JPH1154793A - 所定の波長で電磁放射を射出する素子および当該素子の製造方法 - Google Patents
所定の波長で電磁放射を射出する素子および当該素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の波長で電磁放射を放出する素子につい
て提供する。 【解決手段】 前記の素子は反対の伝導型の第１バルク
領域および第２バルク領域を含む空洞をもち、実質的に
前記の空洞の定在波パターンの腹で前記の第１および第
２領域の電荷キャリヤーを空間的に分離するために設け
られた障壁があり、障壁での電荷キャリヤーの再結合は
前記の放射を創成し、前記の放射の放出波長は前記の空
洞によって定められる素子。
て提供する。 【解決手段】 前記の素子は反対の伝導型の第１バルク
領域および第２バルク領域を含む空洞をもち、実質的に
前記の空洞の定在波パターンの腹で前記の第１および第
２領域の電荷キャリヤーを空間的に分離するために設け
られた障壁があり、障壁での電荷キャリヤーの再結合は
前記の放射を創成し、前記の放射の放出波長は前記の空
洞によって定められる素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁放射を放出す
る素子の分野に関するものである。さらに特に所定の波
長で放射を放出する半導体素子に関するものである。当
該素子の製造法および当該素子の応用に関するものであ
る。
る素子の分野に関するものである。さらに特に所定の波
長で放射を放出する半導体素子に関するものである。当
該素子の製造法および当該素子の応用に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】非コヒーレントあるいはコヒーレントな
電磁放射を放出することが可能な半導体素子はこの分野
でよく知られている。電磁放射の放出に基づいた半導体
に関する多数の文献は発光ダイオード（ＬＥＤ）あるい
は微小空洞ＬＥＤあるいは微小空洞レーザーあるいは縦
空洞表面発光レーザーについて扱っている。当該文献例
は次のとおりである。エイチ・デ・ネフェ(H. De Nev
e)，ジェイ・ブロンデル(J. Blondelle)，アール・ベー
ツ(R. Baets)，ピー・デメスター(P. Demeester)，ピー
・ヴァン・ダエル(P. Van Daele)，ジー・ボルグ(G. Bo
rghs)著，電気電子学会 光子 技術書(IEEE Photon. T
echnol.Lett.) 7 287 (1995)；イー・エフ・シューベル
ト(E.F. Schubert)，エヌ・イー・ジェイ・フント(N.E.
J. Hunt)，アール・ジェイ・マリック(R.J. Malik)，エ
ム・ミコビック(M. Micovic)，ディー・エル・ミラー
(D.L. Miller)著，「共鳴空洞発光ダイオードの温度お
よび変調特性」、光波技術ジャーナル(Journal of Ligh
twave Technology), 14 (7), 1721-1729 (1996)；ティ
ー・ヤマウチ(T. Yamauchi)およびワイ・アラカワ(Y. A
rakawa)著，「２種類の量子井戸を持つＧａＡＳ／Ａｌ
ＧａＡｓ縦微小空洞レーザーにおける高められおよび禁
じられた自然放出」応用物理書(Appl.Phys. Lett.) 58
(21), 2339(1991)；ティー・ジェイ・ド・ライオン(T.
J. de Lyon)，ジェイ・エム・ウッドール(J.M. Woodal
l)，ディー・ティー・マックインツルフ(D.T.McInturf
f)，アール・ジェイ・エス・ベーツ(R.J.S. Bates)，ジ
ェイ・エイ・カッシュ(J.A. Kash)，ピー・ディー・キ
ルヒナー(P.D. Kirchner)，エフ・カードン(F. Cardon
e)著，「ガスソース分子ビームエピタキシーによって成
長させた炭素ドープされたのＧａ０．１ Ｉｎ０．４９
Ｐ／ＧａＡｓ発光ダイオードにおける放射輝度および光
学的変調帯域幅のドーピング濃度依存」応用物理書(App
l.Phys. Lett.) 60 (3),353-355 (1992)；ディー・ジー
・ディッペ(D.G. Deppe)，ジェイ・シー・キャンベル
(J.C. Campbell)，アール・クチブホトラ(R. Kuchibhot
la)，ティー・ジェイ・ロジャーズ(T.J. Rogers)，ビー
・ジー・ストリートマン(B.G. Streetman)著，「光学的
に結合した鏡量子井戸ＩｎＧａＡｓ−ＧａＡｓ発光ダイ
オード」電子書(Electron.Lett.) 26 (20), 1665 (199
0)；エム・エッテンベルグ(M. Ettenberg)，エム・ジー
・ハーベイ(M.G. Harvey)，ディー・アール・パターソ
ン(D.R. Patterson)著，「一次高速高出力の歪みのある
量子井戸ＬＥＤ」，電気電子学会 光子 技術書(IEEE
Photon. Technol. Lett.) 4 (1), 27(1992)；１９９２
年２月１８日付のディッペ等(Deppe, et. al.)にかかる
米国特許第５，０８９，８６０号「自然光子放出の制御
を有する量子井戸素子、および当該素子の製造方法」；
チョ等(Cho, et al)にかかる欧州特許第０５５０９６３
号「改良された発光ダイオード」
電磁放射を放出することが可能な半導体素子はこの分野
でよく知られている。電磁放射の放出に基づいた半導体
に関する多数の文献は発光ダイオード（ＬＥＤ）あるい
は微小空洞ＬＥＤあるいは微小空洞レーザーあるいは縦
空洞表面発光レーザーについて扱っている。当該文献例
は次のとおりである。エイチ・デ・ネフェ(H. De Nev
e)，ジェイ・ブロンデル(J. Blondelle)，アール・ベー
ツ(R. Baets)，ピー・デメスター(P. Demeester)，ピー
・ヴァン・ダエル(P. Van Daele)，ジー・ボルグ(G. Bo
rghs)著，電気電子学会 光子 技術書(IEEE Photon. T
echnol.Lett.) 7 287 (1995)；イー・エフ・シューベル
ト(E.F. Schubert)，エヌ・イー・ジェイ・フント(N.E.
J. Hunt)，アール・ジェイ・マリック(R.J. Malik)，エ
ム・ミコビック(M. Micovic)，ディー・エル・ミラー
(D.L. Miller)著，「共鳴空洞発光ダイオードの温度お
よび変調特性」、光波技術ジャーナル(Journal of Ligh
twave Technology), 14 (7), 1721-1729 (1996)；ティ
ー・ヤマウチ(T. Yamauchi)およびワイ・アラカワ(Y. A
rakawa)著，「２種類の量子井戸を持つＧａＡＳ／Ａｌ
ＧａＡｓ縦微小空洞レーザーにおける高められおよび禁
じられた自然放出」応用物理書(Appl.Phys. Lett.) 58
(21), 2339(1991)；ティー・ジェイ・ド・ライオン(T.
J. de Lyon)，ジェイ・エム・ウッドール(J.M. Woodal
l)，ディー・ティー・マックインツルフ(D.T.McInturf
f)，アール・ジェイ・エス・ベーツ(R.J.S. Bates)，ジ
ェイ・エイ・カッシュ(J.A. Kash)，ピー・ディー・キ
ルヒナー(P.D. Kirchner)，エフ・カードン(F. Cardon
e)著，「ガスソース分子ビームエピタキシーによって成
長させた炭素ドープされたのＧａ０．１ Ｉｎ０．４９
Ｐ／ＧａＡｓ発光ダイオードにおける放射輝度および光
学的変調帯域幅のドーピング濃度依存」応用物理書(App
l.Phys. Lett.) 60 (3),353-355 (1992)；ディー・ジー
・ディッペ(D.G. Deppe)，ジェイ・シー・キャンベル
(J.C. Campbell)，アール・クチブホトラ(R. Kuchibhot
la)，ティー・ジェイ・ロジャーズ(T.J. Rogers)，ビー
・ジー・ストリートマン(B.G. Streetman)著，「光学的
に結合した鏡量子井戸ＩｎＧａＡｓ−ＧａＡｓ発光ダイ
オード」電子書(Electron.Lett.) 26 (20), 1665 (199
0)；エム・エッテンベルグ(M. Ettenberg)，エム・ジー
・ハーベイ(M.G. Harvey)，ディー・アール・パターソ
ン(D.R. Patterson)著，「一次高速高出力の歪みのある
量子井戸ＬＥＤ」，電気電子学会 光子 技術書(IEEE
Photon. Technol. Lett.) 4 (1), 27(1992)；１９９２
年２月１８日付のディッペ等(Deppe, et. al.)にかかる
米国特許第５，０８９，８６０号「自然光子放出の制御
を有する量子井戸素子、および当該素子の製造方法」；
チョ等(Cho, et al)にかかる欧州特許第０５５０９６３
号「改良された発光ダイオード」
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】縦空洞表面発光レーザ
ー（ＶＣＳＥＬ）の製造において、臨界パラーメーター
の組み合わせが存在するために、当該レーザーはエピタ
キシャル成長ウェーハ上で非一様な影響を受ける。臨界
パラーメーター値を有する前記のＶＣＳＥＬの例は２つ
の分配ブラッグ反射体（ＤＢＲ）、空洞の厚さおよび量
子井戸の厚さ（すなわち活動領域）である。この問題は
従来は、操作可能なＶＣＳＥＬの配列製造の８×８配列
に限られていた。当該８×８ＶＣＳＥＬ配列は以下の文
献で述べられていた。それは「選択的な酸化を用いて高
密度にパッケージした縦空洞表面発光レーザー配列の製
造」フッフフェイカー等(Huffaker et al.)著 電気電
子学会 光子 技術書(IEEE Phot. Technol. Lett.)8,
596 (1996)である。さらにレーザーの効率的な操作が必
要とされる高電流密度は（しきい電流は反転を達成する
ことが必要とされるため）配列の応用において、多数の
レーザー元素の同時操作を制限する。その上、ＶＣＳＥ
Ｌは高速小信号変調を用いることができるが、しきい電
流の存在のために高速大信号変調を有効的に用いること
ができない。
ー（ＶＣＳＥＬ）の製造において、臨界パラーメーター
の組み合わせが存在するために、当該レーザーはエピタ
キシャル成長ウェーハ上で非一様な影響を受ける。臨界
パラーメーター値を有する前記のＶＣＳＥＬの例は２つ
の分配ブラッグ反射体（ＤＢＲ）、空洞の厚さおよび量
子井戸の厚さ（すなわち活動領域）である。この問題は
従来は、操作可能なＶＣＳＥＬの配列製造の８×８配列
に限られていた。当該８×８ＶＣＳＥＬ配列は以下の文
献で述べられていた。それは「選択的な酸化を用いて高
密度にパッケージした縦空洞表面発光レーザー配列の製
造」フッフフェイカー等(Huffaker et al.)著 電気電
子学会 光子 技術書(IEEE Phot. Technol. Lett.)8,
596 (1996)である。さらにレーザーの効率的な操作が必
要とされる高電流密度は（しきい電流は反転を達成する
ことが必要とされるため）配列の応用において、多数の
レーザー元素の同時操作を制限する。その上、ＶＣＳＥ
Ｌは高速小信号変調を用いることができるが、しきい電
流の存在のために高速大信号変調を有効的に用いること
ができない。
【０００４】微小空洞発光ダイオード（微小空洞 ＬＥ
Ｄ）の開発によって、一般的なレーザーおよび特にＶＣ
ＳＥＬ以外の効率的かつスペクトルの狭い半導体の光ソ
ースができた。レーザーと比べて、微小空洞ＬＥＤはい
かなるしきいの振る舞いに問題がない。この技術分野に
おける微小空洞ＬＥＤは、１つだけＤＢＲをもち、波長
空洞および厚さにおいて調和される必要がある１つもし
くは複数の量子井戸を持つ。ここで、それは、臨界が小
さくなるように設計され、製造された。微小空洞ＬＥＤ
において、しきいが存在ために、配列の応用のために必
要とされる電流密度がかなり小さくなる。従来のＬＥＤ
と比べて、微小空洞ＬＥＤの分野の光学的出力効率に対
する電気的出力効率の増加のために、光学的相互連絡シ
ステム（特に電磁放射エミッターの配列）および、電力
経費上きわどいディスプレーの応用およびシステムのよ
うな実施において、これらの微小空洞ＬＥＤの適用範囲
が改善する。この技術分野において、微小空洞ＬＥＤは
空洞の中心部に、すべてが同一かつ空洞波長と調和する
ような量子井戸を１つもしくは複数用いる（図１参
照）。電子および正孔が互いに反対側から量子井戸に侵
入し、再結合する。微小空洞ＬＥＤのスイッチオンとス
イッチオフは本質的に放射再結合時間あるいは一定な再
結合時間のいずれか短い方に依存し、制限されている。
いくつかの量子井戸を用いることによって、一つの量子
井戸において飽和状態を少なくすることが必須であるこ
とが証明されるが、空洞における定在波のパターンの腹
の局在からキャリヤーの局在が離れる。いくつかの量子
井戸を用いることによって、微小空洞ＬＥＤの反応やス
イッチオンおよびスイッチオフも遅くなる。
Ｄ）の開発によって、一般的なレーザーおよび特にＶＣ
ＳＥＬ以外の効率的かつスペクトルの狭い半導体の光ソ
ースができた。レーザーと比べて、微小空洞ＬＥＤはい
かなるしきいの振る舞いに問題がない。この技術分野に
おける微小空洞ＬＥＤは、１つだけＤＢＲをもち、波長
空洞および厚さにおいて調和される必要がある１つもし
くは複数の量子井戸を持つ。ここで、それは、臨界が小
さくなるように設計され、製造された。微小空洞ＬＥＤ
において、しきいが存在ために、配列の応用のために必
要とされる電流密度がかなり小さくなる。従来のＬＥＤ
と比べて、微小空洞ＬＥＤの分野の光学的出力効率に対
する電気的出力効率の増加のために、光学的相互連絡シ
ステム（特に電磁放射エミッターの配列）および、電力
経費上きわどいディスプレーの応用およびシステムのよ
うな実施において、これらの微小空洞ＬＥＤの適用範囲
が改善する。この技術分野において、微小空洞ＬＥＤは
空洞の中心部に、すべてが同一かつ空洞波長と調和する
ような量子井戸を１つもしくは複数用いる（図１参
照）。電子および正孔が互いに反対側から量子井戸に侵
入し、再結合する。微小空洞ＬＥＤのスイッチオンとス
イッチオフは本質的に放射再結合時間あるいは一定な再
結合時間のいずれか短い方に依存し、制限されている。
いくつかの量子井戸を用いることによって、一つの量子
井戸において飽和状態を少なくすることが必須であるこ
とが証明されるが、空洞における定在波のパターンの腹
の局在からキャリヤーの局在が離れる。いくつかの量子
井戸を用いることによって、微小空洞ＬＥＤの反応やス
イッチオンおよびスイッチオフも遅くなる。
【０００５】しかしながら、微小空洞ＬＥＤの配列の製
造の場合、例えば、光学的相互連絡の配列の製造の場
合、これらの微小空洞ＬＥＤの成長における非一様性お
よび信号変調のスピードが、臨界の問題として残る。微
小空洞ＬＥＤの設計において、誰でも量子井戸の使用に
よって空洞の定在波パターンの中心部でキャリアーの再
結合を確実に行うことができる（エイチ・デ・ネフェ
(H. De Neve)，ジェイ・ブロンデル(J. Blondelle)，ア
ール・ベーツ(R. Baets)，ピー・デメスター(P. Demees
ter)，ピー・ヴァン・ダエル(P. Van Daele)，ジー・ボ
ルグ(G. Borghs)著，電気電子学会 光子 技術書(IEEE
Photon. Technol.Lett.) 7 287 (1995) 参照）。以下
の文献に示されているような他の微小空洞ＬＥＤの技術
分野の設計において、３つの量子井戸は効率を上げるた
めに使われていた。ジェイ・ブロンデル(J. Blondell
e)，エイチ・デ・ネフェ(H. De Neve)，ピー・デメスタ
ー(P.Demeester)，ピー・ヴァン・ダエル(P. Van Dael
e)，ジー・ボルグ(G. Borghs)，アール・ベーツ(R. Bae
ts)著，電子書(El. Lett.) 31, 1286 (1995)、前記の文
献において、微小空洞ＬＥＤの効率は飽和を防ぐことに
よって高められるが、空洞における定在波のパターンの
腹での局在から活性層の部分が離れているために、効率
の上昇はほとんど目立たない。サンプルを横切る量子井
戸の厚さの変化によって、サンプルの別の場所における
放出波長は、外部効率を小さくする空洞波長から異なっ
ていく。さらに、この素子は量子井戸の厚さが正確に空
洞の波長と調和することを必要とする。
造の場合、例えば、光学的相互連絡の配列の製造の場
合、これらの微小空洞ＬＥＤの成長における非一様性お
よび信号変調のスピードが、臨界の問題として残る。微
小空洞ＬＥＤの設計において、誰でも量子井戸の使用に
よって空洞の定在波パターンの中心部でキャリアーの再
結合を確実に行うことができる（エイチ・デ・ネフェ
(H. De Neve)，ジェイ・ブロンデル(J. Blondelle)，ア
ール・ベーツ(R. Baets)，ピー・デメスター(P. Demees
ter)，ピー・ヴァン・ダエル(P. Van Daele)，ジー・ボ
ルグ(G. Borghs)著，電気電子学会 光子 技術書(IEEE
Photon. Technol.Lett.) 7 287 (1995) 参照）。以下
の文献に示されているような他の微小空洞ＬＥＤの技術
分野の設計において、３つの量子井戸は効率を上げるた
めに使われていた。ジェイ・ブロンデル(J. Blondell
e)，エイチ・デ・ネフェ(H. De Neve)，ピー・デメスタ
ー(P.Demeester)，ピー・ヴァン・ダエル(P. Van Dael
e)，ジー・ボルグ(G. Borghs)，アール・ベーツ(R. Bae
ts)著，電子書(El. Lett.) 31, 1286 (1995)、前記の文
献において、微小空洞ＬＥＤの効率は飽和を防ぐことに
よって高められるが、空洞における定在波のパターンの
腹での局在から活性層の部分が離れているために、効率
の上昇はほとんど目立たない。サンプルを横切る量子井
戸の厚さの変化によって、サンプルの別の場所における
放出波長は、外部効率を小さくする空洞波長から異なっ
ていく。さらに、この素子は量子井戸の厚さが正確に空
洞の波長と調和することを必要とする。
【０００６】電磁放射の放出に基づく半導体の素子にお
ける超高速変調は先行技術の文献において、従来はＶＣ
ＳＥＬあるいは非効率的なＬＥＤについてのみ、述べら
れてきた。ティー・ジェイ・ド・ライオン(T.J. de Lyo
n)，ジェイ・エム・ウッドール(J.M. Woodall)，ディー
・ティー・マックインツルフ(D.T.McInturff)，アール
・ジェイ・エス・ベーツ(R.J.S. Bates)，ジェイ・エイ
・カッシュ(J.A. Kash)，ピー・ディー・キルヒナー(P.
D. Kirchner)，エフ・カードン(F. Cardone)著，「ガス
ソース分子ビームエピタキシーによって成長させた炭素
ドープされたのＧａ0.1Ｉｎ0.49Ｐ／ＧａＡｓ発光ダイ
オードにおける放射輝度および光学的変調帯域幅のドー
ピング濃度依存」応用物理書(Appl.Phys. Lett.) 60
(3), 353-355 (1992)には、ＬＥＤの活性領域に高濃度
にドーピングすることによって、高速ＬＥＤを作る方法
が述べられている。ＬＥＤの活性領域に高濃度にドーピ
ングすることによって、非放射再結合が速まり、そのた
め高速反応するＬＥＤとなる。結果として得られる速さ
におけるゲインは、配列において高濃度のドーピングに
よって、もたらされる量子効率の点での減少分を上回
る。
ける超高速変調は先行技術の文献において、従来はＶＣ
ＳＥＬあるいは非効率的なＬＥＤについてのみ、述べら
れてきた。ティー・ジェイ・ド・ライオン(T.J. de Lyo
n)，ジェイ・エム・ウッドール(J.M. Woodall)，ディー
・ティー・マックインツルフ(D.T.McInturff)，アール
・ジェイ・エス・ベーツ(R.J.S. Bates)，ジェイ・エイ
・カッシュ(J.A. Kash)，ピー・ディー・キルヒナー(P.
D. Kirchner)，エフ・カードン(F. Cardone)著，「ガス
ソース分子ビームエピタキシーによって成長させた炭素
ドープされたのＧａ0.1Ｉｎ0.49Ｐ／ＧａＡｓ発光ダイ
オードにおける放射輝度および光学的変調帯域幅のドー
ピング濃度依存」応用物理書(Appl.Phys. Lett.) 60
(3), 353-355 (1992)には、ＬＥＤの活性領域に高濃度
にドーピングすることによって、高速ＬＥＤを作る方法
が述べられている。ＬＥＤの活性領域に高濃度にドーピ
ングすることによって、非放射再結合が速まり、そのた
め高速反応するＬＥＤとなる。結果として得られる速さ
におけるゲインは、配列において高濃度のドーピングに
よって、もたらされる量子効率の点での減少分を上回
る。
【０００７】欧州特許第０４７３９８３号には、発光素
子について述べられている。その素子の概念は、空洞量
子電気力学を用いることである。この素子の概念は障壁
層近傍の量子井戸層の存在に基づいている。欧州特許第
０４７３９８３号の素子の概念には、以下等の問題があ
る。 （１）出力性能の制限； （２）スイッチオフ時間の遅さ； （３）運転中の放出波長の変化；
子について述べられている。その素子の概念は、空洞量
子電気力学を用いることである。この素子の概念は障壁
層近傍の量子井戸層の存在に基づいている。欧州特許第
０４７３９８３号の素子の概念には、以下等の問題があ
る。 （１）出力性能の制限； （２）スイッチオフ時間の遅さ； （３）運転中の放出波長の変化；
【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、高量子効率をもち、素子を
構成する層の正確な厚さが臨界ではない電磁放射を放出
する半導体の素子を提供することを目的とする。
めになされたものであって、高量子効率をもち、素子を
構成する層の正確な厚さが臨界ではない電磁放射を放出
する半導体の素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】素子を構成する層の厚さ
が臨界ではないという事実のために、構造の成長におい
て、より高い収量が得られ、ウェーハ上で高い収量が得
られる。この発明によると、素子の中にキャリヤーを捕
らえる現象がないので、電荷の分離が速くなり、従来
は、ＶＣＳＥＬあるいは非効率的なＬＥＤでしか、観測
されなかった超高速大信号変調が得られる。
が臨界ではないという事実のために、構造の成長におい
て、より高い収量が得られ、ウェーハ上で高い収量が得
られる。この発明によると、素子の中にキャリヤーを捕
らえる現象がないので、電荷の分離が速くなり、従来
は、ＶＣＳＥＬあるいは非効率的なＬＥＤでしか、観測
されなかった超高速大信号変調が得られる。
【００１０】この発明は、先行技術の発光ダイオードの
１つの量子井戸（もしくは複数の量子井戸）の臨界の厚
さをバルク層もしくはバルク構造に置き換えることによ
って、量子井戸の臨界の厚さを変える。それは、ウェー
ハの上のより大きな素子の配列に対して、均一な効率が
及ぶのを、確実にするためである。外部効率における損
失を無くすのを、確実にするために、空洞において定在
波パターンの腹上でのキャリヤーの局在は、臨界ではな
い厚さの障壁層を加えることによって得られる。これに
よって１つの半導体ウェーハ上で素子の配列を組み立て
るときに、とても高い外部効率を持ち、かつ素子特性に
おいて最小のバリエーションをもつ電磁放射を放出する
素子が得られる。
１つの量子井戸（もしくは複数の量子井戸）の臨界の厚
さをバルク層もしくはバルク構造に置き換えることによ
って、量子井戸の臨界の厚さを変える。それは、ウェー
ハの上のより大きな素子の配列に対して、均一な効率が
及ぶのを、確実にするためである。外部効率における損
失を無くすのを、確実にするために、空洞において定在
波パターンの腹上でのキャリヤーの局在は、臨界ではな
い厚さの障壁層を加えることによって得られる。これに
よって１つの半導体ウェーハ上で素子の配列を組み立て
るときに、とても高い外部効率を持ち、かつ素子特性に
おいて最小のバリエーションをもつ電磁放射を放出する
素子が得られる。
【００１１】所定の波長で電磁放射を放出する素子につ
いて述べる。前記の素子は、ある伝導型の第１バルク領
域、またその反対の伝導型の第２バルク領域を含む空洞
をもち、その中には、前記の第１および前記の第２バル
ク領域の電荷キャリヤーを空間的に分離するために設け
られた障壁がある。前記の障壁は、前記の空洞の定在波
パターンの腹の近くにあり、異なる伝導型の電荷キャリ
ヤーの再結合は、前記の放射を創成する障壁で、また障
壁を横切ったところで起こる。前記の放射の放出波長は
前記の空洞によって、影響され、左右される。前記の第
１バルク領域は、前記の障壁の近傍にある、または前記
の障壁と接している。前記の第２バルク領域は、前記の
障壁の近傍にある、または前記の障壁と接している。バ
ルク領域は、電荷キャリヤーの量子効果が、電荷キャリ
ヤーの熱エネルギー（ｋＴ）より無視できるぐらい、か
なり小さくなるように十分な厚さをもった領域であるこ
とを意味する。したがって、バルク領域の量子効果は、
放射の放出において、測定不能であり、これらの効果は
放出波長の線幅と比べて、影響がない。したがって、そ
のようなバルク領域は、例えば量子井戸ではない。前記
の障壁は前記の第１および第２領域の中間に電荷キャリ
ヤーを輸送するための障壁を設けた前記の空洞におい
て、第３領域になることが可能である。それによって、
前記の第１領域あるいは第２領域のいずれかの領域にお
いて、前記の障壁の一つの側面で一つの伝導型の電荷キ
ャリヤーが捕らえられる。さらに、前記の障壁の他方か
ら他の伝導型の電荷キャリヤーが、入射され、異なる伝
導型の電荷キャリヤーの再結合が前記の放射を創成す
る。さらに、この素子は、前記の第１領域あるいは前記
の第２領域のいずれか一方の表面に設けられた鏡を含む
ことが可能である。そしてそこに前記の第１領域あるい
は前記の第２領域の先程とは別の領域の表面に鏡あるい
は半透明鏡が設けられる。一つの基板上で前記の素子が
設けられた当該素子の配列はつくることが可能である。
前記の第１および前記の第２領域はそれぞれ本質的に、
第１バンドギャップをもつ第１材料に存在することが可
能である。第３領域は、本質的に第３バンドギャップを
もつ第３材料に存在する。この発明の代わりの実施の形
態は、前記の第１および前記の第２領域は本質的に、そ
れぞれ第１および第２バンドギャップを有する第１およ
び第２材料にそれぞれ存在する。両方の実施の形態にお
いて、第１領域および第２領域は、第４あるいは第５あ
るいはまた別の材料の層を含むことも可能である。
いて述べる。前記の素子は、ある伝導型の第１バルク領
域、またその反対の伝導型の第２バルク領域を含む空洞
をもち、その中には、前記の第１および前記の第２バル
ク領域の電荷キャリヤーを空間的に分離するために設け
られた障壁がある。前記の障壁は、前記の空洞の定在波
パターンの腹の近くにあり、異なる伝導型の電荷キャリ
ヤーの再結合は、前記の放射を創成する障壁で、また障
壁を横切ったところで起こる。前記の放射の放出波長は
前記の空洞によって、影響され、左右される。前記の第
１バルク領域は、前記の障壁の近傍にある、または前記
の障壁と接している。前記の第２バルク領域は、前記の
障壁の近傍にある、または前記の障壁と接している。バ
ルク領域は、電荷キャリヤーの量子効果が、電荷キャリ
ヤーの熱エネルギー（ｋＴ）より無視できるぐらい、か
なり小さくなるように十分な厚さをもった領域であるこ
とを意味する。したがって、バルク領域の量子効果は、
放射の放出において、測定不能であり、これらの効果は
放出波長の線幅と比べて、影響がない。したがって、そ
のようなバルク領域は、例えば量子井戸ではない。前記
の障壁は前記の第１および第２領域の中間に電荷キャリ
ヤーを輸送するための障壁を設けた前記の空洞におい
て、第３領域になることが可能である。それによって、
前記の第１領域あるいは第２領域のいずれかの領域にお
いて、前記の障壁の一つの側面で一つの伝導型の電荷キ
ャリヤーが捕らえられる。さらに、前記の障壁の他方か
ら他の伝導型の電荷キャリヤーが、入射され、異なる伝
導型の電荷キャリヤーの再結合が前記の放射を創成す
る。さらに、この素子は、前記の第１領域あるいは前記
の第２領域のいずれか一方の表面に設けられた鏡を含む
ことが可能である。そしてそこに前記の第１領域あるい
は前記の第２領域の先程とは別の領域の表面に鏡あるい
は半透明鏡が設けられる。一つの基板上で前記の素子が
設けられた当該素子の配列はつくることが可能である。
前記の第１および前記の第２領域はそれぞれ本質的に、
第１バンドギャップをもつ第１材料に存在することが可
能である。第３領域は、本質的に第３バンドギャップを
もつ第３材料に存在する。この発明の代わりの実施の形
態は、前記の第１および前記の第２領域は本質的に、そ
れぞれ第１および第２バンドギャップを有する第１およ
び第２材料にそれぞれ存在する。両方の実施の形態にお
いて、第１領域および第２領域は、第４あるいは第５あ
るいはまた別の材料の層を含むことも可能である。
【００１２】空洞は、一つの波長空洞、いわゆるλ−空
洞であることが可能である。空洞は、いわゆるｎλ−空
洞であることも可能である。これらのλ−空洞およびｎ
λ−空洞という専門用語はこの技術分野では、よく知ら
れていて、当該空洞もこの技術分野では、よく知られて
いる。
洞であることが可能である。空洞は、いわゆるｎλ−空
洞であることも可能である。これらのλ−空洞およびｎ
λ−空洞という専門用語はこの技術分野では、よく知ら
れていて、当該空洞もこの技術分野では、よく知られて
いる。
【００１３】さらに、以下の手順を含む所定の波長で電
磁放射を放出する素子の製造法を述べる。まず、第１の
バンドギャップおよび第１の伝導型の電荷キャリヤーを
もつ第１材料を含む屈折率ｎ1の第１層を基板上に堆積
する。次に、第３のバンドギャップをもつ第３材料の第
３層を前記の第１層の上に堆積する。ここで、前記の第
１ギャップより、前記の第３ギャップのほうが大きい。
次に、前記の第１層と実質的に同じ厚さの第２層を前記
の第３層の上に堆積する。ここで、前記の第２層は第２
の伝導型の電荷キャリヤーをもっている。また、前記の
第１領域および第２領域の全体の厚さは実質的に前記の
所定の波長をｎ1で割った値である。前記の層を堆積す
る手順の間中、少なくとも前記の第１層の一つの表面と
前記の第２層の一つの表面が平行に保たれる。さらに、
前記の基板上に鏡層を堆積する手順を含むことが可能で
ある。
磁放射を放出する素子の製造法を述べる。まず、第１の
バンドギャップおよび第１の伝導型の電荷キャリヤーを
もつ第１材料を含む屈折率ｎ1の第１層を基板上に堆積
する。次に、第３のバンドギャップをもつ第３材料の第
３層を前記の第１層の上に堆積する。ここで、前記の第
１ギャップより、前記の第３ギャップのほうが大きい。
次に、前記の第１層と実質的に同じ厚さの第２層を前記
の第３層の上に堆積する。ここで、前記の第２層は第２
の伝導型の電荷キャリヤーをもっている。また、前記の
第１領域および第２領域の全体の厚さは実質的に前記の
所定の波長をｎ1で割った値である。前記の層を堆積す
る手順の間中、少なくとも前記の第１層の一つの表面と
前記の第２層の一つの表面が平行に保たれる。さらに、
前記の基板上に鏡層を堆積する手順を含むことが可能で
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】添付した図について、この発明は
詳細に記述している。望ましい実施の形態を含めていく
つかの実施の形態を述べる。しかしながら、当業者がこ
の発明、つまり請求項の文言によってのみ制限されたこ
の発明の考えと範囲を実施するにあたって、いくつかの
別の同等な実施の形態もしくは、別の方法を考えること
が可能なのは明らかである。
詳細に記述している。望ましい実施の形態を含めていく
つかの実施の形態を述べる。しかしながら、当業者がこ
の発明、つまり請求項の文言によってのみ制限されたこ
の発明の考えと範囲を実施するにあたって、いくつかの
別の同等な実施の形態もしくは、別の方法を考えること
が可能なのは明らかである。
【００１５】この発明の望ましい実施の形態について、
この部分では、所定の波長で電磁放射を放出する素子に
ついて述べる。つまり、前記の素子は本質的に第１バン
ドギャップをもち、屈折率ｎ1の第１材料からなる実質
的に同じ厚さの第１領域および第２領域を含む。さら
に、前記の第１領域は、第１の伝導型の電荷キャリヤー
をもち、前記の第２領域は、第２の伝導型の電荷キャリ
ヤーをもつ。さらに、前記の第１領域および第２領域の
全体の厚さは実質的に前記の所定の波長をｎ1で割った
値である。さらに、少なくとも前記の第１層の一つの表
面と前記の第２層の一つの表面は、本質的に平行であ
る。さらに、前記の素子は、前記の第１および前記の第
２領域の中間において、第３バンドギャップをもつ第３
材料で本質的にできた第３領域を含む。ここで、前記の
第１バンドギャップより、前記の第３バンドギャップが
大きい。前記の第１または前記の第２領域の全体の正確
な厚さおよび、第３領域の厚さはこの発明の原理による
と、材料の選択および放射効率束縛に依存するこれらの
異なる厚さを最適化する計算に従って、定められる。望
ましい実施の形態の素子は、基板上に設けられる。その
前記の基板は本質的に、前記の第１材料からなり、前記
の第１および第２および第３領域は、エピタキシャル関
係において平均している。望ましい実施の形態による
と、前記の第１材料および前記の第３材料は放射が電磁
放射である、III〜V半導体材料グループから選択され
る。ここで、特定の電磁放射の波長は、特定のIII〜V材
料に依存している。前記の第１材料がＧａＡｓの場合、
放出波長は８２０〜９００ｎｍの値域で、約８５５ｎｍ
になる。前記の第１材料がＡｌＧａＡｓの場合、放出波
長は７００〜８６５ｎｍの値域にある。前記の第１材料
がＩｎＧａＡｓの場合、放出波長は８５５〜９００ｎｍ
の値域にある。前記の第１材料がＩｎＡｓの場合、初期
波長は３５００ｎｍの値域にある。第１伝導型の電荷キ
ャリヤーはそれぞれ電子あるいは正孔であり、第２伝導
型の電荷キャリヤーはそれぞれ正孔あるいは電子であ
る。
この部分では、所定の波長で電磁放射を放出する素子に
ついて述べる。つまり、前記の素子は本質的に第１バン
ドギャップをもち、屈折率ｎ1の第１材料からなる実質
的に同じ厚さの第１領域および第２領域を含む。さら
に、前記の第１領域は、第１の伝導型の電荷キャリヤー
をもち、前記の第２領域は、第２の伝導型の電荷キャリ
ヤーをもつ。さらに、前記の第１領域および第２領域の
全体の厚さは実質的に前記の所定の波長をｎ1で割った
値である。さらに、少なくとも前記の第１層の一つの表
面と前記の第２層の一つの表面は、本質的に平行であ
る。さらに、前記の素子は、前記の第１および前記の第
２領域の中間において、第３バンドギャップをもつ第３
材料で本質的にできた第３領域を含む。ここで、前記の
第１バンドギャップより、前記の第３バンドギャップが
大きい。前記の第１または前記の第２領域の全体の正確
な厚さおよび、第３領域の厚さはこの発明の原理による
と、材料の選択および放射効率束縛に依存するこれらの
異なる厚さを最適化する計算に従って、定められる。望
ましい実施の形態の素子は、基板上に設けられる。その
前記の基板は本質的に、前記の第１材料からなり、前記
の第１および第２および第３領域は、エピタキシャル関
係において平均している。望ましい実施の形態による
と、前記の第１材料および前記の第３材料は放射が電磁
放射である、III〜V半導体材料グループから選択され
る。ここで、特定の電磁放射の波長は、特定のIII〜V材
料に依存している。前記の第１材料がＧａＡｓの場合、
放出波長は８２０〜９００ｎｍの値域で、約８５５ｎｍ
になる。前記の第１材料がＡｌＧａＡｓの場合、放出波
長は７００〜８６５ｎｍの値域にある。前記の第１材料
がＩｎＧａＡｓの場合、放出波長は８５５〜９００ｎｍ
の値域にある。前記の第１材料がＩｎＡｓの場合、初期
波長は３５００ｎｍの値域にある。第１伝導型の電荷キ
ャリヤーはそれぞれ電子あるいは正孔であり、第２伝導
型の電荷キャリヤーはそれぞれ正孔あるいは電子であ
る。
【００１６】図２はこの発明の望ましい実施の形態の第
１の特定の例を示している。ＧａＡｓの電磁放射を放出
する素子がつくられる。この電磁放射を放出する素子
は、所定の波長λで、電磁放射を放出する。λは、８２
０〜９００ｎｍの値域である必要があり、ｎ型ドープさ
れたＧａＡｓのバルク放出波長は８５５ｎｍになる。こ
の素子は伝導性の底面鏡（４）を含む。この伝導性の底
面鏡（４）は、約８２０〜９００ｎｍの値域における所
定の放出波長もしくは、その代わりに広範囲の値域の波
長を反射するために組み立てられることが可能である。
ここで、前記の鏡（４）は、分配ブラック反射体（ＤＢ
Ｒ）もしくは、金属製の鏡であることが可能である。さ
らに、半導体の電磁放射を放出する素子は、波長空洞に
（この場合空洞の中心に）おける定在波パターンの腹に
薄いＡｌＡｓ層（２）を有する、ＧａＡｓからなる波長
（λ）空洞を含む。ＡｌＡｓ層の厚さは、約６〜８ｎｍ
であることが可能である。一般的に、層を通りぬける電
荷キャリヤー（電子あるいは正孔）のトンネル効果ある
いは熱イオン放出のために、空洞の中心にある層は十分
に薄くすべきである。λ空洞のＧａＡｓ層（７， ８）
における電荷キャリヤーは、ＡｌＡｓ層の両側で互いに
反対の型であることが必要である。ヘテロＧａＡｓは、
ｎ型の電荷キャリヤー（電子）をつくるＳｉ原子を、あ
るいはｐ型の電荷キャリヤー（正孔）をつくるＢｅ原子
をドーピングすることができる。ほかの実施の形態にお
いて、空洞の吸収を減らすためにＧａＡｓ層の頂点の頂
点層としてＡｌＧａＡｓを用いることが可能である。そ
のような場合、このＡｌＧａＡｓ層およびＧａＡｓは、
合わせて第１あるいは第２領域を構成する。波長空洞は
この発明の第１の実施の形態において、約２５０ｎｍ
（λはＧａＡｓの屈折率割ったもの）の厚さをもつ必要
がある。さらに電磁放射を放出する素子は、伝導性の頂
点鏡（３）を含む。この伝導性の頂点鏡は、ＧａＡｓ／
透明な接触面をもつ鏡もしくは、再びＤＢＲにすること
が可能である。またはＡｌＯX／ＧａＡｓ鏡構造も可能
である。さらに、オーム接触（５， ６）はどちらかの
鏡（３， ４）でつくることが可能である。
１の特定の例を示している。ＧａＡｓの電磁放射を放出
する素子がつくられる。この電磁放射を放出する素子
は、所定の波長λで、電磁放射を放出する。λは、８２
０〜９００ｎｍの値域である必要があり、ｎ型ドープさ
れたＧａＡｓのバルク放出波長は８５５ｎｍになる。こ
の素子は伝導性の底面鏡（４）を含む。この伝導性の底
面鏡（４）は、約８２０〜９００ｎｍの値域における所
定の放出波長もしくは、その代わりに広範囲の値域の波
長を反射するために組み立てられることが可能である。
ここで、前記の鏡（４）は、分配ブラック反射体（ＤＢ
Ｒ）もしくは、金属製の鏡であることが可能である。さ
らに、半導体の電磁放射を放出する素子は、波長空洞に
（この場合空洞の中心に）おける定在波パターンの腹に
薄いＡｌＡｓ層（２）を有する、ＧａＡｓからなる波長
（λ）空洞を含む。ＡｌＡｓ層の厚さは、約６〜８ｎｍ
であることが可能である。一般的に、層を通りぬける電
荷キャリヤー（電子あるいは正孔）のトンネル効果ある
いは熱イオン放出のために、空洞の中心にある層は十分
に薄くすべきである。λ空洞のＧａＡｓ層（７， ８）
における電荷キャリヤーは、ＡｌＡｓ層の両側で互いに
反対の型であることが必要である。ヘテロＧａＡｓは、
ｎ型の電荷キャリヤー（電子）をつくるＳｉ原子を、あ
るいはｐ型の電荷キャリヤー（正孔）をつくるＢｅ原子
をドーピングすることができる。ほかの実施の形態にお
いて、空洞の吸収を減らすためにＧａＡｓ層の頂点の頂
点層としてＡｌＧａＡｓを用いることが可能である。そ
のような場合、このＡｌＧａＡｓ層およびＧａＡｓは、
合わせて第１あるいは第２領域を構成する。波長空洞は
この発明の第１の実施の形態において、約２５０ｎｍ
（λはＧａＡｓの屈折率割ったもの）の厚さをもつ必要
がある。さらに電磁放射を放出する素子は、伝導性の頂
点鏡（３）を含む。この伝導性の頂点鏡は、ＧａＡｓ／
透明な接触面をもつ鏡もしくは、再びＤＢＲにすること
が可能である。またはＡｌＯX／ＧａＡｓ鏡構造も可能
である。さらに、オーム接触（５， ６）はどちらかの
鏡（３， ４）でつくることが可能である。
【００１７】第２の実施の形態において、半導体の電磁
放射を放出する素子はＧａＡｓ基板上に置かれる。おそ
らくこの構造は、分子ビームエピタキシャルによって成
長させることが可能である。典型的な成長は以下の層に
含まれる。 （i）底面鏡（分配ブラッグ反射体（ＤＢＲ）が望まし
い）は、望ましい放出波長λを反射する。この実施の形
態において、このＤＢＲはＧａＡｓおよびＡｌＡｓ層
（あるいはＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ層）のλ／４のスタ
ックであるが、異なる屈折率を有する二つの材料の層の
λ／４で構成するいかなる材料であっても可能である底
面鏡。 （ii）空洞の中心において（すなわち、空洞の波長にお
ける定在波パターンの最大値で）薄いＡｌＡｓ層を有す
るＡｌＧａＡｓλ−空洞 （iii）ＡｌＧａＡｓ／空気接触面で構成する頂点鏡。
この鏡は薄い金属フィルムあるいはＤＢＲあるいはＡｌ
ＯX／ＧａＡｓ構造であることも可能であった。（iv）
透明なインジウム 錫 酸化物（ＩＴＯ）接触は写真リ
ソグラフィーで定義されたメサを用いるサンプル上でス
パッタされる。この透明なインジウム 錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）フィルムはオーム接触として用いられる。原則とし
て、従来用いることができたいかなるオーム接触リング
は、ＩＴＯメサを用いる時に電磁放射の放出を考慮にい
れるためのサンプルの十分狭い領域を覆うものを供給し
た。メサはウエットエッチングを用いる追加のリソグラ
フなしで定義することが可能である。最近のメサの技術
分野によって、表面再結合効果を最小限にするために活
性領域の上に、１０〜４０ｎｍの栓をエッチングする。
放射を放出する素子はＧａＡｓ基板上に置かれる。おそ
らくこの構造は、分子ビームエピタキシャルによって成
長させることが可能である。典型的な成長は以下の層に
含まれる。 （i）底面鏡（分配ブラッグ反射体（ＤＢＲ）が望まし
い）は、望ましい放出波長λを反射する。この実施の形
態において、このＤＢＲはＧａＡｓおよびＡｌＡｓ層
（あるいはＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ層）のλ／４のスタ
ックであるが、異なる屈折率を有する二つの材料の層の
λ／４で構成するいかなる材料であっても可能である底
面鏡。 （ii）空洞の中心において（すなわち、空洞の波長にお
ける定在波パターンの最大値で）薄いＡｌＡｓ層を有す
るＡｌＧａＡｓλ−空洞 （iii）ＡｌＧａＡｓ／空気接触面で構成する頂点鏡。
この鏡は薄い金属フィルムあるいはＤＢＲあるいはＡｌ
ＯX／ＧａＡｓ構造であることも可能であった。（iv）
透明なインジウム 錫 酸化物（ＩＴＯ）接触は写真リ
ソグラフィーで定義されたメサを用いるサンプル上でス
パッタされる。この透明なインジウム 錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）フィルムはオーム接触として用いられる。原則とし
て、従来用いることができたいかなるオーム接触リング
は、ＩＴＯメサを用いる時に電磁放射の放出を考慮にい
れるためのサンプルの十分狭い領域を覆うものを供給し
た。メサはウエットエッチングを用いる追加のリソグラ
フなしで定義することが可能である。最近のメサの技術
分野によって、表面再結合効果を最小限にするために活
性領域の上に、１０〜４０ｎｍの栓をエッチングする。
【００１８】この発明の例について、以下に詳細に述べ
る。ｎ＋のＳｉドープされたＧａＡｓ基板上で分子ビー
ムエピタキシャルによって成長させたサンプルは、ｎ＋
（３×１０18／ｃｍ3）ＧａＡｓバッファー層（約６０
０ｎｍ）を含む。ここで、分配ブラッグ反射体（ＤＢ
Ｒ）は、１０周期（５８．２ ｎｍ ＧａＡｓ／ ７
１．１ ｎｍ ＡｌＡｓ）ｎ＋（３×１０18／ｃｍ3）
すなわち、望んでいる操作波長に対する波長空洞に従う
λ／４層からなる。波長空洞は以下の層からなる。光出
力を最適化する６２ｎｍのｎ＋（３×１０18／ｃｍ3）
ドープされたＡｌＧａＡｓつまり、Ａｌ０．３Ｇａ０．
７Ａｓクラッド／ボトム接触層それに続いて、２５ｎｍ
（３×１０18／ｃｍ3）のＧａＡｓボトム接触層、２０
ｎｍのＧａＡｓ（１×１０17／ｃｍ3）スペーサー層、
５ｎｍのドープされていないＧａＡｓスペーサー層、８
ｎｍのドープされていないＡｌＡｓ障壁層、５ｎｍのド
ープされていないＧａＡＳスペーサー層、２０ｎｍの
（Ｂｅドープされた）ｐ−ＧａＡｓ（１×１０17／ｃｍ
3）スペーサー層、２５ｎｍの（Ｂｅドープされた）ｐ
＋−ＧａＡｓ（３×１０18／ｃｍ3）クラッド／接触
層、６４ｎｍのｐ＋ドープされた（３×１０18／ｃ
ｍ3）Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓクラッド／接触層、最
後に１０ｎｍの密にｐ−ドープされた（１×１０20／ｃ
ｍ3）ＧａＡｓトップ接触層である。頂点鏡は、ＧａＡ
ｓ／空気あるいは、加工後ＧａＡｓ／ＩＴＯ接触面によ
って、つくられる。ＩＴＯは、インジウム 錫 酸化物
を表し、接触材料として用いられる。
る。ｎ＋のＳｉドープされたＧａＡｓ基板上で分子ビー
ムエピタキシャルによって成長させたサンプルは、ｎ＋
（３×１０18／ｃｍ3）ＧａＡｓバッファー層（約６０
０ｎｍ）を含む。ここで、分配ブラッグ反射体（ＤＢ
Ｒ）は、１０周期（５８．２ ｎｍ ＧａＡｓ／ ７
１．１ ｎｍ ＡｌＡｓ）ｎ＋（３×１０18／ｃｍ3）
すなわち、望んでいる操作波長に対する波長空洞に従う
λ／４層からなる。波長空洞は以下の層からなる。光出
力を最適化する６２ｎｍのｎ＋（３×１０18／ｃｍ3）
ドープされたＡｌＧａＡｓつまり、Ａｌ０．３Ｇａ０．
７Ａｓクラッド／ボトム接触層それに続いて、２５ｎｍ
（３×１０18／ｃｍ3）のＧａＡｓボトム接触層、２０
ｎｍのＧａＡｓ（１×１０17／ｃｍ3）スペーサー層、
５ｎｍのドープされていないＧａＡｓスペーサー層、８
ｎｍのドープされていないＡｌＡｓ障壁層、５ｎｍのド
ープされていないＧａＡＳスペーサー層、２０ｎｍの
（Ｂｅドープされた）ｐ−ＧａＡｓ（１×１０17／ｃｍ
3）スペーサー層、２５ｎｍの（Ｂｅドープされた）ｐ
＋−ＧａＡｓ（３×１０18／ｃｍ3）クラッド／接触
層、６４ｎｍのｐ＋ドープされた（３×１０18／ｃ
ｍ3）Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓクラッド／接触層、最
後に１０ｎｍの密にｐ−ドープされた（１×１０20／ｃ
ｍ3）ＧａＡｓトップ接触層である。頂点鏡は、ＧａＡ
ｓ／空気あるいは、加工後ＧａＡｓ／ＩＴＯ接触面によ
って、つくられる。ＩＴＯは、インジウム 錫 酸化物
を表し、接触材料として用いられる。
【００１９】概略における以下のものを含むエピタキシ
ャル構造： １０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ １×１０20 （トップ） ６４ｎｍ Ａｌ．３Ｇａ．７Ａｓ：Ｂｅ ３×１０18 ２５ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ ３×１０18 ２０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ １×１０17 ５ｎｍ ＧａＡｓ ８ｎｍ ＡｌＡｓ ５ｎｍ ＧａＡｓ ２０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ １×１０17 ２５ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ６２ｎｍ Ａｌ．３Ｇａ．７Ａｓ：Ｓｉ ３×１０18 ７１．１ｎｍ ＡｌＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ５８．２ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ７１．１ｎｍ ＡｌＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 −−−│＊９ ５８．２ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 −−−│ ５００ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 （ボトム） 基板 ｎ型ドープされたＧａＡｓ ２″ ７１．１ｎｍのＡｌＡｓ以下５８．２ｎｍのＧａＡｓま
で、分配ブラッグ反射体を構成する。＊９は、層の繰り
返しを示す。ドーピング順序は反転させることが可能で
ある。つまり、ｐ型ドープされた基板、ｐ型ドープされ
たボトム接触層、ｎ型ドープされたトップ接触層にする
ことが可能である。上記の層構造は、８５５ｎｍで電磁
放射を放出するために設計された。
ャル構造： １０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ １×１０20 （トップ） ６４ｎｍ Ａｌ．３Ｇａ．７Ａｓ：Ｂｅ ３×１０18 ２５ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ ３×１０18 ２０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｂｅ １×１０17 ５ｎｍ ＧａＡｓ ８ｎｍ ＡｌＡｓ ５ｎｍ ＧａＡｓ ２０ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ １×１０17 ２５ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ６２ｎｍ Ａｌ．３Ｇａ．７Ａｓ：Ｓｉ ３×１０18 ７１．１ｎｍ ＡｌＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ５８．２ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 ７１．１ｎｍ ＡｌＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 −−−│＊９ ５８．２ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 −−−│ ５００ｎｍ ＧａＡｓ：Ｓｉ ３×１０18 （ボトム） 基板 ｎ型ドープされたＧａＡｓ ２″ ７１．１ｎｍのＡｌＡｓ以下５８．２ｎｍのＧａＡｓま
で、分配ブラッグ反射体を構成する。＊９は、層の繰り
返しを示す。ドーピング順序は反転させることが可能で
ある。つまり、ｐ型ドープされた基板、ｐ型ドープされ
たボトム接触層、ｎ型ドープされたトップ接触層にする
ことが可能である。上記の層構造は、８５５ｎｍで電磁
放射を放出するために設計された。
【００２０】この発明における、電磁放射を放出する素
子の動作原理は以下のようになる。 （i）提案する素子の構造は、障壁層（望ましいのは１
枚の障壁層）を含むことによって、電磁放射の放出の縦
局在を与える。電子および正孔は障壁（１０，１１）の
どちらかの側面上に蓄積される（図４参照）。電子は、
蓄積層において、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）を形成す
る。電磁放射の主なソースを、これらの電子と熱イオン
的にまたトンネル効果によって入射した正孔との間に起
こる再結合であると仮定する。２ＤＥＧおよび一つの２
ＤＥＧにおける高蓄積の使用は、従来技術分野における
いくつかの量子井戸の使用と比べて、光学的実験から明
らかになるように空洞効果をより高める。 （ii）電子蓄積層（１０）において、２ＤＥＧにおける
量子化エネルギーはとても小さく、幾何学に依存し、無
視できる放出波長を得る。これによって、ウェーハ上に
実質上定常放出波長（本質的にバルク放出波長）がもた
らされる。この分野の技術によれば、量子井戸層を使う
と、このような結果は得られない。
子の動作原理は以下のようになる。 （i）提案する素子の構造は、障壁層（望ましいのは１
枚の障壁層）を含むことによって、電磁放射の放出の縦
局在を与える。電子および正孔は障壁（１０，１１）の
どちらかの側面上に蓄積される（図４参照）。電子は、
蓄積層において、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）を形成す
る。電磁放射の主なソースを、これらの電子と熱イオン
的にまたトンネル効果によって入射した正孔との間に起
こる再結合であると仮定する。２ＤＥＧおよび一つの２
ＤＥＧにおける高蓄積の使用は、従来技術分野における
いくつかの量子井戸の使用と比べて、光学的実験から明
らかになるように空洞効果をより高める。 （ii）電子蓄積層（１０）において、２ＤＥＧにおける
量子化エネルギーはとても小さく、幾何学に依存し、無
視できる放出波長を得る。これによって、ウェーハ上に
実質上定常放出波長（本質的にバルク放出波長）がもた
らされる。この分野の技術によれば、量子井戸層を使う
と、このような結果は得られない。
【００２１】結果として、この発明の電磁放射を放出す
る素子は、定常バルク放出が鏡／空洞変化に弱く依存し
ているために、エピタキシャル成長ウェーハ上で、とて
も一様な効率を得る。従来のこの技術における電磁放射
を放出する素子の効率は、活性領域および空洞の厚さに
依存している。さらに、この発明の電磁放射を放出する
素子は、容量が小さい。一つの障壁のために、速い電荷
の分離および超高速大信号変調が得られる。Ｇｂｉｔ／
ｓ変調は証明されている。この発明による、電磁放射を
放出する素子の光学的特性は以下に述べるとおりであ
る。それは、順バイアスの下でこの素子は空洞波長（例
では、８５５ｎｍ）で、電磁放射を放出する。頂点鏡の
反射率が低いために、電磁放射の放出の角度分布はまだ
ランベルティアンで、狭スペクトルも観測されない。い
くつかの駆動電流（０.３ｍＡ， １ｍＡ， １０ｍ
Ａ）に対する光学的スペクトルは図５で示される。この
発明による電磁放射を放出する素子の電磁放射の放出の
線幅は、２５ｎｍで、飽和効果は観測されない。線幅の
拡大もとても小さい。電磁放射の放出の角度分布は図６
で示される。放出は、全くランベルティアンで、従来の
ＬＥＤと同一である。比較のために、計算されたランベ
ルティアンのラインシェープと同様に参考標準ＬＥＤの
角度分布は、図６に測定されて、記入されている。
る素子は、定常バルク放出が鏡／空洞変化に弱く依存し
ているために、エピタキシャル成長ウェーハ上で、とて
も一様な効率を得る。従来のこの技術における電磁放射
を放出する素子の効率は、活性領域および空洞の厚さに
依存している。さらに、この発明の電磁放射を放出する
素子は、容量が小さい。一つの障壁のために、速い電荷
の分離および超高速大信号変調が得られる。Ｇｂｉｔ／
ｓ変調は証明されている。この発明による、電磁放射を
放出する素子の光学的特性は以下に述べるとおりであ
る。それは、順バイアスの下でこの素子は空洞波長（例
では、８５５ｎｍ）で、電磁放射を放出する。頂点鏡の
反射率が低いために、電磁放射の放出の角度分布はまだ
ランベルティアンで、狭スペクトルも観測されない。い
くつかの駆動電流（０.３ｍＡ， １ｍＡ， １０ｍ
Ａ）に対する光学的スペクトルは図５で示される。この
発明による電磁放射を放出する素子の電磁放射の放出の
線幅は、２５ｎｍで、飽和効果は観測されない。線幅の
拡大もとても小さい。電磁放射の放出の角度分布は図６
で示される。放出は、全くランベルティアンで、従来の
ＬＥＤと同一である。比較のために、計算されたランベ
ルティアンのラインシェープと同様に参考標準ＬＥＤの
角度分布は、図６に測定されて、記入されている。
【００２２】この例の素子の光学的電気出力は、この発
明による電磁放射を放出する素子からの所定の距離で、
較正した光学的電気出力メーターを使うことによって測
定される。それによって、全出力の較正された、断片を
集める。直流駆動電流に対する全出力は図７に記入され
る。光学的出力から、外部量子効率は、下記の式に従
う。 η ＝ Ｐopt／（Ｉdrive＊Ｅphoton）
明による電磁放射を放出する素子からの所定の距離で、
較正した光学的電気出力メーターを使うことによって測
定される。それによって、全出力の較正された、断片を
集める。直流駆動電流に対する全出力は図７に記入され
る。光学的出力から、外部量子効率は、下記の式に従
う。 η ＝ Ｐopt／（Ｉdrive＊Ｅphoton）
【００２３】この発明の電磁放射を放出する素子につい
ての外部量子効率は、計８％になり、当該素子の層構造
についての模擬値９％とかなり一致している。この発明
の例によると、素子の速さは大信号変調によって測定さ
れる。０Ｖから３Ｖの順バイアス、立ち上がり時間６０
ｐｓ下降時間１２０ｐｓで電気的パルスを適用すると、
光学的反応が観測された。光収集には、１ＧＨｚハママ
ツ光検出器を２．５ＧＨｚテクトロニクスデジタイジン
グオシロスコープと組み合わせ、あるいはハママツスト
リークスコープ（時間分解能２５ｐｓ）が用いられた。
光学的反応は、図８に示される。立ち上がり時間また下
降時間の１０％〜９０％は計８００ｐｓになり、それか
ら０．６ＧＨｚの３ｄＢの周波数を得る。立ち上がり時
間また下降時間は、比較のためにテストされた従来のＬ
ＥＤより４倍短い（図９参照）。
ての外部量子効率は、計８％になり、当該素子の層構造
についての模擬値９％とかなり一致している。この発明
の例によると、素子の速さは大信号変調によって測定さ
れる。０Ｖから３Ｖの順バイアス、立ち上がり時間６０
ｐｓ下降時間１２０ｐｓで電気的パルスを適用すると、
光学的反応が観測された。光収集には、１ＧＨｚハママ
ツ光検出器を２．５ＧＨｚテクトロニクスデジタイジン
グオシロスコープと組み合わせ、あるいはハママツスト
リークスコープ（時間分解能２５ｐｓ）が用いられた。
光学的反応は、図８に示される。立ち上がり時間また下
降時間の１０％〜９０％は計８００ｐｓになり、それか
ら０．６ＧＨｚの３ｄＢの周波数を得る。立ち上がり時
間また下降時間は、比較のためにテストされた従来のＬ
ＥＤより４倍短い（図９参照）。
【００２４】比較のために作られた微小空洞のないトン
ネルＬＥＤは、１８０ｐｓだけの立ち上がり時間また下
降時間を示し、これは２．２ＧＨｚの３ｄＢの周波数に
相当する。この発明の素子のこの制限は、ＩＴＯ−Ｇａ
Ａｓ接触の接触抵抗が大きいためと考えられ、そのため
に微小空洞のないトンネルＬＥＤは用いられなかった。
この発明の電磁放射を放出する素子は短距離電気通信の
応用および一般的なディスプレーの応用に用いられるこ
とが可能である。
ネルＬＥＤは、１８０ｐｓだけの立ち上がり時間また下
降時間を示し、これは２．２ＧＨｚの３ｄＢの周波数に
相当する。この発明の素子のこの制限は、ＩＴＯ−Ｇａ
Ａｓ接触の接触抵抗が大きいためと考えられ、そのため
に微小空洞のないトンネルＬＥＤは用いられなかった。
この発明の電磁放射を放出する素子は短距離電気通信の
応用および一般的なディスプレーの応用に用いられるこ
とが可能である。
【００２５】そのほかの応用は、二つのチップ間の光学
的相互連絡を与えるシステムにおいて可能である。この
システムは、チップ間の平行な光学的相互連絡構造を作
る基礎である。医学的映像でよく知られ、とりわけ内視
鏡において用いられているイメージファイバーは、光入
力および光出力映像の一対一の相関関係をもち、一つの
場所から他の場所へ映像を転送する。電磁放射を放出す
る素子の配列を、かなり密集させて、５０ミクロンある
いはもっと小さい間隔に配列させることが可能である。
そのような電磁放射を放出する素子はイメージファイバ
ーと一緒になって、平行な光学的相互連絡のための基礎
構造を形成する。例えば、ＣＭＯＳチップ上に一体形成
された電磁放射を放出する素子の配列に、レンズあるい
はテーパーさえないイメージファイバーが接することに
より、平行な光学的相互連絡を形成される。このチップ
上で発生した信号は、電磁放射を放出する素子を通って
第２チップに送られる。糊あるいは接着剤は堅い構造を
組み立てるための手段をつくる。チップパッケージング
の技術において、当業者は、どの糊を用いることが可能
か、またどのような配列を得ることが可能か知ってい
る。この発明の電磁放射を放出する素子は、ＣＭＯＳチ
ップ上に接着されている。また、ＣＭＯＳチップで発生
した電気的信号が単数および複数の電磁放射を放出する
素子の配列における電磁放射の放出のきっかけとなる。
放出された電磁放射は、イメージファイバーを通して送
られ、光学的サイリスターあるいは、第２チップ上に接
着されたあるいは一体形成されたＣＭＯＳベースの検出
器で検出される。
的相互連絡を与えるシステムにおいて可能である。この
システムは、チップ間の平行な光学的相互連絡構造を作
る基礎である。医学的映像でよく知られ、とりわけ内視
鏡において用いられているイメージファイバーは、光入
力および光出力映像の一対一の相関関係をもち、一つの
場所から他の場所へ映像を転送する。電磁放射を放出す
る素子の配列を、かなり密集させて、５０ミクロンある
いはもっと小さい間隔に配列させることが可能である。
そのような電磁放射を放出する素子はイメージファイバ
ーと一緒になって、平行な光学的相互連絡のための基礎
構造を形成する。例えば、ＣＭＯＳチップ上に一体形成
された電磁放射を放出する素子の配列に、レンズあるい
はテーパーさえないイメージファイバーが接することに
より、平行な光学的相互連絡を形成される。このチップ
上で発生した信号は、電磁放射を放出する素子を通って
第２チップに送られる。糊あるいは接着剤は堅い構造を
組み立てるための手段をつくる。チップパッケージング
の技術において、当業者は、どの糊を用いることが可能
か、またどのような配列を得ることが可能か知ってい
る。この発明の電磁放射を放出する素子は、ＣＭＯＳチ
ップ上に接着されている。また、ＣＭＯＳチップで発生
した電気的信号が単数および複数の電磁放射を放出する
素子の配列における電磁放射の放出のきっかけとなる。
放出された電磁放射は、イメージファイバーを通して送
られ、光学的サイリスターあるいは、第２チップ上に接
着されたあるいは一体形成されたＣＭＯＳベースの検出
器で検出される。
【図１】 高い外部効率を得るための微小空洞ＬＥＤ素
子技術分野のバンドダイヤグラムを示す。
子技術分野のバンドダイヤグラムを示す。
【図２】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子の横断面図を示す。
出する素子の横断面図を示す。
【図３】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子のバンドダイヤグラムの一部を示す。
出する素子のバンドダイヤグラムの一部を示す。
【図４】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子の動作原理を示す。
出する素子の動作原理を示す。
【図５】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子のいくつかの駆動電流に対するスペクトル光
の出力を示す。
出する素子のいくつかの駆動電流に対するスペクトル光
の出力を示す。
【図６】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子の電磁放射の放出の角度分布を示す。
出する素子の電磁放射の放出の角度分布を示す。
【図７】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子の電気的駆動電流に対する光学的電気出力を
示す。
出する素子の電気的駆動電流に対する光学的電気出力を
示す。
【図８】 この発明の実施の形態にかかる電磁放射を放
出する素子の時間に対する光学的反応を示す。
出する素子の時間に対する光学的反応を示す。
【図９】 この発明とＬＥＤ技術分野による電磁放射を
放出する素子の過渡応答の比較。この発明の素子は名目
上は同一の層をもち、名目上は同一の量子効率をもつ
が、異なったＩＴＯ接触をもつ。微小空洞のない従来の
ＧａＡｓ量子井戸ＬＥＤおよび量子井戸また微小空洞を
もたない従来の２重ヘテロ構造ＬＥＤの特性。
放出する素子の過渡応答の比較。この発明の素子は名目
上は同一の層をもち、名目上は同一の量子効率をもつ
が、異なったＩＴＯ接触をもつ。微小空洞のない従来の
ＧａＡｓ量子井戸ＬＥＤおよび量子井戸また微小空洞を
もたない従来の２重ヘテロ構造ＬＥＤの特性。
【図１０】 この発明の電磁放射を放出する素子と半導
体技術分野の電磁放射を放出する素子の出力に対する電
磁放射の転換効率の比較を示す。
体技術分野の電磁放射を放出する素子の出力に対する電
磁放射の転換効率の比較を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス・デ・ネフェ ベルギー、ベー−3001ルーヴァン、カペル ドリーフ75番 (72)発明者 グスターフ・ボルス ベルギー、べー−3010ケッセル−ロ、ベル フストラート70番
Claims (19)
- 【請求項１】 所定の波長で電磁放射を放出する素子で
あって、前記の素子は、ある伝導型の第１バルク領域お
よび別の伝導型の第２バルク領域を含む空洞をもち、前
記の第１バルク領域および前記の第２バルク領域の電荷
キャリヤーを空間的に分離するための障壁を設け、前記
の障壁は実質的に前記の空洞の定在波パターンの腹にあ
り、障壁での電荷キャリヤーの再結合は前記の放射を創
成し、前記の第１領域は前記の障壁の近傍にあり、かつ
前記の第２領域は前記の障壁の近傍にある所定の波長で
電磁放射を射出する素子。 - 【請求項２】 前記の放射の放出波長が前記の空洞によ
って影響を受ける請求項１に記載の素子。 - 【請求項３】 前記の障壁が、前記の第１領域および前
記の第２領域の中間において前記の電荷キャリヤーの輸
送のための障壁となる前記空洞中の第３領域であり、こ
のためどちらか一方の前記の伝導型の電荷キャリヤー
は、前記の第１あるいは第２領域のどちらか一方におい
て、前記の障壁のどちらか一方の側面で捕らえられ、他
方の伝導型の電荷キャリヤーは前記の障壁の他の側面か
ら入射され、異なった伝導型の電荷キャリヤーの再結合
が前記の放射を創成する請求項１に記載の素子。 - 【請求項４】 さらに実質的に同じ厚さの第１領域およ
び第２領域は本質的に第１バンドギャップをもち、屈折
率がｎ1である第１材料からなり、前記の第１領域は第
１伝導型の電荷キャリヤーをもち、前記の第２領域は第
２伝導型の電荷キャリヤーをもち、前記の第１および前
記の第２領域の全体の厚さは実質的に前記の所定の波長
をｎ1で割った値をもち、少なくとも前記の第１領域の
一つの表面および前記の第２領域の一つの表面は本質的
に平行であるものと、 第３領域は本質的に前記の第１領域および前記の第２領
域の中間において、第３バンドギャップをもつ第３材料
からなり、前記の第３バンドギャップは前記の第１バン
ドギャップより大きいものを含む請求項１に記載の素
子。 - 【請求項５】 さらに第１領域および第２領域の厚さは
実質的に同じであり、第１領域は本質的に第１バンドギ
ャップをもち、屈折率がｎ1である第１材料にあり、第
２領域は本質的に第２バンドギャップをもち、屈折率が
ｎ2である第２材料にあり、前記の第１領域は第１伝導
型の電荷キャリヤーをもち、前記の第２領域は第２伝導
型の電荷キャリヤーをもち、前記の第１領域（ｄ1）お
よび前記の第２領域（ｄ2）の全体の厚さ（ｄ）はおよ
そ ｄ1 ＋ ｄ2 に等しい値をもち、本質的にｎ1
ｄ1 ＋ ｎ2 ｄ2 ＝ λの関係に従って定められ、
λは前記の所定の波長であるものと、 第３領域は本質的に前記の第１領域および第２領域の中
間において、第３バンドギャップをもつ第３材料からな
り、前記の第３バンドギャップは前記の第１バンドギャ
ップより大きいものを含む請求項１に記載の素子。 - 【請求項６】 さらに前記の第１および前記の第２領域
の一方の表面上に設けられた鏡を含み、前記の第１およ
び前記の第２領域の他方の表面に設けられた半透明鏡を
含む請求項４または請求項５に記載の素子。 - 【請求項７】 基板上に設けられている請求項６に記載
の素子。 - 【請求項８】 前記の基板、前記の第１、前記の第２お
よび前記の第３領域がエピタキシャル関係にある請求項
７に記載の素子。 - 【請求項９】 前記の第１材料および前記の第３材料が
III〜Vの半導体材料グループから選択され、前記の放射
が光である請求項７に記載の素子。 - 【請求項１０】 第１伝導型の前記の電荷キャリヤーが
電子であり、また第２伝導型の前記の電荷キャリヤーが
正孔である請求項９に記載の素子。 - 【請求項１１】 第１伝導型の前記の電荷キャリヤーが
正孔であり、また第２伝導型の前記の電荷キャリヤーが
電子である請求項９に記載の素子。 - 【請求項１２】 前記の第１材料がＧａＡｓであり、前
記の第３材料がＡｌＡｓであり、前記の鏡が前記の所定
の波長を選択的に反射する分配ブラッグ反射体である請
求項１１に記載の素子。 - 【請求項１３】 前記の障壁が、電荷キャリヤーがトン
ネルあるいは熱イオン的放出によって前記の障壁を通り
ぬけおよびそれぞれ乗り越えられるように十分薄くして
ある請求項１に記載の素子。 - 【請求項１４】 前記のそれぞれ素子は実質的に同じ波
長で放射を放出する請求項１に記載の素子の配列。 - 【請求項１５】 前記の素子は一つの基板上に設けら
れ、前記の基板が本質的に前記の第１材料からなる請求
項１４に記載の素子の配列。 - 【請求項１６】 第１バンドギャップをもつ第１材料を
含み、反射率がｎ1であり、第１伝導型の電荷キャリヤ
ーもつ第１層を基板上に堆積させ、第３バンドギャップ
をもつ第３材料の第３層を前記の第１層上に堆積させ、
ここで前記の第３バンドギャップが前記の第１バンドギ
ャップより大きくし、 実質的に前記の第１層と同じ厚さの第２層を前記の第３
層上に堆積させ、ここで前記の第２層に第２伝導型の電
荷キャリヤーを設け、前記の第１および前記の第２領域
の全体の厚さをおよそ前記の所定の波長をｎ1で割った
値にする工程を含み、 前記の堆積工程の間に、少なくとも前記の第１層の一つ
の表面および前記の第２層の一つの表面を本質的に平行
に保つようにした所定の波長で電磁放射を放出する素子
の製造方法。 - 【請求項１７】 さらに前記の素子上に、鏡層を堆積す
る段階を含む請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記の層を堆積する前記の段階が前記
の基板上での前記の層のエピタキシャル的な成長の段階
を含む請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記の基板が前記の第１材料によって
構成されている請求項１８に記載の方法。
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