JP3288283B2 - 多重量子井戸構造とこれを有する光変調器 - Google Patents
多重量子井戸構造とこれを有する光変調器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重量子井戸構造
及びこれを有する光変調器に関し、特に、井戸層、障壁
層に、逆の歪がかかった、歪多重量子井戸構造を有する
光変調器に関する。
及びこれを有する光変調器に関し、特に、井戸層、障壁
層に、逆の歪がかかった、歪多重量子井戸構造を有する
光変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バルクの活性層を多重量子井戸構
造（以下、ＭＱＷ構造ともいう。ＭＱＷは、Multi-Quan
tum Wellの略。）の活性層に変えていくことで、半導体
レーザの特性は、著しく向上してきた。また、光変調器
においても、多重量子井戸構造により、量子閉じこめシ
ュタルク効果（以下、ＱＣＳＥという。ＱＣＳＥとは、
Quantum Confined Stark Effect の略である。）による
大きな光吸収を得ることができる。
造（以下、ＭＱＷ構造ともいう。ＭＱＷは、Multi-Quan
tum Wellの略。）の活性層に変えていくことで、半導体
レーザの特性は、著しく向上してきた。また、光変調器
においても、多重量子井戸構造により、量子閉じこめシ
ュタルク効果（以下、ＱＣＳＥという。ＱＣＳＥとは、
Quantum Confined Stark Effect の略である。）による
大きな光吸収を得ることができる。
【０００３】しかし、多重量子井戸構造には、井戸層
（以下、ウェル層という。）間のキャリア輸送という、
バルクにはない特有の問題がある。特に、有効質量の重
いホールは、ウェル間のキャリア輸送が十分に行われな
い。半導体レーザに多重量子井戸構造を適用した場合、
レーザ発振後の注入電流増加に伴い、ウェル間のキャリ
ア不均一が増大しやすく、このため、活性層のトータル
のキャリア密度が上昇する現象が発生する。このこと
は、利得飽和現象と等価的な振る舞いをもたらすため、
変調帯域が伸びないなどの欠点を生じさせる。
（以下、ウェル層という。）間のキャリア輸送という、
バルクにはない特有の問題がある。特に、有効質量の重
いホールは、ウェル間のキャリア輸送が十分に行われな
い。半導体レーザに多重量子井戸構造を適用した場合、
レーザ発振後の注入電流増加に伴い、ウェル間のキャリ
ア不均一が増大しやすく、このため、活性層のトータル
のキャリア密度が上昇する現象が発生する。このこと
は、利得飽和現象と等価的な振る舞いをもたらすため、
変調帯域が伸びないなどの欠点を生じさせる。
【０００４】また、光変調器においては、光の吸収によ
り発生したホールキャリアの引き抜きが十分行われず、
高速変調時の消光比が十分とれないという問題を引き起
こす。
り発生したホールキャリアの引き抜きが十分行われず、
高速変調時の消光比が十分とれないという問題を引き起
こす。
【０００５】このような欠点を解消するために、障壁層
（以下、バリア層という。）に引っ張り歪を導入するこ
とが提案されてきた。
（以下、バリア層という。）に引っ張り歪を導入するこ
とが提案されてきた。
【０００６】半導体レーザにおいては、特開平４−２３
４１８４号公報において、ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓ
Ｐ系のＭＱＷ構造の例がある。ＩｎＧａＡｓＰ系の材料
では、伝導帯のバンド不連続が小さく、価電子帯のバン
ド不連続が大きいため、電子のオーバフロー、ホールの
不均一注入が大きな問題となる。そこで、引っ張り歪バ
リアを導入すれば、伝導帯のバンド不連続は大きくな
り、ホールのバンド不連続は小さくなるため、閾値が低
減し、また、１０ＧＨｚまでの変調帯域向上が可能とな
る。
４１８４号公報において、ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓ
Ｐ系のＭＱＷ構造の例がある。ＩｎＧａＡｓＰ系の材料
では、伝導帯のバンド不連続が小さく、価電子帯のバン
ド不連続が大きいため、電子のオーバフロー、ホールの
不均一注入が大きな問題となる。そこで、引っ張り歪バ
リアを導入すれば、伝導帯のバンド不連続は大きくな
り、ホールのバンド不連続は小さくなるため、閾値が低
減し、また、１０ＧＨｚまでの変調帯域向上が可能とな
る。
【０００７】また、歪応力補償の観点から、引っ張り歪
バリアは、圧縮歪ウェルとともに使われることが多く、
１９９５年、ジャーナル オブ アプライド フィジッ
クス、第１５巻、H.Oohashi, et al,“１．３μｍＩｎ
ＡｓＰ compressively strained multiple-quantum-wel
l lasers for high-temperaure operation”, (J.Appl.
Phys., 15,p.4119(1995)) では、ＩｎＡｓ0.52Ｐ0.48圧
縮歪ウェルと、−０．６％歪で１．１μｍのバンドギャ
ップに対応するＩｎＧａＡｓＰバリアの組み合わせの歪
補償ＭＱＷ構造について述べている。これと同様の歪Ｍ
ＱＷにより、１９９５年電子情報通信学会予稿集、大橋
他、「高温動作用ＩｎＰ系圧縮歪ＭＱＷレーザ」では、
優れた高温特性が報告している。
バリアは、圧縮歪ウェルとともに使われることが多く、
１９９５年、ジャーナル オブ アプライド フィジッ
クス、第１５巻、H.Oohashi, et al,“１．３μｍＩｎ
ＡｓＰ compressively strained multiple-quantum-wel
l lasers for high-temperaure operation”, (J.Appl.
Phys., 15,p.4119(1995)) では、ＩｎＡｓ0.52Ｐ0.48圧
縮歪ウェルと、−０．６％歪で１．１μｍのバンドギャ
ップに対応するＩｎＧａＡｓＰバリアの組み合わせの歪
補償ＭＱＷ構造について述べている。これと同様の歪Ｍ
ＱＷにより、１９９５年電子情報通信学会予稿集、大橋
他、「高温動作用ＩｎＰ系圧縮歪ＭＱＷレーザ」では、
優れた高温特性が報告している。
【０００８】一方、光変調器においても、１９９５年、
エレクトロニクス レターズ、第３１巻、K.Morito, R.
Sahara, K. Sato, Y. Kotaki and H.Soda, “High pow
er modulator integrated DFB laser incorporating st
rain-compensated MQW and graded SCH modulator for
10Gbit/s transmission ”, (Electronics Letters,31,
p.975(1995)) や、1996年電子情報通信学会エレクトロ
ニクスソサイエティ大会Ｃ−３０８の小滝「電界吸収型
光変調器集積化ＤＦＢレーザ」において、圧縮歪ウェ
ル、引っ張り歪バリアの光変調器が報告されている。こ
の報告で述べられているように、変調器では、ホールパ
イルアップによる変調特性の劣化を招かないように、価
電子帯バンド不連続を小さくすることが設計上重要であ
る。この価電子帯バンド不連続は、ＭＱＷからｐ−Ｉｎ
Ｐにかけて小さくする必要がある。このように設計する
ことにより、ホールキャリアの引き抜き時間を短くする
ことができる。以下、このような集積型光変調器につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
エレクトロニクス レターズ、第３１巻、K.Morito, R.
Sahara, K. Sato, Y. Kotaki and H.Soda, “High pow
er modulator integrated DFB laser incorporating st
rain-compensated MQW and graded SCH modulator for
10Gbit/s transmission ”, (Electronics Letters,31,
p.975(1995)) や、1996年電子情報通信学会エレクトロ
ニクスソサイエティ大会Ｃ−３０８の小滝「電界吸収型
光変調器集積化ＤＦＢレーザ」において、圧縮歪ウェ
ル、引っ張り歪バリアの光変調器が報告されている。こ
の報告で述べられているように、変調器では、ホールパ
イルアップによる変調特性の劣化を招かないように、価
電子帯バンド不連続を小さくすることが設計上重要であ
る。この価電子帯バンド不連続は、ＭＱＷからｐ−Ｉｎ
Ｐにかけて小さくする必要がある。このように設計する
ことにより、ホールキャリアの引き抜き時間を短くする
ことができる。以下、このような集積型光変調器につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】集積型光変調器は、斜視図で図５のように
なっている。集積型光変調器は、ＤＦＢレーザ部１、電
極分離部２、変調器部３よりなる。ＤＦＢ（Distribute
d Feed-Back ）レーザは、分布帰還型レーザとも呼ば
れ、図５に示すｎ型ＩｎＰ基板４の上の回折格子５によ
り、単一モードのレーザ光を発振する。変調器部３は、
このＤＦＢレーザ光をＯＮ，ＯＦＦし、デジタル信号を
生成する機能を有している。なお、本集積型光変調器の
周辺構造として、保護膜としての二酸化シリコン膜２
０、ポリイミド２１、電源電流を注入するｐ側電極２
２、基板電極としてのｎ側電極２３、反射面に施される
無反射のＡＲコーティング膜２４が備えられている。
なっている。集積型光変調器は、ＤＦＢレーザ部１、電
極分離部２、変調器部３よりなる。ＤＦＢ（Distribute
d Feed-Back ）レーザは、分布帰還型レーザとも呼ば
れ、図５に示すｎ型ＩｎＰ基板４の上の回折格子５によ
り、単一モードのレーザ光を発振する。変調器部３は、
このＤＦＢレーザ光をＯＮ，ＯＦＦし、デジタル信号を
生成する機能を有している。なお、本集積型光変調器の
周辺構造として、保護膜としての二酸化シリコン膜２
０、ポリイミド２１、電源電流を注入するｐ側電極２
２、基板電極としてのｎ側電極２３、反射面に施される
無反射のＡＲコーティング膜２４が備えられている。
【００１０】この種の従来の光変調器の歪ＭＱＷとその
周囲は、断面図で、図８のようになっている。図８にお
いて、半導体レーザの一例として基板側から順次、ｎ型
ＩｎＰ基板４、組成ｎ−ＩｎＧａＡｓＰのガイド層６、
組成ＩｎＧａＡｓＰの圧縮歪ウェル層９、組成ＩｎＧａ
ＡｓＰの引っ張り歪バリア層１０、組成ＩｎＧａＡｓＰ
のＳＣＨ層１１１、組成ＩｎＧａＡｓＰのグレーデッド
ＳＣＨ層１１２、組成ＩｎＧａＡｓＰのＳＣＨ層１３、
組成ｐ−ＩｎＰのクラッド層１４とで構成される。
周囲は、断面図で、図８のようになっている。図８にお
いて、半導体レーザの一例として基板側から順次、ｎ型
ＩｎＰ基板４、組成ｎ−ＩｎＧａＡｓＰのガイド層６、
組成ＩｎＧａＡｓＰの圧縮歪ウェル層９、組成ＩｎＧａ
ＡｓＰの引っ張り歪バリア層１０、組成ＩｎＧａＡｓＰ
のＳＣＨ層１１１、組成ＩｎＧａＡｓＰのグレーデッド
ＳＣＨ層１１２、組成ＩｎＧａＡｓＰのＳＣＨ層１３、
組成ｐ−ＩｎＰのクラッド層１４とで構成される。
【００１１】このＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰのエピタキシ
ャル層構造は、有機金属気相結晶成長（以下、ＭＯ−Ｖ
ＰＥとよぶ。）法で行う。ＭＯ−ＶＰＥ法の原料ガス
は、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩと呼ぶ。）、
トリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという。）、トリメ
チルアルミニウム（以下、ＴＭＡｌという。）、アルシ
ン（以下、ＡｓＨ3 という。）、フォスフィン（以下、
ＰＨ3 という。）を用いる。また、有機金属は、水素の
バブリングにより供給する。ドーピングについては、適
宜、ジシラン（以下、Ｓｉ2 Ｈ6 という。）、ジメチル
ジンク（以下、ＤＭＺｎという。）を水素で希釈したガ
スを用いる。
ャル層構造は、有機金属気相結晶成長（以下、ＭＯ−Ｖ
ＰＥとよぶ。）法で行う。ＭＯ−ＶＰＥ法の原料ガス
は、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩと呼ぶ。）、
トリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという。）、トリメ
チルアルミニウム（以下、ＴＭＡｌという。）、アルシ
ン（以下、ＡｓＨ3 という。）、フォスフィン（以下、
ＰＨ3 という。）を用いる。また、有機金属は、水素の
バブリングにより供給する。ドーピングについては、適
宜、ジシラン（以下、Ｓｉ2 Ｈ6 という。）、ジメチル
ジンク（以下、ＤＭＺｎという。）を水素で希釈したガ
スを用いる。
【００１２】層構造は、表面の面方位が（１００）面の
ｎ型ＩｎＰ基板４上に、バンドギャップ波長が１．１５
μｍの（以下、１．１５μｍ組成の、という。）ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層６が５０ｎｍ〜１００ｎｍ、その
上に歪ＭＱＷ層８があり、歪ＭＱＷ層８は、７層の圧縮
歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９と、その間の引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰバリア層１０からなっている。歪ＭＱＷ層
８の上には、１．１５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１１１が１０ｎｍ、１．１５μｍから１．０μｍま
で組成を変化させたグレーデッドＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１１２が５０ｎｍ、１．０μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３が１０ｎｍ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４
がある。ＳＣＨとは、Ｓeparate Ｃonfinement Ｈeter
ostructure（分離閉じ込めヘテロ構造）のことであり、
導波光を閉じ込める機能を有している。
ｎ型ＩｎＰ基板４上に、バンドギャップ波長が１．１５
μｍの（以下、１．１５μｍ組成の、という。）ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層６が５０ｎｍ〜１００ｎｍ、その
上に歪ＭＱＷ層８があり、歪ＭＱＷ層８は、７層の圧縮
歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９と、その間の引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰバリア層１０からなっている。歪ＭＱＷ層
８の上には、１．１５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１１１が１０ｎｍ、１．１５μｍから１．０μｍま
で組成を変化させたグレーデッドＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１１２が５０ｎｍ、１．０μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３が１０ｎｍ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４
がある。ＳＣＨとは、Ｓeparate Ｃonfinement Ｈeter
ostructure（分離閉じ込めヘテロ構造）のことであり、
導波光を閉じ込める機能を有している。
【００１３】圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９の歪量は
＋０．５％で、厚さは９ｎｍである。引っ張り歪ＩｎＧ
ａＡｓＰバリア層１０の歪量は−０．３％で、厚さは
５．１ｎｍである。ＤＦＢレーザの発振波長が１．５５
μｍであるのに対し、この歪ＭＱＷ層８の遷移波長は、
１．４７μｍであり、逆バイアスをかけたときに１．５
５μｍ光を吸収できるようになる。
＋０．５％で、厚さは９ｎｍである。引っ張り歪ＩｎＧ
ａＡｓＰバリア層１０の歪量は−０．３％で、厚さは
５．１ｎｍである。ＤＦＢレーザの発振波長が１．５５
μｍであるのに対し、この歪ＭＱＷ層８の遷移波長は、
１．４７μｍであり、逆バイアスをかけたときに１．５
５μｍ光を吸収できるようになる。
【００１４】図９はこの層構造のバンドダイアグラム図
である。光変調器に逆バイアスをかけると、ＤＦＢレー
ザからの光は、歪ＭＱＷ層８で吸収され、ＩｎＧａＡｓ
Ｐウェル層９内に、電子キャリアとヘビーホールキャリ
アが発生する。電子の有効質量は軽いため、逆バイアス
により容易にｎ型ＩｎＰ基板４に輸送されるが、ホール
は重いためバンド不連続点で、キャリアがパイルアップ
されないようなバンドラインナップを設計する必要があ
る。
である。光変調器に逆バイアスをかけると、ＤＦＢレー
ザからの光は、歪ＭＱＷ層８で吸収され、ＩｎＧａＡｓ
Ｐウェル層９内に、電子キャリアとヘビーホールキャリ
アが発生する。電子の有効質量は軽いため、逆バイアス
により容易にｎ型ＩｎＰ基板４に輸送されるが、ホール
は重いためバンド不連続点で、キャリアがパイルアップ
されないようなバンドラインナップを設計する必要があ
る。
【００１５】まず、歪ＭＱＷ層８内でのホールキャリア
の輸送であるが、各ウェル圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル
層９内のホールキャリアは、複数の引っ張り歪ＩｎＧａ
ＡｓＰバリア層１０の障壁を乗り越えて、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ ＳＣＨ層１１１に輸送される必要がある。このキャ
リア引き抜きが速やかに起こるためには、ウェルとバリ
アの間の価電子帯のバンド不連続が小さければ良い。こ
れを達成するために、単純に、バリアのバンドギャップ
を小さくすると、伝導帯のバンド不連続も小さくなるた
め、ＱＣＳＥが十分でなくなり、大きな消光比が得られ
なくなる。これを解決するため、図９下段に示すよう
に、バリア層１０に引っ張り歪を導入して、電子の障壁
を高く、ホールの障壁を小さくしている。引っ張り歪を
かけると、ウェル層９とヘビーホール準位とバリア層１
０のライトホールバンド端が近づき、上に述べた歪ＭＱ
Ｗ層８の例では、ホール側のバンド端不連続は７４ｍｅ
Ｖまで低減できている。
の輸送であるが、各ウェル圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル
層９内のホールキャリアは、複数の引っ張り歪ＩｎＧａ
ＡｓＰバリア層１０の障壁を乗り越えて、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ ＳＣＨ層１１１に輸送される必要がある。このキャ
リア引き抜きが速やかに起こるためには、ウェルとバリ
アの間の価電子帯のバンド不連続が小さければ良い。こ
れを達成するために、単純に、バリアのバンドギャップ
を小さくすると、伝導帯のバンド不連続も小さくなるた
め、ＱＣＳＥが十分でなくなり、大きな消光比が得られ
なくなる。これを解決するため、図９下段に示すよう
に、バリア層１０に引っ張り歪を導入して、電子の障壁
を高く、ホールの障壁を小さくしている。引っ張り歪を
かけると、ウェル層９とヘビーホール準位とバリア層１
０のライトホールバンド端が近づき、上に述べた歪ＭＱ
Ｗ層８の例では、ホール側のバンド端不連続は７４ｍｅ
Ｖまで低減できている。
【００１６】また、圧縮歪ウェル／引っ張り歪バリアの
組み合わせを用いるのは、応力を補償するため、結晶成
長上、欠陥の導入を招きにくいという利点もある。
組み合わせを用いるのは、応力を補償するため、結晶成
長上、欠陥の導入を招きにくいという利点もある。
【００１７】変調器の場合、ＭＱＷ内のキャリア輸送だ
けでなく、ＳＣＨ層からｐクラッドへのキャリア引き抜
きも無視できない。１．１５μｍの組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１１と１．０μｍの組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３の間は、グレーデッドＩｎＧａＡｓＰ Ｓ
ＣＨ層１１２の挿入により、約１００ｍｅＶの価電子帯
バンド不連続を解消している。残るは、ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３とｐ−ＩｎＰクラッド層１４の間の価電
子帯バンド不連続であるが、これは、６６ｍｅＶと小さ
く、ＩｎＰ側がｐドーピングしてあるため、ホールキャ
リアはこのヘテロギャップを乗り越えることができる。
けでなく、ＳＣＨ層からｐクラッドへのキャリア引き抜
きも無視できない。１．１５μｍの組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１１と１．０μｍの組成ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３の間は、グレーデッドＩｎＧａＡｓＰ Ｓ
ＣＨ層１１２の挿入により、約１００ｍｅＶの価電子帯
バンド不連続を解消している。残るは、ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１３とｐ−ＩｎＰクラッド層１４の間の価電
子帯バンド不連続であるが、これは、６６ｍｅＶと小さ
く、ＩｎＰ側がｐドーピングしてあるため、ホールキャ
リアはこのヘテロギャップを乗り越えることができる。
【００１８】このような変調器構造を用いた集積型光変
調器では、ＤＦＢレーザ部１への戻り光が発振波長揺ら
ぎを引き起こさないように、変調器部３の前端面は、無
反射コーティング２４を施す。また、十分な消光比を得
るため、変調器長は、２５０μｍとする。このような設
計の集積型光変調器では、１０ｍＷ出力でも、２Ｖのバ
イアスで、１５ｄＢという十分な消光比が得られる。
調器では、ＤＦＢレーザ部１への戻り光が発振波長揺ら
ぎを引き起こさないように、変調器部３の前端面は、無
反射コーティング２４を施す。また、十分な消光比を得
るため、変調器長は、２５０μｍとする。このような設
計の集積型光変調器では、１０ｍＷ出力でも、２Ｖのバ
イアスで、１５ｄＢという十分な消光比が得られる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術の問題点は、光変調器において、光吸収により発生
したホールキャリアの引き抜きが十分速やかに行われな
いために、ＤＣバイアス時に比べ、高速変調時の消光比
が十分大きく取れないという点である。ＤＣバイアス時
では、２Ｖバイアス時の消光比が１５ｄＢとれても、動
的消光比は１０ｄＢに劣化する。
技術の問題点は、光変調器において、光吸収により発生
したホールキャリアの引き抜きが十分速やかに行われな
いために、ＤＣバイアス時に比べ、高速変調時の消光比
が十分大きく取れないという点である。ＤＣバイアス時
では、２Ｖバイアス時の消光比が１５ｄＢとれても、動
的消光比は１０ｄＢに劣化する。
【００２０】すなわち、ＭＱＷ構造のキャリア輸送が考
えられる。これは、バルクの変調器では、ＤＣ時の消光
比と動的消光比との間の差が比較的小さいのに対し、Ｍ
ＱＷ構造の変調器では、無視できない差が生じているこ
とから推察される。上述した従来のＭＱＷ構造において
も、歪補償型により、ホールのバンド不連続を低減して
いるが、それでもｐ側のＳＣＨ層をグレーデッド化した
ほどには徹底されていない。しかもホールキャリアは何
層ものバリア層を乗り越えなければならないため、この
障壁がホールキャリア引き抜きを律速する。
えられる。これは、バルクの変調器では、ＤＣ時の消光
比と動的消光比との間の差が比較的小さいのに対し、Ｍ
ＱＷ構造の変調器では、無視できない差が生じているこ
とから推察される。上述した従来のＭＱＷ構造において
も、歪補償型により、ホールのバンド不連続を低減して
いるが、それでもｐ側のＳＣＨ層をグレーデッド化した
ほどには徹底されていない。しかもホールキャリアは何
層ものバリア層を乗り越えなければならないため、この
障壁がホールキャリア引き抜きを律速する。
【００２１】変調器長が２５０μｍで消光比が１５ｄＢ
のとき、変調器のＤＦＢレーザ側５０μｍで３ｄＢの光
吸収があることになる。レーザからのパワーが１０ｍＷ
とすると、５０μｍの長さで５ｍＷの光を吸収するた
め、そこに４ｍＡの光電流が発生する。このような大き
な発生キャリアがＭＱＷからスムーズに出れない場合、
空間電荷効果によりキャリアを引き抜く電界が弱くなる
ため、相当長い時間キャリアがウェル内に滞留すると考
えられ、ホールキャリアの引き抜きが遅く、消去比が小
さくなる。
のとき、変調器のＤＦＢレーザ側５０μｍで３ｄＢの光
吸収があることになる。レーザからのパワーが１０ｍＷ
とすると、５０μｍの長さで５ｍＷの光を吸収するた
め、そこに４ｍＡの光電流が発生する。このような大き
な発生キャリアがＭＱＷからスムーズに出れない場合、
空間電荷効果によりキャリアを引き抜く電界が弱くなる
ため、相当長い時間キャリアがウェル内に滞留すると考
えられ、ホールキャリアの引き抜きが遅く、消去比が小
さくなる。
【００２２】また、本発明とは直接関係はないが、ＭＱ
Ｗ構造のレーザにおいて、変調帯域が十分に伸びないと
いう問題がある。というのは、ＭＱＷ構造には、キャリ
アのウェル間輸送時間を必要とするというバルクのレー
ザにはない問題があり、その上、ウェル間のキャリア密
度の不均一が電流注入が増えるにつれ悪化するため、実
質的な利得飽和現象がおこるためである。利得飽和係数
が大きい時のレーザの変調特性というのは、緩和振動で
の持ち上がりが抑制され、３ｄＢ帯域が低下するかたち
になる。このため、キャリア不均一注入がレーザの帯域
の悪化につながることになる。
Ｗ構造のレーザにおいて、変調帯域が十分に伸びないと
いう問題がある。というのは、ＭＱＷ構造には、キャリ
アのウェル間輸送時間を必要とするというバルクのレー
ザにはない問題があり、その上、ウェル間のキャリア密
度の不均一が電流注入が増えるにつれ悪化するため、実
質的な利得飽和現象がおこるためである。利得飽和係数
が大きい時のレーザの変調特性というのは、緩和振動で
の持ち上がりが抑制され、３ｄＢ帯域が低下するかたち
になる。このため、キャリア不均一注入がレーザの帯域
の悪化につながることになる。
【００２３】このことから、波長チャーピングが問題に
ならないような、短距離の１．３μｍ帯の光通信におい
て、１０Ｇｂ／ｓを越える高速の直接変調を利用しよう
とすると、このような変調帯域の伸び悩みが大きな問題
となる。
ならないような、短距離の１．３μｍ帯の光通信におい
て、１０Ｇｂ／ｓを越える高速の直接変調を利用しよう
とすると、このような変調帯域の伸び悩みが大きな問題
となる。
【００２４】本発明の目的は、多重量子井戸構造で生ず
るウェル間のキャリア輸送の問題を完全に除くように、
ＭＱＷ構造の特にホールのキャリア輸送をバルクライク
にすることである。その結果として、光変調器において
は、発生ホールキャリアの引き抜きが速やかに行われる
ようにすることである。
るウェル間のキャリア輸送の問題を完全に除くように、
ＭＱＷ構造の特にホールのキャリア輸送をバルクライク
にすることである。その結果として、光変調器において
は、発生ホールキャリアの引き抜きが速やかに行われる
ようにすることである。
【００２５】また、光変調器において、発生ホールキャ
リアの引き抜き時間を短くすることにより、消光比を向
上させることが目的である。
リアの引き抜き時間を短くすることにより、消光比を向
上させることが目的である。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明の多重量子井戸構
造は、 （１）圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりなる多重量
子井戸構造において、圧縮歪井戸層のウェル層のヘビー
ホール準位と、引っ張り歪障壁層のバリア層のライトホ
ール準位が等しい、 （２）また、上記多重量子井戸構造において、圧縮歪井
戸層の歪量と、引っ張り歪障壁層の歪量が、逆の符号で
絶対値が等しい、 （３）また、前記の（１）、（２）の各項の多重量子井
戸構造が、III-Ｖ族化合物半導体よりなる、 （４）また、前記の（３）の多重量子井戸構造におい
て、圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層のＶ族組成が等し
く、III 族組成のみ異なる、ことを特徴とする。
造は、 （１）圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりなる多重量
子井戸構造において、圧縮歪井戸層のウェル層のヘビー
ホール準位と、引っ張り歪障壁層のバリア層のライトホ
ール準位が等しい、 （２）また、上記多重量子井戸構造において、圧縮歪井
戸層の歪量と、引っ張り歪障壁層の歪量が、逆の符号で
絶対値が等しい、 （３）また、前記の（１）、（２）の各項の多重量子井
戸構造が、III-Ｖ族化合物半導体よりなる、 （４）また、前記の（３）の多重量子井戸構造におい
て、圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層のＶ族組成が等し
く、III 族組成のみ異なる、ことを特徴とする。
【００２７】また、本発明の光変調器は、上記（１）〜
（４）の多重量子井戸構造を有していることを特徴とす
る。さらに、本発明の光変調器は、回析格子を備えたＤ
ＦＢレーザ部と、前記多重量子井戸構造を備えた変調器
部と、前記ＤＦＢレーザ部と変調器部とを光学的に伝通
する電極分離部とを備えたことを特徴とする。
（４）の多重量子井戸構造を有していることを特徴とす
る。さらに、本発明の光変調器は、回析格子を備えたＤ
ＦＢレーザ部と、前記多重量子井戸構造を備えた変調器
部と、前記ＤＦＢレーザ部と変調器部とを光学的に伝通
する電極分離部とを備えたことを特徴とする。
【００２８】［作用］ III-Ｖ族化合物半導体においては、歪をかけると、価電
子帯エネルギーは、ヘビーホールとライトホールに分裂
する。Ｖ族組成一定で、III 族組成を変化させた場合、
圧縮歪では、ヘビーホール準位が上がって、ライトホー
ル準位が下がり、伝導帯端は下がる。引っ張り歪では逆
である。従って、ウェルとバリアで、Ｖ族組成を等しく
し、III 族組成を変えて、それぞれ、圧縮歪、引っ張り
歪とした場合、電子とヘビーホールは、ウェル層に量子
閉じ込め準位ができるが、ライトホールでは、バリア層
側に閉じ込め準位ができる。
子帯エネルギーは、ヘビーホールとライトホールに分裂
する。Ｖ族組成一定で、III 族組成を変化させた場合、
圧縮歪では、ヘビーホール準位が上がって、ライトホー
ル準位が下がり、伝導帯端は下がる。引っ張り歪では逆
である。従って、ウェルとバリアで、Ｖ族組成を等しく
し、III 族組成を変えて、それぞれ、圧縮歪、引っ張り
歪とした場合、電子とヘビーホールは、ウェル層に量子
閉じ込め準位ができるが、ライトホールでは、バリア層
側に閉じ込め準位ができる。
【００２９】そして、適当な歪量と層厚で、ウェル層内
のヘビーホール準位と、バリア層内のライトホール準位
を等しくすることができる。このとき、フォノンエネル
ギーのやりとり無しに、ウェル層内のヘビーホールとバ
リア層内のライトホールの間は互いに遷移できるため
に、ＭＱＷ構造内でホールキャリアはなんの障壁も無く
動き回れることができ、実質的にバルクの中のキャリア
輸送と同等になる。
のヘビーホール準位と、バリア層内のライトホール準位
を等しくすることができる。このとき、フォノンエネル
ギーのやりとり無しに、ウェル層内のヘビーホールとバ
リア層内のライトホールの間は互いに遷移できるため
に、ＭＱＷ構造内でホールキャリアはなんの障壁も無く
動き回れることができ、実質的にバルクの中のキャリア
輸送と同等になる。
【００３０】キャリア輸送においては、ホールはバルク
ライクとなるが、波動関数的には、量子閉じ込めを受け
ている。ウェル層内のヘビーホールは、バリア層のヘビ
ーホール準位を障壁として、量子閉じ込めされた固有状
態が存在する。このため、光吸収時の量子閉じ込めシュ
タルク効果は健在である。光のエネルギーを受けて、電
子−ホール対が生成されるときは、量子井戸として機能
し、いったんキャリアが生成された後は、ホールの振る
舞いはバルクライクになるのである。
ライクとなるが、波動関数的には、量子閉じ込めを受け
ている。ウェル層内のヘビーホールは、バリア層のヘビ
ーホール準位を障壁として、量子閉じ込めされた固有状
態が存在する。このため、光吸収時の量子閉じ込めシュ
タルク効果は健在である。光のエネルギーを受けて、電
子−ホール対が生成されるときは、量子井戸として機能
し、いったんキャリアが生成された後は、ホールの振る
舞いはバルクライクになるのである。
【００３１】例えば、長波光通信用の材料であるＩｎＰ
基板上のＩｎＧａＡｓＰ系では、無歪のＩｎＧａＡｓＰ
からＩｎリッチにして歪量を１．５％としたものをウェ
ル層、Ｇａリッチにして歪量を−１．５％にしたものを
バリア層とすると、ヘビーホールとライトホールのエネ
ルギー準位は約１００ｍｅＶ分裂し、ウェル層のヘビー
ホールバンド端と、バリア層のライトホールバンド端を
ほぼ等しくすることができる。ヘビーホールの量子閉じ
込めとしては、ウェル層のヘビーホールバンド端に対し
て、バリア層のヘビーホールバンド端は約１００ｍｅＶ
の高さがあるため、十分な量子閉じ込め効果が得られ
る。一方、電子側のバンド不連続は、２００〜３００ｍ
ｅＶあるため、有効質量の軽い電子に対しても十分な量
子閉じ込め効果が得られる。
基板上のＩｎＧａＡｓＰ系では、無歪のＩｎＧａＡｓＰ
からＩｎリッチにして歪量を１．５％としたものをウェ
ル層、Ｇａリッチにして歪量を−１．５％にしたものを
バリア層とすると、ヘビーホールとライトホールのエネ
ルギー準位は約１００ｍｅＶ分裂し、ウェル層のヘビー
ホールバンド端と、バリア層のライトホールバンド端を
ほぼ等しくすることができる。ヘビーホールの量子閉じ
込めとしては、ウェル層のヘビーホールバンド端に対し
て、バリア層のヘビーホールバンド端は約１００ｍｅＶ
の高さがあるため、十分な量子閉じ込め効果が得られ
る。一方、電子側のバンド不連続は、２００〜３００ｍ
ｅＶあるため、有効質量の軽い電子に対しても十分な量
子閉じ込め効果が得られる。
【００３２】いま、例として、ウェル層とバリア層でＶ
族組成一定としたが、これは必ずしも必要ではない。し
かし、１．５％という歪量では、臨界膜厚が小さく、結
晶成長時に結晶欠陥が導入される危険が高い。そこで、
Ｖ族組成一定という条件を課すことにより、結晶成長の
界面切換えを容易にして、結晶欠陥の導入を防止する。
実際、ＭＯ−ＶＰＥ成長では、基板を保持するサセプタ
からのＡｓ再蒸発等が問題となり、ウェル／バリア間で
のＶ族切換えは、かなり難しい。これをウェルとバリア
の組成をＶ族組成が等しいものから選ぶと、Ｖ族切換え
は必要なくなり、このような問題を排除することができ
る。
族組成一定としたが、これは必ずしも必要ではない。し
かし、１．５％という歪量では、臨界膜厚が小さく、結
晶成長時に結晶欠陥が導入される危険が高い。そこで、
Ｖ族組成一定という条件を課すことにより、結晶成長の
界面切換えを容易にして、結晶欠陥の導入を防止する。
実際、ＭＯ−ＶＰＥ成長では、基板を保持するサセプタ
からのＡｓ再蒸発等が問題となり、ウェル／バリア間で
のＶ族切換えは、かなり難しい。これをウェルとバリア
の組成をＶ族組成が等しいものから選ぶと、Ｖ族切換え
は必要なくなり、このような問題を排除することができ
る。
【００３３】このようにして得られたＭＱＷ構造では、
キャリア輸送ではバルクライク、光との相互作用では量
子効果を有するため、光変調器がバルクからＭＱＷ構造
に進化したときに失った特性を回復しつつ、得られたす
ばらしい特性をそのまま享受し続けることができる。
キャリア輸送ではバルクライク、光との相互作用では量
子効果を有するため、光変調器がバルクからＭＱＷ構造
に進化したときに失った特性を回復しつつ、得られたす
ばらしい特性をそのまま享受し続けることができる。
【００３４】バルクからＭＱＷに移行したときにおきる
デメリットとは、キャリアの不均一であり、この不均一
のため、キャリア輸送時間の遅延、実効的な利得飽和を
招いた。このため、光変調器における動的消光比がかえ
って悪化する。本発明の多重量子井戸構造は、上に述べ
た理由により、このような問題を根本的に解決する。
デメリットとは、キャリアの不均一であり、この不均一
のため、キャリア輸送時間の遅延、実効的な利得飽和を
招いた。このため、光変調器における動的消光比がかえ
って悪化する。本発明の多重量子井戸構造は、上に述べ
た理由により、このような問題を根本的に解決する。
【００３５】
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］ 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００３６】図１は、本発明の光変調器の多重量子井戸
構造の断面図である。図５は、この光変調器の多重量子
井戸を組み込んだ集積型光変調器の斜視図である。
構造の断面図である。図５は、この光変調器の多重量子
井戸を組み込んだ集積型光変調器の斜視図である。
【００３７】図５を参照すると、この集積型光変調器
は、４００μｍ長のＤＦＢレーザ部１、５０μｍ長の電
極分離部２、２５０μｍ長の変調器部３からなる。これ
らは、（１００）の面方位のｎ型ＩｎＰ基板４上に形成
されており、ＤＦＢレーザ部１では、ｎ型ＩｎＰ基板４
上にピッチが２４３ｎｍの回折格子５が形成され、１．
５５μｍ波長の光が単一モードで発振する機能がある。
なお、本集積型光変調器の周辺構造として、保護膜とし
ての二酸化シリコン膜２０、ポリイミド２１、電源電流
を注入するｐ側電極２２、基板電極としてのｎ側電極２
３、反射面に施される無反射のＡＲコーティング膜２４
が備えられている。
は、４００μｍ長のＤＦＢレーザ部１、５０μｍ長の電
極分離部２、２５０μｍ長の変調器部３からなる。これ
らは、（１００）の面方位のｎ型ＩｎＰ基板４上に形成
されており、ＤＦＢレーザ部１では、ｎ型ＩｎＰ基板４
上にピッチが２４３ｎｍの回折格子５が形成され、１．
５５μｍ波長の光が単一モードで発振する機能がある。
なお、本集積型光変調器の周辺構造として、保護膜とし
ての二酸化シリコン膜２０、ポリイミド２１、電源電流
を注入するｐ側電極２２、基板電極としてのｎ側電極２
３、反射面に施される無反射のＡＲコーティング膜２４
が備えられている。
【００３８】つぎに、図１を参照すると、変調器部３の
半導体結晶の層構造は、以下のようになっている。
半導体結晶の層構造は、以下のようになっている。
【００３９】まず、ｎ型ＩｎＰ基板４の上に、厚さが２
０〜２００ｎｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層６、厚さ
が５〜５０ｎｍの引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層
７、歪ＭＱＷ層８があり、歪ＭＱＷ層８は、層数が３〜
１０の圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９と引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰバリア層１０からなる応力歪補償型の歪Ｍ
ＱＷ層である。歪ＭＱＷ層８の上には、順にバンドギャ
ップが大きくなっていく、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１、グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１３、ｐ−
ＩｎＰクラッド層１４が積層されており、このＳＣＨ層
のトータル層厚は３０〜２００ｎｍである。
０〜２００ｎｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層６、厚さ
が５〜５０ｎｍの引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層
７、歪ＭＱＷ層８があり、歪ＭＱＷ層８は、層数が３〜
１０の圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９と引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰバリア層１０からなる応力歪補償型の歪Ｍ
ＱＷ層である。歪ＭＱＷ層８の上には、順にバンドギャ
ップが大きくなっていく、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１、グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１３、ｐ−
ＩｎＰクラッド層１４が積層されており、このＳＣＨ層
のトータル層厚は３０〜２００ｎｍである。
【００４０】図２は、この層構造に対応するバンドダイ
アグラム図である。本発明の歪ＭＱＷ層にとって最低限
備える必要のある第１の特徴は、ウェル層内のヘビーホ
ール準位とバリア層内のライトホール準位が等しくなっ
ていることである。望ましくは、ウェル層９のヘビーホ
ールバンド端と、バリア層１０のライトホールバンド端
が等しいという第２の特徴を備えると良い。第１の特徴
と第２の特徴は、ウェル層９の厚さとバリア層１０の厚
さを適当に選ぶと両立させることができる。
アグラム図である。本発明の歪ＭＱＷ層にとって最低限
備える必要のある第１の特徴は、ウェル層内のヘビーホ
ール準位とバリア層内のライトホール準位が等しくなっ
ていることである。望ましくは、ウェル層９のヘビーホ
ールバンド端と、バリア層１０のライトホールバンド端
が等しいという第２の特徴を備えると良い。第１の特徴
と第２の特徴は、ウェル層９の厚さとバリア層１０の厚
さを適当に選ぶと両立させることができる。
【００４１】このような特徴の上に、ウェル層９のライ
トホールバンド端とバリア層１０のヘビーホールバンド
端をほぼ等しくすれば、バリア準位にあるホールキャリ
アも歪ＭＱＷ層８内を輸送されやすいという利点が生ず
る。
トホールバンド端とバリア層１０のヘビーホールバンド
端をほぼ等しくすれば、バリア準位にあるホールキャリ
アも歪ＭＱＷ層８内を輸送されやすいという利点が生ず
る。
【００４２】このような歪ＭＱＷ層８のバンドラインナ
ップを得る方法として、ウェル層とバリア層を、同じ組
成の無歪ＩｎＧａＡｓＰから、III 族組成のみ変化させ
て、それぞれ逆の歪を、同じ量だけかけると良い。この
とき、ほぼ上に述べた特徴を有したＭＱＷとなってい
る。歪量としては１．２％〜１．８％が適当である。こ
の歪量の下限は、良好な量子閉じ込めができる障壁高さ
から、歪量の上限は、結晶欠陥が入らないための条件か
ら決まってくる。
ップを得る方法として、ウェル層とバリア層を、同じ組
成の無歪ＩｎＧａＡｓＰから、III 族組成のみ変化させ
て、それぞれ逆の歪を、同じ量だけかけると良い。この
とき、ほぼ上に述べた特徴を有したＭＱＷとなってい
る。歪量としては１．２％〜１．８％が適当である。こ
の歪量の下限は、良好な量子閉じ込めができる障壁高さ
から、歪量の上限は、結晶欠陥が入らないための条件か
ら決まってくる。
【００４３】次に、本発明の実施の形態の製造方法につ
いて、図６、図７を参照して詳細に説明する。
いて、図６、図７を参照して詳細に説明する。
【００４４】まず、最初に、表面の面方位が（１００）
面のｎ型ＩｎＰ基板４上の、長さ４００μｍのＤＦＢレ
ーザ部１に、（０１１）面に平行な溝がピッチ２４３ｎ
ｍで並んでいる回折格子５を形成する。次に、間隙が
１．８μｍの２対の二酸化シリコン膜１５のストライプ
マスクを形成する。この二酸化シリコン膜１５の幅は、
ＤＦＢレーザ部１で１０μｍ、変調器部３で４μｍであ
り、変調器部３のＤＦＢレーザ部１と反対側の端３０μ
ｍの部分においては、２対の二酸化シリコン膜１５が閉
じる形状とする。変調器部３の長さは２５０μｍであ
り、変調器部３とＤＦＢレーザ部１の間には二酸化シリ
コン膜１５の幅が連続的に変化する遷移領域部が５０μ
ｍの長さで挿入されている。この二酸化シリコン膜１５
は、ＭＯ−ＶＰＥでの成長阻止マスクとなり、このマス
ク幅をＤＦＢレーザ部１と変調器部３で変化させること
により、ＭＱＷの遷移準位を変化させることができる。
面のｎ型ＩｎＰ基板４上の、長さ４００μｍのＤＦＢレ
ーザ部１に、（０１１）面に平行な溝がピッチ２４３ｎ
ｍで並んでいる回折格子５を形成する。次に、間隙が
１．８μｍの２対の二酸化シリコン膜１５のストライプ
マスクを形成する。この二酸化シリコン膜１５の幅は、
ＤＦＢレーザ部１で１０μｍ、変調器部３で４μｍであ
り、変調器部３のＤＦＢレーザ部１と反対側の端３０μ
ｍの部分においては、２対の二酸化シリコン膜１５が閉
じる形状とする。変調器部３の長さは２５０μｍであ
り、変調器部３とＤＦＢレーザ部１の間には二酸化シリ
コン膜１５の幅が連続的に変化する遷移領域部が５０μ
ｍの長さで挿入されている。この二酸化シリコン膜１５
は、ＭＯ−ＶＰＥでの成長阻止マスクとなり、このマス
ク幅をＤＦＢレーザ部１と変調器部３で変化させること
により、ＭＱＷの遷移準位を変化させることができる。
【００４５】このＭＯ−ＶＰＥの選択成長では、ＩｎＰ
とＩｎＧａＡｓＰのエピタキシャル成長を行うが、原料
ガスは、ＴＭＩ、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 、ＰＨ3 を用い、有
機金属は、水素のバブリングにより供給する。ドーピン
グについては、適宜、Ｓｉ2Ｈ6 、ＤＭＺｎを水素で希
釈したガスを用いる。また、成長圧力は、１００Ｔｏｒ
ｒとする。
とＩｎＧａＡｓＰのエピタキシャル成長を行うが、原料
ガスは、ＴＭＩ、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 、ＰＨ3 を用い、有
機金属は、水素のバブリングにより供給する。ドーピン
グについては、適宜、Ｓｉ2Ｈ6 、ＤＭＺｎを水素で希
釈したガスを用いる。また、成長圧力は、１００Ｔｏｒ
ｒとする。
【００４６】二酸化シリコン膜１５形成後、上述の図１
の層構造で、ＭＯ−ＶＰＥ選択成長を行う。ＭＱＷ構造
の遷移波長は、ＤＦＢレーザ部１で１．５６μｍ、変調
器部３で１．４７μｍとなる。ＭＯ−ＶＰＥでは、（１
１１）Ｂ面の成長速度が遅いため、一般に、選択成長側
面には、（１１１）Ｂ面が形成されるが、変調器部３出
射部のウインドウ部１６の側面は、（１１１）Ａ面が形
成される。
の層構造で、ＭＯ−ＶＰＥ選択成長を行う。ＭＱＷ構造
の遷移波長は、ＤＦＢレーザ部１で１．５６μｍ、変調
器部３で１．４７μｍとなる。ＭＯ−ＶＰＥでは、（１
１１）Ｂ面の成長速度が遅いため、一般に、選択成長側
面には、（１１１）Ｂ面が形成されるが、変調器部３出
射部のウインドウ部１６の側面は、（１１１）Ａ面が形
成される。
【００４７】歪ＭＱＷ層８の組成として、圧縮歪ＩｎＧ
ａＡｓＰウェル層９と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア
層１０のＶ族組成を一定としたものを採用したときは、
歪ＭＱＷ層８のＭＯ−ＶＰＥ選択成長時に、ＡｓＨ3 、
ＰＨ3 は一定流量で供給し、III 族流量のみウェル／バ
リア界面で切り換えれば良い。このような成長法をとる
ことにより、サセプタからのＡｓＨ3 再蒸発などの問題
を考慮する必要がなくなり、強歪の歪補償型ＭＱＷを成
長することができる。このようにＶ族組成一定とすると
良好な結晶が得られることについては、ＣＮＥＴによる
１９９３年、第５回インターナショナル コンファレン
ス オン インジウム フォスファイドアンド リレー
テッド マテリアルズの論文番号ＴｕＢｌ（5th Intern
ational Conference on Indium Phosphide and Related
Materials, paper TuBl(1993))によって、知られてい
る。
ａＡｓＰウェル層９と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア
層１０のＶ族組成を一定としたものを採用したときは、
歪ＭＱＷ層８のＭＯ−ＶＰＥ選択成長時に、ＡｓＨ3 、
ＰＨ3 は一定流量で供給し、III 族流量のみウェル／バ
リア界面で切り換えれば良い。このような成長法をとる
ことにより、サセプタからのＡｓＨ3 再蒸発などの問題
を考慮する必要がなくなり、強歪の歪補償型ＭＱＷを成
長することができる。このようにＶ族組成一定とすると
良好な結晶が得られることについては、ＣＮＥＴによる
１９９３年、第５回インターナショナル コンファレン
ス オン インジウム フォスファイドアンド リレー
テッド マテリアルズの論文番号ＴｕＢｌ（5th Intern
ational Conference on Indium Phosphide and Related
Materials, paper TuBl(1993))によって、知られてい
る。
【００４８】次に、図７を参照しつつ、選択成長リッジ
部の両脇１μｍの二酸化シリコン膜１５を除去する。ウ
インドウ部１６においても、同じ位置まで二酸化シリコ
ン膜１５を除去する。その上で、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１
７、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１８、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層１９を成長する。そして、リッジ部
以外の平坦成長部のエピタキシャル層を除去する。
部の両脇１μｍの二酸化シリコン膜１５を除去する。ウ
インドウ部１６においても、同じ位置まで二酸化シリコ
ン膜１５を除去する。その上で、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１
７、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１８、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層１９を成長する。そして、リッジ部
以外の平坦成長部のエピタキシャル層を除去する。
【００４９】次に、電極分離部２のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層１８、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１９
を除去し、ＤＦＢレーザ部１、変調器部３の選択成長上
面でのみ開口した二酸化シリコン膜２０を図７のよう
に、形成する。
コンタクト層１８、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１９
を除去し、ＤＦＢレーザ部１、変調器部３の選択成長上
面でのみ開口した二酸化シリコン膜２０を図７のよう
に、形成する。
【００５０】次に、ポリイミド２１を選択成長の上面が
露出するように形成し、ｐ側電極２２を、ＤＦＢレーザ
部１、変調器部３に形成する。次に、裏面研磨を行っ
て、ウェハーの厚さを１２０μｍにしてから、ｎ側電極
２３を形成する。
露出するように形成し、ｐ側電極２２を、ＤＦＢレーザ
部１、変調器部３に形成する。次に、裏面研磨を行っ
て、ウェハーの厚さを１２０μｍにしてから、ｎ側電極
２３を形成する。
【００５１】最後に、端面劈開を行い、図５のように、
変調器部３側の端面にシリコン窒化膜からなるＡＲコー
ティング膜２４を施す。ＤＦＢレーザ部１側の端面は二
酸化シリコン膜／アモルファスシリコン膜／二酸化シリ
コン膜の３層コーティングにより、７５％の端面反射率
を得るようにする。
変調器部３側の端面にシリコン窒化膜からなるＡＲコー
ティング膜２４を施す。ＤＦＢレーザ部１側の端面は二
酸化シリコン膜／アモルファスシリコン膜／二酸化シリ
コン膜の３層コーティングにより、７５％の端面反射率
を得るようにする。
【００５２】以上の工程により作成された、ウインドウ
部１６＋ＡＲコーティング膜２４の構造により、変調器
部３端面の反射率は、０．０４％以下にすることができ
る。
部１６＋ＡＲコーティング膜２４の構造により、変調器
部３端面の反射率は、０．０４％以下にすることができ
る。
【００５３】以上の実施の形態は、ＩｎＰ基板上のＩｎ
ＧａＡｓＰウェル／ＩｎＧａＡｌＡｓＰバリアや、その
他、一般のIII-Ｖ族化合物半導体にも、もちろん適用す
ることができる。
ＧａＡｓＰウェル／ＩｎＧａＡｌＡｓＰバリアや、その
他、一般のIII-Ｖ族化合物半導体にも、もちろん適用す
ることができる。
【００５４】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００５５】図１を参照すると、本発明の実施例は、変
調器部３のエピ構造が、ｎ型ＩｎＰ基板４の上に、厚さ
が１００ｎｍで１．０μｍ組成のｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層６と、厚さがそれぞれ１５ｎｍの引っ張り歪Ｉｎ
ＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１にはさまれた歪ＭＱＷ層８があり、その上
には、グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ
層１２、厚さ２０ｎｍで１．０μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
Ｐ ＳＣＨ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４が積層さ
れている。
調器部３のエピ構造が、ｎ型ＩｎＰ基板４の上に、厚さ
が１００ｎｍで１．０μｍ組成のｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層６と、厚さがそれぞれ１５ｎｍの引っ張り歪Ｉｎ
ＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１１にはさまれた歪ＭＱＷ層８があり、その上
には、グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ
層１２、厚さ２０ｎｍで１．０μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
Ｐ ＳＣＨ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４が積層さ
れている。
【００５６】歪ＭＱＷ層８は、５層の圧縮歪ＩｎＧａＡ
ｓＰウェル層９と、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層
１０からなる応力歪補償型の歪ＭＱＷである。引っ張り
歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡ
ｓＰバリア層１０と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ
層１１の組成は等しく、１．４μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
ＰをIII 族組成のみ変えて１．５％の引っ張り歪をかけ
たものである。圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９は、同
じ１．４μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰから逆に歪をかけ
て、１．５％の圧縮歪としたものである。（以下、歪を
かけるときIII 族組成のみ変えるという表記を略す
る。）圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９の厚さは４．５
ｎｍ、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層１０の厚さは
１０ｎｍとする。このような構造を採用することによっ
て、ウェル層９内のヘビーホール準位とバリア層１０内
のライトホール準位は、いずれもバンド端から２０〜２
５ｍｅＶの位置にあって、これらのエネルギー準位をほ
ぼ等しくすることができる。
ｓＰウェル層９と、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層
１０からなる応力歪補償型の歪ＭＱＷである。引っ張り
歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡ
ｓＰバリア層１０と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ
層１１の組成は等しく、１．４μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
ＰをIII 族組成のみ変えて１．５％の引っ張り歪をかけ
たものである。圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９は、同
じ１．４μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰから逆に歪をかけ
て、１．５％の圧縮歪としたものである。（以下、歪を
かけるときIII 族組成のみ変えるという表記を略す
る。）圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９の厚さは４．５
ｎｍ、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層１０の厚さは
１０ｎｍとする。このような構造を採用することによっ
て、ウェル層９内のヘビーホール準位とバリア層１０内
のライトホール準位は、いずれもバンド端から２０〜２
５ｍｅＶの位置にあって、これらのエネルギー準位をほ
ぼ等しくすることができる。
【００５７】グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ
ＳＣＨ層１２は、１．２１μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰから
０．９％引っ張り歪をかけたものと、１．１１μｍ組成
ＩｎＧａＡｓＰから０．５％引っ張り歪をかけたもの
を、１５ｎｍづつ組み合わせたものである。
ＳＣＨ層１２は、１．２１μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰから
０．９％引っ張り歪をかけたものと、１．１１μｍ組成
ＩｎＧａＡｓＰから０．５％引っ張り歪をかけたもの
を、１５ｎｍづつ組み合わせたものである。
【００５８】このようなバンドラインナップを採用した
光変調器では、１０Ｇｂ／ｓ動作、２Ｖバイアスでの消
光比１４ｄＢと、光通信にとって十分な特性が得られ
た。［参考例］ 次に、参考例について図面を参照して説明する。
光変調器では、１０Ｇｂ／ｓ動作、２Ｖバイアスでの消
光比１４ｄＢと、光通信にとって十分な特性が得られ
た。［参考例］ 次に、参考例について図面を参照して説明する。
【００５９】ここでは、参考例として、１．３μｍ帯半
導体レーザについて述べる。図３は、その活性層まわり
の層構造である。
導体レーザについて述べる。図３は、その活性層まわり
の層構造である。
【００６０】層構造は表面面方位が（１００）のｎ型Ｉ
ｎＰ基板４上に、引っ張り歪ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１０６、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と
引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１にはさまれた
ウェル層数５の歪ＭＱＷ層８と、その上に引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層
１４が積層された構造となっている。
ｎＰ基板４上に、引っ張り歪ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣ
Ｈ層１０６、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と
引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１にはさまれた
ウェル層数５の歪ＭＱＷ層８と、その上に引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層
１４が積層された構造となっている。
【００６１】引っ張り歪ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層
１０６と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層１１３は、
それぞれ、厚さ５０ｎｍで、１．１３μｍ組成のＩｎＧ
ａＡｓＰから−０．９％歪をかけたものである。
１０６と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層１１３は、
それぞれ、厚さ５０ｎｍで、１．１３μｍ組成のＩｎＧ
ａＡｓＰから−０．９％歪をかけたものである。
【００６２】その内側の引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ Ｓ
ＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１
は、厚さ１０ｎｍで、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ
から１．５％引っ張り歪をかけたものである。圧縮歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰウェル層９、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバ
リア層１０は、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰから、
それぞれ逆に、＋１．５％、−１．５％歪をかけたもの
である。
ＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１
は、厚さ１０ｎｍで、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ
から１．５％引っ張り歪をかけたものである。圧縮歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰウェル層９、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバ
リア層１０は、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰから、
それぞれ逆に、＋１．５％、−１．５％歪をかけたもの
である。
【００６３】図４は、本構造のバンドダイアグラム図で
ある。ウェル層９の厚さを３．４ｎｍ、バリア層１０の
厚さを７ｎｍにすることにより、ウェル層９のヘビーホ
ール準位とバリア層１０のライトホール準位は、いずれ
もバンド端から約３５ｍｅＶ程度のところにあり、エネ
ルギーレベルはほぼ等しくなっている。このため、引っ
張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧ
ａＡｓＰ ＳＣＨ層１１にはさまれた歪ＭＱＷ層８の中
では、ヘビーホール状態とライトホール状態が互いに遷
移し合うことにより、ホールキャリア輸送はバリアフリ
ーでバルクライクとなる。
ある。ウェル層９の厚さを３．４ｎｍ、バリア層１０の
厚さを７ｎｍにすることにより、ウェル層９のヘビーホ
ール準位とバリア層１０のライトホール準位は、いずれ
もバンド端から約３５ｍｅＶ程度のところにあり、エネ
ルギーレベルはほぼ等しくなっている。このため、引っ
張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層７と引っ張り歪ＩｎＧ
ａＡｓＰ ＳＣＨ層１１にはさまれた歪ＭＱＷ層８の中
では、ヘビーホール状態とライトホール状態が互いに遷
移し合うことにより、ホールキャリア輸送はバリアフリ
ーでバルクライクとなる。
【００６４】また、ＳＣＨ層からＭＱＷへのホールキャ
リア輸送も容易になる構造となっている。引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１３に注入されたホールキャ
リアは、まず、ホールにとってエネルギーの低いライト
ホールになる。このライトホールのエネルギー準位は、
圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９のライトホール準位、
引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層１０のヘビーホール
準位とほぼ等しいため、容易に歪ＭＱＷ層８内にホール
キャリアが注入されることになる。
リア輸送も容易になる構造となっている。引っ張り歪Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層１１３に注入されたホールキャ
リアは、まず、ホールにとってエネルギーの低いライト
ホールになる。このライトホールのエネルギー準位は、
圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層９のライトホール準位、
引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層１０のヘビーホール
準位とほぼ等しいため、容易に歪ＭＱＷ層８内にホール
キャリアが注入されることになる。
【００６５】一方電子側は、圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェ
ル層９内の電子準位と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア
層１０の伝導帯端とのエネルギー差は約１２０ｍｅＶで
あり、電子を十分に閉じ込めることができる。
ル層９内の電子準位と引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア
層１０の伝導帯端とのエネルギー差は約１２０ｍｅＶで
あり、電子を十分に閉じ込めることができる。
【００６６】この歪ＭＱＷ層８の遷移波長は、１．３１
μｍであり、共振器長３００μｍで３０％〜７５％のコ
ーティングを施せば、閾値電流５ｍＡ、スロープ効率
０．６Ｗ／Ａのファブリペローレーザが得られる。
μｍであり、共振器長３００μｍで３０％〜７５％のコ
ーティングを施せば、閾値電流５ｍＡ、スロープ効率
０．６Ｗ／Ａのファブリペローレーザが得られる。
【００６７】このようなＭＱＷ構造では、通常のＭＱＷ
構造にあるようなホールキャリアの不均一注入がおこら
ず、それに伴う実効的な利得飽和も起こらない。また、
各ウェル間の輸送時間も無視できる程度に短くなる。こ
のようにして、ＭＱＷ構造のキャリア輸送起因の変調応
答の劣化がなくなるため、ブロック層をＦｅドープＩｎ
Ｐのような半絶縁性エピタキシャル層で構成し、低容量
化すれば、１０Ｇｂ／ｓ〜４０Ｇｂ／ｓの高速デジタル
変調が可能となる。このような、超高速の直接変調半導
体レーザは、波長チャーピングの無視できる短距離での
光通信に有効である。
構造にあるようなホールキャリアの不均一注入がおこら
ず、それに伴う実効的な利得飽和も起こらない。また、
各ウェル間の輸送時間も無視できる程度に短くなる。こ
のようにして、ＭＱＷ構造のキャリア輸送起因の変調応
答の劣化がなくなるため、ブロック層をＦｅドープＩｎ
Ｐのような半絶縁性エピタキシャル層で構成し、低容量
化すれば、１０Ｇｂ／ｓ〜４０Ｇｂ／ｓの高速デジタル
変調が可能となる。このような、超高速の直接変調半導
体レーザは、波長チャーピングの無視できる短距離での
光通信に有効である。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、上述の半導体レーザを
上述の光変調器に適用したときに、高速変調時の消光比
が１０ｄＢから１４ｄＢに向上したことである。これ
は、ＤＣ時の消光比と変調時の消光比の差が縮まること
により達成された。
上述の光変調器に適用したときに、高速変調時の消光比
が１０ｄＢから１４ｄＢに向上したことである。これ
は、ＤＣ時の消光比と変調時の消光比の差が縮まること
により達成された。
【００６９】すなわち、ＭＱＷ内において、ヘビーホー
ル、ライトホール状態が転換しながらであるが、エネル
ギー障壁無く、ホールキャリアの移動ができるため、光
吸収により発生したホールキャリアが速やかに引き抜か
れるためである。同時に、ウェルのヘビーホール準位は
バリアのヘビーホール準位の障壁により、量子準位を形
成し、これが量子閉じ込めシュタルク効果を起こすた
め、光吸収の効率は悪化しない。むしろ、本発明の構造
をとることにより、電子の量子閉じ込めは十分深くなる
ため、光吸収の効率は良くなる。
ル、ライトホール状態が転換しながらであるが、エネル
ギー障壁無く、ホールキャリアの移動ができるため、光
吸収により発生したホールキャリアが速やかに引き抜か
れるためである。同時に、ウェルのヘビーホール準位は
バリアのヘビーホール準位の障壁により、量子準位を形
成し、これが量子閉じ込めシュタルク効果を起こすた
め、光吸収の効率は悪化しない。むしろ、本発明の構造
をとることにより、電子の量子閉じ込めは十分深くなる
ため、光吸収の効率は良くなる。
【００７０】また、本発明によれば、通常のＭＱＷで
は、有効質量の大きいホールキャリアが各ウェルに不均
一に注入されるが、本発明のＭＱＷ構造では、ホールキ
ャリアはバルクライクに振る舞うため、このような現象
が発生しないので、不均一注入による利得飽和がなく、
また、各ウェル間のキャリア輸送時間も無視できるよう
になる。また、本量子井戸構造を半導体レーザに適用し
たとき、変調応答帯域が伸び、変調帯域を向上すること
ができる。
は、有効質量の大きいホールキャリアが各ウェルに不均
一に注入されるが、本発明のＭＱＷ構造では、ホールキ
ャリアはバルクライクに振る舞うため、このような現象
が発生しないので、不均一注入による利得飽和がなく、
また、各ウェル間のキャリア輸送時間も無視できるよう
になる。また、本量子井戸構造を半導体レーザに適用し
たとき、変調応答帯域が伸び、変調帯域を向上すること
ができる。
【図１】本発明の光変調器の多重量子井戸構造の一実施
の形態を示す断面図である。
の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光変調器の多重量子井戸構造の一実施
の形態を示すバンドダイアグラム図である。
の形態を示すバンドダイアグラム図である。
【図３】参考例の半導体レーザの多重量子井戸構造の一
実施の形態を示す断面図である。
実施の形態を示す断面図である。
【図４】参考例の半導体レーザの多重量子井戸構造の一
実施の形態を示すバンドダイアグラム図である。
実施の形態を示すバンドダイアグラム図である。
【図５】本発明及び従来例による集積型光変調器を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明による集積型光変調器の製造工程の一工
程図である。
程図である。
【図７】本発明による図６の次工程図である。
【図８】従来の光変調器の多重量子井戸構造を示す断面
図である。
図である。
【図９】従来の光変調器の多重量子井戸構造を示すバン
ドダイアグラム図である。
ドダイアグラム図である。
１ ＤＦＢレーザ部 ２ 電極分離部 ３ 変調器部 ４ ｎ型ＩｎＰ基板 ５ 回折格子 ６ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ７ 引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 ８ 歪ＭＱＷ層 ９ 圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウェル層 １０ 引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層 １１ 引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １２ グレーデッド引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ
層 １３ ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １５ 二酸化シリコン膜 １６ ウインドウ部 １７ ｐ−ＩｎＰ埋込み層 １８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １９ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層 ２０ 二酸化シリコン膜 ２１ ポリイミド ２２ ｐ側電極 ２３ ｎ側電極 ２４ ＡＲコーティング膜 １０６ 引っ張り歪ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１１ ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１２ グレーデッドＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１３ 引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層
層 １３ ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １５ 二酸化シリコン膜 １６ ウインドウ部 １７ ｐ−ＩｎＰ埋込み層 １８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １９ ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層 ２０ 二酸化シリコン膜 ２１ ポリイミド ２２ ｐ側電極 ２３ ｎ側電極 ２４ ＡＲコーティング膜 １０６ 引っ張り歪ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１１ ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１２ グレーデッドＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層 １１３ 引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層
Claims (6)
- 【請求項１】 圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりな
る多重量子井戸構造を有する光変調器において、 前記圧縮歪井戸層のヘビーホール準位と前記引っ張り歪
障壁層のライトホール準位が等しいことを特徴とする光
変調器。 - 【請求項２】 上記多重量子井戸構造において、前記圧
縮歪井戸層の歪量と前記引っ張り歪障壁層の歪量が、逆
の符号で絶対値が等しいことを特徴とする請求項１記載
の光変調器。 - 【請求項３】 上記多重量子井戸構造が、III-Ｖ族化合
物半導体よりなることを特徴とする請求項１、２のいず
れか一つに記載された光変調器。 - 【請求項４】 上記多重量子井戸構造について、前記圧
縮歪井戸層と前記引っ張り歪障壁層のＶ族組成が等し
く、III 族組成のみ異なることを特徴とする請求項３記
載の光変調器。 - 【請求項５】 上記多重量子井戸構造について、前記圧
縮歪井戸層のＩｎＧａＡｓＰと前記引っ張り歪障壁層Ｉ
ｎＧａＡｓＰのＶ族のＡｓ及びＰの組成が等しく、III
族のＩｎ及びＧａの組成のみ異なることを特徴とする請
求項３、４のいずれか一つに記載された光変調器。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか一つに記載さ
れた光変調器において、回析格子を備えたＤＦＢレーザ
部と、前記多重量子井戸構造を備えた変調器部と、前記
ＤＦＢレーザ部と変調器部とを光学的に伝通する電極分
離部とを備えたことを特徴とする光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30459097A JP3288283B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 多重量子井戸構造とこれを有する光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30459097A JP3288283B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 多重量子井戸構造とこれを有する光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145549A JPH11145549A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3288283B2 true JP3288283B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17934839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30459097A Expired - Fee Related JP3288283B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 多重量子井戸構造とこれを有する光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288283B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2353899A (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-07 | Sharp Kk | A quantum well semiconductor device with strained barrier layer |
| JP5143985B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2013-02-13 | 古河電気工業株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ素子 |
| JP4526767B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2010-08-18 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置および光伝送装置 |
| JP2007194561A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Nec Corp | 面発光レーザ |
| JP2012118168A (ja) | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 電界吸収型変調器及び光半導体装置 |
| JP5457392B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-04-02 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2012156562A (ja) * | 2012-05-21 | 2012-08-16 | Nec Corp | 面発光レーザ |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP30459097A patent/JP3288283B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11145549A (ja) | 1999-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |