JPH05218591A - 半導体レーザ素子および半導体受光素子 - Google Patents
半導体レーザ素子および半導体受光素子Info
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- JPH05218591A JPH05218591A JP4041878A JP4187892A JPH05218591A JP H05218591 A JPH05218591 A JP H05218591A JP 4041878 A JP4041878 A JP 4041878A JP 4187892 A JP4187892 A JP 4187892A JP H05218591 A JPH05218591 A JP H05218591A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低発振しきい値電流密度を有する１．５μｍ
帯のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸半導体レー
ザ素子と、高感度でＳＮ比が大きい１．５μｍ帯の半導
体受光素子を提供する。 【構成】 ＩｎＰ基板１１上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層と
ＩｎＧａＡｓ量子井戸層からなる活性層１４を形成した
半導体レーザ素子において、ＩｎＰ基板１１の面方位は
（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が（１００）方
向または（１１０）方向に高々１０°傾いた面方位と
し、ＩｎＰ基板上に、キャリア増倍層、ＩｎＧａＡｓ光
吸収層を順次形成した半導体受光素子において、ＩｎＰ
基板の面方位は（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面
が（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°傾
いた面方位とする。
帯のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸半導体レー
ザ素子と、高感度でＳＮ比が大きい１．５μｍ帯の半導
体受光素子を提供する。 【構成】 ＩｎＰ基板１１上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層と
ＩｎＧａＡｓ量子井戸層からなる活性層１４を形成した
半導体レーザ素子において、ＩｎＰ基板１１の面方位は
（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が（１００）方
向または（１１０）方向に高々１０°傾いた面方位と
し、ＩｎＰ基板上に、キャリア増倍層、ＩｎＧａＡｓ光
吸収層を順次形成した半導体受光素子において、ＩｎＰ
基板の面方位は（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面
が（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°傾
いた面方位とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１．５μｍ帯で発光す
る半導体レーザ素子と、同じ波長域で受光感度を有する
半導体受光素子に関する。
る半導体レーザ素子と、同じ波長域で受光感度を有する
半導体受光素子に関する。
【０００２】
【従来技術】長距離光通信に用いられる石英光ファイバ
は、１．５５μｍの波長で損失が最小になる。そこで、
１．５μｍ帯で発光する高性能の半導体レーザ素子と、
同じ波長域で高感度を有する半導体受光素子が必要にな
る。従来、１．３〜１．５μｍ帯の量子井戸半導体レー
ザ素子は、ＭＯＣＶＤ法によりＩｎＰ基板上に格子整合
するＩｎＧａＡｓＰ系の材料を積層して製作されてい
た。最近になり、ＭＢＥ法によりＰを含まないＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ系の材料を用いて、この波長帯の半
導体レーザ素子の開発が活発に行われている。その理由
は、この半導体レーザ素子においては、ＩｎＧａＡｓＰ
井戸層／ＩｎＧａＡｓＰ障壁層系量子井戸（１．３μｍ
帯）やＩｎＧａＡｓ井戸層／ＩｎＧａＡｓＰ障壁層系量
子井戸（１．５μｍ帯）よりもエネルギーバンドの伝導
帯不連続量ΔＥc が大きくなるため、低発振しきい値を
もつ半導体レーザ素子が得られる可能性があるからであ
る。一方、従来の１．５μｍ帯の半導体受光素子として
は、光吸収層にｐ型にドープされたＧｅまたはＩｎＧａ
Ａｓ系を用いて、光を吸収することにより電子を発生さ
せ、ｐｎ接合を通して光電流を取り出すホトダイオード
が用いられている。Ｇｅ層はＧｅ基板上に、ＩｎＧａＡ
ｓ系層は格子整合するＩｎＰ基板上に形成される。最近
になり、光通信に高速、大容量が求められると、ｐｎ接
合の間に設けたノンドープ層に逆バイアス電圧をかけ、
なだれ現象によりキャリアの増幅を行い、ＳＮ比を上げ
たアバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）が用いられる
ようになった。特にＩｎＧａＡｓ系では、このノンドー
プ層にＩｎＧａＡｓとＩｎＡｌＡｓとの超格子を導入
し、そのエネルギーバンドの伝導帯不連続量ΔＥc が価
電子帯のそれよりも大きいことを利用し、電子のみを増
倍させ、ＳＮ比を向上させた超格子アバランシェホトダ
イオードの研究が盛んに行われている。上述の半導体レ
ーザ素子および半導体受光素子は、結晶成長しやすい
（１００）面上に形成されている。
は、１．５５μｍの波長で損失が最小になる。そこで、
１．５μｍ帯で発光する高性能の半導体レーザ素子と、
同じ波長域で高感度を有する半導体受光素子が必要にな
る。従来、１．３〜１．５μｍ帯の量子井戸半導体レー
ザ素子は、ＭＯＣＶＤ法によりＩｎＰ基板上に格子整合
するＩｎＧａＡｓＰ系の材料を積層して製作されてい
た。最近になり、ＭＢＥ法によりＰを含まないＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ系の材料を用いて、この波長帯の半
導体レーザ素子の開発が活発に行われている。その理由
は、この半導体レーザ素子においては、ＩｎＧａＡｓＰ
井戸層／ＩｎＧａＡｓＰ障壁層系量子井戸（１．３μｍ
帯）やＩｎＧａＡｓ井戸層／ＩｎＧａＡｓＰ障壁層系量
子井戸（１．５μｍ帯）よりもエネルギーバンドの伝導
帯不連続量ΔＥc が大きくなるため、低発振しきい値を
もつ半導体レーザ素子が得られる可能性があるからであ
る。一方、従来の１．５μｍ帯の半導体受光素子として
は、光吸収層にｐ型にドープされたＧｅまたはＩｎＧａ
Ａｓ系を用いて、光を吸収することにより電子を発生さ
せ、ｐｎ接合を通して光電流を取り出すホトダイオード
が用いられている。Ｇｅ層はＧｅ基板上に、ＩｎＧａＡ
ｓ系層は格子整合するＩｎＰ基板上に形成される。最近
になり、光通信に高速、大容量が求められると、ｐｎ接
合の間に設けたノンドープ層に逆バイアス電圧をかけ、
なだれ現象によりキャリアの増幅を行い、ＳＮ比を上げ
たアバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）が用いられる
ようになった。特にＩｎＧａＡｓ系では、このノンドー
プ層にＩｎＧａＡｓとＩｎＡｌＡｓとの超格子を導入
し、そのエネルギーバンドの伝導帯不連続量ΔＥc が価
電子帯のそれよりも大きいことを利用し、電子のみを増
倍させ、ＳＮ比を向上させた超格子アバランシェホトダ
イオードの研究が盛んに行われている。上述の半導体レ
ーザ素子および半導体受光素子は、結晶成長しやすい
（１００）面上に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の半
導体レーザ素子と半導体受光素子には、それぞれ次のよ
うな問題があった。即ち、 １）ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸半導体レー
ザ素子では、光学的品質の高いＩｎＡｌＡｓ層をエピタ
キシャル成長させることが困難であった。そのため、発
振しきい値電流密度は０．８〜２．４KA／cm2 程度であ
り、ＩｎＧａＡｓＰ系に比較しても高く、期待されてい
る低い値に到達していない。 ２）Ｇｅを光吸収層に用いたＡＰＤでは、電子と正孔と
の増倍比が小さいため、大きなＳＮ比が得られない。ま
た、ＩｎＧａＡｓ系では、超格子により電子と正孔との
増倍比が２０程度に大きくなっているが、ＩｎＧａＡｓ
の光吸収層での感度が低いため、生成される電子・正孔
対が少ない。そのため、長距離光通信では、発光強度の
強い半導体レーザ素子が必要になったり、数多くの中継
器が必要になるだけでなく、電子・正孔対の生成量のゆ
らぎに起因するショット雑音が大きくなるという問題が
あった。
導体レーザ素子と半導体受光素子には、それぞれ次のよ
うな問題があった。即ち、 １）ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸半導体レー
ザ素子では、光学的品質の高いＩｎＡｌＡｓ層をエピタ
キシャル成長させることが困難であった。そのため、発
振しきい値電流密度は０．８〜２．４KA／cm2 程度であ
り、ＩｎＧａＡｓＰ系に比較しても高く、期待されてい
る低い値に到達していない。 ２）Ｇｅを光吸収層に用いたＡＰＤでは、電子と正孔と
の増倍比が小さいため、大きなＳＮ比が得られない。ま
た、ＩｎＧａＡｓ系では、超格子により電子と正孔との
増倍比が２０程度に大きくなっているが、ＩｎＧａＡｓ
の光吸収層での感度が低いため、生成される電子・正孔
対が少ない。そのため、長距離光通信では、発光強度の
強い半導体レーザ素子が必要になったり、数多くの中継
器が必要になるだけでなく、電子・正孔対の生成量のゆ
らぎに起因するショット雑音が大きくなるという問題が
あった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体レーザ素子および半導体受光素子を提供す
るもので、ＩｎＰ基板上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層とＩｎ
ＧａＡｓ量子井戸層からなる活性層を形成した半導体レ
ーザ素子において、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ
面、または（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１
１０）方向に高々１０°傾いた面方位である半導体レー
ザ素子を第１発明とし、ＩｎＰ基板上に、キャリア増倍
層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層を順次形成した半導体受光素
子において、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ面、ま
たは（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１１０）
方向に高々１０°傾いた面方位である半導体受光素子を
第２発明とするものである。
決した半導体レーザ素子および半導体受光素子を提供す
るもので、ＩｎＰ基板上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層とＩｎ
ＧａＡｓ量子井戸層からなる活性層を形成した半導体レ
ーザ素子において、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ
面、または（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１
１０）方向に高々１０°傾いた面方位である半導体レー
ザ素子を第１発明とし、ＩｎＰ基板上に、キャリア増倍
層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層を順次形成した半導体受光素
子において、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ面、ま
たは（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１１０）
方向に高々１０°傾いた面方位である半導体受光素子を
第２発明とするものである。
【０００５】
【作用】本発明は、ＩｎＰ基板上にＩｎＡｌＡｓとＩｎ
ＧａＡｓからなる量子井戸を形成した場合についての次
のような新しい実験事実に基づくものである。即ち、こ
の量子井戸のホトルミネッセンス（ＰＬ）強度とＩｎＰ
基板面方位の関係を調べると、（１００）基板面方位に
比較して、（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が
（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°傾い
た面方位では、ＰＬ強度がきわめて大きくなる。この理
由としては、（１１１）Ｂ面およびその近くの面方位の
量子井戸では（１００）面量子井戸に比較して面内有効
質量が軽いために、（１００）面量子井戸よりも容易に
エネルギイバンドをキャリアで満たして利得を得ること
ができるためと考えられる。従って、これらの面方位上
にＩｎＡｌＡｓとＩｎＧａＡｓからなる量子井戸を活性
層として形成すると、発振しきい値電流密度が低下する
ことが期待できる。また、これらの面方位上にＩｎＡｌ
ＡｓとＩｎＧａＡｓからなる量子井戸を光吸収層として
形成すると、電子・正孔対が多く生成され、受光感度が
高くなる。なお、上記量子井戸層からなる活性層、光吸
収層およびキャリア増倍層を構成するＩｎX Ｇａ1-X Ａ
ｓの組成を０．３≦Ｘ≦０．７とすることが望ましい。
その理由は、ＩｎＰ基板上でＩｎX Ｇａ1-X ＡｓはＸ＝
０．５３で基板と格子整合し、この組成からのずれが大
きくなるほど、転位を入れずにエピタキシャル成長させ
ることが困難になるからである。特に、Ｘ＜０．３、お
よびＸ＞０．７では、転位を入れずにエピタキシャル成
長できる膜厚（臨界膜厚）が数１０Å程度になり、超格
子の製作が困難になる。
ＧａＡｓからなる量子井戸を形成した場合についての次
のような新しい実験事実に基づくものである。即ち、こ
の量子井戸のホトルミネッセンス（ＰＬ）強度とＩｎＰ
基板面方位の関係を調べると、（１００）基板面方位に
比較して、（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が
（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°傾い
た面方位では、ＰＬ強度がきわめて大きくなる。この理
由としては、（１１１）Ｂ面およびその近くの面方位の
量子井戸では（１００）面量子井戸に比較して面内有効
質量が軽いために、（１００）面量子井戸よりも容易に
エネルギイバンドをキャリアで満たして利得を得ること
ができるためと考えられる。従って、これらの面方位上
にＩｎＡｌＡｓとＩｎＧａＡｓからなる量子井戸を活性
層として形成すると、発振しきい値電流密度が低下する
ことが期待できる。また、これらの面方位上にＩｎＡｌ
ＡｓとＩｎＧａＡｓからなる量子井戸を光吸収層として
形成すると、電子・正孔対が多く生成され、受光感度が
高くなる。なお、上記量子井戸層からなる活性層、光吸
収層およびキャリア増倍層を構成するＩｎX Ｇａ1-X Ａ
ｓの組成を０．３≦Ｘ≦０．７とすることが望ましい。
その理由は、ＩｎＰ基板上でＩｎX Ｇａ1-X ＡｓはＸ＝
０．５３で基板と格子整合し、この組成からのずれが大
きくなるほど、転位を入れずにエピタキシャル成長させ
ることが困難になるからである。特に、Ｘ＜０．３、お
よびＸ＞０．７では、転位を入れずにエピタキシャル成
長できる膜厚（臨界膜厚）が数１０Å程度になり、超格
子の製作が困難になる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。本発明は以下のような実験事実に基
づいている。図３は、ＩｎＰ基板上に形成したＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸のＰＬ強度と基板面方位
の関係を示したものである。用いた試料は、図４に示し
た構造をしており、次のようにして製作した。即ち、Ｍ
ＢＥ法により、（１００）面方位および（１００）方向
に２°傾いた（１１１）Ｂ面方位を有するＩｎＰ基板１
をモリブデンブロック（図示されず）にはりつけ、その
上に同時に結晶成長を行った。先ず、通常の予備加熱の
工程により表面酸化膜を除去し、次いで、０．７μｍの
ＩｎＡｌＡｓバッファー層２を積層し、次いで、２００
ÅのＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ障壁層３を挟んで、１０、２
０、３０、５０、８０Åの厚さのＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
量子井戸層４を順次積層した。これらの試料について、
７７ＫにおいてＰＬ強度を測定した結果を図３に示し
た。それぞれの発光ピーク波長は長波長側から、８０、
５０、３０、２０Åの厚さの量子井戸層４からの発光に
対応しており、次いで、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ障壁層
３、ＩｎＰ基板１に対応している。発光ピーク強度を比
較すると、例えば８０Åの量子井戸層４では、（１１
１）Ｂ２°オフ面の方が（１００）面よりも約８倍強度
が強く、他の発光ピーク強度も（１１１）Ｂ２°オフ面
の方が（１００）面よりも強くなっている。以下の実施
例は、上記実験事実による新しい知見に基づくものであ
る。 実施例１．図１は本発明にかかる半導体レーザ素子の一
実施例の断面図である。図中、１１はｎ−ＩｎＰ基板、
１２は厚さ１．５μｍのｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓクラ
ッド層（Ｓｉドープ：１×１０18ｃｍ-3）、１３と１５
は厚さ５００ÅのノンドープＩｎ0.5 （ＧａY Ａ
ｌ1-Y ）0.5 ＡｓからなるＧＲＩＮ−ＳＣＨ層、１４は
厚さ１０〜２００ÅのＩｎX Ｇａ1-X Ａｓ（０．３≦Ｘ
≦０．７）量子井戸層と厚さ３０〜２００ÅのＩｎ0.52
Ａｌ0.48Ａｓ障壁層からなる多重量子井戸層で構成され
た活性層、１６は厚さ１．５μｍのｐ−Ｉｎ0.52Ａｌ
0.48Ａｓクラッド層（Ｂｅドープ：１×１０18ｃ
ｍ-3）、１７は厚さ０．５μｍのｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47
Ａｓキャップ層（Ｂｅドープ：１×１０17ｃｍ-3）、１
８はオーミック電極である。ｎ−ＩｎＰ基板１１の面方
位は（１００）方向に２°オフした（１１１）Ｂ面とし
た。ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７およびＩｎＡｌＡ
ｓクラッド層１２、１６はＩｎＰ基板１１と０．１％以
内で格子整合している。このようにして得られた半導体
レーザ素子の発振しきい値電流密度は、（１００）基板
面においては１．０ｋＡ／ｃｍ2 であるのに対して、
（１１１）Ｂ２°オフ面においては０．５ｋＡ／ｃｍ2
と改善された。なお、本発明は上記実施例に限定される
ことはなく、（１１１）Ｂ基板の面方位は（１００）方
向または（１１０）方向に高々１０°オフしていてもよ
い。また、デバイス構造もブロードコンタクトだけでな
く、オキサイドストライプや埋め込み型により電流狭窄
したものでもい。さらに、活性層については、ＩｎＰ基
板と格子整合のとれる組成だけでなく、歪み系でもよ
く、ＩｎＧａＡｓ井戸層数は１乃至１５個の範囲で製作
してもよく、光閉じ込め層もＧＲＩＮ層だけでなく、Ｉ
ｎＧａＡｌＡｓからなるＳＣＨ層やＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＡｌＡｓ超格子ＳＣＨ層を用いてもよい。 実施例２．図２は本発明にかかる半導体受光素子の一実
施例の断面図である。図中、２１はＳドープｎ−ＩｎＰ
基板、２２はＳｉドープｎ−ＩｎＧａＡｓ層、２３はノ
ンドープＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ超格子からなる電
子倍増層、２４はＢｅドープｐ−ＩｎＧａＡｓ光吸収
層、２５はｎ電極、２６はｐ電極である。Ｓｉドープｎ
−ＩｎＰ基板２１の面方位は（１００）方向に２°オフ
した（１１１）Ｂ面とした。なお、本発明は上記実施例
に限定されることはなく、（１１１）Ｂ基板の面方位は
（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°オフ
していてもよく、電子倍増層は超格子でなく、ノンドー
プＩｎＧａＡｓ層でもよく、また、無くてもよい。
を詳細に説明する。本発明は以下のような実験事実に基
づいている。図３は、ＩｎＰ基板上に形成したＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ系量子井戸のＰＬ強度と基板面方位
の関係を示したものである。用いた試料は、図４に示し
た構造をしており、次のようにして製作した。即ち、Ｍ
ＢＥ法により、（１００）面方位および（１００）方向
に２°傾いた（１１１）Ｂ面方位を有するＩｎＰ基板１
をモリブデンブロック（図示されず）にはりつけ、その
上に同時に結晶成長を行った。先ず、通常の予備加熱の
工程により表面酸化膜を除去し、次いで、０．７μｍの
ＩｎＡｌＡｓバッファー層２を積層し、次いで、２００
ÅのＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ障壁層３を挟んで、１０、２
０、３０、５０、８０Åの厚さのＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
量子井戸層４を順次積層した。これらの試料について、
７７ＫにおいてＰＬ強度を測定した結果を図３に示し
た。それぞれの発光ピーク波長は長波長側から、８０、
５０、３０、２０Åの厚さの量子井戸層４からの発光に
対応しており、次いで、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ障壁層
３、ＩｎＰ基板１に対応している。発光ピーク強度を比
較すると、例えば８０Åの量子井戸層４では、（１１
１）Ｂ２°オフ面の方が（１００）面よりも約８倍強度
が強く、他の発光ピーク強度も（１１１）Ｂ２°オフ面
の方が（１００）面よりも強くなっている。以下の実施
例は、上記実験事実による新しい知見に基づくものであ
る。 実施例１．図１は本発明にかかる半導体レーザ素子の一
実施例の断面図である。図中、１１はｎ−ＩｎＰ基板、
１２は厚さ１．５μｍのｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓクラ
ッド層（Ｓｉドープ：１×１０18ｃｍ-3）、１３と１５
は厚さ５００ÅのノンドープＩｎ0.5 （ＧａY Ａ
ｌ1-Y ）0.5 ＡｓからなるＧＲＩＮ−ＳＣＨ層、１４は
厚さ１０〜２００ÅのＩｎX Ｇａ1-X Ａｓ（０．３≦Ｘ
≦０．７）量子井戸層と厚さ３０〜２００ÅのＩｎ0.52
Ａｌ0.48Ａｓ障壁層からなる多重量子井戸層で構成され
た活性層、１６は厚さ１．５μｍのｐ−Ｉｎ0.52Ａｌ
0.48Ａｓクラッド層（Ｂｅドープ：１×１０18ｃ
ｍ-3）、１７は厚さ０．５μｍのｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47
Ａｓキャップ層（Ｂｅドープ：１×１０17ｃｍ-3）、１
８はオーミック電極である。ｎ−ＩｎＰ基板１１の面方
位は（１００）方向に２°オフした（１１１）Ｂ面とし
た。ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７およびＩｎＡｌＡ
ｓクラッド層１２、１６はＩｎＰ基板１１と０．１％以
内で格子整合している。このようにして得られた半導体
レーザ素子の発振しきい値電流密度は、（１００）基板
面においては１．０ｋＡ／ｃｍ2 であるのに対して、
（１１１）Ｂ２°オフ面においては０．５ｋＡ／ｃｍ2
と改善された。なお、本発明は上記実施例に限定される
ことはなく、（１１１）Ｂ基板の面方位は（１００）方
向または（１１０）方向に高々１０°オフしていてもよ
い。また、デバイス構造もブロードコンタクトだけでな
く、オキサイドストライプや埋め込み型により電流狭窄
したものでもい。さらに、活性層については、ＩｎＰ基
板と格子整合のとれる組成だけでなく、歪み系でもよ
く、ＩｎＧａＡｓ井戸層数は１乃至１５個の範囲で製作
してもよく、光閉じ込め層もＧＲＩＮ層だけでなく、Ｉ
ｎＧａＡｌＡｓからなるＳＣＨ層やＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＡｌＡｓ超格子ＳＣＨ層を用いてもよい。 実施例２．図２は本発明にかかる半導体受光素子の一実
施例の断面図である。図中、２１はＳドープｎ−ＩｎＰ
基板、２２はＳｉドープｎ−ＩｎＧａＡｓ層、２３はノ
ンドープＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ超格子からなる電
子倍増層、２４はＢｅドープｐ−ＩｎＧａＡｓ光吸収
層、２５はｎ電極、２６はｐ電極である。Ｓｉドープｎ
−ＩｎＰ基板２１の面方位は（１００）方向に２°オフ
した（１１１）Ｂ面とした。なお、本発明は上記実施例
に限定されることはなく、（１１１）Ｂ基板の面方位は
（１００）方向または（１１０）方向に高々１０°オフ
していてもよく、電子倍増層は超格子でなく、ノンドー
プＩｎＧａＡｓ層でもよく、また、無くてもよい。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｉ
ｎＰ基板上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓ量子
井戸層からなる活性層を形成した半導体レーザ素子にお
いて、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ面、または
（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１１０）方向
に高々１０°傾いた面方位であるため、発振しきい値電
流密度が低下するという優れた効果がある。また、Ｉｎ
Ｐ基板上に、キャリア増倍層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層を
順次形成した半導体受光素子において、ＩｎＰ基板の面
方位は（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が（１０
０）方向または（１１０）方向に高々１０°傾いた面方
位であるため、受光感度およびＳＮ比が向上するという
優れた効果がある。
ｎＰ基板上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓ量子
井戸層からなる活性層を形成した半導体レーザ素子にお
いて、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ面、または
（１１１）Ｂ面が（１００）方向または（１１０）方向
に高々１０°傾いた面方位であるため、発振しきい値電
流密度が低下するという優れた効果がある。また、Ｉｎ
Ｐ基板上に、キャリア増倍層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層を
順次形成した半導体受光素子において、ＩｎＰ基板の面
方位は（１１１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が（１０
０）方向または（１１０）方向に高々１０°傾いた面方
位であるため、受光感度およびＳＮ比が向上するという
優れた効果がある。
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明に係る半導体受光素子の一実施例の断面
図である。
図である。
【図３】ＰＬ強度と基板面方位との関係についての実験
結果を示す図である。
結果を示す図である。
【図４】上記実験に用いた試料断面図である。
１、１１、２１ 基板 ２ バッファー層 ３ 障壁層 ４ 量子井戸層 １２、１６ クラッド層 １３、１５ ＧＩＮ層 １４ 活性層 １７ キャップ層 １８、２５、２６ 電極 ２２ Ｓｉドープｎ−ＩｎＧａＡｓ
層 ２３ 電子倍増層 ２４ 光吸収層
層 ２３ 電子倍増層 ２４ 光吸収層
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩｎＰ基板上に、ＩｎＡｌＡｓ障壁層と
ＩｎＧａＡｓ量子井戸層からなる活性層を形成した半導
体レーザ素子において、ＩｎＰ基板の面方位は（１１
１）Ｂ面、または（１１１）Ｂ面が（１００）方向また
は（１１０）方向に高々１０°傾いた面方位であること
を特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 ＩｎＰ基板上に、キャリア増倍層、Ｉｎ
ＧａＡｓ光吸収層を順次形成した半導体受光素子におい
て、ＩｎＰ基板の面方位は（１１１）Ｂ面、または（１
１１）Ｂ面が（１００）方向または（１１０）方向に高
々１０°傾いた面方位であることを特徴とする半導体受
光素子。 - 【請求項３】 ＩｎＧａＡｓ量子井戸層はＩｎX Ｇａ
1-X Ａｓ（０．３≦Ｘ≦０．７）からなることを特徴と
する請求項１記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 ＩｎＧａＡｓ光吸収層はＩｎX Ｇａ1-X
Ａｓ（０．３≦Ｘ≦０．７）からなり、キャリア増倍層
はＩｎY Ｇａ1-Y Ａｓ（０．３≦Ｙ≦０．７）とＩｎZ
Ａｌ1-Z Ａｓ（０．３≦Ｚ≦０．７）からなる超格子か
らなることを特徴とする請求項２記載の半導体受光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041878A JPH05218591A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザ素子および半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041878A JPH05218591A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザ素子および半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218591A true JPH05218591A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12620533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041878A Pending JPH05218591A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 半導体レーザ素子および半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218591A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004146408A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型フォトダイオードおよびその製造方法 |
| JP2006270060A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-10-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子と受光素子を用いた光通信用受信モジュールおよび受光素子を用いた計測器 |
| KR100818632B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2008-04-02 | 한국전자통신연구원 | 부밴드 천이 반도체 레이저 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56176837U (ja) * | 1980-05-29 | 1981-12-26 | ||
| JPH05146349A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-15 | Japan Gore Tex Inc | 掛け布団カバー |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4041878A patent/JPH05218591A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56176837U (ja) * | 1980-05-29 | 1981-12-26 | ||
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| KR100818632B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2008-04-02 | 한국전자통신연구원 | 부밴드 천이 반도체 레이저 |
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