Quantum well structure
专利汇可以提供Quantum well structure专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To realize differential gains having high quantum well structure and gain saturation having low bulk structure simultaneously by making the energy discontinuous value of conduction bands and valence bands in a well and a barrier smaller than a fixed value.
CONSTITUTION: A single quantum well or multiple quantum well structure, in which an energy discontinuous value is made smaller than 30meV, is provided. The single quantum well or the multiple quantum well structure is lattice- matched with an InP substrate, and InXGa
1- XAs, in which the composition (x) of In is kept within a range from 0.24 to 0.35, is used as a well and InGaAsP having a band gap wavelength of 1.20μm is employed as a barrier. The single quantum well or the multiple quantum well structure is lattice-matched with the InP substrate and InXGa
1- XAs
0.5 P
0.5 , in which the composition (x) of In is kept within a range from 0.25 to 0.35, is used as the well and InP is employed as the barrier.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio，下面是Quantum well structure专利的具体信息内容。
が０．２４から０．３５の範囲内にあるＩｎ x Ｇａ
1 - x Ａｓをウエルとし、バンドギャップ波長が１．２
０μｍのＩｎＧａＡｓＰをバリヤとする請求項１記載の量子井戸構造。
Ａｓ 0 . 5 Ｐ 0 . 5をウエルとし、ＩｎＰをバリヤとする請求項１記載の量子井戸構造。
Ｉｎの組成ｘが０．３３から０．４６の範囲内にあるＩ
ｎ x Ｇａ 1 - x Ｐをバリヤとする請求項１記載の量子井戸構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光デバイスの活性層構造に関し、特に優れた低歪特性、耐反射特性が求められるアナログ変調用のＤＦＢレーザの活性層構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】アナログ光通信用のＤＦＢレーザには優れた低歪特性が求められている。 例えばＣＡＴＶ用ＤＦ
Ｂレーザでは４２チャンネルのサブキャリヤ多重伝送においてＣＳＯ≦−６０ｄＢｃ、ＣＴＢ≦−６５ｄＢｃという厳しい低歪特性を満足しなければならない。 また、
コネクタ等からの光の反射がビート雑音を発生するので、これらレーザのスペクトル線幅にはΔν≧５０ＭＨ
ｚという厳しい規格もある。
【０００３】しかしながら従来のアナログ用ＤＦＢレーザでは、歪特性に関してはある程度まで規格を満足するようなものが得られているが、線幅の規格まで満足できる素子はまだ得られていない。 活性層に量子構造を適用することにより、特性を改善することも考えられるが、
従来の量子井戸構造、例えば、特開平３−４１７９１号公報や特開昭６４−７５８５号公報等を用いたとしても、特性は改善されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこの様な従来のアナログ用ＤＦＢレーザの欠点を除去し、低歪特性と広いスペクトル線幅の両方の特性を合わせ持つ素子を実現し、アナログ変調用として十分使用できるＤＦ
Ｂレーザを実現することを可能にする量子井戸構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウエルとバリヤでの伝導帯あるいは価電子帯のエネルギー不連続の値が３０ｍｅＶよりも小さいことを特徴とする単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を特徴とする。
【０００６】また本発明は、ＩｎＰ基板に格子整合し、
Ｉｎの組成ｘが０．２４から０．３５の範囲内にあるＩ
ｎ x Ｇａ 1 - x Ａｓをウエルとし、バンドギャッップ波長が１．２０μｍのＩｎＧａＡｓＰをバリヤとする単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を特徴としている。
【０００７】また本発明は、ＩｎＰ基板に格子整合し、
Ｉｎの組成ｘが０．２５から０．３５の範囲内にあるＩ
ｎ x Ｇａ 1 - x Ａｓ 0 . 5 Ｐ 0 . 5をウエルとし、Ｉｎ
Ｐをバリヤとする単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を特徴とする。
【０００８】また本発明は、ＩｎＰ基板に格子整合し、
バンドギャップ波長が１．２０μｍのＩｎＧａＡｓＰをウエルとし、Ｉｎの組成ｘが０．３３から０．４６の範囲内にあるＩｎ X Ｇａ 1 - x Ｐをバリアヤとする単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を特徴としている。
【０００９】また本発明は、ＩｎＰ基板に格子整合し、
ＧａＡｓをウエルとし、ＩｎＰをバリヤとする単一量子井戸あるいは多重量子井戸構造を特徴としている。
【００１０】
【作用】以下に本発明の原理について説明する。
【００１１】図３は本発明の量子井戸構造のバンドラインナップを示すものであるが、２つのタイプに分類することができる。 図３（ａ）示すのは、ウエルとバリヤでのエネルギー不連続は価電子帯のみに存在し、伝導帯のエネルギーレベルが等しい場合で、ホールはウエルの内に閉じこめられて量子化されているが、電子はバルク内と同様の振る舞いをする。 このような量子井戸構造の活性層を有するレ−ザでは、ホールが量子化されているために、光学遷移の利得は通常のバルク活性層のレーザに比べて大きくなる。 しかしながらスペクトル線幅に関しては、電子がウエルとバリヤに広がって存在するために大きなαパラメータの値を有するので、通常のＭＱＷレーザに比べて大きな線幅を有する。
【００１２】また図３（ｂ）に示すのは逆に、ウエルとバリヤでのエネルギー不連続は伝導帯のみに存在し、価電子帯のエネルギーレベルが等しい場合で、電子はウエル内に閉じこめられて量子化されているが、ホールはバルク内と同様の振る舞いをする。 このような場合も同様にバルク活性層のレーザに比べて利得が大きくＭＱＷレーザに比べてスペクトル線幅が広いレーザが実現できる。
【００１３】このように本発明の量子井戸構造は光学的に利得の面では量子井戸的特性，発振スペクトル線幅ではバルク的特性をもつという特長がある。 これにより量子井戸構造の高い微分利得と、バルク構造の低い利得飽和を同時に実現できる。
【００１４】ところで、現実的にはウエルとバリヤのエネルギーレベルが完全に等しくなることは無いが、この値がある値以下であればウエル内へのキャリヤの閉じ込めは非常に弱く、バルク的になる。 この値は熱エネルギーｋＴ（ｋ：ボルツマン定数）であり、室温では約３０
ｍｅＶである。 図４にはこの様子を示した。 図４（ａ）
のようにエネルギーレベル差ΔΕがΔΕ＞＞３０ｍｅＶ
ではキャリア（この場合電子）は閉じ込められるが、図４（ｂ）のようにΔΕ≦３０ｍｅＶでは回りに広がり、
閉じ込められない。
【００１５】
【実施例】次に図１を用いて本発明の実施例について説明する。
【００１６】図１（ａ）には第１の実施例である量子井戸構造を示す。 製作方法は、まずＭＯＶＰＥにより、ｎ
−ＩｎＰ基板上に１．２μｍ組成ｎ−ＩｎＧａＡｓＰバリヤ層を１０００オングストローム（以下Ａとする）成長し、次にＩｎ 0 . 3 Ｇａ 07 Ａｓウエル（歪量子井戸）を１００Ａ成長する。 さらに１．２μｍ組成のＰ−
ＩｎＧａＡｓＰバリヤを１０００Ａ成長し、最後にＰ−
ＩｎＰを０．６μｍ成長してＳＱＷウエルを作製する。
このウエルの室温でのＰＬを測定すると、１．３μｍに鋭い発光スペクトルが観測される。 この発光強度はバルクのＩｎＧａＡｓからの発光に比べてはるかに強く、量子サイズ効果による大きな光学利得を裏付けている。
【００１７】さらにこのウエルをＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込んで半導体レーザとして評価したところ１．３μｍ
帯で発振し、平均しきい値は３０ｍＡ、平均スロープ効率は０．２Ｗ／Ａが得られた。 この特性はアナログ用レーザとして十分規格を満足する値である。
【００１８】図１（ｂ）には第２の実施例である量子井戸構造を示す。 まずＭＯＶＰＥにより、ｎ−ＩｎＰ基板上にｎ−ＩｎＰバリヤ層を１０００Ａ成長し、次にＩｎ
0 .3 Ｇａ 0 . 7 Ａｓ 0 . 5 Ｐ 0 . 5ウエル（歪量子井戸）を１００Ａ成長する。 さらにノンドープＩｎＰバリヤを１０００Ａ成長し、最後にＰ−ＩｎＰを０．６μｍ
成長してＳＱＷウエハを作製する。 このウエハを直径２
５μｍのメサ形状に加工して電極を形成し、発光ダイオードとして評価したところ１．１μｍで発光した。 また図２（ａ）には第３の実施例である量子井戸構造を示す。 まず、ｎ−ＩｎＰ基板上にＩｎ 0 . 4 Ｇａ 0 . 6 Ｐ
バリヤを１００Ａ成長し、次に１．２μｍ組成ＩｎＧａ
ＡｓＰウエルを１００Ａにする。 さらにＩｎ 0.4 Ｇａ
0 . 6 Ｐバリヤ（歪バリヤ）を１００Ａ成長し、最後にＰ−ＩｎＰを０．６μｍ成長してＳＱＷウエルを作製する。 このウエルの室温でのＰＬを測定すると、１．２７
μｍに発光スペクトルが観測される。
【００１９】さらにＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込んで半導体レーザとして評価したところ１．２５μｍで発振し、
平均しきい値は５０ｍＡ、平均スロープ効率は０．１５
Ｗ／Ａであった。
【００２０】またこのような量子井戸構造を有する１０
層のＭＱＷレーザでは、しきい値の２倍のバイアスでの緩和振動周波数は１５ＧＨｚと従来に無い高い値を有していることが確認された。
【００２１】図２（ｂ）に第４の実施例である量子井戸構造を示す。 ｎ−ＩｎＰ基板上にＩｎＰバリヤ層、Ｇａ
Ａｓウエル層１００Ａ、ＩｎＰバリヤ層を形成しＳＱＷ
ウエハーを作製した。 このウエハーではＧａＡｓウエルは歪量子井戸構造となっている。 このウエハーでも良好な発光特性，スロープ効率が得られる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の量子井戸構造は、アナログ変調用の低歪ＤＦＢレ−ザの活性層としてだけでなく、優れた高速応答が求められるデジタル光幹線系用のＤＦＢレーザの活性層としても有用である。 またこの他にはＡＰ
Ｄなどの受光デバイスや、さらには光デバイスだけではなく、衛生通信用の超高速トランジスタなどのチャネル構造としても利用できる。
【図１】本発明の実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図である。
【図４】本発明の原理を説明するための図である。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 大功率980nm量子阱半导体激光器半无铝结构 | 2022-03-23 | 1 |
| 一种四元覆晶式LED结构及制作方法 | 2020-06-16 | 1 |
| 一种具有类光栅结构的宽频高光提取LED芯片及其制作方法 | 2020-07-14 | 1 |
| SEMICONDUCTOR LASER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | 2021-09-09 | 1 |
| Nitride semiconductor light-emitting element and its manufacturing method | 2022-01-03 | 1 |
| 发光二极管 | 2021-02-18 | 2 |
| Integrated optical device | 2022-06-22 | 1 |
| 一种钙钛矿光电器件、制备方法及一种钙钛矿材料 | 2020-08-19 | 2 |
| 双通道拓扑绝缘体结构、制备方法及产生量子自旋霍尔效应的方法 | 2020-05-31 | 2 |
| 發光二極體及其製造方法 | 2020-10-17 | 0 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
