JP4717012B2 - サブバンド間における中赤外エレクトロルミネセンスのための半導体デバイス - Google Patents
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Description
Claims (33)
- 電子注入部と該電子注入部に隣接する活性領域とを含む半導体の多層を備え、
前記活性領域が、少なくとも2つの深い量子井戸を含み且つ該量子井戸層の側部に隣接して障壁層がある多数の層を有し、前記電子注入部から前記量子井戸の高エネルギーレベルに注入された電子が、光子を放出して下位エネルギーレベルまで緩和し、前記活性領域の最後の障壁層を越えた領域にまで伝送されるようになっており、
前記活性領域内の深い量子井戸の各々の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギーが、前記電子注入部内の前記量子井戸層の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギーより低くなっている、
ことを特徴とする半導体構造。 - 前記電子注入部及び前記活性領域の上に上位閉じ込め層及び上位クラッド層を、
前記電子注入部及び前記活性領域の下に下位閉じ込め層、下位クラッド層及び基板をさらに含む請求項1に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域がAlGaAsの障壁層及びInGaAsの深い量子井戸を有する、請求項2に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が量子井戸層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、少なくとも1つの層が張力歪み材料である複数の障壁層を有する、請求項2に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、AlGaAsの障壁層、GaAsPの障壁層及びInGaAsの深い量子井戸を有する、請求項2に記載の半導体構造。 - 前記上位閉じ込め層、前記下位閉じ込め層、前記上位クラッド層及び前記下位クラッド層が、GaAsにより形成されている、請求項2に記載の半導体構造。
- 前記活性領域の前記深い量子井戸が窒素を含む、請求項1に記載の半導体構造。
- 前記活性領域における最も高い障壁層の上部と前記活性領域内の量子井戸における上位エネルギーレベルとの間のエネルギー差が、前記活性領域内の前記量子井戸における上位エネルギーレベルと下位エネルギーレベルとの差よりも大きい、請求項1に記載の半導体構造。
- 各々が、電子注入部と該電子注入部に隣接する活性領域とを含む半導体の多層を備える少なくとも2つのステージを含み、前記活性領域が、少なくとも2つの深い量子井戸を含み且つ該量子井戸層のいずれかの側部に隣接して障壁層がある多数の層を有し、前記電子注入部から前記量子井戸の高エネルギーレベルに注入された電子が、光子を放出して下位エネルギーレベルまで緩和し、前記活性領域の最後の障壁層を越えた領域にまで伝送されるようになっており、
前記活性領域内の深い量子井戸の各々の伝導エネルギーバンドの底部が、前記電子注入部内の前記量子井戸層の伝導エネルギーバンドの底部より低く、
前記ステージが、或るステージにおける前記活性領域からの電子を次のステージにおける前記電子注入部に移動させることを可能にする半導体層によって分離されている、
ことを特徴とする半導体構造。 - 前記ステージを分離する前記半導体層の厚さが5〜20nmである、請求項9に記載の半導体構造。
- 前記ステージの上に上位閉じ込め層及び上位クラッド層を、前記ステージの下に下位閉じ込め層、下位クラッド層及び基板をさらに含む、請求項9に記載の半導体構造。
- 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が、超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、AlGaAsの障壁層及びInGaAsの深い量子井戸を有する、請求項11に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が量子井戸層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、少なくとも1つの層が張力歪み材料である複数の障壁層を有する、請求項11に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が、超格子としてのGaAs及びAlGaAsの多層により形成され、 前記活性領域が、AlGaAsの障壁層と、GaAsPの障壁層と、InGaAsの深い量子井戸とを有する、請求項11に記載の半導体構造。 - 前記上位閉じ込め層、前記下位閉じ込め層、前記上位クラッド層及び前記下位クラッド層が、GaAsにより形成されている、請求項11に記載の半導体構造。
- 前記活性領域における1又は複数の前記深い量子井戸が窒素を含む、請求項9に記載の半導体構造。
- 前記活性領域における最も高い障壁層の上部と前記活性領域内の前記量子井戸における上位エネルギーレベルとの間のエネルギー差が、前記活性領域内の前記量子井戸における上位エネルギーレベルと下位エネルギーレベルとの間のエネルギー差より大きい、請求項9に記載の半導体構造。
- 電子注入部と該電子注入部に隣接する活性領域とを含む半導体の多層を備え、
前記活性領域が、少なくとも1つの深い量子井戸を含み且つ該量子井戸層の側部に隣接して障壁層がある多数の層を有し、前記電子注入部から前記量子井戸の高エネルギーレベルに注入された電子が、光子を放出して下位エネルギーレベルまで緩和し、前記活性領域の最後の障壁層を越えた領域にまで伝送されるようになっており、
前記活性領域内の深い量子井戸の各々の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギー、及び、深い量子井戸の各々における前記下位エネルギーレベルが、前記電子注入部内の前記量子井戸層の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギーより低くなっている、
ことを特徴とする半導体構造。 - 前記電子注入部及び前記活性領域の上に上位閉じ込め層及び下位クラッド層を、
前記電子注入部及び前記活性領域の下に下位閉じ込め層、下位クラッド層及び基板をさらに含む請求項18に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、AlGaAsの障壁層及びInGaAsの深い量子井戸を有する、請求項19に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が量子井戸層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、少なくとも1つの層が張力歪み材料である障壁層を有する、請求項19に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、AlGaAsの障壁層と、GaAsPの障壁層と、InGaAsの深い量子井戸とを有する、請求項19に記載の半導体構造。 - 前記上位閉じ込め層、前記下位閉じ込め層、前記上位クラッド層及び前記下位クラッド層が、GaAsにより形成されている、請求項19に記載の半導体構造。
- 前記活性領域の前記少なくとも1つの深い量子井戸が窒素を含む、請求項18に記載の半導体構造。
- 前記活性領域における最も高い障壁層の上部と、前記活性領域における前記少なくとも1つの深い量子井戸における上位エネルギーレベルとの間のエネルギー差が、前記活性領域内の前記量子井戸における上位エネルギーレベルと下位エネルギーレベルとの間のエネルギー差より大きい、請求項18に記載の半導体構造。
- 各々が、電子注入部と該電子注入部に隣接する活性領域とを含む半導体の多層を備える少なくとも2つのステージを備え、
前記活性領域が、少なくとも1つの深い量子井戸を含み、且つ、該量子井戸層の側部に隣接する多数の層を有し、前記電子注入部から前記量子井戸の高エネルギーレベルに注入された電子が、光子を放出して下位エネルギーレベルまで緩和し、前記活性領域の最後の障壁層を越えた領域にまで伝送されるようになっており、
前記活性領域内の深い量子井戸の各々の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギー、及び、深い量子井戸の各々における前記下位エネルギーレベルが、前記電子注入部内の前記量子井戸層の伝導エネルギーバンドの底部のエネルギーより低く、
前記ステージが、或るステージにおける前記活性領域からの電子を次のステージにおける前記電子注入部に移動させることを可能にする半導体層によって分離されている、ことを特徴とする半導体構造。 - 前記ステージの上に上位閉じ込め層及び上位クラッド層を、前記ステージの下に下位閉じ込め層、下位クラッド層及び基板をさらに含む、請求項26に記載の半導体構造。
- 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAs層及びAlGaAs層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域がAlGaAsの障壁層とInGaAsの深い量子井戸とを有する、請求項27に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が量子井戸層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、少なくとも1つの層が張力歪み材料である複数の障壁層を有する、請求項27に記載の半導体構造。 - 前記基板がGaAsにより形成され、
前記電子注入部が超格子としてのGaAsの層及びAlGaAsの層を含む多数の層により形成され、
前記活性領域が、AlGaAsの障壁層、GaAsPの障壁層及びInGaAsの深い量子井戸を有する、請求項27に記載の半導体構造。 - 前記上位閉じ込め層、前記下位閉じ込め層、前記上位クラッド層及び前記下位クラッド層がGaAsにより形成されている、請求項27に記載の半導体構造。
- 前記活性領域の前記少なくとも1つの深い量子井戸が窒素を含む、請求項26に記載の半導体構造。
- 前記活性領域における最も高い障壁層と前記活性領域内の前記少なくとも1つの深い量子井戸における上位エネルギーレベルとの間のエネルギー差が、前記活性領域内の前記量子井戸における上位エネルギーレベルと下位エネルギーレベルとの間のエネルギー差より大きい、請求項26に記載の半導体構造。
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