JP4135019B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4135019B2 JP4135019B2 JP2006125940A JP2006125940A JP4135019B2 JP 4135019 B2 JP4135019 B2 JP 4135019B2 JP 2006125940 A JP2006125940 A JP 2006125940A JP 2006125940 A JP2006125940 A JP 2006125940A JP 4135019 B2 JP4135019 B2 JP 4135019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- guide layer
- guide
- semiconductor laser
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
- 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
- H01S5/343—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 in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34306—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 in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
図1は、本実施の形態に係る半導体レーザを示す模式図である。半導体レーザ11は、活性層13と、n型クラッド層15と、第1のガイド層17と、第2のガイド層19とを備える。n型クラッド層15は、第1のIII−V化合物半導体からなる。第1のガイド層17は、n型クラッド層15と活性層13との間に設けられており、また第2のIII−V化合物半導体からなる。第2のガイド層19は、第1の光ガイド層17と活性層13との間に設けられており、また第3のIII−V化合物半導体からなる。第1のガイド層17はノンドープである。第2のガイド層19の伝導帯のエネルギレベルは、電子に関して第1のガイド層17の伝導帯のエネルギレベルより低い。第1のガイド層17の第2のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長は、第2の光ガイド層19の第3のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長より短い。
第2のガイド層49の厚みは、多重量子井戸におけるバリアの厚み8nmよりも厚いことが望ましい。これにより全ての量子井戸について同じ特性を得ることができる。
第2のガイド層は20nm以上とすることで、さらに光閉じ込め係数を高め、より高温まで動作させることが出来るため、より望ましい。
実験例1に係る半導体レーザAは、
基板35:n型InP、キャリア濃度1.4×1024m−3、厚さ300μm
n型クラッド層15:InP、キャリア濃度8.8×1023m−3、厚さ550nm
第1のガイド層17:ノンドープAlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度1×1017m−3以下、厚さ40nm
第2のガイド層19:ノンドープAlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度1×1017m−3以下、厚さ32nm
活性層13:多重量子井戸構造
第4のガイド層29:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ32nm
第3のガイド層27:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ40nm
p型クラッド層21:InP、キャリア濃度6.5×1023m−3、厚さ440nm
ブロック領域25:Feドープ半絶縁性InP
第2のクラッド層31:p型InP、キャリア濃度9×1023m−3、厚さ1650nm
コンタクト層33:p型GaInAs、キャリア濃度1.5×1025m−3、厚さ530nm
である。
実験例2に係る半導体レーザBは、
基板:n型InP、キャリア濃度1.4×1024m−3、厚さ300μm
n型クラッド層:InP、キャリア濃度8.8×1023m−3、厚さ550nm
第1のガイド層:n型AlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度1×1023m−3、厚さ40nm
第2のガイド層:n型AlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度1×1023m−3、厚さ32nm
活性層:多重量子井戸構造
第4のガイド層:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ32nm
第3のガイド層:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ40nm
p型クラッド層:InP、キャリア濃度6.5×1023m−3、厚さ440nm
ブロック領域:Feドープ半絶縁性InP
第2のクラッド層:p型InP、キャリア濃度9×1023m−3、厚さ1650nm
コンタクト層:p型GaInAs、キャリア濃度1.5×1025m−3、厚さ530nm
である。
図4は、本実施の形態に係る半導体レーザを示す模式図である。半導体レーザ41は、活性層43と、n型クラッド層45と、第1のガイド層47と、第2のガイド層49とを備える。n型クラッド層45は、第1のIII−V化合物半導体からなる。第1のガイド層47は、n型クラッド層45と活性層43との間に設けられており、また第2のIII−V化合物半導体からなる。第2のガイド層49は、第1のガイド層47と活性層43との間に設けられており、また第3のIII−V化合物半導体からなる。第1のガイド層47はp型領域を含む。第2のガイド層49の伝導帯のエネルギレベルは、電子に関して第1のガイド層47の伝導帯のエネルギレベルより低い。第1のガイド層47の第2のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長は、第2のガイド層49の第3のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長より短い。
第4の光ガイド層59の第5の半導体の伝導帯のエネルギレベルは、電子に関して第3のガイド層57の第4の半導体の伝導帯のエネルギレベルより低い。
好適な実施の形態では、n型クラッド層45、第1のガイド層47、第2のガイド層49、活性層43、第3のガイド層57、第4のガイド層59およびp型クラッド層51はメサ構造53を成すことができる。また、半導体レーザ41は、メサ構造53を埋め込むブロック領域55を含むことができる。ブロック領域55は、活性層43へのキャリア(電子および正孔)をメサ構造53に閉じ込めるように働く。
実験例3に係る半導体レーザCは、
基板35:n型InP、キャリア濃度1.4×1024m−3、厚さ300μm
n型クラッド層45:InP、キャリア濃度8.8×1023m−3、厚さ550nm
第1のガイド層47:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度1×1023m−3、厚さ40nm
第2のガイド層49:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度1×1023m−3、厚さ32nm
活性層43:多重量子井戸構造
第4のガイド層59:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:1.0μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ32nm
第3のガイド層57:p型AlGaInAs(バンドギャップ波長:0.92μm)、キャリア濃度5×1023m−3、厚さ40nm
p型クラッド層51:InP、キャリア濃度6.5×1023m−3、厚さ440nm
ブロック領域55:Feドープ半絶縁性InP
第2のクラッド層31:p型InP、キャリア濃度9×1023m−3、厚さ1650nm
コンタクト層33:p型GaInAs、キャリア濃度1.5×1025m−3、厚さ530nm
である。
Claims (3)
- 活性層と、
第1のIII−V化合物半導体からなるn型クラッド層と、
前記n型クラッド層と前記活性層との間に設けられており第2のIII−V化合物半導体からなる第1のガイド層と、
前記第1のガイド層と前記活性層との間に設けられており第3のIII−V化合物半導体からなる第2のガイド層と
を備え、
前記第1のガイド層の前記第2のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長は、前記第2のガイド層の前記第3のIII−V化合物半導体のバンドギャップ波長より短く、
前記第1のガイド層はp型の電気導電型で、そのキャリア濃度は、1×10 16 cm −3 以上であり、
前記第2のガイド層の伝導帯のエネルギレベルは、電子に関して前記第1のガイド層の伝導帯のエネルギレベルより低い、ことを特徴とする半導体レーザ。 - 前記第2のガイド層はノンドープ半導体層またはp型半導体層である、ことを特徴とする請求項1に記載された半導体レーザ。
- 前記第1および第2のガイド層の少なくとも一方は、AlGaInAs混晶からなり、
前記n型クラッド層はInP半導体からなる、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された半導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006125940A JP4135019B2 (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体レーザ |
| US11/790,686 US7483461B2 (en) | 2006-04-28 | 2007-04-26 | Semiconductor laser diode with a plurality of optical guiding layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006125940A JP4135019B2 (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007299884A JP2007299884A (ja) | 2007-11-15 |
| JP4135019B2 true JP4135019B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=38661144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006125940A Expired - Fee Related JP4135019B2 (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7483461B2 (ja) |
| JP (1) | JP4135019B2 (ja) |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04369285A (ja) | 1991-06-18 | 1992-12-22 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| USRE36431E (en) * | 1992-02-05 | 1999-12-07 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser element and laser device using the same element |
| JPH07154023A (ja) | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2882335B2 (ja) | 1996-01-23 | 1999-04-12 | 日本電気株式会社 | 光半導体装置およびその製造方法 |
| JP3080889B2 (ja) * | 1996-09-02 | 2000-08-28 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2001210910A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP4676068B2 (ja) * | 2001-02-02 | 2011-04-27 | 古河電気工業株式会社 | 半導体光素子の作製方法 |
| TW536859B (en) * | 2001-03-28 | 2003-06-11 | Nichia Corp | Nitride semiconductor device |
| US7358522B2 (en) * | 2001-11-05 | 2008-04-15 | Nichia Corporation | Semiconductor device |
| AU2003239558A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-12-12 | Florida State University | Methods and materials for treating inflammatory conditions |
| US7485902B2 (en) * | 2002-09-18 | 2009-02-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor light-emitting device |
| JP2004172382A (ja) | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP4296435B2 (ja) | 2003-06-11 | 2009-07-15 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2005167137A (ja) | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US7037739B2 (en) * | 2004-01-06 | 2006-05-02 | Korea Institute Of Science And Technology | Fabrication method of an epilayer structure InGaAsP/InP ridge waveguide phase modulator with high phase modulation efficiency |
| JP4698181B2 (ja) | 2004-08-05 | 2011-06-08 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2006135221A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子 |
| EP1696527A3 (en) * | 2005-02-24 | 2007-11-28 | JDS Uniphase Inc. | Low loss grating for high efficiency wavelength stabilized high power lasers |
| JP2006286809A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | 光半導体デバイス及びその製造方法 |
-
2006
- 2006-04-28 JP JP2006125940A patent/JP4135019B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-04-26 US US11/790,686 patent/US7483461B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070258497A1 (en) | 2007-11-08 |
| JP2007299884A (ja) | 2007-11-15 |
| US7483461B2 (en) | 2009-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8804785B2 (en) | Quantum cascade semiconductor laser | |
| Sprengel et al. | Type-II InP-based lasers emitting at 2.55 μm | |
| CA2968925C (en) | Quantum cascade laser with current blocking layers | |
| JP5093063B2 (ja) | 集積化半導体光素子及び半導体光装置 | |
| JP2015015396A (ja) | 光半導体素子 | |
| CN103390680A (zh) | 雪崩光电二极管及其制造方法 | |
| US8340147B2 (en) | Laser diode | |
| JP4998238B2 (ja) | 集積型半導体光素子 | |
| Fang et al. | Low resistance tunnel junctions for efficient electrically pumped nanolasers | |
| JP4135019B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| US7274719B2 (en) | Buried heterostructure quantum cascade laser | |
| JP4843672B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP4696749B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2010287604A (ja) | 導波路型光素子及びその製造方法 | |
| JP2008198942A (ja) | 半導体光素子 | |
| Utrilla et al. | Impact of the Sb content on the performance of GaAsSb-capped InAs/GaAs quantum dot lasers | |
| JP4892293B2 (ja) | 量子カスケードレーザ | |
| JP2018006590A (ja) | 光半導体素子 | |
| Wu et al. | Sn-based group-IV structure for resonant tunneling diodes | |
| Lei | Effect of GaInP intermediate barrier in 1.3 μm compressive-strained GaInAsP/GaInAsP multiple-quantum-wells laser diodes | |
| Matsumoto et al. | Laser Characteristic and Strain Distribution Dependence on Embedding Layer Thickness of Quantum Dots Laser Diodes Grown on InP (311) B Substrate | |
| CN119742658A (zh) | 半导体光元件 | |
| JP2007005642A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2008205094A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2016184611A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080409 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080507 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080520 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4135019 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |