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  1. 少なくとも第1のエピタキシャル層によって前記N+ドープ層から間隔を置いて配置されるp変調ドープ量子井戸を形成する第1の複数の層と、
    n変調ドープ量子井戸を形成する第2の複数の層と、前記第1の複数の層は少なくとも第2のエピタキシャル層によって前記第2の複数の層から分離されており、
    少なくとも第3のエピタキシャル層によって前記第2の複数の層から間隔を置いて配置されるP+ドープ層と、
    を含む基板上に成長した一連のエピタキシャル層を備える半導体デバイス。
  2. 前記p変調ドープ量子井戸は、AlGaAsのP+ドープ層と、実質的にアンドープのInGaAsの量子井戸層と、GaAsのバリア層とを備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
  3. 前記n変調ドープ量子井戸は、AlGaAsのN+ドープ層と、実質的にアンドープのInGaAsの量子井戸層と、GaAsのバリア層とを備える、請求項1または2に記載の半導体デバイス。
  4. 前記n変調ドープ量子井戸および前記p変調ドープ量子井戸の少なくとも一方が実質的にアンドープのInGaAsNを含む、前記請求項1から3のいずれかに記載の半導体デバイス。
  5. 前記一連のエピタキシャル層は、AlAsおよびGaAsの複数の分布型ブラッグ反射器(DBR)ミラー層を含む、前記請求項1から4のいずれかに記載の半導体デバイス。
  6. pおよびn変調ドープ量子井戸を分離する前記少なくとも第2のエピタキシャル層は、AlGaAsの比較的厚い層である、前記請求項1から5のいずれかに記載の半導体デバイス。
  7. 前記少なくとも第2のエピタキシャル層はGaAs層をさらに含む、請求項6に記載の半導体デバイス。
  8. 前記一連のエピタキシャル層は、分布型ブラッグ反射器(DBR)ミラーを含み、ミラーの上に、
    (i)n型バイポーラトランジスタは、電界効果制御要素として従来のベース領域の役を果たすp型反転チャネルを変調ドープ界面に有し、前記バイポーラトランジスタの層構造は、pチャネルへテロ構造電界効果トランジスタ(PHFET)の層構造であって、エミッタ層が前記PHFET用のゲート接点層の役を果たすPHFET層構造も実現する、多数キャリアとして電子を有し(n型)、前記DBRミラー上に前記エミッタが付着され、最上面層としてコレクタを有する変調ドープバイポーラ電界効果トランジスタを実現する第1の連続層と、
    (ii)p型バイポーラトランジスタは、電界効果制御要素として従来のベース領域の役を果たすn型反転チャネルを変調ドープ界面に有し、前記バイポーラトランジスタの層構造は、nチャネルへテロ構造電界効果トランジスタ(NHFET)層構造であって、エミッタ表面層が前記NHFET用のゲート接点層の役を果たすNHFET層構造も実現する、多数キャリアとして正孔を有し(p型)、コレクタ層が前記n型バイポーラトランジスタの前記コレクタと共通であり、最上面層として前記エミッタを有する変調ドープバイポーラ電界効果トランジスタを実現する、前記第1の連続層に付着される第2の連続層と、
    が付着される、請求項1に記載の半導体デバイス。
  9. 前記n型バイポーラトランジスタは、N+GaAsの第1の底部層と、N型AlGa1−xAsの層と、AlGa1−yAsの前記N+ドープ層と、アンドープAlGa1−yAsの前記少なくとも第1のエピタキシャル層と、P+型AlGa1−yAsのデルタドープ層を含む前記p変調ドープ量子井戸と、アンドープAlGa1−yAsのスペーサ層と、アンドープGaAsのスペーサ層と、AlGa1−yAsバリアを有する少なくとも1つの無歪みGaAs量子井戸、またはGaAsバリアを有するInGaAsNの少なくとも1つのアンドープ量子井戸と、を含む連続層から構成され、
    前記少なくとも1つの第2のエピタキシャル層が、前記n型トランジスタのコレクタとして機能するためにアンドープAlGa1−yAsを含み、また前記p型トランジスタが共通コレクタとしての前記コレクタから始まり、
    前記p型バイポーラトランジスタは、アンドープGaAsのスペーサ層と、少なくとも1つのAlGa1−yAsバリアおよび無歪みGaAs量子井戸を含むか、またはGaAsバリアを有するInGaAsNの少なくとも1つのアンドープ量子井戸を含む前記n変調ドープ量子井戸と、アンドープGaAsのスペーサ層と、アンドープAlGa1−yAsのスペーサ層と、N+型AlGa1−yAsのデルタドープ層と、アンドープAlGa1−yAsの層と、前記P+ドープAlGa1−yAs層と、P型AlGa1−xAsの層と、前記p型トランジスタのエミッタ用金属接点層として機能するためのP++型GaAsまたはGaAsおよびInGaAsの組合せの層とを含む、前記少なくとも1つの第2のエピタキシャル層の上に付着される連続層から構成される、請求項8に記載の半導体デバイス。
  10. x=0.7およびy=0.15である、請求項9に記載の半導体デバイス。
  11. 前記InGaAsN中の窒素の割合が、0.98μmの自然放出周波数に対して0%、1.5μmの自然放出周波数に対して約4%〜5%、0.98μmと1.5μmとの間の自然放出周波数に対して0%と5%との間に選択される、請求項10に記載の半導体デバイス。
  12. 前記少なくとも1つのAlGa1−yAsバリアおよび無歪みGaAs量子井戸、またはGaAsバリアを有するInGaAsNの少なくとも1つのアンドープ量子井戸が、一連のAlGa1−yAsバリアおよび無歪みGaAs量子井戸、またはGaAsバリアを有するInGaAsNの一連のアンドープ量子井戸を含む、請求項9から11のいずれかに記載の半導体デバイス。
  13. AlGa1−yAsの前記少なくとも1つの第2のエピタキシャル層は、厚さが4000Åと10000Åとの間である、請求項9から12のいずれかに記載の半導体デバイス。
  14. 前記n型バイポーラトランジスタの前記N型AlGa1−xAs層はドーピングが約5×1017cm−3で厚みが500Å〜3000Åであり、前記AlGa1−yAsのN+ドープ層はドーピングが約3×1018cm−3で厚みが60Å〜80Åであり、前記アンドープAlGa1−yAsの少なくとも第1のエピタキシャル層は厚みが200Å〜300Åであり、前記P+型AlGa1−yAsのデルタドープ層はドーピングが約3〜4×1018cm−3で厚みが60〜80Åであり、前記アンドープAlGa1−yAsのスペーサ層は厚みが20〜30Åであり、前記アンドープGaAsのスペーサ層は厚みが約15Åであり、
    前記p型バイポーラトランジスタは、約100Åの前記アンドープGaAsのスペーサ層を含む前記少なくとも1つの第2のエピタキシャル層の上に付着された連続層から構成され、前記p型バイポーラトランジスタの前記アンドープGaAsのスペーサ層は厚みが約15Åであり、前記p型バイポーラトランジスタの前記アンドープAlGa1−yAsのスペーサ層は厚みが60〜80Åであり、前記p型バイポーラトランジスタの前記アンドープAlGa1−yAs層は厚みが200Å〜300Åであり、前記p型バイポーラトランジスタの前記P+型AlGa1−yAs層はドーピングが約3×1018cm−3で厚みが60Å〜80Åであり、前記P型AlGa1−xAs層はドーピングが約5×1017cm−3で厚みが1000Å〜3000Å厚みであり、前記P+型GaAsまたはGaAsおよびInGaAsの組合せの層はドーピングが約5×1019〜1020cm−3である、請求項9から13のいずれかに記載の半導体デバイス。
  15. パターンを位置合わせするためにエッチングされる1組のアライメントマークを用いる製造順序を適用することによって、エピタキシャル連続層から構成される多機能光電子デバイスであって、
    電流案内経路と構造の活性領域内への正キャリアの2次元的な導電とを形成するpn接合であって、空乏トランジスタを作製するための負の閾値も定めるpn接合を形成するためにN型イオンが注入され、
    高融点金属が、nチャネル電界効果トランジスタ用のゲート電極またはp型バイポーラトランジスタ用のエミッタ電極ならびに全てのレーザおよび検出器用のp型接点を形成するために規定され、前記高融点金属は、前記pチャネル電界効果トランジスタ用のコレクタ電極を、前記最上部P++表面層とP+デルタドープシートとを最初に除去することによって形成し、前記高融点金属パターンは、前記光電子デバイスへの光学エネルギーの流出入を可能にするための光開口部を形成し、
    高融点金属およびそのフォトレジストを自己整合形成のためのマスクとして用いて、前記nチャネル電界効果トランジスタ反転チャネルに対する低抵抗接点を形成するためのN型イオンが注入され、前記反転チャネルは、GaAs、前記p型バイポーラトランジスタの前記変調ドープ層の存在による歪みInGaAsまたは歪みおよび無歪みInGaAsNの、前記量子井戸内に作製され、
    コレクタの役を果たす高融点金属を自己整合形成のためのマスクとして、前記pチャネル電界効果トランジスタ反転チャネルに対する低抵抗接点を形成するためのP型イオンが注入され、前記反転チャネルは、GaAs、前記p型バイポーラトランジスタの前記変調ドープ層の存在による歪みInGaAsまたは歪みおよび無歪みInGaAsNの、前記量子井戸内に形成され、
    前記注入を高速熱アニーリングして、活性化し、選択された領域を不規則化し、
    ディープエッチを用いて底部ミラー層を露出させることによって活性なデバイス領域をメサ内に形成した後に、前記活性デバイス下でAlAs層を完全に水蒸気酸化させ、
    前記P+イオン注入領域に対する、前記N+イオン注入領域に対する、および前記pチャネルHFETの前記ゲート接点としてまたは前記n型バイポーラトランジスタの前記エミッタとして機能する前記底部N+層に対する接点領域を規定およびエッチングし、
    pおよびn型の金合金のリフトオフ処置用のレジストを規定した後に、n型およびp型領域においてメタライゼーションおよび金属のリフトオフを行い、
    ポリイミド分離を適用し、接点窓をエッチングし、および相互接続金金属パターンをリフトオフし、レーザおよび検出器用の分布型ブラッグ反射器ミラー層が設けられた、請求項1から14のいずれかに記載のデバイス。
  16. 光電子サイリスタの動作に適合されたデバイスであって、前記最上部P++エミッタが前記デバイスのアノードであり、前記N+底部エミッタ領域が前記デバイスのカソードであり、前記n型反転チャネルと接点する前記N+イオン注入ソース領域が高インピーダンスの第3端子入力ノードとして機能し、良く規定されたオフおよびオン状態と、前記第3端子からの電流入力によってゼロ注入電流における最大値から高注入による最小値まで変調され得るスイッチング電圧とによって、デバイスがサイリスタとして電気的に機能し、前記サイリスタはそのスイッチオン状態において、前記オン状態電流フローが前記レーザ閾値を超えたときに、前記光開口部からの光放出を伴うVCSELとして機能し、また前記サイリスタはオフ状態において、光が前記光開口部に入る共振空洞検出器として機能して、前記サイリスタの前記反転チャネルの一方または両方に十分な電荷が蓄積しているときに、光発生による電子−正孔対が前記サイリスタを前記オフ状態から前記オン状態へ切り換え得る、請求項15に記載のデバイス。
  17. 相補型HFET機能の実現に適合されたデバイスであって、あるメサ上にNチャネルHFETが形成され、別のメサ上にPチャネルHFETが形成され、前記デバイスのゲート端子が、入力ノードとして機能する共通の接続部を有し、前記デバイスのドレイン端子が、出力ノードとして機能する共通の接続部を有し、相補型動作が得られるように前記PHFETソースノードが正の供給電圧に接続されて前記NHFETソースノードが接地された、請求項15に記載のデバイス。
  18. 相補型バイポーラ機能の実現に適合されたデバイスであって、あるメサ上にn型バイポーラ(電子多数キャリア)トランジスタが形成され、別のメサ上にp型バイポーラ(正孔多数キャリア)トランジスタが形成され、前記デバイスのソース端子が、入力ノードとして機能する共通の接続部を有し、前記デバイスのコレクタ端子が、出力ノードとして機能する共通の接続部を有し、相補型バイポーラ動作が得られるように前記p型エミッタノードが正の供給電圧に接続されて前記n型エミッタノードが接地された、請求項15に記載のデバイス。
  19. 光パワーの能動型導波管検出器の動作に適合されたデバイスであって、活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長された前記DBRミラーが、導波管伝搬用のクラッディング層として機能し、前記N+イオン注入ソース領域が、前記電子反転チャネルから電子光電流を取り出し、前記P++最上部エミッタと前記P+イオン注入ソース領域とが、前記正孔反転チャネルから正孔光電流を取り出し、前記底部N+ゲート領域が、完全に占有されたp型反転チャネルを保証して正孔導電用の高速伝送線を形成するようにバイアスされ、前記光入力が、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される前記能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記チャネル領域へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現する、請求項15に記載のデバイス。
  20. 光パワーの能動型導波管受信機の動作に適合されたデバイスであって、活性層の上方に設けられ且つ活性層の下方に成長された前記DBRミラーは、導波管伝搬用のクラッディング層として機能し、前記N+イオン注入ソース領域が、前記電子反転チャネルから電子光電流の一定の流れを取り出すように、一体化された電流源によってバイアスされ、前記底部N+ゲート領域またはサブコレクタノードが、直列の負荷要素を通して前記p+エミッタ接点に対してバイアスされる結果、光を前記導波管へ入れたときに、前記サイリスタをそのオン状態へ切り換えることが最小限の光入力パワーで起こり、前記光信号が終了したときに、前記サイリスタをそのオフ状態へ切り換えて戻すことが起こり、前記光受信機は、前記サイリスタと前記直列負荷要素との接続ノードにおいて電気出力をもたらし、前記光入力が、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される前記能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記チャネル領域へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現する、請求項15に記載のデバイス。
  21. 光パワーの能動型導波管増幅器の動作に適合されたデバイスであって、活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長された前記DBRミラーが、導波管伝搬用のクラッディング層として機能し、前記N+イオン注入ソース領域が前記上部電子反転チャネル内へ電子を注入し、前記最上部P++エミッタが、前記高融点金属接点から正孔を注入し、前記下部正孔反転チャネルが、前記最上部P++エミッタからの正孔によって供給される浮遊p電極の役を果たす前記上部量子井戸へ正孔を供給し、前記底部N+ゲート領域も電気的に浮遊し、前記光入力が、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記能動型導波管へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現し、その結果、前記光増幅器に対する効果的な単一経路ゲイン動作が得られる、請求項15に記載のデバイス。
  22. 光電子サイリスタ光増幅器として構成されて動作されるデバイスであって、前記最上部P++エミッタが前記デバイスのアノードであり、前記N+底部エミッタ領域が前記デバイスのカソードであり、前記N+イオン注入ソース領域が、高インピーダンスの第3端子入力ノードとして、前記n型反転チャネルと接点し、活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長された前記DBRミラーが、導波管伝搬用のクラッディング層として機能し、前記デバイスは、前記サイリスタレーザの閾値電流をかなり下回る電流レベルにバイアスされているため、光増幅器として機能し、前記光入力が、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される前記能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記サイリスタ光増幅器の前記能動型導波管へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現し、その結果、前記光増幅器に対する効果的な単一経路ゲイン動作が得られる、請求項15に記載のデバイス。
  23. 光パワーの能動型導波管吸収変調器の動作に適合されたデバイスであって、前記活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長された前記DBRミラーが、導波管伝搬用のクラッディング層として機能し、前記N+イオン注入ソース領域が、前記上部n型量子井戸反転チャネル内へ電子を注入して前記量子井戸を充填するように、前記P++エミッタ接点に対して負にバイアスされ、前記P+イオン注入ソース領域と前記N+下部ゲート領域とが、互いに接続されて、前記上部n型量子井戸を充填する正孔源として機能するように正にバイアスされ、前記注入される電子および注入される正孔によって、前記上部量子井戸における吸収端がより高いエネルギー(より短い波長)へシフトし、前記吸収端におけるシフトが光吸収を大きく減らすために、前記光パワーが、本質的に全吸収が実現するゼロバイアスにおける非シフト状態と比べてごくわずかな吸収で前記デバイスを通って伝搬し、前記光パワーが、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記能動型導波管へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現し、その結果、前記導波管変調器に対する低挿入損失が得られる、請求項15に記載のデバイス。
  24. 活性層が、導波管伝搬用のクラッディング層として機能するために前記活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長されたDBRミラーの間に挟まれた、光入力信号に対する光電子サイリスタデジタル光吸収変調器として構成されて動作されるデバイスであって、前記最上部P++エミッタが前記デバイスのアノードであり、前記N+底部エミッタ領域が前記デバイスのカソードであり、前記N+イオン注入ソース領域が、高インピーダンスの第3端子入力ノードとして、前記n型反転チャネルと接点し、前記変調器は2つの状態を有し、一方は、非常に吸収性のあるノーマリーオフ状態に対応し、他方は、上部および下部の両方の量子井戸レベルが電子および正孔によって充填され、量子井戸の両方の組における吸収端がより高いエネルギーへシフトして、本質的に吸収損失が全くない状態で光信号が導波管を通過することが可能となるノーマリーオン状態に対応し、前記第3の端子は、前記光入力信号が通過した後で前記サイリスタが切り換わってオフ状態へ戻って次の光信号を吸収するように、電流源へバイアスされ、前記光入力が、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される前記能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記サイリスタ光変調器の前記能動型導波管へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物フリーの空孔不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現し、その結果、前記光変調器に対する効果的な単一経路ゲイン動作が得られる、請求項15に記載のデバイス。
  25. デュアル能動型導波管指向性カプラ光スイッチの動作に適合されたデバイスであって、狭い寸法の電気的に絶縁された光結合領域によって分離される2つの平行な能動型導波管を備え、前記結合領域は、SiO被覆層の存在下での熱処理によって前記領域のバンドギャップがわずかに増加する不純物不規則化などの技術によって作製され、各導波管は、第1の導波管に入る光パワーが、第2の導波管に最小限の距離に渡ってエバネッセント的に結合して、ごくわずかなパワー成分が前記第1の導波管内に残り得るように(クロス状態)、または前記光パワーが、前記第1の導波管に完全に結合して戻り(スルー状態)、ごくわずかなパワーが前記第2の導波管内に残り得るように、1つのソースノードと1つのP++ゲート/エミッタノードとによって電気的にアクセスされ、前記結合は、どちらかの導波管の前記ゲート/エミッタノードと前記ソースノードとの間に電圧を印加することによって開始され、前記電圧によって前記反転チャネル内に電子が注入されて、前記第2の導波管に対する前記第1の導波管の伝搬定数が変化し、前記伝播定数の変化は、第2の導波管に対する第1の導波管の吸収端がシフトして、光パワーの完全な結合を実現するための長さが著しく変化することに起因し、前記導波管は、導波管伝搬用のクラッディング層として機能するために前記活性層の上方に設けられまた活性層の下方に成長された前記DBRミラーを用いており、第1および第2の導波管への前記光入力は、前記高融点金属電極と前記N型導波用チャネル注入とによって規定される前記能動型導波管に自己整合された受動型導波管を通して、前記導波管へ入れられ、前記受動型導波管が、不純物の不規則化または同様の技術によって実現される前記受動領域におけるわずかに大きいエネルギーギャップによって、前記能動型導波管内への低挿入損失を実現して、屈折率の最小変化したがって前記受動型/能動型導波管界面におけるほぼゼロの反射率を実現し、その結果、非常に低い挿入損失が得られる、請求項15に記載のデバイス。
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