JPS5967679A - 光双安定素子 - Google Patents
光双安定素子Info
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- JPS5967679A JPS5967679A JP57178756A JP17875682A JPS5967679A JP S5967679 A JPS5967679 A JP S5967679A JP 57178756 A JP57178756 A JP 57178756A JP 17875682 A JP17875682 A JP 17875682A JP S5967679 A JPS5967679 A JP S5967679A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
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- 206010024229 Leprosy Diseases 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (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】
この発明は、半導体を用いた、光論理回路の主要ｆ１゛
１ｙ成要素である光双安定素子に関する。
１ｙ成要素である光双安定素子に関する。
光論理回路は、従来からの電気論理回路よりも関連の動
作が可能になる新しい論理回路として期待され基礎的な
検討がはじめられている。光論理回路の主要な構成要素
のひとつに、光双安定素子があり、種々の構成が考案さ
れているが、半導体材料を用いるものがその高速性を最
も良く生かせるものとして注目されている。その中に、
二屯へテロ（ＤＨ）構造の半導体レーザの屯流注入部が
その共感器軸方向に途切れ途切れになるようにして不均
一な電流分布を形成し、注入祇流が小さい部分での過飽
和吸収効果により双安定動作を実現したものである。こ
れについては、河口式等によりエレクトｏ＝クスレター
ズ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）ｄ第１７
巻１６７頁から１６８はに報告された論文に詳しい。
作が可能になる新しい論理回路として期待され基礎的な
検討がはじめられている。光論理回路の主要な構成要素
のひとつに、光双安定素子があり、種々の構成が考案さ
れているが、半導体材料を用いるものがその高速性を最
も良く生かせるものとして注目されている。その中に、
二屯へテロ（ＤＨ）構造の半導体レーザの屯流注入部が
その共感器軸方向に途切れ途切れになるようにして不均
一な電流分布を形成し、注入祇流が小さい部分での過飽
和吸収効果により双安定動作を実現したものである。こ
れについては、河口式等によりエレクトｏ＝クスレター
ズ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）ｄ第１７
巻１６７頁から１６８はに報告された論文に詳しい。
この構造の素子により光双安定動作が実現されたが、こ
の素子はｍｆ流注入の幅を限定して横モードを制御する
いわゆるプレーナ構造のために、横モードが不安定であ
るばかシでなく、発振しきい値が高く、室温での動作が
困難であり、実用的な素子とは言い難い。
の素子はｍｆ流注入の幅を限定して横モードを制御する
いわゆるプレーナ構造のために、横モードが不安定であ
るばかシでなく、発振しきい値が高く、室温での動作が
困難であり、実用的な素子とは言い難い。
この発明の目的は、室温での低電流動作が可能な光双安
定素子を提供することにある。
定素子を提供することにある。
この発明によれば、活性層と第１＋第２の半導体層から
なるバッファ層とクラッド層を含む細長いメサストライ
プを、少なくともクラッド層とは異なる導電型の第３の
半導体層で埋め込んだ埋め込み半導体レーザにおいて、
メサストライプがその長手方向に幅の広い部分と狭い部
分を有し、かつその幅の広い部分が第３の半導体層でお
おわれていることを特徴とする光双安定素子が得られる
。
なるバッファ層とクラッド層を含む細長いメサストライ
プを、少なくともクラッド層とは異なる導電型の第３の
半導体層で埋め込んだ埋め込み半導体レーザにおいて、
メサストライプがその長手方向に幅の広い部分と狭い部
分を有し、かつその幅の広い部分が第３の半導体層でお
おわれていることを特徴とする光双安定素子が得られる
。
以下図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例の活性層の形状を示す
ｌｒｒ面図、第２図は第１図の八−Ｎ及びＢＢｔ断面の
断面図をそれぞれあられす。この実施例は、プレーナ型
の埋め込みへテロ構造半導体レーザの活性層の形状とし
て通常の２〜３μｍ幅の部分に加えて５〜６μｍの広い
部分をとびとびに加えたものを採用している。プレーナ
型の埋め込みへテロ構造半導体レーザは、活性層を含む
ストライプ状のメサをｐ及びｎ型半導体層で埋め込んだ
もので、これについては、北村らにより昭和５６年ｌＯ
月１９日付で出願された特許出願明細書に詳しい。この
実施例は以下のようにして製作される。
ｌｒｒ面図、第２図は第１図の八−Ｎ及びＢＢｔ断面の
断面図をそれぞれあられす。この実施例は、プレーナ型
の埋め込みへテロ構造半導体レーザの活性層の形状とし
て通常の２〜３μｍ幅の部分に加えて５〜６μｍの広い
部分をとびとびに加えたものを採用している。プレーナ
型の埋め込みへテロ構造半導体レーザは、活性層を含む
ストライプ状のメサをｐ及びｎ型半導体層で埋め込んだ
もので、これについては、北村らにより昭和５６年ｌＯ
月１９日付で出願された特許出願明細書に詳しい。この
実施例は以下のようにして製作される。
まず通常の液相成長法により、、−１ｎｌ’の基板ｌＯ
上に、ｎ−１，Ｐのバッファ層１１．ノンドープの活性
１（ｊ １２ 、 ｐ−１ｎＰのクラッド層１３を形成
した二重へテロ基板に、フォトレジストを塗付し、通常
のフォトリングラフィとエッチングヒＩ−。
上に、ｎ−１，Ｐのバッファ層１１．ノンドープの活性
１（ｊ １２ 、 ｐ−１ｎＰのクラッド層１３を形成
した二重へテロ基板に、フォトレジストを塗付し、通常
のフォトリングラフィとエッチングヒＩ−。
より幅５μｍの２本の溝２１ではさ１れた第１図に示し
た形状のストライプメサ２０を形成する。
た形状のストライプメサ２０を形成する。
続いて、この基板を成長炉に入れて２回目の結晶成長を
行なう。まずｐ−ｉ、ｔ−’の第１め電流阻止層１４＋
ｎ１ｌｐの第２の電流阻止層１５を形成し、続１．．．
てｐ−１ｎ）’の埋め込み層１６ ｒ ｐ−Ｉｎ（ｉ２
ＡＳＰのキャップ層１７を形成する。この２回目の結晶
成長しておいて、ストライプメサ２０のうちの幅の狭い
部分２０ａでは、第２図（ａ）に示したように、第１＋
第２の電流阻止層１４＋ １５はストライプメサ２０ａ
の上には成長しない。一方、ストライプメサ２０のうら
の幅の広い部分２０ｂでは、第１＋第２の電流阻止層１
４ｂ、１５ｂはストライプメサ２０ ｂの上部にも成長
する。このような結晶成長の様子については前述の特許
出願明細書に詳しい。
行なう。まずｐ−ｉ、ｔ−’の第１め電流阻止層１４＋
ｎ１ｌｐの第２の電流阻止層１５を形成し、続１．．．
てｐ−１ｎ）’の埋め込み層１６ ｒ ｐ−Ｉｎ（ｉ２
ＡＳＰのキャップ層１７を形成する。この２回目の結晶
成長しておいて、ストライプメサ２０のうちの幅の狭い
部分２０ａでは、第２図（ａ）に示したように、第１＋
第２の電流阻止層１４＋ １５はストライプメサ２０ａ
の上には成長しない。一方、ストライプメサ２０のうら
の幅の広い部分２０ｂでは、第１＋第２の電流阻止層１
４ｂ、１５ｂはストライプメサ２０ ｂの上部にも成長
する。このような結晶成長の様子については前述の特許
出願明細書に詳しい。
結晶成長終了後、キャップ層１７の表面にＡＬＩ−Ｚｎ
のＰ側電極３１を、基板１０の表面にＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
のｎ （Ｉｌｌ ’ＯＬ極を蒸着により形成し、アロイ
して、ウェハーの製作を終了する。このウェノ・−を通
常のへきかい法でメサストライプ２０に直角に共振器面
を形成し、素子が製作される。この素子のｐ側電極３１
を正に、ｎ１ｌＩＩ電極３２を負に）（イアスするとこ
の素子は、厩流入力あるいは光入力に対して安定な２準
位を持つ、光双安定素子として鋤く。それは、次の理由
による。
のＰ側電極３１を、基板１０の表面にＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
のｎ （Ｉｌｌ ’ＯＬ極を蒸着により形成し、アロイ
して、ウェハーの製作を終了する。このウェノ・−を通
常のへきかい法でメサストライプ２０に直角に共振器面
を形成し、素子が製作される。この素子のｐ側電極３１
を正に、ｎ１ｌＩＩ電極３２を負に）（イアスするとこ
の素子は、厩流入力あるいは光入力に対して安定な２準
位を持つ、光双安定素子として鋤く。それは、次の理由
による。
すなわちメサストライプ２００幅の狭い部分２０ａでは
従来の埋め込みレーザと同様に活１生層１２に電流が注
入されるのに対して、メサストライプ２０の・１＠の広
い部分２０ｂでは、ｎ−１ｎｌ’の第２の″電流阻止層
１５が活性層１２の上部も含めて全面にわたって形成さ
れているので活性層１２に電流が注入されることはない
。そのため共振器軸方間に不均一な゛覗流注入がされる
ことになり、共］辰器中に可飽和吸収部分と利得部分が
形成され、光双安定動作が実現される。
従来の埋め込みレーザと同様に活１生層１２に電流が注
入されるのに対して、メサストライプ２０の・１＠の広
い部分２０ｂでは、ｎ−１ｎｌ’の第２の″電流阻止層
１５が活性層１２の上部も含めて全面にわたって形成さ
れているので活性層１２に電流が注入されることはない
。そのため共振器軸方間に不均一な゛覗流注入がされる
ことになり、共］辰器中に可飽和吸収部分と利得部分が
形成され、光双安定動作が実現される。
この素子は従来の光双安定素子と異なり、活性層が半導
体層中に埋め込まれたいわゆる埋め込み構造を有してい
るので、室温で容易に低い動作電流で拗かせることかで
きる。この実癩例では元撮しきい値が約４０ｍＡであ’
）ｓ １００ｍＡ以下の低い電流で安定に動作させる
ことができた。
体層中に埋め込まれたいわゆる埋め込み構造を有してい
るので、室温で容易に低い動作電流で拗かせることかで
きる。この実癩例では元撮しきい値が約４０ｍＡであ’
）ｓ １００ｍＡ以下の低い電流で安定に動作させる
ことができた。
以上説明したように、この発明では、メサの上の結晶成
長の様子の考察にもとづき、プレーナ型の哩め込み半導
体レーザのメサストライプ幅を部分的に応くして、その
部分のメサの上に異なる導べ型の半導体層を積層させる
ことにより、不拘−′６流分布を実現し、光双安定素子
を得ている。メサ上の半導体層の結晶成長は、メサ幅と
Ｃ夜相成長融液の可昭和度に依存する。メサ幅が大きく
可飽和度が大きい程メサの上にも成長しやすくなる。
長の様子の考察にもとづき、プレーナ型の哩め込み半導
体レーザのメサストライプ幅を部分的に応くして、その
部分のメサの上に異なる導べ型の半導体層を積層させる
ことにより、不拘−′６流分布を実現し、光双安定素子
を得ている。メサ上の半導体層の結晶成長は、メサ幅と
Ｃ夜相成長融液の可昭和度に依存する。メサ幅が大きく
可飽和度が大きい程メサの上にも成長しやすくなる。
ここで採用した二相融液法では、メサ幅が約５μｍ以上
のときメサの上にも結晶成長する。より飽和度が大きく
とれる例えばスーパークーリング法等ではもっと小さい
幅のメサの上にも結晶が成長する。したがって、メサス
トライプの形状は、例えば狭い部分のｌｌ’Ｍが２μｍ
＋広い部分の幅が３５μｍとしても良い。
のときメサの上にも結晶成長する。より飽和度が大きく
とれる例えばスーパークーリング法等ではもっと小さい
幅のメサの上にも結晶が成長する。したがって、メサス
トライプの形状は、例えば狭い部分のｌｌ’Ｍが２μｍ
＋広い部分の幅が３５μｍとしても良い。
第３図、第４図はこの発明の別の実施例のメサストライ
プ２０の形状を示すための平面図をあられす。第３図の
素子は、メサストライプ２０の幅の広い部分２０ａを素
子の中央部分に配置したものである。第４図の素子はメ
サストライプ２０を福の広い部分２０ａを狭い部分２０
ｂがそれぞれｌカ所づつで構成したものである。これら
の形状のメサストライプを埋め込んだ半導体レーザにお
いて、やはり光双安定素子としての動作が実現された。
プ２０の形状を示すための平面図をあられす。第３図の
素子は、メサストライプ２０の幅の広い部分２０ａを素
子の中央部分に配置したものである。第４図の素子はメ
サストライプ２０を福の広い部分２０ａを狭い部分２０
ｂがそれぞれｌカ所づつで構成したものである。これら
の形状のメサストライプを埋め込んだ半導体レーザにお
いて、やはり光双安定素子としての動作が実現された。
本発明は上記の基本的な実施例の他にいくつかの変形が
可能である。まず、半導体としては１１〕Ｐ／１ｎＵａ
ＡｓＰ系に限らない。また、メサストライプを囲む溝の
隔は５μｍよりもっと広くしても良い。・置端な場合に
は、溝が結晶の端まで延ひて、メサストライプのみが孤
立する形になっても区い。
可能である。まず、半導体としては１１〕Ｐ／１ｎＵａ
ＡｓＰ系に限らない。また、メサストライプを囲む溝の
隔は５μｍよりもっと広くしても良い。・置端な場合に
は、溝が結晶の端まで延ひて、メサストライプのみが孤
立する形になっても区い。
第１図はこの発明の第１の実施例の活性層を含む而の平
面図、第２図はその１折面図、第３図、第４図はこの発
明の別の実施例の活性層を含む而の平面図をそれぞれあ
られす。 図において、１０・・・・・・基板、１１・・・・・・
バッファ層、１２・・・・・・活性層、１３・・・・・
・クラッド層、１４１１５・・・・・・電流阻止層、１
６・・・・・・埋め込み層、２０・・・・・・メサスト
ライプ、２０ａ・・・・・・その狭い部分、２０ｂ・・
・・・・その広い部分をそれぞれあられす。
面図、第２図はその１折面図、第３図、第４図はこの発
明の別の実施例の活性層を含む而の平面図をそれぞれあ
られす。 図において、１０・・・・・・基板、１１・・・・・・
バッファ層、１２・・・・・・活性層、１３・・・・・
・クラッド層、１４１１５・・・・・・電流阻止層、１
６・・・・・・埋め込み層、２０・・・・・・メサスト
ライプ、２０ａ・・・・・・その狭い部分、２０ｂ・・
・・・・その広い部分をそれぞれあられす。
Claims (1)
- 活性層とその両面をはさんだよりエネルギーギャップが
大きく屈折率が小さく互いに異なる導電型の第１Ｔ第２
の半導体層を含む細長いメサストライプを、少なくとも
前記メサストライプの上面の前記半導体層と異なる導電
型の第３の半導体層で埋め込んだ埋め込みへテロ構造半
導体レーザにおいて、前記メサストライプの前記活性層
を含む市内の断面形状が前記メサストライプの長手方向
に幅の異なるものとなっており、かつ前記メサストライ
プの前記幅の広い部分が前記第３の半導体層でおおわれ
ていることを特徴とする光双安定素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178756A JPS5967679A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 光双安定素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178756A JPS5967679A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 光双安定素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967679A true JPS5967679A (ja) | 1984-04-17 |
| JPS6347357B2 JPS6347357B2 (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=16054042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57178756A Granted JPS5967679A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 光双安定素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5087587A (en) * | 1986-02-13 | 1992-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Epitaxial growth process for the production of a window semiconductor laser |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP57178756A patent/JPS5967679A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5087587A (en) * | 1986-02-13 | 1992-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Epitaxial growth process for the production of a window semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347357B2 (ja) | 1988-09-21 |
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