DE19505441A1

DE19505441A1 - Lichtemittierendes Halbleiterelement

Info

Publication number: DE19505441A1
Application number: DE19505441A
Authority: DE
Inventors: Zempei Kawazu; Tatsuya Kimura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1995-08-24
Also published as: JPH07231142A; US5539239A; GB2286722A; GB9502957D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Halbleiterelement gemäß Anspruch 1 bzw. 13 mit einer auf einem GaAs-Substrat ausgebildeten Halbleiterschicht mit einer breiten Energiebandlücke (zum Beispiel einer II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht wie zum Beispiel ZnSe oder ZnS).

Seit kurzem gibt es einen zunehmenden Bedarf an Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Dichte, die auf oder von einer optischen Platte oder einer opto-magnetischen Platte durchgeführt wird, und Halbleiterlaser mit kurzer Wellenlänge werden benötigt. Als solche Laser wurden Halbleiterlaser, die einen II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiter verwenden, mit hoher Aufmerksamkeit behandelt.

Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser darstellt, der in, zum Beispiel, Applied Physics Letters, Vol. 59 (1991), pp1272, zitiert wird. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 19 ein GaAs- Substrat vom n-Typ. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine auf dem GaAs-Substrat (19) vom n-Typ ausgebildete GaAs- Pufferschicht vom n-Typ. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine ZnSe-Schicht vom n⁺-Typ mit einer Schichtdicke von 0.1 µm und einer Störstellenkonzentration n = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Cl-Dotierung, die auf der GaAs-Pufferschicht 18 vom n-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine ZnSSe-Deckschicht vom n-Typ mit einer Schichtdicke von 2.5 µm und einer Störstellenkonzentration von n = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Cl-Dotierung, die auf der ZnSe-Schicht 17 vom n⁺-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine ZnSe- Lichteinschlußschicht vom n-Typ mit einer Schichtdicke von 1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration n = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Cl(Chlor)-Dotierung, die auf der ZnSSe-Deckschicht 16 vom n-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine auf der ZnSe-Lichteinschlußschicht 15 vom n-Typ ausgebildete CdZnSe-Quantenwannenschicht mit einer Schichtdicke von 100 Ångström. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine ZnSe-Lichteinschlußschicht vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 0.1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration p = 2 × 10¹⁷cm^-3 durch N(Stickstoff)-Dotierung, die auf der CdZnSe- Quantenwannenschicht 14 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine ZnSSe-Deckschicht vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 1.5 µm und einer Ladungsträgerkonzentration p = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch N- Dotierung, die auf der ZnSe-Lichteinschlußschicht 13 vom p- Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine ZnSe-Kontaktschicht vom p⁺-Typ mit einer Schichtdicke von 0.1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration p = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch N-Dotierung, die auf der ZnSSe-Deckschicht 12 vom p-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine auf der ZnSe-Kontaktschicht 11 vom p⁺-Typ ausgebildete Isolierschicht. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine auf der Isolierschicht 1) ausgebildete p-Stirnflächenelektrode, die Au oder Pt oder ähnliches aufweist. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine auf dem GaAs-Substrat 19 vom n-Typ ausgebildete n-Stirnflächenelektrode, die z. B. Au-Ge aufweist.

Der in Fig. 4 gezeigte Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik wird wie folgt gefertigt werden.

Nachdem man eine GaAs-Pufferschicht 18 vom n-Typ auf einem GaAs-Substrat 19 vom n-Typ hat aufwachsen lassen, werden nacheinander eine ZnSe-Schicht 17 vom n⁺-Typ, eine ZnSSe-Deckschicht 16 vom n-Typ, eine ZnSe- Lichteinschlußschicht 15 vom n-Typ, eine als eine aktive Schicht fungierende CdZnSe-Quantenwannenschicht 14, eine ZnSe-Lichteinschlußschicht 13 vom p-Typ, eine ZnSSe- Deckschicht 12 vom p-Typ und eine ZnSe-Kontaktschicht 11 vom p⁺-Typ durch Molekularstrahlepitaxie kristallin aufgewachsen.

Als nächstes wird eine Isolierschicht 1) wie zum Beispiel Polyimid auf der ZnSe-Kontaktschicht 11 vom p⁺-Typ ausgebildet, die Isolierschicht 1) wird mittels Photolithographie geätzt, um eine streifenförmige Gestalt auszubilden, eine p-Stirnflächenelektrode 8 wird auf diesem Bereich ausgebildet, und eine n-Stirnflächenelektrode 9 wird auf der Stirnfläche des GaAs-Substrats 19 vom n-Typ ausgebildet.

Eine Beschreibung der Arbeitsweise dieses Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik wird gegeben.

In dem in Fig. 4 gezeigten Halbleiterlaser wird, wenn eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung von den Elektroden 8 und 9 zwischen dem GaAs-Substrat 19 vom n-Typ und der ZnSe- Kontaktschicht 11 vom p⁺-Typ angelegt wird, ein durch die jeweiligen Schichten des Lasers fließender Strom durch die Isolierschicht 1) eingeschlossen, um in die als eine aktive Schicht fungierende CdZnSe-Quantenwannenschicht 14 injiziert zu werden. Die injizierten Ladungsträger sind in der CdZnSe-Quantenwannenschicht 14 eingeschlossen, damit Lichtemission durch Rekombination eintritt.

Da das Ferminiveau des ZnSe vom p-Typ ziemlich weit von seinem Valenzband entfernt ist, bildet es mit jedem Metall eine Schottky-Barriere von ungefähr 1 eV oder mehr. Folglich gibt es, in dem in der Fig. 4 gezeigten Halbleiterlaser vom p/n-Typ, zwischen der Au, Pt oder ähnliches aufweisenden p-Stirnflächenelektrode 8 und der ZnSe-Kontaktschicht 11 vom p⁺-Typ wie in Fig. 5 gezeigt eine Schottky-Barriere, wodurch eine vorteilhafte ohmsche Charakteristik nicht erhalten wird, und die Löcherinjektion nicht effektiv durchgeführt wird, wodurch wiederum die Betriebsspannung zunimmt. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen ε_f ein Ferminiveau.

Diese Sachlagen werden nun im einzelnen beschrieben werden.

In einem lichtemittierenden Element von einer Struktur der Art p auf n, die eine II-VI -Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht vom p-Typ mit einer breiten Energiebandlücke auf einer III-V-Gruppen-Halbleiterschicht vom n-Typ umfaßt, wird ein vorteilhafter ohmscher Kontakt von der in Fig. 4 gezeigten II-VI -Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht vom p-Typ nicht erhalten. Andererseits ist es möglich, einen annehmbaren ohmschen Kontakt von der II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht vom n-Typ zu erhalten und man kann daran denken, eine III- V-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht vom p-Typ auf der II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht vom n-Typ bereitzustellen. Die Aufwachstemperaturen der jeweiligen Schichten sind jedoch 600 bis 700°C für III-V-Gruppen- Schichten und 250 bis 400°C für II-VI-Gruppen-Schichten. Wenn eine III-V-Gruppen-Schicht auf der II-VI -Gruppen- Schicht bei 600 bis 700°C abgelagert wird, wird folglich die II-VI-Gruppen-Schicht infolge ihrer hohen Temperatur zersetzt oder es treten Fehlstellen der strukturellen Elemente auf, was zu dem Unvermögen führt, eine III-V- Gruppen-Schicht vom p-Typ auf der II-VI-Gruppen-Schicht vom n-Typ abzulagern.

Als eine Struktur zur Lösung dieses Problems wird eine Struktur vom n/p-Typ, die wie in Fig. 6 gezeigt eine II- VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht vom n-Typ auf einer III-V-Gruppen-Halbleiterschicht vom p-Typ bildet, in Applied Physics Letters, Vol. 59 1991), pp3619, zitiert. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine auf dem GaAs- Substrat vom p-Typ (nicht gezeigt) ausgebildete GaAs- Pufferschicht vom p-Typ mit einer Ladungsträgerkonzentration p = 1 × 10¹⁸cm^-3. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine ZnSSe-Schicht vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 1.5 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von p = 4 × 10¹⁷cm^-3 durch N(Stickstoff)-Dotierung. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine ZnSe-Schicht vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 0.5 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von 4 × 10¹⁷cm^-3 durch N-Dotierung. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine als eine aktive Schicht fungierende CdZnSe-ZnSe-Multi- Quantenwannenschicht. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine ZnSe-Schicht vom n-Typ mit einer Schichtdicke von 0.5 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von n = 5 × 10¹⁷cm^-3 durch Cl-Dotierung. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine ZnSSe-Schicht vom n-Typ mit einer Schichtdicke von 1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von n = 5 × 10¹⁷cm^-3 durch Cl-Dotierung. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine ZnSe- Kontaktschicht vom n⁺-Typ mit einer Schichtdicke von 1000 Ångström und einer Ladungsträgerkonzentration von n = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Cl-Dotierung.

In dieser Struktur wird, da eine ZnSe-Schicht 26 vom n⁺-Typ als die Kontaktschicht verwendet wird, eine leidlich vorteilhafte ohmsche Charakteristik erhalten. Ti, Au-Zn oder ähnliches wird hier für die p-Stirnflächenelektrode an der Stirnfläche des GaAs-Substrats verwendet, und In wird für die n-Stirnflächenelektrode an der Stirnfläche der ZnSe-Schicht 26 verwendet.

Der in Fig. 6 gezeigte Halbleiterlaser wird wie folgt gefertigt werden. Nachdem eine GaAs-Pufferschicht 2) vom p- Typ auf einem GaAs-Substrat vom p-Typ (nicht gezeigt) ausgebildet hat, werden nacheinander eine ZnSSe-Deckschicht 22 vom p-Typ, eine ZnSe-Lichteinschlußschicht 23 vom p-Typ, eine als eine aktive Schicht fungierende CdZnSe-ZnSe-Multi- Quantenwannenschicht 21, eine ZnSe-Lichteinschlußschicht 24 vom n-Typ, eine ZnSSe-Deckschicht 25 vom n-Typ und eine ZnSe-Kontaktschicht 26 vom n⁺-Typ durch MBE kristallin aufgewachsen.

Als nächstes wird eine Isolierschicht (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Polyimid auf der ZnSe-Kontaktschicht 26 vom n⁺-Typ ausgebildet, die Isolierschicht wird mittels Photolithographie geätzt, um eine streifenförmige Gestalt auszubilden, und eine n-Stirnflächenelektrode, die z. B. In aufweist, wird auf diesem Bereich ausgebildet. An der gegenüberliegenden Stirnfläche des GaAs-Substrats wird eine p-Stirnflächenelektrode, die z. B. Ti, Au-Zn oder ähnliches aufweist, ausgebildet.

In dem in Fig. 6 gezeigten Halbleiterlaser werden, wenn eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung durch Elektroden zwischen dem GaAs-Substrat vom p-Typ und der ZnSe- Kontaktschicht 26 vom n⁺-Typ angelegt wird, injizierte Ladungsträger in der CdZnSe-ZnSe-Multi-Quantenwannenschicht 21 eingeschlossen, damit Lichtemission durch Rekombination eintritt.

In dem in Fig. 6 gezeigten Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik treten jedoch durch den Energiebandlückenunterschied und Elektronenaffinitätsunterschied der jeweiligen Materialien verursachte Energiebanddiskontinuitäten zwischen der GaAs- Schicht 2) vom p-Typ und der ZnSSe-Deckschicht 22 vom p-Typ auf, wodurch wie in Fig. 7 gezeigt eine Spitze S von ungefähr 1.4 eV im Valenzband gebildet wird, wodurch wiederum Löcherinjektion in die aktive Schicht 21 verhindert wird. Sowohl beim n/p-Typ als auch beim p/n-Typ ergeben sich folglich ähnlich hohe Betriebsspannungen. In der Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen ε_f ein Ferminiveau.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung bereitzustellen.

Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein lichtemittierendes Halbleiterelement bereitzustellen, das verbesserte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 13.

Erfindungsgemäß wird ein lichtemittierendes Halbleiterelement zur Verfügung gestellt, bei dem eine Halbleiterschicht zwischen einem III-V-Gruppen- Halbleitersubstrat und einer II-VI-Gruppen- Halbleiterschicht eingefügt ist, wobei die Schicht eine Energiebandlücke besitzt, die zwischen denen der zwei Schichten liegt, wodurch im Valenzband erzeugte Spitzen reduziert werden, um den Löcherinjektionswirkungsgrad zu erhöhen. Folglich erhält man ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung.

Insbesondere wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung in einem lichtemittierenden Halbleiterelement, das eine auf einem III-V-Gruppen- Halbleitersubstrat vom p-Typ epitaktisch aufgewachsene II- VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit einer breiten Energiebandlücke aufweist, eine eine III-V-Gruppen- Halbleiterschicht umfassende Pufferschicht zwischen dem III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat und der II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke eingefügt, wobei die Pufferschicht eine Energiebandlücke besitzt, die größer ist als die des III-V- Gruppen-Halbleitersubstrats vom p-Typ und kleiner als die der II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke. Die im Valenzband erzeugten Spitzen können folglich reduziert werden und der Löcherinjektionswirkungsgrad kann erhöht werden, wodurch man ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung erhält.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ, die II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke ist eine ZnSe-Deckschicht vom p-Typ, die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht ist eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ, wobei die Werte der Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

liegen. Die im Valenzband erzeugten Spitzen können folglich reduziert werden und der Löcherinjektionswirkungsgrad kann erhöht werden, wodurch man ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung erhält.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement die Werte der Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht vom p-Typ feste Werte. Die im Valenzband erzeugten Spitzen können folglich reduziert werden und der Löcherinjektionswirkungsgrad kann erhöht werden, wodurch man ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung erhält.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement die Pufferschicht eine Zusammensetzung, die einer Energiebandlücke entspricht, die sich allmählich vom III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat vom p-Typ zu der II- VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke hin vergrößert. Spitzen kommen folglich im Valenzband kaum vor und die Bewegung der Löcher wird kaum verhindert. Weiterhin wird die Injektion der Ladungsträger in die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke glatt ausgeführt, wodurch die Betriebsspannung des lichtemittierenden Elements in hohem Maße erniedrigt wird.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ, die II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke ist eine ZnSe-Deckschicht vom p-Typ, und die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht ist eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ, wobei die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

liegen, und die Pufferschicht eine Energiebandlücke besitzt, die in Richtung ihres Aufwachsens monoton von 1.42 eV auf 2.45 eV zunimmt. Folglich wird dadurch, daß die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht vom p- Typ zu jenem Bereich gehört, die Höhe der im Valenzband erzeugten Spitzen maximal 0.25 eV oder niedriger, die Injektion der Ladungsträger in die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ wird glatt durchgeführt, wodurch die Betriebsspannung in hohem Maße erniedrigt wird.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement eine zweite Pufferschicht, die einen Wert zwischen dem der Pufferschicht und dem des III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitersubstrats vom p-Typ besitzt, zwischen der Pufferschicht und dem III-V-Gruppen- Verbindungshalbleitersubstrat vom p-Typ eingefügt. Die Energiebandlücke zwischen dem III-V-Gruppen- Halbleitersubstrat vom p-Typ und der zweiten Pufferschicht, die Energiebandlücke zwischen der zweiten Pufferschicht und der Pufferschicht, und die Energiebandlücke zwischen der Pufferschicht und der II-VI-Gruppen verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke kann folglich weiter reduziert werden, wodurch die im Valenzband an den jeweiligen Grenzflächen erzeugten Spitzen weiter reduziert werden können und die Betriebsspannung weiter reduziert werden kann.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegen in einem lichtemittierenden Halbleiterelement Werte der Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht vom p-Typ in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1,

ist die zweite Pufferschicht ein Al_zGa_1-zAS vom p-Typ, und dessen Zusammensetzung ist eine, die einer Energiebandlücke entspricht, die größer ist als die von GaAs und kleiner als die von (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP. Der Energiebandlückenunterschied zwischen dem GaAs-Substrat vom p-Typ und der zweiten Al_zGa_1-zAs-Pufferschicht vom p-Typ, der Energiebandlückenunterschied zwischen der zweiten Al_zGa_1-z As-Pufferschicht vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht vom p-Typ, und der Energiebandlückenunterschied zwischen der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht vom p- Typ kann folglich weiter reduziert werden als der Energiebandlückenunterschied zwischen dem GaAs-Substrat vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht vom p-Typ, wodurch die im Valenzband an den jeweiligen Grenzflächen erzeugten Spitzen weiter reduziert werden können und die Betriebsspannung weiter reduziert werden kann.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ, die II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke ist eine ZnSe-Deckschicht vom p-Typ, und die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht ist eine Al_zGa_1-zAs-Schicht (0 < z 1). Die im Valenzband erzeugten Spitzen können folglich reduziert werden und der Löcherinjektionswirkungsgrad kann erhöht werden, wodurch man ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit einer niedrigen Betriebsspannung erhält.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung paßt in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement das Gitter der als die Pufferschicht eingefügten III-V-Gruppen-Halbleiterschicht zu der II-VI- Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke. Zusätzlich zum Effekt, daß die im Valenzband erzeugten Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, werden daher Versetzungen und Defekte, die an den Grenzflächen zwischen der III-V- Gruppen-Halbleiterpufferschicht und der II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke infolge der Gitterfehlanpassung existieren, reduziert, wodurch die Kristallinität der II- VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke erhöht wird, und wodurch man einen Halbleiterlaser erhält, der vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ, die II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke ist eine ZnSe-Deckschicht vom p-Typ, und die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht ist eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ, in der die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

liegen, und die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p-Typ besitzt ein Gitter mit einer Gitterkonstante, das mit der ZnSe- Deckschicht vom p-Typ zusammenpaßt. Zusätzlich zum Effekt, daß die im Valenzband erzeugten Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, werden daher Versetzungen und Defekte, die an den Grenzflächen zwischen der ZnSe- Deckschicht vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p-Typ infolge Gitterfehlanpassung existieren, reduziert, wodurch die Kristallinität der ZnSe-Deckschicht vom p-Typ erhöht wird, und wodurch man einen Halbleiterlaser erhält, der vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ändert sich in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement die Gitterkonstante der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht vom p-Typ von der Gitterkonstante des GaAs-Substrats vom p-Typ zu der Gitterkonstante der ZnSe- Deckschicht vom p-Typ. Zusätzlich zum Effekt, daß die im Valenzband erzeugten Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, kann daher die Kristallinität der ZnSe-Deckschicht vom p-Typ erhöht werden, ohne daß Versetzungen und Defekte konzentriert werden, wodurch man eine Halbleiterlaservorrichtung erhält, die vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht vom p-Typ Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y von solchen Werten, welche in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

liegen und bewirken, daß der Wert der Energiebandlücke entlang der Richtung ihres Aufwachsens monoton von 1.42 eV auf 2.45 eV zunimmt. Zusätzlich zum Effekt, daß die im Valenzband erzeugten Spitzen weiter reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, kann daher die Kristallinität der ZnSe-Deckschicht vom p-Typ erhöht werden, ohne daß Versetzungen und Defekte konzentriert werden, wodurch man einen Halbleiterlaser erhält, der vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine auf einem III-V-Gruppen- Halbleitersubstrat vom p-Typ epitaktisch aufgewachsene II- VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht mit einer breiten Energiebandlücke besitzt, eine zwischen dem III-V-Gruppen- Halbleitersubstrat und der II-VI -Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht mit der breiten Energiebandlücke angeordnete Pufferschicht, wobei die Pufferschicht eine III-V-Gruppen-Halbleiterschicht mit einer Energiebandlücke, die größer ist als die des Substrats, umfaßt, und wobei die III-V-Gruppen- Halbleiterschicht, die eine größere Energiebandlücke besitzt, selektiv ausgebildet ist, um nur an dem selektiv ausgebildeten Gebiet ein Strominjektionsgebiet zu bilden.

Eine Stromeinschlußstruktur kann folglich dadurch ausgebildet werden, daß nur das selektiv ausgebildete Gebiet der Pufferschicht durch nur zweimaliges Ausführen epitaktischen Aufwachsens ausgebildet wird, wodurch der Halbleiterlaser leicht hergestellt werden kann.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem oben beschriebenen lichtemittierenden Halbleiterelement die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht selektiv auf dem GaAs-Substrat aufgewachsen, um nur an dem selektiv ausgebildeten Gebiet der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht ein Strominjektionsgebiet zu bilden. Eine Stromeinschlußstruktur kann folglich dadurch ausgebildet werden, daß nur ein selektiv ausgebildetes Gebiet der Pufferschicht durch zweimaliges Ausführen epitaktischen Aufwachsens ausgebildet wird, wodurch der Halbleiterlaser leicht hergestellt werden kann.

Die Unteransprüche beziehen sich auf eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die einen Halbleiterlaser gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die einen II-VI- Gruppen-Halbleiterlaser gemäß einem ersten Beispiel nach dem Stand der Technik veranschaulicht.

Fig. 5 eine schematische Zeichnung, um den Zustand der Grenzfläche Elektrode-Halbleiter des II-VI-Gruppen- Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik aus Fig. 4 zu erläutern.

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die einen II-VI- Gruppen-Halbleiterlaser gemäß einem zweiten Beispiel nach dem Stand der Technik veranschaulicht.

Fig. 7 eine schematische Zeichnung, um den Zustand der Grenzfläche II-VI-Gruppen-Halbleiter/III-V-Gruppen- Halbleiter des. II-VI-Gruppen-Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik aus Fig. 6 zu erläutern.

Fig. 8 ein Diagramm, um die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ in den Halbleiterlasern gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

Fig. 9 ein Diagramm, um die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ in dem Halbleiterlaser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

Fig. 10 ein Diagramm, um die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ in den Halbleiterlasern gemäß einer fünften und einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

Fig. 11 ein Diagramm, um die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ in den Halbleiterlasern gemäß einer fünften und einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Halbleiterlaservorrichtung als ein lichtemittierendes Halbleiterelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein GaAs-Substrat vom p-Typ. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Kristallschicht (Pufferschicht) vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von p = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Zn-, Mg-, oder Be-Dotierung, die auf dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine ZnSe-Deckschicht vom p-Typ mit einer Schichtdicke von 1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration p = 4 × 10¹⁷cm^-3 durch N(Stickstoff)-Dotierung, die auf der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Kristallschicht (Pufferschicht) 2 vom p-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine undotierte aktive ZnSe-Schicht mit einer Schichtdicke von 100 Ångström, die auf der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine ZnSe-Deckschicht vom n-Typ mit einer Schichtdicke von 1 µm und einer Ladungsträgerkonzentration von n = 5 × 10¹⁷cm^-3 durch Cl(Clor)-Dotierung, die auf der undotierten aktiven ZnSe- Schicht 4 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine ZnSe-Kontaktschicht vom n⁺-Typ, die auf der Znse- Deckschicht 5 vom n-Typ ausgebildet ist, mit einer Schichtdicke von 1000 Ångström und einer Ladungsträgerkonzentration von n = 1 × 10¹⁸cm^-3 durch Cl- Dotierung. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine auf dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ ausgebildete p- Stirnflächenelektrode, die Ti, Au-Zn oder ähnliches aufweist. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine In (Indium) oder ähnliches aufweisende n-Stirnflächenelektrode, die ausgebildet wurde, um mit der ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺- Typ durch die in der Isolierschicht 10 ausgebildeten streifenförmigen Apertur hindurch in Kontakt zu stehen.

Eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses der Halbleiterlaservorrichtung gemäß dieser ersten Ausführungsform wird gegeben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine GaAs-Pufferschicht (hier nicht gezeigt) auf dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ wie erfordert ausgebildet, und eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ wird darauf mittels MBE, MOCVD (metallorganische chemische Abscheidung aus der Gasphase), CBE (chemische Strahlepitaxie) oder GSMBE (Gasquellen- Molekularstrahlepitaxie) ausgebildet. Dann werden die Zusammensetzungen x und y (x und y sind Atomverhältniszahlen) der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

gewählt, so daß die Energiebandlücke der Pufferschicht größer wird als die von GaAs.

Danach werden die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, die aktive ZnSe-Schicht 4, die ZnSe-Deckschicht 5 vom n-Typ und die ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ nacheinander mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen.

Für diese Schichtstruktur wird eine p- Stirnflächenelektrode 8, die Ti oder Au-Zn aufweist, auf der hinteren Oberfläche des GaAs-Substrats 1 vom p-Typ ausgebildet, und eine n-Stirnflächenelektrode 9, die In aufweist, in einer streifenförmigen Gestalt, wird durch die Apertur der Isolierschicht 1) hindurch auf der ZnSe- Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ ausgebildet.

Die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 werden so gewählt, daß das Energieniveau Eg in einem der schraffierten Gebiete A oder B, wo das Eg größer als das von GaAs (= 1.42 eV) ist, inmitten des in Fig. 8 gezeigten (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Gebiets liegt. In Fig. 8 sind die Punkte C und D Punkte, wo die Energiebandlücke Eg gleich zu der von GaAs (= 1.42 eV) ist, und der Punkt C ist ein Punkt von Ga_yIn_1-yP (x = 0), in dem y = 0.16, während der Punkt D ein Punkt von Al_yIn_1-yP (x = 1) ist, in dem y = 0.036.

Eine Beschreibung einer Arbeitsweise der Halbleiterlaservorrichtung gemäß dieser ersten Ausführungsform wird gegeben.

Die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ, die zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ eingefügt ist, ist größer als die von GaAs (1.42 eV) in ihren Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y, wobei diese in einem der in Fig. 8 gezeigten schraffierten Gebiete A oder B liegt. Die Energiebandlückenunterschiede zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ und zwischen der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ und der ZnSe- Deckschicht 3 vom p-Typ (die Energiebandlücke beträgt 2.67 eV) sind folglich beide kleiner als der zwischen dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, wodurch die Banddiskontinuität relaxiert bzw. vermindert wird. Dadurch wird die im Valenzband zwischen Halbleiterschichten in der wie in Fig. 7 beschriebenen Vorrichtung nach dem Stand der Technik erzeugte Spitze S reduziert, und die Löcherinjektion in die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, während zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung angelegt ist, wird glatt gemacht, wodurch die Betriebsspannung dann reduziert wird.

In diesem lichtemittierenden Halbleiterelement der ersten Ausführungsform werden, wie oben beschrieben, da eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ mit einer Energiebandlücke zwischen der des GaAs-Substrats 1 vom p- Typ und der der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ eingefügt ist, sowohl die Energiebandlückenunterschiede zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ als auch zwischen der Pufferschicht 2 und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ kleiner als der Energiebandlückenunterschied zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ (1.25 eV), wodurch die Banddiskontinuität relaxiert wird, um die im Valenzband zwischen den Halbleiterschichten in der Vorrichtung nach dem Stand der Technik erzeugten Spitzen zu reduzieren. Wenn an das lichtemittierende Element eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung angelegt wird, wird die Löcherinjektion in die ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ folglich geglättet, wodurch die Betriebsspannung dann reduziert wird.

Ausführungsform 2

In der ersten Ausführungsform sind die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ feste Werte in Richtung ihrer Schichtdicke. In dieser zweiten Ausführungsform sind die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ solche Werte, daß sie die Energiebandlücke der Pufferschicht sich allmählich mit dem Aufwachsen der Halbleiterschichten vom GaAs-Substrat 1 vom p-Typ zu der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ mit der breiten Energiebandlücke hin vergrößern lassen.

Eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Zuallererst wird, wie in Fig. 1 gezeigt, eine GaAs- Pufferschicht (nicht gezeigt) auf dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ wie erfordert ausgebildet, und eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ wird darauf mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen. Zu Beginn des Aufwachsens werden als Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen des (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP x und y in den Bereichen

0 x 1
0.16 < y 1

gewählt, so daß dessen Energiebandlücke größer ist als die von GaAs. Die Werte von x und y werden so geändert, daß dessen Energiebandlücke mit dem Aufwachsen der Schicht 2 monoton zunimmt, d. h. der Punkt (x, y) wandert mit ihrem Aufwachsen nach oben in die schraffierten Gebiete A und B in Fig. 8.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform werden danach die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, die aktive ZnSe-Schicht 4, die ZnSe-Deckschicht 5 vom n-Typ und die ZnSe- Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ nacheinander mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen, wodurch eine Laserstruktur hergestellt wird.

In der Halbleiterlaservorrichtung dieser zweiten Ausführungsform reduziert es, da die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ allmählich im Bereich von 1.42 eV (GaAs) bis 2.45 eV (AlP) zunimmt, im Valenzband gebildete Spitzen, falls die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ zu diesem Bereich gehört, wodurch die Bewegung der Löcher kaum verhindert wird. Zusätzlich wird, wegen dem Bandlückenunterschied zwischen AlP (Eg(AlP) = 2.45 eV) und ZnSe (Eg(ZnSe) = 2.67 eV), die Höhe der zwischen Halbleiterschichten im Valenzband gebildeten Spitze maximal 0.25 eV oder niedriger, wodurch die Injektion der Ladungsträger in die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ glatt gemacht wird, und wodurch die Betriebsspannung erniedrigt wird.

Ausführungsform 3

Fig. 2 zeigt ein lichtemittierendes Halbleiterelement gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In den ersten und zweiten Ausführungsformen wird eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ eingefügt, um die Banddiskontinuität zwischen dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ zu relaxieren. In dieser dritten Ausführungsform wird desweiteren ein zweite Al_zGa_1-zAs(0 < z 1)-Pufferschicht 7 vom p-Typ zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ eingefügt.

Eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Wie in Fig. 2 gezeigt wird eine GaAs-Pufferschicht, obwohl hier nicht gezeigt, auf dem GaAs-Substrat 1 vom p- Typ wie erfordert ausgebildet, und darauf wird ein als zweite Pufferschicht fungierender Al_zGa_1-zAs(0 < z 1)- Kristall 7 vom p-Typ mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem aufgewachsen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Zusammensetzung bzw. Atomverhältniszahl z des Al_zGa_1-zAs 7 vom p-Typ so bestimmt, daß die Energiebandlücke des Al_zGa_1-zAs 7 vom p-Typ größer ist als die von GaAs und kleiner als die von (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP. In Fig. 9 repräsentiert im einzelnen ein: Punkt auf der gestrichelten Linie E Al_zGa_1-zAs (0 < z 1) vom p-Typ, und der Punkt am unteren Ende der gestrichelten Linie E repräsentiert GaAs (z = 0) und der Punkt e am oberen Ende der gestrichelten Linie E repräsentiert AlAs (z = 1).

Danach werden auf der Al_zGa_1-zAs-Schicht 7 vom p-Typ nacheinander eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p- Typ, eine ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, eine aktive ZnSe- Schicht 4, eine ZnSe-Deckschicht 5 vom n-Typ und eine ZnSe- Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen, wodurch eine Laserstruktur hergestellt wird.

In dieser dritten Ausführungsform werden die Energiebandlückenunterschiede zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der Al_zGa_1-zAs-Schicht 7 vom p-Typ, zwischen der Al_zGa_1-zAs-Schicht 7 vom p-Typ und der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Schicht 2 vom p-Typ, und zwischen der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Schicht 2 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ jeweils weiterhin kleiner als der Energiebandlückenunterschied zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ. Gegenüber der Energiebandlücke 1.42 eV des GaAs-Substrats 1 vom p-Typ wird beispielsweise die Energiebandlücke durch die Al_zGa_1-z As-Schicht 7 vom p-Typ von 1.42 eV bis 1.8 eV variiert, und durch die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht 2 vom p-Typ von 1.8 eV bis 2.45 eV (AlP) variiert, um eine Konstruktion zu schaffen, die durch die Schicht 2 mit einer ZnSe- Deckschicht 3 vom p-Typ in Kontakt steht, und folglich werden die im Valenzband an den jeweiligen Grenzflächen gebildeten Spitzen weiter reduziert, wodurch die Betriebsspannung des Halbleiterlasers weiter reduziert werden kann.

Ausführungsform 4

In der dritten Ausführungsform werden eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ und eine zweite Al_zGa_1-zAs(0 < z 1)-Pufferschicht 7 vom p-Typ zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ eingefügt, um die Banddiskontinuität zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ zu relaxieren. Im lichtemittierenden Halbleiterelement dieser vierten Ausführungsform wird nur eine Al_zGa_1-zAs(0 < z 1)-Pufferschicht vom p-Typ zwischen dem GaAs-Substrat 1) vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ eingefügt, was einer Ausführungsform entspricht, in der die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ in Fig. 1 durch eine Al_zGa_1-zAs(0 < z 1)-Schicht vom p-Typ ersetzt wird.

In dieser vierten Ausführungsform wird, durch Einfügen einer Al_zGa_1-zAs-Schicht vom p-Typ zwischen dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, die Energiebandlücke 1.42 eV des GaAs-Substrats 1 vom p-Typ von in der Nähe der Energiebandlücke des GaAs zu in der Nähe der Energiebandlücke des AlAs durch die Al_zGa_1-zAs Schicht 7 vom p-Typ geändert, und danach wird jene Schicht in Kontakt mit einer ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ gebracht. In dieser Konstruktion werden auch die im Valenzband an den jeweiligen Grenzflächen gebildeten Spitzen reduziert, wodurch die Betriebsspannung des Halbleiterlasers dann reduziert wird.

Ausführungsform 5

In einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bewirkt, daß die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht 2 vom p-Typ eine Gitterkonstante aufweist, die zu der der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ in der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion paßt.

Eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht 2 vom p-Typ auf dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ epitaktisch aufgewachsen. Die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ sind eingestellt auf

0 x 1
y = 0.481

so daß die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ größer ist als die von GaAs und das Gitter der Pufferschicht mit ZnSe zusammenpaßt. In Fig. 10 repräsentiert im einzelnen die durchgezogene Linie F (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP mit einer Gitterkonstante von a(ZnSe) = 5.6687 Ångström, welches Gitter mit ZnSe zusammenpaßt, und die gestrichelte Linie G repräsentiert (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP mit einer Gitterkonstante von a(GaAs) = 5.653 Ångström, welches Gitter mit GaAs zusammenpaßt. Die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ nehmen Werte auf der durchgezogenen Linie F an.

Fig. 11 zeigt ein Dreieck T, das eine x-y-Kontaktebene von (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP darstellt, und in der Figur repräsentiert die durchgezogene Linie nach rechts unten im Dreieck T einen Wert einer konstanten direkten Energiebandlücke, k repräsentiert eine Linie einer Energiebandlücke Eg von GaAs (= 1.42 eV) und L repräsentiert ein Gebiet mit einer Energiebandlücke gleich zu oder unterhalb der von GaAs (1.42 eV). Zusätzlich repräsentiert das IGR (indirect gap region) ein Gebiet indirekter Lücke, und eine durchgezogene Linie an ihrer unteren Linie ist eine Linie einer Energiebandlücke von 2.35 eV. Zusätzlich repräsentiert die gestrichelte Linie i eine Gitterkonstante von GaAs, und sie zeigt, daß, wenn y = 0.51 und x = 0 bis 1.0, sein Gitter mit GaAs zusammenpaßt, und j repräsentiert eine Linie, dessen Gitter mit ZnSe zusammenpaßt, und diese gestrichelten Linien i und j entsprechen den durchgezogenen Linien G bzw. F in Fig. 10.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform werden danach die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, die aktive ZnSe-Schicht 4, die ZnSe-Deckschicht 5 vom n-Typ und die ZnSe- Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ nacheinander mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen, wodurch eine Laserstruktur hergestellt wird. In dieser fünften Ausführungsform ist zweimaliges epitaktisches Aufwachsen erforderlich.

In dieser fünften Ausführungsform ist die Gitterkonstante der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ gleich der Gitterkonstante der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ gemacht worden (a(ZnSe) = 5.6687 Ångström). Zusätzlich zu den Effekten, daß im Valenzband erzeugte Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, werden daher Versetzungen und Defekte, die an den Grenzflächen zwischen den beiden Schichten 2 und 3 infolge Gitterfehlanpassung existieren, reduziert, wodurch die Kristallinität der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ erhöht wird. Man erhält folglich einen Halbleiterlaser, der vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Ausführungsform 6

Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform, in der die Gitterkonstante der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ in der Konstruktion von Fig. 1 allmählich von der Gitterkonstante von GaAs zu der von ZnSe variiert.

Eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ auf dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ epitaktisch aufgewachsen. Das Zusammensetzungsverhältnis y (0 < x 1) der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ wird monoton von 0.516 (a(GaAs) = 5.653 Ångström), welches Gitter mit GaAs zusammenpaßt, auf 0.481 (a(ZnSe) = 5.6687 Angström), welches Gitter mit ZnSe zusammenpaßt, variert.

Dies wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben. Das Zusammensetzungsverhältnis y (0 < x 1) der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ wird monoton von einer Linie G in Fig. 10 und einer Linie i in Fig. 11, welches Gitter mit GaAs zusammenpaßt, zu einer Linie F in Fig. 10 und einer Linie j in Fig. 11, welches Gitter mit ZnSe zusammenpaßt, variiert. Das heißt in Fig. 11 wird ein Punkt (x, y) von links unten nach rechts oben bewegt.

In der Halbleiterlaservorrichtung gemäß dieser sechsten Ausführungsform wird die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ allmählich von einem Zustand, dessen Gitter mit dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ zusammenpaßt, zu einem Zustand, dessen Gitter mit der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ zusammenpaßt, variiert. Zusätzlich zu den Effekten, daß im Valenzband erzeugte Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, werden daher Versetzungen und Defekte, die an den Grenzflächen zwischen den beiden Schichten 2 und 3 infolge Gitterfehlanpassung existieren, reduziert, wodurch die Kristallinität der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ erhöht wird, ohne daß Versetzungen und Defekte konzentriert werden. Man erhält folglich einen Halbleiterlaser, der vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Ausführungsform 7

Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform, in der die Gitterkonstante der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ in Fig. 1 allmählich von der Gitterkonstante von GaAs zu der von ZnSe variiert, ähnlich wie in der obigen sechsten Ausführungsform ebenso wie deren Energiebandlücke monoton variiert wird.

Eine Beschreibung eines Herstellungsverlaufs der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ auf dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ epitaktisch aufgewachsen. Das Zusammensetzungsverhältnis y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ wird, ähnlich wie in der obigen sechsten Ausführungsform, monoton von 0.516, welches Gitter mit GaAs zusammenpaßt, auf 0.481, welches Gitter mit ZnSe zusammenpaßt, variert, und das Zusammensetzungsverhältnis x wird ebenfalls monoton erhöht, um deren Energiebandlücke monoton zu erhöhen. Das heißt in Fig. 11 wird ein Punkt (x, y) von einer Linie i zu einer Linie j bewegt, von links unten weiter nach rechts oben als der Punkt in der sechsten Ausführungsform.

In der Halbleiterlaservorrichtung gemäß dieser siebten Ausführungsform wird, ähnlich wie in der sechsten Ausführungsform, die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ allmählich von einem Zustand, dessen Gitter mit dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ zusammenpaßt, zu einem Zustand, dessen Gitter mit der ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ zusammenpaßt, variiert, und die Energiebandlücke der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ wird allmählich nach oben vergrößert. Zusätzlich zu den Effekten, daß durch die Banddiskontinuität zwischen Halbleiterschichten erzeugte Spitzen reduziert und der Löcherinjektionswirkungsgrad erhöht wird, wodurch die Betriebsspannung reduziert wird, werden daher die Versetzungen und Defekte, die an den Grenzflächen zwischen den beiden Schichten 2 und 3 infolge Gitterfehlanpassung existieren, reduziert, wodurch die Kristallinität der ZnSe- Deckschicht 3 vom p-Typ erhöht wird, ohne daß Versetzungen und Defekte konzentriert werden. Man erhält folglich eine Halbleiterlaservorrichtung, die vorteilhafte Zuverlässigkeit und Lasereigenschaften besitzt.

Ausführungsform 8

Fig. 3 zeigt ein lichtemittierendes Halbleiterelement gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 6, 8 und 9 dasselbe wie in den Fig. 1 und 2, und das Bezugszeichen 2a bezeichnet eine nur an dem Strominjektionsgebiet ausgebildete (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht vom p-Typ.

Eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines lichtemittierenden Halbleiterelements gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben.

Wie in Fig. 3 gezeigt wird eine nicht gezeigte GaAs- Pufferschicht wie es der Anlaß erfordert auf dem GaAs- Substrat 1 vom p-Typ ausgebildet, und eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2 vom p-Typ wird darauf mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem aufgewachsen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Zusammensetzung der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht 2 vom p-Typ als Zusammensetzung festgesetzt, wie sie in einer der ersten, zweiten, dritten, fünften, sechsten und siebten Ausführungsformen gezeigt wurde.

Danach wird die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ mittels Photolithographie selektiv geätzt, um in einer streifenförmigen Gestalt entfernt zu werden, und die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2a) vom p-Typ wird nur an einem Strominjektionsgebiet ausgebildet. Genauer gesagt wird ein anderer Bereich als das Strominjektionsgebiet der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht 2 vom p-Typ durch Salzsäure- Naßätzen oder Clor-Trockenätzen entfernt, wobei Fotolack verwendet wird, um die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht 2a) vom p- Typ nur an dem Strominjektionsgebiet zu erhalten, wie in Fig. 3 gezeigt.

Was die selektive Ausbildung dieser (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Schicht 2 vom p-Typ anbelangt, kann beispielsweise die Schicht 2 selektiv nur an dem Strominjektionsgebiet unter Verwendung einer SiO₂-Schicht oder einer SiN-Schicht als einer selektiven Aufwachsmaske aufgewachsen werden, und danach kann man beispielsweise die die SiO₂-Schicht oder die SiN-Schicht umfassende Maske mittels Fluor entfernen, wodurch die selektive Ausbildung der Schicht 2 abgeschlossen wird.

Als nächstes werden darauf die ZnSe-Deckschicht 3 vom p-Typ, die aktive ZnSe-Schicht 4, die ZnSe-Deckschicht 5 vom n-Typ und die ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ nacheinander mittels MBE, MOCVD, CBE, GSMBE oder ähnlichem epitaktisch aufgewachsen.

Zusätzlich wird eine p-Stirnflächenelektrode 8 an einer hinteren Oberfläche des GaAs-Substrats 1 vom p-Typ ausgebildet, und eine n-Stirnflächenelektrode 9 wird auf der ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ ausgebildet.

Als nächstes wird eine Beschreibung einer Arbeitsweise gegeben. Wenn eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Kontaktschicht 6 vom n⁺-Typ angelegt wird, fließt vom GaAs-Substrat 1 vom p- Typ ein Strom nur durch die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ, da im Valenzband Spitzen von ungefähr 1.4 eV infolge der Banddiskontinuität zwischen Halbleiterschichten zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe- Deckschicht 3 vom p-Typ existieren, wodurch eine Stromeinschlußstruktur erzeugt wird. Als eine Folge würde Dichteverteilung in den Löchern auftreten, die in die aktive ZnSe-Schicht 4 injiziert werden, wodurch in diesem Bereich Lichtemission auftritt.

In dem lichtemittierenden Halbleiterelement gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht 2 vom p-Typ selektiv auf dem GaAs-Substrat 1 aufgewachsen, wodurch eine Stromeinschlußstruktur unter Benützung von durch die Banddiskontinuität zwischen Halbleiterschichten erzeugten Spitzen hergestellt wird, und der Halbleiterlaser kann unter Verwendung der Struktur der schichtweise angeordneten Halbleiterschichten gemäß den ersten, zweiten, dritten (oder vierten), fünften, sechsten und siebten Ausführungsformen gebildet werden.

Obwohl in dieser achten Ausführungsform die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-y P-Pufferschicht 2a) vom p-Typ als die Pufferschicht verwendet wird, die die Energiebandlücke zwischen dem GaAs-Substrat 1 vom p-Typ und der ZnSe-Deckschicht 3 vom p- Typ relaxiert, kann diese Pufferschicht wie in der vierten Ausführungsform beschrieben auch eine Al_zGa_1-zAs-Schicht sein.

Zusätzlich kann man, obwohl in den ersten bis achten Ausführungsformen ZnSe verwendet wird, um als ein II-VI- Gruppen-Halbleiter zu fungieren, auch ZnS, CdSe, CdS, MgSe, MgS oder Mischkristalle davon als einen II-VI-Gruppen- Halbleiter verwenden, womit man dieselben Effekte wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen erhält.

Zusätzlich kann man, obwohl in den ersten bis achten Ausführungsformen die Laserstruktur eine Doppelheterostruktur umfaßt, für die aktive Schicht auch eine Quantenwannenstruktur verwenden, womit man dieselben Effekte wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen erhält.

Claims

1. Lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine auf einem III-V-Gruppen-Verbindungshalbleitersubstrat (1) vom p-Typ epitaktisch aufgewachsene II-VI-Gruppen-Verbindungs halbleiterschicht mit einer breiten Energiebandlücke be sitzt, mit einer als eine Pufferschicht zwischen dem III-V-Grup pen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ und der II-VI-Gruppen- Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energie bandlücke angeordneten III-V-Gruppen-Halbleiterschicht (2) mit einer Energiebandlücke, die größer ist als die des III- V-Gruppen-Halbleitersubstrats (1) vom p-Typ und kleiner als die der II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke (Fig. 1).

2. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist, und
die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht (2) eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ ist, wobei die Werte der Zusammensetzungen bzw. Atom verhältniszahlen x und y in den Bereichen 0 x 1
0,16 < y 1liegen (Fig. 1).

3. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Zusammensetzungen bzw. Atomverhältnis zahlen x und y der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht (2) vom p-Typ feste Werte sind.

4. Lichtemittierendes Halbleiterelement (Fig. 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die die III-V-Gruppen-Halbleiterschicht umfassende Pufferschicht (2) so zusammengesetzt ist, daß sie eine Energiebandlücke besitzt, die sich allmählich mit ihrem Aufwachsen von der Seite des III-V-Gruppen-Halbleiter substrats (1) vom p-Typ zu der Seite der II-VI-Gruppen-Ver bindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energieband lücke vergrößert (Fig. 1).

5. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist, und
die die III-V-Gruppen-Halbleiterschicht umfassende Pufferschicht (2) eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p-Typ ist, wobei die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y in den Bereichen 0 x 1
0,16 < y 1liegen, und eine Energiebandlücke der Pufferschicht (2) einen Wert besitzt, der in Richtung ihres Aufwachsens mono ton von 1.42 eV auf 2.45 eV zunimmt.

6. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Pufferschicht (7) mit einer Energieband lücke zwischen der der Pufferschicht (2) und der des III-V- Gruppen-Verbindungshalbleitersubstrats (1) vom p-Typ zwi schen der die III-V-Gruppen-Halbleiterschicht umfassende Pufferschicht (2) und dem III-V-Gruppen-Verbindungshalblei tersubstrat (1) vom p-Typ angeordnet ist (Fig. 2).

7. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist,
die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht (2) eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ ist, wobei die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältnis zahlen x und y in den Bereichen 0 x 1
0,16 < y 1liegen, und
die zweite Pufferschicht (7) Al_zGa_1-zAs vom p-Typ ist, wobei deren Zusammensetzung bzw. Atomverhältniszahl einen Wert besitzt, der ihre Energiebandlücke größer als die von GaAs und kleiner als die von (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP macht (Fig. 2).

8. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist, und
die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht (2) eine Al_zGa_1-zAs-Schicht (0 < z 1) ist (Fig. 1).

9. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter der als die Pufferschicht eingefügten III- V-Gruppen-Halbleiterschicht (2) zusammenpaßt mit der II-VI- Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke (Fig. 1).

10. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ ein GaAs-Substrat vom p-Typ ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist,
die als die Pufferschicht eingefügte III-V-Gruppen- Halbleiterschicht (2) eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht vom p- Typ ist, wobei die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältnis zahlen x und y in den Bereichen 0 x 1
0,16 < y 1liegen, und
die Gitterkonstante des Gitters der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP- Pufferschicht (2) vom p-Typ zusammenpaßt mit der ZnSe-Deck schicht (3) vom p-Typ (Fig. 1).

11. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterkonstante der (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Puffer schicht (2) vom p-Typ sich von der Gitterkonstante des GaAs-Substrats (1) vom p-Typ zu der Gitterkonstante der ZnSe-Deckschicht (3) vom p-Typ ändert (Fig. 1).

12. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Pufferschicht (2) vom p-Typ die Zusammensetzungen bzw. Atomverhältniszahlen x und y be sitzt, welchem Werte in den Bereichen 0 x 1
0,16 < y 1sind, und
deren Energiebandlücke in Richtung ihres Aufwachsens monoton von 1.42 eV auf 2.45 eV zunimmt.

13. Lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine auf einem III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) vom p-Typ epi taktisch aufgewachsene II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiter schicht mit einer breiten Energiebandlücke besitzt, mit
einer als eine Pufferschicht zwischen dem III-V-Grup pen-Halbleitersubstrat (1) und der II-VI-Gruppen-Verbin dungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke angeordneten III-V-Gruppen-Halbleiterschicht (2a) mit einer Energiebandlücke, die größer ist als die des Substrats (1), und
einer selektiv ausgebildeten III-V-Gruppen-Halbleiter schicht (2a) mit einer Energiebandlücke größer als die des Substrats (1), um nur auf dem selektiv ausgebildeten Teil ein Strominjektionsgebiet zu bilden (Fig. 3).

14. Lichtemittierendes Halbleiterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das III-V-Gruppen-Halbleitersubstrat (1) ein GaAs- Substrat ist,
die II-VI-Gruppen-Verbindungshalbleiterschicht (3) mit der breiten Energiebandlücke eine ZnSe-Deckschicht vom p- Typ ist, und
die III-V-Gruppen-Halbleiterschicht (2a) mit einer größeren Energiebandlücke als die des Substrats (1), wobei die Schicht selektiv aufgewachsen wurde, eine (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP-Schicht ist (Fig. 3).