JP2003046200A - 多重量子井戸半導体素子 - Google Patents
多重量子井戸半導体素子Info
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- JP2003046200A JP2003046200A JP2001232926A JP2001232926A JP2003046200A JP 2003046200 A JP2003046200 A JP 2003046200A JP 2001232926 A JP2001232926 A JP 2001232926A JP 2001232926 A JP2001232926 A JP 2001232926A JP 2003046200 A JP2003046200 A JP 2003046200A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各量子井戸へのホールおよび電子注入の不均
一が抑制された多重量子井戸半導体素子を提供する。 【解決手段】 多重量子井戸半導体素子の障壁層をそれ
ぞれ複数の内部障壁層で構成し、各障壁層内において当
該障壁層と量子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁
高さを、第１の導伝性を有するクラッド層から第２の導
伝性を有するクラッド層の方向に沿って、大きいヘテロ
障壁高さから小さいヘテロ障壁高さへと階段状に変化さ
せる。
一が抑制された多重量子井戸半導体素子を提供する。 【解決手段】 多重量子井戸半導体素子の障壁層をそれ
ぞれ複数の内部障壁層で構成し、各障壁層内において当
該障壁層と量子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁
高さを、第１の導伝性を有するクラッド層から第２の導
伝性を有するクラッド層の方向に沿って、大きいヘテロ
障壁高さから小さいヘテロ障壁高さへと階段状に変化さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信および光計
測などの分野において光源となる半導体レーザー(以
降、LD ( Laser Diode )と呼ぶ )、スーパールミネッセ
ントダイオード (以降、SLD ( Super Luminescent Diod
e ) と呼ぶ )および発光ダイオード (以降、LED ( Ligh
t Emitting Diode )と呼ぶ )、また、光信号を増幅する
半導体直接光増幅器 (以降、SOA ( Semiconductor Opti
cal Amplifier ) と呼ぶ )などのように電子とホールが
再結合する活性層に多重量子井戸 (以降、MQW ( Multip
le Quantum Well ) と呼ぶ )を有する半導体素子に関す
るものである。
測などの分野において光源となる半導体レーザー(以
降、LD ( Laser Diode )と呼ぶ )、スーパールミネッセ
ントダイオード (以降、SLD ( Super Luminescent Diod
e ) と呼ぶ )および発光ダイオード (以降、LED ( Ligh
t Emitting Diode )と呼ぶ )、また、光信号を増幅する
半導体直接光増幅器 (以降、SOA ( Semiconductor Opti
cal Amplifier ) と呼ぶ )などのように電子とホールが
再結合する活性層に多重量子井戸 (以降、MQW ( Multip
le Quantum Well ) と呼ぶ )を有する半導体素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、MQW 構造は、バンドギャップの狭
い半導体からなる量子井戸 (以降、QW( Quantum Well )
と呼ぶ )層と、この QW 層よりバンドギャップの広い
半導体からなる障壁層が交互に積層されてなっており、
特に QW 層の厚さは半導体内電子のド・ブロイ波長程度
とし、一方、障壁層は電子のトンネル確率が無視できる
厚さとするものである。
い半導体からなる量子井戸 (以降、QW( Quantum Well )
と呼ぶ )層と、この QW 層よりバンドギャップの広い
半導体からなる障壁層が交互に積層されてなっており、
特に QW 層の厚さは半導体内電子のド・ブロイ波長程度
とし、一方、障壁層は電子のトンネル確率が無視できる
厚さとするものである。
【０００３】例えば、MQW--LD （多重量子井戸半導体レ
ーザー）の構造について簡単に述べると、MQW 構造は、
その積層方向軸に沿って対向する側面から分離閉じ込め
層などを介して、それぞれ、 p型および n型導伝性を有
する半導体からなるクラッド層によって挟み込まれてお
り、そして、これらクラッド層には、それぞれの導伝性
に対応するキャリアを注入できるよう電極が形成されて
いる。このような層構造とすることで電子およびホール
のQW層への量子閉じ込め効果が現われ、量子効果が働か
ないバルク型層構造では得られない優れた素子特性が得
られている。
ーザー）の構造について簡単に述べると、MQW 構造は、
その積層方向軸に沿って対向する側面から分離閉じ込め
層などを介して、それぞれ、 p型および n型導伝性を有
する半導体からなるクラッド層によって挟み込まれてお
り、そして、これらクラッド層には、それぞれの導伝性
に対応するキャリアを注入できるよう電極が形成されて
いる。このような層構造とすることで電子およびホール
のQW層への量子閉じ込め効果が現われ、量子効果が働か
ないバルク型層構造では得られない優れた素子特性が得
られている。
【０００４】このような MQW-LD の MQWにおけるキャリ
ア、即ち電子およびホールの動きを説明すると次のよう
になる。n型導伝性クラッド層および p型導伝性クラッ
ド層から MQWに注入された、それぞれ電子およびホール
は 3次元の運動自由度を有する電子およびホールとして
MQW内障壁層のバンド端近傍を主に拡散過程により輸送
される。これら 3次元- キャリアは輸送過程中に QW に
捕獲され、QW面内の 2次元にのみ運動の自由が許される
2次元- キャリアとなった後、発光再結合を通して誘導
放出が生じレーザー光が得られる。
ア、即ち電子およびホールの動きを説明すると次のよう
になる。n型導伝性クラッド層および p型導伝性クラッ
ド層から MQWに注入された、それぞれ電子およびホール
は 3次元の運動自由度を有する電子およびホールとして
MQW内障壁層のバンド端近傍を主に拡散過程により輸送
される。これら 3次元- キャリアは輸送過程中に QW に
捕獲され、QW面内の 2次元にのみ運動の自由が許される
2次元- キャリアとなった後、発光再結合を通して誘導
放出が生じレーザー光が得られる。
【０００５】これら 3次元- キャリアのうち、ホールに
は" 軽いホール" と" 重いホール"が存在し、重いホー
ルは状態密度が大きいためホールの大多数を占めること
になるが、障壁層の価電子帯端近傍における 3次元- 重
いホール（以後、重いホールと呼ぶことにする）のモビ
リティ（70〜80 cm 2 V - 1 s - 1 程度）は、例えば電
子（3500 cm 2 V - 1 s - 1 程度）に比較して大変小さ
いため輸送速度も 10 3 m/s 程度と遅くなり、特に高い
光出力で LD を動作させるような状態では、 QW におけ
るキャリアの誘導放出による消費が著しくなるため、 M
QW層の厚さである数十ナノメートル ( nm ) 程度の領域
においても重いホール密度の分布は大きく変化し、図１
５に示すように MQW内において p型導伝性クラッド層側
に高く片寄り不均一を一層著しいものとする。
は" 軽いホール" と" 重いホール"が存在し、重いホー
ルは状態密度が大きいためホールの大多数を占めること
になるが、障壁層の価電子帯端近傍における 3次元- 重
いホール（以後、重いホールと呼ぶことにする）のモビ
リティ（70〜80 cm 2 V - 1 s - 1 程度）は、例えば電
子（3500 cm 2 V - 1 s - 1 程度）に比較して大変小さ
いため輸送速度も 10 3 m/s 程度と遅くなり、特に高い
光出力で LD を動作させるような状態では、 QW におけ
るキャリアの誘導放出による消費が著しくなるため、 M
QW層の厚さである数十ナノメートル ( nm ) 程度の領域
においても重いホール密度の分布は大きく変化し、図１
５に示すように MQW内において p型導伝性クラッド層側
に高く片寄り不均一を一層著しいものとする。
【０００６】これに加え、MQW 内では電荷中正条件を満
たすようにキャリアが配置することから電子も、この重
いホールの分布に一致するように分布するため、MQW 内
のそれぞれの QW へ捕獲されるキャリア密度も p型導伝
性クラッド層に近い程高くなり、 QW ヘのキャリア注入
不均一が生じる。このような現象は MQW内において、動
作している QW 数の減少、各 QW の光学利得係数および
微分利得係数の不均一を招き LD の潜在的能力を引き出
せないという問題があった。
たすようにキャリアが配置することから電子も、この重
いホールの分布に一致するように分布するため、MQW 内
のそれぞれの QW へ捕獲されるキャリア密度も p型導伝
性クラッド層に近い程高くなり、 QW ヘのキャリア注入
不均一が生じる。このような現象は MQW内において、動
作している QW 数の減少、各 QW の光学利得係数および
微分利得係数の不均一を招き LD の潜在的能力を引き出
せないという問題があった。
【０００７】即ち、これらの問題は、例えば、文献、N.
Tessler and G. Eisenstein,"Transient Carrier Dyna
mics and Photon-Assisted Transport in Multiple-Qua
ntum-Well Lasers",IEEE Photon. Tech. Lett.,Vol.5,
pp.291-293, 1993に述べられているように、障壁層の価
電子帯端をモビリティの小さい重いホールが拡散過程な
どにより緩慢に輸送されることに集約される。
Tessler and G. Eisenstein,"Transient Carrier Dyna
mics and Photon-Assisted Transport in Multiple-Qua
ntum-Well Lasers",IEEE Photon. Tech. Lett.,Vol.5,
pp.291-293, 1993に述べられているように、障壁層の価
電子帯端をモビリティの小さい重いホールが拡散過程な
どにより緩慢に輸送されることに集約される。
【０００８】一方、この緩慢な輸送という現象は、文
献、C. H. Lin, C. L. Chua, Z. H. Zhu, and Y. H. L
o, " On Nonuniform Pumpiung for Multiple-quantum W
ell Smiconductor Lasers ", Appl. Phys. Lett. Vol.6
5 (19), pp.2383-2385, 1994 に述べられているように
LD の直接変調における高速化を妨げるという問題もあ
る。
献、C. H. Lin, C. L. Chua, Z. H. Zhu, and Y. H. L
o, " On Nonuniform Pumpiung for Multiple-quantum W
ell Smiconductor Lasers ", Appl. Phys. Lett. Vol.6
5 (19), pp.2383-2385, 1994 に述べられているように
LD の直接変調における高速化を妨げるという問題もあ
る。
【０００９】これらの問題は、従来より実験および理論
を通して研究が行われてきており、例えば以下の文献、
N. Tessler and G. Eisenstein, " On Carrier Injecti
on and Dynamics in Quantum Well Lasers ", IEEE J.
Quantum Electron., Vol.29,pp.1586-1595, 1993 で取
り上げられ MQW内の量子井戸へのキャリア注入不均一の
存在することが指摘されている。
を通して研究が行われてきており、例えば以下の文献、
N. Tessler and G. Eisenstein, " On Carrier Injecti
on and Dynamics in Quantum Well Lasers ", IEEE J.
Quantum Electron., Vol.29,pp.1586-1595, 1993 で取
り上げられ MQW内の量子井戸へのキャリア注入不均一の
存在することが指摘されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来構造の MQWを有す
る LD などの半導体光素子において MQW内の各 QW への
キャリア注入不均一に起因して、内部微分量子効率およ
び微分利得係数が低下するため光出力の低下や直接変調
帯域の減少など素子特性の抑圧が生じていた。この問題
を回避するためには、障壁層価電子帯端における重いホ
ールの輸送を促進しなければならない。
る LD などの半導体光素子において MQW内の各 QW への
キャリア注入不均一に起因して、内部微分量子効率およ
び微分利得係数が低下するため光出力の低下や直接変調
帯域の減少など素子特性の抑圧が生じていた。この問題
を回避するためには、障壁層価電子帯端における重いホ
ールの輸送を促進しなければならない。
【００１１】このような輸送の促進を実現するために、
以下の輸送機構を採用すればよい。 1 ）MQW 構造のバンド全体を傾斜することにより、重い
ホールをドリフト輸送させる。2 ）障壁層を薄くするこ
とにより、重いホールをトンネル輸送させる。この根拠
について若干の説明を加える。 1 ）に述べた、ドリフト輸送による重いホールの輸送促
進は電場によりホールを加速することであるから明らか
に拡散過程に比較し輸送速度は高速化する。また、2 ）
に関しては、例えば 1480 nm帯歪み MQW - LD について
計算すると、QWの価電子帯端と障壁層の価電子帯端の
差、即ち、価電子帯側ヘテロ障壁高さ（ Vhh）近傍の運
動エネルギーを有する重いホールの速度は 10 5 m/sの
オーダーであり極めて高速な輸送過程である。
以下の輸送機構を採用すればよい。 1 ）MQW 構造のバンド全体を傾斜することにより、重い
ホールをドリフト輸送させる。2 ）障壁層を薄くするこ
とにより、重いホールをトンネル輸送させる。この根拠
について若干の説明を加える。 1 ）に述べた、ドリフト輸送による重いホールの輸送促
進は電場によりホールを加速することであるから明らか
に拡散過程に比較し輸送速度は高速化する。また、2 ）
に関しては、例えば 1480 nm帯歪み MQW - LD について
計算すると、QWの価電子帯端と障壁層の価電子帯端の
差、即ち、価電子帯側ヘテロ障壁高さ（ Vhh）近傍の運
動エネルギーを有する重いホールの速度は 10 5 m/sの
オーダーであり極めて高速な輸送過程である。
【００１２】例えば、LDについて見れば、これらの機構
を採用して素子性能の向上を達成するためには MQW構造
の採用により得られる、高い光学利得および偏光消光
比、狭いスペクトラム幅などの優れた特性を維持しなが
ら重いホールの輸送を促進することにより、拡散定数を
等価的に増大しなければならない。この観点から上記の
機構を眺めてみると、MQW 構造のバンドを全体的に傾斜
させることにより重いホールのドリフト輸送は促進する
ことが考えられるが、量子井戸内の電子と重いホールの
波動関数の重なり積分値から求められる振動子強度が減
少するため光学利得が低下する問題が起きる。一方、障
壁層を薄くすることで重いホールのトンネル輸送は促進
されるが量子閉じ込め効果が弱くなるため MQW構造によ
り得られた良好な LD 特性を失うという問題がある。
を採用して素子性能の向上を達成するためには MQW構造
の採用により得られる、高い光学利得および偏光消光
比、狭いスペクトラム幅などの優れた特性を維持しなが
ら重いホールの輸送を促進することにより、拡散定数を
等価的に増大しなければならない。この観点から上記の
機構を眺めてみると、MQW 構造のバンドを全体的に傾斜
させることにより重いホールのドリフト輸送は促進する
ことが考えられるが、量子井戸内の電子と重いホールの
波動関数の重なり積分値から求められる振動子強度が減
少するため光学利得が低下する問題が起きる。一方、障
壁層を薄くすることで重いホールのトンネル輸送は促進
されるが量子閉じ込め効果が弱くなるため MQW構造によ
り得られた良好な LD 特性を失うという問題がある。
【００１３】このような問題点に関して、特開平7-1933
23号公報 においては量子井戸を挟む障壁層が3 層で構
成され、かつ、量子井戸に近い側からバンドギャップが
第1の障壁層および第2 の障壁層と順次階段状に増加す
る構成、即ち、量子井戸- 第1 の障壁層- 第2 の障壁層
- 第1 の障壁層- 量子井戸なる障壁層構造が提案されて
いる。この構成においては、量子井戸から第2 の障壁層
に進行するホールの波動関数に対して第1 の障壁層が無
反射コーティング膜の働きをすると述べられている。し
かし、この構成においても実際の結晶成長時においては
第1 および第2 の障壁層および量子井戸の間では結晶構
成原子の相互拡散が生じるため、第1の障壁層をホール
の波動関数に対する無反射コーティング膜とするような
厳密な層構成の制御は事実上不可能である問題があっ
た。
23号公報 においては量子井戸を挟む障壁層が3 層で構
成され、かつ、量子井戸に近い側からバンドギャップが
第1の障壁層および第2 の障壁層と順次階段状に増加す
る構成、即ち、量子井戸- 第1 の障壁層- 第2 の障壁層
- 第1 の障壁層- 量子井戸なる障壁層構造が提案されて
いる。この構成においては、量子井戸から第2 の障壁層
に進行するホールの波動関数に対して第1 の障壁層が無
反射コーティング膜の働きをすると述べられている。し
かし、この構成においても実際の結晶成長時においては
第1 および第2 の障壁層および量子井戸の間では結晶構
成原子の相互拡散が生じるため、第1の障壁層をホール
の波動関数に対する無反射コーティング膜とするような
厳密な層構成の制御は事実上不可能である問題があっ
た。
【００１４】本発明の目的は、このような問題を解決
し、MQW 構造により得られる良好な素子特性を維持した
まま、MQW 内障壁層の価電子帯端における重いホールの
輸送を促進することにより、重いホールの拡散定数を等
価的に増大させ、各 QW へのホールおよび電子注入の不
均一が抑制された多重量子井戸半導体素子を提供するこ
とである。
し、MQW 構造により得られる良好な素子特性を維持した
まま、MQW 内障壁層の価電子帯端における重いホールの
輸送を促進することにより、重いホールの拡散定数を等
価的に増大させ、各 QW へのホールおよび電子注入の不
均一が抑制された多重量子井戸半導体素子を提供するこ
とである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の第１の態様によると、第1 の導伝性を有
する半導体基板上に第1 の導伝性を有する半導体クラッ
ド層、半導体よりなる活性層、第2 の導伝性を有する半
導体クラッド層および第2 の導伝性を有する半導体より
なるコンタクト層が順次積層され、かつ、前記基板およ
び前記コンタクト層表面に、それぞれ電極が形成されて
成るダブルヘテロ構造における、前記活性層が、前記第
1 の導伝性を有するクラッド層に接して形成された、前
記第1 の導伝性を有するクラッド層よりバンドギャップ
の小さい半導体よりなる分離閉じ込め層と、前記第2 の
導伝性を有するクラッド層に接して形成された、前記第
2の導伝性を有するクラッド層よりバンドギャップの小
さい半導体よりなる分離閉じ込め層との間に、量子井戸
層と障壁層が交互に積層され、かつ、該量子井戸層が2
層以上である層構成から成る多重量子井戸半導体素子に
おいて、前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内において価
電子帯端ポテンシャル形状が傾斜した障壁層であること
を特徴とする多重量子井戸半導体素子が提供される。
めに、本発明の第１の態様によると、第1 の導伝性を有
する半導体基板上に第1 の導伝性を有する半導体クラッ
ド層、半導体よりなる活性層、第2 の導伝性を有する半
導体クラッド層および第2 の導伝性を有する半導体より
なるコンタクト層が順次積層され、かつ、前記基板およ
び前記コンタクト層表面に、それぞれ電極が形成されて
成るダブルヘテロ構造における、前記活性層が、前記第
1 の導伝性を有するクラッド層に接して形成された、前
記第1 の導伝性を有するクラッド層よりバンドギャップ
の小さい半導体よりなる分離閉じ込め層と、前記第2 の
導伝性を有するクラッド層に接して形成された、前記第
2の導伝性を有するクラッド層よりバンドギャップの小
さい半導体よりなる分離閉じ込め層との間に、量子井戸
層と障壁層が交互に積層され、かつ、該量子井戸層が2
層以上である層構成から成る多重量子井戸半導体素子に
おいて、前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内において価
電子帯端ポテンシャル形状が傾斜した障壁層であること
を特徴とする多重量子井戸半導体素子が提供される。
【００１６】また、本発明の第２の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と前記量子井戸層の間のホ
ールに対するヘテロ障壁高さが前記第1 の導伝性を有す
るクラッド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方
向に沿って、大きいヘテロ障壁高さから小さいヘテロ障
壁高さへと階段状に変化することを特徴とする第１の態
様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と前記量子井戸層の間のホ
ールに対するヘテロ障壁高さが前記第1 の導伝性を有す
るクラッド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方
向に沿って、大きいヘテロ障壁高さから小さいヘテロ障
壁高さへと階段状に変化することを特徴とする第１の態
様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
【００１７】また、本発明の第３の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、大きいヘテロ障壁高さから小
さいヘテロ障壁高さへと連続的に変化することを特徴と
する第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供
される。
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、大きいヘテロ障壁高さから小
さいヘテロ障壁高さへと連続的に変化することを特徴と
する第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供
される。
【００１８】また、本発明の第４の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッ
ド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方向に沿っ
て、小さいヘテロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへ
と階段状に変化することを特徴とする第１の態様に記載
の多重量子井戸半導体素子が提供される。
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッ
ド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方向に沿っ
て、小さいヘテロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへ
と階段状に変化することを特徴とする第１の態様に記載
の多重量子井戸半導体素子が提供される。
【００１９】また、本発明の第５の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大
きいヘテロ障壁高さへと連続的に変化することを特徴と
する第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供
される。
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大
きいヘテロ障壁高さへと連続的に変化することを特徴と
する第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が提供
される。
【００２０】また、本発明の第６の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッ
ド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方向に沿っ
て、小さいヘテロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへ
を経て小さいヘテロ障壁へと階段状に変化することを特
徴とする第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が
提供される。
障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層からなり、かつ、各
障壁層内において当該障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッ
ド層から第2 の導伝性を有するクラッド層の方向に沿っ
て、小さいヘテロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへ
を経て小さいヘテロ障壁へと階段状に変化することを特
徴とする第１の態様に記載の多重量子井戸半導体素子が
提供される。
【００２１】また、本発明の第７の態様によると、前記
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大
きいヘテロ障壁高さへを経て小さいヘテロ障壁へと連続
的に変化することを特徴とする第１の態様に記載の多重
量子井戸半導体素子が提供される。
障壁層はそれぞれ当該障壁層内において当該障壁層と量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1
導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するク
ラッド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大
きいヘテロ障壁高さへを経て小さいヘテロ障壁へと連続
的に変化することを特徴とする第１の態様に記載の多重
量子井戸半導体素子が提供される。
【００２２】また、本発明の第８の態様によると、階段
状に変化する障壁層と量子井戸層の間のホールに対する
ヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値が 2.5×106 eV /
mから 3.3×106 eV / mの範囲であることを特徴とする
第２の態様および第４の態様のいずれかに記載の多重量
子井戸半導体素子が提供される。
状に変化する障壁層と量子井戸層の間のホールに対する
ヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値が 2.5×106 eV /
mから 3.3×106 eV / mの範囲であることを特徴とする
第２の態様および第４の態様のいずれかに記載の多重量
子井戸半導体素子が提供される。
【００２３】また、本発明の第９の態様によると、連続
的に変化する障壁層と量子井戸層の間のホールに対する
ヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値が 2.5×106 eV /
mから 3.3×106 eV / mの範囲であることを特徴とする
第３の態様および第５の態様のいずれかに記載の多重量
子井戸半導体素子が提供される。
的に変化する障壁層と量子井戸層の間のホールに対する
ヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値が 2.5×106 eV /
mから 3.3×106 eV / mの範囲であることを特徴とする
第３の態様および第５の態様のいずれかに記載の多重量
子井戸半導体素子が提供される。
【００２４】また、本発明の第１０の態様によると、二
つの階段状に変化する障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さの傾きの平均のうち、どちらか
一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも大きく 6.6×106
eV/m以下の範囲であることを特徴とする第６の態様に記
載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
つの階段状に変化する障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さの傾きの平均のうち、どちらか
一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも大きく 6.6×106
eV/m以下の範囲であることを特徴とする第６の態様に記
載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
【００２５】また、本発明の第１０の態様によると、二
つの連続的に変化する障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さの傾きの平均のうち、どちらか
一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも大きく 6.6×106
eV/m以下の範囲であることを特徴とする第７の態様に記
載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
つの連続的に変化する障壁層と量子井戸層の間のホール
に対するヘテロ障壁高さの傾きの平均のうち、どちらか
一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも大きく 6.6×106
eV/m以下の範囲であることを特徴とする第７の態様に記
載の多重量子井戸半導体素子が提供される。
【００２６】本発明を適用することにより、障壁層の価
電子帯端近傍において障壁層厚が薄くなるため重いホー
ルのトンネル効果が顕著となり、MQW 構造により得られ
る良好な素子特性を維持したまま、この重いホールの輸
送が促進される。また、障壁層の価電子帯端では重いホ
ールがポテンシャルの傾斜によりドリフト輸送されるこ
とから、障壁層上に重いホールが存在する時間が短縮さ
れる。このことは、障壁層で起きる再結合が減少するた
め注入電流のうち無効成分が減少するという利点もあ
る。これに加え、 p型導伝性クラッド層側から n型導伝
性クラッド層側方向に向かった障壁層バンドギャップ形
状として、内部障壁層のバンドギャップが大きいバンド
ギャップから小さいバンドギャップへと順次配列するも
の、また、障壁層のバンドギャップが連続的な傾斜を有
する場合は、大きいバンドギャップから小さいバンドギ
ャップへ連続的に変化させることにより、重いホールの
ドリフト輸送を更に促進することもできる。
電子帯端近傍において障壁層厚が薄くなるため重いホー
ルのトンネル効果が顕著となり、MQW 構造により得られ
る良好な素子特性を維持したまま、この重いホールの輸
送が促進される。また、障壁層の価電子帯端では重いホ
ールがポテンシャルの傾斜によりドリフト輸送されるこ
とから、障壁層上に重いホールが存在する時間が短縮さ
れる。このことは、障壁層で起きる再結合が減少するた
め注入電流のうち無効成分が減少するという利点もあ
る。これに加え、 p型導伝性クラッド層側から n型導伝
性クラッド層側方向に向かった障壁層バンドギャップ形
状として、内部障壁層のバンドギャップが大きいバンド
ギャップから小さいバンドギャップへと順次配列するも
の、また、障壁層のバンドギャップが連続的な傾斜を有
する場合は、大きいバンドギャップから小さいバンドギ
ャップへ連続的に変化させることにより、重いホールの
ドリフト輸送を更に促進することもできる。
【００２７】本発明による重いホールの輸送に与える作
用について述べる。p 側電極から注入された電流は、重
いホールとして p型導伝性クラッド層および p型分離閉
じ込め層を順次通過し MQWに到達する。ここから重いホ
ールは、拡散、ドリフト、トンネルなどの過程により n
型分離閉じ込め層側に向かい MQW内を輸送されるが、電
荷中正条件が満たされているとドリフト輸送は無視でき
るため 3次元- 重いホールの主な輸送は拡散とトンネル
過程となる。
用について述べる。p 側電極から注入された電流は、重
いホールとして p型導伝性クラッド層および p型分離閉
じ込め層を順次通過し MQWに到達する。ここから重いホ
ールは、拡散、ドリフト、トンネルなどの過程により n
型分離閉じ込め層側に向かい MQW内を輸送されるが、電
荷中正条件が満たされているとドリフト輸送は無視でき
るため 3次元- 重いホールの主な輸送は拡散とトンネル
過程となる。
【００２８】例えば、通常の LD においては、自由キャ
リア吸収によるスロープ効率の低下および、しきい注入
電流の上昇を避ける目的で MQWには不純物ドープを行わ
ない。このため、それぞれは均一なバンドギャップで、
かつ互いに異なったバンドギャップからなる量子井戸お
よび障壁層のポテンシャル形状は、図１６中の実線で示
すように、ほぼ矩形となる。この従来構造の MQWにおい
て、評価を行った 3次元自由度を有する重いホールのト
ンネル過程を図１６中の一点鎖線で示す。この重いホー
ルのエネルギーとトンネル確率の関係は、1480 nm 光波
長帯歪みMQW-LD において図１７のようになる。ここ
で、MQW IN - MQWOUT は MQW領域全体をトンネルする過
程（図１６中の MQWIN - MQWOUT 過程）であり、 QW 1
- QW4 は 1番目の量子井戸に入った重いホールが 4番目
の QW にトンネルする過程（図１６中の QW 1 - QW4 過
程）であり、また、QWj - QWj + 1 は隣接する QW をト
ンネルする過程（図１６中の QW j- QWj + 1 過程）で
ある。
リア吸収によるスロープ効率の低下および、しきい注入
電流の上昇を避ける目的で MQWには不純物ドープを行わ
ない。このため、それぞれは均一なバンドギャップで、
かつ互いに異なったバンドギャップからなる量子井戸お
よび障壁層のポテンシャル形状は、図１６中の実線で示
すように、ほぼ矩形となる。この従来構造の MQWにおい
て、評価を行った 3次元自由度を有する重いホールのト
ンネル過程を図１６中の一点鎖線で示す。この重いホー
ルのエネルギーとトンネル確率の関係は、1480 nm 光波
長帯歪みMQW-LD において図１７のようになる。ここ
で、MQW IN - MQWOUT は MQW領域全体をトンネルする過
程（図１６中の MQWIN - MQWOUT 過程）であり、 QW 1
- QW4 は 1番目の量子井戸に入った重いホールが 4番目
の QW にトンネルする過程（図１６中の QW 1 - QW4 過
程）であり、また、QWj - QWj + 1 は隣接する QW をト
ンネルする過程（図１６中の QW j- QWj + 1 過程）で
ある。
【００２９】図１７の重いホールのトンネル確率のエネ
ルギースペクトラムに示すように、従来構造の MQWで
は、何れのトンネル過程においても重いホールのエネル
ギーでVhh を有する障壁層の価電子帯端近傍において
トンネル確率が極めて小さく、矢印で示したトンネル確
率スペクトラムピークと Vhh の差として定義した、重
いホールに対する障壁ポテンシャル増大が生じる。図１
７に示した従来構造 MQWにおける重いホールのトンネル
確率スペクトラム図中の矢印で示した Vhh に最寄りの
ピークの" 障壁ポテンシャル増大" 、" スペクトラムピ
ーク半値全幅" および "トンネル寿命" を表１に示す。
この表から、トンネル寿命はピコからサブピコ秒のオー
ダーであり極めて高速であるが、障壁ポテンシャル増大
はバンド内緩和広がり（約 6 meV）以上に大きくなるた
め、重いホールのトンネル効果による輸送は困難とな
る。
ルギースペクトラムに示すように、従来構造の MQWで
は、何れのトンネル過程においても重いホールのエネル
ギーでVhh を有する障壁層の価電子帯端近傍において
トンネル確率が極めて小さく、矢印で示したトンネル確
率スペクトラムピークと Vhh の差として定義した、重
いホールに対する障壁ポテンシャル増大が生じる。図１
７に示した従来構造 MQWにおける重いホールのトンネル
確率スペクトラム図中の矢印で示した Vhh に最寄りの
ピークの" 障壁ポテンシャル増大" 、" スペクトラムピ
ーク半値全幅" および "トンネル寿命" を表１に示す。
この表から、トンネル寿命はピコからサブピコ秒のオー
ダーであり極めて高速であるが、障壁ポテンシャル増大
はバンド内緩和広がり（約 6 meV）以上に大きくなるた
め、重いホールのトンネル効果による輸送は困難とな
る。
【００３０】
【表１】
【００３１】この理由は、従来構造の MQWにおいては、
特に価電子帯側で急峻なポテンシャル周期が存在するた
め、このポテンシャルによる重いホールの波動関数の反
射波が障壁層の価電子帯端のエネルギー近傍で強く重ね
合わさりトンネル輸送が抑圧されるためである。この結
果、重いホールはこの領域を拡散過程により輸送される
ことになり重いホールの輸送は緩慢なものとなる。一
方、トンネル輸送抑圧を避ける目的で、LD特性の低下が
生じない範囲で価電子帯側のポテンシャル周期を変調す
る MQW構造の検討も行ったが、重いホールのトンネル確
率スペクトラムに明確な変化は得られず、この MQW構造
によっても重いホールの輸送の促進は困難である。
特に価電子帯側で急峻なポテンシャル周期が存在するた
め、このポテンシャルによる重いホールの波動関数の反
射波が障壁層の価電子帯端のエネルギー近傍で強く重ね
合わさりトンネル輸送が抑圧されるためである。この結
果、重いホールはこの領域を拡散過程により輸送される
ことになり重いホールの輸送は緩慢なものとなる。一
方、トンネル輸送抑圧を避ける目的で、LD特性の低下が
生じない範囲で価電子帯側のポテンシャル周期を変調す
る MQW構造の検討も行ったが、重いホールのトンネル確
率スペクトラムに明確な変化は得られず、この MQW構造
によっても重いホールの輸送の促進は困難である。
【００３２】これに対して、図８に示す複数の内部障壁
層よりなる障壁層を有する、本発明を適用した MQW構造
においては、障壁層の価電子帯端近傍における層厚が薄
くなるために、障壁層の価電子帯端近傍のエネルギーを
有する重いホールのトンネル効果が顕著となり、重いホ
ールの輸送が MQW内で促進される。
層よりなる障壁層を有する、本発明を適用した MQW構造
においては、障壁層の価電子帯端近傍における層厚が薄
くなるために、障壁層の価電子帯端近傍のエネルギーを
有する重いホールのトンネル効果が顕著となり、重いホ
ールの輸送が MQW内で促進される。
【００３３】本発明による重いホールの障壁層価電子帯
端近傍におけるトンネル確率スペクトラムの例を図９に
示す。これは、3 層の内部障壁層（ dB1 , dB2 , dB3）
よりなる障壁層を有する MQWのものであり、内部障壁層
厚は全て 3 nm （ = dB1 = dB2 = dB3）、内部障壁層の
価電子側ヘテロ障壁差をδV 1 = δV 2 = 10 meV と
し、内部障壁層のうち最大のバンドギャップを有するも
のは、従来構造に用いられた障壁層バンドギャップと同
一としている。
端近傍におけるトンネル確率スペクトラムの例を図９に
示す。これは、3 層の内部障壁層（ dB1 , dB2 , dB3）
よりなる障壁層を有する MQWのものであり、内部障壁層
厚は全て 3 nm （ = dB1 = dB2 = dB3）、内部障壁層の
価電子側ヘテロ障壁差をδV 1 = δV 2 = 10 meV と
し、内部障壁層のうち最大のバンドギャップを有するも
のは、従来構造に用いられた障壁層バンドギャップと同
一としている。
【００３４】表２に、この例における、図９中の矢印で
示した Vhhに最寄りのピークの障壁ポテンシャル増大、
スペクトラムピーク半値全幅およびトンネル寿命を示
す。この例では、図９中の矢印で示した Vhhに最寄りの
ピークについて、MQW IN -MQWOUT 過程のトンネル輸送
は障壁ポテンシャル増大が約 16 meV と大きいため期待
できないが、QW1 - QW4 および QW j - QWj + 1 過程で
は表２に示すように障壁層価電子帯端近傍にサブピコ秒
のトンネル寿命を有するパスが存在することがわかり、
重いホールの輸送を促進する。
示した Vhhに最寄りのピークの障壁ポテンシャル増大、
スペクトラムピーク半値全幅およびトンネル寿命を示
す。この例では、図９中の矢印で示した Vhhに最寄りの
ピークについて、MQW IN -MQWOUT 過程のトンネル輸送
は障壁ポテンシャル増大が約 16 meV と大きいため期待
できないが、QW1 - QW4 および QW j - QWj + 1 過程で
は表２に示すように障壁層価電子帯端近傍にサブピコ秒
のトンネル寿命を有するパスが存在することがわかり、
重いホールの輸送を促進する。
【００３５】
【表２】
【００３６】また、本発明は障壁層設計の自由度が大き
いことも特徴であり、内部障壁層として d B1 = 4 nm,
dB2 = 3 nm, dB3 = 2 nm を設定した例を図１０に示
す。表３に、この例における、図１０中の矢印で示した
Vhhに最寄りのピークの障壁ポテンシャル増大、スペク
トラムピーク半値全幅およびトンネル寿命を示す。この
構造において、図１０中の矢印で示した Vhhに最寄りの
ピークについて、MQW IN - MQWOUT 、QW1 - QW4 および
QW j - QWj + 1 の何れの過程においても表３に示すよ
うに、障壁層価電子帯端近傍にピコからサブピコ秒のト
ンネル寿命を有するトンネルパスを作ることができ、こ
の例においても重いホールの輸送促進が実現される。
いことも特徴であり、内部障壁層として d B1 = 4 nm,
dB2 = 3 nm, dB3 = 2 nm を設定した例を図１０に示
す。表３に、この例における、図１０中の矢印で示した
Vhhに最寄りのピークの障壁ポテンシャル増大、スペク
トラムピーク半値全幅およびトンネル寿命を示す。この
構造において、図１０中の矢印で示した Vhhに最寄りの
ピークについて、MQW IN - MQWOUT 、QW1 - QW4 および
QW j - QWj + 1 の何れの過程においても表３に示すよ
うに、障壁層価電子帯端近傍にピコからサブピコ秒のト
ンネル寿命を有するトンネルパスを作ることができ、こ
の例においても重いホールの輸送促進が実現される。
【００３７】
【表３】
【００３８】このことは、複数の内部障壁層よりなる障
壁層を作製にあたり、作製精度が比較的緩和されること
を示しており MQW製造上望ましい特徴となる。図９に示
した本発明を適用した MQWの１例における、重いホール
輸送促進により得られる等価的な重いホールの拡散定数
（ DTN）および、この拡散定数 DTNの従来構造の拡散定
数 Dp に対する増倍率（ DTN / Dp ）を表４に示す。
壁層を作製にあたり、作製精度が比較的緩和されること
を示しており MQW製造上望ましい特徴となる。図９に示
した本発明を適用した MQWの１例における、重いホール
輸送促進により得られる等価的な重いホールの拡散定数
（ DTN）および、この拡散定数 DTNの従来構造の拡散定
数 Dp に対する増倍率（ DTN / Dp ）を表４に示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】この構造においては、先に述べたように障
壁ポテンシャル増大が大きいため、MQW IN - MQWOUT 過
程が期待できないため、これを除いた場合においても、
拡散定数増倍率（ MD = D TN / Dp ）は 4〜14倍程度
になる。この MD と重いホールの MQW内分布の関係は、
4 層の QW よりなる共振器長が1 mm を有する 1480 nm
光波長帯LDにおいて光出力（ POUT ）が 400 mW である
とき図１１のように MD が 5〜10程度で、この分布が、
ほぼフラットとなる。即ち、本発明を採用することによ
り重いホールの輸送が促進され MQW内キャリア密度分布
が均一になる。
壁ポテンシャル増大が大きいため、MQW IN - MQWOUT 過
程が期待できないため、これを除いた場合においても、
拡散定数増倍率（ MD = D TN / Dp ）は 4〜14倍程度
になる。この MD と重いホールの MQW内分布の関係は、
4 層の QW よりなる共振器長が1 mm を有する 1480 nm
光波長帯LDにおいて光出力（ POUT ）が 400 mW である
とき図１１のように MD が 5〜10程度で、この分布が、
ほぼフラットとなる。即ち、本発明を採用することによ
り重いホールの輸送が促進され MQW内キャリア密度分布
が均一になる。
【００４１】また、この LD の光出力 400 mW における
4層の個別 QW への注入電流と MDの関係は図１２のよ
うになり、従来構造（即ち、 MD ＝１の場合）では、最
も p側クラッド層に近い QW （量子井戸-1）と最も遠い
QW （量子井戸-4）の間の注入電流の差は約 40 mAであ
るが、本発明を採用することにより、この差を 8 mAか
ら 4 mA 程度と 1／5 から 1／10に抑圧することができ
る。
4層の個別 QW への注入電流と MDの関係は図１２のよ
うになり、従来構造（即ち、 MD ＝１の場合）では、最
も p側クラッド層に近い QW （量子井戸-1）と最も遠い
QW （量子井戸-4）の間の注入電流の差は約 40 mAであ
るが、本発明を採用することにより、この差を 8 mAか
ら 4 mA 程度と 1／5 から 1／10に抑圧することができ
る。
【００４２】本発明における最適障壁層構造条件は、V
hh の近傍に、MQW IN - MQWOUT 過程、QW1 - QW4 およ
び QW j - QWj + 1 過程のそれぞれのトンネル確率スペ
クトラムのピークが集合するものであることは明らかで
あり、また、これらのピーク値が 0.5を超えるものとす
る。本発明において、このような条件を満たすトンネル
確率スペクトラムのシミュレーション結果を図１３に例
示する。
hh の近傍に、MQW IN - MQWOUT 過程、QW1 - QW4 およ
び QW j - QWj + 1 過程のそれぞれのトンネル確率スペ
クトラムのピークが集合するものであることは明らかで
あり、また、これらのピーク値が 0.5を超えるものとす
る。本発明において、このような条件を満たすトンネル
確率スペクトラムのシミュレーション結果を図１３に例
示する。
【００４３】図１４には、図８に示す内部障壁層の価電
子帯側ヘテロ障壁差δV 1 とδV 2の組み合わせの関係
における上記の最適条件を満たすものおよびこれを満た
さないものを、それぞれ○印および×印で示し、かつ、
隣あう内部障壁層の中心の位置におけるヘテロ障壁高さ
を結んで得られる複数の障壁高さの傾きの平均値の絶対
値を 10 6 eV/mを単位として各印しの右肩に添付した。
図１４から最適条件は2 本の破線の間のであり、障壁層
の価電子帯端における平均傾きの絶対値として 2.5×10
6 eV/mから 3.3×106 eV/mの範囲となる。また、図１４
で示した最適条件は内部障壁層の価電子帯側ヘテロ障壁
高さが単調増加もしくは単調減少する場合であるが、一
方、このヘテロ障壁高さが障壁層中央付近で最も高い構
造も考えられる。トンネル効果は障壁層厚に最も依存す
るため、この場合においては、障壁層の価電子帯端にお
ける平均傾きの絶対値として 2.5×106 eV/mよりも大き
く 6.6×106 eV/m以下の範囲で内部障壁層を作製すれば
よい。
子帯側ヘテロ障壁差δV 1 とδV 2の組み合わせの関係
における上記の最適条件を満たすものおよびこれを満た
さないものを、それぞれ○印および×印で示し、かつ、
隣あう内部障壁層の中心の位置におけるヘテロ障壁高さ
を結んで得られる複数の障壁高さの傾きの平均値の絶対
値を 10 6 eV/mを単位として各印しの右肩に添付した。
図１４から最適条件は2 本の破線の間のであり、障壁層
の価電子帯端における平均傾きの絶対値として 2.5×10
6 eV/mから 3.3×106 eV/mの範囲となる。また、図１４
で示した最適条件は内部障壁層の価電子帯側ヘテロ障壁
高さが単調増加もしくは単調減少する場合であるが、一
方、このヘテロ障壁高さが障壁層中央付近で最も高い構
造も考えられる。トンネル効果は障壁層厚に最も依存す
るため、この場合においては、障壁層の価電子帯端にお
ける平均傾きの絶対値として 2.5×106 eV/mよりも大き
く 6.6×106 eV/m以下の範囲で内部障壁層を作製すれば
よい。
【００４４】これらの障壁層価電子帯端における平均傾
きは、内部障壁層の価電子帯側高さが階段状に配列して
いる場合であるが、多重量子井戸に用いられる障壁層厚
のレベルにおいて、この階段のステップ数を増し、か
つ、この間隔を狭めてシミュレーションを行っても結果
に有意な差はみとめられず。障壁層価電子帯端が連続的
に変化する場合においても障壁層の価電子帯端における
平均傾きの絶対値の最適条件は同一となる。
きは、内部障壁層の価電子帯側高さが階段状に配列して
いる場合であるが、多重量子井戸に用いられる障壁層厚
のレベルにおいて、この階段のステップ数を増し、か
つ、この間隔を狭めてシミュレーションを行っても結果
に有意な差はみとめられず。障壁層価電子帯端が連続的
に変化する場合においても障壁層の価電子帯端における
平均傾きの絶対値の最適条件は同一となる。
【００４５】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体レーザー素子
の製造手順を通して、本発明の第１の実施の形態を図１
および図７を用いて説明する。先ず、n 型導伝性 InP基
板 1上に有機金属気相成長法などにより n型導伝性 InP
バッファー層 2を成長する。
の製造手順を通して、本発明の第１の実施の形態を図１
および図７を用いて説明する。先ず、n 型導伝性 InP基
板 1上に有機金属気相成長法などにより n型導伝性 InP
バッファー層 2を成長する。
【００４６】次に、 n型導伝性 GaInAsP混晶よりなる分
離閉じ込め層および無ドープ GaInAsP混晶よりなるスペ
ーサ層を、それぞれ、層厚 2μm 、15 nm および 10 nm
程度成長し、数 nm から十数 nm の層厚を有する QW お
よび数 nm の層厚を有する複数の内部障壁層を、重いホ
ールに対するヘテロ障壁高さが高いものから低いものへ
順次積層することによりなる障壁層であり、この積層構
造からなる障壁層と QW 層を交互に成長して図１に示す
価電子帯構造を有する MQW構造を形成する。尚、内部障
壁層および QW としては、無歪み、圧縮歪みおよび伸張
歪みを印加する何れの混晶でもよい。
離閉じ込め層および無ドープ GaInAsP混晶よりなるスペ
ーサ層を、それぞれ、層厚 2μm 、15 nm および 10 nm
程度成長し、数 nm から十数 nm の層厚を有する QW お
よび数 nm の層厚を有する複数の内部障壁層を、重いホ
ールに対するヘテロ障壁高さが高いものから低いものへ
順次積層することによりなる障壁層であり、この積層構
造からなる障壁層と QW 層を交互に成長して図１に示す
価電子帯構造を有する MQW構造を形成する。尚、内部障
壁層および QW としては、無歪み、圧縮歪みおよび伸張
歪みを印加する何れの混晶でもよい。
【００４７】この上に、無ドープ GaInAsP混晶よりなる
スペーサ層、p 型導伝性の GaInAsP混晶よりなる分離閉
じ込め層を成長し、MQW 構造とスペーサ層および分離閉
じ込め層からなる活性層 3を形成する。これに引き続
き、p 型導伝性 InPクラッド層 4を成長して図７ ( a )
のような、活性層 3を有する多層構造半導体基板 5を作
製する。
スペーサ層、p 型導伝性の GaInAsP混晶よりなる分離閉
じ込め層を成長し、MQW 構造とスペーサ層および分離閉
じ込め層からなる活性層 3を形成する。これに引き続
き、p 型導伝性 InPクラッド層 4を成長して図７ ( a )
のような、活性層 3を有する多層構造半導体基板 5を作
製する。
【００４８】次に、この多層構造半導体基板 5上に幅と
して数μｍ程度の誘電体膜などからなるストライプ状耐
エッチングマスク 6を形成した後、臭素系エッチング液
などを用いて、多層構造半導体基板 5を活性層 3より深
い位置までエッチングを行い、先の耐エッチングマスク
6で保護された部分以外の多層構造半導体を除去し、図
７ ( b )のような、活性層 3を含んだメサ状ストライプ
が形成された基板 7を作製する。
して数μｍ程度の誘電体膜などからなるストライプ状耐
エッチングマスク 6を形成した後、臭素系エッチング液
などを用いて、多層構造半導体基板 5を活性層 3より深
い位置までエッチングを行い、先の耐エッチングマスク
6で保護された部分以外の多層構造半導体を除去し、図
７ ( b )のような、活性層 3を含んだメサ状ストライプ
が形成された基板 7を作製する。
【００４９】このメサ形成ストライプ基板 7上に有機金
属気相成長法もしくは液相成長法により p型導伝性 InP
第１埋め込み層 8および n型導伝性 InP第 2埋め込み層
9を順次、埋め込み成長した後、耐エッチングマスク 6
を除去し、この上に p型導伝性 GaInAsP混晶よりなるコ
ンタクト層 10 を成長して図７ ( c )に示すような、埋
め込み結晶成長基板 11 を完成する。
属気相成長法もしくは液相成長法により p型導伝性 InP
第１埋め込み層 8および n型導伝性 InP第 2埋め込み層
9を順次、埋め込み成長した後、耐エッチングマスク 6
を除去し、この上に p型導伝性 GaInAsP混晶よりなるコ
ンタクト層 10 を成長して図７ ( c )に示すような、埋
め込み結晶成長基板 11 を完成する。
【００５０】この埋め込み結晶成長基板 11 を 100μｍ
程度になるまで n型導伝性 InP基板1側を研摩した後、
この研摩された n型導伝性 InP基板面および p型導伝性
GaInAsPコンタクト層 10 側の結晶成長面に、それぞれ
Au-Geおよび Au-Znを真空蒸着法により被着し、熱処理
を行ってｎ側電極 12 およびｐ側電極 13 とし、図７(
d )に示すオーミック電極形成基板 14 を完成する。
程度になるまで n型導伝性 InP基板1側を研摩した後、
この研摩された n型導伝性 InP基板面および p型導伝性
GaInAsPコンタクト層 10 側の結晶成長面に、それぞれ
Au-Geおよび Au-Znを真空蒸着法により被着し、熱処理
を行ってｎ側電極 12 およびｐ側電極 13 とし、図７(
d )に示すオーミック電極形成基板 14 を完成する。
【００５１】引き続いて、このオーミック電極形成基板
14 をメサストライプ垂直方向に共振器長とするため数
100μｍから数ｍｍ間隔で劈開切断し、埋め込まれた複
数のメサストライプが並列に並んでいる半導体レーザー
バーとした後、このバーをメサストライプを中心に幅と
して数100 μｍ間隔で切断して半導体レーザーチップを
完成させる。
14 をメサストライプ垂直方向に共振器長とするため数
100μｍから数ｍｍ間隔で劈開切断し、埋め込まれた複
数のメサストライプが並列に並んでいる半導体レーザー
バーとした後、このバーをメサストライプを中心に幅と
して数100 μｍ間隔で切断して半導体レーザーチップを
完成させる。
【００５２】これまで、InP 結晶基板上に GaInAsP混晶
および InP結晶層を成長してなる GaInAsP/InP系 LD 素
子について説明を行ってきたが、本発明は、この結晶お
よび混晶系に限らず、例えば、InGaAlAs/InP、GaInAsP/
GaAs、AlGaAs/GaAs 、AlGaInP/GaAs系などの III-V族化
合物半導体ばかりではなく II-VI族化合物半導体よりな
る MQW構造に適用できることは明らかである。
および InP結晶層を成長してなる GaInAsP/InP系 LD 素
子について説明を行ってきたが、本発明は、この結晶お
よび混晶系に限らず、例えば、InGaAlAs/InP、GaInAsP/
GaAs、AlGaAs/GaAs 、AlGaInP/GaAs系などの III-V族化
合物半導体ばかりではなく II-VI族化合物半導体よりな
る MQW構造に適用できることは明らかである。
【００５３】また、ここで述べた半導体レーザーの製造
手順では第１の導伝性および第２の導伝性として、それ
ぞれｎ型導伝性およびｐ型導伝性を仮定して、ｎ型導伝
性基板上に混晶層を積層成長してなる多層構造半導体基
板を例にとって実施の形態を説明してきたが、第１の導
伝性および第２の導伝性として、それぞれｐ型導伝性お
よびｎ型導伝性としても本発明を適用できることも明ら
かである。
手順では第１の導伝性および第２の導伝性として、それ
ぞれｎ型導伝性およびｐ型導伝性を仮定して、ｎ型導伝
性基板上に混晶層を積層成長してなる多層構造半導体基
板を例にとって実施の形態を説明してきたが、第１の導
伝性および第２の導伝性として、それぞれｐ型導伝性お
よびｎ型導伝性としても本発明を適用できることも明ら
かである。
【００５４】一方、本発明を伝導体側に適用することに
より、例えば AlGaAs/GaAs系における Xバンドおよび L
バンドのように比較的電子の有効質量が重い伝導体バン
ドの電子輸送を促進できることも容易に類推できる。
より、例えば AlGaAs/GaAs系における Xバンドおよび L
バンドのように比較的電子の有効質量が重い伝導体バン
ドの電子輸送を促進できることも容易に類推できる。
【００５５】本発明は MQW構造に特徴のあるものである
から、第１の実施の形態における MQW構造以外の部分は
全て同一として、その他の実施の形態について述べる。
第 2の実施の形態について図２に示す。この実施の形態
では、数 nm から十数 nm の層厚を有する QW および数
nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の積層構造より
なる MQWにおいて、障壁層の重いホールに対するヘテロ
障壁高さが、高いものから低いものへ連続的に減少する
構造である。この実施の形態においても、内部障壁層お
よび量子井戸としては、無歪み、圧縮歪みおよび伸張歪
みを印加する何れの混晶でもよい。
から、第１の実施の形態における MQW構造以外の部分は
全て同一として、その他の実施の形態について述べる。
第 2の実施の形態について図２に示す。この実施の形態
では、数 nm から十数 nm の層厚を有する QW および数
nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の積層構造より
なる MQWにおいて、障壁層の重いホールに対するヘテロ
障壁高さが、高いものから低いものへ連続的に減少する
構造である。この実施の形態においても、内部障壁層お
よび量子井戸としては、無歪み、圧縮歪みおよび伸張歪
みを印加する何れの混晶でもよい。
【００５６】第 3の実施の形態について図３に示す。こ
の実施の形態では、重いホールに対する複数の内部障壁
層のヘテロ障壁高さが、低いものから高いものへ順次積
層することによりなる障壁層を有する MQW構造である。
の実施の形態では、重いホールに対する複数の内部障壁
層のヘテロ障壁高さが、低いものから高いものへ順次積
層することによりなる障壁層を有する MQW構造である。
【００５７】第 4の実施の形態について図４に示す。こ
の実施の形態では、数 nm から十数 nm の層厚を有する
QW および数 nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の
積層構造よりなる MQWにおいて、障壁層の重いホールに
対するヘテロ障壁高さが、低いものから高いものへ連続
的に増大する構造である。
の実施の形態では、数 nm から十数 nm の層厚を有する
QW および数 nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の
積層構造よりなる MQWにおいて、障壁層の重いホールに
対するヘテロ障壁高さが、低いものから高いものへ連続
的に増大する構造である。
【００５８】第 5の実施の形態について図５に示す。こ
の実施の形態では、重いホールに対する複数の内部障壁
層のヘテロ障壁高さが、低いものから高いものを経て低
いものへ順次積層することによりなる障壁層を有する M
QW構造である。
の実施の形態では、重いホールに対する複数の内部障壁
層のヘテロ障壁高さが、低いものから高いものを経て低
いものへ順次積層することによりなる障壁層を有する M
QW構造である。
【００５９】第 6の実施の形態について図６に示す。こ
の実施の形態では、数 nm から十数 nm の層厚を有する
QW および数 nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の
積層構造よりなる MQWにおいて、障壁層の重いホールに
対するヘテロ障壁高さが、低いものから高いものを経て
低いものへ連続的に変化する構造である。
の実施の形態では、数 nm から十数 nm の層厚を有する
QW および数 nm から十数 nm の層厚を有する障壁層の
積層構造よりなる MQWにおいて、障壁層の重いホールに
対するヘテロ障壁高さが、低いものから高いものを経て
低いものへ連続的に変化する構造である。
【００６０】尚、これら第 3〜 6の実施の形態において
も、内部障壁層および QW としては、無歪み、圧縮歪み
および伸張歪みを印加する何れの混晶でもよい。本発明
を適用した 4層の QW よりなる 1480 nm光波長帯歪み M
QW-LD を試作し、従来の歪み MQW-LD と比較実験を行っ
た結果、内部微分量子効率に関して従来の歪み MQW-LD
は 90 % 程度であったものが、本発明を適用した素子で
は、ほぼ100 %に向上すること、および光出力の向上が
確認されている。
も、内部障壁層および QW としては、無歪み、圧縮歪み
および伸張歪みを印加する何れの混晶でもよい。本発明
を適用した 4層の QW よりなる 1480 nm光波長帯歪み M
QW-LD を試作し、従来の歪み MQW-LD と比較実験を行っ
た結果、内部微分量子効率に関して従来の歪み MQW-LD
は 90 % 程度であったものが、本発明を適用した素子で
は、ほぼ100 %に向上すること、および光出力の向上が
確認されている。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、多重量子井戸半導体素
子において複数の障壁層のそれぞれを当該障壁層内にお
いて価電子帯端ポテンシャル形状が傾斜した障壁層とす
ることとしたから、MQW 構造により得られる良好な素子
特性を維持したまま、MQW 内障壁層の価電子帯端におけ
る重いホールの輸送が促進され、重いホールの拡散定数
を等価的に増大し、各 QW へのホールおよび電子注入の
不均一が抑制された多重量子井戸半導体素子が提供され
る。
子において複数の障壁層のそれぞれを当該障壁層内にお
いて価電子帯端ポテンシャル形状が傾斜した障壁層とす
ることとしたから、MQW 構造により得られる良好な素子
特性を維持したまま、MQW 内障壁層の価電子帯端におけ
る重いホールの輸送が促進され、重いホールの拡散定数
を等価的に増大し、各 QW へのホールおよび電子注入の
不均一が抑制された多重量子井戸半導体素子が提供され
る。
【００６２】半導体光素子について言えば、従来構造の
MQWを有する LD 、SLD 、LED および SOAなどの半導体
光素子に比較して、光出力の向上や直接変調周波数帯域
の拡大、光学増幅利得の向上した半導体光素子を提供で
きる。MQW-LD については、ここまで、4 層の QW を有
するものを例にとって説明を行ってきた。これより QW
層数の多い MQW-LD においては、同一の注入電流で比較
すると4 層の QW を有する MQW-LD に比べ微分利得が高
い状態で動作が可能となり線幅増大係数の減少によるレ
ーザー発振線幅の狭窄および高出力化など LDの高性能
化が予想されていたが、重いホール輸送の障害により予
想された性能を有するものは実現できなかった。しか
し、本発明を採用することにより、重いホール輸送の障
害が排除されるので、その実現が可能になる。また、本
発明は重いホールの輸送を促進するものであるから、例
えば、 LD における注入電流による直接変調の周波数帯
域の拡大が可能である。
MQWを有する LD 、SLD 、LED および SOAなどの半導体
光素子に比較して、光出力の向上や直接変調周波数帯域
の拡大、光学増幅利得の向上した半導体光素子を提供で
きる。MQW-LD については、ここまで、4 層の QW を有
するものを例にとって説明を行ってきた。これより QW
層数の多い MQW-LD においては、同一の注入電流で比較
すると4 層の QW を有する MQW-LD に比べ微分利得が高
い状態で動作が可能となり線幅増大係数の減少によるレ
ーザー発振線幅の狭窄および高出力化など LDの高性能
化が予想されていたが、重いホール輸送の障害により予
想された性能を有するものは実現できなかった。しか
し、本発明を採用することにより、重いホール輸送の障
害が排除されるので、その実現が可能になる。また、本
発明は重いホールの輸送を促進するものであるから、例
えば、 LD における注入電流による直接変調の周波数帯
域の拡大が可能である。
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を説明するための図
である。
である。
【図７】本発明を適用した半導体レーザー素子の製作工
程を表わす図であり、（ａ）は多層構造半導体基板を、
（ｂ）はメサ状ストライプが形成された基板を、（ｃ）
は埋め込み結晶成長基板を、（ｄ）はオーミック電極形
成基板をそれぞれ示す図である。
程を表わす図であり、（ａ）は多層構造半導体基板を、
（ｂ）はメサ状ストライプが形成された基板を、（ｃ）
は埋め込み結晶成長基板を、（ｄ）はオーミック電極形
成基板をそれぞれ示す図である。
【図８】本発明を適用した MQWの１例を説明するための
図である。
図である。
【図９】本発明を適用した MQWの１例における、3 次元
自由度を有する重いホールのエネルギーとトンネル確率
の関係を表わす図であり、（ａ）は重いホールが隣接す
るQWをトンネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに入った
重いホールが４番目のQWにトンネルする過程、（ｃ）は
重いホールが MQW領域全体をトンネルする過程での重い
ホールのエネルギーとトンネル確率の関係をそれぞれ表
す図である。
自由度を有する重いホールのエネルギーとトンネル確率
の関係を表わす図であり、（ａ）は重いホールが隣接す
るQWをトンネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに入った
重いホールが４番目のQWにトンネルする過程、（ｃ）は
重いホールが MQW領域全体をトンネルする過程での重い
ホールのエネルギーとトンネル確率の関係をそれぞれ表
す図である。
【図１０】本発明を適用した MQWの他の 1例における、
3 次元自由度を有する重いホールのエネルギーとトンネ
ル確率の関係を表わす図であり、（ａ）は重いホールが
隣接するQWをトンネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに
入った重いホールが４番目のQWにトンネルする過程、
（ｃ）は重いホールが MQW領域全体をトンネルする過程
での重いホールのエネルギーとトンネル確率の関係をそ
れぞれ表わす図である。
3 次元自由度を有する重いホールのエネルギーとトンネ
ル確率の関係を表わす図であり、（ａ）は重いホールが
隣接するQWをトンネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに
入った重いホールが４番目のQWにトンネルする過程、
（ｃ）は重いホールが MQW領域全体をトンネルする過程
での重いホールのエネルギーとトンネル確率の関係をそ
れぞれ表わす図である。
【図１１】本発明を適用した MQWにおける、3 次元自由
度を有する重いホールの等価的拡散定数の増倍率と MQW
内の同ホールの密度分布との関係を表わす図である。
度を有する重いホールの等価的拡散定数の増倍率と MQW
内の同ホールの密度分布との関係を表わす図である。
【図１２】本発明を適用した MQWにおける、3 次元自由
度を有する重いホールの等価的拡散定数の増倍率と MQW
内の各QWへの注入電流との関係を表わす図である。
度を有する重いホールの等価的拡散定数の増倍率と MQW
内の各QWへの注入電流との関係を表わす図である。
【図１３】本発明を適用した MQWの最適障壁層構造条件
におけるトンネル確率スペクトラムの例を示す図であ
る。
におけるトンネル確率スペクトラムの例を示す図であ
る。
【図１４】本発明を適用した MQWの内部障壁層の価電子
帯側ヘテロ障壁差の組み合わせにおける最適障壁層構造
の関係を示す図である。
帯側ヘテロ障壁差の組み合わせにおける最適障壁層構造
の関係を示す図である。
【図１５】従来構造の MQW内における、3 次元自由度を
有する重いホール密度分布の偏りを示す図である。
有する重いホール密度分布の偏りを示す図である。
【図１６】従来構造の MQWにおいて、評価を行った 3次
元自由度を有する重いホールのトンネル過程を示す図で
ある。
元自由度を有する重いホールのトンネル過程を示す図で
ある。
【図１７】従来構造の MQWにおける、3 次元自由度を有
する重いホールのエネルギーとトンネル確率の関係を表
わす図であり、（ａ）は重いホールが隣接するQWをトン
ネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに入った重いホール
が４番目のQWにトンネルする過程、（ｃ）は重いホール
が MQW領域全体をトンネルする過程での重いホールのエ
ネルギーとトンネル確率の関係をそれぞれ表わす図であ
る。
する重いホールのエネルギーとトンネル確率の関係を表
わす図であり、（ａ）は重いホールが隣接するQWをトン
ネルする過程、（ｂ）は１番目のQWに入った重いホール
が４番目のQWにトンネルする過程、（ｃ）は重いホール
が MQW領域全体をトンネルする過程での重いホールのエ
ネルギーとトンネル確率の関係をそれぞれ表わす図であ
る。
１ ｎ型導伝性InP 基板（第１の導伝性を有する半導体
基板） ２ ｎ型導伝性InP バッファー層（第１の導伝性を有す
る半導体クラッド層） ３ 活性層 ４ ｐ型導伝性InP クラッド層（第２の導伝性を有する
半導体クラッド層） ５ 多層構造半導体基板 ６ ストライプ状耐エッチングマスク ７ メサ形状ストライプ基板 ８ ｐ型導伝性InP 第１埋め込み層 ９ ｎ型導伝性InP 第２埋め込み層 １０ コンタクト層（第２の導伝性を有する半導体より
なるコンタクト層） １１ 埋め込み結晶成長基板 １２ Au-Ge を蒸着してなるｎ側電極 １３ Au-Zn を蒸着してなるｐ側電極 １４ オーミック電極形成基板
基板） ２ ｎ型導伝性InP バッファー層（第１の導伝性を有す
る半導体クラッド層） ３ 活性層 ４ ｐ型導伝性InP クラッド層（第２の導伝性を有する
半導体クラッド層） ５ 多層構造半導体基板 ６ ストライプ状耐エッチングマスク ７ メサ形状ストライプ基板 ８ ｐ型導伝性InP 第１埋め込み層 ９ ｎ型導伝性InP 第２埋め込み層 １０ コンタクト層（第２の導伝性を有する半導体より
なるコンタクト層） １１ 埋め込み結晶成長基板 １２ Au-Ge を蒸着してなるｎ側電極 １３ Au-Zn を蒸着してなるｐ側電極 １４ オーミック電極形成基板
Claims (11)
- 【請求項１】第1 の導伝性を有する半導体基板（１）上
に第1 の導伝性を有する半導体クラッド層（２）、半導
体よりなる活性層（３）、第2 の導伝性を有する半導体
クラッド層（４）および第2 の導伝性を有する半導体よ
りなるコンタクト層（１０）が順次積層され、かつ、前
記基板および前記コンタクト層表面に、それぞれ電極
（１２，１３）が形成されて成るダブルヘテロ構造にお
ける、前記活性層が、前記第1 の導伝性を有するクラッ
ド層に接して形成された、前記第1 の導伝性を有するク
ラッド層よりバンドギャップの小さい半導体よりなる分
離閉じ込め層と、前記第2 の導伝性を有するクラッド層
に接して形成された、前記第2 の導伝性を有するクラッ
ド層よりバンドギャップの小さい半導体よりなる分離閉
じ込め層との間に、量子井戸層と障壁層が交互に積層さ
れ、かつ、該量子井戸層が2 層以上である層構成から成
る多重量子井戸半導体素子において、 前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内において価電子帯端
ポテンシャル形状が傾斜した障壁層であることを特徴と
する多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項２】前記障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層か
らなり、かつ、各障壁層内において当該障壁層と前記量
子井戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが前記第
1 の導伝性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有す
るクラッド層の方向に沿って、大きいヘテロ障壁高さか
ら小さいヘテロ障壁高さへと階段状に変化することを特
徴とする請求項１記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項３】前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内におい
て当該障壁層と量子井戸層の間のホールに対するヘテロ
障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッド層から第2 の
導伝性を有するクラッド層の方向に沿って、大きいヘテ
ロ障壁高さから小さいヘテロ障壁高さへと連続的に変化
することを特徴とする請求項１記載の多重量子井戸半導
体素子。 - 【請求項４】前記障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層か
らなり、かつ、各障壁層内において当該障壁層と量子井
戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝
性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するクラッ
ド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大きい
ヘテロ障壁高さへと階段状に変化することを特徴とする
請求項１記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項５】前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内におい
て当該障壁層と量子井戸層の間のホールに対するヘテロ
障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッド層から第2 の
導伝性を有するクラッド層の方向に沿って、小さいヘテ
ロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへと連続的に変化
することを特徴とする請求項１記載の多重量子井戸半導
体素子。 - 【請求項６】前記障壁層はそれぞれ複数の内部障壁層か
らなり、かつ、各障壁層内において当該障壁層と量子井
戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さが、第1 導伝
性を有するクラッド層から第2 の導伝性を有するクラッ
ド層の方向に沿って、小さいヘテロ障壁高さから大きい
ヘテロ障壁高さへを経て小さいヘテロ障壁へと階段状に
変化することを特徴とする請求項１記載の多重量子井戸
半導体素子。 - 【請求項７】前記障壁層はそれぞれ当該障壁層内におい
て当該障壁層と量子井戸層の間のホールに対するヘテロ
障壁高さが、第1 導伝性を有するクラッド層から第2 の
導伝性を有するクラッド層の方向に沿って、小さいヘテ
ロ障壁高さから大きいヘテロ障壁高さへを経て小さいヘ
テロ障壁へと連続的に変化することを特徴とする請求項
１記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項８】階段状に変化する障壁層と量子井戸層の間
のホールに対するヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値
が 2.5×106 eV / mから 3.3×106 eV / mの範囲である
ことを特徴とする請求項２および請求項４のいずれかに
記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項９】連続的に変化する障壁層と量子井戸層の間
のホールに対するヘテロ障壁高さの傾きの平均の絶対値
が 2.5×106 eV / mから 3.3×106 eV / mの範囲である
ことを特徴とする請求項３および請求項５のいずれかに
記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項１０】二つの階段状に変化する障壁層と量子井
戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さの傾きの平均
のうち、どちらか一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも
大きく6.6×106 eV/m以下の範囲であることを特徴とす
る請求項６記載の多重量子井戸半導体素子。 - 【請求項１１】二つの連続的に変化する障壁層と量子井
戸層の間のホールに対するヘテロ障壁高さの傾きの平均
のうち、どちらか一方の絶対値が 2.5×106 eV/mよりも
大きく6.6×106 eV/m以下の範囲であることを特徴とす
る請求項７記載の多重量子井戸半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001232926A JP4061040B2 (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 多重量子井戸半導体素子 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003046200A true JP2003046200A (ja) | 2003-02-14 |
| JP4061040B2 JP4061040B2 (ja) | 2008-03-12 |
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ID=19064768
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|---|---|---|---|
| JP2001232926A Expired - Fee Related JP4061040B2 (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 多重量子井戸半導体素子 |
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|---|---|
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Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101125026B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2012-03-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 그 발광 소자의 제조 방법 |
| JP2012119456A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Opnext Japan Inc | 半導体発光素子 |
| JP2012234891A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光ダイオード素子 |
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| JP2014033185A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子及び発光素子パッケージ |
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