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JP3016302B2 - ｐｎｐｎ半導体素子とその駆動回路 - Google Patents

ｐｎｐｎ半導体素子とその駆動回路

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JP3016302B2
JP3016302B2 JP10443492A JP10443492A JP3016302B2 JP 3016302 B2 JP3016302 B2 JP 3016302B2 JP 10443492 A JP10443492 A JP 10443492A JP 10443492 A JP10443492 A JP 10443492A JP 3016302 B2 JP3016302 B2 JP 3016302B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はｐｎｐｎ半導体素子と
その駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光を情報処理に利用することによって高
速，大容量化が可能になると期待されている。光情報処
理は閾値処理、演算、メモリ等の機能を持った光機能素
子を用いて光信号の処理を行わせることを目的としてお
り、非干渉性を利用した高密度な並列処理が行えること
が電気的な情報処理に対する利点と考えられ、二次元に
高密度に集積できる光機能素子の研究が行われている。
その例として、フォトトランジスタとｐｎ接合発光素子
を集積したスイッチやｐｎｐｎ構造の光サイリスタが報
告されている。
【０００３】前者の素子に関しては、１９８５年発行の
雑誌ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ のボリュームＥＤ−３
２の２６５６頁から２６６０頁に記載の論文”Ｉ ｎｔ
ｅｇｒａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｏ
ｆ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔ
ｉｏｎ Ｐｈｏｔｏｔｏｒａｎｓｉｓｔｏｒ ａｎｄ
Ｉｎｎｅｒ Ｓｔｒｉｐｅ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉ
ｎｇ Ｄｉｏｄｅ”に、後者の素子については１９８８
年発行の雑誌「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒ」のボリューム５２の６７９頁から６８１頁に
掲載の論文”Ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔ
ｕｒｅ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｗｉｔｃｈ
ａｓａ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｍｏｒｙ ｗｉｔｈ
ｌｏｗ−ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ”に詳し
く述べられている。さらに、後者に付いては発光の高効
率、高速化のために、垂直共振器構造を導入した面発光
レーザ型の素子が、１９９１年発行の雑誌「Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ」のボリューム５
８の１２５０頁から１２５１頁に掲載の論文”Ｓｕｒｆ
ａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｏｐｅｒａｔ
ｉｏｎ ｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｔｏ−ｓｕｒｆａｃ
ｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏ
ｔｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ ｗｉｔｈ ａ ｖｅｒｔｉ
ｃａｌ ｃａｖｉｔｙ”に報告されている。また、前者
に付いては、光スイッチの構造の内部のフォトトランジ
スタを使って光スイッチと並列に接続する駆動回路で、
フォトトランジスタに光を入射することにより、ＯＮ状
態の光スイッチを元のＯＦＦ状態に戻すリセット動作が
報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の機能素子は光の受光、発光を行なう時のバイアス電圧
の制御、スイッチした後に元の状態に戻すリセットのた
めに電圧を０付近まで下げるか、あるいはゲート電極を
設けてキャリアを引き抜く操作が必要であり、二次元に
高密度に集積した場合には、これら個々のデバイスを外
部の電気回路で駆動するための電気配線が困難となる。
また、報告されているフォトトランジスタを用いたリセ
ットでは光スイッチに印加される電圧をこれに並列に接
続したフォトトランジスタで降下させる方法であるた
め、リセットに要する電力が大きく、リセットに要する
時間も長くなる。
【０００５】本発明の目的は、上記の欠点を無くし、バ
イアス制御とリセットが光で行えるｐｎｐｎ半導体素子
とその駆動回路を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のｐｎｐｎ半導体
素子は、直接遷移型のｐｎｐｎ構造の両側のｐ及びｎ型
の半導体層のエネルギーギャップが内側のｐ、ｎ形半導
体層のそれよりも大きくしたダブルヘテロ構造で、ｐｎ
ｐｎの各々の層に電極を設け、さらにｐｎｐｎ構造の上
下に半導体多層膜の反射鏡を形成することを特徴として
いる。
【０００７】また、第２層と第３層のｐｎ接合の間に量
子井戸構造の活性層を含むアンドープの層構造が形成さ
れており、その量子井戸の界面には組成がなだらかに変
化した層が挿入されていることを特徴としている。
【０００８】このｐｎｐｎ半導体素子を駆動する回路は
ｐｎｐｎ構造のｐｎｐあるいはｎｐｎの部分を用いたバ
イポーラトランジスタを光入力のフォトトランジスタと
して動作させ，ｐｎｐｎ素子のゲート電極に接続する構
成とすることを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明では、直接遷移形の半導体を材料とする
ｐｎｐｎ構造を基板上にエピタキシャル成長し、エッチ
ングによって分離された各々の素子についてｐｎｐｎ各
層に電極を形成する。ｐｎｐｎ構造の素子は両端のｐ及
びｎ電極に順方向の電圧を印加することによりサイリス
タ特性を示す。即ち、閾値電圧まで素子は電流が流れな
い高抵抗状態であるが、閾値電圧以上は低抵抗状態にス
イッチして電流が流れる。このスイッチングは電圧を閾
値電圧以下の状態にしておき、光を入射することでも可
能である。
【００１０】低抵抗状態になった素子は電流注入によっ
て発光するが、このｐｎｐｎ層構造の上下に発光波長の
１／４の厚さの屈折率の異なる２種類の半導体膜を交互
に積層した多層膜反射鏡を形成することにより光共振器
が形成され、レーザ発振が得られる。ここで、活性層を
量子井戸の界面に組成がなだらかに変化した層を挿入し
た構造とすることによって、ＯＮ状態では注入された電
流を有効に活性層にトラップし、レーザ発振を低い電流
注入レベルで得ることができる一方、スイッチング時に
活性層を含む量子井戸のアンドープの部分に電界が加わ
った状態では、組成をなだらかに変化させた層の挿入に
よって量子井戸の界面のヘテロ障壁が低減され、光によ
って発生した電流がこの量子井戸にトラップされるのを
防ぐ。
【００１１】このｐｎｐｎ半導体素子を光で制御するた
めの回路を構成するバイポーラトランジスタは、ｐｎｐ
ｎ素子の電極のうち、ｐｎｐあるいはｎｐｎの３電極を
用いることで得られる。ｐｎｐｎ素子の閾値電圧はゲー
ト電極から電流を注入することで低下するため、バイポ
ーラトランジスタに光を入射するフォトトランジスタと
して動作させ、これをゲート電極に接続して電流を注入
することで、ｐｎｐｎ素子の閾値電圧をフォトトランジ
スタに入射する光の強度で制御することができる。さら
に、ＯＮ状態のｐｎｐｎ素子のゲート電極から電流を引
き抜くことによってリセットが高速に行える。ゲート電
極から電流を引き抜くようにフォトトランジスタ接続す
ることにより、フォトトランジスタに光を入射すること
でｐｎｐｎ素子のリセットが高速に行える。
【００１２】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【００１３】図１は本発明のｐｎｐｎ半導体素子の一実
施例である。半絶縁性ＧａＡｓを基板２５として、ｐ
形、ｎ形、ｐ形、ｎ形のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ積層構
造１１の上下をλ／４ｎの厚さのＧａＡｓとＡｌＡｓを
交互に積層した多層膜反射鏡１２、１３ではさんだ構成
となっている。ここでλはレーザ発振の波長、ｎはＧａ
ＡｓあるいはＡｌＡｓの屈折率である。上部多層膜反射
鏡１２はｐ形，下部多層膜反射鏡１３はｎ形である。半
導体多層膜反射鏡の反射率はＧａＡｓ／ＡｌＡｓの周期
が１５周期で９９．３％程度得られる。活性層はＩｎＧ
ａＡｓとＡｌＧａＡｓの量子井戸構造で、中央のｐ層と
ｎ層の間に挿入されている。
【００１４】素子は２回のエッチング工程によってメサ
状に形成され、１段目はｎ形ＡｌＧａＡｓ層まで多層膜
とｐ形半導体層をエッチングし、２段目は下部半導体多
層膜の上から数層目までエッチングし、最後に半絶縁性
基板までエッチングする。電極はｐ形多層膜反射鏡の上
にアノード電極２１、ｎ形ＡｌＧａＡｓ上にｎゲート電
極２２、さらにｎ形ＡｌＧａＡｓにｐ形不純物拡散によ
ってｐ形ＧａＡｓ層に達する拡散領域２６を形成した上
にｐゲート電極２３を、２段目のｎ形半導体多層膜上に
カソード電極２４をそれぞれ形成する。
【００１５】図２はｐｎｐｎ半導体素子の活性層の部分
の構造を示す一実施例である。ＩｎＧａＡｓをＡｌＧａ
Ａｓで挟んだ量子井戸構造の界面の部分にＩｎＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓの超格子構造の周期を変化させて平均組
成が疑似的になだらかに変化した構造を挿入している。
【００１６】図３はｐｎｐｎ半導体素子の駆動回路を２
個のｎｐｎ形フォトトランジスタをｎゲート電極に接続
した構成で実現した実施例である。ｎｐｎ形トランジス
タは図１のｐｎｐｎ構造において、カソード電極２４を
エミッタ、ｐゲート電極２３をベース、ｎゲート電極２
２をコレクタとして駆動することで実現できる。本実施
例ではフォトトランジスタとして用いるのでベースは開
放する。フォトトランジスタ４０のエミッタをｎゲート
電極、コレクタを正の電源５０に接続し、フォトトラン
ジスタ４１のコレクタをｎゲート電極、エミッタを負の
電源５１に接続する。ｐｎｐｎ素子のアノード負荷抵抗
を通して正の電源、カソードはグランドに接続する。
【００１７】正の電源はｐｎｐｎ素子の閾値電圧以下
で、かつ、ＯＮ状態で素子に一定の電流が注入されるよ
うに設定しておく。ｐｎｐｎ素子に入射する光６０の強
度をこの電圧では素子をスイッチングさせられない程度
に設定しておき、フォトトランジスタ４１に制御光６１
を入射し、ｎゲート電極から電流を注入することにより
ｐｎｐｎ素子の閾値電圧が低下し、入射光６０によって
スイッチングする。ＯＮ状態で、フォトトランジスタ４
０にリセット光６２を入射すると、ｎゲートからｐｎｐ
ｎに蓄積されたキャリアがフォトトランジスタによって
引き抜かれ、素子がＯＦＦ状態にリセットされる。
【００１８】図４はｐｎｐｎ半導体素子の駆動回路を２
個のｎｐｎ形フォトトランジスタをｎゲート電極とｐゲ
ートにそれぞれ接続した構成で実現した実施例である。
フォトトランジスタ４０のエミッタをｎゲート電極、コ
レクタを正の電源５０に接続し、フォトトランジスタ４
１のエミッタをｐゲート電極、コレクタを正の電源５０
に接続する。動作は図３の実施例と同様で、フォトトラ
ンジスタ４１に制御光６１、フォトトランジスタ４０に
リセット光６２を入射する。この構成では図３の実施例
に比べて電源を１つにすることができる。
【００１９】以上の実施例でのフォトトランジスタはｐ
ｎｐ形でもエミッタとコレクタの接続を逆転することに
より同様の動作が行える。
【００２０】
【発明の結果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば、受光、垂直出射レーザ出力機能を有するｐｎｐｎ半
導体素子とｐｎｐｎ半導体素子のバイアス制御、リセッ
トを光で行える駆動回路がｐｎｐｎ構造から得られるト
ランジスタを用いて実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のｐｎｐｎ半導体素子の一実施例であ
る。
【図２】ｐｎｐｎ半導体素子の活性層部分の一実施例で
ある。
【図３】本発明のｐｎｐｎ半導体素子の駆動回路の一実
施例である。
【図４】ｐｎｐｎ半導体素子の駆動回路の第２の実施例
である。
【符号の説明】
１１ ｐｎｐｎ積層構造 １２ 多層膜反射鏡 ２１ アノード電極 ２２ ｎゲート電極 ２３ ｐゲート電極 ２４ カソード電極 ２５ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２６ 不純物拡散領域 ４０、４１ フォトトランジスタ ５０、５１ 電源 ６０ ｐｎｐｎ素子への入射光，出力光 ６１ 制御光 ６２ リセット光

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直接遷移形半導体のｐ形あるいはｎ形の
    第１伝導型の第１半導体層、前記第１伝導型とは逆の第
    ２伝導型の第２の半導体層、第１伝導型の第３の半導体
    層、第２伝導型の第４の半導体層を少なくとも備えたｐ
    ｎｐｎ層構造を有し、第１半導体層と第４半導体層に設
    けられた電極の他に第２の半導体層用の第１のゲート電
    極、第３の半導体層用の第２のゲート電極を有するｐｎ
    ｐｎ半導体素子であって、前記ｐｎｐｎ層構造の上下に
    半導体多層膜の反射鏡が形成され、第１及び第４の半導
    体層のエネルギーギャップは第２及び第３の半導体層の
    それよりも大きく、第２の半導体層と第３の半導体層の
    間に活性層を含めたアンドープの積層構造が形成されて
    いることを特徴とするｐｎｐｎ半導体素子。
  2. 【請求項２】 直接遷移形半導体のｐ形あるいはｎ形
    の第１伝導型の第１半導体層、前記第１伝導型とは逆の
    第２伝導型の第２の半導体層、第１伝導型の第３の半導
    体層、第２伝導型の第４の半導体層を少なくとも備えた
    ｐｎｐｎ層構造を有し、第１半導体層と第４半導体層に
    設けられた電極の他に第２の半導体層用の第１のゲート
    電極、第３の半導体層用の第２のゲート電極を有するｐ
    ｎｐｎ半導体素子であって、前記ｐｎｐｎ層構造中の活
    性層はエネルギーギャップの小さな半導体をそれよりエ
    ネルギーギャップの大きな半導体で挟んだ量子井戸構造
    であり、かつ、量子井戸構造の界面にはエネルギーギャ
    ップがなだらかに変化した半導体層が挿入されているこ
    とを特徴とするｐｎｐｎ半導体素子。
  3. 【請求項３】 第１及び第４の半導体層のエネルギーギ
    ャップは第２及び第３の半導体層のそれよりも大きいこ
    とを特徴とする請求項２記載のｐｎｐｎ半導体素子。
  4. 【請求項４】 直接遷移形半導体のｐ形あるいはｎ形の
    第１伝導型の第１半導体層、前記第１伝導型とは逆の第
    ２伝導型の第２の半導体層、第１伝導型の第３の半導体
    層、第２伝導型の第４の半導体層を少なくとも備えたｐ
    ｎｐｎ層構造を有し、第１半導体層と第４半導体層に設
    けられた電極の他に第２の半導体層用の第１のゲート電
    極、第３の半導体層用の第２のゲート電極を有するｐｎ
    ｐｎ半導体素子を基板上に二次元配置し、一部のｐｎｐ
    ｎ半導体素子のｐｎｐｎ層構造の第１半導体層から第３
    半導体層、あるいは第２半導体層から第４半導体層を用
    いてバイポーラトランジスタ回路を構成し、前記トラン
    ジスタ回路をそれ以外のｐｎｐｎ半導体素子の第１のゲ
    ート電極、第２のゲート電極の少なくとも一方に接続し
    て、前記第１、第２のゲート電極から電流の注入又は引
    き抜きを行なうことを特徴とするｐｎｐｎ半導体素子の
    駆動回路。
  5. 【請求項５】 前記トランジスタ回路に光を入射し、フ
    ォトトランジスタとして動作させることを特徴とする請
    求項４記載のｐｎｐｎ半導体素子の駆動回路。
  6. 【請求項６】前記ｐｎｐｎ層構造の上下に半導体多層膜
    の反射鏡が形成され、第１及び第４の半導体層のエネル
    ギーギャップは第２及び第３の半導体層のそれよりも大
    きく、第２の半導体層と第３の半導体層の間に活性層を
    含めたアンドープの積層構造が形成されていることを特
    徴とする請求項４又は５記載のｐｎｐｎ半導体素子の駆
    動回路。
JP10443492A 1992-04-23 1992-04-23 ｐｎｐｎ半導体素子とその駆動回路 Expired - Fee Related JP3016302B2 (ja)

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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6154477A (en) * 1997-05-13 2000-11-28 Berkeley Research Associates, Inc. On-board laser-triggered multi-layer semiconductor power switch
US5997152A (en) * 1997-09-15 1999-12-07 Oki Electric Industry Co., Ltd. Light emitting element module and printer head using the same
US6128324A (en) * 1998-02-26 2000-10-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High speed, spatially switching light
JP4598224B2 (ja) * 2000-03-30 2010-12-15 シャープ株式会社 ヘテロ接合バイポーラ型ガン効果四端子素子
US6707074B2 (en) * 2000-07-04 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and apparatus for driving the same
US6479844B2 (en) * 2001-03-02 2002-11-12 University Of Connecticut Modulation doped thyristor and complementary transistor combination for a monolithic optoelectronic integrated circuit
JP3760235B2 (ja) * 2003-04-04 2006-03-29 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 半導体レーザ及び半導体レーザの発振方法
US7333731B2 (en) * 2004-04-26 2008-02-19 The University Of Connecticut Multifunctional optoelectronic thyristor and integrated circuit and optical transceiver employing same
US7385230B1 (en) 2005-02-08 2008-06-10 The University Of Connecticut Modulation doped thyristor and complementary transistor combination for a monolithic optoelectronic integrated circuit
US7989841B1 (en) * 2007-07-31 2011-08-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fast injection optical switch
JP2009286048A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Fuji Xerox Co Ltd 光源ヘッド、及び画像形成装置
KR101007125B1 (ko) * 2010-04-13 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
JP5649219B2 (ja) * 2011-01-24 2015-01-07 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP6737008B2 (ja) * 2016-06-30 2020-08-05 富士ゼロックス株式会社 光スイッチ
RU2693834C1 (ru) * 2018-12-17 2019-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций" Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами
RU2693839C1 (ru) * 2018-12-17 2019-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций" Полевой тиристор с неизолированным фоточувствительным оптическим затвором и светоизлучающим p-n-переходом
RU2701184C1 (ru) * 2018-12-17 2019-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций" Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2922301C2 (de) * 1979-05-31 1985-04-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lichtsteuerbarer Thyristor und Verfahren zu seiner Herstellung
JPS6431134A (en) * 1987-07-27 1989-02-01 Nec Corp Driving method for pnpn optical thyristor
JPH04213432A (ja) * 1990-12-07 1992-08-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体光スイッチ

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EP0566885B1 (en) 1998-05-27

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