JPH08139360A - 半導体ヘテロ接合材料 - Google Patents

半導体ヘテロ接合材料

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JPH08139360A
JPH08139360A JP6829795A JP6829795A JPH08139360A JP H08139360 A JPH08139360 A JP H08139360A JP 6829795 A JP6829795 A JP 6829795A JP 6829795 A JP6829795 A JP 6829795A JP H08139360 A JPH08139360 A JP H08139360A
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algainp
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JP6829795A
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Toshiharu Horikawa
俊治 堀川
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ヘテロ接合に伴うヘテロ障壁の形成を
抑制する。 【構成】 ＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＡｓとＡｌ
ＩｎＰ、ＧａＡｌＡｓとＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＡｌＡｓ
とＡｌＩｎＰの組み合わせからなるヘテロ接合部に於い
て、その中間にＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる層を中間層
として挿入する。また、中間層内で元素の構成比率を変
化させる。 【効果】 大きなバンド不連続性に伴うヘテロ障壁の発
生が回避され、ＬＥＤにあっては、順方向電圧が低減さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ヘテロ接合からな
る材料に係わり、特に半導体ヘテロ接合材料の電気的特
性の改善をもたらす材料構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】異なる半導体材料を接合させた半導体異
種接合（ヘテロ接合）材料は、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等の光デバイスや高移動度電界効果型トランジスタ
等の電子デバイス用途として用いられている。
【０００３】半導体をヘテロ接合させると、ヘテロ接合
を構成する各単体の半導体では得られなかった優れた物
性が顕現される。高移動度トランジスタでは、例えばＧ
ａＡｓとＡｌＧａＡｓとのヘテロ接合界面に出現する２
次元電子を利用している。２次元電子によって発現され
る高い電子移動度を利用して、トランジスタ特性の向上
がもたらされている。ヘテロ接合により顕現される優れ
た特性の多くは、この様にヘテロ接合材料の界面物性に
依っており、界面の特性がヘテロ接合材料からなるデバ
イスの特性を左右する。
【０００４】電子デバイスに限らず、化合物半導体から
なるＬＥＤやレーザダイオード（ＬＤ）等の光デバイス
にも従来からヘテロ接合材料が利用されている。これら
の化合物半導体光デバイスに利用されているヘテロ接合
を構成する化合物半導体には、例えばＡｌＧａＡｓ、Ｇ
ａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰやＡｌＧａＩｎＰ等がある。例え
ばＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰから構成されるヘテロ接
合系は既に短波長ＬＥＤ用途のヘテロ接合材料として利
用されている（Ｊ．Ｆ．Ｌｉｎ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．
Ｌｅｔｔ．，２９（１９９３）、１３４６．）。
【０００５】従来の赤色、橙色、黄色若しくは緑色の発
光を呈するＬＥＤ用途のヘテロ接合にあっては、同接合
を構成する層は元素周期律表の第 III族であるＡｌ、Ｇ
ａ若しくはＩｎと、第Ｖ族に属するＰやＡｓとを組み合
わせてなる３元もしくは４元混晶であった（例えば野口
宗昭、「東芝レビュー」、第４８巻第１２号（１９９
３）、８７９頁）。ここで、３元混晶とは３つの異なる
元素から、４元混晶とは異なる４つの元素から構成され
る混晶を言うが、従来、５つの異なる元素からなる５元
混晶からなるヘテロ接合材料を含む化合物半導体ＬＥＤ
は今迄に知られていない。
【０００６】ＬＥＤ用途としての従来のヘテロ接合系を
電子論的に顧みるに、ヘテロ接合に於いては接合を形成
する半導体相互のエネルギーバンド構造の差異により、
接合界面に於いて伝導帯及び価電子帯にバンドの不連続
性に伴うヘテロ障壁が生じる。例えば、ｐ型の導電性を
有するＧａＡｓと、同じくｐ型の導電性を有するＡｌＧ
ａＩｎＰによりヘテロ接合を形成した場合、図１に示す
様にヘテロ接合界面（１０４）で価電子帯（１０６）の
バンドの不連続性により、価電子帯にスパイク状のポテ
ンシャル障壁（ヘテロ障壁）（１０３）が形成される。
このヘテロ障壁はｐ型半導体のキャリヤである正孔の運
動に対して障壁として作用する。そのため、このような
ヘテロ障壁を横切って電流を流通させようとした場合、
電流の導通が阻害される。即ち、ヘテロ障壁は電気抵抗
を増大させる大きな要因となっていた。
【０００７】このような現象はｎ型の導電性を有する半
導体同士によるヘテロ接合の場合も同様に生じる。その
場合は、ヘテロ障壁は伝導帯に形成され、ｎ型半導体の
キャリヤである電子の運動に対して障壁として作用す
る。
【０００８】ＬＥＤにあっては、発光を得るためにヘテ
ロ接合材料等のＬＥＤ用途材料に順方向の電圧を電極間
に印加する。例えば、ｐ型半導体上に設けたｐ型電極が
正電圧側に、逆にｎ型半導体上に設けたｎ型電極は負電
圧側となる様に電圧を加える。このようにして、ＬＥＤ
では通常は電流をヘテロ接合を横切って導通させる。そ
のため、前述の理由によりヘテロ接合を有するＬＥＤに
あっては、ヘテロ障壁の影響が順方向電圧の増大として
現れていた。
【０００９】消費電力の小さい、或いは信頼性の高いＬ
ＥＤを得るためには、順方向の電圧を低下させることが
必要である。なぜなら、ある一定の電流を流すのに必要
な順方向電圧を低下出来れば、それはすなわち消費電力
を小さくしたことになり、また同時にＬＥＤにかかる負
荷が少なくなるためＬＥＤの劣化が起きにくくなるため
である。
【００１０】従来は、このヘテロ障壁による電気抵抗を
低減するために、ヘテロ接合を形成する二種類の半導体
に対して、その中間の大きさのバンドギャップを有する
半導体を、中間層として接合界面に挿入する構造が用い
られていた。例えば、先に述べたｐ型のＧａＡｓとｐ型
のＡｌＧａＩｎＰによるヘテロ接合の場合では、接合部
にバンドギャップの大きさがＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰ
の中間であるｐ型のＧａＩｎＰを、中間層として挿入す
る構造が用いられていた（Ｋ．Ｉｔａｙａ他、Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２（１９９３）、１９１
９．）。この場合、接合部のエネルギーバンド構造は図
２に示す様になる。ＧａＩｎＰからなる中間層（１０
７）を挿入した場合、図２に示す如くヘテロ障壁（１０
３）がｐ型ＧａＡｓ層（１０１）とＧａＩｎＰからなる
中間層（１０７）並びにＧａＩｎＰからなる中間層（１
０７）とｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１０２）の双方のヘテ
ロ接合界面（１０４）に形成される。各々のヘテロ障壁
（１０３）の大きさは中間層（１０７）を挿入しない場
合と比較すると小さくなる。従って、この方法によりヘ
テロ接合材料の電気抵抗をある程度低減することが可能
ではあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上述べた従
来の方法でもやはり二箇所のヘテロ障壁が存在するた
め、依然として電気抵抗を充分に低下させるには事足り
なかった。このため、ヘテロ接合材料からなる高性能の
ＬＥＤを得るにはヘテロ接合部の電気抵抗の更なる低減
が求められていた。
【００１２】ここで、バンドギャップの大きさがヘテロ
接合を形成する二種類の半導体の中間にあって、かつバ
ンドギャップの大きさが各々異なる複数の半導体からな
る複数の層を、バンドギャップの大きさが順次変化する
ように並べることにより中間層を構成すれば、ヘテロ障
壁はさらにこまかく分割されるため、電気抵抗をさらに
低減できることは容易に類推できる。しかし、そのため
に適当なバンドギャップを持った半導体の組み合わせを
得ることは容易ではなかった。
【００１３】本発明はヘテロ接合材料の電流−電圧特性
に現れる大きな電気抵抗成分を減少出来る、新たなヘテ
ロ接合系からなるヘテロ接合材料を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は構成する
元素の一部若しくは全てを異にする三種類の半導体を順
次積層した構造のヘテロ接合を形成するに際し、中間の
層は他の二層を構成する元素の全ての元素を含んだ半導
体とすることにより、ヘテロ接合部に生じるヘテロ障壁
による電気抵抗の増大を抑制した半導体ヘテロ接合材料
を提供するものである。即ち、ＧａＡｓとＡｌＧａＩｎ
Ｐ、ＧａＡｓとＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓとＡｌＧａＩ
ｎＰ、ＡｌＧａＡｓとＡｌＩｎＰの組み合わせからなる
ヘテロ接合に於いて、その中間にＡｌＧａＩｎＰＡｓか
らなる層を挿入した構造の接合とすることにより、ヘテ
ロ障壁による電気抵抗の増大を抑制したヘテロ接合部を
含む半導体ヘテロ接合材料を提供することが出来る。ま
た、中間層を構成する元素の組成はヘテロ接合を構成す
る一方の半導体とのヘテロ接合界面より他方の半導体と
のヘテロ接合界面に至る間に段階的に或いは連続的に変
化させると一層効果的である。三種類の半導体の積層構
造部は材料中のどの部位に位置していてもよい。
【００１５】中間層とする半導体材料はヘテロ接合を形
成する半導体の構成元素の全てを含むものとする。例え
ばＧａとＡｓから構成されるＧａＡｓとＡｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎとＰからなるＡｌＧａＩｎＰ４元混晶とから形成され
るヘテロ接合系では、ヘテロ接合の構成層をなしている
のはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ及びＡｓの５元素であるか
ら、中間層はこれら５元素から構成されるＡｌＧａＩｎ
ＰＡｓ５元混晶となる。中間層をヘテロ接合系を形成す
る半導体の構成元素をすべて含む半導体からなる層とす
るのは、当該中間層の組成を制御することにより、中間
層を形成する半導体のバンドギャップを、ヘテロ接合を
形成する他の二種類の半導体のバンドギャップの中間の
任意の大きさに設定することが可能となるからである。
【００１６】ヘテロ接合を形成する二種類の半導体の中
間に中間層を挿入するには、以下に述べるような手順で
行えばよい。例えばＧａＡｓ単結晶基板上に先ずＧａＡ
ｓ膜を堆積する。次に、ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層をＧａＡ
ｓ膜上に設ける。ここでＡｌＧａＩｎＰＡｓの組成を形
式的にＡｌX ＧａY ＩｎZ ＰU ＡｓW で表すとする。
Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ及びＷは各元素の構成比を表し、化学量
論性よりＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１、Ｕ＋Ｗ＝１が成り立つように
構成する。ＡｌＧａＩｎＰＡｓの堆積に際しては、Ａｌ
ＧａＩｎＰＡｓの組成のうちＩｎとＰの割合、つまり前
記表記方法のＺとＵについて、ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層内
でＺ＝Ｕ／２の関係が成り立つように組成を制御すれば
ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層はＧａＡｓとほぼ格子整合し、結
晶性の良い薄膜を得ることができる。然る後に、ＡｌＧ
ａＩｎＰＡｓ層上にＡｌＩｎＰを堆積する。ここでＡｌ
ＩｎＰの組成を形式的にＡｌS ＩｎT Ｐで表すとする。
Ｓ及びＴはＡｌとＩｎの構成比を各々表し、化学量論性
よりＳ＋Ｔ＝１が成り立つように構成する。この場合、
ＡｌＩｎＰ層においてＳ＝Ｔ＝０．５とするとＧａＡｓ
とほぼ格子整合するため、組成をこの値の近傍とすると
結晶性に優れたＡｌＩｎＰ薄膜が得られ易い。この様に
順次積層を実施すれば、ＧａＡｓ層とＡｌＩｎＰ層とＡ
ｌＧａＩｎＰＡｓ層の三層からなり、ＡｌＧａＩｎＰＡ
ｓを中間層として含むヘテロ接合材料が得られる。なお
堆積には、分子線エピタキシー（ＭＢＥ法）や有機金属
気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）などの方法を用いればよ
い。
【００１７】ＡｌＧａＩｎＰＡｓ５元混晶の組成は中間
層の積層方向に段階的若しくは連続的に変化させるのが
好ましい。これにより、バンドギャップの大きさを、ヘ
テロ接合している一方の半導体とほぼ同じ大きさから他
方の半導体とほぼ同じ大きさに至る迄、段階的或いは連
続的に変化させた中間層を得ることが出来る。この様な
組成に勾配を持った中間層を設けることにより、従来の
ヘテロ接合系に於ける様な大きなバンド不連続性に基づ
くヘテロ障壁の形成が抑制され、ヘテロ障壁によって生
じる電気抵抗の増大の問題が解決される。
【００１８】例えば本発明に係わるＡｌＧａＩｎＰＡｓ
からなる中間層を備えたＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰとの
ヘテロ接合系を図３に模式的に示す。図３に示す例で
は、ヘテロ接合をｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）上に設け
てある。ヘテロ接合の構成要素であるｐ型ＧａＡｓ層
（１０１）とｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１０２）との中間
にｐ型のＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層（１０７）
を挿入してある。
【００１９】中間層の組成を層内で連続的に変化させる
場合には、ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層（１０
７）の各元素の組成は次のように変化させるのが好まし
い。すなわちＡｌＧａＩｎＰＡｓはＧａＡｓとＡｌＧａ
ＩｎＰとの混合物と考えることが出来るため、ＡｌＧａ
ＩｎＰＡｓを構成する各元素の構成比を、ＧａＡｓとＡ
ｌＧａＩｎＰとの割合に換算した場合に、中間層（１０
７）内でｐ型ＧａＡｓ層（１０１）との界面からｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層（１０２）との界面に向かって、ＧａＡ
ｓの割合が１から０に、同時にＡｌＧａＩｎＰの割合が
０から１に連続的に変化するのと対応するように各元素
の構成比を変化させる。これにより、ＡｌＧａＩｎＰＡ
ｓからなる中間層（１０７）のバンドギャップの大きさ
は、ＧａＡｓのバンドギャップの大きさからＡｌＧａＩ
ｎＰのバンドギャップの大きさへと中間層（１０７）内
で連続的に変化する。
【００２０】ＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接合系に
ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を設けた場合のエネ
ルギーバンド構造を図４に示す。図４は上述のように中
間層の組成を連続的に変化させた場合に相当する。ま
た、ＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層、
ＡｌＧａＩｎＰ層は、ともにｐ型の導電性を有するもの
とした。上述の如くＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層
の組成をＧａＡｓとの界面からＡｌＧａＩｎＰとの界面
に向かって連続的に変化させることにより、中間層自体
のバンドギャップを連続的に変化させた結果、従来のヘ
テロ界面でのヘテロ障壁の形成が回避されている。
【００２１】中間層の組成は段階的に変化させても構わ
ない。例えば上記のＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接
合系に於いて、中間に組成を各々異にする、すなわち、
バンドギャップを異にするＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる
薄膜層を数層、適当な順序で積層させるとバンドギャッ
プを段階的に変化させることができる。例えばＧａＡｓ
からＡｌＧａＩｎＰ側に向けて、バンドギャップを順次
高くしたＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる薄膜層を数層積層
させると良い。積層させる各々の薄膜層の膜厚や積層さ
せる層数には限定はない。
【００２２】ＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接合系に
ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を設け、組成を段階
的に変化させた場合のエネルギーバンド構造を図５に示
す。図５は中間層として、４段階に分けて組成を段階的
に変化させたＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる薄膜層を積層
した場合に相当する。また、ＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎ
ＰＡｓからなる中間層、ＡｌＧａＩｎＰ層は、ともにｐ
型の導電性を有するものとした。上述の如くＡｌＧａＩ
ｎＰＡｓからなる中間層（１０７）の組成をＧａＡｓと
の界面からＡｌＧａＩｎＰとの界面に向かって４段階に
わけて変化させることにより、中間層（１０７）のバン
ドギャップを段階的に変化させた結果、従来１箇所であ
ったヘテロ界面でのヘテロ障壁が５箇所に分割される。
この結果、各々のヘテロ接合障壁の大きさは従来のヘテ
ロ界面でのヘテロ障壁と比較して小さくなり、ヘテロ接
合部の電気抵抗を大きく軽減することが可能となる。も
ちろん、組成を変化させる段階は４段階とは限らない。
適当なバンドギャップを持った半導体は、本発明による
ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層においては、組成を
調整することにより容易に得られる。
【００２３】前述の例では、ヘテロ接合を構成する半導
体の導電型がｐ型の場合について説明したが、ヘテロ接
合を構成する半導体の伝導型はｐ型でもｎ型でもよい。
ただし、本発明はｐ型同士あるいはｎ型同士の半導体の
ヘテロ接合の場合に有効な半導体ヘテロ接合材料であ
り、ｐ型とｎ型の半導体によるヘテロ接合の場合に用い
るものではない。ヘテロ接合を構成する半導体の膜厚及
びキャリア濃度に特に制限はない。また、本発明はヘテ
ロ接合界面の物性に対象としているため、中間層の膜厚
及びキャリア濃度にも規定は無い。中間層の導電型は、
ヘテロ接合を構成する半導体と同じとすれば良い。
【００２４】
【作用】ヘテロ接合を構成する半導体間のバンドギャッ
プの急激な変化を解消することにより、電気抵抗の増大
をもたらすヘテロ接合部のヘテロ障壁の形成を抑制する
作用を有する。
【００２５】
【実施例】本発明を実施例を基に詳細に説明する。 実施例１ 本実施例では、ＬＥＤ用途のＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰ
とのヘテロ接合材料を例に挙げる。図６にＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＩｎＰヘテロ接合系に中間層としてＡｌＧａＩｎ
ＰＡｓ層を挿入してなるＬＥＤ用途のヘテロ接合材料の
断面模式図を示す。この実施例ではＧａＡｓからなるバ
ッファ層とＡｌＧａＩｎＰからなる発光層との間にＡｌ
ＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を設けた三層積層構造を
含んでいる。
【００２６】上記のヘテロ接合材料はＺｎドープの単結
晶のｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）上に設けた。ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板（１０８）上にはＺｎをドーピングしたｐ型の
ＧａＡｓ層（１０１）を堆積した。このｐ型ＧａＡｓ層
（１０１）は、品質の悪い基板の結晶性が発光部に及ぼ
す影響を緩和するためのバッファ層の役割を果たすもの
である。ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）の膜厚は約１×１０
-4ｃｍとし、キャリア濃度は約２×１０18ｃｍ-3とし
た。
【００２７】ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）の上には、Ｚｎ
ドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層を中間層（１０７）
として堆積した。この中間層の厚さは概ね２×１０-5ｃ
ｍとした。中間層（１０７）のキャリア濃度は概ね１×
１０17ｃｍ-3から２×１０18cm-3の範囲に収納させた。
【００２８】ＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層（１０
７）の組成は、前述のようにＡｌXＧａY ＩｎZ ＰU Ａ
ｓW の表記で表すと、ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）との接
合界面ではＹ＝Ｗ＝１とし、Ｘ＝Ｚ＝Ｕ＝０とした。ま
た、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層（１０９）との接合界面
では、Ｘ＝０．２５、Ｙ＝０．２５、Ｚ＝０．５、Ｕ＝
１、Ｗ＝０とした。即ち、中間層（１０７）内では、Ｇ
ａＡｓ層（１０１）との接合界面からｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ発光層（１０９）との接合界面に向かって、Ａｌ組成
を０から０．２５に、Ｇａ組成を１から０．２５に、Ｉ
ｎ組成を０から０．５に、Ａｓ組成を１から０に、Ｐ組
成を０から１に連続的に変化させた。これにより、中間
層（１０７）の内にはヘテロ接合を形成するＧａＡｓと
ＡｌＧａＩｎＰを構成する５つの元素が全て含まれてい
ることとなった。
【００２９】中間層（１０７）上には、発光層としたｐ
型のＡｌＧａＩｎＰ層（１０９）を堆積した。このＡｌ
ＧａＩｎＰ発光層（１０９）の組成は、Ａｌk Ｇａl Ｉ
ｎmＰで表すとｋ＝ｌ＝０．２５、ｍ＝０．５とした。
この組成は前記の中間層（１０７）のｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ発光層（１０９）側の界面での組成と一致している。
この結果、ＡｌＧａＩｎＰ層（１０９）のバンドギャッ
プは室温で約２．２ｅＶとなった。また、Ｚｎをドーピ
ングすることによりキャリア濃度は約６×１０16ｃｍ-3
とし、膜厚は１×１０-4ｃｍとした。
【００３０】ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層（１０９）上に
は、ｎ型のＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）を設けた。Ｓｅ
ドープのｎ型のＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）のキャリア
濃度は約１×１０18ｃｍ-3とし、膜厚は３×１０-4ｃｍ
とした。また、ｎ型のＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）の組
成は、Ａｌk Ｇａl Ｉｎm Ｐで表すとｋ＝０．３、ｌ＝
０．２、ｍ＝０．５とした。
【００３１】ｎ型のＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）上に
は、ｎ型電極（１１１）を設けた。ｐ型電極（１１２）
はｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）の裏面に設け、緑色発光
を目的としたＬＥＤを構成した。
【００３２】電極（１１１及び１１２）間に順方向に電
圧を印加し、波長が５６０ｎｍ近傍の緑色発光を得た。
本発明に係わるヘテロ接合材料からなるＬＥＤでは、５
ｍＡの動作電流を電極間に流通させるに必要とした順方
向電圧は２．２Ｖ近傍以下に迄、低減された。一方、Ａ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を備えていないＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接合から構成された従来のＬ
ＥＤの場合には、ｐ側電極からｎ側電極に５ｍＡの電流
を流すのに８Ｖ程度の順方向電圧を必要とした。これよ
り、本発明の優位性が明らかとなった。
【００３３】実施例２ 本発明の別の実施例を説明する。本実施例では、ＬＥＤ
用途のＧａＡｓとＡｌＩｎＰとのヘテロ接合材料を例に
挙げる。図７にＧａＡｓ／ＡｌＩｎＰヘテロ接合系にＡ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を挿入してなるＬＥＤ
用途のヘテロ接合材料の断面模式図を示す。
【００３４】ｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）とｐ型ＧａＡ
ｓ層（１０１）は実施例１と同じとした。
【００３５】ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）の上には、Ｚｎ
ドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層を中間層（１０７）
として堆積した。中間層（１０７）の厚さとキャリア濃
度は実施例１と同じとした。
【００３６】中間層（１０７）の組成はＡｌX ＧａY Ｉ
ｎZ ＰU ＡｓW で表すと、ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）と
の接合界面ではＹ＝Ｗ＝１とし、Ｘ＝Ｚ＝Ｕ＝０とし
た。また、ｐ型ＡｌＩｎＰ層（１１３）との接合界面で
は、Ｘ＝０．５、Ｙ＝０、Ｚ＝０．５、Ｕ＝１、Ｗ＝０
とした。即ち、中間層（１０７）層内では、ＧａＡｓ層
（１０１）との接合界面からｐ型ＡｌＩｎＰ層（１１
３）との接合界面に向かって、Ａｌ組成を０から０．５
に、Ｇａ組成を１から０に、Ｉｎ組成を０から０．５
に、Ａｓ組成を１から０に、Ｐ組成を０から１に連続的
に変化させた。これにより、中間層（１０７）の内には
ヘテロ接合を形成するＧａＡｓとＡｌＩｎＰを構成する
５つの元素が全て含まれていることとなった。
【００３７】中間層（１０７）上には、ｐ型のＡｌＩｎ
Ｐ層（１１３）を堆積した。ｐ型のＡｌＩｎＰ層（１１
３）の組成は、前述のＡｌS ＩｎT Ｐの表記に従うとＳ
＝Ｔ＝０．５とした。この組成は前記のＡｌＧａＩｎＰ
Ａｓからなる中間層（１０７）のｐ型ＡｌＩｎＰ層（１
１３）側界面における組成と同じである。ｐ型のＡｌＩ
ｎＰ層（１１３）のキャリア濃度はＺｎをドーピングす
ることにより約６×１０16ｃｍ-3とし、膜厚は１×１０
-4ｃｍとした。
【００３８】ｐ型のＡｌＩｎＰ層（１１３）上には、ｎ
型のＡｌＧａＩｎＰ層（１１４）を発光層として設け
た。ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層（１１４）にはＳｅをド
ープし、キャリア濃度を約１×１０17ｃｍ-3とした。ま
た、膜厚は１．５×１０-4ｃｍとした。ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ発光層（１１４）の組成はＡｌk Ｇａl Ｉｎm Ｐで
表すとｋ＝ｌ＝０．２５、ｍ＝０．５とした。ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ発光層（１１４）のバンドギャップは室温で
約２．２ｅＶとなった。
【００３９】ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層（１１４）上に
は、ｎ型の電極（１１１）を設けた。ｐ型電極（１１
２）はｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）の裏面に設け、緑色
発光を目的としたＬＥＤを構成した。
【００４０】電極（１１１及び１１２）間に順方向に電
圧を印加し、波長が５６０ｎｍ近傍の緑色発光を得た。
本発明に係わるヘテロ接合材料からなるＬＥＤでは、５
ｍＡの動作電流を電極間に流通させるに必要とした順方
向電圧は２．２Ｖ近傍以下に迄、低減された。一方、Ａ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層（１０７）を備えてい
ないＧａＡｓ／ＡｌＩｎＰヘテロ接合から構成された従
来のＬＥＤの場合には、ｐ側電極からｎ側電極に５ｍＡ
の電流を流すのに１５Ｖ程度の順方向電圧を必要とし
た。これより、本発明の優位性が明らかとなった。
【００４１】実施例３ 本発明の別の実施例を説明する。本実施例では、ＬＥＤ
用途のＡｌＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰとのヘテロ接合材
料を例に挙げる。図８にＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰ
ヘテロ接合系にＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を挿
入してなるＬＥＤ用途のヘテロ接合材料の断面模式図を
示す。
【００４２】ｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）は実施例１と
同じとした。また、ｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）上には
Ｚｎをドーピングしたｐ型ＧａＡｓ層（１０１）を堆積
した。このＧａＡｓ層（１０１）は、品質の悪い基板の
結晶性が発光部に及ぼす影響を緩和するためのバッファ
層の役割を果たすものある。このＧａＡｓ層（１０１）
の厚さは５×１０-5ｃｍであり、Ｚｎを不純物として添
加し、ｐ型で２×１０18ｃｍ-3のキャリア濃度を得た。
【００４３】ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）の上には、ｐ型
のＡｌＧａＡｓからなるブラッグ反射層（１１５）を積
層した。このｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層（１１
５）は、屈折率の異なる半導体膜を交互に積み重ねるこ
とにより、反射鏡を形成するものである（伊賀健一、小
山二三夫、「面発光レーザ」、オーム社（１９９０）、
１１８頁）。このｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層（１
１５）は、Ａｌが０．４、Ｇａが０．６の組成からなる
ＡｌＧａＡｓ層（Ａ層）と、Ａｌが０．９５、Ｇａが
０．０５の組成からなるＡｌＧａＡｓ層（Ｂ層）とをＡ
層−Ｂ層−Ａ層−Ｂ層−の順に交互に１２層積層し、最
後にＡ層を積層した構造のものである。ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓブラッグ反射層（１１５）は、厚さを１．２×１０-4
ｃｍとし、Ｚｎをドーピングすることによりキャリア濃
度を２×１０18ｃｍ-3とした。
【００４４】ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層（１１
５）の上には、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層
を中間層（１０７）として堆積した。この中間層（１０
７）の厚さとキャリア濃度は実施例１と同じとした。
【００４５】中間層（１０７）の組成はＡｌX ＧａY Ｉ
ｎZ ＰU ＡｓW で表すと、ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反
射層（１１５）との接合界面ではＸ＝０．４、Ｙ＝０．
６とし、Ｗ＝１、Ｚ＝Ｕ＝０とした。またｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層（１０２）との界面では、Ｘ＝０．３５、Ｙ＝
０．１５、Ｚ＝０．５、Ｕ＝１、Ｗ＝０とした。即ち、
中間層（１０７）内では、ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反
射層（１１５）との接合界面からｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
（１０２）との界面に向かって、Ａｌ組成を０．４から
０．３５に、Ｇａ組成を０．６から０．１５に、Ｉｎ組
成を０から０．５に、Ａｓ組成を１から０に、Ｐ組成を
０から１に連続的に変化させた。これにより、中間層
（１０７）の内にはヘテロ接合を形成するＡｌＧａＡｓ
とＡｌＧａＩｎＰを構成する５つの元素が全て含まれて
いることとなった。
【００４６】中間層（１０７）上にはｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層（１０２）を堆積した。このｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
（１０２）の組成は、Ａｌk Ｇａl Ｉｎm Ｐで表すとｋ
＝０．３５、ｌ＝０．１５、ｍ＝０．５とした。この組
成は前記の中間層（１０７）のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
（１０２）側界面での組成と一致している。この結果、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１０２）のバンドギャップは室
温で約２．３ｅＶとなった。また、Ｚｎをドーピングす
ることによりキャリア濃度は約１×１０17ｃｍ-3とし、
膜厚は１×１０-4ｃｍとした。
【００４７】ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１０９）の上には
ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）を堆積した。このＡｌ
ＧａＩｎＰ活性層（１１７）の組成は、Ａｌk Ｇａl Ｉ
ｎmＰで表すとｋ＝０．２５、ｌ＝０．２５、ｍ＝０．
５とした。この結果、ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）
のバンドギャップは室温で約２．２ｅＶとなった。ま
た、Ｚｎをドーピングすることによりキャリア濃度は約
５×１０16ｃｍ-3とし、膜厚は８×１０-5ｃｍとした。
【００４８】ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）の上には
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）を堆積した。このｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）の組成は、Ａｌk Ｇａl Ｉ
ｎｍＰで表すとｋ＝０．３５、ｌ＝０．１５、ｍ＝０．
５とした。この結果、ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）
のバンドギャップは室温で約２．３ｅＶとなった。ま
た、Ｓｅをドーピングすることによりキャリア濃度は約
１×１０１８ｃｍ-3とし、膜厚は３×１０-4ｃｍとし
た。
【００４９】ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層（１１０）の上には
ｎ型のＧａＡｓ層（１１６）を堆積した。このｎ型Ｇａ
Ａｓ層（１１６）はその上に設けるｎ型電極の接触抵抗
を小さくする目的の層である。ｎ型ＧａＡｓ層（１１
６）はＳｅをドーピングすることによりキャリア濃度を
１×１０18ｃｍ-3にした。また、膜厚は３×１０-5ｃｍ
とした。
【００５０】ｎ型ＧａＡｓ層（１１６）上には、ｎ型電
極（１１１）を設けた。ｐ型電極（１１２）はｐ型Ｇａ
Ａｓ基板（１０８）の裏面に設け、緑色発光を目的とし
たＬＥＤを構成した。なおｎ型ＧａＡｓ層（１１６）
は、ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）からの光の取り出
しのため、ＬＥＤ素子作製時にｎ型電極（１１１）直下
の部分を除いてエッチングにより除去した。
【００５１】電極（１１１及び１１２）間に順方向に電
圧を印加し、波長が５６０ｎｍ近傍の緑色発光を得た。
本発明に係わるヘテロ接合材料からなるＬＥＤでは、５
ｍＡの動作電流を電極間に流通させるに必要とした順方
向電圧は２．０Ｖ近傍以下に迄、低減された。一方、Ａ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を備えていないＡｌＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接合から構成された従来
のＬＥＤの場合には、ｐ側電極からｎ側電極に５ｍＡの
電流を流すのに２．５Ｖ程度の順方向電圧を必要とし
た。これより、本発明の優位性が明らかとなった。
【００５２】実施例４ 本発明の別の実施例を説明する。本実施例では、ＬＥＤ
用途のＡｌＧａＡｓとＡｌＩｎＰとのヘテロ接合材料を
例に挙げる。図９にＡｌＧａＡｓ／ＡｌＩｎＰヘテロ接
合系にＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を挿入してな
るＬＥＤ用途のヘテロ接合材料の断面模式図を示す。
【００５３】ｐ型ＧａＡｓ基板（１０８）は実施例１と
同じとした。また実施例３と同様に、基板（１０８）上
にはｐ型ＧａＡｓ層（１０１）およびｐ型ＡｌＧａＡｓ
ブラッグ反射層（１１５）を堆積した。
【００５４】ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層（１１
５）の上には、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層
を中間層（１０７）として堆積した。中間層（１０７）
の厚さとキャリア濃度は実施例１と同じとした。
【００５５】中間層（１０７）の組成はＡｌX ＧａY Ｉ
ｎZ ＰU ＡｓW で表すと、ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反
射層（１１５）との接合界面ではＸ＝０．４、Ｙ＝０．
６とし、Ｗ＝１、Ｚ＝Ｕ＝０とした。またｐ型ＡｌＩｎ
Ｐ層（１１３）との界面では、Ｘ＝０．５、Ｙ＝０、Ｚ
＝０．５、Ｕ＝１、Ｗ＝０とした。即ち、中間層（１０
７）内では、ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層（１１
５）との接合界面からｐ型ＡｌＩｎＰ層（１１３）との
界面に向かって、Ａｌ組成を０．４から０．５に、Ｇａ
組成を０．６から０に、Ｉｎ組成を０から０．５に、Ａ
ｓ組成を１から０に、Ｐ組成を０から１に連続的に変化
させた。これにより、中間層（１０７）の内にはヘテロ
接合を形成するＡｌＧａＡｓとＡｌＩｎＰを構成する５
つの元素が全て含まれていることとなった。
【００５６】中間層（１０７）上には、実施例２と同様
にｐ型のＡｌＩｎＰ層（１１３）を堆積した。ｐ型のＡ
ｌＩｎＰ層（１１３）の組成は、前述のＡｌS ＩｎT Ｐ
の表記に従うとＳ＝Ｔ＝０．５とした。この組成は前記
のＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層（１０７）のｐ型
ＡｌＩｎＰ層（１１３）側界面における組成と同じであ
る。ｐ型のＡｌＩｎＰ層（１１３）のキャリア濃度と膜
厚は実施例２と同じとした。
【００５７】ｐ型ＡｌＩｎＰ層（１１３）上には、実施
例３と同様にＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）を堆積し
た。このＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）の組成は、Ａ
ｌkＧａl Ｉｎm Ｐで表すとｋ＝０．２５、ｌ＝０．２
５、ｍ＝０．５とした。この結果、ＡｌＧａＩｎＰ活性
層（１１７）のバンドギャップは室温で約２．２ｅＶと
なった。また、Ｚｎをドーピングすることによりキャリ
ア濃度は約５×１０16ｃｍ-3とし、膜厚は８×１０-5ｃ
ｍとした。
【００５８】ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）の上には
ｎ型ＡｌＩｎＰ層（１１８）を堆積した。このｎ型Ａｌ
ＩｎＰ層（１１８）の組成は、前述のＡｌS ＩｎT Ｐの
表記に従うとＳ＝Ｔ＝０．５とした。また、Ｓｅをドー
ピングすることによりキャリア濃度は約１×１０18ｃｍ
-3とし、膜厚は５×１０-4ｃｍとした。
【００５９】ｎ型ＡｌＩｎＰ層（１１８）の上には実施
例３と同様にｎ型のＧａＡｓ層（１１６）を堆積した。
【００６０】ｎ型ＧａＡｓ層（１１６）上には、ｎ型電
極（１１１）を設けた。ｐ型電極（１１２）はｐ型Ｇａ
Ａｓ基板（１０８）の裏面に設け、実施例３と同様に緑
色発光を目的としたＬＥＤを構成した。なおｎ型ＧａＡ
ｓ層（１１６）は、ＡｌＧａＩｎＰ活性層（１１７）か
らの光の取り出しのため、ＬＥＤ素子作製時にｎ型電極
（１１１）直下の部分を除いてエッチングにより除去し
た。
【００６１】電極（１１１及び１１２）間に順方向に電
圧を印加し、波長が５６０ｎｍ近傍の緑色発光を得た。
本発明に係わるヘテロ接合材料からなるＬＥＤでは、５
ｍＡの動作電流を電極間に流通させるに必要とした順方
向電圧は２．１Ｖ近傍以下に迄、低減された。一方、Ａ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を備えていないＡｌＧ
ａＡｓ／ＡｌＩｎＰヘテロ接合から構成された従来のＬ
ＥＤの場合には、ｐ側電極からｎ側電極に５ｍＡの電流
を流すのに３Ｖ程度の順方向電圧を必要とした。これよ
り、本発明の優位性が明らかとなった。
【００６２】実施例５ 本発明の別の実施例を説明する。本実施例では、ＬＥＤ
用途のＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰとのヘテロ接合材料を
例に挙げる。図１０にＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ
接合系にＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を挿入して
なるＬＥＤ用途のヘテロ接合材料の断面模式図を示す。
【００６３】上記のヘテロ接合材料はＺｎドープのｐ型
ＧａＡｓ基板（１０８）上に設けた。ｐ型ＧａＡｓ基板
（１０８）は実施例１と同じものとした。ｐ型ＧａＡｓ
基板（１０８）上にはＺｎをドーピングしたｐ型のＧａ
Ａｓ層（１０１）をバッファ層として堆積した。ｐ型Ｇ
ａＡｓ層（１０１）は実施例１と同じとした。
【００６４】ｐ型ＧａＡｓ層（１０１）の上には、Ｚｎ
ドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰＡｓ層を中間層（１０７）
として堆積した。中間層（１０７）の厚さは概ね２×１
０-5ｃｍとした。中間層（１０７）のキャリア濃度は概
ね１×１０17ｃｍ-3から２×１０18ｃｍ-3の範囲に収納
させた。
【００６５】ｐ型のＡｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層
（１０７）は組成を段階的に変化させた４層により構成
した。中間層を構成する４層のＡｌＧａＩｎＰＡｓ層の
組成は、ＡｌX ＧａY ＩｎZ ＰU ＡｓW で表すと、Ｇａ
Ａｓ基板に近い層から順に第一中間層ではＸ＝０．０
５、Ｙ＝０．８５、Ｚ＝０．１、Ｕ＝０．２、Ｗ＝０．
８、第二中間層ではＸ＝０．１、Ｙ＝０．７、Ｚ＝０．
２、Ｕ＝０．４、Ｗ＝０．６、第三中間層ではＸ＝０．
１５、Ｙ＝０．５５、Ｚ＝０．３、Ｕ＝０．６、Ｗ＝
０．４、第四中間層ではＸ＝０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝
０．４、Ｕ＝０．８、Ｗ＝０．２とした。これら第一か
ら第四中間層にはヘテロ接合を形成するＧａＡｓとＡｌ
ＧａＩｎＰを構成する５つの元素が全て含まれているこ
ととなった。また、第一から第四中間層の厚さはそれぞ
れおよそ５×１０-6ｃｍにした。
【００６６】中間層（１０７）上には、実施例１と同様
にｐ型のＡｌＧａＩｎＰ発光層（１０９）とｎ型のＡｌ
ＧａＩｎＰ層（１１０）とを形成した。また、ｎ型電極
（１１１）およびｐ型電極（１１２）も実施例１と同様
に設け、緑色発光を目的としたＬＥＤを構成した。
【００６７】電極（１１１及び１１２）間に順方向に電
圧を印加し、波長が５６０ｎｍ近傍の緑色発光を得た。
本発明に係わるヘテロ接合材料からなるＬＥＤでは、５
ｍＡの動作電流を電極間に流通させるに必要とした順方
向電圧は２．５Ｖ近傍以下に迄、低減された。一方、Ａ
ｌＧａＩｎＰＡｓからなる中間層を備えていないＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＩｎＰヘテロ接合から構成された従来のＬ
ＥＤの場合には、ｐ側電極からｎ側電極に５ｍＡの電流
を流すのに８Ｖ程度の順方向電圧を必要とした。これよ
り、本発明の優位性が明らかとなった。
【００６８】
【発明の効果】ヘテロ障壁の形成を抑制でき、電気抵抗
の増大が回避されるため、ＬＥＤ等のデバイスの電気的
特性が改善される。本発明の効果は、ＡｌＧａＡｓとＧ
ａＩｎＰとからなるヘテロ接合においてＡｌＧａＩｎＰ
Ａｓを中間層として用いる場合でも同様に発揮される。
また、本発明の主旨は、構成する元素の一部若しくは全
てを異にする三種類の半導体を順次積層した構造のヘテ
ロ接合を形成するに際し、中間の層は他の二層を構成す
る元素の全ての元素を含んだ半導体とすることにより、
ヘテロ接合部に生じるヘテロ障壁による電気抵抗の増大
を抑制した半導体ヘテロ接合材料を提供することである
ため、これを応用すれば、他の材料によるヘテロ接合、
例えばＺｎＣｄＳｅとＣｄＳＳｅとからなるヘテロ接合
系に於いても、ＺｎＣｄＳＳｅを中間層として用いると
いう方法により同様に効果が発揮される。さらに、本発
明で述べた中間層の組成を段階的或いは連続的に変化さ
せた半導体ヘテロ接合材料では、他の物性例えば屈折率
などもヘテロ接合を形成する該二種類の半導体間で段階
的或いは連続的に変化させることができるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な半導体ヘテロ接合部のエネルギーバン
ド構造図である。
【図２】 従来の改良された半導体ヘテロ接合部のエネ
ルギーバンド構造図である。
【図３】本発明に係わる半導体ヘテロ接合の構成を説明
する図である。
【図４】本発明に係わる半導体ヘテロ接合部のエネルギ
ーバンド構造を説明する図である。
【図５】本発明に係わる他の半導体ヘテロ接合部のエネ
ルギーバンド構造を説明する図である。
【図６】実施例１に係わる本発明のヘテロ接合材料から
なるＬＥＤの断面模式図である。
【図７】実施例２に係わる本発明のヘテロ接合材料から
なるＬＥＤの断面模式図である。
【図８】実施例３に係わる本発明のヘテロ接合材料から
なるＬＥＤの断面模式図である。
【図９】実施例４に係わる本発明のヘテロ接合材料から
なるＬＥＤの断面模式図である。
【図１０】実施例５に係わる本発明のヘテロ接合材料か
らなるＬＥＤの断面模式図である。
【符号の説明】
（１０１） ｐ型ＧａＡｓ層 （１０２） ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層 （１０３） ヘテロ障壁 （１０４） ヘテロ接合界面 （１０５） 伝導帯 （１０６） 価電子帯 （１０７） 中間層 （１０８） ｐ型ＧａＡｓ基板 （１０９） ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層 （１１０） ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層 （１１１） ｎ型電極 （１１２） ｐ型電極 （１１３） ｐ型ＡｌＩｎＰ層 （１１４） ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ発光層 （１１５） ｐ型ＡｌＧａＡｓブラッグ反射層 （１１６） ｎ型ＧａＡｓ層 （１１７） ＡｌＧａＩｎＰ活性層 （１１８） ｎ型ＡｌＩｎＰ層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 構成する元素の一部若しくは全てを異に
    する、三種類の半導体を順次積層した構造のヘテロ接合
    部を含む材料であって、該ヘテロ接合部をなす三種類の
    半導体層のうちの中間の層が、ＡｌＧａＩｎＰＡｓであ
    り、他の二層の半導体がＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰであ
    ることを特徴とする半導体ヘテロ接合材料。
  2. 【請求項２】 構成する元素の一部若しくは全てを異に
    する、三種類の半導体を順次積層した構造のヘテロ接合
    部を含む材料であって、該ヘテロ接合部をなす三種類の
    半導体層のうちの中間の層が、ＡｌＧａＩｎＰＡｓであ
    り、他の二層の半導体がＧａＡｓとＡｌＩｎＰであるこ
    とを特徴とする半導体ヘテロ接合材料。
  3. 【請求項３】 構成する元素の一部若しくは全てを異に
    する、三種類の半導体を順次積層した構造のヘテロ接合
    部を含む材料であって、該ヘテロ接合部をなす三種類の
    半導体層のうちの中間の層が、ＡｌＧａＩｎＰＡｓであ
    り、他の二層の半導体がＡｌＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰ
    であることを特徴とする半導体ヘテロ接合材料。
  4. 【請求項４】 構成する元素の一部若しくは全てを異に
    する、三種類の半導体を順次積層した構造のヘテロ接合
    部を含む材料であって、該ヘテロ接合部をなす三種類の
    半導体層のうちの中間の層が、ＡｌＧａＩｎＰＡｓであ
    り、他の二層の半導体がＡｌＧａＡｓとＡｌＩｎＰであ
    ることを特徴とする半導体ヘテロ接合材料。
  5. 【請求項５】 中間の層を構成する元素の組成を、中間
    の層と接する一方の半導体とのヘテロ接合界面より他方
    の半導体とのヘテロ接合界面に至る間に、段階的に或い
    は連続的に変化させたことを特徴とする請求項１から４
    に記載の半導体ヘテロ接合材料。
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