JP3045104B2 - 半導体レーザ - Google Patents
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- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
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- 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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- H01S5/34326—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 with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザの構造
に関し、特に低雑音動作が可能な自励半導体レーザの構
造に関するものである。
に関し、特に低雑音動作が可能な自励半導体レーザの構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは光ディスク装置の光源お
よび光通信の光源等として、情報機器・システムに幅広
く使用されている。特に、近年、ＤＶＤ（デジタル・バ
ーサタイル・ディスク）、光磁気ディスクなどの、光デ
ィスク媒体が高密度記憶装置として脚光を浴びている。
この装置の光ピックアップに用いられる半導体レーザに
は、光ディスク盤面からの反射戻り光によって、雑音が
発生する。この雑音の発生を抑えることが半導体レーザ
には重要である。
よび光通信の光源等として、情報機器・システムに幅広
く使用されている。特に、近年、ＤＶＤ（デジタル・バ
ーサタイル・ディスク）、光磁気ディスクなどの、光デ
ィスク媒体が高密度記憶装置として脚光を浴びている。
この装置の光ピックアップに用いられる半導体レーザに
は、光ディスク盤面からの反射戻り光によって、雑音が
発生する。この雑音の発生を抑えることが半導体レーザ
には重要である。
【０００３】雑音の低減の一つの方法として、半導体レ
ーザを高周波で駆動する方法が知られている。即ち、高
周波駆動することにより、発振スペクトルをマルチモー
ド化し戻り光の影響を低減することができる。しかし、
高周波重畳モジュールが必要となるので、コストが高く
なり、さらに電磁波雑音を放射するという問題（ＥＭＣ
の問題）がある。
ーザを高周波で駆動する方法が知られている。即ち、高
周波駆動することにより、発振スペクトルをマルチモー
ド化し戻り光の影響を低減することができる。しかし、
高周波重畳モジュールが必要となるので、コストが高く
なり、さらに電磁波雑音を放射するという問題（ＥＭＣ
の問題）がある。
【０００４】これに対し、自励発振レーザは前記高周波
駆動と同様に低雑音特性でありながら、低コストで、電
磁波雑音も発生しないという優れた特徴がある。そこ
で、低しきい値電流、低駆動電流で、長期信頼性を有す
る実用的に自励発振するレーザの実現が望まれている。
駆動と同様に低雑音特性でありながら、低コストで、電
磁波雑音も発生しないという優れた特徴がある。そこ
で、低しきい値電流、低駆動電流で、長期信頼性を有す
る実用的に自励発振するレーザの実現が望まれている。
【０００５】ところで、自励発振動作はレーザ共振器内
に可飽和吸収体を導入し、その可飽和吸収量を制御する
ことによって得ることができる。このような自励発振動
作、およびそのレーザ構造については、例えば１９８６
年に刊行された第１８回イクステンデット・アブストラ
クト・オブ・コンファレンス・オン・ソリッド・ステイ
ト・デバイス・アンド・マテリアル（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔｏｆ １８ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）１５３ページ、論文番
号Ｄ−１−２や、１９９４年に開催された第１１回半導
体レーザシンポジューム予稿集２１ページに報告されて
いる。これらのレーザは、メサストライプ脇の活性層を
可飽和吸収層としている。この半導体レーザはレーザ発
光部横での光吸収が大きいため非点収差が１０から５０
μｍと大きいという問題がある。
に可飽和吸収体を導入し、その可飽和吸収量を制御する
ことによって得ることができる。このような自励発振動
作、およびそのレーザ構造については、例えば１９８６
年に刊行された第１８回イクステンデット・アブストラ
クト・オブ・コンファレンス・オン・ソリッド・ステイ
ト・デバイス・アンド・マテリアル（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔｏｆ １８ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）１５３ページ、論文番
号Ｄ−１−２や、１９９４年に開催された第１１回半導
体レーザシンポジューム予稿集２１ページに報告されて
いる。これらのレーザは、メサストライプ脇の活性層を
可飽和吸収層としている。この半導体レーザはレーザ発
光部横での光吸収が大きいため非点収差が１０から５０
μｍと大きいという問題がある。
【０００６】そこで非点収差小さくする方法として、特
開平６−１９６８１０には、図８に示すように活性層に
平行に、即ち、クラッド層の一部に可飽和吸収層を導入
した半導体レーザ素子が提案されている。図８におい
て、１０１はｎ−電極、１０２はＧａＡｓ基板、１０３
はｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０４はｎ−第１可飽
和吸収層、１０５はｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０
６は活性層、１０７はｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１
０８はｐ−第２可飽和吸収層、１０９はｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層、１１０はｐ−ＧａＡｓキャップ層、１１
１はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１１２はｎ−ＧａＡｓ
電流ブロック層、１１３はｐ−電極である。そして、ｎ
−ＡｌxＧａ1-xＡｓ可飽和吸収層１０４の組成比ｘおよ
び層厚（０．０１乃至０．０４μｍ）、ｐ−ＡｌxＧａ
1-xＡｓ可飽和吸収層１０８の組成比ｘおよび層厚
（０．０１乃至０．０４μｍ）を適切に選ぶことによっ
て、自励発振による低戻り光雑音特性が得られ、また、
非点収差を小さくすることができるとしている。
開平６−１９６８１０には、図８に示すように活性層に
平行に、即ち、クラッド層の一部に可飽和吸収層を導入
した半導体レーザ素子が提案されている。図８におい
て、１０１はｎ−電極、１０２はＧａＡｓ基板、１０３
はｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０４はｎ−第１可飽
和吸収層、１０５はｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０
６は活性層、１０７はｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１
０８はｐ−第２可飽和吸収層、１０９はｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層、１１０はｐ−ＧａＡｓキャップ層、１１
１はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１１２はｎ−ＧａＡｓ
電流ブロック層、１１３はｐ−電極である。そして、ｎ
−ＡｌxＧａ1-xＡｓ可飽和吸収層１０４の組成比ｘおよ
び層厚（０．０１乃至０．０４μｍ）、ｐ−ＡｌxＧａ
1-xＡｓ可飽和吸収層１０８の組成比ｘおよび層厚
（０．０１乃至０．０４μｍ）を適切に選ぶことによっ
て、自励発振による低戻り光雑音特性が得られ、また、
非点収差を小さくすることができるとしている。
【０００７】さらに、１９９５年１２月に刊行されたア
イ・イー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・
レターズ第７巻、第１２号、１４０６頁（ＩＥＥＥ Ｐ
ｈｏｔｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，ｖｏｌ７，Ｎｏ１２，ｐ１４０６，Ｄｅｃｅｍｂ
ｅｒ １９９５）にはｐ−クラッド層の一部に可飽和吸
収層を設け、かつ、この可飽和吸収層を２×１０18ｃｍ
-3という高いキャリア濃度でｐ型にドーピングすること
により、ＡｌＧａＩｎＰ赤色レーザで５０℃まで自励発
振が得られることが報告されている。
イ・イー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・
レターズ第７巻、第１２号、１４０６頁（ＩＥＥＥ Ｐ
ｈｏｔｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，ｖｏｌ７，Ｎｏ１２，ｐ１４０６，Ｄｅｃｅｍｂ
ｅｒ １９９５）にはｐ−クラッド層の一部に可飽和吸
収層を設け、かつ、この可飽和吸収層を２×１０18ｃｍ
-3という高いキャリア濃度でｐ型にドーピングすること
により、ＡｌＧａＩｎＰ赤色レーザで５０℃まで自励発
振が得られることが報告されている。
【０００８】また、第４３回応用物理学会関係連合講演
会講演予稿集１０２４頁２６ａ−Ｃ−１０には、可飽和
吸収層のバンドギャップを発振波長に比べて小さくする
ことによって、より高温での自励発振が得られることが
報告されている。
会講演予稿集１０２４頁２６ａ−Ｃ−１０には、可飽和
吸収層のバンドギャップを発振波長に比べて小さくする
ことによって、より高温での自励発振が得られることが
報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の実験によれば、これらの従来の構造の半導体レーザ
は、自励発振の得られる歩留まりが１０％程度ときわめ
て小さいという欠点があった。
者の実験によれば、これらの従来の構造の半導体レーザ
は、自励発振の得られる歩留まりが１０％程度ときわめ
て小さいという欠点があった。
【００１０】即ち、本発明はこれらの問題点に鑑みてな
されたものであり、自励発振現象を利用した低戻り光雑
音特性で、低非点収差でありながら、歩留まりよく製造
しうる構造の半導体レーザを提供することを目的とす
る。
されたものであり、自励発振現象を利用した低戻り光雑
音特性で、低非点収差でありながら、歩留まりよく製造
しうる構造の半導体レーザを提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電型半
導体基板の上に順次積層された第１導電型クラッド層、
活性層および第２導電型クラッド層を有し、この第１導
電型クラッド層または第２導電型クラッド層の少なくと
も一方に、そのクラッド層よりも小さいバンドギャップ
をもちそのクラッド層と同一の導電型を有する可飽和吸
収層が挿入された半導体レーザにおいて、前記可飽和吸
収層の上層または下層の少なくとも一方に可飽和吸収層
に接して価電子帯エネルギー不連続緩和層を設けたこと
を特徴とする半導体レーザに関する。但し、価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層とは、この層が接する可飽和吸収
層とクラッド層との中間の連続または不連続の価電子帯
エネルギーをもつ層をいう。
導体基板の上に順次積層された第１導電型クラッド層、
活性層および第２導電型クラッド層を有し、この第１導
電型クラッド層または第２導電型クラッド層の少なくと
も一方に、そのクラッド層よりも小さいバンドギャップ
をもちそのクラッド層と同一の導電型を有する可飽和吸
収層が挿入された半導体レーザにおいて、前記可飽和吸
収層の上層または下層の少なくとも一方に可飽和吸収層
に接して価電子帯エネルギー不連続緩和層を設けたこと
を特徴とする半導体レーザに関する。但し、価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層とは、この層が接する可飽和吸収
層とクラッド層との中間の連続または不連続の価電子帯
エネルギーをもつ層をいう。
【００１２】本発明の半導体レーザは以下に示す理由に
より、従来の問題点を解決する。
より、従来の問題点を解決する。
【００１３】まず、本発明者は従来例に基づいて、図９
に示す構造のレーザを試作した。この図において、１は
ＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、４は活性層、
６はＧａＩｎＰヘテロバッファ層、７および８はｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層、９はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、
１０はｎ−電極、１１はｐ−電極、２０はｎ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層、３１および３２はｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、３５はｐ−可飽和吸収層である。
に示す構造のレーザを試作した。この図において、１は
ＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、４は活性層、
６はＧａＩｎＰヘテロバッファ層、７および８はｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層、９はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、
１０はｎ−電極、１１はｐ−電極、２０はｎ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層、３１および３２はｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、３５はｐ−可飽和吸収層である。
【００１４】ここでｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０
より可飽和吸収層３５にいたる部分のＡｌ組成を、図１
０に示すように形成した。尚、Ａｌ組成とは、（Ａｌx
Ｇａ1 -x）yＩｎ1-yＰで表したときのｘの値である（以
下同じ。）。即ち、活性層４はＧａＩｎ圧縮歪０．２５
％を有する一層あたりの厚さが６ｎｍのＧａＩｎＰ量子
井戸層４０の３層と、量子井戸層４０の間に設けられた
一層あたりの厚さが４ｎｍ、Ａｌ組成が０．５のＡｌＧ
ａＩｎＰバリア層４１と、さらにその３層量子井戸層の
外側のｎ側、ｐ側それぞれに設けられた厚さ５０ｎｍ、
Ａｌ組成０．５の光ガイド層４２からなる。
より可飽和吸収層３５にいたる部分のＡｌ組成を、図１
０に示すように形成した。尚、Ａｌ組成とは、（Ａｌx
Ｇａ1 -x）yＩｎ1-yＰで表したときのｘの値である（以
下同じ。）。即ち、活性層４はＧａＩｎ圧縮歪０．２５
％を有する一層あたりの厚さが６ｎｍのＧａＩｎＰ量子
井戸層４０の３層と、量子井戸層４０の間に設けられた
一層あたりの厚さが４ｎｍ、Ａｌ組成が０．５のＡｌＧ
ａＩｎＰバリア層４１と、さらにその３層量子井戸層の
外側のｎ側、ｐ側それぞれに設けられた厚さ５０ｎｍ、
Ａｌ組成０．５の光ガイド層４２からなる。
【００１５】ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０は、層
厚が１．２μｍ、Ａｌ組成が０．７、キャリア濃度がｎ
型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層３１は、層厚が１００ｎｍ、Ａｌ組成が０．７、キ
ャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層３２は、層厚が１．１μｍ、Ａｌ組
成が０．７、キャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であ
る。ｐ−可飽和吸収層３５は圧縮歪０．７８％を有する
厚さ６ｎｍの層で、キャリア濃度がｐ型２×１０18ｃｍ
-3である。
厚が１．２μｍ、Ａｌ組成が０．７、キャリア濃度がｎ
型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層３１は、層厚が１００ｎｍ、Ａｌ組成が０．７、キ
ャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層３２は、層厚が１．１μｍ、Ａｌ組
成が０．７、キャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であ
る。ｐ−可飽和吸収層３５は圧縮歪０．７８％を有する
厚さ６ｎｍの層で、キャリア濃度がｐ型２×１０18ｃｍ
-3である。
【００１６】次に、この構造の半導体レーザの発光スペ
クトルを調べた。図１１（ａ）はＥＬ発光時の発光スペ
クトルである。図１１（ａ）に見られるように、ピーク
波長６４８ｎｍの発光３０１とピーク波長６６７ｎｍの
発光３０２が観察された。そこで発光部位を、圧縮歪量
が、活性層４で０．２５％、可飽和吸収層３５で０．７
８％であることに基づいてその差から特定すると、ピー
ク波長６４８ｎｍの発光３０１は活性層４からの発光で
あり、ピーク波長６６７ｎｍの発光３０２は可飽和吸収
層３５からの発光である。
クトルを調べた。図１１（ａ）はＥＬ発光時の発光スペ
クトルである。図１１（ａ）に見られるように、ピーク
波長６４８ｎｍの発光３０１とピーク波長６６７ｎｍの
発光３０２が観察された。そこで発光部位を、圧縮歪量
が、活性層４で０．２５％、可飽和吸収層３５で０．７
８％であることに基づいてその差から特定すると、ピー
ク波長６４８ｎｍの発光３０１は活性層４からの発光で
あり、ピーク波長６６７ｎｍの発光３０２は可飽和吸収
層３５からの発光である。
【００１７】しかし、この半導体レーザをレーザ発振さ
せたところ、図１１（ｂ）に示すように、可飽和吸収層
３５の発光波長に一致する発光のみが観測された。即
ち、活性層でレーザ発振が起こらず、可飽和吸収層３５
でレーザ発振していることがわかった。
せたところ、図１１（ｂ）に示すように、可飽和吸収層
３５の発光波長に一致する発光のみが観測された。即
ち、活性層でレーザ発振が起こらず、可飽和吸収層３５
でレーザ発振していることがわかった。
【００１８】これについて発明者は次のように推定し
た。図１２はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０より可
飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャップ（図１２
（ａ））、およびバンドのプロファイル（図１２
（ｂ））を示したものである。
た。図１２はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０より可
飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャップ（図１２
（ａ））、およびバンドのプロファイル（図１２
（ｂ））を示したものである。
【００１９】ヘテロ界面におけるバンド不連続は接合前
の価電子帯エネルギーの準位によって決まり、図１２
（ｂ）に示すように、可飽和吸収層３５とｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３１のヘテロ界面には価電子帯の不連
続によるスパイク３１１が発生し、有効質量の大きいホ
ールがｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１へ流入するの
を阻害している。この結果可飽和吸収層３５には多数の
ホールが局在し、それによって生じた電界のため、活性
層４より電子が可飽和吸収層３５に流入する。このよう
にして、可飽和吸収層３５へホールおよび、電子が多数
蓄積する結果、可飽和吸収層３５でのレーザ発振にいた
る。
の価電子帯エネルギーの準位によって決まり、図１２
（ｂ）に示すように、可飽和吸収層３５とｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３１のヘテロ界面には価電子帯の不連
続によるスパイク３１１が発生し、有効質量の大きいホ
ールがｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１へ流入するの
を阻害している。この結果可飽和吸収層３５には多数の
ホールが局在し、それによって生じた電界のため、活性
層４より電子が可飽和吸収層３５に流入する。このよう
にして、可飽和吸収層３５へホールおよび、電子が多数
蓄積する結果、可飽和吸収層３５でのレーザ発振にいた
る。
【００２０】そこで本発明では、可飽和吸収層とクラッ
ド層との間に価電子帯エネルギーの不連続を緩和する層
を挿入することにより、大きなスパイクの発生を防止す
る。その結果ホールが可飽和吸収層に局在することがな
く、可飽和吸収層から活性層へのホールの注入をスムー
ズに行えるようになるので、活性層でのレーザ発振が得
られ、自励発振レーザが歩留まりよく得られる。
ド層との間に価電子帯エネルギーの不連続を緩和する層
を挿入することにより、大きなスパイクの発生を防止す
る。その結果ホールが可飽和吸収層に局在することがな
く、可飽和吸収層から活性層へのホールの注入をスムー
ズに行えるようになるので、活性層でのレーザ発振が得
られ、自励発振レーザが歩留まりよく得られる。
【００２１】ところで、ヘテロ界面におけるバンド不連
続は接合前の価電子帯エネルギーの準位によって決まる
が、材料の物性値が明らかでかつエネルギーの不連続性
に関し価電子帯エネルギーとほぼ同じ傾向を示す指標と
して、図１２（ａ）に示すバンドギャップを用いること
もできる。例えば、可飽和吸収層とクラッド層が共にＩ
ＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体である場合
には、Ｖ族またはＶＩ族の元素の少なくとも一部が共通
する場合は、可飽和吸収層とクラッド層の間に、バンド
ギャップ緩和層（可飽和吸収層のバンドギャップとそれ
に接するクラッド層のバンドギャップとの中間の値を有
する連続または不連続のバンドギャップをもつ層をい
う。）を挿入することで、ホールが可飽和吸収層に局在
することを防止することができる。
続は接合前の価電子帯エネルギーの準位によって決まる
が、材料の物性値が明らかでかつエネルギーの不連続性
に関し価電子帯エネルギーとほぼ同じ傾向を示す指標と
して、図１２（ａ）に示すバンドギャップを用いること
もできる。例えば、可飽和吸収層とクラッド層が共にＩ
ＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体である場合
には、Ｖ族またはＶＩ族の元素の少なくとも一部が共通
する場合は、可飽和吸収層とクラッド層の間に、バンド
ギャップ緩和層（可飽和吸収層のバンドギャップとそれ
に接するクラッド層のバンドギャップとの中間の値を有
する連続または不連続のバンドギャップをもつ層をい
う。）を挿入することで、ホールが可飽和吸収層に局在
することを防止することができる。
【００２２】本発明の１つの態様においては、価電子帯
エネルギー不連続緩和層を、前記可飽和吸収層に接する
部分では前記活性層に略等しい価電子帯エネルギーをも
ち、前記クラッド層に接する部分ではこのクラッド層に
略等しい価電子帯エネルギーを持ち、その間では、連続
的に価電子帯エネルギーが変化するようにすることがで
きる。また、本発明の異なる態様においては、バンドギ
ャップ不連続緩和層を、前記可飽和吸収層に接する部分
では前記活性層に略等しいバンドギャップを持ち、前記
クラッド層に接する部分ではこのクラッド層に略等しい
バンドギャップを持ち、その間では、連続的にバンドギ
ャップが変化するようにすることができる。 本発明で
は、価電子帯エネルギー不連続緩和層またはバンドギャ
ップ緩和層を設計する一つの手段として、層の組成を、
可飽和吸収層とクラッド層との中間の連続または不連続
の組成とすることで価電子帯エネルギー不連続緩和また
はバンドギャップ緩和機能を発現させることができる。
エネルギー不連続緩和層を、前記可飽和吸収層に接する
部分では前記活性層に略等しい価電子帯エネルギーをも
ち、前記クラッド層に接する部分ではこのクラッド層に
略等しい価電子帯エネルギーを持ち、その間では、連続
的に価電子帯エネルギーが変化するようにすることがで
きる。また、本発明の異なる態様においては、バンドギ
ャップ不連続緩和層を、前記可飽和吸収層に接する部分
では前記活性層に略等しいバンドギャップを持ち、前記
クラッド層に接する部分ではこのクラッド層に略等しい
バンドギャップを持ち、その間では、連続的にバンドギ
ャップが変化するようにすることができる。 本発明で
は、価電子帯エネルギー不連続緩和層またはバンドギャ
ップ緩和層を設計する一つの手段として、層の組成を、
可飽和吸収層とクラッド層との中間の連続または不連続
の組成とすることで価電子帯エネルギー不連続緩和また
はバンドギャップ緩和機能を発現させることができる。
【００２３】ここで、中間の組成とは、層中の組成を可
飽和吸収層およびクラッド層に含まれるすべての元素を
含む組成式で表したときに、各元素の組成比が可飽和吸
収層およびクラッド層における組成比の中間または同一
の値であるが、可飽和吸収層またはクラッド層とは組成
が同一でないことをいう。例えば、可飽和吸収層および
クラッド層の組成が、それぞれＩＩＩaＶa、ＩＩＩbＶb
である場合には、その中間の組成とはＩＩＩa xＩＩＩb
1-xＶa yＶb 1-yで表され、ｘおよびｙが０≦ｘ≦１、０
≦ｙ≦１であり、ｘとｙが同時に０または１になること
はない。
飽和吸収層およびクラッド層に含まれるすべての元素を
含む組成式で表したときに、各元素の組成比が可飽和吸
収層およびクラッド層における組成比の中間または同一
の値であるが、可飽和吸収層またはクラッド層とは組成
が同一でないことをいう。例えば、可飽和吸収層および
クラッド層の組成が、それぞれＩＩＩaＶa、ＩＩＩbＶb
である場合には、その中間の組成とはＩＩＩa xＩＩＩb
1-xＶa yＶb 1-yで表され、ｘおよびｙが０≦ｘ≦１、０
≦ｙ≦１であり、ｘとｙが同時に０または１になること
はない。
【００２４】可飽和吸収層およびクラッド層の組成が、
それぞれＧａ0.4Ｉｎ0.6Ｐ、（Ａｌ 0.7Ｇａ0.3）0.52Ｉ
ｎ0.48Ｐである場合には、その中間の組成の層は、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰで表され、０≦ｘ≦０．７、
０．４≦ｙ≦０．５２であるが、ｘとｙは可飽和吸収層
またはクラッド層の組成と同一とならないように選ばれ
る。
それぞれＧａ0.4Ｉｎ0.6Ｐ、（Ａｌ 0.7Ｇａ0.3）0.52Ｉ
ｎ0.48Ｐである場合には、その中間の組成の層は、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰで表され、０≦ｘ≦０．７、
０．４≦ｙ≦０．５２であるが、ｘとｙは可飽和吸収層
またはクラッド層の組成と同一とならないように選ばれ
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に実施例を示してさらに本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
【００２６】［実施例１］以下、本発明の第１の実施例
を図１を用いて説明する。図１において１はＧａＡｓ基
板、２はＧａＡｓバッファ層、４は活性層、６はＧａＩ
ｎＰヘテロバッファ層、７および８はｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層、９はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、１０はｎ−
電極、１１はｐ−電極、２０はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、３１および３２はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層、３５はｐ−可飽和吸収層、３６は第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層、３７は第２ｐ−価電子帯エネ
ルギー不連続緩和層である。
を図１を用いて説明する。図１において１はＧａＡｓ基
板、２はＧａＡｓバッファ層、４は活性層、６はＧａＩ
ｎＰヘテロバッファ層、７および８はｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層、９はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、１０はｎ−
電極、１１はｐ−電極、２０はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、３１および３２はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層、３５はｐ−可飽和吸収層、３６は第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層、３７は第２ｐ−価電子帯エネ
ルギー不連続緩和層である。
【００２７】ここで図１に示す半導体レーザを作製する
には、まず、減圧ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ−ＧａＡｓ
基板１上に、ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層２０、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層３１、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６、ｐ−可飽和吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３７、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３２、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、ＧａＡｓキャッ
プ層７を順次積層した。
には、まず、減圧ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ−ＧａＡｓ
基板１上に、ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層２０、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層３１、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６、ｐ−可飽和吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３７、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３２、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、ＧａＡｓキャッ
プ層７を順次積層した。
【００２８】次に、ＳｉＯ2マスク（図示せず）を用い
たフォトリソグラフイ、およびエッチングにより、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２、ＧａＩｎＰヘテロバッ
ファ層６、ＧａＡｓキャップ層７をメサストライプ化し
た。
たフォトリソグラフイ、およびエッチングにより、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２、ＧａＩｎＰヘテロバッ
ファ層６、ＧａＡｓキャップ層７をメサストライプ化し
た。
【００２９】その後、前記ＳｉＯ2マスクを選択マスク
として、減圧ＭＯＶＰＥ法を用いｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層９を選択形成し、さらに、ＳｉＯ2マスクを除去
した後にｐ−ＧａＡｓキャップ層８を減圧ＭＯＶＰＥ法
によって形成した。
として、減圧ＭＯＶＰＥ法を用いｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層９を選択形成し、さらに、ＳｉＯ2マスクを除去
した後にｐ−ＧａＡｓキャップ層８を減圧ＭＯＶＰＥ法
によって形成した。
【００３０】最後に、ｎ電極１１を形成した後、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１を適当な厚さに研磨しｐ電極１０を形成
し、図１に示すレーザ構造とした。
ａＡｓ基板１を適当な厚さに研磨しｐ電極１０を形成
し、図１に示すレーザ構造とした。
【００３１】尚、減圧ＭＯＶＰＥ法の原料としては、ト
リメチルアルミニウム、トリエチルガリウム、トリメチ
ルインジウム、ホスフイン、アルシン、ｎ型不純物とし
てジシラン、ｐ型不純物としてジエチルジンクを用い
た。また、成長温度は６６０℃、成長圧力は７０Ｔｏｒ
ｒ、Ｖ族原料供給量／ＩＩＩ族原料供給量比は５００と
した。
リメチルアルミニウム、トリエチルガリウム、トリメチ
ルインジウム、ホスフイン、アルシン、ｎ型不純物とし
てジシラン、ｐ型不純物としてジエチルジンクを用い
た。また、成長温度は６６０℃、成長圧力は７０Ｔｏｒ
ｒ、Ｖ族原料供給量／ＩＩＩ族原料供給量比は５００と
した。
【００３２】ここで、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
０より可飽和吸収層３５にいたる部分のＡｌ組成のプロ
ファイルを図２に示す。
０より可飽和吸収層３５にいたる部分のＡｌ組成のプロ
ファイルを図２に示す。
【００３３】活性層４は圧縮歪０．２５％を有する１層
あたりの厚さが６ｎｍのＧａＩｎＰ量子井戸層３層と、
量子井戸層の間に設けられた一層あたりの厚さが４ｎｍ
でＡｌ組成が０．５のＡｌＧａＩｎＰバリア層と、さら
にその３層量子井戸層の外側のｎ側、ｐ側それぞれに設
けられた１層あたりの厚さ５０ｎｍ、Ａｌ組成０．５の
ガイド層４２よりなる。
あたりの厚さが６ｎｍのＧａＩｎＰ量子井戸層３層と、
量子井戸層の間に設けられた一層あたりの厚さが４ｎｍ
でＡｌ組成が０．５のＡｌＧａＩｎＰバリア層と、さら
にその３層量子井戸層の外側のｎ側、ｐ側それぞれに設
けられた１層あたりの厚さ５０ｎｍ、Ａｌ組成０．５の
ガイド層４２よりなる。
【００３４】ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０は、層
厚が１．２μｍ、Ａｌ組成が０．７、キャリア濃度がｎ
型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層３１は、層厚が８０ｎｍ、Ａｌ組成が０．７、キャ
リア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３２は、層厚が１．１μｍ、Ａｌ組成
が０．７、キャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であ
る。ｐ−可飽和吸収層３５は圧縮歪０．５１％を有する
厚さ６ｎｍの層で、キャリア濃度はｐ型２×１０ 18ｃｍ
-3である。
厚が１．２μｍ、Ａｌ組成が０．７、キャリア濃度がｎ
型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層３１は、層厚が８０ｎｍ、Ａｌ組成が０．７、キャ
リア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３２は、層厚が１．１μｍ、Ａｌ組成
が０．７、キャリア濃度がｐ型５×１０17ｃｍ-3であ
る。ｐ−可飽和吸収層３５は圧縮歪０．５１％を有する
厚さ６ｎｍの層で、キャリア濃度はｐ型２×１０ 18ｃｍ
-3である。
【００３５】また、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続
緩和層３６の組成は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３
１に接する部分ではｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１
の組成に等しく、ｐ−可飽和吸収層３５に接する部分で
はｐ−可飽和吸収層３５の組成に等しく、その間の部分
で組成が直線的に変化するように形成した。
緩和層３６の組成は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３
１に接する部分ではｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１
の組成に等しく、ｐ−可飽和吸収層３５に接する部分で
はｐ−可飽和吸収層３５の組成に等しく、その間の部分
で組成が直線的に変化するように形成した。
【００３６】また、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続
緩和層３７の組成は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３
２に接する部分ではｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２
の組成に等しく、ｐ−可飽和吸収層３５に接する部分の
組成はｐ−可飽和吸収層３５の組成に等しく、その間の
部分で組成が直線的に変化するように形成した。
緩和層３７の組成は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３
２に接する部分ではｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２
の組成に等しく、ｐ−可飽和吸収層３５に接する部分の
組成はｐ−可飽和吸収層３５の組成に等しく、その間の
部分で組成が直線的に変化するように形成した。
【００３７】ここで、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連
続緩和層３６は層厚１０ｎｍ、キャリア濃度はｐ型５×
１０17ｃｍ-3（クラッド層に接する側）からｐ型２×１
０18ｃｍ-3（可飽和吸収層に接する側）とし、また第２
ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の層厚は１０
ｎｍ、キャリア濃度はｐ型５×１０17ｃｍ-3（クラッド
層に接する側）からｐ型２×１０18ｃｍ-3（可飽和吸収
層に接する側）とした。
続緩和層３６は層厚１０ｎｍ、キャリア濃度はｐ型５×
１０17ｃｍ-3（クラッド層に接する側）からｐ型２×１
０18ｃｍ-3（可飽和吸収層に接する側）とし、また第２
ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の層厚は１０
ｎｍ、キャリア濃度はｐ型５×１０17ｃｍ-3（クラッド
層に接する側）からｐ型２×１０18ｃｍ-3（可飽和吸収
層に接する側）とした。
【００３８】次にこの半導体レーザの動作について図３
を用いて説明する。図３はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層２０より可飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャ
ップ（図３（ａ））、およびバンドのプロファイル（図
３（ｂ））を示したものである。
を用いて説明する。図３はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層２０より可飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャ
ップ（図３（ａ））、およびバンドのプロファイル（図
３（ｂ））を示したものである。
【００３９】ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１より、
第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、可飽和
吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３７をとおり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２にい
たる部分で連続的な組成を採用することによって、図３
（ａ）に見られるように、可飽和吸収層３５の両側にお
いて急峻なバンドギャップの変化がない。即ちこの部分
では、価電子帯エネルギーが連続的に変化している。
第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、可飽和
吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３７をとおり、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２にい
たる部分で連続的な組成を採用することによって、図３
（ａ）に見られるように、可飽和吸収層３５の両側にお
いて急峻なバンドギャップの変化がない。即ちこの部分
では、価電子帯エネルギーが連続的に変化している。
【００４０】このためｐ−可飽和吸収層３５とｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層３１との間に図１２で見られたよ
うな価電子帯不連続に起因するバンドのスパイク３１
１、およびｐ−可飽和吸収層３５とｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３２との間に図１２で見られたようなスパイ
ク３１２をなくすことができた。従って、ホールをｐ−
可飽和吸収層３５に蓄積することなく、スムーズに活性
層４に注入することができるようになる。このため、ｐ
−可飽和吸収層３５でレーザ発振することなく、活性層
４でのレーザ発振が得られる。また、これにより、ｐ−
可飽和吸収層３５が所望の可飽和吸収動作を行うため、
自励発振が得られる。
ＧａＩｎＰクラッド層３１との間に図１２で見られたよ
うな価電子帯不連続に起因するバンドのスパイク３１
１、およびｐ−可飽和吸収層３５とｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３２との間に図１２で見られたようなスパイ
ク３１２をなくすことができた。従って、ホールをｐ−
可飽和吸収層３５に蓄積することなく、スムーズに活性
層４に注入することができるようになる。このため、ｐ
−可飽和吸収層３５でレーザ発振することなく、活性層
４でのレーザ発振が得られる。また、これにより、ｐ−
可飽和吸収層３５が所望の可飽和吸収動作を行うため、
自励発振が得られる。
【００４１】実験では、この構造を採用することによっ
て、雰囲気温度６０℃において５ｍＷまで自励発振する
レーザが８０％の歩留まりで得られた。このレーザの室
温でのしきい値電流は典型値で７０ｍＡ、発振波長は典
型値で６６０ｎｍであった。尚、図２に示したパラメー
タの値は典型値であって、本発明の実施の形態としては
第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ
−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の層厚はそれぞ
れ０．５ｎｍから１００ｎｍの間で適宜に選ぶことがで
きる。
て、雰囲気温度６０℃において５ｍＷまで自励発振する
レーザが８０％の歩留まりで得られた。このレーザの室
温でのしきい値電流は典型値で７０ｍＡ、発振波長は典
型値で６６０ｎｍであった。尚、図２に示したパラメー
タの値は典型値であって、本発明の実施の形態としては
第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ
−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の層厚はそれぞ
れ０．５ｎｍから１００ｎｍの間で適宜に選ぶことがで
きる。
【００４２】また、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続
緩和層３６の組成および第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３７の組成は、ｐ−可飽和吸収層３５からそ
れぞれ接するクラッド層まで線形に連続的に変化する例
を示したが、これに限られるものではなく連続的に変化
すればよい。
緩和層３６の組成および第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３７の組成は、ｐ−可飽和吸収層３５からそ
れぞれ接するクラッド層まで線形に連続的に変化する例
を示したが、これに限られるものではなく連続的に変化
すればよい。
【００４３】またｐ−クラッド層３１、第１ｐ−価電子
帯エネルギー不連続緩和層３６、可飽和吸収層３５、第
２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７、ｐ−クラ
ッド層３２型のキャリア濃度はいずれもｐ型で１×１０
17ｃｍ-3以上であればよくｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層２０のキャリア濃度はｎ型で１×１０17ｃｍ-3以上で
あればよい。さらに、活性層４の導電型は、それに接す
るｎ−クラッド層２０、または、ｐ−クラッド層３１か
らの不純物の拡散をうけｎ型、あるいはｐ型になってい
ても構わない。
帯エネルギー不連続緩和層３６、可飽和吸収層３５、第
２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７、ｐ−クラ
ッド層３２型のキャリア濃度はいずれもｐ型で１×１０
17ｃｍ-3以上であればよくｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層２０のキャリア濃度はｎ型で１×１０17ｃｍ-3以上で
あればよい。さらに、活性層４の導電型は、それに接す
るｎ−クラッド層２０、または、ｐ−クラッド層３１か
らの不純物の拡散をうけｎ型、あるいはｐ型になってい
ても構わない。
【００４４】また、ｐ−クラッド層３１の層厚は０ｎｍ
から５００ｎｍの間で適切に選べばよく、ｎ−クラッド
層２０および、ｐ−クラッド層３２の層厚はいずれも、
２００ｎｍ以上あればよい。
から５００ｎｍの間で適切に選べばよく、ｎ−クラッド
層２０および、ｐ−クラッド層３２の層厚はいずれも、
２００ｎｍ以上あればよい。
【００４５】さらに、各クラッド層のＡｌ組成は０．５
から１．０の間で適切に選べばよく、ガイド層のＡｌ組
成は、クラッド層のＡｌ組成より低ければよい。
から１．０の間で適切に選べばよく、ガイド層のＡｌ組
成は、クラッド層のＡｌ組成より低ければよい。
【００４６】また、活性層４は量子井戸層およびバリア
層の１層あたりの厚さが２０ｎｍ以下の量子井戸構造で
あればよく、井戸数は１層以上であればよい。さらに量
子井戸層４０、バリア層４１の歪量は、無歪み、引っ張
り歪み、圧縮歪みのいずれであってもよい。または活性
層４は厚さを問わない単層のバルク活性層であることも
可能である。さらに、活性層の光ガイド層４２の層厚は
０ｎｍから２００ｎｍまでの範囲で適切に選べばよい。
層の１層あたりの厚さが２０ｎｍ以下の量子井戸構造で
あればよく、井戸数は１層以上であればよい。さらに量
子井戸層４０、バリア層４１の歪量は、無歪み、引っ張
り歪み、圧縮歪みのいずれであってもよい。または活性
層４は厚さを問わない単層のバルク活性層であることも
可能である。さらに、活性層の光ガイド層４２の層厚は
０ｎｍから２００ｎｍまでの範囲で適切に選べばよい。
【００４７】また可飽和吸収層３５のＡｌ組成は０．２
以下であればよく、歪量は、無歪み、引っ張り歪み、圧
縮歪みのいずれであってもよい。また、可飽和吸収層３
５の層厚は、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３
７を挿入したことによる量子準位が低下と光の閉じ込め
係数の増大を考慮して適宜設定する。可飽和吸収量が大
きくなり過ぎることがあるため、可飽和吸収層の層厚を
０ｎｍとし、ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層に可
飽和吸収層の機能を持たせる場合もある。尚、本願にお
いては、この場合のように層厚が０ｎｍであってもなお
可飽和吸収層があるものと定義する。
以下であればよく、歪量は、無歪み、引っ張り歪み、圧
縮歪みのいずれであってもよい。また、可飽和吸収層３
５の層厚は、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３
７を挿入したことによる量子準位が低下と光の閉じ込め
係数の増大を考慮して適宜設定する。可飽和吸収量が大
きくなり過ぎることがあるため、可飽和吸収層の層厚を
０ｎｍとし、ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層に可
飽和吸収層の機能を持たせる場合もある。尚、本願にお
いては、この場合のように層厚が０ｎｍであってもなお
可飽和吸収層があるものと定義する。
【００４８】［実施例２］次に第２の実施例を図４、図
５を用いて説明する。この実施例では実施例１において
第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７を形成し
なかった以外は実施例１と同様にして半導体レーザを形
成した。図４は第２のこの半導体レーザの構造を示す図
であり、図１と同じ記号のものは同一のものを示す。
５を用いて説明する。この実施例では実施例１において
第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７を形成し
なかった以外は実施例１と同様にして半導体レーザを形
成した。図４は第２のこの半導体レーザの構造を示す図
であり、図１と同じ記号のものは同一のものを示す。
【００４９】図５はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２５
よりｐ−可飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャッ
プ（図５（ａ））、およびバンドプロファイル（図５
（ｂ））を示したものである。
よりｐ−可飽和吸収層３５にいたる部分のバンドギャッ
プ（図５（ａ））、およびバンドプロファイル（図５
（ｂ））を示したものである。
【００５０】実施例１では、可飽和吸収層３５の両側に
価電子帯エネルギー不連続緩和層を挿入したために、完
全にスパイクのないバンド構造が得られていた。しか
し、価電子帯エネルギー不連続緩和層の効果を発揮させ
るためには、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の
層厚を５ｎｍ以上とすることが望ましく、この場合、量
子準位が低下し、また光の可飽和吸収層３５での閉じ込
め係数も増大することにより、可飽和吸収量が大きくな
り過ぎる場合があった。第２の実施例では、第２ｐ−価
電子帯エネルギー不連続緩和層３７を形成していないの
で、可飽和吸収量が大きくなり過ぎる問題を解決するこ
とができる。
価電子帯エネルギー不連続緩和層を挿入したために、完
全にスパイクのないバンド構造が得られていた。しか
し、価電子帯エネルギー不連続緩和層の効果を発揮させ
るためには、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の
層厚を５ｎｍ以上とすることが望ましく、この場合、量
子準位が低下し、また光の可飽和吸収層３５での閉じ込
め係数も増大することにより、可飽和吸収量が大きくな
り過ぎる場合があった。第２の実施例では、第２ｐ−価
電子帯エネルギー不連続緩和層３７を形成していないの
で、可飽和吸収量が大きくなり過ぎる問題を解決するこ
とができる。
【００５１】第２の実施例では、可飽和吸収層３５とｐ
−クラッド層３２のヘテロ界面に、価電子帯の不連続に
起因するスパイク３１２が表れ、ホールは実施例１に比
べれば注入し難くなるが、可飽和吸収層３５にホールが
局在することはないため、可飽和吸収層３５においてレ
ーザ発振することはなく、自励発振するレーザが歩留ま
りよく得られる。
−クラッド層３２のヘテロ界面に、価電子帯の不連続に
起因するスパイク３１２が表れ、ホールは実施例１に比
べれば注入し難くなるが、可飽和吸収層３５にホールが
局在することはないため、可飽和吸収層３５においてレ
ーザ発振することはなく、自励発振するレーザが歩留ま
りよく得られる。
【００５２】［実施例３］実施例２では、第１ｐ−価電
子帯エネルギー不連続緩和層３６の組成を連続的に変化
させた。これに代えて本実施例では、可飽和吸収層３５
とｐ−クラッド層３１の中間の価電子帯エネルギーを持
つ２つの層を、可飽和吸収層３５からｐ−クラッド層３
１へ価電子帯エネルギーがステップ状になるように積層
したる第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６を
用いた。
子帯エネルギー不連続緩和層３６の組成を連続的に変化
させた。これに代えて本実施例では、可飽和吸収層３５
とｐ−クラッド層３１の中間の価電子帯エネルギーを持
つ２つの層を、可飽和吸収層３５からｐ−クラッド層３
１へ価電子帯エネルギーがステップ状になるように積層
したる第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６を
用いた。
【００５３】第１および第２の実施例では、組成を滑ら
かに変化させる必要があったため、組成制御が自由にで
きる結晶成長方法を用いる必要があった。しかし、本実
施例の構造では、バンドギャップあるいは、価電子帯エ
ネルギーを滑らかに変化させる必要がないので、組成を
滑らかに変化させるシーケンサを持たないＭＯＶＰＥ法
やＭＢＥ装置を用いても結晶成長を行うことができる。
かに変化させる必要があったため、組成制御が自由にで
きる結晶成長方法を用いる必要があった。しかし、本実
施例の構造では、バンドギャップあるいは、価電子帯エ
ネルギーを滑らかに変化させる必要がないので、組成を
滑らかに変化させるシーケンサを持たないＭＯＶＰＥ法
やＭＢＥ装置を用いても結晶成長を行うことができる。
【００５４】図６（ｂ）に示すように、本実施例では、
活性層３５とｐ−クラッド層３１の間のスパイクを完全
に抑制することはできないが、スパイクの高さを小さく
抑制することができ、ホールをスムーズに活性層４に注
入することができる。これにより、実施例１に述べたの
と同じ理由により、自励発振するレーザが歩留まりよく
得られる。
活性層３５とｐ−クラッド層３１の間のスパイクを完全
に抑制することはできないが、スパイクの高さを小さく
抑制することができ、ホールをスムーズに活性層４に注
入することができる。これにより、実施例１に述べたの
と同じ理由により、自励発振するレーザが歩留まりよく
得られる。
【００５５】尚、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩
和層３６内のステップ数は、なるべく多い方が好ましい
が、製造工程を考慮して適宜設定することが好ましい。
また、ここでは、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩
和層３６をステップ状としたが、実施例１に述べた第２
ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７に用いること
も可能である。
和層３６内のステップ数は、なるべく多い方が好ましい
が、製造工程を考慮して適宜設定することが好ましい。
また、ここでは、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩
和層３６をステップ状としたが、実施例１に述べた第２
ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７に用いること
も可能である。
【００５６】［実施例４］上記実施例１〜３に本発明の
例を挙げたが、本発明の第１ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連
続緩和層３７の組成の変化のさせ方は、ホールが可飽和
吸収層３５に局在しない効果があれば制限はない。
例を挙げたが、本発明の第１ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連
続緩和層３７の組成の変化のさせ方は、ホールが可飽和
吸収層３５に局在しない効果があれば制限はない。
【００５７】特に、可飽和吸収層３５に歪量子井戸層を
用いた場合、第１および第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層も歪量子井戸層とし、可飽和吸収層と第１お
よび第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層の膜厚が
臨界膜厚を越えないように、第１および第２ｐ−価電子
帯エネルギー不連続緩和層の組成と歪量を個別に変化さ
せることも可能である。
用いた場合、第１および第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層も歪量子井戸層とし、可飽和吸収層と第１お
よび第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層の膜厚が
臨界膜厚を越えないように、第１および第２ｐ−価電子
帯エネルギー不連続緩和層の組成と歪量を個別に変化さ
せることも可能である。
【００５８】これを図７を用いて説明する。図７はｐ−
クラッド層３１、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩
和層３６、ｐ−可飽和吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層３７、ｐ−クラッド層３２のＡｌ
組成、歪量、バンドギャップのプロファイルを示したも
のである。
クラッド層３１、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩
和層３６、ｐ−可飽和吸収層３５、第２ｐ−価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層３７、ｐ−クラッド層３２のＡｌ
組成、歪量、バンドギャップのプロファイルを示したも
のである。
【００５９】図７（ａ）に示すように可飽和吸収層３５
に歪を加えたとき、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続
緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３７の歪量を連続的にすると、図３と同じように、可飽
和吸収層３５周辺でのスパイクは現れず、活性層４への
ホール注入が最もスムーズに行われる。
に歪を加えたとき、第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続
緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３７の歪量を連続的にすると、図３と同じように、可飽
和吸収層３５周辺でのスパイクは現れず、活性層４への
ホール注入が最もスムーズに行われる。
【００６０】しかし、可飽和吸収層３５の歪量が大き
く、また、可飽和吸収層３５、第１ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３７の層厚が大きい場合には、結晶成長の
際、臨界膜厚を越えて結晶品質が劣化し、レーザの信頼
性が低下する問題が生じることがある。
く、また、可飽和吸収層３５、第１ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネルギー不
連続緩和層３７の層厚が大きい場合には、結晶成長の
際、臨界膜厚を越えて結晶品質が劣化し、レーザの信頼
性が低下する問題が生じることがある。
【００６１】本発明では、この臨界膜厚の問題を回避す
るために、図７（ｂ）に示すように、第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３７の歪量を、可飽和吸収層３５とは
不連続に、０または小さくしてもよい。この場合、図７
（ｂ）のバンドギャップが示すように、活性層３５と第
１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ−
価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の間に、価電子帯
エネルギー差が生じるため、このヘテロ界面でスパイク
が生じる。
るために、図７（ｂ）に示すように、第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ−価電子帯エネル
ギー不連続緩和層３７の歪量を、可飽和吸収層３５とは
不連続に、０または小さくしてもよい。この場合、図７
（ｂ）のバンドギャップが示すように、活性層３５と第
１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６、第２ｐ−
価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の間に、価電子帯
エネルギー差が生じるため、このヘテロ界面でスパイク
が生じる。
【００６２】しかし、図７（ｂ）に示すように第１およ
び第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層のＡｌ組成
が連続的に変化するプロファイルとすることで、可飽和
吸収層３５と第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３
７の間の価電子帯エネルギー差を小さく抑制できるた
め、生じるスパイクも小さいものでありスムーズなホー
ル注入が得られる。
び第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層のＡｌ組成
が連続的に変化するプロファイルとすることで、可飽和
吸収層３５と第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層
３６および第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３
７の間の価電子帯エネルギー差を小さく抑制できるた
め、生じるスパイクも小さいものでありスムーズなホー
ル注入が得られる。
【００６３】また、図７（ｂ）における可飽和吸収層３
５と第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６およ
び第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の間の
価電子帯エネルギー差を小さくするのに、Ａｌ組成プロ
ファイル変える方法を用いることができる。即ち、図７
（ｂ）で見られた可飽和吸収層３５と第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層３６および第２ｐ−価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層３７との間の価電子帯エネルギー
差を相殺するように、図７（ｃ）に示すようにＡｌ組成
を変えればよい。その結果、滑らかな価電子帯エネルギ
ープロファイルが得られ、よりスムーズなホール注入が
可能となる。
５と第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３６およ
び第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層３７の間の
価電子帯エネルギー差を小さくするのに、Ａｌ組成プロ
ファイル変える方法を用いることができる。即ち、図７
（ｂ）で見られた可飽和吸収層３５と第１ｐ−価電子帯
エネルギー不連続緩和層３６および第２ｐ−価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層３７との間の価電子帯エネルギー
差を相殺するように、図７（ｃ）に示すようにＡｌ組成
を変えればよい。その結果、滑らかな価電子帯エネルギ
ープロファイルが得られ、よりスムーズなホール注入が
可能となる。
【００６４】ここで述べた連続的な価電子帯エネルギー
プロファイルを得るための方法として、実際の層設計に
あたっては、物性値が明らかな場合にはバンドギャップ
のプロファイルを連続にすべく、Ａｌ組成、歪量を変化
させることでもできる。即ち、以上の実施例の組成で
は、価電子帯エネルギー不連続緩和層は、バンドギャッ
プ不連続緩和層でもある。
プロファイルを得るための方法として、実際の層設計に
あたっては、物性値が明らかな場合にはバンドギャップ
のプロファイルを連続にすべく、Ａｌ組成、歪量を変化
させることでもできる。即ち、以上の実施例の組成で
は、価電子帯エネルギー不連続緩和層は、バンドギャッ
プ不連続緩和層でもある。
【００６５】さらに本発明では、実施例２および実地例
３に類似する構造として、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９を可飽和吸収層３５に接触させた構造とすることも可
能である。
３に類似する構造として、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９を可飽和吸収層３５に接触させた構造とすることも可
能である。
【００６６】また、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の一
部を例えばＡｌＩｎＰに置き換えることによって、より
しきい値電流が低く自励発振の得られる半導体レーザを
作製することも可能である。
部を例えばＡｌＩｎＰに置き換えることによって、より
しきい値電流が低く自励発振の得られる半導体レーザを
作製することも可能である。
【００６７】以上、本発明をＡｌＧａＩｎＰレーザの場
合を例に説明したが、ＡｌＧａＡｓレーザ、または、Ａ
ｌＧａＩｎＮレーザ、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を
用いたレーザなどに適用することができる。
合を例に説明したが、ＡｌＧａＡｓレーザ、または、Ａ
ｌＧａＩｎＮレーザ、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を
用いたレーザなどに適用することができる。
【００６８】本発明の半導体レーザは、光ディスク用途
で自励発振を生じさせる目的に広く用いることができ
る。また、例えばモードロックレーザ、双安定レーザな
ど、可飽和吸収層を活性層に平行して、クラッド層中に
挿入するようなレーザに適用することができる。
で自励発振を生じさせる目的に広く用いることができ
る。また、例えばモードロックレーザ、双安定レーザな
ど、可飽和吸収層を活性層に平行して、クラッド層中に
挿入するようなレーザに適用することができる。
【００６９】さらに、実施例では、ホールの注入に伴う
問題点を解決する手段として説明したが、ｎクラッド中
に可飽和吸収層を設けたときに、電子が注入し難い場合
に本発明を適用することができる。
問題点を解決する手段として説明したが、ｎクラッド中
に可飽和吸収層を設けたときに、電子が注入し難い場合
に本発明を適用することができる。
【００７０】さらに、基板として、ｎ型基板を用いた場
合で説明したが、ｐ型基板を用いた場合でも、同じ技術
を用いることができる。
合で説明したが、ｐ型基板を用いた場合でも、同じ技術
を用いることができる。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、可飽和吸収層でのホー
ル局在を抑えることにより、可飽和吸収層でのレーザ発
振を防止し、活性層でレーザ発振を行わせることができ
る。この結果、可飽和吸収層においてレーザ光の可飽和
吸収により、自励発振レーザが歩留まりよく得られる。
ル局在を抑えることにより、可飽和吸収層でのレーザ発
振を防止し、活性層でレーザ発振を行わせることができ
る。この結果、可飽和吸収層においてレーザ光の可飽和
吸収により、自励発振レーザが歩留まりよく得られる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための組成プ
ロファイルの図である。
ロファイルの図である。
【図３】（ａ）第１の実施例のバンドギャップを示す図
である。 （ｂ）第１の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
である。 （ｂ）第１の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である
である
【図５】（ａ）第２の実施例のバンドギャップを示す図
である。 （ｂ）第２の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
である。 （ｂ）第２の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
【図６】（ａ）第３の実施例のバンドギャップを示す図
である。 （ｂ）第３の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
である。 （ｂ）第３の実施例のバンドのプロファイルを示す図で
ある。
【図７】本発明におけるＡｌ組成、歪量、バンドギャッ
プのプロファイルの例を示す図である。
プのプロファイルの例を示す図である。
【図８】従来の自励発振レーザの断面図である。
【図９】従来の自励発振レーザの断面図である。
【図１０】従来の自励発振レーザの組成プロファイルの
図である。
図である。
【図１１】従来の自励発振レーザの発光スペクトルであ
る。 （ａ）ＥＬ発光時 （ｂ）レーザ発振時
る。 （ａ）ＥＬ発光時 （ｂ）レーザ発振時
【図１２】（ａ）従来の自励発振レーザのバンドギャッ
プを示す図である。 （ｂ）従来の自励発振レーザのバンドのプロファイルを
示す図である。
プを示す図である。 （ｂ）従来の自励発振レーザのバンドのプロファイルを
示す図である。
１ ＧａＡｓ基板 ２ ＧａＡｓバッファ層 ４ 活性層 ６ ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 ７、８ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ９ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １０ ｎ−電極 １１ ｐ−電極 ２０ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３１、３２ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３５ ｐ−可飽和吸収層 ３６ 第１ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層 ３７ 第２ｐ−価電子帯エネルギー不連続緩和層 ４０ 量子井戸層 ４１ バリア層 ４２ 光ガイド層 １０１ ｎ−電極 １０２ ＧａＡｓ基板 １０３ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０４ ｎ−第１可飽和吸収層 １０５ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０６ 活性層 １０７ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０８ ｐ−第２可飽和吸収層 １０９ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １１０ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 １１１ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １１２ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １１３ ｐ−電極 ３０１ 活性層からの発光 ３０２ 可飽和吸収層からの発光 ３１１ ｐ−クラッド層３１と可飽和吸収層３５の価
電子帯不連続に起因するスパイク ３１２ ｐ−クラッド層３２と可飽和吸収層３５の
価電子帯不連続に起因するスパイク
電子帯不連続に起因するスパイク ３１２ ｐ−クラッド層３２と可飽和吸収層３５の
価電子帯不連続に起因するスパイク
Claims (16)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板の上に順次積層さ
れた第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型ク
ラッド層を有し、この第１導電型クラッド層または第２
導電型クラッド層の少なくとも一方に、そのクラッド層
よりも小さいバンドギャップをもちそのクラッド層と同
一の導電型を有する可飽和吸収層が挿入された半導体レ
ーザにおいて、前記可飽和吸収層の上層または下層の少
なくとも一方に可飽和吸収層に接して価電子帯エネルギ
ー不連続緩和層を設け、前記価電子帯エネルギー不連続
緩和層が、前記可飽和吸収層に接する部分では前記可飽
和吸収層に略等しい価電子帯エネルギーをもち、前記ク
ラッド層に接する部分ではこのクラッド層に略等しい価
電子帯エネルギーを持ち、その間では、連続的に価電子
帯エネルギーが変化していることを特徴とする半導体レ
ーザ。（但し、価電子帯エネルギー不連続緩和層とは、
この層が接する可飽和吸収層とクラッド層との中間の連
続の価電子帯エネルギーをもつ層をいう。） - 【請求項２】 前記第１導電型がｎ型で、前記第２導電
型がｐ型であり、前記可飽和吸収層がこのｐ型クラッド
層に挿入されている請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記価電子帯エネルギー不連続緩和層
は、前記可飽和吸収層に接して、前記活性層側のクラッ
ド層側に設けられたことを特徴とする請求項１または２
に記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記価電子帯エネルギー不連続緩和層
は、前記可飽和吸収層に接してその両側に設けられたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項５】 前記可飽和吸収層および前記価電子帯エ
ネルギー不連続緩和層が歪量子井戸層であり、この価電
子帯エネルギー不連続緩和層の歪量が前記可飽和吸収層
の歪量より小さいことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ。 - 【請求項６】 前記可飽和吸収層とそれに接する前記価
電子帯エネルギー不連続緩和層の価電子帯エネルギーが
略等しくなるように各層の組成を調整した請求項５記載
の半導体レーザ。 - 【請求項７】 前記価電子帯エネルギー不連続緩和層
が、前記可飽和吸収層に接する部分では可飽和吸収層と
略等しい組成を持ち、前記クラッド層に接する部分では
このクラッド層に略等しい組成を持ち、その間では連続
的に変化する中間の組成を有することを特徴とする請求
項１記載の半導体レーザ。（但し、中間の組成とは、層
中の組成を可飽和吸収層およクラびッド層に含まれるす
べての元素を含む組成式で表したときに、各元素の組成
比が可飽和吸収層およびクラッド層における組成比の中
間または同一の値であるが、可飽和吸収層またはクラッ
ド層とは組成が同一でないことをいう。） - 【請求項８】 第１導電型半導体基板の上に順次積層さ
れた第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型ク
ラッド層を有し、この第１導電型クラッド層または第２
導電型クラッド層の少なくとも一方に、そのクラッド層
よりも小さいバンドギャップをもちそのクラッド層と同
一の導電型を有する可飽和吸収層が挿入された半導体レ
ーザにおいて、前記可飽和吸収層の上層または下層の少
なくとも一方に可飽和吸収層に接して価電子帯エネルギ
ー不連続緩和層を設け、前記価電子帯エネルギー不連続
緩和層は、この層が接する可飽和吸収層とクラッド層と
の中間の連続の組成を有し、前記クラッド層に接する部
分ではこのクラッド層に略等しい組成を持ち、前記可飽
和吸収層に接する部分では可飽和吸収層との価電子帯エ
ネルギー差を相殺するような組成を持ち、その間で連続
的に変化する中間の組成となっていることを特徴とする
半導体レーザ。（但し、中間の組成とは、前記と同義で
ある。） - 【請求項９】 第１導電型半導体基板の上に順次積層さ
れた第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型ク
ラッド層を有し、この第１導電型クラッド層または第２
導電型クラッド層の少なくとも一方に、そのクラッド層
よりも小さいバンドギャップをもちそのクラッド層と同
一の導電型を有する可飽和吸収層が挿入された半導体レ
ーザにおいて、前記可飽和吸収層の上層または下層の少
なくとも一方に可飽和吸収層に接してバンドギャップ不
連続緩和層を設け、前記バンドギャップ不連続緩和層
が、前記可飽和吸収層に接する部分では前記可飽和吸収
層に略等しいバンドギャップを持ち、前記クラッド層に
接する部分ではこのクラッド層に略等しいバンドギャッ
プを持ち、その間では、連続的にバンドギャップが変化
していることを特徴とする半導体レーザ。（但し、バン
ドギャップ不連続緩和層とは、この層が接する可飽和吸
収層とクラッド層との中間の連続のバンドギャップをも
つ層をいう。） - 【請求項１０】 前記第１導電型がｎ型で、前記第２導
電型がｐ型であり、前記可飽和吸収層がこのｐ型クラッ
ド層に挿入されている請求項９記載の半導体レーザ。 - 【請求項１１】 前記バンドギャップ不連続緩和層は、
前記可飽和吸収層に接して、前記活性層側のクラッド層
側に設けられたことを特徴とする請求項９または１０に
記載の半導体レーザ。 - 【請求項１２】 前記バンドギャップ不連続緩和層は、
前記可飽和吸収層に接してその両側に設けられたことを
特徴とする請求項９または１０に記載の半導体レーザ。 - 【請求項１３】 前記可飽和吸収層および前記バンドギ
ャップ不連続緩和層が歪量子井戸層であり、このバンド
ギャップ不連続緩和層の歪量が前記可飽和吸収層の歪量
より小さいことを特徴とする請求項９記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項１４】 前記可飽和吸収層とそれに接する前記
バンドギャップ不連続緩和層のバンドギャップが略等し
くなるように各層の組成を調整した請求項１０記載の半
導体レーザ。 - 【請求項１５】 前記バンドギャップ不連続緩和層が、
前記可飽和吸収層に接する部分では可飽和吸収層と略等
しい組成を持ち、前記クラッド層に接する部分ではこの
クラッド層に略等しい組成を持ち、その間では連続的に
変化する中間の組成を有することを特徴とする請求項９
記載の半導体レーザ。（但し、中間の組成とは、前記と
同義である。） - 【請求項１６】 第１導電型半導体基板の上に順次積層
された第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型
クラッド層を有し、この第１導電型クラッド層または第
２導電型クラッド層の少なくとも一方に、そのクラッド
層よりも小さいバンドギャップをもちそのクラッド層と
同一の導電型を有する可飽和吸収層が挿入された半導体
レーザにおいて、前記可飽和吸収層の上層または下層の
少なくとも一方に可飽和吸収層に接してバンドギャップ
不連続緩和層を設け、前記バンドギャップ不連続緩和層
は、この層が接する可飽和吸収層とクラッド層との中間
の連続の組成を有し、前記クラッド層に接する部分では
このクラッド層に略等しい組成を持ち、前記可飽和吸収
層に接する部分では可飽和吸収層との価電子帯エネルギ
ー差を相殺するような組成を持ち、その間で連続的に変
化する中間の組成となっていることを特徴とする半導体
レーザ。（但し、中間の組成とは、前記と同義であ
る。）
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