JPH03195077A - Semiconductor laser and its manufacture - Google Patents
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Abstract
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の構造およびその製法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to the structure of a semiconductor laser and its manufacturing method.
第２図および第３図に一般的なダブルヘテロ構造半導体
レーザの模式図を示す、第２図は可視光レーザとして有
用なＡｊｌＧａＩｎＰ系からなる通常のダブルヘテロ構
造半導体レーザである（例えばアイイーイーイー・ジャ
ーナル・オヴ・ファンタムエレクトロニクス（ＩＥＥＥ
Ｊ。Figures 2 and 3 show schematic diagrams of a typical double heterostructure semiconductor laser. Figure 2 shows a typical double heterostructure semiconductor laser made of the AjlGaInP system, which is useful as a visible light laser (e.g.・Journal of Phantom Electronics (IEEE
J.
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｑｌｅｃｔｒｏｎ、）第ＱＥ２３巻
ｐ、７０４ （１９８７年））。第３図は、分布帰還型
レーザの例である。従来ある例は、アイイーイーイー・
ジャーナル・オヴ・ファンタムエレクトロニクス（ＩＥ
ＥＥ Ｊ、Ｑｕａｎ−ｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ、）第
ＱＥ−１２巻ｐ。Quantum Qelectron, ) Volume QE 23, p. 704 (1987)). FIG. 3 is an example of a distributed feedback laser. A conventional example is
Journal of Phantom Electronics (IE
EE J, Quan-tum Electron,) Volume QE-12, p.
５９７ （１９７６）に示されるように、ＡｊｌＧａＡ
ｓ系等の材料による半導体レーザであるが、ここでは、
それをＡＪＧａ Ｉ ｎＰ系に適用して示す。597 (1976), AjlGaA
This is a semiconductor laser made of materials such as s-based materials, but here,
It is shown applied to the AJGa I nP system.
分布帰還型レーザは第３図に示すように共振器内全域に
回折格子を形成したＤＦＢ（Ｄｉｓｔ−ｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザや、共振器端面に形成し
たＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂ−ｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ
Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザなどがある。As shown in Figure 3, a distributed feedback laser is a DFB (Distributed Feedback Laser) in which a diffraction grating is formed throughout the cavity.
Feedback) laser and DBR (Distributed Bragg) formed on the resonator end face.
reflector) laser, etc.
第２図の場合、ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上にｎ型（
ＡＪｌｏ、４Ｇａｏ、ａ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐクラッド層２、アンドープＧａｏ、５ Ｉ ｎＯ，５
Ｐ活性層３、ｐ型（Ａ−１０，４０ａ（１，６）ａ、５
Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層４、の順にダブルヘテロ構造が
形成されている。第３図の場合は、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上にｎ型（ＡｌｙＧａ１−ｏ、６Ｇａ（１，４） ０．
５ Ｉ ｎＯ，ｓ Ｐクラッド層１１、アンドープＧａ
ｇ、５Ｉ ｎＯ，５Ｐ活性層１２、ｐ型（Ａ １１０．
４０ａｏ、６） ｏ、５Ｉ ｎｏ、５ Ｐ光ガイド層１
３、ｐ型（Ａ Ｊ ｏ、ａ Ｇ ａ０．４ ） ｏ、ｑ
Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層１４の順にダブルヘテロ構造が
形成されている。第２図、第３図の場合共にこれらダブ
ルヘテロ構造の上にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層５、ｐ
−ＧａＡｓキャップ層６が形成され、さらにｐ型用電極
８、ｎ型用電極９を備え、電流注入が電流注入ストライ
プ領域７に対して行われ、ストライプ状のレーザ発振を
生ずる。In the case of FIG. 2, an n-type (
AJlo,4Gao,a) o,s I no,s
P cladding layer 2, undoped Gao, 5 I nO, 5
P active layer 3, p type (A-10,40a(1,6)a,5
A double heterostructure is formed in this order: Ino and 5P cladding layer 4. In the case of FIG. 3, the n-GaAs substrate 1
n-type (AlyGa1-o, 6Ga(1,4)) 0.
5 I nO,s P cladding layer 11, undoped Ga
g, 5I nO, 5P active layer 12, p type (A 110.
40ao, 6) o, 5I no, 5P light guide layer 1
3, p-type (A J o, a Ga0.4) o, q
A double heterostructure is formed in the order of Ino and 5P cladding layers 14. In both cases of FIGS. 2 and 3, n-GaAs current blocking layers 5 and p
A -GaAs cap layer 6 is formed, further comprising a p-type electrode 8 and an n-type electrode 9, and current injection is performed into the current injection stripe region 7 to produce striped laser oscillation.
第４図に従来例によるエネルギバンドダイヤグラムおよ
びゲインスペクトルを第２図、第３図の構造に対して示
す、第４図（ａ）は第２図の通常のダブルヘテロ構造半
導体レーザ（以後ＤＨＬＤと称す）の活性層近傍のエネ
ルギバンドダイヤグラムを示し、第４図（ｂ）は第３図
に示したＤＦＢレーザ（以後ＤＦＢ ＬＤと称す）の
活性層近傍のエネルギバンドダイヤグラムを示す、また
、第４図（ｃ）に、両者に対する、レーザ発振時のゲイ
ンスペクトル示す。FIG. 4 shows the energy band diagram and gain spectrum of the conventional example for the structures shown in FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 4(b) shows an energy band diagram near the active layer of the DFB laser (hereinafter referred to as DFB LD) shown in FIG. Figure (c) shows the gain spectra during laser oscillation for both.
従来例によれば、第４図（ａ）、（ｂ）に示すように活
性層エネルギギャップは層の全体に亘って組成が一定で
あるために一定である。これは、ＡＪＩＧａ Ｉ ｎＰ
系の半導体レーザやＧａＩｎＰＡｓ系の半導体レーザの
ように組成が変わると格子定数が変わる材料系では避は
難い問題であった。この結果、電流を注入した時レーザ
発振時のゲインスペクトルは第４図（ｃ）のようになり
、その幅が約７ｎ■と狭い、ゲインスペクトルのピーク
波長で発振させる場合は、不都合は生じないが、そのピ
ーク波長の値は必ずしも厳格には決定できず、数ｎｍの
不確定性を生じ、発振波長を正確に固定したい場合には
不都合を生ずる。このため、外部に波長分散素子を用い
て外部共振器構造を採って波長を可変にする、或いは、
第３図のように、内部共振器内に回折格子をつくりつけ
て波長を固定するなどの方法がとれられる。ところが、
このとき外的に固定した波長が、レーザのもつゲインス
ペクトルのピーク波長からずれていると、発振閾値の著
しい上昇を招き、半導体レーザの特性が著しく劣化する
。第４図（ｃ）示したように、従来技術によれば、ゲイ
ンスペクトル幅が狭いため、前述の問題が発生しやすい
。According to the conventional example, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the active layer energy gap is constant because the composition is constant throughout the layer. This is AJIGa I nP
This problem is unavoidable in materials such as GaInPAs-based semiconductor lasers and GaInPAs-based semiconductor lasers, in which the lattice constant changes when the composition changes. As a result, when a current is injected, the gain spectrum during laser oscillation becomes as shown in Figure 4 (c), and the width is as narrow as approximately 7n■.If oscillation is performed at the peak wavelength of the gain spectrum, no problem will occur. However, the value of the peak wavelength cannot necessarily be determined strictly, resulting in an uncertainty of several nanometers, which is inconvenient when it is desired to accurately fix the oscillation wavelength. For this reason, the wavelength can be made variable by adopting an external resonator structure using an external wavelength dispersion element, or
As shown in FIG. 3, a method can be used to fix the wavelength by creating a diffraction grating inside the internal cavity. However,
At this time, if the externally fixed wavelength deviates from the peak wavelength of the gain spectrum of the laser, the oscillation threshold value will significantly increase, and the characteristics of the semiconductor laser will significantly deteriorate. As shown in FIG. 4(c), according to the prior art, the gain spectrum width is narrow, so the above-mentioned problem is likely to occur.
本発明の目的は、前述の問題を解決し、発振閾値の低い
、特性の優れた波長可変レーザ或いは、分布帰還型レー
ザを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a wavelength tunable laser or distributed feedback laser with a low oscillation threshold and excellent characteristics.
この発明の要旨は、ダブルヘテロ構造半導体レーザにお
いて、活性層の組成を変えることなく活性層のエネルギ
ギャップを層厚方向に変化させることにより前述の問題
点を解決することにある。The gist of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a double heterostructure semiconductor laser by changing the energy gap of the active layer in the layer thickness direction without changing the composition of the active layer.
特に分布帰還型レーザの場合にこのような活性層を用い
ることにより、分布帰還型レーザで避は得なかった問題
点を解決することがこの発明の第２の要旨である。また
、このような活性層を実現するために、有機金属熱分解
気相エピタクシャル法（ＭＯＶＰＥ法）においては成長
温度やＶ族原料対■族原料流量比の両方或いはどちらか
一方を活性層成長中に変え、また分子ビームエピタクシ
ャル法（ＭＢＥ法）においては成長温度やＶ族原料対■
族原料フラックス比の両方或いはどちらか一方を活性層
成長中に変えることを本発明の第３の要旨とする。レー
ザ材料は特に限定されず、Ｇａ Ｉ ｎＰＡｓ系、Ｈｇ
ＣｄＴｅ系などいずれでもよいが、ＡＪＩＧａ Ｉ ｎ
Ｐ系の材料が最も実用的で効果が明瞭である。The second gist of the present invention is to solve the problems that are unavoidable in distributed feedback lasers by using such an active layer particularly in the case of distributed feedback lasers. In addition, in order to realize such an active layer, in the metalorganic pyrolysis vapor phase epitaxial method (MOVPE method), the growth temperature and/or the flow rate ratio of group V raw material to group In addition, in the molecular beam epitaxial method (MBE method), the growth temperature and group V raw material pair
The third gist of the present invention is to change either or both of the group raw material flux ratios during active layer growth. The laser material is not particularly limited, and may include GaInPAs, Hg
Any material such as CdTe may be used, but AJIGa I n
P-based materials are the most practical and have clear effects.
第１図に本発明の実施例となる活性層近傍のエネルギバ
ンドダイヤグラムと、それに対応するゲインスペクトル
を示す、第１図（ａ）に示すように、活性層内で層方向
にエネルギギャップが１．８５〜１．８８ｅＶの値を連
続的にとる。活性層厚が０．１μｍ程度と電子の拡散長
よりも十分短い場合、この活性層内に注入された電子・
正孔対がほぼ均一に閉じこめられるために、活性層内で
発振に寄与する電子・正孔再結合は、１．８５〜１．８
８ｅＶのエネルギギャップに対応して生ずる。このため
にゲインスペクトルの幅が第１図（ｃ）に示すように拡
くなり、約１６ｎｍ程度にまで拡がる。FIG. 1 shows an energy band diagram near the active layer and the corresponding gain spectrum according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1(a), the energy gap is 1 in the layer direction within the active layer. The value is continuously taken from .85 to 1.88 eV. When the active layer thickness is approximately 0.1 μm, which is sufficiently shorter than the electron diffusion length, the electrons injected into the active layer
Since the hole pairs are confined almost uniformly, the electron-hole recombination that contributes to oscillation within the active layer is 1.85 to 1.8
This occurs corresponding to an energy gap of 8 eV. For this reason, the width of the gain spectrum is widened, as shown in FIG. 1(c), to about 16 nm.
活性層内でのエネルギギャップの変化を、結合組成の変
化により生ぜしめると、それに伴って格子定数も変化す
るため、良質の結晶を得ることが難しくなる。そこで、
本発明の如く、組成を変化させずにエネルギギャップを
変化させることにより、格子定数の変化に伴う結晶劣化
を生ぜしめずにゲインスペクトルの幅を拡げることがで
きる。If a change in the energy gap in the active layer is caused by a change in bond composition, the lattice constant will also change accordingly, making it difficult to obtain a high-quality crystal. Therefore,
By changing the energy gap without changing the composition as in the present invention, it is possible to widen the width of the gain spectrum without causing crystal deterioration due to changes in the lattice constant.
ゲインスペクトルの幅が拡くなれば、外部に分散素子を
もつ外部共振器レーザに於ては閾値をあまり上げずに波
長可変範囲を広くとることができる。If the width of the gain spectrum is widened, in an external cavity laser having an external dispersion element, the wavelength tunable range can be widened without significantly raising the threshold value.
ＤＦＢ ＬＤの場合は、エネルギバンドダイヤグラム
は第１図（ｂ）のようになり、そのゲインスペクトルは
前記説明と同じ理由で第１図（Ｃ）のようになる。ゲイ
ンスペクトル幅が広くなったために、回折格子周期によ
りきまる波長が、ゲインビークから多少ずれても大きな
発振閾値上昇を招かない。In the case of a DFB LD, the energy band diagram is as shown in FIG. 1(b), and its gain spectrum is as shown in FIG. 1(C) for the same reason as explained above. Since the gain spectrum width has become wider, even if the wavelength determined by the period of the diffraction grating deviates from the gain peak to some extent, the oscillation threshold does not increase significantly.
次にＡｊｌＧａ Ｉ ｎＰ系の場合、Ｇａ（、，５Ｉ
ｎ□、５Ｐを活性層とした場合、如何にして組成を変え
ずにエネルギギャップを変えるかについて示す。Next, in the case of AjlGa I nP system, Ga(,,5I
We will show how to change the energy gap without changing the composition when n□, 5P is used as the active layer.
ＭＯＶＰＥ法により組成一定のＧａ０．５Ｉ ｎｏ、５
Ｐを成長する場合、成長温度や原料ガスの■族／■族比
（Ｖ／ＩＩＩ比）に依存してそのエネルギギャップが約
１．８５〜１．９１ｅＶの間で変化することが見出され
ている（アプライド・フイジクス・レターズ（Ａｐｐ
１．Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）第５０巻、ｐ、６７３ （
１９８７））、従って、ＭＯＶＰＥ法により素子用結晶
を製作する場合、活性層成長時層形成方向に成長温度や
Ｖ１ｍ比の両方又はどちらか一方を変化させれば、前述
の構造が実現できる。またＭＢＥ法による場合も成長温
度や原料フラックス強度のＶ１ｍ比に依存して組成一定
のＧａｏ、５ Ｉ ｎＯ，５Ｐのエネルギギャップが約
１．８５〜１．９１ｅＶの間で変化する。そこで、ＭＢ
Ｅ法により素子用結晶を製作する場合にも、活性層成長
時、層形成方向に成長温度やＶ１ｍ比の両方又はどちら
か一方を変化させて前述の構造を製造する。Ga0.5I no. 5 with constant composition by MOVPE method
It has been found that when growing P, the energy gap varies between about 1.85 and 1.91 eV depending on the growth temperature and the group II/group III ratio (V/III ratio) of the source gas. Applied Physics Letters (App
1. Phys, Lett,) Volume 50, p. 673 (
1987)) Therefore, when manufacturing a device crystal by the MOVPE method, the above-described structure can be realized by changing the growth temperature and/or V1m ratio in the layer formation direction during active layer growth. Also, in the case of the MBE method, the energy gap of Gao, 5 InO, and 5P with a constant composition varies between about 1.85 and 1.91 eV depending on the growth temperature and the V1m ratio of the raw material flux intensity. Therefore, M.B.
When manufacturing a crystal for an element by the E method, the above-described structure is also manufactured by changing the growth temperature and/or the V1m ratio in the layer formation direction when growing the active layer.
第１図（ａ）、（ｃ）および第２図を用いて第１の実施
例を説明する４例はＡｊｌＧａ Ｉ ｎＰ系の可視ＬＤ
とし、ＭＯＶＰＥ法により製作する場合を示す、第２図
は通常のＤＨＬＤを呼ばれる構造である。ｎ型ＧａＡｓ
基板１上に例えばＳｅをドープしたｎ型（ＡＪｌｏ、ａ
Ｇａ０．（、） Ｏ；５ Ｉ ｎｏ、５Ｐクラッド層
２を約１μｍ成長する。続いて、アンドープＧａ□、５
Ｉ ｎｏ、５ Ｐ活性層３を０．１μｍ成長する。こ
の時成長温度を活性層の成長開始時の７００℃から、６
６０℃まで連続的に下げて活性層の成長を終了する。
Ｖ／Ｉ［［比は１５０と一定にする。ひきつづき例えば
Ｚｎをドープしたｐ型（ＡｌｙＧａ１−ｏ、ａ Ｇａ□
、６ ）０．５ Ｉ ｎｏ、５Ｐクラッド層４を１μｍ
成長、ｎ型ＧａＡｓブロック層５を１μｍ成長する。フ
ォトリソグラフィ法などにより、選択的に表面をマスク
して電流注入ストライプ部７の部分のｎ型ＧａＡｓブロ
ック層を除去する。最後に全面にｐ−ＧａＡｓキャップ
層６を約２μｍ成長し、ｐ型用電極８、ｎ型用電極９を
形成して、その後、璧開して個別の半導体レーザとする
。The four examples to explain the first embodiment using FIGS. 1(a), (c) and FIG. 2 are AjlGa I nP-based visible LDs.
FIG. 2, which shows the case where the device is manufactured by the MOVPE method, shows a structure called a normal DHLD. n-type GaAs
For example, an n-type (AJlo, a) doped with Se is formed on the substrate 1.
Ga0. (,) O;5 I no, 5P cladding layer 2 is grown to a thickness of about 1 μm. Next, undoped Ga□, 5
An I no, 5 P active layer 3 is grown to a thickness of 0.1 μm. At this time, the growth temperature was changed from 700°C at the start of the growth of the active layer to 6°C.
The temperature is continuously lowered to 60° C. to complete the growth of the active layer.
V/I [[The ratio is kept constant at 150. Subsequently, for example, Zn-doped p-type (AlyGa1-o, a Ga□
, 6) 0.5 I no, 5P cladding layer 4 1 μm
Growth: An n-type GaAs block layer 5 is grown to a thickness of 1 μm. The n-type GaAs block layer in the current injection stripe portion 7 is removed by selectively masking the surface by photolithography or the like. Finally, a p-GaAs cap layer 6 is grown to a thickness of about 2 μm over the entire surface, a p-type electrode 8 and an n-type electrode 9 are formed, and then the semiconductor laser is cracked to form individual semiconductor lasers.
このようにして製作すると、活性層附近のバンドダイヤ
グラムが第１図（ａ）のようになり、ゲインスペクトル
が第１図（Ｃ）のようになる。このような素子に端面に
無反射コートを施し、外部共振器により発振させ、共振
器中に波長分散素子を入れて波長を可変にすると、その
波長可変範囲を従来よりも１００八程度広くすることが
できる。When manufactured in this manner, the band diagram near the active layer will be as shown in FIG. 1(a), and the gain spectrum will be as shown in FIG. 1(C). By applying a non-reflection coating to the end face of such an element, causing it to oscillate using an external resonator, and inserting a wavelength dispersion element into the resonator to make the wavelength tunable, the wavelength tunable range can be made about 1008 times wider than before. I can do it.
第１図（ｂ）、（ｃ）および第３図を用いて第２の実施
例を説明する。材料をＡＪＧａ Ｉ ｎＰ系として可視
ＬＤの例であり、ＭＢＥ法により製作する場合を示す、
第３図はＤＦＢ、ＬＤと呼ばれるものである。ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に例えばＳｉをドープしたｎ （ＡｆＩｏ
、６Ｇａｏ、ａ ） ０．５Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層１
１を約１μｍ成長する。The second embodiment will be described using FIGS. 1(b) and 3(c) and FIG. This is an example of a visible LD using AJGa I nP material, and shows the case where it is manufactured by the MBE method.
FIG. 3 shows what is called DFB and LD. n-type Ga
For example, Si doped n (AfIo
, 6Gao, a) 0.5Ino, 5P cladding layer 1
1 to about 1 μm.
続いてアンドープＧａ（、，５Ｉｎ。、５Ｐ活性層１２
を０．１μｍ成長する。このとき、活性層の成長開始時
の原料クラックスＶ／ＩＩＩ比を１０終了時を５とし、
この間連続的に変化させる。成長温度は５００℃と一定
にする。ひきつづいてＢｅをドープしたｐ型（ＡｆＯ８
４ＧａＯ，６） ｇ、５ Ｉ ｎ（１，５Ｐ光ガイド層
１３を０．２μｍ成長させ、その表面に分布帰還用の回
折格子１５をレーザ干渉法などにより形成する。その後
でＢｅドドーｐ型（ＡＪ１６，６ Ｇａｇ、４ ） ６
．、Ｉ ｎｏ、５ Ｐクラッド層１４を１μｍ、ｎ型Ｇ
ａＡｓブロック層５を１μｍ形成する。以後チップ化ま
での工程は第１の実施例と同じである。Subsequently, an undoped Ga (,, 5In., 5P active layer 12
is grown to a thickness of 0.1 μm. At this time, the raw material crack V/III ratio at the start of growth of the active layer is 10 and the end time is 5,
During this time, change continuously. The growth temperature is kept constant at 500°C. Subsequently, Be-doped p-type (AfO8
A 4GaO,6)g, 5In(1,5P) light guide layer 13 is grown to a thickness of 0.2 μm, and a diffraction grating 15 for distributed feedback is formed on its surface by laser interferometry or the like. AJ16,6 Gag,4) 6
．． , I no, 5 P cladding layer 14 is 1 μm, n-type G
An aAs block layer 5 having a thickness of 1 μm is formed. The subsequent steps up to chip formation are the same as in the first embodiment.
このようにして製作すると、活性層附近のエネルギバン
ドダイヤグラムは第１図（ｂ）のようになり、ゲインス
ペクトルは第１図（ｃ）のようになる、このような実施
例の場合、回折格子によりきまる波長が、ゲインビーク
から数ｎ■ずれていてもそれに伴う発振閾値の上昇は小
さい。When fabricated in this way, the energy band diagram near the active layer will be as shown in Figure 1(b), and the gain spectrum will be as shown in Figure 1(c).In such an embodiment, the diffraction grating Even if the determined wavelength deviates from the gain peak by several nm, the increase in the oscillation threshold is small.
以上、実施例では、特定の成長方法や特定の数値を用い
て示したが、方法については、ＭＯＶＰＥ法、ＭＢＥ法
いずれでもよい、また数値はここに示した値に限らず、
実施にあたってはさらに広い値の任意性をもつ、又、材
料については、ＡｆＧａ Ｉ ｎＡｓ系に限定したが、
他のＡｊｌＧａ Ｉ ｎＡｓ系、ＧａＩｎＰＡｓ系、Ｇ
ａＡｓＳｂ系。In the above examples, specific growth methods and specific numerical values were used, but the method may be either the MOVPE method or the MBE method, and the numerical values are not limited to the values shown here.
In implementation, there is a wider range of arbitrary values, and the material is limited to AfGa I nAs.
Other AjlGa I nAs series, GaInPAs series, G
aAsSb system.
ＨｇＣｄＴｅ系等に適用できる。It can be applied to HgCdTe type etc.
このように、本発明により、可変波長範囲の広い波長可
変レーザ、低閾値のＤＦＢ、ＤＢＲ型レーザ等が容易に
得られるという効果をもつ。As described above, the present invention has the effect that a wavelength tunable laser with a wide tunable wavelength range, a DFB type laser with a low threshold value, a DBR type laser, etc. can be easily obtained.
第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例となる半導体
レーザの活性層付近のエネルギバンドダイヤグラム、第
１図（Ｃ）は実施例のゲインスペクトルを示す図、第２
図、第３図は、ともに実施例或いは従来例の適用される
レーザ構造、第４図（ａ）、（ｂ）は従来例のエネルギ
バンドダイヤグラム、第４図（ｃ）は従来例のゲインス
ペクトルをそれぞれ示す図である。
１− ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２・・・ｎ （Ａ
Ｊｏ、４Ｇａ、）、６ ）０．５ Ｉ ｎｏ５Ｐクラッ
ド層、３，１２・・・アンドープＧａｏ、５ Ｉ ｎｏ
、５ Ｐ活性層、４・・・ｐ （ＡＪｌｏ、４ Ｇａｏ
、６） ｏ、５Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層、５・・・ｎ−
ＧａＡｓ電流ブロック層、６・・・ｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層、７・・・電流注入ストライブ領域、８・・・ｐ型
電極、９・・・ｎ型電極、１１−ｎ （ＡＪ２ｏ、６
Ｇａ、）、４ ） ０．５ Ｉ ｎｏ、５Ｐクラッド層
、１３・−・ｐ （ＡｌｙＧａ１−ｏ、４ＧａＯ，６
） ｏ、ｓＩｎ□、５Ｐ光ガイド層、１４−・ｐ （
ＡｌｙＧａ１−ｏ、６Ｇａｌ）、４ ） ０．５ Ｉ
ｎ□、５ Ｐクラッド層、１５・・・回折格子。1(a) and 1(b) are energy band diagrams near the active layer of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, FIG. 1(C) is a diagram showing a gain spectrum of the embodiment, and FIG.
3 and 3 are laser structures to which the embodiment or conventional example is applied, FIGS. 4(a) and 4(b) are energy band diagrams of the conventional example, and FIG. 4(c) is the gain spectrum of the conventional example. FIG. 1-n-G a As substrate, 2...n (A
Jo, 4Ga, ), 6) 0.5 I no5P cladding layer, 3, 12... Undoped Gao, 5 I no
, 5 P active layer, 4...p (AJlo, 4 Gao
, 6) o, 5Ino, 5P cladding layer, 5...n-
GaAs current blocking layer, 6... p-GaAs cap layer, 7... current injection stripe region, 8... p-type electrode, 9... n-type electrode, 11-n (AJ2o, 6
Ga, ), 4) 0.5 I no, 5P cladding layer, 13...p (AlyGa1-o, 4GaO, 6
) o, sIn□, 5P light guide layer, 14-・p (
AlyGa1-o, 6Gal), 4) 0.5 I
n□, 5P cladding layer, 15...diffraction grating.
Claims (1)
体層を活性層とし、その上下を該活性層よりもエネルギ
ギャップが大きくかつ屈折率の小さな半導体層のクラッ
ド層で挟んで成るダブルヘテロ構造を有し、その活性層
の組成を変えずに活性層の層厚方向にエネルギギャップ
を変化させたことを特徴とする半導体レーザ。 ２、活性層近傍光軸方向に分布帰還型回折格子を有する
ことを特徴とする第１項記載の半導体レーザ。 ３、活性層をＧａ＿０＿．＿５Ｉｎ＿０＿．＿５Ｐ或い
は（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘ）＿０＿．＿５Ｉｎ＿０
＿．＿５Ｐ、クラッド層を（Ａｌ＿ｙＧａ＿１＿−＿ｙ
）＿０＿．＿５Ｉｎ＿０＿．＿５Ｐ（０＜ｘ＜ｙ≦１）
としたことを特徴とする第１項又は第２項記載の半導体
レーザ。 ４、半導体層を有機金属熱分解気相エピタクシャル法（
ＭＯＶＰＥ法）により成長・積層する工程を備え、活性
層の成長の際、成長温度及び原料ガスＶ族対III族比の
両方或いはどちらか一方を活性層成長中に変えることを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 ５、半導体層を分子ビームエピタクシャル法（ＭＢＥ法
）により成長・積層する工程を備え、活性層の成長の際
、成長温度及び原料フラックス強度のＶ族対III族比の
両方或いはどちらか一方を活性層成長中に変えることを
特徴とする半導体レーザの製造方法。[Claims] 1. A semiconductor layer with a small energy gap and a large refractive index is used as an active layer, which is sandwiched above and below by cladding layers of semiconductor layers with a larger energy gap and a smaller refractive index than the active layer. A semiconductor laser having a double heterostructure, characterized in that the energy gap is changed in the thickness direction of the active layer without changing the composition of the active layer. 2. The semiconductor laser according to item 1, which has a distributed feedback diffraction grating in the optical axis direction near the active layer. 3. The active layer is made of Ga_0_. _5In_0_. _5P or (Al_xGa_1_-_x)_0_. _5In_0
＿． _5P, cladding layer (Al_yGa_1_-_y
)_0_. _5In_0_. _5P (0<x<y≦1)
The semiconductor laser according to item 1 or 2, characterized in that: 4. Semiconductor layer is formed by organometallic pyrolysis vapor phase epitaxial method (
A semiconductor laser comprising a step of growing and stacking layers by MOVPE (MOVPE method), and characterized in that during growth of the active layer, the growth temperature and/or the ratio of group V to group III source gases are changed during the growth of the active layer. manufacturing method. 5. A process of growing and laminating semiconductor layers by molecular beam epitaxial method (MBE method), and when growing an active layer, the growth temperature and/or the group V to group III ratio of raw material flux strength are controlled. A method for manufacturing a semiconductor laser, characterized in that the active layer is changed during growth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33740489A JPH03195077A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Semiconductor laser and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33740489A JPH03195077A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Semiconductor laser and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03195077A true JPH03195077A (en) | 1991-08-26 |
Family
ID=18308315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33740489A Pending JPH03195077A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Semiconductor laser and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03195077A (en) |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP33740489A patent/JPH03195077A/en active Pending
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