JPH0774431A - 半導体光素子 - Google Patents
半導体光素子Info
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- JPH0774431A JPH0774431A JP16473294A JP16473294A JPH0774431A JP H0774431 A JPH0774431 A JP H0774431A JP 16473294 A JP16473294 A JP 16473294A JP 16473294 A JP16473294 A JP 16473294A JP H0774431 A JPH0774431 A JP H0774431A
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- Japan
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- layer
- barrier
- mqb
- optical confinement
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低閾値電流、高発光効率、高出力化、光出力
の安定性、高速変調性、高利得、酸化による影響の防
止、高品質、製作易度など、これらの優れた特徴を有す
る半導体光素子を提供する。 【構成】 活性層１５の上下にある光閉じ込め層１３、
１７、クラッド層１２、１８によりＳＣＨ構造が構成さ
れており、両光閉じ込め層１３、１７の一部に多重量子
障壁構造（ＭＱＢ）１４、１６が含まれている。活性層
１５が多重量子井戸型からなる場合は、その活性層１５
の障壁層１５ａにも多重量子障壁構造（ＭＱＢ）が含ま
れている。 【効果】 光閉じ込め係数を大きくしたまま活性層１５
（井戸層１５ｂ）に対する障壁層１５ａおよび光閉じ込
め層１３、１７の障壁高さを大きくすることができる。
かかる素子機能に基づき、活性層１５（井戸層１５ｂ）
から光閉じ込め層１３、１７へのキャリアオーバフロ
ー、さらには、クラッド層へのキャリアオーバフローを
抑制して、レーザ発振時の低閾値電流化、光出力増大、
高速応答性を期すことができる。
の安定性、高速変調性、高利得、酸化による影響の防
止、高品質、製作易度など、これらの優れた特徴を有す
る半導体光素子を提供する。 【構成】 活性層１５の上下にある光閉じ込め層１３、
１７、クラッド層１２、１８によりＳＣＨ構造が構成さ
れており、両光閉じ込め層１３、１７の一部に多重量子
障壁構造（ＭＱＢ）１４、１６が含まれている。活性層
１５が多重量子井戸型からなる場合は、その活性層１５
の障壁層１５ａにも多重量子障壁構造（ＭＱＢ）が含ま
れている。 【効果】 光閉じ込め係数を大きくしたまま活性層１５
（井戸層１５ｂ）に対する障壁層１５ａおよび光閉じ込
め層１３、１７の障壁高さを大きくすることができる。
かかる素子機能に基づき、活性層１５（井戸層１５ｂ）
から光閉じ込め層１３、１７へのキャリアオーバフロ
ー、さらには、クラッド層へのキャリアオーバフローを
抑制して、レーザ発振時の低閾値電流化、光出力増大、
高速応答性を期すことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信、光計測、光情報
処理などの技術分野で用いられる半導体光素子に関し、
より詳しくはＳＣＨ構造を有する多重量子障壁半導体光
素子であって発振波長０．６〜２．０μｍ帯の半導体レ
ーザ素子として有用なものに関する。
処理などの技術分野で用いられる半導体光素子に関し、
より詳しくはＳＣＨ構造を有する多重量子障壁半導体光
素子であって発振波長０．６〜２．０μｍ帯の半導体レ
ーザ素子として有用なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子においては、レーザ発
振時の閾値電流（閾値電流密度）を下げることが高出力
かつ安定した連続動作を確保する上で重要であり、この
閾値電流密度を下げるための対策として、活性層に対す
る光閉じ込め係数を大きくすることが知られている。
振時の閾値電流（閾値電流密度）を下げることが高出力
かつ安定した連続動作を確保する上で重要であり、この
閾値電流密度を下げるための対策として、活性層に対す
る光閉じ込め係数を大きくすることが知られている。
【０００３】図１０〜図１２は、公知例にみられる各種
の半導体レーザ素子について、それぞれ、エネルギバン
ドの伝導帯を示したものである。図１０に示された多重
量子井戸型半導体レーザ素子では、ＭＱＷ(Multi Quan-
tam Well) 活性層１が上下の光閉じ込め層２、３により
挟まれ、これら光閉じ込め層２、３の上下にｎクラッド
層４、ｐクラッド層５がそれぞれ配置されてＳＣＨ(Sep
arate Confinement Hetro Structure)構造を構成してい
る。図１０の半導体レーザ素子においてＳＣＨ構造を用
いる理由は、ＭＱＷ活性層１への光閉じ込め係数を大き
くできることに依存し、レーザ発振時の閾値電流が小さ
くできるからである。
の半導体レーザ素子について、それぞれ、エネルギバン
ドの伝導帯を示したものである。図１０に示された多重
量子井戸型半導体レーザ素子では、ＭＱＷ(Multi Quan-
tam Well) 活性層１が上下の光閉じ込め層２、３により
挟まれ、これら光閉じ込め層２、３の上下にｎクラッド
層４、ｐクラッド層５がそれぞれ配置されてＳＣＨ(Sep
arate Confinement Hetro Structure)構造を構成してい
る。図１０の半導体レーザ素子においてＳＣＨ構造を用
いる理由は、ＭＱＷ活性層１への光閉じ込め係数を大き
くできることに依存し、レーザ発振時の閾値電流が小さ
くできるからである。
【０００４】図１１に示された多重量子井戸型半導体レ
ーザ素子では、光閉じ込め係数を大きく保持したまま、
量子井戸のポテンシャルを大きくするために、薄い等周
期の超格子光閉じ込め層２、３が用いられている。図１
１の半導体レーザ素子は、超格子光閉じ込め層２、３に
おける量子井戸の幅が狭いためにその箇所での電子の量
子準位が高くなり、ついには、量子準位がカットオフさ
れて量子状態が存在しなくなるという物理的性質を利用
している。
ーザ素子では、光閉じ込め係数を大きく保持したまま、
量子井戸のポテンシャルを大きくするために、薄い等周
期の超格子光閉じ込め層２、３が用いられている。図１
１の半導体レーザ素子は、超格子光閉じ込め層２、３に
おける量子井戸の幅が狭いためにその箇所での電子の量
子準位が高くなり、ついには、量子準位がカットオフさ
れて量子状態が存在しなくなるという物理的性質を利用
している。
【０００５】図１２に示された多重量子井戸型半導体レ
ーザ素子は、光閉じ込め層３とｐクラッド層５との間に
ＭＱＢ(Multi Quantam Barrier) ＝多重量子障壁６が挿
入されたものである。図１２に示された半導体レーザ素
子の場合は、ＭＱＢ６において、電子波の干渉効果に基
づいて形成される高い実効障壁の効果により、光閉じ込
め層から上部クラッド層（ｐクラッド層）へのキャリア
のオーバフローが抑制される。
ーザ素子は、光閉じ込め層３とｐクラッド層５との間に
ＭＱＢ(Multi Quantam Barrier) ＝多重量子障壁６が挿
入されたものである。図１２に示された半導体レーザ素
子の場合は、ＭＱＢ６において、電子波の干渉効果に基
づいて形成される高い実効障壁の効果により、光閉じ込
め層から上部クラッド層（ｐクラッド層）へのキャリア
のオーバフローが抑制される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１０のＭＱＷ型半導
体レーザ素子については、下記の文献１で指摘されてい
るように、量子井戸のバリア高さが小さいために、電子
などのキャリア（電子）が量子井戸からＳＣＨへオーバ
フローする。キャリアのオーバフローが大きい場合は、
閾値電流の増加、光出力の飽和、応答速度の低下など、
レーザ特性を損なう種々の現象があらわれる。このよう
な現象は、長波長帯レーザ、とくに、面発光レーザ素
子、キャビティ長３００μｍ以下の短共振器レーザ素子
のように、ミラー損失が大きく閾値キャリア密度の高い
半導体レーザ素子において顕著である。 文献１：第１３回ＩＥＥＥ半導体レーザ国際会議（１９
９２年）における講演集１４０頁、１４２頁。
体レーザ素子については、下記の文献１で指摘されてい
るように、量子井戸のバリア高さが小さいために、電子
などのキャリア（電子）が量子井戸からＳＣＨへオーバ
フローする。キャリアのオーバフローが大きい場合は、
閾値電流の増加、光出力の飽和、応答速度の低下など、
レーザ特性を損なう種々の現象があらわれる。このよう
な現象は、長波長帯レーザ、とくに、面発光レーザ素
子、キャビティ長３００μｍ以下の短共振器レーザ素子
のように、ミラー損失が大きく閾値キャリア密度の高い
半導体レーザ素子において顕著である。 文献１：第１３回ＩＥＥＥ半導体レーザ国際会議（１９
９２年）における講演集１４０頁、１４２頁。
【０００７】図１１のＭＱＷ型半導体レーザ素子は、超
格子光閉じ込め層２、３の光閉じ込め係数を大きく保持
したまま量子井戸のポテンシャルを大きくしているの
で、図１０の半導体レーザ素子にみられた課題が解決で
きるかのようである。しかし、かかる超超格子光閉じ込
め層は、井戸層／障壁層を２ｎｍ／２ｎｍとした場合で
も、これの厚さが上下合わせて４００ｎｍにもなるか
ら、トータルで約１００個の界面が必要になり、かつ、
これらのヘテロ界面に生じる再結合センタなどの欠陥が
影響してレーザ特性が劣化する。その他、上述した超格
子光閉じ込め層は、これをＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、Ｃ
ＢＥ法のごとき既存のエピタキシャル成長法でつくると
きに、原料ガスの切り換え、シャッタ開閉操作などの負
担が大きくなるために製作難度が高くなる。
格子光閉じ込め層２、３の光閉じ込め係数を大きく保持
したまま量子井戸のポテンシャルを大きくしているの
で、図１０の半導体レーザ素子にみられた課題が解決で
きるかのようである。しかし、かかる超超格子光閉じ込
め層は、井戸層／障壁層を２ｎｍ／２ｎｍとした場合で
も、これの厚さが上下合わせて４００ｎｍにもなるか
ら、トータルで約１００個の界面が必要になり、かつ、
これらのヘテロ界面に生じる再結合センタなどの欠陥が
影響してレーザ特性が劣化する。その他、上述した超格
子光閉じ込め層は、これをＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、Ｃ
ＢＥ法のごとき既存のエピタキシャル成長法でつくると
きに、原料ガスの切り換え、シャッタ開閉操作などの負
担が大きくなるために製作難度が高くなる。
【０００８】図１２のＭＱＢ型半導体レーザ素子は、発
振波長０．６〜０．６５μｍ帯の素子にみられるキャリ
アのオーバフローを抑制するために作製されたものであ
る、と下記の文献２で報告されている。しかし、この半
導体レーザ素子も、活性層から光閉じ込め層へのキャリ
アのオーバフローを十分に抑制できないことが明らかで
あり、低閾値電流、光出力、応答速度について満足でき
るものでない。 文献２：第１３回ＩＥＥＥ半導体レーザ国際会議（１９
９２年）における講演集１５４頁、１５８頁。
振波長０．６〜０．６５μｍ帯の素子にみられるキャリ
アのオーバフローを抑制するために作製されたものであ
る、と下記の文献２で報告されている。しかし、この半
導体レーザ素子も、活性層から光閉じ込め層へのキャリ
アのオーバフローを十分に抑制できないことが明らかで
あり、低閾値電流、光出力、応答速度について満足でき
るものでない。 文献２：第１３回ＩＥＥＥ半導体レーザ国際会議（１９
９２年）における講演集１５４頁、１５８頁。
【０００９】［発明の目的］本発明は、従来例に関して
指摘した各種の技術的課題に鑑み、量子井戸層からのキ
ャリアオーバフローを低減して、低閾値電流、高発光効
率、高出力化、光出力の安定性、高速変調性、高利得特
性を確保するとともに、酸化による影響を受けがたく
し、しかも、より簡単に製作できるなど、これらの優れ
た特徴を有する半導体光素子、とくに、半導体レーザ素
子を提供しようとするものである。
指摘した各種の技術的課題に鑑み、量子井戸層からのキ
ャリアオーバフローを低減して、低閾値電流、高発光効
率、高出力化、光出力の安定性、高速変調性、高利得特
性を確保するとともに、酸化による影響を受けがたく
し、しかも、より簡単に製作できるなど、これらの優れ
た特徴を有する半導体光素子、とくに、半導体レーザ素
子を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る課題解決手
段は所期の目的を達成するために、半導体基板上に活性
層と、一対の光閉じ込め層と、一対のクラッド層とを備
え、活性層が下部光閉じ込め層と上部光閉じ込め層との
間に挟まれているとともに、下部光閉じ込め層の下に下
部クラッド層、上部光閉じ込め層の上に上部クラッド層
がそれぞれ配置されてＳＣＨ構造を構成している半導体
光素子において、少なくとも一方の光閉じ込め層に多重
量子障壁（ＭＱＢ）構造が含まれていることを特徴とす
る。
段は所期の目的を達成するために、半導体基板上に活性
層と、一対の光閉じ込め層と、一対のクラッド層とを備
え、活性層が下部光閉じ込め層と上部光閉じ込め層との
間に挟まれているとともに、下部光閉じ込め層の下に下
部クラッド層、上部光閉じ込め層の上に上部クラッド層
がそれぞれ配置されてＳＣＨ構造を構成している半導体
光素子において、少なくとも一方の光閉じ込め層に多重
量子障壁（ＭＱＢ）構造が含まれていることを特徴とす
る。
【００１１】本発明半導体光素子において、ＳＣＨ構造
は、ＧＲＩＮ(Graded Index)−ＳＣＨ構造であってもよ
い。本発明半導体光素子における活性層は、バルク活性
層からなる場合のほかに、ＳＱＷ(Single Quantam Wel
l) ＝単一量子井戸型、多重量子井戸型、単一歪量子井
戸型、多重歪量子井戸型、歪補償式多重量子井戸型のい
ずれかを含む構造であってもよい。これらのうち、活性
層が多重量子井戸型からなる場合は、その活性層の障壁
層も多重量子障壁（ＭＱＢ）構造を含むことがある。本
発明半導体光素子において、多重量子障壁（ＭＱＢ）構
造が歪超格子を含んでいることもある。本発明半導体光
素子において、光閉じ込め層の一部に含まれている多重
量子障壁（ＭＱＢ）構造が、活性層に近づくにしたがい
バンドギャップの減少する複数の障壁層を有しているこ
ともある。本発明半導体光素子において、光閉じ込め層
の一部に含まれている多重量子障壁（ＭＱＢ）構造の障
壁層が、光閉じ込め層におけるＭＱＢ構造以外の部分よ
りも大きいバンドギャップを有する層を含んでいること
もある。本発明半導体光素子において、クラッド層、Ｍ
ＱＢ障壁層がいずれもアルミニウムを含んでいる場合、
ＭＱＢは、平均組成においてクラッド層よりも低アルミ
ニウム組成比であることが望ましい。
は、ＧＲＩＮ(Graded Index)−ＳＣＨ構造であってもよ
い。本発明半導体光素子における活性層は、バルク活性
層からなる場合のほかに、ＳＱＷ(Single Quantam Wel
l) ＝単一量子井戸型、多重量子井戸型、単一歪量子井
戸型、多重歪量子井戸型、歪補償式多重量子井戸型のい
ずれかを含む構造であってもよい。これらのうち、活性
層が多重量子井戸型からなる場合は、その活性層の障壁
層も多重量子障壁（ＭＱＢ）構造を含むことがある。本
発明半導体光素子において、多重量子障壁（ＭＱＢ）構
造が歪超格子を含んでいることもある。本発明半導体光
素子において、光閉じ込め層の一部に含まれている多重
量子障壁（ＭＱＢ）構造が、活性層に近づくにしたがい
バンドギャップの減少する複数の障壁層を有しているこ
ともある。本発明半導体光素子において、光閉じ込め層
の一部に含まれている多重量子障壁（ＭＱＢ）構造の障
壁層が、光閉じ込め層におけるＭＱＢ構造以外の部分よ
りも大きいバンドギャップを有する層を含んでいること
もある。本発明半導体光素子において、クラッド層、Ｍ
ＱＢ障壁層がいずれもアルミニウムを含んでいる場合、
ＭＱＢは、平均組成においてクラッド層よりも低アルミ
ニウム組成比であることが望ましい。
【００１２】本発明の半導体光素子が波長０．７〜１．
２μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッド層
が、そのＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓからなる場合に、光閉じ込め層がＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ
（０≦ｙ≦ｘ）からなること、ＭＱＢ障壁層がＩｎzＡ
ｌw Ｇａ1-z-w Ａｓ（０≦ｚ＜１、０≦ｗ＜ｘ）からな
ること、ＭＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャ
ップの小さいＩｎa Ａｌb Ｇａ1-a-b Ａｓ（０≦ａ＜
１、０≦ｂ＜ｘ）からなることである。
２μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッド層
が、そのＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓからなる場合に、光閉じ込め層がＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ
（０≦ｙ≦ｘ）からなること、ＭＱＢ障壁層がＩｎzＡ
ｌw Ｇａ1-z-w Ａｓ（０≦ｚ＜１、０≦ｗ＜ｘ）からな
ること、ＭＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャ
ップの小さいＩｎa Ａｌb Ｇａ1-a-b Ａｓ（０≦ａ＜
１、０≦ｂ＜ｘ）からなることである。
【００１３】本発明の半導体光素子が波長０．７〜１．
２μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい他の一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッ
ド層が、そのＧａＡｓ基板と格子整合するＧａx Ｉｎ
1-x Ａｓy Ｐ1-y からなる場合に、光閉じ込め層がＧａ
z Ｉｎ1-z Ａｓw Ｐ1-w からなること、ＭＱＢ障壁層が
Ｇａa Ｉｎ1-a Ａｓb Ｐ1-b からなること、ＭＱＢ井戸
層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの小さいＧａC
Ｉｎ1-C Ａｓd Ｐ1-d からなることである。
２μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい他の一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッ
ド層が、そのＧａＡｓ基板と格子整合するＧａx Ｉｎ
1-x Ａｓy Ｐ1-y からなる場合に、光閉じ込め層がＧａ
z Ｉｎ1-z Ａｓw Ｐ1-w からなること、ＭＱＢ障壁層が
Ｇａa Ｉｎ1-a Ａｓb Ｐ1-b からなること、ＭＱＢ井戸
層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの小さいＧａC
Ｉｎ1-C Ａｓd Ｐ1-d からなることである。
【００１４】本発明の半導体光素子が波長０．６〜０．
６５μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望
ましい一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッド
層がそのＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌx Ｇａ0.5-x
Ｉｎ0.5 Ｐからなる場合に、光閉じ込め層がＡｌz Ｇａ
0.5-z Ｉｎ0.5 Ｐ（０≦ｚ≦ｘ）からなること、ＭＱＢ
障壁層がＡｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b Ｐ（０≦ａ≦ｘ）から
なること、ＭＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギ
ャップの小さいＧａC Ｉｎ1-C ＡｓD Ｐ1-D からなるこ
とである。
６５μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望
ましい一実施態様は、ＧａＡｓ半導体基板上のクラッド
層がそのＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌx Ｇａ0.5-x
Ｉｎ0.5 Ｐからなる場合に、光閉じ込め層がＡｌz Ｇａ
0.5-z Ｉｎ0.5 Ｐ（０≦ｚ≦ｘ）からなること、ＭＱＢ
障壁層がＡｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b Ｐ（０≦ａ≦ｘ）から
なること、ＭＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギ
ャップの小さいＧａC Ｉｎ1-C ＡｓD Ｐ1-D からなるこ
とである。
【００１５】本発明の半導体光素子が波長１．０〜２．
０μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい一態様は、ＩｎＰ半導体基板上のクラッド層がその
ＩｎＰ基板と格子整合するＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ａｓ
z Ｐ1-z からなる場合に、光閉じ込め層がＩｎa Ａｌb
Ｇａ1-a-b Ａｓc Ｐ1-c からなること、ＭＱＢ障壁層が
ＩｎD ＡｌE Ｇａ1-D-E ＡｓF Ｐ1-F からなること、Ｍ
ＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの小さ
いＩｎt Ａｌu Ｇａ1-t-u Ａｓv Ｐ1-v からなることで
ある。
０μｍで発振する半導体光レーザ素子であるときの望ま
しい一態様は、ＩｎＰ半導体基板上のクラッド層がその
ＩｎＰ基板と格子整合するＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ａｓ
z Ｐ1-z からなる場合に、光閉じ込め層がＩｎa Ａｌb
Ｇａ1-a-b Ａｓc Ｐ1-c からなること、ＭＱＢ障壁層が
ＩｎD ＡｌE Ｇａ1-D-E ＡｓF Ｐ1-F からなること、Ｍ
ＱＢ井戸層がＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの小さ
いＩｎt Ａｌu Ｇａ1-t-u Ａｓv Ｐ1-v からなることで
ある。
【００１６】
【作用】本発明に係る半導体光素子は、半導体基板上に
活性層、光閉じ込め層、クラッド層などを備えたものに
おいて、光閉じ込め層が多重量子障壁（ＭＱＢ）を含ん
で構成されている。このＭＱＢを一部にもつ光閉じ込め
層によれば、活性層に対する光閉じ込め係数を大きく保
持したまま、量子井戸層に対する光閉じ込め層の障壁高
さを大きくすることができるので、活性層から光閉じ込
め層へのキャリアのオーバフローが抑制される。本発明
半導体光素子の活性層が単一量子井戸（ＳＱＷ）型また
は多重量子井戸（ＭＱＷ）型の構造である場合は、発振
閾値電流の低下、光出力の高効率など、これらの特性を
より顕著にして半導体レーザ素子をより高性能化するこ
とができる。本発明に係る半導体光素子において、ＳＣ
Ｈ構造がＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造である場合は、内部電界
によるポテンシャルが形成されるために、キャリアを活
性層内に加速することのできる力が大きくなり、これに
基づき、キャリアのトランスポートが改善され、半導体
レーザ素子の高速変調性、利得特性が高まる。本発明半
導体光素子の活性層が多重量子井戸（ＭＱＷ）型の構造
である場合において、そのＭＱＷ障壁層にもＭＱＢ構造
を採用したときは、当該ＭＱＢによる高い障壁と光閉じ
込め層のＭＱＢによる高い障壁との相乗効果として、前
記キャリアのオーバフローをより低減することができ
る。本発明に係る半導体光素子において、歪超格子層を
用いてＭＱＢ構造を構成する場合は、よりバンドギャッ
プの大きいＭＱＢ障壁層、よりバンドギャップの小さい
ＭＱＢ井戸層が構成できるので、ＭＱＢにより構成され
る実効バリアをより高くすることができる。したがっ
て、本発明に係る半導体光素子は、波長０．６〜２．０
μｍ帯のレーザ発振において閾値電流の増加をきたすこ
とがなく、光出力の増大、温度特性の向上、高速応答性
の向上、その他、重要な特性を大幅に改善することがで
きる。上述した光閉じ込め層は、また、超格子ＳＣＨ構
造と比べて界面数が少ないので、これの製作難度が高く
ならず、ひいては、半導体レーザ素子の製造が容易とな
り、これのコストダウンとともに信頼性も向上する。半
導体レーザ素子一般において、アルミニウムは、これが
有用な元素であるためにクラッド層、光閉じ込め層、多
重量子障壁構造の障壁層に含まれていることが多い。と
くに、ＭＱＢ障壁層とっては、バンドギャップを大きく
する上でアルミニウムが有用であり、また、光閉じ込め
係数を大きくする上でもアルミニウムが有用である。そ
の反面、アルミニウムは、これが酸化されやすいために
非発光再結合センタを生じやすく、閾値電流を増加させ
たり素子の寿命を低下させたりもする。本発明に係る半
導体レーザ素子においてクラッド層、ＭＱＢ障壁層がア
ルミニウムを含むものであるとき、ＭＱＢ構造は、平均
組成においてクラッド層よりも低アルミニウム組成比で
ある。このような場合は、アルミニウム酸化の影響をで
きるだけ排除しながら有効な特性を高めることができ
る。
活性層、光閉じ込め層、クラッド層などを備えたものに
おいて、光閉じ込め層が多重量子障壁（ＭＱＢ）を含ん
で構成されている。このＭＱＢを一部にもつ光閉じ込め
層によれば、活性層に対する光閉じ込め係数を大きく保
持したまま、量子井戸層に対する光閉じ込め層の障壁高
さを大きくすることができるので、活性層から光閉じ込
め層へのキャリアのオーバフローが抑制される。本発明
半導体光素子の活性層が単一量子井戸（ＳＱＷ）型また
は多重量子井戸（ＭＱＷ）型の構造である場合は、発振
閾値電流の低下、光出力の高効率など、これらの特性を
より顕著にして半導体レーザ素子をより高性能化するこ
とができる。本発明に係る半導体光素子において、ＳＣ
Ｈ構造がＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造である場合は、内部電界
によるポテンシャルが形成されるために、キャリアを活
性層内に加速することのできる力が大きくなり、これに
基づき、キャリアのトランスポートが改善され、半導体
レーザ素子の高速変調性、利得特性が高まる。本発明半
導体光素子の活性層が多重量子井戸（ＭＱＷ）型の構造
である場合において、そのＭＱＷ障壁層にもＭＱＢ構造
を採用したときは、当該ＭＱＢによる高い障壁と光閉じ
込め層のＭＱＢによる高い障壁との相乗効果として、前
記キャリアのオーバフローをより低減することができ
る。本発明に係る半導体光素子において、歪超格子層を
用いてＭＱＢ構造を構成する場合は、よりバンドギャッ
プの大きいＭＱＢ障壁層、よりバンドギャップの小さい
ＭＱＢ井戸層が構成できるので、ＭＱＢにより構成され
る実効バリアをより高くすることができる。したがっ
て、本発明に係る半導体光素子は、波長０．６〜２．０
μｍ帯のレーザ発振において閾値電流の増加をきたすこ
とがなく、光出力の増大、温度特性の向上、高速応答性
の向上、その他、重要な特性を大幅に改善することがで
きる。上述した光閉じ込め層は、また、超格子ＳＣＨ構
造と比べて界面数が少ないので、これの製作難度が高く
ならず、ひいては、半導体レーザ素子の製造が容易とな
り、これのコストダウンとともに信頼性も向上する。半
導体レーザ素子一般において、アルミニウムは、これが
有用な元素であるためにクラッド層、光閉じ込め層、多
重量子障壁構造の障壁層に含まれていることが多い。と
くに、ＭＱＢ障壁層とっては、バンドギャップを大きく
する上でアルミニウムが有用であり、また、光閉じ込め
係数を大きくする上でもアルミニウムが有用である。そ
の反面、アルミニウムは、これが酸化されやすいために
非発光再結合センタを生じやすく、閾値電流を増加させ
たり素子の寿命を低下させたりもする。本発明に係る半
導体レーザ素子においてクラッド層、ＭＱＢ障壁層がア
ルミニウムを含むものであるとき、ＭＱＢ構造は、平均
組成においてクラッド層よりも低アルミニウム組成比で
ある。このような場合は、アルミニウム酸化の影響をで
きるだけ排除しながら有効な特性を高めることができ
る。
【００１７】
【実施例】本発明に係る半導体レーザ素子について図１
の実施例を参照して説明する。図１において、１０はｎ
電極、１１はｎ型の半導体基板、１２は下部クラッド
層、１３は下部光閉じ込め（ＯＣ）層、１４は障壁層１
４ａと井戸層１４ｂとを有する下部多重量子障壁構造
（ＭＱＢ）、１５は活性層、１６は障壁層１６ａと井戸
層１６ｂとを有する上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）、
１７は上部光閉じ込め（ＯＣ）層、１８は上部クラッド
層、１９はコンタクト層、２０はｐ電極をそれぞれ示し
ている。（ＯＣ:Optical Confinement. ）
の実施例を参照して説明する。図１において、１０はｎ
電極、１１はｎ型の半導体基板、１２は下部クラッド
層、１３は下部光閉じ込め（ＯＣ）層、１４は障壁層１
４ａと井戸層１４ｂとを有する下部多重量子障壁構造
（ＭＱＢ）、１５は活性層、１６は障壁層１６ａと井戸
層１６ｂとを有する上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）、
１７は上部光閉じ込め（ＯＣ）層、１８は上部クラッド
層、１９はコンタクト層、２０はｐ電極をそれぞれ示し
ている。（ＯＣ:Optical Confinement. ）
【００１８】これらの各層は、半導体基板１１上におい
て、下部クラッド層１２、下部光閉じ込め層１３、下部
多重量子障壁構造１４、活性層１５、上部多重量子障壁
構造１６、上部光閉じ込め層１７、上部クラッド層１
８、コンタクト層１９の順に積層されており、かつ、半
導体基板１１の下面にはｎ電極１０、コンタクト層１９
の下面にはｐ電極２０がそれぞれ取りつけられている。
て、下部クラッド層１２、下部光閉じ込め層１３、下部
多重量子障壁構造１４、活性層１５、上部多重量子障壁
構造１６、上部光閉じ込め層１７、上部クラッド層１
８、コンタクト層１９の順に積層されており、かつ、半
導体基板１１の下面にはｎ電極１０、コンタクト層１９
の下面にはｐ電極２０がそれぞれ取りつけられている。
【００１９】ｎ電極１０およびｐ電極２０は、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｚｎ、または、これらの合金系など、公知ないし周
知の導電材料からなる。一例として、ｎ電極１０はＡｕ
Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕのうちから選択された電
極金属からなり、ｐ電極２０はＺｎ／Ａｕ、Ｂｅ／Ａ
ｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕのうちから選択され
た電極金属からなる。
ｇ、Ｚｎ、または、これらの合金系など、公知ないし周
知の導電材料からなる。一例として、ｎ電極１０はＡｕ
Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕのうちから選択された電
極金属からなり、ｐ電極２０はＺｎ／Ａｕ、Ｂｅ／Ａ
ｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕのうちから選択され
た電極金属からなる。
【００２０】半導体基板１１は、ＩｎＰまたはＧａＡｓ
もしくはヘテロエピタキシャルバッファ層を有するＳｉ
からなり、下部クラッド層１２はＩｎＰもしくはＧａＡ
ｓと格子整合する結晶材料からなり、上部クラッド層１
８も下部クラッド層１２と同様の結晶材料からなる。ち
なみに、半導体基板１１がＧａＡｓからなる場合は、こ
れと格子整合するクラッド層１２、１８として、ＡｌＧ
ａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、または、ＡｌＧａＩｎＰ
系のものなどが採用され、半導体基板１１がＩｎＰから
なる場合は、これと格子整合するクラッド層１２、１８
として、ＩｎＰ、ＩｎＡｌＡｓ、もしくは、ＩｎＧａＡ
ｌＡｓが採用される。下部光閉じ込め（ＯＣ）層１３お
よび上部光閉じ込め（ＯＣ）層１７も、ＡｌＧａＡｓ
系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧ
ａＡｓ系、および、ＩｎＡｌＧａＡｓＰ系のものが適宜
採用される。
もしくはヘテロエピタキシャルバッファ層を有するＳｉ
からなり、下部クラッド層１２はＩｎＰもしくはＧａＡ
ｓと格子整合する結晶材料からなり、上部クラッド層１
８も下部クラッド層１２と同様の結晶材料からなる。ち
なみに、半導体基板１１がＧａＡｓからなる場合は、こ
れと格子整合するクラッド層１２、１８として、ＡｌＧ
ａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、または、ＡｌＧａＩｎＰ
系のものなどが採用され、半導体基板１１がＩｎＰから
なる場合は、これと格子整合するクラッド層１２、１８
として、ＩｎＰ、ＩｎＡｌＡｓ、もしくは、ＩｎＧａＡ
ｌＡｓが採用される。下部光閉じ込め（ＯＣ）層１３お
よび上部光閉じ込め（ＯＣ）層１７も、ＡｌＧａＡｓ
系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧ
ａＡｓ系、および、ＩｎＡｌＧａＡｓＰ系のものが適宜
採用される。
【００２１】下部多重量子障壁構造１４においては、複
数対の障壁層１４ａと井戸層１４ｂとでＭＱＢが構成さ
れ、上部多重量子障壁構造１６においても、複数対の障
壁層１６ａと井戸層１６ｂとでＭＱＢが構成されるが、
通常、４〜８ペア程度が望ましい。各ＭＱＢにおける障
壁層−井戸層のペア数は、所定の実効バリアが形成され
る範囲内において任意に設定される。また、ここで異な
る層厚の障壁層−井戸層を組み合わせてＭＱＢを構成す
る場合は、より高い実効バリアを形成することができ
る。障壁層１４ａ、１６ａ、井戸層１４ｂ、１６ｂとし
ては、たとえば、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、
ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＡｌＧａ
ＡｓＰ系などの結晶（混晶）が用いられるが、井戸層１
４ｂ、１６ｂは、障壁層１４ａ、１６ａよりもエネルギ
のバンドギャップが小さい。これら多重量子障壁構造１
４、１６は、後述する活性層１５へ近づくにしたがいエ
ネルギのバンドギャップが減少する複数の障壁層１４
ａ、１６ａを有することがあり、これら多重量子障壁構
造１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａが多重量子障壁
構造以外の部分よりも大きいエネルギのバンドギャップ
を有することもある。さらに、これら多重量子障壁構造
１４、１６が歪超格子（面内圧縮歪または面内引張歪
０．１〜５％）を含んでいることもある。
数対の障壁層１４ａと井戸層１４ｂとでＭＱＢが構成さ
れ、上部多重量子障壁構造１６においても、複数対の障
壁層１６ａと井戸層１６ｂとでＭＱＢが構成されるが、
通常、４〜８ペア程度が望ましい。各ＭＱＢにおける障
壁層−井戸層のペア数は、所定の実効バリアが形成され
る範囲内において任意に設定される。また、ここで異な
る層厚の障壁層−井戸層を組み合わせてＭＱＢを構成す
る場合は、より高い実効バリアを形成することができ
る。障壁層１４ａ、１６ａ、井戸層１４ｂ、１６ｂとし
ては、たとえば、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、
ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＡｌＧａ
ＡｓＰ系などの結晶（混晶）が用いられるが、井戸層１
４ｂ、１６ｂは、障壁層１４ａ、１６ａよりもエネルギ
のバンドギャップが小さい。これら多重量子障壁構造１
４、１６は、後述する活性層１５へ近づくにしたがいエ
ネルギのバンドギャップが減少する複数の障壁層１４
ａ、１６ａを有することがあり、これら多重量子障壁構
造１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａが多重量子障壁
構造以外の部分よりも大きいエネルギのバンドギャップ
を有することもある。さらに、これら多重量子障壁構造
１４、１６が歪超格子（面内圧縮歪または面内引張歪
０．１〜５％）を含んでいることもある。
【００２２】活性層１５は、バルク活性層のほか、単一
量子井戸型（ＳＱＷ）、多重量子井戸型（ＭＱＷ）、単
一歪量子井戸型、多重歪量子井戸型、歪補償式多重量子
井戸型のうちから選択される。このような活性層１５の
障壁層が、多重量子障壁構造を含んでいることもある。
量子井戸型活性層１５は、バンドギャップ波長の異なる
量子井戸層と障壁層とからなり、これら量子井戸層、障
壁層も、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａ
ＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧａＡｓ系、および、ＩｎＡｌＧａ
ＡｓＰ系のような結晶（混晶）からなる。コンタクト層
１９は、たとえば、ＧａＡｓ系またはＧａＩｎＡｓＰ系
のものからなる。
量子井戸型（ＳＱＷ）、多重量子井戸型（ＭＱＷ）、単
一歪量子井戸型、多重歪量子井戸型、歪補償式多重量子
井戸型のうちから選択される。このような活性層１５の
障壁層が、多重量子障壁構造を含んでいることもある。
量子井戸型活性層１５は、バンドギャップ波長の異なる
量子井戸層と障壁層とからなり、これら量子井戸層、障
壁層も、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａ
ＩｎＰ系、ＩｎＡｌＧａＡｓ系、および、ＩｎＡｌＧａ
ＡｓＰ系のような結晶（混晶）からなる。コンタクト層
１９は、たとえば、ＧａＡｓ系またはＧａＩｎＡｓＰ系
のものからなる。
【００２３】その他、両クラッド層１２、１８、両多重
量子障壁構造１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａがア
ルミニウムを含んでいる場合は、各障壁層１４ａ、１６
ａがＭＱＢでの平均組成において両クラッド層１２、１
８よりも低アルミニウム組成比になる。
量子障壁構造１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａがア
ルミニウムを含んでいる場合は、各障壁層１４ａ、１６
ａがＭＱＢでの平均組成において両クラッド層１２、１
８よりも低アルミニウム組成比になる。
【００２４】本発明に係る半導体レーザ素子は、たとえ
ば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属熱分解法）を含むＶＰＥ法
（気相エピタキシャル法）、ＬＰＥ法（液相エピタキシ
ャル法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）、ＣＢ
Ｅ法（化学ビームエピタキシャル法）のいずれかと、フ
ォトリソグラフィ技術を含む乾式エッチング法または湿
式エッチング法と、金属のボンディング法とを介して作
製される。これら各法としては、半導体の製造プロセス
において公知ないし周知のものが採用される。
ば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属熱分解法）を含むＶＰＥ法
（気相エピタキシャル法）、ＬＰＥ法（液相エピタキシ
ャル法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）、ＣＢ
Ｅ法（化学ビームエピタキシャル法）のいずれかと、フ
ォトリソグラフィ技術を含む乾式エッチング法または湿
式エッチング法と、金属のボンディング法とを介して作
製される。これら各法としては、半導体の製造プロセス
において公知ないし周知のものが採用される。
【００２５】以下、図１に例示された半導体光素子の各
具体例について説明する。 ［具体例１］具体例１の半導体レーザ素子は各部の組成
が下記のものからなり、具体例１における半導体レーザ
素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバンド
の伝導帯は、図２のとおりである。 ｎ電極１０：ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ 半導体基板１１：ｎ−ＧａＡｓ 下部クラッド層１２：ｎ−Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ 下部光閉じ込め層１３：ＧａＡｓ 下部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１４ 障壁層１４ａ：ノンドープＧａＡｓ（厚さ６原子層） 井戸層１４ｂ：ノンドープＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（厚さ
４原子層） 活性層１５：Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ単一量子井戸（厚さ
９ｎｍ） 上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１６ 障壁層１６ａ：ノンドープＧａＡｓ（厚さ６原子層） 井戸層１６ｂ：ノンドープＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（厚さ
４原子層） 上部光閉じ込め層１７：ＧａＡｓ 上部クラッド層１８：ｐ−Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ コンタクト層１９：ｐ−ＧａＡｓ ｐ電極２０：ＡｕＺｎ 上記において、ＭＱＢ１４は障壁層１４ａ−井戸層１４
ｂのペア数が１０であり、ＭＱＢ１６は障壁層１６ａ−
井戸層１６ｂのペア数が１０である。具体例１の場合
は、下部光閉じ込め層１３、上部光閉じ込め層１７を有
し、ＳＣＨ構造が採用されているので、活性層１５に対
する光閉じ込め係数が大きく、かつ、これら光閉じ込め
層１３、１７の一部にＭＱＢ１４、１６が含まれている
ので、活性層１５から光閉じ込め層１３、１７へのキャ
リア（電子）のオーバフローが抑制できる。したがっ
て、具体例１の半導体レーザ素子によれば、レーザ発振
時の低閾値電流化、光出力増大、高速応答性を期すこと
ができる。
具体例について説明する。 ［具体例１］具体例１の半導体レーザ素子は各部の組成
が下記のものからなり、具体例１における半導体レーザ
素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバンド
の伝導帯は、図２のとおりである。 ｎ電極１０：ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ 半導体基板１１：ｎ−ＧａＡｓ 下部クラッド層１２：ｎ−Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ 下部光閉じ込め層１３：ＧａＡｓ 下部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１４ 障壁層１４ａ：ノンドープＧａＡｓ（厚さ６原子層） 井戸層１４ｂ：ノンドープＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（厚さ
４原子層） 活性層１５：Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ単一量子井戸（厚さ
９ｎｍ） 上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１６ 障壁層１６ａ：ノンドープＧａＡｓ（厚さ６原子層） 井戸層１６ｂ：ノンドープＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（厚さ
４原子層） 上部光閉じ込め層１７：ＧａＡｓ 上部クラッド層１８：ｐ−Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ コンタクト層１９：ｐ−ＧａＡｓ ｐ電極２０：ＡｕＺｎ 上記において、ＭＱＢ１４は障壁層１４ａ−井戸層１４
ｂのペア数が１０であり、ＭＱＢ１６は障壁層１６ａ−
井戸層１６ｂのペア数が１０である。具体例１の場合
は、下部光閉じ込め層１３、上部光閉じ込め層１７を有
し、ＳＣＨ構造が採用されているので、活性層１５に対
する光閉じ込め係数が大きく、かつ、これら光閉じ込め
層１３、１７の一部にＭＱＢ１４、１６が含まれている
ので、活性層１５から光閉じ込め層１３、１７へのキャ
リア（電子）のオーバフローが抑制できる。したがっ
て、具体例１の半導体レーザ素子によれば、レーザ発振
時の低閾値電流化、光出力増大、高速応答性を期すこと
ができる。
【００２６】［具体例２］具体例２における半導体レー
ザ素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図３に示す。この具体例２のものは、両多
重量子障壁構造１４、１６が活性層１５に近づくにした
がいバンドギャップの減少する複数の障壁層１４ａ、１
６ａを有する点を除き、具体例１のものと同じである。
具体例２の両ＭＱＢ１４、１６において、これらの障壁
層１４ａ、１６ａは、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＧａＡｓ
である。具体例２の半導体レーザ素子は、具体例１と同
様の特性を有するほか、つぎのような特性も有する。す
なわち、具体例２の半導体レーザ素子では、内部電界に
よるポテンシャル勾配が形成されるために、キャリアを
加速することができる。したがって、具体例２のもの
は、半導体レーザ素子の高速変調特性、利得特性を向上
させることができる。
ザ素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図３に示す。この具体例２のものは、両多
重量子障壁構造１４、１６が活性層１５に近づくにした
がいバンドギャップの減少する複数の障壁層１４ａ、１
６ａを有する点を除き、具体例１のものと同じである。
具体例２の両ＭＱＢ１４、１６において、これらの障壁
層１４ａ、１６ａは、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＧａＡｓ
である。具体例２の半導体レーザ素子は、具体例１と同
様の特性を有するほか、つぎのような特性も有する。す
なわち、具体例２の半導体レーザ素子では、内部電界に
よるポテンシャル勾配が形成されるために、キャリアを
加速することができる。したがって、具体例２のもの
は、半導体レーザ素子の高速変調特性、利得特性を向上
させることができる。
【００２７】［具体例３］具体例３における半導体レー
ザ素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図４に示す。この具体例３の半導体レーザ
素子は、下部ＭＱＢ１４の各障壁層１４ａ、上部ＭＱＢ
１６の各障壁層１６ａが、ＭＱＢ構造以外の部分の光閉
じ込め層よりも大きいバンドギャップを有する点を除
き、具体例１のものと同じである。具体例３の両ＭＱＢ
１４、１６において、これらの障壁層１４ａ、１６ａは
ノンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓで構成されている。具
体例３の半導体レーザ素子は、具体例１と同様の特性を
有するほか、つぎのような特性も有する。すなわち、具
体例３の半導体レーザ素子においては、より高い実効的
バリアが形成され、活性層１５へのキャリアの閉じ込め
効率がより高まるために、レーザ発振時の閾値電流が下
がり、発光効率も高まる。
ザ素子（発振波長０．７〜１．２μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図４に示す。この具体例３の半導体レーザ
素子は、下部ＭＱＢ１４の各障壁層１４ａ、上部ＭＱＢ
１６の各障壁層１６ａが、ＭＱＢ構造以外の部分の光閉
じ込め層よりも大きいバンドギャップを有する点を除
き、具体例１のものと同じである。具体例３の両ＭＱＢ
１４、１６において、これらの障壁層１４ａ、１６ａは
ノンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓで構成されている。具
体例３の半導体レーザ素子は、具体例１と同様の特性を
有するほか、つぎのような特性も有する。すなわち、具
体例３の半導体レーザ素子においては、より高い実効的
バリアが形成され、活性層１５へのキャリアの閉じ込め
効率がより高まるために、レーザ発振時の閾値電流が下
がり、発光効率も高まる。
【００２８】［具体例４］具体例４の半導体レーザ素子
は各部の組成が下記のものからなり、具体例４における
半導体レーザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエ
ネルギバンドの伝導帯は、図５のとおりである。 ｎ電極１０：ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ 半導体基板１１：ｎ−ＩｎＰ 下部クラッド層１２：ｎ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ 下部光閉じ込め層１３：ｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24
Ａｓ 下部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１４ 障壁層１４ａ：ノンドープＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ （８ＭＬ×３層）＋（５ＭＬ×５層） 井戸層１４ｂ：ノンドープＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ （１０ＭＬ×３層）＋（８ＭＬ×２層）＋（７ＭＬ×４
層） 活性層（ＭＱＷ）１５ 井戸層：Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ 障壁層：Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24Ａｓ 上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１６ 障壁層１６ａ：ノンドープＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ （８ＭＬ×３層）＋（５ＭＬ×５層） 井戸層１６ｂ：ノンドープＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ （１０ＭＬ×３層）＋（８ＭＬ×２層）＋（７ＭＬ×４
層） 上部光閉じ込め層１７：ｐ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24
Ａｓ 上部クラッド層１８：ｐ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ コンタクト層１９：ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ ｐ電極２０：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 具体例４の半導体レーザ素子は、具体例１と同様の特性
を有するほか、活性層１５に近い部分のアルミニウム含
有率が低いので、アルミニウムの酸化に起因した影響を
緩和することができる。したがって、レーザ発振時の閾
値電流を増加させることがなく、半導体レーザ素子の寿
命も長い。
は各部の組成が下記のものからなり、具体例４における
半導体レーザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエ
ネルギバンドの伝導帯は、図５のとおりである。 ｎ電極１０：ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ 半導体基板１１：ｎ−ＩｎＰ 下部クラッド層１２：ｎ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ 下部光閉じ込め層１３：ｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24
Ａｓ 下部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１４ 障壁層１４ａ：ノンドープＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ （８ＭＬ×３層）＋（５ＭＬ×５層） 井戸層１４ｂ：ノンドープＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ （１０ＭＬ×３層）＋（８ＭＬ×２層）＋（７ＭＬ×４
層） 活性層（ＭＱＷ）１５ 井戸層：Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ 障壁層：Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24Ａｓ 上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１６ 障壁層１６ａ：ノンドープＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ （８ＭＬ×３層）＋（５ＭＬ×５層） 井戸層１６ｂ：ノンドープＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ （１０ＭＬ×３層）＋（８ＭＬ×２層）＋（７ＭＬ×４
層） 上部光閉じ込め層１７：ｐ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.24Ｇａ0.24
Ａｓ 上部クラッド層１８：ｐ−Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ コンタクト層１９：ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ ｐ電極２０：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 具体例４の半導体レーザ素子は、具体例１と同様の特性
を有するほか、活性層１５に近い部分のアルミニウム含
有率が低いので、アルミニウムの酸化に起因した影響を
緩和することができる。したがって、レーザ発振時の閾
値電流を増加させることがなく、半導体レーザ素子の寿
命も長い。
【００２９】［具体例５］具体例５における半導体レー
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図６に示す。この具体例５のものは、ＭＱ
Ｗ活性層１５の井戸層が＋１％の圧縮歪を有し、ＭＱＷ
活性層１５の障壁層が−０．４％の引張歪を有してい
る。具体例５の両ＭＱＢ１４、１６において、各障壁層
１４ａ、１６ａは、０．４％の引張歪をもつノンドープ
Ｉｎ0.47Ａｌ0.31Ｇａ0.22Ａｓからなり、各井戸層１４
ｂ、１６ｂは、１％の圧縮歪をもつＧａ0.32Ｉｎ0.68Ａ
ｓからなる。具体例５の半導体レーザ素子は、具体例１
〜４と同様の特性を有するほか、ＭＱＷ活性層１５の障
壁層が歪を有するので、量子井戸がより深くなり、キャ
リアの閉じ込め効果が増す。
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図６に示す。この具体例５のものは、ＭＱ
Ｗ活性層１５の井戸層が＋１％の圧縮歪を有し、ＭＱＷ
活性層１５の障壁層が−０．４％の引張歪を有してい
る。具体例５の両ＭＱＢ１４、１６において、各障壁層
１４ａ、１６ａは、０．４％の引張歪をもつノンドープ
Ｉｎ0.47Ａｌ0.31Ｇａ0.22Ａｓからなり、各井戸層１４
ｂ、１６ｂは、１％の圧縮歪をもつＧａ0.32Ｉｎ0.68Ａ
ｓからなる。具体例５の半導体レーザ素子は、具体例１
〜４と同様の特性を有するほか、ＭＱＷ活性層１５の障
壁層が歪を有するので、量子井戸がより深くなり、キャ
リアの閉じ込め効果が増す。
【００３０】［具体例６］具体例６における半導体レー
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図７に示す。この具体例６のものは、活性
層１５がＭＱＷからなり、両光閉じ込め層１３、１７が
ＧａＩｎＡｓＰからなり、両多重量子障壁構造（ＭＱ
Ｂ）１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａ、各井戸層１
４ｂ、１６ｂがＧａＩｎＡｓＰからなる。ただし、各井
戸層１４ｂ、１６ｂは、各障壁層１４ａ、１６ａよりも
バンドギャップが小さい。具体例６において、その他の
事項は具体例５に準ずる。具体例６の半導体レーザ素子
は、前記とほぼ同等の特性を有するほか、当該素子がア
ルミニウムを全く含まないので、アルミニウムの酸化に
起因した再成長界面酸化などの問題が発生しない利点を
有する。
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図７に示す。この具体例６のものは、活性
層１５がＭＱＷからなり、両光閉じ込め層１３、１７が
ＧａＩｎＡｓＰからなり、両多重量子障壁構造（ＭＱ
Ｂ）１４、１６の各障壁層１４ａ、１６ａ、各井戸層１
４ｂ、１６ｂがＧａＩｎＡｓＰからなる。ただし、各井
戸層１４ｂ、１６ｂは、各障壁層１４ａ、１６ａよりも
バンドギャップが小さい。具体例６において、その他の
事項は具体例５に準ずる。具体例６の半導体レーザ素子
は、前記とほぼ同等の特性を有するほか、当該素子がア
ルミニウムを全く含まないので、アルミニウムの酸化に
起因した再成長界面酸化などの問題が発生しない利点を
有する。
【００３１】［具体例７］具体例７における半導体レー
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図８に示す。この具体例７のものは、具体
例６の半導体レーザ素子において、ＭＱＷ活性層１５の
障壁層に多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１５ａ、１５ｂが
設けられたものである。具体例７の半導体レーザ素子
は、ＭＱＷ活性層１５の障壁層がＭＱＢ１５ａにより構
成されているので、ＭＱＷ井戸層１５に対するキャリア
の閉じ込め効率が光閉じ込め層にだけＭＱＢを設けた場
合よりもさらに高まる。また、ＭＱＢを用いず、障壁層
の組成だけで障壁を高くした場合よりも光閉じ込め係数
を大きくすることができる。したがって、具体例７の半
導体レーザ素子では、前述した特性以外に、高速変調特
性、利得特性をも高めることができる。
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図８に示す。この具体例７のものは、具体
例６の半導体レーザ素子において、ＭＱＷ活性層１５の
障壁層に多重量子障壁構造（ＭＱＢ）１５ａ、１５ｂが
設けられたものである。具体例７の半導体レーザ素子
は、ＭＱＷ活性層１５の障壁層がＭＱＢ１５ａにより構
成されているので、ＭＱＷ井戸層１５に対するキャリア
の閉じ込め効率が光閉じ込め層にだけＭＱＢを設けた場
合よりもさらに高まる。また、ＭＱＢを用いず、障壁層
の組成だけで障壁を高くした場合よりも光閉じ込め係数
を大きくすることができる。したがって、具体例７の半
導体レーザ素子では、前述した特性以外に、高速変調特
性、利得特性をも高めることができる。
【００３２】［具体例８］具体例８における半導体レー
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図９に示す。具体例８の半導体レーザ素子
は、具体例６の半導体レーザ素子において、両多重量子
障壁構造（ＭＱＢ）１４、１６が歪超格子層からなる。
具体例８の半導体レーザ素子は、前述した特性のほか、
歪ＭＱＢ１４、１６がより高い実効バリアを形成するの
で、キャリア閉じ込め効果がより高まる。
ザ素子（発振波長１．０〜２．０μｍ）のエネルギバン
ドの伝導帯を図９に示す。具体例８の半導体レーザ素子
は、具体例６の半導体レーザ素子において、両多重量子
障壁構造（ＭＱＢ）１４、１６が歪超格子層からなる。
具体例８の半導体レーザ素子は、前述した特性のほか、
歪ＭＱＢ１４、１６がより高い実効バリアを形成するの
で、キャリア閉じ込め効果がより高まる。
【００３３】本発明に係る半導体光素子においては、課
題を解決するための手段の項で述べた技術内容、およ
び、実施例（各具体例を含む）の項で述べた技術内容を
互換性のある範囲内で組み合わせることができる。した
がって、本発明に係る半導体光素子は、各具体例の半導
体レーザ素子に限定されるものでない。また、本発明の
素子構造を半導体光増幅器などに適用することもでき
る。その他、本発明における半導体材料系として、Ｇａ
Ａｓ基板、ＩｎＰ基板に格子整合するものをあげたが、
本発明においては、既述の材料以外に、ＺｎＳｅＳで代
表されるII-VI 族の化合物材料を採用することができ、
さらには、ＡｌＩｎＳｂＡｓ系の化合物材料も採用する
ことができる。
題を解決するための手段の項で述べた技術内容、およ
び、実施例（各具体例を含む）の項で述べた技術内容を
互換性のある範囲内で組み合わせることができる。した
がって、本発明に係る半導体光素子は、各具体例の半導
体レーザ素子に限定されるものでない。また、本発明の
素子構造を半導体光増幅器などに適用することもでき
る。その他、本発明における半導体材料系として、Ｇａ
Ａｓ基板、ＩｎＰ基板に格子整合するものをあげたが、
本発明においては、既述の材料以外に、ＺｎＳｅＳで代
表されるII-VI 族の化合物材料を採用することができ、
さらには、ＡｌＩｎＳｂＡｓ系の化合物材料も採用する
ことができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明に係る半導体レーザ素子は、つぎ
のような効果を有する。活性層の上下にある光閉じ込め
層、クラッド層によりＳＣＨ構造が構成され、これら光
閉じ込め層の一部に多重量子障壁（ＭＱＢ）構造がそれ
ぞれ含まれているので、光閉じ込め係数を大きくしたま
ま、活性層に対する光閉じ込め層の障壁高さ大きくする
ことができる。したがって、かかる素子機能に基づき、
活性層から光閉じ込め層へのキャリアのオーバフロー、
光閉じ込め層からｐクラッド層へのキャリアのオーバフ
ローを抑制して、レーザ発振時の低閾値電流化、温度特
性の向上、光出力増大、高速応答性の向上などを期すこ
とができる。
のような効果を有する。活性層の上下にある光閉じ込め
層、クラッド層によりＳＣＨ構造が構成され、これら光
閉じ込め層の一部に多重量子障壁（ＭＱＢ）構造がそれ
ぞれ含まれているので、光閉じ込め係数を大きくしたま
ま、活性層に対する光閉じ込め層の障壁高さ大きくする
ことができる。したがって、かかる素子機能に基づき、
活性層から光閉じ込め層へのキャリアのオーバフロー、
光閉じ込め層からｐクラッド層へのキャリアのオーバフ
ローを抑制して、レーザ発振時の低閾値電流化、温度特
性の向上、光出力増大、高速応答性の向上などを期すこ
とができる。
【００３５】一般に、活性層が単一量子井戸型、多重量
子井戸型、歪量子井戸型からなる場合に、低閾値電流
化、高効率化などの高性能化がはかれることは周知であ
るが、本発明の半導体光素子において活性層がこれらの
量子井戸からなる場合は、さらなる高性能化を実現する
ことができる。
子井戸型、歪量子井戸型からなる場合に、低閾値電流
化、高効率化などの高性能化がはかれることは周知であ
るが、本発明の半導体光素子において活性層がこれらの
量子井戸からなる場合は、さらなる高性能化を実現する
ことができる。
【００３６】光閉じ込め層の一部にＭＱＢが含まれるだ
けであるから、超格子ＳＣＨと比べてヘテロ界面数が格
段に少ない。したがって、これらＳＣＨ、ＭＱＢを備え
た半導体レーザ素子を作製するときに、レーザ特性の劣
化を惹き起こすような欠陥が生じがたく、高品質の半導
体レーザ素子が容易に得られる。
けであるから、超格子ＳＣＨと比べてヘテロ界面数が格
段に少ない。したがって、これらＳＣＨ、ＭＱＢを備え
た半導体レーザ素子を作製するときに、レーザ特性の劣
化を惹き起こすような欠陥が生じがたく、高品質の半導
体レーザ素子が容易に得られる。
【００３７】ＳＣＨ構造がＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造からな
る場合、および、光閉じ込め層に含まれるＭＱＢが、活
性層に近づくにしたがいエネルギのバンドギャップが減
少する複数の障壁層を有する場合は、活性層に近づくに
したがい小さくなるポテンシャル勾配が形成されるため
に、キャリアを加速することができる。したがって、こ
のような態様のときは、半導体レーザ素子の高速変調特
性、利得特性をより高めることができる。
る場合、および、光閉じ込め層に含まれるＭＱＢが、活
性層に近づくにしたがいエネルギのバンドギャップが減
少する複数の障壁層を有する場合は、活性層に近づくに
したがい小さくなるポテンシャル勾配が形成されるため
に、キャリアを加速することができる。したがって、こ
のような態様のときは、半導体レーザ素子の高速変調特
性、利得特性をより高めることができる。
【００３８】活性層近くの構成部分が低アルミニウム含
有率である場合、または、アルミニウムを含まない場合
は、アルミニウム酸化の悪影響を抑制し、または、皆無
にすることができる。
有率である場合、または、アルミニウムを含まない場合
は、アルミニウム酸化の悪影響を抑制し、または、皆無
にすることができる。
【００３９】光閉じ込め層に含まれるＭＱＢが歪超格子
を含んでいる場合は、より高い障壁が得られてキャリア
閉じ込め効果がより高まる。
を含んでいる場合は、より高い障壁が得られてキャリア
閉じ込め効果がより高まる。
【００４０】活性層がＭＱＷからなり、ＭＱＷ障壁層が
ＭＱＢで構成されている場合は、光閉じ込め層へのキャ
リアオーバフローが当該光閉じ込め層のＭＱＢにより抑
制されるだけでなく、ＭＱＷ井戸層からＭＱＷ障壁層へ
のキャリア漏れも抑制されるので、半導体レーザ素子の
高速変調特性、利得特性がより向上する。
ＭＱＢで構成されている場合は、光閉じ込め層へのキャ
リアオーバフローが当該光閉じ込め層のＭＱＢにより抑
制されるだけでなく、ＭＱＷ井戸層からＭＱＷ障壁層へ
のキャリア漏れも抑制されるので、半導体レーザ素子の
高速変調特性、利得特性がより向上する。
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例を示
した断面図である。
した断面図である。
【図２】本発明半導体レーザ素子の具体例１におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図３】本発明半導体レーザ素子の具体例２におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図４】本発明半導体レーザ素子の具体例３におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図５】本発明半導体レーザ素子の具体例４におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図６】本発明半導体レーザ素子の具体例５におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図７】本発明半導体レーザ素子の具体例６におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図８】本発明半導体レーザ素子の具体例７におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図９】本発明半導体レーザ素子の具体例８におけるエ
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
ネルギバンドの伝導帯を示した図である。
【図１０】従来の半導体レーザ素子におけるエネルギバ
ンドの伝導帯を示した図である。
ンドの伝導帯を示した図である。
【図１１】従来の半導体レーザ素子におけるエネルギバ
ンドの伝導帯を示した図である。
ンドの伝導帯を示した図である。
【図１２】従来の半導体レーザ素子におけるエネルギバ
ンドの伝導帯を示した図である。
ンドの伝導帯を示した図である。
１１ 半導体基板 １２ 下部クラッド層 １３ 下部光閉じ込め層 １４ 下部多重量子障壁構造（ＭＱＢ） １４ａ ＭＱＢ障壁層 １４ｂ ＭＱＢ井戸層 １５ 活性層 １５ａ ＭＱＷ障壁層 １５ｂ ＭＱＷ井戸層 １６ 上部多重量子障壁構造（ＭＱＢ） １６ａ ＭＱＢ障壁層 １６ｂ ＭＱＢ井戸層 １７ 上部光閉じ込め層 １８ 上部クラッド層 １９ コンタクト層
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体基板上に、活性層と、一対の光閉
じ込め層と、一対のクラッド層とを備え、活性層が下部
光閉じ込め層と上部光閉じ込め層との間に挟まれている
とともに、下部光閉じ込め層の下に下部クラッド層、上
部光閉じ込め層の上に上部クラッド層がそれぞれ配置さ
れてＳＣＨ構造を構成している半導体光素子において、
少なくとも一方の光閉じ込め層に多重量子障壁（ＭＱ
Ｂ）構造が含まれていることを特徴とする半導体光素
子。 - 【請求項２】 ＳＣＨ構造がＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造であ
る請求項１記載の半導体光素子。 - 【請求項３】 活性層が多重量子井戸（ＭＱＷ）型から
なり、ＭＱＷ障壁層に多重量子障壁（ＭＱＢ）構造が含
まれている請求項１記載の半導体光素子。 - 【請求項４】 活性層が、単一量子井戸型、多重量子井
戸型、単一歪量子井戸型、多重歪量子井戸型、歪補償式
多重量子井戸型のいずれかを含む請求項１記載の半導体
光素子。 - 【請求項５】 多重量子障壁構造が歪超格子を含んでい
る請求項１〜４いずれかに記載の半導体光素子。 - 【請求項６】 光閉じ込め層に含まれている多重量子障
壁構造が、活性層に近づくにしたがいバンドギャップの
減少する複数の障壁層を有している請求項１〜４いずれ
かに記載の半導体光素子。 - 【請求項７】 光閉じ込め層の一部に含まれている多重
量子障壁構造の障壁層が、光閉じ込め層におけるＭＱＢ
構造以外の部分よりも大きいバンドギャップを有する層
を含んでいる請求項１〜４いずれかに記載の半導体光素
子。 - 【請求項８】 ＧａＡｓ半導体基板の上に、活性層と、
一対の光閉じ込め層（少なくとも一方の光閉じ込め層は
多重量子障壁構造を含む）と、ＧａＡｓ半導体基板に格
子整合する一対のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓクラッド層とを備
えた動作波長０．７〜１．２μｍ帯の半導体光素子にお
いて、光閉じ込め層がＡｌy Ｇａ1-yＡｓ（０≦ｙ≦
ｘ）からなり、ＭＱＢ障壁層がＩｎz Ａｌw Ｇａ1-z-w
Ａｓ（０≦ｚ＜１、０≦ｗ＜ｘ）からなり、ＭＱＢ井戸
層が、ＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの小さいＩｎ
a Ａｌb Ｇａ1-a-b Ａｓ（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜ｘ）か
らなる請求項１〜４いずれかに記載の半導体光素子。 - 【請求項９】 ＧａＡｓ半導体基板の上に、活性層と、
一対の光閉じ込め層（少なくとも一方の光閉じ込め層は
多重量子障壁構造を含む）と、ＧａＡｓ半導体基板に格
子整合する一対のＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y クラッド
層とを備えた動作波長０．７〜１．２μｍ帯の半導体光
素子において、 光閉じ込め層がＧａz Ｉｎ1-z Ａｓw Ｐ1-w からなり、
ＭＱＢ障壁層がＧａaＩｎ1-a Ａｓb Ｐ1-b からなり、
ＭＱＢ井戸層が、ＭＱＢ障壁層よりもバンドギャップの
小さいＧａC Ｉｎ1-C Ａｓd Ｐ1-d からなる請求項１〜
４いずれかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１０】 ＧａＡｓ半導体基板の上に、活性層
と、一対の光閉じ込め層（少なくとも一方の光閉じ込め
層は多重量子障壁構造を含む）と、ＧａＡｓ半導体基板
に格子整合する一対のＡｌx Ｇａ0.5-x Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層とを備えた動作波長０．６〜０．６５μｍ帯の半
導体光素子において、 光閉じ込め層がＡｌz Ｇａ0.5-z Ｉｎ0.5 Ｐ（０≦ｚ≦
ｘ）からなり、ＭＱＢ障壁層がＡｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b
Ｐ（０≦ａ≦ｘ）からなり、ＭＱＢ井戸層が、ＭＱＢ障
壁層よりもバンドギャップの小さいＧａC Ｉｎ1-C Ａｓ
D Ｐ1-D からなる請求項１〜４いずれかに記載の半導体
光素子。 - 【請求項１１】 ＩｎＰ半導体基板の上に、活性層と、
一対の光閉じ込め層（少なくとも一方の光閉じ込め層は
多重量子障壁構造を含む）と、ＩｎＰ半導体基板に格子
整合する一対のＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ａｓz Ｐ1-z ク
ラッド層とを備えた動作波長１．０〜２．０μｍの半導
体光素子において、 光閉じ込め層がＩｎa Ａｌb Ｇａ1-a-b Ａｓc Ｐ1-c か
らなり、ＭＱＢ障壁層がＩｎD ＡｌE Ｇａ1-D-E ＡｓF
Ｐ1-F からなり、ＭＱＢ井戸層が、ＭＱＢ障壁層よりも
バンドギャップの小さいＩｎt Ａｌu Ｇａ1-t-u Ａｓv
Ｐ1-v からなる請求項１〜４いずれかに記載の半導体光
素子。 - 【請求項１２】 両クラッド層と多重量子障壁構造の障
壁層とがいずれもアルミニウムを含んでおり、多重量子
障壁構造が、平均組成において下部クラッド層および上
部クラッド層よりも低アルミニウム組成比である請求項
１〜４いずれかに記載の半導体光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16473294A JPH0774431A (ja) | 1993-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17745993 | 1993-06-23 | ||
| JP5-177459 | 1993-06-23 | ||
| JP16473294A JPH0774431A (ja) | 1993-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774431A true JPH0774431A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=26489729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16473294A Pending JPH0774431A (ja) | 1993-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774431A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803916A2 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Sanyo Electric Co. Ltd | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| EP1081817A2 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor device |
| KR100425341B1 (ko) * | 2000-02-08 | 2004-03-31 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광 소자 |
| US7166869B2 (en) | 1995-11-06 | 2007-01-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| KR100703096B1 (ko) * | 2005-10-17 | 2007-04-06 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광 소자 |
| JP2007201281A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ |
| WO2007135772A1 (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Nec Corporation | 発光素子 |
| JP2011013205A (ja) * | 2009-06-05 | 2011-01-20 | Denso Corp | 温度センサ及び温度センサの製造方法 |
| KR20130020863A (ko) * | 2011-08-19 | 2013-03-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
| KR101360964B1 (ko) * | 2007-07-24 | 2014-02-11 | 삼성전자주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR101393897B1 (ko) * | 2007-08-29 | 2014-05-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP2015119171A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | スタンレー電気株式会社 | 多重量子井戸半導体発光素子 |
| JP2016513889A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-16 | プレビウム リサーチ インコーポレイテッド | 広帯域可変掃引光源 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP16473294A patent/JPH0774431A/ja active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7166869B2 (en) | 1995-11-06 | 2007-01-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| US8304790B2 (en) | 1995-11-06 | 2012-11-06 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| EP0803916A2 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Sanyo Electric Co. Ltd | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| EP0803916A3 (en) * | 1996-04-26 | 2000-03-08 | Sanyo Electric Co. Ltd | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| US6162656A (en) * | 1996-04-26 | 2000-12-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of light emitting device |
| USRE42074E1 (en) | 1996-04-26 | 2011-01-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of light emitting device |
| EP1081817A2 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor device |
| EP1081817A3 (en) * | 1999-09-01 | 2002-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor device |
| US6486491B1 (en) | 1999-09-01 | 2002-11-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| KR100425341B1 (ko) * | 2000-02-08 | 2004-03-31 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광 소자 |
| US7829882B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-11-09 | Samsung Led Co., Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device |
| US7902544B2 (en) | 2005-10-17 | 2011-03-08 | Samsung Led Co., Ltd | Nitride semiconductor light emitting device |
| KR100703096B1 (ko) * | 2005-10-17 | 2007-04-06 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광 소자 |
| JP2007201281A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ |
| JP4720522B2 (ja) * | 2006-01-27 | 2011-07-13 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ |
| US7817691B2 (en) | 2006-05-19 | 2010-10-19 | Nec Corporation | Light emitting device |
| WO2007135772A1 (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Nec Corporation | 発光素子 |
| KR101360964B1 (ko) * | 2007-07-24 | 2014-02-11 | 삼성전자주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR101393897B1 (ko) * | 2007-08-29 | 2014-05-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP2011013205A (ja) * | 2009-06-05 | 2011-01-20 | Denso Corp | 温度センサ及び温度センサの製造方法 |
| KR20130020863A (ko) * | 2011-08-19 | 2013-03-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
| JP2016513889A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-16 | プレビウム リサーチ インコーポレイテッド | 広帯域可変掃引光源 |
| US20170373469A1 (en) | 2013-03-15 | 2017-12-28 | Praevium Research, Inc. | Widely tunable swept source |
| US10263394B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-04-16 | Praevium Research, Inc. | Widely tunable swept source |
| JP2015119171A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | スタンレー電気株式会社 | 多重量子井戸半導体発光素子 |
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