【手続補正書】
【提出日】平成17年3月4日(2005.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型ＺｎＴｅ単結晶基板上に、該基板と実質的に格子整合可能な条件を満たす活性層、クラッド層を有する光電変換機能素子であって、
前記活性層のｐ側に設けられたｐ側クラッド層は、Ｚｎx（ＭｇyＢｅ1-y）1-xＴｅ、またはＺｎx（ＭｇyＢｅ1-y）1-xＴｅ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）とＺｎＴｅで構成される超格子からなり、
前記クラッド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．３０ｅＶ以上大きいことを特徴とする光電変換機能素子。
【請求項２】
前記光電変換機能素子は、前記ｐ型ＺｎＴｅ単結晶基板と実質的に格子整合可能な条件を満たす光ガイド層を有し、
前記活性層のｐ側に設けられたｐ側光ガイド層は、Ｚｎx（ＭｇyＢｅ1-y）1-xＴｅ、またはＺｎx（ＭｇyＢｅ1-y）1-xＴｅ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）とＺｎＴｅで構成される超格子からなり、
前記光ガイド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．１ｅＶ以上大きく、
前記クラッド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．３０ｅＶ以上大きく、かつ、隣接する光ガイド層のバンドギャップより０．２ｅＶ以上大きいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換機能素子。
【請求項３】
前記活性層のｎ側に設けられたｎ側光ガイド層は、ＭｇＳｅxＴｅ1-xとＺｎＴｅで構成される超格子からなることを特徴とする請求項２に記載の光電変換機能素子。
【請求項４】
ＺｎＴｅの格子定数を６．１０Å、ＭｇＴｅの格子定数を６．３５Å、ＢｅＴｅの格子定数を５．６２Åとした場合、
前記Ｚｎx（ＭｇyＢｅ1-y）1-xＴｅの組成は、Ｚｎx（Ｍｇ0.658Ｂｅ0.342）1-xＴｅ（０＜ｘ＜１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換機能素子。
【請求項５】
前記活性層のｎ側に設けられたｎ側クラッド層は、ＭｇＳｅxＴｅ1-xとＺｎＴｅで構成される超格子からなることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光電変換機能素子。
【請求項６】
ＺｎＴｅの格子定数を６．１０Å、ＭｇＳｅの格子定数を５．９１Å、ＭｇＴｅの格子定数を６．３５Åとした場合、
前記ＭｇＳｅxＴｅ1-xの組成は、ＭｇＳｅ0.568Ｔｅ0.432であることを特徴とする請求項３または５に記載の光電変換機能素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ｐ型ＺｎＴｅ単結晶基板上に、該基板と実質的に格子整合条件を満たす活性層、クラッド層を有する光電変換機能素子であって、前記クラッド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．３０ｅＶ以上大きくなるようにした光電変換機能素子である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、光ガイド層を有する場合で、ｐ型ＺｎＴｅ単結晶基板上に、該基板と実質的に格子整合条件を満たす活性層、光ガイド層、クラッド層を有する光電変換機能素子であって、前記光ガイド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．１ｅＶ以上大きく、前記クラッド層のバンドギャップは前記活性層のバンドギャップより０．３０ｅＶ以上大きく、かつ、前記光ガイド層のバンドギャップより０．２ｅＶ以上大きくなるようにした光電変換機能素子である。
これにより、キャリアの閉じこめ効率を高くすることができ、優れた発光特性を有する光電変換機能素子を作製することができる。また、ＬＤを作製する場合は、前記クラッド層のバンドギャップを前記活性層のバンドギャップより０．５０ｅＶ以上大きくなるようにするのが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、前記活性層のｐ側に設けられたｐ側光ガイド層を、Ｚｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅ、またはＺｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅ／ＺｎＴｅ超格子で構成するようにした。ただし、組成ｘ，ｙは０<ｘ<１、０<ｙ<１を満足する値とする。
これにより、ｐ側光ガイド層をＺｎＴｅ基板と格子整合させることができる。また、ＺｎＭｇＢｅＴｅ／ＺｎＴｅ超格子で構成した場合は組成ｘだけでなく超格子の層厚比によりバンドギャップを調整できるので、所望のバンドギャップを比較的容易に実現することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記活性層のｎ側に設けられたｎ側光ガイド層を、ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子で構成するようにした。ただし、組成ｘは，０<ｘ<１を満足する値とする。
これにより、ｎ側光ガイド層をＺｎＴｅ基板と格子整合させることができる。また、ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子で構成した場合は組成ｘだけでなく超格子の層厚比によりバンドギャップを調整できるので、所望のバンドギャップを比較的容易に実現することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記活性層のｐ側に設けられたｐ側クラッド層を、Ｚｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅ、またはＺｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅ／ＺｎＴｅ超格子で構成するようにした。ただし、組成ｘ，ｙは０<ｘ<１、０<ｙ<１を満足する値とする。
これにより、ｐ側クラッド層をＺｎＴｅ基板と格子整合させることができるとともに、ＺｎＴｅ、ＢｅＴｅと同様、ｐ型の高いキャリア濃度を得ることができる。また、ｐ側クラッド層をＺｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅとＺｎＴｅで構成される超格子とすれば、ＺｎＭｇＢｅＴｅの組成ならびに超格子の層厚比の両方でｐ側クラッド層のバンドギャップを調整できるという利点がある。また、ｐ側クラッド層とｐ側光ガイド層を同じ構成とすることにより安定した成長が可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、ＺｎＴｅの格子定数を６．１０Å、ＭｇＴｅの格子定数を６．３５Å、ＢｅＴｅの格子定数を５．６２Åとした場合に、前記Ｚｎｘ（ＭｇｙＢｅ１−ｙ）１−ｘＴｅの組成をＺｎｘ（Ｍｇ０．６５８Ｂｅ０．３４２）１−ｘＴｅ（０<ｘ<１）とした。
すなわち、ｐ側クラッド層を構成するＺｎＭｇＢｅＴｅの組成をＺｎｘ（Ｍｇ０．６５８Ｂｅ０．３４２）１−ｘＴｅとすることでＺｎＴｅと格子整合するようにしたので、ｐ側クラッド層を安定して成長させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、前記活性層のｎ側に設けられたｎ側クラッド層を、ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子で構成するようにした。ただし、組成ｘは０<ｘ<１を満足する値とする。
このように、ｎ側クラッド層をＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子で構成することにより実質的にＺｎＴｅと格子整合するｎ側光ガイド層上に容易に成膜することができる。つまり、ＺｎＴｅの結晶構造が閃亜鉛鉱型であるのに対して、ＭｇＳｅＴｅの結晶構造はウルツ鉱型であるので、実質的にＺｎＴｅと格子整合するｎ側光ガイド層上にＭｇＳｅＴｅを単層で成膜するのは困難であると考えられていたが、ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子で構成することにより比較的容易に成膜することが可能となった。
また、ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘ／ＺｎＴｅ超格子の層厚比によりバンドギャップを比較的容易に調整することができる。さらには、ＭｇＳｅＴｅの屈折率はＺｎＴｅに比較して低いため、光閉じこめ効果が大きいという利点もある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、ＺｎＴｅの格子定数を６．１０Å、ＭｇＳｅの格子定数を５．９１Å、ＭｇＴｅの格子定数を６．３５Åとした場合に、前記ＭｇＳｅｘＴｅ１−ｘの組成をＭｇＳｅ０．５６８Ｔｅ０．４３２とした。
すなわち、ｎ側クラッド層およびｎ側光ガイド層を構成するＭｇＳｅＴｅの組成をＭｇＳｅ０．５６８Ｔｅ０．４３２とすることでＺｎＴｅと格子整合するようにしたので、ｎ側クラッド層およびｎ側光ガイド層を安定して成長させることができる。