JP2000505603A - ブルーシフトが少ないＩｎＰを主成分とするレーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １つ以上の量子井戸（３６、３８）を有する活性層を含むＩｎＰを主成分とした光電集積回路。本発明によれば、ＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層（３４）を好ましくは量子井戸と基板（３０）の間に形成して、量子井戸から放出される波長をより短い波長にシフトさせる、すなわち、ブルーシフトさせる傾向がある、基板および下部のＩｎＰ層からの原子種の移動を防止する。量子井戸の一部領域がより短い波長へのブルーシフトを示すが、他の領域はアニール中のそれらの長い波長を保持するように、バリヤ層はパターン化できる。

Description

【発明の詳細な説明】 ブルーシフトが少ないＩｎＰを主成分とするレーザ 発明の分野 本発明は、一般に半導体の量子井戸構造に関する。詳細には、本発明は、その 製造上のばらつきをよく制御できるＩｎＰおよびＩｎＧａＡｓ量子井戸ダイオー ドレーザに関する。 背景技術 多くの先端的な電子および光電子集積回路は、III-V族半導体などの化合物半 導体を主成分にしている。ガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）はかなり開発の進んだ技 術の基礎であるが、インジウム・リン（ＩｎＰ）および関連材料はそれほど開発 が進んでいないが、シリカ光ファイバとの統合に関して非常に興味のある１．５ ５μｍ帯域の光の波長で作動するレーザや光変調器などの能動光電子素子用とし て特に多くの注目を集めている。インジウム・ガリウム・ヒ素（ＩｎＧａＡｓ） はＩｎＰを主成分とした材料として、しばしば考えられている。というのは、１ ５５０ｎｍ付近という光スペクトルの工業的に重要な部分のバンドギャップを制 御しながら、格子定数に殆ど変化がないＩｎＰとの合金が作成できるからである 。 III-V族半導体の基本的利点は、有機金属化学的気相成長（ＯＭＣＶＤ）や分 子線エピタキシ（ＭＢＥ）などの最新の膜成長技術で、第III族カチオンと第V族 アニオンが均等であると仮定して、ほぼ任意のIII-V組成による薄膜エピタキシ アル成長が可能になり、それによって電子のバンドギャップなど多くの重要な半 導体特性を自由に設計製作できるようになることである。同様な自由度がII-VI 族半導体でも得られる。そうできるようになった重要な構造は、レーザおよび変 調器にたくさん使われている単一または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造である。そ の一例を図１に略図で示す。図で、水平軸はエピタキシアル成長方向を示し、垂 直軸は様々な材料の電子のバンドギャップを示す。例えば、電子ダイオード構造 は、ＩｎＧａＡｓ井戸薄層１６とＩｎＧａＡｓＰバリヤ薄層１８との交互積層を 有する、無添加活性層１４を挟んでいるｎ型ＩｎＰ層１０とｐ型ＩｎＰ層１２ を含んでいる。井戸およびバリヤ１４および１６は十分に薄く、普通１０ｎｍ未 満であり、その１つまたは複数の量子力学的価原子状態２０および伝導状態２２ が井戸１４中にできる。量子井戸数は１つでも複数でもよい。 井戸１４内の価原子状態２０と伝導状態２２の間の実効バンドギャップは、井 戸の組成および井戸の厚さに依存する。その組成は、通常ＩｎＰ基板に整合する 格子が得られるように選ばれるが、調整された量の応力を井戸およびバリヤに導 入して、電子帯構造をさらに調整することができる。その結果、光学特性を決定 する実効バンドギャップを容易に変えることができるように、井戸１４が適切に 組み立てられているならば、高密度で狭い電子状態を有する活性層１４が、得ら れる。代表的な光電素子では、電気導線が２つのＩｎＰ層１０、１２に接続され ており、図示されていない光導波路構造が、活性層１４に沿って、図のＺ方向に 垂直な方向に形成されて、それにより、光波の主要部分を活性層１４内に閉じ込 めて、そこで電気的に制御されたキャリヤと相互作用させるようになっている。 しかしながら、この光閉じ込め構造を形成する方法は、多重量子井戸構造を劣 化させやすい。典型的であるが単純化した埋め込みヘテロ構造ＭＱＷレーザを、 図２に断面図で示す。図１の垂直平面構造を成長させ、次いで、パターン化しエ ッチングして、多数の量子井戸を含む活性層１４のｙ方向に沿って延びｘ方向に 沿って有限幅を有する隆起を形成する。その後は、半絶縁性ＩｎＰ２４をその隆 起の周りにエピタキシアルに再成長させて、活性層１４の屈折率の周囲の材料の 屈折率に対するコントラストを減少させ、バイアス電流を活性層１４に封じ込め る。図２に示した構造は、説明を容易にするために簡略化してある。例えば、光 をよりよく中心部に封じ込めるためにより多くの層を含めることもできるが、例 示した構造は本発明の効果を説明するのに十分である。埋め込み型ヘテロ構造レ ーザのより現実的な構造は、Odagawa他，「High-Speed Operation of Strained InGaAs/InGaAsP MQW Lasers Under Zero-Bias Condition,」IEEE Journal of Qu antum Electronics，vol.29，1993，pp.1682〜1686およびAoki他，「Monolithic integration of DFB lasers and electroabsorption modulators using in-pla ne quantum energy control of MQW structures,」International Journal of H igh Speed Electronic sand Systems，vol.5，1994，pp.67〜90に、記載されて いる。 かなり厚い半絶縁層２４を再成長させると、すでに形成された量子井戸に大き な熱が集積する。後で成長させた上部のクラッド層１２でさえもかなりの熱の集 積を受ける。これら材料のＯＭＣＶＤは概して６２５℃と６５０℃の間で行われ 、したがって、６００℃と７００℃の間の温度を予定すべきである。明確なアニ ールには、さらに高温が必要となることもある。これらの温度範囲で量子井戸を 熱処理すると、一般にその井戸の状態間のバンドギャップが青にシフトすること が観察されてきた。すなわち、その井戸状態の実効バンドギャップはアニールさ れて、より大きなバンドギャップエネルギーになる。また、ポテンシャル井戸は その長方形の形を失う傾向がある。同書中にAoki他によって記載されている構造 は、異なる井戸の厚さを有するレーザと変調器の両方を含んでおり、２つの再成 長層を含んでいる。その１つは上部のｐ型ＩｎＰ層の再成長層であり、もう１つ は半断熱ＩｎＰの再成長層である。したがって、かなりのブルーシフトが予想さ れるが、井戸の厚さが異なるので、ブルーシフトの量はレーザと変調器とでは異 なる。 ブルーシフトの大きさは、１５５０ｎｍに設計された素子で、光ルミネッセン スのピークを約１０から４０ｎｍだけシフトさせることが確認されている。しか しながら、そのシフトは、ウェーハを横断する間に、またウェーハ間で変化する 。光ルミネッセンスが放出する波長ピークのシフトは、レーザおよび変調器製造 において１つの問題を提示する。というのは、例えば、分散帰還レーザの最適性 能を得るには、利得ピークの波長を格子ピッチに合わせることが必要だからであ る。変調器の場合、多重量子井戸の異なる井戸間のブルーシフトの変動は、波長 による勾配のより急でない吸収の変化をもたらし、それによって変調器の性能を 低下させることになる。 ブルーシフトを低減するために、いくつかの提案が行われている。１つは高い 転位密度を持つ基板の使用が必要となる。その転位パイプが、ブルーシフトの原 因となる格子間リン原子であると推定されるその原子種のゲッタ除去部位として 作用する。ひどく転位した基板は、その上に形成される素子の信頼性について問 題を持ち込むことになるので、この解決法は魅力がない。 もう１つの提案は、ひずんだ量子井戸を使用するものである。その場合、井戸 とバリヤの両方が、第V族の成分であるＡｓ／Ｐを同じ組成比で有しており、そ れによって移動しやすいリンの影響を避けている。この解決策は効果があるよう に見えるが、素子の設計が制限される。 Proceedings of Fifth International Conference on Indium Phosphide and Related Materials、１９９３年４月１９〜２２日、パリ、フランス、にいくつ かのグループがブルーシフトの機構についての彼らの理解を報告している(IEEE Catalog #93CH3276-3)。Glew，「Interdiffusion of InGaAs/InGaAsP quantum w ells，」同書pp.29〜32；Gillin他，「Group V interdiffusion in In_0.66Ga_{0.3 3} AS/In_0.66Ga_0.33AS_0.7P_0.3 quantum well structures,」同書pp.33〜35；Camas sel他,「Experimental investigation of the thermal stability of strained InGaAs/InGaAsP MQWs,」同書pp.36〜39；およびVettese他,「An investigation into the effects of thermal annealing on long wavelength InGaAs/InGaAsP multi-quantum well lasers,」同書pp.40〜44を参照のこと。リンの拡散は繰り 返されているテーマであるが、原因メカニズムに関する認識の一致はまだ見られ ていない。 従って、ＩｎＰを主成分とし、関連した四元量子井戸構造におけるブルーシフ トを制御し低減させるための、より信頼がおけ制限の少ない方法が、必要とされ ている。 発明の概要 本発明は、バリヤ層が量子井戸と基板の間に形成されている化合物半導体、特 に、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓおよび関連したIII-V族化合物半導体に基づく量子井 戸構造として要約することができる。好ましくは、バリヤ層はアルミニウムを含 有する。例えば、ＡｌＧａＩｎＡｓでよい。このバリヤ層は、普通なら量子井戸 電子状態のブルーシフトの原因となるはずの基板から量子井戸中への原子種の拡 散を防止する。 図面の簡単な説明 図１は、多重量子井戸活性層を有する従来の半導体ダイオードの組成と帯域構 造の略図である。 図２は、図１の多重量子井戸構造を組み込んだ従来の埋め込み型ヘテロ構造レ ーザの横断面図である。 図３は、複数のＩｎＰを主成分とした量子井戸の下、かつＩｎＰバッファ層の 上にＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層を含む本発明の第１の実施例の横断面図である。 図４は、ＩｎＰバッファ層の下にＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層を含む本発明の第 ２の実施例の横断面図である。 図５は、基本ＩｎＰバッファ層を含み、その中では、ＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ 層が細分化され、別のＩｎＰバッファ層と交互に重ねられている本発明の第３の 実施例の横断面図である。 図６は、第３の実施例の基本ＩｎＰバッファ層を欠いている本発明の第４の実 施例の横断面図である。 図７は、量子井戸の上に形成されたバリヤ層を含む本発明の第５の実施例の横 断面図である。 図８および図９は、バリヤ層がブルーシフトを横方向に変化させるようにパタ ーン化されている本発明の第６および第７の実施例の横断面図である。 好適な実施例の詳細な説明 本発明によれば、かなりの量のアルミニウムを含むIII-V族化合物半導体層は 、その頂部に作られる量子井戸層に対して、拡散バリヤとして作用する。本発明 の特に重要な用途では、ＡｌＧａＩｎＡｓ層は、ＩｎＰ基板の上にエピタキシア ル付着され、ＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層の上に形成された量子井戸およびバリヤ を保護するために、基板中の原子種に対する有効な拡散バリヤとして働く。この 量子井戸構造は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡ ｓＰ、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ、およびＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰという第III-V族 の物質の組合せなどの化合物半導体からできている。 バリヤ層の厚さは、１００ｎｍから５００ｎｍの範囲内にあることが好ましい 。ひずんだ層の厚さが、それを越えて転位が発生する疑似形制限を超えない限り 、少しひずむ可能性はあるが、好ましいＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ材は、好ましく はＩｎＰに格子整合する組成を有する。好ましくは、そのＡｌＧａＩｎＡｓバリ ヤ 材は、λ_g＝１．３μｍのバンドギャップ波長を与えるＡｌＩｎＡｓ組成とＡｌ ＧａＩｎＡｓ組成の間のアルミニウム含有量を有する。ＩｎＰに格子整合するＡ ｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yのバンドギャップエネルギーは、次式で与えられる。 Ｅ_g（ｅＶ）＝０．７５＋１．５４８ｘ （１） ここで、 １−ｘ−ｙ＝０．５３， （２） そしてバンドギャップ波長は次式で与えられる。 λ_g（ｎｍ）＝１２３８／［Ｅ_g（ｅＶ）］ （３） バリヤ層は、より完全なバンドギャップとひずみの設計を提供するために、さら に他の成分を含んでもよい。特に、リンをいくらか含んでもよい。 本発明の第１の実施例を、図３の断面図に示す。ｎ⁺型ＩｎＰ基板３０の上に 、０．５から１．０μｍの厚さを有するｎ⁺型ＩｎＰバッファ層３２がエピタキ シーによって堆積されており、そのうえに、λ_g＝０．９５μｍの光ルミネッセ ンスのバンドギャップを有するＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層３４がエピタキシーに よって堆積されている。その厚さは、０．１から０．５μｍの範囲である。一般 に、ダイオード構造では、活性領域の反対側にある層はかなりひどく不純物を添 加されて反伝導性型になっている。しかし、その不純物添加は、層が比較的厚い 場合にのみ必要である。厚みが０．１μｍ以下の場合は、不純物を添加しないか 、または部分的に不純物を添加された層が依然として活性層に必要な伝導性を与 える。 ここでは、不純物を添加されていない１μｍ厚さのＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層３ ４が隣接の活性領域の一部になっている。 不純物を添加されていない多重量子井戸構造が、そのバリヤ層３４の上にエピ タキシーによって堆積されており、そして交互に重ねられた５周期の量子井戸層 ３６およびバリヤ層３８と他の末端バリヤを１つを含んでいる。その量子井戸３ ６は、引張りひずみがσ＝−０．３％、厚さが７ｎｍのＩｎＧａＡｓ組成を有す る。そのバリヤ層は、λ_g＝１．２μｍ、厚さが１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ組成 を有する。その量子井戸構造の上に、厚さが約０．１μｍの不純物を添加されて いないＩｎＰ保護キャップ層４０がエピタキシーによって作られている。そのキ ャップ層４０は、実験目的で、そして比較例と厳密に比較するために選択された 。 市販用の素子では、そのキャップ層は必要とされるかさえ明らかではないが、４ 成分からなるＩｎＧａＡｓＰで形成できる。光学的構造の必要により、キャップ 層４０の上に他の層を作り上げてもよい。どんな場合でも、ＡｌＧａＩｎＡｓバ リヤ層３４は、量子井戸構造３６、３８とＩｎＰ基板３０との間の相互拡散を防 止する。上記および以下の両方に示されている特定の構造、組成、および厚さは 、実施例のみによるものであると理解される。本発明の代わりの実施例は異なる かもしれない。 図４の断面図に示されている本発明の第２の実施例は、図３の実施例とは、Ａ ｌＧａＩｎＡｓバリヤ層３４がＩｎＰバッファ層３２の下に置かれ、そして、そ のバッファ層３２は量子井戸構造３６、３８に隣接しているという点で異なる。 １μｍ厚さのバッファ層３２は、たとえ実際に第V族の成分の拡散がブルーシフ トの原因であるとしても、その拡散には殆ど寄与していない、従って、バッファ 層３２をバリヤ層３４と量子井戸構造３６、３８との間に置くことができるとい う事実を、この実施例は示している。 図５の断面図に示されている本発明の第３の実施例は、図４の第２の実施例と は、ＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層が、超格子構造において４つのｎ⁺型ＩｎＰバッ ファ下層４４と交互に配置されている５つのｎ⁺型ＡｌＧａＩｎＡｓ（λg＝１． ２μｍ）バリヤ下層４４に分けられるという点で異なる。そのＡｌＧａＩｎＡｓ バリヤ下層４４およびＩｎＰバッファ下層４６は全て、例えば、０．１μｍの厚 さを有する。バッファ下層４６は、最初のＩｎＰのバッファ層３２と共に、その 後のエピタキシーによる成長の高品質基板となる。それに対して、バリヤ下層４ ４は、量子井戸構造３６、３８の中に横たわるＩｎＰ内での原子種の相互拡散を 防止する。第３の実施例では、薄いＩｎＰ層でさえも、量子井戸へ自由に接近で きないようにするため、量子井戸構造３６、３８のすぐ下にある材料は、バリヤ 下層４４の１つである。 図６の断面図に示されている本発明の第４の実施例は、最初のＩｎＰバッファ 層３２を欠いているという点で、図５の第３の実施例とは異なる。そのため、バ リヤおよびバッファ下層４４、４６の超格子が基板３０の上に直接作られている 。 図７の断面図に示されている本発明の第５の実施例は、量子井戸構造の上にバ リヤ層を一層含んでいる点で、図３の第１の実施例よりもよくなっている。特に 、上部の薄いＩｎＰ保護層５０がエピタキシーによって、量子井戸構造３６、３ ８の上に１０ｎｍの厚さに形成されている。この層５０は実験目的で含まれてい た。市販用の素子では、この層５０は、４成分のＩｎＧａＡｓＰ保護層に取って 代わられるか、または完全に省かれるかもしれない。その薄い保護層５０の上に 、０．１μｍの厚さを有する上部のＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層５２と、さらに０ ．１μｍの厚さのＩｎＰキャップ層４０が形成されている。その上部バリヤ層５ ２は、アニール段階で使用されるリン含有ホスフィン環境から量子井戸構造３６ 、３８を保護し、そしてまた、一面に成長したエピタキシー層からの相互拡散が 問題であるということは明らかでないけれども、ＩｎＰキャップ層４０およびそ の上にどんな層が形成されても、そこからの相互拡散から量子井戸構造３６、３ ８を保護する。いずれの場合でも、上部のＩｎＰ保護層５０は非常に薄いので、 ブルーシフト種の重要な発生源とはならない。 実験サンプルの一部で、２μｍまでのＩｎＰ層が、その上側をバリヤ層で保護 されていない量子井戸構造の上に作り上げられた。ブルーシフトがこの厚いＩｎ Ｐ被覆層によるものとは考えられない。こうして、ブルーシフトの原因となる原 子種は非常に厚いＩｎＰ基板から発生すると信じられている。 実験 図３の最初の実施例の特許性のある構造は、７６トルで、そして約１．３ｎｍ ／秒の成長速度で、ＯＭＣＶＤによって作られた。その前駆体試薬は、トリメチ ルガリウム、トリメチルアルミニウム、アルシン、および水素キャリヤガス中の ホスフィンであった。硫化水素またはジシランをｎ型ドーピングを得るために使 用し、ジエチル亜鉛をｐ型ドーピング用に使用した。比較構造を、同じ一般構造 でそして同じ方法で作ったが、それはＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層３４を欠いてい た。 その特許性のある構造と比較例構造を作った後、その両方に埋め込みＭＱＷヘ テロ構造導波路を作るのに典型的な平面の再成長方法を施した。それから、その 量子井戸構造を、再成長の前後の両方で、その光ルミネッセンスについて試験し た。その結果を表１に示す。 これらのデータは、１５１５ｎｍピークのブルーシフトは、本発明を使うことに よって約１０分の１に低下したことを示している。 本発明は、ブルーシフトを光電子光学集積回路の選ばれた区域に限定するよう にしている。そのような方法は、特に、レーザおよび変調器の両方を同一のＯＥ ＩＣ上に集積するのに有用であり、前記２つの素子はＭＱＷ発光スペクトルでや や異なるピークを必要とする。同様な選択的ブルーシフトについては、Francis 他，「Selective band-gap blueshifting of InGaAsP/InGaAs(P) quantum wells by thermal intermixing with phosphorus pressure and dielectric capping ，」Journal of Applied Physics，vol.75，1994，pp.3507〜3510に、また、Ham oudi他，「Controlled disordering of compressively strained InGaAsP multi ple quantum well under Si0:P encapsulant and application to laser-modula tor integration,」Journal of Applied Physics，vol.78，1995，pp.5638〜564 1に、記載されている。本発明の選択的ブルーシフトは、組み込まれたレーザと 変調器における特性の異なる波長を達成するのに、Aoki他により同書に記載され ている方法よりももっと柔軟性がある。 本発明によれば、ブルーシフトの選択的局在化は、１つ以上のバリヤ層をパタ ーン化することによって達成される。図８に断面図で示されている局在化された ブルーシフトを利用する本発明の第６の実施例は、図４の第２の実施例とは異な る。そこでは、量子井戸構造３６、３８の下で、ＩｎＰバッファ層６２の下に部 分的に横たわっているＡｌＧａＩｎＡｓバリヤ層６０が、６４、６６の二組の領 域にパターン化されている。そのパターン化を除けば、バリヤ層６０は図４のバ リヤ層３４と同じであり、バッファ層６２は図４のバッファ層３２と同じである 。しかし、バッファ層６２はさらに、開口したバリヤ層６０をスムースに覆う平 坦化層として作用する。最初の組の領域６４はバリヤ層６０を含み、こうして最 小のブルーシフトを受ける。しかし、バリヤ層６０は第２の領域６６には広がっ ていない。従って、その領域６６は相当なブルーシフトを受けることになる。 本発明の関連した第７の実施例は、量子井戸の上にバリヤだけを作っている。 図９の断面図に示すように、量子井戸構造３６、３８は、バリヤ層を下に横たえ ずに、ＩｎＰバッファ層３２の上に直接作られている。その代わりに、図３およ び図４のバリヤ層３４の物理的特性を有するバリヤ層６８が堆積され、バリヤ層 ６８は最初の領域７０には存在するが第２の領域７２には欠けているように、パ ターン化されている。ＩｎＰキャップ層７４は、そのパターン化されたバリヤ層 全体の上に堆積され、下層構造を保護し、その上表面を平坦化している。 第７の実施例では、第１の領域７０のバリヤ層６８は、ＩｎＰ基板３０から上 方へ比較的自由に移動している、ブルーシフトの原因となる原子種のさらに上部 への移動を防止する。したがって、原子種は第一領域７０内の量子井戸構造３６ 、３８に蓄積し、そこに大きなブルーシフトが観察される。しかしながら、上部 のバリヤで保護されていない第２の領域７２には、ブルーシフト種が量子井戸構 造３６、３８を通して移動し、そこから上方へ移動し続ける。従って、ブルーシ フト種の一部は、第２の領域７２に留まるが、第１の領域７４におけるよりも量 が少ない。したがって、第２の領域７２にいくらかのブルーシフトがあるが、第 １の領域７０のブルーシフトよりも少ない。 図８および図９のパターン化された断面図はバリヤのかなり狭い開口部を示し ているが、パターン化されたブルーシフトの特に有用な用途はかなり大きなパタ ーン化を使用しており、そして、低エネルギーでブルーシフトの少ない領域内に 位置しているＭＱＷダイオードレーザと、高エネルギーでブルーシフトの多い領 域内に位置しているＭＱＷ光学変調器とを含んでいる。 本発明の例と記載した実施例は多くの量子井戸を含んでいるが、本発明は単一 の量子井戸を持つ構造に、および厚さが重要な非常に薄い半導体層を必要とする 他の素子に応用できる。 記載した実施例の量子井戸は埋め込みヘテロ構造のレーザ導波路に組み込まれ ているが、本発明はそのように限定されるものではない。光学ＭＱＷ構造は、多 くの機器構成および異なる用途、例えば、記載した光学変調器に形成することが できる。実際、量子井戸を非光学電気回路に有効に使用できる。 本発明はこのように、量子井戸素子におけるブルーシフトを低減する簡単で経 済的な方法を提供する。パターン化されていないバリヤについては、別の堆積ス テップが各バリヤ層または下層に必要であるが、別の成長はほとんど不利益を招 かない。パターン化されたバリヤについては、そのバリヤ層をリソグラフィーで 規定する別のステップが必要であるが、それによってバンドギャップが異なる２ つの領域が得られる。

【手続補正書】 【提出日】１９９９年６月１４日（１９９９．６．１４） 【補正内容】 （１）明細書の第１頁の第１０行目に『基礎であるが、』とあるのを『基礎であ る。一方、』と補正する。 （２）明細書の第２頁の第１行目に『井戸およびバリヤ１４および１６は』とあ るのを『井戸およびバリヤ１４および１８は』と補正する。 （３）明細書の第２頁の第３行目、同第４行目、同第８行目に、『井戸１４』と あるのを『井戸１６』と補正する。 （４）明細書の第７頁の第１８行目に『バリヤ下層４４』とあるのを『バリヤ下 層４６』と補正する。 （５）明細書の第１０頁の第２２行目に『第１の領域７４』とあるのを『第１の 領域７０』と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． インジウムおよびリンを含む基板と、 前記基板にエピタキシアル形成されたＩｎＰを主成分とする量子井戸構造と、 前記基板から前記量子井戸構造への原子種の拡散による、前記量子井戸電子状 態におけるブルーシフトを防止するための手段と、を有し、 前記手段が、前記量子井戸構造と協力して前記基板上にエピタキシアル形成さ れた、アルミニウム、インジウム、およびヒ素を含む少なくとも１つのバリヤ層 を有することを特徴とする量子井戸素子。 ２． 前記バリヤ層がさらにガリウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の 素子。 ３． 前記バリヤ層が前記基板と前記量子井戸構造との間に形成されていること を特徴とする請求項２に記載の素子。 ４． さらに前記基板と前記量子井戸構造との間に配置されたバッファ層を含み 、かつインジウムおよびリンを含むことを特徴とする請求項３に記載の素子。 ５． 前記バリヤ層が少なくとも１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請 求項１に記載の素子。 ６． インジウムおよびリンを含む基板と、 前記基板上にエピタキシアル形成されたＩｎＰを主成分とする量子井戸構造と 、前記基板と前記量子井戸構造の間に配置され、インジウムおよびリンを含むバ ッファ層と、 アルミニウム、インジウム、およびヒ素を含み、前記基板上に前記量子井戸層 と協働してエピタキシアル形成された少なくとも１つのバリヤ層と、を含み、 前記バリヤ層および前記バッファ層の両方が、それぞれ、互いに交互に積層さ れた複数の下層を含むことを特徴とする量子井戸素子。 ７． 前記バリヤ層が前記量子井戸構造の上に形成されていることを特徴とする 請求項２に記載の素子。 ８． 前記量子井戸構造が前記基板の表面に沿って延びる導波路構造中に形成さ れていることを特徴とする請求項１に記載の素子。 ９． 前記バリヤ層が、異なる特性の光学波長を有する量子井戸構造の多くの領 域を提供するために横方向にパターン化されていることを特徴とする請求項１に 記載の素子。 １０． ＩｎＰを含む基板と、 ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＰ／ ＩｎＧａＡｓ、およびＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰから成る群から選ばれた物質の組 成の組合せを含む量子井戸構造と、 前記基板から前記量子井戸構造への原子種の拡散による量子井戸電子状態にお けるブルーシフトを防止する手段と、を含み、 前記手段が前記基板上にエピタキシアル形成された、アルミニウム、ガリウム 、インジウムおよびヒ素を含むバリヤ層を有し、前記量子井戸構造が前記バリヤ 層の上にエピタキシアル形成されていることを特徴とするＩｎＰを主成分とする 量子井戸素子。 １１． 前記バリヤ層がさらにＰを含むことを特徴とする請求項１０に記載の量 子井戸素子。 １２． ＩｎＰを含む基板と、 前記基板の上にエピタキシアル形成された、アルミニウム、ガリウム、インジ ウムおよびヒ素を含むバリヤ層と、 前記バリヤ層の上にエピタキシアル形成され、そしてＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧ ａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ、およびＩｎ Ｐ／ＩｎＧａＡｓＰから成る群から選ばれた物質の組成の組合せを含む量子井戸 構造と、を含み、 前記バリヤ層が複数のバリヤ下層を含み、そして、さらにＩｎＰを含み前記バ リヤ下層と交互に積層されている複数のバッファ下層を含むことを特徴とするＩ ｎＰを主成分とする量子井戸素子。