JPH0521354B2 - - Google Patents
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- JPH0521354B2 JPH0521354B2 JP19791585A JP19791585A JPH0521354B2 JP H0521354 B2 JPH0521354 B2 JP H0521354B2 JP 19791585 A JP19791585 A JP 19791585A JP 19791585 A JP19791585 A JP 19791585A JP H0521354 B2 JPH0521354 B2 JP H0521354B2
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- semiconductor layer
- semiconductor
- layer
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 53
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は負性抵抗を示しかつ発光・光スイツチ
ング等の機能をもつ発光半導体素子に関する。 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕 従来、この技術の負性抵抗を示しかつ発光機能
を有するデバイスとしては、雑誌「ソビエトフイ
ジツクスセミコンダクター（Soviet Physics
Semiconductor）第８巻、第1127項に掲載された
ホトサイリスタがある。 このPNPN接合を利用したデバイスにおいて
は、信号光によつてPNPN接合がターンオンし、
大きな電流が流れることによつて発光をするとい
うスイツチング動作を行つていた。しかしなが
ら、このデバイスでは発光部がホモ接合で構成さ
れ発光効率が極めて悪いという欠点があつた。 本発明の目的は、これらの欠点を除去し、発光
効率が良好でかつ光スイツチング動作をする発光
半導体素子を提供することにある。 〔問題を解決するための手段〕 本発明の発光半導体の構成は、第１伝導型の第
１半導体層と、この第１半導体層の上に形成され
た第２伝導型の第２半導体層と、この第２半導体
層の上に形成された第３半導体層と、この第３半
導体層の上に形成された第１伝導型の第４半導体
層と、この第４半導体層の上に形成された第２伝
導型の第５半導体層とを備え、前記第１半導体層
および前記第５半導体層の各禁制帯幅が前記第２
半導体、前記第３半導体および前記第４半導体層
の各禁制帯幅のいずれよりりも大きく、前記第３
半導体層のキヤリア濃度N3が、前記第２半導体
および前記第４半導体層のいずれよりも小さく、
熱平衡状態において前記第３半導体層がすべて空
乏化しており、前記第２半導体層と前記第４半導
体層の少なくともいずれか一方の層厚が、キヤリ
アの平均自由行程と同程度かそれ以下となつてい
ること特徴とする。 〔実施例〕 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の主要部のエネルギーバンド図である。図
中、１はｎ型クラツド層、（ｎ−Al xn Gal−xn
As、0.3≦xn≦0.8、厚さ0.2〜3μｍ典型例は厚さ
1μｍ、ｎ＝１×1016〜１×1018cm-3典型例はｎ＝
１×1017〜５×1018cm-）、２はｐ型活性層（ｐ−
GaAs、厚さ30Å〜500Å典型例は厚さ100Å、ｐ
＝５×1017〜３×1019cm-3典型例はｐ＝５×1018
cm13〜３×1019cm-3）、３はｉ活性層（ノンドーブ
GaAs、厚さ500Å〜33μｍ，ｎあるいはｐ≦５×
1016cm-3）、４はｎ型活性層（ｎ−GaAs、厚さ30
Å〜500Å典型例は厚さ100Å、ｈ＝５×1017〜３
×1019cm-3典型例はｈ＝５×1018〜３cm-3×1019
cm-3）、５はｐ型クラツド層（ｐ−Al xp Gal−
xw As，0.3≦xp≦0.8、厚さ0.2〜3μｍ典型例は
厚さ1μｍｐ＝１×1017〜５×1018cm-3典型例はｎ
＝１×1017〜５×1017cm-3）、６はキヤツプ層（p+
−GAAs）７はSiO2膜、８はｐ側電極、９はｎ側
電極、１０はｎ−GaAs基板、１１は各活性層
２，３，４の全体を含む活性層である。 第２図ａは印加電圧０の熱平衡状態におけるバ
ンドダイアグラム、第２図ｂは順方向に電圧が印
加されデバイスにあまり電流が流れていない場合
（OFF状態）のバンドダイアグラム、第２図ｃは
順方向に電圧が印加されかつ電流が流れて活性層
１１が発光している場合（ON状態）のバンドダ
イヤグラムである。 熱平衡状態では、ｉ型活性層３が完全に空乏層
となつているため第２図ａに示すバンドダイヤグ
ラムとなる。この様に空乏化するためにはｉ型活
性層３の膜厚ｄとキヤリア濃度N3の間に以下の
関係がある。
ング等の機能をもつ発光半導体素子に関する。 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕 従来、この技術の負性抵抗を示しかつ発光機能
を有するデバイスとしては、雑誌「ソビエトフイ
ジツクスセミコンダクター（Soviet Physics
Semiconductor）第８巻、第1127項に掲載された
ホトサイリスタがある。 このPNPN接合を利用したデバイスにおいて
は、信号光によつてPNPN接合がターンオンし、
大きな電流が流れることによつて発光をするとい
うスイツチング動作を行つていた。しかしなが
ら、このデバイスでは発光部がホモ接合で構成さ
れ発光効率が極めて悪いという欠点があつた。 本発明の目的は、これらの欠点を除去し、発光
効率が良好でかつ光スイツチング動作をする発光
半導体素子を提供することにある。 〔問題を解決するための手段〕 本発明の発光半導体の構成は、第１伝導型の第
１半導体層と、この第１半導体層の上に形成され
た第２伝導型の第２半導体層と、この第２半導体
層の上に形成された第３半導体層と、この第３半
導体層の上に形成された第１伝導型の第４半導体
層と、この第４半導体層の上に形成された第２伝
導型の第５半導体層とを備え、前記第１半導体層
および前記第５半導体層の各禁制帯幅が前記第２
半導体、前記第３半導体および前記第４半導体層
の各禁制帯幅のいずれよりりも大きく、前記第３
半導体層のキヤリア濃度N3が、前記第２半導体
および前記第４半導体層のいずれよりも小さく、
熱平衡状態において前記第３半導体層がすべて空
乏化しており、前記第２半導体層と前記第４半導
体層の少なくともいずれか一方の層厚が、キヤリ
アの平均自由行程と同程度かそれ以下となつてい
ること特徴とする。 〔実施例〕 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の主要部のエネルギーバンド図である。図
中、１はｎ型クラツド層、（ｎ−Al xn Gal−xn
As、0.3≦xn≦0.8、厚さ0.2〜3μｍ典型例は厚さ
1μｍ、ｎ＝１×1016〜１×1018cm-3典型例はｎ＝
１×1017〜５×1018cm-）、２はｐ型活性層（ｐ−
GaAs、厚さ30Å〜500Å典型例は厚さ100Å、ｐ
＝５×1017〜３×1019cm-3典型例はｐ＝５×1018
cm13〜３×1019cm-3）、３はｉ活性層（ノンドーブ
GaAs、厚さ500Å〜33μｍ，ｎあるいはｐ≦５×
1016cm-3）、４はｎ型活性層（ｎ−GaAs、厚さ30
Å〜500Å典型例は厚さ100Å、ｈ＝５×1017〜３
×1019cm-3典型例はｈ＝５×1018〜３cm-3×1019
cm-3）、５はｐ型クラツド層（ｐ−Al xp Gal−
xw As，0.3≦xp≦0.8、厚さ0.2〜3μｍ典型例は
厚さ1μｍｐ＝１×1017〜５×1018cm-3典型例はｎ
＝１×1017〜５×1017cm-3）、６はキヤツプ層（p+
−GAAs）７はSiO2膜、８はｐ側電極、９はｎ側
電極、１０はｎ−GaAs基板、１１は各活性層
２，３，４の全体を含む活性層である。 第２図ａは印加電圧０の熱平衡状態におけるバ
ンドダイアグラム、第２図ｂは順方向に電圧が印
加されデバイスにあまり電流が流れていない場合
（OFF状態）のバンドダイアグラム、第２図ｃは
順方向に電圧が印加されかつ電流が流れて活性層
１１が発光している場合（ON状態）のバンドダ
イヤグラムである。 熱平衡状態では、ｉ型活性層３が完全に空乏層
となつているため第２図ａに示すバンドダイヤグ
ラムとなる。この様に空乏化するためにはｉ型活
性層３の膜厚ｄとキヤリア濃度N3の間に以下の
関係がある。
以上説明した様に、本発明によれば発光効率が
良好で、かつスイツチング動作が可能な発光半導
体素子を実現出来る。
良好で、かつスイツチング動作が可能な発光半導
体素子を実現出来る。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図
ａ，ｂ，ｃは第１図を説明するバンドダイヤグラ
ムである。 図において、１はｎ型クラツド層、２はｐ型活
性層、３はｉ型活性層、４はｎ型活性層、５はｐ
型クラツド層、６はキヤツプ層、７はSiO2膜、
８はｐ側電極、９はｎ側電極、１０はｎ−GaAs
基板、１１は活性層、１２はストライプ領域であ
る。
ａ，ｂ，ｃは第１図を説明するバンドダイヤグラ
ムである。 図において、１はｎ型クラツド層、２はｐ型活
性層、３はｉ型活性層、４はｎ型活性層、５はｐ
型クラツド層、６はキヤツプ層、７はSiO2膜、
８はｐ側電極、９はｎ側電極、１０はｎ−GaAs
基板、１１は活性層、１２はストライプ領域であ
る。
Claims (1)
- １ 第１伝導型の第１半導体層と、この第１半導
体層の上に形成された第２伝導型の第２半導体層
と、この第２半導体層の上に形成された第３半導
体層と、この第３半導体層の上に形成された第１
伝導型の第４半導体層と、この第４半導体層の上
に形成された第２伝導型の第５半導体層とを備
え、前記第１半導体層および前記第５半導体層の
各禁制帯幅が前記第２半導体、前記第３半導体お
よび前記第４半導体の各禁制帯幅のいずれよりも
大きく、前記第３半導体層のキヤリア濃度N3が、
前記第２半導体層および前記第４半導体層のいず
れよりも小さく、熱平衡状態において前記第３半
導体層がすべて空乏化しており、前記第２半導体
層と前記第４半導体層の少なくともいずれか一方
の層厚が、キヤリアの平均自由行程と同程度かそ
れ以下となつていることを特徴とする発光半導体
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197915A JPS6257259A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 発光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197915A JPS6257259A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 発光半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6257259A JPS6257259A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0521354B2 true JPH0521354B2 (ja) | 1993-03-24 |
Family
ID=16382385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60197915A Granted JPS6257259A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 発光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6257259A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0714078B2 (ja) * | 1988-01-14 | 1995-02-15 | 日本電気株式会社 | 半導体光メモリ |
| JPH02155263A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Nec Corp | 半導体光メモリ |
| US6195381B1 (en) | 1998-04-27 | 2001-02-27 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Narrow spectral width high-power distributed feedback semiconductor lasers |
| JP6264837B2 (ja) * | 2013-10-25 | 2018-01-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 半導体発光素子、光源ヘッド、及び画像形成装置 |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP60197915A patent/JPS6257259A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6257259A (ja) | 1987-03-12 |
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