JPS5833887A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS5833887A JPS5833887A JP56133106A JP13310681A JPS5833887A JP S5833887 A JPS5833887 A JP S5833887A JP 56133106 A JP56133106 A JP 56133106A JP 13310681 A JP13310681 A JP 13310681A JP S5833887 A JPS5833887 A JP S5833887A
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- gate
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06213—Amplitude modulation
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- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、三端子型ダブルへテロ接合注入レーザ、特に
制御効率のよいパイポーラモード静電誘導トランジスタ
を一体化した半導体レーザに関する。
制御効率のよいパイポーラモード静電誘導トランジスタ
を一体化した半導体レーザに関する。
従来のダブルへテロ接合注入レーザは、発振開始電流密
度が小さく、かつ、ストライプ構造の導入などにより、
発振姿態の安定化などが行なわれているが電気的にはい
ずれもダイオードであって、直接変調を行うには外部に
変調用のトランジスタ等を設けなければならなかった。
度が小さく、かつ、ストライプ構造の導入などにより、
発振姿態の安定化などが行なわれているが電気的にはい
ずれもダイオードであって、直接変調を行うには外部に
変調用のトランジスタ等を設けなければならなかった。
本発明の目的は、レーザの出力を効率よくかつ高速で制
御するために、半導体レーザの活性層へのキャリア注入
量を制御するための静電誘導トランジスタを一体構造に
組込んだ半導体レーザを提供することにある。
御するために、半導体レーザの活性層へのキャリア注入
量を制御するための静電誘導トランジスタを一体構造に
組込んだ半導体レーザを提供することにある。
第１図に本発明のバイポーラモード静電誘導トランジス
タ（以後ＢＳＩＴと称す）と一体構成されｔコ半導体レ
ーザの斜視図を示す。−例としテ材料はＧａＡｓとＧａ
＋−２ＡオニＡｓについて示す。
タ（以後ＢＳＩＴと称す）と一体構成されｔコ半導体レ
ーザの斜視図を示す。−例としテ材料はＧａＡｓとＧａ
＋−２ＡオニＡｓについて示す。
ｐ ” −Ｇ ａ Ａ ｓ基板１の上にｐ”−ＧａＡｆ
Ａｓ層２、活性層ｎＧａＡｓ３、ｎ ＧａＡＮＡｉｉ層
４、ｎ”ＧａＡｓ層５、線１２で囲まれたｐ十領域６、
電極７．８．９から構造は成っている。デバイス−とし
ては、電極８がアノード、電極７がカソード、電８ｉｉ
９がゲートである。
Ａｓ層２、活性層ｎＧａＡｓ３、ｎ ＧａＡＮＡｉｉ層
４、ｎ”ＧａＡｓ層５、線１２で囲まれたｐ十領域６、
電極７．８．９から構造は成っている。デバイス−とし
ては、電極８がアノード、電極７がカソード、電８ｉｉ
９がゲートである。
第１図中点線１１で囲まれた領域１０は空乏層
化した領域を示す。本発明では１ｇ１１示すように、ゲ
ート電圧零でキャリア通路（チャンネル）において両側
のＰ＋ゲート領域から延びる空乏層１０が互に完全に接
していて、いわゆる零ゲートバイアスでチャンネルがピ
ンチオフの状態にあるようになされている。零ゲートノ
くイアス状態では電流が流れないノーマリオフ型静電誘
導トランジスタになっている。零ゲートバイアスでチャ
ンネルがピンチオフ状態でなく、互いに空乏層１０が接
していなくて、電流通路の幅のみを変化しているときは
、零ゲートバイアスでも電流が流れるノーマリオン型静
電誘導トランジスタを組込むことになって、零ゲートバ
イアスでも常時電流が流れて、無駄な電力消費のもとに
なる。第２図に、第１図のＡ−Ａ’右方向切断した時の
ゲート、チャンネル部の電位分布を示す。Ｇａｏ、テＡ
ｌ ｏ−ｓ Ａ ｓ に例をとると、零ゲートバイ
アスでチャンネルが充分ピンチオフした状態にあるとき
にゲートに正電圧をほぼ、０．４Ｖ、０．８Ｖ、１．２
Ｖ、１．６Ｖと印加するとチャンネルの電位分布は２２
．２３．２４．２５ のように変化してゆく。点線２
６はカソード電位を示している。順方向ゲート電圧が増
加するにつれチャンネル中の電位障壁が次第に低下し、
カソード領域５から電子がチャンネルに注入されて電流
が流れるようになる。Ｐ＋ゲートが順方向に深くバイア
スされることになるから、ゲートからチャンネルにホー
ルが注入され、チャンネルには、電子とホールが殆んど
同量存在する。
ート電圧零でキャリア通路（チャンネル）において両側
のＰ＋ゲート領域から延びる空乏層１０が互に完全に接
していて、いわゆる零ゲートバイアスでチャンネルがピ
ンチオフの状態にあるようになされている。零ゲートノ
くイアス状態では電流が流れないノーマリオフ型静電誘
導トランジスタになっている。零ゲートバイアスでチャ
ンネルがピンチオフ状態でなく、互いに空乏層１０が接
していなくて、電流通路の幅のみを変化しているときは
、零ゲートバイアスでも電流が流れるノーマリオン型静
電誘導トランジスタを組込むことになって、零ゲートバ
イアスでも常時電流が流れて、無駄な電力消費のもとに
なる。第２図に、第１図のＡ−Ａ’右方向切断した時の
ゲート、チャンネル部の電位分布を示す。Ｇａｏ、テＡ
ｌ ｏ−ｓ Ａ ｓ に例をとると、零ゲートバイ
アスでチャンネルが充分ピンチオフした状態にあるとき
にゲートに正電圧をほぼ、０．４Ｖ、０．８Ｖ、１．２
Ｖ、１．６Ｖと印加するとチャンネルの電位分布は２２
．２３．２４．２５ のように変化してゆく。点線２
６はカソード電位を示している。順方向ゲート電圧が増
加するにつれチャンネル中の電位障壁が次第に低下し、
カソード領域５から電子がチャンネルに注入されて電流
が流れるようになる。Ｐ＋ゲートが順方向に深くバイア
スされることになるから、ゲートからチャンネルにホー
ルが注入され、チャンネルには、電子とホールが殆んど
同量存在する。
第３図は第１図のＢ −８’方向のポテンシャル図を示
す。ゲート電圧は零である。領域１．２．３．４．５は
第１図の領域と同じで縦軸はポテンシャルを示す。図中
、領域２７は、ｐ”ｎ拡散電位により、チャンネル中に
生じた電位障壁であり、キャリア（電子）３１の障壁と
なる。
す。ゲート電圧は零である。領域１．２．３．４．５は
第１図の領域と同じで縦軸はポテンシャルを示す。図中
、領域２７は、ｐ”ｎ拡散電位により、チャンネル中に
生じた電位障壁であり、キャリア（電子）３１の障壁と
なる。
３２は、ホールを示す。ゲート電圧により障壁の高さが
第２図で説明したように変化し、カソードｎ十領域５か
ら電子がｎ−チャンネル領域４に注入され、活性層３の
１域への電子注入の量が変化する。
第２図で説明したように変化し、カソードｎ十領域５か
ら電子がｎ−チャンネル領域４に注入され、活性層３の
１域への電子注入の量が変化する。
第３図（＆）は、カソードアノード間電圧が零の時の分
布である。第３図（ｂ）、 （ｃ）には、７ノードに正
電圧を印加した時のカソード・アノード間電位分布が示
されている。第３図（ｂ）は、Ｐ＋ゲートから延びる空
乏層が略々活性層にまで到達している場合であり、第３
図（Ｃ）は活性層も略々空乏化している場合の電位分布
である。ヘテロ接合が登場しているために、やや見にく
くなっているが、第１図の構造のデバイスは電子デバイ
スとして見ると、ｎチャンネルの静電誘導サイリスクで
ある。第１図でＢ Ｂ’線方向をこ見れば。
布である。第３図（ｂ）、 （ｃ）には、７ノードに正
電圧を印加した時のカソード・アノード間電位分布が示
されている。第３図（ｂ）は、Ｐ＋ゲートから延びる空
乏層が略々活性層にまで到達している場合であり、第３
図（Ｃ）は活性層も略々空乏化している場合の電位分布
である。ヘテロ接合が登場しているために、やや見にく
くなっているが、第１図の構造のデバイスは電子デバイ
スとして見ると、ｎチャンネルの静電誘導サイリスクで
ある。第１図でＢ Ｂ’線方向をこ見れば。
このデバイスはｎ ＋ ｈｐ＋Ｐ＋オード構造である。
このダイオードに順方向電圧を印加しても、電流が流れ
ずに電流零に保てる機構は次のように説明できる。ｎ十
カソード領域５からの電子注入は、Ｐ＋ゲートによりチ
ャンネル中に生じる電子障壁２７により抑止され、Ｐ＋
アノード領域２からのホール注入はＰ＋ ｎ拡散電位に
より抑止されているからである。第３図（ｃ）のように
活性層８が空乏化し始めて、完全に空乏化するようにな
ると、ｐ ＋ ｎ拡散電位による障壁電位が引き下げら
れて、Ｐ＋アノード領域からポールが注入されるように
なり電流が流れ出すようになる。もちろん、本発明の構
造のようにヘテロ接合が組み込まれている場合には、た
とえ活性層まで空乏化しても、その時流れる電流は、ホ
モ接合構造のものにくらべて十分小さい。いずれにして
も、アノードにある程度の正電圧を印加しても、ゲート
電圧を零に保つ限り電流が流れ！【いノーマリオフ型デ
バイスとするには Ｐ＋ゲート・ｎ−チャノネル間拡散
電位によりチャンネルに十分高い電位障壁が生じること
が必須である。
ずに電流零に保てる機構は次のように説明できる。ｎ十
カソード領域５からの電子注入は、Ｐ＋ゲートによりチ
ャンネル中に生じる電子障壁２７により抑止され、Ｐ＋
アノード領域２からのホール注入はＰ＋ ｎ拡散電位に
より抑止されているからである。第３図（ｃ）のように
活性層８が空乏化し始めて、完全に空乏化するようにな
ると、ｐ ＋ ｎ拡散電位による障壁電位が引き下げら
れて、Ｐ＋アノード領域からポールが注入されるように
なり電流が流れ出すようになる。もちろん、本発明の構
造のようにヘテロ接合が組み込まれている場合には、た
とえ活性層まで空乏化しても、その時流れる電流は、ホ
モ接合構造のものにくらべて十分小さい。いずれにして
も、アノードにある程度の正電圧を印加しても、ゲート
電圧を零に保つ限り電流が流れ！【いノーマリオフ型デ
バイスとするには Ｐ＋ゲート・ｎ−チャノネル間拡散
電位によりチャンネルに十分高い電位障壁が生じること
が必須である。
ゲート・ゲート間隔２ ａ （Ｃ１ｒＬ） 、ゲートに
凹方向の長さで決まるチャンネル長をＬ （ｃｍ ）と
する。まず、Ｐ＋ゲート領域から延びる空乏層が互いに
完全に接触して、チャンネルを完全にピンチオフし電位
障壁を生ずるためには、ＮＤ （２ａ ）’＜４．５
Ｘ １０フ （ｍ−’）であることが、少なくと
も要求される。
凹方向の長さで決まるチャンネル長をＬ （ｃｍ ）と
する。まず、Ｐ＋ゲート領域から延びる空乏層が互いに
完全に接触して、チャンネルを完全にピンチオフし電位
障壁を生ずるためには、ＮＤ （２ａ ）’＜４．５
Ｘ １０フ （ｍ−’）であることが、少なくと
も要求される。
２ａ＝＝１μｆｆｉなら、ＮＤ＜ ４−５ Ｘ １０”
ＣＩｒＬ−’ であるし、’１ａ＝２μｍなら、Ｎ
Ｄ ＜ １ 、Ｉ Ｘ １０ ” （Ｉ’ｍ −’であ
る。さらに、アノードにある程度の電圧が加わっても、
チャンネル中に電位障壁が存在するためには、２ａに対
し、チャンネル長りがある程度長くなければならない。
ＣＩｒＬ−’ であるし、’１ａ＝２μｍなら、Ｎ
Ｄ ＜ １ 、Ｉ Ｘ １０ ” （Ｉ’ｍ −’であ
る。さらに、アノードにある程度の電圧が加わっても、
チャンネル中に電位障壁が存在するためには、２ａに対
し、チャンネル長りがある程度長くなければならない。
Ｌ／２ａが少なくとも０．５より大きくないと、アノー
ドに１〜２■の電圧が加わったときチャンネルに電位障
壁が存在しなくなってしまう。ノーマリオフ特性をさら
によくするζこは、Ｌ ／ ２ ａは０．７以上である
ことが望ましい。したがって、ＮＤ（２ａ）’＜４．５
Ｘ １０’ （ａｎ” ）、より望まシ＜ハＮＤ（２
ａ）ｌ＜ ２ ｘ １０’ （ｃｒＩＬ−’ ）とＬ／
２ａ＞０−５、より望ましくはＬ／２ａ ＞ ０．７と
が同時に成立しないとノーマリオフデバイスにならない
。両者の関係は、チャンネル中の電位障壁高さを等しく
保とうとすれば、ＮＤ（２ａ）２が小さくなればなる程
、Ｌ／２ａも小さい値を選ぶことができる。通常、ノー
マリオフ特性を良好にするために、ＮＤは１０”ｃｌｒ
Ｌ−’あるいは１０”ｌ−’オーダの値が選ばれる。す
なわち、ｎ ＧａＡｊ！Ａｓ層４の不純物密度が、こ
の程度に選ばれるわけである。チャンネルの不純物密度
がこのように低くても、Ｐ＋ゲートに深い順方向バイア
スを加えると、カソードからチャンネルに注入される電
子密度は１×１０１７ｃｒｆＬ−ａを越える。カソード
から注入された電子はたとえば第８図（ｂ）に示される
ように、活性層３に流入する。活性層３に流れ込んｔど
電子番よ、障壁電位の１こめにｐ中領域２に流れ出すこ
とｉまできずに、活性層３に蓄積される。電子が蓄積さ
れるわけであるから活性層３は負に帯電する。
ドに１〜２■の電圧が加わったときチャンネルに電位障
壁が存在しなくなってしまう。ノーマリオフ特性をさら
によくするζこは、Ｌ ／ ２ ａは０．７以上である
ことが望ましい。したがって、ＮＤ（２ａ）’＜４．５
Ｘ １０’ （ａｎ” ）、より望まシ＜ハＮＤ（２
ａ）ｌ＜ ２ ｘ １０’ （ｃｒＩＬ−’ ）とＬ／
２ａ＞０−５、より望ましくはＬ／２ａ ＞ ０．７と
が同時に成立しないとノーマリオフデバイスにならない
。両者の関係は、チャンネル中の電位障壁高さを等しく
保とうとすれば、ＮＤ（２ａ）２が小さくなればなる程
、Ｌ／２ａも小さい値を選ぶことができる。通常、ノー
マリオフ特性を良好にするために、ＮＤは１０”ｃｌｒ
Ｌ−’あるいは１０”ｌ−’オーダの値が選ばれる。す
なわち、ｎ ＧａＡｊ！Ａｓ層４の不純物密度が、こ
の程度に選ばれるわけである。チャンネルの不純物密度
がこのように低くても、Ｐ＋ゲートに深い順方向バイア
スを加えると、カソードからチャンネルに注入される電
子密度は１×１０１７ｃｒｆＬ−ａを越える。カソード
から注入された電子はたとえば第８図（ｂ）に示される
ように、活性層３に流入する。活性層３に流れ込んｔど
電子番よ、障壁電位の１こめにｐ中領域２に流れ出すこ
とｉまできずに、活性層３に蓄積される。電子が蓄積さ
れるわけであるから活性層３は負に帯電する。
ｐ＋領域２とｎ領域３の接合は、領域３が負昏こ帯電す
るにつれて順方向にバイアスされることになる。すなわ
ち、ｐ中領域２から活性層３をとホールが注入される。
るにつれて順方向にバイアスされることになる。すなわ
ち、ｐ中領域２から活性層３をとホールが注入される。
ホールは領域８と４の間の電位障壁のために、殆んど
ｎ領域４Ｉこ流れ出すことがない。すなわち、活性層３
に電子もホールも蓄積するのである。電子及びホールの
密度がある程度大きくなるとレーザ発振が起るようにな
る。すなわち、第１図の構造の本発明のデバイスは、電
子デバイスとして見たときをこけ、静電誘導サイリスク
になっている。静電誘導サイリスタの７ノードに隣接し
て禁制帯の狭い活性層が設けられて、そこでレーザ発振
が起る構造になっている。
ｎ領域４Ｉこ流れ出すことがない。すなわち、活性層３
に電子もホールも蓄積するのである。電子及びホールの
密度がある程度大きくなるとレーザ発振が起るようにな
る。すなわち、第１図の構造の本発明のデバイスは、電
子デバイスとして見たときをこけ、静電誘導サイリスク
になっている。静電誘導サイリスタの７ノードに隣接し
て禁制帯の狭い活性層が設けられて、そこでレーザ発振
が起る構造になっている。
電流を遮断してレーザ発振を停止させるＧこは、Ｐ＋ゲ
ートの順方向バイアスを零番こ戻せばよ０゜ターンオフ
の時間をさらに短くするためには、遮断時にゲートを逆
方向に数Ｖ振り込めばよい。
ートの順方向バイアスを零番こ戻せばよ０゜ターンオフ
の時間をさらに短くするためには、遮断時にゲートを逆
方向に数Ｖ振り込めばよい。
非常に速い遮断が行える。先に述べたように、本発明の
第１図の構造は、基本的には静電誘導サイリスタになっ
ているが、７ノードから注入されたホールは殆んど活性
層に留まりＰ＋ゲートまで到達することはない。そうい
う意味では、ＢＳＩＴと静電誘導サイリスタの中間の動
作をすることになり、ターンオフ過程はチャンネル中に
Ｐ＋ゲートから注入されたホールを、ふたたびＰ＋ゲー
トに吸い出す過程である。チャンネル幅が狭い場合には
、きわめて速いものになる。
第１図の構造は、基本的には静電誘導サイリスタになっ
ているが、７ノードから注入されたホールは殆んど活性
層に留まりＰ＋ゲートまで到達することはない。そうい
う意味では、ＢＳＩＴと静電誘導サイリスタの中間の動
作をすることになり、ターンオフ過程はチャンネル中に
Ｐ＋ゲートから注入されたホールを、ふたたびＰ＋ゲー
トに吸い出す過程である。チャンネル幅が狭い場合には
、きわめて速いものになる。
第１図の構造の概略を述べておく。Ｐ子基板１の不純物
密度：１−２Ｘ１０’°１ｍ−”、ｐ＋Ｇａ＋−ｚＡ
ＲｚＡ ｓ層２の厚さ及び不純物密度は１〜５μｍ程度
及びＩ Ｘ １０” −Ｉ Ｘ １０”ｃｎ′Ｌ−”程
度、ＧａＡｓ活性層の厚さ及び不純物密度は、０．０５
〜１μｍ程度及びＩ Ｘ １０” −Ｉ Ｘ １０”ｃ
ｍ−’程度、ｎ２Ｇａ ＋−ｚ Ａｌｘ Ａｓ層４の厚
さ及び不純物密度は、０．５〜３μｍ程度及びＩ Ｘ
１０” −Ｉ Ｘ Ｉ Ｑ”Ｃｍ−”α−゛程度、ｐ“
ゲート領域６の不純物密度は、Ｉ Ｘ １０１？〜５
Ｘ １０”儂−１程度である。ゲート・ゲート間隔（チ
ャンネル幅）０．８〜８μｍ程度である。チャンネル幅
を広（して、零ゲートバイアス時にもある程度電流が流
れるような動作を使うこともできる。電流を零にするた
めに、ある程度ゲートに逆バイアスを加えることになる
。
密度：１−２Ｘ１０’°１ｍ−”、ｐ＋Ｇａ＋−ｚＡ
ＲｚＡ ｓ層２の厚さ及び不純物密度は１〜５μｍ程度
及びＩ Ｘ １０” −Ｉ Ｘ １０”ｃｎ′Ｌ−”程
度、ＧａＡｓ活性層の厚さ及び不純物密度は、０．０５
〜１μｍ程度及びＩ Ｘ １０” −Ｉ Ｘ １０”ｃ
ｍ−’程度、ｎ２Ｇａ ＋−ｚ Ａｌｘ Ａｓ層４の厚
さ及び不純物密度は、０．５〜３μｍ程度及びＩ Ｘ
１０” −Ｉ Ｘ Ｉ Ｑ”Ｃｍ−”α−゛程度、ｐ“
ゲート領域６の不純物密度は、Ｉ Ｘ １０１？〜５
Ｘ １０”儂−１程度である。ゲート・ゲート間隔（チ
ャンネル幅）０．８〜８μｍ程度である。チャンネル幅
を広（して、零ゲートバイアス時にもある程度電流が流
れるような動作を使うこともできる。電流を零にするた
めに、ある程度ゲートに逆バイアスを加えることになる
。
第１図の構造は、ｐ ” Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に層２
．３．４．５を連続的にエピタキシャル成長で設け、ｐ
＋ゲート領域をＢｅのイオン注入で１〜５ Ｘ １０”
７ｍ−’程度打込み、１−８ Ｔｏｒｒ程度のＡ ｓ
ＨＩ雰囲気中８００〜９００℃の７ニールで構成できろ
。
．３．４．５を連続的にエピタキシャル成長で設け、ｐ
＋ゲート領域をＢｅのイオン注入で１〜５ Ｘ １０”
７ｍ−’程度打込み、１−８ Ｔｏｒｒ程度のＡ ｓ
ＨＩ雰囲気中８００〜９００℃の７ニールで構成できろ
。
第１図の構造の場合、層５がＧ ａ Ａ ｓ、層４がｔ
：とえばＧ ａ ｅ、ｙ Ａ ｌ ｏ、ｈ Ａ ｓで、
領域６が、ｐ ＋ （７）領域となっているため、ゲー
ト電圧が、ＧａＡｓの拡散電位に近プくと、Ｇａｏ・、
Ａｌｏ・＋Ａｓのチャンネルよりも、層５のｐ”ＧａＡ
ｇからｎ”ＧａＡａ との間で順方向電流が流れてア
ノード電流とゲート電流の比で定義される電流利得がお
ちる。そのため、第４図に示すようにゲート領域６とカ
ソード電極７の下のカソード領域５１の間に、例えばプ
ロトンなどのイオン打ち込みを行ない、高抵抗領域５２
を形成す・る。そうすると、ゲート領域６からカソード
領域５１へのゲートからのキャリア注入がおこらず、電
流利得が上がる。
：とえばＧ ａ ｅ、ｙ Ａ ｌ ｏ、ｈ Ａ ｓで、
領域６が、ｐ ＋ （７）領域となっているため、ゲー
ト電圧が、ＧａＡｓの拡散電位に近プくと、Ｇａｏ・、
Ａｌｏ・＋Ａｓのチャンネルよりも、層５のｐ”ＧａＡ
ｇからｎ”ＧａＡａ との間で順方向電流が流れてア
ノード電流とゲート電流の比で定義される電流利得がお
ちる。そのため、第４図に示すようにゲート領域６とカ
ソード電極７の下のカソード領域５１の間に、例えばプ
ロトンなどのイオン打ち込みを行ない、高抵抗領域５２
を形成す・る。そうすると、ゲート領域６からカソード
領域５１へのゲートからのキャリア注入がおこらず、電
流利得が上がる。
さらに、第４図中、領域５３に示すように、ゲート領域
の横に高抵抗領域５３を設けると、ゲートのキャパシタ
ンスが減少し、変調周波数が高くなると同時に電流利得
も向上する。ゲート領域からカソード領域へのキャリア
注入を抑える他の構造として、さらに、第５図の如く、
層５を部分的に取り除いて、カソードとゲートを分割し
たり、第６図の如く、完全に、層５をなくして形成して
も、特性は改善できる。領域５１は、ｎ＋ｉｉ小ｉ領域
である。Ｇ ａ Ａ ｓ、ＧａＡＲＡｓ系のダブルへテ
ロ構造半導体レーザでは、層５はもっばら、オーミック
抵抗を低下させるために形成しているだけであって、レ
ーザ作用の本質的な問題からきているのではない。
の横に高抵抗領域５３を設けると、ゲートのキャパシタ
ンスが減少し、変調周波数が高くなると同時に電流利得
も向上する。ゲート領域からカソード領域へのキャリア
注入を抑える他の構造として、さらに、第５図の如く、
層５を部分的に取り除いて、カソードとゲートを分割し
たり、第６図の如く、完全に、層５をなくして形成して
も、特性は改善できる。領域５１は、ｎ＋ｉｉ小ｉ領域
である。Ｇ ａ Ａ ｓ、ＧａＡＲＡｓ系のダブルへテ
ロ構造半導体レーザでは、層５はもっばら、オーミック
抵抗を低下させるために形成しているだけであって、レ
ーザ作用の本質的な問題からきているのではない。
Ｉｎｆ？やＩｎＧａＲＡｓ系などのダブルへテロ構造半
導体レーザでは、Ｉ ｎＰ、 Ｉ ｎＧａｆ＞Ａａ 、
Ｉ ｎＰの三層の構造となっているので、もっばら第
６図のような構造となる。
導体レーザでは、Ｉ ｎＰ、 Ｉ ｎＧａｆ＞Ａａ 、
Ｉ ｎＰの三層の構造となっているので、もっばら第
６図のような構造となる。
今まで述べたのは、表面からゲート領域を形成したもの
であったが、酪７図のように、ゲート領域を埋め込んで
もよい。埋め込みゲートの場合も、第７図の場合もゲー
ト領域６からカソード領域への正孔注入があるため、さ
らに改善するときは、第８図の如く層５のｐ＋ゲート領
域６に隣接する部分を半絶縁性領域６２にし、電子の注
入を行う領域６１だけをｎ＋領領域すると電流利得は向
上する。又、層５もＧａＡ夕Ａｓにして、層４と同じ材
料にすると完全な埋め込みゲート型になる。
であったが、酪７図のように、ゲート領域を埋め込んで
もよい。埋め込みゲートの場合も、第７図の場合もゲー
ト領域６からカソード領域への正孔注入があるため、さ
らに改善するときは、第８図の如く層５のｐ＋ゲート領
域６に隣接する部分を半絶縁性領域６２にし、電子の注
入を行う領域６１だけをｎ＋領領域すると電流利得は向
上する。又、層５もＧａＡ夕Ａｓにして、層４と同じ材
料にすると完全な埋め込みゲート型になる。
ＧａＡｓで作成したＢＳＩＴの電流電圧特性を第９図に
示す。ゲートｅゲート間隔１．５μｍ、ｐ”ゲート深さ
２μｍ、ｎ＋ソース領域からｎ＋ドレイン領域までの距
離２．５μｍ１チャンネルストライプ長さ２００μｍチ
ャンネルの不純物密度５ Ｘ ｔｏ”ｃ’ｍ−”のＧａ
ＡｓＢＳＩＴの電流電圧特性である。たて軸が電流、よ
こ軸電圧である。ゲート電圧の増加とともに電流は大き
くなっている。
示す。ゲートｅゲート間隔１．５μｍ、ｐ”ゲート深さ
２μｍ、ｎ＋ソース領域からｎ＋ドレイン領域までの距
離２．５μｍ１チャンネルストライプ長さ２００μｍチ
ャンネルの不純物密度５ Ｘ ｔｏ”ｃ’ｍ−”のＧａ
ＡｓＢＳＩＴの電流電圧特性である。たて軸が電流、よ
こ軸電圧である。ゲート電圧の増加とともに電流は大き
くなっている。
ＢＳＩＴは、チャンネルがきわめて不純物密度の低い領
域で構成されているにもかかわらず、ソース領域から直
接キャリアがチャンネル領域に注入されるため、容易に
Ｉ Ｘ １０Ｉ？ＣｒＩＬ−を以上の電子がチャンネル
に注入される。さらに、電子の移動度が、８０００−９
０００ｄ／Ｖｓｅｃト大キイタめに、非常に大きな電流
密度が得られ、１×１０４Ａ／ｍ２以上の電流密度がき
わめて容易に実現される。
域で構成されているにもかかわらず、ソース領域から直
接キャリアがチャンネル領域に注入されるため、容易に
Ｉ Ｘ １０Ｉ？ＣｒＩＬ−を以上の電子がチャンネル
に注入される。さらに、電子の移動度が、８０００−９
０００ｄ／Ｖｓｅｃト大キイタめに、非常に大きな電流
密度が得られ、１×１０４Ａ／ｍ２以上の電流密度がき
わめて容易に実現される。
さらに第１図の本発明の構造になると電流電圧特性は第
９図から変化し、導通状態では殆んど、第１０図のよう
になる◎ＧａＡｓ −Ｇａ・・ｆＡｌ。ＩＡ８系で第１
図を構成し、寸法は第９図の特性が得られたものと同じ
である。活性層の厚さは略々０．５μｍである。レーザ
発振は、２゜〜３０＋ｆＩＡ程度で観測されている。
９図から変化し、導通状態では殆んど、第１０図のよう
になる◎ＧａＡｓ −Ｇａ・・ｆＡｌ。ＩＡ８系で第１
図を構成し、寸法は第９図の特性が得られたものと同じ
である。活性層の厚さは略々０．５μｍである。レーザ
発振は、２゜〜３０＋ｆＩＡ程度で観測されている。
以上述へたのは、すべて単チヤンネル型のＢＳＩＴと一
体構成された静電誘導サイリスタ型半導体レーザであっ
たが、マルチチャンネル型の半導体レーザも容易に実施
できる。レーザ共振器方向に垂直な方向の断面構造を第
１１図に示す・第１１図に示すように単にマルチチャン
ネル型にすると、各発光領域１０１のレーザ光の位相が
全く異って発光する。しかし、設計において、レーザ発
光領域１０１の間の距離を例えば、ＧａＡｊＡｓ、 Ｇ
ａＡｓレーザで、層４を２μｍ厚さ程度、ストライプ巾
３μｍとするとストライプ中心間の距離を略々１０μｍ
以下に設定すると、各レーザ発光のスポットが、それぞ
れ同期して、位相がそろったレーザ光を放出する。複数
のスポットの位相がそろうと単一スポットで決まる発光
指光性より狭くなり、鋭敏になるレーザ発光領域の間隔
は、キャリアの拡散距離や・レーザ光のしみ出し距離に
依存し、材料、構造などにより異なる。すべての発光領
域（１０１）が同位相で発光すれば大出力の半導体レー
ザ光源としても、極めて有効となる。反対に、各レーザ
発光領域１０１を独立にゲート電圧により制御したいと
きは、第１２図に示す如く、１つおきのゲート間に高抵
抗領域１１１を設けると、各素子を各素子のゲート電圧
により、独立に制御できる。又、領域１１１の部分をエ
ツチングなどにより、素子分離してもよい。但し、発光
領域１０１の間隔には前に述べたような問題がある。各
発光領域１０１の間隔が狭いときは、それぞれ相互作用
しあって、独立に動作しなくなるので、各素子独立に動
作させる場合には、Ｇ ａ ｏ、ｙ Ａｌ。−５ｒｓ、
ＧａＡｓレーザで、例えば層２：２μｍ、層３：０−１
−０−８ ａｍ、ｍ ４ ： ２ ｆｉｎｔ テス）
’ｆ”’ｊ’ 巾８μｍ程度にしたとき、ストライプ間
隔は２０μｍ程度の方がよい。第１２図に示すように複
数個の静電誘導サイリスタ型半導体レーザを同一基板に
製作し、例えば光通信に使用すれば、同時に多チャンネ
ルで情報伝送が可能となる。高速かつ多量の情報処理が
できろ。又、上記の半導体レーザで発光領域間隔を１０
μｍ以下にして、第１のレーザから順次スインチングす
ることにより、レーザ光の指光性を変化することができ
。
体構成された静電誘導サイリスタ型半導体レーザであっ
たが、マルチチャンネル型の半導体レーザも容易に実施
できる。レーザ共振器方向に垂直な方向の断面構造を第
１１図に示す・第１１図に示すように単にマルチチャン
ネル型にすると、各発光領域１０１のレーザ光の位相が
全く異って発光する。しかし、設計において、レーザ発
光領域１０１の間の距離を例えば、ＧａＡｊＡｓ、 Ｇ
ａＡｓレーザで、層４を２μｍ厚さ程度、ストライプ巾
３μｍとするとストライプ中心間の距離を略々１０μｍ
以下に設定すると、各レーザ発光のスポットが、それぞ
れ同期して、位相がそろったレーザ光を放出する。複数
のスポットの位相がそろうと単一スポットで決まる発光
指光性より狭くなり、鋭敏になるレーザ発光領域の間隔
は、キャリアの拡散距離や・レーザ光のしみ出し距離に
依存し、材料、構造などにより異なる。すべての発光領
域（１０１）が同位相で発光すれば大出力の半導体レー
ザ光源としても、極めて有効となる。反対に、各レーザ
発光領域１０１を独立にゲート電圧により制御したいと
きは、第１２図に示す如く、１つおきのゲート間に高抵
抗領域１１１を設けると、各素子を各素子のゲート電圧
により、独立に制御できる。又、領域１１１の部分をエ
ツチングなどにより、素子分離してもよい。但し、発光
領域１０１の間隔には前に述べたような問題がある。各
発光領域１０１の間隔が狭いときは、それぞれ相互作用
しあって、独立に動作しなくなるので、各素子独立に動
作させる場合には、Ｇ ａ ｏ、ｙ Ａｌ。−５ｒｓ、
ＧａＡｓレーザで、例えば層２：２μｍ、層３：０−１
−０−８ ａｍ、ｍ ４ ： ２ ｆｉｎｔ テス）
’ｆ”’ｊ’ 巾８μｍ程度にしたとき、ストライプ間
隔は２０μｍ程度の方がよい。第１２図に示すように複
数個の静電誘導サイリスタ型半導体レーザを同一基板に
製作し、例えば光通信に使用すれば、同時に多チャンネ
ルで情報伝送が可能となる。高速かつ多量の情報処理が
できろ。又、上記の半導体レーザで発光領域間隔を１０
μｍ以下にして、第１のレーザから順次スインチングす
ることにより、レーザ光の指光性を変化することができ
。
レーザ、レーダなどに使用して、電気的スキャンが可能
となる。又、最初、ストライプ間隔を略々１０μｍとし
て１つおきに電流を流し、それぞれ独立に動作させる場
合と、その間のストライプにも電流を流すことにより、
それぞれの光の位相を合わせることにより、指光性、光
出力を制御することもできる。第１早第１２図に示した
マルチチャンネル型半導体レーザにおいて、第４図から
第８図に述べた構造を適要してもよいのは、当然である
。又、材料はＧａＡｓ、ＧａＡｌＡ３や、ＩｎＢ、 Ｉ
ｎＧａＰＡｓに限られるのでなく、他の材料に応用でき
ることは言うまでもない。
となる。又、最初、ストライプ間隔を略々１０μｍとし
て１つおきに電流を流し、それぞれ独立に動作させる場
合と、その間のストライプにも電流を流すことにより、
それぞれの光の位相を合わせることにより、指光性、光
出力を制御することもできる。第１早第１２図に示した
マルチチャンネル型半導体レーザにおいて、第４図から
第８図に述べた構造を適要してもよいのは、当然である
。又、材料はＧａＡｓ、ＧａＡｌＡ３や、ＩｎＢ、 Ｉ
ｎＧａＰＡｓに限られるのでなく、他の材料に応用でき
ることは言うまでもない。
本発明の静電誘導サイリスタ型半導体レーザは、上述し
たようなマルチチャンネル構造にできると同時、第１３
図に示すような構成にして、単一発光波長で出力の大き
い半導体レーザを実現できる。
たようなマルチチャンネル構造にできると同時、第１３
図に示すような構成にして、単一発光波長で出力の大き
い半導体レーザを実現できる。
その例を第１３図に示す。第１３図（ａ）は表面図、（
ｂ）はＤＤ’線に沿う断面図である。Ｉｎｐ −ＩｎＧ
ａＡｓｐｎＧａＡｓ−ザを例にして各領域を説明する。
ｂ）はＤＤ’線に沿う断面図である。Ｉｎｐ −ＩｎＧ
ａＡｓｐｎＧａＡｓ−ザを例にして各領域を説明する。
１１１ ： ｐ” ＩｎＰ基板、１０２ ： ｐ”Ｉｎ
ｐ成長層、１０ｇ ： ｎ ＩｎＧａＡｓｐ活性層、１
０４：ｎ−Ｉｎ１？成長層、１０５ ： ｎ十カソード
領域、１０６ ： ｐ＋ゲート領域、１０７二カソード
を極、１０８ ： ５ｉｓＮ＊、ＳえＯＩ％ＡｊＮなど
の絶縁層、１０９：ミラー面、１１０ アノード電極
である。
ｐ成長層、１０ｇ ： ｎ ＩｎＧａＡｓｐ活性層、１
０４：ｎ−Ｉｎ１？成長層、１０５ ： ｎ十カソード
領域、１０６ ： ｐ＋ゲート領域、１０７二カソード
を極、１０８ ： ５ｉｓＮ＊、ＳえＯＩ％ＡｊＮなど
の絶縁層、１０９：ミラー面、１１０ アノード電極
である。
ｐ＋ゲートのレーザ発光方向の周期は、入／２ｎ（入：
発光波長、ｎ：略々活性層の屈折率）になされている。
発光波長、ｎ：略々活性層の屈折率）になされている。
たとえば、入＝１．５μｍ、ｎ＝８・８とすれば、ｐ＋
ゲート１０６の周期は、約０・２３μｍということにな
る。ｐ＋アゲート域１０６のレーザ発光方向の長さを、
たとえば０・１３μｍとするとゲート・ゲート間隔０・
１μｍということになる。ｎ−領域１０４の不純物密度
や、ｐ＋ゲート深さくチャンネル長）は、先に述べた条
件で設計する。ゲート・ゲート間隔がかなり狭いので、
ｎ−領域の不純物密度は、ＩＸ １０”Ｃｍ−’程度に
高くても十分、ノーマリオフになる。チャンネル長さも
０．１〜０．２μｍ以上あれば十分ノーマリオフ型にな
る。電流が、レーザ発光の軸方向定在波の電界強度が最
大になる近傍にだけ電流が周期的に流れろようになされ
た第１３図の半導体レーザは、軸方向モードが単一モー
ドで発振し易く、しかも電流値がしきい値電流にくらべ
て相当に大きくなっても、単一軸方向モードで動作する
。レーザ発光の定（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｍｏｄｅ
）と、維モード（ｖｅｒ−ｔｉｃａｌ ｍｏｄｅ
）も単一にすれば、完全な単一波長、単一周波数動作が
実現される。よこモードを単一にするには、ｐ＋ゲート
領域１０６で囲まれる断面方向の長さを数μｍ程度にす
ればよ繞 いし、Ｍモードに関しては、活性層厚さを、０．５μｍ
程度以下にすればよい。こうじた値は。
ゲート１０６の周期は、約０・２３μｍということにな
る。ｐ＋アゲート域１０６のレーザ発光方向の長さを、
たとえば０・１３μｍとするとゲート・ゲート間隔０・
１μｍということになる。ｎ−領域１０４の不純物密度
や、ｐ＋ゲート深さくチャンネル長）は、先に述べた条
件で設計する。ゲート・ゲート間隔がかなり狭いので、
ｎ−領域の不純物密度は、ＩＸ １０”Ｃｍ−’程度に
高くても十分、ノーマリオフになる。チャンネル長さも
０．１〜０．２μｍ以上あれば十分ノーマリオフ型にな
る。電流が、レーザ発光の軸方向定在波の電界強度が最
大になる近傍にだけ電流が周期的に流れろようになされ
た第１３図の半導体レーザは、軸方向モードが単一モー
ドで発振し易く、しかも電流値がしきい値電流にくらべ
て相当に大きくなっても、単一軸方向モードで動作する
。レーザ発光の定（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｍｏｄｅ
）と、維モード（ｖｅｒ−ｔｉｃａｌ ｍｏｄｅ
）も単一にすれば、完全な単一波長、単一周波数動作が
実現される。よこモードを単一にするには、ｐ＋ゲート
領域１０６で囲まれる断面方向の長さを数μｍ程度にす
ればよ繞 いし、Ｍモードに関しては、活性層厚さを、０．５μｍ
程度以下にすればよい。こうじた値は。
活性層とその外側の層の屈折率差などにより変化する。
軸モードを単一にするには、共振器間１゜を短くするこ
とも有効である。 Ｌｐｓ
穫 １ このように、軸モード、鯵りモード、社ミモー１ 直接変調を行ワても、単一波長動作が保たれていて、通
信などに使用したとき、システム全体が安定できわめて
有効である。
とも有効である。 Ｌｐｓ
穫 １ このように、軸モード、鯵りモード、社ミモー１ 直接変調を行ワても、単一波長動作が保たれていて、通
信などに使用したとき、システム全体が安定できわめて
有効である。
第１８図で、レーザ共振器方向のゲート・ゲート間隔を
狭くすれば、レーザ光定在波の文字通り電界強度最大の
近辺にだけ電流が流れることになり、軸モードの単一化
が行い易い。軸モードを複数モードにする一つの原因は
、活性層に注入されたキャリアが・横方向に拡散するこ
とにある。したがって、このキャリアの横方向拡散を抑
えるためには、活性層厚さは薄い程望ましい。より望ま
しくは、レーザ光の定在波の周期人／２ｎより、活性層
厚さが薄いことが望ましい。したがって、軸モードを単
一にする半導体レーザの場合には、活性層と外側の層と
の屈折率差を大きめにとって、活性層がある程度薄くな
っても、光が十分に閉じ込められてＬＸることが望まし
い。
狭くすれば、レーザ光定在波の文字通り電界強度最大の
近辺にだけ電流が流れることになり、軸モードの単一化
が行い易い。軸モードを複数モードにする一つの原因は
、活性層に注入されたキャリアが・横方向に拡散するこ
とにある。したがって、このキャリアの横方向拡散を抑
えるためには、活性層厚さは薄い程望ましい。より望ま
しくは、レーザ光の定在波の周期人／２ｎより、活性層
厚さが薄いことが望ましい。したがって、軸モードを単
一にする半導体レーザの場合には、活性層と外側の層と
の屈折率差を大きめにとって、活性層がある程度薄くな
っても、光が十分に閉じ込められてＬＸることが望まし
い。
キャリアの横方内拡がりを抑えるため昏こｌよ、当然の
ことながら、ｐ＋ １０６領域は、略々活性層１０３に
接触するす前の深さまでにされて０るとよい。電流利得
を大きくするためには、第１３図（ａ）でｐ＋ゲート領
域１０６の外側蚤こ４扛１する１０４領域をプロトン照
射などで半絶縁性領域にする。
ことながら、ｐ＋ １０６領域は、略々活性層１０３に
接触するす前の深さまでにされて０るとよい。電流利得
を大きくするためには、第１３図（ａ）でｐ＋ゲート領
域１０６の外側蚤こ４扛１する１０４領域をプロトン照
射などで半絶縁性領域にする。
本発明の半導体レーザの構造が、ここで述べたものに限
らないことはいうまでもなｔｌ。導電型はまったく反対
になっていてもよｔ）。まｔこ、第１図、４図〜９図、
１１図、１２図の構造で、チャンネル長をより短くして
かつノーマリオフ特性を良くするには、ｎ十分ソード領
域と活性層の間に比較的不純物密度の低い薄い１層を入
れると有効である。レーザ発光部も、ここ番と説明シタ
構造Ｐ ｉｔ テ！！ ＜、Ｂ Ｈ（Ｂｕｒｉｅｄ
Ｈｅもｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ） 、 Ｃ８Ｐ
（（ｈａｎｎｅｌ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ
Ｐｌａｎａｒ ＞ 、 ＰＣＷ （Ｐｌａｎｏ
ＣｏｕｖｅｘＷａｖｅｇｕｉｄｅ ） 構造等を
導入できることは、いうまでもない。材料も、ＧａＡｓ
−ＧａＡＲＡｓ １１ ｎｐ −Ｉ ｎＧａＰＡｓ系
に限らない。
らないことはいうまでもなｔｌ。導電型はまったく反対
になっていてもよｔ）。まｔこ、第１図、４図〜９図、
１１図、１２図の構造で、チャンネル長をより短くして
かつノーマリオフ特性を良くするには、ｎ十分ソード領
域と活性層の間に比較的不純物密度の低い薄い１層を入
れると有効である。レーザ発光部も、ここ番と説明シタ
構造Ｐ ｉｔ テ！！ ＜、Ｂ Ｈ（Ｂｕｒｉｅｄ
Ｈｅもｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ） 、 Ｃ８Ｐ
（（ｈａｎｎｅｌ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ
Ｐｌａｎａｒ ＞ 、 ＰＣＷ （Ｐｌａｎｏ
ＣｏｕｖｅｘＷａｖｅｇｕｉｄｅ ） 構造等を
導入できることは、いうまでもない。材料も、ＧａＡｓ
−ＧａＡＲＡｓ １１ ｎｐ −Ｉ ｎＧａＰＡｓ系
に限らない。
本発明は以上述べた如く、静電誘導型の三端子半導体レ
ーザにすることにより、ゲート電圧によって容易にレー
ザ出力を制御でき、高速変調が行なえ、又、マルチチャ
ンネルにすることにより、さらにその応用範囲が広がる
。また、単一波長、単−一周波数の発光が直接変調を行
っている時にも実現され、通信の分野などではきわめて
有効である。
ーザにすることにより、ゲート電圧によって容易にレー
ザ出力を制御でき、高速変調が行なえ、又、マルチチャ
ンネルにすることにより、さらにその応用範囲が広がる
。また、単一波長、単−一周波数の発光が直接変調を行
っている時にも実現され、通信の分野などではきわめて
有効である。
第１図は静電誘導型半導体レーザの斜視図、第２図は第
１図におけるＡ −Ａ’断面の電位分布、第８図は第１
図のＢ −Ｂ’断面の電位図、第４図は静電誘導型半導
体レーザの電流−電圧特性、第５〜９図は静電誘導型半
導体レーザの他の実施例であり、第１０．１１図は静電
誘導型半導体レーザでマルチチャノネルにした実施例で
ある。 ｔｇｌｇ 雛２ 図 （ａ） 、３図 （Ｃン ｊ１３図 第４図 絡ｆ図 １６ 図 １７図 １１！８Ｒ トド４ン′ｔｉ ｖｄ （Ｌ／） 第７ツ 手続補正書（方式） 昭和５７年２月ｌＯ日 特許庁長官 島 １）春 樹 殿 １事件の表示 昭和５６年特許願第１３３１０６号２発
明の名称 半導体レーザ ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城系仙台市川内（番地なし）４、補正命令の
日付 昭和５７年１月５日５補正の対象 「明細書
の図面の簡単な説明の欄」６補正の内容 本願明細書第２２頁第１５行乃至第２３頁第１行記載の
「第１図は・・・・・・・・である。」を次の通り訂正
する。 １第１図は静電誘導型半導体レーザの斜視図、第２図は
第１図におけるＡ−Ｎ断面の電位分布、第３図は第１図
のＢ −Ｂ’断面の電位図、第４〜８図流−電圧特性、
第１１〜１３図は静電誘導型半導体レーザでマルチチャ
ンネルにした実施例である。ヨ丁 続 補
正 書 昭和５７年２月１９日 （！−゛耳 特許庁長官 島 １）春 樹 殿 １ 事件の表示 昭和５６年特許願第１３３１０６号
２ 発明の名称 半導体レーザ ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城県仙台市川内（番地なし）５ 補正の内
容 別紙のとおり （１） 原明細書第３頁第１行及び第４頁第６行の「
図に」を「図は」とする。 （２） 同書第３頁第３行、第４頁第８行及び第５頁
第２行の「を示す。」を「である。」とする。 （３） 同書第１１頁第５行乃至第１１頁第９行の「
チャンネル幅を・・・・・・川・・・なる。」を次の通
り補正する。 １チャンネル幅は、ｐ＋アゲート順方向電圧を加えたと
きゲートがらｎチャンネル領域に注入ｍホールの拡散距
離の２倍より短いことが望ましい。チャンネル幅を広く
して、零ゲートバイアス時にもある程度電流が流れるよ
うな動作を使うこともてきる。電流を零にするために、
ある程度ゲートに逆バイアスを加えることになる。 良く知られているように半導体レーザは電流を流し始め
てすくにレーザ発光が開始するわけてはない。活性層の
キアリア密度があるしきい値以上にならなければ発光し
ない。しきい値電流密度ＪＬｈ、単位電荷ｑ、活性層厚
さｄ、活性層内てのキロリアの自然放出などによる寿命
τとすると、そのしきい値キャリア密度はほぼ、てＪｔ
ｈ ／ ｑｄて与えられる。したがって、ゲートの印加
信号電圧に応答するレーザ発光を得るためには、通常的
にしきい値電流に近い電流を流しておくことになる。ノ
ーマリオン型の構造にして零ゲートバイアスでも、 Ｊ
ｔｈに近い電流がバイアスを加入でおいて、Ｊｔｈに近
い電流が流れるようにしておいてもよいのである。」（
４）同書第１２頁第３行乃至第１２頁第６行の「第４図
に・・・・・・・・・する。」を［ゲート領域６とカソ
ード電極７の下のカソード領域５１の間に、例えばプロ
トンなどのイオン打ち込みを行ない、高抵抗領域５２を
形成する。第４図はその実施例である。］ とする。 （５） 同書第１３頁第８行乃至第１３頁第１２行の
「第７図のように、・・・・・・ ・・如く」を「ゲー
ト領域を埋め込んでもよい。第７図はその実施例である
。 埋め込みゲートの場合も、第７図の場合もゲート領域６
からカソード領域への正孔注入があるため、さらに改善
できる。第８図はその実施例である。図中」とする。 （６） 同書第１３頁第１８行乃至第１３頁第１９行
のｒＧａＡｓ・・・・・・・・・・・・示す。」を「第
９図は、ＧａＡｓて作成したＢＳＩＴの電流電圧特性で
ある。」とする。 （７）同書第１４頁第４行乃至第１４頁第５行の「電流
、・・・・・・・・・・・・電圧」を「ドレイン電流、
横軸がドレイン電圧である。図中Ｖｇはゲート電圧を示
している。ゲート電圧Ｖｇの順方向へ」とする。 （８） 同書第１４頁第１５行の「さら１こ」を「第
１０図は本発明の第１図の構造の電流電圧特性である。 たて軸がアノード電流、よこ軸かアノード電圧である。 図中Ｉｇはゲート正電１−Ｅにおけるゲート電流を示す
。」とする。 （９）閾書第１５頁第５行乃至第１５頁第７行、の「レ
ーザ・・・・・・示す。」を「第１１図は、マルチチャ
ンネル型半導体レーザのレーザ共振器方向に垂直な方向
の断面構造である。」とする。 ｑ■ 同書第１５頁第１３行の「する」を「し、ストラ
イプの一部を結合させる」とする。 ０１）同書第１５頁第１７行の「なる」を「なる。」と
する。 ＱＺＩ 同書第１６頁第４行乃至第１６頁第７行の「
第１２図・・・・・・・・・・てきる。」を「１つおき
のゲート間に高抵抗領域１１１を設けると、各素子を各
素子のゲート電圧により、独立に制御できる。第１２図
はその実施例である。」とする。 （Ｉ３）同書第１７頁第１９行乃至第１８頁第３行の「
同時、・・・・・・・Ｉｎｐ−Ｊを「同時に、単一発光
波長で出力の大きい半導体レーザを実現できる。第１３
図はその実施例である。第１３図＋ａ＋は表面図、ｆｂ
ｌは図中Ｄ −Ｄ’線に沿った断面図である。ＩｎＰ−
Ｊとする。 （１４） 同書第２１頁第１５行の「９図・・・・・
・・・・・・・１２図」を「８図、１１図〜１３図」と
する。
１図におけるＡ −Ａ’断面の電位分布、第８図は第１
図のＢ −Ｂ’断面の電位図、第４図は静電誘導型半導
体レーザの電流−電圧特性、第５〜９図は静電誘導型半
導体レーザの他の実施例であり、第１０．１１図は静電
誘導型半導体レーザでマルチチャノネルにした実施例で
ある。 ｔｇｌｇ 雛２ 図 （ａ） 、３図 （Ｃン ｊ１３図 第４図 絡ｆ図 １６ 図 １７図 １１！８Ｒ トド４ン′ｔｉ ｖｄ （Ｌ／） 第７ツ 手続補正書（方式） 昭和５７年２月ｌＯ日 特許庁長官 島 １）春 樹 殿 １事件の表示 昭和５６年特許願第１３３１０６号２発
明の名称 半導体レーザ ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城系仙台市川内（番地なし）４、補正命令の
日付 昭和５７年１月５日５補正の対象 「明細書
の図面の簡単な説明の欄」６補正の内容 本願明細書第２２頁第１５行乃至第２３頁第１行記載の
「第１図は・・・・・・・・である。」を次の通り訂正
する。 １第１図は静電誘導型半導体レーザの斜視図、第２図は
第１図におけるＡ−Ｎ断面の電位分布、第３図は第１図
のＢ −Ｂ’断面の電位図、第４〜８図流−電圧特性、
第１１〜１３図は静電誘導型半導体レーザでマルチチャ
ンネルにした実施例である。ヨ丁 続 補
正 書 昭和５７年２月１９日 （！−゛耳 特許庁長官 島 １）春 樹 殿 １ 事件の表示 昭和５６年特許願第１３３１０６号
２ 発明の名称 半導体レーザ ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城県仙台市川内（番地なし）５ 補正の内
容 別紙のとおり （１） 原明細書第３頁第１行及び第４頁第６行の「
図に」を「図は」とする。 （２） 同書第３頁第３行、第４頁第８行及び第５頁
第２行の「を示す。」を「である。」とする。 （３） 同書第１１頁第５行乃至第１１頁第９行の「
チャンネル幅を・・・・・・川・・・なる。」を次の通
り補正する。 １チャンネル幅は、ｐ＋アゲート順方向電圧を加えたと
きゲートがらｎチャンネル領域に注入ｍホールの拡散距
離の２倍より短いことが望ましい。チャンネル幅を広く
して、零ゲートバイアス時にもある程度電流が流れるよ
うな動作を使うこともてきる。電流を零にするために、
ある程度ゲートに逆バイアスを加えることになる。 良く知られているように半導体レーザは電流を流し始め
てすくにレーザ発光が開始するわけてはない。活性層の
キアリア密度があるしきい値以上にならなければ発光し
ない。しきい値電流密度ＪＬｈ、単位電荷ｑ、活性層厚
さｄ、活性層内てのキロリアの自然放出などによる寿命
τとすると、そのしきい値キャリア密度はほぼ、てＪｔ
ｈ ／ ｑｄて与えられる。したがって、ゲートの印加
信号電圧に応答するレーザ発光を得るためには、通常的
にしきい値電流に近い電流を流しておくことになる。ノ
ーマリオン型の構造にして零ゲートバイアスでも、 Ｊ
ｔｈに近い電流がバイアスを加入でおいて、Ｊｔｈに近
い電流が流れるようにしておいてもよいのである。」（
４）同書第１２頁第３行乃至第１２頁第６行の「第４図
に・・・・・・・・・する。」を［ゲート領域６とカソ
ード電極７の下のカソード領域５１の間に、例えばプロ
トンなどのイオン打ち込みを行ない、高抵抗領域５２を
形成する。第４図はその実施例である。］ とする。 （５） 同書第１３頁第８行乃至第１３頁第１２行の
「第７図のように、・・・・・・ ・・如く」を「ゲー
ト領域を埋め込んでもよい。第７図はその実施例である
。 埋め込みゲートの場合も、第７図の場合もゲート領域６
からカソード領域への正孔注入があるため、さらに改善
できる。第８図はその実施例である。図中」とする。 （６） 同書第１３頁第１８行乃至第１３頁第１９行
のｒＧａＡｓ・・・・・・・・・・・・示す。」を「第
９図は、ＧａＡｓて作成したＢＳＩＴの電流電圧特性で
ある。」とする。 （７）同書第１４頁第４行乃至第１４頁第５行の「電流
、・・・・・・・・・・・・電圧」を「ドレイン電流、
横軸がドレイン電圧である。図中Ｖｇはゲート電圧を示
している。ゲート電圧Ｖｇの順方向へ」とする。 （８） 同書第１４頁第１５行の「さら１こ」を「第
１０図は本発明の第１図の構造の電流電圧特性である。 たて軸がアノード電流、よこ軸かアノード電圧である。 図中Ｉｇはゲート正電１−Ｅにおけるゲート電流を示す
。」とする。 （９）閾書第１５頁第５行乃至第１５頁第７行、の「レ
ーザ・・・・・・示す。」を「第１１図は、マルチチャ
ンネル型半導体レーザのレーザ共振器方向に垂直な方向
の断面構造である。」とする。 ｑ■ 同書第１５頁第１３行の「する」を「し、ストラ
イプの一部を結合させる」とする。 ０１）同書第１５頁第１７行の「なる」を「なる。」と
する。 ＱＺＩ 同書第１６頁第４行乃至第１６頁第７行の「
第１２図・・・・・・・・・・てきる。」を「１つおき
のゲート間に高抵抗領域１１１を設けると、各素子を各
素子のゲート電圧により、独立に制御できる。第１２図
はその実施例である。」とする。 （Ｉ３）同書第１７頁第１９行乃至第１８頁第３行の「
同時、・・・・・・・Ｉｎｐ−Ｊを「同時に、単一発光
波長で出力の大きい半導体レーザを実現できる。第１３
図はその実施例である。第１３図＋ａ＋は表面図、ｆｂ
ｌは図中Ｄ −Ｄ’線に沿った断面図である。ＩｎＰ−
Ｊとする。 （１４） 同書第２１頁第１５行の「９図・・・・・
・・・・・・・１２図」を「８図、１１図〜１３図」と
する。
Claims (3)
- （１） 高不純物密度領域よりなる第一導電型のアノ
ード領域、前記アノード領域に隣接して設けられた活性
層、前記活性層に隣接して高抵抗領域よりなるチャンネ
ル領域を備え、前記チャンネル領域の一端に高不純物密
度領域よりなる第二の導電型のカソード領域及び前記チ
ャンネル領域の少な（とも一部を囲うべく設けられた第
一の導電型の高不純物密度領域よりなるゲート領域を備
え、前記アノード領域及びチャンネル領域の禁制帯幅が
活性層より広（なされたことを特徴とする半導体レーザ
。 - （２） 前記ゲート領域が、レーザ発光軸方向に周期
的に形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体レーザ。 - （３） 前記ゲート領域をレーザ発光垂直方向に複数
個設け、レーザ発光スポットが２個一以上のマルチチャ
ンネル構造になされｔこことを特徴とする前記特許請求
の範囲第１項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56133106A JPS5833887A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 半導体レ−ザ |
| GB08224295A GB2111743B (en) | 1981-08-25 | 1982-08-24 | Semiconductor laser |
| US06/411,080 US4534033A (en) | 1981-08-25 | 1982-08-24 | Three terminal semiconductor laser |
| DE19823231579 DE3231579A1 (de) | 1981-08-25 | 1982-08-25 | Halbleiterlaser |
| FR8214583A FR2512286B1 (fr) | 1981-08-25 | 1982-08-25 | Laser a semi-conducteur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56133106A JPS5833887A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833887A true JPS5833887A (ja) | 1983-02-28 |
| JPH036677B2 JPH036677B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15096950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56133106A Granted JPS5833887A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833887A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61134093A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザを含む集積素子 |
| WO2006030746A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | The University Of Tokyo | 半導体発光素子 |
| US9334885B2 (en) | 2012-04-12 | 2016-05-10 | Hitachi, Ltd. | Pump suction pipe |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5414692A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-03 | Fujitsu Ltd | Liminous semiconductor device |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP56133106A patent/JPS5833887A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5414692A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-03 | Fujitsu Ltd | Liminous semiconductor device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61134093A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザを含む集積素子 |
| WO2006030746A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | The University Of Tokyo | 半導体発光素子 |
| US9334885B2 (en) | 2012-04-12 | 2016-05-10 | Hitachi, Ltd. | Pump suction pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH036677B2 (ja) | 1991-01-30 |
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