JP3437372B2 - 半導体空間光変調器用反射多層膜 - Google Patents
半導体空間光変調器用反射多層膜Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高度な高速処理を
行う光情報処理システムの重要な構成要素となる光書き
込み型空間光変調器や、投射型ディスプレイに代表され
る反射型空間光変調器への応用を目的とした反射多層膜
の反射スペクトル制御に関するものであり、特に高速
化、素子動作の安定化、光の高利用効率化、変調可能な
光周波数領域の拡大を容易に達成できるような半導体反
射多層膜の構造設計に関するものである。
行う光情報処理システムの重要な構成要素となる光書き
込み型空間光変調器や、投射型ディスプレイに代表され
る反射型空間光変調器への応用を目的とした反射多層膜
の反射スペクトル制御に関するものであり、特に高速
化、素子動作の安定化、光の高利用効率化、変調可能な
光周波数領域の拡大を容易に達成できるような半導体反
射多層膜の構造設計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空間光変調器は、光の空間的強度分布や
位相分布を変調して、２次元並列情報を光に乗せる機能
を有する素子である。この空間光変調器、特に、２次元
並列情報を光によって書込み、且つ光によって読み出す
ことのできる光書込み式の空間光変調器は、光演算シス
テムや光情報処理システムにおけるキーデバイスの一つ
である。
位相分布を変調して、２次元並列情報を光に乗せる機能
を有する素子である。この空間光変調器、特に、２次元
並列情報を光によって書込み、且つ光によって読み出す
ことのできる光書込み式の空間光変調器は、光演算シス
テムや光情報処理システムにおけるキーデバイスの一つ
である。
【０００３】この空間光変調器の変調方法にはさまざま
な方式が提案されているが、高速による応答を可能にす
るためには、半導体の利用が最も適していると考えられ
る。半導体によるデバイスは、作製する上でも技術が確
立されており、特に化合物半導体においては光学材料と
して優れた特性を持つものも多く、都合がいい。このた
め、化合物半導体を反射多層膜として利用する反射型の
空間光変調器が提案されており、実際に作製もなされて
いる。
な方式が提案されているが、高速による応答を可能にす
るためには、半導体の利用が最も適していると考えられ
る。半導体によるデバイスは、作製する上でも技術が確
立されており、特に化合物半導体においては光学材料と
して優れた特性を持つものも多く、都合がいい。このた
め、化合物半導体を反射多層膜として利用する反射型の
空間光変調器が提案されており、実際に作製もなされて
いる。
【０００４】このような反射型空間光変調器としては反
射多層膜を利用し且つバルクにおけるフランツ−ケルデ
ッシュ効果や多重量子井戸における量子シュタルク効果
を用いたものがある。多重量子井戸を利用せず、単なる
バルクにおけるフランツ−ケルディシュ効果を利用して
吸収端をずらすことを考えた場合、電圧印加によって吸
収端のずれる範囲が狭く変調度は小さい。さらには多重
量子井戸によって得られるほどの急峻な吸収端が得られ
ないため、十分な吸収端制御ができない。以上の理由か
ら、反射型空間光変調器の吸収端制御層には、多重量子
井戸を用いた量子シュタルク効果が用いられることが多
い。このような反射型半導体空間光変調器の従来例とし
ては、例えば特開平５−５０１９２３公報、特開平５−
５０６５１８公報、特開平５−２７３５０４公報などに
開示されたものがある。以下、現在、試作または生産さ
れており、多重量子井戸における量子シュタルク効果を
用いた従来までの反射型空間光変調器について説明す
る。図４は従来の反射型空間光変調器の構成を示す側面
図である。
射多層膜を利用し且つバルクにおけるフランツ−ケルデ
ッシュ効果や多重量子井戸における量子シュタルク効果
を用いたものがある。多重量子井戸を利用せず、単なる
バルクにおけるフランツ−ケルディシュ効果を利用して
吸収端をずらすことを考えた場合、電圧印加によって吸
収端のずれる範囲が狭く変調度は小さい。さらには多重
量子井戸によって得られるほどの急峻な吸収端が得られ
ないため、十分な吸収端制御ができない。以上の理由か
ら、反射型空間光変調器の吸収端制御層には、多重量子
井戸を用いた量子シュタルク効果が用いられることが多
い。このような反射型半導体空間光変調器の従来例とし
ては、例えば特開平５−５０１９２３公報、特開平５−
５０６５１８公報、特開平５−２７３５０４公報などに
開示されたものがある。以下、現在、試作または生産さ
れており、多重量子井戸における量子シュタルク効果を
用いた従来までの反射型空間光変調器について説明す
る。図４は従来の反射型空間光変調器の構成を示す側面
図である。
【０００５】この反射型空間光変調器は、下部電極４０
６を形成した半導体基板４０１と上部電極４０５との間
に、高反射多層膜４０２、多重量子井戸光吸収制御層
（以下、単に多重量子井戸層という）４０３、低反射多
層膜４０４を下から上へ順次積層した構成になってい
る。ここで、低反射多層膜４０４の反射率は１０％〜２
０％程度、高反射多層膜４０２の反射率はほぼ１００％
である。
６を形成した半導体基板４０１と上部電極４０５との間
に、高反射多層膜４０２、多重量子井戸光吸収制御層
（以下、単に多重量子井戸層という）４０３、低反射多
層膜４０４を下から上へ順次積層した構成になってい
る。ここで、低反射多層膜４０４の反射率は１０％〜２
０％程度、高反射多層膜４０２の反射率はほぼ１００％
である。
【０００６】上部電極４０５の側から入射した光は低反
射多層膜４０４と高反射多層膜４０２との間で反射を繰
り返すとともに、低反射多層膜４０４側から反射光４０
８として出射する。上部電極４０５と下部電極４０６と
の間に電圧を印加しない状態では、多重量子井戸層４０
３での吸収はほとんどなく、全体としてＱ値の高い共振
器として働く。この結果、入射した光のほとんどが反射
され、高い反射率で反射光４０８が得られる。
射多層膜４０４と高反射多層膜４０２との間で反射を繰
り返すとともに、低反射多層膜４０４側から反射光４０
８として出射する。上部電極４０５と下部電極４０６と
の間に電圧を印加しない状態では、多重量子井戸層４０
３での吸収はほとんどなく、全体としてＱ値の高い共振
器として働く。この結果、入射した光のほとんどが反射
され、高い反射率で反射光４０８が得られる。
【０００７】次に、上部電極４０５と下部電極４０６と
の間に電圧を印加すると、多重量子井戸層４０３の実効
バンドギャップが変化し、励起子吸収ピークの吸収端が
長波長側へシフトする。多重量子井戸の励起子吸収ピー
クを共振器の共振波長近傍の短波長側に設定しておく
と、共振波長に励起子吸収ピークが重なってくる。すな
わち、多重量子井戸層４０３が光吸収層として働くよう
になる。このため、共振器のＱ値が低下し、反射率は低
くなる。この励起子吸収ピークのシフト量は印加電圧の
大きさによって制御されるので、電圧によって反射光４
０８の強度を変えることができる。以上のような動作原
理によって、印加電圧の変化による反射率の制御ができ
る。
の間に電圧を印加すると、多重量子井戸層４０３の実効
バンドギャップが変化し、励起子吸収ピークの吸収端が
長波長側へシフトする。多重量子井戸の励起子吸収ピー
クを共振器の共振波長近傍の短波長側に設定しておく
と、共振波長に励起子吸収ピークが重なってくる。すな
わち、多重量子井戸層４０３が光吸収層として働くよう
になる。このため、共振器のＱ値が低下し、反射率は低
くなる。この励起子吸収ピークのシフト量は印加電圧の
大きさによって制御されるので、電圧によって反射光４
０８の強度を変えることができる。以上のような動作原
理によって、印加電圧の変化による反射率の制御ができ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成は課題を有している。まず、上記の反射型空間光変
調器が有する技術的課題について説明する。上記のよう
に、量子シュタルク効果を利用して材料の吸収端を変化
させ、光の吸収を利用することによって反射率の変化を
誘起する方法を用いる場合、光の吸収を大きくとるため
損失が大きくなってしまい、発熱も生じる。逆に、光の
利用効率を上げるために光吸収量を少なくするなどして
しまうと反射率の変化量が減少してしまい、高いコント
ラスト比が得られなくなってしまう。
構成は課題を有している。まず、上記の反射型空間光変
調器が有する技術的課題について説明する。上記のよう
に、量子シュタルク効果を利用して材料の吸収端を変化
させ、光の吸収を利用することによって反射率の変化を
誘起する方法を用いる場合、光の吸収を大きくとるため
損失が大きくなってしまい、発熱も生じる。逆に、光の
利用効率を上げるために光吸収量を少なくするなどして
しまうと反射率の変化量が減少してしまい、高いコント
ラスト比が得られなくなってしまう。
【０００９】また、材料の面にも課題がある。化合物半
導体の中でも基板や他の材料との格子整合もとれ、熱的
にも比較的安定で、結晶成長においてもその結晶性が優
れている材料としては、ＧａＡｓ，ＩｎＰを基板とし
た、（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ）Ａｓ系や（Ｇａ，Ａｌ，Ｉ
ｎ）Ｐ系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体があげられる。し
かし、それらの代表的材料の吸収端はどれも赤外光領域
にあり、可視光領域では吸収が大きいため、光の利用効
率を極端に低下させてしまう。すなわち、これらの材料
を使って可視光領域で吸収端制御を行うことは不可能で
ある。吸収端制御による反射型空間光変調器を可視光領
域に適合させようとすれば、構成する材料系を根本的に
変えなければならない。
導体の中でも基板や他の材料との格子整合もとれ、熱的
にも比較的安定で、結晶成長においてもその結晶性が優
れている材料としては、ＧａＡｓ，ＩｎＰを基板とし
た、（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ）Ａｓ系や（Ｇａ，Ａｌ，Ｉ
ｎ）Ｐ系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体があげられる。し
かし、それらの代表的材料の吸収端はどれも赤外光領域
にあり、可視光領域では吸収が大きいため、光の利用効
率を極端に低下させてしまう。すなわち、これらの材料
を使って可視光領域で吸収端制御を行うことは不可能で
ある。吸収端制御による反射型空間光変調器を可視光領
域に適合させようとすれば、構成する材料系を根本的に
変えなければならない。
【００１０】さらに、上記のような光吸収層を利用した
反射型空間光変調器には作製する上での課題もある。こ
の構造では共振器長に相当する膜厚を有した光吸収層を
作製する必要があり、多重量子井戸層４０３を構成する
各半導体層が極めて薄いため、各半導体層を多数積層し
なければならない。このため、素子作製に膨大な工数が
かかることになる。さらに、上記のように低反射多層膜
４０４の層と高反射多層膜層４０４のとの間に多重量子
井戸４０３を作製する場合、多重量子井戸４０３を含む
共振器を作るためには高い製作精度が要求され、膜厚や
不純物濃度などの制御を高精度に行わなくてはならな
い。
反射型空間光変調器には作製する上での課題もある。こ
の構造では共振器長に相当する膜厚を有した光吸収層を
作製する必要があり、多重量子井戸層４０３を構成する
各半導体層が極めて薄いため、各半導体層を多数積層し
なければならない。このため、素子作製に膨大な工数が
かかることになる。さらに、上記のように低反射多層膜
４０４の層と高反射多層膜層４０４のとの間に多重量子
井戸４０３を作製する場合、多重量子井戸４０３を含む
共振器を作るためには高い製作精度が要求され、膜厚や
不純物濃度などの制御を高精度に行わなくてはならな
い。
【００１１】吸収端制御層の利用は、共振器構造作製に
あたり、各半導体層の膜厚を設計値に厳密に一致させる
必要性の他に、光の利用効率や作製するまでの工程数を
考えると決して好ましい方式ではない。さらに吸収端制
御に適した材料もその多くが可視光領域で利用できない
ものばかりである。しかしながら、現在までのところ、
高反射多層膜４０２および低反射多層膜４０４の反射ス
ペクトルそのものを変化させることはむずかしいと考え
られていたため、吸収端制御層の利用による上記の変調
方式が主流となってきた。
あたり、各半導体層の膜厚を設計値に厳密に一致させる
必要性の他に、光の利用効率や作製するまでの工程数を
考えると決して好ましい方式ではない。さらに吸収端制
御に適した材料もその多くが可視光領域で利用できない
ものばかりである。しかしながら、現在までのところ、
高反射多層膜４０２および低反射多層膜４０４の反射ス
ペクトルそのものを変化させることはむずかしいと考え
られていたため、吸収端制御層の利用による上記の変調
方式が主流となってきた。
【００１２】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、本発明は、上記のような従来の技術の
抱える課題を解決し、なおかつ高速応答性、可視光にお
ける高利用効率化、低電圧駆動を同時に達成するような
空間光変調器用反射多層膜を実現することを目的とす
る。
で、その目的は、本発明は、上記のような従来の技術の
抱える課題を解決し、なおかつ高速応答性、可視光にお
ける高利用効率化、低電圧駆動を同時に達成するような
空間光変調器用反射多層膜を実現することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、大きく分けて二種類の構成の反射多層膜
を考案している。
に本発明では、大きく分けて二種類の構成の反射多層膜
を考案している。
【００１４】第１の構成の反射多層膜は三つの部位から
構成されている。すなわち、第１、第３の反射多層膜層
とそれらに挟まれ、屈折率変化層として働く第２の反射
多層膜層である。第１の反射多層膜層は第１の電極に接
したｐ型化合物半導体基板に接し、第１の化合物半導体
層と、第１の化合物半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の化合物半導体層との、それ
ぞれにｐ型不純物を添加したものを、目的波長の４分の
１の膜厚となるように交互に積層させた構造からなる。
第２の反射多層膜層は不純物含有量が極端に低く、前記
第１の反射多層膜を構成している二種類の化合物半導体
層のうちどちらか一方の化合物半導体層と、前述した二
種類の化合物半導体層のどちらのバンドギャップエネル
ギーよりも低いバンドギャップエネルギーを有し、かつ
屈折率が異なる第３の化合物半導体層とを交互に積層す
ることによって構成されている。このとき第３の化合物
半導体層の膜厚は０．５から４原子層程度と非常に薄く
しておき、第１または第２の化合物半導体層の膜厚は任
意でよい。さらに、第２の反射多層膜層全体としての膜
厚は０より大きく、目的波長の３／４以下の範囲に定め
ておけばよい。第３の反射多層膜層は、第２の電極に接
し、前記第１の化合物半導体層と、第１の化合物半導体
層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２
の化合物半導体層それぞれにｎ型不純物を添加したもの
を、目的波長の４分の１の膜厚となるように交互に積層
させた構造からなる。
構成されている。すなわち、第１、第３の反射多層膜層
とそれらに挟まれ、屈折率変化層として働く第２の反射
多層膜層である。第１の反射多層膜層は第１の電極に接
したｐ型化合物半導体基板に接し、第１の化合物半導体
層と、第１の化合物半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の化合物半導体層との、それ
ぞれにｐ型不純物を添加したものを、目的波長の４分の
１の膜厚となるように交互に積層させた構造からなる。
第２の反射多層膜層は不純物含有量が極端に低く、前記
第１の反射多層膜を構成している二種類の化合物半導体
層のうちどちらか一方の化合物半導体層と、前述した二
種類の化合物半導体層のどちらのバンドギャップエネル
ギーよりも低いバンドギャップエネルギーを有し、かつ
屈折率が異なる第３の化合物半導体層とを交互に積層す
ることによって構成されている。このとき第３の化合物
半導体層の膜厚は０．５から４原子層程度と非常に薄く
しておき、第１または第２の化合物半導体層の膜厚は任
意でよい。さらに、第２の反射多層膜層全体としての膜
厚は０より大きく、目的波長の３／４以下の範囲に定め
ておけばよい。第３の反射多層膜層は、第２の電極に接
し、前記第１の化合物半導体層と、第１の化合物半導体
層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２
の化合物半導体層それぞれにｎ型不純物を添加したもの
を、目的波長の４分の１の膜厚となるように交互に積層
させた構造からなる。
【００１５】このとき、第１の反射多層膜層と第２の反
射多層膜層の隣接部にあたる化合物半導体層どうしは互
いに屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる化合物
半導体層に、第３の反射多層膜層と第２の反射多層膜の
隣接部にあたる化合物半導体層どうしも互いに屈折率と
バンドギャップエネルギーが異なる化合物半導体層にし
ておく。また、この条件を満たしていれば、第１の反射
多層膜を構成している化合物半導体層のうちの任意の一
層か又は第３の反射多層膜を構成している化合物半導体
層のうちの任意の一層が目的波長の４分の１以外の膜厚
になっていても良いし、ｐ型不純物の添加されている部
位とｎ型不純物の添加されている部位との配置は逆にな
っていてもよい。さらには、第２の反射多層膜は第１ま
たは第２の化合物半導体層を数原子層単位で交互に積層
する短周期超格子によって構成してあってもかまわな
い。
射多層膜層の隣接部にあたる化合物半導体層どうしは互
いに屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる化合物
半導体層に、第３の反射多層膜層と第２の反射多層膜の
隣接部にあたる化合物半導体層どうしも互いに屈折率と
バンドギャップエネルギーが異なる化合物半導体層にし
ておく。また、この条件を満たしていれば、第１の反射
多層膜を構成している化合物半導体層のうちの任意の一
層か又は第３の反射多層膜を構成している化合物半導体
層のうちの任意の一層が目的波長の４分の１以外の膜厚
になっていても良いし、ｐ型不純物の添加されている部
位とｎ型不純物の添加されている部位との配置は逆にな
っていてもよい。さらには、第２の反射多層膜は第１ま
たは第２の化合物半導体層を数原子層単位で交互に積層
する短周期超格子によって構成してあってもかまわな
い。
【００１６】これら第１、第２、第３の反射多層膜を順
次積層し、電界を印加することにより第２の反射多層膜
層で起きる量子シュタルク効果を、吸収ピークの制御と
してではなく、吸収係数の変化に伴う屈折率変化のため
の手段として用いることで反射スペクトルの形状変化を
生じさせ、反射率の制御を行う。以上のような構造によ
って本発明の第１の構成の反射多層膜が構成されてい
る。
次積層し、電界を印加することにより第２の反射多層膜
層で起きる量子シュタルク効果を、吸収ピークの制御と
してではなく、吸収係数の変化に伴う屈折率変化のため
の手段として用いることで反射スペクトルの形状変化を
生じさせ、反射率の制御を行う。以上のような構造によ
って本発明の第１の構成の反射多層膜が構成されてい
る。
【００１７】第２の種類の反射多層膜は不純物をほとん
ど含まず、屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる
二種類の材料によって構成される多層膜に対して任意の
方向に電極を取ることによって構成されている。この場
合においては、電気光学効果による屈折率変化と多層膜
内での多重反射による作用光路長の増大とを利用してい
る。入射光の位相状態を反射多層膜の各層において変化
させ、印加電界がなければ反射多層膜内で干渉し合うは
ずの無数の反射光成分に対する干渉条件を印加電界によ
って様々に変えることにより反射率変化の制御が実現さ
れる。
ど含まず、屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる
二種類の材料によって構成される多層膜に対して任意の
方向に電極を取ることによって構成されている。この場
合においては、電気光学効果による屈折率変化と多層膜
内での多重反射による作用光路長の増大とを利用してい
る。入射光の位相状態を反射多層膜の各層において変化
させ、印加電界がなければ反射多層膜内で干渉し合うは
ずの無数の反射光成分に対する干渉条件を印加電界によ
って様々に変えることにより反射率変化の制御が実現さ
れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、単一もしくは複数の物質の積層によって構成され、
電界や磁界や応力などの外部からの入力に対して屈折率
値が変化し、可視光源からの入射光の波長をλとした
際、その膜厚は０より大きくかつ、光学長として（３／
４）λ以下となるような膜厚を有する第１の屈折率変化
層を、屈折率が互いに異なる二つの物質を適切な膜厚で
交互に積層して構成される第１の反射多層膜層と、前記
第１の反射多層膜層と同様な条件で構成される第２の反
射多層膜層とで挟むことによって構成され、反射スペク
トルが有するメインピーク内に前記第１の屈折率変化層
に起因するバレイを少なくとも一つ以上有しており、前
記バレイの位置と深さが前記第１の屈折率変化層の膜厚
を任意に設定することにより一意的に決められることを
特徴とする反射多層膜としたものであり、この反射多層
膜全体に電界や磁界や応力などをかけることにより屈折
率変化層の屈折率が変わり、この反射多層膜全体として
の反射スペクトルが電界や磁界や応力などの印加によっ
て変化し、ある特定の波長において反射率が変化すると
いう作用を有する。
は、単一もしくは複数の物質の積層によって構成され、
電界や磁界や応力などの外部からの入力に対して屈折率
値が変化し、可視光源からの入射光の波長をλとした
際、その膜厚は０より大きくかつ、光学長として（３／
４）λ以下となるような膜厚を有する第１の屈折率変化
層を、屈折率が互いに異なる二つの物質を適切な膜厚で
交互に積層して構成される第１の反射多層膜層と、前記
第１の反射多層膜層と同様な条件で構成される第２の反
射多層膜層とで挟むことによって構成され、反射スペク
トルが有するメインピーク内に前記第１の屈折率変化層
に起因するバレイを少なくとも一つ以上有しており、前
記バレイの位置と深さが前記第１の屈折率変化層の膜厚
を任意に設定することにより一意的に決められることを
特徴とする反射多層膜としたものであり、この反射多層
膜全体に電界や磁界や応力などをかけることにより屈折
率変化層の屈折率が変わり、この反射多層膜全体として
の反射スペクトルが電界や磁界や応力などの印加によっ
て変化し、ある特定の波長において反射率が変化すると
いう作用を有する。
【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の反射多層膜において、ｐ型不純物を含む半導体
基板上に、ｐ型不純物を含む第１の半導体層とｐ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第１の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第２
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｎ型不純物を含み前記
第１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｎ型不純物を含み前記第
２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、このｐｎ接合を有す
る多層膜に逆方向電圧を印加する事により、屈折率変化
層としての機能を持つ第２の反射多層膜層においてのみ
電圧がかかるようにしてある。この屈折率変化層として
の第２の反射多層膜層は第３の半導体層と第４の半導体
層の交互積層で構成されているため、電界の印加による
屈折率変化量が大きい。このため、印加した電圧によっ
て多層膜全体としての反射スペクトルが変化し、ある特
定の波長においては反射率が変化するという作用を有す
る。
１記載の反射多層膜において、ｐ型不純物を含む半導体
基板上に、ｐ型不純物を含む第１の半導体層とｐ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第１の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第２
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｎ型不純物を含み前記
第１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｎ型不純物を含み前記第
２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、このｐｎ接合を有す
る多層膜に逆方向電圧を印加する事により、屈折率変化
層としての機能を持つ第２の反射多層膜層においてのみ
電圧がかかるようにしてある。この屈折率変化層として
の第２の反射多層膜層は第３の半導体層と第４の半導体
層の交互積層で構成されているため、電界の印加による
屈折率変化量が大きい。このため、印加した電圧によっ
て多層膜全体としての反射スペクトルが変化し、ある特
定の波長においては反射率が変化するという作用を有す
る。
【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の反射多層膜において、ｎ型不純物を含む半導体
基板上に、ｎ型不純物を含む第１の半導体層とｎ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第１の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第２
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｐ型不純物を含み前記
第１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｐ型不純物を含み前記第
２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、不純物添加された多
層膜層の配置が異なっているだけなので、前記請求項２
による作用と同様な作用を有する。
１記載の反射多層膜において、ｎ型不純物を含む半導体
基板上に、ｎ型不純物を含む第１の半導体層とｎ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第１の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第２
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｐ型不純物を含み前記
第１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｐ型不純物を含み前記第
２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、不純物添加された多
層膜層の配置が異なっているだけなので、前記請求項２
による作用と同様な作用を有する。
【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１記載の反射多層膜において、ｐ型不純物を含む半導体
基板上に、ｐ型不純物を含む第１の半導体層とｐ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第２の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第１
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｎ型不純物を含み前記
第２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｎ型不純物を含み前記第
１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、屈折率変化層として
の機能を持つ第２の反射多層膜層における不純物含有量
が極めて低い第３の半導体層に第１の半導体層と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用してい
るだけなので、前記請求項２による作用と同様な作用を
有する。
１記載の反射多層膜において、ｐ型不純物を含む半導体
基板上に、ｐ型不純物を含む第１の半導体層とｐ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第２の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第１
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｎ型不純物を含み前記
第２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｎ型不純物を含み前記第
１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、屈折率変化層として
の機能を持つ第２の反射多層膜層における不純物含有量
が極めて低い第３の半導体層に第１の半導体層と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用してい
るだけなので、前記請求項２による作用と同様な作用を
有する。
【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１記載の反射多層膜において、ｎ型不純物を含む半導体
基板上に、ｎ型不純物を含む第１の半導体層とｎ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第２の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第１
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｐ型不純物を含み前記
第２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｐ型不純物を含み前記第
１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、屈折率変化層として
の機能を持つ第２の反射多層膜層における不純物含有量
が極めて低い第３の半導体層に第１の半導体層と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用し、不
純物添加された多層膜層の配置が異なるだけなので前記
請求項２による作用と同様な作用を有する。
１記載の反射多層膜において、ｎ型不純物を含む半導体
基板上に、ｎ型不純物を含む第１の半導体層とｎ型不純
物を含み前記第１の半導体層とは屈折率とバンドギャッ
プエネルギーが異なる第２の半導体層とを前記第１また
は第２の半導体層で始め、前記第２の半導体層で終端す
るよう交互に積層した第１の反射多層膜層と、前記第１
の半導体層と屈折率及びバンドギャップエネルギーが同
じ材料且つ不純物含有量が極めて低い第３の半導体層と
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層とは屈折率
とバンドギャップエネルギーが異なり、不純物含有量が
極めて低い第４の半導体層とを交互に積層することによ
って構成される反射多層膜層であって、この反射多層膜
層全体の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導体層
の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層としての機
能を持つ第２の反射多層膜層と、ｐ型不純物を含み前記
第２の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネル
ギーを有する第５の半導体層とｐ型不純物を含み前記第
１の半導体層と同じ屈折率及びバンドギャップエネルギ
ーを有する第６の半導体層とを第５の半導体層から始
め、第５または第６の半導体層で終端するよう、交互に
積層した第３の反射多層膜層とを積層した構造を特徴と
する反射多層膜としたものであり、屈折率変化層として
の機能を持つ第２の反射多層膜層における不純物含有量
が極めて低い第３の半導体層に第１の半導体層と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用し、不
純物添加された多層膜層の配置が異なるだけなので前記
請求項２による作用と同様な作用を有する。
【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第１の半導体層の半導体がＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞
０．５）であり、第２の半導体層の半導体がＧａx Ａｌ
1- x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) であり、第４の半導体層はそ
のバンドギャップエネルギーが第１の半導体層及び、第
２の半導体層のバンドギャップエネルギーよりも小さい
二元、三元、四元混晶のいずれかのＩＩＩ−Ｖ族系化合
物半導体であることを特徴とする反射多層膜としたもの
であり、第１の半導体層の半導体にＡｌy Ｇａ1-y Ｐ
（１≧ｙ＞０．５）、第２の半導体層の半導体にＧａx
Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) を用いることにより、可視
光領域において吸収が無い反射多層膜が実現でき、屈折
率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層におけ
る第４の半導体層を上記のように設定することによっ
て、第１の半導体層のＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．
５）や、第２の半導体層のＧａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞
０．５) よりも小さいバンドギャップエネルギーに相当
する波長を持つ任意の光に対して屈折率変化を大きくと
ることができる。このときに請求項２から請求項５の作
用と同様な作用を近赤外光領域から可視光領域において
有する。
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第１の半導体層の半導体がＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞
０．５）であり、第２の半導体層の半導体がＧａx Ａｌ
1- x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) であり、第４の半導体層はそ
のバンドギャップエネルギーが第１の半導体層及び、第
２の半導体層のバンドギャップエネルギーよりも小さい
二元、三元、四元混晶のいずれかのＩＩＩ−Ｖ族系化合
物半導体であることを特徴とする反射多層膜としたもの
であり、第１の半導体層の半導体にＡｌy Ｇａ1-y Ｐ
（１≧ｙ＞０．５）、第２の半導体層の半導体にＧａx
Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) を用いることにより、可視
光領域において吸収が無い反射多層膜が実現でき、屈折
率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層におけ
る第４の半導体層を上記のように設定することによっ
て、第１の半導体層のＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．
５）や、第２の半導体層のＧａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞
０．５) よりも小さいバンドギャップエネルギーに相当
する波長を持つ任意の光に対して屈折率変化を大きくと
ることができる。このときに請求項２から請求項５の作
用と同様な作用を近赤外光領域から可視光領域において
有する。
【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第２の反射多層膜層を、請求項２から請求項５記載の第
２の反射多層膜層の構成の代わりに、第１の半導体及び
第２の半導体よりもバンドギャップエネルギーが小さい
単一の化合物半導体で構成し、高濃度のｐ型及びｎ型の
不純物をこの半導体膜の両側にある反射多層膜の不純物
と一致するように添加した構成を特徴とする反射多層膜
としたものであり、第２の反射多層膜層を第１の半導体
及び第２の半導体よりもバンドギャップエネルギーが小
さい単一の化合物半導体で構成していること以外は、請
求項２から請求項５の作用と同様な作用を有する。
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第２の反射多層膜層を、請求項２から請求項５記載の第
２の反射多層膜層の構成の代わりに、第１の半導体及び
第２の半導体よりもバンドギャップエネルギーが小さい
単一の化合物半導体で構成し、高濃度のｐ型及びｎ型の
不純物をこの半導体膜の両側にある反射多層膜の不純物
と一致するように添加した構成を特徴とする反射多層膜
としたものであり、第２の反射多層膜層を第１の半導体
及び第２の半導体よりもバンドギャップエネルギーが小
さい単一の化合物半導体で構成していること以外は、請
求項２から請求項５の作用と同様な作用を有する。
【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層を形
成している単一化合物半導体がＩｎz Ｇａ1-z Ｐ（１≧
ｚ＞０）またはＩｎz Ａｌ1-z Ｐ（１≧ｚ＞０）または
ＧａＡｓz Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）またはＡｌＡｓz Ｐ
1-z （１≧ｚ＞０）であることを特徴とする反射多層膜
としたものであり、請求項７による作用と同様な作用を
有する。
７記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層を形
成している単一化合物半導体がＩｎz Ｇａ1-z Ｐ（１≧
ｚ＞０）またはＩｎz Ａｌ1-z Ｐ（１≧ｚ＞０）または
ＧａＡｓz Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）またはＡｌＡｓz Ｐ
1-z （１≧ｚ＞０）であることを特徴とする反射多層膜
としたものであり、請求項７による作用と同様な作用を
有する。
【００２６】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第２の反射多層膜層を構成している第４の半導体層の半
導体が、請求項２から請求項５記載の第１の半導体層ま
たは第２の半導体層のどちらかと同じ半導体材料であ
り、かつ第３の半導体層の半導体材料とは異なった半導
体材料で構成されていることを特徴とする反射多層膜と
したものであり、屈折率変化層としての機能を持つ請求
項２から請求項５記載の第２の反射多層膜層に第１の反
射多層膜や第３の反射多層膜に用いている材料と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用してお
り、前記請求項２による作用と同様な作用を有しつつ、
二種類の材料だけで所望の反射多層膜を作製できるとい
う作用を有する。
２から請求項５のいずれか記載の反射多層膜において、
第２の反射多層膜層を構成している第４の半導体層の半
導体が、請求項２から請求項５記載の第１の半導体層ま
たは第２の半導体層のどちらかと同じ半導体材料であ
り、かつ第３の半導体層の半導体材料とは異なった半導
体材料で構成されていることを特徴とする反射多層膜と
したものであり、屈折率変化層としての機能を持つ請求
項２から請求項５記載の第２の反射多層膜層に第１の反
射多層膜や第３の反射多層膜に用いている材料と屈折率
及びバンドギャップエネルギーが同じ材料を使用してお
り、前記請求項２による作用と同様な作用を有しつつ、
二種類の材料だけで所望の反射多層膜を作製できるとい
う作用を有する。
【００２７】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項９記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層を
構成している第３の半導体層の半導体および／または第
４の半導体層の半導体がＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞
０．５）かＧａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) のいずれ
かであり、その各々の膜厚は１ないし１０原子層の間の
任意の膜厚であって、この第２の反射多層膜層の有する
膜厚が０より大きく前記第２の半導体層の３倍以下の膜
厚を有し、かつ屈折率変化層としての機能を持つことを
特徴とする反射多層膜としたものであり、屈折率変化層
としての機能を持つ請求項２から請求項５記載の第２の
反射多層膜層にＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．５）と
Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) とによる短周期超格
子を用いることによって屈折率変化量を大きくとれると
いう作用を有しつつ、前記請求項２による作用と同様な
作用を有する。
項９記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層を
構成している第３の半導体層の半導体および／または第
４の半導体層の半導体がＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞
０．５）かＧａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) のいずれ
かであり、その各々の膜厚は１ないし１０原子層の間の
任意の膜厚であって、この第２の反射多層膜層の有する
膜厚が０より大きく前記第２の半導体層の３倍以下の膜
厚を有し、かつ屈折率変化層としての機能を持つことを
特徴とする反射多層膜としたものであり、屈折率変化層
としての機能を持つ請求項２から請求項５記載の第２の
反射多層膜層にＡｌy Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．５）と
Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) とによる短周期超格
子を用いることによって屈折率変化量を大きくとれると
いう作用を有しつつ、前記請求項２による作用と同様な
作用を有する。
【００２８】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１０記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層
が複数の原子層を積層した短周期多重量子井戸構造とし
たものである。
項１０記載の反射多層膜において、第２の反射多層膜層
が複数の原子層を積層した短周期多重量子井戸構造とし
たものである。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を参照しながら説明する。
から図３を参照しながら説明する。
【００３３】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態における反射光強度変調用の反射多層膜の断面
図である。図１において、１０１はｐ型不純物がドープ
されたｐ−ＧａＰ基板、１０２はｐ型不純物がドープさ
れたｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層、１０３はｐ型不純物がド
ープされたｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層であり、ｘは下記の
式（１）、ｙは下記の式（２）で表される範囲にある。 １≧ｘ＞０．５ ……………（１） １≧ｙ＞０．５ ……………（２）
施の形態における反射光強度変調用の反射多層膜の断面
図である。図１において、１０１はｐ型不純物がドープ
されたｐ−ＧａＰ基板、１０２はｐ型不純物がドープさ
れたｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層、１０３はｐ型不純物がド
ープされたｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層であり、ｘは下記の
式（１）、ｙは下記の式（２）で表される範囲にある。 １≧ｘ＞０．５ ……………（１） １≧ｙ＞０．５ ……………（２）
【００３４】１０４はｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層１０２で
始まり、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層１０２で終わるｐ−Ｇ
ａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜、１０５は不
純物のキャリア濃度が１０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低
いｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層、１０６は前記のｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ層１０５と同様に不純物のキャリア濃度が１
０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ
層でｚは下記の式（３）で表される範囲にある。 １≧ｚ＞０ ……………（３）
始まり、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層１０２で終わるｐ−Ｇ
ａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜、１０５は不
純物のキャリア濃度が１０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低
いｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層、１０６は前記のｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ層１０５と同様に不純物のキャリア濃度が１
０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ
層でｚは下記の式（３）で表される範囲にある。 １≧ｚ＞０ ……………（３）
【００３５】１０７は不純物のキャリア濃度が極めて低
いｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５を障壁層とし、同じく
不純物のキャリア濃度が極めて低いｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z
Ｐ層１０６を井戸層とするように構成されたｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-zＰ多重量子井戸層である。
また、このｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多
重量子井戸層１０７はその実効バンドギャップエネルギ
ーが入射光１１３の波長に相当するエネルギーよりもわ
ずかに大きくなるようにし、なおかつ多重量子井戸作製
時にｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６との間にある格子定数の差によって転位
などが生じないように各々の膜厚を設定しておく。例え
ば、入射光１１３をＨｅ−Ｎｅレーザーに仮定し、ｉ−
Ｇａx Ａｌ 1-x Ｐ層１０５に対してｘ＝１、ｉ−Ｉｎ
Ｇａ Ｐ層１０６に対してｚ＝１を仮定た場合、Ｈｅ
−Ｎｅレーザー波長のλ＝６３２．８ｎｍ（＝１．９５
ｅＶ）に対しては、ｉ−ＧａＰ層１０５の膜厚を２０〜
１００Åの間の任意の値にし、ｉ−ＩｎＰ層１０６の膜
厚を１０Å以下にすればよい。
いｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５を障壁層とし、同じく
不純物のキャリア濃度が極めて低いｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z
Ｐ層１０６を井戸層とするように構成されたｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-zＰ多重量子井戸層である。
また、このｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多
重量子井戸層１０７はその実効バンドギャップエネルギ
ーが入射光１１３の波長に相当するエネルギーよりもわ
ずかに大きくなるようにし、なおかつ多重量子井戸作製
時にｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６との間にある格子定数の差によって転位
などが生じないように各々の膜厚を設定しておく。例え
ば、入射光１１３をＨｅ−Ｎｅレーザーに仮定し、ｉ−
Ｇａx Ａｌ 1-x Ｐ層１０５に対してｘ＝１、ｉ−Ｉｎ
Ｇａ Ｐ層１０６に対してｚ＝１を仮定た場合、Ｈｅ
−Ｎｅレーザー波長のλ＝６３２．８ｎｍ（＝１．９５
ｅＶ）に対しては、ｉ−ＧａＰ層１０５の膜厚を２０〜
１００Åの間の任意の値にし、ｉ−ＩｎＰ層１０６の膜
厚を１０Å以下にすればよい。
【００３６】１０８はｎ型不純物がドープされたｎ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ｐ層、１０９はｎ型不純物がドープされた
ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層で、１１０はｎ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層１０８で始まり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０
９で終わるｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜、１１１は下部電極、１１２は上部電極である。ｐ
−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層１０２、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層
１０３、ｎ−Ａｌy Ｇａ 1-y Ｐ層１０８、ｎ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ層１０９はそれぞれ反射多層膜を形成する半導
体層であり、それらの膜厚は目的波長の１／４の膜厚と
なるように設定する。また、上部電極１１２は円筒型ま
たは透明電極であり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇ
ａ1-y Ｐ多層膜１１０の最上部において、入射光１１３
及び出射光１１４が遮断及び吸収されずに多層膜内に侵
入していける構造にする。下部電極１１１の形状は任意
である。また、下部電極１１１はｐ型不純物濃度が１０
20ｃｍ-3程度のｐ++−ＧａＰであってもよく、上部電極
１１２直下のｎ−Ｇａx Ａｌ 1-x Ｐ層１０９はｎ型不純
物濃度が１０20ｃｍ-3程度のｎ++−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐで
あってもよい。以上のように構成された光強度変調用反
射多層膜について、図１を参照しながらその動作を説明
する。
ｌy Ｇａ1-y Ｐ層、１０９はｎ型不純物がドープされた
ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層で、１１０はｎ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層１０８で始まり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０
９で終わるｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜、１１１は下部電極、１１２は上部電極である。ｐ
−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層１０２、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層
１０３、ｎ−Ａｌy Ｇａ 1-y Ｐ層１０８、ｎ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ層１０９はそれぞれ反射多層膜を形成する半導
体層であり、それらの膜厚は目的波長の１／４の膜厚と
なるように設定する。また、上部電極１１２は円筒型ま
たは透明電極であり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇ
ａ1-y Ｐ多層膜１１０の最上部において、入射光１１３
及び出射光１１４が遮断及び吸収されずに多層膜内に侵
入していける構造にする。下部電極１１１の形状は任意
である。また、下部電極１１１はｐ型不純物濃度が１０
20ｃｍ-3程度のｐ++−ＧａＰであってもよく、上部電極
１１２直下のｎ−Ｇａx Ａｌ 1-x Ｐ層１０９はｎ型不純
物濃度が１０20ｃｍ-3程度のｎ++−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐで
あってもよい。以上のように構成された光強度変調用反
射多層膜について、図１を参照しながらその動作を説明
する。
【００３７】まず、電圧印加が無い状態の多層膜内での
光の反射／透過の特性を説明する。ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x
Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１０４及びｎ−Ｇａx Ａｌ
1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０においては、多
層膜の光波長に対する反射率変化、すなわち反射スペク
トルの形状は複数のピーク及びバレイを持ち、目的波長
付近におけるピークが最も反射率が高く、目的波長に対
して単純なミラーとして働く。なお、目的波長付近での
ピークは二種類の材料の屈折率差に依存する幅を持つ。
いま、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６との膜厚の合計が実効目的波長の４分の
１であれば、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎ
z Ｇａ1-z Ｐ層１０６は反射多層膜内の任意の一層であ
るにすぎないので、反射スペクトルの形状には影響を与
えない。ところが、その合計の膜厚が０から実効目的波
長の４分の３の間にあるとき、反射スペクトルにおける
目的波長付近のメインピーク内にバレイが現れる。ま
た、その位置とバレイの深さは合計の膜厚を任意に設定
することによって一意的に決めることができる。
光の反射／透過の特性を説明する。ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x
Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１０４及びｎ−Ｇａx Ａｌ
1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０においては、多
層膜の光波長に対する反射率変化、すなわち反射スペク
トルの形状は複数のピーク及びバレイを持ち、目的波長
付近におけるピークが最も反射率が高く、目的波長に対
して単純なミラーとして働く。なお、目的波長付近での
ピークは二種類の材料の屈折率差に依存する幅を持つ。
いま、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６との膜厚の合計が実効目的波長の４分の
１であれば、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層１０５とｉ−Ｉｎ
z Ｇａ1-z Ｐ層１０６は反射多層膜内の任意の一層であ
るにすぎないので、反射スペクトルの形状には影響を与
えない。ところが、その合計の膜厚が０から実効目的波
長の４分の３の間にあるとき、反射スペクトルにおける
目的波長付近のメインピーク内にバレイが現れる。ま
た、その位置とバレイの深さは合計の膜厚を任意に設定
することによって一意的に決めることができる。
【００３８】次に上部電極１１２と、下部電極１１１と
の間に素子全体としてのｐｎ接合に対して逆方向電圧を
印加する。ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜１０４にはｐ型の不純物が比較的多く含まれている
ため、この部位での抵抗は低く、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０においても同様である
ため、印加した逆方向電圧のほとんどはｉ−Ｇａx Ａｌ
1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1- z Ｐ多重量子井戸層１０７にかか
る。この逆方向電圧の印加によって、前述のｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７の
吸収端が量子シュタルク効果によって長波長側にシフト
する。このときの吸収端のシフトと同時にｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７全体
としての実効屈折率も大きく変化する。
の間に素子全体としてのｐｎ接合に対して逆方向電圧を
印加する。ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜１０４にはｐ型の不純物が比較的多く含まれている
ため、この部位での抵抗は低く、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０においても同様である
ため、印加した逆方向電圧のほとんどはｉ−Ｇａx Ａｌ
1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1- z Ｐ多重量子井戸層１０７にかか
る。この逆方向電圧の印加によって、前述のｉ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７の
吸収端が量子シュタルク効果によって長波長側にシフト
する。このときの吸収端のシフトと同時にｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７全体
としての実効屈折率も大きく変化する。
【００３９】反射多層膜を構成している二種類の材料の
うち、ある任意の一層の膜厚変化、すなわち実効光学長
の変化は反射スペクトルに対して大きな影響を与える。
前述のように量子シュタルク効果によって吸収端がシフ
トし、同時に実効屈折率が変化た場合、実効光学長が変
わった事に等価となる。実効光学長の変化が反射スペク
トルに与える影響は大きいので逆方向電圧の印加によっ
て反射スペクトルの形状が大きく変化する。このとき、
反射スペクトルにおける前述したようなバレイや鋭い立
ち上がりを持った部分は変化の影響を受けやすいので、
その部分の波長に相当する入射光１１３はその強度を変
えて反射光１１４となる。この強度変化はｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７にお
ける屈折率変化量に比例し、この屈折率変化量は印加電
圧に依存する。以上によって、印加電圧の変化にともな
った反射光強度の制御が可能となる。このときの具体的
な変調度としては、ｐｎ接合への印加電圧が１５Ｖのと
き、反射率は０．１％から３０％まで変化する。その変
化量は３０％になり、変調伝達関数ＭＴＦは０．９９が
得られる。
うち、ある任意の一層の膜厚変化、すなわち実効光学長
の変化は反射スペクトルに対して大きな影響を与える。
前述のように量子シュタルク効果によって吸収端がシフ
トし、同時に実効屈折率が変化た場合、実効光学長が変
わった事に等価となる。実効光学長の変化が反射スペク
トルに与える影響は大きいので逆方向電圧の印加によっ
て反射スペクトルの形状が大きく変化する。このとき、
反射スペクトルにおける前述したようなバレイや鋭い立
ち上がりを持った部分は変化の影響を受けやすいので、
その部分の波長に相当する入射光１１３はその強度を変
えて反射光１１４となる。この強度変化はｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７にお
ける屈折率変化量に比例し、この屈折率変化量は印加電
圧に依存する。以上によって、印加電圧の変化にともな
った反射光強度の制御が可能となる。このときの具体的
な変調度としては、ｐｎ接合への印加電圧が１５Ｖのと
き、反射率は０．１％から３０％まで変化する。その変
化量は３０％になり、変調伝達関数ＭＴＦは０．９９が
得られる。
【００４０】上記実施の形態はｐ型領域とｎ型領域との
配置を入れ替えても逆電圧の方向が変わるだけで動作原
理は同じである。さらには、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａ
ｌyＧａ1-y Ｐ多層膜層１０４とｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０において、基本的には
開始層と終端層との制約はない。
配置を入れ替えても逆電圧の方向が変わるだけで動作原
理は同じである。さらには、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａ
ｌyＧａ1-y Ｐ多層膜層１０４とｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜１１０において、基本的には
開始層と終端層との制約はない。
【００４１】また、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ多重量子井戸層１０７において、ｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６はそのバンドギャップエネルギーがＧａ
Ｐバルクのバンドギャップエネルギーより小さく、前述
の格子不整合に対する膜厚の制限を越えていない半導体
材料であればどんなものでもよく、二元、三元、四元の
混晶であっても良い。
1-z Ｐ多重量子井戸層１０７において、ｉ−Ｉｎz Ｇａ
1-z Ｐ層１０６はそのバンドギャップエネルギーがＧａ
Ｐバルクのバンドギャップエネルギーより小さく、前述
の格子不整合に対する膜厚の制限を越えていない半導体
材料であればどんなものでもよく、二元、三元、四元の
混晶であっても良い。
【００４２】さらに、ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇ
ａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７は、高濃度の不純物が添
加されたｐｎ接合を有する単一の半導体材料であって良
く、それによって多重量子井戸を作製しないでも良くな
り、作製にあたっての工程数が減り、作りやすい。な
お、ｐｎ接合を有する単一の半導体材料としては、Ｉｎ
z Ｇａ1-z Ｐ（１≧ｚ＞０）、Ｉｎz Ａｌ1-z Ｐ（１≧
ｚ＞０）、ＧａＡｓz Ｐ 1-z （１≧ｚ＞０）、ＡｌＡｓ
z Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）があげられる。
ａ1-z Ｐ多重量子井戸層１０７は、高濃度の不純物が添
加されたｐｎ接合を有する単一の半導体材料であって良
く、それによって多重量子井戸を作製しないでも良くな
り、作製にあたっての工程数が減り、作りやすい。な
お、ｐｎ接合を有する単一の半導体材料としては、Ｉｎ
z Ｇａ1-z Ｐ（１≧ｚ＞０）、Ｉｎz Ａｌ1-z Ｐ（１≧
ｚ＞０）、ＧａＡｓz Ｐ 1-z （１≧ｚ＞０）、ＡｌＡｓ
z Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）があげられる。
【００４３】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態における反射光強度変調用の反射多層膜の断面
図である。図２において、２０１はｐ型不純物がドープ
されたｐ−ＧａＰ基板、２０２はｐ型不純物がドープさ
れたｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層、２０３はｐ型不純物がド
ープされたｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層でｘ，ｙはそれぞれ
前記実施の形態１に記載した式（１）、式（２）の範囲
にある。２０４はｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０２で始ま
り、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０３で終わるｐ−Ｇａx
Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜、２０５は不純物
のキャリア濃度が１０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ
−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層、２０６は前記のｉ−Ｇａx Ａｌ
1- x Ｐ層２０５と同様に不純物のキャリア濃度が１０15
〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層で
ある。２０７は不純物のキャリア濃度が極めて低いｉ−
Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層２０５と、同じく不純物のキャリア
濃度が極めて低いｉ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０６とを交
互に積層した短周期超格子層である。この短周期超格子
層２０７は複数の原子層を積層した短周期多重量子井戸
構造を有している。この実施の形態では、ｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ層２０５の膜厚をｍ原子層、ｉ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層２０６の膜厚をｎ原子層として、おのおのの膜
厚が下記の式（４）の条件に合うように積層する。 ｍ＋ｎ＝１４ …………（４） ただし、ｍ，ｎは奇数である。また、このｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1- y Ｐ短周期超格子層２０７の合
計膜厚は０より大きく、目的波長の４分の３以下になる
ようにする。
施の形態における反射光強度変調用の反射多層膜の断面
図である。図２において、２０１はｐ型不純物がドープ
されたｐ−ＧａＰ基板、２０２はｐ型不純物がドープさ
れたｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層、２０３はｐ型不純物がド
ープされたｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層でｘ，ｙはそれぞれ
前記実施の形態１に記載した式（１）、式（２）の範囲
にある。２０４はｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０２で始ま
り、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０３で終わるｐ−Ｇａx
Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜、２０５は不純物
のキャリア濃度が１０15〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ
−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層、２０６は前記のｉ−Ｇａx Ａｌ
1- x Ｐ層２０５と同様に不純物のキャリア濃度が１０15
〜１０16ｃｍ-3と極めて低いｉ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層で
ある。２０７は不純物のキャリア濃度が極めて低いｉ−
Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層２０５と、同じく不純物のキャリア
濃度が極めて低いｉ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０６とを交
互に積層した短周期超格子層である。この短周期超格子
層２０７は複数の原子層を積層した短周期多重量子井戸
構造を有している。この実施の形態では、ｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ層２０５の膜厚をｍ原子層、ｉ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層２０６の膜厚をｎ原子層として、おのおのの膜
厚が下記の式（４）の条件に合うように積層する。 ｍ＋ｎ＝１４ …………（４） ただし、ｍ，ｎは奇数である。また、このｉ−Ｇａx Ａ
ｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1- y Ｐ短周期超格子層２０７の合
計膜厚は０より大きく、目的波長の４分の３以下になる
ようにする。
【００４４】２０８はｎ型不純物がドープされたｎ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ｐ層、２０９はｎ型不純物がドープされた
ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層で、２１０はｎ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層２０８で始まり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層２０
９で終わるｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜層、２１１は下部電極、２１２は上部電極である。
ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０２、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
層２０３、ｎ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０８、ｎ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ層２０９はそれぞれ反射多層膜を形成する半
導体層であり、それらの膜厚は目的波長の１／４の膜厚
となるように設定する。また、上部電極２１２は円筒型
または透明電極であり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1- x Ｐ／Ａｌy
Ｇａ1-y Ｐ多層膜２１０の最上部において、入射光２１
３及び出射光２１４が遮断及び吸収されずに多層膜内に
侵入していける構造にする。下部電極２１１の形状は任
意である。また、下部電極２１１はｐ型不純物濃度が１
０20ｃｍ-3程度のｐ++−ＧａＰであってもよく、上部電
極直下のｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ層２０９はｎ型不純物濃
度が１０20ｃｍ-3程度のｎ++−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐであっ
てもよい。以上のように構成された光強度変調用反射多
層膜について、図２を参照しながらその動作を説明す
る。この構成において、前記第１の実施の形態と異なる
ところは屈折率変化層に関する部分だけであり、その他
の特性は第１の実施の形態と同様になる。
ｌy Ｇａ1-y Ｐ層、２０９はｎ型不純物がドープされた
ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層で、２１０はｎ−Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ層２０８で始まり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層２０
９で終わるｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多
層膜層、２１１は下部電極、２１２は上部電極である。
ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０２、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ
層２０３、ｎ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層２０８、ｎ−Ｇａx
Ａｌ1-x Ｐ層２０９はそれぞれ反射多層膜を形成する半
導体層であり、それらの膜厚は目的波長の１／４の膜厚
となるように設定する。また、上部電極２１２は円筒型
または透明電極であり、ｎ−Ｇａx Ａｌ1- x Ｐ／Ａｌy
Ｇａ1-y Ｐ多層膜２１０の最上部において、入射光２１
３及び出射光２１４が遮断及び吸収されずに多層膜内に
侵入していける構造にする。下部電極２１１の形状は任
意である。また、下部電極２１１はｐ型不純物濃度が１
０20ｃｍ-3程度のｐ++−ＧａＰであってもよく、上部電
極直下のｎ−Ｇａx Ａｌ1-xＰ層２０９はｎ型不純物濃
度が１０20ｃｍ-3程度のｎ++−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐであっ
てもよい。以上のように構成された光強度変調用反射多
層膜について、図２を参照しながらその動作を説明す
る。この構成において、前記第１の実施の形態と異なる
ところは屈折率変化層に関する部分だけであり、その他
の特性は第１の実施の形態と同様になる。
【００４５】この屈折率変化層に相当し、おのおのの膜
厚が上記式（４）の条件に合うように積層せしめられて
構成されたｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短
周期超格子層２０７においては、バルクとしては間接遷
移型半導体であるにもかかわらず、原子オーダーでの短
周期構造が形成されているため、直接遷移型半導体のよ
うな振る舞いをしたり、屈折率がバルクの場合よりも大
きくなるという特性のあることが報告されている。［Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ
１，ｐ８１−８３ Ａｓａｈｉ ｅｔ ａｌ．］このこ
とから、屈折率の変化率が同じ場合であってもその変化
量は必然的に大きくなる。また、ｉ−Ｇａ x Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短周期超格子層２０７において、電
界が印加されることによる光学的物性の非線形的変化も
生じることが期待できる。このｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／
Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短周期超格子層２０７において、大き
な屈折率変化が生じれば第１の実施の形態のところでも
述べたように、反射スペクトルにおけるメインピーク内
に存在しているバレイ部分が、印加電圧の変化に伴って
移動し、反射率強度の制御が可能となる。
厚が上記式（４）の条件に合うように積層せしめられて
構成されたｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短
周期超格子層２０７においては、バルクとしては間接遷
移型半導体であるにもかかわらず、原子オーダーでの短
周期構造が形成されているため、直接遷移型半導体のよ
うな振る舞いをしたり、屈折率がバルクの場合よりも大
きくなるという特性のあることが報告されている。［Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ
１，ｐ８１−８３ Ａｓａｈｉ ｅｔ ａｌ．］このこ
とから、屈折率の変化率が同じ場合であってもその変化
量は必然的に大きくなる。また、ｉ−Ｇａ x Ａｌ1-x Ｐ
／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短周期超格子層２０７において、電
界が印加されることによる光学的物性の非線形的変化も
生じることが期待できる。このｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／
Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ短周期超格子層２０７において、大き
な屈折率変化が生じれば第１の実施の形態のところでも
述べたように、反射スペクトルにおけるメインピーク内
に存在しているバレイ部分が、印加電圧の変化に伴って
移動し、反射率強度の制御が可能となる。
【００４６】この場合においても、ｐ型領域とｎ型領域
との配置の入れ替えは自由であり、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x
Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜層２０４とｎ−Ｇａx Ａｌ
1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜２１０において、基本
的には開始層と終端層との制約はない。
との配置の入れ替えは自由であり、ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x
Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜層２０４とｎ−Ｇａx Ａｌ
1-xＰ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層膜２１０において、基本
的には開始層と終端層との制約はない。
【００４７】（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態における反射光強度変
調用の反射多層膜の見取り図である。図３において、３
０１は不純物をほとんど含まないＧａＰ基板、３０２は
不純物濃度が１０16ｃｍ-3以下と極めて低いｉ−Ａｌｙ
Ｇａ１−ｙ Ｐ層、３０３は同じく不純物濃度が極めて
低いｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層であり、ｘとｙについ
てはそれぞれ前述の式（１）および式（２）によって範
囲を指定してある。３０４はｉ−Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ
層３０２とｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３とを＜１
００＞結晶軸３０７の方向へ積層することによって構成
されるＧａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ多
層膜層である。３０５は下部電極で、形状としては任意
である。一方、３０６は上部電極であるが、上部電極３
０６は円筒型または透明電極であり、ｎ−Ｇａｘ Ａｌ
１−ｘ Ｐ／ＡｌｙＧａ１−ｙ Ｐ多層膜３０４の最上部
において、入射光３１３及び出射光３１４が遮断及び吸
収されずに多層膜内に侵入していける構造にする。３０
７から３１１は結晶軸の方位を表したもので、それぞ
れ、３０７が＜００１＞結晶軸、３０８が＜１００＞結
晶軸、３０９が＜０１０＞結晶軸、３１０が＜１１０＞
結晶軸、３１１が（外１）結晶軸である。また、３１２
が（００１）平面である。
調用の反射多層膜の見取り図である。図３において、３
０１は不純物をほとんど含まないＧａＰ基板、３０２は
不純物濃度が１０16ｃｍ-3以下と極めて低いｉ−Ａｌｙ
Ｇａ１−ｙ Ｐ層、３０３は同じく不純物濃度が極めて
低いｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層であり、ｘとｙについ
てはそれぞれ前述の式（１）および式（２）によって範
囲を指定してある。３０４はｉ−Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ
層３０２とｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３とを＜１
００＞結晶軸３０７の方向へ積層することによって構成
されるＧａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ多
層膜層である。３０５は下部電極で、形状としては任意
である。一方、３０６は上部電極であるが、上部電極３
０６は円筒型または透明電極であり、ｎ−Ｇａｘ Ａｌ
１−ｘ Ｐ／ＡｌｙＧａ１−ｙ Ｐ多層膜３０４の最上部
において、入射光３１３及び出射光３１４が遮断及び吸
収されずに多層膜内に侵入していける構造にする。３０
７から３１１は結晶軸の方位を表したもので、それぞ
れ、３０７が＜００１＞結晶軸、３０８が＜１００＞結
晶軸、３０９が＜０１０＞結晶軸、３１０が＜１１０＞
結晶軸、３１１が（外１）結晶軸である。また、３１２
が（００１）平面である。
【外１】
【００４８】この下部電極３０５と上部電極３０６との
間に電圧印加がなければ、ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌ
ｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ多層膜３０４は反射多層膜として作用
する。下部電極３０５と上部透明電極３０６との間に電
圧を印加すると、ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌｙ Ｇａ１
−ｙ Ｐ多層膜３０４の＜００１＞結晶軸３０７方向へ
平行に入る光に対し、電気光学効果が誘起される。結晶
内を進む光の電界成分は直行する二つの方向成分に分割
されるが、本実施の形態の場合、この二つの方向は図４
で示した＜１１０＞結晶軸３１０方向と（外１）結晶軸
３１１方向とである。たとえ ば、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１
−ｘ Ｐ層３０３を光が通過する場合を考えると、＜１
１０＞結晶軸３１０方向の屈折率は下記の式（５）のよ
うになる。 屈折率 ＝ｎｏ −１／２ｎｏ 3 γ４１Ｅ …………（５） ここで、ｎｏ はｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の
印加電圧のない状態での屈折率、Ｅはこの層にかかって
いる電界の大きさ、γ４１は閃亜鉛鉱型結晶の電気光学
定数を表す。
間に電圧印加がなければ、ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌ
ｙ Ｇａ１−ｙ Ｐ多層膜３０４は反射多層膜として作用
する。下部電極３０５と上部透明電極３０６との間に電
圧を印加すると、ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ／Ａｌｙ Ｇａ１
−ｙ Ｐ多層膜３０４の＜００１＞結晶軸３０７方向へ
平行に入る光に対し、電気光学効果が誘起される。結晶
内を進む光の電界成分は直行する二つの方向成分に分割
されるが、本実施の形態の場合、この二つの方向は図４
で示した＜１１０＞結晶軸３１０方向と（外１）結晶軸
３１１方向とである。たとえ ば、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１
−ｘ Ｐ層３０３を光が通過する場合を考えると、＜１
１０＞結晶軸３１０方向の屈折率は下記の式（５）のよ
うになる。 屈折率 ＝ｎｏ −１／２ｎｏ 3 γ４１Ｅ …………（５） ここで、ｎｏ はｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の
印加電圧のない状態での屈折率、Ｅはこの層にかかって
いる電界の大きさ、γ４１は閃亜鉛鉱型結晶の電気光学
定数を表す。
【００４９】また、（外１）結晶軸３１１方向の屈折率
は下記の式（６）のようになる。 屈折率 ＝ｎｏ ＋１／２ｎｏ 3 γ４１Ｅ …………（６） ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３を光が通過した直後
には、これら二種類の屈折率変化を受けた成分が合流す
る。一方、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の端面で
反射し、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３内に戻って
くる光はもう一度上記のような屈折率変化を受ける。こ
こで、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の端面から入
ってくる光を考えた場合、この光は隣のｉ−Ａｌｙ Ｇ
ａ１−ｙＰ層３０２で屈折率変化による位相のずれを生
じており、必ずしもｉ−ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ層３０３
の端面で反射する光とは位相が一致しない。
は下記の式（６）のようになる。 屈折率 ＝ｎｏ ＋１／２ｎｏ 3 γ４１Ｅ …………（６） ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３を光が通過した直後
には、これら二種類の屈折率変化を受けた成分が合流す
る。一方、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の端面で
反射し、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３内に戻って
くる光はもう一度上記のような屈折率変化を受ける。こ
こで、ｉ−Ｇａｘ Ａｌ１−ｘ Ｐ層３０３の端面から入
ってくる光を考えた場合、この光は隣のｉ−Ａｌｙ Ｇ
ａ１−ｙＰ層３０２で屈折率変化による位相のずれを生
じており、必ずしもｉ−ＧａｘＡｌ１−ｘ Ｐ層３０３
の端面で反射する光とは位相が一致しない。
【００５０】このように、電気光学効果が誘起されると
この二つの軸に対する屈折率及び屈折率変化量が異な
り、入射光３１１の位相状態はＧａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌ
y Ｇａ 1-y Ｐ多層膜３０４を多重反射していくうちにず
れていく。このずれのため、反射条件が崩れ、反射多層
膜としての機能を失い、反射スペクトルが変化する。ち
なみに、下部電極３０５と上部電極３０６とにかける電
圧Ｖに対して生じる二つの光学軸間の位相差Γを数式で
表すと、下記の式（７）のようになる。 Γ＝（２π／λ）（ｌ／ｄ）ｎo 3 γ41Ｖ …………（７） ただしλは光の波長である。
この二つの軸に対する屈折率及び屈折率変化量が異な
り、入射光３１１の位相状態はＧａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌ
y Ｇａ 1-y Ｐ多層膜３０４を多重反射していくうちにず
れていく。このずれのため、反射条件が崩れ、反射多層
膜としての機能を失い、反射スペクトルが変化する。ち
なみに、下部電極３０５と上部電極３０６とにかける電
圧Ｖに対して生じる二つの光学軸間の位相差Γを数式で
表すと、下記の式（７）のようになる。 Γ＝（２π／λ）（ｌ／ｄ）ｎo 3 γ41Ｖ …………（７） ただしλは光の波長である。
【００５１】入射光３１１の光路長ｌは多重反射を繰り
返す回数によって異なり、多重反射の回数が多いほど光
路長は長くなるなで、多重反射の回数が多いほど、位相
のずれは大きくなる事を示している。また、側面電極３
０５にかける電圧の大きさによっても、位相差Γは変化
するので、印加電圧による反射スペクトルの制御が可能
となる。
返す回数によって異なり、多重反射の回数が多いほど光
路長は長くなるなで、多重反射の回数が多いほど、位相
のずれは大きくなる事を示している。また、側面電極３
０５にかける電圧の大きさによっても、位相差Γは変化
するので、印加電圧による反射スペクトルの制御が可能
となる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、可視光領域で透明なＧａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ多層膜を材料として選ぶことによって、可視光領
域で使用可能な半導体反射型空間光変調器が実現する。
また、従来、困難とされていた反射多層膜自体の屈折率
変化を利用できるような構成を考案することによって印
加電界制御による反射型空間光変調器が実現し、共振器
構造を必要としないため、作製上の手間も同時に省け
る。
は、可視光領域で透明なＧａx Ａｌ1-xＰ／Ａｌy Ｇａ
1-y Ｐ多層膜を材料として選ぶことによって、可視光領
域で使用可能な半導体反射型空間光変調器が実現する。
また、従来、困難とされていた反射多層膜自体の屈折率
変化を利用できるような構成を考案することによって印
加電界制御による反射型空間光変調器が実現し、共振器
構造を必要としないため、作製上の手間も同時に省け
る。
【００５３】さらに、電圧制御型の反射型空間光変調器
でもあるため、反射多層膜下部には基板と電極しかな
く、ｐ−ｉ−ｎフォトダイオードなどとの積層を可能に
するだけの余地があり、より多くの付加機能を設けるこ
とが可能である。
でもあるため、反射多層膜下部には基板と電極しかな
く、ｐ−ｉ−ｎフォトダイオードなどとの積層を可能に
するだけの余地があり、より多くの付加機能を設けるこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる反射型空間
光変調器の構成を示す断面図
光変調器の構成を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる反射型空間
光変調器の構成を示す断面図
光変調器の構成を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態にかかる反射型空間
光変調器の構成を示す見取り図
光変調器の構成を示す見取り図
【図４】従来技術による反射型空間光変調器の構成を示
す断面図
す断面図
１０１ ｐ−ＧａＰ基板
１０２ ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ層
１０３ ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層
１０４ ｐ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層
膜 １０５ ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層 １０６ ｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ層 １０７ ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重
量子井戸層 １０８ ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層
膜、 １０９ ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層 １１１、２１１ 下部電極 １１２、２１２ 上部電極
膜 １０５ ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層 １０６ ｉ−Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ層 １０７ ｉ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ｉｎz Ｇａ1-z Ｐ多重
量子井戸層 １０８ ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ／Ａｌy Ｇａ1-y Ｐ多層
膜、 １０９ ｎ−Ｇａx Ａｌ1-x Ｐ層 １１１、２１１ 下部電極 １１２、２１２ 上部電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/015 505
G02F 1/21
Claims (11)
- 【請求項１】 単一もしくは複数の物質の積層によって
構成され、電界や磁界や応力などの外部からの入力に対
して屈折率値が変化し、可視光源からの入射光の波長を
λとした際、その膜厚は０より大きくかつ、光学長とし
て（３／４）λ以下となるような膜厚を有する第１の屈
折率変化層を、屈折率が互いに異なる二つの物質を適切
な膜厚で交互に積層して構成される第１の反射多層膜層
と、前記第１の反射多層膜層と同様な条件で構成される
第２の反射多層膜層とで挟むことによって構成され、反
射スペクトルが有するメインピーク内に前記第１の屈折
率変化層に起因するバレイを少なくとも一つ以上有して
おり、前記バレイの位置と深さが前記第１の屈折率変化
層の膜厚を任意に設定することにより一意的に決められ
ることを特徴とする反射多層膜。 - 【請求項２】 請求項１記載の反射多層膜において、ｐ
型不純物を含む半導体基板上に、ｐ型不純物を含む第１
の半導体層とｐ型不純物を含み前記第１の半導体層とは
屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２の半導
体層とを前記第１または第２の半導体層で始め、前記第
１の半導体層で終端するよう交互に積層した第１の反射
多層膜層と、前記第２の半導体層と屈折率及びバンドギ
ャップエネルギーが同じ材料且つ不純物含有量が極めて
低い第３の半導体層と前記第１の半導体層及び前記第２
の半導体層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異
なり、不純物含有量が極めて低い第４の半導体層とを交
互に積層することによって構成される反射多層膜層であ
って、この反射多層膜層全体の有する膜厚が０より大き
く前記第２の半導体層の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈
折率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層と、
ｎ型不純物を含み前記第１の半導体層と同じ屈折率及び
バンドギャップエネルギーを有する第５の半導体層とｎ
型不純物を含み前記第２の半導体層と同じ屈折率及びバ
ンドギャップエネルギーを有する第６の半導体層とを第
５の半導体層から始め、第５または第６の半導体層で終
端するよう、交互に積層した第３の反射多層膜層とを積
層した構造を特徴とする反射多層膜。 - 【請求項３】 請求項１記載の反射多層膜において、ｎ
型不純物を含む半導体基板上に、ｎ型不純物を含む第１
の半導体層とｎ型不純物を含み前記第１の半導体層とは
屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２の半導
体層とを前記第１または第２の半導体層で始め、前記第
１の半導体層で終端するよう交互に積層した第１の反射
多層膜層と、前記第２の半導体層と屈折率及びバンドギ
ャップエネルギーが同じ材料且つ不純物含有量が極めて
低い第３の半導体層と前記第１の半導体層及び前記第２
の半導体層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異
なり、不純物含有量が極めて低い第４の半導体層とを交
互に積層することによって構成される反射多層膜層であ
って、この反射多層膜層全体の有する膜厚が０より大き
く前記第２の半導体層の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈
折率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層と、
ｐ型不純物を含み前記第１の半導体層と同じ屈折率及び
バンドギャップエネルギーを有する第５の半導体層とｐ
型不純物を含み前記第２の半導体層と同じ屈折率及びバ
ンドギャップエネルギーを有する第６の半導体層とを第
５の半導体層から始め、第５または第６の半導体層で終
端するよう、交互に積層した第３の反射多層膜層とを積
層した構造を特徴とする反射多層膜。 - 【請求項４】 請求項１記載の反射多層膜において、ｐ
型不純物を含む半導体基板上に、ｐ型不純物を含む第１
の半導体層とｐ型不純物を含み前記第１の半導体層とは
屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２の半導
体層とを前記第１または第２の半導体層で始め、前記第
２の半導体層で終端するよう交互に積層した第１の反射
多層膜層と、前記第１の半導体層と屈折率及びバンドギ
ャップエネルギーが同じ材料且つ不純物含有量が極めて
低い第３の半導体層と前記第１の半導体層及び前記第２
の半導体層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異
なり、不純物含有量が極めて低い第４の半導体層とを交
互に積層することによって構成される反射多層膜層であ
って、この反射多層膜層全体の有する膜厚が０より大き
く前記第２の半導体層の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈
折率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層と、
ｎ型不純物を含み前記第２の半導体層と同じ屈折率及び
バンドギャップエネルギーを有する第５の半導体層とｎ
型不純物を含み前記第１の半導体層と同じ屈折率及びバ
ンドギャップエネルギーを有する第６の半導体層とを第
５の半導体層から始め、第５または第６の半導体層で終
端するよう、交互に積層した第３の反射多層膜層とを積
層した構造を特徴とする反射多層膜。 - 【請求項５】 請求項１記載の反射多層膜において、ｎ
型不純物を含む半導体基板上に、ｎ型不純物を含む第１
の半導体層とｎ型不純物を含み前記第１の半導体層とは
屈折率とバンドギャップエネルギーが異なる第２の半導
体層とを前記第１または第２の半導体層で始め、前記第
２の半導体層で終端するよう交互に積層した第１の反射
多層膜層と、前記第１の半導体層と屈折率及びバンドギ
ャップエネルギーが同じ材料且つ不純物含有量が極めて
低い第３の半導体層と前記第１の半導体層及び前記第２
の半導体層とは屈折率とバンドギャップエネルギーが異
なり、不純物含有量が極めて低い第４の半導体層とを交
互に積層することによって構成される反射多層膜層であ
って、この反射多層膜層全体の有する膜厚が０より大き
く前記第２の半導体層の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈
折率変化層としての機能を持つ第２の反射多層膜層と、
ｐ型不純物を含み前記第２の半導体層と同じ屈折率及び
バンドギャップエネルギーを有する第５の半導体層とｐ
型不純物を含み前記第１の半導体層と同じ屈折率及びバ
ンドギャップエネルギーを有する第６の半導体層とを第
５の半導体層から始め、第５または第６の半導体層で終
端するよう、交互に積層した第３の反射多層膜層とを積
層した構造を特徴とする反射多層膜。 - 【請求項６】 請求項２から請求項５のいずれか記載の
反射多層膜において、第１の半導体層の半導体がＡｌy
Ｇａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．５）であり、第２の半導体層
の半導体がＧａx Ａｌ1- x Ｐ(1≧ｘ＞０．５) であ
り、第４の半導体層はそのバンドギャップエネルギーが
第１の半導体層及び、第２の半導体層のバンドギャップ
エネルギーよりも小さい二元、三元、四元混晶のいずれ
かのＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体であることを特徴とす
る反射多層膜。 - 【請求項７】 請求項２から請求項５のいずれか記載の
反射多層膜において、第２の反射多層膜層を、請求項２
から請求項５記載の第２の反射多層膜層の構成の代わり
に、第１の半導体及び第２の半導体よりもバンドギャッ
プエネルギーが小さい単一の化合物半導体で構成し、高
濃度のｐ型及びｎ型の不純物をこの半導体膜の両側にあ
る反射多層膜の不純物と一致するように添加した構成を
特徴とする反射多層膜。 - 【請求項８】 請求項７記載の反射多層膜において、第
２の反射多層膜層を形成している単一化合物半導体がＩ
ｎz Ｇａ1-z Ｐ（１≧ｚ＞０）またはＩｎz Ａｌ1-z Ｐ
（１≧ｚ＞０）またはＧａＡｓz Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）
またはＡｌＡｓz Ｐ1-z （１≧ｚ＞０）であることを特
徴とする反射多層膜。 - 【請求項９】 請求項２から請求項５のいずれか記載の
反射多層膜において、第２の反射多層膜層を構成してい
る第４の半導体層の半導体が、請求項２から請求項５記
載の第１の半導体層または第２の半導体層のどちらかと
同じ半導体材料であり、かつ第３の半導体層の半導体材
料とは異なった半導体材料で構成されていることを特徴
とする反射多層膜。 - 【請求項１０】 請求項９記載の反射多層膜において、
第２の反射多層膜層を構成している第３の半導体層の半
導体および／または第４の半導体層の半導体がＡｌy Ｇ
ａ1-y Ｐ（１≧ｙ＞０．５）かＧａx Ａｌ1-x Ｐ(1≧ｘ
＞０．５) のいずれかであり、その各々の膜厚は１ない
し１０原子層の間の任意の膜厚であって、この第２の反
射多層膜層の有する膜厚が０より大きく前記第２の半導
体層の３倍以下の膜厚を有し、かつ屈折率変化層として
の機能を持つことを特徴とする反射多層膜。 - 【請求項１１】 第２の反射多層膜層が複数の原子層を
積層した短周期多重量子井戸構造であることを特徴とす
る請求項１０記載の反射多層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07786896A JP3437372B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 半導体空間光変調器用反射多層膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07786896A JP3437372B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 半導体空間光変調器用反射多層膜 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003002261A Division JP2003195238A (ja) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | 半導体空間光変調器用反射多層膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269467A JPH09269467A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3437372B2 true JP3437372B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=13646044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07786896A Expired - Lifetime JP3437372B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 半導体空間光変調器用反射多層膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437372B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023233584A1 (ja) * | 2022-06-01 | 2023-12-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体光変調器 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07786896A patent/JP3437372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09269467A (ja) | 1997-10-14 |
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