JPH07112090B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH07112090B2 JPH07112090B2 JP21640682A JP21640682A JPH07112090B2 JP H07112090 B2 JPH07112090 B2 JP H07112090B2 JP 21640682 A JP21640682 A JP 21640682A JP 21640682 A JP21640682 A JP 21640682A JP H07112090 B2 JPH07112090 B2 JP H07112090B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の技術分野 本発明は半導体発光装置、特に同一光共振器より複数の
波長の光が同時に出射される半導体レーザに関する。
波長の光が同時に出射される半導体レーザに関する。
（ｂ）技術の背景 光通信ならびに各種の産業或いは民生分野における光を
情報信号の媒体とするシステムにおいて、半導体発光装
置は最も重要な構成要素であって、要求される波長帯域
の実現，安定した単一の基本零次横モード発振，単一の
縦モード発振，光ビーム発散角の減少，閾値電流の低
減，電流−光出力特性の直線性の向上、出力の増大及び
これらの特性の温度依存性の減少など諸特性の向上につ
いて多くの努力が重ねられているが、特に特性の安定性
と長寿命の実現とが重要である。
情報信号の媒体とするシステムにおいて、半導体発光装
置は最も重要な構成要素であって、要求される波長帯域
の実現，安定した単一の基本零次横モード発振，単一の
縦モード発振，光ビーム発散角の減少，閾値電流の低
減，電流−光出力特性の直線性の向上、出力の増大及び
これらの特性の温度依存性の減少など諸特性の向上につ
いて多くの努力が重ねられているが、特に特性の安定性
と長寿命の実現とが重要である。
（ｃ）従来技術と問題点 前記の目的のために現在までに数多くの半導体発光装
置、特にレーザが提案されているが、その一つとして量
子井戸構造を有する半導体レーザがある。
置、特にレーザが提案されているが、その一つとして量
子井戸構造を有する半導体レーザがある。
量子井戸（Quantum Well）半導体レーザとは、ダブルヘ
テロ構造の活性層の厚さをキャリアのドウ・ブローイー
波長λｄ（GaAsではλｄ≒30〔nm〕）以下としたもの
で、活性層は量子力学的井戸形ポテンシャルとして機能
して、キャリアの厚さ方向の運動が量子化された二次元
電子状態となる。量子井戸レーザには活性層として１層
のウエル層から構成されるSingle Quantum Wellレーザ
と、ウエル層とバリア層とが交互に多重に積層されたMu
lti Quantum Wellレーザとがある。
テロ構造の活性層の厚さをキャリアのドウ・ブローイー
波長λｄ（GaAsではλｄ≒30〔nm〕）以下としたもの
で、活性層は量子力学的井戸形ポテンシャルとして機能
して、キャリアの厚さ方向の運動が量子化された二次元
電子状態となる。量子井戸レーザには活性層として１層
のウエル層から構成されるSingle Quantum Wellレーザ
と、ウエル層とバリア層とが交互に多重に積層されたMu
lti Quantum Wellレーザとがある。
既に知られている多重量子井戸レーザの一例を第１図に
断面図によって示す。図において、１はｎ型ガリウム・
砒素（GaAs）基板、２はｎ型GaAsバッファ層、３はｎ型
アルミニウム・ガリウム砒素（AlxGa1−xAs）クラッド
層、４は多重量子井戸構造であって、ウエル層はGaAs、
バリア層はAlxGa1−xAsによって形成されている。また
５はｐ型AlxGa1−xAsクラッド層、６はｐ型GaAsキャッ
プ層、７は保護膜、８はｐ側電極、９はｎ側電極であ
る。
断面図によって示す。図において、１はｎ型ガリウム・
砒素（GaAs）基板、２はｎ型GaAsバッファ層、３はｎ型
アルミニウム・ガリウム砒素（AlxGa1−xAs）クラッド
層、４は多重量子井戸構造であって、ウエル層はGaAs、
バリア層はAlxGa1−xAsによって形成されている。また
５はｐ型AlxGa1−xAsクラッド層、６はｐ型GaAsキャッ
プ層、７は保護膜、８はｐ側電極、９はｎ側電極であ
る。
前記例において各半導体層の組成の例を図示しれば第２
図（ａ）又は（ｂ）に示す如くである。ただし、第１図
と同一符号によって対応する部位を示す。従来の多重量
子井戸レーザにおいてはバリア層の組成はクラッド層の
組成とは必ずしも同一ではないが、バリア層相互間では
組成は同一である。またバリア層の厚さも同一とされて
いる。更にウエル層に就いても、その組成及び厚さはウ
エル層相互間で同一とされている。AlxGa1−xAsで挾ま
れたGaAs量子井戸のエネルギーダイヤグラムを第３図に
示す。図中Lzは量子井戸の幅すなわちGaAsウエル層の厚
さを示し、このLzは電子のドウ・ブローイー波長λｄ以
下である。
図（ａ）又は（ｂ）に示す如くである。ただし、第１図
と同一符号によって対応する部位を示す。従来の多重量
子井戸レーザにおいてはバリア層の組成はクラッド層の
組成とは必ずしも同一ではないが、バリア層相互間では
組成は同一である。またバリア層の厚さも同一とされて
いる。更にウエル層に就いても、その組成及び厚さはウ
エル層相互間で同一とされている。AlxGa1−xAsで挾ま
れたGaAs量子井戸のエネルギーダイヤグラムを第３図に
示す。図中Lzは量子井戸の幅すなわちGaAsウエル層の厚
さを示し、このLzは電子のドウ・ブローイー波長λｄ以
下である。
図に示す如く、伝導帯のバリアはAlxGa1−xAsとGaAsと
の電子親和度の差ΔEcによって与えられ、また価電子帯
のバリアはAlxGa1−xAsとGaAsとの禁制帯幅Egの差から
前記ΔEcを引いたΔEvによって与えられる。
の電子親和度の差ΔEcによって与えられ、また価電子帯
のバリアはAlxGa1−xAsとGaAsとの禁制帯幅Egの差から
前記ΔEcを引いたΔEvによって与えられる。
GaAsウエル層内において電子及び正孔はそれぞれ前記バ
リアΔEc及びΔEvによって閉じ込められて、そのエネル
ギーＥは で表わされ、AlxGa1−xAsバリア層のバリア高さが無限
大であるとき で与えられる。ただし、 はプランク定数、m*は有効質量、kx及びkyは波数ベクト
ルのｘ及びｙ方向成分である。
リアΔEc及びΔEvによって閉じ込められて、そのエネル
ギーＥは で表わされ、AlxGa1−xAsバリア層のバリア高さが無限
大であるとき で与えられる。ただし、 はプランク定数、m*は有効質量、kx及びkyは波数ベクト
ルのｘ及びｙ方向成分である。
Enは模式的に第３図に示されるが、Ehhnは重い正孔Elhn
は軽い正孔に対応する。
は軽い正孔に対応する。
このようなエネルギーをもつキャリアの状態密度は階段
状となって、三次元自由キャリアに比較してバンド端の
状態密度が著しく大きくなる。以上の如く量子化された
キャリアの輻射遷移に対する選択則はΔｎ＝０であっ
て、例えばE1の電子はEhh1又はElh1の正孔と再結合す
る。量子井戸構造においては先に述べた如くサブバンド
端での状態密度が大きいために電子及び正孔はサブバン
ド端附近に集中しており、電子−正孔の再結合はサブバ
ンド端間で起こる。
状となって、三次元自由キャリアに比較してバンド端の
状態密度が著しく大きくなる。以上の如く量子化された
キャリアの輻射遷移に対する選択則はΔｎ＝０であっ
て、例えばE1の電子はEhh1又はElh1の正孔と再結合す
る。量子井戸構造においては先に述べた如くサブバンド
端での状態密度が大きいために電子及び正孔はサブバン
ド端附近に集中しており、電子−正孔の再結合はサブバ
ンド端間で起こる。
以上説明した特徴を有する量子井戸構造を含む量子井戸
レーザに関しては、（イ）閾値電流が低いこと。（ロ）
閾値電流の特性温度Toが通常のダブルヘテロレーザに比
較して大きく、閾値電流の温度上昇に対する安定性が優
れていること。（ハ）単一モード発振が得られやすいこ
と。（ニ）電流−光出力特性の直線性が良いこと。
（ホ）微分量子効率が高いこと。（ヘ）ウエル幅やバリ
ア高さを選択することにより発振波長を設計できるこ
と。などの特徴が知られているが、量子井戸構造を用い
ることによって従来の半導体レーザにおいては不可能乃
至は極めて困難であった機能を実現し得る可能性を有し
ている。
レーザに関しては、（イ）閾値電流が低いこと。（ロ）
閾値電流の特性温度Toが通常のダブルヘテロレーザに比
較して大きく、閾値電流の温度上昇に対する安定性が優
れていること。（ハ）単一モード発振が得られやすいこ
と。（ニ）電流−光出力特性の直線性が良いこと。
（ホ）微分量子効率が高いこと。（ヘ）ウエル幅やバリ
ア高さを選択することにより発振波長を設計できるこ
と。などの特徴が知られているが、量子井戸構造を用い
ることによって従来の半導体レーザにおいては不可能乃
至は極めて困難であった機能を実現し得る可能性を有し
ている。
（ｄ）発明の目的 本発明は半導体発光装置特に半導体レーザについて、一
つの光共振器より複数の波長の光が同じに出射される構
造を提供することを目的とする。
つの光共振器より複数の波長の光が同じに出射される構
造を提供することを目的とする。
（ｅ）発明の構成 本発明の前記目的は、電子波のドウ・ブローイー波長以
下の厚さを有するウエル層と、該ウエル層より大なる禁
制帯幅を有するバリア層とが交互に積層された多重量子
井戸構造を備え、前記ウエル層にその厚さ及び組成の少
なくとも一が相互に異なる層が含まれて、単数又は少な
くとも近似的に一致する許容エネルギー準位が存在する
複数の該ウエル層よりなる群が複数存在し、かつ該群相
互間で許容エネルギー準位が異ならしめられてなる半導
体発光装置により達成される。
下の厚さを有するウエル層と、該ウエル層より大なる禁
制帯幅を有するバリア層とが交互に積層された多重量子
井戸構造を備え、前記ウエル層にその厚さ及び組成の少
なくとも一が相互に異なる層が含まれて、単数又は少な
くとも近似的に一致する許容エネルギー準位が存在する
複数の該ウエル層よりなる群が複数存在し、かつ該群相
互間で許容エネルギー準位が異ならしめられてなる半導
体発光装置により達成される。
すなわち本発明においては、発光波長を決定するキャリ
アのエネルギー準位を選択的に組合わせた量子井戸構造
を構成することによって、例えば赤外域の波長を有する
光と、可視帯域の波長を有する光とを同一光共振器によ
って同時に発光させることを可能とする。
アのエネルギー準位を選択的に組合わせた量子井戸構造
を構成することによって、例えば赤外域の波長を有する
光と、可視帯域の波長を有する光とを同一光共振器によ
って同時に発光させることを可能とする。
キャリアのエネルギー準位は先に述べた式（２）によっ
て近似され、例えばAlxGa1−xAsよりなるバリア層に挾
まれたGaAsよりなるウエル層の厚さLzとエネルギーギャ
ップEgとは第４図に示す如き相関を有する。但し図中の
実線は電子と重い正孔との間できまるエネルギーギャッ
プ、又破線は電子と軽い正孔との間できまるエネルギー
ギャップを示している。実際はｎ＝１の基底状態を考え
れば良い。従ってウエル層の厚さLzを変化させることに
よってエネルギーギャップEgを大きく変化させることが
可能である。
て近似され、例えばAlxGa1−xAsよりなるバリア層に挾
まれたGaAsよりなるウエル層の厚さLzとエネルギーギャ
ップEgとは第４図に示す如き相関を有する。但し図中の
実線は電子と重い正孔との間できまるエネルギーギャッ
プ、又破線は電子と軽い正孔との間できまるエネルギー
ギャップを示している。実際はｎ＝１の基底状態を考え
れば良い。従ってウエル層の厚さLzを変化させることに
よってエネルギーギャップEgを大きく変化させることが
可能である。
また前記例のAlxGa1−xAs/GaAs系の量子井戸構造におい
てウエル層をGaAsのみならずAlx′Ga1−ｘ′Asとし、Al
の組成比ｘを選択するなど、ウエル層を形成する半導体
材料の組成を選択することによってもエネルギーギャッ
プEgを変化させることができる。
てウエル層をGaAsのみならずAlx′Ga1−ｘ′Asとし、Al
の組成比ｘを選択するなど、ウエル層を形成する半導体
材料の組成を選択することによってもエネルギーギャッ
プEgを変化させることができる。
従って目的とする波長に対応するエネルギーギャップEg
をウエル層の厚さ及び組成の何れか一方又は双方を選択
することによって容易に実現することができ、エネルギ
ーギャップEgの異なるウエル層群を同一の多重量子井戸
構造内に形成することによって本発明の目的が達成され
る。
をウエル層の厚さ及び組成の何れか一方又は双方を選択
することによって容易に実現することができ、エネルギ
ーギャップEgの異なるウエル層群を同一の多重量子井戸
構造内に形成することによって本発明の目的が達成され
る。
（ｆ）発明の実施例 以下、本発明を実施例により図面を参照して具体的に説
明する。
明する。
本発明には各波長に対するウエル層を一層とするか多重
化するか、或いはpn接合従って電流注入方向を縦とする
か横とするか等の条件の組合せにより種々の実施形態が
あるが、第５図（ａ）に示す断面図は波長λ１＝870〔n
m〕と波長λ２＝780〔nm〕の２波長に対してそれぞれ一
層のウエル層を設け、pn接合を縦方向に形成した実施例
を示し、第５図（ｂ）及び（ｃ）は本実施例の各半導体
層のAl組成比を示す。
化するか、或いはpn接合従って電流注入方向を縦とする
か横とするか等の条件の組合せにより種々の実施形態が
あるが、第５図（ａ）に示す断面図は波長λ１＝870〔n
m〕と波長λ２＝780〔nm〕の２波長に対してそれぞれ一
層のウエル層を設け、pn接合を縦方向に形成した実施例
を示し、第５図（ｂ）及び（ｃ）は本実施例の各半導体
層のAl組成比を示す。
第５図（ａ）に示す半導体基板及び半導体層の具体的例
は次の通りであり、各半導体層は分子線エピタキシャル
成長方法或いは有機金属熱分解気相成長方法等によって
半導体基板上に順次成長させる。
は次の通りであり、各半導体層は分子線エピタキシャル
成長方法或いは有機金属熱分解気相成長方法等によって
半導体基板上に順次成長させる。
n+型GaAs基板11; 厚さ100〔μｍ〕，不純物濃度１×1018〔cm-13〕 n+型GaAsバッファ層12; 厚さ3.5〔μｍ〕，不純物濃度１×1018〔cm-3〕 ｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層13; 厚さ１乃至1.5〔μｍ〕，不純物濃度３乃至５×1017〔c
m-3〕 ノンドープ第１ウエル層14a1； 発光波長λ１約870〔nm〕 組成 GaAs、 厚さLz1 12〔nm〕 ノンドープバリア層 14b; 組成 Al0.3Ga0.7As、 厚さLB ４〔nm〕 ノンドープ第２ウエル層14a2； 発光波長λ２約780〔nm〕 組成 GaAs 厚さLz2 ５〔nm〕 ｐ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層15; 厚さ１乃至1.5〔μｍ〕，不純物濃度３×1017〔cm-3〕 p+型GaAsキャップ層16; 厚さ0.5〔μｍ〕，不純物濃度１×1019〔cm-3〕以上 ただし、以上示した各数値は代表的な値を示すものであ
り本実施例の各半導体層のAlの組成比を第５図（ｂ）に
示す。
m-3〕 ノンドープ第１ウエル層14a1； 発光波長λ１約870〔nm〕 組成 GaAs、 厚さLz1 12〔nm〕 ノンドープバリア層 14b; 組成 Al0.3Ga0.7As、 厚さLB ４〔nm〕 ノンドープ第２ウエル層14a2； 発光波長λ２約780〔nm〕 組成 GaAs 厚さLz2 ５〔nm〕 ｐ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層15; 厚さ１乃至1.5〔μｍ〕，不純物濃度３×1017〔cm-3〕 p+型GaAsキャップ層16; 厚さ0.5〔μｍ〕，不純物濃度１×1019〔cm-3〕以上 ただし、以上示した各数値は代表的な値を示すものであ
り本実施例の各半導体層のAlの組成比を第５図（ｂ）に
示す。
またｎ型不純物としては錫（Sn），テルル（Te）又はシ
リコン（Si）,p型不純物としては分子線エピタキシャル
成長方法ではベリウム（Be）、有機金属熱分解気相成長
方法では亜鉛（Zn）もしくはカドミウム（Cd）などが適
当である。
リコン（Si）,p型不純物としては分子線エピタキシャル
成長方法ではベリウム（Be）、有機金属熱分解気相成長
方法では亜鉛（Zn）もしくはカドミウム（Cd）などが適
当である。
前記実施例は第１ウエル層14a1と第２ウエル層14a2とを
同一組成であるGaAsによって形成しているが、先に述べ
た如く組成すなわち禁制帯幅を選択することによっても
波長を選択することができる。例えば前記実施例につい
てノンドープ第２ウエル層14a2を変更して ノンドープ第１ウエル層 14a1；前記例と同一 ノンドープバリア層 14b; 組成 AlxGa1−xAs,x＝0.3乃至0.5 厚さLB ４〔nm〕（前記例に同じ） ノンドープ第２ウエル層 発光波長λ２約780〔nm〕（前記例に同じ） 組成 Al0.15Ga0.85As 厚さLz2 12〔nm〕 とするなど多様な選択が可能である。上記実施例の各半
導体層のAlの組成比を第５図（ｃ）に示す。
同一組成であるGaAsによって形成しているが、先に述べ
た如く組成すなわち禁制帯幅を選択することによっても
波長を選択することができる。例えば前記実施例につい
てノンドープ第２ウエル層14a2を変更して ノンドープ第１ウエル層 14a1；前記例と同一 ノンドープバリア層 14b; 組成 AlxGa1−xAs,x＝0.3乃至0.5 厚さLB ４〔nm〕（前記例に同じ） ノンドープ第２ウエル層 発光波長λ２約780〔nm〕（前記例に同じ） 組成 Al0.15Ga0.85As 厚さLz2 12〔nm〕 とするなど多様な選択が可能である。上記実施例の各半
導体層のAlの組成比を第５図（ｃ）に示す。
なお、第５図（ａ）において、17は保護膜、18はｐ側電
極、19はｎ側電極を示す。
極、19はｎ側電極を示す。
次いで本発明の第２の実施例として、波長λ１＝870〔n
m〕と波長λ２＝780〔nm〕の２波長に対してそれぞれ複
数のウエル層を設け、pnヘテロ接合を横方向に形成した
実施例の断面図を第６図（ａ）に、その断面のAl組成比
を第６図（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお第５図（ａ）等
と同一符号により同一部分を示す。
m〕と波長λ２＝780〔nm〕の２波長に対してそれぞれ複
数のウエル層を設け、pnヘテロ接合を横方向に形成した
実施例の断面図を第６図（ａ）に、その断面のAl組成比
を第６図（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお第５図（ａ）等
と同一符号により同一部分を示す。
本実施例においては、第６図（ａ）上のＸ−Ｘ′断面に
見られる各半導体層をエピタキシャル成長せしめる。こ
のＸ−Ｘ′断面上の各半導体層のAlの組成比は第６図
（ｂ）に示す通りであって、n+型GaAs基板11,n+型GaAs
バッファ層12、及びｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層13は前
記実施例と同様であり、Al0.5Ga0.5Asクラッド層15及び
GaAsキャップ層16は本実施例においてはｎ型としてい
る。ただし、以上の各半導体層の不純物濃度はすべて１
×1018〔cm-3〕程度としてよい。
見られる各半導体層をエピタキシャル成長せしめる。こ
のＸ−Ｘ′断面上の各半導体層のAlの組成比は第６図
（ｂ）に示す通りであって、n+型GaAs基板11,n+型GaAs
バッファ層12、及びｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層13は前
記実施例と同様であり、Al0.5Ga0.5Asクラッド層15及び
GaAsキャップ層16は本実施例においてはｎ型としてい
る。ただし、以上の各半導体層の不純物濃度はすべて１
×1018〔cm-3〕程度としてよい。
本実施例においては量子井戸構造は次の２群によって構
成されている。
成されている。
第１群MQW−１は下記のそれぞれ複数のウエル層14a1と
バリア層14b1が交互に積層され、波長λ１＝870〔nm〕
の光を発生する。
バリア層14b1が交互に積層され、波長λ１＝870〔nm〕
の光を発生する。
ウエル層 14a1； 組成;GaAs,厚さLz1;12〔nm〕 バリア層14b1； 組成;Al0.5Ga0.5,厚さLB1;4〔nm〕 第２群MQW−２は同様に下記のウエル層14a2とバリア層1
4b2とによって構成され、波長λ２＝780〔nm〕の光を発
生する。
4b2とによって構成され、波長λ２＝780〔nm〕の光を発
生する。
ウエル層14a2； 組成;GaAs,厚さLz2;5〔nm〕 或いは、組成;Al0.15Ga0.85As,厚さLz2;12〔nm〕 バリア層 14b2； 組成;Al0.5Ga0.5,厚さLB2;4〔nm〕 またMQW−１とMQW−２との間のバリア層14bは前記バリ
ア層14b1及び14b2と同様の組成及び厚さでもよいが、pn
接合を横方向に形成する本実施例においてはキャリアが
バリア層をトンネル効果によって注入される必要がない
ために充分に厚くてもよく本実施例においてはこのバリ
ア層14bの厚さを0.1〔μｍ〕程度としている。
ア層14b1及び14b2と同様の組成及び厚さでもよいが、pn
接合を横方向に形成する本実施例においてはキャリアが
バリア層をトンネル効果によって注入される必要がない
ために充分に厚くてもよく本実施例においてはこのバリ
ア層14bの厚さを0.1〔μｍ〕程度としている。
また以上説明した量子井戸構造を形成する各半導体層は
ノンドープでもよいが、不純物濃度１×1018〔cm-3〕程
度のｎ型とすることが望ましい。
ノンドープでもよいが、不純物濃度１×1018〔cm-3〕程
度のｎ型とすることが望ましい。
以上説明した構造を有する半導体基体のキャップ層16上
に例えば窒化シリコン（Si3N4）或いは二酸化シリコン
（SiO2）等による保護膜17を選択的に形成し、これをマ
スクとしてアクセプタ不純物例えば亜鉛（Zn）をキャッ
プ層16表面よりクラッド層13に達する深さに拡散せしめ
る。
に例えば窒化シリコン（Si3N4）或いは二酸化シリコン
（SiO2）等による保護膜17を選択的に形成し、これをマ
スクとしてアクセプタ不純物例えば亜鉛（Zn）をキャッ
プ層16表面よりクラッド層13に達する深さに拡散せしめ
る。
この不純物拡散によって、クラッド層15及び量子井戸構
造を構成する各半導体層間において組成原子の相互拡散
が行なわれ、Al原子が量子井戸構造を形成していた半導
体領域内ではほぼ一様に分布する結果となる。20はこの
様にして形成されたｐ型領域を示す。また第６図（ｃ）
はこのｐ型領域20を含むＹ−Ｙ′断面におけるAlの組成
比を示す。
造を構成する各半導体層間において組成原子の相互拡散
が行なわれ、Al原子が量子井戸構造を形成していた半導
体領域内ではほぼ一様に分布する結果となる。20はこの
様にして形成されたｐ型領域を示す。また第６図（ｃ）
はこのｐ型領域20を含むＹ−Ｙ′断面におけるAlの組成
比を示す。
量子井戸構造MQW−１のウエル層14a1及びMQW−２のウエ
ル層14a2はGaAs或いはAl組成比の少ないAlGaAsであっ
て、ｐ型領域20とこれらのウエル層14a1又は14a2とのpn
接合界面はヘテロ接合界面となっている。この様にヘテ
ロ接合が形成されることによって注入発光効率が向上す
る。
ル層14a2はGaAs或いはAl組成比の少ないAlGaAsであっ
て、ｐ型領域20とこれらのウエル層14a1又は14a2とのpn
接合界面はヘテロ接合界面となっている。この様にヘテ
ロ接合が形成されることによって注入発光効率が向上す
る。
以上説明した第２の実施例においては各波長毎の量子井
戸構造MQW−１とMQW−２とをクラッド層間に設けている
が、ウエル層を各波長毎に取纒めることなく、各波長の
ウエル層が交互に形成される構造であってもよい。
戸構造MQW−１とMQW−２とをクラッド層間に設けている
が、ウエル層を各波長毎に取纒めることなく、各波長の
ウエル層が交互に形成される構造であってもよい。
何れの構造においてもウエル層内で発生した光はクラッ
ド層間に拡がり、各波長の光が同一空間に閉じ込められ
る。
ド層間に拡がり、各波長の光が同一空間に閉じ込められ
る。
なお以上の説明は２波長の場合の実施例であるが、３波
長以上のレーザを形成することも同様にして可能であ
る。
長以上のレーザを形成することも同様にして可能であ
る。
以上の説明はGaAs/AlGaAs系量子井戸レーザを例として
いるが、本発明は他の半導体材料、例えばInP/InGaAaP
系等に適用して同様の効果を得ることができる。
いるが、本発明は他の半導体材料、例えばInP/InGaAaP
系等に適用して同様の効果を得ることができる。
（ｇ）発明の効果 以上説明した如く本発明によれば一つの光共振器より複
数の波長の光を同じに出射させることが可能となり、レ
ーザ光の応用が大きく拡張される。また本発明によっ
て、例えば情報伝送に用いる長波長光とともに可視波長
光（実施例に示した波長780｛nm〕など）を同一の光共
振器から出射させることによって、レーザ光の目視が可
能となって光応用装置等の組立調整等に効果が発揮され
る。また同様にレーザ光による事故発生の防止等にも応
用することができる。
数の波長の光を同じに出射させることが可能となり、レ
ーザ光の応用が大きく拡張される。また本発明によっ
て、例えば情報伝送に用いる長波長光とともに可視波長
光（実施例に示した波長780｛nm〕など）を同一の光共
振器から出射させることによって、レーザ光の目視が可
能となって光応用装置等の組立調整等に効果が発揮され
る。また同様にレーザ光による事故発生の防止等にも応
用することができる。
第１図は量子井戸レーザの従来例を示す断面図、第２図
（ａ）及び（ｂ）は該従来例の各半導体層の組成例を示
す図表、第３図は量子井戸のエネルギーダイヤグラム、
第４図はウエル層の厚さとエネルギーギャップとの相関
を示す図表、第５図は（ａ）は本発明の第１の実施例を
示す断面図、第５図（ｂ）及び（ｃ）は該実施例の各半
導体層の組成例を示す図表、第６図（ａ）は本発明の第
２の実施例を示す断面図、第６図（ｂ）及び（ｃ）は該
実施例の各断面における組成例を示す図表である。 図において、11はn+型GaAs基板、12はn+型GaAsバッファ
層、13はｎ型AlGaAsクラッド層、14a1，14a2等はウエル
層、14b,14b1，14b2等はバリア層、15はｐ型又はｎ型Al
GaAsクラッド層、16はp+型又はｎ型GaAsキャップ層、17
は保護膜、18はｐ側電極、19はｎ側電極を示す。
（ａ）及び（ｂ）は該従来例の各半導体層の組成例を示
す図表、第３図は量子井戸のエネルギーダイヤグラム、
第４図はウエル層の厚さとエネルギーギャップとの相関
を示す図表、第５図は（ａ）は本発明の第１の実施例を
示す断面図、第５図（ｂ）及び（ｃ）は該実施例の各半
導体層の組成例を示す図表、第６図（ａ）は本発明の第
２の実施例を示す断面図、第６図（ｂ）及び（ｃ）は該
実施例の各断面における組成例を示す図表である。 図において、11はn+型GaAs基板、12はn+型GaAsバッファ
層、13はｎ型AlGaAsクラッド層、14a1，14a2等はウエル
層、14b,14b1，14b2等はバリア層、15はｐ型又はｎ型Al
GaAsクラッド層、16はp+型又はｎ型GaAsキャップ層、17
は保護膜、18はｐ側電極、19はｎ側電極を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】電子波のドウ・ブローイー波長以下の厚さ
を有するウエル層と、該ウエル層より大なる禁制帯幅を
有するバリア層とが交互に積層された多重量子井戸構造
を備え、前記ウエル層にその厚さ及び組成の少なくとも
一が相互に異なるウエル層が含まれて、単数又は少なく
とも近似的に一致する許容エネルギー準位が存在する複
数の該ウエル層よりなる群が複数存在し、かつ該群相互
間で許容エネルギー準位が異ならしめられてなることを
特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21640682A JPH07112090B2 (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21640682A JPH07112090B2 (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106171A JPS59106171A (ja) | 1984-06-19 |
| JPH07112090B2 true JPH07112090B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16688060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21640682A Expired - Lifetime JPH07112090B2 (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112090B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61102084A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| DE3751535T2 (de) * | 1986-07-25 | 1996-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleiterlaser. |
| JPS63156383A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| DE3850139T2 (de) * | 1987-02-27 | 1994-10-06 | Canon Kk | Halbleiterlaser mit variabler Oszillationswellenlänge. |
| JP2529260B2 (ja) * | 1987-05-08 | 1996-08-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
| US5408110A (en) * | 1993-06-28 | 1995-04-18 | National Research Council Of Canada | Second-harmonic generation in semiconductor heterostructures |
-
1982
- 1982-12-10 JP JP21640682A patent/JPH07112090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59106171A (ja) | 1984-06-19 |
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