JP2000022276A - 半導体素子および半導体発光素子ならびに半導体受光素子 - Google Patents

半導体素子および半導体発光素子ならびに半導体受光素子

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JP2000022276A JP18227698A JP18227698A JP2000022276A JP 2000022276 A JP2000022276 A JP 2000022276A JP 18227698 A JP18227698 A JP 18227698A JP 18227698 A JP18227698 A JP 18227698A JP 2000022276 A JP2000022276 A JP 2000022276A
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Shigetaka Tomitani
茂隆 冨谷
Satoru Kijima
悟 喜嶋
Hiroyuki Okuyama
浩之 奥山
Osamu Taniguchi
理 谷口
Hironori Tsukamoto
弘範 塚本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｐ側電極とのコンタクト構造を改善すること
により、動作電圧を低下させることができる半導体発光
素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型基板の上にｎ型クラッド層，第１の
ガイド層，活性層，第２のガイド層，ｐ型クラッド層，
ＺｎＳＳｅキャップ層，ＺｎＳｅキャップ層１９，組成
傾斜超格子層２０および低欠陥コンタクト層２１を順次
積層する。組成傾斜超格子層２０はｐ型ＺｎＴｅ層２０
ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉとｐ型ＺｎＳｅ層
２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとを交互に積
層して形成する。ｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２０
ｅ，２０ｇ，２０ｉの厚さは低欠陥コンタクト層２１側
を厚くする。低欠陥コンタクト層２１の厚さは５ｎｍ以
下とする。格子歪みが緩和され、低欠陥コンタクト層２
１の欠陥密度が低くなるため、通電直後における動作電
圧の上昇が抑制され、動作電圧が低くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、母体結晶がＺｎＳ
ｅよりなる第１の層と母体結晶がＺｎＴｅよりなる第２
の層とを備えた半導体素子に係り、特に、ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体よりなる半導体発光素子または半導体受光
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、緑色ないし青色で発光可能な半導
体発光素子は、高密度光ディスク装置，高密度光磁気デ
ィスク装置，フルカラー表示ディスプレー装置，光化学
反応処理装置あるいは医療機器などの光源として開発が
求められている。
【０００３】緑色ないしは青色で発光可能な半導体発光
素子を構成する材料としては、亜鉛（Ｚｎ），マグネシ
ウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），カドミウム（Ｃ
ｄ），水銀（Ｈｇ）およびマンガン（Ｍｎ）のうち少な
くとも１種のＩＩ族元素と、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），
セレン（Ｓｅ）およびテルル（Ｔｅ）のうち少なくとも
１種のＶＩ族元素とから成るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
が有望である。特に、四元混晶であるＺｎＭｇＳＳｅ混
晶は、結晶性に優れかつ入手が容易なＧａＡｓよりなる
基板上に結晶成長させることが可能であり、半導体発光
素子のガイド層やクラッド層を構成する材料として知ら
れている（例えば、Electronics Letters28(1992)p.179
8）。
【０００４】従来、このようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体発光素子、特にクラッド層にＺｎＭｇ
ＳＳｅ混晶を用いた半導体発光素子では、ｎ型ＧａＡｓ
よりなる基板の上に、バッファ層を介してｎ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅ混晶よりなるクラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶より
なる活性層，ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなるクラッド
層およびｐ型ＺｎＳｅよりなるキャップ層を順次積層し
て、キャップ層にｐ側電極を接続し、基板にｎ側電極を
接続したものが一般的な構造であった。しかし、この半
導体発光素子では、キャップ層を構成するｐ型ＺｎＳｅ
のキャリア濃度を高くすることが難しいためにｐ側電極
についてオーミックコンタクトを得ることが難しいとい
う問題があった。
【０００５】そこで、この問題を解決するために、キャ
ップ層の上にｐ型ＺｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とを交互
に積層した超格子層を形成し、その上に高いキャリア濃
度を容易に得ることができるｐ型ＺｎＴｅよりなる厚さ
５０ｎｍ程度のコンタクト層を形成して、パラジウム
（Ｐｄ）層と白金（Ｐｔ）層と金（Ａｕ）層とを順次積
層したｐ側電極を接続する技術が開発された。このコン
タクト構造によりｐ側電極とのオーミックコンタクト特
性は大幅に向上し、ＺｎＣｄＳｅ混晶を活性層，ＺｎＳ
Ｓｅ混晶をガイド層，ＺｎＭｇＳＳｅ混晶をクラッド層
とするＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructur
e）構造の半導体発光素子において、すでに室温連続発
振が達成されている（例えば、Jpn. J. Appl. Phys. 33
(1994) p.L938）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなコンタクト構造を用いた従来の半導体素子では、通
電直後に７〜８Ｖの急激な動作電圧の上昇を生じてしま
うという問題があった。そこで、その原因を解明するた
めに半導体発光素子の断面構造を透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ；Transmission Electron Microscope）により観察
したところ、図６に示したように、超格子層１２０とコ
ンタクト層１２１との界面に３．２×１０14／ｃｍ2 程
度の高密度な不一致転位１３０が導入されていることが
分かった。また、コンタクト層１２１の中には積層欠陥
１３１や貫通転位１３２が高密度に形成されていること
も分かった。つまり、通電直後における動作電圧の上昇
は、不一致転位１３０の転位芯が通電直後にホールトラ
ップとして働き、超格子層１２０とコンタクト層１２１
との界面に空乏層が生じるためであると考えられる。よ
って、従来の半導体発光素子では、低い電圧で動作させ
ることができず、寿命を延長することができないと共
に、信頼性を向上させることができなかった。
【０００７】また、以上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子について説明したが、このような青
色ないし緑色で発光可能な半導体発光素子が実用化され
るようになると、従来のシリコン（Ｓｉ）を用いたフォ
トダイオードでは、十分な特性が得られなくなってく
る。そこで、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いたフォト
ダイオードの開発が求められており、半導体発光素子と
同様に、ｐ側電極とのコンタクト構造が問題となる。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、ＺｎＳｅよりなる第１の層に
組成傾斜超格子層を介して形成したＺｎＴｅよりなる第
２の層の欠陥密度を低減することができる半導体素子を
提供することにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、ｐ側電極とのコン
タクト構造を改善することにより、動作電圧を低下させ
ることができる半導体発光素子を提供することにある。
【００１０】本発明の第３の目的は、ｐ側電極とのコン
タクト構造を改善することにより、信頼性が高く、量子
効率の高い半導体受光素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体素子
は、母体結晶がＺｎＳｅよりなる第１の層と、この第１
の層に隣接して設けられると共に、母体結晶がＺｎＴｅ
よりなるＺｎＴｅ層と母体結晶がＺｎＳｅよりなるＺｎ
Ｓｅ層とが交互に２層づつ以上積層され、各ＺｎＴｅ層
または各ＺｎＳｅ層の少なくとも一方の厚さが積層方向
において変化することにより組成に傾斜を有する組成傾
斜超格子層と、この組成傾斜超格子層に隣接して設けら
れ、母体結晶がＺｎＴｅよりなり厚さが５ｎｍ以下の第
２の層とを備えたものである。
【００１２】本発明による半導体発光素子は、亜鉛，マ
グネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガンおよび
水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族元素
と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群のうち
の少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体よりそれぞれなるｎ型クラッド層，活性層，
ｐ型クラッド層が少なくとも順次積層され、ｐ型クラッ
ド層に対してｐ側電極が電気的に接続されたものであっ
て、ｐ型クラッド層とｐ側電極との間に設けられ、ｐ型
不純物が添加されたｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキャ
ップ層と、このＺｎＳｅキャップ層に隣接してＺｎＳｅ
キャップ層とｐ側電極との間に設けられると共に、ｐ型
ＺｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とが交互に２層づつ以上積
層され、各ｐ型ＺｎＴｅ層または各ｐ型ＺｎＳｅ層の少
なくとも一方の厚さが積層方向において変化することに
より組成に傾斜を有する組成傾斜超格子層と、この組成
傾斜超格子層に隣接して組成傾斜超格子層とｐ側電極と
の間に設けられ、ｐ型不純物が添加されたｐ型ＺｎＴｅ
よりなり厚さが５ｎｍ以下の低欠陥コンタクト層とを備
えたものである。
【００１３】本発明による半導体受光素子は、亜鉛，マ
グネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガンおよび
水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族元素
と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群のうち
の少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体よりそれぞれなるｎ型層，Ｉ層，ｐ型層が少
なくとも順次積層され、ｐ型層に対してｐ側電極が電気
的に接続されたものであって、ｐ型層とｐ側電極との間
に設けられ、ｐ型不純物が添加されたｐ型ＺｎＳｅより
なるＺｎＳｅキャップ層と、このＺｎＳｅキャップ層に
隣接してＺｎＳｅキャップ層とｐ側電極との間に設けら
れると共に、ｐ型ＺｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とが交互
に２層づつ以上積層され、各ｐ型ＺｎＴｅ層または各ｐ
型ＺｎＳｅ層の少なくとも一方の厚さが積層方向におい
て変化することにより組成に傾斜を有する組成傾斜超格
子層と、この組成傾斜超格子層に隣接して組成傾斜超格
子層とｐ側電極との間に設けられ、ｐ型不純物が添加さ
れたｐ型ＺｎＴｅよりなり厚さが５ｎｍ以下の低欠陥コ
ンタクト層とを備えたものである。
【００１４】本発明による半導体素子では、第１の層に
組成傾斜超格子層を介して第２の層が積層されている。
ここでは、第２の層の厚さが５ｎｍ以下となっており、
欠陥密度が低くなっている。
【００１５】本発明による半導体発光素子では、ｐ側電
極から低欠陥コンタクト層を介して活性層に電流が注入
され発光が起こる。ここでは、低欠陥コンタクト層が組
成傾斜超格子層に隣接して形成され、かつ低欠陥コンタ
クト層の厚さが５ｎｍ以下となっているので、低欠陥コ
ンタクト層の欠陥密度が低くなり、動作電圧の上昇が抑
制される。
【００１６】本発明による半導体受光素子では、主とし
てＩ層で吸収された光により電子−正孔対が発生し、ｎ
型層からｐ型層および低欠陥コンタクト層を介してｐ側
電極へ流れる電流が発生する。ここでは、低欠陥コンタ
クト層が組成傾斜超格子層に隣接して形成され、かつ低
欠陥コンタクト層の厚さが５ｎｍ以下となっているの
で、低欠陥コンタクト層の欠陥密度が低くなり、高い量
子効率および高い信頼性が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態に係る半導体発光素子である半導体レーザ
の断面構造を表すものである。この半導体レーザは、基
板１１の一面に、バッファ層１２，ｎ型クラッド層１
３，第１のガイド層１４，活性層１５，第２のガイド層
１６，ｐ型クラッド層１７，ＺｎＳＳｅキャップ層１
８，ＺｎＳｅキャップ層１９，組成傾斜超格子層２０お
よび低欠陥コンタクト層２１が順次積層されている。
【００１９】基板１１は、例えば、積層方向における厚
さ（以下、単に厚さという）が１００〜３５０μｍであ
り、ｎ型不純物として珪素（Ｓｉ）を添加したｎ型Ｇａ
Ａｓにより構成されている。バッファ層１２などは、こ
の基板１１の（００１）面に積層されている。バッファ
層１２は、例えば、厚さが１０ｎｍであり、ｎ型不純物
として塩素（Ｃｌ）を添加したｎ型ＺｎＳｅにより構成
されている。ｎ型クラッド層１３は、例えば、厚さが１
μｍであり、ｎ型不純物として塩素を添加したｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ混晶により構成されている。
【００２０】第１のガイド層１４は、例えば、厚さが１
００ｎｍであり、ｎ型不純物として塩素を添加したある
いは不純物を添加しないＺｎＳＳｅ混晶により構成され
ている。このＺｎＳＳｅ混晶のＶＩ族元素における組成
比は硫黄が６％，セレンが９４％（モル％；以下同じ）
であり、格子定数が基板１１を構成するＧａＡｓの格子
定数に整合されている。
【００２１】活性層１５は、例えば、厚さが３〜４ｎｍ
の単一量子井戸構造を有したＺｎＣｄＳｅ混晶により構
成されている。このＺｎＣｄＳｅ混晶のＩＩ族元素にお
ける組成比は亜鉛が７５％，カドミウムが２５％であ
り、格子定数が基板１１を構成するＧａＡｓの格子定数
よりも若干大きくなっている。
【００２２】第２のガイド層１６は、例えば、厚さが１
００ｎｍであり、ｐ型不純物として窒素（Ｎ）を添加し
たあるいは不純物を添加しないＺｎＳＳｅ混晶により構
成されている。このＺｎＳＳｅ混晶のＶＩ族元素におけ
る組成比は硫黄が６％，セレンが９４％である。ｐ型ク
ラッド層１７は、例えば、厚さが１μｍであり、ｐ型不
純物として窒素を添加したｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶によ
り構成されている。
【００２３】ＺｎＳＳｅキャップ層１８は、例えば、厚
さが１．５μｍであり、ｐ型不純物として窒素を添加し
たｐ型ＺｎＳＳｅ混晶により構成されている。このｐ型
ＺｎＳＳｅ混晶のＶＩ族元素における組成比は、基板１
１を構成するＧａＡｓの格子定数に整合するように硫黄
が６％，セレンが９４％とすることが好ましい。ＺｎＳ
ｅキャップ層１９は、例えば、厚さが１００ｎｍであ
り、ｐ型不純物として窒素を添加したｐ型ＺｎＳｅによ
り構成されている。
【００２４】組成傾斜超格子層２０は、例えば図２に一
部を拡大して示したように、ｐ型不純物として窒素を添
加したｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０
ｇ，２０ｉと、ｐ型不純物として窒素を添加したｐ型Ｚ
ｎＳｅ層２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとを
交互に２層づつ以上（ここでは５層づつ）積層して構成
されている。組成傾斜超格子層２０を構成するｐ型Ｚｎ
Ｔｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉおよび
ｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０
ｊは、それぞれ量子構造を有している。この組成傾斜超
格子層２０は、ＺｎＳｅキャップ層１９を構成するＺｎ
Ｓｅと後述する低欠陥コンタクト層２１を構成するＺｎ
Ｔｅとの価電子帯が不連続であるために生ずる抵抗を小
さくし、動作電圧を低くするためのものである。
【００２５】また、この組成傾斜超格子層２０は、Ｚｎ
Ｓｅキャップ層１９を構成するＺｎＳｅと後述する低欠
陥コンタクト層２１を構成するＺｎＴｅとの格子定数が
大きく異なるために生ずる格子歪みを緩和する役割も有
している。本来、ＺｎＳｅとＺｎＴｅとの格子定数の差
は約７％もあるので、ＺｎＳｅキャップ層１９にＺｎＴ
ｅよりなる低欠陥コンタクト層２１を隣接させて積層し
た場合、低欠陥コンタクト層２１の臨界膜厚は１０分子
層程度と極めて薄くなり、実質的に欠陥の導入を防ぐこ
とはできない。この場合、理論的には、ＺｎＳｅキャッ
プ層１９と低欠陥コンタクト層２１との界面に約５．４
ｎｍ間隔で不一致転位が導入されてしまう。そこで、こ
こでは、組成傾斜超格子層２０により格子歪みを緩和し
て低欠陥コンタクト層２１に導入される欠陥の数を低減
するようになっている。
【００２６】この組成傾斜超格子層２０は、ｐ型ＺｎＴ
ｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉまたはｐ
型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊ
の少なくとも一方の厚さが積層方向において変化してお
り、全体としての組成が積層方向において傾斜してい
る。ちなみに、ここでは、ＺｎＳｅキャップ層１９の側
から順に、０．３ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，
１ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，０．３ｎｍの厚
さのｐ型ＺｎＴｅ層２０ｃ，１ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳ
ｅ層２０ｄ，０．３ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層２０
ｅ，１ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ層２０ｆ，０．４５ｎ
ｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層２０ｇ，１ｎｍの厚さのｐ型
ＺｎＳｅ層２０ｈ，０．６ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層
２０ｉおよび１ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ層２０ｊが積
層されている。
【００２７】すなわち、ｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０
ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊの厚さはそれぞれ同一であ
り、ｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，
２０ｉの厚さはＺｎＳｅキャップ層１９の側よりも低欠
陥コンタクト層２１の側の方が厚くなるように変化して
いる。よって、組成傾斜超格子層２０の全体としての組
成は、テルルの組成比がＺｎＳｅキャップ層１９の側か
ら低欠陥コンタクト層２１の側に向かって大きくなるよ
うに傾斜している。なお、ここで示した組成傾斜超格子
層２０の構造は、ＺｎＳｅキャップ層１９と低欠陥コン
タクト層２１との価電子帯不連続を緩和するのに最適な
ものである。
【００２８】低欠陥コンタクト層２１は、例えば、厚さ
が１原子層（約０．２８ｎｍ）以上５ｎｍ以下であり、
ｐ型不純物として窒素を添加したｐ型ＺｎＴｅにより構
成されている。ここで、低欠陥コンタクト層２１をＺｎ
Ｔｅにより構成するのは、ＺｎＴｅはｐ側電極とオーミ
ック接触を得ることができる程度の十分に高いキャリア
濃度を得ることができるからである。また、低欠陥コン
タクト層２１の厚さを５ｎｍ以下とするのは、組成傾斜
超格子層２０でも説明したように、ＺｎＳｅキャップ層
１９を構成するＺｎＳｅとこの低欠陥コンタクト層２１
を構成するＺｎＴｅとの格子定数が大きく異なるために
生ずる格子歪みの影響を小さくするためである。
【００２９】ここで、低欠陥コンタクト層２１の厚さと
組成傾斜超格子層２０の挿入により格子歪みが緩和され
る程度との関係を説明するために、格子緩和度の差Ｒ
diffとして数１を定義する。
【数１】 ＳthisはＺｎＳｅキャップ層１９に組成傾斜超格子層２
０を介して低欠陥コンタクト層２１を積層した場合にお
ける組成傾斜超格子層２０と低欠陥コンタクト層２１と
を合わせた格子歪み（本半導体レーザの格子歪み）であ
り、ＳdirectはＺｎＳｅキャップ層１９に低欠陥コンタ
クト層２１を直接積層した場合における低欠陥コンタク
ト層２１の格子歪み（直接積層した場合の格子歪み）で
ある。
【００３０】これら本半導体レーザの格子歪みＳthisお
よび直接積層した場合の格子歪みＳdirectは数２により
それぞれ求められる。
【数２】 ａi はＺｎＳｅキャップ層１９からｉ番目の層の格子定
数、ａref は参照する層の格子定数、ｄi はＺｎＳｅキ
ャップ層１９からｉ番目の層の厚さである。ちなみに、
本半導体レーザの格子歪みＳthisを求める際には、組成
傾斜超格子層２０のｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２
０ｅ，２０ｇ，２０ｉおよびｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２
０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊをそれぞれ１層として計
算する。また、直接積層した場合の格子歪みＳdirectを
求める際はｉ＝１となり、ａ1 は低欠陥コンタクト層２
１の格子定数、ｄ1 は低欠陥コンタクト層２１の厚さと
なる。
【００３１】数１および数２から分かるように、格子緩
和度の差Ｒdiffが大きいほど格子歪みが緩和されること
になる。そこで、これら数１および数２を用い、低欠陥
コンタクト層２１の厚さのみを変化させて格子緩和度の
差Ｒdiffを求めた。なお、その際、参照する層はＺｎＳ
ｅキャップ層１９とし、参照する格子定数ａref はＺｎ
Ｓｅの格子定数０．５６６８１ｎｍとした。参照する層
は基板１１としてもよいが、ここでは、ＺｎＳｅとＺｎ
Ｔｅとからのみなる多層膜に関する考察であるので、Ｚ
ｎＳｅキャップ層１９を参照する層とした。ちなみに、
基板１１を参照する層としても同様の結果がられる。ま
た、本半導体レーザの格子歪みＳthisは、組成傾斜超格
子層２０として先に説明したｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２
０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉとｐ型ＺｎＳｅ層２０
ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとを交互に積層し
た場合について求めた。
【００３２】図３は低欠陥コンタクト層２１の厚さと格
子緩和度の差Ｒdiffとの関係を表すものである。このよ
うに、低欠陥コンタクト層２１の厚さが５ｎｍよりも大
きくなると、ＺｎＳｅキャップ層１９に直接低欠陥コン
タクト層２１を積層した場合とあまり変わらず、組成傾
斜超格子層２０による格子歪みの緩和の効果を十分に得
ることができないことが分かる。
【００３３】また、低欠陥コンタクト層２１の厚さを４
ｎｍとした場合の断面構造をＴＥＭにより観察した。ち
なみに、組成傾斜超格子層２０は、先に説明したｐ型Ｚ
ｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉとｐ
型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊ
とを交互に積層した構成とした。その結果、図２に一部
を拡大して示したように、低欠陥コンタクト層２１の結
晶表面は約７０ｎｍの周期で凹凸にうねっており、その
うねりの凹部のみに積層欠陥３１が生じていることが分
かった。つまり、この積層欠陥３１のほかに欠陥は観察
されず、低欠陥コンタクト層２１の欠陥密度は２．０×
１０10／ｃｍ2 程度と従来に比べて約４桁も低減されて
いることが分かった。
【００３４】なお、図１に示したように、低欠陥コンタ
クト層２１，組成傾斜超格子層２０およびＺｎＳｅキャ
ップ層１９は、各々＜１１０＞方向（図１においては図
面に対して垂直方向）に延長された幅が例えば１０μｍ
の帯状となっており、電流狭窄部を構成している。Ｚｎ
Ｓｅキャップ層１９，組成傾斜超格子層２０および低欠
陥コンタクト層２１がそれぞれ形成されていないＺｎＳ
Ｓｅキャップ層１８のＺｎＳｅキャップ層１９側の領域
には、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）あるいはポリイ
ミドなどよりなる絶縁層２２が形成されている。
【００３５】絶縁層２２および低欠陥コンタクト層２１
の基板１１と反対側には、例えば、低欠陥コンタクト層
２１の側からパラジウム層，白金層および金層を順次積
層して加熱処理することにより形成されたｐ側電極２３
が設けられている。このｐ側電極２３は、低欠陥コンタ
クト層２１，組成傾斜超格子層２０，ＺｎＳｅキャップ
層１９およびＺｎＳＳｅキャップ層１８をそれぞれ介し
てｐ型クラッド層１７に電気的に接続されている。基板
１１の一面と反対側の他面には、例えばインジウム（Ｉ
ｎ）よりなるｎ側電極２４が設けられている。このｎ側
電極２４は、基板１１およびバッファ層１２を介してｎ
型クラッド層１３に対して電気的に接続されている。
【００３６】この半導体レーザは、また、図示しない
が、低欠陥コンタクト層２１の延長方向（すなわち共振
器長方向）と垂直な一対の側面に、端面膜がそれぞれ設
けられている。この端面膜は、例えば、フッ化マグネシ
ウム（ＭｇＦ2 ）膜と硫化亜鉛（ＺｎＳ）膜とを交互に
積層して形成されている。なお、この半導体レーザは、
図示しないが、ヒートシンクに対して配設され、周囲が
パッケージにより覆われた状態で用いられる。
【００３７】このような構成を有する半導体レーザは、
次のようにして製造することができる。
【００３８】まず、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板１１を用
意し、例えば、分子線エピタキシー（Molecular Beam E
pitaxy；ＭＢＥ）法により、その一面（（００１）面）
に、ｎ型ＺｎＳｅよりなるバッファ層１２，ｎ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅ混晶よりなるｎ型クラッド層１３，ＺｎＳＳｅ
混晶よりなる第１のガイド層１４，ＺｎＣｄＳｅ混晶よ
りなる活性層１５，ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイ
ド層１６，ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなるｐ型クラッ
ド層１７，ｐ型ＺｎＳＳｅ混晶よりなるＺｎＳＳｅキャ
ップ層１８，ｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキャップ層
１９，ｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０
ｇ，２０ｉとｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，
２０ｈ，２０ｊとよりなる組成傾斜超格子層２０および
ｐ型ＺｎＴｅよりなる低欠陥コンタクト層２１を順次成
長させる。
【００３９】次いで、低欠陥コンタクト層２１の上に図
示しないレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによ
って＜１１０＞方向に延長された複数の平行な帯状のマ
スクパターンを形成する。続いて、この図示しないレジ
スト膜をマスクとしてウエットエッチングまたはドライ
エッチングを行い、低欠陥コンタクト層２１，組成傾斜
超格子層２０およびＺｎＳｅキャップ層１９を順次選択
的に除去して、これらを＜１１０＞方向に延長された複
数の平行な帯状とする。そののち、全面（すなわち低欠
陥コンタクト層２１などが選択的に除去されたＺｎＳＳ
ｅキャップ層１８の上および図示しないレジスト膜の
上）に、例えば真空蒸着法により酸化アルミニウム膜を
形成し、図示しないレジスト膜をこのレジスト膜の上に
形成された酸化アルミニウム膜と共に除去して（リフト
オフ）、絶縁層２２を形成する。
【００４０】絶縁層２２を形成したのち、例えば、真空
蒸着法により、低欠陥コンタクト層２１および絶縁層２
２の上にパラジウム層，白金層および金層を順次蒸着し
てｐ側電極２３を形成すると共に、基板１１の他面にイ
ンジウム層を蒸着してｎ側電極２４を形成する。そのの
ち、加熱処理を行う。
【００４１】ｐ側電極２３およびｎ側電極２４を形成し
たのち、基板１１を低欠陥コンタクト層２１の長さ方向
（共振器長方向）と垂直に所定の幅（例えば６００ｎｍ
幅）で劈開し、その劈開面に端面膜を形成する。そのの
ち、複数形成した帯状の各低欠陥コンタクト層２１の間
をその長さ方向と並行に劈開する。これにより、図１に
示した半導体レーザが形成される。
【００４２】このようにして製造した半導体レーザは、
次のように作用する。
【００４３】この半導体レーザでは、ｎ側電極２４とｐ
側電極２３との間に所定の電圧が印加されると、低欠陥
コンタクト層２１，組成傾斜超格子層２０，ＺｎＳｅキ
ャップ層１９，ＺｎＳＳｅキャップ層１８およびｐ型ク
ラッド層１７を介して、活性層１５にｐ側電極２３から
電流が注入される。活性層１５では、電子−正孔再結合
により発光が起こる。ここでは、低欠陥コンタクト層２
１が組成傾斜超格子層２０に隣接して設けられ、かつ低
欠陥コンタクト層２１の厚さが５ｎｍ以下と薄くなって
いるので、低欠陥コンタクト層２１の欠陥密度が低く、
ホールトラップが少なくない。よって、特に通電直後に
おける動作電圧の上昇が抑制される。
【００４４】なお、本実施の形態に係る半導体レーザの
効果を確認するために、連続動作試験を行ってその動作
電圧の経時変化を調べた。その際、組成傾斜超格子層２
０は、先に説明したｐ型ＺｎＴｅ層２０ａ，２０ｃ，２
０ｅ，２０ｇ，２０ｉとｐ型ＺｎＳｅ層２０ｂ，２０
ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとを交互に積層して構成
し、低欠陥コンタクト層２１の厚さは４ｎｍとした。ま
た、連続動作における電流密度は５００Ａ／ｃｍ2 、電
流は一定、温度は室温として行った。
【００４５】図４にその動作電圧の経時変化を従来の半
導体レーザにおける動作電圧の経時変化と共に示す。ち
なみに、従来の半導体レーザは、低欠陥コンタクト層２
１の厚さが５０ｎｍであることを除き、本実施の形態に
係る半導体レーザと同一の構成のものであり、連続動作
の際の条件は本実施の形態に係る半導体レーザと同一と
した。このように、本実施の形態に係る半導体レーザに
よれば、従来の半導体レーザに比べて通電直後の動作電
圧の上昇が極めて小さくなり、約６Ｖも動作電圧を低く
できることが分かった。これは、低欠陥コンタクト層２
１における欠陥密度が低いために余分なホールトラップ
が生じないためであると考えられる。
【００４６】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、低欠陥コンタクト層２１を組成傾斜超格子
層２０に隣接して形成すると共に、低欠陥コンタクト層
２１の厚さを５ｎｍ以下とするようにしたので、低欠陥
コンタクト層２１の欠陥密度を低くすることができ、特
に、通電直後における動作電圧の上昇を抑制することが
できる。よって、動作電圧が低くなり、素子の寿命を延
長させることができると共に、良好な特性を得ることが
でき、信頼性も向上させることができる。
【００４７】（第２の実施の形態）図５は本発明の第２
の実施の形態に係る半導体受光素子であるフォトダイオ
ードの構成を表すものである。このフォトダイオード
は、基板４１の一面に、バッファ層４２，ｎ型層４３，
Ｉ層４４，ｐ型層４５，ＺｎＳｅキャップ層４６，組成
傾斜超格子層４７および低欠陥コンタクト層４８が順次
積層されている。
【００４８】基板４１は、例えば、厚さが１００〜３５
０μｍであり、ｎ型不純物として珪素を添加したｎ型Ｇ
ａＡｓにより構成されている。バッファ層４２などは、
この基板４１の（００１）面に積層されている。バッフ
ァ層４２は、例えば、厚さが１０ｎｍであり、ｎ型不純
物として塩素を添加したｎ型ＺｎＳｅにより構成されて
いる。ｎ型層４３は、例えば、厚さが１０００μｍであ
り、ｎ型不純物として塩素を添加したｎ型ＺｎＳＳｅ混
晶により構成されている。
【００４９】Ｉ層４４は、例えば、厚さが２００ｎｍで
あり、不純物を添加しないＺｎＳＳｅ混晶により構成さ
れている。ｐ型層４５は、例えば、厚さが１μｍであ
り、ｐ型不純物として窒素を添加したｐ型ＺｎＳＳｅ混
晶により構成されている。ＺｎＳｅキャップ層４６は、
例えば、厚さが１００ｎｍであり、ｐ型不純物として窒
素を添加したｐ型ＺｎＳｅにより構成されている。
【００５０】組成傾斜超格子層４７は、第１の実施の形
態において説明した組成傾斜超格子層２０と同一の構成
を有している。すなわち、ｐ型不純物として窒素を添加
したｐ型ＺｎＴｅ層と、ｐ型不純物として窒素を添加し
たｐ型ＺｎＳｅ層とを交互に２層づつ以上積層して構成
されている。また、この組成傾斜超格子層４７は、各ｐ
型ＺｎＴｅ層または各ｐ型ＺｎＳｅ層の少なくとも一方
の厚さが積層方向において変化しており、全体としての
組成が積層方向において傾斜している。
【００５１】低欠陥コンタクト層４８は、第１の実施の
形態において説明した低欠陥コンタクト層２１と同一の
構成を有している。すなわち、例えば、厚さが１原子層
（約０．２８ｎｍ）以上５ｎｍ以下であり、ｐ型不純物
として窒素を添加したｐ型ＺｎＴｅにより構成されてい
る。
【００５２】また、低欠陥コンタクト層４８，組成傾斜
超格子層４７およびＺｎＳｅキャップ層４６は、それぞ
れ一対の側辺が＜１１０＞方向に平行な正方形状となっ
ている。ＺｎＳｅキャップ層４６，組成傾斜超格子層４
７および低欠陥コンタクト層４８がそれぞれ形成されて
いないｐ型層４５のＺｎＳｅキャップ層４６側の領域に
は、酸化アルミニウムあるいはポリイミドなどよりなる
絶縁層４９が形成されている。
【００５３】絶縁層４９および低欠陥コンタクト層４８
の基板４１と反対側には、例えば、可視光が透過するよ
うに１０ｎｍ程度と薄くされた金よりなる薄膜電極４０
が設けられている。この薄膜電極５０の基板４１と反対
側には、例えば、薄膜電極５０の側からパラジウム層，
白金層および金層を順次積層して加熱処理することによ
り形成されたｐ側電極５１が設けられている。このｐ側
電極５１には、低欠陥コンタクト層４８に対応してそれ
よりも若干小さい正方形状の開口４１ａが形成されてい
る。これらｐ側電極５１および薄膜電極５０は、低欠陥
コンタクト層４８，組成傾斜超格子層４７およびＺｎＳ
ｅキャップ層４６をそれぞれ介してｐ型層４５に電気的
に接続されている。基板４１の一面と反対側の他面に
は、例えばインジウムよりなるｎ側電極５２が設けられ
ている。このｎ側電極５２は、基板４１およびバッファ
層４２を介してｎ型層４３に対して電気的に接続されて
いる。なお、このフォトダイオードは、図示しないが、
ヒートシンクに対して配設され、周囲がパッケージによ
り覆われた状態で用いられる。
【００５４】このような構成を有するフォトダイオード
は、次のようにして製造することができる。
【００５５】まず、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板４１を用
意し、例えば、ＭＢＥ法により、その一面（００１）面
に、ｎ型ＺｎＳｅよりなるバッファ層４２，ｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ混晶よりなるｎ型層４３，不純物を添加していない
ＺｎＳＳｅ混晶よりなるＩ層４４，ｐ型ＺｎＳＳｅ混晶
よりなるｐ型層４５，ｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキ
ャップ層４６，ｐ型ＺｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とより
なる組成傾斜超格子層４７およびｐ型ＺｎＴｅよりなる
低欠陥コンタクト層４８を順次成長させる。
【００５６】次いで、低欠陥コンタクト層４８の上に図
示しないレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによ
って一対の側辺が＜１１０＞方向に平行な複数の正方形
状のマスクパターンを形成する。続いて、この図示しな
いレジスト膜をマスクとしてウエットエッチングまたは
ドライエッチングを行い、低欠陥コンタクト層４８，組
成傾斜超格子層４７およびＺｎＳｅキャップ層４６を順
次選択的に除去して、これらを一対の側辺が＜１１０＞
方向に平行な複数の正方形状とする。そののち、全面
（すなわち低欠陥コンタクト層４８などが選択的に除去
されたｐ型層４５の上および図示しないレジスト膜の
上）に、例えば真空蒸着法により酸化アルミニウム膜を
形成し、図示しないレジスト膜をこのレジスト膜の上に
形成された酸化アルミニウム膜と共に除去して（リフト
オフ）、絶縁層４９を形成する。
【００５７】絶縁層４９を形成したのち、例えば、真空
蒸着法により、低欠陥コンタクト層４８および絶縁層４
９の上に金層を蒸着して薄膜電極５０を形成する。薄膜
電極５０を形成したのち、薄膜電極５０の上に図示しな
いレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによって低
欠陥コンタクト層４８よりも若干小さい正方形状のマス
クパターンを低欠陥コンタクト層４８に対応させて形成
する。そののち、全面（すなわち薄膜電極５０の上およ
び図示しないレジスト膜の上）に、例えば真空蒸着法に
よりパラジウム層，白金層および金層を順次蒸着し、図
示しないレジスト膜をこのレジスト膜の上に形成された
パラジウム層，白金層および金層と共に除去して（リフ
トオフ）、ｐ側電極５１を形成する。ｐ側電極５１を形
成したのち、基板１１の他面に例えば真空蒸着法により
インジウム層を蒸着してｎ側電極５２を形成し、加熱処
理を行う。
【００５８】そののち、基板４１を低欠陥コンタクト層
４８の正方形状の各辺と平行にそれぞれ劈開する。これ
により、図１に示したフォトダイオードが形成される。
【００５９】このようにして製造したフォトダイオード
は、次のように作用する。
【００６０】このフォトダイオードでは、主としてＩ層
４４において吸収された光により電子−正孔対が発生す
ると、ｎ側電極５２とｐ側電極５１との間に印加されて
いる電界に引かれて電子はｎ型層４３の方へ、また、正
孔はｐ型層４５の方へそれぞれ走行する。すなわち、ｎ
型層４３からｐ型層４５，ＺｎＳｅキャップ層４６，組
成傾斜超格子層４７および低欠陥コンタクト層４８をそ
れぞれ介して薄膜電極５０およびｐ側電極５１へ流れる
電流が発生する。ここでは、低欠陥コンタクト層４８が
組成傾斜超格子層４７に隣接して設けられ、かつ低欠陥
コンタクト層４８の厚さが５ｎｍ以下と薄くなっている
ので、低欠陥コンタクト層４８の欠陥密度が低く、ホー
ルトラップが少なくない。よって、高い量子効率が得ら
れる。
【００６１】このように本実施の形態に係るフォトダイ
オードによれば、低欠陥コンタクト層４８を組成傾斜超
格子層４７に隣接して形成すると共に、低欠陥コンタク
ト層４８の厚さを５ｎｍ以下とするようにしたので、低
欠陥コンタクト層４８の欠陥密度を低くすることができ
る。よって、高い量子効率を得ることができると共に、
高い信頼性を得ることができる。
【００６２】以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明
したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、上記第１の
実施の形態においては、バッファ層１２，ｎ型クラッド
層１３，第１のガイド層１４，活性層１５，第２のガイ
ド層１６，ｐ型クラッド層１７およびＺｎＳＳｅキャッ
プ層１８をそれぞれ構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
について具体的な例を挙げて説明したが、本発明は、他
の適宜なＩＩ−ＶＩ族化合物半導体（すなわち、亜鉛，
マグネシウム，カドミウム，マンガン，水銀およびベリ
リウムからなる群より選ばれた少なくとも１種のＩＩ族
元素と、酸素，セレン，硫黄およびテルルからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体）によってこれら各層を構成するこ
ともできる。これは第２の実施の形態におけるバッファ
層４２，ｎ型層４３，Ｉ層４４およびｐ型層４５につい
ても同様である。
【００６３】また、上記各実施の形態においては、半導
体レーザまたはフォトダイオードの一構成例を挙げて説
明したが、本発明は、ｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキ
ャップ層１９，４６と、これに隣接して設けられると共
にｐ型ＺｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とよりなる組成傾斜
超格子層２０，４７と、これに隣接して設けられたｐ型
ＺｎＴｅよりなる低欠陥コンタクト層２１，４８とを備
えていれば、他の構成を有する半導体レーザまたはフォ
トダイオードについても広く適用することができる。
【００６４】更に、上記第１の実施の形態においては、
半導体発光素子として半導体レーザ（laser diode ；Ｌ
Ｄ）についてのみ説明したが、本発明は、発光ダイオー
ド（light emitting diode；ＬＥＤ）などの他の半導体
発光素子についても同様に適用することができる。加え
て、上記第２の実施の形態においては、半導体受光素子
としてフォトダイオードについてのみ説明したが、本発
明は、他の半導体受光素子についても同様に適用するこ
とができる。
【００６５】更にまた、本発明は、半導体発光素子およ
び半導体受光素子に限らず、母体結晶がＺｎＳｅよりな
る第１の層と、これに隣接して設けられると共に母体結
晶がＺｎＴｅよりなるＺｎＴｅ層と母体結晶がＺｎＳｅ
よりなるＺｎＳｅ層とを交互に積層した組成傾斜超格子
層と、これに隣接して設けられ母体結晶がＺｎＴｅより
なる第２の層とを備えた半導体素子についても広く適用
可能である。ここで、母体結晶は、第１の層，組成傾斜
超格子層および第２の層をそれぞれ構成する結晶であ
り、これにはｐ型不純物またはｎ型不純物がそれぞれ添
加されていてもよく、不純物が添加されていなくてもよ
い。
【００６６】加えてまた、上記各実施の形態において
は、ｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキャップ層１９，４
６にｐ型ＺｎＴｅよりなる低欠陥コンタクト層２１，４
８を積層する場合について説明したが、本発明は、Ｚｎ
ＳｅとＺｎＴｅのように格子定数が大きく異なる結晶を
積層する場合に広く応用することが可能である。例え
ば、母体結晶がＳｉよりなる第１の層に母体結晶がＳｉ
Ｇｅよりなる第２の層を積層する場合についても、母体
結晶がＳｉよりなるＳｉ層と母体結晶がＧｅ（ゲルマニ
ウム）よりなるＧｅ層を交互に積層した超格子層を介し
て第２の層を所定の厚さ以下で形成すれば、第２の層に
おける欠陥密度を低くすることができる。
【００６７】また、母体結晶がＧａＡｓよりなる第１の
層に母体結晶がＩｎＡｓよりなる第２の層を積層する場
合についても、母体結晶がＧａＡｓよりなるＧａＡｓ層
と母体結晶がＩｎＡｓよりなるＩｎＡｓ層を交互に積層
した超格子層を介して第２の層を所定の厚さ以下で形成
すれば、第２の層における欠陥密度を低くすることがで
きる。更に、母体結晶がＧａＮよりなる第１の層に母体
結晶がＩｎＮよりなる第２の層を積層する場合について
も、母体結晶がＧａＮよりなるＧａＮ層と母体結晶がＩ
ｎＮよりなるＩｎＮ層を交互に積層した超格子層を介し
て第２の層を所定の厚さ以下で形成すれば、第２の層に
おける欠陥密度を低くすることができる。
【００６８】更にまた、上記各実施の形態においては、
各ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させる際にＭＢＥ
法を用いる場合について説明したが、ＭＯＣＶＤ（Meta
l Organic Chemical Vapor Deposition ）法などを用い
るようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の半導
体素子によれば、組成傾斜超格子層を介して第２の層を
形成すると共に、第２の層の厚さを５ｎｍ以下とするよ
うにしたので、第２の層の欠陥密度を低くすることがで
き、素子の特性を向上させることができるという効果を
奏する。
【００７０】また、請求項２記載の半導体発光素子によ
れば、低欠陥コンタクト層を組成傾斜超格子層に隣接し
て形成すると共に、低欠陥コンタクト層の厚さを５ｎｍ
以下とするようにしたので、低欠陥コンタクト層の欠陥
密度を低くすることができ、特に、通電直後における動
作電圧の上昇を抑制することができる。よって、動作電
圧が低くなり、素子の寿命を延長させることができると
共に、良好な特性を得ることができ、信頼性も向上させ
ることができるという効果を奏する。
【００７１】更に、請求項３記載の半導体受光素子によ
れば、低欠陥コンタクト層を組成傾斜超格子層に隣接し
て形成すると共に、低欠陥コンタクト層の厚さを５ｎｍ
以下とするようにしたので、低欠陥コンタクト層の欠陥
密度を低くすることができる。よって、高い量子効率を
得ることができると共に、高い信頼性を得ることができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ
の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した半導体レーザの組成傾斜超格子層
および低欠陥コンタクト層の一部を拡大して表す断面図
である。
【図３】低欠陥コンタクト層の厚さと格子緩和度の差Ｒ
diffとの関係を表す特性図である。
【図４】図１に示した半導体レーザにおける動作電圧の
経時変化を従来の半導体レーザと比較して表す特性図で
ある。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るフォトダイオ
ードの構成を表す断面図である。
【図６】従来の半導体発光素子を説明するための断面図
である。
【符号の説明】
１１，４１…基板、１２，４２…バッファ層、１３…ｎ
型クラッド層、１４…第１のガイド層、１５…活性層、
１６…第２のガイド層、１７…ｐ型クラッド層、１８…
ＺｎＳＳｅキャップ層、１９…ＺｎＳｅキャップ層、２
０，４７…組成傾斜超格子層、２１，４８…低欠陥コン
タクト層、２２，４９…絶縁層、２３，５１…ｐ側電
極、２４，５２…ｎ側電極、３１，１３１…積層欠陥、
４３…ｎ型層、４４…Ｉ層、４５…ｐ型層、４６…キャ
ップ層、５０…薄膜電極、１２０…超格子層、１２１…
コンタクト層、１３０…不一致転位、１３２…貫通転位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 浩之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 谷口 理 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 塚本 弘範 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA24 CA03 CA04 CA35 CA41 CA43 CA44 CA82 CA92 5F073 AA45 AA73 BA06 CA22 CB02 CB10 CB22 DA06 EA28

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 母体結晶がＺｎＳｅよりなる第１の層
    と、 この第１の層に隣接して設けられると共に、母体結晶が
    ＺｎＴｅよりなるＺｎＴｅ層と母体結晶がＺｎＳｅより
    なるＺｎＳｅ層とが交互に２層づつ以上積層され、各Ｚ
    ｎＴｅ層または各ＺｎＳｅ層の少なくとも一方の厚さが
    積層方向において変化することにより組成に傾斜を有す
    る組成傾斜超格子層と、 この組成傾斜超格子層に隣接して設けられ、母体結晶が
    ＺｎＴｅよりなり厚さが５ｎｍ以下の第２の層とを備え
    たことを特徴とする半導体素子。
  2. 【請求項２】 亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），
    ベリリウム（Ｂｅ），カドミウム（Ｃｄ），マンガン
    （Ｍｎ）および水銀（Ｈｇ）からなる群のうちの少なく
    とも１種のＩＩ族元素と、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），セ
    レン（Ｓｅ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群のうちの
    少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合
    物半導体よりそれぞれなるｎ型クラッド層，活性層，ｐ
    型クラッド層が少なくとも順次積層され、ｐ型クラッド
    層に対してｐ側電極が電気的に接続された半導体発光素
    子であって、 前記ｐ型クラッド層と前記ｐ側電極との間に設けられ、
    ｐ型ＺｎＳｅよりなるＺｎＳｅキャップ層と、 このＺｎＳｅキャップ層に隣接して前記ＺｎＳｅキャッ
    プ層と前記ｐ側電極との間に設けられると共に、ｐ型Ｚ
    ｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とが交互に２層づつ以上積層
    され、各ｐ型ＺｎＴｅ層または各ｐ型ＺｎＳｅ層の少な
    くとも一方の厚さが積層方向において変化することによ
    り組成に傾斜を有する組成傾斜超格子層と、 この組成傾斜超格子層に隣接して前記組成傾斜超格子層
    と前記ｐ側電極との間に設けられ、ｐ型ＺｎＴｅよりな
    り厚さが５ｎｍ以下の低欠陥コンタクト層とを備えたこ
    とを特徴とする半導体発光素子。
  3. 【請求項３】 亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），
    ベリリウム（Ｂｅ），カドミウム（Ｃｄ），マンガン
    （Ｍｎ）および水銀（Ｈｇ）からなる群のうちの少なく
    とも１種のＩＩ族元素と、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），セ
    レン（Ｓｅ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群のうちの
    少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合
    物半導体よりそれぞれなるｎ型層，Ｉ層，ｐ型層が少な
    くとも順次積層され、ｐ型層に対してｐ側電極が電気的
    に接続された半導体受光素子であって、 前記ｐ型層と前記ｐ側電極との間に設けられ、ｐ型Ｚｎ
    ＳｅよりなるＺｎＳｅキャップ層と、 このＺｎＳｅキャップ層に隣接して前記ＺｎＳｅキャッ
    プ層と前記ｐ側電極との間に設けられると共に、ｐ型Ｚ
    ｎＴｅ層とｐ型ＺｎＳｅ層とが交互に２層づつ以上積層
    され、各ｐ型ＺｎＴｅ層または各ｐ型ＺｎＳｅ層の少な
    くとも一方の厚さが積層方向において変化することによ
    り組成に傾斜を有する組成傾斜超格子層と、 この組成傾斜超格子層に隣接して前記組成傾斜超格子層
    と前記ｐ側電極との間に設けられ、ｐ型ＺｎＴｅよりな
    り厚さが５ｎｍ以下の低欠陥コンタクト層とを備えたこ
    とを特徴とする半導体受光素子。
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