JPH10321960A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH10321960A JPH10321960A JP13071497A JP13071497A JPH10321960A JP H10321960 A JPH10321960 A JP H10321960A JP 13071497 A JP13071497 A JP 13071497A JP 13071497 A JP13071497 A JP 13071497A JP H10321960 A JPH10321960 A JP H10321960A
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- light emitting
- barrier
- cladding layer
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 半導体発光素子の電流注入の非効率性及び量
子効率の低下を解消できる半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 セパレートコンファインメントヘテロ構
造層（ＳＣＨ層）１１，１２中に半導体薄層１１ａ，１
２ａを挿入し、半導体薄層１２ａは価電子帯不連続が正
孔に対し障壁とならない、伝導帯不連続が電子に対し障
壁となる正の値を有し、半導体薄層１１ａは伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、価電子帯不連続が正孔
に対し障壁となる正の値を有するようなバンド構造が形
成され、また、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層１２とクラ
ッド層１４間の価電子帯不連続も正孔に対し障壁となら
ない、クラッド層１４で構成され、また、ｎ形クラッド
層側のＳＣＨ層１１とクラッド層１３間の伝導帯不連続
も電子に対し障壁とならない、クラッド層１３で構成さ
れる。
子効率の低下を解消できる半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 セパレートコンファインメントヘテロ構
造層（ＳＣＨ層）１１，１２中に半導体薄層１１ａ，１
２ａを挿入し、半導体薄層１２ａは価電子帯不連続が正
孔に対し障壁とならない、伝導帯不連続が電子に対し障
壁となる正の値を有し、半導体薄層１１ａは伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、価電子帯不連続が正孔
に対し障壁となる正の値を有するようなバンド構造が形
成され、また、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層１２とクラ
ッド層１４間の価電子帯不連続も正孔に対し障壁となら
ない、クラッド層１４で構成され、また、ｎ形クラッド
層側のＳＣＨ層１１とクラッド層１３間の伝導帯不連続
も電子に対し障壁とならない、クラッド層１３で構成さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流注入効率及び
量子効率の高い半導体発光素子に関するものである。
量子効率の高い半導体発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体発光素子は、キャリアであ
る電子及び正孔を発光層に閉じ込めるために伝導帯不連
続及び価電子帯不連続が正となる、すなわち、発光層が
クラッド層に対し井戸となるようなバンド構造となるク
ラッド層を用いてきた。このため、素子に電圧を印加し
てバイアスして行った時、図２に示すような電子及び正
孔に対するバリア２１，２２が発生しキャリアの注入効
率が良くない。
る電子及び正孔を発光層に閉じ込めるために伝導帯不連
続及び価電子帯不連続が正となる、すなわち、発光層が
クラッド層に対し井戸となるようなバンド構造となるク
ラッド層を用いてきた。このため、素子に電圧を印加し
てバイアスして行った時、図２に示すような電子及び正
孔に対するバリア２１，２２が発生しキャリアの注入効
率が良くない。
【０００３】そこで、一部の素子では、図３（ａ）に示
すような発光層とクラッド層の間にバンド構造をなめら
かにするような半導体傾斜組成層３１又は図３（ｂ）の
ような発光層とクラッド層の中間組成の半導体層３２を
挿入し、注入効率を向上させ、また、同時に光の発光層
への閉じ込めを高めることが行われている。
すような発光層とクラッド層の間にバンド構造をなめら
かにするような半導体傾斜組成層３１又は図３（ｂ）の
ような発光層とクラッド層の中間組成の半導体層３２を
挿入し、注入効率を向上させ、また、同時に光の発光層
への閉じ込めを高めることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような傾
斜組成層３１や中間組成の半導体層３２の挿入ではバン
ド構造的にはほぼなめらかになるが、キャリアはこの領
域まで発光層からあふれ出るため、これらの層でのキャ
リアの再結合が発生し、とくに電流注入の大きな状態や
高温の状態では量子効率が大きく低下すると言う問題が
あった。
斜組成層３１や中間組成の半導体層３２の挿入ではバン
ド構造的にはほぼなめらかになるが、キャリアはこの領
域まで発光層からあふれ出るため、これらの層でのキャ
リアの再結合が発生し、とくに電流注入の大きな状態や
高温の状態では量子効率が大きく低下すると言う問題が
あった。
【０００５】また、図３（ｃ）のように中間組成の半導
体層中にキャリアストッパー層を挿入し、発光層からの
キャリアのあふれを抑制する構造も提案されている（IE
EE J. Quantum Electron., vol.31,pp.423,1995 ）が、
キャリアストッパー層が注入キャリアに対してもバリア
として作用するため注入効率の低下や高電流注入時の大
きな効率劣化等の問題がある。
体層中にキャリアストッパー層を挿入し、発光層からの
キャリアのあふれを抑制する構造も提案されている（IE
EE J. Quantum Electron., vol.31,pp.423,1995 ）が、
キャリアストッパー層が注入キャリアに対してもバリア
として作用するため注入効率の低下や高電流注入時の大
きな効率劣化等の問題がある。
【０００６】本発明の目的は、半導体発光素子の電流注
入の非効率性及び量子効率の低下を解消できる半導体発
光素子を提供することにある。
入の非効率性及び量子効率の低下を解消できる半導体発
光素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示す様
に、セパレートコンファインメントヘテロ構造層（以
下、ＳＣＨ層と略する）１１，１２に挟まれた単一又は
多重量子井戸構造を含む発光層１０とその両側にクラッ
ド層１３，１４を有する半導体発光素子において、ＳＣ
Ｈ層１１，１２中に半導体薄層１１ａ，１２ａを挿入す
る。
に、セパレートコンファインメントヘテロ構造層（以
下、ＳＣＨ層と略する）１１，１２に挟まれた単一又は
多重量子井戸構造を含む発光層１０とその両側にクラッ
ド層１３，１４を有する半導体発光素子において、ＳＣ
Ｈ層１１，１２中に半導体薄層１１ａ，１２ａを挿入す
る。
【０００８】ここで、ｐ形層側のＳＣＨ層１２中の半導
体薄層１２ａは価電子帯不連続ΔＥ Vが正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続ΔＥCが
電子に対し障壁となる正の値を有し、また、ｎ形側のＳ
ＣＨ層１１中の半導体薄層１１ａは伝導帯不連続ΔＥC
が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価電
子帯不連続ΔＥVは正孔に対し障壁となる正の値を有す
るようなバンド構造を形成する。
体薄層１２ａは価電子帯不連続ΔＥ Vが正孔に対し障壁
とならない、ほとんど零であり、伝導帯不連続ΔＥCが
電子に対し障壁となる正の値を有し、また、ｎ形側のＳ
ＣＨ層１１中の半導体薄層１１ａは伝導帯不連続ΔＥC
が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価電
子帯不連続ΔＥVは正孔に対し障壁となる正の値を有す
るようなバンド構造を形成する。
【０００９】なお、このようなバンド構造を構成するた
めの結晶系の１例として、ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡsＰ
系があげられる。ＩnＰ基板に格子整合する場合のバン
ド図を図１１に模式的に示す。図中（ｃ）が最もバンド
ギャップが大きい時のもので、千鳥形のバンド構造とな
っている。これに対し、図１１（ａ）はＩnＡlＡs側を
ＩnＧaＡlＡsとして行き、最小のバンドギャップのＩn
ＧaＡsとなった時を示している。図１１（ｃ）では伝導
帯はＩnＰに対してＩnＡlＡsの方が障壁になっている
が、図１１（ａ）では逆にＩnＰの方がＩnＧaＡsに対し
て障壁になり、したがって、その中間のある組成のＩn
ＧaＡlＡsでΔＥc〜０の状態図１１（ｂ）がある。これ
は、ＩnＰを固定した場合の例であるが、ＩnＰをある組
成範囲のＩnＧaＡsＰにしても、同様にΔＥc〜０になる
ＩnＧaＡlＡａが存在する。一方、図１１（ｅ）はＩnＰ
側をＩnＧaＡsＰとして行き、最小のバンドギャップの
ＩnＧaＡsとなった時を示している。図１１（ｃ）では
価電子帯はＩnＡlＡsに対してＩnＰの方が障壁になって
いるが、図１１（ｅ）では逆にＩnＡlＡsの方がＩnＧa
Ａsに対して障壁になり、したがって、その中間のある
組成のＩnＧaＡsＰでΔＥv〜０の状態図１１（ｄ）があ
る。これは、ＩnＡlＡsを固定した場合の例であるが，
ＩnＡlＡsをある組成範囲のＩnＧaＡlＡsにしても、同
様にΔＥv〜０になるＩnＧaＡsＰが存在する。このよう
な材料組成を組み合わせることで本願の発明の構成要件
が構成できる。
めの結晶系の１例として、ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡsＰ
系があげられる。ＩnＰ基板に格子整合する場合のバン
ド図を図１１に模式的に示す。図中（ｃ）が最もバンド
ギャップが大きい時のもので、千鳥形のバンド構造とな
っている。これに対し、図１１（ａ）はＩnＡlＡs側を
ＩnＧaＡlＡsとして行き、最小のバンドギャップのＩn
ＧaＡsとなった時を示している。図１１（ｃ）では伝導
帯はＩnＰに対してＩnＡlＡsの方が障壁になっている
が、図１１（ａ）では逆にＩnＰの方がＩnＧaＡsに対し
て障壁になり、したがって、その中間のある組成のＩn
ＧaＡlＡsでΔＥc〜０の状態図１１（ｂ）がある。これ
は、ＩnＰを固定した場合の例であるが、ＩnＰをある組
成範囲のＩnＧaＡsＰにしても、同様にΔＥc〜０になる
ＩnＧaＡlＡａが存在する。一方、図１１（ｅ）はＩnＰ
側をＩnＧaＡsＰとして行き、最小のバンドギャップの
ＩnＧaＡsとなった時を示している。図１１（ｃ）では
価電子帯はＩnＡlＡsに対してＩnＰの方が障壁になって
いるが、図１１（ｅ）では逆にＩnＡlＡsの方がＩnＧa
Ａsに対して障壁になり、したがって、その中間のある
組成のＩnＧaＡsＰでΔＥv〜０の状態図１１（ｄ）があ
る。これは、ＩnＡlＡsを固定した場合の例であるが，
ＩnＡlＡsをある組成範囲のＩnＧaＡlＡsにしても、同
様にΔＥv〜０になるＩnＧaＡsＰが存在する。このよう
な材料組成を組み合わせることで本願の発明の構成要件
が構成できる。
【００１０】更に、ｐ形クラッド層側のＳＣＨ層１２と
クラッド層１４間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁と
ならない、ほとんど零となるように、また、ｎ形クラッ
ド層側のＳＣＨ層１１とクラッド層１３間の伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよう
な構成とする。従来の技術とは、キャリアの注入の妨げ
がほぼなく、高いキャリア注入効率が高電流状態まで得
られかつキャリアのみ発光層に閉じ込められ高い量子効
率が得られる点が異なる。
クラッド層１４間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁と
ならない、ほとんど零となるように、また、ｎ形クラッ
ド層側のＳＣＨ層１１とクラッド層１３間の伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよう
な構成とする。従来の技術とは、キャリアの注入の妨げ
がほぼなく、高いキャリア注入効率が高電流状態まで得
られかつキャリアのみ発光層に閉じ込められ高い量子効
率が得られる点が異なる。
【００１１】〔作用〕本発明では、ＳＣＨ層１１，１２
中に半導体薄膜層１１ａ，１２ａを挿入し、かつ、ＳＣ
Ｈ層１１，１２に伝導帯不連続ΔＥC或いは価電子帯不
連続ΔＥVが注入キャリアに対してほぼ零となる組成の
半導体薄膜層１１ａ，１２ａを用い、また、ＳＣＨ層１
１，１２とクラッド層１３，１４間にも伝導帯不連続或
いは価電子帯不連続が注入キャリアに対してほぼ零とす
ることにより、キャリアの通過の妨げとなるポテンシャ
ルバリアが存在しなくなり、高電流領域までキャリアが
スムーズに効率よく発光層に注入されると同時にキャリ
アのみ発光層に閉じ込められ高い量子効率と高光出力が
得られることになる。
中に半導体薄膜層１１ａ，１２ａを挿入し、かつ、ＳＣ
Ｈ層１１，１２に伝導帯不連続ΔＥC或いは価電子帯不
連続ΔＥVが注入キャリアに対してほぼ零となる組成の
半導体薄膜層１１ａ，１２ａを用い、また、ＳＣＨ層１
１，１２とクラッド層１３，１４間にも伝導帯不連続或
いは価電子帯不連続が注入キャリアに対してほぼ零とす
ることにより、キャリアの通過の妨げとなるポテンシャ
ルバリアが存在しなくなり、高電流領域までキャリアが
スムーズに効率よく発光層に注入されると同時にキャリ
アのみ発光層に閉じ込められ高い量子効率と高光出力が
得られることになる。
【００１２】
〔実施例１〕本発明の第１の実施例に係る半導体発光素
子を図４に、そのバイアス状態でのバンド図を模式的に
図５に示す。図中において、４１はｎ−ＩnＰクラッド
層、４２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セパ
レートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、４
３はＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層
（λPL〜１．５５μｍ）、４４はＩnＡlＡs電子ストッ
パー層、４５はＩnＧaＡsＰ（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セ
パレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、
４６はｐ−ＩnＡlＡsクラッド層、４７はｐ高濃度ドー
プＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組成コンタクト層、４
８，４９はそれぞれｎ及びｐ電極である。
子を図４に、そのバイアス状態でのバンド図を模式的に
図５に示す。図中において、４１はｎ−ＩnＰクラッド
層、４２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セパ
レートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、４
３はＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層
（λPL〜１．５５μｍ）、４４はＩnＡlＡs電子ストッ
パー層、４５はＩnＧaＡsＰ（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セ
パレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、
４６はｐ−ＩnＡlＡsクラッド層、４７はｐ高濃度ドー
プＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組成コンタクト層、４
８，４９はそれぞれｎ及びｐ電極である。
【００１３】本実施例では、ｐ側のクラッド層４６寄り
のＳＣＨ層４５としてＩnＧaＡsＰを用い、ＳＣＨ層４
５中のＩnＡlＡs電子ストッパー層４４の価電子帯不連
続ΔＥVが正孔に対し障壁とならない、ほとんど零とな
るよう、かつ、伝導帯不連続ΔＥCが電子に対し障壁と
なる正の値を有するようにＩnＧaＡsＰ組成を選んだ。
また、ｐ形クラッド層４６にもＩnＡlＡsを用い、ＳＣ
Ｈ層４５とクラッド層４６間の価電子帯不連続も正孔に
対し障壁とならないようにしている。
のＳＣＨ層４５としてＩnＧaＡsＰを用い、ＳＣＨ層４
５中のＩnＡlＡs電子ストッパー層４４の価電子帯不連
続ΔＥVが正孔に対し障壁とならない、ほとんど零とな
るよう、かつ、伝導帯不連続ΔＥCが電子に対し障壁と
なる正の値を有するようにＩnＧaＡsＰ組成を選んだ。
また、ｐ形クラッド層４６にもＩnＡlＡsを用い、ＳＣ
Ｈ層４５とクラッド層４６間の価電子帯不連続も正孔に
対し障壁とならないようにしている。
【００１４】これにより、本実施例では、注入正孔に対
するバリアがなくなり発光層４３へ効率よく正孔が注入
されると同時に、伝導帯不連続ΔＥCが大きいため電子
のｐ側ＳＣＨ層４５中への漏れが極めて少なくなり効率
よく発光する。なお、電子ストッパー層４４は電子のト
ンネル効果が起きない数十ｎｍ程度あればよく、本実施
例では、２０ｎｍとした。
するバリアがなくなり発光層４３へ効率よく正孔が注入
されると同時に、伝導帯不連続ΔＥCが大きいため電子
のｐ側ＳＣＨ層４５中への漏れが極めて少なくなり効率
よく発光する。なお、電子ストッパー層４４は電子のト
ンネル効果が起きない数十ｎｍ程度あればよく、本実施
例では、２０ｎｍとした。
【００１５】従来の構造のバンド図を比較例として図６
に示す。図中において、６３は、発光層、６２，６４は
ＳＣＨ層、６１，６５はクラッド層である。従来のもの
では図６のように正孔の注入に対し、ΔＥvに起因した
バリアが存在するため正孔の注入効率が良くない。ま
た、発光層６３側に注入された電子もＳＣＨ層６４に漏
れだしているためこの部分での発光及び非発光の再結合
が存在し、量子効率が減少している。
に示す。図中において、６３は、発光層、６２，６４は
ＳＣＨ層、６１，６５はクラッド層である。従来のもの
では図６のように正孔の注入に対し、ΔＥvに起因した
バリアが存在するため正孔の注入効率が良くない。ま
た、発光層６３側に注入された電子もＳＣＨ層６４に漏
れだしているためこの部分での発光及び非発光の再結合
が存在し、量子効率が減少している。
【００１６】この様に、本実施例では、図６に示す従来
技術に比較し、キャリアの注入効率が向上し、また、発
光層４３へのキャリアの閉じ込めが向上するため量子効
率が増大し、リッジ幅３μｍのレーザとした場合の発振
閾値も従来の層構造の素子の３０ｍＡに対し、２０ｍＡ
以下の値が得られた。また、高電流領域においてもキャ
リアの注入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上
の光出力が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向
上もみられた。
技術に比較し、キャリアの注入効率が向上し、また、発
光層４３へのキャリアの閉じ込めが向上するため量子効
率が増大し、リッジ幅３μｍのレーザとした場合の発振
閾値も従来の層構造の素子の３０ｍＡに対し、２０ｍＡ
以下の値が得られた。また、高電流領域においてもキャ
リアの注入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上
の光出力が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向
上もみられた。
【００１７】本実施例は、リッジレーザの例であるが、
素子構造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得
られる。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡs
Ｐ／ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／Ｉ
nＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰ
でもＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単
一の量子井戸でもよいことは言うまでもない。
素子構造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得
られる。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡs
Ｐ／ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／Ｉ
nＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰ
でもＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単
一の量子井戸でもよいことは言うまでもない。
【００１８】ただし、量子井戸障壁層をＩnＧaＡsＰに
した場合は、ｎ側ＳＣＨ層もＩnＧaＡsＰとし、ＳＣＨ
層とクラッド層の間を傾斜組成層にてなめらかなバンド
構造を形成する必要がある。また、発光層の組成や構造
を変化させたりして、発光波長を変えてもよいことは言
うまでもない。また、ｐ側ＩnＧaＡsＰＳＣＨ層組成を
変化させたりしてもそれに応じ電子ストッパー層をＩn
ＧaＡlＡsとしてその組成を調整すればよい。
した場合は、ｎ側ＳＣＨ層もＩnＧaＡsＰとし、ＳＣＨ
層とクラッド層の間を傾斜組成層にてなめらかなバンド
構造を形成する必要がある。また、発光層の組成や構造
を変化させたりして、発光波長を変えてもよいことは言
うまでもない。また、ｐ側ＩnＧaＡsＰＳＣＨ層組成を
変化させたりしてもそれに応じ電子ストッパー層をＩn
ＧaＡlＡsとしてその組成を調整すればよい。
【００１９】このとき、クラッド層もＩnＧaＡlＡsとす
るか傾斜組成層でＩnＡlＡsまでなめらかに接続しても
よい。また、格子歪みを多重量子井戸層、ＳＣＨ層やス
トッパー層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。また、価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、価電子帯不連続が熱エネルギーに相当する数十ｍｅ
Ｖ程度でも同様の結果が得られる。また、ＳＣＨ層とし
ては単一組成だけでなく、階段状組成、疑似傾斜組成或
いは傾斜組成としてもよい。
るか傾斜組成層でＩnＡlＡsまでなめらかに接続しても
よい。また、格子歪みを多重量子井戸層、ＳＣＨ層やス
トッパー層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構
造を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでも
ない。また、価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、価電子帯不連続が熱エネルギーに相当する数十ｍｅ
Ｖ程度でも同様の結果が得られる。また、ＳＣＨ層とし
ては単一組成だけでなく、階段状組成、疑似傾斜組成或
いは傾斜組成としてもよい。
【００２０】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
半導体発光素子を図７に、そのバイアス状態でのバンド
図を模式的に図８に示す。図中において、７１はｎ−Ｉ
nＰクラッド層、７２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ
組成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣ
Ｈ）層、７３はＩnＰ正孔ストッパー層、７４はＩnＧa
ＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（λPL〜１．
５５μｍ）、７５はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組
成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣ
Ｈ）層、７６はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）
からＩnＡlＡsへの傾斜組成層、７７はｐ−ＩnＡlＡsク
ラッド層、７８はｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡl
Ａs傾斜組成コンタクト層、７９，７１０はそれぞれｎ
及びｐ電極である。
半導体発光素子を図７に、そのバイアス状態でのバンド
図を模式的に図８に示す。図中において、７１はｎ−Ｉ
nＰクラッド層、７２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ
組成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣ
Ｈ）層、７３はＩnＰ正孔ストッパー層、７４はＩnＧa
ＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（λPL〜１．
５５μｍ）、７５はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組
成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（ＳＣ
Ｈ）層、７６はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）
からＩnＡlＡsへの傾斜組成層、７７はｐ−ＩnＡlＡsク
ラッド層、７８はｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡl
Ａs傾斜組成コンタクト層、７９，７１０はそれぞれｎ
及びｐ電極である。
【００２１】本実施例では、ｎ側のクラッド層７１寄り
のＳＣＨ層７２としてＩnＧaＡlＡsを用い、ＳＣＨ層７
２中のＩnＰ正孔ストッパー層７３の伝導帯不連続ΔＥC
が電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよう、
かつ、価電子帯不連続ΔＥVが正孔に対し障壁となる正
の値を有するようにＩnＧaＡlＡsの組成を選んだ。ま
た、ｎ形クラッド層７１にもＩnＰを用い、ＳＣＨ層７
２とクラッド層７１間の伝導帯不連続も電子に対し障壁
とならないようにしている。
のＳＣＨ層７２としてＩnＧaＡlＡsを用い、ＳＣＨ層７
２中のＩnＰ正孔ストッパー層７３の伝導帯不連続ΔＥC
が電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよう、
かつ、価電子帯不連続ΔＥVが正孔に対し障壁となる正
の値を有するようにＩnＧaＡlＡsの組成を選んだ。ま
た、ｎ形クラッド層７１にもＩnＰを用い、ＳＣＨ層７
２とクラッド層７１間の伝導帯不連続も電子に対し障壁
とならないようにしている。
【００２２】これにより、本実施例では、注入電子に対
するバリアがなくなり発光層へ効率よく電子が注入され
ると同時に価電子帯不連続ΔＥVが大きいため正孔のｎ
側ＳＣＨ中への漏れが極めて少なくなり効率よく発光す
る。なお、正孔ストッパー層７３は正孔のトンネル効果
が起きない数十ｎｍ程度あればよく、本実施例では、２
０ｎｍとした。
するバリアがなくなり発光層へ効率よく電子が注入され
ると同時に価電子帯不連続ΔＥVが大きいため正孔のｎ
側ＳＣＨ中への漏れが極めて少なくなり効率よく発光す
る。なお、正孔ストッパー層７３は正孔のトンネル効果
が起きない数十ｎｍ程度あればよく、本実施例では、２
０ｎｍとした。
【００２３】従来のものでは図６のように電子の注入に
対し、ΔＥCに起因したバリアが存在するため電子の注
入効率が良くない。また、正孔もＳＣＨ層６２に漏れだ
しているためこの部分での発光及び非発光の再結合が存
在し、量子効率が減少している。この様に、本実施例で
は、図６に示す従来技術に比較し、キャリアの注入効率
が向上し、また、発光層７４へのキャリアの閉じ込めが
向上するため量子効率が増大し、リッジ幅３μｍのレー
ザとした場合の発振閾値も従来の層構造の素子の３０ｍ
Ａに対し、２４ｍＡ以下の値が得られた。
対し、ΔＥCに起因したバリアが存在するため電子の注
入効率が良くない。また、正孔もＳＣＨ層６２に漏れだ
しているためこの部分での発光及び非発光の再結合が存
在し、量子効率が減少している。この様に、本実施例で
は、図６に示す従来技術に比較し、キャリアの注入効率
が向上し、また、発光層７４へのキャリアの閉じ込めが
向上するため量子効率が増大し、リッジ幅３μｍのレー
ザとした場合の発振閾値も従来の層構造の素子の３０ｍ
Ａに対し、２４ｍＡ以下の値が得られた。
【００２４】また、高電流領域においてもキャリアの注
入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上の光出力
が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向上もみら
れた。本実施例は、リッジレーザの例であるが、素子構
造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得られ
る。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡsＰ／
ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰでも
ＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単一の
量子井戸でもよいことは言うまでもない。
入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上の光出力
が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向上もみら
れた。本実施例は、リッジレーザの例であるが、素子構
造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得られ
る。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡsＰ／
ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰでも
ＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単一の
量子井戸でもよいことは言うまでもない。
【００２５】ただし、量子井戸障壁層をＩnＧaＡsＰに
した場合は、ｐ側ＳＣＨ層をＩnＧaＡsＰとしクラッド
層をＩnＰとし、ＳＣＨ層とクラッド層の間を傾斜組成
層にてなめらかなバンド構造を形成する必要がある。ま
た、発光層の組成や構造を変化させたりして、発光波長
を変えてもよいことは言うまでもない。また、ｎ側Ｉn
ＧaＡlＡsＳＣＨ層組成を変化させたりしてもそれに応
じ正孔ストッパー層をＩnＧaＡsＰとしてその組成を調
整すればよい。
した場合は、ｐ側ＳＣＨ層をＩnＧaＡsＰとしクラッド
層をＩnＰとし、ＳＣＨ層とクラッド層の間を傾斜組成
層にてなめらかなバンド構造を形成する必要がある。ま
た、発光層の組成や構造を変化させたりして、発光波長
を変えてもよいことは言うまでもない。また、ｎ側Ｉn
ＧaＡlＡsＳＣＨ層組成を変化させたりしてもそれに応
じ正孔ストッパー層をＩnＧaＡsＰとしてその組成を調
整すればよい。
【００２６】このとき、クラッド層もＩnＧaＡsＰとす
るか傾斜組成層でＩnＰまでなめらかに接続してもよ
い。また、格子歪みを多重量子井戸層、ＳＣＨ層やスト
ッパー層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構造
を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでもな
い。また、伝導帯不連続は完全に零でなくてもよく、伝
導帯不連続が熱エネルギーに相当する数十ｍｅＶ程度で
も同様の結果が得られる。
るか傾斜組成層でＩnＰまでなめらかに接続してもよ
い。また、格子歪みを多重量子井戸層、ＳＣＨ層やスト
ッパー層にいれても、本発明の主旨に沿ったバンド構造
を構成すれば同様の効果が得られることは言うまでもな
い。また、伝導帯不連続は完全に零でなくてもよく、伝
導帯不連続が熱エネルギーに相当する数十ｍｅＶ程度で
も同様の結果が得られる。
【００２７】また、ＳＣＨ層としては単一組成だけでな
く、階段状組成、疑似傾斜組成或いは傾斜組成としても
よい。また、ＩnＧaＡlＡs発光層やＳＣＨ層のかわりに
同様のバンド構造が得られるＩnＧaＡsＳbなどの材料や
ほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構造を構
成すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
く、階段状組成、疑似傾斜組成或いは傾斜組成としても
よい。また、ＩnＧaＡlＡs発光層やＳＣＨ層のかわりに
同様のバンド構造が得られるＩnＧaＡsＳbなどの材料や
ほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバンド構造を構
成すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】〔実施例３〕本発明の第３の実施例に係る
半導体発光素子を図９に、そのバイアス状態でのバンド
図を模式的に図１０に示す。図中において、９１はｎ−
ＩnＰクラッド層、９２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅ
Ｖ組成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（Ｓ
ＣＨ）層、９３はＩnＰ正孔ストッパー層、９４はＩnＧ
aＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（λPL〜
１．５５μｍ）、９５はＩnＡlＡs電子ストッパー層、
９６はＩnＧaＡsＰ（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セパレート
コンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、９７はｐ
−ＩnＡlＡsクラッド層、９８はｐ高濃度ドープＩnＧa
Ａs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組成コンタクト層、９９，９１
０はそれぞれｎ及びｐ電極である。
半導体発光素子を図９に、そのバイアス状態でのバンド
図を模式的に図１０に示す。図中において、９１はｎ−
ＩnＰクラッド層、９２はＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅ
Ｖ組成）セパレートコンファインメントヘテロ構造（Ｓ
ＣＨ）層、９３はＩnＰ正孔ストッパー層、９４はＩnＧ
aＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層（λPL〜
１．５５μｍ）、９５はＩnＡlＡs電子ストッパー層、
９６はＩnＧaＡsＰ（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）セパレート
コンファインメントヘテロ構造（ＳＣＨ）層、９７はｐ
−ＩnＡlＡsクラッド層、９８はｐ高濃度ドープＩnＧa
Ａs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組成コンタクト層、９９，９１
０はそれぞれｎ及びｐ電極である。
【００２９】本実施例では、ｐ側のクラッド層９７寄り
のＳＣＨ層９６としてＩnＧaＡsＰを用い、ＳＣＨ層９
６中のＩnＡlＡs電子ストッパー層９５の価電子帯不連
続ΔＥVが正孔に対し障壁とならない、ほとんど零とな
るよう、かつ、伝導帯不連続ΔＥCが電子に対し障壁と
なる正の値を有するようにＩnＧaＡsＰ組成を選んだ。
また、ｐ形クラッド層９７にもＩnＡlＡsを用い、ＳＣ
Ｈ層９６とクラッド層９７間の価電子帯不連続も正孔に
対し障壁とならないようにしている。
のＳＣＨ層９６としてＩnＧaＡsＰを用い、ＳＣＨ層９
６中のＩnＡlＡs電子ストッパー層９５の価電子帯不連
続ΔＥVが正孔に対し障壁とならない、ほとんど零とな
るよう、かつ、伝導帯不連続ΔＥCが電子に対し障壁と
なる正の値を有するようにＩnＧaＡsＰ組成を選んだ。
また、ｐ形クラッド層９７にもＩnＡlＡsを用い、ＳＣ
Ｈ層９６とクラッド層９７間の価電子帯不連続も正孔に
対し障壁とならないようにしている。
【００３０】これにより、注入正孔に対するバリアがな
くなり発光層へ効率よく正孔が注入されると同時に伝導
帯不連続ΔＥCが大きいため電子のｐ側ＳＣＨ中への漏
れが極めて少なくなる。更に、ｎ側のクラッド層９１寄
りのＳＣＨ層９２としてＩnＧaＡlＡsを用い、ＳＣＨ層
９２中のＩnＰ正孔ストッパー層９３の伝導帯不連続Δ
ＥCが電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよ
う、かつ、価電子帯不連続ΔＥVが正孔に対し障壁とな
る正の値を有するようにＩnＧaＡlＡsの組成を選んだ。
くなり発光層へ効率よく正孔が注入されると同時に伝導
帯不連続ΔＥCが大きいため電子のｐ側ＳＣＨ中への漏
れが極めて少なくなる。更に、ｎ側のクラッド層９１寄
りのＳＣＨ層９２としてＩnＧaＡlＡsを用い、ＳＣＨ層
９２中のＩnＰ正孔ストッパー層９３の伝導帯不連続Δ
ＥCが電子に対し障壁とならない、ほとんど零となるよ
う、かつ、価電子帯不連続ΔＥVが正孔に対し障壁とな
る正の値を有するようにＩnＧaＡlＡsの組成を選んだ。
【００３１】また、ｎ形クラッド層９１にもＩnＰを用
い、ＳＣＨ層９２とクラッド層９１間の伝導帯不連続も
電子に対し障壁とならないようにしている。これによ
り、注入電子に対するバリアがなくなり発光層へ効率よ
く電子が注入されると同時に価電子帯不連続ΔＥVが大
きいため正孔のｎ側ＳＣＨ中への漏れが極めて少なくな
り効率よく発光する。なお、電子及び正孔ストッパー層
９５，９３は電子及び正孔のトンネル効果が起きない数
十ｎｍ程度あればよく、本実施例では、２０ｎｍとし
た。
い、ＳＣＨ層９２とクラッド層９１間の伝導帯不連続も
電子に対し障壁とならないようにしている。これによ
り、注入電子に対するバリアがなくなり発光層へ効率よ
く電子が注入されると同時に価電子帯不連続ΔＥVが大
きいため正孔のｎ側ＳＣＨ中への漏れが極めて少なくな
り効率よく発光する。なお、電子及び正孔ストッパー層
９５，９３は電子及び正孔のトンネル効果が起きない数
十ｎｍ程度あればよく、本実施例では、２０ｎｍとし
た。
【００３２】従来のものでは図６のようにキャリアの注
入に対し、ΔＥC及びΔＥvに起因したバリアが存在する
ためキャリアの注入効率が良くない。また、発光層６３
側に注入されたキャリアもＳＣＨ層６２及び６４に漏れ
だしているためこの部分での発光及び非発光の再結合が
存在し、量子効率が減少している。この様に、本実施例
では、図６に示す従来技術に比較し、キャリアの注入効
率が向上し、また、発光層へのキャリアの閉じ込めが向
上するため量子効率が増大し、リッジ幅３μｍのレーザ
とした場合の発振閾値も従来の層構造の素子の３０ｍＡ
に対し、１７ｍＡ以下の値が得られた。
入に対し、ΔＥC及びΔＥvに起因したバリアが存在する
ためキャリアの注入効率が良くない。また、発光層６３
側に注入されたキャリアもＳＣＨ層６２及び６４に漏れ
だしているためこの部分での発光及び非発光の再結合が
存在し、量子効率が減少している。この様に、本実施例
では、図６に示す従来技術に比較し、キャリアの注入効
率が向上し、また、発光層へのキャリアの閉じ込めが向
上するため量子効率が増大し、リッジ幅３μｍのレーザ
とした場合の発振閾値も従来の層構造の素子の３０ｍＡ
に対し、１７ｍＡ以下の値が得られた。
【００３３】また、高電流領域においてもキャリアの注
入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上の光出力
が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向上もみら
れた。本実施例は、リッジレーザの例であるが、素子構
造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得られ
る。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡsＰ／
ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰでも
ＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単一の
量子井戸でもよいことは言うまでもない。
入効率が高く維持されるので、１００ｍＷ以上の光出力
が得られ、また、閾値及び効率の温度特性の向上もみら
れた。本実施例は、リッジレーザの例であるが、素子構
造は埋め込み形など各種構造でも同様な効果が得られ
る。この実施例は一例であり、発光層をＩnＧaＡsＰ／
ＩnＧaＡsＰ多重量子井戸発光層やＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡlＡs多重量子井戸発光層（井戸層はＩnＧaＡsＰでも
ＩnＧaＡlＡsでも良い）等にしてもよく、また、単一の
量子井戸でもよいことは言うまでもない。
【００３４】また、発光層の組成や構造を変化させたり
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
また、ｐ側ＩnＧaＡsＰＳＣＨ層組成やｎ側ＩnＧaＡlＡ
sＳＣＨ層組成を変化させたりしてもそれに応じ電子ス
トッパー層をＩnＧaＡlＡsとし正孔ストッパー層をＩn
ＧaＡsＰとしてその組成を調整すればよい。このとき、
クラッド層もそれぞれＩnＧaＡlＡsとＩnＧaＡsＰとす
るか傾斜組成層でＩnＡlＡsとＩnＰまでなめらかに接続
してもよい。
して、発光波長を変えてもよいことは言うまでもない。
また、ｐ側ＩnＧaＡsＰＳＣＨ層組成やｎ側ＩnＧaＡlＡ
sＳＣＨ層組成を変化させたりしてもそれに応じ電子ス
トッパー層をＩnＧaＡlＡsとし正孔ストッパー層をＩn
ＧaＡsＰとしてその組成を調整すればよい。このとき、
クラッド層もそれぞれＩnＧaＡlＡsとＩnＧaＡsＰとす
るか傾斜組成層でＩnＡlＡsとＩnＰまでなめらかに接続
してもよい。
【００３５】また、この時、格子歪みを多重量子井戸
層、ＳＣＨ層やストッパー層にいれても、本発明の主旨
に沿ったバンド構造を構成すれば同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、注入キャリアに対する伝
導帯不連続や価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、それぞれが熱エネルギーに相当する数十ｍｅＶ程度
あっても同様の結果が得られる。
層、ＳＣＨ層やストッパー層にいれても、本発明の主旨
に沿ったバンド構造を構成すれば同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、注入キャリアに対する伝
導帯不連続や価電子帯不連続は完全に零でなくてもよ
く、それぞれが熱エネルギーに相当する数十ｍｅＶ程度
あっても同様の結果が得られる。
【００３６】また、ＳＣＨ層としては単一組成だけでな
く、階段状組成、疑似傾斜組成或いは傾斜組成としても
よい。また、ＩnＧaＡlＡs発光層やＩnＧaＡlＡsＳＣＨ
層のかわりに同様のバンド構造が得られるＩnＧaＡsＳb
などの材料やほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバ
ンド構造を構成すれば同様の効果が得られることは言う
までもない。
く、階段状組成、疑似傾斜組成或いは傾斜組成としても
よい。また、ＩnＧaＡlＡs発光層やＩnＧaＡlＡsＳＣＨ
層のかわりに同様のバンド構造が得られるＩnＧaＡsＳb
などの材料やほかの材料系でも本発明の主旨に沿ったバ
ンド構造を構成すれば同様の効果が得られることは言う
までもない。
【００３７】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、発光層に隣接するＳＣＨ層中に
半導体薄膜を挿入し、この半導体薄膜とＳＣＨ層及びク
ラッド層の材料組成を適当に選び、注入キャリアに対し
ては障壁とならず対極のキャリアに対しては大きな障壁
となるようにバンド構造を形成することにより、キャリ
アの注入を高電流領域までスムーズにし、さらに発光層
以外での発光及び非発光再結合を抑制し、高効率で高光
出力の半導体発光素子が実現可能となる。
たように、本発明では、発光層に隣接するＳＣＨ層中に
半導体薄膜を挿入し、この半導体薄膜とＳＣＨ層及びク
ラッド層の材料組成を適当に選び、注入キャリアに対し
ては障壁とならず対極のキャリアに対しては大きな障壁
となるようにバンド構造を形成することにより、キャリ
アの注入を高電流領域までスムーズにし、さらに発光層
以外での発光及び非発光再結合を抑制し、高効率で高光
出力の半導体発光素子が実現可能となる。
【図１】本発明による半導体発光素子のバンド構造図で
ある。
ある。
【図２】従来の半導体発光素子に電圧を印加してバイア
スして行った時のバンド構造図である。
スして行った時のバンド構造図である。
【図３】図３（ａ）は、発光層とクラッド層の間にバン
ド構造をなめらかにするような半導体グレーディング層
を挿入した構造のフラットバンド状態のバンド図、図３
（ｂ）は、発光層とクラッド層の間に発光層とクラッド
層の中間組成の半導体層を挿入した構造のフラットバン
ド状態のバンド図、図３（ｃ）は、発光層とクラッド層
の間に発光層とクラッド層の中間組成の半導体層及びキ
ャリアストッパー層を挿入した構造のフラットバンド状
態のバンド図である。
ド構造をなめらかにするような半導体グレーディング層
を挿入した構造のフラットバンド状態のバンド図、図３
（ｂ）は、発光層とクラッド層の間に発光層とクラッド
層の中間組成の半導体層を挿入した構造のフラットバン
ド状態のバンド図、図３（ｃ）は、発光層とクラッド層
の間に発光層とクラッド層の中間組成の半導体層及びキ
ャリアストッパー層を挿入した構造のフラットバンド状
態のバンド図である。
【図４】本発明の第１の実施例の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例の素子のバイアス状態で
の模式的なバンド図である。
の模式的なバンド図である。
【図６】従来の構造の素子のバイアス状態でのバンド図
である。
である。
【図７】本発明の第２の実施例の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例の素子のバイアス状態で
の模式的なバンド図である。
の模式的なバンド図である。
【図９】本発明の第３の実施例の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の素子のバイアス状態
での模式的なバンド図である。
での模式的なバンド図である。
【図１１】ＩnＰ基板に格子整合する場合を模式的に示
すバンド図である。
すバンド図である。
４１ ｎ−ＩnＰクラッド層 ４２ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ４３ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ４４ ＩnＡlＡs電子ストッパー層 ４５ ＩnＧaＡsＰセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ４６ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ４７ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層 ４８，４９ ｎ及びｐ電極 ７１ ｎ−ＩnＰクラッド層 ７２ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ７３ ＩnＰ正孔ストッパー層 ７４ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ７５ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ７６ ＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）からＩnＡ
lＡsへの傾斜組成層 ７７ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ７８ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層、 ７９，７１０ ｎ及びｐ電極 ９１ ｎ−ＩnＰクラッド層 ９２ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ９３ ＩnＰ正孔ストッパー層 ９４ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ９５ ＩnＡlＡs電子ストッパー層 ９６ ＩnＧaＡsＰセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ９７ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ９８ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層 ９９，９１０ ｎ及びｐ電極
ロ構造（ＳＣＨ）層 ４３ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ４４ ＩnＡlＡs電子ストッパー層 ４５ ＩnＧaＡsＰセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ４６ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ４７ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層 ４８，４９ ｎ及びｐ電極 ７１ ｎ−ＩnＰクラッド層 ７２ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ７３ ＩnＰ正孔ストッパー層 ７４ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ７５ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ７６ ＩnＧaＡlＡs（Ｅg〜１．１ｅＶ組成）からＩnＡ
lＡsへの傾斜組成層 ７７ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ７８ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層、 ７９，７１０ ｎ及びｐ電極 ９１ ｎ−ＩnＰクラッド層 ９２ ＩnＧaＡlＡsセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ９３ ＩnＰ正孔ストッパー層 ９４ ＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs多重量子井戸発光層 ９５ ＩnＡlＡs電子ストッパー層 ９６ ＩnＧaＡsＰセパレートコンファインメントヘテ
ロ構造（ＳＣＨ）層 ９７ ｐ−ＩnＡlＡsクラッド層 ９８ ｐ高濃度ドープＩnＧaＡs／ＩnＧaＡlＡs傾斜組
成コンタクト層 ９９，９１０ ｎ及びｐ電極
Claims (6)
- 【請求項１】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれた単一又は多重量子井戸構造を含む発光層と
その両側にクラッド層を有する半導体発光素子におい
て、ｐ形クラッド層側の上記構造層中に、当該構造層に
対する価電子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほ
とんど零であり、伝導帯不連続が前記発光層からの電子
に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜を挿入し、
且つ、ｐ形クラッド層側の上記構造層と上記クラッド層
間の価電子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほと
んど零であることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれた単一又は多重量子井戸構造を含む発光層と
その両側にクラッド層を有する半導体発光素子におい
て、ｎ形クラッド層側の上記構造層中に、当該構造層に
対する伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほと
んど零であり、価電子帯不連続が前記発光層からの正孔
に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜を挿入し、
且つ、ｎ形クラッド層側の上記構造層と上記クラッド層
間の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとん
ど零であることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項３】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれた単一又は多重量子井戸構造を含む発光層と
その両側にクラッド層を有する半導体発光素子におい
て、ｐ形クラッド層側の上記構造層中に、当該構造層に
対する価電子帯不連続が正孔に対し障壁とならない、ほ
とんど零であり、伝導帯不連続が前記発光層からの電子
に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜を挿入し、
更に、ｎ形クラッド層側の上記構造層中に、伝導帯不連
続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であり、価
電子帯不連続が前記発光層からの正孔に対し障壁となる
正の値を有する半導体薄膜を挿入し、且つ、ｐ形クラッ
ド層側の上記構造層と上記クラッド層間の価電子帯不連
続が正孔に対し障壁とならない、ほとんど零であり、更
に、ｎ形クラッド層側の上記構造層と上記クラッド層間
の伝導帯不連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど
零であることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項４】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれたＩnＧaＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs発光層又
はＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs／ＩｎＧaＡsＰよりなる単一
又は多重量子井戸構造の発光層とその両側にクラッド層
を有する半導体発光素子において、ｐ形クラッド層側の
上記構造層はＩnＧaＡsＰよりなり、当該構造層中に当
該構造層に対する価電子帯不連続が正孔に対し障壁とな
らない、ほとんど零であり、伝導帯不連続が前記発光層
からの電子に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜
としてＩnＧaＡlＡsを挿入し、且つ、ｐ形クラッド層側
の上記構造層と上記クラッド層間の価電子帯不連続が正
孔に対し障壁とならない、ほとんど零であるように、当
該クラッド層がＩnＧaＡlＡsで構成されることを特徴と
する半導体発光素子。 - 【請求項５】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれたＩnＧaＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs発光層又
はＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡsＰよりなる単一又
は多重量子井戸構造の発光層とその両側にクラッド層を
有する半導体発光素子において、ｎ形クラッド層側の上
記構造層はＩnＧaＡlＡsよりなり、当該構造層中に当該
構造層に対する伝導帯不連続が電子に対し障壁とならな
い、ほとんど零であり、価電子帯不連続が前記発光層か
らの正孔に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜と
してＩnＧaＡsＰを挿入し、且つ、ｎ形クラッド層側の
上記構造層と上記クラッド層間の伝導帯不連続が電子に
対し障壁とならない、ほとんど零であるように、当該ク
ラッド層がＩnＧaＡsＰで構成されることを特徴とする
半導体発光素子。 - 【請求項６】 単一組成、階段状組成、疑似傾斜組成又
は傾斜組成のセパレートコンファインメントヘテロ構造
層に挟まれたＩnＧaＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs発光層又
はＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡlＡs、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＧa
ＡsＰ或いはＩnＧaＡlＡs／ＩnＧaＡsＰよりなる単一又
は多重量子井戸構造の発光層とその両側にクラッド層を
有する半導体発光素子において、ｐ形クラッド層側の上
記構造層はＩnＧaＡsＰよりなり、当該構造層中に当該
構造層に対する価電子帯不連続が正孔に対し障壁となら
ない、ほとんど零であり、伝導帯不連続が前記発光層か
らの電子に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜と
してＩnＧaＡlＡsを挿入し、且つ、ｎ形クラッド層側の
上記構造層がＩnＧaＡlＡsよりなり、当該構造層中に当
該構造層に対する伝導帯不連続が電子に対し障壁となら
ない、ほとんど零であり、価電子帯不連続が前記発光層
からの正孔に対し障壁となる正の値を有する半導体薄膜
としてＩnＧaＡsＰを挿入し、更に、ｐ形クラッド層側
の上記構造層と上記クラッド層間の価電子帯不連続が正
孔に対し障壁とならない、ほとんど零であるように、当
該クラッド層がＩnＧaＡsＰで構成され、また、ｎ形ク
ラッド層側の上記構造層と上記クラッド層間の伝導帯不
連続が電子に対し障壁とならない、ほとんど零であるよ
うに、当該クラッド層がＩnＧaＡlＡsで構成されること
を特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13071497A JPH10321960A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13071497A JPH10321960A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321960A true JPH10321960A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15040877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13071497A Pending JPH10321960A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321960A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086899A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| JP2011511454A (ja) * | 2008-01-30 | 2011-04-07 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | プラズモン強化型発光ダイオード |
| KR101143275B1 (ko) | 2010-08-23 | 2012-05-08 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 전자 소모층을 갖는 반도체 광소자 구조 및 그 제조 방법 |
| CN120109650A (zh) * | 2025-05-09 | 2025-06-06 | 度亘核芯光电技术(苏州)股份有限公司 | 半导体激光器的外延结构及其制备方法 |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP13071497A patent/JPH10321960A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086899A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| JP2011511454A (ja) * | 2008-01-30 | 2011-04-07 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | プラズモン強化型発光ダイオード |
| US8368050B2 (en) | 2008-01-30 | 2013-02-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Plasmon enhanced light-emitting diodes |
| KR101143275B1 (ko) | 2010-08-23 | 2012-05-08 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 전자 소모층을 갖는 반도체 광소자 구조 및 그 제조 방법 |
| CN120109650A (zh) * | 2025-05-09 | 2025-06-06 | 度亘核芯光电技术(苏州)股份有限公司 | 半导体激光器的外延结构及其制备方法 |
| CN120109650B (zh) * | 2025-05-09 | 2025-09-02 | 度亘核芯光电技术(苏州)股份有限公司 | 半导体激光器的外延结构及其制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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