を抑えられ、半導体レーザ素子の劣化を抑制できると共
にレーザ光発振閾値電流を小さくできた。
は2〜3Ωと小さい値となるので、該反射鏡7での発熱
を抑えられ、半導体レーザ素子の劣化を抑制できると共
にレーザ光発振閾値電流を小さくできた。
【0022】このように第2半導体多層膜反射鏡7の抵
抗値を小さくできた理由を図3に示す第2半導体多層膜
反射鏡7のバンドエネルギー図を用いて説明する。図
中、E cは伝導帯の端のエネルギ準位、EVは価電子帯の
端のエネルギ準位、EFはフェルミ準位を示している。
抗値を小さくできた理由を図3に示す第2半導体多層膜
反射鏡7のバンドエネルギー図を用いて説明する。図
中、E cは伝導帯の端のエネルギ準位、EVは価電子帯の
端のエネルギ準位、EFはフェルミ準位を示している。
【0023】前記第3半導体層7cがノンドープであっ
てそのフェルミ準位EFが、前記第1半導体層7aのフ
ェルミ準位EFに比べて高くなるため、該第1半導体層
7aのEVとEFのエネルギー差Epと、第3半導体層7
cのEVとEFのエネルギー差Eiとに大きなエネルギー
差が生じる。従って、第1、第3半導体層7a、7c間
のヘテロ接合部におけるヘテロ障壁の幅Xが、図5に示
す従来の第1、第2半導体層間ヘテロ接合部におけるヘ
テロ障壁の幅Wに比べて小さくなる。この結果、電流が
ヘテロ障壁をトンネル透過するトンネル確率が大きくな
るので、第2半導体多層膜反射鏡7は該ヘテロ障壁に起
因する抵抗が従来に比べて小さくなる。尚、前記第2半
導体層7bと第3半導体層7cは同一組成であるので、
これら層間はホモ接合になる。斯るホモ接合による障壁
は、エネルギー幅が小さいので、この障壁に起因する抵
抗の増加は殆どなく。更に前記第3半導体層7cは上述
のようにその層厚を十分小さくできるので、ノンドープ
であることに起因する抵抗の増加も無視できる。
てそのフェルミ準位EFが、前記第1半導体層7aのフ
ェルミ準位EFに比べて高くなるため、該第1半導体層
7aのEVとEFのエネルギー差Epと、第3半導体層7
cのEVとEFのエネルギー差Eiとに大きなエネルギー
差が生じる。従って、第1、第3半導体層7a、7c間
のヘテロ接合部におけるヘテロ障壁の幅Xが、図5に示
す従来の第1、第2半導体層間ヘテロ接合部におけるヘ
テロ障壁の幅Wに比べて小さくなる。この結果、電流が
ヘテロ障壁をトンネル透過するトンネル確率が大きくな
るので、第2半導体多層膜反射鏡7は該ヘテロ障壁に起
因する抵抗が従来に比べて小さくなる。尚、前記第2半
導体層7bと第3半導体層7cは同一組成であるので、
これら層間はホモ接合になる。斯るホモ接合による障壁
は、エネルギー幅が小さいので、この障壁に起因する抵
抗の増加は殆どなく。更に前記第3半導体層7cは上述
のようにその層厚を十分小さくできるので、ノンドープ
であることに起因する抵抗の増加も無視できる。
【0024】従って、上述したように第2半導体多層膜
反射鏡7は、第1、第2半導体層7a、7bに係る反射
率を殆ど低減することなく、抵抗値を小さくできる。
反射鏡7は、第1、第2半導体層7a、7bに係る反射
率を殆ど低減することなく、抵抗値を小さくできる。
【0025】尚、前記第1半導体多層膜反射鏡2にも第
2半導体多層膜反射鏡7と同様に第1、第2半導体層2
a2b間に該第2半導体層2bと同じ組成で且つノンド
ープの第3半導体層を設けることにより、該第1半導体
多層膜反射鏡2の反射率を殆ど低下することなく低抵抗
化できる。
2半導体多層膜反射鏡7と同様に第1、第2半導体層2
a2b間に該第2半導体層2bと同じ組成で且つノンド
ープの第3半導体層を設けることにより、該第1半導体
多層膜反射鏡2の反射率を殆ど低下することなく低抵抗
化できる。
【0026】尚、n型半導体多層膜反射鏡では移動度の
高い電子がキャリアとなり、p型半導体多層膜反射鏡で
は移動度の低いホールがキャリアとなるので、p型半導
体多層膜反射鏡に上述のようなi型層を設ける場合によ
り好ましい効果が得られる。
高い電子がキャリアとなり、p型半導体多層膜反射鏡で
は移動度の低いホールがキャリアとなるので、p型半導
体多層膜反射鏡に上述のようなi型層を設ける場合によ
り好ましい効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】本発明の面発光型半導体レーザ素子は、
半導体多層膜反射鏡が第1導電型の第1半導体層と、該
第1半導体層と同一導電型で且つ第1半導体層に比べて
バンドギャップエネルギーが小さい第2半導体層とが、
該第2半導体層と等しいバンドギャップエネルギーを有
し且つ膜厚の小さいノンドープの第3半導体層を介して
交互に構成されるので、第2半導体層と第3半導体層の
接合部にはホモ接合になると共に第1半導体層と第2半
導体層の接合部のヘテロ障壁の幅を小さくでき、且つノ
ンドープの第3半導体層はその膜厚が小さいので、この
半導体多層膜反射鏡は半導体多層膜反射鏡の高反射率並
びに低抵抗となる。従って、レーザ素子の閾値電流の低
減が図れ、また熱による特性劣化を抑制できる。
半導体多層膜反射鏡が第1導電型の第1半導体層と、該
第1半導体層と同一導電型で且つ第1半導体層に比べて
バンドギャップエネルギーが小さい第2半導体層とが、
該第2半導体層と等しいバンドギャップエネルギーを有
し且つ膜厚の小さいノンドープの第3半導体層を介して
交互に構成されるので、第2半導体層と第3半導体層の
接合部にはホモ接合になると共に第1半導体層と第2半
導体層の接合部のヘテロ障壁の幅を小さくでき、且つノ
ンドープの第3半導体層はその膜厚が小さいので、この
半導体多層膜反射鏡は半導体多層膜反射鏡の高反射率並
びに低抵抗となる。従って、レーザ素子の閾値電流の低
減が図れ、また熱による特性劣化を抑制できる。
【図1】本発明に係る一実施例の面発型半導体レーザ素
子の断面図である。
子の断面図である。
【図2】上記実施例に用いられる半導体多層膜反射鏡の
要部断面図である。
要部断面図である。
【図3】上記実施例に係る第2半導体多層膜反射鏡層の
エネルギーバンド構造の一部模式図である。
エネルギーバンド構造の一部模式図である。
【図4】従来例の面発光型半導体レーザ素子の断面図で
ある。
ある。
【図5】上記実施例の半導体多層膜反射鏡層のエネルギ
ーバンドの一部模式図である。
ーバンドの一部模式図である。
1 n型GaAs基板 3 n型GaAlAs第1クラッド層 4 p型GaAs活性層 5 p型GaAlAs第2クラッド層 6 ダブルヘテロ構造部 7 第2半導体多層膜反射鏡 7a p型AlAs第1半導体層 7b p型GaAlAs第2半導体層 7c i型GaAlAs第2半導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 徹 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−280693(JP,A) 特開 平5−291133(JP,A) 1991年(平成3年)秋期第52回応用物 理学会学術講演会予稿集第3分冊 11p −ZM−4 p.1025 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- 【請求項1】 第1クラッド層と、該第1クラッド層上
に形成された活性層と、該活性層上に形成された第2ク
ラッド層と、からなるダブルヘテロ構造部を備え、該ダ
ブルヘテロ構造部の上下少なくとも一方側に発振波長に
対応するエネルギーより大きなバンドギャップエネルギ
ーを有する半導体層からなる半導体多層膜反射鏡を設け
た面発光型半導体レーザ素子において、 前記半導体多層膜反射鏡は、第1導電型の第1半導体層
と、該第1半導体層と同一導電型で且つ第1半導体層に
比べてバンドギャップが小さい第2半導体層とが、該第
2半導体層と同一組成で且つ層厚の小さいノンドープの
第3半導体層を介して交互に構成されたことを特徴とす
る面発光型半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04342468A JP3123846B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 面発光型半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04342468A JP3123846B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 面発光型半導体レーザ素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06196804A JPH06196804A (ja) | 1994-07-15 |
JP3123846B2 true JP3123846B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=18353977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04342468A Expired - Fee Related JP3123846B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 面発光型半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3123846B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5596595A (en) * | 1995-06-08 | 1997-01-21 | Hewlett-Packard Company | Current and heat spreading transparent layers for surface-emitting lasers |
AU7730296A (en) * | 1995-11-13 | 1997-06-05 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Low threshold microcavity light emitter |
US6370179B1 (en) | 1996-11-12 | 2002-04-09 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Low threshold microcavity light emitter |
JP2002329928A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-11-15 | Ricoh Co Ltd | 光通信システム |
US10593831B2 (en) | 2013-04-08 | 2020-03-17 | Meijo University | Nitride semiconductor multilayer film reflector and light-emitting device using the same |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP04342468A patent/JP3123846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1991年(平成3年)秋期第52回応用物理学会学術講演会予稿集第3分冊 11p−ZM−4 p.1025 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06196804A (ja) | 1994-07-15 |
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