(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射を発生するための活性域（３）を含むオプトエレクトロニクス部品であって、前記活性域（３）が半導電性材料から構成される少なくとも１つの層構成（１００、２００）に隣接し、前記層構成（１００、２００）が少なくとも２つの層を含み、前記２つの層は、ピエゾ電場が前記２つの層の界面に生成されるように形成され、前記ピエゾ電場が前記界面で電圧降下を引き起こし、前記電圧降下を小さくするために前記２つの層の前記界面にピーク・ドーピング領域（６、１３）が形成され、前記活性域（３）から離れた方向に前記ピーク・ドーピング領域（６、１３）のドーピング（５、１２）が少なくとも１０％増加し、そして最大値に達した後、少なくとも１０％戻るように減少し、但し、前記１０％は、前記ピーク・ドーピング領域（６、１３）のピーク・ドープ量の最大値に対する相対値であり、
前記活性域（３）が障壁層（１７、１８、１９）の内の２つの間に配置された少なくとも１つの量子井戸層（１５、１６）を含み、前記障壁層（１７、１８、１９）のうちの少なくとも１つが負にドープされ、前記負のドープ量が５×１０１７／ｃｍ３よりも大きく、
前記層構成内の、前記電磁放射における前記光波の強度（９）が前記電磁放射の最小値よりも大きく、但し、前記最小値は最大値の４０％であり、少なくとも１つの前記ピーク・ドーピング領域の外側の正のドープ量は２×１０１９／ｃｍ３未満であるか、または
前記層構成（２００）内の、前記電磁放射における前記光波の強度（９）が前記電磁放射の最小値よりも大きく、但し、前記最小値は最大値の４０％であり、少なくとも１つの前記ピーク・ドーピング領域の外側の負のドープ量は１×１０１８／ｃｍ３未満である、オプトエレクトロニクス部品。
【請求項２】
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料が、ＩＩＩ族またはＩＩ族元素で終端された表面を用いて成長したものであり、前記ＩＩＩ族元素がＡｌ、ＩｎまたはＧａの群から選ばれたものであり、前記ＩＩ族元素がＺｎ、ＭｇまたはＣｄの群から選ばれたものであり、前記２つの層が活性域に対してｐ側に配置され、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部が、前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成され、前記ピーク・ドーピング領域が正にドープされる、あるいは
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料がＩＩＩ族またはＩＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、前記ＩＩＩ族元素がＡｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、前記ＩＩ族元素がＺｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、前記２つの層が、前記活性域に対してｎ側に配置され、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部が、前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成され、前記ピーク・ドーピング領域が負にドープされる、あるいは
前記半導電性材料が、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料がＶ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、前記Ｖ族元素がＮ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、前記ＶＩ族元素がＯであり、前記２つの層が前記活性域に対してｐ側に配置され、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部が、前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成され、前記ピーク・ドーピング領域が正にドープされる、あるいは
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料がＶ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、前記Ｖ族元素がＮ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、前記ＶＩ族元素がＯであり、前記２つの層が前記活性域に対してｎ側に配置され、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部が、前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成され、前記ピーク・ドーピング領域が負にドープされる、
請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記層構成（１００、２００）が、その層として、少なくとも１つの導波路層（１１０、２１０）および層（１２０、２２０）を含み、前記導波路層（１１０、２１０）が前記活性域（３）と前記層（１２０、２２０）との間に配置され、ピーク・ドーピング領域が前記導波路層と前記層との間の前記界面に形成される、請求項１または２に記載の部品。
【請求項４】
前記活性域（３）が、半導電性材料から構成される前記層構成（１００）と第２層構成（２００）との間に配置され、前記第２層構成（２００）が、さらなる２つの層として少なくとも１つの第２導波路層（２１０）および第２層（２２０）を含み、前記第２導波路層（２１０）が、前記活性域（３）と前記第２層（２２０）との間に配置され、前記さらなる２つの層は、ピエゾ電場が前記さらなる２つの層の間の界面に生成されるように形成され、前記ピエゾ電場が前記界面で電圧降下を引き起こし、ピーク・ドーピング領域（６、１３）が、前記電圧降下を小さくするために前記さらなる２つの層の界面に形成され、前記活性域から離れた方向に前記ピーク・ドーピング領域のドープ量が、前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％増加し、そして前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％戻るように減少する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品。
【請求項５】
前記第２層構成（２００）の前記ドーピング（１２）が負であり、前記ピーク・ドーピング領域（１３）内の前記ドーピング（１２）が、少なくとも５×１０１７／ｃｍ３よりも大きい、および／または
前記ピーク・ドーピング領域（１３）の外側の前記第２導波路（２１０）内の前記ドーピング（１２）が、前記第２層（２２０）内の前記ドーピング以下である、
請求項４に記載の部品。
【請求項６】
前記第２導波路層（２１０）が、少なくとも第２セクションにおいて、１×１０１８／ｃｍ３未満の負のドーピング（１２）を含み、前記第２セクションが、前記活性域（３）と前記第２ピーク・ドーピング領域（１３）との間に配置される、請求項５に記載の部品。
【請求項７】
前記第２層構成（２００）の前記第２層（２２０）が、５×１０１７／ｃｍ３よりも大きい負のドーピングを含む、請求項４〜６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項８】
前記活性域（３）が、障壁層（１７、１８、１９）の内の２つの間に配置された少なくとも１つの量子井戸層（１５、１６）を含み、前記障壁層（１７、１８、１９）のうちの少なくとも１つが負にドープされ、前記負のドーピングが、１×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、前記活性域（３）が複数の量子井戸（１５、１６）を含み、各量子井戸（１５、１６）が障壁層（１７、１８、１９）の内の２つの間に配置され、第２層構成（２００）から続いて、第１の２つの量子井戸（１５、１６）の第１の障壁層（１７、１８、１９）内の２つが負にドープされ、少なくとも１つの次に続く障壁層（１７）がアンドープ状態である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項９】
前記層構成（１００）の前記層（１２０）が、５×１０１９／ｃｍ３未満を含む正のドーピング（５）を含む、請求項３〜８のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１０】
前記第２層構成（２００）の前記第２導波路層（２１０）が、５×１０１８／ｃｍ３未満を含む負のドーピング（１２）を含み、前記第２層（２２０）が、５×１０１８／ｃｍ３未満である負のドーピング（１２）を含む、請求項４〜９のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１１】
前記第２層（２２０）内の負のドーピング（１２）が、前記第２導波路層（２１０）に対して前記活性域（３）から離れた方向に予め定められた距離のところで増加する、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１２】
前記第１層（１２０）に隣接してさらなる第１層（１３０）が形成され、前記第１層および前記さらなる第１層は、ピエゾ電場が前記第１層と前記さらなる第１層との間の界面に生成されるように形成され、前記ピエゾ電場が前記界面で電圧降下を引き起こし、第２ピーク・ドーピング領域（６、１３）が、前記電圧降下を小さくするために前記第１層と前記さらなる第１層との界面に形成され、前記活性域から離れた方向に前記第２ピーク・ドーピング領域のドープ量が、前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％増加し、そして前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％戻るように減少する、請求項３〜１１のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１３】
前記第１および／または前記第２ピーク・ドーピング領域（６、７）の外側では、前記第１層（１２０）の前記正のドーピングが、前記さらなる第１層の前記正のドーピング（１３０）以下であり、前記さらなる第１層（１３０）の前記正のドーピング（５）が、前記第１層（１２０）の前記正のドーピング（５）よりも大きい、請求項１２に記載の部品。
【請求項１４】
前記第２層（２２０）に隣接してさらなる第２層（２３０）が形成され、前記第２層および前記さらなる第２層は、ピエゾ電場が前記第２層と前記さらなる第２層との間の界面に生成されるように形成され、前記ピエゾ電場が前記界面で電圧降下を引き起こし、さらなるピーク・ドーピング領域（６、１３）が、前記電圧降下を小さくするために前記第２層と前記さらなる第２層との前記界面に形成され、前記活性域から離れた方向に前記さらなる第２ピーク・ドーピング領域のドープ量が、前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％増加し、そして前記活性域のより近くに配置されている前記層の前記ドープ量の少なくとも１０％戻るように減少する、請求項４〜１３のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１５】
前記第１および／または前記第２ピーク・ドーピング領域（１３、１４）の外側では、前記第２層（２２０）の前記負のドーピング（１２）が前記さらなる第２層（２３０）の前記負のドーピング（１２）以下である、請求項１４に記載の部品。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのピーク・ドーピング領域（６、７、１３、１４）が前記活性域の面に垂直であり、その幅が１ｎｍと１００ｎｍの範囲内の値を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのピーク・ドーピング領域（６、７、１３、１４）が相互に隣接する２つの層（１１０、１２０、１３０、２１０、２２０、２３０）内に形成される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１８】
前記ピーク・ドーピング領域（６、７、１３、１４）内の前記ドーピング（５、１２）の上昇および／または前記ピーク・ドーピング領域（６、７、１３、１４）内の前記ドーピング（５、１２）の減少が、勾配を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１９】
追加の第１層（１４０）が前記さらなる第１層（１３０）に隣接し、前記さらなる第１層（１３０）と前記追加の第１層（１４０）との間の前記遷移領域内では、前記正のドーピング（５）が前記追加の第１層（１４０）の方向に増加し、前記追加の第１層（１４０）が、前記さらなる第１層（１３０）よりも小さなバンド・ギャップ（８）を有する、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２０】
前記第１層構成（１００）内には電子に対する正にドープされたブロッキング層（１０）が形成され、前記ブロッキング層（１０）が、前記活性域（３）に隣接する、または前記第１導波路層（１１０）と前記第１層（１２０）との間に配置され、前記ブロッキング層の界面に隣接して、ピーク・ドーピング領域が電圧降下を小さくするために形成される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２１】
前記第１導波路層（１１０）が、前記ピーク・ドーピング領域（６）の外側ではアンドープ状態である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２２】
前記電磁波の前記光波の強度（９）が電磁波の最大強度の４０％を超える領域において、前記少なくとも１つのピーク・ドーピング領域の外側の正のドーピングが８×１０１８／ｃｍ３未満となるように、前記層内の正のドーピングが形成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２３】
前記電磁波の前記光波の強度（９）が電磁波の最大強度の４０％を超える領域において、前記少なくとも１つのピーク・ドーピング領域の外側の負のドーピングが６×１０１７／ｃｍ３未満となるように、前記層構成（１００、２００）の前記負のドーピング（１２）が形成される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２４】
前記界面が間に形成される前記層が、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料を含む、またはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の部品。
【請求項２５】
電磁放射を発生するための活性域を含むオプトエレクトロニクス部品を製造するための方法であって、前記活性域が半導電性材料から構成される少なくとも１つの層構成（１００、２００）に隣接し、前記層構成（１００、２００）が少なくとも２つの層から構成され、前記２つの層は、ピエゾ電場が前記２つの層の間の界面に生成されるように形成され、前記ピエゾ電場が前記界面で電圧降下を引き起こし、ピーク・ドーピング領域（６、１３）が前記電圧降下を小さくするために前記２つの層の前記界面および前記２つの層内に形成され、前記活性域から離れた方向に前記ピーク・ドーピング領域のドープ量が少なくとも第１のパーセント値だけ増加し、そして少なくとも第２のパーセント値だけ戻るように減少し、前記第１および第２のパーセント値が前記ピーク・ドーピング領域（６、１３）の最大ドープ量の１０％よりも大きく、少なくとも１つの量子井戸層（１５、１６）が前記活性域（３）内に形成され、前記量子井戸層（１５、１６）が障壁層（１７、１８、１９）の内の２つの間に配置され、前記障壁層（１７、１８、１９）のうちの少なくとも１つが負にドープされ、前記負のドープ量が５×１０１７／ｃｍ３よりも大きく、
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料は、前記材料がＩＩＩ族元素で終端された表面またはＩＩ族元素で終端された表面を含むように成長し、前記ＩＩＩ族元素がＡｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、前記ＩＩ族元素がＺｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、前記２つの層が前記活性域に対してｐ側に配置され、前記２つの層は、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部が前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成されるように形成され、前記ピーク・ドーピング領域が正にドープされるか、あるいは
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料は前記材料がＩＩＩ族元素でまたはＩＩ族元素で終端された表面を含むように成長し、前記ＩＩＩ族元素がＡｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、前記ＩＩ族元素がＺｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、前記２つの層が、前記活性域に対してｎ側に配置され、前記２つの層はより大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部が前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成されるように形成され、前記ピーク・ドーピング領域が負にドープされるか、あるいは
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料は前記材料がＶ族元素でまたはＶＩ族元素で終端された表面を含むように成長し、前記Ｖ族元素がＮ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、前記ＶＩ族元素が酸素であり、前記２つの層が前記活性域に対してｐ側に配置され、前記２つの層は、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部が前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成されるように形成され、前記ピーク・ドーピング領域が正にドープされるか、あるいは
前記半導電性材料が二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、前記半導電性材料は前記材料がＶ族元素でまたはＶＩ族元素で終端された表面を含むように成長し、前記Ｖ族元素がＮ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、前記ＶＩ族元素が、酸素であり、前記２つの層が前記活性域に対してｎ側に配置され、前記２つの層は、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部が前記層の成長方向から見て前記２つの層の間に形成されるように形成され、前記ピーク・ドーピング領域が負にドープされ、
前記電磁放射における前記光波の強度（９）が前記電磁放射の最小値よりも大きく、但し、前記最小値は最大値の４０％であり、少なくとも１つの前記ピーク・ドーピング領域の外側の正のドープ量は２×１０１９／ｃｍ３未満であるか、または
前記層構成（２００）内の、前記電磁放射における前記光波の強度（９）が前記電磁放射の最小値よりも大きく、但し、前記最小値は最大値の４０％であり、少なくとも１つの前記ピーク・ドーピング領域（１３）の外側の負のドープ量は１×１０１８／ｃｍ３未満である、
オプトエレクトロニクス部品を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１に記載のオプトエレクトロニクス部品および特許請求項２５に記載の製造方法に関する。
【０００２】
この特許出願は、独国特許出願第１０  ２０１４  １１１  ０５８．７号の優先権を主張するものであり、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００３】
先行技術は、例えば、電磁放射を発生させるための活性域を含む半導体レーザなどのオプトエレクトロニクス部品を開示している。導波路層およびクラッド層は、活性域に隣接する。活性域を、ｐドープ層構成とｎドープ層構成との間に配置する。良好な電気伝導率のために、層構成を、それぞれ正にドープし、負にドープする。層構成は、例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム亜鉛、または窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムなどの、半導電性材料などを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改善されたオプトエレクトロニクス部品、および改善されたオプトエレクトロニクス部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立請求項１および２５の発明によって達成される。説明するオプトエレクトロニクス部品の利点の１つは、導波路層内での電磁放射の吸収を低い正のドーピングおよび／または負のドーピングにより減少させることである。同時に、ピーク・ドーピング領域、すなわちドーピング・ピークが、自由電荷キャリアに対するバンド・ギャップが異なる層の間の界面に配置されることにより、オプトエレクトロニクス部品の電圧降下は小さい。活性域とピーク・ドーピング領域との間の領域内に存在する正のドーピングまたは負のドーピングは低いことがあり、特に、ドーピングが完全に不要なこともある。導波路層内の低いドーピングまたはドーピングなしにより、導波路層内の電磁放射がドーパントによって吸収されないまたはほとんど吸収されないことが確実になる。同時に、良好な効率のために、バンド・ギャップが異なる層の界面において、界面のピーク・ドーピング領域によって小さな電圧降下が実現される。ピーク・ドーピング領域は、異なる材料層の間の電圧降下が小さくなるように選択される。
【０００６】
活性域から離れた方向のピーク・ドーピング領域は、少なくとも１０％のドーピングの増加、次いで最大値に達した後の、少なくとも１０％の減少を含む。１０％は、ピーク・ドープ量の最大値に対する相対値である。選択する実施形態によっては、増加を、１０％よりも大きく、例えば５０％よりも大きく、例えば１００％よりも大きくなるように構成することができる。さらに、ピーク・ドーピング領域の減少を、１０％よりも大きく、例えば５０％よりも大きく、特に１００％よりも大きくなるように構成することができる。ピーク・ドープ量のパーセント増加および／またはパーセント減少は、活性域のより近くに配置された界面を成す層のドープ値に関係することもある。活性域が２つの障壁層の間に配置された少なくとも１つの量子井戸層を含む場合には、部品の電気的特性の効率が改善される。この場合、少なくとも１つの障壁層が、負にドープされる。負のドープ量は、５×１０１７１／ｃｍ３よりも大きくてもよい。
【０００７】
選択する実施形態によっては、オプトエレクトロニクス部品は、交互に配置された材料層を含む層構成を１つのみ、または交互に配置された材料層を含む層構成を２つ含んでもよい。１つの実施形態では、活性域は、半導電性材料から構成された少なくとも１つの層構成に隣接し、当該層構成は、少なくとも２つの層を含み、当該２つの層は、ピエゾ電場が２つの層の界面に生成されるように形成され、当該ピエゾ電場は界面で電圧降下を引き起こし、電圧降下を小さくするために２つの層の界面にピーク・ドーピング領域が形成され、活性域から離れた方向のピーク・ドーピング領域のドーピングは、少なくとも第１のパーセント値だけ増加し、そして少なくとも第２のパーセント値だけ戻るように減少し、第１および第２のパーセント値は、活性域のより近くに配置される層のドーピングの１０％よりも大きい。
【０００８】
１つの実施形態では、半導電性材料は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料またはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、半導電性材料は、ＩＩＩ族元素またはＩＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、ＩＩＩ族元素は、Ａｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、ＩＩ族元素は、Ｚｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、２つの層は、活性域に対してｐ側に配置され、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部は、層の成長方向から見て２つの層の間に形成され、ピーク・ドーピング領域は、正にドープされる。
【０００９】
さらなる実施形態では、半導電性材料は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、半導電性材料は、ＩＩＩ族またはＩＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、ＩＩＩ族元素は、Ａｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、ＩＩ族元素は、Ｚｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、２つの層は、活性域に対してｎ側に配置され、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部は、層の成長方向から見て２つの層の間に形成され、ピーク・ドーピング領域は、負にドープされる。
【００１０】
さらなる実施形態では、半導電性材料は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、半導電性材料は、Ｖ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、Ｖ族元素は、Ｎ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、ＶＩ族元素は、酸素であり、２つの層は、活性域に対してｐ側に配置され、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部は、層の成長方向から見て２つの層の間に形成され、ピーク・ドーピング領域は、正にドープされる。
【００１１】
１つの実施形態では、半導電性材料は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料から構成され、半導電性材料は、Ｖ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を用いて成長し、Ｖ族元素は、Ｎ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、ＶＩ族元素は、酸素であり、２つの層は、活性域に対してｎ側に配置され、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部は、層の成長方向から見て２つの層の間に形成され、ピーク・ドーピング領域は、負にドープされる。
【００１２】
１つの実施形態では、半導電性材料は、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料、特に酸化亜鉛および／または酸化マグネシウム亜鉛を含む、またはＩＩ−ＶＩ化合物材料、特に酸化亜鉛および／または酸化マグネシウム亜鉛から構成される。ＩＩ族元素は、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）およびカドミウム（Ｃｄ）を含む。ＶＩ族元素は、例えば、酸素（Ｏ）を含む。
【００１３】
さらに、選択する実施形態によっては、交互に配置された材料層を含む層構成を２つ含む部品の場合でも、一方の層構成においてのみ、導波路層に相応して低いドーピングを提供する、または導波路層をドーピングしないこと、および導波路層と隣接する層との間の遷移領域内にピーク・ドーピング領域を形成することが可能である。
【００１４】
さらに、選択する実施形態によっては、活性域に対して対向して配置された層構成を２つの含む部品の場合には、各層構成において、活性域に隣接する導波路層内に低いドーピングを提供することが可能であり、対応するピーク・ドーピング領域は、導波路層と隣接する層との間の遷移領域内に形成される。
【００１５】
選択する実施形態によっては、ピーク・ドーピング領域内のドープ量の上昇は、ピーク・ドーピング領域内のドープ量の減少よりも大きくてもよい。さらに、選択する実施形態によっては、ピーク・ドーピング領域と活性域との間に配置された導波路層内のドープ量は、活性域に対して反対の導波路層に隣接する隣接層内のドープ量よりも減少させることができる。選択する実施形態によって、ドーピングを、正または負にすることができる。
【００１６】
第１層構成のドーピングが正であり、ピーク・ドーピング領域内のドープ量が少なくとも１×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に５×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に８×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に１×１０１９１／ｃｍ３よりも大きい場合には、オプトエレクトロニクス部品の光学的特性および／または電気的特性の改善が実現されることを、実験は示している。上記の大きさ程のドープ量を用いると、導波路層と隣接する層との間の電圧降下が十分に小さくなる。第１層構成の第１層が正にドーピングされ、ドープ量が、５×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に１×１０１９１／ｃｍ３よりも大きい場合には、オプトエレクトロニクス部品の効率および電気的特性が改善されることを、さらなる実験は示している。
【００１７】
さらに、活性域、導波路層、および導波路層に隣接するさらなる層を含むオプトエレクトロニクス部品の場合には、導波路層が負のドーピングを含み、少なくとも１つのセクション内のドープ量が１×１０１８１／ｃｍ３未満、特に６×１０１７１／ｃｍ３未満、特に３×１０１７１／ｃｍ３未満であり、当該セクションが活性域とピーク・ドーピング領域との間に配置される場合には、部品の効率および電気的特性の改善が実現されることを、実験は示している。これらの値は、第１および第２層構成を含む部品構成、および１つの層構成のみを含み、それが後に負にドープされる部品構成の両方において、有利である。
【００１８】
さらなる実施形態では、第２導波路層に隣接する第２層が５×１０１７１／ｃｍ３よりも大きく、特に１×１０１８１／ｃｍ３よりも大きい負のドーピングを含むときに、部品の効率および電気的特性の改善が実現される。
【００１９】
活性域が２つの障壁層の間に配置された少なくとも１つの量子井戸層を含むときに、部品の効率および電気的特性のさらなる改善が実現される。この場合には、少なくとも１つの障壁層は負にドープされる。負のドープ量は、１×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に２×１０１８１／ｃｍ３よりも大きく、特に５×１０１８１／ｃｍ３よりも大きくすることができる。
【００２０】
光学的特性および／または電気的特性のさらなる改善は、複数の量子井戸を含む活性域を形成することにより実現され、ここでは障壁層が量子井戸の間にそれぞれ形成される。さらに、障壁層が、第１および最後の量子井戸のそれぞれと隣接する層との間にも配置される。この実施形態では、負にドープした隣接する層（すなわち、ｎ側）から延びる、第１障壁層および／または第２障壁層の少なくとも一方が負にドープされ、少なくとも１つの次に続く第３の障壁層をアンドープ状態にすることができる。有利なことに、第１量子井戸と第２量子井戸との間に配置され、ｎ側から数えて第２の障壁層だけが、負にドープされ、特に強く負にドープされる。部品の効率は、このようにしても改善される。
【００２１】
第１層構成の第１導波路層に隣接する第１層が、５×１０１９１／ｃｍ３未満、特に５×１０１８１／ｃｍ３未満の正のドーピングを含むときに、部品の効率および電気的特性のさらなる改善が実現される。
【００２２】
第２層構成の第２導波路層が５×１０１８１／ｃｍ３未満、特に１×１０１８１／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１７１／ｃｍ３未満の負のドーピングを含み、導波路層に隣接する第２層が５×１０１８１／ｃｍ３未満、特に１×１０１８１／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１７１／ｃｍ３未満の負のドーピングを含むときに、部品のさらなる改善が実現される。
【００２３】
第２層構成内で、第２層の負のドーピングが、第２導波路層に対して予め定められた距離のところ、したがってピーク・ドーピング領域に対して予め定められた距離のところで増加するときに、部品のさらなる改善が実現される。
【００２４】
第１層構成内で、第１層に隣接したさらなる第１層が形成され、第１層とさらなる第１層との間の遷移領域に少なくとも隣接する領域内では、活性域から離れた方向に第２ピーク・ドーピング領域内の正のドーピングが少なくとも第１のパーセント値だけ増加し、少なくとも第２のパーセント値だけ戻るように減少するときに、部品のさらなる改善が実現される。第１および第２のパーセント値は、いずれの場合も１０％よりも大きくすることができる。結果として、異なる材料から構成される第１層とさらなる第１層との間の電圧降下も、第２ピーク・ドーピング領域を用いて小さくする。
【００２５】
第２ピーク・ドーピング領域の外側であり、且つ第１ピーク・ドーピング領域の外側である第１層の正のドープ量は、第２ピーク・ドーピング領域の外側のさらなる第１層の正のドープ量以下である。選択する実施形態によっては、さらなる第１層の正のドープ量を、第１層の正のドープ量よりも大きくすることができる。こうすることで導電率の改善が実現され、電磁波の強度は、さらなる第１層の領域内で低下する。結果として、より高いドーピングが、電磁波のより高い吸収損失に寄与しないことがある。
【００２６】
さらなる実施形態では、第２層構成内には、第２層に隣接するさらなる第２層が形成される。第２層およびさらなる第２層は、材料が異なる。第２層とさらなる第２層との間の遷移領域に少なくとも隣接する領域内では、第２ピーク・ドーピング領域内の負のドーピングは、活性域から離れた方向に少なくとも第１のパーセント値だけ初めに増加し、次いで第２のパーセント値だけ再び減少する。第１および第２のパーセント値は、１０％よりも大きくてもよい。このようにすることによっても、活性域に対して予め定められた距離のところでドーピングを増加させることにより、第２層構成の電気伝導率を改善することができる。ドーピングが増加した場合の吸収損失が比較的小さくなるように、距離が選択される。
【００２７】
さらなる実施形態では、第２層の負のドープ量は、さらなる第２層の負のドープ量以下であり、これらドープ量は、第１および／または第２ピーク・ドーピング領域の外側でのみ比較したものである。さらに、さらなる第２層の負のドープ量は、いずれの場合においても、第１および／または第２ピーク・ドーピング領域の外側の第２層の負のドープ量よりも大きくてもよい。
【００２８】
さらなる実施形態では、第１ピーク・ドーピング領域および／または第２ピーク・ドーピング領域の幅は、活性域から離れた方向に、１ｎｍと１００ｎｍとの間の範囲内でもよい。選択する実施形態によっては、第１および第２ピーク・ドーピング領域は、相互に隣接する層内に少なくとも一部が配置される。さらなる実施形態では、第１ピーク・ドーピング領域および／または第２ピーク・ドーピング領域は、上昇する勾配および／または下降する勾配を有する。
【００２９】
さらなる実施形態では、追加の第１層は、さらなる第１層に隣接し、さらなる第１層と追加の第１層との間の遷移領域内では、正のドープ量が追加の第１層の方向に増加し、特に追加の第１層は、さらなる第１層よりも小さいバンド・ギャップを有する。部品の電気的特性および／または光学特性のさらなる改善が、この手段によっても実現される。
【００３０】
さらなる実施形態では、第１層構成内に、電子に対するブロッキング層が形成され、ブロッキング層は、高濃度の正のドーピングおよび／または大きなバンド・ギャップを有する。ブロッキング層に隣接して、ピーク・ドーピング領域が形成される。ブロッキング層は、活性域に隣接するか、または第１導波路層内にもしくは第１層構成の第１導波路層と第２導波路層との間に配置される。
【００３１】
さらなる実施形態では、第１ピーク・ドーピング領域および／または第２ピーク・ドーピング領域の外側の層に正のドーピングが形成されるように部品が構成され、このとき、電磁波の予め定められた最小強度に関して、ドーピングが予め定められた最大ドープ量よりも小さくなるようにする。ここでは、電磁波の最小強度は、４０％未満、特に１５％未満、特に３％未満であり、最大ドープ量は、２×１０１９ドーピング原子／ｃｍ３未満、特に８×１０１８ドーピング原子／ｃｍ３未満、特に４×１０１８ドーピング原子／ｃｍ３未満である。こうすることによって、十分な電気伝導率が実現され、さらに、ドーピングの結果としての電磁波の吸収は、低いままである。
【００３２】
さらなる実施形態では、少なくとも１つのピーク・ドーピング領域の外側の層の負のドーピングが形成されるように部品が構成され、このとき、電磁波の予め定められた最小強度に関して、ドーピングが予め定められた最大ドープ量よりも減少するようにする。ここでは、最小強度は、４０％未満、特に１５％未満、特に５％未満であり、最大ドープ量は、ドーピング原子／ｃｍ３で、１×１０１８未満、特に６×１０１７未満、特に６×１０１７未満、特に３×１０１７未満である。
【００３３】
さらなる実施形態では、第１導波路層と第１層および／または第２導波路層と第２層が異なる材料から構成され、その結果、ピエゾ電気分極場が層間の境界領域位置で生じるように、部品が構成される。
【００３４】
選択する実施形態によっては、第１導波路層および／または第２導波路層ならびに第１層および／または第２層は、下記群の材料を含んでもよい。窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム、窒化インジウム・アルミニウム、窒化アルミニウム・インジウム・ガリウム。
【００３５】
さらなる第１層および／またはさらなる第２層、ならびに／あるいは追加の第１層および／または追加の第２層は、下記群の材料を含んでもよい。窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム、窒化インジウム・アルミニウム、窒化アルミニウム・インジウム・ガリウム。
【００３６】
この発明の上に説明した特性、特徴および利点、ならびにこれらを実現する方法は、図面に関連して非常に詳細に説明される例示的な実施形態についての下記説明に関連して、より明確になり、より明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】非対称層構成を含むオプトエレクトロニクス部品の第１の実施形態の図である。
【図２】非対称層構成を含むオプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態の図である。
【図３】オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態の図である。
【図４】対称オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態の図である。
【図５】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図６】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図７】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図８】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図９】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１０】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１１】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１２】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１３】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１４】第１層構成の様々な正のドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１５】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１６】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１７】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１８】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図１９】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図２０】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図２１】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図２２】第２層構成の様々なドーピング曲線および様々な層構造を含むオプトエレクトロニクス部品の様々な実施形態の図である。
【図２３】ウルツ鉱型構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
部品の１つの特徴は、異なるように構造化された層の界面におけるピエゾ電場によって生じる電圧降下を小さくすることにある。ピエゾ電場は、界面における荷電キャリア密度を減少させて、界面での電圧降下を引き起こすことがある。相互に隣接する層の格子定数の違いにより、ピエゾ電場が生成される。
【００３９】
特に、ここで提案する解決法は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料から構成される層に適している。ここで、ＩＩＩ族元素はＡｌ、Ｉｎおよび／またはＧａを含み、Ｖ族元素はＮ、Ａｓおよび／またはＳｂを含む。さらに、提案する解決法は、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料、特に酸化亜鉛および／または酸化マグネシウム亜鉛から構成される層に適しており、ここで電圧降下は、層の異なる構成によって引き起こされる分極場のために層の界面で生じる。これらの界面においてもまた、電圧降下を、ピーク・ドーピング領域を用いて少なくとも弱めることができる。説明する配置は、特に、ピエゾ電気材料を構成する窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム材料系に対して適している。特に、アルミニウム含有量および／またはインジウム含有量が異なる材料間のヘテロ界面では、ピエゾ電気効果のために電圧降下が生じることがある。
【００４０】
例えば、Ｇａ、ＡｌもしくはＩｎなどのＩＩＩ族元素で終端された表面、または、例えば、Ｚｎ、Ｍｇ、ＣｄなどのＩＩ族元素で終端された表面を有する基板上に構成要素の層を成長させたる場合には、異なる材料により構成される２つの層の間の活性域に対してｐ側の成長方向から見てより小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部に、正のピーク・ドーピング領域が形成される。
【００４１】
Ｇａ、ＡｌもしくはＩｎまたはＺｎ、Ｍｇ、Ｃｄで終端された表面を用いる成長は、Ｇａ、ＡｌまたはＩｎ原子により終端されているウルツ鉱型構造の（０００１）面上の、すなわち、Ｃ軸に沿ったウルツ鉱型構造の（０００１）面に垂直な成長に対応する。窒素で終端された表面上の成長は、窒素原子で終端されているウルツ鉱型構造の（０００１）面上の成長に対応する。
【００４２】
成長の方向、すなわち、成長方向を、格子構造のｃ軸に平行に、すなわち、Ｃ軸の方向にまたはＣ軸に対して反対の方向に配置することができる。しかしながら、成長の方向は、Ｃ軸から、例えば、±２０°もしくは±５０°、そして±９０°に至るまでずれることがある。ウルツ鉱型構造のＣ軸からのずれが大きいほど、異なるように構成された層の間の界面に形成される分極場は小さくなる。
【００４３】
例えば、ＩＩＩ族元素またはＩＩ族元素で終端された表面を有する基板上に部品の層を成長させる場合には、異なる材料により構成される層の間の活性域に対してｎ側の成長方向から見てより大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部に、負のピーク・ドーピング領域が形成される。
【００４４】
Ｖ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を用いる成長の場合には、Ｖ族元素はＮ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、ＶＩ族元素は酸素であり、活性域に対してｐ側の異なる材料層の間の、成長方向から見てより大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部は、正のピーク・ドーピング領域と共に形成される。
【００４５】
Ｖ族元素またはＶＩ族で終端された表面を用いる成長の場合には、活性域に対してｎ側の異なる材料層の間の、成長方向から見てより大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部は、負のピーク・ドーピング領域を形成する。
【００４６】
実施形態によっては、活性域を含む構成要素のｐ側におよび／またはｎ側には、いずれの場合にも、少なくとも１つまたは複数のピーク・ドーピング領域を、対応する層境界に形成することができる。これは、ピエゾ電場によって引き起こされる電圧降下を小さくするためである。ｐ側という用語は、少なくとも部分的に正にドープされるｐｎ接合部の層構成を意味する。ｎ側という用語は、少なくとも部分的に負にドープされるｐｎ接合部の層構成を意味する。
【００４７】
図１は、模式図として、基板１を含み、その上にバッファ層２を設けたオプトエレクトロニクス部品を示す。基板は、例えば、サファイア、ケイ素または炭化ケイ素、ＧａＮまたはＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮから構成されるものでよく、ここでは、ｘ、ｙは０以上、１以下とすることができる。図示した例では、例えば、ＧａＮを基板１として使用する。さらに、図示した例では、バッファ層を、基板のＧａ終端表面の上に、ｃ軸に平行に成長させる。成長方向Ｗを、矢印で図示し、底部から上に向かって進む。第２層構成２００をバッファ層２の上に形成し、図示した例示的な実施形態では、第２層構成２００は、バッファ層２の上に配置された第２層２２０を含む。第２導波路層２１０を、第２層２２０の上に配置する。活性域３を、第２導波路層２１０の上に配置する。第１層構成１００を、活性域３の上に配置する。図示した例示的な実施形態では、第１層構成１００は、第１層１２０のみを含む。第１および第２層構成１００、２００は、半導電性材料から形成したものである。第１層１２０は、クラッド層を構成し、例えば、窒化ガリウムから作られる。活性域３は量子井戸構造を含み、量子井戸構造は、例えば、窒化インジウム・ガリウムを含むものでもよい。第２導波路層２１０は、例えば、窒化インジウム・ガリウムを含む。第２層２２０は、クラッド層として形成されたものであり、例えば、窒化ガリウムを含む。第１および第２層構成を、このように、やはりＧａ終端表面を用いて成長させる。
【００４８】
屈折率４のプロファイルおよびドーピングＤのプロファイルを、層構成の図と並べて模式的に図示する。クラッド層として形成した第１層１２０および第２層２２０が第２導波路層２１０よりも屈折率が低いことがここでは非常に明確である。活性域３は、第２導波路層２１０よりも高い屈折率を有する。さらに、負のドーピング１２が、屈折率４の図に模式的に図示されている。さらに、バンド・ギャップは、第２層２２０から成長方向に第２導波路層２１０へと狭くなる。ピエゾ電場によって、この界面で電圧降下が生じる。電圧降下を減らすために、負のドーピング１２は、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の境界領域内に配置された負の第１ピーク・ドーピング領域１３を含む。
【００４９】
記述した材料の代わりに、図１のオプトエレクトロニクス部品を、他の材料から構成することもできる。部品の特別な特徴は、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の境界領域内に、クラッド層として負の第１ピーク・ドーピング領域１３を配置下構成にある。
【００５０】
図２は、オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示す模式図である。図では、基板は第２層２２０の上方にはもはや存在しないが、図１に示したように、基板、例えば、ＧａＮ基板の上へとＧａ終端表面を用いて第２層２２０を成膜した。成長方向Ｗが、矢印で図示され、最上部から下に向かって進む。この実施形態では、第１層構成１００は、さらなる第１層１３０を含み、さらなる第１層の上に第１層１２０を配置する。第１導波路層１１０は、第１層１２０の上に配置する。活性域３は、第１導波路層１１０の上に配置する。クラッド層として構成された第２層２２０は、活性域３の上に配置する。第１層構成１００は、少なくとも部分的に正にドープされている。
【００５１】
屈折率４のプロファイルおよびドーピングＤのプロファイルを層構成の図に並べて模式的に図示する。活性域の屈折率が、隣接する第１導波路層１１０よりも大きいことがここでは非常に明確である。さらに、クラッド層２２０の光屈折率は、第１導波路層１１０よりも小さい。さらに、同様に、クラッド層として構成された第１層１２０の屈折率は、第１導波路層１１０よりも小さい。さらに、正のドーピング５の第１ピーク・ドーピング領域６を、第１導波路層１１０と第１層１２０との間の境界領域内に形成する。
【００５２】
さらに、バンド・ギャップは、成長方向Ｗの方向に第１導波路層１１０から第１層１２０へと広くなる。よって電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、正のドーピング５には、第１導波路層１１０と第１層１２０との間の境界領域内に配置された第１ピーク・ドーピング領域６が含まれる。活性域３を、例えば、窒化インジウム・ガリウムから構成される量子井戸の形で構成する。さらに、例えば、第１導波路層１１０を、窒化インジウム・ガリウムの形で構成する。さらに、第２層２２０および第１層１２０を、窒化ガリウムの形で構成する。よって、第１および第２層構成を、このようにＧａ終端表面を用いて成長させる。
【００５３】
図３は、図１および図２の配列の組合せから構成されるオプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示す。図示した例では、ＧａＮを基板１として使用する。さらに、図示した例では、バッファ層を、ＧａＮ基板のＧａ終端表面の上に成長させる。成長方向Ｗを、矢印で図示し、底部から上に向かって進む。バッファ層２を、基板１の上に配置する。例えば、窒化ガリウムを含む第２層２２０を、バッファ層２の上に配置する。第２層２２０は、クラッド層を構成する。第２導波路層２１０を、第２層２２０の上に配置する。第２導波路層２１０は、例えば、窒化インジウム・ガリウムを含んでもよい。活性域３を、第２導波路層２１０の上に配置する。活性域３は、例えば、量子井戸を含んでもよく、量子井戸は、窒化インジウム・ガリウムを含む。第１導波路層１１０を、活性域３の上に配置する。第１導波路層１１０は、窒化インジウム・ガリウムを含んでもよい。クラッド層として構成された第１層１２０を、第１導波路層１１０の上に配置する。第１層１２０は、窒化ガリウムを含んでもよい。第１導波路層１１０および第１層１２０を含む第１層構成１００を、正にドープする。第２導波路層２１０および第２層２２０を含む第２層構成２００を、少なくとも部分的に負にドープする。第１および第２層構成も、このように、ＧａＮ基板に対応するＧａ終端表面を用いて成長させる。
【００５４】
屈折率４のプロファイルおよびドーピングＤのプロファイルを、層構成の図と並べて模式的に図示する。活性域３の屈折率４は、前記活性域にそれぞれ隣接する第１導波路層１１０および第２導波路層２１０よりも大きい。第１および第２導波路層１１０、２１０の屈折率は、ほほ同じ大きさでもよい。第１導波路層１１０および第２導波路層２１０において、活性域３とは反対側にそれぞれ隣接するクラッド層１２０、２２０の屈折率は、それぞれ第１および第２導波路層１１０、２１０よりも小さい屈折率である。
【００５５】
さらに、バンド・ギャップは、成長方向に第２層２２０から第２導波路層２１０へと狭くなる。よって電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、負のドーピング１２には、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の境界領域内に配置された負の第１ピーク・ドーピング領域１３が含まれる。さらに、バンド・ギャップは、成長方向Ｗの方向に第１導波路層１１０から第１層１２０へと広くなる。よって電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、正のドーピング５には、第１導波路層１１０と第１層１２０との間の境界領域内に配置された第１ピーク・ドーピング領域６が含まれる。
【００５６】
図４は、バッファ層２を基板１の上に配置した、オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示す。図示した例では、ＧａＮを基板１として使用する。さらに、図示した例では、バッファ層を、ＧａＮ基板のＧａ終端表面の上に成長させる。成長方向Ｗは、矢印で図示し、底部から上に向かって進む。クラッド層として構成された第２層２２０を、バッファ層２の上に配置する。第２層２２０は、窒化アルミニウム・ガリウムを含んでもよい。第２導波路層２１０を、第２層２２０の上に配置する。第２導波路層２１０は、窒化ガリウムを含んでもよい。活性域３を、第２導波路層２１０の上に配置する。活性域３は、例えば、窒化インジウム・ガリウムを含む量子井戸を含んでもよい。第１導波路層１１０を、活性域３の上に配置する。第１導波路層１１０は、窒化ガリウムを含んでもよい。第１層１２０を、第１導波路層１１０の上に配置する。第１層１２０は、窒化アルミニウム・ガリウムを含んでもよく、クラッド層として構成される。さらなる第１層１３０を、第１層１２０の上に配置することができる。さらなる第１層１３０は、窒化ガリウムを含んでもよく、被覆層として構成される。第１および第２層構成も、このようにＧａＮ基板に対応するＧａ終端表面の上に成長させる。
【００５７】
屈折率４のプロファイルおよびドーピングＤのプロファイルを、層構成の図と並べて模式的に図示する。さらに図には、第１導波路層１１０と第１層１２０との間および第２導波路層２１０と第２層２２０との間のそれぞれの境界領域内に存在する、第１層構成１００の領域内の正のドーピング５と、第２層構成２００の領域内の負のドーピング１２とに含まれるピーク・ドーピング領域６、１３を模式的に図示する。さらに、バンド・ギャップは、成長方向に第２層２２０から第２導波路層２１０へと狭くなる。よって電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、負のドーピング１２には、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の境界領域内に配置された負の第１ピーク・ドーピング領域１３が含まれる。さらに、バンド・ギャップは、成長方向Ｗの方向に第１導波路層１１０から第１層１２０へと広くなる。電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、正のドーピング５には、第１導波路層１１０と第１層１２０との間の境界領域内に配置された第１ピーク・ドーピング領域６が含まれる。
【００５８】
図１から図４において説明したバッファ層は、複数の層を含んでもよい。さらに、バッファ層は、不要なこともある。
【００５９】
図５は、オプトエレクトロニクス部品の構成を示す模式図である。この場合には、図は、層構造と並べて、バンド・ギャップ８のプロファイル、正のドーピング５のプロファイル、および部品の動作中に発生する電磁波の強度９のプロファイルを示す。バンド・ギャップは、伝導帯と価電子帯との間のエネルギーのギャップを構成する。部品は、活性域３を含み、ここでは活性域３を、第１層構成１００と第２層構成２００との間に配置する。活性域３は、例えば、障壁層の間に配置された量子井戸を含む。
【００６０】
図示した例では、ＧａＮを基板１として使用する。さらに、図示した例では、バッファ層を、ＧａＮ基板のＧａ終端表面の上に成長させる。成長方向Ｗは、矢印で図示され、右から左へ進む。層の面を、成長方向Ｗに垂直に配置する。
【００６１】
第１層構成１００は、活性域３に隣接する第１導波路層１１０を含む。第１導波路層は、好ましくはアンドープ状態であるスペーサ層を構成する。活性域３に対して反対の位置に、ブロッキング層１０を第１導波路層１１０に隣接するように形成し、前記ブロッキング層は、電子に対する障壁を構成する。ブロッキング層１０に隣接する第１層１２０を形成するが、これは導波路層として同様に構成される。第１層１２０に隣接する第１層１３０を形成するが、これはクラッド層として構成される。さらなる第１層１３０に隣接して、追加の第１層１４０を形成する。
【００６２】
さらに、バンド・ギャップ８は、成長方向Ｗの方向に第１層１１０からさらなる第１層１３０へと広くなる。したがって電圧降下は、ピエゾ電場によってこの界面で生じる。電圧降下を小さくするために、正のドーピング５には、第１層１２０とさらなる第１層１２０との間の境界領域内に配置された第１ピーク・ドーピング領域６が含まれる。
【００６３】
第１層構成１００は、半導体材料からなる層を含み、個々の層の組成は異なる。図５に、様々な層について、自由電荷キャリアに対するバンド・ギャップ８を模式的に図示する。個々の層のバンド・ギャップ８の違いは、単に模式的に図示されている。個々の層のバンド・ギャップ８の違いは、層およびドーピングに使用した材料に応じて大きくなることも小さくなることもある。層の屈折率のプロファイルはやはり、バンド・ギャップのプロファイルに類似しているが、明示的には図示しない。さらに、個々の層の間の境界領域を垂直な破線により模式的に図示する。
【００６４】
第１導波路層１１０は、例えば、窒化ガリウムまたは窒化インジウム・ガリウムを含んでもよい。ブロッキング層１０は、例えば、窒化アルミニウム・ガリウムまたは窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムを含んでもよい。アルミニウムの割合を、８％と４０％との間の範囲内とすることができる。第１層１２０は、窒化ガリウムまたは窒化インジウム・ガリウムを含んでもよい。例として、第１導波路層１１０および第１層１２０では、インジウムの割合が異なってもよい。第１導波路層内および第１層１２０内のインジウムの割合を、０％と１０％との間の範囲内とすることができる。活性域３は、窒化インジウム・ガリウムを含む量子井戸構造を含んでもよい。
【００６５】
さらに、活性域３は、窒化ガリウムまたは窒化アルミニウム・ガリウムを含む量子井戸構造を含んでもよい。この実施形態では、第１導波路１１０および第１層１２０は、窒化アルミニウム・ガリウムからも構成することができ、ここではアルミニウムの割合は、第１導波路１１０と第１層１２０との間で異なる。
【００６６】
さらなる第１層１３０を、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムから構成することができる。特に、アルミニウムの割合は、１％から１０％の間で変わってもよい。追加の第１層１４０は、例えば、窒化ガリウムを含んでもよい。選択する実施形態によっては、第１層構成１００の個々の層は、異なる正のドーピングを含んでもよい。
【００６７】
第２層構成２００は、活性域３に隣接する第２導波路層２１０を含む。第２導波路層２１０を、窒化ガリウムまたは窒化インジウム・ガリウムから構成することができる。さらに、第２導波路層２１０を、例えば、窒化ガリウムまたは窒化アルミニウム・ガリウムから構成することができる。第２層２２０は、第２導波路層２１０に隣接する。第２層２２０を、同様に、図示した例示的な実施形態では導波路層として構成する。例として、第２層２２０を、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化ガリウムまたは窒化インジウム・アルミニウムから構成することができる。さらなる第２層２３０は、第２層２２０に隣接する。さらなる第２層２３０を、クラッド層として構成し、例えば、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム、窒化アルミニウム・インジウム・ガリウムから構成することができる。アルミニウムの割合を、例えば、１％と１０％との間とすることができる。
【００６８】
追加の第２層２４０は、さらなる第２層２３０に隣接する。追加の第２層２４０を、例えば、窒化ガリウムから構成することができる。電磁波の強度９は、活性域３の領域および隣接する導波路１１０、１２０、２１０、２２０の領域において圧倒的に高い。
【００６９】
本技術的解決手段の１つの態様は、最小限の特性（minimum identity）をもって予め定めた領域内の正または負のドーピングが、予め定められた最大ドープ量よりも低いオプトエレクトロニクス部品を提供することにある。
【００７０】
本例では、第１導波路層１１０はアンドープ状態である。ブロッキング層１０内で初めて、正のドープ量が１×１０１９１／ｃｍ３よりも大きい値まで増加する。選択した実施形態によっては、電圧降下を小さくするために、ピーク・ドーピング領域６を、第１導波路層１１０とブロッキング層１０との間の界面に形成することができる。この場合には、したがって、正のドーピング５は、そうでなければアンドープ状態である第１導波路層１１０内ですでに増加している。
【００７１】
しかしながら、正のドープ量は、第１層１２０内のブロッキング層１０の後では１×１０１８１／ｃｍ３の値まで戻るように減少する。図示した例では、さらなる第１層１３０に対する境界領域に続く第１層１２０のドーピングは、１×１０１８／ｃｍ３の領域のままである。境界領域の直前になって初めて、正のドーピング５は、正の第１ピーク・ドーピング領域６内で２×１０１９１／ｃｍ３の値に至るまで増加する。
【００７２】
さらなる第１層１３０では、ドーピングは、第１ピーク・ドーピング領域６のこの最大値からより低い値まで再び減少する。この例示的な実施形態では、低い値とは、１×１０１８／ｃｍ３のドーピング量である。活性域３に対して所定の距離でなければ、正のドーピング５が、さらなる第１層１３０内で、段差１１を介して再び増加し、約１×１０１９／ｃｍ３の値まで達することはない。所定の距離は、さらなる第１層１３０の中心の幾分手前とすることができる。さらなる第１層１３０から追加の第１層１４０への遷移部では、より高い表面ドーピングを実現するために、正のドーピング５は、２×１０１９／ｃｍ３の値まで再度増加する。ドーピングは、追加の第１層１４０内では一定のままである。
【００７３】
ピーク・ドーピング領域６の補助によって実現されるのは、良好なオプトエレクトロニクス特性の提供であり、これは、そうでなければ導波路として使用される第１層１２０内およびさらなる第１層１３０内の正のドープ量が少なくても可能となる。選択する実施形態によっては、活性域３のより近くに配置され、それ故により強度の大きな電磁波９が存在する第１ピーク・ドーピング領域６の高さを、活性域３からより離れたピーク・ドーピング領域６よりも小さくなるように選択することができる。さらなる第１層１３０内の正のドープ量５が増加する段差１１は、同様に、電気伝導率の向上をもたらし、さらには小さな抵抗をもたらす。
【００７４】
正のドーピング・ピークを構成し、成長方向Ｗから見て、小さなバンド・ギャップ８を有する層と大きなバンド・ギャップ８を有する層との間の遷移領域に形成される第１ピーク・ドーピング領域６によって、良好な順方向電圧Ｕｆを実現する。
【００７５】
図６は、層構造および成長方向Ｗに関して図５の実施形態に基づいて構成される、オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示す。しかしながら、図６の実施形態は、図５の実施形態と比較して、第１層構成１００内の正のドーピング５のプロファイルが異なる。正のドーピングは、第１ピーク・ドーピング領域６の最大部に至るまでは図５のプロファイルと同一である。しかしながら、ドーピングは、さらなる第１層１３０内での第１ピーク・ドーピング領域６の低下の後で、勾配をもって好ましくは２×１０１９１／ｃｍ３の値に至るまで連続的に増加する。２×１０１９１／ｃｍ３の値には、さらなる第１層１３０の厚さの、例えば、３分の１または２分の１以内で到達する。その後、ドーピングは、さらなる第１層１３０と追加の第１層１４０との間の遷移部で４×１０１９の値まで増加する。結果として、図５の実施形態と比べて、より高いドーピングをさらなる第１層１３０内で実現し、より高いドーピングを追加の第１層１４０内で実現する。より高いドーピングによる幾分かの吸収の増加および順方向電圧Ｕｆの改善のために、妥協案をこのように選択する。活性域の領域内で電磁波を中心に置くことも、さらに実現される。
【００７６】
図７は、活性域３、第１層構成１００および正のドーピング５に関して図６の実施形態に対応するさらなる実施形態を示す。しかしながら、図６の実施形態と比べて、電磁波の強度９は、第２層構成２００の方向にシフトする。例えば、図６の第２導波路層２１０と比較して第２導波路層２１０がより大きくなる、すなわちより厚くなるように、第２導波路層２１０を形成することでこれを実現する。選択する実施形態によっては、第２層構成２００の方向に、すなわち、ｎ側の方向に波の強度シフトを実現することが可能であり、これは材料組成の対応する変更によって行う。例えば、第２層構成２００内のインジウム濃度の増加によってもしくはアルミニウム濃度の減少によって、またはｎ側の第２導波路の対応する厚みの増加によって、光波のシフトを実現することができる。
【００７７】
電磁波の強度９のｎ側方向へのシフトの結果として、ｐ側の、すなわち第１層構成１００の領域内の電磁波の強度は、より低い強度である。電磁波のより小さな吸収は、このように、層構成１００内の正のドーピングによって引き起こされる。
【００７８】
図８は、図５に基づく第２層構成２００に関連して構成されたエレクトロオプティカル部品のさらなる実施形態を示す。さらに、第１導波路層１１０、ブロッキング層１０および第１層１２０を、図５にしたがって構成した。さらに、さらなる第１層１３０の端部領域に続く正のドーピング５を、図５にしたがってやはり構成した。図５とは対照的に、追加の第１層１４０は、さらなる第１層１３０よりも大きいバンド・ギャップを有する。さらに、追加の第１層１４０は、追加の第１層１よりも小さなバンド・ギャップを有する終端層１５０に隣接する。さらなる第１層１３０の間の遷移領域内のドーピング５は、２×１０１９１／ｃｍ３のドーピングを有する第２ピーク・ドーピング領域７を含む。最大ドープ量が第１ピーク・ドーピング領域６の最大ドープ量よりも高い第２ピーク・ドーピング領域７は、このようにして得られる。図示した例示的な実施形態では、第１ピーク・ドーピング領域６の最大ドープ量は、１×１０１９１／ｃｍ３の範囲内である。これは、ブロッキング層１０内の最大ドープ量に対応する。
【００７９】
追加の第１層１４０内では、ドーピングは、２×１０１９／ｃｍ３の値まで減少する。さらに、ドーピングは、追加の層１４０と終端層１５０との間の遷移部で１×１０２０／ｃｍ３の値まで増加する。多段ｐ型クラッド層を、この実施形態を用いて実現し、ここでは、より優れた順方向電圧Ｕｆを、さらなる第１層１３０の領域内のより小さなバンド・ギャップによって実現する。図５の実施形態においてすでにさらなる第１層１３０が有するバンド・ギャップを最初に有するのは、追加の第１層１４０である。よって、さらなる第１層１３０のドーピングを減少させた領域内のアルミニウム含有量をより少なくすることによって、より優れた順方向電圧Ｕｆを実現する。
【００８０】
図９は、図８の実施形態に実質的に対応するが、バンド・ギャップが勾配をもって広がるように、第１層１２０とさらなる第１層１３０との間の材料遷移部が含まれるさらなる実施形態を示す。さらなる第１層１３０と追加の第１層１４０との間の遷移部を、バンド・ギャップが勾配をもって広がるように同様に構成する。類似の方法で、バンド・ギャップ８は、勾配をもってやはり変化する。
【００８１】
さらに、第１層１２０とさらなる第１層１３０との間およびさらなる第１層１３０と追加の第１層１４０との間のそれぞれの遷移領域内の第１および第２ピーク・ドーピング領域６、７は、勾配を含む領域と少なくとも同じ幅に含まれている。これは、いずれの場合もドーピングが小さなバンド・ギャップを有する層内で増加し、より高いバンド・ギャップのところで勾配が終わりに達した後で初めて、ドーピング５が戻るように減少することを意味する。図８の実施形態および図９の実施形態の両方で、電磁波の高い強度９の範囲内、すなわち、最大強度の５％よりも大きい範囲内で、正のドーピング５を低濃度にドープする。より小さな吸収を結果として実現する。
【００８２】
小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの勾配をもった材料のヘテロ接合を用いると、順方向電圧Ｕｆの改善が実現される。さらに、第２ピーク・ドーピング領域７の最大ドープ量は、第１ピーク・ドーピング領域６の最大ドープ量よりも好ましくは大きい。
【００８３】
図１０は、図８に実質的に対応するように構成されたエレクトロオプティカル部品の実施形態であるが、図８の実施形態とは対照的に、ピーク・ドーピング領域６、７の領域内のドーピング５は、勾配をもってよりゆっくりと上昇する。これは、次の層への材料遷移部からより距離の大きな位置ですでにドーピングの上昇が始まることを意味する。低下は、図８の実施形態と同様に急激に進行しうる。
【００８４】
結果として、第１層１２０の端部領域、およびさらなる第１層１３０の端部領域のそれぞれでドーピング５が増加し、より広い領域を実現する。このようにして、十分に高いドーピングが、異なるバンド・ギャップを有する層の間のヘテロ界面に形成されることを確実にする。良好な順方向電圧Ｕｆを、結果として実現する。
【００８５】
図１１は、図５に基づく層構成１００、２００の構成に関連して作られた部品のさらなる実施形態を示す。しかしながら、ドーピング５は図５とは異なり、正のドーピング５が、より大きなバンド・ギャップを有する材料の方向に材料境界の所定の距離のところですでに増加している。さらに、例えば、ブロッキング層１０から第１層１２０の方向への、ドーピング５の上昇および／または下降も、より大きな勾配に含まれている。さらに、第１層１２０とさらなる第１層１３０との間の遷移領域内でのドーピング５の上昇は、層境界からより距離の大きな位置ですでに始まっている。
【００８６】
さらに、第１ピーク・ドーピング領域６の最大部の後の、より低い値へのドーピング５の低下には勾配が含まれる。さらに、さらなる第１層１３０内のドーピング５は、１×１０１９／ｃｍ３の値まで減少するに過ぎない。ヘテロ接合のところで使用するドーピングの勾配は、異なる大きさのバンド・ギャップを有する異なる層の間のヘテロ界面で十分に高いドーピングを形成するという効果がある。さらに、ピーク・ドーピング領域６の最大値の後でおよび／またはブロッキング層１０の後で、ドーピングの緩やかな減少を使用することが可能となる。良好な、すなわち低い、順方向電圧Ｕｆを、結果として実現する。
【００８７】
例として、電磁波の高い強度９、すなわち、最大の２６％よりも大きい強度の領域内のドーピングが、１×１０１８／ｃｍ３の範囲内の低いドーピングを含むように、正のドーピング５を選択することができる。
【００８８】
図１２は、層構造が図１１の実施形態に対応するさらなる実施形態を示す。同様に、ドーピングは、第１ピーク・ドーピング領域６の最大値に達するまでは図１０の実施形態に対応する。図１１の実施形態とは対照的に、さらなる第１層１３０の領域内のピーク・ドーピング領域６の低下の後のドーピング５は、一定のままではなく、むしろ勾配に続く最小値に達した後で、より高い値へと上昇する。最小値は、１と５×１０１８／ｃｍ３との間の範囲内とすることができる。ドーピングのより高い値は、１×１０１９／ｃｍ３であってもよい。終端層１５０に達する前に、正のドーピング５は、５×１０１９／ｃｍ３の値まで増加する。結果として、良好な順方向電圧Ｕｆと低い吸収との妥協に至る。
【００８９】
図１３は、その構造の点からは図１２の実施形態の対応する部品であるが、さらなるクラッド層１６０を、ブロッキング層１０と第１層１２０との間に形成したさらなる実施形態を示す。さらなるクラッド層１６０は、さらなる第１層１２０と同じバンド・ギャップを含む。負のドーピング５は、ブロッキング層１０の後で、さらなるクラッド層１６０および第１層１２０の初期の領域を介して勾配をもって３×１０１８／ｃｍ３の値まで減少する。
【００９０】
さらに、図１２の実施形態におけるドーピング５とは対照的に、第１ピーク・ドーピング領域６の後に最小値に達した後、およびさらなる第１層１３０内で１から５×１０１８／ｃｍ３の範囲内の最小ドーピング値に達した後で、勾配をもって再び増加し、さらなる第１層１３０内で２×１０１９／ｃｍ３の範囲内のドーピングに到達する。
【００９１】
低いドーピングが電磁波の高い強度９の領域、すなわち、最大値の１７％よりも大きい強度のところに、正のドーピング５のドーピング・プロファイルが存在するように選択する。電磁波のより低い吸収を結果として実現する。さらに、小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの材料のヘテロ接合に、ドーピングの勾配を形成し、ヘテロ界面、すなわち、２つの層の間の境界領域内に十分に高いドーピングを実現する。加えて、境界遷移部の後のドーピングの減少を、緩やかに形成することができる。低い順方向電圧Ｕｆを、このように実現する。上昇するドーピングを、クラッド層の領域内の電磁波の強度を低くすることで実現する。これが、良好な順方向電圧および低い吸収に関する妥協点を構成する。多段クラッド層を用いることで、より良い導波を実現する。
【００９２】
図１４は、第２層構成２００、活性域３、第１導波路層１１０、第１層１２０、ブロッキング層１０およびさらなる第１層１３０の層構成が、図５に対応するさらなる実施形態を示す。図５の実施形態とは対照的に、さらなる第１層１３０は、より薄く作られ、より小さなバンド・ギャップを有する追加の第１層１４０へと遷移する。終端層１５０は、追加の第１層１４０に隣接し、追加の第１層１４０よりもいっそう小さなバンド・ギャップを有する。ドーピング５は、第１層１２０からさらなる第１層１３０への遷移部の後の第１ピーク・ドーピング領域６の後で、１×１０１８／ｃｍ３の値まで勾配をもって減少する。その後で、正のドーピング５は、さらなる第１層１３０から追加の第１層１４０への遷移部で、勾配をもって１×１０１９／ｃｍ３の値に至るまで増加する。追加の第１層１４０から終端層１５０への遷移部では、ドーピングは、１×１０２０／ｃｍ３の値まで再び増加する。上昇は、追加の第１層１４０の端に達する前にすでに行われている。
【００９３】
形成された正のドーピング５は、電磁波の高い強度９を含む領域内に、すなわち、最大強度の２６％よりも大きい範囲内に、低いドーピングが存在するように含まれる。より低い吸収を、結果として実現する。さらに、ヘテロ界面で十分に高いドーピングを実現するために、小さなバンド・ギャップから大きなバンド・ギャップへのヘテロ接合に、ドーピングの勾配を形成する。さらに、ヘテロ界面の後のドーピングの減少を緩やかに行う。低い順方向電圧Ｕｆを、結果として与える。正のドーピングは、クラッド領域内、すなわち、追加の第１層１４０の領域内の、低強度の波とともに増加する。これが、良好な順方向電圧Ｕｆおよび低い電磁吸収にとっての妥協点を構成する。多段クラッド層を用いてより良い導波が実現される。
【００９４】
図１５は、図５にしたがった層構造の模式図を示し、そこには材料層のバンド・ギャップが示されている。図示した例では、ＧａＮを基板１として使用する。さらに、図示した例では、バッファ層を、ＧａＮ基板のＧａ終端表面の上に成長させる。成長方向Ｗは、矢印で図示し、右から左へ進む。
【００９５】
図５とは対照的に、第２層構成２００内の負のドーピング１２を図示する。選択する実施形態によっては、活性域３は、少なくとも２つの量子井戸１５、１６を含んでもよく、各々が障壁層１７、１８、１９の内の２つによって境界を定められる。障壁層１７、１８、１９の負のドーピング１２は、例えば、１×１０１８／ｃｍ３の範囲内であってもよい。量子井戸の層、すなわち、量子膜自体は、アンドープ状態である。さらに、活性域３に隣接する第２導波路層２１０の負のドーピング１２を含み、それは、例えば、１×１０１８／ｃｍ３の範囲内である。第２層２２０に関しては、活性域３から離れた方向に境界領域の近くの位置までは、負のドーピング１２は一定であり、次いで、負の第１ピーク・ドーピング領域１３の形で１×１０１９／ｃｍ３の値まで増加する。その後で、第１ピーク・ドーピング領域１３内の負のドーピング１２は、第２層２２０内で１×１０１８／ｃｍ３の値まで再び低下する。
【００９６】
第２層２２０では、負のドーピング１２は、大きさが１×１０１８／ｃｍ３程度の範囲内に留まる。第２層２２０の端では、さらなる第２層２３０に達する前に、負のドーピング１２は、第２負のピーク・ドーピング領域１４内で１×１０１９／ｃｍ３の値まで増加し、これは次にさらなる第２層２３０内で２×１０１８の値まで低下するためである。さらなる第２層２３０では、負のドーピング１２は、２×１０１８／ｃｍ３の範囲内と続く追加の第２層２４０でほぼ一定のままである。部品の動作中には、電磁波が最小値よりも大きい強度９を含む第２層構成２００の層は、よって低濃度にドープされる。低い吸収損失は、このように上昇する。さらに、負のピーク・ドーピング領域を含む層間のヘテロ界面、すなわち、ドーピング・スパイクを高濃度にドープする。良好な、すなわち、低い順方向電圧Ｕｆを、このように実現する。さらに、強度９を有する電磁波を、活性域３の中心に置く。このように高いフィリングファクタを与え、良好なレーザしきい値を実現する。
【００９７】
図１６は、層構造の点では図１５の実施形態に対応するエレクトロオプティカル部品のさらなる実施形態を示す。負のドーピング１２に関して、図１６も同様に、活性域３を除いて図１５の実施形態に対応する。図１５とは対照的に、活性域３は、いずれの場合にも、２つの量子井戸１５、１６の境界を定める３つの障壁層１７、１８、１９内で、５×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピング１２を含む。さらに、第２の層構成２００の層においては、１×１０１８／ｃｍ３以下の低い負のドーピング１２が、電磁波の強度９の最大値から８％以上大きい位置に存在するように、電磁波の強度９と関連した負のドーピング１２を形成する。
【００９８】
図１７は、層構造に関して図１５の実施形態と同一であるオプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示す。図１６の実施形態とは対照的に、負の第１ピーク・ドーピング領域１３および負の第２ピーク・ドーピング領域１４を除いて、第２導波路層２１０および第２層２２０を、低濃度にドープする、すなわち、１×１０１７／ｃｍ３未満のドーピングを行うまたはドーピングしない。活性域３の障壁層１７、１８、１９を、図１６の実施形態にしたがって高濃度にドープする。負の第１ピーク・ドーピング領域１３を、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の遷移領域内に形成し、活性域３から離れた方向から見たドーピングは、第２導波路層２１０の端の領域で始まり、第２層２２０の初期領域内の最大値を超えた後で再び減少する。
【００９９】
第２層２２０とさらなる第２層２３０との間の遷移領域内の負のドーピング１２を、同じ方法で形成する。この場合には、負のドーピングは、第２層２２０の端の領域内で１×１０１７／ｃｍ３未満の値から１×１０１９／ｃｍ３の値に至るまで増加し、次いで、さらなる第２層２３０内で３×１０１８／ｃｍ３の値まで減少する。負のドーピング１２は、さらなる第２層２３０の領域内では３×１０１８の範囲内で一定のままである。追加の第２層２４０の領域においても同様である。
【０１００】
図１８は、オプトエレクトロニクス部品が図１５と同じ層構造を含むさらなる実施形態を示す。図示した実施形態では、活性域３は、障壁層１７、１８、１９によってそれぞれ境界を定められた２つの量子井戸１５、１６を含む。中央の障壁層１８は、３×１０１８／ｃｍ３の範囲内のドーピング１２を含む。２つの外側障壁層１７、１９は、２×１０１８／ｃｍ３の範囲内のドーピング１２を含む。第２導波路層２１０を低濃度にドープする、すなわち、１×１０１７未満の負のドーピングを提供する。さらに、負の第１ピーク・ドーピング領域１３を、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の遷移部に形成する。第１負のピーク・ドーピング領域１３は、図１７の実施形態と比較してより大きな幅を有する。負のドーピングは、第２導波路層２１０の中へと広がり、さらには第２層２２０の中１０ｎｍ、２０ｎｍまたはそれどころか３０ｎｍ以上にまで広がることができる。このようにして、十分に高いドーピングが第２導波路層２１０と第２層２２０との間の境界領域内に存在することが確実となる。負の第２ピーク・ドーピング領域１４を、同じ方法で形成し、その結果、負のドーピングは、第２層２２０の端部領域の中へと１０ｎｍ、２０ｎｍまたは３０ｎｍ以上の深さまで広がり、さらなる第２層２３０の初期領域の中へとひろがる。ドーピングは、さらなる第２層２３０では３×１０１８の範囲内で一定のままである。追加の第２層２４０においても同様である。
【０１０１】
対応する幅を有する勾配形のドーピング・プロファイルの構成によって、低い順方向電圧Ｕｆを実現する。さらに、量子井戸の間の活性域３の中央の障壁層１８をより高濃度にドープする。その結果、注入の改善を実現する。
【０１０２】
図１９は、オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態を示し、その層を図１５の部品にしたがって構成する。さらに、第２層構成２００は、負の第１ピーク・ドーピング領域１３および負の第２ピーク・ドーピング領域１４を含む。図１８の実施形態とは対照的に、負の第１ピーク・ドーピング領域１３を、幅広くなるように形成する。負のピーク・ドーピング領域１３の幅は、２０ｎｍ、４０ｎｍ、６０ｎｍ以上であってもよい。この場合には、負の第１ピーク・ドーピング領域１３を、第２導波路層２１０および第２層２２０内で等分に配置することができる。さらに、第１負のピーク・ドーピング領域１３は、２×１０１９／ｃｍ３の範囲内であるドーピングを含む。第２導波路層２１０は、第１ピーク・ドーピング領域１３の外側では事実上アンドープ状態である、すなわち、ドーピングは、１×１０１７／ｃｍ３以下である。同様に、負の第２ピーク・ドーピング領域１４の幅は、２０ｎｍ、４０ｎｍ、または６０ｎｍ以上である。負の第２ピーク・ドーピング領域１４を、好ましくは第２層２２０およびさらなる第２層２３０内で等分に形成する。図示した実施形態では、第２負のピーク・ドーピング領域１４は、１×１０１９／ｃｍ３の範囲内のドーピングを含む。
【０１０３】
図示した例示的な実施形態では、活性域３は、３つの障壁層１７、１８、１９によって境界を定められた２つの量子井戸１５、１６を含む。ここで、第３の障壁層１９および第２障壁層１８はいずれの場合においても、５×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピングを含む。第１層構成１００に隣接する第１障壁層１７は、実質的にアンドープ状態である、すなわち、第１障壁層１７は、１×１０１７／ｃｍ３未満のドーピングを含む。
【０１０４】
電磁波の低い吸収損失を、また、この実施形態を用いて実現する。さらに、順方向電圧Ｕｆに関する良好な値を、負の第１および第２ピーク・ドーピング領域１３、１４の広い構成によって実現する。活性域の中への良好な注入を、障壁層１８、１９の高いドーピングにより可能にする。
【０１０５】
図２０は、図１５の実施形態の層構造に実質的に対応するが、活性域３と第２導波路層２１０との間、ならびに第２導波路層２１０と第２層２２０の間、および第２層２２０とさらなる第２層２３０との間の遷移領域内で材料組成が連続的に変化し、その結果、遷移領域内のバンド・ギャップ８を勾配状に構成するさらなる実施形態を示す。さらに、第２導波路層２１０と第２量子井戸１６との間に形成した第３の障壁層１９は、５×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピングを含む。第１量子井戸１５と第２量子井戸１６との間に配置された第２障壁層は、４×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピングを含む。第１量子井戸１５と第１層構成１００との間に配置された第１障壁層１７は、１×１０１７／ｃｍ３よりも低い、実質的に低い負のドーピングを含むか、またはドーピングなしである。
【０１０６】
負の第１および第２ピーク・ドーピング領域１３、１４は、いずれの場合も、それぞれ第２導波路層２１０と第２層２２０との間、および第２層２２０とさらなる第２層２３０との間に配置する。負の第１および第２ピーク・ドーピング領域１３、１４は、このように層遷移部の勾配領域内に位置する。好ましくは、ピーク・ドーピング領域１３、１４は、少なくとも勾配部と同程度の幅であり、それぞれの隣接する層で始まって終わる。負の第１および第２ピーク・ドーピング領域１３、１４の幅は、好ましくは２０ｎｍ、４０ｎｍまたは６０ｎｍ以上である。第１および第２負のピーク・ドーピング領域１３、１４は、５×１０１８／ｃｍ３の範囲内であるドーピングを含む。第１ピーク・ドーピング領域１３の外側では、第２導波路層２１０は、実質的にアンドープ状態である、すなわち、ドーピングは、１×１０１７未満である。さらに、第１および第２ピーク・ドーピング領域１３、１４の外側の領域内の第２層２２０は、実質的に負のアンドープ状態である、すなわち、ドーピングは、１×１０１７／ｃｍ３未満の範囲内にある。さらなる第２層２３０および隣接する追加の第２層２４０は、３×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピングを含む。
【０１０７】
材料組成に関して勾配をもった個々の層の間のヘテロ界面の構成、およびそれに付随する、勾配状に上昇または下降するバンド・ギャップにより、低い順方向電圧Ｕｆを実現する。
【０１０８】
図２１は、さらなる実施形態を示し、その層構造は図１５に対応する。さらに、第２導波路層２１０と第２層２２０との間の遷移領域内の負のドーピング１２は、図１８の負の第１ピーク・ドーピング領域１３にしたがって構成された比較的広いピーク形状の負の第１ピーク・ドーピング領域１３を含む。この場合には、幅を、２０ｎｍ、４０ｎｍ、６０ｎｍ以上の範囲内とすることができる。負の第１ピーク・ドーピング領域１３の外側の第２導波路層２１０は、実質的にアンドープ状態である、すなわち、ドーピングは、１×１０１７／ｃｍ３未満である。第２層２２０の層厚さのほぼ中心では、ドーピングは、１×１０１７／ｃｍ３未満の値から３×１０１８／ｃｍ３の値まで増加し、活性域３から離れる方向から見て、第２層２２０の端に達する直前まで、さらなる第２層２３０の方向に実質的に一定のままであり、こうして負の第２ピーク・ドーピング領域１４を形成する。第２ピーク・ドーピング領域１４を、負の第１ピーク・ドーピング領域１３よりも幅が狭くなるように形成する。負の第２ピーク・ドーピング領域１４の幅は、例えば、３０ｎｍ未満に、特に２０ｎｍ未満にすることができる。
【０１０９】
負の第１ピーク・ドーピング領域１３は、２×１０１９／ｃｍ３のピーク・ドーピングを含む。負の第２ピーク・ドーピング領域１４は、１．５×１０１９／ｃｍ３の範囲内のドーピングを含む。さらなる第２層２３０内では、負のドーピング１２は、負の第２ピーク・ドーピング領域１４の後で４×１０１８／ｃｍ３の値まで減少する。さらなる第２層２３０から追加の第２層２４０への遷移部では、ドーピングは、１×１０１８の値まで減少する。
【０１１０】
活性域３は、１×１０１８の範囲内のドーピングを含む第３の障壁層１９を含む。第３の障壁層１９は、第２導波路層２１０に隣接する。２つの量子井戸の間に配置された第２障壁層１８は、８×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピング１２を含む。第１層構成１００に隣接する第１障壁層１７は、８×１０１８／ｃｍ３の範囲内の負のドーピング１２を同様に含む。３つの障壁層１７、１８、１９の間に配置された２つの量子井戸１５、１６は、実質的にアンドープ状態である、すなわち、ドーピングは、１×１０１７／ｃｍ３未満である。
【０１１１】
活性域および負の第１ピーク・ドーピング領域１３を除いた、電磁波の最大強度の２３％よりも大きい強度が配される層が実質的にアンドープ状態となるように、オプトエレクトロニクス部品を構成する。低い内部吸収損失を結果として実現する。さらに、導波路として構成される第２層２２０の一部を、より良好な順方向電圧Ｕｆのためにドープする。さらに、ヘテロ界面を、ピーク・ドーピング領域を用いて形成する。良好なＵｆを結果として実現する。
【０１１２】
図２２は、実質的に図１６にしたがって作製したオプトエレクトロニクス部品であるが、図１６の構成と比較して、第２導波路層２１０が第１導波路層１１０よりも著しく広くなるように第２導波路層２１０が構成されているオプトエレクトロニクス部品の構成を示す。このようにして、電磁波をｎ側の方向に、すなわち、第２層構成２００の方向にシフトさせる。内部吸収損失のさらなる低減を結果として実現する。例えば、第２層構成２００内のインジウム濃度の削減、もしくはアルミニウム濃度の増加により、またはｎ側の、すなわち、第２層構成２００内の、第２導波路の対応する広い厚さにより、光波のシフトを実現することができる。
【０１１３】
それ以外には、負のピーク・ドーピング領域１３、１４を、それぞれ、層の遷移部または界面の端部に形成する。
【０１１４】
図５から図１４に図示したような第１層構成１００の様々な層構造およびそのドーピングを、図１５から図２２の第２層構成２００の様々な層構造およびその層構成と組み合わせることができる。図５から図１４の第１層構成１００の個々のセクションを、図１５から図２２の第２層構成２００のセクションとやはり組み合わせることができる。
【０１１５】
図に示したようなバンド・ギャップまたはドーピングに関する値は、良好な結果をもたらす例である。ドーピングおよび／またはバンド・ギャップに関して図示した値または説明した値は、これらからずれてもよく、特に±３０％はずれてもよい。図５から図２２を参照して説明したようなドーピングおよび／またはバンド・ギャップに関する値、および／または層材料を、図１から図４についても、対応する部分に適用することができる。
【０１１６】
部品について選択した実施形態によっては、図５から図１４に示した第１層構成１００の層構造および正のドーピング・プロファイル５を、図１５から図２２に示した様々な層構造およびその様々な負のピーク・ドーピング・プロファイル１４と組み合わせることができる。さらに、図１５から図２２の活性域３の負のドーピング１２に関する図示した例を、図１５から図２２の様々な負のドーピング・プロファイル１２や、図５から図１４に示した第１層構成１００の層構造およびその正のドーピング・プロファイル５とも組み合わせることができる。
【０１１７】
正のドーピングに関して、例として、マグネシウム、炭素、ベリリウム、亜鉛、カドミウムおよび／またはカルシウムを、ドーパントとして使用することができる。説明した構成は、特に、ピエゾ電気材料を構成する窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム材料系に対して適している。特に、異なるアルミニウム含有量および／またはインジウム含有量を有する材料間のヘテロ界面で、ピエゾ電気効果によって電圧降下が生じることがある。これゆえ、小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの、すなわち、例えば、窒化ガリウムから窒化アルミニウム・ガリウムへの、窒化インジウム・ガリウムから窒化ガリウムへの、窒化インジウム・ガリウムから窒化アルミニウム・ガリウムへの、または窒化アルミニウム・ガリウムからより高いアルミニウム濃度を含む窒化アルミニウム・ガリウムへの遷移部に、正のピーク・ドーピング領域を形成することが有利である。これは、特に、窒化ガリウムのガリウム面上の成長に対して当てはまる。窒化ガリウムの窒素終端面上の成長の場合には、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部をドープする。この場合には、材料を、二元（窒化ガリウム、窒化アルミニウム）、三元（窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム）または四元（窒化アルミニウム・インジウム・ガリウム）とすることができる。
【０１１８】
ヘテロ界面の間のバルク領域は、ここでは、電磁放射の吸収を減少させるまたは回避するために、好ましくは低濃度にドープしたままである。ドーピングを、ここでは、光波の強度９が最小限度を超える領域内でのみ減少させることが好ましい。ドーピング領域の高さを、電磁波の吸収を制限または回避するために、同様に、最大値に制限することができる。ドーピングを、ここでは、光波の強度が最小値よりも大きい領域内で減少させることが好ましい。それどころか電磁波の強度のない領域におけるピーク・ドーピング領域内のドーピングの高さを、電磁波の低い強度の領域内よりも小さくなるように選択することができる。吸収損失を、結果としてさらに減少させることができる。
【０１１９】
さらに、低い正のドーピング領域では、アルミニウム含有量を減少させることができ、導電率を高めるために、バンド・ギャップおよび活性化エネルギーを結果的に小さくすることができる。
【０１２０】
より良好な充填率が実現されるように、好ましくは光波を活性域の中心に置くか、または吸収が生じにくくなるようにｎ側に導く。後述の場合には、光波の最大部は、活性域とｎ型コンタクト、すなわち、第２層構成２００との間にあることが好ましい。レーザーしきい値、特にレーザ特性曲線の勾配と、さらにはレーザ・ダイオードの効率とを、内部損失の低減の結果として改善する。結果として、より高い出力およびより長い寿命が可能であるか、またはオプトエレクトロニクス部品をより高い温度で動作させることができる。ピーク・ドーピング領域を導入することによって実現されるのは、レーザ・ダイオードの順方向電圧Ｕｆが低く、良好な効率をこのように実現することである。
【０１２１】
正のドーピングまたは正のピーク・ドーピング領域は、１つまたは複数の正のドーパントを含んでもよい。ドーピングを、１×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは５×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、特に好ましくは８×１０１８／ｃｍ３、特に１×１０１９／ｃｍ３よりも大きくすることができる。
【０１２２】
例として、第１に、最大値に対する光波の強度９が最小値よりも大きい層を、低濃度にドープする。最小値は、最大値の４０％、１５％または３％を占めることができる。低濃度にドープすることは、ドーパント濃度が２×１０１９／ｃｍ３未満、好ましくは８×１０１８／ｃｍ３未満、特に好ましくは４×１０１８／ｃｍ３未満である。活性域の反対を向く−強度が上に述べた数値よりも小さい層の領域を、５×１０１８／ｃｍ３よりも大きい、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３よりも大きいドーパント濃度でドープすることができる。定期的なドーピングのほかに、例として、波の強度低下に対応する方法で正のドーピングに漸進的な上昇を与えることも可能である、すなわち、ドーピングを、活性域３からの距離が大きいほど増加させることができる。
【０１２３】
上述した対応する正のドーピングに加えて、またはその代わりに、ｎ側の負のドーピングを対応するように選択することができる。例えば、窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム材料系において上述した利点が得られる。これは、窒化アルミニウム・ガリウム・インジウムが、そのピエゾ電気特性故に、アルミニウム含有量および／またはインジウム含有量の異なる材料間の特にヘテロ界面での電圧降下が高いピエゾ電気材料を構成するためである。したがって、大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの、例えば、窒化ガリウムから窒化インジウム・ガリウムへの、または窒化アルミニウム・ガリウムから窒化ガリウムへの、または窒化インジウム・ガリウムからより高いインジウム濃度を含む窒化インジウム・ガリウムへの遷移部を、負のピーク・ドーピング領域に形成することが有利になりうる。これは、例えば、窒化ガリウムのガリウム終端面上の成長について当てはまる。窒化ガリウムの窒素終端面上の成長の場合には、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部をドープする。この場合には、材料を、二元（窒化ガリウム、窒化アルミニウム）、三元（窒化アルミニウム・ガリウム、窒化インジウム・ガリウム）または四元（窒化アルミニウム・インジウム・ガリウム）とすることができる。
【０１２４】
ヘテロ界面の間のバルク領域を、ここでは、低濃度にドープするか、または名目上アンドープ状態にすることができる。このドーピングは、光波の強度が予め定めた最小値よりも大きい領域内で減少させることが好ましい。量子井戸の上流に、下流に、または間に配置された活性域の障壁層のうちの１つまたは複数を、少なくとも部分的に負にドープすることができる。さらに、光波を、例えば、ｎ側に導くことができ、その結果、光波の最大部を活性域とｎ型コンタクトとの間に好ましくは配置する。
【０１２５】
光波がかなりの強度を有する領域内のドーピングを減少させることによって、オプトエレクトロニクス部品の内部損失を、特にレーザの場合には減少させる。結果として、レーザしきい値が改善され、特に、レーザ特性曲線の勾配、そしてレーザ・ダイオードの効率が大きくなる。結果として、より高い出力およびより長い寿命が可能であるか、またはエレクトロオプティカル部品をより高い温度で動作させることができる。負のピーク・ドーピング領域のドーピングに関する値を、５×１０１７／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、特に好ましくは２×１０１８／ｃｍ３、好ましくは５×１０１８／ｃｍ３よりも大きい範囲内に選択することができる。例として、ケイ素、酸素またはゲルマニウムを、負のドーパントとして使用することができる。
【０１２６】
活性域の反対を向き、強度が予め定めた最大値よりも小さいｎ側の領域を、例えば、５×１０１７／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３よりも大きいドーパント濃度でドープする。活性域内のまたは活性域の障壁層内のドーパント濃度は、例えば、５×１０１７／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは２×１０１８／ｃｍ３よりも大きく、特に好ましくは５×１０１８／ｃｍ３よりも大きい。好ましくは、ｎ側では、３から６×１０１８／ｃｍ３の範囲内のドーピングを、負のピーク・ドーピング領域の外側に行うことができる。
【０１２７】
図１から図２２のオプトエレクトロニクス部品を、例えば、レーザ、特にレーザ・ダイオードもしくはストライプ・レーザ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成する。
【０１２８】
図を参照して説明した構成は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料からなる層および層構成に適している。ここでは、層がＩＩＩ族またはＩＩ族元素で終端された表面を含むように層を成長させ、ＩＩＩ族元素は、Ａｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、ＩＩ族元素は、Ｚｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、２つの層を活性域に対してｐ側に配置し、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部を層の成長方向から見て２つの層の間に形成し、ピーク・ドーピング領域を界面で正にドープする。
【０１２９】
さらに、図を参照して説明した構成は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料からなる層および層構成に適している。ここでは、層がＩＩＩ族またはＩＩ族元素で終端された表面を含むように層を堆積し、ＩＩＩ族元素は、Ａｌ、ＩｎまたはＧａの群からであり、ＩＩ族元素は、Ｚｎ、ＭｇまたはＣｄの群からであり、２つの層を活性域に対してｎ側に配置し、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部を層の成長方向から見て２つの層の間に形成し、ピーク・ドーピング領域を界面で負にドープする。
【０１３０】
さらに、図を参照して説明した構成は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料からなる層および層構成に適している。ここでは、層がＶ族またはＶＩ族元素で終端された表面を含むように化合物半導体材料の層を成長させ、Ｖ族元素は、Ｎ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、ＶＩ族元素は、酸素であり、２つの層を活性域に対してｐ側に配置し、より大きなバンド・ギャップからより小さなバンド・ギャップへの遷移部を層の成長方向から見て２つの層の間に形成し、ピーク・ドーピング領域を界面で正にドープする。
【０１３１】
さらに、図を参照して説明した構成は、二元、三元および／または四元のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料からなる層および層構成に適している。ここでは、層がＶ族元素またはＶＩ族元素で終端された表面を含むように化合物半導体材料の層を成長させ、Ｖ族元素は、Ｎ、ＡｓまたはＳｂの群からであり、ＶＩ族元素は、酸素であり、２つの層を活性域に対してｎ側に配置し、より小さなバンド・ギャップからより大きなバンド・ギャップへの遷移部を層の成長方向から見て２つの層の間に形成し、ピーク・ドーピング領域を界面で負にドープする。層の成長方向を、格子構造のｃ軸に平行にすることができるが、例えば、±２０°だけまたはそれ以上ｃ軸からずれてもよい。ｃ軸からのずれが大きいほど、層間の界面に形成される分極場は小さくなる。ｃ軸の方位から９０°だけずれる場合には、分極場は０である。
【０１３２】
さらに、図を参照して説明した構成は、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料、特に酸化亜鉛および／または酸化マグネシウム亜鉛からなる層および層構成に適している。ここでは、電圧降下が、層の異なる構成によって引き起こされる分極場のために２つの層の界面で生じる。これらの界面でもまた、ピーク・ドーピング領域を用いて、電圧降下を少なくとも減らすことができる。
【０１３３】
図２３は、ＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料のウルツ鉱型構造を示す概略図である。構造は、２つの元素の原子から構成される。２つの異なる元素３００と４００の原子を、図では、一方を丸３００として示し、もう一方を二重丸４００として示した。ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料またはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料の場合に、それぞれ、２つの元素３００と４００は、ＩＩＩ族およびＶ族の元素、またはＩＩ族およびＶＩ族の元素により構成される。図示したウルツ鉱型構造は、二重丸４００の元素により終端されている。０００１面に垂直に延びるＣ軸を加えて図示している。
【０１３４】
構成によっては、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料の場合の二重丸４００の位置は、ＩＩＩ族元素の原子またはＶ族元素の原子により占有することができる。その結果、ウルツ鉱型構造を、ＩＩＩ族元素またはＶ族元素により終端させることができる。
【０１３５】
構成によっては、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料の場合の二重丸４００の位置は、ＩＩ族元素の原子またはＶＩ族元素の原子により占有することができる。その結果、ウルツ鉱型構造を、ＩＩ族元素またはＶＩ族元素により終端させることができる。
【０１３６】
本発明を好ましい例示的な実施形態によってより具体的に図示し、詳細に説明したが、本発明は、開示した例によっては限定されることはなく、当業者は、本発明の権利範囲から逸脱することなく、他の種類の実施形態を導くことができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  基板
２  バッファ層
３  活性域
４  屈折率
５  正のドーピング
６  正の第１ピーク・ドーピング領域
７  正の第２ピーク・ドーピング領域
８  バンド・ギャップ
９  電磁波の強度
１０  ブロッキング層
１１  段差
１２  負のドーピング
１３  負の第１ピーク・ドーピング領域
１４  負の第２ピーク・ドーピング領域
１５  第１量子井戸
１６  第２量子井戸
１７  第１障壁層
１８  第２障壁層
１９  第３障壁層
１００  第１層構成
１１０  第１導波路層
１２０  第１層
１３０  さらなる第１層
１４０  追加の第１層
１５０  終端層
１６０  さらなるクラッド層
２００  第２層構成
２１０  第２導波路層
２２０  第２層
２３０  さらなる第２層
２４０  追加の第２層
３００  第１元素
４００  第２元素
【図１】
0006551705.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006551705.tif 000004
【図４】
0006551705.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006551705.tif 000007
【図７】
0006551705.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006551705.tif 000011
【図１１】
0006551705.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006551705.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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