JPH0766490A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0766490A JPH0766490A JP21243793A JP21243793A JPH0766490A JP H0766490 A JPH0766490 A JP H0766490A JP 21243793 A JP21243793 A JP 21243793A JP 21243793 A JP21243793 A JP 21243793A JP H0766490 A JPH0766490 A JP H0766490A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザに関し、半導体材料を適切に選
択すると共に活性層に歪みを入れて閾値電流の低減及び
閾値電流の温度特性向上を実現させ、しかも、活性層に
歪みを入れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面
モホロジの低下がないようにする。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２及びｐ−（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４で挟まれて
圧縮歪みを受けたＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層３が形成さ
れ、また、その歪み活性層３は引っ張り歪みを受けた歪
み活性層、厚さ１５〔ｎｍ〕以下の圧縮歪み或いは引っ
張り歪みを受けた活性層、一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以
下の圧縮歪み或いは引っ張り歪みを受けた複数層からな
る活性層に代替される。
択すると共に活性層に歪みを入れて閾値電流の低減及び
閾値電流の温度特性向上を実現させ、しかも、活性層に
歪みを入れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面
モホロジの低下がないようにする。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２及びｐ−（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４で挟まれて
圧縮歪みを受けたＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層３が形成さ
れ、また、その歪み活性層３は引っ張り歪みを受けた歪
み活性層、厚さ１５〔ｎｍ〕以下の圧縮歪み或いは引っ
張り歪みを受けた活性層、一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以
下の圧縮歪み或いは引っ張り歪みを受けた複数層からな
る活性層に代替される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、０．６〔μｍ〕帯で発
光する、所謂、赤色可視光半導体レーザの改良に関す
る。
光する、所謂、赤色可視光半導体レーザの改良に関す
る。
【０００２】前記半導体レーザは、例えば光ディスク・
メモリやレーザ・プリンタの光源として多用されつつあ
るが、今後、例えば低閾値化や温度特性向上などの面に
於いて更に研究・開発を進展させなければならない。
メモリやレーザ・プリンタの光源として多用されつつあ
るが、今後、例えば低閾値化や温度特性向上などの面に
於いて更に研究・開発を進展させなければならない。
【０００３】
【従来の技術】一般に、赤色可視光半導体レーザは、Ｇ
ａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰからなるクラッド層及び
ＧａＩｎＰからなる活性層を基板と格子整合させた状態
で成長させたウエハが用いられてきた。
ａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰからなるクラッド層及び
ＧａＩｎＰからなる活性層を基板と格子整合させた状態
で成長させたウエハが用いられてきた。
【０００４】然しながら、前記材料系の半導体レーザに
於いては、活性層とクラッド層との伝導帯の底に於ける
バンド不連続が小さく、約１９０〔ｍｅＶ〕程度である
ことから、電子のオーバ・フローに起因すると考えられ
る温度特性の悪化を生ずるなど、その低いレーザ特性が
問題視されてきた。
於いては、活性層とクラッド層との伝導帯の底に於ける
バンド不連続が小さく、約１９０〔ｍｅＶ〕程度である
ことから、電子のオーバ・フローに起因すると考えられ
る温度特性の悪化を生ずるなど、その低いレーザ特性が
問題視されてきた。
【０００５】このような問題を解消する為、近年、Ｇａ
ＩｎＰ活性層に圧縮歪み或いは引っ張り歪みを加えた歪
み活性層レーザ、或いは、その歪み活性層の厚さを活性
層内に於けるキャリヤのド・ブロイ波長以下にした歪み
量子井戸レーザ、或いは、その歪み量子井戸レーザに於
ける量子井戸を複数にした歪み多重量子井戸レーザなど
が開発された。
ＩｎＰ活性層に圧縮歪み或いは引っ張り歪みを加えた歪
み活性層レーザ、或いは、その歪み活性層の厚さを活性
層内に於けるキャリヤのド・ブロイ波長以下にした歪み
量子井戸レーザ、或いは、その歪み量子井戸レーザに於
ける量子井戸を複数にした歪み多重量子井戸レーザなど
が開発された。
【０００６】ここで、前記各半導体レーザの諸特性が向
上された理由について更に詳細に説明する。
上された理由について更に詳細に説明する。
【０００７】例えば、圧縮歪みＧａＩｎＰ活性層レーザ
に於いて、ＧａＩｎＰ活性層に圧縮歪みを加えるには、
ＧａＩｎＰに於けるＩｎの組成を格子整合条件に比較し
て大きくする。このようにすると、ＧａＡｓよりも大き
な格子定数をもつＧａＩｎＰ活性層は圧縮歪みを受ける
ことになる。
に於いて、ＧａＩｎＰ活性層に圧縮歪みを加えるには、
ＧａＩｎＰに於けるＩｎの組成を格子整合条件に比較し
て大きくする。このようにすると、ＧａＡｓよりも大き
な格子定数をもつＧａＩｎＰ活性層は圧縮歪みを受ける
ことになる。
【０００８】この場合、 歪みに依ってＧａＩｎＰに於ける正孔のバンドの縮
退が解け、Γ点に於ける価電子帯マキシマムは重い正孔
に依って与えられるようになる。しかも、その重い正孔
の有効質量は、歪みがない場合に比較して小さくなり、
これに依って活性層に同じ密度のキャリヤが存在する時
の光学利得は、歪みがない場合に比較して増加する。
退が解け、Γ点に於ける価電子帯マキシマムは重い正孔
に依って与えられるようになる。しかも、その重い正孔
の有効質量は、歪みがない場合に比較して小さくなり、
これに依って活性層に同じ密度のキャリヤが存在する時
の光学利得は、歪みがない場合に比較して増加する。
【０００９】これは、半導体レーザの閾値キャリヤ密度
の減少を意味し、低閾値化、或いは、電子のオーバ・フ
ローが減少することに依る閾値の温度特性の改善が可能
であることを意味している。
の減少を意味し、低閾値化、或いは、電子のオーバ・フ
ローが減少することに依る閾値の温度特性の改善が可能
であることを意味している。
【００１０】 ＧａＩｎＰのＩｎ組成を増大させたこ
とに依り、本来のエネルギ・バンド・ギャップが小さく
なり、伝導帯に於けるバンド不連続を大きくすることが
できる。
とに依り、本来のエネルギ・バンド・ギャップが小さく
なり、伝導帯に於けるバンド不連続を大きくすることが
できる。
【００１１】即ち、圧縮歪みＧａＩｎＰ活性層レーザに
於いては、発振波長が若干長波長化する現象を伴いなが
ら、低閾値化及び閾値の温度特性向上などが実現され
る。
於いては、発振波長が若干長波長化する現象を伴いなが
ら、低閾値化及び閾値の温度特性向上などが実現され
る。
【００１２】次に、引っ張り歪みＧａＩｎＰ活性層レー
ザに於いて、ＧａＩｎＰ活性層に引っ張り歪みを加える
には、ＧａＩｎＰに於けるＩｎの組成を格子整合条件に
比較して小さくする。このようにすると、ＧａＡｓより
も小さな格子定数をもつＧａＩｎＰ活性層は引っ張り歪
みを受けることになる。
ザに於いて、ＧａＩｎＰ活性層に引っ張り歪みを加える
には、ＧａＩｎＰに於けるＩｎの組成を格子整合条件に
比較して小さくする。このようにすると、ＧａＡｓより
も小さな格子定数をもつＧａＩｎＰ活性層は引っ張り歪
みを受けることになる。
【００１３】この場合、 ＧａＩｎＰのＩｎ組成を減少させたことに依り、本
来のエネルギ・バンド・ギャップが大きくなる。即ち、
ＧａＩｎＰ活性層に引っ張り歪みを与えることは半導体
レーザを短波長化する為の手段の一つである。
来のエネルギ・バンド・ギャップが大きくなる。即ち、
ＧａＩｎＰ活性層に引っ張り歪みを与えることは半導体
レーザを短波長化する為の手段の一つである。
【００１４】 歪みに依ってＧａＩｎＰに於ける正孔
のバンドの縮退が解け、Γ点に於ける価電子帯マキシマ
ムは軽い正孔に依って与えられるようになる。しかも、
その軽い正孔の有効質量は、歪みがない場合の重い正孔
に比較して小さくなり、これに依って、活性層に同じ密
度のキャリヤが存在する時の光学利得は、歪みがない場
合に比較して増加する。
のバンドの縮退が解け、Γ点に於ける価電子帯マキシマ
ムは軽い正孔に依って与えられるようになる。しかも、
その軽い正孔の有効質量は、歪みがない場合の重い正孔
に比較して小さくなり、これに依って、活性層に同じ密
度のキャリヤが存在する時の光学利得は、歪みがない場
合に比較して増加する。
【００１５】これは、半導体レーザの閾値キャリヤ密度
の減少を意味し、同一発振波長の半導体レーザに歪みを
かけない、即ち、価電子帯が縮退しているＡｌＧａＩｎ
Ｐ活性層を用いた半導体レーザに比較して低閾値化及び
閾値の温度特性向上などが実現されることを意味する。
の減少を意味し、同一発振波長の半導体レーザに歪みを
かけない、即ち、価電子帯が縮退しているＡｌＧａＩｎ
Ｐ活性層を用いた半導体レーザに比較して低閾値化及び
閾値の温度特性向上などが実現されることを意味する。
【００１６】前記した活性層の厚さを活性層内に於ける
キャリヤのド・ブロイ波長以下にした歪み量子井戸レー
ザ、或いは、その歪み量子井戸を複数にした歪み多重量
子井戸レーザは、前記歪みの効果に加え、キャリヤを２
次元的に閉じ込めることに依り、活性層の状態密度を大
きくし、閾値などの特性を更に向上させることができ
る。
キャリヤのド・ブロイ波長以下にした歪み量子井戸レー
ザ、或いは、その歪み量子井戸を複数にした歪み多重量
子井戸レーザは、前記歪みの効果に加え、キャリヤを２
次元的に閉じ込めることに依り、活性層の状態密度を大
きくし、閾値などの特性を更に向上させることができ
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】０．６〔μｍ〕帯で発
光する赤色可視光半導体レーザでは、その最高発振出力
が端面のＣＯＤ（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｄａｍａｇｅ）破壊に依存して制限されてい
る。
光する赤色可視光半導体レーザでは、その最高発振出力
が端面のＣＯＤ（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｄａｍａｇｅ）破壊に依存して制限されてい
る。
【００１８】この制限をブレイク・スルーするには、活
性層内への光の閉じ込めを弱め、活性層内での光密度を
低減させることが有効であり、その為には、活性層を薄
くすると良い。
性層内への光の閉じ込めを弱め、活性層内での光密度を
低減させることが有効であり、その為には、活性層を薄
くすると良い。
【００１９】然しながら、活性層を薄くすることで光の
閉じ込めを弱めた場合、活性層に於ける単位体積当たり
の閾値利得が大きくなり、発振に必要なキャリヤ密度も
増大するので、前記したような歪みを入れた活性層に依
って改善された諸特性が再び悪化、即ち、閾値電流の増
大や閾値電流の特性温度の減少が起こる。
閉じ込めを弱めた場合、活性層に於ける単位体積当たり
の閾値利得が大きくなり、発振に必要なキャリヤ密度も
増大するので、前記したような歪みを入れた活性層に依
って改善された諸特性が再び悪化、即ち、閾値電流の増
大や閾値電流の特性温度の減少が起こる。
【００２０】前記の問題を解消する為、活性層に入れる
歪みを更に大きくするなどの対策がとられてはいるが、
歪みを大きくする程、活性層を構成する結晶に欠陥が発
生したり、表面モホロジが低下するなど新たな問題が起
こるので、歪みの増大のみで対応することは不可能であ
る。
歪みを更に大きくするなどの対策がとられてはいるが、
歪みを大きくする程、活性層を構成する結晶に欠陥が発
生したり、表面モホロジが低下するなど新たな問題が起
こるので、歪みの増大のみで対応することは不可能であ
る。
【００２１】本発明は、半導体材料を適切に選択すると
共に活性層に歪みを入れて閾値電流の低減及び閾値電流
の温度特性向上を実現させ、しかも、活性層に歪みを入
れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジ
の低下がないようにする。
共に活性層に歪みを入れて閾値電流の低減及び閾値電流
の温度特性向上を実現させ、しかも、活性層に歪みを入
れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジ
の低下がないようにする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】一般に、ＧａＩｎＰをＩ
ｎＧａＡｓＰに置き換えて、ＧａＡｓと格子整合させな
がら、エネルギ・バンド・ギャップを小さくできること
は良く知られている。
ｎＧａＡｓＰに置き換えて、ＧａＡｓと格子整合させな
がら、エネルギ・バンド・ギャップを小さくできること
は良く知られている。
【００２３】然しながら、この場合のエネルギ・バンド
・ギャップの減少分は、主として価電子帯に於けるバン
ド不連続の増加として発生し、レーザに於ける温度特性
の改善などに有効な伝導帯側でのバンド不連続の増大に
は結び付かないと考えられている。
・ギャップの減少分は、主として価電子帯に於けるバン
ド不連続の増加として発生し、レーザに於ける温度特性
の改善などに有効な伝導帯側でのバンド不連続の増大に
は結び付かないと考えられている。
【００２４】そこで、現在は、伝導帯側でのバンド不連
続を大きくし易いと考えられているＧａＩｎＰに於ける
Ｉｎ組成を増加させて活性層としたレーザについて多く
の研究・開発がなされ、種々な提案がなされている。
続を大きくし易いと考えられているＧａＩｎＰに於ける
Ｉｎ組成を増加させて活性層としたレーザについて多く
の研究・開発がなされ、種々な提案がなされている。
【００２５】従って、ＩｎＧａＡｓＰに於けるＡｓ組成
を変え且つ歪みを入れた活性層をもつレーザについては
何らの実験も行なわれていない。
を変え且つ歪みを入れた活性層をもつレーザについては
何らの実験も行なわれていない。
【００２６】本発明者らは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層に於
けるＡｓ組成が大で歪み量が小さいレーザ及びＡｓ組成
が小で歪み量が大きいレーザであって、しかも、それ等
の発振波長が略等しい、従って、エネルギ・バンド・ギ
ャップが略等しいものを作成し、特性を比較した実験を
行なったところ、ＩｎＧａＡｓＰに於けるＡｓ組成が大
であって歪み量が小さいレーザに於いても、レーザ特性
の悪化、即ち、伝導帯に於けるバンド不連続が小さくな
って温度特性が悪化するなどの問題は殆ど発生しないこ
とを確認した。
けるＡｓ組成が大で歪み量が小さいレーザ及びＡｓ組成
が小で歪み量が大きいレーザであって、しかも、それ等
の発振波長が略等しい、従って、エネルギ・バンド・ギ
ャップが略等しいものを作成し、特性を比較した実験を
行なったところ、ＩｎＧａＡｓＰに於けるＡｓ組成が大
であって歪み量が小さいレーザに於いても、レーザ特性
の悪化、即ち、伝導帯に於けるバンド不連続が小さくな
って温度特性が悪化するなどの問題は殆ど発生しないこ
とを確認した。
【００２７】この実験から、歪みＩｎＧａＡｓＰを用い
た場合であっても、従来、考えられていた以上に充分な
伝導帯の不連続が生成されることが判った。
た場合であっても、従来、考えられていた以上に充分な
伝導帯の不連続が生成されることが判った。
【００２８】また、歪みＩｎＧａＡｓＰに若干のＡｌを
加えたＡｌＧａＩｎＡｓＰに於いても組成にＡｓを含ま
せる効果は同じであり、更に、基板もＧａＡｓのみでな
く、ＧａＡｓと格子定数が若干異なるＩｎＧａＡｓやＧ
ａＡｓＰなどを用いた場合でも、ＡｌＧａＩｎＰ或いは
ＡｌＩｎＰからなるクラッド層を基板の格子定数に整合
させ、且つ、この状態の下で、圧縮歪み或いは引っ張り
歪みＩｎＧａＰ活性層にＡｓ組成を加えてゆくと同じ効
果が得られる。
加えたＡｌＧａＩｎＡｓＰに於いても組成にＡｓを含ま
せる効果は同じであり、更に、基板もＧａＡｓのみでな
く、ＧａＡｓと格子定数が若干異なるＩｎＧａＡｓやＧ
ａＡｓＰなどを用いた場合でも、ＡｌＧａＩｎＰ或いは
ＡｌＩｎＰからなるクラッド層を基板の格子定数に整合
させ、且つ、この状態の下で、圧縮歪み或いは引っ張り
歪みＩｎＧａＰ活性層にＡｓ組成を加えてゆくと同じ効
果が得られる。
【００２９】更にまた、単層活性層の場合、活性層厚が
薄くなると光の閉じ込めが減少し、発振に必要な閾値キ
ャリヤ密度が増大し、それに伴ってキャリヤが活性層か
らクラッド層に溢れ出してくる、所謂、オーバ・フロー
現象を生ずる。
薄くなると光の閉じ込めが減少し、発振に必要な閾値キ
ャリヤ密度が増大し、それに伴ってキャリヤが活性層か
らクラッド層に溢れ出してくる、所謂、オーバ・フロー
現象を生ずる。
【００３０】これを防ぐ為、ＩｎＧａＰ単層活性層で
は、Ｉｎ組成を増加させて圧縮歪みを導入すると共に活
性層とクラッド層との間のエネルギ差を増大させて対処
してきたのであるが、Ｉｎの組成を無制限に大きくする
訳にはゆかず、これまでの経験に依ると、特性改善は、
歪み１〔％〕、活性層厚１５〔ｎｍ〕近傍が限界と考え
られてきた。
は、Ｉｎ組成を増加させて圧縮歪みを導入すると共に活
性層とクラッド層との間のエネルギ差を増大させて対処
してきたのであるが、Ｉｎの組成を無制限に大きくする
訳にはゆかず、これまでの経験に依ると、特性改善は、
歪み１〔％〕、活性層厚１５〔ｎｍ〕近傍が限界と考え
られてきた。
【００３１】本発明では、四元活性層とすることで、前
記の問題を回避しながら更に活性層の薄膜化を図ること
が可能となって、活性層厚１５〔ｎｍ〕以下としてＣＯ
Ｄに対する耐性を向上したレーザを実現することができ
る。
記の問題を回避しながら更に活性層の薄膜化を図ること
が可能となって、活性層厚１５〔ｎｍ〕以下としてＣＯ
Ｄに対する耐性を向上したレーザを実現することができ
る。
【００３２】活性層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下になる
と、キャリヤの二次元化が顕著となって、歪みの効果に
加え、量子化（二次元化）の効果に依る特性改善を期待
することができる。
と、キャリヤの二次元化が顕著となって、歪みの効果に
加え、量子化（二次元化）の効果に依る特性改善を期待
することができる。
【００３３】一般に、ＣＯＤに対する耐性を保ちなが
ら、即ち、活性層への光閉じ込めを一定にしながら量子
化による特性改善を図る手段として、活性層の全層厚を
一定に維持しながら多層化する、即ち、多重量子井戸化
する方法がある。
ら、即ち、活性層への光閉じ込めを一定にしながら量子
化による特性改善を図る手段として、活性層の全層厚を
一定に維持しながら多層化する、即ち、多重量子井戸化
する方法がある。
【００３４】然しながら、量子化は活性層に於ける見掛
け上のエネルギ・バンド・ギャップを大きくする作用が
ある為、活性層とクラッド層とのエネルギ差が小さくな
る旨の問題があり、その問題は一層当たりの活性層厚が
薄くなるほど顕著になる。本発明に見られるように、四
元歪み活性層を採用すると、このエネルギ差の減少を補
償することが可能となる。
け上のエネルギ・バンド・ギャップを大きくする作用が
ある為、活性層とクラッド層とのエネルギ差が小さくな
る旨の問題があり、その問題は一層当たりの活性層厚が
薄くなるほど顕著になる。本発明に見られるように、四
元歪み活性層を採用すると、このエネルギ差の減少を補
償することが可能となる。
【００３５】前記した新知見に依ると、クラッド層にＡ
ｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰを用い、そして、活性層
の組成にＡｓを含むＩｎＧａＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎ
ＡｓＰを用い、その活性層には圧縮歪み或いは引っ張り
歪みを加え、活性層のエネルギ・バンド・ギャップは
１．８５〔ｅＶ〕±０．１５〔ｅＶ〕程度とし、また、
必要に応じ、活性層の一層当たりの厚さを１５〔ｎｍ〕
以下として半導体レーザを構成すれば良いことが認識さ
れる。
ｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰを用い、そして、活性層
の組成にＡｓを含むＩｎＧａＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎ
ＡｓＰを用い、その活性層には圧縮歪み或いは引っ張り
歪みを加え、活性層のエネルギ・バンド・ギャップは
１．８５〔ｅＶ〕±０．１５〔ｅＶ〕程度とし、また、
必要に応じ、活性層の一層当たりの厚さを１５〔ｎｍ〕
以下として半導体レーザを構成すれば良いことが認識さ
れる。
【００３６】これに依り、活性層に歪みを大きく入れ過
ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジの低
下を排除しつつ、且つ、歪みを限界値以上に入れた場合
と同様のエネルギ・バンド・ギャップ、及び、伝導帯に
於けるバンド不連続を実現すると共に歪み活性層に基づ
く価電子帯の非縮退化の効果を取り入れたレーザが実現
され、レーザ諸特性の向上に貢献することができよう。
ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジの低
下を排除しつつ、且つ、歪みを限界値以上に入れた場合
と同様のエネルギ・バンド・ギャップ、及び、伝導帯に
於けるバンド不連続を実現すると共に歪み活性層に基づ
く価電子帯の非縮退化の効果を取り入れたレーザが実現
され、レーザ諸特性の向上に貢献することができよう。
【００３７】前記したところから、本発明に依る半導体
レーザに於いては、 （１）化合物半導体基板（例えばｎ−ＧａＡｓ基板１）
上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰからなるクラッド
層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層４）で挟まれて圧縮歪みを受けたＧａＩｎＡ
ｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰからなる活性層（例えば
ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮）歪み活性層３）を備えてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
レーザに於いては、 （１）化合物半導体基板（例えばｎ−ＧａＡｓ基板１）
上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰからなるクラッド
層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層４）で挟まれて圧縮歪みを受けたＧａＩｎＡ
ｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰからなる活性層（例えば
ＩｎＧａＡｓＰ（圧縮）歪み活性層３）を備えてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
【００３８】（２）化合物半導体基板（例えばｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなる活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（引っ張
り）歪み活性層１３）を備えてなることを特徴とする
か、或いは、
Ａｓ基板１１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなる活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（引っ張
り）歪み活性層１３）を備えてなることを特徴とする
か、或いは、
【００３９】（３）化合物半導体基板（例えばｎ−Ｇａ
Ａｓ基板２１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層２２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２４）で挟まれて圧縮
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなる厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層（例えばＩｎＧ
ａＡｓＰ（圧縮）歪み量子井戸活性層２３）を備えてな
ることを特徴とするか、或いは、
Ａｓ基板２１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層２２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２４）で挟まれて圧縮
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなる厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層（例えばＩｎＧ
ａＡｓＰ（圧縮）歪み量子井戸活性層２３）を備えてな
ることを特徴とするか、或いは、
【００４０】（４）化合物半導体基板（例えばｎ−Ｇａ
Ａｓ基板３１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなる厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層（例えばＩ
ｎＧａＡｓＰ（引っ張り）歪み量子井戸活性層３３）を
備えてなることを特徴とするか、或いは、
Ａｓ基板３１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなる厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層（例えばＩ
ｎＧａＡｓＰ（引っ張り）歪み量子井戸活性層３３）を
備えてなることを特徴とするか、或いは、
【００４１】（５）化合物半導体基板（例えばｎ−Ｇａ
Ａｓ基板４１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４４）で挟まれて圧縮
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複数層
で構成された活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（圧縮）歪
み多重量子井戸活性層４３）を備えてなることを特徴と
するか、或いは、
Ａｓ基板４１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４４）で挟まれて圧縮
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複数層
で構成された活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（圧縮）歪
み多重量子井戸活性層４３）を備えてなることを特徴と
するか、或いは、
【００４２】（６）化合物半導体基板（例えばｎ−Ｇａ
Ａｓ基板５１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複
数層で構成された活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（引っ
張り）歪み多重量子井戸活性層５３）を備えてなること
を特徴とする。
Ａｓ基板５１）上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層（例えばｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５２とｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５４）で挟まれて引っ
張り歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡ
ｓＰからなると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複
数層で構成された活性層（例えばＩｎＧａＡｓＰ（引っ
張り）歪み多重量子井戸活性層５３）を備えてなること
を特徴とする。
【００４３】
【作用】前記手段を採ることに依り、活性層に歪みを入
れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジ
の低下を抑制しつつ閾値電流の低減及び閾値電流の温度
特性向上を実現させることができ、特に、０．６〔μ
ｍ〕帯で発光する赤色可視光半導体レーザに有効であ
る。
れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホロジ
の低下を抑制しつつ閾値電流の低減及び閾値電流の温度
特性向上を実現させることができ、特に、０．６〔μ
ｍ〕帯で発光する赤色可視光半導体レーザに有効であ
る。
【００４４】
【実施例】図１は第一実施例を解説する為の半導体構成
を表す要部正面図である。図に於いて、１はｎ−ＧａＡ
ｓ基板、２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層、４はｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、５は
ｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、６はｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
を表す要部正面図である。図に於いて、１はｎ−ＧａＡ
ｓ基板、２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層、４はｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、５は
ｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、６はｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
【００４５】第一実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００４６】（２） 歪み活性層３について 歪み：圧縮 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：２０〔ｎｍ〕
【００４７】（３） クラッド層４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００４８】（４） ヘテロ障壁緩和層５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００４９】（５） キャップ層６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００５０】第一実施例の発光波長は約７００〔ｎｍ〕
程度、閾値電流の特性温度としては１２０〔Ｋ〕が得ら
れた。
程度、閾値電流の特性温度としては１２０〔Ｋ〕が得ら
れた。
【００５１】図２は第二実施例を解説する為の半導体構
成を表す要部正面図である。図に於いて、１１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、１２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層、
１４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層、１５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和
層、１６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示してい
る。
成を表す要部正面図である。図に於いて、１１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、１２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層、
１４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層、１５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和
層、１６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示してい
る。
【００５２】第二実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層１２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層１２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００５３】（２） 歪み活性層１３について 歪み：引っ張り Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：２０〔ｎｍ〕
【００５４】（３） クラッド層１４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００５５】（４） ヘテロ障壁緩和層１５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００５６】（５） キャップ層１６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００５７】第二実施例の発光波長は約６５０〔ｎｍ〕
程度、閾値電流の特性温度としては８０〔Ｋ〕が得られ
た。
程度、閾値電流の特性温度としては８０〔Ｋ〕が得られ
た。
【００５８】図３は第三実施例を解説する為の半導体構
成を表す要部正面図である。図に於いて、２１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、２２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、２３はＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸
活性層、２４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層、２５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障
壁緩和層、２６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示
している。
成を表す要部正面図である。図に於いて、２１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、２２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、２３はＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸
活性層、２４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層、２５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障
壁緩和層、２６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示
している。
【００５９】第三実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層２２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層２２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００６０】（２） 歪み量子井戸活性層２３について 歪み：圧縮 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：１２〔ｎｍ〕
【００６１】（３） クラッド層２４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００６２】（４） ヘテロ障壁緩和層２５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００６３】（５） キャップ層２６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００６４】第三実施例の発光波長は、第一実施例と比
較すると、量子効果に依って若干短波長化され約６９５
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第一実施例に比較すると約１
割減少し、閾値電流の特性温度としては１２０〔Ｋ〕が
得られた。
較すると、量子効果に依って若干短波長化され約６９５
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第一実施例に比較すると約１
割減少し、閾値電流の特性温度としては１２０〔Ｋ〕が
得られた。
【００６５】図４は第四実施例を解説する為の半導体構
成を表す要部正面図である。図に於いて、３１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、３２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、３３はＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸
活性層、３４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層、３５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障
壁緩和層、３６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示
している。
成を表す要部正面図である。図に於いて、３１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、３２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、３３はＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸
活性層、３４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層、３５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障
壁緩和層、３６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示
している。
【００６６】第四実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層３２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層３２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００６７】（２） 歪み量子井戸活性層３３について 歪み：引っ張り Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：１２〔ｎｍ〕
【００６８】（３） クラッド層３４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００６９】（４） ヘテロ障壁緩和層３５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００７０】（５） キャップ層３６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００７１】第四実施例の発光波長は、第二実施例と比
較すると、量子効果に依って若干短波長化され約６４５
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第二実施例に比較すると約１
割減少し、閾値電流の特性温度としては９０〔Ｋ〕が得
られた。
較すると、量子効果に依って若干短波長化され約６４５
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第二実施例に比較すると約１
割減少し、閾値電流の特性温度としては９０〔Ｋ〕が得
られた。
【００７２】図５は第五実施例を解説する為の半導体構
成を表す要部正面図である。図に於いて、４１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、４２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、４３は歪み多重量子井戸活性層、４
４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層、４５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、
４６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
成を表す要部正面図である。図に於いて、４１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、４２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、４３は歪み多重量子井戸活性層、４
４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層、４５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、
４６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
【００７３】第五実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。（１） クラッド層４
２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。（１） クラッド層４
２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００７４】（２） 歪み多重量子井戸活性層４３につ
いて 歪み：圧縮 ＩｎＧａＡｓＰ層 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：６〔ｎｍ〕 層数：３ （Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層 厚さ：５〔ｎｍ〕 層数：２
いて 歪み：圧縮 ＩｎＧａＡｓＰ層 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：６〔ｎｍ〕 層数：３ （Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層 厚さ：５〔ｎｍ〕 層数：２
【００７５】（３） クラッド層４４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００７６】（４） ヘテロ障壁緩和層４５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００７７】（５） キャップ層４６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００７８】第五実施例の発光波長は、第三実施例と比
較すると、量子効果で更に短波長化されて約６８８〔ｎ
ｍ〕程度、閾値電流は第三実施例に比較すると約２割程
度減少し、閾値電流の特性温度としては１３５〔Ｋ〕が
得られた。
較すると、量子効果で更に短波長化されて約６８８〔ｎ
ｍ〕程度、閾値電流は第三実施例に比較すると約２割程
度減少し、閾値電流の特性温度としては１３５〔Ｋ〕が
得られた。
【００７９】多重量子井戸レーザに於いては、量子井戸
の層数を多くすることに依って状態密度を増加させ、利
得を増大させることができる為、レーザの閾値電流の改
善を図ることができる。
の層数を多くすることに依って状態密度を増加させ、利
得を増大させることができる為、レーザの閾値電流の改
善を図ることができる。
【００８０】この場合、井戸層に於ける一層当たりの層
厚を一定とし、量子井戸の層数を多くすると、活性層内
への光閉じ込めが増大するので、ＣＯＤ破壊出力が低下
する旨の問題がある。井戸層の一層当たりの層厚を減少
させ、合計層厚を一定としながら、井戸層数を増す手段
を採ると、活性層層内への光閉じ込めを略一定にするこ
とができる為、ＣＯＤ破壊出力を低下させないようにす
ることが可能である。
厚を一定とし、量子井戸の層数を多くすると、活性層内
への光閉じ込めが増大するので、ＣＯＤ破壊出力が低下
する旨の問題がある。井戸層の一層当たりの層厚を減少
させ、合計層厚を一定としながら、井戸層数を増す手段
を採ると、活性層層内への光閉じ込めを略一定にするこ
とができる為、ＣＯＤ破壊出力を低下させないようにす
ることが可能である。
【００８１】然しながら、量子井戸の層数増加に伴っ
て、井戸層一層当たりの層厚が薄くなると、井戸層の実
効的な禁制帯幅は大きくなり、伝導帯のバンド不連続が
低下する為、状態密度の上昇より、電子のオーバ・フロ
ーの効果が顕著になり、逆に閾値電流の増加や閾値の温
度特性の上昇を招来することになる。
て、井戸層一層当たりの層厚が薄くなると、井戸層の実
効的な禁制帯幅は大きくなり、伝導帯のバンド不連続が
低下する為、状態密度の上昇より、電子のオーバ・フロ
ーの効果が顕著になり、逆に閾値電流の増加や閾値の温
度特性の上昇を招来することになる。
【００８２】前記説明した第五実施例に於いては、活性
層に対し歪みを導入すると共にＩｎＧａＡｓＰを活性層
の材料とすることで、バンド不連続を大きくすることが
できるから、電子のオーバ・フロー効果を抑止する作用
が大きく、その為、井戸層の一層当たりの層厚を減少さ
せて層数を多くした多重量子井戸を活性層とするレーザ
に特に有効であり、本発明では、この第五実施例が最適
実施例である。
層に対し歪みを導入すると共にＩｎＧａＡｓＰを活性層
の材料とすることで、バンド不連続を大きくすることが
できるから、電子のオーバ・フロー効果を抑止する作用
が大きく、その為、井戸層の一層当たりの層厚を減少さ
せて層数を多くした多重量子井戸を活性層とするレーザ
に特に有効であり、本発明では、この第五実施例が最適
実施例である。
【００８３】図６は第六実施例を解説する為の半導体構
成を表す要部正面図である。図に於いて、５１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、５２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、５３は歪み多重量子井戸活性層、５
４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層、５５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、
５６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
成を表す要部正面図である。図に於いて、５１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、５２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、５３は歪み多重量子井戸活性層、５
４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層、５５はｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層、
５６はｐ−ＧａＡｓキャップ層をそれぞれ示している。
【００８４】第六実施例に於ける主要部分に関するデー
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層５２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
タを例示すると次の通りである。 （１） クラッド層５２について 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００８５】（２） 歪み多重量子井戸活性層５３につ
いて 歪み：引っ張り ＩｎＧａＡｓＰ層 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：６〔ｎｍ〕 層数：３ （Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層 厚さ：５〔ｎｍ〕 層数：２
いて 歪み：引っ張り ＩｎＧａＡｓＰ層 Ａｓ組成：０．１ Δａ／ａ：１〔％〕（ａ：格子定数） 厚さ：６〔ｎｍ〕 層数：３ （Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層 厚さ：５〔ｎｍ〕 層数：２
【００８６】（３） クラッド層５４について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：２〔μｍ〕
【００８７】（４） ヘテロ障壁緩和層５５について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：０．１〔μｍ〕
【００８８】（５） キャップ層５６について 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：５×１０18〔cm-3〕 厚さ：１〔μｍ〕
【００８９】第六実施例の発光波長は、第四実施例と比
較すると、量子効果に依って更に短波長化され約６４０
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第四実施例に比較すると約２
割減少し、閾値電流の特性温度としては１００〔Ｋ〕が
得られた。
較すると、量子効果に依って更に短波長化され約６４０
〔ｎｍ〕程度、閾値電流は第四実施例に比較すると約２
割減少し、閾値電流の特性温度としては１００〔Ｋ〕が
得られた。
【００９０】第六実施例が、井戸層の一層当たりの層厚
を減少させて層数を多くした多重量子井戸を活性層とす
るレーザに特に有効であることは、第五実施例の場合と
同様である。
を減少させて層数を多くした多重量子井戸を活性層とす
るレーザに特に有効であることは、第五実施例の場合と
同様である。
【００９１】
【発明の効果】本発明に依る半導体レーザに於いては、
化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰ
からなるクラッド層で挟まれて圧縮歪み或いは引っ張り
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなる活性層或いは厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層或
いは一層が厚さ１５〔ｎｍ〕以下である複数層からなる
活性層を備える。
化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰ
からなるクラッド層で挟まれて圧縮歪み或いは引っ張り
歪みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰ
からなる活性層或いは厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層或
いは一層が厚さ１５〔ｎｍ〕以下である複数層からなる
活性層を備える。
【００９２】前記構成を採ることに依り、活性層に歪み
を入れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホ
ロジの低下を抑制しつつ閾値電流の低減及び閾値電流の
温度特性向上を実現させることができ、特に、０．６
〔μｍ〕帯で発光する赤色可視光半導体レーザに有効で
ある。
を入れ過ぎることに起因する結晶欠陥の発生や表面モホ
ロジの低下を抑制しつつ閾値電流の低減及び閾値電流の
温度特性向上を実現させることができ、特に、０．６
〔μｍ〕帯で発光する赤色可視光半導体レーザに有効で
ある。
【図１】第一実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
【図２】第二実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
【図３】第三実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
【図４】第四実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
【図５】第五実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
【図６】第六実施例を解説する為の半導体構成を表す要
部正面図である。
部正面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層 ４ ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ５ ｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層
層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ歪み活性層 ４ ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ５ ｐ−Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐヘテロ障壁緩和層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層
Claims (6)
- 【請求項１】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて圧縮歪みを
受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰからな
る活性層を備えてなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて引っ張り歪
みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰか
らなる活性層を備えてなることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項３】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて圧縮歪みを
受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰからな
る厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層を備えてなることを特
徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて引っ張り歪
みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰか
らなる厚さ１５〔ｎｍ〕以下の活性層を備えてなること
を特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項５】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて圧縮歪みを
受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰからな
ると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複数層で構成
された活性層を備えてなることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項６】化合物半導体基板上にＡｌＧａＩｎＰ或い
はＡｌＩｎＰからなるクラッド層で挟まれて引っ張り歪
みを受けたＧａＩｎＡｓＰ或いはＡｌＧａＩｎＡｓＰか
らなると共に一層の厚さが１５〔ｎｍ〕以下の複数層で
構成された活性層を備えてなることを特徴とする半導体
レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21243793A JPH0766490A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 半導体レーザ |
| FR9409163A FR2709383A1 (fr) | 1993-08-27 | 1994-07-25 | Laser à semiconducteur. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21243793A JPH0766490A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766490A true JPH0766490A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16622595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21243793A Withdrawn JPH0766490A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766490A (ja) |
| FR (1) | FR2709383A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105390937A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-09 | 山东华光光电子有限公司 | 一种短波长AlGaInP红光半导体激光器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281680A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-19 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| DE69201283T2 (de) * | 1991-08-21 | 1995-09-28 | Nippon Electric Co | Halbleiterlaser. |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP21243793A patent/JPH0766490A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-25 FR FR9409163A patent/FR2709383A1/fr active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105390937A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-09 | 山东华光光电子有限公司 | 一种短波长AlGaInP红光半导体激光器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2709383A1 (fr) | 1995-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |