JPH0680865B2 - 半導体超格子 - Google Patents
半導体超格子Info
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- JPH0680865B2 JPH0680865B2 JP62075353A JP7535387A JPH0680865B2 JP H0680865 B2 JPH0680865 B2 JP H0680865B2 JP 62075353 A JP62075353 A JP 62075353A JP 7535387 A JP7535387 A JP 7535387A JP H0680865 B2 JPH0680865 B2 JP H0680865B2
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- quantum
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/341—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4043—Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
- H01S5/405—Two-dimensional arrays
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体超格子に関するものである。
従来提案された半導体超格子として第３図に示すように
量子井戸構造が広く知られている。すなわち、量子井戸
平面31とこれをとり囲む量子障壁領域32とから成り、量
子井戸平面31に閉じ込められた電子または正孔は擬２次
元状態となり、高性能な半導体レーザなどに用いられて
いる（アプライド・フィジックス・レーターズ［Appl.P
hys.Lett.］Vo139、（1981）pp786）。
量子井戸構造が広く知られている。すなわち、量子井戸
平面31とこれをとり囲む量子障壁領域32とから成り、量
子井戸平面31に閉じ込められた電子または正孔は擬２次
元状態となり、高性能な半導体レーザなどに用いられて
いる（アプライド・フィジックス・レーターズ［Appl.P
hys.Lett.］Vo139、（1981）pp786）。
しかしながら、このような量子井戸構造では、量子障壁
の存在により複数の量子井戸平面31を一様なキャリア密
度にすることもむずかしく、半導体レーザに用いた場
合、発信閾値電流を十分小さくできないという欠点を有
していた。
の存在により複数の量子井戸平面31を一様なキャリア密
度にすることもむずかしく、半導体レーザに用いた場
合、発信閾値電流を十分小さくできないという欠点を有
していた。
本発明の目的は、このような問題点を解決した半導体レ
ーザ等に適用可能な半導体超格子を提供することにあ
る。
ーザ等に適用可能な半導体超格子を提供することにあ
る。
本発明の半導体超格子は、厚さが電子のドブロイ波長程
度（数10nm）の半導体からなる量子井戸平面を複数有
し、これらの量子井戸平面が格子状に交叉し、量子井戸
平面のまわりに、量子井戸平面を構成する半導体よりポ
テンシャルエネルギーの高い半導体からなる量子障壁領
域を有することを特徴とする。
度（数10nm）の半導体からなる量子井戸平面を複数有
し、これらの量子井戸平面が格子状に交叉し、量子井戸
平面のまわりに、量子井戸平面を構成する半導体よりポ
テンシャルエネルギーの高い半導体からなる量子障壁領
域を有することを特徴とする。
（作用） 上述の構造の半導体超格子では、各量子井戸平面が格子
状に交叉しているため、量子井戸平面内に注入されたキ
ャリアは、この交差点を介して速やかに超格子全体に広
がる。このため量子井戸平面内のキャリア密度は場所に
よらずほぼ一定となる。格子状につながった量子井戸平
面内でのキャリアの状態は２次元に近い状態であり、キ
ャリアの低次元化による発光スペクトルの狭帯域化等の
効果は保存されている。このため、半導体レーザの活性
層として上述の半導体超格子を用いると、発振閾値電流
を少なくすることができる。
状に交叉しているため、量子井戸平面内に注入されたキ
ャリアは、この交差点を介して速やかに超格子全体に広
がる。このため量子井戸平面内のキャリア密度は場所に
よらずほぼ一定となる。格子状につながった量子井戸平
面内でのキャリアの状態は２次元に近い状態であり、キ
ャリアの低次元化による発光スペクトルの狭帯域化等の
効果は保存されている。このため、半導体レーザの活性
層として上述の半導体超格子を用いると、発振閾値電流
を少なくすることができる。
次に、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。本実施
例は、GaAsからなる半導体基板10上にGaAsからなる量子
井戸平面（厚さ20nm）11とAl0.5Ga0.5Asからなる量子障
壁領域12を作成した。結晶成長は分子線エピタキシー法
によって行なった。半導体基板10上に厚さ50nmのAl0.5G
a0.5As及び厚さ50nmのGaAsの結晶を成長したのち、イオ
ンビームエッチング法により、GaAsをエッチングし、量
子井戸平面11を形成した。この状態を第２図に示す。さ
らにAl0.5Ga0.5Asを結晶成長し、量子障壁領域12を作成
し、これをくり返すことにより、超格子構造を形成し
た。
例は、GaAsからなる半導体基板10上にGaAsからなる量子
井戸平面（厚さ20nm）11とAl0.5Ga0.5Asからなる量子障
壁領域12を作成した。結晶成長は分子線エピタキシー法
によって行なった。半導体基板10上に厚さ50nmのAl0.5G
a0.5As及び厚さ50nmのGaAsの結晶を成長したのち、イオ
ンビームエッチング法により、GaAsをエッチングし、量
子井戸平面11を形成した。この状態を第２図に示す。さ
らにAl0.5Ga0.5Asを結晶成長し、量子障壁領域12を作成
し、これをくり返すことにより、超格子構造を形成し
た。
GaAsのポテンシャルエネルギーはAl0.5Ga0.5Asのポテン
シャルエネルギーより低いため、電子と正孔はGaAsから
なる量子井戸平面11に閉じ込められる。量子井戸平面11
は20nmの厚さであるため、量子力学的効果により擬２次
元的なバンド状態となる。また、量子井戸平面11は全体
につながっているため、キャリアは全体に一様に分布し
ようとする。
シャルエネルギーより低いため、電子と正孔はGaAsから
なる量子井戸平面11に閉じ込められる。量子井戸平面11
は20nmの厚さであるため、量子力学的効果により擬２次
元的なバンド状態となる。また、量子井戸平面11は全体
につながっているため、キャリアは全体に一様に分布し
ようとする。
このため、この超格子構造に外部から電子及び正孔を注
入すると、それぞれ量子井戸平面11全体に速やかに広が
り、電子と正孔が再結合する時の発光スペクトルは非常
に狭いものとなる。このような超格子を半導体レーザの
活性層として用いると発振閾値電流の小さな半導体レー
ザを得ることができる。
入すると、それぞれ量子井戸平面11全体に速やかに広が
り、電子と正孔が再結合する時の発光スペクトルは非常
に狭いものとなる。このような超格子を半導体レーザの
活性層として用いると発振閾値電流の小さな半導体レー
ザを得ることができる。
本実施例ではAlGaAs系混晶を用いたが、これに限らず外
の半導体混晶を用いてもよい。
の半導体混晶を用いてもよい。
このように、本発明によれば、有効なキャリア注入が可
能な半導体超格子が得られる。
能な半導体超格子が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はこの
実施例の製作方法を示す斜視図、第３図は従来の量子井
戸構造を示す斜視図である。 10……半導体基板、11,31……量子井戸平面、12,32……
量子障壁領域。
実施例の製作方法を示す斜視図、第３図は従来の量子井
戸構造を示す斜視図である。 10……半導体基板、11,31……量子井戸平面、12,32……
量子障壁領域。
Claims (1)
- 【請求項１】厚さが電子のドブロイ波長程度（数10nm）
の半導体からなる量子井戸平面を複数有し、前記量子井
戸平面が格子状に交叉し、前記量子井戸平面のまわりに
前記量子井戸平面を構成する半導体よりポテンシャルエ
ネルギーの高い半導体からなる量子障壁領域を有するこ
とを特徴とする半導体超格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62075353A JPH0680865B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体超格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62075353A JPH0680865B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体超格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63240090A JPS63240090A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH0680865B2 true JPH0680865B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=13573787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62075353A Expired - Lifetime JPH0680865B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体超格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680865B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2720930B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1998-03-04 | 科学技術振興事業団 | グリッド入り量子薄膜素子 |
| JP2575901B2 (ja) * | 1989-11-13 | 1997-01-29 | 新技術事業団 | グリッド入り量子構造 |
| GB0515635D0 (en) * | 2005-07-29 | 2005-09-07 | Harbron Stuart | Transistor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607190A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多次元超格子及びその製法 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62075353A patent/JPH0680865B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63240090A (ja) | 1988-10-05 |
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