JP2008034889A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008034889A JP2008034889A JP2007278359A JP2007278359A JP2008034889A JP 2008034889 A JP2008034889 A JP 2008034889A JP 2007278359 A JP2007278359 A JP 2007278359A JP 2007278359 A JP2007278359 A JP 2007278359A JP 2008034889 A JP2008034889 A JP 2008034889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- layer containing
- semiconductor
- layer
- containing nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】 基板(201)と窒素を含む活性層(204)との間にAlを含む半導体層(202)が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層(204)の酸素濃度が、半導体発光素子が室温連続発振可能となる濃度(例えば1×1018cm−3以下)であることを特徴としている。これによって、活性層(204)の発光効率を改善することができ、室温連続発振する半導体発光素子を形成することが可能となる。
【選択図】 図2
Description
本発明の第1の実施形態は、基板(201)と窒素を含む活性層(204)との間にAlを含む半導体層(202)が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層(204)の酸素濃度が、半導体発光素子が室温連続発振可能となる濃度であることを特徴としている。これによって、活性層(204)の発光効率を改善することができ、室温連続発振する半導体発光素子を形成することが可能となる。
また、本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態の半導体発光素子において、Alを含む半導体層(202)と窒素を含む活性層(204)との間に中間層(203)が設けられており、窒素を含む活性層(204)の酸素濃度が、中間層(203)の酸素濃度と同じか、またはそれ以下であることを特徴としている。
図5は、図2に示した半導体発光素子の一例として、第1の半導体層202,第2の半導体層205をAlGaAsとし、中間層203をGaAsとし、活性層204をGaInNAs/GaAs2重量子井戸構造として構成した半導体発光素子を、1台のエピタキシャル成長装置(MOCVD)を用いて形成したときの、Al濃度の深さ方向分布の測定結果を示す図である。なお、測定はSIMSによって行った。また、次表(表3)には測定条件を示す。
本発明の第4の実施形態においては、上述した第3の実施形態の半導体発光素子において、Alを含んだ半導体層(202)と窒素を含む活性層(204)との間に中間層(203)が設けられており、窒素を含む活性層(204)のAl濃度が中間層(203)のAl濃度と同じか、またはそれ以下であることを特徴としている。
本発明の第5の実施形態においては、上述した第1乃至第4の実施形態の半導体発光素子において、Alを含む半導体層(202)を成長させてから窒素を含む活性層(204)を成長させるまでの結晶成長を大気中に取り出さずに行なうことを特徴としている。
前述したように、Alを構成元素として含む半導体層(202)を成長させると、成長室内にAl原料、または、Al反応物、または、Al化合物、または、Alが残留する。その後、窒素を含む活性層(204)を結晶成長する際に、成長室に窒素化合物原料を供給すると、窒素化合物原料または窒素化合物原料中に含まれる水分等の不純物と、化学的に活性なAl原料、または、Al反応物、または、Al化合物、または、Alとが化学結合して、活性層(204)中にAlが取り込まれることが新たに判明した。
本発明の第7の実施形態は、第6の実施形態をより具体化したものであり、Alを含む半導体層(202)の成長後と窒素を含む活性層(204)の成長開始との間に、成長室内の窒素化合物原料または窒素化合物原料中に含まれる不純物が触れる場所に残留したAl原料、または、Al反応物、または、Al化合物、または、Alをキャリアガスでパージする工程を設けたことを特徴としている。
本発明の第8の実施形態は、第7の実施形態において、Alを含む半導体層の成長後と窒素を含む活性層の成長開始との間に、中間層を成長しながら、成長室内の窒素化合物原料または窒素化合物原料中に含まれる不純物が触れる場所に残留したAl原料、または、Al反応物、または、Al化合物、または、Alをキャリアガスでパージする工程を設けたことを特徴としている。
図8は、本発明の第9の実施形態による面発光型半導体発光素子の構成例を示す図である。図8の半導体発光素子は、半導体単結晶基板201上に、下部半導体多層膜反射鏡801と、下部スペーサ層802と、中間層203と、窒素を含む活性層204と、中間層203と、上部スペーサ層803と、上部多層膜反射鏡804とが順次に積層され形成され、光は、基板201に対して垂直方向に取り出される構造となっている。
db=(N―0.5)λ/ns―(na/ns)(da/2)
となっている。ここで、λは面発光型半導体レーザの発振波長であり、nsはGaAsスペーサ層の屈折率であり、naは活性層の屈折率であり、daは活性層の層厚である。また、上部スペーサ層1004の層厚duは、
du=0.5λ/ns―(na/ns)(da/2)
となっている。
202 Alを含む第1の半導体層
203 中間層
204 窒素を含む活性層
205 第2の半導体層
601 第1の下部中間層
602 第2の下部中間層
801 下部半導体多層膜反射鏡
802 下部スペーサ層
803 上部スペーサ層
804 上部多層膜反射鏡
901 n型GaAs基板
902 n型GaAsバッファ層
903 n型Al0.4Ga0.6Asクラッド層
904 第1のGaAs下部光導波層
905 第2のGaAs下部光導波層
906 GaInNAs/GaAs多重量子井戸活性層
907 GaAs上部光導波層
908 p型Al0.4Ga0.6Asクラッド層
909 p型GaAsコンタクト層
910 p側電極
911 n側電極
1001 n型GaAs/Al0.8Ga0.2As半導体多層膜反射鏡
1002 第1のGaAs下部スペーサ層
1003 第2のGaAs下部スペーサ層
1004 GaAs上部スペーサ層
1005 AlAs層
1006 p型GaAs/Al0.8Ga0.2As半導体多層膜反射鏡
1007 AlOx絶縁領域
1101 GaAs下部スペーサ層
1201 六方晶単結晶基板
1202 低温AlGaNバッファ層
1203 n型GaNバッファ層
1204 n型AlGaNクラッド層
1205 GaN下部光導波層
1206 InGaN/GaN多重量子井戸活性層
1207 GaN上部光導波層
1208 p型AlGaNクラッド層
1209 p型GaNコンタクト層
1210 p側電極
1211 n側電極
Claims (11)
- 基板と窒素を含む活性層との間にAlを含む半導体層が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層は、窒素化合物原料を用いて成長され、Alを含む半導体層は、有機金属Al原料を用いて成長されており、窒素を含む活性層における非発光再結合準位形成不純物の濃度は、半導体発光素子が室温連続発振可能となる濃度であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項1記載の半導体発光素子において、Alを含む半導体層と窒素を含む活性層との間に中間層が設けられており、窒素を含む活性層における非発光再結合準位形成不純物の濃度は、中間層の非発光再結合準位形成不純物の濃度と同じか、またはそれ以下であることを特徴とする半導体発光素子。
- 基板と窒素を含む活性層との間にAlを含む半導体層が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層は、窒素化合物原料を用いて成長され、Alを含む半導体層は、有機金属Al原料を用いて成長されており、窒素を含む活性層の酸素濃度は、半導体発光素子が室温連続発振可能となる濃度であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項3記載の半導体発光素子において、Alを含む半導体層と窒素を含む活性層との間に中間層が設けられており、窒素を含む活性層の酸素濃度は、中間層の酸素濃度と同じか、またはそれ以下であることを特徴とする半導体発光素子。
- 基板と窒素を含む活性層との間にAlを含む半導体層が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層は、窒素化合物原料を用いて成長され、Alを含む半導体層は、有機金属Al原料を用いて成長されており、窒素を含む活性層における酸素濃度は、1.5×1018cm−3未満であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項5記載の半導体発光素子において、Alを含む半導体層と窒素を含む活性層との間に中間層が設けられており、窒素を含む活性層における酸素濃度は、3×1017cm−3以下であることを特徴とする半導体発光素子。
- 基板と窒素を含む活性層との間にAlを含む半導体層が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層は、窒素化合物原料を用いて成長され、Alを含む半導体層は、有機金属Al原料を用いて成長されており、窒素を含む活性層のAl濃度は、半導体発光素子が室温連続発振可能となる濃度であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項7記載の半導体発光素子において、Alを含む半導体層と窒素を含む活性層との間に中間層が設けられており、窒素を含む活性層のAl濃度は、中間層のAl濃度と同じか、またはそれ以下であることを特徴とする半導体発光素子。
- 基板と窒素を含む活性層との間にAlを含む半導体層が設けられている半導体発光素子において、窒素を含む活性層は、窒素化合物原料を用いて成長され、Alを含む半導体層は、有機金属Al原料を用いて成長されており、窒素を含む活性層のAl濃度は2×1019cm−3未満であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項9記載の半導体発光素子において、Alを含む半導体層と窒素を含む活性層との間に中間層が設けられており、窒素を含む活性層のAl濃度は、1.5×1018cm−3以下であることを特徴とする半導体発光素子。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の半導体発光素子において、基板と窒素を含む活性層との間に、Alを含む半導体層で一部または全部が構成された半導体分布ブラッグ反射鏡が設けられており、光を基板と垂直方向に取り出す面発光型の構造のものとなっていることを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007278359A JP2008034889A (ja) | 2001-07-11 | 2007-10-26 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001210462 | 2001-07-11 | ||
JP2007278359A JP2008034889A (ja) | 2001-07-11 | 2007-10-26 | 半導体発光素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002065431A Division JP2003092456A (ja) | 2001-03-27 | 2002-03-11 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008034889A true JP2008034889A (ja) | 2008-02-14 |
Family
ID=39123922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007278359A Pending JP2008034889A (ja) | 2001-07-11 | 2007-10-26 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008034889A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058682A1 (ja) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | パナソニック株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10126004A (ja) * | 1996-08-27 | 1998-05-15 | Ricoh Co Ltd | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
-
2007
- 2007-10-26 JP JP2007278359A patent/JP2008034889A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10126004A (ja) * | 1996-08-27 | 1998-05-15 | Ricoh Co Ltd | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058682A1 (ja) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | パナソニック株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
US8546167B2 (en) | 2009-11-12 | 2013-10-01 | Panasonic Corporation | Gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7609745B2 (en) | Semiconductor laser apparatus | |
US7940827B2 (en) | Vertical-cavity, surface-emission type laser diode and fabrication process thereof | |
JP6136284B2 (ja) | 半導体積層体及び面発光レーザ素子 | |
JP4071308B2 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法及び光ファイバー通信システム | |
JPH10233557A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2008187044A (ja) | 半導体レーザ | |
JP4095306B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法および光伝送システム | |
JP4084506B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JP2003092456A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP4253207B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子および面発光型半導体レーザ素子の製造方法および面発光型半導体レーザ素子および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム | |
JP2008034889A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP5307972B2 (ja) | 光半導体素子 | |
JP2007027364A (ja) | p型半導体分布ブラッグ反射器および面発光素子および面発光モノリシックアレイおよび電子写真システムおよび光通信システムおよび光インターコネクションシステム | |
JP3717255B2 (ja) | 3族窒化物半導体レーザ素子 | |
JPH10303493A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
JP2003101140A (ja) | 面発光型半導体レーザ素子およびその製造方法および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム | |
JP2002324940A (ja) | 光通信システム | |
JP4281987B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JP2002324935A (ja) | 光通信システム | |
JP2004288789A (ja) | 面発光型半導体レーザ素子の製造方法および結晶成長装置、ならびにこれらを用いて形成した面発光型半導体レーザ素子、該面発光型半導体レーザ素子を用いた光送信モジュール、光送受信モジュール、光通信システム | |
JP2009059733A (ja) | 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 | |
JP2002329930A (ja) | 光送受信システム | |
JP2002329923A (ja) | 光通信システム | |
JP4410975B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法および面発光型半導体レーザ素子 | |
JP5067813B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法および光伝送モジュールおよび光交換装置および光伝送システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110331 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111129 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20120904 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20120905 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |