JPH02133979A - 半導体発光素子 - Google Patents

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） 本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた電流注入
型の半導体発光素子に係わり、特に青色や緑色などを発
光する短波長帯半導体発光素子に関するものである。

（従来の技術） レーザ・ディスクやレーザ・プリンタなどに見られるよ
うに、近年光情報分野の進展にはめざましいものがある
。こうした分野では、光源として赤色の半導体レーザが
使用されているが、大容量記録、高速読出、高速印刷等
に対応するためには、高出力化に加えてレーザの短波長
化が必要とされている。このため半導体レーザの短波長
化の研究も進んでいるが、現在のところ青色や緑色を発
光する短波長帯（０，３〜０．５μｍ）の半導体レーザ
は実現に至っていない。

一方、各種表示装置に用いられている発光ダイオードを
フルカラー表示素子として利用するためには、現在実用
となっている赤色に加えて、青色や緑色の発光ダイオー
ドが必要となる。

（発明が解決しようとする課題） 青色や緑色などの短波長帯の発光素子に用いられる半導
体は、禁止帯幅の制約などからＺｎＳ。

ＺｎＳｅ、　ＺｎＴｅなどのＩＩ−ＶＴ族化合物半導体
が最も有望と考えられる。

第１図は、ＺｎＳ、　ＺｎＳｅ、　ＺｎＴｅおよびその
混晶系の禁止帯幅と格子定数の関係を示したものである
。また、基板となりうるＧａＡｓ、　ＧａＰ、　ＩｎＰ
、　Ｓｉについても、参考のため示した。この図かられ
かるように、Ｚｎ５ＳｅＴｅ系だけでは、基板に活性層
およびクラッド層が格子整合し、かつ禁止帯幅の差が０
、２ｅＶ以上とれる結晶組成は得られない。また、Ｚｎ
Ｓｅ−ＺｎＴｅ或いはＺｎＳ−ＺｎＴｅへテロ接合では
、第２図（ａ）及び（ｂ）のエネルギー・バンド図に示
すように、ＺｎＴｅの伝導帯下端（Ａ）がＺｎＳ或いは
ＺｎＳｅの伝導帯下端（Ｂ）より上にくる。従って、ホ
ールは活性層に集まるものの、電子は禁止帯幅の大なる
クラッド層にあつまってしまう。すなわち、ＺｎＳ、　
５ｅＴｅ系では電子の活性層への閉じ込めが有効にでき
ず、発光するための電子とホールとの再結合が行われに
（い。このため安定に動作する２重へテロ構造が得られ
なかった。また、こうしたＵ−ＶＩ族化合物半導体では
結晶のイオン性が強く、このため不純物添加による伝導
度制御が非常に困難である。

上述のように、従来技術においては、■、■族元素（Ｚ
ｎ、　Ｓ、　’Ｓｅｘ　Ｔｅなど）だけでは、活性層お
よびクラッド層が基板と格子整合し、かつ活性層−クラ
ッド層間に、電子・正孔に対して十分なエネルギー障壁
を有する短波長帯発光素子用の２重へテロ構造が得られ
なかった。また、クラッド層用に同一組成の半導体でｐ
、ｎ両方の伝導形をつくることも困難であった。従って
、青色や緑色等の短波長帯半導体発光素子が強（望まれ
ていたが、今まで何ら開示されていなかった。

本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、青色や緑色等を発光する短波長
帯半導体発光素子を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の特徴は、■−ｖｒ族化合物半導体を活性層とし
、活性層の両側に接して活性層の禁止帯幅より大なる禁
止帯幅を有する半導体によるクラッド層を形成し、クラ
ッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の■族元素の一部が
遷移金属で置換され、かつ活性層を構成する半導体とほ
ぼ格子整合する半導体により構成される半導体発光素子
にある。

（実施例１） 第３図は１本発明による第１の実施例であり、短波長帯
半導体発光素子の断面図である。なお、以下の説明では
青色を発光する短波長帯半導体発光素子を例に取り説明
する。

図において、１はｎ−ＧａＰ基板、２はｎ−Ｚｎｏ、　
８２Ｍｎｏ、　１ａｓｏ、　ｅｓｓｅｏ、　ｏｔＴｅａ
、　ｏｔよりなるｎ側クラッド層で厚さ約２μｍ、３は
Ｚｎ５ｏ９ｓｅｏ、　ｏ６Ｔｅｏ、　ｏｓよりなる活性
層で厚さ約０．２μｍ、４はｐ−Ｚｎｏ、　ａＪｎｏ、
　＋ｓＳｏ、　ｓａ　Ｓｅｏ、　ｏ＋Ｔｅｏ、　ｏｌよ
りなるｐ側りラッド層で厚さ約２μｍ、５は絶縁膜、６
及び７は電極である。なお、ｎ側クラッド層２はＣｊ　
（塩素）を、ｐ側りラッド層４はＬｉ　（リチウム）を
それぞれドープすることにより、１０”ｃｍ−”以上の
キャリア濃度が得られた。

この構造では、基板１、クラッド層２，４、活性層３の
格子定数はほぼ整合しており、また活性層３−クラッド
２，４層間のエネルギー差は、約０、３ｅＶである。更
に、Ｍｎを加えたことによりクラッド２．４層の電子親
和力が小さくなるため、ペテロ界面では第４図に示すご
とく電子・正孔の閉じ込めが活性層３内に有効に行われ
るようなバンド接続となり、伝導帯および価電子帯のエ
ネルギー差は各々０．２および０．１ｅＶである。従っ
て、電子・正孔の閉じ込めは十分に行われる。

上述のように、本発明は■族元素であるＺｎ　（亜鉛）
の一部を１１８ｎ、　Ｆｅ、　ＣｏあるいはＮｉ等の遷
移金属元素で置換することにより、活性層３とその両側
の層が共に基板１とほぼ格子整合し、かつ活性層３への
キャリア閉じ込めも十分である青色波長帯（この例では
波長０．３７μｍ帯）の注入形短波長帯半導体発光素子
が実現できる。

なお、緑色を発光させる場合は、基板をＧａＰにすると
共に、活性層３を構成する半導体層であるｚｎｓ＋−ｘ
−ｙＳｅｘＴｅｙ　（ｏ≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１）の組成
比率ｙを多くして０．５μｍ付近の波長にし、クラッド
層２．４を構成する半導体層であるＺｎ＋−ｗＭｎｗＳ
＋−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ　　（０≦ｐ≦１．０≦ｑ≦１
゜０．０５≦ｗ≦０．５）の組成比率ｑも多（すればよ
い。

（実施例２） 実施例１では、　ＧａＰを基板１とし、活性層３・クラ
ッド２，４層に関し、１組の組成について示したが、本
発明はこの組成だけに限らない。基板ｌをＧａＰ又はＳ
ｉとした場合は、活性層３の組成をＺｎ５ｔ−ｘ−ｙＳ
ｅｘＴｅ、　（ｏ≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１．０．０７≦ｘ
＋２．６ｙ≦０．２）とし、クラッド層２及び４の組成
をＺｒ＋＋−ｗＭｎｗｓ＋　−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ　（
０≦ｐ≦１．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．５．　　
Ｏ≦ｐ＋２．６ｑ≦０．０６）とすることにより、基板
ｌとほぼ格子整合し、キャリア閉じ込めが十分で、伝導
形制御の容易な層構造を持つ短波長帯半導体発光素子が
実現できる。

（実施例３） 実施例１および実施例２では通常の２重へテロ構造であ
ったが、活性層３またはクラッド層２゜４もしくはその
両方とも、厚さ３００オングストローム以下の組成の異
なる超薄膜を多層積層した膜（以下、「超格子構造」と
称す）であってもよい。こうした超格子構造を採用した
場合、バルクに比べてＭｎを多（含む組成でも、ジンク
ブレンド（Ｚｉｎｃｂｌｅｎｄｅ）構造が保たれ易いと
いう傾向があり、このためバルクよりＭｎ組成を多くし
易く、したがってキャリア閉じ込めがより十分にできる
。

更に、クラッド層２及び４を超格子層とした場合、基板
１との界面の超格子層が基板１からの不純物原子の拡散
を防ぐ機能を果たすことが期待される。例えば、Ｓｉ、
　Ｇａ或いはＰの拡散が防止される。また活性層３が量
子井戸構造のような超格子層の場合、量子井戸レーザと
しての特性を示すことは言うまでもなく、ＺｎＳ、　５
ｅＴｅ系バルクな活性層３とするレーザより短波長で動
作させることが可能となるなど、利点は多い。

例えば、活性層３が単層で、クラッド層２．４４が超格
子構造の場合には、例えば、活性層３はＺｎＳ＋−＋＋
−ｙＳｅｘＴｅｙ　（０≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１．０．０
７≦ｘ＋２．６ｙ≦０．２）で、クラッド２．４層はＺ
ｎｌ−ｗＭｎｗＳ＋−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ　　（Ｑ≦ｐ
≦１．０≦ｑ≦１０．０５≦ｗ≦０．８．　　Ｏ≦ｐ＋
２．６ｑ≦０．０６）およびＺｎ＋−ｗ’　Ｍｎｗ′５
ｌ−ｐ’　−ｃｔ’　Ｓｅｐ゛Ｔｅｑ°（０≦ｐ’≦１
．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ゛≦　０．８．　　Ｏ≦ｐ
’＋２．６ｑ’　≦０．０６）よりなる超格子多層膜で
ある層構造にすればよい。

逆に、活性層３が量子井戸構造からなる超格子構造で、
クラッド層２．４が単層の場合には、活性層３はＺｎＳ
＋−ｘ−ｙＳｅｘＴｅｙ　（ｏ≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１．
０．０７≦ｘ＋２．６ｙ≦０．２）を量子井戸層、Ｚｎ
＋−ｚ・Ｍｎｚ’　Ｓ＋−１１’−ｙ・Ｓｅｘ・Ｔｅ、
・（ｏ≦ｘ’≦１、０≦ｙ≦１　、０．０５≦ｚ’≦０
．８．　　Ｏ≦ｘ’＋２．６ｙ’　≦０．０６）を障壁
層とする量子井戸構造であり、クラッド２，４層はＺｎ
　＋　−ｗＭｎｗＳ　ｌ　−ｐ　−ｑＳｅｐＴｅｑ　（
０≦ｐ≦１゜０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．５．　Ｏ
≦ｐ＋２．６ｑ≦０、０６）で構成すれば良い。

更に、双方が共に超格子構造にする場合には、ＳＬまた
はＧａＰを基板１とし、活性層３は、ＺｎＳ　ｒ　−ｘ
−、’ＳｅｘＴｅｙ　（ＯＳ　ｘ≦１．０≦ｙ≦１．０
．０７≦ｘ＋２．６ｙ≦０．２）を量子井戸層、Ｚｎ１
−＊’　Ｍｎｚ’　５ｌ−１１’　−ｙＳｅｘ・Ｔｅｙ
・（Ｏ≦ｘ’≦１、０≦ｙ’≦１、０．０５≦ｚ’≦０
．８．　　Ｏ≦ｘ’　＋　２．６ｙ’≦０．０６）を障
壁層とする量子井戸構造であり、クラッド２．４層は、
Ｚｎ＋−ｗＭｎｗＳ＋−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ　（０≦ｐ
≦１．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．８．　Ｏ≦ｐ　
＋　２．６ｑ≦０．０６）およびＺｎ、−。

Ｍｎｗ’Ｓ＋−ｐ・−Ｑ’Ｓｅｐ’Ｔｅｑ’　（０≦ｐ
゛≦１，０≦ｑ°≦１゜０．０５≦ｗ°≦０．８．　Ｏ
≦ｐ’＋２．６ｑ’≦０．０６）よりなる超格子多層膜
である層構造とすることにより、基板１とほぼ格子整合
し、キャリア閉じ込めが十分で、伝導形制御の容易な層
構造を持つ短波長帯半導体発光素子が実現できる。

（実施例４） 基板１がＧａＡｓ、　ＧｅまたはＺｎＳｅの場合には、
活性層３組成をＺｎＳ　＋　−Ｘ　−ｙＳｅｘＴｅｙ　
（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１．０．８≦ｘ　＋　２．６ｙ
≦１．０）とし、クラッド２゜４層組成をＺｎ＋−ｗＭ
ｎｗｓ＋−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ　（ｏ≦ｐ≦１゜０≦ｑ
≦１．０．０５≦ｗ≦０．５．０．５≦ｐ＋２．６ｑ≦
０．８）とすることにより、基板ｌとほぼ格子整合し、
キャリア閉じ込めが十分で、伝導形制御の容易な層構造
を持つ短波長帯半導体発光素子が実現できる。

（実施例５） 基板１がＧａＡｓ、　ＧｅまたはＺｎＳｅの場合でも、
活性層３またはクラッド層２．４もしくはその両方とも
超格子多層膜構造であってもよい。たとえば活性層３は
、ＺｎＳ＋−ｘ−ｙＳｅＪｅｙ　（０≦ｘ≦１．０≦ｙ
≦１．０．８≦ｘ　＋　２．６ｙ≦１．０）を量子井戸
層、Ｚｎ＋−ｚ’Ｍｎｚ・ｓ＋−ｘ’−ｙ’ｓｅｘ’Ｔ
ｅｙ’　（０≦ｘ’≦１、０≦ｙ≦１　、０．０５≦ｚ
’≦０．８．０．５≦ｘ’＋２．６ｙ’≦０．８）を障
壁層とする量子井戸構造であり、クラッド層２及び４は
Ｚｎ＋−ｗＭｎｗｓ、−ｐ、’ＳｅｘＴｅｑ（０≦ｐ≦
１．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．８．０．５≦ｐ＋
２．６ｑ≦０．８）およびＺｎ＋　−ｓｗ’　Ｍｎｗ’
　Ｓ＋−ｐ’　−ｑ’　Ｓｅｐ’　ＴｅＱ・（０≦ｐ°
≦ｌ。

Ｏ≦ｑ’≦１、０．０５≦ｗ°≦０．８．　０．５≦ｐ
’＋２．６ｑ’　　≦０．８）よりなる超格子多層膜で
ある層構造とすることにより、基板ｌとほぼ格子整合し
、キャリア閉じ込めが十分で、伝導形制御の容易な層構
造を持つ短波長帯半導体発光素子が実現できる。

こうした超格子構造の利点は、実施例３に述べたのと同
様である。

（実施例６） 基板ｌがＧａＡｓＰ混晶の場合、組成比により格子定数
は５．４５〜５．５４オングストロームの値をとる。

この場合、活性層３組成をＺｎＳ＋−ｘ−ｙＳｅｘＴｅ
ｙ　（ｏ≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）、クラッド層２及び４
組成をＺｎ＋−ｗＭｎｗＳ＋−ｐ−ｑｓｅｐＴｅｃｌ　
（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．５）と
し、組成比はこの範囲で基板１とほぼ格子整合するよう
な値を選べばよ（、こうすることにより、キャリア閉じ
込めが十分で、伝導形制御の容易な層構造を持つ短波長
帯半導体発光素子が実現できる。

（実施例７） 基板１がＧａＡｓＰ混晶の場合でも、活性層３またはク
ラッド層２．４もしくはその両方とも超格子多層膜構造
であってもよい。たとえば活性層３は、ＺｎＳ＋−ｘ−
ｙＳｅＪｅｙ　（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）を量子井戸
層、Ｚｎ＋−ｉ・Ｍｎｚ’　５ｌ−Ｘ’　−１１’　Ｓ
ｅｘ’　Ｔｅｙ’　（０≦ｘ゛≦１．０≦ｙ’≦１、０
．０５≦ｚ’≦０．８）を障壁層とする量子井戸構造で
あり、クラッド２．４層は、Ｚｎ＋−ＪｎｗＳ＋−ｐ−
ｑＳｅｐＴｅｑ　（０≦ｐ≦１．０≦ｑ≦１．０．０５
≦ｗ≦０．８）およびＺｎ　ｌ　−Ｗ’　Ｍｎｗ’　Ｓ
　ｌ−ｐＳｅｐ・Ｔｅ、・（Ｏ≦ｐ゛≦１．０≦ｑ゛≦
１．０．０５≦ｗ°≦０．８）よりなる超格子多層膜で
ある層構造とし、組成比はこの範囲で基板１とほぼ格子
整合するような値を選べばよい。こうすることにより、
キャリア閉じ込めが十分で、伝導形制御の容易な層構造
を持つ短波長帯半導体発光素子が実現できる。

こうした超格子構造の利点は、実施例３に述べたのと同
様である。

（実施例８） 基板１をＩｎＰとした場合、これに格子整合するバルク
のＺｎＳ、　５ｅＴｅ系では、赤色の発光しか得られな
いが、量子井戸構造にすれば青色発光素子が実現できる
。この場合、活性層３は、ＺｎＳ　ｌ−ｘ−うＳｅｘ　
Ｔｅｙ（０≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１．０．８５≦０．６ｘ
＋１．６ｙ≦１．１５）を量子井戸層、Ｚｎ１−ｚ’　
Ｍｎｚ’　Ｓ＋−ｘ’　−ｙＳｅｘ’　Ｔｅ、・（０≦
ｘ’≦１、０≦ｙ’≦１、０．０５≦ｚ’≦０．８．０
．８５≦０．６ｘ’　＋１．６ｙ’≦１．１５）を障壁
層とする量子井戸構造とし、井戸層の厚さは１００オン
グストローム以下とする。一方、クラッド層２及び４は
、Ｚｎ＋−ｗＭｎｗｓ＋−ｐ−ＪｅｐＴｅｑ　（０≦ｐ
≦１，０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．８．０．８５≦
０．６ｐ＋１．６ｑ≦１、１５）よりなるバルクか、も
しくはＺｒｌ＋−ｗＭｎｗｓ−ｐ−ｑＳｅｐＴｅｑ（０
≦ｐ≦１．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．８．０．８
５≦０．６ｐ＋　１．６ｑ≦１．１５）およびＺｎ＋　
−ｗ’　Ｍｎｗ’　Ｓ＋　−ｐ’　−ｑ’　Ｓｅｐ・丁
ｅ、・　（Ｏ≦ｐ°≦　１　、０≦ｑ≦１．０．０５≦
ｗ゛≦０．８．０．８５≦０．６ｐ’　＋１．６ｑ’≦
１、１５）よりなる超格子多層膜である層構造とするこ
とにより、基板１とほぼ格子整合し、キャリア閉じ込め
が十分で、伝導形制御の容易な層構造を持つ、青色波長
域の短波長帯半導体発光素子が実現できる。

こうした超格子構造の利点は、実施例３に述べたのと同
様である。

以上の説明では、ｎ形基板１を想定しているが、もちろ
んｐ形基板１を使用し、クラッド層２及び４の伝導形を
逆にした構造でも良い。ｎ形ドーパントとしては、Ｂｒ
、　ＡＩ、　Ｇａ、　Ｉｎなどを用いてもよく、ｐ形ド
ーパントとしては、Ｎａ、　Ｋ、　　Ｐ。

Ａｓ、　Ｓｂなどを用いてもよい。また、Ｍｎの代わり
に、Ｆｅ、　Ｃｏ、或いはＮｉ等の遷移金属元素を用い
てもかまわない。基板１についても、ＣｕＧａＳｅやＣ
ｕＡｌＳｅなどのカルコパイライト系半導体を使用して
も良い。

本発明はレーザでも発光ダイオードでも適用可能である
。レーザの場合には、埋め込み構造を始め各種の横モー
ド制御構造に適用可能である。分布帰還形または分布ブ
ラッグ反射形のレーザにも応用できる。

（発明の効果） 以上のべたように、本発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体、特にＺｎ５ＳｅＴｅ系を用いた２重ヘテロ構
造を有する発光素子において、ＩＩ族元素の一部を遷移
金属で置換した組成をクラッド層２及び４に用いること
により、基板１−活性層３−クラッド２．４層がほぼ格
子整合し、活性層３にキャリアが十分に閉じ込められる
ようなエネルギー障壁が形成され、かつｐ、ｎ両方の伝
導形制御が容易な、短波長帯半導体発光素子が提供され
る。

遷移金属元素としてＭｎ、　Ｆｅ、　ＣｏまたはＮｉを
用いることにより、クラッド層２及び４の禁止帯幅を大
きくして活性層３にキャリアを閉じ込めることが可能と
なる。

活性層３及びクラッド層（２，４）がそれぞれ単層の半
導体層で構成することにより、作製が容易な短波長帯半
導体発光素子を実現することができる。

活性層３及びクラッド層（２，４）のうち少なくとも一
方が超薄膜を複数積層した量子井戸構造もしくは超格子
構造で構成することにより、Ｍｎの組成比を大きくする
ことが可能となるため、活性層３でのキャリア閉じ込め
がより容易となり、かつ基板１からの不純物原子の拡散
を防止した短波長帯半導体発光素子を実現できる。

活性Ｈ３がＺｎＳ＋−ｘ−ｙＳｅｘＴｅｙ　（０≦ｘ≦
１．０≦ｙ≦１）で、クラッド層２及び４はＺｎ　＋　
−ＷＭｎｗＳｌ−９−９’ＳｅｘＴｅａ　　（０≦ｐ≦
１．０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．５）でそれぞれ構
成することにより、活性層３、クラッド層２及び４が基
板１と格子整合し、かつキャリア閉じ込めが可能な短波
長帯半導体発光素子を実現できる。

活性層３は、ＺｎＳ＋−ＩＫ−，５ｅＫＴｅ、　（ｏ≦
ｘ≦１．０≦ｙ≦１）を量子井戸層、Ｚｎ＋−ｚ’　Ｍ
ｎｚ’　５ｌ−Ｘ・−ｙ’Ｓｅｘ・Ｔｅ、ｓ　（０≦ｘ
°≦１，０≦ｙ’≦１、０．０５≦Ｚ≦０．８）を障壁
層とする量子井戸構造で、クラッド層２及び４はＺｎ＋
−ｗＭｎｗｓ＋−９−ｑＳｅｌ、Ｔｅｑ（ｏ≦ｐ≦１゜
０≦ｑ≦１．０．０５≦ｗ≦０．８）およびＺｎ＋−ｉ
’ＭｎｚＳｌ−Ｘ−ｙ’　５ｅＸ−Ｔｅ、・（０≦ｐ’
≦１、０≦ｑ°≦１０．０５≦ｗ°≦０．８）よりなる
超格子多層膜でそれぞれ構成することにより、Ｍｎの組
成比を大きくすることが可能となるため、活性層３での
キャリア閉じ込めがより容易となり、かつ基板１からの
不純物原子の拡散を防止した短波長帯半導体発光素子を
実現できる。

基板１がＧａＡｓ、　Ｇａｐ、　ＩｎＰ、　Ｓｉ、　Ｇ
ｅ、　ＺｎＳｅまたはＧａＡｓＰ混晶で構成することに
より、活性層３が基板１と格子整合することが容易とな
る。

このため、従来、半導体レーザ・ダイオードではできな
かった、青色や緑色等の短波長域の動作が実現されるよ
うになり、民生用或いは情報処理用に広く利用され、そ
の効果が極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＺｎＳ、　ＺｎＳｅ、　ＺｎＴｅおよびその混
晶系、ならびにＧａＡｓ、　ＧａＰ、　ＩｎＰ、　Ｓｉ
の禁止帯幅と格子定数の関係を示す特性図、第２図（ａ
）及び（ｂ）は従来のＺｎＳｅ−ＺｎＴｅおよびＺｎＳ
−ＺｎＴｅヘテロ接合におけるエネルギー・バンド接続
を示す模式図、第３図は本発明による層構造を有する発
光素子の断面図、第４図は本発明による短波長帯短波長
帯半導体発光素子のエネルギー・バンド接続を示す模式
図である。 １・・・ｎ−ＧａＰ基板、 ・ｎ側クラッド層（ｎ−Ｚｎｏ、　ａＪｎｏ、　＋ａＳ
。 Ｓｅｏ、ｏｔＴｅａ、ｏ＋）　　％ ・活性層（ＺｎＳｏ、　ｅｓｅｏ、　ｏｓＴｅｏ、　ｏ
ｓ）、’ｐ側ツクラッド層ｐ−Ｚｎｏ。６２Ｍｎｏ、　
＋ｓＳ。 Ｓｅｏ、ｏｔＴｅａ、ｏ＋）　ｓ ・絶縁膜、 ６．７・　・電極。 ３　・ ５　・ ２　・ ４　・

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、その上にもうけられる活性層とクラッド
   層とを有する半導体発光素子において、活性層がII−V
   I族化合物半導体層から成り、クラッド層が、前記活性
   層の禁止帯幅より大なる禁止帯幅を有するII−VI族化合
   物半導体で、そのII族元素の一部を遷移金属元素で置換
   し、かつ前記活性層とほゞ格子整合する半導体で構成さ
   れることを特徴とする半導体発光素子。
2. （２）前記活性層のII族元素の一部が遷移金属元素で置
   換されることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
   子。
3. （３）前記遷移金属元素はＭｎ、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉ
   から選択されるひとつであることを特徴とする請求項１
   記載の半導体発光素子。
4. （４）前記活性層及び前記クラッド層がそれぞれ単層の
   半導体層で構成されていることを特徴とする請求項１記
   載の半導体発光素子。
5. （５）前記活性層及び前記クラッド層のうち少なくとも
   一方が超薄膜を複数積層した超格子構造で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
6. （６）前記活性層がＺｎＳ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＳｅ＿
   ｘＴｅ＿ｙ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）であり、前記ク
   ラッド層はＺｎ＿１＿−＿ｗＭｎ＿ｗＳ＿１＿−＿ｐ＿
   −＿ｑＳｅ＿ｐＴｅ＿ｑ（０≦ｐ≦１、０≦ｑ≦１、０
   ．０５≦ｗ≦０．５）構成されていることを特徴とする
   請求項１記載の半導体発光素子。
7. （７）前記活性層はＺｎＳ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＳｅ＿
   ｘＴｅ＿ｙ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を量子井戸層、
   Ｚｎ＿１＿−＿ｚ＿’Ｍｎ＿ｚ＿’Ｓ＿１＿−＿ｘ＿’
   ＿−＿ｙ＿’Ｓｅ＿ｘ＿−＿’Ｔｅ＿ｙ＿’（０≦ｘ’
   ≦１、０≦ｙ’≦１、０．０５≦ｚ’≦０．８）を障壁
   層とする量子井戸構造であり、前記クラッド層はＺｎ＿
   １＿−＿ｗＭｎ＿ｗＳ＿１＿−＿ｐ＿−＿ｑＳｅ＿ｐＴ
   ｅ＿ｑ（０≦ｐ≦１、０≦ｑ≦１、０．０５≦ｗ≦０．
   ８）およびＺｎ＿１＿−＿ｗ＿’Ｍｎ＿ｗ＿’Ｓ＿１＿
   −＿ｐ＿’＿−＿ｑ＿’Ｓｃ＿ｐ＿’Ｔｅ＿ｑ＿’（０
   ≦ｐ’≦１、０≦ｑ’≦１、０．０５≦ｗ’≦０．８）
   よりなる超格子多層膜で構成したことを特徴とする請求
   項１記載の半導体発光素子。
8. （８）前記基板が前記活性層及びクラッド層とほぼ格子
   整合するＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｎ
   ＳｅおよびＧａＡｓＰ混晶から選択されるひとつで構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の半導体発光
   素子。