JPH11307880A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device

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JPH11307880A
JPH11307880A JP12399098A JP12399098A JPH11307880A JP H11307880 A JPH11307880 A JP H11307880A JP 12399098 A JP12399098 A JP 12399098A JP 12399098 A JP12399098 A JP 12399098A JP H11307880 A JPH11307880 A JP H11307880A
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JP
Japan
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layer
light emitting
doped
semiconductor
light
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JP12399098A
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Japanese (ja)
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Takashi Takahashi
孝志 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光効率を向上させることの可能なAlGa
InNP系の半導体発光装置を提供する。 【解決手段】 n型GaAs基板101上に、n型Ga
Asバッファ層102,n型(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層103,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)
0.5In0.5P下部光導波層104,ノンドープGa0.5
In0.5P中間層105a,ノンドープGa0.6In0.4
0.010.99発光層106,ノンドープGa0.5In0.5
P中間層105b,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5
0.5P上部光導波層107,p型(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5Pクラッド層108,p型Ga0.5In0.5Pス
パイク防止層109,p型GaAsコンタクト層110
が順に積層されている。
(57) [Problem] AlGa capable of improving luminous efficiency
Provided is an InNP-based semiconductor light emitting device. SOLUTION: On an n-type GaAs substrate 101, an n-type Ga
As buffer layer 102, n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In
0.5 P cladding layer 103, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 )
0.5 In 0.5 P lower optical waveguide layer 104, non-doped Ga 0.5
In 0.5 P intermediate layer 105a, non-doped Ga 0.6 In 0.4
N 0.01 P 0.99 light emitting layer 106, non-doped Ga 0.5 In 0.5
P intermediate layer 105b, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 I
n 0.5 P upper optical waveguide layer 107, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5
In 0.5 P cladding layer 108, p-type Ga 0.5 In 0.5 P spike prevention layer 109, p-type GaAs contact layer 110
Are sequentially stacked.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の書
き込み装置などに利用可能な半導体発光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device which can be used for a writing device for an optical disk or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、発光波長680nm〜630nm
のAlGaInP系材料を用いた半導体レーザ素子にお
いては、伝導帯側のバンド不連続が小さいため、高温高
出力動作が困難であることが知られている。高温高出力
動作を実現するため、図7に示すような構造が提案され
ている(特開平08−307005)。図7の構造は、
(001)面を有するn型GaAs基板1上に、n型Ga
Asバッファ層2,n型AlGaInP光導波層3,膜
厚7nmで歪量1.5%のアンドープGaInNP圧縮
歪量子井戸層3層と膜厚4nmのアンドープAlGaI
nP無歪量子障壁層2層および量子井戸層両側に膜厚1
0nmとしたアンドープ無歪AlGaInP光分離閉じ
込め層とで構成される多重量子井戸活性層4,p型Al
GaInP光導波層5,p型AlGaInPエッチスト
ップ層6,p型AlGaInP光導波層7,p型GaI
nP層8を、有機金属気相成長法により順次にエピタキ
シャル成長して構成されている。この後、ホトリソグラ
フィーによりSiO2マスクを形成し、ケミカルエッチ
ングにより層6に至るまで層8と層7をエッチング除去
してリッジストライプを形成する。次にSiO2マスク
を残したまま、n型GaAs電流狭窄層兼光吸収層9を
選択成長する。さらにp型GaAsコンタクト層10を
埋め込み成長した後、p電極11およびn電極12を蒸
着する。さらに劈開スクライブして素子の形に切り出し
て、図7の断面構造を有する素子を得る。
2. Description of the Related Art Conventionally, the emission wavelength is 680 nm to 630 nm.
It has been known that in a semiconductor laser device using an AlGaInP-based material, it is difficult to perform high-temperature high-output operation because the band discontinuity on the conduction band side is small. In order to realize a high-temperature and high-output operation, a structure as shown in FIG. 7 has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-307005). The structure of FIG.
On an n-type GaAs substrate 1 having a (001) plane, an n-type Ga
As buffer layer 2, n-type AlGaInP optical waveguide layer 3, three undoped GaInNP compression-strained quantum well layers with a thickness of 7 nm and 1.5% strain, and undoped AlGaI with a thickness of 4 nm
A film thickness of 1 is formed on both sides of the nP strain-free quantum barrier layer and the quantum well layer.
Multiple quantum well active layer 4, composed of undoped strain-free AlGaInP light separating confinement layer with 0 nm, p-type Al
GaInP optical waveguide layer 5, p-type AlGaInP etch stop layer 6, p-type AlGaInP optical waveguide layer 7, p-type GaI
The nP layer 8 is formed by sequentially epitaxially growing the nP layer 8 by a metal organic chemical vapor deposition method. Thereafter, a SiO 2 mask is formed by photolithography, and the layers 8 and 7 are etched and removed until the layer 6 by chemical etching to form a ridge stripe. Next, an n-type GaAs current confinement layer / light absorption layer 9 is selectively grown while leaving the SiO 2 mask. Further, after the p-type GaAs contact layer 10 is buried and grown, a p-electrode 11 and an n-electrode 12 are deposited. Further, the substrate is cut into pieces in the form of an element by cleavage scribing to obtain an element having a sectional structure shown in FIG.

【0003】図7の半導体レーザ素子においては、窒素
を含有したGaInNP量子井戸層を用いることによ
り、伝導帯バンド不連続比を従来の0.5〜0.6から
0.8〜0.9にまで増大させている。これにより、高
温動作と高出力動作を改善している。
In the semiconductor laser device shown in FIG. 7, the conduction band discontinuity ratio is reduced from 0.5 to 0.6 to 0.8 to 0.9 by using a GaInNP quantum well layer containing nitrogen. Has increased. Thereby, high-temperature operation and high-output operation are improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願の
発明者は、AlGaInP層上にGaInNP層を直接
形成した半導体発光素子では、発光効率を十分高くする
ことは困難であることを見出し、そこで、図8のような
構造を提案した。図8の構造では、n−GaAs基板2
1上に、順次に、n−GaAsバッファ層22,n−
(Alx1Ga1-x1)0.51In0.49Pクラッド層(0<x1
≦1)23,n−(Alx2Ga1-x2)0.51In0.49Pガイ
ド層(0<x2<x1≦1)24,多重量子井戸構造部
(MQW)25,p−(Alx2Ga1-x2)0.51In0.49Pガ
イド層26,p−(Alx1Ga1-x1)0.51In0.49Pクラ
ッド層27,p−GaAsコンタクト層28が形成され
ている。また、多重量子井戸部25は、ガイド層24,
26と同組成の(Alx2Ga1-x2)0.51In0.49Pバリア
29と、Ga0.51In0.490.010.99活性層30との
境界毎にGa0.51In0.49P中間層31が挿入された構
造となっている。また、図8では、コンタクト層28上
に、さらに絶縁膜であるSiO2層32とp側電極33
が形成され、また素子の裏面にはn側電極34が形成さ
れている。
However, the inventor of the present application has found that it is difficult to sufficiently increase the luminous efficiency in a semiconductor light emitting device in which a GaInNP layer is directly formed on an AlGaInP layer. 8 was proposed. In the structure of FIG. 8, the n-GaAs substrate 2
1 on the n-GaAs buffer layer 22, n-
(Al x1 Ga 1-x1 ) 0.51 In 0.49 P cladding layer (0 <x1
≦ 1) 23, n- (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.51 In 0.49 P guide layer (0 <x2 <x1 ≦ 1) 24, multiple quantum well structure
(MQW) 25, p- (Al x2 Ga 1-x2) 0.51 In 0.49 P guiding layer 26, p- (Al x1 Ga 1 -x1) 0.51 In 0.49 P cladding layer 27, p-GaAs contact layer 28 is formed ing. Further, the multiple quantum well portion 25 includes the guide layer 24,
A structure in which a Ga 0.51 In 0.49 P intermediate layer 31 is inserted at each boundary between an (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.51 In 0.49 P barrier 29 having the same composition as 26 and a Ga 0.51 In 0.49 N 0.01 P 0.99 active layer 30. It has become. In FIG. 8, an SiO 2 layer 32 as an insulating film and a p-side electrode 33 are further formed on the contact layer 28.
Are formed, and an n-side electrode 34 is formed on the back surface of the element.

【0005】図8の半導体レーザ素子においては、Ga
0.51In0.490.010.99活性層30と(Alx2Ga
1-x2)0.51In0.49Pバリア層29または(Alx2Ga
1-x2)0.51In0.49Pガイド層24,26との境界毎
に、AlとNを含まないIII−V族半導体であるGa
0.51In0.49P中間層31を挿入していることにより、
結晶性の良好なGa0.51In0.490.010.99活性層3
0を得ることができ、多重量子井戸構造の発光効率を増
加させることができる。
In the semiconductor laser device shown in FIG.
0.51 In 0.49 N 0.01 P 0.99 Active layer 30 and (Al x2 Ga
1-x2 ) 0.51 In 0.49 P barrier layer 29 or (Al x2 Ga
1-x2 ) 0.51 In 0.49 At each boundary between the P guide layers 24 and 26, Ga which is a III-V group semiconductor containing no Al and N is used.
By inserting the 0.51 In 0.49 P intermediate layer 31,
Ga 0.51 In 0.49 N 0.01 P 0.99 active layer 3 with good crystallinity
0 can be obtained, and the luminous efficiency of the multiple quantum well structure can be increased.

【0006】ところで、V族元素がAsやPからなるII
I−V族半導体材料に対して窒素(N)をV族構成元素と
して導入すると、禁制帯幅の窒素組成に対するボーイン
グが大きく生じる。このため、比較的小さい窒素組成で
は、禁制帯幅が縮小する。このとき、禁制帯幅の縮小は
主に伝導帯側で生じる。特に、III族元素としてAlを
含まない場合には、価電子帯のバンド端は窒素を導入す
ることによって、低エネルギー側にシフトする。そのた
め、GaInNP活性層と、窒素を除いて同一組成のG
aInP中間層のバンドダイアグラムは、図1(a)に示
すようなもの(タイプIIのもの)になってしまう。従っ
て、特に低注入領域において、伝導帯電子と価電子帯正
孔との重なり積分が小さくなり、発光効率が低いという
問題があった。
The group V element is composed of As or P II
When nitrogen (N) is introduced as a group V constituent element into an IV group semiconductor material, a large bowing occurs with respect to the nitrogen composition of the forbidden band width. For this reason, a relatively small nitrogen composition reduces the forbidden band width. At this time, the forbidden band width is reduced mainly on the conduction band side. In particular, when Al is not included as a group III element, the band edge of the valence band shifts to a lower energy side by introducing nitrogen. Therefore, a GaInNP active layer and a G
The band diagram of the aInP intermediate layer is as shown in FIG. 1A (type II). Therefore, particularly in the low injection region, the overlap integral between the conduction band electrons and the valence band holes is small, and there is a problem that the luminous efficiency is low.

【0007】本発明は、発光効率を向上させることの可
能なAlGaInNP系の半導体発光装置を提供するこ
とを目的としている。
An object of the present invention is to provide an AlGaInNP-based semiconductor light emitting device capable of improving luminous efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、GaAs基板上に、Gax
In1-xy1-y混晶半導体からなる発光層と、(Alz
Ga1-z)wIn1-wPクラッド層または光導波層または障
壁層と、発光層とクラッド層または光導波層または障壁
層との間に積層された、AlとNを含まないIII−V族
半導体からなる中間層とを有する半導体発光装置であっ
て、前記中間層は、GaAs基板と格子整合し、前記発
光層はGaAs基板に対して圧縮歪を有していることを
特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, Ga x is formed on a GaAs substrate.
In 1-x N y and the light emitting layer composed of P 1-y mixed crystal semiconductor, (Al z
Ga1 -z ) wIn1 -w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and Al and N-free III- layer laminated between the light emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer. A semiconductor light emitting device having an intermediate layer made of a group V semiconductor, wherein the intermediate layer lattice-matches with a GaAs substrate, and the light emitting layer has a compressive strain with respect to the GaAs substrate. .

【0009】また、請求項2記載の発明は、GaAs基
板上に、GaxIn1-xy1-y混晶半導体からなる発光
層と、(AlzGa1-z)wIn1-wPクラッド層または光導
波層または障壁層と、発光層とクラッド層または光導波
層または障壁層との間に積層された、AlとNを含まな
いIII−V族半導体からなる中間層とを有する半導体発
光装置であって、前記中間層はGaAs基板と格子整合
し、前記発光層はGaAs基板に対して引張歪を有して
いることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, a light emitting layer comprising a Ga x In 1 -xN y P 1 -y mixed crystal semiconductor and a (Al z Ga 1 -z ) w In 1 -w a P cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer, the III-V semiconductor not containing Al and N. Wherein the intermediate layer lattice-matches with the GaAs substrate, and the light-emitting layer has a tensile strain with respect to the GaAs substrate.

【0010】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の半導体発光装置において、ΔEN
窒素を添加することによる価電子帯のエネルギー準位の
変化量とし、ΔEstrainを歪を加えたことによる価電子
帯のエネルギー準位の変化量とし、ΔEvをIII族元素組
成を格子整合条件から変えたことによる価電子帯のエネ
ルギー準位の変化量とするときに、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層が、ΔEN+ΔEstrain
ΔEv>0を満たすような組成を有していることを特徴
としている。
[0010] According to a third aspect of the invention, in the semiconductor light-emitting device according to claim 1 or claim 2 wherein, the Delta] E N and the amount of change in the energy level of the valence band due to the addition of nitrogen, Delta] E strain Is the amount of change in the energy level of the valence band due to strain, and ΔE v is the amount of change in the energy level of the valence band due to changing the group III element composition from the lattice matching condition. Ga x In 1-x N y P
The light-emitting layer made of the 1-y mixed crystal semiconductor has ΔE N + ΔE strain +
It is characterized by having a composition satisfying ΔE v > 0.

【0011】また、請求項4記載の発明は、GaAs基
板上に、GaxIn1-xy1-y混晶半導体からなる発光
層と、(AlzGa1-z)wIn1-wPクラッド層または光導
波層または障壁層と、発光層とクラッド層または光導波
層または障壁層との間に積層された、AlとNを含まな
いIII−V族半導体からなる中間層とを有する半導体発
光装置であって、前記発光層にはp型不純物がドーピン
グされていることを特徴としている。
Further, the invention according to claim 4 provides a light emitting layer comprising a Ga x In 1 -xN y P 1 -y mixed crystal semiconductor on a GaAs substrate, and (Al z Ga 1 -z ) w In 1 -w a P cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer, the III-V semiconductor not containing Al and N. Wherein the light emitting layer is doped with a p-type impurity.

【0012】また、請求項5記載の発明は、GaAs基
板上に、GaxIn1-xy1-y混晶半導体からなる発光
層と、(AlzGa1-z)wIn1-wPクラッド層または光導
波層または障壁層と、発光層とクラッド層または光導波
層または障壁層との間に積層された、AlとNを含まな
いIII−V族半導体からなる中間層とを有する半導体発
光装置であって、少なくともn型クラッド層側に設けた
中間層にはn型不純物がドーピングされていることを特
徴としている。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, a light emitting layer comprising a Ga x In 1-x N y P 1-y mixed crystal semiconductor and a (Al z Ga 1-z ) w In 1 -w a P cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer, the III-V semiconductor not containing Al and N. Wherein the intermediate layer provided at least on the n-type cladding layer side is doped with an n-type impurity.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本発明の第1の実施形態の半導体発
光装置は、GaAs基板上に、GaxIn1-xy1-y
晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn1-w
クラッド層または光導波層または障壁層と、発光層とク
ラッド層または光導波層または障壁層との間に積層され
た、AlとNを含まないIII−V族半導体からなる中間
層とを有しており、ここで、中間層はGaAs基板と格
子整合し、発光層はGaAs基板に対して圧縮歪を有し
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a light emitting layer made of a Ga x In 1-x N y P 1-y mixed crystal semiconductor and a (Al z Ga 1-z ) w In on a GaAs substrate. 1-w P
A cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer made of a group III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer. Here, the intermediate layer lattice-matches with the GaAs substrate, and the light emitting layer has a compressive strain with respect to the GaAs substrate.

【0014】化合物半導体からなるヘテロ構造における
バンドオフセットの理論としては、Harrisonの強結合理
論が広く知られている。また、化合物半導体層に圧縮歪
を加えたときの伝導帯と価電子帯のバンド端シフト量Δ
c,ΔEvは次式で表される。
As a theory of band offset in a heterostructure made of a compound semiconductor, Harrison's strong coupling theory is widely known. Further, the band edge shift amount Δ of the conduction band and the valence band when compressive strain is applied to the compound semiconductor layer Δ
E c and ΔE v are represented by the following equations.

【0015】[0015]

【数1】ΔEc=−2a{(C11−C12)/C11}ε ΔEv=2a'{(C11−C12)/C11}ε−b{(C11+2C
12)/C11
ΔE c = −2a {(C 11 −C 12 ) / C 11 } ε ΔE v = 2a ′ {(C 11 −C 12 ) / C 11 } ε−b {(C 11 + 2C
12 ) / C 11 } ε

【0016】ここで、aは伝導帯の静水圧変形ポテンシ
ャル,a'は価電子帯の静水圧変形ポテンシャル,bは
軸性変形ポテンシャル,εは格子歪,C11,C12は弾性
定数である。
Here, a is the hydrostatic deformation potential of the conduction band, a 'is the hydrostatic deformation potential of the valence band, b is the axial deformation potential, ε is the lattice strain, and C 11 and C 12 are the elastic constants. .

【0017】図2(a)には、上記のHarrison理論と圧縮
歪によるエネルギー準位のシフトから求めた、GaAs
基板上に圧縮歪GaxIn1-xPを形成したときの伝導帯
と価電子帯のエネルギーレベルEc,Evが示されてい
る。なお、歪量のパラメータは、Ga組成量xとなる。
図2(a)から、Ga組成xを格子整合条件であるx=
0.52よりも小さくして、膜に圧縮歪を有するように
していくと、価電子帯のエネルギーレベルEvがGaA
s基板と格子整合している場合よりも高エネルギー側に
シフトすることがわかる。従って、中間層としてGaA
sと格子整合するGa0.5In0.5Pを用い、発光層とし
て圧縮歪GaInNPを用いると、図1(b)に示すよう
に、窒素を導入したことによる価電子帯バンド端のシフ
ト量が補償されて、GaInP中間層との価電子帯バン
ド不連続が小さくなる。これにより、GaInNP発光
層からGaInP中間層への正孔の漏れを小さくするこ
とができ、発光効率を改善することができる。
FIG. 2A shows GaAs obtained from the above-mentioned Harrison theory and energy level shift due to compression strain.
The energy levels E c and E v of the conduction band and the valence band when compressive strain Ga x In 1-x P is formed on the substrate are shown. The parameter of the strain amount is the Ga composition amount x.
From FIG. 2A, the Ga composition x is changed to the lattice matching condition x =
By making the film smaller than 0.52 so that the film has a compressive strain, the energy level E v of the valence band becomes GaAs.
It can be seen that the energy shifts to a higher energy side than in the case of lattice matching with the s substrate. Therefore, GaAs is used as the intermediate layer.
When Ga 0.5 In 0.5 P lattice-matched to s is used and compressive strain GaInNP is used as the light emitting layer, the shift amount of the valence band edge due to the introduction of nitrogen is compensated as shown in FIG. Thus, valence band discontinuity with the GaInP intermediate layer is reduced. Thereby, leakage of holes from the GaInNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer can be reduced, and the light emission efficiency can be improved.

【0018】また、本発明の第2の実施形態の半導体発
光装置は、GaAs基板上に、GaxIn1-xy1-y
晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn1-w
クラッド層または光導波層または障壁層と、発光層とク
ラッド層または光導波層または障壁層との間に積層され
た、AlとNを含まないIII−V族半導体からなる中間
層とを有しており、ここで、中間層はGaAs基板と格
子整合し、発光層はGaAs基板に対して引張歪を有し
ている。
The semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention comprises a light emitting layer made of a Ga x In 1 -xN y P 1 -y mixed crystal semiconductor on a GaAs substrate, and (Al z Ga 1 -z ) w In 1-w P
A cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer made of a group III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer. Here, the intermediate layer lattice-matches with the GaAs substrate, and the light emitting layer has a tensile strain with respect to the GaAs substrate.

【0019】化合物半導体の真空準位を基準とした伝導
帯下端と価電子帯上端のエネルギーレベルについては、
例えば文献「Appl.Phys.Lett.,Vol.60,No.5,pp.630-632
(1992)」からも知ることができる。また、化合物半導体
層に引張歪を加えたときの伝導帯と価電子帯のバンド端
シフト量ΔEc,ΔEvは次式で表される。
With respect to the energy levels at the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band based on the vacuum level of the compound semiconductor,
For example, in the document `` Appl.Phys.Lett., Vol. 60, No. 5, pp. 630-632
(1992) ". The band edge shift amounts ΔE c and ΔE v of the conduction band and the valence band when a tensile strain is applied to the compound semiconductor layer are expressed by the following equations.

【0020】[0020]

【数2】ΔEc=−2a{(C11−C12)/C11}ε ΔEv=2a'{(C11−C12)/C11}ε+b{(C11+2C
12)/C11
ΔE c = −2a {(C 11 −C 12 ) / C 11 } ε ΔE v = 2a ′ {(C 11 −C 12 ) / C 11 } ε + b {(C 11 + 2C
12 ) / C 11 } ε

【0021】図2(b)には、GaAs基板上に引張歪G
xIn1-xPを形成したときの伝導帯と価電子帯のエネ
ルギーレベルEc,Evを求めた結果が示されている。な
お、歪量のパラメータは、Ga組成量xとなる。図2
(b)から、Ga組成xを格子整合条件であるx=0.5
2よりも大きくして、膜に引張歪を有するようにしてい
くと、価電子帯のエネルギーレベルEvがGaAs基板
と格子整合している場合よりも高エネルギー側にシフト
することがわかる。従って、中間層としてGaAsと格
子整合するGa0.5In0.5Pを用い、発光層として引張
歪GaInNPを用いると、図1(c)に示すように、窒
素を導入したことによる価電子帯バンド端のシフト量が
補償されて、GaInP中間層との価電子帯バンド不連
続が小さくなる。そのため、GaInNP発光層からG
aInP中間層への正孔の漏れを小さくすることがで
き、発光効率を改善することができる。
FIG. 2B shows a tensile strain G on a GaAs substrate.
The results of determining the energy levels E c and E v of the conduction band and the valence band when a x In 1-x P is formed are shown. The parameter of the strain amount is the Ga composition amount x. FIG.
From (b), Ga composition x is changed to lattice matching condition x = 0.5.
It can be seen that when the value is larger than 2 and the film has a tensile strain, the energy level E v of the valence band shifts to a higher energy side than when the film is lattice-matched with the GaAs substrate. Therefore, when Ga 0.5 In 0.5 P lattice-matched to GaAs is used for the intermediate layer and tensile strain GaInNP is used for the light emitting layer, as shown in FIG. 1C, the valence band edge due to the introduction of nitrogen is reduced. The shift amount is compensated, and the valence band discontinuity with the GaInP intermediate layer is reduced. Therefore, the GInNP light emitting layer
Hole leakage into the aInP intermediate layer can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0022】なお、引張歪の場合には圧縮歪の場合とは
異なり、図2(b)からわかるように、伝導帯下端も高エ
ネルギー側にシフトしている。引張歪GaInNP発光
層の伝導帯下端が、格子整合GaInP中間層の伝導帯
下端よりも上になってしまうと、逆に電子の閉じ込めが
低下してしまうので、引張歪GaInNP発光層の伝導
帯下端が、格子整合GaInP中間層の伝導帯下端より
も下に位置するように引張歪量,窒素組成を制御する必
要がある。
In the case of tensile strain, unlike the case of compressive strain, as can be seen from FIG. 2 (b), the lower end of the conduction band is also shifted to the higher energy side. If the lower end of the conduction band of the tensile strained GaInNP light emitting layer is higher than the lower end of the conduction band of the lattice-matched GaInP intermediate layer, the confinement of electrons decreases, and conversely, the lower end of the conduction band of the tensile strained GaInNP light emitting layer. However, it is necessary to control the amount of tensile strain and the nitrogen composition so as to be located below the lower end of the conduction band of the lattice-matched GaInP intermediate layer.

【0023】また、上述の第1,第2の実施形態の半導
体発光装置において、GaxIn1-xy1-y混晶半導体
からなる発光層は、次式を満たすような組成を有してい
るのが良い。
In the semiconductor light emitting devices of the first and second embodiments, the light emitting layer made of a Ga x In 1 -xN y P 1 -y mixed crystal semiconductor has a composition satisfying the following expression. Good to have.

【0024】[0024]

【数3】ΔEN+ΔEstrain+ΔEv>0ΔE N + ΔE strain + ΔE v > 0

【0025】ここで、ΔENは窒素を添加することによ
る価電子帯のエネルギー準位(レベル)Evの変化量,Δ
strainは歪を加えたことによる価電子帯のエネルギー
準位(レベル)Evの変化量,ΔEvはIII族元素組成を格
子整合条件から変えたことによる価電子帯のエネルギー
準位(レベル)Evの変化量である。
Here, ΔE N is the amount of change in the energy level (level) E v of the valence band due to the addition of nitrogen, ΔE N
E strain is the change in energy level (level) E v of the valence band due to the application of strain, and ΔE v is the energy level (level) of the valence band due to changing the group III element composition from the lattice matching condition. ) Ev is the amount of change.

【0026】GaInNP発光層が上式(数3)を満たす
場合には、格子整合GaInP中間層とヘテロ構造を形
成させると、バンドダイアグラムは、図1(d)に示すよ
うになる(タイプIのものになる)。この場合には、伝導
帯電子と価電子帯正孔の両方がGaInNP発光層に集
中するため、素子の発光効率を向上させることができ
る。
When the GaInNP light emitting layer satisfies the above formula (Equation 3), a heterostructure is formed with the lattice-matched GaInP intermediate layer, and the band diagram becomes as shown in FIG. ). In this case, both the conduction band electrons and the valence band holes are concentrated in the GaInNP light emitting layer, so that the light emitting efficiency of the device can be improved.

【0027】また、本発明の第3の実施形態の半導体発
光装置は、GaAs基板上に、GaxIn1-xy1-y
晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn1-w
クラッド層または光導波層または障壁層と、発光層とク
ラッド層または光導波層または障壁層との間に積層され
た、AlとNを含まないIII−V族半導体からなる中間
層とを有しており、ここで、発光層にはp型不純物がド
ーピングされている。
The semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention comprises a light emitting layer made of a Ga x In 1 -xN y P 1 -y mixed crystal semiconductor on a GaAs substrate, and (Al z Ga 1 -z ) w In 1-w P
A cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer made of a group III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer. Here, the light emitting layer is doped with a p-type impurity.

【0028】一般に、半導体層にp型不純物をドーピン
グすると、半導体層のフェルミ準位(Efp)は低エネルギ
ー側にシフトする。ヘテロ接合では、フェルミ準位が一
致するように接合されるため、注入キャリア密度がGa
InNP発光層のp型ドーピング濃度よりも低い領域で
は、GaInNP発光層の価電子帯上端はノンドープの
場合に比べて高エネルギー側にシフトする。そのため、
GaInNP発光層の価電子帯上端と格子整合GaIn
P中間層の価電子帯上端のエネルギー準位とのバンド不
連続は小さくなる。すなわち、GaInNP発光層の価
電子帯上端は、格子整合GaInP中間層の価電子帯上
端のエネルギー準位よりも上に位置するようになる(図
1(e))。従って、p型不純物の低注入領域において、
GaInNP発光層からGaInP中間層への正孔の漏
れを小さくすることができ、これによって、発光効率を
改善することができる。
Generally, when a semiconductor layer is doped with a p-type impurity, the Fermi level (E fp ) of the semiconductor layer shifts to a lower energy side. In the heterojunction, since the junction is performed so that the Fermi levels match, the injected carrier density is Ga
In a region lower than the p-type doping concentration of the InNP light emitting layer, the upper end of the valence band of the GaInNP light emitting layer shifts to a higher energy side than in the case of non-doping. for that reason,
The top of the valence band of the GaInNP light emitting layer and lattice-matched GaIn
Band discontinuity with the energy level at the upper end of the valence band of the P intermediate layer is reduced. That is, the upper end of the valence band of the GaInNP light emitting layer is located above the energy level of the upper end of the valence band of the lattice-matched GaInP intermediate layer (FIG. 1 (e)). Therefore, in the low implantation region of the p-type impurity,
Leakage of holes from the GaInNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer can be reduced, thereby improving luminous efficiency.

【0029】また、本発明の第4の実施形態の半導体発
光装置は、GaAs基板上に、GaxIn1-xy1-y
晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn1-w
クラッド層または光導波層または障壁層と、発光層とク
ラッド層または光導波層または障壁層との間に積層され
た、AlとNを含まないIII−V族半導体からなる中間
層とを有しており、ここで、少なくともn型クラッド層
側に設けられた中間層に、n型不純物がドーピングされ
ている。
The semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention comprises a light emitting layer made of a Ga x In 1 -x N y P 1 -y mixed crystal semiconductor on a GaAs substrate, and (Al z Ga 1 -z ) w In 1-w P
A cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, and an intermediate layer made of a group III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer. Here, the intermediate layer provided at least on the n-type cladding layer side is doped with an n-type impurity.

【0030】一般に、半導体層にn型不純物をドーピン
グすると、半導体層のフェルミ準位(Efn)は高エネルギ
ー側にシフトする。ヘテロ接合では、フェルミ準位が一
致するように接合されるため、注入キャリア密度がGa
InN中間層のn型ドーピング濃度よりも低い領域で
は、GaInP中間層の価電子帯上端はノンドープの場
合に比べて低エネルギー側にシフトする。そのため、G
aInP中間層の価電子帯上端とGaInNP発光層と
の価電子帯バンド不連続は小さくなる。すなわち、Ga
InP中間層の価電子帯上端は、GaInNP発光層の
価電子帯上端のエネルギー位置よりも下に位置するよう
になる(図1(f))。従って、低注入領域において、Ga
InNP発光層からGaInP中間層への正孔の漏れを
小さくすることができる、これによって、発光効率を改
善することができる。
Generally, when an n-type impurity is doped into a semiconductor layer, the Fermi level (E fn ) of the semiconductor layer shifts to a higher energy side. In the heterojunction, since the junction is performed so that the Fermi levels match, the injected carrier density is Ga
In a region lower than the n-type doping concentration of the InN intermediate layer, the upper end of the valence band of the GaInP intermediate layer shifts to a lower energy side as compared with the case of non-doping. Therefore, G
The valence band discontinuity between the upper end of the valence band of the aInP intermediate layer and the GaInNP light emitting layer is reduced. That is, Ga
The upper end of the valence band of the InP intermediate layer is located below the energy position of the upper end of the valence band of the GaInNP light emitting layer (FIG. 1 (f)). Therefore, in the low implantation region, Ga
Hole leakage from the InNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer can be reduced, thereby improving luminous efficiency.

【0031】[0031]

【実施例】実施例1 図3は実施例1の半導体発光装置(半導体レーザ素子)を
示す図であり、実施例1(図3)は、本発明の第2の実施
形態による半導体発光装置の具体例となっている。図3
を参照すると、n型GaAs基板101上に、n型Ga
Asバッファ層102,n型(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層103,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)
0.5In0.5P下部光導波層104,ノンドープGa0.5
In0.5P中間層105a,ノンドープGa0.6In0.4
0.010.99発光層106,ノンドープGa0.5In0.5
P中間層105b,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5
0.5P上部光導波層107,p型(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5Pクラッド層108,p型Ga0.5In0.5Pス
パイク防止層109,p型GaAsコンタクト層110
が順に積層されている。
EXAMPLE 1 FIG. 3 is a view showing a semiconductor light emitting device (semiconductor laser device) of Example 1, and Example 1 (FIG. 3) is a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention. This is a specific example. FIG.
Referring to FIG. 2, an n-type GaAs substrate 101 has an n-type Ga
As buffer layer 102, n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In
0.5 P cladding layer 103, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 )
0.5 In 0.5 P lower optical waveguide layer 104, non-doped Ga 0.5
In 0.5 P intermediate layer 105a, non-doped Ga 0.6 In 0.4
N 0.01 P 0.99 light emitting layer 106, non-doped Ga 0.5 In 0.5
P intermediate layer 105b, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 I
n 0.5 P upper optical waveguide layer 107, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5
In 0.5 P cladding layer 108, p-type Ga 0.5 In 0.5 P spike prevention layer 109, p-type GaAs contact layer 110
Are sequentially stacked.

【0032】ここで、各層の結晶成長方法としては、有
機金属気相成長法を用いた。また、n型(Al0.7Ga
0.3)0.5In0.5Pクラッド層103の層厚は1μm,ノ
ンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P下部光導波層1
04の層厚は0.1μm,ノンドープGa0.5In0.5
中間層105aの層厚は2nm,ノンドープGa0.6
0.40.010.99発光層106の層厚は30nm,ノ
ンドープGa0.5In0.5P中間層105bの層厚は2n
m,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P上部光導
波層107の層厚は0.1μm,p型(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5Pクラッド層108の層厚は1μm,p型G
0.5In0.5Pスパイク防止層109の層厚は50n
m,p型GaAsコンタクト層110の層厚は0.5n
mとした。
Here, as the crystal growth method of each layer, a metal organic chemical vapor deposition method was used. In addition, n-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 103 has a layer thickness of 1 μm, and non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P lower optical waveguide layer 1.
04 has a thickness of 0.1 μm and is undoped Ga 0.5 In 0.5 P
The thickness of the intermediate layer 105a is 2 nm, and undoped Ga 0.6 I
The layer thickness of the n 0.4 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 106 is 30 nm, and the layer thickness of the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105 b is 2 n.
m, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer thickness of the upper optical waveguide layer 107 is 0.1 μm, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 )
The thickness of the 0.5 In 0.5 P cladding layer 108 is 1 μm, and the p-type G
The thickness of the a 0.5 In 0.5 P spike prevention layer 109 is 50 n.
The layer thickness of the m, p type GaAs contact layer 110 is 0.5 n
m.

【0033】そして、p型GaAsコンタクト層110
を幅5μmのストライプ形状に残してエッチングした
後、積層構造表面にSiO2絶縁膜111を堆積し、フ
ォトリソグラフィー工程とエッチングによってp型Ga
Asコンタクト層110上のSiO2絶縁膜111を除
去して電流注入領域を形成し、さらにその上に、p側オ
ーミック電極112を蒸着した。また、n型GaAs基
板101の裏面にはn側オーミック電極113を形成し
た。
Then, the p-type GaAs contact layer 110
Is etched in a stripe shape having a width of 5 μm, an SiO 2 insulating film 111 is deposited on the surface of the laminated structure, and a p-type Ga film is formed by a photolithography process and etching.
The SiO 2 insulating film 111 on the As contact layer 110 was removed to form a current injection region, and a p-side ohmic electrode 112 was further deposited thereon. An n-side ohmic electrode 113 was formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 101.

【0034】図3の半導体レーザ素子では、Alを構成
元素として含むノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5
P光導波層104,107と、Nを構成元素として含む
ノンドープGa0.6In0.40.010.99発光層106と
の間に、AlとNを構成元素として含まないノンドープ
Ga0.5In0.5P中間層105a,105bが挿入され
ている。これにより、ノンドープGa0.6In0.40.01
0.99発光層106の結晶性を改善して、発光層の発光
効率を向上させている。
In the semiconductor laser device of FIG. 3, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 containing Al as a constituent element
And P optical waveguide layer 104 and 107, an undoped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01 between the P of 0.99 emitting layer 106, an undoped Ga 0.5 an In containing no Al and N as constituent elements 0.5 P intermediate layer 105a containing N as a constituent element , 105b are inserted. Thereby, non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01
By improving the crystallinity of the P 0.99 light emitting layer 106, the luminous efficiency of the light emitting layer is improved.

【0035】さらに、ノンドープGa0.5In0.5P中間
層105a,105bは、GaAs基板101に対して
格子整合する組成となっており、ノンドープGa0.6
0.40.010.99発光層106は、基板101に対し
て、0.6%の引張歪を有している。格子整合したGa
0.5In0.5P中間層105a,105bに窒素(N)を1
%導入すると、禁制帯幅は約150meV縮小し、価電
子帯上端のエネルギー準位は約18meVのレベル分Δ
Nだけ低下する(ΔEN=18meV)。一方、GaIn
Pの組成を変えて引張歪を有するようにした場合には
(すなわち、例えばGa0.6In0.4Pとした場合には)、
図2(b)より、Ga0.6In0.4Pの価電子帯上端のエネ
ルギー準位はGa0.5In0.5Pに比べて、約34meV
上昇する(ΔEstrain+ΔEv=34meV)。従って、
ΔEN+ΔEstrain+ΔEv>0を満足しており、ノンド
ープGa0.6In0.40.010.99発光層106の価電子
帯上端は、ノンドープGa0.5In0.5P中間層105
a,105bの価電子帯上端よりも上に位置するように
なる(図1(d))。
Further, the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b have a composition lattice-matched to the GaAs substrate 101, and have a non-doped Ga 0.6 I
The n 0.4 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 106 has a tensile strain of 0.6% with respect to the substrate 101. Lattice-matched Ga
Nitrogen (N) is added to the 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b.
%, The forbidden band width is reduced by about 150 meV, and the energy level at the upper end of the valence band is reduced by about 18 meV level Δ
It decreases by E N (ΔE N = 18 meV). On the other hand, GaIn
When the composition of P is changed to have a tensile strain,
(That is, for example, when Ga 0.6 In 0.4 P is used),
From FIG. 2B, the energy level at the upper end of the valence band of Ga 0.6 In 0.4 P is about 34 meV compared to Ga 0.5 In 0.5 P.
Rise (ΔE strain + ΔE v = 34 meV). Therefore,
ΔE N + ΔE strain + ΔE v > 0 is satisfied, and the upper end of the valence band of the non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01 P 0.99 light-emitting layer 106 is the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105.
a and 105b are located above the upper end of the valence band (FIG. 1 (d)).

【0036】また、ノンドープGa0.6In0.40.01
0.99発光層106の伝導帯下端のエネルギー準位は、ノ
ンドープGa0.5In0.5P中間層105a,105bの
伝導帯下端よりも約80meV低下する(図1(d))。こ
れにより、ノンドープGa0.5In0.5P中間層105
a,105bとノンドープGa0.6In0.40.010.99
発光層106のDH構造(ダブルヘテロ接合構造)はタイ
プIになる。従って、伝導帯電子と価電子帯正孔の両方
がノンドープGa0.6In0.40.010.99発光層106
に集中するため、発光効率が向上する。
In addition, non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01 P
The energy level at the bottom of the conduction band of the 0.99 light-emitting layer 106 is lower by about 80 meV than the bottom of the conduction band of the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b (FIG. 1D). Thereby, the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105
a, 105b and non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01 P 0.99
The DH structure (double hetero junction structure) of the light emitting layer 106 is of type I. Therefore, both the conduction band electrons and the valence band holes are non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 106
Luminous efficiency is improved.

【0037】このように、実施例1では、中間層として
GaAsと格子整合するGa0.5In0.5Pを用い、発光
層として引張歪GaInNPを用いているため、窒素
(N)を導入したことによる価電子帯バンド端のシフト量
が補償されて、GaInP中間層との価電子帯バンド不
連続が小さくなり、これによって、GaInNP発光層
からGaInP中間層への正孔の漏れを小さくすること
ができ、発光効率を改善することができる。
As described above, in the first embodiment, since Ga 0.5 In 0.5 P lattice-matched to GaAs is used as the intermediate layer and tensile strain GaInNP is used as the light emitting layer,
The shift amount of the valence band edge due to the introduction of (N) is compensated, and the valence band discontinuity with the GaInP intermediate layer is reduced, whereby the holes from the GaInNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer are reduced. Can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0038】実施例2 図4は本発明の実施例2の半導体発光装置(半導体レー
ザ素子)を示す図であり、実施例2(図4)は、本発明の
第1の実施形態の具体例となっている。図4において、
発光層以外の構造は実施例1と同様にして形成した。す
なわち、図4を参照すると、ノンドープ(Al0.5Ga
0.5)0.5In0.5P下部光導波層104上には、層厚2n
mのノンドープGa0.5In0.5P中間層105a,層厚
30nmのノンドープGa0.45In0.550.010.99
光層201,層厚2nmのノンドープGa0.5In0.5
中間層105b,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In
0.5P上部光導波層107が順に積層されている。
Example 2 FIG. 4 is a view showing a semiconductor light emitting device (semiconductor laser element) according to Example 2 of the present invention. Example 2 (FIG. 4) is a specific example of the first embodiment of the present invention. It has become. In FIG.
Structures other than the light emitting layer were formed in the same manner as in Example 1. That is, referring to FIG. 4, non-doped (Al 0.5 Ga
0.5 ) 0.5 In 0.5 P On the lower optical waveguide layer 104, the layer thickness is 2n.
m non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105a, non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01 P 0.99 light-emitting layer 201 with a thickness of 30 nm, non-doped Ga 0.5 In 0.5 P with a thickness of 2 nm
Intermediate layer 105b, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In
0.5 P upper optical waveguide layers 107 are sequentially stacked.

【0039】図4の半導体レーザ素子では、Alを構成
元素として含むノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5
P光導波層104,107と、Nを構成元素として含む
ノンドープGa0.45In0.550.010.99発光層201
との間に、AlとNを構成元素として含まないノンドー
プGa0.5In0.5P中間層105a,105bを設けて
いることにより、ノンドープGa0.45In0.550.01
0.99発光層201の結晶性が改善され、発光効率を向上
させている。
In the semiconductor laser device of FIG. 4, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 containing Al as a constituent element
P optical waveguide layers 104 and 107 and non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 201 containing N as a constituent element
, The non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105 a and 105 b containing no Al and N as constituent elements provide non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01 P
The crystallinity of the 0.99 light-emitting layer 201 is improved, and the luminous efficiency is improved.

【0040】さらに、ノンドープGa0.5In0.5P中間
層105a,105bは、GaAs基板101に対して
格子整合する組成となっており、ノンドープGa0.45
0.550.010.99発光層201は基板に対して、約
0.5%の圧縮歪を有している。格子整合したGa0.5
In0.5PにNを1%導入すると、禁制帯幅は約150
meV縮小し、価電子帯上端のエネルギー準位は約18
meVのレベル分ΔENだけ低下する(ΔEN=18me
V)。一方、GaInPの組成を変えて圧縮歪を有する
ようにした場合には(すなわち、例えばGa0.45In
0.55Pとした場合には)、図2(a)より、Ga0.45In
0.55Pの価電子帯上端のエネルギー準位はGa0.5In
0.5Pに比べて、約33meV上昇する(ΔEstrain+Δ
v=33meV)。従って、ΔEN+ΔEstrain+ΔEv
>0を満足しており、ノンドープGa0.45In0.55
0.010.99発光層201の価電子帯上端は、ノンドープ
Ga0.5In0.5P中間層105a,105bの価電子帯
上端よりも上に位置するようになる(図1(d))。
Further, the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b have a composition that lattice-matches with the GaAs substrate 101, and the non-doped Ga 0.45 I
The n 0.55 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 201 has a compressive strain of about 0.5% with respect to the substrate. Lattice matched Ga 0.5
When 1% of N is introduced into In 0.5 P, the forbidden band width is about 150
The energy level at the top of the valence band is reduced to about 18
The level is reduced by ΔE N for the level of meV (ΔE N = 18me
V). On the other hand, when the composition of GaInP is changed to have a compressive strain (that is, for example, Ga 0.45 In
0.55 P), from FIG. 2A, Ga 0.45 In
The energy level at the top of the valence band of 0.55 P is Ga 0.5 In
Approximately 33 meV increase compared to 0.5 P (ΔE strain + Δ
E v = 33 meV). Therefore, ΔE N + ΔE strain + ΔE v
> 0, and non-doped Ga 0.45 In 0.55 N
The upper end of the valence band of the 0.01 P 0.99 light emitting layer 201 is positioned higher than the upper end of the valence band of the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b (FIG. 1D).

【0041】また、ノンドープGa0.45In0.550.01
0.99発光層201の伝導帯下端のエネルギー準位は、
ノンドープGa0.5In0.5P中間層105a,105b
の伝導帯下端よりも下に位置する(図1(d))。従って、
ノンドープGa0.5In0.5P中間層105a,105b
とノンドープGa0.45In0.550.010.99発光層20
1のDH構造(ダブルヘテロ接合構造)はタイプIにな
る。従って、伝導帯電子と価電子帯正孔の両方がノンド
ープGa0.45In0.550.010.99発光層201に集中
するため、発光効率が向上する。
Further, non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01
The energy level at the bottom of the conduction band of the P 0.99 light-emitting layer 201 is
Non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a, 105b
(FIG. 1 (d)). Therefore,
Non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a, 105b
And non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 20
The DH structure (double heterojunction structure) of No. 1 is of type I. Therefore, both the conduction band electrons and the valence band holes are concentrated in the non-doped Ga 0.45 In 0.55 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 201, so that the luminous efficiency is improved.

【0042】このように、実施例2では、中間層として
GaAsと格子整合するGa0.5In0.5Pを用い、発光
層として圧縮歪GaInNPを用いているため、窒素
(N)を導入したことによる価電子帯バンド端のシフト量
が補償されて、GaInP中間層との価電子帯バンド不
連続が小さくなり、これによって、GaInNP発光層
からGaInP中間層への正孔の漏れを小さくすること
ができ、発光効率を改善することができる。
As described above, in Example 2, since Ga 0.5 In 0.5 P lattice-matched to GaAs was used as the intermediate layer and compression-strained GaInNP was used as the light emitting layer,
The shift amount of the valence band edge due to the introduction of (N) is compensated, and the valence band discontinuity with the GaInP intermediate layer is reduced, whereby the holes from the GaInNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer are reduced. Can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0043】実施例3 図5は本発明の実施例3の半導体発光装置(半導体レー
ザ素子)を示す図であり、実施例3(図5)は、本発明の
第3の実施形態の具体例となっている。図5において、
発光層以外の構造は実施例1と同様にして形成した。す
なわち、図5を参照すると、ノンドープ(Al0.5Ga
0.5)0.5In0.5P下部光導波層104上には、層厚2n
mのノンドープGa0.5In0.5P中間層105a,層厚
30nmのMgドープGa0.5In0.50.010.99発光
層301,層厚2nmのノンドープGa0.5In0.5P中
間層105b,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5
P上部光導波層107が積層されている。ここで、Mg
ドープGa0.5In0.50.010.99発光層301のMg
ドーピング濃度は2×1018cm-3とした。
Example 3 FIG. 5 is a view showing a semiconductor light emitting device (semiconductor laser device) according to Example 3 of the present invention. Example 3 (FIG. 5) is a specific example of the third embodiment of the present invention. It has become. In FIG.
Structures other than the light emitting layer were formed in the same manner as in Example 1. That is, referring to FIG. 5, non-doped (Al 0.5 Ga
0.5 ) 0.5 In 0.5 P On the lower optical waveguide layer 104, the layer thickness is 2n.
m non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105a, 30 nm thick Mg doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 301, 2 nm thick non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105b, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5
The P upper optical waveguide layer 107 is stacked. Where Mg
Doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 Mg of light emitting layer 301
The doping concentration was 2 × 10 18 cm −3 .

【0044】Ga0.5In0.50.010.99にp型不純物
であるMgをドーピングすると、フェルミ準位が低エネ
ルギー側にシフトする。ヘテロ接合では、フェルミ準位
が一致するように接合されるため、注入キャリア密度が
Mgドーピング濃度よりも低い領域では、MgドープG
0.5In0.50.010.99発光層301の価電子帯上端
はノンドープGa0.5In0.50.010.99の場合に比べ
て高エネルギー側にシフトする。これにより、Mgドー
プGa0.5In0.50.010.99発光層301の価電子帯
上端はノンドープGa0.5In0.5P中間層105との価
電子帯バンド不連続が小さくなる。すなわち、Mgドー
プGa0.5In0.50.010.99発光層301の価電子帯
上端はノンドープGa0.5In0.5P中間層105の価電
子帯上端のエネルギー準位よりも上に位置するようにな
る(図1(e))。従って、特に低注入領域において、Mg
ドープGa0.5In0.50.010.99発光層301からノ
ンドープGa0.5In0.5P中間層105a,105bへ
の正孔の漏れを小さくすることができ、発光効率を改善
することができる。
When Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 is doped with Mg as a p-type impurity, the Fermi level shifts to a lower energy side. In the heterojunction, since the junction is made so that the Fermi levels match, in a region where the injected carrier density is lower than the Mg doping concentration, the Mg doped G
The upper end of the valence band of the a 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 301 is shifted to a higher energy side than in the case of non-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 . Thereby, the valence band discontinuity at the upper end of the valence band of the Mg-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light emitting layer 301 with the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105 is reduced. That is, the upper end of the valence band of the Mg-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light-emitting layer 301 is positioned higher than the energy level of the upper end of the valence band of the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 105 (see FIG. 1 (e)). Therefore, especially in the low implantation region, Mg
Hole leakage from the doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light-emitting layer 301 to the non-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layers 105a and 105b can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0045】実施例4 図6は本発明の実施例4の半導体発光装置(半導体レー
ザ素子)を示す図であり、実施例4(図6)は、本発明の
第4の実施形態の具体例となっている。図6において、
発光層近傍以外の構造は実施例1と同様にして形成し
た。すなわち、図6を参照すると、ノンドープ(Al0.5
Ga0.5)0.5In0.5P下部光導波層104上には、層厚
2nmのSiドープGa0.5In0.5P中間層401,層
厚30nmのノンドープGa0.5In0.50.010.99
光層402,層厚2nmのノンドープGa0.5In0.5
中間層105b,ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5In
0.5P上部光導波層107が積層されている。ここで、
SiドープGa0.5In0.5P中間層401のSiドーピ
ング濃度は5×1018cm-3とした。
Example 4 FIG. 6 is a view showing a semiconductor light emitting device (semiconductor laser device) according to Example 4 of the present invention. Example 4 (FIG. 6) is a specific example of the fourth embodiment of the present invention. It has become. In FIG.
The structure other than the vicinity of the light emitting layer was formed in the same manner as in Example 1. That is, referring to FIG. 6, non-doped (Al 0.5
On the Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P lower optical waveguide layer 104, a 2 nm-thick Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 401, a 30 nm-thick non-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01 P 0.99 light-emitting layer 402, and a layer thickness 2 nm non-doped Ga 0.5 In 0.5 P
Intermediate layer 105b, non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In
The 0.5P upper optical waveguide layer 107 is laminated. here,
The Si doping concentration of the Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 401 was 5 × 10 18 cm −3 .

【0046】Ga0.5In0.5Pにn型不純物であるSi
をドーピングすると、フェルミ準位が高エネルギー側に
シフトする。ヘテロ接合では、フェルミ準位が一致する
ように接合されるため、注入キャリア密度がSiドーピ
ング濃度よりも低い領域では、SiドープGa0.5In
0.5P中間層401の価電子帯上端はノンドープGa0.5
In0.5Pの場合に比べて低エネルギー側にシフトす
る。これにより、SiドープGa0.5In0.5P中間層4
01の価電子帯上端はノンドープGa0.5In0.50.01
0.09発光層402との価電子帯バンド不連続が小さく
なる。すなわち、SiドープGa0.5In0.5P中間層4
01の価電子帯上端はノンドープGa0.5In0.50.01
0.09発光層402の価電子帯上端のエネルギー位置よ
りも下に位置するようになる(図1(f))。従って、特に
低注入領域において、ノンドープGa0.5In0.50.01
0.09発光層402からSiドープGa0.5In0.5P中
間層401への正孔の漏れを小さくすることができ、発
光効率を改善することができる。
Ga 0.5 In 0.5 P is replaced with Si which is an n-type impurity.
Doping, the Fermi level shifts to a higher energy side. In the heterojunction, since the junction is performed so that the Fermi levels coincide with each other, in a region where the injected carrier density is lower than the Si doping concentration, Si-doped Ga 0.5 In
The upper end of the valence band of the 0.5 P intermediate layer 401 is non-doped Ga 0.5
It shifts to a lower energy side as compared with the case of In 0.5 P. Thereby, the Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 4
The upper end of the valence band of 01 is undoped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01
Valence band discontinuity with the P 0.09 light-emitting layer 402 is reduced. That is, the Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 4
The upper end of the valence band of 01 is undoped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01
It is located below the energy position at the upper end of the valence band of the P 0.09 light emitting layer 402 (FIG. 1 (f)). Therefore, especially in the low implantation region, the non-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01
Hole leakage from the P 0.09 light-emitting layer 402 to the Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 401 can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明によれば、GaAs基板上に、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn
1-wPクラッド層または光導波層または障壁層と、発光
層とクラッド層または光導波層または障壁層との間に積
層された、AlとNを含まないIII−V族半導体からな
る中間層とを有する半導体発光装置であって、前記中間
層は、GaAs基板と格子整合し、前記発光層はGaA
s基板に対して圧縮歪を有しているので、発光層から中
間層への正孔の漏れを小さくすることができ、発光効率
を改善することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, Ga x In 1 -x N y P is formed on a GaAs substrate.
A light-emitting layer made of a 1-y mixed crystal semiconductor, and (Al z Ga 1-z ) w In
1-w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and intermediate layer made of a III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light-emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer Wherein the intermediate layer is lattice-matched to a GaAs substrate, and the light-emitting layer is GaAs.
Since the s-substrate has a compressive strain, leakage of holes from the light-emitting layer to the intermediate layer can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【0048】また、請求項2記載の発明によれば、Ga
As基板上に、GaxIn1-xy1-y混晶半導体からな
る発光層と、(AlzGa1-z)wIn1-wPクラッド層また
は光導波層または障壁層と、発光層とクラッド層または
光導波層または障壁層との間に積層された、AlとNを
含まないIII−V族半導体からなる中間層とを有する半
導体発光装置であって、前記中間層はGaAs基板と格
子整合し、前記発光層はGaAs基板に対して引張歪を
有しているので、発光層から中間層への正孔の漏れを小
さくすることができ、発光効率を改善することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, Ga
A light emitting layer made of a Ga x In 1-x N y P 1-y mixed crystal semiconductor, an (Al z Ga 1-z ) w In 1-w P cladding layer, an optical waveguide layer or a barrier layer on an As substrate; A semiconductor light-emitting device comprising: a light-emitting layer and a cladding layer or an optical waveguide layer or a barrier layer, which are stacked between the light-emitting layer and the cladding layer or the optical waveguide layer or the barrier layer. Since the light emitting layer is lattice-matched with the GaAs substrate and has a tensile strain with respect to the GaAs substrate, leakage of holes from the light emitting layer to the intermediate layer can be reduced, and luminous efficiency can be improved. it can.

【0049】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項1または請求項2記載の半導体発光装置において、Δ
Nを窒素を添加することによる価電子帯のエネルギー
準位の変化量とし、ΔEstrainを歪を加えたことによる
価電子帯のエネルギー準位の変化量とし、ΔEvをIII族
元素組成を格子整合条件から変えたことによる価電子帯
のエネルギー準位の変化量とするときに、GaxIn1-x
y1-y混晶半導体からなる発光層が、ΔEN+ΔE
strain+ΔEv>0を満たすような組成を有しているの
で、GaInNP発光層と格子整合GaInP中間層と
でヘテロ構造を形成すると、バンドダイアグラムがタイ
プIになり、伝導帯の電子と価電子帯の正孔との両方が
GaInNP発光層に集中し、素子の発光効率を向上さ
せることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first or second aspect, Δ Δ
The E N and the amount of change in the energy level of the valence band due to the addition of nitrogen, a Delta] E strain and the amount of change in the energy level of the valence band due to the addition of distortion, the group III element composition of Delta] E v When the amount of change in the energy level of the valence band due to the change from the lattice matching condition is expressed as Ga x In 1-x
The light-emitting layer made of the N y P 1-y mixed crystal semiconductor has ΔE N + ΔE
Since the composition has a composition that satisfies strain + ΔE v > 0, when a heterostructure is formed by the GaInNP light emitting layer and the lattice-matched GaInP intermediate layer, the band diagram becomes Type I, and the conduction band electrons and the valence band. Holes are concentrated in the GaInNP light emitting layer, and the luminous efficiency of the device can be improved.

【0050】また、請求項4記載の発明によれば、Ga
xIn1-xy1-y発光層にはp型不純物がドーピングさ
れているので、注入キャリア密度がGaInNP発光層
のp型ドーピング濃度よりも低い領域では、GaInN
P発光層の価電子帯上端はノンドープの場合に比べて高
エネルギー側にシフトし、従って、低注入領域におい
て、p型ドープGaInNP発光層からGaInP中間
層への正孔の漏れを小さくすることができ、発光効率を
改善することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, Ga
Since the x In 1-x N y P 1-y light emitting layer is doped with a p-type impurity, GaInN is used in a region where the injected carrier density is lower than the p-type doping concentration of the GaInNP light emitting layer.
The upper end of the valence band of the P light emitting layer is shifted to a higher energy side than in the case of non-doping, and therefore, it is necessary to reduce the leakage of holes from the p-type doped GaInNP light emitting layer to the GaInP intermediate layer in the low injection region. As a result, luminous efficiency can be improved.

【0051】また、請求項5記載の発明によれば、少な
くともn型クラッド層側に設けた中間層にはn型不純物
がドーピングされているので、注入キャリア密度が中間
層のn型ドーピング濃度よりも低い領域では、中間層の
価電子帯上端はノンドープの場合に比べて低エネルギー
側にシフトし、従って、低注入領域において、GaIn
NP発光層からn型ドープ中間層への正孔の漏れを小さ
くすることができ、発光効率を改善することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the n-type impurity is doped in at least the intermediate layer provided on the n-type cladding layer side, the injected carrier density is lower than the n-type doping concentration of the intermediate layer. In the lower region, the upper end of the valence band of the intermediate layer shifts to the lower energy side as compared with the non-doped region.
Hole leakage from the NP light-emitting layer to the n-type doped intermediate layer can be reduced, and luminous efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】各半導体発光装置のGaInP中間層とGaI
nNP発光層のバンドダイアグラムを示す図である。
FIG. 1 shows a GaInP intermediate layer and a GaI of each semiconductor light emitting device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a band diagram of an nNP light emitting layer.

【図2】GaAs基板上のGaxIn1-xP層の伝導帯と
価電子帯のエネルギー準位を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing energy levels of a conduction band and a valence band of a Ga x In 1-x P layer on a GaAs substrate.

【図3】本発明の実施例1による半導体発光装置を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図4】本発明の実施例2による半導体発光装置を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3による半導体発光装置を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4による半導体発光装置を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来の半導体発光素子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional semiconductor light emitting device.

【図8】従来の半導体発光素子を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional semiconductor light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 n型GaAs基板 102 n型GaAsバッファ層 103 n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
Pクラッド層 104 ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5
In0.5P下部光導波層 105a,105b ノンドープGa0.5In0.5
P中間層 106 ノンドープGa0.6In0.40.01
0.99発光層 107 ノンドープ(Al0.5Ga0.5)0.5
In0.5P上部光導波層 108 p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
Pクラッド層 109 p型Ga0.5In0.5Pスパイク防
止層 110 p型GaAsコンタクト層 111 SiO2絶縁膜 112 p側オーミック電極 113 n側オーミック電極 201 ノンドープGa0.45In0.55
0.010.99発光層 301 MgドープGa0.5In0.50.01
0.99発光層 401 SiドープGa0.5In0.5P中間
層 402 ノンドープGa0.5In0.50.01
0.09発光層
Reference Signs List 101 n-type GaAs substrate 102 n-type GaAs buffer layer 103 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
P cladding layer 104 non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5
In 0.5 P Lower optical waveguide layers 105a, 105b Non-doped Ga 0.5 In 0.5
P intermediate layer 106 Non-doped Ga 0.6 In 0.4 N 0.01
P 0.99 Emission layer 107 Non-doped (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5
In 0.5 P Upper optical waveguide layer 108 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
P cladding layer 109 p-type Ga 0.5 In 0.5 P spike prevention layer 110 p-type GaAs contact layer 111 SiO 2 insulating film 112 p-side ohmic electrode 113 n-side ohmic electrode 201 non-doped Ga 0.45 In 0.55 N
0.01 P 0.99 Light-emitting layer 301 Mg-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01
P 0.99 Light-emitting layer 401 Si-doped Ga 0.5 In 0.5 P intermediate layer 402 Non-doped Ga 0.5 In 0.5 N 0.01
P 0.09 light emitting layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAs基板上に、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn
1-wPクラッド層または光導波層または障壁層と、発光
層とクラッド層または光導波層または障壁層との間に積
層された、AlとNを含まないIII−V族半導体からな
る中間層とを有する半導体発光装置であって、前記中間
層は、GaAs基板と格子整合し、前記発光層はGaA
s基板に対して圧縮歪を有していることを特徴とする半
導体発光装置。
1. A Ga x In 1 -x N y P on a GaAs substrate.
A light-emitting layer made of a 1-y mixed crystal semiconductor, and (Al z Ga 1-z ) w In
1-w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and intermediate layer made of a III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light-emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer Wherein the intermediate layer is lattice-matched to a GaAs substrate, and the light-emitting layer is GaAs.
A semiconductor light emitting device having a compressive strain with respect to an s substrate.
【請求項2】 GaAs基板上に、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn
1-wPクラッド層または光導波層または障壁層と、発光
層とクラッド層または光導波層または障壁層との間に積
層された、AlとNを含まないIII−V族半導体からな
る中間層とを有する半導体発光装置であって、前記中間
層はGaAs基板と格子整合し、前記発光層はGaAs
基板に対して引張歪を有していることを特徴とする半導
体発光装置。
2. A Ga x In 1 -x N y P on a GaAs substrate.
A light-emitting layer made of a 1-y mixed crystal semiconductor, and (Al z Ga 1-z ) w In
1-w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and intermediate layer made of a III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light-emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer Wherein the intermediate layer is lattice-matched with a GaAs substrate, and the light-emitting layer is GaAs.
A semiconductor light emitting device having a tensile strain with respect to a substrate.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の半導体発
光装置において、ΔENを窒素を添加することによる価
電子帯のエネルギー準位の変化量とし、ΔEstrainを歪
を加えたことによる価電子帯のエネルギー準位の変化量
とし、ΔEvをIII族元素組成を格子整合条件から変えた
ことによる価電子帯のエネルギー準位の変化量とすると
きに、GaxIn1-xy1-y混晶半導体からなる発光層
が、ΔEN+ΔEstrain+ΔEv>0を満たすような組成
を有していることを特徴とする半導体発光装置。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein ΔE N is a change amount of an energy level of a valence band caused by adding nitrogen, and ΔE strain is a value obtained by applying strain. Ga x In 1-x N y where ΔE v is the change in the energy level of the valence band due to the change in the group III element composition from the lattice matching condition, A semiconductor light emitting device, wherein a light emitting layer made of a P 1-y mixed crystal semiconductor has a composition satisfying ΔE N + ΔE strain + ΔE v > 0.
【請求項4】 GaAs基板上に、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn
1-wPクラッド層または光導波層または障壁層と、発光
層とクラッド層または光導波層または障壁層との間に積
層された、AlとNを含まないIII−V族半導体からな
る中間層とを有する半導体発光装置であって、前記発光
層にはp型不純物がドーピングされていることを特徴と
する半導体発光装置。
4. A method according to claim 1, wherein a Ga x In 1 -x N y P
A light-emitting layer made of a 1-y mixed crystal semiconductor, and (Al z Ga 1-z ) w In
1-w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and intermediate layer made of a III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light-emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer Wherein the light emitting layer is doped with a p-type impurity.
【請求項5】 GaAs基板上に、GaxIn1-xy
1-y混晶半導体からなる発光層と、(AlzGa1-z)wIn
1-wPクラッド層または光導波層または障壁層と、発光
層とクラッド層または光導波層または障壁層との間に積
層された、AlとNを含まないIII−V族半導体からな
る中間層とを有する半導体発光装置であって、少なくと
もn型クラッド層側に設けた中間層にはn型不純物がド
ーピングされていることを特徴とする半導体発光装置。
5. A method according to claim 5, wherein Ga x In 1 -x N y P is formed on a GaAs substrate.
A light-emitting layer made of a 1-y mixed crystal semiconductor, and (Al z Ga 1-z ) w In
1-w P-cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer, and intermediate layer made of a III-V semiconductor not containing Al and N, laminated between the light-emitting layer and the cladding layer or optical waveguide layer or barrier layer A light emitting device comprising: an n-type impurity doped in at least an intermediate layer provided on an n-type cladding layer side;
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