JP3245545B2 - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、Ｌ
ＥＤ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子に関する。
ＥＤ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子とし
ては、半導体レーザ，ＬＥＤ等が良く知られている。こ
れらの発光素子の共通した典型的な構造として、ｐ型導
電性を有する結晶成長層とｎ型導電性を有する結晶成長
層を持ち、そして、これらの発光素子の製造方法は、量
産性に優れ、しかも超薄膜結晶の成長が可能である有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）や分子線エピタキシャル
法（ＭＢＥ）などが用いられている。
ては、半導体レーザ，ＬＥＤ等が良く知られている。こ
れらの発光素子の共通した典型的な構造として、ｐ型導
電性を有する結晶成長層とｎ型導電性を有する結晶成長
層を持ち、そして、これらの発光素子の製造方法は、量
産性に優れ、しかも超薄膜結晶の成長が可能である有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）や分子線エピタキシャル
法（ＭＢＥ）などが用いられている。
【０００３】以下に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ）を用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子の例と
して、半導体レーザ及びその製造方法を示す。
Ｄ）を用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子の例と
して、半導体レーザ及びその製造方法を示す。
【０００４】典型的な半導体レーザの構造としては、図
１に示した半導体レーザ素子の断面図の様なものであっ
て、以下の手順で作製される。ｎ型ＧａＡｓ基板１４上
にｎ型ＧａＡｓバッファ層１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層２、ＡｌＧａＡｓ活性層３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一
クラッド層４、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層５、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二クラッド層６、ｐ型ＧａＡｓ保護
層７が順次積層される。ｐ型ＧａＡｓエッチングストッ
プ層５の上部よりストライプ状のメサ構造をなす。メサ
ストライプの両側は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
８、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９、ｐ型ＧａＡｓ平坦
化層１０で埋め込まれる。ｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型
ＧａＡｓ平坦化層１０の上には、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１１が形成されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１の上にはｐ側金属電極１２、ｎ型ＧａＡｓ基板上に
はｎ側金属電極１３が蒸着されている。
１に示した半導体レーザ素子の断面図の様なものであっ
て、以下の手順で作製される。ｎ型ＧａＡｓ基板１４上
にｎ型ＧａＡｓバッファ層１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層２、ＡｌＧａＡｓ活性層３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一
クラッド層４、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層５、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二クラッド層６、ｐ型ＧａＡｓ保護
層７が順次積層される。ｐ型ＧａＡｓエッチングストッ
プ層５の上部よりストライプ状のメサ構造をなす。メサ
ストライプの両側は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
８、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９、ｐ型ＧａＡｓ平坦
化層１０で埋め込まれる。ｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型
ＧａＡｓ平坦化層１０の上には、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１１が形成されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１の上にはｐ側金属電極１２、ｎ型ＧａＡｓ基板上に
はｎ側金属電極１３が蒸着されている。
【０００５】上記半導体レーザ素子の１〜１１の各層の
結晶成長方法としては、図２に示した減圧横型高周波加
熱炉の気相成長装置を用い、ＩＩＩ族原料化合物として
トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）とトリメチルアルミニ
ウム（ＴＭＡｌ）、Ｖ族原料としてアルシン（Ａｓ
Ｈ3）、ｎ型不純物原料としてシラン（ＳｉＨ4）又はセ
レン化水素（Ｈ2Ｓｅ）、ｐ型不純物原料としてジエチ
ルジンク（ＤＥＺｎ）又はジメチルジンク（ＤＭＺｎ）
又はトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を用いる。炉内圧力は
７６Ｔｏｒｒ、基板温度７００℃の条件で結晶成長を行
い、ｎ型ＡｌＧａＡｓ膜を形成する場合、ＡｓＨ3、Ｔ
ＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＳｉＨ4又はＨ2Ｓｅを基板上に供給
し、亜鉛添加のｐ型ＡｌＧａＡｓ膜を形成する場合、Ａ
ｓＨ3、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＤＥＺｎ又はＤＭＺｎを
基板上に供給する。炭素添加のｐ型ＡｌＧａＡｓ膜を形
成する場合は、ＴＭＡｓ、（ＡｓＨ3）、ＴＭＧａ、Ｔ
ＭＡｌを基板上に供給する。
結晶成長方法としては、図２に示した減圧横型高周波加
熱炉の気相成長装置を用い、ＩＩＩ族原料化合物として
トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）とトリメチルアルミニ
ウム（ＴＭＡｌ）、Ｖ族原料としてアルシン（Ａｓ
Ｈ3）、ｎ型不純物原料としてシラン（ＳｉＨ4）又はセ
レン化水素（Ｈ2Ｓｅ）、ｐ型不純物原料としてジエチ
ルジンク（ＤＥＺｎ）又はジメチルジンク（ＤＭＺｎ）
又はトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を用いる。炉内圧力は
７６Ｔｏｒｒ、基板温度７００℃の条件で結晶成長を行
い、ｎ型ＡｌＧａＡｓ膜を形成する場合、ＡｓＨ3、Ｔ
ＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＳｉＨ4又はＨ2Ｓｅを基板上に供給
し、亜鉛添加のｐ型ＡｌＧａＡｓ膜を形成する場合、Ａ
ｓＨ3、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＤＥＺｎ又はＤＭＺｎを
基板上に供給する。炭素添加のｐ型ＡｌＧａＡｓ膜を形
成する場合は、ＴＭＡｓ、（ＡｓＨ3）、ＴＭＧａ、Ｔ
ＭＡｌを基板上に供給する。
【０００６】そして、高濃度亜鉛添加のｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ膜を形成する場合、成長中に成長温度を７００℃から
６００℃に下げて、結晶成長を行う。この時、ＭＯＣＶ
Ｄ法を用いた結晶成長によって得られた結晶膜中には、
炭素原子が少なくとも取り込まれ、Ａｌ混晶比が高いほ
ど炭素原子が取り込まれやすいので、故意に添加しなく
ても、図５のように亜鉛原子濃度より少ない炭素原子が
膜中に取り込まれている。
ｓ膜を形成する場合、成長中に成長温度を７００℃から
６００℃に下げて、結晶成長を行う。この時、ＭＯＣＶ
Ｄ法を用いた結晶成長によって得られた結晶膜中には、
炭素原子が少なくとも取り込まれ、Ａｌ混晶比が高いほ
ど炭素原子が取り込まれやすいので、故意に添加しなく
ても、図５のように亜鉛原子濃度より少ない炭素原子が
膜中に取り込まれている。
【０００７】また、高濃度炭素添加のｐ型ＡｌＧａＡｓ
膜を形成する場合、成長中にＶ族原料とＩＩＩ族原料の
供給比（Ｖ／ＩＩＩ比）を６０から２に下げて、結晶成
長を行う。この場合においても、前記の通り、炭素添加
していないｎ型ＡｌＧａＡｓ膜には、１×１０17ｃｍ-3
程度の炭素原子は、膜中に取り込まれている。
膜を形成する場合、成長中にＶ族原料とＩＩＩ族原料の
供給比（Ｖ／ＩＩＩ比）を６０から２に下げて、結晶成
長を行う。この場合においても、前記の通り、炭素添加
していないｎ型ＡｌＧａＡｓ膜には、１×１０17ｃｍ-3
程度の炭素原子は、膜中に取り込まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】通常、半導体レーザ等
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子のｐ型または、ｎ
型結晶成長膜に添加する不純物として、前記の様に、ｐ
型結晶成長膜には、亜鉛等のＩＩ族元素原子または炭素
が用いられ、ｎ型結晶成長膜には、シリコンまたはセレ
ンが用いられる。これらの添加不純物は、決められた結
晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように制御
するわけだが、基板温度を高温にすることにより、添加
不純物は少なからず拡散する。ＩＩ族元素原子であり、
ｐ型不純物である亜鉛・ベリリウム・マグネシウムは、
拡散しやすい不純物であり、特に、高濃度の不純物添加
を行った場合、ｐ型結晶成長膜とｎ型結晶成長膜との界
面（ｐ−ｎ界面）での析出、及び、基板・表面側への拡
散が起こり、前記ｐ型不純物添加の制御が難しいという
問題があった。
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子のｐ型または、ｎ
型結晶成長膜に添加する不純物として、前記の様に、ｐ
型結晶成長膜には、亜鉛等のＩＩ族元素原子または炭素
が用いられ、ｎ型結晶成長膜には、シリコンまたはセレ
ンが用いられる。これらの添加不純物は、決められた結
晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように制御
するわけだが、基板温度を高温にすることにより、添加
不純物は少なからず拡散する。ＩＩ族元素原子であり、
ｐ型不純物である亜鉛・ベリリウム・マグネシウムは、
拡散しやすい不純物であり、特に、高濃度の不純物添加
を行った場合、ｐ型結晶成長膜とｎ型結晶成長膜との界
面（ｐ−ｎ界面）での析出、及び、基板・表面側への拡
散が起こり、前記ｐ型不純物添加の制御が難しいという
問題があった。
【０００９】また、ｐ型不純物である炭素は拡散係数が
小さいことから、ＨＢＴ，ＨＥＭＴ等でよく用いられて
いるが、半導体レーザやＬＥＤにおいてｐ型不純物に炭
素を用いた場合、炭素は拡散しないが、ｎ型不純物であ
るシリコン・セレンが拡散し、炭素を添加したｐ型結晶
成長膜がｎ型化するという問題があった。
小さいことから、ＨＢＴ，ＨＥＭＴ等でよく用いられて
いるが、半導体レーザやＬＥＤにおいてｐ型不純物に炭
素を用いた場合、炭素は拡散しないが、ｎ型不純物であ
るシリコン・セレンが拡散し、炭素を添加したｐ型結晶
成長膜がｎ型化するという問題があった。
【００１０】また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶膜内
にｐ型不純物である炭素のみを添加する場合、決められ
た結晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように
制御するためには、Ｖ族原料とＩＩＩ族原料の供給比
（Ｖ／ＩＩＩ比）を小さくしなければならない。その結
果、その膜中には酸素・水等の不純物が入り込みやすく
なり、そのｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶膜の電気
・光学的特性が劣化するという問題があった。
にｐ型不純物である炭素のみを添加する場合、決められ
た結晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように
制御するためには、Ｖ族原料とＩＩＩ族原料の供給比
（Ｖ／ＩＩＩ比）を小さくしなければならない。その結
果、その膜中には酸素・水等の不純物が入り込みやすく
なり、そのｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶膜の電気
・光学的特性が劣化するという問題があった。
【００１１】また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶膜内
にｐ型不純物である亜鉛のみを添加する場合、決められ
た結晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように
制御するためには、基板温度を低くしなければならな
い。その結果、その膜中には酸素・水等の不純物が入り
込みやすくなり、そのｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶膜の電気・光学的特性が劣化するという問題があっ
た。
にｐ型不純物である亜鉛のみを添加する場合、決められ
た結晶成長膜内に設定された不純物添加量になるように
制御するためには、基板温度を低くしなければならな
い。その結果、その膜中には酸素・水等の不純物が入り
込みやすくなり、そのｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶膜の電気・光学的特性が劣化するという問題があっ
た。
【００１２】本発明は、上記の問題について検討した結
果、結晶成長膜の品質を損なうことなく、添加不純物の
拡散を抑制されることを目的とするものである。
果、結晶成長膜の品質を損なうことなく、添加不純物の
拡散を抑制されることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体発光素子は、ｎ型基板上に、少なくとも
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｎ型クラッド層とＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の活性層とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
のｐ型クラッド層とが基板側からこの順に形成され、前
記ｐ型クラッド層上部にてストライプ状構造をなし、該
ストライプの両側にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｎ型電
流ブロック層を備えたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素
子において、前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の全ての層は、炭素原子とＩＩ族
元素原子とが同時に添加されてなることにより上記目的
を達成するものである。
族化合物半導体発光素子は、ｎ型基板上に、少なくとも
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｎ型クラッド層とＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の活性層とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
のｐ型クラッド層とが基板側からこの順に形成され、前
記ｐ型クラッド層上部にてストライプ状構造をなし、該
ストライプの両側にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｎ型電
流ブロック層を備えたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素
子において、前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の全ての層は、炭素原子とＩＩ族
元素原子とが同時に添加されてなることにより上記目的
を達成するものである。
【００１４】また、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子は、前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜に添加される炭素原子
［Ｃ］とＩＩ族元素原子［ＩＩ族元素］との比（［Ｃ］
／［ＩＩ族元素］）が１以上１０以下であることによ
り、上記目的を達成するものである。
導体発光素子は、前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜に添加される炭素原子
［Ｃ］とＩＩ族元素原子［ＩＩ族元素］との比（［Ｃ］
／［ＩＩ族元素］）が１以上１０以下であることによ
り、上記目的を達成するものである。
【００１５】
【００１６】また、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子は、炭素原子とＩＩ型元素原子とが同時に
添加され、前記活性層に接するｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体膜を備えてなることにより、上記目的を達成する
ものである。また、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子は、複数のｎ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、
複数のｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ
又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、を備えたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体発光素子において、前記ｐ型のＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合
物半導体の少なくとも１層は、炭素原子とＩＩ族元素原
子とが同時に添加されてなり、炭素原子とＩＩ型元素原
子とが同時に添加される前記ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜
は、発光素子の活性層に接していることにより、上記目
的を達成するものである。 また、本発明によるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体発光素子は、前記ｐ型のＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導
体膜に添加される炭素原子［Ｃ］とＩＩ族元素原子［Ｉ
Ｉ族元素］との比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が１以上
１０以下であることにより、上記目的を達成するもので
ある。
導体発光素子は、炭素原子とＩＩ型元素原子とが同時に
添加され、前記活性層に接するｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体膜を備えてなることにより、上記目的を達成する
ものである。また、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子は、複数のｎ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、
複数のｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ
又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、を備えたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体発光素子において、前記ｐ型のＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合
物半導体の少なくとも１層は、炭素原子とＩＩ族元素原
子とが同時に添加されてなり、炭素原子とＩＩ型元素原
子とが同時に添加される前記ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜
は、発光素子の活性層に接していることにより、上記目
的を達成するものである。 また、本発明によるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体発光素子は、前記ｐ型のＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導
体膜に添加される炭素原子［Ｃ］とＩＩ族元素原子［Ｉ
Ｉ族元素］との比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が１以上
１０以下であることにより、上記目的を達成するもので
ある。
【００１７】具体的には、図３の半導体レーザ構造にお
いて、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二
クラッド層２０に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が
添加されており、上記各層の炭素原子濃度（［Ｃ］）と
ＩＩ族元素原子である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比
（［Ｃ］／［Ｚｎ］）が１以上である半導体レーザ素子
である。
いて、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二
クラッド層２０に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が
添加されており、上記各層の炭素原子濃度（［Ｃ］）と
ＩＩ族元素原子である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比
（［Ｃ］／［Ｚｎ］）が１以上である半導体レーザ素子
である。
【００１８】以下、本発明の作用について記載する。
【００１９】ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜とｐ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を持つＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子において、ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜に、炭素とＩＩ族元素原子とが同時に添加されてお
り、且つまた、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の
炭素原子濃度［Ｃ］と、ＩＩ族元素原子濃度［ＩＩ族元
素］との比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が１以上１０以
下であることによって、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体膜中のｐ型添加不純物であるＩＩ族元素原子は、ｎ
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜中のｎ型添加不純物であ
るシリコン・セレンとｐ−ｎ界面で結合し、図５のよう
にシリコン・セレンの拡散を抑制する効果があるため、
ｐ型導電性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層のｎ型
化を防止することが可能となる。また、前記の場合にお
いて、ＩＩ族元素原子がｐ−ｎ界面で析出したため、ｐ
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層中のＩＩ族元素原子濃度
が減少したとしても、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体層中のもう一つのｐ型添加不純物である炭素は、拡散
しにくい添加不純物なので、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体層中にとどまり、所定のキャリア濃度が得るこ
とが可能となる。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を持つＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体発光素子において、ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜に、炭素とＩＩ族元素原子とが同時に添加されてお
り、且つまた、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の
炭素原子濃度［Ｃ］と、ＩＩ族元素原子濃度［ＩＩ族元
素］との比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が１以上１０以
下であることによって、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体膜中のｐ型添加不純物であるＩＩ族元素原子は、ｎ
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜中のｎ型添加不純物であ
るシリコン・セレンとｐ−ｎ界面で結合し、図５のよう
にシリコン・セレンの拡散を抑制する効果があるため、
ｐ型導電性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層のｎ型
化を防止することが可能となる。また、前記の場合にお
いて、ＩＩ族元素原子がｐ−ｎ界面で析出したため、ｐ
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層中のＩＩ族元素原子濃度
が減少したとしても、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体層中のもう一つのｐ型添加不純物である炭素は、拡散
しにくい添加不純物なので、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体層中にとどまり、所定のキャリア濃度が得るこ
とが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２１】実施例１（炭素と亜鉛の同時ドープ方法を
用いた半導体レーザ） 図３は実施例１の半導体レーザ素子の断面図である。ｎ
型ＧａＡｓ基板２８上にｎ型ＧａＡｓバッファ層１５、
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１６、ＡｌＧａＡｓ活性層
１７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二
クラッド層２０、ｐ型ＧａＡｓ保護層２１が順次積層さ
れる。ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層１９の上部よ
りストライプ状のメサ構造をなす。メサストライプの両
側は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層２３、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層２４で
埋め込まれる。ｐ型ＧａＡｓ保護層２１とｐ型ＧａＡｓ
平坦化層２４の上には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５
が形成されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５の上
にはｐ側金属電極２６、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金
属電極２７が蒸着されている。
用いた半導体レーザ） 図３は実施例１の半導体レーザ素子の断面図である。ｎ
型ＧａＡｓ基板２８上にｎ型ＧａＡｓバッファ層１５、
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１６、ＡｌＧａＡｓ活性層
１７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二
クラッド層２０、ｐ型ＧａＡｓ保護層２１が順次積層さ
れる。ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層１９の上部よ
りストライプ状のメサ構造をなす。メサストライプの両
側は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層２３、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層２４で
埋め込まれる。ｐ型ＧａＡｓ保護層２１とｐ型ＧａＡｓ
平坦化層２４の上には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５
が形成されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５の上
にはｐ側金属電極２６、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金
属電極２７が蒸着されている。
【００２２】上記半導体レーザ素子の１５〜２５の各層
は、Ｇａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、
Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、
Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3）、ｎ型不純物であ
るＳｉ原料としてシラン（ＳｉＨ4）、ｐ型不純物の１
つであるＺｎ原料としてジエチルジンク（ＤＥＺｎ）、
ｐ型不純物のもう１つであるＣ原料としてトリメチル砒
素（ＴＭＡｓ）を用いた、図２に示した減圧横型高周波
加熱炉の気相成長装置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基
板温度７００℃、ＩＩＩ族元素を含む原料化合物の供給
量（ＴＭＧａ供給量または、ＴＭＧａ供給量とＴＭＡｌ
供給量の和）とＶ族元素を含む原料化合物の供給量（Ａ
ｓＨ3）の比を６０とし、結晶成長中の上記条件を一定
にして結晶成長を行った。
は、Ｇａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、
Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、
Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3）、ｎ型不純物であ
るＳｉ原料としてシラン（ＳｉＨ4）、ｐ型不純物の１
つであるＺｎ原料としてジエチルジンク（ＤＥＺｎ）、
ｐ型不純物のもう１つであるＣ原料としてトリメチル砒
素（ＴＭＡｓ）を用いた、図２に示した減圧横型高周波
加熱炉の気相成長装置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基
板温度７００℃、ＩＩＩ族元素を含む原料化合物の供給
量（ＴＭＧａ供給量または、ＴＭＧａ供給量とＴＭＡｌ
供給量の和）とＶ族元素を含む原料化合物の供給量（Ａ
ｓＨ3）の比を６０とし、結晶成長中の上記条件を一定
にして結晶成長を行った。
【００２３】ｎ型ＧａＡｓバッファ層１５、ｎ型ＧａＡ
ｓ電流ブロック層２３を成長する場合、ＴＭＧａ、Ａｓ
Ｈ3、ＳｉＨ4を基板上に供給し、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１６、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２を成
長する場合、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＡｓＨ3、ＳｉＨ4を
基板上に供給し、ＡｌＧａＡｓ活性層１７を成長する場
合、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＡｓＨ3を基板上に供給し、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５を成長する場合、ＴＭＧ
ａ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎを基板上に供給し、ｐ型ＧａＡ
ｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＧａＡｓ保護層２
１、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層２４を成長する場合、ＴＭＧ
ａ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎ、ＴＭＡｓを基板上に供給し、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ第二クラッド層２０を成長する場合、ＴＭＧａ、ＴＭ
Ａｌ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎ、ＴＭＡｓを基板上に供給す
るといったように、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２
２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に隣接する１８〜
２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、
炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加されるように結
晶成長を行った。
ｓ電流ブロック層２３を成長する場合、ＴＭＧａ、Ａｓ
Ｈ3、ＳｉＨ4を基板上に供給し、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１６、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２を成
長する場合、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＡｓＨ3、ＳｉＨ4を
基板上に供給し、ＡｌＧａＡｓ活性層１７を成長する場
合、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＡｓＨ3を基板上に供給し、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５を成長する場合、ＴＭＧ
ａ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎを基板上に供給し、ｐ型ＧａＡ
ｓエッチングストップ層１９、ｐ型ＧａＡｓ保護層２
１、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層２４を成長する場合、ＴＭＧ
ａ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎ、ＴＭＡｓを基板上に供給し、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層１８、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ第二クラッド層２０を成長する場合、ＴＭＧａ、ＴＭ
Ａｌ、ＡｓＨ3、ＤＥＺｎ、ＴＭＡｓを基板上に供給す
るといったように、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２
２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に隣接する１８〜
２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、
炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加されるように結
晶成長を行った。
【００２４】以上の方法によって得られた本発明の半導
体レーザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオ
ン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測定し、得られた結果を
図４に示す。又、比較のため、１つは、ｐ型ＧａＡｓ
層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に亜鉛のみが添加されるよう
に、成長中に基板温度を７００℃から６００℃に低くし
て結晶成長を行う従来方法で、もう一つは、ｐ型ＧａＡ
ｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に炭素のみが添加されるよう
に、成長中にＶ族原料とＩＩＩ族原料の供給比（Ｖ／Ｉ
ＩＩ比）を６０から２に小さくして結晶成長を行う従来
方法である。上記従来方法によって得られた半導体レー
ザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオン質量
分析（ＳＩＭＳ）装置で測定し、得られた結果を図５、
６に示す。図４、５、６において横軸は成長膜深さを表
し、縦軸は炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）及びシリコン（Ｓ
ｉ）の不純物濃度を表す。
体レーザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオ
ン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測定し、得られた結果を
図４に示す。又、比較のため、１つは、ｐ型ＧａＡｓ
層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に亜鉛のみが添加されるよう
に、成長中に基板温度を７００℃から６００℃に低くし
て結晶成長を行う従来方法で、もう一つは、ｐ型ＧａＡ
ｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に炭素のみが添加されるよう
に、成長中にＶ族原料とＩＩＩ族原料の供給比（Ｖ／Ｉ
ＩＩ比）を６０から２に小さくして結晶成長を行う従来
方法である。上記従来方法によって得られた半導体レー
ザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオン質量
分析（ＳＩＭＳ）装置で測定し、得られた結果を図５、
６に示す。図４、５、６において横軸は成長膜深さを表
し、縦軸は炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）及びシリコン（Ｓ
ｉ）の不純物濃度を表す。
【００２５】図４と図５において、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第
一クラッド層内のＺｎの拡散が図４では起こっていない
が、図５ではｎ型クラッド層、ｎ型電流ブロック層にＺ
ｎが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層で
は所定の不純物添加量である８×１０17ｃｍ-3になって
いない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ層に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加され
るように結晶成長を行うことにより、不純物添加量の制
御が正確に行うことができる。
一クラッド層内のＺｎの拡散が図４では起こっていない
が、図５ではｎ型クラッド層、ｎ型電流ブロック層にＺ
ｎが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層で
は所定の不純物添加量である８×１０17ｃｍ-3になって
いない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ層に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加され
るように結晶成長を行うことにより、不純物添加量の制
御が正確に行うことができる。
【００２６】また、図４と図６において、ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ第一クラッド層内へのＳｉの拡散が図４では起こっ
ていないが、図６ではｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層
内にＳｉが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッ
ド層の界面近傍でｎ型化している。このことから、ｐ型
ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、炭素とＩＩ族元素
原子である亜鉛が添加されるように結晶成長を行うこと
により、ｐ型クラッド層のｎ型化を抑制することが可能
となる。本発明の半導体レーザ素子のｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層のキャリア濃度をＣ−Ｖ測定した結果、所定
のキャリア濃度である８×１０17ｃｍ-3を得ることがで
きた。
Ａｓ第一クラッド層内へのＳｉの拡散が図４では起こっ
ていないが、図６ではｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド層
内にＳｉが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッ
ド層の界面近傍でｎ型化している。このことから、ｐ型
ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、炭素とＩＩ族元素
原子である亜鉛が添加されるように結晶成長を行うこと
により、ｐ型クラッド層のｎ型化を抑制することが可能
となる。本発明の半導体レーザ素子のｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層のキャリア濃度をＣ−Ｖ測定した結果、所定
のキャリア濃度である８×１０17ｃｍ-3を得ることがで
きた。
【００２７】また、成長温度を６７０℃以上、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比２０以上では、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層内への酸素の混
入は、ＳＩＭＳ測定において検出されないことから、本
発明によって得られたｐ型ＡｌＧａＡｓ層内の酸素濃度
は、前記２つの従来方法によって得られたｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ層内の酸素濃度に比べて、大幅に低減することが可
能となり、高品質な半導体レーザ素子が得られた。
Ｉ比２０以上では、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層内への酸素の混
入は、ＳＩＭＳ測定において検出されないことから、本
発明によって得られたｐ型ＡｌＧａＡｓ層内の酸素濃度
は、前記２つの従来方法によって得られたｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ層内の酸素濃度に比べて、大幅に低減することが可
能となり、高品質な半導体レーザ素子が得られた。
【００２８】本発明の半導体レーザ素子は再現性も良
く、また従来方法による半導体レーザ素子と比較する
と、歩留まりが飛躍的に向上した。
く、また従来方法による半導体レーザ素子と比較する
と、歩留まりが飛躍的に向上した。
【００２９】本実施例ではｎ型添加不純物としてＳｉを
用いたが、Ｓｅであっても同様の効果が得られる。ま
た、本実施例ではｐ型添加不純物としてＺｎを用いた
が、Ｍｇ及びＢｅであっても同様の効果が得られる。
用いたが、Ｓｅであっても同様の効果が得られる。ま
た、本実施例ではｐ型添加不純物としてＺｎを用いた
が、Ｍｇ及びＢｅであっても同様の効果が得られる。
【００３０】実施例２（炭素と亜鉛の最適添加量） 図３の半導体レーザ素子の断面図において、半導体レー
ザ素子の１５〜２５の各層は、原料にトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧａ）とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）
とアルシン（ＡｓＨ3）とシラン（ＳｉＨ4）とジエチル
ジンク（ＤＥＺｎ）とトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を用
いた、図２に示した減圧横型高周波加熱炉の気相成長装
置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基板温度７００℃、Ｉ
ＩＩ族元素を含む原料化合物の供給量（ＴＭＧａ供給量
または、ＴＭＧａ供給量とＴＭＡｌ供給量の和）をそれ
ぞれ一定にして、２つの方法を用いて結晶成長を行っ
た。
ザ素子の１５〜２５の各層は、原料にトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧａ）とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）
とアルシン（ＡｓＨ3）とシラン（ＳｉＨ4）とジエチル
ジンク（ＤＥＺｎ）とトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を用
いた、図２に示した減圧横型高周波加熱炉の気相成長装
置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基板温度７００℃、Ｉ
ＩＩ族元素を含む原料化合物の供給量（ＴＭＧａ供給量
または、ＴＭＧａ供給量とＴＭＡｌ供給量の和）をそれ
ぞれ一定にして、２つの方法を用いて結晶成長を行っ
た。
【００３１】まず、第一の方法は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に
隣接する１８〜２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族元素原子
である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］／［Ｚ
ｎ］）が１未満になるように、炭素とＩＩ族元素原子で
ある亜鉛を同時添加する結晶成長を行った。以上の方法
によって得られた本発明の半導体レーザ素子の電流ブロ
ック部の不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）
装置で測定し、得られた結果を図７に示す。
流ブロック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に
隣接する１８〜２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族元素原子
である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］／［Ｚ
ｎ］）が１未満になるように、炭素とＩＩ族元素原子で
ある亜鉛を同時添加する結晶成長を行った。以上の方法
によって得られた本発明の半導体レーザ素子の電流ブロ
ック部の不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）
装置で測定し、得られた結果を図７に示す。
【００３２】第二の方法は、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロ
ック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に隣接す
る１８〜２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族元素原子である
亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］／［Ｚｎ］）が
１以上になるように、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛
を同時添加する結晶成長を行った。以上の方法によって
得られた本発明の半導体レーザ素子の電流ブロック部の
不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測
定し、得られた結果を図８に示す。
ック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２３に隣接す
る１８〜２１、２４のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族元素原子である
亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］／［Ｚｎ］）が
１以上になるように、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛
を同時添加する結晶成長を行った。以上の方法によって
得られた本発明の半導体レーザ素子の電流ブロック部の
不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測
定し、得られた結果を図８に示す。
【００３３】図７、８において横軸は成長膜深さを表
し、縦軸は炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）及びシリコン（Ｓ
ｉ）の不純物濃度を表す。
し、縦軸は炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）及びシリコン（Ｓ
ｉ）の不純物濃度を表す。
【００３４】図７と図８において、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第
一クラッド層内のＺｎの拡散が第二の方法（図８）では
起こっていないが、第一の方法（図７）ではｎ型電流ブ
ロック層にＺｎが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一
クラッド層では所定のキャリア濃度である８×１０17ｃ
ｍ-3になっていない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族
元素原子である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］
／［Ｚｎ］）が１以上になるように、炭素とＩＩ族元素
原子である亜鉛を同時添加する結晶成長を行うことによ
り、不純物添加量の制御が正確に行うことができる。
一クラッド層内のＺｎの拡散が第二の方法（図８）では
起こっていないが、第一の方法（図７）ではｎ型電流ブ
ロック層にＺｎが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一
クラッド層では所定のキャリア濃度である８×１０17ｃ
ｍ-3になっていない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ層の炭素原子濃度（［Ｃ］）とＩＩ族
元素原子である亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）の比（［Ｃ］
／［Ｚｎ］）が１以上になるように、炭素とＩＩ族元素
原子である亜鉛を同時添加する結晶成長を行うことによ
り、不純物添加量の制御が正確に行うことができる。
【００３５】また、第二の方法を用いて、ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ層１８のキャリア濃度を８×１０17ｃｍ-3一定とし
て、［Ｃ］／［Ｚｎ］の比が変化するように、亜鉛原子
濃度（［Ｚｎ］）を３．５×１０17、１．５×１０17、
７×１０16、５×１０16ｃｍ-3になるように、炭素とＩ
Ｉ族元素原子である亜鉛を同時添加する結晶成長を行っ
た。
Ａｓ層１８のキャリア濃度を８×１０17ｃｍ-3一定とし
て、［Ｃ］／［Ｚｎ］の比が変化するように、亜鉛原子
濃度（［Ｚｎ］）を３．５×１０17、１．５×１０17、
７×１０16、５×１０16ｃｍ-3になるように、炭素とＩ
Ｉ族元素原子である亜鉛を同時添加する結晶成長を行っ
た。
【００３６】その結果、亜鉛原子濃度（［Ｚｎ］）を５
×１０16ｃｍ-3にしたときのみｎ型電流ブロック層から
Ｓｉがｐ型ＡｌＧａＡｓ層１８に拡散していることをＳ
ＩＭＳ測定にて確認した。以上のことから［Ｃ］／［Ｚ
ｎ］の最適範囲としては、１以上１０以下と考えられ
る。
×１０16ｃｍ-3にしたときのみｎ型電流ブロック層から
Ｓｉがｐ型ＡｌＧａＡｓ層１８に拡散していることをＳ
ＩＭＳ測定にて確認した。以上のことから［Ｃ］／［Ｚ
ｎ］の最適範囲としては、１以上１０以下と考えられ
る。
【００３７】本発明の半導体レーザ素子は再現性も良
く、また従来方法による半導体レーザ素子と比較する
と、歩留まりが飛躍的に向上した。また、信頼性におい
ても、６０℃、３５ｍＷの信頼性試験においても５００
０時間以上安定に走行しており、このことから、高品質
で高信頼性である半導体レーザ素子が作成可能となるこ
とがわかる。
く、また従来方法による半導体レーザ素子と比較する
と、歩留まりが飛躍的に向上した。また、信頼性におい
ても、６０℃、３５ｍＷの信頼性試験においても５００
０時間以上安定に走行しており、このことから、高品質
で高信頼性である半導体レーザ素子が作成可能となるこ
とがわかる。
【００３８】本実施例では、ｎ型添加不純物としてＳｉ
を用いたが、Ｓｅであっても同様の効果が得られる。ま
た、本実施例では、ｐ型添加不純物としてＺｎを用いた
が、Ｍｇ及びＢｅであっても同様の効果が得られる。
を用いたが、Ｓｅであっても同様の効果が得られる。ま
た、本実施例では、ｐ型添加不純物としてＺｎを用いた
が、Ｍｇ及びＢｅであっても同様の効果が得られる。
【００３９】本実施例では、結晶成長中は、基板温度７
００℃、Ｖ／ＩＩＩ＝６０と成長条件を一定にして、ｎ
型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層２３に隣接する１８〜２１、２４のｐ型Ｇａ
Ａｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、炭素とＩＩ族元素原子
である亜鉛の同時添加を行ったが、結晶成長中の基板温
度、Ｖ／ＩＩＩ比を一定にすれば、基板温度７００℃お
よびＶ／ＩＩＩ＝６０以外の値において、炭素とＩＩ族
元素原子である亜鉛の同時添加を行っても、同様の効果
が得られる。
００℃、Ｖ／ＩＩＩ＝６０と成長条件を一定にして、ｎ
型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層２２、ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層２３に隣接する１８〜２１、２４のｐ型Ｇａ
Ａｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層に、炭素とＩＩ族元素原子
である亜鉛の同時添加を行ったが、結晶成長中の基板温
度、Ｖ／ＩＩＩ比を一定にすれば、基板温度７００℃お
よびＶ／ＩＩＩ＝６０以外の値において、炭素とＩＩ族
元素原子である亜鉛の同時添加を行っても、同様の効果
が得られる。
【００４０】実施例３（炭素とベリリウムの同時ドープ
方法を用いた半導体レーザ） 図９は実施例３の半導体レーザ素子の断面図である。
方法を用いた半導体レーザ） 図９は実施例３の半導体レーザ素子の断面図である。
【００４１】ｎ型ＧａＡｓ基板４０上にｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２９、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３０、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層３１、ＧａＩｎＰ活性層３２、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層３３、ｐ型ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層３４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二
クラッド層３５、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６が順次
積層される。ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層３４
の上部よりストライプ状のメサ構造をなす。メサストラ
イプの両側は、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層３７で埋め
込まれる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６の上にはｐ側
金属電極３８、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金属電極３
９が蒸着されている。
ッファ層２９、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３０、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層３１、ＧａＩｎＰ活性層３２、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層３３、ｐ型ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層３４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二
クラッド層３５、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６が順次
積層される。ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層３４
の上部よりストライプ状のメサ構造をなす。メサストラ
イプの両側は、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層３７で埋め
込まれる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６の上にはｐ側
金属電極３８、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金属電極３
９が蒸着されている。
【００４２】上記半導体レーザ素子の２９〜３７の各層
は、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）装置で、基板温度
５５０℃で結晶成長を行った。
は、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）装置で、基板温度
５５０℃で結晶成長を行った。
【００４３】ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層３３、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層３５を成長する場
合、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基板上
に照射し、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層３４を
成長する場合、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基
板上に照射し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６を成長す
る場合、Ｇａ、Ａｓ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基板上に照射
するといったように、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層３７
に隣接する３３〜３６のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素とＩＩ族元素原子
であるベリリウムが添加されるように結晶成長を行っ
た。
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層３５を成長する場
合、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基板上
に照射し、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層３４を
成長する場合、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基
板上に照射し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６を成長す
る場合、Ｇａ、Ａｓ、Ｂｅ、Ｃの分子線を基板上に照射
するといったように、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層３７
に隣接する３３〜３６のｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素とＩＩ族元素原子
であるベリリウムが添加されるように結晶成長を行っ
た。
【００４４】以上の方法によって得られた本発明の半導
体レーザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオ
ン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測定した（図１３）。
又、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型Ｇａ
ＩｎＰ層にベリリウム又は炭素のみが添加される従来方
法によって得られた半導体レーザ素子の電流ブロック部
の不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で
同時に測定した（図１１、図１２）。
体レーザ素子の電流ブロック部の不純物分析を２次イオ
ン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で測定した（図１３）。
又、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型Ｇａ
ＩｎＰ層にベリリウム又は炭素のみが添加される従来方
法によって得られた半導体レーザ素子の電流ブロック部
の不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）装置で
同時に測定した（図１１、図１２）。
【００４５】本発明の半導体レーザ素子の電流ブロック
部において、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層内のＢ
ｅの拡散は起こっていないが、ベリリウムのみが添加さ
れる従来方法によって得られた半導体レーザ素子の電流
ブロック部ではｎ型クラッド層、ｎ型電流ブロック層に
Ｂｅが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド
層では所定の不純物添加量である１×１０18ｃｍ-3にな
っていない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素とＩＩ族元素
原子であるＢｅが添加されるように結晶成長を行うこと
により、不純物添加量の制御が正確に行うことができ
る。
部において、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層内のＢ
ｅの拡散は起こっていないが、ベリリウムのみが添加さ
れる従来方法によって得られた半導体レーザ素子の電流
ブロック部ではｎ型クラッド層、ｎ型電流ブロック層に
Ｂｅが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド
層では所定の不純物添加量である１×１０18ｃｍ-3にな
っていない。このことから、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素とＩＩ族元素
原子であるＢｅが添加されるように結晶成長を行うこと
により、不純物添加量の制御が正確に行うことができ
る。
【００４６】また、本発明の半導体レーザ素子の電流ブ
ロック部において、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層
内へのＳｉの拡散は起こっていないが、炭素のみが添加
される従来方法によって得られた半導体レーザ素子の電
流ブロック部では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層
内にＳｉが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラ
ッド層がｎ型化している。このことから、ｐ型ＧａＡｓ
層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素
とＩＩ族元素原子であるＢｅが添加されるように結晶成
長を行うことにより、ｐ型クラッド層のｎ型化を抑制す
ることが可能となる。
ロック部において、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層
内へのＳｉの拡散は起こっていないが、炭素のみが添加
される従来方法によって得られた半導体レーザ素子の電
流ブロック部では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層
内にＳｉが拡散しており、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラ
ッド層がｎ型化している。このことから、ｐ型ＧａＡｓ
層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型ＧａＩｎＰ層に、炭素
とＩＩ族元素原子であるＢｅが添加されるように結晶成
長を行うことにより、ｐ型クラッド層のｎ型化を抑制す
ることが可能となる。
【００４７】本発明の波長６３５ｎｍの半導体レーザ素
子は再現性も良く、また従来方法による半導体レーザ素
子と比較すると、歩留まりが飛躍的に向上した。また、
信頼性においても、６０℃、５ｍＷ出力の信頼性試験で
５０００時間以上安定に走行しており、このことから、
高品質で高信頼性である半導体レーザ素子が作成可能と
なることがわかる。
子は再現性も良く、また従来方法による半導体レーザ素
子と比較すると、歩留まりが飛躍的に向上した。また、
信頼性においても、６０℃、５ｍＷ出力の信頼性試験で
５０００時間以上安定に走行しており、このことから、
高品質で高信頼性である半導体レーザ素子が作成可能と
なることがわかる。
【００４８】実施例４（炭素と亜鉛の同時ドープ方法を
用いた発光ダイオード） 図１０は実施例４の発光ダイオード素子の断面図であ
る。
用いた発光ダイオード） 図１０は実施例４の発光ダイオード素子の断面図であ
る。
【００４９】ｎ型ＧａＡｓ基板４７上に、ｎ型ＡｌＩｎ
Ｐクラッド層４１、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４２、ｐ型Ａ
ｌＩｎＰクラッド層４３、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４４が
順次積層される。ｐ型ＧａＰ電流拡散層４４の上にはｐ
側金属電極４５、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金属電極
４６が蒸着されている。
Ｐクラッド層４１、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４２、ｐ型Ａ
ｌＩｎＰクラッド層４３、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４４が
順次積層される。ｐ型ＧａＰ電流拡散層４４の上にはｐ
側金属電極４５、ｎ型ＧａＡｓ基板上にはｎ側金属電極
４６が蒸着されている。
【００５０】上記半導体レーザ素子の４１〜４４の各層
は、原料にトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）とトリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡｌ）とトリメチルインジウム
（ＴＭＩｎ）とホスフィン（ＰＨ3）とシラン（Ｓｉ
Ｈ4）とジエチルジンク（ＤＥＺｎ）と四塩化炭素（Ｃ
Ｃｌ4）を用いた、図２に示した減圧横型高周波加熱炉
の気相成長装置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基板温度
７００℃で結晶成長を行った。また、ＩＩＩ族元素を含
む原料化合物の供給量（ＴＭＧａ供給量または、ＴＭＧ
ａ供給量とＴＭＡｌ供給量とＴＭＩ供給量の和）とＶ族
元素を含む原料化合物の供給量（ＰＨ3）をそれぞれ一
定にして、結晶成長を行った。
は、原料にトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）とトリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡｌ）とトリメチルインジウム
（ＴＭＩｎ）とホスフィン（ＰＨ3）とシラン（Ｓｉ
Ｈ4）とジエチルジンク（ＤＥＺｎ）と四塩化炭素（Ｃ
Ｃｌ4）を用いた、図２に示した減圧横型高周波加熱炉
の気相成長装置で、炉内圧力は７６Ｔｏｒｒ、基板温度
７００℃で結晶成長を行った。また、ＩＩＩ族元素を含
む原料化合物の供給量（ＴＭＧａ供給量または、ＴＭＧ
ａ供給量とＴＭＡｌ供給量とＴＭＩ供給量の和）とＶ族
元素を含む原料化合物の供給量（ＰＨ3）をそれぞれ一
定にして、結晶成長を行った。
【００５１】ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４３を成長する
場合、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ、ＰＨ3、ＤＥＺｎ、ＣＣｌ4
を基板上に供給するといったように、ｎ型ＡｌＩｎＰク
ラッド層４１に隣接するｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４３
に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加されるよう
に結晶成長を行った。
場合、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ、ＰＨ3、ＤＥＺｎ、ＣＣｌ4
を基板上に供給するといったように、ｎ型ＡｌＩｎＰク
ラッド層４１に隣接するｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４３
に、炭素とＩＩ族元素原子である亜鉛が添加されるよう
に結晶成長を行った。
【００５２】以上の方法によって得られた本発明の発光
ダイオードの不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）装置で測定した。又、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４
３に亜鉛のみが添加される従来方法によって得られた発
光ダイオードの不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩ
ＭＳ）装置で同時に測定した結果、従来方法による発光
ダイオードに比べ、本発明の発光ダイオードの方が、Ａ
ｌＧａＩｎＰ活性層４２及びｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層
４１への亜鉛の拡散が低減されていることにより、輝度
が飛躍的に向上しており、このことから、高品質で高輝
度ある発光ダイオードが作成可能となることがわかる。
ダイオードの不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）装置で測定した。又、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層４
３に亜鉛のみが添加される従来方法によって得られた発
光ダイオードの不純物分析を２次イオン質量分析（ＳＩ
ＭＳ）装置で同時に測定した結果、従来方法による発光
ダイオードに比べ、本発明の発光ダイオードの方が、Ａ
ｌＧａＩｎＰ活性層４２及びｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層
４１への亜鉛の拡散が低減されていることにより、輝度
が飛躍的に向上しており、このことから、高品質で高輝
度ある発光ダイオードが作成可能となることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体発光素子において、ｐ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜に、炭素とＩＩ族元素原子とが同時
に添加されており、且つまた、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体膜の炭素原子濃度［Ｃ］と［ＩＩ族元素］と
の比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が、１以上１０以下で
あることによって、添加不純物の拡散を抑制することが
可能となり、決められた結晶成長膜内に設定された不純
物添加量になるように制御された、ｐ型添加不純物であ
る炭素とＩＩ族元素原子が取り込まれたｐ型ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体層を形成することが可能になる。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体発光素子において、ｐ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜に、炭素とＩＩ族元素原子とが同時
に添加されており、且つまた、前記ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体膜の炭素原子濃度［Ｃ］と［ＩＩ族元素］と
の比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が、１以上１０以下で
あることによって、添加不純物の拡散を抑制することが
可能となり、決められた結晶成長膜内に設定された不純
物添加量になるように制御された、ｐ型添加不純物であ
る炭素とＩＩ族元素原子が取り込まれたｐ型ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体層を形成することが可能になる。
【００５４】また、Ｖ／ＩＩＩ比を小さくしなくても、
あるいは、基板温度を低くしなくても、ｐ型添加不純物
である炭素とＩＩ族元素原子を同時に添加しているの
で、設定された不純物添加量にすることが可能となる。
その結果、前記結晶成長膜内には酸素・水等の不純物が
入り込みにくくなるので、結晶基板上に良好な結晶性を
有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を結晶成長するこ
とができ、半導体レーザ、ＬＥＤ等の半導体発光素子の
特性向上に寄与するところが大きい。
あるいは、基板温度を低くしなくても、ｐ型添加不純物
である炭素とＩＩ族元素原子を同時に添加しているの
で、設定された不純物添加量にすることが可能となる。
その結果、前記結晶成長膜内には酸素・水等の不純物が
入り込みにくくなるので、結晶基板上に良好な結晶性を
有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を結晶成長するこ
とができ、半導体レーザ、ＬＥＤ等の半導体発光素子の
特性向上に寄与するところが大きい。
【００５５】更に、ｎ型導電性を有する化合物半導体結
晶膜との界面におけるｐ型導電性化合物半導体結晶膜の
ｎ型化を抑制することが可能になるため、半導体レー
ザ、ＬＥＤ等の半導体発光素子の特性向上による歩留ま
り向上に寄与するという効果が得られる。
晶膜との界面におけるｐ型導電性化合物半導体結晶膜の
ｎ型化を抑制することが可能になるため、半導体レー
ザ、ＬＥＤ等の半導体発光素子の特性向上による歩留ま
り向上に寄与するという効果が得られる。
【図１】従来方法による半導体レーザ素子の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明で使用した減圧横型高周波加熱炉であ
る。
る。
【図３】実施例１の半導体レーザ素子の断面図である。
【図４】炭素と亜鉛を同時添加した半導体レーザのＳＩ
ＭＳ測定結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
ＭＳ測定結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
【図５】亜鉛のみ添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測定
結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
【図６】炭素のみ添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測定
結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
結果である（ＭＯＣＶＤによる）。
【図７】［Ｃ］／［Ｚｎ］が１未満となる半導体レーザ
のＳＩＭＳ測定結果である。
のＳＩＭＳ測定結果である。
【図８】［Ｃ］／［Ｚｎ］が１以上となる半導体レーザ
のＳＩＭＳ測定結果である。
のＳＩＭＳ測定結果である。
【図９】実施例３の半導体レーザ素子の断面図である。
【図１０】実施例４の発光ダイオードの断面図である。
【図１１】炭素のみ添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測
定結果である（ＭＢＥによる）。
定結果である（ＭＢＥによる）。
【図１２】Ｂｅのみ添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測
定結果である（ＭＢＥによる）。
定結果である（ＭＢＥによる）。
【図１３】炭素とＢｅ（［Ｃ］／［Ｂｅ］が１以上）を
同時添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測定結果である
（ＭＢＥによる）。
同時添加した半導体レーザのＳＩＭＳ測定結果である
（ＭＢＥによる）。
１４、２８、４０、４７ ｎ型ＧａＡｓ基板、 １、１５、２９ ｎ型ＧａＡｓバッファ層、 ２、１６ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、 ３、１７ ＡｌＧａＡｓ活性層、 ４ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＡｌＧａＡｓ第一クラッド
層、 ５ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓエッチングストッ
プ層、 ６ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二クラッド
層、 ７ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓ保護層、 ８、２２ ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、 ９、２３、３７ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、 １０ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓ平坦化層、 １１、２５ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、 １２、２６、３８、４５ ｐ側金属電極、 １３、２７、３９、４６ ｎ側金属電極、 ３０ ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層、 ３１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、 ３２ ＧａＩｎＰ活性層、 ３３ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第一クラッド層、 ３４ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＧａＩｎＰエ
ッチングストップ層、 ３５ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第二クラッド層、 ３６ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、 １８ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＡｓ第一ク
ラッド層、 １９ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓエッチング
ストップ層、 ２０ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＡｓ第二ク
ラッド層、 ２１ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓ保護層、 ２４ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓ平坦化層、 ４１ ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層、 ４２ ＡｌＧａＩｎＰ活性層、 ４３ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＩｎＰクラッド
層、 ４４ 亜鉛添加ｐ型ＧａＰ電流拡散層
層、 ５ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓエッチングストッ
プ層、 ６ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＡｌＧａＡｓ第二クラッド
層、 ７ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓ保護層、 ８、２２ ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、 ９、２３、３７ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、 １０ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓ平坦化層、 １１、２５ 亜鉛または炭素添加ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、 １２、２６、３８、４５ ｐ側金属電極、 １３、２７、３９、４６ ｎ側金属電極、 ３０ ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層、 ３１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、 ３２ ＧａＩｎＰ活性層、 ３３ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第一クラッド層、 ３４ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＧａＩｎＰエ
ッチングストップ層、 ３５ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第二クラッド層、 ３６ ベリリウムと炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、 １８ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＡｓ第一ク
ラッド層、 １９ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓエッチング
ストップ層、 ２０ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＧａＡｓ第二ク
ラッド層、 ２１ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓ保護層、 ２４ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＧａＡｓ平坦化層、 ４１ ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層、 ４２ ＡｌＧａＩｎＰ活性層、 ４３ 亜鉛と炭素が添加されたｐ型ＡｌＩｎＰクラッド
層、 ４４ 亜鉛添加ｐ型ＧａＰ電流拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−148718（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−69667（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217917（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−97467（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (5)
- 【請求項１】 ｎ型基板上に、少なくともＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体のｎ型クラッド層とＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の活性層とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｐ型クラッ
ド層とが基板側からこの順に形成され、前記ｐ型クラッ
ド層上部にてストライプ状構造をなし、該ストライプの
両側にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のｎ型電流ブロック層
を備えたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子において、
前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の全ての層は、炭素原子とＩＩ族元素原子とが
同時に添加されてなることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記ｎ型電流ブロック層に接するｐ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜に添加される炭素原子［Ｃ］
とＩＩ族元素原子［ＩＩ族元素］との比（［Ｃ］／［Ｉ
Ｉ族元素］）が１以上１０以下であることを特徴とする
請求項１に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 炭素原子とＩＩ型元素原子とが同時に添
加され、前記活性層に接するｐ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体膜を備えてなることを特徴とする請求項１又は２に
記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子。 - 【請求項４】 複数のｎ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、
ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、複数
のｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又は
ＧａＩｎＰ化合物半導体膜と、を備えたＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体発光素子において、前記ｐ型のＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導
体の少なくとも１層は、炭素原子とＩＩ族元素原子とが
同時に添加されてなり、炭素原子とＩＩ型元素原子とが
同時に添加される前記ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、
ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜は、発光
素子の活性層に接していることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体発光素子。 - 【請求項５】 前記ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰ化合物半導体膜に添加され
る炭素原子［Ｃ］とＩＩ族元素原子［ＩＩ族元素］との
比（［Ｃ］／［ＩＩ族元素］）が１以上１０以下である
ことを特徴とする請求項４に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体発光素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11664597A JP3245545B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子 |
| US09/073,106 US6181723B1 (en) | 1997-05-07 | 1998-05-05 | Semiconductor light emitting device with both carbon and group II element atoms as p-type dopants and method for producing the same |
| EP98303545A EP0877455B1 (en) | 1997-05-07 | 1998-05-06 | Semiconductor light emitting device and method for producing the same |
| DE69841770T DE69841770D1 (de) | 1997-05-07 | 1998-05-06 | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür |
| US09/705,108 US6351480B1 (en) | 1997-05-07 | 2000-11-01 | Semiconductor light emitting device and method for producing the same |
| US09/705,230 US6377598B1 (en) | 1997-05-03 | 2000-11-01 | Semiconductor light-emitting device and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11664597A JP3245545B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10308551A JPH10308551A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3245545B2 true JP3245545B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=14692355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11664597A Expired - Fee Related JP3245545B2 (ja) | 1997-05-03 | 1997-05-07 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245545B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6301281B1 (en) * | 1998-08-31 | 2001-10-09 | Agilent Technologies, Inc. | Semiconductor laser having co-doped distributed bragg reflectors |
| JP2002043696A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP4894576B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2012-03-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子の製造方法 |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP11664597A patent/JP3245545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10308551A (ja) | 1998-11-17 |
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