JP2000031590A

JP2000031590A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JP2000031590A
Application number: JP19328798A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okuyama; 浩之奥山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】活性層に歪みがなく、活性層とクラッド層と
のバンドギャップ差が大きい半導体発光素子を提供す
る。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓよりなる基板１の上にｎ型
クラッド層５，第１のガイド層６，活性層７，第２のガ
イド層８，ｐ型クラッド層９を順次積層する。ｎ型クラ
ッド層５，ｐ型クラッド層９はＺｎＭｇＳＳｅ混晶によ
り、第１のガイド層６，第２のガイド層８はＺｎＳＳｅ
混晶により、活性層７はＡｌＧａＡｓ混晶によりそれぞ
れ構成する。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体はＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体に比べてバンドギャップが小さいので、ｎ
型クラッド層５，ｐ型クラッド層９と活性層７とのバン
ドギャップ差を大きくでき、オバーフロー電流を抑制で
きる。また、活性層７は基板１に格子整合させる。よっ
て、活性層７の結晶性を向上させることができ、特性を
向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体よりそれぞれなる第１導電型クラッド層と第２
導電型クラッド層とを備えた半導体発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光を利用した各種技術分野では半
導体発光素子の開発が活発に行われている。それに伴
い、半導体発光素子を構成する材料として、ＩＩ族元素
の亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム
（Ｂｅ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ）およびマ
ンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１種とＶＩ族元素の酸
素（Ｏ），硫黄（Ｓ），セレン（Ｓｅ），テルル（Ｔ
ｅ）のうち少なくとも１種とから成るＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体が注目されている。特に、ＺｎＭｇＳＳｅ混晶
は、結晶性に優れかつ入手が容易なＧａＡｓよりなる基
板に対して格子整合させることができるので、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 Letters 28(1992)p.
1798）。

【０００３】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としては、ｎ型ＧａＡｓより
なる基板の上に、ｎ型ＺｎＳｅよりなるバッファ層を介
してｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなるｎ型クラッド層，
ＺｎＳＳｅ混晶よりなるガイド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶よ
りなる活性層，ＺｎＳＳｅ混晶よりなるガイド層，ｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなるｐ型クラッド層，ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅ混晶よりなる第１のキャップ層，ｐ型ＺｎＳｅよ
りなる第２のキャップ層，超格子層，ｐ型ＺｎＴｅより
なるコンタクト層を順次積層して構成したものが開発さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体発光素子では活性層をＺｎＣｄＳｅ混晶により構
成していたので、活性層の格子定数を基板に整合させる
ことができなかった。そのため、歪量を小さくするよう
にカドミウムの組成比を小さくするとガイド層とのバン
ドギャップ差が小さくなってしまい、逆に、ガイド層と
のバンドギャップ差を大きくするようにカドミウムの組
成比を大きくすると歪量が大きくなってしまっていた。
そこで、従来は、ＺｎＣｄＳｅ混晶のＩＩ族元素におけ
るカドミウムの組成比を２５％（モル％；以下同様）程
度とし、厚さを４ｎｍとすることにより歪みの影響を小
さくして、５００ｎｍ程度の波長の発光を得ていた。

【０００５】なお、その際、ガイド層のバンドギャップ
を大きくすることにより活性層とガイド層とのバンドギ
ャップ差を大きくすることも考えられる。しかし、ｐ型
クラッド層を構成するｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶はバンド
ギャップを大きくするとキャリア濃度が低くなってしま
うので、ｐ型クラッド層と活性層とのバンドギャップ差
は４００ｍｅＶ程度までしか大きくすることができな
い。結局、ガイド層のバンドギャップはクラッド層と活
性層との中間程度のバンドギャップとなってしまい、活
性層とのバンドギャップ差を大きくすることはできな
い。

【０００６】よって、従来は、活性層とガイド層とのバ
ンドギャップ差を十分に大きくすることができず、ガイ
ド層へのオーバーフロー電流により劣化が生じてしま
い、寿命を延長することができないという問題があっ
た。また、活性層が基板に対して１〜２％程度の格子不
整を有してしまうので、歪みの影響を避けることができ
ず、特性を向上させることが難しいと共に、劣化を生じ
やすいという問題もあった。更に、活性層の組成がガイ
ド層とのバンドギャップ差および歪量によって制限され
てしまうので、発光波長が５００ｎｍ程度に限定されて
しまい、波長が５２０ｎｍ程度の緑色の発光を得ること
ができないという問題もあった。

【０００７】なお、近年の半導体発光素子の開発におい
ては、半導体発光素子の多機能化への要求も高まってき
ている。例えば、量子ドットを利用した半導体発光素子
は、しきい値電流密度を大幅に下げることができるもの
として大きく期待されている。また、量子化された準位
を用いるようにすれば、様々な特性を有する半導体発光
素子を得ることができる。そこで、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子の新たな構成を考える際
に、これらを応用することができれば、多機能化の要求
にも対応することが可能となる。

【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、活性層に歪みがなく、かつ活
性層とクラッド層とのバンドギャップ差が大きい半導体
発光素子を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、量子準位を利用す
ることにより発光波長の選択の幅を広くすることができ
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、量子準位を利用す
ることによりしきい値を低下させ、または新しい機能を
備えた半導体発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発光
素子は、亜鉛，マグネシウム，カドミウム，ベリリウ
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第１導電
型クラッド層および第２導電型クラッド層と、これら第
１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層との間に形
成され、ホウ素，アルミニウム，ガリウムおよびインジ
ウムからなる群のうちの少なくとも１種のＩＩＩ族元素
と、窒素，リン，ヒ素，アンチモンおよびビスマスから
なる群のうちの少なくとも１種のＶ族元素とを含むＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体よりなる活性層とを備えたもので
ある。

【００１２】本発明による他の半導体発光素子は、亜
鉛，マグネシウム，カドミウム，ベリリウム，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第１導電型クラッド層
および第２導電型クラッド層と、これら第１導電型クラ
ッド層と第２導電型クラッド層との間に形成され、炭
素，ケイ素，ゲルマニウムおよびスズからなる群のうち
の少なくとも１種のＩＶ族元素を含むＩＶ族半導体より
なる活性層とを備えたものである。

【００１３】本発明による半導体発光素子では、第１導
電型クラッド層と第２導電型クラッド層との間に電圧が
印加されると、活性層に電流が注入され発光が起こる。
ここでは、第１導電型クラッド層および第２導電型クラ
ッド層がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体によりそれぞれ構成
され、活性層がＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体またはＩＶ族
半導体により構成されているので、第１導電型クラッド
層または第２導電型クラッド層と活性層との各バンドギ
ャップ差がそれぞれ大きくなっている。よって、オーバ
ーフロー電流が抑制され、劣化が防止される。

【００１４】

【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。

【００１５】（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１の一面に、ＩＩＩ−Ｖ族バッファ層２，第１のＩＩ
−ＶＩ族バッファ層３，第２のＩＩ−ＶＩ族バッファ層
４，第１導電型クラッド層としてのｎ型クラッド層５，
第１のガイド層６，活性層７，第２のガイド層８，第２
導電型クラッド層としてのｐ型クラッド層９，第１のキ
ャップ層１０，第２のキャップ層１１，超格子層１２お
よびコンタクト層１３が順次積層されている。

【００１６】基板１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、ケイ素（Ｓｉ）などのｎ型不純物を添加したｎ型Ｇ
ａＡｓにより構成されている。ＩＩＩ−Ｖ族バッファ層
２などは、この基板１の（００１）面に積層されてい
る。ＩＩＩ−Ｖ族バッファ層２は、例えば、厚さが２０
０ｎｍであり、ケイ素などのｎ型不純物を添加したｎ型
ＧａＡｓにより構成されている。

【００１７】第１のＩＩ−ＶＩ族バッファ層３は、例え
ば、厚さが１０ｎｍであり、塩素（Ｃｌ）などのｎ型不
純物を添加したｎ型ＺｎＳｅにより構成されている。第
２のＩＩ−ＶＩ族バッファ層４は、例えば、厚さが１０
０ｎｍであり、塩素などのｎ型不純物を添加したｎ型Ｚ
ｎＳＳｅ混晶により構成されている。

【００１８】ｎ型クラッド層５は、例えば、厚さが１μ
ｍであり、塩素などのｎ型不純物を添加したｎ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅ混晶により構成されている。ＺｎＭｇＳＳｅ混
晶の組成は、基板１を構成するＧａＡｓと格子整合する
ように調整されていることが好ましい。良好な結晶を得
ることができるからである。また、このＺｎＭｇＳＳｅ
混晶のＩＩ族元素におけるマグネシウムの組成比および
ＶＩ族元素におる硫黄の組成比はできるだけ大きい方が
好ましい。図２に示した格子定数とバンドギャップとの
関係図からも分かるように、ＩＩ族元素におけるマグネ
シウムの組成比が大きくなるほど、またＶＩ族元素にお
ける硫黄の組成比が大きくなるほどバンドギャップも大
きくなるからである。

【００１９】但し、ＺｎＭｇＳＳｅ混晶は、ＧａＡｓに
格子整合する組成においては、ＩＩ族元素におけるマグ
ネシウムの組成比が１２％よりも大きくＶＩ族元素にお
ける硫黄の組成比が１８％よりも大きいと、ｐ型半導体
において高いキャリア濃度が得られないという特性を有
している。よって、ｎ型クラッド層５とｐ型クラッド層
９とを同一の材料により構成する場合を考えると、Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ混晶の組成は、例えば、ＩＩ族元素における
亜鉛が８８％，マグネシウムが１２％、ＶＩ族元素にお
ける硫黄が１８％，セレンが８２％とされることが好ま
しい。この場合、ｎ型クラッド層５のバンドギャップは
２．９ｅＶ程度となる。

【００２０】第１のガイド層６は、例えば、厚さが１０
０ｎｍであり、塩素などのｎ型不純物を添加したｎ型Ｚ
ｎＳＳｅ混晶あるいは不純物を添加していないundope−
ＺｎＳＳｅ混晶（undope−は不純物を添加していないこ
とを表す）により構成されている。このＺｎＳＳｅ混晶
の組成は、基板１を構成するＧａＡｓと格子整合するよ
うに、ＶＩ族元素における硫黄が６％，セレンが９４％
とされることが好ましい。また、第１のガイド層６のバ
ンドギャップは、ｎ型クラッド層５のバンドギャップよ
りも小さく、活性層７のバンドギャップよりも大きくな
っている。例えば、ＺｎＳＳｅ混晶の組成がＧａＡｓに
格子整合するようにされた場合、第１のガイド層６のバ
ンドギャップは２．７ｅＶ程度となる。

【００２１】活性層７は、例えば、厚さが１０ｎｍであ
り、量子構造を有しておらず、不純物を添加していない
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるundope−ＡｌＧａＡｓ
混晶により構成されている。このように活性層７をＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体により構成するのは、図２からも
明らかなように、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に比べてバ
ンドギャップを小さくすることができ、ｎ型クラッド層
５またはｐ型クラッド層９との各バンドギャップ差をそ
れぞれ十分に大きくすることができるからである。ｎ型
クラッド層５またはｐ型クラッド層９との各バンドギャ
ップ差は大きいほどオーバーフロー電流を抑制すること
ができるので好ましく、それぞれ５００ｍｅＶ以上であ
ることが好ましい。

【００２２】活性層７を特にＡｌＧａＡｓ混晶により構
成するようにしているのは、基板１を構成するＧａＡｓ
と格子整合させることができるからである。ちなみに、
このＡｌＧａＡｓ混晶は全ての組成においてＧａＡｓと
ほぼ格子整合する。但し、ＡｌＧａＡｓ混晶はＩＩＩ族
元素におけるアルミニウムの組成比が４０％を越えるあ
たりで遷移型が直接遷移から間接遷移に変化するので、
その組成は直接遷移の範囲内において調整される。ま
た、活性層７のバンドギャップはこの組成により変化
し、発光波長はそのバンドギャップに応じて決定される
ので、この組成は、最終的には目的とする発光波長にあ
わせて調整される。ちなみに、バンドギャップが大きく
なるほど発光波長は短くなり、バンドギャップが小さく
なるほど発光波長は長くなる。よって、図２からも分か
るように、バンドギャップを大きくして発光波長を短く
する場合にはアルミニウムの組成比を大きくし、バンド
ギャップを小さくして発光波長を長くする場合にはアル
ミニウムの組成比を小さくするように調整される。

【００２３】例えば、直接遷移の範囲内でアルミニウム
が最も多く含まれるように、ＩＩＩ族元素におけるアル
ミニウムの組成比を４０％，ガリウムの組成比を６０％
とすると、バンドギャップは１．９ｅＶ程度となり、発
光波長は６５０ｎｍとなる。この場合、活性層７と第１
のガイド層６とのバンドギャップ差は８００ｍｅＶ程
度、活性層７とｎ型クラッド層５とのバンドギャップ差
は１ｅＶ程度とそれぞれ十分に大きくなる。活性層７と
第２のガイド層８とのバンドギャップ差は、後述するよ
うに、第２のガイド層８が第１のガイド層６と同一の材
料および同一の組成で構成されるので、活性層７と第１
のガイド層６とのバンドギャップ差と同一である。活性
層７とｐ型クラッド層９とのバンドギャップ差も、後述
するように、ｐ型クラッド層９がｎ型クラッド層５と同
一の材料および同一の組成で構成されるので、活性層７
とｎ型クラッド層５とのバンドギャップ差と同一であ
る。

【００２４】よって、直接遷移の範囲内の全ての組成に
おいて、活性層７とｎ型クラッド層５，ｐ型クラッド層
９，第１のガイド層６または第２のガイド層８との間の
各バンドギャップ差はそれぞれ十分に大きくなり、アル
ミニウムの組成比が小さくなるほどそれらの各バンドギ
ャップ差は大きくなる。

【００２５】第２のガイド層８は、例えば、厚さが１０
０ｎｍであり、窒素（Ｎ）などのｐ型不純物を添加した
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいは不純物を添加しないun
dope−ＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成されている。組成
は第１のガイド層６と同一である。ｐ型クラッド層９
は、例えば、厚さが１μｍであり、窒素などのｐ型不純
物を添加したｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成されて
いる。組成はｎ型クラッド層５と同一である。

【００２６】第１のキャップ層１０は、例えば、厚さが
２μｍであり、窒素などのｐ型不純物を添加したｐ型Ｚ
ｎＳＳｅ混晶により構成されている。このｐ型ＺｎＳＳ
ｅ混晶のＶＩ族元素における組成比は、基板１を構成す
るＧａＡｓと格子整合するように硫黄が６％，セレンが
９４％とされることが好ましい。第２のキャップ層１１
は、例えば、厚さが１３０ｎｍであり、窒素などのｐ型
不純物を添加したｐ型ＺｎＳｅにより構成されている。

【００２７】超格子層１２は、例えば、窒素などのｐ型
不純物を添加したｐ型ＺｎＴｅ層と、窒素などのｐ型不
純物を添加したｐ型ＺｎＳｅ層とを交互に５層づつ積層
して構成されている。例えば、第２のキャップ層１１の
側から順に、０．２６ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層，
１．５ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ層，０．２６ｎｍの厚
さのｐ型ＺｎＴｅ層，１．５ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ
層，０．２６ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層，１．５ｎｍ
の厚さのｐ型ＺｎＳｅ層，０．４５ｎｍの厚さのｐ型Ｚ
ｎＴｅ層，１．５ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＳｅ層，０．５
６ｎｍの厚さのｐ型ＺｎＴｅ層および１．５ｎｍの厚さ
のｐ型ＺｎＳｅ層が積層されている。

【００２８】コンタクト層１３は、例えば、厚さが３ｎ
ｍであり、窒素などのｐ型不純物を添加したｐ型ＺｎＴ
ｅにより構成されている。なお、これら第１のキャップ
層１０，第２のキャップ層１１，超格子層１２およびコ
ンタクト層１３は、後述するｐ側電極１５を良好にオー
ミック接触させるためのものである。

【００２９】また、コンタクト層１３，超格子層１２お
よび第２のキャップ層１１は、幅がそれぞれ例えば１０
μｍの帯状となっており、電流狭窄をするようになって
いる。これらコンタクト層１３，超格子層１２および第
２のキャップ層１１は、図１においては図面に対して垂
直方向に延長されいる。第２のキャップ層１１，超格子
層１２およびコンタクト層１３がそれぞれ形成されてい
ない第１のキャップ層１０におけるコンタクト層１３の
側の領域には、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などの
絶縁材料よりなる絶縁層１４が形成されている。

【００３０】絶縁層１４およびコンタクト層１３の基板
１と反対側には、例えば、コンタクト層１３の側からパ
ラジウム（Ｐｄ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）
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１５が設けられている。このｐ側電極１５は、コ
ンタクト層１３，超格子層１２，第２のキャップ層１１
および第１のキャップ層１０をそれぞれ介してｐ型クラ
ッド層９に電気的に接続されている。基板１の一面と反
対側の他面には、例えばインジウム（Ｉｎ）よりなるｎ
側電極１６が設けられている。このｎ側電極１６は、基
板１，ＩＩＩ−Ｖ族バッファ層２，第１のＩＩ−ＶＩ族
バッファ層３および第２のＩＩ−ＶＩ族バッファ層４を
介してｎ型クラッド層５に対して電気的に接続されてい
る。

【００３１】この半導体レーザは、また、図示しない
が、コンタクト層１３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。この一対の端面膜は、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おり、一方は反射率が高く、他方は
反射率が低くなるように調節されている。すなわち、活
性層７において発生した光はこの一対の端面膜の間を往
復して増幅され一方の端面膜から射出されるようになっ
ている。

【００３２】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。

【００３３】まず、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板１を用意
し、分子線エピタキシー（Molecular Beam Epitaxy；Ｍ
ＢＥ）法により、その一面（（００１）面）に、ＩＩＩ
−Ｖ族バッファ層２，第１のＩＩ−ＶＩ族バッファ層
３，第２のＩＩ−ＶＩ族バッファ層４，ｎ型クラッド層
５，第１のガイド層６，活性層７，第２のガイド層８，
ｐ型クラッド層９，第１のキャップ層１０，第２のキャ
ップ層１１，超格子層１２およびコンタクト層１３を順
次成長させる。

【００３４】図３はここで用いるＭＢＥ結晶成長装置の
構造を表すものである。このＭＢＥ結晶成長装置は、真
空蒸着装置の一種であり、図示しない超高真空排気装置
にそれぞれ接続された２つの成長室２０，３０を備えて
いる。この２つの成長室２０，３０は、ゲートバルブ４
３を介して真空搬送室４１および基板導入室４２により
接続されている。

【００３５】成長室２０は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
の層を成長させるものであり、内部には基板１を保持す
るための基板ホルダ２１が配設されている。この基板ホ
ルダ２１は、図示しないヒータによって加熱することが
できるようになっている。成長室２０には、また、基板
１に対向するように複数の粒子線源セル２２（例えばク
ヌーゼンセル（Ｋセル））が配設されている。各粒子線
源セル２２の内部には、ＩＩＩ族元素，Ｖ族元素および
ｎ型不純物に応じた原料がそれぞれ個々に充填されてい
る。各粒子線源セル２２の照射口近傍にはシャッター２
３がそれぞれ配設されており、各粒子線の照射を制御す
るようになっている。

【００３６】成長室３０は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の層を成長させるものであり、成長室２０と同様に、基
板ホルダ３１，複数の粒子線源セル３２およびそれらの
シャッター３３がそれぞれ配設されている。各粒子線源
セル３２の内部には、ＩＩ族元素，ＶＩ族元素，ｎ型不
純物に応じた原料がそれぞれ個々に充填されている。成
長室３０には、また、ｐ型不純物として窒素を添加でき
るように、窒素をプラズマ化して基板１に向かって照射
するプラズマ発生室３４が配設されている。このプラズ
マ発生室３４は、例えばＥＣＲ（Electron Cyclotron R
esonance）セルにより構成されている。このプラズマ導
出口の近傍には、粒子線源セル３２と同様に、シャッタ
ー３３が配設されている。

【００３７】すなわち、ここでは、このようなＭＢＥ結
晶成長装置を用い、まず、基板１を成長室２０の基板ホ
ルダ２１に取り付け、各粒子線源セル２２から適宜のＩ
ＩＩ族元素およびＶ族元素の各粒子線をｎ型不純物の粒
子線と共にそれぞれ照射して、ｎ型ＧａＡｓよりなるＩ
ＩＩ−Ｖ族バッファ層２を成長させる。

【００３８】次いで、真空搬送室４１を用いて基板１を
成長室３０に移送し、基板１を成長室３０の基板ホルダ
３１に取り付ける。そののち、各粒子線源セル３２から
適宜のＩＩ族元素およびＶＩ族元素の各粒子線をそれぞ
れ照射して、ｎ型ＺｎＳｅよりなる第１のＩＩ−ＶＩ族
バッファ層３と、ｎ型ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のＩ
Ｉ−ＶＩ族バッファ層４と、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よ
りなるｎ型クラッド層５と、ｎ型ＺｎＳＳｅ混晶または
undope−ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第１のガイド層６とを
順次成長させる。その際、必要に応じてｎ型不純物の粒
子線も共に照射する。

【００３９】続いて、真空搬送室４１を用いて基板１を
成長室２０に移送し、基板１を成長室２０の基板ホルダ
２１に取り付ける。そののち、各粒子線源セル２２から
アルミニウム，ガリウムおよびヒ素の各粒子線をそれぞ
れ照射して、undope−ＡｌＧａＡｓ混晶よりなる活性層
７を成長させる。その際、第１のガイド層６側の少なく
とも一部については、ＩＩＩ族元素とＶ族元素との各粒
子線をそれぞれ交互に照射するようにすることが好まし
い。ＡｌＧａＡｓ混晶はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体と良
好にヘテロ接合させることが難しい結晶であるが、この
ようにして成長させることにより比較的共有結合性の強
い良好な結晶を得ることができるからである。また、各
粒子線をそれぞれ照射する際の基板１の温度も、各粒子
線に応じて変化させることが好ましい。

【００４０】活性層７を成長させたのち、真空搬送室４
１を用いて基板１を成長室３０に移送し、基板１を成長
室３０の基板ホルダ３１に取り付ける。そののち、各粒
子線源セル３２から適宜のＩＩ族元素およびＶＩ族元素
の各粒子線をそれぞれ照射して、ｐ型ＺｎＳＳｅ混晶ま
たはundope−ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイド層８
と、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなるｐ型クラッド層９
と、ｐ型ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第１のキャップ層１０
と、ｐ型ＺｎＳｅよりなる第２のキャップ層１１と、ｐ
型ＺｎＴｅおよびｐ型ＺｎＳｅよりなる超格子層１２
と、ｐ型ＺｎＴｅよりなるコンタクト層１３とを順次成
長させる。その際、必要に応じてｐ型不純物としてプラ
ズマ化した窒素も共に照射する。また、第２のガイド層
８のうち活性層７側の少なくとも一部を成長させる際に
は、ＩＩ族元素とＶＩ族元素との各粒子線を交互に照射
するようにすることが好ましい。これにより欠陥を減ら
すことができるからである。

【００４１】このようにしてＩＩＩ−Ｖ族バッファ層２
からコンタクト層１３までを成長させたのち、コンタク
ト層１３の上に図示しないレジスト膜を塗布し、フォト
リソグラフィにより複数の平行な帯状のマスクパターン
を形成する。そののち、エッチングを行い、コンタクト
層１３，超格子層１２および第２のキャップ層１１をそ
れぞれ選択的に除去して複数の帯状とする。エッチング
ののち、コンタクト層１３などが選択的に除去された第
１のキャップ層１０の上および図示しないレジスト膜の
上に酸化アルミニウムなどの絶縁材料を蒸着し、図しな
いレジスト膜をこのレジスト膜の上に蒸着された絶縁材
料と共に除去して（リフトオフ）、絶縁層１４を形成す
る。

【００４２】絶縁層１４を形成したのち、コンタクト層
１３および絶縁層１４の上に例えばパラジウム層，白金
層および金層を順次蒸着してｐ側電極１５を形成すると
共に、基板１の他面に例えばインジウム層を蒸着してｎ
側電極１６を形成する。そののち、加熱処理を行う。

【００４３】ｐ側電極１５およびｎ側電極１６をそれぞ
れ形成したのち、基板１をコンタクト層１３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コンタクト層１３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。

【００４４】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。

【００４５】この半導体レーザでは、ｎ側電極１６とｐ
側電極１５との間に所定の電圧が印加されると活性層７
に電流が注入され、活性層７において電子−正孔再結合
により発光が起こる。発光波長は活性層７のバンドギャ
ップに応じて決定され、例えば６５０ｎｍである。活性
層７において発生した光は、一対の端面膜の間を往復し
て増幅され、一方の端面膜から外部に射出される。

【００４６】ここでは、ｎ型クラッド層５，第１のガイ
ド層６，第２のガイド層８およびｐ型クラッド層９がＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体によりそれぞれ構成され、かつ
活性層７がＡｌＧａＡｓ混晶により構成されているの
で、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第２のガイ
ド層８またはｐ型クラッド層９と活性層７との各バンド
ギャップ差がそれぞれ大きくなっている。よって、オー
バーフロー電流が抑制され、劣化が防止される。また、
活性層７が基板１と格子整合されているので、活性層７
に歪みがなく、良好な特性が得られる。

【００４７】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第
２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体によりそれぞれ構成し、かつ活性層７をＡ
ｌＧａＡｓ混晶により構成するようにしたので、ｎ型ク
ラッド層５，第１のガイド層６，第２のガイド層８また
はｐ型クラッド層９と活性層７との各バンドギャップ差
をそれぞれ大きくすることができる。よって、オーバー
フロー電流を抑制することができ、しきい値の変化、す
なわち劣化を防止することができる。従って、寿命を延
長させることができる。また、オーバーフロー電流は特
に高温において起こりやすいので、本半導体レーザによ
れば温度特性を向上させることができ、高温においても
長期間に渡って安定して使用することができる。よっ
て、例えば、車載用のＣＤ（compact disk）プレーヤー
あるいはＤＶＤ（digital video diskまたはdigital ve
rsatile disk）プレーヤーなどに本半導体レーザを用い
れば、その品質を向上させることができる。

【００４８】更に、本半導体レーザによれば、活性層７
を基板１に格子整合させることができるので、活性層７
の結晶性を向上させることができ、素子の特性を向上さ
せることができると共に、歪みによる活性層７の劣化を
防止することができ、寿命を延長させることができる。
加えて、活性層７の組成を基板１と格子整合する範囲内
において調整することができ、選択できる発光波長の幅
を広くすることができる。

【００４９】なお、本実施の形態では、第１のガイド層
６および第２のガイド層８をＺｎＳＳｅ混晶によりそれ
ぞれ構成する場合について説明したが、第１のガイド層
６および第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶により
それぞれ構成するようにしてもよい。この場合、ＺｎＭ
ｇＳＳｅ混晶の組成は基板１を構成するＧａＡｓと格子
整合するように調整することが好ましい。また、この組
成は、バンドギャップがｎ型クラッド層５およびｐ型ク
ラッド層９のバンドギャップよりも小さく、活性層７の
バンドギャップよりも十分に大きくなるように決定す
る。例えば、その好ましい組成は、ＩＩ族元素における
亜鉛が９５％，マグネシウムが５％、ＶＩ族元素におけ
る硫黄が１１％，セレンが８９％である。この組成によ
り構成した第１のガイド層６および第２のガイド層８の
バンドギャップは２．７ｅＶ程度となる。すなわち、活
性層７との各バンドギャップ差は９００ｍｅＶ程度と十
分に大きくなる。

【００５０】また、第１のガイド層６および第２のガイ
ド層８をＺｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしても
よい。但し、ＺｎＳｅは基板１を構成するＧａＡｓと格
子整合しないので、その厚さは臨界膜厚以下（例えば、
５０ｎｍ程度）とすることが好ましい。この場合、第１
のガイド層６および第２のガイド層８の各バンドギャッ
プは２．７ｅＶ程度となる。すなわち、活性層７との各
バンドギャップ差は０．８ｅＶ程度と十分に大きくな
る。

【００５１】（第２の実施の形態）図４は本発明の第２
の実施の形態に係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、活性層５７を構成するＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体が異なることを除き、第１の実
施の形態と同一の構成を有している。よって、ここで
は、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な
説明を省略する。

【００５２】活性層５７は、例えば、不純物を添加して
いないＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のundope−ＡｌＧａＩ
ｎＰ混晶により構成されている。活性層５７をＡｌＧａ
ＩｎＰ混晶により構成しているのは、基板１を構成する
ＧａＡｓと格子整合させることができるからである。な
お、このＡｌＧａＩｎＰ混晶は、ＧａＡｓと格子整合す
る組成においては、ＩＩＩ族元素におけるアルミニウム
の組成比が２３％を越えるあたりで遷移型が直接遷移か
ら間接遷移に変化する。よって、その組成は、ＧａＡｓ
と格子整合し、かつ直接遷移の範囲内において調整され
る。また、最終的には、その範囲内において目的とする
発光波長にあわせて調整される。その際、図２からも分
かるように、バンドギャップを大きくして発光波長を短
くする場合にはアルミニウムの組成比を大きくし、バン
ドギャップを小さくして発光波長を長くする場合にはア
ルミニウムの組成比を小さくするように調整される。

【００５３】例えば、ＧａＡｓと格子整合しかつ直接遷
移の範囲内において、アルミニウムが最も多く含まれる
ようにＩＩＩ族元素におけるアルミニウムの組成比を２
３％，ガリウムの組成比を２９％，インジウムの組成比
を４８％とすれば、バンドギャップは２．２ｅＶ程度と
なり、発光波長は５６０ｎｍとなる。この場合、第１の
ガイド層６または第２のガイド層８と活性層５７との各
バンドギャップ差はそれぞれ５００ｍｅＶ程度、ｎ型ク
ラッド層５またはｐ型クラッド層９と活性層５７との各
バンドギャップ差はそれぞれ７００ｍｅＶ程度と十分に
大きくなる。よって、ＧａＡｓに格子整合する直接遷移
の範囲内の全ての組成において、活性層５７とｎ型クラ
ッド層５，ｐ型クラッド層９，第１のガイド層６または
第２のガイド層８との間の各バンドギャップ差はそれぞ
れ十分に大きくなり、アルミニウムの組成比が小さくな
るほどそれらの各バンドギャップ差は大きくなる。

【００５４】このような構成を有する半導体レーザは、
第１の実施の形態と同様にして製造することがでる。な
お、活性層５７を成長させる際には、ＡｌＧａＩｎＰ混
晶もＩＩ−ＶＩ族化合物半導体と良好にヘテロ接合させ
ることが難しい結晶であるので、第１の実施の形態と同
様に、ＩＩＩ族元素とＶ族元素との各粒子線を交互に照
射するようにし、基板１の温度も照射する粒子線に応じ
て調節するようにすることが好ましい。

【００５５】また、この半導体レーザは第１の実施の形
態と同様にして発光し、その発光波長は例えば５６０ｎ
ｍである。ここでは、活性層５７がＡｌＧａＩｎＰ混晶
により構成されているので、第１の実施の形態と同様
に、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第２のガイ
ド層８またはｐ型クラッド層９と活性層５７との各バン
ドギャップ差がそれぞれ大きくなっている。また、活性
層５７は基板１と格子整合されている。よって、本実施
の形態に係る半導体レーザは第１の実施の形態と同様に
作用し、同様の効果を有する。

【００５６】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶によりそれ
ぞれ構成するようにしてもよい。この場合、ＧａＡｓと
格子整合するようにＩＩ族元素における組成比を亜鉛が
９５％，マグネシウムが５％とし、ＶＩ族元素における
組成比を硫黄が１１％，セレンが８９％とすると、バン
ドギャップは２．８ｅＶ程度となり、活性層５７との各
バンドギャップ差は６００ｅＶ程度と十分に大きくな
る。また、第１のガイド層６および第２のガイド層８を
ＺｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。こ
の場合、第１のガイド層６および第２のガイド層８の各
バンドギャップは２．７ｅＶ程度となり、活性層５７と
の各バンドギャップ差は０．５ｅＶ程度と十分に大きく
なる。

【００５７】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施の形態に係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、活性層６７の厚さが異な
ることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有して
いる。また、第１の実施の形態と同様にして製造するこ
とができる。よって、ここでは、同一の構成要素には同
一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００５８】活性層６７は、例えば、厚さが１．２ｎｍ
であり、量子井戸構造を有している。よって、活性層６
７において発生する光の発光エネルギーＥ_PLは、活性層
６７のバンドギャップと活性層６７に局在するエネルギ
ー準位（量子準位）とを加えたものとなる。

【００５９】図６は活性層６７の厚さと発光エネルギー
Ｅ_PLおよびその量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を表
すものである。なお、ここで用いている量子準位は最低
準位（第１準位）である。また、量子準位の計算に際し
ては、活性層６７のバンドギャップを１．９ｅＶ，第１
のガイド層６および第２のガイド層８の各バンドギャッ
プをそれぞれ２．７ｅＶ，第１のガイド層６および第２
のガイド層８と活性層６７との各バンドギャップ差をそ
れぞれ８００ｍｅＶとし、第１のガイド層６および第２
のガイド層８と活性層６７とにおける各伝導帯の差ΔＥ
_Cと各価電子帯の差ΔＥ_Vとの比は０．５：０．５とし
た。

【００６０】図６から分かるように、活性層６７が量子
構造を有しない場合には活性層６７の発光エネルギーＥ
_PLは活性層６７のバンドギャップ（１．９ｅＶ）である
のに対して、活性層６７が量子化されると、発光エネル
ギーＥ_PLは量子準位に対応してバンドギャップよりも大
きくなる。また、この量子準位は活性層６７の厚さが薄
くなるほど大きくなる。特に、この半導体レーザでは、
第１のガイド層６および第２のガイド層８がＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体によりそれぞれ構成されると共に活性層
６７がＡｌＧａＡｓ混晶により構成されており、第１の
ガイド層６および第２のガイド層８と活性層６７とのバ
ンドギャップ差が大きくなっているので、活性層６７の
量子準位を大きくすることができるようになっている。
すなわち、活性層６７の厚さを薄くすることにより、発
光エネルギーＥ_PLを大きくして発光波長を短くすること
ができると共に、発光波長を大きな幅で調節することが
できるようになっている。例えば、活性層６７の厚さを
１．２ｎｍとすれば、発光エネルギーＥ_PLは量子構造を
有しない場合に比べて４８０ｍｅＶほど大きくなり、
２．３８ｅＶとなる。この場合、発光波長は緑色の５２
０ｎｍとなる。

【００６１】このような構成を有する半導体レーザは、
第１の実施の形態と同様にして発光する。但し、ここで
は、活性層６７が量子井戸構造を有しているので、発光
波長は活性層６７のバンドギャップおよび量子準位に応
じて決定され、ここでは緑色の５２０ｎｍである。

【００６２】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第
２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体によりそれぞれ構成すると共に活性層６７
をＡｌＧａＡｓ混晶により構成し、かつ活性層６７を量
子化するようにしたので、活性層６７の厚さを調節して
量子準位を利用することにより、発光エネルギーＥ_PLを
量子準位に応じて活性層６７のバンドギャップよりも大
きくすることができる。すなわち、発光波長を調節する
ことができる。特に、ここでは、第１のガイド層６およ
び第２のガイド層８と活性層６７との各バンドギャップ
差がそれぞれ大きくなっているので、活性層６７の量子
準位を大きくすることができ、選択できる発光波長の幅
を広げることができる。よって、波長が５２０ｎｍであ
る緑色の発光も得ることができる。

【００６３】また、ｎ型クラッド層５またはｐ型クラッ
ド層９の各バンドギャップと活性層６７の発光エネルギ
ーＥ_PLとの差も、それぞれ５２０ｍｅＶと十分に大きく
することができる。よって、第１の実施の形態と同様
に、オーバーフロー電流を抑制することができる。更
に、第１の実施の形態と同様に、活性層６７を基板１に
格子整合させることができるので、素子の特性を向上さ
せることができると共に、歪みによる活性層６７の劣化
を防止することができる。

【００６４】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいはＺ
ｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００６５】（第４の実施の形態）図７は本発明の第４
の実施の形態に係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、活性層７７の厚さが異な
ることを除き、第３の実施の形態と同一の構成，作用お
よび効果を有している。また、第１の実施の形態と同様
にして製造することができる。よって、ここでは、同一
の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省
略する。

【００６６】活性層７７は、例えば、厚さが６ｎｍであ
り、量子井戸構造を有している。よって、活性層７７に
おいて発生する光の発光エネルギーＥ_PLは、活性層７７
のバンドギャップと量子準位とを加えたものとなる。こ
こでは、図６から分かるように、発光エネルギーＥ_PLは
量子構造を有しない場合に比べて１００ｍｅＶほど大き
くなり、２．００ｅＶとなる。この場合、発光波長は赤
色の６２０ｎｍとなる。すなわち、この半導体レーザに
よれば、波長が６２０ｎｍの赤色の発光を得ることがで
きる。

【００６７】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいはＺ
ｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００６８】（第５の実施の形態）図８は本発明の第５
の実施の形態に係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、活性層８７の厚さが異な
ることを除き、第２の実施の形態と同一の構成を有して
いる。また、第２の実施の形態と同様にして製造するこ
とができる。よって、ここでは、同一の構成要素には同
一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００６９】活性層８７は、例えば、厚さが２．５ｎｍ
であり、量子井戸構造を有している。よって、活性層８
７において発生する光の発光エネルギーＥ_PLは、活性層
８７のバンドギャップと量子準位とを加えたものとな
る。

【００７０】図９は活性層８７の厚さと発光エネルギー
Ｅ_PLおよびその量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を表
すものである。なお、ここで用いている量子準位は最低
準位である。また、量子準位の計算に際しては、活性層
８７のバンドギャップを２．２ｅＶ，第１のガイド層６
および第２のガイド層８の各バンドギャップをそれぞれ
２．７ｅＶ，第１のガイド層６および第２のガイド層８
と活性層８７との各バンドギャップ差をそれぞれ５００
ｍｅＶとし、第１のガイド層６および第２のガイド層８
と活性層８７とにおける各伝導帯の差ΔＥ_Cと各価電子
帯の差ΔＥ_Vとの比は０．５：０．５とした。

【００７１】図９から分かるように、この半導体レーザ
でも、第３の実施の形態において説明したのと同様に、
活性層８７の厚さを薄くすることにより、発光エネルギ
ーＥ_PLを大きくして発光波長を短くすることができるよ
うになっている。ここでも、第１のガイド層６および第
２のガイド層８と活性層８７とのバンドギャップ差が大
きくなっているので、活性層８７の量子準位を大きくす
ることができ、発光波長を大きな幅で調節することがで
きるようになっている。この半導体レーザでは、例え
ば、活性層８７の厚さを２．５ｎｍとすると、発光エネ
ルギーＥ_PLは量子構造を有しない場合に比べて１８０ｍ
ｅＶほど大きくなり、２．３８ｅＶとなる。この場合、
発光波長は緑色の５２０ｎｍとなる。

【００７２】このような構成を有する半導体レーザは、
第２の実施の形態と同様にして発光する。但し、ここで
は、活性層８７が量子井戸構造を有しているので、発光
波長は活性層８７のバンドギャップおよび量子準位に応
じて決定され、ここでは緑色の５２０ｎｍである。

【００７３】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第
２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体によりそれぞれ構成すると共に活性層８７
をＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成し、かつ活性層８７を
量子化するようにしたので、第３の実施の形態において
説明したのと同様に、活性層８７の厚さを調節して量子
準位を利用することにより、発光波長を調節することが
できる。特に、ここでも、第３の実施の形態において説
明したのと同様に、第１のガイド層６および第２のガイ
ド層８と活性層８７とのバンドギャップ差が大きくなっ
ているので、選択できる発光波長の幅を広げることがで
きる。よって、波長が５２０ｎｍである緑色の発光も得
ることができる。

【００７４】また、ｎ型クラッド層５またはｐ型クラッ
ド層９の各バンドギャップと活性層８７の発光エネルギ
ーＥ_PLとの差も、それぞれ５２０ｍｅＶと十分に大きく
することができる。よって、第１の実施の形態と同様
に、オーバーフロー電流を抑制することができる。更
に、第１の実施の形態と同様に、活性層８７を基板１に
格子整合させることができるので、素子の特性を向上さ
せることができると共に、歪みによる活性層８７の劣化
を防止することができる。

【００７５】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいはＺ
ｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００７６】（第６の実施の形態）図１０は本発明の第
６の実施の形態に係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、活性層９７の組成およ
び厚さが異なることを除き、第２の実施の形態と同一の
構成を有しており、第２の実施の形態と同様にして製造
することができる。よって、ここでは、同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００７７】活性層９７は、例えば、不純物を添加して
いないundope−ＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されてい
る。その組成は、ＧａＡｓと格子整合しかつ直接遷移の
範囲内において選択されており、例えば、ＩＩＩ族元素
におけるアルミニウムが３％，ガリウムが４９％，イン
ジウムが４８％となっている。この場合、バンドギャッ
プは１．９ｅＶ程度である。また、活性層９７は、例え
ば、厚さが６ｎｍであり、量子井戸構造を有している。
よって、活性層９７において発生する光の発光エネルギ
ーＥ_PLは、活性層９７のバンドギャップと量子準位とを
加えたものとなる。

【００７８】図１１は活性層９７の厚さと発光エネルギ
ーＥ_PLおよびその量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を
表すものである。なお、ここで用いている量子準位は最
低準位である。また、量子準位の計算に際しては、活性
層９７のバンドギャップを１．９ｅＶ，第１のガイド層
６および第２のガイド層８の各バンドギャップをそれぞ
れ２．７ｅＶ，第１のガイド層６および第２のガイド層
８と活性層９７との各バンドギャップ差をそれぞれ８０
０ｍｅＶとし、第１のガイド層６および第２のガイド層
８と活性層９７とにおける各伝導帯の差ΔＥ_Cと各価電
子帯の差ΔＥ_Vとの比は０．５：０．５とした。

【００７９】図１１から分かるように、この半導体レー
ザでも、第３の実施の形態において説明したのと同様
に、活性層９７の厚さを薄くすることにより、発光エネ
ルギーＥ_PLを大きくして発光波長を短くすることができ
るようになっている。ここでも、第１のガイド層６およ
び第２のガイド層８と活性層９７とのバンドギャップ差
が大きくなっているので、活性層９７の量子準位を大き
くすることができ、発光波長を大きな幅で調節すること
ができるようになっている。この半導体レーザでは、例
えば、活性層９７の厚さを５ｎｍとすると、発光エネル
ギーＥ_PLは量子構造を有しない場合に比べて１００ｍｅ
Ｖほど大きくなり、２．００ｅＶとなる。この場合、発
光波長は赤色の６２０ｎｍとなる。

【００８０】なお、本実施の形態と第５の実施の形態と
では、活性層９７，８７をそれぞれ構成するＡｌＧａＩ
ｎＰ混晶の組成が異なっているので、得ることができる
発光波長の範囲も異なっている。すなわち、このよう
に、活性層９７，８７の厚さを変化させるだけではな
く、活性層９７，８７を構成する組成も変化させること
により、より広い範囲における発光波長の選択が可能と
なっている。

【００８１】このような構成を有する半導体レーザは、
第２の実施の形態と同様にして発光する。但し、ここで
は、活性層９７が量子井戸構造を有しているので、発光
波長は活性層９７のバンドギャップおよび量子準位に応
じて決定され、ここでは赤色の６２０ｎｍである。

【００８２】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第
２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体によりそれぞれ構成すると共に活性層９７
をＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成し、かつ活性層９７が
量子準位を有するようにしたので、第３の実施の形態に
おいて説明したのと同様に、活性層９７の厚さを調節し
て量子準位を利用することにより、発光波長を調節する
ことができる。特に、ここでも、第３の実施の形態にお
いて説明したのと同様に、第１のガイド層６および第２
のガイド層８と活性層９７とのバンドギャップ差が大き
くなっているので、選択できる発光波長の幅を広げるこ
とができる。また、ここでは、活性層９７を構成するＡ
ｌＧａＩｎＰ混晶の組成が基板１と格子整合する範囲内
において選択できるようになっているので、その組成を
調整することにより、更に選択できる発光波長の幅を広
げることができる。よって、波長が６２０ｎｍである赤
色の発光を得ることができる。

【００８３】また、ｎ型クラッド層５またはｐ型クラッ
ド層９の各バンドギャップと活性層９７の発光エネルギ
ーＥ_PLとの差も、それぞれ９００ｍｅＶと十分に大きく
することができる。よって、第１の実施の形態と同様
に、オーバーフロー電流を抑制することができる。更
に、第１の実施の形態と同様に、活性層９７を基板１に
格子整合させることができるので、素子の特性を向上さ
せることができると共に、歪みによる活性層９７の劣化
を防止することができる。

【００８４】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいはＺ
ｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００８５】（第７の実施の形態）図１２は本発明の第
７の実施の形態に係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、活性層１０７の構成が
異なることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有
している。よって、ここでは、同一の構成要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００８６】活性層１０７は、例えば、量子ドット構造
とされていることを除き、第１の実施の形態における活
性層７と同一の構成を有している。すなわち、活性層１
０７は、例えば、ｉ−ＡｌＧａＡｓ混晶により構成され
ている。また、ここでは、第１のガイド層６および第２
のガイド層８がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＺｎＳＳｅ
混晶によりそれぞれ構成されているので、第１のガイド
層６および第２のガイド層８と活性層７との各バンドギ
ャップ差はそれぞれ約５００ｍｅＶ以上に大きくなって
いる。これは、活性層１０７が量子準位を有するのに十
分な大きさである。よって、活性層１０７は量子準位を
有しており、これにより、この半導体レーザはしきい値
が低くなるようになっている。

【００８７】このような構成を有する半導体レーザは、
第１の実施の形態と同様にして製造することができる。
なお、活性層１０７の量子ドット構造は、例えば、ＭＢ
Ｅ法によりＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面にＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体を成長させる際に容易に形成すること
ができる。これは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体とＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体とで表面エネルギーが異なるため
に、均一には成長しにくいからである。また、この半導
体レーザは、第１の実施の形態と同様にして発光する。

【００８８】このように本実施の形態に係る半導体レー
ザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，第
２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体によりそれぞれ構成すると共に活性層１０
７をＡｌＧａＡｓ混晶により構成し、かつ活性層１０７
を量子ドット構造とするようにしたので、活性層１０７
の量子準位を利用することにより、しきい値を低くする
ことができる。

【００８９】なお、本実施の形態では、活性層１０７を
ＡｌＧａＡｓ混晶により構成する場合について説明した
が、活性層１０７をＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成する
ようにしてもよい。また、第１の実施の形態において説
明したように、本実施の形態についても、第１のガイド
層６および第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶ある
いはＺｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよ
い。

【００９０】（第８の実施の形態）図１３は本発明の第
８の実施の形態に係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、活性層１１７の構成が
異なることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有
している。よって、ここでは、同一の構成要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００９１】活性層１１７は、例えば、不純物を添加し
ていないＩＶ族半導体のゲルマニウム（ｉ−Ｇｅ）によ
り構成されている。すなわち、活性層１１７とｎ型クラ
ッド層５，ｐ型クラッド層９，第１のガイド層６または
第２のガイド層８との各バンドギャップ差がそれぞれ大
きくなっている。活性層１１７の厚さは、目的に応じて
適宜決定される。例えば、活性層１１７とｎ型クラッド
層５などとのバンドギャップ差を大きくしてオーバーフ
ロー電流を抑制するのであれば、厚さを厚くして活性層
１１７が量子構造を有さないように構成する。また、量
子準位を利用して発光波長を調節したりするのであれ
ば、厚さを薄くして活性層１１７が量子構造を有するよ
うに構成する。

【００９２】このような構成を有する半導体レーザは、
第１の実施の形態と同様にして製造することができる。
また、第１の実施の形態と同様にして発光する。

【００９３】このように、本実施の形態に係る半導体レ
ーザによれば、ｎ型クラッド層５，第１のガイド層６，
第２のガイド層８およびｐ型クラッド層９をＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体によりそれぞれ構成し、かつ活性層１１
７をゲルマニウムにより構成するようにしたので、ｎ型
クラッド層５，第１のガイド層６，第２のガイド層８ま
たはｐ型クラッド層９と活性層１１７との各バンドギャ
ップ差をそれぞれ大きくすることができる。よって、第
１の実施の形態と同様にオーバーフロー電流を抑制する
ことができる。また、活性層１１７を量子化するように
すれば、量子準位を利用することにより、発光波長を調
節することもできる。

【００９４】なお、本実施の形態についても、第１の実
施の形態において説明したように、第１のガイド層６お
よび第２のガイド層８をＺｎＭｇＳＳｅ混晶あるいはＺ
ｎＳｅによりそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００９５】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、上記各実施
の形態においては、第１のＩＩ−ＶＩ族バッファ層３，
第２のＩＩ−ＶＩ族バッファ層４，ｎ型クラッド層５，
第１のガイド層６，第２のガイド層８，ｐ型クラッド層
９，第１のキャップ層１０，第２のキャップ層１１，超
格子層１２およびコンタクト層１３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）により
各層をそれぞれ構成することもできる。

【００９６】なお、その際、上記各実施の形態において
は、ｎ型クラッド層５とｐ型クラッド層９とを同一の材
料および同一の組成でそれぞれ構成し、第１のガイド層
６と第２のガイド層８とを同一の材料および同一の組成
でそれぞれ構成するようにしたが、それらを互いに異な
った材料それぞれ構成するようにしてもよく、また互い
に異なった組成でそれぞれ構成するようにしてもよい。

【００９７】また、上記第１乃至第７の各実施の形態に
おいては、活性層７，５７，６７，７７，８７，９７，
１０７をそれぞれ構成するＩＩＩ−Ｖ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ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（すなわち、ホウ素
（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ）およ
びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれた少なくと
も１種のＩＩＩ族元素と、窒素（Ｎ），燐（Ｐ），ヒ素
（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）
からなる群より選ばれた少なくとも１種のＶ族元素とを
含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体）により活性層７，５
７，６７，７７，８７，９７，１０７をそれぞれ構成す
ることもできる。

【００９８】更に、上記第８の実施の形態においては、
活性層１１７を構成するＩＶ族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ＩＶ族半
導体（すなわち、炭素（Ｃ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマ
ニウム（Ｇｅ）およびスズ（Ｓｎ）からなる群より選ば
れた少なくとも１種のＩＶ族元素を含むＩＶ族半導体）
により活性層１１７を構成することもできる。

【００９９】加えて、上記第３乃至第６の各実施の形態
においては、活性層６７，７７，８７，９７の厚さにつ
いて具体的な例を挙げて説明したが、量子準位による発
光エネルギーＥ_PLの上昇は、材料によっても異なるが多
くの場合において活性層６７，７７，８７，９７の厚さ
を１０ｎｍ以下とすることにより得ることができる。よ
って、活性層の厚さを１０ｎｍ以下、１原子層以上の範
囲内で適宜に決定することにより、それに応じて発光波
長を短くすることができ、発光波長の選択できる幅を広
げることができる。

【０１００】更にまた、上記第３および第４の各実施の
形態においては、活性層６７，７７を構成するＡｌＧａ
Ａｓ混晶の１つの組成について活性層６７，７７の厚さ
を変化させた場合についてのみ説明したが、上記第６の
実施の形態において説明したように、活性層６７，７７
の組成も変動させて、更に広い範囲において発光波長を
調節することもできる。

【０１０１】加えてまた、上記第３乃至第６の各実施の
形態においては、量子準位の第１準位を用いる場合につ
いて説明したが、本発明によれば、クラッド層またはガ
イド層と活性層とのバンドギャップ差が大きくなってい
るので、活性層は複数の量子準位を有することもでき
る。よって、その複数の量子準位を用いて、電圧を変化
させることにより発光波長を変化させることもできる。

【０１０２】更にまた、上記第３乃至第６の各実施の形
態においては、活性層６７，７７，８７，９７を量子井
戸構造とする（すなわち２次元的に量子化する）場合に
ついて説明し、上記第７の実施の形態においては、活性
層１０７を量子ドット構造とする（すなわち０次元的に
量子化する）場合について説明したが、活性層を量子箱
構造とする（すなわち１次元的に量子化する）ようにし
てもよい。この場合も、量子準位を用いることにより、
同様の効果を得ることができる。

【０１０３】加えてまた、上記各実施の形態において
は、半導体レーザの構造について一例を挙げてそれぞれ
説明したが、本発明は、他の構造を有するものについて
も同様に適用することができる。例えば、基板にｐ型ク
ラッド層，第２のガイド層，活性層，第１のガイド層お
よびｎ型クラッド層を順次積層したものについても適用
することができる。また、第１のガイド層６および第２
のガイド層８については備えていなくてもよい。

【０１０４】更にまた、上記各実施の形態においては、
半導体レーザ（laser diode ；ＬＤ）についてのみ説明
したが、本発明は、発光ダイオード（light emitting d
iode；ＬＥＤ）などの他の半導体発光素子について適用
することができる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至１７の
いずれか１に記載の半導体発光素子によれば、第１導電
型クラッド層および第２導電型クラッド層をＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体によりそれぞれ構成し、かつ活性層をＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成するようにしたの
で、第１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層
と活性層との各バンドギャップ差をそれぞれ大きくする
ことができる。よって、オーバーフロー電流を抑制する
ことができ、しきい値の変化、すなわち劣化を防止する
ことができる。従って、寿命を延長させることができる
という効果を奏する。また、オーバーフロー電流は特に
高温において起こりやすいので、温度特性を向上させる
ことができ、高温においても長期間に渡って安定して使
用することができるという効果を奏する。

【０１０６】また、請求項３記載の半導体発光素子によ
れば、活性層の厚さを１０ｎｍ以下とするようにしたの
で、活性層の厚さを調節して量子準位を利用することに
より、発光エネルギーを量子準位に応じて活性層のバン
ドギャップよりも大きくすることができる。すなわち、
発光波長を調節することができる。特に、第１導電型ク
ラッド層および第２導電型クラッド層と活性層とのバン
ドギャップ差が大きくなっているので、活性層の量子準
位を大きくすることができ、選択できる発光波長の幅を
広げることができるという効果を奏する。

【０１０７】更に、請求項６または７記載の半導体発光
素子によれば、活性層をアルミニウムおよびガリウムか
らなるＩＩＩ族元素と、ヒ素からなるＶ族元素とを含む
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成し、かつその組成
と活性層の厚さとをそれぞれ調節するようにしたので、
５２０ｎｍまたは６２０ｎｍの任意の発光波長を得るこ
とができるという効果を奏する。

【０１０８】加えて、請求項１０または１２記載の半導
体発光素子によれば、活性層をアルミニウム，ガリウム
およびインジウムからなるＩＩＩ族元素と、燐からなる
Ｖ族元素とを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成
し、かつその組成と活性層の厚さとをそれぞれ調節する
ようにしたので、５２０ｎｍまたは６２０ｎｍの任意の
発光波長を得ることができるという効果を奏する。

【０１０９】更にまた、請求項１４記載の半導体発光素
子によれば、ガリウムからなるＩＩＩ族元素とヒ素から
なるＶ族元素とを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により
構成された基板を備えるようにしたので、第１導電型ク
ラッド層，第２導電型クラッド層および活性層をそれぞ
れ基板と格子整合させることができる。よって、それら
の結晶性を向上させることができ、素子の特性を向上さ
せることができると共に、劣化を防止することができる
という効果を奏する。また、活性層の組成を基板と格子
整合する範囲内において調整することができ、発光波長
の選択できる幅を広くすることもできるという効果も奏
する。

【０１１０】加えてまた、請求項１５または１７に記載
の半導体発光素子によれば、活性層の少なくとも一部を
ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを交互に供給することにより
成長させたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成するよ
うにしたので、また第１のガイド層の少なくとも一部ま
たは第２のガイド層の少なくとも一部をＩＩ族元素とＶ
Ｉ族元素とを交互に供給することにより成長させたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体により構成するようにしたので、
それらの結晶性を向上させることができ、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。

【０１１１】更にまた、請求項１８乃至２０のいずれか
１に記載の半導体発光素子によれば、第１導電型クラッ
ド層および第２導電型クラッド層をＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体によりそれぞれ構成し、かつ活性層をＩＶ族半導
体により構成するようにしたので、第１導電型クラッド
層および第２導電型クラッド層と活性層との各バンドギ
ャップ差をそれぞれ大きくすることができる。よって、
オーバーフロー電流を抑制することができ、劣化を防止
することができると共に、温度特性も向上させることが
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】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体およびＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体の格子定数とバンドギャップとの関係を表
す特性図である。

【図３】図１に示した半導体レーザの製造に用いるＭＢ
Ｅ結晶成長装置を表す構成図である。

【図４】本発明の第２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５】本発明の第３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６】活性層の厚さと発光エネルギーＥ_PLおよびその
量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を表す特性図であ
る。

【図７】本発明の第４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８】本発明の第５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９】活性層の厚さと発光エネルギーＥ_PLおよびその
量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を表す特性図であ
る。

【図１０】本発明の第６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１１】活性層の厚さと発光エネルギーＥ_PLおよびそ
の量子準位による上昇分Ｅ_QWとの関係を表す特性図であ
る。

【図１２】本発明の第７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１３】本発明の第８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。

【符号の説明】

１…基板、２…ＩＩＩ−Ｖ族バッファ層、３…第１のＩ
Ｉ−ＶＩ族バッファ層、４…第２のＩＩ−ＶＩ族バッフ
ァ層、５…ｎ型クラッド層（第１導電型クラッド層）、
６…第１のガイド層、７，５７，６７，７７，８７，９
７，１０７，１１７…活性層、８…第２のガイド層、９
…ｐ型クラッド層（第２導電型クラッド層）、１０…第
１のキャップ層、１１…第２のキャップ層、１２…超格
子層、１３…コンタクト層、１４…絶縁層、１５…ｐ側
電極、１６…ｎ側電極、２０，３０…成長室、２１，３
１…基板ホルダ、２２，３２…粒子線源セル、２３，３
３…シャッター、３４…プラズマ発生室、４１…真空搬
送室、４２…基板導入室、４３…ゲートバルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），
カドミウム（Ｃｄ），ベリリウム（Ｂｅ），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第１導電型クラッド層および
第２導電型クラッド層と、これら第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層と
の間に形成され、ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａ
ｌ），ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）から
なる群のうちの少なくとも１種のＩＩＩ族元素と、窒素
（Ｎ），リン（Ｐ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓ
ｂ）およびビスマス（Ｂｉ）からなる群のうちの少なく
とも１種のＶ族元素とを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
よりなる活性層とを備えた半導体発光素子。
【請求項２】前記第１導電型クラッド層または前記第
２導電型クラッド層と前記活性層との各バンドギャップ
差は、それぞれ５００ｍｅＶ以上であることを特徴とす
る請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】前記活性層の厚さは１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】前記活性層は、アルミニウムおよびガリ
ウムからなるＩＩＩ族元素と、ヒ素からなるＶ族元素と
を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体よりなることを特徴と
する請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項５】前記活性層を構成するＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体のＩＩＩ族元素における組成比は、アルミニウ
ムが４０モル％およびガリウムが６０モル％であること
を特徴とする請求項４記載の半導体発光素子。
【請求項６】前記活性層の厚さは１．２ｎｍであるこ
とを特徴とする請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】前記活性層の厚さは６ｎｍであることを
特徴とする請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項８】前記活性層は、アルミニウム，ガリウム
およびインジウムからなるＩＩＩ族元素と、燐からなる
Ｖ族元素とを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体よりなるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項９】前記活性層を構成するＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体のＩＩＩ族元素における組成比は、アルミニウ
ムが２３モル％，ガリウムが２９モル％およびインジウ
ムが４８モル％であることを特徴とする請求項８記載の
半導体発光素子。
【請求項１０】前記活性層の厚さは２．５ｎｍである
ことを特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】前記活性層を構成するＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体のＩＩＩ族元素における組成比は、アルミニ
ウムが３モル％，ガリウムが４９モル％およびインジウ
ムが４８モル％であることを特徴とする請求項８記載の
半導体発光素子。
【請求項１２】前記活性層の厚さは６ｎｍであること
を特徴とする請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】前記活性層に量子準位が形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項１４】更に、前記第１導電型クラッド層，前
記活性層および前記第２導電型クラッド層が積層される
基板を備えると共に、この基板はガリウムからなるＩＩ
Ｉ族元素と、ヒ素からなるＶ族元素とを含むＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体よりなることを特徴とする請求項１記載
の半導体発光素子。
【請求項１５】前記活性層の少なくとも一部は、ＩＩ
Ｉ族元素とＶ族元素とを交互に供給することにより成長
させたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体よりなることを特徴と
する請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項１６】更に、前記第１導電型クラッド層と前記活性層との間に形成さ
れ、前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体よりなる第１のガイ
ド層と、前記活性層と前記第２導電型クラッド層との間に形成さ
れ、前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体よりなる第２のガイ
ド層とを備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体
発光素子。
【請求項１７】前記第１のガイド層の少なくとも一部
または前記第２のガイド層の少なくとも一部は、ＩＩ族
元素とＶＩ族元素とを交互に供給することにより成長さ
せたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体よりなることを特徴とす
る請求項１６記載の半導体発光素子。
【請求項１８】亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍ
ｇ），カドミウム（Ｃｄ），ベリリウム（Ｂｅ），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第１導電型クラッ
ド層および第２導電型クラッド層と、これら第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層と
の間に形成され、炭素（Ｃ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマ
ニウム（Ｇｅ）およびスズ（Ｓｎ）からなる群のうちの
少なくとも１種のＩＶ族元素を含むＩＶ族半導体よりな
る活性層とを備えた半導体発光素子。
【請求項１９】前記活性層に量子準位が形成されてい
ることを特徴とする請求項１８記載の半導体発光素子。
【請求項２０】更に、前記第１導電型クラッド層と前記活性層との間に形成さ
れ、前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体よりなる第１のガイ
ド層と、前記活性層と前記第２導電型クラッド層との間に形成さ
れ、前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体よりなる第２のガイ
ド層とを備えたことを特徴とする請求項１８記載の半導
体発光素子。