JP4571635B2 - スーパールミネッセントダイオード - Google Patents
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Description
半導体基板(1)と、
前記半導体基板(1)の上方に形成される複数の障壁層(3a1,3a2…)と前記複数の障壁層に挟まれた複数の井戸層(3b1,3b2…)とからなる複数の量子井戸(3c1,3c2…)を有する活性層(3)とを備え、
前記複数の井戸層のうち少なくとも1つの井戸層が2.5nmから5nmまでの範囲のいずれかの層厚を有し、InxaGa(1−xa)As膜からなると共に、前記Inの組成比xaが0.05から0.20までの範囲のいずれかの値をとることにより、当該井戸層内で生ずる格子歪みが0.35%から1.5%までの範囲のいずれかの値をとる歪井戸層として形成されると共に、
前記歪井戸層が、他の井戸層とは異なるバンドギャップ波長を有して形成され、
発光スペクトルの中心波長が800nmから850nmまでの間であることを特徴とするスーパールミネッセントダイオードが提供される。
前記活性層に含まれる前記複数の量子井戸がそれぞれ略同一の層厚を有することを特徴とする第1の態様に従うスーパールミネッセントダイオードが提供される。
前記半導体基板(1)としてn−GaAs基板を用いることを特徴とする第1の態様に従うスーパールミネッセントダイオードが提供される。
前記スーパールミネッセントダイオード(100)は、前記スーパールミネッセントダイオードとして、前記半導体基板(1)の表面の上方に形成される第1のクラッド層(2)と、前記第1のクラッド層(2)の上方に形成される前記活性層(3)と、前記活性層(3)の上方に形成される第2のクラッド層(4)と、前記第2のクラッド層(4)中に形成されるエッチング阻止層(5)と、前記第2のクラッド層(4)の上方に形成されるコンタクト層(6)と、前記コンタクト層(6)の上方及び前記エッチング阻止層(5)の上方に形成される絶縁膜(7)と、前記絶縁膜 (7)の上方に形成される第1の電極(8)と、前記半導体基板(1)の裏面に形成される第2の電極(9)とを備えると共に、
前記スーパールミネッセントダイオードの短手方向の中央部の前記エッチング阻止層(5)の上方に台形状に、且つ、前記スーパールミネッセントダイオードの長手方向における一端面から中央部近辺にかけた位置における前記エッチング阻止層(5)の上方にストライプ状に形成される利得領域となるリッジ部(10)と、
前記スーパールミネッセントダイオードの長手方向における中央部近辺から前記スーパールミネッセントダイオードの他端面にかけて前記リッジ部(10)に隣接した位置で前記活性層(3)を含む前記スーパールミネッセントダイオードの内部にストライプ状に形成される光及び電流を吸収する吸収領域(11)と、
前記リッジ部(10)の両側部に対向した位置に形成される光が導波されない領域と、 前記スーパールミネッセントダイオードの長手方向における一端面に形成される反射防止膜(12)とを有することを特徴とする第1の態様に従うスーパールミネッセントダイオードが提供される。
図1A,Bは、本発明の第1の実施形態による半導体光素子が適用されるスーパールミネッセントダイオード(SLD)の基本構造を示している。
[{a(InGaAs)−a(GaAs)}/a(GaAs)]×100%…(1)
但し、
a(InGaAs)
=a(GaAs)×(1−xa)+a(InAs)×xa…(2)
ここで、a(InGaAs)はInxaGa(1−xa)Asの格子定数であり、xaはIII族元素中のIn組成比である。
a(InGaAs)
=0.56533(nm)×(1−0.05)+0.60584(nm)×0.05
=0.5370635(nm)+0.329200(nm)
=0.5673655(nm)
が得られる。
s=[{0.5673655(nm)−0.56533(nm)}/0.56533(nm)]×100%
={0.0020355(nm)/0.56533(nm)}×100%
=0.3600551%
が得られる。
a(InGaAs)
=0.56533(nm)×(1−0.20)+0.60584(nm)×0.20
=0.452264(nm)+0.121168(nm)
=0.573432(nm)
が得られる。
s=[{0.573432(nm)−0.56533(nm)}/0.56533(nm)]×100%
={0.008102(nm)/0.56533(nm)}×100%
=1.4331452%
が得られる。
図7A,Bは、本発明に係る半導体光素子の第2の実施形態として半導体光増幅器に適用した場合の構成を示す図である。
図8は、本発明の第3の実施形態による外部共振器型半導体レーザ600の構成を説明するために示す図である。
Claims (4)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の上方に形成される複数の障壁層と前記複数の障壁層に挟まれた複数の井戸層とからなる複数の量子井戸を有する活性層とを備え、
前記複数の井戸層のうち少なくとも1つの井戸層が2.5nmから5nmまでの範囲のいずれかの層厚を有し、InxaGa(1−xa)As膜からなると共に、前記Inの組成比xaが0.05から0.20までの範囲のいずれかの値をとることにより、当該井戸層内で生ずる格子歪みが0.35%から1.5%までの範囲のいずれかの値をとる歪井戸層として形成されると共に、
前記歪井戸層が、他の井戸層とは異なるバンドギャップ波長を有して形成され、
発光スペクトル特性の中心波長が800nmから850nmまでの間であることを特徴とするスーパールミネッセントダイオード。 - 前記活性層に含まれる前記複数の量子井戸がそれぞれ略同一の層厚を有することを特徴とする請求項1に記載のスーパールミネッセントダイオード。
- 前記半導体基板としてn−GaAs基板を用いることを特徴とする請求項1に記載のスーパールミネッセントダイオード。
- 前記スーパールミネッセントダイオードは、前記スーパールミネッセントダイオードとして、前記半導体基板の表面の上方に形成される第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層の上方に形成される前記活性層と、前記活性層の上方に形成される第2のクラッド層と、前記第2のクラッド層中に形成されるエッチング阻止層と、前記第2のクラッド層の上方に形成されるコンタクト層と、前記コンタクト層の上方及び前記エッチング阻止層の上方に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜の上方に形成される第1の電極と、前記半導体基板の裏面に形成される第2の電極と、を備えると共に、
前記スーパールミネッセントダイオードの短手方向の中央部の前記エッチング阻止層の上方に台形状に、且つ、前記スーパールミネッセントダイオードの長手方向における一端面から中央部近辺にかけた位置における前記エッチング阻止層の上方にストライプ状に形成される利得領域となるリッジ部と、
前記スーパールミネッセントダイオードの長手方向における中央部近辺から前記スーパールミネッセントダイオードの他端面にかけて前記リッジ部に隣接した位置で前記活性層を含む前記スーパールミネッセントダイオードの内部にストライプ状に形成される光及び電流を吸収する吸収領域と、
前記リッジ部の両側部に対向した位置に形成される光が導波されない領域と、
前記スーパールミネッセントダイオードにおける一端面に形成される反射防止膜と、を有することを特徴とする請求項1に記載のスーパールミネッセントダイオード。
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