JP2001111102A - 後方端面での反射率制御型端面発光半導体素子 - Google Patents
後方端面での反射率制御型端面発光半導体素子Info
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- JP2001111102A JP2001111102A JP28340399A JP28340399A JP2001111102A JP 2001111102 A JP2001111102 A JP 2001111102A JP 28340399 A JP28340399 A JP 28340399A JP 28340399 A JP28340399 A JP 28340399A JP 2001111102 A JP2001111102 A JP 2001111102A
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Abstract
グ量が大きい反射率制御型端面発光半導体素子を提供す
ること。 【解決手段】 例えば光出力12W/cm−2のNd:
YAGレーザを,n−InP基板3におけるの発光領域
Aに約30分照射する。量子井戸層13は,熱アニール
の効果によりヘテロ界面で結晶の無秩序化が起きる。結
晶の無秩序化は量子井戸層13の量子準位を変化させ,
PLピーク波長は短波長側にシフトする。この時,ビー
ム中心部のPLピーク波長は約1290nmになる。ま
た,ビーム中心部から1mmはなれた光吸収領域Bでの
PLピーク波長は約1460nmになる。したがって,
発光波長と光吸収領域Bの波長ディチューニング量は約
170nmになる。
Description
率を制御した端面発光半導体素子に関する。
子として,端面発光半導体レーザ,端面発光ダイオード
等がある。端面発光ダイオードは,温度変化に強い,フ
ァイバー内部での損失が少ない,広い波長半値幅を持つ
などの特性により,光ファイバ通信及び光ファイバセン
サ用に用いられている。しかし,素子端面での多重反射
が特性を劣化させることが問題であった。従来は,この
多重反射を防止するため,多重量子井戸層の選択成長に
よりバンドギャップ組成がコントロールされた光吸収領
域が設けられてきた。
長を利用した端面発光ダイオードでは,光吸収領域のバ
ンドギャップ組成は発光領域のバンドギャップ組成に対
し約120nm長波長になるように設計されている。発
光領域における発光波長は1320nmであり,光吸収
領域のバンドギャップ組成は1440nmである。
ィチューニング量が120nmしかなく,放射光の波長
半値幅が狭くなる,強度が弱くなる等の欠点があった。
本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,そ
の目的とするところは,発光波長と光吸収領域の波長デ
ィチューニング量が大きい反射率制御型端面発光半導体
素子を提供することにある。
ために本発明は,井戸層,及び障壁層をもつ量子井戸層
を有し,前記量子井戸層は,結晶がヘテロ界面で無秩序
化されている部分を有する反射率制御型端面発光半導体
素子である。
施の形態を詳細に説明する。図1は,本発明の1実施の
形態にかかる反射率制御型端面発光ダイオード1の構造
を示す斜視図,図2は,図1の反射率制御型端面発光ダ
イオード1における量子井戸層13の断面図である。
ダイオード1は,n−InP基板3,n−InPクラッ
ド層5(例えば厚さ0.5μm,キャリア濃度5×10
17cm−3),量子井戸層13,p−InPクラッド
層15(例えば厚さ3.0μm,キャリア濃度1×10
18cm−3),p−InGaAsコンタクト層17
(例えば厚さ0.2μm,キャリア濃度5×1018c
m−3),p−InPブロック層21(例えば厚さ1.
5μm,キャリア濃度1×1018cm−3),n−I
nPブロック層23(例えば厚さ1.5μm,キャリア
濃度1×1018cm−3),ボンディング電極35,
39等を有する。
GaAsP光ガイド層7(例えば厚さ20nm,バンド
ギャップ組成λg=1.0μm),InGaAs(ある
いはInGaAsP)井戸層9(例えば厚さ5nm,バ
ンドギャップ組成λg=1.67μm),InGaAs
P障壁層11(例えば厚さ10nm,バンドギャップ組
成λg=1.1μm)を有する多層構造である。
型端面発光ダイオード1の構造を説明する。まず,n−
InP基板3上に,n−InPクラッド層5,量子井戸
層13,p−InPクラッド層15,p−InGaAs
コンタクト層17,をこの順に有機金属気相成長法(以
下,MOVPE法)により成長させる。
AsP光ガイド層が,InGaAs井戸層9とInGa
AsP障壁層11を挟む形である。InGaAs井戸層
9とInGaAsP障壁層11は,それぞれ単一でもよ
いし,多重構造でもよい。すなわち,量子井戸層13
は,単一量子井戸構造でもよいし,多重量子井戸構造で
もよい。
厚さ150nm)をp−InGaAsコンタクト層17
上に堆積した後,通常のリソグラフィー法及びエッチン
グ法を用いて,例えば幅2μmのSiO2エッチングマ
スクを形成する。この後,SiO2エッチングマスクの
ない部分をエッチングにより除去し,例えば高さ3μm
のメサを形成する。
ブロック層21,n−InPブロック層23を成長さ
せ,埋め込みヘテロ構造を作成する。なお,この量子井
戸層13からのフォトルミネッセンス(以下PLとす
る)波長は,室温で1551nmである。
(例えば厚さ200nm)を堆積する。SiO2膜31
を形成するのは,レーザアニーリング中に,基板表面か
らのPおよびAs抜けにより表面劣化するのを防止する
ためである。
Nd:YAGレーザを,n−InP基板3における図1
の発光領域Aに約30分照射する。この時,量子井戸層
13は,熱アニールの効果によりヘテロ界面で結晶の無
秩序化が起きる。結晶の無秩序化は量子井戸層13の量
子準位を変化させ,PLピーク波長は短波長側にシフト
する。
ビーム中心部のPLピーク波長は約1290nmにな
る。また,ビーム中心部から1mmはなれた光吸収領域
BでのPLピーク波長は約1460nmになる。したが
って,発光波長と光吸収領域Bの波長ディチューニング
量は約170nmになる。
ィー法及びエッチング法により,レーザ照射時のビーム
中心部のSiO2膜31に窓32を開ける。この窓32
領域のp−InGaAsコンタクト層17上にAuZn
コンタクト電極33を形成し,AuZnコンタクト電極
33とSiO2膜31上にボンディング電極35を形成
する。
GeAsコンタクト電極37とボンディング電極39を
形成する。さらに,劈開法によりチップ化し,ヘッダ上
にマウント及び配線して素子化する。
光した後方端面に向かう光は,波長ディチューニング量
が約170nmある光吸収領域Bで効率よく吸収される
ため,後方端面での反射を防止することができる。この
結果,光のフィードバックが低減されるため,自然放出
主体の発光ダイオード光のみを光出射端面から取り出す
ことが可能になる。
れば,InGaAs/InGaAsP端面発光ダイオー
ドにおいて,光吸収係数の大きな吸収領域を実現できる
ため,後方端面の実効的な端面反射率を10−4以下に
低減することが可能となる。
aAlAsとしてもよい。なお,ここでは反射率の制御
について,端面発光ダイオードで説明したが,この技術
は,ヘテロ界面を有する他の端面発光半導体素子の反射
率低減法にも応用できる。
面発光ダイオード1の構造を示す斜視図
ける量子井戸層13の断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 後方端面での反射率制御型端面発光半導
体素子であって,井戸層,及び障壁層をもつ量子井戸層
を有し,前記量子井戸層は,結晶がヘテロ界面で無秩序
化されている部分を有する反射率制御型端面発光半導体
素子。 - 【請求項2】 前記井戸層及び障壁層は,積層方向の上
下を光ガイド層で挟まれていることを特徴とする請求項
1記載の反射率制御型端面発光半導体素子。 - 【請求項3】 前記井戸層及び障壁層は,それぞれ単
一,または多重に積層されていることを特徴とする請求
項2記載の反射率制御型端面発光半導体素子。 - 【請求項4】 前記井戸層はInGaAs,前記障壁層
及び光ガイド層はInGaAsPであることを特徴とす
る請求項3記載の反射率制御型端面発光ダイオード。 - 【請求項5】 前記井戸層はInGaAs,前記障壁層
はInGaAlAs,光ガイド層はInGaAsPであ
ることを特徴とする請求項3記載の反射率制御型端面発
光ダイオード。 - 【請求項6】 前記量子井戸層において,ヘテロ界面で
結晶を無秩序化するために,レーザアニールを用いるこ
とを特徴とする請求項1記載の反射率制御型端面発光半
導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28340399A JP2001111102A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 後方端面での反射率制御型端面発光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28340399A JP2001111102A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 後方端面での反射率制御型端面発光半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001111102A true JP2001111102A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17665085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28340399A Pending JP2001111102A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 後方端面での反射率制御型端面発光半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001111102A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2144320A2 (en) | 2000-11-27 | 2010-01-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Single cell for fuel cell and solid oxide fuel cell |
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-
1999
- 1999-10-04 JP JP28340399A patent/JP2001111102A/ja active Pending
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