DE102006010277A1

DE102006010277A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102006010277A1
Application number: DE102006010277A
Authority: DE
Inventors: Ayahito Kawasaki Uetake; Hiroji Ebe; Kenichi Kawasaki Kawaguchi
Original assignee: Fujitsu Ltd; University of Tokyo NUC
Current assignee: Fujitsu Ltd; University of Tokyo NUC
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US7456422B2; US20060220001A1; JP4737745B2; JP2006245373A

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung, die Quantenpunkte enthält, umfaßt eine Barriereschicht (3) aus einem Halbleiterkristall mit einer ersten Gitterkonstante und eine Quantenpunktschicht (8), die eine Vielzahl von Quantenpunkten (4) aus einem Halbleiterkristall mit einer zweiten Gitterkonstante, die auf der Barriereschicht gebildet sind, und eine Seitenbarriereschicht (5) aus einem Halbleiterkristall mit einer dritten Gitterkonstante enthält, die in Kontakt mit den Seitenflächen der Vielzahl von Quantenpunkten gebildet ist, wobei die Barriereschichten, die Quantenpunkte und die Seitenbarriereschicht so konfiguriert sind, daß die Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen hat, das zu jenem der Differenz zwischen Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist.

Description

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Anmeldung Nr. 2005-60186, eingereicht am 4. März 2005 in Japan, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme inkorporiert ist, und beansprucht deren Priorität.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, die zum Beispiel in einem optischen Kommunikationssystem verwendet wird, und zwar besonders eine Halbleitervorrichtung, die in einem optischen Halbleiter-Verstärker (semiconductor optical amplifier: SOA) entsprechende Verwendung findet, in dem Quantenpunkte in aktiven Schichten verwendet werden.

(2) Beschreibung der verwandten Technik

In letzter Zeit stehen auf dem Gebiet der optischen Kommunikation der optische Halbleiter-Verstärker und der Halbleiterlaser auf Grund der kleinen Größe und des niedrigen Energieverbrauchs im Mittelpunkt des Interesses.

Besonders weil der Mustereffekt klein ist, das Verstärkungsband jedoch breit ist, wird der optische Halbleiter-Verstärker, der Quantenpunkte als aktive Schicht verwendet (im folgenden als Quantenpunkt-SOA bezeichnet), als Vorrichtung geschätzt, die dazu in der Lage ist, das CWDM-(Coarse Wavelength Division Multiplexing)-Signal (CWDM = Wellenlän genmultiplex mit großen Kanalabständen) als Stapel zu verstärken.

Um den Quantenpunkt-SOA in der Praxis einzusetzen, sollten zusätzlich zu der Breite des Verstärkungsbandes die optischen Charakteristiken von der Polarisation der optischen Signale unabhängig sein.

Diesbezüglich ist bekannt, daß die Quantenpunkte unter Ausnutzung des sogenannten S-K-(Stranski-Krastanow)-Wachstumsmodus gebildet werden können, der im Anfangsstadium des verspannten heteroepitaktischen Wachsens erscheint.

Jedoch ist in den Quantenpunkten, die in solch einem Wachstumsmodus gebildet werden, dadurch, daß die Punkte eine flache Form und eine anisotrope Verspannung haben, die Verstärkung bezüglich der TE-Modus-Empfindlichkeit groß (wobei TE für transversal-elektrisch steht), und daher ist die Polarisationsabhängigkeit groß.

Um die Polarisationsabhängigkeit zu verbessern, ist deshalb zum Beispiel in dem japanischen offengelegten Patent (Kokai) Nr. 2004-111710 Folgendes vorgeschlagen worden: Barriereschichten, die Quantenpunkte enthalten, werden wiederholt gestapelt, und dadurch wird jeder der Quantenpunkte quantenmechanisch mit jedem anderen kombiniert (siehe Absatznummer 0035, 0037 und 3). Ferner ist in dem japanischen offengelegten Patent (Kokai) Nr. 2004-111710 Folgendes vorgeschlagen worden: durch Verändern der Zusammensetzung der Barriereschicht, die die Quantenpunkte einschließt, wird die Beziehung zwischen dem Niveau der leichten Löcher und dem Niveau der schweren Löcher in dem Valenzband gesteuert; dadurch wird die Empfindlichkeit der Quantenpunkte gegenüber dem TM-Modus-Licht (wobei TM für transversal-magnetisch steht) gesteuert, um größer als die Emp findlichkeit der Quantenpunkte bezüglich des TE-Modus-Lichtes zu sein (siehe Absatznummer 0051).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Da in den Quantenpunkten, die durch selbstorganisiertes Wachsen gebildet werden, wie oben beschrieben, eine Verspannung erzeugt wird, wird die Kristallinität der Barriereschichten (und der gesamten aktiven Schicht), die die Quantenpunkte enthalten, gemindert.

Auch in dem Fall, wenn die Barriereschichten mit den Quantenpunkten wiederholt gestapelt werden und jeder der Quantenpunkte quantenmechanisch mit jedem anderen kombiniert ist, wie es zum Beispiel in dem japanischen offengelegten Patent (Kokai) Nr. 2004-111710 offenbart ist (siehe 3), ist es wichtig, die Kristallinität der Barriereschicht zu verbessern, die die Quantenpunkte enthält.

Ferner offenbart das japanische offengelegte Patent (Kokai) Nr. 2004-111710, daß die Polarisationsabhängigkeit verbessert werden kann, indem die Zusammensetzung der Barriereschicht verändert wird, die die Quantenpunkte einschließt. Es ist jedoch auch wichtig, die Kristallinität der Barriereschicht zu verbessern, welche die Quantenpunkte enthält.

Andererseits ist in dem Fall, wenn die Barriereschichten mit den Quantenpunkten wiederholt gestapelt sind, wie es in dem japanischen offengelegten Patent (Kokai) Nr. 2004-111710 offenbart ist (siehe 3), die Barriereschicht im allgemeinen auch auf der oberen Seite der Quantenpunkte gebildet (hier zwischen den oberen und unteren Quantenpunkten, da eine Vielzahl von Barriereschichten mit den Quantenpunkten gestapelt ist).

Wenn die Barriereschicht jedoch auch auf der oberen Seite der Quantenpunkte gebildet ist, wirkt eine kompressive Kraft auf die obere Seite der Quantenpunkte, die zu einem unerwünschten Effekt angesichts der Verbesserung der Polarisationsabhängigkeit führt.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Probleme vorgeschlagen worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Halbleitervorrichtung, in der die Kristallinität einer aktiven Schicht, die Quantenpunkte enthält, verbessert wird. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Verbessern der Polarisationsabhängigkeit durch effektives Steuern der Verspannung, die an den Quantenpunkten erzeugt wird.

Um die obigen Ziele zu erreichen, umfaßt eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Barriereschicht aus einem Halbleiterkristall mit einer ersten Gitterkonstante und eine Quantenpunktschicht, die auf der Barriereschicht gebildet ist und eine Vielzahl von Quantenpunkten aus einem Halbleiterkristall mit einer zweiten Gitterkonstante und eine Seitenbarriereschicht aus einem Halbleiterkristall mit einer dritten Gitterkonstante enthält, die in Kontakt mit den Seitenflächen der Vielzahl von Quantenpunkten gebildet ist, in der die Barriereschicht, die Quantenpunkte und die Seitenbarriereschicht so konfiguriert sind, daß die Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen hat, das zu jenem der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist.

Ferner ist die Halbleitervorrichtung vorzugsweise so konfiguriert, um eine Vielzahl der Quantenpunktschichten zu haben, und eine Vielzahl von Quantenpunktschichten ist so gestapelt, daß die Quantenpunkte, die eine Schicht darstellen, mit den Quantenpunkten in Kontakt sind, die die anderen, benachbarten Schichten darstellen.

Deshalb ergibt sich gemäß der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung der Vorteil, daß die Kristallinität der Quantenpunktschicht, welche die Quantenpunkte enthält, verbessert wird.

Ferner ergibt sich solch ein Vorteil, daß die Verspannung, die an den Quantenpunkten erzeugt wird, effektiv gesteuert werden kann und die Polarisationsabhängigkeit dementsprechend verbessert werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
2 ist ein Diagramm zum Darstellen des Effektes der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt; und
4 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun Halbleitervorrichtungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird zunächst eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform ist zum Beispiel ein optischer Halbleiter-Verstärker (im folgenden als SOA bezeichnet), der aktive Schichten unter Verwendung von Quantenpunkten enthält.
Der Quantenpunkt-SOA umfaßt, wie in 1 gezeigt, ein Halbleitersubstrat (hier ein InP-Substrat) 1 und eine aktive Schicht 6 mit Quantenpunkten 4, die auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet ist, wobei zwischen ihnen eine Pufferschicht (hier eine InP-Schicht) 2 liegt.
Hier umfaßt die aktive Schicht 6 Barriereschichten 3 und 7, eine Vielzahl von Quantenpunkten 4 und eine Seitenbarriereschicht 5.
Eine Quantenpunktschicht 8 umfaßt die Vielzahl von Quantenpunkten 4 und eine Seitenbarriereschicht 5, die in Kontakt mit den Seitenflächen der Vielzahl von Quantenpunkten 4 gebildet ist. Die Quantenpunktschicht 8 ist auf der unteren Barriereschicht 3 gestapelt; und die obere Barriereschicht 7 ist auf der Quantenpunktschicht 8 gestapelt. Aus diesem Grund liegt die Quantenpunktschicht 8 sandwichartig zwischen der unteren Barriereschicht 3 und der oberen Barriereschicht 7. Das heißt, die obere Fläche der Quantenpunkte 4 ist mit der oberen Barriereschicht 7 in Kontakt, und die untere Fläche derselben ist mit der unteren Barriereschicht 3 in Kontakt. Die Höhe der Quantenpunkte 4 und die Dicke der Seitenbarriereschicht 5 sind im wesentlichen einander gleich.
In der ersten Ausführungsform sind die Halbleiterkristalle, die die Quantenpunkte 4, die Barriereschichten 3 und 7 und die Seitenbarriereschicht 5 bilden, aus III-V-Verbindungshalbleitermischkristallen gebildet, die In bzw. Ga enthalten (hier Halbleitermischkristalle aus InGaAsP). Ferner ist die Seitenbarriereschicht 5 aus einem Halbleiterkristall gebildet, der bezüglich des Halbleiterkristalls verspannt ist, der die untere Barriereschicht 3 darstellt.
Im besonderen sind die Barriereschichten 3 und 7 InGaAsP-Schichten aus Halbleitermischkristallen (erster Halbleiterkristall, erste Gitterkonstante) aus In_xGa_1-xAs_1-yP_y (Verspannungsbereich: ±0,5%, Bereich der Gitterkonstante: 0,5869 nm ± 0,003 nm), das im Gitteranpassungszustand mit dem InP-Substrat ist. Die Barriereschichten 3 und 7 sind zum Beispiel InGaAsP-Schichten aus In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristallen (Gitterkonstante: 0,5869 nm).
Die Seitenbarriereschicht 5 ist eine verspannte InGaAsP-Schicht aus einem Halbleitermischkristall (dritter Halbleiterkristall, dritte Gitterkonstante) aus In_xGa_1-xAs_1-yP_y (x ≤ 0, 84, Verspannungsbereich/tensile Verspannung: 0,5 bis 3%, Bereich der Gitterkonstante: 0,5698 bis 0,5868 nm, Bereich des Volumenverhältnisses: 40 bis 95%). Zum Beispiel wird eine verspannte InGaAsP-Schicht aus einem In_0,710Ga_0,290As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall (Gitterkonstante: 0,58113 nm, tensile Verspannung: 1%, Volumenverhältnis: 75%) gebildet.
Ferner sind die Quantenpunkte 4 InAs-Quantenpunkte aus einem InAs-Halbleiterkristall (zweiter Halbleiterkristall; Gitterkonstante: 0,60584 nm, zweite Gitterkonstante; hier kompressive Verspannung: etwa 3%, Volumenverhältnis: 25%).
In dieser Ausführungsform werden die Barriereschichten 3 und 7, die Quantenpunkte 4 und die Seitenbarriereschicht 5 so gesteuert, wie oben beschrieben, daß die Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen hat, das zu jenem der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist.
Wenn zum Beispiel der Wert der Gitterkonstante (zweite Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Quantenpunkte 4 darstellt, größer als der Wert der Gitterkonstante (erste Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls ist, der die Barriereschicht 3 darstellt, wird der Wert der Gitterkonstante (dritte Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Seitenbarriereschicht 5 darstellt, so gesteuert, um kleiner als der Wert der Gitterkonstante (erste Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls zu sein, der die Barriereschicht 3 darstellt, so daß die Differenz zwischen dem Wert der ersten Gitterkonstante und dem Wert der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen hat, das zu jenem der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist.
Vorzugsweise sind die Barriereschichten 3 und 7, die Quantenpunkte 4 und die Seitenbarriereschicht 5 so konfiguriert, daß der Wert der Gitterkonstante (erste Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Barriereschichten 3 und 7 darstellt, dem Durchschnittswert des Wertes der Gitterkonstante (zweite Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Quantenpunkte 4 darstellt, und des Wertes der Gitterkonstante (dritte Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Seitenbarriereschicht 5 darstellt, gleich ist.
Besonders wird bevorzugt, daß der integrierte Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante und dem Volumenverhältnis von Quantenpunkten 4 bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht 8 dem integrierten Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante und dem Volumenverhältnis der Seitenbarriereschicht 5 bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht 8 gleich ist.
Im folgenden wird der Grund für die Struktur beschrieben.
Im allgemeinen wird in den Quantenpunkten 4, die auf selbstorganisierte Weise gebildet werden, dadurch, daß eine kompressive Verspannung (oder tensile Verspannung) erzeugt wird, die Verstärkung bezüglich der TE-Modus-Polarisation (im Falle der tensilen Verspannung: bezüglich der TM-Modus-Polarisation) größer, wodurch sich eine größere Polarisationsabhängigkeit ergibt.
Um die Polarisationsabhängigkeit zu verbessern, ist es deshalb denkbar, eine Verspannung zu der Seitenbarriereschicht 5 hinzuzufügen, die mit den Seitenflächen der Quantenpunkte 4 in Kontakt ist, damit eine tensile Kraft (oder kompressive Kraft) auf die Seitenfläche der Quantenpunkte 4 wirken kann.
Andererseits haben die Quantenpunkte 4, die durch selbstorganisiertes Wachsen gebildet werden, im allgemeinen eine flache Form, und der Bereich der Seitenflächen der Quantenpunkte 4 ist klein. Deshalb muß zum effektiven Steuern der Verspannung, die an den Quantenpunkten 4 erzeugt wird, eine große Verspannung zu der Seitenbarriereschicht 5 hinzugefügt werden.
Wenn eine große Verspannung zu der Seitenbarriereschicht 5 hinzugefügt wird, wird jedoch die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8 (auch der aktiven Schicht 6) gemindert.
Deshalb werden in der ersten Ausführungsform durch makroskopisches Konfigurieren, wie oben beschrieben, die Barriereschichten 3 und 7 und die Quantenpunktschicht 8 so konfiguriert, daß die Gitteranpassung gewährleistet ist; dadurch wird die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8 (und auch der gesamten aktiven Schicht 6) verbessert. Ferner werden in der ersten Ausführungsform die Halbleiterkristalle, die die Barriereschichten 3 und 7 und die Seitenbarriereschicht 5 bilden, in dem Zustand konfiguriert, daß die In- oder Ga-Konzentration in dem Bereich in der Nähe der Quantenpunkte 4 höher als jene in dem Bereich ist, der nicht jener Bereich ist.
Als nächstes wird das Herstellungsverfahren des Quantenpunkt-SOA gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Zuerst darf, wie in 1 gezeigt, auf dem InP-Substrat 1, das die Richtung einer (001)-Ebene hat, die InP-Pufferschicht 2 (zum Beispiel mit einer Dicke von 100 nm) wachsen, und dann die untere InGaAsP-Barriereschicht 3 (Bandlückenwellenlänge zum Beispiel: 1,1 μm, 100 nm dick) aus einem In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall (erster Halbleiterkristall, Gitterkonstante: 0,5869 nm; erste Gitterkonstante), die in dem Zustand der Gitteranpassung mit InP ist (d. h., ihre Gitterkonstanten stimmen miteinander überein), zum Beispiel durch metallorganische chemische Dampfabscheidung.
Dann werden auf der unteren Barriereschicht 3 die InAs-Quantenpunkte 4 zum Beispiel aus einem InAs-Halbleiterkri stall (zweiter Halbleiterkristall, Gitterkonstante: 0,60584 nm; zweite Gitterkonstante; hier kompressive Verspannung: etwa 3%, Volumenverhältnis: 25%) unter Zufuhr einer Materialmenge, die ungefähr einer doppelmolekularen Schicht äquivalent ist, bei einer Substrattemperatur von 460°C gebildet. In diesem Fall ist die Gitterkonstante des Halbleiterkristalls, der die Quantenpunkte 4 darstellt, größer als die Gitterkonstante des Halbleiterkristalls, der die untere Barriereschicht 3 darstellt, und zwischen ihnen liegt eine vorbestimmte Differenz. Deshalb werden inselartige InAs-Quantenpunkte 4 im S-K-(Stranski-Krastanow)-Wachstumsmodus gebildet, der im Anfangsstadium des verspannten heteroepitaktischen Wachsens erscheint.
Dann wird die verspannte InGaAsP-Seitenbarriereschicht 5 zum Beispiel aus einem In_0,710Ga_0,290As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall (dritter Halbleiterkristall, Gitterkonstante: 0,58113 nm, tensile Verspannung: 1%, Volumenverhältnis: 75%) unter Zufuhr einer Materialmenge gebildet, die einer Dicke von 1,5 nm äquivalent ist, um die Quantenpunkte 4 zu vergraben.
Nach dem Bilden der Seitenbarriereschicht 5, wie oben beschrieben, bei einer Substrattemperatur von 500°C wird ein Temperatur-Annealen für eine Substrattemperatur von 460°C ausgeführt. Dadurch wird der obere Abschnitt der Quantenpunkte 4 abgeflacht, und die Höhe der Quantenpunkte 4 wird der Dicke der Seitenbarriereschicht 5 im wesentlichen gleich. Auf diese Weise wird die Quantenpunktschicht 8 gebildet, die die Quantenpunkte 4 mit abgeflachter Oberfläche und die Seitenbarriereschicht 5 enthält.
Hier ist die Gitterkonstante des Halbleiterkristalls, der die Seitenbarriereschicht 5 darstellt, kleiner als die Gitterkonstante des Halbleiterkristalls, der die untere Barriereschicht 3 darstellt. Deshalb hat die Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen, das zu jenem der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist. Und der Wert der Gitterkonstante (erste Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Barriereschicht 3 darstellt, wird dem Durchschnittswert des Wertes der Gitterkonstante (zweite Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Quantenpunkte 4 darstellt, und des Wertes der Gitterkonstante (dritte Gitterkonstante) des Halbleiterkristalls, der die Seitenbarriereschicht 5 darstellt, gleich. Besonders wird der integrierte Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante und dem Volumenverhältnis der Quantenpunkte 4 bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht 8 dem integrierten Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante und dem Volumenverhältnis der Seitenbarriereschicht 5 bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht 8 gleich. Auf Grund dessen ist die Anpassung der Gitter der Barriereschicht 3 und der Quantenpunktschicht 8 gewährleistet.
Auf der Quantenpunktschicht 8, die wie oben gebildet wird, wird die obere Barriereschicht 7 mit einer Dicke von 700 nm in Kontakt mit dem oberen Abschnitt der Quantenpunkte 4 gebildet.
Damit ist die aktive Schicht 6 gebildet, die solch eine Struktur hat, daß die Quantenpunktschicht 8 sandwichartig zwischen der unteren Barriereschicht 3 und der oberen Barriereschicht 7 liegt. Obwohl hier eine einzelne aktive Schicht 6 mit der Struktur gebildet wird, bei der die Quantenpunktschicht 8 sandwichartig zwischen den oberen und unteren Barriereschichten 3 und 7 liegt, können die aktiven Schichten 6, die dieselbe Struktur haben, wiederholt gestapelt werden.
Danach werden zum Beispiel die Kontaktschicht, Elektroden und dergleichen gebildet.
Deshalb kann entsprechend dem Quantenpunkt-SOA gemäß der ersten Ausführungsform die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8, die die Quantenpunkte 4 enthält, (und auch der gesamten aktiven Schicht 6) verbessert werden, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die Lumineszenzintensität erhöht werden kann.
2 zeigt Meßresultate (PL-Spektrum) der Photolumineszenzintensität (PL-Intensität) in einem Quantenpunkt-SOA mit der oben beschriebenen Vorrichtungsstruktur.
Die gestrichelte Linie A in 2 gibt die Photolumineszenzintensität in dem Fall an, wenn die Seitenbarriereschicht und die Barriereschichten aus einem In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall gebildet sind. Die durchgehende Linie B gibt die Photolumineszenzintensität in dem Fall an, wenn die Barriereschichten aus einem In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall gebildet sind und die Seitenbarriereschicht aus einem In_0,710Ga_0,290As_0,327P_0,673-Halbleitermischkristall gebildet ist, der die Gitterkonstante hat, die kleiner als die Gitterkonstante der Barriereschichten ist, und die Gitterkonstante der Quantenpunktschicht (und auch der gesamten aktiven Schicht), die die Seitenbarriereschicht und die Quantenpunkte enthält, ist der Gitterkonstante der Barriereschichten (oder des InP-Substrates) gleich. Sowohl bei der gestri chelten Linie A als auch bei der durchgehenden Linie B sind die Quantenpunkte aus einem InAs-Halbleiterkristall gebildet, der die Gitterkonstante hat, die größer als die Gitterkonstante der Barriereschichten ist.
Anhand der durchgehenden Linie B und der gestrichelten Linie A in 2 wird demonstriert, daß dann, wenn der Halbleitermischkristall aus In_0,710Ga_0,290As_0,327P_0,673 für die Seitenbarriereschicht verwendet wird, die Rekombinationsphotolumineszenzintensität von den Quantenpunkten mehr als in dem Fall zunimmt, wenn der Halbleitermischkristall aus In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673 für die Seitenbarriereschicht verwendet wird. Dies bedeutet Folgendes: wenn der Halbleitermischkristall aus In_0,710Ga_0,290As_0,327P_0,673 für die Seitenbarriereschicht verwendet wird (durchgehende Linie B in 2), ist die Kristallinität der Quantenpunktschicht (aktive Schicht) besser als in dem Fall, wenn der Halbleitermischkristall aus In_0,850Ga_0,150As_0,327P_0,673 für die Seitenbarriereschicht verwendet wird (gestrichelte Linie A in 2).
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Punkt, daß eine Vielzahl von Quantenpunktschichten vorgesehen ist.
Das heißt, der Quantenpunkt-SOA gemäß der zweiten Ausführungsform ist mit einer Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 versehen, wie in 3 gezeigt, und in der Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 sind Quantenpunkte 4, die eine Schicht darstellen, in Kontakt mit Quantenpunkten 4 gestapelt, die eine andere, benachbarte Schicht darstellen.
Der Quantenpunkt-SOA umfaßt ein Halbleitersubstrat (hier ein InP-Substrat) 1 und eine aktive Schicht 6, die auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet ist, wobei eine Pufferschicht (hier eine InP-Schicht) 2 zwischen ihnen liegt, wie in 3 gezeigt.
Die aktive Schicht 6 hat solch eine Struktur, daß die Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 gestapelt ist und sandwichartig zwischen den oberen und unteren Barriereschichten 3 und 7 angeordnet ist. Das heißt, die aktive Schicht 6 enthält Barriereschichten 3 und 7, eine Vielzahl der Quantenpunktstapelkörper (Laminierung) 11 und einen Seitenbarriereschichtstapelkörper (Laminierung) 12.
Wie in der ersten Ausführungsform umfaßt die Quantenpunktschicht 8 eine Vielzahl von Quantenpunkten 4 und eine Seitenbarriereschicht 5, die in Kontakt mit den Seitenflächen der Vielzahl von Quantenpunkten 4 gebildet ist.
Der Quantenpunktstapelkörper 11 hat solch eine Struktur, daß viele Quantenpunkte 4 vertikal direkt übereinandergestapelt sind und in einer Quantenmechanik in der Kristallwachstumsrichtung miteinander verbunden sind. Deshalb kann der gesamte Quantenpunktstapelkörper 11 als ein Quantenpunkt aufgefaßt werden. Auch der Seitenbarriereschichtstapelkörper 12 hat solch eine Struktur, daß viele Seitenbarriereschichten 5 vertikal gestapelt sind, und deren Gesamtheit kann als eine Seitenbarriereschicht aufgefaßt werden. Deshalb kann die Gesamtheit einer Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 als eine Quantenpunktschicht aufgefaßt werden. In diesem Fall ist die obere Fläche von einer Quantenpunktschicht mit der oberen Barriereschicht 7 in Kontakt, und ihre untere Fläche ist mit der unteren Barriereschicht 3 in Kontakt; somit sind die Höhe der Quantenpunkte und die Dicke der Seitenbarriereschicht im wesentlichen einander gleich.
Im besonderen ist die Quantenpunktschicht 8, die den Quantenpunktstapelkörper 11 und den Seitenbarriereschichtstapelkörper 12 darstellt, dieselbe wie jene in der ersten Ausführungsform, und sie hat eine zufriedenstellende Kristallinität. Deshalb kann die Quantenpunktschicht 8 einfach übereinandergestapelt werden, und die Anzahl von gestapelten Schichten kann erhöht werden. Da ferner in der Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 die Anpassung der Gitter gewährleistet ist, kann die Kristallinität der gesamten aktiven Schicht 6, die aus gestapelten Quantenpunktschichten 8 gebildet ist, zufriedenstellend erreicht werden. Weiterhin wird der Quantenpunktstapelkörper 11 durch das Stapeln von flachen Quantenpunkten 4 gebildet, kann das wesentliche Aspektverhältnis (Höhe/Durchmesser) der Quantenpunkte 4 größer gemacht werden (zum Beispiel größer als 0,5) und kann die Polarisationswellenabhängigkeit verbessert werden.
Des weiteren wird die Vielzahl von Quantenpunktlaminierungen 11 durch direktes vertikales Stapeln der Quantenpunkte 4 gebildet, und die Seitenbarriereschichten 5 (Seitenbarriereschichtlaminierung 12), die eine Verspannung auf den jeweiligen Seitenflächen haben, werden in Kontakt miteinander gebildet. Die in den Quantenpunkten 4 erzeugte Verspannung in der Kristallwachstumsrichtung kann lediglich mit der Seitenbarriereschicht 5 effektiv gesteuert werden, und die Polarisationsabhängigkeit kann verbessert werden.
Obiges wird nun eingehender beschrieben.
Das heißt, um die Polarisationsabhängigkeit zu verbessern, ist es denkbar, der Barriereschicht, die mit den Quantenpunkten in Kontakt ist, eine Verspannung zu verleihen, damit die tensile Kraft (oder kompressive Kraft) auf die Quantenpunkte wirken kann. Wenn der Barriereschicht jedoch eine große Verspannung verliehen wird, wird die Kristallinität der Quantenpunktschicht (und auch der aktiven Schicht), die aus den Quantenpunkten und der Seitenbarriereschicht gebildet ist, gemindert.
Besonders wirkt zum Beispiel, wie in dem japanischen offengelegten Patent (Kokai) Nr. 2004-111710 offenbart ist, wenn eine Barriereschicht auf der oberen Seite der Quantenpunkte gebildet ist (hier zwischen den oberen und unteren Quantenpunkten, da eine Vielzahl von Barriereschichten, die Quantenpunkte enthalten, gestapelt ist), eine kompressive Kraft (oder tensile Kraft) auf die Seite der oberen Fläche der Quantenpunkte, wodurch ein unerwünschter Effekt hinsichtlich der Verbesserung der Polarisationsabhängigkeit herbeigeführt wird.
Da andererseits die Quantenpunkte, die auf selbstorganisierte Weise gebildet werden, im allgemeinen eine flache Konfiguration haben, ist der Bereich der Seitenflächen kleiner als der Bereich der unteren Fläche. Bei den Quantenpunkten, die solch eine Konfiguration haben, ist es denkbar, um die Polarisationswellenabhängigkeit zu verbessern, daß nur der Seitenbarriereschicht eine große Verspannung verliehen wird, die mit den Seitenflächen der Quantenpunkte in Kontakt ist, damit die tensile Kraft (oder kompressive Kraft) mit zufriedenstellender Größe auf die Seitenflächen der Quantenpunkte wirken kann. Wenn jedoch eine große Verspannung verliehen wird, wird die Kristallinität der Quantenpunktschicht (und auch der aktiven Schicht) gemindert, die aus den Quantenpunkten und der Seitenbarriereschicht gebildet ist.
Um die Polarisationsabhängigkeit zu verbessern, wird deshalb gewünscht, daß die tensile Kraft (oder kompressive Kraft) effektiv auf Seitenflächen der Quantenpunkte wirken kann, während verhindert wird, daß der Seitenbarriereschicht eine große Verspannung verliehen wird, so daß die Bereichsgröße der Seitenflächen der Quantenpunkte, die mit der Seitenbarriereschicht in Kontakt ist, dichter bei der Bereichsgröße der unteren Fläche liegt, mit der die Barriereschicht in Kontakt ist.
Um dies zu erreichen, wird in der zweiten Ausführungsform die Polarisationsabhängigkeit auf folgende Weise verbessert. Eine Verspannung (zum Beispiel 1%) wird der Seitenbarriereschicht 5 in einem Maße verliehen, daß die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8 (und auch der aktiven Schicht 6) nicht gemindert wird, und die Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 wird gestapelt; dadurch werden der Quantenpunktstapelkörper 11 und der Seitenbarriereschichtstapelkörper 12 so gebildet, daß der Bereich der Seitenflächen der Quantenpunkte 4 (Quantenpunktstapelkörper 11), mit dem die Seitenbarriereschicht 5 (Seitenbarriereschichtstapelkörper 12) in Kontakt ist, dichter an dem Bereich der unteren Fläche der Quantenpunkte 4 liegt, mit dem die untere Barriereschicht 3 in Kontakt ist. Deshalb kann die Verspannung, die in den Quantenpunkten 4 erzeugt wird, effektiv gesteuert werden, und die Polarisationsabhängigkeit kann verbessert werden. Ferner kann dadurch, daß der Seitenbarriereschicht 5, die die Quantenpunktschicht 8 darstellt, eine Verspannung verliehen wird, die Polarisationsunabhängigkeit mit weniger gestapelten Schichten als in dem Fall erreicht werden, wenn der Seitenbarriereschicht 5 keine Verspannung verliehen wird.
Da die Konfiguration dieselbe wie in der ersten Ausführungsform ist, wird die eingehende Beschreibung weggelassen.
Als nächstes wird das Herstellungsverfahren des Quantenpunkt-SOA gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst ist der Prozeß bis zu dem Punkt, wo die inselartigen InAs-Quantenpunkte 4 gebildet werden, wie in 3 gezeigt, derselbe wie im Fall der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform wird auf der Fläche, wo die Quantenpunkte 4 im S-K-Modus wachsen können, eine extrem dünne InAs-Schicht gebildet, die als Benetzungsschicht 9 bezeichnet wird.
Dann wird, genauso wie in der ersten Ausführungsform, nach dem Bilden der Seitenbarriereschicht 5 ein Temperatur-Annealen ausgeführt, so daß die Höhe der Quantenpunkte 4 der Dicke der Seitenbarriereschicht 5 im wesentlichen gleich wird. Damit ist die Quantenpunktschicht 8 gebildet, die die Quantenpunkte 4 und die Seitenbarriereschicht 5 enthält und deren Oberfläche abgeflacht ist.
Dann wird auf der Quantenpunktschicht 8, die so wie oben beschrieben gebildet ist, nach dem Bilden von inselartigen InAs-Quantenpunkten 4 und der Seitenbarriereschicht 5 auf dieselbe Weise wie oben, ein Temperatur-Annealen ausgeführt, um die Quantenpunktschicht 8 zu bilden, deren Oberfläche abgeflacht ist. Durch Wiederholen des Prozesses zum Bilden solcher Quantenpunktschichten 8 ist danach eine Vielzahl der Quantenpunktschichten 8 gestapelt (zum Beispiel 10 Schichten; in 3 ist zur Vereinfachung der Beschreibung ein Quantenpunktschichtstapel aus 4 Schichten gezeigt).
Wenn Quantenpunkte 4 auf der Quantenpunktschicht 8 gebildet werden, werden die Quantenpunkte 4 einfach genau über den Quantenpunkten 4 gebildet, die die Quantenpunktschicht 8 darstellen, und die Quantenpunkte 4 in den oberen und unteren Schichten sind vertikal miteinander verbunden. So werden die Quantenpunkte 4 auf den Quantenpunkten 4 gebildet und wird der Quantenpunktstapelkörper 11 mit den gestapelten Quantenpunkten 4 gebildet. Als Resultat wird die Seitenbarriereschicht 5 auf der Seitenbarriereschicht 5 gebildet und wird auch der Seitenbarriereschichtstapelkörper 12 gebildet, der die gestapelten Seitenbarriereschichten 5 hat.
Dann wird nach dem Stapeln einer Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 eine Barriereschicht 7 mit einer Dicke von 100 nm darauf in Kontakt mit dem oberen Abschnitt der Quantenpunkte 4 gebildet, die die oberste Quantenpunktschicht 8 darstellen. Damit ist die aktive Schicht 6 gebildet, die solch eine Struktur hat, daß die Vielzahl von Quantenpunktschichten 8 zwischen der unteren Barriereschicht 3 und der oberen Barriereschicht 7 sandwichartig angeordnet ist. In diesem Fall ist bei den Quantenpunkten 4 ihre obere Fläche mit der oberen Barriereschicht 7 in Kontakt und ist ihre untere Fläche mit der unteren Barriereschicht 3 in Kontakt.
In der zweiten Ausführungsform werden die Prozesse bis zu diesem noch einmal wiederholt, um die aktive Schicht 6 auf der aktiven Schicht 6 zu stapeln, die wie oben beschrieben gebildet wird, um den Quantenpunkt-SOA mit einer doppelschichtigen Struktur der aktiven Schichten 6 zu bilden, der dieselbe Struktur wie in 3 hat. In der zweiten Ausführungsform hat die aktive Schicht 6 die doppelschichtige Struktur, aber die Anzahl der Schichten ist nicht darauf begrenzt.
Danach werden zum Beispiel eine Kontaktschicht, Elektroden und dergleichen gebildet.
Deshalb kann entsprechend dem Quantenpunkt-SOA gemäß der zweiten Ausführungsform, genauso wie im Fall der ersten Ausführungsform, die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8 (und der gesamten aktiven Schicht 6), die die Quantenpunkte 4 enthält, verbessert werden, und demnach wird solch ein Vorteil erreicht, daß die Photolumineszenzintensität erhöht wird.
Im besonderen werden in der zweiten Ausführungsform die Quantenpunkte 4 direkt auf den Quantenpunkten 4 gestapelt, um die wesentliche Höhe der Quantenpunkte zu erhöhen, und die Größe des Bereiches der Seitenflächen der Quantenpunkte 4, mit dem die Seitenbarriereschicht 5 in Kontakt ist, wird zufriedenstellend gewährleistet; dadurch wird die Verspannung effektiv gesteuert, die an den Quantenpunkten 4 erzeugt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Polarisationsabhängigkeit verbessert wird.
In der zweiten Ausführungsform wird die Benetzungsschicht 9 gebildet; aber die Benetzungsschicht 9 braucht nicht gebildet zu werden.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist ein Quantenpunkt-SOA mit vergrabenem Wellenleiter, der dieselbe Struktur der aktiven Schicht wie jene des Quantenpunkt-SOA gemäß der zweiten Ausführungsform hat.
Der Quantenpunkt-SOA mit vergrabenem Wellenleiter ist so konfiguriert, daß er ein Halbleitersubstrat (hier ein n-InP-Substrat) 20 enthält, eine Pufferschicht (hier eine n-InP-Schicht) 21, eine untere Mantelschicht (hier eine n-InP-Schicht) 22, eine aktive Schicht 6 (die hier eine InGaRsP-Barriereschicht 5 und InAs-Quantenpunkte 4 enthält), eine obere Mantelschicht (hier eine p-InP-Schicht) 23, Stromblockierschichten 24 und 25 (hier eine p-InP-Schicht und eine n-InP-Schicht) und eine Kontaktschicht (hier eine p-InP-Schicht) 26, wie in 4 gezeigt.
Die aktive Schicht 6 ist genauso wie die aktive Schicht des Quantenpunkt-SOA gemäß der zweiten Ausführungsform konfiguriert.
Obwohl in der Figur nicht gezeigt, sind die obere Fläche und die untere Fläche jeweilig mit einer Elektrode versehen, und beide Enden sind mit einem AR-(Antireflexions)-Beschichtungsfilm versehen.
Nun wird das Bildungsverfahren des Quantenpunkt-SOA mit vergrabenem Wellenleiter gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
Zuerst werden auf dem n-InP-Substrat 20 mit der Richtung der (001)-Ebene die n-InP-Pufferschicht 21 und die untere n-InP-Mantelschicht 22 in dieser Reihenfolge gebildet, wie in 4 gezeigt. Das n-InP-Substrat 20, die n-InP-Pufferschicht 21 und die untere n-InP-Mantelschicht 22 werden so dotiert, daß die Trägerdichte zum Beispiel 1 × 10¹⁸cm^–3 beträgt.
Dann werden auf der n-InP-Mantelschicht 22, genauso wie in der zweiten Ausführungsform, die aktive Schicht 6 mit der InGaAsP-Barriereschicht 5 und den Inns-Quantenpunkten 4 gebildet.
Danach wird die obere p-InP-Mantelschicht 23 auf der aktiven Schicht 6 gebildet.
Und dann wird der Stapel aus der unteren n-InP-Mantelschicht 22, der aktiven Schicht 6 und der oberen p-InP-Mantelschicht 23 zum Beispiel durch Ätzen bearbeitet, um eine Mesastruktur zu bilden.
Nach dem Bilden der p-InP-Stromblockierschicht 24 und der n-InP-Stromblockierschicht 25 in dieser Reihenfolge, so daß die gegenüberliegenden Seiten der Mesastruktur, welche die untere n-InP-Mantelschicht 22, die aktive Schicht 6 und die obere p-InP-Mantelschicht 23 enthält, vergraben sind, wird die p-InP-Kontaktschicht 26 auf der Mesastruktur und der n-InP-Stromblockierschicht 25 gebildet.
Danach werden die Elektroden auf der oberen Fläche und der unteren Fläche gebildet, und an beiden Enden der Mesastruktur wird ein AR-Beschichtungsfilm (Antireflexionsfilm) gebildet.
Deshalb wird entsprechend dem Quantenpunkt-SOA mit vergrabenem Wellenleiter gemäß der dritten Ausführungsform die Kristallinität der Quantenpunktschicht 8 (einschließlich der gesamten aktiven Schicht 6), die die Quantenpunkte 4 enthält, verbessert. Somit wird solch ein Vorteil erreicht, daß die Photolumineszenzintensität erhöht wird.
Im besonderen werden in der dritten Ausführungsform die Quantenpunkte 4 direkt auf den Quantenpunkten 4 gestapelt, um die effektive Höhe der Quantenpunkte 4 zu erhöhen, und dadurch wird die Größe des Bereiches der Seitenflächen der Quantenpunkte 4, der mit der Seitenbarriereschicht 5 in Kontakt ist, zufriedenstellend gewährleistet. Auf Grund dessen kann die Verspannung, die an den Quantenpunkten 4 erzeugt wird, effektiv gesteuert werden. Somit ergibt sich solch ein Vorteil, daß die Polarisationswellenabhängigkeit verbessert werden kann.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird jeweilig ein Beispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet wird, wenn die Barriereschichten und die Seitenbarriereschicht aus einem Halbleiterkristall aus InGaRsP konfiguriert sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den obigen Fall begrenzt, sondern auf folgende Fälle anwendbar: wenn die Barriereschichten und die Seitenbarriereschicht aus einem Halbleiterkristall aus einem III-V-Verbindungshalbleitermischkristall, der zum Beispiel In und Ga enthält, wie beispielsweise aus InGaRs, InAlGaAs, InAlGaP, GaInNAs und dergleichen konfiguriert sind.
Ferner wird in den obigen Ausführungsformen jeweilig ein Beispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet wird, wenn das Halbleitersubstrat das InP-Substrat ist, das die Richtung einer (001)-Ebene hat. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das obige Beispiel begrenzt, sondern auf den Fall anwendbar, wenn das Halbleitersubstrat aus einem anderen Halbleitersubstrat wie etwa einem InP-Substrat, GaAs-Substrat gebildet ist, die zum Beispiel die Richtung der (111)-Ebene oder die Richtung der (110)-Ebene haben.
Ferner ist in den obigen Ausführungsformen jeweilig ein Beispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet wird, wenn die Quantenpunkte aus dem InAs-Halbleiterkristall gebildet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das obige Beispiel begrenzt, sondern auf den Fall anwendbar, wenn die Quantenpunkte aus einem Halbleiterkristall zum Beispiel aus InGaAsP, GaInNAs, GaAs oder dergleichen gebildet sind.
Ferner erfolgte in den obigen Ausführungsformen die Beschreibung anhand des Beispiels des Quantenpunkt-SOA mit vergrabenem Wellenleiter. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das obige Beispiel begrenzt, sondern auch auf einen Quantenpunkt-SOA mit einem Wellenleiter in Kammform anwendbar.
Des weiteren ist in den obigen Ausführungsformen ein Beispiel des Quantenpunkt-SOA als Halbleitervorrichtung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, sondern in hohem Maße auf Halbleitervorrichtungen unter Verwendung der Quantenpunkte anwendbar (Quantenpunkthalbleitervorrichtung, optische Halbleitervorrichtung), wie etwa auf SOAs, die eine verschiedene Struktur haben, auf den optischen Halbleitermodulator oder auf Halbleiterlaser.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann innerhalb eines Bereiches des Grundgedankens der vorliegenden Erfindung verschiedenartig abgewandelt werden.

Claims

Halbleitervorrichtung mit: einer Barriereschicht aus einem Halbleiterkristall mit einer ersten Gitterkonstante; und einer Quantenpunktschicht, die auf der Barriereschicht gebildet ist und eine Vielzahl von Quantenpunkten aus einem Halbleiterkristall mit einer zweiten Gitterkonstante und eine Seitenbarriereschicht aus einem Halbleiterkristall mit einer dritten Gitterkonstante enthält, die in Kontakt mit den Seitenflächen der Vielzahl von Quantenpunkten gebildet ist, bei der die Barriereschicht, die Quantenpunkte und die Seitenbarriereschicht so konfiguriert sind, daß die Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante ein Vorzeichen hat, das zu jenem der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante entgegengesetzt ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Barriereschicht, die Quantenpunkte und die Seitenbarriereschicht so konfiguriert sind, daß der Wert der ersten Gitterkonstante dem Durchschnittswert aus den Werten der zweiten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante gleich ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Barriereschicht, die Quantenpunkte und die Seitenbarriereschicht so konfiguriert sind, daß ein integrierter Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der zweiten Gitterkonstante und dem Volu menverhältnis der Quantenpunkte bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht gleich einem integrierten Wert aus der Differenz zwischen den Werten der ersten Gitterkonstante und der dritten Gitterkonstante und dem Volumenverhältnis der Seitenbarriereschicht bezüglich des Volumens der Quantenpunktschicht ist.
Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, bei der eine Vielzahl der Quantenpunktschichten gebildet ist, welche Vielzahl von Quantenpunktschichten so gestapelt ist, daß die Quantenpunkte, die eine Schicht darstellen, mit den Quantenpunkten in Kontakt sind, die andere, benachbarte Schichten darstellen.
Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, bei der die Halbleiterkristalle, die die Barriereschicht und die Seitenbarriereschicht bilden, ein III-V-Verbindungshalbleitermischkristall sind, der In bzw. Ga enthält.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Konzentration von In oder Ga in dem Halbleiterkristall, der die Barriereschicht und die Seitenbarriereschicht bildet, in dem Bereich in der Nähe der Quantenpunkte höher als jene in dem Bereich ist, der nicht jener Bereich ist.