JPH05198896A - Semiconductor element - Google Patents

Semiconductor element

Info

Publication number
JPH05198896A
JPH05198896A JP16462092A JP16462092A JPH05198896A JP H05198896 A JPH05198896 A JP H05198896A JP 16462092 A JP16462092 A JP 16462092A JP 16462092 A JP16462092 A JP 16462092A JP H05198896 A JPH05198896 A JP H05198896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distribution
layer
active layer
gain
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16462092A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3151296B2 (en
Inventor
Hiroaki Kudo
裕章 工藤
Kazuhiko Inoguchi
和彦 猪口
Satoshi Sugawara
聰 菅原
Haruhisa Takiguchi
治久 瀧口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP16462092A priority Critical patent/JP3151296B2/en
Publication of JPH05198896A publication Critical patent/JPH05198896A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3151296B2 publication Critical patent/JP3151296B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a wavelength control type semiconductor laser excellent in characteristics wherein the deqree of freedom of ease structure of formation is high. CONSTITUTION:On a semiconductor substrate 101 having a periodical uneven structure 106, an optical waveguide region or a light emitting region is flatly epitaxially grown, in the manner in which gain distribution and/or refractive index distribution reflects the uneven structure 106 and periodically distributes, thereby forming a wavelength control type semiconductor laser.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光又は電子デバイスに関
し、特に、光メモリ等の情報処理装置、光コンピュー
タ、光計測などにおいて用いられる、集積化の可能な波
長制御型半導体レーザ、及び高速、大容量コンピュータ
やニューロコンピュータなどに用いられる高速電子素
子、低消費電力素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical or electronic device, and more particularly to a wavelength control type semiconductor laser which can be integrated and is used in an information processing device such as an optical memory, an optical computer, optical measurement, etc. The present invention relates to a high-speed electronic device and a low power consumption device used in a capacity computer, a neuro computer and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、波長選択性に注目した分布反射型
(Distributed Bragg Reflec
ter、以下DBR)レーザ及び分布帰還型(Dist
ributed Feed Back、以下DFB)レ
ーザが開発されているが、この種のレーザは単一縦モー
ドレーザとして優れた特性を有している。
2. Description of the Related Art In recent years, a distributed Bragg reflector focusing on wavelength selectivity has been developed.
ter, hereinafter DBR) laser and distributed feedback type (Dist)
A ribbed fed back (DFB) laser has been developed, but this type of laser has excellent characteristics as a single longitudinal mode laser.

【0003】図11に示す半導体レーザは、AlGaA
s系の代表的な例である分布帰還型DFB半導体レーザ
であり、光ガイド層1104上に沿って回折格子110
7を組み込んで構成したものである。また、図9にIn
P系DFBレーザの構造例を示す。図中、1001はI
nP基板、1002は光ガイド層、1003は活性層、
1004はクラッド層、1005はコンタクト層、10
06は回折格子をそれぞれ示す。
The semiconductor laser shown in FIG. 11 is AlGaA.
A distributed feedback DFB semiconductor laser, which is a typical example of the s-series system, is provided along the optical guide layer 1104.
7 is incorporated. In addition, in FIG.
The structural example of a P-type DFB laser is shown. In the figure, 1001 is I
nP substrate, 1002 is a light guide layer, 1003 is an active layer,
1004 is a cladding layer, 1005 is a contact layer, 10
Reference numeral 06 denotes a diffraction grating, respectively.

【0004】回折格子による平行入射に対する平行反射
波長λ0は、 λ0=2NeffΛ/m で表される。但し、Neffは回折格子領域での等価屈
折率、Λは回折格子周期、mは回折格子の次数である。
DBRレーザやDFBレーザでは、この波長選択性を利
用して単一縦モード発振を実現している。
The parallel reflection wavelength λ 0 for parallel incidence by the diffraction grating is represented by λ 0 = 2NeffΛ / m. Here, Neff is the equivalent refractive index in the diffraction grating region, Λ is the diffraction grating period, and m is the order of the diffraction grating.
DBR lasers and DFB lasers realize single longitudinal mode oscillation by utilizing this wavelength selectivity.

【0005】更に近年、光デバイス、電子デバイスの高
機能化、高性能化をめざして、半導体超薄膜構造を採用
し、電子の量子力学的波動性を顕在化させ、多様な量子
効果を応用した光デバイス、電子デバイスの研究が進め
られている。
Furthermore, in recent years, with the aim of improving the functionality and performance of optical devices and electronic devices, a semiconductor ultra-thin film structure has been adopted, the quantum mechanical wave nature of electrons has been revealed, and various quantum effects have been applied. Research on optical devices and electronic devices is underway.

【0006】たとえば、一例として量子井戸構造レーザ
ーが挙げられる(図11)。このような量子井戸構造レ
ーザーでは、閉じ込め層1202により、電子及び正孔
が量子井戸層1201内で層厚方向に閉じ込められて量
子化されるため閾値電流密度が小さく、温度特性が良い
という優れた特性を有している。(参考文献としてEl
ectronics Letters 1982年18
号1095)
For example, a quantum well structure laser can be mentioned as an example (FIG. 11). In such a quantum well structure laser, electrons and holes are confined in the quantum well layer 1201 in the layer thickness direction and quantized by the confinement layer 1202, so that the threshold current density is small and the temperature characteristic is excellent. It has characteristics. (El as reference
electronics Letters 1982 18
No. 1095)

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図10に示すAlGa
As系DFBレーザでは、GaAs基板1101上に第
1のエピタキシャル成長によりクラッド層1102、活
性層1103、光ガイド層1104まで順次成長させ、
前記光ガイド層1104表面に回折格子1107を形成
した後、第2のエピタキシャル成長によりクラッド層1
105、コンタクト層1106を順次成長させる必要が
ある。上記構造の場合、最低2回のエピタキシャル成長
プロセスが必要となる。さらに回折格子上の再成長界面
に非発光再結合中心が生じて、発光効率の低下、信頼性
の低下が生じる問題がある。
Problems to be Solved by the Invention AlGa shown in FIG.
In the As-based DFB laser, the clad layer 1102, the active layer 1103, and the optical guide layer 1104 are sequentially grown on the GaAs substrate 1101 by the first epitaxial growth,
After forming the diffraction grating 1107 on the surface of the light guide layer 1104, the cladding layer 1 is formed by second epitaxial growth.
105 and the contact layer 1106 must be sequentially grown. The above structure requires at least two epitaxial growth processes. Further, there is a problem that non-radiative recombination centers are generated at the regrowth interface on the diffraction grating, resulting in a decrease in luminous efficiency and a decrease in reliability.

【0008】一方、図9に示すInP系DFBレーザで
は、AlGaAs系DFBレーザと異なり、発振光の基
板での吸収損失がないため、基板1001上に回折格子
1006を形成したのちに1回のエピタキシャル成長に
より光ガイド層1002、活性層1003、クラッド層
1004、コンタクト層1005を順次形成することが
可能である。しかし、基板1001に形成した回折格子
1006上に光電界強度を分布させなければならないた
め、前記回折格子1006から活性層を含む導波領域を
遠ざけることができない。そのため、回折格子上の再成
長界面に生じる非発光再結合中心による発光効率の低
下、信頼性の低下の問題は免れない。また、光学特性を
改善するための自由度も小さくなる。
On the other hand, the InP-based DFB laser shown in FIG. 9 has no absorption loss of oscillation light in the substrate, unlike the AlGaAs-based DFB laser. Therefore, the diffraction grating 1006 is formed on the substrate 1001 and then epitaxial growth is performed once. Thus, the light guide layer 1002, the active layer 1003, the cladding layer 1004, and the contact layer 1005 can be sequentially formed. However, since the optical electric field intensity must be distributed on the diffraction grating 1006 formed on the substrate 1001, the waveguide region including the active layer cannot be kept away from the diffraction grating 1006. Therefore, the problems of reduced emission efficiency and reduced reliability due to non-radiative recombination centers occurring at the regrown interface on the diffraction grating cannot be avoided. Also, the degree of freedom for improving the optical characteristics is reduced.

【0009】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、低消費電力でモード分離やモードホ
ッピングのない良質なレーザ光が得られ、しかも作製プ
ロセスが簡便でかつ光学特性に優れ、光制御素子などと
の集積が可能な波長制御型半導体レーザといった半導体
素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to obtain a high-quality laser beam with low power consumption and no mode separation or mode hopping. Moreover, the manufacturing process is simple and the optical characteristics are excellent. An object of the present invention is to provide a semiconductor device such as a wavelength-controlled semiconductor laser which is excellent and can be integrated with a light control device or the like.

【0010】また、図11に示した量子井戸レーザーで
は層に垂直な方向にのみ量子化されているだけで、量子
井戸に平行な方向では量子化されていないため、閾値電
流の低減や温度特性の改善には不十分な点があり、図1
2に示されるような曲がり活性導波路による量子細線効
果、更には図13に示されるような量子箱効果を利用し
たレーザーが提案されている。(特許公開 昭和61年
第212084号公報、同 昭和61年第212085
号公報、Journal of Crystal Gr
outh 104 (1990) 766〜772)し
かしながら、これらの構造については、利得領域である
一層または多層活性層を有し、この活性層の層厚が量子
効果が現れるほど薄く、かつ、この活性層の面方向に量
子効果が現れるほどにに非常に周期の短いうねりを有す
ることにより、電子及び正孔をうねりの方向にも閉じ込
め、量子効果を採用して、高性能化を実現してるが、電
子及び正孔をうねりの方向にも閉じ込めるためには、形
成した凹凸基板からわずかな距離内に活性領域を成長形
成させる必要があり、素子構造の自由度に制限があり、
更に凹凸基板との界面に生じる非発光再結合等の問題を
避けることが非常に困難である。
Further, in the quantum well laser shown in FIG. 11, only the quantum well is quantized in the direction perpendicular to the layer, and the quantum well is not quantized in the direction parallel to the quantum well. There is a point that the improvement of
A laser utilizing the quantum wire effect by the curved active waveguide as shown in FIG. 2 and the quantum box effect as shown in FIG. 13 has been proposed. (Patent publication No. 212084, 1986, No. 212085, 1986)
Issue, Journal of Crystal Gr
out 104 (1990) 766-772) However, these structures have one or a multi-layer active layer which is a gain region, and the layer thickness of this active layer is so thin that the quantum effect appears, and By having a undulation with a period that is so short that a quantum effect appears in the plane direction, electrons and holes are also confined in the undulation direction, and the quantum effect is adopted to achieve high performance. In order to confine holes also in the direction of undulation, it is necessary to grow and form an active region within a short distance from the formed uneven substrate, which limits the degree of freedom of the device structure.
Furthermore, it is very difficult to avoid problems such as non-radiative recombination that occur at the interface with the uneven substrate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は活性層を含む導
波領域と、該導波領域により導波される光又は電子の電
界強度分布と、該分布のとどかない凹凸部と、からな
り、前記凹凸分布が前記導波領域に利得分布及び/又は
屈折率分布を与えてなる半導体素子を提供するものであ
る。
The present invention comprises a waveguiding region including an active layer, an electric field intensity distribution of light or electrons guided by the waveguiding region, and an uneven portion where the distribution does not reach. The present invention provides a semiconductor device in which the uneven distribution gives a gain distribution and / or a refractive index distribution to the waveguide region.

【0012】また、前記凹凸部が周期的に形成されてな
る半導体素子を提供するものである。
Further, the present invention provides a semiconductor device in which the irregularities are periodically formed.

【0013】本発明による半導体素子の原理をを半導体
レーザを例にとり、図1の概念図に基づいて説明する。
図において101は半導体基板でその表面に周期的な凹
凸部106を形成する。この半導体基板101上に形成
された周期的な凹凸部106上に、1回のエピタキシャ
ル成長により第1クラッド層102、活性層103、第
2クラッド層104、コンタクト層105を順次積層さ
せ、光導波路領域及び発光領域を含むレーザ構造を形成
する。
The principle of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. 1 by taking a semiconductor laser as an example.
In the figure, reference numeral 101 denotes a semiconductor substrate on which a periodic uneven portion 106 is formed. The first clad layer 102, the active layer 103, the second clad layer 104, and the contact layer 105 are sequentially laminated on the periodic concavo-convex portion 106 formed on the semiconductor substrate 101 by one-time epitaxial growth to form an optical waveguide region. And forming a laser structure including a light emitting region.

【0014】前記エピタキシャル成長により形成された
導波領域は、ほぼ平坦に形成され、また、半導体基板表
面に形成した凹凸部上の成長メカニズムの差異により、
利得分布及び/又は屈折率屈折率分布が導波領域内に形
成され、その分布が半導体基板表面に形成した凹凸部の
周期に対応して変化するものである。
The waveguide region formed by the epitaxial growth is formed substantially flat, and due to the difference in the growth mechanism on the uneven portion formed on the surface of the semiconductor substrate,
A gain distribution and / or a refractive index refractive index distribution is formed in the waveguide region, and the distribution changes in accordance with the period of the uneven portion formed on the semiconductor substrate surface.

【0015】また、この半導体レーザにおいては、半導
体基板表面に形成した周期的な凹凸部に光電界強度分布
が存在しなくても、導波領域内に形成した利得分布及び
/又は屈折率分布により光帰還させるものである。
Further, in this semiconductor laser, even if the optical field intensity distribution does not exist in the periodic unevenness formed on the surface of the semiconductor substrate, the gain distribution and / or the refractive index distribution formed in the waveguide region Light is returned.

【0016】しかも、導波領域に量子効果構造を用いる
ことにより光導波方向に利得分布又は屈折率分布が形成
されるため、量子細線化、量子箱化も可能となり半導体
レーザ特性向上に大きく効果を発揮する。
Moreover, since the gain distribution or the refractive index distribution is formed in the optical waveguide direction by using the quantum effect structure in the waveguiding region, it is possible to form a quantum wire and a quantum box, which is greatly effective in improving the semiconductor laser characteristics. Demonstrate.

【0017】[0017]

【作用】本発明においては、1回のエピタキシャル成長
で波長制御型半導体レーザ構造を形成することが可能で
あり、また光導波路領域及び発光領域が平坦であるため
光学特性も向上し、モノリシック化の際の光波結合効率
の向上にも効果がある。さらに、基板の凹凸部上の再成
長界面に光電界強度分布が存在する必要がないためモノ
リシック化による層方向での他のデバイスとの整合の自
由度が向上し、また信頼性向上にも効果がある。
In the present invention, it is possible to form a wavelength control type semiconductor laser structure by a single epitaxial growth, and since the optical waveguide region and the light emitting region are flat, the optical characteristics are improved. It is also effective in improving the light wave coupling efficiency. Furthermore, since there is no need for a distribution of the optical electric field strength at the regrowth interface on the uneven portion of the substrate, the degree of freedom in matching with other devices in the layer direction due to monolithicization is improved, and it is also effective in improving reliability. There is.

【0018】さらに導波領域に量子効果構造を採用する
ことで、導波方向に利得分布又は屈折率分布を更に付け
加えることが容易であるため、作製が困難とされていた
量子細線デバイス、量子箱デバイスの作製が可能とな
り、超高速、超低消費電力の光デバイス及び電子デバイ
スを実現できる。
Further, by adopting a quantum effect structure in the waveguiding region, it is easy to further add a gain distribution or a refractive index distribution in the waveguiding direction, which makes it difficult to fabricate the quantum wire device and the quantum box. The device can be manufactured, and an optical device and an electronic device with ultra-high speed and ultra-low power consumption can be realized.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

【0020】図2(a)〜(c)は本発明の第1実施例
の概略図及び特性図である。図2(a)中201はn−
GaAs基板であり、この基板201一主面上には所定
周期Λ(2000〜2500Å)の回折格子206が形
成される。これは、周知の技術である二光束干渉露光法
又は電子ビーム露光法とエッチング技術により形成でき
る。この回折格子206が形成されたn−GaAs基板
201上に、減圧MOCVD法を用いてn型AlGaA
s(Al組成比X=0.5)クラッド層202を0.5
μm、AlGaAs(Al組成比X=0.13)活性層
203を0.1μm、p型AlGaAs(組成比X=
0.5)クラッド層204を0.5μm、p型GaAs
コンタクト層205を1.0μmと順次成長させる。こ
のとき、成長温度600〜750℃、V/III比60〜
120で成長させることにより活性層203を平坦に成
長させることが可能となる。
2A to 2C are a schematic view and a characteristic view of the first embodiment of the present invention. In FIG. 2A, 201 is n-
This is a GaAs substrate, and a diffraction grating 206 having a predetermined period Λ (2000 to 2500Å) is formed on one main surface of the substrate 201. This can be formed by the known two-beam interference exposure method or electron beam exposure method and etching technology. On the n-GaAs substrate 201 on which the diffraction grating 206 is formed, n-type AlGaA is formed by using the low pressure MOCVD method.
s (Al composition ratio X = 0.5)
μm, AlGaAs (Al composition ratio X = 0.13), the active layer 203 is 0.1 μm, and p-type AlGaAs (composition ratio X =
0.5) 0.5 μm clad layer 204, p-type GaAs
The contact layer 205 is sequentially grown to 1.0 μm. At this time, the growth temperature is 600 to 750 ° C., the V / III ratio is 60 to
The growth at 120 makes it possible to grow the active layer 203 flat.

【0021】このエピタキシャル成長工程の後、該エピ
タキシャル成長層上及び基板201裏面にそれぞれ電極
を形成して(図示せず)、10μm電極ストライプ構造
レーザ素子を作製する。その代表的な素子特性を図2
(b)及び(c)に示す。図2(b)は電流−光出力特
性を示す。閾値電流Ith〜110mA、10mW時駆動
電流Iop〜140mAと従来のファブリーペロー型レー
ザと同等の特性を示しており光吸収損失がないことか
ら、光学設計通りn−GaAs基板201には光電界強
度分布が存在しないことが判る。また10mW・APC
パルス駆動時の発振波長温度依存性を図2(c)に示
す。動的単一縦モード温度範囲△T〜80℃と良好なD
FBモード特性を示している。
After this epitaxial growth step, electrodes are formed on the epitaxial growth layer and on the back surface of the substrate 201 (not shown) to fabricate a 10 μm electrode stripe structure laser device. Figure 2 shows the typical device characteristics.
Shown in (b) and (c). FIG. 2B shows current-light output characteristics. The threshold current Ith to 110 mA, the drive current Iop to 140 mA at 10 mW, and the characteristics equivalent to those of the conventional Fabry-Perot type laser show no optical absorption loss. Therefore, the optical field intensity distribution on the n-GaAs substrate 201 is as designed. It turns out that does not exist. Also 10mW APC
The oscillation wavelength temperature dependency during pulse driving is shown in FIG. Dynamic single longitudinal mode temperature range ΔT ~ 80 ° C and good D
The FB mode characteristic is shown.

【0022】以上の結果から光電界強度分布がn型Ga
As基板201上に形成された回折格子206上に存在
しないにもかかわらずDFBモード動作を示しており、
このことは、活性層203及び光導波路領域(202,
203,204)での利得分布又は屈折率分布が、n型
GaAs基板201上に形成された回折格子206の周
期に対応していることを示している。
From the above results, the optical electric field intensity distribution is n-type Ga.
It shows the DFB mode operation even though it does not exist on the diffraction grating 206 formed on the As substrate 201.
This means that the active layer 203 and the optical waveguide region (202,
It is shown that the gain distribution or the refractive index distribution in (203, 204) corresponds to the period of the diffraction grating 206 formed on the n-type GaAs substrate 201.

【0023】回折格子206上へのエピタキシャル成長
法による成長速度の面方位依存性に影響を受け、回折格
子206の周期に対応する応力歪みが平坦に形成された
活性層及び光導波路領域に形成されるため、等価的に利
得分布を形成する。この応力歪みは成長層間の混晶比の
差、及び成長温度が高いほど顕著である。
Influenced by the plane orientation dependence of the growth rate on the diffraction grating 206 by the epitaxial growth method, stress strain corresponding to the period of the diffraction grating 206 is formed in the flat active layer and the optical waveguide region. Therefore, the gain distribution is formed equivalently. This stress strain becomes more remarkable as the difference in the mixed crystal ratio between the growth layers and the growth temperature increase.

【0024】また同時に、回折格子206を形成してい
る面方位に依存した成長速度の違いにより成長層への不
純物濃度の取り込まれ量も変化するため、これにより等
価的に利得の分布を形成することが可能となる。これは
成長温度、成長圧力、原料ガスの流量に応じて成長速度
に差をつけることにより可能である。
At the same time, the amount of impurity concentration taken into the growth layer also changes due to the difference in the growth rate depending on the plane orientation forming the diffraction grating 206, thereby forming an equivalent gain distribution. It becomes possible. This can be done by making the growth rate different according to the growth temperature, the growth pressure, and the flow rate of the source gas.

【0025】図3は本発明の第2の実施例の概略図であ
る。図3は、AlGaAs系830nm帯半導体レーザ
ーの光の進行方向に平行な面に沿う中央縦断図面であ
る。本実施例ではn型GaAs基板301上にn型Al
0・45Ga0・55As回折格子印刻層302が積層されてい
る。前記n型Al0・45Ga0・55As回折格子印刻層30
2主面上には所定周期Λ(2000〜2500Å)の回
折格子307が形成される。これは周知の技術である二
光束干渉露光法又は電子ビーム露光法とエッチング技術
により形成できる。
FIG. 3 is a schematic diagram of the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a central longitudinal drawing along a plane parallel to the traveling direction of light of an AlGaAs 830 nm band semiconductor laser. In this embodiment, n-type Al is formed on the n-type GaAs substrate 301.
0 · 45 Ga 0 · 55 As the diffraction grating inscription layer 302 are stacked. The n-type Al 0 · 45 Ga 0 · 55 As the diffraction grating embossed layer 30
A diffraction grating 307 having a predetermined period Λ (2000 to 2500Å) is formed on the two main surfaces. This can be formed by the known two-beam interference exposure method or electron beam exposure method and etching technology.

【0026】この回折格子307が形成されたn型Al
0・45Ga0・55As回折格子印刻層302上に減圧MOC
VD法を用いて、n型Al0・45Ga0・55Asクラッド層
303、Al0・05Ga0・95As活性層304、P型Al
0・45Ga0・55Asクラッド層305、p型GaAsコン
タクト層306を順次成長させる。
N-type Al on which the diffraction grating 307 is formed
0 · 45 Ga 0 · 55 vacuum on As the diffraction grating inscription layer 302 MOC
Using the VD method, n-type Al 0 .45 Ga 0 .55 As clad layer 303, Al 0 .05 Ga 0 .95 As active layer 304, P-type Al
0 · 45 Ga 0 · 55 As cladding layer 305 are successively grown a p-type GaAs contact layer 306.

【0027】このとき、成長温度、V/III比、成長層
厚を制御することにより、活性層304を平坦に成長さ
せることが可能となる。
At this time, the active layer 304 can be grown flat by controlling the growth temperature, the V / III ratio, and the growth layer thickness.

【0028】この実施例と第1の実施例との相違点は回
折格子印刻層302と、n型クラッド層303のAl混
晶比が同一であることから回折格子307での屈折率の
変調は起こっていない。しかしながら、第1の実施例と
同様の作用により平坦に形成された活性層及び光導波領
域に回折格子307の周期に対応して利得分布又は屈折
率分布が形成され、導波されるレーザー光に対して幾何
学的な回折格子が存在しないにもかかわらず、良好なD
FBモード動作が可能となる。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the diffraction grating engraving layer 302 and the n-type cladding layer 303 have the same Al mixed crystal ratio, so that the modulation of the refractive index in the diffraction grating 307 does not occur. Not happening. However, a gain distribution or a refractive index distribution corresponding to the period of the diffraction grating 307 is formed in the flat active layer and the optical waveguide region by the same operation as in the first embodiment, and the guided laser light is obtained. Despite the absence of geometrical diffraction grating, good D
FB mode operation becomes possible.

【0029】図4は本発明の第3の実施例の概略図であ
る。図4はInP系1.3μm帯半導体レーザーの光の
進行方向に平行な面に沿う中央縦断図面である。
FIG. 4 is a schematic diagram of the third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a longitudinal center view of an InP-based 1.3 μm band semiconductor laser along a plane parallel to the light traveling direction.

【0030】図中401はInP基板、402は回折格
子印刻層、403は第1クラッド層、404は活性層、
405は第2クラッド層、406はコンタクト層、40
7は回折格子をそれぞれ示している。
In the figure, 401 is an InP substrate, 402 is a diffraction grating engraving layer, 403 is a first cladding layer, 404 is an active layer,
405 is a second cladding layer, 406 is a contact layer, 40
Reference numerals 7 respectively indicate diffraction gratings.

【0031】図9に示したInP系DFBレーザーの従
来構造との相違点としては、活性層404と回折格子4
07との距離を管内波長(d=λ/n ただし λ:発
振波長、n:実効屈折率)以上(>0.4μm)に離し
ても、第1の実施例と同様の作用により、良好なDFB
モード動作が可能となり、かつ、回折格子407上の再
成長界面に活性層404を含む導波領域に導波される光
の電界強度分布が存在しないことにより、再成長界面に
よる発光効率の低下や信頼性等の問題を回避できる。
The difference from the conventional structure of the InP DFB laser shown in FIG. 9 is that the active layer 404 and the diffraction grating 4 are provided.
Even if the distance from the antenna is greater than or equal to the guide wavelength (d = λ / n, where λ is the oscillation wavelength and n is the effective refractive index) (> 0.4 μm), the same effect as that of the first embodiment is obtained, and good results are obtained. DFB
The mode operation is enabled, and the electric field intensity distribution of the light guided to the waveguiding region including the active layer 404 does not exist at the regrown interface on the diffraction grating 407. Problems such as reliability can be avoided.

【0032】図5は本発明の第4の実施例の概略図であ
る。図5はZnCdSSe系460nm帯半導体レーザ
ーの光の進行方向に平行な面に沿う中央縦断図面であ
る。
FIG. 5 is a schematic view of the fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a central longitudinal view of a ZnCdSSe-based 460 nm band semiconductor laser along a plane parallel to the light traveling direction.

【0033】本実施例ではn型GaAs基板501主面
上には所定周期Λの回折格子510が形成される。この
回折格子510の周期Λは1次の回折格子では800〜
1000Å、2次の回折格子では1600〜2000Å
程度となり、これは周知の技術である電子ビーム露光法
とエッチング技術により形成できる。この回折格子51
0が形成されたn型GaAs基板501上にMOCVD
法を用いてn−ZnSeバッファ層502、ZnSSe
クラッド層503(2.5μm)、ZnSeSCH層5
04(0.5μm)、ZnCdSe活性層506(10
nm)、ZnSe−SCH層507(0.5μm)、Z
nSSeクラッド層508(1.5μm)及びZnSe
コンタクト層509(0.1μm)を順次成長させる。
In this embodiment, a diffraction grating 510 having a predetermined period Λ is formed on the main surface of the n-type GaAs substrate 501. The period Λ of the diffraction grating 510 is 800-in the first-order diffraction grating.
1000 Å, 1600 to 2000 Å for 2nd order diffraction grating
This can be formed by the well-known electron beam exposure method and etching technology. This diffraction grating 51
MOCVD on the n-type GaAs substrate 501 on which 0 is formed
N-ZnSe buffer layer 502, ZnSSe
Cladding layer 503 (2.5 μm), ZnSeSCH layer 5
04 (0.5 μm), ZnCdSe active layer 506 (10
nm), ZnSe-SCH layer 507 (0.5 μm), Z
nSSe clad layer 508 (1.5 μm) and ZnSe
A contact layer 509 (0.1 μm) is sequentially grown.

【0034】本実施例についても第1の実施例と同様の
作用により、MOCVD成長条件を制御することで活性
層506及び光導波領域を平坦に、かつ、回折格子51
0の周期に対応して利得分布又は屈折率分布が形成さ
れ、ZnCdSSe系においても容易にDFBモード動
作を得ることが可能となる。
Also in this embodiment, the active layer 506 and the optical waveguide region are flattened by controlling the MOCVD growth conditions by the same operation as in the first embodiment, and the diffraction grating 51 is used.
A gain distribution or a refractive index distribution is formed corresponding to a cycle of 0, and it becomes possible to easily obtain a DFB mode operation even in a ZnCdSSe system.

【0035】図6は本発明の第5の実施例の概略図であ
る。図6はAlGaAs系半導体量子細線レーザーの光
の進行方向に垂直な面に沿う中央縦断図面である。
FIG. 6 is a schematic view of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a central longitudinal drawing along a plane perpendicular to the traveling direction of light of an AlGaAs semiconductor quantum wire laser.

【0036】図6中、601はn−GaAs基板であ
り、この基板601主面上には所定周期(500〜10
00Å)の回折格子606が形成される。これは、周知
の技術である電子ビーム露光法とエッチング技術により
形成出来る。この回折格子606が形成されたn−Ga
As基板601上に前記実施例と同様に減圧MOCVD
法を用いて、n型AlGaAsクラッド層602、Al
GaAs GRIN SCH SQW層構造603、p
型AlGaAsクラッド層604、p型GaAsコンタ
クト層605を順次形成させる。
In FIG. 6, reference numeral 601 denotes an n-GaAs substrate, which has a predetermined period (500 to 10) on the main surface of the substrate 601.
A diffraction grating 606 of 00Å) is formed. This can be formed by a well-known technique such as an electron beam exposure method and an etching technique. N-Ga on which the diffraction grating 606 is formed
Low pressure MOCVD is performed on the As substrate 601 as in the above-described embodiment.
N-type AlGaAs cladding layer 602, Al
GaAs GRIN SCH SQW layer structure 603, p
Type AlGaAs clad layer 604 and p type GaAs contact layer 605 are sequentially formed.

【0037】ここで、前記実施例との相違点は本実施例
が活性領域及び光導波路領域にGRIN SCH SQ
W層構造603を設けたことと、基板601主面上に形
成された回折格子606の周期を量子効果が現れる程度
までに小さくしたことにある。
Here, the difference from the above embodiment is that in this embodiment, GRIN SCH SQ is formed in the active region and the optical waveguide region.
The W layer structure 603 is provided, and the period of the diffraction grating 606 formed on the main surface of the substrate 601 is reduced to such an extent that a quantum effect appears.

【0038】このような構成であっても先の実施例と同
様な効果が得られることは勿論のこと、それに加え次の
ような効果が得られる。回折格子606の凹凸周期に対
応して活性領域に利得分布又は屈折率分布を与えること
ができ1次元の量子効果半導体レーザーを形成すること
が可能となる。これにより消費電力が非常に小さく高速
応答可能な半導体レーザーを得ることができる。
With such a structure, the same effects as those of the previous embodiment can be obtained, and in addition to that, the following effects can be obtained. A gain distribution or a refractive index distribution can be given to the active region corresponding to the concave-convex period of the diffraction grating 606, and a one-dimensional quantum effect semiconductor laser can be formed. As a result, a semiconductor laser that consumes very little power and can respond at high speed can be obtained.

【0039】図7は本発明の第6の実施例の概略図であ
る。この実施例と前記第5の実施例との相違点は、n型
GaAs基板701上に形成する周期的凹凸構造706
に2次元的凹凸構造を用いて、その周期を電子の閉じ込
め可能な0.1μm程度とし、かつ780nm帯DFB
レーザの回折格子としての動作も可能な1次の回折格子
周期Λ〜0.1μmとする。この周期的凹凸構造は電子
ビーム露光法により形成が可能である。また光波の導波
方向についてはDFBレーザ動作を可能とする1次回折
格子周期Λ〜0.1μm程度を要するが光波の導波方向
と垂直な方向については電子の閉じ込め効果をより強く
発揮するために0.1μm以下にすることが有効である
ことは言うまでもない。
FIG. 7 is a schematic view of the sixth embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the fifth embodiment is that the periodic concavo-convex structure 706 formed on the n-type GaAs substrate 701.
A two-dimensional concavo-convex structure is used for the structure, the period is set to about 0.1 μm at which electrons can be confined, and the 780 nm band DFB is used.
The first-order diffraction grating period Λ is 0.1 μm, which can also operate as a laser diffraction grating. This periodic uneven structure can be formed by an electron beam exposure method. In addition, the first-order diffraction grating period Λ ~ 0.1 μm that enables the DFB laser operation is required for the waveguide direction of the light wave, but the electron confinement effect is more strongly exerted in the direction perpendicular to the waveguide direction of the light wave. Needless to say, it is effective to set the thickness to 0.1 μm or less.

【0040】また、電子ビーム露光法による周期的凹凸
構造マスクを作製した後、活性領域に凹凸構造の周期性
の影響を強く反映させるために、塩素ガスによるリアク
ティブイオンエッチング(RIE)法に代表されるドラ
イエッチング技術を用いることにより、アスペクト比の
大きい周期的凹凸構造を形成することが有効である。
In addition, after forming a periodic concavo-convex structure mask by the electron beam exposure method, in order to strongly reflect the influence of the periodicity of the concavo-convex structure on the active region, a typical method is reactive ion etching (RIE) using chlorine gas. It is effective to form a periodic concavo-convex structure having a large aspect ratio by using the dry etching technique described above.

【0041】このような周期的凹凸構造上に活性領域7
03及び光導波路領域(702,703,704)をエ
ピタキシャル成長させることにより2次元的な周期的凹
凸構造に対応して、活性領域703に2次元方向に利得
分布を形成することが可能となる。このことから層厚方
向でのMQW構造(703)と合わせて0次元的量子箱
効果を得ることができ、極低消費電力、超高速DFBレ
ーザを作製することが可能になる。尚、図7において7
05はコンタクト層であり、706は回折格子である。
The active region 7 is formed on the periodic uneven structure.
03 and the optical waveguide regions (702, 703, 704) are epitaxially grown, it is possible to form a gain distribution in the two-dimensional direction in the active region 703 corresponding to the two-dimensional periodic concavo-convex structure. From this, it is possible to obtain a zero-dimensional quantum box effect in combination with the MQW structure (703) in the layer thickness direction, and it becomes possible to fabricate an ultra-low power consumption, ultrafast DFB laser. In addition, in FIG.
Reference numeral 05 is a contact layer, and 706 is a diffraction grating.

【0042】以上のように、周期的凹凸構造を半導体基
板上に形成し、その周期的凹凸構造上に1回のエピタキ
シャル成長で平坦状に光導波路領域あるいは発光領域を
成長させ、成長メカニズムによって、光導波路領域及び
発光領域に利得分布及び/又は屈折率分布を凹凸構造を
反映して周期的に分布させることにより、特性の優れた
波長制御型半導体レーザを得ることができる。又、発光
領域あるいは光導波領域が平坦であることから次世代O
EIC等のモノリシック化に関して他のデバイスと高結
合効率が得やすい。
As described above, the periodic concavo-convex structure is formed on the semiconductor substrate, and the optical waveguide region or the light emitting region is flatly grown on the periodic concavo-convex structure by one epitaxial growth. By periodically distributing the gain distribution and / or the refractive index distribution in the waveguide region and the light emitting region while reflecting the concavo-convex structure, it is possible to obtain a wavelength controlled semiconductor laser having excellent characteristics. In addition, since the light emitting region or the optical waveguide region is flat, the next generation O
It is easy to obtain high coupling efficiency with other devices for monolithicization such as EIC.

【0043】また、基板上に周期的凹凸構造を形成し、
かつ基板上周期的凹凸構造面には光電界強度が分布しな
いことにより、周期的凹凸構造を形成する手段として、
ダメージの問題を含んでいるドライ加工プロセスの適用
も可能となる。
Further, a periodic uneven structure is formed on the substrate,
Moreover, since the optical electric field intensity is not distributed on the surface of the periodic uneven structure on the substrate, as means for forming the periodic uneven structure,
It is also possible to apply a dry processing process including the problem of damage.

【0044】さらに周期的利得分布あるいは屈折率分布
が光導波領域、及び発光領域全域に形成されるため結合
効率の非常に強い動的単一縦モード発振特性を可能にす
ることも大きな効果である。しかも成長条件あるいは構
造を設計することにより結合効率の大小は容易に選択す
ることが可能になる。
Further, since the periodic gain distribution or the refractive index distribution is formed in the entire optical waveguide region and the light emitting region, it is also a great effect to enable the dynamic single longitudinal mode oscillation characteristic with very strong coupling efficiency. .. Moreover, it is possible to easily select the magnitude of the coupling efficiency by designing the growth conditions or the structure.

【0045】以上のようなことにより次世代OEICの
キーデバイスとなり得る動的単一縦モード発振可能な波
長制御型半導体レーザを設計の自由度が高く容易に得る
ことができ、優れた特性が得られるという効果がある。
As described above, a wavelength controlled semiconductor laser capable of oscillating a dynamic single longitudinal mode, which can be a key device of the next-generation OEIC, can be easily obtained with a high degree of freedom in design and excellent characteristics can be obtained. There is an effect that is.

【0046】図8は本発明の第7の実施例の概略図であ
る。図8は量子細線トランジスタの構造図である。図8
中、801はGaAs基板であり、この基板801主面
上には電子のド・ブロイ波長以下の周期(<300Å)
の回折格子808が形成される。これは周知の技術であ
る電子ビーム露光法とエッチング技術により形成でき
る。この回折格子808が形成されたGaAs基板80
1上に実施例1と同様に減圧MOCVD法によりGaA
sチャネル層802、量子井戸構造AlGaAsスペー
サ層803、AlGaAsキャリアドーピング層80
4、GaAsコンタクト層809を順次成長させ、さら
に、ソース領域807、ゲート領域806、ドレイン領
域805をイオン拡散により形成する。このエピタキシ
ャル成長の後、各領域に電極を形成し、量子細線トラン
ジスタ素子を作製する。
FIG. 8 is a schematic view of the seventh embodiment of the present invention. FIG. 8 is a structural diagram of a quantum wire transistor. Figure 8
801 is a GaAs substrate, and a period (<300Å) below the de Broglie wavelength of electrons is present on the main surface of the substrate 801.
Diffraction grating 808 is formed. This can be formed by a well-known technique such as an electron beam exposure method and an etching technique. GaAs substrate 80 having this diffraction grating 808 formed
1 on top of the GaA layer by the low pressure MOCVD method as in Example 1.
s-channel layer 802, quantum well structure AlGaAs spacer layer 803, AlGaAs carrier doping layer 80
4. A GaAs contact layer 809 is sequentially grown, and a source region 807, a gate region 806 and a drain region 805 are formed by ion diffusion. After this epitaxial growth, electrodes are formed in the respective regions to fabricate a quantum wire transistor device.

【0047】前記実施例と同様、回折格子808の周期
に対応して電子が移動する方向と垂直方向にバンド変調
されるため、量子細線効果によりゲート電圧を変化させ
ると、電子の局在する場所が変化し、電子の移動度を変
えることができる。このように低電圧で高速動作が可能
な量子細線トランジスタの作製が可能となる。
Similar to the above-described embodiment, since the band modulation is performed in the direction perpendicular to the moving direction of electrons corresponding to the period of the diffraction grating 808, when the gate voltage is changed by the quantum wire effect, the location where the electrons are localized. Changes, and the electron mobility can be changed. In this way, it becomes possible to fabricate a quantum wire transistor that can operate at low voltage and at high speed.

【0048】上記本発明の実施例においてAlGaAs
系DFBレーザを用いて説明を行ったが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、InP系、InGaAlP
系といった他のIII−V族、又は、II−VI族、I−III
−V族等他の族についても同様の効果が得られ、また、
DFBレーザに限らずDBRレーザ、DRレーザ、及び
波長選択フィルター素子等へも適用が可能である。更
に、凹凸部は周期的形状に限定されるものではなく、ま
た、光デバイスのみならず、電子デバイスへも適用可能
であることはいうまでもない。
In the above embodiment of the present invention, AlGaAs
Although the description has been made by using the DFB laser of the system, the present invention is not limited to this, and InP system, InGaAlP are used.
Other group III-V, such as a system, or group II-VI, I-III
Similar effects can be obtained for other groups such as -V group.
Not only the DFB laser but also the DBR laser, the DR laser, the wavelength selection filter element and the like can be applied. Further, it is needless to say that the uneven portion is not limited to the periodic shape and can be applied not only to the optical device but also to the electronic device.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明により、基板のバンドギャップ等
の特性に依存することがなくなり、また凹凸加工のダメ
ージが導波領域に及ぶことがなくなり、さらには再成長
界面準位から逃れることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the characteristics of the substrate such as the band gap are not dependent, the damage of the unevenness processing does not reach the waveguide region, and the re-growth interface level can be escaped. Becomes

【0050】また、凹凸部を周期的にすることにより、
単一縦モード発振を容易に得ることができ、単一のエネ
ルギーの電子を走行させることができて高速化を図るこ
とが可能になる。
Further, by making the uneven portion periodic,
Single longitudinal mode oscillation can be easily obtained, electrons of single energy can be made to travel, and high speed operation can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the principle of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置
を示す概略図及び特性図である。
FIG. 2 is a schematic view and a characteristic diagram showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例による半導体レーザ装置
を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例による半導体レーザ装置
を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例による半導体レーザー装
置を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施例による半導体レーザー装
置を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic view showing a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施例による半導体レーザー装
置を示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic view showing a semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】従来の半導体レーザー装置を示す概略図であ
る。
FIG. 9 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser device.

【図10】従来の半導体レーザー装置を示す概略図であ
る。
FIG. 10 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser device.

【図11】従来の半導体レーザー装置を示す概略図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser device.

【図12】従来の半導体レーザー装置を示す概略図であ
る。
FIG. 12 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser device.

【図13】従来の半導体レーザー装置を示す概略図であ
る。
FIG. 13 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 バッファー層 12 n型クラッド層 13 第1ガイド層 14 活性層 15 第2ガイド層 16 p型クラッド層 17 キャップ層 18 p電極 19 n電極 101 半導体基板 102 第1クラッド層 103 発光領域 104 第2クラッド層 105 コンタクト層 106 周期的凹凸構造 201,301,401,501 601 701 8
01n型GaAs基板 202,303,403,602 702n型AlGa
Asクラッド層 204,305,405,604 704p型AlGa
Asクラッド層 205,306,406,605 p型GaAsコ
ンタクト層 203 p型AlGaA
s活性層 603 GRIN・SC
H・SQW活性層 703 MQW活性層 206,307 周期的凹凸構造 2次回折格子Λ〜2200Å 510 周期的凹凸構造 1次回折格子Λ〜1100Å 706 2次元周期的凹
凸構造 〜Λ〜1000Å 503 ZnSSeクラッド層 506 ZnCdSe活性層 508 ZnSSeクラッド層 509 ZnSeコンタクト層 801 GaAs基板 802 GaAsチャンネル層 803 量子井戸構造AlGaAsスペーサ層 804 AlGaAsキャリアドーピング層 805 ドレイン領域 806 ゲート 807 ソース領域 808 回折格子(周期<300Å)
10 substrate 11 buffer layer 12 n-type clad layer 13 first guide layer 14 active layer 15 second guide layer 16 p-type clad layer 17 cap layer 18 p-electrode 19 n-electrode 101 semiconductor substrate 102 first clad layer 103 light-emitting region 104th 2 clad layer 105 contact layer 106 periodic uneven structure 201, 301, 401, 501 601 701 8
01n type GaAs substrate 202, 303, 403, 602 702n type AlGa
As clad layer 204, 305, 405, 604 704 p-type AlGa
As clad layer 205, 306, 406, 605 p-type GaAs contact layer 203 p-type AlGaA
s Active layer 603 GRIN ・ SC
H · SQW active layer 703 MQW active layer 206, 307 Periodic uneven structure Second-order diffraction grating Λ to 2200Å 510 Periodic uneven structure First-order diffraction grating Λ to 1100Å 706 Two-dimensional periodic uneven structure ~ Λ to 1000Å 503 ZnSSe cladding layer 506 ZnCdSe active layer 508 ZnSSe clad layer 509 ZnSe contact layer 801 GaAs substrate 802 GaAs channel layer 803 quantum well structure AlGaAs spacer layer 804 AlGaAs carrier doping layer 805 drain region 806 gate 807 source region 808 diffraction grating (period <300Å)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧口 治久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Haruhisa Takiguchi 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層を含む導波領域と、該導波領域に
より導波される光又は電子の電界強度分布と、該分布の
とどかない凹凸部と、からなり、前記凹凸分布が前記導
波領域に利得分布及び/又は屈折率分布を与えてなるこ
とを特徴とする半導体素子。
1. A waveguide region including an active layer, an electric field intensity distribution of light or electrons guided by the waveguide region, and a concavo-convex portion where the distribution does not reach. A semiconductor device characterized by being provided with a gain distribution and / or a refractive index distribution in a wave region.
【請求項2】 前記凹凸部が周期的に形成されてなるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体素子。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the uneven portion is formed periodically.
【請求項3】 前記凹凸部が前記活性層を含む導波領域
から管内波長以上離れていることを特徴とする請求項1
記載の半導体素子。
3. The uneven portion is separated from the waveguide region including the active layer by a guide wavelength or more.
The semiconductor device described.
【請求項4】 光あるいは電子の導波される方向に形成
された周期的凹凸部を具備している半導体基板上に利得
領域である活性層を有し、該活性層の層厚が量子効果が
現れるほど薄く形成された半導体素子において、利得領
域が平坦で、かつ、前記半導体基板に形成された凹凸分
布が前記活性層の面方向の一方向に量子効果が現れるよ
うに前記利得領域に利得分布及び/又は屈折率分布を与
えてなることを特徴とする請求項1記載の半導体素子。
4. An active layer, which is a gain region, is provided on a semiconductor substrate having a periodic concavo-convex portion formed in a light or electron guiding direction, and the layer thickness of the active layer is a quantum effect. In a semiconductor element formed so thin that the gain appears in the gain region such that the gain region is flat and the unevenness distribution formed on the semiconductor substrate causes a quantum effect to appear in one direction in the plane direction of the active layer. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided with a distribution and / or a refractive index distribution.
【請求項5】 光あるいは電子の導波される方向に形成
された周期的凹凸部を具備している半導体基板上に利得
領域である活性層を有し、該活性層の層厚が量子効果が
現れるほど薄く、さらに、利得領域が平坦でかつ前記半
導体基板に形成された凹凸分布が前記活性層の面方向の
異なる少なくとも二方向に量子効果が現れるように前記
利得領域に利得分布及び/又は屈折率分布を与えてなる
ことを特徴とする請求項1記載の半導体素子。
5. An active layer, which is a gain region, is provided on a semiconductor substrate having a periodic uneven portion formed in the direction in which light or electrons are guided, and the layer thickness of the active layer has a quantum effect. And the gain distribution is flat in the gain region and the unevenness distribution formed on the semiconductor substrate has a gain distribution and / or a gain distribution in the gain region such that quantum effects appear in at least two different plane directions of the active layer. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided with a refractive index distribution.
JP16462092A 1991-06-24 1992-06-23 Semiconductor element Expired - Fee Related JP3151296B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16462092A JP3151296B2 (en) 1991-06-24 1992-06-23 Semiconductor element

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-151546 1991-06-24
JP15154691 1991-06-24
JP16462092A JP3151296B2 (en) 1991-06-24 1992-06-23 Semiconductor element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05198896A true JPH05198896A (en) 1993-08-06
JP3151296B2 JP3151296B2 (en) 2001-04-03

Family

ID=26480764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16462092A Expired - Fee Related JP3151296B2 (en) 1991-06-24 1992-06-23 Semiconductor element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3151296B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006112680A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Theleds Co., Ltd. Light emitting element and a manufacturing method thereof
JP2007258269A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor optical element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006112680A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Theleds Co., Ltd. Light emitting element and a manufacturing method thereof
KR100669142B1 (en) * 2005-04-20 2007-01-15 (주)더리즈 Light emitting element and method for manufacturing thereof
JP2007258269A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor optical element
US7769065B2 (en) 2006-03-20 2010-08-03 Sumitomo Electric Industries Ltd. Semiconductor optical device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3151296B2 (en) 2001-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5416790A (en) Semiconductor laser with a self-sustained pulsation
US5452318A (en) Gain-coupled DFB laser with index coupling compensation
GB2282483A (en) Semiconductor laser/modulator device
JPS6254489A (en) Semiconductor light emitting element
US5042049A (en) Semiconductor optical device
US4930132A (en) Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate
WO2001029943A1 (en) Method and apparatus for long wavelength semiconductor lasers
US4823352A (en) Semiconductor laser with a variable oscillation wavelength
JP2002064244A (en) Distributed feedback semiconductor laser device
US5303255A (en) Distributed feedback semiconductor laser device and a method of producing the same
JP3183683B2 (en) Window type semiconductor laser device
JP2622143B2 (en) Distributed feedback semiconductor laser and method of manufacturing distributed feedback semiconductor laser
US6867057B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor laser
JP2882335B2 (en) Optical semiconductor device and method for manufacturing the same
JP3548986B2 (en) Optical semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3151296B2 (en) Semiconductor element
JPH04350988A (en) Light-emitting element of quantum well structure
US5309472A (en) Semiconductor device and a method for producing the same
JP2852663B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP2723924B2 (en) Semiconductor laser device
JP2903321B2 (en) Method of manufacturing semiconductor laser device
JPH0992936A (en) Semiconductor laser element
JP3204969B2 (en) Semiconductor laser and optical communication system
JPH11112096A (en) Semiconductor laser device, and optical communication system using the same
JP3022351B2 (en) Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080119

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees