JP3349406B2 - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系
の化合物半導体材料を用いた半導体発光素子及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料を用
いた半導体発光素子は可視領域用の発光素子として用い
られている。その理由は、ＡｌＧａＩｎＰ系材料におい
てはＧａＡｓ基板と格子整合が可能であること、III−
Ｖ族化合物半導体の中で最も直接遷移のバンドギャップ
が大きいこと等の特徴を有しているためである。特に、
半導体レーザ及び発光ダイオードとして５５０ｎｍから
６９０ｎｍの範囲で直接遷移型の発光を行うため、高い
発光効率を得ることができる。

【０００３】しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子
を短波長領域で用いるためには活性層のＡｌ組成を大き
くする必要があり、高い発光効率を得ることが困難であ
った。このため、発光効率を向上させるべく活性層のキ
ャリア濃度を最適化した半導体発光素子が報告されてい
る。

【０００４】例えば特公平５−７２１１８号には、活性
層にＳｉをドーピングしてｎ導電型としたＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体発光素子が報告されている。この第１の従来
例は、成長中にｐ型クラッド層からのドーパントが活性
層に拡散するのを低減することを目的としている。

【０００５】しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる活
性層にＳｉをドーピングした場合、成長中にｐ型クラッ
ド層からドーパントが活性層に拡散するのを低減するこ
とはできるものの活性層中のＳｉによりｎ導電型におけ
る深い準位が発生し、それに起因する非発光中心が増加
すること、及び少数キャリアである正孔の拡散長が低下
することなどにより、発光効率が低減するという問題が
あった。

【０００６】この問題点を解決するために、例えば特開
平４−２１２４７９号には、図１９に示すようなＡｌＧ
ａＩｎＰ系材料を用いた発光ダイオードが記載されてい
る。

【０００７】この発光ダイオードは、ｎ型ＧａＡｓ基板
１８１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１８３、Ａ
ｌＧａＩｎＰ活性層１８４及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層１８５からなるダブルヘテロ構造部が設けられ、
その上にｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１８７が設けられ
ている。ｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１８７の中央部上
にはｐ型ＧａＡｓコンタクト層１８８が設けられ、その
上にｐ型電極１８１１が設けられている。ｎ型基板１８
１側には全面にｎ型電極１８１０が設けられている。

【０００８】この第２の従来例においては、活性層１８
４を、キャリア濃度１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下のｐ型、又は
キャリア濃度５×１０¹⁶ｃｍ^-3以下のｎ型に設定してあ
る。

【０００９】その理由として、活性層１８４をキャリア
濃度１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上のｐ型、又はキャリア濃度５
×１０¹⁶ｃｍ^-3以上のｎ型となるようにドーピングした
場合、非発光中心が形成されて発光効率が低下するた
め、活性層のキャリア濃度をこの範囲に限定する必要が
あるとしている。

【００１０】このように活性層のキャリア濃度を設定す
ることにより、活性層のＡｌ組成比ｘ＝０．５とした発
光波長５６５ｎｍ（緑）の発光ダイオードにおいて、Ｄ
Ｃ２０ｍＡで発光効率が０．７％程度であり、従来の１
０倍の発光効率が得られたと記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいてはさらなる高輝度化が要求されており、上記第２
の従来例においても発光効率が不十分で輝度が低いとい
う問題点があった。その理由として、キャリア濃度を低
減することで非発光中心を低減することができるものの
発光再結合中心も増加しないため、発光効率を増加でき
ないことが考えられる。

【００１２】例えば、発光波長５６５ｎｍ（緑）の発光
ダイオードでは発光効率がたかだか０．７％程度であ
り、無効電流を減らす構造を採用して実際にモールドし
た素子においても光度１カンデラ程度で充分な輝度では
なく、さらなる発光効率及び輝度の改善が求められてい
る。なお、上記第２の従来例のように活性層のキャリア
濃度を設定した場合、無効電流を減らす構造を採用して
実際にモールドした素子において、発光波長５５５ｎｍ
（緑色）では光度１カンデラ、発光波長５７０ｎｍ（黄
緑色）では光度３カンデラ、発光波長５９０ｎｍ（黄
色）では光度７カンデラ、発光波長６１０ｎｍ（オレン
ジ色）では光度１０カンデラ程度であった。

【００１３】また、上記第１及び第２の従来例のいずれ
においても素子の信頼性が充分に得られていないという
問題点がある。

【００１４】例えば、活性層のキャリア濃度が１×１０
¹⁷ｃｍ^-3程度に低いと、通電中に活性層のキャリア濃度
による発光再結合寿命が変化して非発光再結合として作
用するようになるため、初期に比べて光度が劣化傾向に
なる。また、活性層のキャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3
程度に高いと、非発光中心として働いていたｐ型ドーパ
ントが発光再結合として作用するようになるため、初期
に比べて通電により光度が良化傾向になる。よって、素
子の信頼性を充分に得るためにキャリア濃度を一定の範
囲に設定することが求められている。

【００１５】さらに、通信等の用途で必要とされる半導
体発光素子においては、その応答性についても問題点が
ある。例えばＡｌＧａＩｎＰ系材料の場合、活性層のキ
ャリア濃度が１×１０¹⁶ｃｍ^-3程度であると再結合確率
が１×１０^-10ｃｍ³ｓｅｃ^-1程度であるので、発光再結
合による再結合寿命が約３０ｎｓｅｃ程度にしかならな
ず、応答特性もそれにつれて遅くなる。このため、近年
の高速光通信の用途に用いるのには問題があった。

【００１６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、発光効率、信頼性及
び応答性を大幅に改善することができる半導体発光素子
及びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、ＧａＡｓ基板上に第１導電型の第１クラッド層と第
２導電型の第２クラッド層とで活性層を挟んだダブルヘ
テロ構造部を有する半導体発光素子であって、該活性層
が（Ａｌ _x Ｇａ _1-x ） _y Ｉｎ _1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）系材料からなり、該活性層の導電型がｐ型であり、
そのキャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大きく５×１
０¹⁷ｃｍ^-3以下の発光ダイオードであり、そのことによ
り上記目的が達成される。

【００１８】前記活性層のキャリア濃度が、２×１０¹⁷
ｃｍ^-3以上で５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であってもよい。

【００１９】

【００２０】

【００２１】前記活性層のｐ型ドーパントが、Ｚｎ、Ｍ
ｇ、Ｂｅ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｓｉ又はＣからなってもよい。

【００２２】前記ダブルヘテロ構造部上に前記活性層よ
りもバンドギャップが大きい電流拡散層が設けられてい
る構成としてもよい。

【００２３】前記基板、前記ダブルヘテロ構造部及び前
記電流拡散層を挟んで一対の電極が設けられ、該電流拡
散層側の電極が該電流拡散層の中央部上又は周縁部上に
あり、該ダブルヘテロ構造部上に該電流拡散層を挟んで
該電流拡散層側の電極と対向するように、該電流拡散層
と異なる導電型を有する電流阻止層が設けられている構
成としてもよい。

【００２４】前記基板、前記ダブルヘテロ構造部及び前
記電流拡散層を挟んで一対の電極が設けられ、該電流拡
散層側の電極が該電流拡散層の中央部上又は周縁部上に
あり、該ダブルヘテロ構造部上に該電流拡散層を挟んで
該電流拡散層側の電極と対向するように、該電流拡散層
よりも抵抗の大きい電流阻止層が設けられている構成と
してもよい。

【００２５】本発明の半導体発光素子の製造方法は、Ｇ
ａＡｓ基板上に第１導電型の第１クラッド層と第２導電
型の第２クラッド層とで、導電型がｐ型であり、そのキ
ャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大きく３×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3以下である活性層を挟んだダブルヘテロ構造部を有
する半導体発光素子を製造する方法であって、該活性層
が（Ａｌ _x Ｇａ _1-x ） _y Ｉｎ _1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）系材料からなり、ＩＩＩ族材料の供給モル流量に対
するｐ型ドーパントの供給モル流量の比を０．００１以
上にしたＭＯＣＶＤ法により該活性層を成長させる工程
を含み、そのことにより上記目的が達成される。

【００２６】以下、本発明の作用について説明する。

【００２７】本発明にあっては活性層がｐ型であるの
で、後述する図２に示すように、Ｓｉドーピングにより
ｎ型とした従来例の半導体発光素子のように非発光中心
濃度が増加することなくドーパントが活性化し、キャリ
ア濃度を増加させることができる。また、ｐ型活性層の
キャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大きく３×１０¹⁸
ｃｍ^-3以下であることにより、後述する図２、図６およ
び図９に示すように発光効率が向上する。

【００２８】ｐ型活性層のキャリア濃度を２×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3以上で５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下にすることにより発光
再結合中心の濃度が通電中に変動しないため、後述する
図４、図７および図１０に示すように素子の信頼性が改
善される。

【００２９】ｐ型活性層のキャリア濃度が５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3以上で２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であれば、再結合確率
が１×１０^-10ｃｍ³ｓｅｃ^-1程度であっても後述する図
１２に示すように発光再結合による再結合寿命が２０ｎ
ｓｅｃ〜５ｎｓｅｃに向上するので、光通信用発光ダイ
オードとして充分な応答特性が得られる。また、この程
度のキャリア濃度であればドーピングによる非発光再結
合濃度もそれほど増加せず、輝度が減少することはな
い。

【００３０】活性層のｐ型ドーパントとしては、Ｚｎ、
Ｍｇ、Ｂｅ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｓｉ又はＣなど、ｐ型の導電
性となるドーパントであればいずれも使用可能である。

【００３１】活性層としては（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-y
Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）系材料を用いることがで
きる。

【００３２】ダブルヘテロ構造部上に活性層よりもバン
ドギャップが大きい電流拡散層を設けることにより、電
流を広い領域に拡散させて発光領域を広げることができ
るので、さらに発光効率が改善される。

【００３３】電流拡散層とは異なる導電型の電流阻止層
又は電流拡散層よりも抵抗の大きい電流阻止層を、電流
拡散層を挟んで電流拡散層側の電極と対向するように設
けると、電流拡散層において電流阻止層の非形成部に電
流が導かれるので発光効率が向上する。例えば、電極を
電流拡散層の中央部上に設けてその電極に対向するよう
に電流阻止層を設けると、活性層の周縁部の広い領域に
電流が導かれて発光領域が広がるので発光効率が改善さ
れると共に、電極の非形成部である周縁部からの光の取
り出し効率が向上する。また、電極を電流拡散層の周縁
部上に設けてその電極に対向するように電流阻止層を設
けると、活性層の中央部に電流が導かれて電流密度が増
加するので発光効率が改善されると共に、電極の非形成
部である中央部からの光の取り出し効率が向上する。

【００３４】本発明において、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により活性層を成長させる場
合、III族材料の供給モル流量に対するｐ型ドーパント
の供給モル流量の比を０．００１以上にすることによ
り、キャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大きく３×１
０¹⁸ｃｍ^-3以下のｐ型活性層を成長させることができ
る。また、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅ
ｐｉｔａｘｙ）法によっても、キャリア濃度１×１０¹⁷
ｃｍ^-3より大きく３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下のｐ型活性層を
成長させることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００３６】（実施形態１）この実施形態１では、活性
層のｐ型ドーパントとしてＺｎを用いたＡｌＧａＩｎＰ
系化合物半導体発光素子について説明する。

【００３７】図１に、実施形態１の半導体発光素子の断
面図を示す。

【００３８】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＧａＡｓ（例えばＳｉ
濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ層２
が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、ｙ＝
０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μｍ）
クラッド層３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．５、ｙ＝０．５、
Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）活性層４
及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０
≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５
×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μｍ）クラッド層５からな
るダブルヘテロ構造部が設けられている。その上にｐ型
ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み５．０
μｍ）電流拡散層６が設けられている。ｐ型電流拡散層
６の中央部上にはｐ型電極１１が設けられ、ｎ型基板１
側には全面にｎ型電極１０が設けられている。

【００３９】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【００４０】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭ
ＯＣＶＤ法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型（Ａ
ｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層３、ｐ型（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ活性層４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層５及びｐ型ＧａＰ電流拡散層６を順
次積層成長する。

【００４１】ここで、活性層４の成長時には、そのキャ
リア濃度（Ｚｎ濃度）を５×１０¹⁷ｃｍ^-3にするために
III族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル流量
の比を０．２に設定して成長を行った。

【００４２】次に、ｐ型電流拡散層６の中央部上にｐ型
電極１１を形成し、ｎ型基板１側に全面にｎ型電極１０
を形成することにより、発光波長５５５ｎｍの緑色発光
ダイオードが完成する。

【００４３】本実施形態においては、活性層４のキャリ
ア濃度（Ｚｎ濃度）を５×１０¹⁷ｃｍ^-3にしているた
め、発光効率を向上させることができる。このことにつ
いて図２および図３を参照しながら説明する。

【００４４】図２は、活性層にＺｎをドーピングした場
合について、活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対する
発光効率（％）の関係を示すグラフである。この図から
わかるように、活性層のＺｎ濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3よ
り大きく３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の範囲では、発光効率が
１．２％を上回っており、第２の従来例の半導体発光素
子に比べて約２倍の発光効率が得られることがわかる。

【００４５】ここで、活性層にＺｎをドーピングするこ
とによって発光効率が増加する理由について説明する。

【００４６】図３は、活性層にＳｉをドーピングしてｎ
型にした発光ダイオードとＺｎをドーピングしてｐ型に
した発光ダイオードについて、活性層のキャリア濃度
（ｃｍ^-3）に対する非発光中心濃度ＮＴ（ｃｍ^-3）の関
係を示すグラフである。この図からわかるように、活性
層にＳｉをドーピングしてｎ型とした場合、Ｓｉ濃度が
１×１０¹⁷ｃｍ^-3近くになるとＳｉによる深い準位が発
生し、それに起因する非発光再結合が増加する。これに
対して、活性層にＺｎをドーピングしてｐ型とした場
合、Ｚｎ濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3近くになるまで深い準
位の発生に起因する非発光再結合が増加していない。

【００４７】よって、第１の従来例のように、活性層に
Ｓｉをドーピングしてｎ型とした場合、深い準位の発生
に起因する非発光再結合が増加して発光効率が減少する
が、活性層にＺｎをドーピングしてｐ型とした場合、深
い準位の発生に起因する非発光再結合があまり増加しな
いため、キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を１×１０¹⁸ｃｍ^-3
近くまで増加させて発光中心を増加させることができ、
発光効率を向上させることができると考えられる。

【００４８】また、第２の従来例のように、活性層１８
４のキャリア濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下のｐ型又は５
×１０¹⁶ｃｍ^-3以下のｎ型とした場合には、キャリア濃
度が低いので非発光再結合中心は増加しないが、発光再
結合中心も増加しないので、発光効率を増加できないと
考えられる。

【００４９】なお、図２に示したように、活性層のキャ
リア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3より大きくなると、やや発
光効率が減少するが、その理由は、非発光中心が大幅に
増加するためと考えられる。

【００５０】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５５５ｎｍの緑色で光度２カンデラと
従来の２倍の光度が得られた。

【００５１】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、発光効率が増減するだけで、全てのＡｌ
組成で発光効率を向上させる効果があった。例えば、ｐ
型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）活性層のＡｌ組成ｘ＝０．４とした発光波長５７０
ｎｍの黄緑色で光度５カンデラ、Ａｌ組成ｘ＝０．３と
した発光波長５９０ｎｍの黄色で光度１５カンデラ、Ａ
ｌ組成ｘ＝０．２とした発光波長６１０ｎｍのオレンジ
色で光度２０カンデラ、Ａｌ組成ｘ＝０とした発光波長
６４５ｎｍの赤色で光度３０カンデラと、全ての発光色
で従来のほぼ２倍の光度が得られた。

【００５２】また、本実施形態においては、活性層４の
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を５×１０¹⁷ｃｍ^-3にしてい
るため、信頼性を向上させることができる。このことに
ついて図４を参照しながら説明する。

【００５３】図４は、活性層にＺｎをドーピングした場
合について、駆動電流３０ｍＡ、６０℃の条件下で５０
００時間経過後の活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対
する光度劣化率（％）の関係を示すグラフである。ここ
で、光度劣化率は、初期光度に対する５０００時間経過
後の光度の比を示し、光度劣化率が１００％未満では５
０００時間経過後の光度が初期光度よりも減少し、光度
劣化率が１００％超では５０００時間経過後の光度が初
期光度よりも増加しているものとする。この図からわか
るように、活性層のＺｎ濃度が２×１０¹⁷ｃｍ^-3以上５
×１０¹⁷ｃｍ^−３以下の範囲では、光度劣化率が８０％
を上回っており、信頼性が大幅に改善されていることが
わかる。

【００５４】その理由は、以下の通りである。すなわ
ち、活性層のキャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3程度に低
いと、通電中に活性層のキャリア濃度による発光再結合
寿命が変化し、非発光再結合として作用するようになる
ために劣化傾向を示す。これに対して、活性層のキャリ
ア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度に高いと、非発光中心と
して働いていたｐ型ドーパントが逆に発光再結合として
作用するようになるため良化傾向を示す。従って、活性
層のＺｎ濃度を２×１０¹⁷ｃｍ^-3以上５×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下の範囲に設定することで、発光再結合寿命が通電中
に変動せず、信頼性が大幅に改善されるのである。

【００５５】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、全てのＡｌ組成で信頼性を向上させる効
果があった。例えば、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）活性層のＡｌ組成ｘ＝０．
４とした発光波長５７０ｎｍの黄緑色、Ａｌ組成ｘ＝
０．３とした発光波長５９０ｎｍの黄色、Ａｌ組成ｘ＝
０．２とした発光波長６１０ｎｍのオレンジ色、Ａｌ組
成ｘ＝０とした発光波長６４５ｎｍの赤色と、全ての発
光色で５０００時間経過後に８０％以上の光度劣化率が
得られた。

【００５６】なお、本実施形態において、（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_yＩｎ_1-yＰの組成比ｘ及びｙは適宜変更しても本
発明の効果を充分に得ることができた。このことは以下
の実施形態についても同様である。

【００５７】また、半導体発光素子の構造は本実施形態
に示したものに限られず、種々の構造の半導体発光素子
に適用可能であることは言うまでもない。このことは以
下の実施形態についても同様である。

【００５８】（実施形態２）この実施形態２では、活性
層のｐ型ドーパントとしてＭｇを用いたＡｌＧａＩｎＰ
系化合物半導体発光素子について説明する。

【００５９】図５に、実施形態２の半導体発光素子の断
面図を示す。

【００６０】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上にｎ型ＧａＡｓ（例えばＳ
ｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ層
２２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．７、
ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層２３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．３、ｙ＝
０．５、Ｍｇ濃度３×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）
活性層２４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．７、ｙ＝０．５、
Ｍｇ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μｍ）クラッド
層２５からなるダブルヘテロ構造部が設けられている。
その上にｐ型ＧａＰ（例えばＭｇ濃度５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層２６が設けられてい
る。ｐ型電流拡散層２６の中央部上にはｐ型電極２１１
が設けられ、ｎ型基板２１側には全面にｎ型電極２１０
が設けられている。

【００６１】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【００６２】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上に、例えば
ＭＯＣＶＤ法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ型
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層２３、ｐ型（Ａ
ｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ活性層２４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層２５及びｐ型ＧａＰ電流拡
散層２６を順次積層成長する。

【００６３】ここで、活性層２４の成長時には、そのキ
ャリア濃度（Ｍｇ濃度）を３×１０¹⁷ｃｍ^-3にするため
にIII族材料の供給モル流量に対するＭｇの供給モル流
量の比を０．１に設定して成長を行った。

【００６４】次に、ｐ型電流拡散層２６の中央部上にｐ
型電極２１１を形成し、ｎ型基板２１側に全面にｎ型電
極２１０を形成することにより、発光ダイオードが完成
する。

【００６５】本実施形態においては、活性層２４のキャ
リア濃度（Ｍｇ濃度）を３×１０¹⁷ｃｍ^-3にしているた
め、発光効率を向上させることができる。このことにつ
いて図６を参照しながら説明する。

【００６６】図６は、活性層にＭｇをドーピングした場
合について、活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対する
発光効率（％）の関係を示すグラフである。この図から
わかるように、活性層のＭｇ濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3よ
り大きく３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の範囲では、発光効率が
１．２％を上回っており、従来の半導体発光素子に比べ
て約２倍の発光効率が得られることがわかる。また、活
性層のキャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3より大きくなる
と、やや発光効率が減少する。このような発光効率が得
られる理由は、活性層にＺｎをドーピングした場合と同
様である。

【００６７】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５９０ｎｍの黄色で光度１５カンデラ
と従来のほぼ２倍の光度が得られた。

【００６８】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、発光効率が増減するだけで、全てのＡｌ
組成で発光効率を向上させる効果があった。

【００６９】また、本実施形態においては、活性層４の
キャリア濃度（Ｍｇ濃度）を３×１０¹⁷ｃｍ^-3にしてい
るため、信頼性を向上させることができる。このことに
ついて図７を参照しながら説明する。

【００７０】図７は、活性層にＭｇをドーピングした場
合について、駆動電流３０ｍＡ、６０℃の条件下で５０
００時間経過後の活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対
する光度劣化率（％）の関係を示すグラフである。この
図からわかるように、活性層のＭｇ濃度が２×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3以上５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲では、光度劣化率
が８０％を上回っており、信頼性が大幅に改善されてい
ることがわかる。このように信頼性を改善できる理由
は、活性層にＺｎをドーピングした場合と同様である。

【００７１】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、全てのＡｌ組成で信頼性を向上させる効
果があった。

【００７２】（実施形態３）この実施形態３では、活性
層のｐ型ドーパントとしてＢｅを用いたＡｌＧａＩｎＰ
系化合物半導体発光素子について説明する。

【００７３】図８に、実施形態３の半導体発光素子の断
面図を示す。

【００７４】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板３１上にｎ型ＧａＡｓ（例えばＳ
ｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ層
３２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．７、
ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層３３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．０５、ｙ＝
０．５、Ｂｅ濃度１．２×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μ
ｍ）活性層３４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．７、ｙ＝
０．５、Ｂｅ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μｍ）
クラッド層３５からなるダブルヘテロ構造部が設けられ
ている。その上にｐ型ＧａＰ（例えばＢｅ濃度５×１０
¹⁸ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層３６が設けられ
ている。ｐ型電流拡散層３６の中央部上にはｐ型電極３
１１が設けられ、ｎ型基板３１側には全面にｎ型電極３
１０が設けられている。

【００７５】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【００７６】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上に、例えば
ＭＢＥ法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層３２、ｎ型（Ａ
ｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層３３、ｐ型（Ａｌ_x
Ｇａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ活性層３４、ｐ型（Ａｌ_xＧ
ａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層３５及びｐ型ＧａＰ電流
拡散層３６を順次積層成長する。

【００７７】ここで、活性層３４の成長時には、そのキ
ャリア濃度（Ｂｅ濃度）を１．２×１０¹⁷ｃｍ^-3にする
ためにIII族材料の供給モル流量に対するＢｅの供給モ
ル流量の比を０．００８に設定して成長を行った。

【００７８】次に、ｐ型電流拡散層３６の中央部上にｐ
型電極３１１を形成し、ｎ型基板３１側に全面にｎ型電
極３１０を形成することにより、発光ダイオードが完成
する。

【００７９】本実施形態においては、活性層３４のキャ
リア濃度（Ｂｅ濃度）を１．２×１０¹⁷ｃｍ^-3にしてい
るため、発光効率を向上させることができる。このこと
について図９を参照しながら説明する。

【００８０】図９は、活性層にＢｅをドーピングした場
合について、活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対する
発光効率（％）の関係を示すグラフである。この図から
わかるように、活性層のＢｅ濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3よ
り大きく３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の範囲では、発光効率が
１．２％を上回っており、従来の半導体発光素子に比べ
て約２倍の発光効率が得られることがわかる。このよう
な発光効率が得られる理由は、活性層にＺｎをドーピン
グした場合と同様である。

【００８１】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長６４５ｎｍの赤色で光度３０カンデラ
の光度が得られた。

【００８２】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、発光効率が増減するだけで、全てのＡｌ
組成で発光効率を向上させる効果があった。

【００８３】また、本実施形態においては、活性層４の
キャリア濃度（Ｂｅ濃度）を１．２×１０¹⁷ｃｍ^-3にし
ているが、Ｂｅ濃度を２×１０¹⁷ｃｍ^-3以上５×１０¹⁷
ｃｍ^-3以下の範囲では、以下のように信頼性を向上させ
ることができる。このことについて図１０を参照しなが
ら説明する。

【００８４】図１０は、活性層にＢｅをドーピングした
場合について、駆動電流３０ｍＡ、６０℃の条件下で５
０００時間経過後の活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に
対する光度劣化率（％）の関係を示すグラフである。こ
の図からわかるように、活性層のＢｅ濃度が２×１０¹⁷
ｃｍ^-3以上５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲では、光度劣化
率が８０％を上回っており、信頼性が大幅に改善されて
いることがわかる。このように信頼性を改善できる理由
は、活性層にＺｎをドーピングした場合と同様である。

【００８５】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、全てのＡｌ組成で信頼性を向上させる効
果があった。

【００８６】なお、上記実施形態１〜３では、ｐ型ドー
パントとしてＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅを用いた場合について説
明したが、ｐ型の導電性となるドーパントであればいず
れを用いても上記実施形態で説明したような発光効率の
向上や信頼性の改善効果が得られ、例えば、Ｈｇ、Ｃ
ｄ、Ｓｉ、Ｃ等のドーパントを用いてもよい。このこと
は、以下の実施形態でも同様である。

【００８７】（実施形態４）この実施形態４では、ｐ型
活性層のキャリア濃度を５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上２×１０
¹⁸ｃｍ^-3以下としたＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光
素子について説明する。

【００８８】図１１に、実施形態４の半導体発光素子の
断面図を示す。

【００８９】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板４１上にｎ型ＧａＡｓ（例えばＳ
ｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ層
４２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、
ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層４３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．０５、ｙ＝
０．５、Ｚｎ濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）
活性層４４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、ｙ＝０．５、
Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μｍ）クラッド
層４５からなるダブルヘテロ構造部が設けられている。
その上にｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層４６が設けられてい
る。ｐ型電流拡散層４６の中央部上にはｐ型電極４１１
が設けられ、ｎ型基板４１側には全面にｎ型電極４１０
が設けられている。

【００９０】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【００９１】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板４１上に、例えば
ＭＯＣＶＤ法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層４２、ｎ型
（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層４３、ｐ型（Ａ
ｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ活性層４４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ
_1-x）_yＩｎ_1-yＰクラッド層４５及びｐ型ＧａＰ電流拡
散層４６を順次積層成長する。

【００９２】ここで、活性層４４の成長時には、そのキ
ャリア濃度（Ｚｎ濃度）を２×１０¹⁸ｃｍ^-3にするため
にIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル流
量の比を２に設定して成長を行った。

【００９３】次に、ｐ型電流拡散層４６の中央部上にｐ
型電極４１１を形成し、ｎ型基板４１側に全面にｎ型電
極４１０を形成することにより、発光波長６４５ｎｍの
赤色発光ダイオードが完成する。

【００９４】本実施形態においては、活性層４４のキャ
リア濃度（Ｚｎ濃度）を２×１０¹⁸ｃｍ^-3にしているの
で、発光効率を向上させることができる。図２に示した
ように、活性層のＺｎ濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大き
く３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の範囲では、発光効率が１．２
％を上回っており、従来の半導体発光素子に比べて約２
倍の発光効率を得ることができる。

【００９５】また、本実施形態においては、活性層４４
のキャリア濃度（Ｚｎ濃度）を２×１０¹⁸ｃｍ^-3にして
いるため、応答速度を大幅に改善させることができる。
このことについて図１２を参照しながら説明する。

【００９６】図１２は、活性層にＺｎをドーピングした
場合について、駆動電流５０ｍＡ、光出力１ｍＷの条件
下での活性層のキャリア濃度（ｃｍ^-3）に対する立ち上
がり時間（ｎｓｅｃ）の関係を示すグラフである。この
図からわかるように、活性層のＺｎ濃度が５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3以上２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下の範囲では、立ち上がり
時間が１５ｎｓｅｃ以下と大幅に速くなり、応答速度が
大幅に改善されていることがわかる。

【００９７】その理由は、以下の通りである。すなわ
ち、活性層のキャリア濃度が増加することにより、再結
合確率が１×１０¹⁰ｃｍ³ｓｅｃ^-1程度であっても、発
光再結合による再結合寿命が２０〜５ｎｓｅｃに向上
し、それに伴って立ち上がり時間が改善されるのであ
る。

【００９８】また、図３に示したように、この程度のキ
ャリア濃度であればドーピングによる非発光再結合もそ
れほど増加しないため、輝度が減少することはない。

【００９９】本実施形態の半導体発光素子においては、
従来の半導体発光素子に比べて応答速度を大幅に速くす
ることができ、通信用途等に用いることが可能な大幅に
改善された応答特性を得ることができた。

【０１００】このことは、活性層のＡｌ組成を変化させ
ても変わらず、全てのＡｌ組成で発光効率を向上させる
と共に応答速度を改善させる効果が得られた。また、ｐ
型ドーパントを変化させても変わらず、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｈ
ｇ、Ｃｄ、Ｓｉ又はＣ等、ｐ型の導電性となる全てのド
ーパントで発光効率を向上させると共に応答速度を改善
させる効果が得られた。

【０１０１】（実施形態５）この実施形態５では、ｐ型
クラッド層とｐ型電流拡散層との間の中央部にｎ型電流
拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子につい
て説明する。

【０１０２】図１３に、実施形態５の半導体発光素子の
断面図を示す。

【０１０３】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１２１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１２２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１２３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
４、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度１．０５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚
み０．５μｍ）活性層１２４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_yＩｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１２５からなるダブルヘテロ構造部
が設けられている。そのダブルヘテロ構造部の中央部上
にｎ型ＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層１２
７が設けられ、その上に電流阻止層１２７の形成部及び
非形成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１
０¹⁸ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１２６が設け
られている。ｐ型電流拡散層１２６の中央部上には電流
阻止層１２７と対向するようにｐ型電極１２１１が設け
られ、ｎ型基板１２１側には全面にｎ型電極１２１０が
設けられている。

【０１０４】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１０５】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１２１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１２２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１２３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１２４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１２５、及び電流阻止層１２７となるｎ型Ｇ
ａＰ層を順次積層成長する。

【０１０６】ここで、活性層１２４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を１．０５×１０¹⁷ｃｍ^-3に
するためにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供
給モル流量の比を０．００４に設定して成長を行った。

【０１０７】次に、ｎ型ＧａＰ層の中央部を残して周縁
部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造部
の中央部上にｎ型電流阻止層１２７を形成する。

【０１０８】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１２７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１２６を成長する。

【０１０９】その後、ｐ型電流拡散層１２６の中央部上
にｐ型電極１２１１を形成し、ｎ型基板１２１側に全面
にｎ型電極１２１０を形成することにより、発光波長５
７０ｎｍの黄緑色発光ダイオードが完成する。

【０１１０】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
２５とｐ型電流拡散層１２６との間の中央部にｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１２７を設けているので、ｐ型電極１２１
１から注入された電流がｐ型電流拡散層１２６において
ｎ型電流阻止層１２７の設けられていない周縁部まで広
げられる。これによって、発光領域である活性層１２４
の広い領域で発光を得ることができるので、さらに発光
効率を向上させることができ、実施形態１の効果をさら
に向上させることができる。

【０１１１】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５７０ｎｍの黄緑色で光度９カンデラ
と従来の３倍の光度が得られた。

【０１１２】（実施形態６）この実施形態６では、ｐ型
クラッド層とｐ型電流拡散層との間の中央部に高抵抗の
電流拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子に
ついて説明する。

【０１１３】図１４に、実施形態６の半導体発光素子の
断面図を示す。

【０１１４】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１３１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１３２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１３３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
４、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度１．５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み
０．５μｍ）活性層１３４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１３５からなるダブルヘテロ構造部
が設けられている。そのダブルヘテロ構造部の中央部上
に高抵抗のＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層
１３７が設けられ、その上に電流阻止層１３７の形成部
及び非形成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５
×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１３６が
設けられている。ｐ型電流拡散層１３６の中央部上には
電流阻止層１３７と対向するようにｐ型電極１３１１が
設けられ、ｎ型基板１３１側には全面にｎ型電極１３１
０が設けられている。

【０１１５】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１１６】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１３１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１３２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１３３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１３４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１３５、及び電流阻止層１３７となる高抵抗
ＧａＰ層を順次積層成長する。

【０１１７】ここで、活性層１３４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を１．５×１０¹⁷ｃｍ^-3にす
るためにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給
モル流量の比を０．００５に設定して成長を行った。ま
た、電流阻止層１３７は、ｐ、ｎの導電型に関わらず高
抵抗層に設定することができ、例えば、ｐ型又はｎ型の
キャリア濃度を低濃度にしてドーピングしたり、ｐ型及
びｎ型のドーパントを同時にドーピングしたりすること
により成長させることができる。

【０１１８】次に、高抵抗ＧａＰ層の中央部を残して周
縁部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造
部の中央部上に電流阻止層１３７を形成する。

【０１１９】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１３７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１３６を成長する。

【０１２０】その後、ｐ型電流拡散層１３６の中央部上
にｐ型電極１３１１を形成し、ｎ型基板１３１側に全面
にｎ型電極１３１０を形成することにより、発光波長５
７０ｎｍの黄緑色発光ダイオードが完成する。

【０１２１】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
３５とｐ型電流拡散層１３６との間の中央部に高抵抗Ｇ
ａＰ電流阻止層１３７を設けているので、ｐ型電極１３
１１から注入された電流がｐ型電流拡散層１３６におい
て高抵抗電流阻止層１３７の設けられていない周縁部ま
で広げられる。これによって、発光領域である活性層１
３４の広い領域で発光を得ることができるので、さらに
発光効率を向上させることができ、実施形態１の効果を
さらに向上させることができる。

【０１２２】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、実施形態６と同様に、発光波長５７０ｎｍの黄
緑色で光度９カンデラと従来の３倍の光度が得られた。

【０１２３】（実施形態７）この実施形態７では、ｐ型
クラッド層とｐ型電流拡散層との間の周縁部にｎ型電流
拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子につい
て説明する。

【０１２４】図１５に、実施形態７の半導体発光素子の
断面図を示す。

【０１２５】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１４１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１４２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１４３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
５、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．
５μｍ）活性層１４４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、
ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層１４５からなるダブルヘテロ構造部が設
けられている。そのダブルヘテロ構造部の周縁部上にｎ
型ＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層１４７が
設けられ、その上に電流阻止層１４７の形成部及び非形
成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１０¹⁸
ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１４６が設けられ
ている。ｐ型電流拡散層１４６の周縁部上には電流阻止
層１４７と対向するようにｐ型電極１４１１が設けら
れ、ｎ型基板１４１側には全面にｎ型電極１４１０が設
けられている。

【０１２６】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１２７】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１４１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１４２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１４３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１４４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１４５、及び電流阻止層１４７となるｎ型Ｇ
ａＰ層を順次積層成長する。

【０１２８】ここで、活性層１４４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を５×１０¹⁷ｃｍ^-3にするた
めにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル
流量の比を０．２に設定して成長を行った。

【０１２９】次に、ｎ型ＧａＰ層の周縁部を残して中央
部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造部
の周縁部上にｎ型電流阻止層１４７を形成する。

【０１３０】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１４７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１４６を成長する。

【０１３１】その後、ｐ型電流拡散層１４６の周縁部上
にｐ型電極１４１１を形成し、ｎ型基板１４１側に全面
にｎ型電極１４１０を形成することにより、発光波長５
５５ｎｍの緑色発光ダイオードが完成する。

【０１３２】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
４５とｐ型電流拡散層１４６との間の周縁部にｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１４７を設けているので、ｐ型電極１４１
１から注入された電流がｐ型電流拡散層１４６において
ｎ型電流阻止層１４７の設けられていない中央部に集中
する。これによって、発光領域である活性層１４４の中
央部で電流密度を増加させることができるので、さらに
発光効率を向上させることができ、実施形態１の効果を
さらに向上させることができる。

【０１３３】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５５５ｎｍの緑色で光度３．５カンデ
ラと従来の３．５倍の光度が得られた。

【０１３４】（実施形態８）この実施形態８では、ｐ型
クラッド層とｐ型電流拡散層との間の周縁部に高抵抗の
電流拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子に
ついて説明する。

【０１３５】図１６に、実施形態８の半導体発光素子の
断面図を示す。

【０１３６】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１５１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１５２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１５３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
５、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度２×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．
５μｍ）活性層１５４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、
ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層１５５からなるダブルヘテロ構造部が設
けられている。そのダブルヘテロ構造部の周縁部上に高
抵抗のＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層１５
７が設けられ、その上に電流阻止層１５７の形成部及び
非形成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１
０¹⁸ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１５６が設け
られている。ｐ型電流拡散層１３６の周縁部上には電流
阻止層１５７と対向するようにｐ型電極１５１１が設け
られ、ｎ型基板１５１側には全面にｎ型電極１５１０が
設けられている。

【０１３７】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１３８】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１５１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１５２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１５３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１５４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１５５、及び電流阻止層１５７となる高抵抗
ＧａＰ層を順次積層成長する。

【０１３９】ここで、活性層１５４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を２×１０¹⁷ｃｍ^-3にするた
めにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル
流量の比を０．０５に設定して成長を行った。また、電
流阻止層１５７は、ｐ、ｎの導電型に関わらず高抵抗層
に設定することができ、例えば、ｐ型又はｎ型のキャリ
ア濃度を低濃度にしてドーピングしたり、ｐ型及びｎ型
のドーパントを同時にドーピングしたりすることにより
成長させることができる。

【０１４０】次に、高抵抗ＧａＰ層の周縁部を残して中
央部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造
部の周縁部上に電流阻止層１５７を形成する。

【０１４１】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１５７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１５６を成長する。

【０１４２】その後、ｐ型電流拡散層１５６の周縁部上
にｐ型電極１５１１を形成し、ｎ型基板１５１側に全面
にｎ型電極１５１０を形成することにより、発光波長５
５５ｎｍの緑色発光ダイオードが完成する。

【０１４３】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
５５とｐ型電流拡散層１５６との間の周縁部に高抵抗の
ＧａＰ電流阻止層１５７を設けているので、ｐ型電極１
５１１から注入された電流がｐ型電流拡散層１５６にお
いて高抵抗電流阻止層１５７の設けられていない中央部
に集中する。これによって、発光領域である活性層１５
４の中央部で電流密度を増加させることができるので、
さらに発光効率を向上させることができ、実施形態１の
効果をさらに向上させることができる。

【０１４４】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、実施形態７と同様に、発光波長５５５ｎｍの緑
色で光度３．５カンデラと従来の３．５倍の光度が得ら
れた。

【０１４５】（実施形態９）この実施形態９では、ｐ型
クラッド層とｐ型電流拡散層との間の中央部にｎ型電流
拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子につい
て説明する。

【０１４６】図１７に、実施形態９の半導体発光素子の
断面図を示す。

【０１４７】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１６１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１６２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１６３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
５、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み０．
５μｍ）活性層１６４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、
ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層１６５からなるダブルヘテロ構造部が設
けられている。そのダブルヘテロ構造部の中央部上にｎ
型ＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層１６７が
設けられ、その上に電流阻止層１６７の形成部及び非形
成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１０¹⁸
ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１６６が設けられ
ている。ｐ型電流拡散層１６６の中央部上には電流阻止
層１６７と対向するようにｐ型電極１６１１が設けら
れ、ｎ型基板１６１側には全面にｎ型電極１６１０が設
けられている。

【０１４８】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１４９】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１６１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１６２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１６３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１６４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１６５、及び電流阻止層１６７となるｎ型Ｇ
ａＰ層を順次積層成長する。

【０１５０】ここで、活性層１６４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を１×１０¹⁸ｃｍ^-3にするた
めにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル
流量の比を１に設定して成長を行った。

【０１５１】次に、ｎ型ＧａＰ層の中央部を残して周縁
部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造部
の中央部上にｎ型電流阻止層１６７を形成する。

【０１５２】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１６７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１６６を成長する。

【０１５３】その後、ｐ型電流拡散層１６６の中央部上
にｐ型電極１６１１を形成し、ｎ型基板１６１側に全面
にｎ型電極１６１０を形成することにより、発光波長５
５５ｎｍの緑色発光ダイオードが完成する。

【０１５４】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
６５とｐ型電流拡散層１６６との間の中央部にｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１６７を設けているので、ｐ型電極１６１
１から注入された電流がｐ型電流拡散層１６６において
ｎ型電流阻止層１６７の設けられていない周縁部まで広
げられる。これによって、発光領域である活性層１６４
の広い領域で発光を得ることができるので、さらに発光
効率を向上させることができ、実施形態１の効果をさら
に向上させることができる。また、ｐ型活性層のキャリ
ア濃度を１×１０¹⁸ｃｍ^-3にしてあるので、実施形態５
に比べて応答速度をさらに速くすることができる。

【０１５５】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５５５ｎｍの緑色で光度４カンデラと
従来の４倍の光度を有する半導体発光素子を安定して製
造することができた。

【０１５６】（実施形態１０）この実施形態１０では、
ｐ型クラッド層とｐ型電流拡散層との間の周縁部にｎ型
電流拡散層を設けたＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子に
ついて説明する。

【０１５７】図１８に、実施形態１０の半導体発光素子
の断面図を示す。

【０１５８】この半導体発光素子は発光ダイオードであ
り、ｎ型ＧａＡｓ基板１７１上にｎ型ＧａＡｓ（例えば
Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み０．５μｍ）バッファ
層１７２が設けられ、その上にｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_y
Ｉｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．
０、ｙ＝０．５、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3、厚み１．
０μｍ）クラッド層１７３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝０．
５、ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み０．
５μｍ）活性層１７４及びｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、例えばｘ＝１．０、
ｙ＝０．５、Ｚｎ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚み１．０μ
ｍ）クラッド層１７５からなるダブルヘテロ構造部が設
けられている。そのダブルヘテロ構造部の周縁部上にｎ
型ＧａＰ（例えば厚み０．５μｍ）電流阻止層１７７が
設けられ、その上に電流阻止層１７７の形成部及び非形
成部にわたってｐ型ＧａＰ（例えばＺｎ濃度５×１０¹⁸
ｃｍ^-3、厚み５．０μｍ）電流拡散層１７６が設けられ
ている。ｐ型電流拡散層１７６の周縁部上には電流阻止
層１７７と対向するようにｐ型電極１７１１が設けら
れ、ｎ型基板１７１側には全面にｎ型電極１７１０が設
けられている。

【０１５９】この発光ダイオードは、例えば以下のよう
にして製造することができる。

【０１６０】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１７１上に、第１
回目の成長工程として、例えばＭＯＣＶＤ法によりｎ型
ＧａＡｓバッファ層１７２、ｎ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩ
ｎ_1-yＰクラッド層１７３、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ
_1-yＰ活性層１７４、ｐ型（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ
クラッド層１７５、及び電流阻止層１７７となるｎ型Ｇ
ａＰ層を順次積層成長する。

【０１６１】ここで、活性層１７４の成長時には、その
キャリア濃度（Ｚｎ濃度）を１×１０¹⁸ｃｍ^-3にするた
めにIII族材料の供給モル流量に対するＺｎの供給モル
流量の比を１に設定して成長を行った。

【０１６２】次に、ｎ型ＧａＰ層の周縁部を残して中央
部をエッチング除去することによりダブルヘテロ構造部
の周縁部上にｎ型電流阻止層１７７を形成する。

【０１６３】続いて、第２回目の成長工程として、電流
阻止層１７７の形成部及び非形成部にわたってｐ型Ｇａ
Ｐ電流拡散層１７６を成長する。

【０１６４】その後、ｐ型電流拡散層１７６の周縁部上
にｐ型電極１７１１を形成し、ｎ型基板１７１側に全面
にｎ型電極１７１０を形成することにより、発光波長５
５５ｎｍの緑色発光ダイオードが完成する。

【０１６５】本実施形態においては、ｐ型クラッド層１
７５とｐ型電流拡散層１７６との間の周縁部にｎ型Ｇａ
Ｐ電流阻止層１７７を設けているので、ｐ型電極１７１
１から注入された電流がｐ型電流拡散層１７６において
ｎ型電流阻止層１７７の設けられていない中央部に集中
する。これによって、発光領域である活性層１７４の中
央部で電流密度を増加させることができるので、さらに
発光効率を向上させることができ、実施形態１の効果を
さらに向上させることができる。また、ｐ型活性層のキ
ャリア濃度を１×１０¹⁸ｃｍ^-3にしてあるので、実施形
態７に比べて応答速度をさらに速くすることができる。

【０１６６】上記発光ダイオードを樹脂でモールドした
ところ、発光波長５５５ｎｍの緑色で光度５カンデラと
従来の５倍の光度を有する半導体発光素子を安定して製
造することができた。

【０１６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ｐ型活性層のキャリア濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大き
く３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下にすることにより、半導体発光
素子の発光効率を向上させて輝度を大幅に改善すること
ができる。

【０１６８】特に、請求項２に記載の半導体発光素子に
よれば、ｐ型活性層のキャリア濃度を２×１０¹⁷ｃｍ^-3
以上で５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下にしているので、半導体発
光素子の発光効率を向上できると共に素子の信頼性を大
幅に改善することができる。

【０１６９】また、請求項３に記載の半導体発光素子に
よれば、ｐ型活性層のキャリア濃度を５×１０¹⁷ｃｍ^-3
以上で２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下にしているので、半導体発
光素子の発光効率を向上できると共に応答特性を大幅に
改善して、光通信用用途にも用いることができる半導体
発光素子を得ることができる。

【０１７０】本発明において、ダブルヘテロ構造部上に
活性層よりもバンドギャップが大きい電流拡散層を設け
ることにより、さらに発光効率を改善することができ
る。

【０１７１】また、電流拡散層とは異なる導電型の電流
阻止層又は電流拡散層よりも抵抗の大きい電流阻止層
を、電流拡散層を挟んで電流拡散層側の電極と対向する
ように設けると、電流拡散層において電流阻止層の非形
成部に電流が導かれるのでさらに発光効率を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の半導体発光素子の断面図である。

【図２】活性層にＺｎをドーピングした場合について、
活性層のキャリア濃度に対する発光効率の関係を示すグ
ラフである。

【図３】活性層にＳｉをドーピングしてｎ型にした場合
とＺｎをドーピングしてｐ型にした場合とについて、活
性層のキャリア濃度に対する非発光中心濃度ＮＴの関係
を示すグラフである。

【図４】活性層にＺｎをドーピングした場合について、
活性層のキャリア濃度に対する光度劣化率の関係を示す
グラフである。

【図５】実施形態２の半導体発光素子の断面図である。

【図６】活性層にＭｇをドーピングした場合について、
活性層のキャリア濃度に対する発光効率の関係を示すグ
ラフである。

【図７】活性層にＭｇをドーピングした場合について、
活性層のキャリア濃度に対する光度劣化率の関係を示す
グラフである。

【図８】実施形態３の半導体発光素子の断面図である。

【図９】活性層にＢｅをドーピングした場合について、
活性層のキャリア濃度に対する発光効率の関係を示すグ
ラフである。

【図１０】活性層にＢｅをドーピングした場合につい
て、活性層のキャリア濃度に対する光度劣化率の関係を
示すグラフである。

【図１１】実施形態４の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１２】活性層にＺｎをドーピングした場合につい
て、活性層のキャリア濃度に対する立ち上がり時間の関
係を示すグラフである。

【図１３】実施形態５の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１４】実施形態６の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１５】実施形態７の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１６】実施形態８の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１７】実施形態９の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１８】実施形態１０の半導体発光素子の断面図であ
る。

【図１９】従来の半導体発光素子の断面図である。

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、１２１、１３１、１４１、１５
１、１６１、１７１基板 ２、２２、３２、４２、１２２、１３２、１４２、１５
２、１６２、１７２バッファ層 ３、２３、３３、４３、１２３、１３３、１４３、１５
３、１６３、１７３ｎ型クラッド層 ４、２４、３４、４４、１２４、１３４、１４４、１５
４、１６４、１７４活性層 ５、２５、３５、４５、１２５、１３５、１４５、１５
５、１６５、１７５ｐ型クラッド層 ６、２６、３６、４６、１２６、１３６、１４６、１５
６、１６６、１７６電流拡散層 １２７、１３７、１４７、１５７、１６７、１７７ 電
流阻止層 １０、２１０、３１０、４１０、１２１０、１３１０、
１４１０、１５１０、１６１０、１７１０ ｎ型電極 １１、２１１、３１１、４１１、１２１１、１３１１、
１４１１、１５１１、１６１１、１７１１ ｐ型電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉橋 孝尚 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 村上 哲朗 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−107884（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−97498（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−5918（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206585（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286486（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上に第１導電型の第１クラ
   ッド層と第２導電型の第２クラッド層とで活性層を挟ん
   だダブルヘテロ構造部を有する半導体発光素子であっ
   て、 該活性層が（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ（０≦ｘ≦１、
   ０≦ｙ≦１）系材料からなり、 該活性層の導電型がｐ型であり、そのキャリア濃度が１
   ×１０¹⁷ｃｍ^-3より大きく５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の発光
   ダイオードである半導体発光素子。
2. 【請求項２】 前記活性層のキャリア濃度が、２×１０
   ¹⁷ｃｍ^-3以上で５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下である請求項１に
   記載の半導体発光素子。
3. 【請求項３】 前記活性層のｐ型ドーパントが、Ｚｎ、
   Ｍｇ、Ｂｅ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｓｉ又はＣからなる請求項１
   または２に記載の半導体発光素子。
4. 【請求項４】 前記ダブルヘテロ構造部上に前記活性層
   よりもバンドギャップが大きい電流拡散層が設けられて
   いる請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子。
5. 【請求項５】 前記基板、前記ダブルヘテロ構造部及び
   前記電流拡散層を挟んで一対の電極が設けられ、該電流
   拡散層側の電極が該電流拡散層の中央部上又は周縁部上
   にあり、該ダブルヘテロ構造部上に該電流拡散層を挟ん
   で該電流拡散層側の電極と対向するように、該電流拡散
   層と異なる導電型を有する電流阻止層が設けられている
   請求項４に記載の半導体発光素子。
6. 【請求項６】 前記基板、前記ダブルヘテロ構造部及び
   前記電流拡散層を挟んで一対の電極が設けられ、該電流
   拡散層側の電極が該電流拡散層の中央部上又は周縁部上
   にあり、該ダブルヘテロ構造部上に該電流拡散層を挟ん
   で該電流拡散層側の電極と対向するように、該電流拡散
   層よりも抵抗の大きい電流阻止層が設けられている請求
   項４に記載の半導体発光素子。
7. 【請求項７】 ＧａＡｓ基板上に第１導電型の第１クラ
   ッド層と第２導電型の第２クラッド層とで、導電型がｐ
   型であり、そのキャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3より大
   きく３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である活性層を挟んだダブル
   ヘテロ構造部を有する半導体発光素子を製造する方法で
   あって、該活性層が（Ａｌ _x Ｇａ _1-x ） _y Ｉｎ _1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、
   ０≦ｙ≦１）系材料からなり、 ＩＩＩ 族材料の供給モル流量に対するｐ型ドーパントの
   供給モル流量の比を０．００１以上にしたＭＯＣＶＤ法
   により該活性層を成長させる工程を含む半導体発光素子
   の製造方法。