JP2003229600A

JP2003229600A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JP2003229600A
Application number: JP2002292557A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakamura; 淳一中村; Kazuaki Sasaki; 和明佐々木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2003-08-15
Also published as: US20030111658A1; US6737669B2; TW577181B; CN1199292C; CN1421938A; TW200301574A

Abstract

(57)【要約】【課題】短波長のＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子に
おいて、活性層での電子・正孔の発光再結合確率を上げ
て、輝度を高めること【解決手段】発光部は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に順
次成長された下部クラッド層１２、活性層１３及び上部
クラッド層１５を有している。活性層１３と上部クラッ
ド層１５との間にはｐ型ＧａＰ層１４が介在している。
活性層１３、ｐ型ＧａＰ層１４及び上部クラッド層１５
の接合を形成する前のバンドプロファイルでは、ｐ型Ｇ
ａＰ層１４における伝導帯下端のエネルギー位置が、上
部クラッド層１５における伝導帯下端のエネルギー位置
よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子、
特に、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体を発光部に用いた半導体
発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】高輝度の半導体発光素子を形成するに
は、活性層の発光効率を高め、活性層への電流注入量を
高め、活性層から発せられた光を素子外部へ取出す効率
を高めることが必要である。

【０００３】発光部への電流注入量を高めるためには、
電流拡散層や、動作電圧を高めることなく電流注入量を
高めることができる中間層等が有効であるが、同時に、
注入した電流（電子・正孔）を逃がすこと無く活性層に
閉じ込めて発光再結合に寄与する電子・正孔を多くする
ことが必要である。この電子・正孔を発光層に閉じ込め
る手段として、ダブルヘテロ（以下、「ＤＨ」と言
う。）構造が広く用いられている。

【０００４】ＤＨ構造は、活性層よりも広いバンドギャ
ップを持つ半導体で活性層を挟むことで、活性層の上下
端に電子・正孔が越えにくいエネルギーバリアを形成す
ることにより電子・正孔を逃がしにくくし、電子・正孔
が発光再結合に寄与する確率を高めることができる。

【０００５】活性層にＡｌＧａＩｎＰ系半導体を用いた
半導体発光素子でもＤＨ構造は広く用いられている（特
許文献１および特許文献２を参照）。

【０００６】図１０に、ＤＨ構造を有する従来の半導体
発光素子を示す。

【０００７】上記半導体発光素子によれば、図１０に示
すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、所望のバッフ
ァ層１０２に加え、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
３、ＡｌＧａＩｎＰ活性層１０４及びp−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層１０５が順次積層される。さらに、そのp
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０５上には、ＧａＰ電流
拡散層１０６や、図示しないが、その他に電流阻止層、
保護層、中間バンドギャップ層及び保護層などが順次積
層される。そして、ＧａＰ電流拡散層１０６の上方にｐ
型電極１０７、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１下にｎ型電極１
０８を蒸着によりそれぞれ形成する。その後、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０１、ｐ型電極１０７及びｎ型電極１０８な
どが所望の形状に成形などして、半導体発光素子が完成
する。

【０００８】上記半導体発光素子では、ｎ型クラッド層
１０３及びｐ型クラッド層１０５に（Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝約０．７、ｙ＝約０．
５）の組成の半導体が使用されているが、一般的のＡｌ
ＧａＩｎＰ系半導体の半導体発光素子では、クラッド層
の組成としては（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ
（０．７≦ｘ≦１．０、ｙ＝約０．５）の半導体がよく
用いられる。

【０００９】図１１に、従来の半導体発光素子における
活性層近傍のバンドプロファイルを示す。

【００１０】図１１に示すように、上下クラッド層が活
性層よりも広いバンドギャップを有しているから、活性
層の両外側にエネルギーバリアが形成される。これによ
り、その活性層に注入された電子・正孔が活性層から外
へ逃げる現象、つまりオーバーフローが抑制される。そ
の結果、電子・正孔が活性層で発光再結合する確率が高
くなって、高輝度の半導体発光素子を得ることができ
る。

【００１１】

【特許文献１】特開平５−３３５６１９号公報（第２
頁、第０００３段落）

【特許文献２】特開平４−２２９６６５号公報（第２
頁、第０００３段落と第０００４段落）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、素子
外部から注入された電子・正孔を活性層に多く閉じ込め
る手法としてＤＨ構造が用いられたていたが、活性層か
ら発せられる光の波長が短いものでは、活性層のバンド
ギャップが広くなり、活性層とクラッド層とのバンドギ
ャップの差が小さくなる。

【００１３】このように、上記活性層とクラッド層との
バンドギャップ差が小さくなると、電子・正孔に対する
エネルギーバリアが小さくなる。その結果、上記クラッ
ド層による電子・正孔の閉じ込め効果が小さくなるた
め、電子・正孔は活性層から逃げ易くなる。つまり、上
記電子・正孔は活性層からオーバーフローし易くなる。
このような原因により、短波長の半導体発光素子では発
光効率が落ち、高輝度の半導体発光素子が得られにくい
という問題点が有った。

【００１４】なお、電子・正孔の中でも、正孔は移動度
が低いためにオーバーフローし難いが、電子は正孔に比
べて数十倍移動度が高いためにオーバーフローし易い。

【００１５】具体的には、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光
素子では、発光波長が５９０ｎｍより長いものではオー
バーフローは問題とならないが、５９０ｎｍ以下の発光
波長を持つものでは、オーバーフローが顕著となり、こ
のオーバフローが輝度低下の原因となっている。

【００１６】図１２に、半導体発光素子における発光波
長と外部量子効率との関係を表わすグラフを示す。

【００１７】図１２から分るように、大よそ５９０ｎｍ
から、これより短い発光波長を有する半導体発光素子で
は、特に電子のオーバーフローが顕著となって、発光効
率が落ち、輝度が低くなる。このような原因により、短
波長の半導体発光素子では発光効率が落ち、高輝度の半
導体発光素子が得られにくい。

【００１８】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、その目的は、短波長のＡｌＧａＩｎＰ系半導体発
光素子において、活性層での電子・正孔の発光再結合確
率を上げて、輝度を高めることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体発光素子は、化合物半導体基板上に
順次形成された第１導電型クラッド層、活性層及び第２
導電型クラッド層を備えた半導体発光素子において、上
記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性
層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下であり、上
記活性層と上記第１導電型クラッド層または上記第２導
電型クラッド層との間に半導体層が介在していて、上記
活性層と上記半導体層、及び、上記半導体層と上記第１
導電型クラッド層または上記第２導電型クラッド層との
接合を形成する前のバンドプロファイルにおいて、上記
半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置が、上記
第２導電型クラッド層における伝導帯下端のエネルギー
位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いことを特徴と
している。

【００２０】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が活性層と第１導電型クラッド層または第２導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００２１】本明細書において、第１導電型とは、ｐ型
またはｎ型を意味する。また、第２導電型とは、第１導
電型がｐ型の場合はｎ型、ｎ型の場合はｐ型を意味す
る。

【００２２】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に順次形成された第１導電型クラッド層、
活性層及び第２導電型クラッド層を備えた半導体発光素
子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体から
なり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ
以下であり、上記活性層と上記第１導電型クラッド層ま
たは上記第２導電型クラッド層との間に半導体層が介在
していて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高い
エネルギー位置が、上記第２導電型クラッド層における
伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．
０ｅＶ高いことを特徴としている。

【００２３】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が活性層と第１導電型クラッド層または第２導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００２４】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に順次形成された第１導電型クラッド層、
活性層、第１の第２導電型クラッド層及び第２の第２導
電型クラッド層を備えた半導体発光素子において、上記
活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層
から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下であり、上記
第１の第２導電型クラッド層と上記第２の第２導電型ク
ラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在して
いて、上記第１の第２導電型クラッド層と上記半導体
層、及び、上記半導体層と上記第２の第２導電型クラッ
ド層との接合を形成する前のバンドプロファイルにおい
て、上記半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置
が、上記第２の第２導電型クラッド層における伝導帯下
端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高
いことを特徴としている。

【００２５】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が第１の第２導電型クラッド層と第２の第２導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００２６】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に順次形成された第１導電型クラッド層、
活性層、第１の第２導電型クラッド層及び第２の第２導
電型クラッド層を備えた半導体発光素子において、上記
活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層
から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下であり、上記
第１の第２導電型クラッド層と上記第２の第２導電型ク
ラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在して
いて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高いエネ
ルギー位置が、上記第２の第２導電型クラッド層におけ
る伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜
１．０ｅＶ高いことを特徴としている。

【００２７】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が第１の第２導電型クラッド層と第２の第２導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００２８】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に順次形成された第１の第１導電型クラッ
ド層、第２の第１導電型クラッド層、活性層及び第２導
電型クラッド層を備えた半導体発光素子において、上記
活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層
から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下であり、上記
第１の第１導電型クラッド層と上記第２の第１導電型ク
ラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在して
いて、上記第１の第１導電型クラッド層と上記半導体
層、及び、上記半導体層と上記第１の第１導電型クラッ
ド層との接合を形成する前のバンドプロファイルにおい
て、上記半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置
が、上記第１の第１導電型クラッド層における伝導帯下
端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高
いことを特徴としている。

【００２９】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が第１の第１導電型クラッド層と第２の第１導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００３０】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に順次形成された第１の第１導電型クラッ
ド層、第２の第１導電型クラッド層、活性層及び第２導
電型クラッド層を備えた半導体発光素子において、上記
活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層
から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下であり、上記
第１の第１導電型クラッド層と上記第２の第１導電型ク
ラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在して
いて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高いエネ
ルギー位置が、上記第１の第１導電型クラッド層におけ
る伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜
１．０ｅＶ高いことを特徴としている。

【００３１】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
半導体層が第１の第１導電型クラッド層と第２の第１導
電型クラッド層との間に介在していることにより、その
半導体層が電子に対してエネルギーバリアとして働き、
活性層からの電子のオーバーフローが抑制される。その
結果、上記活性層での電子・正孔の発光再結合確率が向
上して、半導体発光素子の輝度を高めることができる。

【００３２】一実施形態の半導体発光素子は、上記半導
体層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１− _ｘＰ（０＜ｘ≦０．
７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜
ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のいずれかである。

【００３３】上記実施形態の半導体発光素子では、半導
体層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１− _ｘＰ（０＜ｘ≦０．
７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜
ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のいずれかであるの
で、上記活性層からの電子のオーバーフローを確実に抑
制することができる。

【００３４】一実施形態の半導体発光素子は、上記半導
体層の厚さが１０Å〜５００Åの範囲内である。

【００３５】上記実施形態の半導体発光素子では、半導
体層の厚さが１０Å〜５００Åの範囲内であるので、上
記活性層からの電子のオーバーフローを確実に抑制する
ことができ、かつ、格子不整合による結晶欠陥を抑制す
ることができる。すなわち、上記半導体層の厚さが、１
０Åよりも小さいと、上記電子のオーバーフローを確実
に抑制することができないのである。また、上記半導体
層の厚さが、５００Åを越えると、格子不整合による結
晶欠陥が生じるのである。

【００３６】一実施形態の半導体発光素子は、上記半導
体層の厚さが１０Å〜１４０Åの範囲内である。

【００３７】格子不整合を有する層を挿入していること
により、ウエハの反りが発生する。このウエハの反り
は、成長後のウエハを素子に分割する前に研削によりウ
エハを薄くする際に顕著に現れる。しかし、上記実施形
態の半導体発光素子では、５００Åよりも薄い層厚、特
には１４０Å以下にしているので、ウエハの反りを確実
に抑制できる。従って、上記半導体層の厚さは、１０Å
〜１４０Åの範囲内にするのが最も好ましい。

【００３８】一実施形態の半導体発光素子は、上記活性
層はＳＱＷ活性層またはＭＱＷ活性層である。

【００３９】一実施形態の半導体発光素子は、上記ＳＱ
Ｗ層または上記ＭＱＷ層は、複数層のバリア層と、少な
くとも１層のウェル層とで構成され、上記バリア層の一
部の層または全層における真空準位からの伝導帯下端の
エネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙ
Ｐ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）における真空準位から
の伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜
１．０ｅＶ高くなっている。

【００４０】上記実施形態の半導体発光素子によれば、
上記バリア層の一部の層または全層における真空準位か
らの伝導帯下端のエネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ） _ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）
における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位置よ
りも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いので、電子をウェル
層に確実に閉じ込めることができる。その結果、上記活
性層での電子・正孔の発光再結合確率がさらに向上し
て、半導体発光素子の輝度をより高めることができる。

【００４１】また、本発明の半導体発光素子は、化合物
半導体基板上に形成された第１導電型クラッド層、活性
層及び第２導電型クラッド層を備えた半導体発光素子に
おいて、上記活性層は、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体からな
るＳＱＷ活性層またはＭＱＷ活性層であり、上記ＳＱＷ
層または上記ＭＱＷ層は、複数層のバリア層と、少なく
とも１層のウェル層とで構成され、上記バリア層の一部
の層または全層における真空準位からの伝導帯下端のエ
ネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ
（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）における真空準位からの
伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．
０ｅＶ高いことを特徴としている。

【００４２】上記構成の半導体発光素子によれば、上記
バリア層の一部の層または全層における真空準位からの
伝導帯下端のエネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）における
真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．
０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いので、電子をウェル層に確実
に閉じ込めて、活性層からの電子のオーバーフローを抑
制できる。その結果、上記活性層での電子・正孔の発光
再結合確率が向上して、半導体発光素子の輝度を高める
ことができる。

【００４３】一実施形態の半導体発光素子は、上記バリ
ア層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１− _ｘＰ（０＜ｘ≦０．
７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜
ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のいずれかである。

【００４４】上記実施形態の半導体発光素子によれば、
上記活性層からの電子のオーバーフローを確実に抑制す
る観点上、バリア層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ
（０＜ｘ≦０．７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のい
ずれかであるのが好ましい。

【００４５】一実施形態の半導体発光素子は、上記半導
体層または上記バリア層が第２導電型である。

【００４６】一実施形態の半導体発光素子は、上記半導
体層または上記バリア層のキャリア濃度が１×１０^１７
〜５×１０^１８ｃｍ^−３である。

【００４７】一実施形態の半導体発光素子において、上
記第１導電型はｎ型であり、上記第２導電型はｐ型であ
る。

【００４８】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の実施例１の
半導体発光素子である発光ダイオードを図１（ａ）及び
図１（ｂ）を用いて説明する。

【００４９】上記発光ダイオードは、図１（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板１１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層１２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層１３及び第２導電型ク
ラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッ
ド層１５を備えている。上記活性層１３からは５９０ｎ
ｍ以下の光が出射される。

【００５０】そして、上記活性層１３と上部クラッド層
１５との間には、半導体層の一例としてのｐ型ＧａＰ層
１４が介在している。このｐ型ＧａＰ層１４における伝
導帯下端の最も高いエネルギー位置は、上部クラッド層
１５における伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０
２ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。また、上記活性層
１３、ｐ型ＧａＰ層１４及び上部クラッド層１５の接合
を形成する前のバンドプロファイルでは、ｐ型ＧａＰ層
１４における伝導帯下端のエネルギー位置が、上部クラ
ッド層１５における伝導帯下端のエネルギー位置よりも
０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【００５１】また、上記上部クラッド１５上には電流拡
散層１６が形成され、この電流拡散層１６上にはｐ型電
極１７が形成されている。なお、１８はｎ型電極であ
る。

【００５２】図１（ｂ）に、本実施例１の発光ダイオー
ドにおける活性層１３近傍のバンドプロファイルの一例
を示す。

【００５３】本実施例１の発光ダイオードは、活性層１
３と上部クラッド層１５との間にｐ型ＧａＰ層１４を有
している。その活性層１３、ｐ型ＧａＰ層１４及び上部
クラッド層１５の接合前において、活性層１３とｐ型Ｇ
ａＰ層１４との間における伝導帯下端のエネルギー差
が、活性層１３と上部クラッド層１５との間における伝
導帯下端のエネルギー差よりも大きい。このため、上記
活性層１３、ｐ型ＧａＰ層１４及び上部クラッド層１５
の接合後には、図１（ｂ）に示すように、活性層１３と
ｐ型ＧａＰ層１４との間に約０．３ｅＶの高さのエネル
ギー不連続によるノッチが発生し、上部クラッド層１５
の伝導帯下端Ｅｃよりも約０．１ｅＶ高いエネルギーバ
リアが形成される。このエネルギーバリアが、下部クラ
ッド層１２から供給された電子に対するエネルギーバリ
アとして働く。

【００５４】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ＧａＰ層１４が無
い場合よりも、下部クラッド層１２から供給された電子
のオーバーフローを抑制できる。その結果、上記活性層
１３での電子・正孔の発光再結合確率が向上して、図１
０の従来例よりも輝度を向上させることができた。

【００５５】以下、本実施例１の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【００５６】まず、図１（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層１２
（例えばｘ＝１．０、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ１．０μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層１３（例
えばｘ＝０．３０、厚さ０．３μｍ）を順次成長させ
る。

【００５７】引き続き、上記活性層１３上に、ｐ型Ｇａ
Ｐ層１４（厚さ２０Å、キャリア濃度１×１０^１７ｃｍ
^−３）、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッド層１５（例
えばｘ＝１．０、Ｚｎキャリア濃度７×１０^１７ｃｍ
^−３、厚さ１．０μｍ）を順次成長させる。さらに、上
部クラッド層１５上に電流拡散層１６を成長させる。こ
こで、上記ｐ型ＧａＰ層１４は、ＧａＡｓに対して３．
５％程度の格子不整を有しているが、ＧａＰ厚さを２０
Åと薄くしているから、格子緩和は発生しない。その結
果、クロスハッチ等の結晶欠陥が発生しない。

【００５８】そして、上記電流拡散層１６上にｐ型電極
１７（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板下にｎ
型電極１８（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれぞれ
形成し、ｐ型電極１７を例えば円形に加工して発光ダイ
オードが完成する。

【００５９】上記実施例１では、下部クラッド層１２と
ｐ型ＧａＰ層１４との間に活性層１３を形成していた
が、活性層１３を形成する代わりに、下部クラッド層１
２とｐ型ＧａＰ層１４との間にＳＱＷ活性層またはＭＱ
Ｗ活性層を形成してもよい。

【００６０】また、基板上に、ｐ型下部クラッド層、活
性層及びｎ型上部クラッド層を順次形成し、そのｐ型下
部クラッド層と活性層との間にｐ型ＧａＰ層を設けても
よい。

【００６１】（実施例２）本発明の実施例２の半導体発
光素子である発光ダイオードを図２（ａ）及び図２
（ｂ）を用いて説明する。

【００６２】上記発光ダイオードは、図２（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板２１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層２２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層２３、第１の第２導電
型クラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第１上部ク
ラッド層２４及び第２の第２導電型クラッド層の一例と
してのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９
Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラッド層２６を備えて
いる。上記活性層２３からは５９０ｎｍ以下の光が出射
される。

【００６３】そして、上記第１上部クラッド層２４と第
２上部クラッド層２６との間には、半導体層の一例とし
てのｐ型ＧａＰ層２５が介在している。このｐ型ＧａＰ
層２５における伝導帯下端の最も高いエネルギー位置
は、第２上部クラッド層２６における伝導帯下端のエネ
ルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなって
いる。また、上記第１上部クラッド層２４、ｐ型ＧａＰ
層２５及び第２上部クラッド層２６の接合を形成する前
のバンドプロファイルでは、ｐ型ＧａＰ層２５における
伝導帯下端のエネルギー位置が、第２上部クラッド層２
６における伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５
ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【００６４】また、上記第２上部クラッド層２６上には
電流拡散層２７が形成され、この電流拡散層２７上には
ｐ型電極２８が形成されている。なお、２９はｎ型電極
である。

【００６５】図２（ｂ）に、本実施例２の発光ダイオー
ドにおける活性層２３近傍のバンドプロファイルの一例
を示す。

【００６６】本実施例２の発光ダイオードは、第１上部
クラッド層２４と第２上部クラッド層２６との間にｐ型
ＧａＰ層２５を有している。その第１上部クラッド層２
４とｐ型ＧａＰ層２５との間ではエネルギー不連続が有
る。そのため、上記第１上部クラッド層２４とｐ型Ｇａ
Ｐ層２５とを接合した後には第１上部クラッド層２４と
ｐ型ＧａＰ層２５との間に約０．２５ｅＶの高さのエネ
ルギー不連続によるノッチが発生し、第１上部クラッド
層２４の伝導帯下端Ｅｃよりも約０．１２ｅＶ高いエネ
ルギーバリアが形成される。このエネルギーバリアが、
下部クラッド層２２から供給された電子に対してエネル
ギーバリアとして働く。

【００６７】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ｐ型ＧａＰ層２５
が無い場合よりも、下部クラッド層２２から供給された
電子のオーバーフローを抑制できる。その結果、上記活
性層２３での電子・正孔の発光再結合確率が向上して、
図１０の従来例よりも輝度を向上させることができた。

【００６８】以下、本実施例２の発光ダイオードの製造
方法について説明する。

【００６９】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層２２
（例えばｘ＝０．７、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ１．０μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層２３（例
えばｘ＝０．４０、厚さ０．４μｍ）を順次成長させ
る。

【００７０】引き続き、上記活性層２３上に、ｐ型（Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０． _４９Ｐ（０．７≦ｘ
≦１）第１上部クラッド層２４（例えばｘ＝０．７、Ｚ
ｎキャリア濃度５×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．２μ
ｍ）、ｐ型ＧａＰ層２５（厚さ４０Å、キャリア濃度１
×１０^１８ｃｍ^−３）及びｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０
_．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラ
ッド層２６（例えばｘ＝０．７、Ｚｎキャリア濃度５×
１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．７μｍ）を順次成長させ
る。さらに、上記第２上部クラッド層２６上に電流拡散
層２７を成長させる。

【００７１】そして、上記電流拡散層２７上にｐ型電極
２８（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板２１下
にｎ型電極２９（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極２８を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【００７２】上記実施例２では、上記第１上部クラッド
層２４と第２上部クラッド層２６との間に１層のｐ型Ｇ
ａＰ層２５を介在させていたが、第１上部クラッド層２
４と第２上部クラッド層２６との間に複数層のｐ型Ｇａ
Ｐ層を介在させてもよい。

【００７３】また、基板上に、第１のｐ型下部クラッド
層、第２のｐ型下部クラッド層、活性層及び上部クラッ
ド層を順次形成し、その第１のｐ型下部クラッド層と第
２のｐ型下部クラッド層との間にｐ型ＧａＰ層を設けて
もよい。なお、その第１のｐ型下部クラッド層と第２の
ｐ型下部クラッド層との間にｐ型ＧａＰ層を複数層設け
てもよいのは言うでもない。

【００７４】（実施例３）本発明の実施例３の半導体発
光素子である発光ダイオードを図３（ａ）及び図３
（ｂ）を用いて説明する。

【００７５】上記発光ダイオードは、図３（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板３１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層３２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層３３及び第２導電型ク
ラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッ
ド層３５を備えている。上記活性層３３からは５９０ｎ
ｍ以下の光が出射される。

【００７６】そして、上記活性層３３と上部クラッド層
３５との間には、半導体層の一例としてのｐ型Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４が介在している。
このｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４
における伝導帯下端の最も高いエネルギー位置は、上部
クラッド層３５における伝導帯下端のエネルギー位置よ
りも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。また、
上記活性層３３とｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦
０．７）層３４との接合、及び、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ _１−ｘ
Ｐ（０＜ｘ≦０．７）層３４と上部クラッド層３５との
接合を形成する前のバンドプロファイルでは、ｐ型Ａｌ
_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４における伝導
帯下端のエネルギー位置が、上部クラッド層３５におけ
る伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜
１．０ｅＶ高くなっている。

【００７７】上記上部クラッド３５上には電流拡散層３
６が形成され、この電流拡散層３６上にはｐ型電極３７
が形成されている。なお、３８はｎ型電極である。

【００７８】図３（ｂ）に、本実施例３の発光ダイオー
ドにおける活性層３３近傍のバンドプロファイルの一例
を示している。

【００７９】本実施例３の発光ダイオードは、活性層３
３と上部クラッド層３５との間にｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ
Ｐ（０＜ｘ≦０．７）層３４を有している。その活性層
３３、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３
４及び上部クラッド層３５の接合前において、活性層３
３とｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４
との間における伝導帯下端のエネルギー差が、活性層３
３と上部クラッド層３５との間におけるエネルギー差よ
りも大きい。このため、上記活性層３３、ｐ型Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４及び上部クラッド
層３５の接合後では、図３（ｂ）に示すように、活性層
３３とｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３
４との間に約０．２０ｅＶの高さのエネルギー不連続に
よるノッチが発生し、上部クラッド層３５の伝導帯下端
Ｅｃよりも約０．０８ｅＶ高いエネルギーバリアが形成
される。このエネルギバリアが下部クラッド層３２から
供給された電子に対してエネルギーバリアとして働く。

【００８０】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４が無い場合よりも、
下部クラッド層３２から供給された電子のオーバーフロ
ーを抑制できる。その結果、上記活性層３３での電子・
正孔の発光再結合確率が向上して、図１０の従来例より
も輝度を向上させることができた。

【００８１】以下、本実施例３の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【００８２】まず、図３（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板３１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層３２
（例えばｘ＝０．９、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ０．７μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層３３（例
えばｘ＝０．３５、厚さ０．５μｍ）を順次成長させ
る。

【００８３】引き続き、上記活性層３３上に、ｐ型Ａｌ
_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４（例えばｘ＝
０．２０、厚さ５０Å、キャリア濃度２×１０^１８ｃｍ
^−３）、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッド層３５（例
えばｘ＝０．８、Ｚｎキャリア濃度５×１０^１７ｃｍ
^−３、厚さ０．７μｍ）を順次成長させる。さらに、上
記上部クラッド層３５上に電流拡散層３６を成長させ
る。

【００８４】そして、上記電流拡散層３６上にｐ型電極
３７（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板３１下
にｎ型電極３８（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極３７を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【００８５】また、基板上に、ｐ型下部クラッド層、活
性層及びｎ型上部クラッド層を順次形成し、そのｐ型下
部クラッド層と活性層との間にｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ
（０＜ｘ≦０．７）層を設けてもよい。

【００８６】（実施例４）本発明の実施例４の半導体発
光素子である発光ダイオードを図４（ａ）及び図４
（ｂ）を用いて説明する。

【００８７】上記発光ダイオードは、図４（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板４１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層４２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層４３、第１の第２導電
型クラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第１上部ク
ラッド層４４及び第２の第２導電型クラッド層の一例と
してのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９
Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラッド層４６を備えて
いる。上記活性層４３からは５９０ｎｍ以下の光が出射
される。

【００８８】そして、上記第１上部クラッド層４４と第
２上部クラッド層４６との間には、半導体層の一例とし
てのｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５
が介在している。このｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ
≦０．７）層４５における伝導帯下端の最も高いエネル
ギー位置は、第２上部クラッド層４６における伝導帯下
端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高
くなっている。また、上記第１上部クラッド層４４、ｐ
型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５及び第
２上部クラッド層の接合を形成する前のバンドプロファ
イルでは、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）
層４５における伝導帯下端のエネルギー位置が、第２上
部クラッド層４６における伝導帯下端のエネルギー位置
よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【００８９】また、上記第２上部クラッド層４６上には
電流拡散層４７が形成され、この電流拡散層４７上には
ｐ型電極４８が形成されている。なお、４９はｎ型電極
である。

【００９０】図４（ｂ）に、本実施例４の発光ダイオー
ドにおける活性層４３近傍のバンドプロファイルの一例
を示す。

【００９１】本実施例４の発光ダイオードでは、第１上
部クラッド層４４と第２上部クラッド層４６との間にｐ
型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５を有し
ている。その第１上部クラッド層４４とｐ型Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５との間ではエネルギ
ー不連続がある。そのため、上記第１上部クラッド層４
４とｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５
との接合後には第１上部クラッド層４４とｐ型Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５との間に約０．０
７ｅＶの高さのエネルギー不連続によるノッチが発生
し、上部クラッド層４４の伝導帯下端Ｅｃよりも約０．
０３ｅＶ高いエネルギーバリアが形成される。

【００９２】このエネルギーバリアが、下部クラッド層
４２から供給された電子に対してエネルギーバリアとし
て働く。

【００９３】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５が無い場合よりも、
下部クラッド層４２から供給された電子のオーバーフロ
ーを抑制できる。その結果、上記活性層４３での電子・
正孔の発光再結合確率が向上して、図１０の従来例より
も輝度を向上させることができた。

【００９４】以下、実施例４の発光ダイオードの製造方
法について述べる。

【００９５】まず、図４（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板４１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層４２
（例えばｘ＝１．０、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ１．０μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層４３（例
えばｘ＝０．４５、厚さ０．３μｍ）を順次形成する。

【００９６】引き続き、上記活性層４３上に、ｐ型（Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０． _４９Ｐ（０．７≦ｘ
≦１）第１上部クラッド層４４（例えばｘ＝０．９、Ｚ
ｎキャリア濃度５×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．１μ
ｍ）、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４
５（例えばｘ＝０．６０、厚さ８０Å、キャリア濃度４
×１０^１７ｃｍ^−３）及びｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部ク
ラッド層４６（例えばｘ＝０．９、Ｚｎキャリア濃度５
×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ１．５μｍ）を順次成長させ
る。さらに、上記第２上部クラッド層４６上に電流拡散
層４７を成長させる。

【００９７】そして、上記電流拡散層４７上にｐ型電極
４８（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板４１下
にｎ型電極４９（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極４８を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【００９８】上記実施例４では、第１上部クラッド層４
４と第２上部クラッド層４６との間に１層のｐ型Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層４５を介在させてい
たが、第１上部クラッド層４４と第２上部クラッド層４
６との間に複数層のｐ型Ａｌ _ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦
０．７）層を介在させてもよい。

【００９９】また、上記下部クラッド層４２と第１上部
クラッド層４４との間に活性層４３を形成していたが、
活性層４３の代わりに、下部クラッド層４２と第１上部
クラッド層４４との間にＳＱＷ活性層またはＭＱＷ活性
層を形成してもよい。

【０１００】また、基板上に、第１のｐ型下部クラッド
層、第２のｐ型下部クラッド層、活性層及び上部クラッ
ド層を順次形成し、その第１のｐ型下部クラッド層と第
２のｐ型下部クラッド層との間にｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ
Ｐ（０＜ｘ≦０．７）層を設けてもよい。なお、その第
１のｐ型下部クラッド層と第２のｐ型下部クラッド層と
の間にｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層を
複数層設けてもよいのは言うまでもない。

【０１０１】（実施例５）本発明による実施例５の半導
体発光素子である発光ダイオードを図５（ａ）及び図５
（ｂ）を用いて説明する。

【０１０２】上記発光ダイオードは、図５（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板５１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層５２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層５３及び第２導電型ク
ラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッ
ド層５５を備えている。上記活性層５３からは５９０ｎ
ｍ以下の光が出射される。

【０１０３】そして、上記活性層５３と上部クラッド層
５５との間には、半導体層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６
５≦ｙ＜１）層５４が介在している。このｐ型（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６
５≦ｙ＜１）層５４における伝導帯下端の最も高いエネ
ルギー位置は、上部クラッド層５５における伝導帯下端
のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高く
なっている。また、上記活性層５３、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層５４及び上部クラッド層５５の接合を形成す
る前のバンドプロファイルでは、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層５４における伝導帯下端のエネルギー位置
が、上部クラッド層５５における伝導帯下端のエネルギ
ー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなってい
る。

【０１０４】また、上記上部クラッド層５５上には電流
拡散層５６が形成され、この電流拡散層５６上にはｐ型
電極５７が形成されている。なお、５８はｎ型電極であ
る。

【０１０５】図５（ｂ）に、本実施例５の発光ダイオー
ドにおける活性層５３近傍のバンドプロファイルの一例
を示す。

【０１０６】本実施例５の発光ダイオードは、活性層５
３と上部クラッド層５５との間にｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層５４を有している。その活性層５３、ｐ型
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．
７、０．６５≦ｙ＜１）層５４及び上部クラッド層５５
の接合前において、活性層５３とｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層５４との間における伝導帯下端のエネルギー
差が、活性層５３と上部クラッド層５５との間における
エネルギー差よりも大きい。このため、上記活性層５
３、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ
≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層５４及び上部クラッド
層５５の接合後には、図５（ｂ）に示すように、活性層
５３とｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜
ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層５４との間に約０．
２０ｅＶの高さのエネルギー不連続によるノッチが発生
し、上部クラッド層５５の伝導帯下端Ｅｃよりも約０．
０８ｅＶ高いエネルギーバリアが成される。このエネル
ギーバリアが、下部クラッド層５２から供給された電子
に対するエネルギーバリアとして働く。

【０１０７】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層５４が無い場合よりも、下部クラッド層５２
から供給された電子のオーバーフローを抑制できる。そ
の結果、上記活性層５３での電子・正孔の発光再結合確
率が向上して、図１０の従来例よりも輝度を向上させる
ことができた。

【０１０８】以下、本発明の実施例５の発光ダイオード
の製造方法について述べる。

【０１０９】まず、図５（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板５１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層５２
（例えばｘ＝０．９、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ０．７μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層５３（例
えばｘ＝０．３５、厚さ０．５μｍ）を順次成長させ
る。

【０１１０】引き続き、上記活性層５３上に、ｐ型（Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、
０．６５≦ｙ＜１）層５４（例えばｘ＝０．２０、ｙ＝
０．０５、厚さ５０Å、キャリア濃度３×１０^１７ｃｍ
^−３）、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１− _ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッド層５５（例
えばｘ＝０．８、Ｚｎキャリア濃度５×１０^１７ｃｍ
^−３、厚さ０．７μｍ）を順次成長させる。さらに、上
記上部クラッド層５５上に電流拡散層５６を成長させ
る。

【０１１１】そして、上記電流拡散層５６上にｐ型電極
５７（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板５１下
にｎ型電極５８（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極５７を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【０１１２】上記実施例５では、下部クラッド層５２と
ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１ _−ｙＰ（０＜ｘ≦
０．７、０．６５≦ｙ＜１）層５４との間に活性層５３
を形成していたが、活性層５３を形成する代わりに、下
部クラッド層５２とｐ型（Ａｌ _ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層５４
との間にＳＱＷ活性層またはＭＱＷ活性層を形成しても
よい。

【０１１３】また、基板上に、ｐ型下部クラッド層、活
性層及びｎ型上部クラッド層を順次形成し、そのｐ型下
部クラッド層と活性層との間にｐ型（Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５
≦ｙ＜１）層を設けてもよい。

【０１１４】（実施例６）本発明の実施例６の半導体発
光素子である発光ダイオードを図６（ａ）及び図６
（ｂ）を用いて説明する。

【０１１５】上記発光ダイオードは、図６（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板６１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層６２、活
性層の一例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０ _．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層６３、第１の第２導電
型クラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第１上部ク
ラッド層６４及び第２の第２導電型クラッド層の一例と
してのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９
Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラッド層６６を備えて
いる。上記活性層６３からは５９０ｎｍ以下の光が出射
される。

【０１１６】そして、上記第１上部クラッド層６４と第
２上部クラッド層６６との間には、半導体層の一例とし
てのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ
≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５が介在している。
このｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ
≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５における伝導帯下
端の最も高いエネルギー位置は、第２上部クラッド層６
６における伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０２
ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。また、上記第１上部
クラッド層６４、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５
及び第２上部クラッド層６６の接合を形成する前のバン
ドプロファイルでは、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５
における伝導帯下端のエネルギー位置が、第２上部クラ
ッド層６６における伝導帯下端のエネルギー位置よりも
０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【０１１７】また、上記第２上部クラッド層６６上には
電流拡散層６７が形成され、この電流拡散層６７上には
ｐ型電極６８が形成されている。なお、６９はｎ型電極
である。

【０１１８】図６（ｂ）に、本実施例６の発光ダイオー
ドにおける活性層６３近傍のバンドプロファイルの一例
を示す。

【０１１９】本実施例６の発光ダイオードは、第１上部
クラッド層６４と第２上部クラッド層６６との間にｐ型
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．
７、０．６５≦ｙ＜１）層６５を有している。その第１
上部クラッド層６４とｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５
との間にはエネルギー不連続が有る。このため、上記第
１上部クラッド層６４とｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩ
ｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６
５とを接合した後には第１上部クラッド層６４とｐ型
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．
７、０．６５≦ｙ＜１）層６５との間に約０．０５ｅＶ
の高さのエネルギー不連続によるノッチが発生し、第１
上部クラッド層６４の伝導帯下端Ｅｃよりも約０．０２
ｅＶ高いエネルギーバリアが形成される。このエネルギ
ーバリアが、下部クラッド層６２から供給された電子に
対するエネルギーバリアとして働く。

【０１２０】このように、そのノッチによるエネルギー
バリアが形成されていることにより、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層６５が無い場合よりも、下部クラッド層６２
から供給された電子のオーバーフローを抑制できる。そ
の結果、上記活性層６３での電子・正孔の発光再結合確
率が向上して、図１０の従来例よりも輝度を向上させる
ことができた。

【０１２１】以下、本実施例６の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【０１２２】まず、図６（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板６１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層６２
（例えばｘ＝１．０、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ１．０μｍ）、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０≦ｘ≦１）活性層６３（例
えばｘ＝０．４５、厚さ０．３μｍ）及びｐ型（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ _０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦
１）第１上部クラッド層６４（例えばｘ＝０．９、Ｚｎ
キャリア濃度５×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．１μｍ）
を順次成長させる。

【０１２３】引き続いて、上記第１上部クラッド層６４
上にｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ
≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層６５（例えばｘ＝０．
６０、ｙ＝０．３０、厚さ１５０Å、キャリア濃度８×
１０^１７ｃｍ^−３）を成長させる。

【０１２４】さらに、そのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙ
Ｉｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層
６５上に、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラッド層６６
（例えばｘ＝０．９、Ｚｎキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ１．５μｍ）を成長させ、その第２上部ク
ラッド層６６上に電流拡散層６７を成長させる。

【０１２５】そして、上記電流拡散層６７上にｐ型電極
６８（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板６１下
にｎ型電極６９（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極６８を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【０１２６】上記実施例６では、第１上部クラッド層６
４と第２上部クラッド層６６との間に１層のｐ型（Ａｌ
_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．
６５≦ｙ＜１）層６５を介在させていたが、第１上部ク
ラッド層６４と第２上部クラッド層６６との間に複数層
のｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦
０．７、０．６５≦ｙ＜１）層を介在させてもよい。

【０１２７】また、基板上に、第１のｐ型下部クラッド
層、第２のｐ型下部クラッド層、活性層及び上部クラッ
ド層を順次形成し、その第１のｐ型下部クラッド層と第
２のｐ型下部クラッド層との間にｐ型（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦
ｙ＜１）層を設けてもよい。なお、その第１のｐ型下部
クラッド層と第２のｐ型下部クラッド層との間にｐ型
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ _１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．
７、０．６５≦ｙ＜１）層を複数層設けてもよいのは言
うまでもない。

【０１２８】（実施例７）本発明の実施例７の半導体発
光素子である発光ダイオードを図７（ａ）、図７（ｂ）
及び図７（ｃ）を用いて説明する。

【０１２９】図７（ａ）は上記発光ダイオードの模式断
面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の円ｂ内を拡大し
た図である。

【０１３０】上記発光ダイオードは、図７（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板７１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層７２、活
性層の一例としてのＭＱＷ活性層７３及び第２導電型ク
ラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッ
ド層７４を有している。この上部クラッド層７４上には
電流拡散層７５が形成され、この電流拡散層７５上には
ｐ型電極７６が形成されている。なお、７７はｎ型電極
である。

【０１３１】上記ＭＱＷ活性層７３は、図８（ｂ）に示
すように、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝
０．１、ｙ＝０．８）バリア層７３ａと、（Ａｌ_ｘＧａ
_１− _ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦
１．０）ウェル層７３ｂとからなって、５９０ｎｍ以下
の光を出射する。そのバリア層７３ａの全層における真
空準位からの伝導帯下端のエネルギー位置は、（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１− _ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５
１）における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位
置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【０１３２】図７（ｃ）に、本実施例７の発光ダイオー
ドにおける活性層７３内のバンドプロファイルの一例を
示す。

【０１３３】本実施例７の発光ダイオードは、（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．１、ｙ＝０．
８）バリア層７３ａを用いている。このバリア層７３ａ
とウェル層７３ｂとの間では、通常良く用いられるバリ
ア層（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．
７、ｙ＝０．５１）とウェル層７３ｂとの間に比べて、
伝導帯下端のエネルギー差が大きい。このため、通常良
く用いられるバリア層とウェル層との間には０．０８ｅ
Ｖ程度のエネルギーバリアが発生するが、本実施例７の
場合、バリア層７３ａとウェル層７３ｂとの間には０．
２５ｅＶ程度のエネルギーバリアが発生する。このエネ
ルギバリアーが、下部クラッド層７２から供給された電
子に対するエネルギーバリアとして働く。

【０１３４】このように、上記バリア層７３ａとウェル
層７３ｂとの間で０．２５ｅＶ程度のエネルギーバリア
が発生することにより、下部クラッド層７２から供給さ
れた電子のウェル層７３ｂへの閉じ込めが強くなり、Ｍ
ＱＷ活性層７３からの電子のオーバーフローを抑制でき
る。その結果、上記ＭＱＷ活性層７３での電子・正孔の
発光再結合確率が向上して、図１０の従来例よりも輝度
を向上させることができた。

【０１３５】以下、本実施例７の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【０１３６】まず、図７（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板７１上にｎ型（Ａｌ_ｘＧａ _１−ｘ）_０．５１Ｉ
ｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層７２
（例えばｘ＝０．９、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ０．７μｍ）を成長させ、下部クラッド層
７２上にＭＱＷ活性層７３を成長させる。このＭＱＷ活
性層７３は、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０
≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）バリア層７３ａ（例え
ばｘ＝０．１、ｙ＝０．８）と（Ａｌ_ｘＧａ_１− _ｘ）_ｙ
Ｉｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）ウェ
ル層７３ｂ（例えばｘ＝０．４、ｙ＝０．４）とを交互
に複層（例えばウェル層７３ｂを５層、バリア層７３ａ
を６層）成長することにより構成する。

【０１３７】引き続き、上記ＭＱＷ活性層７３上に、ｐ
型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．
７≦ｘ≦１）上部クラッド層７４（例えばｘ＝０．８、
Ｚｎキャリア濃度５×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．７μ
ｍ）を成長させ、上部クラッド層７４上に電流拡散層７
５を成長させる。

【０１３８】そして、上記電流拡散層７５上にｐ型電極
７６（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板７１下
にｎ型電極７７（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極７６を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【０１３９】上記実施例７では、上記バリア層７３ａの
全層における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位
置が、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．
７、ｙ＝０．５１）における真空準位からの伝導帯下端
のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高く
なっていたが、バリア層７３ａの一部の層における真空
準位からの伝導帯下端のエネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１− _ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５
１）における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位
置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっていてもよ
い。

【０１４０】また、上記バリア層７３ａの代わりに、例
えば、ＧａＰ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）
及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦
０．７、０．６５≦ｙ＜１）のいずれか１つからなるバ
リア層を用いても、本実施例７と同様に輝度向上の効果
を得ることができる。

【０１４１】また、基板上に、ｐ型下部クラッド層、Ｍ
ＱＷ活性層７３及びｎ型上部クラッド層を順次形成して
もよい。

【０１４２】また、ＭＱＷ構造活性層をＳＱＷ構造とし
ても、本実施例７と同様に輝度向上の効果を得ることが
できる。

【０１４３】（実施例８）本発明の実施例８の半導体発
光素子、例えば発光ダイオードを図８（ａ）、図８
（ｂ）及び図８（ｃ）を用いて説明する。

【０１４４】図８（ａ）は上記発光ダイオードの模式断
面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の円ｂ内を拡大し
た図である。

【０１４５】上記発光ダイオードは、図８（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板８１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層８２、活
性層の一例としてのＳＱＷ活性層８３及び第２導電型ク
ラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッ
ド層８５を備えている。上記ＳＱＷ活性層８３からは５
９０ｎｍ以下の光が出射される。

【０１４６】そして、上記ＳＱＷ活性層８３と上部クラ
ッド層８５との間には、半導体層の一例としてのｐ型Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４が介在して
いる。このｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）
層８４における伝導帯下端の最も高いエネルギー位置
は、上部クラッド層８５における伝導帯下端のエネルギ
ー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなってい
る。また、上記ＳＱＷ活性層８３、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４及び上部クラッド層
８５の接合を形成する前のバンドプロファイルでは、ｐ
型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４におけ
る伝導帯下端のエネルギー位置が、上部クラッド層８５
における伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５ｅ
Ｖ〜１．０ｅＶ高くなっている。

【０１４７】また、上記上部クラッド層８５上には電流
拡散層８６が形成され、この電流拡散層８６上にはｐ型
電極８７が形成されている。なお、８８はｎ型電極であ
る。

【０１４８】また、上記ＳＱＷ活性層８３は、図８
（ｂ）に示すように、バリア層の一例としての（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ
≦１．０）バリア層８３ａ、ウェル層の一例としての
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．
０、０≦ｙ≦１．０）ウェル層８３ｂ及びバリア層の一
例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦
ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）からなっている。

【０１４９】図８（ｃ）に、本実施例８の発光ダイオー
ドにおけるＳＱＷ活性層８３内及びＳＱＷ活性層８３近
傍のバンドプロファイルの一例を示す。

【０１５０】本実施例８の発光ダイオードでは、図８
（ｂ）中上側のバリア層８３ａと上部クラッド層８５と
の間にＡｌＧａＰ層８４が形成されている。そのｐ型Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４と上部クラ
ッド８５との接合前において、図８（ｂ）中上側のバリ
ア層８３ａとｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．
７）層８４との間における伝導帯下端のエネルギー差
が、そのバリア層８３ａと上部クラッド層８５との間に
おける伝導帯下端のエネルギー差よりも大きい。このた
め、図８（ｂ）中上側のウェル層８３ａと上部クラッド
層８５との間では、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦
０．７）層８４が無ければ０．０５ｅＶのエネルギーバ
リアしか形成されないが、図８（ｃ）に示すように、ｐ
型Ａｌ_ｘＧａ_１ _−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４を形成
すると、上部クラッド層８５によるエネルギーバリアよ
りもさらに０．０８ｅＶ程度高いエネルギーバリアが発
生する。このエネルギーバリアが、下部クラッド層８２
から供給された電子に対するエネルギーバリアとして働
く。

【０１５１】このように、図８（ｂ）中上側のウェル層
８３ａと上部クラッド層８５との間でエネルギーバリア
が形成されていることにより、ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ
（０＜ｘ≦０．７）層８４が無い場合よりも、下部クラ
ッド層８２から供給された電子のオーバーフローを抑制
できる。その結果、上記ＳＱＷ活性層８３での電子・正
孔の発光再結合確率が向上して、図１０の従来例よりも
輝度を向上させることができた。

【０１５２】以下、本実施例８の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【０１５３】まず、図８（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板８１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層８２
（例えばｘ＝０．９、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ０．７μｍ）を成長させ、その下部クラッ
ド層８２上にＳＱＷ活性層８３を成長させる。このＳＱ
Ｗ活性層８３は、２層の（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）バリア層
８３ａ（例えばｘ＝０．５５、ｙ＝０．５）と、１層の
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．
０、０≦ｙ≦１．０）ウェル層８３ｂ（例えばｘ＝０．
４５、ｙ＝０．４５）とで構成する。

【０１５４】引き続き、上記ＳＱＷ活性層８３上に、ｐ
型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層８４（例え
ばｘ＝０．４、厚さ２５０Å、キャリア濃度２×１０
^１７ｃｍ^−３）、ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉ
ｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）上部クラッド層８５
（例えばｘ＝０．８、Ｚｎキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ ^−３、厚さ０．７μｍ）を順次成長させる。さらに、
上記上部クラッド層８５上に電流拡散層８６を成長させ
る。

【０１５５】そして、上記電流拡散層８６上にｐ型電極
８７（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板８１下
にｎ型電極８８（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極８７を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【０１５６】また、上記ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜
ｘ≦０．７）層８４の代わりに、例えば、ＧａＰや（Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、
０．６５≦ｙ＜１）からなる半導体層を用いていも、本
実施例８と同様に輝度向上の効果を得ることができる。

【０１５７】また、ＳＱＷ構造活性層をＭＱＷ構造とし
ても、本実施例８と同様に輝度向上の効果を得ることが
できる。

【０１５８】また、上記バリア層８３ａの代わりに、例
えば、ＧａＰ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）
及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦
０．７、０．６５≦ｙ＜１）のいずれか１つからなるバ
リア層を用いてもよい。

【０１５９】（実施例９）本発明の実施例９の半導体発
光素子である発光ダイオードを図９（ａ）、図９（ｂ）
及び図９（ｃ）を用いて説明する。

【０１６０】図９（ａ）は上記発光ダイオードの模式断
面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の円ｂ内を拡大し
た図である。

【０１６１】上記発光ダイオードは、図９（ａ）に示す
ように、化合物半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ
基板９１上に順次形成された第１導電型クラッド層の一
例としてのｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ
_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層９２、活
性層の一例としてのＳＱＷ活性層９３、第１の第２導電
型クラッド層の一例としてのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）
_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第１上部ク
ラッド層９４及び第２の第２導電型クラッド層の一例と
してのｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９
Ｐ（０．７≦ｘ≦１）第２上部クラッド層９６を備えて
いる。

【０１６２】そして、上記第１上部クラッド層９４と第
２上部クラッド層９６との間には、半導体層としてのｐ
型ＧａＰ層９５が介在している。このｐ型ＧａＰ層９５
における伝導帯下端の最も高いエネルギー位置は、第２
上部クラッド層９６における伝導帯下端のエネルギー位
置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高くなっている。ま
た、上記第１上部クラッド層９４、ｐ型ＧａＰ層９５及
び第２上部クラッド層９６の接合を形成する前のバンド
プロファイルでは、ｐ型ＧａＰ層９５における伝導帯下
端のエネルギー位置が、第２上部クラッド層９６におけ
る伝導帯下端のエネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜
１．０ｅＶ高くなっている。

【０１６３】また、上記第２上部クラッド層９６上には
電流拡散層９７が形成され、この電流拡散層９７上には
ｐ型電極９８が形成されている。なお、９９はｎ型電極
である。

【０１６４】また、上記ＳＱＷ活性層９３は、図９
（ｂ）に示すように、バリア層の一例としての（Ａｌ_ｘ
Ｇａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ
≦１．０）バリア層９３ａ、ウェル層の一例としての
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．
０、０≦ｙ≦１．０）ウェル層９３ｂ及びバリア層の一
例としての（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦
ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）バリア層９３ａからなっ
ている。そして、上記ＳＱＷ活性層９３からは５９０ｎ
ｍ以下の光が出射される。

【０１６５】図９（ｃ）に、本実施例９の発光ダイオー
ドのＳＱＷ活性層９３内及びＳＱＷ活性層９３近傍のバ
ンドプロファイルの一例を示す。

【０１６６】本実施例９の発光ダイオードは、第１上部
クラッド層９４と第２上部クラッド層９６との間にｐ型
ＧａＰ層９５を有している。そのｐ型ＧａＰ層９５と第
２上部クラッド層９６との接合前においては、ｐ型Ｇａ
Ｐ層９５の伝導帯下端と第２上部クラッド層９６の伝導
帯下端とのエネルギー差が大きい。このため、上記ｐ型
ＧａＰ層９５と第２上部クラッド層９６とを接合する
と、第１上部クラッド層９４と第２上部クラッド層９６
との間では、図９（ｃ）に示すように、上部クラッド層
９５によるエネルギーバリアよりもさらに約０．１２ｅ
Ｖ程度高いエネルギーバリアが発生する。このエネルギ
ーバリアが、下部クラッド層９２から供給された電子に
対するエネルギーバリアとして働く。

【０１６７】このように、上記第１上部クラッド層９４
と第２上部クラッド層９６との間でエネルギーバリアが
形成されていることにより、ｐ型ＧａＰ層９５が無い場
合よりも、下部クラッド層９２から供給された電子のオ
ーバーフローを抑制できる。その結果、上記活性層９３
での電子・正孔の発光再結合確率が向上して、図１０の
従来例よりも輝度を向上させることができた。

【０１６８】以下、本実施例９の発光ダイオードの製造
方法について述べる。

【０１６９】まず、図９（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板９１上に、ｎ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１
Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）下部クラッド層９２
（例えばｘ＝０．９、Ｓｉキャリア濃度５×１０^１７ｃ
ｍ^−３、厚さ０．７μｍ）を成長させ、その下部クラッ
ド層９２上にＳＱＷ活性層９３を成長させる。このＳＱ
Ｗ活性層９３は、２層の（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ
_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０）バリア層
９３ａ（例えばｘ＝０．６０、ｙ＝０．５）と、１層の
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１．
０、０≦ｙ≦１．０）ウェル層９３ｂとで構成する。

【０１７０】引き続き、上記ＳＱＷ活性層９３上に、ｐ
型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．
７≦ｘ≦１）第１上部クラッド層９４（例えばｘ＝０．
９、Ｚｎキャリア濃度４×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．
７μｍ）、ｐ型ＧａＰ層９５（厚さ６０Å、キャリア濃
度５×１０^１７ｃｍ^−３）及びｐ型（Ａｌ_ｘＧ
ａ_１− _ｘ）_０．５１Ｉｎ_０．４９Ｐ（０．７≦ｘ≦１）
第２上部クラッド層９６（例えばｘ＝０．８、Ｚｎキャ
リア濃度５×１０^１７ｃｍ^−３、厚さ０．７μｍ）を順
次成長させる。さらに、上記第２上部クラッド層９６上
に電流拡散層９７を成長させる。

【０１７１】そして、上記電流拡散層９７上にｐ型電極
９８（例えばＡｕ−Ｚｎ）を、ｎ型ＧａＡｓ基板９１下
にｎ型電極９９（例えばＡｕ−Ｇｅ）を蒸着によりそれ
ぞれ形成し、ｐ型電極９８を例えば円形に加工して発光
ダイオードが完成する。

【０１７２】また、上記ｐ型ＧａＰ層９５の代わりに、
例えば、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）や（Ａ
ｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．７、
０．６５≦ｙ＜１）からなる半導体層を用いても、本実
施例９と同様に輝度向上の効果を得ることができるま
た、ＳＱＷ構造活性層をＭＱＷ構造としても、本実施例
９と同様に輝度向上の効果を得ることができた。

【０１７３】また、上記バリア層９３ａの代わりに、例
えば、ＧａＰ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）
及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦
０．７、０．６５≦ｙ＜１）のいずれか１つからなるバ
リア層を用いてもよい。

【０１７４】なお、上記実施例１〜９では、成長方法、
電極材料、電極形状、素子形状等の記載が有るが、本発
明はこれらに限定されるものではなく、活性層をクラッ
ド層で挟み込むＤＨ構造を有するＡｌＧａＩｎＰ系半導
体発光素子全てに適用が可能である。また、本発明は、
電流が流れる部位を限定する、電流を阻止/狭窄するあ
らゆる策を講じたものでも同様に適用が可能である。

【０１７５】上記実施形態の半導体発光素子では、半導
体層、すなわち、ＧａＰ層１４，２５，９５、Ａｌ_ｘＧ
ａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦０．７）層３４，４５，８４及び
（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０＜ｘ≦０．
７、０．６５≦ｙ＜１）層５４，６５の夫々の厚さが１
０Å〜５００Åの範囲内であると、上記活性層からの電
子のオーバーフローを確実に抑制することができ、か
つ、格子不整合による結晶欠陥を抑制することができ
る。

【０１７６】さらに、上記半導体層の厚さが１０Å〜１
４０Åの範囲内であると、格子不整合を有する層を挿入
していることによるウエハの反りの発生が確実に抑制で
きる。

【０１７７】

【発明の効果】以上より明らかな様に、本発明の半導体
発光素子では、活性層に注入された電子のオーバーフロ
ーを抑制することができるので、活性層での電子・正孔
の発光再結合確率を向上することができる。その結果、
高輝度の半導体発光素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施例１の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図１（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。

【図２】図２（ａ）は本発明の実施例２の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図２（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。

【図３】図３（ａ）は本発明の実施例３の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図３（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。。

【図４】図４（ａ）は本発明の実施例４の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図４（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。

【図５】図５（ａ）は本発明の実施例５の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図５（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。

【図６】図６（ａ）は本発明の実施例６の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図６（ｂ）はその
半導体発光素子の活性層近傍のバンドプロファイルの一
例を示す図である。

【図７】図７（ａ）は本発明の実施例７の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図７（ｂ）は図７
（ａ）の要部の拡大図であり、図７（ｃ）はその半導体
発光素子の活性層内のバンドプロファイルの一例を示す
図である。

【図８】図８（ａ）は本発明の実施例８の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図８（ｂ）は図８
（ａ）の要部の拡大図であり、図８（ｃ）はその半導体
発光素子の活性層内及び活性層近傍のバンドプロファイ
ルの一例を示す図である。

【図９】図９（ａ）は本発明の実施例９の半導体発光
素子の構成を示す模式断面図であり、図９（ｂ）は図９
（ａ）の要部の拡大図であり、図９（ｃ）はその半導体
発光素子の活性層内及び活性層近傍のバンドプロファイ
ルの一例を示す図である。

【図１０】図１０は従来の半導体発光素子の構成を示
す模式断面図である。

【図１１】図１１は従来の半導体発光素子の活性層近
傍のバンドプロファイルの一例を示す図である。

【図１２】図１２は従来の半導体発光素子における発
光波長と外部量子効率との関係を表わすグラフを示す図
である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９
１ｎ型ＧａＡｓ基板１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９
２下部クラッド層１３，２３，３３，４３，５３，６３活性層１４，２５，９５ｐ型ＧａＰ層１５，３５，５５，７４，８５上部クラッド層２４，４４，６４，９４第１上部クラッド層２６，４６，６６，９６第２上部クラッド層３４，４５，８４ｐ型Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜ｘ≦
０．７）層５４ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（0<x
≦0.7，0.65≦ｙ<１)層６５ｐ型（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（0<x
≦0.7，0.65≦ｙ<１)層７３ＭＱＷ活性層７３ａ，８３a，９３a バリア層７３ｂ，８３ｂ，９３ｂウェル層８３，９３ＳＱＷ活性層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化合物半導体基板上に順次形成された第
１導電型クラッド層、活性層及び第２導電型クラッド層
を備えた半導体発光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記活性層と上記第１導電型クラッド層または上記第２
導電型クラッド層との間に半導体層が介在していて、上記活性層と上記半導体層、及び、上記半導体層と上記
第１導電型クラッド層または上記第２導電型クラッド層
との接合を形成する前のバンドプロファイルにおいて、
上記半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置が、
上記第２導電型クラッド層における伝導帯下端のエネル
ギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いことを特
徴とする半導体発光素子。
【請求項２】化合物半導体基板上に順次形成された第
１導電型クラッド層、活性層及び第２導電型クラッド層
を備えた半導体発光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記活性層と上記第１導電型クラッド層または上記第２
導電型クラッド層との間に半導体層が介在していて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高いエネルギー
位置が、上記第２導電型クラッド層における伝導帯下端
のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅＶ高い
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】化合物半導体基板上に順次形成された第
１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッ
ド層及び第２の第２導電型クラッド層を備えた半導体発
光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記第１の第２導電型クラッド層と上記第２の第２導電
型クラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在
していて、上記第１の第２導電型クラッド層と上記半導体層、及
び、上記半導体層と上記第２の第２導電型クラッド層と
の接合を形成する前のバンドプロファイルにおいて、上
記半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置が、上
記第２の第２導電型クラッド層における伝導帯下端のエ
ネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いこと
を特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】化合物半導体基板上に順次形成された第
１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッ
ド層及び第２の第２導電型クラッド層を備えた半導体発
光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記第１の第２導電型クラッド層と上記第２の第２導電
型クラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在
していて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高いエネルギー
位置が、上記第２の第２導電型クラッド層における伝導
帯下端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅ
Ｖ高いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】化合物半導体基板上に順次形成された第
１の第１導電型クラッド層、第２の第１導電型クラッド
層、活性層及び第２導電型クラッド層を備えた半導体発
光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記第１の第１導電型クラッド層と上記第２の第１導電
型クラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在
していて、上記第１の第１導電型クラッド層と上記半導体層、及
び、上記半導体層と上記第１の第１導電型クラッド層と
の接合を形成する前のバンドプロファイルにおいて、上
記半導体層における伝導帯下端のエネルギー位置が、上
記第１の第１導電型クラッド層における伝導帯下端のエ
ネルギー位置よりも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いこと
を特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】化合物半導体基板上に順次形成された第
１の第１導電型クラッド層、第２の第１導電型クラッド
層、活性層及び第２導電型クラッド層を備えた半導体発
光素子において、上記活性層がＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなり、上記活性層から発せられる光の波長が５９０ｎｍ以下で
あり、上記第１の第１導電型クラッド層と上記第２の第１導電
型クラッド層との間に少なくとも１層の半導体層が介在
していて、上記半導体層における伝導帯下端の最も高いエネルギー
位置が、上記第１の第１導電型クラッド層における伝導
帯下端のエネルギー位置よりも０．０２ｅＶ〜１．０ｅ
Ｖ高いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１つに記載の
半導体発光素子において、上記半導体層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜
ｘ≦０．７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙ
Ｐ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のいずれか
であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
半導体発光素子において、上記半導体層の厚さが１０Å〜５００Åの範囲内である
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
半導体発光素子において、上記半導体層の厚さが１０Å〜１４０Åの範囲内である
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか１つに記載
の半導体発光素子において、上記活性層はＳＱＷ活性層またはＭＱＷ活性層であるこ
とを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１１】請求項１０に記載の半導体発光素子に
おいて、上記ＳＱＷ層または上記ＭＱＷ層は、複数層のバリア層
と、少なくとも１層のウェル層とで構成され、上記バリア層の一部の層または全層における真空準位か
らの伝導帯下端のエネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）
における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位置よ
りも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いことを特徴とする半
導体発光素子。
【請求項１２】化合物半導体基板上に形成された第１
導電型クラッド層、活性層及び第２導電型クラッド層を
備えた半導体発光素子において、上記活性層は、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなるＳＱＷ
活性層またはＭＱＷ活性層であり、上記ＳＱＷ層または上記ＭＱＷ層は、複数層のバリア層
と、少なくとも１層のウェル層とで構成され、上記バリア層の一部の層または全層における真空準位か
らの伝導帯下端のエネルギー位置が、（Ａｌ_ｘＧａ
_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５１）
における真空準位からの伝導帯下端のエネルギー位置よ
りも０．０５ｅＶ〜１．０ｅＶ高いことを特徴とする半
導体発光素子。
【請求項１３】請求項１１または１２に記載の半導体
発光素子において、上記バリア層が、ＧａＰ層、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＰ（０＜
ｘ≦０．７）層及び（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙ
Ｐ（０＜ｘ≦０．７、０．６５≦ｙ＜１）層のいずれか
であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか１つに記
載の半導体発光素子において、上記半導体層または上記バリア層が第２導電型であるこ
とを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１５】請求項１乃至１４のいずれか１つに記
載の半導体発光素子において、上記半導体層または上記バリア層のキャリア濃度が１×
１０^１７〜５×１０^１ ^８ｃｍ^−３であることを特徴とす
る半導体発光素子。
【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれか１つに記
載の半導体発光素子において、上記第１導電型はｎ型であり、上記第２導電型はｐ型で
あることを特徴とする半導体発光素子。