JPH033384A - 半導体光素子 - Google Patents
半導体光素子Info
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- JPH033384A JPH033384A JP13602189A JP13602189A JPH033384A JP H033384 A JPH033384 A JP H033384A JP 13602189 A JP13602189 A JP 13602189A JP 13602189 A JP13602189 A JP 13602189A JP H033384 A JPH033384 A JP H033384A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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〕
本発明は、半導体光素子に係り、特に半導体レーザ素子
、光変調素子に応用して好適な半導体光素子に関する。
、光変調素子に応用して好適な半導体光素子に関する。
従来半導体の格子定数不整合を利用した構造、いわゆる
歪超格子構造を用いて光素子として例えば、アイ イー
イー イー、ジャーナル オンカンタム エレクトロ
ニクス、ＱＥ−２４巻、（１９８８年）、第１６０５頁
（Ｉ［ＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＱＵＡＮＴＬＩＭ
ＥＬＢＣＴＲＯＮＩＣ３，ＱＥ −２４，（１９８８
）。
歪超格子構造を用いて光素子として例えば、アイ イー
イー イー、ジャーナル オンカンタム エレクトロ
ニクス、ＱＥ−２４巻、（１９８８年）、第１６０５頁
（Ｉ［ＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＱＵＡＮＴＬＩＭ
ＥＬＢＣＴＲＯＮＩＣ３，ＱＥ −２４，（１９８８
）。
ｐａｇｅ １．６０５）に開示されたものが知られてい
る。
る。
これは半導体レーザに歪超格子を応用したものである。
上記従来の技術において述べられている通り、歪超格子
構造においては格子不整合度、つまり歪量が大きくなる
と、格子欠陥が発生し、臨界膜厚以上の量子井戸の形成
は不可能となる。例えば、第２図の・で示したように、
歪量、すなわち基板の格子定数に対する量子井戸層の格
子定数のずれが２％存在するときの１００Å以上の膜厚
を有する量子井戸層の形成、歪量が４％存在するときの
膜厚が４０Å以上の量子井戸層の形成は困難である。一
般に歪超格子構造では、歪量が大きいほど無歪に比べて
光学的特性が向上する。しかし従来の技術では歪量を大
きくすると量子井戸層の膜厚を上述のとおり減少させる
必要がある。従って、量子井戸層の膜厚と歪量とを任意
に設定することはできない、典型的な例をあげて説明す
ると、障壁層への電子の滲み出しを考えれば量子井戸層
の膜厚は５０−１５０人程変度最も量子サイズ効果を引
き出す範囲であるが、この場合、約２％以上の歪量導入
は不可能となる（第２図参照）、この事実は量子井戸構
造の設計の自由度を著しく駆動する。
構造においては格子不整合度、つまり歪量が大きくなる
と、格子欠陥が発生し、臨界膜厚以上の量子井戸の形成
は不可能となる。例えば、第２図の・で示したように、
歪量、すなわち基板の格子定数に対する量子井戸層の格
子定数のずれが２％存在するときの１００Å以上の膜厚
を有する量子井戸層の形成、歪量が４％存在するときの
膜厚が４０Å以上の量子井戸層の形成は困難である。一
般に歪超格子構造では、歪量が大きいほど無歪に比べて
光学的特性が向上する。しかし従来の技術では歪量を大
きくすると量子井戸層の膜厚を上述のとおり減少させる
必要がある。従って、量子井戸層の膜厚と歪量とを任意
に設定することはできない、典型的な例をあげて説明す
ると、障壁層への電子の滲み出しを考えれば量子井戸層
の膜厚は５０−１５０人程変度最も量子サイズ効果を引
き出す範囲であるが、この場合、約２％以上の歪量導入
は不可能となる（第２図参照）、この事実は量子井戸構
造の設計の自由度を著しく駆動する。
本発明の目的は、上記従来の技術が有する技術的課題を
解決し、歪量が大きい場合においても膜厚の大きい量子
井戸層を有する歪超格子構造を実現し、そのような歪超
格子構造を有する半導体光素子を提供することにある。
解決し、歪量が大きい場合においても膜厚の大きい量子
井戸層を有する歪超格子構造を実現し、そのような歪超
格子構造を有する半導体光素子を提供することにある。
本発明の１局面によれば、半導体基板と、この半導体基
板上に形成された、側えば半導体レーザの活性層、光導
波素子の導波層、光スィッチの屈折率可変領域若しくは
光変調素子の活性領域等の、電磁波である光と相互作用
し得る光学的領域とを有し、この光学的領域は超格子構
造により形成され、この超格子構造が上記半導体基板よ
りも格子定数の大きい量子井戸層と、この量子井戸層よ
りも禁制帯幅が大きくかつ上記半導体基板よりも格子定
数の小さい障壁層とを有する半導体光素子が提供される
。このような半導体光素子は、上記光学的領域の屈折率
、吸収係数等の光学特性を変化、２制御するため、ｖａ
極に代表される制御手段を含んで構成される。この電極
により、電界若しくは電流が上記光学的領域に印加され
、その程度に応じて上記光学的領域の特性が変化する。
板上に形成された、側えば半導体レーザの活性層、光導
波素子の導波層、光スィッチの屈折率可変領域若しくは
光変調素子の活性領域等の、電磁波である光と相互作用
し得る光学的領域とを有し、この光学的領域は超格子構
造により形成され、この超格子構造が上記半導体基板よ
りも格子定数の大きい量子井戸層と、この量子井戸層よ
りも禁制帯幅が大きくかつ上記半導体基板よりも格子定
数の小さい障壁層とを有する半導体光素子が提供される
。このような半導体光素子は、上記光学的領域の屈折率
、吸収係数等の光学特性を変化、２制御するため、ｖａ
極に代表される制御手段を含んで構成される。この電極
により、電界若しくは電流が上記光学的領域に印加され
、その程度に応じて上記光学的領域の特性が変化する。
本発明の限定された１局面によれば、前記半導体基板の
格子定数をａｗ前記量子井戸層の格子定数をａｗとして
前記量子井戸層の歪量Δａｗを、Δａｔミ（ａｂ−ａ）
／ａ で定義し、かつ前記障壁層の格子定数をａｈ、前記障壁
層の歪量Δａｂを、 Δ ａｂ＝＜ａｈ ａ）／ａ で定義したときに、上記Δａｗ及びΔａｂがそれぞれ正
及び負の値であることを特徴とする半導体光素子が提供
される。例えば、ＧａＡｓ基板（格子定数ａ＝５．６７
人）上にＩ ｎ、ｇＧａｗｓＡｓ量子井戸層（ａｂ＝５
．８５人、歪量Δａ ｗ ＝ ＋ ３ 、１％）と、Ｇ
ａＡｇ、ＢＰ、７障壁層（ａｂ＝５．５Ｑ人、Δａ ｂ
＝−２、２％）を順次周期的に積層する。
格子定数をａｗ前記量子井戸層の格子定数をａｗとして
前記量子井戸層の歪量Δａｗを、Δａｔミ（ａｂ−ａ）
／ａ で定義し、かつ前記障壁層の格子定数をａｈ、前記障壁
層の歪量Δａｂを、 Δ ａｂ＝＜ａｈ ａ）／ａ で定義したときに、上記Δａｗ及びΔａｂがそれぞれ正
及び負の値であることを特徴とする半導体光素子が提供
される。例えば、ＧａＡｓ基板（格子定数ａ＝５．６７
人）上にＩ ｎ、ｇＧａｗｓＡｓ量子井戸層（ａｂ＝５
．８５人、歪量Δａ ｗ ＝ ＋ ３ 、１％）と、Ｇ
ａＡｇ、ＢＰ、７障壁層（ａｂ＝５．５Ｑ人、Δａ ｂ
＝−２、２％）を順次周期的に積層する。
これにより、半導体光素子内の歪超格子全体の歪量を低
減することができる。ここで、「全体で低減する」とは
、量子井戸層内の正の歪量と障壁層内の負の歪量とが互
いに打ち消しあうようにして、超格子全体の正味の歪量
を低減することをいう。
減することができる。ここで、「全体で低減する」とは
、量子井戸層内の正の歪量と障壁層内の負の歪量とが互
いに打ち消しあうようにして、超格子全体の正味の歪量
を低減することをいう。
但し、量子井戸層、障壁層側々に考えるとそれぞれ正の
歪量、負の歪量が現実に存在する。
歪量、負の歪量が現実に存在する。
これら、歪量の正負の値は、
０．００５＜Δａｙ＜０．１
０．１くΔａｂ＜−０，００５
を満足することが望ましい、この範囲にある場合。
本発明はさらに価電子帯におけるバンドミキシング、す
なわち重い正孔と軽い正孔の相互作用を大幅に低減する
ことができる。このバンドミキシングの低減は光とキャ
リアの相互作用、すなわちレーザ発振のための誘導放出
、あるいは自然放出の割合を増大することができ、半導
体光素子の諸特性を向上する。
なわち重い正孔と軽い正孔の相互作用を大幅に低減する
ことができる。このバンドミキシングの低減は光とキャ
リアの相互作用、すなわちレーザ発振のための誘導放出
、あるいは自然放出の割合を増大することができ、半導
体光素子の諸特性を向上する。
本発明のさらに限定された１局面によれば、前記ΔａＷ
及びΔａｂが。
及びΔａｂが。
Δａｍ＋Δａｂ＜０．０２
を満足する半導体光素子が提供される。この場合、半導
体光素子内の歪超格子を構成する量子井戸層の膜厚を大
きくしても、格子欠陥等の出現を押さえることができる
。
体光素子内の歪超格子を構成する量子井戸層の膜厚を大
きくしても、格子欠陥等の出現を押さえることができる
。
本発明の限定されたさらに他の１局面によれば、上記光
学的領域を半導体レーザの活性層として構成した半導体
光素子が提供される。上記光学的領域は素子に配設され
た電極等の制御手段からの電流蟲入キャリア）により励
起された電子と正孔の再結合により光を放出する。この
ような半導体光素子は、低いしきい値で発振し、高い出
力で大きな共振周波数を得ることができる。
学的領域を半導体レーザの活性層として構成した半導体
光素子が提供される。上記光学的領域は素子に配設され
た電極等の制御手段からの電流蟲入キャリア）により励
起された電子と正孔の再結合により光を放出する。この
ような半導体光素子は、低いしきい値で発振し、高い出
力で大きな共振周波数を得ることができる。
本発明の限定されたさらに他の１局面によれば。
上記光学的領域を光スィッチ等の光変調器の、例えば屈
折率可変領域として構成した半導体光素子が提供される
。このような半導体光素子は光変調の効率（強度）を低
減することなく、素子を小型化することが可能となる。
折率可変領域として構成した半導体光素子が提供される
。このような半導体光素子は光変調の効率（強度）を低
減することなく、素子を小型化することが可能となる。
この半導体光素子においても素子に配設された電極等の
制御手段を含んで構成される０例えば、上記光学的領域
の屈折率を変化させるための電界若しくは電流がこの制
御手段により印加されて、この光学的領域を伝搬する光
に対し、半導体の電気光学効果若しくはバンド・フィリ
ング効果等を作用せしめて、変調を実現する。
制御手段を含んで構成される０例えば、上記光学的領域
の屈折率を変化させるための電界若しくは電流がこの制
御手段により印加されて、この光学的領域を伝搬する光
に対し、半導体の電気光学効果若しくはバンド・フィリ
ング効果等を作用せしめて、変調を実現する。
本発明の更に他の局面によれば、光と相互作用し得る光
学的領域を有し、この光学的領域は超格子構造により形
成され、かっこの超格子構造が、歪量ご対する臨界膜厚
よりも大きい膜厚を有する量子井戸層を含む半導体光素
子が提供される。
学的領域を有し、この光学的領域は超格子構造により形
成され、かっこの超格子構造が、歪量ご対する臨界膜厚
よりも大きい膜厚を有する量子井戸層を含む半導体光素
子が提供される。
本発明によれば量子井戸の歪量Δａｗと障壁層の歪量Δ
ａｎを加えた値、すなわちΔａｂ＋ΔａＢが基板の格子
定数に対する等価的な歪量（全体の歪量）となる、つま
り、量子井戸と障壁層の歪量を反対の方向、すなわち正
と負に設定することにより、歪超格子全体で見た歪量を
低減するものである。しかし、歪超格子内で考えると量
子井戸層に加わる等価的な歪量は、障壁層の格子定数に
対する値となり、すなわちその歪量はΔａｗ−Δａａと
なり得る。すなわち、歪超格子内の量子井戸層の歪量は
大きく設定し、かつ、歪超格子全体の歪量は小さく設定
して、格子欠陥の発生を防ぐことができる。第１図の具
体例で示すと、量子井戸層の等測的歪量Δａｂ−ΔａＢ
は＋５．３％ と著しく大きく設定でき、かつ、歪超格
子全体の歪量Δａｗ＋ΔａＢは＋０．９％ とかなり低
減できる。
ａｎを加えた値、すなわちΔａｂ＋ΔａＢが基板の格子
定数に対する等価的な歪量（全体の歪量）となる、つま
り、量子井戸と障壁層の歪量を反対の方向、すなわち正
と負に設定することにより、歪超格子全体で見た歪量を
低減するものである。しかし、歪超格子内で考えると量
子井戸層に加わる等価的な歪量は、障壁層の格子定数に
対する値となり、すなわちその歪量はΔａｗ−Δａａと
なり得る。すなわち、歪超格子内の量子井戸層の歪量は
大きく設定し、かつ、歪超格子全体の歪量は小さく設定
して、格子欠陥の発生を防ぐことができる。第１図の具
体例で示すと、量子井戸層の等測的歪量Δａｂ−ΔａＢ
は＋５．３％ と著しく大きく設定でき、かつ、歪超格
子全体の歪量Δａｗ＋ΔａＢは＋０．９％ とかなり低
減できる。
その結果、量子井戸層の膜厚が１００人でも格子グ亀の
全く無い歪超格子構造を実現できる。一方、従来の歪超
格子では歪量が＋５．３％存在すると、臨界膜厚が２０
人程度と極端に小さく、本発明の大なる作用が裏づけら
れる。
全く無い歪超格子構造を実現できる。一方、従来の歪超
格子では歪量が＋５．３％存在すると、臨界膜厚が２０
人程度と極端に小さく、本発明の大なる作用が裏づけら
れる。
実施例１
第１図は、本発明の一実施例に係る半導体光素子の断面
図で、第２図は、本発明による歪超格子作成の実験結果
のまとめである。
図で、第２図は、本発明による歪超格子作成の実験結果
のまとめである。
第１図に示す如（ＧａＡｓ基板１にＩｎｏ、５Ｇａｏ、
ｓＡｓ井戸層（Δａ＝＋３．１％）２とＧ ａ Ａ ８
Ｃ１，ＪＩＦｏ、７障壁層（Δａ ”−２−２％）３
を順次周期的にＭＯＣＶＤ法により成長した６その時の
量子井戸における等価的な歪量と臨界膜の関係を第２図
に示す。図に示す如く、臨界膜厚、すなわち格子欠陥の
発生しない最大量子井戸幅は、従来の歪超格子に比べて
約５〜１０倍に増大することができた。第２図の関係は
、第１図の実施例の基板９Ｍ子井戸、障壁層の組み合わ
せに限らず、一般的に通用する値である。すなわち、基
板としてＩｎＰ、ＧａＡｓ５ｉｔ量子井戸、及び障壁層
としてＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｇＰ。
ｓＡｓ井戸層（Δａ＝＋３．１％）２とＧ ａ Ａ ８
Ｃ１，ＪＩＦｏ、７障壁層（Δａ ”−２−２％）３
を順次周期的にＭＯＣＶＤ法により成長した６その時の
量子井戸における等価的な歪量と臨界膜の関係を第２図
に示す。図に示す如く、臨界膜厚、すなわち格子欠陥の
発生しない最大量子井戸幅は、従来の歪超格子に比べて
約５〜１０倍に増大することができた。第２図の関係は
、第１図の実施例の基板９Ｍ子井戸、障壁層の組み合わ
せに限らず、一般的に通用する値である。すなわち、基
板としてＩｎＰ、ＧａＡｓ５ｉｔ量子井戸、及び障壁層
としてＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｇＰ。
ＧａＡＱＡｓ、Ｇａ Ｉ ｎＡｓ Ｓ ｂ、ＩｎＧａ
ＡＱＡｓ。
ＡＱＡｓ。
Ｉ ｎＧａＡＱ Ｐ、のいずれの組み合わせにおいても
同様の臨界膜厚の向上が得られる。
同様の臨界膜厚の向上が得られる。
実施例２
第３図は本発明を半導体レーザに適用した一実施例であ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡＱＡｓクラッド
層４．歪超格子活性層５゜ｐ −Ｇ ａ Ａ Ｄ Ａ
ｓクララド層６．ｎ−ＧａＡｓ層７を順次ＭＢＥ法によ
り成長後、Ｚｎ拡散領域８により、電流通路を形成し、
ｐ電極９．ｎ電極１０を形成した。歪超格子活性層５は
膜厚５０〜１００ＡのＩ ｎ ｏ、ｓＧ ａ ｏ、ｓＡ
ｓ井戸層と膜厚約１００人のＧ ａ Ａ ８０．ｌｌ
り０．７障壁層の５周期構造である。レーザ特性は歪超
格子構造を反映して、約１ｍＡという低しきい値であり
、共振周波数は光出力５ｍＷで３０ＧＨｚと従来の５〜
６倍の値が得られた。
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡＱＡｓクラッド
層４．歪超格子活性層５゜ｐ −Ｇ ａ Ａ Ｄ Ａ
ｓクララド層６．ｎ−ＧａＡｓ層７を順次ＭＢＥ法によ
り成長後、Ｚｎ拡散領域８により、電流通路を形成し、
ｐ電極９．ｎ電極１０を形成した。歪超格子活性層５は
膜厚５０〜１００ＡのＩ ｎ ｏ、ｓＧ ａ ｏ、ｓＡ
ｓ井戸層と膜厚約１００人のＧ ａ Ａ ８０．ｌｌ
り０．７障壁層の５周期構造である。レーザ特性は歪超
格子構造を反映して、約１ｍＡという低しきい値であり
、共振周波数は光出力５ｍＷで３０ＧＨｚと従来の５〜
６倍の値が得られた。
実施例３
第４図は本発明を波長可変半導体レーザに適用した一実
施例である。ｎ−ＩｎＰ基板１１上にＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ Ｐ活性膜１２を形成、外部光導波部に歪超格子
光導波層１３．Ｉ ｎＧａＡ１１ Ｐ光ガイド層１４を
形成後、回折格子１５を形成、その後、ｐ−ＩｎＰ層１
６、及び、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１７を順次
ＭＯＣＶＤ法で成長した。
施例である。ｎ−ＩｎＰ基板１１上にＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ Ｐ活性膜１２を形成、外部光導波部に歪超格子
光導波層１３．Ｉ ｎＧａＡ１１ Ｐ光ガイド層１４を
形成後、回折格子１５を形成、その後、ｐ−ＩｎＰ層１
６、及び、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１７を順次
ＭＯＣＶＤ法で成長した。
その後、ｐ電極９．ｎ電極１０．波長可変用電極１８を
形成した。歪超格子光導波層１３は、膜厚５０〜１５０
人のＩｎＡｓｏ、ｓＰｏ、７井戸層（ＩｎＰに（する歪
量は＋２，２％）及び膜厚５０〜１５０人のＧ ａ Ａ
ｓ障壁層（ＩｎＰに対する歪量は−３，６％）の２〜
１０周期構造である。試作した素子の波長可変用電極１
８への電流注入量を変化させると、歪超格子光導波層１
３の屈折率が変化し、回折格子によるブラッグ反射波長
が変化、その結果、発振波長を５０ｎｍ変化させること
ができ、この変化量は従来のダブルへテロ型の約１０倍
の値である。また、スペクトル線幅も低減し、約２００
ＫＨｚの値が得られ、以上は歪超格子構造による１果で
ある。上記半導体レーザの実施例において、そのストラ
イプ構造として、ＢＨ，リブ、等の現状考えられている
全ての型が適用できることは言うまでもない。
形成した。歪超格子光導波層１３は、膜厚５０〜１５０
人のＩｎＡｓｏ、ｓＰｏ、７井戸層（ＩｎＰに（する歪
量は＋２，２％）及び膜厚５０〜１５０人のＧ ａ Ａ
ｓ障壁層（ＩｎＰに対する歪量は−３，６％）の２〜
１０周期構造である。試作した素子の波長可変用電極１
８への電流注入量を変化させると、歪超格子光導波層１
３の屈折率が変化し、回折格子によるブラッグ反射波長
が変化、その結果、発振波長を５０ｎｍ変化させること
ができ、この変化量は従来のダブルへテロ型の約１０倍
の値である。また、スペクトル線幅も低減し、約２００
ＫＨｚの値が得られ、以上は歪超格子構造による１果で
ある。上記半導体レーザの実施例において、そのストラ
イプ構造として、ＢＨ，リブ、等の現状考えられている
全ての型が適用できることは言うまでもない。
実施例４
第５図は本発明を半導体光位相変調器に適用した一実施
例であるａｎ ＩｎＰ基板１１上に歪超格子層１９．ｐ
−ＩｎＰ層１６、を形成後、リッジ型のストライプを幅
２〜１０μｍに形成する。
例であるａｎ ＩｎＰ基板１１上に歪超格子層１９．ｐ
−ＩｎＰ層１６、を形成後、リッジ型のストライプを幅
２〜１０μｍに形成する。
その後、ｐ電極９．ｎ電極１０を形成した。歪超格子層
１９は膜厚３０〜１２０人のＡｌ２ｏ、ｏｓＧ ａ ｏ
、ｏｓ Ｉ ｎ ｏ、ｅＡ ｓ量子井戸層（ＩｎＰに対
すδ歪量＝＋２．２％）とＡ ４１ ｏｓｉＧ ａ ｏ
、ａｓ Ｉ ｎ ｏ、ｏａＡｓ障壁層（ＩｎＰに対する
歪量＝−３，１％）を２〜１５周期形成したものである
。試作した光位相変調器に、波長１．５５μｍのレーザ
光を片端面から入射させ、ｐ電檀９への電流性入社を変
化して出力光の位相を制御した６本位相変調器の屈折率
変化は歪超格子構造を反映して１×１０″″直と大きく
、位相をπ変化させるための変調器の長さは約１５μｍ
と従来に全く例のない程短くできた。
１９は膜厚３０〜１２０人のＡｌ２ｏ、ｏｓＧ ａ ｏ
、ｏｓ Ｉ ｎ ｏ、ｅＡ ｓ量子井戸層（ＩｎＰに対
すδ歪量＝＋２．２％）とＡ ４１ ｏｓｉＧ ａ ｏ
、ａｓ Ｉ ｎ ｏ、ｏａＡｓ障壁層（ＩｎＰに対する
歪量＝−３，１％）を２〜１５周期形成したものである
。試作した光位相変調器に、波長１．５５μｍのレーザ
光を片端面から入射させ、ｐ電檀９への電流性入社を変
化して出力光の位相を制御した６本位相変調器の屈折率
変化は歪超格子構造を反映して１×１０″″直と大きく
、位相をπ変化させるための変調器の長さは約１５μｍ
と従来に全く例のない程短くできた。
上記のように本発明による歪超格子を用いた半導体光素
子では、歪量が大きい場合でも格子欠陥の無い状態で量
子井戸幅を厚くできる。従って、歪超格子構造の設計の
自由度が大幅に広がり、その結果、従来の歪超格子では
十分に引き出されていなかった特性を充分活用できるの
で、半導体レーザの極低しきい化、超々高速変調、大幅
な波長可変等、及び光位相変調器の短共振器等に対して
著しい効果がある。
子では、歪量が大きい場合でも格子欠陥の無い状態で量
子井戸幅を厚くできる。従って、歪超格子構造の設計の
自由度が大幅に広がり、その結果、従来の歪超格子では
十分に引き出されていなかった特性を充分活用できるの
で、半導体レーザの極低しきい化、超々高速変調、大幅
な波長可変等、及び光位相変調器の短共振器等に対して
著しい効果がある。
第１図は本発明の基本的構成を示す模式図、第３図から
第５図は本発明に係る半導体光素子の実施例を説明する
ための図、第２図は、本発明を従来技術との比較により
説明するための図である。 ２− Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ量子井戸層、３− Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ障壁層、５・・・歪超格子活性層、１３
・・・歪超格子光導波層、１９・・・歪超格子層。 ′ｓ／？！１ ８３ 記 鳩 ４１！］ 鵠 ２ 記 鴇 ５Ｉ！］ 盃１ΔｃＬ（％）
第５図は本発明に係る半導体光素子の実施例を説明する
ための図、第２図は、本発明を従来技術との比較により
説明するための図である。 ２− Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ量子井戸層、３− Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ障壁層、５・・・歪超格子活性層、１３
・・・歪超格子光導波層、１９・・・歪超格子層。 ′ｓ／？！１ ８３ 記 鳩 ４１！］ 鵠 ２ 記 鴇 ５Ｉ！］ 盃１ΔｃＬ（％）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板と、この半導体基板上に形成され電磁波
と相互作用し得る光学的領域とを有し、この光学的領域
は超格子構造を含み、この超格子構造は上記半導体基板
よりも格子定数の大きい量子井戸層と、この量子井戸層
よりも禁制帯幅が大きくかつ上記半導体基板よりも格子
定数の小さい障壁層とを有することを特徴とする半導体
光素子。 ２、請求項１に記載の半導体光素子において、前記半導
体基板の格子定数をａ、前記量子井戸層の格子定数をａ
＿ｗとして前記量子井戸層の歪量Δａ＿ｗを、 Δａ＿ｗ≡（ａ＿ｗ−ａ）／ａ で定義し、かつ前記障壁層の格子定数をａ＿ｂとして前
記障壁層の歪量Δａ＿ｂを、 Δａ＿ｂ≡（ａ＿ｂ−ａ）／ａ で定義したときに、上記Δａ＿ｗ、Δａ＿ｂがそれぞれ ０．００５＜Δａ＿ｗ＜０．１ −０．１＜Δａ＿ｂ＜−０．００５ の関係を満足することを特徴とする半導体光素子。 ３、請求項２に記載の半導体光素子において、前記Δａ
＿ｗ及びΔａ＿ｂが、 Δａ＿ｗ＋Δａ＿ｂ＜０．０２ の関係を満足することを特徴とする半導体光素子。 ４、請求項１、２若しくは３に記載の半導体光素子にお
いて、前記光学的領域が前記量子井戸層と前記障壁層と
が順次周期的に積層された多重量子井戸構造を有するこ
とを特徴とする半導体光素子。 ５、請求項１、２、３者しくは４に記載の半導体光素子
において、前記光学的領域は光を発生するための活性領
域であり、かつ前記半導体光素子はさらに上記活性領域
からの光を閉じ込めるためのクラッド領域と、発生した
光を帰還するための光帰還手段と、及び上記活性領域に
光を発生するための電流を供給する電流注入手段とを有
することを特徴とする半導体光素子。 ６、請求項１、２、３若しくは４に記載の半導体光素子
において、前記光学的領域は光を伝搬するための導波領
域であつて、その近傍に回折格子を有するものを含んで
構成されることを特徴とする半導体光素子。 ７、請求項１、２、３若しくは４に記載の半導体光素子
が、光を発生するための活性手段と、この活性手段から
の光を伝搬して上記活性手段に光を帰還するための光帰
還手段とを有し、この光帰還手段は光を伝搬するための
導波領域と、この導波領域の近傍に形成されて伝搬する
光を反射して上記活性手段に帰還するための回折格子と
を有し、かつ上記導波領域は前記光学的領域を有するこ
とを特徴とする半導体光素子。 ８、請求項１に記載の半導体光素子において、前記半導
体基板の格子定数をａ、前記量子井戸層の格子定数をａ
＿ｗとして前記量子井戸層の歪量Δａ＿ｗを、 Δａ＿ｗ≡（ａ＿ｗ−ａ）／ａ で定義し、かつ前記障壁層の格子定数をａ＿ｂとして前
記障壁層の歪量Δａ＿ｂを、 Δａ＿ｂ≡（ａ＿ｂ−ａ）／ａ で定義したときに、上記Δａ＿ｗ及びΔａ＿ｂがそれぞ
れ正及び負の値であることを特徴とする半導体光素子。 ９、請求項１に記載の半導体光素子において、前記量子
井戸層は直接前記半導体基板上に形成されていることを
特徴とする半導体光素子。 １０、光と相互作用し得る光学的領域を有し、この光学
的領域は超格子構造により形成され、かつこの超格子構
造が、歪量に対する臨界膜厚よりも大きい膜厚を有する
量子井戸層を含むことを特徴とする半導体光素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13602189A JPH033384A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体光素子 |
| US07/529,245 US5132981A (en) | 1989-05-31 | 1990-05-25 | Semiconductor optical device |
| DE69028734T DE69028734T2 (de) | 1989-05-31 | 1990-05-29 | Optische Halbleitervorrichtung |
| EP90110127A EP0400559B1 (en) | 1989-05-31 | 1990-05-29 | Semiconductor optical device |
| EP96104886A EP0727821A3 (en) | 1989-05-31 | 1990-05-29 | Semiconductor optical device |
| CA002017912A CA2017912A1 (en) | 1989-05-31 | 1990-05-30 | Semiconductor optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13602189A JPH033384A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033384A true JPH033384A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15165333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13602189A Pending JPH033384A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033384A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH0541564A (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Nec Corp | 半導体多重歪量子井戸構造 |
| JPH05136146A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の電極と検査方法 |
| JPH06204600A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-07-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 歪量子井戸半導体レーザ |
| JPH08102566A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Nec Corp | 量子井戸構造光半導体装置及びその製造方法 |
| US5671242A (en) * | 1994-09-02 | 1997-09-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Strained quantum well structure |
| US8610105B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-12-17 | Oclaro Japan, Inc. | Semiconductor electroluminescent device with a multiple-quantum well layer formed therein |
| JPWO2021124394A1 (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647585A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nec Corp | Semiconductor quantum well laser |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13602189A patent/JPH033384A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647585A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nec Corp | Semiconductor quantum well laser |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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| JPWO2021124394A1 (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | ||
| WO2021124394A1 (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 日本電信電話株式会社 | 波長可変光源 |
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