JP2002134841A - 量子ドット半導体レーザ - Google Patents
量子ドット半導体レーザInfo
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- JP2002134841A JP2002134841A JP2000325405A JP2000325405A JP2002134841A JP 2002134841 A JP2002134841 A JP 2002134841A JP 2000325405 A JP2000325405 A JP 2000325405A JP 2000325405 A JP2000325405 A JP 2000325405A JP 2002134841 A JP2002134841 A JP 2002134841A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 量子ドットレーザの高速変調を可能にする。
【解決手段】 活性層を構成する量子ドット構造とキャ
リア注入用の量子井戸構造とを具備し、量子井戸構造の
いずれか二つの量子準位である第１準位と第２準位間の
エネルギー差が、第２準位より低エネルギーの第１準位
と、第１準位より低エネルギーの量子ドット構造のいず
れかの量子準位とのエネルギー差に等しい構成とする。
リア注入用の量子井戸構造とを具備し、量子井戸構造の
いずれか二つの量子準位である第１準位と第２準位間の
エネルギー差が、第２準位より低エネルギーの第１準位
と、第１準位より低エネルギーの量子ドット構造のいず
れかの量子準位とのエネルギー差に等しい構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光インタ
ーコネクションなどの光源となる半導体レーザに関し、
特に量子ドットを活性層とする半導体レーザに関する。
ーコネクションなどの光源となる半導体レーザに関し、
特に量子ドットを活性層とする半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】電子を３次元的に閉じ込めた量子ドット
構造は、その状態密度がデルタ関数的な離散準位をもつ
ようになる。したがって、量子ドットに電子（あるいは
正孔）を注入すると、電子（あるいは正孔）は、離散準
位のエネルギーに集中する。その結果、量子ドットから
の発光スペクトルは、エネルギー広がりが非常に狭く、
強度が大きいものとなる。この量子ドット構造を半導体
レーザの活性層に適用すると、半導体レーザの閾値が低
減する、温度特性が向上する、変調帯域が拡大すること
などが期待される。
構造は、その状態密度がデルタ関数的な離散準位をもつ
ようになる。したがって、量子ドットに電子（あるいは
正孔）を注入すると、電子（あるいは正孔）は、離散準
位のエネルギーに集中する。その結果、量子ドットから
の発光スペクトルは、エネルギー広がりが非常に狭く、
強度が大きいものとなる。この量子ドット構造を半導体
レーザの活性層に適用すると、半導体レーザの閾値が低
減する、温度特性が向上する、変調帯域が拡大すること
などが期待される。
【０００３】これら優れた特性で量子ドットレーザを動
作させるためには、量子ドット構造を、結晶性の劣化が
無く、しかも高密度で高均一に作り込む必要がある。
作させるためには、量子ドット構造を、結晶性の劣化が
無く、しかも高密度で高均一に作り込む必要がある。
【０００４】従来、量子ドット構造を作るのにはリソグ
ラフィーとドライエッチングなどの加工によっていた
が、この場合、加工損傷が結晶中に導入されるため、発
光の効率が著しく低下していた。
ラフィーとドライエッチングなどの加工によっていた
が、この場合、加工損傷が結晶中に導入されるため、発
光の効率が著しく低下していた。
【０００５】これに対して結晶成長のみで量子ドット構
造を形成する、自己形成法（あるいは自己組織法とよ
ぶ）が提案された。例えば、ＧａＡｓ基板上に格子不整
合なＩｎＧａＡｓを成長することによって、ＩｎＧａＡ
ｓは臨界膜厚を超えると島状に成長し、この島状結晶は
量子ドット構造に適した数十ｎｍのサイズであることが
示された(D. Leonard et al., Applied Physics Letter
s, 63, 3202(1993))。この後、この自己形成法が量子ド
ットの作製法として確立し、半導体レーザへの応用が盛
んに研究されている。
造を形成する、自己形成法（あるいは自己組織法とよ
ぶ）が提案された。例えば、ＧａＡｓ基板上に格子不整
合なＩｎＧａＡｓを成長することによって、ＩｎＧａＡ
ｓは臨界膜厚を超えると島状に成長し、この島状結晶は
量子ドット構造に適した数十ｎｍのサイズであることが
示された(D. Leonard et al., Applied Physics Letter
s, 63, 3202(1993))。この後、この自己形成法が量子ド
ットの作製法として確立し、半導体レーザへの応用が盛
んに研究されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】量子ドットレーザの特
性のうち、変調帯域を調べることが行われた(D. Klotzk
in et al., IEEE Photonics Technology Letters, 9, 1
301(1997))が、その帯域は室温で４．５ＧＨｚであっ
た。これは、量子井戸レーザと同等またはそれ以下であ
り、量子ドットレーザの高速変調が著しく制限されてい
ることを示している。
性のうち、変調帯域を調べることが行われた(D. Klotzk
in et al., IEEE Photonics Technology Letters, 9, 1
301(1997))が、その帯域は室温で４．５ＧＨｚであっ
た。これは、量子井戸レーザと同等またはそれ以下であ
り、量子ドットレーザの高速変調が著しく制限されてい
ることを示している。
【０００７】このような高速変調の制限要因としては、
量子ドットを取り囲む障壁層から、量子ドットへのキャ
リアの捕獲時間が３０ｐｓ程度と遅いことが挙げられ
る。これは、量子ドットのエネルギー準位が離散的であ
るために、従来の量子井戸へのキャリア捕獲に使われる
フォノン緩和が起きづらいためである。さらに、量子ド
ット内の量子準位間の緩和も５〜１０ｐｓ程度かかるも
のと考えられることから、レーザの変調帯域を１０ＧＨ
ｚまで伸ばすことができないでいた。
量子ドットを取り囲む障壁層から、量子ドットへのキャ
リアの捕獲時間が３０ｐｓ程度と遅いことが挙げられ
る。これは、量子ドットのエネルギー準位が離散的であ
るために、従来の量子井戸へのキャリア捕獲に使われる
フォノン緩和が起きづらいためである。さらに、量子ド
ット内の量子準位間の緩和も５〜１０ｐｓ程度かかるも
のと考えられることから、レーザの変調帯域を１０ＧＨ
ｚまで伸ばすことができないでいた。
【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、量子ドットへのキャリアの緩和を促進し、量子ド
ットレーザの高速変調を可能にすることを目的とする。
あり、量子ドットへのキャリアの緩和を促進し、量子ド
ットレーザの高速変調を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性層を構成
する量子ドット構造とキャリア注入用の量子井戸構造と
を具備し、前記量子井戸構造のいずれか二つの量子準位
である第１準位と第２準位間のエネルギー差が、第２準
位より低エネルギーの第１準位と、第１準位より低エネ
ルギーの前記量子ドット構造のいずれかの量子準位との
エネルギー差に等しいことを特徴とする半導体レーザに
関する。
する量子ドット構造とキャリア注入用の量子井戸構造と
を具備し、前記量子井戸構造のいずれか二つの量子準位
である第１準位と第２準位間のエネルギー差が、第２準
位より低エネルギーの第１準位と、第１準位より低エネ
ルギーの前記量子ドット構造のいずれかの量子準位との
エネルギー差に等しいことを特徴とする半導体レーザに
関する。
【００１０】また本発明は、活性層を構成する量子ドッ
ト構造とキャリア注入用の量子井戸構造と、これらの間
にはさまれたトンネル障壁層とを具備し、前記量子井戸
構造のいずれかの量子準位のエネルギーと前記量子ドッ
ト構造のいずれかの量子準位のエネルギーが等しいこと
を特徴とする半導体レーザに関する。
ト構造とキャリア注入用の量子井戸構造と、これらの間
にはさまれたトンネル障壁層とを具備し、前記量子井戸
構造のいずれかの量子準位のエネルギーと前記量子ドッ
ト構造のいずれかの量子準位のエネルギーが等しいこと
を特徴とする半導体レーザに関する。
【００１１】また本発明は、活性層を構成する量子ドッ
ト構造とキャリア注入用の量子井戸構造とを具備し、前
記量子井戸構造のいずれか二つの量子準位である第１準
位と第２準位間のエネルギー差が、第２準位より低エネ
ルギーの第１準位と、第１準位より低エネルギーの前記
量子ドット構造の連続準位とのエネルギー差に等しいこ
とを特徴とする半導体レーザに関する。
ト構造とキャリア注入用の量子井戸構造とを具備し、前
記量子井戸構造のいずれか二つの量子準位である第１準
位と第２準位間のエネルギー差が、第２準位より低エネ
ルギーの第１準位と、第１準位より低エネルギーの前記
量子ドット構造の連続準位とのエネルギー差に等しいこ
とを特徴とする半導体レーザに関する。
【００１２】さらに本発明は、活性層を構成する量子ド
ット構造とキャリア注入用の量子井戸構造と、これらの
間にはさまれたトンネル障壁層とを具備し、前記量子井
戸構造のいずれかの量子準位のエネルギーと前記量子ド
ット構造の連続準位のエネルギーが等しいことを特徴と
する半導体レーザに関する。
ット構造とキャリア注入用の量子井戸構造と、これらの
間にはさまれたトンネル障壁層とを具備し、前記量子井
戸構造のいずれかの量子準位のエネルギーと前記量子ド
ット構造の連続準位のエネルギーが等しいことを特徴と
する半導体レーザに関する。
【００１３】なお、連続準位はエネルギー幅をもつた
め、量子準位と連続準位との間のエネルギー差（ΔＥ
CON）は、量子準位のエネルギーと連続準位の最大エネ
ルギーとの差（ΔＥMAX）から量子準位のエネルギーと
連続準位の最小エネルギーとの差（ΔＥMIN）までのエ
ネルギー範囲（ΔＥMAX〜ΔＥMIN）を有するものとす
る。
め、量子準位と連続準位との間のエネルギー差（ΔＥ
CON）は、量子準位のエネルギーと連続準位の最大エネ
ルギーとの差（ΔＥMAX）から量子準位のエネルギーと
連続準位の最小エネルギーとの差（ΔＥMIN）までのエ
ネルギー範囲（ΔＥMAX〜ΔＥMIN）を有するものとす
る。
【００１４】よって、ある二つの量子準位間のエネルギ
ー差（ΔＥ１）が、量子準位と連続準位とのエネルギー
差（ΔＥCON）に等しいとは、ΔＥ１がこのエネルギー
範囲（ΔＥMAX〜ΔＥMIN）内にあることをいう。
ー差（ΔＥ１）が、量子準位と連続準位とのエネルギー
差（ΔＥCON）に等しいとは、ΔＥ１がこのエネルギー
範囲（ΔＥMAX〜ΔＥMIN）内にあることをいう。
【００１５】また、ある量子準位のエネルギーと連続準
位のエネルギーが等しいとは、ある量子準位のエネルギ
ーが、連続準位のエネルギーの最小値から最大値の範囲
内にあることをいう。
位のエネルギーが等しいとは、ある量子準位のエネルギ
ーが、連続準位のエネルギーの最小値から最大値の範囲
内にあることをいう。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
について説明する。
について説明する。
【００１７】まず、本発明の一実施形態を挙げてその作
用原理について説明する。
用原理について説明する。
【００１８】図１（ａ）に本発明の一実施形態のレーザ
構造断面図を示す。同図において、ｎ型ＧａＡｓ基板１
上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、アンドープＧａＡ
ｓ光閉じ込め層３およびアンドープＧａＡｓ障壁層４が
形成され、その上にキャリア注入用のＩｎＧａＡｓ量子
井戸構造５が設けられている。その上に直接にＩｎＡｓ
量子ドット６が形成され、さらにアンドープＧａＡｓ障
壁層７とアンドープＧａＡｓ光閉じ込め層８、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層９が形成されている。この上にはｐ
型ＡｌＧａＡｓキャップ層１０が形成されている。
構造断面図を示す。同図において、ｎ型ＧａＡｓ基板１
上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、アンドープＧａＡ
ｓ光閉じ込め層３およびアンドープＧａＡｓ障壁層４が
形成され、その上にキャリア注入用のＩｎＧａＡｓ量子
井戸構造５が設けられている。その上に直接にＩｎＡｓ
量子ドット６が形成され、さらにアンドープＧａＡｓ障
壁層７とアンドープＧａＡｓ光閉じ込め層８、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層９が形成されている。この上にはｐ
型ＡｌＧａＡｓキャップ層１０が形成されている。
【００１９】この構造において、図１（ｂ）のエネルギ
ーバンド図に示すように、キャリア注入用のＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸５の１番目の量子準位１１（基底準位）
（「Ｅ１ QW」とする）と２番目の量子準位１２（励起準
位）（「Ｅ２QW」とする）とのエネルギー差（Ｅ２QW−
Ｅ１QW）が、量子井戸の１番目の量子準位１１（Ｅ
１QW）とＩｎＡｓ量子ドット６の１番目の量子準位１３
（「Ｅ１QD」とする）とのエネルギー差（Ｅ１QW−Ｅ１
QD）に等しくなるように、量子井戸５の層厚および組成
を調整する。この場合、量子井戸の１番目の量子準位１
１（Ｅ１QW）にある電子が量子ドットの１番目の量子準
位１３（Ｅ１QD）に緩和遷移するのに、この準位間のエ
ネルギー（Ｅ１QW−Ｅ１QD）を量子井戸の１番目の準位
１１（Ｅ１QW）にあるもう一つの電子に与え、この電子
を量子井戸の２番目の量子準位１２（Ｅ２ QW）に励起遷
移させる。つまりＥ１QW−Ｅ１QD＝Ｅ２QW−Ｅ１QWの条
件によって、オージェ遷移過程を起こさせる。量子井戸
の２番目の量子準位１２は１番目の量子準位１１よりも
縮退度が大きいために、状態数が多い。したがって２番
目の量子準位の状態に空きが多く存在するために１番目
にある電子がより励起遷移しやすくなる。このことによ
って、量子ドットへの電子の緩和が促進され、ｐｓオー
ダーの電子緩和速度が得られる。
ーバンド図に示すように、キャリア注入用のＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸５の１番目の量子準位１１（基底準位）
（「Ｅ１ QW」とする）と２番目の量子準位１２（励起準
位）（「Ｅ２QW」とする）とのエネルギー差（Ｅ２QW−
Ｅ１QW）が、量子井戸の１番目の量子準位１１（Ｅ
１QW）とＩｎＡｓ量子ドット６の１番目の量子準位１３
（「Ｅ１QD」とする）とのエネルギー差（Ｅ１QW−Ｅ１
QD）に等しくなるように、量子井戸５の層厚および組成
を調整する。この場合、量子井戸の１番目の量子準位１
１（Ｅ１QW）にある電子が量子ドットの１番目の量子準
位１３（Ｅ１QD）に緩和遷移するのに、この準位間のエ
ネルギー（Ｅ１QW−Ｅ１QD）を量子井戸の１番目の準位
１１（Ｅ１QW）にあるもう一つの電子に与え、この電子
を量子井戸の２番目の量子準位１２（Ｅ２ QW）に励起遷
移させる。つまりＥ１QW−Ｅ１QD＝Ｅ２QW−Ｅ１QWの条
件によって、オージェ遷移過程を起こさせる。量子井戸
の２番目の量子準位１２は１番目の量子準位１１よりも
縮退度が大きいために、状態数が多い。したがって２番
目の量子準位の状態に空きが多く存在するために１番目
にある電子がより励起遷移しやすくなる。このことによ
って、量子ドットへの電子の緩和が促進され、ｐｓオー
ダーの電子緩和速度が得られる。
【００２０】量子ドットでの発光を起こさせるために
は、正孔も量子ドットへ注入させることが必要である
が、正孔は電子に比べて質量が大きいため、ポテンシャ
ルの低い量子ドットに多数とどまる。したがって、キャ
リアを高速で変調する時には、実際は電子がドット内に
高速に注入され、その結果レーザの光出力が高速に変調
されることになり、正孔の注入速度によってはレーザの
変調速度は律速されない。
は、正孔も量子ドットへ注入させることが必要である
が、正孔は電子に比べて質量が大きいため、ポテンシャ
ルの低い量子ドットに多数とどまる。したがって、キャ
リアを高速で変調する時には、実際は電子がドット内に
高速に注入され、その結果レーザの光出力が高速に変調
されることになり、正孔の注入速度によってはレーザの
変調速度は律速されない。
【００２１】もう一つ実施形態のレーザ構造断面図を図
２（ａ）に示す。同図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板
１上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、アンドープＧａ
Ａｓ光閉じ込め層３およびアンドープＧａＡｓ障壁層４
が形成され、その上にキャリア注入用のＩｎＧａＡｓ量
子井戸構造５とＡｌＡｓトンネル障壁層１４とが設けら
れている。その上にＩｎＡｓ量子ドット６が形成され、
さらにアンドープＧａＡｓ障壁層７とアンドープＧａＡ
ｓ光閉じ込め層８、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９が形
成されている。この上にはｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層
１０が形成されている。
２（ａ）に示す。同図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板
１上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、アンドープＧａ
Ａｓ光閉じ込め層３およびアンドープＧａＡｓ障壁層４
が形成され、その上にキャリア注入用のＩｎＧａＡｓ量
子井戸構造５とＡｌＡｓトンネル障壁層１４とが設けら
れている。その上にＩｎＡｓ量子ドット６が形成され、
さらにアンドープＧａＡｓ障壁層７とアンドープＧａＡ
ｓ光閉じ込め層８、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９が形
成されている。この上にはｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層
１０が形成されている。
【００２２】この構造において、図２（ｂ）のエネルギ
ーバンド図に示すように、ＩｎＧａＡｓ量子井戸５の量
子準位１５（「ＥQW」とする。ここでは基底準位）とＩ
ｎＡｓ量子ドット６の量子準位１６（「ＥQD」とする）
のエネルギーが等しくなるように、量子井戸の層厚およ
び組成を調整する。これによって、量子井戸の量子準位
１５（ＥQW）にある電子が、量子ドットの量子準位１６
（ＥQD）へ、トンネル障壁層１４を介してトンネル注入
される。このトンネル注入はｐｓオーダーの速度で起き
る。
ーバンド図に示すように、ＩｎＧａＡｓ量子井戸５の量
子準位１５（「ＥQW」とする。ここでは基底準位）とＩ
ｎＡｓ量子ドット６の量子準位１６（「ＥQD」とする）
のエネルギーが等しくなるように、量子井戸の層厚およ
び組成を調整する。これによって、量子井戸の量子準位
１５（ＥQW）にある電子が、量子ドットの量子準位１６
（ＥQD）へ、トンネル障壁層１４を介してトンネル注入
される。このトンネル注入はｐｓオーダーの速度で起き
る。
【００２３】以上のように、オージェ遷移あるいはトン
ネル注入を利用して、電子を量子ドットへ高速に注入す
ることにより、量子ドットレーザの１０ＧＨｚを超える
高速変調が可能になる。
ネル注入を利用して、電子を量子ドットへ高速に注入す
ることにより、量子ドットレーザの１０ＧＨｚを超える
高速変調が可能になる。
【００２４】また、ＧａＡｓ上のＩｎＡｓ量子ドットの
量子準位は、離散的な量子準位の他に、高エネルギー側
に続く連続準位が存在することが知られている（Y. Tod
a etal., Physical Review Letters, 82, 4114(199
9)）。これは量子ドット内の歪みの大きさが基板側に向
かって連続的に変化していることに起因するものと考え
られている。量子ドットへのキャリアの捕獲を行う場
合、量子ドットの連続準位にキャリアを注入させること
を行ってもよい。この連続準位では、エネルギーが広が
りを持つので、量子井戸の量子準位のエネルギーを決め
るために量子井戸構造の厳密な層厚や組成の調整を必要
としないという利点がある。
量子準位は、離散的な量子準位の他に、高エネルギー側
に続く連続準位が存在することが知られている（Y. Tod
a etal., Physical Review Letters, 82, 4114(199
9)）。これは量子ドット内の歪みの大きさが基板側に向
かって連続的に変化していることに起因するものと考え
られている。量子ドットへのキャリアの捕獲を行う場
合、量子ドットの連続準位にキャリアを注入させること
を行ってもよい。この連続準位では、エネルギーが広が
りを持つので、量子井戸の量子準位のエネルギーを決め
るために量子井戸構造の厳密な層厚や組成の調整を必要
としないという利点がある。
【００２５】次に、実施例を挙げて、図面を参照しなが
ら本発明をより詳細に説明する。
ら本発明をより詳細に説明する。
【００２６】（実施例１）図３（ａ）は本発明の第１実
施例の半導体レーザの構造断面図である。
施例の半導体レーザの構造断面図である。
【００２７】分子線エピタキシャル成長（Molecular Be
am Epitaxy; MBE）装置を使ってｎ型ＧａＡｓ基板上１
７に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１８（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層１９（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層２０（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ量子井戸２１（Ｉｎ組成０．１９）を９．０ｎｍの
厚さで成長する。この厚さではこの組成のＩｎＧａＡｓ
の臨界膜厚を超えないので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長
する。この上にＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給する
と、ＩｎＡｓは歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起
き、量子ドット２２が形成される。ドットの大きさは直
径３０ｎｍで厚さは８ｎｍである。この上に、アンドー
プＧａＡｓ障壁層２３（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧ
ａＡｓ光閉じ込め層２４（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２５（Ａｌ組成０．３、厚さ２μ
ｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層２６（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μ
ｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ装置で順
次成長する。
am Epitaxy; MBE）装置を使ってｎ型ＧａＡｓ基板上１
７に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１８（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層１９（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層２０（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ量子井戸２１（Ｉｎ組成０．１９）を９．０ｎｍの
厚さで成長する。この厚さではこの組成のＩｎＧａＡｓ
の臨界膜厚を超えないので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長
する。この上にＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給する
と、ＩｎＡｓは歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起
き、量子ドット２２が形成される。ドットの大きさは直
径３０ｎｍで厚さは８ｎｍである。この上に、アンドー
プＧａＡｓ障壁層２３（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧ
ａＡｓ光閉じ込め層２４（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２５（Ａｌ組成０．３、厚さ２μ
ｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層２６（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μ
ｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ装置で順
次成長する。
【００２８】キャリア注入層２１は、ＧａＡｓ障壁層２
０と２３で挟まれた量子井戸構造であり、その１番目の
量子準位２７（基底準位）と２番目の量子準位２８のエ
ネルギー差は、７９ｍｅＶである（図３（ｂ）のエネル
ギーバンド図参照）。一方、ＩｎＡｓ量子ドット２２の
４番目の量子準位２９と、キャリア注入層の１番目の量
子準位２７とのエネルギー差は７９ｍｅＶであり、これ
は、先ほどのキャリア注入層の量子準位間エネルギーに
等しい。したがって、キャリア注入層２１の１番目の量
子準位２７にいる電子が同じ準位にいる別の電子を２番
目の量子準位２８に励起して、量子ドットの４番目の量
子準位２９に緩和する。このオージェ遷移過程は１ｐｓ
オーダーと高速に起きるために、ドットへのキャリア注
入が数ｐｓで行うことが可能となる。この結果、レーザ
を１０ＧＨｚ以上の高速で変調することができる。
０と２３で挟まれた量子井戸構造であり、その１番目の
量子準位２７（基底準位）と２番目の量子準位２８のエ
ネルギー差は、７９ｍｅＶである（図３（ｂ）のエネル
ギーバンド図参照）。一方、ＩｎＡｓ量子ドット２２の
４番目の量子準位２９と、キャリア注入層の１番目の量
子準位２７とのエネルギー差は７９ｍｅＶであり、これ
は、先ほどのキャリア注入層の量子準位間エネルギーに
等しい。したがって、キャリア注入層２１の１番目の量
子準位２７にいる電子が同じ準位にいる別の電子を２番
目の量子準位２８に励起して、量子ドットの４番目の量
子準位２９に緩和する。このオージェ遷移過程は１ｐｓ
オーダーと高速に起きるために、ドットへのキャリア注
入が数ｐｓで行うことが可能となる。この結果、レーザ
を１０ＧＨｚ以上の高速で変調することができる。
【００２９】本実施例では、基板をＧａＡｓとしたが、
これをＩｎＰとし、クラッド層、光閉じ込め層、障壁層
をＩｎＡｌＧＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰとしてもよい。
この場合、ＩｎＡｓ量子ドットからの発光波長は１．３
ミクロンを超えるため、長波長の光通信用の光源レーザ
となる。
これをＩｎＰとし、クラッド層、光閉じ込め層、障壁層
をＩｎＡｌＧＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰとしてもよい。
この場合、ＩｎＡｓ量子ドットからの発光波長は１．３
ミクロンを超えるため、長波長の光通信用の光源レーザ
となる。
【００３０】（実施例２）図４（ａ）は本発明の第２実
施例の半導体レーザの構造断面図である。
施例の半導体レーザの構造断面図である。
【００３１】ＭＢＥ装置を使ってｎ型ＧａＡｓ基板上３
０に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３１（Ａｌ組成０．
７５、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
アンドープＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層３２（Ａｌ組成
０．５、厚さ０．１５μｍ）、アンドープＡｌＧａＡｓ
障壁層３３を成長する。続いてキャリア注入用アンドー
プＩｎＧａＡｓ量子井戸３４（Ｉｎ組成０．２）を４．
９ｎｍの厚さで成長する。この厚さではＩｎＧａＡｓの
臨界膜厚を超えないので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長す
る。この上にＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給する
と、ＩｎＡｓは歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起
き、量子ドット３５が形成される。ドットの大きさは直
径３０ｎｍで厚さは８ｎｍである。この上に、アンドー
プＡｌＧａＡｓ障壁層３６、アンドープＡｌＧａＡｓ光
閉じ込め層３７（Ａｌ組成０．５、厚さ０．１５μ
ｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３８（Ａｌ組成０．
７５、厚さ２μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、
ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層３９（Ａｌ組成０．１５、
厚さ０．５μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）をＭ
ＢＥ装置で順次成長する。
０に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３１（Ａｌ組成０．
７５、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
アンドープＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層３２（Ａｌ組成
０．５、厚さ０．１５μｍ）、アンドープＡｌＧａＡｓ
障壁層３３を成長する。続いてキャリア注入用アンドー
プＩｎＧａＡｓ量子井戸３４（Ｉｎ組成０．２）を４．
９ｎｍの厚さで成長する。この厚さではＩｎＧａＡｓの
臨界膜厚を超えないので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長す
る。この上にＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給する
と、ＩｎＡｓは歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起
き、量子ドット３５が形成される。ドットの大きさは直
径３０ｎｍで厚さは８ｎｍである。この上に、アンドー
プＡｌＧａＡｓ障壁層３６、アンドープＡｌＧａＡｓ光
閉じ込め層３７（Ａｌ組成０．５、厚さ０．１５μ
ｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３８（Ａｌ組成０．
７５、厚さ２μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、
ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層３９（Ａｌ組成０．１５、
厚さ０．５μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）をＭ
ＢＥ装置で順次成長する。
【００３２】本実施例のキャリア注入層３４は、ＡｌＧ
ａＡｓ障壁層３３と３６で挟まれた量子井戸構造であ
り、その１番目の量子準位４０（基底準位）と２番目の
量子準位４１のエネルギー差は、２３４ｍｅＶである
（図４（ｂ）のエネルギーバンド図参照）。このエネル
ギー差は、量子ドットの複数ある量子準位のうち、１番
目の量子準位４２（基底準位）とのエネルギー差に等し
いので、キャリア注入層３４から電子は、量子ドットの
高次準位を通らず、基底準位４２に直接注入される。こ
れにより、量子ドット内の各準位間を緩和するときの緩
和時間（５〜１０ｐｓ程度）を必要としない。したがっ
て、高次準位に注入する場合に比べて、より高速なレー
ザの変調が可能となる。
ａＡｓ障壁層３３と３６で挟まれた量子井戸構造であ
り、その１番目の量子準位４０（基底準位）と２番目の
量子準位４１のエネルギー差は、２３４ｍｅＶである
（図４（ｂ）のエネルギーバンド図参照）。このエネル
ギー差は、量子ドットの複数ある量子準位のうち、１番
目の量子準位４２（基底準位）とのエネルギー差に等し
いので、キャリア注入層３４から電子は、量子ドットの
高次準位を通らず、基底準位４２に直接注入される。こ
れにより、量子ドット内の各準位間を緩和するときの緩
和時間（５〜１０ｐｓ程度）を必要としない。したがっ
て、高次準位に注入する場合に比べて、より高速なレー
ザの変調が可能となる。
【００３３】（実施例３）図５（ａ）は本発明の第３実
施例の半導体レーザの構造断面図である。
施例の半導体レーザの構造断面図である。
【００３４】ＭＢＥ装置を使ってｎ型ＧａＡｓ基板上４
３に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４４（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層４５（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層４６（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ４７（Ｉｎ組成０．４）を３．６ｎｍの厚さで成長
する。この厚さではＩｎＧａＡｓの臨界膜厚を超えない
ので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長する。この上にＡｌＡ
ｓトンネル障壁層４８を２ｎｍ成長する。引き続いて、
ＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給すると、ＩｎＡｓは
歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起き、量子ドット
４９が形成される。ドットの大きさは直径３０ｎｍで厚
さは８ｎｍである。この上に、アンドープＧａＡｓ障壁
層５０（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧａＡｓ光閉じ込
め層５１（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５２（Ａｌ組成０．３、厚さ２μｍ、キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層５
３（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μｍ、キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ成長装置で順次成長する。
３に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４４（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層４５（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層４６（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ４７（Ｉｎ組成０．４）を３．６ｎｍの厚さで成長
する。この厚さではＩｎＧａＡｓの臨界膜厚を超えない
ので、ＩｎＧａＡｓは層状に成長する。この上にＡｌＡ
ｓトンネル障壁層４８を２ｎｍ成長する。引き続いて、
ＩｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給すると、ＩｎＡｓは
歪みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起き、量子ドット
４９が形成される。ドットの大きさは直径３０ｎｍで厚
さは８ｎｍである。この上に、アンドープＧａＡｓ障壁
層５０（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧａＡｓ光閉じ込
め層５１（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５２（Ａｌ組成０．３、厚さ２μｍ、キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層５
３（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μｍ、キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ成長装置で順次成長する。
【００３５】本実施例のキャリア注入層４７は量子井戸
構造を有し、その量子準位５４（基底準位）と量子ドッ
トの量子準位５５のエネルギーとが一致する（図５
（ｂ）のエネルギーバンド図参照）。したがって、キャ
リア注入層４７にある電子は、ＡｌＡｓトンネル障壁層
をトンネルして量子ドットの量子準位に入る。このトン
ネル過程にかかる時間は１ｐｓ程度となることから、量
子ドットへの高速のキャリア注入が行われる。したがっ
て、レーザのキャリア変調を行った場合、１０ＧＨｚ以
上の高速変調が可能となる。
構造を有し、その量子準位５４（基底準位）と量子ドッ
トの量子準位５５のエネルギーとが一致する（図５
（ｂ）のエネルギーバンド図参照）。したがって、キャ
リア注入層４７にある電子は、ＡｌＡｓトンネル障壁層
をトンネルして量子ドットの量子準位に入る。このトン
ネル過程にかかる時間は１ｐｓ程度となることから、量
子ドットへの高速のキャリア注入が行われる。したがっ
て、レーザのキャリア変調を行った場合、１０ＧＨｚ以
上の高速変調が可能となる。
【００３６】（実施例４）図６（ａ）は本発明の第４実
施例の半導体レーザの構造断面図である。
施例の半導体レーザの構造断面図である。
【００３７】ＭＢＥ装置を使ってｎ型ＧａＡｓ基板上５
６に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５７（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層５８（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層５９（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ６０（Ｉｎ組成０．２）を５ｎｍの厚さで成長す
る。この厚さではＩｎＧａＡｓの臨界膜厚を超えないの
で、ＩｎＧａＡｓは層状に成長する。この上にＡｌＡｓ
トンネル障壁層６１を２ｎｍ成長する。引き続いて、Ｉ
ｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給すると、ＩｎＡｓは歪
みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起き、量子ドット６
２が形成される。ドットの大きさは直径３０ｎｍで厚さ
は８ｎｍである。この上に、アンドープＧａＡｓ障壁層
６３（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧａＡｓ光閉じ込め
層６４（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層６５（Ａｌ組成０．３、厚さ２μｍ、キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層６６
（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μｍ、キャリア濃度５
×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ成長装置で順次成長する。
６に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５７（Ａｌ組成０．
３、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、ア
ンドープＧａＡｓ光閉じ込め層５８（厚さ０．１５μ
ｍ）、アンドープＧａＡｓ障壁層５９（厚さ２０ｎｍ）
を成長する。続いてキャリア注入用アンドープＩｎＧａ
Ａｓ６０（Ｉｎ組成０．２）を５ｎｍの厚さで成長す
る。この厚さではＩｎＧａＡｓの臨界膜厚を超えないの
で、ＩｎＧａＡｓは層状に成長する。この上にＡｌＡｓ
トンネル障壁層６１を２ｎｍ成長する。引き続いて、Ｉ
ｎＡｓを４原子層厚さ分だけ供給すると、ＩｎＡｓは歪
みの臨界膜厚を超え、島状の成長が起き、量子ドット６
２が形成される。ドットの大きさは直径３０ｎｍで厚さ
は８ｎｍである。この上に、アンドープＧａＡｓ障壁層
６３（厚さ２０ｎｍ）、アンドープＧａＡｓ光閉じ込め
層６４（厚さ０．１５μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層６５（Ａｌ組成０．３、厚さ２μｍ、キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層６６
（Ａｌ組成０．１５、厚さ０．５μｍ、キャリア濃度５
×１０18ｃｍ-3）をＭＢＥ成長装置で順次成長する。
【００３８】本実施例のキャリア注入層６０は量子井戸
構造を有し、その量子準位６７（基底準位）は、量子ド
ット内の量子準位の高エネルギー側にある連続準位６８
と等しくなるように設定する。したがって、キャリア注
入層６０にある電子は、ＡｌＡｓトンネル障壁層をトン
ネルして、量子ドットの連続準位に入る。このトンネル
過程にかかる時間は１ｐｓ程度となることから、量子ド
ットへの高速のキャリア注入が行われる。したがって、
レーザのキャリア変調を行った場合、１０ＧＨｚ以上の
高速変調が可能となる。また、本実施例のように、量子
ドットの連続準位６８へ注入する場合は、この連続準位
が約１００ｍｅＶのエネルギー幅を持つので、キャリア
注入層を構成する量子井戸構造の量子準位６７を精密に
制御して量子ドットの量子準位に合わせ込む必要が無く
なるという利点がある。
構造を有し、その量子準位６７（基底準位）は、量子ド
ット内の量子準位の高エネルギー側にある連続準位６８
と等しくなるように設定する。したがって、キャリア注
入層６０にある電子は、ＡｌＡｓトンネル障壁層をトン
ネルして、量子ドットの連続準位に入る。このトンネル
過程にかかる時間は１ｐｓ程度となることから、量子ド
ットへの高速のキャリア注入が行われる。したがって、
レーザのキャリア変調を行った場合、１０ＧＨｚ以上の
高速変調が可能となる。また、本実施例のように、量子
ドットの連続準位６８へ注入する場合は、この連続準位
が約１００ｍｅＶのエネルギー幅を持つので、キャリア
注入層を構成する量子井戸構造の量子準位６７を精密に
制御して量子ドットの量子準位に合わせ込む必要が無く
なるという利点がある。
【００３９】
【発明の効果】ＧａＡｓ基板を使った半導体レーザの構
造において、活性領域を構成するＩｎＡｓ量子ドット構
造の隣に、キャリア注入層を構成する量子井戸構造を設
けた本発明構成によれば、このキャリア注入層からの量
子ドットへのキャリアの注入を、キャリア注入層にある
別のキャリアとのオージェ遷移過程によって効率的に行
うことができる。また、キャリア注入層と量子ドットと
の間にトンネル障壁層を設けた本発明の構成によれば、
キャリア注入層から量子ドットへのキャリアの注入をト
ンネル過程によって効率的に行うことができる。これら
の注入方法によって、レーザの直接変調を１０ＧＨｚを
超えるような高速にすることが可能であり、このレーザ
を高速の光通信の光源として使用できる。
造において、活性領域を構成するＩｎＡｓ量子ドット構
造の隣に、キャリア注入層を構成する量子井戸構造を設
けた本発明構成によれば、このキャリア注入層からの量
子ドットへのキャリアの注入を、キャリア注入層にある
別のキャリアとのオージェ遷移過程によって効率的に行
うことができる。また、キャリア注入層と量子ドットと
の間にトンネル障壁層を設けた本発明の構成によれば、
キャリア注入層から量子ドットへのキャリアの注入をト
ンネル過程によって効率的に行うことができる。これら
の注入方法によって、レーザの直接変調を１０ＧＨｚを
超えるような高速にすることが可能であり、このレーザ
を高速の光通信の光源として使用できる。
【図１】本発明の量子ドット半導体レーザにおけるオー
ジェ遷移過程の原理を説明するための図である。
ジェ遷移過程の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の量子ドット半導体レーザにおけるトン
ネル注入過程の原理を説明するための図である。
ネル注入過程の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施例を説明するための半導体
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための半導体
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
【図５】本発明の第３の実施例を説明するための半導体
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
【図６】本発明の第４の実施例を説明するための半導体
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
レーザの構造断面図とエネルギーバンド図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ４ アンドープＧａＡｓ障壁層 ５ キャリア注入用ＩｎＧａＡｓ量子井戸 ６ ＩｎＡｓ量子ドット ７ アンドープＧａＡｓ障壁層 ８ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ９ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０ ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層 １１ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の１番目の量子準位 １２ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の２番目の量子準位 １３ ＩｎＡｓ量子ドットの１番目の量子準位 １４ ＡｌＡｓトンネル障壁層 １５ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の量子準位 １６ ＩｎＡｓ量子ドットの量子準位 １７ ｎ型ＧａＡｓ基板 １８ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １９ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ２０ アンドープＧａＡｓ障壁層 ２１ キャリア注入用ＩｎＧａＡｓ量子井戸 ２２ ＩｎＡｓ量子ドット ２３ アンドープＧａＡｓ障壁層 ２４ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ２５ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２６ ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層 ２７ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の１番目の量子準位 ２８ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の２番目の量子準位 ２９ ＩｎＡｓ量子ドットの４番目の量子準位 ３０ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３１ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３２ アンドープＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層 ３３ アンドープＡｌＧａＡｓ障壁層 ３４ キャリア注入用ＩｎＧａＡｓ量子井戸 ３５ ＩｎＡｓ量子ドット ３６ アンドープＡｌＧａＡｓ障壁層 ３７ アンドープＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層 ３８ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３９ ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層 ４０ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の１番目の量子準位 ４１ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の２番目の量子準位 ４２ ＩｎＡｓ量子ドットの１番目の量子準位 ４３ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４４ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ４５ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ４６ アンドープＧａＡｓ障壁層 ４７ キャリア注入用ＩｎＧａＡｓ量子井戸 ４８ ＡｌＡｓトンネル障壁層 ４９ ＩｎＡｓ量子ドット ５０ アンドープＧａＡｓ障壁層 ５１ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ５２ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ５３ ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層 ５４ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の量子準位 ５５ ＩｎＡｓ量子ドットの量子準位 ５６ ｎ型ＧａＡｓ基板 ５７ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ５８ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ５９ アンドープＧａＡｓ障壁層 ６０ キャリア注入用ＩｎＧａＡｓ量子井戸 ６１ ＡｌＡｓトンネル障壁層 ６２ ＩｎＡｓ量子ドット ６３ アンドープＧａＡｓ障壁層 ６４ アンドープＧａＡｓ光閉じ込め層 ６５ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ６６ ｐ型ＡｌＧａＡｓキャップ層 ６７ ＩｎＧａＡｓ量子井戸の量子準位 ６８ ＩｎＡｓ量子ドットの連続準位
Claims (4)
- 【請求項１】 活性層を構成する量子ドット構造とキャ
リア注入用の量子井戸構造とを具備し、前記量子井戸構
造のいずれか二つの量子準位である第１準位と第２準位
間のエネルギー差が、第２準位より低エネルギーの第１
準位と、第１準位より低エネルギーの前記量子ドット構
造のいずれかの量子準位とのエネルギー差に等しいこと
を特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 活性層を構成する量子ドット構造とキャ
リア注入用の量子井戸構造と、これらの間にはさまれた
トンネル障壁層とを具備し、前記量子井戸構造のいずれ
かの量子準位のエネルギーと前記量子ドット構造のいず
れかの量子準位のエネルギーが等しいことを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項３】 活性層を構成する量子ドット構造とキャ
リア注入用の量子井戸構造とを具備し、前記量子井戸構
造のいずれか二つの量子準位である第１準位と第２準位
間のエネルギー差が、第２準位より低エネルギーの第１
準位と、第１準位より低エネルギーの前記量子ドット構
造の連続準位とのエネルギー差に等しいことを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項４】 活性層を構成する量子ドット構造とキャ
リア注入用の量子井戸構造と、これらの間にはさまれた
トンネル障壁層とを具備し、前記量子井戸構造のいずれ
かの量子準位のエネルギーと前記量子ドット構造の連続
準位のエネルギーが等しいことを特徴とする半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325405A JP4557111B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 量子ドット半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325405A JP4557111B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 量子ドット半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134841A true JP2002134841A (ja) | 2002-05-10 |
| JP4557111B2 JP4557111B2 (ja) | 2010-10-06 |
Family
ID=18802778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325405A Expired - Fee Related JP4557111B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 量子ドット半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4557111B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278860A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 半導体発光素子、その製造方法およびその半導体発光素子を用いた半導体レーザジャイロ |
| JP2006278850A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 半導体発光素子、その製造方法およびその半導体発光素子を用いた半導体レーザジャイロ |
| JP2008047684A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Fujitsu Ltd | 半導体発光素子、その製造方法および半導体発光装置 |
| JP2009518833A (ja) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | インノルメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 広帯域スペクトル発光を有するレーザ光源 |
| US8411711B2 (en) | 2005-12-07 | 2013-04-02 | Innolume Gmbh | Semiconductor laser with low relative intensity noise of individual longitudinal modes and optical transmission system incorporating the laser |
| JP2015195379A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-05 | キヤノン株式会社 | 発光素子、前記発光素子を有する光源システム、及び前記光源システムを有する光干渉断層計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983065A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JPH11121870A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Nec Corp | 光半導体装置 |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325405A patent/JP4557111B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009518833A (ja) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | インノルメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 広帯域スペクトル発光を有するレーザ光源 |
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| JP2008047684A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Fujitsu Ltd | 半導体発光素子、その製造方法および半導体発光装置 |
| JP2015195379A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-05 | キヤノン株式会社 | 発光素子、前記発光素子を有する光源システム、及び前記光源システムを有する光干渉断層計 |
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|---|---|
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