JP2012190881A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この半導体発光素子は、シリコンから構成されて量子効果が示される範囲の層厚とされた発光層101と、発光層101にキャリアを注入するキャリア注入部102と、発光層101に印加する電界を制御する電界制御部103とを備える。こ半導体発光素子では、キャリア注入部102によりキャリアを注入することで発光する発光層101に、電界制御部103により任意の電界を印加し、量子閉じ込めシュタルク効果(QCSE)を生じさせることで、発光と同時に発光波長の変調を行う。
【選択図】 図1
Description
はじめに、実施例1について説明する。図2は、実施例1における半導体発光素子の構成を示す断面図である。また、図3は、実施例1における半導体発光素子の平面図である。
次に、実施例2について説明する。本実施例2では、実施例1の発光層203に、キャリア(電子または正孔)に対して束縛準位を形成する不純物を導入し、さらなる発光効率の向上を実現したものである。束縛準位を形成する不純物としては、例えば電子に対して束縛をなすものとしてP、As、Sb、Biなどがある。また、正孔に対して束縛をなすものとしては、B、Al、Ga、Inなどがある。シリコンにドープしたときに深い準位を形成する元素を不純物とするのが重要である。例えば、電子を束縛するためにPを不純物として発光層203に導入すればよい。
次に、実施例3について説明する。図7は、実施例3における半導体発光素子の構成を示す平面図である。この半導体発光素子は、第1絶縁層202と、シリコンから構成されて量子効果が示される範囲の層厚とされて第1絶縁層202の上に形成された発光層203と、キャリアがトンネリングする範囲の層厚とされて発光層203の上に形成された第2絶縁層204と、第2絶縁層204の上に形成された電極205と、発光層203に接触して第1絶縁層202の上に形成されたp型領域206およびn型領域207とを備える。図7では、シリコン基板を省略している。
次に、実施例4について説明する。図8は、実施例4における半導体発光素子の構成を示す断面図である。この半導体発光素子は、シリコン基板801と、シリコン基板801の上に形成された第1絶縁層802と、シリコンから構成されて量子効果が示される範囲の層厚とされて第1絶縁層802の上に形成された発光層803と、発光層803の上に形成された第2絶縁層804と、第2絶縁層804の上に形成された電極805と、発光層803に接触して第1絶縁層802の上に形成されたp型領域806およびn型領域807とを少なくとも備える。
Claims (5)
- シリコンから構成されて量子効果が示される範囲の層厚とされた発光層と、
前記発光層にキャリアを注入するキャリア注入手段と、
前記発光層に印加する電界を制御する電界制御手段と
を少なくとも備えることを特徴とする半導体発光素子。 - 請求項1記載の半導体発光素子において、
シリコン基板と、
前記シリコン基板の上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に形成された前記発光層と、
キャリアがトンネリングする範囲の層厚とされて前記発光層の上に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の上に形成された電極と、
前記発光層に接触して前記第1絶縁層の上に形成されたp型領域およびn型領域と
を少なくとも備え、
前記シリコン基板および前記第1絶縁層から前記電界制御手段が構成され、
前記p型領域と前記n型領域とより選択された領域,および前記電極,前記第2絶縁層から前記キャリア注入手段が構成されていることを特徴とする半導体発光素子。 - 請求項1記載の半導体発光素子において、
シリコン基板と、
前記シリコン基板の上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に形成された前記発光層と、
前記発光層の上に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の上に形成された電極と、
前記発光層に接触して前記第1絶縁層の上に形成されたp型領域およびn型領域と
を少なくとも備え、
前記シリコン基板,前記第1絶縁層,前記第2絶縁層,および前記電極から前記電界制御手段が構成され、
前記p型領域および前記n型領域から前記キャリア注入手段が構成されていることを特徴とする半導体発光素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体発光素子において、
前記発光層は、層厚が3〜10nmの範囲とされていることを特徴とする半導体発光素子。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体発光素子において、
前記発光層は、キャリアに対して束縛準位を形成する不純物が導入されていることを特徴とする半導体発光素子。
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