JP3470476B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JP3470476B2 JP3470476B2 JP31007895A JP31007895A JP3470476B2 JP 3470476 B2 JP3470476 B2 JP 3470476B2 JP 31007895 A JP31007895 A JP 31007895A JP 31007895 A JP31007895 A JP 31007895A JP 3470476 B2 JP3470476 B2 JP 3470476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light emitting
- semiconductor light
- emitting device
- layer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
に関し、特に、少なくとも発光部にＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子に関する。
に関し、特に、少なくとも発光部にＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクに対
する記録／再生の高密度化または高解像度化などのため
に、青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザーや発光
ダイオードなどの半導体発光素子に対する要求が高まっ
ており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
する記録／再生の高密度化または高解像度化などのため
に、青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザーや発光
ダイオードなどの半導体発光素子に対する要求が高まっ
ており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
【０００３】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体発光素子の製造に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体が最も有望である。特に、四元混晶であ
るＺｎＭｇＳＳｅは、結晶性に優れ、入手も容易なＧａ
Ａｓ基板上への結晶成長が可能であり、例えば青色で発
光可能な半導体レーザーをこのＧａＡｓ基板を用いて製
造する際のクラッド層や光導波層などに適していること
が知られている（例えば、Electronics Letters 28(199
2)p.1798）。
導体発光素子の製造に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体が最も有望である。特に、四元混晶であ
るＺｎＭｇＳＳｅは、結晶性に優れ、入手も容易なＧａ
Ａｓ基板上への結晶成長が可能であり、例えば青色で発
光可能な半導体レーザーをこのＧａＡｓ基板を用いて製
造する際のクラッド層や光導波層などに適していること
が知られている（例えば、Electronics Letters 28(199
2)p.1798）。
【０００４】そして、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた半導体レーザーについては、その後の研究の結
果、ＺｎＣｄＳｅ層を活性層、ＺｎＳＳｅ層を光導波
層、ＺｎＭｇＳＳｅ層をクラッド層とするＺｎＣｄＳｅ
／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ（Separate Confi
nement Heterostructure）構造の半導体レーザーにおい
て、すでに室温連続発振が達成されている（例えば、Jp
n. J. Appl. Phys. 33(1994)p.L938）。
用いた半導体レーザーについては、その後の研究の結
果、ＺｎＣｄＳｅ層を活性層、ＺｎＳＳｅ層を光導波
層、ＺｎＭｇＳＳｅ層をクラッド層とするＺｎＣｄＳｅ
／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ（Separate Confi
nement Heterostructure）構造の半導体レーザーにおい
て、すでに室温連続発振が達成されている（例えば、Jp
n. J. Appl. Phys. 33(1994)p.L938）。
【０００５】さて、従来、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた半導体レーザーにおいては、その共振器端面（光
出射面）の反射率制御膜として、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を用いた半導体レーザー、例えばＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ半導体レーザーにおいて共振器端面の反射率制御
膜として用いられているものと同様なＡｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ
多層膜が用いられている。
用いた半導体レーザーにおいては、その共振器端面（光
出射面）の反射率制御膜として、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を用いた半導体レーザー、例えばＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ半導体レーザーにおいて共振器端面の反射率制御
膜として用いられているものと同様なＡｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ
多層膜が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射率
制御膜として用いられている上述のＡｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ多
層膜は、発光波長が８００ｎｍ前後であるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた半導体レーザーにおいては問題な
く使用することができるものの、発光波長が５００ｎｍ
前後と短いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レ
ーザーにおいては問題がある。それは、この５００ｎｍ
前後の発光波長に対するＳｉの光吸収が大きいため、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ多層膜のうちのＳｉ膜により光吸収が生
じてしまうからである。
制御膜として用いられている上述のＡｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ多
層膜は、発光波長が８００ｎｍ前後であるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた半導体レーザーにおいては問題な
く使用することができるものの、発光波長が５００ｎｍ
前後と短いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レ
ーザーにおいては問題がある。それは、この５００ｎｍ
前後の発光波長に対するＳｉの光吸収が大きいため、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ多層膜のうちのＳｉ膜により光吸収が生
じてしまうからである。
【０００７】そこで、この発明の目的は、反射率制御膜
による光吸収が極めて少なく、したがってこの光吸収に
よる発熱も極めて少ないことにより特性や信頼性が良好
なＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素子を
提供することにある。
による光吸収が極めて少なく、したがってこの光吸収に
よる発熱も極めて少ないことにより特性や信頼性が良好
なＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素子を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術の
上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、発光
波長が５００ｎｍ前後と短いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
を用いた半導体レーザーなどの半導体発光素子における
光出射面の反射率制御膜としては、Ｓｉに比べてバンド
ギャップが極めて大きく、したがって５００ｎｍ前後の
発光波長に対する光吸収がＳｉに比べて極めて少ないＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体膜を少なくともその一層に含む
多層膜またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体膜の単層膜を用
いることが有効であるという結論に至った。
上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、発光
波長が５００ｎｍ前後と短いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
を用いた半導体レーザーなどの半導体発光素子における
光出射面の反射率制御膜としては、Ｓｉに比べてバンド
ギャップが極めて大きく、したがって５００ｎｍ前後の
発光波長に対する光吸収がＳｉに比べて極めて少ないＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体膜を少なくともその一層に含む
多層膜またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体膜の単層膜を用
いることが有効であるという結論に至った。
【０００９】ところで、屈折率の大きい膜と屈折率の小
さい膜との多層膜においては、屈折率の小さい膜の材料
の屈折率をｎS 、屈折率の大きい膜の材料の屈折率をｎ
L とすると、一般に、ｎL ／ｎS 比が大きいほど反射率
が大きくなり、高反射率を得るために必要な膜積層回数
は少なくて済む。反対にｎL ／ｎS 比があまり大きくな
いと、高反射率の多層膜を得るためには膜積層回数を多
くする必要があることから、成膜に時間がかかるばかり
でなく、再現性にも問題が生じやすい。したがって、こ
の観点からは、多層膜を構成する膜のうち屈折率の大き
い膜の材料の屈折率はできるだけ大きいことが望まし
い。
さい膜との多層膜においては、屈折率の小さい膜の材料
の屈折率をｎS 、屈折率の大きい膜の材料の屈折率をｎ
L とすると、一般に、ｎL ／ｎS 比が大きいほど反射率
が大きくなり、高反射率を得るために必要な膜積層回数
は少なくて済む。反対にｎL ／ｎS 比があまり大きくな
いと、高反射率の多層膜を得るためには膜積層回数を多
くする必要があることから、成膜に時間がかかるばかり
でなく、再現性にも問題が生じやすい。したがって、こ
の観点からは、多層膜を構成する膜のうち屈折率の大き
い膜の材料の屈折率はできるだけ大きいことが望まし
い。
【００１０】しかしながら、材料の一般的な性質とし
て、光吸収が少ない、言い換えればバンドギャップが大
きいと屈折率は小さくなるので、短波長に対して光吸収
が少ない、言い換えるとバンドギャップが大きく、かつ
屈折率が大きい材料というのはなかなかないが、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体はそれらの条件を満たす数少ない材
料であると言える。
て、光吸収が少ない、言い換えればバンドギャップが大
きいと屈折率は小さくなるので、短波長に対して光吸収
が少ない、言い換えるとバンドギャップが大きく、かつ
屈折率が大きい材料というのはなかなかないが、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体はそれらの条件を満たす数少ない材
料であると言える。
【００１１】また、半導体レーザーなどの半導体発光素
子の光出射面に反射率制御膜として多層膜を成膜する
際、良質な多層膜を得るために素子を加熱する場合があ
るが、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素
子は加熱に弱いことが知られており、多層膜の成膜に長
時間を要することは、素子の特性上不利となる。この問
題は、多層膜の積層周期を少なくすることができれば解
決することができるが、後述のように、これは、屈折率
の大きい膜の材料としてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いる多層膜において、十分可能である。一方、屈折率の
小さい膜の材料としては、従来より知られている、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯなどの酸化物、ＮａＦ、Ｃａ
Ｆ2 、ＭｇＦ2 などのフッ化物を用いることができる。
子の光出射面に反射率制御膜として多層膜を成膜する
際、良質な多層膜を得るために素子を加熱する場合があ
るが、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素
子は加熱に弱いことが知られており、多層膜の成膜に長
時間を要することは、素子の特性上不利となる。この問
題は、多層膜の積層周期を少なくすることができれば解
決することができるが、後述のように、これは、屈折率
の大きい膜の材料としてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いる多層膜において、十分可能である。一方、屈折率の
小さい膜の材料としては、従来より知られている、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯなどの酸化物、ＮａＦ、Ｃａ
Ｆ2 、ＭｇＦ2 などのフッ化物を用いることができる。
【００１２】この発明は、以上のような本発明者の検討
および考察に基づいて案出されたものである。
および考察に基づいて案出されたものである。
【００１３】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明は、少なくとも発光部にＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体発光素子において、少なくとも一層の
ＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜を含む反射率制御
膜が光出射面に設けられていることを特徴とするもので
ある。
の発明は、少なくとも発光部にＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体発光素子において、少なくとも一層の
ＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜を含む反射率制御
膜が光出射面に設けられていることを特徴とするもので
ある。
【００１４】この発明において、発光部を構成するＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体は、一般に、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、
ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも一種
類以上のＩＩ族元素とＳ、Ｓｅ、ＴｅおよびＯからなる
群より選ばれた少なくとも一種類以上のＶＩ族元素とか
らなる。
−ＶＩ族化合物半導体は、一般に、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、
ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも一種
類以上のＩＩ族元素とＳ、Ｓｅ、ＴｅおよびＯからなる
群より選ばれた少なくとも一種類以上のＶＩ族元素とか
らなる。
【００１５】この発明において、反射率制御膜は、典型
的には誘電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜
との多層膜からなるが、一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜ま
たはＣｄＳ膜からなるものであってもよい。
的には誘電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜
との多層膜からなるが、一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜ま
たはＣｄＳ膜からなるものであってもよい。
【００１６】
【００１７】また、この発明において、反射率制御膜と
して誘電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜と
の多層膜を用いる場合、この多層膜の積層周期は、この
多層膜の成膜に要する時間を短縮する見地からは、好適
には３周期以下である。
して誘電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜と
の多層膜を用いる場合、この多層膜の積層周期は、この
多層膜の成膜に要する時間を短縮する見地からは、好適
には３周期以下である。
【００１８】
【００１９】この発明において、反射率制御膜として誘
電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜との多層
膜を用いる場合、その誘電体膜としては、例えばＳｉＯ
2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、ＭｇＯ膜などの酸化物膜や、Ｎａ
Ｆ膜、ＣａＦ2 膜、ＭｇＦ2膜などのフッ化物膜が用い
られる。
電体膜とＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜との多層
膜を用いる場合、その誘電体膜としては、例えばＳｉＯ
2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜、ＭｇＯ膜などの酸化物膜や、Ｎａ
Ｆ膜、ＣａＦ2 膜、ＭｇＦ2膜などのフッ化物膜が用い
られる。
【００２０】この発明において、誘電体膜とＺｎＳｅ
膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜との多層膜の具体例を挙げ
ると、例えば誘電体膜にＳｉＯ2 膜を用いるものでは、
ＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜、ＳｉＯ2 ／ＺｎＳ多層膜、
ＳｉＯ2 ／ＣｄＳ多層膜などがある。
膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜との多層膜の具体例を挙げ
ると、例えば誘電体膜にＳｉＯ2 膜を用いるものでは、
ＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜、ＳｉＯ2 ／ＺｎＳ多層膜、
ＳｉＯ2 ／ＣｄＳ多層膜などがある。
【００２１】上述のように構成されたこの発明において
は、少なくとも一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄ
Ｓ膜を含む反射率制御膜が光出射面に設けられているこ
とにより、一般に５００ｎｍ前後である発光波長に対し
て反射率制御膜による光吸収が極めて少なくなり、した
がってこの光吸収による発熱も極めて少ない。このた
め、この光吸収や発熱による半導体発光素子の特性や信
頼性の劣化を抑えることができ、半導体発光素子の特性
や信頼性を良好なものとすることができる。
は、少なくとも一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄ
Ｓ膜を含む反射率制御膜が光出射面に設けられているこ
とにより、一般に５００ｎｍ前後である発光波長に対し
て反射率制御膜による光吸収が極めて少なくなり、した
がってこの光吸収による発熱も極めて少ない。このた
め、この光吸収や発熱による半導体発光素子の特性や信
頼性の劣化を抑えることができ、半導体発光素子の特性
や信頼性を良好なものとすることができる。
【００２２】また、反射率制御膜を一層のＺｎＳｅ膜、
ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜により構成するか、多層膜の積
層周期を十分に少なく、例えば３周期以下とすることに
より、この反射率制御膜の成膜に要する時間を短縮する
ことができ、したがって反射率制御膜の成膜時に素子を
加熱する場合においても半導体発光素子の特性や信頼性
の劣化を抑えることができるとともに、半導体発光素子
の製造に要する時間を短縮することができる。
ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜により構成するか、多層膜の積
層周期を十分に少なく、例えば３周期以下とすることに
より、この反射率制御膜の成膜に要する時間を短縮する
ことができ、したがって反射率制御膜の成膜時に素子を
加熱する場合においても半導体発光素子の特性や信頼性
の劣化を抑えることができるとともに、半導体発光素子
の製造に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】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、以下の実施形態
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。
て図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態
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。
【００２４】この発明の実施形態について説明する前
に、まず、この発明における光出射面への反射率制御膜
の形成、すなわち端面コーティングの概要について説明
する。
に、まず、この発明における光出射面への反射率制御膜
の形成、すなわち端面コーティングの概要について説明
する。
【００２５】図１、図２および図３は、半導体発光素子
の光出射面に反射率制御膜として設けられる多層膜を概
念的に示したものである。この多層膜を構成する屈折率
の小さい膜の材料としては、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯなどの酸化物やＮａＦ、ＣａＦ2 、ＭｇＦ2 などの
フッ化物を用い、一方、この多層膜を構成する屈折率の
大きい膜の材料としてはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いる。
の光出射面に反射率制御膜として設けられる多層膜を概
念的に示したものである。この多層膜を構成する屈折率
の小さい膜の材料としては、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯなどの酸化物やＮａＦ、ＣａＦ2 、ＭｇＦ2 などの
フッ化物を用い、一方、この多層膜を構成する屈折率の
大きい膜の材料としてはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いる。
【００２６】例えば、図１に示す例において、コート材
１、コート材３、コート材５およびコート材７として例
えばＳｉＯ2 、コート材２、コート材４およびコート材
６として例えばＺｎＳｅを用いる。
１、コート材３、コート材５およびコート材７として例
えばＳｉＯ2 、コート材２、コート材４およびコート材
６として例えばＺｎＳｅを用いる。
【００２７】また、面発光型半導体発光素子についての
図２に示す例においては、コート材１およびコート材３
として例えばＳｉＯ2 、コート材２およびコート材４と
して例えばＺｎＳｅを用いる。なお、５００ｎｍ前後の
発光波長に対して透明なＺｎＳｅ基板などを基板に用い
る場合には、この基板の裏面にも反射率制御膜を設けて
もよい。
図２に示す例においては、コート材１およびコート材３
として例えばＳｉＯ2 、コート材２およびコート材４と
して例えばＺｎＳｅを用いる。なお、５００ｎｍ前後の
発光波長に対して透明なＺｎＳｅ基板などを基板に用い
る場合には、この基板の裏面にも反射率制御膜を設けて
もよい。
【００２８】さらに、図３に示す例においては、コート
材１、コート材３、コート材５およびコート材７として
例えばＳｉＯ2 、コート材２、コート材４およびコート
材６として例えばＺｎＳｅを用いるのは図１に示す例と
同様であるが、コート材１と光出射面との間にＳｉ3 Ｎ
4 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＺｎＳｅ、ＮａＦ
などのコート材８をはさんでいる。なお、このコート材
８は、反射率制御膜の最表面、すなわちコート材４の表
面に設けてもよい。
材１、コート材３、コート材５およびコート材７として
例えばＳｉＯ2 、コート材２、コート材４およびコート
材６として例えばＺｎＳｅを用いるのは図１に示す例と
同様であるが、コート材１と光出射面との間にＳｉ3 Ｎ
4 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＺｎＳｅ、ＮａＦ
などのコート材８をはさんでいる。なお、このコート材
８は、反射率制御膜の最表面、すなわちコート材４の表
面に設けてもよい。
【００２９】なお、上述の図１、図２および図３に示す
例において、コート材１、コート材３、コート材５およ
びコート材７として全て互いに異なる材料を用いてもよ
く、同様に、コート材２、コート材４およびコート材６
として全て互いに異なる材料を用いてもよい。
例において、コート材１、コート材３、コート材５およ
びコート材７として全て互いに異なる材料を用いてもよ
く、同様に、コート材２、コート材４およびコート材６
として全て互いに異なる材料を用いてもよい。
【００３０】次に、この発明において、誘電体膜とＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体膜との多層膜を反射率制御膜に用
いる場合、この多層膜を構成する屈折率が大きい膜の材
料の屈折率を２．３以上とすることの意味について説明
する。ここで、反射率制御膜は、通常、屈折率の大きい
膜と屈折率の小さい膜とを交互に積層し、この際各膜の
厚さをそれに屈折率をかけた光学厚さがλ／４（λは発
光波長）となるようにして高反射率を得ることが行われ
ているため、以下の例においては簡単な場合として多層
膜を構成する各膜の厚さがそのように選ばれている場合
について説明するが、より一般的には、多層膜を構成す
る各膜の厚さを任意の厚さとすることにより任意の反射
率を得ることができることは言うまでもない。また、発
光波長λは５００ｎｍとする。さらに、多層膜を構成す
る屈折率の小さい膜の材料は特に限定されず、任意に選
ぶことができるので、以下の例においては、屈折率の小
さい膜の材料は全てＳｉＯ2 とする。
−ＶＩ族化合物半導体膜との多層膜を反射率制御膜に用
いる場合、この多層膜を構成する屈折率が大きい膜の材
料の屈折率を２．３以上とすることの意味について説明
する。ここで、反射率制御膜は、通常、屈折率の大きい
膜と屈折率の小さい膜とを交互に積層し、この際各膜の
厚さをそれに屈折率をかけた光学厚さがλ／４（λは発
光波長）となるようにして高反射率を得ることが行われ
ているため、以下の例においては簡単な場合として多層
膜を構成する各膜の厚さがそのように選ばれている場合
について説明するが、より一般的には、多層膜を構成す
る各膜の厚さを任意の厚さとすることにより任意の反射
率を得ることができることは言うまでもない。また、発
光波長λは５００ｎｍとする。さらに、多層膜を構成す
る屈折率の小さい膜の材料は特に限定されず、任意に選
ぶことができるので、以下の例においては、屈折率の小
さい膜の材料は全てＳｉＯ2 とする。
【００３１】まず、例えば、屈折率の大きい膜の材料と
してＺｎＳｅを用いた場合、ＺｎＳｅの屈折率は２．７
３であり、ＳｉＯ2 の屈折率は１．４６であるから、多
層膜の積層周期が２周期、すなわち多層膜が（ＳｉＯ2
／ＺｎＳｅ）2 の場合には反射率（パワー反射率）は８
７％となり、積層周期が３周期の場合、すなわち（Ｓｉ
Ｏ2 ／ＺｎＳｅ）3 の場合には反射率は９６％となる。
つまり、３周期構造で９６％という十分に高い反射率の
多層膜が得られる。
してＺｎＳｅを用いた場合、ＺｎＳｅの屈折率は２．７
３であり、ＳｉＯ2 の屈折率は１．４６であるから、多
層膜の積層周期が２周期、すなわち多層膜が（ＳｉＯ2
／ＺｎＳｅ）2 の場合には反射率（パワー反射率）は８
７％となり、積層周期が３周期の場合、すなわち（Ｓｉ
Ｏ2 ／ＺｎＳｅ）3 の場合には反射率は９６％となる。
つまり、３周期構造で９６％という十分に高い反射率の
多層膜が得られる。
【００３２】一方、屈折率の大きい膜の材料として例え
ばＺｎＯを用いた場合、ＺｎＯの屈折率は２．０６であ
るから、多層膜の積層周期が２周期の場合、すなわち
（ＳｉＯ2 ／ＺｎＯ）2 の場合は反射率は６６％にしか
ならず、積層周期が３周期の場合、すなわち（ＳｉＯ2
／ＺｎＯ）3 の場合でも反射率は８１％であり、反射率
として９６％を得るためには積層周期を６周期とする必
要がある。
ばＺｎＯを用いた場合、ＺｎＯの屈折率は２．０６であ
るから、多層膜の積層周期が２周期の場合、すなわち
（ＳｉＯ2 ／ＺｎＯ）2 の場合は反射率は６６％にしか
ならず、積層周期が３周期の場合、すなわち（ＳｉＯ2
／ＺｎＯ）3 の場合でも反射率は８１％であり、反射率
として９６％を得るためには積層周期を６周期とする必
要がある。
【００３３】さらに、屈折率の大きい膜の材料として例
えばＺｒＯ2 を用いた場合には、ＺｒＯ2 の屈折率は
２．２５であるから、多層膜の積層周期が２周期の場
合、すなわち（ＳｉＯ2 ／ＺｒＯ2 ）2 の場合は反射率
は７５％に過ぎず、積層周期が３周期の場合、すなわち
（ＳｉＯ2 ／ＺｒＯ2 ）3 の場合でも反射率は８９％で
あり、反射率として９６％を得るためには積層周期を５
周期とする必要がある。
えばＺｒＯ2 を用いた場合には、ＺｒＯ2 の屈折率は
２．２５であるから、多層膜の積層周期が２周期の場
合、すなわち（ＳｉＯ2 ／ＺｒＯ2 ）2 の場合は反射率
は７５％に過ぎず、積層周期が３周期の場合、すなわち
（ＳｉＯ2 ／ＺｒＯ2 ）3 の場合でも反射率は８９％で
あり、反射率として９６％を得るためには積層周期を５
周期とする必要がある。
【００３４】以上のことから、多層膜の積層周期をなる
べく少なくし、かつ大きな反射率を得るためには、屈折
率の大きい膜の材料の屈折率は大きければ大きいほどよ
いことがわかるが、それではどの程度の屈折率が必要で
あるか。これに関し、屈折率の小さい膜の材料をＳｉＯ
2 として、反射率９０％を得るために積層周期が何周期
必要であるかを屈折率の大きな膜の材料の屈折率の関数
として表したものが図４である。図４より、反射率９０
％を得るために３周期構造まで許容するものとすると、
屈折率の大きな膜の材料の屈折率は２．３以上である必
要があることがわかる。ＺｎＳｅの屈折率は２．７３、
ＣｄＳの屈折率は２．７、ＺｎＳの屈折率は２．４であ
るから、これらの材料はこの条件を満たす。
べく少なくし、かつ大きな反射率を得るためには、屈折
率の大きい膜の材料の屈折率は大きければ大きいほどよ
いことがわかるが、それではどの程度の屈折率が必要で
あるか。これに関し、屈折率の小さい膜の材料をＳｉＯ
2 として、反射率９０％を得るために積層周期が何周期
必要であるかを屈折率の大きな膜の材料の屈折率の関数
として表したものが図４である。図４より、反射率９０
％を得るために３周期構造まで許容するものとすると、
屈折率の大きな膜の材料の屈折率は２．３以上である必
要があることがわかる。ＺｎＳｅの屈折率は２．７３、
ＣｄＳの屈折率は２．７、ＺｎＳの屈折率は２．４であ
るから、これらの材料はこの条件を満たす。
【００３５】なお、ＺｎＳｅの屈折率に関してはPhys.
Rev. B., 43(1991)p.9569 、ＺｎＳの屈折率に関しては
J. Phys. Chem. Ref. Data, 13(1984)p.103 、ＣｄＳの
屈折率に関してはPhys. Rev. A.,633(1965)p.633、その
他の材料の屈折率に関しては「薄膜ハンドブック」（日
本学術振興会薄膜第１３１委員会編、p.820,(1983),オ
ーム社）を参照した。また、反射率の計算法は、Princi
ple of Optics, 5th ed.,pp.51-70, Max Born and Emil
Wolf によった。
Rev. B., 43(1991)p.9569 、ＺｎＳの屈折率に関しては
J. Phys. Chem. Ref. Data, 13(1984)p.103 、ＣｄＳの
屈折率に関してはPhys. Rev. A.,633(1965)p.633、その
他の材料の屈折率に関しては「薄膜ハンドブック」（日
本学術振興会薄膜第１３１委員会編、p.820,(1983),オ
ーム社）を参照した。また、反射率の計算法は、Princi
ple of Optics, 5th ed.,pp.51-70, Max Born and Emil
Wolf によった。
【００３６】この発明による多層膜の成膜法は特に方法
を問わないが、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、ス
パッタリング法、ＣＶＤ法などの各種の方法を用いるこ
とができる。このとき、得られる膜質や屈折率によって
は成膜時に加熱が必要となる場合もある。例えば、本発
明者の実験によると、電子ビーム蒸着法により成膜した
ＳｉＯ2 の屈折率は、蒸着時の温度が室温であっても２
００℃であっても変わらないが、抵抗加熱蒸着法により
成膜したＺｎＳｅについては、蒸着時の温度が室温であ
るときの屈折率は蒸着時の温度が２００℃であるときの
屈折率に対して約３％小さかった。抵抗加熱蒸着法によ
り成膜したＺｎＳについては、蒸着温度による屈折率の
違いは見られなかった。また、これらの材料相互の間で
の密着性や半導体発光素子の材料であるＧａＡｓ、Ｚｎ
Ｓｅなどに対する密着性は実用上問題がないことも確認
されている。
を問わないが、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、ス
パッタリング法、ＣＶＤ法などの各種の方法を用いるこ
とができる。このとき、得られる膜質や屈折率によって
は成膜時に加熱が必要となる場合もある。例えば、本発
明者の実験によると、電子ビーム蒸着法により成膜した
ＳｉＯ2 の屈折率は、蒸着時の温度が室温であっても２
００℃であっても変わらないが、抵抗加熱蒸着法により
成膜したＺｎＳｅについては、蒸着時の温度が室温であ
るときの屈折率は蒸着時の温度が２００℃であるときの
屈折率に対して約３％小さかった。抵抗加熱蒸着法によ
り成膜したＺｎＳについては、蒸着温度による屈折率の
違いは見られなかった。また、これらの材料相互の間で
の密着性や半導体発光素子の材料であるＧａＡｓ、Ｚｎ
Ｓｅなどに対する密着性は実用上問題がないことも確認
されている。
【００３７】図５および図６はこの発明の第１の実施形
態による半導体発光素子を示す。ここで、図５はこの半
導体発光素子の共振器長方向に垂直な断面図、図６はこ
の半導体発光素子の共振器長方向に平行な断面図であ
る。この半導体発光素子は、ＳＣＨ構造を有するもので
ある。
態による半導体発光素子を示す。ここで、図５はこの半
導体発光素子の共振器長方向に垂直な断面図、図６はこ
の半導体発光素子の共振器長方向に平行な断面図であ
る。この半導体発光素子は、ＳＣＨ構造を有するもので
ある。
【００３８】図５および図６に示すように、この第１の
実施形態による半導体発光素子においては、ドナー不純
物として例えばＳｉがドープされた（１００）面方位の
ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、ドナー不純物として例えば
Ｓｉがドープされたｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、ドナ
ー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳｅ
バッファ層１３、ドナー不純物として例えばＣｌがドー
プされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１４、ドナー不
純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光
導波層１５、例えばＺｎＣｄＳｅ層を量子井戸とする単
一量子井戸構造または多重量子井戸構造のＺｎＣｄＳｅ
活性層１６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１７、アクセプタ不純物
として例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層１８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ層１９、アクセプタ不純物として
例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタクト層２
０、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層２１お
よびアクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層２２が順次積層されている。
実施形態による半導体発光素子においては、ドナー不純
物として例えばＳｉがドープされた（１００）面方位の
ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、ドナー不純物として例えば
Ｓｉがドープされたｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、ドナ
ー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳｅ
バッファ層１３、ドナー不純物として例えばＣｌがドー
プされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１４、ドナー不
純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光
導波層１５、例えばＺｎＣｄＳｅ層を量子井戸とする単
一量子井戸構造または多重量子井戸構造のＺｎＣｄＳｅ
活性層１６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１７、アクセプタ不純物
として例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層１８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ層１９、アクセプタ不純物として
例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタクト層２
０、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層２１お
よびアクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層２２が順次積層されている。
【００３９】ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９の上層部、ｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ
層２１およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２は、ストラ
イプ形状にパターニングされている。
Ｓｅコンタクト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ
層２１およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２は、ストラ
イプ形状にパターニングされている。
【００４０】このストライプ部の両側の部分におけるｐ
型ＺｎＳＳｅ層１９上には、例えばＡｌ2 Ｏ3 膜からな
る絶縁層１３が設けられている。
型ＺｎＳＳｅ層１９上には、例えばＡｌ2 Ｏ3 膜からな
る絶縁層１３が設けられている。
【００４１】ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層２２および絶縁膜２３上には、例えばＰｄ／Ｐｔ／Ａ
ｕ電極のようなｐ側電極２４が設けられている。一方、
ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、例えばＩｎ電極のよう
なｎ側電極２５が設けられている。
層２２および絶縁膜２３上には、例えばＰｄ／Ｐｔ／Ａ
ｕ電極のようなｐ側電極２４が設けられている。一方、
ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、例えばＩｎ電極のよう
なｎ側電極２５が設けられている。
【００４２】図６に示すように、この半導体発光素子に
おいては、フロント側の共振器端面に、ＳｉＯ2 膜２６
とＺｎＳｅ層２７とを交互に２周期積層した多層膜が反
射率制御膜として設けられている。一方、リア側の共振
器端面には、ＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ層２７とを交互
に３周期積層した多層膜が反射率制御膜として設けられ
ている。ここで、これらの多層膜を構成する各膜の厚さ
は、それに屈折率をかけた光学厚さがλ／４（λは発光
波長）となるように選ばれている。これによって、フロ
ント側の共振器端面の反射率は８７％、リア側の共振器
端面の反射率は９６％となっている。
おいては、フロント側の共振器端面に、ＳｉＯ2 膜２６
とＺｎＳｅ層２７とを交互に２周期積層した多層膜が反
射率制御膜として設けられている。一方、リア側の共振
器端面には、ＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ層２７とを交互
に３周期積層した多層膜が反射率制御膜として設けられ
ている。ここで、これらの多層膜を構成する各膜の厚さ
は、それに屈折率をかけた光学厚さがλ／４（λは発光
波長）となるように選ばれている。これによって、フロ
ント側の共振器端面の反射率は８７％、リア側の共振器
端面の反射率は９６％となっている。
【００４３】次に、上述のように構成されたこの第１の
実施形態による半導体発光素子の製造方法について説明
する。
実施形態による半導体発光素子の製造方法について説明
する。
【００４４】図５および図６に示すように、まず、ｎ型
ＧａＡｓ基板１１上に例えば分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層１２を成長させ
る。このｎ型ＧａＡｓバッファ層１２の成長には、好適
には、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装置を
用いる。
ＧａＡｓ基板１１上に例えば分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法によりｎ型ＧａＡｓバッファ層１２を成長させ
る。このｎ型ＧａＡｓバッファ層１２の成長には、好適
には、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装置を
用いる。
【００４５】次に、このｎ型ＧａＡｓバッファ層１２が
成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１１を上述のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体成長用のＭＢＥ装置から真空搬送路を介し
てＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装置に搬送
する。そして、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の
ＭＢＥ装置において、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２上に
ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層１４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１５、ＺｎＣｄＳ
ｅ活性層１６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１７、ｐ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層１８、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
ＭＱＷ層２１およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２を順
次成長させる。
成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１１を上述のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体成長用のＭＢＥ装置から真空搬送路を介し
てＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装置に搬送
する。そして、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の
ＭＢＥ装置において、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２上に
ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層１４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１５、ＺｎＣｄＳ
ｅ活性層１６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層１７、ｐ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層１８、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
ＭＱＷ層２１およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２を順
次成長させる。
【００４６】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２上に
所定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せ
ず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとし
て、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９の厚さ方向の途中までウエッ
トエッチング法によりエッチングする。これによって、
ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層２１および
ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２がストライプ形状にパタ
ーニングされる。
所定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せ
ず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとし
て、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９の厚さ方向の途中までウエッ
トエッチング法によりエッチングする。これによって、
ｐ型ＺｎＳＳｅ層１９の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層２０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層２１および
ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２がストライプ形状にパタ
ーニングされる。
【００４７】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面に例えば真空蒸着法によりＡ
ｌ2 Ｏ3 膜を形成した後、このレジストパターンをその
上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する（リフト
オフ）。これによって、ストライプ部以外の部分のｐ型
ＺｎＳＳｅ層１９上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層
２３が形成される。
パターンを残したまま全面に例えば真空蒸着法によりＡ
ｌ2 Ｏ3 膜を形成した後、このレジストパターンをその
上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去する（リフト
オフ）。これによって、ストライプ部以外の部分のｐ型
ＺｎＳＳｅ層１９上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層
２３が形成される。
【００４８】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層２２および絶縁層２３の全面に例えばＰｄ膜、
Ｐｔ膜およびＡｕ膜を例えば真空蒸着法やスパッタリン
グ法により順次形成してＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなる
ｐ側電極２４を形成する。この後、必要に応じて、ｐ側
電極２４のオーミックコンタクトをとるための熱処理を
行う。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の裏面には、Ｉｎ電
極のようなｎ側電極２５をオーミックコンタクトさせ
る。
タクト層２２および絶縁層２３の全面に例えばＰｄ膜、
Ｐｔ膜およびＡｕ膜を例えば真空蒸着法やスパッタリン
グ法により順次形成してＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなる
ｐ側電極２４を形成する。この後、必要に応じて、ｐ側
電極２４のオーミックコンタクトをとるための熱処理を
行う。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の裏面には、Ｉｎ電
極のようなｎ側電極２５をオーミックコンタクトさせ
る。
【００４９】次に、以上のようにして発光素子構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１１をバー状に劈開して両共
振器端面を形成した後、例えば真空蒸着法により、フロ
ント側の共振器端面にＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ層２７
とを交互に２周期積層した多層膜を形成するとともに、
リア側の共振器端面にＳｉＯ2 膜１６とＺｎＳｅ層１７
とを交互に３周期積層した多層膜を形成する。このよう
にして反射率制御膜の形成、すなわち端面コーティング
を行った後、このバーを劈開してチップ化し、パッケー
ジングを行う。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１１をバー状に劈開して両共
振器端面を形成した後、例えば真空蒸着法により、フロ
ント側の共振器端面にＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ層２７
とを交互に２周期積層した多層膜を形成するとともに、
リア側の共振器端面にＳｉＯ2 膜１６とＺｎＳｅ層１７
とを交互に３周期積層した多層膜を形成する。このよう
にして反射率制御膜の形成、すなわち端面コーティング
を行った後、このバーを劈開してチップ化し、パッケー
ジングを行う。
【００５０】以上により、目的とする半導体発光素子が
製造される。
製造される。
【００５１】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、光出射面である共振器端面に設けられる反射率制御
膜としてＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜を用いているので、
この反射率制御膜による無駄な光吸収がなくなり、した
がってこの光吸収による発熱もなくなるので、半導体発
光素子の特性や信頼性の向上を図ることができる。ま
た、このＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の積層周期も３周期
以内であるので、反射率制御膜の成膜に要する時間も短
くて済む。さらに、良質なＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜を
得るためにこのＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の成膜時に素
子を加熱する場合においても、成膜に要する時間が短い
ため、成膜に伴う半導体発光素子の特性の劣化を抑える
ことができる。また、このＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の
成膜に要する時間が短いことにより、半導体発光素子の
製造に要する時間をその分だけ短くすることができる。
ば、光出射面である共振器端面に設けられる反射率制御
膜としてＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜を用いているので、
この反射率制御膜による無駄な光吸収がなくなり、した
がってこの光吸収による発熱もなくなるので、半導体発
光素子の特性や信頼性の向上を図ることができる。ま
た、このＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の積層周期も３周期
以内であるので、反射率制御膜の成膜に要する時間も短
くて済む。さらに、良質なＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜を
得るためにこのＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の成膜時に素
子を加熱する場合においても、成膜に要する時間が短い
ため、成膜に伴う半導体発光素子の特性の劣化を抑える
ことができる。また、このＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜の
成膜に要する時間が短いことにより、半導体発光素子の
製造に要する時間をその分だけ短くすることができる。
【００５２】以上により、特性や信頼性が良好で製造に
要する時間も短くて済む青色ないし緑色で発光可能なＺ
ｎＣｄＳｅ／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅ ＳＣＨ構造
の半導体発光素子を実現することができる。
要する時間も短くて済む青色ないし緑色で発光可能なＺ
ｎＣｄＳｅ／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅ ＳＣＨ構造
の半導体発光素子を実現することができる。
【００５３】次に、この発明の第２の実施形態について
説明する。
説明する。
【００５４】図７および図８はこの発明の第２の実施形
態による半導体発光素子を示す。ここで、図７はこの半
導体発光素子の共振器長方向に垂直な断面図、図８はこ
の半導体発光素子の共振器長方向に平行な断面図であ
る。この半導体発光素子も、ＳＣＨ構造を有するもので
ある。
態による半導体発光素子を示す。ここで、図７はこの半
導体発光素子の共振器長方向に垂直な断面図、図８はこ
の半導体発光素子の共振器長方向に平行な断面図であ
る。この半導体発光素子も、ＳＣＨ構造を有するもので
ある。
【００５５】図７および図８に示すように、この第２の
実施形態による半導体発光素子は、第１の実施形態によ
る半導体発光素子におけるｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１５
の代わりにｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層２８、ＺｎＣｄ
Ｓｅ活性層１６の代わりにＺｎＳｅ活性層２９、ｐ型Ｚ
ｎＳＳｅ光導波層１７の代わりにｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光
導波層３０を用いていることが、第１の実施形態による
半導体発光素子と異なっており、その他の構成は第１の
実施形態による半導体発光素子と同様である。ここで、
ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層２８およびｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ光導波層３０は、それらのバンドギャップがｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層１４およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層１８よりも大きくなるようにそれらの組成が
選ばれている。
実施形態による半導体発光素子は、第１の実施形態によ
る半導体発光素子におけるｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層１５
の代わりにｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層２８、ＺｎＣｄ
Ｓｅ活性層１６の代わりにＺｎＳｅ活性層２９、ｐ型Ｚ
ｎＳＳｅ光導波層１７の代わりにｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光
導波層３０を用いていることが、第１の実施形態による
半導体発光素子と異なっており、その他の構成は第１の
実施形態による半導体発光素子と同様である。ここで、
ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層２８およびｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ光導波層３０は、それらのバンドギャップがｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層１４およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層１８よりも大きくなるようにそれらの組成が
選ばれている。
【００５６】この第２の実施形態による半導体発光素子
の製造方法は、第１の実施形態による半導体発光素子と
同様であるので、説明を省略する。
の製造方法は、第１の実施形態による半導体発光素子と
同様であるので、説明を省略する。
【００５７】この第２の実施形態によれば、ＺｎＳｅ／
ＺｎＭｇＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ構造の半導体発
光素子において、第１の実施形態と同様な利点を得るこ
とができる。
ＺｎＭｇＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ構造の半導体発
光素子において、第１の実施形態と同様な利点を得るこ
とができる。
【００５８】次に、この発明の第３の実施形態について
説明する。
説明する。
【００５９】図９はこの発明の第３の実施形態による半
導体発光素子を示す。この半導体発光素子は、ＳＣＨ構
造を有する面発光型の半導体発光素子である。
導体発光素子を示す。この半導体発光素子は、ＳＣＨ構
造を有する面発光型の半導体発光素子である。
【００６０】図９に示すように、この第３の実施形態に
よる半導体発光素子においては、基板として（１００）
面方位のｎ型ＺｎＳｅ基板３１が用いられ、このｎ型Ｚ
ｎＳｅ基板３１上に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１３、ｎ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層１５、ＺｎＣｄＳｅ活性層１６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光
導波層１７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１８、ｐ型
ＺｎＳＳｅ層１９、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層２０、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層２１およびｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層２２が順次積層されている。この場合、ｎ
側電極２５は、光取り出し部を除いた部分におけるｎ型
ＺｎＳｅ基板３１の裏面に選択的に設けられている。ま
た、ｐ側電極２４は、このｎ側電極２５に対応する部分
におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２上に選択的に設
けられている。そして、このｐ側電極２４が設けられて
いない部分におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２上
に、ＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ膜２７とを交互に３周期
積層したＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜が反射率制御膜とし
て設けられている。この場合、ｎ型ＺｎＳｅ基板３１は
発光波長に対して透明であることから、光は、ｎ側電極
２５が設けられていない部分のｎ型ＺｎＳｅ基板３１を
通って外部に取り出される。その他のことは第１の実施
形態による半導体発光素子と同様であるので、説明を省
略する。
よる半導体発光素子においては、基板として（１００）
面方位のｎ型ＺｎＳｅ基板３１が用いられ、このｎ型Ｚ
ｎＳｅ基板３１上に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層１３、ｎ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層１５、ＺｎＣｄＳｅ活性層１６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光
導波層１７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１８、ｐ型
ＺｎＳＳｅ層１９、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層２０、ｐ
型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層２１およびｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層２２が順次積層されている。この場合、ｎ
側電極２５は、光取り出し部を除いた部分におけるｎ型
ＺｎＳｅ基板３１の裏面に選択的に設けられている。ま
た、ｐ側電極２４は、このｎ側電極２５に対応する部分
におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２上に選択的に設
けられている。そして、このｐ側電極２４が設けられて
いない部分におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層２２上
に、ＳｉＯ2 膜２６とＺｎＳｅ膜２７とを交互に３周期
積層したＳｉＯ2 ／ＺｎＳｅ多層膜が反射率制御膜とし
て設けられている。この場合、ｎ型ＺｎＳｅ基板３１は
発光波長に対して透明であることから、光は、ｎ側電極
２５が設けられていない部分のｎ型ＺｎＳｅ基板３１を
通って外部に取り出される。その他のことは第１の実施
形態による半導体発光素子と同様であるので、説明を省
略する。
【００６１】この第３の実施形態による半導体発光素子
の製造方法は、第１の実施形態による半導体発光素子と
同様であるので、説明を省略する。
の製造方法は、第１の実施形態による半導体発光素子と
同様であるので、説明を省略する。
【００６２】この第３の実施形態によれば、ＺｎＣｄＳ
ｅ／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ構造の面発光型
半導体発光素子において、第１の実施形態と同様な利点
を得ることができる。
ｅ／ＺｎＳＳｅ／ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ構造の面発光型
半導体発光素子において、第１の実施形態と同様な利点
を得ることができる。
【００６３】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。
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。
【００６４】例えば、上述の第１の実施形態および第２
の実施形態においては、ＺｎＣｄＳｅ活性層１６を用い
ているが、このＺｎＣｄＳｅ活性層１６の代わりに例え
ばＺｎＳｅＴｅ活性層を用いてもよい。
の実施形態においては、ＺｎＣｄＳｅ活性層１６を用い
ているが、このＺｎＣｄＳｅ活性層１６の代わりに例え
ばＺｎＳｅＴｅ活性層を用いてもよい。
【００６５】また、上述の第１の実施形態および第２の
実施形態においては、ｎ型ＧａＡｓ基板１１を用いてい
るが、このｎ型ＧａＡｓ基板１１の代わりに例えばｎ型
ＺｎＳｅ基板を用いてもよい。
実施形態においては、ｎ型ＧａＡｓ基板１１を用いてい
るが、このｎ型ＧａＡｓ基板１１の代わりに例えばｎ型
ＺｎＳｅ基板を用いてもよい。
【００６６】また、上述の第３の実施形態において、ｎ
側電極２５が設けられていない部分におけるｎ型ＺｎＳ
ｅ基板３１の裏面にも反射率制御膜を設けてもよい。
側電極２５が設けられていない部分におけるｎ型ＺｎＳ
ｅ基板３１の裏面にも反射率制御膜を設けてもよい。
【００６７】さらに、上述の第１の実施形態、第２の実
施形態および第３の実施形態においては、ｐ側電極２４
としてＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いているが、このｐ側
電極２４としては例えばＡｕ電極を用いてもよい。
施形態および第３の実施形態においては、ｐ側電極２４
としてＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いているが、このｐ側
電極２４としては例えばＡｕ電極を用いてもよい。
【００６８】さらにまた、上述の第１の実施形態、第２
の実施形態および第３の実施形態においては、ＳＣＨ構
造を有する半導体発光素子にこの発明を適用した場合に
ついて説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double Het
erostructure）を有する半導体発光素子に適用すること
も可能である。
の実施形態および第３の実施形態においては、ＳＣＨ構
造を有する半導体発光素子にこの発明を適用した場合に
ついて説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double Het
erostructure）を有する半導体発光素子に適用すること
も可能である。
【００６９】なお、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた
半導体発光素子における光出射面の反射率制御膜として
プラズマＣＶＤ法などにより成膜を行ったＳｉＮ膜を用
いても、この発明とほぼ同様な効果を得ることが可能で
ある。
半導体発光素子における光出射面の反射率制御膜として
プラズマＣＶＤ法などにより成膜を行ったＳｉＮ膜を用
いても、この発明とほぼ同様な効果を得ることが可能で
ある。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄ
Ｓ膜を含む反射率制御膜が光出射面に設けられているこ
とにより、反射率制御膜による光吸収が極めて少なく、
したがってこの光吸収による発熱も極めて少ないＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素子を実現する
ことができる。
ば、少なくとも一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄ
Ｓ膜を含む反射率制御膜が光出射面に設けられているこ
とにより、反射率制御膜による光吸収が極めて少なく、
したがってこの光吸収による発熱も極めて少ないＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素子を実現する
ことができる。
【図１】この発明において半導体発光素子の光出射面に
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
【図２】この発明において半導体発光素子の光出射面に
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
【図３】この発明において半導体発光素子の光出射面に
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
設けられる反射率制御膜を概念的に示す略線図である。
【図４】屈折率の小さい膜の材料としてＳｉＯ2 を用い
た多層膜の反射率を９０％とする場合における屈折率の
大きい膜の屈折率と積層周期数との関係を示す略線図で
ある。
た多層膜の反射率を９０％とする場合における屈折率の
大きい膜の屈折率と積層周期数との関係を示す略線図で
ある。
【図５】この発明の第１の実施形態による半導体発光素
子の共振器長方向に垂直な断面図である。
子の共振器長方向に垂直な断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による半導体発光素
子の共振器長方向に平行な断面図である。
子の共振器長方向に平行な断面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態による半導体発光素
子の共振器長方向に垂直な断面図である。
子の共振器長方向に垂直な断面図である。
【図８】この発明の第２の実施形態による半導体発光素
子の共振器長方向に平行な断面図である。
子の共振器長方向に平行な断面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態による半導体発光素
子を示す断面図である。
子を示す断面図である。
１１ ｎ型ＧａＡｓ基板
１２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１３ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層
１４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１５ ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
１６ ＺｎＣｄＳｅ活性層
１７ ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層
１８ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
１９ ｐ型ＺｎＳＳｅ層
２０ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
２１ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層
２２ ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
２３ 絶縁層
２４ ｐ側電極
２５ ｎ側電極
２６ ＳｉＯ2 膜
２７ ＺｎＳｅ膜
２８ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層
２９ ＺｎＳｅ活性層
３０ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層
３１ ｎ型ＺｎＳｅ基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−7225（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−75217（ＪＰ，Ａ)
Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒ
ｏｓｃｏｐｙ ，1995年，Ｖｏｌ．79
Ｎｏ．３，ｐ．462−464
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ，1994年，Ｖｏｌ．33，ｐ．Ｌ938−
940
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
H01L 33/00
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも発光部にＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子において、 少なくとも一層のＺｎＳｅ膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜
を含む反射率制御膜が光出射面に設けられていることを
特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 上記反射率制御膜は誘電体膜とＺｎＳｅ
膜、ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜との多層膜からなることを
特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 上記反射率制御膜は一層のＺｎＳｅ膜、
ＺｎＳ膜またはＣｄＳ膜からなることを特徴とする請求
項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 上記多層膜の積層周期は３周期以下であ
ることを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】 上記誘電体膜はＳｉＯ 2 膜、Ａｌ 2 Ｏ 3
膜、ＭｇＯ膜、ＮａＦ膜、ＣａＦ 2 膜またはＭｇＦ 2 膜
であることを特徴とする請求項２記載の半導体発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007895A JP3470476B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007895A JP3470476B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129983A JPH09129983A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3470476B2 true JP3470476B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18000920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31007895A Expired - Fee Related JP3470476B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470476B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4033644B2 (ja) * | 2000-07-18 | 2008-01-16 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系発光素子 |
| JP4097552B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2008-06-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP2009239241A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-10-15 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子 |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP31007895A patent/JP3470476B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９４年，Ｖｏｌ．３３，ｐ．Ｌ９３８−９４０ |
| Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ，１９９５年，Ｖｏｌ．７９ Ｎｏ．３，ｐ．４６２−４６４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09129983A (ja) | 1997-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4598845B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ装置 | |
| KR910003465B1 (ko) | 광 반도체장치 | |
| JPH05275798A (ja) | レーザダイオード | |
| JP3689621B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0945993A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2870486B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH08191171A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP3547344B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3470476B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2000049410A (ja) | 窒化物半導体レ―ザ装置 | |
| JP2002076513A (ja) | 温度無依存分布ブラッグ反射型ミラー及び面型光学素子 | |
| JPH05102613A (ja) | 多波長半導体レーザ装置 | |
| KR100302642B1 (ko) | 반도체레이저 | |
| US7668217B2 (en) | Semiconductor laser diode device | |
| JP2000164978A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH06334272A (ja) | 半導体レーザー | |
| JPH07254755A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2581429B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3891219B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JPH0897518A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH07283489A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH11145520A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP2683092B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2000133875A (ja) | 半導体レーザ素子および半導体レーザの製造方法 | |
| JPH07154035A (ja) | 半導体発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |