JP2002111053A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速応答特性に優れ、光出力が大きく、かつ
通電中の光出力の変動が少ない発光ダイオードを提供す
る。 【構成】 発光ダイオードにおいて、活性層として単一
の量子井戸を用い、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ量子井戸層
１３とその両側のｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ下バリア層１２、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ上バリア層１４が、ともにｐ型ドーパント（Ｚ
ｎ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｃ）またはｎ型ドーパント（Ｓｉ，Ｓ
ｅ，Ｔｅ）により高ドープされており、上下のバリア層
１２，１４内にドーパントによる非発光再結合準位が形
成されている。量子井戸層１３内に注入されたキャリア
は、量子井戸層１３内の発光再結合だけでなく、上、下
バリア層１２，１４の界面によって非発光再結合するた
め、再結合速度が非常に速くなり、応答特性が飛躍的に
向上する。
通電中の光出力の変動が少ない発光ダイオードを提供す
る。 【構成】 発光ダイオードにおいて、活性層として単一
の量子井戸を用い、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ量子井戸層
１３とその両側のｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ下バリア層１２、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ上バリア層１４が、ともにｐ型ドーパント（Ｚ
ｎ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｃ）またはｎ型ドーパント（Ｓｉ，Ｓ
ｅ，Ｔｅ）により高ドープされており、上下のバリア層
１２，１４内にドーパントによる非発光再結合準位が形
成されている。量子井戸層１３内に注入されたキャリア
は、量子井戸層１３内の発光再結合だけでなく、上、下
バリア層１２，１４の界面によって非発光再結合するた
め、再結合速度が非常に速くなり、応答特性が飛躍的に
向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子に
関し、さらに詳しくは、プラスチック光ファイバ通信等
によるＩＥＥＥ１３９４や、ＵＳＢ−２規格で使用され
る発光ダイオード等の半導体発光素子に関する。
関し、さらに詳しくは、プラスチック光ファイバ通信等
によるＩＥＥＥ１３９４や、ＵＳＢ−２規格で使用され
る発光ダイオード等の半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰ系材料は、窒化物を除く
III−Ｖ族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バ
ンドギャップを有し、波長が０.５〜０.６μｍ帯の高効
率発光素子材料として注目されている。特に、ＧａＡｓ
を基板とし、これに格子整合する発光部（活性層を含む
積層構造）をＧａＡｓ基板上に成長させて形成されてい
るｐｎ接合型発光ダイオード（ＬＥＤ）は、従来のＧａ
ＰやＡｌＧａＡｓなどの材料を用いたものに比べて、赤
色から緑色に相当する波長域でより高出力で高速応答の
発光が可能であるため、プラスチック光ファイバによる
光伝送・光通信用の光源として有用である。
III−Ｖ族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バ
ンドギャップを有し、波長が０.５〜０.６μｍ帯の高効
率発光素子材料として注目されている。特に、ＧａＡｓ
を基板とし、これに格子整合する発光部（活性層を含む
積層構造）をＧａＡｓ基板上に成長させて形成されてい
るｐｎ接合型発光ダイオード（ＬＥＤ）は、従来のＧａ
ＰやＡｌＧａＡｓなどの材料を用いたものに比べて、赤
色から緑色に相当する波長域でより高出力で高速応答の
発光が可能であるため、プラスチック光ファイバによる
光伝送・光通信用の光源として有用である。
【０００３】図１０は、ＡｌＧａＩｎＰ系材料を用いた
発光部を有する従来技術による第１の発光ダイオードの
断面図である。以下、ＡｌＧａＩｎＰ系材料を用いた従
来の第１の発光ダイオードの構造について説明する。従
来の第１の発光ダイオードは、図１０に示すように、ｎ
型ＧａＡｓ基板１０１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０２、ｎ型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）と
ｎ型ＡｌＡｓから構成される光反射層１０３（ＤＢＲ
層、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層
１０４（例えば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリ
ア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51
Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層１０５（例えば、ｘ＝
０.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）上部クラッド層１０６（例えば、ｘ＝１.０及び厚
さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、さら
にその上にｐ型（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ中間層１０
７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.４、厚さ０.１５μｍ、キャリ
ア濃度１×１０18ｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰ電流拡散層１０９（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９５、
厚さ１.５μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）、ｎ
型ＧａＰ電流阻止層１０８（厚さ０.３μｍ、キャリア
濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成する。その後、ｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１０８をフォトリソグラフィーによる選択
エッチングによって直径５０〜１５０μｍφにエッチン
グして電流経路を作り、その後、ｐ型（ＡｌxＧａ1-x）
yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.０５及び厚さ７μ
ｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）電流拡散層１０９
を再成長して素子構造を形成する。
発光部を有する従来技術による第１の発光ダイオードの
断面図である。以下、ＡｌＧａＩｎＰ系材料を用いた従
来の第１の発光ダイオードの構造について説明する。従
来の第１の発光ダイオードは、図１０に示すように、ｎ
型ＧａＡｓ基板１０１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０２、ｎ型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）と
ｎ型ＡｌＡｓから構成される光反射層１０３（ＤＢＲ
層、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層
１０４（例えば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリ
ア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51
Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層１０５（例えば、ｘ＝
０.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）上部クラッド層１０６（例えば、ｘ＝１.０及び厚
さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、さら
にその上にｐ型（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ中間層１０
７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.４、厚さ０.１５μｍ、キャリ
ア濃度１×１０18ｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰ電流拡散層１０９（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９５、
厚さ１.５μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）、ｎ
型ＧａＰ電流阻止層１０８（厚さ０.３μｍ、キャリア
濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成する。その後、ｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１０８をフォトリソグラフィーによる選択
エッチングによって直径５０〜１５０μｍφにエッチン
グして電流経路を作り、その後、ｐ型（ＡｌxＧａ1-x）
yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.０５及び厚さ７μ
ｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）電流拡散層１０９
を再成長して素子構造を形成する。
【０００４】次に、ｐ型電流拡散層１０９の上に例えば
Ａｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば発光領域と逆に
なるように円形にパターニングしてｐ型電極１１０を形
成する。一方、ＧａＡｓ基板１０１の下面には、例えば
Ａｕ−Ｚｎ膜からなるｎ型電極１１１を蒸着により形成
する。以上のようにして、従来の第１の発光ダイオード
が完成する。
Ａｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば発光領域と逆に
なるように円形にパターニングしてｐ型電極１１０を形
成する。一方、ＧａＡｓ基板１０１の下面には、例えば
Ａｕ−Ｚｎ膜からなるｎ型電極１１１を蒸着により形成
する。以上のようにして、従来の第１の発光ダイオード
が完成する。
【０００５】ｎ型ＡｌyＩｎ1-yＰ下部クラッド層１０
４、ｐ型ＧａyＩｎ1-yＰ活性層１０５、ｐ型ＡｌyＩｎ
1-yＰ上部クラッド層１０６のＩｎ混晶比１−ｙは、Ｇ
ａＡｓ基板１０１と格子整合するために０.５に選ばれ
る。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層１０９は、（Ａｌx
Ｇａl-x）yＩｎ1-yＰ系半導体において、発光可能であ
る波長帯５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明であり、
また抵抗率が低く、ｐ側電極とのオーミック接触をとり
やすくするためにＡｌ混晶比とＩｎ混晶比は低く設定さ
れ、ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９５がよく用いられている。
４、ｐ型ＧａyＩｎ1-yＰ活性層１０５、ｐ型ＡｌyＩｎ
1-yＰ上部クラッド層１０６のＩｎ混晶比１−ｙは、Ｇ
ａＡｓ基板１０１と格子整合するために０.５に選ばれ
る。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流拡散層１０９は、（Ａｌx
Ｇａl-x）yＩｎ1-yＰ系半導体において、発光可能であ
る波長帯５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに対して透明であり、
また抵抗率が低く、ｐ側電極とのオーミック接触をとり
やすくするためにＡｌ混晶比とＩｎ混晶比は低く設定さ
れ、ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９５がよく用いられている。
【０００６】ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤにおいて通常ｎ型
ドーパントとしてＳｉ、ｐ型ドーパントとしてＺｎが用
いられる。活性層である（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ活
性層１０５は通常ｐ型が用いられる。プラスティック光
ファイバで光吸収の小さい６５０ｎｍ〜６７０ｎｍの帯
域で発光させるため、活性層のＡｌ混晶比は０.０３〜
０.００が選ばれる。高速応答性のために、活性層厚が
薄い程注入したキャリアが小さい領域に閉じ込められ、
電流密度を高くすることができ、また、キャリア濃度が
高い程、キャリアの再結合寿命を短くすることが可能で
あるため、活性層の層厚は０.１μｍ以下に設定し、ま
た活性層のキャリア濃度は７×１０17ｃｍ-3以上に設定
される。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤにおいては、
活性層厚を薄くしたり、活性層のキャリア濃度を上げる
ためにドーピング濃度を上げたりすると、初期の光出力
が低下したり、光出力が通電中に上昇または下降して変
動が激しくなる等の欠点があり、実用上問題があった。
ドーパントとしてＳｉ、ｐ型ドーパントとしてＺｎが用
いられる。活性層である（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ活
性層１０５は通常ｐ型が用いられる。プラスティック光
ファイバで光吸収の小さい６５０ｎｍ〜６７０ｎｍの帯
域で発光させるため、活性層のＡｌ混晶比は０.０３〜
０.００が選ばれる。高速応答性のために、活性層厚が
薄い程注入したキャリアが小さい領域に閉じ込められ、
電流密度を高くすることができ、また、キャリア濃度が
高い程、キャリアの再結合寿命を短くすることが可能で
あるため、活性層の層厚は０.１μｍ以下に設定し、ま
た活性層のキャリア濃度は７×１０17ｃｍ-3以上に設定
される。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤにおいては、
活性層厚を薄くしたり、活性層のキャリア濃度を上げる
ためにドーピング濃度を上げたりすると、初期の光出力
が低下したり、光出力が通電中に上昇または下降して変
動が激しくなる等の欠点があり、実用上問題があった。
【０００７】そのため、最近では高速応答性の改善のた
めに活性層１０５を量子井戸構造にて光出力を増大さ
せ、また電流密度を上げて応答特性を改善する構造が提
案されている。図１１は、従来技術による第２の発光ダ
イオードの断面図である。以下、量子井戸構造による従
来の第２の発光ダイオードの構造を図１１に示す断面図
に基づいて説明する。図１１は、図１０と比べると活性
層部分のみが異なり、図１０に示す第１の発光ダイオー
ドのｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）活性層１０５の替わりにアンドープ（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層１１
２（例えばｘ＝０.３及び厚さ５００Å、キャリア濃度
１×１０16ｃｍ- 3）とアンドープ（ＡｌxＧａl-x）0.51
Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１１４（例えばｘ
＝０.３及び厚さ５００Å、キャリア濃度１×１０16ｃ
ｍ-3）の間にアンドープ（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ（０≦ｘ≦１）量子井戸層１１３（例えばｘ＝０.０
及び厚さ８０Å、キャリア濃度１×１０16ｃｍ-3）を４
〜１０層入れる。
めに活性層１０５を量子井戸構造にて光出力を増大さ
せ、また電流密度を上げて応答特性を改善する構造が提
案されている。図１１は、従来技術による第２の発光ダ
イオードの断面図である。以下、量子井戸構造による従
来の第２の発光ダイオードの構造を図１１に示す断面図
に基づいて説明する。図１１は、図１０と比べると活性
層部分のみが異なり、図１０に示す第１の発光ダイオー
ドのｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）活性層１０５の替わりにアンドープ（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層１１
２（例えばｘ＝０.３及び厚さ５００Å、キャリア濃度
１×１０16ｃｍ- 3）とアンドープ（ＡｌxＧａl-x）0.51
Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１１４（例えばｘ
＝０.３及び厚さ５００Å、キャリア濃度１×１０16ｃ
ｍ-3）の間にアンドープ（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ（０≦ｘ≦１）量子井戸層１１３（例えばｘ＝０.０
及び厚さ８０Å、キャリア濃度１×１０16ｃｍ-3）を４
〜１０層入れる。
【０００８】この活性層の量子井戸構造を、図１２に示
すバンド図に基づいて説明する。量子井戸層１１３は、
下バリア層１１２と上バリア層１１４の間に設けられて
おり、層厚８０Åの井戸層が１２０Åのバリア層を挟ん
で４層分作製される。以上の量子井戸構造による発光ダ
イオードは、量子井戸層を用いているために、注入キャ
リアのオーバーフローが小さく、前記した図１０に示す
従来例に比べ高い発光効率を得ることができる。しか
し、井戸数が多いために、注入キャリア密度が低くなっ
てしまい、結果として再結合寿命が長くなり、高速応答
を得ることができなかった。このような多重量子井戸構
造は、高出力を得るためには有利であるが、高速応答を
実現するためには不利であり、第１の従来例と異なっ
て、本構造では高速応答の発光ダイオードを作製するこ
とができなかった。
すバンド図に基づいて説明する。量子井戸層１１３は、
下バリア層１１２と上バリア層１１４の間に設けられて
おり、層厚８０Åの井戸層が１２０Åのバリア層を挟ん
で４層分作製される。以上の量子井戸構造による発光ダ
イオードは、量子井戸層を用いているために、注入キャ
リアのオーバーフローが小さく、前記した図１０に示す
従来例に比べ高い発光効率を得ることができる。しか
し、井戸数が多いために、注入キャリア密度が低くなっ
てしまい、結果として再結合寿命が長くなり、高速応答
を得ることができなかった。このような多重量子井戸構
造は、高出力を得るためには有利であるが、高速応答を
実現するためには不利であり、第１の従来例と異なっ
て、本構造では高速応答の発光ダイオードを作製するこ
とができなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、通常
のバルク型活性層では活性層厚を薄くして、キャリア濃
度を通常条件より高くすることにより、高速応答の発光
ダイオードを作製することは可能であるが、充分な光出
力を得ながら通電中の劣化・良化のない安定した発光ダ
イオード素子を作製することはできなかった。また、多
重量子井戸構造により、充分な初期光出力を得ながら、
通電中に劣化・良化のない安定した発光ダイオードを得
ることは可能であるが、そのために高速応答特性を得る
ことができなくなっていた。本発明は、上記課題を解決
すべくなされたものであり、その目的は高速応答特性に
優れ、光出力が大きく、かつ通電中の光出力の変動が少
ない発光ダイオードを提供することである。
のバルク型活性層では活性層厚を薄くして、キャリア濃
度を通常条件より高くすることにより、高速応答の発光
ダイオードを作製することは可能であるが、充分な光出
力を得ながら通電中の劣化・良化のない安定した発光ダ
イオード素子を作製することはできなかった。また、多
重量子井戸構造により、充分な初期光出力を得ながら、
通電中に劣化・良化のない安定した発光ダイオードを得
ることは可能であるが、そのために高速応答特性を得る
ことができなくなっていた。本発明は、上記課題を解決
すべくなされたものであり、その目的は高速応答特性に
優れ、光出力が大きく、かつ通電中の光出力の変動が少
ない発光ダイオードを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたもので、その第１の技術手段は、半
導体発光素子において、活性層が発光する発光スペクト
ルの半値幅が２５ｎｍ以上であり、矩形波パルス電流に
対する立ち上がり・立ち下がり時間が４ｎｓ以下である
ことを特徴とする。
するためになされたもので、その第１の技術手段は、半
導体発光素子において、活性層が発光する発光スペクト
ルの半値幅が２５ｎｍ以上であり、矩形波パルス電流に
対する立ち上がり・立ち下がり時間が４ｎｓ以下である
ことを特徴とする。
【００１１】第２の技術手段は、第１の技術手段の半導
体発光素子において、活性層の構造が単一量子井戸層と
その両側のバリア層からなり、前記活性層にｐ型もしく
はｎ型となる不純物をドーピングしたことを特徴とす
る。
体発光素子において、活性層の構造が単一量子井戸層と
その両側のバリア層からなり、前記活性層にｐ型もしく
はｎ型となる不純物をドーピングしたことを特徴とす
る。
【００１２】第３の技術手段は、第２の技術手段の半導
体発光素子において、前記ドーピングした不純物のキャ
リア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上、１×１０19ｃｍ-3以
下であることを特徴とする。
体発光素子において、前記ドーピングした不純物のキャ
リア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上、１×１０19ｃｍ-3以
下であることを特徴とする。
【００１３】第４の技術手段は、第２または３の技術手
段の半導体発光素子において、前記不純物のドーピング
を前記活性層への拡散法によって行うことを特徴とす
る。
段の半導体発光素子において、前記不純物のドーピング
を前記活性層への拡散法によって行うことを特徴とす
る。
【００１４】第５の技術手段は、第２乃至４の技術手段
の半導体発光素子において、ｐ型ドーピングの材料がＺ
ｎ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｃのいずれかであり、ｎ型ドーピング
の材料が、Ｓｉ，Ｓｅ，Ｔｅのいずれかであることを特
徴とする。
の半導体発光素子において、ｐ型ドーピングの材料がＺ
ｎ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｃのいずれかであり、ｎ型ドーピング
の材料が、Ｓｉ，Ｓｅ，Ｔｅのいずれかであることを特
徴とする。
【００１５】第６の技術手段は、第２乃至５の技術手段
の半導体発光素子において、電流拡散層またはキャップ
層を再成長により形成することを特徴とする。
の半導体発光素子において、電流拡散層またはキャップ
層を再成長により形成することを特徴とする。
【００１６】第７の技術手段は、面発光型半導体発光素
子において、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系材料からな
る活性層が発光する発光スペクトルの半値幅が２５ｎｍ
以上であり、矩形波パルス電流に対する立ち上がり・立
ち下がり時間が４ｎｓ以下であることを特徴とする。
子において、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系材料からな
る活性層が発光する発光スペクトルの半値幅が２５ｎｍ
以上であり、矩形波パルス電流に対する立ち上がり・立
ち下がり時間が４ｎｓ以下であることを特徴とする。
【００１７】第８の技術手段は、第７の技術手段の面発
光型半導体発光素子において、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰ系量子井戸層のＩｎ混晶比１−ｙを０.５以上にし
て、活性層に引っ張り歪みを加えて長波長化することを
特徴とする。
光型半導体発光素子において、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰ系量子井戸層のＩｎ混晶比１−ｙを０.５以上にし
て、活性層に引っ張り歪みを加えて長波長化することを
特徴とする。
【００１８】第９の技術手段は、第８の技術手段の面発
光型半導体発光素子において、前記（ＡｌxＧａ1-x）y
Ｉｎ1-yＰ系量子井戸層の両側の（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰバリア層のＡｌ混晶比ｘを０.４以上、１.０以下
に設定することを特徴とする。
光型半導体発光素子において、前記（ＡｌxＧａ1-x）y
Ｉｎ1-yＰ系量子井戸層の両側の（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ
1-yＰバリア層のＡｌ混晶比ｘを０.４以上、１.０以下
に設定することを特徴とする。
【００１９】第１０の技術手段は、第８または９の技術
手段の面発光型半導体発光素子において、前記（Ａｌx
Ｇａ1-x）yＩｎ1-yＰ系量子井戸層の両側の（ＡｌxＧａ
1-x） yＩｎ1-yＰバリア層の層厚を５０Å以上、３００
Å以下に設定することを特徴とする。
手段の面発光型半導体発光素子において、前記（Ａｌx
Ｇａ1-x）yＩｎ1-yＰ系量子井戸層の両側の（ＡｌxＧａ
1-x） yＩｎ1-yＰバリア層の層厚を５０Å以上、３００
Å以下に設定することを特徴とする。
【００２０】第１１の技術手段は、第７乃至１０の技術
手段の面発光型半導体発光素子において、（０１１）方
向に５゜以上、１５゜以下の傾斜基板上に格子不整合活
性層を成長させることを特徴とする。
手段の面発光型半導体発光素子において、（０１１）方
向に５゜以上、１５゜以下の傾斜基板上に格子不整合活
性層を成長させることを特徴とする。
【００２１】第１２の技術手段は、第７乃至１１の技術
手段の面発光型半導体発光素子において、光反射層上に
成長した単一量子井戸活性層を有することを特徴とす
る。
手段の面発光型半導体発光素子において、光反射層上に
成長した単一量子井戸活性層を有することを特徴とす
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明は前記課題を解決するため
になされたもので、本発明の発光ダイオードの構造は、
量子井戸層を単一にして、量子井戸層とその両側の上下
バリア層に不純物を拡散法等でドーピングすることによ
り、その発光スペクトルの半値幅を２０ｎｍ以上にする
ことによって上記課題が解決される。また、発光ダイオ
ード半導体材料が（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系で、井
戸層の組成がＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ、バリア層の組成が
（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0. 49Ｐであり、ドーピング
によるキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3以上であること
を特徴とする。
になされたもので、本発明の発光ダイオードの構造は、
量子井戸層を単一にして、量子井戸層とその両側の上下
バリア層に不純物を拡散法等でドーピングすることによ
り、その発光スペクトルの半値幅を２０ｎｍ以上にする
ことによって上記課題が解決される。また、発光ダイオ
ード半導体材料が（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系で、井
戸層の組成がＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ、バリア層の組成が
（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0. 49Ｐであり、ドーピング
によるキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3以上であること
を特徴とする。
【００２３】前記従来技術の説明で述べたように、発光
ダイオードの高速応答を実現するためには、活性層幅を
狭くして、電流密度を上げ、キャリア濃度をできるだけ
上げて発光再結合寿命を短くすることが望ましい。しか
し、プラスチック光ファイバの光損失が小さい６５０ｎ
ｍ帯で発光効率が大きい（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系
の半導体材料に対してこれを実現しようとすると、光出
力が小さくなり、通電劣化・良化の問題が生じる。本発
明では、活性層に単一量子井戸を用い、その井戸層と両
側のバリア層にドーピングすることによって、両側のバ
リア層の界面再結合を増やし、応答特性を向上させる。
図１は、その様子を示す活性層内のバンドラインナップ
図である。
ダイオードの高速応答を実現するためには、活性層幅を
狭くして、電流密度を上げ、キャリア濃度をできるだけ
上げて発光再結合寿命を短くすることが望ましい。しか
し、プラスチック光ファイバの光損失が小さい６５０ｎ
ｍ帯で発光効率が大きい（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系
の半導体材料に対してこれを実現しようとすると、光出
力が小さくなり、通電劣化・良化の問題が生じる。本発
明では、活性層に単一量子井戸を用い、その井戸層と両
側のバリア層にドーピングすることによって、両側のバ
リア層の界面再結合を増やし、応答特性を向上させる。
図１は、その様子を示す活性層内のバンドラインナップ
図である。
【００２４】図１は、ｎ型Ａｌ0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラ
ッド層４の上に、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ下バリア層１２、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ量子井戸層
１３、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49Ｐ上バリア
層１４、ｐ型Ａｌ0.51Ｉｎ 0.49Ｐ上部クラッド層６を順
次エピタキシャル成長した層構成によるバンドラインナ
ップ図であり、従来の発光ダイオードの量子井戸構造と
異なり、量子井戸層が単一であり、かつ上下のバリア層
１２，１４、量子井戸層１３ともにｐ型またはｎ型ドー
パントにより高ドープされており、上下のバリア層１
２，１４内にドーパントによる非発光再結合準位が形成
されていることが特徴である。
ッド層４の上に、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ下バリア層１２、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ量子井戸層
１３、ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49Ｐ上バリア
層１４、ｐ型Ａｌ0.51Ｉｎ 0.49Ｐ上部クラッド層６を順
次エピタキシャル成長した層構成によるバンドラインナ
ップ図であり、従来の発光ダイオードの量子井戸構造と
異なり、量子井戸層が単一であり、かつ上下のバリア層
１２，１４、量子井戸層１３ともにｐ型またはｎ型ドー
パントにより高ドープされており、上下のバリア層１
２，１４内にドーパントによる非発光再結合準位が形成
されていることが特徴である。
【００２５】本発明の発光ダイオードの作用を、図２の
通電状態のバンド図によって説明する。図２において、
ｎ型下部クラッド層４とｐ型上部クラッド層６から注入
された電子と正孔は、ｐ型量子井戸層１３内で再結合す
る。量子井戸層１３に注入されたキャリアは、単一量子
井戸であるために、井戸層内の電流密度を高くすること
ができ、そのために発光再結合寿命を早くすることがで
き、応答特性の向上が図られる。また、このとき、後述
するように、（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系半導体にお
いてｐ型ドーパントであるＺｎ，Ｍｇ，Ｂｅ等は、高ド
ープすることによってバリア層内に捕獲断面積の大きい
非発光再結合準位を形成する。そのため、量子井戸層１
３内に注入されたキャリアは量子井戸層１３とバリア層
１２，１４の界面による再結合が促進され、注入キャリ
アが量子井戸層１３内による発光再結合だけでなく、
上、下バリア層１２，１４の界面によって非発光再結合
するために、再結合速度が非常に速くなり、応答特性を
飛躍的に向上することができる。
通電状態のバンド図によって説明する。図２において、
ｎ型下部クラッド層４とｐ型上部クラッド層６から注入
された電子と正孔は、ｐ型量子井戸層１３内で再結合す
る。量子井戸層１３に注入されたキャリアは、単一量子
井戸であるために、井戸層内の電流密度を高くすること
ができ、そのために発光再結合寿命を早くすることがで
き、応答特性の向上が図られる。また、このとき、後述
するように、（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ系半導体にお
いてｐ型ドーパントであるＺｎ，Ｍｇ，Ｂｅ等は、高ド
ープすることによってバリア層内に捕獲断面積の大きい
非発光再結合準位を形成する。そのため、量子井戸層１
３内に注入されたキャリアは量子井戸層１３とバリア層
１２，１４の界面による再結合が促進され、注入キャリ
アが量子井戸層１３内による発光再結合だけでなく、
上、下バリア層１２，１４の界面によって非発光再結合
するために、再結合速度が非常に速くなり、応答特性を
飛躍的に向上することができる。
【００２６】単一量子井戸の構造にこのような非発光再
結合準位を形成するため、上クラッド側に高ドープして
いるｐ型ドーパントを拡散法によって井戸層、バリア層
内に拡散させる方法をとる。（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-y
Ｐ系半導体においては、Ａｌ混晶比ｘが高い程ｐ型ドー
パントが拡散しやすく、また拡散したドーパントの方
が、非発光再結合準位を形成しやすいことから、通常、
バリア層、井戸層へのドーピングは上部層からの拡散を
使用する。量子井戸層１３は６５０ｎｍ帯で発光させる
ため、通常Ａｌ混晶比は低く設定される。そのため、ｐ
型ドーパントが拡散してきても非発光再結合準位を形成
しにくく、ｐ型ドーパントが活性化して発光再結合に寄
与し、発光効率は逆に高くなり、高効率の発光が可能で
ある。また、単一量子井戸であるため、ｐ型ドーパント
が上部から拡散してきても、量子井戸層１３の下部の下
バリア層１２まで拡散することが可能であり、井戸層１
３に注入したキャリアは、井戸層１３で発光再結合する
とともに、上バリア層１４、下バリア層１２の非発光再
結合によっても再結合する。これによって応答特性は飛
躍的に向上する。このように、単一量子井戸を発光層に
採用し、同時に井戸層、バリア層への高ドープを行うこ
とによって、高速応答性に優れ、かつ高効率・高出力可
能で、通電変動のない発光ダイオードの作製が可能であ
る。
結合準位を形成するため、上クラッド側に高ドープして
いるｐ型ドーパントを拡散法によって井戸層、バリア層
内に拡散させる方法をとる。（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-y
Ｐ系半導体においては、Ａｌ混晶比ｘが高い程ｐ型ドー
パントが拡散しやすく、また拡散したドーパントの方
が、非発光再結合準位を形成しやすいことから、通常、
バリア層、井戸層へのドーピングは上部層からの拡散を
使用する。量子井戸層１３は６５０ｎｍ帯で発光させる
ため、通常Ａｌ混晶比は低く設定される。そのため、ｐ
型ドーパントが拡散してきても非発光再結合準位を形成
しにくく、ｐ型ドーパントが活性化して発光再結合に寄
与し、発光効率は逆に高くなり、高効率の発光が可能で
ある。また、単一量子井戸であるため、ｐ型ドーパント
が上部から拡散してきても、量子井戸層１３の下部の下
バリア層１２まで拡散することが可能であり、井戸層１
３に注入したキャリアは、井戸層１３で発光再結合する
とともに、上バリア層１４、下バリア層１２の非発光再
結合によっても再結合する。これによって応答特性は飛
躍的に向上する。このように、単一量子井戸を発光層に
採用し、同時に井戸層、バリア層への高ドープを行うこ
とによって、高速応答性に優れ、かつ高効率・高出力可
能で、通電変動のない発光ダイオードの作製が可能であ
る。
【００２７】以下、本発明の実施の形態を図３〜９に示
す第１〜３実施例に基づいて説明する。 （第１実施例）図３は、本発明の第１実施例の発光ダイ
オード（ＬＥＤ）の構成を示す断面図である。第１実施
例のＬＥＤは、図３に示すようにｎ型ＧａＡｓ基板１の
上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２（例えば、厚さ０.５
μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌx
Ｇａ1-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド
層４（例えば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア
濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉ
ｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層１２（例えば、ｘ＝
０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.4 9Ｐ量子井戸層１３（例え
ば、厚さ８０Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ
型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バ
リア層１４（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キ
ャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例え
ば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１
０17ｃｍ-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（Ａｌ
xＧａl-x）yＩｎ1-yＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.
８、厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃ
ｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９
（ｘ＝０.９５，ｙ＝０.０５、厚さ１.５μｍ、キャリ
ア濃度５×１０18ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８
（厚さ０.３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を
形成する。その後、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８をフォトリ
ソグラフィーによる選択エッチングによって直径５０〜
１５０μｍφにエッチングして電流経路を作り、その
後、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０５，ｙ＝
０.９５、及び厚さ７μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃ
ｍ-3）電流拡散層９を再成長して素子構造を形成する。
す第１〜３実施例に基づいて説明する。 （第１実施例）図３は、本発明の第１実施例の発光ダイ
オード（ＬＥＤ）の構成を示す断面図である。第１実施
例のＬＥＤは、図３に示すようにｎ型ＧａＡｓ基板１の
上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２（例えば、厚さ０.５
μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌx
Ｇａ1-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド
層４（例えば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア
濃度５×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉ
ｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層１２（例えば、ｘ＝
０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.4 9Ｐ量子井戸層１３（例え
ば、厚さ８０Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ
型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バ
リア層１４（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キ
ャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例え
ば、ｘ＝１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１
０17ｃｍ-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（Ａｌ
xＧａl-x）yＩｎ1-yＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.
８、厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃ
ｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９
（ｘ＝０.９５，ｙ＝０.０５、厚さ１.５μｍ、キャリ
ア濃度５×１０18ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８
（厚さ０.３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を
形成する。その後、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８をフォトリ
ソグラフィーによる選択エッチングによって直径５０〜
１５０μｍφにエッチングして電流経路を作り、その
後、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０５，ｙ＝
０.９５、及び厚さ７μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃ
ｍ-3）電流拡散層９を再成長して素子構造を形成する。
【００２８】第１実施例のＬＥＤバンド図は図４に示し
た通りであり、ｐ型に高ドープされた量子井戸層１３と
上下のバリア層１２，１４によって、光度または光出力
を保持したまま、通電劣化を抑制することができる。ま
た応答特性は従来のバルク型や多重量子井戸型に対し、
飛躍的に応答を速くすることができる。図３に示す第１
実施例の発光ダイオードの場合、井戸層厚８０Å・バリ
ア層厚２００Åの量子井戸で、ｐ型ドーパントにＺｎを
用いた場合、駆動電流３０ｍＡで発光波長６５０ｎｍ、
光出力１.２ｍＷが得られ、その時の応答速度は矩形波
電流に対し、１０％−９０％の立ち上がり時間３.３ｎ
ｓ、立ち下がり時間３.５ｎｓが得られた。正弦波に対
する周波数応答特性は、カットオフ周波数が１００ＭＨ
ｚであった。
た通りであり、ｐ型に高ドープされた量子井戸層１３と
上下のバリア層１２，１４によって、光度または光出力
を保持したまま、通電劣化を抑制することができる。ま
た応答特性は従来のバルク型や多重量子井戸型に対し、
飛躍的に応答を速くすることができる。図３に示す第１
実施例の発光ダイオードの場合、井戸層厚８０Å・バリ
ア層厚２００Åの量子井戸で、ｐ型ドーパントにＺｎを
用いた場合、駆動電流３０ｍＡで発光波長６５０ｎｍ、
光出力１.２ｍＷが得られ、その時の応答速度は矩形波
電流に対し、１０％−９０％の立ち上がり時間３.３ｎ
ｓ、立ち下がり時間３.５ｎｓが得られた。正弦波に対
する周波数応答特性は、カットオフ周波数が１００ＭＨ
ｚであった。
【００２９】図４は、第１の実施例の発光ダイオードの
発光スペクトルを示す図である。第１実施例の発光ダイ
オードの場合、活性層への注入電流密度Ｊが高く、Ｊ≧
１６０Ａ／ｃｍ2でこの場合の注入キャリア濃度は、１
×１０18ｃｍ-3以上で、通常に比べてはるかに高く、井
戸層内の第２量子準位（波長６２０ｎｍ）で発光してし
まう。そのため、本発明による発光ダイオードの発光半
値幅は３０ｎｍ以上と広く、本発明の構造の特徴となっ
ている。第１実施例の発光ダイオードでは井戸層・バリ
ア層ともに成長時にｐ型に高ドープしているが、最初の
ＤＨ部分では量子井戸層は故意にアンドープにしてか
ら、電流拡散層の再成長時に井戸層、バリア層に対し熱
拡散によって井戸層、バリア層へドーピングしており、
両方とも同じ特性が得られている。
発光スペクトルを示す図である。第１実施例の発光ダイ
オードの場合、活性層への注入電流密度Ｊが高く、Ｊ≧
１６０Ａ／ｃｍ2でこの場合の注入キャリア濃度は、１
×１０18ｃｍ-3以上で、通常に比べてはるかに高く、井
戸層内の第２量子準位（波長６２０ｎｍ）で発光してし
まう。そのため、本発明による発光ダイオードの発光半
値幅は３０ｎｍ以上と広く、本発明の構造の特徴となっ
ている。第１実施例の発光ダイオードでは井戸層・バリ
ア層ともに成長時にｐ型に高ドープしているが、最初の
ＤＨ部分では量子井戸層は故意にアンドープにしてか
ら、電流拡散層の再成長時に井戸層、バリア層に対し熱
拡散によって井戸層、バリア層へドーピングしており、
両方とも同じ特性が得られている。
【００３０】（第２実施例）本発明の第２実施例の発光
ダイオードを図５，図６に基づいて説明する。図５は、
第２実施例の発光ダイオードの構成を示す断面図であ
る。なお、図３に示す第１実施例の発光ダイオードと同
様の構成部分については同様の符号を付し、同様の用語
を用いて説明する。第２実施例の発光ダイオードは、ｎ
型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、
ｎ型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）とｎ型Ａｌ
Ａｓから構成される光反射層３（ＤＢＲ層、キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌ xＧａl-x）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層４（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ７.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）下バリア層１２、（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２
００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型Ｇａ
0.43Ｉｎ0.57Ｐ量子井戸層１３（例えば、厚さ８０Å、
キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（Ａｌ xＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１４
（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度
８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0. 51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）l-yＩｎyＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.８、
厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９（ｘ＝
０.０５，ｙ＝０.９５、厚さ１.５μｍ、キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８（厚さ
０.３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成す
る。その後、ｎ型ＧａＰ電流阻止層をフォトリソグラフ
ィーによる選択エッチングによって直径５０〜１５０μ
ｍφにエッチングして電流経路を作り、その後、ｐ型
（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９
５、厚さ７μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）電流
拡散層９を再成長して素子構造を形成する。
ダイオードを図５，図６に基づいて説明する。図５は、
第２実施例の発光ダイオードの構成を示す断面図であ
る。なお、図３に示す第１実施例の発光ダイオードと同
様の構成部分については同様の符号を付し、同様の用語
を用いて説明する。第２実施例の発光ダイオードは、ｎ
型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、
ｎ型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）とｎ型Ａｌ
Ａｓから構成される光反射層３（ＤＢＲ層、キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌ xＧａl-x）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層４（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ７.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）下バリア層１２、（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２
００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型Ｇａ
0.43Ｉｎ0.57Ｐ量子井戸層１３（例えば、厚さ８０Å、
キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（Ａｌ xＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１４
（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度
８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0. 51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）l-yＩｎyＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.８、
厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９（ｘ＝
０.０５，ｙ＝０.９５、厚さ１.５μｍ、キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＰ電流阻止層８（厚さ
０.３μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成す
る。その後、ｎ型ＧａＰ電流阻止層をフォトリソグラフ
ィーによる選択エッチングによって直径５０〜１５０μ
ｍφにエッチングして電流経路を作り、その後、ｐ型
（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０.０５，ｙ＝０.９
５、厚さ７μｍ、キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3）電流
拡散層９を再成長して素子構造を形成する。
【００３１】第２実施例による発光ダイオードは、光出
力をより増大させるために下部クラッド層４の下に光反
射層３が設けられている。このため、量子井戸層１３か
らの上部に向かう発光と、量子井戸層１３から下部に放
射し、光反射層３で反射して上部に向かう発光が干渉し
て発光スペクトルにリップルが生じる。第２実施例のＬ
ＥＤでは干渉リップルの影響を低減するため、発光層で
ある量子井戸層１３と光反射層３の間に、通常（層厚
０.５〜１.０μｍ）より厚いｎ型下部クラッド層４（層
厚７μｍ）を使用している。
力をより増大させるために下部クラッド層４の下に光反
射層３が設けられている。このため、量子井戸層１３か
らの上部に向かう発光と、量子井戸層１３から下部に放
射し、光反射層３で反射して上部に向かう発光が干渉し
て発光スペクトルにリップルが生じる。第２実施例のＬ
ＥＤでは干渉リップルの影響を低減するため、発光層で
ある量子井戸層１３と光反射層３の間に、通常（層厚
０.５〜１.０μｍ）より厚いｎ型下部クラッド層４（層
厚７μｍ）を使用している。
【００３２】図６は、第２実施例のＬＥＤによる発光ス
ペクトルを示す。発光スペクトルはＤＢＲ反射光との干
渉によって干渉縞によるリップルが生じているが、この
発光スペクトルの包絡線をとると、やはり発光半値幅が
３５ｎｍと広く、第１実施例のＬＥＤ同様、第２準位が
発光することによって発光半値幅が広がっていることを
示している。
ペクトルを示す。発光スペクトルはＤＢＲ反射光との干
渉によって干渉縞によるリップルが生じているが、この
発光スペクトルの包絡線をとると、やはり発光半値幅が
３５ｎｍと広く、第１実施例のＬＥＤ同様、第２準位が
発光することによって発光半値幅が広がっていることを
示している。
【００３３】図７は、逆に通常より薄く、層厚０.３μ
ｍのｎ型下部クラッド層４を使用した第２実施例のＬＥ
Ｄの発光スペクトルを示す。リップル周期が広く、発光
スペクトル中に量子井戸の第１準位と第２準位の間に干
渉の谷の周期があるため、発光半値幅が狭いように見え
るが、実際は干渉によって発光半値幅が決まっており、
クラッド層厚が少し変わると干渉の谷の位置がずれてい
く。
ｍのｎ型下部クラッド層４を使用した第２実施例のＬＥ
Ｄの発光スペクトルを示す。リップル周期が広く、発光
スペクトル中に量子井戸の第１準位と第２準位の間に干
渉の谷の周期があるため、発光半値幅が狭いように見え
るが、実際は干渉によって発光半値幅が決まっており、
クラッド層厚が少し変わると干渉の谷の位置がずれてい
く。
【００３４】図５に示す第２実施例の発光ダイオードの
場合、井戸層厚８０Å、バリア層厚２００Åの量子井戸
で、ｐ型ドーパントにＺｎを用いた場合、駆動電流３０
ｍＡで発光波長６６５ｎｍ、光出力２.４ｍＷが得ら
れ、光反射層の採用によって第１実施例のＬＥＤの約２
倍の光出力が得られた。その時の応答速度は矩形波電流
に対し、１０％−９０％の立ち上がり時間が３.３ｎ
ｓ、立下り時間３.５ｎｓが得られ、第１実施例のＬＥ
Ｄと同様の応答特性が得られた。正弦波に対する周波数
応答特性は、カットオフ周波数が１００ＭＨｚであっ
た。
場合、井戸層厚８０Å、バリア層厚２００Åの量子井戸
で、ｐ型ドーパントにＺｎを用いた場合、駆動電流３０
ｍＡで発光波長６６５ｎｍ、光出力２.４ｍＷが得ら
れ、光反射層の採用によって第１実施例のＬＥＤの約２
倍の光出力が得られた。その時の応答速度は矩形波電流
に対し、１０％−９０％の立ち上がり時間が３.３ｎ
ｓ、立下り時間３.５ｎｓが得られ、第１実施例のＬＥ
Ｄと同様の応答特性が得られた。正弦波に対する周波数
応答特性は、カットオフ周波数が１００ＭＨｚであっ
た。
【００３５】（第３実施例）本発明の第３実施例の発光
ダイオードを、図８，図９に基づいて説明する。図８は
第３実施例の発光ダイオードの構成を示す断面図、図９
は上面図である。第３実施例の発光ダイオードは、ｎ型
ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ
型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）とｎ型ＡｌＡ
ｓから構成される光反射層３（ＤＢＲ層、キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌ xＧａl-x）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層４（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ７.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）下バリア層１２、（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２
００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型Ｇａ
0.43Ｉｎ0.57Ｐ型量子井戸層１３（例えば、厚さ８０
Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１４
（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度
８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x） 0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）yＩｎ1-yＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.８、
厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９（ｘ＝
０.０５，ｙ＝０.９５、厚さ１.５μｍ、キャリア濃度
５×１０1 8ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１５（厚
さ１.０μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成
する。その後、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層をフォトリソグ
ラフィーによる選択エッチングによって直径５０〜１５
０μｍφにエッチングして電流経路を作り、素子構造を
形成する。
ダイオードを、図８，図９に基づいて説明する。図８は
第３実施例の発光ダイオードの構成を示す断面図、図９
は上面図である。第３実施例の発光ダイオードは、ｎ型
ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ
型（ＡｌxＧａl-x）Ａｓ（ｘ＝０.４５）とｎ型ＡｌＡ
ｓから構成される光反射層３（ＤＢＲ層、キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3）、ｎ型（Ａｌ xＧａl-x）0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）下部クラッド層４（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ７.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦
１）下バリア層１２、（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２
００Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型Ｇａ
0.43Ｉｎ0.57Ｐ型量子井戸層１３（例えば、厚さ８０
Å、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層１４
（例えば、ｘ＝０.５及び厚さ２００Å、キャリア濃度
８×１０17ｃｍ-3）、ｐ型（ＡｌxＧａl-x） 0.51Ｉｎ
0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上部クラッド層６（例えば、ｘ＝
１.０及び厚さ１.０μｍ、キャリア濃度５×１０17ｃｍ
-3）を順次積層し、さらにその上にｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）yＩｎ1-yＰ中間層７（ｘ＝０.２，ｙ＝０.８、
厚さ０.１５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、
ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層９（ｘ＝
０.０５，ｙ＝０.９５、厚さ１.５μｍ、キャリア濃度
５×１０1 8ｃｍ-3）、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１５（厚
さ１.０μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を形成
する。その後、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層をフォトリソグ
ラフィーによる選択エッチングによって直径５０〜１５
０μｍφにエッチングして電流経路を作り、素子構造を
形成する。
【００３６】第３実施例の発光ダイオードは、第１、第
２実施例の発光ダイオードと異なり、この構造は１回成
長で電流狭窄構造を設けるために、エピ結晶中の量子井
戸層１３、上下バリア層１２，１４にはｐ型ドーパント
であるＺｎ又はＭｇが拡散しにくい。したがって本実施
例の場合は、成長後、再度窒素中または水素雰囲気中に
おいて、８００℃１時間の間アニールして上クラッド層
６、中間層７、電流拡散層９にドーピングしたＺｎ又は
Ｍｇのドーパントを量子井戸層１３、上下バリア層１
２，１４に拡散させる。次に、ｐ型電流拡散層９の上に
例えばＡｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば発光領域
と逆になるように円形にパターニングして、図９に示す
ようなｐ型電極１０を形成する。一方、ＧａＡｓ基板１
の下面には、例えばＡｕ−Ｚｎ膜からなるｎ型電極１１
を蒸着により形成する。以上で第３実施例の発光ダイオ
ードが完成する。
２実施例の発光ダイオードと異なり、この構造は１回成
長で電流狭窄構造を設けるために、エピ結晶中の量子井
戸層１３、上下バリア層１２，１４にはｐ型ドーパント
であるＺｎ又はＭｇが拡散しにくい。したがって本実施
例の場合は、成長後、再度窒素中または水素雰囲気中に
おいて、８００℃１時間の間アニールして上クラッド層
６、中間層７、電流拡散層９にドーピングしたＺｎ又は
Ｍｇのドーパントを量子井戸層１３、上下バリア層１
２，１４に拡散させる。次に、ｐ型電流拡散層９の上に
例えばＡｕ−Ｂｅ膜を蒸着して、これを例えば発光領域
と逆になるように円形にパターニングして、図９に示す
ようなｐ型電極１０を形成する。一方、ＧａＡｓ基板１
の下面には、例えばＡｕ−Ｚｎ膜からなるｎ型電極１１
を蒸着により形成する。以上で第３実施例の発光ダイオ
ードが完成する。
【００３７】図８に示す第３実施例による発光ダイオー
ドの場合、井戸層厚８０Å・バリア層厚２００Åの量子
井戸で、ｐ型ドーパントにＺｎを用いた場合、駆動電流
３０ｍＡで発光波長６６５ｎｍ、光出力２.４ｍＷが得
られ、光反射層の採用によって実施例２と同様の光出力
が得られた。その時の応答速度は矩形波電流に対し、１
０％−９０％の立ち上がり時間が３.３ｎｓ、立下り時
間３.５ｎｓが得られ、実施例１と同様の応答特性が得
られた。正弦波に対する周波数応答特性は、カットオフ
周波数が１００ＭＨｚであった。
ドの場合、井戸層厚８０Å・バリア層厚２００Åの量子
井戸で、ｐ型ドーパントにＺｎを用いた場合、駆動電流
３０ｍＡで発光波長６６５ｎｍ、光出力２.４ｍＷが得
られ、光反射層の採用によって実施例２と同様の光出力
が得られた。その時の応答速度は矩形波電流に対し、１
０％−９０％の立ち上がり時間が３.３ｎｓ、立下り時
間３.５ｎｓが得られ、実施例１と同様の応答特性が得
られた。正弦波に対する周波数応答特性は、カットオフ
周波数が１００ＭＨｚであった。
【００３８】このように、アニールによる拡散法によっ
てもｐ型ドーパントであるＺｎ，Ｍｇを量子井戸層、バ
リア層に拡散させ、バリア層の非発光再結合準位を増や
して応答特性を改善することが可能である。ちなみに、
本実施例において、アニールによるｐ型ドーパントの拡
散工程を行わない場合の応答特性は矩形波電流に対し、
１０％−９０％の立ち上がり時間が６.４ｎｓ、立下り
時間６.９ｎｓであり、正弦波に対する周波数応答特性
は、カットオフ周波数が６２ＭＨｚであった。このよう
に拡散を行った場合の発光ダイオードに比べ応答が遅く
なり、ｐ型ドーパントが量子井戸層・バリア層に拡散し
て、バリア層に非発光準位が生じることによって、良好
な応答特性が得られることが確認できた。光出力は２.
３ｍＷでアニールを行う場合とほぼ同様の光出力が得ら
れた。
てもｐ型ドーパントであるＺｎ，Ｍｇを量子井戸層、バ
リア層に拡散させ、バリア層の非発光再結合準位を増や
して応答特性を改善することが可能である。ちなみに、
本実施例において、アニールによるｐ型ドーパントの拡
散工程を行わない場合の応答特性は矩形波電流に対し、
１０％−９０％の立ち上がり時間が６.４ｎｓ、立下り
時間６.９ｎｓであり、正弦波に対する周波数応答特性
は、カットオフ周波数が６２ＭＨｚであった。このよう
に拡散を行った場合の発光ダイオードに比べ応答が遅く
なり、ｐ型ドーパントが量子井戸層・バリア層に拡散し
て、バリア層に非発光準位が生じることによって、良好
な応答特性が得られることが確認できた。光出力は２.
３ｍＷでアニールを行う場合とほぼ同様の光出力が得ら
れた。
【００３９】本発明による発光半導体の構造は（Ａｌx
Ｇａl-x）yＩｎ1-yＰ系発光ダイオードについて説明し
てきたが、他の発光ダイオード、例えばＡｌＧａＡｓ系
やＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｓ系やＧａＩｎＮ系の
発光ダイオードについても同様の効果が得られる。量子
井戸層、バリア層に対するドーパント材料もＺｎ，Ｍ
ｇ，Ｃ等に限ったものではなく、ｎ型ドーパントである
Ｓｉ，Ｓｅ，Ｔｅ等でも同様の効果が得られることは言
うまでもない。
Ｇａl-x）yＩｎ1-yＰ系発光ダイオードについて説明し
てきたが、他の発光ダイオード、例えばＡｌＧａＡｓ系
やＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｓ系やＧａＩｎＮ系の
発光ダイオードについても同様の効果が得られる。量子
井戸層、バリア層に対するドーパント材料もＺｎ，Ｍ
ｇ，Ｃ等に限ったものではなく、ｎ型ドーパントである
Ｓｉ，Ｓｅ，Ｔｅ等でも同様の効果が得られることは言
うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の発光ダイオードでは、活性層である単一量子井戸層と
その両側のバリア層に、バリア層に対して非発光再結合
となる不純物をドーピングすることによって、光出力が
大きく、通電中の光出力の変動が少なく、優れた高速応
答特性を得ることが可能になる。
の発光ダイオードでは、活性層である単一量子井戸層と
その両側のバリア層に、バリア層に対して非発光再結合
となる不純物をドーピングすることによって、光出力が
大きく、通電中の光出力の変動が少なく、優れた高速応
答特性を得ることが可能になる。
【図１】本発明による半導体発光素子の活性層の構造を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明による半導体発光素子の活性層内のキャ
リアの動きを示す図である。
リアの動きを示す図である。
【図３】第１の実施例の発光ダイオードの構成を示す断
面図である。
面図である。
【図４】第１の実施例の発光ダイオードの発光スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図５】第２の実施例の発光ダイオードの構成を示す断
面図である。
面図である。
【図６】第２の実施例の発光ダイオードの発光スペクト
ル（１）を示す図である。
ル（１）を示す図である。
【図７】第２の実施例の発光ダイオードの発光スペクト
ル（２）を示す図である。
ル（２）を示す図である。
【図８】第３の実施例の発光ダイオードの構成を示す断
面図である。
面図である。
【図９】第３の実施例の発光ダイオードの上面図であ
る。
る。
【図１０】従来例による第１の発光ダイオードの構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１１】従来例による第２の発光ダイオードの構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１２】従来例による第２の発光ダイオードの活性層
の構造を示すバンド図である。
の構造を示すバンド図である。
１…ｎ型ＧａＡｓ基板、２…ｎ型ＧａＡｓバッファ層、
３…ｎ型光反射層（ＤＢＲ層）、４…ｎ型Ａｌ0.51Ｉｎ
0.49Ｐ下部クラッド層、５…ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0 .5）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層、６…ｐ型Ａｌ0.51Ｉｎ0.49Ｐ上
部クラッド層、７…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ中
間層、８…ｎ型ＧａＰ電流阻止層、９…ｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層、１０…ｐ型電極、１１
…ｎ型電極、１２…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層、１３…ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ
0.49Ｐ量子井戸層、１４…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉ
ｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層、１５…ｎ型ＧａＡ
ｓ電流阻止層。
３…ｎ型光反射層（ＤＢＲ層）、４…ｎ型Ａｌ0.51Ｉｎ
0.49Ｐ下部クラッド層、５…ｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0 .5）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層、６…ｐ型Ａｌ0.51Ｉｎ0.49Ｐ上
部クラッド層、７…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）yＩｎ1-yＰ中
間層、８…ｎ型ＧａＰ電流阻止層、９…ｐ型（ＡｌxＧ
ａl-x）yＩｎ1-yＰ電流拡散層、１０…ｐ型電極、１１
…ｎ型電極、１２…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉｎ0.49
Ｐ（０≦ｘ≦１）下バリア層、１３…ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ
0.49Ｐ量子井戸層、１４…ｐ型（ＡｌxＧａl-x）0.51Ｉ
ｎ0.49Ｐ（０≦ｘ≦１）上バリア層、１５…ｎ型ＧａＡ
ｓ電流阻止層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 哲朗 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 大山 尚一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA02 CA05 CA12 CA37 CA53 CA73 CB02 CB15
Claims (12)
- 【請求項１】 活性層が発光する発光スペクトルの半値
幅が２５ｎｍ以上であり、矩形波パルス電流に対する立
ち上がり・立ち下がり時間が４ｎｓ以下であることを特
徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 活性層の構造が単一量子井戸層とその両
側のバリア層からなり、前記活性層にｐ型もしくはｎ型
となる不純物をドーピングし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３】 前記ドーピングした不純物のキャリア濃
度が１×１０17ｃｍ -3以上、１×１０19ｃｍ-3以下であ
ることを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記不純物のドーピングを前記活性層へ
の拡散法によって行うことを特徴とする請求項２または
３記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】 ｐ型ドーピングの材料がＺｎ，Ｍｇ，Ｂ
ｅ，Ｃのいずれかであり、ｎ型ドーピングの材料が、Ｓ
ｉ，Ｓｅ，Ｔｅのいずれかであることを特徴とする請求
項２乃至４いずれか記載の半導体発光素子。 - 【請求項６】 電流拡散層またはキャップ層を再成長に
より形成することを特徴とする請求項２乃至５いずれか
記載の半導体発光素子。 - 【請求項７】 （ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系材料から
なる活性層が発光する発光スペクトルの半値幅が２５ｎ
ｍ以上であり、矩形波パルス電流に対する立ち上がり・
立ち下がり時間が４ｎｓ以下であることを特徴とする面
発光型半導体発光素子。 - 【請求項８】 （ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系量子井戸
層のＩｎ混晶比ｙを０.５以上にして、活性層に引っ張
り歪みを加えて長波長化することを特徴とする請求項７
記載の面発光型半導体発光素子。 - 【請求項９】 前記（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系量子
井戸層の両側の（（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰバリア層
のＡｌ混晶比ｘを０.４以上、１.０以下に設定すること
を特徴とする請求項８記載の面発光型半導体発光素子。 - 【請求項１０】 前記（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ系量
子井戸層の両側の（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰバリア層
の層厚を５０Å以上、３００Å以下に設定することを特
徴とする請求項８または９記載の面発光型半導体発光素
子。 - 【請求項１１】 （０１１）方向に５゜以上、１５゜以
下の傾斜基板上に格子不整合活性層を成長させることを
特徴とする請求項７乃至１０いずれか記載の面発光型半
導体発光素子。 - 【請求項１２】 光反射層上に成長した単一量子井戸活
性層を有することを特徴とする請求項７乃至１１いずれ
か記載の面発光型半導体発光素子。
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