[发明专利]量子级联激光器

说明书

本发明提供一种量子级联激光器，其具有：具有大的能量差ΔEc和良好的晶体品质的核心区域。量子级联激光器具有：包含III‑V族化合物半导体的基板和设置在基板上并且包含III‑V族化合物半导体的核心区域。核心区域包含层叠的多个单元结构。多个单元结构分别包含有源层和注入层。注入层包含：包含第一阱层和第一势垒层的至少一个应变补偿层以及包含第二阱层和第二势垒层的至少一个晶格匹配层。第一阱层具有比基板的晶格常数大的晶格常数。第一势垒层具有比基板的晶格常数小的晶格常数。第二阱层和第二势垒层分别具有与基板晶格匹配的晶格常数。

技术领域

本公开内容涉及量子级联激光器。

背景技术

专利文献1公开了具有设置在InP基板上的芯层的量子级联激光器。芯层具有有源层和注入层。注入层具有GaInAs/AlInAs混晶的量子阱结构。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2012-186362号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在使用应变补偿型注入层的情况下，注入层的阱层的晶格常数比InP基板的晶格常数大，注入层的势垒层的晶格常数比InP基板的晶格常数小。其结果，阱层相对于InP基板的应变成为压缩应变，势垒层相对于InP基板的应变成为拉伸应变。通过增大阱层的应变的绝对值和势垒层的应变的绝对值，能够增大阱层的传导带与势垒层的传导带的能量差ΔEc。

但是，当增大阱层的应变的绝对值和势垒层的应变的绝对值时，在阱层与势垒层之间的界面局部地产生大的应变。当交替地层叠阱层和势垒层时，应变累积，因此在晶体中有可能产生晶格缺陷或位错。

本公开内容提供具有核心区域的量子级联激光器，所述核心区域具有大的能量差ΔEc和良好的晶体品质。

用于解决问题的手段

本公开内容的一个方面所涉及的量子级联激光器具有包含III-V族化合物半导体的基板和设置在所述基板上并且包含III-V族化合物半导体的核心区域，所述核心区域包含层叠的多个单元结构，所述多个单元结构分别包含有源层和注入层，所述注入层包含：包含第一阱层和第一势垒层的至少一个应变补偿层以及包含第二阱层和第二势垒层的至少一个晶格匹配层，所述第一阱层具有比所述基板的晶格常数大的晶格常数，所述第一势垒层具有比所述基板的晶格常数小的晶格常数，所述第二阱层和所述第二势垒层分别具有与所述基板晶格匹配的晶格常数。

发明效果

根据本公开内容，能够提供具有核心区域的量子级联激光器，所述核心区域具有大的能量差ΔEc和良好的晶体品质。

附图说明

[图1]图1为示意性地示出第一实施方式所涉及的量子级联激光器的图。

[图2]图2为示意性地示出第一实施方式所涉及的量子级联激光器的核心区域中所含的单元结构的图。

[图3]图3为示出第一实施方式所涉及的量子级联激光器的核心区域的一部分的传导带结构的例子的图。

[图4]图4为示出第二实施方式所涉及的量子级联激光器的核心区域的一部分的传导带结构的例子的图。

附图标记

10…量子级联激光器

12…基板

12a…主面

12b…背面

14…核心区域

16…第一包层

18…第二包层

20…接触层