JP2009059886A - 半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲｏＨＳ指令に該当する物質を使用することなく、発光特性などが良好で、Ｃｌドーピングについて活性化率の高い、つまり結晶欠陥が少なく信頼性の高い半導体光学素子と装置を容易に製造するためのｎ型クラッド層構造、及びそれに対応する活性層、p型クラッドを提供することである。
【解決手段】ＩｎＰ基板上に格子整合するII-VI族を主たる構成材料とする、発光素子のｎ型層が、II族原子はＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅからなり、VI族原子はＳｅ、ＴｅからなるII-VI族化合物半導体であり、大きなエネルギーギャップ、伝導帯最下端が高くＴｙｐｅII発光を抑制できること、高いキャリア濃度、結晶欠陥の少ない良質の結晶性が実現できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、ＩｎＰ基板上のｎ型半導体層構造を有する半導体発光素子に関し、主にII族元素とVI族元素から構成される化合物半導体において、光閉じ込めとキャリア閉じ込め機能を持つｎ型クラッド層として、充分なエネルギーギャップとキャリア濃度を有することを特徴とする半導体発光素子、例えば緑色発光レーザに関するものである。

半導体発光素子、例えば半導体レーザ（ＬＤ）は、光ディスクの記録再生用の光源として、歴史的にはＣＤ用、ＤＶＤ用、ブルーレイ用と記録密度が増加することができる、より短波長化を目指し研究開発が進められてきた。

光ディスク用途以外には、主に通信用として１．５５μｍ、１．３μｍ、０．９８μｍなどの波長帯のＬＤが開発されてきた。その他には固体レーザ励起用、加工用、センサ用、測定器用、医療用、ディスプレイ用などにも応用範囲はますます拡大している。一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）は表示用等として赤色を中心に実用化されたが、長年青色と緑色を発光する高輝度の素子が開発されなかった。近年ＡｌＧａＩｎＮ系にて優れた特性を持つ素子が開発実用化されて、更には紫外やこれらの応用として白色についても日々進捗している。この結果ＬＥＤは現代生活に欠かせない素子になり、表示用だけでなく、ディスプレイ用、照明用としてＬＤ以上の規模の大きな応用範囲を持ってきている。

ところが人間の最も視感度の高い緑色についてはＬＥＤでは他の色と比較して、いまだ効率が低く、ＬＤに至っては純青色（４８０ｎｍ強）からオレンジ色（６００ｎｍ強）の可視光範囲では充分な素子が開拓されていない。特に３原色の１つである緑色ＬＤが実現すれば新規応用が開拓されると期待されている。

これらの光学素子の半導体材料としてはこれまで７８０nm、８０８nm、８６０nm、９１５nm、９８０nm帯などの赤外光デバイスにはAlGa（In）As系材料などが、１．３μｍや１．５５μｍではＩｎＧａＡｓＰ系材料からなるIII-V族化合物が用いられてきた。また６００ｎｍ帯（特に６３５〜６７０nm）の赤色光デバイスにはＡｌＧａＩｎＰ系のIII−V族化合物半導体が、４００ｎｍ帯（特に３５０〜４８０nm）の青色光デバイスにはＡｌＧａＩｎＮ系からなるIII−V族窒化物半導体を用いて研究開発が進められ各々実用化に至っている。

本発明の技術分野に関する未開拓の４８０〜６００ｎｍ周辺については、III-V族化合物半導体とならんでII−VI族半導体が有力候補であり、事実５００ｎｍ付近の青緑色ＬＤは室温連続発振１ｍＷで約４００時間の寿命を持つ素子が報告されている。非特許文献１（Ｅ．Ｋａｔｏ等「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ．」３４、２８２（１９９８）参照）
しかしながらII-VI族半導体には、ＨｇやＣｄのように人体にとって毒性の強い物質が存在する。事実これらの２つの物質を製品として使用することに関しては特別な場合を除いては大変むずかしい。

ＥＵ（欧州連合）は２００３年１月２７日（２月１３日官報）にＲｏＨＳ（ロースまたはローハス：on the Restriction of the use of certain Hazardous Substances）指令を発効した。電気電子機器メーカーは機器において鉛、水銀、カドミウム、六価クロムの重金属と、臭化難燃剤であるポリブロモジフェニルエーテル（ＰＢＤＥ）とポリブロモビフェニル（ＰＢＢ）の６種の物質を２００６年７月１日までに原則として製品に含まれないようにすることを要求している。日本国内でもＪ−Ｍｏｓｓ（ジェイモス）が同等の内容であり、２００６年７月１日までと要求している。

詳細を記載しないが１７例の用途除外とその最大許容量が存在するが、メーカー各社は社会への環境活動の柱としてこれら６種については全廃を宣言する所が多く、事実上新製品に使用することは極めて困難といえる。

発明者らと国内外の幾つかの研究グループが黄色から緑色で発光する半導体デバイスを形成するための材料の候補として、ＩｎＰ半導体基板上に結晶成長により作製でき、かつＩｎＰ基板に格子整合するＭｇ_ｘＺｎ_ｙＣｄ_{１−ｘ−ｙ}ＳｅII−VI族化合物半導体に着目し研究開発を行ってきた（Ｎ．Ｄａｉ等「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．」６６、２７４２（１９９５）、Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ等「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．」２５、４２５（１９９６）参照）。Ｍｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅは各組成（ｘ、ｙ）がｙ＝０．４７−０．３７ｘ（ｘ＝０〜０．８、ｙ＝０．４７〜０．１７）の関係式を満たす場合にInPに格子整合し、組成を（ｘ＝０、ｙ＝０．４７）から（ｘ＝０．８、ｙ＝０．１７）に変えることで禁制帯幅を２．１ｅＶから３．６ｅＶまで制御できるという特徴を有している。

また、上記の組成範囲においてエネルギーギャップは全て直接遷移型を示し、エネルギーギャップを波長に換算すると５９０ｎｍ（燈色）から３４４ｎｍ（紫外）となることから、黄色から緑色で発光する半導体デバイスの基本構造であるダブルヘテロ構造を構成するための活性層とクラッド層がＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅの組成を変えるだけで実現できることを示唆している。

実際に、分子線エピタキシー（MBE）法によりＩｎＰ基板上に成長させたＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅのフォトルミネッセンス測定では、組成の異なるＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅにおいてピーク波長が５７１ｎｍから３９７ｎｍの良好な発光特性が得られている（Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ等「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．」２５、４２５（１９９６）参照）。
また、Ｍｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅを用いたレーザ構造では赤色、緑色及び青色の各波長帯において光励起によるレーザ発振が報告されている（Ｌ．Ｚｅｎｇ等「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．」７２、３１３６（１９９８）参照）。

一方、これまでＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅだけで構成された半導体レーザダイオードの電流駆動によるレーザ発振は報告されていない。レーザ発振が得られていない主な原因はＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅの不純物ドーピングによるｐ型伝導性制御が困難であることによると考えられる。

そこで筆者らはｎ型クラッド層としては、Ｍｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅを用いて、活性層やｐ型クラッド層、ガイド層、コンタクト層などの最適な材料を見出して試作を行ってきた。
実際ｎクラッド層としてＭｇＺｎＣｄＳｅを用いて、活性層としてＺｎＣｄＳｅを用いて、ｐクラッド層としてＭｇＳｅ／ＢｅＺｎＴｅを用いた構造にて５６０ｎｍの黄緑色ＬＤの７７Ｋ発振に成功した。また発光層をＢｅＺｎＳｅＴｅとして、５９４、５７５、５４２ｎｍの橙色から黄緑色の単峰性発光を観測し、５７５ｎｍＬＥＤは室温５０００時間以上の寿命動作を達成している。

さらにｎクラッド層がＭｇ_xＺｎ_yＣｄ_1-x-yＳｅあるいはＭｇＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超格子構造からなり、活性層がＢｅＺｎＳｅＴｅからなるＬＥＤ素子において、発光メカニズムを詳細に検討したところ、発光波長の駆動電流依存性が大きいことがわかり、ｎクラッド層〜活性層付近のヘテロ界面でのＴｙｐｅII発光が生じていることが示唆された。

Ｅ．Ｋａｔｏ等「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ．」３４、（１９９８）、ｐ．２８２ Ｎ．Ｄａｉ等「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．」６６、（１９９５）、ｐ．２７４２ Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ等「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．」２５、（１９９６）、ｐ．４２５

発明者らは安定したｎ型クラッド層としてＣｌ（塩素）ドープＭｇＺｎＣｄＳｅあるいはＣｌ（塩素）ドープＭｇＳｅ／Ｃｌ（塩素）ドープＺｎＣｄＳｅ超格子層を用いてきたが、Ｃｄの使用が製品として困難な場合においては、Ｃｄの含まれない安定したｎ型クラッド層を作製する必要がある。

さらに、この発明が解決しようとする課題は、禁止物質を含まず、発光特性などの特性が良好でＣｌ（塩素）ドーピング効率の高い、つまり結晶欠陥の少ない最適なｎ型クラッド層を提供することである。その結果、長寿命の半導体光学素子と装置を容易に製造することができる。

また、ＴｙｐｅII発光を抑制するためには、半導体バンド構造の伝導帯の最下端が、活性層であるＢｅＺｎＳｅＴｅよりｎクラッド層の方が高いことが望まれる。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その概要について説明すると次の通りである。本発明者は、ＩｎＰに格子整合するＣｄを含まないII-VI族化合物半導体において、クラッド層としてキャリア閉じ込めと光閉じ込めが可能なエネルギーギャップと屈折率を有すること、ｎ型層として充分なキャリア濃度までドーピングが可能であることなどを指針とした考察、および結晶成長・光学／電気的評価を行った。

その結果、MgZnSeTeを主成分とするｎクラッドにおいて、上記要求を満足できること、また、このｎクラッドに適する活性層材料（BeZnSeTe他）、及びｐクラッド材料（BeMgZnTe他）を見出し、緑色発振可能な半導体レーザ層構造を提案するに至った。
このような半導体層が可能になり素子作製に用いられることで、例えば黄色から緑色で発光するレーザダイオードなどの光学素子及び光学装置の実現に大いに貢献するものと期待される。

本発明によれば、ＩｎＰ基板上に形成される、II−VI族化合物半導体を主たる構成材料とする、レーザダイオード、発光ダイオード、受光素子など光学素子にとって適当なｎ型クラッド層を実現できる。これにより、発光特性などの特性が良好で、信頼性も高い半導体発光素子及び受光素子を、容易に製造することのできる半導体光学素子の製造方法を提供できる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
本発明では、有害物質に関するRoHS基準を満足する材料系において、InP基板上に緑色半導体レーザを実現できる層構造構成を提供する。
具体的には、高濃度ドーピングの観点から、新たなｎクラッド層を提供し、さらにバンドラインナップの観点から本ｎクラッド層に適する活性層、ｐクラッド材料を提供する。

図１に関連する主なII−VI族化合物半導体の格子定数とエネルギーギャップの関係を示す。縦軸に平行な点線はＩｎＰに格子整合する格子定数であり、基本的にはこの線上に存在する半導体を用いて発光素子を形成する。本発明では格子不整の許容度は1％以下とした。これは、以下に述べる応力補償積層構造等の適用により、十分格子不整に基づく結晶欠陥の発生を抑制できる値である。格子定数は、結晶成長での原料の供給量を調整することで調整可能である。

以下、本発明の要旨を、本図を用いてＩｎＰとの格子整合の観点から説明する。
初めに、本発明で提供する２種類のｎクラッド材料を以下に示す。
ｎクラッド＃１：Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y（0.5<y<1.0）
ｎクラッド＃２：Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y／ＭｇＳｅ超格子（0.5<y<1.0）
図１より＃１材料系はＩｎＰに格子整合が可能なことがわかる。また、＃２のMgSeはInPとの格子不整が0.7％と十分に小さく、格子不整に基づく結晶欠陥の発生を抑制できることがわかる。

次に、本発明で提供する３種類の活性層材料を以下に示す。
活性層＃３：Ｂｅ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y
活性層＃４：Ｂｅ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y／ＭｇＳｅ超格子
活性層＃５：Ｂｅ_xＺｎ_1-xＴｅ／ＺｎＳｅ超格子
図１より＃３BeZnSeTeはInPに格子整合できることがわかる。また、上述のMgSeの説明より＃４材料系もＩｎＰにほぼ格子整合できることがわかる。＃５のZnSeはInPとの格子不整は３．４％と大きく、格子整合しないが、BeZnTeの組成を調整することにより、また相対層厚比を調整することで、BeZnTe/ZnSe対の平均的な格子定数をInPに整合させることが可能である。その結果、格子不整に起因する応力を低減することが可能である。

次に、本発明で提供する３種類のｐクラッド材料を以下に示す。
ｐクラッド＃６：Be_xMg_yZn_1-x-yTe
ｐクラッド＃７：Be_xZn_1-xTe／Mg_yBe_1-yTe
ｐクラッド＃８：Be_xZn_1-xTe／MgSe超格子
図１、および上述のMgSeの説明より、＃６、＃７、＃８の材料系はいずれもＩｎＰにほぼ格子整合させることができる。
本発明では上記有害指定物質であるCd等を含まないｎクラッドを提供すると共に、これらのｎクラッドとの組み合わせの可能な上記活性層、ｐクラッドを提供する。それらを組み合わせることにより環境に配慮した緑色半導体レーザを提供する。
以下、これらの材料系の特徴を述べる。

図２に関連する主な２元化合物半導体の格子定数ａ（単位Å：オングストローム）とエネルギーギャップＥｇ（単位：ｅＶ）を示す。なおボーイングパラメータはエネルギーギャップの計算の時に使用する。
以下、上記提案材料について説明する。

初めに、ｎクラッド＃１：Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y（y>0.5）について、ＩｎＰ基板に格子整合するMg_xZn_1-xSe_yTe_1-yが存在するかを確認する。

A(x,y)=xy a(MgSe) + x(1-y)a(MgTe) + (1-x)ya(ZnSe) + (1-x)(1-y)a(ZnTe) 式１）
但し 0<x,y<1

式１）にてMg_xZn_1-xSe_yTe_1-yの格子定数A(x,y)を２元材料の格子定数aを用いて、ＩｎＰとの整合条件を計算すると

0.25x-0.43y-0.01xy+0.2313=0 式２）
これより、
x=0の時y=0.538
y=1の時x=0.828
したがって、本発明のｙの範囲（0.5<y<1）を含む領域でInPに格子整合するMg_xZn_1-xSe_yTe_1-yが存在することがわかる。
次にエネルギーギャップＥｇが２．８ｅＶ，２．９ｅＶ，３．０ｅＶ，３．１ｅＶであるMg_xZn_1-xSe_yTe_1-yが存在するかを確認する。
Eg= xy E(MgSe) + x(1-y)E(MgTe) + (1-x)yE(ZnSe) + (1-x)(1-y)E(ZnTe)
+ x(x-1){ yB(MgSe-Te) + (1-y)B(Zn-Mg) }
+ y(y-1){ xB(ZnSe-Te) + (1-x)B(MgSe-Te) } 式３）
但し0<x,y<1
式３）を計算すると、
Eg=-1.271xy + 0.98x -1.211y + 0.26xx + 1.621yy +1.361xxy+2.26 式４）
となる。

計算の結果は図３のようになる。本発明のｙの範囲（0.5<y<1）で上記条件が満たされることがわかる。例えばＥｇが３．０ｅＶではそれぞれx=0.65 y=0.90となる。したがってMg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10がＩｎＰに格子整合し、かつＥｇが３．０ｅＶとなりクラッド層に充分可能なものである。

なお、本発明に用いた計算手法は一般的なものであるが、特に文献１）が詳しい。この文献１）ではやはりＺｎＭｇＳｅＴｅに注目しておりＺｎＴｅ基板上、ＩｎＡｓ基板上、ＩｎＰ基板上に格子整合する組成領域が存在することに言及していて、特にＺｎＴｅ基板上で青緑色のスペクトルレンジの４元混晶が期待できることを結論としている。
文献１）：J.Crystal Growth 214/215(2000)350 Kyurhee Shim et al.
また発明者である岸野、野村らは文献２）において、ＭｇＳｅＴｅ層とＺｎＴｅ層の超格子構造を用いてその膜厚を変化させることにより２．３７ｅＶと２．４７ｅＶの発光を観測しＺｎＴｅ基板上のＬＥＤ素子のキャリア閉じ込め層として用いている。
文献２）：Phys.stat.sol.(a)192 No.1, 206 Y.Ochiai et al.
また発明者らは文献３）において、キャリア濃度は掲載していないが、ｎ型ＣｌドープＭｇＺｎＳｅＴｅ層をＺｎＴｅ基板上ＬＥＤ素子のクラッド層として用いることを報告している。なおこの時の４元混晶はMg_0.4Zn_0.6Se0.3Te0.7である。本発明のＩｎＰ基板上の４元子混晶と比較すると、本発明ではＭｇとＳｅの組成比率が増加し、ＺｎとＴｅの組成比率が減少することになる。一般にｎ型ドーパントとなるＣｌ（塩素）はＳｅが多くＴｅが少ないほど、ｎ型キャリア濃度（ドーピング効率）が上昇するので、本発明においては大変都合が良い。
文献３）：Phys.stat.sol.(b)241 No.3, 483 I.Nomura et al.
また発明者らは文献４）においてＺｎＴｅ基板上の光電変換機能素子について出願を行っている。
文献４）：公開特許公報（特開２００３−２５８３０３）岸野ら
本発明は、以上に述べたような独自のｎ型クラッド層を形成することにより、ＩｎＰ基板上に、このｎ型クラッド層、活性層、及び、ｐ型クラッド層などを有する半導体発光素子を提供するものである。

次にｎクラッド＃２：Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y／ＭｇＳｅ超格子について同様な検討を行う。MgSeがほぼInPに格子整合することから、格子整合条件が満たされることは明らかである。また、InPに整合するMgZnSeTeを用いた本超格子は、MgZnSeTeを井戸とするタイプIのバンドラインナップを形成する。そのため、超格子内に形成されるミニバンドのエネルギー準位は、常にMgZnSeTeより高くなり（価電子帯準位は低く、伝導帯準位は高くなり）、MgZnSeTeより実効的に大きなバンドキャップが得られる。従って、クラッド層として十分なバンドキャップを持つことになる。

次に活性層について述べる。
初めに活性層＃３BeZnSeTeについて述べる。図４でInPに格子整合するBe_xZn_1-xSe_yTe_1-yの価電子帯、伝導帯のエネルギーを左軸に、バンドギャップ（点線）を右軸にBe組成ｘの関数として示した。価電子帯のエネルギーは直接遷移であるG点（実線）の他、間接遷移であるX点（破線）、L点（破線）でのエネルギーを示した。エネルギーの基準にはZnSeの価電子帯を用いた。BeZnSeTeはBe組成x＜0.48の範囲でInPに格子整合すること、また、Be組成ｘ<0.4で直接遷移であることがわかる。ｘ=0.13でバンドギャップEg=2.3eVとなり、この近傍の組成を用いることにより緑色の発光素子を作製することができる。また、Beを添加することにより、結晶の結合強度の増強が可能であり、半導体レーザを作成した場合、信頼性の向上が期待できる。

次に、活性層＃４BeZnSeTe/MgSeについて述べる。MgSeがほぼInPに格子整合することからあｓ、格子整合条件が満たされることは明らかである。また、InPに整合するBeZnSeTeを用いた本超格子は、BeZnSeTeを井戸とするタイプIのバンドラインナップを形成する。そのため、高い発光効率が可能であり、半導体レーザの活性層として使用できる。また、BeZnSeTe、MgSeの膜厚を調整することにより、ミニバンドのエネルギーを調整することができる。また、Beを添加することにより、結晶の結合強度の増強が可能であり、半導体レーザを作成した場合、信頼性の向上が期待できる。

次に、活性層＃５Be_x Zn _1-xTe／ZnSe超格子について述べる。ZnSeはInPに対して３．４％の大きな格子不整があるが、Be_x Zn _1-xTeのBe組成比ｘをInP格子整合時のそれより小さくして、かつBeZnTeとZnSeの相対層厚比を調整することで、BeZnTe/ZnSe対の平均的な格子定数をInPに整合させることが可能である。
次にpクラッドについて述べる。

初めに、pクラッド＃６：Be_xMg_yZn_1-x-yTeについて述べる。図５でInPに格子整合するBe_xMg_yZn_1-x-yTeの価電子帯、伝導帯のエネルギーを左軸に、バンドギャップ（点線）を右軸にMg組成yの関数として示した。価電子帯のエネルギーは直接遷移であるG点（実線）の他、間接遷移であるX点（破線）、L点（破線）でのエネルギーを示した。エネルギーの基準にはZnSeの価電子帯を用いた。BeMgZnTeはBe組成y＜0.35の範囲でInPに格子整合すること、また、格子整合全域で直接遷移であることがわかる。図には、上述の活性層材料BeZnSeTeにて緑色の発光素子として最適であるEg=2.3eVの場合の価電子帯、伝導帯のエネルギーも示した。BeZnSeTe活性層に対してタイプIのバンド接続が可能である。さらに、Be_xMg_yZn_1-x-yTe のBe組成ｘ>0.1以上でBeZnSeTe活性層に対して価電子帯、伝導帯のバンド不連続値ΔEv＞0.1eV、ΔEc＞0.3eVが可能であり、本組み合わせにより活性層への十分なキャリア閉じ込めが可能である。

次に、ｐクラッド＃７：Be_xZn_1-xTe／Mg_yBe_1-yTeについて述べる。図１よりBe_xZn_1-xTeはｘ＝０．４８にてInPに格子整合し、エネルギーギャップは２．７７eVである。Mg_yBe_1-yTeはｙ＝０．６４にてInPに格子整合し、エネルギーギャップは約３．７eVである。Be_0.48Zn_0.52TeとMg_0.64Be_0.36Teの相対組成比を調整することで、活性層に対して十分なキャリア閉じ込めが可能である。

次に、Pクラッド＃８：Be_xZn_1-xTe／MgSe超格子について述べる。MgSeがほぼInPに格子整合することから格子整合条件が満たされるのは明らかである。またInPに格子整合するBeZnTeを用いた本超格子は、BeZnTeを井戸とするタイプIのバンドラインナップを形成する。そのため、超格子内に形成されるミニバンドのエネルギー準位は、常にBeZnTeより高くなり（価電子帯準位は低く、伝導帯準位は高くなり）、BeZnTeより実効的に大きなバンドキャップが得られる。従って、クラッド層として十分なバンドキャップを持つことになる。
以上の利点を実証するため、結晶を作製・評価した結果のいくつかを以下に示す。
ｎクラッド材料であるMgZnSeTeの作製・評価結果を示す。

図６（a）に作製したMgZnSeTe試料構造を示す。InP基板２１上にInPバッファ層２２、InGaAsバッファ層２３、ZnCdSeバッファ層２４、MgZnSeTe層２５、ZnTeキャップ層２６より構成される。作製には２成長室分子線エピタキシー（MBE）装置を用いた。先ず、ＩｎＰ基板２１を最適な表面処理を行ったのちに、MBE装置内へセットする。試料交換用の準備室に入れて真空ポンプで１０^−３Pa以下まで真空引きし、１００℃まで加熱し残留水分及び不純物ガスを脱離させる。次に、III−V族専用成長室に搬送し、基板表面にＰ分子線をあてながら基板温度を５００℃に加熱することで基板表面の酸化膜を除去し、その後基板温度４５０℃でＩｎＰバッファ層２２を層厚３０nm成長し、基板温度４７０℃でＩｎＧａＡｓバッファ層２３を２００nm成長する。次に試料をII−VI族専用成長室に搬送し、ZnCdSeバッファ層２４、２００nmに続き、本発明に関わるアンドープＭｇＺｎＳｅＴｅ層２４（層厚840nm）、最後にＺｎＴｅキャップ層１０（層厚１０ｎｍ）を順次積層した。

作製したMgZnSeTeのバンドギャップを評価した。図６（b）に室温で測定したフォトルミネッセンス（PL）スペクトルを示した。励起光源にはHeCdレーザを用いた。強度の異なる２つのピークが観測された。強度の大きな波長４９０nmのピークは、MgZnSeTeからの発光であり、強度の小さな波長５９７nmのピークは、下地のZnCdSeからの発光である。MgZnSeTeからの発光強度が強いことから本作製条件により良質な結晶が得られたことがわかる。

次に、同試料のバンドギャップを求めるため、同試料の反射スペクトルを測定した。反射スペクトルには、ＭｇＺｎＳｅＴｅの膜厚に対応する干渉が観測され、その強度の変化から、ＭｇＺｎＳｅＴｅの吸収端、すなわちバンドギャップを見積もった。反射スペクトルから見積もったバンドギャップEg(R)は2.99 eVであった。一方、図６（ｂ）のPLピーク波長は、Eg(PL)=2.53 eVに相当する。この吸収端と発光エネルギーの差は、TeSeを含むII-VI材料にしばしばみられるストークスシフトと考えられる。従って、作製試料のバンドギャップは2.99eVと考えられる。このことを確認するため、本試料の組成を電子線マイクロアナライザ測定（EPMA）及び、X線回折測定により求めた。作製試料の組成はMg_0.56Zn_0.44Se_0.85Te_0.15であった。先のバンドキャップ組成依存性の計算式を用いてこの組成に対応するバンドギャップを求めると、Eg=2.90eVが得られる。以上のことから、MgZnSeTe混晶が緑色半導体レーザのクラッド材料として十分なバンドギャップを持つこと、また、良質な結晶が得られることが確認できた。

ｎクラッド材料には、上記バンドキャップの他、低抵抗化のためのｎ型ドーピングが必要である。図７（a）にドーピング評価のために作製した試料の積層構造を示す。InP基板２１上にInPバッファ層３２、InGaAsバッファ層３３、ZnCdSeバッファ層３４、MgZnSeTe層３５、ZnTeキャップ層３６より構成される。作製には２成長室分子線エピタキシー（MBE）装置を用いた。先ず、ＩｎＰ基板２１を最適な表面処理を行ったのちに、MBE装置内へセットする。試料交換用の準備室に入れて真空ポンプで１０^−３Pa以下まで真空引きし、100℃まで加熱し残留水分及び不純物ガスを脱離させる。

次に、III−V族専用成長室に搬送し、基板表面にＰ分子線をあてながら基板温度を５００℃に加熱することで基板表面の酸化膜を除去し、その後基板温度４５０℃でＳｉドープｎ型ＩｎＰバッファ層３２を層厚３０nm成長し、基板温度４７０℃でＳｉドープｎ型ＩｎＧａＡｓバッファ層３３を２００nm成長する。次に試料をII−VI族専用成長室に搬送し、Clドープｎ型ZnCdSeバッファ層３４、２００nmに続き、本発明に関わるClドープｎ型ＭｇＺｎＳｅＴｅ層（例えばMg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10）３５（層厚８００nm）、最後にＺｎＴｅキャップ層３６（層厚１０ｎｍ）を順次積層した。ClのドーピングにはZnCl₂を用い、ZnCl₂セル温度は１１０℃とした。

図７（ｂ）に４結晶X線回折装置で測定した本試料の格子不整度の測定結果を示す。L0で示したInP基板からの回折ピークのマイナス側にエピタキシャル成長層のピークが観測された。L1で示したピークがMgZnSeTeからの回折であり、格子不整度は＋０．８％であった。半値幅が狭いこと、回折強度が大きいことから良好な結晶が得られていることがわかる。本試料にショットキー電極を蒸着して、容量電圧測定により本試料のキャリア濃度を評価した。

図８（a）に構造を示す。結晶の表面にAuショットキー電極を抵抗加熱蒸着装置を用いて形成した。基板側にはAuGeNiオーミック電極を形成した。図８（b）に容量電圧特性の測定結果を示す。ショットキー電極に逆バイアスを印加すると容量が減少したことから、MgZnSeTeはｎ型にドーピングされていることがわかった。同図に1/C^２を示した。1/C^２はバイアスに対してほぼ直線的に減少しており、MgZnSeTe層でのキャリア濃度 ｎ=2 x 10¹⁷ cm⁻³が求められた。また、ZnCl₂セル温度を130℃に上昇したところ、 ｎ=2 x 10¹⁸ cm⁻³が得られた。
以上の検討により、MgZnSeTeは緑色半導体レーザのｎクラッドとして有望であることがわかった。

次に、本発明に基づくいくつかのII−VI族半導体レーザ積層構造を示す。
一例の概略断面図を図９に示す。２成長室分子線エピタキシー（MBE）装置を用いた結晶成長により作製する。先ず、ＩｎＰ基板３１を最適な表面処理を行ったのちに、MBE装置内へセットする。試料交換用の準備室に入れて真空ポンプで１０^−３Pa以下まで真空引きし、100℃まで加熱し残留水分及び不純物ガスを脱離させる。
次に、III−V族専用成長室に搬送し、基板表面にＰ分子線をあてながら基板温度を
５００℃に加熱することで基板表面の酸化膜を除去し、その後基板温度４５０℃でＳｉドープｎ型ＩｎＰバッファ層３２を層厚３０nm成長し、基板温度４７０℃でSiドープn型ＩｎＧａＡｓバッファ層３３を２００nm成長する。

次に試料をII−VI族専用成長室に搬送し、本発明に関わるClドープn型ＭｇＺｎＳｅＴｅ層（例えばMg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10）からなるクラッド層４０（層厚０．５μｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層４２（層厚７０ｎｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ 量子井戸活性層４３（層厚１０nm）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層４４（層厚７０ｎｍ）、を成長した後、Ｎドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるクラッド層４５（層厚０．６μｍ）を形成し、Ｎドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ層４６（層厚３０ｎｍ）、Nドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ超格子コンタクト層４７（全層厚５００nm）、最後にNドープｐ型ＺｎＴｅキャップ層４８（層厚３０ｎｍ）を順次積層した。

他の実施例の概略断面図を図１０に示す。２成長室分子線エピタキシー（MBE）装置を用いた結晶成長により作製する。先ず、ＩｎＰ基板３１を最適な表面処理を行ったのちに、MBE装置内へセットする。試料交換用の準備室に入れて真空ポンプで１０^−３Pa以下まで真空引きし、100℃まで加熱し残留水分及び不純物ガスを脱離させる。

次に、III−V族専用成長室に搬送し、基板表面にＰ分子線をあてながら基板温度を
５００℃に加熱することで基板表面の酸化膜を除去し、その後基板温度４５０℃でＳｉドープｎ型ＩｎＰバッファ層３２を層厚３０nm成長し、基板温度４７０℃でSiドープn型ＩｎＧａＡｓバッファ層３３を２００nm成長する。
次に試料をII−VI族専用成長室に搬送し、Clドープn型Mg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10／MgSe超格子層からなるクラッド層５０（層厚０．５μｍ）、Clドープn型Mg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10／MgSe超格子層からなるグレーデッド層５１（層厚０．５μｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層５２（層厚７０ｎｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ 量子井戸活性層５３（層厚１０nm）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層５４（層厚７０ｎｍ）を成長した後、Ｎドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるクラッド層５５（層厚０．６μｍ）を形成し、Ｎドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ層５６（層厚３０ｎｍ）、Nドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ超格子コンタクト層５７（全層厚５００nm）、最後にNドープｐ型ＺｎＴｅキャップ層５８（層厚３０ｎｍ）を順次積層した。ここで、ｎ型クラッド超格子はMgSe：２分子層（２ML）、 MgZnSeTe： 4MLより構成し、グレーデッド層超格子はMgSe：２ML ／MgZnSeTe：３ML 10対、MgSe：２ML ／MgZnSeTe：２ML 10対、MgSe：２ML ／MgZnSeTe：１ML 10対より構成した。

他の実施例の概略断面図を図１１に示す。２成長室分子線エピタキシー（MBE）装置を用いた結晶成長により作製する。先ず、ＩｎＰ基板３１を最適な表面処理を行ったのちに、MBE装置内へセットする。試料交換用の準備室に入れて真空ポンプで１０^−３Pa以下まで真空引きし、100℃まで加熱し残留水分及び不純物ガスを脱離させる。

次に、III−V族専用成長室に搬送し、基板表面にＰ分子線をあてながら基板温度を
５００℃に加熱することで基板表面の酸化膜を除去し、その後基板温度４５０℃でＳｉドープｎ型ＩｎＰバッファ層３２を層厚３０nm成長し、基板温度４７０℃でSiドープn型ＩｎＧａＡｓバッファ層３３を２００nm成長する。

次に試料をII−VI族専用成長室に搬送し、Clドープn型Mg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10／MgSe超格子層からなるクラッド層６０（層厚０．５μｍ）、Clドープn型Mg_0.65Zn_0.35Se_0.90Te_0.10／MgSe超格子層からなるグレーデッド層６１（層厚０．５μｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層６２（層厚７０ｎｍ）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ 多重量子井戸活性層６３（層厚１０nm）、ＢｅＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子構造からなるガイド層６４（層厚７０ｎｍ）、を成長した後、Ｎドープｐ型ＢｅＭｇＺｎＴｅクラッド層６５（層厚０．６μｍ）を形成し、Ｎドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ層６６（層厚３０ｎｍ）、Nドープｐ型ＢｅＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ超格子コンタクト層６７（全層厚５００nm）、最後にNドープｐ型ＺｎＴｅキャップ層６８（層厚３０ｎｍ）を順次積層した。ここで、ｎ型クラッド超格子はMgSe：２分子層（２ML）、 MgZnSeTe： 4MLより構成し、グレーデッド層超格子はMgSe：２ML ／MgZnSeTe：３ML 10対、MgSe：２ML ／MgZnSeTe：２ML 10対、MgSe：２ML ／MgZnSeTe：１ML 10対より構成した。

次に、図１２と図１３を用いて説明する。最初に図９，１０，１１のようにできたエピタキシャルウェーハに、ｐ型ZnTeコンタクト層４８，５８，６８上にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成してストライプ部及び電流狭窄領域以外の部分の表面を覆った後に、全面に例えばPd膜、Pt膜、Au膜を順次真空蒸着する。この後、レジストパターンを、その上に体積したＰｄ膜、Ｐｔ膜及びＡｕ膜とともにリフトオフする。これによってＺｎＴｅコンタクト層４８，５８，６８上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ型電極が形成される。この後、必要に応じて熱処理を行って、オーミック接触させる。一方n型InP基板は１００μｍ程度まで薄膜化してn型電極例えばAu/Geを蒸着しオーミック接触させる。

次に、図１２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ダイヤモンドカッタでウェーハの端部にきずをつけ、圧力をかけてきずを開くように割ることによりへきかいする。次に、発光する前方端面に５％程度の低反射コーティングと後方端面に９５％程度の高反射コーティングを蒸着あるいはスパッタリングにてＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘなどを使って形成する。次に、再びストライプ方向にけがいて割り出すペレタイズ工程を行いチップとすることができる。

次に、図１３を用いて説明する。図１２まででできたチップを発光点の位置と端面の角度を合わせながらＳｉサブマウント上に配置する。Ｓｉサブマウントとチップの間にはんだがつけられて熱を加え、はんだを溶かすアロイ工程で固着化される。次に、Ｓｉウェーハをダイサーにてカットして個別に分離する。次に、銅などで作られたヒートシンクステム上に接合するダイボンド工程を行い、はんだや接着剤を用いて加熱工程にて固定する。

次に、チップ上の電極とステム上の端子を金ワイヤでつなぐワイヤボンディング工程を行う。次に、レーザ光の出口になるウィンドーキャップをステムに対して、溶接を用いて気密封止工程を行うことで、最終的なパッケージを完成する。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例にすぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
具体的には、実施形態例では本発明に関わるｎ型クラッド層として、Ｍｇ_ｘＺｎ_１−ｘＳｅ_ｙＴｅ_１−ｙを用いたが、ＭｇＺｎＳｅ層、ＢｅＳｅ層とＺｎＴｅ層からなる超格子構造でもよい。

本発明に関連するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の格子定数とエネルギーギャップの関係である。 本発明に関連するＩＩ−ＶＩ族２元化合物半導体の格子定数とエネルギーギャップの値である。 本発明の実施形態のうち計算で求めたＩｎＰ基板上ＭｇＺｎＳｅＴｅを示す図である。 本発明の実施形態のうち計算で求めたＩｎＰ基板上ＢｅＺｎＳｅＴｅを示す図である。 本発明の実施形態のうち計算で求めたＩｎＰ基板上ＢｅＭｇＺｎＴｅを示す図である。 本発明の実施形態のうち（a）試作したＭｇＺｎＳｅＴｅの構造、（b）フォトルミネッセンススペクトルを示す図である。 本発明の実施形態のうち（a）試作したＭｇＺｎＳｅＴｅ：Clの構造、（b）X線回折スペクトルを示す図である。 本発明の実施形態のうち（a）試作したＭｇＺｎＳｅＴｅ：Clショットキーダイオードの構造、（b）容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施形態の半導体レーザ構造を説明する図である。 本発明の実施形態の半導体レーザ構造を説明する図である。 本発明の実施形態の半導体レーザ構造を説明する図である。 個々の半導体発光素子を形成する一般的な手段の前半部を説明する図である。 個々の半導体発光素子を形成する一般的な手段の後半部を説明する図である。

符号の説明

２１，３１…ＩｎＰ基板、２２，３２…ＩｎＰバッファ層、２３，３３…ＩｎＧａＡｓバッファ層、２４，３４…ＺｎＣｄＳｅ層、２５，３５…ＭｇＺｎＳｅＴｅ層、３７…ＡｕＧｅＮｉ電極、３８…Ａｕ電極、４０…Ｃｌドープｎ型ＭｇＺｎＳｅＴｅクラッド層、５０，６０…Ｃｌドープｎ型ＭｇＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子クラッド層、４２，５２，６２…ＭｇＳｅ／ＢｅＺｎＳｅＴｅ超格子ガイド層、５１，６１…ＭｇＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＳｅ超格子グレーデッド層、４３，５３…ＢｅＺｎＳｅＴｅ量子井戸活性層、６３…ＭｇＳｅ／ＢｅＺｎＳｅＴｅ量子井戸活性層、４４，５４，６４…ＭｇＳｅ／ＢｅＺｎＳｅＴｅ超格子ガイド層、４５，５５…ＭｇＳｅ／ＢｅＺｎＴｅ超格子Ｎドープｐ型クラッド層、６５…ＢｅＭｇＺｎＴｅＮドープｐ型クラッド層、４６，５６，６６…ＢｅＺｎＴｅ ｐ型層、４７，５７，６７…ＢｅＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ ｐ型層、２６，３６…ＺｎＴｅキャップ層，４８，５８，６８…ＺｎＴｅ ｐ型キャップ層、１００…エピタキシャルウェーハ、１０１…発光部、１０２…基底部、１０３…ウェーハ、１０４…ダイヤモンドカッタ、１０５…チップ、１０６…Ｓｉサブマウント、１０７…ヒートシンクステム、１０８…ウィンドーキャップ。

Claims (7)

1. ＩｎＰ基板上に少なくとも、ｎ型クラッド層、活性層、及びｐ型クラッド層を有し、
   前記ｎ型クラッド層は、該ｎ型クラッド層におけるＭｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-yの構成比が80％以上、100％以下であり、かつ、Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y を構成するSeの構成比y>0.5である単層膜であること、
   または、
   前記ｎ型クラッド層がＭｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-yを含有する積層膜からなり、
   前記積層膜は、Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-yの構成比が80％以上、100％以下で、かつ、Ｍｇ_xＺｎ_1-xＳｅ_yＴｅ_1-y を構成するSeの構成比y>0.5である第１の層と、MgSeの構成比が80％以上、100％以下である第２の層との少なくとも２層を一対とする積層膜であって、前記一対の積層膜が繰り返し複数回積層されてなることを特徴とする半導体発光素子。
2. 前記ｎ型クラッド層のドーパントがＣｌ（塩素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）、またはＩｎ（インジウム）であり、ｎ型キャリア濃度が１ｘ１０^１６ｃｍ^−３以上、１ｘ１０^２０ｃｍ^−３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。
3. 前記ｎ型クラッド層のエネルギーギャップＥｇが、２．１０ｅＶ以上、４ｅＶ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。
4. 前記ｎ型クラッド層の格子定数a_nが、ＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_n-a_InP）／a_InP＜０．０１を満足することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
5. 前記活性層は、該活性層におけるBeZnSeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記BeZnSeTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足する単層膜であること、
   または、
   前記活性層は、少なくとも第３の層と第４の層からなり、前記第３の層におけるBeZnSeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記BeZnSeTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第４の層におけるMgSeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記第３の層と前記第４の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されてなること、
   または、
   前記活性層は、少なくとも第３の層と第４の層からなり、
   前記第３の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第４の層におけるZnSeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記第３の層と前記第４の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されて形成されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
6. 前記ｐ型クラッド層は、該ｐ型クラッドにおけるBeMgZnTeの構成比が、80％以上、100％以下であり、前記BeMgZnTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足する単層膜であること、
   または、
   前記ｐ型クラッド層は、少なくとも第５の層と第６の層からなり、
   前記第５の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_pが、ＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第６の層におけるMgBeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記MgBeTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足し、前記第５の層と前記第６の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されてなること、
   または、
   前記ｐ型クラッド層は、少なくとも第５の層と第６の層からなり、
   前記第５の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第６の層におけるMgSeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記第５の層と前記第６の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
7. 前記活性層は、該活性層におけるBeZnSeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記BeZnSeTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足する単層膜であること、
   または、
   前記活性層は、少なくとも第３の層と第４の層からなり、第３の層におけるBeZnSeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記BeZnSeTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および
   前記第４の層におけるMgSeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記第３の層と前記第４の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されてなること、
   または、
   前記活性層は、少なくとも第３の層と第４の層からなり、
   前記第３の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_aがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_a―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第４の層におけるZnSeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記第３の層と前記第４の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されて形成されてなること、
   および前記ｐ型クラッドにおけるBeMgZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記BeMgZnTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足する単層膜であること、
   または、
   前記ｐ型クラッド層は、少なくとも第５の層と第６の層からなり、
   前記第５の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／aInP＜０．０１を満足すること、および前記第６の層におけるMgBeTeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記MgBeTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足し、
   前記第５の層と前記第６の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されて形成すること、
   または
   前記ｐ型クラッド層は、少なくとも第５の層と第６の層からなり、
   前記第５の層におけるBeZnTeの構成比が80％以上、100％以下であり、
   前記BeZnTeの格子定数a_pがＩｎＰの格子定数a_InPに対して、―０．０１＜（a_p―a_InP）／a_InP＜０．０１を満足すること、および前記第６の層におけるMgSeの構成比が80％以上、100％以下であり、前記第５の層と前記第６の層の少なくと２層を一対とする積層膜が繰り返し複数回積層されて形成されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。

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