JPH06112593A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH06112593A JPH06112593A JP25963492A JP25963492A JPH06112593A JP H06112593 A JPH06112593 A JP H06112593A JP 25963492 A JP25963492 A JP 25963492A JP 25963492 A JP25963492 A JP 25963492A JP H06112593 A JPH06112593 A JP H06112593A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＺｎＳｅを含む半導体発光装置において、電
極からｐ側のＺｎＳｅ層への正孔の注入を円滑に行わし
め、温度特性が格段にすぐれた、素子電圧も低い半導体
発光装置を提供することにある。 【構成】 本発明の骨子はII族元素としてＺｎまたはＣ
ｄを含み、VI族元素としてＳまたはＳｅを含む半導体層
を少なくとも発光領域とする半導体発光装置においてｐ
型電極と該半導体層のｐ側との間に２％以上の歪を有す
る半導体層からなるコンタクト層を設けたるようにした
ものであり、さらにｐ型電極に隣接したｐ型コンタクト
層とｐ型II−VI族層との間にII−VI族からなる歪コンタ
クト層を設けるようにしたものである。
極からｐ側のＺｎＳｅ層への正孔の注入を円滑に行わし
め、温度特性が格段にすぐれた、素子電圧も低い半導体
発光装置を提供することにある。 【構成】 本発明の骨子はII族元素としてＺｎまたはＣ
ｄを含み、VI族元素としてＳまたはＳｅを含む半導体層
を少なくとも発光領域とする半導体発光装置においてｐ
型電極と該半導体層のｐ側との間に２％以上の歪を有す
る半導体層からなるコンタクト層を設けたるようにした
ものであり、さらにｐ型電極に隣接したｐ型コンタクト
層とｐ型II−VI族層との間にII−VI族からなる歪コンタ
クト層を設けるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクシステムや高速レーザ
プリンタなどの光情報処理光源への応用を目的として半
導体レーザの開発が盛んに進められている。レーザの発
振波長を短くすることは光ディスクの記録密度を向上さ
せることにつながるために盛んに研究開発が進められて
いる。ＧａＡｓ基板上に、形成されたＩｎＧａＡｌＰ系
の半導体レーザは、０．６μｍ帯の発振波長を有し、す
でに実用レベルの２０ｍＷクラスのレーザが実用に供さ
れているが、ＧａＡｌＡｓ系半導体レーザと比較して、
記録密度は１．４倍程度に向上するだけであり必ずしも
十分ではない。これに対してＺｎＳｅを中心としたII-V
I 族化合物半導体は、０．５μｍ付近での青色発振が可
能であり、記録密度はＧａＡｌＡｓ系半導体レーザと比
較して、３倍向上する。このため特にＺｎＳｅ系半導体
レーザの開発が、精力的に行われるようになっている。
プリンタなどの光情報処理光源への応用を目的として半
導体レーザの開発が盛んに進められている。レーザの発
振波長を短くすることは光ディスクの記録密度を向上さ
せることにつながるために盛んに研究開発が進められて
いる。ＧａＡｓ基板上に、形成されたＩｎＧａＡｌＰ系
の半導体レーザは、０．６μｍ帯の発振波長を有し、す
でに実用レベルの２０ｍＷクラスのレーザが実用に供さ
れているが、ＧａＡｌＡｓ系半導体レーザと比較して、
記録密度は１．４倍程度に向上するだけであり必ずしも
十分ではない。これに対してＺｎＳｅを中心としたII-V
I 族化合物半導体は、０．５μｍ付近での青色発振が可
能であり、記録密度はＧａＡｌＡｓ系半導体レーザと比
較して、３倍向上する。このため特にＺｎＳｅ系半導体
レーザの開発が、精力的に行われるようになっている。
【０００３】一般にｐ型のＺｎＳｅは金属電極との良好
なオーム性接触が得られにくいという問題がある。これ
を解決する手段として、ＺｎＳｅと金属電極との間にＧ
ａＡｓなどのコンタクト層を設ける方法がある。しかし
ながらこのような半導体発光装置では、ＺｎＳｅが２．
７ｅＶ、ＧａＡｓが１．４ｅＶと非常に大きなバンドギ
ャップ差があり、この大きなバンドギャップ差に基づく
ヘテロバリヤが正孔に対して障壁となるためにＺｎＳｅ
とＧａＡｓとのヘテロ接合間での電圧降下が著しく大き
くなることが明らかになっている。
なオーム性接触が得られにくいという問題がある。これ
を解決する手段として、ＺｎＳｅと金属電極との間にＧ
ａＡｓなどのコンタクト層を設ける方法がある。しかし
ながらこのような半導体発光装置では、ＺｎＳｅが２．
７ｅＶ、ＧａＡｓが１．４ｅＶと非常に大きなバンドギ
ャップ差があり、この大きなバンドギャップ差に基づく
ヘテロバリヤが正孔に対して障壁となるためにＺｎＳｅ
とＧａＡｓとのヘテロ接合間での電圧降下が著しく大き
くなることが明らかになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のＺｎ
Ｓｅを含む半導体発光装置においてはＧａＡｓ層をコン
タクト層とした場合には大きなバンドギャップ差に基づ
くヘテロバリヤーの存在により、素子電圧が著しく上昇
するという問題点があった。
Ｓｅを含む半導体発光装置においてはＧａＡｓ層をコン
タクト層とした場合には大きなバンドギャップ差に基づ
くヘテロバリヤーの存在により、素子電圧が著しく上昇
するという問題点があった。
【０００５】本発明は上記問題点を除去し、電極からｐ
側のＺｎＳｅ層への正孔の注入を円滑に行わしめ、素子
電圧が低く温度特性が格段にすぐれた半導体発光装置を
提供することを目的とする。
側のＺｎＳｅ層への正孔の注入を円滑に行わしめ、素子
電圧が低く温度特性が格段にすぐれた半導体発光装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明による半導体発光装置は、基板上に形成
され表面がII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体層
から成る発光領域と、前記第１の半導体層表面に形成さ
れ格子定数が前記基板の格子定数と２％以上異なり、膜
厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層と、前記第２の
半導体層上に形成された電極とを有することを特徴とす
るものである。
に、第１の発明による半導体発光装置は、基板上に形成
され表面がII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体層
から成る発光領域と、前記第１の半導体層表面に形成さ
れ格子定数が前記基板の格子定数と２％以上異なり、膜
厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層と、前記第２の
半導体層上に形成された電極とを有することを特徴とす
るものである。
【０００７】また第２の発明による半導体発光装置は、
基板上に形成され表面がII族元素及びVI族元素を含む第
１の半導体層から成る発光領域と、前記第１の半導体層
表面に形成され格子定数が前記基板の格子定数と２％以
上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層
と、前記第２の半導体層上に形成されたIII-V 族半導体
層と、前記III-V 族半導体層上に形成された電極とを有
することを特徴とするものである。また、好ましくは上
記II族元素はＺｎ或はＣｄ、上記VI族元素はＳ或はＳｅ
であれば良い。
基板上に形成され表面がII族元素及びVI族元素を含む第
１の半導体層から成る発光領域と、前記第１の半導体層
表面に形成され格子定数が前記基板の格子定数と２％以
上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層
と、前記第２の半導体層上に形成されたIII-V 族半導体
層と、前記III-V 族半導体層上に形成された電極とを有
することを特徴とするものである。また、好ましくは上
記II族元素はＺｎ或はＣｄ、上記VI族元素はＳ或はＳｅ
であれば良い。
【０００８】ここで、上記発光領域とは少なくともキャ
リアの再結合によって発光する発光層を有するもので、
その他にキャリア或は光の閉じ込めを行うクラッド層、
発光した光を導く光ガイド層、或は成長層界面を保護す
る成長保護層を含むものである。
リアの再結合によって発光する発光層を有するもので、
その他にキャリア或は光の閉じ込めを行うクラッド層、
発光した光を導く光ガイド層、或は成長層界面を保護す
る成長保護層を含むものである。
【０００９】更に臨界膜厚とは、前記第２の半導体を成
長させる際転移を発生させることなく歪を有する状態で
連続して格子を接合することができる最大の膜厚のこと
である。
長させる際転移を発生させることなく歪を有する状態で
連続して格子を接合することができる最大の膜厚のこと
である。
【００１０】
【作用】本発明によれば、II族元素及びVI族元素を含む
第１の半導体層表面の第２の半導体層は、基板と格子定
数比で２％以上の歪量としたとき重い正孔と軽い正孔が
歪により分離した状態になり、II族元素及びVI族元素を
含む第１の半導体層との正孔のカップリングが非常に良
くなり、ヘテロバリヤーの存在による正孔の注入の妨害
は生じず、電極から注入された正孔はスムーズに発光領
域に注入される。従って、動作電圧を十分低くすること
ができ発光領域にキャリアを効果的に注入することがで
きる。
第１の半導体層表面の第２の半導体層は、基板と格子定
数比で２％以上の歪量としたとき重い正孔と軽い正孔が
歪により分離した状態になり、II族元素及びVI族元素を
含む第１の半導体層との正孔のカップリングが非常に良
くなり、ヘテロバリヤーの存在による正孔の注入の妨害
は生じず、電極から注入された正孔はスムーズに発光領
域に注入される。従って、動作電圧を十分低くすること
ができ発光領域にキャリアを効果的に注入することがで
きる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る半導体レ
ーザ装置の概略断面図である。
説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る半導体レ
ーザ装置の概略断面図である。
【００１２】ｎ−ＧａＡｓ基板１１上にｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルへテロ構造を形成している。発光領域２５の表
面を形成するII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体
層であるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導
体層であるｐ−Ｚｎ0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅ半導体層２０が形
成され更にｐ−Ｚｎ0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅ半導体層２０表面
にIII-V 族半導体層であるｐ−ＧａＡｓ半導体層２１が
形成されている。
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルへテロ構造を形成している。発光領域２５の表
面を形成するII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体
層であるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導
体層であるｐ−Ｚｎ0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅ半導体層２０が形
成され更にｐ−Ｚｎ0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅ半導体層２０表面
にIII-V 族半導体層であるｐ−ＧａＡｓ半導体層２１が
形成されている。
【００１３】そしてｐ−ＧａＡｓ半導体層２１の上面に
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。以下図２を用いて格子定数が基板１１と２％以
上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層の
バンドギャップと素子電圧の関係について説明する。
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。以下図２を用いて格子定数が基板１１と２％以
上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２の半導体層の
バンドギャップと素子電圧の関係について説明する。
【００１４】応力の無い状態（ｂ）から、結晶に歪を導
入すると価電子帯側のバンド構造に変化が起き、圧縮型
（ａ）の場合でも、引っ張り型（ｃ）の場合でも重い正
孔帯Ｅhhと軽い正孔帯Ｅihが歪により分離した状態にな
る。このような歪層を発光領域の表面を形成するｐ−Ｚ
ｎＳｅ成長保護層１９と接触して形成するとｐ−ＺｎＳ
ｅからの正孔の注入が非常に良くなる。これは圧縮型
（ａ）の場合は分離した軽い正孔帯Ｅihと、ＺｎＳｅの
価電子帯位置が近くなり、レベルの共鳴効果およびトン
ネル効果が増大するためである。引っ張り型（ｃ）の場
合は軽い正孔帯Ｅihが禁制帯側に飛び出しモビリティー
が増大し正孔が流れ易くなるためである。
入すると価電子帯側のバンド構造に変化が起き、圧縮型
（ａ）の場合でも、引っ張り型（ｃ）の場合でも重い正
孔帯Ｅhhと軽い正孔帯Ｅihが歪により分離した状態にな
る。このような歪層を発光領域の表面を形成するｐ−Ｚ
ｎＳｅ成長保護層１９と接触して形成するとｐ−ＺｎＳ
ｅからの正孔の注入が非常に良くなる。これは圧縮型
（ａ）の場合は分離した軽い正孔帯Ｅihと、ＺｎＳｅの
価電子帯位置が近くなり、レベルの共鳴効果およびトン
ネル効果が増大するためである。引っ張り型（ｃ）の場
合は軽い正孔帯Ｅihが禁制帯側に飛び出しモビリティー
が増大し正孔が流れ易くなるためである。
【００１５】本実施例では第１の半導体層としてＺｎ
0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅを示したがこの格子定数は基板の格子
定数よりも大きく圧縮型のバンド構造になり、この組成
では３％以上になる。しかしながら層厚を５０オングス
トローム（以下Ａと記す）と薄く、臨界膜厚である１５
０Ａ以下にしているため圧縮歪を有する状態で隣接層で
あるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９とつながっており、転
位等の発生はない。本発明者らの研究の結果、歪量とし
ては格子定数比で２％以上としたときこの様な歪効果と
して有効性が得られることを見いだした。
0.7 Ｃｄ0.3 Ｓｅを示したがこの格子定数は基板の格子
定数よりも大きく圧縮型のバンド構造になり、この組成
では３％以上になる。しかしながら層厚を５０オングス
トローム（以下Ａと記す）と薄く、臨界膜厚である１５
０Ａ以下にしているため圧縮歪を有する状態で隣接層で
あるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９とつながっており、転
位等の発生はない。本発明者らの研究の結果、歪量とし
ては格子定数比で２％以上としたときこの様な歪効果と
して有効性が得られることを見いだした。
【００１６】また、本実施例のように第２の半導体層を
II-VI 族で構成すると第２の半導体層作製の上でもモホ
ロジーが良く成長温度も発光領域に合わせられるなど結
晶成長の上でも種々のメリットがあった。
II-VI 族で構成すると第２の半導体層作製の上でもモホ
ロジーが良く成長温度も発光領域に合わせられるなど結
晶成長の上でも種々のメリットがあった。
【００１７】また本実施例では電極と第２の半導体との
間にIII-V 族半導体層としてＧａＡｓ層を形成した。Ｇ
ａＡｓはＡｕなどと容易に合金層を作り、電極と低抵抗
のオーム性接触を得ることができるがこのような構成に
することにより従来問題とされていたＧａＡｓとII-VI
族半導体であるＺｎＳｅとの過電子帯のヘテロスパイク
による接触抵抗を解決し良好な電圧特性を得ることがで
きる。これは過電子帯のヘテロスパイクを小さくしレベ
ルの共鳴効果およびトンネル効果を増大させるためであ
る。
間にIII-V 族半導体層としてＧａＡｓ層を形成した。Ｇ
ａＡｓはＡｕなどと容易に合金層を作り、電極と低抵抗
のオーム性接触を得ることができるがこのような構成に
することにより従来問題とされていたＧａＡｓとII-VI
族半導体であるＺｎＳｅとの過電子帯のヘテロスパイク
による接触抵抗を解決し良好な電圧特性を得ることがで
きる。これは過電子帯のヘテロスパイクを小さくしレベ
ルの共鳴効果およびトンネル効果を増大させるためであ
る。
【００１８】ＧａＡｓ基板は高品質のものが得られてお
り、上記した各層の成長も品質良く行うことができるが
第１の実施例では基板としてＺｎＳｅを用いることも可
能である。
り、上記した各層の成長も品質良く行うことができるが
第１の実施例では基板としてＺｎＳｅを用いることも可
能である。
【００１９】かくのごとく活性層をｎ型に設定した図１
に示すレーザは共振器長４００μｍとした時、しきい値
８０ｍＡで室温連続発振した。素子の抵抗は１５Ω、２
０ｍＷ時の電圧も３．８Ｖと低くかった。これは比較例
としてｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１８の表面に直接ｐ−Ｇ
ａＡｓ半導体層を形成したものの２０ｍＷ時の電圧が１
０Ｖであるのでこれと比べると約１／３と格段に低い値
となった。図３は本発明の第２の実施例に係る半導体レ
ーザ装置の概略断面図である。
に示すレーザは共振器長４００μｍとした時、しきい値
８０ｍＡで室温連続発振した。素子の抵抗は１５Ω、２
０ｍＷ時の電圧も３．８Ｖと低くかった。これは比較例
としてｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１８の表面に直接ｐ−Ｇ
ａＡｓ半導体層を形成したものの２０ｍＷ時の電圧が１
０Ｖであるのでこれと比べると約１／３と格段に低い値
となった。図３は本発明の第２の実施例に係る半導体レ
ーザ装置の概略断面図である。
【００２０】ｎ−ＧａＡｓ基板１１上にｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルへテロ構造を形成している。以上の構成は第１
の実施例と同様である。発光領域２５の表面を形成する
II族元素及びVI族元素を含む第１の半導体層であるｐ−
ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導体層であるｐ
−ＺｎＴｅ半導体層４０が形成されこの上にｐ−ＩｎＧ
ａＡｌＰ半導体層４１を介してIII-V 族半導体層である
ｐ−ＧａＡｓ半導体層２１が形成されている。
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルへテロ構造を形成している。以上の構成は第１
の実施例と同様である。発光領域２５の表面を形成する
II族元素及びVI族元素を含む第１の半導体層であるｐ−
ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導体層であるｐ
−ＺｎＴｅ半導体層４０が形成されこの上にｐ−ＩｎＧ
ａＡｌＰ半導体層４１を介してIII-V 族半導体層である
ｐ−ＧａＡｓ半導体層２１が形成されている。
【００２１】そしてｐ−ＧａＡｓ半導体層２１の上面に
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。
【００２２】第１の実施例と異なるのは発光領域２５か
ら上の部分でありここでは下からＺｎＴｅ／ＩｎＧａＡ
ｌＰ／ＧａＡｓなる構成を採用している。ＺｎＴｅはア
ンドープでもｐ型を得られるため、有利であり２元組成
のため組成制御も容易になる。
ら上の部分でありここでは下からＺｎＴｅ／ＩｎＧａＡ
ｌＰ／ＧａＡｓなる構成を採用している。ＺｎＴｅはア
ンドープでもｐ型を得られるため、有利であり２元組成
のため組成制御も容易になる。
【００２３】本実施例で用いたＺｎＴｅは基板であるＧ
ａＡｓと比べると格子定数が３％異なっており膜厚は臨
界膜厚である１００Ａ以下の３０Ａとしている。このよ
うなレーザ装置を第１の実施例と同様に素子特性を測定
すると２０ｍＷ時の電圧は３．５Ｖとなり比較例と比べ
るとやはり約１／３程度と格段に低くなった。図４は本
発明の第３の実施例に係る半導体レーザ装置の概略断面
図である。
ａＡｓと比べると格子定数が３％異なっており膜厚は臨
界膜厚である１００Ａ以下の３０Ａとしている。このよ
うなレーザ装置を第１の実施例と同様に素子特性を測定
すると２０ｍＷ時の電圧は３．５Ｖとなり比較例と比べ
るとやはり約１／３程度と格段に低くなった。図４は本
発明の第３の実施例に係る半導体レーザ装置の概略断面
図である。
【００２４】ｎ−ＧａＡｓ基板１１上にｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルヘテロ構造を形成している。発光領域２５の表
面を形成するII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体
層であるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導
体層であるｐ−Ｚｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓｅ半導体層６０が形
成されこの上にｐ−Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ半導体層６１を
介してIII-V 族半導体層であるｐ−ＧａＡｓ半導体層２
１が形成されている。
ッファ層１２及び、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層１３を介し
て発光領域２５であるｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１４、
ＺｎＳｅ光ガイド層１５、ｎ−ＺｎＣｄＳｅ活性層１
６、ＺｎＳｅ光ガイド層１７、ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド
層１８、ｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９がこの順に形成さ
れダブルヘテロ構造を形成している。発光領域２５の表
面を形成するII族元素及びVI族元素を含む第１の半導体
層であるｐ−ＺｎＳｅ成長保護層１９表面に第２の半導
体層であるｐ−Ｚｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓｅ半導体層６０が形
成されこの上にｐ−Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ半導体層６１を
介してIII-V 族半導体層であるｐ−ＧａＡｓ半導体層２
１が形成されている。
【００２５】そしてｐ−ＧａＡｓ半導体層２１の上面に
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。
金属電極２３が被着され、基板１１の下面に金属電極２
４が被着されている。電極部分を除く各層はすべて分子
線エピタキシー法により成長を行っている。このレーザ
では誘電体膜２２（ＳｉＯ2）により、電流狭窄を図っ
ている。
【００２６】第１、第２の実施例と異なるのは発光領域
２５より上の構成であり、ここでは下からＺｎ0.5 Ｃｄ
0.5 Ｓｅ／Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ／ＧａＡｓなる構成をし
ている。これはＩｎＧａＰの組成をＩｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ
とすることで格子定数をＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓｅの格子不
整の方向とは逆の方向に設定し、格子不整の補償降下を
ねらっている。
２５より上の構成であり、ここでは下からＺｎ0.5 Ｃｄ
0.5 Ｓｅ／Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ／ＧａＡｓなる構成をし
ている。これはＩｎＧａＰの組成をＩｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｐ
とすることで格子定数をＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓｅの格子不
整の方向とは逆の方向に設定し、格子不整の補償降下を
ねらっている。
【００２７】本実施例で用いたＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓｅは
基板であるＧａＡｓと比べると格子定数が２％異なって
おり膜厚は臨界膜厚である１００Ａ以下の５０Ａとして
いる。このような素子を第１の実施例と同様に素子特性
を測定すると２０ｍＷ時の電圧は３．２Ｖとなり比較例
と比べるとやはり約１／３程度と格段に低くなった。
基板であるＧａＡｓと比べると格子定数が２％異なって
おり膜厚は臨界膜厚である１００Ａ以下の５０Ａとして
いる。このような素子を第１の実施例と同様に素子特性
を測定すると２０ｍＷ時の電圧は３．２Ｖとなり比較例
と比べるとやはり約１／３程度と格段に低くなった。
【００２８】これらの実施例ではｐ側だけに格子定数が
基板と２％以上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２
の半導体層を設けているが、ＧａＡｓ／ＺｎＳｅ等のよ
うなIII-V 族半導体層／II-VI 族半導体層の組み合わせ
の場合、ヘテロバリヤーの問題はｎ側でも問題になる。
よってｎ側にも本発明と同様の構造を設けるのが望まし
い。
基板と２％以上異なり、膜厚が臨界膜厚以下である第２
の半導体層を設けているが、ＧａＡｓ／ＺｎＳｅ等のよ
うなIII-V 族半導体層／II-VI 族半導体層の組み合わせ
の場合、ヘテロバリヤーの問題はｎ側でも問題になる。
よってｎ側にも本発明と同様の構造を設けるのが望まし
い。
【００２９】なお本発明は上述した実施例に限られるも
のではない。活性層としてＳを含まないＺｎＳｅを用い
た発光ダイオードとしたり、歪みを導入したものなどで
も良い。活性層、クラッド層として他のＡｓ、Ｐ、Ｂ、
Ｎ、Ｚｎ、Ｓｅ、などを含む材料を用いても良い。
のではない。活性層としてＳを含まないＺｎＳｅを用い
た発光ダイオードとしたり、歪みを導入したものなどで
も良い。活性層、クラッド層として他のＡｓ、Ｐ、Ｂ、
Ｎ、Ｚｎ、Ｓｅ、などを含む材料を用いても良い。
【００３０】また、上記実施例では圧縮歪の例を示した
が、歪半導体としてＡｌＧａＰ系を用いれば引っ張り歪
としてのコンタクト効果を得ることができ上記実施例と
同様の効果を期待することができる。また、上記実施例
では歪半導体層と電極との間にIII-V 族コンタクト層を
挿入した例を示したが、直接歪半導体層と電極を接続さ
せても良い。
が、歪半導体としてＡｌＧａＰ系を用いれば引っ張り歪
としてのコンタクト効果を得ることができ上記実施例と
同様の効果を期待することができる。また、上記実施例
では歪半導体層と電極との間にIII-V 族コンタクト層を
挿入した例を示したが、直接歪半導体層と電極を接続さ
せても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、動
作電圧が格段に低いため温度特性に優れ、発光領域にキ
ャリアを効果的に注入することができ発光効率の格段に
向上したII-VI 族化合物半導体層を含む半導体発光素子
を提供することができる。
作電圧が格段に低いため温度特性に優れ、発光領域にキ
ャリアを効果的に注入することができ発光効率の格段に
向上したII-VI 族化合物半導体層を含む半導体発光素子
を提供することができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図２】 本発明の第１の実施例を説明する歪がある無
しの場合のバンド構造の変化を示す図
しの場合のバンド構造の変化を示す図
【図３】 本発明の第２の実施例に係る半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図４】 本発明の第３の実施例に係る半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
１１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １３ ｎ−ＺｎＳｅバッファ層 １４ ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １５ ＺｎＳｅ光ガイド層 １６ ＺｎＣｄＳｅ活性層 １７ ＺｎＳｅ光ガイド層 １８ ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １９ ｐ−ＺｎＳｅ半導体層 ２０ ｐ−ＺｎＣｄＳｅ半導体層 ２１ ｐ−ＧａＡｓ半導体層 ２２ 誘電体膜 ２３ 金属電極 ２４ 金属電極 ２５ 発光領域
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成され表面がII族元素及びVI
族元素を含む第１の半導体層から成る発光領域と、 前記第１の半導体層表面に形成され格子定数が前記基板
の格子定数と２％以上異なり、膜厚が臨界膜厚以下であ
る第２の半導体層と、 前記第２の半導体層上に形成された電極とを有すること
を特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 基板上に形成され表面がII族元素及びVI
族元素を含む第１の半導体層から成る発光領域と、 前記第１の半導体層表面に形成され格子定数が前記基板
の格子定数と２％以上異なり、膜厚が臨界膜厚以下であ
る第２の半導体層と、 前記第２の半導体層上に形成されたIII-V 族半導体層
と、 前記III-V 族半導体層上に形成された電極とを有するこ
とを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25963492A JP3217490B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 半導体発光装置 |
| US08/128,113 US5389800A (en) | 1992-09-29 | 1993-09-29 | Semiconductor light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25963492A JP3217490B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112593A true JPH06112593A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3217490B2 JP3217490B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=17336795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25963492A Expired - Fee Related JP3217490B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5389800A (ja) |
| JP (1) | JP3217490B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721439A1 (fr) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | Eléments semi-conducteurs optiques et procédés de fabrication de ceux-ci. |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994015369A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-07-07 | Research Corporation Technologies, Inc. | Group ii-vi compound semiconductor light emitting devices and an ohmic contact therefor |
| JP3116675B2 (ja) * | 1993-07-28 | 2000-12-11 | ソニー株式会社 | 半導体レーザー |
| US5879962A (en) * | 1995-12-13 | 1999-03-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | III-V/II-VI Semiconductor interface fabrication method |
| JP2930032B2 (ja) * | 1996-09-26 | 1999-08-03 | 日本電気株式会社 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| TW497277B (en) * | 2000-03-10 | 2002-08-01 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
| CN1297634C (zh) * | 2004-09-02 | 2007-01-31 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种从液态碳氢化合物中脱除砷化物的方法 |
| TWI780167B (zh) * | 2018-06-26 | 2022-10-11 | 晶元光電股份有限公司 | 半導體基底以及半導體元件 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01169985A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
| JP2685209B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1997-12-03 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体発光装置 |
| JPH01296687A (ja) * | 1988-05-25 | 1989-11-30 | Inkiyuubeetaa Japan:Kk | 可視発光半導体レーザ装置 |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP25963492A patent/JP3217490B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-29 US US08/128,113 patent/US5389800A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721439A1 (fr) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | Eléments semi-conducteurs optiques et procédés de fabrication de ceux-ci. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5389800A (en) | 1995-02-14 |
| JP3217490B2 (ja) | 2001-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |