JPH03116796A - ヘテロエピタキシャル構造体の形成方法及びそれにより製造された装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ匪五１月 量子井戸レーザーは、オプトエレクトロニック集積回路
及び光学通信システム用に極めて好ましい性質を有する
。これに関し、ＡｌＧａＡｓ及びＧａＡｓの隣接層を含
んでなるヘテロエピタキシャル構造体から製造された単
一量子井戸レーザーを含む量子井戸レーザーの広汎な研
究がなされている。そのような装置の操作の原理は、例
えば米国特許第３．９８２．２０７号（１９７６年、９
月２１日にレイモンド・デイングル及びチャールズ・Ｈ
・ヘンリーに対して発行、以下「デイングル（Ｄｉｎｇ
ｌｅ）　Ｊと称する）に記載されている。そのような装
置において量子井戸は、その両側がここでは閉じ込め層
と称されるより高いバンドギャップの材料よりなる層に
より境界形成された、ここでは活性層と称される比較的
低いバンドギャップの薄層である。この活性層は電子及
びホールの再結合からの光学発光が量子機械サイズ効果
を示すのに十分薄いものである。この活性層は通常約３
００人未満の厚みである。

典型的には、量子井戸レーザーの低バンドギャップ材料
はＧａＡｓであり、より高いバンドギャップ材料はＡｌ
ＧａＡｓである。光学的或いは電気的ボンピングにより
創生された電子及びホールは量子井戸に捕獲され、そこ
でそれらは望ましくは発光的に再結合して発光する。レ
ーザー発光を活性層に隣接した薄膜光導波路に閉じ込め
ることが有利である。即ち、所謂「分離閉じ込めヘテロ
構造体」レーザーにおいては、少なくとも一つの閉じ込
め層が導波路としても機能する。これは活性層の反対側
の導波路閉じ込め層をより低い屈折率を有する層によっ
て境界形成することによって達成される。活性層は閉じ
込め層よりもより高い屈折率を有するが、それは発光を
閉じ込め、導波路として作用するには余りにも薄すぎる
。このように、再結合キャリヤーは活性層に閉じ込めら
れ、かつ発光は一以上の導波路層内に「分離して閉じ込
められる」。

（ＡＩ、Ｇａ）（Ａｓ）材料系はアルミニウムのモル分
率をガリウムに対して格子定数に実質的に影響を及ぼす
ことなしに、０％から１００％まで変化させることがで
きるのでヘテロエピタキシャル構造体の成長に有利であ
る。その結果、ヘテロエピタキシャル構造体をほとんど
格子歪みなしに成長させることができる。しかしながら
、この材料系からのレーザー発光は余りにも短い波長で
生ずるために光学通信における多くの応用に対して有用
でない。即ち、光ファイバーにおける伝達損失を考慮す
ると光学通信に最も有用な波長は１．３及び１．５５ｇ
　ｒｍである。しかしながら、（Ａ１、Ｇａｌ　（Ａｓ
）材料のバンドギャップは余りに大きすぎ、レーザー発
光はそのような波長においては起こらない。

ＧａＡｓからのレーザー発光の典型的波長は、例えば０
．８７μ曙である。

その結果、（Ｉｎ　、Ｇａ）　（Ａｓ、Ｐｉ系における
それに代る、より低いバンドギャップのＩＩＩ　−Ｖ材
料系に多大の興味がもたれている。　（Ｉｎ、　Ｇａ）
　（Ａｓ、　Ｐ）材料系の量子井戸レーザーは、それら
が光学通信に最も有用である波長、即ち１．３及び１．
５５μｍで操作することができるので有利である。四元
系材料ＩｎＧａＡｓＰが閉じ込め領域に対して有利に用
いられ、また三元系材料Ｉ　ｎＧａＡｓが活性領域に有
利に用いられる。二元系材料ＩｎＰは四元系材料より屈
折率が小さいので、　ＩｎＰにより境界形成された四元
系層が導波路として容易に用いられる。

しかしながら、通常の有機金属気相エピタキシーを用い
てレーザーを成長させると、四元系材料は三元系材料上
に良好に成長しないことが判明した。特に、頂部四元系
層が許容できない量の歪み、許容できない程度の高密度
の転位を示すことが判明した。転位は非発光再結合の割
合を高めてレーザーの効率を減少させるので望ましくな
い。

その結果、レーザーのしきい電流が増大する。

及匪二員１ より一般的には、四元系層は本質的に成長が困難であり
、そのような層の品質を改良するためには、四元系層が
その上に成長するように高度の結晶完成度を有する二元
系ベースを設けるのが有利である。

我々は改良された品質の三元系／四元系界面が、例えば
ＩｎＰのような二元系材料の一つ或いは数個の単分子層
が三元系及び四元系層間に成長された場合に、有機金属
気相エピタキシーにより成長させることができることを
見出した。加えて、我々は各界面において比較的シャー
プな材料組成の遷移を形成するためには、各層を成長さ
せた後であって次の層の成長の前に少なくとも一種の第
Ｖ族水素化物ガス、好ましくは二種の第Ｖ族水素化物ガ
スにより逐次成長室をフラッシュすることが望ましいこ
とを見出した。我々は第一のフラッシュガスが堆積され
たばかりの層に特徴的な第Ｖ族元素に組成的に対応すべ
きであり、又、第二フラッシュガスが同様に引続（層に
対応すべきであることを見出した（層の組成が唯一の第
Ｖ族元素を含んでなる場合には、その元素が層に「特徴
的」なものである、最後に堆積された層の組成が二種の
第Ｖ族元素を含んでなる場合には、引続く層中に不存在
のいずれかの元素が最終堆積層に「特徴的」なものであ
る、同様に、引続く層の組成が二種の第Ｖ族元素を含ん
でなる場合には、最終堆積層中に不存在であるいずれか
の元素が引続く層に「特徴的」なものである。）我々は
二元系バッファー層の結果として界面近傍の結晶完成度
が向上し、本発明により作成された量子井戸レーザーの
しきい電流が減少することを見出した。

我々はまた、第Ｖ族水素化物の対を用いるフラッシュ技
術の結果改良されたシャープさの界面が達成できること
も見出した。そのような改良されたシャープさはまた、
量子井戸レーザーのしきい電流を低下させることにも寄
与する。

好ましい実施態様においては、三元系材料はＩｎＧａＡ
ｓであり、四元系材料はＩｎＧａＡｓＰである。これら
の三元系及び四元系層間に二元系材料ＩｎＰの薄層を成
長させる。

ＩｎＰ層は厚みが少なくとも一層以上、かつ土層以下の
原子面であるべきであり、好ましくは約二原子面の厚み
に対応する約１０人であるのが好ましい、　ＩｎＧａＡ
ｓ或いはＩｎＧａＡｓＰの堆積後であってＩｎＰの堆積
前に成長室を先ずアルシンによりフラッシュし、次いで
ホスフィンによってフラッシュする。これらのガスの順
序は、成長室がＩｎＰの堆積後であってＩｎＧａＡｓ或
いはＩｎＧａＡｓＰの堆積前にフラッシュされる場合に
は逆転される。

即ち、広義において、我々の発明はＩＩＩ　−Ｖ族生導
体材料の第一及び第二層よりなるヘテロエピタキシャル
構造体の形成方法において、第一層が少なくとも三種の
元素成分を有し、及び第二層が少なくとも三種の元素成
分を有する方法である。本発明の目的のためには、半導
体層のエピタキシャル対は、それぞれのバンドギャップ
が少なくとも０．１ｅＶ異なるならばヘテロエピタキシ
ャル構造体を形成する。これは約４に丁の室温エネルギ
ーバリヤーを生ぜしめて室温におけるキャリヤー流を阻
止する。この方法は、基体を気相エピタキシャル成長室
に入れる工程、第一及び第二層を形成する工程、及び第
一層及び第二層間にそれらとエピタキシャルにＩＩＩ　
−Ｖ族半導体材料の二元系層を形成する工程よりなる。

二元系材料は好ましくは一層以上であって、かつ土層以
下の単分子層厚みであるのがよい。この二元系層の少な
くとも一成分は第一及び第二層に共通である。

本発明をより完全に理解するために、例えば量子井戸レ
ーザーを作成する前に含まれる工程を以下に説明する。

第１図には本発明の方法に従って作成された量子井戸レ
ーザーの一例が示されている。先ず、基体ＩＯを有機金
属気相エピタキシーｆＭＯＶＰＥｌ用反応器の成長室に
入れる。基体材料は好ましくは二元系ｎｌ　−Ｖ材料、
より好ましくはＩｎＰである。典型的には、一つの極性
、例えば陰性極性の電気的接触が基体を通じてなされ、
基体材料をドープして対応する導電性タイプ、例えばｎ
−タイプを生成する。

次いで、光学バッファー領域を、基体ＩＯ上に直接成長
させるのが有利である。領域２０の目的は、化学的及び
機械的に加工された基体上にエピタキシャル成長を開始
することである。このバッファー領域は基体と同−組成
及び同一導電性タイプであるのが好ましい、より好まし
くは、光学バッファー領域は、レーザー光発生領域に対
する接触抵抗を最少にするために基体上に直接成長させ
られた高度にドープされた層２３と、ドーパントの活性
レーザー領域中への拡散が再結合特性に悪影響を及ぼし
得るのでそれを最少にするために層２３上に直接成長さ
せられたより軽度にドープされた層２６を含んでなる１
例えば層２３は望ましくはｎ−タイプＩｎＰであり、基
体上の良好な成長核形成を確実に行うために、少なくと
も０．１ｕｍであるが、しかし、望ましい結果を増加さ
せず、不必要にプロセスコストを増大させるので、１．
０μ■以下の厚みを有し、ドーピングレベルは良好な導
電性を与えるために３Ｘ１０１７乃至５　Ｘ　１０”ｃ
ｍ−”を有する０層２６は望ましくはｎ−タイプＩｎＰ
であり、高度にドープされた層２３を活性レーザー領域
から絶縁するために少なくとも０．１　ｕｒｒｒ　、　
Ｌかしこれも又所望の結果を増加させないので、１．０
μｍ以下の厚みであり、又、装置内の電流流れに対して
適切な導電性を与えるためにｌＸｌ０”乃至５　Ｘ　１
０”ｃｍ−’の（より低い）ドーピングレベルを有する
。

バッファー領域２０の成長に引続き、レーザーへテロ構
造体１００を成長させる。ヘテロ構造体１００は閉じ込
め層３０．活性領域２０口、及び導波路層５０よりなる
。活性領域２００は少なくとも一つの活性層４０を含ん
でなる。

一層の成長に引続いて異った元素組成の第二層の成長が
行われる場合には、常に反応器を第二の組成の成長前に
一つの組成の構成成分を除去するためにガス流によりフ
ラッシュする。これは、シャープな界面を達成するのを
助ける。有利には、フラッシュは第Ｖ族水素化物ガスよ
りなる。

史に有利には、各フラッジユニ程は二つの別々のガス流
を含／υでなる。第一のフラッシュは組成的に最後に成
長させた層に対応するガスよりなり、第二のフラッシュ
は組成的に次に成長させられる層に対応するガスよりな
る。即ち、例えばバッファー層２６がＩｎＰであり、閉
じ込め層３０がＩｎＧａＡｓＰである場合には、層２６
の成長後に反応器を先ずホスフィンでフラッシュし、次
いでアルシンによりフラッシュする。

ヘテロ構造体１００は、層４０の領域に、一方において
層４０と、他方において層３０及び５０との間のバンド
ギャップの差により創生された量子井戸を含む、この目
的のためには、層３０及び５０の材料組成は層３０及び
５０が活性層４０のバンドギャップより大きいバンドギ
ャップを有するように選ばれるべきである。このバンド
ギヤ・ンブの差は電子及びホールを層４０内に閉じ込め
ることができる量子井戸を形成するのに十分大きくある
べきである。量子井戸レーザーへテロ構造体の設計は例
えば、ここに準用されるデイングル及び又ここで準用さ
れる米国特許４．５９９．７２８号明細書（１９８６年
７月８日。

Ｋ、アラビ等に発行）に説明されている。

閉じ込め層３０の厚みは、光学用を閉じ込めるために少
なくとも０，０５μ層以下であるべきであるが、しかし
、０．５μｍを越えると、閉じ込め因子が本質的に単一
となって厚みの増加が所望結果を増大させないので、０
．５μｍ以下であるべきである。導波路層５０の厚みは
、同一理由により同一範囲にあるべきである。層３０及
び５０の厚みは好ましくは０，０５μｍである。

層３０．４０及び５０の組成は、ｔｎ−ｖ族生導体、好
ましくは（Ｉｎ、Ｇａ）　（Ａｓ、　Ｐ　）材料系のも
のである。

層３０及び５０は四成分組成であるのが有利であり、層
４０は三成分組成であるのが有利である。即ち、層３０
及び５０は例えば１．２５〜１．４６μｍのバンドギャ
ップ波長を有する非ドープ１ｎＧａＡｓＰから容易に成
長させられ１層４０は例えば１．６６μｍのバンドギャ
ップ波長を有する非ドープ１ｎＧａＡｓから容易に成長
させられる。

層３０の成長後であって層４０の成長前に、クラッド層
３５を層３０」−に成長させる。層３５は電流流れがト
１１止されないように容易にそれを通してトンネルを有
するように十分薄くなければならない。層３５はまた、
ヘテロ構造体１００における光学的閉じ込めに影響を及
ぼさないように十分薄くなければならない。これらの１
」的のために、層３５の厚みは。

好ましくは少なくとも−であるが中以下の原子面である
。層３５は二元系１１１−Ｖ族生導体材料、好ましくは
ｌ　ｎ　Ｐにより構成される。即ち、層３５は０．３〜
５ｎｍ厚みの層でｌｎＰから容易に成長させられる。層
３０及び層３５の成長工程の間に反応器を上記の如くフ
ラッシュする。即ち本例においては、反応器は先ずアル
シンにより、次いでホスフィンによりフラッシュするの
が好ましい。同様に、反応器は層３５と層４０の成長工
程間にフラッシュすることができる。本例においては、
反応器は先ずホスフィンで次いでアルシンによりフラッ
シュするのが好ましい。

レーザーを単一量子井戸レーザーにする場合には、活性
領域２００は単に薄い活性層４０により構成される。そ
の場合には、活性層４０の成長に引続き上記の如きガス
フラッシュ、クラッド層３５と同様なりラッド層４５の
成長、もう一つの上記のようなガスフラッシュ及び次い
で導波路５０の成長を行う。他方、レーザーを複数阻子
井戸レーザーにする場合には、第２図に示されるように
、活性領域２００は活性層４０と同様な少なくとも二つ
の活性層４０′　よりなる。これらの活性層４０′は、
好ましくは層３０及び５０と同一組成のバリヤー層５０
′　により分離される。バリヤー層５０′の厚みは、井
戸間のキャリヤーカップリングを防止するために、少な
くとも１００人であるべきであるが、しかし、３００人
より実質的に厚いバリヤー層は活性層を光学的に絶縁さ
せて分離した光学的に脱カップリングしたレーザーを形
成するので３００人を越えるべきでない。ｕａち、本例
においては、バリヤー層は好ましくは約０．０１５μｍ
厚みである。各バリヤー層５０′　は層３５と同様なり
ラッド層３５′により両側を覆うようにする。最後の活
性層の成長後、クラッド層４５を上記の如く成長させ、
次いで導波路層５０を」−記の如く成長させる。前述の
如く、反応器は各対の成長工程間にフラッシュする。

第１図に戻って、導波路層５０の成長に引続いて［記の
如くガスフラッシュを行い、これに引続いてセットバッ
ク層６０を成長させる。層６０の目的はドーパント不純
物の活性層４０或いは４０′中への拡散の防止である。

セットバック層６０の材料は導波路層５０中に光学的閉
じ込めを生成するために、導波路層５０よりも低い屈折
率を有するように選ばれるべきである。層６０の材料は
非ドープであり、二元系Ｉｌｌ　−Ｖ族材料であるのが
有利であり、好ましくはｌｎｌ’である。層６０の厚み
は活性領域を不純物の拡散から絶縁するために少なくと
も０．旧μｍであるべきであるが、しかし、０．２ＬＬ
ｍ以下であるべきである。これは、それより厚くなると
、ｐ−ｎ接合を再結合領域から拡散長さのオーダーの距
離で転位させてキャリヤーの活性層中への柱入を減少さ
せることがあるからである。即ち、層６０の厚みは好ま
しくは０．０５μｍである。

セットバック層の成長に引続いて光学的絶縁クラッド層
７０及び次いで接触層８０の成長が行われる。例えば、
接触層がｐ−タイプＩｎＧａＡｓＰである場合には、ク
ラッド層はｐ−タイプｌｎＰから作成するのが有利であ
る。クラッド層７０は光学的吸収接触をレーザー光発生
領域から絶縁するために少なくとも０．５μｍ厚みであ
るべきであるが、２μｍ厚み以下であるべきである。こ
れは所望結果を増大させないためであり、好ましくは約
ＪＬＬｍ厚みである。接触層８０は表面の容易に接触さ
れる材料の低抵抗成長による安全な被覆を確実に行うた
めに少なくとも０，０５μｍ厚みであるべきであるが、
しかし、０．５μｍ厚み以下であるべきである。これは
、所望結果を増大させないためであり、好ましくは約０
．２μｍ厚みである。反応器は、上記の如く、層７０及
び層８０の成長の間にフラッシュする。

叉１ｄ丸↓ 分離閉じ込め単一量子井戸レーザーを（＋００）のｎ−
型１ｎＰ基体上に有機金属気相エピタキシーにより成長
させた。成長は６２５℃において通常の大気圧水平型反
応器を操作して行った。原料はトリメチルインジウム、
トリメチルガリウム、水素中２０％に稀釈したホスフィ
ン、及び水素中５％に稀釈したアルシンであった。それ
ぞれ硫化水素及びジエチル亜鉛をドーパント原料として
用いてｎ−タイプ材料はイ才つでドープし、及びｐ−タ
イプ材料は亜鉛でドープした。

第１図を参照して本発明方法の各工程を説明する。先ず
、高度にドープしたｎ−１ｎＰバツフア一層２３を直接
基体１０上に成長させた。この層は０．５μｍ厚みであ
り、！×同１８ｃｍ−３でドープした。次に軽度にドー
プしたｎ−１ｎＰバツフア一層２６を成長させた。この
層は０．５μｍ厚みであり、３　Ｘ　１０”ｃｍ−３で
ドープした。このニ［程に引続き、反応器をホスフィン
で２秒間、次いでアルシンで２秒間フラッシュした。（
全ての以下のガスフラッシュも又アルシン及びホスフィ
ンを用い、２秒間継続させた。）次に、非ドープＩｎＧ
ａ＾８Ｐ（１，２５〜１．４６μｍのバンドギャップ波
長を有する）の５Ｄｎｍ厚み閉じ込め層３０を堆積した
後、アルシンフラッシュ次いでホスフィンフラッシュを
行った。この後、ＩｎＰの単分子層３５　（０，３〜５
ｍｍ厚み）を堆積し、ホスフィンフラッシュ及び次いで
アルシンフラッシュを行った。次に！０〜２０ｎｍ厚み
の１ｎＧａＡｓの活性層４０を堆積した後、アルシンフ
ラッシュ及びホスフィンフラッシュを行った。

第二のＩｎＰ単分子層４５を次いで堆積させた後、ホス
フィンフラッシュ及び次いでアルシンフラッシュを行っ
た。次に５０ｎｍ厚みの１ｎＧａＡｓＰ　（１，２５〜
１．４６μｍのバンドギャップ波長を有する）の噂波路
層５０を堆積させた後、アルシンフラッシュ及びホスフ
ィンフラッシュを行った。これに引続き、非ドープｌｎ
Ｐの５０−ｎｍ厚みセットバック層６０を堆積させた。

次いで、Ｉ−μｍ厚みの、 ５　Ｘ　１０”ａｍ−３でドープしたｐ−１ｎＰのクラ
ッド層７０を堆積させた後、ホスフィンフラッシュ及び
アルシンフラッシュを行った。この後、３　Ｘ　１０”
ｃｍ−”にドープした０、２　μｍ厚みのｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＩ’接触層８０を成長させた。

この単一壜子井戸構造体を１２０　ｋｅＶで操作される
Ｐｈ１ｌｉｐ４２０マイクロスコープを用いて明視野断
面透過電子顕微鏡（’ｒＥＭｌにより検査した。試料は
キャップ層の除去後グリッドマスク技術を用いてフッ素
化メタノールによる化学的薄片化により調製した。ＴＥ
Ｍ顕微鏡写真を、（４００）反射を用いて界面歪み及び
欠陥を露わにしてとった。界面において弱い歪みコント
ラストが観察されたが、この構造体は基本的に高品質で
あった。これに対して、同一・操作により、しかし、１
６子井戸のＩｎＰクラッドを省略して成長させた対照試
料の顕微鏡写Ｌ″（は、強い界面歪み及び高度に転位し
た頂部層（１！ＩＪち、ノエ体から最も遠い層）を示し
た。これらの転位は、全て不良頂部界面から開始されて
いることが観察された。

室温フォトルミネッセンス測定を行なったところＩｎＰ
クラッドが対照試料に比べて少なくとも１０倍の因子で
ルミネッセンスの効率及び均一性を共に向上させたこと
を示した。高励起下において、フォトルミネッセンス強
度は！、５８〜１．６０μｍにおける主たるピークを示
し、四元系クラッド層からは、無視しつる程度の強度で
あり、キャリヤーがウェル内に有効に閉じ込められたこ
とを示し、さらに閉じ込め層中における極めて小さい光
学吸収を示した。四元系層を１．４６μｍの代りに１，
２５のバンドギャップ波長を有するものに置換したとこ
ろ、エレクトロルミネッセンス及びフォトルミネッセン
スビーク波長の両者には無視できる程度の変化が観察さ
れたにすぎず、それらは１．５８〜１．６０μｍに留ま
った。このことは明らかに、ｔＩＩ結合が丁として川下
井戸内で生じたことを明らかに示す。

２０℃におけるレーザー操作のしきい電流は約５５ｍＡ
であった。出力光学電力はファセット当り８ｍＷの電力
まで電流に線形的に従属することが判明した。外的量子
効率差はファセット当り１９％であった。レーザーは約
５０℃を越える温度で連続的に操作した。レーザー発光
は約１．５５μｍの大きいホール励起エネルギーの近辺
で起った。

犬臣廻ユ ニつの井戸を有する量子井戸レーザーを本発明の方法に
従って成長させた。これらの一つの井戸間に、　１５ｎ
ｍ厚みのＩｎＧａＡｓＰの追加の層を量子井戸層間に成
長させた。即ち、成長の順序は次の通りであった：第一
・の量子井戸層、Ｉｎｋ’クラッド層、追加のＩｎＧａ
ＡｓＰ層、ｌｎＰクラッド層、及び第二の量子井戸層。

追加のＩｎＧａＡｓＰ層を成長させる前に、成長室をホ
スフィン及びアルシンでフラッシュした。この層の成長
後、成長室をアルシン及び次いでホスフィンでフラッシ
ュした。その他の全ての点において、実施例１と同一の
操作に従った。

第３図は、このレーザーの光学出力電力が２０℃におけ
るＣ■操作に対して電流に如何に従属するかを示してい
る。第３図からこの温度におけるしきい電流が３５ｍＡ
であり、出力電力がファセット当り１５ｍＷの電力まで
線形的に電流に従属することが明らかである。外的量子
効率差はファセット当り２１％であった。温度の光出力
対電流関係に及ぼす影響の検討は、しきい温度Ｔｏは７
６°にであり、室温を越えたブレークポイントがないこ
とを示した。このレーザーを５０℃を越える温度におい
て連続的に操作した。レーザー発光は約１．５５μｍで
起こり、１．６６ＬＬｍの室温バンドエツジ波長からの
高エネルギーシフトを表わした。このシフトはＭ子すイ
ズ効果の明らかな証拠である。この発光は２〜３の縦モ
ードよりなるものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に従って作成された量子井戸レー
ザーの概略図である。 第２図は本発明の方法に従って作成された複数ｍ子井戸
レーザーの活性領域の概略図である。 第３図は本発明に従う二重量子井戸レーザーのＣＷ操作
に対する光学電力と電流の関係を示すグラフである。 ＦＩＧ。 置七旧電チ’ｃ（７ｒｌ八）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体を気相エピタキシャル成長室に入れる工程、 該基体上に少なくとも三種の元素成分を有 するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料の第一層を形成する
   工程、及び 該基体上に少なくとも四種の元素成分を有 するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料の第二層を、第二層
   の組成が第一層の組成と異ることで第一及び第二層がヘ
   テロエピタキシャル構造体を形成するように形成する工
   程、を含んでなるヘテロエピタキシャル構造体の形成方
   法において、 該方法が更に第一層形成工程及び第二層形 成工程の間に、基体上に少なくとも一層以上十層以下の
   単分子層厚みのＩＩＩ−Ｖ族半導体材料の二元系層を、
   その二元系層の少なくとも一種の成分が第一層及び第二
   層に共通であるように形成する工程を含むことを特徴と
   する方法。 ２、第一層の化合物半導体材料が三元系材料であり、か
   つ第二層の化合物半導体材料が四元系材料である請求項
   １記載の方法。 ３、第一層の化合物半導体材料が四元系材料であり、か
   つ第二層の化合物半導体材料もまた四元系材料である請
   求項１記載の方法。 ４、基体を入れる工程が有機金属気相エピタキシャル成
   長室に基体を入れることよりなり、かつ前記方法が更に
   第一層形成工程と二成分層形成工程との間に、 成長室を先ず最後に形成された層の組成に 特徴的な第Ｖ族水素化物を含んでなるガスでフラッシュ
   し、かつ 次いで成長室を次に形成される層の組成に 特徴的な第Ｖ族水素化物を含んでなるガスでフラッシュ
   し、 かつ前記方法が第二層形成工程と二元系層 形成工程の間に、 先ず成長室を最後に形成された層の組成に 特徴的な第Ｖ族水素化物を含んでなるガスでフラッシュ
   し、 次いで成長室を次に形成される層の組成に 特徴的な第Ｖ族水素化物を含んでなるガスでフラッシュ
   する、 工程を含んでなることを特徴とする請求項 １記載の方法。 ５、第一層がＩｎＧａＡｓであり、第二層がＩｎＧａＡ
   ｓＰであり、二元系層がＩｎＰであり、及びフラッシン
   グ用の第Ｖ族水素化物がアルシン及びホスフィンである
   請求項４記載の方法。 ６、請求項１記載の方法に従って作成された装置。 ７、装置が、 ＩｎＧａＡｓＰの閉じ込め層、 ＩｎＧａＡｓＰの導波路層、 閉じ込め層と導波路層間の少なくとも一種 の活性層を含んでなり、活性層が量子井戸よりなる活性
   領域、及び 各々少なくとも０．３乃至５ナノメータの厚みのＩｎＰ
   の第一及び第二の二元系層を含んでなる量子井戸レーザ
   ーであり、第一の二元系層が閉じ込め層及び活性層間に
   エピタキシャルに形成されかつ第二の二元系層が活性層
   と導波路層間にエピタキシャルに形成されている請求項
   ６記載の装置。 ８、閉じ込め層及び導波路層が非ドープであり、装置が
   更に、 第一の導電性タイプのＩｎＰ基体、 基体上に直接エピタキシー成長され、基体 と同一導電性タイプである高度にドープされたＩｎＰバ
   ッファー層、 高度にドープされたバッファー層と閉じ込 め層間にエピタキシー成長され、基体と同一の導電性タ
   イプの軽度にドープされたＩｎＰバッファー層、 基体と反対の導電性タイプの高度にドープ されたＩｎＧａＡｓＰ接触層、 第二の二元系層の反対側の導波路層上にエ ピタキシー成長された非ドープＩｎＰのセットバック層
   、及び セットバック層と接触層間にエピタキシャ ルである基体と反対の導電性タイプのＩｎＰの光学的絶
   縁クラッド層、を含んでなる請求項７記載の装置。 ９、活性領域が、 各々量子井戸よりなる少なくとも二層の ＩｎＧａＡｓの活性層、 少なくとも二層の活性層間の各対間の ＩｎＧａＡｓＰ中のバリヤー層、 及び各バリヤー層の各側と対応する活性層 間のＩｎＰの中間二元系層を含んでなり、各中間二元系
   層が対応するバリヤー層及び対応する活性層とエピタキ
   シャルであり、各中間二元系層が少なくとも０．３乃至
   ５ナノメータ以下の厚みである請求項８記載の量子井戸
   レーザー。