JPS63240090A - 半導体超格子 - Google Patents

半導体超格子

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JPS63240090A
JPS63240090A JP7535387A JP7535387A JPS63240090A JP S63240090 A JPS63240090 A JP S63240090A JP 7535387 A JP7535387 A JP 7535387A JP 7535387 A JP7535387 A JP 7535387A JP S63240090 A JPS63240090 A JP S63240090A
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JP
Japan
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quantum well
semiconductor
planes
well planes
quantum
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JP7535387A
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Hiroshi Iwata
岩田　普
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • 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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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】 〔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。
〔従来の技術〕
従来提案された半導体超格子として第３図に示すような
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・プイジックス・レーターズ［
Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙ’ｓ、Ｌｅｔｔ、］　Ｖ　ｏ　ｌ　３９、（１９
８１）ｐｐ７８６）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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
。
〔問題点を解決するための手段〕
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１０　ｎｍ）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千秋に交叉し、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
面内でめキャリアの状態は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。
〔実施例〕
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０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Ａ　ｅ　Ｏ
，５Ｇ　ａ６，５　Ａ　Ｓ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Ａｊ’、）
、５　Ｇａ、）、５　Ａｓ及び厚さ５０ｎｍのＧａＡｓ
の結晶を成長したのち、イオンビームエツチング法によ
り、ＧａＡｓをエツチングし、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Ａ！！０．５０
ａ、、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Ａ　！！０．５Ｇ
　ａ　０．５　Ａ　Ｓ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１
１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全木に速やかに広
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Ａｊ７ＧａＡｓ第７ＧａＡｓたが、これに
限らず外の半導体混晶を用いてもよい。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP62075353A 1987-03-27 1987-03-27 半導体超格子 Expired - Lifetime JPH0680865B2 (ja)

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JPS63240090A true JPS63240090A (ja) 1988-10-05
JPH0680865B2 JPH0680865B2 (ja) 1994-10-12

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217648A (ja) * 1988-07-06 1990-01-22 Res Dev Corp Of Japan グリッド入り量子薄膜素子
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GB2428886A (en) * 2005-07-29 2007-02-07 Borealis Tech Ltd Semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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