在图6-4中有一个材料与其他 III-V族化合物半导体相当不一样，就是氮砷化镓GaN 1-xAsx，其他材料依照组成比例不同大多是晶格常数愈大其能带宽度就愈小；相反的晶格常数愈小的材料组成则能带宽度就愈大，氮砷化镓却是随着氮的比例增加其晶格常数减少同时能隙也会变小，因此最早由日立公司光电实验室的M. Kondow 团队在1995年提出可以在 InGaAs材料中添加少量氮元素，就可以有机会获得发光波长在1.3~1.55微米范围同时又与砷化镓基板晶格常数相匹配的发光材料。由图6-4中可以发现，InGaAs晶格常数比GaAs大，因此直接成长在 GaAs基板上会形成压缩应变（compressive strain）；相反的GaNAs晶格常数比 GaAs小，因此直接成长在GaAs基板上会形成伸张应变 （tensilestrain），那么如果将两个三元材料结合在一起形成四元化合物半导体 InGaASN（或GaInNAs），就可以减轻该材料与砷化镓基板之间的晶格不匹配程度同时又能获得较小能隙达到较长发光波长双重优点。
M. Kondow团队在1996年探用 GaInNAs/GaAs 单一量子井结构制作边射型雷射先后达成77K以及室温下连续波操作的成果，发光波长为1.18μm，特性温度T0为126K，是当时长波长雷射二极体的最高纪录，与砷化镓材料导体雷射特性温度典型值140K 相当接近，且明显优于InP 材料半导体雷射的70~90K。该团队在1997年成功利用该材料作为面射型雷射活性层达成室温下连续波光激发光操作，波长为1.22μm，同年也成功达成室温下脉冲电激发光操作，发光波长1.18μm，活性层为 7nm 厚的Ga0.7In0.3N0.004As0.996单一量子井结构，最高操作温度可达95°C。该团队采用气体源分子束磊晶系统（gas-source molecular beam epitaxy, GS-MBE）成长 GaInNAs，氮的含量相对较不容易提高。在1997年日本理光公司通用电子研发中心的S. Sato 团队利用低压（100Torr）MOCVD系统并采用DMHy（二甲基联胺或二甲基肼）作为氮原子来源以成长GaAS/Ga0.9In0.1N0.03As0.97/GaAs双异质接面雷射二极体，虽然氮原子莫耳分率仅有3%但是已经比 MBE 成长的雷射活性层还要高，因此发光波长成功达到1.3微米，并且可以在室温下脉冲操作。
2000年时史丹佛大学J.S. Haris 教授团队利用 MBE 系统在砷化镓基板上成长全磊晶结构面射型雷射，活性层为三层 7nm 厚的Ga0.3In0.7N0.02As0.98被 20nm 厚 GaAs 隔开的三重量子井结构，波长达 1200nm，可以在室温下脉冲电激发光［38］ 以及室温下连续波电激发光，同年稍后仍任职于 Sandia 国家实验室的K.D. Choquette 团队利用上下均为n型Al0.94Ga0.06As/GaAs DBR夹着两层 6nm 厚且被 GaAs 隔开的 In0.34Ga0.66As0.99N0.01双重量子井活性层，上方n 型 DBR 与活性层间加入一层穿隧接面（tunnel junction）提供电洞注入，且上下 DBR 与活性层之间都有选择性氧化电流孔径，由于上下都探用n型DBR可以在较低掺杂浓度下就获得低电阻，有效减低自由载子吸收（free carrier absorption）效应，使得该元件首次成功在室温下连续波电激发光操作，波长达1294nm 且为单模操作，最高操作温度达55°C。除了上述成果均以 MBE 系统成长以外，在2002年也分别由 Agilent实验室和 Emcore 公司团队成功以 MOCVD 方式成功制作1.3微米的 InGaAsN 面射型雷射。
由于氮平常呈现气态，因此要将其掺杂入 InGaAs固体中本来就有相当高的难度，一般添加的浓度没办法太高，因为在相对较高的磊晶温度下氮原子容易逸散，此外在MBE磊晶系统中氮的来源为射频电浆产生器（RF plasma source），通常会将氮原子游雕为电浆态再和其他成分原子于基板表面结合反应，可能会撞击磊晶面造成损伤形成非辐射复合中心而降低发光效率，因此在2001年起日本古河电机公司横滨研发实验室的H.Shimizu 团队尝试在成长 InGaAsN 时添加锑原子并发现能显著改善磊晶品质，该团队并在2003年首次成功制作GaInNAsSb-GaAs 面射型雷射，发光波长1.287μm，室温下连续波电激发光操作，在氧化局限电流孔径9.4μm 的元件其阈值电流值为2.5mA，氧化孔径7μm 的元件阈值电流值为1.85士0.15mA，最大功率可达1mW。不过该元件虽然也是全磊晶结构，但是磊晶成长过程较为复杂，主要分成三个步骤进行，上下 DBR 为30.5对n型和28对p型 Al0.9Ga0.1As-GaAs 分别以MOCVD进行磊晶成长，中间的2λ共振腔中包含Ga0.63In0.37N0.012As0.972Sb0.016/GaN0.019As0.981 三重量子井另外以 GS-MBE 成长，该成果证实GaInNAsSb 在长波长面射型雷射上的应用确实可行。
史丹佛大学J.S. Harris 教授团队在 2003年也利用MBE 系统在砷化镓基板上成长InGaAsNSb 五元化合物导体面射型雷射，将发光波长进一步往1.55微米范围延伸。其发光层为三层 7nm 厚 Ga0.62In0.38N0.016As0.958Sb0.026量子井被 20nm 厚GaNAs隔开，上下分别由29对n型及24对p型掺杂的Al0.92Ga0.08As/GaAs DBR所组成，元件发光波长1.46μm是当时在砷化镓基板上所能获得最长发光波长的面射型雷射纪录，在-10°C温度下可以脉冲操作电激发光，阈值电流值为580mA，在0°C时阈值电流值为700mA 。在2006年时该团队同样在砷化镓基板上成长全磊晶结构面射型雷射，发光层为三层7.5nm厚 Ga0.62In0.38N0.03As0.94Sb0.03量子井被21nm 厚GaN0.04As0.96区隔开，借由选择性氧化制程保留 14μm电流孔径，可以在-25°C电激发光操作，波长为1534nm 。在2009年时采用三层 7nm 厚 Ga0.59In0.41N0.028As0.946Sb0.026量子井并以20nm 厚的应变补偿（strain-compensating）GaN0.033As0.967区隔开，元件发光波长为1.53μm，氧化孔径 7μm 的元件在15°C下电激发光连续波操作阈值电流值 2.87mA，最高可连续波操作温度为20°C，与之前成果相比操作特性已经有显著提升，显示与砷化镓基板晶格匹配的 GaInNAsSb 材料应用在 1.3μm和1.55μm 全磊晶结构面射型雷射具有相当高的潜力。
