JPH09162500A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH09162500A JPH09162500A JP7346399A JP34639995A JPH09162500A JP H09162500 A JPH09162500 A JP H09162500A JP 7346399 A JP7346399 A JP 7346399A JP 34639995 A JP34639995 A JP 34639995A JP H09162500 A JPH09162500 A JP H09162500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- light emitting
- emitting device
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 活性層と基板との間の格子歪みに起因する点
欠陥が少なく長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＺｎＳｅ
バッファ層２を介してｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層４、Ｚｎ1-x ＣｄxＯy Ｓ
1-y 活性層５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層９およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１０を順次積層してレーザー構造を
形成する。これらの層のうち、少なくともＺｎ1-x Ｃｄ
x Ｏy Ｓ1-y 活性層５の格子定数をｎ型ＧａＡｓ基板１
の格子定数とほぼ一致させる。
欠陥が少なく長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＺｎＳｅ
バッファ層２を介してｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層４、Ｚｎ1-x ＣｄxＯy Ｓ
1-y 活性層５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層９およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１０を順次積層してレーザー構造を
形成する。これらの層のうち、少なくともＺｎ1-x Ｃｄ
x Ｏy Ｓ1-y 活性層５の格子定数をｎ型ＧａＡｓ基板１
の格子定数とほぼ一致させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子、例えば半導体レーザーや発光ダイオードに
適用して好適なものである。
に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子、例えば半導体レーザーや発光ダイオードに
適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザー光を用いて記録／再生を
行う光ディスクや光磁気ディスクに対する記録／再生の
高密度化または高解像度化のために、青色ないし緑色で
発光可能な半導体レーザーに対する要求が高まってい
る。そして、この種の半導体レーザーとしては、バンド
ギャップの大きいＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＺｎＣｄ
Ｓｅを活性層（発光層）の材料に用いた半導体レーザー
が注目されている。
行う光ディスクや光磁気ディスクに対する記録／再生の
高密度化または高解像度化のために、青色ないし緑色で
発光可能な半導体レーザーに対する要求が高まってい
る。そして、この種の半導体レーザーとしては、バンド
ギャップの大きいＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＺｎＣｄ
Ｓｅを活性層（発光層）の材料に用いた半導体レーザー
が注目されている。
【０００３】図３はこのようなＺｎＣｄＳｅ活性層を用
いた従来の半導体レーザーを示す。この半導体レーザー
は、いわゆるＳＣＨ（Separate Confinement Heterostr
ucture) 構造を有するものである。
いた従来の半導体レーザーを示す。この半導体レーザー
は、いわゆるＳＣＨ（Separate Confinement Heterostr
ucture) 構造を有するものである。
【０００４】図３に示すように、この従来の半導体レー
ザーにおいては、例えば（１００）面方位のｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０１上に、ｎ型不純物としてＣｌがドープされ
たｎ型ＺｎＳｅバッファ層１０２、ｎ型不純物として同
様にＣｌがドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０３、ｎ型不純物として同様にＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳＳｅ光導波層１０４、発光層であるＺｎＣｄＳ
ｅ活性層１０５、ｐ型不純物として例えばＮがドープさ
れたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型不純物として
同様にＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０７、ｐ型不純物として同様にＮがドープされたｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１０８、ｐ型不純物として同様に
Ｎがそれぞれドープされたｐ型ＺｎＳｅからなる障壁層
とｐ型ＺｎＴｅからなる井戸層とが交互に積層されたｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層１０９
およびｐ型不純物として同様にＮがドープされたｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１１０が順次積層されている。
ザーにおいては、例えば（１００）面方位のｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０１上に、ｎ型不純物としてＣｌがドープされ
たｎ型ＺｎＳｅバッファ層１０２、ｎ型不純物として同
様にＣｌがドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０３、ｎ型不純物として同様にＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳＳｅ光導波層１０４、発光層であるＺｎＣｄＳ
ｅ活性層１０５、ｐ型不純物として例えばＮがドープさ
れたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型不純物として
同様にＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０７、ｐ型不純物として同様にＮがドープされたｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１０８、ｐ型不純物として同様に
Ｎがそれぞれドープされたｐ型ＺｎＳｅからなる障壁層
とｐ型ＺｎＴｅからなる井戸層とが交互に積層されたｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層１０９
およびｐ型不純物として同様にＮがドープされたｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１１０が順次積層されている。
【０００５】ここで、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層
１０９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０は、一方
向に延びるストライプ形状を有する。
１０９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０は、一方
向に延びるストライプ形状を有する。
【０００６】このストライプ部の両側の部分のｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層１０８上には、ポリイミド膜やＡｌ2
Ｏ3 膜からなる絶縁層１１１が形成されている。そし
て、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０
および絶縁層１１１上にｐ側電極１１２が形成されてい
る。このｐ側電極１１２はｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１０とオーミックコンタクトしており、この部分が電流
の通路となる。ここで、このｐ側電極１１２としては、
例えば、Ｐｄ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次積層した構造
のＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１０１の裏面には、例えばＩｎ電極のようなｎ
側電極１１３がオーミックコンタクトしている。
Ｓｅコンタクト層１０８上には、ポリイミド膜やＡｌ2
Ｏ3 膜からなる絶縁層１１１が形成されている。そし
て、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０
および絶縁層１１１上にｐ側電極１１２が形成されてい
る。このｐ側電極１１２はｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１０とオーミックコンタクトしており、この部分が電流
の通路となる。ここで、このｐ側電極１１２としては、
例えば、Ｐｄ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次積層した構造
のＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１０１の裏面には、例えばＩｎ電極のようなｎ
側電極１１３がオーミックコンタクトしている。
【０００７】上述のように構成された従来の半導体レー
ザーを製造するには、まず、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅバッファ層１０２、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０４、ＺｎＣｄＳｅ
活性層１０５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層１０７、ｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層１０８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９お
よびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０を順次成長させ
る。ここで、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１０２、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層１０３およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層１０４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピングは、
例えば、ＺｎＣｌ2 をドーパントとして用いて行う。ま
た、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層１０７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１０
８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９およびｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層１１０のｐ型不純物としてのＮの
ドーピングは、高周波（ＲＦ）または電子サイクロトロ
ン（ＥＣＲ）プラズマセルを用いてＮ2 プラズマを発生
させ、それによって生成されるＮのラジカルを用いて行
う。
ザーを製造するには、まず、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅバッファ層１０２、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１０３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０４、ＺｎＣｄＳｅ
活性層１０５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層１０７、ｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層１０８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９お
よびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０を順次成長させ
る。ここで、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１０２、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層１０３およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層１０４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピングは、
例えば、ＺｎＣｌ2 をドーパントとして用いて行う。ま
た、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１０６、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層１０７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１０
８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９およびｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層１１０のｐ型不純物としてのＮの
ドーピングは、高周波（ＲＦ）または電子サイクロトロ
ン（ＥＣＲ）プラズマセルを用いてＮ2 プラズマを発生
させ、それによって生成されるＮのラジカルを用いて行
う。
【０００８】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０上
に一方向に延びる所定幅のストライプ形状のレジストパ
ターン（図示せず）を形成した後、このレジストパター
ンをマスクとして、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０お
よびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９をウエット
エッチング法によりエッチングする。これによって、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１０がストライプ形状にパターニング
される。
に一方向に延びる所定幅のストライプ形状のレジストパ
ターン（図示せず）を形成した後、このレジストパター
ンをマスクとして、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０お
よびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９をウエット
エッチング法によりエッチングする。これによって、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０９およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１０がストライプ形状にパターニング
される。
【０００９】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面にポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜を形成した後、このレジストパターンを、その上に形
成されたポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する
（リフトオフ）。これによって、ストライプ部の両側の
部分のｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１０８上にのみポリイ
ミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１１１が形成され
る。
パターンを残したまま全面にポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜を形成した後、このレジストパターンを、その上に形
成されたポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する
（リフトオフ）。これによって、ストライプ部の両側の
部分のｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１０８上にのみポリイ
ミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１１１が形成され
る。
【００１０】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１１０および絶縁層１１１の全面にＰｄ膜、Ｐ
ｔ膜およびＡｕ膜を真空蒸着法により順次形成してＰｄ
／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１１２を形成し、そ
の後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１１２
をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０とオーミックコンタ
クトさせる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面に
は、Ｉｎ電極のようなｎ側電極１１３を形成し、オーミ
ックコンタクトさせる。
タクト層１１０および絶縁層１１１の全面にＰｄ膜、Ｐ
ｔ膜およびＡｕ膜を真空蒸着法により順次形成してＰｄ
／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１１２を形成し、そ
の後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１１２
をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１０とオーミックコンタ
クトさせる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面に
は、Ｉｎ電極のようなｎ側電極１１３を形成し、オーミ
ックコンタクトさせる。
【００１１】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１０１をバー状に劈開して両
共振器端面を形成した後、真空蒸着法などにより端面コ
ーティングを施す。この後、このバーを劈開してチップ
化し、これによって得られるレーザーチップをパッケー
ジングする。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１０１をバー状に劈開して両
共振器端面を形成した後、真空蒸着法などにより端面コ
ーティングを施す。この後、このバーを劈開してチップ
化し、これによって得られるレーザーチップをパッケー
ジングする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の半導体レーザーにおいては、ＺｎＣｄＳｅ活性層
１０５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１０１の格子定数
よりも大きいことから、ＺｎＣｄＳｅ活性層１０５のみ
に大きな格子歪みが内在し、その結果、次のような問題
が生じる。
従来の半導体レーザーにおいては、ＺｎＣｄＳｅ活性層
１０５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１０１の格子定数
よりも大きいことから、ＺｎＣｄＳｅ活性層１０５のみ
に大きな格子歪みが内在し、その結果、次のような問題
が生じる。
【００１３】すなわち、量子井戸層としてのＺｎＣｄＳ
ｅ活性層の両側を障壁層としてのＺｎＳＳｅ層によりは
さんだ構造をＧａＡｓ基板上に形成し、ＺｎＣｄＳｅ活
性層の発光特性を観測した結果によれば、ＺｎＣｄＳｅ
活性層の発光特性とＺｎＳＳｅ層の歪み効果とについ
て、次のようなことがわかっている。すなわち、ＺｎＣ
ｄＳｅ層の発光特性は、ＧａＡｓ基板とＺｎＳＳｅ層と
の間の歪みにより敏感に影響を受け、この歪みが大きく
なると、発光強度が急激に低下する。これは、格子歪み
により、ヘテロ界面に生成される点欠陥の生成エネルギ
ーが低減されることに起因すると考えられている。
ｅ活性層の両側を障壁層としてのＺｎＳＳｅ層によりは
さんだ構造をＧａＡｓ基板上に形成し、ＺｎＣｄＳｅ活
性層の発光特性を観測した結果によれば、ＺｎＣｄＳｅ
活性層の発光特性とＺｎＳＳｅ層の歪み効果とについ
て、次のようなことがわかっている。すなわち、ＺｎＣ
ｄＳｅ層の発光特性は、ＧａＡｓ基板とＺｎＳＳｅ層と
の間の歪みにより敏感に影響を受け、この歪みが大きく
なると、発光強度が急激に低下する。これは、格子歪み
により、ヘテロ界面に生成される点欠陥の生成エネルギ
ーが低減されることに起因すると考えられている。
【００１４】また、一般に、結晶成長後に活性層に生成
された転位は、歪みが大きいほど、発光に伴う電子−正
孔再結合エネルギーを吸収して増殖され、転位密度が増
大することが知られている。
された転位は、歪みが大きいほど、発光に伴う電子−正
孔再結合エネルギーを吸収して増殖され、転位密度が増
大することが知られている。
【００１５】以上のことより、ＺｎＣｄＳｅ活性層を用
いた半導体レーザーにおいては、そのＺｎＣｄＳｅ活性
層は、基板と格子整合することが望まれる。また、これ
は、ＺｎＳｅ活性層を用いた半導体レーザーにおいても
同様である。さらにまた、これは、ＺｎＣｄＳｅ活性層
やＺｎＳｅ活性層を用いた発光ダイオードにおいても同
様である。
いた半導体レーザーにおいては、そのＺｎＣｄＳｅ活性
層は、基板と格子整合することが望まれる。また、これ
は、ＺｎＳｅ活性層を用いた半導体レーザーにおいても
同様である。さらにまた、これは、ＺｎＣｄＳｅ活性層
やＺｎＳｅ活性層を用いた発光ダイオードにおいても同
様である。
【００１６】したがって、この発明は、活性層と基板と
の間の格子歪みに起因する点欠陥が抑えられることによ
り長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子を提供することにある。
の間の格子歪みに起因する点欠陥が抑えられることによ
り長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意検討を行った。その概要について説明す
ると、次の通りである。
達成すべく鋭意検討を行った。その概要について説明す
ると、次の通りである。
【００１８】図２に、代表的な二元のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の格子定数とバンドギャップエネルギー
（Ｅg ）との関係を示す。ここで、ＺｎＯ以外の二元の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体についてのデータは液体窒素
温度（７７Ｋ）において測定したものであり、ＺｎＯに
ついてのデータは液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）におい
て測定したものである。図２中、横軸に平行な破線、一
点鎖線、実線および二点鎖線はそれぞれＧａＡｓの格子
定数（０．５６５３ｎｍ）、ＩｎＰの格子定数（０．５
８６ｎｍ）、ＧａＰの格子定数（０．５４５ｎｍ）およ
びＺｎＳｅの格子定数（０．５６７ｎｍ）を示す。
物半導体の格子定数とバンドギャップエネルギー
（Ｅg ）との関係を示す。ここで、ＺｎＯ以外の二元の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体についてのデータは液体窒素
温度（７７Ｋ）において測定したものであり、ＺｎＯに
ついてのデータは液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）におい
て測定したものである。図２中、横軸に平行な破線、一
点鎖線、実線および二点鎖線はそれぞれＧａＡｓの格子
定数（０．５６５３ｎｍ）、ＩｎＰの格子定数（０．５
８６ｎｍ）、ＧａＰの格子定数（０．５４５ｎｍ）およ
びＺｎＳｅの格子定数（０．５６７ｎｍ）を示す。
【００１９】図２から、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅお
よびＺｎＯを適当に組み合わせて混晶化することにより
得ることが可能な格子定数に対し、ＧａＡｓの格子定数
はその範囲内にあることがわかる。一般に、ＺｎＯ結晶
は、ウルツ鉱型結晶構造あるいは岩塩型結晶構造を有す
ることが知られているが、文献（S.M.Sze, "Semiconduc
tor Devices Physics and Technology", John Wiley ＆
Sons, Inc., 1985, p.513)によるとその格子定数は０．
４５８ｎｍ、バンドギャップエネルギーは３．３ｅＶで
ある。また、一般に、閃亜鉛鉱型結晶構造を有する母体
材料に他の結晶を添加する場合、その添加する結晶がウ
ルツ鉱型結晶構造または岩塩型結晶構造であり、しかも
微量であれば、得られる結晶も閃亜鉛鉱型結晶構造を有
することが知られており（例えば、岩塩型結晶構造を有
するＭｇＳを閃亜鉛鉱型結晶構造を有するＺｎＳｅに添
加した場合、それによって得られるＺｎＭｇＳＳｅ結晶
は閃亜鉛鉱型結晶構造を有する）、このため図２により
求められるバンドギャップエネルギーと格子定数との関
係はほとんど変化しないと考えられる。
よびＺｎＯを適当に組み合わせて混晶化することにより
得ることが可能な格子定数に対し、ＧａＡｓの格子定数
はその範囲内にあることがわかる。一般に、ＺｎＯ結晶
は、ウルツ鉱型結晶構造あるいは岩塩型結晶構造を有す
ることが知られているが、文献（S.M.Sze, "Semiconduc
tor Devices Physics and Technology", John Wiley ＆
Sons, Inc., 1985, p.513)によるとその格子定数は０．
４５８ｎｍ、バンドギャップエネルギーは３．３ｅＶで
ある。また、一般に、閃亜鉛鉱型結晶構造を有する母体
材料に他の結晶を添加する場合、その添加する結晶がウ
ルツ鉱型結晶構造または岩塩型結晶構造であり、しかも
微量であれば、得られる結晶も閃亜鉛鉱型結晶構造を有
することが知られており（例えば、岩塩型結晶構造を有
するＭｇＳを閃亜鉛鉱型結晶構造を有するＺｎＳｅに添
加した場合、それによって得られるＺｎＭｇＳＳｅ結晶
は閃亜鉛鉱型結晶構造を有する）、このため図２により
求められるバンドギャップエネルギーと格子定数との関
係はほとんど変化しないと考えられる。
【００２０】ここで、例えば、ＧａＡｓの格子定数を示
す線がＣｄＳｅ−ＺｎＯ、ＣｄＳ−ＺｎＯまたはＺｎＳ
ｅ−ＺｎＯの組み合わせの線に交差する点を求め、その
交差点から横軸に対して垂線を引くと、それらの組み合
わせにより実現することができるバンドギャップを求め
ることができる。それらは、図２から、それぞれ２．２
２ｅＶ、２．５６ｅＶ、２．８０ｅＶとなり、それらに
対する室温付近での発光波長はそれぞれ５８５ｎｍ、５
０４ｎｍ、４５９ｎｍ程度となる。これは、これらの混
晶により活性層を形成すれば、活性層とＧａＡｓ基板と
を格子整合させつつ、室温付近で４５９ｎｍから５８５
ｎｍまでの発光波長を得ることができることを示してい
る。
す線がＣｄＳｅ−ＺｎＯ、ＣｄＳ−ＺｎＯまたはＺｎＳ
ｅ−ＺｎＯの組み合わせの線に交差する点を求め、その
交差点から横軸に対して垂線を引くと、それらの組み合
わせにより実現することができるバンドギャップを求め
ることができる。それらは、図２から、それぞれ２．２
２ｅＶ、２．５６ｅＶ、２．８０ｅＶとなり、それらに
対する室温付近での発光波長はそれぞれ５８５ｎｍ、５
０４ｎｍ、４５９ｎｍ程度となる。これは、これらの混
晶により活性層を形成すれば、活性層とＧａＡｓ基板と
を格子整合させつつ、室温付近で４５９ｎｍから５８５
ｎｍまでの発光波長を得ることができることを示してい
る。
【００２１】同様に、ＩｎＰの格子定数を示す線がＣｄ
Ｓｅ−ＺｎＯまたはＣｄＳｅ−ＣｄＳの組み合わせの線
に交差する点を求め、その交差点から横軸に対して垂線
を引くと、それらの組み合わせにより実現することがで
きるバンドギャップを求めることができる。それらは、
図２から、それぞれ１．９８ｅＶ、２．３３ｅＶとな
り、それらに対する室温付近での発光波長はそれぞれ６
６０ｎｍ、５５６ｎｍ程度となる。これは、これらの混
晶により活性層を形成すれば、活性層とＩｎＰ基板とを
格子整合させつつ、室温付近で５５６ｎｍから６６０ｎ
ｍまでの発光波長を得ることができることを示してい
る。
Ｓｅ−ＺｎＯまたはＣｄＳｅ−ＣｄＳの組み合わせの線
に交差する点を求め、その交差点から横軸に対して垂線
を引くと、それらの組み合わせにより実現することがで
きるバンドギャップを求めることができる。それらは、
図２から、それぞれ１．９８ｅＶ、２．３３ｅＶとな
り、それらに対する室温付近での発光波長はそれぞれ６
６０ｎｍ、５５６ｎｍ程度となる。これは、これらの混
晶により活性層を形成すれば、活性層とＩｎＰ基板とを
格子整合させつつ、室温付近で５５６ｎｍから６６０ｎ
ｍまでの発光波長を得ることができることを示してい
る。
【００２２】次に、ＧａＰの格子定数を示す線がＣｄＳ
ｅ−ＺｎＯまたはＺｎＳｅ−ＺｎＳの組み合わせの線に
交差する点を求め、その交差点から横軸に対して垂線を
引くと、それらの組み合わせにより実現することができ
るバンドギャップを求めることができる。それらは、図
２から、それぞれ２．４１ｅＶ、３．６５ｅＶとなり、
それらに対する室温付近での発光波長はそれぞれ５３７
ｎｍ、３４９ｎｍ程度となる。これは、これらの混晶に
より活性層を形成すれば、活性層とＧａＰ基板とを格子
整合させつつ、室温付近で３４９ｎｍから５３７ｎｍま
での発光波長を得ることができることを示している。
ｅ−ＺｎＯまたはＺｎＳｅ−ＺｎＳの組み合わせの線に
交差する点を求め、その交差点から横軸に対して垂線を
引くと、それらの組み合わせにより実現することができ
るバンドギャップを求めることができる。それらは、図
２から、それぞれ２．４１ｅＶ、３．６５ｅＶとなり、
それらに対する室温付近での発光波長はそれぞれ５３７
ｎｍ、３４９ｎｍ程度となる。これは、これらの混晶に
より活性層を形成すれば、活性層とＧａＰ基板とを格子
整合させつつ、室温付近で３４９ｎｍから５３７ｎｍま
での発光波長を得ることができることを示している。
【００２３】次に、ＺｎＳｅの格子定数を示す線がＣｄ
Ｓｅ−ＺｎＯまたはＣｄＳ−ＺｎＯの組み合わせの線お
よびＺｎＳｅの点に交差する点を求め、その交差点から
横軸に対して垂線を引くと、それらの組み合わせにより
実現することができるバンドギャップを求めることがで
きる。それらは、図２から、それぞれ２．１８ｅＶ、
２．５４ｅＶ、２．７９ｅＶとなり、それらに対する室
温付近での発光波長はそれぞれ５９６ｎｍ、５０８ｎ
ｍ、４６１ｎｍ程度となる。これは、これらの混晶によ
り活性層を形成すれば、活性層とＺｎＳｅ基板とを格子
整合させつつ、室温付近で４６１ｎｍから５９６ｎｍま
での発光波長を得ることができることを示している。
Ｓｅ−ＺｎＯまたはＣｄＳ−ＺｎＯの組み合わせの線お
よびＺｎＳｅの点に交差する点を求め、その交差点から
横軸に対して垂線を引くと、それらの組み合わせにより
実現することができるバンドギャップを求めることがで
きる。それらは、図２から、それぞれ２．１８ｅＶ、
２．５４ｅＶ、２．７９ｅＶとなり、それらに対する室
温付近での発光波長はそれぞれ５９６ｎｍ、５０８ｎ
ｍ、４６１ｎｍ程度となる。これは、これらの混晶によ
り活性層を形成すれば、活性層とＺｎＳｅ基板とを格子
整合させつつ、室温付近で４６１ｎｍから５９６ｎｍま
での発光波長を得ることができることを示している。
【００２４】この発明は、以上の検討に基づいて案出さ
れたものである。
れたものである。
【００２５】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅからなる
群より選ばれた少なくとも一種類以上のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種類以上のＶＩ族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いた半導体発光素子において、少なくとも
活性層の格子定数が基板の格子定数とほぼ一致している
ことを特徴とするものである。
の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅからなる
群より選ばれた少なくとも一種類以上のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種類以上のＶＩ族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いた半導体発光素子において、少なくとも
活性層の格子定数が基板の格子定数とほぼ一致している
ことを特徴とするものである。
【００２６】この発明において、活性層は少なくともＯ
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる。
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる。
【００２７】この発明の一実施形態において、活性層は
少なくともＺｎ、Ｃｄ、ＯおよびＳｅからなる。この場
合、発光波長は、例えば室温付近で３８０ｎｍないし６
２０ｎｍとすることができる。
少なくともＺｎ、Ｃｄ、ＯおよびＳｅからなる。この場
合、発光波長は、例えば室温付近で３８０ｎｍないし６
２０ｎｍとすることができる。
【００２８】この発明の他の一実施形態において、活性
層はＺｎ、Ｃｄ、ＯおよびＳからなる。この場合、発光
波長は、例えば室温付近で３８０ｎｍないし５４０ｎｍ
とすることができる。
層はＺｎ、Ｃｄ、ＯおよびＳからなる。この場合、発光
波長は、例えば室温付近で３８０ｎｍないし５４０ｎｍ
とすることができる。
【００２９】この発明のさらに他の一実施形態におい
て、活性層はＺｎ、ＯおよびＳｅからなる。
て、活性層はＺｎ、ＯおよびＳｅからなる。
【００３０】この発明において、基板は、例えばＧａＡ
ｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳｅなどからなる。
ｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳｅなどからなる。
【００３１】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、少なくとも活性層の格子定数が基板の格子定数とほ
ぼ一致しているので、この活性層と基板との間の格子歪
みに起因する点欠陥の生成を抑えることができる。
ば、少なくとも活性層の格子定数が基板の格子定数とほ
ぼ一致しているので、この活性層と基板との間の格子歪
みに起因する点欠陥の生成を抑えることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【００３３】図１はこの発明の一実施形態による半導体
レーザーを示す断面図である。この半導体レーザーは、
ＳＣＨ構造を有するものである。
レーザーを示す断面図である。この半導体レーザーは、
ＳＣＨ構造を有するものである。
【００３４】図１に示すように、この一実施形態による
半導体レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳ
ｉがドープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ型不純物として例えばＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型不純物として同様にＣｌ
がドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ｎ型
不純物として同様にＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層４、発光層であるＺｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活
性層５、ｐ型不純物として例えばＮがドープされたｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型不純物として同様にＮがド
ープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型不純
物として同様にＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層８、ｐ型不純物として同様にＮがそれぞれドープさ
れたｐ型ＺｎＳｅからなる障壁層とｐ型ＺｎＴｅからな
る井戸層とが交互に積層されたｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
ＭＱＷ層９およびｐ型不純物として同様にＮがドープさ
れたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０が順次積層されてい
る。
半導体レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳ
ｉがドープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ型不純物として例えばＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型不純物として同様にＣｌ
がドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ｎ型
不純物として同様にＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層４、発光層であるＺｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活
性層５、ｐ型不純物として例えばＮがドープされたｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型不純物として同様にＮがド
ープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型不純
物として同様にＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層８、ｐ型不純物として同様にＮがそれぞれドープさ
れたｐ型ＺｎＳｅからなる障壁層とｐ型ＺｎＴｅからな
る井戸層とが交互に積層されたｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
ＭＱＷ層９およびｐ型不純物として同様にＮがドープさ
れたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０が順次積層されてい
る。
【００３５】ここで、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層
９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０は、一方向に延
びるストライプ形状を有する。
９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０は、一方向に延
びるストライプ形状を有する。
【００３６】このストライプ部の両側の部分のｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層８上には、ポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜からなる絶縁層１１が形成されている。そして、スト
ライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０および絶縁
層１１上にｐ側電極１２が形成されている。このｐ側電
極１２はｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０とオーミックコ
ンタクトしており、この部分が電流の通路となる。ここ
で、このｐ側電極１２としては、例えば、Ｐｄ膜とＰｔ
膜とＡｕ膜とを順次積層した構造のＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電
極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面に
は、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１３がオーミック
コンタクトしている。
Ｓｅコンタクト層８上には、ポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜からなる絶縁層１１が形成されている。そして、スト
ライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０および絶縁
層１１上にｐ側電極１２が形成されている。このｐ側電
極１２はｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０とオーミックコ
ンタクトしており、この部分が電流の通路となる。ここ
で、このｐ側電極１２としては、例えば、Ｐｄ膜とＰｔ
膜とＡｕ膜とを順次積層した構造のＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電
極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面に
は、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１３がオーミック
コンタクトしている。
【００３７】この一実施形態による半導体レーザーにお
いては、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y活性層５のＣｄ組成
比ｘおよびＯ組成比ｙは、このＺｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ
1-y 活性層５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１の格子定
数とほぼ一致するように、すなわちこのＺｎ1-x Ｃｄx
Ｏy Ｓ1-y 活性層５がｎ型ＧａＡｓ基板１とほぼ格子整
合するように選ばれている。例えば、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏ
y Ｓ1-y 活性層５におけるＣｄ組成比ｘおよびＯ組成比
ｙをそれぞれ０．２および０．１７とした場合には、Ｚ
ｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５をｎ型ＧａＡｓ基板１
と格子整合させつつ、室温付近で発光波長５０４ｎｍを
実現することができる。
いては、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y活性層５のＣｄ組成
比ｘおよびＯ組成比ｙは、このＺｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ
1-y 活性層５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１の格子定
数とほぼ一致するように、すなわちこのＺｎ1-x Ｃｄx
Ｏy Ｓ1-y 活性層５がｎ型ＧａＡｓ基板１とほぼ格子整
合するように選ばれている。例えば、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏ
y Ｓ1-y 活性層５におけるＣｄ組成比ｘおよびＯ組成比
ｙをそれぞれ０．２および０．１７とした場合には、Ｚ
ｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５をｎ型ＧａＡｓ基板１
と格子整合させつつ、室温付近で発光波長５０４ｎｍを
実現することができる。
【００３８】また、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３、
ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層４、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６
およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７のＭｇ組成比や
Ｓ組成比は、これらの層の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板
１の格子定数とほぼ一致するように、すなわち、これら
の層がｎ型ＧａＡｓ基板とほぼ格子整合するように選ば
れている。
ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層４、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６
およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７のＭｇ組成比や
Ｓ組成比は、これらの層の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板
１の格子定数とほぼ一致するように、すなわち、これら
の層がｎ型ＧａＡｓ基板とほぼ格子整合するように選ば
れている。
【００３９】次に、上述のように構成されたこの一実施
形態による半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
形態による半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
【００４０】すなわち、この一実施形態による半導体レ
ーザーを製造するには、まず、ＭＢＥ法により、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
４、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y活性層５、ｐ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０を順次成長
させる。
ーザーを製造するには、まず、ＭＢＥ法により、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層３、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
４、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y活性層５、ｐ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層８、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０を順次成長
させる。
【００４１】このＭＢＥ法による各層の成長において
は、例えば、Ｚｎ原料としてＺｎを用い、Ｍｇ原料とし
てＭｇを用い、Ｓ原料としてＺｎＳを用い、Ｓｅ原料と
してＳｅを用い、Ｃｄ原料としてＣｄを用い、Ｏ原料と
してＺｎＯを用いる。また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層
２、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３およびｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は、例えば、ＺｎＣｌ2 をドーパントとして用いて行
う。さらに、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９およびｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１０のｐ型不純物としてのＮのドーピング
は、ＲＦまたはＥＣＲプラズマセルを用いてＮ2 プラズ
マを発生させ、それによって生成されるＮのラジカルを
用いて行う。
は、例えば、Ｚｎ原料としてＺｎを用い、Ｍｇ原料とし
てＭｇを用い、Ｓ原料としてＺｎＳを用い、Ｓｅ原料と
してＳｅを用い、Ｃｄ原料としてＣｄを用い、Ｏ原料と
してＺｎＯを用いる。また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層
２、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層３およびｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は、例えば、ＺｎＣｌ2 をドーパントとして用いて行
う。さらに、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９およびｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１０のｐ型不純物としてのＮのドーピング
は、ＲＦまたはＥＣＲプラズマセルを用いてＮ2 プラズ
マを発生させ、それによって生成されるＮのラジカルを
用いて行う。
【００４２】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０上に
一方向に延びる所定幅のストライプ形状のレジストパタ
ーン（図示せず）を形成した後、このレジストパターン
をマスクとして、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０および
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９をウエットエッチン
グ法によりエッチングする。これによって、ｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１０がストライプ形状にパターニングされる。
一方向に延びる所定幅のストライプ形状のレジストパタ
ーン（図示せず）を形成した後、このレジストパターン
をマスクとして、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１０および
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９をウエットエッチン
グ法によりエッチングする。これによって、ｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層９およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１０がストライプ形状にパターニングされる。
【００４３】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面にポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜を形成した後、このレジストパターンを、その上に形
成されたポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する
（リフトオフ）。これによって、ストライプ部の両側の
部分のｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８上にのみポリイミド
膜やＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１１が形成される。
パターンを残したまま全面にポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3
膜を形成した後、このレジストパターンを、その上に形
成されたポリイミド膜やＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する
（リフトオフ）。これによって、ストライプ部の両側の
部分のｐ型ＺｎＳｅコンタクト層８上にのみポリイミド
膜やＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１１が形成される。
【００４４】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１０および絶縁層１１の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜
およびＡｕ膜を真空蒸着法などにより順次形成してＰｄ
／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１２を形成し、その
後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１２をｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層８とオーミックコンタクトさせ
る。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、Ｉｎ電極の
ようなｎ側電極１３を形成し、オーミックコンタクトさ
せる。
タクト層１０および絶縁層１１の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜
およびＡｕ膜を真空蒸着法などにより順次形成してＰｄ
／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１２を形成し、その
後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１２をｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層８とオーミックコンタクトさせ
る。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、Ｉｎ電極の
ようなｎ側電極１３を形成し、オーミックコンタクトさ
せる。
【００４５】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、真空蒸着法などにより端面コーテ
ィングを施す。この後、このバーを劈開してチップ化
し、これによって得られるレーザーチップをパッケージ
ングする。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、真空蒸着法などにより端面コーテ
ィングを施す。この後、このバーを劈開してチップ化
し、これによって得られるレーザーチップをパッケージ
ングする。
【００４６】以上のように、この一実施形態による半導
体レーザーによれば、そのＺｎ1-xＣｄx Ｏy Ｓ1-y 活
性層５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１の格子定数とほ
ぼ一致しているので、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層
５とｎ型ＧａＡｓ基板１との間の格子歪みに起因する点
欠陥の生成を抑えることができる。そして、これによっ
て、半導体レーザーの発振時のキャリア再結合により誘
発生成される点欠陥の密度の低減を図ることができ、半
導体レーザーの長寿命化および信頼性の向上を図ること
ができる。
体レーザーによれば、そのＺｎ1-xＣｄx Ｏy Ｓ1-y 活
性層５の格子定数がｎ型ＧａＡｓ基板１の格子定数とほ
ぼ一致しているので、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層
５とｎ型ＧａＡｓ基板１との間の格子歪みに起因する点
欠陥の生成を抑えることができる。そして、これによっ
て、半導体レーザーの発振時のキャリア再結合により誘
発生成される点欠陥の密度の低減を図ることができ、半
導体レーザーの長寿命化および信頼性の向上を図ること
ができる。
【００４７】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種
の変形が可能である。
的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種
の変形が可能である。
【００４８】例えば、上述の一実施形態においては、Ｚ
ｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５をＭＢＥ法により成長
させる際のＯ原料としてＺｎＯを用いているが、例えば
ＲＦまたはＥＣＲプラズマセルを用いてＯ2 プラズマを
発生させ、それにより生成されるＯを用いてこのＺｎ
1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５を成長させてもよい。
ｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５をＭＢＥ法により成長
させる際のＯ原料としてＺｎＯを用いているが、例えば
ＲＦまたはＥＣＲプラズマセルを用いてＯ2 プラズマを
発生させ、それにより生成されるＯを用いてこのＺｎ
1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５を成長させてもよい。
【００４９】また、上述の一実施形態における材料や数
値は一例に過ぎず、これと異なる材料や数値を用いても
よい。例えば、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５の代
わりに、ｎ型ＧａＡｓ基板１とほぼ格子整合する他のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体を用いてもよい。また、ｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファ層２の代わりにｎ型ＺｎＳＳｅバッファ
層を用いてもよく、さらにはそれらの両方を用いてもよ
い。
値は一例に過ぎず、これと異なる材料や数値を用いても
よい。例えば、Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層５の代
わりに、ｎ型ＧａＡｓ基板１とほぼ格子整合する他のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体を用いてもよい。また、ｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファ層２の代わりにｎ型ＺｎＳＳｅバッファ
層を用いてもよく、さらにはそれらの両方を用いてもよ
い。
【００５０】また、上述の一実施形態においては、基板
としてｎ型ＧａＡｓ基板１を用いているが、基板として
は、ｎ型ＩｎＰ基板、ｎ型ＧａＰ基板、ｎ型ＺｎＳｅ基
板などを用いてもよい。
としてｎ型ＧａＡｓ基板１を用いているが、基板として
は、ｎ型ＩｎＰ基板、ｎ型ＧａＰ基板、ｎ型ＺｎＳｅ基
板などを用いてもよい。
【００５１】さらに、上述の一実施形態においては、基
板としてｎ型ＧａＡｓ基板１を用いているが、例えばｐ
型ＧａＡｓ基板を用い、その上にレーザー構造を形成し
てもよい。
板としてｎ型ＧａＡｓ基板１を用いているが、例えばｐ
型ＧａＡｓ基板を用い、その上にレーザー構造を形成し
てもよい。
【００５２】また、上述の一実施形態においては、ＳＣ
Ｈ構造を有する半導体レーザーにこの発明を適用した場
合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double
Heterostructure) を有する半導体レーザーに適用して
もよく、さらには発光ダイオードに適用してもよい。
Ｈ構造を有する半導体レーザーにこの発明を適用した場
合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double
Heterostructure) を有する半導体レーザーに適用して
もよく、さらには発光ダイオードに適用してもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも活性層の格子定数が基板の格子定数とほ
ぼ一致していることにより、活性層と基板との間の格子
歪みに起因する点欠陥の生成を抑えることができ、これ
によって長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体発光素子を実現することができる。
ば、少なくとも活性層の格子定数が基板の格子定数とほ
ぼ一致していることにより、活性層と基板との間の格子
歪みに起因する点欠陥の生成を抑えることができ、これ
によって長寿命かつ高信頼性のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体発光素子を実現することができる。
【図１】この発明の一実施形態による半導体レーザーを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】二元のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の格子定数と
バンドギャップエネルギーとの関係を示す略線図であ
る。
バンドギャップエネルギーとの関係を示す略線図であ
る。
【図３】ＺｎＣｄＳｅ活性層を用いた従来の半導体レー
ザーを示す断面図である。
ザーを示す断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ３ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ４ ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層 ５ Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｏy Ｓ1-y 活性層 ６ ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層 ７ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ８ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 ９ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層 １０ ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層 １１ 絶縁層 １２ ｐ側電極 １３ ｎ側電極
Claims (18)
- 【請求項１】 Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅから
なる群より選ばれた少なくとも一種類以上のＩＩ族元素
とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少な
くとも一種類以上のＶＩ族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を用いた半導体発光素子において、 少なくとも活性層の格子定数が基板の格子定数とほぼ一
致していることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 上記活性層は少なくともＯを含むＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体からなることを特徴とする請求項１
記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 上記活性層は少なくともＺｎ、Ｃｄ、Ｏ
およびＳｅからなることを特徴とする請求項１記載の半
導体発光素子。 - 【請求項４】 上記活性層はＺｎ、Ｃｄ、ＯおよびＳか
らなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
子。 - 【請求項５】 上記活性層はＺｎ、ＯおよびＳｅからな
ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項６】 発光波長が３８０ｎｍないし６２０ｎｍ
であることを特徴とする請求項３記載の半導体発光素
子。 - 【請求項７】 発光波長が３８０ｎｍないし５４０ｎｍ
であることを特徴とする請求項４記載の半導体発光素
子。 - 【請求項８】 上記基板はＧａＡｓからなることを特徴
とする請求項３記載の半導体発光素子。 - 【請求項９】 上記基板はＧａＡｓからなることを特徴
とする請求項４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１０】 上記基板はＧａＡｓからなることを特
徴とする請求項５記載の半導体発光素子。 - 【請求項１１】 上記基板はＩｎＰからなることを特徴
とする請求項３記載の半導体発光素子。 - 【請求項１２】 上記基板はＩｎＰからなることを特徴
とする請求項４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１３】 上記基板はＧａＰからなることを特徴
とする請求項３記載の半導体発光素子。 - 【請求項１４】 上記基板はＧａＰからなることを特徴
とする請求項４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１５】 上記基板はＧａＰからなることを特徴
とする請求項５記載の半導体発光素子。 - 【請求項１６】 上記基板はＺｎＳｅからなることを特
徴とする請求項３記載の半導体発光素子。 - 【請求項１７】 上記基板はＺｎＳｅからなることを特
徴とする請求項４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１８】 上記基板はＺｎＳｅからなることを特
徴とする請求項５記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7346399A JPH09162500A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7346399A JPH09162500A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162500A true JPH09162500A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18383168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7346399A Pending JPH09162500A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162500A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016411A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same |
| EP1178543A1 (en) * | 2000-06-27 | 2002-02-06 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Semiconductor light emitting device |
| CN103700745A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-02 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种高亮度氮化镓基发光二极管外延生长方法 |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP7346399A patent/JPH09162500A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016411A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same |
| KR100648759B1 (ko) * | 1998-09-10 | 2006-11-23 | 로무 가부시키가이샤 | 반도체발광소자 및 그 제조방법 |
| JP2008288621A (ja) * | 1998-09-10 | 2008-11-27 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザ |
| EP1178543A1 (en) * | 2000-06-27 | 2002-02-06 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Semiconductor light emitting device |
| CN103700745A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-02 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种高亮度氮化镓基发光二极管外延生长方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6614824B2 (en) | Nitride semiconductor laser device and optical device using the same | |
| US5515393A (en) | Semiconductor laser with ZnMgSSe cladding layers | |
| US6815728B2 (en) | Nitride semiconductor light-emitting device and optical device and light-emitting apparatus with the nitride semiconductor light-emitting device | |
| JP3293996B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0832180A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0945993A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5740193A (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| JPH07202340A (ja) | 可視光半導体レーザ | |
| EP1569309A1 (en) | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same | |
| JP2001148540A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH09162500A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3449751B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5640409A (en) | Semiconductor laser | |
| KR100302642B1 (ko) | 반도체레이저 | |
| KR19980042282A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법, 및 광 기록 및/또는 광 재생장치 | |
| JP3062510B2 (ja) | 半導体光素子 | |
| JPH09181398A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH11150334A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3207618B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3326833B2 (ja) | 半導体レーザー及び発光ダイオード | |
| JPH09293937A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH09232688A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0677606A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH0661580A (ja) | 半導体レーザー | |
| JPH09289353A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 |