JPH11145549A - Multiple quantum well structure, and optical semiconductor device and light modulator having the same - Google Patents

Multiple quantum well structure, and optical semiconductor device and light modulator having the same

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JPH11145549A
JPH11145549A JP30459097A JP30459097A JPH11145549A JP H11145549 A JPH11145549 A JP H11145549A JP 30459097 A JP30459097 A JP 30459097A JP 30459097 A JP30459097 A JP 30459097A JP H11145549 A JPH11145549 A JP H11145549A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transport hole carriers in an MQW(multiple quantum well) structure to be bulk-like, while the quantum effects of the MQW structure are maintained. SOLUTION: In a semiconductor light modulator in which an n-type InGaAsP guide layer 6, a strained MQW layer 8, a graded tensile-strained InGaAsP SCH layer 12, and a p-InP clad layer 14 are successively formed on an n-type InP substrate 4, the compressive strain and tensile strain of a compressive-strained InGaAsP well layer 9 and a tensile-strained InGaAsP barrier layer 10 are adjusted to 1.5% by having their group III compositions change reversely from the same InGaAsP composition. When the heavy hole level of the well layer 9 and the light hole level of the barrier layer 10 are adjusted to the same height in this way, the transfer of hole carriers in the strained MQW layer 8 is set bulk-like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多重量子井戸構造
及びこれを有する光半導体装置に関し、特に、井戸層、
障壁層に、逆の歪がかかった、歪多重量子井戸構造を有
する光半導体装置及び光変調器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple quantum well structure and an optical semiconductor device having the same.
The present invention relates to an optical semiconductor device and an optical modulator having a strained multiple quantum well structure in which a reverse strain is applied to a barrier layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、バルクの活性層を多重量子井戸構
造(以下、MQW構造ともいう。MQWは、Multi-Quan
tum Wellの略。)の活性層に変えていくことで、半導体
レーザの特性は、著しく向上してきた。また、光変調器
においても、多重量子井戸構造により、量子閉じこめシ
ュタルク効果(以下、QCSEという。QCSEとは、
Quantum Confined Stark Effect の略である。)による
大きな光吸収を得ることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bulk active layer has a multi-quantum well structure (hereinafter also referred to as an MQW structure.
Abbreviation for tum Well. By changing to the active layer of (1), the characteristics of the semiconductor laser have been remarkably improved. Further, also in the optical modulator, the quantum confined Stark effect (hereinafter referred to as QCSE.
Abbreviation for Quantum Confined Stark Effect. ) Can be obtained.

【0003】しかし、多重量子井戸構造には、井戸層
(以下、ウェル層という。)間のキャリア輸送という、
バルクにはない特有の問題がある。特に、有効質量の重
いホールは、ウェル間のキャリア輸送が十分に行われな
い。半導体レーザに多重量子井戸構造を適用した場合、
レーザ発振後の注入電流増加に伴い、ウェル間のキャリ
ア不均一が増大しやすく、このため、活性層のトータル
のキャリア密度が上昇する現象が発生する。このこと
は、利得飽和現象と等価的な振る舞いをもたらすため、
変調帯域が伸びないなどの欠点を生じさせる。
However, in the multiple quantum well structure, carrier transport between well layers (hereinafter, well layers) is called.
There are unique problems not found in bulk. In particular, holes having a large effective mass do not sufficiently transport carriers between wells. When a multiple quantum well structure is applied to a semiconductor laser,
As the injection current increases after laser oscillation, carrier non-uniformity between wells tends to increase, which causes a phenomenon that the total carrier density of the active layer increases. This leads to a behavior equivalent to the gain saturation phenomenon,
This gives rise to drawbacks such as an inability to extend the modulation band.

【0004】また、光変調器においては、光の吸収によ
り発生したホールキャリアの引き抜きが十分行われず、
高速変調時の消光比が十分とれないという問題を引き起
こす。
In the optical modulator, hole carriers generated by light absorption are not sufficiently extracted.
This causes a problem that the extinction ratio during high-speed modulation cannot be sufficiently obtained.

【0005】このような欠点を解消するために、障壁層
(以下、バリア層という。)に引っ張り歪を導入するこ
とが提案されてきた。
[0005] In order to solve such a drawback, it has been proposed to introduce tensile strain into a barrier layer (hereinafter referred to as a barrier layer).

【0006】半導体レーザにおいては、特開平4−23
4184号公報において、InP基板上のInGaAs
P系のMQW構造の例がある。InGaAsP系の材料
では、伝導帯のバンド不連続が小さく、価電子帯のバン
ド不連続が大きいため、電子のオーバフロー、ホールの
不均一注入が大きな問題となる。そこで、引っ張り歪バ
リアを導入すれば、伝導帯のバンド不連続は大きくな
り、ホールのバンド不連続は小さくなるため、閾値が低
減し、また、10GHzまでの変調帯域向上が可能とな
る。
In a semiconductor laser, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 4184, InGaAs on InP substrate
There is an example of a P-based MQW structure. In an InGaAsP-based material, since the conduction band discontinuity is small and the valence band discontinuity is large, overflow of electrons and uneven injection of holes are serious problems. Therefore, if a tensile strain barrier is introduced, the band discontinuity of the conduction band increases and the band discontinuity of the hole decreases, so that the threshold value can be reduced and the modulation band up to 10 GHz can be improved.

【0007】また、歪応力補償の観点から、引っ張り歪
バリアは、圧縮歪ウェルとともに使われることが多く、
1995年、ジャーナル オブ アプライド フィジッ
クス、第15巻、H.Oohashi, et al,“1.3μmIn
AsP compressively strained multiple-quantum-wel
l lasers for high-temperaure operation”, (J.Appl.
Phys., 15,p.4119(1995)) では、InAs0.520.48
縮歪ウェルと、−0.6%歪で1.1μmのバンドギャ
ップに対応するInGaAsPバリアの組み合わせの歪
補償MQW構造について述べている。これと同様の歪M
QWにより、1995年電子情報通信学会予稿集、大橋
他、「高温動作用InP系圧縮歪MQWレーザ」では、
優れた高温特性が報告している。
Further, from the viewpoint of strain stress compensation, a tensile strain barrier is often used together with a compressive strain well.
1995, Journal of Applied Physics, Vol. 15, H. Oohashi, et al, “1.3 μm In
AsP compressively strained multiple-quantum-wel
l lasers for high-temperaure operation ”, (J. Appl.
Phys., 15, p. 4119 (1995)) describes a strain-compensated MQW structure of a combination of an InAs 0.52 P 0.48 compressive strain well and an InGaAsP barrier corresponding to a band gap of 1.1 μm at −0.6% strain. ing. Similar distortion M
According to QW, 1995 IEICE Preprints, Ohashi et al., "InP-based Compressed Strain MQW Laser for High Temperature Operation"
Excellent high temperature properties are reported.

【0008】一方、光変調器においても、1995年、
エレクトロニクス レターズ、第31巻、K.Morito, R.
Sahara, K. Sato, Y. Kotaki and H.Soda, “High pow
er modulator integrated DFB laser incorporating st
rain-compensated MQW and graded SCH modulator for
10Gbit/s transmission ”, (Electronics Letters,31,
p.975(1995)) や、1996年電子情報通信学会エレクトロ
ニクスソサイエティ大会C−308の小滝「電界吸収型
光変調器集積化DFBレーザ」において、圧縮歪ウェ
ル、引っ張り歪バリアの光変調器が報告されている。こ
の報告で述べられているように、変調器では、ホールパ
イルアップによる変調特性の劣化を招かないように、価
電子帯バンド不連続を小さくすることが設計上重要であ
る。この価電子帯バンド不連続は、MQWからp−In
Pにかけて小さくする必要がある。このように設計する
ことにより、ホールキャリアの引き抜き時間を短くする
ことができる。以下、このような集積型光変調器につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
On the other hand, in the optical modulator, in 1995,
Electronics Letters, Vol. 31, K. Morito, R.
Sahara, K. Sato, Y. Kotaki and H. Soda, “High pow
er modulator integrated DFB laser incorporating st
rain-compensated MQW and graded SCH modulator for
10Gbit / s transmission ”, (Electronics Letters, 31,
p.975 (1995)) and an optical modulator with a compressive strain well and a tensile strain barrier were reported in Kotaki's "Electro-absorption-type optical modulator integrated DFB laser" at the C-308 Electronics Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers in 1996. Have been. As described in this report, it is important in the design of a modulator to reduce the valence band discontinuity so as not to deteriorate the modulation characteristics due to hole pile-up. The valence band discontinuity is determined from MQW to p-In
It is necessary to make it smaller toward P. By designing in this way, the hole carrier withdrawal time can be shortened. Hereinafter, such an integrated optical modulator will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】集積型光変調器は、斜視図で図5のように
なっている。集積型光変調器は、DFBレーザ部1、電
極分離部2、変調器部3よりなる。DFB(Distribute
d Feed-Back )レーザは、分布帰還型レーザとも呼ば
れ、図5に示すn型InP基板4の上の回折格子5によ
り、単一モードのレーザ光を発振する。変調器部3は、
このDFBレーザ光をON,OFFし、デジタル信号を
生成する機能を有している。なお、本集積型光変調器の
周辺構造として、保護膜としての二酸化シリコン膜2
0、ポリイミド21、電源電流を注入するp側電極2
2、基板電極としてのn側電極23、反射面に施される
無反射のARコーティング膜24が備えられている。
FIG. 5 is a perspective view of the integrated optical modulator. The integrated optical modulator includes a DFB laser unit 1, an electrode separation unit 2, and a modulator unit 3. DFB (Distribute
The d-feed-back laser is also called a distributed feedback laser, and oscillates a single-mode laser beam by the diffraction grating 5 on the n-type InP substrate 4 shown in FIG. The modulator unit 3
It has a function of turning on and off the DFB laser beam and generating a digital signal. The peripheral structure of the integrated optical modulator includes a silicon dioxide film 2 as a protective film.
0, polyimide 21, p-side electrode 2 for injecting power supply current
2, an n-side electrode 23 as a substrate electrode, and a non-reflective AR coating film 24 applied to the reflection surface.

【0010】この種の従来の光変調器の歪MQWとその
周囲は、断面図で、図8のようになっている。図8にお
いて、半導体レーザの一例として基板側から順次、n型
InP基板4、組成n−InGaAsPのガイド層6、
組成InGaAsPの圧縮歪ウェル層9、組成InGa
AsPの引っ張り歪バリア層10、組成InGaAsP
のSCH層111、組成InGaAsPのグレーデッド
SCH層112、組成InGaAsPのSCH層13、
組成p−InPのクラッド層14とで構成される。
FIG. 8 is a sectional view showing a distortion MQW of this type of conventional optical modulator and its surroundings. 8, as an example of a semiconductor laser, an n-type InP substrate 4, a guide layer 6 of composition n-InGaAsP,
Compressive strain well layer 9 of composition InGaAsP, composition InGa
AsP tensile strain barrier layer 10, composition InGaAsP
SCH layer 111, graded SCH layer 112 of composition InGaAsP, SCH layer 13 of composition InGaAsP,
And a cladding layer 14 having a composition of p-InP.

【0011】このInP/InGaAsPのエピタキシ
ャル層構造は、有機金属気相結晶成長(以下、MO−V
PEとよぶ。)法で行う。MO−VPE法の原料ガス
は、トリメチルインジウム(以下、TMIと呼ぶ。)、
トリメチルガリウム(以下、TMGという。)、トリメ
チルアルミニウム(以下、TMAlという。)、アルシ
ン(以下、AsH3 という。)、フォスフィン(以下、
PH3 という。)を用いる。また、有機金属は、水素の
バブリングにより供給する。ドーピングについては、適
宜、ジシラン(以下、Si2 6 という。)、ジメチル
ジンク(以下、DMZnという。)を水素で希釈したガ
スを用いる。
The InP / InGaAsP epitaxial layer structure is formed by metal organic vapor phase crystal growth (hereinafter referred to as MO-V
Called PE. ) Method. The source gas of the MO-VPE method is trimethylindium (hereinafter, referred to as TMI),
Trimethylgallium (hereinafter, referred to as TMG), trimethylaluminum (hereinafter, referred to as TMAl), arsine (hereinafter, referred to as AsH 3 ), phosphine (hereinafter, referred to as TMH).
That PH 3. ) Is used. The organic metal is supplied by bubbling hydrogen. For doping, a gas obtained by diluting disilane (hereinafter, referred to as Si 2 H 6 ) and dimethyl zinc (hereinafter, referred to as DMZn) with hydrogen is used as appropriate.

【0012】層構造は、表面の面方位が(100)面の
n型InP基板4上に、バンドギャップ波長が1.15
μmの(以下、1.15μm組成の、という。)n−I
nGaAsPガイド層6が50nm〜100nm、その
上に歪MQW層8があり、歪MQW層8は、7層の圧縮
歪InGaAsPウェル層9と、その間の引っ張り歪I
nGaAsPバリア層10からなっている。歪MQW層
8の上には、1.15μm組成のInGaAsP SC
H層111が10nm、1.15μmから1.0μmま
で組成を変化させたグレーデッドInGaAsP SC
H層112が50nm、1.0μm組成InGaAsP
SCH層13が10nm、p−InPクラッド層14
がある。SCHとは、Separate Confinement Heter
ostructure(分離閉じ込めヘテロ構造)のことであり、
導波光を閉じ込める機能を有している。
The layer structure has a band gap wavelength of 1.15 on an n-type InP substrate 4 having a (100) plane orientation.
μm (hereinafter referred to as a 1.15 μm composition) nI
The nGaAsP guide layer 6 has a thickness of 50 nm to 100 nm, and a strained MQW layer 8 is provided thereon. The strained MQW layer 8 has seven compressive strained InGaAsP well layers 9 and a tensile strain I between them.
It is composed of an nGaAsP barrier layer 10. On the strained MQW layer 8, InGaAsP SC having a composition of 1.15 μm is formed.
Graded InGaAsP SC in which the H layer 111 has a composition changed from 10 nm to 1.15 μm to 1.0 μm.
H layer 112 is made of 50 nm, 1.0 μm composition InGaAsP
SCH layer 13 is 10 nm, p-InP cladding layer 14
There is. SCH stands for Separate Confinement Heter
ostructure (isolated confinement heterostructure)
It has the function of confining guided light.

【0013】圧縮歪InGaAsPウェル層9の歪量は
+0.5%で、厚さは9nmである。引っ張り歪InG
aAsPバリア層10の歪量は−0.3%で、厚さは
5.1nmである。DFBレーザの発振波長が1.55
μmであるのに対し、この歪MQW層8の遷移波長は、
1.47μmであり、逆バイアスをかけたときに1.5
5μm光を吸収できるようになる。
The strain amount of the compressively strained InGaAsP well layer 9 is + 0.5%, and the thickness is 9 nm. Tensile strain InG
The strain amount of the aAsP barrier layer 10 is -0.3%, and the thickness is 5.1 nm. The oscillation wavelength of the DFB laser is 1.55
μm, the transition wavelength of this strained MQW layer 8 is:
1.47 μm and 1.5 when reverse biased
5 μm light can be absorbed.

【0014】図9はこの層構造のバンドダイアグラム図
である。光変調器に逆バイアスをかけると、DFBレー
ザからの光は、歪MQW層8で吸収され、InGaAs
Pウェル層9内に、電子キャリアとヘビーホールキャリ
アが発生する。電子の有効質量は軽いため、逆バイアス
により容易にn型InP基板4に輸送されるが、ホール
は重いためバンド不連続点で、キャリアがパイルアップ
されないようなバンドラインナップを設計する必要があ
る。
FIG. 9 is a band diagram of this layer structure. When a reverse bias is applied to the optical modulator, the light from the DFB laser is absorbed by the strained MQW layer 8 and becomes InGaAs.
Electron carriers and heavy hole carriers are generated in the P well layer 9. Since the effective mass of electrons is light, they are easily transported to the n-type InP substrate 4 by reverse bias. However, since the holes are heavy, it is necessary to design a band lineup such that carriers are not piled up at band discontinuity points.

【0015】まず、歪MQW層8内でのホールキャリア
の輸送であるが、各ウェル圧縮歪InGaAsPウェル
層9内のホールキャリアは、複数の引っ張り歪InGa
AsPバリア層10の障壁を乗り越えて、InGaAs
P SCH層111に輸送される必要がある。このキャ
リア引き抜きが速やかに起こるためには、ウェルとバリ
アの間の価電子帯のバンド不連続が小さければ良い。こ
れを達成するために、単純に、バリアのバンドギャップ
を小さくすると、伝導帯のバンド不連続も小さくなるた
め、QCSEが十分でなくなり、大きな消光比が得られ
なくなる。これを解決するため、図9下段に示すよう
に、バリア層10に引っ張り歪を導入して、電子の障壁
を高く、ホールの障壁を小さくしている。引っ張り歪を
かけると、ウェル層9とヘビーホール準位とバリア層1
0のライトホールバンド端が近づき、上に述べた歪MQ
W層8の例では、ホール側のバンド端不連続は74me
Vまで低減できている。
First, transport of hole carriers in the strained MQW layer 8 will be described. Hole carriers in each well-compressed strained InGaAsP well layer 9 have a plurality of tensile strained InGaP layers.
Over the barrier of the AsP barrier layer 10, InGaAs
It needs to be transported to the PSCH layer 111. In order for this carrier extraction to occur quickly, the band discontinuity of the valence band between the well and the barrier should be small. If the band gap of the barrier is simply reduced to achieve this, the band discontinuity of the conduction band is also reduced, so that QCSE becomes insufficient and a large extinction ratio cannot be obtained. To solve this, as shown in the lower part of FIG. 9, a tensile strain is introduced into the barrier layer 10 to increase the electron barrier and decrease the hole barrier. When tensile strain is applied, the well layer 9, the heavy hole level and the barrier layer 1 are removed.
0 light hole band edge approaches and the above-mentioned distortion MQ
In the example of the W layer 8, the band edge discontinuity on the hole side is 74 me.
V.

【0016】また、圧縮歪ウェル/引っ張り歪バリアの
組み合わせを用いるのは、応力を補償するため、結晶成
長上、欠陥の導入を招きにくいという利点もある。
The use of the combination of the compressive strain well / tensile strain barrier also has an advantage in that, in order to compensate for stress, it is difficult to introduce defects in crystal growth.

【0017】変調器の場合、MQW内のキャリア輸送だ
けでなく、SCH層からpクラッドへのキャリア引き抜
きも無視できない。1.15μmの組成InGaAsP
SCH層111と1.0μmの組成InGaAsP
SCH層13の間は、グレーデッドInGaAsP S
CH層112の挿入により、約100meVの価電子帯
バンド不連続を解消している。残るは、InGaAsP
SCH層13とp−InPクラッド層14の間の価電
子帯バンド不連続であるが、これは、66meVと小さ
く、InP側がpドーピングしてあるため、ホールキャ
リアはこのヘテロギャップを乗り越えることができる。
In the case of the modulator, not only the carrier transport in the MQW but also the carrier extraction from the SCH layer to the p clad cannot be ignored. 1.15 μm composition InGaAsP
SCH layer 111 and 1.0 μm composition InGaAsP
Between the SCH layers 13, graded InGaAsP S
The insertion of the CH layer 112 eliminates valence band discontinuity of about 100 meV. What remains is InGaAsP
The valence band discontinuity between the SCH layer 13 and the p-InP cladding layer 14 is as small as 66 meV and p-doped on the InP side, so that hole carriers can cross this heterogap. .

【0018】このような変調器構造を用いた集積型光変
調器では、DFBレーザ部1への戻り光が発振波長揺ら
ぎを引き起こさないように、変調器部3の前端面は、無
反射コーティング24を施す。また、十分な消光比を得
るため、変調器長は、250μmとする。このような設
計の集積型光変調器では、10mW出力でも、2Vのバ
イアスで、15dBという十分な消光比が得られる。
In the integrated optical modulator using such a modulator structure, the front end face of the modulator section 3 is coated with an anti-reflection coating 24 so that the return light to the DFB laser section 1 does not cause oscillation wavelength fluctuation. Is applied. In order to obtain a sufficient extinction ratio, the modulator length is set to 250 μm. In the integrated optical modulator having such a design, a sufficient extinction ratio of 15 dB can be obtained with a bias of 2 V even at an output of 10 mW.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず第
1の問題点は、光変調器において、光吸収により発生し
たホールキャリアの引き抜きが十分速やかに行われない
ために、DCバイアス時に比べ、高速変調時の消光比が
十分大きく取れないという点である。DCバイアス時で
は、2Vバイアス時の消光比が15dBとれても、動的
消光比は10dBに劣化する。
However, the first problem is that the hole modulator generated by the light absorption is not extracted sufficiently quickly in the optical modulator. The point is that the extinction ratio at the time cannot be made sufficiently large. At the time of DC bias, even if the extinction ratio at the time of 2 V bias is 15 dB, the dynamic extinction ratio is degraded to 10 dB.

【0020】すなわち、MQW構造のキャリア輸送が考
えられる。これは、バルクの変調器では、DC時の消光
比と動的消光比との間の差が比較的小さいのに対し、M
QW構造の変調器では、無視できない差が生じているこ
とから推察される。上述した従来のMQW構造において
も、歪補償型により、ホールのバンド不連続を低減して
いるが、それでもp側のSCH層をグレーデッド化した
ほどには徹底されていない。しかもホールキャリアは何
層ものバリア層を乗り越えなければならないため、この
障壁がホールキャリア引き抜きを律速する。
That is, carrier transport of the MQW structure can be considered. This is because the bulk modulator has a relatively small difference between the DC extinction ratio and the dynamic extinction ratio, whereas M
It can be inferred from the fact that a difference that cannot be ignored occurs in the modulator having the QW structure. In the conventional MQW structure described above, the band discontinuity of holes is reduced by the distortion compensation type, but it is still not as thorough as the graded p-side SCH layer. In addition, since the hole carrier has to overcome many barrier layers, the barrier controls the hole carrier extraction.

【0021】変調器長が250μmで消光比が15dB
のとき、変調器のDFBレーザ側50μmで3dBの光
吸収があることになる。レーザからのパワーが10mW
とすると、50μmの長さで5mWの光を吸収するた
め、そこに4mAの光電流が発生する。このような大き
な発生キャリアがMQWからスムーズに出れない場合、
空間電荷効果によりキャリアを引き抜く電界が弱くなる
ため、相当長い時間キャリアがウェル内に滞留すると考
えられ、ホールキャリアの引き抜きが遅く、消去比が小
さくなる。
A modulator length of 250 μm and an extinction ratio of 15 dB
In this case, there is light absorption of 3 dB at 50 μm on the DFB laser side of the modulator. 10mW power from laser
Then, since a light of 5 mW is absorbed at a length of 50 μm, a photocurrent of 4 mA is generated there. If such a large generated carrier does not come out of the MQW smoothly,
Since the electric field for extracting the carriers is weakened by the space charge effect, the carriers are considered to stay in the well for a considerably long time, so that the extraction of the hole carriers is slow and the erasing ratio is reduced.

【0022】また、第2の問題点は、MQW構造のレー
ザにおいて、変調帯域が十分に伸びないという問題があ
る。というのは、MQW構造には、キャリアのウェル間
輸送時間を必要とするというバルクのレーザにはない問
題があり、その上、ウェル間のキャリア密度の不均一が
電流注入が増えるにつれ悪化するため、実質的な利得飽
和現象がおこるためである。利得飽和係数が大きい時の
レーザの変調特性というのは、緩和振動での持ち上がり
が抑制され、3dB帯域が低下するかたちになる。この
ため、キャリア不均一注入がレーザの帯域の悪化につな
がることになる。
A second problem is that the modulation band cannot be sufficiently extended in the laser having the MQW structure. This is because the MQW structure has a problem that a bulk laser requires a carrier-to-well transport time, which is not a problem of a bulk laser, and furthermore, the non-uniformity of the carrier density between wells becomes worse as the current injection increases. This is because a substantial gain saturation phenomenon occurs. The modulation characteristic of the laser when the gain saturation coefficient is large is such that lifting due to relaxation oscillation is suppressed and the 3 dB band is reduced. Therefore, uneven carrier injection leads to deterioration of the laser band.

【0023】このことから、波長チャーピングが問題に
ならないような、短距離の1.3μm帯の光通信におい
て、10Gb/sを越える高速の直接変調を利用しよう
とすると、このような変調帯域の伸び悩みが大きな問題
となる。
From this fact, if it is attempted to use high-speed direct modulation exceeding 10 Gb / s in short-range optical communication in the 1.3 μm band where wavelength chirping does not become a problem, such a modulation band cannot be used. Slow growth is a major problem.

【0024】本発明の目的は、多重量子井戸構造で生ず
るウェル間のキャリア輸送の問題を完全に除くように、
MQW構造の特にホールのキャリア輸送をバルクライク
にすることである。その結果として、半導体レーザにお
いては、ホールキャリアの不均一注入が行われないよう
にし、光変調器においては、発生ホールキャリアの引き
抜きが速やかに行われるようにすることである。
An object of the present invention is to completely eliminate the problem of carrier transport between wells that occurs in a multiple quantum well structure.
This is to make the carrier transport of the MQW structure, particularly holes, bulk-like. As a result, in a semiconductor laser, non-uniform injection of hole carriers is prevented from being performed, and in an optical modulator, generated hole carriers are quickly extracted.

【0025】以上により、半導体レーザでは、歪MQW
半導体レーザの閾値電流の低減、スロープ効率の向上、
高出力、高温特性の向上し、また、変調帯域も向上させ
ることが、半導体レーザのデバイス特性での目的であ
る。また、光変調器では、発生ホールキャリアの引き抜
き時間を短くすることにより、消光比を向上させること
が目的である。
As described above, in the semiconductor laser, the strain MQW
Reduction of threshold current of semiconductor laser, improvement of slope efficiency,
It is an object of the device characteristics of the semiconductor laser to improve the high-output and high-temperature characteristics and to improve the modulation band. Another object of the optical modulator is to improve the extinction ratio by shortening the time for extracting generated hole carriers.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明の多重量子井戸構
造は、(1)圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりなる
多重量子井戸構造において、圧縮歪井戸層のウェル層の
ヘビーホール準位と、引っ張り歪障壁層のバリア層のラ
イトホール準位が等しい、(2)また、上記多重量子井
戸構造において、圧縮歪井戸層の歪量と、引っ張り歪障
壁層の歪量が、逆の符号で絶対値が等しい、(3)ま
た、前記の(1)、(2)の各項の多重量子井戸構造
が、III-V族化合物半導体よりなる、(4)また、前記
の(3)の多重量子井戸構造において、圧縮歪井戸層と
引っ張り歪障壁層のV族組成が等しく、III 族組成のみ
異なる、ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a multiple quantum well structure comprising: (1) a heavy hole level of a well layer of a compressive strain well layer in a multiple quantum well structure comprising a compressive strain well layer and a tensile strain barrier layer; (2) In the multiple quantum well structure, the strain amount of the compressive strain well layer and the strain amount of the tensile strain barrier layer are opposite signs. (3) Also, the multiple quantum well structure of each of the above items (1) and (2) is made of a group III-V compound semiconductor. (4) The multiple quantum well structure is characterized in that the compressive strain well layer and the tensile strain barrier layer have the same Group V composition and differ only in the Group III composition.

【0027】また、本発明の光半導体装置は、上記
(1)〜(4)の多重量子井戸構造を有していることを
特徴とする。
Further, the optical semiconductor device of the present invention is characterized by having the multiple quantum well structure of the above (1) to (4).

【0028】また、本発明の光変調器は、上記(1)〜
(4)の多重量子井戸構造又は光半導体装置を有してい
ることを特徴とする。さらに、本発明の光変調器は、回
析格子を備えたDFBレーザ部と、前記多重量子井戸構
造を備えた変調器部と、前記DFBレーザ部と変調器部
とを光学的に伝通する電極分離部とを備えたことを特徴
とする。
Further, the optical modulator of the present invention has the above (1) to (4).
(4) It has a multiple quantum well structure or an optical semiconductor device. Furthermore, the optical modulator of the present invention optically transmits the DFB laser unit having a diffraction grating, the modulator unit having the multiple quantum well structure, and the DFB laser unit and the modulator unit. And an electrode separation part.

【0029】[作用]III-V族化合物半導体において
は、歪をかけると、価電子帯エネルギーは、ヘビーホー
ルとライトホールに分裂する。V族組成一定で、III 族
組成を変化させた場合、圧縮歪では、ヘビーホール準位
が上がって、ライトホール準位が下がり、伝導帯端は下
がる。引っ張り歪では逆である。従って、ウェルとバリ
アで、V族組成を等しくし、III 族組成を変えて、それ
ぞれ、圧縮歪、引っ張り歪とした場合、電子とヘビーホ
ールは、ウェル層に量子閉じ込め準位ができるが、ライ
トホールでは、バリア層側に閉じ込め準位ができる。
[Operation] In a group III-V compound semiconductor, when strain is applied, the valence band energy is split into heavy holes and light holes. When the group III composition is changed while the group V composition is constant, the heavy hole level increases, the light hole level decreases, and the conduction band edge decreases under compressive strain. The opposite is true for tensile strain. Therefore, when the group V composition is made equal in the well and the barrier, and the group III composition is changed to respectively compressive strain and tensile strain, electrons and heavy holes have quantum confinement levels in the well layer, but light In the hole, a confinement level is formed on the barrier layer side.

【0030】そして、適当な歪量と層厚で、ウェル層内
のヘビーホール準位と、バリア層内のライトホール準位
を等しくすることができる。このとき、フォノンエネル
ギーのやりとり無しに、ウェル層内のヘビーホールとバ
リア層内のライトホールの間は互いに遷移できるため
に、MQW構造内でホールキャリアはなんの障壁も無く
動き回れることができ、実質的にバルクの中のキャリア
輸送と同等になる。
The heavy hole level in the well layer and the light hole level in the barrier layer can be made equal with an appropriate amount of strain and layer thickness. At this time, since the transition between the heavy hole in the well layer and the light hole in the barrier layer can be made without any exchange of phonon energy, the hole carriers can move around without any barrier in the MQW structure, Substantially equivalent to carrier transport in the bulk.

【0031】キャリア輸送においては、ホールはバルク
ライクとなるが、波動関数的には、量子閉じ込めを受け
ている。ウェル層内のヘビーホールは、バリア層のヘビ
ーホール準位を障壁として、量子閉じ込めされた固有状
態が存在する。このため、光吸収時の量子閉じ込めシュ
タルク効果は健在である。光のエネルギーを受けて、電
子−ホール対が生成されるときは、量子井戸として機能
し、いったんキャリアが生成された後は、ホールの振る
舞いはバルクライクになるのである。
In carrier transport, holes become bulk-like, but are quantum confined in terms of wave function. The heavy hole in the well layer has a quantum confined eigenstate using the heavy hole level of the barrier layer as a barrier. For this reason, the quantum confined Stark effect at the time of light absorption is alive. When an electron-hole pair is generated by receiving light energy, it functions as a quantum well, and once the carriers are generated, the behavior of the hole becomes bulk-like.

【0032】例えば、長波光通信用の材料であるInP
基板上のInGaAsP系では、無歪のInGaAsP
からInリッチにして歪量を1.5%としたものをウェ
ル層、Gaリッチにして歪量を−1.5%にしたものを
バリア層とすると、ヘビーホールとライトホールのエネ
ルギー準位は約100meV分裂し、ウェル層のヘビー
ホールバンド端と、バリア層のライトホールバンド端を
ほぼ等しくすることができる。ヘビーホールの量子閉じ
込めとしては、ウェル層のヘビーホールバンド端に対し
て、バリア層のヘビーホールバンド端は約100meV
の高さがあるため、十分な量子閉じ込め効果が得られ
る。一方、電子側のバンド不連続は、200〜300m
eVあるため、有効質量の軽い電子に対しても十分な量
子閉じ込め効果が得られる。
For example, InP which is a material for long-wave optical communication
In the InGaAsP system on the substrate, the strain-free InGaAsP
When the well layer and the Ga-rich layer having a strain amount of -1.5% are defined as the well layer and the barrier layer, the energy level of the heavy hole and the light hole is as follows. It splits by about 100 meV, and the heavy hole band edge of the well layer and the light hole band edge of the barrier layer can be made substantially equal. As for the quantum confinement of the heavy hole, the heavy hole band edge of the barrier layer is about 100 meV with respect to the heavy hole band edge of the well layer.
, A sufficient quantum confinement effect can be obtained. On the other hand, the band discontinuity on the electron side is 200 to 300 m.
Because of the eV, a sufficient quantum confinement effect can be obtained even for an electron having a small effective mass.

【0033】いま、例として、ウェル層とバリア層でV
族組成一定としたが、これは必ずしも必要ではない。し
かし、1.5%という歪量では、臨界膜厚が小さく、結
晶成長時に結晶欠陥が導入される危険が高い。そこで、
V族組成一定という条件を課すことにより、結晶成長の
界面切換えを容易にして、結晶欠陥の導入を防止する。
実際、MO−VPE成長では、基板を保持するサセプタ
からのAs再蒸発等が問題となり、ウェル/バリア間で
のV族切換えは、かなり難しい。これをウェルとバリア
の組成をV族組成が等しいものから選ぶと、V族切換え
は必要なくなり、このような問題を排除することができ
る。
Now, as an example, it is assumed that the well layer and the barrier layer have V
Although the group composition was fixed, this is not always necessary. However, with a strain amount of 1.5%, the critical film thickness is small, and there is a high risk of introducing crystal defects during crystal growth. Therefore,
By imposing the condition that the composition of the group V is constant, it is possible to easily switch the interface of crystal growth and to prevent the introduction of crystal defects.
In fact, in MO-VPE growth, As re-evaporation from the susceptor holding the substrate becomes a problem, and it is quite difficult to switch the group V between the well and the barrier. If the composition of the well and the barrier is selected from those having the same V-group composition, the V-group switching becomes unnecessary, and such a problem can be eliminated.

【0034】このようにして得られたMQW構造では、
キャリア輸送ではバルクライク、光との相互作用では量
子効果を有するため、半導体レーザや光変調器がバルク
からMQW構造に進化したときに失った特性を回復しつ
つ、得られたすばらしい特性をそのまま享受し続けるこ
とができる。
In the MQW structure thus obtained,
Since carrier transport has a bulk-like effect and interaction with light has a quantum effect, the characteristics that semiconductor lasers and optical modulators lost when they evolved from bulk to the MQW structure can be recovered while enjoying the excellent characteristics obtained. You can continue to do.

【0035】バルクからMQWに移行したときにおきる
デメリットとは、キャリアの不均一であり、この不均一
のため、キャリア輸送時間の遅延、実効的な利得飽和を
招いた。このため、光変調器における動的消光比や、半
導体レーザにおける変調帯域の伸びなど、かえって悪化
した特性がある。本発明の多重量子井戸構造は、上に述
べた理由により、このような問題を根本的に解決する。
The disadvantages when moving from bulk to MQW are the non-uniformity of the carrier, and this non-uniformity causes a delay in carrier transport time and an effective gain saturation. For this reason, there are rather deteriorated characteristics such as a dynamic extinction ratio in an optical modulator and an extension of a modulation band in a semiconductor laser. The multiple quantum well structure of the present invention fundamentally solves such a problem for the reasons described above.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】[第1の実施形態]次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0037】図1は、本発明の光変調器の多重量子井戸
構造の断面図である。図5は、この光変調器の多重量子
井戸を組み込んだ集積型光変調器の斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view of a multiple quantum well structure of an optical modulator according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view of an integrated optical modulator incorporating the multiple quantum well of the optical modulator.

【0038】図5を参照すると、この集積型光変調器
は、400μm長のDFBレーザ部1、50μm長の電
極分離部2、250μm長の変調器部3からなる。これ
らは、(100)の面方位のn型InP基板4上に形成
されており、DFBレーザ部1では、n型InP基板4
上にピッチが243nmの回折格子5が形成され、1.
55μm波長の光が単一モードで発振する機能がある。
なお、本集積型光変調器の周辺構造として、保護膜とし
ての二酸化シリコン膜20、ポリイミド21、電源電流
を注入するp側電極22、基板電極としてのn側電極2
3、反射面に施される無反射のARコーティング膜24
が備えられている。
Referring to FIG. 5, the integrated optical modulator comprises a DFB laser unit 1 having a length of 400 μm, an electrode separation unit 2 having a length of 50 μm, and a modulator unit 3 having a length of 250 μm. These are formed on the n-type InP substrate 4 having the (100) plane orientation. In the DFB laser unit 1, the n-type InP substrate 4
A diffraction grating 5 having a pitch of 243 nm is formed thereon.
There is a function of oscillating light having a wavelength of 55 μm in a single mode.
The peripheral structure of the integrated optical modulator includes a silicon dioxide film 20 as a protective film, a polyimide 21, a p-side electrode 22 for injecting power supply current, and an n-side electrode 2 as a substrate electrode.
3. Non-reflective AR coating film 24 applied to the reflection surface
Is provided.

【0039】つぎに、図1を参照すると、変調器部3の
半導体結晶の層構造は、以下のようになっている。
Next, referring to FIG. 1, the layer structure of the semiconductor crystal of the modulator section 3 is as follows.

【0040】まず、n型InP基板4の上に、厚さが2
0〜200nmのn−InGaAsPガイド層6、厚さ
が5〜50nmの引っ張り歪InGaAsP SCH層
7、歪MQW層8があり、歪MQW層8は、層数が3〜
10の圧縮歪InGaAsPウェル層9と引っ張り歪I
nGaAsPバリア層10からなる応力歪補償型の歪M
QW層である。歪MQW層8の上には、順にバンドギャ
ップが大きくなっていく、引っ張り歪InGaAsP
SCH層11、グレーデッド引っ張り歪InGaAsP
SCH層12、InGaAsP SCH層13、p−
InPクラッド層14が積層されており、このSCH層
のトータル層厚は30〜200nmである。
First, on the n-type InP substrate 4, a thickness of 2
There are an n-InGaAsP guide layer 6 having a thickness of 0 to 200 nm, a tensile strained InGaAsP SCH layer 7 having a thickness of 5 to 50 nm, and a strained MQW layer 8. The number of the strained MQW layers 8 is three to three.
10 compressive strain InGaAsP well layer 9 and tensile strain I
Stress strain compensation type strain M composed of nGaAsP barrier layer 10
It is a QW layer. On the strained MQW layer 8, a tensile strained InGaAsP having a bandgap increasing in order.
SCH layer 11, graded tensile strain InGaAsP
SCH layer 12, InGaAsP SCH layer 13, p-
The InP cladding layer 14 is laminated, and the total thickness of the SCH layer is 30 to 200 nm.

【0041】図2は、この層構造に対応するバンドダイ
アグラム図である。本発明の歪MQW層にとって最低限
備える必要のある第1の特徴は、ウェル層内のヘビーホ
ール準位とバリア層内のライトホール準位が等しくなっ
ていることである。望ましくは、ウェル層9のヘビーホ
ールバンド端と、バリア層10のライトホールバンド端
が等しいという第2の特徴を備えると良い。第1の特徴
と第2の特徴は、ウェル層9の厚さとバリア層10の厚
さを適当に選ぶと両立させることができる。
FIG. 2 is a band diagram corresponding to this layer structure. A first feature that the strained MQW layer of the present invention must have at least is that the heavy hole level in the well layer is equal to the light hole level in the barrier layer. Desirably, the second feature that the heavy hole band edge of the well layer 9 and the light hole band edge of the barrier layer 10 are equal is provided. The first feature and the second feature can be made compatible by appropriately selecting the thickness of the well layer 9 and the thickness of the barrier layer 10.

【0042】このような特徴の上に、ウェル層9のライ
トホールバンド端とバリア層10のヘビーホールバンド
端をほぼ等しくすれば、バリア準位にあるホールキャリ
アも歪MQW層8内を輸送されやすいという利点が生ず
る。
If the light hole band edge of the well layer 9 and the heavy hole band edge of the barrier layer 10 are made substantially equal to each other, hole carriers at the barrier level are also transported in the strained MQW layer 8. This has the advantage of being easy.

【0043】このような歪MQW層8のバンドラインナ
ップを得る方法として、ウェル層とバリア層を、同じ組
成の無歪InGaAsPから、III 族組成のみ変化させ
て、それぞれ逆の歪を、同じ量だけかけると良い。この
とき、ほぼ上に述べた特徴を有したMQWとなってい
る。歪量としては1.2%〜1.8%が適当である。こ
の歪量の下限は、良好な量子閉じ込めができる障壁高さ
から、歪量の上限は、結晶欠陥が入らないための条件か
ら決まってくる。
As a method of obtaining such a band lineup of the strained MQW layer 8, the well layer and the barrier layer are changed from the unstrained InGaAsP having the same composition only in the group III composition, and the opposite strains are respectively changed by the same amount. Good to put on. At this time, the MQW has almost the above-described characteristics. An appropriate amount of distortion is 1.2% to 1.8%. The lower limit of the amount of strain is determined by the barrier height at which good quantum confinement can be achieved, and the upper limit of the amount of strain is determined by conditions for preventing crystal defects.

【0044】次に、本発明の実施の形態の製造方法につ
いて、図6、図7を参照して詳細に説明する。
Next, the manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0045】まず、最初に、表面の面方位が(100)
面のn型InP基板4上の、長さ400μmのDFBレ
ーザ部1に、(011)面に平行な溝がピッチ243n
mで並んでいる回折格子5を形成する。次に、間隙が
1.8μmの2対の二酸化シリコン膜15のストライプ
マスクを形成する。この二酸化シリコン膜15の幅は、
DFBレーザ部1で10μm、変調器部3で4μmであ
り、変調器部3のDFBレーザ部1と反対側の端30μ
mの部分においては、2対の二酸化シリコン膜15が閉
じる形状とする。変調器部3の長さは250μmであ
り、変調器部3とDFBレーザ部1の間には二酸化シリ
コン膜15の幅が連続的に変化する遷移領域部が50μ
mの長さで挿入されている。この二酸化シリコン膜15
は、MO−VPEでの成長阻止マスクとなり、このマス
ク幅をDFBレーザ部1と変調器部3で変化させること
により、MQWの遷移準位を変化させることができる。
First, the plane orientation of the surface is (100).
A groove parallel to the (011) plane has a pitch of 243n on the 400 μm long DFB laser unit 1 on the n-type InP substrate 4 of the plane.
The diffraction gratings 5 arranged in m are formed. Next, a stripe mask of two pairs of silicon dioxide films 15 having a gap of 1.8 μm is formed. The width of the silicon dioxide film 15 is
It is 10 μm in the DFB laser unit 1 and 4 μm in the modulator unit 3, and the end of the modulator unit 3 on the opposite side to the DFB laser unit 30 μm
In the part m, the shape is such that the two pairs of silicon dioxide films 15 are closed. The length of the modulator section 3 is 250 μm, and a transition area where the width of the silicon dioxide film 15 changes continuously between the modulator section 3 and the DFB laser section 1 is 50 μm.
m. This silicon dioxide film 15
Is a mask for preventing growth in MO-VPE, and the transition level of MQW can be changed by changing the mask width in the DFB laser unit 1 and the modulator unit 3.

【0046】このMO−VPEの選択成長では、InP
とInGaAsPのエピタキシャル成長を行うが、原料
ガスは、TMI、TMG、AsH3 、PH3 を用い、有
機金属は、水素のバブリングにより供給する。ドーピン
グについては、適宜、Si26 、DMZnを水素で希
釈したガスを用いる。また、成長圧力は、100Tor
rとする。
In this selective growth of MO-VPE, InP
And InGaAsP are epitaxially grown. TMI, TMG, AsH 3 and PH 3 are used as source gases, and the organic metal is supplied by bubbling hydrogen. For doping, a gas obtained by diluting Si 2 H 6 and DMZn with hydrogen is used as appropriate. The growth pressure is 100 Torr.
r.

【0047】二酸化シリコン膜15形成後、上述の図1
の層構造で、MO−VPE選択成長を行う。MQW構造
の遷移波長は、DFBレーザ部1で1.56μm、変調
器部3で1.47μmとなる。MO−VPEでは、(1
11)B面の成長速度が遅いため、一般に、選択成長側
面には、(111)B面が形成されるが、変調器部3出
射部のウインドウ部16の側面は、(111)A面が形
成される。
After the formation of the silicon dioxide film 15, the above-described FIG.
MO-VPE selective growth is performed with the layer structure of FIG. The transition wavelength of the MQW structure is 1.56 μm in the DFB laser unit 1 and 1.47 μm in the modulator unit 3. In MO-VPE, (1
11) Since the growth rate of the B surface is low, the (111) B surface is generally formed on the selective growth side surface, but the (111) A surface is formed on the side surface of the window portion 16 of the exit portion of the modulator 3. It is formed.

【0048】歪MQW層8の組成として、圧縮歪InG
aAsPウェル層9と引っ張り歪InGaAsPバリア
層10のV族組成を一定としたものを採用したときは、
歪MQW層8のMO−VPE選択成長時に、AsH3
PH3 は一定流量で供給し、III 族流量のみウェル/バ
リア界面で切り換えれば良い。このような成長法をとる
ことにより、サセプタからのAsH3 再蒸発などの問題
を考慮する必要がなくなり、強歪の歪補償型MQWを成
長することができる。このようにV族組成一定とすると
良好な結晶が得られることについては、CNETによる
1993年、第5回インターナショナル コンファレン
ス オン インジウム フォスファイドアンド リレー
テッド マテリアルズの論文番号TuBl(5th Intern
ational Conference on Indium Phosphide and Related
Materials, paper TuBl(1993))によって、知られてい
る。
The composition of the strained MQW layer 8 is as follows.
When the V-group compositions of the aAsP well layer 9 and the tensile strained InGaAsP barrier layer 10 are fixed,
At the time of MO-VPE selective growth of the strained MQW layer 8, AsH 3 ,
PH 3 is supplied at a constant flow rate, and only the group III flow rate may be switched at the well / barrier interface. By adopting such a growth method, it is not necessary to consider a problem such as re-evaporation of AsH 3 from the susceptor, and it is possible to grow a strain-compensated MQW having a strong strain. The fact that a good crystal can be obtained when the group V composition is kept constant is described by CNET in 1993 at the 5th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials, paper number TuBl (5th Intern).
ational Conference on Indium Phosphide and Related
Materials, paper TuBl (1993)).

【0049】次に、図7を参照しつつ、選択成長リッジ
部の両脇1μmの二酸化シリコン膜15を除去する。ウ
インドウ部16においても、同じ位置まで二酸化シリコ
ン膜15を除去する。その上で、p−InP埋込み層1
7、p−InGaAsPコンタクト層18、p−InG
aAsコンタクト層19を成長する。そして、リッジ部
以外の平坦成長部のエピタキシャル層を除去する。
Next, referring to FIG. 7, the silicon dioxide film 15 of 1 μm on both sides of the selective growth ridge portion is removed. In the window portion 16, the silicon dioxide film 15 is removed to the same position. Then, the p-InP buried layer 1
7, p-InGaAsP contact layer 18, p-InG
An aAs contact layer 19 is grown. Then, the epitaxial layer in the flat growth portion other than the ridge portion is removed.

【0050】次に、電極分離部2のp−InGaAsP
コンタクト層18、p−InGaAsコンタクト層19
を除去し、DFBレーザ部1、変調器部3の選択成長上
面でのみ開口した二酸化シリコン膜20を図7のよう
に、形成する。
Next, the p-InGaAsP of the electrode separation portion 2
Contact layer 18, p-InGaAs contact layer 19
Is removed, and a silicon dioxide film 20 opened only on the selective growth upper surfaces of the DFB laser unit 1 and the modulator unit 3 is formed as shown in FIG.

【0051】次に、ポリイミド21を選択成長の上面が
露出するように形成し、p側電極22を、DFBレーザ
部1、変調器部3に形成する。次に、裏面研磨を行っ
て、ウェハーの厚さを120μmにしてから、n側電極
23を形成する。
Next, a polyimide 21 is formed so that the upper surface of the selective growth is exposed, and a p-side electrode 22 is formed on the DFB laser unit 1 and the modulator unit 3. Next, after the back surface is polished to reduce the thickness of the wafer to 120 μm, the n-side electrode 23 is formed.

【0052】最後に、端面劈開を行い、図5のように、
変調器部3側の端面にシリコン窒化膜からなるARコー
ティング膜24を施す。DFBレーザ部1側の端面は二
酸化シリコン膜/アモルファスシリコン膜/二酸化シリ
コン膜の3層コーティングにより、75%の端面反射率
を得るようにする。
Finally, the end face is cleaved, and as shown in FIG.
An AR coating film 24 made of a silicon nitride film is applied to the end face on the modulator section 3 side. The end face on the side of the DFB laser section 1 is coated with three layers of silicon dioxide film / amorphous silicon film / silicon dioxide film so as to obtain a facet reflectivity of 75%.

【0053】以上の工程により作成された、ウインドウ
部16+ARコーティング膜24の構造により、変調器
部3端面の反射率は、0.04%以下にすることができ
る。
The reflectance of the end face of the modulator 3 can be reduced to 0.04% or less by the structure of the window 16 and the AR coating film 24 formed by the above steps.

【0054】以上の実施の形態は、InP基板上のIn
GaAsPウェル/InGaAlAsPバリアや、その
他、一般のIII-V族化合物半導体にも、もちろん適用す
ることができる。
In the above embodiment, the InP substrate on the InP substrate
Of course, the present invention can be applied to a GaAsP well / InGaAlAsP barrier and other general III-V compound semiconductors.

【0055】[0055]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0056】図1を参照すると、本発明の実施例は、変
調器部3のエピ構造が、n型InP基板4の上に、厚さ
が100nmで1.0μm組成のn−InGaAsPガ
イド層6と、厚さがそれぞれ15nmの引っ張り歪In
GaAsP SCH層7と引っ張り歪InGaAsP
SCH層11にはさまれた歪MQW層8があり、その上
には、グレーデッド引っ張り歪InGaAsP SCH
層12、厚さ20nmで1.0μm組成のInGaAs
P SCH層13、p−InPクラッド層14が積層さ
れている。
Referring to FIG. 1, according to the embodiment of the present invention, the epi structure of the modulator section 3 is such that an n-InGaAsP guide layer 6 having a thickness of 100 nm and a composition of 1.0 μm is formed on an n-type InP substrate 4. And tensile strain In having a thickness of 15 nm each.
GaAsP SCH layer 7 and tensile strained InGaAsP
There is a strained MQW layer 8 sandwiched between the SCH layers 11, on which a graded tensile strained InGaAsP SCH
Layer 12, InGaAs having a thickness of 20 nm and a composition of 1.0 μm
A PSCH layer 13 and a p-InP cladding layer 14 are stacked.

【0057】歪MQW層8は、5層の圧縮歪InGaA
sPウェル層9と、引っ張り歪InGaAsPバリア層
10からなる応力歪補償型の歪MQWである。引っ張り
歪InGaAsP SCH層7と引っ張り歪InGaA
sPバリア層10と引っ張り歪InGaAsP SCH
層11の組成は等しく、1.4μm組成のInGaAs
PをIII 族組成のみ変えて1.5%の引っ張り歪をかけ
たものである。圧縮歪InGaAsPウェル層9は、同
じ1.4μm組成のInGaAsPから逆に歪をかけ
て、1.5%の圧縮歪としたものである。(以下、歪を
かけるときIII 族組成のみ変えるという表記を略す
る。)圧縮歪InGaAsPウェル層9の厚さは4.5
nm、引っ張り歪InGaAsPバリア層10の厚さは
10nmとする。このような構造を採用することによっ
て、ウェル層9内のヘビーホール準位とバリア層10内
のライトホール準位は、いずれもバンド端から20〜2
5meVの位置にあって、これらのエネルギー準位をほ
ぼ等しくすることができる。
The strained MQW layer 8 has five layers of compression strained InGaAs.
The strain MQW is a stress-strain-compensated strain MQW including the sP well layer 9 and the tensile strained InGaAsP barrier layer 10. Tensile strained InGaAsP SCH layer 7 and tensile strained InGaAs
sP barrier layer 10 and tensile strained InGaAsP SCH
The composition of the layer 11 is equal, and InGaAs having a composition of 1.4 μm
In the case of P, only the group III composition was changed and 1.5% tensile strain was applied. The compressively-strained InGaAsP well layer 9 is obtained by applying a reverse strain to InGaAsP having the same composition of 1.4 μm to have a compressive strain of 1.5%. (Hereinafter, the notation that only the group III composition is changed when strain is applied is omitted.) The thickness of the compressively strained InGaAsP well layer 9 is 4.5.
nm, and the thickness of the tensile-strained InGaAsP barrier layer 10 is 10 nm. By adopting such a structure, both the heavy hole level in the well layer 9 and the light hole level in the barrier layer 10 are 20 to 2 from the band edge.
At the position of 5 meV, these energy levels can be made substantially equal.

【0058】グレーデッド引っ張り歪InGaAsP
SCH層12は、1.21μm組成InGaAsPから
0.9%引っ張り歪をかけたものと、1.11μm組成
InGaAsPから0.5%引っ張り歪をかけたもの
を、15nmづつ組み合わせたものである。
Graded tensile strain InGaAsP
The SCH layer 12 is obtained by combining 15 nm each of a layer obtained by applying 0.9% tensile strain from InGaAsP having a composition of 1.21 μm and a layer obtained by applying 0.5% tensile strain from InGaAsP having a composition of 1.11 μm.

【0059】このようなバンドラインナップを採用した
光変調器では、10Gb/s動作、2Vバイアスでの消
光比14dBと、光通信にとって十分な特性が得られ
た。
In the optical modulator employing such a band lineup, an extinction ratio of 14 dB at 10 Gb / s operation and 2 V bias, and sufficient characteristics for optical communication were obtained.

【0060】[第2の実施形態]次に、本発明の第2の
実施の形態について図面を参照して説明する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0061】ここでは、1.3μm帯半導体レーザへの
適用例を述べる。図3は、その活性層まわりの層構造で
ある。
Here, an example of application to a 1.3 μm band semiconductor laser will be described. FIG. 3 shows a layer structure around the active layer.

【0062】層構造は表面面方位が(100)のn型I
nP基板4上に、引っ張り歪n−InGaAsP SC
H層106、引っ張り歪InGaAsP SCH層7と
引っ張り歪InGaAsP SCH層11にはさまれた
ウェル層数5の歪MQW層8と、その上に引っ張り歪I
nGaAsP SCH層113、p−InPクラッド層
14が積層された構造となっている。
The layer structure is an n-type I having a (100) surface plane orientation.
Tensile strain n-InGaAsP SC is formed on the nP substrate 4.
The H layer 106, the strained MQW layer 8 having five well layers sandwiched between the tensile strained InGaAsP SCH layer 7 and the tensile strained InGaAsP SCH layer 11, and the tensile strain I
It has a structure in which an nGaAsP SCH layer 113 and a p-InP clad layer 14 are stacked.

【0063】引っ張り歪n−InGaAsP SCH層
106と引っ張り歪InGaAsPSCH層113は、
それぞれ、厚さ50nmで、1.13μm組成のInG
aAsPから−0.9%歪をかけたものである。
The tensile strained n-InGaAsP SCH layer 106 and the tensile strained InGaAsPSCH layer 113
Each of the InGs has a thickness of 50 nm and a composition of 1.13 μm.
This is obtained by applying -0.9% strain from aAsP.

【0064】その内側の引っ張り歪InGaAsP S
CH層7と引っ張り歪InGaAsP SCH層11
は、厚さ10nmで、1.3μm組成のInGaAsP
から1.5%引っ張り歪をかけたものである。圧縮歪I
nGaAsPウェル層9、引っ張り歪InGaAsPバ
リア層10は、1.3μm組成のInGaAsPから、
それぞれ逆に、+1.5%、−1.5%歪をかけたもの
である。
The tensile strain InGaAsP S on the inside
CH layer 7 and tensile strained InGaAsP SCH layer 11
Is InGaAsP having a thickness of 10 nm and a composition of 1.3 μm.
And 1.5% tensile strain. Compression strain I
The nGaAsP well layer 9 and the tensile strained InGaAsP barrier layer 10 are made of InGaAsP having a composition of 1.3 μm.
Conversely, the distortions were + 1.5% and -1.5%, respectively.

【0065】図4は、本構造のバンドダイアグラム図で
ある。ウェル層9の厚さを3.4nm、バリア層10の
厚さを7nmにすることにより、ウェル層9のヘビーホ
ール準位とバリア層10のライトホール準位は、いずれ
もバンド端から約35meV程度のところにあり、エネ
ルギーレベルはほぼ等しくなっている。このため、引っ
張り歪InGaAsP SCH層7と引っ張り歪InG
aAsP SCH層11にはさまれた歪MQW層8の中
では、ヘビーホール状態とライトホール状態が互いに遷
移し合うことにより、ホールキャリア輸送はバリアフリ
ーでバルクライクとなる。
FIG. 4 is a band diagram of the present structure. By setting the thickness of the well layer 9 to 3.4 nm and the thickness of the barrier layer 10 to 7 nm, both the heavy hole level of the well layer 9 and the light hole level of the barrier layer 10 become about 35 meV from the band edge. And energy levels are almost equal. Therefore, the tensile strained InGaAsP SCH layer 7 and the tensile strained InG
In the strained MQW layer 8 sandwiched between the aAsP SCH layers 11, the heavy hole state and the light hole state transition with each other, so that hole carrier transport becomes barrier-free and bulk-like.

【0066】また、SCH層からMQWへのホールキャ
リア輸送も容易になる構造となっている。引っ張り歪I
nGaAsP SCH層113に注入されたホールキャ
リアは、まず、ホールにとってエネルギーの低いライト
ホールになる。このライトホールのエネルギー準位は、
圧縮歪InGaAsPウェル層9のライトホール準位、
引っ張り歪InGaAsPバリア層10のヘビーホール
準位とほぼ等しいため、容易に歪MQW層8内にホール
キャリアが注入されることになる。
Further, the structure is such that the hole carriers can be easily transported from the SCH layer to the MQW. Tensile strain I
The hole carriers injected into the nGaAsP SCH layer 113 first become write holes having low energy for the holes. The energy level of this light hole is
Light hole level of the compressively strained InGaAsP well layer 9;
Since the level is almost equal to the heavy hole level of the tensile strained InGaAsP barrier layer 10, hole carriers are easily injected into the strained MQW layer 8.

【0067】一方電子側は、圧縮歪InGaAsPウェ
ル層9内の電子準位と引っ張り歪InGaAsPバリア
層10の伝導帯端とのエネルギー差は約120meVで
あり、電子を十分に閉じ込めることができる。
On the other hand, on the electron side, the energy difference between the electron level in the compressively strained InGaAsP well layer 9 and the conduction band edge of the tensile strained InGaAsP barrier layer 10 is about 120 meV, and electrons can be sufficiently confined.

【0068】この歪MQW層8の遷移波長は、1.31
μmであり、共振器長300μmで30%〜75%のコ
ーティングを施せば、閾値電流5mA、スロープ効率
0.6W/Aのファブリペローレーザが得られる。
The transition wavelength of the strained MQW layer 8 is 1.31
If the coating has a cavity length of 300 μm and a coating of 30% to 75%, a Fabry-Perot laser with a threshold current of 5 mA and a slope efficiency of 0.6 W / A can be obtained.

【0069】このようなMQW構造では、通常のMQW
構造にあるようなホールキャリアの不均一注入がおこら
ず、それに伴う実効的な利得飽和も起こらない。また、
各ウェル間の輸送時間も無視できる程度に短くなる。こ
のようにして、MQW構造のキャリア輸送起因の変調応
答の劣化がなくなるため、ブロック層をFeドープIn
Pのような半絶縁性エピタキシャル層で構成し、低容量
化すれば、10Gb/s〜40Gb/sの高速デジタル
変調が可能となる。このような、超高速の直接変調半導
体レーザは、波長チャーピングの無視できる短距離での
光通信に有効である。
In such an MQW structure, an ordinary MQW
Non-uniform injection of hole carriers as in the structure does not occur, and no effective gain saturation occurs. Also,
Transport time between each well is also negligibly short. In this way, since the modulation response is not deteriorated due to the carrier transport of the MQW structure, the block layer is made of Fe-doped In.
If it is composed of a semi-insulating epitaxial layer such as P and has a low capacity, high-speed digital modulation of 10 Gb / s to 40 Gb / s becomes possible. Such an ultra-high-speed directly modulated semiconductor laser is effective for optical communication over a short distance where wavelength chirping can be ignored.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、上述の半導体レーザを
上述の光変調器に適用したときに、高速変調時の消光比
が10dBから14dBに向上したことである。これ
は、DC時の消光比と変調時の消光比の差が縮まること
により達成された。
According to the present invention, when the above-described semiconductor laser is applied to the above-mentioned optical modulator, the extinction ratio at the time of high-speed modulation is improved from 10 dB to 14 dB. This was achieved by reducing the difference between the DC extinction ratio and the modulation extinction ratio.

【0071】すなわち、MQW内において、ヘビーホー
ル、ライトホール状態が転換しながらであるが、エネル
ギー障壁無く、ホールキャリアの移動ができるため、光
吸収により発生したホールキャリアが速やかに引き抜か
れるためである。同時に、ウェルのヘビーホール準位は
バリアのヘビーホール準位の障壁により、量子準位を形
成し、これが量子閉じ込めシュタルク効果を起こすた
め、光吸収の効率は悪化しない。むしろ、本発明の構造
をとることにより、電子の量子閉じ込めは十分深くなる
ため、光吸収の効率は良くなる。
That is, in the MQW, while the state of the heavy hole or the light hole is changing, the hole carrier can move without the energy barrier, so that the hole carrier generated by the light absorption is quickly pulled out. . At the same time, the heavy hole level of the well forms a quantum level due to the barrier of the heavy hole level of the barrier, which causes a quantum confined Stark effect, so that the efficiency of light absorption does not deteriorate. Rather, by adopting the structure of the present invention, quantum confinement of electrons becomes sufficiently deep, so that the efficiency of light absorption is improved.

【0072】また、本発明によれば、通常のMQWで
は、有効質量の大きいホールキャリアが各ウェルに不均
一に注入されるが、本発明のMQW構造では、ホールキ
ャリアはバルクライクに振る舞うため、このような現象
が発生しないので、不均一注入による利得飽和がなく、
また、各ウェル間のキャリア輸送時間も無視できるよう
になる。また、本量子井戸構造を半導体レーザに適用し
たとき、変調応答帯域が伸び、変調帯域を向上すること
ができる。
Further, according to the present invention, in a normal MQW, hole carriers having a large effective mass are non-uniformly injected into each well. However, in the MQW structure of the present invention, the hole carriers behave like a bulk. Since such a phenomenon does not occur, there is no gain saturation due to uneven injection,
Further, the carrier transport time between the wells can be neglected. Further, when the present quantum well structure is applied to a semiconductor laser, the modulation response band is extended, and the modulation band can be improved.

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

【図1】本発明の光変調器の多重量子井戸構造の一実施
の形態を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a multiple quantum well structure of an optical modulator according to the present invention.

【図2】本発明の光変調器の多重量子井戸構造の一実施
の形態を示すバンドダイアグラム図である。
FIG. 2 is a band diagram showing an embodiment of the multiple quantum well structure of the optical modulator according to the present invention.

【図3】本発明の半導体レーザの多重量子井戸構造の一
実施の形態を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of the multiple quantum well structure of the semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明の半導体レーザの多重量子井戸構造の一
実施の形態を示すバンドダイアグラム図である。
FIG. 4 is a band diagram showing an embodiment of the multiple quantum well structure of the semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明及び従来例による集積型光変調器を示す
斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an integrated optical modulator according to the present invention and a conventional example.

【図6】本発明による集積型光変調器の製造工程の一工
程図である。
FIG. 6 is a process chart of a manufacturing process of the integrated optical modulator according to the present invention.

【図7】本発明による図6の次工程図である。FIG. 7 is a process drawing following FIG. 6 according to the present invention.

【図8】従来の光変調器の多重量子井戸構造を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a multiple quantum well structure of a conventional optical modulator.

【図9】従来の光変調器の多重量子井戸構造を示すバン
ドダイアグラム図である。
FIG. 9 is a band diagram illustrating a multiple quantum well structure of a conventional optical modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 DFBレーザ部 2 電極分離部 3 変調器部 4 n型InP基板 5 回折格子 6 n−InGaAsPガイド層 7 引っ張り歪InGaAsP SCH層 8 歪MQW層 9 圧縮歪InGaAsPウェル層 10 引っ張り歪InGaAsPバリア層 11 引っ張り歪InGaAsP SCH層 12 グレーデッド引っ張り歪InGaAsP SCH
層 13 InGaAsP SCH層 14 p−InPクラッド層 15 二酸化シリコン膜 16 ウインドウ部 17 p−InP埋込み層 18 p−InGaAsPコンタクト層 19 p−InGaAsコンタクト層 20 二酸化シリコン膜 21 ポリイミド 22 p側電極 23 n側電極 24 ARコーティング膜 106 引っ張り歪n−InGaAsP SCH層 111 InGaAsP SCH層 112 グレーデッドInGaAsP SCH層 113 引っ張り歪InGaAsP SCH層
REFERENCE SIGNS LIST 1 DFB laser unit 2 electrode separation unit 3 modulator unit 4 n-type InP substrate 5 diffraction grating 6 n-InGaAsP guide layer 7 tensile strained InGaAsP SCH layer 8 strained MQW layer 9 compression strained InGaAsP well layer 10 tensile strained InGaAsP barrier layer 11 Strained InGaAsP SCH layer 12 Graded tensile strained InGaAsP SCH
Layer 13 InGaAsP SCH layer 14 p-InP clad layer 15 silicon dioxide film 16 window part 17 p-InP buried layer 18 p-InGaAsP contact layer 19 p-InGaAs contact layer 20 silicon dioxide film 21 polyimide 22 p-side electrode 23 n-side electrode 24 AR coating film 106 Tensile strain n-InGaAsP SCH layer 111 InGaAsP SCH layer 112 Graded InGaAsP SCH layer 113 Tensile strain InGaAsP SCH layer

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりな
る多重量子井戸構造において、 前記圧縮歪井戸層のヘビーホール準位と前記引っ張り歪
障壁層のライトホール準位が等しいことを特徴とする多
重量子井戸構造。
1. A multiple quantum well structure comprising a compressive strain well layer and a tensile strain barrier layer, wherein the heavy hole level of the compressive strain well layer is equal to the light hole level of the tensile strain barrier layer. Multiple quantum well structure.
【請求項2】 上記多重量子井戸構造において、前記圧
縮歪井戸層の歪量と前記引っ張り歪障壁層の歪量が、逆
の符号で絶対値が等しいことを特徴とする請求項1記載
の多重量子井戸構造。
2. The multiplex quantum well structure according to claim 1, wherein the strain amount of the compressive strain well layer and the strain amount of the tensile strain barrier layer are equal in absolute value with opposite signs. Quantum well structure.
【請求項3】 上記多重量子井戸構造が、III-V族化合
物半導体よりなることを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の多重量子井戸構造。
3. The multiple quantum well structure according to claim 1, wherein said multiple quantum well structure is made of a group III-V compound semiconductor.
【請求項4】 上記多重量子井戸構造において、前記圧
縮歪井戸層と前記引っ張り歪障壁層のV族組成が等し
く、III 族組成のみ異なることを特徴とする請求項3記
載の多重量子井戸構造。
4. The multiple quantum well structure according to claim 3, wherein said compressive strain well layer and said tensile strain barrier layer have the same Group V composition and differ only in the Group III composition.
【請求項5】 上記多重量子井戸構造において、前記圧
縮歪井戸層のInGaAsPと前記引っ張り歪障壁層I
nGaAsPのV族のAs及びPの組成が等しく、III
族のIn及びGaの組成のみ異なることを特徴とする請
求項3又は4に記載の多重量子井戸構造。
5. In the multiple quantum well structure, InGaAsP of the compressive strain well layer and the tensile strain barrier layer I
The composition of As and P in group V of nGaAsP is the same, and III
5. The multiple quantum well structure according to claim 3, wherein only the composition of In and Ga of the group is different.
【請求項6】 圧縮歪井戸層と引っ張り歪障壁層よりな
る多重量子井戸構造を有する光半導体装置において、 前記圧縮歪井戸層のヘビーホール準位と前記引っ張り歪
障壁層のライトホール準位が等しいことを特徴とする光
半導体装置。
6. An optical semiconductor device having a multiple quantum well structure comprising a compressive strain well layer and a tensile strain barrier layer, wherein the heavy hole level of the compressive strain well layer is equal to the light hole level of the tensile strain barrier layer. An optical semiconductor device, comprising:
【請求項7】 上記多重量子井戸構造において、前記圧
縮歪井戸層の歪量と前記引っ張り歪障壁層の歪量が、逆
の符号で絶対値が等しいことを特徴とする請求項6記載
の光半導体装置。
7. The light according to claim 6, wherein in the multiple quantum well structure, the strain amount of the compressive strain well layer and the strain amount of the tensile strain barrier layer are opposite signs and have the same absolute value. Semiconductor device.
【請求項8】 上記多重量子井戸構造が、III-V族化合
物半導体よりなることを特徴とする請求項6又は請求項
7に記載の光半導体装置。
8. The optical semiconductor device according to claim 6, wherein said multiple quantum well structure is made of a group III-V compound semiconductor.
【請求項9】 上記多重量子井戸構造について、前記圧
縮歪井戸層と前記引っ張り歪障壁層のV族組成が等し
く、III 族組成のみ異なることを特徴とする請求項8に
記載の光半導体装置。
9. The optical semiconductor device according to claim 8, wherein in the multiple quantum well structure, the compressive strain well layer and the tensile strain barrier layer have the same Group V composition and differ only in the Group III composition.
【請求項10】 上記多重量子井戸構造について、前記
圧縮歪井戸層のInGaAsPと前記引っ張り歪障壁層
InGaAsPのV族のAs及びPの組成が等しく、II
I 族のIn及びGaの組成のみ異なることを特徴とする
請求項8又は9に記載の光半導体装置。
10. In the multiple quantum well structure, the composition of V-group As and P in the compressive strain well layer InGaAsP and the tensile strain barrier layer InGaAsP is equal to II.
The optical semiconductor device according to claim 8, wherein only the composition of In and Ga of Group I is different.
【請求項11】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載
の多重量子井戸構造を有したことを特徴とする光変調
器。
11. An optical modulator having the multiple quantum well structure according to claim 1. Description:
【請求項12】 請求項11に記載の光変調器におい
て、回析格子を備えたDFBレーザ部と、前記多重量子
井戸構造を備えた変調器部と、前記DFBレーザ部と変
調器部とを光学的に伝通する電極分離部とを備えたこと
を特徴とする光変調器。
12. The optical modulator according to claim 11, further comprising: a DFB laser unit having a diffraction grating; a modulator unit having the multiple quantum well structure; and the DFB laser unit and the modulator unit. An optical modulator, comprising: an electrode separator that optically communicates.
【請求項13】 請求項6乃至10のいずれか1項に記
載の光半導体装置を有したことを特徴とする光変調器。
13. An optical modulator comprising the optical semiconductor device according to claim 6. Description:
【請求項14】 請求項13に記載の光変調器におい
て、回析格子を備えたDFBレーザ部と、前記多重量子
井戸構造を備えた変調器部と、前記DFBレーザ部と変
調器部とを光学的に伝通する電極分離部とを備えたこと
を特徴とする光変調器。
14. The optical modulator according to claim 13, further comprising: a DFB laser unit having a diffraction grating; a modulator unit having the multiple quantum well structure; and the DFB laser unit and the modulator unit. An optical modulator, comprising: an electrode separator that optically communicates.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2353899A (en) * 1999-09-01 2001-03-07 Sharp Kk A quantum well semiconductor device with strained barrier layer
JP2003133636A (en) * 2001-08-10 2003-05-09 Furukawa Electric Co Ltd:The Distributed feedback semiconductor laser element
JP2004235417A (en) * 2003-01-30 2004-08-19 Mitsubishi Electric Corp Optical semiconductor device and optical transmission apparatus
JP2007194561A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nec Corp Surface emitting laser
JP2012156562A (en) * 2012-05-21 2012-08-16 Nec Corp Surface emitting laser
JP2012212748A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser
US8654430B2 (en) 2010-11-30 2014-02-18 Mitsubishi Electric Corporation Electro-absorption modulator and optical semiconductor device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2353899A (en) * 1999-09-01 2001-03-07 Sharp Kk A quantum well semiconductor device with strained barrier layer
US6486491B1 (en) 1999-09-01 2002-11-26 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device
JP2003133636A (en) * 2001-08-10 2003-05-09 Furukawa Electric Co Ltd:The Distributed feedback semiconductor laser element
JP2004235417A (en) * 2003-01-30 2004-08-19 Mitsubishi Electric Corp Optical semiconductor device and optical transmission apparatus
JP4526767B2 (en) * 2003-01-30 2010-08-18 三菱電機株式会社 Optical semiconductor device and optical transmission device
JP2007194561A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nec Corp Surface emitting laser
US8654430B2 (en) 2010-11-30 2014-02-18 Mitsubishi Electric Corporation Electro-absorption modulator and optical semiconductor device
JP2012212748A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser
JP2012156562A (en) * 2012-05-21 2012-08-16 Nec Corp Surface emitting laser

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