JP5186852B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
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Description
θ//≒θ⊥
を達成することができる。
先ず、n−GaAsから成る基板10の{100}結晶面、例えば(100)結晶面から成る主面上に、所要の幅を有し、[011]A方向に延びる概ねストライプ状の発光部形成領域11を形成する。尚、発光部形成領域11の幅方向は、[0−11]B方向に平行である。こうして、図32の(A)に示す構造を得ることができる。発光部形成領域11には、{111}B面から構成された斜面(側面)が形成される。図32の(B)に発光部形成領域11の平面形状を模式的に示すが、発光部形成領域11は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有する。ここで、図32の(B)において、発光部形成領域11を明確化するために、発光部形成領域11に斜線を付した。
次いで、通常のMOCVD法、即ち、有機金属や水素化合物を原料ガスとするMOCVD法に基づき、凸部面及び凹部面の上に、バッファ層12、n型第1化合物半導体層21、活性層23、p型第2化合物半導体層22をエピタキシャル成長させる。このとき、凸部面の化合物半導体層の斜面(側面)は{111}B面から構成され、上述したとおり、{111}B面は非成長面である。従って、バッファ層12、第1化合物半導体層21、活性層23、第2化合物半導体層22によって形成される積層構造(所謂、ダブルヘテロ型構造)は、凸部面の上の領域と、凹部面の上の領域とでは、係るダブルヘテロ型構造が分断された状態(Separated Double Heterostructure)で形成(積層)される。ここで、発光部形成領域11(凸部面)の幅と深さを適切に選択し、更には、バッファ層12、第1化合物半導体層21、活性層23、第2化合物半導体層22の厚さを適切に選択することで、発光部形成領域11(凸部面)の中央部上に、断面が三角形である発光部20の積層構造を得ることができる。一方、この時点では、発光部形成領域11の両端部においては、断面が台形である発光部20の積層構造を得ることができる。
その後、第2化合物半導体層22の形成に連続して、全面に、p型化合物半導体層から成る電流ブロック層位置調整層30をMOCVD法に基づき形成する。こうして、発光部形成領域11の中央部にあっては、図33に示す断面構造を得ることができ、一方、この時点では、発光部形成領域11の両端部にあっては、図34に示す断面構造を得ることができる。更に、例えば、p型化合物半導体層及びn型化合物半導体層の積層構造から成る電流ブロック層40を、順次、MOCVD法に基づき形成する。電流ブロック層40は、{111}B面上には成長しない。また、電流ブロック層40の端面が、少なくとも活性層23の側面を覆うように、電流ブロック層40を形成する。尚、このような構成、構造は、電流ブロック層位置調整層30の厚さを適切に選択することで達成することができる。
次いで、全面に、埋込層31及びコンタクト層(キャップ層)32を、順次、MOCVD法に基づき形成する。一方、この時点では、発光部形成領域11の両端部にあっては、堆積層40”の頂面({100}面)上には、{111}Bファセット面(側面)を形成しながら頂面の幅を狭めるように埋込層が形成され、頂面の幅が十分に広い場合には、更に、コンタクト層(キャップ層)32と同じ積層構造が形成される。尚、堆積層40”上の埋込層を埋込層31”で表す。その後、最表層として形成されたコンタクト層32上に第2電極52を真空蒸着法に基づき形成し、一方、基板10を裏面側から適切な厚みにラッピングした後、第1電極51を真空蒸着法に基づき形成する(図42及び図43参照)。
(A)第1導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、第2導電型を有する第2化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成された発光部、
(B)発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、
(C)電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層、
を備え、
活性層の平面形状は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、
電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有し、第3化合物半導体層に接した第4化合物半導体層から構成されている半導体発光素子であって、
第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層された積層構造体から構成されており、
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする。本発明の半導体発光素子は、所謂フレア・ストライプ構造を有する。
第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、
第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を、『本発明の第1の態様の半導体発光素子』と呼ぶ。尚、下から、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層の積層構造とすることもできるし、第3化合物半導体層/第4化合物半導体層の積層構造とすることもできるが、前者の積層構造を採用することがより好ましい。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−Aの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−Bの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−aの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−bの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−Cの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−Dの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−cの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第1−dの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
電流ブロック層は、第2導電型を有する第5化合物半導体層から更に構成されており、
第4化合物半導体層及び第5化合物半導体層によって第3化合物半導体層が挟まれた構造を有し、
第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第5化合物半導体層を第2導電型とするための第5化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る構成とすることができる。尚、下から、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層/第5化合物半導体層の積層構造とすることもできるし、第5化合物半導体層/第3化合物半導体層/第4化合物半導体層の積層構造とすることもできる。あるいは又、
電流ブロック層は、第1導電型を有する第6化合物半導体層から更に構成されており、
第3化合物半導体層及び第6化合物半導体層によって第4化合物半導体層が挟まれた構造を有し、
第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第6化合物半導体層を第1導電型とするための第6化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る構成とすることができる。尚、下から、第3化合物半導体層/第4化合物半導体層/第6化合物半導体層の積層構造とすることもできるし、第6化合物半導体層/第4化合物半導体層/第3化合物半導体層の積層構造とすることもできる。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第2−Aの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第2−Aの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、3×2×4×1の24通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第2−Bの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第2−Bの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、2×3×4×1×4×2×4×1の768通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第2−Cの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第2−Cの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、4×1×3×2の24通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第2−Dの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第2−Dの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、1×4×3×2×1×3×3×2の432通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第3−aの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第3−aの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、4×1×1×4の16通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第3−bの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第3−bの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、2×3×4×1×1×3×1×4の288通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第3−cの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第3−cの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第2化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、3×2×2×3の36通りである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第3−dの態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第3−dの態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第1埋込層における不純物,第2埋込層における不純物)の組合せは、1×4×3×2×2×4×2×3の1152通りである。
電流ブロック層は、少なくとも、第2導電型を有する第4化合物半導体層、及び、第1導電型を有する第3化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成されており、
第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第1化合物半導体層、電流ブロック層、及び、第2化合物半導体層を通る迂回経路を想定したとき、各化合物半導体層の界面から構成されたpn接合界面が迂回経路内に少なくとも3つ、存在する構成とすることができ、これによって、本発明の第2の目的を達成することができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第1B化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る構成とすることができる。尚、この場合、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る。
第6化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第6化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1化合物半導体層(又は、第1A化合物半導体層)を第1導電型とするための第1化合物半導体層(又は、第1A化合物半導体層)における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している形態とすることができる。そして、このような構造を採用することで、不純物の置換サイトが互いに競合しない第1B化合物半導体層と第4化合物半導体層とが接しなくなるので、不純物が拡散することを防止できる。ここで、この場合には、迂回経路は、第1化合物半導体層(第1A化合物半導体層及び第1B化合物半導体層)、第6化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層から構成されており、pn接合界面は、第6化合物半導体層/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第2化合物半導体層の側面の3つである。
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第2B化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る構成とすることができる。尚、この場合、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る。
第5化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第5化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2化合物半導体層(又は、第2A化合物半導体層)を第2導電型とするための第2化合物半導体層(又は、第2A化合物半導体層)における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接しており、第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接している形態とすることができる。そして、このような構造を採用することで、不純物の置換サイトが互いに競合しない第2B化合物半導体層と第4化合物半導体層とが接しなくなるので、不純物が拡散することを防止できる。ここで、この場合には、迂回経路は、第1化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、第5化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層(第2B化合物半導体層及び第2A化合物半導体層)から構成されており、pn接合界面は、第1化合物半導体層の側面/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第5化合物半導体層の3つである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−A−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−A−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、2×4×4×2×4×1の256通りである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−A−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−A−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、4×2×2×4×2×3の384通りである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−a−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−a−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、3×1×1×3×1×4の36通りである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−a−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−a−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、1×3×3×1×3×2の36通りである。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−B−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−B−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、2×3×4×4×2×4×1の768通りである。
第6化合物半導体層及び第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−B−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−B−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、4×1×2×2×4×2×3の384通りである。
第6化合物半導体層及び第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−b−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−b−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、3×2×1×1×3×1×4の72通りである。
第6化合物半導体層及び第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−b−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−b−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1A化合物半導体層における不純物,第1B化合物半導体層における不純物,第2化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、1×4×3×3×1×3×2の216通りである。
第6化合物半導体層及び第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−C−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−C−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、2×1×4×4×2×4×1の256通りである。
第5化合物半導体層及び第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−C−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−C−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、4×3×2×2×4×2×3の1152通りである。
第5化合物半導体層及び第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−c−1の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−c−1の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、3×4×1×1×3×1×4の144通りである。
第5化合物半導体層及び第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である構成とすることができる。便宜上、係る構成を『本発明の第5−c−2の態様に係る半導体発光素子』と呼ぶ。本発明の第5−c−2の態様に係る半導体発光素子にあっては、(第1化合物半導体層における不純物,第2B化合物半導体層における不純物,第2A化合物半導体層における不純物,第4化合物半導体層における不純物,第3化合物半導体層における不純物,第1埋込層,第2埋込層)の組合せは、1×2×3×3×1×3×2の54通りである。
第5化合物半導体層及び第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接している構成とすることができる。
(A)第1導電型(実施例1にあっては、n型)を有する第1化合物半導体層21、活性層23、及び、第2導電型(実施例1にあっては、p型)を有する第2化合物半導体層22A,22Bが順次積層された積層構造体から構成された発光部20、
(B)発光部20の側面に接して設けられた電流ブロック層40、並びに、
(C)電流ブロック層40及び発光部20上に形成された埋込層31、
を備えており、
活性層の平面形状は、図32の(B)に平面形状を模式的に示す発光部形成領域11の上方に積層されることにより、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有する。即ち、実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例9の半導体発光素子は、所謂フレア・ストライプ構造を有する。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、第3化合物半導体層43、第4化合物半導体層44、第1埋込層31A及び第2埋込層31Bは、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層22A,22Bにおける不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層43における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層44における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層31Aにおける不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層31Bにおける不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、第3化合物半導体層43、第4化合物半導体層44、第1埋込層31A及び第2埋込層31Bは、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第3化合物半導体層43を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層31Aを第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2埋込層31Bを第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である。
閉じ込め層 ・・・p−Al0.3Ga0.7As:Zn
閉じ込め層 ・・・i−Al0.3Ga0.7As
多重量子井戸構造・・・i−Al0.1Ga0.9As(井戸層)
i−Al0.3Ga0.7As(障壁層)及び
i−Al0.1Ga0.9As(井戸層)
閉じ込め層 ・・・i−Al0.3Ga0.7As
閉じ込め層 ・・・n−Al0.3Ga0.7As:Se
閉じ込め層 ・・・n−Al0.3Ga0.7As:Se
閉じ込め層 ・・・i−Al0.3Ga0.7As
多重量子井戸構造・・・i−Al0.1Ga0.9As(井戸層)
i−Al0.3Ga0.7As(障壁層)及び
i−Al0.1Ga0.9As(井戸層)
閉じ込め層 ・・・i−Al0.3Ga0.7As
閉じ込め層 ・・・p−Al0.3Ga0.7As:Zn
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層22A・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層23 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層21 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層31A ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層43 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層44 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層30・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第4化合物半導体層44は、電流ブロック層位置調整層30に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層44と電流ブロック層位置調整層30との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層43と第1埋込層31Aとの間には、p−Al0.47Ga0.53As:Znから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層22A・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層23 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層21 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層31A ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層44 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層43 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層30・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第1埋込層31Aは、第4化合物半導体層44に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層31Aと第4化合物半導体層44との間に境界は存在しない。
発光部20の側面から延びる{311}B結晶面領域(より具体的には、(31−1)B面及び(3−11)B面)、
基板10の主面に沿って延びる{100}結晶面領域、及び、
{311}B結晶面領域と{100}結晶面領域との間に位置する{h11}B結晶面領域(より具体的には、(h1−1)B面及び(h−11)B面であり、ここで、hは4以上の整数である)、
から構成されている。尚、{h11}B結晶面領域(但し、hは4以上の整数)を、便宜上、高次の結晶面領域と呼ぶ。
第3化合物半導体層43と同様に、発光部20の側面から延びる{311}B結晶面領域、
基板10の主面に沿って延びる{100}結晶面領域、及び、
{311}B結晶面領域と{100}結晶面領域との間に位置する高次の結晶面領域、
から構成されている。
先ず、n−GaAsから成る基板10の{100}結晶面、例えば(100)結晶面から成る主面上に、所要の幅を有し、[011]A方向に延びる概ねストライプ状のエッチングマスクをフォトリソグラフィ技術に基づき形成し、このエッチングマスクを用い、例えばH2SO4とH2O2とH2Oとが3:1:1の割合で混合されたエッチング液によって主面をウエット・エッチングすることで、[011]A方向に延びる発光部形成領域11を形成する。尚、発光部形成領域11の幅方向は、[0−11]B方向に平行である。その後、エッチングマスクを除去する。こうして、図32の(A)に示す構造を得ることができる。尚、発光部形成領域11には、{111}B面から構成された斜面(側面)が形成される。図32の(B)に発光部形成領域11の平面形状を模式的に示すが、発光部形成領域11は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有する。ここで、図32の(B)において、発光部形成領域11を明確化するために、発光部形成領域11に斜線を付した。
次いで、通常のMOCVD法、即ち、有機金属や水素化合物を原料ガスとするMOCVD法に基づき、凸部面及び凹部面の上に、バッファ層12、第1化合物半導体層21、活性層23、第2化合物半導体層22A,22Bをエピタキシャル成長させる。このとき、凸部面の化合物半導体層の斜面(側面)は{111}B面から構成され、上述したとおり、{111}B面は非成長面である。従って、バッファ層12、第1化合物半導体層21、活性層23、第2化合物半導体層22A,22Bは、凸部面の上の領域と、凹部面の上の領域とでは、分断された状態で形成(積層)される。
具体的には、第2化合物半導体層22Bの形成に連続して、全面に、電流ブロック層位置調整層30をMOCVD法に基づき形成する。こうして、発光部形成領域11の中央部にあっては、図33に示す断面構造を得ることができ、発光部形成領域11の両端部にあっては、図34に示す断面構造を得ることができる。そして、更に、例えば、第4化合物半導体層44及び第3化合物半導体層43の積層構造から成る電流ブロック層40を、順次、MOCVD法に基づき形成する。こうして、発光部形成領域11の中央部にあっては、図35に示す断面構造を得ることができ、発光部形成領域11の両端部にあっては、図36に示す断面構造を得ることができる。電流ブロック層40は、{111}B面上には成長しない。また、電流ブロック層40の端面が、少なくとも活性層23の側面を覆うように、電流ブロック層40を形成する。尚、このような構成、構造は、電流ブロック層位置調整層30の厚さを適切に選択することで達成することができる。尚、第3化合物半導体層43及び第4化合物半導体層44の構成、構造は、上述したとおりである。
次いで、全面に、第1埋込層31A、第2埋込層31B、並びに、コンタクト層(キャップ層)32を、順次、MOCVD法に基づき形成する。即ち、MOCVDを継続すると、やがて凹部面から結晶成長する化合物半導体から成る第1埋込層31Aが、自己成長停止している発光部20の側面と、両端部においては更に発光部20の上に積層された堆積層40”の側面の内の少なくとも1層の側面を完全に埋め尽くすようになる。この状態で、第1埋込層31Aの成長を停止させ、次いで、第2埋込層31Bを成長させて、全面を第2埋込層31Bで完全に埋め尽くす。こうして、発光部形成領域11の中央部にあっては、図37に示す断面構造を得ることができ、発光部形成領域11の両端部にあっては、図38に示す断面構造を得ることができる。その後、コンタクト層32上に第2電極52を真空蒸着法に基づき形成し、一方、基板10を裏面側から適切な厚みにラッピングした後、第1電極51を真空蒸着法に基づき形成する。こうして、発光部形成領域11の中央部にあっては、図29に示す断面構造を得ることができ、発光部形成領域11の両端部にあっては、図30に示す断面構造を得ることができる。
その後、各半導体発光素子を分離することによって、半導体発光素子を得ることができる。尚、後述する実施例2〜実施例9の半導体発光素子も、基本的には、以上に説明した方法と同様の方法に基づき作製することができる。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第4化合物半導体層は、電流ブロック層位置調整層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層と電流ブロック層位置調整層との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層と第1埋込層との間には、p−Al0.47Ga0.53As:Znから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第1埋込層は、第4化合物半導体層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層と第4化合物半導体層との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第3化合物半導体層43及び第4化合物半導体層44)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層22A,22Bにおける不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層43における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層44における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第3化合物半導体層43及び第4化合物半導体層44)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第3化合物半導体層43を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層22A・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層23 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層21 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層31A ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層43 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層44 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層30・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層32 ・・・n−GaAs:Se(又はSi)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第4化合物半導体層44は、電流ブロック層位置調整層30に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層44と電流ブロック層位置調整層30との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層43と第1埋込層31Aとの間には、n−Al0.47Ga0.53As:Seから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層22A・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層23 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層21 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層31A ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層44 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層43 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層30・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層32 ・・・n−GaAs:Se(又はSi)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第1埋込層31Aは、第4化合物半導体層44に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層31Aと第4化合物半導体層44との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・n−GaAs:Se(又はSi)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第4化合物半導体層は、電流ブロック層位置調整層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層と電流ブロック層位置調整層との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層と第1埋込層との間には、n−Al0.47Ga0.53As:Seから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層との界面を構成する第1埋込層の部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・n−GaAs:Se(又はSi)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第1埋込層は、第4化合物半導体層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層と第4化合物半導体層との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第4化合物半導体層44及び第3化合物半導体層43)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層22A,22Bにおける不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層43における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層44における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである。尚、実施例5の半導体発光素子の模式的な一部断面図は、図29及び図30に示したと同様である。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第4化合物半導体層44及び第3化合物半導体層43)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層22A,22Bを第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第4化合物半導体層44を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層22A・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層23 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層21 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層31A ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層43 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層44 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層30・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第4化合物半導体層44は、電流ブロック層位置調整層30に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層44と電流ブロック層位置調整層30との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層43と第1埋込層31Aとの間には、p−Al0.47Ga0.53As:Cから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層22A・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層23 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層21 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層31A ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層44 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層43 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層30・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第1埋込層31Aは、第4化合物半導体層44に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層31Aと第4化合物半導体層44との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:C(又はZn)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第4化合物半導体層は、電流ブロック層位置調整層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層と電流ブロック層位置調整層との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層と第1埋込層との間には、p−Al0.47Ga0.53As:Cから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:C(又はZn)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第1埋込層は、第4化合物半導体層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層と第4化合物半導体層との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第3化合物半導体層43及び第4化合物半導体層44)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層21における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層22A,22Bにおける不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層43における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層44における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。尚、実施例7の半導体発光素子の模式的な一部断面図は、図39及び図40に示したと同様である。
第1化合物半導体層21、第2化合物半導体層22A,22B、電流ブロック層40(第3化合物半導体層43及び第4化合物半導体層44)、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層22A,22Bを第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第4化合物半導体層44を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層22A・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層23 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層21 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層31A ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層43 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層44 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層30・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
(全体)
コンタクト層32 ・・・n−GaAs:Si(又はSe)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第4化合物半導体層44は、電流ブロック層位置調整層30に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層44と電流ブロック層位置調整層30との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層43と第1埋込層31Aとの間には、n−Al0.47Ga0.53As:Siから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層43との界面を構成する第1埋込層31Aの部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層22A・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層23 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層21 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層31A ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層44 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層43 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層30・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
(全体)
コンタクト層32 ・・・n−GaAs:Si(又はSe)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第1埋込層31Aは、第4化合物半導体層44に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層31Aと第4化合物半導体層44との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
(全体)
コンタクト層 ・・・n−GaAs:Si(又はSe)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第4化合物半導体層は、電流ブロック層位置調整層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第4化合物半導体層と電流ブロック層位置調整層との間に境界は存在しない。
(注3)第3化合物半導体層と第1埋込層との間には、n−Al0.47Ga0.53As:Siから成る第5化合物半導体層(第3化合物半導体層との界面を構成する第1埋込層の部分が該当する)が形成されていると見做すこともできる。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
(全体)
コンタクト層 ・・・n−GaAs:Si(又はSe)
(注1)第2A化合物半導体層に引き続き、電流ブロック層位置調整層が形成される。
(注2)第1埋込層は、第4化合物半導体層に引き続き、連続的に形成され、実質的には、第1埋込層と第4化合物半導体層との間に境界は存在しない。
(A)第1導電型(実施例9にあっては、n型)を有する第1化合物半導体層21、活性層23、及び、第2導電型(実施例9にあっては、p型)を有する第2化合物半導体層22が順次積層された積層構造体から構成された発光部20、並びに、
(B)発光部20の側面に接して設けられた電流ブロック層40、
を備えている。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層22B・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層22A・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層23 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層21 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層31B ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層31A ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層43 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層44 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層30・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
(注1)第2化合物半導体層22Bに引き続き、電流ブロック層位置調整層30が形成される。
(注2)第4化合物半導体層44は、電流ブロック層位置調整層30に引き続き、連続的に形成され、実質的には、電流ブロック層位置調整層30と第4化合物半導体層44との間に境界は存在しない。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第2化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
活性層 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第2化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
活性層 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層32 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第1B化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る。尚、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る。具体的には、第1A化合物半導体層における不純物の置換サイト、第2化合物半導体層における不純物の置換サイト、第4化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第2化合物半導体層 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第2化合物半導体層 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第4化合物半導体層の下に、第1導電型を有する第6化合物半導体層が設けられており、
第6化合物半導体層及び第1A化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第6化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物(具体的には、図14の(A)及び(B)にあっては第IV族不純物,Siであり、図16の(A)及び(B)にあっては第II族不純物,Znである)から成り、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している。尚、迂回経路は、第1化合物半導体層(第1A化合物半導体層及び第1B化合物半導体層)、第6化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層から構成されており、pn接合界面は、第6化合物半導体層/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第2化合物半導体層の側面の3つである。
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第2化合物半導体層 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
活性層 ・・・[活性層−A]
第1B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第1A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1A化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第2化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である。
(発光部の構成)
第2化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第2化合物半導体層 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第1A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第4化合物半導体層の下に、第1導電型を有する第6化合物半導体層が設けられており、
第6化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第6化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物(具体的には、図18の(A)及び(B)にあっては第VI族不純物,Seであり、図20の(A)及び(B)にあっては炭素(C)である)から成り、
第6化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面(少なくとも第1A化合物半導体層の側面の一部、及び、第1B化合物半導体層の側面の全て)と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接している。尚、迂回経路は、第1化合物半導体層(第1A化合物半導体層及び第1B化合物半導体層)、第6化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層から構成されており、pn接合界面は、第6化合物半導体層/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第2化合物半導体層の側面の3つである。
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第2B化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る。尚、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る。具体的には、第1化合物半導体層における不純物の置換サイト、第2A化合物半導体層における不純物の置換サイト、第4化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)である。
(発光部の構成)
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
活性層 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には、Si)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物である。
(発光部の構成)
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
活性層 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第3化合物半導体層の上に、第2導電型を有する第5化合物半導体層が設けられており、
第5化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第5化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物(具体的には、図23の(A)及び(B)にあっては第II族不純物,Znであり、図24の(A)及び(B)にあっては第IV族不純物,Siである)から成り、
第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接しており、第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接している。尚、迂回経路は、第1化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、第5化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層(第2A化合物半導体層及び第2B化合物半導体層)から構成されており、pn接合界面は、第1化合物半導体層の側面/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第5化合物半導体層の3つである。
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物(具体的には、Zn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、第II族不純物である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
第2B化合物半導体層・・・p−Al0.4Ga0.6As:Zn
活性層 ・・・[活性層−A]
第1化合物半導体層 ・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
第1埋込層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第3化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第4化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
電流ブロック層位置調整層・・・p−Al0.47Ga0.53As:Zn
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第1化合物半導体層及び第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2A化合物半導体層及び第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物(具体的には、Se)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物(具体的には,Si)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第VI族不純物であり、第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、第IV族不純物である。
(発光部の構成)
第2A化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Se
第2B化合物半導体層・・・n−Al0.4Ga0.6As:Si
活性層 ・・・[活性層−B]
第1化合物半導体層 ・・・p−Al0.4Ga0.6As:C
(電流ブロック層)
第2埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Si
第1埋込層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
第3化合物半導体層 ・・・p−Al0.47Ga0.53As:C
第4化合物半導体層 ・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
電流ブロック層位置調整層・・・n−Al0.47Ga0.53As:Se
(全体)
コンタクト層 ・・・p−GaAs:Zn(又はC)
第3化合物半導体層の上に、第2導電型を有する第5化合物半導体層が設けられており、
第5化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第5化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物(具体的には、図26の(A)及び(B)にあっては炭素(C)であり、図28の(A)及び(B)にあっては第VI族不純物,Seである)から成り、
第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接しており、第5化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面(少なくとも第2A化合物半導体層の側面の一部、及び、第2B化合物半導体層の側面の全て)と接している。尚、迂回経路は、第1化合物半導体層、第4化合物半導体層、第3化合物半導体層、第5化合物半導体層、及び、第2化合物半導体層(第2A化合物半導体層及び第2B化合物半導体層)から構成されており、pn接合界面は、第1化合物半導体層の側面/第4化合物半導体層、第4化合物半導体層/第3化合物半導体層、及び、第3化合物半導体層/第5化合物半導体層の3つである。
n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
p型第7化合物半導体層(不純物:C)
p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
といった構成とすることができる。あるいは又、図14の(A)及び(B)あるいは図15の(A)及び(B)に示した構造において、第4化合物半導体層における不純物をケイ素(Si)とし、第4化合物半導体層内に挿入する第2導電型の不純物拡散バリア層(第7化合物半導体層)における不純物をセレン(Se)とする構成を採用することができる。即ち、
p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
n型第7化合物半導体層(不純物:Se)
n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
といった構成とすることができる。このような構成とすれば、例えば、第1B化合物半導体層から不純物である第VI族不純物(Se)や炭素(C)が電流ブロック層中(Znドープ層中あるいはSiドープ層中)を拡散した場合、係る不純物は、係る不純物の置換サイトが競合する不純物(炭素やセレン)を含んだ第7化合物半導体層中で拡散できず、高い信頼性を有する電流ブロック層を形成することができる。
n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
n型第8化合物半導体層(不純物:Se)
n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
といった構成とすることができる。あるいは又、図23の(A)及び(B)あるいは図24の(A)及び(B)に示した構造において、第3化合物半導体層における不純物を亜鉛(Zn)とし、第3化合物半導体層内に挿入する第1導電型の不純物拡散バリア層(第8化合物半導体層)における不純物を炭素(C)とする構成を採用することができる。即ち、
p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
p型第8化合物半導体層(不純物:C)
p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
といった構成とすることができる。このような構成とすることでも、例えば、第2B化合物半導体層から不純物である炭素(C)やセレン(Se)が電流ブロック層中(Siドープ層中やZnドープ層中)を拡散した場合、係る不純物は、係る不純物の置換サイトが競合する不純物(第VI族不純物,Seや炭素)を含んだ第8化合物半導体層中で拡散できず、高い信頼性を有する電流ブロック層を形成することができる。
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
(2)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(4)p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
(5)n型第6化合物半導体層(不純物:Si)
といった5層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
(2)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(4)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(6)p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
(7)n型第6化合物半導体層(不純物:Si)
といった7層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
(2)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(4)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(6)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(7)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(8)p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
(9)n型第6化合物半導体層(不純物:Si)
といった9層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Si)
(2)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(4)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(6)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(7)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(8)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(9)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(10)p型第4化合物半導体層(不純物:Zn)
(11)n型第6化合物半導体層(不純物:Si)
といった11層積層構造から構成してもよい。同様に、図18の(A)及び(B)に示した構造において、n型第3化合物半導体層/p型第4化合物半導体層/n型第6化合物半導体層の積層構造の電流ブロック層を用いる替わりに、電流ブロック層全体の厚さを変えずに、電流ブロック層を、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Se)
(2)p型化合物半導体層(不純物:C)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(4)p型第4化合物半導体層(不純物:C)
(5)n型第6化合物半導体層(不純物:Se)
といった5層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Se)
(2)p型化合物半導体層(不純物:C)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(4)p型化合物半導体層(不純物:C)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(6)p型第4化合物半導体層(不純物:C)
(7)n型第6化合物半導体層(不純物:Se)
といった7層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Se)
(2)p型化合物半導体層(不純物:C)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(4)p型化合物半導体層(不純物:C)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(6)p型化合物半導体層(不純物:C)
(7)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(8)p型第4化合物半導体層(不純物:C)
(9)n型第6化合物半導体層(不純物:Se)
といった9層積層構造から構成してもよいし、
(1)n型第3化合物半導体層(不純物:Se)
(2)p型化合物半導体層(不純物:C)
(3)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(4)p型化合物半導体層(不純物:C)
(5)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(6)p型化合物半導体層(不純物:C)
(7)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(8)p型化合物半導体層(不純物:C)
(9)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(10)p型第4化合物半導体層(不純物:C)
(11)n型第6化合物半導体層(不純物:Se)
といった11層積層構造から構成してもよい。また、図16の(A)及び(B)に示した構造において、p型第3化合物半導体層/n型第4化合物半導体層/p型第6化合物半導体層の積層構造の電流ブロック層を用いる替わりに、電流ブロック層全体の厚さを変えずに、電流ブロック層を、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(3)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(4)n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
(5)p型第6化合物半導体層(不純物:Zn)
といった5層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(3)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(5)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(6)n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
(7)p型第6化合物半導体層(不純物:Zn)
といった7層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(3)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(5)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(6)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(7)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(8)n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
(9)p型第6化合物半導体層(不純物:Zn)
といった9層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:Zn)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(3)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(5)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(6)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(7)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(8)n型化合物半導体層(不純物:Si)
(9)p型化合物半導体層(不純物:Zn)
(10)n型第4化合物半導体層(不純物:Si)
(11)p型第6化合物半導体層(不純物:Zn)
といった11層積層構造から構成してもよい。同様に、図20の(A)及び(B)に示した構造において、p型第3化合物半導体層/n型第4化合物半導体層/p型第6化合物半導体層の積層構造の電流ブロック層を用いる替わりに、電流ブロック層全体の厚さを変えずに、電流ブロック層を、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:C)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(3)p型化合物半導体層(不純物:C)
(4)n型第4化合物半導体層(不純物:Se)
(5)p型第6化合物半導体層(不純物:C)
といった5層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:C)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(3)p型化合物半導体層(不純物:C)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(5)p型化合物半導体層(不純物:C)
(6)n型第4化合物半導体層(不純物:Se)
(7)p型第6化合物半導体層(不純物:C)
といった7層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:C)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(3)p型化合物半導体層(不純物:C)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(5)p型化合物半導体層(不純物:C)
(6)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(7)p型化合物半導体層(不純物:C)
(8)n型第4化合物半導体層(不純物:Se)
(9)p型第6化合物半導体層(不純物:C)
といった9層積層構造から構成してもよいし、
(1)p型第3化合物半導体層(不純物:C)
(2)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(3)p型化合物半導体層(不純物:C)
(4)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(5)p型化合物半導体層(不純物:C)
(6)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(7)p型化合物半導体層(不純物:C)
(8)n型化合物半導体層(不純物:Se)
(9)p型化合物半導体層(不純物:C)
(10)n型第4化合物半導体層(不純物:Se)
(11)p型第6化合物半導体層(不純物:C)
といった11層積層構造から構成してもよい。
電流ブロック層40は、第2導電型を有する第5化合物半導体層から更に構成されており、
第4化合物半導体層44及び第5化合物半導体層によって第3化合物半導体層43が挟まれた構造を有し、
第3化合物半導体層43を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層43における不純物の置換サイトが、第5化合物半導体層を第2導電型とするための第5化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る構成とすることができる。
電流ブロック層40は、第1導電型を有する第6化合物半導体層から更に構成されており、
第3化合物半導体層43及び第6化合物半導体層によって第4化合物半導体層44が挟まれた構造を有し、
第4化合物半導体層44を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層44における不純物の置換サイトが、第6化合物半導体層を第1導電型とするための第6化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成る構成とすることができる。
Claims (20)
- (A)第1導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、第2導電型を有する第2化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成され、{011}面から構成された端面から光が出射される発光部、
(B)発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、
(C)電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層、
を備え、
活性層の平面形状は、中央部の幅が、{011}方向に延びる活性層の両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、
電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有し、第3化合物半導体層に接した第4化合物半導体層から構成されている半導体発光素子であって、
発光部の両端部における頂面上には、電流ブロック層と同じ組成を有する積層構造から構成された堆積層が形成されており、
第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層された積層構造体から構成されており、
第2埋込層は堆積層を被覆しており、
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、
第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、堆積層における第1導電型を有する化合物半導体層中に拡散し、第2導電型を有する化合物半導体層へと変化させることを特徴とする半導体発光素子。 - 電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第1埋込層を第2導電型とするための不純物は、第1埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、
第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 電流ブロック層は、少なくとも、第2導電型を有する第4化合物半導体層、及び、第1導電型を有する第3化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成されており、
第4化合物半導体層は第1化合物半導体層の側面と接しており、第3化合物半導体層は第2化合物半導体層の側面と接しており、
第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第1化合物半導体層、電流ブロック層、及び、第2化合物半導体層を通る迂回経路を想定したとき、各化合物半導体層の界面から構成されたpn接合界面が迂回経路内に少なくとも3つ、存在することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
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