JPH09232688A

JPH09232688A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JPH09232688A
Application number: JP6185696A
Authority: JP
Inventors: Osamu Taniguchi; 理谷口; Tomokimi Hino; 智公日野; Hiroyuki Okuyama; 浩之奥山; Akira Ishibashi; 晃石橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】しきい値電流密度が低く、しかも長寿命のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素子を提供
する。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ基板上にバッファ層を介し
てｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層、歪補償構造の活性層、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層、
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層などを順次積層して構成
される半導体発光素子において、その活性層をＺｎＣｄ
Ｓｅなどからなる単一の量子井戸層をＺｎＳＳｅなどか
らなる障壁層ではさんだ構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子、例えば半導体レーザーや発光ダイオードに
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクに対
する記録／再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体発光素子に対する要
求が高まっており、その実用化を目指して研究が活発に
行われている。このような青色ないし緑色で発光可能な
半導体発光素子の製造に用いる材料としては、Ｚｎ、Ｍ
ｇ、ＣｄなどのＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅなどのＶＩ
族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が最も一般
的に用いられている。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅは、ＺｎＳｅやＺｎＳＳ
ｅに比べて大きなバンドギャップおよび低い屈折率を有
するので、波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色
で発光可能な半導体レーザーをＧａＡｓ基板を用いて製
造するときのクラッド層の材料に適しており、良好なキ
ャリア閉じ込め特性および光閉じ込め特性を得ることが
できる（Electronics Letters 28(1992)1798）。そし
て、このＺｎＭｇＳＳｅ層をクラッド層に用いた半導体
レーザーに関して種々の改良がなされた結果、ＺｎＣｄ
Ｓｅ層を活性層、ＺｎＳＳｅ層を光導波層、ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ層をクラッド層とするＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳＳｅ／
ＺｎＭｇＳＳｅＳＣＨ（Separate Confinement Heter
ostructure) 構造の半導体レーザーにおいて、室温連続
発振が達成されている（Electronics Letters 29(1993)
1488）。

【０００３】しかしながら、このＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を用いた半導体レーザーには、寿命が短いという欠
点があった。このように寿命が短い原因は、活性層の急
速劣化であった。この活性層の急速劣化は、半導体レー
ザーに対する通電時に、活性層領域において観測される
暗点（dark spots) を源として〈１００〉方向に増殖
（伸長）する暗黒領域（dark line)の拡大が原因である
ことがわかっている。さらに、透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）による観察結果から、この暗点が基板−成長層界面
付近から発生する積層欠陥に起因することが見い出され
た。このため、その積層欠陥密度を低減する手法、さら
には暗部増殖速度の低減に有効な活性層構造が求められ
ていた。

【０００４】この活性層における暗部増殖速度の低減を
図るために、活性層を歪補償多重量子井戸構造とする提
案がなされている。その代表的な二つの例をそれぞれ図
１２および図１３に示す。図１２に示す半導体レーザー
においては、活性層は、量子井戸層（発光層）としての
Ｚｎ_0.7Ｃｄ_0.3Ｓｅ層と障壁層としてのＺｎ_0.81Ｓ
_0.19Ｓｅ層とを交互に積層した歪補償多重量子井戸（Ｍ
ＱＷ）構造を有する。この場合、量子井戸層としてのＺ
ｎ_0.7Ｃｄ_0.3Ｓｅ層は３層ある。ここで、Ｚｎ_0.7Ｃ
ｄ_0.3Ｓｅ層の厚さは４ｎｍ、Ｚｎ_0.81Ｓ_0.19Ｓｅ層の
厚さは９ｎｍ、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層およびｐ型Ｚｎ
ＳＳｅ光導波層の厚さはそれぞれ９０ｎｍである。ま
た、図１２において、ΔＥ_c＝２９３ｍｅＶ、ΔＥ_v1＝
１８８ｍｅＶ、ΔＥ_v2＝１１０ｍｅＶである。

【０００５】一方、図１３に示す半導体レーザーにおい
ては、活性層は、量子井戸層としてのＺｎ_0.7Ｃｄ_0.3
Ｓｅ層と障壁層としてのＺｎ_0.82Ｓ_0.18Ｓｅ層とを交互
に積層した歪補償ＭＱＷ構造を有する。この場合、量子
井戸層としてのＺｎ_0.7Ｃｄ_0.3Ｓｅ層は５層ある。こ
こで、Ｚｎ_0.7Ｃｄ_0.3Ｓｅ層の厚さは４ｎｍ、Ｚｎ
_0.82Ｓ_0.18Ｓｅ層の厚さは７．５ｎｍ、ｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層の厚さはそれぞ
れ９０ｎｍである。図１３において、ΔＥ_c＝２９８ｍ
ｅＶ、ΔＥ_v1＝１６７ｍｅＶ、ΔＥ_v2＝１２０ｍｅＶで
ある。

【０００６】上述の図１２および図１３に示す半導体レ
ーザーにおいては、量子井戸層としてのＺｎ_0.7Ｃｄ
_0.3Ｓｅ層はＧａＡｓ基板に対して約２．３％の圧縮歪
を有するのに対し、障壁層としてのＺｎ_0.81Ｓ_0.19Ｓｅ
層またはＺｎ_0.82Ｓ_0.18Ｓｅ層はＧａＡｓ基板に対して
逆に約０．６％または０．５６％の引張歪を有すること
により、活性層全体の歪の総量を小さくしているもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図１２および図１３に示す従来の半導体レーザーは、活
性層に複数の量子井戸が存在すること、あるいは、活性
層に正孔に対するポテンシャル障壁が存在することによ
り、しきい値電流密度の上昇を招いてしまい、素子特性
に悪影響を与えていた。このため、しきい値電流密度が
低く、しかも通電時の暗部増殖速度が遅い活性層構造を
有する長寿命の半導体レーザーが求められていた。した
がって、この発明の目的は、しきい値電流密度が低く、
しかも長寿命のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、半導体基板と、半導体基板上の第１導
電型の第１のクラッド層と、第１のクラッド層上の歪補
償構造の活性層と、活性層上の第２導電型の第２のクラ
ッド層とを有し、第１のクラッド層、活性層および第２
のクラッド層は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅか
らなる群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳ
ｅ、ＳおよびＴｅからなる群より選ばれた少なくとも一
種のＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体からなる半導体発光素子において、活性層が単一
の量子井戸層を障壁層ではさんだ構造を有することを特
徴とするものである。

【０００９】この発明において、半導体発光素子は、典
型的には、第１のクラッド層と活性層との間の第１導電
型の第１の光導波層および第２のクラッド層と活性層と
の間の第２導電型の第２の光導波層をさらに有し、第１
の光導波層および第２の光導波層は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、ＳおよびＴｅからなる群より
選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成され
たＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる。

【００１０】この発明においては、活性層の劣化を有効
に抑える観点から、好適には、活性層の歪補償量はほぼ
０または負である。ここで、この歪補償量は、活性層の
劣化速度（暗部増殖速度）と相関のあるパラメータであ
り、半導体基板と活性層を構成する量子井戸層および障
壁層との格子不整合Δａ／ａ（ｉ）（ただし、ｉ＝量子
井戸層、障壁層）とその歪を有する量子井戸層および障
壁層の積層方向における厚さｄ（ｉ）（ただし、ｉ＝量
子井戸層、障壁層）との積を量子井戸層および障壁層の
それぞれについて求めた量の和として（１）式のように
与えられる。歪補償量＝｛Δａ／ａ（量子井戸層）×ｄ（量子井戸層）＋Δａ／ａ（障壁層）× ｄ（障壁層）｝×｛ｄ（量子井戸層）＋ｄ（障壁層）｝^-1 （１）

【００１１】この発明において、典型的には、量子井戸
層は圧縮歪を有し、障壁層は引張歪を有する。この場
合、量子井戸層の格子定数は半導体基板の格子定数より
も大きく、障壁層の格子定数は半導体基板の格子定数よ
りも小さい。この発明において、典型的には、量子井戸
層はＺｎＣｄＳｅまたはＺｎＣｄＳＳｅからなり、障壁
層はＺｎＳＳｅまたはＺｎＭｇＳＳｅからなる。この発
明の一実施形態においては、障壁層はその厚さ方向に一
定の組成を有する。この発明の他の実施形態において
は、第１の光導波層側の障壁層および第２の光導波層側
の障壁層はそれぞれ第１の光導波層および第２の光導波
層に隣接する部分において量子井戸層に向かって価電子
帯の頂上のエネルギーが徐々に減少するように組成が変
化しており、かつ、第１の光導波層側の障壁層および第
２の光導波層側の障壁層は量子井戸層に関してほぼ対称
な構造を有する。

【００１２】この発明の他の実施形態においては、第１
の光導波層側の障壁層は第１の光導波層に隣接する部分
において量子井戸層に向かって価電子帯の頂上のエネル
ギーが徐々に減少するように組成が変化しており、か
つ、第２の光導波層側の障壁層は量子井戸層に隣接する
部分において量子井戸層に向かって価電子帯の頂上のエ
ネルギーが徐々に減少するように組成が変化している。
この発明の他の実施形態においては、第１の光導波層お
よび第２の光導波層は量子井戸層に接しており、第１の
光導波層および第２の光導波層は量子井戸層に向かって
価電子帯の頂上のエネルギーが徐々に増加するように組
成が変化しており、第１の光導波層および第２の光導波
層のうちの量子井戸層に隣接する部分により障壁層が構
成されている。

【００１３】この発明の他の実施形態においては、第１
の光導波層および第２の光導波層は量子井戸層に接して
おり、第１の光導波層および第２の光導波層はその厚さ
方向に一定の組成を有し、第１の光導波層および第２の
光導波層により障壁層が構成されている。この発明の他
の実施形態においては、障壁層中に少なくとも一層の薄
膜量子井戸層を有する。この場合、この薄膜量子井戸層
を除いた部分の障壁層の厚さは、この障壁層を、正孔お
よび電子がトンネル効果により容易に透過することがで
きるように十分に小さく選ばれる。この発明において、
半導体基板としては、例えばＧａＡｓ基板やＺｎＳｅ基
板などが用いられる。

【００１４】上述のように構成されたこの発明による半
導体発光素子によれば、活性層が単一の量子井戸層を障
壁層ではさんだ構造を有することにより、しきい値電流
密度を低くすることができる。また、半導体発光素子に
対する通電時の活性層における暗部増殖速度を小さくす
ることができることにより、活性層の急速劣化を抑える
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１および図２は、こ
の発明の第１の実施形態による半導体レーザーを示す。
ここで、図１はこの半導体レーザーの共振器長方向に垂
直な断面図、図２はこの半導体レーザーの共振器長方向
に平行な断面図である。この半導体レーザーはＳＣＨ構
造を有するものである。

【００１６】図１および図２に示すように、この第１の
実施形態による半導体レーザーにおいては、ドナー性不
純物として例えばＳｉがドープされた例えば（１００）
面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ドナー性不純物とし
て例えばＳｉがドープされたｎ型ＧａＡｓバッファ層
２、ドナー性不純物として例えばＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳｅバッファ層３、ドナー性不純物として同様に
Ｃｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層４、ドナ
ー性不純物として同様にＣｌがドープされたｎ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層５、ドナー性不純物として同様にＣ
ｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、後述する
歪補償単一量子井戸構造の活性層７、アクセプタ性不純
物として例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波
層８、アクセプタ性不純物として同様にＮがドープされ
たｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９、アクセプタ性不純
物として同様にＮがドープされたｐ型ＺｎＳＳｅ層１
０、アクセプタ性不純物として同様にＮがドープされた
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１、アクセプタ性不純物と
して同様にＮがそれぞれドープされたｐ型ＺｎＳｅから
なる障壁層とｐ型ＺｎＴｅからなる井戸層とが交互に積
層されたｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１２およびア
クセプタ性不純物として同様にＮがドープされたｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１３が、順次積層されている。

【００１７】ここで、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１０の上層部、
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴ
ｅＭＱＷ層１２およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１３
は、一方向に延びるストライプ形状を有する。このスト
ライプ部の幅は例えば５μｍである。このストライプ部
以外の部分のｐ型ＺｎＳＳｅ層１０上には、例えば厚さ
が３００ｎｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）膜からなる絶縁
層１４が形成されている。そして、ストライプ形状のｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層１３および絶縁層１４上にｐ側
電極１５が形成されている。このｐ側電極１５がｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１３とコンタクトした部分が電流の
通路となる。ここで、このｐ側電極１５としては、例え
ば、厚さが１０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ
膜と厚さが３００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造の
Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の裏面には、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極
１６がコンタクトしている。

【００１８】この半導体レーザーにおいては、いわゆる
端面コーティングが施されている。すなわち、図２に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面には、Ａ
ｌ₂Ｏ₃膜１７とＳｉ膜１８とを１周期積層した多層膜
がコーティングされ、共振器長方向に垂直な一対の共振
器端面のうちレーザー光が取り出されないリア側の端面
には、Ａｌ₂Ｏ₃膜１７とＳｉ膜１８とを２周期積層し
た多層膜がコーティングされている。ここで、Ａｌ₂Ｏ
₃膜１７とＳｉ膜１８とを１周期積層した多層膜の厚さ
は、それに屈折率をかけた光学的距離がレーザー光の発
振波長の１／４になるように選ばれる。このような端面
コーティングが施されていることにより、例えば、フロ
ント側の端面の反射率を７０％、リア側の端面の反射率
を例えば９５％にすることができる。

【００１９】この半導体レーザーを構成する各半導体層
の厚さの一例を挙げると、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２は
５００ｎｍ、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３は３０ｎｍ、ｎ
型ＺｎＳＳｅバッファ層４は３００ｎｍ、ｎ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層５およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層９はそれぞれ１０００ｎｍ、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８はそれぞれ１００ｎ
ｍ、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１０は１５００ｎｍ、ｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層１１は１００ｎｍ、ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１３は７０ｎｍである。また、各ｎ型半導体層の
有効ドナー濃度Ｎ_D−Ｎ_A（ただし、Ｎ_D：ドナー濃
度、Ｎ_A：アクセプタ濃度）の一例を挙げると、ｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層２は２．０×１０¹⁸ｃｍ^-3、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層４、ｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層６はそれぞれ５．０×１０¹⁷ｃｍ^-3である。さら
に、各ｐ型半導体層の有効アクセプタ濃度Ｎ_A−Ｎ_Dの
一例を挙げると、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅ層１０およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１はそ
れぞれ１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層９は２．０×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１３は１．０×１０¹⁹ｃｍ^-3である。

【００２０】ｐ型ＺｎＳＳｅ層１０は、場合により、ｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９に加えた第２のクラッド
層としての機能、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９との
格子整合をとる機能、ヒートシンク上へのレーザーチッ
プのマウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上
がりによる短絡を防止するためのスペーサ層としての機
能などのうちの一または二以上の機能を有する。また、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１２は、ｐ型ＺｎＳｅ
コンタクト層１１とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１３とを
直接接合したときにはその接合界面において価電子帯に
約０．８ｅＶの大きなバンド不連続が生じ、これが、ｐ
側電極１５から注入される正孔がｐ型ＺｎＴｅコンタク
ト層１３からｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１に移動する
際の障壁となることから、この障壁を実効的になくすた
めのものである。

【００２１】この半導体レーザーにおいて、歪補償単一
量子井戸構造の活性層７は、具体的には、図３に示すよ
うな構造を有する。すなわち、図３に示すように、活性
層７は、単一の量子井戸層（発光層）としてのＺｎ_0.73
Ｃｄ_0.27Ｓｅ層を障壁層としてのＺｎ_0.81Ｓ_0.19Ｓｅ層
ではさんだ構造を有する。ここで、量子井戸層としての
Ｚｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層の厚さは例えば６ｎｍ、障壁層
としてのＺｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層の厚さは例えば９ｎｍ
であり、障壁層の合計厚さは１８ｎｍである。また、Ｚ
ｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層のｎ型ＧａＡｓ基板１との格子不
整合はΔａ／ａ＝２．０４％（圧縮歪）、Ｚｎ_0.81Ｓ
_0.19Ｓｅ層のｎ型ＧａＡｓ基板１との格子不整合はΔａ
／ａ＝−０．６１％（引張歪）であり、これによって歪
が補償され、活性層７の全体の総歪量が十分に小さくな
っている。なお、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層８のＳ組成比は、これらのｎ型Ｚｎ
ＳＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８がｎ
型ＧａＡｓ基板１と格子整合する組成比、すなわち０．
０７に選ばれている。また、歪の計算においては、Ｚｎ
Ｓｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳおよびＧａＡｓの格子定数とし
てそれぞれ５．６６８１Å、６．０５Å、５．４０９３
Åおよび５．６５３３Åを用い、混晶層の格子定数とし
てはいわゆるベガード則から求めたものを用いた。

【００２２】このときの活性層７の歪補償量を求める
と、次のようになる。すなわち、量子井戸層がＺｎＣｄ
Ｓｅ層、障壁層がＺｎＳＳｅ層である場合について
（１）式を改めて書くと、（２）式のようになる。歪補償量＝｛Δａ／ａ（ＺｎＣｄＳｅ）×ｄ（ＺｎＣｄＳｅ）＋Δａ／ａ（ＺｎＳＳｅ） ×ｄ（ＺｎＳＳｅ）｝×｛ｄ（ＺｎＣｄＳｅ）＋ｄ（ＺｎＳＳｅ）｝^-1 （２）（２）式に、Δａ／ａ（ＺｎＣｄＳｅ）、Δａ／ａ（Ｚ
ｎＳＳｅ）、ｄ（ＺｎＣｄＳｅ）およびｄ（ＺｎＳＳ
ｅ）の値を代入して歪補償量を計算すると、０．０００
５２５となり、実質的に０である。

【００２３】図４は、歪補償活性層の井戸数（量子井戸
層の数）としきい値電流密度との関係を示す。図４よ
り、発振波長が同程度の半導体レーザーにおいて歪補償
活性層の井戸数が１、３、５と増加するにつれて、しき
い値電流密度は単調に増加しており、最もしきい値電流
密度が小さいのは井戸数が１、すなわち単一量子井戸の
場合であることがわかる。ただし、図４において、歪補
償活性層の井戸数がそれぞれ１、３、５である場合の量
子井戸層の合計の厚さはそれぞれ６ｎｍ、１２ｎｍおよ
び２０ｎｍである。図５に、歪補償単一量子井戸構造の
活性層における量子井戸層と障壁層とによる歪補償量と
エレクトロルミネッセンス測定により求めた暗部増殖速
度との対応関係を示す。図５から、活性層の総歪量を十
分に小さくすることにより、特に、歪補償量をほぼ０ま
たは負にすることにより、活性層の暗部増殖速度が小さ
くなり、したがって劣化速度が抑えられていることがわ
かる。この単一量子井戸歪補償活性層においては、十分
に歪補償量を小さくして活性層の劣化を抑制することが
できる。

【００２４】次に、上述のように構成されたこの第１の
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。図６はこの半導体レーザーの製造に用いられる分
子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置の構成を示す。図６に
示すように、このＭＢＥ装置においては、二つの真空容
器３０、４０が真空搬送路５０を介して結合されてい
る。ここで、真空容器３０はＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
成長用であり、真空容器４０はＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体成長用である。これらの真空容器３０、４０は、図示
省略した超高真空排気装置により例えば１０^-8Ｐａ台の
超高真空に排気されている。

【００２５】真空容器３０内には、ヒータ３１によって
加熱可能な試料テーブル３２が設置されている。そし
て、この試料テーブル３２上に、エピタキシャル成長を
行うべき基板Ｓが保持される。また、真空容器３０に
は、試料テーブル３２に対向して複数の分子線源（Ｋセ
ル）３３が取り付けられている。この場合、この分子線
源３３としては、Ｇａ、ＡｓおよびＳｉの各分子線源が
用意されている。符号３４は各分子線源３３のシャッタ
ーを示す。真空容器３０にはさらに、四重極質量分析計
３５および表面観察用の反射高速電子線回折（ＲＨＥＥ
Ｄ）電子銃３６が取り付けられている。真空容器３０に
はまた、試料交換室３７が取り付けられており、この試
料交換室３７により、真空容器３０に対する基板Ｓの出
し入れを行うことができるようになっている。

【００２６】一方、真空容器４０内には、ヒータ４１に
よって加熱可能な試料テーブル４２が設置されている。
そして、この試料テーブル４２上に、エピタキシャル成
長を行うべき基板Ｓが保持される。また、真空容器４０
には、試料テーブル４２に対向して複数の分子線源４３
が取り付けられている。この場合、この分子線源４３と
しては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｅ、ＺｎＳ、Ｔｅおよび
ＺｎＣｌ₂の各分子線源が用意されている。なお、例え
ば、ＺｎＳの代わりに、単体Ｓをバルブクラッカセル
（valve cracker cell) により供給するようにしてもよ
い。符号４４は各分子線源４３のシャッターを示す。真
空容器４０にはさらに、四重極質量分析計４５および表
面観察用のＲＨＥＥＤ電子銃４６が取り付けられてい
る。この真空容器４０にはまた、電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）または高周波（ＲＦ）によるプラズマセル
４７が取り付けられている。符号４８はこのプラズマセ
ル４７のシャッターを示す。

【００２７】このＭＢＥ装置において、真空容器３０、
４０間の基板Ｓの搬送は、搬送台５１上に基板Ｓを載
せ、この搬送台５１を真空搬送路５０内で移動させるこ
とにより、この基板Ｓを途中で一切大気にさらすことな
く行うことができるようになっている。この第１の実施
形態による半導体レーザーは、図６に示すＭＢＥ装置を
用いて次のようにして製造される。まず、図６に示すＭ
ＢＥ装置の試料交換室３７からＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体成長用の真空容器３０内にｎ型ＧａＡｓ基板１を導入
し、このｎ型ＧａＡｓ基板１を試料テーブル３２上に装
着する。次に、試料テーブル３２をヒータ３１で加熱す
ることにより、ｎ型ＧａＡｓ基板１を所定の成長温度に
加熱する。次に、このｎ型ＧａＡｓ基板１上に、Ｇａ、
ＡｓおよびＳｉの各分子線源３３を用いて、図１および
図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２をＭＢＥ
法によりエピタキシャル成長させる。なお、このｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層２のエピタキシャル成長は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１を例えば５８０℃付近の温度に加熱してその
表面をサーマルエッチングすることにより表面酸化膜な
どを除去して表面清浄化を行った後に行ってもよい。さ
らに、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面は、（２×４）
Ａｓ安定化面とするのが好ましい。

【００２８】次に、このｎ型ＧａＡｓバッファ層２がエ
ピタキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１を、真空搬
送路５０を介して、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成長用の
真空容器３０からＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の真
空容器４０内に搬送し、試料テーブル４２上に装着す
る。次に、試料テーブル４２をヒータ４１で加熱するこ
とにより、ｎ型ＧａＡｓ基板１を所定の成長温度に加熱
する。そして、図１および図２に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２上に、ＭＢＥ法により、ｎ型ＺｎＳｅ
バッファ層３、ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層４、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層５、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、
活性層７、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳＳｅ層１０、ｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層１１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層
１２およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１３を順次エピタ
キシャル成長させる。

【００２９】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１３上に
一方向に延びる所定幅のストライプ形状のレジストパタ
ーン（図示せず）をリソグラフィーにより形成した後、
このレジストパターンをマスクとしてｐ型ＺｎＳＳｅ層
１０の厚さ方向の途中の深さまでウエットエッチング法
によりエッチングする。これによって、ｐ型ＺｎＳＳｅ
層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１、ｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１２およびｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１３がストライプ形状にパターニングされ
る。次に、上述のエッチングに用いたレジストパターン
を残したまま全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を真空蒸着した後、こ
のレジストパターンを、その上に形成されたＡｌ₂Ｏ₃
膜とともに除去する（リフトオフ）。これによって、ス
トライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳＳｅ層１０上にのみ
Ａｌ₂Ｏ₃膜からなる絶縁層１４が形成される。

【００３０】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１３および絶縁層１４の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜
およびＡｕ膜を順次真空蒸着してＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極
からなるｐ側電極１５を形成し、その後熱処理を行っ
て、このｐ側電極１５をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１３
とオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の裏面には、Ｉｎ電極のようなｎ側電極１６を形成
する。この後、以上のようにしてレーザー構造が形成さ
れたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振器端
面を形成した後、例えば真空蒸着法により、フロント側
の端面にＡｌ₂Ｏ₃膜１７とＳｉ膜１８とを１周期積層
した多層膜を形成するとともに、リア側の端面にＡｌ₂
Ｏ₃膜１７とＳｉ膜１８とを２周期積層した多層膜を形
成する。このように端面コーティングを施した後、この
バーを劈開してチップ化し、パッケージングを行う。

【００３１】以上のように、この第１の実施形態による
半導体レーザーによれば、歪補償構造の活性層７が、Ｚ
ｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をＺｎ
_0.81Ｓ_0.19Ｓｅ層からなる障壁層ではさんだ構造を有す
るので、しきい値電流密度を低減することができ、しか
も活性層７における暗部増殖速度を小さくし、急速劣化
を有効に抑えることができる。これによって、しきい値
電流密度が小さく、しかも長寿命の青色ないし緑色で発
光可能な半導体レーザーを実現することができる。

【００３２】次に、この発明の第２の実施形態による半
導体レーザーについて説明する。図７はこの第２の実施
形態による半導体レーザーの要部のエネルギーバンド図
を示す。図７に示すように、この第２の実施形態による
半導体レーザーにおいては、活性層７は、Ｚｎ_0.73Ｃｄ
_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８ではさんだ
構造を有する。言い換えれば、この場合、ｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８の全体が
障壁層を構成している。ここで、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波
層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８のＳ組成比はその
厚さ方向において一定であり、この場合には０．０７で
ある。その他の構成は、第１の実施形態による半導体レ
ーザーと同様であるので、説明を省略する。

【００３３】また、この第２の実施形態による半導体レ
ーザーの製造方法は、第１の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法と同様であるので、説明を省略する。こ
の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利
点を得ることができる。この場合、特に、ｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８の全体が
障壁層を構成しているので、活性層７の歪補償を十分に
行って歪補償量を十分に小さくすることができ、したが
って活性層７の急速劣化をより有効に抑えることができ
る。

【００３４】次に、この発明の第３の実施形態による半
導体レーザーについて説明する。図８はこの第３の実施
形態による半導体レーザーの要部のエネルギーバンド図
を示す。図８に示すように、この第３の実施形態による
半導体レーザーにおいては、活性層７は、Ｚｎ_0.73Ｃｄ
_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８ではさんだ
構造を有する。言い換えれば、この場合、ｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８の全体が
障壁層を構成している。ただし、第２の実施形態と異な
り、この場合、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型Ｚ
ｎＳＳｅ光導波層８とも、活性層７の量子井戸層に向か
ってその厚さ方向にＳ組成比が直線的に減少している。
このような構造は、いわゆるＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Graded
Index SCH）構造と呼ばれる構造である。ここで、Ｚｎ
_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる量子井戸層との界面におけ
るｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導
波層８のＳ組成比は、０．０７となっている。また、ｎ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５との界面におけるｎ型Ｚ
ｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層９との界面におけるｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８のＳ組
成比は、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６とｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層５との価電子帯が連続し、かつ、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅ光導波層８とｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９と
の価電子帯が連続するように選ばれている。

【００３５】この第３の実施形態においては、障壁層と
してのｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ
光導波層８の歪は、Ｚｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる量
子井戸層に近づくほど小さくなっている。この第３の実
施形態による半導体レーザーのその他の構成は、第１の
実施形態による半導体レーザーと同様であるので、説明
を省略する。この第３の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第１の実施形態による半導体レーザーと
同様であるので、説明を省略する。この第３の実施形態
によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることがで
きる。また、この場合、障壁層としてのｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層６とｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５との価電
子帯が連続し、かつ、障壁層としてのｐ型ＺｎＳＳｅ光
導波層８とｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９との価電子
帯が連続していることから、正孔に対して障壁となる価
電子帯の凹みがなく、したがって正孔の移動が妨げられ
ないという利点もある。

【００３６】次に、この発明の第４の実施形態による半
導体レーザーについて説明する。図９はこの第４の実施
形態による半導体レーザーの要部のエネルギーバンド図
を示す。図９に示すように、この第４の実施形態による
半導体レーザーにおいては、活性層７は、Ｚｎ_0.73Ｃｄ
_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をＺｎＳＳｅ層か
らなる障壁層ではさんだ構造を有する。この場合、この
障壁層としてのＺｎＳＳｅ層のＳ組成比は、ｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８との界
面における０．０７から量子井戸層に向かって徐々に増
大して例えば０．１７になり、残りの部分においては一
定になっている。なお、このようなＳ組成比の傾斜をつ
けるには、ＺｎＳＳｅ層の成長中にＳの分子線源の温度
を徐々に変化させてＳの分子線の強度を変化させればよ
い。その他のことは、第１の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。この第４の実
施形態による半導体レーザーの製造方法は、第１の実施
形態による半導体レーザーの製造方法と同様であるの
で、説明を省略する。この第４の実施形態によれば、第
１の実施形態と同様の利点を得ることができるほか、活
性層７の障壁層とｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層８との価電子帯が連続しているの
で、正孔の移動がより容易であるという利点も得ること
ができる。

【００３７】次に、この発明の第５の実施形態による半
導体レーザーについて説明する。図１０はこの第５の実
施形態による半導体レーザーの要部のエネルギーバンド
図を示す。図１０に示すように、この第５の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、活性層７は、Ｚｎ_0.73
Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をＺｎＳＳｅ
層からなる障壁層ではさんだ構造を有する。この場合、
ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６側の障壁層としてのＺｎＳＳ
ｅ層のＳ組成比は、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６との界面
における０．０７から量子井戸層に向かって徐々に増大
して例えば０．１７になり、残りの部分においては０．
１７になっている。一方、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８側
の障壁層としてのＺｎＳＳｅ層のＳ組成比は、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅ光導波層８との界面における０．０７から量子井
戸層に向かって徐々に増大し、量子井戸層との界面にお
いては０．０７と０．１７との中間の値になっている。
その他のことは、第１の実施形態による半導体レーザー
と同様であるので、説明を省略する。

【００３８】この第５の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第１の実施形態による半導体レーザーの
製造方法と同様であるので、説明を省略する。この第５
の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利点を得
ることができるほか、次のような利点をも得ることがで
きる。すなわち、活性層７におけるｐ型ＺｎＳＳｅ光導
波層８側の障壁層と量子井戸層との界面の価電子帯の凹
みが小さいので、量子井戸層への正孔の落ち込みが容易
になる。また、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６側の障壁層と
量子井戸層との界面における価電子帯の凹みは大きいた
め、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６側への正孔のオーバーフ
ローを有効に抑制することができる。これによって、量
子井戸層において電子と電子との再結合が容易に起き、
したがってしきい値電流密度を低減することができる。

【００３９】次に、この発明の第６の実施形態による半
導体レーザーについて説明する。図１１はこの第６の実
施形態による半導体レーザーの要部のエネルギーバンド
図を示す。図１１に示すように、この第６の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、活性層７は、Ｚｎ_0.73
Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる単一の量子井戸層をＺｎ_0.81Ｓ
_0.19Ｓｅ層からなる障壁層ではさんだ構造を有する。さ
らに、この場合、この障壁層としてのＺｎ_0.81Ｓ_0.19Ｓ
ｅ層中には、Ｚｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ薄膜からなる薄膜量
子井戸層が挿入されている。ここで、このＺｎ_0.73Ｃｄ
_0.27Ｓｅ薄膜を除いた残りの部分の障壁層の厚さは、こ
の障壁層を正孔および電子がトンネル効果により容易に
透過することができる程度に十分に小さく選ばれてお
り、具体的には例えば２〜３原子層の厚さに選ばれてい
る。その他の構成は、第１の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。

【００４０】この第６の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第１の実施形態による半導体レーザーの
製造方法と同様であるので、説明を省略する。この第６
の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得
ることができるほか、次のような利点をも得ることがで
きる。すなわち、活性層７の障壁層を正孔がトンネル効
果により容易に透過することができる。また、障壁層中
に薄膜量子井戸層が挿入されていることにより、活性層
７におけるヘテロ界面の数が増えるため、活性層７にお
ける暗部増殖速度を小さくすることができ、活性層７の
急速劣化をより有効に抑えることができる。

【００４１】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。例えば、上述の第１〜第６の実施形
態においては、活性層７の量子井戸層としてＺｎＣｄＳ
ｅ層を用いているが、例えばＺｎＣｄＳＳｅ層（特に、
ｎ型ＧａＡｓ基板１とほぼ格子整合する、Ｓ組成比が
０．０７のもの）を用いてもよい。また、上述の第１〜
第６の実施形態において、必要に応じて、活性層７の全
体あるいは部分的に、アクセプタ性不純物またはドナー
性不純物をドーピングしてｐ型またはｎ型としてもよ
い。

【００４２】また、例えば、上述の第２の実施形態にお
けるｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳＳｅ光
導波層８の代わりにｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層および
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層を用い、これらのｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ光導波層およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波層
のうちのＺｎ_0.73Ｃｄ_0.27Ｓｅ層からなる量子井戸層に
隣接する部分のＭｇ組成比をこの量子井戸層に向かって
厚さ方向に徐々に増加させることにより、これらの部分
において価電子帯の上端は量子井戸層に向かって下降
し、伝導帯の下端は量子井戸層に向かって上昇するよう
な変化をもたせてもよい。ここで、単にこれらのｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅ光導波層およびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ光導波
層のＭｇ組成比を増加させると、それらの格子定数が大
きくなり、歪補償層とならなくなるので、Ｍｇ組成比の
増加に伴ってＳ組成比も増加させ、それらの格子定数の
増加を抑える必要がある。同様なことは、第４の実施形
態および第５の実施形態における活性層７のＺｎＳＳｅ
層からなる障壁層の代わりにＺｎＭｇＳＳｅ層を用いる
場合にも言える。さらに、上述の第１〜第６の実施形態
においては、この発明をＳＣＨ構造の半導体レーザーに
適用した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ
（Double Heterostructure）構造の半導体レーザーはも
ちろん、発光ダイオードに適用することも可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体発光素子によれば、活性層が単一の量子井戸層を障
壁層ではさんだ構造を有することから、しきい値電流密
度が低く、しかも長寿命のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた半導体発光素子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの共振器長方向に垂直な断面図である。

【図２】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの共振器長方向に平行な断面図である。

【図３】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの要部のエネルギーバンド図である。

【図４】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーにおける歪補償活性層の井戸数としきい値電流密度と
の関係を示すグラフである。

【図５】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーにおける歪補償量と暗部増殖速度との関係を示すグラ
フである。

【図６】この発明の実施形態による半導体レーザーの製
造に用いられるＭＢＥ装置を示す略線図である。

【図７】この発明の第２の実施形態による半導体レーザ
ーの要部のエネルギーバンド図である。

【図８】この発明の第３の実施形態による半導体レーザ
ーの要部のエネルギーバンド図である。

【図９】この発明の第４の実施形態による半導体レーザ
ーの要部のエネルギーバンド図である。

【図１０】この発明の第５の実施形態による半導体レー
ザーの要部のエネルギーバンド図である。

【図１１】この発明の第６の実施形態による半導体レー
ザーの要部のエネルギーバンド図である。

【図１２】従来の歪補償多重量子井戸構造の活性層を有
する半導体レーザーの一例の要部のエネルギーバンド図
である。

【図１３】従来の歪補償多重量子井戸構造の活性層を有
する半導体レーザーの他の例の要部のエネルギーバンド
図である。

【符号の説明】

１・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、３・・・ｎ型ＺｎＳｅバッ
ファ層、４・・・ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層、５・・・
ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、６・・・ｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層、７・・・活性層、８・・・ｐ型ＺｎＳＳｅ
光導波層、９・・・ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、１
０・・・ｐ型ＺｎＳＳｅ層、１１・・・ｐ型ＺｎＳｅコ
ンタクト層、１２・・・ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ
層、１３・・・ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層、１４・・・
絶縁膜、１５・・・ｐ側電極、１６・・・ｎ側電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋晃東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板と、上記半導体基板上の第１導電型の第１のクラッド層と、上記第１のクラッド層上の歪補償構造の活性層と、上記活性層上の第２導電型の第２のクラッド層とを有
し、上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅからな
る群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳｅ、
ＳおよびＴｅからなる群より選ばれた少なくとも一種の
ＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体からなる半導体発光素子において、上記活性層が単一の量子井戸層を障壁層ではさんだ構造
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】上記第１のクラッド層と上記活性層との
間の第１導電型の第１の光導波層および上記第２のクラ
ッド層と上記活性層との間の第２導電型の第２の光導波
層をさらに有し、上記第１の光導波層および上記第２の
光導波層は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅからな
る群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳｅ、
ＳおよびＴｅからなる群より選ばれた少なくとも一種の
ＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体からなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光
素子。
【請求項３】上記活性層の歪補償量はほぼ０または負
であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
子。
【請求項４】上記量子井戸層は圧縮歪を有し、上記障
壁層は引張歪を有することを特徴とする請求項１記載の
半導体発光素子。
【請求項５】上記量子井戸層はＺｎＣｄＳｅからな
り、上記障壁層はＺｎＳＳｅからなることを特徴とする
請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項６】上記量子井戸層はＺｎＣｄＳｅからな
り、上記障壁層はＺｎＭｇＳＳｅからなることを特徴と
する請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項７】上記量子井戸層はＺｎＣｄＳＳｅからな
り、上記障壁層はＺｎＳＳｅからなることを特徴とする
請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項８】上記量子井戸層はＺｎＣｄＳＳｅからな
り、上記障壁層はＺｎＭｇＳＳｅからなることを特徴と
する請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項９】上記歪障壁層はその厚さ方向に一定の組
成を有することを特徴とする請求項１記載の半導体発光
素子。
【請求項１０】上記第１の光導波層側の上記障壁層お
よび上記第２の光導波層側の上記障壁層はそれぞれ上記
第１の光導波層および上記第２の光導波層に隣接する部
分において上記量子井戸層に向かって価電子帯の頂上の
エネルギーが徐々に減少するように組成が変化してお
り、かつ、上記第１の光導波層側の上記障壁層および上
記第２の光導波層側の上記障壁層は上記量子井戸層に関
してほぼ対称な構造を有することを特徴とする請求項２
記載の半導体発光素子。
【請求項１１】上記第１の光導波層側の上記障壁層は
上記第１の光導波層に隣接する部分において上記量子井
戸層に向かって価電子帯の頂上のエネルギーが徐々に減
少するように組成が変化しており、かつ、上記第２の光
導波層側の上記障壁層は上記量子井戸層に隣接する部分
において上記量子井戸層に向かって価電子帯の頂上のエ
ネルギーが徐々に減少するように組成が変化しているこ
とを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
【請求項１２】上記第１の光導波層および上記第２の
光導波層は上記量子井戸層に接しており、上記第１の光
導波層および上記第２の光導波層は上記量子井戸層に向
かって価電子帯の頂上のエネルギーが徐々に増加するよ
うに組成が変化しており、上記第１の光導波層および上
記第２の光導波層のうちの上記量子井戸層に隣接する部
分により上記障壁層が構成されていることを特徴とする
請求項２記載の半導体発光素子。
【請求項１３】上記第１の光導波層および上記第２の
光導波層は上記量子井戸層に接しており、上記第１の光
導波層および上記第２の光導波層はその厚さ方向に一定
の組成を有し、上記第１の光導波層および上記第２の光
導波層により上記障壁層が構成されていることを特徴と
する請求項２記載の半導体発光素子。
【請求項１４】上記障壁層中に薄膜量子井戸層を有す
ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。