專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光裝置，特別是具有變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置。
為了將紅色激光二極管的振蕩波長(zhǎng)從685nm縮短為635-650nm，最近，使用減小多重量子勢(shì)阱活性層的GaInP勢(shì)阱層的In組成比的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。這樣，當(dāng)減小GaInP的In組成比時(shí)，對(duì)于GaAs基板，晶格常數(shù)就減小了，從而在上述活性層中將發(fā)生牽引變形。
當(dāng)應(yīng)變多重量子勢(shì)阱層的晶格常數(shù)如上述那樣與基板不完全一致時(shí)，如果勢(shì)阱層和勢(shì)壘層的層數(shù)增多，勢(shì)阱層和勢(shì)壘層便相互牽引而接近相互平衡的晶格常數(shù)(通常，稱(chēng)為自由獨(dú)立式的晶格常數(shù))。因此，平均說(shuō)來(lái)，在變形多重量子勢(shì)阱層中存在畸變，當(dāng)該變形多重量子勢(shì)阱層的總層厚超過(guò)某一值(臨界膜厚)時(shí)，就發(fā)生位錯(cuò)等缺陷。因此，在形成激光的變形多重量子勢(shì)阱活性層時(shí)，必須在不超過(guò)臨界膜厚的范圍內(nèi)形成。這樣，由于變形多重量子勢(shì)阱層存在臨界膜厚，所以，即使想增多勢(shì)阱層和勢(shì)壘層數(shù)而增大多重?cái)?shù)，也有一定限制。
作為解決這一問(wèn)題的方法，已知的有日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平6-224516號(hào)所示的在將勢(shì)阱層和勢(shì)壘層交替地積層的變形多重量子勢(shì)阱活性層中，通過(guò)使勢(shì)阱層和勢(shì)壘層分別具有相反的變形而使該變形多重量子勢(shì)阱活性層的自由獨(dú)立式的晶格常數(shù)與基板的晶格常數(shù)基本上一致的方法。
該公報(bào)作為一個(gè)實(shí)施例記載的活性層為變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光裝置示于

圖13。該激光裝置是通過(guò)在n型GaAs基板1上形成n型AlGaInP鍍層2、變形多重量子勢(shì)阱活性層203、p型AlGaInP鍍層4、p型GaInP能級(jí)不連續(xù)緩和層和p型GaAs蓋層，將鍍層4蝕刻成條紋狀并將其用n型GaAs電流塊層7埋入，進(jìn)而全面形成p型GaAs觸點(diǎn)層8，最后形成陽(yáng)極9和陰極10而制成的。該變形多重量子勢(shì)阱半導(dǎo)體激光的n型鍍層2、變形多重量子勢(shì)阱活性層3和p型鍍層4的部分剖面圖示于圖14。另外，該部分的晶格狀態(tài)示于圖15(a)，變形的狀態(tài)示于圖15(b)，能級(jí)結(jié)構(gòu)示于圖15(c)。在該半導(dǎo)體激光裝置中，活性層203中的勢(shì)阱層211由厚度5nm的Ga0.44In0.56P構(gòu)成，勢(shì)壘層212由厚度5nm的(Al0.45Ga0.55)0.57In0.43P構(gòu)成。這時(shí)，勢(shì)阱層211、勢(shì)壘層212由于與GaAs基板1的晶格不匹配，分別包含壓縮變形0.5％、牽引變形0.5％，這樣，通過(guò)在勢(shì)壘層212中導(dǎo)入與勢(shì)阱層211相反的變形，便可使多重量子勢(shì)阱活性層203的自由獨(dú)立式的晶格常數(shù)與GaAs基板的晶格常數(shù)基本上一致。
在上述公報(bào)中，記載了將這種變形多重量子勢(shì)阱經(jīng)過(guò)無(wú)限的周期后即使進(jìn)行外延生長(zhǎng)，也可以不發(fā)生位錯(cuò)缺陷等而生長(zhǎng)成由優(yōu)質(zhì)的結(jié)晶構(gòu)成的多重量子勢(shì)阱層。
但是，若變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的勢(shì)阱層為具有牽引變形的層，為了緩和該牽引變形，如果在勢(shì)壘層中導(dǎo)入與牽引變形相反的壓縮變形，生長(zhǎng)變形多重量子勢(shì)阱層，則生長(zhǎng)層的表面形態(tài)將變壞，從而光學(xué)特性變差。
實(shí)際上，如圖16所示，設(shè)勢(shì)壘層為無(wú)變形的層時(shí)，如果增加勢(shì)阱層的牽引變形量，多重量子勢(shì)阱層的光致發(fā)光強(qiáng)度將降低。另外，如圖17所示，設(shè)勢(shì)阱層為具有一定的牽引變形0.5％的層時(shí)，如果使勢(shì)壘層的變形從牽引變形變化為壓縮變形，多重量子勢(shì)阱的光致發(fā)光強(qiáng)度就減小。為了緩和變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的勢(shì)阱層的牽引變形(變形量-0.5％Ga0.56In0.44P)，如果在勢(shì)壘層中導(dǎo)入壓縮變形0.4％，生長(zhǎng)多重量子勢(shì)阱層，則生長(zhǎng)層的表面形態(tài)將變壞，從而如圖17所示，光學(xué)特性進(jìn)一步變差。這是由于在用勢(shì)壘層的壓縮變形緩和這種勢(shì)阱層的牽引變形的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)中，在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面這兩層的晶格常數(shù)差別很大，在結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)容易在該界面發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。
另一方面，由圖17可知，設(shè)勢(shì)阱層為具有牽引變形的層時(shí)，如果在勢(shì)壘層中也導(dǎo)入牽引變形，則變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光強(qiáng)度比在勢(shì)壘層中導(dǎo)入壓縮變形時(shí)大，從而光學(xué)特性將得到改善。這是由于通過(guò)減小在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上這兩層的變形量之差即減小晶格常數(shù)之差，便可抑制在該界面發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。
如上所述，在將勢(shì)阱層和勢(shì)壘層交替地積層而成的變形多重量子勢(shì)阱活性層中，如果使勢(shì)阱層和勢(shì)壘層分別具有相反的變形，由于在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上的晶格常數(shù)之差(變形量之差)增大，所以，在該界面上將發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，從而該變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性將變壞。
另外，如果使勢(shì)阱層和勢(shì)壘層都是具有牽引變形的層，則光致發(fā)光強(qiáng)度將增大，從而光學(xué)特性獲得改善，但是，由這些勢(shì)壘層和勢(shì)阱層構(gòu)成的整個(gè)多重量子勢(shì)阱活性層便成為具有牽引變形的狀態(tài)，當(dāng)該活性層的總膜厚超過(guò)上述臨界膜厚時(shí)，就發(fā)生位錯(cuò)。因此，必須在不超過(guò)臨界膜厚的范圍內(nèi)形成變形多重量子勢(shì)阱活性層，從而能積層的勢(shì)阱層和勢(shì)壘層的數(shù)量便存在一個(gè)極限。另外，即使勢(shì)壘層和勢(shì)阱層的變形都是牽引變形，當(dāng)它們的變形量不同時(shí)，在這些層的界面上也會(huì)發(fā)生由該變形量不同引起的位錯(cuò)等晶格缺陷，從而變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的改變特性將變壞。
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題而作出的，目的旨在提供在變形多重量子勢(shì)阱活性層中即使勢(shì)阱層和勢(shì)壘層是分別具有不同的變形的層也可以防止在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生由晶格常數(shù)不同引起的位錯(cuò)等晶格缺陷的半導(dǎo)體激光裝置。
本發(fā)明(第1方面)的半導(dǎo)體激光裝置是一種具有將分別包含具有均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)阱層和分別包含具有與該勢(shì)阱層的主要區(qū)域的變形不同的均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)壘層交替地積層而成的變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于使上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述勢(shì)壘層內(nèi)的至少一層包含其變形逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域，以使隨著從該層包含的上述主要區(qū)域接近與該層相鄰的層，就從該主要區(qū)域的變形接近與該層相鄰的層包含的上述主要區(qū)域的變形，從而使在包含上述過(guò)渡區(qū)域的層和與該層相鄰的層之間的界面上這兩層的變形量之差小于這兩層的上述主要區(qū)域的變形量之差。
另外，本發(fā)明(第2方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述多個(gè)勢(shì)壘層成為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層。
另外，本發(fā)明(第3方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)阱層成為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，使上述勢(shì)壘層成為只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層。
另外，本發(fā)明(第4方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)壘層成為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，使上述勢(shì)阱層成為只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層。
另外，本發(fā)明(第5方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形為牽引變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形為壓縮變形。
另外，本發(fā)明(第6方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都為牽引變形。
另外，本發(fā)明(第7方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形為壓縮變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形為牽引變形。
另外，本發(fā)明(第8方面)的半導(dǎo)體激光裝置的特征在于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都為壓縮變形。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的變形例的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的其他變形例的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例5的變形例的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例7的變形例的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的變形的狀態(tài)的圖。
圖13是先有的半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖。
圖14是表示先有的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的剖面圖。
圖15(a)是先有的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層的晶格，圖15(b)表示其變形的狀態(tài)，圖15(c)表示其能級(jí)結(jié)構(gòu)。
圖16是表示勢(shì)壘層中不包含變形時(shí)的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光強(qiáng)度與勢(shì)阱層的變形量的關(guān)系的圖。
圖17是表示勢(shì)阱層的變形為-0.5％時(shí)的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光強(qiáng)度與勢(shì)壘層的變形量的關(guān)系的圖。
實(shí)施例1.
本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置如圖1～12所示，在具有將分別包含具有均勻的變形的主要區(qū)域110的多個(gè)勢(shì)阱層11和分別包含具有與該勢(shì)阱層11的主要區(qū)域110的變形不同的均勻的變形的主要區(qū)域120的多個(gè)勢(shì)壘層12交替地積層而成的變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11和上述多個(gè)勢(shì)壘層12內(nèi)的至少一層包含其變形逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域111、121，以使隨著從該層包含的上述主要區(qū)域110、120接近與該相鄰的層，就從該主要區(qū)域110、120的變形接近與該層相鄰的層包含的上述主要區(qū)域120、110的變形，從而使在包含上述過(guò)渡區(qū)域111、121的層和與該層相鄰的層之間的界面上這兩層的變形量之差小于這兩層的上述主要求110、120的變形量之差。這樣，由于可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，所以，可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。于是，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)的惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例2.
本發(fā)明實(shí)施例2第2方面的半導(dǎo)體激光裝置如圖1～5所示，是在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)阱層11和上述多個(gè)勢(shì)壘層12成為包含上述過(guò)渡區(qū)域111、121的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，可以防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例2(第5方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖1～5所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形為牽引變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形為壓縮變形。這時(shí)，也和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，可以防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例2。
本實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置在勢(shì)阱層是具有牽引變形的層而勢(shì)壘層是具有壓縮變形的層的變形多重量子勢(shì)阱活性層中，在勢(shì)阱層和勢(shì)壘層中都設(shè)置過(guò)渡區(qū)域，以使從這些層的界面到各層的內(nèi)側(cè)的變形量逐漸變化，從而使在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上的變形量在勢(shì)阱層一側(cè)和在勢(shì)壘層一側(cè)相同。
圖1是實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖，圖2是將該半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層放大示出的剖面圖。該變形多重量子勢(shì)阱半導(dǎo)體激光裝置如圖1所示，是通過(guò)在n型GaAs基板1上生長(zhǎng)n型AlGaInP鍍層2、變形多重量子勢(shì)阱活性層3、p型AlGaInP鍍層4、p型GaInP能級(jí)不連續(xù)緩和層5和p型GaAs蓋層6，并將p型鍍層4、能級(jí)不連續(xù)緩和層5和蓋層6蝕刻成帶狀，將其用n型GaAs電流塊層7埋入，進(jìn)而在整個(gè)面上生長(zhǎng)p型GaAs觸點(diǎn)層8，最后形成陽(yáng)極9和陰極10而制成的。活性層3如圖2所示，成為稗多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。上述各層的生長(zhǎng)使用有機(jī)金屬氣相生長(zhǎng)法(MOCVD法)等進(jìn)行。
上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3的變形的狀態(tài)示于圖3。勢(shì)阱層11是厚度為5nm的層，其主要區(qū)域110由Ga0.56In0.44P構(gòu)成。另外，勢(shì)壘層12是厚度為5nm的層，其主要區(qū)域120由(Al0.5Ga0.5)0.452In0.548P構(gòu)成。這時(shí)，勢(shì)阱層11的主要區(qū)域110和勢(shì)壘層12的主要區(qū)域120由于與GaAs基板1的晶格不匹配分別包含牽引變形0.5％(相對(duì)于GaAs基板，-0.5％)和壓縮變形0.4％(相對(duì)于GaAs基板，+0.4％)，在勢(shì)阱層主要區(qū)域110和勢(shì)壘層主要區(qū)域120中，變形量(晶格匹配度)相差0.9％。這里，變形量前面的符號(hào)為“+”時(shí)表示壓縮變形，為“-”時(shí)表示牽引變形。
在上述勢(shì)阱層11中，從上述主要區(qū)域110到該勢(shì)阱層11與該層相鄰的勢(shì)壘層12的界面，設(shè)置由GaInP構(gòu)成的厚度數(shù)埃的過(guò)渡區(qū)域111。該過(guò)渡區(qū)域111是在從勢(shì)阱層主要區(qū)域110到上述界面之間GaInP的組成從Ga0.56In0.44P(變形量-0.5％)逐漸變化為Ga0.512In0.488P(變形量-0.1％)以使其變形從-0.5％逐漸變化為-0.1％的區(qū)域。
另外，在上述勢(shì)壘層12中，從上述主要區(qū)域120到該勢(shì)壘層12與該層相鄰的勢(shì)阱層11的界面，設(shè)置由AlGaInP構(gòu)成的厚度數(shù)埃的過(guò)渡區(qū)域121。該過(guò)渡區(qū)域121是在從勢(shì)壘層主要區(qū)域120到上述界面之間AlGaInP的組成從(Al0.5Ga0.5)0.452In0.548P(變形量+0.4％)逐漸變化為(Al0.5Ga0.5)0.512In0.488P(變形量-0.1％)以使其變形從+0.4％逐漸變化為-0.1％的區(qū)域。
在上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3中，如上所述，在勢(shì)阱層11和勢(shì)壘層12中分別設(shè)置過(guò)渡區(qū)域111和121，在這些勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量都成為-0.1％。即，在該界面上，勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層之間的變形量沒(méi)有差別。
這樣，在本實(shí)施例2中，如上所述，通過(guò)消除在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上變形量的不同即通過(guò)消除晶格常數(shù)的不同，便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，于是，便可改善生長(zhǎng)變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)，從而可以提高變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性。進(jìn)而，便可提高在活性層中采用該結(jié)構(gòu)的變形多重量子勢(shì)阱半導(dǎo)體激光的激光特性。
在以上的說(shuō)明中，說(shuō)明了勢(shì)阱層主要區(qū)域110的變形量為-0.5％的牽引變形、勢(shì)壘層主要區(qū)域120的變形量為0.4％的壓縮變形的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)，但是，對(duì)于勢(shì)阱層11和勢(shì)壘層12的主要區(qū)域的變形的大小與此不同的情況，也可以應(yīng)用具有本實(shí)施例2的有過(guò)渡區(qū)域的勢(shì)阱層和勢(shì)壘層的變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)，勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的主要區(qū)域的變形量之差越大，其效果越顯著。
另外，在以上的說(shuō)明中，說(shuō)明了在變形多重量子勢(shì)阱活性層3的勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上這兩層的變形量之差為0的情況，但是，在該界面上這兩層的變形量也可以有若干差別。即，如圖4所示的變形例所示的那樣，在變形多重量子勢(shì)阱活性層中，可以使勢(shì)阱層過(guò)渡區(qū)域111的變形量在主要區(qū)域110到上述界面之間從-0.5％變化到-0.2％，另外，使勢(shì)壘層過(guò)渡區(qū)域121的變形量在主要區(qū)域120到上述界面之間從+0.4％變化到0％，從而使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差成為0.2％，小于兩層的主要區(qū)域110、120的變形量之差0.9％。在該實(shí)施例2的變形例的半導(dǎo)體激光裝置中，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，在以上說(shuō)明的本實(shí)施例2及其變形例的半導(dǎo)體激光裝置中，在變形多重量子勢(shì)阱活性層中，使在具有牽引變形的勢(shì)阱層與具有壓縮變形的勢(shì)壘層的界面上兩層間的變形量之差為0，或者在該界面上勢(shì)阱層的變形比勢(shì)壘層的變形偏向于牽引變形，但是，只要在上述界面上兩層間的變形量之差小于兩層的主要區(qū)域間的變形量之差，也可以使在該界面上勢(shì)阱層的變形比在相同界面上勢(shì)壘層的變形偏向于壓縮變形。即，如圖5所示的其他變形例所示的那樣，在變形多重量子勢(shì)阱活性層中，也可以使勢(shì)阱層過(guò)渡區(qū)域111的變形量在主要區(qū)域110到勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面之間從-0.5％變化到0％，使勢(shì)壘層過(guò)渡區(qū)域121的變形量在主要區(qū)域120到上述界面之間從+0.4％變化到-0.2％，從而使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差成為0.2％，小于兩層的主要區(qū)域110、120的變形量之差0.9％。在該實(shí)施例2的其他變形例的半導(dǎo)體激光裝置中，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例3.
本發(fā)明實(shí)施例3(第3方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖6所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11成為包含上述過(guò)渡區(qū)域111的層，使上述多個(gè)勢(shì)壘層12只是由上述主要區(qū)域120構(gòu)成的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120(整個(gè)勢(shì)壘層12)之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明實(shí)施例3(第5方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖6所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形為牽引變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形為壓縮變形。這時(shí)，和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述實(shí)施例3。
在上述實(shí)施例2中說(shuō)明的變形多重量子勢(shì)阱活性層3中，在勢(shì)阱層11和勢(shì)壘層12中都設(shè)置了過(guò)渡區(qū)域，但是，也可以只在其中某一個(gè)層中設(shè)置過(guò)渡區(qū)域。即，本實(shí)施例3的半導(dǎo)體激光裝置如圖6所示，具有只在勢(shì)阱層11中設(shè)置其變形從-0.5％變化到-0.1％的過(guò)渡區(qū)域111、而使勢(shì)壘層12由具有均勻的變形的主要區(qū)域120構(gòu)成的層的變形多重量子勢(shì)阱活性層。
在本實(shí)施例3中，和上述實(shí)施例2一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例4.
本發(fā)明實(shí)施例4(第4方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖7所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)壘層12為包含上述過(guò)渡區(qū)域121的層，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11為只由上述主要區(qū)域110構(gòu)成的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110(整個(gè)勢(shì)阱層11)與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
本發(fā)明實(shí)施例4(第4方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖7所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形為牽引變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形為壓縮變形。這時(shí)，和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述實(shí)施例4。
在上述實(shí)施例3中說(shuō)明的變形多重量子勢(shì)阱活性層3中，只在勢(shì)阱層11中設(shè)置了過(guò)渡區(qū)域，但是，也可以只在勢(shì)壘層12中設(shè)置過(guò)渡區(qū)域。即，本實(shí)施例4的半導(dǎo)體激光裝置如圖7所示，具有只在勢(shì)壘層12中設(shè)置其變形從+0.4％變化到-0.1％的過(guò)渡區(qū)域121、而使勢(shì)阱層11由具有均勻的變形的主要區(qū)域110構(gòu)成的層的變形多重量子勢(shì)阱活性層。
在本實(shí)施例4中，和上述實(shí)施例2、3一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例5.
本發(fā)明實(shí)施例5(第2方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖8、9所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11和上述多個(gè)勢(shì)壘層12為包含上述過(guò)渡區(qū)域111、121的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
本發(fā)明實(shí)施例5(第6方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖8、9所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形都為牽引變形。這時(shí)，和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述實(shí)施例5。
在上述實(shí)施例2、3、4中，都是使具備具有牽引變形的勢(shì)阱層11的變形多重量子勢(shì)阱活性層3的勢(shì)壘層12為具有壓縮變形的層，但是，只要使該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的總層厚小于發(fā)生位錯(cuò)等缺陷的臨界膜厚，也可以使勢(shì)壘層12為具有牽引變形的層。即，本實(shí)施例5的半導(dǎo)體激光裝置如圖8所示，使勢(shì)阱層主要區(qū)域110的變形量為牽引變形-0.5％，使勢(shì)壘層主要區(qū)域120的變形量為牽引變形-0.1％，從而使活性層3的總層厚小于上述臨界膜厚，在勢(shì)阱層11中設(shè)置使其變形量從主要區(qū)域110到勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面減小的過(guò)渡區(qū)域111，進(jìn)而在勢(shì)壘層12中設(shè)置使其變形量從主要區(qū)域120到勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面增加的過(guò)渡區(qū)域121，從而使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差為0。
在本實(shí)施例5中，和上述實(shí)施例2一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
在以上的說(shuō)明中，說(shuō)明了在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差為0的情況，但是，也可以如圖9所示的變形例那樣使在界面上兩層的變形量有若干差別。在該本實(shí)施例5的變形例的半導(dǎo)體激光裝置中，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例6.
本發(fā)明實(shí)施例6(第2方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖10所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11和上述多個(gè)勢(shì)壘層12為包含上述過(guò)渡區(qū)域111、121的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
本發(fā)明實(shí)施例6(第7方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖10所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形為壓縮變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形為牽引變形。這時(shí)，和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述實(shí)施例6。
在上述實(shí)施例2～5中，說(shuō)明了勢(shì)阱層是具有牽引變形的層的變形多重量子勢(shì)阱活性層，但是，如上述特開(kāi)平6-224516所示的半導(dǎo)體激光裝置那樣，在具有勢(shì)阱層具有壓縮變形而勢(shì)壘層具有牽引變形的變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置中通過(guò)設(shè)置和上述實(shí)施例2～5一樣的過(guò)渡區(qū)域，也可以改善其激光特性。
在上述公報(bào)中記載了可以以良好的結(jié)晶層生長(zhǎng)使勢(shì)阱層為具有壓縮變形的層、而為了緩和該壓縮變形使勢(shì)壘層為具有牽引變形層的變形多重量子勢(shì)阱活性層，但是，該公報(bào)所示的勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的變形量相差1.0％，在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層之間如果有如此大的變形量之差，如前所述，在該界面上就容易發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，實(shí)際上難于生長(zhǎng)具有良好的結(jié)晶性的變形多重量子勢(shì)阱活性層。
本實(shí)施例6的半導(dǎo)體激光裝置具有的變形多重量子勢(shì)阱活性層3的變形的狀態(tài)示于圖10。該半導(dǎo)體激光裝置除了變形多重量子勢(shì)阱活性層3以外，和圖1、2所示的上述實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置相同。勢(shì)阱層11的主要區(qū)域110由Ga0.448In0.552P構(gòu)成，勢(shì)壘層12的主要區(qū)域120由(Al0.5Ga0.5)0.548In0.452P構(gòu)成。勢(shì)阱層主要區(qū)域110和勢(shì)壘層主要區(qū)域120由于與GaAs基板的晶格不匹配而分別包含壓縮變形0.5％(相對(duì)于GaAs基板，為+0.5％)和牽引變形0.4％(相對(duì)于GaAs基板，為-0.4％)，這兩個(gè)主要區(qū)域之間的變形量(晶格匹配度)之差為0.9％。
在勢(shì)阱層11中，在從主要區(qū)域110到該勢(shì)阱層11和與其相鄰的勢(shì)壘層12的界面之間，設(shè)置使GaInP的組成從Ga0.448In0.552P(變形＝+0.5％)逐漸地變化為Ga0.488In0.512P(變形＝+0.1％)的厚度數(shù)埃的過(guò)渡區(qū)域111，與使其變形從+0.5％逐漸地變化為+0.1％，另外，在勢(shì)壘層12中，在從主要區(qū)域120到該勢(shì)壘層12和與其相鄰的勢(shì)阱層11的界面之間，設(shè)置使AlGaInP的組成從(Al0.5Ga0.5)0.548In0.452P(變形＝-0.4％)逐漸地變化為(Al0.5Ga0.5)0.488In0.512P(變形＝+0.1％)的厚度數(shù)埃的過(guò)渡區(qū)域121，以使其變形從-0.4％逐漸地變化為+0.1％。這樣，在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上勢(shì)阱層和勢(shì)壘層的變形量都成為+0.1％，從而在該界面上兩層的變形量之差便成為0。
在本實(shí)施例6中，通過(guò)減小在具有壓縮變形的勢(shì)阱層11與具有牽引變形的勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量的不同，便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣便可改善生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)的表面形態(tài)，從而可以提高該活性層的光學(xué)特性。此外，通過(guò)將該變形多重量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)使用于活性層，便可提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。實(shí)施例7.
本實(shí)施例7(第2方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖11、12所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層11和上述多個(gè)勢(shì)壘層12為含有上述過(guò)渡區(qū)域111、121的層。這樣，便可使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本實(shí)施例7(第8方面)的半導(dǎo)體激光裝置如圖11、12所示，在上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域110具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域120具有的變形都是壓縮變形。這時(shí)，和上述實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光裝置一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。因此，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述實(shí)施例7。
上述實(shí)施例6的變形多重量子勢(shì)阱活性層是在具備具有壓縮變形的勢(shì)阱層11的變形多重量子勢(shì)阱活性層中，使勢(shì)壘層12為具有牽引變形的層，但是，只要使變形多重量子勢(shì)阱活性層3的總層厚小于上述臨界膜厚，也可以使該勢(shì)壘層12為具有壓縮變形的層。即，本實(shí)施例7的半導(dǎo)體激光裝置的變形多重量子勢(shì)阱活性層如圖11所示，使勢(shì)阱層11的主要區(qū)域110的變形量為壓縮變形+0.5％，使勢(shì)壘層12的主要區(qū)域120的變形量為壓縮變形+0.1％，通過(guò)在勢(shì)阱層11中設(shè)置其變形量從主要區(qū)域110到勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面減小的過(guò)渡區(qū)域111、在勢(shì)壘層12中其變形量從主要區(qū)域120到勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面增加的過(guò)渡區(qū)域121，使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差成為0。本實(shí)施例7的半導(dǎo)體激光裝置除了變形多重量子勢(shì)阱活性層3以外，和圖1、2所示的上述實(shí)施例2的半導(dǎo)體激光裝置相同。
在這樣的本實(shí)施例7中，和上述實(shí)施例6一樣，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
在以上的說(shuō)明中，說(shuō)明了在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層的變形量之差為0的情況，但是，也可以如圖12所示的變形例那樣使在界面上兩層的變形量有若干差別。在該本實(shí)施例7的變形例的半導(dǎo)體激光裝置中，也可以使在勢(shì)阱層11與勢(shì)壘層12的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域110與勢(shì)壘層主要區(qū)域120之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。這樣，便可防止生長(zhǎng)該變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
如上所述，按照本發(fā)明第1方面的的半導(dǎo)體激光裝置，由于在具有將分別包含具有均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)阱層和分別包含具有與該勢(shì)阱層的主要區(qū)域的變形不同的均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)壘層交替地積層而成的變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述勢(shì)壘層內(nèi)的至少一層包含其變形逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域，以使隨著從該層包含的上述主要區(qū)域接近與該層相鄰的層，就從該主要區(qū)域的變形接近與該層相鄰的層包含的上述主要區(qū)域的變形，從而使在包含上述過(guò)渡區(qū)域的層和與該層相鄰的層之間的界面上這兩層的變形量之差小于這兩層的上述主要區(qū)域的變形量之差，所以，可以抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層3的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，按照本發(fā)明第2方面的半導(dǎo)體激光裝置，由于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述多個(gè)勢(shì)壘層為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，所以，可以使在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上兩層間的變形量之差小于勢(shì)阱層主要區(qū)域與勢(shì)壘層主要區(qū)域之間的變形量之差，從而便可抑制在該界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，按照本發(fā)明第3方面的半導(dǎo)體激光裝置，由于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)阱層為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，而使上述多個(gè)勢(shì)壘層為只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層，所以，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，按照本發(fā)明第4方面的半導(dǎo)體激光裝置，由于在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述多個(gè)勢(shì)壘層為包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，而使上述多個(gè)勢(shì)阱層為只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層，所以，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明第5方面的半導(dǎo)體激光裝置，是在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形為牽引變形，使上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形為壓縮變形，按照該半導(dǎo)體激光裝置，和上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置一樣，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明第6方面的半導(dǎo)體激光裝置，是在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都為牽引變形，按照該半導(dǎo)體激光裝置，和上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置一樣，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明第7方面的半導(dǎo)體激光裝置，是在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層具有的變形為壓縮變形，使上述勢(shì)壘層具有的變形為牽引變形，該半導(dǎo)體激光裝置和上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置一樣，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
另外，本發(fā)明第8方面的半導(dǎo)體激光裝置，是在上述第1方面的半導(dǎo)體激光裝置中，使上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都為壓縮變形，該半導(dǎo)體激光裝置和上述第1方面半導(dǎo)體激光裝置一樣，可以抑制在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷，這樣，便可防止生長(zhǎng)上述變形多重量子勢(shì)阱活性層3時(shí)生長(zhǎng)層的表面形態(tài)惡化，從而可以提高該變形多重量子勢(shì)阱活性層的光學(xué)特性，同時(shí)可以提高具有該變形多重量子勢(shì)阱活性層的半導(dǎo)體激光裝置的激光特性。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光裝置，該裝置具有將分別包含具有均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)阱層和分別包含具有與該勢(shì)阱層的主要區(qū)域的變形不同的均勻的變形的主要區(qū)域的多個(gè)勢(shì)壘層交替地積層而成的變形多重量子勢(shì)阱活性層的其特征在于使上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述勢(shì)壘層內(nèi)的至少一層包含其變形逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域，以使隨著從該層包含的上述主要區(qū)域接近與該層相鄰的層，就從該主要區(qū)域的變形接近與該層相鄰的層包含的上述主要區(qū)域的變形，從而使在包含上述過(guò)渡區(qū)域的層和與該層相鄰的層之間的界面上這兩層的變形量之差小于這兩層的上述主要區(qū)域的變形量之差。
2.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述多個(gè)勢(shì)阱層和上述多個(gè)勢(shì)壘層是包含上述過(guò)渡區(qū)域的層。
3.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述多個(gè)勢(shì)阱層是包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，上述多個(gè)勢(shì)壘層是只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層。
4.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述多個(gè)勢(shì)壘層是包含上述過(guò)渡區(qū)域的層，上述多個(gè)勢(shì)阱層是只由上述主要區(qū)域構(gòu)成的層。
5.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形是牽引變形，上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形是壓縮變形。
6.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都是牽引變形。
7.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形是壓縮變形，上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形是牽引變形。
8.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于上述勢(shì)阱層主要區(qū)域具有的變形和上述勢(shì)壘層主要區(qū)域具有的變形都是壓縮變形。
全文摘要
本發(fā)明旨在防止在勢(shì)阱層與勢(shì)壘層的界面上發(fā)生位錯(cuò)等晶格缺陷。本發(fā)明中，勢(shì)阱層通過(guò)由Ga
文檔編號(hào)H01S5/00GK1159084SQ96121578
公開(kāi)日1997年9月10日 申請(qǐng)日期1996年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月1日
發(fā)明者元田隆, 小野健一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社