(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等電子トラップを形成する不純物を添加された混晶半導体からなる第１の半導体結晶部材であって、該等電子トラップがつくる状態密度が、該第１の半導体結晶部材の禁制帯中の第１のエネルギ準位と第２のエネルギ準位との範囲内に広がって分布している前記第１の半導体結晶部材と、
前記第１の半導体結晶部材中の前記等電子トラップに起因する光吸収が生ずる波長域内の複数の波長の光から１つの波長の光を、選択的に、前記第１の半導体結晶部材に照射する励起用光源と、
前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされている状態と、トラップされていない状態とを識別する読出手段と
を有する半導体光記憶装置。
【請求項２】
前記励起用光源の照射し得る光の波長域が、価電子帯の電子を前記等電子トラップのエネルギ準位まで励起させるエネルギの範囲に相当する請求項１に記載の半導体光記憶装置。
【請求項３】
さらに、前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされることにより生成された反対導電型の第２のキャリアを、該等電子トラップの分布する領域外まで輸送し、該等電子トラップと該第２のキャリアとを空間的に分離する分離手段を有する請求項１または２に記載の半導体光記憶装置。
【請求項４】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材を挟むように配置されたｐ型半導体部材とｎ型半導体部材を含む請求項３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項５】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材に隣接して配置され、前記第２のキャリアをトラップする他の等電子トラップが形成された第２の半導体結晶部材を含む請求項３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項６】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材中に電場を発生させる請求項３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項７】
前記第１の半導体結晶部材が間接遷移型半導体で形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の半導体光記憶装置。
【請求項８】
前記第１の半導体結晶部材を形成する混晶化合物半導体の構成元素の組成比が、巨視的に変動している請求項１〜７のいずれかに記載の半導体光記憶装置。
【請求項９】
前記読出手段が、前記第１のキャリアを前記第１の等電子トラップがつくる状態に遷移させるエネルギの範囲に相当する波長域の光について、前記第１の半導体結晶部材の吸収スペクトルを観測する請求項７または８に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１０】
さらに、前記第１の等電子トラップにトラップされた第１のキャリアの束縛状態を解く消去手段を有する請求項１〜９のいずれかに記載の半導体光記憶装置。
【請求項１１】
等電子トラップを形成する不純物を添加された第１の半導体結晶部材と、
前記等電子トラップに起因する光吸収が生ずる波長の光を前記第１の半導体結晶部材に照射する励起用光源と、
前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされている状態と、トラップされていない状態とを識別する読出手段と
を有する半導体光記憶装置。
【請求項１２】
前記励起用光源が、価電子帯の電子を前記等電子トラップのエネルギ準位まで励起させるエネルギに相当する波長の光を前記第１の半導体結晶部材に照射する請求項１１に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１３】
さらに、前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされることにより生成された反対導電型の第２のキャリアを、該等電子トラップの分布する領域外まで輸送し、該等電子トラップと該第２のキャリアとを空間的に分離する分離手段を有する請求項１１または１２に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１４】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材を挟むように配置されたｐ型半導体部材とｎ型半導体部材を含む請求項１３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１５】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材に隣接して配置され、前記第２のキャリアをトラップする他の等電子トラップを含む第２の半導体結晶部材を含む請求項１３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１６】
前記分離手段が、前記第１の半導体結晶部材中に電場を発生させる電圧印加手段である請求項１３に記載の半導体光記憶装置。
【請求項１７】
前記第１の半導体結晶部材が間接遷移型半導体で形成されている請求項１１〜１６のいずれかに記載の半導体光記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光記憶装置に関し、特にホールバーニング現象を利用した半導体光記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク等の記録密度を大幅に向上させるための１つの解決策として、ディスク上の１か所に周波数の異なる光の各々によりホールバーニングを生じさせる技術が提案されている。また、ホールバーニングされた状態を長時間保持する永続的ホールバーニング（ＰＨＢ）を示す材料の研究が行われている。Ｓｍ2+を添加したフッ化ガラスや、Ｅｕ3+を添加したＹ2 ＳｉＯ5 結晶が、低温でＰＨＢを示すことが報告されている。また、ガラス中にＣｕＣｌ等の微結晶を分散させたＰＨＢ材料が知られている。
【０００３】
フッ化ガラスは非晶質であるため、フッ化ガラス中に添加されたＳｍ2+イオンの周囲に、組成や歪の空間的な揺らぎが生じている。この揺らぎのために、Ｓｍ2+イオンの吸収スペクトルの吸収中心波長が、測定空間内で揺らぎを持つ。このため、測定空間内の吸収スペクトルのピークがブロードになる。このブロードなピークは、幅の狭い均一幅のピークの集合である。吸収スペクトルのピークをブロードにすることにより、ホールバーニング現象を利用し、周波数空間内で多重化して情報を記憶することができる。
【０００４】
Ｅｕ3+を添加したＹ2 ＳｉＯ5 結晶を用いる場合には、結晶の組成の変動や歪により、吸収スペクトルのピークがブロードになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＨＢ材料においては、非晶質材料もしくは結晶材料中の組成やひずみの揺らぎにより、吸収スペクトルのピークをブロードにしている。しかし、この方法を用いて吸収スペクトルのピーク幅をブロードにし得る範囲は限られている。
【０００６】
本発明の目的は、吸収スペクトルのピークを制御性よくブロードにすることが可能な半導体光記憶装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、半導体基板上に形成し得る光記憶装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、等電子トラップを形成する不純物を添加された混晶半導体からなる第１の半導体結晶部材であって、該等電子トラップがつくる状態密度が、該第１の半導体結晶部材の禁制帯中の第１のエネルギ準位と第２のエネルギ準位との範囲内に広がって分布している前記第１の半導体結晶部材と、前記第１の半導体結晶部材中の前記等電子トラップに起因する光吸収が生ずる波長域内の複数の波長の光から１つの波長の光を、選択的に、前記第１の半導体結晶部材に照射する励起用光源と、前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされている状態と、トラップされていない状態とを識別する読出手段とを有する半導体光記憶装置が提供される。
【０００９】
第１の半導体結晶部材に、励起用光源から励起光を照射すると、キャリアが、当該励起光の波長に相当するエネルギ準位にある等電子トラップにトラップされる。このため、ホールバーニングが生じ、その波長における光吸収強度が小さくなる。この光吸収強度の低下により、情報を記憶することができる。等電子トラップがつくる状態密度が、エネルギ準位のある範囲内に広がって分布しているため、周波数空間内で多重化して、情報を記憶することができる。
【００１０】
本発明の他の観点によると、等電子トラップを形成する不純物を添加された第１の半導体結晶部材と、前記等電子トラップに起因する光吸収が生ずる波長の光を前記第１の半導体結晶部材に照射する励起用光源と、前記等電子トラップに第１のキャリアがトラップされている状態と、トラップされていない状態とを識別する読出手段とを有する半導体光記憶装置が提供される。
【００１１】
ホールバーニングを生ずる部材を半導体結晶で形成しているため、半導体基板上に、光記憶装置を形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の実施例による半導体光記憶装置の概略図を示す。ＧａＰ基板１の表面上に、厚さ約１０μｍのＧａＡｓＰバッファ層２が形成され、その上に窒素（Ｎ）をドープされた厚さ１〜２μｍのＧａＡｓＰ層３が形成されている。ＧａＡｓＰ層３のＮ濃度は、例えば１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3である。ＧａＡｓＰバッファ層２には、その厚さ方向に関して組成に勾配が設けられており、ＧａＰ基板１とＮドープＧａＡｓＰ層３との格子不整合を緩和する。
【００１３】
励起用光源２０がＮドープＧａＡｓＰ層３に励起光２１を照射する。読出用光源３０が、励起光２１よりも微弱な読出光３２をＧａＰ基板１に、その裏面から照射する。読出手段３０が、ＧａＰ基板１、ＧａＡｓＰバッファ層２及びＮドープＧａＡｓＰ層３からなる積層構造を透過した透過光３３を分光し、これら積層構造の吸収スペクトルを観測する。
【００１４】
ＧａＡｓＰバッファ層２及びＮドープＧａＡｓＰ層３は、例えば有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）により形成することができる。Ｇａ、Ａｓ、Ｐ、及びＮの原料として、それぞれトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、フォスフィン（ＰＨ3 ）、及びアンモニア（ＮＨ3 ）を用いる。成長条件は、例えば基板温度６５０℃、雰囲気圧力７０Ｔｏｒｒである。
【００１５】
次に、図２を参照して、第１の実施例による半導体光記憶装置の記憶原理について説明する。
【００１６】
一般に、ＮをドープしたＧａＰ結晶の低温での光吸収スペクトルを測定すると、複数の鋭いピークが観測される。この吸収線は、Ｎ−Ｎペアが作る離散的な等電子トラップと価電子帯との間の電子の遷移によるものと考えられる。この吸収線の現れる波長及びその強度は、結晶中におけるＮ原子の距離やＮ濃度によって変化する。第１の実施例では、中心波長が少しずつずれた複数の吸収線が現れるような構成とし、結果的に比較的ブロードな吸収ピークを実現している。
【００１７】
図２（Ａ）は、図１のＮドープＧａＡｓＰ層３のエネルギバンド図を示す。図２（Ａ）の横方向が、ＮドープＧａＡｓＰ層３の厚さ方向を表す。巨視的には、ＡｓとＰとの組成比は一定であるが、微視的には、組成比が揺らいでいる。この揺らぎのために、伝導帯下端Ｅｃ及び価電子帯上端Ｅｖのエネルギ準位が空間的に揺らいでいる。伝導帯下端Ｅｃよりもやや低エネルギの位置に、Ｎに起因した等電子トラップ４が形成されている。等電子トラップ４のエネルギ準位は、伝導帯下端Ｅｃの揺らぎに応じた揺らぎを持っている。このため、等電子トラップ４による状態密度が、あるエネルギ範囲に広がって分布する。
【００１８】
等電子トラップ４のエネルギ準位の揺らぎと価電子帯上端Ｅｖのエネルギ準位の揺らぎとは不規則である。このため、価電子帯の電子を等電子トラップ４まで励起するために必要なエネルギが、等電子トラップ４の各々について同一ではなくなる。すなわち、等電子トラップ４に電子が励起されることによる光の吸収波長が、ある幅を有することになる。
【００１９】
図２（Ｂ）は、ＮドープＧａＡｓＰ層３の等電子トラップ４による光吸収スペクトルを示す。上述のように、吸収スペクトルのピークは、波長λ1 からλ2 までの範囲に広がった比較的ブロードな形状を示す。
【００２０】
図１に示す励起用光源２０は、波長λ1 からλ2 の波長域内の波長を有する光からある波長を有する光を選択して放射することができる。励起用光源２１から放射される励起光２１は、例えば色素レーザもしくはチタンサファイヤレーザ等からの出射光を回折格子で分光することにより得られる。
【００２１】
図２（Ｃ）は、波長λ0 の励起光２１を照射した後の、ＮドープＧａＡｓＰ層３の等電子トラップ４による光吸収スペクトルを示す。励起光２１の照射により、等電子トラップ４のうち波長λ0 のエネルギに相当するものが電子で埋め尽くされる。このため、波長λ0 の光を吸収できなくなり、吸収スペクトルの波長λ0 の位置に急峻な谷ができる。等電子トラップ４に電子がトラップされている期間、吸収スペクトルは、波長λ0 の位置に谷を有する形状を維持する。従って、波長λ0 の位置の谷の有無により情報を記憶することができる。
【００２２】
また、波長λ1 からλ2 までの範囲の波長のうち波長λ0 以外の波長の励起光を照射することにより、その励起光の波長に相当する位置に谷を形成することができる。ＮドープＧａＡｓＰ層３の面内のある一か所に対して、その部分の吸収スペクトルに複数の谷を形成することができる。このように、周波数空間内で多重化することにより、一か所に複数の情報を記憶することができる。
【００２３】
波長λ0 の位置に形成されている谷の有無を検出することにより、記憶された情報を読み出すことができる。例えば、読出光源３０が、波長λ1 からλ2 までの波長を含む読出光３２を、ＮドープＧａＡｓＰ層３に照射する。ＧａＰの禁制帯幅はＧａＡｓＰの禁制帯幅よりも広いため、この波長の読出光３２は、ＧａＰ基板１及びＧａＡｓＰバッファ層２を透過する。
【００２４】
読出手段３１は、透過光３３を分光し、吸収スペクトルを得る。この吸収スペクトルにより、波長λ1 からλ2 までの波長域内の吸収の谷を検出することができる。吸収の谷の有無と、当該谷の波長とを対応付けることにより、情報を読み出すことができる。読出手段３３は、例えば回折格子分光器とＣＣＤ検出器により構成することができる。
【００２５】
上記第１の実施例では、図１に示すＮドープＧａＡｓＰ層３の組成比を一定とし、その微視的な組成の揺らぎを利用した。ＮドープＧａＡｓＰ層３の組成比を人為的に変動させてもよい。
【００２６】
図３は、ＮドープＧａＡｓＰ層３の組成比を、その厚さ方向に関して変動させた場合のエネルギバンド図を示す。図３の右方向に進むに従って、Ｐに対するＡｓの組成比が多くなっている。このため、右方向に進むに従ってバンドギャップが狭くなっている。この巨視的なバンドギャップの変動に、微視的なバンドギャップの揺らぎが重畳され、等電子トラップ４と価電子帯上端Ｅｖとの間のエネルギ差の分布が、より広がる。
【００２７】
このため、図２（Ｂ）に示す波長λ1 からλ2 までの波長域を、より広げることができる。吸収の谷を形成し得る波長域が広がるため、周波数空間内における多重度を高めることが可能になる。
【００２８】
次に、記憶した情報を消去する方法について説明する。ＮドープＧａＡｓＰ層３に、等電子トラップ４と伝導帯下端Ｅｃとのエネルギ差に相当する波長の光を照射し、等電子トラップ４にトラップされている電子を伝導帯に遷移させることにより、情報の消去を行うことができる。
【００２９】
または、ＮドープＧａＡｓＰ層３を加熱し、等電子トラップ４にトラップされている電子を熱的に伝導帯まで励起させてもよい。または、ＮドープＧａＡｓＰ層３に強電界を印加し、等電子トラップ４にトラップされている電子を、トンネル現象により伝導帯まで引き出してもよい。
【００３０】
上記第１の実施例では、等電子トラップを形成する層をＧａＡｓＰで形成したがその他の混晶半導体を用いてもよい。混晶半導体として、例えば、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＡｓＰ等が挙げられる。また、等電子トラップを形成する不純物としてＮを用いたが、その他の不純物を用いてもよい。例えば、ＺｎとＯとの原子対も、電子に対する等電子トラップとして作用する。
【００３１】
第１の実施例で説明したように、図２（Ａ）の等電子トラップ４に電子がトラップされている期間は、記憶された情報を保持することができる。しかし、等電子トラップ４に電子がトラップされると、価電子帯に正孔が生成される。このままでは、比較的短時間の間に、等電子トラップ４にトラップされた電子と正孔とが再結合してしまう。以下に説明する第２〜４の実施例は、この再結合を生じにくくした実施例である。第２〜第４の実施例では、図２〜図４において、図１のＧａＰ基板１及びその上に形成された積層構造のみを示す。励起用光源２０、読出用光源３０、及び読出手段３１の構成は、第１の実施例の場合と同様である。
【００３２】
図４（Ａ）は、第２の実施例による半導体光記憶装置の積層構造の断面図を示す。ＮドープＧａＡｓＰ層３の下にｐ型ＧａＡｓＰ層６が配置され、上にｎ型ＧａＡｓＰ層７が配置されている。
【００３３】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のｐ型ＧａＡｓＰ層６、ＮドープＧａＡｓＰ層３、及びｎ型ＧａＡｓＰ層７の厚さ方向のエネルギバンド図を示す。ＮドープＧａＡｓＰ層３の両側の層の導電型の相違により、ＮドープＧａＡｓＰ層３内に内部電界が発生している。電子が等電子トラップ４にトラップされたことにより価電子帯に生じた正孔５は、この内部電界によりｐ型ＧａＡｓＰ層６の方へ移動する。
【００３４】
等電子トラップ４にトラップされた電子と、トラップにより生じた正孔とが、空間的に分離されるため、両者の再結合を防止することができる。これにより、等電子トラップ４に電子を長時間トラップすることができ、情報の記憶時間を長くすることができる。
【００３５】
図５（Ａ）は、第３の実施例による半導体光記憶装置の積層構造の断面図を示す。ＮドープＧａＡｓＰ層３の下にＢｉをドープした厚さ１〜２μｍのＧａＡｓＰ層８が配置されている。Ｂｉの濃度は、１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3である。ＢｉドープＧａＡｓＰ層８の堆積時のＢｉの原料として、例えばトリメチルビスマス、トリフェニルビスマス等を用いることができる。
【００３６】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＮドープＧａＡｓＰ層３及びＢｉドープＧａＡｓＰ層８の厚さ方向のエネルギバンド図を示す。ＧａＡｓＰ層８に添加されたＢｉ原子は、正孔に対する等電子トラップ９を形成する。電子が等電子トラップ４にトラップされたことにより価電子帯に生じた正孔５は、ＢｉドープＧａＡｓＰ層８内へ拡散し、等電子トラップ９にトラップされる。このように、等電子トラップ４にトラップされた電子と、トラップにより生じた正孔とが、空間的に分離されるため、両者の再結合を防止することができる。これにより、等電子トラップ４に電子を長時間トラップすることができ、情報の記憶時間を長くすることができる。
【００３７】
図６（Ａ）は、第４の実施例による半導体光記憶装置の積層構造の断面図を示す。図１に示す第１の実施例の積層構造と同様の積層構造のＧａＰ基板１の裏面上に電極１０が形成され、ＮドープＧａＡｓＰ層３の表面上に電極１１が形成されている。直流電源１２により、電極１０と１１との間に直流バイアス電圧が印加されている。例えば。電極１０に対して電極１１が正になる向きのバイアス電圧が印加されている。
【００３８】
電極１０及び１１は、例えばＩｎ2 Ｏ3 またはインジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）等で形成される。
【００３９】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＮドープＧａＡｓＰ層３、及びＧａＡｓＰバッファ層２の厚さ方向のエネルギバンド図を示す。積層構造の厚さ方向に、バイアス電圧による電界が発生している。電子が等電子トラップ４にトラップされたことにより価電子帯に生じた正孔５は、この電界によりＧａＡｓＰバッファ層２の方へ移動する。
【００４０】
等電子トラップ４にトラップされた電子と、トラップにより生じた正孔とが、空間的に分離されるため、両者の再結合を防止することができる。これにより、等電子トラップ４に電子を長時間トラップすることができ、情報の記憶時間を長くすることができる。
【００４１】
上記第２〜第４の実施例においては、ＮドープＧａＡｓＰ層３内に正孔を注入して、等電子トラップ４にトラップされている電子と注入された正孔とを再結合させることによっても、情報を消去することができる。
【００４２】
上記第１〜第４の実施例において、ＮドープＧａＡｓx Ｐ1-x 層のＡｓの組成比ｘを０．５未満とすることが好ましい。Ａｓの組成比が０．５未満のＧａＡｓＰは間接遷移型になる。
【００４３】
図７は、間接遷移型半導体内の電子の波数ベクトルｋとエネルギＥとの関係を示すエネルギバンド図である。等電子トラップ４のエネルギ準位４ａは、波数空間内に広がっている。等電子トラップ４にトラップされた電子が、熱エネルギにより伝導帯に励起されると、記憶された情報が消滅してしまう。間接遷移型の半導体においては、伝導帯への遷移確率が小さいため、情報の消滅を抑制することができる。また、ホールバーニングにおいては、通常、フォノンの関与しない吸収過程を利用する。すなわち、ｋ＝０の価電子帯頂上付近からエネルギ準位４ａまでほぼ垂直に遷移が生ずる。間接遷移型半導体の場合、ｋ＝０において、導電帯の谷から深い準位４ａが存在するため、ホールバーニング素子への応用に好都合である。
【００４４】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。上記実施例では、等電子トラップを形成する半導体層を混晶半導体で形成した場合を説明した。混晶を用いることにより、等電子トラップのエネルギ準位に揺らぎを持たせ、周波数空間内で多重して情報を記憶することが可能になる。周波数空間内での多重記憶を必要としない場合には、等電子トラップを形成する半導体層として、混晶ではなく２元化合物半導体を用いてもよい。２元化合物半導体として、例えばＧａＰ等が挙げられる。
【００４５】
図８（Ａ）は、等電子トラップ４を形成した２元化合物半導体のエネルギバンド図を示す。この場合には、組成比及び歪の微視的な揺らぎがほとんどないため、等電子トラップ４のエネルギ準位はほぼ一定である。
【００４６】
図８（Ｂ）は、２元化合物半導体を用いた場合の等電子トラップによる吸収スペクトルを示す。混晶を用いた場合には、図２（Ｂ）に示すように、吸収のピークがある程度の幅を持っていた。これに対し、２元化合物半導体を用いた場合には、鋭い吸収線を示す。この吸収線に相当する波長λ0 の励起光を用いて、等電子トラップ４に電子をトラップすることができる。
【００４７】
図８（Ｃ）は、等電子トラップ４に電子をトラップした状態における吸収スペクトルを示す。等電子トラップ４に電子がトラップされているため、波長λ0 の位置に大きな吸収が生じない。波長λ0 における吸収強度を測定することにより、情報を読み出すことができる。
【００４８】
この場合、周波数空間内において多重化して情報を記憶することはできないが、半導体基板を用いて光記憶装置を形成することができる。この半導体基板上に発光素子及び受光素子を形成することにより、図１に示す励起用光源２０、読出用光源３０、及び読出手段３１を集積したモノリシック光記憶装置を作製することが可能になる
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホールバーニング現象を用い、周波数空間内で多重化して情報を記憶することができる。また、半導体基板上に光記憶装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による半導体光記憶装置の概略図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施例による半導体記憶装置の積層構造のエネルギバンド図であり、図２（Ｂ）は、等電子トラップを形成した半導体層の光吸収スペクトルを示すグラフであり、図２（Ｃ）は、等電子トラップに電子をトラップした状態における光吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３】第１の実施例の変形例による半導体記憶装置の積層構造のエネルギバンド図である。
【図４】第２の実施例による半導体記憶装置の積層構造、及びそのエネルギバンド図である。
【図５】第３の実施例による半導体記憶装置の積層構造、及びそのエネルギバンド図である。
【図６】第４の実施例による半導体記憶装置の積層構造、及びそのエネルギバンド図である。
【図７】等電子トラップを形成する不純物を添加した間接遷移型半導体のエネルギバンド図である。
【図８】図８（Ａ）は、第５の実施例による半導体記憶装置の積層構造のエネルギバンド図であり、図８（Ｂ）は、等電子トラップを形成した半導体層の光吸収スペクトルを示すグラフであり、図８（Ｃ）は、等電子トラップに電子をトラップした状態における光吸収スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１  ＧａＰ基板
２  ＧａＡｓＰバッファ層
３  ＮドープＧａＡｓＰ層
４  等電子トラップ
６  ｐ型ＧａＡｓＰ層
７  ｎ型ＧａＡｓＰ層
８  ＢｉドープＧａＡｓＰ層
１０、１１  電極
１２  直流電源
２０  励起用光源
２１  励起光
３０  読出用光源
３１  読出手段
３２  読出光
３３  透過光
【図１】
0004092408.tif 000002
【図２】
0004092408.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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