JPH07231142A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH07231142A JPH07231142A JP2084694A JP2084694A JPH07231142A JP H07231142 A JPH07231142 A JP H07231142A JP 2084694 A JP2084694 A JP 2084694A JP 2084694 A JP2084694 A JP 2084694A JP H07231142 A JPH07231142 A JP H07231142A
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- semiconductor
- emitting device
- light emitting
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0083—Processes for devices with an active region comprising only II-VI compounds
- H01L33/0087—Processes for devices with an active region comprising only II-VI compounds with a substrate not being a II-VI compound
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホールの注入効率が高く、動作電圧が低い半
導体発光素子を得る。 【構成】 ｐ型ＧａＡｓ基板１上にワイドバンドギャッ
プｐ−ＺｎＳｅクラッド層３をエピタキシャル成長する
において、該両者間にそのバンドギャップが基板１より
大きく、ワイドバンドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層
３より小さい（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層２を挿入した。 【効果】 基板１とクラッド層３間のバンド不連続が緩
和され、ホールのクラッド層３への注入はスムーズに行
われ、動作電圧が低減される。
導体発光素子を得る。 【構成】 ｐ型ＧａＡｓ基板１上にワイドバンドギャッ
プｐ−ＺｎＳｅクラッド層３をエピタキシャル成長する
において、該両者間にそのバンドギャップが基板１より
大きく、ワイドバンドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層
３より小さい（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層２を挿入した。 【効果】 基板１とクラッド層３間のバンド不連続が緩
和され、ホールのクラッド層３への注入はスムーズに行
われ、動作電圧が低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＧａＡｓ基板上に形
成されたワイドギャップ半導体層（例えば、ＺｎＳｅ、
ＺｎＳなどのII-VI 族化合物層）を備えた、半導体発光
素子に関するものである。
成されたワイドギャップ半導体層（例えば、ＺｎＳｅ、
ＺｎＳなどのII-VI 族化合物層）を備えた、半導体発光
素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスク、光磁気ディスクに対
する記録再生の高密度化の要求に対し、短波長半導体レ
ーザが要求されている。これに対し、II-VI 族化合物半
導体を用いた半導体レーザが注目されている。
する記録再生の高密度化の要求に対し、短波長半導体レ
ーザが要求されている。これに対し、II-VI 族化合物半
導体を用いた半導体レーザが注目されている。
【０００３】図４は、例えば（Applied Physics Letter
s vol.59 (1991).1272ページ）に示された半導体レーザ
の模式断面図である。図４において、１９はｎ−ＧａＡ
ｓ基板、１８は該ｎ−ＧａＡｓ基板１９上に形成された
ｎ−ＧａＡｓバッファ層、１７は該ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層１８上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｃｌドー
プ，不純物濃度ｎ＝１×１０18cm -3 のｎ+ −ＺｎＳｅ
層、１６は該ｎ+ −ＺｎＳｅ層１７上に形成された、膜
厚２．５μｍ，Ｃｌドープ，不純物濃度ｎ＝１×１０18
cm -3 のｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層、１５は該ｎ−Ｚｎ
ＳＳｅクラッド層１６上に形成された、膜厚１μｍ，Ｃ
ｌ（塩素）ドープ，キャリア濃度ｎ＝１×１０18cm -3
のｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層、１４は該ｎ−ＺｎＳｅ光
閉じ込め層１５上に形成された、膜厚１００オングスト
ロームのＣｄＺｎＳｅ量子井戸層、１３は該ＣｄＺｎＳ
ｅ量子井戸層１４上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｎ
（窒素）ドープ，キャリア濃度ｐ＝２×１０17cm -3 の
ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層、１２は該ｐ−ＺｎＳｅ光閉
じ込め層１３上に形成された、膜厚１．５μｍ，Ｎドー
プ，キャリア濃度ｐ＝１×１０18cm -3 のｐ−ＺｎＳＳ
ｅクラッド層、１１は該ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層１２
上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｎドープ，キャリア
濃度ｐ＝１×１０18cm -3 のｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト
層、１０は該ｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１１上に形成
された絶縁層、８は該絶縁層１１上に形成された、Ａ
ｕ，Ｐｔ等のｐ側電極、９は上記ｎ−ＧａＡｓ基板１側
に形成された、Ａｕ−Ｇｅ等のｎ側電極である。
s vol.59 (1991).1272ページ）に示された半導体レーザ
の模式断面図である。図４において、１９はｎ−ＧａＡ
ｓ基板、１８は該ｎ−ＧａＡｓ基板１９上に形成された
ｎ−ＧａＡｓバッファ層、１７は該ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層１８上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｃｌドー
プ，不純物濃度ｎ＝１×１０18cm -3 のｎ+ −ＺｎＳｅ
層、１６は該ｎ+ −ＺｎＳｅ層１７上に形成された、膜
厚２．５μｍ，Ｃｌドープ，不純物濃度ｎ＝１×１０18
cm -3 のｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層、１５は該ｎ−Ｚｎ
ＳＳｅクラッド層１６上に形成された、膜厚１μｍ，Ｃ
ｌ（塩素）ドープ，キャリア濃度ｎ＝１×１０18cm -3
のｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層、１４は該ｎ−ＺｎＳｅ光
閉じ込め層１５上に形成された、膜厚１００オングスト
ロームのＣｄＺｎＳｅ量子井戸層、１３は該ＣｄＺｎＳ
ｅ量子井戸層１４上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｎ
（窒素）ドープ，キャリア濃度ｐ＝２×１０17cm -3 の
ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層、１２は該ｐ−ＺｎＳｅ光閉
じ込め層１３上に形成された、膜厚１．５μｍ，Ｎドー
プ，キャリア濃度ｐ＝１×１０18cm -3 のｐ−ＺｎＳＳ
ｅクラッド層、１１は該ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層１２
上に形成された、膜厚０．１μｍ，Ｎドープ，キャリア
濃度ｐ＝１×１０18cm -3 のｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト
層、１０は該ｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１１上に形成
された絶縁層、８は該絶縁層１１上に形成された、Ａ
ｕ，Ｐｔ等のｐ側電極、９は上記ｎ−ＧａＡｓ基板１側
に形成された、Ａｕ−Ｇｅ等のｎ側電極である。
【０００４】図４に示す従来の半導体レーザは、次のよ
うにして作製される。ｎ−ＧａＡｓ基板１９上にｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層１８を成長した後、ｎ+ −ＺｎＳｅ層
１７，ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１６，ｎ−ＺｎＳｅ光
閉じ込め層１５，活性層であるＣｄＺｎＳｅ量子井戸層
１４，ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層１３，ｐ−ＺｎＳＳｅ
クラッド層１２，及びｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１１
を、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy )法により、順次
結晶成長する。
うにして作製される。ｎ−ＧａＡｓ基板１９上にｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層１８を成長した後、ｎ+ −ＺｎＳｅ層
１７，ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層１６，ｎ−ＺｎＳｅ光
閉じ込め層１５，活性層であるＣｄＺｎＳｅ量子井戸層
１４，ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層１３，ｐ−ＺｎＳＳｅ
クラッド層１２，及びｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１１
を、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy )法により、順次
結晶成長する。
【０００５】次にｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１１上に
ポリイミド等の絶縁膜１０を形成した後、写真製版によ
り絶縁膜１０をストライプ状にエッチング除去し、この
部分にｐ側電極８を形成し、一方、上記ｎ−ＧａＡｓ基
板１９側にｎ型電極９を形成する。
ポリイミド等の絶縁膜１０を形成した後、写真製版によ
り絶縁膜１０をストライプ状にエッチング除去し、この
部分にｐ側電極８を形成し、一方、上記ｎ−ＧａＡｓ基
板１９側にｎ型電極９を形成する。
【０００６】次に、本従来の半導体レーザの動作につい
て説明する。図４に示された半導体レーザにおいて、ｎ
−ＧａＡｓ基板１９と、ｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１
１との間に電極８，９より順方向バイアスを印加する
と、該レーザの各層間を流れる電流は、絶縁層１０によ
り狭窄され、活性層であるＣｄＺｎＳｅ量子井戸層１４
に注入される。該注入されたキャリアは、該ＣｄＺｎＳ
ｅ量子井戸層１４内に閉じ込められて、再結合して発光
する。
て説明する。図４に示された半導体レーザにおいて、ｎ
−ＧａＡｓ基板１９と、ｐ+ −ＺｎＳｅコンタクト層１
１との間に電極８，９より順方向バイアスを印加する
と、該レーザの各層間を流れる電流は、絶縁層１０によ
り狭窄され、活性層であるＣｄＺｎＳｅ量子井戸層１４
に注入される。該注入されたキャリアは、該ＣｄＺｎＳ
ｅ量子井戸層１４内に閉じ込められて、再結合して発光
する。
【０００７】ここで、ｐ−ＺｎＳｅのフェルミ準位は価
電子帯からかなり離れているため、あらゆる金属との間
に約１ｅＶ以上のショットキー障壁が存在する。このた
め、図４に示したｐ／ｎタイプの半導体レーザでは、Ａ
ｕ（またはＰｔ等）よりなるｐ側電極８と、ｐ+ ＺｎＳ
ｅコンタクト層１１との間に、図５に示すようにショッ
トキー障壁が存在し、このため、良好なオーミック特性
が得られず、ホールの注入が有効に行われず、動作電圧
が高くなるという問題があった。図５において、εf は
フェルミレベルである。
電子帯からかなり離れているため、あらゆる金属との間
に約１ｅＶ以上のショットキー障壁が存在する。このた
め、図４に示したｐ／ｎタイプの半導体レーザでは、Ａ
ｕ（またはＰｔ等）よりなるｐ側電極８と、ｐ+ ＺｎＳ
ｅコンタクト層１１との間に、図５に示すようにショッ
トキー障壁が存在し、このため、良好なオーミック特性
が得られず、ホールの注入が有効に行われず、動作電圧
が高くなるという問題があった。図５において、εf は
フェルミレベルである。
【０００８】即ち、これをより詳細に説明すると、図４
に示すように、ｎ型III-V 族半導体層上に、ｐ型ワイド
バンドギャップII-VI 族化合物半導体層を有するｐ on
ｎタイプの構成の発光素子では、ｐ型のII-VI 族化合物
層からは良好なオーミックコンタクトが得られない。一
方、ｎ型II-VI 族化合物半導体層からはそこそこのオー
ミックコンタクトが得られるので、ｎ型II-VI 族化合物
半導体層上に、ｐ型III-V 族化合物半導体層を設けるこ
とも考えられる。しかるに、各層の成長温度は、III-V
族層は６００〜７００°Ｃ，II-VI 族層は２５０〜４０
０°Ｃであり、該II-VI 族層上に６００〜７００°Ｃで
III-V 族層を積むと、その高温度によりII-VI 族層が分
解したり、構成元素の抜け等が起こってしまったりする
こととなり、ｎ型のII-VI 族層上にｐ型のIII-V 族層を
積むことはできないものであった。
に示すように、ｎ型III-V 族半導体層上に、ｐ型ワイド
バンドギャップII-VI 族化合物半導体層を有するｐ on
ｎタイプの構成の発光素子では、ｐ型のII-VI 族化合物
層からは良好なオーミックコンタクトが得られない。一
方、ｎ型II-VI 族化合物半導体層からはそこそこのオー
ミックコンタクトが得られるので、ｎ型II-VI 族化合物
半導体層上に、ｐ型III-V 族化合物半導体層を設けるこ
とも考えられる。しかるに、各層の成長温度は、III-V
族層は６００〜７００°Ｃ，II-VI 族層は２５０〜４０
０°Ｃであり、該II-VI 族層上に６００〜７００°Ｃで
III-V 族層を積むと、その高温度によりII-VI 族層が分
解したり、構成元素の抜け等が起こってしまったりする
こととなり、ｎ型のII-VI 族層上にｐ型のIII-V 族層を
積むことはできないものであった。
【０００９】この問題を解決するための構造として、Ap
plied Physics Letters, vol.59 (1991),pp3619 には、
図６に示すようなｐ型III-V 族半導体上に、ｎ型II-VI
族化合物半導体層を形成しているｎ／ｐタイプの構造が
示されている。この図６において、２０はｐ−ＧａＡｓ
基板（図示せず）上に形成される，キャリア濃度ｐ＝１
×１０18cm -3 のｐ−ＧａＡｓバッファ層、２２は膜厚
１．５μｍ，Ｎ（窒素）ドープ，キャリア濃度ｐ＝４×
１０17cm -3 のｐ−ＺｎＳＳｅ層、２３は膜厚０．５μ
ｍ，Ｎドープ，キャリア濃度４×１０17cm -3 のｐ−Ｚ
ｎＳｅ層、２１は活性層であるＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ
多重量子井戸層、２４は膜厚０．５μｍ，Ｃｌドープ，
キャリア濃度ｎ＝５×１０17cm -3 のｎ−ＺｎＳｅ層、
２５は膜厚１μｍ，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝５×
１０17cm -3 のｎ−ＺｎＳＳｅ層、２６は膜厚１０００
オングストローム，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝１×
１０18cm -3 のｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層２６であ
る。
plied Physics Letters, vol.59 (1991),pp3619 には、
図６に示すようなｐ型III-V 族半導体上に、ｎ型II-VI
族化合物半導体層を形成しているｎ／ｐタイプの構造が
示されている。この図６において、２０はｐ−ＧａＡｓ
基板（図示せず）上に形成される，キャリア濃度ｐ＝１
×１０18cm -3 のｐ−ＧａＡｓバッファ層、２２は膜厚
１．５μｍ，Ｎ（窒素）ドープ，キャリア濃度ｐ＝４×
１０17cm -3 のｐ−ＺｎＳＳｅ層、２３は膜厚０．５μ
ｍ，Ｎドープ，キャリア濃度４×１０17cm -3 のｐ−Ｚ
ｎＳｅ層、２１は活性層であるＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ
多重量子井戸層、２４は膜厚０．５μｍ，Ｃｌドープ，
キャリア濃度ｎ＝５×１０17cm -3 のｎ−ＺｎＳｅ層、
２５は膜厚１μｍ，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝５×
１０17cm -3 のｎ−ＺｎＳＳｅ層、２６は膜厚１０００
オングストローム，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝１×
１０18cm -3 のｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層２６であ
る。
【００１０】この構造においては、コンタクト層にｎ+
−ＺｎＳｅ層２６を用いているため、比較的良好なオー
ミック特性を得ることができる。なお、ＧａＡｓ基板側
のｐ側電極には、Ｔｉ，Ａｕ−Ｚｎ等を、ＺｎＳｅ層２
６側のｎ側電極には、Ｉｎを用いる。
−ＺｎＳｅ層２６を用いているため、比較的良好なオー
ミック特性を得ることができる。なお、ＧａＡｓ基板側
のｐ側電極には、Ｔｉ，Ａｕ−Ｚｎ等を、ＺｎＳｅ層２
６側のｎ側電極には、Ｉｎを用いる。
【００１１】ここで、図６に示される半導体レーザは、
次のように作製される。即ち、ｐ−ＧａＡｓ基板（図示
せず）上にｐ−ＧａＡｓバッファ層２０を成長した後、
ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層２２，ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込
め層２３，活性層であるＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量
子井戸層２１，ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層２４，ｎ−Ｚ
ｎＳＳｅクラッド層２５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層２６を、ＭＢＥ法により順次結晶成長する。
次のように作製される。即ち、ｐ−ＧａＡｓ基板（図示
せず）上にｐ−ＧａＡｓバッファ層２０を成長した後、
ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層２２，ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込
め層２３，活性層であるＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量
子井戸層２１，ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層２４，ｎ−Ｚ
ｎＳＳｅクラッド層２５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層２６を、ＭＢＥ法により順次結晶成長する。
【００１２】次にｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層２６上に
ポリイミド等の絶縁膜（図示せず）を形成した後、写真
製版により該絶縁膜をストライプ状にエッチング除去
し、この部分にＩｎ等のｎ側電極を形成する。反対側の
ＧａＡｓ基板側には、Ｔｉ，Ａｕ−Ｚｎ等のｐ側電極を
形成する。
ポリイミド等の絶縁膜（図示せず）を形成した後、写真
製版により該絶縁膜をストライプ状にエッチング除去
し、この部分にＩｎ等のｎ側電極を形成する。反対側の
ＧａＡｓ基板側には、Ｔｉ，Ａｕ−Ｚｎ等のｐ側電極を
形成する。
【００１３】図６に示す半導体レーザにおいても、ｐ−
ＧａＡｓ基板と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層２６との
間に電極を介して順方向バイアスを印加すると、注入キ
ャリアがＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量子井戸層２１内
に閉じ込められて、再結合して発光が生ずる。
ＧａＡｓ基板と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層２６との
間に電極を介して順方向バイアスを印加すると、注入キ
ャリアがＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量子井戸層２１内
に閉じ込められて、再結合して発光が生ずる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この図６の従
来の半導体レーザにおいても、ｐ−ＧａＡｓ層２０とｐ
−ＺｎＳＳｅクラッド層２２との間には、各材料のエネ
ルギーバンドギャップ差，及び電子親和力に起因するバ
ンド不連続が生じており、図７に示すように、価電子帯
内に高さ１．４ｅＶ程度のスパイクＳが形成され、活性
層２１へのホールの注入が妨げられる。このため、ｎ／
ｐタイプのものにおいても、ｐ／ｎタイプのものにおい
ても、同様に動作電圧が高いという問題があった。図７
において、εf はフェルミレベルである。
来の半導体レーザにおいても、ｐ−ＧａＡｓ層２０とｐ
−ＺｎＳＳｅクラッド層２２との間には、各材料のエネ
ルギーバンドギャップ差，及び電子親和力に起因するバ
ンド不連続が生じており、図７に示すように、価電子帯
内に高さ１．４ｅＶ程度のスパイクＳが形成され、活性
層２１へのホールの注入が妨げられる。このため、ｎ／
ｐタイプのものにおいても、ｐ／ｎタイプのものにおい
ても、同様に動作電圧が高いという問題があった。図７
において、εf はフェルミレベルである。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、低い動作電圧を有する半導体発
光素子を提供することを目的とする。またこの発明は、
低い動作電圧を有するのに加え、上記ワイドバンドギャ
ップII-VI 族化合物層の結晶性を向上でき、信頼性等，
レーザ特性の良い半導体発行素子を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、低い動作電圧を有する半導体発
光素子を提供することを目的とする。またこの発明は、
低い動作電圧を有するのに加え、上記ワイドバンドギャ
ップII-VI 族化合物層の結晶性を向上でき、信頼性等，
レーザ特性の良い半導体発行素子を得ることを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体発
光素子は、III-V 族半導体基板とII-VI 族半導体との間
に、それらの中間のバンドギャップを持つ半導体層を挿
入し、これにより価電子帯内に形成されるスパイクを減
少させ、ホールの注入効率を高めるようにしたものであ
る。
光素子は、III-V 族半導体基板とII-VI 族半導体との間
に、それらの中間のバンドギャップを持つ半導体層を挿
入し、これにより価電子帯内に形成されるスパイクを減
少させ、ホールの注入効率を高めるようにしたものであ
る。
【００１７】即ち、この発明にかかる半導体発光素子
は、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャップ
II-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体発
光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッファ
層として、そのバンドギャップが上記ｐ型III-V 族半導
体基板より大きく、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層より小さいIII-V 族半導体層を挿入したことを
特徴とするものである。
は、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャップ
II-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体発
光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッファ
層として、そのバンドギャップが上記ｐ型III-V 族半導
体基板より大きく、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層より小さいIII-V 族半導体層を挿入したことを
特徴とするものである。
【００１８】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であるものとしたものである。
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であるものとしたものである。
【００１９】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の組成ｘ，ｙの値を、固定の値としたものである。
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の組成ｘ，ｙの値を、固定の値としたものである。
【００２０】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記バッファ層の組成を、そのバンドギャップ
が、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイドバン
ドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長するに従
い、徐々に増加するものとしたものである。
いて、上記バッファ層の組成を、そのバンドギャップ
が、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイドバン
ドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長するに従
い、徐々に増加するものとしたものである。
【００２１】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたものである。
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたものである。
【００２２】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記バッファ層と、上記ｐ型III-V 族半導体基板
との間に、さらにそのバンドギャップが、上記バッファ
層と上記ｐ型III-V 族半導体基板との間の値を有する第
２のバッファ層を設けたものである。
いて、上記バッファ層と、上記ｐ型III-V 族半導体基板
との間に、さらにそのバンドギャップが、上記バッファ
層と上記ｐ型III-V 族半導体基板との間の値を有する第
２のバッファ層を設けたものである。
【００２３】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲であり、上記第２のバッファ層が、ｐ−Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓであり、その組成は、そのバンドギャップが
ＧａＡｓのそれより大きく、かつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐのそれより小さいような値であるものとした
ものである。
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲であり、上記第２のバッファ層が、ｐ−Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓであり、その組成は、そのバンドギャップが
ＧａＡｓのそれより大きく、かつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐのそれより小さいような値であるものとした
ものである。
【００２４】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
層（０＜ｚ≦１）であるものとしたものである。
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
層（０＜ｚ≦１）であるものとしたものである。
【００２５】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層
が、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層に格子
整合するものとしたものである。
いて、上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層
が、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層に格子
整合するものとしたものである。
【００２６】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であり、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐ層の格子定数が、上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層に
格子整合するものとしたものである。
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基
板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッファ層と
して挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であり、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐ層の格子定数が、上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層に
格子整合するものとしたものである。
【００２７】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の格子定数を、上記ｐ−ＧａＡｓ基板の格子定数か
ら上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の格子定数まで変化する
ものとしたものである。
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層の格子定数を、上記ｐ−ＧａＡｓ基板の格子定数か
ら上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の格子定数まで変化する
ものとしたものである。
【００２８】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層は、その組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたものである。
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層は、その組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたものである。
【００２９】またこの発明にかかる半導体発光素子は、
ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャップII-V
I 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体発光素
子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワイドバ
ンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッファ層と
して基板よりバンドギャップの大きいIII-V 族半導体層
を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの大きいIII-
V 族半導体層が選択的に形成されて、その選択的形成部
のみを電流注入領域とするようにしたものである。
ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャップII-V
I 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体発光素
子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワイドバ
ンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッファ層と
して基板よりバンドギャップの大きいIII-V 族半導体層
を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの大きいIII-
V 族半導体層が選択的に形成されて、その選択的形成部
のみを電流注入領域とするようにしたものである。
【００３０】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板をＧａＡｓ基板と
し、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層をｐ−
ＺｎＳｅクラッド層とし、該両者間にて上記基板上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層を選択的に
成長させ、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層の選択的形成部のみを電流注入領域とするようにした
ものである。
いて、上記ｐ型III-V 族半導体基板をＧａＡｓ基板と
し、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層をｐ−
ＺｎＳｅクラッド層とし、該両者間にて上記基板上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層を選択的に
成長させ、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層の選択的形成部のみを電流注入領域とするようにした
ものである。
【００３１】
【作用】この発明においては、ｐ型III-V 族半導体基板
上にワイドバンドギャップII-VI 族化合物をエピタキシ
ャル成長してなる半導体発光素子において、上記III-V
族半導体基板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化
合物層との間に、バッファ層として、そのバンドギャッ
プが上記ｐ型III-V 族半導体基板より大きく、上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層より小さいIII-V 族
半導体層を挿入したので、価電子帯内に形成されるスパ
イクを減少させ、ホールの注入効率を高めることがで
き、これにより動作電圧が低い半導体発光素子を得るこ
とができる。
上にワイドバンドギャップII-VI 族化合物をエピタキシ
ャル成長してなる半導体発光素子において、上記III-V
族半導体基板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化
合物層との間に、バッファ層として、そのバンドギャッ
プが上記ｐ型III-V 族半導体基板より大きく、上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層より小さいIII-V 族
半導体層を挿入したので、価電子帯内に形成されるスパ
イクを減少させ、ホールの注入効率を高めることがで
き、これにより動作電圧が低い半導体発光素子を得るこ
とができる。
【００３２】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層であり、その組成
ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であるものとしたので、価電子帯内に形成さ
れるスパイクを減少させ、ホールの注入効率を高めるこ
とができ、これにより動作電圧が低い半導体発光素子を
得ることができる。
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層であり、その組成
ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であるものとしたので、価電子帯内に形成さ
れるスパイクを減少させ、ホールの注入効率を高めるこ
とができ、これにより動作電圧が低い半導体発光素子を
得ることができる。
【００３３】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層の組成ｘ，ｙの値を、固定の値のものとし
たので、上記と同様、価電子帯内に形成されるスパイク
を減少させ、ホールの注入効率を高めることができ、こ
れにより動作電圧が低い半導体発光素子を得ることがで
きる。
素子において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層の組成ｘ，ｙの値を、固定の値のものとし
たので、上記と同様、価電子帯内に形成されるスパイク
を減少させ、ホールの注入効率を高めることができ、こ
れにより動作電圧が低い半導体発光素子を得ることがで
きる。
【００３４】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記バッファ層の組成を、そのバンドギ
ャップが、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長す
るに従い、徐々に増加するものとしたので、価電子帯内
にはほとんどスパイクが存在しなくなり、ホールの移動
はほとんど妨げられることがなく、また、ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層へのキャリアの注入がスムー
ズに行われることとなり、該発光素子の動作電圧を大き
く低減することができる。
素子において、上記バッファ層の組成を、そのバンドギ
ャップが、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイ
ドバンドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長す
るに従い、徐々に増加するものとしたので、価電子帯内
にはほとんどスパイクが存在しなくなり、ホールの移動
はほとんど妨げられることがなく、また、ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層へのキャリアの注入がスムー
ズに行われることとなり、該発光素子の動作電圧を大き
く低減することができる。
【００３５】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、その成長方向に、そのバンドギャップがＧａ
Ａｓの１．４２ｅＶからＡｌＰの２．４５ｅＶまで単調
に増加するような値であるものとしたので、該ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層のバンドギャッ
プが該範囲内にあることにより、価電子帯内に形成され
るスパイクの高さは、最大でも０．２５ｅＶ以下とな
り、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３へのキャリアの注入がス
ムーズに行われることとなり、その動作電圧が大きく低
減されることとなる。
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、その成長方向に、そのバンドギャップがＧａ
Ａｓの１．４２ｅＶからＡｌＰの２．４５ｅＶまで単調
に増加するような値であるものとしたので、該ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層のバンドギャッ
プが該範囲内にあることにより、価電子帯内に形成され
るスパイクの高さは、最大でも０．２５ｅＶ以下とな
り、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３へのキャリアの注入がス
ムーズに行われることとなり、その動作電圧が大きく低
減されることとなる。
【００３６】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記バッファ層とｐ型III-V 族半導体基
板との間に、さらにそのバンドギャップが該両層間のバ
ンドギャップを有する第２のバッファ層を設けたので、
該ｐ型III-V 族半導体基板と第２のバッファ層との間の
バンドギャップ，また第２のバッファ層と上記バッファ
層との間のバンドギャップ，さらには上記バッファ層と
ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との間のバンド
ギャップはさらに小さくでき、このため、各界面に形成
される価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、これ
により動作電圧をさらに低減することが可能になる。
素子において、上記バッファ層とｐ型III-V 族半導体基
板との間に、さらにそのバンドギャップが該両層間のバ
ンドギャップを有する第２のバッファ層を設けたので、
該ｐ型III-V 族半導体基板と第２のバッファ層との間の
バンドギャップ，また第２のバッファ層と上記バッファ
層との間のバンドギャップ，さらには上記バッファ層と
ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との間のバンド
ギャップはさらに小さくでき、このため、各界面に形成
される価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、これ
により動作電圧をさらに低減することが可能になる。
【００３７】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲であり、上記第２のバッファ層が、ｐ−Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓであり、その組成は、そのバンドギャップが
ＧａＡｓのそれより大きく、かつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐのそれより小さくなるような値であるものと
したので、ｐ−ＧａＡｓ基板と、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａ
ｓ第２バッファ層との間の、また、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z
Ａｓ第２バッファ層と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層との間の、また、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層との間のバンドギャップ差は、それぞれ、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間のバンドギャ
ップ差よりさらに小さくなり、このため、各界面に形成
される価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、動作
電圧をさらに低減することが可能になる。
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲であり、上記第２のバッファ層が、ｐ−Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓであり、その組成は、そのバンドギャップが
ＧａＡｓのそれより大きく、かつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐのそれより小さくなるような値であるものと
したので、ｐ−ＧａＡｓ基板と、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａ
ｓ第２バッファ層との間の、また、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z
Ａｓ第２バッファ層と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層との間の、また、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層との間のバンドギャップ差は、それぞれ、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間のバンドギャ
ップ差よりさらに小さくなり、このため、各界面に形成
される価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、動作
電圧をさらに低減することが可能になる。
【００３８】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、Ａｌz Ｇａ1
-z Ａｓ層（０＜ｚ≦１）であるものとしたので、価電
子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの注入
効率を高めることができ、これにより動作電圧が低い半
導体発光素子を得ることができる。
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、Ａｌz Ｇａ1
-z Ａｓ層（０＜ｚ≦１）であるものとしたので、価電
子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの注入
効率を高めることができ、これにより動作電圧が低い半
導体発光素子を得ることができる。
【００３９】またこの発明においては、上記バッファ層
として挿入したIII-V 族半導体層が、上記ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層に格子整合するものとしたの
で、上記価電子帯内に形成されるスパイクを減少させ、
ホールの注入効率を高めることができ、動作電圧を低減
できる効果に加え、上記III-V 族半導体層バッファ層，
ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層間の界面に存在
する格子不整合に起因する転位や欠陥が減少して、該ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザを得ることができる。
として挿入したIII-V 族半導体層が、上記ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層に格子整合するものとしたの
で、上記価電子帯内に形成されるスパイクを減少させ、
ホールの注入効率を高めることができ、動作電圧を低減
できる効果に加え、上記III-V 族半導体層バッファ層，
ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層間の界面に存在
する格子不整合に起因する転位や欠陥が減少して、該ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザを得ることができる。
【００４０】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であり、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐ層の格子定数が、上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層に
格子整合するものとしたので、上記価電子帯内に形成さ
れるスパイクを減少させ、上記ホールの注入効率を高め
て、動作電圧を低減できる効果に加え、上記ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層，ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐ層
間の界面に存在する格子不整合に起因する転位や欠陥が
減少して、該ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザを得ることができる。
素子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板であり、上記ワイドバンドギャップII-VI 族
化合物層が、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層であり、上記バッ
ファ層として挿入したIII-V族半導体層が、ｐ−（Ａｌx
Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であり、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐ層の格子定数が、上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層に
格子整合するものとしたので、上記価電子帯内に形成さ
れるスパイクを減少させ、上記ホールの注入効率を高め
て、動作電圧を低減できる効果に加え、上記ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層，ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐ層
間の界面に存在する格子不整合に起因する転位や欠陥が
減少して、該ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザを得ることができる。
【００４１】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層の格子定数を、ｐ型ＧａＡｓ基板の格子定
数から上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の格子定数にまで変
化するものとしたので、上記価電子帯内に形成されるス
パイクを減少させ、上記ホールの注入効率を高めて、動
作電圧を低減できる効果に加え、転位や欠陥が集中する
ことがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザ装置を得ることができる。
素子において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層の格子定数を、ｐ型ＧａＡｓ基板の格子定
数から上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の格子定数にまで変
化するものとしたので、上記価電子帯内に形成されるス
パイクを減少させ、上記ホールの注入効率を高めて、動
作電圧を低減できる効果に加え、転位や欠陥が集中する
ことがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を向上す
ることができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レー
ザ装置を得ることができる。
【００４２】またこの発明は、上記半導体発光素子にお
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層は、その組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたので、上記価電子帯内に形成されるス
パイクをさらに減少させ、上記ホールの注入効率を高め
て、動作電圧を低減できる効果に加え、転位や欠陥が集
中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を
向上することができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導
体レーザ装置を得ることができる。
いて、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層は、その組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であるものとしたので、上記価電子帯内に形成されるス
パイクをさらに減少させ、上記ホールの注入効率を高め
て、動作電圧を低減できる効果に加え、転位や欠陥が集
中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の結晶性を
向上することができ、信頼性等，レーザ特性の良い半導
体レーザ装置を得ることができる。
【００４３】またこの発明においては、半導体発光素子
において、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半
導体発光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上
記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バ
ッファ層として基板よりバンドギャップの大きいIII-V
族半導体層を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの
大きいIII-V 族半導体層が選択的に形成されて、その選
択的形成部のみを電流注入領域とするようにしたので、
２回のエピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択
的形成部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成するこ
とができ、半導体レーザの作製を容易に行うことができ
る。
において、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半
導体発光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上
記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バ
ッファ層として基板よりバンドギャップの大きいIII-V
族半導体層を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの
大きいIII-V 族半導体層が選択的に形成されて、その選
択的形成部のみを電流注入領域とするようにしたので、
２回のエピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択
的形成部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成するこ
とができ、半導体レーザの作製を容易に行うことができ
る。
【００４４】またこの発明においては、上記半導体発光
素子において、上記ＧａＡｓ基板上に上記（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層を選択的に成長させ、該
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層の選択的形
成部のみを電流注入領域とするようにしたので、２回の
エピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択的形成
部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成することがで
き、半導体レーザの作製を容易に行うことができる。
素子において、上記ＧａＡｓ基板上に上記（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層を選択的に成長させ、該
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層の選択的形
成部のみを電流注入領域とするようにしたので、２回の
エピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択的形成
部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成することがで
き、半導体レーザの作製を容易に行うことができる。
【００４５】
【実施例】実施例１ ．以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１はこの発明の第１の実施例による半導体発光素
子である半導体レーザ装置を示し、図において、１はｐ
−ＧａＡｓ基板、２は該ｐ−ＧａＡｓ基板１上に形成さ
れた膜厚１μｍ，Ｚｎ，Ｍｇ並びにＢｅドープの，キャ
リア濃度ｐ＝１×１０18cm -3 の、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ結晶（バッファ層）、３は該ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ結晶（バッファ層）２上に
形成された、膜厚１μｍ，Ｎドープ，キャリア濃度ｐ＝
４×１０17cm -3 の、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層、４は該
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３上に形成された、膜厚１００
オングストロームのアンドープの、ＺｎＳｅ活性層、５
は該アンドープのＺｎＳｅ活性層４上に形成された、膜
厚１μｍ，Ｃｌ（塩素）ドープ，キャリア濃度ｎ＝５×
１０17cm -3 の、ｎ−ＺｎＳｅクラッド層、６は該ｎ−
ＺｎＳｅクラッド層５上に形成された、膜厚１０００オ
ングストローム，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝１×１
０18cm -3 の、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層である。ま
た、８は上記ｐ−ＧａＡｓ基板１側に形成されたＴｉ，
Ａｕ−Ｚｎ等よりなるｐ側電極、９は絶縁膜１０に設け
たストライプ状の開口を介して上記ｎ+ −ＺｎＳｅコン
タクト層６に接触するよう設けられた、Ｉｎ等よりなる
ｎ側電極である。
る。図１はこの発明の第１の実施例による半導体発光素
子である半導体レーザ装置を示し、図において、１はｐ
−ＧａＡｓ基板、２は該ｐ−ＧａＡｓ基板１上に形成さ
れた膜厚１μｍ，Ｚｎ，Ｍｇ並びにＢｅドープの，キャ
リア濃度ｐ＝１×１０18cm -3 の、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐ結晶（バッファ層）、３は該ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ結晶（バッファ層）２上に
形成された、膜厚１μｍ，Ｎドープ，キャリア濃度ｐ＝
４×１０17cm -3 の、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層、４は該
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３上に形成された、膜厚１００
オングストロームのアンドープの、ＺｎＳｅ活性層、５
は該アンドープのＺｎＳｅ活性層４上に形成された、膜
厚１μｍ，Ｃｌ（塩素）ドープ，キャリア濃度ｎ＝５×
１０17cm -3 の、ｎ−ＺｎＳｅクラッド層、６は該ｎ−
ＺｎＳｅクラッド層５上に形成された、膜厚１０００オ
ングストローム，Ｃｌドープ，キャリア濃度ｎ＝１×１
０18cm -3 の、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層である。ま
た、８は上記ｐ−ＧａＡｓ基板１側に形成されたＴｉ，
Ａｕ−Ｚｎ等よりなるｐ側電極、９は絶縁膜１０に設け
たストライプ状の開口を介して上記ｎ+ −ＺｎＳｅコン
タクト層６に接触するよう設けられた、Ｉｎ等よりなる
ｎ側電極である。
【００４６】次に、本実施例１による半導体レーザ装置
の製造フローについて説明する。図１に示すように、ｐ
−ＧａＡｓ基板１上に、必要に応じてＧａＡｓバッファ
層（ここでは図示せず）を、さらにその上に、ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ
法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition ），ＣＢＥ（Chemical Beam Epitaxy)，ＧＳＭＢ
Ｅ（Gas Source Molecular Beam Epitaxy ）法等によっ
て成長する。この時、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成（ｘ、ｙは原子比）は、バンドギ
ャップがＧａＡｓより大きくなるように、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲でｘ、ｙを選択する。
の製造フローについて説明する。図１に示すように、ｐ
−ＧａＡｓ基板１上に、必要に応じてＧａＡｓバッファ
層（ここでは図示せず）を、さらにその上に、ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ
法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition ），ＣＢＥ（Chemical Beam Epitaxy)，ＧＳＭＢ
Ｅ（Gas Source Molecular Beam Epitaxy ）法等によっ
て成長する。この時、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成（ｘ、ｙは原子比）は、バンドギ
ャップがＧａＡｓより大きくなるように、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲でｘ、ｙを選択する。
【００４７】その後、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，Ｚｎ
Ｓｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −
ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶ
Ｄ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキシャル成
長を行う。
Ｓｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −
ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶ
Ｄ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキシャル成
長を行う。
【００４８】そしてこの構成に対し、ｐ−ＧａＡｓ基板
１の裏面にＴｉ，Ａｕ−Ｚｎよりなるｐ側電極８を、ま
た、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６上に、絶縁膜１０の
開口を介して、例えばストライプ状のＩｎよりなるｎ側
電極９を形成する。
１の裏面にＴｉ，Ａｕ−Ｚｎよりなるｐ側電極８を、ま
た、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６上に、絶縁膜１０の
開口を介して、例えばストライプ状のＩｎよりなるｎ側
電極９を形成する。
【００４９】ここで、上記（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-
y Ｐバッファ層２の組成ｘ、ｙは、図８の（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの領域のうち、エネルギーレベルＥ
ｇがＧａＡｓのそれ（＝１．４２ｅＶ）より大きい図中
のハッチング領域Ａ，Ｂのいずれかの中に来るような
ｘ、ｙを選べば良いものである。この図８において、Ｃ
点，Ｄ点は、エネルギーギャップＥｇが、ＧａＡｓのそ
れ（１．４２ｅＶ）と等しくなる点であり、Ｃ点は、Ｇ
ａy Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝０）の点で、このとき、ｙ＝０．
１６であり、Ｄ点は、Ａｌy Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝１）の点
で、このとき、ｙ＝０．０３６である。
y Ｐバッファ層２の組成ｘ、ｙは、図８の（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの領域のうち、エネルギーレベルＥ
ｇがＧａＡｓのそれ（＝１．４２ｅＶ）より大きい図中
のハッチング領域Ａ，Ｂのいずれかの中に来るような
ｘ、ｙを選べば良いものである。この図８において、Ｃ
点，Ｄ点は、エネルギーギャップＥｇが、ＧａＡｓのそ
れ（１．４２ｅＶ）と等しくなる点であり、Ｃ点は、Ｇ
ａy Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝０）の点で、このとき、ｙ＝０．
１６であり、Ｄ点は、Ａｌy Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝１）の点
で、このとき、ｙ＝０．０３６である。
【００５０】次に、本実施例１による半導体レーザ装置
の動作について説明する。上記ｐ−ＧａＡｓ基板１と、
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間に挿入してなるｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のバンド
ギャップは、上記の図８のハッチング領域Ａ，Ｂのいず
れかの中に来るようなｘ、ｙの組成において、ＧａＡｓ
のバンドギャップ（１．４２ｅＶ）よりも大きくなる。
このため、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２との間，及びｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２と、ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層３（バンドギャップは２．６７ｅＶ）との
間のバンドギャップ差は、ともに、ｐ−ＧａＡｓ基板１
とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンドギャップ差
より小さくなり、バンド不連続が緩和される。これによ
り、従来装置において、図７で説明したように、該半導
体層間で価電子帯内に生じていたスパイクＳは小さくな
り、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト
層６との間に順方向電圧を印加した際の，ホールのｐ−
ＺｎＳｅクラッド層３への注入はスムーズに行われ、そ
の動作電圧は低減されることとなる。
の動作について説明する。上記ｐ−ＧａＡｓ基板１と、
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間に挿入してなるｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のバンド
ギャップは、上記の図８のハッチング領域Ａ，Ｂのいず
れかの中に来るようなｘ、ｙの組成において、ＧａＡｓ
のバンドギャップ（１．４２ｅＶ）よりも大きくなる。
このため、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２との間，及びｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２と、ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層３（バンドギャップは２．６７ｅＶ）との
間のバンドギャップ差は、ともに、ｐ−ＧａＡｓ基板１
とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンドギャップ差
より小さくなり、バンド不連続が緩和される。これによ
り、従来装置において、図７で説明したように、該半導
体層間で価電子帯内に生じていたスパイクＳは小さくな
り、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト
層６との間に順方向電圧を印加した際の，ホールのｐ−
ＺｎＳｅクラッド層３への注入はスムーズに行われ、そ
の動作電圧は低減されることとなる。
【００５１】このように本実施例１による半導体発光素
子では、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層３との間に、そのバントギャップが該両者の中間の値
であるｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層
２を挿入したことにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２間，及び
該バッフア層２とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３間のバンド
ギャップ差は、ともに、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３間のバンドギャップ差（１．２５ｅ
Ｖ）より小さくなり、バンド不連続が緩和されて従来半
導体層間で価電子帯内に生じていたスパイクは小さくな
り、該発光素子に順方向電圧を印加した際の、ホールの
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３への注入はスムーズに行わ
れ、動作電圧を低減することができる効果が得られる。
子では、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層３との間に、そのバントギャップが該両者の中間の値
であるｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層
２を挿入したことにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２間，及び
該バッフア層２とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３間のバンド
ギャップ差は、ともに、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３間のバンドギャップ差（１．２５ｅ
Ｖ）より小さくなり、バンド不連続が緩和されて従来半
導体層間で価電子帯内に生じていたスパイクは小さくな
り、該発光素子に順方向電圧を印加した際の、ホールの
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３への注入はスムーズに行わ
れ、動作電圧を低減することができる効果が得られる。
【００５２】実施例２．上記実施例１では、上記ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の組成
ｘ、ｙは、その層厚方向においてもその値を固定したも
のとしたが、本第２の実施例は、該ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の組成を、そのバンドギ
ャップが上記ｐ−ＧａＡｓ基板１側から上記ワイドバン
ドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層３側に向かって成長
するに従い、徐々に増加するような値としたものであ
る。
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の組成
ｘ、ｙは、その層厚方向においてもその値を固定したも
のとしたが、本第２の実施例は、該ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の組成を、そのバンドギ
ャップが上記ｐ−ＧａＡｓ基板１側から上記ワイドバン
ドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層３側に向かって成長
するに従い、徐々に増加するような値としたものであ
る。
【００５３】以下、本発明の第２の実施例による半導体
レーザ装置の製造フローについて説明する。まず、図１
に示すように、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、図示していな
いが必要に応じてＧａＡｓバッファ層（ここでは図示せ
ず）を、さらにその上にｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢ
Ｅ，ＧＳＭＢＥ法等によって成長する。成長開始時の
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの組成としては、その
バンドギャップがＧａＡｓのそれより大きくなるよう
に、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、ｘ、ｙを選択する。そして、上記ｘ、ｙの値
を、該層２の成長方向に進むにつれ、そのバンドギャッ
プが単調に増加していくように、即ち、図８のハッチン
グ領域Ａ，Ｂ中において、点（ｘ、ｙ）がその成長とと
もに上昇していくように、ｘ、ｙの値を変化させる。
レーザ装置の製造フローについて説明する。まず、図１
に示すように、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、図示していな
いが必要に応じてＧａＡｓバッファ層（ここでは図示せ
ず）を、さらにその上にｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢ
Ｅ，ＧＳＭＢＥ法等によって成長する。成長開始時の
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの組成としては、その
バンドギャップがＧａＡｓのそれより大きくなるよう
に、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、ｘ、ｙを選択する。そして、上記ｘ、ｙの値
を、該層２の成長方向に進むにつれ、そのバンドギャッ
プが単調に増加していくように、即ち、図８のハッチン
グ領域Ａ，Ｂ中において、点（ｘ、ｙ）がその成長とと
もに上昇していくように、ｘ、ｙの値を変化させる。
【００５４】そしてその後は、上記第１の実施例と同様
に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ
−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層６を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構
造を作製する。
に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ
−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層６を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構
造を作製する。
【００５５】このような本実施例２による半導体レーザ
装置では、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバ
ッファ層２のバンドギャップを、１．４２ｅＶ（ＧａＡ
ｓ）から２．４５ｅＶ（ＡｌＰ）の範囲で徐々に増加さ
せたものとしたので、該ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層２のバンドギャップがこの範囲内にあ
ると、価電子帯内に形成されるスパイクはより小さくな
り、ホールの移動はほとんど妨げられることがないこと
となる。また、ＡｌＰ（Ｅｇ(AlP )＝2.45ｅＶ）とＺｎ
Ｓｅ（Ｅｇ(ZnSe)＝2.67ｅＶ）とのバンドギャップ差に
より半導体層間で価電子帯内に形成されるスパイクの高
さは、最大でも０．２５ｅＶ以下となり、ｐ−ＺｎＳｅ
クラッド層３へのキャリアの注入がスムーズに行われる
こととなり、従って、動作電圧を低減することができる
効果が得られる。
装置では、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバ
ッファ層２のバンドギャップを、１．４２ｅＶ（ＧａＡ
ｓ）から２．４５ｅＶ（ＡｌＰ）の範囲で徐々に増加さ
せたものとしたので、該ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層２のバンドギャップがこの範囲内にあ
ると、価電子帯内に形成されるスパイクはより小さくな
り、ホールの移動はほとんど妨げられることがないこと
となる。また、ＡｌＰ（Ｅｇ(AlP )＝2.45ｅＶ）とＺｎ
Ｓｅ（Ｅｇ(ZnSe)＝2.67ｅＶ）とのバンドギャップ差に
より半導体層間で価電子帯内に形成されるスパイクの高
さは、最大でも０．２５ｅＶ以下となり、ｐ−ＺｎＳｅ
クラッド層３へのキャリアの注入がスムーズに行われる
こととなり、従って、動作電圧を低減することができる
効果が得られる。
【００５６】実施例３．図２は本発明の第３の実施例に
よる半導体発光素子を示す。上記実施例１，実施例２
は、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３
との間に、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層２を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ
−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンド不連続を緩和す
るようにしたものであるが、本実施例３は、上記ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板１と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２との間に、さらにｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
（０＜ｚ≦１）第２バッファ層７を挿入するようにした
ものである。
よる半導体発光素子を示す。上記実施例１，実施例２
は、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３
との間に、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層２を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ
−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンド不連続を緩和す
るようにしたものであるが、本実施例３は、上記ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板１と、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２との間に、さらにｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
（０＜ｚ≦１）第２バッファ層７を挿入するようにした
ものである。
【００５７】以下、本発明の本実施例３による半導体レ
ーザ装置の製造フローについて説明する。図２に示すよ
うに、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、図示していないが必要
に応じて、ＧａＡｓバッファ層を、さらにその上に第２
のバッファ層であるｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦
１）結晶７を、ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によって成長する。この時、該ｐ−Ａｌz Ｇａ
1-z Ａｓ７の組成は、そのバンドギャップがＧａＡｓの
それより大きく、かつ、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐのそれより小さくなるように、ｚの値を選択する。即
ち、図９において、破線Ｅ上の点がｐ−Ａｌz Ｇａ1-z
Ａｓ（０＜ｚ≦１）であり、該破線Ｅの下端の点が、ｚ
＝０のときのＧａＡｓの点であり、該破線Ｅの上端の点
ｅが、ｚ＝１のときのＡｌＡｓの点である。
ーザ装置の製造フローについて説明する。図２に示すよ
うに、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、図示していないが必要
に応じて、ＧａＡｓバッファ層を、さらにその上に第２
のバッファ層であるｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦
１）結晶７を、ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によって成長する。この時、該ｐ−Ａｌz Ｇａ
1-z Ａｓ７の組成は、そのバンドギャップがＧａＡｓの
それより大きく、かつ、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐのそれより小さくなるように、ｚの値を選択する。即
ち、図９において、破線Ｅ上の点がｐ−Ａｌz Ｇａ1-z
Ａｓ（０＜ｚ≦１）であり、該破線Ｅの下端の点が、ｚ
＝０のときのＧａＡｓの点であり、該破線Ｅの上端の点
ｅが、ｚ＝１のときのＡｌＡｓの点である。
【００５８】その後、該ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７の
上に、上記第１の実施例と同様に、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２，ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，
及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法，
ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキ
シャル成長を行い、レーザ構造を作製する。
上に、上記第１の実施例と同様に、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２，ｐ−ＺｎＳｅクラッド
層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，
及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法，
ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキ
シャル成長を行い、レーザ構造を作製する。
【００５９】本第３の実施例においては、ｐ−ＧａＡｓ
基板１とｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７間の、また、ｐ−
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７とｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ層２間の、また、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ層２とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３間のバンドギ
ャップ差は、それぞれ、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間のバンドギャップ差よりさらに
小さくなり、例えば、ｐ−ＧａＡｓ基板１のバンドギャ
ップ１．４２ｅＶに対し、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-zＡｓ層７
でそのバンドギャップを１．４２ｅＶから１．８ｅＶま
で変え、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２で
１．８ｅＶから２．４５ｅＶ（ＡｌＰ）まで変え、該層
２でｐ−ＺｎＳｅクラッド層３と接する構成とすること
ができ、このため、各界面に形成される価電子帯内のス
パイクはさらに小さくなり、これにより本半導体レーザ
の動作電圧をさらに低減することが可能になるという効
果が得られる。
基板１とｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７間の、また、ｐ−
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ層７とｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ層２間の、また、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ層２とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３間のバンドギ
ャップ差は、それぞれ、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間のバンドギャップ差よりさらに
小さくなり、例えば、ｐ−ＧａＡｓ基板１のバンドギャ
ップ１．４２ｅＶに対し、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-zＡｓ層７
でそのバンドギャップを１．４２ｅＶから１．８ｅＶま
で変え、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２で
１．８ｅＶから２．４５ｅＶ（ＡｌＰ）まで変え、該層
２でｐ−ＺｎＳｅクラッド層３と接する構成とすること
ができ、このため、各界面に形成される価電子帯内のス
パイクはさらに小さくなり、これにより本半導体レーザ
の動作電圧をさらに低減することが可能になるという効
果が得られる。
【００６０】実施例４．上記実施例３は、ｐ−ＧａＡｓ
基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間に、ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２と、ｐ−
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦１）第２バッファ層７と
を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間のバンド不連続を緩和するよう
にしたものであるが、本発明の第４の実施例による半導
体発光素子は、上記ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層３との間に、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０
＜ｚ≦１）バッファ層のみを挿入するようにしたもので
あり、これは図１において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
（０＜ｚ≦１）層に変えたものに相当する。
基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間に、ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２と、ｐ−
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦１）第２バッファ層７と
を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基板１とｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間のバンド不連続を緩和するよう
にしたものであるが、本発明の第４の実施例による半導
体発光素子は、上記ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳ
ｅクラッド層３との間に、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（０
＜ｚ≦１）バッファ層のみを挿入するようにしたもので
あり、これは図１において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ
（０＜ｚ≦１）層に変えたものに相当する。
【００６１】本第４の実施例においても、ｐ−ＧａＡｓ
基板１とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間にｐ−Ａｌz
Ｇａ1-z Ａｓ層を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基
板１のバンドギャップ１．４２ｅＶに対し、該ｐ−Ａｌ
z Ｇａ1-z Ａｓ層７でそのバンドギャップをＧａＡｓの
バンドギャップの近傍からＡｌＡｓのそれの近傍に変え
た後、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３と接する構成とするこ
とができ、やはりこれによっても、各界面に形成される
価電子帯内のスパイクを小さくし、本半導体レーザの動
作電圧を低減することが可能になるという効果が得られ
る。
基板１とｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間にｐ−Ａｌz
Ｇａ1-z Ａｓ層を挿入することにより、ｐ−ＧａＡｓ基
板１のバンドギャップ１．４２ｅＶに対し、該ｐ−Ａｌ
z Ｇａ1-z Ａｓ層７でそのバンドギャップをＧａＡｓの
バンドギャップの近傍からＡｌＡｓのそれの近傍に変え
た後、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３と接する構成とするこ
とができ、やはりこれによっても、各界面に形成される
価電子帯内のスパイクを小さくし、本半導体レーザの動
作電圧を低減することが可能になるという効果が得られ
る。
【００６２】実施例５．本発明の第５の実施例は、図１
に示される構成において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ層２を、その格子定数をｐ−ＺｎＳｅクラ
ッド層３に整合するものとしたものである。
に示される構成において、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ層２を、その格子定数をｐ−ＺｎＳｅクラ
ッド層３に整合するものとしたものである。
【００６３】以下、本発明の第５の実施例による半導体
レーザ装置を製造するフローについて説明する。上記第
１の実施例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上にｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２のエピタキシャル成長
を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２の組成ｘ、ｙは、そのバンドギャップがＧ
ａＡｓより大きく、かつ、ＺｎＳｅに格子整合するよう
に、 ０≦ｘ≦１ ｙ＝０．４８１ とする。即ち、図１０において、実線Ｆが、ＺｎＳｅに
格子整合した、即ち、格子定数がａ(ZnSe)＝5.6687オン
グストロームである（Ａｌx Ｇａ1-x )yＩｎ1-yＰを示
すものであり、破線Ｇが、ＧａＡｓに格子整合した、即
ち、格子定数がａ(GaAs)＝5.653 オングストロームであ
る（Ａｌx Ｇａ1-x )yＩｎ1-y Ｐを示すものであり、上
記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の
組成ｘ、ｙは、該実線Ｆ上の値を取るものとする。
レーザ装置を製造するフローについて説明する。上記第
１の実施例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上にｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２のエピタキシャル成長
を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２の組成ｘ、ｙは、そのバンドギャップがＧ
ａＡｓより大きく、かつ、ＺｎＳｅに格子整合するよう
に、 ０≦ｘ≦１ ｙ＝０．４８１ とする。即ち、図１０において、実線Ｆが、ＺｎＳｅに
格子整合した、即ち、格子定数がａ(ZnSe)＝5.6687オン
グストロームである（Ａｌx Ｇａ1-x )yＩｎ1-yＰを示
すものであり、破線Ｇが、ＧａＡｓに格子整合した、即
ち、格子定数がａ(GaAs)＝5.653 オングストロームであ
る（Ａｌx Ｇａ1-x )yＩｎ1-y Ｐを示すものであり、上
記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の
組成ｘ、ｙは、該実線Ｆ上の値を取るものとする。
【００６４】また、図１１は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐのｘ−ｙ組成面を示す三角形Ｔを示すもので、
図中の三角形Ｔ中の右下がりの実線は、一定の直接エネ
ルギーギャップの値を示し、ｋは、ＧａＡｓのエネルギ
ーギャップＥｇ（＝１．４２ｅＶ）の線を示し、Ｌはエ
ネルギーギャップがＧａＡｓのそれ（１．４２ｅＶ）以
下の領域を示している。また、ＩＧＲ（Indirect Gap R
egion ）は、間接ギャップ領域を示しており、その底辺
の実線はエネルギーギャップ２．３５ｅＶの線となって
いる。また、破線ｉは、ＧａＡｓの格子定数を示してお
り、ｙ＝０．５１，及びｘ＝０〜１．０で、ＧａＡｓへ
格子整合することを示しており、ｊは、ＺｎＳｅに格子
整合する線を示しており、この破線ｉ，ｊが図１０の実
線Ｇ，Ｆに対応するものである。
ｎ1-y Ｐのｘ−ｙ組成面を示す三角形Ｔを示すもので、
図中の三角形Ｔ中の右下がりの実線は、一定の直接エネ
ルギーギャップの値を示し、ｋは、ＧａＡｓのエネルギ
ーギャップＥｇ（＝１．４２ｅＶ）の線を示し、Ｌはエ
ネルギーギャップがＧａＡｓのそれ（１．４２ｅＶ）以
下の領域を示している。また、ＩＧＲ（Indirect Gap R
egion ）は、間接ギャップ領域を示しており、その底辺
の実線はエネルギーギャップ２．３５ｅＶの線となって
いる。また、破線ｉは、ＧａＡｓの格子定数を示してお
り、ｙ＝０．５１，及びｘ＝０〜１．０で、ＧａＡｓへ
格子整合することを示しており、ｊは、ＺｎＳｅに格子
整合する線を示しており、この破線ｉ，ｊが図１０の実
線Ｇ，Ｆに対応するものである。
【００６５】以後は、その上に、上記第１の実施例と同
様に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，
ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタ
クト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳ
ＭＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ
構造を作製する。なお、本実施例５では、このようにエ
ピタキシャル成長が２回必要なものである。
様に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，
ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタ
クト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳ
ＭＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ
構造を作製する。なお、本実施例５では、このようにエ
ピタキシャル成長が２回必要なものである。
【００６６】このような本第５の実施例では、上記ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の格子定
数を、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の格子定数（ａ(ZnSe)
＝5.6687オングストローム）と同じ値になるようにした
ため、上記実施例１による価電子帯内に形成されるスパ
イクを減少させ、ホールの注入効率を高めることがで
き、動作電圧を低減できる効果が得られるのに加え、該
両層２，３間の界面に存在する格子不整合に起因する転
位や欠陥が減少して、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の結晶
性を向上することができる。従って、これにより信頼性
等，レーザ特性の良い半導体レーザを得ることができる
効果がある。
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２の格子定
数を、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の格子定数（ａ(ZnSe)
＝5.6687オングストローム）と同じ値になるようにした
ため、上記実施例１による価電子帯内に形成されるスパ
イクを減少させ、ホールの注入効率を高めることがで
き、動作電圧を低減できる効果が得られるのに加え、該
両層２，３間の界面に存在する格子不整合に起因する転
位や欠陥が減少して、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の結晶
性を向上することができる。従って、これにより信頼性
等，レーザ特性の良い半導体レーザを得ることができる
効果がある。
【００６７】実施例６．本発明の第６の実施例は、上記
図１に示す構成において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐバッファ層２の格子定数を、ＧａＡｓの格子定
数から、ＺｎＳｅの格子定数に徐々に変化させるように
したものである。
図１に示す構成において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐバッファ層２の格子定数を、ＧａＡｓの格子定
数から、ＺｎＳｅの格子定数に徐々に変化させるように
したものである。
【００６８】以下、本発明の実施例６による半導体レー
ザ装置の製造フローについて説明する。上記第１の実施
例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のエピタキシャル成
長を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成比ｙ（０≦ｘ≦１）は、ＧａＡｓ
に格子整合する０．５１６（ａ(GaAs)＝5.653 オングス
トローム）から、ＺｎＳｅに格子整合する０．４８１
（ａ(ZnSe)＝5.6687オングストローム）まで単調に変化
させるようにする。
ザ装置の製造フローについて説明する。上記第１の実施
例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のエピタキシャル成
長を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成比ｙ（０≦ｘ≦１）は、ＧａＡｓ
に格子整合する０．５１６（ａ(GaAs)＝5.653 オングス
トローム）から、ＺｎＳｅに格子整合する０．４８１
（ａ(ZnSe)＝5.6687オングストローム）まで単調に変化
させるようにする。
【００６９】即ち、これを上記図１０，図１１を用いて
説明すると、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２の組成比ｙ（０≦ｘ≦１）を、ＧａＡｓに
格子整合する図１０における線Ｇ上，図１１における線
ｉ上から、ＺｎＳｅに格子整合する図１１における線Ｆ
上，図１１における線ｊ上にまで単調に変化させる，即
ち、図１１において、点（ｘ，ｙ）を左下から右上に向
けて移動させるようにしたものである。
説明すると、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ
バッファ層２の組成比ｙ（０≦ｘ≦１）を、ＧａＡｓに
格子整合する図１０における線Ｇ上，図１１における線
ｉ上から、ＺｎＳｅに格子整合する図１１における線Ｆ
上，図１１における線ｊ上にまで単調に変化させる，即
ち、図１１において、点（ｘ，ｙ）を左下から右上に向
けて移動させるようにしたものである。
【００７０】そしてその後は、上記第１の実施例と同様
に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ
−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構
造を作製する。
に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ
−ＺｎＳｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタク
ト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭ
ＢＥ法等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構
造を作製する。
【００７１】このような本第６の実施例による半導体レ
ーザ装置では、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２を、ｐ−ＧａＡｓ基板１に格子整合した
状態から、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３に整合した状態に
徐々に変化させるようにしたため、上記実施例１による
価電子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの
注入効率を高めて、動作電圧を低減できる効果が得られ
るのに加え、該両層２，３間の界面に存在する格子不整
合に起因する転位や欠陥を減少させて、転位や欠陥が集
中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の結晶性
を向上することができ、信頼性等，レーザ特性の良い半
導体レーザ装置を得られる効果がある。
ーザ装置では、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２を、ｐ−ＧａＡｓ基板１に格子整合した
状態から、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３に整合した状態に
徐々に変化させるようにしたため、上記実施例１による
価電子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの
注入効率を高めて、動作電圧を低減できる効果が得られ
るのに加え、該両層２，３間の界面に存在する格子不整
合に起因する転位や欠陥を減少させて、転位や欠陥が集
中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３の結晶性
を向上することができ、信頼性等，レーザ特性の良い半
導体レーザ装置を得られる効果がある。
【００７２】実施例７．本発明の第７の実施例は、図１
において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-yＰバッフ
ァ層２を、その格子定数が、上記実施例６におけるよう
に、ＧａＡｓの格子定数からＺｎＳｅの格子定数にまで
徐々に変化するとともに、かつそのバンドギャップが、
単調に変化するものとしたものである。
において、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-yＰバッフ
ァ層２を、その格子定数が、上記実施例６におけるよう
に、ＧａＡｓの格子定数からＺｎＳｅの格子定数にまで
徐々に変化するとともに、かつそのバンドギャップが、
単調に変化するものとしたものである。
【００７３】以下、本発明の実施例７による半導体レー
ザ装置の製造フローについて説明する。上記第１の実施
例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のエピタキシャル成
長を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成比ｙは、上記実施例６と同様に、
ＧａＡｓに格子整合する０．５１６から、ＺｎＳｅに格
子整合する０．４８１まで単調に変化させ、かつ、その
バンドギャップを単調に増加させるよう、組成比ｘをも
単調に増加するようにする。即ち、図１１において、点
（ｘ、ｙ）を、線ｉ上から線ｊ上まで、左下から上記実
施例６よりさらに右上方向に向けて移動させる。
ザ装置の製造フローについて説明する。上記第１の実施
例と同様に、ｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のエピタキシャル成
長を行う。この時のｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y
Ｐバッファ層２の組成比ｙは、上記実施例６と同様に、
ＧａＡｓに格子整合する０．５１６から、ＺｎＳｅに格
子整合する０．４８１まで単調に変化させ、かつ、その
バンドギャップを単調に増加させるよう、組成比ｘをも
単調に増加するようにする。即ち、図１１において、点
（ｘ、ｙ）を、線ｉ上から線ｊ上まで、左下から上記実
施例６よりさらに右上方向に向けて移動させる。
【００７４】その後、上記第１の実施例と同様に、ｐ−
ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳ
ｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６
を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法
等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構造を作
製する。
ＺｎＳｅクラッド層３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳ
ｅクラッド層５，及びｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６
を、順次ＭＢＥ法，ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法
等によってエピタキシャル成長を行い、レーザ構造を作
製する。
【００７５】このような本第７の実施例による半導体レ
ーザ装置では、上記実施例６におけるようにｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板１に格子整合した状態から、ｐ−ＺｎＳｅクラッ
ド層３に整合した状態に徐々に変化させるとともに、該
ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のバ
ンドギャップを上方に向けて徐々に増加するものとした
ことにより、半導体間のバンド不連続により形成される
スパイクをより小さくしてホールの注入効率を高めて、
動作電圧を低減できるのに加え、上記両層２，３間の界
面に存在する格子不整合に起因する転位や欠陥を減少さ
せて、転位や欠陥が集中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅ
クラッド層３の結晶性を向上することができ、信頼性
等，レーザ特性の良い半導体レーザ装置を得ることがで
きる効果がある。
ーザ装置では、上記実施例６におけるようにｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板１に格子整合した状態から、ｐ−ＺｎＳｅクラッ
ド層３に整合した状態に徐々に変化させるとともに、該
ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２のバ
ンドギャップを上方に向けて徐々に増加するものとした
ことにより、半導体間のバンド不連続により形成される
スパイクをより小さくしてホールの注入効率を高めて、
動作電圧を低減できるのに加え、上記両層２，３間の界
面に存在する格子不整合に起因する転位や欠陥を減少さ
せて、転位や欠陥が集中することがなく、ｐ−ＺｎＳｅ
クラッド層３の結晶性を向上することができ、信頼性
等，レーザ特性の良い半導体レーザ装置を得ることがで
きる効果がある。
【００７６】実施例８．図３は、本発明の第８の実施例
による半導体発光素子を示す。図３において、１，３，
４，５，６，８，９は上記図１，図２と同一のものを示
し、２ａは電流注入領域においてのみ形成された、ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐバッファ層である。
による半導体発光素子を示す。図３において、１，３，
４，５，６，８，９は上記図１，図２と同一のものを示
し、２ａは電流注入領域においてのみ形成された、ｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐバッファ層である。
【００７７】以下、本実施例８による半導体発光素子を
製造する方法について説明する。図３に示すように、ｐ
−ＧａＡｓ基板１上に、図示していないが必要に応じて
ＧａＡｓバッファ層を、さらにその上にｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ法，ＭＯ
ＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によって成長する。こ
の時、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層
２の組成は、上記実施例１，２，３，５，６，７のいず
れかに示したような組成にする。
製造する方法について説明する。図３に示すように、ｐ
−ＧａＡｓ基板１上に、図示していないが必要に応じて
ＧａＡｓバッファ層を、さらにその上にｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を、ＭＢＥ法，ＭＯ
ＣＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によって成長する。こ
の時、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層
２の組成は、上記実施例１，２，３，５，６，７のいず
れかに示したような組成にする。
【００７８】その後、写真製版により、ｐ−（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を選択的にストライ
プ状にエッチング除去し、電流注入領域においてのみ、
ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２ａを
形成する。より詳細には、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ層２の電流注入領域以外の部分を、フォト
レジストを用いて塩酸によるウエットエッチング，ある
いは塩素によるドライエッチングにより除去して、図３
に示すように、上記電流注入領域のみに上記ｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２ａを残すようにする。
ａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を選択的にストライ
プ状にエッチング除去し、電流注入領域においてのみ、
ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２ａを
形成する。より詳細には、上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ層２の電流注入領域以外の部分を、フォト
レジストを用いて塩酸によるウエットエッチング，ある
いは塩素によるドライエッチングにより除去して、図３
に示すように、上記電流注入領域のみに上記ｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層２ａを残すようにする。
【００７９】あるいは、このｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐ層２の選択的形成は、ＳｉＯ2 膜, あるいは
ＳｉＮ膜を選択成長マスクとして上記電流注入領域のみ
に該層２を選択成長し、以後上記ＳｉＯ2 膜, あるいは
ＳｉＮ膜をともにフッ酸により除去して形成するように
してもよい。
Ｉｎ1-y Ｐ層２の選択的形成は、ＳｉＯ2 膜, あるいは
ＳｉＮ膜を選択成長マスクとして上記電流注入領域のみ
に該層２を選択成長し、以後上記ＳｉＯ2 膜, あるいは
ＳｉＮ膜をともにフッ酸により除去して形成するように
してもよい。
【００８０】次に、その上に、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層
３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，ｎ
+ −ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣ
ＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキシャル
成長を行う。さらに、ｐ−ＧａＡｓ基板１の裏面にｐ側
電極８を、また、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６上にｎ
側電極９を形成する。
３，ＺｎＳｅ活性層４，ｎ−ＺｎＳｅクラッド層５，ｎ
+ −ＺｎＳｅコンタクト層６を、順次ＭＢＥ法、ＭＯＣ
ＶＤ，ＣＢＥ，ＧＳＭＢＥ法等によってエピタキシャル
成長を行う。さらに、ｐ−ＧａＡｓ基板１の裏面にｐ側
電極８を、また、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６上にｎ
側電極９を形成する。
【００８１】次に動作について説明する。ｐ−ＧａＡｓ
基板１と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６との間に順方
向電圧を印加すると、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間には半導体層間のバンド不連続
に起因して価電子帯内に１．４ｅＶ程度のスパイクが存
在しているため、電流はｐ−ＧａＡｓ基板１からｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を通して
のみ流れることとなり、これにより、電流狭窄構造が構
成され、この結果、ＺｎＳｅ活性層４へ注入されるホー
ルに密度分布が生じ、この部分で発光する。
基板１と、ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層６との間に順方
向電圧を印加すると、ｐ−ＧａＡｓ基板１と、ｐ−Ｚｎ
Ｓｅクラッド層３との間には半導体層間のバンド不連続
に起因して価電子帯内に１．４ｅＶ程度のスパイクが存
在しているため、電流はｐ−ＧａＡｓ基板１からｐ−
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を通して
のみ流れることとなり、これにより、電流狭窄構造が構
成され、この結果、ＺｎＳｅ活性層４へ注入されるホー
ルに密度分布が生じ、この部分で発光する。
【００８２】このような本実施例８による半導体発光素
子では、上記のように、ＧａＡｓ基板１上にｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を選択的に成長
するようにすることにより、半導体層間のバンド不連続
により生ずるスパイクを利用して電流狭窄構造を作製す
ることができ、以下上記実施例１，２，３（または
４），５，６，７における半導体積層構造を用いて、半
導体レーザを構成することができる。
子では、上記のように、ＧａＡｓ基板１上にｐ−（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２を選択的に成長
するようにすることにより、半導体層間のバンド不連続
により生ずるスパイクを利用して電流狭窄構造を作製す
ることができ、以下上記実施例１，２，３（または
４），５，６，７における半導体積層構造を用いて、半
導体レーザを構成することができる。
【００８３】なお、本実施例８においては、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンド
ギャップを緩和するバッファ層を、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２ａとした場合を説明した
が、このバッファ層は上記実施例４におけるように、Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ａｓ層としてもよいものである。
ｓ基板１と、ｐ−ＺｎＳｅクラッド層３との間のバンド
ギャップを緩和するバッファ層を、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-
x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層２ａとした場合を説明した
が、このバッファ層は上記実施例４におけるように、Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ａｓ層としてもよいものである。
【００８４】また、上記の実施例１〜８においては、II
-VI 族半導体としてＺｎＳｅを用いたが、このII-VI 族
半導体としては、ＺｎＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＳ，ＭｇＳ
ｅ，ＭｇＳ，およびこれらの混晶を用いてもよく、上記
と同様の効果を得ることができる。
-VI 族半導体としてＺｎＳｅを用いたが、このII-VI 族
半導体としては、ＺｎＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＳ，ＭｇＳ
ｅ，ＭｇＳ，およびこれらの混晶を用いてもよく、上記
と同様の効果を得ることができる。
【００８５】また上記実施例１〜８では、レーザ構造は
ダブルヘテロ構造により構成されているが、活性層に量
子井戸構造を用いるようにしてもよく、上記と同様の効
果を得ることができる。
ダブルヘテロ構造により構成されているが、活性層に量
子井戸構造を用いるようにしてもよく、上記と同様の効
果を得ることができる。
【００８６】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
発光素子によれば、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイド
バンドギャップII-VI 族化合物をエピタキシャル成長し
てなる半導体発光素子において、上記III-V 族半導体基
板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との
間に、バッファ層として、そのバンドギャップが上記ｐ
型III-V 族半導体基板より大きく、上記ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層より小さいIII-V 族半導体層を
挿入したので、エピタキシャル成長層−基板間のバンド
不連続が緩和されて価電子帯内に形成されるスパイクか
減少され、これにより活性層へのホールの注入がスムー
ズに行われ、半導体レーザにおける動作電圧の低減を図
ることができる効果がある。
発光素子によれば、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイド
バンドギャップII-VI 族化合物をエピタキシャル成長し
てなる半導体発光素子において、上記III-V 族半導体基
板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層との
間に、バッファ層として、そのバンドギャップが上記ｐ
型III-V 族半導体基板より大きく、上記ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層より小さいIII-V 族半導体層を
挿入したので、エピタキシャル成長層−基板間のバンド
不連続が緩和されて価電子帯内に形成されるスパイクか
減少され、これにより活性層へのホールの注入がスムー
ズに行われ、半導体レーザにおける動作電圧の低減を図
ることができる効果がある。
【００８７】またこの発明によれば、上記半導体発光素
子において、上記バッファ層の組成を、そのバンドギャ
ップが、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイド
バンドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長する
に従い、徐々に増加するものとしたので、価電子帯内に
はほとんどスパイクが存在しなくなり、ホールの移動は
ほとんど妨げられることがなく、また、ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層へのキャリアの注入が極めてス
ムーズに行われ、動作電圧を大きく低減することができ
る効果が得られる。
子において、上記バッファ層の組成を、そのバンドギャ
ップが、上記ｐ型III-V 族半導体基板側から上記ワイド
バンドギャップII-VI 族化合物層側に向かって成長する
に従い、徐々に増加するものとしたので、価電子帯内に
はほとんどスパイクが存在しなくなり、ホールの移動は
ほとんど妨げられることがなく、また、ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層へのキャリアの注入が極めてス
ムーズに行われ、動作電圧を大きく低減することができ
る効果が得られる。
【００８８】またこの発明によれば、上記半導体発光素
子において、上記バッファ層と上記ｐ型III-V 族半導体
基板との間に、さらにそのバンドギャップが上記バッフ
ァ層と上記ｐ型III-V 族半導体基板との間のバンドギャ
ップを有する第２のバッファ層を設けたので、上記ｐ型
III-V 族半導体基板と上記第２のバッファ層間のバンド
ギャップ，また上記第２のバッファ層と上記バッファ層
間のバンドギャップ，さらには上記バッファ層と上記ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層間のバンドギャッ
プはさらに小さくでき、このため、各界面に形成される
価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、これにより
動作電圧をさらに低減することが可能になる効果が得ら
れる。
子において、上記バッファ層と上記ｐ型III-V 族半導体
基板との間に、さらにそのバンドギャップが上記バッフ
ァ層と上記ｐ型III-V 族半導体基板との間のバンドギャ
ップを有する第２のバッファ層を設けたので、上記ｐ型
III-V 族半導体基板と上記第２のバッファ層間のバンド
ギャップ，また上記第２のバッファ層と上記バッファ層
間のバンドギャップ，さらには上記バッファ層と上記ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層間のバンドギャッ
プはさらに小さくでき、このため、各界面に形成される
価電子帯内のスパイクはさらに小さくなり、これにより
動作電圧をさらに低減することが可能になる効果が得ら
れる。
【００８９】またこの発明によれば、上記半導体発光素
子において、ｐ−ＧａＡｓIII-V 族半導体基板と、ワイ
ドバンドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間に、Ａ
ｌzＧａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦１）III-V 族半導体層をバ
ッファ層として挿入したので、やはりエピタキシャル成
長層−基板間のバンド不連続が緩和されて価電子帯内の
スパイクが減少され、これにより活性層へのホールの注
入がスムーズに行われ、半導体レーザにおける動作電圧
の低減を図ることができる効果がある。価電子帯内に形
成されるスパイクを減少させ、ホールの注入効率を高め
ることができ、これにより動作電圧が低い半導体発光素
子を得ることができる。
子において、ｐ−ＧａＡｓIII-V 族半導体基板と、ワイ
ドバンドギャップｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間に、Ａ
ｌzＧａ1-z Ａｓ（０＜ｚ≦１）III-V 族半導体層をバ
ッファ層として挿入したので、やはりエピタキシャル成
長層−基板間のバンド不連続が緩和されて価電子帯内の
スパイクが減少され、これにより活性層へのホールの注
入がスムーズに行われ、半導体レーザにおける動作電圧
の低減を図ることができる効果がある。価電子帯内に形
成されるスパイクを減少させ、ホールの注入効率を高め
ることができ、これにより動作電圧が低い半導体発光素
子を得ることができる。
【００９０】またこの発明によれば、上記半導体発光素
子において、上記バッファ層として挿入したIII-V 族半
導体層が、そのバンドギャップが上記ｐ型III-V 族半導
体基板より大きく、かつ上記ワイドバンドギャップII-V
I 族化合物層に格子整合するものとしたので、上記価電
子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの注入
効率を高めることができ、動作電圧を低減できる効果に
加え、上記III-V 族半導体層バッファ層，ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層間の界面に存在する格子不整
合に起因する転位や欠陥が減少して、該ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層の結晶性を向上させることがで
き、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レーザを得るこ
とができる効果が得られる。
子において、上記バッファ層として挿入したIII-V 族半
導体層が、そのバンドギャップが上記ｐ型III-V 族半導
体基板より大きく、かつ上記ワイドバンドギャップII-V
I 族化合物層に格子整合するものとしたので、上記価電
子帯内に形成されるスパイクを減少させ、ホールの注入
効率を高めることができ、動作電圧を低減できる効果に
加え、上記III-V 族半導体層バッファ層，ワイドバンド
ギャップII-VI 族化合物層間の界面に存在する格子不整
合に起因する転位や欠陥が減少して、該ワイドバンドギ
ャップII-VI 族化合物層の結晶性を向上させることがで
き、信頼性等，レーザ特性の良い半導体レーザを得るこ
とができる効果が得られる。
【００９１】またこの発明にかかる半導体発光素子によ
れば、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャッ
プII-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体
発光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッフ
ァ層として基板よりバンドギャップの大きいIII-V 族半
導体層を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの大き
いIII-V 族半導体層が選択的に形成されてその選択的形
成部のみを電流注入領域とするようにしたので、２回の
エピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択的形成
部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成することがで
き、半導体レーザの作製を容易に行うことができる効果
が得られる。
れば、ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバンドギャッ
プII-VI 族化合物をエピタキシャル成長してなる半導体
発光素子において、上記III-V 族半導体基板と、上記ワ
イドバンドギャップII-VI 族化合物層との間に、バッフ
ァ層として基板よりバンドギャップの大きいIII-V 族半
導体層を挿入してなり、かつ、該バンドギャップの大き
いIII-V 族半導体層が選択的に形成されてその選択的形
成部のみを電流注入領域とするようにしたので、２回の
エピタキシャル成長を行って該バッファ層の選択的形成
部を形成するのみで、電流狭窄構造を形成することがで
き、半導体レーザの作製を容易に行うことができる効果
が得られる。
【００９２】またこの発明によれば、上記半導体発光素
子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板であるＧａＡ
ｓ基板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
であるｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間において、ＧａＡ
ｓ基板上に上記（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層を選択的に成長させ、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層の選択的形成部のみを電流注入領域と
するようにしたので、２回のエピタキシャル成長を行っ
て該バッファ層の選択的形成部を形成するのみで、電流
狭窄構造を形成することができ、半導体レーザの作製を
容易に行うことができる効果が得られる。
子において、上記ｐ型III-V 族半導体基板であるＧａＡ
ｓ基板と、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層
であるｐ−ＺｎＳｅクラッド層との間において、ＧａＡ
ｓ基板上に上記（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層を選択的に成長させ、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ
1-y Ｐバッファ層の選択的形成部のみを電流注入領域と
するようにしたので、２回のエピタキシャル成長を行っ
て該バッファ層の選択的形成部を形成するのみで、電流
狭窄構造を形成することができ、半導体レーザの作製を
容易に行うことができる効果が得られる。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体レーザを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】この発明の第３の実施例による半導体レーザを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】この発明の第８の実施例による半導体レーザを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】従来の第１例のII-VI 族半導体レーザを示す断
面図である。
面図である。
【図５】図４の従来のII-VI 族半導体レーザの，電極−
半導体界面を説明する図である。
半導体界面を説明する図である。
【図６】従来の第２例のII-VI 族半導体レーザを示す断
面図である。
面図である。
【図７】図６の従来のII-VI 族半導体レーザの，II-VI
族／III-V 半導体界面を説明する図である。
族／III-V 半導体界面を説明する図である。
【図８】上記本発明の第１，第２の実施例による半導体
レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッフ
ァ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
【図９】上記本発明の第３の実施例による半導体レーザ
の、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐバッファ層２
の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
の、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐバッファ層２
の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
【図１０】上記本発明の第５，第６の実施例による半導
体レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッ
ファ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
体レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッ
ファ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
【図１１】上記本発明の第５，第６の実施例による半導
体レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッ
ファ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
体レーザの、ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッ
ファ層２の組成ｘ、ｙを説明するための図である。
【符号の説明】 １ ｐ−ＧａＡｓ基板 ２ ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層 ２ａ ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層の選択的形成部 ３ ｐ−ＺｎＳｅクラッド層 ４ ＺｎＳｅ活性層 ５ ｎ−ＺｎＳｅクラッド層 ６ ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層 ７ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ第２バッファ層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 １０ 絶縁層 １１ ｐ+ −コンタクト層 １２ ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １３ ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 １４ ＣｄＺｎＳｅ量子井戸層 １５ ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 １６ ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １７ ｎ+ −ＺｎＳｅ層 １８ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １９ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２０ ｐ−ＧａＡｓバッファ層 ２１ ＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量子井戸活性層 ２２ ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層 ２３ ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 ２４ ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 ２５ ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層 ２６ ｎ+ コンタクト層
層 ２ａ ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ
層の選択的形成部 ３ ｐ−ＺｎＳｅクラッド層 ４ ＺｎＳｅ活性層 ５ ｎ−ＺｎＳｅクラッド層 ６ ｎ+ −ＺｎＳｅコンタクト層 ７ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ第２バッファ層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 １０ 絶縁層 １１ ｐ+ −コンタクト層 １２ ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １３ ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 １４ ＣｄＺｎＳｅ量子井戸層 １５ ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 １６ ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層 １７ ｎ+ −ＺｎＳｅ層 １８ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １９ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２０ ｐ−ＧａＡｓバッファ層 ２１ ＣｄＺｎＳｅ−ＺｎＳｅ多重量子井戸活性層 ２２ ｐ−ＺｎＳＳｅクラッド層 ２３ ｐ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 ２４ ｎ−ＺｎＳｅ光閉じ込め層 ２５ ｎ−ＺｎＳＳｅクラッド層 ２６ ｎ+ コンタクト層
Claims (14)
- 【請求項１】 ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバン
ドギャップII-VI 族化合物層をエピタキシャル成長して
なる半導体発光素子において、 上記ｐ型III-V 族半導体基板と、上記ワイドバンドギャ
ップII-VI 族化合物層との間に、バッファ層として、そ
のバンドギャップが上記ｐ型III-V 族半導体基板より大
きく、上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層より
小さいIII-V 族半導体層を挿入したことを特徴とする半
導体発光素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基板であ
り、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ
−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成
ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項３】 請求項２記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層の
組成ｘ，ｙの値を、固定の値としたことを特徴とする半
導体発光素子。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体発光素子におい
て、 上記III-V 族半導体層よりなるバッファ層の組成を、そ
のバンドギャップが、上記ｐ型III-V 族半導体基板側か
ら上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層側に向か
って成長するに従い、徐々に増加するものとしたことを
特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項５】 請求項４記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基板であ
り、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記III-V 族半導体層よりなるバッファ層が、ｐ−（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成ｘ，ｙ
は、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャップが、その成長方向に１．
４２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値
であることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項６】 請求項１記載の半導体発光素子におい
て、 上記III-V 族半導体層よりなるバッファ層と上記ｐ型II
I-V 族半導体基板との間に、さらにそのバンドギャップ
が、上記バッファ層と上記ｐ型III-V 族半導体基板との
間の値を有する第２のバッファ層を設けたことを特徴と
する半導体発光素子。 - 【請求項７】 請求項６記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基板であ
り、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ
−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成
ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲であり、 上記第２のバッファ層が、ｐ−Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓであ
り、その組成は、そのバンドギャップがＧａＡｓのそれ
より大きく、かつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐのそ
れより小さくなるような値であることを特徴とする半導
体発光素子。 - 【請求項８】 請求項１記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基板であ
り、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層が、Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ａｓ層（０＜ｚ≦１）であることを特徴と
する半導体発光素子。 - 【請求項９】 請求項１記載の半導体発光素子におい
て、 上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層が、上
記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層に格子整合す
るものであることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１０】 請求項９記載の半導体発光素子におい
て、 上記ｐ型III-V 族半導体基板が、ｐ−ＧａＡｓ基板であ
り、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記バッファ層として挿入したIII-V 族半導体層が、ｐ
−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ層であり、その組成
ｘ，ｙは、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲の値であり、 上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層の
格子定数が、上記ｐ−ＺｎＳｅクラッド層に格子整合す
るものであることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の半導体発光素子にお
いて、 上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層の
格子定数を、上記ｐ−ＧａＡｓ基板の格子定数から上記
ｐ−ＺｎＳｅクラッド層の格子定数まで変化するものと
したことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の半導体発光素子にお
いて、 上記ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐバッファ層
は、その組成ｘ，ｙが、 ０≦ｘ≦１ ０．１６＜ｙ≦１ の範囲で、そのバンドギャンプがその成長方向に１．４
２ｅＶから２．４５ｅＶまで単調に増加するような値で
あることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１３】 ｐ型III-V 族半導体基板上にワイドバ
ンドギャップII-VI族化合物をエピタキシャル成長して
なる半導体発光素子において、 上記III-V 族半導体基板と、上記ワイドバンドギャップ
II-VI 族化合物層との間に、バッファ層として、基板よ
りバンドギャップの大きいIII-V 族半導体層を挿入して
なり、かつ、 該基板よりバンドギャップの大きいIII-V 族半導体層が
選択的に形成されて、その選択的形成部のみを電流注入
領域としていることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の半導体発光素子に
おいて、 上記III-V 族半導体基板が、ＧａＡｓ基板であり、 上記ワイドバンドギャップII-VI 族化合物層が、ｐ−Ｚ
ｎＳｅクラッド層であり、 上記選択的に形成した基板よりバンドギャップの大きい
III-V 族半導体層が、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ
層であることを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2084694A JPH07231142A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 半導体発光素子 |
| GB9502957A GB2286722A (en) | 1994-02-18 | 1995-02-15 | Semiconductor light emitting element |
| DE19505441A DE19505441A1 (de) | 1994-02-18 | 1995-02-17 | Lichtemittierendes Halbleiterelement |
| US08/390,586 US5539239A (en) | 1994-02-18 | 1995-02-17 | Semiconductor light emitting element with II-VI and III-V compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2084694A JPH07231142A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231142A true JPH07231142A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12038452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2084694A Pending JPH07231142A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 半導体発光素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5539239A (ja) |
| JP (1) | JPH07231142A (ja) |
| DE (1) | DE19505441A1 (ja) |
| GB (1) | GB2286722A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1079530A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-03-24 | Toshiba Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3318391B2 (ja) * | 1993-06-14 | 2002-08-26 | ローム株式会社 | 半導体発光装置 |
| JPH08288544A (ja) | 1995-04-14 | 1996-11-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP3233569B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2001-11-26 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP3097570B2 (ja) * | 1996-09-26 | 2000-10-10 | 日本電気株式会社 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体およびその製造方法 |
| US6593589B1 (en) | 1998-01-30 | 2003-07-15 | The University Of New Mexico | Semiconductor nitride structures |
| JP2000022262A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
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