JPH04277686A - Semiconductor laser - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いる半導
体レーザに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser used in optical communications and the like.
【０００２】0002
【従来の技術】光ファイバ通信の高速化にともなって、
光源となる半導体レーザのさらなる高速化が重要となっ
てきている。半導体レーザの高速化のためには、レーザ
構造の改良によって寄生容量を減らすことが重要である
。この点に関しては、高抵抗埋め込みやポリイミド埋め
込みなど様々な創意工夫によって技術が進展している。
一方、活性層の構造の改良も半導体レーザの高速化にと
って重要である。近年、活性層に量子井戸を導入した量
子井戸レーザ（以下ＭＱＷレーザという）で高速化が図
れることが理論的に指摘された。この理論を簡単に説明
する。活性層に量子井戸を取り入れることにより閾値電
流密度が低減され、微分利得が増大する。微分利得が増
大すれば、緩和振動周波数が高域に伸びるため半導体レ
ーザの高速化が図れることになる。この理論は、雑誌「
ジャーナル、オブ、カンタム、エレクトロニクス（ＩＥ
ＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＱｕａｎｔｕｍＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＱＥ−２１，（１９８５）ｐ１
６６６）」に詳しく説明されている。また、量子井戸に
２軸性圧縮歪を加えた歪量子井戸を活性層とする歪量子
井戸レーザ（以下歪ＭＱＷレーザという）を用いれば、
ＭＱＷレーザよりもさらに高速化が図れるとの理論的指
摘もある。この理論は、雑誌「アプライド、フィジック
ス、レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５３（
１９８８）ｐ１３７８）」に詳しく説明されている。
簡単に説明すると、歪量子井戸にすることにより重い正
孔の状態密度が低下し、発振閾値キャリア密度が低減さ
れる。閾値キャリア密度が低減されると微分利得は増大
するため高速化が図れることになる。[Background Art] With the speeding up of optical fiber communication,
It is becoming important to further increase the speed of semiconductor lasers that serve as light sources. In order to increase the speed of semiconductor lasers, it is important to reduce parasitic capacitance by improving the laser structure. In this regard, technology is progressing through various ingenuity such as high-resistance embedding and polyimide embedding. On the other hand, improving the structure of the active layer is also important for increasing the speed of semiconductor lasers. In recent years, it has been theoretically pointed out that quantum well lasers (hereinafter referred to as MQW lasers) in which quantum wells are introduced in the active layer can achieve higher speeds. This theory will be briefly explained. Incorporating quantum wells into the active layer reduces threshold current density and increases differential gain. If the differential gain increases, the relaxation oscillation frequency will extend to a higher frequency range, so that the speed of the semiconductor laser can be increased. This theory is based on the magazine “
Journal of Quantum Electronics (IE
EE Journal of QuantumE
electronics, QE-21, (1985) p1
666)". Furthermore, if a strained quantum well laser (hereinafter referred to as strained MQW laser) whose active layer is a strained quantum well in which biaxial compressive strain is applied to a quantum well,
There are also theoretical indications that it can achieve even higher speeds than MQW lasers. This theory was published in the magazine "Applied, Physics, Letters" (Appl. Phys. Lett. 53 (
1988) p. 1378). Briefly, by forming a strained quantum well, the state density of heavy holes is reduced, and the oscillation threshold carrier density is reduced. When the threshold carrier density is reduced, the differential gain increases, so that higher speeds can be achieved.
【０００３】0003
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＭＱ
Ｗレーザ、歪ＭＱＷレーザで高速化が図れることは、理
論的には指摘されている。しかしながら、これまでに報
告されている長波系半導体レーザで得られている変調帯
域の最大値は、従来と同様のバルクのダブルヘテロ接合
を用いた活性層を有する半導体レーザ（以下ＤＨレーザ
という）で報告された２４ＧＨｚ である。この報告は
、雑誌、「エレクトロニクス、レターズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．２６，ｐ１８２７（１９９
０）」に示されている。これに対して、これまでに報告
されたＭＱＷレーザの変調帯域の最大値は１４ＧＨｚ
であり、雑誌「フォトニクス、テクノロジー、レターズ
（ＩＥＥＥＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ
Ｙ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．２，ｐ２２９（１９９
０））」に報告されている。このように、理論的には高
速化が指摘されているにも拘らず、ＭＱＷレーザがＤＨ
レーザよりも高速であったという報告がない理由は、Ｍ
ＱＷレーザの活性層に改良すべき点があるからである。[Problem to be solved by the invention] As mentioned above, MQ
It has been theoretically pointed out that W lasers and strained MQW lasers can achieve higher speeds. However, the maximum value of the modulation band that has been obtained in the long-wavelength semiconductor lasers reported so far is the same as in conventional semiconductor lasers (hereinafter referred to as DH lasers) that have an active layer using a bulk double heterojunction. The reported frequency is 24GHz. This report was published in the magazine ``Electronics, Letters''.
on. Lett. , Vol. 26, p1827 (199
0)". On the other hand, the maximum modulation band of MQW lasers reported so far is 14 GHz.
and the magazine “Photonics, Technology, Letters (IEEE PHOTONICS TECHNOLOG)”
Y LETTERS, VOL. 2, p229 (199
0))”. In this way, although theoretically it is pointed out that the speed can be increased, the MQW laser is not suitable for DH.
The reason why there are no reports that M
This is because there are points to be improved in the active layer of the QW laser.
【０００４】本発明の目的は、従来よりも高速のＭＱＷ
レーザ、歪ＭＱＷレーザを提供することにある。[0004] The purpose of the present invention is to provide a faster MQW than the conventional one.
Our objective is to provide a strained MQW laser.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明になる
半導体レーザは、電子のド．ブロイ波長以下の厚さを有
する井戸層と前記井戸層よりも禁制帯幅の大きい障壁層
を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層と、前記多重
量子井戸活性層を挟むように形成され前記井戸層よりも
禁制帯幅の大きいｐ形およびｎ形クラッド層を有する半
導体レーザであって、前記多重井戸活性層に閉じ込めら
れる光の光閉じ込め係数Γが０．１≦Γ≦０．３の範囲
であることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A semiconductor laser according to the first invention of the present application has a semiconductor laser that emits electrons. a multi-quantum well active layer formed by alternately stacking well layers having a thickness equal to or less than the Broglie wavelength and barrier layers having a larger forbidden band width than the well layers; A semiconductor laser having p-type and n-type cladding layers having a larger forbidden band width than the semiconductor laser layer, wherein the optical confinement coefficient Γ of light confined in the multi-well active layer is in the range of 0.1≦Γ≦0.3. characterized by something.
【０００６】また、本願の第２の発明になる半導体レー
ザは、電子のド．ブロイ波長以下の厚さを有する井戸層
と前記井戸層よりも禁制帯幅の大きい障壁層を交互に重
ね合わせた多重量子井戸活性層と、前記多重量子井戸活
性層を挟むように形成され前記井戸層よりも禁制帯幅の
大きいｐ形およびｎ形クラッド層を有する半導体レーザ
であって、前記量子井戸活性層が２軸性の圧縮歪を加え
た歪量子井戸であり、前記歪量子井戸を井戸層とした歪
多重量子井戸活性層に閉じ込められる光の光閉じ込め係
数Γが０．０５≦Γ≦０．３の範囲であることを特徴と
する。[0006] Furthermore, the semiconductor laser according to the second invention of the present application is a semiconductor laser that generates electrons. a multi-quantum well active layer formed by alternately stacking well layers having a thickness equal to or less than the Broglie wavelength and barrier layers having a larger forbidden band width than the well layers; A semiconductor laser having p-type and n-type cladding layers having a larger bandgap than that of the quantum well layer, wherein the quantum well active layer is a strained quantum well to which biaxial compressive strain is applied, and the strained quantum well is The optical confinement coefficient Γ of light confined in the strained multi-quantum well active layer is in the range of 0.05≦Γ≦0.3.
【０００７】[0007]
【作用】本発明は光閉じ込め係数の最適化によってＭＱ
Ｗレーザ、歪ＭＱＷレーザの最大変調帯域が高域に伸び
ることを利用したものである。まずこの光閉じ込め係数
の最適化の原理について図３及び図４を参照して説明す
る。[Operation] The present invention achieves MQ by optimizing the optical confinement coefficient.
This takes advantage of the fact that the maximum modulation band of W lasers and strained MQW lasers extends to high frequencies. First, the principle of optimizing the optical confinement coefficient will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
【０００８】図３は本願の発明者がした実験により得た
データと計算値とを示す図である。実線は実験結果で、
破線は計算結果である。横軸は光閉じ込め係数Γで、縦
軸はＫファクタである。データ点横の数字は多重量子井
戸の井戸層数である。Ｋファクタについては、雑誌「ジ
ャーナル、オブ、カンタム、エレクトロニクス（ＩＥＥ
Ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＱＥ−２３，（１９８７）ｐ
１４１０）」に詳しく説明されているので、ここでは簡
単に説明する。Ｋファクタは半導体レーザのレート方程
式から導かれる。Ｋファクタと最大３ｄＢ帯域ｆｃとの
関係は、FIG. 3 is a diagram showing data obtained from experiments conducted by the inventor of the present application and calculated values. The solid line is the experimental result,
The broken line is the calculation result. The horizontal axis is the optical confinement coefficient Γ, and the vertical axis is the K factor. The number next to the data point is the number of well layers in the multiple quantum well. Regarding the K-factor, please refer to the magazine ``Journal of Quantum Electronics (IEE).
E Journal of Quantum
Electronics, QE-23, (1987) p.
1410), so a brief explanation will be provided here. The K factor is derived from the rate equation for semiconductor lasers. The relationship between K factor and maximum 3dB band fc is
【数１】
で与えられる。（１）式はＫが小さいほど最大帯域は高
域に伸びることを表している。図３によれば、ＭＱＷレ
ーザのＫファクタは、Γ＜０．２ではΓが大きくなるほ
ど減少し、Γ＞０．２では逆に増加している。特に０．
１＜Γ＜０．３の場合には、ＤＨレーザよりもＫファク
タは小さい。従って、ＭＱＷレーザの光閉じ込め係数を
０．１＜Γ＜０．３とすれば、ＤＨレーザよりも高速化
が図れる。なお、Γ＝０．１となる井戸層数は、発振波
長を１．５５μｍとしたＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ
量子井戸での層厚７０Åの時には約１０層である。図４
は、図３の実験および計算結果を定性的に説明するため
の模式図である。図４の横軸はキャリア密度Ｎで、縦軸
は利得ｇである。ＭＱＷレーザのＮとｇには図４に示し
たような関係がある、図から、微分利得ｄｇ／ｄＮは高
いＮの領域よりも低いＮの領域の方が大きい、Ｎは、ほ
ぼ逆比例するから、Γが大きいほどｄｇ／ｄＮが大きい
といえる。ｄｇ／ｄＮが増大すると緩和振動周波数が増
大するから、変調帯域が高域に伸び高速化が図れること
は自明である。これをＫファクタで考えてみる。Ｋファ
クタとｄｇ／ｄＮには、It is given by [Equation 1]. Equation (1) indicates that the smaller K is, the higher the maximum band is extended. According to FIG. 3, the K factor of the MQW laser decreases as Γ becomes larger when Γ<0.2, and increases when Γ>0.2. Especially 0.
When 1<Γ<0.3, the K factor is smaller than that of the DH laser. Therefore, if the optical confinement coefficient of the MQW laser is set to 0.1<Γ<0.3, the speed can be increased compared to the DH laser. Note that the number of well layers for Γ = 0.1 is In0.53Ga0.47As with an oscillation wavelength of 1.55 μm.
When the quantum well has a layer thickness of 70 Å, there are about 10 layers. Figure 4
3 is a schematic diagram for qualitatively explaining the experimental and calculation results of FIG. 3. FIG. The horizontal axis in FIG. 4 is the carrier density N, and the vertical axis is the gain g. There is a relationship between N and g of the MQW laser as shown in Figure 4. From the figure, the differential gain dg/dN is larger in the low N region than in the high N region, and N is almost inversely proportional. Therefore, it can be said that the larger Γ is, the larger dg/dN is. Since the relaxation oscillation frequency increases as dg/dN increases, it is obvious that the modulation band can be extended to a high frequency range and the speed can be increased. Let's think about this in terms of the K factor. For K factor and dg/dN,
【数２】
の関係がある。ここで、τｓ は光子寿命、｜ｄｇ／ｄ
Ｓ｜は利得の非線形性を表す項でＳは光子密度である。
（２）式から、もｄｇ／ｄＮが増大するとＫファクタが
小さくなる、即ち帯域が伸びることがわかる。ところで
、図４からわかるように、ｄｇ／ｄＮはΓを増やして閾
値キャリア密度を下げると単調に増大するわけではなく
、Γが増えても一定値以上にはならない。一方、（２）
式を見ると、利得の非線形性を表す項が存在するからＫ
はΓに比例する項を含む。したがって、Ｋが最小となる
Γの最適値が存在する。我々の計算結果では、ＭＱＷレ
ーザのＫファクタがＤＨレーザのＫファクタよりも小さ
くなるのは、Γ≦０．３の範囲であった。このように、
ＭＱＷレーザにおいて、光閉じ込め係数Γが、０．１≦
Γ≦０．３であれば、そのＫファクタはＤＨレーザより
も小さく、高速化が図れる。There is a relationship as shown in [Equation 2]. Here, τs is the photon lifetime, |dg/d
S| is a term expressing gain nonlinearity, and S is a photon density. From equation (2), it can be seen that as dg/dN increases, the K factor decreases, that is, the band increases. By the way, as can be seen from FIG. 4, dg/dN does not monotonically increase when Γ is increased and the threshold carrier density is lowered, and does not exceed a certain value even when Γ increases. On the other hand, (2)
Looking at the formula, there is a term representing gain nonlinearity, so K
contains a term proportional to Γ. Therefore, there is an optimal value of Γ that minimizes K. According to our calculation results, the K factor of the MQW laser becomes smaller than the K factor of the DH laser in the range Γ≦0.3. in this way,
In the MQW laser, the optical confinement coefficient Γ is 0.1≦
If Γ≦0.3, the K factor is smaller than that of the DH laser, and higher speeds can be achieved.
【０００９】歪ＱＷレーザの場合には、歪量子井戸を用
いると重い正孔の状態密度が低下し、発振閾値キャリア
密度が低減され、微分利得がＭＱＷレーザの場合よりも
大きくなる。従って、図３でわかるように、歪ＭＱＷレ
ーザの光閉じ込め係数が０．０５＜Γ＜０．３の範囲で
あれば、そのＫファクタはＤＨレーザのＫファクタより
も小さく、高速化が図れる。In the case of a strained QW laser, when a strained quantum well is used, the state density of heavy holes is reduced, the oscillation threshold carrier density is reduced, and the differential gain becomes larger than that of an MQW laser. Therefore, as can be seen from FIG. 3, if the optical confinement coefficient of the strained MQW laser is in the range of 0.05<Γ<0.3, its K factor is smaller than that of the DH laser, and higher speeds can be achieved.
【００１０】本発明はこのように光閉じ込め係数を最適
化することにより、ＭＯＷレーザ、歪ＭＱＷレーザの最
大変調帯域が高域に延びることを応用したものである。The present invention makes use of the fact that the maximum modulation band of MOW lasers and strained MQW lasers extends to higher frequencies by optimizing the optical confinement coefficient in this manner.
【００１１】[0011]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１及び図２は、本発明の実施例を説明するための
図である。図１（ａ）は請求項１に記載された半導体レ
ーザの実施例を示す断面図、図１（ｂ）はその活性層を
拡大して示す断面図である。図２（ａ）は請求項２に記
載された半導体レーザの実施例を示す断面図、図２（ｂ
）はその活性層を拡大して示す断面図である。まず、図
１を参照しながら本願の第１の発明の実施例を製造する
方法を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 1(a) is a cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor laser according to claim 1, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view showing an enlarged active layer thereof. FIG. 2(a) is a sectional view showing an embodiment of the semiconductor laser according to claim 2, and FIG. 2(b)
) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the active layer. First, a method for manufacturing the embodiment of the first invention of the present application will be described with reference to FIG.
【００１２】ｎ型ＩｎＰ基板１０上に有機金属気相成長
法によって、ｎ−ＩｎＰバッファ層１１（層厚１．０μ
ｍ）、ｎ−Ｉｎ０．７６Ｇａ０．２４Ａｓ０．４５Ｐ０
．５５クラッド層３（層厚０．１μｍ）、アンドープＩ
ｎ０．７６Ｇａ０．２４Ａｓ０．５５Ｐ０．４５障壁層
２（層圧１００Å）とアンドープＩｎ０．５３Ｇａ０．
４７Ａｓ井戸層１（層厚７０Å）よりなる量子井戸層を
２０周期積層した多重量子井戸活性層１２、ｐ−Ｉｎ０
．７６Ｇａ０．２４Ａｓ０．４５Ｐ０．５５クラッド層
４（層厚０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３（層
厚０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４（
層圧０．２μｍ）を順次積層する。ここで、Ｓｉｏ２
よりなるマスクを施し、温度５℃の１％Ｂｒメタノール
エチャントをもちいてレーザのメサを第１図（ａ）の様
形成にする。次に、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１５を活性層
１２の側面の厚さが０．５μｍとなるように再成長する
。全面をＳｉＯ２ １６で被覆した後、レーザメサの両
側をポリイミド１７で埋め込む。さらに、全面をＳｉＯ
２ １８で再度被覆した後、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
１４を露出させ、ｐ電極１９を形成する。最後に、裏面
を研磨した後、ｎ電極２０を形成して本発明の半導体レ
ーザ層が完成する。なお図１（ａ）では、ボンディング
パッドなどは発明の本質的な特徴ではないために示され
ていない。An n-InP buffer layer 11 (layer thickness 1.0 μm) is formed on an n-type InP substrate 10 by metal organic vapor phase epitaxy.
m), n-In0.76Ga0.24As0.45P0
．． 55 cladding layer 3 (layer thickness 0.1 μm), undoped I
n0.76Ga0.24As0.55P0.45 barrier layer 2 (layer pressure 100 Å) and undoped In0.53Ga0.
A multi-quantum well active layer 12 consisting of 20 periods of stacked quantum well layers consisting of 47As well layer 1 (layer thickness 70 Å), p-In0
．． 76Ga0.24As0.45P0.55 cladding layer 4 (layer thickness 0.1 μm), p-InP cladding layer 13 (layer thickness 0.1 μm), p-InGaAsP cap layer 14 (
Layer pressure: 0.2 μm) are sequentially laminated. Here, Sio2
A laser mesa is formed as shown in FIG. 1(a) using a 1% Br methanol etchant at a temperature of 5°C. Next, the p-InP buried layer 15 is regrown so that the side surface of the active layer 12 has a thickness of 0.5 μm. After covering the entire surface with SiO2 16, both sides of the laser mesa are filled with polyimide 17. Furthermore, the entire surface is SiO
After recoating with 2 18, the InGaAsP cap layer 14 is exposed and the p-electrode 19 is formed. Finally, after polishing the back surface, an n-electrode 20 is formed to complete the semiconductor laser layer of the present invention. Note that bonding pads and the like are not shown in FIG. 1(a) because they are not essential features of the invention.
【００１３】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は従
来とほぼ同様であるが、量子井戸を２０周期とすること
で活性層厚を厚くし、活性層に閉じ込められる光閉じ込
め係数を従来より大きくしている点が異なる。この場合
の光閉じ込め係数ΓはΓ〜０．２で、ＫファクタはＫ〜
０．２ｎｓｅｃとなる。この時得られる最大３ｄＢ帯域
は（１）式によってｆｃ〜４０ＧＨｚ である。The manufacturing method of the semiconductor laser device of the present invention is almost the same as the conventional one, but by making the quantum well have 20 periods, the thickness of the active layer is increased, and the light confinement coefficient confined in the active layer is made larger than that of the conventional method. The difference is that In this case, the optical confinement coefficient Γ is Γ ~ 0.2, and the K factor is K ~
The time is 0.2 nsec. The maximum 3 dB band obtained at this time is fc~40 GHz according to equation (1).
【００１４】次に本願の第２の発明の実施例である歪Ｍ
ＱＷレーザの場合を説明する。歪ＭＱＷレーザの製造方
法は、図１の実施例と同じであるが、活性層の光層が異
なる。図２（ｂ）のように、歪ＭＯＷレーザではＩｎ０
．７１Ｇａ０．２９Ａｓ歪量子井戸層５（層厚３０Å）
を用いている。図３より、歪ＭＱＷレーザの場合、Γ＞
０．０５であればそのＫファクタはＤＨレーザのＫファ
クタよりも小さく高速化が図れる。Γ＞０．０５を得る
ための井戸層数は、Ｉｎ０．７１Ｇａ０．２９Ａｓ歪量
子井戸層の場合、発振波長を１．５５μｍとすると井戸
層厚は３０Åとなるから井戸数は１０層となる。この図
２の実施例の作用原理は図１の実施例と同様である。Next, the strain M which is an embodiment of the second invention of the present application
The case of a QW laser will be explained. The manufacturing method of the strained MQW laser is the same as the embodiment shown in FIG. 1, but the optical layer of the active layer is different. As shown in Fig. 2(b), in the strained MOW laser, In0
．． 71Ga0.29As strained quantum well layer 5 (layer thickness 30 Å)
is used. From Fig. 3, in the case of strained MQW laser, Γ>
If it is 0.05, the K factor is smaller than the K factor of the DH laser, and high speed can be achieved. The number of well layers to obtain Γ>0.05 is 10 in the case of an In0.71Ga0.29As strained quantum well layer since the well layer thickness is 30 Å when the oscillation wavelength is 1.55 μm. The principle of operation of this embodiment of FIG. 2 is similar to that of the embodiment of FIG.
【００１５】以上２つの実施例について詳しく説明した
が、以下で若干の補足をする。ＭＱＷレーザ、歪ＭＱＷ
レーザの発振波長は１．５５μｍに限らずどのような波
長でも本発明の光閉じ込め係数の最適化による高速化が
なされる、ただし、発振波長を決めるために活性層の組
成と層厚を適当に選ぶ必要があることは当然である。ま
た、活性層にｐドーピングを行ったＭＱＷレーザ、歪Ｍ
ＱＷレーザについて本発明を適用することも可能である
。特に、歪ＭＱＷレーザでは、所望のΓを得るために、
多重量子井戸層の障壁層に張力を加えた場合にも本発明
を適用することが可能である。なお、レーザの埋め込み
構造等は本実施例に限らず高抵抗埋め込みを用いても良
い。Although the two embodiments have been described in detail above, some additional information will be given below. MQW laser, strained MQW
The oscillation wavelength of the laser is not limited to 1.55 μm, but the speed can be increased by optimizing the optical confinement coefficient of the present invention at any wavelength. Of course, you need to choose. In addition, MQW lasers with p-doping in the active layer, strained M
It is also possible to apply the invention to QW lasers. In particular, in a strained MQW laser, in order to obtain the desired Γ,
The present invention can also be applied when tension is applied to the barrier layer of the multi-quantum well layer. Note that the laser embedding structure is not limited to this embodiment, and high-resistance embedding may be used.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上に実施例を挙げて詳しく説明したよ
うに本発明よれば、従来より高速の半導体レーザができ
る。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, a semiconductor laser can be produced that is faster than the conventional semiconductor laser.
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための図であ
る。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の原理を説明するために、実験の結果得
られたデータと計算値とを比較して示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a comparison between data obtained as a result of experiments and calculated values in order to explain the principle of the present invention.
【図４】図３の実験および計算結果を定性的に示すため
の模式図である。4 is a schematic diagram qualitatively showing the experimental and calculation results of FIG. 3. FIG.
１ Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ井戸層２
ＩｎＧａＡｓＰ障壁層
３ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層４ ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層５ Ｉｎ０．７１Ｇ
ａ０．２９Ａｓ歪井戸層１０ ｎ−ＩｎＰ基板
１１ ｎ−ＩｎＰバッファ層
１２ 多重量子井戸活性層
１３ ｐ−ＩｎＰクラッド層
１４ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１５
ｐ−ＩｎＰ埋め込み層
１６ ＳｉＯ２ 膜
１７ ポリイミド
１８ ＳｉＯ２
１９ ｐ電極
２０ ｎ電極1 In0.53Ga0.47As well layer 2
InGaAsP barrier layer 3 n-InGaAsP cladding layer 4 p
-InGaAsP cladding layer 5 In0.71G
a0.29As strained well layer 10 n-InP substrate 11 n-InP buffer layer 12 multiple quantum well active layer 13 p-InP cladding layer 14 p-InGaAsP cap layer 15
p-InP buried layer 16 SiO2 film 17 polyimide 18 SiO2 19 p electrode 20 n electrode
Claims (2)
する井戸層と前記井戸層よりも禁制帯幅の大きい障壁層
を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層と、前記多重
量子井戸活性層を挟むように形成され前記井戸層よりも
禁制帯幅の大きいｐ形およびｎ形クラッド層を有する半
導体レーザにおいて、前記多重量子井戸活性層に閉じ込
められる光の光閉じ込め係数Γが０．１≦Γ≦０．３の
範囲であることを特徴とする半導体レーザ。1. A multiple quantum well active layer in which well layers having a thickness equal to or less than the de Broglie wavelength of electrons and barrier layers having a larger forbidden band width than the well layers are alternately stacked; In a semiconductor laser having p-type and n-type cladding layers formed to sandwich layers and having a larger forbidden band width than the well layer, an optical confinement coefficient Γ of light confined in the multi-quantum well active layer is 0.1≦ A semiconductor laser characterized in that Γ≦0.3.
する井戸層と前記井戸層よりも禁制帯幅の大きい障壁層
を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層と、前記多重
量子井戸活性層を挟むように形成され前記井戸層よりも
禁制帯幅の大きいｐ形およびｎ形クラッド層を有する半
導体レーザにおいて、前記量子井戸層が２軸性の圧縮歪
を加えた歪量子井戸であり、前記歪量子井戸を井戸層と
した歪多重量子井戸活性層に閉じ込められる光の光閉じ
込め係数Γが０．０５≦Γ≦０．３の範囲であることを
特徴とする半導体レーザ。2. A multiple quantum well active layer in which well layers having a thickness equal to or less than the de Broglie wavelength of electrons and barrier layers having a larger forbidden band width than the well layers are alternately stacked, and the multiple quantum well active layer In a semiconductor laser having p-type and n-type cladding layers formed to sandwich layers and having a larger forbidden band width than the well layer, the quantum well layer is a strained quantum well to which biaxial compressive strain is applied; A semiconductor laser characterized in that an optical confinement coefficient Γ of light confined in the strained multi-quantum well active layer having the strained quantum well as a well layer is in the range of 0.05≦Γ≦0.3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6540391A JPH04277686A (en) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6540391A JPH04277686A (en) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Semiconductor laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277686A true JPH04277686A (en) | 1992-10-02 |
Family
ID=13286020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6540391A Pending JPH04277686A (en) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04277686A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715093A (en) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Nec Corp | Optical semiconductor element |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP6540391A patent/JPH04277686A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715093A (en) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Nec Corp | Optical semiconductor element |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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