JPH0870155A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH0870155A JPH0870155A JP20328594A JP20328594A JPH0870155A JP H0870155 A JPH0870155 A JP H0870155A JP 20328594 A JP20328594 A JP 20328594A JP 20328594 A JP20328594 A JP 20328594A JP H0870155 A JPH0870155 A JP H0870155A
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- 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
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長寿命化及び特性の向上を図った半導体発光
素子を提供する。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍ
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を少なくとも一層有し、
その最上部の窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層８の上に、ｐ型
電導を示すＺｎドープｐ型Ｇｅ層１６と窒素ドープｐ型
ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１７とを交互に２０回積層した超格
子層と、この超格子層に引き続いて厚さ厚さ０．２μｍ
のＺｎドープｐ型Ｇｎ層１６を成長してなるＧｅ系キャ
ップ層１５を形成して発光素子とする。
素子を提供する。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍ
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を少なくとも一層有し、
その最上部の窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層８の上に、ｐ型
電導を示すＺｎドープｐ型Ｇｅ層１６と窒素ドープｐ型
ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93１７とを交互に２０回積層した超格
子層と、この超格子層に引き続いて厚さ厚さ０．２μｍ
のＺｎドープｐ型Ｇｎ層１６を成長してなるＧｅ系キャ
ップ層１５を形成して発光素子とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体膜を利用した発
光素子に関し、長寿命化及び特性の向上を図った半導体
発光素子に関するものである。
光素子に関し、長寿命化及び特性の向上を図った半導体
発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ｎ型ＧａＡｓ基板上に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍ
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる発光素子におい
ては、ｐ型伝導層に対する電極がショットキー性であ
り、ｐ型半導体層と該電極との間を通電するために大き
な電圧を必要としている。さらに、ｐ型半導体層のキャ
リア濃度が低い（〜１０17cm-3程度) ため、接触抵抗が
高くなる。この結果、半導体素子の動作電圧が高く、室
温での動作が困難であったり、室温動作しても素子特性
が急速に劣化したりした。
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる発光素子におい
ては、ｐ型伝導層に対する電極がショットキー性であ
り、ｐ型半導体層と該電極との間を通電するために大き
な電圧を必要としている。さらに、ｐ型半導体層のキャ
リア濃度が低い（〜１０17cm-3程度) ため、接触抵抗が
高くなる。この結果、半導体素子の動作電圧が高く、室
温での動作が困難であったり、室温動作しても素子特性
が急速に劣化したりした。
【０００３】このため、従来の発光素子構造では、ショ
ットキー性を緩和しかつ接触抵抗を下げるために、高キ
ャリア濃度（〜１０19cm-3) のｐ型伝導特性が実現でき
るＺｎＴｅ層の利用が試みられてきた。
ットキー性を緩和しかつ接触抵抗を下げるために、高キ
ャリア濃度（〜１０19cm-3) のｐ型伝導特性が実現でき
るＺｎＴｅ層の利用が試みられてきた。
【０００４】図５に示すように、ＧａＡｓ基板１の上に
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を積層して発光素子を形成
し、この積層体の最上部のｐ型伝導特性の窒素ドープｐ
型ＺｎＴｅ層８の上に窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型Ｚ
ｎＴｅグレーディット多重量子井戸構造２１及び窒素ド
ープｐ型ＺｎＴｅ層２２からなるＺｎＴｅ系キャップ層
２３を形成していた。従来はこのＺｎＴｅ系キャップ層
２３を有する素子構造を有することにより、接触抵抗を
低減させ、発光素子の室温での操作を可能としていた。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を積層して発光素子を形成
し、この積層体の最上部のｐ型伝導特性の窒素ドープｐ
型ＺｎＴｅ層８の上に窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型Ｚ
ｎＴｅグレーディット多重量子井戸構造２１及び窒素ド
ープｐ型ＺｎＴｅ層２２からなるＺｎＴｅ系キャップ層
２３を形成していた。従来はこのＺｎＴｅ系キャップ層
２３を有する素子構造を有することにより、接触抵抗を
低減させ、発光素子の室温での操作を可能としていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでショットキー
性の緩和と接触抵抗の低減のために用いられてきたＺｎ
Ｔｅ系キャップ層は、発光素子を形成する他のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体薄膜及び基板であるＧａＡｓ結晶とは
大きく異なる格子定数を有している。このため、前述し
た従来のＺｎＴｅ系キャップ層を用いた発光素子には大
きな格子不整合歪が内在し、この歪が発光素子の劣化を
早め、素子の寿命を極めて短くする原因となっている。
性の緩和と接触抵抗の低減のために用いられてきたＺｎ
Ｔｅ系キャップ層は、発光素子を形成する他のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体薄膜及び基板であるＧａＡｓ結晶とは
大きく異なる格子定数を有している。このため、前述し
た従来のＺｎＴｅ系キャップ層を用いた発光素子には大
きな格子不整合歪が内在し、この歪が発光素子の劣化を
早め、素子の寿命を極めて短くする原因となっている。
【０００６】本発明は、上記問題に鑑み、発光素子を形
成する他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜及び基板であ
るＧａＡｓ結晶と格子定数が整合し、且つ電極の接触抵
抗を低減できる新たなキャップ層構造を提供し、素子の
超寿命化と特性向上をはかる半導体発光素子を提供する
ことを目的とする。
成する他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜及び基板であ
るＧａＡｓ結晶と格子定数が整合し、且つ電極の接触抵
抗を低減できる新たなキャップ層構造を提供し、素子の
超寿命化と特性向上をはかる半導体発光素子を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る半導体発光素子の構成は、ｎ型ＧａＡｓ基板上
に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも
二種以上の元素からなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を少
なくとも一層有し、ｐ型伝導を示すＧｅ層を有すること
を特徴とする。
明に係る半導体発光素子の構成は、ｎ型ＧａＡｓ基板上
に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも
二種以上の元素からなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を少
なくとも一層有し、ｐ型伝導を示すＧｅ層を有すること
を特徴とする。
【０００８】上記半導体発光素子において、 前記ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体と最上部のｐ型伝導Ｇｅ層との間
に、ｐ型伝導製を示すＧｅ層とＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂ
ｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素からなるＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層とからなる超格子層を有する
ことを特徴とする。
−ＶＩ族化合物半導体と最上部のｐ型伝導Ｇｅ層との間
に、ｐ型伝導製を示すＧｅ層とＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂ
ｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素からなるＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層とからなる超格子層を有する
ことを特徴とする。
【０００９】すなわち、本発明は、前記目的を達成する
ため、Ｇｅ半導体膜の有する下記の二項目の特性を利用
するために、従来のＺｎＴｅ系キャップ層中のｐ型伝導
ＺｎＴｅ層を、ｐ型Ｇｅ層に置き換えた構造を有する新
たなキャップ層を用いることで、格子不整合歪と接触抵
抗の低減を実現するものである。 Ｇｅの格子定数が、発光素子を形成するＺｎ，Ｃ
ｄ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元
素からなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体膜および基板であ
るＧａＡｓ結晶の格子定数を整合する。 Ｇｅ半導体膜では、高キャリア濃度（〜１０19c
m-3) のｐ型伝導薄膜が成長でき、多くの種類の電極金
属材料と低抵抗なオーミック接触が可能である。
ため、Ｇｅ半導体膜の有する下記の二項目の特性を利用
するために、従来のＺｎＴｅ系キャップ層中のｐ型伝導
ＺｎＴｅ層を、ｐ型Ｇｅ層に置き換えた構造を有する新
たなキャップ層を用いることで、格子不整合歪と接触抵
抗の低減を実現するものである。 Ｇｅの格子定数が、発光素子を形成するＺｎ，Ｃ
ｄ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元
素からなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体膜および基板であ
るＧａＡｓ結晶の格子定数を整合する。 Ｇｅ半導体膜では、高キャリア濃度（〜１０19c
m-3) のｐ型伝導薄膜が成長でき、多くの種類の電極金
属材料と低抵抗なオーミック接触が可能である。
【００１０】
【作用】本発明のｎ型ＧａＡｓ基板の格子定数とほぼ整
合する格子定数を有するキャップ層を実現することで、
格子不整合歪と接触抵抗の低減、電極のショットキー性
の緩和を実現でき、発光素子の特性と寿命が向上する。
合する格子定数を有するキャップ層を実現することで、
格子不整合歪と接触抵抗の低減、電極のショットキー性
の緩和を実現でき、発光素子の特性と寿命が向上する。
【００１１】
【実施例】本発明の好適な一実施例の態様を以下に説明
するが、本発明の特許請求の範囲は本実施例の記載に限
定されるものではない。図１は本発明の本発明の一実施
例に係るＧｅ系キャップ層を用いたＬＤ構造を示す図で
ある。本実施例においては、発光素子を形成するＩＩ−
ＶＩ族半導体多層積層構造が、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂ
ｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素からなる化
合物である場合を選ぶと共に、Ｇｅ系キャップ層１５と
しては、ＺｎＳ0.03Ｓｅ 0.97とＧｅとからなる超格子層
を介してＧｅ層を成長した場合を選び、本発明を説明す
るようにしている。
するが、本発明の特許請求の範囲は本実施例の記載に限
定されるものではない。図１は本発明の本発明の一実施
例に係るＧｅ系キャップ層を用いたＬＤ構造を示す図で
ある。本実施例においては、発光素子を形成するＩＩ−
ＶＩ族半導体多層積層構造が、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｂ
ｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素からなる化
合物である場合を選ぶと共に、Ｇｅ系キャップ層１５と
しては、ＺｎＳ0.03Ｓｅ 0.97とＧｅとからなる超格子層
を介してＧｅ層を成長した場合を選び、本発明を説明す
るようにしている。
【００１２】以下、本発明に係る半導体発光素子の「発
光素子の成長」、「Ｇｅ系キャップ層の成長」、「ＬＤ
素子の作製」及び「素子特性」について、順に説明す
る。
光素子の成長」、「Ｇｅ系キャップ層の成長」、「ＬＤ
素子の作製」及び「素子特性」について、順に説明す
る。
【００１３】＜発光素子の成長＞ｎ型ＧａＡｓ基板１上
に分子線エピタキシー法（以下「ＭＢＥ法」という）を
用いて、厚さ０．１μｍの塩素ドープｎ型ＺｎＳｅ層
（電子濃度２×１０18cm-3) ２、厚さ１．２μｍの塩素
ドープｎ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ0.86クラッド層
（電子濃度１×１０18cm-3) ３、厚さ０．１μｍのノン
ドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層４、厚さ８ｎｍのノ
ンドープＺｎ0.85Ｃｄ0.15Ｓｅ活性層５、厚さ０．１μ
ｍのノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層６、厚さ
１．０μｍの窒素ドープｐ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓ
ｅ0.86クラッド層（正孔濃度２×１０17cm-3) ７、厚さ
０．２μｍの窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層（正孔濃度５×
１０17cm -3) ８の順に、基板温度３５０℃で成長し、次
いで、Ｇｅ系キャップ層１５を成長して、図１に示すよ
うな半導体レーザダイオード（以下「ＬＤ」という。）
構造を得た。このＧｅ系キャップ層１５の構造について
は、以下に述べる。
に分子線エピタキシー法（以下「ＭＢＥ法」という）を
用いて、厚さ０．１μｍの塩素ドープｎ型ＺｎＳｅ層
（電子濃度２×１０18cm-3) ２、厚さ１．２μｍの塩素
ドープｎ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ0.86クラッド層
（電子濃度１×１０18cm-3) ３、厚さ０．１μｍのノン
ドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層４、厚さ８ｎｍのノ
ンドープＺｎ0.85Ｃｄ0.15Ｓｅ活性層５、厚さ０．１μ
ｍのノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層６、厚さ
１．０μｍの窒素ドープｐ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓ
ｅ0.86クラッド層（正孔濃度２×１０17cm-3) ７、厚さ
０．２μｍの窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層（正孔濃度５×
１０17cm -3) ８の順に、基板温度３５０℃で成長し、次
いで、Ｇｅ系キャップ層１５を成長して、図１に示すよ
うな半導体レーザダイオード（以下「ＬＤ」という。）
構造を得た。このＧｅ系キャップ層１５の構造について
は、以下に述べる。
【００１４】＜Ｇｅ系キャップ層の成長＞このＬＤ構造
に直接電極を形成した場合には、接触抵抗が高いため、
室温での動作は困難となる。そのため、このＬＤ構造の
成長に引き続いて、Ｇｅ系キャップ層１５の成長を行
う。ＬＤ構造の最上部にある窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層
８の上に、図２に示すように、Ｚｎドープｐ型Ｇｅ層
（正孔濃度５×１０19cm-3) １６と窒素ドープｐ型Ｚｎ
Ｓ0.07Ｓｅ0.93（正孔濃度５×１０17cm-3) １７とを交
互に２０回積層した超格子層を初めに成長する。この超
格子層では、図２に示すように、ｐ型Ｇｅ層１６の厚さ
を初めに５オングストロームとして一周期毎に５オング
ストロームずつ増やしていく。一方ｐ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ
0.93層１７の厚さは、初めに１００オングストロームと
して一周期毎に５オングストロームずつ減らしていく。
この超格子層に引き続いて厚さ０．２μｍのＺｎドープ
ｐ型Ｇｅ層（正孔濃度５×１０19cm-3) １６を成長し
て、Ｇｅ系キャップ層１５とした。このようにして成長
したＬＤ用ウエハを構成する各層の格子定数は、５．６
５０オングストローム（Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ
0.86）から５．６６１オングストローム（Ｇｅ）の範囲
内にあり、ｎ型ＧａＡｓ基板１であるＧａＡｓ結晶の格
子定数５．６５３３オングストロームとほぼ整合してい
る。なお、本実施例ではＭＢＥ法を用いたが、結晶成長
法はＭＯＶＰＥ法でもガスソースＭＢＥ法であってもよ
く、本発明の素子作製プロセスを適応できることはいう
までもない。
に直接電極を形成した場合には、接触抵抗が高いため、
室温での動作は困難となる。そのため、このＬＤ構造の
成長に引き続いて、Ｇｅ系キャップ層１５の成長を行
う。ＬＤ構造の最上部にある窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層
８の上に、図２に示すように、Ｚｎドープｐ型Ｇｅ層
（正孔濃度５×１０19cm-3) １６と窒素ドープｐ型Ｚｎ
Ｓ0.07Ｓｅ0.93（正孔濃度５×１０17cm-3) １７とを交
互に２０回積層した超格子層を初めに成長する。この超
格子層では、図２に示すように、ｐ型Ｇｅ層１６の厚さ
を初めに５オングストロームとして一周期毎に５オング
ストロームずつ増やしていく。一方ｐ型ＺｎＳ0.07Ｓｅ
0.93層１７の厚さは、初めに１００オングストロームと
して一周期毎に５オングストロームずつ減らしていく。
この超格子層に引き続いて厚さ０．２μｍのＺｎドープ
ｐ型Ｇｅ層（正孔濃度５×１０19cm-3) １６を成長し
て、Ｇｅ系キャップ層１５とした。このようにして成長
したＬＤ用ウエハを構成する各層の格子定数は、５．６
５０オングストローム（Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ
0.86）から５．６６１オングストローム（Ｇｅ）の範囲
内にあり、ｎ型ＧａＡｓ基板１であるＧａＡｓ結晶の格
子定数５．６５３３オングストロームとほぼ整合してい
る。なお、本実施例ではＭＢＥ法を用いたが、結晶成長
法はＭＯＶＰＥ法でもガスソースＭＢＥ法であってもよ
く、本発明の素子作製プロセスを適応できることはいう
までもない。
【００１５】＜ＬＤ素子の作製＞次に、このＬＤウエハ
を用いて実際にＬＤ素子を作製する。上記ＬＤウエハ上
に、ｒｆマグネトロンスパッタにより厚さ２００ｎｍの
ＳｉＯ2 膜１１を形成し、フォトリソグラフィ技術を用
いて、該ＳｉＯ2 膜１１に幅５μｍのストライプ状の窓
を形成する。この窓を介して電流を流すことにより、電
流狭窄が実現される。上記ＳｉＯ2 膜１１のエッチング
の際には、フッ酸をエッチャントとして用いている。な
お、本実施例では絶縁層としてＳｉＯ2 膜を用いたが、
シリコン窒化膜等であっもよい。上記ＳｉＯ2 膜１１の
エッチング後、電子ビーム蒸着法により、厚さ１００ｎ
ｍのパラジウム膜１２と厚さ２００ｎｍの金膜１３とを
連続して形成し、電極とした。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板
１側には、厚さ４０ｎｍのクロム膜１４と厚さ５００ｎ
ｍの金膜１３とを連続して真空蒸着した。その後、窒素
雰囲気中で２５０℃、３０秒の条件でフラッシュアニー
ルし、電極金属と半導体との密着性の向上を図った。最
後に、劈開によりＬＤチップからウエハを切り出した。
を用いて実際にＬＤ素子を作製する。上記ＬＤウエハ上
に、ｒｆマグネトロンスパッタにより厚さ２００ｎｍの
ＳｉＯ2 膜１１を形成し、フォトリソグラフィ技術を用
いて、該ＳｉＯ2 膜１１に幅５μｍのストライプ状の窓
を形成する。この窓を介して電流を流すことにより、電
流狭窄が実現される。上記ＳｉＯ2 膜１１のエッチング
の際には、フッ酸をエッチャントとして用いている。な
お、本実施例では絶縁層としてＳｉＯ2 膜を用いたが、
シリコン窒化膜等であっもよい。上記ＳｉＯ2 膜１１の
エッチング後、電子ビーム蒸着法により、厚さ１００ｎ
ｍのパラジウム膜１２と厚さ２００ｎｍの金膜１３とを
連続して形成し、電極とした。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板
１側には、厚さ４０ｎｍのクロム膜１４と厚さ５００ｎ
ｍの金膜１３とを連続して真空蒸着した。その後、窒素
雰囲気中で２５０℃、３０秒の条件でフラッシュアニー
ルし、電極金属と半導体との密着性の向上を図った。最
後に、劈開によりＬＤチップからウエハを切り出した。
【００１６】＜素子特性＞切り出した素子をジャンクシ
ョンダウンでダイアモンドヒートシンク上に金錫共晶合
金を用いてマウントし、室温での素子特性を測定した。
図３は、室温で直流電源により駆動した時の電流−電圧
特性をＧｅ系キャップ層、ＺｎＴｅ系キャップ層、キャ
ップ層無しの場合とで比較して示した。同図に示すよう
に、Ｇｅ系キャップ層とＺｎＴｅ系キャップ層を用いた
場合には、キャップ層無しの場合に比べて、約４〜５Ｖ
程度低い電圧で同じ電流を流すことが可能となってい
る。また、Ｇｅ系キャップ層とＺｎＴｅ系キャップ層と
の間には、差はみられていない。このように、Ｇｅ系キ
ャップ層を用いても、ＺｎＴｅ系キャップ層を用いた場
合と同等な電極との低抵抗接触が可能となる。
ョンダウンでダイアモンドヒートシンク上に金錫共晶合
金を用いてマウントし、室温での素子特性を測定した。
図３は、室温で直流電源により駆動した時の電流−電圧
特性をＧｅ系キャップ層、ＺｎＴｅ系キャップ層、キャ
ップ層無しの場合とで比較して示した。同図に示すよう
に、Ｇｅ系キャップ層とＺｎＴｅ系キャップ層を用いた
場合には、キャップ層無しの場合に比べて、約４〜５Ｖ
程度低い電圧で同じ電流を流すことが可能となってい
る。また、Ｇｅ系キャップ層とＺｎＴｅ系キャップ層と
の間には、差はみられていない。このように、Ｇｅ系キ
ャップ層を用いても、ＺｎＴｅ系キャップ層を用いた場
合と同等な電極との低抵抗接触が可能となる。
【００１７】続いて、素子寿命の測定を行った。この寿
命の測定はＬＤ素子の光出力が１０ｍＷの一定値となる
ように直流電源により駆動して行った。図４は、この時
の駆動電流の時間変化を示している。この駆動電流は、
最初の３０分程度はほぼ４０ｍＡ程度の一定値となって
いるが、３０分を過ぎた辺りから増加しはじめ、４５分
程度で素子は壊れてしまった。この寿命は同じ条件で測
定したＺｎＴｅ系キャップ層を用いたＬＤ素子の寿命で
である３分に比べて、約１５倍という極めて長寿命化と
なっていた。
命の測定はＬＤ素子の光出力が１０ｍＷの一定値となる
ように直流電源により駆動して行った。図４は、この時
の駆動電流の時間変化を示している。この駆動電流は、
最初の３０分程度はほぼ４０ｍＡ程度の一定値となって
いるが、３０分を過ぎた辺りから増加しはじめ、４５分
程度で素子は壊れてしまった。この寿命は同じ条件で測
定したＺｎＴｅ系キャップ層を用いたＬＤ素子の寿命で
である３分に比べて、約１５倍という極めて長寿命化と
なっていた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＧｅ系キ
ャップ層を用いることで、ＬＤ素子に格子不整合歪を与
えることなく電極金属との低抵抗接触が可能となる。こ
の結果、室温でレーザ動作を継続した場合の劣化の進行
が抑制され、ＺｎＴｅ系キャップ層を用いた場合に比べ
素子寿命を１５倍近くも増加させることができ、実用化
を進めていく上で極めて有効となる。
ャップ層を用いることで、ＬＤ素子に格子不整合歪を与
えることなく電極金属との低抵抗接触が可能となる。こ
の結果、室温でレーザ動作を継続した場合の劣化の進行
が抑制され、ＺｎＴｅ系キャップ層を用いた場合に比べ
素子寿命を１５倍近くも増加させることができ、実用化
を進めていく上で極めて有効となる。
【図１】本発明の一実施例に係るＧｅ系キャップ層を用
いたＬＤ構造を示す図である。
いたＬＤ構造を示す図である。
【図２】図１のＧｅ系キャップ層の拡大図である。
【図３】ＬＤ素子の電流特性図である。
【図４】ＬＤ素子を駆動させた時の直流駆動電流の時間
変化をＧｅ系キャップ層、ＺｎＴｅ系キャップ層を用い
た場合についての比較図である。
変化をＧｅ系キャップ層、ＺｎＴｅ系キャップ層を用い
た場合についての比較図である。
【図５】従来に係るＺｎＴｅ系キャップ層を用いたＬＤ
構造を示す図である。
構造を示す図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ 塩素ドープｎ型ＺｎＳｅ層 ３ 塩素ドープｎ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ0.86ク
ラッド層 ４ ノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層 ５ ノンドープＺｎ0.85Ｃｄ0.15Ｓｅ活性層 ６ ノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層 ７ 窒素ドープｐ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ0.86ク
ラッド層 ８ 窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層 １１ ＳｉＯ2 膜 １２ パラジウム膜 １３ 金膜 １４ クロム膜 １５ Ｇｅ系キャップ層
ラッド層 ４ ノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層 ５ ノンドープＺｎ0.85Ｃｄ0.15Ｓｅ活性層 ６ ノンドープＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光導波層 ７ 窒素ドープｐ型Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｓ0.14Ｓｅ0.86ク
ラッド層 ８ 窒素ドープｐ型ＺｎＳｅ層 １１ ＳｉＯ2 膜 １２ パラジウム膜 １３ 金膜 １４ クロム膜 １５ Ｇｅ系キャップ層
Claims (2)
- 【請求項１】 ｎ型ＧａＡｓ基板上に、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍ
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を少なくとも一層有し、
ｐ型伝導を示すＧｅ層を有する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、 前記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体と最上部のｐ型伝導Ｇｅ
層との間に、ｐ型伝導製を示すＧｅ層とＺｎ，Ｃｄ，Ｍ
ｇ，Ｂｅ，Ｓ，Ｓｅの内少なくとも二種以上の元素から
なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層とからなる超格子層を
有することを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20328594A JPH0870155A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20328594A JPH0870155A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870155A true JPH0870155A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16471520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20328594A Pending JPH0870155A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870155A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997050159A1 (en) * | 1996-06-27 | 1997-12-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Be-CONTAINING II-VI BLUE-GREEN LASER DIODES |
| US6583450B1 (en) | 1997-02-13 | 2003-06-24 | 3M Innovative Properties Company | II-VI semiconductor device with BeTe buffer layer |
| KR100459579B1 (ko) * | 1996-06-27 | 2005-05-03 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 베릴륨을함유한ⅱ-ⅵ족청색-녹색레이저다이오드 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP20328594A patent/JPH0870155A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997050159A1 (en) * | 1996-06-27 | 1997-12-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Be-CONTAINING II-VI BLUE-GREEN LASER DIODES |
| US5818859A (en) * | 1996-06-27 | 1998-10-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Be-containing II-VI blue-green laser diodes |
| KR100459579B1 (ko) * | 1996-06-27 | 2005-05-03 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 베릴륨을함유한ⅱ-ⅵ족청색-녹색레이저다이오드 |
| US6583450B1 (en) | 1997-02-13 | 2003-06-24 | 3M Innovative Properties Company | II-VI semiconductor device with BeTe buffer layer |
| US6759690B2 (en) | 1997-02-13 | 2004-07-06 | 3M Innovative Properties Company | II-VI semiconductor device with BeTe buffer layer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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