JPH01235927A - 半導体光双安定素子 - Google Patents
半導体光双安定素子Info
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- JPH01235927A JPH01235927A JP6452288A JP6452288A JPH01235927A JP H01235927 A JPH01235927 A JP H01235927A JP 6452288 A JP6452288 A JP 6452288A JP 6452288 A JP6452288 A JP 6452288A JP H01235927 A JPH01235927 A JP H01235927A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- GLZPCOQZEFWAFX-UHFFFAOYSA-N Geraniol Chemical compound CC(C)=CCCC(C)=CCO GLZPCOQZEFWAFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、双安定的に光出力信号を制御できる半導体
光双安定素子の構造に関するものである。
光双安定素子の構造に関するものである。
第３図は例えばアプライド フイジクス レターズ、４
５巻、１号、（１９８４）１３〜１５頁（Ａｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４５（１）、Ｉ Ｊｕｌｙ １９８
４）に示された光双安定の構造とそれを駆動する外部回
路を示す図であり、図において、１は半導体ＧａＡｓと
ＡβＧａＡｓからなる多重量子井戸、２はイントリンシ
ック（アンドープ）バッファ層、３はｐ型ＡβＧａＡｓ
層、４はｎ型Ａｊ！ＧａＡｓ層、５は外部抵抗、６は電
源である。
５巻、１号、（１９８４）１３〜１５頁（Ａｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４５（１）、Ｉ Ｊｕｌｙ １９８
４）に示された光双安定の構造とそれを駆動する外部回
路を示す図であり、図において、１は半導体ＧａＡｓと
ＡβＧａＡｓからなる多重量子井戸、２はイントリンシ
ック（アンドープ）バッファ層、３はｐ型ＡβＧａＡｓ
層、４はｎ型Ａｊ！ＧａＡｓ層、５は外部抵抗、６は電
源である。
次に動作について説明する。
第３図の素子に矢印に示すように光を入射するとき、素
子は第４図のような吸収スペクトルを示す。第４図にお
いて実線はバイアス電圧■がＯのとき、点線はＶ＝Ｖ、
のときのものである。第４図かられかるように素子に逆
バイアスをかけると吸収スペクトルは長波長側ヘシフト
する。ここで入射光の波長をＶ＝Ｏのときの吸収ピーク
波長λ１に設定すると、この入射光波長λ、におけるバ
イアス電圧Ｖに対する光応答Ｓは第５図のようになる。
子は第４図のような吸収スペクトルを示す。第４図にお
いて実線はバイアス電圧■がＯのとき、点線はＶ＝Ｖ、
のときのものである。第４図かられかるように素子に逆
バイアスをかけると吸収スペクトルは長波長側ヘシフト
する。ここで入射光の波長をＶ＝Ｏのときの吸収ピーク
波長λ１に設定すると、この入射光波長λ、におけるバ
イアス電圧Ｖに対する光応答Ｓは第５図のようになる。
第３図のように素子を逆バイアスして外部抵抗Ｒを入れ
、波長７１１強度Ｐ、の光を入射すると、素子両端にか
かる電圧■はフォトカレントがＳ・Ｐ、であるので、 Ｖ＝Ｖ。−Ｒ−Ｓ −ｐ。
、波長７１１強度Ｐ、の光を入射すると、素子両端にか
かる電圧■はフォトカレントがＳ・Ｐ、であるので、 Ｖ＝Ｖ。−Ｒ−Ｓ −ｐ。
すなわち
、 となる。従って式（１）の直線は第５図の点線で
示されるような■。をＸ輪切片とする、傾きが一１／Ｒ
ＰＩの直線となり、この直線は入力光強度Ｐ。
示されるような■。をＸ輪切片とする、傾きが一１／Ｒ
ＰＩの直線となり、この直線は入力光強度Ｐ。
により傾きが変わるため、第５“図の光応答曲線と式１
１の直線とは入力光強度Ｐ、によりその交点がかわり、
バイアス電圧Ｖ０を例えば第５図のようにうまく選ぶと
Ｐｉ ＝Ｐｉ、及びＰｉ＝Ｐｔｚの２本の直線の間にお
いて直線が光応答曲線と２点以上において交わるように
なり第６図のように双安定特性が得られる。
１の直線とは入力光強度Ｐ、によりその交点がかわり、
バイアス電圧Ｖ０を例えば第５図のようにうまく選ぶと
Ｐｉ ＝Ｐｉ、及びＰｉ＝Ｐｔｚの２本の直線の間にお
いて直線が光応答曲線と２点以上において交わるように
なり第６図のように双安定特性が得られる。
上記の素子をさらに改良し、抵抗を素子に組み入れ、そ
の抵抗値Ｒを光でコントロールできる素子がアプライド
フィジクス レターズ、４９巻。
の抵抗値Ｒを光でコントロールできる素子がアプライド
フィジクス レターズ、４９巻。
１３号、 （１９８６） ８２１〜８２３頁（Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４９（１３）＋２９ Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９８６）に示された。第７図はその素
子構造を示す図であり、図において、７は多重量子井戸
層１よりは吸収端が大きい材料からなるイントリンシッ
ク層、８はｐ型層、９はｎ型層、１０はｐ＋層、１１は
ｎ゛層である。
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４９（１３）＋２９ Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９８６）に示された。第７図はその素
子構造を示す図であり、図において、７は多重量子井戸
層１よりは吸収端が大きい材料からなるイントリンシッ
ク層、８はｐ型層、９はｎ型層、１０はｐ＋層、１１は
ｎ゛層である。
゛この構造は、２つのｐｉｎ構造を積層したものである
。いま、イントリンシック層７で十分吸収される波長λ
２の光をコントロール光として入射すると、イントリン
シック層７でフォトキャリアがつくられるため素子全体
の抵抗は小さくなる。
。いま、イントリンシック層７で十分吸収される波長λ
２の光をコントロール光として入射すると、イントリン
シック層７でフォトキャリアがつくられるため素子全体
の抵抗は小さくなる。
ここで入力光は波長λ１が長いため、イントリンシック
層７では吸収されない。このように第７図の素子では第
３図の従来例の外部抵抗Ｒのかわりを上部ｐｉｎ素子で
行なわせ、その抵抗値をコントロール光でかえることが
できる。すなわち抵抗Ｒはコントロール光強度ＰＣの単
調減少関数となる。従って第２図に示すように入力光強
度Ｐ、たけてなくコントロール光強度ＰＣによっても出
力光強度Ｐ。を制御することができる。
層７では吸収されない。このように第７図の素子では第
３図の従来例の外部抵抗Ｒのかわりを上部ｐｉｎ素子で
行なわせ、その抵抗値をコントロール光でかえることが
できる。すなわち抵抗Ｒはコントロール光強度ＰＣの単
調減少関数となる。従って第２図に示すように入力光強
度Ｐ、たけてなくコントロール光強度ＰＣによっても出
力光強度Ｐ。を制御することができる。
従来のコントロール光を用いて出力光を制御することの
できる半導体光双安定素子は以上のように構成されてお
り、ｐｉｎ構造を２つ持ち、それらを積層しなければな
らないので構造が複雑であ北という問題点があった。
できる半導体光双安定素子は以上のように構成されてお
り、ｐｉｎ構造を２つ持ち、それらを積層しなければな
らないので構造が複雑であ北という問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な素子構造で、コントロール光を用いて
出力光を制御することのできる半導体光双安定素子を得
ることを目的とする。
たもので、簡単な素子構造で、コントロール光を用いて
出力光を制御することのできる半導体光双安定素子を得
ることを目的とする。
この発明に係る半導体光双安定素子は、イントリンシッ
クな量子井戸構造の光吸収層を中心部に持ち、その両側
にｐ及びｎ型半導体層を備えたｐｉｎ構造を有する半導
体光双安定素子の上記ｐあるいはｎ型半導体層の一部を
高抵抗なイントリンシックな領域にしたものである。
クな量子井戸構造の光吸収層を中心部に持ち、その両側
にｐ及びｎ型半導体層を備えたｐｉｎ構造を有する半導
体光双安定素子の上記ｐあるいはｎ型半導体層の一部を
高抵抗なイントリンシックな領域にしたものである。
この発明においては、ｐあるいはｎ型半導体層の一部に
設けられた高抵抗なイントリンシックな領域においてコ
ントロール光のみを吸収してフォトキャリアを生成する
ことで抵抗をかえる構成としたから、コントロール光に
より制御できる半導体光双安定素子を簡単な構造で構成
できる。
設けられた高抵抗なイントリンシックな領域においてコ
ントロール光のみを吸収してフォトキャリアを生成する
ことで抵抗をかえる構成としたから、コントロール光に
より制御できる半導体光双安定素子を簡単な構造で構成
できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体光双安定素子を
示す構成図であり、図において従来例と同一符号は同一
または相当部分を示す。また１２は新たに設けられたイ
ントリンシック層である。
示す構成図であり、図において従来例と同一符号は同一
または相当部分を示す。また１２は新たに設けられたイ
ントリンシック層である。
ここで、このイントリンシック層１２は第３図に示す従
来の半導体光双安定素子のバッファ層としてのイントリ
ンシック層２とは異なるものである。
来の半導体光双安定素子のバッファ層としてのイントリ
ンシック層２とは異なるものである。
すなわち、イントリンシック層２は第３図の構造におい
てｐ型、ｎ型の半導体層より多重量子井戸層１へ拡散す
るのを防くために設けられたものであり、通常その厚さ
は２０００Å以下と薄く、省略も可能なものであるのに
対し、本実施例゛のイントリンシック１ｉｉ１２はその
厚みが５０００Å以上と十分厚いかあるいはハンドギャ
ップが十分に大きいものである必要がある。
てｐ型、ｎ型の半導体層より多重量子井戸層１へ拡散す
るのを防くために設けられたものであり、通常その厚さ
は２０００Å以下と薄く、省略も可能なものであるのに
対し、本実施例゛のイントリンシック１ｉｉ１２はその
厚みが５０００Å以上と十分厚いかあるいはハンドギャ
ップが十分に大きいものである必要がある。
次に動作について説明する。
本実施例は上述のようにイントリンシック層１２を設け
ているため、コントロール光がないときにはその素子抵
抗はかなり高い。このような素子構造に対してコントロ
ール光を入射すると、該コ１ シトロール光はイント
リンシック層１２で吸収され、フォトキャリアが生成さ
れる。これにより素子全体の抵抗は小さくなり、コント
ロール光によって素子抵抗値が制御される。ここで入力
光は波長が長いためイントリンシック層１２では吸収さ
れない。本実施例の特性は第７図の素子と類（以して第
２図のようになる。
ているため、コントロール光がないときにはその素子抵
抗はかなり高い。このような素子構造に対してコントロ
ール光を入射すると、該コ１ シトロール光はイント
リンシック層１２で吸収され、フォトキャリアが生成さ
れる。これにより素子全体の抵抗は小さくなり、コント
ロール光によって素子抵抗値が制御される。ここで入力
光は波長が長いためイントリンシック層１２では吸収さ
れない。本実施例の特性は第７図の素子と類（以して第
２図のようになる。
このように本実施例によれば、ｐｉｎ構造を有する半導
体光双安定素子のｐあるいはｎ領域の一部を５０００Å
以上の厚み又は十分に大きなバンドギャップを持つ高抵
抗なイントリンシックな領域とした構成としたから、コ
ントロール光で制御でき−る半導体光双安定素子を簡単
な構造で構成できる効果がある。
体光双安定素子のｐあるいはｎ領域の一部を５０００Å
以上の厚み又は十分に大きなバンドギャップを持つ高抵
抗なイントリンシックな領域とした構成としたから、コ
ントロール光で制御でき−る半導体光双安定素子を簡単
な構造で構成できる効果がある。
なお、上記実施例ではコントロール光吸収に用いるイン
トリンシック層１２をｎ領域側に設けたものについて述
べたが、これはｎ領域側に設けるようにしてもよい。
トリンシック層１２をｎ領域側に設けたものについて述
べたが、これはｎ領域側に設けるようにしてもよい。
また、上記実施例ではイントリンシック層１２をイント
リンシック多重量子井戸層１に隣接して設け、多重量子
井戸層に不純物が拡散するのを防ぐバ・７フア層を兼ね
る構造としたものについて述べたが、バッファ層を別に
設けるのであればイントリンシック層１２をｎ領域又は
ｎ領域ではさんだ構造、あるいは該イントリンシック層
１２を素子端部に設ける構造としてもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。
リンシック多重量子井戸層１に隣接して設け、多重量子
井戸層に不純物が拡散するのを防ぐバ・７フア層を兼ね
る構造としたものについて述べたが、バッファ層を別に
設けるのであればイントリンシック層１２をｎ領域又は
ｎ領域ではさんだ構造、あるいは該イントリンシック層
１２を素子端部に設ける構造としてもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によればイントリンシックな量
子井戸構造の光吸収層を中心部に持ち、その両側にｐ及
びｎ型半導体層を備えたｐｉｎ構造を有する半導体光双
安定素子の上記ｐあるいはｎ型半導体層の一部を高抵抗
なイントリンシックな領域にして、該イントリンシック
な領域でコントロール光のみを吸収してフォトキャリア
を生成することで抵抗をかえる構成としたから、コント
ロール光により制御できる半導体光双安定素子を簡単な
構造で構成できる効果がある。
子井戸構造の光吸収層を中心部に持ち、その両側にｐ及
びｎ型半導体層を備えたｐｉｎ構造を有する半導体光双
安定素子の上記ｐあるいはｎ型半導体層の一部を高抵抗
なイントリンシックな領域にして、該イントリンシック
な領域でコントロール光のみを吸収してフォトキャリア
を生成することで抵抗をかえる構成としたから、コント
ロール光により制御できる半導体光双安定素子を簡単な
構造で構成できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体光双安定素子
を示す図、第２図は第１図の半導体光双安定素子の特性
を示す図、第３図は従来の半導体光双安定素子の一例を
示す図、第４図は第３図の素子の吸収スペクトルを示す
図、第５図は第３図の素子の電圧に対する応答性を示す
図、第６図は第３図の素子の双安定特性を示す図、第７
図は光コントロール用のダイオードを積層した従来の半
導体光双安定素子を示す図である。 １は多重量子井戸、２はイントリンシック（アンドープ
）バッファ層、３はｐ型層、４はｎ型層、６は電源、１
２は新たに設けたイントリンシック層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
を示す図、第２図は第１図の半導体光双安定素子の特性
を示す図、第３図は従来の半導体光双安定素子の一例を
示す図、第４図は第３図の素子の吸収スペクトルを示す
図、第５図は第３図の素子の電圧に対する応答性を示す
図、第６図は第３図の素子の双安定特性を示す図、第７
図は光コントロール用のダイオードを積層した従来の半
導体光双安定素子を示す図である。 １は多重量子井戸、２はイントリンシック（アンドープ
）バッファ層、３はｐ型層、４はｎ型層、６は電源、１
２は新たに設けたイントリンシック層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）イントリンシックな量子井戸構造の光吸収層の両
側をｐ及びｎ型半導体層ではさんだｐｉｎ構造を有する
半導体光双安定素子において、上記ｐあるいはｎ型半導
体層の一部を高抵抗なイントリンシックな領域にしたこ
とを特徴とする半導体光双安定素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6452288A JPH01235927A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体光双安定素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6452288A JPH01235927A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体光双安定素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235927A true JPH01235927A (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=13260632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6452288A Pending JPH01235927A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体光双安定素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01235927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07235188A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Nec Corp | 半導体微粒子中の不純物準位を利用した光メモリ |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP6452288A patent/JPH01235927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07235188A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Nec Corp | 半導体微粒子中の不純物準位を利用した光メモリ |
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