JPH10200205A - 歪多重量子井戸構造 - Google Patents
歪多重量子井戸構造Info
- Publication number
- JPH10200205A JPH10200205A JP128197A JP128197A JPH10200205A JP H10200205 A JPH10200205 A JP H10200205A JP 128197 A JP128197 A JP 128197A JP 128197 A JP128197 A JP 128197A JP H10200205 A JPH10200205 A JP H10200205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixed crystal
- well layer
- quantum well
- strain
- multiple quantum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】井戸層の臨界膜厚を増加させることにより、歪
多重量子井戸構造における波長域を拡大した歪多重量子
井戸構造を提供する。 【解決手段】基板と異なる格子定数を有する井戸層と、
井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層とを
交互に積層した歪多重量子井戸構造において、井戸層を
規則混晶〔ＩnＧaＡs規則混晶、ＣuＰt型規則混晶、０.
９８μｍ帯または２μｍ帯の発光波長を有する組成の規
則混晶など〕により構成した歪多重量子井戸構造とす
る。
多重量子井戸構造における波長域を拡大した歪多重量子
井戸構造を提供する。 【解決手段】基板と異なる格子定数を有する井戸層と、
井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層とを
交互に積層した歪多重量子井戸構造において、井戸層を
規則混晶〔ＩnＧaＡs規則混晶、ＣuＰt型規則混晶、０.
９８μｍ帯または２μｍ帯の発光波長を有する組成の規
則混晶など〕により構成した歪多重量子井戸構造とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光半導体素子の活性
層に用いられる歪多重量子井戸構造に関する。
層に用いられる歪多重量子井戸構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】厚さが数十Åの量子井戸層（以下、単に
井戸層と言う）を、それよりもバンドギャップの大きい
障壁層で挾み、それらを多層に積層した多重量子井戸構
造（ＭＱＷ）は、現在の光半導体素子の活性層に広く利
用されている。近年、井戸層に圧縮歪を導入した歪多重
量子井戸構造（歪ＭＱＷ）を活性層に用いたレーザが、
従来の基板に格子整合した井戸層を有するＭＱＷに較
べ、素子特性（しきい値電流、光出力など）が向上する
ことを多くの研究機関により報告されている。しかしな
がら、所望の歪量を持つ井戸層を、基板に格子整合した
障壁層で挾み、それらを交互に多層に積層して歪ＭＱＷ
を形成すると、歪ＭＱＷ全体の厚さが所定の臨界値（い
わゆる、臨界膜厚）を超えると、基板と歪ＭＱＷとの界
面にミスフィット転位が発生する。井戸層の歪が大きい
程、臨界膜厚は小さくなる。これは、井戸層の歪による
応力が井戸層の数が増えるごとに歪ＭＱＷに蓄積され、
この応力がミスフィット転位の発生を招くからである。
素子特性を向上させるためには、大きな歪を懸ける必要
があるものの、歪ＭＱＷの厚さは臨界膜厚により制限さ
れる。これを避けるために、歪補償型ＭＱＷが提案され
ている。この歪補償型歪ＭＱＷでは、圧縮歪を有する井
戸層に対し、引張り歪を有する障壁層を組み合わせるこ
とにより、ミスフィット転位を発生させる応力を相殺さ
せ、ミスフィット転位の発生を抑制するものである。歪
補償型歪ＭＱＷを作製する際には、ガイドラインとし
て、次の（数１）式で定義される実効歪εを、ほぼゼロ
にすることが提案されている〔Ｂ.Ｉ.Ｍilleret.al.,Ａ
ppl.Ｐhys.Ｌett.,５８,（１９９１）,ｐ.１９５２〕。
井戸層と言う）を、それよりもバンドギャップの大きい
障壁層で挾み、それらを多層に積層した多重量子井戸構
造（ＭＱＷ）は、現在の光半導体素子の活性層に広く利
用されている。近年、井戸層に圧縮歪を導入した歪多重
量子井戸構造（歪ＭＱＷ）を活性層に用いたレーザが、
従来の基板に格子整合した井戸層を有するＭＱＷに較
べ、素子特性（しきい値電流、光出力など）が向上する
ことを多くの研究機関により報告されている。しかしな
がら、所望の歪量を持つ井戸層を、基板に格子整合した
障壁層で挾み、それらを交互に多層に積層して歪ＭＱＷ
を形成すると、歪ＭＱＷ全体の厚さが所定の臨界値（い
わゆる、臨界膜厚）を超えると、基板と歪ＭＱＷとの界
面にミスフィット転位が発生する。井戸層の歪が大きい
程、臨界膜厚は小さくなる。これは、井戸層の歪による
応力が井戸層の数が増えるごとに歪ＭＱＷに蓄積され、
この応力がミスフィット転位の発生を招くからである。
素子特性を向上させるためには、大きな歪を懸ける必要
があるものの、歪ＭＱＷの厚さは臨界膜厚により制限さ
れる。これを避けるために、歪補償型ＭＱＷが提案され
ている。この歪補償型歪ＭＱＷでは、圧縮歪を有する井
戸層に対し、引張り歪を有する障壁層を組み合わせるこ
とにより、ミスフィット転位を発生させる応力を相殺さ
せ、ミスフィット転位の発生を抑制するものである。歪
補償型歪ＭＱＷを作製する際には、ガイドラインとし
て、次の（数１）式で定義される実効歪εを、ほぼゼロ
にすることが提案されている〔Ｂ.Ｉ.Ｍilleret.al.,Ａ
ppl.Ｐhys.Ｌett.,５８,（１９９１）,ｐ.１９５２〕。
【０００３】
【数１】
【０００４】上記（数１）式中のｈとＨは、それぞれ井
戸層と障壁層の厚さ、εwとεbは、それぞれ井戸層と障
壁層の歪（引張り歪は−、圧縮歪は＋の符号を用いる）
を表わす。すなわち、実効歪εをできるだけ小さくする
ように井戸層および障壁層の厚さと歪を選ぶことが、ミ
スフィット転位の無い歪ＭＱＷを成長させるための条件
となる。歪ＭＱＷは波長域の拡大にも寄与している。活
性層としてＩnＰに格子整合するＩnＧaＡsＰ混晶のバル
クを用いると、基板のＩnＰと格子整合する組成しか利
用できないため、最長の発光波長は１.６５μｍであ
る。しかし、歪ＭＱＷにおいては臨界膜厚より薄い範囲
において井戸層の組成を自在に変化させることができ
る。例えば、光計測用、医療用等への応用が期待される
２μｍ帯の発光波長を得ることも原理的には可能である
〔池上徹彦監修、半導体フォトニクス工学、コロナ社
（１９９５年）、３２９頁、図８.８〕。２μｍ帯の発
光波長を得るためには、井戸層を、１.５％以上の圧縮
歪を有し、１００Å以上の厚さのＩnＧaＡs層で構成す
る必要がある。井戸層を構成するＩnＧaＡs混晶は、Ｉn
組成が増加するほどバンドギャップが狭くなり発光波長
はより長波長となる。しかしながら、Ｉnの増加に伴い
格子定数が大きくなるため、基板のＩnＰとの格子不整
が大きくなる。それに伴い、臨界膜厚は次第に小さくな
る。また、井戸層の厚さが小さくなると、量子効果によ
って発光波長が短波側にずれるため、発光波長をより長
波長側に延ばすためには、大きな歪に加え、厚い井戸層
が必要となる。ＧaＡs基板上において、ＩnＧaＡsＰお
よびＩnＧaＡs混晶からなる井戸層を用いる場合も、Ｉn
Ｐ基板上の場合と同様に、井戸層に大きな圧縮歪を懸け
た歪ＭＱＷを用いて波長域の拡大を行っている。その例
が０.９８μｍ帯レーザの活性層として用いられる歪Ｍ
ＱＷである〔Ｓ．Ｉshikawa et.al.，Ｔech．Ｄig.ofＴ
opical Ｍeet.on Ｏptical Ａmplifiers and Ｔheir Ａ
pplications,Ｂreckenridge,Ｃolorado,（１９９４）,
p.４３〕。以上説明したように、歪多重量子井戸構造の
制限要因として、次の２つが挙げられる。 井戸層の厚さは、井戸層の歪に対する臨界膜厚で制限
される。 歪ＭＱＷ全体の厚さは、実効歪に対する臨界膜厚で制
限される。 上記２項目の内、については歪補償技術を適用するこ
とにより歪ＭＱＷ全体の厚さに対する制限が回避される
ことは既に説明したとおりである。しかしながら、上記
の井戸層の歪に対する臨界膜厚を大きくすることにつ
いての検討は行われていない。したがって、井戸層の厚
さは臨界膜厚で制限されるため、長波長側への波長拡大
としては充分であるとは言えない。波長域の拡大のため
には、井戸層の臨界膜厚の増加が望まれている。
戸層と障壁層の厚さ、εwとεbは、それぞれ井戸層と障
壁層の歪（引張り歪は−、圧縮歪は＋の符号を用いる）
を表わす。すなわち、実効歪εをできるだけ小さくする
ように井戸層および障壁層の厚さと歪を選ぶことが、ミ
スフィット転位の無い歪ＭＱＷを成長させるための条件
となる。歪ＭＱＷは波長域の拡大にも寄与している。活
性層としてＩnＰに格子整合するＩnＧaＡsＰ混晶のバル
クを用いると、基板のＩnＰと格子整合する組成しか利
用できないため、最長の発光波長は１.６５μｍであ
る。しかし、歪ＭＱＷにおいては臨界膜厚より薄い範囲
において井戸層の組成を自在に変化させることができ
る。例えば、光計測用、医療用等への応用が期待される
２μｍ帯の発光波長を得ることも原理的には可能である
〔池上徹彦監修、半導体フォトニクス工学、コロナ社
（１９９５年）、３２９頁、図８.８〕。２μｍ帯の発
光波長を得るためには、井戸層を、１.５％以上の圧縮
歪を有し、１００Å以上の厚さのＩnＧaＡs層で構成す
る必要がある。井戸層を構成するＩnＧaＡs混晶は、Ｉn
組成が増加するほどバンドギャップが狭くなり発光波長
はより長波長となる。しかしながら、Ｉnの増加に伴い
格子定数が大きくなるため、基板のＩnＰとの格子不整
が大きくなる。それに伴い、臨界膜厚は次第に小さくな
る。また、井戸層の厚さが小さくなると、量子効果によ
って発光波長が短波側にずれるため、発光波長をより長
波長側に延ばすためには、大きな歪に加え、厚い井戸層
が必要となる。ＧaＡs基板上において、ＩnＧaＡsＰお
よびＩnＧaＡs混晶からなる井戸層を用いる場合も、Ｉn
Ｐ基板上の場合と同様に、井戸層に大きな圧縮歪を懸け
た歪ＭＱＷを用いて波長域の拡大を行っている。その例
が０.９８μｍ帯レーザの活性層として用いられる歪Ｍ
ＱＷである〔Ｓ．Ｉshikawa et.al.，Ｔech．Ｄig.ofＴ
opical Ｍeet.on Ｏptical Ａmplifiers and Ｔheir Ａ
pplications,Ｂreckenridge,Ｃolorado,（１９９４）,
p.４３〕。以上説明したように、歪多重量子井戸構造の
制限要因として、次の２つが挙げられる。 井戸層の厚さは、井戸層の歪に対する臨界膜厚で制限
される。 歪ＭＱＷ全体の厚さは、実効歪に対する臨界膜厚で制
限される。 上記２項目の内、については歪補償技術を適用するこ
とにより歪ＭＱＷ全体の厚さに対する制限が回避される
ことは既に説明したとおりである。しかしながら、上記
の井戸層の歪に対する臨界膜厚を大きくすることにつ
いての検討は行われていない。したがって、井戸層の厚
さは臨界膜厚で制限されるため、長波長側への波長拡大
としては充分であるとは言えない。波長域の拡大のため
には、井戸層の臨界膜厚の増加が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術における歪多重量子井戸構造の改良をはかるも
のであって、井戸層の臨界膜厚を増加させることによ
り、歪多重量子井戸構造における波長域を拡大した歪多
重量子井戸構造を提供することにある。
従来技術における歪多重量子井戸構造の改良をはかるも
のであって、井戸層の臨界膜厚を増加させることによ
り、歪多重量子井戸構造における波長域を拡大した歪多
重量子井戸構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、基板と異なる格子定数を有する井戸層と、
該井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層と
を交互に積層してなる歪多重量子井戸構造であって、上
記井戸層を規則混晶により構成した歪多重量子井戸構造
とするものである。また、本発明は請求項２に記載のよ
うに、請求項１において、井戸層はＩnＧaＡs規則混晶
により構成した歪多重量子井戸構造とするものである。
また、本発明は請求項３に記載のように、請求項１また
は請求項２において、井戸層はＣuＰt型規則混晶により
構成した歪多重量子井戸構造とするものである。また、
本発明は請求項４に記載のように、請求項１ないし請求
項３のいずれか１項において、井戸層は２μｍ帯の発光
波長を有する組成の規則混晶により構成した歪多重量子
井戸構造とするものである。また、本発明は請求項５に
記載のように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項
において、井戸層は０.９８μｍ帯の発光波長を有する
組成の規則混晶により構成した歪多重量子井戸構造とす
るものである。本発明の請求項１ないし請求項５のいず
れか１項に記載の歪多重量子井戸構造の井戸層に用いる
規則混晶は、同じ組成の不規則混晶よりも臨界膜厚が大
きいため、より大きな歪を持つ組成の井戸層からなる歪
多重量子井戸構造を実現できる。それは、規則混晶にお
いては、ミスフィット転位の形成に伴い積層不整が形成
されるため、不規則混晶と較べミスフィット転位形成エ
ネルギーが増加し、臨界膜厚が増加するためである。そ
の結果、井戸層として用いることができる組成範囲が広
がるため、歪多重量子井戸構造の波長域を拡大できる効
果がある。さらに、規則混晶は同じ組成の不規則混晶と
較べ、バンドギャップが狭くなるため、波長域が長波長
側に拡大する効果がある。
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、基板と異なる格子定数を有する井戸層と、
該井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層と
を交互に積層してなる歪多重量子井戸構造であって、上
記井戸層を規則混晶により構成した歪多重量子井戸構造
とするものである。また、本発明は請求項２に記載のよ
うに、請求項１において、井戸層はＩnＧaＡs規則混晶
により構成した歪多重量子井戸構造とするものである。
また、本発明は請求項３に記載のように、請求項１また
は請求項２において、井戸層はＣuＰt型規則混晶により
構成した歪多重量子井戸構造とするものである。また、
本発明は請求項４に記載のように、請求項１ないし請求
項３のいずれか１項において、井戸層は２μｍ帯の発光
波長を有する組成の規則混晶により構成した歪多重量子
井戸構造とするものである。また、本発明は請求項５に
記載のように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項
において、井戸層は０.９８μｍ帯の発光波長を有する
組成の規則混晶により構成した歪多重量子井戸構造とす
るものである。本発明の請求項１ないし請求項５のいず
れか１項に記載の歪多重量子井戸構造の井戸層に用いる
規則混晶は、同じ組成の不規則混晶よりも臨界膜厚が大
きいため、より大きな歪を持つ組成の井戸層からなる歪
多重量子井戸構造を実現できる。それは、規則混晶にお
いては、ミスフィット転位の形成に伴い積層不整が形成
されるため、不規則混晶と較べミスフィット転位形成エ
ネルギーが増加し、臨界膜厚が増加するためである。そ
の結果、井戸層として用いることができる組成範囲が広
がるため、歪多重量子井戸構造の波長域を拡大できる効
果がある。さらに、規則混晶は同じ組成の不規則混晶と
較べ、バンドギャップが狭くなるため、波長域が長波長
側に拡大する効果がある。
【０００７】図１は、本発明の歪多重量子井戸構造の基
本構造を示す模式図である。半導体単結晶からなる基板
１の上に、井戸層３と障壁層４からなる歪多重量子井戸
構造２が構成されている。井戸層３と障壁層４は交互に
積層され、井戸層３にキャリアが閉じ込められる構造と
なっている。井戸層３が、規則混晶から構成されている
ところが従来の歪多重量子井戸構造とは異なる。従来の
歪多重量子井戸構造は、不規則混晶を用いていた。本発
明の歪多重量子井戸構造の井戸層３としてＩnＧaＡs
Ｐ、ＩnＧaＡs、ＩnＧaＰ、ＧaＡsＰ、ＩnＡsＰ、ＡlＧ
aＡs、ＧaＡsＳb等の、III-Ｖ族半導体混晶におけるＣu
Ａu型、Ｃu3Ａu型、ＣuＰt型、ファマチナイト（famati
nite…Ｃｕ3ＳｂＳ4）型等の規則混晶を用いることがで
きる。規則混晶は、Ｘ線回折または電子線回折の回折パ
ターンに各々の型に対応する特徴的な超格子回折スポッ
トが現われることにより容易に検知することができる。
規則混晶はＣuＡu型、Ｃu3Ａu型、ＣuＰt型およびファ
マチナイト型に限られるものではなく、何らかの長距離
規則性があれば、同様の効果を持つ。本発明において
は、長距離規則性を持つものも含め規則混晶と言う。長
距離規則性の存在は、Ｘ線回折または電子線回折の回折
パターンに、超格子回折スポットが現われることにより
検知することができる。障壁層としては、井戸層よりも
バンドギャップの広い半導体であれば良く、基板として
は、ＧaＡsやＩnＰを用いることができる。ここで、Ｉn
ＧaＡs三元混晶を例に挙げ規則混晶について説明する。
III-Ｖ族化合物半導体の結晶構造は、閃亜鉛鉱型であ
る。これは、III族元素とＶ族元素が各々面心立方構造
の副格子を形成し、III族副格子がＶ族副格子に対して
基本格子の対角線方向に、その長さの１／４だけ変位し
て組み合わされた構造である。例として挙げたＩnＧaＡ
s三元混晶の場合には、ＩnとＧaがIII族副格子上で規則
的に配列している場合を規則混晶と言う。これに対し、
ＩnとＧaがIII族副格子上に不規則に配置されているも
のが不規則混晶である。規則配列の例を図２ないし図５
に示す。図２はＣuＰt型を、図３はＣuＡu型を、図４は
Ｃu3Ａu型を、図５はファマチナイト型を示す。図２
（ａ）は、ＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶のIII族副格子
を示し、図２（ｂ）はＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶の
結晶構造を［１１０］方向から見た図である。黒丸はＩ
n原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa原子、白丸は
Ａs原子を表わす。図２（ａ）に示すように、III族副格
子においてはＩn原子だけからなる（１１１）Ｉn面と、
Ｇa原子だけからなる（１１１）Ｇa面とが交互に［１１
１］方向に積層されている構造である。Ｖ族副格子を含
めた結晶構造は、図２（ｂ）に示すとおり、Ｉn原子だ
けからなる（１１１）Ｉn面と、Ａs原子だけからなる
（１１１）Ａs面と、Ｇa原子だけからなる（１１１）Ｇ
a面とが交互に［１１１］方向に積層された構造であ
る。図３（ａ）は、ＣuＡu型のＩnＧaＡs規則混晶のIII
族副格子を示し、図３（ｂ）は、ＣuＡu型のＩnＧaＡs
規則混晶の結晶構造を［１１０］方向から見た図であ
る。黒丸がＩn原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa
原子を、白丸がＡs原子を表わす。III族副格子の頂点、
および上面と下面の面心の位置に、Ｉn原子が位置し、
４つの側面の面心の位置にＧa原子が位置する構造であ
る。Ｖ族副格子も含めた結晶構造は図３（ｂ）に示され
ている通り、Ｉn原子だけからなる（００１）Ｉn面とＡ
s原子だけからなる（００１）Ａs面およびＧa原子だけ
からなる（００１）Ｇa面が交互に［００１］方向に積
層された構造である。図４（ａ）は、Ｃu3Ａu型のＩnＧ
aＡs規則混晶のIII族副格子を示し、 図４（ｂ）は、
Ｃu3Ａu型のＩnＧaＡs規則混晶の結晶構造を［１１０］
方向から見た図である。 黒丸がＩn原子を、白丸の中
に−を付けたものがＧa原子を、白丸がＡs原子を表わ
す。III族副格子の頂点にＩn原子が位置し、面心にＧa
原子が位置する構造である。図５（ａ）は、ファマチナ
イト型のＩnＧaＡs規則混晶のIII族副格子を示し、図５
（ｂ）は、ファマチナイト型のＩnＧaＡs規則混晶の結
晶構造を［１１０］方向から見た図である。黒丸がＩn
原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa原子を、白丸
がＡs原子を表わす。規則混晶は特定の成分組成比のと
ころで形成され易い。例えば、ＩnＧaＡs三元混晶にお
いてはＩn0.5Ｇa0.5Ａsの組成においてＣuＰt型、ＣuＡ
u型が形成され易く、Ｉn0.25Ｇa0.75ＡsあるいはＩn
0.75Ｇa0.25Ａsの組成においてはＣu3Ａu型、ファマチ
ナイト型が形成され易い。しかしながら、上記の組成か
ら離れた組成であっても、図１から図５に示した規則性
と類似の長距離規則性を示すものも存在する。次に、長
距離規則性について、ＩnＧaＡs三元混晶を例に挙げ説
明する。ここで、Ｇaの平均組成がｘであるＩn1-xＧax
Ａs組成を考える。図６に示すとおり、III族副格子にお
いて、（１１１）面上のＧaが平均組成ｘよりも多い面
〔Ｇaリッチ（１１１）面〕と、（１１１）面上のＧaが
平均組成ｘよりも少ない面〔Ｉnリッチ（１１１）面〕
が［１１１］方向に交互に積層されているものとする。
Ｖ族副格子も含めた結晶構造は、Ｇaリッチ（１１１）
面と、Ａs原子だけからなる（１１１）Ａs面、およびＩ
nリッチ（１１１）面が交互に［１１１］方向に積層さ
れている構造である。このような長距離規則性を持つＩ
nＧaＡs三元混晶は、電子線回折あるいはＸ線回折にお
いて、上記図２で説明したＣuＰt型規則混晶の場合と同
じ超格子解折スポットを伴う回折パターンを示す。この
図６に示すような規則性のある混晶も、ここではＣuＰt
型規則混晶と言う。図２ないし図６に示した構造は、Ｉ
nＧaＰ、ＡlＧaＡsにおいても同様である。また、ＧaＡ
sＰ、ＩnＡsＰ、ＧaＡsＳb等のＶ族原子が２種類の場合
は、III族副格子の代わりに、Ｖ族副格子上の規則配列
を考えればＩnＧaＡsの場合と同様である。ＩnＧaＡsＰ
四元混晶の場合には、ＩnとＧaがIII族副格子上に不規
則に配列され、かつＡsとＰがＶ族副格子上に不規則に
配列されているものが不規則混晶である。III族元素ま
たはＶ族元素、もしくはその両方が各々の副格子上にお
いて規則的に配列されている場合は規則混晶となる。規
則混晶は同じ組成の不規則混晶に比べ、バンドギャップ
が狭くなる性質がある〔Ａppl.Ｐhys.Ｌett.62（15）,1
2 April 1993,pp.1806〜1808〕。したがって、規則混晶
の使用は長波長側への波長域の拡大に有効である。次
に、規則混晶の臨界膜厚について説明する。基板上に基
板の格子定数と異なる格子定数を持つ薄膜をエピタキシ
ャル成長した時の臨界膜厚は、マシアスとブレークスリ
ー（Ｍatthews ＆ Ｂlakeslee）のモデルで説明され
る。同モデルでは、図７（ａ）に示すように、貫通転位
がエピ層（厚さｄ、歪ε）の応力を受けて滑り運動を起
こすことにより、界面に転位の折れ曲がりを作り、それ
がミスフィット転位となる。最初にミスフィット転位が
現われる膜厚を、臨界膜厚と言う。転位の滑り運動を起
こす力Ｆεが、転位の張力Ｆδを上回るときミスフィッ
ト転位が発生するから、その臨界条件Ｆε＝Ｆδは、次
に示す（数２）式となる。
本構造を示す模式図である。半導体単結晶からなる基板
１の上に、井戸層３と障壁層４からなる歪多重量子井戸
構造２が構成されている。井戸層３と障壁層４は交互に
積層され、井戸層３にキャリアが閉じ込められる構造と
なっている。井戸層３が、規則混晶から構成されている
ところが従来の歪多重量子井戸構造とは異なる。従来の
歪多重量子井戸構造は、不規則混晶を用いていた。本発
明の歪多重量子井戸構造の井戸層３としてＩnＧaＡs
Ｐ、ＩnＧaＡs、ＩnＧaＰ、ＧaＡsＰ、ＩnＡsＰ、ＡlＧ
aＡs、ＧaＡsＳb等の、III-Ｖ族半導体混晶におけるＣu
Ａu型、Ｃu3Ａu型、ＣuＰt型、ファマチナイト（famati
nite…Ｃｕ3ＳｂＳ4）型等の規則混晶を用いることがで
きる。規則混晶は、Ｘ線回折または電子線回折の回折パ
ターンに各々の型に対応する特徴的な超格子回折スポッ
トが現われることにより容易に検知することができる。
規則混晶はＣuＡu型、Ｃu3Ａu型、ＣuＰt型およびファ
マチナイト型に限られるものではなく、何らかの長距離
規則性があれば、同様の効果を持つ。本発明において
は、長距離規則性を持つものも含め規則混晶と言う。長
距離規則性の存在は、Ｘ線回折または電子線回折の回折
パターンに、超格子回折スポットが現われることにより
検知することができる。障壁層としては、井戸層よりも
バンドギャップの広い半導体であれば良く、基板として
は、ＧaＡsやＩnＰを用いることができる。ここで、Ｉn
ＧaＡs三元混晶を例に挙げ規則混晶について説明する。
III-Ｖ族化合物半導体の結晶構造は、閃亜鉛鉱型であ
る。これは、III族元素とＶ族元素が各々面心立方構造
の副格子を形成し、III族副格子がＶ族副格子に対して
基本格子の対角線方向に、その長さの１／４だけ変位し
て組み合わされた構造である。例として挙げたＩnＧaＡ
s三元混晶の場合には、ＩnとＧaがIII族副格子上で規則
的に配列している場合を規則混晶と言う。これに対し、
ＩnとＧaがIII族副格子上に不規則に配置されているも
のが不規則混晶である。規則配列の例を図２ないし図５
に示す。図２はＣuＰt型を、図３はＣuＡu型を、図４は
Ｃu3Ａu型を、図５はファマチナイト型を示す。図２
（ａ）は、ＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶のIII族副格子
を示し、図２（ｂ）はＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶の
結晶構造を［１１０］方向から見た図である。黒丸はＩ
n原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa原子、白丸は
Ａs原子を表わす。図２（ａ）に示すように、III族副格
子においてはＩn原子だけからなる（１１１）Ｉn面と、
Ｇa原子だけからなる（１１１）Ｇa面とが交互に［１１
１］方向に積層されている構造である。Ｖ族副格子を含
めた結晶構造は、図２（ｂ）に示すとおり、Ｉn原子だ
けからなる（１１１）Ｉn面と、Ａs原子だけからなる
（１１１）Ａs面と、Ｇa原子だけからなる（１１１）Ｇ
a面とが交互に［１１１］方向に積層された構造であ
る。図３（ａ）は、ＣuＡu型のＩnＧaＡs規則混晶のIII
族副格子を示し、図３（ｂ）は、ＣuＡu型のＩnＧaＡs
規則混晶の結晶構造を［１１０］方向から見た図であ
る。黒丸がＩn原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa
原子を、白丸がＡs原子を表わす。III族副格子の頂点、
および上面と下面の面心の位置に、Ｉn原子が位置し、
４つの側面の面心の位置にＧa原子が位置する構造であ
る。Ｖ族副格子も含めた結晶構造は図３（ｂ）に示され
ている通り、Ｉn原子だけからなる（００１）Ｉn面とＡ
s原子だけからなる（００１）Ａs面およびＧa原子だけ
からなる（００１）Ｇa面が交互に［００１］方向に積
層された構造である。図４（ａ）は、Ｃu3Ａu型のＩnＧ
aＡs規則混晶のIII族副格子を示し、 図４（ｂ）は、
Ｃu3Ａu型のＩnＧaＡs規則混晶の結晶構造を［１１０］
方向から見た図である。 黒丸がＩn原子を、白丸の中
に−を付けたものがＧa原子を、白丸がＡs原子を表わ
す。III族副格子の頂点にＩn原子が位置し、面心にＧa
原子が位置する構造である。図５（ａ）は、ファマチナ
イト型のＩnＧaＡs規則混晶のIII族副格子を示し、図５
（ｂ）は、ファマチナイト型のＩnＧaＡs規則混晶の結
晶構造を［１１０］方向から見た図である。黒丸がＩn
原子を、白丸の中に−を付けたものがＧa原子を、白丸
がＡs原子を表わす。規則混晶は特定の成分組成比のと
ころで形成され易い。例えば、ＩnＧaＡs三元混晶にお
いてはＩn0.5Ｇa0.5Ａsの組成においてＣuＰt型、ＣuＡ
u型が形成され易く、Ｉn0.25Ｇa0.75ＡsあるいはＩn
0.75Ｇa0.25Ａsの組成においてはＣu3Ａu型、ファマチ
ナイト型が形成され易い。しかしながら、上記の組成か
ら離れた組成であっても、図１から図５に示した規則性
と類似の長距離規則性を示すものも存在する。次に、長
距離規則性について、ＩnＧaＡs三元混晶を例に挙げ説
明する。ここで、Ｇaの平均組成がｘであるＩn1-xＧax
Ａs組成を考える。図６に示すとおり、III族副格子にお
いて、（１１１）面上のＧaが平均組成ｘよりも多い面
〔Ｇaリッチ（１１１）面〕と、（１１１）面上のＧaが
平均組成ｘよりも少ない面〔Ｉnリッチ（１１１）面〕
が［１１１］方向に交互に積層されているものとする。
Ｖ族副格子も含めた結晶構造は、Ｇaリッチ（１１１）
面と、Ａs原子だけからなる（１１１）Ａs面、およびＩ
nリッチ（１１１）面が交互に［１１１］方向に積層さ
れている構造である。このような長距離規則性を持つＩ
nＧaＡs三元混晶は、電子線回折あるいはＸ線回折にお
いて、上記図２で説明したＣuＰt型規則混晶の場合と同
じ超格子解折スポットを伴う回折パターンを示す。この
図６に示すような規則性のある混晶も、ここではＣuＰt
型規則混晶と言う。図２ないし図６に示した構造は、Ｉ
nＧaＰ、ＡlＧaＡsにおいても同様である。また、ＧaＡ
sＰ、ＩnＡsＰ、ＧaＡsＳb等のＶ族原子が２種類の場合
は、III族副格子の代わりに、Ｖ族副格子上の規則配列
を考えればＩnＧaＡsの場合と同様である。ＩnＧaＡsＰ
四元混晶の場合には、ＩnとＧaがIII族副格子上に不規
則に配列され、かつＡsとＰがＶ族副格子上に不規則に
配列されているものが不規則混晶である。III族元素ま
たはＶ族元素、もしくはその両方が各々の副格子上にお
いて規則的に配列されている場合は規則混晶となる。規
則混晶は同じ組成の不規則混晶に比べ、バンドギャップ
が狭くなる性質がある〔Ａppl.Ｐhys.Ｌett.62（15）,1
2 April 1993,pp.1806〜1808〕。したがって、規則混晶
の使用は長波長側への波長域の拡大に有効である。次
に、規則混晶の臨界膜厚について説明する。基板上に基
板の格子定数と異なる格子定数を持つ薄膜をエピタキシ
ャル成長した時の臨界膜厚は、マシアスとブレークスリ
ー（Ｍatthews ＆ Ｂlakeslee）のモデルで説明され
る。同モデルでは、図７（ａ）に示すように、貫通転位
がエピ層（厚さｄ、歪ε）の応力を受けて滑り運動を起
こすことにより、界面に転位の折れ曲がりを作り、それ
がミスフィット転位となる。最初にミスフィット転位が
現われる膜厚を、臨界膜厚と言う。転位の滑り運動を起
こす力Ｆεが、転位の張力Ｆδを上回るときミスフィッ
ト転位が発生するから、その臨界条件Ｆε＝Ｆδは、次
に示す（数２）式となる。
【０００８】
【数２】
【０００９】ここでは、簡単化のためエピ層と基板の弾
性定数は全て同じものとした。μ、νは、各々混晶の剛
性率とポワソン比であり、βはコアパラメータ、ｂはミ
スフィット転位のバーガースベクトルの大きさである。
ここでは、μ＝２.２３×１０11ｄｙｎ／ｃｍ2、ν＝
０.３、β＝４として計算した。λ、θおよびｂは、幾
何学的な配置に関係した定数で、基板が（１００）面で
あり、ミスフィット転位が６０°（度）転位の場合、co
sλ＝cosθ＝０.５、ｂ＝４Åである。閃亜鉛鉱型結晶
構造におけるバーガースべクトルは、ａ＜１１０＞／２
である。ここでａは格子定数である。このバーガースベ
クトルを持つ転位が規則混晶の中を滑り運動した場合、
転位が掃いた面に積層不整が発生する。この様子を図８
に示す。この図は、ＩnＰ（００１）基板上に、ＩnＰよ
りも格子定数の大きなＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶を
成長した場合を示した。 水平に引いた鎖線がＩnＰ基
板とＩnＧaＡs規則混晶との界面を表わす。図の中央付
近で鎖線が折れ曲がっているところにミスフィット転位
（┬）がある。このミスフィット転位は紙面に垂直な方
向に、界面に沿って伸びている。ＩnＰに比べ、ＩnＧa
Ａsの格子定数が大きいために、転位の滑り運動が起こ
り、点線の左側が右側に対して右斜め上の方向に結合が
１個ずつずれが生じた。すなわち、元々、ａ−ａ′、ｂ
−ｂ′、ｃ−ｃ′、ｄ−ｄ′、ｅ−ｅ′のように結合し
ていたものが、新たにｂ−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、
ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′結合が形成され、界面において未結合
ボンドａが発生した。ｂ−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、
ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′結合は、積層不整以外の結合と異なる
結合を形成している。そのため、ａ−ａ′、ｂ−ｂ′、
ｃ−ｃ′、ｄ−ｄ′、ｅ−ｅ′の結合エネルギーと、ｂ
−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′の結合
エネルギーの差が、積層不整エネルギーとして蓄積され
ることになる。このエネルギー面密度をγとし、基板表
面と積層不整面の法線のなす角をφとすると、転位は、
Ｆγ＝γｄ／cosφの抵抗力を受ける〔図７（ｂ）参
照〕。したがって、臨界膜厚の条件式は、次の（数３）
式で表わされる。
性定数は全て同じものとした。μ、νは、各々混晶の剛
性率とポワソン比であり、βはコアパラメータ、ｂはミ
スフィット転位のバーガースベクトルの大きさである。
ここでは、μ＝２.２３×１０11ｄｙｎ／ｃｍ2、ν＝
０.３、β＝４として計算した。λ、θおよびｂは、幾
何学的な配置に関係した定数で、基板が（１００）面で
あり、ミスフィット転位が６０°（度）転位の場合、co
sλ＝cosθ＝０.５、ｂ＝４Åである。閃亜鉛鉱型結晶
構造におけるバーガースべクトルは、ａ＜１１０＞／２
である。ここでａは格子定数である。このバーガースベ
クトルを持つ転位が規則混晶の中を滑り運動した場合、
転位が掃いた面に積層不整が発生する。この様子を図８
に示す。この図は、ＩnＰ（００１）基板上に、ＩnＰよ
りも格子定数の大きなＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶を
成長した場合を示した。 水平に引いた鎖線がＩnＰ基
板とＩnＧaＡs規則混晶との界面を表わす。図の中央付
近で鎖線が折れ曲がっているところにミスフィット転位
（┬）がある。このミスフィット転位は紙面に垂直な方
向に、界面に沿って伸びている。ＩnＰに比べ、ＩnＧa
Ａsの格子定数が大きいために、転位の滑り運動が起こ
り、点線の左側が右側に対して右斜め上の方向に結合が
１個ずつずれが生じた。すなわち、元々、ａ−ａ′、ｂ
−ｂ′、ｃ−ｃ′、ｄ−ｄ′、ｅ−ｅ′のように結合し
ていたものが、新たにｂ−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、
ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′結合が形成され、界面において未結合
ボンドａが発生した。ｂ−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、
ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′結合は、積層不整以外の結合と異なる
結合を形成している。そのため、ａ−ａ′、ｂ−ｂ′、
ｃ−ｃ′、ｄ−ｄ′、ｅ−ｅ′の結合エネルギーと、ｂ
−ａ′、ｃ−ｂ′、ｄ−ｃ′、ｅ−ｄ′ｆ−ｅ′の結合
エネルギーの差が、積層不整エネルギーとして蓄積され
ることになる。このエネルギー面密度をγとし、基板表
面と積層不整面の法線のなす角をφとすると、転位は、
Ｆγ＝γｄ／cosφの抵抗力を受ける〔図７（ｂ）参
照〕。したがって、臨界膜厚の条件式は、次の（数３）
式で表わされる。
【００１０】
【数３】
【００１１】したがって、転位を動かすためには、より
厚い膜厚が必要となり、臨界膜厚が増加することにな
る。図９は、ＩnＧaＡs規則混晶の臨界膜厚を、積層不
整のエネルギー面密度γをパラメータにとって示したも
のである。計算は、上記の（数３）式を用いて行った。
横軸は、ＩnＧaＡs混晶の歪であり、縦軸は、ＩnＧaＡs
混晶の厚さを示す。図において、実線および破線が歪に
対する臨界膜厚の変化を示している。γ＝０が不規則混
晶の場合である。γ＝２７erg／cｍ2、５４erg／cｍ2が
規則混晶の場合である。γの値は規則混晶の型により異
なるので、ここでは典型的なγの値に対して臨界膜厚を
算出した。すべての歪の範囲において、規則混晶の臨界
膜厚は不規則混晶の場合に比べ増加している。例えば、
格子不整が１.６％の場合、不規則混晶（γ＝０）の臨
界膜厚は６０Åであるが、規則混晶の場合には、臨界膜
厚が９０Å（γ＝２７erg／cｍ2の時）、１４０Å（γ
＝５４erg／cｍ2の時）と増加している。次に、ＩnＧa
Ａs三元混晶を例に挙げ、規則混晶を成長する手段につ
いて説明する。ＣuＰt型規則混晶が成長するためには、
成長温度を、従来の不規則混晶を成長させる時よりも若
干低下させる〔Ａppl.Ｐhys.Ｌett.６２（１５）,１２
Ａpril １９９３,ｐｐ.１８０６〜１８０８〕。また、
ＣuＡu型の場合には、ＧaＡs層とＩnＡs層とを１層ずつ
交互に成長すればよい。図１に示した本発明の歪多重量
子井戸構造を、レーザの活性層に応用する際には、基板
１とＭＱＷ２の間に光閉じ込め層を挿入したり、ＭＱＷ
２の上に光閉じ込め層を積層したりすることができる。
また、ＺnＳＳe等のII-ＶI族半導体の規則混晶において
も結晶構造が閃亜鉛鉱構造をとる限り本発明と同等の効
果が得られる。
厚い膜厚が必要となり、臨界膜厚が増加することにな
る。図９は、ＩnＧaＡs規則混晶の臨界膜厚を、積層不
整のエネルギー面密度γをパラメータにとって示したも
のである。計算は、上記の（数３）式を用いて行った。
横軸は、ＩnＧaＡs混晶の歪であり、縦軸は、ＩnＧaＡs
混晶の厚さを示す。図において、実線および破線が歪に
対する臨界膜厚の変化を示している。γ＝０が不規則混
晶の場合である。γ＝２７erg／cｍ2、５４erg／cｍ2が
規則混晶の場合である。γの値は規則混晶の型により異
なるので、ここでは典型的なγの値に対して臨界膜厚を
算出した。すべての歪の範囲において、規則混晶の臨界
膜厚は不規則混晶の場合に比べ増加している。例えば、
格子不整が１.６％の場合、不規則混晶（γ＝０）の臨
界膜厚は６０Åであるが、規則混晶の場合には、臨界膜
厚が９０Å（γ＝２７erg／cｍ2の時）、１４０Å（γ
＝５４erg／cｍ2の時）と増加している。次に、ＩnＧa
Ａs三元混晶を例に挙げ、規則混晶を成長する手段につ
いて説明する。ＣuＰt型規則混晶が成長するためには、
成長温度を、従来の不規則混晶を成長させる時よりも若
干低下させる〔Ａppl.Ｐhys.Ｌett.６２（１５）,１２
Ａpril １９９３,ｐｐ.１８０６〜１８０８〕。また、
ＣuＡu型の場合には、ＧaＡs層とＩnＡs層とを１層ずつ
交互に成長すればよい。図１に示した本発明の歪多重量
子井戸構造を、レーザの活性層に応用する際には、基板
１とＭＱＷ２の間に光閉じ込め層を挿入したり、ＭＱＷ
２の上に光閉じ込め層を積層したりすることができる。
また、ＺnＳＳe等のII-ＶI族半導体の規則混晶において
も結晶構造が閃亜鉛鉱構造をとる限り本発明と同等の効
果が得られる。
【００１２】
〈実施の形態１〉次に、本発明の歪多重量子井戸構造
を、２μｍ帯に発光波長を有する歪ＭＱＷに適用した場
合について説明する。井戸層は１.６％の圧縮歪を有す
るＣuＰt型のＩn0.76Ｇa0.24Ａs規則混晶（典型的な厚
さ１２０Å）からなり、障壁層は基板と格子整合したバ
ンド端波長が１.５μｍで、２００Å厚さのＩnＧaＡsＰ
からなる。井戸層の数は４層とした。基板は（００１）
面方位を有するＩnＰを用いた。この歪ＭＱＷの発光波
長は２.０５μｍであった。透過電子顕微鏡による観察
から、井戸層は設計どおりＣuＰt型規則混晶を形成して
いることを確認した。従来、この系においては、井戸層
の大きな歪のためミスフィット転位が入り易く、井戸層
の数を３層以上に増やすことができなかった。しかしな
がら、本発明においては、ＣuＰt型のＩn0.76Ｇa0.24Ａ
s規則混晶を井戸層に用いたため臨界膜厚が増加した。
このため、ミスフィット転位の発生を防ぐことができ、
井戸層の数を３層以上にすることが可能となった。ま
た、規則混晶は同じ組成の不規則混晶よりもバンドギャ
ップが狭くなるため、少ないＩn組成で目的の２μｍ以
上の発光波長を得ることができた。
を、２μｍ帯に発光波長を有する歪ＭＱＷに適用した場
合について説明する。井戸層は１.６％の圧縮歪を有す
るＣuＰt型のＩn0.76Ｇa0.24Ａs規則混晶（典型的な厚
さ１２０Å）からなり、障壁層は基板と格子整合したバ
ンド端波長が１.５μｍで、２００Å厚さのＩnＧaＡsＰ
からなる。井戸層の数は４層とした。基板は（００１）
面方位を有するＩnＰを用いた。この歪ＭＱＷの発光波
長は２.０５μｍであった。透過電子顕微鏡による観察
から、井戸層は設計どおりＣuＰt型規則混晶を形成して
いることを確認した。従来、この系においては、井戸層
の大きな歪のためミスフィット転位が入り易く、井戸層
の数を３層以上に増やすことができなかった。しかしな
がら、本発明においては、ＣuＰt型のＩn0.76Ｇa0.24Ａ
s規則混晶を井戸層に用いたため臨界膜厚が増加した。
このため、ミスフィット転位の発生を防ぐことができ、
井戸層の数を３層以上にすることが可能となった。ま
た、規則混晶は同じ組成の不規則混晶よりもバンドギャ
ップが狭くなるため、少ないＩn組成で目的の２μｍ以
上の発光波長を得ることができた。
【００１３】〈実施の形態２〉次に、本発明の歪多重量
子井戸構造を、０.９８μｍ帯に発光波長を有する歪Ｍ
ＱＷに適用した場合について説明する。基板として（０
０１）面方位を有するＧaＡsを用い、井戸層としては厚
さ６０Åで、１.７％の圧縮歪を有するＣuＰt型のＩn
0.24Ｇa0.76Ａs規則混晶を用い、障壁層としては５０Å
厚さのＧaＡsを用いた。井戸層の数は４層とした。透過
電子顕微鏡による観察から、井戸層は設計どおりＣuＰt
型規則混晶が形成されていることを確認した。従来、こ
の系においては、井戸層の大きな歪と、比較的高い成長
温度のためにミスフィット転位が入り易く、井戸層の数
を３層以上に増やすことができなかった。しかしなが
ら、本発明においては、ＣuＰt型のＩn0.24Ｇa0.76Ａs
規則混晶を井戸層に用いたため臨界膜厚が増加した。こ
のため、ミスフィット転位の発生を防ぐことができ、井
戸層の数を３層以上にすることが可能となった。また、
規則混晶は、同じ組成の不規則混晶よりもバンドギャッ
プが狭くなるため、少ないＩn組成で目的の０.９８μｍ
の発光波長を得ることができた。
子井戸構造を、０.９８μｍ帯に発光波長を有する歪Ｍ
ＱＷに適用した場合について説明する。基板として（０
０１）面方位を有するＧaＡsを用い、井戸層としては厚
さ６０Åで、１.７％の圧縮歪を有するＣuＰt型のＩn
0.24Ｇa0.76Ａs規則混晶を用い、障壁層としては５０Å
厚さのＧaＡsを用いた。井戸層の数は４層とした。透過
電子顕微鏡による観察から、井戸層は設計どおりＣuＰt
型規則混晶が形成されていることを確認した。従来、こ
の系においては、井戸層の大きな歪と、比較的高い成長
温度のためにミスフィット転位が入り易く、井戸層の数
を３層以上に増やすことができなかった。しかしなが
ら、本発明においては、ＣuＰt型のＩn0.24Ｇa0.76Ａs
規則混晶を井戸層に用いたため臨界膜厚が増加した。こ
のため、ミスフィット転位の発生を防ぐことができ、井
戸層の数を３層以上にすることが可能となった。また、
規則混晶は、同じ組成の不規則混晶よりもバンドギャッ
プが狭くなるため、少ないＩn組成で目的の０.９８μｍ
の発光波長を得ることができた。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、井戸層の臨界膜厚を増
加させることができるので、歪多重量子井戸構造の波長
域を拡大できるという顕著な効果がある。
加させることができるので、歪多重量子井戸構造の波長
域を拡大できるという顕著な効果がある。
【図１】本発明の歪多重量子井戸構造の基本構造を示す
模式図。
模式図。
【図２】本発明の歪多重量子井戸構造におけるＣuＰt型
規則混晶の一例を示す模式図。
規則混晶の一例を示す模式図。
【図３】本発明の歪多重量子井戸構造におけるＣuＡu型
規則混晶の一例を示す模式図。
規則混晶の一例を示す模式図。
【図４】本発明の歪多重量子井戸構造におけるＣu3Ａu
型規則混晶の一例を示す模式図。
型規則混晶の一例を示す模式図。
【図５】本発明の歪多重量子井戸構造におけるファマチ
ナイト（famatinite）型規則混晶の一例を示す模式図。
ナイト（famatinite）型規則混晶の一例を示す模式図。
【図６】本発明の歪多重量子井戸構造における長距離規
則性を説明する模式図。
則性を説明する模式図。
【図７】本発明の歪多重量子井戸構造におけるミスフィ
ット転位の形成機構を示す説明図。
ット転位の形成機構を示す説明図。
【図８】本発明のＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶におけ
るミスフィット転位と積層不整を示す模式図。
るミスフィット転位と積層不整を示す模式図。
【図９】本発明のＣuＰt型のＩnＧaＡs規則混晶の臨界
膜厚の一例を示す図。
膜厚の一例を示す図。
１…基板 ２…歪多重量子井戸構造 ３…井戸層 ４…障壁層
Claims (5)
- 【請求項１】基板と異なる格子定数を有する井戸層と、
該井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層と
を交互に積層してなる歪多重量子井戸構造であって、上
記井戸層を規則混晶により構成してなることを特徴とす
る歪多重量子井戸構造。 - 【請求項２】請求項１において、井戸層はＩnＧaＡs規
則混晶により構成してなることを特徴とする歪多重量子
井戸構造。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、井戸層
はＣuＰt型規則混晶により構成してなることを特徴とす
る歪多重量子井戸構造。 - 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
おいて、井戸層は２μｍ帯の発光波長を有する組成の規
則混晶により構成してなることを特徴とする歪多重量子
井戸構造。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
おいて、井戸層は０.９８μｍ帯の発光波長を有する組
成の規則混晶により構成してなることを特徴とする歪多
重量子井戸構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP128197A JPH10200205A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 歪多重量子井戸構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP128197A JPH10200205A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 歪多重量子井戸構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200205A true JPH10200205A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11497077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP128197A Pending JPH10200205A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 歪多重量子井戸構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10200205A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8610105B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-12-17 | Oclaro Japan, Inc. | Semiconductor electroluminescent device with a multiple-quantum well layer formed therein |
-
1997
- 1997-01-08 JP JP128197A patent/JPH10200205A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8610105B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-12-17 | Oclaro Japan, Inc. | Semiconductor electroluminescent device with a multiple-quantum well layer formed therein |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7015498B2 (en) | Quantum optical semiconductor device | |
| US6856005B2 (en) | Semiconductor device having a nitride-based hetero-structure and method of manufacturing the same | |
| Pavelescu et al. | Effects of insertion of strain-mediating layers on luminescence properties of 1.3-μm GaInNAs/GaNAs/GaAs quantum-well structures | |
| US5929462A (en) | Semiconductor optical device having a strained quantum well structure | |
| US4250515A (en) | Heterojunction superlattice with potential well depth greater than half the bandgap | |
| Ponchet et al. | Influence of stress and surface reconstruction on the morphology of tensile GaInAs grown on InP (001) by gas source molecular beam epitaxy | |
| KR910001161B1 (ko) | 반도체 레이저 장치 | |
| EP0125738A1 (en) | Semiconductor device | |
| Park et al. | Piezoelectric effects on many-body optical gain of zinc-blende and wurtzite GaN/AlGaN quantum-well lasers | |
| Georgiev et al. | Short-wavelength intersubband absorption in strain compensated InGaAs/AlAs quantum well structures grown on InP | |
| WO2020145025A1 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 | |
| Bhusal et al. | Band structure and absorption properties of GaAs 1− x N x∕ InAs 1− y N y short period superlattices strained to InP (001) | |
| JP3768790B2 (ja) | 量子ドット構造体及びそれを有する半導体デバイス装置 | |
| JPH10200205A (ja) | 歪多重量子井戸構造 | |
| JP2806089B2 (ja) | 半導体多重歪量子井戸構造 | |
| JP3443803B2 (ja) | 半導体構造およびその製造方法 | |
| JPH07147454A (ja) | 半導体素子 | |
| Ohba et al. | Two-dimensional growth of AlN and GaN on lattice-relaxed Al0. 4Ga0. 6N buffer layers prepared with high-temperature-grown AlN buffer on sapphire substrates and fabrication of multiple-quantum-well structures | |
| JP6001319B2 (ja) | スピン偏極電子発生素子及びその製造方法 | |
| JP2013093425A (ja) | 量子半導体装置及びその製造方法 | |
| Pohl et al. | Electronic properties of heterostructures | |
| US5246878A (en) | Capping layer preventing deleterious effects of As--P exchange | |
| JP2001237413A (ja) | 量子ドットの作製方法 | |
| JPH10190143A (ja) | 圧縮歪多重量子井戸構造 | |
| JP3582021B2 (ja) | 光半導体素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |