JPH104244A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH104244A JPH104244A JP15395296A JP15395296A JPH104244A JP H104244 A JPH104244 A JP H104244A JP 15395296 A JP15395296 A JP 15395296A JP 15395296 A JP15395296 A JP 15395296A JP H104244 A JPH104244 A JP H104244A
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- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来より欠陥密度が小さく、しきい値電流密
度が小さい、Ｎを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物より構成
される半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１上にＧａ
ＩｎＮ５活性層とこの活性層５をはさむガイド層４、６
およびこのガイド層をはさむクラッド層３、７によりダ
ブルヘテロ構造が構成される。クラッド層にＡｌ0.19Ｇ
ａ0.77Ｉｎ0.04Ｎを用いることにより、このクラッド層
は、ＧａＮに格子整合し、その結果、層内の欠陥密度が
１０-7台以下になり、従来よりしきい値電流密度が小さ
なＮを含有するＧａＮ系の半導体レーザが実現できる。
度が小さい、Ｎを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物より構成
される半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１上にＧａ
ＩｎＮ５活性層とこの活性層５をはさむガイド層４、６
およびこのガイド層をはさむクラッド層３、７によりダ
ブルヘテロ構造が構成される。クラッド層にＡｌ0.19Ｇ
ａ0.77Ｉｎ0.04Ｎを用いることにより、このクラッド層
は、ＧａＮに格子整合し、その結果、層内の欠陥密度が
１０-7台以下になり、従来よりしきい値電流密度が小さ
なＮを含有するＧａＮ系の半導体レーザが実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎを含むＩＩＩ−
Ｖ族化合物からなる発光素子に関するものである。
Ｖ族化合物からなる発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】次世代高密度情報処理技術のキーデバイ
スとして、レーザの短波長化が可能な、Ｎを含むＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体は注目を浴びている。従来よりＮを
含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体より構成されるレーザ構
造として、図６に示されている構造が知られている。こ
の構造のキャビティ長は１．５ｍｍ、ストライプ幅０．
０３ｍｍで、活性層が多重量子井戸構造であるダブルヘ
テロ構造を有することを特徴としている。この構造によ
り発振波長４１７ｎｍ、しきい値電圧３４Ｖ、しきい値
電流２．０Ａ、しきい値電流密度４ｋＡ／ｃｍ2、デュ
ーティ０．１％の室温パルス発振が実現している(Shuji
Nakamura et al.;Japan Jounal of Applied Physics V
ol.35(1996)pp.L74ーL76)。
スとして、レーザの短波長化が可能な、Ｎを含むＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体は注目を浴びている。従来よりＮを
含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体より構成されるレーザ構
造として、図６に示されている構造が知られている。こ
の構造のキャビティ長は１．５ｍｍ、ストライプ幅０．
０３ｍｍで、活性層が多重量子井戸構造であるダブルヘ
テロ構造を有することを特徴としている。この構造によ
り発振波長４１７ｎｍ、しきい値電圧３４Ｖ、しきい値
電流２．０Ａ、しきい値電流密度４ｋＡ／ｃｍ2、デュ
ーティ０．１％の室温パルス発振が実現している(Shuji
Nakamura et al.;Japan Jounal of Applied Physics V
ol.35(1996)pp.L74ーL76)。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例では、クラ
ッド層に、基板またはＧａＮに対して格子不整合率が１
％以上もあるＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、ガイド層
にＧａ1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）、活性層にＧａ1-zＩ
ｎzＮ（０≦ｚ≦１）を用いているので、クラッド層と
ＧａＮとの格子不整合のため、クラッド層、ガイド層ま
たは活性層中の欠陥密度が１０8／ｃｍ2台以上と大き
く、その結果素子内において結晶欠陥にキャリアや光が
食われてしまってしきい値利得が増大し、しきい値電流
密度が増加して発光素子としての特性を悪化させる原因
となっていた。
ッド層に、基板またはＧａＮに対して格子不整合率が１
％以上もあるＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、ガイド層
にＧａ1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）、活性層にＧａ1-zＩ
ｎzＮ（０≦ｚ≦１）を用いているので、クラッド層と
ＧａＮとの格子不整合のため、クラッド層、ガイド層ま
たは活性層中の欠陥密度が１０8／ｃｍ2台以上と大き
く、その結果素子内において結晶欠陥にキャリアや光が
食われてしまってしきい値利得が増大し、しきい値電流
密度が増加して発光素子としての特性を悪化させる原因
となっていた。
【０００４】そこで本発明は、従来より欠陥密度が小さ
く、しきい値電流密度が小さい、Ｎを含有するＩＩＩ−
Ｖ族化合物より構成される半導体発光素子を提供するこ
とを目的とする。
く、しきい値電流密度が小さい、Ｎを含有するＩＩＩ−
Ｖ族化合物より構成される半導体発光素子を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ダブルヘテロ構造の少な
くとも１層にＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを同時に含むＩ
ＩＩーＶ族化合物半導体層を用いる。この４元層として
ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）を
用いることにより、結晶のａ軸方向の格子定数を図５に
示すように、３．１１２（ＡｌＮ）〜３．５４８Å（Ｉ
ｎＮ）の間の任意の値に設定することができ、適当なＡ
ｌ組成ｘ、Ｉｎ組成ｙを選ぶことにより、ＧａＮ（Å）
またはＺｎＯ（Å）基板に対して格子整合させることが
できる。その結果、クラッド層とＧａＮ、ＳｉＣ基板と
の格子不整合は小さく、クラッド層、ガイド層または活
性層中の欠陥密度が非常に１０7／ｃｍ2台以下と小さく
なり、この欠陥によりキャリア等が食われることがなく
損失が小さくなるので、素子内におけるしきい値利得が
減少する。
くとも１層にＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを同時に含むＩ
ＩＩーＶ族化合物半導体層を用いる。この４元層として
ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）を
用いることにより、結晶のａ軸方向の格子定数を図５に
示すように、３．１１２（ＡｌＮ）〜３．５４８Å（Ｉ
ｎＮ）の間の任意の値に設定することができ、適当なＡ
ｌ組成ｘ、Ｉｎ組成ｙを選ぶことにより、ＧａＮ（Å）
またはＺｎＯ（Å）基板に対して格子整合させることが
できる。その結果、クラッド層とＧａＮ、ＳｉＣ基板と
の格子不整合は小さく、クラッド層、ガイド層または活
性層中の欠陥密度が非常に１０7／ｃｍ2台以下と小さく
なり、この欠陥によりキャリア等が食われることがなく
損失が小さくなるので、素子内におけるしきい値利得が
減少する。
【０００６】またｘ、ｙをダブルヘテロ構造を構成する
各層に対して適当に変化させることにより、効率よくキ
ャリアを閉じ込めるタイプＩ、すなわち図７に示すよう
に、活性層の伝導帯は光ガイド層よりも小さく、活性層
の価電子帯は光ガイド層よりも大きいバンドダイアグラ
ムを持ったダブルヘテロ接合を得ることができる。その
結果としてしきい値電流密度が減少して発光素子として
の特性を向上させ、レーザの室温連続発振が実現する。
各層に対して適当に変化させることにより、効率よくキ
ャリアを閉じ込めるタイプＩ、すなわち図７に示すよう
に、活性層の伝導帯は光ガイド層よりも小さく、活性層
の価電子帯は光ガイド層よりも大きいバンドダイアグラ
ムを持ったダブルヘテロ接合を得ることができる。その
結果としてしきい値電流密度が減少して発光素子として
の特性を向上させ、レーザの室温連続発振が実現する。
【０００７】また、図５より、ＡｌＧａＩｎＮの４元組
成を用いることで、クラッド層の格子定数を基板または
ＧａＮの格子定数とほぼ同じにして、かつ、図７で示す
タイプＩのダブルヘテロ構造を得ることができる。さら
にこの構造にＡｌＧａＩｎＮの４元組成を用いて埋めこ
み構造を形成することもできる。つまり、埋めこめ層
は、当然、クラッド層と格子定数を同じにし、かつ、ク
ラッド層よりも屈折率の小さい層とする。これにより、
レーザ光をリッジ部分の直下に閉じこめることができ、
単一横モード制御した半導体レーザを実現できる。
成を用いることで、クラッド層の格子定数を基板または
ＧａＮの格子定数とほぼ同じにして、かつ、図７で示す
タイプＩのダブルヘテロ構造を得ることができる。さら
にこの構造にＡｌＧａＩｎＮの４元組成を用いて埋めこ
み構造を形成することもできる。つまり、埋めこめ層
は、当然、クラッド層と格子定数を同じにし、かつ、ク
ラッド層よりも屈折率の小さい層とする。これにより、
レーザ光をリッジ部分の直下に閉じこめることができ、
単一横モード制御した半導体レーザを実現できる。
【０００８】本発明の発光素子の作製は、図４に示され
ている有機金属気相エピタキシャル装置を用いて結晶成
長が行われ、図３に示されているプロセスを通じて行わ
れるものである。有機金属気相エピタキシャル成長法に
よるＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを含むＩＩＩーＶ族化合
物の結晶成長において、基板としてサファイア、ＭｇＡ
ｌ2Ｏ4、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたは酸化物基板を用
い、原料ガスとしてトリメチルガリウム、トリメチルア
ルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シラ
ン、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。
ている有機金属気相エピタキシャル装置を用いて結晶成
長が行われ、図３に示されているプロセスを通じて行わ
れるものである。有機金属気相エピタキシャル成長法に
よるＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを含むＩＩＩーＶ族化合
物の結晶成長において、基板としてサファイア、ＭｇＡ
ｌ2Ｏ4、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたは酸化物基板を用
い、原料ガスとしてトリメチルガリウム、トリメチルア
ルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シラ
ン、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の、半導体発光素子の製造
方法及びその特性について、図面を参照しながら説明す
る。
方法及びその特性について、図面を参照しながら説明す
る。
【００１０】（実施の形態１）まず最初に図４に示すよ
うに有機溶媒による洗浄及び前処理を施されたｎ型Ｓｉ
Ｃ（０００１）基板１を炭素製の基板ホルダ２７上に置
き、有機金属気相エピタキシャル成長装置内に装填す
る。
うに有機溶媒による洗浄及び前処理を施されたｎ型Ｓｉ
Ｃ（０００１）基板１を炭素製の基板ホルダ２７上に置
き、有機金属気相エピタキシャル成長装置内に装填す
る。
【００１１】次に成長装置内を圧力７０Ｔｏｒｒの水素
で満たし、水素雰囲気中でｎ型ＳｉＣ（０００１）基板
１を炭素製の基板ホルダ２７ごとヒータ３４で１０９０
℃まで加熱し、表面に付着している吸着ガスや酸化物、
水分子等を取り除く。その後ｎ型ＳｉＣ（０００１）基
板１の温度を１０００℃まで下げ、トリメチルアルミニ
ウム、アンモニア、シランのガス供給ラインのバルブ２
９、３１、３３を開け、トリメチルアルミニウム５．５
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．
５ｓｃｃｍを流し、ｎ型ＡｌＮバッファ層２を３００Å
積層する。
で満たし、水素雰囲気中でｎ型ＳｉＣ（０００１）基板
１を炭素製の基板ホルダ２７ごとヒータ３４で１０９０
℃まで加熱し、表面に付着している吸着ガスや酸化物、
水分子等を取り除く。その後ｎ型ＳｉＣ（０００１）基
板１の温度を１０００℃まで下げ、トリメチルアルミニ
ウム、アンモニア、シランのガス供給ラインのバルブ２
９、３１、３３を開け、トリメチルアルミニウム５．５
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．
５ｓｃｃｍを流し、ｎ型ＡｌＮバッファ層２を３００Å
積層する。
【００１２】ｎ型ＡｌＮバッファ層２を積層した後、ｎ
型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を７３０℃まで下
げ、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、ト
リメチルインジウム、アンモニア、シランのガス供給ラ
インのバルブ２８、２９、３０、３１、３３を開け、ト
リメチルガリウム０．２７ｓｃｃｍ、トリメチルアルミ
ニウム８．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム２．７ｓ
ｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５
ｓｃｃｍを流し、層厚１．５μｍのｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.
77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３を積層する。
型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を７３０℃まで下
げ、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、ト
リメチルインジウム、アンモニア、シランのガス供給ラ
インのバルブ２８、２９、３０、３１、３３を開け、ト
リメチルガリウム０．２７ｓｃｃｍ、トリメチルアルミ
ニウム８．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム２．７ｓ
ｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５
ｓｃｃｍを流し、層厚１．５μｍのｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.
77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３を積層する。
【００１３】ｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎ３を積層
した後、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウ
ム及びシランのガス供給ライン２９、３０、３３を閉
じ、トリメチルガリウム、アンモニアのガス供給ライン
のバルブ２８、３１を開け、トリメチルガリウム２．７
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アンド
ープＧａＮ光ガイド層４を１０００Å積層する。
した後、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウ
ム及びシランのガス供給ライン２９、３０、３３を閉
じ、トリメチルガリウム、アンモニアのガス供給ライン
のバルブ２８、３１を開け、トリメチルガリウム２．７
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アンド
ープＧａＮ光ガイド層４を１０００Å積層する。
【００１４】アンドープＧａＮ光ガイド層４を積層した
後、ｎ型ＳｉＣ（０００２）基板１の温度を６８０℃ま
で下げ、トリメチルガリウム、トリメチルインジウムの
ガス供給ラインのバルブ２８、３０を開け、トリメチル
ガリウム２．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム２７ｓ
ｃｃｍ、アンモニア１０ｌ／ｍｉｎを流し、アンドープ
Ｇａ0.8Ｉｎ0.2Ｎ活性層５を１００Å積層する。
後、ｎ型ＳｉＣ（０００２）基板１の温度を６８０℃ま
で下げ、トリメチルガリウム、トリメチルインジウムの
ガス供給ラインのバルブ２８、３０を開け、トリメチル
ガリウム２．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム２７ｓ
ｃｃｍ、アンモニア１０ｌ／ｍｉｎを流し、アンドープ
Ｇａ0.8Ｉｎ0.2Ｎ活性層５を１００Å積層する。
【００１５】アンドープＧａ0.8Ｉｎ0.2Ｎ活性層５を１
００Å積層した後、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温
度を１０３０℃まで上げ、トリメチルインジウムのガス
供給ライン３０を閉じ、トリメチルガリウム、アンモニ
アのガス供給ラインのバルブ２８、３１を開け、トリメ
チルガリウム２．７ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍ
ｉｎを流し、アンドープＧａＮ光ガイド層６を１０００
Å積層する。
００Å積層した後、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温
度を１０３０℃まで上げ、トリメチルインジウムのガス
供給ライン３０を閉じ、トリメチルガリウム、アンモニ
アのガス供給ラインのバルブ２８、３１を開け、トリメ
チルガリウム２．７ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍ
ｉｎを流し、アンドープＧａＮ光ガイド層６を１０００
Å積層する。
【００１６】アンドープＧａＮ光ガイド層６を１０００
Å積層した後、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を
７３０℃まで上げ、トリメチルガリウム、トリメチルア
ルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シク
ロペンタジエニルマグネシウムのガス供給ラインのバル
ブ２８、２９、３０、３１、３２を開け、トリメチルガ
リウム２．７ｓｃｃｍ、トリメチルアルミニウム８．７
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シクロペンタ
ジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ型Ａｌ
0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層７を１．０μｍ積層
する。
Å積層した後、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を
７３０℃まで上げ、トリメチルガリウム、トリメチルア
ルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シク
ロペンタジエニルマグネシウムのガス供給ラインのバル
ブ２８、２９、３０、３１、３２を開け、トリメチルガ
リウム２．７ｓｃｃｍ、トリメチルアルミニウム８．７
ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シクロペンタ
ジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ型Ａｌ
0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層７を１．０μｍ積層
する。
【００１７】ｐ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド
層７を積層した後、トリメチルアルミニウムおよびトリ
メチルインジウムのガス供給ラインのバルブ２９、３０
を閉じ、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を１０３
０℃まで上げ、トリメチルガリウム、アンモニアおよび
シクロペンタジエニルマグネシウムのガス供給ラインの
バルブ２８、３１、３２を開け、トリメチルガリウム
２．７ｓｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シクロ
ペンタジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ
型ＧａＮコンタクト層８を１０００Å積層する。
層７を積層した後、トリメチルアルミニウムおよびトリ
メチルインジウムのガス供給ラインのバルブ２９、３０
を閉じ、ｎ型ＳｉＣ（０００１）基板１の温度を１０３
０℃まで上げ、トリメチルガリウム、アンモニアおよび
シクロペンタジエニルマグネシウムのガス供給ラインの
バルブ２８、３１、３２を開け、トリメチルガリウム
２．７ｓｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シクロ
ペンタジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ
型ＧａＮコンタクト層８を１０００Å積層する。
【００１８】その後、水素のガス供給ラインのバルブの
みを開け、圧力７０Ｔｏｒｒの水素雰囲気中でＳｉＣ
（０００１）基板１の温度を７００℃に設定し、１時間
アニールを行い、ｐ型のドーパントであるマグネシウム
を活性化する。アニール終了後、ＳｉＣ（０００１）基
板１の温度を室温まで戻し、ＳｉＣ（０００１）基板１
を有機金属気相エピタキシャル成長装置の外へ取り出
す。
みを開け、圧力７０Ｔｏｒｒの水素雰囲気中でＳｉＣ
（０００１）基板１の温度を７００℃に設定し、１時間
アニールを行い、ｐ型のドーパントであるマグネシウム
を活性化する。アニール終了後、ＳｉＣ（０００１）基
板１の温度を室温まで戻し、ＳｉＣ（０００１）基板１
を有機金属気相エピタキシャル成長装置の外へ取り出
す。
【００１９】結晶成長が終了し、有機金属気相エピタキ
シャル成長装置の外へ取り出された基板１に対し、Ｎｉ
１１、Ａｕ１２を蒸着するプロセスを述べる。まず厚さ
１０００ÅのＳｉＯ2膜９をｐ型ＧａＮコンタクト層８
の上に全面につける。次にレジスト２５をＳｉＯ2膜９
の上に全面に塗布し、幅１０μｍのストライプ状の部分
が透明であるマスク２６をかぶせ、マスク２６の上から
光を当て、透明なストライプ状の部分のレジスト２５を
感光させて取り除き、ＳｉＯ2膜９を露出させる。その
後、ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０の水溶液中において露出
したＳｉＯ2を取り除く。さらにその後、アセトン中に
おいてレジスト２５を溶かし、さらにＯ2プラズマ中に
て残ったレジスト２５を取り去る。最後にｐ型ＧａＮコ
ンタクト層８およびＳｉＯ2膜９の上にＮｉ１１、Ａｕ
１２を蒸着する。最後にＳｉＣ基板２の裏面にＴｉ／Ａ
ｕ１０を蒸着し、基板２をキャビティ長１ｍｍにへき開
してレーザを完成させる。
シャル成長装置の外へ取り出された基板１に対し、Ｎｉ
１１、Ａｕ１２を蒸着するプロセスを述べる。まず厚さ
１０００ÅのＳｉＯ2膜９をｐ型ＧａＮコンタクト層８
の上に全面につける。次にレジスト２５をＳｉＯ2膜９
の上に全面に塗布し、幅１０μｍのストライプ状の部分
が透明であるマスク２６をかぶせ、マスク２６の上から
光を当て、透明なストライプ状の部分のレジスト２５を
感光させて取り除き、ＳｉＯ2膜９を露出させる。その
後、ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０の水溶液中において露出
したＳｉＯ2を取り除く。さらにその後、アセトン中に
おいてレジスト２５を溶かし、さらにＯ2プラズマ中に
て残ったレジスト２５を取り去る。最後にｐ型ＧａＮコ
ンタクト層８およびＳｉＯ2膜９の上にＮｉ１１、Ａｕ
１２を蒸着する。最後にＳｉＣ基板２の裏面にＴｉ／Ａ
ｕ１０を蒸着し、基板２をキャビティ長１ｍｍにへき開
してレーザを完成させる。
【００２０】本発明の、上記レーザの特性を以下に述べ
る。まず光学的特性について述べる。レーザの発振波長
は４２０ｎｍである。端面の反射率はフロント、リアと
も２２％である。またレーザの内部損失は５ｃｍ-1、共
振器における損失は２０ｃｍ-1である。
る。まず光学的特性について述べる。レーザの発振波長
は４２０ｎｍである。端面の反射率はフロント、リアと
も２２％である。またレーザの内部損失は５ｃｍ-1、共
振器における損失は２０ｃｍ-1である。
【００２１】次に電気的特性について述べる。本発明の
レーザの電流−電圧特性は、図８に示すように従来のも
のよりも明らかに向上している。ｐ型及びｎ型Ａｌ0.19
Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、７のキャリア密度は
どちらも１×１０18／ｃｍ3、ｐ型ＧａＮコンタクト層
８のキャリア密度は１×１０18／ｃｍ3、移動度はｐ型
及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、
７、ｐ型ＧａＮコンタクト層８それぞれ１０ｃｍ2／Ｖ
・ｓ、２５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ、１０ｃｍ2／Ｖ・ｓであ
り、十分抵抗率の小さいｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77
Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、７、ｐ型ＧａＮコンタクト層
８が実現されている。また、ｐ型ＧａＮコンタクト層８
とニッケル１１の間にオーム性接触が実現し、さらに裏
面のｎ型ＳｉＣ基板１とＴｉ／Ａｕ１０との間にもオー
ム性接触が実現している。
レーザの電流−電圧特性は、図８に示すように従来のも
のよりも明らかに向上している。ｐ型及びｎ型Ａｌ0.19
Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、７のキャリア密度は
どちらも１×１０18／ｃｍ3、ｐ型ＧａＮコンタクト層
８のキャリア密度は１×１０18／ｃｍ3、移動度はｐ型
及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、
７、ｐ型ＧａＮコンタクト層８それぞれ１０ｃｍ2／Ｖ
・ｓ、２５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ、１０ｃｍ2／Ｖ・ｓであ
り、十分抵抗率の小さいｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77
Ｉｎ0.04Ｎクラッド層３、７、ｐ型ＧａＮコンタクト層
８が実現されている。また、ｐ型ＧａＮコンタクト層８
とニッケル１１の間にオーム性接触が実現し、さらに裏
面のｎ型ＳｉＣ基板１とＴｉ／Ａｕ１０との間にもオー
ム性接触が実現している。
【００２２】クラッド層には４元組成としてＡｌ0.19Ｇ
ａ0.77Ｉｎ0.04Ｎを用いている。この組成は、図５で示
すようにＧａＮにほぼ格子定数が等しい。よってレーザ
素子内の欠陥密度は従来よりも小さくすることができ、
１０7／ｃｍ2であり、１／１００と大幅に欠陥密度が低
減している。これはｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ
0.04Ｎクラッド層のＧａＮに対する格子不整合率が１０
-4台と従来のレーザ構造の１／１００程度であるからで
ある。レーザのしきい値電流密度は１０００Ａ／ｃｍ2
と、従来のレーザの１／４程度になる。
ａ0.77Ｉｎ0.04Ｎを用いている。この組成は、図５で示
すようにＧａＮにほぼ格子定数が等しい。よってレーザ
素子内の欠陥密度は従来よりも小さくすることができ、
１０7／ｃｍ2であり、１／１００と大幅に欠陥密度が低
減している。これはｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ
0.04Ｎクラッド層のＧａＮに対する格子不整合率が１０
-4台と従来のレーザ構造の１／１００程度であるからで
ある。レーザのしきい値電流密度は１０００Ａ／ｃｍ2
と、従来のレーザの１／４程度になる。
【００２３】またクラッド層と活性層とのバンドオフセ
ットは、伝導帯の差ΔＥc＝３００ｍｅＶ、ΔＥｖ＝１
５０ｍｅＶであり、クラッド層はＧａＮと格子定数を一
致させつつも、活性層にキャリアを十分に閉じ込めるだ
けのダブるヘテロ構造となっている。
ットは、伝導帯の差ΔＥc＝３００ｍｅＶ、ΔＥｖ＝１
５０ｍｅＶであり、クラッド層はＧａＮと格子定数を一
致させつつも、活性層にキャリアを十分に閉じ込めるだ
けのダブるヘテロ構造となっている。
【００２４】なお、ＳｉＣ基板１の代わりにＡｌ2Ｏ3、
ＺｎＯ、ＬｉＡｌＯ2等の酸化物基板を用いても同様な
結果が得られる。さらにＳｉＣ傾斜基板を用いても同様
な結果が得られる。また、ｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.
77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層７、３の代わりにＡｌＮ、Ｇａ
Ｎ、ＩｎＮまたはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、Ｇａ
1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）などの多層構造を用いても同
様な結果が得られる。
ＺｎＯ、ＬｉＡｌＯ2等の酸化物基板を用いても同様な
結果が得られる。さらにＳｉＣ傾斜基板を用いても同様
な結果が得られる。また、ｐ型及びｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.
77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層７、３の代わりにＡｌＮ、Ｇａ
Ｎ、ＩｎＮまたはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、Ｇａ
1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）などの多層構造を用いても同
様な結果が得られる。
【００２５】（実施の形態２）実施の形態２では基板に
ＺｎＯを用いている。ＺｎＯはＧａＮと格子定数が近い
ことが図５からわかる。
ＺｎＯを用いている。ＺｎＯはＧａＮと格子定数が近い
ことが図５からわかる。
【００２６】このｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１３に対
して、有機溶媒による洗浄及び前処理から基板を加熱し
て表面に付着している吸着ガスや酸化物、水分子等を取
り除くまでの工程は、実施の形態１と同じである。但し
基板加熱の工程における基板温度は８００℃である。
して、有機溶媒による洗浄及び前処理から基板を加熱し
て表面に付着している吸着ガスや酸化物、水分子等を取
り除くまでの工程は、実施の形態１と同じである。但し
基板加熱の工程における基板温度は８００℃である。
【００２７】その後ｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１の温
度を８００℃にしたまま、トリメチルガリウム、アンモ
ニア、シランのガス供給ラインのバルブ２８、３１、３
３を開け、トリメチルガリウム５．５ｓｃｃｍ、アンモ
ニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５ｓｃｃｍを流
し、ｎ型ＧａＮバッファ層１４を３００Å積層する。
度を８００℃にしたまま、トリメチルガリウム、アンモ
ニア、シランのガス供給ラインのバルブ２８、３１、３
３を開け、トリメチルガリウム５．５ｓｃｃｍ、アンモ
ニア２．５ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５ｓｃｃｍを流
し、ｎ型ＧａＮバッファ層１４を３００Å積層する。
【００２８】ｎ型ＧａＮバッファ層１４を積層した後、
ｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１３の温度を７３０℃まで
下げ、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、
トリメチルインジウム、アンモニア、シランのガス供給
ラインのバルブ２８、２９、３０、３１、３３を開け、
トリメチルガリウム１．０ｓｃｃｍ、トリメチルアルミ
ニウム１．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム５．０ｓ
ｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５
ｓｃｃｍを流し、層厚１．５μｍのｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.
40Ｉｎ0.25Ｎ１５を積層する。
ｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１３の温度を７３０℃まで
下げ、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、
トリメチルインジウム、アンモニア、シランのガス供給
ラインのバルブ２８、２９、３０、３１、３３を開け、
トリメチルガリウム１．０ｓｃｃｍ、トリメチルアルミ
ニウム１．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム５．０ｓ
ｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シラン１２．５
ｓｃｃｍを流し、層厚１．５μｍのｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.
40Ｉｎ0.25Ｎ１５を積層する。
【００２９】ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎ１５を積
層した後、シランのガス供給ラインのバルブ３３を閉
じ、トリメチルガリウム２．０ｓｃｃｍ、トリメチルア
ルミニウム１．６ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム５．
０ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アン
ドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１６を１
０００Å積層する。
層した後、シランのガス供給ラインのバルブ３３を閉
じ、トリメチルガリウム２．０ｓｃｃｍ、トリメチルア
ルミニウム１．６ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム５．
０ｓｃｃｍ、アンモニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アン
ドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１６を１
０００Å積層する。
【００３０】アンドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光
ガイド層１６を積層した後、ｎ型ＺｎＯ（０００１）基
板１３の温度を６９０℃まで下げ、トリメチルガリウ
ム、トリメチルインジウムのガス供給ラインのバルブ２
８、３０を開け、トリメチルガリウム２．７ｓｃｃｍ、
トリメチルインジウム２７ｓｃｃｍ、アンモニア１０ｌ
／ｍｉｎを流し、アンドープＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ活性層
１７を１００Å積層する。
ガイド層１６を積層した後、ｎ型ＺｎＯ（０００１）基
板１３の温度を６９０℃まで下げ、トリメチルガリウ
ム、トリメチルインジウムのガス供給ラインのバルブ２
８、３０を開け、トリメチルガリウム２．７ｓｃｃｍ、
トリメチルインジウム２７ｓｃｃｍ、アンモニア１０ｌ
／ｍｉｎを流し、アンドープＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ活性層
１７を１００Å積層する。
【００３１】アンドープＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ活性層１７
を１００Å積層した後、ｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１
３の温度を７３０℃まで上げ、トリメチルアルミニウム
のガス供給ラインのバルブ２９を開け、トリメチルガリ
ウム２．０ｓｃｃｍ、トリメチルアルミニウム１．６ｓ
ｃｃｍ、トリメチルインジウム５．０ｓｃｃｍ、アンモ
ニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アンドープＡｌ0.21Ｇａ
0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１８を１０００Å積層する。
を１００Å積層した後、ｎ型ＺｎＯ（０００１）基板１
３の温度を７３０℃まで上げ、トリメチルアルミニウム
のガス供給ラインのバルブ２９を開け、トリメチルガリ
ウム２．０ｓｃｃｍ、トリメチルアルミニウム１．６ｓ
ｃｃｍ、トリメチルインジウム５．０ｓｃｃｍ、アンモ
ニア２．５ｌ／ｍｉｎを流し、アンドープＡｌ0.21Ｇａ
0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１８を１０００Å積層する。
【００３２】アンドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光
ガイド層１８を１０００Å積層した後、シクロペンタジ
エニルマグネシウムのガス供給ラインをのバルブ３２を
開け、トリメチルガリウム１．０ｓｃｃｍ、トリメチル
アルミニウム１．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム
５．０ｓｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シクロ
ペンタジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ
型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１９を１．０
μｍ積層する。
ガイド層１８を１０００Å積層した後、シクロペンタジ
エニルマグネシウムのガス供給ラインをのバルブ３２を
開け、トリメチルガリウム１．０ｓｃｃｍ、トリメチル
アルミニウム１．７ｓｃｃｍ、トリメチルインジウム
５．０ｓｃｃｍ、アンモニア５．０ｌ／ｍｉｎ、シクロ
ペンタジエニルマグネシウム５．０ｓｃｃｍを流し、ｐ
型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１９を１．０
μｍ積層する。
【００３３】ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎクラッド層７を積層
した後、実施の形態１と同様にｐ型ＧａＮコンタクト層
２０を１０００Å積層する。
した後、実施の形態１と同様にｐ型ＧａＮコンタクト層
２０を１０００Å積層する。
【００３４】その後、実施の形態１と全く同様な方法で
もってアニールを行い、プロセスを施して金属を蒸着
し、へき開を行ってレーザを完成させる。
もってアニールを行い、プロセスを施して金属を蒸着
し、へき開を行ってレーザを完成させる。
【００３５】本発明の、上記レーザの特性を以下に述べ
る。まず光学的特性について述べる。レーザの発振波長
は４２０ｎｍである。端面の反射率はフロント、リアと
も２２％である。またレーザの内部損失は５ｃｍ-1、共
振器における損失は２０ｃｍ-1である。
る。まず光学的特性について述べる。レーザの発振波長
は４２０ｎｍである。端面の反射率はフロント、リアと
も２２％である。またレーザの内部損失は５ｃｍ-1、共
振器における損失は２０ｃｍ-1である。
【００３６】次に電気的特性について述べる。本発明の
レーザの電流−電圧特性は図９に示すように従来のもの
よりも明らかに向上している。ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９のキャリア密度
はどちらも１×１０18／ｃｍ3、ｐ型ＧａＮコンタクト
層２０のキャリア密度は１×１０18／ｃｍ3、移動度は
ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１
９、１５、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０それぞれ１０ｃ
ｍ2／Ｖ・ｓ、２５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ、１０ｃｍ2／Ｖ・
ｓであり、十分抵抗率の小さいｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１９、１５、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０が実現されている。また、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０とニッケル２３の間にオーム性接触が実
現し、さらに裏面のｎ型ＺｎＯ基板１３とＴｉ／Ａｕ２
２との間にもオーム性接触が実現している。
レーザの電流−電圧特性は図９に示すように従来のもの
よりも明らかに向上している。ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９のキャリア密度
はどちらも１×１０18／ｃｍ3、ｐ型ＧａＮコンタクト
層２０のキャリア密度は１×１０18／ｃｍ3、移動度は
ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１
９、１５、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０それぞれ１０ｃ
ｍ2／Ｖ・ｓ、２５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ、１０ｃｍ2／Ｖ・
ｓであり、十分抵抗率の小さいｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１９、１５、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０が実現されている。また、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０とニッケル２３の間にオーム性接触が実
現し、さらに裏面のｎ型ＺｎＯ基板１３とＴｉ／Ａｕ２
２との間にもオーム性接触が実現している。
【００３７】クラッドに用いている４元組成はＡｌ0.35
Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎであり、この組成はＺｎＯにほぼ格
子整合している。これにより、レーザ素子内の欠陥密度
は１０7／ｃｍ2となり、従来の１／１００と大幅に欠陥
密度が低減している。これはｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ
0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９、アンドープＡｌ
0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１６、１８、Ｇａ0.
82Ｉｎ0.18Ｎ活性層１７のＺｎＯに対する格子不整合率
が１０-4台と従来のレーザ構造の１／１００程度である
からである。レーザのしきい値電流密度は１０００Ａ／
ｃｍ2と、従来のレーザの１／４程度になる。
Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎであり、この組成はＺｎＯにほぼ格
子整合している。これにより、レーザ素子内の欠陥密度
は１０7／ｃｍ2となり、従来の１／１００と大幅に欠陥
密度が低減している。これはｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ
0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９、アンドープＡｌ
0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド層１６、１８、Ｇａ0.
82Ｉｎ0.18Ｎ活性層１７のＺｎＯに対する格子不整合率
が１０-4台と従来のレーザ構造の１／１００程度である
からである。レーザのしきい値電流密度は１０００Ａ／
ｃｍ2と、従来のレーザの１／４程度になる。
【００３８】なお、ＳｉＣ基板１の代わりにＡｌ2Ｏ3、
ＺｎＯ、ＬｉＡｌＯ2等の酸化物基板を用いても同様な
結果が得られる。さらにＳｉＣ傾斜基板を用いても同様
な結果が得られる。また、ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.
40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９の代わりにＡｌＮ、
ＧａＮ、ＩｎＮまたはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、
Ｇａ1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）などの多層構造を用いて
も同様な結果が得られる。
ＺｎＯ、ＬｉＡｌＯ2等の酸化物基板を用いても同様な
結果が得られる。さらにＳｉＣ傾斜基板を用いても同様
な結果が得られる。また、ｐ型及びｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.
40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層１５、１９の代わりにＡｌＮ、
ＧａＮ、ＩｎＮまたはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、
Ｇａ1-yＩｎyＮ（０≦ｙ≦１）などの多層構造を用いて
も同様な結果が得られる。
【００３９】（実施の形態３）本実施形態の構造断面図
を図１０に示す。構造は図１とほぼ同じであるが、本実
施例ではリッジ構造とし、リッジの両側は埋めこみ層１
００で埋めこんだ構造としている。埋め込み層１００と
してもＡｌＧａＩｎＰを用いている。この層はリッジ下
の活性層に平行方向の実効屈折率差をつけるためにクラ
ッド層よりも屈折率の低い層を用いる。屈折率差は０．
０１とることができる。組成はＡｌ0.1Ｇａ0.88Ｉｎ0.0
2Ｎであり、図５からＧａＮに格子定数が一致してお
り、埋め込み層でも欠陥を誘発することはほとんどな
い。
を図１０に示す。構造は図１とほぼ同じであるが、本実
施例ではリッジ構造とし、リッジの両側は埋めこみ層１
００で埋めこんだ構造としている。埋め込み層１００と
してもＡｌＧａＩｎＰを用いている。この層はリッジ下
の活性層に平行方向の実効屈折率差をつけるためにクラ
ッド層よりも屈折率の低い層を用いる。屈折率差は０．
０１とることができる。組成はＡｌ0.1Ｇａ0.88Ｉｎ0.0
2Ｎであり、図５からＧａＮに格子定数が一致してお
り、埋め込み層でも欠陥を誘発することはほとんどな
い。
【００４０】このように埋め込み層１００にＧａＮと格
子定数が一致し、アンドープまたはｎ型にすることで電
流を狭窄させつつ、屈折率導波型のレーザ構造とするこ
とができるので、しきい値電流が小さく、高出力のレー
ザとすることができる。
子定数が一致し、アンドープまたはｎ型にすることで電
流を狭窄させつつ、屈折率導波型のレーザ構造とするこ
とができるので、しきい値電流が小さく、高出力のレー
ザとすることができる。
【００４１】なお、各実施例では、バッファ層上に、Ａ
ｌＧａＩｎＮ結晶を成長させる場合について説明した
が、ＡｌＧａＩｎＮ結晶を、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの
多層構造としても同様の効果が得られる。
ｌＧａＩｎＮ結晶を成長させる場合について説明した
が、ＡｌＧａＩｎＮ結晶を、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの
多層構造としても同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】上記の方法によって作製される、少なく
とも１層にＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを同時に含むＩＩ
ＩーＶ族化合物からなるダブルヘテロ構造により、半導
体発光素子の欠陥を減らし、しきい値電流密度を低減さ
せ、従来よりも特性が良好な、Ｎを含むＩＩＩ−Ｖ族半
導体レーザが得られる。
とも１層にＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを同時に含むＩＩ
ＩーＶ族化合物からなるダブルヘテロ構造により、半導
体発光素子の欠陥を減らし、しきい値電流密度を低減さ
せ、従来よりも特性が良好な、Ｎを含むＩＩＩ−Ｖ族半
導体レーザが得られる。
【図１】本発明の、第１の実施の形態における半導体発
光素子の構造断面図
光素子の構造断面図
【図２】本発明の、第２の実施の形態における半導体発
光素子の構造断面図
光素子の構造断面図
【図３】本発明の、第１の実施の形態における半導体発
光素子のプロセスに関する図
光素子のプロセスに関する図
【図４】本発明の半導体発光素子を製造する、有機気相
金属エピタキシャル成長装置の概略図
金属エピタキシャル成長装置の概略図
【図５】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のバンドギャップと
格子定数との関係、およびよく用いられる基板の格子定
数を表す図
格子定数との関係、およびよく用いられる基板の格子定
数を表す図
【図６】従来の半導体発光素子の構造断面図
【図７】タイプＩのヘテロ接合のバンドダイアグラムを
表す図
表す図
【図８】本発明の、第１の実施の形態におけるレーザに
関する電流−電圧特性と従来のレーザに関する電流−電
圧特性を比較した図
関する電流−電圧特性と従来のレーザに関する電流−電
圧特性を比較した図
【図９】本発明の、第２の実施の形態におけるレーザに
関する電流−電圧特性と従来のレーザに関する電流−電
圧特性を比較した図
関する電流−電圧特性と従来のレーザに関する電流−電
圧特性を比較した図
【図１０】本発明の、第３の実施の形態における半導体
発光素子の構造断面図
発光素子の構造断面図
３ ｎ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層 ７ ｐ型Ａｌ0.19Ｇａ0.77Ｉｎ0.04Ｎクラッド層 １５ ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層 １６ アンドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド
層 １８ アンドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド
層 １９ ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層
層 １８ アンドープＡｌ0.21Ｇａ0.57Ｉｎ0.22Ｎ光ガイド
層 １９ ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.40Ｉｎ0.25Ｎクラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粂 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伴 雄三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (19)
- 【請求項１】基板と、前記基板上に積層されており、少
なくとも１層がＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮを同時に含む
ＩＩＩーＶ族化合物半導体層からなり、前記化合物半導
体層のダブルヘテロ構造を有している半導体発光素子。 - 【請求項２】基板としてサファイア、ＭｇＡｌ2Ｏ4、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたは酸化物基板を用いることを特
徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】六方晶の結晶構造を有する基板に対し、ｃ
軸に垂直な面上に作製される前記ダブルヘテロ構造を有
することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】前記ダブルヘテロ構造の、少なくとも２層
にｐ型およびｎ型の導電性を有することを特徴とする請
求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】基板と、前記基板上に積層されており、Ａ
ｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの多層構造を含むダブルヘテロ構
造を有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項６】基板としてサファイア、ＭｇＡｌ2Ｏ4、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたは酸化物基板を用いることを特
徴とする請求項５記載の半導体発光素子。 - 【請求項７】六方晶の結晶構造を有する基板に対し、ｃ
軸に垂直な面上に作製される前記ダブルヘテロ構造を有
することを特徴とする請求項５記載の半導体発光素子。 - 【請求項８】前記ダブルヘテロ構造の、少なくとも２層
にｐ型およびｎ型の導電性を有することを特徴とする請
求項５記載の半導体発光素子。 - 【請求項９】基板と、前記基板上に積層されたＡｌＮま
たはＧａＮからなるバッファ層と、前記バッファ層上に
積層されたＧａＮからなる層と、前記ＧａＮからなる層
上に積層された、少なくとも１層にＡｌ、Ｇａ、Ｉｎお
よびＮを同時に含むＩＩＩーＶ族化合物からなり、かつ
少なくとも１層がＧａＮに対して１０-3以下の格子不整
合率を有するダブルヘテロ構造を有することを特徴とす
る半導体発光素子。 - 【請求項１０】基板としてサファイア、ＭｇＡｌ2Ｏ4、
ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたは酸化物基板を用いることを
特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。 - 【請求項１１】六方晶の結晶構造を有する基板に対し、
ｃ軸に垂直な面上に作製される前記ダブルヘテロ構造を
有することを特徴とする請求項９記載の半導体発光素
子。 - 【請求項１２】前記ダブルヘテロ構造の、少なくとも２
層にｐ型およびｎ型の導電性を有することを特徴とする
請求項９記載の半導体発光素子。 - 【請求項１３】前記ダブルヘテロ構造にＡｌＮ、Ｇａ
Ｎ、ＩｎＮの多層構造を含むことを特徴とする請求項９
記載の半導体発光素子。 - 【請求項１４】ＺｎＯ基板と、前記ＺｎＯ基板上に積層
されたＡｌＮまたはＧａＮからなるバッファ層と、前記
バッファ層上に積層された、少なくとも１層にＡｌ、Ｇ
ａ、ＩｎおよびＮを同時に含むＩＩＩーＶ族化合物から
なり、かつ少なくとも１層がＺｎＯに対して１０−３以
下の格子不整合率を有するダブルヘテロ構造を有するこ
とを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１５】前記ダブルヘテロ構造を構成するすべて
の層がＺｎＯに対して１０-3以下の格子不整合率を有す
ることを特徴とする請求項１４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１６】六方晶の結晶構造を有する基板に対し、
ｃ軸に垂直な面上に作製される前記ダブルヘテロ構造を
有することを特徴とする請求項１４記載の半導体発光素
子。 - 【請求項１７】前記ダブルヘテロ構造の、少なくとも２
層にｐ型およびｎ型の導電性を有することを特徴とする
請求項１４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１８】前記ダブルヘテロ構造にＡｌＮ、Ｇａ
Ｎ、ＩｎＮの多層構造を含むことを特徴とする請求項１
４記載の半導体発光素子。 - 【請求項１９】ＩＩＩーＶ族化合物からなるダブルヘテ
ロ構造の、少なくとも１層がＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮ
を同時に含むことにより基板との格子整合を可能にする
ことを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395296A JPH104244A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395296A JPH104244A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104244A true JPH104244A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15573666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15395296A Pending JPH104244A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104244A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003023217A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Sony Corp | 発光素子 |
| WO2010084697A1 (ja) * | 2009-01-23 | 2010-07-29 | 住友電気工業株式会社 | 窒化物半導体発光素子、エピタキシャル基板、及び窒化物半導体発光素子を作製する方法 |
| JP2011138896A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | エピタキシャル膜および発光素子 |
| KR101125459B1 (ko) | 2009-10-28 | 2012-03-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP15395296A patent/JPH104244A/ja active Pending
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