JPS59977A - 双方向波長変換素子 - Google Patents
双方向波長変換素子Info
- Publication number
- JPS59977A JPS59977A JP57109549A JP10954982A JPS59977A JP S59977 A JPS59977 A JP S59977A JP 57109549 A JP57109549 A JP 57109549A JP 10954982 A JP10954982 A JP 10954982A JP S59977 A JPS59977 A JP S59977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wavelength conversion
- conversion element
- type
- bidirectional wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
- G02F2/02—Frequency-changing of light, e.g. by quantum counters
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
- H10F55/10—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices control the electric light source, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
- H10F55/15—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices control the electric light source, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices
- H10F55/155—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices control the electric light source, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices formed in, or on, a common substrate
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (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】
本発明は双方向に波長を変換できるモノリシック双方向
波長変換素子に関する。
波長変換素子に関する。
第１図は従来の波長変換器を示す図である。
従来は１例えばＩず波長λ、の入射光をその入射波長λ
、に合りたバンドギャップを有する光検出器で受光し電
気信号に変換し、この電気信号を変換器により電流信号
に変換し、この電流信号によって発光波長λ、に合った
バンドギヤリプを有する発光素子を発光させて波長會λ
。
、に合りたバンドギャップを有する光検出器で受光し電
気信号に変換し、この電気信号を変換器により電流信号
に変換し、この電流信号によって発光波長λ、に合った
バンドギヤリプを有する発光素子を発光させて波長會λ
。
からλ、に変換していた。このため、従来の波長変換器
はそのま＼では双方向には波長を変換できずまたその発
光効率も悪いという欠へがあつたＯ 本発明の目的は、２つの異なった波長間で双方向に効率
よく波長を変換することが可能なキノリシック双方向波
長変換素子を提供することである。
はそのま＼では双方向には波長を変換できずまたその発
光効率も悪いという欠へがあつたＯ 本発明の目的は、２つの異なった波長間で双方向に効率
よく波長を変換することが可能なキノリシック双方向波
長変換素子を提供することである。
以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
＠２図は本発明のモノリシック双方向波長変換素子の実
施例を示す図である。■２図（ａ）は本発明の双方向波
長変換素子の構造を示す図である。Ｇａ１−ｘｋｌｘＡ
ｓ系の直接遷移型の半導体により構成されているｎ ｐ
−Ｇａ １−ｘ７ｆｆｌｘＡｓ層１゜ｎ−Ｇａ１−ｙＡ
／ｙＡｓ層２及びｐ −Ｇａ １− ｚＡｌ？ ｚＡｓ
［５によりｐ’ｎ ｐ トランジスタ構造を構成し。
施例を示す図である。■２図（ａ）は本発明の双方向波
長変換素子の構造を示す図である。Ｇａ１−ｘｋｌｘＡ
ｓ系の直接遷移型の半導体により構成されているｎ ｐ
−Ｇａ １−ｘ７ｆｆｌｘＡｓ層１゜ｎ−Ｇａ１−ｙＡ
／ｙＡｓ層２及びｐ −Ｇａ １− ｚＡｌ？ ｚＡｓ
［５によりｐ’ｎ ｐ トランジスタ構造を構成し。
電極４−５間に外部バイアス電圧Ｖを１−１−２間が逆
バイアスに＃２−６間が順バイアスになるように印加・
する。
バイアスに＃２−６間が順バイアスになるように印加・
する。
第２図（ｂ）は本発明のモノリシック双方向波長変換素
子のバンド構造を示す図である。波長λ１の入射光はバ
ンドギャップＥ ｇｌ（＝ 乎［ｅ Ｖｌ）（但し、λ
、の単位はμｍ）のｐ−ＧａｌｘＭｘＡｓ１−１に入射
し光電子を宅生させる。発生した電子はＰ −Ｇ’ １
−ｘＡｊ？ｘＡｓ層１とｎ−Ｇａ １−ｙＭｙＡｓｌ−
２との間に印加された逆バイアス電界によりｎ −Ｇ’
１−３’ＡｊｆｙＡａ ｔｉ２に流れ込む。電荷中性
条件よりｎ−Ｇａ １−ｙＡｌｙＡｓ層２の正孔濃度が
電子濃度に等しくなるよう正孔注入が必要となりｎ−Ｇ
ａ１−ｙＡＡ！ｙＡｓ 層２とｐ −Ｇｏ １− ｚ
ＭｚＡｓｌ−６との間は順バイアス状態になる。そのた
め。
子のバンド構造を示す図である。波長λ１の入射光はバ
ンドギャップＥ ｇｌ（＝ 乎［ｅ Ｖｌ）（但し、λ
、の単位はμｍ）のｐ−ＧａｌｘＭｘＡｓ１−１に入射
し光電子を宅生させる。発生した電子はＰ −Ｇ’ １
−ｘＡｊ？ｘＡｓ層１とｎ−Ｇａ １−ｙＭｙＡｓｌ−
２との間に印加された逆バイアス電界によりｎ −Ｇ’
１−３’ＡｊｆｙＡａ ｔｉ２に流れ込む。電荷中性
条件よりｎ−Ｇａ １−ｙＡｌｙＡｓ層２の正孔濃度が
電子濃度に等しくなるよう正孔注入が必要となりｎ−Ｇ
ａ１−ｙＡＡ！ｙＡｓ 層２とｐ −Ｇｏ １− ｚ
ＭｚＡｓｌ−６との間は順バイアス状態になる。そのた
め。
ｎ−Ｇａ １−ｙＡｊ？ｙＡａ層２に流れ込ンタ電子Ｕ
ｐ −Ｇａ １− ｚＡｌｚＡｓ層３に注入され、この
領域で電光再結合する。この場合にｐ−ＧＩ２１− ｚ
Ａ７ｚＡｓＩＩ＃３として所望の発光波長λ２ に対応
する１、２４ バンドギーｙツブＥｇｓ （＝ −１Ｃｅ Ｖ 〕）
（但し。
ｐ −Ｇａ １− ｚＡｌｚＡｓ層３に注入され、この
領域で電光再結合する。この場合にｐ−ＧＩ２１− ｚ
Ａ７ｚＡｓＩＩ＃３として所望の発光波長λ２ に対応
する１、２４ バンドギーｙツブＥｇｓ （＝ −１Ｃｅ Ｖ 〕）
（但し。
λ２の単位はμｍ）になるような組成を選べば波長λ２
の光が得られる。μ上の過程により波長λ１ の入射光
は波長λ、の光に変函される。
の光が得られる。μ上の過程により波長λ１ の入射光
は波長λ、の光に変函される。
＠２図において外部バイアス電圧Ｖを図示とは逆方向に
印加し、 ｐ −Ｇａ １−ｚＡｌｚＡｓ Ｉ脅６の
側から波長λ２ の光を入射すれば前述の説明と全く同
様にｐ−Ｇａ１−ｘＡｆｆｌｘＡｓ Ｉ！ｉｆ １の側
から波長λ、の光が得られる。即ち、波長λ２ から波
長λ、への変換もできこれによって双方向波長変換が可
能となる。
印加し、 ｐ −Ｇａ １−ｚＡｌｚＡｓ Ｉ脅６の
側から波長λ２ の光を入射すれば前述の説明と全く同
様にｐ−Ｇａ１−ｘＡｆｆｌｘＡｓ Ｉ！ｉｆ １の側
から波長λ、の光が得られる。即ち、波長λ２ から波
長λ、への変換もできこれによって双方向波長変換が可
能となる。
ｎ −Ｇａ １−ｙＡ７ｙＡｓ層２への正札ノ注入効率
を少なくし発光層への電子の注入効率を増加させる必要
があるため・ｎ−Ｇ１１１−）’ＭｙＡｓｌ（ｉ２のバ
ンドギャップＥｇ２はバンドギャップＥｇｔ 。
を少なくし発光層への電子の注入効率を増加させる必要
があるため・ｎ−Ｇ１１１−）’ＭｙＡｓｌ（ｉ２のバ
ンドギャップＥｇ２はバンドギャップＥｇｔ 。
Ｅｇａよりも大きくした方がよく、その大きさはＥｇｔ
、Ｅｇｓの大をい方のバンドギャップより５ＵｍｅＶ
以上大きければよい。
、Ｅｇｓの大をい方のバンドギャップより５ＵｍｅＶ
以上大きければよい。
耶６図は本元明のモノリシック双方向波長変換素子の別
の実施例を示す図である。第５図（ａ）は波長変換の際
に変換効率をより向上させる双方向波長変換素子の構造
を示し、第６図（ｂ）はそのバンド構造を示す。この構
造の特徴は変換効率を悪くする主原因である表面再結合
過程をなくした薇にある。即ち、ｐ−Ｇａ１−ｘＡｆｆ
ｌｘＡｓ 層１の外側にこれよりバンドギヤリプの大き
いＰ −（ｙ ａ’ −ｐ ＭＰ Ａ ｓ ｍ ５１（
Ｅ ｇｌ３ ＞ Ｅｇ ＋ ） ｋ形成し、同様に１）
−Ｇａ１−ｚＭｚＡｓ Ｉ＠６の外側にこれよりバンド
ギャップの大きいＰ−Ｇａ １−ｑＡ／ｑＡｓ層３２
（Ｅｇｇ□＞Ｅｇａ）を形成することにより表面へのキ
ャリアの拡散を防止している。
の実施例を示す図である。第５図（ａ）は波長変換の際
に変換効率をより向上させる双方向波長変換素子の構造
を示し、第６図（ｂ）はそのバンド構造を示す。この構
造の特徴は変換効率を悪くする主原因である表面再結合
過程をなくした薇にある。即ち、ｐ−Ｇａ１−ｘＡｆｆ
ｌｘＡｓ 層１の外側にこれよりバンドギヤリプの大き
いＰ −（ｙ ａ’ −ｐ ＭＰ Ａ ｓ ｍ ５１（
Ｅ ｇｌ３ ＞ Ｅｇ ＋ ） ｋ形成し、同様に１）
−Ｇａ１−ｚＭｚＡｓ Ｉ＠６の外側にこれよりバンド
ギャップの大きいＰ−Ｇａ １−ｑＡ／ｑＡｓ層３２
（Ｅｇｇ□＞Ｅｇａ）を形成することにより表面へのキ
ャリアの拡散を防止している。
μ上述べた構造においてｐ型ｔ−ｎ型に反転しｎ型をｐ
型に反転した場合も全く同様に波長変換が可能である。
型に反転した場合も全く同様に波長変換が可能である。
Ｇｏ １−ｘＡＡｉｘＡｓ系を列にとり説明したが、Ｉ
ｎ１−ｘＧａｘＡｓｌ−ｙＰｙ系。
ｎ１−ｘＧａｘＡｓｌ−ｙＰｙ系。
Ｉｎ １７ｘＧａｘＳｂ １−、’ＪＰ’ｉ系、Ｇａ、
ｉ−ｘＭｘＡｓ１−ｙＳｂｙ 系−Ｉｎ１−ｘＧａ、
ｘＡｓｌ−ｙｓｂｙ系等に適用できることは容易にわか
る。
ｉ−ｘＭｘＡｓ１−ｙＳｂｙ 系−Ｉｎ１−ｘＧａ、
ｘＡｓｌ−ｙｓｂｙ系等に適用できることは容易にわか
る。
＠１図は従来の波長変換器を示す図、傭２図は本発明の
モノリシック双方向波長変換素子の実施例を示す図、第
３図は本発明のモノリシック双方向波長変換素子の別の
実施列を示す図である。 １：ｐ（又はｎ ） −Ｇａ １−ｘＡＪｌｘＡｓ層（
バンドギャップＥｇ＋ ） ２：ｎ（又はｐ ）−Ｇａ１−ｙＭｙＡｓ層（バンドギ
ャップＥｌｈ 、Ｅｇｇ＞Ｅｇｔ ）５ ： ｐ（５［
ｎ ）−’Ｇａ １−ｚ７ｖ！ｚＡｓｌｉ（バンドギャ
ップ）５ｇｓ 、Ｅｇｓ ＜Ｅｇ２）４．５：電極 ３ １ ：Ｐ（１まＮ ）−Ｇａ １−ｐＭｐＡＳ
ｌ−（バンドギャップＥｇ３＋ 、Ｅｇ３＋＞Ｅｇ＋
）’３２：Ｐ（又はＮ）−Ｇａ１−ｑＭｑＡｓ １ｍ
（バンドギャップＥｇ３２１痩。□＞Ｅｇｓ ）特許出
願人住友電気工業株式会社 １）Ｚる） 無１図 本２ 図 （（２） ＜ｂ）
モノリシック双方向波長変換素子の実施例を示す図、第
３図は本発明のモノリシック双方向波長変換素子の別の
実施列を示す図である。 １：ｐ（又はｎ ） −Ｇａ １−ｘＡＪｌｘＡｓ層（
バンドギャップＥｇ＋ ） ２：ｎ（又はｐ ）−Ｇａ１−ｙＭｙＡｓ層（バンドギ
ャップＥｌｈ 、Ｅｇｇ＞Ｅｇｔ ）５ ： ｐ（５［
ｎ ）−’Ｇａ １−ｚ７ｖ！ｚＡｓｌｉ（バンドギャ
ップ）５ｇｓ 、Ｅｇｓ ＜Ｅｇ２）４．５：電極 ３ １ ：Ｐ（１まＮ ）−Ｇａ １−ｐＭｐＡＳ
ｌ−（バンドギャップＥｇ３＋ 、Ｅｇ３＋＞Ｅｇ＋
）’３２：Ｐ（又はＮ）−Ｇａ１−ｑＭｑＡｓ １ｍ
（バンドギャップＥｇ３２１痩。□＞Ｅｇｓ ）特許出
願人住友電気工業株式会社 １）Ｚる） 無１図 本２ 図 （（２） ＜ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）直接遷移型半導体材料を用いたｐｎｐ（又１ｊｎ
ｐｎ）型トランジスタ構造から成ることを特徴とする双
方向波長変換素子。 ＋２） ｉｌｌにおいて６両側のｐ（又はｎ）型半導
体がそれぞれ異なるバンドギャップを・目し・中央のｎ
（又はｐ）型半導体が前記両側の半導体のバンドギャッ
プよりも大きいバンドギヤリプを有するヘテロ構造から
成ることを特徴とする双方向波長変換素子。 （３）（Ｉにおいて、更に、前記両側のｐ（又はｎ）型
半導体の外側にこれらの・ミントギャップよりも大きい
バンドギャップを有する直接遷移型又は間接遷移型のＰ
（又はＮ）型半導体を有するＰｐｎｐＰ（又はＮｎｐｎ
Ｎ）構造から成ることを特徴とする双方向波長変換素子
。 （４） （１１において、前記半導体材料がＧａ１−
ｘＡＡ！ｘＡｓ’ｉ−Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｌ−ｙＰｙ
系・Ｉ ｎ １−ｘ（ｙ＋ ｘｓｂ １−ｙｐｙ系−”
Ｇａ１−ｘＭ’ｘＡｓ１−ｙＳｂｙ 系及びＩ ｎ
１−ｘＧａ ｘＡｓ １−ＹＳｂｙ系の各半導体材料か
ら成ることを特徴とする双方向波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109549A JPS59977A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 双方向波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109549A JPS59977A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 双方向波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59977A true JPS59977A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14513054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57109549A Pending JPS59977A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 双方向波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59977A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150285A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Nec Corp | 波長変換素子 |
| JPS62281381A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光半導体素子 |
| WO1999052015A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Michael Scalora | Photonic signal frequency conversion using a photonic band gap structure |
| US5998822A (en) * | 1996-11-28 | 1999-12-07 | Nippon Steel Semiconductor Corp. | Semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same |
| US6198151B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-03-06 | Nippon Steel Semiconductor Corp. | Semiconductor device, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing same |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57109549A patent/JPS59977A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150285A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Nec Corp | 波長変換素子 |
| JPS62281381A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光半導体素子 |
| US5998822A (en) * | 1996-11-28 | 1999-12-07 | Nippon Steel Semiconductor Corp. | Semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same |
| US6198151B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-03-06 | Nippon Steel Semiconductor Corp. | Semiconductor device, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing same |
| WO1999052015A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Michael Scalora | Photonic signal frequency conversion using a photonic band gap structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4527179A (en) | Non-single-crystal light emitting semiconductor device | |
| JPS6417484A (en) | Semiconductor light emitting element | |
| JPH11298041A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子及び光源装置 | |
| US5296718A (en) | Light emitting semiconductor device having multilayer structure | |
| JPH0554279B2 (ja) | ||
| JPS61222284A (ja) | 発光素子 | |
| TWI614911B (zh) | 光電耦合器 | |
| JPH1027925A (ja) | 発光素子 | |
| US5216538A (en) | Electric-signal amplifying device using light transmission | |
| JPS6034088A (ja) | 光半導体素子 | |
| JPH04348084A (ja) | 光機能素子 | |
| KR20190000053A (ko) | 고전압 구동 발광소자 | |
| KR102666632B1 (ko) | 효율 향상을 위한 측벽 패시베이션층을 갖는 마이크로 발광 다이오드 소자와 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 디스플레이 | |
| JPH01225178A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPS58216489A (ja) | 量子井戸型半導体レ−ザ | |
| US5258628A (en) | Linearizing emitted light intensity from a light-emitting device | |
| US12100780B2 (en) | Highly efficient micro LED in low current range, method of fabricating the same, and display including the same | |
| KR20170064503A (ko) | 고전압 구동 발광소자 및 그 제조 방법 | |
| JPS6257259A (ja) | 発光半導体素子 | |
| JPS6262566A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPS6034082A (ja) | 半導体装置 | |
| US5274252A (en) | Linearizing emitted light intensity from a light-emitting device | |
| US3371285A (en) | Circuit arrangement for amplifying electric signals | |
| JPH01297860A (ja) | 光電子集積回路 | |
| JP2005109495A (ja) | 放射形成半導体ボディ |