JPH0693531B2 - 半導体超格子 - Google Patents
半導体超格子Info
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- JPH0693531B2 JPH0693531B2 JP62066177A JP6617787A JPH0693531B2 JP H0693531 B2 JPH0693531 B2 JP H0693531B2 JP 62066177 A JP62066177 A JP 62066177A JP 6617787 A JP6617787 A JP 6617787A JP H0693531 B2 JPH0693531 B2 JP H0693531B2
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- Japan
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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
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/81—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials of structures exhibiting quantum-confinement effects, e.g. single quantum wells; of structures having periodic or quasi-periodic potential variation
- H10D62/812—Single quantum well structures
- H10D62/813—Quantum wire structures
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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
に量子井戸細線構造が広く知られている。すなわち、線
状の量子井戸細線31とこれをとり囲む量子障壁領域32と
から成り、量子井戸細線31に閉じ込められた電子、また
は正孔は擬１次元状態となり、高性能な半導体レーザな
どの応用が考えられる（アプライド・フィジィックス・
レターズ〔Appl、Phys、Lett〕Vol.（1982）pp635）。
に量子井戸細線構造が広く知られている。すなわち、線
状の量子井戸細線31とこれをとり囲む量子障壁領域32と
から成り、量子井戸細線31に閉じ込められた電子、また
は正孔は擬１次元状態となり、高性能な半導体レーザな
どの応用が考えられる（アプライド・フィジィックス・
レターズ〔Appl、Phys、Lett〕Vol.（1982）pp635）。
しかしながら、おのような従来の量子井戸細線構造で
は、量子井戸細線31に電子及び正孔を効率的に注入する
ことがむずかしく、また、複数の量子井戸細線31を一様
なキャリア密度にすることもむずかしいため、半導体レ
ーザに用いた場合、発振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。
は、量子井戸細線31に電子及び正孔を効率的に注入する
ことがむずかしく、また、複数の量子井戸細線31を一様
なキャリア密度にすることもむずかしいため、半導体レ
ーザに用いた場合、発振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。
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、太さが電子のトブロイ波長程
度（数10nm）の半導体からなる量子井戸細線を複数有
し、複数の量子井戸細線が格子状に交差し、前記量子井
戸細線のまわりに前記量子井戸細線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細線を複数有
し、複数の量子井戸細線が格子状に交差し、前記量子井
戸細線のまわりに前記量子井戸細線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。
上述の構造の半導体超格子では、各量子井戸細線が格子
状に交差しているため、量子井戸細線内に注入されたキ
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。このため量子井戸細線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細
線内でのキャリアの状態は一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。
状に交差しているため、量子井戸細線内に注入されたキ
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。このため量子井戸細線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細
線内でのキャリアの状態は一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。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。本実施
例からなる半導体基板10上にGaAsからなる格子状の量子
井戸細線（太さ20nm×20nm）11と、これをとり囲むAl
0.5Ga0.5Asからなる量子障壁領域12とを形成した構造を
有している。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Al0.5Ga0.5As及
び厚さ50nmのGaAs結晶を形成したのち、イオンビームエ
ッチング法により、GaAsをエッチングし、量子井戸細線
11を形成した。この状態を第２図に示す。さらにAl0.5G
a0.5Asを結晶成長して量子障壁領域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。
例からなる半導体基板10上にGaAsからなる格子状の量子
井戸細線（太さ20nm×20nm）11と、これをとり囲むAl
0.5Ga0.5Asからなる量子障壁領域12とを形成した構造を
有している。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Al0.5Ga0.5As及
び厚さ50nmのGaAs結晶を形成したのち、イオンビームエ
ッチング法により、GaAsをエッチングし、量子井戸細線
11を形成した。この状態を第２図に示す。さらにAl0.5G
a0.5Asを結晶成長して量子障壁領域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
なる量子井戸細線11に閉じ込められる。量子井戸細線11
は20nm×20nmの太さであるため量子力学的効果により、
擬１次元的なバンド状態となる。また、量子井戸細線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、量子井戸細線
11全体を速やかに広がり、電子と正孔が再結合する時発
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。
シャルエネルギーより低いため、電子と正孔はGaAsから
なる量子井戸細線11に閉じ込められる。量子井戸細線11
は20nm×20nmの太さであるため量子力学的効果により、
擬１次元的なバンド状態となる。また、量子井戸細線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、量子井戸細線
11全体を速やかに広がり、電子と正孔が再結合する時発
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他の
半導体混晶を用いてもよい。
半導体混晶を用いてもよい。
また上述の実施例では量子井戸細線が３次元的な格子を
形成していたがこれに限らず、平面内の格子構造でもよ
い。
形成していたがこれに限らず、平面内の格子構造でもよ
い。
以上述べたように、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。
入が可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
戸細線構造を示す斜視図である。 10…半導体基板、11,31…量子井戸細線、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
戸細線構造を示す斜視図である。 10…半導体基板、11,31…量子井戸細線、12,32…量子障
壁領域。
Claims (1)
- 【請求項１】太さが電子のトブロイ波長程度（数10nm）
の半導体からなる量子井戸細線を複数有し、前記量子井
戸細線が格子状に交差し、前記量子井戸細線のまわりに
前記量子井戸細線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 |
|---|---|---|---|
| JP62066177A JPH0693531B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体超格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62066177A JPH0693531B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体超格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232479A JPS63232479A (ja) | 1988-09-28 |
| JPH0693531B2 true JPH0693531B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=13308300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62066177A Expired - Lifetime JPH0693531B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体超格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693531B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3033517B2 (ja) * | 1997-04-17 | 2000-04-17 | 日本電気株式会社 | 半導体波長可変レーザ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60728A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 分子線エピタキシヤル成長法 |
| 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
- 1987-03-20 JP JP62066177A patent/JPH0693531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63232479A (ja) | 1988-09-28 |
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