JP2000058982A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡｌＧａＩｎＰあるいはＧａＩｎＰのいずれ
か一方を含むエッチング停止層とＧａＡｓ電流阻止層と
を備えるＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザにおいて、動
作電流を低減する。 【解決手段】 ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止
層とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層との間に、エッチング停止
層よりＡｌ組成比の高いＡｌＧａＩｎＰあるいはＡｌＩ
ｎＰのいずれか一方もしくは両方から成る第２の電流阻
止層を設ける。第２の電流阻止層の層厚は１０〜１００
ｎｍが望ましく、導電型はｎ型が望ましい。
か一方を含むエッチング停止層とＧａＡｓ電流阻止層と
を備えるＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザにおいて、動
作電流を低減する。 【解決手段】 ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止
層とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層との間に、エッチング停止
層よりＡｌ組成比の高いＡｌＧａＩｎＰあるいはＡｌＩ
ｎＰのいずれか一方もしくは両方から成る第２の電流阻
止層を設ける。第２の電流阻止層の層厚は１０〜１００
ｎｍが望ましく、導電型はｎ型が望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクシステ
ムの光源などに用いられるＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レ
ーザ素子などの半導体発光素子に関するものである。
ムの光源などに用いられるＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レ
ーザ素子などの半導体発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体発光素子、特にＡｌＧａＩ
ｎＰ赤色半導体レーザは、例えば特開昭６２−２００７
８６号公報に示されるように、電流阻止層としてＧａＡ
ｓのみを用いた構造が一般的であった。
ｎＰ赤色半導体レーザは、例えば特開昭６２−２００７
８６号公報に示されるように、電流阻止層としてＧａＡ
ｓのみを用いた構造が一般的であった。
【０００３】図３は、従来の半導体発光素子の製造工程
の手順を示す側断面図である。
の手順を示す側断面図である。
【０００４】従来例の製造方法は、まず、図３（ａ）に
示すｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、第１回目のＭＯＰＶ
Ｅ成長により、図３（ｂ）に示すようにｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
３、活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
１０５、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８をそれぞれ形成する。
示すｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、第１回目のＭＯＰＶ
Ｅ成長により、図３（ｂ）に示すようにｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
３、活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
１０５、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８をそれぞれ形成する。
【０００５】次に、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層１０８上に、
ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成し、これに写真蝕刻を
施してストライプ状のマスク１１３を形成し、ウエット
エッチング法により図３（ｃ）に示すように、ｐ−（Ａ
ｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層１０６に達するまでｐ
−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチング
し、ストライプ状のメサを形成する。
ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成し、これに写真蝕刻を
施してストライプ状のマスク１１３を形成し、ウエット
エッチング法により図３（ｃ）に示すように、ｐ−（Ａ
ｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層１０６に達するまでｐ
−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチング
し、ストライプ状のメサを形成する。
【０００６】続いて、第２回目のＭＯＶＰＥ成長によ
り、図３（ｄ）に示すように、ストライプ状のマスク１
１３を除く部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９を選択
的に形成し、マスク１１３を除去する。
り、図３（ｄ）に示すように、ストライプ状のマスク１
１３を除く部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９を選択
的に形成し、マスク１１３を除去する。
【０００７】最後に、第３回目のＭＯＶＰＥ成長法によ
り、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０を形成し、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０の上にｐ側電極１１１
を、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の下にｎ側電極１１２をそ
れぞれ形成することにより、図３（ｅ）に示す構造の半
導体発光素子が完成する。
り、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０を形成し、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０の上にｐ側電極１１１
を、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の下にｎ側電極１１２をそ
れぞれ形成することにより、図３（ｅ）に示す構造の半
導体発光素子が完成する。
【０００８】従来例におけるｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエ
ッチング停止層１０６の役割は、ウエットエッチングに
よりｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチ
ングする際、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層
１０６と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７に
おけるＡｌ組成比の違いにより、ウエットエッチング速
度が異なることを利用し、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッ
チング停止層１０６の上面でエッチングを停止させるこ
とにある。
ッチング停止層１０６の役割は、ウエットエッチングに
よりｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチ
ングする際、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層
１０６と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７に
おけるＡｌ組成比の違いにより、ウエットエッチング速
度が異なることを利用し、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッ
チング停止層１０６の上面でエッチングを停止させるこ
とにある。
【０００９】通常、Ａｌ組成比が低いほどウエットエッ
チング速度が遅くなるため、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエ
ッチング停止層１０６のＡｌ組成比は、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ上部クラッド層１０７のＡｌ組成比に比べて十分小
さく（もしくはＡｌ組成比が０と）なるように設定す
る。
チング速度が遅くなるため、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエ
ッチング停止層１０６のＡｌ組成比は、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ上部クラッド層１０７のＡｌ組成比に比べて十分小
さく（もしくはＡｌ組成比が０と）なるように設定す
る。
【００１０】また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０の
上に設けられたｐ型電極１１１からの電流は、ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７を通って発光部１１５
に流れるが、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９はこの電流
をブロックし、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０
７のみに注入する。
上に設けられたｐ型電極１１１からの電流は、ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７を通って発光部１１５
に流れるが、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９はこの電流
をブロックし、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０
７のみに注入する。
【００１１】しかし、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９
は、後述するように、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９の
成長時、ならびにｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０の成
長時に、一部がｐ型に反転したｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
１１４が形成される。
は、後述するように、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０９の
成長時、ならびにｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１０の成
長時に、一部がｐ型に反転したｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
１１４が形成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来例の問題点は、図
３（ｅ）に示すように、発光部以外を流れる無効電流成
分が多くなるため、閾値電流が高く発光効率が低い点で
ある。
３（ｅ）に示すように、発光部以外を流れる無効電流成
分が多くなるため、閾値電流が高く発光効率が低い点で
ある。
【００１３】その理由は、第２回目の成長（ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層の成長）と、第３回目の成長（ｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層の成長）の際に、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎ
Ｐエッチング停止層と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッ
ド層中のドーパントであるＺｎがｎ−ＧａＡｓ電流阻止
層へと拡散し、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層の一部がｐ型に
反転してしまうためである。
ｓ電流阻止層の成長）と、第３回目の成長（ｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層の成長）の際に、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎ
Ｐエッチング停止層と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッ
ド層中のドーパントであるＺｎがｎ−ＧａＡｓ電流阻止
層へと拡散し、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層の一部がｐ型に
反転してしまうためである。
【００１４】Ｚｎの拡散を防止する対策としては、ｐ−
（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層と、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ上部クラッド層のＺｎ濃度を下げる方法、第２回
目と第３回目の成長温度を下げるなどの方法が考えられ
る。
（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層と、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ上部クラッド層のＺｎ濃度を下げる方法、第２回
目と第３回目の成長温度を下げるなどの方法が考えられ
る。
【００１５】しかし、これらの方法は活性層からの電子
のオーバーフローの増大、素子抵抗の増大、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層やｐ−ＧａＡｓコンタクト層における結晶
性の悪化といった別の問題が生じる。
のオーバーフローの増大、素子抵抗の増大、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層やｐ−ＧａＡｓコンタクト層における結晶
性の悪化といった別の問題が生じる。
【００１６】したがって、これらの方法は不適切であ
り、Ｚｎ拡散によるｎ−ＧａＡｓ電流阻止層のｎ型から
ｐ型への反転は避けられない。
り、Ｚｎ拡散によるｎ−ＧａＡｓ電流阻止層のｎ型から
ｐ型への反転は避けられない。
【００１７】また、ｐ−ＧａＡｓの抵抗率は約０．０１
〜０．１Ωｃｍと、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰの約１Ωｃｍに
比べて小さいため、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層
はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層よりも電流が流れ
やすくなる。
〜０．１Ωｃｍと、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰの約１Ωｃｍに
比べて小さいため、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層
はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層よりも電流が流れ
やすくなる。
【００１８】更に、Ａｌ組成比の低い（もしくはＡｌ組
成比が０の）ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層
が存在するため、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層
と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層との間で形成さ
れるエネルギー障壁が小さくなり、ｐ型に反転したＧａ
Ａｓ電流阻止層からｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
へ電流が流れやすくなる。
成比が０の）ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層
が存在するため、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層
と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層との間で形成さ
れるエネルギー障壁が小さくなり、ｐ型に反転したＧａ
Ａｓ電流阻止層からｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
へ電流が流れやすくなる。
【００１９】したがって、図（ｅ）に示すように、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層を通って発光部を流れる
電流以外に、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層を通っ
て発光部以外を流れる無効電流成分が増大するため、発
光効率が低下する。
ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層を通って発光部を流れる
電流以外に、ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層を通っ
て発光部以外を流れる無効電流成分が増大するため、発
光効率が低下する。
【００２０】本発明は、上記したような従来の技術が有
する問題点を解決するために成されたものであり、半導
体発光素子に関し、動作電流の低いＡｌＧａＩｎＰ赤色
半導体レーザを提供することを目的とする。
する問題点を解決するために成されたものであり、半導
体発光素子に関し、動作電流の低いＡｌＧａＩｎＰ赤色
半導体レーザを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、ＧａＩｎＰあるいはＡｌ
ＧａＩｎＰいずれか一方もしくは両方を含む活性層と、
第２導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とを含むダブルへ
テロ構造を有し、前記ダブルへテロ構造上にＧａＩｎＰ
あるいはＡｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両方を
含む第２導電型エッチング停止層と、第１導電型ＧａＡ
ｓ電流阻止層とを有する半導体発光素子であって、前記
第２導電型エッチング停止層と、前記第１導電型ＧａＡ
ｓ電流阻止層との間に前記第２導電型エッチング停止層
よりＡｌ組成比の高いＡｌＧａＩｎＰあるいはＡｌＩｎ
Ｐのいずれか一方もしくは両方を含んで成る第２の電流
阻止層を有している。
成するために、第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、ＧａＩｎＰあるいはＡｌ
ＧａＩｎＰいずれか一方もしくは両方を含む活性層と、
第２導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とを含むダブルへ
テロ構造を有し、前記ダブルへテロ構造上にＧａＩｎＰ
あるいはＡｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両方を
含む第２導電型エッチング停止層と、第１導電型ＧａＡ
ｓ電流阻止層とを有する半導体発光素子であって、前記
第２導電型エッチング停止層と、前記第１導電型ＧａＡ
ｓ電流阻止層との間に前記第２導電型エッチング停止層
よりＡｌ組成比の高いＡｌＧａＩｎＰあるいはＡｌＩｎ
Ｐのいずれか一方もしくは両方を含んで成る第２の電流
阻止層を有している。
【００２２】より詳細には、前記第２の電流阻止層の層
厚が１０ｎｍ以上、かつ１００ｎｍ以下であることを特
徴とする。
厚が１０ｎｍ以上、かつ１００ｎｍ以下であることを特
徴とする。
【００２３】より詳細には、前記第２の電流阻止層がｎ
型半導体であることを特徴とする。上記のように構成さ
れた半導体発光素子は、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻
止層と、前記第２導電型エッチング停止層との間に、前
記第２導電型エッチング停止層よりＡｌ組成比の高い、
望ましくはＡｌ組成比が０．５以上の前記第２の電流阻
止層を有するので、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻止層
の一部がｐ型に反転しても、価電子帯における前記第２
導電型エッチング停止層との界面に４５０ｍｅＶ以上の
大きなエネルギー障壁が形成される。したがって、発光
に寄与しない無効電流が十分抑制され、閾値電流が低減
して発光効率が向上する。
型半導体であることを特徴とする。上記のように構成さ
れた半導体発光素子は、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻
止層と、前記第２導電型エッチング停止層との間に、前
記第２導電型エッチング停止層よりＡｌ組成比の高い、
望ましくはＡｌ組成比が０．５以上の前記第２の電流阻
止層を有するので、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻止層
の一部がｐ型に反転しても、価電子帯における前記第２
導電型エッチング停止層との界面に４５０ｍｅＶ以上の
大きなエネルギー障壁が形成される。したがって、発光
に寄与しない無効電流が十分抑制され、閾値電流が低減
して発光効率が向上する。
【００２４】また、一般に、層厚の厚い前記第２の電流
阻止層をメサ形状の上に選択成長すると、選択性が悪化
してマスク上に多結晶が析出したり、前記第２の電流阻
止層の組成がメサ側面部と平坦部とで異なるために、結
晶性が悪化するという問題が発生する。
阻止層をメサ形状の上に選択成長すると、選択性が悪化
してマスク上に多結晶が析出したり、前記第２の電流阻
止層の組成がメサ側面部と平坦部とで異なるために、結
晶性が悪化するという問題が発生する。
【００２５】しかし、本発明では、前記第２の電流阻止
層の層厚を１００ｎｍ以下に設定するため成長時の選択
性が良好に保たれ、前記第２の電流阻止層の組成ずれに
基づく結晶性の低下を最小限に抑えることができ、か
つ、特別な工夫を必要とせずに容易に前記第２の電流阻
止層が形成できる。
層の層厚を１００ｎｍ以下に設定するため成長時の選択
性が良好に保たれ、前記第２の電流阻止層の組成ずれに
基づく結晶性の低下を最小限に抑えることができ、か
つ、特別な工夫を必要とせずに容易に前記第２の電流阻
止層が形成できる。
【００２６】また、前記第２の電流阻止層の導電型は、
如何様においても同様の効果を発揮する。特に、ｎ型に
設定した場合において、前記第２導電型エッチング停止
層と、前記第２導電型上部クラッド層から前記第１導電
型ＧａＡｓ電流阻止層へのＺｎの拡散を抑制できるた
め、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻止層のｐ型への反転
を防止でき、無効電流を抑制する効果が一層大きくな
る。
如何様においても同様の効果を発揮する。特に、ｎ型に
設定した場合において、前記第２導電型エッチング停止
層と、前記第２導電型上部クラッド層から前記第１導電
型ＧａＡｓ電流阻止層へのＺｎの拡散を抑制できるた
め、前記第１導電型ＧａＡｓ電流阻止層のｐ型への反転
を防止でき、無効電流を抑制する効果が一層大きくな
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２８】図１は、本発明の半導体発光素子の実施例
の構造を示す斜視図である。
の構造を示す斜視図である。
【００２９】図１において、本発明はｎ−ＧａＡｓ基板
１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２が形成され、更にこの
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２上にはｎ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッ
ド層５から成るダブルヘテロ接合構造と、ｐ−（Ａｌ）
ＧａＩｎＰエッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上
部クラッド層７、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８、Ａｌ（Ｇ
ａ）ＩｎＰ電流阻止層９、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１
０、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１が形成されている。
また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１の上にはｐ側電極
１２が形成され、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下にはｎ側電極
１３が形成されている。
１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２が形成され、更にこの
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２上にはｎ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッ
ド層５から成るダブルヘテロ接合構造と、ｐ−（Ａｌ）
ＧａＩｎＰエッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上
部クラッド層７、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８、Ａｌ（Ｇ
ａ）ＩｎＰ電流阻止層９、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１
０、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１が形成されている。
また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１の上にはｐ側電極
１２が形成され、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下にはｎ側電極
１３が形成されている。
【００３０】一方、図２は、図１に示した半導体発光素
子の製造工程の手順を示した側断面図である。
子の製造工程の手順を示した側断面図である。
【００３１】図２において、各層の成長方法には減圧下
のＭＯＶＰＥ法を用い、原料は、トリメチルインジウム
（ＴＭＩｎ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、
トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、ジエチルジンク（Ｄ
ＥＺｎ）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3）、アルシン（ＡｓＨ3）等を用いた。成長温度は約
７００℃とした。
のＭＯＶＰＥ法を用い、原料は、トリメチルインジウム
（ＴＭＩｎ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、
トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、ジエチルジンク（Ｄ
ＥＺｎ）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3）、アルシン（ＡｓＨ3）等を用いた。成長温度は約
７００℃とした。
【００３２】まず、図２（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板
１上に、第１回目の成長として、図２（ｂ）に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッ
ド層５、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層６、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ｐ−ＧａＩｎＰ
中間層８を形成する。
１上に、第１回目の成長として、図２（ｂ）に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッ
ド層５、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層６、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ｐ−ＧａＩｎＰ
中間層８を形成する。
【００３３】ここで、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチン
グ停止層６のＡｌ組成比は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部ク
ラッド層７とのウエットエッチング速度に十分な差が出
るように、十分低く設定する。
グ停止層６のＡｌ組成比は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部ク
ラッド層７とのウエットエッチング速度に十分な差が出
るように、十分低く設定する。
【００３４】より詳細には、例えば、ｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐ上部クラッド層７の組成を（Ａｌ XＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐとする（ｘは０．０以上１．０以下）。このとき
Ａｌ組成比ｘを０．７とした場合、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩ
ｎＰエッチング停止層６のＡｌ組成比は０．２以下、望
ましくは０とするとよい。
Ｐ上部クラッド層７の組成を（Ａｌ XＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐとする（ｘは０．０以上１．０以下）。このとき
Ａｌ組成比ｘを０．７とした場合、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩ
ｎＰエッチング停止層６のＡｌ組成比は０．２以下、望
ましくは０とするとよい。
【００３５】次に、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８の上にスト
ライプ状のマスク１４を形成し、ウエットエッチングを
用いて、図２（ｃ）に示すように、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩ
ｎＰエッチング停止層６に達するまでｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐ上部クラッド層７をエッチングし、ストライプ状のメ
サを形成する。
ライプ状のマスク１４を形成し、ウエットエッチングを
用いて、図２（ｃ）に示すように、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩ
ｎＰエッチング停止層６に達するまでｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐ上部クラッド層７をエッチングし、ストライプ状のメ
サを形成する。
【００３６】次いで、第２回目の成長において、図２
（ｄ）に示すように、ストライプ状のマスク１４を除く
部分にＡｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９、ｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１０を選択的に形成し、その後マスク１４を
除去する。
（ｄ）に示すように、ストライプ状のマスク１４を除く
部分にＡｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９、ｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１０を選択的に形成し、その後マスク１４を
除去する。
【００３７】Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９の層厚
は、十分大きなエネルギー障壁として作用するように、
かつ、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９の成長の際に選
択性が悪化しないように、適切な厚さに設定する。
は、十分大きなエネルギー障壁として作用するように、
かつ、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９の成長の際に選
択性が悪化しないように、適切な厚さに設定する。
【００３８】より詳細には、１０〜１００ｎｍとするの
が望ましい。
が望ましい。
【００３９】なお、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９の
導電型は如何様でも構わないが、隣接するｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１０がｐ型に反転するのを防止する意味で、
Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９はｎ型半導体に設定す
るのが望ましい。
導電型は如何様でも構わないが、隣接するｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１０がｐ型に反転するのを防止する意味で、
Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９はｎ型半導体に設定す
るのが望ましい。
【００４０】また、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層９の
Ａｌ組成比は、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止
層６のＡｌ組成比より高く設定する。より詳細には０．
５以上、望ましくは１．０とすると良い。
Ａｌ組成比は、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止
層６のＡｌ組成比より高く設定する。より詳細には０．
５以上、望ましくは１．０とすると良い。
【００４１】次に、第３回目の成長において、全面にｐ
−ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する。次いで、ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１１の上面にｐ側電極１２を形成
し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電極１３を形成す
ることにより、図２（ｅ）に示す構造の半導体発光素子
が完成する。
−ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する。次いで、ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１１の上面にｐ側電極１２を形成
し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電極１３を形成す
ることにより、図２（ｅ）に示す構造の半導体発光素子
が完成する。
【００４２】なお、本発明の半導体発光素子の製造方法
においては、図２（ｂ）に示した第１回目の成長におい
て、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８の上にｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１１の一部までを形成し、その上にストライプ状
のマスク１４を形成して、以下同様の製造工程を施して
もよい。
においては、図２（ｂ）に示した第１回目の成長におい
て、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８の上にｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１１の一部までを形成し、その上にストライプ状
のマスク１４を形成して、以下同様の製造工程を施して
もよい。
【００４３】この場合、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層８が第１
回目の成長と第２回目の成長との間で空気中に晒される
ことがなく、また、第３回目の成長の昇温時にｐ−Ｇａ
ＩｎＰ中間層８が熱的劣化を受けないため、ｐ−ＧａＩ
ｎＰ中間層８の結晶性の低下を防ぐことができ、素子特
性の悪化を防止する効果が一層大きくなる。
回目の成長と第２回目の成長との間で空気中に晒される
ことがなく、また、第３回目の成長の昇温時にｐ−Ｇａ
ＩｎＰ中間層８が熱的劣化を受けないため、ｐ−ＧａＩ
ｎＰ中間層８の結晶性の低下を防ぐことができ、素子特
性の悪化を防止する効果が一層大きくなる。
【００４４】また、本発明の半導体発光素子において
は、成長方法、成長温度、成長圧力等は如何様でも差し
支えない。
は、成長方法、成長温度、成長圧力等は如何様でも差し
支えない。
【００４５】さらに、活性層の構造は多重量子井戸構造
を有していても良く、光導波層を含んだ分離閉じこめ構
造を有していても良い。また、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流
阻止層９が多層構造から成る場合や層厚方向に組成が変
化している場合にも、本発明を適用でき、同様の効果が
得られる。さらに、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング
停止層６が多層構造から成る場合や層厚方向に組成が変
化している場合にも、本発明を適用でき、同様の効果が
得られる。
を有していても良く、光導波層を含んだ分離閉じこめ構
造を有していても良い。また、Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流
阻止層９が多層構造から成る場合や層厚方向に組成が変
化している場合にも、本発明を適用でき、同様の効果が
得られる。さらに、ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング
停止層６が多層構造から成る場合や層厚方向に組成が変
化している場合にも、本発明を適用でき、同様の効果が
得られる。
【００４６】
【発明の効果】本発明は以上説明したように実施されて
いるので、以下の２点に示す効果を奏する。
いるので、以下の２点に示す効果を奏する。
【００４７】第１の効果は、動作電流が低い点である。
これにより、低消費電力化や温度特性・信頼性の向上が
可能となる。
これにより、低消費電力化や温度特性・信頼性の向上が
可能となる。
【００４８】その理由は、第１導電型電流阻止層と、第
２導電型エッチング停止層との間に設けた第２の電流阻
止層により、発光部以外を流れる無効電流成分を大幅に
減少できるためである。
２導電型エッチング停止層との間に設けた第２の電流阻
止層により、発光部以外を流れる無効電流成分を大幅に
減少できるためである。
【００４９】第２の効果は、特別な製造工程を必要とせ
ず容易に作製できる点である。
ず容易に作製できる点である。
【００５０】その理由は、第２の電流阻止層の層厚を１
００ｎｍ以下に設定するため、第２の電流阻止層の成長
時の選択性と、結晶性を良好に保つことができるためで
ある。
００ｎｍ以下に設定するため、第２の電流阻止層の成長
時の選択性と、結晶性を良好に保つことができるためで
ある。
【図１】本発明の実施例の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例を製造工程順に示す側断面図で
ある。
ある。
【図３】従来例を製造工程順に示す側断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層 ６ ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層 ７ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 ８ ｐ−ＧａＩｎＰ中間層 ９ Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ電流阻止層 １０ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １１ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １２ ｐ側電極 １３ ｎ側電極 １４ マスク １０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １０３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １０４ 活性層 １０５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層 １０６ ｐ−（Ａｌ）ＧａＩｎＰエッチング停止層 １０７ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 １０８ ｐ−ＧａＩｎＰ中間層 １０９ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １１０ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １１１ ｐ側電極 １１２ ｎ側電極 １１３ マスク １１４ ｐ型に反転したＧａＡｓ電流阻止層 １１５ 発光部
Claims (6)
- 【請求項１】 第１導電型ＧａＡｓ基板上に、第１導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、ＧａＩｎＰあるいはＡ
ｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両方を含む活性層
と、第２導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とを含むダブ
ルへテロ構造を有し、前記ダブルへテロ構造上にＧａＩ
ｎＰあるいはＡｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両
方を含む第２導電型エッチング停止層と、第１導電型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層とを有する半導体発光素子であって、 前記第２導電型エッチング停止層と、前記第１導電型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層との間に、前記第２導電型エッチング
停止層よりＡｌ組成比の高いＡｌＧａＩｎＰを含んで成
る第２の電流阻止層を有する半導体発光素子。 - 【請求項２】 第１導電型ＧａＡｓ基板上に、第１導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、ＧａＩｎＰあるいはＡ
ｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両方を含む活性層
と、第２導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とを含むダブ
ルへテロ構造を有し、前記ダブルへテロ構造上にＧａＩ
ｎＰあるいはＡｌＧａＩｎＰのいずれか一方もしくは両
方を含む第２導電型エッチング停止層と、第１導電型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層とを有する半導体発光素子であって、 前記第２導電型エッチング停止層と、前記第１導電型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層との間に、前記第２導電型エッチング
停止層よりＡｌ組成比の高いＡｌＩｎＰを含んで成る第
２の電流阻止層を有する半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記第２の電流阻止層は、 層厚が１０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である請求項１
または２記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記第２の電流阻止層は、 ｎ型半導体である請求項１乃至３のいずれか１項記載の
半導体発光素子。 - 【請求項５】 前記第２の電流阻止層は、 Ａｌ組成比が０．５以上である請求項１乃至４のいずれ
か１項記載の半導体発光素子。 - 【請求項６】 前記第２の電流阻止層は、 Ａｌ組成比が１．０である請求項５記載の半導体発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230698A JP2000058982A (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230698A JP2000058982A (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058982A true JP2000058982A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16911926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10230698A Pending JP2000058982A (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058982A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003218465A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Sharp Corp | ストライプ導波構造型半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| US6865202B2 (en) | 2001-06-15 | 2005-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element |
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| US7084433B2 (en) * | 2002-03-08 | 2006-08-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device capable of maintaining the operation current low and method of manufacturing the same |
| WO2024100782A1 (ja) * | 2022-11-09 | 2024-05-16 | 三菱電機株式会社 | 光集積デバイス及び光集積デバイスの製造方法 |
-
1998
- 1998-08-17 JP JP10230698A patent/JP2000058982A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6865202B2 (en) | 2001-06-15 | 2005-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element |
| JP2003218465A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Sharp Corp | ストライプ導波構造型半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| US7084433B2 (en) * | 2002-03-08 | 2006-08-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device capable of maintaining the operation current low and method of manufacturing the same |
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| WO2024100782A1 (ja) * | 2022-11-09 | 2024-05-16 | 三菱電機株式会社 | 光集積デバイス及び光集積デバイスの製造方法 |
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