JPH08316583A - 半導体光素子 - Google Patents
半導体光素子Info
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- JPH08316583A JPH08316583A JP12367495A JP12367495A JPH08316583A JP H08316583 A JPH08316583 A JP H08316583A JP 12367495 A JP12367495 A JP 12367495A JP 12367495 A JP12367495 A JP 12367495A JP H08316583 A JPH08316583 A JP H08316583A
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- strained quantum
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- conduction band
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Abstract
(57)【要約】
【目的】従来素子に比べてＴＥ／ＴＭの偏光度を大幅に
向上させ、偏光子を用いずにＴＥモードに偏光した光を
発光するシステムを構成できるようにする。 【構成】半導体光素子は、活性なる光導波路を有し、光
導波路の少なくとも一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む
歪量子井戸構造で構成される。光導波路の一方の端部に
窓構造が形成される。窓構造を構成する材料の伝導帯９
と重い正孔帯１０間のバンドギャップＥ（ｗ）ｈｈと、
伝導帯９と軽い正孔帯１１間のバンドギャップＥ（ｗ）
ｌｈとが、圧縮型歪量子井戸層の量子化された伝導帯２
と重い正孔帯４間のバンドギャップＥ（ａ）ｈｈと、伝
導帯２と軽い正孔帯６間のバンドギャップＥ（ａ）ｌｈ
とに対し、Ｅ（ａ）ｈｈ＜Ｅ（ｗ）ｈｈ、Ｅ（ａ）ｈｈ
＜Ｅ（ｗ）ｌｈ≦Ｅ（ａ）ｌｈの関係を有するように材
料設計する。これにより窓構造領域は両モード光のうち
ＴＭモード光のみに対する吸収領域となる。
向上させ、偏光子を用いずにＴＥモードに偏光した光を
発光するシステムを構成できるようにする。 【構成】半導体光素子は、活性なる光導波路を有し、光
導波路の少なくとも一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む
歪量子井戸構造で構成される。光導波路の一方の端部に
窓構造が形成される。窓構造を構成する材料の伝導帯９
と重い正孔帯１０間のバンドギャップＥ（ｗ）ｈｈと、
伝導帯９と軽い正孔帯１１間のバンドギャップＥ（ｗ）
ｌｈとが、圧縮型歪量子井戸層の量子化された伝導帯２
と重い正孔帯４間のバンドギャップＥ（ａ）ｈｈと、伝
導帯２と軽い正孔帯６間のバンドギャップＥ（ａ）ｌｈ
とに対し、Ｅ（ａ）ｈｈ＜Ｅ（ｗ）ｈｈ、Ｅ（ａ）ｈｈ
＜Ｅ（ｗ）ｌｈ≦Ｅ（ａ）ｌｈの関係を有するように材
料設計する。これにより窓構造領域は両モード光のうち
ＴＭモード光のみに対する吸収領域となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体光素子、特に圧縮
型の歪量子井戸構造を活性層とする発光素子、受光素
子、進行波型の半導体光増幅器等の光素子に関するもの
である。
型の歪量子井戸構造を活性層とする発光素子、受光素
子、進行波型の半導体光増幅器等の光素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】歪量子井戸構造とは、量子井戸層の格子
定数を、結晶がこわれない範囲内で基板をはじめとする
他の層の格子定数からずらし、弾性限界内で歪を内在さ
せることによってそのバンド構造を変えたものである。
歪量子井戸構造には基板の格子定数よりも大きい格子定
数を有する材料で量子井戸を形成する圧縮型の歪量子井
戸構造と、基板の格子定数よりも小さい格子定数を有す
る材料で量子井戸を形成する引張型の歪量子井戸構造の
二つの種類がある。
定数を、結晶がこわれない範囲内で基板をはじめとする
他の層の格子定数からずらし、弾性限界内で歪を内在さ
せることによってそのバンド構造を変えたものである。
歪量子井戸構造には基板の格子定数よりも大きい格子定
数を有する材料で量子井戸を形成する圧縮型の歪量子井
戸構造と、基板の格子定数よりも小さい格子定数を有す
る材料で量子井戸を形成する引張型の歪量子井戸構造の
二つの種類がある。
【０００３】圧縮型の歪量子井戸構造の場合、無歪みの
場合に比べてバンドギャップが大きくなり、かつ価電子
帯と軽い正孔帯間のバンドギャップエネルギーが価電子
帯と重い正孔帯間のそれに比べて大きくなる。一方、光
学的な選択則により伝導帯と重い正孔帯間の発光はＴＥ
モード（量子井戸層に平行）に偏光し、ＴＭモード（量
子井戸層に垂直）は禁止される。また、伝導帯と軽い正
孔帯間の発光は両モードが許されるものの主にＴＭモー
ドに偏光するから、圧縮型の歪量子井戸構造における光
学的な遷移の場合にはＴＥモードがやや優位になる。
場合に比べてバンドギャップが大きくなり、かつ価電子
帯と軽い正孔帯間のバンドギャップエネルギーが価電子
帯と重い正孔帯間のそれに比べて大きくなる。一方、光
学的な選択則により伝導帯と重い正孔帯間の発光はＴＥ
モード（量子井戸層に平行）に偏光し、ＴＭモード（量
子井戸層に垂直）は禁止される。また、伝導帯と軽い正
孔帯間の発光は両モードが許されるものの主にＴＭモー
ドに偏光するから、圧縮型の歪量子井戸構造における光
学的な遷移の場合にはＴＥモードがやや優位になる。
【０００４】従来、圧縮型の歪量子井戸構造の上記性質
を利用して光をＴＥモードに偏光させること、あるいは
ＴＥモードに偏光した光を発光させることを目的とした
素子、例えばスーパールミネセントダイオード等の素子
が知られている。このスーパールミネセントダイオード
は、図４に示すように、基板４１上に下部クラッド層４
２を設け、その上に光導波路構造として光ガイド層４
３、圧縮型の歪量子井戸構造の活性層４４、光ガイド層
４５を設け、さらに上部クラッド層４６を設けたもので
あり、端部より光を取り出すようになっている。
を利用して光をＴＥモードに偏光させること、あるいは
ＴＥモードに偏光した光を発光させることを目的とした
素子、例えばスーパールミネセントダイオード等の素子
が知られている。このスーパールミネセントダイオード
は、図４に示すように、基板４１上に下部クラッド層４
２を設け、その上に光導波路構造として光ガイド層４
３、圧縮型の歪量子井戸構造の活性層４４、光ガイド層
４５を設け、さらに上部クラッド層４６を設けたもので
あり、端部より光を取り出すようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】圧縮型の歪量子井戸構
造の上記性質のみを単純に利用した従来の素子において
は、ＴＭモードに比してＴＥモードがやや優位というだ
けであり、ＴＥモードに偏光した光の他にＴＭモードに
偏光した光も出るため、ＴＥ／ＴＭの偏光度は決して十
分な値とはいえない。したがって、従来の素子を用いて
ＴＥモードに偏光した光を発光させるシステムを構成し
ようとする場合には、ＴＭモードに偏光した光を遮光
し、ＴＥモードに偏光した光のみを有効に取り出すため
に、どうしても補助的な偏光子を必要とする場合が多
く、結局素子自体の持つ偏光度はあまり生かされないこ
とが多かった。
造の上記性質のみを単純に利用した従来の素子において
は、ＴＭモードに比してＴＥモードがやや優位というだ
けであり、ＴＥモードに偏光した光の他にＴＭモードに
偏光した光も出るため、ＴＥ／ＴＭの偏光度は決して十
分な値とはいえない。したがって、従来の素子を用いて
ＴＥモードに偏光した光を発光させるシステムを構成し
ようとする場合には、ＴＭモードに偏光した光を遮光
し、ＴＥモードに偏光した光のみを有効に取り出すため
に、どうしても補助的な偏光子を必要とする場合が多
く、結局素子自体の持つ偏光度はあまり生かされないこ
とが多かった。
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、従来の素子に比べてＴＥ／ＴＭの偏光度を大
幅に向上させ、偏光子を用いなくてもシステムを構成で
きる半導体光素子を提供することにある。また、本発明
の目的は、構造を簡素化でき、製造が容易な半導体光素
子を提供することにある。
を解消し、従来の素子に比べてＴＥ／ＴＭの偏光度を大
幅に向上させ、偏光子を用いなくてもシステムを構成で
きる半導体光素子を提供することにある。また、本発明
の目的は、構造を簡素化でき、製造が容易な半導体光素
子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体光素子
は、活性なる光導波路を有し、この光導波路の少なくと
も一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む歪量子井戸構造で
構成されている半導体光素子において、光導波路の少な
くとも一方の端部に窓構造が形成されており、この窓構
造を構成する材料の伝導帯と重い正孔帯間のバンドギャ
ップＥ（ｗ）ｈｈと、伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギ
ャップＥ（ｗ）ｌｈとが、上記圧縮型歪量子井戸層の伝
導帯と重い正孔帯間のバンドギャップＥ（ａ）ｈｈと、
圧縮型歪量子井戸層の伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギ
ャップＥ（ａ）ｌｈとに対し、 Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｈｈ （１） Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｌｈ ≦ Ｅ（ａ）ｌｈ （２） という関係を有するものである。ここに、活性なる光導
波路とは、電流を注入することにより、光を発生または
増幅するような能動的な機能を有する光導波路という意
味である。
は、活性なる光導波路を有し、この光導波路の少なくと
も一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む歪量子井戸構造で
構成されている半導体光素子において、光導波路の少な
くとも一方の端部に窓構造が形成されており、この窓構
造を構成する材料の伝導帯と重い正孔帯間のバンドギャ
ップＥ（ｗ）ｈｈと、伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギ
ャップＥ（ｗ）ｌｈとが、上記圧縮型歪量子井戸層の伝
導帯と重い正孔帯間のバンドギャップＥ（ａ）ｈｈと、
圧縮型歪量子井戸層の伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギ
ャップＥ（ａ）ｌｈとに対し、 Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｈｈ （１） Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｌｈ ≦ Ｅ（ａ）ｌｈ （２） という関係を有するものである。ここに、活性なる光導
波路とは、電流を注入することにより、光を発生または
増幅するような能動的な機能を有する光導波路という意
味である。
【０００８】また、本発明の半導体光素子は、上記窓構
造に代えて、光導波路の少なくとも一方の端部に連続し
た延長光導波路が形成されており、この延長光導波路の
導波層を構成する材料が上記関係式（１）、（２）を満
たすものである。
造に代えて、光導波路の少なくとも一方の端部に連続し
た延長光導波路が形成されており、この延長光導波路の
導波層を構成する材料が上記関係式（１）、（２）を満
たすものである。
【０００９】ここで、上記歪量子井戸構造は、ＧａＡｓ
障壁層とＩｎＧａＡｓ量子井戸層、あるいはＡｌＧａＡ
ｓ障壁層とＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、またはＩｎＧ
ａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓＰ量子井戸層等を交互に形
成した多重量子井戸構造で構成することができる。
障壁層とＩｎＧａＡｓ量子井戸層、あるいはＡｌＧａＡ
ｓ障壁層とＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、またはＩｎＧ
ａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓＰ量子井戸層等を交互に形
成した多重量子井戸構造で構成することができる。
【００１０】
【作用】本発明の作用を、窓構造を設けた半導体光素子
を例にとり、図１を用いて説明する。図１（ａ）は圧縮
型の歪量子井戸層のバンド構造を示した模式図であり、
伝導帯１と重い正孔帯３、及び軽い正孔帯５がある。圧
縮型の歪のために軽い正孔帯５は重い正孔帯３より低い
位置にある。そしてこれらのバンドは量子井戸層中では
量子化されており、実際には伝導帯２、重い正孔帯４、
軽い正孔帯６のようになっている。伝導帯２から重い正
孔帯４へのエネルギー遷移７はＴＥモードの発光であ
り、伝導帯２から軽い正孔帯６へのエネルギー遷移８は
ＴＭモードの発光である。
を例にとり、図１を用いて説明する。図１（ａ）は圧縮
型の歪量子井戸層のバンド構造を示した模式図であり、
伝導帯１と重い正孔帯３、及び軽い正孔帯５がある。圧
縮型の歪のために軽い正孔帯５は重い正孔帯３より低い
位置にある。そしてこれらのバンドは量子井戸層中では
量子化されており、実際には伝導帯２、重い正孔帯４、
軽い正孔帯６のようになっている。伝導帯２から重い正
孔帯４へのエネルギー遷移７はＴＥモードの発光であ
り、伝導帯２から軽い正孔帯６へのエネルギー遷移８は
ＴＭモードの発光である。
【００１１】図１（ｂ）は、光導波路の一方の端部に形
成された窓構造を構成する材料のバンド構造を示した模
式図であり、例えばバルク材料を考えると、伝導帯９に
対して縮退した重い正孔帯１０、及び軽い正孔帯１１が
ある。
成された窓構造を構成する材料のバンド構造を示した模
式図であり、例えばバルク材料を考えると、伝導帯９に
対して縮退した重い正孔帯１０、及び軽い正孔帯１１が
ある。
【００１２】同図に示したように、窓構造を構成する材
料のバンド構造を上述した式（１）、（２）の関係を満
足するように材料設計した場合、エネルギー遷移７によ
るＴＥモードの発光は、伝導帯９と重い正孔帯１０との
バンドギャップ波長より長波長ゆえ窓構造に対して透明
であり窓領域をほぼ透過する。
料のバンド構造を上述した式（１）、（２）の関係を満
足するように材料設計した場合、エネルギー遷移７によ
るＴＥモードの発光は、伝導帯９と重い正孔帯１０との
バンドギャップ波長より長波長ゆえ窓構造に対して透明
であり窓領域をほぼ透過する。
【００１３】しかしエネルギー遷移８によるＴＭモード
の発光は、伝導帯９と軽い正孔帯１１とのバンドギャッ
プ波長より短波長ゆえ軽い正孔帯１１から伝導帯９への
エネルギー遷移２８によって窓領域で吸収される。すな
わち、このような窓領域は歪量子井戸層で発光した両モ
ード光のうちＴＭモード光のみに対する吸収領域とな
る。したがって、歪量子井戸層で発光したときのＴＥ／
ＴＭ偏光度は上述した関係を満足するように材料設計し
た窓構造の存在のために大きく増加される。
の発光は、伝導帯９と軽い正孔帯１１とのバンドギャッ
プ波長より短波長ゆえ軽い正孔帯１１から伝導帯９への
エネルギー遷移２８によって窓領域で吸収される。すな
わち、このような窓領域は歪量子井戸層で発光した両モ
ード光のうちＴＭモード光のみに対する吸収領域とな
る。したがって、歪量子井戸層で発光したときのＴＥ／
ＴＭ偏光度は上述した関係を満足するように材料設計し
た窓構造の存在のために大きく増加される。
【００１４】なお、上述した作用は光導波路の一方の端
部に延長光導波路を形成した半導体光素子についても同
様にいえる。
部に延長光導波路を形成した半導体光素子についても同
様にいえる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の半導体光素子の実施例とし
て、スーパールミネセントダイオードを作製した例を図
を用いて説明する。
て、スーパールミネセントダイオードを作製した例を図
を用いて説明する。
【００１６】図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基
板１２上に、分子線エピタキシー法を用いてまず、ｎ型
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ下部クラッド層１３を１．５μｍ
成長した。なお、基板１２とクラッド層１３との間にｎ
型ＡｌＧａＡｓバッファ層を設けてもよい。次に光導波
路構造として、ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層１
４を０．２μｍ、３つのアンドープＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ障壁層１６と２つのアンドープＡｌ0.09Ｇａ0.69Ｉｎ
0.22Ａｓ歪量子井戸層１５とからなる二重量子井戸構造
の活性層、そしてｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層
１７を０．２μｍ成長した。本二重量子井戸構造の歪量
子井戸層１５は約１．６％の圧縮型の歪が印加されてお
り、障壁層１６の膜厚は５ｎｍ、歪量子井戸層１５は７
ｎｍとした。さらにｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラ
ッド層１８を１．５μｍ成長し、最後にｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層１９を成長した。
板１２上に、分子線エピタキシー法を用いてまず、ｎ型
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ下部クラッド層１３を１．５μｍ
成長した。なお、基板１２とクラッド層１３との間にｎ
型ＡｌＧａＡｓバッファ層を設けてもよい。次に光導波
路構造として、ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層１
４を０．２μｍ、３つのアンドープＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ障壁層１６と２つのアンドープＡｌ0.09Ｇａ0.69Ｉｎ
0.22Ａｓ歪量子井戸層１５とからなる二重量子井戸構造
の活性層、そしてｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層
１７を０．２μｍ成長した。本二重量子井戸構造の歪量
子井戸層１５は約１．６％の圧縮型の歪が印加されてお
り、障壁層１６の膜厚は５ｎｍ、歪量子井戸層１５は７
ｎｍとした。さらにｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラ
ッド層１８を１．５μｍ成長し、最後にｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層１９を成長した。
【００１７】次に素子の一方の端部を、フォトリソグラ
フィー法を用いて下部クラッド層１３の上面まで選択的
にエッチングした後、エッチング部に有機金属気相成長
法を用いて埋め込み成長を行い、アンドープＧａＡｓ層
２０でエッチング部を平坦化して窓構造を形成した。こ
のように光素子内に窓構造を埋め込んで形成するため、
構造が簡素化し、コンパクト化が図れる。
フィー法を用いて下部クラッド層１３の上面まで選択的
にエッチングした後、エッチング部に有機金属気相成長
法を用いて埋め込み成長を行い、アンドープＧａＡｓ層
２０でエッチング部を平坦化して窓構造を形成した。こ
のように光素子内に窓構造を埋め込んで形成するため、
構造が簡素化し、コンパクト化が図れる。
【００１８】本実施例では、圧縮型歪量子井戸層１５の
混晶比（ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ）を上述した値
に設定すると共に、窓構造を構成する材料としてアンド
ープＧａＡｓを選択することによって、上記バンドギャ
ップの関係式（１）、（２）を満足させている。この場
合の発光波長は約０．８５μｍである。なお、約０．８
４〜０．８６μｍの間の波長で発光するような組成であ
れば、関係式（１）、（２）の条件を満たせると考えら
れるので、ＧａＡｓの窓構造を選択しても、ＡｌＧａＩ
ｎＡｓの混晶比は上記のものに限定されない。また窓構
造の材料を変えれば、それに応じて量子井戸層の材料、
混晶比も変わる。
混晶比（ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ）を上述した値
に設定すると共に、窓構造を構成する材料としてアンド
ープＧａＡｓを選択することによって、上記バンドギャ
ップの関係式（１）、（２）を満足させている。この場
合の発光波長は約０．８５μｍである。なお、約０．８
４〜０．８６μｍの間の波長で発光するような組成であ
れば、関係式（１）、（２）の条件を満たせると考えら
れるので、ＧａＡｓの窓構造を選択しても、ＡｌＧａＩ
ｎＡｓの混晶比は上記のものに限定されない。また窓構
造の材料を変えれば、それに応じて量子井戸層の材料、
混晶比も変わる。
【００１９】さらに、図２（ｂ）に示すようにリッジ型
の導波路構造とし、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層１９
の表面にｐ側電極２１を、ｎ型ＧａＡｓ基板１２の裏面
にｎ側電極２２をそれぞれ設け、へき開により形成した
両端面に低反射コーティング膜２３をそれぞれ施してス
ーパールミネセントダイオードを作製した。なお、図２
（ｂ）の符号２４は絶縁膜である。
の導波路構造とし、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層１９
の表面にｐ側電極２１を、ｎ型ＧａＡｓ基板１２の裏面
にｎ側電極２２をそれぞれ設け、へき開により形成した
両端面に低反射コーティング膜２３をそれぞれ施してス
ーパールミネセントダイオードを作製した。なお、図２
（ｂ）の符号２４は絶縁膜である。
【００２０】本実施例の素子はスーパールミネセントダ
イオードとして良好な発光特性を示し、素子長８００μ
ｍでこのうち窓構造領域を１００μｍとした素子のＴＥ
／ＴＭの偏光度は約２３ｄＢが得られた。
イオードとして良好な発光特性を示し、素子長８００μ
ｍでこのうち窓構造領域を１００μｍとした素子のＴＥ
／ＴＭの偏光度は約２３ｄＢが得られた。
【００２１】比較のため、窓構造のみを設けなかった素
子を上記実施例と全く同様に作製したが、長さ８００μ
ｍのその素子のＴＥ／ＴＭの偏光度は最大で約１６ｄＢ
しか得られなかった。
子を上記実施例と全く同様に作製したが、長さ８００μ
ｍのその素子のＴＥ／ＴＭの偏光度は最大で約１６ｄＢ
しか得られなかった。
【００２２】本発明の他の実施例としては、上記実施例
の窓構造の代りに、図３に示すように、光素子の一端部
に、これと連続した延長光導波路３０を形成するように
してもよい。この延長光導波路３０は、ｎ型ＧａＡｓ基
板３１上に設けたＧａＡｓ層３３を導波層とし、これを
ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ下部クラッド層３２とｐ型Ａ
ｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラッド層３４で挟んでリッジ
型の導波路構造としたものであり、これによっても窓構
造を設けたものと同様の効果が得られた。ＧａＡｓ層３
３は基本的にはアンドープが良いが、アンドープに限る
必要はない。なお、延長光導波路３０を光素子の一端部
に連続して形成する方法としては、窓構造の場合のよう
に光素子と一体に形成するようにしても、あるいは別体
で形成した後に接着剤などで光学的結合を図るようにし
てもよい。特に、後者の方法で形成する場合は、製造が
頗る容易になる。
の窓構造の代りに、図３に示すように、光素子の一端部
に、これと連続した延長光導波路３０を形成するように
してもよい。この延長光導波路３０は、ｎ型ＧａＡｓ基
板３１上に設けたＧａＡｓ層３３を導波層とし、これを
ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ下部クラッド層３２とｐ型Ａ
ｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラッド層３４で挟んでリッジ
型の導波路構造としたものであり、これによっても窓構
造を設けたものと同様の効果が得られた。ＧａＡｓ層３
３は基本的にはアンドープが良いが、アンドープに限る
必要はない。なお、延長光導波路３０を光素子の一端部
に連続して形成する方法としては、窓構造の場合のよう
に光素子と一体に形成するようにしても、あるいは別体
で形成した後に接着剤などで光学的結合を図るようにし
てもよい。特に、後者の方法で形成する場合は、製造が
頗る容易になる。
【００２３】また、上記実施例では半導体光素子を、Ｇ
ａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ障壁層とＡｌＧａＩｎＡｓ
量子井戸層を交互に形成した多重量子井戸構造で構成し
たが、本発明はこれに限定されない。他の例としては、
ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓ量子井
戸層を交互に形成した多重量子井戸構造、またはＩｎＰ
基板上にＩｎＧａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓＰ量子井戸
層を交互に形成した多重量子井戸構造で構成することも
できる。
ａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ障壁層とＡｌＧａＩｎＡｓ
量子井戸層を交互に形成した多重量子井戸構造で構成し
たが、本発明はこれに限定されない。他の例としては、
ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓ量子井
戸層を交互に形成した多重量子井戸構造、またはＩｎＰ
基板上にＩｎＧａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓＰ量子井戸
層を交互に形成した多重量子井戸構造で構成することも
できる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮型歪量子井戸層を
含む歪量子井戸構造で構成されている半導体光素子の端
部に、圧縮型歪量子井戸層のバンド構造との間で所定の
関係を有するバンド構造をもつ窓構造を形成したので、
圧縮型の歪量子井戸構造のみによる従来の素子に比べ
て、ＴＥ／ＴＭの偏光度を大幅に向上させることがで
き、その結果偏光子を用いなくてもシステムを構成でき
る。また、窓構造は導波路の端部に埋め込んで形成する
ことができるので構造を簡素化できる。
含む歪量子井戸構造で構成されている半導体光素子の端
部に、圧縮型歪量子井戸層のバンド構造との間で所定の
関係を有するバンド構造をもつ窓構造を形成したので、
圧縮型の歪量子井戸構造のみによる従来の素子に比べ
て、ＴＥ／ＴＭの偏光度を大幅に向上させることがで
き、その結果偏光子を用いなくてもシステムを構成でき
る。また、窓構造は導波路の端部に埋め込んで形成する
ことができるので構造を簡素化できる。
【００２５】また、延長光導波路を光導波路の端部に連
続して形成すると、窓構造を設ける場合に比して、製造
が容易である。
続して形成すると、窓構造を設ける場合に比して、製造
が容易である。
【図１】本発明の作用を窓構造を設けた発光素子を例に
とって説明した図であり、このうち（ａ）は圧縮型の歪
量子井戸層のバンド構造、（ｂ）は窓構造を構成する材
料のバンド構造を示した模式図である。
とって説明した図であり、このうち（ａ）は圧縮型の歪
量子井戸層のバンド構造、（ｂ）は窓構造を構成する材
料のバンド構造を示した模式図である。
【図２】本発明の実施例のスーパールミネセントダイオ
ードの断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断
面図である。
ードの断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断
面図である。
【図３】他の実施例のスーパールミネセントダイオード
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図４】従来例のスーパールミネセントダイオードの概
略断面図である。
略断面図である。
２ 量子化された伝導帯 ４ 量子化された重い正孔帯 ６ 量子化された軽い正孔帯 ７ 伝導帯２から重い正孔帯４へのエネルギー遷移 ８ 伝導帯２から軽い正孔帯６へのエネルギー遷移 ９ 伝導帯 １０ 重い正孔帯 １１ 軽い正孔帯 １２ ｎ型ＧａＡｓ基板 １３ ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ下部クラッド層 １４ ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層 １５ アンドープＡｌ0.09Ｇａ0.69Ｉｎ0.22Ａｓ歪量子
井戸層 １６ アンドープＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ障壁層 １７ ｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層 １８ ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラッド層 １９ ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層 ２０ アンドープＧａＡｓ層（窓構造） ２１ ｐ側電極 ２２ ｎ側電極 ２３ 低反射コーティング膜
井戸層 １６ アンドープＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ障壁層 １７ ｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層 １８ ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ上部クラッド層 １９ ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層 ２０ アンドープＧａＡｓ層（窓構造） ２１ ｐ側電極 ２２ ｎ側電極 ２３ 低反射コーティング膜
Claims (3)
- 【請求項１】活性なる光導波路を有し、該光導波路の少
なくとも一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む歪量子井戸
構造で構成されている半導体光素子において、上記光導
波路の少なくとも一方の端部に窓構造が形成されてお
り、該窓構造を構成する材料の伝導帯と重い正孔帯間の
バンドギャップＥ（ｗ）ｈｈと、上記伝導帯と軽い正孔
帯間のバンドギャップＥ（ｗ）ｌｈとが、上記圧縮型歪
量子井戸層の伝導帯と重い正孔帯間のバンドギャップＥ
（ａ）ｈｈと、上記圧縮型歪量子井戸層の伝導帯と軽い
正孔帯間のバンドギャップＥ（ａ）ｌｈとに対し、次の
関係を有することを特徴とする半導体光素子。 Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｈｈ Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｌｈ ≦ Ｅ（ａ）ｌｈ - 【請求項２】活性なる光導波路を有し、該光導波路の少
なくとも一部が圧縮型の歪量子井戸層を含む歪量子井戸
構造で構成されている半導体光素子において、上記光導
波路の少なくとも一方の端部に連続した延長光導波路が
形成されており、該延長光導波路の導波層を構成する材
料の伝導帯と重い正孔帯間のバンドギャップＥ（ｗ）ｈ
ｈと、上記伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギャップＥ
（ｗ）ｌｈとが、上記圧縮型歪量子井戸層の伝導帯と重
い正孔帯間のバンドギャップＥ（ａ）ｈｈと、上記圧縮
型歪量子井戸層の伝導帯と軽い正孔帯間のバンドギャッ
プＥ（ａ）ｌｈとに対し、次の関係を有することを特徴
とする半導体光素子。 Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｈｈ Ｅ（ａ）ｈｈ ＜ Ｅ（ｗ）ｌｈ ≦ Ｅ（ａ）ｌｈ - 【請求項３】上記歪量子井戸構造が、ＧａＡｓ障壁層と
ＩｎＧａＡｓ量子井戸層、あるいはＡｌＧａＡｓ障壁層
とＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、またはＩｎＧａＡｓ障
壁層とＩｎＧａＡｓＰ量子井戸層を交互に形成した多重
量子井戸構造である請求項１または２に記載の半導体光
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12367495A JPH08316583A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 半導体光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12367495A JPH08316583A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 半導体光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316583A true JPH08316583A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14866499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12367495A Pending JPH08316583A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 半導体光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08316583A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060298A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-28 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子の製造方法と半導体発光素子 |
| JP2006134975A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Hitachi Displays Ltd | 照明装置及びこの照明装置を用いた表示装置 |
| JP2010027924A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物発光ダイオード |
| GB2556278A (en) * | 2018-02-07 | 2018-05-23 | Quantum Base Ltd | Method of making an optically readable element |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP12367495A patent/JPH08316583A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060298A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-28 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子の製造方法と半導体発光素子 |
| JP2006134975A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Hitachi Displays Ltd | 照明装置及びこの照明装置を用いた表示装置 |
| US7828473B2 (en) | 2004-11-04 | 2010-11-09 | Hitachi Displays, Ltd. | Illuminating apparatus and display apparatus using the same |
| JP2010027924A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物発光ダイオード |
| GB2556278A (en) * | 2018-02-07 | 2018-05-23 | Quantum Base Ltd | Method of making an optically readable element |
| GB2556278B (en) * | 2018-02-07 | 2018-12-12 | Quantum Base Ltd | Method of making an optically readable element |
| US11347987B2 (en) | 2018-02-07 | 2022-05-31 | Quantum Base Limited | Method of making an optically readable element |
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