JPH11261154A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH11261154A JPH11261154A JP5947398A JP5947398A JPH11261154A JP H11261154 A JPH11261154 A JP H11261154A JP 5947398 A JP5947398 A JP 5947398A JP 5947398 A JP5947398 A JP 5947398A JP H11261154 A JPH11261154 A JP H11261154A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 しきい値電流の低いリッジ構造半導体発光素
子を提供することを課題とする。 【解決手段】 単一組成、段階状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一または多重量子井戸構
造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｐ形クラ
ッド層１５側のＳＣＨ層１４とｐ形クラッド層１５の間
の価電子帯のエネルギー不連続が正孔に対し障壁となら
ない、ほとんど零であり、伝導帯のエネルギー不連続は
電子に対し障壁となる正の値を有するように組成を選択
したクラッド層／ＳＣＨ層で構成される。
子を提供することを課題とする。 【解決手段】 単一組成、段階状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一または多重量子井戸構
造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｐ形クラ
ッド層１５側のＳＣＨ層１４とｐ形クラッド層１５の間
の価電子帯のエネルギー不連続が正孔に対し障壁となら
ない、ほとんど零であり、伝導帯のエネルギー不連続は
電子に対し障壁となる正の値を有するように組成を選択
したクラッド層／ＳＣＨ層で構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、しきい値電流の低
いリッジ構造半導体発光素子に関するものである。
いリッジ構造半導体発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のリッジ構造半導体発光素子は、キ
ャリアである電子及び正孔を発光層に閉じ込めるために
伝導帯不連続及び価電子帯不連続が正となる。すなわ
ち、発光層がクラッド層に対し井戸となるようなバンド
構造となるクラッド層を用い、また、発光層とクラッド
層の中間組成のセパレートコンファインメントへテロ接
合半導体層（ＳＣＨ層）を挿入し、光の閉じ込めを高め
ることが行われている。素子に電圧を印加してバイアス
した時のバンド構造を示す。図１０中、符号０１はクラ
ッド層、０２はｎ側セパレートコンファインメント（Ｓ
ＣＨ）層、０３は多重量子井戸発光層、０４はｐ側ＳＣ
Ｈ層、０５はｐクラッド層を各々図示する。図１０に示
すように、素子に電圧を印加してバイアスした時には、
ｎ側ＳＣＨ層０２とｎクラッド層０１の間、及びｐ側Ｓ
ＣＨ層０４とｐクラッド層０５の間のバンド不連続によ
り電子及び正孔に対するバリアが発生する。このため、
キャリア（電子及び正孔）は高いエネルギー状態でＳＣ
Ｈ層に注入されることになり、ＳＣＨ層中では高いエネ
ルギー状態のいわゆるホットな状態になっている。
ャリアである電子及び正孔を発光層に閉じ込めるために
伝導帯不連続及び価電子帯不連続が正となる。すなわ
ち、発光層がクラッド層に対し井戸となるようなバンド
構造となるクラッド層を用い、また、発光層とクラッド
層の中間組成のセパレートコンファインメントへテロ接
合半導体層（ＳＣＨ層）を挿入し、光の閉じ込めを高め
ることが行われている。素子に電圧を印加してバイアス
した時のバンド構造を示す。図１０中、符号０１はクラ
ッド層、０２はｎ側セパレートコンファインメント（Ｓ
ＣＨ）層、０３は多重量子井戸発光層、０４はｐ側ＳＣ
Ｈ層、０５はｐクラッド層を各々図示する。図１０に示
すように、素子に電圧を印加してバイアスした時には、
ｎ側ＳＣＨ層０２とｎクラッド層０１の間、及びｐ側Ｓ
ＣＨ層０４とｐクラッド層０５の間のバンド不連続によ
り電子及び正孔に対するバリアが発生する。このため、
キャリア（電子及び正孔）は高いエネルギー状態でＳＣ
Ｈ層に注入されることになり、ＳＣＨ層中では高いエネ
ルギー状態のいわゆるホットな状態になっている。
【０００３】通常、リッジ構造レーザでは、図１１に示
すように、ｐクラッド層０５のみをメサ形状にし、ｐＳ
ＣＨ層０４上面より下の特に発光層０３は表面に露出し
ない様にして表面再結合の影響が出ないような構造をし
ている。キャリアはリッジメサからＳＣＨ層に入った時
広がることになるが、この広がり量はキャリアがホット
な高エネルギー状態にあるほど大きくなる。光のスポッ
トよりも広がったキャリアによる電流成分は無駄なリー
ク電流となり、光の増幅に有効に寄与しない。このた
め、発振しきい値電流が増大してしまうという問題があ
る。なお、図１１中、符号０６はコンタクト層、０７は
ｎ電極及び０８はｐ電極を各々図示する。
すように、ｐクラッド層０５のみをメサ形状にし、ｐＳ
ＣＨ層０４上面より下の特に発光層０３は表面に露出し
ない様にして表面再結合の影響が出ないような構造をし
ている。キャリアはリッジメサからＳＣＨ層に入った時
広がることになるが、この広がり量はキャリアがホット
な高エネルギー状態にあるほど大きくなる。光のスポッ
トよりも広がったキャリアによる電流成分は無駄なリー
ク電流となり、光の増幅に有効に寄与しない。このた
め、発振しきい値電流が増大してしまうという問題があ
る。なお、図１１中、符号０６はコンタクト層、０７は
ｎ電極及び０８はｐ電極を各々図示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、リッ
ジ構造半導体発光素子の電流広がりによるリーク電流成
分を低減できる半導体発光素子を提供することにある。
ジ構造半導体発光素子の電流広がりによるリーク電流成
分を低減できる半導体発光素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、［請求項１］に記載の本発明は、単一組成、段階状
組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレートコンフ
ァインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一
または多重量子井戸構造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を
挟み込むように両側にクラッド層を有する半導体発光素
子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層とｐ形クラッ
ド層の間の価電子帯のエネルギー不連続が正孔に対し障
壁とならない、ほとんど零であり、伝導帯のエネルギー
不連続は電子に対し障壁となる正の値を有するように組
成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを
特徴とする。
め、［請求項１］に記載の本発明は、単一組成、段階状
組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレートコンフ
ァインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一
または多重量子井戸構造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を
挟み込むように両側にクラッド層を有する半導体発光素
子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層とｐ形クラッ
ド層の間の価電子帯のエネルギー不連続が正孔に対し障
壁とならない、ほとんど零であり、伝導帯のエネルギー
不連続は電子に対し障壁となる正の値を有するように組
成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを
特徴とする。
【０００６】［請求項２］に記載の本発明は、単一組
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれた単一または多重量子井戸構造を含む発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層と
ｎ形クラッド層の間の伝導帯不連続が電子に対し障壁と
ならない、ほとんど零であり、価電子帯不連続は正孔に
対し障壁となる正の値を有するように組成を選択したク
ラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを特徴とする。
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれた単一または多重量子井戸構造を含む発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層と
ｎ形クラッド層の間の伝導帯不連続が電子に対し障壁と
ならない、ほとんど零であり、価電子帯不連続は正孔に
対し障壁となる正の値を有するように組成を選択したク
ラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを特徴とする。
【０００７】［請求項３］に記載の本発明は、単一組
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれた単一または多重量子井戸構造を含む発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層と
ｐ形クラッド層の間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続は電子に
対し障壁となる正の値を有するように組成を選択したク
ラッド層／ＳＣＨ層で構成され、かつ、ｎ形クラッド層
側のＳＣＨ層とｎ形クラッド層の間の伝導帯不連続が電
子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価電子帯
不連続は正孔に対し障壁となる正の値を有するように組
成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを
特徴とする。
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれた単一または多重量子井戸構造を含む発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層と
ｐ形クラッド層の間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続は電子に
対し障壁となる正の値を有するように組成を選択したク
ラッド層／ＳＣＨ層で構成され、かつ、ｎ形クラッド層
側のＳＣＨ層とｎ形クラッド層の間の伝導帯不連続が電
子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価電子帯
不連続は正孔に対し障壁となる正の値を有するように組
成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを
特徴とする。
【０００８】［請求項４］に記載の本発明は、単一組
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsPあるいはInGaAlAs/InGaAs
Pよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAsP よりなり、このＳＣＨ層とクラッド層間の価電
子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零を
有するようにＳＣＨ層のInGaAsP の組成に対して選択さ
れた組成のInGaAlAsクラッド層で構成されることを特徴
とする。
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsPあるいはInGaAlAs/InGaAs
Pよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAsP よりなり、このＳＣＨ層とクラッド層間の価電
子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零を
有するようにＳＣＨ層のInGaAsP の組成に対して選択さ
れた組成のInGaAlAsクラッド層で構成されることを特徴
とする。
【０００９】［請求項５］に記載の本発明では、単一組
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あるいはInGaAlAs/InGaA
sPよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAlAsよりなり、このＳＣＨ層とクラッド層間の伝導
帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零を有
するようにＳＣＨ層のInGaAlAsの組成に対して選択され
た組成のInGaAsP クラッド層で構成されることを特徴と
する。
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あるいはInGaAlAs/InGaA
sPよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAlAsよりなり、このＳＣＨ層とクラッド層間の伝導
帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零を有
するようにＳＣＨ層のInGaAlAsの組成に対して選択され
た組成のInGaAsP クラッド層で構成されることを特徴と
する。
【００１０】［請求項６］に記載の本発明では、単一組
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あるいはInGaAlAs/InGaA
sPよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAsP よりなり、かつ、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層
がInGaAlAsよりなり、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層とク
ラッド層間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁とならな
い、ほとんど零を有するように前記ｐ形クラッド層側の
ＳＣＨ層のInGaAsP の組成に対して選択された組成のｐ
形のInGaAlAsクラッド層で構成され、また、ｎ形クラッ
ド層側のＳＣＨ層とクラッド層間の伝導帯不連続が電子
に対し障壁とならない、ほとんど零を有するように前記
ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層のInGaAlAsの組成に対して
選択された組成のｎ形のInGaAsP クラッド層で構成され
ることを特徴とする。
成、階段状組成、疑似傾斜組成または傾斜組成のセパレ
ートコンファインメントヘテロ接合層（ＳＣＨ層）に挟
まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs発光層またはInGaAlAs
/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あるいはInGaAlAs/InGaA
sPよりなる単一または多重量子井戸構造の発光層と前記
ＳＣＨ層を挟み込むように両側にクラッド層を有する半
導体発光素子において、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層が
InGaAsP よりなり、かつ、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層
がInGaAlAsよりなり、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層とク
ラッド層間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁とならな
い、ほとんど零を有するように前記ｐ形クラッド層側の
ＳＣＨ層のInGaAsP の組成に対して選択された組成のｐ
形のInGaAlAsクラッド層で構成され、また、ｎ形クラッ
ド層側のＳＣＨ層とクラッド層間の伝導帯不連続が電子
に対し障壁とならない、ほとんど零を有するように前記
ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層のInGaAlAsの組成に対して
選択された組成のｎ形のInGaAsP クラッド層で構成され
ることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１に本発明による半導体発光素子のバン
ド構造図を示す。なお、図１中、黒丸は電子を示し、白
丸は正孔を示す。図１に示すように、本実施の形態にか
かる半導体発光素子は、セパレートコンファインメント
へテロ接合層（ＳＣＨ層）１２，１４に挟まれた単一ま
たは多重量子井戸構造を含む発光層１３とその両側にｎ
クラッド層１１及びｐクラッド層１５を有する半導体発
光素子において、ｐ形クラッド層１５側のｐ側ＳＣＨ層
１４とｐ形クラッド層１５の間の価電子帯のエネルギー
不連続（ΔＥｖ）が正孔に対し障壁とならない、ほとん
ど零であり、伝導帯のエネルギー不連続（ΔＥｃ）は電
子に対し障壁となる正の値を有するようなクラッド層／
ＳＣＨ層で構成され、または、ｎ形クラッド層１１側の
ｎ側ＳＣＨ層１２とｎ形クラッド層１１の間の伝導帯不
連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、
価電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正の値を有する
ようなクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを主要な
特徴とする。なお、このようなバンド構造を構成するた
めの結晶系の一例として、InGaAlAs/InGaAsP系があげら
れるが、本発明はこれに限定されるものではない。
て説明する。図１に本発明による半導体発光素子のバン
ド構造図を示す。なお、図１中、黒丸は電子を示し、白
丸は正孔を示す。図１に示すように、本実施の形態にか
かる半導体発光素子は、セパレートコンファインメント
へテロ接合層（ＳＣＨ層）１２，１４に挟まれた単一ま
たは多重量子井戸構造を含む発光層１３とその両側にｎ
クラッド層１１及びｐクラッド層１５を有する半導体発
光素子において、ｐ形クラッド層１５側のｐ側ＳＣＨ層
１４とｐ形クラッド層１５の間の価電子帯のエネルギー
不連続（ΔＥｖ）が正孔に対し障壁とならない、ほとん
ど零であり、伝導帯のエネルギー不連続（ΔＥｃ）は電
子に対し障壁となる正の値を有するようなクラッド層／
ＳＣＨ層で構成され、または、ｎ形クラッド層１１側の
ｎ側ＳＣＨ層１２とｎ形クラッド層１１の間の伝導帯不
連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、
価電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正の値を有する
ようなクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを主要な
特徴とする。なお、このようなバンド構造を構成するた
めの結晶系の一例として、InGaAlAs/InGaAsP系があげら
れるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】図２にInP 基板に格子整合する場合のバン
ドの模式図を示す。図２中（ｃ）が最もバンドギャップ
が大きい時のもので、千鳥形のバンド構造となってい
る。これに対し、（ａ）はInAlAs側をInGaAlAsとして行
き、最小のバンドギャップのInGaAsとなった時を示して
いる。（ｃ）では伝導帯はInP に対してInAlAsの方が障
壁になっているが、（ａ）では逆にInP の方がInGaAsに
対して障壁になり、したがって、その中間のある組成の
InGaAlAsでクラッド／ＳＣＨ層界面での伝導帯のエネル
ギーがほぼ等価のΔＥｃ〜０の状態（ｂ）がある。これ
は、InP を固定した場合の例であるが、InP をある組成
範囲のInGaAsP にしても、同様にΔＥｃ〜０になるInGa
AlAsが存在する。一方、（ｅ）はInP 側をInGaAsP とし
て行き、最小のバンドギャップのInGaAsとなった時を示
している。（ｃ）では価電子帯はInAlAsに対してInP の
方が障壁になっているが、（ｅ）では逆にInAlAsの方が
InGaAsに対して障壁となり、したがって、その中間のあ
る組成のInGaAsP でクラッド／ＳＣＨ層界面での価電子
帯のエネルギーがほぼ等価のΔＥｖ〜０の状態（ｄ）が
ある。これは、InAlAsを固定した場合の例であるが、In
AlAsをある組成範囲のInGaAlAsにしても、同様にΔＥｖ
〜０になるInGaAsP が存在する。このような材料組成を
組み合わせることで本願の発明の構成要件が構成でき
る。従来の技術とは、キャリアがリッジメサからＳＣＨ
層に入った時広がることによる無駄なリーク電流成分が
小さく、低しきい値電流で発振するリッジ構造発光素子
が得られる点が異なる。
ドの模式図を示す。図２中（ｃ）が最もバンドギャップ
が大きい時のもので、千鳥形のバンド構造となってい
る。これに対し、（ａ）はInAlAs側をInGaAlAsとして行
き、最小のバンドギャップのInGaAsとなった時を示して
いる。（ｃ）では伝導帯はInP に対してInAlAsの方が障
壁になっているが、（ａ）では逆にInP の方がInGaAsに
対して障壁になり、したがって、その中間のある組成の
InGaAlAsでクラッド／ＳＣＨ層界面での伝導帯のエネル
ギーがほぼ等価のΔＥｃ〜０の状態（ｂ）がある。これ
は、InP を固定した場合の例であるが、InP をある組成
範囲のInGaAsP にしても、同様にΔＥｃ〜０になるInGa
AlAsが存在する。一方、（ｅ）はInP 側をInGaAsP とし
て行き、最小のバンドギャップのInGaAsとなった時を示
している。（ｃ）では価電子帯はInAlAsに対してInP の
方が障壁になっているが、（ｅ）では逆にInAlAsの方が
InGaAsに対して障壁となり、したがって、その中間のあ
る組成のInGaAsP でクラッド／ＳＣＨ層界面での価電子
帯のエネルギーがほぼ等価のΔＥｖ〜０の状態（ｄ）が
ある。これは、InAlAsを固定した場合の例であるが、In
AlAsをある組成範囲のInGaAlAsにしても、同様にΔＥｖ
〜０になるInGaAsP が存在する。このような材料組成を
組み合わせることで本願の発明の構成要件が構成でき
る。従来の技術とは、キャリアがリッジメサからＳＣＨ
層に入った時広がることによる無駄なリーク電流成分が
小さく、低しきい値電流で発振するリッジ構造発光素子
が得られる点が異なる。
【００１３】［作用］ＳＣＨ層／クラッド層に伝導帯不
連続あるいは価電子帯不連続が注入キャリアに対してほ
ぼ零となる組成の半導体層構成を用いることにより、キ
ャリアの通過の妨げとなるポテンシャルバリアが存在し
なくなり、ＳＣＨ層には低エネルギーのキャリアが注入
されるため、電流の広がりが小さくなり、無駄なリーク
電流成分が小さくなり低しきい値電流で発振するリッジ
構造発光素子が得られる。また、高電流領域までキャリ
アがスムーズに効率よく発光層に注入されるため、高い
量子効率と高光出力が得られることになる。
連続あるいは価電子帯不連続が注入キャリアに対してほ
ぼ零となる組成の半導体層構成を用いることにより、キ
ャリアの通過の妨げとなるポテンシャルバリアが存在し
なくなり、ＳＣＨ層には低エネルギーのキャリアが注入
されるため、電流の広がりが小さくなり、無駄なリーク
電流成分が小さくなり低しきい値電流で発振するリッジ
構造発光素子が得られる。また、高電流領域までキャリ
アがスムーズに効率よく発光層に注入されるため、高い
量子効率と高光出力が得られることになる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例について説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。 （実施例１）図３は本発明の第１の実施例を説明する図
である。図３中、符号４１はｎ−InP 基板、４２はｎ−
InAlAsクラッド層、４３はInGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組
成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）層、４４
はInGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜1.５
５μｍ）、４５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣ
Ｈ層、４６はｐ−InAlAsクラッド層、４７はｐ高濃度ド
ープInGaAs/InGaAlAs傾斜組成コンタクト層、４８，４
９はそれぞれｎおよびｐ電極を各々図示する。
発明はこれに限定されるものではない。 （実施例１）図３は本発明の第１の実施例を説明する図
である。図３中、符号４１はｎ−InP 基板、４２はｎ−
InAlAsクラッド層、４３はInGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組
成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）層、４４
はInGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜1.５
５μｍ）、４５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣ
Ｈ層、４６はｐ−InAlAsクラッド層、４７はｐ高濃度ド
ープInGaAs/InGaAlAs傾斜組成コンタクト層、４８，４
９はそれぞれｎおよびｐ電極を各々図示する。
【００１５】図４は、バイアス状態でのバンド図を模式
的に示したものである。ｐ形クラッド層４６にInAlAsを
用い、ｐ側のクラッド層４６寄りのｐ側ＳＣＨ層４５と
してInGaAsP を用い、価電子帯不連続が正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続は電子に
対し障壁となる正の値を有するようにInGaAsP 組成を選
んでいることにより注入正孔に対するバリアがなくな
り、ｐ側ＳＣＨ層４５へは低エネルギー状態で正孔が注
入されることになり、キャリア広がりによるリッジ脇部
の無駄なリーク電流成分が減少し、低しきい値電流でレ
ーザ発振する。本実施例によれば、リッジ幅２μｍ、共
振器長３００μｍのレーザとした場合の発振しきい値も
従来の層構造の素子の１８ｍＡに対し、１５ｍＡ以下の
値が得られた。また、しきい値及び効率の温度特性の向
上もみられた。
的に示したものである。ｐ形クラッド層４６にInAlAsを
用い、ｐ側のクラッド層４６寄りのｐ側ＳＣＨ層４５と
してInGaAsP を用い、価電子帯不連続が正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続は電子に
対し障壁となる正の値を有するようにInGaAsP 組成を選
んでいることにより注入正孔に対するバリアがなくな
り、ｐ側ＳＣＨ層４５へは低エネルギー状態で正孔が注
入されることになり、キャリア広がりによるリッジ脇部
の無駄なリーク電流成分が減少し、低しきい値電流でレ
ーザ発振する。本実施例によれば、リッジ幅２μｍ、共
振器長３００μｍのレーザとした場合の発振しきい値も
従来の層構造の素子の１８ｍＡに対し、１５ｍＡ以下の
値が得られた。また、しきい値及び効率の温度特性の向
上もみられた。
【００１６】この実施例は一例であり、発光層をInGaAs
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。また、発光層の組成や構造を変化
させたりして、発光波長を変えてもよいことは言うまで
もない。また、ｐ側InGaAsP ＳＣＨ層組成を変化させた
りしてもそれに応じてクラッド層をInGaAlAsとしてその
組成を調整すればよい。また、格子歪みを多重量子井戸
層やＳＣＨ層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド
構造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまで
もない。また、価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、価電子帯不連続が熱エネルギーに相当する数十meＶ
程度でも同様の結果が得られる。また、ＳＣＨ層として
は単一組成だけでなく、階段状組成、疑似傾斜組成ある
いは傾斜組成としてもよい。なお、本素子構造をＦｅド
ープInP 高抵抗埋め込み成長により埋め込み型のレーザ
として動作させた。しきい値電流４ｍＡ、注入電流１０
０ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力の素子が得られた。
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。また、発光層の組成や構造を変化
させたりして、発光波長を変えてもよいことは言うまで
もない。また、ｐ側InGaAsP ＳＣＨ層組成を変化させた
りしてもそれに応じてクラッド層をInGaAlAsとしてその
組成を調整すればよい。また、格子歪みを多重量子井戸
層やＳＣＨ層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド
構造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまで
もない。また、価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、価電子帯不連続が熱エネルギーに相当する数十meＶ
程度でも同様の結果が得られる。また、ＳＣＨ層として
は単一組成だけでなく、階段状組成、疑似傾斜組成ある
いは傾斜組成としてもよい。なお、本素子構造をＦｅド
ープInP 高抵抗埋め込み成長により埋め込み型のレーザ
として動作させた。しきい値電流４ｍＡ、注入電流１０
０ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力の素子が得られた。
【００１７】（実施例２）図５は本発明の第２の実施例
を説明する図である。図５中、符号６１はｐ−InP 基
板、６２はｐ−InAlAsクラッド層、６３はInGaAlAs（Ｅ
ｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（Ｓ
ＣＨ）層、６４はInGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、６５はInGaAlAs（Ｅｇ〜1.１
ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）
層、６６はｎ−InP クラッド層、６７はｎ高濃度ドープ
InGaAs/InGaAsP傾斜組成コンタクト層、６８，６９はそ
れぞれｐおよびｎ電極を各々図示する。
を説明する図である。図５中、符号６１はｐ−InP 基
板、６２はｐ−InAlAsクラッド層、６３はInGaAlAs（Ｅ
ｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（Ｓ
ＣＨ）層、６４はInGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、６５はInGaAlAs（Ｅｇ〜1.１
ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）
層、６６はｎ−InP クラッド層、６７はｎ高濃度ドープ
InGaAs/InGaAsP傾斜組成コンタクト層、６８，６９はそ
れぞれｐおよびｎ電極を各々図示する。
【００１８】図６は、バイアス状態でのバンド図を模式
的に示したものである。ｎ側のクラッド層６６寄りのＳ
ＣＨ層６５としてInGaAlAsを用い、ｎ形クラッド層６６
の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど
零であり、荷電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正の
値を有するようにInGaAlAsの組成を選んでいることによ
り注入電子に対するバリアがなくなり、ＳＣＨ層へは低
エネルギー状態で電子が注入されることになり、キャリ
ア広がりによるリッジ脇部の無駄なリーク電流成分が減
少し、低しきい値電流でレーザ発振する。リッジ幅２μ
ｍ、共振器長３００μｍのレーザとした場合の発振しき
い値も従来の層構造の素子の２０ｍＡに対し、１７ｍＡ
以下の値が得られた。また、しきい値及び効率の温度特
性の向上もみられた。
的に示したものである。ｎ側のクラッド層６６寄りのＳ
ＣＨ層６５としてInGaAlAsを用い、ｎ形クラッド層６６
の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど
零であり、荷電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正の
値を有するようにInGaAlAsの組成を選んでいることによ
り注入電子に対するバリアがなくなり、ＳＣＨ層へは低
エネルギー状態で電子が注入されることになり、キャリ
ア広がりによるリッジ脇部の無駄なリーク電流成分が減
少し、低しきい値電流でレーザ発振する。リッジ幅２μ
ｍ、共振器長３００μｍのレーザとした場合の発振しき
い値も従来の層構造の素子の２０ｍＡに対し、１７ｍＡ
以下の値が得られた。また、しきい値及び効率の温度特
性の向上もみられた。
【００１９】この実施例は一例であり、発光層をInGaAs
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。
【００２０】また、発光層の組成や構造を変化させたり
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
また、ｎ側InGaAlAs ＳＣＨ層組成を変化させたりして
もそれに応じｎ側クラッド層をInGaAsP としてその組成
を調整すればよい。
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
また、ｎ側InGaAlAs ＳＣＨ層組成を変化させたりして
もそれに応じｎ側クラッド層をInGaAsP としてその組成
を調整すればよい。
【００２１】また、格子歪みを多重量子井戸層やＳＣＨ
層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構造を構成
すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構造を構成
すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２２】また、伝導帯不連続は完全に零でなくても
よく、伝導帯不連続が熱エネルギーに相当する数十meＶ
程度でも同様の結果が得られる。
よく、伝導帯不連続が熱エネルギーに相当する数十meＶ
程度でも同様の結果が得られる。
【００２３】また、ＳＣＨ層としては単一組成だけでな
く、階段状組成、疑似傾斜組成あるいは傾斜組成として
もよい。
く、階段状組成、疑似傾斜組成あるいは傾斜組成として
もよい。
【００２４】また、InGaAlAs発光層やＳＣＨ層のかわり
に同様のバンド構造が得られるInGaAsSbなどの材料やほ
かの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構造を構成
すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。な
お、本素子構造をＦｅドープInP 高抵抗埋め込み成長に
より埋め込み型のレーザとして動作させた。しきい値電
流４ｍＡ、注入電流１００ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力
の素子が得られた。
に同様のバンド構造が得られるInGaAsSbなどの材料やほ
かの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構造を構成
すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。な
お、本素子構造をＦｅドープInP 高抵抗埋め込み成長に
より埋め込み型のレーザとして動作させた。しきい値電
流４ｍＡ、注入電流１００ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力
の素子が得られた。
【００２５】（実施例３）図７は本発明の第３の実施例
を説明する図てある。図７中、符号８１はｎ−InP 基
板、８２はｎ−InP クラッド層、８３はInGaAlAs（Ｅｇ
〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣ
Ｈ）層、８４は、InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、８５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.１
ｅＶ組成）ＳＣＨ層、８６はｐ−InAlAsクラッド層、８
７はｐ高濃度ドープInGaAs/InGaAlAs傾斜組成コンタク
ト層、８８，８９はそれぞれｎおよびｐ電極を各々図示
する。
を説明する図てある。図７中、符号８１はｎ−InP 基
板、８２はｎ−InP クラッド層、８３はInGaAlAs（Ｅｇ
〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣ
Ｈ）層、８４は、InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、８５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.１
ｅＶ組成）ＳＣＨ層、８６はｐ−InAlAsクラッド層、８
７はｐ高濃度ドープInGaAs/InGaAlAs傾斜組成コンタク
ト層、８８，８９はそれぞれｎおよびｐ電極を各々図示
する。
【００２６】図８は、バイアス状態でのバンド図を模式
的に示したものである。ｐ側のクラッド層８６寄りのｐ
側ＳＣＨ層８５としてInGaAsP を用い、クラッド層の価
電子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零
であり、伝導帯不連続は電子に対し障壁となる正の値を
有するようにInGaAsP 組成を選ぶことにより注入正孔に
対するバリアがなくなり、ＳＣＨ層８５へは低エネルギ
ー状態で正孔が注入されることになり、キャリア広がり
によるリッジ脇部の無駄なリーク電流成分が減少し、低
しきい値電流でレーザ発振する。また、ｎ側のクラッド
層８２寄りのｎ側ＳＣＨ層８３としてInGaAlAsを用い、
クラッド層の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならな
い、ほとんど零であり、価電子帯不連続は正孔に対し障
壁となる正の値を有するようにInGaAlAsの組成を選ぶこ
とにより注入電子に対するバリアもなくなり発光層８４
へ効率よく電子が注入されることにより効率よく発光す
る。リッジ幅２μｍ、共振器長３００μｍのレーザとし
た場合の発振しきい値も従来の層構造の素子の１８ｍＡ
に対し、１５ｍＡ以下の値が得られた。
的に示したものである。ｐ側のクラッド層８６寄りのｐ
側ＳＣＨ層８５としてInGaAsP を用い、クラッド層の価
電子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零
であり、伝導帯不連続は電子に対し障壁となる正の値を
有するようにInGaAsP 組成を選ぶことにより注入正孔に
対するバリアがなくなり、ＳＣＨ層８５へは低エネルギ
ー状態で正孔が注入されることになり、キャリア広がり
によるリッジ脇部の無駄なリーク電流成分が減少し、低
しきい値電流でレーザ発振する。また、ｎ側のクラッド
層８２寄りのｎ側ＳＣＨ層８３としてInGaAlAsを用い、
クラッド層の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならな
い、ほとんど零であり、価電子帯不連続は正孔に対し障
壁となる正の値を有するようにInGaAlAsの組成を選ぶこ
とにより注入電子に対するバリアもなくなり発光層８４
へ効率よく電子が注入されることにより効率よく発光す
る。リッジ幅２μｍ、共振器長３００μｍのレーザとし
た場合の発振しきい値も従来の層構造の素子の１８ｍＡ
に対し、１５ｍＡ以下の値が得られた。
【００２７】この実施例は一例であり、発光層をInGaAs
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。
P/InGaAsP 多重量子井戸発光層やInGaAsP/InGaAlAs多重
量子井戸発光層（井戸層はInGaAsP でもInGaAlAsでも良
い）等にしてもよく、また、単一の量子井戸でもよいこ
とは言うまでもない。
【００２８】また、発光層の組成や構造を変化させたり
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
【００２９】また、ｐ側InGaAsP ＳＣＨ層組成やｎ側In
GaAlAsＳＣＨ層層組成を変化させたりしてもそれに応じ
ｐ側クラッド層をInGaAlAsとしｎ側クラッド層をInGaAs
P としてその組成を調整すればよい。
GaAlAsＳＣＨ層層組成を変化させたりしてもそれに応じ
ｐ側クラッド層をInGaAlAsとしｎ側クラッド層をInGaAs
P としてその組成を調整すればよい。
【００３０】また、この時、格子歪みを多重量子井戸層
やＳＣＨ層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。また、注入キャリアに対する伝導帯不連続や価電
子帯不連続は完全に零でなくてもよく、それぞれが熱エ
ネルギーに相当する数十meＶ程度あっても同様の結果が
得られる。
やＳＣＨ層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。また、注入キャリアに対する伝導帯不連続や価電
子帯不連続は完全に零でなくてもよく、それぞれが熱エ
ネルギーに相当する数十meＶ程度あっても同様の結果が
得られる。
【００３１】また、ＳＣＨ層としては単一組成だげでな
く、階段状組成、疑似傾斜組成あるいは傾斜組成として
もよい。
く、階段状組成、疑似傾斜組成あるいは傾斜組成として
もよい。
【００３２】また、InGaAlAs発光層やInGaAlAsＳＣＨ層
のかわりに同様のバンド構造が得られるInGaAsSbなどの
材料やほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。
のかわりに同様のバンド構造が得られるInGaAsSbなどの
材料やほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。
【００３３】なお、本素子構造をＦｅドープInP 高抵抗
埋め込み成長により図９のような埋め込み型のレーザと
して動作させた。図９中、符号１０１はｎ−InP 基板、
１０２はｎ−InP クラッド層、１０３はInGaAlAs（Ｅｇ
〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣ
Ｈ）層、１０４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、１０５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.
１ｅＶ組成）ＳＣＨ層、１０６はｐ−InAlAsクラッド
層、１０７はｐ−InP 層、１０８はｐ高濃度ドープInGa
As（電極側）／InGaAsP （λPL〜1.３μｍ）コンタクト
層、１０９はＦｅドープInP 高抵抗層、１０１０はｎ−
InP 層、１０１１はｎ電極、１０１２はｐ電極を各々図
示する。本レーザによれば、しきい値電流４ｍＡ、注入
電流１００ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力の素子が得られ
た。
埋め込み成長により図９のような埋め込み型のレーザと
して動作させた。図９中、符号１０１はｎ−InP 基板、
１０２はｎ−InP クラッド層、１０３はInGaAlAs（Ｅｇ
〜1.１ｅＶ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣ
Ｈ）層、１０４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光
層（λPL〜1.５５μｍ）、１０５はInGaAsP （Ｅｇ〜1.
１ｅＶ組成）ＳＣＨ層、１０６はｐ−InAlAsクラッド
層、１０７はｐ−InP 層、１０８はｐ高濃度ドープInGa
As（電極側）／InGaAsP （λPL〜1.３μｍ）コンタクト
層、１０９はＦｅドープInP 高抵抗層、１０１０はｎ−
InP 層、１０１１はｎ電極、１０１２はｐ電極を各々図
示する。本レーザによれば、しきい値電流４ｍＡ、注入
電流１００ｍＡで２０ｍＷ以上の光出力の素子が得られ
た。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、発光
層に隣接するＳＣＨ層およびクラッド層の材料組成を適
当に選び、注入キャリアに対しては障壁とならず対極の
キャリアに対しては大きな障壁となるようにバンド構造
を形成することにより、キャリアの注入をスムーズに
し、ＳＣＨ層へは低エネルギー状態でキャリアが注入さ
れることにより、キャリア広がりによるリッジ脇部の無
駄なリーク電流成分が減少し、低しきい値電流でレーザ
発振する。
層に隣接するＳＣＨ層およびクラッド層の材料組成を適
当に選び、注入キャリアに対しては障壁とならず対極の
キャリアに対しては大きな障壁となるようにバンド構造
を形成することにより、キャリアの注入をスムーズに
し、ＳＣＨ層へは低エネルギー状態でキャリアが注入さ
れることにより、キャリア広がりによるリッジ脇部の無
駄なリーク電流成分が減少し、低しきい値電流でレーザ
発振する。
【図１】本発明による半導体発光素子のバンド構造図で
ある。
ある。
【図２】InP 基板に格子整合するInGaAlAs/InGaAsP系の
バンド図を模式的に示したものである。
バンド図を模式的に示したものである。
【図３】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施例の素子のバイアス状態で
のバンド図を模式的に示したものである。
のバンド図を模式的に示したものである。
【図５】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例の素子のバイアス状態で
のバンド図を模式的に示したものである。
のバンド図を模式的に示したものである。
【図７】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の第３の実施例の素子のバイアス状態で
のバンド図を模式的に示したものである。
のバンド図を模式的に示したものである。
【図９】埋め込み型のレーザの断面構造模式図。
【図１０】従来の半導体発光素子に電圧を印加してバイ
アスして行った時のバンド構造図である。
アスして行った時のバンド構造図である。
【図１１】通常のリッジ構造半導体レーザの構造模式図
である。
である。
０１ ｎクラッド層 ０２ セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）層 ０３ 多重量子井戸発光層 ０４ ＳＣＨ層 ０５ ｐクラッド層 ０６ ｐ高濃度ドープコンタクト層 ０７ ｎ電極 ０８ ｐ電極 ４１ ｎ−InP 基板 ４２ ｎ−InAlAsクラッド層 ４３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ４４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ４５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 ４６ ｐ−InAlAsクラッド層 ４７ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAlAs 傾斜
組成コンタクト層 ４８ ｎ電極 ４９ ｐ電極 ６１ ｐ−InP 基板 ６２ ｐ−InAlAsクラッド層 ６３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ６４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ６５ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ６６ ｎ−InP クラッド層 ６７ ｎ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAsP傾斜組
成コンタクト層 ６８ ｐ電極 ６９ ｎ電極 ８１ ｎ−InP 基板 ８２ ｎ−InP クラッド層 ８３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ８４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ８５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 ８６ ｐ−InAlAsクラッド層 ８７ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAlAs 傾斜
組成コンタクト層 ８８ ｎ電極 ８９ ｐ電極 １０１ ｎ−InP 基板 １０２ ｎ−InP クラッド層 １０３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコ
ンファインメント（ＳＣＨ）層 １０４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL
〜1.５５μｍ） １０５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 １０６ ｐ−InAlAsクラッド層 １０７ ｐ−InP 層 １０８ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）／InGaAsP
（λPL〜1.３μｍ）コンタクト層 １０９ ＦｅドープInP 高抵抗層 １０１０ ｎ−InP 層 １０１１ ｎ電極 １０１２ ｐ電極
ファインメント（ＳＣＨ）層 ４４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ４５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 ４６ ｐ−InAlAsクラッド層 ４７ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAlAs 傾斜
組成コンタクト層 ４８ ｎ電極 ４９ ｐ電極 ６１ ｐ−InP 基板 ６２ ｐ−InAlAsクラッド層 ６３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ６４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ６５ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ６６ ｎ−InP クラッド層 ６７ ｎ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAsP傾斜組
成コンタクト層 ６８ ｐ電極 ６９ ｎ電極 ８１ ｎ−InP 基板 ８２ ｎ−InP クラッド層 ８３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコン
ファインメント（ＳＣＨ）層 ８４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL〜
1.５５μｍ） ８５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 ８６ ｐ−InAlAsクラッド層 ８７ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）/InGaAlAs 傾斜
組成コンタクト層 ８８ ｎ電極 ８９ ｐ電極 １０１ ｎ−InP 基板 １０２ ｎ−InP クラッド層 １０３ InGaAlAs（Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）セパレートコ
ンファインメント（ＳＣＨ）層 １０４ InGaAlAs/InGaAlAs 多重量子井戸発光層（λPL
〜1.５５μｍ） １０５ InGaAsP （Ｅｇ〜1.１ｅＶ組成）ＳＣＨ層 １０６ ｐ−InAlAsクラッド層 １０７ ｐ−InP 層 １０８ ｐ高濃度ドープInGaAs（電極側）／InGaAsP
（λPL〜1.３μｍ）コンタクト層 １０９ ＦｅドープInP 高抵抗層 １０１０ ｎ−InP 層 １０１１ ｎ電極 １０１２ ｐ電極
Claims (6)
- 【請求項１】 単一組成、段階状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一または多重量子井戸構
造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、 ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層とｐ形クラッド層の間の価
電子帯のエネルギー不連続が正孔に対し障壁とならな
い、ほとんど零であり、伝導帯のエネルギー不連続は電
子に対し障壁となる正の値を有するように組成を選択し
たクラッド層／ＳＣＨ層で構成されることを特徴とする
半導体発光素子。 - 【請求項２】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一または多重量子井戸構
造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｎ形クラ
ッド層側のＳＣＨ層とｎ形クラッド層の間の伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価
電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正の値を有するよ
うに組成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成される
ことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項３】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれた単一または多重量子井戸構
造を含む発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｐ形クラ
ッド層側のＳＣＨ層とｐ形クラッド層の間の価電子帯不
連続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零であり、
伝導帯不連続は電子に対し障壁となる正の値を有するよ
うに組成を選択したクラッド層／ＳＣＨ層で構成され、
かつ、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層とｎ形クラッド層の
間の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとん
ど零であり、価電子帯不連続は正孔に対し障壁となる正
の値を有するように組成を選択したクラッド層／ＳＣＨ
層で構成されることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項４】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs
発光層またはInGaAlAs/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あ
るいはInGaAlAs/InGaAsPよりなる単一または多重量子井
戸構造の発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｐ形クラ
ッド層側のＳＣＨ層がInGaAsP よりなり、このＳＣＨ層
とクラッド層間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁とな
らない、ほとんど零を有するようにＳＣＨ層のInGaAsP
の組成に対して選択された組成のInGaAlAsクラッド層で
構成されることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項５】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs
発光層またはInGaAlAs/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あ
るいはInGaAlAs/InGaAsPよりなる単一または多重量子井
戸構造の発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｎ形クラ
ッド層側のＳＣＨ層がInGaAlAsよりなり、このＳＣＨ層
とクラッド層間の伝導帯不連続が電子に対し障壁となら
ない、ほとんど零を有するようにＳＣＨ層のInGaAlAsの
組成に対して選択された組成のInGaAsP クラッド層で構
成されることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項６】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成ま
たは傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ接
合層（ＳＣＨ層）に挟まれたInGaAsP あるいはInGaAlAs
発光層またはInGaAlAs/InGaAlAs 、InGaAsP/InGaAsP あ
るいはInGaAlAs/InGaAsPよりなる単一または多重量子井
戸構造の発光層と前記ＳＣＨ層を挟み込むように両側に
クラッド層を有する半導体発光素子において、ｐ形クラ
ッド層側のＳＣＨ層がInGaAsP よりなり、かつ、ｎ形ク
ラッド層側のＳＣＨ層がInGaAlAsよりなり、ｐ形クラッ
ド層側のＳＣＨ層とクラッド層間の価電子帯不連続が正
孔に対し障壁とならない、ほとんど零を有するように前
記ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層のInGaAsP の組成に対し
て選択された組成のｐ形のInGaAlAsクラッド層で構成さ
れ、また、ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層とクラッド層間
の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど
零を有するように前記ｎ形クラッド層側のＳＣＨ層のIn
GaAlAsの組成に対して選択された組成のｎ形のInGaAsP
クラッド層で構成されることを特徴とする半導体発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5947398A JPH11261154A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5947398A JPH11261154A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261154A true JPH11261154A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13114325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5947398A Pending JPH11261154A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261154A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003264334A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子及び半導体レーザモジュール |
| JP2005217195A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体デバイス、および光半導体デバイスを製造する方法 |
| WO2007132510A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Fujitsu Limited | 半導体装置 |
| US8654430B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-02-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Electro-absorption modulator and optical semiconductor device |
| WO2021107032A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | 半導体発光素子、及び、半導体発光素子の製造方法 |
| CN115377794A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-22 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 一种bh激光器及其制作方法 |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP5947398A patent/JPH11261154A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030729 |