JPH09331105A - Semiconductor light emitting device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor light emitting device and manufacture thereof

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JPH09331105A
JPH09331105A JP14724396A JP14724396A JPH09331105A JP H09331105 A JPH09331105 A JP H09331105A JP 14724396 A JP14724396 A JP 14724396A JP 14724396 A JP14724396 A JP 14724396A JP H09331105 A JPH09331105 A JP H09331105A
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JP
Japan
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layer
semiconductor
semiconductor layer
substrate
light emitting
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JP14724396A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Sumino
雅芳 角野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a semiconductor light emitting device which is high in reliability and capable of operating on a low voltage even if a light emitting layer is formed of semiconductor possessed of a wide band gap by a method wherein an element which serves as the parent material of a first semiconductor layer and an element which serves as the parent materials of a second and a third semiconductor layers are set to belong to different groups in the periodic table of elements respectively. SOLUTION: A buffer layer 12, an N-type band carrier relaxtion layer 34, and an N-type interface stabilizing layer 16 are grown on a first N-GaAs substrate 11. Then, an N-ZnSe layer 17, an N-ZNSSe layer 18, an N-type clad layer 19, a light confinement layer 20, a quantum well active layer 36, a light confinement layer 24, a P-type clad layer 25, a P-ZnSSe layer 26, and a P-ZnSe layer 27 are formed on the substrate 11. A buffer layer 39, an etching stop layer 38, a contact layer 32, and an interface stabilizing layer 28 are grown on a P-GaAs substrate 40 the same as above, and then a P-ZnSe layer 27 is formed on the second substrate 40. An Se stabilizing plane 42 and a Zn stabilizing plane 43 of the P-ZnZe layer 27 are directly bonded 41 mechanically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子と
その製造方法に関し、特に、新規な構成および製造方法
による信頼が高くかつ低電圧動作の半導体発光素子に関
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 semiconductor light emitting device having a high reliability and a low voltage operation, which has a novel structure and manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、映像情報やデータの記録および記
憶媒体として、光ディスクがにわかに脚光をあびてい
る。光ディスクからの情報の読み出しや光ディスクへの
情報の書き込みには半導体レーザが用いられる。光ディ
スクの記憶容量はレーザ光の波長の2乗に反比例して増
加するため、光ディスクの記憶容量を向上させる上で半
導体レーザの短波長化の意義は極めて大きい。この観点
から、従来の赤色域よりは緑色域さらには青色域のレー
ザが強く求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical discs have been suddenly highlighted as recording and storage media for video information and data. A semiconductor laser is used for reading information from an optical disk and writing information to the optical disk. Since the storage capacity of the optical disk increases in inverse proportion to the square of the wavelength of the laser light, shortening the wavelength of the semiconductor laser is extremely significant in improving the storage capacity of the optical disk. From this point of view, there is a strong demand for a laser in the green range and further in the blue range rather than the conventional red range.

【0003】また赤、緑、青の三原色の半導体レーザが
揃えば、表示装置、フルカラープリンタ−など、多彩な
光装置の発展と性能向上がもたらされる。そのような背
景の下でII−VI族化合物半導体およびナイトライド
系III−V族化合物半導体を用いた次世代の青緑色の
発光素子の研究開発が活発に行われている。
If semiconductor lasers of three primary colors of red, green and blue are prepared, various optical devices such as display devices and full color printers will be developed and their performances will be improved. Under such a background, research and development of a next-generation blue-green light emitting device using a II-VI group compound semiconductor and a nitride-based III-V group compound semiconductor has been actively conducted.

【0004】その一例としては、ジヤパニーズ・ジヤ−
ナル・オブ・アプライド・フィジックス誌の33巻の9
38ペ−ジに「GaAsバッファ層を伴うZnCdSe
/ZnSSe/ZnMgSSe SCHレーザダイオー
ド」と題したII−VI族半導体レ−ザダイオード(L
D)の室温レ−ザ発振の報告がある。このLDの発振波
長は509nmである。図9にLDの層構造を示す。こ
れはクラッド層にMgを含んだワイドギヤッブ材料を用
いることで電子とホールの活性層への閉じ込め効率を増
加させ、II−VI族半導体LDの特性を向上させた例
である。
[0004] As an example thereof, Japanese-made
Null of Applied Physics, Volume 33, 9
Page 38 "ZnCdSe with GaAs buffer layer.
/ ZnSSe / ZnMgSSe SCH laser diode ", group II-VI semiconductor laser diode (L
There is a report of room temperature laser oscillation of D). The oscillation wavelength of this LD is 509 nm. FIG. 9 shows the layer structure of the LD. This is an example in which the efficiency of confining electrons and holes in the active layer is increased by using a wide gear gab material containing Mg for the cladding layer, and the characteristics of the II-VI semiconductor LD are improved.

【0005】しかしながら従来のII−VI族半導体L
Dにはいくつかの問題がある。その中でオーミックコン
タクトの問題は重要である。通常のIII−V族化合物
半導体においては、金属合金の電極材料や高熱処理によ
るアロイ化、半導体コンタクト層の高濃度ドーピング等
のオーミックな接触を実現するための手法がほぼ確立し
ている。しかしながら、II−VI族化合物半導体は、
300℃以上の高熱に弱い、高濃度ドーピングが難し
い、バンドギヤップが大きい、等の性質があるため、現
状のII−VI族半導体を用いた緑青色発光素子では、
p電極のオーミックな接触を実現するのが容易ではな
い。オーミックな接触が取れないと、金属/半導体界面
のショットキーバリアにより、接触した素子に電流が流
れなかったり、素子の駆動電圧の増大による素子劣化が
生じてしまう。
However, the conventional II-VI group semiconductor L
D has some problems. Among them, the problem of ohmic contact is important. In general III-V group compound semiconductors, methods for realizing ohmic contact such as alloying of metal alloy electrodes, alloying by high heat treatment, and high-concentration doping of semiconductor contact layers have been established. However, the II-VI compound semiconductor is
Due to the characteristics such as weakness to high heat of 300 ° C. or higher, high concentration doping is difficult, and large band gap, the current green-blue light emitting device using the II-VI group semiconductor is
It is not easy to realize the ohmic contact of the p-electrode. If the ohmic contact cannot be obtained, the Schottky barrier at the metal / semiconductor interface may cause no current to flow in the element in contact with the element, or the element may deteriorate due to an increase in the driving voltage of the element.

【0006】この従来例のLDでは、それらの問題を解
決するために、LDのコンタクト層として、ZnTe層
とZnSe/ZnTe超格子層が用いられている。Zn
Te層は高濃度のpドーピングが可能な材料であるた
め、p型ZnTe層をコンタクト層に用いることでオー
ミックな接触が実現できる。またZnSe/ZnTe超
格子層はZnTe層とZnSe層間の大きな価電子帯の
エネルギ不連続(約0.8eV)を解消する効果があ
る。それらの結果、動作電圧は5V程度に低減され、M
gを含むワイドギャップ材料の開発と相伴って青色LD
の室温発振が実現された。
In the conventional LD, in order to solve these problems, a ZnTe layer and a ZnSe / ZnTe superlattice layer are used as a contact layer of the LD. Zn
Since the Te layer is a material capable of high-concentration p-doping, ohmic contact can be realized by using the p-type ZnTe layer as the contact layer. Further, the ZnSe / ZnTe superlattice layer has an effect of eliminating energy discontinuity (about 0.8 eV) in a large valence band between the ZnTe layer and the ZnSe layer. As a result, the operating voltage is reduced to about 5V, and M
Blue LD associated with the development of wide-gap materials containing g
Room temperature oscillation was realized.

【0007】しかしながら、コンタクト層であるZnT
e層とGaAs基板との格子定数差は、GaAs基板の
格子定数の約8%もあり、基本的にはZnTeはGaA
s基板に格子整合した成長が困難であるため、ZnTe
結晶の品質には問題がある。またZnSe/ZnTe超
格子層には少なくとも1eV以上の電圧降下があるの
で、LDの室温連続発振動作中にZnSe/ZnTe超
格子層が劣化し動作電圧が増加し、それによってさらに
劣化が加速されるという問題がある。またZnTeコン
タクト層にp側電極を形成するには、ウエハに電極材料
を蒸着し加熱合金化させる必要があるが、このような電
極形成プロセスは、高温によるVI族元素の昇華や転位
の増殖によって超格子層の劣化を生じさせるといった問
題がある。
However, the contact layer ZnT
The lattice constant difference between the e-layer and the GaAs substrate is about 8% of the lattice constant of the GaAs substrate, and ZnTe is basically GaA.
ZnTe because it is difficult to grow lattice-matched to the substrate
There is a problem with crystal quality. Further, since the ZnSe / ZnTe superlattice layer has a voltage drop of at least 1 eV or more, the ZnSe / ZnTe superlattice layer deteriorates during the room temperature continuous oscillation operation of the LD, and the operating voltage increases, which further accelerates the deterioration. There is a problem. Further, in order to form the p-side electrode on the ZnTe contact layer, it is necessary to vapor-deposit an electrode material on the wafer and heat-alloy it. However, such an electrode forming process is performed by sublimation of group VI elements or growth of dislocations due to high temperature. There is a problem of causing deterioration of the superlattice layer.

【0008】LDの低電圧動作を実現するためには、金
属電極の接触低抗を低減させる事に加えて、GaAs基
板とII−VI族半導体層の価電子帯間にある大きなバ
ンド不連続を緩和する必要がある。この問題に対して
は、GaInPやAlInP等のバンド障壁緩衝層を挿
入する提案がある。しかしZnSe上にIII−V族半
導体を成長するのは、両者の成長温度の違いにより困難
である。例えば、1995年秋季第56回応用物理学会
学術講演会講演予稿集第1巻の272ページに「ZnS
e/GaAsを用いた障壁緩和層のp形InAlPのガ
スソ−スMBE成長」と題した報告がある。
In order to realize the low voltage operation of the LD, in addition to reducing the contact resistance of the metal electrode, a large band discontinuity between the valence band of the GaAs substrate and the II-VI semiconductor layer is created. Need to be relaxed. For this problem, there is a proposal to insert a band barrier buffer layer such as GaInP or AlInP. However, it is difficult to grow a III-V semiconductor on ZnSe due to the difference in growth temperature between the two. For example, on page 272 of Proceedings of the 56th Annual Meeting of the Society of Applied Physics, Autumn 1995, “ZnS
There is a report entitled "Gas source MBE growth of p-type InAlP of barrier relaxation layer using e / GaAs".

【0009】その報告ではZnSe層とInAlP層間
にGaAs層を挿入して、InAlPのファセツト成長
を防止する事が試みられている。ZnSe上に成長した
Beドープのp型InAlPのキャリア濃度は、若干改
善されてはいるが、依然として1014cm-3台であり、
LDのコンタクト層に使用できる水準には全く及んでい
ない。
In that report, it is attempted to insert a GaAs layer between the ZnSe layer and the InAlP layer to prevent facet growth of InAlP. Although the carrier concentration of Be-doped p-type InAlP grown on ZnSe is slightly improved, it is still in the order of 10 14 cm −3 ,
It does not reach the level that can be used for the contact layer of LD.

【0010】即ち、II−VI族半導体層を発光層と
し、この層をIII−V族半導体層で挟んだ構造の半導
体発光素子は、従来全く知られていなかった。
That is, a semiconductor light emitting device having a structure in which a II-VI group semiconductor layer is used as a light emitting layer and this layer is sandwiched between III-V group semiconductor layers has never been known.

【0011】一方、ナイトライド系III−V族化合物
半導体を用いた発光素子については、ジヤパン・ジヤー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス誌の35巻のL
74ペ−ジに「InGaNをベースにした多重量子井戸
構造レーザダイオード」と題した論文に、発振波長41
7nmのLDの室温パルス発振が報告されているが、1
00mWの光出力を出すときのLD動作電圧が40V
(電流2A時)と高く、実用上問題がある。この原因
は、GaNに直接電極を形成しているためである。これ
を解決する方法として、ナイトライド系III−V族化
合物半導体層上に、よりバンドギャップの小さいGaA
s等のIII−V族化合物半導体層を成長することが考
えられるが、GaAsとGaNとの格子不整合のために
困難であり、たとえ得られたとしても、格子不整合に起
因する欠陥により素子の信頼性が十分ではない。即ち、
ナイトライド系III−V族化合物半導体層を発光層と
し、この層をナイトライド系ではないIII−V族化合
物半導体層で挟んだ構造の半導体発光素子は、従来全く
知られていなかった。
On the other hand, regarding a light emitting device using a nitride-based III-V group compound semiconductor, the L-volume of 35 volumes of Japan Journal of Applied Physics.
In the article entitled "InGaN-based multi-quantum well laser diode" on page 74, an oscillation wavelength of 41
Room temperature pulse oscillation of 7nm LD has been reported.
LD operating voltage is 40V when outputting optical output of 00mW
It is as high as (current is 2 A), which is a problem in practical use. This is because the electrodes are directly formed on GaN. As a method of solving this, GaA having a smaller band gap is formed on the nitride-based III-V group compound semiconductor layer.
It is conceivable to grow a III-V group compound semiconductor layer such as s, but it is difficult due to the lattice mismatch between GaAs and GaN, and even if it is obtained, the element is caused by defects due to the lattice mismatch. Is not reliable enough. That is,
A semiconductor light-emitting device having a structure in which a nitride-based III-V group compound semiconductor layer is used as a light-emitting layer and this layer is sandwiched between non-nitride-based III-V group compound semiconductor layers has never been known.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、発光層にワイドバンドギャップの半導体を
用いても、高信頼かつ低電圧動作の新規なII−VI族
化合物半導体発光素子あるいはナイトライド系III−
V族化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a novel II-VI group compound semiconductor light emission which is highly reliable and operates at a low voltage even when a semiconductor having a wide band gap is used for a light emitting layer. Element or nitride system III-
An object of the present invention is to provide a group V compound semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、発光層を含む
1層以上の層からなる第1の半導体層が、それぞれ1層
以上の層からなる第2の半導体層および第3の半導体層
に挟まれて構成される半導体発光素子であって、前記第
1の半導体層の母体を構成する元素が属する周期律表の
族と、前記第2および第3の半導体層の母体を構成する
元素が属する周期律表の族とが異なっていることを特徴
とする半導体発光素子に関する。
According to the present invention, a first semiconductor layer including one or more layers including a light emitting layer has a second semiconductor layer and a third semiconductor layer each including one or more layers. A semiconductor light-emitting element sandwiched between two elements, the group of the periodic table to which the element forming the matrix of the first semiconductor layer belongs, and the element forming the matrix of the second and third semiconductor layers. The present invention relates to a semiconductor light emitting device characterized by being different from the group of the periodic table to which is belongs.

【0014】この構成の半導体発光素子は、後述する製
造方法によって初めて得られた新規な構成の半導体発光
素子であり、母体を構成する元素の族を超えた自由な設
計を可能とするものである。ここで、第1〜第3の半導
体層の母体を構成する元素は、必要とされる特性に合わ
せて適宜選択することができる。
The semiconductor light emitting device having this structure is a semiconductor light emitting device having a novel structure obtained for the first time by the manufacturing method described later, and enables free design beyond the group of elements constituting the matrix. . Here, the elements forming the matrix of the first to third semiconductor layers can be appropriately selected according to the required characteristics.

【0015】この半導体発光素子においては、前記第1
の半導体層がII−VI族化合物半導体層であり、前記
第2の半導体層および第3の半導体層がIII−V族化
合物半導体層であることが特に好ましい。II−VI族
化合物半導体は、バンドギャップが広く、電極材料との
オーミックなコンタクトをとることが極めて困難であっ
たが、このような構成にすることで、電極とのオーミッ
クコンタクトをとることができる。
In this semiconductor light emitting device, the first
It is particularly preferable that the semiconductor layer of is a II-VI group compound semiconductor layer, and the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are a III-V group compound semiconductor layer. The II-VI group compound semiconductor has a wide band gap and it is extremely difficult to make ohmic contact with the electrode material. With such a structure, ohmic contact with the electrode can be obtained. .

【0016】また、前記第2の半導体層および第3の半
導体層の、第1の半導体層と隣接する部分は、2から5
分子層厚のIII−V族砒素化合物半導体層で構成する
ことが好ましい。即ち、III−V族砒素化合物半導体
層は、成長中断時に層表面からのV族元素抜けがIII
−V族燐化合物半導体に比べて生じにくいので、エピタ
キシャル成長層表面を鏡面に保つ効果がある。そこで、
2から5分子層厚のIII−V族砒素化合物半導体層を
設けると、III−V族化合物半導体層上にII−VI
族化合物半導体層をエピタキシャル成長させるのが容易
になる。この層を以下、界面安定化層という。
Further, the portions of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer adjacent to the first semiconductor layer are 2-5.
It is preferably composed of a III-V group arsenic compound semiconductor layer having a molecular layer thickness. That is, in the III-V group arsenic compound semiconductor layer, the group V element escape from the surface of the layer during growth interruption is III.
Since it is less likely to occur as compared with the group V phosphorus compound semiconductor, it has an effect of keeping the surface of the epitaxial growth layer a mirror surface. Therefore,
When a III-V group arsenic compound semiconductor layer having a thickness of 2 to 5 molecular layers is provided, II-VI is formed on the III-V group compound semiconductor layer.
This facilitates epitaxial growth of the group compound semiconductor layer. Hereinafter, this layer is referred to as an interface stabilizing layer.

【0017】また、本発明は、発光層を含む1層以上の
層からなる第1の半導体層が、それぞれ1層以上の層か
らなる第2の半導体層および第3の半導体層に挟まれて
構成される半導体発光素子であって、第1の半導体層が
1層以上のIII−V族窒素化合物半導体層からなり、
第2の半導体層および第3の半導体層が窒素組成が1%
以下の1層以上のIII−V族化合物半導体層を有する
1つ以上の層からなることを特徴とする半導体発光素子
に関する。この構成によれば、電極とのコンタクトを、
よりバンドギャップの小さいGaAs等のIII−V族
化合物半導体層でとることができる。この構成の半導体
発光素子も、後述する製造方法により、従来困難であっ
たナイトライド系III−V族化合物半導体層とGaA
s等のIII−V族化合物半導体層の積層が可能となっ
たものである。
Further, according to the present invention, the first semiconductor layer including one or more layers including the light emitting layer is sandwiched between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer each including one or more layers. A semiconductor light-emitting device configured, wherein the first semiconductor layer comprises one or more III-V group nitrogen compound semiconductor layers,
The nitrogen composition of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer is 1%.
The present invention relates to a semiconductor light emitting device comprising one or more layers having the following one or more III-V group compound semiconductor layers. According to this configuration, the contact with the electrode is
It is possible to use a III-V group compound semiconductor layer such as GaAs having a smaller band gap. The semiconductor light emitting device having this structure is also manufactured by the below-described manufacturing method, which has been difficult to achieve with a nitride-based III-V group compound semiconductor layer and GaA.
It is possible to stack III-V group compound semiconductor layers such as s.

【0018】この発光素子においては、第2の半導体層
および第3の半導体層の、第1の半導体層と隣接する部
分を、安定化層として2から5分子層厚のIII−V族
燐化合物半導体層で構成することが好ましい。
In this light emitting device, a portion of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer adjacent to the first semiconductor layer is used as a stabilizing layer to form a group III-V phosphorus compound having a thickness of 2 to 5 molecular layers. It is preferably composed of a semiconductor layer.

【0019】さらに、前記のいずれの半導体発光素子に
おいても、第2の半導体層および/または第3の半導体
層が、バンド障壁緩和層を有する事が好ましい。バンド
障壁緩和層は、連続して積層された半導体多層からな
り、各層のバンドギャップは、第1の半導体層から離れ
るに従い小さくなり、多層の中で第1の層に隣接する層
は、第1の半導体層の最外層(第2および/または第3
の半導体層に隣接する部分)のバンドギャップより小さ
くなるように構成されている。
Furthermore, in any of the above semiconductor light emitting devices, it is preferable that the second semiconductor layer and / or the third semiconductor layer have a band barrier relaxation layer. The band barrier relaxation layer is composed of semiconductor multilayers that are sequentially stacked, and the bandgap of each layer becomes smaller as the distance from the first semiconductor layer increases, and the layer adjacent to the first layer in the multilayer has the first layer. The outermost layer of the semiconductor layers (second and / or third)
Is smaller than the band gap of the portion adjacent to the semiconductor layer).

【0020】本発明では、前記第2の半導体層と第3の
半導体層の導電型は、通常互いに異なっている。
In the present invention, the conductivity types of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are usually different from each other.

【0021】本発明では、前記第2の半導体層および第
3の半導体層は、それぞれ第1の基板上および第2の基
板上に積層された1層以上の層からなり、第1の基板、
第2の半導体層、第1の半導体層、第3の半導体層、第
2の基板の順(逆でも同じ)で層構成されていてもよ
い。この基板は、半導体基板で、第2の半導体層または
第3の半導体層がエピタキシャル成長するのに適したも
ので、かつ界面にエネルギー障壁を生じないものが選ば
れる。基板の厚さは、放熱を良くするために少なくとも
一方はできるだけ薄い方が好ましいが、実用的な観点か
ら一方の基板は10〜100μmであることが好まし
い。このような構成の半導体発光素子は、製造工程にお
いてエピタキシャル層の形成と同時に、基板の裏面に金
属電極を形成できるという利点を有する。
In the present invention, each of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer comprises one or more layers laminated on the first substrate and the second substrate, respectively.
The second semiconductor layer, the first semiconductor layer, the third semiconductor layer, and the second substrate may be layered in this order (or vice versa). This substrate is selected as a semiconductor substrate that is suitable for epitaxial growth of the second semiconductor layer or the third semiconductor layer and does not generate an energy barrier at the interface. It is preferable that at least one of the substrates is as thin as possible in order to improve heat dissipation, but one substrate is preferably 10 to 100 μm from a practical viewpoint. The semiconductor light emitting device having such a structure has an advantage that the metal electrode can be formed on the back surface of the substrate simultaneously with the formation of the epitaxial layer in the manufacturing process.

【0022】さらに本発明は、第1の基板上に、前記第
2の半導体層を積層し、この上に前記第1の半導体層の
一部であって少なくとも発光層を含む層を積層する第1
の積層工程と、第2の基板上に前記第3の半導体層を積
層し、この上に第1の積層工程で積層されなかった前記
第1の半導体層の残りの層を積層する第2の積層工程
と、前記積層工程により各層が形成された第1の基板と
第2の基板とを、第1の半導体層同士が向かい合うよう
に直接重ね合わせて貼り合わせる工程とを有する半導体
発光素子の製造方法に関する。
Further, according to the present invention, the second semiconductor layer is laminated on a first substrate, and a layer which is a part of the first semiconductor layer and includes at least a light emitting layer is laminated on the second semiconductor layer. 1
And a step of stacking the third semiconductor layer on the second substrate, and stacking the remaining layers of the first semiconductor layer not stacked in the first stacking step on the second semiconductor layer. Manufacture of a semiconductor light emitting device including a laminating step, and a step of directly laminating and bonding a first substrate and a second substrate on which respective layers are formed by the laminating step so that the first semiconductor layers face each other. Regarding the method.

【0023】本発明では、第1または第2の基板の少な
くとも一方の基板を、それらの基板上に成長する半導体
エピタキシヤル成長層の成長温度より低い融点を有する
金属を用い、その成長温度より高い融点を有する支持体
に融着し、成長装置内で所定の成長温度で基板上に半導
体層をエピタキシャル成長させると同時に金属と半導体
基板の界面の接触抵抗を下げて金属電極を形成すること
もできる。
In the present invention, at least one of the first and second substrates is made of a metal having a melting point lower than the growth temperature of the semiconductor epitaxial growth layer grown on those substrates and higher than the growth temperature. It is also possible to form a metal electrode by fusing to a support having a melting point and epitaxially growing a semiconductor layer on a substrate at a predetermined growth temperature in a growth apparatus, and at the same time reducing the contact resistance at the interface between the metal and the semiconductor substrate.

【0024】この場合、低い融点を有する金属で融着す
る代わりに、第1または第2の基板の少なくとも一方の
基板の前記の各層を形成する面とは反対側面(裏面)
に、少なくとも1種類の金属電極材料を予め蒸着して金
属電極を形成してもよい。
In this case, instead of fusing with a metal having a low melting point, the side surface (rear surface) opposite to the surface on which each of the above layers is formed on at least one of the first and second substrates.
Alternatively, at least one kind of metal electrode material may be vapor-deposited in advance to form the metal electrode.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明のGaAs基板上のII−
VI族半導体発光素子は、例えば図1に示すように、p
電極側とp−ZnSe層27の間に、p+−GaAsコ
ンタクト層32、p型バンド障壁緩和層35、p−Ga
As界面安定化層28なるIII−1V族半導体層を有
している。これらのIII−V族半導体層の作用を図8
を用いて説明する。図8の(a)、(b)、(c)はそ
れぞれ、Au電極とp−ZnSeコンタクト層の接触界
面、p−GaAs層とp−ZnSe層のへテロ界面、本
発明の半導体LDに用いられるバンド障壁緩和層とp−
ZnSe層のへテロ界面、の0バイアス時のバンド模式
図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION II- on the GaAs substrate of the present invention
The Group VI semiconductor light-emitting element is, for example, as shown in FIG.
Between the electrode side and the p-ZnSe layer 27, the p + -GaAs contact layer 32, the p-type band barrier relaxation layer 35, and the p-Ga are formed.
The As interface stabilizing layer 28 has a III-1V semiconductor layer. The action of these III-V semiconductor layers is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. 8A, 8B, and 8C are used for the contact interface between the Au electrode and the p-ZnSe contact layer, the hetero interface between the p-GaAs layer and the p-ZnSe layer, and the semiconductor LD of the present invention, respectively. Band barrier relaxation layer and p-
It is a band schematic diagram at 0 bias of the hetero interface of a ZnSe layer.

【0026】(a)で示される様に、Au電極とp−Z
nSeコンタクト層のへテロ界面には1.6eVの価電
子帯のバンド障壁が存在する。
As shown in (a), the Au electrode and p-Z
A band barrier in the valence band of 1.6 eV exists at the hetero interface of the nSe contact layer.

【0027】また(b)で示される様に、p−GaAs
層とp−ZnSe層のへテロ界面にも、1.4eVの価
電子帯のバンド障壁が存在する。ところが(c)で示さ
れるように、p−AlInP層とp−ZnSe層のへテ
ロ界面の価電子帯のバンド障壁はわずか0.43eVで
ある。p型コンタクト層とLD素子との価電子帯のポテ
ンシヤル障壁が小さくなれば、ホ−ルの注入が容易にな
る。従ってp−GaAs層とp−ZnSe層の間にp−
AlInP層を挿入する事によって、ZnSe系の半導
体LDの動作電圧を低減させる事ができる。即ち、p−
AlInP層はバンド障壁緩和層として機能する。
Further, as shown in (b), p-GaAs
A band barrier in the valence band of 1.4 eV also exists at the hetero interface between the layer and the p-ZnSe layer. However, as shown in (c), the band barrier of the valence band at the hetero interface between the p-AlInP layer and the p-ZnSe layer is only 0.43 eV. If the potential barrier of the valence band between the p-type contact layer and the LD element becomes small, the injection of holes becomes easy. Therefore, between the p-GaAs layer and the p-ZnSe layer, p-
By inserting the AlInP layer, the operating voltage of the ZnSe based semiconductor LD can be reduced. That is, p-
The AlInP layer functions as a band barrier relaxation layer.

【0028】さらにAlInPよりバンドギャップの小
さい半導体であるGaInPやGaAsやInGaAs
をさらに組み合わせることで、(c)に示される様に、
バンド障壁を徐々に緩和させることができる。またバン
ドギャップの小さい半導体層は高pド−ピングが可能に
なるので、金属電極とのオーミックな接触が取りやすく
なる効果がある。
Further, GaInP, GaAs, and InGaAs, which are semiconductors having a smaller band gap than AlInP, are used.
By further combining, as shown in (c),
The band barrier can be gradually relaxed. In addition, since a semiconductor layer having a small band gap enables high p-doping, there is an effect that ohmic contact with a metal electrode is easily obtained.

【0029】通常ZnSe上に、このようなAlGaI
nP系のバンド障壁緩和層を成長させる事は、これらの
結晶の成長温度の違いから困難である。ところが本発明
の製造方法では、バンド障壁緩和層をZnSe上ではな
く、GaAs基板上に成長して形成するため、高品質の
ものが容易に得られる。しかもこれらのバンド障壁緩和
層は、GaAs基板に格子整合しているので歪に起因す
る転位がなく高品質で高p濃度ド−ピングが可能であ
る。
Such AlGaI is usually formed on ZnSe.
It is difficult to grow an nP-based band barrier relaxation layer due to the difference in the growth temperature of these crystals. However, in the manufacturing method of the present invention, since the band barrier relaxation layer is grown and formed not on ZnSe but on the GaAs substrate, a high quality one can be easily obtained. Moreover, since these band barrier relaxation layers are lattice-matched with the GaAs substrate, there is no dislocation due to strain, and high quality and high p concentration doping can be performed.

【0030】即ち本発明では、従来のLDに見られるよ
うな強歪コンタクト層の転位増殖による劣化がなく、本
発明のII−VI族半導体発光素子は信頼性が高い。
That is, according to the present invention, there is no deterioration due to dislocation multiplication of the strongly strained contact layer as seen in the conventional LD, and the II-VI semiconductor light emitting device of the present invention has high reliability.

【0031】図1の半導体LDウエハの製造過程におい
て、p−GaAs基板をエッチングで除去して、p+
GaAsコンタクト層にp電極を形成するために400
℃程度にウエ八を加熱しても、ウエハがp−ZnSe層
をAlGaInP系のバンド障壁緩和層でキヤップした
構造を有しているので、ZnSe層からのSe抜けを防
止する事ができる。従って、本発明の半導体発光素子の
製造方法によって、電極形成プロセス時のLDの熱劣化
を避けることができる。
In the process of manufacturing the semiconductor LD wafer shown in FIG. 1, the p-GaAs substrate is removed by etching, and p + -
400 to form a p-electrode on the GaAs contact layer
Even if the wafer is heated to about C, the wafer has a structure in which the p-ZnSe layer is capped with the AlGaInP-based band barrier relaxation layer, so that Se escape from the ZnSe layer can be prevented. Therefore, the semiconductor light emitting device manufacturing method of the present invention can avoid thermal deterioration of the LD during the electrode formation process.

【0032】本発明の図2に示すII−VI族半導体発
光素子の製造方法では、成長前にp基板とn基板の裏面
にIn等の低融点金属あるいは他の金属電極材料を融着
あるいは蒸着させ、それらの基板上に各半導体層をそれ
ぞれ成長している間に金属と半導体基板界面が合金化さ
れて金属電極が形成される。次いで、p基板上に成長し
た半導体層とn基板上に成長した半導体発光層を含む半
導体層を直接接合し、接合後のp基板およびn基板をエ
ッチング等で除去せずにそのまま残すことで形成される
ため、LD素子ウエハ成長後の電極プロセスが不必要に
なり、電極プロセスによるウエハの熱劣化や転位の増殖
を避ける事ができる。
In the method of manufacturing a II-VI semiconductor light emitting device shown in FIG. 2 of the present invention, a low melting point metal such as In or another metal electrode material is fused or vapor-deposited on the back surfaces of the p substrate and the n substrate before growth. Then, the metal and the interface of the semiconductor substrate are alloyed with each other to form the metal electrode while growing the respective semiconductor layers on the substrates. Then, the semiconductor layer grown on the p substrate and the semiconductor layer including the semiconductor light emitting layer grown on the n substrate are directly bonded to each other, and the p substrate and the n substrate after bonding are left without being removed by etching or the like. Therefore, the electrode process after the growth of the LD element wafer becomes unnecessary, and the thermal deterioration of the wafer and the growth of dislocations due to the electrode process can be avoided.

【0033】また本発明の半導体発光素子の製造方法
は、接合する2つのウエハの表面の半導体層を同一組
成、即ち同種類かつ同導電型の半導体層とし、それらの
接合面を直接貼り合わせて製造すると、歪のない接合面
が容易に形成できる。また接合面と発光層との距離を十
分取ることができるので発光層への接合による影響を十
分小さくできる。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the semiconductor layers on the surfaces of the two wafers to be bonded are made to have the same composition, that is, the semiconductor layers of the same type and the same conductivity type, and the bonding surfaces are directly bonded. When manufactured, a distortion-free joint surface can be easily formed. Further, since the distance between the bonding surface and the light emitting layer can be set sufficiently, the influence of the bonding on the light emitting layer can be sufficiently reduced.

【0034】また本発明の半導体発光素子の製造方法で
は、接合後に成長温度以上の高温、加圧状態で熱アニー
ルする必要がないので、加圧による劣化やエピウエハに
含まれる格子不整合層の熱による劣化さらにはpクラッ
ド層のド−ピング濃度の低下が生じない。その結果、本
発明の化合物半導体の接合方法による接合層は、エピタ
キシャル層と同等の品質を保つことができる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, since it is not necessary to perform thermal annealing after bonding at a high temperature higher than the growth temperature and under pressure, deterioration due to pressure and heat of the lattice mismatched layer included in the epi-wafer can be prevented. And the doping concentration of the p-clad layer does not decrease. As a result, the bonding layer formed by the compound semiconductor bonding method of the present invention can maintain the same quality as the epitaxial layer.

【0035】同様の事が本発明のIII−V族窒素化合
物半導体LDについても成り立つ。
The same applies to the III-V group nitrogen compound semiconductor LD of the present invention.

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例を挙げてさらに本発明を詳細に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0037】[実施例1]図1はこの実施例の断面構造
図である。この実施例のLDは、n電極10、厚さ10
0μmのn−GaAs基板11、層厚300nmのn−
GaAsバッファ層12、n型バンド障壁緩和層34、
2分子層厚のn−GaAs界面安定化層16、層厚30
nmのn−ZnSe層17、層厚150nmのn−Zn
SSe層18、層厚1μmのn−Mg0.1Zn0.90.14
Se0.86クラッド層19、層厚100nmのn−ZnS
Se光閉じ込め層20、層厚7nmのZn0.8Cd0.2
eウエル層21、層厚10nmのZnSSeバリア層2
2、層厚7nmのZn0.8Cd0.2Seウエル層23、層
厚100nmのp−ZnSSe光閉じ込め層24、層厚
0.8μmのp−Mg0.1Zn0.90.14Se0.86クラッ
ド層25、層厚300nmのp−ZnSSe層26、層
厚40nmのp−ZnSe層27、2分子層厚のp−G
aAs界面安定化層28、P型バンド障壁緩和層35、
+−GaAsコンタクト層32、p電極33からな
る。n型バンド障壁緩和層34は、層厚50nmのn−
GaInP層13、層厚50nmのn−(Al0.5Ga
0.50.5In0.5P層14、層厚50nmのn−AlI
nP層15から成り、p型バンド障壁緩和層35は、層
厚50nmのp−AlInP層29、層厚50nmのp
−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層30、層厚50n
mのp−GaInP層31からなる。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional structural view of this embodiment. The LD of this embodiment has an n-electrode 10 and a thickness 10
0 μm n-type GaAs substrate 11, 300 nm thick n-type
GaAs buffer layer 12, n-type band barrier relaxation layer 34,
Bilayer n-GaAs interface stabilizing layer 16, layer thickness 30
nm n-ZnSe layer 17, 150 nm thick n-ZnSe layer
SSe layer 18, n-Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 of thickness 1μm
Se 0.86 clad layer 19, n-ZnS having a layer thickness of 100 nm
Se light confinement layer 20, Zn 0.8 Cd 0.2 S with a layer thickness of 7 nm
e-well layer 21, ZnSSe barrier layer 2 having a layer thickness of 10 nm
2. Zn 0.8 Cd 0.2 Se well layer 23 having a layer thickness of 7 nm, p-ZnSSe optical confinement layer 24 having a layer thickness of 100 nm, p-Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 Se 0.86 clad layer 25 having a layer thickness of 0.8 μm, layer thickness of 300 nm P-ZnSSe layer 26, a p-ZnSe layer 27 having a layer thickness of 40 nm, and a bilayer p-G layer
aAs interface stabilization layer 28, P-type band barrier relaxation layer 35,
It comprises a p + -GaAs contact layer 32 and a p electrode 33. The n-type band barrier relaxation layer 34 has a layer thickness of 50 nm.
GaInP layer 13, n- (Al 0.5 Ga with a layer thickness of 50 nm
0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 14, n-AlI having a layer thickness of 50 nm
The p-type band barrier relaxation layer 35 is composed of the nP layer 15, and the p-type band barrier relaxation layer 35 includes a p-AlInP layer 29 having a layer thickness of 50 nm and a p-AlInP layer having a layer thickness of 50 nm.
-(Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 30, layer thickness 50 n
m of p-GaInP layer 31.

【0038】実施例1のLDは、GaAs基板上に発光
層としてII−VI族化合物半導体層を設けたLD素子
である。即ち、このLDは、発光層を含む第1の半導体
層がII−VI族化合物半導体層、第2の半導体層およ
び第3の半導体層がIII−V族化合物半導体層であ
り、第1の半導体層が第2の半導体層および第3の半導
体層で挟まれた構造である。また、第1の半導体層を挟
む2つの半導体層が導電型の異なるIII−V族化合物
半導体層であり、さらにII−VI族化合物半導体層と
III−V族化合物半導体層の境界に2分子層厚のII
I−V族砒素化合物半導体層であるn型およびp型のG
aAs界面安定化層を有している。また、n型およびp
型のバンド障壁緩和層を有している。
The LD of Example 1 is an LD element in which a II-VI group compound semiconductor layer is provided as a light emitting layer on a GaAs substrate. That is, in this LD, the first semiconductor layer including the light emitting layer is a II-VI group compound semiconductor layer, the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are III-V group compound semiconductor layers, and the first semiconductor A layer is sandwiched between a second semiconductor layer and a third semiconductor layer. Further, the two semiconductor layers sandwiching the first semiconductor layer are III-V group compound semiconductor layers having different conductivity types, and two molecular layers are provided at the boundary between the II-VI group compound semiconductor layer and the III-V group compound semiconductor layer. Thick II
N-type and p-type G that is an IV group arsenic compound semiconductor layer
It has an aAs interface stabilizing layer. Also, n-type and p
Type band barrier relaxation layer.

【0039】この半導体発光素子の製造には、MBE、
MOCVD、MOMBE及びガスソースMBE等の気相
成長法が用いられる。III−V族半導体原料には、A
l、Ga、In、AsまたはP等の固体原料、Al、G
a、In、AsまたはPを含む有機金属原料、またはA
sもしくはPを含む水素化合物を用いる。II−VI族
半導体原料としては、Cd、Zn、Mg、S等の単体お
よびCdS、ZnS、ZnCl2等の化合物を用る。水
素化合物原料あるいは有機金属原料を高温でクラッキン
グして原料元素を供給してもよい。
MBE,
A vapor phase growth method such as MOCVD, MOMBE and gas source MBE is used. As the III-V group semiconductor raw material, A
Solid raw materials such as 1, Ga, In, As or P, Al, G
Organometallic raw material containing a, In, As or P, or A
A hydrogen compound containing s or P is used. As the II-VI group semiconductor raw material, simple substances such as Cd, Zn, Mg and S and compounds such as CdS, ZnS and ZnCl 2 are used. The hydrogen compound raw material or the organometallic raw material may be cracked at a high temperature to supply the raw material element.

【0040】III−V族半導体層のpドーパントには
Be、Mg、Zn等を用い、nドーパントにはSi、S
n等を用いる。II−VI族半導体層のpドーパントに
は、ECRプラズマガンあるいは熱分解セルにより供給
される、励起窒素あるいは中性ラジカルの窒素プラズマ
等を用い、nドーパントにはZnCl2のClまたは金
属Ga等を用いる。
Be, Mg, Zn or the like is used as the p-dopant of the III-V semiconductor layer, and Si or S is used as the n-dopant.
n or the like is used. The p-dopant of the II-VI group semiconductor layer is nitrogen plasma of excited nitrogen or neutral radicals supplied by an ECR plasma gun or a thermal decomposition cell, and the n-dopant is Cl of ZnCl 2 or metal Ga. To use.

【0041】n型のド−ピング濃度はすべての層で約8
×1017cm-3、p型のドーピング濃度については、p
−MgZnSSeクラッド層25は5×1017cm-3
p−ZnSSe層26、p−ZnSe層27、p−Ga
As界面安定化層28は8×1017cm-3、p型バンド
障壁緩和層35は1×1018cm-3、p+−GaAsコ
ンタクト層32は1×1019cm-3程度である。また発
光層であるZn0.8Cd 0.2Seウエル層21およびZ
nSSeバリア層22層はアンドープ層である。但し、
ドーピング濃度および3元混晶と4元混晶の組成および
層厚は、本実施例に限定されず、LDの利得が最大にな
るように調整できる。
The n-type doping concentration is about 8 in all layers.
× 10 17 cm -3 , p-type doping concentration is p
-MgZnSSe cladding layer 25 is 5 × 10 17 cm -3 ,
p-ZnSSe layer 26, p-ZnSe layer 27, p-Ga
The As interface stabilization layer 28 is 8 × 10 17 cm −3 , the p-type band barrier relaxation layer 35 is 1 × 10 18 cm −3 , and the p + -GaAs contact layer 32 is about 1 × 10 19 cm −3 . Further, the Zn 0.8 Cd 0.2 Se well layer 21 and Z which are the light emitting layer
The nSSe barrier layer 22 layer is an undoped layer. However,
The doping concentration, the composition of the ternary mixed crystal and the composition of the quaternary mixed crystal, and the layer thickness are not limited to those in this embodiment, and can be adjusted so that the LD gain is maximized.

【0042】以下にこの実施例のLDの製造方法につい
て、図6を参照しながら説明する。先ずIII−V族専
用のMBE成長室で、第1の基板n−GaAs基板11
上に、Asビ−ム照射下で基板温度を630℃にしてG
aAs基板の酸化膜を蒸発させた後n−GaAsバッフ
ァ層12を成長させる。n−GaAsバッファ層12を
成長しながら成長温度を540℃に降下させ、AlGa
InP系のn型バンド障壁緩和層34、n−GaAs界
面安定化層16を成長させた後に基板温度を150℃に
下げる。n−GaAs界面安定化層16はその上に成長
させるn−ZnSeの成長を容易にする効果がある。
The method of manufacturing the LD of this embodiment will be described below with reference to FIG. First, in the MBE growth chamber dedicated to the III-V group, the first substrate n-GaAs substrate 11
Then, the substrate temperature is set to 630 ° C. under As beam irradiation and G
After evaporating the oxide film of the aAs substrate, the n-GaAs buffer layer 12 is grown. The growth temperature is lowered to 540 ° C. while growing the n-GaAs buffer layer 12, and AlGa
After growing the InP-based n-type band barrier relaxation layer 34 and the n-GaAs interface stabilizing layer 16, the substrate temperature is lowered to 150 ° C. The n-GaAs interface stabilizing layer 16 has an effect of facilitating the growth of n-ZnSe grown thereon.

【0043】次にそのウエハをII−VI族専用のMB
E成長室に高真空を維持したまま搬送し、成長温度30
0℃付近で、n−ZnSe層17、n−ZnSSe層1
8、n−MgZnSSeクラッド層19、ZnSSe光
閉じ込め層20、ZnCdSe/ZnSSe量子井戸活
性層36、ZnSSe光閉じ込め層24、p−MgZn
SSeクラッド層25、p−ZnSSe層26、層厚2
0nmのp−ZnSe層27、を順次MBE成長させ、
第1の基板上に各層を形成する。
Next, the wafer is used as a MB for II-VI group only.
E Transfer to the growth chamber while maintaining a high vacuum, and grow at a growth temperature of 30
The n-ZnSe layer 17 and the n-ZnSSe layer 1 were formed at around 0 ° C.
8, n-MgZnSSe cladding layer 19, ZnSSe optical confinement layer 20, ZnCdSe / ZnSSe quantum well active layer 36, ZnSSe optical confinement layer 24, p-MgZn
SSe cladding layer 25, p-ZnSSe layer 26, layer thickness 2
0 nm p-ZnSe layer 27 is sequentially grown by MBE,
Each layer is formed on the first substrate.

【0044】同様にして、厚さ350μmのp−GaA
s基板40上にp−GaAsバッファ層39、p−Ga
InPエッチングストップ層38、p+−GaAsコン
タクト層32、p−GaAs界面安定化層28をIII
−V族専用のMBE成長室で成長させた後、層厚20n
mのp−ZnSe層27をII−VI族専用のMBE成
長室で成長させ、第2の基板上に各層を形成する。
Similarly, 350 μm thick p-GaA is formed.
p-GaAs buffer layer 39, p-Ga on s substrate 40
The InP etching stop layer 38, the p + -GaAs contact layer 32, and the p-GaAs interface stabilizing layer 28 are formed as III.
-After growing in the MBE growth chamber dedicated to group V, layer thickness 20n
The p-ZnSe layer 27 of m is grown in the MBE growth chamber dedicated to the II-VI group, and each layer is formed on the second substrate.

【0045】このようにして第1の基板および第2の基
板の表面層を、いずれも同一組成(構成元素が同一で導
電型も同一)のp−ZnSe層とした。但し、この実施
例では第1の基板の表面にSeが露出し(Se安定化面
42)、第2の基板の表面にはZnが露出するようにし
た(Zn安定化面43)。この2つのウエハを、高真空
中で例えば280℃程度の同一の温度に保ち、p−Zn
Se層27のSe安定化面42とZn安定化面43を機
械的に直接接合41することで、貼り合わせ一体化した
ウエハを得る。
In this way, the surface layers of the first substrate and the second substrate were both p-ZnSe layers having the same composition (having the same constituent elements and the same conductivity type). However, in this embodiment, Se is exposed on the surface of the first substrate (Se stabilizing surface 42) and Zn is exposed on the surface of the second substrate (Zn stabilizing surface 43). These two wafers are kept at the same temperature of, for example, about 280 ° C. in a high vacuum, and p-Zn
By mechanically directly bonding 41 the Se stabilizing surface 42 and the Zn stabilizing surface 43 of the Se layer 27, a bonded and integrated wafer is obtained.

【0046】次に、p−GaAs基板40とp−GaA
sバッファ層39、p−GaInPエッチングストップ
層38のエッチング除去44を行う。具体的には以下の
ように行う。先ず一体化したウエハをMBE装置から取
り出し、n側とp側の基板表面に付着している基板固定
に用いたInを、塩酸に浸して除去する。
Next, the p-GaAs substrate 40 and p-GaA
The s buffer layer 39 and the p-GaInP etching stop layer 38 are removed by etching 44. Specifically, this is performed as follows. First, the integrated wafer is taken out from the MBE apparatus, and the In adhering to the substrate surfaces on the n-side and the p-side used for fixing the substrate is immersed in hydrochloric acid to be removed.

【0047】n−GaAs基板表面をワックスで覆い、
p−GaAs基板40とp−GaAsバッファ層39を
リン酸系のエッチング溶液(リン酸(85%水溶液):
過酸化水素(30%水溶液):水=1:1:10)を用
いて除去する。p−GaInPエッチングストッブ層3
8でリン酸系エッチングは自動的に停止する。p−Ga
InPエッチングストップ層38を塩酸を用いて除去
し、p+−GaAsコンタクト層32を表面に出す。
The surface of the n-GaAs substrate is covered with wax,
For the p-GaAs substrate 40 and the p-GaAs buffer layer 39, a phosphoric acid-based etching solution (phosphoric acid (85% aqueous solution):
Remove with hydrogen peroxide (30% aqueous solution): water = 1: 1: 10). p-GaInP etching stove layer 3
At 8, the phosphoric acid type etching is automatically stopped. p-Ga
The InP etching stop layer 38 is removed using hydrochloric acid to expose the p + -GaAs contact layer 32 on the surface.

【0048】以下の工程は通常のLDの電極形成プロセ
スと同様に、有機洗浄でワックスを剥がし、n−GaA
s基板を研磨し、石英ガラスやレジストを用いてp側に
ストライプを形成し、次いでp電極およびn電極を形成
する。
In the following steps, the wax is peeled off by organic cleaning and n-GaA is used as in the normal LD electrode forming process.
The s substrate is polished, a stripe is formed on the p side using quartz glass or a resist, and then a p electrode and an n electrode are formed.

【0049】[実施例2]図2は本発明の実施例2のL
Dの断面構造図である。この例の半導体発光素子は、I
n電極53、厚さ350μmのn−GaAs基板11、
層厚300nmのn−GaAsバッファ層12、n型バ
ンド障壁緩和層34、2分子層厚のn−GaAs界面安
定化層16、層厚30nmのn−ZnSe層17、層厚
150nmのn−ZnSSe層18、Mg組成0.1で
層厚1μmのn−MgZnSSeクラッド層19、層厚
100nmのn−ZnSSe光閉じ込め層20、層厚7
nmのZn0.8Cd0.2Seウエル層21、層厚10nm
のZnSSeバリア層22、層厚7nmのZn0.8Cd
0.2Seウエル層23、層厚100nmのp−ZnSS
e光閉じ込め層24、Mg組成0.1で層厚0.8μm
のp−MgZnSSeクラッド層25、層厚300nm
のp−ZnSSe層26、層厚40nmのp−ZnSe
層27、2分子層厚のp−GaAs界面安定化層28、
p型バンド障壁緩和層35、層厚0.1μmのp−Ga
As層50、厚さ50μmのp−GaAs基板51、I
n電極52からなる。n型およびp型バンド障壁緩和層
34および35は、実施例1のものと同層構造である。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows L of Embodiment 2 of the present invention.
It is a section construction drawing of D. The semiconductor light emitting device of this example has I
an n-electrode 53, an n-GaAs substrate 11 having a thickness of 350 μm,
The n-GaAs buffer layer 12 having a layer thickness of 300 nm, the n-type band barrier relaxing layer 34, the n-GaAs interface stabilizing layer 16 having a two-layer thickness, the n-ZnSe layer 17 having a layer thickness of 30 nm, and the n-ZnSSe layer having a layer thickness of 150 nm. Layer 18, n-MgZnSSe cladding layer 19 with a Mg composition of 0.1 and a layer thickness of 1 μm, n-ZnSSe optical confinement layer 20 with a layer thickness of 100 nm, layer thickness 7
nm Zn 0.8 Cd 0.2 Se well layer 21, layer thickness 10 nm
ZnSSe barrier layer 22, Zn 0.8 Cd with a layer thickness of 7 nm
0.2 Se well layer 23, p-ZnSS having a layer thickness of 100 nm
e Light confinement layer 24, Mg composition 0.1 and layer thickness 0.8 μm
P-MgZnSSe cladding layer 25, layer thickness 300 nm
P-ZnSSe layer 26, p-ZnSe having a layer thickness of 40 nm
A layer 27, a bilayer thick p-GaAs interface stabilizing layer 28,
p-type band barrier relaxation layer 35, p-Ga having a layer thickness of 0.1 μm
As layer 50, p-GaAs substrate 51 having a thickness of 50 μm, I
It consists of an n-electrode 52. The n-type and p-type band barrier relaxation layers 34 and 35 have the same layer structure as that of the first embodiment.

【0050】この実施例のLDは、2つの基板で、基板
を構成する元素の族とは異なる族の元素からなる発光層
を含む半導体層を挟んだ構造を有しており、p−GaA
s層50、p−GaAs基板51、In電極52、53
以外は実施例1のLDと同構造である。
The LD of this embodiment has a structure in which a semiconductor layer including a light emitting layer made of an element of a group different from the group of elements constituting the substrate is sandwiched between two substrates, and p-GaA is used.
s layer 50, p-GaAs substrate 51, In electrodes 52, 53
Other than that, the structure is the same as that of the LD of Example 1.

【0051】実施例2のLDの製造方法は、実施例1の
LDの製造方法と同様のウエハの直接接合による方法で
あり、半導体基板をIn等の低融点金属で高融点の支持
体に融着し、成長装置内で所定の成長温度で基板上にエ
ピタキシャル成長させると同時に金属と半導体基板の界
面のオーミックコンタクトをとり金属電極を形成する。
The LD manufacturing method of the second embodiment is a method of directly bonding wafers similar to the LD manufacturing method of the first embodiment, in which the semiconductor substrate is fused with a low melting point metal such as In to a high melting point support. Then, the metal electrode is formed by making an ohmic contact at the interface between the metal and the semiconductor substrate while epitaxially growing on the substrate at a predetermined growth temperature in the growth apparatus.

【0052】この実施例2の構成および製造方法によれ
ば、実施例1のLDの製造に必要なp−GaAs基板の
除去やn側およびp側の電極形成プロセスが要らないの
で、電極形成時の熱劣化や電極形成プロセスの手間や失
敗がなく、非常に短時間で高品質のLDが得られる利点
を有する。
According to the structure and the manufacturing method of the second embodiment, since the p-GaAs substrate removal and the n-side and p-side electrode forming processes required for manufacturing the LD of the first embodiment are not required, the electrode is not formed. There is an advantage that a high-quality LD can be obtained in a very short time without the heat deterioration and the trouble and failure of the electrode forming process.

【0053】[実施例3]図3は本発明の実施例3のL
Dの断面構造図である。この実施例のLDは、AuGe
Ni−n電極60、厚さ350μmのn−InP基板6
1、層厚0.1μmのn−InPバッファ層62、2分
子層厚のn−InGaAs界面安定化層63、層厚15
0nmのn−Zn0.48Cd0.52Se層64、層厚1μm
のn−Mg 0.2Zn0.4Cd0.4Seクラッド層65、層
厚100nmのn−Mg0.05Zn0.4 6Cd0.49Se光閉
じ込め層66、層厚10nmのZn0.4Cd0.6Seウエ
ル層67、層厚15nmのMg0.05Zn0.46Cd0.49
eバリア層68、層厚10nmのn−Zn0.4Cd0.6
eウエル層69、層厚100nmのp−Mg0.05Zn
0.46Cd0.49Se光閉じ込め層70、層厚0.7μmの
n−Mg0.2Zn0.4Cd 0.4Seクラッド層71、層厚
300nmのp−Zn0.48Cd0.52Se層72、2分子
層厚のp−InGaAs界面安定化層73、層厚200
nmのp−InP層74、p+−InGaAsコンタク
ト層75、p電極76からなる。
[Embodiment 3] FIG. 3 shows L of Embodiment 3 of the present invention.
It is a section construction drawing of D. The LD of this embodiment is AuGe.
Ni-n electrode 60, n-InP substrate 6 having a thickness of 350 μm
1, n-InP buffer layer 62 having a layer thickness of 0.1 μm, 2 minutes
N-InGaAs interface stabilizing layer 63 having a child layer thickness, layer thickness 15
0 nm n-Zn0.48Cd0.52Se layer 64, layer thickness 1 μm
N-Mg 0.2Zn0.4Cd0.4Se clad layer 65, layer
100 nm thick n-Mg0.05Zn0.4 6Cd0.49Se light closed
Containment layer 66, Zn with a layer thickness of 10 nm0.4Cd0.6Se Hue
Layer 67, Mg having a layer thickness of 15 nm0.05Zn0.46Cd0.49S
e barrier layer 68, n-Zn having a layer thickness of 10 nm0.4Cd0.6S
e-well layer 69, p-Mg having a layer thickness of 100 nm0.05Zn
0.46Cd0.49Se light confinement layer 70, with a layer thickness of 0.7 μm
n-Mg0.2Zn0.4Cd 0.4Se clad layer 71, layer thickness
300 nm p-Zn0.48Cd0.52Se layer 72, 2 molecules
P-InGaAs interface stabilizing layer 73 having a layer thickness of 200
nm p-InP layer 74, p+-InGaAs contact
And a p-electrode 76.

【0054】実施例3のLDは、実施例1のLDと同様
に、活性層を有するII−VI族半導体層をIII−V
族半導体層で挟んだ構造をした半導体LDの例である。
実施例3のLDが実施例1のLDと大きく異なる点は、
InP基板上に発光層としてII−VI族化合物半導体
層を設けたLDである点、界面安定化層としてn型およ
びp型のInGaAs層を有するが、III−V族のバ
ンド障壁緩和層は有していない点である。
The LD of Example 3 is the same as the LD of Example 1 except that the II-VI group semiconductor layer having an active layer is III-V.
It is an example of a semiconductor LD having a structure sandwiched between group semiconductor layers.
The difference between the LD of Example 3 and the LD of Example 1 is that
It is an LD in which a II-VI group compound semiconductor layer is provided as a light emitting layer on an InP substrate, and has n-type and p-type InGaAs layers as an interface stabilizing layer, but has a III-V group band barrier relaxing layer. The point is not doing.

【0055】実施例3のLDの製造方法は、ウエハの直
接接合による方法を用い、また、n型InP半導体基板
の裏面に予め金属電極材料であるAu/Ge/Niを蒸
着して金属電極を形成しておいてから、そのn型InP
半導体基板表面上にエピタキシャル成長を行う事を特徴
とする。
The method of manufacturing the LD of Example 3 uses a method of directly bonding the wafers, and Au / Ge / Ni, which is a metal electrode material, is vapor-deposited on the back surface of the n-type InP semiconductor substrate to form a metal electrode. After being formed, the n-type InP
It is characterized by performing epitaxial growth on the surface of a semiconductor substrate.

【0056】以下に実施例3のLDの製造方法について
図7を参照しながら説明する。先ず、n−InP基板6
1の裏面(半導体成長面とは反対面)にAu/Ge/N
iを蒸着して金属電極を形成した。次に、III−V族
専用のMBE成長室で、n−InP基板61上に、Pビ
ーム照射下で基板温度を530℃にしてInP基板の自
然酸化膜を蒸発させた後、基板温度520℃でn−In
Pバッファ層62、n−InGaAs界面安定化層63
を成長させ、基板温度を150℃に下げる。n−InG
aAs界面安定化層はその上に成長させるn−Zn0.48
Cd0.52Se層の成長を容易にする効果がある。
A method of manufacturing the LD of Example 3 will be described below with reference to FIG. First, the n-InP substrate 6
Au / Ge / N on the back surface of 1 (the surface opposite to the semiconductor growth surface)
i was vapor-deposited to form a metal electrode. Next, in the MBE growth chamber dedicated to the III-V group, the substrate temperature was set to 530 ° C. and the natural oxide film of the InP substrate was evaporated on the n-InP substrate 61, and then the substrate temperature was set to 520 ° C. N-In
P buffer layer 62, n-InGaAs interface stabilization layer 63
Are grown and the substrate temperature is lowered to 150 ° C. n-InG
The aAs interface stabilizing layer is grown on it with n-Zn 0.48.
It has the effect of facilitating the growth of the Cd 0.52 Se layer.

【0057】次にそのウエハをII−VI族専用のMB
E成長室に高真空を維持したまま搬送し、成長温度30
0℃付近で、n−Mg0.2Zn0.4Cd0.4Seクラッド
層65、n−Mg0.05Zn0.46Cd0.49Se光閉じ込め
層66、n−Zn0.4Cd0.6Se/n−Mg0.05Zn
0.46Cd0.49Seの量子井戸活性層83、p−Mg0.05
Zn0.46Cd0.49Se光閉じ込め層70、n−Mg0.2
Zn0.4Cd0.4Seクラッド層71、層厚150nmの
p−Zn0.48Cd0.52Se層72を順次MBE成長さ
せ、第1の基板上に各層を形成する。
Next, the wafer is treated with an MB dedicated to II-VI group.
E Transfer to the growth chamber while maintaining a high vacuum, and grow at a growth temperature of 30
At around 0 ° C., n-Mg 0.2 Zn 0.4 Cd 0.4 Se cladding layer 65, n-Mg 0.05 Zn 0.46 Cd 0.49 Se optical confinement layer 66, n-Zn 0.4 Cd 0.6 Se / n-Mg 0.05 Zn
0.46 Cd 0.49 Se quantum well active layer 83, p-Mg 0.05
Zn 0.46 Cd 0.49 Se optical confinement layer 70, n-Mg 0.2
A Zn 0.4 Cd 0.4 Se clad layer 71 and a p-Zn 0.48 Cd 0.52 Se layer 72 having a layer thickness of 150 nm are sequentially MBE-grown to form each layer on the first substrate.

【0058】同様にして、p−InP基板81上にp−
InPバッファ層80、p+−InGaAsコンタクト
層75、p−InP層74、p−InGaAs界面安定
化層73をIII−V族専用のMBE成長室で成長させ
た後、層厚150nmのp−Zn0.48Cd0.52Se層7
2をII−VI族専用のMBE成長室で成長させ、第2
の基板上に各層に形成する。
Similarly, p-on the p-InP substrate 81.
After growing the InP buffer layer 80, the p + -InGaAs contact layer 75, the p-InP layer 74, and the p-InGaAs interface stabilizing layer 73 in the MBE growth chamber dedicated to the III-V group, the p-Zn layer having a layer thickness of 150 nm is grown. 0.48 Cd 0.52 Se layer 7
2 in the MBE growth chamber dedicated to the II-VI group,
Each layer is formed on the substrate.

【0059】このようにして第1の基板および第2の基
板の表面層を、いずれも同一組成(構成元素が同一で導
電型も同一)の層とした。但し、この実施例では第1の
基板の表面にSeが露出し(Se安定化面86)、第2
の基板の表面にはZnCdが露出するようにした(Zn
Cd安定化面87)。この2つのウエハを、高真空中で
例えば280℃程度の同一の温度に保ち、p−Zn0.48
Cd0.52Se層72で機械的に直接接合することで、貼
り合わせ一体化したウエ八を得る。
In this way, the surface layers of the first substrate and the second substrate were both layers having the same composition (having the same constituent element and the same conductivity type). However, in this embodiment, Se is exposed on the surface of the first substrate (Se stabilizing surface 86),
ZnCd was exposed on the surface of the substrate (Zn
Cd stabilization surface 87). The two wafers are kept at the same temperature of, for example, about 280 ° C. in a high vacuum, and p-Zn 0.48
By mechanically directly bonding with the Cd 0.52 Se layer 72, a bonded and integrated wafer is obtained.

【0060】次に、p−InP基板81とp−InPバ
ッファ層80、のエッチング除去85を行う。先ず一体
化したウエハをMBE装置から取り出し、n側とp側の
基板表面に付着している基板固定に用いたInを、硝酸
に浸して除去する。
Next, the p-InP substrate 81 and the p-InP buffer layer 80 are removed by etching 85. First, the integrated wafer is taken out from the MBE apparatus, and the In adhering to the substrate surface on the n-side and the p-side for fixing the substrate is immersed in nitric acid to be removed.

【0061】次いでn−InP基板表面をワックスで覆
い、p−InP基板81とp−InPバッファ層80を
臭化水素酸系のエッチング溶液(HBr(47%水溶
液):過酸化水素(30%水溶液):水=4:1:1
0)を用いて除去する。p+−InGaAsコンタクト
層75の表面でエッチングは自動的に停止するので、p
+−GaAsコンタクト層75が表出する。
Next, the surface of the n-InP substrate is covered with wax, and the p-InP substrate 81 and the p-InP buffer layer 80 are etched with a hydrobromic acid-based etching solution (HBr (47% aqueous solution): hydrogen peroxide (30% aqueous solution). ): Water = 4: 1: 1
0) to remove. Since the etching automatically stops on the surface of the p + -InGaAs contact layer 75, p
The + -GaAs contact layer 75 is exposed.

【0062】以下の工程は通常のLDの電極形成プロセ
スと同様に、有機洗浄でワックスを剥がし、n−InP
基板を研磨し、石英ガラスやレジストを用いてp側にス
トラィプを形成し、p電極を形成する。この実施例で示
すように、本発明はInP基板を用いる場合にも適用可
能である。また、n側の電極形成プロセスを成長前に行
うことで、成長層の電極形成時の熱劣化や電極形成プロ
セスの手間や失敗を半減する事ができる。
In the following steps, the wax is removed by organic cleaning and n-InP is used as in the normal LD electrode forming process.
The substrate is polished and a strap is formed on the p side using quartz glass or a resist to form a p electrode. As shown in this embodiment, the present invention is also applicable when using an InP substrate. Further, by performing the n-side electrode forming process before the growth, it is possible to halve the heat deterioration at the time of forming the electrode of the growth layer and the labor and failure of the electrode forming process.

【0063】[実施例4]図4は実施例4のLDの断面
構造図である。実施例4のLDは、n電極100、厚さ
350μmのn−GaAs基板101、層厚300nm
のn−GaAsバッファ層102、n型バンド障壁緩和
層124、2分子層厚のn−GaInP界面安定化層1
06、層厚50nmのn−GaN/InN超格子層10
7、層厚800nmのn−Ga0.8In0.2Nバッファ層
108、層厚200nmのn−Al 0.12Ga0.68In
0.2Nクラッド層109、層厚100nmのn−Ga0.8
In0. 2N光閉じ込め層110、層厚7nmのGa0.6
0.4Nウエル層111、層厚10nmのGa0.8In
0.2Nバリア層112、層厚7nmのGa0.6In0.4
ウエル層111、層厚100nmのp−Ga0.8In0.2
N光閉じ込め層113、層厚200nmのp−Al0.12
Ga0.68In0.2Nクラッド層114、層厚400nm
のp−Ga0.8In0.2N層115、層厚400nmのp
−Ga0.8In0.2Nバッファ層116、層厚50nmの
p−GaN/InN超格子層117、2分子層厚のp−
GaInP界面安定化層118、p型バンド障壁緩和層
125、p+−GaAsコンタクト層122、p電極1
23からなる。n型バンド障壁緩和層124は、層厚5
0nmのn−GaInP層103、層厚50nmのn−
(Al 0.5Ga0.50.5In0.5P層104、層厚50n
mのn−AlInP層105から成り、p型バンド障壁
緩和層125は、層厚50nmのp−AlInP層11
9、層厚50nmのp−(Al0.5Ga0.50.5In0.5
P層120、層厚50nmのp−GaInP層121か
らなる。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a sectional view of an LD according to a fourth embodiment.
It is a structural drawing. The LD of Example 4 has an n-electrode 100, a thickness of
350 μm n-GaAs substrate 101, layer thickness 300 nm
N-GaAs buffer layer 102, n-type band barrier relaxation
Layer 124, bilayer thick n-GaInP interface stabilizing layer 1
06, 50 nm thick n-GaN / InN superlattice layer 10
7, n-Ga with a layer thickness of 800 nm0.8In0.2N buffer layer
108, n-Al having a layer thickness of 200 nm 0.12Ga0.68In
0.2N-clad layer 109, n-Ga having a layer thickness of 100 nm0.8
In0. 2N optical confinement layer 110, Ga having a layer thickness of 7 nm0.6I
n0.4N well layer 111, Ga having a layer thickness of 10 nm0.8In
0.2N barrier layer 112, Ga having a layer thickness of 7 nm0.6In0.4N
Well layer 111, p-Ga having a layer thickness of 100 nm0.8In0.2
N optical confinement layer 113, p-Al having a layer thickness of 200 nm0.12
Ga0.68In0.2N-clad layer 114, layer thickness 400 nm
P-Ga0.8In0.2N layer 115, p with a layer thickness of 400 nm
-Ga0.8In0.2N buffer layer 116, with a layer thickness of 50 nm
p-GaN / InN superlattice layer 117, bilayer thickness p-
GaInP interface stabilization layer 118, p-type band barrier relaxation layer
125, p+-GaAs contact layer 122, p electrode 1
It consists of 23. The n-type band barrier relaxation layer 124 has a layer thickness of 5
0 nm n-GaInP layer 103, layer thickness 50 nm n-
(Al 0.5Ga0.5)0.5In0.5P layer 104, layer thickness 50n
m-type n-AlInP layer 105, p-type band barrier
The relaxation layer 125 is the p-AlInP layer 11 having a layer thickness of 50 nm.
9, p- (Al with a layer thickness of 50 nm0.5Ga0.5)0.5In0.5
P layer 120, p-GaInP layer 121 with a layer thickness of 50 nm
Consists of

【0064】実施例4のLDは、GaAs基板上に発光
層としてIII−V族窒素化合物半導体層を設けた半導
体発光素子である。発光層を含む第1の半導体層がII
I−V族窒素化合物半導体層、第2および第3の半導体
層が窒素をV族元素として含まないIII−V族化合物
半導体層であり、第1の半導体層が第2および第3の半
導体層で挟まれた構造である。第2および第3の半導体
層は導電型の異なるIII−V族化合物半導体層であ
り、III−V族窒素化合物半導体層と窒素をV族元素
として含まないIII−V族化合物半導体層の境界に2
分子層厚のIII−V族隣化合物半導体層であるn型お
よびp型のGaInP界面安定化層を有している。さら
に、n型およびp型のバンド障壁緩和層を有している。
The LD of Example 4 is a semiconductor light emitting device in which a III-V group nitrogen compound semiconductor layer is provided as a light emitting layer on a GaAs substrate. The first semiconductor layer including the light emitting layer is II
I-V group nitrogen compound semiconductor layer, the second and third semiconductor layers are III-V group compound semiconductor layers containing no nitrogen as a group V element, and the first semiconductor layer is the second and third semiconductor layers. It is a structure sandwiched between. The second and third semiconductor layers are III-V group compound semiconductor layers having different conductivity types, and are located at the boundary between the III-V group nitrogen compound semiconductor layer and the III-V group compound semiconductor layer containing no nitrogen as a V group element. Two
It has n-type and p-type GaInP interface stabilizing layers which are III-V group compound semiconductor layers having a molecular layer thickness. Further, it has n-type and p-type band barrier relaxation layers.

【0065】本実施例の発光素子の製造には、MBE、
MOCVD、MOMBE及びガスソ−スMBE等の気相
成長法が用いられる。III−V族半導体原料には、A
l、Ga、In、AsまたはP等の固体原料、Al、G
a、In、AsまたはPを含む有機金属原料、またはA
sもしくはPを含む水素化合物を用いる。III−V族
窒素化合物半導体原料としては、Al、GaまたはIn
等の固体原料、Al、Ga、InまたはNを含む有機金
属原料、またはアンモニア等のNを含む水素化合物を用
いる。水素化合物原料は高温でクラッキングして原料元
素を供給する。III−V族半導体層のpドーパント原
料にはCP2Mg等のMg化合物を用い、nドーパント
にはSi等を用いる。
MBE,
A vapor phase growth method such as MOCVD, MOMBE and gas source MBE is used. As the III-V group semiconductor raw material, A
Solid raw materials such as 1, Ga, In, As or P, Al, G
Organometallic raw material containing a, In, As or P, or A
A hydrogen compound containing s or P is used. As the III-V group nitrogen compound semiconductor raw material, Al, Ga or In
A solid raw material such as Al, Ga, In or N is used as an organic metal raw material, or a hydrogen compound including N such as ammonia is used. The hydrogen compound raw material is cracked at a high temperature to supply the raw material element. An Mg compound such as CP 2 Mg is used as the p-dopant raw material of the III-V semiconductor layer, and Si or the like is used as the n-dopant.

【0066】以下に実施例4のLDの製造方法について
述べる。本実施例のLDの製造方法は実施例1のLDと
基本的には同様である。但し、発光層を含む半導体がI
I−VI族化合物半導体ではなくIII−V族窒素化合
物半導体である点が異なるので、それに適した製造方法
を用いる。
The method of manufacturing the LD of Example 4 will be described below. The manufacturing method of the LD of this embodiment is basically the same as that of the LD of the first embodiment. However, the semiconductor including the light emitting layer is I
Since it is not a group I-VI compound semiconductor but a group III-V nitrogen compound semiconductor, a manufacturing method suitable for it is used.

【0067】図4に示すように、n−GaAs基板10
1上に、n−GaAバッファ層102を成長した後、成
長温度を約540℃に保ち、AlGaInP系のn型バ
ンド障壁緩和層124と2分子層のn−GaInP界面
安定化層106を成長させる。次に、供給するV族元素
ををPからNに変え、表面を窒化した後、約550℃℃
の成長温度で層厚50nmのn−GaN/InN超格子
層107と層厚150nmのn−Ga0.8In0.2Nバッ
ファ層108を成長させる。
As shown in FIG. 4, the n-GaAs substrate 10
After growing the n-GaA buffer layer 102 on the substrate 1, the growth temperature is kept at about 540 ° C. and the AlGaInP-based n-type band barrier relaxation layer 124 and the bilayer n-GaInP interface stabilizing layer 106 are grown. . Next, after changing the supplied V group element from P to N and nitriding the surface, the temperature is about 550 ° C.
The n-GaN / InN superlattice layer 107 having a layer thickness of 50 nm and the n-Ga 0.8 In 0.2 N buffer layer 108 having a layer thickness of 150 nm are grown at the growth temperature of 1.

【0068】その後、十分なN圧の下で、成長温度を約
1000℃に上げて、層厚650nmのn−Ga0.8
0.2Nバッファ層108から層厚400nmのp−G
0.8In0.2N層115まで順に成長させて、第1の基
板上に各層を形成する。
Then, under a sufficient N pressure, the growth temperature was raised to about 1000 ° C., and n-Ga 0.8 I with a layer thickness of 650 nm was formed.
n 0.2 N p-G with a layer thickness of 400 nm from the N buffer layer 108
The a 0.8 In 0.2 N layer 115 is sequentially grown to form each layer on the first substrate.

【0069】一方、p−GaAs基板101上に、p−
GaAsバッファ層、p−GaInPエッチングストッ
プ層、p+−GaAsコンタクト層122、p型バンド
障壁緩和層125、p−GaInP界面安定化層118
を順に成長させた後、同様にして、p−GaN/InN
超格子層117と層厚400nmのp−Ga0.8In0 .2
Nバッファ層116を成長させて、第2の基板上に各層
を形成する。
On the other hand, on the p-GaAs substrate 101, p-
GaAs buffer layer, p-GaInP etching stop layer, p + -GaAs contact layer 122, p-type band barrier relaxation layer 125, p-GaInP interface stabilizing layer 118.
And then p-GaN / InN in the same manner.
P-Ga 0.8 In 0 superlattice layer 117 and the layer thickness 400 nm .2
The N buffer layer 116 is grown to form each layer on the second substrate.

【0070】このようにして得た2つのウエハを約10
00℃の基板温度に保ち、表面で直接接合して貼り合わ
せる。最後に、N加圧を維持した状態で、一体化したウ
エハを600℃以上で1時間程度熱アニ−ルする。これ
によって、窒素化合物半導体にドーピングしたMgが活
性化し、高濃度のp型窒素化合物半導体が得られる。
The two wafers thus obtained were treated with about 10
The substrate temperature is kept at 00 ° C., and the surfaces are directly bonded and bonded. Finally, while maintaining the N pressure, the integrated wafer is thermally annealed at 600 ° C. or higher for about 1 hour. As a result, Mg doped into the nitrogen compound semiconductor is activated, and a high concentration p-type nitrogen compound semiconductor is obtained.

【0071】Nは蒸気圧が高く結晶から昇華しやすい
が、この方法では、2つのウエハがお互いに相手のウエ
ハに対してキャップ層として働き、熱アニール時のN抜
けを防ぐ事ができる。
N has a high vapor pressure and is easily sublimated from the crystal, but in this method, the two wafers act as cap layers for the other wafers, and it is possible to prevent N escape during thermal annealing.

【0072】一体化したウエハをMBE結晶成長装置か
ら取り出し、第1の実施例と同様にして、p−GaAs
基板101、p−GaAsバッファ層、p−GaInP
エッチングストップ層、をエッチング除去し、p+−G
aAsコンタクト層122を表面に出して、p電極12
3を形成する。
The integrated wafer was taken out from the MBE crystal growth apparatus, and p-GaAs was formed in the same manner as in the first embodiment.
Substrate 101, p-GaAs buffer layer, p-GaInP
Etching stop layer is removed by etching, and p + -G
The aAs contact layer 122 is exposed on the surface, and the p-electrode 12
3 is formed.

【0073】[実施例5]図5は実施例5のLDの断面
構造図である。第5の実施例のLDは、厚さ300μm
のサファィア基板130、層厚50nmのAlNバッフ
ァ層131、GaNバッファ層132、n−GaN層1
33、n電極134、n−AlGaNクラッド層13
5、GaInN活性層136、p−AlGaNクラツド
層137、pGaN層138、p−GaN層139、層
厚50nmのp−GaN/InN超格子層140、2分
子層厚のp−GaInP界面安定化層141、p型バン
ド障壁緩和層148、p+−GaAsコンタクト層14
5、p電極147からなる。p型バンド障壁緩和層14
8は、層厚50nmのp−AlInP層142、層厚5
0nmのp−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層14
3、層厚50nmのp−GaInP層144からなる。
[Embodiment 5] FIG. 5 is a sectional structural view of an LD of Embodiment 5. The LD of the fifth embodiment has a thickness of 300 μm.
Sapphire substrate 130, AlN buffer layer 131 having a layer thickness of 50 nm, GaN buffer layer 132, n-GaN layer 1
33, n electrode 134, n-AlGaN cladding layer 13
5, GaInN active layer 136, p-AlGaN cladding layer 137, pGaN layer 138, p-GaN layer 139, p-GaN / InN superlattice layer 140 having a layer thickness of 50 nm, p-GaInP interface stabilizing layer having a two-layer thickness 141, p-type band barrier relaxation layer 148, p + -GaAs contact layer 14
5 and the p electrode 147. p-type band barrier relaxation layer 14
8 is a p-AlInP layer 142 having a layer thickness of 50 nm and a layer thickness of 5
0 nm p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 14
3 and a p-GaInP layer 144 having a layer thickness of 50 nm.

【0074】実施例5のLDは、サファイア基板上に発
光層としてIII−V族窒素化合物半導体層を設けた半
導体発光素子である。このLDは、2つの基板で発光層
が挟まれた構造のLD素子であり、2分子層厚のIII
−V族隣化合物半導体層であるp型のGaInP界面安
定化層、およびp型のバンド障壁緩和層を有している。
The LD of Example 5 is a semiconductor light emitting device in which a III-V group nitrogen compound semiconductor layer is provided as a light emitting layer on a sapphire substrate. This LD is an LD element having a structure in which a light emitting layer is sandwiched between two substrates and has a bilayer thickness of III.
It has a p-type GaInP interface stabilizing layer that is a -V group neighboring compound semiconductor layer, and a p-type band barrier relaxation layer.

【0075】実施例5のLDの製造方法は、実施例4の
LDと同様に、ウエハの直接接合による。接合の位置
は、図5の接合界面149で示される位置である。但し
AlNバッファ層131とGaNバッファ層132は5
50℃の低温で成長させる。その他、III−V族窒素
化合物層の成長方法は実施例4と同様である。
The manufacturing method of the LD of the fifth embodiment is similar to that of the LD of the fourth embodiment, in which the wafer is directly bonded. The position of bonding is the position indicated by the bonding interface 149 in FIG. However, the AlN buffer layer 131 and the GaN buffer layer 132 are 5
Grow at a low temperature of 50 ° C. In addition, the method for growing the III-V group nitrogen compound layer is the same as that in the fourth embodiment.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の構成は、様々の種類の半導体発
光素子に適用可能であり、発光層を含む半導体層は任意
の構造をとることが可能であり、基板の種類も特定のも
のに限定されない。即ち本発明によれば、汎用性が高
く、母体を構成する元素の族を超えた自由な設計を可能
とする新規な構成の半導体発光素子を提供することがで
きる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The structure of the present invention can be applied to various kinds of semiconductor light emitting devices, the semiconductor layer including the light emitting layer can have an arbitrary structure, and the kind of substrate can be a specific type. Not limited. That is, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device having a novel structure, which has high versatility and enables free design beyond the group of elements constituting the matrix.

【0077】また、本発明では、格子整合した高品質か
つ高ドーピング濃度のIII−V族化合物半導体のコン
タクト層を設けることができるので、n電極およびp側
電極のオーミツクコンタクトが容易に取れる。
Further, according to the present invention, since the contact layer of the III-V group compound semiconductor of high quality and high doping concentration which is lattice-matched can be provided, the ohmic contact between the n-electrode and the p-side electrode can be easily obtained.

【0078】また、コンタクト層とバンド障壁緩和層が
格子整合層であるため、従来のLDに見られるような強
歪コンタクト層の転位増殖による劣化がなく、半導体発
光素子は高信頼動作が可能である。
Further, since the contact layer and the band barrier relaxation layer are lattice matching layers, there is no deterioration due to dislocation multiplication of the strongly strained contact layer as seen in the conventional LD, and the semiconductor light emitting device can operate with high reliability. is there.

【0079】また本発明の半導体発光素子は、基板と格
子整合した高品質かつ高ドーピング濃度のバンド緩和障
壁層を設けることができるので、伝導帯と価電子帯にお
ける例えばGaAs基板とII−VI族半導体層間のバ
ンド障壁が徐々に緩和されて電子とホールの発光層を含
む半導体層への注入が容易である。すなわち、本発明の
半導体発光素子は低電圧動作が可能である。
Since the semiconductor light emitting device of the present invention can be provided with a band relaxation barrier layer of high quality and high doping concentration lattice-matched with the substrate, for example, a GaAs substrate and a II-VI group in the conduction band and the valence band. The band barrier between the semiconductor layers is gradually relaxed, and it is easy to inject electrons and holes into the semiconductor layer including the light emitting layer. That is, the semiconductor light emitting device of the present invention can operate at a low voltage.

【0080】即ち、本発明により、高信頼かつ低電圧動
作のII−VI族化合物半導体発光素子あるいはIII
−V族窒素化合物半導体発光素子が実現できる。
That is, according to the present invention, a II-VI group compound semiconductor light emitting device or III having high reliability and low voltage operation.
A -V group nitrogen compound semiconductor light emitting device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の半導体発光素子の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device of Example 1.

【図2】実施例2の半導体発光素子の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor light emitting device of Example 2.

【図3】実施例3の半導体発光素子の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor light emitting device of Example 3.

【図4】実施例4の半導体発光素子の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting device of Example 4.

【図5】実施例5の半導体発光素子の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device of Example 5.

【図6】実施例1の半導体発光素子の製造方法の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the first embodiment.

【図7】実施例3の半導体発光素子の製造方法の説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the third embodiment.

【図8】本発明の各層の作用を説明する図である。 (a)Au電極とp一ZnSeコンタクト層の接触界面
の0バイアス時のバンド模式図 (b)p−GaAs層とp−ZnSe層のへテロ界面の
0バイアス時のバンド模式図 (c)バンド障壁緩和層とp−ZnSe層のヘテロ界面
の0バイアス時のバンド模式図
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of each layer of the present invention. (A) Schematic band diagram of the contact interface between the Au electrode and the p-ZnSe contact layer at 0 bias (b) Schematic band diagram of the hetero interface of the p-GaAs layer and p-ZnSe layer at 0 bias (c) Band Schematic band diagram of the hetero interface between the barrier relaxation layer and the p-ZnSe layer at 0 bias

【図9】従来技術のII−VI族化合物半導体発光素子
の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional II-VI group compound semiconductor light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 n電極 11 n−GaAs基板 12 n−GaAsバッファ層 13 n−GaInP層 14 n−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層 15 n−AlInP層 16 n−GaAs界面安定化層 17 n−ZnSe層 18 n−ZnSSe層 19 n−Mg0.1Zn0.90.14Se0.86クラッド層 20 n−ZnSSe光閉じ込め層 21 Zn0.8Cd0.2Seウエル層 22 ZnSSeバリア層 23 Zn0.8Cd0.2Seウエル層 24 p−ZnSSe光閉じ込め層 25 p−Mg0.1Zn0.90.14Se0.86クラッド層 26 p−ZnSSe層 27 p−ZnSe層 28 p−GaAs界面安定化層 29 p−AlInP層 30 p−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層 31 p−GaInP層 32 p+−GaAsコンタクト層 33 p電極 34 n型バンド障壁緩和層 35 p型バンド障壁緩和層 36 量子井戸活性層 37 接合界面 38 p−GaInPエッチングストップ層 39 p−GaAsバッファ層 40 p−GaAs基板 44 エッチング除去 45 In金属 50 p−GaAs層 51 p−GaAs基板 52、53 In電極 60 AuGeNi−n電極 61 n−InP基板 62 n−InPバッファ層 63 n−InGaAs界面安定化層 64 n−Zn0.48Cd0.52Se層 65 n−Mg0.2Zn0.4Cd0.4Seクラッド層 66 n−Mg0.05Zn0.46Cd0.49Se光閉じ込め層 67 Zn0.4Cd0.6Seウエル層 68 Mg0.05Zn0.46Cd0.49Seバリア層 69 n−Zn0.4Cd0.6Seウエル層 70 p−Mg0.05Zn0.46Cd0.49Se光閉じ込め層 71 n−Mg0.2Zn0.4Cd0.4Seクラッド層 72 p−Zn0.48Cd0.52Se層 73 p−InGaAs界面安定化層 74 p−InP層 75 p+−InGaAsコンタクト層 76 p電極 77 接合界面 80 p−InPバッファ層 81 p−InP基板 82 In金属層 83 量子井戸活性層 85 エッチング除去 100 n電極 101 n−GaAs基板 102 n−GaAsバッファ層 103 n−GaInP層 104 n−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層 105 n−AlInP層 106 n−GaInP界面安定化層 107 n−GaN/InN超格子層 108 n−Ga0.8In0.2Nバッファ層 109 n−Al0.12Ga0.68In0.2Nクラッド層 110 n−Ga0.8In0.2N光閉じ込め層 111 Ga0.6In0.4Nウエル層 112 Ga0.8In0.2Nバリア層 113 p−Ga0.8In0.2N光閉じ込め層 114 p−Al0.12Ga0.68In0.2Nクラッド層 115 p−Ga0.8In0.2N層 116 p−Ga0.8In0.2Nバッファ層 117 p−GaN/InN超格子層 118 p−GaInP界面安定化層 119 p−AlInP層 120 p−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層 121 p−GaInP層 122 p+−GaAsコンタクト層 123 p電極 124 n型バンド障壁緩和層 125 p型バンド障壁緩和層 126 接合界面 130 サファイア基板 131 AlNバッファ層 132 GaNバッファ層 133 n−GaN層 134 n電極 135 n−AlGaNクラッド層 136 GaInN活性層 137 p−AlGaNクラッド層 138 p−GaN層 139 p−GaN層 140 p−GaN/InN超格子層 141 p−GaInP界面安定化層 142 p−AlInP層 143 p−(Al0.5Ga0.50.5In0.5P層 144 p−GaInP層 145 p+−GaAsコンタクト層 147 p電極 148 p型バンド障壁緩和層 149 接合界面 300 In電極 301 n−GaAs基板 302 n−GaAsバッファ層 303 n−ZnSe層 304 n−ZnSSe層 305 n−MgZnSSeクラッド層 306 n−ZnSSe光閉じ込め層 307 ZnCdSe活性層 308 p−ZnSSe光閉じ込め層309 p−Mg
ZnSSeクラッド層 310 p−ZnSSe層 311 p−ZnSe層 312 p−ZnSe/ZnTe多重量子井戸層 313 p−ZnTeコンタクト層 314 絶縁層 315 Pd/Pt/Au電極
10 n Electrode 11 n-GaAs Substrate 12 n-GaAs Buffer Layer 13 n-GaInP Layer 14 n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P Layer 15 n-AlInP Layer 16 n-GaAs Interface Stabilization Layer 17 n-ZnSe Layer 18 n-ZnSSe layer 19 n-Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 Se 0.86 Cladding layer 20 n-ZnSSe optical confinement layer 21 Zn 0.8 Cd 0.2 Se well layer 22 ZnSSe barrier layer 23 Zn 0.8 Cd 0.2 Se well layer 24 p-ZnSSe Optical confinement layer 25 p-Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 Se 0.86 clad layer 26 p-ZnSSe layer 27 p-ZnSe layer 28 p-GaAs interface stabilizing layer 29 p-AlInP layer 30 p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 31 p-GaInP layer 32 p + -GaAs contact layer 33 p electrode 34 n-type Band barrier relaxation layer 35 p-type band barrier relaxation layer 36 quantum well active layer 37 junction interface 38 p-GaInP etching stop layer 39 p-GaAs buffer layer 40 p-GaAs substrate 44 etching removal 45 In metal 50 p-GaAs layer 51 p -GaAs substrate 52, 53 In electrode 60 AuGeNi-n electrode 61 n-InP substrate 62 n-InP buffer layer 63 n-InGaAs interface stabilizing layer 64 n-Zn 0.48 Cd 0.52 Se layer 65 n-Mg 0.2 Zn 0.4 Cd 0.4 Se clad layer 66 n-Mg 0.05 Zn 0.46 Cd 0.49 Se optical confinement layer 67 Zn 0.4 Cd 0.6 Se well layer 68 Mg 0.05 Zn 0.46 Cd 0.49 Se barrier layer 69 n-Zn 0.4 Cd 0.6 Se well layer 70 p-Mg 0.05 Zn 0.46 Cd 0.49 Se Light confinement layer 71 n-Mg 0.2 Zn 0.4 Cd 0.4 Se clad layer 72 p-Zn 0.48 Cd 0.52 Se layer 73 p-InGaAs interface stabilization layer 74 p-InP layer 75 p + -InGaAs contact layer 76 p electrode 77 junction interface 80 p-InP buffer layer 81 p-InP Substrate 82 In metal layer 83 Quantum well active layer 85 Etching removal 100 n electrode 101 n-GaAs substrate 102 n-GaAs buffer layer 103 n-GaInP layer 104 n- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 105 n-AlInP Layer 106 n-GaInP interface stabilization layer 107 n-GaN / InN superlattice layer 108 n-Ga 0.8 In 0.2 N buffer layer 109 n-Al 0.12 Ga 0.68 In 0.2 N cladding layer 110 n-Ga 0.8 In 0.2 N optical confinement layer 111 Ga 0.6 In 0.4 N well layer 112 Ga0.8In0 2N barrier layer 113 p-Ga 0.8 In 0.2 N light confining layer 114 p-Al 0.12 Ga 0.68 In 0.2 N cladding layer 115 p-Ga 0.8 In 0.2 N layer 116 p-Ga 0.8 In 0.2 N buffer layer 117 p-GaN / InN superlattice layer 118 p-GaInP interface stabilization layer 119 p-AlInP layer 120 p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P layer 121 p-GaInP layer 122 p + -GaAs contact layer 123 p electrode 124 n-type band Barrier relaxation layer 125 p-type band barrier relaxation layer 126 Junction interface 130 Sapphire substrate 131 AlN buffer layer 132 GaN buffer layer 133 n-GaN layer 134 n electrode 135 n-AlGaN cladding layer 136 GaInN active layer 137 p-AlGaN cladding layer 138 p -GaN layer 139 p-GaN 140 p-GaN / InN superlattice layer 141 p-GaInP interfacial stability layer 142 p-AlInP layer 143 p- (Al 0.5 Ga 0.5) 0.5 In 0.5 P layer 144 p-GaInP layer 145 p + -GaAs contact layer 147 p Electrode 148 p-type band barrier relaxation layer 149 Junction interface 300 In electrode 301 n-GaAs substrate 302 n-GaAs buffer layer 303 n-ZnSe layer 304 n-ZnSSe layer 305 n-MgZnSSe cladding layer 306 n-ZnSSe optical confinement layer 307 ZnCdSe Active layer 308 p-ZnSSe optical confinement layer 309 p-Mg
ZnSSe clad layer 310 p-ZnSSe layer 311 p-ZnSe layer 312 p-ZnSe / ZnTe multiple quantum well layer 313 p-ZnTe contact layer 314 Insulating layer 315 Pd / Pt / Au electrode

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光層を含む1層以上の層からなる第1
の半導体層が、それぞれ1層以上の層からなる第2の半
導体層および第3の半導体層に挟まれて構成される半導
体発光素子であって、 前記第1の半導体層の母体を構成する元素が属する周期
律表の族と、前記第2および第3の半導体層の母体を構
成する元素が属する周期律表の族とが異なっていること
を特徴とする半導体発光素子。
1. A first layer comprising one or more layers including a light emitting layer
Is a semiconductor light-emitting device configured by being sandwiched between a second semiconductor layer and a third semiconductor layer, each of which is composed of one or more layers, and an element constituting a matrix of the first semiconductor layer. A semiconductor light-emitting element characterized in that the group of the periodic table to which the element belongs is different from the group of the periodic table to which the elements constituting the bases of the second and third semiconductor layers belong.
【請求項2】 前記第1の半導体層がII−VI族化合
物半導体層であり、前記第2の半導体層および第3の半
導体層がIII−V族化合物半導体層であることを特徴
とする請求項1記載の半導体発光素子。
2. The first semiconductor layer is a II-VI group compound semiconductor layer, and the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are III-V group compound semiconductor layers. Item 2. The semiconductor light emitting device according to item 1.
【請求項3】 前記第2の半導体層および第3の半導体
層の、第1の半導体層と隣接する部分が、2から5分子
層厚のIII−V族砒素化合物半導体層で構成されてい
ることを特徴とする請求項2記載の半導体発光素子。
3. A portion of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer adjacent to the first semiconductor layer is formed of a III-V group arsenic compound semiconductor layer having a thickness of 2 to 5 molecular layers. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein
【請求項4】 発光層を含む1層以上の層からなる第1
の半導体層が、それぞれ1層以上の層からなる第2の半
導体層および第3の半導体層に挟まれて構成される半導
体発光素子であって、 第1の半導体層が1層以上のIII−V族窒素化合物半
導体層からなり、 第2の半導体層および第3の半導体層が窒素組成が1%
以下の1層以上のIII−V族化合物半導体層を有する
1つ以上の層からなることを特徴とする半導体発光素
子。
4. A first layer comprising one or more layers including a light emitting layer
Is a semiconductor light emitting device configured by being sandwiched between a second semiconductor layer and a third semiconductor layer, each of which is composed of one or more layers, wherein the first semiconductor layer has one or more layers. It is composed of a group V nitrogen compound semiconductor layer, and the second semiconductor layer and the third semiconductor layer have a nitrogen composition of 1%.
A semiconductor light emitting device comprising one or more layers having the following one or more III-V group compound semiconductor layers.
【請求項5】 前記第2の半導体層および第3の半導体
層の、第1の半導体層と隣接する部分が、2から5分子
層厚のIII−V族燐化合物半導体層で構成されている
ことを特徴とする請求項4記載の半導体発光素子。
5. The portions of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer adjacent to the first semiconductor layer are composed of a III-V phosphorus compound semiconductor layer having a thickness of 2 to 5 molecular layers. The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein
【請求項6】 前記第2の半導体層および/または第3
の半導体層が、バンド障壁緩和層を有する事を特徴とす
る請求項1〜5のいずれかに記載の半導体発光素子。
6. The second semiconductor layer and / or the third semiconductor layer.
6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor layer has a band barrier relaxation layer.
【請求項7】 前記第2の半導体層と第3の半導体層の
導電型が互いに異なることを特徴とする請求項1〜6の
いずれかに記載の半導体発光素子。
7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second semiconductor layer and the third semiconductor layer have different conductivity types.
【請求項8】 前記第2の半導体層および第3の半導体
層は、それぞれ第1の基板上および第2の基板上に積層
された1層以上の層からなり、 第1の基板、第2の半導体層、第1の半導体層、第3の
半導体層、第2の基板の順で層構成されている請求項1
〜7のいずれかに記載の半導体発光素子。
8. The second semiconductor layer and the third semiconductor layer are formed of one or more layers laminated on the first substrate and the second substrate, respectively. 2. The semiconductor layer, the first semiconductor layer, the third semiconductor layer, and the second substrate are layered in this order.
7. The semiconductor light emitting device according to any one of to 7.
【請求項9】第1の基板上に、前記第2の半導体層を積
層し、この上に前記第1の半導体層の一部であって少な
くとも発光層を含む層を積層する第1の積層工程と、 第2の基板上に前記第3の半導体層を積層し、この上に
第1の積層工程で積層されなかった前記第1の半導体層
の残りの層を積層する第2の積層工程と、 前記積層工程により各層が形成された第1の基板と第2
の基板とを、第1の半導体層同士が向かい合うように直
接重ね合わせて貼り合わせる工程とを有する請求項1〜
8のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
9. A first stack in which the second semiconductor layer is stacked on a first substrate, and a layer which is a part of the first semiconductor layer and includes at least a light emitting layer is stacked on the second semiconductor layer. And a second laminating step of laminating the third semiconductor layer on a second substrate and laminating the remaining layer of the first semiconductor layer not laminated in the first laminating step on the third substrate. And a first substrate and a second substrate on which each layer is formed by the stacking step.
The substrate of claim 1 and the step of directly laminating and bonding the first semiconductor layers so that the first semiconductor layers face each other.
9. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of 8.
【請求項10】第1の基板上に、前記第2の半導体層を
積層し、この上に前記第1の半導体層の一部であって少
なくとも発光層を含む層を積層する第1の積層工程と、 第2の基板上に前記第3の半導体層を積層し、この上に
第1の積層工程で積層されなかった前記第1の半導体層
の残りの層を積層する第2の積層工程と、 前記積層工程により各層が形成された第1の基板と第2
の基板とを、第1の半導体層同士が向かい合うように直
接重ね合わせて貼り合わせる工程と、 貼り合わせ工程により製造された第1の基板、第2の半
導体層、第1の半導体層、第3の半導体層および第2の
基板からなる貼り合わせ基板の中で、第1の基板または
第2の基板のいずれか一方の少なくとも一部を除去する
工程と、 第1の基板または第2の基板が除去された面に電極、ま
たはストライプ構造と電極を形成する工程とを有する請
求項1〜7のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方
法。
10. A first stack in which the second semiconductor layer is stacked on a first substrate, and a layer which is a part of the first semiconductor layer and includes at least a light emitting layer is stacked on the second semiconductor layer. And a second laminating step of laminating the third semiconductor layer on a second substrate and laminating the remaining layer of the first semiconductor layer not laminated in the first laminating step on the third substrate. And a first substrate and a second substrate on which each layer is formed by the stacking step.
And the first semiconductor layer, the first semiconductor layer, the first semiconductor layer, the third semiconductor layer, and the third semiconductor layer, which are manufactured by the bonding step. Removing at least a part of either the first substrate or the second substrate in the bonded substrate consisting of the semiconductor layer and the second substrate, The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a step of forming an electrode or a stripe structure and an electrode on the removed surface.
【請求項11】 前記貼り合わせ工程における接合面を
形成する層は、第1の基板上および第2の基板上のいず
れにおいても同一組成からなることを特徴とする請求項
9または10に記載の半導体発光素子の製造方法。
11. The layer according to claim 9, wherein the layer forming the bonding surface in the bonding step has the same composition on both the first substrate and the second substrate. Method for manufacturing semiconductor light emitting device.
【請求項12】 前記第1または第2の基板の少なくと
も一方の基板を、それらの基板上に成長する半導体エピ
タキシヤル成長層の成長温度より低い融点を有する金属
を用い、その成長温度より高い融点を有する支持体に融
着し、成長装置内で所定の成長温度で基板上に半導体層
をエピタキシャル成長させると同時に金属と半導体基板
の界面の接触抵抗を下げて金属電極を形成することを特
徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の半導体発光
素子の製造方法。
12. A metal having a melting point lower than a growth temperature of a semiconductor epitaxial growth layer grown on the at least one of the first and second substrates is used, and a melting point higher than the growth temperature is used. And a semiconductor layer is epitaxially grown on the substrate at a predetermined growth temperature in a growth apparatus at the same time, and the contact resistance at the interface between the metal and the semiconductor substrate is lowered to form a metal electrode. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 9.
【請求項13】 前記第1または第2の基板の少なくと
も一方の基板の前記の各層を形成する面とは反対側面
に、少なくとも1種類の金属電極材料を予め蒸着して金
属電極を形成し、その後基板表面上に半導体層をエピタ
キシヤル成長させる事を特徴とする請求項9〜11のい
ずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
13. A metal electrode is formed by pre-depositing at least one kind of metal electrode material on a side surface of at least one of the first and second substrates opposite to a surface on which the layers are formed, 12. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 9, further comprising epitaxially growing a semiconductor layer on the surface of the substrate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002045179A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. Light-emitting device and its manufacturing method and visible-light-emitting device
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