JPS60178684A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60178684A JPS60178684A JP3347284A JP3347284A JPS60178684A JP S60178684 A JPS60178684 A JP S60178684A JP 3347284 A JP3347284 A JP 3347284A JP 3347284 A JP3347284 A JP 3347284A JP S60178684 A JPS60178684 A JP S60178684A
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- Japan
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- layer
- type
- active layer
- semiconductor laser
- clad
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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材料および構造に関する。
(従来技術とその問題点)
赤外もしくは赤色可視領域の波長帯の半導体レーザの材
料および構造としてはInk−xGaxPH−、As。
料および構造としてはInk−xGaxPH−、As。
/GaAs、 Ga、−xAt、As/GaAs (0
< x * y< 1 )等のIII−v族化合物半導
体材料より成るダブルへテロ接合構造が用いられている
。しかしながらより短波長の緑色もしくは青色波長帯の
半導体レーザ材料および構造としては上記の系は材料固
有のバンド・ギヤ、プ・エネルギーが小さ過ぎる等の理
由で不適当である。上記の材料に代わるものとして■−
■族化合物半導体が考えられるが、ダブルへテロ接合構
造を作製するための材料および構造とし:C1tk適な
構成は確立されるに主っていない。
< x * y< 1 )等のIII−v族化合物半導
体材料より成るダブルへテロ接合構造が用いられている
。しかしながらより短波長の緑色もしくは青色波長帯の
半導体レーザ材料および構造としては上記の系は材料固
有のバンド・ギヤ、プ・エネルギーが小さ過ぎる等の理
由で不適当である。上記の材料に代わるものとして■−
■族化合物半導体が考えられるが、ダブルへテロ接合構
造を作製するための材料および構造とし:C1tk適な
構成は確立されるに主っていない。
(発明の目的)
本発明の目的はJl−Vl族化合物半導体より成る材料
および構造によシ、青色波長帯の半導体レーザを実現す
ることにある。
および構造によシ、青色波長帯の半導体レーザを実現す
ることにある。
(発明の構成)
本発明によれば、基板、第1のクラッド層、活性層およ
び第2のクラ、ド層をそれぞれGaAsまたはZn5s
p ZnTe3−、−.5stS、(0≦x(1、0(
yく1かつO< x+y< 1 ) + ZnTe5−
xI−,1sex#s、!(0<x’≦1.0≦y’<
1かっ0≦1 + 、j≦1)、およびZ nT @
3− x、−yIS @ xIS F# (0≦x’
< 1 * 0 < y’< 1がっ0 < x’+y
’< 1 )によ多構成し、かつ活性層のバンド・ギヤ
、ブ・エネルギーを第1および第2のクラッド層より小
さく設定し、かつ各層の界面において格子定数をはぼ整
合させた材料および構造を用いることによシ上記の目的
を達することが出来る。
び第2のクラ、ド層をそれぞれGaAsまたはZn5s
p ZnTe3−、−.5stS、(0≦x(1、0(
yく1かつO< x+y< 1 ) + ZnTe5−
xI−,1sex#s、!(0<x’≦1.0≦y’<
1かっ0≦1 + 、j≦1)、およびZ nT @
3− x、−yIS @ xIS F# (0≦x’
< 1 * 0 < y’< 1がっ0 < x’+y
’< 1 )によ多構成し、かつ活性層のバンド・ギヤ
、ブ・エネルギーを第1および第2のクラッド層より小
さく設定し、かつ各層の界面において格子定数をはぼ整
合させた材料および構造を用いることによシ上記の目的
を達することが出来る。
(本発明の概4J)
本発明では波長410nm〜464nm (フォトン・
エネルギー2.67 eV〜約a、o eV )の青色
発光を得るためにZn5mまたは4元混晶znT・l−
8−ylSexISアI(0<X’≦1.0≦y′〈1
かつ0≦x’+ y’< 1 )を活性層とし、これを
バンド・ギヤ、ブ・エネルギーのより広い3元混晶Zn
Te 1□Sアまたは4元混晶ZnTe3.、−.5s
xS、 (0≦x<1.0<y<1かつ0〈x+y<1
)で挾んだ構造を用いている。2元化合物ZnTe +
Zn8* + Zn8はいずれも閃亜鉛鉱型の結晶構
造をとりうるために任意の割合で混合し合って混晶を形
成する。Z n T e 1− x −y S e x
S yの混晶比X。
エネルギー2.67 eV〜約a、o eV )の青色
発光を得るためにZn5mまたは4元混晶znT・l−
8−ylSexISアI(0<X’≦1.0≦y′〈1
かつ0≦x’+ y’< 1 )を活性層とし、これを
バンド・ギヤ、ブ・エネルギーのより広い3元混晶Zn
Te 1□Sアまたは4元混晶ZnTe3.、−.5s
xS、 (0≦x<1.0<y<1かつ0〈x+y<1
)で挾んだ構造を用いている。2元化合物ZnTe +
Zn8* + Zn8はいずれも閃亜鉛鉱型の結晶構
造をとりうるために任意の割合で混合し合って混晶を形
成する。Z n T e 1− x −y S e x
S yの混晶比X。
yと格子定数α。、バンド・ギヤ、プ・エネルギーE。
および元学的rrs鑞率εとの関係は線型近似によシそ
れぞれ α6 = 6.10(1−x −y )+5.67x+
5.417(A) −(1)Eo=2.26(1−x
y)+2.6’7x+3.667(eV)−(2ンε
=9.1.(1−スーy)+9.2 ズ+8.91 ・
・・(3)で与えられる。第1図は以上の関係を図で表
わしたものである。第1図において、実線はそれぞれ印
された値のバンド・ギヤ、プ・エネルギーを有する組成
を表わし、破線はそれぞれ印された僅の光学的誘電率を
有する組成を表わし、また一点鎖線はzest (格子
定数α、=5.67X)またはQaAs(格子定数α。
れぞれ α6 = 6.10(1−x −y )+5.67x+
5.417(A) −(1)Eo=2.26(1−x
y)+2.6’7x+3.667(eV)−(2ンε
=9.1.(1−スーy)+9.2 ズ+8.91 ・
・・(3)で与えられる。第1図は以上の関係を図で表
わしたものである。第1図において、実線はそれぞれ印
された値のバンド・ギヤ、プ・エネルギーを有する組成
を表わし、破線はそれぞれ印された僅の光学的誘電率を
有する組成を表わし、また一点鎖線はzest (格子
定数α、=5.67X)またはQaAs(格子定数α。
=165^)にほぼ格子整合する組成を表わす。図より
明らかなようにZn8s tたはGaAm Kl’tは
格子整合する組成のZnTe1−1−.5sx8゜はZ
nS*の2.67 eVからznT’eaatso、s
aの3.1 eVK至エネルギーが小さいほど太き(な
っている。従ってこれらの相互に格子定数の一致する組
成を用いて、所望の1色発光波長に相当するバンド・ギ
ャップ・エネルギーを有するものを活性層、それよりバ
ンド、・ギ、ヤケグー・エネルギーの大きいものを第1
および第2のクラ、ド層とし、かつそれぞれの層に適当
な導電型を付与してやればレーザ発振に必要なダブルへ
テロ構造が得られることになる。
明らかなようにZn8s tたはGaAm Kl’tは
格子整合する組成のZnTe1−1−.5sx8゜はZ
nS*の2.67 eVからznT’eaatso、s
aの3.1 eVK至エネルギーが小さいほど太き(な
っている。従ってこれらの相互に格子定数の一致する組
成を用いて、所望の1色発光波長に相当するバンド・ギ
ャップ・エネルギーを有するものを活性層、それよりバ
ンド、・ギ、ヤケグー・エネルギーの大きいものを第1
および第2のクラ、ド層とし、かつそれぞれの層に適当
な導電型を付与してやればレーザ発振に必要なダブルへ
テロ構造が得られることになる。
基板としては現在液も高品質のものが得られているGa
A−を用いることができる。あるいは基板としてZnS
@を用いることも可能である。また第2のクラッド層に
続いて適当な導電型を有するGaAsキャ、プ層を設け
ておけば電極形成に際して従来の111−v化合物を用
いた半導体レーザと同様の技術を用いることができる利
点がある。
A−を用いることができる。あるいは基板としてZnS
@を用いることも可能である。また第2のクラッド層に
続いて適当な導電型を有するGaAsキャ、プ層を設け
ておけば電極形成に際して従来の111−v化合物を用
いた半導体レーザと同様の技術を用いることができる利
点がある。
(実施例1)
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
第1の実施′例における半導体レーザの基本構造を第2
図AK示した。本実施例では活性層lとして第1図中の
A点に相当するZn5s (EG = 2.67 eV
)を用いている。また第1および第2のクラ、ド層3
および4としては第1図中のB点に相当するZnTe1
−、−、S@xS、 (x’::0.30 * y:0
.44 )を用いておシ、それぞれn型およびp型導電
性が付与されている。基板2としてはrsfjIGmA
mを用いてお夛、その直上には第1のクラッド層3が2
〜3μmの厚さに堆積された後、nまたはp型活性層1
が0.1〜0.2μm、さらに第2のクラ、ド層4が2
μ票。
図AK示した。本実施例では活性層lとして第1図中の
A点に相当するZn5s (EG = 2.67 eV
)を用いている。また第1および第2のクラ、ド層3
および4としては第1図中のB点に相当するZnTe1
−、−、S@xS、 (x’::0.30 * y:0
.44 )を用いておシ、それぞれn型およびp型導電
性が付与されている。基板2としてはrsfjIGmA
mを用いてお夛、その直上には第1のクラッド層3が2
〜3μmの厚さに堆積された後、nまたはp型活性層1
が0.1〜0.2μm、さらに第2のクラ、ド層4が2
μ票。
p型GaAmキャ、プ層5が1μm程度堆積されている
。また電流注入によるレーザ発振を得るためのp側電極
6および[側電極7が設けられている。
。また電流注入によるレーザ発振を得るためのp側電極
6および[側電極7が設けられている。
本実施例1の構造において層厚に沿った方向での格子定
数α。、バンド・ギヤ、プ・エネルギーEo。
数α。、バンド・ギヤ、プ・エネルギーEo。
光学的誘電率εの分布は第2図B、C,Dに示したグラ
フのようになっている。活性層1と第1および8g2の
クラ、ド層3および4とのバンド・ギヤ、プ・エネルギ
ー差ΔEoおよび光学的誘電率差Δεはそれぞれ0.3
3eVおよび0.05で、あ#)%ダブルへテロ接合構
造半導体レーザの動作に必要な注入電子および光の活性
層への閉じ込めが行える構造となっていることは明らか
である。
フのようになっている。活性層1と第1および8g2の
クラ、ド層3および4とのバンド・ギヤ、プ・エネルギ
ー差ΔEoおよび光学的誘電率差Δεはそれぞれ0.3
3eVおよび0.05で、あ#)%ダブルへテロ接合構
造半導体レーザの動作に必要な注入電子および光の活性
層への閉じ込めが行える構造となっていることは明らか
である。
(実施例2)
本発明の第2の実施例における半導体レーザの基本構造
を第3図Aに示した。又、格子定数α。。
を第3図Aに示した。又、格子定数α。。
バンドギャップエネルギーEo、誘電率eの分布はそれ
ぞれ第2図B、C,Dに示した。本実施例では活性層1
として第1図中の0点に相当するZnTe1−、−、S
exS、 (x:0.73 、 y’::0.17 )
を用いてお9、EG = 2.8 eVによる発光が可
能である。さらに第1および第2のり2ラド層3および
4としては第1図中のD点に相当するZnTe 3−y
Sy ()’ =0.63)を用いておりそれぞれn
型およびp型導電性を付与しである。他は実施例1と変
わらない。
ぞれ第2図B、C,Dに示した。本実施例では活性層1
として第1図中の0点に相当するZnTe1−、−、S
exS、 (x:0.73 、 y’::0.17 )
を用いてお9、EG = 2.8 eVによる発光が可
能である。さらに第1および第2のり2ラド層3および
4としては第1図中のD点に相当するZnTe 3−y
Sy ()’ =0.63)を用いておりそれぞれn
型およびp型導電性を付与しである。他は実施例1と変
わらない。
活性層と第1および第2クラ、ド層とのバンド・ギヤ、
プ・エネルギー差ΔEGおよび光学的誘電率差Δeはそ
れぞれ0.3@Vおよび0,17であシ実施例1と同様
半導体レーザ動作を行える。
プ・エネルギー差ΔEGおよび光学的誘電率差Δeはそ
れぞれ0.3@Vおよび0,17であシ実施例1と同様
半導体レーザ動作を行える。
(発明の効果)
以上説明したように、基板、第1のクラッド層。
活性層および第2のクラ、ド層をそれぞれGaAsまた
はZnS* 、 ZnTe1−x−、Se、S、 (0
≦x<1.0<y<1かつ0 < x + y < 1
) * ZnTe1−xz−ysexas、t(0<
x’<1 、 o<y’<tかつ0≦x’+y’<1
) 、およびZnTeI−xz−、#Sex*S、#(
0≦x’<1 、0<y’<1かつ0 < x’+y’
< 1 )によシ構成しかつ各層の界面で格子定数を#
よぼ整合させた材料および構造を用いることによシ、従
来実現不可能であった青色波長帯の発光が得られる半導
体レーザが実現できる。
はZnS* 、 ZnTe1−x−、Se、S、 (0
≦x<1.0<y<1かつ0 < x + y < 1
) * ZnTe1−xz−ysexas、t(0<
x’<1 、 o<y’<tかつ0≦x’+y’<1
) 、およびZnTeI−xz−、#Sex*S、#(
0≦x’<1 、0<y’<1かつ0 < x’+y’
< 1 )によシ構成しかつ各層の界面で格子定数を#
よぼ整合させた材料および構造を用いることによシ、従
来実現不可能であった青色波長帯の発光が得られる半導
体レーザが実現できる。
第1図はZnTsl−x−、Se、S、混晶における組
成と格子定数、バンド・ギャップ・エネルギーおよび光
学的誘電率との関係を示す図、第2図A、B。 C,Dは本発明の第1の実施例におけるダブルへテロ接
合半導体レーザの構造及びα。lo、εの分布を示す図
、第3図A、B、C,Dは本発明の第2の実施列におけ
る同じくダブルへテロ接合半導体レーザの構造及びαO
y Eolεの分布を示す図である。図において、1・
・・nまたはp型活性層、2・・・n型GaAs基板、
3・・・n型クラッド層、4・・・p型りラ、トノ−9
5・・・p#lキャップ層、6・・・p側電極、7・・
・n側電極。 n5 ZnTe Ln’5e
成と格子定数、バンド・ギャップ・エネルギーおよび光
学的誘電率との関係を示す図、第2図A、B。 C,Dは本発明の第1の実施例におけるダブルへテロ接
合半導体レーザの構造及びα。lo、εの分布を示す図
、第3図A、B、C,Dは本発明の第2の実施列におけ
る同じくダブルへテロ接合半導体レーザの構造及びαO
y Eolεの分布を示す図である。図において、1・
・・nまたはp型活性層、2・・・n型GaAs基板、
3・・・n型クラッド層、4・・・p型りラ、トノ−9
5・・・p#lキャップ層、6・・・p側電極、7・・
・n側電極。 n5 ZnTe Ln’5e
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第1導電型を有する半導体より成る単結晶基板上に第1
導電型を有する半導体より成るmlのクラッド層、第1
もしくは第2の導−ft型を有する半導体よ構成る活性
層、および第2導電型を有する半導体より成る第2のク
ラッド層を順次形成し、かつ前記第1および第2のクラ
、ド層が前記活性層に比較して大きいバンド・ギヤ、ブ
・エネルギーと小さい光学的誘電率とを有するダブルへ
ゾロ接合構造半導体レーザにおいて、前記基板、第1の
クラッド層、活性層および第2のクラ、ド層をそれぞれ
GaAsまたはZn5s 、 ZnTe1−x−、Se
、S。 (0<x<1.0<y<1 、かつO<x+1<1 )
*Z*T e 1− 、lIイ5−exrs、z (0
< x’≦1,0≦y’<o、かり0<x’+y’≦1
)、およびZ n’r e 1− *I−y#Se x
t b yz (0≦x’<1* 0<y’<1 fか
つ0<c’+y’<1)により構成し、かつ各層の界面
において格子定数をほぼ整合させたことを特徴とする半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3347284A JPS60178684A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3347284A JPS60178684A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60178684A true JPS60178684A (ja) | 1985-09-12 |
JPH0554279B2 JPH0554279B2 (ja) | 1993-08-12 |
Family
ID=12387480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3347284A Granted JPS60178684A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60178684A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393189A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Seiko Epson Corp | 半導体発光素子 |
JPS63245984A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Seiko Epson Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
US4992837A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-12 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device |
US5045897A (en) * | 1990-03-14 | 1991-09-03 | Santa Barbara Research Center | Quaternary II-VI materials for photonics |
WO1992021170A2 (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Blue-green laser diode |
EP0523597A2 (en) * | 1991-07-15 | 1993-01-20 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
US5299217A (en) * | 1990-10-11 | 1994-03-29 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor light-emitting device with cadmium zinc selenide layer |
JPH0684524U (ja) * | 1993-04-09 | 1994-12-02 | 松下電器産業株式会社 | テープカセット検出装置 |
EP0632510A2 (en) * | 1993-06-08 | 1995-01-04 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method |
US5404027A (en) * | 1991-05-15 | 1995-04-04 | Minnesota Mining & Manufacturing Compay | Buried ridge II-VI laser diode |
US5513199A (en) * | 1991-05-15 | 1996-04-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Blue-green laser diode |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3347284A patent/JPS60178684A/ja active Granted
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393189A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Seiko Epson Corp | 半導体発光素子 |
JPS63245984A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Seiko Epson Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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US5513199A (en) * | 1991-05-15 | 1996-04-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Blue-green laser diode |
US5538918A (en) * | 1991-05-15 | 1996-07-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of fabricating a buried-ridge II-VI laser diode |
EP0523597A2 (en) * | 1991-07-15 | 1993-01-20 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
JPH0684524U (ja) * | 1993-04-09 | 1994-12-02 | 松下電器産業株式会社 | テープカセット検出装置 |
EP0632510A2 (en) * | 1993-06-08 | 1995-01-04 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method |
EP0632510A3 (en) * | 1993-06-08 | 1995-04-12 | Rohm Co Ltd | Semiconductor light emitting device and manufacturing method. |
US5548127A (en) * | 1993-06-08 | 1996-08-20 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0554279B2 (ja) | 1993-08-12 |
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