JPH09289353A - Semiconductor light emitting device and manufacture thereof - Google Patents
Semiconductor light emitting device and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPH09289353A JPH09289353A JP9822896A JP9822896A JPH09289353A JP H09289353 A JPH09289353 A JP H09289353A JP 9822896 A JP9822896 A JP 9822896A JP 9822896 A JP9822896 A JP 9822896A JP H09289353 A JPH09289353 A JP H09289353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- emitting device
- semiconductor
- light emitting
- semiconductor light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子およ
びその製造方法に関するものであり、特に青緑色領域の
光を放出するII−VI族化合物半導体レーザーあるい
は発光ダイオード等、およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a II-VI compound semiconductor laser or a light emitting diode that emits light in a blue-green region, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスクの記録密度向上あるいはレー
ザープリンターの解像度向上あるいは光計測機器、医療
機器等への応用を図るため、青緑色領域での発光が可能
な半導体発光素子、特に半導体レーザーの研究開発が盛
んに行われている。このような短波長領域での発光が可
能な材料としては、II−VI族化合物半導体が有望で
ある。2. Description of the Related Art In order to improve the recording density of an optical disk, the resolution of a laser printer, or the application to an optical measuring device, a medical device, etc., a semiconductor light emitting device capable of emitting light in a blue-green region, particularly a semiconductor laser, is developed. Is being actively conducted. As a material capable of emitting light in such a short wavelength region, a II-VI group compound semiconductor is promising.
【0003】II−VI族化合物半導体を用いた従来の
半導体発光素子およびその製造方法には、例えばJ. Va
c. Sci. Technol. A 13巻(1995) 683頁に示す例があ
る。n型GaAs基板上に、GaAsバッファ層、Zn
Seバッファ層およびZnSSeバッファ層を介して、
ZnCdSe量子井戸活性層、ZnSSe光ガイド層、
ZnMgSSeクラッド層からなる分離閉じこめヘテロ
構造が形成されている。p型電極へのコンタクトとして
は、p型ZnSeキャップ層、p型ZnSe/ZnTe
多重量子井戸層、ZnTeコンタクト層が順次積層され
ている。以上の半導体積層構造の製造には分子線エピタ
キシャル成長法が用いられている。そして、ZnTeコ
ンタクト層をメサストライプ状にエッチングした後、絶
縁層によって電流狭窄を行い、利得導波型レーザー素子
としている。またp側電極にはPd/Pt/Auを、n
側電極にはInをそれぞれ用いている。A conventional semiconductor light emitting device using a II-VI group compound semiconductor and a method for manufacturing the same are described in, for example, J. Va.
c. Sci. Technol. A 13 (1995) p.683. GaAs buffer layer, Zn on n-type GaAs substrate
Through the Se buffer layer and the ZnSSe buffer layer,
ZnCdSe quantum well active layer, ZnSSe optical guide layer,
A separate confinement heterostructure consisting of a ZnMgSSe cladding layer is formed. As a contact to the p-type electrode, a p-type ZnSe cap layer, p-type ZnSe / ZnTe
A multiple quantum well layer and a ZnTe contact layer are sequentially stacked. The molecular beam epitaxial growth method is used for manufacturing the above semiconductor laminated structure. Then, after etching the ZnTe contact layer in a mesa stripe shape, current confinement is performed by the insulating layer to obtain a gain waveguide type laser element. For the p-side electrode, Pd / Pt / Au, n
In is used for each of the side electrodes.
【0004】このような素子について、活性層のCd組
成比および量子効果に応じて波長490〜524nmで
の室温連続発振が達成され、井戸数3の素子では9分間
の素子寿命が報告されている。With respect to such a device, room temperature continuous oscillation at a wavelength of 490 to 524 nm was achieved depending on the Cd composition ratio of the active layer and the quantum effect, and a device life of 9 minutes was reported for a device having 3 wells. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
II−VI族化合物半導体発光素子には、104〜105
cm-2台の密度で積層欠陥が存在するため、動作時に電
流注入される活性層内で積層欠陥の部分から転位が増殖
し、発光強度の低下、レーザー発振の停止を招き、素子
寿命は短いという問題がある。積層欠陥の発生を抑制し
て電流注入領域内の積層欠陥を皆無にすることができて
も、動作時に活性層内で結晶欠陥が発生、増殖するた
め、素子の信頼性は低く制限されている。この原因とし
て、定かではないが、ZnCdSe活性層の格子定数が
基板および他の半導体層の格子定数よりも大きいことに
よる圧縮歪の存在、あるいはこの混晶量子井戸の界面に
おける結晶品質の不完全性が、結晶欠陥の増殖する駆動
力となっていると考えられる。活性層に多重量子井戸構
造を採用する場合、ZnCdSe層の総膜厚および量子
井戸界面の数は増加するため、上述の問題は顕著にな
る。However, the above-mentioned II-VI group compound semiconductor light-emitting device has 10 4 to 10 5
Since stacking faults exist at a density of cm −2, dislocations grow from the stacking faults in the active layer where current is injected during operation, which causes a decrease in emission intensity and stop of laser oscillation, resulting in a short device life. There is a problem. Even if it is possible to suppress the occurrence of stacking faults and eliminate stacking faults in the current injection region, crystal defects are generated and multiply in the active layer during operation, so the reliability of the device is low and limited. . The cause of this is not clear, but the presence of compressive strain due to the fact that the lattice constant of the ZnCdSe active layer is larger than the lattice constants of the substrate and other semiconductor layers, or incomplete crystal quality at the interface of this mixed crystal quantum well. However, it is considered to be the driving force for the growth of crystal defects. When a multiple quantum well structure is adopted for the active layer, the total thickness of the ZnCdSe layer and the number of quantum well interfaces increase, so the above-mentioned problem becomes remarkable.
【0006】また、II−VI族化合物半導体に特有の
問題として、AlGaAs、AlGaInP、InGa
AsP等半導体発光素子として既に実用化されているI
II−V族化合物半導体に比べて、構成原子間の共有結
合性が小さく、結晶欠陥が発生しやすいという問題があ
る。As a problem peculiar to II-VI group compound semiconductors, AlGaAs, AlGaInP, InGa
I has already been put to practical use as a semiconductor light emitting device such as AsP.
Compared with II-V group compound semiconductors, there is a problem that the covalent bond between constituent atoms is small and crystal defects are likely to occur.
【0007】したがって、本発明の目的は、動作時に活
性層内で生じる結晶欠陥の発生および増殖を抑制し、ま
た活性層の結晶品質を向上し、素子の信頼性を向上させ
る青緑色半導体発光素子およびその製造方法を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to suppress the generation and multiplication of crystal defects generated in the active layer during operation, improve the crystal quality of the active layer, and improve the reliability of the device. And to provide a manufacturing method thereof.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明第1の発明による半導体発光素子は、歪多重
量子井戸構造を備えたII−VI族化合物半導体からな
る半導体発光素子であって、井戸層の格子歪とは逆の格
子歪を有する障壁層を備えたものである。In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI compound semiconductor having a strained multiple quantum well structure. The barrier layer has a lattice strain opposite to that of the well layer.
【0009】前記構成において、GaAs基板あるいは
ZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導体
からなる半導体発光素子であって、井戸層はZnCdS
eからなり、障壁層は引張り歪を有する組成からなるこ
とが好ましい。In the above structure, the semiconductor light emitting device is made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to the GaAs substrate or the ZnSe substrate, and the well layer is ZnCdS.
It is preferable that the barrier layer is made of e and the barrier layer has a composition having tensile strain.
【0010】また本発明第2の発明による半導体発光素
子は、多重量子井戸構造を備えたII−VI族化合物半
導体からなる半導体発光素子であって、井戸層および障
壁層は少なくとも3種類以上の元素で構成される混晶か
らなり、該井戸層および該障壁層の間に化合物からなる
中間層を備えたものである。The semiconductor light emitting device according to the second aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor having a multiple quantum well structure, and the well layer and the barrier layer are at least three or more kinds of elements. And a compound intermediate layer between the well layer and the barrier layer.
【0011】前記構成において、GaAs基板あるいは
ZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導体
からなる半導体発光素子であって、井戸層はZnCdS
eからなり、障壁層はZnSSeあるいはZnMgSS
eからなり、中間層はZnSeからなることが好まし
い。In the above structure, the semiconductor light emitting device is made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to the GaAs substrate or the ZnSe substrate, and the well layer is ZnCdS.
e, and the barrier layer is ZnSSe or ZnMgSS
Preferably, the intermediate layer is made of ZnSe and the intermediate layer is made of ZnSe.
【0012】また本発明第1と第2の発明の組み合わせ
による半導体発光素子は、歪多重量子井戸構造を備えた
II−VI族化合物半導体からなる半導体発光素子であ
って、井戸層の格子歪とは逆の格子歪を有する障壁層を
備えており、該井戸層および該障壁層は少なくとも3種
類以上の元素で構成される混晶からなり、該井戸層およ
び該障壁層の間に化合物からなる中間層を備えたもので
ある。The semiconductor light emitting device according to the combination of the first and second aspects of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor having a strained multiple quantum well structure, and has a lattice strain of well layers. Is provided with a barrier layer having an inverse lattice strain, the well layer and the barrier layer are made of a mixed crystal composed of at least three kinds of elements, and the compound is provided between the well layer and the barrier layer. It has an intermediate layer.
【0013】前記構成において、GaAs基板あるいは
ZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導体
からなる半導体発光素子であって、井戸層はZnCdS
eからなり、障壁層は引張り歪を有するZnSSeある
いはZnMgSSeからなり、該井戸層および該障壁層
の間に設けられた中間層はZnSeからなることが好ま
しい。In the above structure, the well layer is a ZnCdS semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to a GaAs substrate or a ZnSe substrate.
It is preferable that the barrier layer is made of e, the barrier layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe having tensile strain, and the intermediate layer provided between the well layer and the barrier layer is made of ZnSe.
【0014】また本発明第3の発明による半導体発光素
子は、光ガイド層および格子歪を有する活性層を備えた
II−VI族化合物半導体からなる半導体発光素子であ
って、光ガイド層の少なくとも一部が、活性層の格子歪
とは逆の格子歪を有する組成からなるものである。A semiconductor light emitting device according to a third aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor provided with an optical guide layer and an active layer having a lattice strain, and at least one of the optical guide layers. The part is composed of a composition having a lattice strain opposite to that of the active layer.
【0015】前記構成においては、GaAs基板あるい
はZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導
体からなる半導体発光素子であって、活性層はZnCd
Seからなり、光ガイド層の少なくとも一部が引張り歪
を有する組成からなることが好ましい。In the above structure, the semiconductor light emitting device is made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to the GaAs substrate or the ZnSe substrate, and the active layer is ZnCd.
It is preferable that the light guide layer is made of Se and at least a part of the light guide layer has a composition having tensile strain.
【0016】また本発明第4の発明による半導体発光素
子は、単一量子井戸構造および光ガイド層を備えたII
−VI族化合物半導体からなる半導体発光素子であっ
て、井戸層および光ガイド層は少なくとも3種類以上の
元素で構成される混晶からなり、該井戸層および該光ガ
イド層の間に化合物からなる中間層を備えたものであ
る。A semiconductor light emitting device according to a fourth aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device including a single quantum well structure and an optical guide layer II.
A semiconductor light emitting device made of a group VI compound semiconductor, wherein the well layer and the light guide layer are made of a mixed crystal composed of at least three kinds of elements, and the compound is provided between the well layer and the light guide layer. It has an intermediate layer.
【0017】前記構成においては、GaAs基板あるい
はZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導
体からなる半導体発光素子であって、井戸層はZnCd
Seからなり、光ガイド層はZnSSeあるいはZnM
gSSeからなり、中間層はZnSeからなることが好
ましい。In the above structure, the semiconductor light emitting device is made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched with a GaAs substrate or a ZnSe substrate, and the well layer is ZnCd.
Made of Se, and the light guide layer is ZnSSe or ZnM
Preferably, it is made of gSSe and the intermediate layer is made of ZnSe.
【0018】また本発明第3と第4の発明の組み合わせ
による半導体発光素子は、歪単一量子井戸構造および光
ガイド層を備えたII−VI族化合物半導体からなる半
導体発光素子であって、井戸層および光ガイド層は少な
くとも3種類以上の元素で構成される混晶からなり、該
井戸層および該光ガイド層の間に化合物からなる中間層
を備えており、該光ガイド層の少なくとも一部が、井戸
層の格子歪とは逆の格子歪を有する組成からなるもので
ある。A semiconductor light emitting device according to the combination of the third and fourth aspects of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor provided with a strained single quantum well structure and a light guide layer. The layer and the light guide layer are made of a mixed crystal composed of at least three kinds of elements, and an intermediate layer made of a compound is provided between the well layer and the light guide layer, and at least a part of the light guide layer. However, it has a composition having a lattice strain opposite to that of the well layer.
【0019】前記構成においては、GaAs基板あるい
はZnSe基板に格子整合したII−VI族化合物半導
体からなる半導体発光素子であって、井戸層はZnCd
Seからなり、光ガイド層の少なくとも一部は引張り歪
を有するZnSSeあるいはZnMgSSeからなり、
中間層はZnSeからなることが好ましい。In the above structure, the semiconductor light emitting device is made of a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to the GaAs substrate or the ZnSe substrate, and the well layer is ZnCd.
Se, and at least a part of the optical guide layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe having tensile strain,
The intermediate layer is preferably made of ZnSe.
【0020】また本発明第5の発明による半導体発光素
子は、II−VI族化合物半導体からなる半導体発光素
子であって、活性層より基板に近い側のクラッド層中
に、該基板と格子定数の異なる半導体層が少なくとも1
層設けられており、かつ該半導体層の厚さが該基板に対
する臨界膜厚より薄いものである。The semiconductor light-emitting device according to the fifth aspect of the present invention is a semiconductor light-emitting device made of a II-VI group compound semiconductor, which has a lattice constant of the substrate and the lattice constant in the clad layer closer to the substrate than the active layer. At least 1 different semiconductor layer
Layers, and the thickness of the semiconductor layer is smaller than the critical film thickness for the substrate.
【0021】前記構成においては、クラッド層がZnM
gSSeからなり、前記半導体層がZnS、ZnSe、
ZnSSe、ZnMgSあるいはZnMgSeからなる
ことが好ましい。In the above structure, the cladding layer is ZnM.
gSSe, wherein the semiconductor layer is ZnS, ZnSe,
It is preferably made of ZnSSe, ZnMgS or ZnMgSe.
【0022】また本発明第6の発明による半導体発光素
子は、II−VI族化合物半導体からなる半導体発光素
子であって、活性層より基板に近い側のクラッド層中
に、歪超格子層が設けられているものである。A semiconductor light emitting device according to a sixth aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor, wherein a strained superlattice layer is provided in the clad layer closer to the substrate than the active layer. It is what has been.
【0023】前記構成においては、クラッド層がZnM
gSSeからなり、歪超格子層がZn、Mg、Cd、
S、SeおよびTeの中から選ばれる元素で構成される
2種類以上の化合物あるいは混晶からなることが好まし
い。In the above structure, the cladding layer is ZnM.
gSSe, the strained superlattice layer is Zn, Mg, Cd,
Consists of elements selected from S, Se and Te
It is preferably composed of two or more kinds of compounds or mixed crystals.
【0024】また本発明第7の発明による半導体発光素
子は、III−V族化合物半導体基板上に形成されたI
I−VI族化合物半導体からなる半導体発光素子であっ
て、該基板面直上に、n型およびp型いずれの不純物も
実質的に含まないII−VI族化合物半導体層を備えて
おり、かつ該半導体層の厚さが10分子層以下であるも
のである。A semiconductor light emitting device according to a seventh aspect of the present invention is an I-type semiconductor device formed on a III-V group compound semiconductor substrate.
A semiconductor light emitting device made of a group I-VI compound semiconductor, comprising a group II-VI compound semiconductor layer substantially free of n-type and p-type impurities, directly above the substrate surface, and The layer thickness is 10 molecular layers or less.
【0025】前記構成においては、n型およびp型いず
れの不純物も実質的に含まないII−VI族化合物半導
体層の上に、前記不純物を1×1018cm-3以上含むI
I−VI族化合物半導体層が積層されていることが好ま
しい。In the above-mentioned structure, I containing 1 × 10 18 cm −3 or more of the impurities is formed on the II-VI group compound semiconductor layer which is substantially free of n-type and p-type impurities.
It is preferable that I-VI group compound semiconductor layers are laminated.
【0026】前記構成においては、III−V族化合物
半導体基板がGaAs基板であり、n型およびp型いず
れの不純物も実質的に含まないII−VI族化合物半導
体層がZnSeであることが好ましい。In the above structure, it is preferable that the III-V group compound semiconductor substrate is a GaAs substrate and the II-VI group compound semiconductor layer substantially free of n-type and p-type impurities is ZnSe.
【0027】また本発明第8の発明による半導体発光素
子の製造方法は、III−V族化合物半導体基板上に形
成されたII−VI族化合物半導体からなる半導体発光
素子の製造方法であって、該基板上に積層されるII−
VI族化合物半導体バッファ層の少なくとも一部を成長
させる温度が、その上に積層される半導体層の成長温度
よりも高いものである。A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an eighth aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device made of a II-VI compound semiconductor formed on a III-V compound semiconductor substrate. II- laminated on the substrate
The temperature for growing at least a part of the VI compound semiconductor buffer layer is higher than the growth temperature of the semiconductor layer stacked thereon.
【0028】前記構成においては、III−V族化合物
半導体基板がGaAs基板であり、II−VI族化合物
半導体バッファ層がZnSeであることが好ましい。In the above structure, the III-V compound semiconductor substrate is preferably a GaAs substrate and the II-VI compound semiconductor buffer layer is preferably ZnSe.
【0029】前記構成においては、バッファ層を成長終
了後あるいは成長途中に、半導体層の成長を中断して、
成長温度を低下させることが好ましい。または、前記バ
ッファ層を成長途中に成長温度を低下させて、半導体層
の成長を中断させないことが好ましい。In the above structure, the growth of the semiconductor layer is interrupted after the growth of the buffer layer or during the growth thereof,
It is preferable to lower the growth temperature. Alternatively, it is preferable that the growth temperature of the buffer layer is lowered during the growth so that the growth of the semiconductor layer is not interrupted.
【0030】また本発明第9の発明による半導体発光素
子の製造方法は、II−VI族化合物半導体からなる半
導体発光素子の製造方法であって、少なくとも活性層を
含む半導体層を成長させる温度が、該半導体層以外の半
導体層の成長温度よりも高いものである。A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to a ninth aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor, wherein the temperature for growing a semiconductor layer including at least an active layer is: It is higher than the growth temperature of the semiconductor layers other than the semiconductor layer.
【0031】前記構成においては、活性層および光ガイ
ド層を成長させる温度が該活性層および該光ガイド層以
外の半導体層の成長温度よりも高いことが好ましい。In the above structure, it is preferable that the temperature at which the active layer and the light guide layer are grown is higher than the growth temperature of the semiconductor layer other than the active layer and the light guide layer.
【0032】前記構成においては、活性層および光ガイ
ド層を成長させる前後で、半導体層の成長を中断して、
成長温度を変更することが好ましい。または、光ガイド
層を成長途中に成長温度を変化させて、半導体層の成長
を中断させないことが好ましい。In the above structure, the growth of the semiconductor layer is interrupted before and after the growth of the active layer and the light guide layer,
It is preferable to change the growth temperature. Alternatively, it is preferable not to interrupt the growth of the semiconductor layer by changing the growth temperature during the growth of the light guide layer.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体発光素
子およびその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail below.
【0034】(実施の形態1)図1は本発明による半導
体レーザーの第1の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは歪多重量子井戸構造を
有するものである。(Embodiment 1) FIG. 1 is a structural sectional view schematically showing a first embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a strained multiple quantum well structure.
【0035】図1に示すように、n型GaAs基板10
1上に、n型GaAsバッファ層102、n型ZnSe
バッファ層103、n型ZnMgSSeクラッド層10
4、ZnCdSe井戸層105およびZnSSe障壁層
106からなる歪多重量子井戸構造107、p型ZnM
gSSeクラッド層108、p型ZnSeコンタクト層
109が順次積層されている。As shown in FIG. 1, an n-type GaAs substrate 10
N-type GaAs buffer layer 102 and n-type ZnSe
Buffer layer 103, n-type ZnMgSSe cladding layer 10
4, strained multiple quantum well structure 107 composed of ZnCdSe well layer 105 and ZnSSe barrier layer 106, p-type ZnM
The gSSe clad layer 108 and the p-type ZnSe contact layer 109 are sequentially stacked.
【0036】この場合、p型ZnMgSSeクラッド層
108の上部およびp型ZnSeコンタクト層109は
メサストライプ状にエッチングされている。このメサス
トライプ部の幅は例えば5μmである。さらに、上述の
メサストライプ部以外の部分のp型ZnMgSSeクラ
ッド層108上には絶縁層110が形成されている。そ
して、p型ZnSeコンタクト層109および絶縁層1
10の上には、p型電極111が形成されている。p型
電極111としては、例えば厚さ10nmのPd膜と厚
さ300nmのAu膜が順次積層されたPd/Au電極
が用いられる。In this case, the upper portion of the p-type ZnMgSSe cladding layer 108 and the p-type ZnSe contact layer 109 are etched in a mesa stripe shape. The width of this mesa stripe portion is, for example, 5 μm. Further, an insulating layer 110 is formed on the p-type ZnMgSSe cladding layer 108 in the portion other than the above-mentioned mesa stripe portion. Then, the p-type ZnSe contact layer 109 and the insulating layer 1
A p-type electrode 111 is formed on the layer 10. As the p-type electrode 111, for example, a Pd / Au electrode in which a Pd film having a thickness of 10 nm and an Au film having a thickness of 300 nm are sequentially stacked is used.
【0037】一方、n型GaAs基板101の裏面に
は、例えばIn電極のようなn型電極112が形成され
ている。図1に示した構造は利得導波型であるが、メサ
ストライプの幅、高さおよび絶縁層の屈折率を適当に選
ぶことによって、単一モード動作する屈折率導波構造と
することもできる。On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 101, an n-type electrode 112 such as an In electrode is formed. Although the structure shown in FIG. 1 is a gain-guiding type, it can be a single-mode operation index-guiding structure by appropriately selecting the width and height of the mesa stripe and the refractive index of the insulating layer. .
【0038】II−VI族化合物半導体発光素子の基板
としては、GaAs、InP、GaP等III−V族化
合物半導体、Si、Ge等のIV族半導体あるいはZn
Se、CdS等のII−VI族化合物半導体が挙げられ
る。基板の選択に応じて、その上に積層されるII−V
I族化合物半導体の組成は基板に格子整合するよう選ば
れる。GaAs、GaP、Si、GeおよびZnSe基
板の場合には、クラッド層として例えばZnMgSSe
系やZnMgBeSe系が選ばれる。InP基板の場合
には、クラッド層として例えばZnMgCdSe系やZ
nMgSeTe系が選ばれる。また、基板の電導型につ
いては、n型、p型いずれの電導型であっても、また、
半絶縁性であってもよい。本実施の形態においては、例
えば(100)面方位のn型GaAs基板101を用い
た。基板面方位については、(100)面から(11
1)Aあるいは(111)B方向へ傾斜した面を用いて
もよい。例えば、(111)B方向へ15.8度傾斜し
た(511)B面を用いることができる。As a substrate of the II-VI group compound semiconductor light emitting device, a III-V group compound semiconductor such as GaAs, InP, GaP, etc., a IV group semiconductor such as Si, Ge or Zn.
II-VI group compound semiconductors such as Se and CdS may be mentioned. II-V laminated on the substrate, depending on the choice of substrate
The composition of the Group I compound semiconductor is chosen to be lattice matched to the substrate. In the case of GaAs, GaP, Si, Ge and ZnSe substrates, the cladding layer is, for example, ZnMgSSe.
The system or ZnMgBeSe system is selected. In the case of an InP substrate, for example, a ZnMgCdSe-based or Z-based cladding layer is used.
The nMgSeTe system is chosen. The conductivity type of the substrate may be either n-type or p-type.
It may be semi-insulating. In the present embodiment, for example, the n-type GaAs substrate 101 having the (100) plane orientation is used. Regarding the substrate plane orientation, from (100) plane to (11
1) A surface inclined in the A or (111) B direction may be used. For example, a (511) B plane inclined by 15.8 degrees in the (111) B direction can be used.
【0039】n型GaAsバッファ層102およびn型
ZnSeバッファ層103は、原子配列のレベルで表面
を平坦化し、その上に積層されるII−VI族化合物半
導体の結晶欠陥の密度を低減し、高品質結晶を得るため
に設けられる。特にn型ZnSeバッファ層103は、
II−VI族化合物半導体の成長初期過程においてSや
Mgが直接GaAs基板に付着して結晶欠陥を生成し、
結晶品質を低下させるのを防ぐために設けられる。n型
GaAsバッファ層102の厚さは0.3μm、有効ド
ナー密度は2×1018cm−3であり、n型不純物と
しては、例えばSiが用いられる。また、ZnSeは格
子定数が0.56693nmであり、GaAsに対して
+0.28%の格子不整があるため、臨界膜厚は150
nm程度である。そのため、n型ZnSeバッファ層1
03の厚さは例えば30nmに選ばれる。なお、n型Z
nSeバッファ層103の有効ドナー密度は7×1017
cm-3であり、n型不純物としては、例えばClが用い
られる。The n-type GaAs buffer layer 102 and the n-type ZnSe buffer layer 103 flatten the surface at the level of atomic arrangement, reduce the density of crystal defects of the II-VI group compound semiconductor stacked thereon, and It is provided to obtain quality crystals. In particular, the n-type ZnSe buffer layer 103 is
In the initial stage of the growth of the II-VI group compound semiconductor, S and Mg directly adhere to the GaAs substrate to generate crystal defects,
It is provided to prevent deterioration of crystal quality. The thickness of the n-type GaAs buffer layer 102 is 0.3 μm, the effective donor density is 2 × 10 18 cm −3, and Si is used as the n-type impurity, for example. Moreover, since ZnSe has a lattice constant of 0.56693 nm and has a lattice mismatch of + 0.28% with respect to GaAs, the critical film thickness is 150.
It is about nm. Therefore, the n-type ZnSe buffer layer 1
The thickness of 03 is selected to be 30 nm, for example. In addition, n-type Z
The effective donor density of the nSe buffer layer 103 is 7 × 10 17
cm −3 , and for example, Cl is used as the n-type impurity.
【0040】n型ZnMgSSeクラッド層104およ
びp型ZnMgSSeクラッド層108の組成はMg組
成比0.1、S組成比0.2であり、この組成を有する
ZnMgSSeはGaAsと格子整合する。また、室温
でのバンドギャップは2.86eVである。ZnMgS
Seはその組成を選ぶことにより、GaAsと格子整合
させながら、バンドギャップを2.7eVから3.1e
V程度の間で変化させることができる。n型ZnMgS
Seクラッド層104の厚さは1.2μm、有効ドナー
密度は5×1017cm-3であり、n型不純物としては、
例えばClが用いられる。また、p型ZnMgSSeク
ラッド層108の厚さは1.1μm、有効アクセプタ密
度は2×1017cm-3であり、p型不純物としては、例
えばNが用いられる。The composition of the n-type ZnMgSSe cladding layer 104 and the p-type ZnMgSSe cladding layer 108 is Mg composition ratio 0.1 and S composition ratio 0.2, and ZnMgSSe having this composition lattice-matches with GaAs. The band gap at room temperature is 2.86 eV. ZnMgS
Se has a band gap of 2.7 eV to 3.1 e while being lattice-matched with GaAs by selecting its composition.
It can be varied between about V. n-type ZnMgS
The Se clad layer 104 has a thickness of 1.2 μm and an effective donor density of 5 × 10 17 cm −3 .
For example, Cl is used. The p-type ZnMgSSe cladding layer 108 has a thickness of 1.1 μm and an effective acceptor density of 2 × 10 17 cm −3 , and N is used as the p-type impurity, for example.
【0041】歪多重量子井戸構造107は4層のZn0.
8Cd0.2Se井戸層(厚さ各4nm)105および5層
のZnS0.2Se0.8障壁層(厚さ各8nm)106から
なる。井戸層105の室温(27℃)におけるバンドギ
ャップは2.48eVである。図2はこの歪多重量子井
戸構造107周辺の格子不整を模式的に示す図である。
図2に示すように、Zn0.8Cd0.2Seの格子定数は
0.5745nmであり、GaAsの格子定数0.56
533nmに対して+1.6%の格子不整があるため
に、井戸層105には圧縮歪が存在する。また、ZnS
0.2Se0.8の格子定数は0.56173nmであり、G
aAsに対して−0.6%の格子不整があるために、障
壁層106には引張り歪が存在する。The strained multiple quantum well structure 107 has four layers of ZnO.
It is composed of an 8Cd0.2Se well layer (thickness 4 nm each) 105 and five layers of ZnS0.2Se0.8 barrier layer (thickness 8 nm each) 106. The band gap of the well layer 105 at room temperature (27 ° C.) is 2.48 eV. FIG. 2 is a diagram schematically showing lattice irregularities around the strained multiple quantum well structure 107.
As shown in FIG. 2, the lattice constant of Zn0.8Cd0.2Se is 0.5745 nm, and the lattice constant of GaAs is 0.56.
There is a compressive strain in the well layer 105 due to the lattice mismatch of + 1.6% with respect to 533 nm. In addition, ZnS
The lattice constant of 0.2Se0.8 is 0.56173 nm, and G
Since there is a lattice mismatch of −0.6% with respect to aAs, tensile strain exists in the barrier layer 106.
【0042】活性層としてはZnSe、ZnSSe、Z
nCdSe等が用いられ、基板がGaAsの場合、Zn
SeやZnCdSeには圧縮歪が、また、ZnSSeに
は引張り歪がかかる。ZnSeやZnCdSeを活性層
に用いる場合、障壁層には、引張り歪を有するZnSS
eあるいはZnMgSSe等が用いられる。For the active layer, ZnSe, ZnSSe, Z
When nCdSe or the like is used and the substrate is GaAs, Zn
Se and ZnCdSe are subject to compressive strain, and ZnSSe is subject to tensile strain. When ZnSe or ZnCdSe is used for the active layer, ZnSS having tensile strain is used for the barrier layer.
e or ZnMgSSe or the like is used.
【0043】なお、活性層での不純物準位形成を防ぐた
め、井戸層および障壁層にはn型、p型いずれの不純物
も添加しないのが好ましい。In order to prevent the formation of impurity levels in the active layer, it is preferable to add neither n-type impurities nor p-type impurities to the well layer and the barrier layer.
【0044】p型ZnSeコンタクト層109の厚さ
は、上述のようにGaAsに対する臨界膜厚よりも薄く
なるように選ばれ、例えば80nmである。なお、p型
ZnSeコンタクト層109の有効アクセプタ密度は9
×1017cm-3であり、p型不純物としては、例えばN
が用いられる。The thickness of the p-type ZnSe contact layer 109 is selected to be thinner than the critical film thickness for GaAs as described above, and is, for example, 80 nm. The effective acceptor density of the p-type ZnSe contact layer 109 is 9
× 10 17 cm −3 , and the p-type impurity is, for example, N.
Is used.
【0045】絶縁層110は、ZnS、Al2O3、S
iO2またはZnO等で形成される。ZnMgSSe等
のII−VI族化合物半導体に対する密着性、熱伝導性
の観点ではZnOが好ましい。The insulating layer 110 is made of ZnS, Al2O3, S
It is formed of iO2 or ZnO. ZnO is preferable from the viewpoints of adhesion and thermal conductivity to II-VI group compound semiconductors such as ZnMgSSe.
【0046】以上のように構成された半導体レーザーの
作用および効果について述べる。Zn0.8Cd0.2Seの
GaAsに対する臨界膜厚は15〜20nm程度と考え
られる。本実施の形態において、Zn0.8Cd0.2Se井
戸層105の総膜厚は16nmであり、臨界膜厚と同程
度である。このとき仮に、障壁層106として、従来の
ようにGaAsに格子整合するS組成比0.06のZn
SSeを用いると、量子井戸構造およびその近傍にかか
る圧縮歪の総和は大きくなり、動作時の電流注入によっ
て、この領域で結晶欠陥が発生、増殖しやすくなり、そ
の結果、素子寿命が短くなる。本実施の形態において
は、S組成比0.2のZnSSe障壁層106を用いた
ことにより、障壁層にかかる引張り歪が井戸層にかかる
圧縮歪を補償するので、歪多重量子井戸構造107およ
びその近傍にかかる歪はほとんど打ち消されて、総和と
しては無歪の状態に近くなる。そのため、井戸層105
での欠陥発生および増殖が抑制され、その結果、素子の
信頼性を向上することができる。The operation and effect of the semiconductor laser configured as described above will be described. The critical thickness of Zn0.8Cd0.2Se for GaAs is considered to be about 15 to 20 nm. In the present embodiment, the total thickness of the Zn0.8Cd0.2Se well layer 105 is 16 nm, which is about the same as the critical thickness. At this time, tentatively, as the barrier layer 106, Zn having an S composition ratio of 0.06 which lattice-matches GaAs as in the conventional case is used.
When SSe is used, the total sum of compressive strains applied to the quantum well structure and its vicinity becomes large, and crystal defects are easily generated and proliferated in this region by current injection during operation, and as a result, the device life is shortened. In this embodiment, since the ZnSSe barrier layer 106 having an S composition ratio of 0.2 is used, the tensile strain applied to the barrier layer compensates for the compressive strain applied to the well layer. Almost all distortions in the vicinity are canceled out, and the total sum is close to a distortion-free state. Therefore, the well layer 105
Occurrence and proliferation of defects are suppressed, and as a result, reliability of the device can be improved.
【0047】なお、歪の補償の程度については、本実施
の形態のように必ずしも総和として無歪の状態にする必
要はなく、総和として圧縮歪あるいは引張り歪が存在し
ても構わない。ただし、この場合にも歪多重量子井戸構
造の各層厚は臨界膜厚よりも薄く設計される。Regarding the degree of strain compensation, it is not always necessary to have a total strain-free state as in the present embodiment, and a compression strain or a tensile strain may exist as a total. However, also in this case, each layer thickness of the strained multiple quantum well structure is designed to be thinner than the critical film thickness.
【0048】次に、上述のように構成された半導体レー
ザーの製造方法について説明する。本実施の形態におい
ては、分子線エピタキシャル成長(MBE)法を用いて
半導体積層構造を形成したが、有機金属気相成長(MO
VPE)法を用いても同様の構造を形成することができ
る。以下、MBE法による製造方法を述べる。Next, a method of manufacturing the semiconductor laser configured as described above will be described. In the present embodiment, the semiconductor laminated structure is formed using the molecular beam epitaxial growth (MBE) method, but metal organic vapor phase epitaxy (MO) is used.
A similar structure can be formed by using the VPE method. The manufacturing method by the MBE method will be described below.
【0049】まず、n型GaAs基板101上に、MB
E法でn型GaAsバッファ層102、n型ZnSeバ
ッファ層103、n型ZnMgSSeクラッド層10
4、ZnCdSe井戸層105およびZnSSe障壁層
106からなる歪多重量子井戸構造107、p型ZnM
gSSeクラッド層108、p型ZnSeコンタクト層
109を順次エピタキシャル成長させる。n型GaAs
バッファ層102の成長は、n型ZnSeバッファ層1
03より上の半導体層を成長させる成長室とは異なる成
長室で行う。つまり、III−V族化合物半導体用の成
長室とII−VI族化合物半導体用の成長室を備えたM
BE装置を用いる。10-10Torr程度の高真空の成
長室中で原料をクヌーセンセル中で加熱蒸発させて分子
線とし、基板上に照射することによって、単結晶半導体
層をエピタキシャル成長させる。First, MB is formed on the n-type GaAs substrate 101.
The n-type GaAs buffer layer 102, the n-type ZnSe buffer layer 103, and the n-type ZnMgSSe cladding layer 10 are formed by the E method.
4, strained multiple quantum well structure 107 composed of ZnCdSe well layer 105 and ZnSSe barrier layer 106, p-type ZnM
The gSSe cladding layer 108 and the p-type ZnSe contact layer 109 are sequentially epitaxially grown. n-type GaAs
The growth of the buffer layer 102 is based on the n-type ZnSe buffer layer 1
It is performed in a growth chamber different from the growth chamber in which the semiconductor layer above 03 is grown. That is, an M including a growth chamber for III-V compound semiconductors and a growth chamber for II-VI compound semiconductors.
A BE device is used. A single crystal semiconductor layer is epitaxially grown by heating and evaporating a raw material in a Knudsen cell to form a molecular beam in a high-vacuum growth chamber of about 10 −10 Torr and irradiating the single crystal semiconductor layer on the substrate.
【0050】n型GaAsバッファ層102の成長用原
料には、金属Ga、Asおよびn型不純物原料としての
Siを用いる。またII−VI族化合物半導体成長の原
料には、例えば多結晶化合物ZnSe、ZnSおよび金
属Mgを用いる。このとき、n型不純物として例えばC
lを用いる場合、ZnCl2を原料とする。またp型不
純物として例えばNを用いる場合、高周波(RF)プラ
ズマ放電あるいは電子サイクロトロン共鳴(ECR)プ
ラズマ放電で生成する活性窒素を成長中の表面に照射す
る。Metal Ga, As, and Si as an n-type impurity material are used as a material for growing the n-type GaAs buffer layer 102. Moreover, for example, polycrystalline compounds ZnSe, ZnS, and metallic Mg are used as raw materials for II-VI group compound semiconductor growth. At this time, as an n-type impurity, for example, C
When 1 is used, ZnCl2 is used as a raw material. When N, for example, is used as the p-type impurity, active nitrogen generated by radio frequency (RF) plasma discharge or electron cyclotron resonance (ECR) plasma discharge is applied to the growing surface.
【0051】結晶成長中の基板温度は、n型GaAsバ
ッファ層102に対しては580〜620℃に、II−
VI族化合物半導体層に対しては260〜330℃に維
持されることが好ましく、例えば290℃である。また
成長速度は、n型GaAsバッファ層102に対しては
0.7〜1.5μm/hが好ましく、例えば1.0μm
/hであり、II−VI族化合物半導体層に対しては
0.4〜3.0μm/hが好ましく、例えば0.5〜
0.8μm/hである。The substrate temperature during crystal growth is 580 to 620 ° C. for the n-type GaAs buffer layer 102, II-
The temperature of the Group VI compound semiconductor layer is preferably maintained at 260 to 330 ° C, for example, 290 ° C. The growth rate is preferably 0.7 to 1.5 μm / h for the n-type GaAs buffer layer 102, for example 1.0 μm.
/ H, and is preferably 0.4 to 3.0 μm / h with respect to the II-VI group compound semiconductor layer, for example, 0.5 to
0.8 μm / h.
【0052】分子線強度の制御は、通常、セル温度の制
御あるいはセルシャッタやニードルバルブ等の開度の制
御により行う。一つの原料について複数の分子線強度を
必要とする半導体積層構造の成長には、一つの原料につ
いて複数のセルを用意するか、あるいは上述のどちらか
の方法による制御を行う。装置の簡便性の観点からは、
一つの原料に対して、一つのセルでセル温度を変化させ
て複数の分子線強度を得ることが好ましいが、そのよう
な半導体積層構造の成長には問題がある。つまり、連続
的に分子線強度を変化させる場合は成長の中断を伴わな
いが制御すべき成長条件が増えて複雑になり、また不連
続に変化させる場合は分子線強度が安定するまで成長の
中断を要する、という一長一短がある。The molecular beam intensity is usually controlled by controlling the cell temperature or the opening of the cell shutter or needle valve. In order to grow a semiconductor laminated structure requiring a plurality of molecular beam intensities for one raw material, a plurality of cells are prepared for one raw material, or control is performed by either of the above methods. From the standpoint of device simplicity,
It is preferable to obtain a plurality of molecular beam intensities by changing the cell temperature in one cell for one raw material, but there is a problem in growing such a semiconductor laminated structure. That is, when the molecular beam intensity is changed continuously, growth is not interrupted, but the growth conditions to be controlled become complicated, and when it is changed discontinuously, the growth is interrupted until the molecular beam intensity stabilizes. There are merits and demerits that it requires.
【0053】しかしながら、図1に示した半導体積層構
造およびその組成は、上述の結晶成長の方法および装置
の簡便性、再現性の観点からも利点を有する。すなわ
ち、ZnMgSSeクラッド層のS組成比とZnSSe
障壁層のS組成比とが同一であることから、ZnSの分
子線強度を成長途中に変更する必要がないのである。こ
のため、ZnS原料用のセルは1本で足り、かつ成長中
断を行うことなく、連続的にII−VI族化合物半導体
層を形成することができる。However, the semiconductor laminated structure and its composition shown in FIG. 1 are also advantageous from the viewpoints of simplicity and reproducibility of the above-described crystal growth method and apparatus. That is, the S composition ratio of the ZnMgSSe cladding layer and the ZnSSe
Since the S composition ratio of the barrier layer is the same, it is not necessary to change the molecular beam intensity of ZnS during the growth. Therefore, only one cell for the ZnS raw material is sufficient, and the II-VI group compound semiconductor layer can be continuously formed without interrupting the growth.
【0054】以上のエピタキシャル成長で得られた半導
体積層構造のウェハを、利得導波型レーザー素子に加工
する。すなわち、例えば幅5μmのストライプ状のレジ
ストパターンをマスクとして、p型ZnMgSSeクラ
ッド層108の途中までエッチングしてメサストライプ
を形成する。エッチングには例えば重クロム酸カリウム
飽和水溶液と濃硫酸が容積比3:2で混合されたエッチ
ング液を用いる。引き続き、絶縁膜110としてZnO
を例えばスパッタリング蒸着し、リフトオフによってp
型コンタクト層109を露出させる。その後ウェハ全面
に例えばPdとAuを順次真空蒸着してp型電極111
とする。一方、n型GaAs基板101の裏面には例え
ばInを真空蒸着してn型電極112とする。The wafer having a semiconductor laminated structure obtained by the above epitaxial growth is processed into a gain waveguide type laser device. That is, using a striped resist pattern having a width of, for example, 5 μm as a mask, the p-type ZnMgSSe cladding layer 108 is partially etched to form a mesa stripe. For the etching, for example, an etching solution in which a saturated aqueous solution of potassium dichromate and concentrated sulfuric acid are mixed at a volume ratio of 3: 2 is used. Subsequently, ZnO is used as the insulating film 110.
By, for example, sputtering deposition and lift-off to obtain p
The mold contact layer 109 is exposed. Then, for example, Pd and Au are sequentially vacuum-deposited on the entire surface of the wafer to form a p-type electrode 111.
And On the other hand, In is vacuum-deposited on the back surface of the n-type GaAs substrate 101 to form the n-type electrode 112.
【0055】このウェハを劈開して、共振器長を例えば
700μmとし、両端面ともコーティングを施さずに、
例えば幅400μmのチップに分離して、銅製のヒート
シンクにジャンクションダウンで実装する。This wafer is cleaved so that the resonator length is, for example, 700 μm, and both end faces are not coated,
For example, it is separated into chips having a width of 400 μm and mounted on a heat sink made of copper by junction down.
【0056】最後に、この半導体レーザー素子に対し
て、室温で連続的に電流を注入して動作特性を評価した
結果を述べる。発振波長は約506nm、しきい値電流
は59mA、しきい値電流密度は1.7kA/cm2、
外部微分量子効率は67%、レーザー発振開始時の印加
電圧は約14Vである。また、20℃における出力1m
Wでの素子動作寿命は1.1時間である。Finally, the results of evaluating the operating characteristics of this semiconductor laser device by continuously injecting a current at room temperature will be described. The oscillation wavelength is about 506 nm, the threshold current is 59 mA, the threshold current density is 1.7 kA / cm 2 ,
The external differential quantum efficiency is 67%, and the applied voltage at the start of laser oscillation is about 14V. Also, the output at 20 ° C is 1m.
The device operating life at W is 1.1 hours.
【0057】一方、比較のため、障壁層としてGaAs
に格子整合するS組成比0.06のZnSSeを用いた
半導体レーザ素子を動作させると、初期的なレーザー発
振特性に大きな差異は認められなかったが、素子動作寿
命は約2分であった。この構造の半導体レーザーでは量
子井戸構造およびその近傍にかかる圧縮歪の総和が大き
いので、電流注入によって、この領域で結晶欠陥が発
生、増殖しやすくなり、その結果、素子寿命が短くなっ
たと考えられる。On the other hand, for comparison, GaAs is used as a barrier layer.
When a semiconductor laser device using ZnSSe having an S composition ratio of 0.06 that is lattice-matched with was operated, no significant difference was observed in the initial laser oscillation characteristics, but the device operating life was about 2 minutes. In the semiconductor laser of this structure, the total sum of compressive strains applied to the quantum well structure and its vicinity is large, so it is considered that crystal defects are easily generated and propagate in this region by current injection, and as a result, the device life is shortened. .
【0058】以上のことから、本実施の形態によれば、
II−VI族化合物半導体レーザー素子の信頼性を向上
させることができる。From the above, according to the present embodiment,
The reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved.
【0059】(実施の形態2)図3は本発明による半導
体レーザーの第2の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは多重量子井戸構造を有
するものである。(Second Embodiment) FIG. 3 is a structural sectional view schematically showing a second embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a multiple quantum well structure.
【0060】図3に示すように、n型GaAs基板30
1上に、n型GaAsバッファ層302、n型ZnSe
バッファ層303、n型ZnMgSSeクラッド層30
4、ZnCdSe井戸層305およびZnSe中間層3
06およびZnMgSSe障壁層307からなる多重量
子井戸構造308、p型ZnMgSSeクラッド層30
9、p型ZnSeキャップ層310、p型ZnSeTe
コンタクト層311が順次積層されている。As shown in FIG. 3, an n-type GaAs substrate 30 is provided.
N-type GaAs buffer layer 302 and n-type ZnSe on
Buffer layer 303, n-type ZnMgSSe cladding layer 30
4, ZnCdSe well layer 305 and ZnSe intermediate layer 3
06 and ZnMgSSe barrier layer 307, multiple quantum well structure 308, p-type ZnMgSSe cladding layer 30.
9, p-type ZnSe cap layer 310, p-type ZnSeTe
The contact layer 311 is sequentially stacked.
【0061】この場合、p型ZnMgSSeクラッド層
309の上部、p型ZnSeキャップ層310およびp
型ZnSeTeコンタクト層311はメサストライプ状
にエッチングされている。さらに、メサストライプ部以
外の部分のp型ZnMgSSeクラッド層309上には
絶縁層312が形成されており、p型ZnSeTeコン
タクト層311および絶縁層312の上にはp型電極3
13が形成されており、n型GaAs基板301の裏面
にはn型電極314が形成されているのは、実施の形態
1と同様である。In this case, the upper portion of the p-type ZnMgSSe cladding layer 309, the p-type ZnSe cap layer 310 and the p-type ZnMgSSe cap layer 310 are formed.
The type ZnSeTe contact layer 311 is etched in a mesa stripe shape. Further, an insulating layer 312 is formed on the p-type ZnMgSSe cladding layer 309 other than the mesa stripe portion, and the p-type electrode 3 is formed on the p-type ZnSeTe contact layer 311 and the insulating layer 312.
13 is formed, and the n-type electrode 314 is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 301, as in the first embodiment.
【0062】n型GaAs基板301、n型GaAsバ
ッファ層302、n型ZnSeバッファ層303、n型
ZnMgSSeクラッド層304、p型ZnMgSSe
クラッド層309、p型ZnSeキャップ層310の構
成の詳細は実施の形態1と同様である。The n-type GaAs substrate 301, the n-type GaAs buffer layer 302, the n-type ZnSe buffer layer 303, the n-type ZnMgSSe cladding layer 304, and the p-type ZnMgSSe.
Details of the configurations of the clad layer 309 and the p-type ZnSe cap layer 310 are the same as those in the first embodiment.
【0063】多重量子井戸構造308は4層のZn0.7
Cd0.3Se井戸層(厚さ各2.3nm)305、3層
のZnMg0.1S0.2Se0.8障壁層(厚さ各4nm)3
07およびすべての井戸層/障壁層と井戸層/クラッド
層界面に存在する8層のZnSe中間層(厚さ各0.5
7nm、つまり2分子層)306からなる。井戸層30
5の室温におけるバンドギャップは2.46eVであ
る。Zn0.7Cd0.3Seの格子定数は0.5784nm
であり、GaAsに対して+2.3%の格子不整がある
ために、井戸層205には圧縮歪が存在する。また、障
壁層307の組成はn型ZnMgSSeクラッド層30
4およびp型ZnMgSSeクラッド層309と同一の
組成である。障壁層の組成は、そのバンドギャップがZ
nMgSSeクラッド層のバンドギャップ以下である組
成から選ばれるので、活性層がZnCdSeの場合、Z
nSSeあるいはZnMgSSeから選ばれる。The multiple quantum well structure 308 has four layers of Zn0.7.
Cd0.3Se well layer (thickness 2.3 nm each) 305, three layers of ZnMg0.1S0.2Se0.8 barrier layer (thickness 4 nm each) 3
07 and all of the 8 well layers / barrier layers and the well layers / cladding layers at the interfaces of the ZnSe intermediate layers (thickness 0.5 each).
7 nm, that is, two molecular layers) 306. Well layer 30
The bandgap of 5 at room temperature is 2.46 eV. The lattice constant of Zn0.7Cd0.3Se is 0.5784 nm
Since there is a + 2.3% lattice mismatch with GaAs, compressive strain exists in the well layer 205. The composition of the barrier layer 307 is the n-type ZnMgSSe cladding layer 30.
4 and the p-type ZnMgSSe cladding layer 309 have the same composition. The composition of the barrier layer has a band gap of Z
When the active layer is ZnCdSe, Z is selected because the composition is selected from the band gap of the nMgSSe cladding layer or less.
It is selected from nSSe or ZnMgSSe.
【0064】なお、活性層での不純物準位形成を防ぐた
め、井戸層、中間層および障壁層にはn型、p型いずれ
の不純物も添加しないのが好ましい。In order to prevent the formation of impurity levels in the active layer, it is preferable to add neither n-type impurities nor p-type impurities to the well layer, the intermediate layer and the barrier layer.
【0065】p型ZnSeTeコンタクト層311はp
型電極313とオーミック接触を得るために設けられ
る。コンタクト層311の構造は、例えばZnSe、Z
nTeおよびZnSeTeの短周期構造を積層し、p型
電極313との接触面はZnTeとする。コンタクト層
311の厚さは20〜200nm程度であり、例えば5
0nmである。p型ZnTeのキャリア密度は最大10
19cm-3台まで可能であり、例えば2×1018cm-3で
ある。このような構造を設けることにより、II−VI
族化合物半導体レーザーの動作電圧を4〜7V程度まで
大幅に低減することができる。ただし、ZnTeはGa
Asに対して+7.7%の格子不整があり、臨界膜厚は
5nm未満と考えられるので、コンタクト層中には無数
の転位が存在する。The p-type ZnSeTe contact layer 311 is p
It is provided to obtain ohmic contact with the mold electrode 313. The structure of the contact layer 311 is, for example, ZnSe or Z.
Short-period structures of nTe and ZnSeTe are stacked, and the contact surface with the p-type electrode 313 is ZnTe. The contact layer 311 has a thickness of about 20 to 200 nm, for example, 5
0 nm. The carrier density of p-type ZnTe is 10 at maximum.
It can be up to 19 cm −3 , for example, 2 × 10 18 cm −3 . By providing such a structure, II-VI
The operating voltage of the group compound semiconductor laser can be significantly reduced to about 4 to 7V. However, ZnTe is Ga
Since there is a lattice mismatch of + 7.7% with respect to As and the critical film thickness is considered to be less than 5 nm, countless dislocations are present in the contact layer.
【0066】以上のように構成された半導体レーザーの
作用および効果について述べる。Zn0.7Cd0.3Seの
GaAsに対する臨界膜厚は15nm程度と考えられる
が、本実施の形態においては、Zn0.7Cd0.3Se井戸
層305の総膜厚は9.2nmであり、臨界膜厚より薄
いので格子緩和による結晶欠陥の発生はないと考えられ
る。しかし、各井戸層は2.3nm、すなわち8分子層
と薄いために、隣接する層との界面における混晶組成の
変化の急峻性や混晶組成の均一性が井戸層の結晶品質お
よびレーザー素子の動作特性や信頼性に与える影響は大
きい。混晶量子井戸構造の界面における結晶品質の不完
全性が、結晶欠陥の増殖する駆動力となっていると考え
られるからである。そこで、すべての井戸層/障壁層お
よび井戸層/クラッド層界面に厚さ2分子層の化合物Z
nSe中間層306を設けることにより、界面における
混晶揺らぎを抑制するとともに、界面の組成変化の急峻
性および組成均一性を高め、井戸層の結晶品質を改善で
きるので、素子の信頼性を向上させることができる。The operation and effect of the semiconductor laser configured as described above will be described. The critical film thickness of Zn0.7Cd0.3Se with respect to GaAs is considered to be about 15 nm, but in the present embodiment, the total film thickness of the Zn0.7Cd0.3Se well layer 305 is 9.2 nm, which is thinner than the critical film thickness. Therefore, it is considered that crystal defects are not generated due to lattice relaxation. However, since each well layer is as thin as 2.3 nm, that is, 8 molecular layers, the steepness of the change of the mixed crystal composition at the interface with the adjacent layer and the uniformity of the mixed crystal composition are dependent on the crystal quality of the well layer and the laser device. Has a great influence on the operating characteristics and reliability of the. This is because the imperfect crystal quality at the interface of the mixed crystal quantum well structure is considered to be the driving force for the growth of crystal defects. Therefore, at all well / barrier layers and well / clad layer interfaces, a bilayer compound Z
By providing the nSe intermediate layer 306, it is possible to suppress the mixed crystal fluctuation at the interface, enhance the steepness and composition uniformity of the composition at the interface, and improve the crystal quality of the well layer, thus improving the reliability of the device. be able to.
【0067】なお、中間層の厚さは、界面の組成変化の
急峻性および組成均一性を高めるために十分な厚さがあ
ればよく、例えば2nm以下で十分である。また、中間
層として用いる化合物は、キャリア輸送効率の観点か
ら、バンドギャップが井戸層のそれに比べて大きく、か
つ障壁層のそれに比べて小さいような化合物が好まし
い。The thickness of the intermediate layer may be sufficient to enhance the steepness of compositional change and compositional uniformity at the interface, for example, 2 nm or less is sufficient. From the viewpoint of carrier transport efficiency, the compound used as the intermediate layer is preferably a compound having a band gap larger than that of the well layer and smaller than that of the barrier layer.
【0068】上述のように構成された半導体レーザーの
製造方法は、実施の形態1と同様である。p型ZnSe
Teコンタクト層311のMBE成長の原料としては、
例えば多結晶化合物ZnTeを用いる。The method of manufacturing the semiconductor laser configured as described above is the same as that of the first embodiment. p-type ZnSe
As a raw material for MBE growth of the Te contact layer 311,
For example, a polycrystalline compound ZnTe is used.
【0069】Zn0.7Cd0.3Se井戸層305およびZ
nSe中間層306の層厚を制御することは、セルシャ
ッタの開閉時間を0.1秒単位で制御することにより容
易に可能である。また、正確に分子層オーダーで精密に
制御する場合には、金属Zn、CdおよびSeを原料と
して、1原子層ずつ成長させる、いわゆる原子層エピタ
キシーを行うこともできる。Zn0.7Cd0.3Se well layer 305 and Z
The layer thickness of the nSe intermediate layer 306 can be easily controlled by controlling the opening / closing time of the cell shutter in units of 0.1 seconds. Further, in the case of controlling precisely on the order of molecular layers, so-called atomic layer epitaxy in which metal Zn, Cd and Se are used as raw materials to grow one atomic layer at a time can be performed.
【0070】本実施の形態による半導体レーザー素子に
対して、室温で連続的に電流を注入して動作特性を評価
した結果を述べる。発振波長は約510nm、しきい値
電流は51mA、しきい値電流密度は1.5kA/cm
2、外部微分量子効率は59%、レーザー発振開始時の
印加電圧は約7Vである。また、20℃における出力1
mWでの素子動作寿命は約45分である。以上のことか
ら、本実施の形態によれば、II−VI族化合物半導体
レーザー素子の信頼性を向上させることができる。Results obtained by continuously injecting a current at room temperature into the semiconductor laser device according to the present embodiment to evaluate the operating characteristics will be described. Oscillation wavelength is about 510 nm, threshold current is 51 mA, threshold current density is 1.5 kA / cm.
2. The external differential quantum efficiency is 59%, and the applied voltage at the start of laser oscillation is about 7V. Also, output 1 at 20 ° C
The device operating life at mW is about 45 minutes. From the above, according to the present embodiment, it is possible to improve the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device.
【0071】(実施の形態3)図4は本発明による半導
体レーザーの第3の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは光ガイド層および格子
歪のある活性層を有するものである。(Third Embodiment) FIG. 4 is a structural sectional view schematically showing a third embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has an optical guide layer and an active layer having lattice distortion.
【0072】図4に示すように、n型GaAs基板40
1上に、n型GaAsバッファ層402、n型ZnSe
バッファ層403、n型ZnMgSSeクラッド層40
4、n型ZnSe/ZnSSe光ガイド層405、Zn
CdSe活性層406、p型ZnSe/ZnSSe光ガ
イド層407、p型ZnMgSSeクラッド層408、
p型ZnSeキャップ層409、p型ZnSeTeコン
タクト層410が順次積層されている。n型GaAs基
板401、n型GaAsバッファ層402、n型ZnS
eバッファ層403、p型ZnSeキャップ層409、
p型ZnSeTeコンタクト層410、p型電極412
に対するコンタクト構造およびn型電極413の構成の
詳細は実施の形態2と同様である。As shown in FIG. 4, an n-type GaAs substrate 40
N-type GaAs buffer layer 402 and n-type ZnSe
Buffer layer 403, n-type ZnMgSSe cladding layer 40
4, n-type ZnSe / ZnSSe optical guide layer 405, Zn
CdSe active layer 406, p-type ZnSe / ZnSSe light guide layer 407, p-type ZnMgSSe cladding layer 408,
A p-type ZnSe cap layer 409 and a p-type ZnSeTe contact layer 410 are sequentially stacked. n-type GaAs substrate 401, n-type GaAs buffer layer 402, n-type ZnS
e buffer layer 403, p-type ZnSe cap layer 409,
p-type ZnSeTe contact layer 410, p-type electrode 412
The details of the contact structure and the structure of the n-type electrode 413 are the same as those in the second embodiment.
【0073】n型ZnMgSSeクラッド層404およ
びp型ZnMgSSeクラッド層408の組成はMg組
成比0.05、S組成比0.13であり、この組成を有
するZnMgSSeはGaAsと格子整合する。また、
室温でのバンドギャップは2.80eVである。n型Z
nMgSSe層クラッド層404の厚さは1.0μm、
有効ドナー密度は5×1017cm-3であり、n型不純物
としては、例えばClが用いられる。また、p型ZnM
gSSeクラッド層408の厚さは1.0μm、有効ア
クセプタ密度は3×1017cm-3であり、p型不純物と
しては、例えばNが用いられる。The compositions of the n-type ZnMgSSe cladding layer 404 and the p-type ZnMgSSe cladding layer 408 are Mg composition ratio 0.05 and S composition ratio 0.13, and ZnMgSSe having this composition lattice-matches with GaAs. Also,
The bandgap at room temperature is 2.80 eV. n-type Z
The thickness of the nMgSSe layer clad layer 404 is 1.0 μm,
The effective donor density is 5 × 10 17 cm −3 , and, for example, Cl is used as the n-type impurity. In addition, p-type ZnM
The gSSe cladding layer 408 has a thickness of 1.0 μm, an effective acceptor density of 3 × 10 17 cm −3 , and N is used as the p-type impurity.
【0074】活性層406は厚さ11nmのZn0.8C
d0.2Seからなり、室温におけるバンドギャップは
2.43eVである。Zn0.8Cd0.2Seの格子定数は
0.5745nmであり、GaAsに対して+1.6%
の格子不整があるために、活性層406には圧縮歪が存
在する。The active layer 406 is Zn0.8C with a thickness of 11 nm.
The bandgap at room temperature is 2.43 eV. The lattice constant of Zn0.8Cd0.2Se is 0.5745 nm, which is + 1.6% that of GaAs.
The active layer 406 has compressive strain due to the lattice irregularity.
【0075】図5は光ガイド層周辺の構造および格子不
整を模式的に示す図である。図5に示すように、n型Z
nSe/ZnSSe光ガイド層405およびp型ZnS
e/ZnSSe光ガイド層407は、ZnSe層414
とZnS0.13Se0.87層415との積層構造からなり、
クラッド層側から厚さ5nmのZnS0.13Se0.87層4
15と厚さ5nmのZnSe層414が8周期繰り返し
て積層され、さらに20nmのZnS0.13Se0.87層4
15が活性層406との界面まで積層されている。Zn
Seの格子定数は0.56693nmで、GaAsに対
して+0.28%の格子不整があり、また、ZnS0.13
Se0.87の格子定数は0.56355nmで、GaAs
に対して−0.31%の格子不整がある。そのため、等
しい厚さのZnSe層とZnS0.13Se0.87層とで構成
される積層構造においては、総和として歪が0に近くな
る。FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure and lattice irregularity around the light guide layer. As shown in FIG. 5, n-type Z
nSe / ZnSSe optical guide layer 405 and p-type ZnS
The e / ZnSSe light guide layer 407 is the ZnSe layer 414.
And a layered structure of ZnS0.13Se0.87 layer 415,
ZnS0.13Se0.87 layer 4 with a thickness of 5 nm from the clad layer side
15 and a ZnSe layer 414 having a thickness of 5 nm are repeatedly laminated for 8 cycles, and a ZnS0.13Se0.87 layer 4 having a thickness of 20 nm is further formed.
15 is laminated up to the interface with the active layer 406. Zn
The lattice constant of Se is 0.56693 nm, which has a lattice mismatch of + 0.28% with respect to GaAs.
Se 0.87 has a lattice constant of 0.56355 nm and is made of GaAs.
There is a lattice mismatch of -0.31%. Therefore, in the laminated structure composed of the ZnSe layer and the ZnS0.13Se0.87 layer having the same thickness, the total strain is close to zero.
【0076】光ガイド層の組成は、活性層の発光波長に
おける屈折率がクラッド層の屈折率よりも大きく、活性
層の屈折率よりも小さくなるように選ばれ、また、バン
ドギャップがクラッド層のバンドギャップよりも小さ
く、活性層のバンドギャップよりも大きくなるように選
ばれる。活性層をZnCdSeとする場合、光ガイド層
の少なくとも一部に引張り歪を加えるには、引張り歪を
有するZnSSeあるいはZnMgSSe等を用いると
よい。The composition of the light guide layer is selected so that the refractive index at the emission wavelength of the active layer is larger than that of the cladding layer and smaller than that of the active layer, and the band gap is equal to that of the cladding layer. It is chosen to be smaller than the bandgap and larger than the bandgap of the active layer. When the active layer is ZnCdSe, in order to apply tensile strain to at least a part of the optical guide layer, ZnSSe or ZnMgSSe having tensile strain may be used.
【0077】なお、活性層での不純物準位形成を防ぐた
め、光ガイド層405および407のうち活性層406
との界面近傍領域にはn型、p型いずれの不純物も添加
しないのが好ましい。極端には、光ガイド層全体にn
型、p型いずれの不純物も添加しないでも構わない。不
純物を添加した領域の有効ドナー密度および有効アクセ
プタ密度は例えばそれぞれ5×1017cm-3および4×
1017cm-3である。In order to prevent the formation of impurity levels in the active layer, the active layer 406 of the optical guide layers 405 and 407 is to be prevented.
It is preferable that neither n-type impurities nor p-type impurities are added to the region near the interface with. In the extreme, n is applied to the entire light guide layer.
It is not necessary to add any type or p-type impurities. The effective donor density and the effective acceptor density of the doped region are, for example, 5 × 10 17 cm −3 and 4 ×, respectively.
10 17 cm -3 .
【0078】以上のように構成された半導体レーザーの
作用および効果について述べる。Zn0.8Cd0.2Seの
GaAsに対する臨界膜厚は15〜20nm程度であ
り、活性層406の膜厚は臨界膜厚より薄いので格子緩
和による結晶欠陥の発生はないと考えられる。The operation and effect of the semiconductor laser configured as described above will be described. The critical thickness of Zn0.8Cd0.2Se for GaAs is about 15 to 20 nm, and since the thickness of the active layer 406 is smaller than the critical thickness, it is considered that crystal defects due to lattice relaxation do not occur.
【0079】本実施の形態においては、光ガイド層40
5および407のうち活性層406と接する界面に厚さ
20nmのZnS0.13Se0.87層415を設けたことに
より、光ガイド層405および407にかかる引張り歪
が活性層406にかかる圧縮歪を補償して、総和として
は無歪の状態に近くなる。そのため、活性層406での
欠陥発生および増殖が抑制され、素子の信頼性を向上す
ることができる。In the present embodiment, the light guide layer 40
5 and 407, the ZnS0.13Se0.87 layer 415 having a thickness of 20 nm is provided at the interface in contact with the active layer 406, so that the tensile strain applied to the optical guide layers 405 and 407 compensates the compressive strain applied to the active layer 406. As a result, the sum is close to a non-distorted state. Therefore, the generation and multiplication of defects in the active layer 406 are suppressed, and the reliability of the device can be improved.
【0080】なお、歪の補償の程度については、本実施
の形態のように必ずしも総和として無歪の状態にする必
要はなく、総和として圧縮歪あるいは引張り歪が存在し
ても構わない。ただし、この場合にも光ガイド層を構成
する各層の厚さは臨界膜厚よりも薄く設計される。ま
た、本実施の形態においては活性層に対して対称的に歪
を補償したが、非対称であっても構わないし、活性層に
対して片側だけの光ガイド層で歪の補償を行っても構わ
ないし、さらには、活性層に隣接しない領域で歪の補償
を行っても構わない。Regarding the degree of strain compensation, it is not always necessary to have a total strain-free state as in this embodiment, and a total compression strain or tensile strain may exist. However, also in this case, the thickness of each layer constituting the light guide layer is designed to be thinner than the critical film thickness. Further, in the present embodiment, the strain is compensated symmetrically with respect to the active layer, but the strain may be asymmetric, or the optical guide layer on only one side of the active layer may compensate the strain. Alternatively, the strain may be compensated in a region not adjacent to the active layer.
【0081】上述のように構成された半導体レーザーの
製造方法は、実施の形態1や2と同様である。本実施の
形態における半導体積層構造およびその組成は、ZnM
gSSeクラッド層のS組成比と光ガイド層中のZnS
Se層のS組成比とが同一であることから、ZnSの分
子線強度を成長途中に変更する必要がないのでMBE結
晶成長上の利点として、ZnS原料用のセルは1本で足
り、かつ成長中断を行うことなく、連続的にII−VI
族化合物半導体層を形成することができる。The method of manufacturing the semiconductor laser configured as described above is the same as in the first and second embodiments. The semiconductor laminated structure and its composition in the present embodiment are ZnM
S composition ratio of gSSe clad layer and ZnS in optical guide layer
Since the S composition ratio of the Se layer is the same, it is not necessary to change the molecular beam intensity of ZnS during the growth, which is an advantage in MBE crystal growth. II-VI continuously without interruption
A group compound semiconductor layer can be formed.
【0082】本実施の形態による半導体レーザー素子に
対して、室温で連続的に電流を注入して動作特性を評価
した結果を述べる。発振波長は約517nm、しきい値
電流は75mA、しきい値電流密度は2.1kA/cm
2、外部微分量子効率は56%、レーザー発振開始時の
印加電圧は約6Vである。また、20℃における出力1
mWでの素子動作寿命は約40分である。以上のことか
ら、本実施の形態によれば、II−VI族化合物半導体
レーザー素子の信頼性を向上させることができる。The results of evaluating the operating characteristics of the semiconductor laser device according to the present embodiment by continuously injecting a current at room temperature will be described. Oscillation wavelength is about 517 nm, threshold current is 75 mA, threshold current density is 2.1 kA / cm.
2. The external differential quantum efficiency is 56%, and the applied voltage at the start of laser oscillation is about 6V. Also, output 1 at 20 ° C
The device operating life at mW is about 40 minutes. From the above, according to the present embodiment, it is possible to improve the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device.
【0083】(実施の形態4)図6は本発明による半導
体レーザーの第4の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは単一量子井戸構造およ
び光ガイド層を有するものである。(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a structural sectional view schematically showing a fourth embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a single quantum well structure and a light guide layer.
【0084】図6に示すように、n型GaAs基板60
1上に、n型GaAsバッファ層602、n型ZnSe
バッファ層603、n型ZnMgSSeクラッド層60
4、n型ZnSSe光ガイド層605、ZnCdSe量
子井戸活性層606、その両側に隣接するZnSe中間
層607、p型ZnSSe光ガイド層608、p型Zn
MgSSeクラッド層609、p型ZnSeキャップ層
610およびp型ZnSeTeコンタクト層611が順
次積層されている。n型GaAs基板601、n型Ga
Asバッファ層602、n型ZnSeバッファ層60
3、n型ZnMgSSeクラッド層604、ZnSe中
間層607、p型ZnMgSSeクラッド層609、p
型ZnSeキャップ層610、p型ZnSeTeコンタ
クト層611、p型電極613に対するコンタクト構造
およびn型電極614の構成の詳細は実施の形態2と同
様である。As shown in FIG. 6, an n-type GaAs substrate 60
N-type GaAs buffer layer 602 and n-type ZnSe
Buffer layer 603, n-type ZnMgSSe cladding layer 60
4, n-type ZnSSe light guide layer 605, ZnCdSe quantum well active layer 606, ZnSe intermediate layers 607 adjacent to both sides thereof, p-type ZnSSe light guide layer 608, p-type Zn
The MgSSe clad layer 609, the p-type ZnSe cap layer 610, and the p-type ZnSeTe contact layer 611 are sequentially stacked. n-type GaAs substrate 601, n-type Ga
As buffer layer 602, n-type ZnSe buffer layer 60
3, n-type ZnMgSSe cladding layer 604, ZnSe intermediate layer 607, p-type ZnMgSSe cladding layer 609, p
The details of the contact structure for the p-type ZnSe cap layer 610, the p-type ZnSeTe contact layer 611, the p-type electrode 613, and the structure of the n-type electrode 614 are the same as those in the second embodiment.
【0085】n型ZnSSe光ガイド層605およびp
型ZnSSe光ガイド層608の組成はS組成比0.0
6であり、この組成を有するZnSSeはGaAsと格
子整合する。また、室温でのバンドギャップは2.75
eVである。光ガイド層605および608の厚さは各
100nmである。なお、活性層での不純物準位形成を
防ぐため、光ガイド層のうち中間層607との界面近傍
領域にはn型、p型いずれの不純物も添加しないのが好
ましい。極端には、光ガイド層全体にn型、p型いずれ
の不純物も添加しないでも構わない。不純物を添加した
領域の有効ドナー密度および有効アクセプタ密度は例え
ばそれぞれ5×1017cm-3および4×1017cm-3で
ある。N-type ZnSSe optical guide layer 605 and p
The composition of the ZnSSe optical guide layer 608 has an S composition ratio of 0.0.
6, ZnSSe having this composition lattice-matches with GaAs. The bandgap at room temperature is 2.75.
eV. The thickness of each of the light guide layers 605 and 608 is 100 nm. In order to prevent the formation of impurity levels in the active layer, it is preferable to add neither n-type impurities nor p-type impurities to the region near the interface with the intermediate layer 607 in the optical guide layer. In the extreme, it is possible to add neither n-type impurities nor p-type impurities to the entire light guide layer. The effective donor density and the effective acceptor density of the doped region are, for example, 5 × 10 17 cm −3 and 4 × 10 17 cm −3 , respectively.
【0086】量子井戸活性層606は厚さ6nmのZn
0.8Cd0.2Seからなり、室温におけるバンドギャップ
は2.45eVである。Zn0.8Cd0.2Seの格子定数
は0.5745nmであり、GaAsに対して+1.6
%の格子不整があるために、活性層606には圧縮歪が
存在するが、臨界膜厚より薄いので格子緩和による結晶
欠陥の発生はないと考えられる。The quantum well active layer 606 is made of Zn having a thickness of 6 nm.
It is composed of 0.8 Cd 0.2 Se and has a band gap of 2.45 eV at room temperature. The lattice constant of Zn0.8Cd0.2Se is 0.5745 nm, which is +1.6 relative to GaAs.
%, There is a compressive strain in the active layer 606. However, since it is thinner than the critical film thickness, it is considered that crystal defects due to lattice relaxation do not occur.
【0087】活性層606の両側に隣接するZnSe中
間層607は厚さが各1.1nm、つまり4分子層であ
る。中間層を設けることにより、活性層/光ガイド層界
面における混晶組成変化の急峻性および混晶組成均一性
を高め、活性層の結晶品質を改善できるので、素子の信
頼性を向上させることができる。なお、中間層の厚さ
は、界面の組成変化の急峻性および組成均一性を高める
ために十分な厚さがあればよく、例えば2nm以下で十
分である。The ZnSe intermediate layers 607 adjacent to both sides of the active layer 606 each have a thickness of 1.1 nm, that is, four molecular layers. By providing the intermediate layer, the steepness of the mixed crystal composition change and the uniformity of the mixed crystal composition at the active layer / light guide layer interface can be increased, and the crystal quality of the active layer can be improved, so that the reliability of the device can be improved. it can. The thickness of the intermediate layer is sufficient if it is sufficient to enhance the steepness of composition change and composition uniformity at the interface, and for example, 2 nm or less is sufficient.
【0088】なお、活性層での不純物準位形成を防ぐた
め、活性層606および中間層607にはn型、p型い
ずれの不純物も添加しないのが好ましい。In order to prevent the formation of impurity levels in the active layer, it is preferable to add neither n-type impurities nor p-type impurities to active layer 606 and intermediate layer 607.
【0089】上述のように構成された半導体レーザーの
製造方法は、実施の形態2と同様である。The method of manufacturing the semiconductor laser configured as described above is the same as that of the second embodiment.
【0090】本実施の形態による半導体レーザー素子に
対して、室温で連続的に電流を注入して動作特性を評価
した結果を述べる。発振波長は約512nm、しきい値
電流は66mA、しきい値電流密度は1.9kA/cm
2、外部微分量子効率は64%、レーザー発振開始時の
印加電圧は約7Vである。また、20℃における出力1
mWでの素子動作寿命は約45分である。以上のことか
ら、本実施の形態によれば、II−VI族化合物半導体
レーザー素子の信頼性を向上させることができる。The results of evaluating the operating characteristics of the semiconductor laser device according to the present embodiment by continuously injecting a current at room temperature will be described. Oscillation wavelength is about 512 nm, threshold current is 66 mA, threshold current density is 1.9 kA / cm.
2. The external differential quantum efficiency is 64%, and the applied voltage at the start of laser oscillation is about 7V. Also, output 1 at 20 ° C
The device operating life at mW is about 45 minutes. From the above, according to the present embodiment, it is possible to improve the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device.
【0091】(実施の形態5)図7は本発明による半導
体レーザーの第5の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは下部クラッド層中に歪
層を有するものである。(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a structural sectional view schematically showing a fifth embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a strained layer in the lower cladding layer.
【0092】図7に示すように、n型GaAs基板70
1上に、n型GaAsバッファ層702、n型ZnSe
バッファ層703、n型ZnMgSSeクラッド層70
4、ZnSSe歪層705、n型ZnMgSSeクラッ
ド層704、n型ZnSSe光ガイド層706、ZnC
dSe量子井戸活性層707、p型ZnSSe光ガイド
層708、p型ZnMgSSeクラッド層709、p型
ZnSeキャップ層710およびp型ZnSeTeコン
タクト層711が順次積層されている。 ZnSSe歪
層705以外の構成の詳細は実施の形態4と同様であ
る。As shown in FIG. 7, an n-type GaAs substrate 70
N-type GaAs buffer layer 702 and n-type ZnSe
Buffer layer 703, n-type ZnMgSSe cladding layer 70
4, ZnSSe strained layer 705, n-type ZnMgSSe cladding layer 704, n-type ZnSSe optical guide layer 706, ZnC
A dSe quantum well active layer 707, a p-type ZnSSe optical guide layer 708, a p-type ZnMgSSe cladding layer 709, a p-type ZnSe cap layer 710, and a p-type ZnSeTe contact layer 711 are sequentially stacked. The details of the configuration other than the ZnSSe strained layer 705 are the same as in the fourth embodiment.
【0093】ZnSSe歪層705は、GaAsバッフ
ァ層702とZnSeバッファ層703との界面に発生
した積層欠陥を起源とする転位を湾曲させて閉ループを
形成させるので、その上の層、特に活性層における転位
密度を低減できる。また、レーザー素子を動作中に転位
が活性層領域へ上昇してくるのを防ぐこともできる。そ
のため、素子の信頼性を向上させることができる。Zn
SSe歪層705は、厚さ1.2μmのn型Zn0.9M
g0.1S0.2Se0.8クラッド層704の中央部に設けら
れ、厚さ2.8nm、つまり10分子層のZnS0.2S
e0.8で構成される。この組成ではGaAsに対して−
0.6%の格子不整があり、臨界膜厚は60nm程度と
考えられる。また、ZnMgSSeクラッド層と同じS
組成比を有するので、MBE結晶成長においては、n型
ZnMgSSeクラッド層の成長中に、Mg源用のセル
のシャッタを所定の時間だけ閉じることにより、容易に
形成することができる。The ZnSSe strained layer 705 curves dislocations originating from stacking faults generated at the interface between the GaAs buffer layer 702 and the ZnSe buffer layer 703 to form a closed loop. The dislocation density can be reduced. It is also possible to prevent dislocations from rising to the active layer region during the operation of the laser device. Therefore, the reliability of the device can be improved. Zn
The SSe strained layer 705 is n-type Zn0.9M with a thickness of 1.2 μm.
g0.1S0.2Se0.8 provided in the central portion of the cladding layer 704 and having a thickness of 2.8 nm, that is, 10 molecular layers of ZnS0.2S.
e0.8. With this composition,
There is a lattice mismatch of 0.6%, and the critical film thickness is considered to be about 60 nm. Also, the same S as the ZnMgSSe clad layer is used.
Since it has a composition ratio, it can be easily formed in MBE crystal growth by closing the shutter of the cell for the Mg source for a predetermined time during the growth of the n-type ZnMgSSe cladding layer.
【0094】本実施の形態においては、TEM観察によ
り、歪層705より上の層で転位密度の低減が認められ
たが、必ずしも歪層705の組成や構造が最適化されて
いるわけではない。逆にいえば、系に与える歪エネルギ
ーを最適化するために組成、構造を選択することができ
る。クラッド層にZnMgSSe層を用いる場合、歪層
としてZnSSe以外では、ZnS、ZnSe、ZnM
gSあるいはZnMgSeが好ましく選ばれる。In this embodiment, a reduction in dislocation density was observed in the layers above the strained layer 705 by TEM observation, but the composition and structure of the strained layer 705 are not necessarily optimized. Conversely, the composition and structure can be selected in order to optimize the strain energy applied to the system. When a ZnMgSSe layer is used for the cladding layer, ZnS, ZnSe, ZnM other than ZnSSe as the strain layer
gS or ZnMgSe is preferably selected.
【0095】本実施の形態によれば、既に述べた実施の
形態の場合と同様、II−VI族化合物半導体レーザー
素子の信頼性を向上させることができる。According to the present embodiment, the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved as in the case of the above-mentioned embodiments.
【0096】(実施の形態6)図8は本発明による半導
体レーザーの第6の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーは下部クラッド層中に歪
超格子層を有するものである。(Sixth Embodiment) FIG. 8 is a structural sectional view schematically showing a sixth embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a strained superlattice layer in the lower cladding layer.
【0097】図8に示すように、n型GaAs基板80
1上に、n型GaAsバッファ層802、n型ZnSe
バッファ層803、n型ZnMgSSeクラッド層80
4、ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層805、n型
ZnMgSSeクラッド層804、n型ZnSSe光ガ
イド層806、ZnCdSe量子井戸活性層807、p
型ZnSSe光ガイド層808、p型ZnMgSSeク
ラッド層809、p型ZnSeキャップ層810および
p型ZnSeTeコンタクト層811が順次積層されて
いる。 ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層805以
外の構成の詳細は実施の形態5と同様である。As shown in FIG. 8, an n-type GaAs substrate 80
N-type GaAs buffer layer 802 and n-type ZnSe
Buffer layer 803, n-type ZnMgSSe cladding layer 80
4, ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 805, n-type ZnMgSSe cladding layer 804, n-type ZnSSe optical guide layer 806, ZnCdSe quantum well active layer 807, p
The type ZnSSe light guide layer 808, the p-type ZnMgSSe cladding layer 809, the p-type ZnSe cap layer 810, and the p-type ZnSeTe contact layer 811 are sequentially stacked. The details of the configuration other than the ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 805 are the same as in the fifth embodiment.
【0098】ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層80
5は、GaAsバッファ層802とZnSeバッファ層
803との界面に発生した積層欠陥を起源とする転位を
湾曲させて閉ループを形成させるので、その上の層、特
に活性層における転位密度を低減できる。また、レーザ
ー素子を動作中に転位が活性層領域へ上昇してくるのを
防ぐこともできる。そのため、素子の信頼性を向上させ
ることができる。ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層
805は、厚さ1.2μmのn型Zn0.9Mg0.1S0.2
Se0.8クラッド層704の中央部に設けられ、厚さ
2.2nmつまり8分子層のZnS0.2Se0.8、および
厚さ1.2nmつまり2分子層のZnSe0.7Te0.3が
4周期繰り返された積層構造で構成される。ZnS0.2
Se0.8はGaAsに対して−0.6%の格子不整があ
り、臨界膜厚は60nm程度と考えられ、またZnSe
0.7Te0.3はGaAsに対して+2.6%の格子不整が
あり、臨界膜厚は10nm程度と考えられる。ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 80
In No. 5, since dislocations originating from stacking faults generated at the interface between the GaAs buffer layer 802 and the ZnSe buffer layer 803 are curved to form a closed loop, the dislocation density in the layer thereabove, particularly the active layer, can be reduced. It is also possible to prevent dislocations from rising to the active layer region during the operation of the laser device. Therefore, the reliability of the device can be improved. The ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 805 is a 1.2 μm thick n-type Zn0.9Mg0.1S0.2 layer.
It is provided in the center of the Se0.8 cladding layer 704 and has a thickness of 2.2 nm, that is, 8 molecular layers of ZnS0.2Se0.8, and a thickness of 1.2 nm, that is, 2 molecular layers of ZnSe0.7Te0.3, which are repeated for 4 cycles. It has a laminated structure. ZnS0.2
Se 0.8 has a lattice mismatch of −0.6% with respect to GaAs, and the critical film thickness is considered to be about 60 nm.
0.7Te0.3 has a lattice mismatch of + 2.6% with respect to GaAs, and the critical film thickness is considered to be about 10 nm.
【0099】ZnS0.2Se0.8層はZnMgSSeクラ
ッド層と同じS組成比を有するので、またZnSe0.7
Te0.3層はp型ZnSeTeコンタクト層811に用
いる混晶層と同一の組成なので、MBE結晶成長におい
ては、n型ZnMgSSeクラッド層の成長中に、成長
を中断させることなく連続して容易に形成することがで
きる。Since the ZnS0.2Se0.8 layer has the same S composition ratio as that of the ZnMgSSe clad layer, ZnSe0.7
Since the Te0.3 layer has the same composition as the mixed crystal layer used for the p-type ZnSeTe contact layer 811, in MBE crystal growth, it can be easily formed continuously without interruption during the growth of the n-type ZnMgSSe cladding layer. can do.
【0100】本実施の形態においては、TEM観察によ
り、ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層805より上
の層で転位密度の低減が認められたが、必ずしも歪超格
子層805の組成や構造が最適化されているわけではな
い。逆にいえば、系に与える歪エネルギーを最適化する
ために組成、構造を選択することができる。本実施の形
態においては、ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層8
05をn型Zn0.9Mg0.1S0.2Se0.8クラッド層70
4の中央部に1組だけ設けたが、2組以上設けても構わ
ない。例えば、n型Zn0.9Mg0.1S0.2Se0.8クラッ
ド層704を3等分する位置に1組ずつ合計2組設ける
と、さらに転位密度が低減することが期待される。な
お、歪超格子層を構成する組成としては、ZnMgSS
eクラッド層を用いる場合、Zn、Mg、Cd、S、S
eおよびTeの中から選ばれる元素で構成される2種類
以上の化合物あるいは混晶が好ましい。In this embodiment, a reduction in dislocation density was observed in the layers above the ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 805 by TEM observation, but the composition and structure of the strained superlattice layer 805 were not necessarily optimized. It has not been done. Conversely, the composition and structure can be selected in order to optimize the strain energy applied to the system. In the present embodiment, the ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 8 is used.
05 is an n-type Zn0.9Mg0.1S0.2Se0.8 cladding layer 70
Although only one set is provided in the central portion of No. 4, two or more sets may be provided. For example, disposing the n-type Zn0.9Mg0.1S0.2Se0.8 clad layer 704 at three equally divided positions, one set at a total of two sets, is expected to further reduce the dislocation density. The composition of the strained superlattice layer is ZnMgSS.
When using the e-cladding layer, Zn, Mg, Cd, S, S
Two or more kinds of compounds or mixed crystals composed of an element selected from e and Te are preferable.
【0101】本実施の形態によれば、既に述べた実施の
形態の場合と同様、II−VI族化合物半導体レーザー
素子の信頼性を向上させることができる。According to this embodiment, the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved as in the case of the above-mentioned embodiments.
【0102】(実施の形態7)図9は本発明による半導
体レーザーの第7の実施の形態を模式的に示す構造断面
図である。この半導体レーザーはn型およびp型いずれ
の不純物も実質的に含まないZnSeバッファ層を有す
るものである。(Embodiment 7) FIG. 9 is a structural sectional view schematically showing a seventh embodiment of a semiconductor laser according to the present invention. This semiconductor laser has a ZnSe buffer layer substantially free of n-type and p-type impurities.
【0103】図9に示すように、n型GaAs基板90
1上に、n型GaAsバッファ層902、ZnSeバッ
ファ層903、n型ZnSeバッファ層904、n型Z
nMgSSeクラッド層905、n型ZnSSe光ガイ
ド層906、ZnCdSe量子井戸活性層907、p型
ZnSSe光ガイド層908、p型ZnMgSSeクラ
ッド層909、p型ZnSeキャップ層910およびp
型ZnSeTeコンタクト層911が順次積層されてい
る。ZnSeバッファ層903、n型ZnSeバッファ
層904以外の構成の詳細は実施の形態4と同様であ
る。As shown in FIG. 9, an n-type GaAs substrate 90
1, n-type GaAs buffer layer 902, ZnSe buffer layer 903, n-type ZnSe buffer layer 904, and n-type Z
nMgSSe cladding layer 905, n-type ZnSSe optical guide layer 906, ZnCdSe quantum well active layer 907, p-type ZnSSe optical guide layer 908, p-type ZnMgSSe cladding layer 909, p-type ZnSe cap layer 910 and p.
A type ZnSeTe contact layer 911 is sequentially stacked. The details of the configuration other than the ZnSe buffer layer 903 and the n-type ZnSe buffer layer 904 are the same as those in the fourth embodiment.
【0104】ZnSeバッファ層903はn型およびp
型いずれの不純物も実質的に含まない層で、その厚さは
10分子層以下、つまり2.8nm以下に選ばれ、例え
ば6分子層、つまり1.7nmとする。また、n型Zn
Seバッファ層904は厚さが30nmであり、有効ド
ナー密度が2×1018cm-3である。The ZnSe buffer layer 903 is n-type and p-type.
The layer is substantially free of any type impurities, and its thickness is selected to be 10 molecular layers or less, that is, 2.8 nm or less, for example, 6 molecular layers, that is, 1.7 nm. In addition, n-type Zn
The Se buffer layer 904 has a thickness of 30 nm and an effective donor density of 2 × 10 18 cm −3.
【0105】上述のように、n型GaAsバッファ層9
02との界面に、n型不純物を添加しないZnSe層を
設けることにより、ZnSeの成長直後から2次元成長
となり、n型不純物のCl等が存在して起こる3次元成
長が抑制されるので、 n型GaAsバッファ層902
との界面から発生する積層欠陥の密度を低減することが
できる。そのため、活性層における積層欠陥や転位等の
結晶欠陥密度を低減でき、レーザー素子の動作時に活性
層内で転位が発生、増殖するのを抑制できる。As described above, the n-type GaAs buffer layer 9
By providing a ZnSe layer to which no n-type impurity is added at the interface with 02, two-dimensional growth occurs immediately after the growth of ZnSe, and three-dimensional growth that occurs due to the presence of n-type impurities such as Cl is suppressed. Type GaAs buffer layer 902
It is possible to reduce the density of stacking faults generated from the interface with the. Therefore, the density of crystal defects such as stacking faults and dislocations in the active layer can be reduced, and the generation and multiplication of dislocations in the active layer during operation of the laser element can be suppressed.
【0106】また、有効ドナー密度の高いn型ZnSe
バッファ層904をZnSeバッファ層903上に設け
ると、GaAsとII−VI族化合物半導体との接合面
のII−VI族化合物半導体側に形成される空乏層の厚
さを薄くでき、この界面での電圧降下を抑制できるの
で、レーザー素子への印加電圧を低減できる。しかし、
有効ドナー密度が3×1019cm-3を越えると、結晶格
子の歪が大きくなり、逆に結晶品質の低下を招く。Also, n-type ZnSe having a high effective donor density
When the buffer layer 904 is provided on the ZnSe buffer layer 903, the thickness of the depletion layer formed on the II-VI group compound semiconductor side of the junction surface between GaAs and the II-VI group compound semiconductor can be reduced, and at this interface. Since the voltage drop can be suppressed, the voltage applied to the laser element can be reduced. But,
When the effective donor density exceeds 3 × 10 19 cm −3, the strain of the crystal lattice becomes large, and conversely the crystal quality is deteriorated.
【0107】n型ZnMgSSeクラッド層905の有
効ドナー密度は5×1017cm-3であるが、n型ZnS
eバッファ層904との界面において不連続あるいは急
峻に有効ドナー密度が変化する必要はなく、界面近傍の
バッファ層904からクラッド層905にわたって界面
近傍領域で連続的あるいは緩やかに変化していてもよ
い。有効ドナー密度の制御には、例えばn型不純物源の
セル温度を制御すればよい。The effective donor density of the n-type ZnMgSSe cladding layer 905 is 5 × 10 17 cm −3 , but the n-type ZnS
The effective donor density does not need to change discontinuously or abruptly at the interface with the e buffer layer 904, and may change continuously or gently in the interface vicinity region from the buffer layer 904 near the interface to the cladding layer 905. The effective donor density can be controlled by controlling the cell temperature of the n-type impurity source, for example.
【0108】本実施の形態によれば、既に述べた実施の
形態の場合と同様、II−VI族化合物半導体レーザー
素子の信頼性を向上させることができる。According to the present embodiment, the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved as in the case of the above-mentioned embodiments.
【0109】(実施の形態8)図10は本発明による半
導体レーザーの第8の実施の形態を模式的に示す構造断
面図である。(Embodiment 8) FIG. 10 is a structural sectional view schematically showing an eighth embodiment of a semiconductor laser according to the present invention.
【0110】図10に示すように、n型GaAs基板1
001上に、n型GaAsバッファ層1002、n型Z
nSeバッファ層1003、n型ZnMgSSeクラッ
ド層1004、n型ZnSSe光ガイド層1005、Z
nCdSe量子井戸活性層1006、p型ZnSSe光
ガイド層1007、p型ZnMgSSeクラッド層10
08、p型ZnSeキャップ層1009およびp型Zn
SeTeコンタクト層1010が順次積層されている。
n型ZnSeバッファ層1003以外の構成の詳細は実
施の形態4と同様である。本実施の形態は、図10に示
した半導体レーザーを、n型ZnSeバッファ層100
3の成長温度をその上に積層される半導体層の成長温度
より高くして製造するものである。例えばMBE法によ
り、半導体積層構造の結晶成長を行う。As shown in FIG. 10, n-type GaAs substrate 1
N type GaAs buffer layer 1002 and n type Z on 001
nSe buffer layer 1003, n-type ZnMgSSe cladding layer 1004, n-type ZnSSe light guide layer 1005, Z
nCdSe quantum well active layer 1006, p-type ZnSSe optical guide layer 1007, p-type ZnMgSSe cladding layer 10
08, p-type ZnSe cap layer 1009 and p-type Zn
A SeTe contact layer 1010 is sequentially stacked.
The details of the configuration other than the n-type ZnSe buffer layer 1003 are the same as in the fourth embodiment. In this embodiment, the semiconductor laser shown in FIG. 10 is replaced with the n-type ZnSe buffer layer 100.
3 is manufactured by making the growth temperature of No. 3 higher than the growth temperature of the semiconductor layer laminated thereon. For example, crystal growth of a semiconductor laminated structure is performed by the MBE method.
【0111】一般に、成長温度を低くすると、成長速度
は速くなり、付着原子の再蒸発が抑制されるため表面平
坦性は良好になり、不純物の取り込みが促進されるため
キャリア密度は増加する。しかし付着原子の表面拡散が
抑制されるため、3次元成長が起こるとそのまま3次元
的に成長が進行し、積層欠陥が形成されやすい。逆に成
長温度を高くすると、再蒸発が促進されて表面平坦性は
劣化するが、表面拡散も促進されるので2次元成長は維
持されやすい。この両者の間に最適な成長温度領域が存
在する。MBE法によるZnMgSSe系半導体の成長温
度は260〜330℃が好ましい。In general, when the growth temperature is lowered, the growth rate is increased, the re-evaporation of attached atoms is suppressed, the surface flatness is improved, and the incorporation of impurities is promoted, so that the carrier density is increased. However, since surface diffusion of attached atoms is suppressed, when three-dimensional growth occurs, the three-dimensional growth proceeds as it is and stacking faults are easily formed. On the contrary, when the growth temperature is increased, re-evaporation is promoted and the surface flatness is deteriorated, but surface diffusion is also promoted, so that the two-dimensional growth is easily maintained. There is an optimum growth temperature region between them. The growth temperature of the ZnMgSSe-based semiconductor by the MBE method is preferably 260 to 330 ° C.
【0112】本実施の形態においては、例えば、n型Z
nSeバッファ層1002の成長開始温度を310℃と
し、その後成長途中に連続的に成長温度を低下させ、バ
ッファ層成長途中に290℃とする。そしてn型ZnM
gSSeクラッド層1004以降の成長温度も290℃
として、成長を中断させることなく連続的に半導体積層
構造を成長させる。より具体的には、厚さ30nmのn
型ZnSeバッファ層1002を4分間で成長させる
が、成長開始と同時に成長温度を毎分10℃の降温速度
で310℃から290℃まで低下させた。In the present embodiment, for example, n-type Z
The growth start temperature of the nSe buffer layer 1002 is set to 310 ° C., and then the growth temperature is continuously lowered during the growth to 290 ° C. during the growth of the buffer layer. And n-type ZnM
The growth temperature after the gSSe cladding layer 1004 is also 290 ° C.
As a result, the semiconductor laminated structure is continuously grown without interrupting the growth. More specifically, n with a thickness of 30 nm
The type ZnSe buffer layer 1002 was grown for 4 minutes, but at the same time as the growth was started, the growth temperature was lowered from 310 ° C. to 290 ° C. at a temperature decrease rate of 10 ° C./min.
【0113】これにより、n型ZnSeバッファ層10
02の成長初期はZn、Seの表面拡散が促進されて、
n型GaAsバッファ層1002との界面からZnSe
の2次元成長が開始され、点欠陥の核となる3次元成長
が抑制されるので、n型GaAsバッファ層1002と
の界面から発生する積層欠陥の密度を低減することがで
きる。そして、その上に形成されるレーザー構造は表面
平坦性が良好である。そのため、活性層における積層欠
陥や転位等の結晶欠陥密度を低減でき、レーザー素子の
動作時に活性層内で転位が発生、増殖するのを抑制でき
る。また、n型およびp型の不純物添加も効率よく行う
ことができる。As a result, the n-type ZnSe buffer layer 10 is formed.
In the initial stage of growth of 02, Zn and Se surface diffusion is promoted,
From the interface with the n-type GaAs buffer layer 1002, ZnSe
The two-dimensional growth is started, and the three-dimensional growth that becomes the nucleus of the point defect is suppressed, so that the density of stacking faults generated from the interface with the n-type GaAs buffer layer 1002 can be reduced. The surface of the laser structure formed thereon has good flatness. Therefore, the density of crystal defects such as stacking faults and dislocations in the active layer can be reduced, and the generation and multiplication of dislocations in the active layer during operation of the laser element can be suppressed. In addition, n-type and p-type impurities can be added efficiently.
【0114】なお、本実施の形態では、バッファ層の成
長途中に成長温度を低下させて、成長を中断することな
く連続して成長したが、バッファ層の成長終了後あるい
は成長途中に、成長を中断して成長温度を低下させても
よい。In the present embodiment, the growth temperature is lowered during the growth of the buffer layer to continuously grow the growth without interruption, but the growth is performed after the growth of the buffer layer or during the growth. The growth temperature may be lowered by interruption.
【0115】本実施の形態によれば、既に述べた実施の
形態の場合と同様、II−VI族化合物半導体レーザー
素子の信頼性を向上させることができる。According to the present embodiment, the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved as in the case of the above-mentioned embodiments.
【0116】(実施の形態9)本発明による半導体レー
ザーの第9の実施の形態は、図10に示した半導体レー
ザーを、n型ZnSSe光ガイド層1005、ZnCd
Se量子井戸活性層1006およびp型ZnSSe光ガ
イド層1007の成長温度をその他のII−VI族化合
物半導体層の成長温度より高くして製造するものであ
る。例えばMBE法により、半導体積層構造の結晶成長を
行う。(Ninth Embodiment) A ninth embodiment of the semiconductor laser according to the present invention is the same as the semiconductor laser shown in FIG. 10, except that the n-type ZnSSe optical guide layer 1005 and ZnCd are used.
The Se quantum well active layer 1006 and the p-type ZnSSe optical guide layer 1007 are manufactured at a higher growth temperature than the growth temperature of the other II-VI group compound semiconductor layers. For example, crystal growth of a semiconductor laminated structure is performed by the MBE method.
【0117】一般に、成長温度を高くすると、不純物の
取り込みが抑制されるためキャリア密度は減少する。活
性層の結晶品質向上のためには、n型およびp型いずれ
の不純物をも実質的に含まないことが望まれる。そのた
め、付着原子の再蒸発による結晶品質の低下が生じない
程度のできる限り高い温度で活性層を成長させるとよ
い。Generally, when the growth temperature is increased, the incorporation of impurities is suppressed and the carrier density is reduced. In order to improve the crystal quality of the active layer, it is desirable that the n-type and p-type impurities are not substantially contained. Therefore, it is advisable to grow the active layer at a temperature as high as possible such that the crystal quality does not deteriorate due to the re-evaporation of the attached atoms.
【0118】本実施の形態においては、例えば、n型Z
nSSe光ガイド層1005、ZnCdSe量子井戸活
性層1006およびp型ZnSSe光ガイド層1007
の成長温度を320℃とし、その他のII−VI族化合
物半導体層の成長温度を290℃とし、成長温度を変更
する間は成長を中断させる。In the present embodiment, for example, n-type Z
nSSe optical guide layer 1005, ZnCdSe quantum well active layer 1006 and p-type ZnSSe optical guide layer 1007.
Growth temperature is set to 320 ° C., the growth temperature of the other II-VI group compound semiconductor layers is set to 290 ° C., and growth is suspended while the growth temperature is changed.
【0119】これにより、活性層における不純物準位の
形成を抑制でき、レーザー素子の動作時に活性層内で転
位が発生、増殖するのを抑制できる。As a result, formation of impurity levels in the active layer can be suppressed, and dislocations and multiplication in the active layer can be suppressed during operation of the laser device.
【0120】活性層を成長するのに要する時間は通常3
0秒間前後である一方、活性層の上下にある光ガイド層
を成長するのに要する時間は20分間前後である。設定
温度の変更に対する実温度の追随および活性層の成長温
度の再現性という観点から、光ガイド層を成長する際に
活性層の成長温度まで昇温することが好ましい。The time required to grow an active layer is usually 3
The time required to grow the light guide layers above and below the active layer is around 20 minutes, while it is around 0 seconds. From the viewpoint of following the actual temperature with respect to the change of the set temperature and reproducibility of the growth temperature of the active layer, it is preferable to raise the temperature to the growth temperature of the active layer when growing the optical guide layer.
【0121】また、本実施の形態は、結晶成長の方法お
よび装置の簡便性、再現性の観点からも利点を有する。
すなわち、Sの付着係数の温度依存性を調べた結果、2
90℃でZn0.9Mg0.1S0.2Se0.8クラッド層を成長
させるのに必要なZnSの分子線強度と320℃でZn
S0.06Se0.94光ガイド層を成長させるのに必要なZn
Sの分子線強度とが同一であることから、ZnSの分子
線強度を成長途中に変更する必要がないのである。この
ため、ZnS原料用のセルは1本で足りる。The present embodiment also has an advantage from the viewpoint of simplicity and reproducibility of the crystal growth method and apparatus.
That is, as a result of examining the temperature dependence of the sticking coefficient of S, 2
ZnS molecular beam intensity required to grow Zn0.9Mg0.1S0.2Se0.8 cladding layer at 90 ℃ and Zn at 320 ℃
S0.06Se0.94 Zn required for growing the light guide layer
Since the molecular beam intensity of S is the same, it is not necessary to change the molecular beam intensity of ZnS during the growth. Therefore, one ZnS raw material cell is sufficient.
【0122】なお、本実施の形態では、活性層および光
ガイド層を成長させる前後で、成長を中断して成長温度
を変更したが、光ガイド層の成長途中に成長温度を変化
させて成長を中断することなく連続して成長してもよ
い。In the present embodiment, the growth temperature was changed by interrupting the growth before and after the growth of the active layer and the light guide layer. However, the growth temperature is changed during the growth of the light guide layer. It may grow continuously without interruption.
【0123】本実施の形態によれば、既に述べた実施の
形態の場合と同様、II−VI族化合物半導体レーザー
素子の信頼性を向上させることができる。According to the present embodiment, the reliability of the II-VI group compound semiconductor laser device can be improved as in the case of the above-mentioned embodiments.
【0124】[0124]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、動作時に
活性層内で生じる結晶欠陥の発生および増殖を抑制し、
また活性層の結晶品質を改善し、II−VI族化合物半
導体発光素子の信頼性を向上させる、という顕著な効果
が得られる。As described above, according to the present invention, the generation and multiplication of crystal defects occurring in the active layer during operation are suppressed,
Further, it is possible to obtain the remarkable effects of improving the crystal quality of the active layer and improving the reliability of the II-VI group compound semiconductor light emitting device.
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 1 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ
ーの歪多重量子井戸構造周辺の格子不整を示す図FIG. 2 is a diagram showing lattice misalignment around a strained multiple quantum well structure of a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 3 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 4 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態による半導体レーザ
ーの光ガイド層周辺の構造および格子不整を示す図FIG. 5 is a diagram showing a structure and lattice irregularity around a light guide layer of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 6 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第5の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 7 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第6の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 8 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第7の実施の形態による半導体レーザ
ーの構造断面図FIG. 9 is a structural cross-sectional view of a semiconductor laser according to a seventh embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第8の実施の形態による半導体レー
ザーの構造断面図FIG. 10 is a structural sectional view of a semiconductor laser according to an eighth embodiment of the present invention.
101,301,401,601,701,801,9
01,1001 n型GaAs基板 102,302,402,602,702,802,9
02,1002 n型GaAsバッファ層 103,303,403,603,703,803,9
04,1003 n型ZnSeバッファ層 104,304,404,604,704,804,9
05,1004 n型ZnMgSSeクラッド層 105 Zn0.8Cd0.2Se井戸層 106 ZnS0.2Se0.8障壁層 107 歪多重量子井戸構造 108,309,408,609,709,809,9
09,1008 p型ZnMgSSeクラッド層 109 p型ZnSeコンタクト層 110,312,411,612,712,812,9
12,1011 絶縁層 111,313,412,613,713,813,9
13,1012 p型電極 112,314,413,614,714,814,9
14,1013 n型電極 305 ZnCdSe井戸層 306,607 ZnSe中間層 307 ZnMgSSe障壁層 308 多重量子井戸構造 310,409,610,710,810,910,1
009 p型ZnSeキャップ層 311,410,611,711,811,911,1
010 p型ZnSeTeコンタクト層 405 n型ZnSe/ZnSSe光ガイド層 406 ZnCdSe活性層 407 p型ZnSe/ZnSSe光ガイド層 414 ZnSe層 415 ZnS0.13Se0.87層 605,706,806,906,1005 n型Zn
SSe光ガイド層 606,707,807,907,1006 ZnCd
Se量子井戸活性層 608,708,808,908,1007 p型Zn
SSe光ガイド層 705 ZnSSe歪層 805 ZnSSe/ZnSeTe歪超格子層 903 ZnSeバッファ層101, 301, 401, 601, 701, 801, 9
01,1001 n-type GaAs substrate 102,302,402,602,702,802,9
02,1002 n-type GaAs buffer layer 103,303,403,603,703,803,9
04,1003 n-type ZnSe buffer layer 104,304,404,604,704,804,9
05,1004 n-type ZnMgSSe cladding layer 105 Zn0.8Cd0.2Se well layer 106 ZnS0.2Se0.8 barrier layer 107 strained multiple quantum well structure 108,309,408,609,709,809,9
09,1008 p-type ZnMgSSe cladding layer 109 p-type ZnSe contact layer 110,312,411,612,712,812,9
12, 1011 Insulating layer 111, 313, 412, 613, 713, 813, 9
13,1012 p-type electrode 112,314,413,614,714,814,9
14,1013 n-type electrode 305 ZnCdSe well layer 306,607 ZnSe intermediate layer 307 ZnMgSSe barrier layer 308 Multiple quantum well structure 310,409,610,710,810,910,1
P-type ZnSe cap layer 311, 410, 611, 711, 811, 911, 1
010 p-type ZnSeTe contact layer 405 n-type ZnSe / ZnSSe light guide layer 406 ZnCdSe active layer 407 p-type ZnSe / ZnSSe light guide layer 414 ZnSe layer 415 ZnS0.13Se0.87 layer 605,706,806,906,1005 n-type Zn
SSe optical guide layer 606, 707, 807, 907, 1006 ZnCd
Se quantum well active layer 608, 708, 808, 908, 1007 p-type Zn
SSe optical guide layer 705 ZnSSe strained layer 805 ZnSSe / ZnSeTe strained superlattice layer 903 ZnSe buffer layer
Claims (27)
化合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸層
の格子歪とは逆の格子歪を有する障壁層を備えた半導体
発光素子。1. A semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor having a strained multiple quantum well structure, the semiconductor light emitting device having a barrier layer having a lattice strain opposite to the lattice strain of the well layer.
s基板あるいはZnSe基板に格子整合したII−VI
族化合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸
層はZnCdSeからなり、障壁層は引張り歪を有する
組成である請求項1記載の半導体発光素子。2. A strained multi-quantum well structure, comprising GaA
II-VI lattice-matched to s substrate or ZnSe substrate
The semiconductor light emitting device having a group compound semiconductor, wherein the well layer is made of ZnCdSe and the barrier layer has a composition having tensile strain.
合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸層お
よび障壁層は少なくとも3種類以上の元素で構成される
混晶であり、該井戸層および該障壁層の間に化合物から
なる中間層を備えた半導体発光素子。3. A semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor having a multiple quantum well structure, wherein the well layer and the barrier layer are a mixed crystal composed of at least three kinds of elements. A semiconductor light emitting device comprising a layer and an intermediate layer made of a compound between the barrier layer.
基板あるいはZnSe基板に格子整合したII−VI族
化合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸層
はZnCdSeからなり、障壁層はZnSSeあるいは
ZnMgSSeからなり、中間層はZnSeからなる請
求項3記載の半導体発光素子。4. GaAs having a multiple quantum well structure,
The semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to a substrate or a ZnSe substrate, wherein the well layer is made of ZnCdSe, the barrier layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe, and the intermediate layer is made of ZnSe. Semiconductor light emitting device.
化合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸層
の格子歪とは逆の格子歪を有する障壁層を備えており、
該井戸層および該障壁層は少なくとも3種類以上の元素
で構成される混晶からなり、該井戸層および該障壁層の
間に化合物からなる中間層を備えた請求項1または3記
載の半導体発光素子。5. A semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor having a strained multiple quantum well structure, comprising a barrier layer having a lattice strain opposite to that of the well layer.
4. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the well layer and the barrier layer are made of a mixed crystal composed of at least three kinds of elements, and an intermediate layer made of a compound is provided between the well layer and the barrier layer. element.
s基板あるいはZnSe基板に格子整合したII−VI
族化合物半導体を有する半導体発光素子であって、井戸
層はZnCdSeからなり、障壁層は引張り歪を有する
ZnSSeあるいはZnMgSSeからなり、該井戸層
および該障壁層の間に設けられた中間層はZnSeから
なる請求項5記載の半導体発光素子。6. A GaA having a strained multiple quantum well structure.
II-VI lattice-matched to s substrate or ZnSe substrate
In a semiconductor light emitting device having a group compound semiconductor, the well layer is made of ZnCdSe, the barrier layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe having tensile strain, and the intermediate layer provided between the well layer and the barrier layer is made of ZnSe. 6. The semiconductor light emitting device according to claim 5.
備えたII−VI族化合物半導体を有する半導体発光素
子であって、光ガイド層の少なくとも一部が、活性層の
格子歪とは逆の格子歪を有する組成からなる半導体発光
素子。7. A semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor, comprising a light guide layer and an active layer having a lattice strain, wherein at least a part of the light guide layer is opposite to the lattice strain of the active layer. A semiconductor light emitting device composed of a composition having a lattice strain of.
備えており、GaAs基板あるいはZnSe基板に格子
整合したII−VI族化合物半導体を有する半導体発光
素子であって、活性層はZnCdSeからなり、光ガイ
ド層の少なくとも一部が引張り歪を有する組成からなる
請求項7記載の半導体発光素子。8. A semiconductor light emitting device comprising an II-VI group compound semiconductor lattice-matched to a GaAs substrate or a ZnSe substrate, comprising a light guide layer and an active layer having a lattice strain, wherein the active layer is made of ZnCdSe. 8. The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein at least a part of the light guide layer has a composition having tensile strain.
I−VI族化合物半導体を有する半導体発光素子であっ
て、井戸層および光ガイド層は少なくとも3種類以上の
元素で構成される混晶であり、該井戸層および該光ガイ
ド層の間に化合物からなる中間層を備えた半導体発光素
子。9. An I having a quantum well structure and an optical guide layer.
A semiconductor light emitting device having a group I-VI compound semiconductor, wherein the well layer and the light guide layer are a mixed crystal composed of at least three kinds of elements, and a compound is formed between the well layer and the light guide layer. A semiconductor light emitting device having an intermediate layer.
おり、GaAs基板あるいはZnSe基板に格子整合し
たII−VI族化合物半導体を有する半導体発光素子で
あって、井戸層はZnCdSeからなり、光ガイド層は
ZnSSeあるいはZnMgSSeからなり、中間層は
ZnSeからなる請求項9記載の半導体発光素子。10. A semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to a GaAs substrate or a ZnSe substrate, comprising a quantum well structure and a light guide layer, wherein the well layer is made of ZnCdSe, The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein the layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe, and the intermediate layer is made of ZnSe.
たII−VI族化合物半導体を有する半導体発光素子で
あって、井戸層および光ガイド層は少なくとも3種類以
上の元素で構成される混晶からなり、該井戸層および該
光ガイド層の間に化合物からなる中間層を備えており、
該光ガイド層の少なくとも一部が、井戸層の格子歪とは
逆の格子歪を有する組成からなることを特徴とする請求
項7または9記載の半導体発光素子。11. A semiconductor light emitting device having a II-VI group compound semiconductor having a strained quantum well structure and an optical guide layer, wherein the well layer and the optical guide layer are mixed crystals composed of at least three or more kinds of elements. Comprising an intermediate layer made of a compound between the well layer and the light guide layer,
10. The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein at least a part of the light guide layer has a composition having a lattice strain opposite to that of the well layer.
ており、GaAs基板あるいはZnSe基板に格子整合
したII−VI族化合物半導体を有する半導体発光素子
であって、井戸層はZnCdSeからなり、光ガイド層
の少なくとも一部は引張り歪を有するZnSSeあるい
はZnMgSSeからなり、中間層はZnSeからなる
ことを特徴とする請求項11記載の半導体発光素子。12. A semiconductor light emitting device having a strained quantum well structure and an optical guide layer, comprising a II-VI group compound semiconductor lattice-matched to a GaAs substrate or a ZnSe substrate, wherein the well layer is made of ZnCdSe, The semiconductor light emitting device according to claim 11, wherein at least a part of the guide layer is made of ZnSSe or ZnMgSSe having tensile strain, and the intermediate layer is made of ZnSe.
体発光素子であって、活性層より基板に近い側のクラッ
ド層中に、該基板と格子定数の異なる半導体層が少なく
とも1層設けられており、かつ該半導体層の厚さが該基
板に対する臨界膜厚より薄いことを特徴とする半導体発
光素子。13. A semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor, wherein at least one semiconductor layer having a lattice constant different from that of the substrate is provided in a clad layer closer to the substrate than the active layer. And a semiconductor light emitting device characterized in that the thickness of the semiconductor layer is smaller than a critical film thickness for the substrate.
り、前記半導体層がZnS、ZnSe、ZnSSe、Z
nMgSあるいはZnMgSeからなる請求項13記載
の半導体発光素子。14. The cladding layer is made of ZnMgSSe, and the semiconductor layer is made of ZnS, ZnSe, ZnSSe, Z.
The semiconductor light emitting device according to claim 13, comprising nMgS or ZnMgSe.
体発光素子であって、活性層より基板に近い側のクラッ
ド層中に、歪超格子層が設けられていることを特徴とす
る半導体発光素子。15. A semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor, wherein a strained superlattice layer is provided in a clad layer closer to the substrate than the active layer. .
り、前記歪超格子層がZn、Mg、Cd、S、Seおよ
びTeの中から選ばれる元素で構成される2種類以上の
化合物あるいは混晶からなる請求項15記載の半導体発
光素子。16. The clad layer is made of ZnMgSSe, and the strained superlattice layer is made of two or more kinds of compounds or mixed crystals composed of elements selected from Zn, Mg, Cd, S, Se and Te. The semiconductor light emitting device according to claim 15.
されたII−VI族化合物半導体からなる半導体発光素
子であって、該基板面直上に、n型およびp型いずれの
不純物も実質的に含まないII−VI族化合物半導体層
を備えており、かつ該半導体層の厚さが10分子層以下
であることを特徴とする半導体発光素子。17. A semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor formed on a III-V group compound semiconductor substrate, wherein n-type and p-type impurities are substantially formed on the substrate surface. A semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor layer not containing the semiconductor layer, and the semiconductor layer having a thickness of 10 molecular layers or less.
質的に含まないII−VI族化合物半導体層の上に、前
記不純物を1×1018cm-3以上含むII−VI族化合
物半導体層が積層されていることを特徴とする請求項1
7記載の半導体発光素子。18. A II-VI group compound semiconductor layer containing the impurity in an amount of 1 × 10 18 cm −3 or more on the II-VI group compound semiconductor layer containing substantially no n-type or p-type impurities. 2. The laminated structure according to claim 1, wherein
7. The semiconductor light emitting device according to 7.
aAs基板であり、前記n型およびp型いずれの不純物
も実質的に含まないII−VI族化合物半導体層がZn
Seであることを特徴とする請求項17または18記載
の半導体発光素子。19. The III-V compound semiconductor substrate is G
The II-VI group compound semiconductor layer which is an aAs substrate and is substantially free of the n-type and p-type impurities is Zn.
19. The semiconductor light emitting device according to claim 17, which is Se.
されたII−VI族化合物半導体からなる半導体発光素
子の製造方法であって、該基板上に積層されるII−V
I族化合物半導体バッファ層の少なくとも一部を成長さ
せる温度が、その上に積層される半導体層の成長温度よ
りも高い温度であることを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。20. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device made of a II-VI group compound semiconductor formed on a III-V group compound semiconductor substrate, comprising II-V laminated on the substrate.
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein the temperature for growing at least a part of the group I compound semiconductor buffer layer is higher than the growth temperature of the semiconductor layer laminated thereon.
aAs基板であり、前記II−VI族化合物半導体バッ
ファ層がZnSeであることを特徴とする請求項20記
載の半導体発光素子。21. The III-V compound semiconductor substrate is G
21. The semiconductor light emitting device according to claim 20, wherein the semiconductor light emitting device is an aAs substrate, and the II-VI group compound semiconductor buffer layer is ZnSe.
長途中に、半導体層の成長を中断して、成長温度を低下
させることを特徴とする請求項20または21記載の半
導体発光素子の製造方法。22. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 20, wherein the growth of the semiconductor layer is stopped after the growth of the buffer layer or during the growth to lower the growth temperature.
低下させて、半導体層の成長を中断させないことを特徴
とする請求項20または21記載の半導体発光素子の製
造方法。23. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 20, wherein the growth temperature of the buffer layer is lowered during the growth of the buffer layer so that the growth of the semiconductor layer is not interrupted.
体発光素子の製造方法であって、少なくとも活性層を含
む半導体層を成長させる温度が、該半導体層以外の半導
体層の成長温度よりも高い温度であることを特徴とする
半導体発光素子の製造方法。24. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor, wherein a temperature at which a semiconductor layer including at least an active layer is grown is higher than a growth temperature of a semiconductor layer other than the semiconductor layer. And a method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
度が該活性層および該光ガイド層以外の半導体層の成長
温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項24
記載の半導体発光素子の製造方法。25. The growth temperature of the active layer and the light guide layer is higher than the growth temperature of the semiconductor layers other than the active layer and the light guide layer.
The manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the above.
る前後で、半導体層の成長を中断して、成長温度を変更
することを特徴とする請求項25記載の半導体発光素子
の製造方法。26. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 25, wherein the growth of the semiconductor layer is interrupted before and after the growth of the active layer and the light guide layer to change the growth temperature.
変化させて、半導体層の成長を中断させないことを特徴
とする請求項25記載の半導体発光素子の製造方法。27. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 25, wherein the growth temperature is changed during the growth of the light guide layer so that the growth of the semiconductor layer is not interrupted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9822896A JPH09289353A (en) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Semiconductor light emitting device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9822896A JPH09289353A (en) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Semiconductor light emitting device and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09289353A true JPH09289353A (en) | 1997-11-04 |
Family
ID=14214111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9822896A Pending JPH09289353A (en) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Semiconductor light emitting device and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09289353A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008053519A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Canon Inc | Oscillation element |
CN102136536A (en) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 亚威朗(美国) | Strain balanced light emitting device |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP9822896A patent/JPH09289353A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008053519A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Canon Inc | Oscillation element |
CN102136536A (en) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 亚威朗(美国) | Strain balanced light emitting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5396103A (en) | Graded composition ohmic contact for P-type II-VI semiconductors | |
US5508522A (en) | Method for producing a group II-VI compound semiconductor thin film and a group II-VI compound semiconductor device | |
US7656918B2 (en) | Semiconductor laser | |
US5619520A (en) | Semiconductor laser | |
US5740193A (en) | Semiconductor light-emitting device | |
US5663974A (en) | Semiconductor laser | |
JPH09289353A (en) | Semiconductor light emitting device and manufacture thereof | |
JP3333346B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2000216101A (en) | Crystal growth method of compound semiconductor mixed crystal and compound semiconductor device | |
JPH0983079A (en) | Semiconductor element | |
JP3326833B2 (en) | Semiconductor laser and light emitting diode | |
JP2689919B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JPH09232688A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JPH09162500A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JPH0677606A (en) | Optical semiconductor device | |
JPH07283483A (en) | Manufacture of semiconductor laser element | |
JPH11150333A (en) | Semiconductor light-emitting element | |
JP3557644B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2000031590A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2000049091A (en) | Semiconductor layer structure and formation thereof, and semiconductor device | |
JPH09331114A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JPH10200216A (en) | Semiconductor light-emitting element, and optical disc device using the same | |
JPH08264905A (en) | Semiconductor laser and its manufacture | |
JPH0661580A (en) | Semiconductor laser | |
JPH09167879A (en) | Semiconductor light emitting device |