JPH0537090A - 半導体光反射層 - Google Patents
半導体光反射層Info
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- JPH0537090A JPH0537090A JP21045491A JP21045491A JPH0537090A JP H0537090 A JPH0537090 A JP H0537090A JP 21045491 A JP21045491 A JP 21045491A JP 21045491 A JP21045491 A JP 21045491A JP H0537090 A JPH0537090 A JP H0537090A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高反射を維持しかつ低抵抗素子を実現する。
【構成】 ｎ型ＧａＡｓ結晶基板１上にＡｌＡｓからＡ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここ
でｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）
のｓｉｎ関数にしたがう３０周期の屈折率分布を有する
第１の光反射層２を形成し、続いてｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7
Ａｓ層３，活性層として３対のＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ超格子層４，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層５からな
る全体が発振波長の光学膜厚の２倍であるキャビティー
層を形成した後、ＡｌＡｓからＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで
膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）前記のｓｉｎ関数にしたがう
２０．５周期の屈折率分布を有する第２の光反射層６を
形成し、最後にｐ++−ＧａＡｓコンタクト層７を形成
し、続いてＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極８を形成す
る。次にポリイミド９を用いた素子平坦化を行った後、
ＧａＡｓ結晶基板１を光反射層２まで選択的にエッチン
グし、レーザ射出部分を形成し、次にｎ−電極１０を形
成する。
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここ
でｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）
のｓｉｎ関数にしたがう３０周期の屈折率分布を有する
第１の光反射層２を形成し、続いてｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7
Ａｓ層３，活性層として３対のＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ超格子層４，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層５からな
る全体が発振波長の光学膜厚の２倍であるキャビティー
層を形成した後、ＡｌＡｓからＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで
膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）前記のｓｉｎ関数にしたがう
２０．５周期の屈折率分布を有する第２の光反射層６を
形成し、最後にｐ++−ＧａＡｓコンタクト層７を形成
し、続いてＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極８を形成す
る。次にポリイミド９を用いた素子平坦化を行った後、
ＧａＡｓ結晶基板１を光反射層２まで選択的にエッチン
グし、レーザ射出部分を形成し、次にｎ−電極１０を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板の主面上に
屈折率を周期的に変化させることにより構成される半導
体光反射層に係わり、特に膜厚方向に対する屈折率の分
布構造に関するものである。
屈折率を周期的に変化させることにより構成される半導
体光反射層に係わり、特に膜厚方向に対する屈折率の分
布構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、ＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓＰ
に代表されるIII−Ｖ族化合物半導体レーザは、基板に
対して平行な方向にファブリーペロー共振器もしくはＤ
ＦＢを形成し、前記半導体結晶のへき開端面よりレーザ
光を取り出している。この場合、その構造上の問題から
二次元的にウエハ面上にレーザを高密度に集積するのは
極めて困難である。すなわち個々のレーザは個々に出射
端面を形成しなければならず、光共振器の長さが１００
〜８００μｍと長いので、ウエハ内に単位面積あたりに
集積できるレーザの個数に限界がある上、レーザ光は基
板に対して平行に出射するので、基板に垂直な方向に光
を取り出さなければならず、そのためにはレーザ部分と
は別に４５゜高反射ミラーをエッチングにより形成しな
ければならないという問題を有している。
に代表されるIII−Ｖ族化合物半導体レーザは、基板に
対して平行な方向にファブリーペロー共振器もしくはＤ
ＦＢを形成し、前記半導体結晶のへき開端面よりレーザ
光を取り出している。この場合、その構造上の問題から
二次元的にウエハ面上にレーザを高密度に集積するのは
極めて困難である。すなわち個々のレーザは個々に出射
端面を形成しなければならず、光共振器の長さが１００
〜８００μｍと長いので、ウエハ内に単位面積あたりに
集積できるレーザの個数に限界がある上、レーザ光は基
板に対して平行に出射するので、基板に垂直な方向に光
を取り出さなければならず、そのためにはレーザ部分と
は別に４５゜高反射ミラーをエッチングにより形成しな
ければならないという問題を有している。
【０００３】これに対して結晶成長その他により光共振
器を基板主面に対して垂直に形成し、レーザ光を前記基
板主面に対して垂直に取り出す、いわゆる面発光レーザ
は、その構造から容易に基板上に高密度二次元集積する
ことが可能である。
器を基板主面に対して垂直に形成し、レーザ光を前記基
板主面に対して垂直に取り出す、いわゆる面発光レーザ
は、その構造から容易に基板上に高密度二次元集積する
ことが可能である。
【０００４】最近では、その波長が０．８５μｍ，０．
９８μｍ，１．５５μｍ等様々な材料系で試みられてお
り、しかも上記面発光レーザは通常のレーザと比較して
閾値電流が１ｍＡを下回る極めて低閾値を有するレーザ
が実現可能となっている。
９８μｍ，１．５５μｍ等様々な材料系で試みられてお
り、しかも上記面発光レーザは通常のレーザと比較して
閾値電流が１ｍＡを下回る極めて低閾値を有するレーザ
が実現可能となっている。
【０００５】前述した面発光レーザは、レーザ作製工程
あるいは前記面発光レーザを形成するエタロンの反射
率、すなわちＱ値を上げる上で第１，第２の光反射層を
極めて高いものしなければならない。すなわち上記光反
射層を第１の屈折率ｎ1 ，第２の屈折率ｎ2 （ｎ1＞
ｎ2）を有する半導体もしくは誘電体を光学波長の１／
４の膜厚で交互に分布して形成している。例えば具体例
をあげると、ＧａＡｓ基板上にｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
／ＡｌＡｓからなる第１の反射層とｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0 .7
Ａｓ層，ｐ−ＧａＡｓ活性層，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ
層，ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0 .8Ａｓ／ＡｌＡｓからなる第２の
反射層とからなる面発光レーザにおいては、反射層とし
て発振波長（０．８８μｍ）において吸収がなく、格子
定数がほぼマッチングし、高い反射率（９９％以上）を
実現するために屈折率差を大きくとったＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ（屈折率３．４６）とＡｌＡｓ（屈折率２．９８）
とを光学波長の１／４の膜厚で交互に分布させている。
あるいは前記面発光レーザを形成するエタロンの反射
率、すなわちＱ値を上げる上で第１，第２の光反射層を
極めて高いものしなければならない。すなわち上記光反
射層を第１の屈折率ｎ1 ，第２の屈折率ｎ2 （ｎ1＞
ｎ2）を有する半導体もしくは誘電体を光学波長の１／
４の膜厚で交互に分布して形成している。例えば具体例
をあげると、ＧａＡｓ基板上にｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
／ＡｌＡｓからなる第１の反射層とｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0 .7
Ａｓ層，ｐ−ＧａＡｓ活性層，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ
層，ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0 .8Ａｓ／ＡｌＡｓからなる第２の
反射層とからなる面発光レーザにおいては、反射層とし
て発振波長（０．８８μｍ）において吸収がなく、格子
定数がほぼマッチングし、高い反射率（９９％以上）を
実現するために屈折率差を大きくとったＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ（屈折率３．４６）とＡｌＡｓ（屈折率２．９８）
とを光学波長の１／４の膜厚で交互に分布させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
反射層を通して電流を注入する場合、上記光反射層を構
成する第１の半導体および第２の半導体の禁制帯幅が大
きく異なる（ΔＥg 〜０．５ｅＶ）ヘテロ接合が２０〜
３０対と形成されているため、バンドの不連続性から２
０〜３０μｍサイズで数ＫΩと極めて高抵抗になること
が知られている。このため、上記第２の光反射層に対し
てｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層の上部にリング電極を形成
し、その上に光反射層をＴｉＯ2 （屈折率２．１９）と
ＳｉＯ2 （屈折率１．４４）とからなる誘電体による光
反射層に変えた構造も試みられているが、プロセスも複
雑となり、また、素子の低抵抗化の観点からも依然とし
て第１の光反射層が存在しており、まだ不十分である。
また、ＡｌＡｓは、非常にＡｌが酸化しやすく、不安定
であるため、ＡｌＡｓが厚さで半分以上含まれる光反射
層は結晶成長後の素子プロセス工程においては歩留まり
を考えると、不向きである。このため、高反射を維持
し、かつ極めて低抵抗素子が実現可能となる半導体光反
射層を得ることが不可能であった。
反射層を通して電流を注入する場合、上記光反射層を構
成する第１の半導体および第２の半導体の禁制帯幅が大
きく異なる（ΔＥg 〜０．５ｅＶ）ヘテロ接合が２０〜
３０対と形成されているため、バンドの不連続性から２
０〜３０μｍサイズで数ＫΩと極めて高抵抗になること
が知られている。このため、上記第２の光反射層に対し
てｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層の上部にリング電極を形成
し、その上に光反射層をＴｉＯ2 （屈折率２．１９）と
ＳｉＯ2 （屈折率１．４４）とからなる誘電体による光
反射層に変えた構造も試みられているが、プロセスも複
雑となり、また、素子の低抵抗化の観点からも依然とし
て第１の光反射層が存在しており、まだ不十分である。
また、ＡｌＡｓは、非常にＡｌが酸化しやすく、不安定
であるため、ＡｌＡｓが厚さで半分以上含まれる光反射
層は結晶成長後の素子プロセス工程においては歩留まり
を考えると、不向きである。このため、高反射を維持
し、かつ極めて低抵抗素子が実現可能となる半導体光反
射層を得ることが不可能であった。
【０００７】したがって本発明は、高反射を維持し、か
つ極めて低抵抗素子が実現可能とした半導体光反射層を
提供することを目的としている。
つ極めて低抵抗素子が実現可能とした半導体光反射層を
提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、半導体基板の主面上に屈折率を周期
的に変化させることにより構成される半導体光反射層に
おいて、半導体光反射層中の屈折率を膜厚方向に対して
連続にかつ滑らかに分布させるようにしたものである。
るために本発明は、半導体基板の主面上に屈折率を周期
的に変化させることにより構成される半導体光反射層に
おいて、半導体光反射層中の屈折率を膜厚方向に対して
連続にかつ滑らかに分布させるようにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明においては、屈折率を膜厚方向に対して
急激に変化させることなく連続にかつ滑らかに分布させ
ることで半導体光反射層が高反射を維持し、かつ極めて
低抵抗となる。
急激に変化させることなく連続にかつ滑らかに分布させ
ることで半導体光反射層が高反射を維持し、かつ極めて
低抵抗となる。
【００１０】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。本発明による半導体光反射層を用いた実施例と
して活性層にＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／ＧａＡｓ超格子を用
いた発振波長０．８６μｍ面発光レーザの場合について
説明する。なお、実施例は一つの例示であって本発明の
精神を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは 改良を行
い得ることはいうまでもない。
明する。本発明による半導体光反射層を用いた実施例と
して活性層にＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／ＧａＡｓ超格子を用
いた発振波長０．８６μｍ面発光レーザの場合について
説明する。なお、実施例は一つの例示であって本発明の
精神を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは 改良を行
い得ることはいうまでもない。
【００１１】最初に光反射層の反射率および抵抗の特性
比較を行った。反射率は分光感度測定を用い、抵抗値は
上記半導体光反射層表面および裏面にＡｕＧｅＮｉ／Ａ
ｕ電極を形成し、Ｉ−Ｖ測定により評価した。表１は従
来のｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ２０
対からなる光反射層（Ａ），本発明によるｎ−Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ａｓからｎ−Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓまで膜厚周
期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝３．
１０，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう２０
周期の屈折率分布を有する光反射層（Ｂ）および本発
明によるｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからｎ−ＡｌＡｓまで
膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2
＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたが
う２０周期の屈折率分布を有する光反射層（Ｃ）の３
種類に対して反射率特性および成長方向の抵抗値の結果
を示したものである。
比較を行った。反射率は分光感度測定を用い、抵抗値は
上記半導体光反射層表面および裏面にＡｕＧｅＮｉ／Ａ
ｕ電極を形成し、Ｉ−Ｖ測定により評価した。表１は従
来のｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ２０
対からなる光反射層（Ａ），本発明によるｎ−Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ａｓからｎ−Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓまで膜厚周
期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝３．
１０，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう２０
周期の屈折率分布を有する光反射層（Ｂ）および本発
明によるｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからｎ−ＡｌＡｓまで
膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2
＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたが
う２０周期の屈折率分布を有する光反射層（Ｃ）の３
種類に対して反射率特性および成長方向の抵抗値の結果
を示したものである。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記表１に示すようにまず、反射率につい
ては、光反射層Ａから光反射層Ｂに構造を変えることに
より明かなように９８％から９５％へと反射率が低下す
るが、光反射層Ｃの構造にすると、９８．５％と若干の
改善が見られた。次に直径２０μｍφの抵抗を調べる
と、光反射層Ａでは７００Ωと極めて大きな値となった
が、光反射層Ｂおよび光反射層Ｃでは２５Ωと抵抗値が
激減した。以上の結果からの構造が光反射層として最
適であることがわかった。また、光反射層Ｃの構造では
ＡｌＡｓはほとんど含まれておらず、プロセス上、不都
合のないことも明らかである。
ては、光反射層Ａから光反射層Ｂに構造を変えることに
より明かなように９８％から９５％へと反射率が低下す
るが、光反射層Ｃの構造にすると、９８．５％と若干の
改善が見られた。次に直径２０μｍφの抵抗を調べる
と、光反射層Ａでは７００Ωと極めて大きな値となった
が、光反射層Ｂおよび光反射層Ｃでは２５Ωと抵抗値が
激減した。以上の結果からの構造が光反射層として最
適であることがわかった。また、光反射層Ｃの構造では
ＡｌＡｓはほとんど含まれておらず、プロセス上、不都
合のないことも明らかである。
【００１４】図１は本発明の実施例による半導体光反射
層を用いた面発光レーザの構成を示す断面図である。同
図において、まず、最初に厚さ３５０μｍ，ｎ型ＧａＡ
ｓ結晶基板１上にＭＢＥ法によって準備室でＥＣＲを用
いて低温で基板表面にクリーニングを行う。その後、超
高真空中を成長室までサンプルを移動させ、成長温度ま
で昇温させ、ｎ−ＧａＡｓバッファ層を成長させる。続
いてドーパントのＳｉのセル温度を固定にしてＡｌのセ
ル温度およびＧａのセル温度を成長速度が一定になるよ
うに変化させ、図２に示すようにＡｌＡｓからＡｌ0.2
Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1
＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）のｓ
ｉｎ関数にしたがう３０周期の屈折率分布を有する第１
の光反射層２を形成した。続いてｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ層３，活性層として３対のＡｌ0. 2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｇａ
Ａｓ超格子層４，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層５からなる
全体が発振波長の光学膜厚の２倍であるキャビティー層
を形成後、同様にドーパントのＢｅのセル温度を固定に
して上述したようにＡｌのセル温度およびＧａのセル温
度を成長速度が一定になるように変化させ、ＡｌＡｓか
らＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）
（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６
μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう２０．５周期の屈折率分
布を有する第２の光反射層６を形成し、最後にｐ++−Ｇ
ａＡｓコンタクト層７を形成した。続いてリフトオフに
よりＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極８を形成し、水素雰
囲気中におけるシンターが終了した上にレジストパター
ニングによりマスクを形成する。そしてマスク外部を塩
素ガスによるＥＣＲエッチングを用いてＧａＡｓ結晶基
板１までドライエッチングおよびドライエッチングによ
るダメージを除去するために硫酸系によるスライトエッ
チを行った。次にポリイミド９を用いた素子平坦化作業
を行った後、ブロムメタノールによる上記ＧａＡｓ結晶
基板１の裏面研磨によって１００μｍ厚にし、続いてＮ
Ｈ4 ＯＨ：Ｈ2Ｏ2（２０：１）によりレーザが射出する
部分を中心に約３００μｍφを前記第１の光反射層２ま
で選択的に前記ＧａＡｓ結晶基板１をエッチングした。
最後に上部にｐ−電極８のパッドとしてＴｉ／Ａｕを、
下部にｎ−電極１０としてＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着シ
ンター後、工程を完了する。
層を用いた面発光レーザの構成を示す断面図である。同
図において、まず、最初に厚さ３５０μｍ，ｎ型ＧａＡ
ｓ結晶基板１上にＭＢＥ法によって準備室でＥＣＲを用
いて低温で基板表面にクリーニングを行う。その後、超
高真空中を成長室までサンプルを移動させ、成長温度ま
で昇温させ、ｎ−ＧａＡｓバッファ層を成長させる。続
いてドーパントのＳｉのセル温度を固定にしてＡｌのセ
ル温度およびＧａのセル温度を成長速度が一定になるよ
うに変化させ、図２に示すようにＡｌＡｓからＡｌ0.2
Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1
＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６μｍ）のｓ
ｉｎ関数にしたがう３０周期の屈折率分布を有する第１
の光反射層２を形成した。続いてｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓ層３，活性層として３対のＡｌ0. 2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｇａ
Ａｓ超格子層４，ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層５からなる
全体が発振波長の光学膜厚の２倍であるキャビティー層
を形成後、同様にドーパントのＢｅのセル温度を固定に
して上述したようにＡｌのセル温度およびＧａのセル温
度を成長速度が一定になるように変化させ、ＡｌＡｓか
らＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期λ／（ｎ1＋ｎ2）
（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９８，λ＝０．８６
μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう２０．５周期の屈折率分
布を有する第２の光反射層６を形成し、最後にｐ++−Ｇ
ａＡｓコンタクト層７を形成した。続いてリフトオフに
よりＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極８を形成し、水素雰
囲気中におけるシンターが終了した上にレジストパター
ニングによりマスクを形成する。そしてマスク外部を塩
素ガスによるＥＣＲエッチングを用いてＧａＡｓ結晶基
板１までドライエッチングおよびドライエッチングによ
るダメージを除去するために硫酸系によるスライトエッ
チを行った。次にポリイミド９を用いた素子平坦化作業
を行った後、ブロムメタノールによる上記ＧａＡｓ結晶
基板１の裏面研磨によって１００μｍ厚にし、続いてＮ
Ｈ4 ＯＨ：Ｈ2Ｏ2（２０：１）によりレーザが射出する
部分を中心に約３００μｍφを前記第１の光反射層２ま
で選択的に前記ＧａＡｓ結晶基板１をエッチングした。
最後に上部にｐ−電極８のパッドとしてＴｉ／Ａｕを、
下部にｎ−電極１０としてＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着シ
ンター後、工程を完了する。
【００１５】上記面発光レーザに対して電流を注入し、
Ｉ−Ｌ特性を調べたところ、従来報告されている値と同
様に低い閾値である０．８ｍＡにおいてＩ−Ｌ曲線が立
ち上がり、レーザ発振に至ることが確認された。また、
閾値付近における電圧は数１０ｍＶになり、従来のもの
と比較すると、２桁改善された。
Ｉ−Ｌ特性を調べたところ、従来報告されている値と同
様に低い閾値である０．８ｍＡにおいてＩ−Ｌ曲線が立
ち上がり、レーザ発振に至ることが確認された。また、
閾値付近における電圧は数１０ｍＶになり、従来のもの
と比較すると、２桁改善された。
【００１６】なお、前述した実施例では、第１の光反射
層が第１の屈折率ｎ1 ，第２の屈折率ｎ2 （ｎ1＞ｎ2）
を有する半導体で構成され、活性層にＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ超格子を用いた発振波長０．８６μｍの面発光レ
ーザの場合を例にとり説明したが、上記第２の光反射層
をｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層の上部にリング電極を形成
し、その上にＴｉＯ2 （屈折率２．１９）およびＳｉＯ
2 （屈折率１．４４）からなる誘電体による第２の光反
射層に置き換えた面発光レーザに対しても同様の効果が
得られるのは言うまでもない。また、上記半導体光反射
層を他のデバイスに応用した場合でも特性に問題はなか
った。また、他の中心波長を有する半導体光反射層の場
合でも同様の効果が得られるのは言うまでもない。
層が第１の屈折率ｎ1 ，第２の屈折率ｎ2 （ｎ1＞ｎ2）
を有する半導体で構成され、活性層にＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ超格子を用いた発振波長０．８６μｍの面発光レ
ーザの場合を例にとり説明したが、上記第２の光反射層
をｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層の上部にリング電極を形成
し、その上にＴｉＯ2 （屈折率２．１９）およびＳｉＯ
2 （屈折率１．４４）からなる誘電体による第２の光反
射層に置き換えた面発光レーザに対しても同様の効果が
得られるのは言うまでもない。また、上記半導体光反射
層を他のデバイスに応用した場合でも特性に問題はなか
った。また、他の中心波長を有する半導体光反射層の場
合でも同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による半導
体光反射層によれば、半導体基板の主面上に上記半導体
基板の主面に垂直な膜厚方向に対して屈折率を周期的に
変化させることにより構成される半導体光反射層におい
て、上記半導体光反射層中の屈折率が膜厚に対して連続
にかつ滑らかに分布させることによって従来の構成に比
較して高反射を維持し、かつ極めて低抵抗である半導体
光反射層が実現可能となるため、上記半導体光反射層を
用いた面発光レーザ等のデバイスの改善ひいては上記デ
バイスを用いた光交換，光ニューラルネットワーク，光
情報処理用の光源としての利用が可能となる等の経済効
果は大である。
体光反射層によれば、半導体基板の主面上に上記半導体
基板の主面に垂直な膜厚方向に対して屈折率を周期的に
変化させることにより構成される半導体光反射層におい
て、上記半導体光反射層中の屈折率が膜厚に対して連続
にかつ滑らかに分布させることによって従来の構成に比
較して高反射を維持し、かつ極めて低抵抗である半導体
光反射層が実現可能となるため、上記半導体光反射層を
用いた面発光レーザ等のデバイスの改善ひいては上記デ
バイスを用いた光交換，光ニューラルネットワーク，光
情報処理用の光源としての利用が可能となる等の経済効
果は大である。
【図１】本発明による半導体光反射層を用いた面発光レ
ーザの構成を示す断面図である。
ーザの構成を示す断面図である。
【図２】ＡｌＡｓからＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓまで膜厚周期
λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９
８，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう３０周
期の屈折率分布を示す図である。
λ／（ｎ1＋ｎ2）（ここでｎ1＝３．４６，ｎ2＝２．９
８，λ＝０．８６μｍ）のｓｉｎ関数にしたがう３０周
期の屈折率分布を示す図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ結晶基板
２ 第１の光反射層
３ ｎ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層
４ アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／ＧａＡｓ超格子
層 ５ ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層 ６ 第２の光反射層 ７ ｐ++−ＧａＡｓコンタクト層 ８ ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極 ９ ポリイミド １０ ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕのｎ−電極
層 ５ ｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層 ６ 第２の光反射層 ７ ｐ++−ＧａＡｓコンタクト層 ８ ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕのｐ−電極 ９ ポリイミド １０ ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕのｎ−電極
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板の主面上に前記半導体基板の
主面に垂直な膜厚方向に対して屈折率を周期的に変化さ
せることにより構成される半導体光反射層において、前
記半導体光反射層中に屈折率を膜厚方向に対して連続か
つ滑らかに分布させる屈折率分布を持たせたことを特徴
とする半導体光反射層。 - 【請求項２】 請求項１において、前記屈折率分布をｓ
ｉｎ関数にしたがう分布とすることを特徴とする半導体
光反射層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21045491A JPH0537090A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 半導体光反射層 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21045491A JPH0537090A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 半導体光反射層 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537090A true JPH0537090A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16589605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21045491A Pending JPH0537090A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 半導体光反射層 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537090A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013062354A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体発光素子 |
| JP2014011261A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体発光素子 |
| CN104340833A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-02-11 | 安徽省特种设备检测院 | 一种用于自动扶梯/自动人行道三路速度同步检测方法 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP21045491A patent/JPH0537090A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013062354A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体発光素子 |
| JP2014011261A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体発光素子 |
| CN104340833A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-02-11 | 安徽省特种设备检测院 | 一种用于自动扶梯/自动人行道三路速度同步检测方法 |
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