JPH08512431A - 半導体装置のための電気バリア構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体装置、好ましくは信号発生器、信号増幅器、或いは信号検出器、例えば分布フィードバックレーザのようなレーザ装置が、III-Ｖ族半導体中に構成される。そのような装置はしばしば、局部的ｐｎ接合を通過する電流を促進するためにバリア層を必要とし、本発明は、２つのｐ型層の間でそれに接触して配置される正孔をトラップする半導体材料の層の形態のバリア層を提供する。III-Ｖ族半導体は、インジウムとガリウムとアルミニウムの中の少なくとも１つ、および燐と砒素の中の少なくとも１つを含むが、好ましい装置は、光子が発生される活性領域を除いて種々の形式の燐化インジウムで構成されているレーザ装置である。活性領域は、三元および／或いは四元半導体から形成されるのが好ましい。好ましい構造において、バリア層はｐ型燐化インジウムの２つの層の間に配置されたクロミウムでドープされた燐化インジウムから形成される。別の構造は、ｐ型燐化インジウムの２つの層の間に１つのチタニウムでドープされた燐化インジウムを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体装置のための電気バリア構造 本発明は、半導体装置、特に装置の性能を高めるために電流を調整するバリア 領域を具備するレーザ構造に関する。 本発明は、単に電子装置を具備し、それは特に活性領域を通して電流を導くた めにバリア領域を利用する。しかしながら、好ましい装置は、バリア層が、効率 、例えば電力から放射パワーへの変換率効率を高めるために、電流を変調するレ ーザ装置である。バリアは、レーザ装置が一層高い変調速度で動作可能であると いう二次的効果を有する。 上記で説明されたレーザ装置は、種々の異なる遠隔通信および信号機能を実行 するために利用することができる。 例えば、レーザ装置は光信号を発生するために利用することができる。この応 用に関して、レーザ装置は、レーザ処置を維持するために光子を活性領域に戻す 反射或いは共振構造と結合される必要がある。高度に波長選択式である共振シス テムは、発生された光信号の帯域幅を狭くするので、特に有効である。外部の共 振システムが利用されるか、或いは共振システムがレーザ構造内、例えば分布フ ィードバックレーザに含まれる可能性がある。ファブリペローレーザ装置のよう な、クリーブファセットもフィードバックのために使用可能である。 レーザ装置は、他の信号および遠隔通信機能、例えば光増幅器および光検出器 のために利用することもできる。この特 性を有する装置において、反射は雑音を生成する傾向があるので望ましくない。 したがって、反射を減少させ、理想的には無くすために反射防止被覆を備えたレ ーザ装置を具備することが望ましい。 上記の説明から、電流を制御するためにバリア層を必要とする種々の電子或い は光電子の半導体装置があることが理解されるであろう。特に、半導体装置にお いてバリア層を設け、半導体がインジウムとガリウムとアルミニウムの中の少な くとも１つ、および燐と砒素の少なくとも１つを含むことが必要である。上記の ５つの主要な元素に加えて、半導体はさらに、特別な電気特性、例えばｐ型伝導 或いはｎ型伝導を与えるために少量のドーパントを含む。種々の層が、（適切な 電気的機能を与えることが必要とされるドーパントと共に）インジウムとガリウ ムとアルミニウムの元素の中の少なくとも１つ、および燐と砒素の元素の少なく とも１つを含む半導体構造は、従来よりIII-Ｖ族装置と呼ばれている。 装置構造は通常、ｎ型領域がｐ型領域と接触する局部的ｐｎ接合を具備し、局 部的ジャンクションを通る電流を促進するために、電気バリアを他の場所に設け ることが望ましい。本発明は、電気バリアに関する。 III-Ｖ族半導体材料は、正孔或いは電子の何れかをトラップするためにドープ されることができる。例えば、クロミウムおよび／或いはチタニウムでドープさ れた燐化インジウムは正孔をトラップし、鉄でドープされた燐化インジウムは電 子をトラップする。そのようなドープされた半導体において、 トラップされる種類に依存する伝導部分は低いが、反対の型のキャリアに対する バリアとしてのそれらの働きは期待外れである、例えばそれらは、希望されるよ りも一層多くの電流が流れることを許容する。 本発明は、正孔をトラップするIII-Ｖ族半導体の領域が２つのｐ型半導体領域 の間またはそれと接触して配置される時、前記領域のバリア特性が著しく向上す るという発見に基いている。バリアは普通、ｐ型領域とｎ型領域との間で要求さ れ、そのような場所において、バリアは１つのｐ型層およびｎ型層と本質的に接 触しているということが理解されるであろう。したがって、一方の側部ではトラ ップ層はｎ型材料と接触しているので、本発明のそのような構造は本質的には提 供されない。これらの環境において、所望の構造を達成するために、前記正孔の トラップ領域とｎ型領域との間に配置されるｐ型材料の特別な層を設けることが 必要である。 本発明は、請求の範囲において一層完全に規定されるが、２つのｐ型半導体領 域の各々の間に配置されて、それと接触している正孔をトラップする半導体領域 として形成される電気バリアを有するIII-Ｖ族半導体装置を具備する。多くの装 置において、電気バリアは、燐化インジウムの種々にドープされて構成された領 域の間に配置され、そのような場所において、バリアの全部分は種々の形状の燐 化インジウムで構成されることが有効である。 ここで、トラップするために使用されるドーパントの濃度に影響を及ぼす要素 に関して適切な説明をする。 例えばドーパントが均一に分配されてない、或いは装置の単一の結晶構造が分 裂しているならば、非常に高い濃度のドーパントの使用によって結晶構造を危険 にさらすことは望ましくない。ドーパントの濃度に対して上方の閾値があること は明白である。この上方の閾値より下では、濃度を上げることによって、トラッ プ効果が高まるのは明らかであるが、その上方の閾値より上では、ドーパントの 濃度を上昇することによって得られる特別なトラッピングはほとんど無いことが 明らかである。それにも関わらず、最大効率を確実に得るために、しばしば上方 の閾値を越える濃度、例えばその上方の閾値の１乃至５０倍或いは１乃至１００ 倍の濃度を使用することが望ましい。 半導体内のドーパントに対して溶解度の限度があることを認識されるべきであ る。この限度でおよびこれよりも下では、組成は均一であり、安定しているが、 組成は実質上より高い濃度、例えば上記のものの１００倍まででも依然として準 安定である可能性がある。本発明の好ましい構造は、ｐ型燐化インジウムの２つ の層に配置され、それと接触している正孔をトラップする燐化インジウム、例え ばクロミクム或いはチタニウムでドープされた燐化インジウムの層の型式を採る 。 クロミクムおよびチタニウムの両方は、燐化インジウムにおける正孔のトラッ プのために有効であることが強調される。クロミウムは、金属有機物気相エピタ クシ（ＭＯＶＰＥ）付着技術を使用するためには、チタニウムよりも都合が良い 。例えば、ビスベンゼンクロミウム（Ｃ₆Ｈ₆）₂Ｃｒは、Ｍ ＯＶＰＥにおける試薬として使用するのに有効である有機金属化合物である。こ の試薬は、副作用或いは問題をまったく起こさず、クロミウムは、ＭＯＶＰＥ反 応装置に関する条件のもとで望ましくない副反応に関連しない。上述のように、 クロミウムは、本発明に基いて効果的なバリアを与えるのに十分に燐化インジウ ムにおいて正孔をトラップする。クロミウムの好ましい濃度範囲は１０¹⁵乃至１ ０¹⁹原子／ccであり、溶解度の限度は約２×１０¹⁶原子cc／である。 チタニウムは、燐化インジウム中において正孔をトラップする際にクロミウム よりもさらに一層効果的である。なぜならば、燐化インジウムはチタニウムの高 い濃度を許容する可能性が高いからである。チタニウムはテトラキス（ジメチル ラミノ）チタニウム、Ｔｉ［Ｃ（ＣＨ₃）₂］₄を形成し、それはＭＯＶＰＥ反応 において使用するのに適している。しかしながら、チタニウムはクロミウムより も一層反応性であり、ＭＯＶＰＥ反応システムにおいて許容可能な低レベルの不 純物でさえ、チタニウムが望ましくない副反応に関連する可能性がある。これら の副反応は許容可能なレベルへ下げることができるが、これは操作者に極めて高 い技術および慎重さを要求し、チタニウムの反応性のために、好ましいドーパン トはクロミウムである。 本発明のIII-Ｖ族装置は、光子の発生が実際に生じる活性領域を含むレーザ装 置として構成するのに特に適している。種々の異なる活性領域が異なる目的に対 して知られている。例えば、活性領域は均一構造であっても良く、或いはそれは 、 多量子ウエル構造および歪み超格子構造におけるように、幾つかの異なる薄い層 を具備することもできる。（多量子ウエル構造において、層の厚さは量子効果を 生成するように選択され、歪み超格子において、層は、望ましい方法での実行に 影響を及ぼす歪み格子を生成するために異なる結晶学的パラメータを有する。多 量子ウエルおよび歪み超格子の両方である活性領域を有することが可能である。 ）多くの場合において活性領域は、例えば砒素或いは燐と、インジウムおよびガ リウムを含む三元半導体、或いはインジウムとガリウムと砒素と燐の４つ全てを 含む四元半導体によって構成される。多層構造は、少なくとも２つの異なる組成 、例えば三元および四元の層を具備することが理解されるであろう。 活性領域は普通、ｐｎ接合の近くに配置されるが、或る場合において、活性領 域はｐｎ接合を含む。多くの場合において、かなりの割合の容積、例えば活性領 域および接触層を除いたものが、種々の形状のドープされた燐化インジウムで構 成される。 ここで本発明は、添付の図面を参照して例示的に説明される。 図１は、本発明のバリア領域を具備する埋め込まれたヘテロ構造を示す横断面 図である。 図２は、分布フィードバックレーザとして構成されている図１に示される装置 の縦断面図である。 図３ａは、図２に示される装置の一部分を切取った斜視図である。 図３ｂは、図３ａで示された部分を一層詳細に示す拡大図である。 図４は、反射防止被覆を備えた光増幅器として用いられる図１の装置の縦断面 図である。 図５は、比較のために、鉄でドープされたバリア領域を含む埋め込まれたヘテ ロ構造を示す横断面図である。 図１に示されるように、装置はｎ型ＩｎＰで形成された基板10を具備し、その 上にｎ型ＩｎＰの第１の領域11が支持されている。領域11は活性領域19およびｐ ドープ層23を支持する。 領域11、19、および23は、ｐ型ＩｎＰで形成された第２の領域中へ向って突出 しているメサとして形成される。メサは２つの側面を有し、各側面は、ベース13 とメサの平らな頂部15とを連結している湾曲部14を有する。 活性領域19は、光子の発生が起きるところである。装置のｐｎ接合は活性領域 19内或いはその近くである。活性領域19に関して幾つかの組成および配置上の可 能性が存在する。 配置に関して、活性領域19は第１の領域11の上にあり、その面の一方は平らな 頂部15と一致しても良い。その代りに、活性領域19は、平らな頂部15の下にあっ ても良い（その場合、ｐ型ＩｎＰの被覆層23は、活性領域19と平らな頂部15との 間に位置する。）。組成に関して、活性領域19は均質であっても良く、或いはそ れは幾つかの層から形成され、例えばそれは多量子ウエル領域および／或いは歪 み超格子であっても良い。三元半導体（インジウムとガリウムの両方、および燐 と 砒素の一方を含む）、および四元半導体（インジウム、ガリウム、燐、および砒 素の４つ全てを含む）は、活性領域19或いはその種々の層を形成するのに適して いる。 通常、活性領域はその周囲よりも高い屈折率を有する。したがってそれは、そ の中で生成されるか、或いは増幅器および検出器の場合においては外側から供給 される光子のための閉じ込め領域として作用する。通常、活性領域は１つのファ セットから他のファセットへ延在し、それはこれら２つのファセットの間で導波 体を構成する。 上記で示されたように、装置のｐ型領域は、活性領域19内或いはその近くにあ る局部的ｐｎ接合においてｎ型領域と接触する。効率的な動作のために、例えば 電力から電磁放射への有効な変換のために、電流が活性領域19を通って流れるよ うに、可能な限り多くの電流を導くことが望ましい。これを促進するために、他 の場所に電流が流れるのを妨害することが望ましく、したがってバリア領域18は ｐ型領域とｎ型領域との間に配置される。 活性領域19が構造を通って長手方向に延在するならば、バリア領域18は２つの 分離されたサブ領域から構成され、それぞれ活性領域19の各側面上に１つづつ位 置する。バリア18の各サブ領域は、２つの層、即ち領域11に隣接する薄い層16お よび領域12に隣接する厚い層17から形成される。 好ましい実施例において、層16はｐ型燐化インジウムから形成され、層17はク ロミウムでドープされた燐化インジウムから形成される。クロミウムのドープは 、１立方センチメー トル当り１０¹⁸原子の濃度である（即ち上方の閾値の５０倍）。クロミウムのド ープによって、層17の正孔による伝導が非常に低くなり、それはゼロに非常に近 い値である。クロミウムでドープされた層17は、燐化インジウムの２つのｐ型領 域の間でそれと接触して配置される。これらの領域の一方は領域12（動作構造の 一部）として与えられるが、他方、即ち層16は追加の層である。それは、本発明 に基いて良好なバリア特性を与える３つの層、即ち12、16、および17の組合わせ であることが強調される。層16が無いならば、電子は、層11から、かなりの伝導 を行うように層17を通して注入されるであろう。 比較によって、異なる阻止構造は図５に示される。これは基本的に図１と同じ であるが、層16および17は、層11上に直接に設けられている鉄でドープされた層 34および層34の上に直接に設けられている薄いｎドープ層33によって置換されて いる。概してこれは有効な阻止構造として機能する、すなわちそれは２つのｎ型 層の間に配置される電子トラップ層を有する。しかしながら、メサの平らな頂部 15の付近には、鉄でドープされた材料に直接に接触しているｐ型領域が存在する 。これは、かなりの正孔注入を可能にし、バリアの効率を下げる。図１に示され る本発明において、そのような相当する経路、すなわちｎ型領域からクロミウム でドープされた材料への経路はない。 装置の形成を完成するために、外部接触子が第２の領域12の上部に設けられる 。これは普通、活性領域19の上に配置さ れる中心の伝導性ストライプ20から構成される。ストライプ20は、高い伝導性を 与えるためにドープされたＩｎＧａＡｓから形成され、それは第２の層12と接触 している。２つのシリカ領域21が、ストライプ20の両側に１つづつ配置される。 シリカは絶縁体を構成する。最後に、金属端子部22Ｔが上部表面の全体または一 部分を被覆する。この金属端子部は、ストライプ20と電気接触をし、それはチタ ニウムと、プラチナと、金の層またはチタニウムおよび金の層から形成されるこ とが有効である。 チタニウムおよび金の層の金属端子部22Ｂは、基板の基部に設けられる。装置 が使用されている時、外部の接触子はこれらの端子部層22Ｔおよび22Ｂに半田付 けされる。動作構造、すなわち層10乃至19は、外部の接触子、すなわち部品20乃 至22Ｔと部品22Ｂとの間に配置される。機能的構造は種々の型式のIII-Ｖ族半導 体から形成される。 図１に示された構造の処理について簡単に説明する。これは通常のＭＯＶＰＥ 、通常のマスク、および通常のフォトリソグラフ処理を利用する。処理は基板10 から始められ、通常のＭＯＶＰＥ技術を使用して、第１の領域11、活性領域19、 および被覆層23が順番に成長される。成長期間の最後に、基板10は第１の領域11 と、活性領域19および被覆層23の種々の層とから構成される均一の厚さの層によ って被覆された。均一な厚さの層を成長させた後で、図１に示されるようなメサ を生成するためにこれらを成形することが必要である。 成形に先立って、２００ｎｍのシリカを付着させ、通常の フォトレジストを使用して、保護用ストリップが、意図するメサの平らな頂部上 に配置された。これによって、シリカの側部部分を取除くことができる。これは 、２μｍの深さまでエッチングされて半導体を露出する。 次のステップは、バリア層16および17の成長である。これらの層の成長中、シ リカは、その上い成長するのを防ぐためにメサの平らな頂部の上に残される。層 16、すなわち１００乃至２００ｎｍの亜鉛でドープされたＩｎＰは、ベース13上 に成長され、メサの側部14で湾曲している。層16の付着後に、２μｍのクロミウ ムでドープされたＩｎＰは、ＭＯＶＰＥの反応装置にクロミウムを供給するため に通常のバブラ内でビスベンゼン（bisbenzene）クロミウムを使用して成長され た。この段階において、シリカのストライプは、フッ化水素酸を使用してメサか ら取除かれ、この除去後に、領域12、すなわち１．５μｍのｐドープＩｎＰと領 域20とが成長された。 最後に、接触領域21および22が通常の技術によって形成された。 図２は、図１に示されるような構造を具備するＤＦＢレーザ装置の活性領域19 を通る縦断面図である。バリアは、この断面からは見えないので、図２には示さ れていない。しかしながら、この図は、１．５５μｍの波長で共振を与える第２ のオーダ格子30の場所を示している。被覆層23内に格子30を具備できることに留 意されたい。 図３のａおよびｂは、図２の装置の一部分を切取ってをより詳細に示した斜視 図である。全ての部分が既に指示されて いるので、さらに説明をする必要はない。 図４は、図１に示されるような装置の縦断面図であるが、光増幅器として構成 されている。この機能において反射は望ましくないので、格子或いは反射或いは 共振システムはない。その代りに、装置の端部の面が、反射を可能な限り小さく するために、反射防止被覆31および32が設けられている。（注意：反射防止被覆 は通常のものであり、その構造は普通多層である。幾つかの装置はただ１つの反 射防止被覆を有する。） 本発明の効果を示すために、本発明のレーザ装置は、図１に示されるレーザ装 置に類似したものと比較されたが、バリア層16および17の代りに、単一の鉄でド ープされた燐化インジウムのバリアを使用して処理される。言換えると、バリア は、本発明のバリアの代りに鉄でドープされた燐化インジウムによって構成され る。 両方のレーザ装置は１５ｍＡの閾値バイアス電流を有した。すなわち１５ｍＡ より下のバイアス電流において光出力は生成されなかった。１５ｍＡのバイアス 電流では、非常に小さい光出力が生成されるが、本発明の効果を示すためには十 分な出力ではない。 表１は、ミリアンペアの単位のバイアス電流に対する比較測定値を含んでいる 。 縦列１：ミリアンペアの単位のバイアス電流 縦列２：従来の技術（Ｆｅ）のミリワットの単位で表した光出力 縦列３：本発明（Ｃｒ）のミリワットの単位で表した光出 力 縦列４：％で示される改善度、すなわち、 ｛［縦列３の値−縦列２の値］／縦列２の値｝×１００ 表１は、本発明のバリア層が、等価の鉄ドープＩｎＰのバリアよりも実質的に 良好で、類似のバイアス電流に対する光出力のパワーに対して３０乃至４０％の 改善率を与えることを示す。 図５に示される構造は、表１の縦列２に類似した性能を有するであろうと信じ られている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１９日 【補正内容】 性を有する装置において、反射は雑音を生成する傾向があるので望ましくない。 したがって、反射を減少させ、理想的には無くすために反射防止被覆を備えたレ ーザ装置を具備することが望ましい。 上記の説明から、電流を制御するためにバリア層を必要とする種々の電子或い は光電子の半導体装置があることが理解されるであろう（例えば、US947400 3rd International Conference on Indium Phosphside & Related Materials，１９ ９１年４月208乃至211頁において説明されている）。特に、半導体装置において バリア層を設け、半導体がインジウムとガリウムとアルミニウムの中の少なくと も１つ、および燐と砒素の少なくとも１つを含むことが必要である。上記の５つ の主要な元素に加えて、半導体はさらに、特別な電気特性、例えばｐ型伝導或い はｎ型伝導を与えるために少量のドーパントを含む。種々の層が、（適切な電気 的機能を与えることが必要とされるドーパントと共に）インジウムとガリウムと アルミニウムの元素の中の少なくとも１つ、および燐と砒素の元素の少なくとも １つを含む半導体構造は、従来よりIII-Ｖ族装置と呼ばれている。 装置構造は通常、ｎ型領域がｐ型領域と接触する局部的ｐｎ接合を具備し、局 部的ジャンクションを通る電流を促進するために、電気バリアを他の場所に設け ることが望ましい。本発明は、電気バリアに関する。 III-Ｖ族半導体材料は、正孔或いは電子の何れかをトラップするためにドープ されることができる。例えば、クロミウ ムおよび／或いはチタニウムでドープされた燐化インジウムは正孔をトラップし 、鉄でドープされた燐化インジウムは電子をトラップする。そのようなドープさ れた半導体において、トラップされる種類に依存する伝導部分は低いが、反対の 型のキャリアに対するバリアとしてのそれらの働きは期待外れである、例えばそ れらは、希望されるよりも一層多くの電流が流れることを許容する。 本発明は、トラップするIII-Ｖ族半導体の領域が、それぞれ中心領域に対して 反対の導電型である、２つのIII-Ｖ族半導体領域の間でそれと接触して配置され る時、前記領域のバリア特性が著しく向上するという発見に基いている。バリア は普通、ｐ型領域とｎ型領域との間で要求され、そのような場所において、バリ アは１つのｐ型層およびｎ型層と本質的に接触しているということが理解される であろう。したがって、一方の側部ではトラップ層はそれ自身と同じ導電型の材 料と接触しているので、本発明の構造は本質的には提供されない。これらの環境 において、所望の構造を達成するために、前記正孔のトラップ領域とｎ型領域と の間に配置されるｐ型材料の特別な層を設けることが必要である。 本発明は、請求の範囲において一層完全に規定されるが、２つのｐ型半導体領 域の各々の間に配置されて、それと接触している正孔をトラップする半導体領域 として形成される電気バリアを有するIII-Ｖ族半導体装置を具備する。多くの装 置において、電気バリアは、燐化インジウムの種々にドープされて構成された領 域の間に配置され、そのような場所にお いて、バリアの全部分は種々の形状の燐化インジウムで構成されることが有効で ある。 ここで、トラップするために使用されるドーパントの濃度に影響を及ぼす要素 に関して適切な説明をする。 請求の範囲 １．ｐ型領域とｎ型領域、および前記ｐ型領域と前記ｎ型領域との間に位置する 電気バリアを具備するIII-Ｖ族半導体装置において、前記バリアがIII-Ｖ族半導 体材料の２つの層、即ち正孔をトラップするように構成されている第１の層およ びｐ型III-Ｖ族半導体材料の第２の層の形態を採り、前記第１の層が、前記第２ の層と装置のｐ型領域との間に位置してそれに接触しており、それによって前記 第１の層がｐ型半導体材料の２つの層の間に配置されてそれに接触している半導 体を特徴とする装置。 ２．第１の層が、正孔をトラップするためにドープされた燐化インジウムから形 成され、それが２つの層と接触し、その各々がｐ型燐化インジウムから形成され ている請求項１記載の装置。 ３．正孔をトラップするドーパントがチタニウムである請求項２記載の装置。 ４．バリアが、隙間を形成するｎ型の２つの分離したサブ領域を有する請求項１ 乃至３の何れか１項記載の装置。 ５．第１および第２の接触領域を具備し、その各々が、装置と、前記第１と第２ の接触領域の間に配置される機能的構造との外部接触子から構成している金属層 を具備し、前記機能的構造が、１つ以上の領域から形成され、その各々がインジ ウムとガリウムとアルミニウムの中の少なくとも１つ、および燐化物と砒素の少 なくとも１つを含む材料から形成される 請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。 ６．機能的構造が、 （ａ）局部的ｐｎ接合と、 （ｂ）光子が発生され、前記局部的ｐｎ接合を含むか、または前記ｐｎ接合の 近くに配置されている活性領域と、 （ｃ）ｐ型燐化インジウム領域と、 （ｄ）ｎ型燐化インジウム領域と、 （ｅ）電流が他の場所に優先して前記ｐｎ接合を通って流れるように、前記ｐ 型燐化インジウム領域と前記ｎ型燐化インジウム領域との間に配置される電気バ リアとを具備するレーザ構造において、 前記電気バリアが２つの層（ｅ１）および（ｅ２）を具備し、 前記層の一方（ｅ１）が、クロミウムおよび／或いはチタニウムの何れかでド ープされた正孔を抑制する燐化インジウムから形成され、 前記層の他方（ｅ２）が、ｐ型燐化インジウムから形成され、 前記ｐ型燐化インジウム領域が、前記一方の層（ｅ１）と接触しており、 前記一方の層（ｅ１）が、前記他方の層（ｅ２）とも接触しており、 前記他方の層（ｅ２）が、前記ｐ型燐化インジウム領域とも接触しており、 前記一方の層（ｅ１）が、ｐ型燐化インジウムの２つの層 の間に配置されてそれと接触している請求項５記載の半導体装置。 ７．前記一方の層（ｅ１）が、１立方センチメートル当り１０¹⁵乃至１０¹⁹の濃 度でクロミウムでドープされた燐化インジウムから形成される請求項６記載の装 置。 ８．前記活性領域が、均一の組成を有し、前記組成がインジウムとガリウムの両 方、および燐と砒素の少なくとも一方とを含むドープされた半導体である請求項 ６または７記載の装置。 ９．前記活性領域が、量子ウエル構造および／或いは歪み超格子の何れかを形成 するために複数の半導体材料層から形成され、各層の各々が、インジウムとガリ ウムの両方、および燐と砒素の少なくとも一方を含む半導体である請求項６また は７記載の装置。 １０．前記ｐ型燐化インジウム領域中へ突出しているメサの平らな頂部の位置ま たはその近くに配置された活性領域を有する埋め込まれたヘテロ構造の装置であ る請求項６乃至９の何れか１項記載の装置。 １１．レーザ構造が、分布フィードバックレーザ装置であり、前記装置が前記活 性領域と協同して配置されている格子構造を具備している請求項６乃至１０の何 れか１項記載の装置。 １２．反射体として２つのクリーブファッセットを有するファブリペローレーザ 装置である請求項６乃至１０の何れか１項記載の装置。 １３．反射を抑制するために一方または両方のファセットの上に反射防止被覆を 有する半導体増幅器である請求項６乃至１０の何れか１項記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバートソン、マイケル・ジェイムス イギリス国、アイピー１・４エルユー、サ フォーク、イプスウイッチ、クライブ・ア ベニュー 62 (72)発明者 ハーロウ、マイケル・ジョン イギリス国、アイピー10・０エックスビ ー、サフォーク、イプスウイッチ、トリム レイ・セント・メアリー、フォークナー ス・ウエイ 34 (72)発明者 スパーデンス、ポール・チャールス イギリス国、アイピー５・７ワイディー、 サフォーク、イプスウイッチ、ケスグレイ ブ、ムーンフィールド・クロース ７ (72)発明者 ダンカン、ウイリアム・ジェームズ イギリス国、アイピー４・４ピーゼット、 サフォーク、イプスウイッチ、カービイ・ ストリート 22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気バリアを具備するIII-Ｖ族半導体装置において、前記バリアが、正孔を トラップするように構成されたIII-Ｖ族半導体層の形状をしており、前記層が２ つのｐ型III-Ｖ族半導体層の間にそれと接触して配置されていることを特徴とす る装置。 ２．前記バリアが、局部的ｐｎ接合の境界を定める２つの分離したサブ領域を具 備し、前記ｐｎ接合が前記分離したサブ領域間のギャップ中に位置されている請 求項１記載の装置。 ３．第１および第２の接触領域を具備し、その各々が装置と、前記第１および第 ２の接触領域の間に配置される機能的構造との外部接触子を構成している金属層 を具備し、前記機能的構造が１つ以上の領域から形成され、その各々がインジウ ムとガリウムとアルミニウムの中の少なくとも１つ、および燐と砒素の少なくと も１つを含む半導体材料から形成される請求項１または２記載の装置。 ４．前記正孔をトラップする層が、チタニウムでドープされた燐化インジウムか ら形成されている請求項１乃至３の何れか１項記載の装置。 ５．前記正孔をトラップする層が、クロミウムでドープされた燐化インジウムか ら形成されている請求項１乃至３の何れか１項記載の装置。 ６．機能的構造が、 （ａ）局部的ｐｎ接合と、 （ｂ）光子が発生され、前記ｐｎ接合を含むか、または前記ｐｎ接合の近くに 位置されている活性領域と、 （ｃ）ｐ型燐化インジウム領域と、 （ｄ）ｎ型燐化インジウム領域と、 （ｅ）電流が他の場所に優先して前記ｐｎ接合を通って流れるように、前記ｐ 型燐化インジウム領域と前記ｎ型燐化インジウム領域との間に配置される電気バ リアとを具備するレーザ構造において、 前記バリア層は２つの層（ｅ１）および（ｅ２）を具備し、 層（ｅ１）が、クロミウムおよび／或いはチタニウムによりドープされた正孔 をトラップする燐化インジウムから形成され、 層（ｅ２）が、ｐ型燐化インジウムから形成され、 前記ｐ型燐化インジウム領域が、層（ｅ１）と接触しており、 前記（ｅ１）が、層（ｅ２）とも接触しており、 前記層（ｅ２）が、前記ｎ型燐化インジウム領域とも接触しており、 前記（ｅ１）が、両側部上でｐ型燐化インジウムと接触している請求項５記載 の半導体装置。 ７．前記正孔をトラップする層が、１立方センチメートル当り１０¹⁵乃至１０¹⁹ の濃度のクロミウムを有する燐化インジウムから形成されている請求項６記載の 装置。 ８．前記活性領域が、均一の組成を有し、前記組成がインジウムとガリウムの両 方、および燐と砒素の少なくとも一方と を含むドープされた半導体である請求項６または７記載の装置。 ９．前記活性領域が、量子ウエル構造および／或いは歪み超格子の何れかを形成 するために複数の半導体材料層から形成され、前記層の各々が、インジウムとガ リウムの両方、および燐と砒素の少なくとも一方を含む半導体である請求項６ま たは７記載の装置。 １０．前記ｐ型燐化インジウム領域中へ突出しているメサの平らな頂部の位置ま たはその近くに配置された活性領域を有する埋め込まれたヘテロ構造の装置であ る請求項６乃至９の何れか１項記載の装置。 １１．レーザ構造が、分布フィードバックレーザ装置であり、前記装置が前記活 性領域と協同して配置されている格子構造を具備している請求項６乃至１０の何 れか１項記載の装置。 １２．反射体として２つのクリーブファッセットを有するファブリペローレーザ 装置である請求項６乃至１０の何れか１項記載の装置。 １３．反射を抑制するために一方または両方のファセットの上に反射防止被覆を 有する半導体増幅器である請求項６乃至１０の何れか１項記載の装置。