JP2004200375A

Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Abstract

Problem to be solved.To form a quantum cascade laser, it is necessary to prepare 100 or more layers of quantum wells whose film thickness is controlled at the atomic level, and the mass productivity is low. An energy level formed in a potential well of a quantum cascade laser is modulated in a direction parallel to a crystal growth plane, and electrons or holes in a light emitting layer are directed in a direction parallel to the crystal growth plane. Move to. This makes it possible to fabricate a quantum cascade structure parallel to the crystal plane, instead of having a quantum cascade structure perpendicular to the crystal plane. According to this configuration, a quantum cascade laser can be manufactured if there is at least one controlled crystal growth at the atomic level. [Selection diagram] Fig. 1

JP2004200375A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 16

Term

Term ended

Projected expiry passed 18 December 2022, 3.8 years ago.

  1. Priority and filed
  2. Published
  3. Projected expiry
  4. Today

12 claims: 6 independent, 6 dependent

  1. 1
    ポテンシャル井戸内に形成された特定のエネルギー準位間を電子または正孔がエネルギー遷移することで光子を放出し、かつ、1つの電子または正孔に対して前記エネルギー遷移過程が複数回存在する半導体レーザにおいて、発光領域は、結晶成長面に平行な方向に複数のポテンシャル井戸を有し、前記ポテンシャル井戸内に形成されるエネルギー準位が前記結晶成長面に平行な方向で変調されており、発光層内の電子または正孔は、前記結晶成長面に平行な方向に移動することを特徴とした半導体レーザ装置。
  2. 2
    前記ポテンシャル井戸として量子細線を用いていることを特徴とした請求項1記載の半導体レーザ装置。
  3. 3
    前記ポテンシャル井戸として量子ドットを用いていることを特徴とした請求項1記載の半導体レーザ装置。
  4. 4
    前記発光層に隣接する半導体のうち、結晶面に平行に発光層を挟む領域は絶縁性半導体となっていることを特徴とした請求項1記載の半導体レーザ装置。
  5. 5
    前記発光層が二層以上から構成されていることを特徴とした請求項1記載の半導体レーザ装置。
  6. 6
    ポテンシャル井戸内に形成された特定のエネルギー準位間を電子または正孔がエネルギー遷移することで光子を放出し、かつ、1つの電子または正孔に対して前記エネルギー遷移過程が複数回存在する半導体レーザにおいて、同一表面にプラス電極とマイナス電極を有することを特徴とした半導体レーザ装置。
  7. 7
    ポテンシャル井戸内に形成された特定のエネルギー準位間を電子または正孔がエネルギー遷移することで光子を放出し、かつ、1つの電子または正孔に対して前記エネルギー遷移過程が複数回存在する半導体レーザにおいて、絶縁性基板を用いたことを特徴とする半導体レーザ装置。
  8. 8
    基板上に、第1の導電性クラッド層と第1の絶縁性クラッド層を形成する工程と、前記第1の絶縁性クラッド層上にフォトリソグラフィ工程で形成した超格子カスケード構造部を有する活性層を形成する工程と、前記活性層上に第2の絶縁性クラッド層と第2の導電性クラッド層を形成する工程を有することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
  9. 9
    前記フォトリソグラフィの光源としてX線を用いたことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  10. 10
    前記超格子カスケード構造部は1回のフォトリソグラフィ工程で形成されていることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  11. 11
    基板上に、第1の絶縁性クラッド層を形成する工程と、前記第1の絶縁性クラッド層上にフォトリソグラフィ工程で形成した超格子カスケード構造部を有する活性層を形成する工程と、前記活性層上に第2の絶縁性クラッド層を形成する工程と、前記第1の絶縁性クラッド層及び前記第2の絶縁性クラッド層の一部であって前記活性層の発光領域に電子または正孔を流し込む部分および流し出す部分を導電性に変える工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  12. 12
    前記導電性に変える手法として、熱拡散またはイオン注入を用いていることを特徴とした請求項11記載の半導体レーザの製造方法。
Independent claims12