【課題】広いゲイン幅と素子特性との両立を図ることが可能な量子カスケードレーザを提供する。
【解決手段】量子カスケードレーザ１は、半導体基板と、基板上に設けられ、発光層及び注入層からなる単位積層体１６が多段に積層されたカスケード構造を有する活性層１５と、回折格子層２０とを備える。単位積層体１６は、そのサブバンド準位構造において、第１発光上準位Ｌ_ｕｐ１と、第２発光上準位Ｌ_ｕｐ２と、複数の発光下準位Ｌ_ｌｏｗとを有し、第１、第２上準位の一方は第１井戸層での基底準位に起因する準位であり、他方は第１井戸層を除く井戸層での励起準位に起因する準位である。また、第１上準位と第２上準位とのエネルギー間隔は、ＬＯフォノンのエネルギーよりも小さく設定され、第２上準位と高エネルギー準位Ｌ_ｈとのエネルギー間隔は、ＬＯフォノンのエネルギーよりも大きく設定される。 （もっと読む）

【課題】広い電流密度範囲で高い発光効率が得られる半導体発光素子及びウェーハを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ｃ面を主面とする窒化物半導体を含むｎ形半導体層と、窒化物半導体を含むｐ形半導体層と、ｎ形半導体層とｐ形半導体層との間に設けられた発光部と、を備えた半導体発光素子が提供される。発光部は、Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０＜ｘ１＜１）を含む複数の井戸層と、複数の井戸層どうしの間に設けられＧａＮを含む障壁層と、を含む。ｐ形半導体層に最も近いｐ側井戸層の厚さは、４ｎｍ以上であり、ｐ側井戸層を除く全ての井戸層の厚さは４ｎｍ未満である。ｐ側井戸層のＩｎ組成比は、０．１４５未満であり、ｐ側井戸層を除く全ての井戸層のＩｎ組成比は０．１４５以上である。障壁層の厚さは、ｐ側井戸層の厚さの２倍以下である。発光部から放出される光は単一ピークを有する。 （もっと読む）

【課題】広い電流密度範囲で高い発光効率が得られる半導体発光素子及びウェーハを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、窒化物半導体を含むｎ形半導体層と、窒化物半導体を含むｐ形半導体層と、前記ｎ形半導体層と前記ｐ形半導体層との間に設けられた発光部と、を備えた半導体発光素子が提供される。前記発光部は、Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０＜ｘ１＜１）を含む複数の井戸層と、前記複数の井戸層どうしの間に設けられＧａＮを含む障壁層と、を含む。前記複数の井戸層のうちで前記ｐ形半導体層に最も近いｐ側井戸層は、前記複数の井戸層のうちの前記ｐ側井戸層を除く全ての前記井戸層の厚さよりも厚い。前記ｐ側井戸層のＩｎ組成比は、前記ｐ側井戸層を除く全ての前記井戸層のＩｎ組成比よりも低い。前記障壁層の厚さは、前記ｐ側井戸層の厚さの２倍以下である。 （もっと読む）

【課題】比較的に高い利得の量子カスケードレーザを提供する。
【解決手段】複数の活性層７１と、複数の活性層７１と共にカスケード構造を成す複数の注入層７３と、を有するコア層を備える量子カスケードレーザである。活性層７１の障壁層Ｂ２１、量子井戸層Ｗ２１、障壁層Ｂ２２、量子井戸層Ｗ２２、障壁層Ｂ２３、量子井戸層Ｗ２３、障壁層Ｂ２４が、順に設けられている。量子井戸層Ｗ２１の膜厚Ｌｗ２１は、膜厚Ｌｗ２２の膜厚Ｌｗ２２よりも大きく、量子井戸層Ｗ２２の膜厚Ｌｗ２２は、量子井戸層Ｗ２３の膜厚Ｌｗ２３よりも大きく、障壁層Ｂ２２の膜厚Ｌｂ２２は、障壁層Ｂ２３の膜厚Ｌｂ２３よりも小さい。このような層構造によって生じるバンド構造により、発光を伴う電子の遷移確率の向上と、発光を伴わない電子遷移確率の抑制とが、実現できる。 （もっと読む）

【課題】高効率の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ｎ形半導体層と、ｐ形半導体層と、発光部と、を備えた半導体発光素子が提供される。発光部は、ｎ形半導体層とｐ形半導体層との間に設けられ、第１発光層を含む。第１発光層は、第１障壁層と、ｎ形半導体層と第１障壁層との間に設けられた第１井戸層と、第１井戸層と第１障壁層との間に設けられた第１ｎ側中間層と、第１ｎ側中間層と第１障壁層との間に設けられた第１ｐ側中間層と、を含む。第１ｎ側中間層のＩｎ組成比は、ｎ形半導体層からｐ形半導体層に向かう第１方向に沿って低下する。第１ｐ側中間層のＩｎ組成比は、第１方向に沿って低下する。第１ｐ側中間層のＩｎ組成比の第１方向に沿った平均の変化率は、第１ｎ側中間層のＩｎ組成比の第１方向に沿った平均の変化率よりも低い。 （もっと読む）

【課題】高効率の光半導体素子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ｎ形半導体層と、ｐ形半導体層と、ｎ形半導体層とｐ形半導体層との間に設けられた機能部と、を備えた光半導体素子が提供される。機能部は、ｎ形半導体層からｐ形半導体層に向かう方向に積層された複数の活性層を含む。複数の活性層の少なくとも２つは、多層積層体と、ｎ側障壁層と、井戸層と、ｐ側障壁層と、を含む。多層積層体は、前記方向に交互に積層された複数の厚膜層と厚膜層よりも厚さが薄い複数の薄膜層とを含む。ｎ側障壁層は、多層積層体とｐ形半導体層との間に設けられる。井戸層は、ｎ側障壁層とｐ形半導体層との間に設けられる。ｐ側障壁層は、井戸層とｐ形半導体層との間に設けられる。 （もっと読む）

【課題】複数の波長帯の光を発光可能であり、特に、複数の異なる波長帯の光を各々複数の縦モードで発振可能で、高出力且つ高歩留まりで製造可能な半導体発光素子、およびそれを用いた光パルス試験器を提供する。
【解決手段】第１の光出射端面に開口し第１の利得波長を有する第１のＭＱＷ活性層と第２の光出射端面に開口し第２の利得波長を有する第２のＭＱＷ活性層とそれらを光学的に結合させる結合導波路層とが光の導波方向に結合され、結合導波路層の上方の電極と下部電極とが短絡され、第１の利得波長は第２の利得波長より長く、結合導波路層近傍に第２の利得波長に相当するブラッグ波長を有する回折格子が形成され、第１のＭＱＷ活性層で生成された光が第１の光出射端面と第２の光出射端面とでなる共振器で発振し、第２のＭＱＷ活性層で生成された光が回折格子と第２の光出射端面とでなる共振器で発振し、ともに第２の光出射端面から出射される。 （もっと読む）

【課題】高効率の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ｎ形の第１半導体層と、ｐ形の第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光部と、第１半導体層と発光部との間に設けられた多層構造体と、を備えた半導体発光素子が提供される。発光部は、交互に積層された、複数の障壁層と、複数の井戸層と、を含む。多層構造体は、交互に積層された、高バンドギャップエネルギー層と、複数の低バンドギャップエネルギー層と、を含む。高バンドギャップエネルギー層と、それに接する低バンドギャップエネルギー層と、のペアの平均Ｉｎ組成比は、第１半導体層の側よりも第２半導体層の側の方が高い。障壁層と、それに接する井戸層と、のペアの平均Ｉｎ組成比は、第１半導体層の側よりも第２半導体層の側の方が高い。 （もっと読む）

【課題】 広い波長範囲での発光を好適に得ることが可能な量子カスケードレーザを提供する。
【解決手段】 半導体基板と、基板上に設けられ、発光層１７及び注入層１８からなる単位積層体１６が多段に積層されたカスケード構造を有する活性層とを備えて量子カスケードレーザを構成する。また、単位積層体１６は、そのサブバンド準位構造において、第１発光上準位Ｌ_ｕｐ１と、第２発光上準位Ｌ_ｕｐ２と、複数の発光下準位Ｌ_ｌｏｗとを有し、第１、第２上準位の一方は第１井戸層での基底準位に起因する準位であり、他方は第１井戸層を除く井戸層での励起準位に起因する準位である。また、第１上準位と第２上準位とのエネルギー間隔は、ＬＯフォノンのエネルギーよりも小さく設定され、第２上準位と高エネルギー準位Ｌ_ｈとのエネルギー間隔は、ＬＯフォノンのエネルギーよりも大きく設定される。 （もっと読む）

【課題】 Ｉｎ組成変調効果に頼らず活性層に発生する内部電界を緩和して発光効率の低下を抑制した窒化物半導体紫外線発光素子を提供する。
【解決手段】 基板面或いは前記基板面上に形成された１層以上のＡｌＧａＮ系半導体層からなるテンプレート５上に、少なくとも、ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体からなるｎ型クラッド層６、１層以上の量子井戸構造のＡｌＧａＮ系半導体の活性層７、及び、ｐ型ＡｌＧａＮ系半導体からなるｐ型クラッド層９が、順番に配置されており、活性層７の少なくとも１層の井戸層７ｂ内部に、ｐ型クラッド層９側からｎ型クラッド層６に向けてバンドギャップエネルギが減少するようにＡｌ組成比に対する組成変調が設けられている。 （もっと読む）

本発明によれば、デバイス、好ましくは偏光依存利得が小さい光増幅器が提供される。増幅器は、光利得を提供するための隣接する複数の半導体層を備えた利得媒体を備えており、これらの隣接する半導体層は、電子のための１つまたは複数の量子井戸を画定しており、利得媒体中における直接電子−正孔遷移および間接電子−正孔遷移の両方を提供するように動作する。伝導帯中の第１の量子化電子エネルギー準位および価電子帯中の第１の量子化正孔エネルギー準位は、第１の層中に位置している。価電子帯中の他の第１の量子化正孔エネルギー準位は、隣接する第２の層中に位置している。第１の層中の第１の量子化正孔エネルギー準位は、軽い正孔状態か、あるいは重い正孔状態のいずれかであり、第２の層中の他の第１の量子化正孔エネルギー準位は、第１の層中の第１の量子化正孔エネルギー準位とは異なる正孔状態である。第２の層は、Ｉｎ_{１−ｘ−ｙ}Ａｌ_ｘＧａ_ｙＡｓ（ｘ＞０、ｙ＞０）を含んでいることが好ましい。
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【課題】動作電圧などを改善した長波長窒化物半導体レーザを提供する。
【解決手段】半極性面を主面とする窒化物半導体基板と、前記窒化物半導体基板の主面上に形成されたｎ側窒化物半導体層と、前記ｎ側窒化物半導体層の上に形成され、窒化物半導体から成る発光層を有する活性層と、前記活性層の上に形成されたｐ側窒化物半導体層と、を備えた窒化物半導体素子であって、ｎ側窒化物半導体層は、ｎ型不純物を含むＩｎ_aＡｌ_bＧａ_１−a−bＮ（０＜a＜１、０＜ｂ＜１、０＜ａ＋ｂ≦１）から成る、ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層を有し、ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層におけるＡｌの混晶比ｂが０．１以上であり、かつ、Ｉｎの混晶比を横軸としＡｌの混晶比を縦軸とする座標系において、ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層のＩｎの混晶比ａとＡｌ混晶比ｂを示す座標（ａ，ｂ）が直線ＯＡと直線ＯＢによって挟まれた領域内にある。 （もっと読む）

【課題】４４０ｎｍ以上の発光波長で、高発光効率かつ高信頼性のＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】本ＧａＮ系半導体レーザ素子１０は、サファイア基板１２の表層、バッファ層１４、及び第１のＧａＮ層１６からなるストライプ状の凸部１８、及びサファイア基板上に、第２のＧａＮ層２０、ｎ側クラッド層２２、ｎ側ガイド層２４、活性層２６、劣化防止層２８、ｐ側ガイド層３０、ｐ側クラッド層３２、及びｐ側コンタクト層３４の積層構造を備える。活性層は、ＧａＩｎＮ障壁層３６と、ＧａＩｎＮ井戸層３８との量子井戸構造として構成されて、障壁層と井戸層の上面もしくは下面もしくはその双方との間にＡｌＧａＮ層からなる面状結晶欠陥抑制層４０を介在させている。 （もっと読む）

【課題】 広い波長範囲での発光を好適に得ることが可能な量子カスケードレーザを提供する。
【解決手段】 半導体基板と、基板上に設けられ、発光層１７及び注入層１８からなる単位積層体１６が多段に積層されたカスケード構造を有する活性層とを備えて量子カスケードレーザを構成する。また、単位積層体１６は、そのサブバンド準位構造において、第１発光上準位Ｌ_ｕｐ１と、第１発光上準位よりも高エネルギーの第２発光上準位Ｌ_ｕｐ２と、発光下準位Ｌ_ｌｏｗと、発光下準位よりも低エネルギーの緩和準位Ｌ_ｒとを有し、第１、第２上準位から下準位への電子のサブバンド間遷移によって光が生成されるとともに、サブバンド間遷移を経た電子は、下準位から緩和準位へと緩和され、緩和準位を介して注入層１８から後段の発光層１７ｂへと注入されるように構成される。 （もっと読む）

【課題】光半導体装置の量子効率を改善する。
【解決手段】本発明では、ウェル層を成長させる際に、少なくとも１つのウェル層のインジウム含量を増大させる。また、本発明の光半導体装置は、窒化物半導体材料をベースとした第１の組成のウェル層は第１の電子エネルギを有しており、窒化物半導体材料の第２の組成のバリア層は第１の電子エネルギよりも高い第２の電子エネルギを有しており、バリア層の上にビーム活性の量子井戸層が成長されており、発光しないウェル層とバリア層とがビーム活性の量子井戸層に対して超格子を形成しており、ビーム活性の量子井戸層の層厚さは超格子のウェル層の層厚さよりも大きい。 （もっと読む）

【課題】ＥＬ発光パターンを改善することにより、発光効率を向上させることが可能な窒化物半導体素子を提供する。
【解決手段】この窒化物半導体レーザ素子１００（窒化物半導体素子）は、ｍ面に対してａ軸方向にオフ角度を有する面を成長主面１０ａとするｎ型ＧａＮ基板１０と、ｎ型ＧａＮ基板１０の成長主面１０ａ上に形成された窒化物半導体層２０とを備えている。上記ｎ型ＧａＮ基板１０は、成長主面１０ａから厚み方向に掘り込まれた凹部２（掘り込み領域３）と、掘り込まれていない領域である非掘り込み領域４とを含んでいる。また、ｎ型ＧａＮ基板１０上に形成された窒化物半導体層２０は、凹部２（掘り込み領域３）に近づくにしたがって層厚が傾斜的に減少する層厚傾斜領域５と、層厚変動の非常に小さい発光部形成領域６とを有している。そして、上記発光部形成領域６にリッジ部２８が形成されている。 （もっと読む）

【課題】動作電流が小さく、高温動作特性に優れ、かつ耐サージ特性に優れた半導体レーザ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実屈折率型半導体レーザ１において、基板２と、第１のクラッド層４と、活性層５と、第２のクラッド層６と、リッジ部８と電流狭窄層９とを備え、第２のクラッド層６のリッジ部８直下にｐ型の第１の半導体領域６Ｐが配設され、第２のクラッド層６の電流狭窄層９直下にｎ型の第２の半導体領域６Ｎが配設される。第２のクラッド層６の第２の半導体領域６Ｎは電流狭窄層９からのｎ型ドーパントの拡散によりｎ型に反転したものである。 （もっと読む）

【課題】動作電流が小さく、高温動作特性に優れ、かつ耐サージ特性に優れた半導体レーザ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実屈折率型半導体レーザ１において、基板２と、第１のクラッド層４と、活性層５と、第２のクラッド層６と、リッジ部８と電流狭窄層９とを備え、第２のクラッド層６のリッジ部８直下にｐ型の第１の半導体領域６Ｐが配設され、第２のクラッド層６の電流狭窄層９直下にｎ型の第２の半導体領域６Ｎが配設される。第２のクラッド層６の第２の半導体領域６Ｎは電流狭窄層９からのｎ型ドーパントの拡散によりｎ型に反転したものである。 （もっと読む）

【課題】短波長で、狭線幅、及び、超高速変調が可能であり、材料の制約が小さな量子カスケードレーザを提供する。
【解決手段】量子カスケードレーザは、多重量子井戸１２と半導体中間層１４とが交互に積層された活性層を備える。第１の多重量子井戸の伝導帯に含まれるミニバンド内を透過したキャリアが、第１の多重量子井戸よりも下位側に配設された第２の多重量子井戸の障壁層のエネルギー準位よりも高いエネルギー準位にあるミニギャップ１３に衝突し、第２の多重量子井戸の伝導帯に含まれるミニギャップに遷移して発光する。 （もっと読む）

【課題】半導体発光素子において、発光効率の低下を抑えつつ発光波長の長波長化を図る。
【解決手段】半導体発光素子１０は、二つの量子井戸８、９を備える。第１の量子井戸８は、第１の障壁層（CdTe層１、５）と、第１の障壁層に挟まれた第１の井戸層（PbTe層２、４）とから構成され、第２の量子井戸９は、第１の井戸層と第１の井戸層に挟まれた第２の井戸層（SnTe層３）とから構成される。この構造にしたことより、第２の量子井戸の正孔サブバンドの基底準位７が、第１の井戸層のバンドギャップBG内に形成され得るので、第１の量子井戸８の電子サブバンドの基底準位６における電子と、第２の量子井戸９の正孔サブバンドの基底準位７における正孔との再結合による発光を利用して、第１の井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さいエネルギーで発光することが可能になる。従って、発光波長の長波長化を図ることが可能になる。 （もっと読む）