JP2941285B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2941285B2 JP2941285B2 JP63116918A JP11691888A JP2941285B2 JP 2941285 B2 JP2941285 B2 JP 2941285B2 JP 63116918 A JP63116918 A JP 63116918A JP 11691888 A JP11691888 A JP 11691888A JP 2941285 B2 JP2941285 B2 JP 2941285B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高速変調可能な半導体レーザ装置に関する
ものである。
ものである。
第３図は例えば「化合物半導体デバイスII」今井等
著.P.208に示された従来の多重量子井戸型レーザ装置の
レーザ発振時におけるエネルギーバンドダイヤグラム
（電子状態図）を示したものである。図において、
（２）はn-AlxGa1-xAs層、（４）はGaAsウエル層、（1
1）は電子のｎ＝１量子準位、（13）はホールのｎ＝１
量子準位、（14）はP-AlxGa1-xAs層、（15）はノンドー
プAlyGa1-yAs層（ｙ＜ｘ）である。
著.P.208に示された従来の多重量子井戸型レーザ装置の
レーザ発振時におけるエネルギーバンドダイヤグラム
（電子状態図）を示したものである。図において、
（２）はn-AlxGa1-xAs層、（４）はGaAsウエル層、（1
1）は電子のｎ＝１量子準位、（13）はホールのｎ＝１
量子準位、（14）はP-AlxGa1-xAs層、（15）はノンドー
プAlyGa1-yAs層（ｙ＜ｘ）である。
n-AlxGa1-xAs層（２）とP-AlxGa1-xAs層（14）はクラ
ツド層、GaAsウエル層（４）とノンドープAlyGa1-yAs層
（15）からなる多重量子井戸構造は活性層となる。
ツド層、GaAsウエル層（４）とノンドープAlyGa1-yAs層
（15）からなる多重量子井戸構造は活性層となる。
多重量子井戸型レーザ装置は、以上のようにダイオー
ド構造をもつているので、n-AlxGa1-xAs層（２）とP-Al
xGa1-xAs層（14）の間に順方向バイアス印加することに
よつて、ｎ−AlxGa1-xAs層（２）とＰ−AlxGa1-xAs層
（14）から電子とホールを多重量子井戸（ウエル層）内
にそれぞれ注入する。注入された電子はGaAsウエル層
（４）の伝導帯（C.B.）にあるｎ＝１量子準位（11）を
占有する。又、ホールはGaAsウエル層（４）の価電子帯
（V.B.）にあるｎ＝１量子準位（13）を占有する。これ
らの電子とホールの間で再結合が起こることによつて、
電子のｎ＝１量子準位（11）とホールのｎ＝１量子準位
（13）間のエネルギー差に等しいエネルギーｈνをもつ
光子が発生する。このようにして発生した光子はレーザ
結晶端面に設置された反射鏡により多重反射をくり返し
て増幅され、レーザ発振するに至る。
ド構造をもつているので、n-AlxGa1-xAs層（２）とP-Al
xGa1-xAs層（14）の間に順方向バイアス印加することに
よつて、ｎ−AlxGa1-xAs層（２）とＰ−AlxGa1-xAs層
（14）から電子とホールを多重量子井戸（ウエル層）内
にそれぞれ注入する。注入された電子はGaAsウエル層
（４）の伝導帯（C.B.）にあるｎ＝１量子準位（11）を
占有する。又、ホールはGaAsウエル層（４）の価電子帯
（V.B.）にあるｎ＝１量子準位（13）を占有する。これ
らの電子とホールの間で再結合が起こることによつて、
電子のｎ＝１量子準位（11）とホールのｎ＝１量子準位
（13）間のエネルギー差に等しいエネルギーｈνをもつ
光子が発生する。このようにして発生した光子はレーザ
結晶端面に設置された反射鏡により多重反射をくり返し
て増幅され、レーザ発振するに至る。
多重量子井戸型レーザ装置の光出力の変調は、通常、
他のダブルヘテロレーザと同様注入電流を変化させるこ
とによつて行なわれる。半導体レーザの高速応答特性を
知るには、次式で与えられる共振状周波数frが目安とな
る。
他のダブルヘテロレーザと同様注入電流を変化させるこ
とによつて行なわれる。半導体レーザの高速応答特性を
知るには、次式で与えられる共振状周波数frが目安とな
る。
（１）式において、Ａは線形微分利得、τｐは光子の
寿命、τｅは電子の寿命、Jthはしきい値電流密度、Ｊ
は注入電流密度である。多重量子井戸型レーザ装置では
ダブルヘテロレーザと比べて、線形微分利得Ａが大きく
なることから、frは若干大きくなる。従来の半導体レー
ザでは、共振状周波数frを大きくするために、（１）式
から解るように、注入電流Ｊを大きくするか、レーザの
共振器長さを短かくすることによつてτｐを小さくする
か、或いは上述したようにＡを大きくするために活性層
を多重量子井戸構造にする方法が取られている。
寿命、τｅは電子の寿命、Jthはしきい値電流密度、Ｊ
は注入電流密度である。多重量子井戸型レーザ装置では
ダブルヘテロレーザと比べて、線形微分利得Ａが大きく
なることから、frは若干大きくなる。従来の半導体レー
ザでは、共振状周波数frを大きくするために、（１）式
から解るように、注入電流Ｊを大きくするか、レーザの
共振器長さを短かくすることによつてτｐを小さくする
か、或いは上述したようにＡを大きくするために活性層
を多重量子井戸構造にする方法が取られている。
従来の半導体レーザ装置は以上のように構成されてい
るので高い変調速度を得るためには、高電流注入条件で
使用しなければならず、大きな変調度が得られず、ま
た、ジユール熱によりレーザ装置内部の温度が上昇する
などの問題があつた。
るので高い変調速度を得るためには、高電流注入条件で
使用しなければならず、大きな変調度が得られず、ま
た、ジユール熱によりレーザ装置内部の温度が上昇する
などの問題があつた。
また、上記（１）式においてτｅは電子とホールの再
結合時間に相当し、通常は物質に固有な定数で、ナノ秒
のオーダーである。従つて、従来の半導体レーザ構造で
は、τｅの値を小さくすることによつて、frを大きくす
ることは不可能であつた。
結合時間に相当し、通常は物質に固有な定数で、ナノ秒
のオーダーである。従つて、従来の半導体レーザ構造で
は、τｅの値を小さくすることによつて、frを大きくす
ることは不可能であつた。
この発明は上記のように問題点を解消するためになさ
れたもので、低電流注入条件で高い変調速度が得られる
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
れたもので、低電流注入条件で高い変調速度が得られる
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、Ｐ型量子井戸構
造をなすベース層を活性層とし、この活性層の量子井戸
よりもバンドギヤツプが大きく、かつ、この量子井戸に
形成される電子に関するｎ＝２以上の量子準位へトンネ
リングにより電子が供給できるエネルギー位置に伝導帯
底があるエミツタ層と、上記量子井戸よりもバンドギヤ
ツプが大きく、かつ、電子に関するｎ＝１量子準位より
も大きいエネルギー位置に伝導帯底があるコレクタ層と
をクラツド層として、光導波路を形成し、上記ベース層
と上記コレクタ層間にバイアス電圧を印加することによ
り、上記コレクタ層の伝導帯底が上記ｎ＝１量子準位に
等しいか小さいエネルギー位置にシフトするようにし
て、上記ベース層から上記コレクタ層へトンネリングに
より上記電子を放出できるようにしたものである。
造をなすベース層を活性層とし、この活性層の量子井戸
よりもバンドギヤツプが大きく、かつ、この量子井戸に
形成される電子に関するｎ＝２以上の量子準位へトンネ
リングにより電子が供給できるエネルギー位置に伝導帯
底があるエミツタ層と、上記量子井戸よりもバンドギヤ
ツプが大きく、かつ、電子に関するｎ＝１量子準位より
も大きいエネルギー位置に伝導帯底があるコレクタ層と
をクラツド層として、光導波路を形成し、上記ベース層
と上記コレクタ層間にバイアス電圧を印加することによ
り、上記コレクタ層の伝導帯底が上記ｎ＝１量子準位に
等しいか小さいエネルギー位置にシフトするようにし
て、上記ベース層から上記コレクタ層へトンネリングに
より上記電子を放出できるようにしたものである。
この発明における活性層となるベース層は、多重量子
井戸構造をもち、量子井戸内の高次の量子準位を介し
て、エミツタ層より電子がトンネル効果によりｎ＝１の
量子準位に注入され、そして、このｎ＝１の量子準位を
占有した電子の一部をベース・コレクタ間のトンネル効
果により放出でき、その放出量をベース・コレクタ間に
印加した逆方向バイアスにより制御することができるの
で、実効的にτｅを減少させる。
井戸構造をもち、量子井戸内の高次の量子準位を介し
て、エミツタ層より電子がトンネル効果によりｎ＝１の
量子準位に注入され、そして、このｎ＝１の量子準位を
占有した電子の一部をベース・コレクタ間のトンネル効
果により放出でき、その放出量をベース・コレクタ間に
印加した逆方向バイアスにより制御することができるの
で、実効的にτｅを減少させる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（１）はn+−GaAs基板、（２）はn-AlxG
a1-xAsエミツタ層、（３）はP-AlAsバリァ層、（４）は
ノンドープGaAsウエル層、（５）はこれらバリァ層
（３）とウエル層（４）により形成された多重量子井戸
構造のＰ型ベース層、（６）はn-AlyGa1-yAsコレクタ
層、（７）はn+−GaAs層、（８）はコレクタ電極、
（９）はベース電極であり、Ｐ型ベース層（５）とオー
ミツクコンタクトをとるために電極形成部分にはＰ型ド
ーパントを拡散してP+領域（図示を省略）が形成されて
いる。（10）はn+GaAs層（７）にオーミツクコンタクト
をとつたエミツタ電極である。
１図において、（１）はn+−GaAs基板、（２）はn-AlxG
a1-xAsエミツタ層、（３）はP-AlAsバリァ層、（４）は
ノンドープGaAsウエル層、（５）はこれらバリァ層
（３）とウエル層（４）により形成された多重量子井戸
構造のＰ型ベース層、（６）はn-AlyGa1-yAsコレクタ
層、（７）はn+−GaAs層、（８）はコレクタ電極、
（９）はベース電極であり、Ｐ型ベース層（５）とオー
ミツクコンタクトをとるために電極形成部分にはＰ型ド
ーパントを拡散してP+領域（図示を省略）が形成されて
いる。（10）はn+GaAs層（７）にオーミツクコンタクト
をとつたエミツタ電極である。
また、第２図はこの発明の一実施例による半導体レー
ザ装置の動作時における電子状態図であり、図におい
て、（11）はウエル層（４）の伝導帯内に形成される電
子のｎ＝１量子準位、（12）は同じくｎ＝２量子準位、
（13）はウエル層（４）の価電子帯内に形成されるホー
ルのｎ＝１量子準位である。
ザ装置の動作時における電子状態図であり、図におい
て、（11）はウエル層（４）の伝導帯内に形成される電
子のｎ＝１量子準位、（12）は同じくｎ＝２量子準位、
（13）はウエル層（４）の価電子帯内に形成されるホー
ルのｎ＝１量子準位である。
第２図を用いて動作の詳細な説明を行なう。半導体レ
ーザ装置の動作特性は以下に示すレート方程式を用いて
解析することができる。
ーザ装置の動作特性は以下に示すレート方程式を用いて
解析することができる。
（２），（３）式はそれぞれ電子と光子に関するレー
ト方程式を表わす。式中のｅは電子の電荷、Laは活性層
の巾、Ｇはモード利得、ｎは電子密度、ｓは光子密度、
Rspは自然発光速度である。この発明においては、
（２）式中の電流密度Ｊについては、トンネル電流密度
を考える必要がある。何故ならエミツタ層（２）と発光
領域となるウエル層（４）の間はバリア層（３）により
隔てられているため、エミツタ層（２）と多重量子井戸
構造のＰ型ベース層（５）間に順方向バイアスを印加す
ることにより、ベース領域に注入されるべき電子は、ウ
エル層（４）内に形成されている電子のｎ＝２量子準位
（12）にトンネリングにより輸送されなければならな
い。従つて、トンネル電流密度Ｊは次式により与えられ
る。
ト方程式を表わす。式中のｅは電子の電荷、Laは活性層
の巾、Ｇはモード利得、ｎは電子密度、ｓは光子密度、
Rspは自然発光速度である。この発明においては、
（２）式中の電流密度Ｊについては、トンネル電流密度
を考える必要がある。何故ならエミツタ層（２）と発光
領域となるウエル層（４）の間はバリア層（３）により
隔てられているため、エミツタ層（２）と多重量子井戸
構造のＰ型ベース層（５）間に順方向バイアスを印加す
ることにより、ベース領域に注入されるべき電子は、ウ
エル層（４）内に形成されている電子のｎ＝２量子準位
（12）にトンネリングにより輸送されなければならな
い。従つて、トンネル電流密度Ｊは次式により与えられ
る。
（４）式において、kIとktはそれぞれ多重量子井戸構
造のＰ型ベース層（５）の垂直方向と水平方向の電子波
数、fe,fb及びfcはそれぞれエミツタ層（２）、ウエル
層（４）及びコレクタ層（６）のフエルミ分布関数、T1
＊T1はエミツタ、ベース間のトンネル確率、T2 ＊T2はベ
ース・コレクタ間のトンネル確率、Ｅは電子のエネルギ
ーである。（４）式において、トンネル確率T1 ＊T1は、
一般にエミツタ層（２）とウエル層（４）内の電子状態
について、運動量保存則とエネルギー保存則が成立する
ときのみ０でない値をもつ。いま、GaAs（エネルギーギ
ヤツプEg＝1.42eV）ウエル層（４）、AlAs（Eg＝2.16e
N）バリア層（３）、及びAlxGa1-xAs（ｘ＝0.29）（Eg
＝1.78eV）エミツタ層（２）の場合について考える。こ
のときウエル層（４）内に形成される電子の量子準位の
エネルギーはGaAsの伝導帯底を基準にして、ｎ＝１とｎ
＝２のエネルギ・レベルはそれぞれ0.08eVと0.32eVにな
る。一方、AlxGa1-xAs（ｘ＝0.29）エミツタ層（２）の
伝導帯底のエネルギレベルはDingle則を用いると0.32eV
となる。また、エミツタ層（２）からAlAsバリア層
（３）を見たトンネル障壁の高さは0.31eVとなる。この
ようにエミツタ層（２）の伝導帯底近傍にある電子のエ
ネルギーがｎ＝２の量子準位（12）に等しいか、又は、
やや小さいときに電子は第２図において左から右に向か
つてバリア層（３）をトンネリングすることができる。
ｎ＝２の量子準位（12）に注入された電子はバンド内緩
和によりｎ＝１の量子準位（11）に遷移する。その結
果、電子のｎ＝１量子準位（11）を占有した電子とホー
ルのｎ＝１量子準位（13）を占有したホールとの間で再
結合が起こる。このようにして発生した光子は、多重量
子井戸構造のＰ型ベース層（５）が光導波路として作用
することにより、又、例えば、結晶端面をへき界するこ
とにより、フアブリーペロー共振器を形成し、レーザ発
振を起こすことが可能となる。
造のＰ型ベース層（５）の垂直方向と水平方向の電子波
数、fe,fb及びfcはそれぞれエミツタ層（２）、ウエル
層（４）及びコレクタ層（６）のフエルミ分布関数、T1
＊T1はエミツタ、ベース間のトンネル確率、T2 ＊T2はベ
ース・コレクタ間のトンネル確率、Ｅは電子のエネルギ
ーである。（４）式において、トンネル確率T1 ＊T1は、
一般にエミツタ層（２）とウエル層（４）内の電子状態
について、運動量保存則とエネルギー保存則が成立する
ときのみ０でない値をもつ。いま、GaAs（エネルギーギ
ヤツプEg＝1.42eV）ウエル層（４）、AlAs（Eg＝2.16e
N）バリア層（３）、及びAlxGa1-xAs（ｘ＝0.29）（Eg
＝1.78eV）エミツタ層（２）の場合について考える。こ
のときウエル層（４）内に形成される電子の量子準位の
エネルギーはGaAsの伝導帯底を基準にして、ｎ＝１とｎ
＝２のエネルギ・レベルはそれぞれ0.08eVと0.32eVにな
る。一方、AlxGa1-xAs（ｘ＝0.29）エミツタ層（２）の
伝導帯底のエネルギレベルはDingle則を用いると0.32eV
となる。また、エミツタ層（２）からAlAsバリア層
（３）を見たトンネル障壁の高さは0.31eVとなる。この
ようにエミツタ層（２）の伝導帯底近傍にある電子のエ
ネルギーがｎ＝２の量子準位（12）に等しいか、又は、
やや小さいときに電子は第２図において左から右に向か
つてバリア層（３）をトンネリングすることができる。
ｎ＝２の量子準位（12）に注入された電子はバンド内緩
和によりｎ＝１の量子準位（11）に遷移する。その結
果、電子のｎ＝１量子準位（11）を占有した電子とホー
ルのｎ＝１量子準位（13）を占有したホールとの間で再
結合が起こる。このようにして発生した光子は、多重量
子井戸構造のＰ型ベース層（５）が光導波路として作用
することにより、又、例えば、結晶端面をへき界するこ
とにより、フアブリーペロー共振器を形成し、レーザ発
振を起こすことが可能となる。
ここで、ホールの注入は、ベース層（５）にオーミツ
クコンタクトをとつたベース電極（９）を通してウエル
層（４）に供給される。上記実施例では、バリア層
（３）にのみＰ型ドーパントを含ませた変調ドープ構造
を用いているので、ホールはこのＰ型バリア層（３）を
介して注入されることになる。
クコンタクトをとつたベース電極（９）を通してウエル
層（４）に供給される。上記実施例では、バリア層
（３）にのみＰ型ドーパントを含ませた変調ドープ構造
を用いているので、ホールはこのＰ型バリア層（３）を
介して注入されることになる。
次に変調特性について述べる。ｎ型コレクタ層（６）
の材料としてAlyGa1-yAs（ｙ＝0.10）（Eg＝1.54eV）を
用いた場合について述べる。このときコレクタ層（６）
の伝導帯底のエネルギーレベルは上記の場合と同様、Ga
Asウエル層（４）の伝導帯底を基準にして0.1eVにな
る。この値は電子のｎ＝１量子準位（11）のエネルギー
0.08eVよりも大きい。このためエネルギー保存則が満た
されず、この量子準位（11）に占有された電子はコレク
タ層（６）にトンネリングすることができない。しか
し、第２図に示すように、ベース層（５）とコレクタ層
（６）の間に適当な逆方向バイアスを印加することによ
り、コレクタ層（６）の伝導帯底を、ｎ＝１量子準位
（11）に等しいか低いエネルギー側にシフトさせること
ができる。これにより、ウエル層（４）内の電子はコレ
クタ層（６）側にトンネリングできるようになり、ウエ
ル層（４）内の電子密度を減少させることができる。こ
のことは（４）式において、ベース・コレクタ間のトン
ネリング確率T2 ＊T2が０でなくなるため、（４）式の第
２項が有限の値をもつことになる。つまり、電流密度Ｊ
が減少するため、（２）式により電子密度ｎが減少し、
このため（３）式より光子密度Ｓが減少する。
の材料としてAlyGa1-yAs（ｙ＝0.10）（Eg＝1.54eV）を
用いた場合について述べる。このときコレクタ層（６）
の伝導帯底のエネルギーレベルは上記の場合と同様、Ga
Asウエル層（４）の伝導帯底を基準にして0.1eVにな
る。この値は電子のｎ＝１量子準位（11）のエネルギー
0.08eVよりも大きい。このためエネルギー保存則が満た
されず、この量子準位（11）に占有された電子はコレク
タ層（６）にトンネリングすることができない。しか
し、第２図に示すように、ベース層（５）とコレクタ層
（６）の間に適当な逆方向バイアスを印加することによ
り、コレクタ層（６）の伝導帯底を、ｎ＝１量子準位
（11）に等しいか低いエネルギー側にシフトさせること
ができる。これにより、ウエル層（４）内の電子はコレ
クタ層（６）側にトンネリングできるようになり、ウエ
ル層（４）内の電子密度を減少させることができる。こ
のことは（４）式において、ベース・コレクタ間のトン
ネリング確率T2 ＊T2が０でなくなるため、（４）式の第
２項が有限の値をもつことになる。つまり、電流密度Ｊ
が減少するため、（２）式により電子密度ｎが減少し、
このため（３）式より光子密度Ｓが減少する。
以上のことによりベース・コレクタ間のバイアス電圧
に変調電圧を印加することにより、レーザ出力を変調す
ることができる。さらに、トンネル現象はサブピコ秒オ
ーダーの高速現象なので、原理的には高い変調速度が期
待される。このことは、上記ベース・コレクタ間のトン
ネル電流は実効的には（１）式の電子寿命τｅを減少さ
せる。このため共振状周波数frが大きくなるという効果
が得られる。
に変調電圧を印加することにより、レーザ出力を変調す
ることができる。さらに、トンネル現象はサブピコ秒オ
ーダーの高速現象なので、原理的には高い変調速度が期
待される。このことは、上記ベース・コレクタ間のトン
ネル電流は実効的には（１）式の電子寿命τｅを減少さ
せる。このため共振状周波数frが大きくなるという効果
が得られる。
なお、上記実施例ではエミツタ層（２）からＰ型ベー
ス層（５）に電子の注入を行なう際、ｎ＝２の量子準位
を用いたものを示したが、ｎ＝３以上の量子準位を用い
てもよい。
ス層（５）に電子の注入を行なう際、ｎ＝２の量子準位
を用いたものを示したが、ｎ＝３以上の量子準位を用い
てもよい。
また、上記実施例ではバリア層（３）にのみＰ型ドー
パントをドープしたが、ウエル層（４）にのみドープす
るか、或いは、バリア層（３）とウエル層（４）の両方
にドープしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
パントをドープしたが、ウエル層（４）にのみドープす
るか、或いは、バリア層（３）とウエル層（４）の両方
にドープしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また、上記実施例ではベース層（５）は多重量子井戸
構造としたが、多重でなくともよい。
構造としたが、多重でなくともよい。
さらに、上記実施例ではエミツタ・ベース・コレクタ
層をｎ−ｐ−ｎ型としたが、ｐ−ｎ−ｐ型にしてもよ
い。この場合はホールの質量が電子に比べて大きいた
め、トンネル確率は小さくなるが、活性層となるベース
層における注入キヤリア密度の制御は原理的には可能で
ある。
層をｎ−ｐ−ｎ型としたが、ｐ−ｎ−ｐ型にしてもよ
い。この場合はホールの質量が電子に比べて大きいた
め、トンネル確率は小さくなるが、活性層となるベース
層における注入キヤリア密度の制御は原理的には可能で
ある。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によればＰ型量子井戸構造を
なすベース層を活性層とし、この活性層の量子井戸より
もバンドギヤツプが大きく、かつこの量子井戸に形成さ
れる電子に関するｎ＝２以上の量子準位へトンネリング
により電子が供給できるエネルギー位置に伝導帯底があ
るエミツタ層と、上記量子井戸よりもバンドギヤツプが
大きく、かつ電子に関するｎ＝１量子準位よりも大きい
エネルギー位置に伝導帯底があるコレクタ層とをクラツ
ド層として、光導波路を形成し、上記ベース層と上記コ
レクタ層間にバイアス電圧を印加することにより、上記
コレクタ層の伝導帯底が上記ｎ＝１量子準位に等しいか
小さいエネルギー位置にシフトするようにして、上記ベ
ース層から上記コレクタ層へトンネリングにより上記電
子を放出できるようにしたので、低電流注入条件でも高
速で変調可能な半導体レーザ装置が得られる効果があ
る。
なすベース層を活性層とし、この活性層の量子井戸より
もバンドギヤツプが大きく、かつこの量子井戸に形成さ
れる電子に関するｎ＝２以上の量子準位へトンネリング
により電子が供給できるエネルギー位置に伝導帯底があ
るエミツタ層と、上記量子井戸よりもバンドギヤツプが
大きく、かつ電子に関するｎ＝１量子準位よりも大きい
エネルギー位置に伝導帯底があるコレクタ層とをクラツ
ド層として、光導波路を形成し、上記ベース層と上記コ
レクタ層間にバイアス電圧を印加することにより、上記
コレクタ層の伝導帯底が上記ｎ＝１量子準位に等しいか
小さいエネルギー位置にシフトするようにして、上記ベ
ース層から上記コレクタ層へトンネリングにより上記電
子を放出できるようにしたので、低電流注入条件でも高
速で変調可能な半導体レーザ装置が得られる効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザ装置を
示す断面図、第２図はこの発明の一実施例による半導体
レーザ装置の電子状態を示す電子状態図、及び第３図は
従来の半導体レーザ装置の電子状態を示す電子状態図で
ある。 （２）……エミツタ層、（３）……バリア層、（４）…
…ウエル層、（５）……ベース層、（６）……コレクタ
層。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
示す断面図、第２図はこの発明の一実施例による半導体
レーザ装置の電子状態を示す電子状態図、及び第３図は
従来の半導体レーザ装置の電子状態を示す電子状態図で
ある。 （２）……エミツタ層、（３）……バリア層、（４）…
…ウエル層、（５）……ベース層、（６）……コレクタ
層。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−31165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136592（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Ｐ型量子井戸構造をなすベース層を活性層
とし、この活性層の量子井戸よりもバンドギヤツプが大
きく、かつこの量子井戸に形成される電子に関するｎ＝
２以上の量子準位へトンネリングにより電子が供給でき
るエネルギー位置に伝導帯底があるエミツタ層と、上記
量子井戸よりもバンドギヤツプが大きく、かつ、電子に
関するｎ＝１量子準位よりも大きいエネルギー位置に伝
導帯底があるコレクタ層とをクラツド層として、光導波
路を形成し、上記ベース層と上記コレクタ層間にバイア
ス電圧を印加することにより、上記コレクタ層の伝導帯
底が上記ｎ＝１量子準位に等しいか小さいエネルギー位
置にシフトするようにして、上記ベース層から上記コレ
クタ層へトンネリングにより上記電子を放出できるよう
にした半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116918A JP2941285B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116918A JP2941285B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287982A JPH01287982A (ja) | 1989-11-20 |
| JP2941285B2 true JP2941285B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=14698886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63116918A Expired - Lifetime JP2941285B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941285B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2536714B2 (ja) * | 1993-03-03 | 1996-09-18 | 日本電気株式会社 | 光変調器集積型多重量子井戸構造半導体レ―ザ素子 |
| KR102196005B1 (ko) * | 2017-10-18 | 2020-12-30 | 한양대학교 산학협력단 | 막 및 멀티레벨 소자 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6331165A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-09 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 共鳴トンネリング半導体デバイス |
| JPS63136592A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63116918A patent/JP2941285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01287982A (ja) | 1989-11-20 |
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