JP2006303147A5

JP2006303147A5 -

Info

Publication number: JP2006303147A5
Application number: JP2005122016A
Authority: JP
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2025-04-20

Claims

半導体基板と前記半導体基板上に形成された半導体多層構造とを備えた半導体素子であって、
該光半導体素子を構成する多層構造内に、第１の半導体層、第２の半導体層、及びその両層の中間に位置する第３の半導体層から成る半導体層を１組、又は２組以上有し、
そのうちの少なくとも１組の前記半導体層において、前記第３の半導体層は交互に積層された第１種と第２種の半導体層を含むタイプII型の超格子層であり、前記第１種の半導体層は段階的に膜厚が減少し、前記第２種の半導体層は同じ膜厚を有し、
電子に対するエネルギー障壁として見た時に、第１の半導体層の伝導帯のエネルギー位置(E_C1)は、第２の半導体層の伝導帯のエネルギー位置(E_C2)より高く、且つ第３の半導体層の伝導帯における量子準位が形成されるエネルギー位置(QE_C3)は、電圧が印加されていないE_C1とE_C2の間にあって、E _C1とE_C2のエネルギー差の７割以上１０割未満の値をとり、正孔に対するエネルギー障壁として見た時に、第１の半導体層の価電子帯のエネルギー位置(E_V1)は、第２の半導体層の価電子帯のエネルギー位置(E_V2)より低く、且つ第３の半導体層の価電子帯における量子準位が形成されるエネルギー位置(QE_V3)は、電圧が印加されていないE_V1とE_V2の間にあって、E _V1とQE_V3のエネルギー差が、第１の半導体層から、第２の半導体層の方向に向かって段階的に大きく成るように構成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１に記載の半導体レーザ素子であって、光を発生する活性層と、発生した光を閉じ込めるクラッド層と、発生した光からレーザ光を得るための共振器構造を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１に記載の半導体レーザ素子であって、光を吸収する吸収層と、光を閉じ込めるクラッド層を有し、吸収した光を電流として取り出すことを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１に記載の半導体レーザ素子における第３の半導体層は、第１の半導体層と第２の半導体層を交互に積層することにより構成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、III族元素としてAl、Ga、In、B、Tlのうち少なくとも１種類の原子を有し、V族原子として、N、P、As、Sb、Biのうち少なくとも１種類の原子を有するIII-V族化合物半導体から選ばれることを特徴する半導体レーザ素子。
請求項１に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、AlAs、GaAs、InAs、AlP、GaP、Imp、AlGaAs、GaInAs、AlGaInAs、GaAsP、GaInP、GaInAsP、GaInNAs、GaNAs、InNAs、GaNPAsから選ばれることを特徴とする半導体レーザ素子。
半導体基板と前記半導体基板上に形成された半導体多層構造とを備えた半導体素子であって、
該光半導体素子を構成する多層構造内に、第１の半導体層、第２の半導体層、及びその両層の中間に位置する第３の半導体層から成る半導体層を１組、又は２組以上有し、
そのうちの少なくとも１組の前記半導体層において、前記第３の半導体層は、交互に積層された第１種と第２種の半導体層を含むタイプII型の超格子層であり、２つの層に電圧が印加されないで、前記第１種の半導体層は段階的に膜厚が減少し、前記第２種の半導体層は同じ膜厚を有し、
正孔に対するエネルギー障壁として見た時に、第１の半導体層の価電子帯のエネルギー位置(E _V1 )は、第２の半導体層の価電子帯のエネルギー位置(E _V2 )より高く、且つ第３の半導体層の価電子帯における量子準位が形成されるエネルギー位置(QE _V3 )は、電圧が印加されていないE _V1 とE _V2 の間にあって、E _V1 とE _V2 のエネルギー差の７割以上１０割未満の値をとり、電子に対するエネルギー障壁として見た時に、第１の半導体層の伝導帯のエネルギー位置(E _C1 )は、第２の半導体層の伝導帯のエネルギー位置(E _C2 )より低く、且つ第３の半導体層の伝導帯における量子準位が形成されるエネルギー位置(QE _C3 )は、電圧が印加されていないE _C1 とE _C2 の間にあって、E _C1 とQE _C3 のエネルギー差が、第１の半導体層から、第２の半導体層の方向に向かって段階的に大きく成るように構成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項７に記載の半導体レーザ素子であって、光を発生する活性層と、発生した光を閉じ込めるクラッド層と、発生した光からレーザ光を得るための共振器構造を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項７に記載の半導体レーザ素子であって、光を吸収する吸収層と、光を閉じ込めるクラッド層を有し、吸収した光を電流として取り出すことを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項７に記載の半導体レーザ素子における第３の半導体層は、第１の半導体層と第２の半導体層を交互に積層することにより構成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項７に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、III族元素としてAl、Ga、In、B、Tlのうち少なくとも１種類の原子を有し、V族原子として、N、P、As、Sb、Biのうち少なくとも１種類の原子を有するIII-V族化合物半導体から選ばれることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項７に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、AlAs、GaAs、InAs、AlP、GaP、Imp、AlGaAs、GaInAs、AlGaInAs、GaAsP、GaInP、GaInAsP、GaInNAs、GaNAs、InNAs、GaNPAsから選ばれることを特徴とする半導体レーザ素子。
半導体基板と前記半導体基板上に形成された半導体多層構造とを備えた半導体素子であって、
該光半導体素子を構成する多層構造内に、タイプII型のヘテロ接合となる第１と第２の半導体層、及びその中間に位置する第３の半導体層から成る半導体層を１組、又は２組以上有し、
そのうちの少なくとも１組の前記半導体層において、第３の半導体層は二種類の半導体層が交互に積層されてなるタイプII型超格子層であり、該超格子層を構成する一方の半導体層の膜厚は0.2 nm以上100 nm以下の範囲で第１の半導体から、第２の半導体側に向かって段階的に増大し、もう一方の半導体層の膜厚は均一に0.2 nm以上3 nm以下の範囲内の定値に設定されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１３に記載の半導体レーザ素子であって、光を発生する活性層と、発生した光を閉じ込めるクラッド層と、発生した光からレーザ光を得るための共振器構造を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１３に記載の半導体レーザ素子であって、光を吸収する吸収層と、光を閉じ込めるクラッド層を有し、吸収した光を電流として取り出すことを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１３に記載の半導体レーザ素子における第３の半導体層は、第１の半導体層と第２の半導体層を交互に積層することにより構成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１３に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、III族元素としてAl、 Ga、In、B、Tlのうち少なくとも１種類の原子を有し、V族原子として、N、P、As、Sb、Biのうち少なくとも１種類の原子を有するIII-V族化合物半導体から選ばれることを特徴とする半導体レーザ素子。
請求項１３に記載の第１、第２、及び第３の半導体層は、AlAs、GaAs、InAs、AlP、GaP、Imp、AlGaAs、GaInAs、AlGaInAs、GaAsP、GaInP、GaInAsP、GaInNAs、GaNAs、InNAs、GaNPAsから選ばれることを特徴とする半導体レーザ素子。