JPS61220492A - 量子井戸レ−ザ - Google Patents
量子井戸レ−ザInfo
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- JPS61220492A JPS61220492A JP6243485A JP6243485A JPS61220492A JP S61220492 A JPS61220492 A JP S61220492A JP 6243485 A JP6243485 A JP 6243485A JP 6243485 A JP6243485 A JP 6243485A JP S61220492 A JPS61220492 A JP S61220492A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 10
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
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-
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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、光通信ないしに情報処理装置等に利用される
牛導体レーザ、特に量子井戸レーザに関する。
牛導体レーザ、特に量子井戸レーザに関する。
量子井戸レーザは、低閾値かつ高効率等の優れた特性を
有するため研究開発が盛んに進められている。
有するため研究開発が盛んに進められている。
例えば、エレクトロニクスレターズ（ＨｅｃｔｒＯｎ。
Ｌ ｅ ｔｔ）、第１８巻１９８２年、 １０９５〜１
０９７ベージに掲載の論文には、通常のダブルへテロレ
ーザに比べはるかに低閾値電流で低電流動作が可能な量
子井戸レーザが示されている。しかしながら、従来の量
子井戸レーザにおいては量子井戸としてＧ ａ Ａ ｓ
等の一様な結晶が用いられており、その結晶性は充分で
はなかった。さらに、ＡＪＧａＡｓの様な混晶全量子井
戸に用いる場合には、その結晶性＆Ｃ１ｊ大きな問題が
あり、良好な量子井戸を得ることが出来なかった。
０９７ベージに掲載の論文には、通常のダブルへテロレ
ーザに比べはるかに低閾値電流で低電流動作が可能な量
子井戸レーザが示されている。しかしながら、従来の量
子井戸レーザにおいては量子井戸としてＧ ａ Ａ ｓ
等の一様な結晶が用いられており、その結晶性は充分で
はなかった。さらに、ＡＪＧａＡｓの様な混晶全量子井
戸に用いる場合には、その結晶性＆Ｃ１ｊ大きな問題が
あり、良好な量子井戸を得ることが出来なかった。
以上説明した様に、従来の量子井戸レーザにおいては、
量子井戸そのものの結晶性に問題があり、良好な量子井
戸レーザが得られにくいという問題があった。
量子井戸そのものの結晶性に問題があり、良好な量子井
戸レーザが得られにくいという問題があった。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、量子井戸の結晶
性を改善することによって良好な特性の量子井戸レーザ
を提供することにある。
性を改善することによって良好な特性の量子井戸レーザ
を提供することにある。
本発明は、量子井戸を主たる発光領域とする量子井戸レ
ーザにおいて、量子井戸の内部に、少なくとも２種類以
上の半導体層からなる周期構造を含む構成としたことを
特徴とする。
ーザにおいて、量子井戸の内部に、少なくとも２種類以
上の半導体層からなる周期構造を含む構成としたことを
特徴とする。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
ｆＪ！１図は本発明の一実施例の量子井戸レーザのバン
ドダイヤグラムを示したものである１図中、１１１１１
型クラッド層（ｎ−ＡＩｘｃＩＧａ、ｘｃｔＡ！ｌ。
ドダイヤグラムを示したものである１図中、１１１１１
型クラッド層（ｎ−ＡＩｘｃＩＧａ、ｘｃｔＡ！ｌ。
ｘ ｇ １＜Ｘ ｃ １≦０．８）、２［ｆｉＸ１ガイ
ド層（Ａｌ、、□Ｇａ１−Ｘ ｇ Ｉ Ａｓ、 ｏ＜
ｘｇ ｓαＣ１，典型的にはｘｇ１＝０．２〜０．３．
厚さ＝５００〜４０００Ａ、 典型的には厚さ＝１０
００〜２０００＾）、３はＧａＡｓ層（厚さ層（厚さ＝
５〜３０Ａ、典型的には厚さ＝１０〜２０Ａλ５ｉｚＧ
ａＡａ層３及びＡＪＡｓ層４からなる量子井戸層（厚さ
＝５０〜２５０Ａ）、６は第２ガイド層（、ｈｌｘｇ二
Ｇａｌ−Ｘｇ２Ａ８ 、 Ｏ＜Ｘｇ ２ （Ｘｃ ２．
典型的にはＸ、＝０．２〜０．３．厚さ＝５００〜４０
００．Ａ、典型的には厚さ＝ｘｏｏｏｉ〜２０００λ〕
、７はＰ型クラッド層（Ｐ−ＡｌＸ２Ｇａ１−ｘｃｚＡ
８ｅ Ｘｇｚ＜Ｘｃ２≦α８）である。
ド層（Ａｌ、、□Ｇａ１−Ｘ ｇ Ｉ Ａｓ、 ｏ＜
ｘｇ ｓαＣ１，典型的にはｘｇ１＝０．２〜０．３．
厚さ＝５００〜４０００Ａ、 典型的には厚さ＝１０
００〜２０００＾）、３はＧａＡｓ層（厚さ層（厚さ＝
５〜３０Ａ、典型的には厚さ＝１０〜２０Ａλ５ｉｚＧ
ａＡａ層３及びＡＪＡｓ層４からなる量子井戸層（厚さ
＝５０〜２５０Ａ）、６は第２ガイド層（、ｈｌｘｇ二
Ｇａｌ−Ｘｇ２Ａ８ 、 Ｏ＜Ｘｇ ２ （Ｘｃ ２．
典型的にはＸ、＝０．２〜０．３．厚さ＝５００〜４０
００．Ａ、典型的には厚さ＝ｘｏｏｏｉ〜２０００λ〕
、７はＰ型クラッド層（Ｐ−ＡｌＸ２Ｇａ１−ｘｃｚＡ
８ｅ Ｘｇｚ＜Ｘｃ２≦α８）である。
本実施例においては、量子井戸層５はＧａＡｓ層３とＡ
ｌＡｓ ｌＡｓ ４ ｆ交互に積層することによって形
成されており、量子井戸層内部に多数のへテロ界面を含
む構成となっている。この几め、これらのへテロ界面に
工って、界面の平担性が著るしく良くなる九め、量子井
戸層５の均一性が大幅に改善された。又、ＧａＡｓ層３
とＡ ＩＡ ｓ層４１に交互に積層することに工って、
これと同じ発光波長″を有するＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
混晶工９も著るしく結晶性が改善されはるかに発光効率
を高めることが出来た。し友がって、本実施例のレーザ
においては、量子井戸層５の均一性が良好なためゲイン
スペクトルが狭いこと及び量子井戸層５０発光効率が良
好なことの２つの理由に工つて低閾値電流密度で発振し
た。本実施例にお−て、ＡｌＡｓ層の厚さをあまり：厚
くする（ＳＱＡＪｄ上）とＧａＡｓ層３が別々の量子井
戸として機能してしまう恐れがあり、キャリヤを一様に
注入するうえで好ましくない。そのためＡＪＡｓ層４の
厚さはトンネル効果に工ってキャリヤが通過出来る程匿
の厚さく＜３ＯＡ）にすることが望ましい。
ｌＡｓ ｌＡｓ ４ ｆ交互に積層することによって形
成されており、量子井戸層内部に多数のへテロ界面を含
む構成となっている。この几め、これらのへテロ界面に
工って、界面の平担性が著るしく良くなる九め、量子井
戸層５の均一性が大幅に改善された。又、ＧａＡｓ層３
とＡ ＩＡ ｓ層４１に交互に積層することに工って、
これと同じ発光波長″を有するＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
混晶工９も著るしく結晶性が改善されはるかに発光効率
を高めることが出来た。し友がって、本実施例のレーザ
においては、量子井戸層５の均一性が良好なためゲイン
スペクトルが狭いこと及び量子井戸層５０発光効率が良
好なことの２つの理由に工つて低閾値電流密度で発振し
た。本実施例にお−て、ＡｌＡｓ層の厚さをあまり：厚
くする（ＳＱＡＪｄ上）とＧａＡｓ層３が別々の量子井
戸として機能してしまう恐れがあり、キャリヤを一様に
注入するうえで好ましくない。そのためＡＪＡｓ層４の
厚さはトンネル効果に工ってキャリヤが通過出来る程匿
の厚さく＜３ＯＡ）にすることが望ましい。
次に本実施例に示す量子井戸レーザの製作方法について
説明する。第２図に示される様にまず最初にｎ−ＧａＡ
ｓ基板８上に、ｎｆｌｌクラッド層ｌ。
説明する。第２図に示される様にまず最初にｎ−ＧａＡ
ｓ基板８上に、ｎｆｌｌクラッド層ｌ。
ｌ！！１ガイド１２．量子井戸層５１″形成する。この
量子井戸層５は第１図に示す工うにＧ ａ Ａ ｓ層３
及びＡｌＡｓ層４を交互に積層して構成される。さらに
第２ガイド層６１ ｐ型クラッド層７ｐ−ＧａＡｓか
らなるキャップ／１ｉ９ｔ−順次結晶成長を行なう。
量子井戸層５は第１図に示す工うにＧ ａ Ａ ｓ層３
及びＡｌＡｓ層４を交互に積層して構成される。さらに
第２ガイド層６１ ｐ型クラッド層７ｐ−ＧａＡｓか
らなるキャップ／１ｉ９ｔ−順次結晶成長を行なう。
結晶成長方法は分子線エビタクシ−（ＭＢＥ）法を用い
て行なったが、他の例えば有機金属化学気相堆積（ＭＯ
−ＣＶＤ）法等の方法によっても良い０次に５ｉ０２膜
１（ｌ形成し、ホトエツチング法によってストライプ状
の電流通路１３を形成する０次にｐ側電極１１．ｎ側電
極１２ｔ−形成し、最後に襞間を用いて共振器面を形成
し、電極ワイヤ等を取り付けて完成される。
て行なったが、他の例えば有機金属化学気相堆積（ＭＯ
−ＣＶＤ）法等の方法によっても良い０次に５ｉ０２膜
１（ｌ形成し、ホトエツチング法によってストライプ状
の電流通路１３を形成する０次にｐ側電極１１．ｎ側電
極１２ｔ−形成し、最後に襞間を用いて共振器面を形成
し、電極ワイヤ等を取り付けて完成される。
以上の実施例においては、ストライプ構造が、酸化膜ス
トライプ構造のものについて説明したが、これに限らず
他の構造、例えばグレーナスドライブ構造、リッジウニ
イブガイド構造、埋め込み構造等あらゆるストライプ構
造の量子井戸レーザに本発明が適用出来ることは明らか
である。ｔた本実施例においては単一量子井戸構造だっ
たが、これに限らず複数の量子井戸を有する多重量子井
戸構造の量子井戸レーザにおいても本発明が適用出来る
。又、本実施例において、ガイド層は膜厚方向において
均一な組成を有していたが、これに限らす膜厚方向に組
成が変化している。いわゆるグレーデツド層となって−
る様なＧＲＩＮ−８ＣＨ構造においても、本発明を適用
することが出来る。ま −比、本実施例においては、量
子井戸層内において Ｇ ａ Ａ ８とＡＪＡｓ の交
互の積層構造としたが、これに限らず３元混晶であるＡ
ｔｘＩＧａ ｌ−ｘ ｌＡｓとＡｌＸ２Ｇａ１−ｘ２Ａ
ｓ（ＸＩ”ＦＸｌ ）Ｏ積層構造としても良い、又、本
実施例においては材料として、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
系材料を用いたが、これに限らずＩ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ／Ｉ ｎ Ｐ糸材料、ＩｎＧａＡＪＡｓ／ＩｎＰ
系材料等他の材料を用いても本発明が適用出来ることに
明らかである。
トライプ構造のものについて説明したが、これに限らず
他の構造、例えばグレーナスドライブ構造、リッジウニ
イブガイド構造、埋め込み構造等あらゆるストライプ構
造の量子井戸レーザに本発明が適用出来ることは明らか
である。ｔた本実施例においては単一量子井戸構造だっ
たが、これに限らず複数の量子井戸を有する多重量子井
戸構造の量子井戸レーザにおいても本発明が適用出来る
。又、本実施例において、ガイド層は膜厚方向において
均一な組成を有していたが、これに限らす膜厚方向に組
成が変化している。いわゆるグレーデツド層となって−
る様なＧＲＩＮ−８ＣＨ構造においても、本発明を適用
することが出来る。ま −比、本実施例においては、量
子井戸層内において Ｇ ａ Ａ ８とＡＪＡｓ の交
互の積層構造としたが、これに限らず３元混晶であるＡ
ｔｘＩＧａ ｌ−ｘ ｌＡｓとＡｌＸ２Ｇａ１−ｘ２Ａ
ｓ（ＸＩ”ＦＸｌ ）Ｏ積層構造としても良い、又、本
実施例においては材料として、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
系材料を用いたが、これに限らずＩ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ／Ｉ ｎ Ｐ糸材料、ＩｎＧａＡＪＡｓ／ＩｎＰ
系材料等他の材料を用いても本発明が適用出来ることに
明らかである。
以上詳述した工うに、本発明においては量子井戸の内部
に２８ＩＩ類以上の半導体層の周期構造を有するので平
担性及び結晶性に優れており、低１７Ｉ４値の量子井戸
レーザを得ることができる。
に２８ＩＩ類以上の半導体層の周期構造を有するので平
担性及び結晶性に優れており、低１７Ｉ４値の量子井戸
レーザを得ることができる。
ｉ＠１図は本発明の一実施例の量子井戸レーザの主要部
のエネルギーバンド図、第２図は量子井戸レーザの断面
図である。 図中、１はｎ型クラッド層、２は＠１ガイド層、３１ｄ
ＧａＡｓｆｆｌ、４１！ＡＪＡｓ層、５は量子井戸層、
６は第２ガイド層、７はｐ型クラッド層、８はｎ−Ｇａ
Ａａ基板、９はキャップ＃、１０は８ｉ０２膜、１１は
ｐ側電極、１２ｔｍｎＩｌ’を極、１３は電流通路であ
る。 第１ 口
のエネルギーバンド図、第２図は量子井戸レーザの断面
図である。 図中、１はｎ型クラッド層、２は＠１ガイド層、３１ｄ
ＧａＡｓｆｆｌ、４１！ＡＪＡｓ層、５は量子井戸層、
６は第２ガイド層、７はｐ型クラッド層、８はｎ−Ｇａ
Ａａ基板、９はキャップ＃、１０は８ｉ０２膜、１１は
ｐ側電極、１２ｔｍｎＩｌ’を極、１３は電流通路であ
る。 第１ 口
Claims (1)
- 量子井戸を主たる発光領域とする量子井戸レーザにおい
て、前記量子井戸の内部に少なくとも２種類以上の半導
体層からなる周期構造を含むことを特徴とする量子井戸
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243485A JPS61220492A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 量子井戸レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243485A JPS61220492A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 量子井戸レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220492A true JPS61220492A (ja) | 1986-09-30 |
Family
ID=13200073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6243485A Pending JPS61220492A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 量子井戸レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61220492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941146A (en) * | 1988-06-29 | 1990-07-10 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197187A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-11-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6243485A patent/JPS61220492A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197187A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-11-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941146A (en) * | 1988-06-29 | 1990-07-10 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
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