JP2976001B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2976001B2 JP2976001B2 JP2131879A JP13187990A JP2976001B2 JP 2976001 B2 JP2976001 B2 JP 2976001B2 JP 2131879 A JP2131879 A JP 2131879A JP 13187990 A JP13187990 A JP 13187990A JP 2976001 B2 JP2976001 B2 JP 2976001B2
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Description
本発明は、半導体基板上に、バリア層としての第１の
半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが積層され
ている構造を有する半導体量子井戸層が、エピタキシャ
ル成長法によって形成されている構造を有する、半導体
レーザ、半導体光増幅器などの光半導体装置に関する。
半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが積層され
ている構造を有する半導体量子井戸層が、エピタキシャ
ル成長法によって形成されている構造を有する、半導体
レーザ、半導体光増幅器などの光半導体装置に関する。
従来、半導体基板上に、バリア層としての第１の半導
体層と井戸層としての第２の半導体層とが積層されてい
る構造を有する半導体量子井戸層が、エピタキシャル成
長法によって形成されている構造を有し、そして、半導
体量子井戸層を構成しているバリア層としての第１の半
導体層が、半導体基板を構成している半導体と等しい格
子定数を有する半導体を用いてエピタキシャル成長法に
よって形成されていて、半導体基板と格子整合している
とともに、井戸層としての第２の半導体層が、半導体基
板を構成している半導体と等しい格子定数を有する半導
体を用いてエピタキシャル成長法によって形成されてい
て、半導体基板と格子整合していることによって、井戸
層としての第２の半導体層についても、またバリア層と
しての第１の半導体層についても、ともに面方向の引張
り応力を実効的に受けていない、という光半導体装置
（以下、簡単のため、従来の光半導体装置の第１の実施
例と称する）が種々提案されている。 また、従来、上述した従来の光半導体装置の第１の実
施例の場合と同様に半導体基板上に、バリア層としての
第１の半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが積
層されている構造を有する半導体量子井戸層が、エピタ
キシャル成長法によって形成されている構造を有する
が、半導体量子井戸層を構成しているバリア層としての
第１の半導体層が、半導体基板を構成している半導体と
等しい格子定数を有する半導体を用いてエピタキシャル
成長法によって形成されていて、半導体基板と格子整合
しているが、井戸層としての第２の半導体層が、半導体
基板を構成している半導体に比し小さな格子定数を有す
る半導体を用いてエピタキシャル成長法によって形成さ
れていて、半導体基板と格子整合していることによっ
て、バリア層としての第１の半導体層については、面方
向の引張り応力を実効的に受けていないが、井戸層とし
ての第２の半導体層については、面方向の引張り応力を
実効的に受けている、という光半導体装置（以下、簡単
のため、従来の光半導体装置の第２の実施例と称する）
が試みられている。
体層と井戸層としての第２の半導体層とが積層されてい
る構造を有する半導体量子井戸層が、エピタキシャル成
長法によって形成されている構造を有し、そして、半導
体量子井戸層を構成しているバリア層としての第１の半
導体層が、半導体基板を構成している半導体と等しい格
子定数を有する半導体を用いてエピタキシャル成長法に
よって形成されていて、半導体基板と格子整合している
とともに、井戸層としての第２の半導体層が、半導体基
板を構成している半導体と等しい格子定数を有する半導
体を用いてエピタキシャル成長法によって形成されてい
て、半導体基板と格子整合していることによって、井戸
層としての第２の半導体層についても、またバリア層と
しての第１の半導体層についても、ともに面方向の引張
り応力を実効的に受けていない、という光半導体装置
（以下、簡単のため、従来の光半導体装置の第１の実施
例と称する）が種々提案されている。 また、従来、上述した従来の光半導体装置の第１の実
施例の場合と同様に半導体基板上に、バリア層としての
第１の半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが積
層されている構造を有する半導体量子井戸層が、エピタ
キシャル成長法によって形成されている構造を有する
が、半導体量子井戸層を構成しているバリア層としての
第１の半導体層が、半導体基板を構成している半導体と
等しい格子定数を有する半導体を用いてエピタキシャル
成長法によって形成されていて、半導体基板と格子整合
しているが、井戸層としての第２の半導体層が、半導体
基板を構成している半導体に比し小さな格子定数を有す
る半導体を用いてエピタキシャル成長法によって形成さ
れていて、半導体基板と格子整合していることによっ
て、バリア層としての第１の半導体層については、面方
向の引張り応力を実効的に受けていないが、井戸層とし
ての第２の半導体層については、面方向の引張り応力を
実効的に受けている、という光半導体装置（以下、簡単
のため、従来の光半導体装置の第２の実施例と称する）
が試みられている。
上述した従来の光半導体装置の第１の実施例の場合、
井戸層としての第２の半導体層についても、またバリア
層としての第１の半導体層についても、ともに面方向の
引張り応力を実効的に受けていないので、半導体量子井
戸層が、TMモード（電界が膜面と垂直なモード）の利得
係数とTEモード（電界が膜面と平行なモード）の利得係
数との間にTMモードの利得係数がTEモードの利得係数に
比し小さい関係で利得係数差を有する、という利得係数
を有している。 このため、上述した従来の光半導体装置の第１の実施
例によれば、半導体レーザを構成している場合、その半
導体レーザが、TMモードで発振することが望まれても、
TEモードでしか発振せず、また、半導体光増幅器を構成
している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの増幅利
得とほぼ等しいか、またはTEモードの増幅利得に比し大
きい、という増幅利得を呈することが望まれても、TMモ
ードの増幅利得がTEモードの増幅利得に比し小さい、と
いう増幅利得しか呈しなかった。 また、上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の
場合、バリア層としての第１の半導体層については、面
方向の引張り応力を実効的に受けていないが、井戸層と
しての第２の半導体層については、面方向の引張り応力
を実効的に受けているので、半導体量子井戸層が、TMモ
ードの利得係数に関し、上述した従来の光半導体装置の
第１の実施例の場合に比し大きな値を有している、とい
う利得係数を有している。 しかしながら、上述した従来の光半導体装置の第２の
実施例の場合、半導体量子井戸層がTMモードの利得係数
とTEモードの利得係数との間に利得係数差を有していな
い、という利得係数を有しているものとすることは、実
際上、きわめて困難であったとともに、TMモードがTEモ
ードに比し大きな利得係数を有する、という利得係数を
有している場合においても、TMモードの利得係数がある
値以上に大きい、という利得係数を有しているものとす
ることも、実際上、きわめて困難であった。 従って、上述した従来の光半導体装置の第２の実施例
の場合、半導体レーザを構成している場合、その半導体
レーザが、TMモードで発振することが望まれても、実際
上、TEモードでしか発振しないか、発振するとしてもき
わめて低い強度でしか発振せず、また、半導体光増幅器
を構成している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの
増幅利得とほぼ等しい、という増幅利得が望まれても、
実際上、それができず、またTMモードの増幅利得がTEモ
ードの増幅利得に比し大きい、という増幅利得を呈する
ことができるとしても、実際上、TMモードの増幅利得が
TEモードの増幅利得に比しある値以上に大きい、という
増幅利得を呈しなかった。 よって、本発明は、半導体レーザを構成している場
合、その半導体レーザが、上述した従来の光半導体装置
の第１及び第２の実施例の場合と同様にTEモードで発振
し、または上述した従来の光半導体装置の第２の実施例
の場合においてTMモードで発振する場合に比し格段的に
高い強度で、TMモードで発振し、また半導体光増幅器を
構成している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの増
幅利得とほぼ等しいか、またはTEモードの増幅利得に比
し上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の場合で
とり得るある値以上に大きい、という増幅利得を呈す
る、新規な光半導体装置を提案せんとするものである。
井戸層としての第２の半導体層についても、またバリア
層としての第１の半導体層についても、ともに面方向の
引張り応力を実効的に受けていないので、半導体量子井
戸層が、TMモード（電界が膜面と垂直なモード）の利得
係数とTEモード（電界が膜面と平行なモード）の利得係
数との間にTMモードの利得係数がTEモードの利得係数に
比し小さい関係で利得係数差を有する、という利得係数
を有している。 このため、上述した従来の光半導体装置の第１の実施
例によれば、半導体レーザを構成している場合、その半
導体レーザが、TMモードで発振することが望まれても、
TEモードでしか発振せず、また、半導体光増幅器を構成
している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの増幅利
得とほぼ等しいか、またはTEモードの増幅利得に比し大
きい、という増幅利得を呈することが望まれても、TMモ
ードの増幅利得がTEモードの増幅利得に比し小さい、と
いう増幅利得しか呈しなかった。 また、上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の
場合、バリア層としての第１の半導体層については、面
方向の引張り応力を実効的に受けていないが、井戸層と
しての第２の半導体層については、面方向の引張り応力
を実効的に受けているので、半導体量子井戸層が、TMモ
ードの利得係数に関し、上述した従来の光半導体装置の
第１の実施例の場合に比し大きな値を有している、とい
う利得係数を有している。 しかしながら、上述した従来の光半導体装置の第２の
実施例の場合、半導体量子井戸層がTMモードの利得係数
とTEモードの利得係数との間に利得係数差を有していな
い、という利得係数を有しているものとすることは、実
際上、きわめて困難であったとともに、TMモードがTEモ
ードに比し大きな利得係数を有する、という利得係数を
有している場合においても、TMモードの利得係数がある
値以上に大きい、という利得係数を有しているものとす
ることも、実際上、きわめて困難であった。 従って、上述した従来の光半導体装置の第２の実施例
の場合、半導体レーザを構成している場合、その半導体
レーザが、TMモードで発振することが望まれても、実際
上、TEモードでしか発振しないか、発振するとしてもき
わめて低い強度でしか発振せず、また、半導体光増幅器
を構成している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの
増幅利得とほぼ等しい、という増幅利得が望まれても、
実際上、それができず、またTMモードの増幅利得がTEモ
ードの増幅利得に比し大きい、という増幅利得を呈する
ことができるとしても、実際上、TMモードの増幅利得が
TEモードの増幅利得に比しある値以上に大きい、という
増幅利得を呈しなかった。 よって、本発明は、半導体レーザを構成している場
合、その半導体レーザが、上述した従来の光半導体装置
の第１及び第２の実施例の場合と同様にTEモードで発振
し、または上述した従来の光半導体装置の第２の実施例
の場合においてTMモードで発振する場合に比し格段的に
高い強度で、TMモードで発振し、また半導体光増幅器を
構成している場合、TMモードの増幅利得がTEモードの増
幅利得とほぼ等しいか、またはTEモードの増幅利得に比
し上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の場合で
とり得るある値以上に大きい、という増幅利得を呈す
る、新規な光半導体装置を提案せんとするものである。
本発明による光半導体装置は、従来提案されている光
半導体装置と同様に、半導体基板上に、バリア層として
の第１の半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが
積層されている構造を有する半導体量子井戸層が、エピ
タキシャル成長法によって形成されている構造を有す
る。 しかしながら、本発明による光半導体装置は、このよ
うな構成を有する光半導体装置において、上記半導体基
板がInPでなり、また、上記半導体井戸層を構成してい
る井戸層としての第２の半導体層が、上記半導体基板を
構成しているInPと等しい格子定数を有するGaInAsP系を
用いてエピタキシャル成長法によって形成されていて、
上記半導体基板と格子整合しているが、上記バリア層と
しての第１の半導体層が、上記半導体基板を構成してい
るInPに比し小さな格子定数を有するGaInAsP系を用いて
エピタキシャル成長法によって形成されていて、上記半
導体基板と格子整合していることによって、上記井戸層
としての第２の半導体層については、面方向の引張り応
力を実効的に受けていないが、上記バリア層としての第
１の半導体層については、面方向の引張り応力を実効的
に受けている。
半導体装置と同様に、半導体基板上に、バリア層として
の第１の半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが
積層されている構造を有する半導体量子井戸層が、エピ
タキシャル成長法によって形成されている構造を有す
る。 しかしながら、本発明による光半導体装置は、このよ
うな構成を有する光半導体装置において、上記半導体基
板がInPでなり、また、上記半導体井戸層を構成してい
る井戸層としての第２の半導体層が、上記半導体基板を
構成しているInPと等しい格子定数を有するGaInAsP系を
用いてエピタキシャル成長法によって形成されていて、
上記半導体基板と格子整合しているが、上記バリア層と
しての第１の半導体層が、上記半導体基板を構成してい
るInPに比し小さな格子定数を有するGaInAsP系を用いて
エピタキシャル成長法によって形成されていて、上記半
導体基板と格子整合していることによって、上記井戸層
としての第２の半導体層については、面方向の引張り応
力を実効的に受けていないが、上記バリア層としての第
１の半導体層については、面方向の引張り応力を実効的
に受けている。
本発明による光半導体装置による場合、半導体量子井
戸層において、その井戸層としての第２の半導体層につ
いては、従来の光半導体装置の第１の実施例の場合と同
様に、面方向の引張り応力を実効的に受けていないとし
ても、バリア層としての第１の半導体層については、面
方向の引張り応力を実効的に受けているので、半導体量
子井戸層が、上述した従来の光半導体装置の第２の実施
例の場合と同様に、TMモードの利得係数に関し、上述し
た従来の光半導体装置の第１の実施例の場合に比し大き
な値を有している。 しかしながら、本発明による光半導体装置の場合、上
述した従来の光半導体装置の第２の実施例のように井戸
層としての第２の半導体層について面方向の引張り応力
を実効的に受けている、という構成をとっているのでは
なく、バリア層としての第１の半導体層について、面方
向の引張り応力を実効的に受けている構成をとっている
ので、半導体量子井戸層が、TMモードの利得係数とTEモ
ードの利得係数との間に利得係数差を有していない、と
いう利得係数を有しているものとすることが、実際上、
上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の場合に比
し容易であるとともに、TMモードがTEモードに比し大き
な利得係数を有する、という利得係数を有している場合
において、TMモードの利得係数が上述した従来の半導体
装置の第２の実施例の場合にとり得る値以上に大きい、
という利得係数を有しているものとすることも、実際
上、容易である。 このため、本発明による光半導体装置の場合、半導体
レーザを構成している場合、その半導体レーザが、上述
した従来の光半導体装置の第１及び第２の実施例の場合
と同様に、TEモードで発振し、または上述した従来の光
半導体装置の第２の実施例の場合においてTMモードで発
振する場合に比し格段的に高い強度で、TMモードで発振
し、また、半導体光増幅器を構成している場合、TMモー
ドの増幅利得が、TEモードの増幅利得とほぼ等しいか、
またはTEモードの増幅利得に比し上述した従来の光半導
体装置の第２の実施例の場合でとり得るある値以上に大
きい、という増幅利得を呈する。
戸層において、その井戸層としての第２の半導体層につ
いては、従来の光半導体装置の第１の実施例の場合と同
様に、面方向の引張り応力を実効的に受けていないとし
ても、バリア層としての第１の半導体層については、面
方向の引張り応力を実効的に受けているので、半導体量
子井戸層が、上述した従来の光半導体装置の第２の実施
例の場合と同様に、TMモードの利得係数に関し、上述し
た従来の光半導体装置の第１の実施例の場合に比し大き
な値を有している。 しかしながら、本発明による光半導体装置の場合、上
述した従来の光半導体装置の第２の実施例のように井戸
層としての第２の半導体層について面方向の引張り応力
を実効的に受けている、という構成をとっているのでは
なく、バリア層としての第１の半導体層について、面方
向の引張り応力を実効的に受けている構成をとっている
ので、半導体量子井戸層が、TMモードの利得係数とTEモ
ードの利得係数との間に利得係数差を有していない、と
いう利得係数を有しているものとすることが、実際上、
上述した従来の光半導体装置の第２の実施例の場合に比
し容易であるとともに、TMモードがTEモードに比し大き
な利得係数を有する、という利得係数を有している場合
において、TMモードの利得係数が上述した従来の半導体
装置の第２の実施例の場合にとり得る値以上に大きい、
という利得係数を有しているものとすることも、実際
上、容易である。 このため、本発明による光半導体装置の場合、半導体
レーザを構成している場合、その半導体レーザが、上述
した従来の光半導体装置の第１及び第２の実施例の場合
と同様に、TEモードで発振し、または上述した従来の光
半導体装置の第２の実施例の場合においてTMモードで発
振する場合に比し格段的に高い強度で、TMモードで発振
し、また、半導体光増幅器を構成している場合、TMモー
ドの増幅利得が、TEモードの増幅利得とほぼ等しいか、
またはTEモードの増幅利得に比し上述した従来の光半導
体装置の第２の実施例の場合でとり得るある値以上に大
きい、という増幅利得を呈する。
【実施例１】 次に、第１図を伴って、半導体レーザを構成している
本発明による光半導体装置の実施例を述べよう。 第１図に示す半導体レーザを構成している本発明によ
る光半導体装置は、見掛上、半導体レーザを構成してい
る従来の光半導体装置の場合と同様の次に述べる構成を
有する。 すなわち、ｎ型を有し且つInPでなる半導体基板１上
に、活性層としての半導体量子井戸層２と、GaInAsP系
でなるガイド層としての半導体層３と、ｐ型を有し且つ
InPでなる光閉込用クラッド層としての半導体層４と
が、それらの順に積層され、そして、その積層体がメサ
型に形成され、そのメサの側面上に接して、ｐ型を有し
且つInPでなる電流阻止用層としての半導体層７と、ｎ
型を有し且つInPでなる電流阻止用層としての半導体層
８とが積層されている。 また、半導体層４及び８上に連続延長して、ｐ型を有
し且つInPでなる光閉込用クラッド層としての半導体層
５と、ｐ＋型を有し且つGaInAsP系でなる電極付層とし
ての半導体層６とが、それらの順に積層されている。 また、半導体基板１の半導体量子井戸層２側とは反対
側の面上に、電極10がオーミックに付されている。 また半導体層６上に、窓12を有する絶縁層11が形成さ
れ、そして、半導体層６に、窓12を通じて電極13がオー
ミックに付されている。 以上が、半導体レーザを構成している従来の光半導体
装置の場合と見掛上同様の構成を有する、半導体レーザ
を構成している本発明による光半導体装置の実施例の構
成であるが、第１図に示す、半導体レーザを構成してい
る本発明による光半導体装置の実施例においては、活性
層としての半導体量子井戸層２において、それを構成し
ているバリア層としての第１の半導体層と井戸層として
の第２の半導体層とが、井戸層としての第２の半導体層
が10枚有するように、交互順次に積層されている構成を
有し、そして、井戸層としての第２の半導体層が、半導
体基板１を構成しているInPの格子定数5.87Åと等しい
格子定数5.87Åを有するGaxIn(1-x)AsyP(1-y)（ただ
し、ｘ＝0.47、ｙ＝１）を用いて、エピタキシャル成長
法によって、50Åの厚さに形成されていて、半導体基板
１と格子整合しているが、バリア層としての第１の半導
体層が、半導体基板１を構成しているInPの格子定数5.8
7Åに比し小さな格子定数5.77Åを有するGaxIn(1-x)Asy
P(1-y)（ただし、ｘ＝0.72、ｙ＝１）を用いてエピタキ
シャル成長法によって、50Åの厚さに形成されていて、
半導体基板１と格子整合していることによって、井戸層
としての第２の半導体層については、面方向の引張り応
力を実効的に受けていないが、バリア層としての第１の
半導体層については、面方向の引張り応力を実効的に受
けている。 以上が、半導体レーザを構成している本発明による光
半導体装置の実施例の構成である。 このような構成を有する本発明による光半導体装置に
よれば、半導体量子井戸層２において、その井戸層とし
ての第２の半導体層については、面方向の引張り応力を
実効的に受けていないが、バリア層としての第１の半導
体層については、面方向の引張り応力を実効的に受けて
いる、ということを除いて半導体レーザを構成している
従来の光半導体装置の場合と同様の構成を有するので、
詳細説明は省略するが、半導体レーザを構成している従
来の光半導体装置の場合と同様に、活性層としての半導
体量子井戸層２に、電極10及び13を介して、レーザ発振
閾値以上の駆動電流を通じることによって、レーザ発振
が得られ、そして、それにもとずくレーザ光が相対向す
る端面（紙面と平行）の一方から外部に出射する、とい
う半導体レーザとしての機能が得られる。 しかしながら、第１図に示す本発明による光半導体装
置の場合、半導体量子井戸層２において、井戸層として
の第２の半導体層については、面方向の引張り応力を実
効的に受けていないが、バリア層としての第１の半導体
層については、面方向の引張り応力を実効的に受けてい
るので、
本発明による光半導体装置の実施例を述べよう。 第１図に示す半導体レーザを構成している本発明によ
る光半導体装置は、見掛上、半導体レーザを構成してい
る従来の光半導体装置の場合と同様の次に述べる構成を
有する。 すなわち、ｎ型を有し且つInPでなる半導体基板１上
に、活性層としての半導体量子井戸層２と、GaInAsP系
でなるガイド層としての半導体層３と、ｐ型を有し且つ
InPでなる光閉込用クラッド層としての半導体層４と
が、それらの順に積層され、そして、その積層体がメサ
型に形成され、そのメサの側面上に接して、ｐ型を有し
且つInPでなる電流阻止用層としての半導体層７と、ｎ
型を有し且つInPでなる電流阻止用層としての半導体層
８とが積層されている。 また、半導体層４及び８上に連続延長して、ｐ型を有
し且つInPでなる光閉込用クラッド層としての半導体層
５と、ｐ＋型を有し且つGaInAsP系でなる電極付層とし
ての半導体層６とが、それらの順に積層されている。 また、半導体基板１の半導体量子井戸層２側とは反対
側の面上に、電極10がオーミックに付されている。 また半導体層６上に、窓12を有する絶縁層11が形成さ
れ、そして、半導体層６に、窓12を通じて電極13がオー
ミックに付されている。 以上が、半導体レーザを構成している従来の光半導体
装置の場合と見掛上同様の構成を有する、半導体レーザ
を構成している本発明による光半導体装置の実施例の構
成であるが、第１図に示す、半導体レーザを構成してい
る本発明による光半導体装置の実施例においては、活性
層としての半導体量子井戸層２において、それを構成し
ているバリア層としての第１の半導体層と井戸層として
の第２の半導体層とが、井戸層としての第２の半導体層
が10枚有するように、交互順次に積層されている構成を
有し、そして、井戸層としての第２の半導体層が、半導
体基板１を構成しているInPの格子定数5.87Åと等しい
格子定数5.87Åを有するGaxIn(1-x)AsyP(1-y)（ただ
し、ｘ＝0.47、ｙ＝１）を用いて、エピタキシャル成長
法によって、50Åの厚さに形成されていて、半導体基板
１と格子整合しているが、バリア層としての第１の半導
体層が、半導体基板１を構成しているInPの格子定数5.8
7Åに比し小さな格子定数5.77Åを有するGaxIn(1-x)Asy
P(1-y)（ただし、ｘ＝0.72、ｙ＝１）を用いてエピタキ
シャル成長法によって、50Åの厚さに形成されていて、
半導体基板１と格子整合していることによって、井戸層
としての第２の半導体層については、面方向の引張り応
力を実効的に受けていないが、バリア層としての第１の
半導体層については、面方向の引張り応力を実効的に受
けている。 以上が、半導体レーザを構成している本発明による光
半導体装置の実施例の構成である。 このような構成を有する本発明による光半導体装置に
よれば、半導体量子井戸層２において、その井戸層とし
ての第２の半導体層については、面方向の引張り応力を
実効的に受けていないが、バリア層としての第１の半導
体層については、面方向の引張り応力を実効的に受けて
いる、ということを除いて半導体レーザを構成している
従来の光半導体装置の場合と同様の構成を有するので、
詳細説明は省略するが、半導体レーザを構成している従
来の光半導体装置の場合と同様に、活性層としての半導
体量子井戸層２に、電極10及び13を介して、レーザ発振
閾値以上の駆動電流を通じることによって、レーザ発振
が得られ、そして、それにもとずくレーザ光が相対向す
る端面（紙面と平行）の一方から外部に出射する、とい
う半導体レーザとしての機能が得られる。 しかしながら、第１図に示す本発明による光半導体装
置の場合、半導体量子井戸層２において、井戸層として
の第２の半導体層については、面方向の引張り応力を実
効的に受けていないが、バリア層としての第１の半導体
層については、面方向の引張り応力を実効的に受けてい
るので、
【作用・効果】の項で述べたように、TEモード
で発振し、またはTMモードで発振する。 ちなみに、半導体量子井戸層２が、上述した具体的数
値例を有している場合、室温において、1.53μｍの波長
でのレーザ発振が、10mW以上の強度で、TMモードで得ら
れた。
で発振し、またはTMモードで発振する。 ちなみに、半導体量子井戸層２が、上述した具体的数
値例を有している場合、室温において、1.53μｍの波長
でのレーザ発振が、10mW以上の強度で、TMモードで得ら
れた。
【実施例２】 次に、半導体光増幅器を構成している本発明による光
半導体装置の実施例を述べよう。 半導体光増幅器を構成している本発明による光半導体
装置の実施例は、第１図で上述した半導体レーザを構成
している本発明による光半導体装置の実施例の構成にお
いて、その相対向する端面（紙面と平行）中の一方を光
入射端面とし、他方を光出射面とし、そして、それら光
入射端面及び出射端面上に反射防止膜がそれぞれ形成さ
れていることを除いて、第１図で上述した半導体レーザ
を構成している本発明による光半導体装置の実施例と同
様の構成を有し、且つ見掛上、半導体光増幅器を構成し
ている従来の光半導体装置と同様の構成を有する。 このような構成を有する半導体光増幅器を構成してい
る本発明による光半導体装置の実施例によれば、見掛
上、半導体光増幅器を構成している従来の光半導体装置
と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが、半
導体光増幅器を構成している従来の光半導体装置の場合
と同様に、活性層としての半導体量子井戸層２に、電極
10及び13を介して、
半導体装置の実施例を述べよう。 半導体光増幅器を構成している本発明による光半導体
装置の実施例は、第１図で上述した半導体レーザを構成
している本発明による光半導体装置の実施例の構成にお
いて、その相対向する端面（紙面と平行）中の一方を光
入射端面とし、他方を光出射面とし、そして、それら光
入射端面及び出射端面上に反射防止膜がそれぞれ形成さ
れていることを除いて、第１図で上述した半導体レーザ
を構成している本発明による光半導体装置の実施例と同
様の構成を有し、且つ見掛上、半導体光増幅器を構成し
ている従来の光半導体装置と同様の構成を有する。 このような構成を有する半導体光増幅器を構成してい
る本発明による光半導体装置の実施例によれば、見掛
上、半導体光増幅器を構成している従来の光半導体装置
と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが、半
導体光増幅器を構成している従来の光半導体装置の場合
と同様に、活性層としての半導体量子井戸層２に、電極
10及び13を介して、
【実施例１】において上述したレー
ザ発振閾値未満の駆動電流を通じている状態で、光入射
端面側から反射防止膜を介して、増幅されるべき光を半
導体量子井戸層２に入射させることによって、その半導
体量子井戸層２の光出射端面側から、光入射端面側から
入射された光の増幅された光が、反射防止膜を介して、
外部に出射させることができる。 しかしながら、半導体光増幅器を構成している本発明
による光半導体装置の実施例の場合、活性層としての半
導体量子井戸層２において、
ザ発振閾値未満の駆動電流を通じている状態で、光入射
端面側から反射防止膜を介して、増幅されるべき光を半
導体量子井戸層２に入射させることによって、その半導
体量子井戸層２の光出射端面側から、光入射端面側から
入射された光の増幅された光が、反射防止膜を介して、
外部に出射させることができる。 しかしながら、半導体光増幅器を構成している本発明
による光半導体装置の実施例の場合、活性層としての半
導体量子井戸層２において、
【実施例１】の場合と同様
に、井戸層としての第２の半導体層については面方向の
引張り応力を実効的に受けていないが、バリア層として
の第１の半導体層については面方向の引張り応力を実効
的に受けているので、
に、井戸層としての第２の半導体層については面方向の
引張り応力を実効的に受けていないが、バリア層として
の第１の半導体層については面方向の引張り応力を実効
的に受けているので、
【作用・効果】の項で述べたよう
に、TMモードの増幅利得が、TEモードの増幅利得とほぼ
等しいか、またはTEモードの増幅利得に比し大きい、と
いう増幅利得を呈する。 ちなみに、半導体量子井戸層２が、
に、TMモードの増幅利得が、TEモードの増幅利得とほぼ
等しいか、またはTEモードの増幅利得に比し大きい、と
いう増幅利得を呈する。 ちなみに、半導体量子井戸層２が、
【実施例１】で上
述した具体的数値例を有し、そして、光入射端面から入
射する光が、1.495μｍの波長を有し且つ−18.5dbmの電
力を有している場合、第２図に示すように、半導体量子
井戸層２に通じる駆動電流が70mAであるとき、TMモード
の増幅利得とTEモードの増幅利得との間に増幅利得差が
ほとんどない、という増幅利得を呈して得られた。 なお、上述においては、本発明を、半導体レーザを構
成している従来の光半導体装置の１つの例、及び半導体
光増幅器を構成している従来の光半導体装置の１つの例
に適用した場合につき述べたが、半導体レーザを構成し
ている従来の種々の光半導体装置、及び半導体光増幅器
を構成している従来の種々の光半導体装置に適用するこ
ともでき、その他、本発明の精神を脱することなしに、
種々の変型、変更をなし得るであろう。
述した具体的数値例を有し、そして、光入射端面から入
射する光が、1.495μｍの波長を有し且つ−18.5dbmの電
力を有している場合、第２図に示すように、半導体量子
井戸層２に通じる駆動電流が70mAであるとき、TMモード
の増幅利得とTEモードの増幅利得との間に増幅利得差が
ほとんどない、という増幅利得を呈して得られた。 なお、上述においては、本発明を、半導体レーザを構
成している従来の光半導体装置の１つの例、及び半導体
光増幅器を構成している従来の光半導体装置の１つの例
に適用した場合につき述べたが、半導体レーザを構成し
ている従来の種々の光半導体装置、及び半導体光増幅器
を構成している従来の種々の光半導体装置に適用するこ
ともでき、その他、本発明の精神を脱することなしに、
種々の変型、変更をなし得るであろう。
第１図は、半導体レーザを構成している本発明による光
半導体装置の実施例を示す略線的断面図である。 第２図は、半導体光増幅器を構成している本発明による
光半導体装置の実施例の、駆動電流に対するTMモード及
びTEモードの増幅利得の関係を示す図である。 １……半導体基板 ２……半導体量子井戸層 ３……ガイド層としての半導体層 ４、５……光閉込用クラッド層としての半導体層 ６……電極付層としての半導体層 ７、８……電流阻止用層としての半導体層 10……電極 11……絶縁層 12……窓 13……電極
半導体装置の実施例を示す略線的断面図である。 第２図は、半導体光増幅器を構成している本発明による
光半導体装置の実施例の、駆動電流に対するTMモード及
びTEモードの増幅利得の関係を示す図である。 １……半導体基板 ２……半導体量子井戸層 ３……ガイド層としての半導体層 ４、５……光閉込用クラッド層としての半導体層 ６……電極付層としての半導体層 ７、８……電流阻止用層としての半導体層 10……電極 11……絶縁層 12……窓 13……電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板屋 義夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 尾江 邦重 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 曲 克明 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 三上 修 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−265183（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130988（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−251685（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 G02F 1/35
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に、バリア層としての第１の
半導体層と井戸層としての第２の半導体層とが積層され
ている構造を有する半導体量子井戸層が、エピタキシャ
ル成長法によって形成されている構造を有する光半導体
装置において、 上記半導体基板がInPでなり、 上記半導体井戸層を構成している井戸層としての第２の
半導体層が、上記半導体基板を構成しているInPと等し
い格子定数を有するGaInAsP系を用いてエピタキシャル
成長法によって形成されていて、上記半導体基板と格子
整合しているが、上記バリア層としての第１の半導体層
が、上記半導体基板を構成しているInPに比し小さな格
子定数を有するGaInAsP系を用いてエピタキシャル成長
法によって形成されていて、上記半導体基板と格子整合
していることによって、上記井戸層としての第２の半導
体層については、面方向の引張り応力を実効的に受けて
いないが、上記バリア層としての第１の半導体層につい
ては、面方向の引張り応力を実効的に受けていることを
特徴とする光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131879A JP2976001B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131879A JP2976001B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 光半導体装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14373899A Division JPH11354896A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427183A JPH0427183A (ja) | 1992-01-30 |
| JP2976001B2 true JP2976001B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15068281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131879A Expired - Lifetime JP2976001B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976001B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449688A (ja) * | 1990-06-19 | 1992-02-19 | Nec Corp | 歪バリヤ量子井戸半導体レーザ |
| JPH04373190A (ja) * | 1991-06-24 | 1992-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 歪量子井戸半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP3226061B2 (ja) * | 1993-02-19 | 2001-11-05 | キヤノン株式会社 | 偏光無依存な半導体光増幅器及びそれを用いた光通信システム |
| JP3226070B2 (ja) * | 1993-10-04 | 2001-11-05 | キヤノン株式会社 | 半導体光素子 |
| JP5374894B2 (ja) | 2008-03-18 | 2013-12-25 | 富士通株式会社 | 半導体光増幅器及びその製造方法並びに半導体光集積素子 |
| JP5613370B2 (ja) * | 2008-10-29 | 2014-10-22 | 日本電波工業株式会社 | セット基板に対する表面実装水晶発振器の実装方法 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2131879A patent/JP2976001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0427183A (ja) | 1992-01-30 |
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