JPH11147798A - 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH11147798A JPH11147798A JP31411697A JP31411697A JPH11147798A JP H11147798 A JPH11147798 A JP H11147798A JP 31411697 A JP31411697 A JP 31411697A JP 31411697 A JP31411697 A JP 31411697A JP H11147798 A JPH11147798 A JP H11147798A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- group
- crystal
- grown
- conductivity type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 欠陥の少ない結晶層を成長させることができ
る結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法を提供
する。 【解決手段】 基板１の上にｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よ
りなる第１導電型クラッド層３，ＺｎＳＳｅ混晶よりな
る第１のガイド層４，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりなる活性層
５，ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイド層６，ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型クラッド層７を順
次成長させる。その際、成長表面をＩＩ族元素の面とＶ
Ｉ族元素の面が共に存在する状態として成長させる。例
えば、成長表面がＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）
および（２×１）の双方が見られる状態として成長させ
る。具体的には、例えば亜鉛とセレンとの各粒子線の強
度比を成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛５〜７に対
してセレンを５とする。これにより、欠陥のない結晶層
を成長させることができる。
る結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法を提供
する。 【解決手段】 基板１の上にｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よ
りなる第１導電型クラッド層３，ＺｎＳＳｅ混晶よりな
る第１のガイド層４，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりなる活性層
５，ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイド層６，ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型クラッド層７を順
次成長させる。その際、成長表面をＩＩ族元素の面とＶ
Ｉ族元素の面が共に存在する状態として成長させる。例
えば、成長表面がＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）
および（２×１）の双方が見られる状態として成長させ
る。具体的には、例えば亜鉛とセレンとの各粒子線の強
度比を成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛５〜７に対
してセレンを５とする。これにより、欠陥のない結晶層
を成長させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の結晶層を成長させる結晶成長方法およびそれ
を利用した半導体発光素子の製造方法に関する。
物半導体の結晶層を成長させる結晶成長方法およびそれ
を利用した半導体発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光を利用した各種技術分野におい
ては、例えば、光ディスクや光磁気ディスクに対する記
録・再生の高密度化および高解像度化の要求が高まって
いる。また、高輝度ディスプレー装置，低損失光ファイ
バ通信装置さらにはＤＮＡあるいは特定化学物質の光学
式解析装置などの開発の気運も高まっている。そこで、
これらの光源として緑色ないしは青色で発光可能な半導
体発光素子の開発が求められている。
ては、例えば、光ディスクや光磁気ディスクに対する記
録・再生の高密度化および高解像度化の要求が高まって
いる。また、高輝度ディスプレー装置，低損失光ファイ
バ通信装置さらにはＤＮＡあるいは特定化学物質の光学
式解析装置などの開発の気運も高まっている。そこで、
これらの光源として緑色ないしは青色で発光可能な半導
体発光素子の開発が求められている。
【０００３】このように緑色ないしは青色で発光可能な
半導体素子を構成する材料としては、ＩＩ族元素の亜鉛
（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂ
ｅ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ）およびマンガ
ン（Ｍｎ）のうち少なくとも１種とＶＩ族元素の酸素
（Ｏ），硫黄（Ｓ），セレン（Ｓｅ），テルル（Ｔｅ）
のうち少なくとも１種とからなるＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体が有望である。特に、ＺｎＭｇＳＳｅ混晶は、結晶
性に優れかつ入手が容易なＧａＡｓやＺｎＳｅよりなる
基板に対して格子整合させることができるので、半導体
発光素子のガイド層やクラッド層を構成する材料として
知られている（例えば、Electronics Letters28(1992)
p.1798）。
半導体素子を構成する材料としては、ＩＩ族元素の亜鉛
（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂ
ｅ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ）およびマンガ
ン（Ｍｎ）のうち少なくとも１種とＶＩ族元素の酸素
（Ｏ），硫黄（Ｓ），セレン（Ｓｅ），テルル（Ｔｅ）
のうち少なくとも１種とからなるＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体が有望である。特に、ＺｎＭｇＳＳｅ混晶は、結晶
性に優れかつ入手が容易なＧａＡｓやＺｎＳｅよりなる
基板に対して格子整合させることができるので、半導体
発光素子のガイド層やクラッド層を構成する材料として
知られている（例えば、Electronics Letters28(1992)
p.1798）。
【０００４】このようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子は、例えば、分子線エピタキシー
（Molecular Beam Epitaxy；ＭＢＥ）法により製造する
ことができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の層を成長さ
せる場合には、一般に、成長表面においてＶＩ族元素に
比べてＩＩ族元素が多くても、ＩＩ族元素に比べてＶＩ
族元素が多くても、ＩＩ族元素とＶＩ族元素は１対１の
割合で取り込まれて結晶が成長すると考えられている。
ＩＩ族元素は、ある温度以上においてはＶＩ族元素に付
着して化合物を生成し、ＩＩ族元素には付着しないと考
えられ、ＶＩ族元素もＩＩ族元素に付着して化合物を生
成し、ＶＩ族元素には付着しないと考えられるからであ
る。
いた半導体発光素子は、例えば、分子線エピタキシー
（Molecular Beam Epitaxy；ＭＢＥ）法により製造する
ことができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の層を成長さ
せる場合には、一般に、成長表面においてＶＩ族元素に
比べてＩＩ族元素が多くても、ＩＩ族元素に比べてＶＩ
族元素が多くても、ＩＩ族元素とＶＩ族元素は１対１の
割合で取り込まれて結晶が成長すると考えられている。
ＩＩ族元素は、ある温度以上においてはＶＩ族元素に付
着して化合物を生成し、ＩＩ族元素には付着しないと考
えられ、ＶＩ族元素もＩＩ族元素に付着して化合物を生
成し、ＶＩ族元素には付着しないと考えられるからであ
る。
【０００５】このような成長表面の状態は、高速電子線
回折（ＲＨＥＥＤ；Reflection High Energy Electron
Diffraction ）により観察することができる。例えば、
表面においてＩＩ族元素が過多の場合にはｃ（２×２）
が見られ、ＶＩ族元素が過多の場合には（２×１）が見
られるととが分かっている。従来は、硫黄の原料にＺｎ
Ｓを用いていたので、一般に、ＩＩ族元素過多の状態
（ＲＨＥＥＤによりｃ（２×２）が見られる状態）で成
長させていた。
回折（ＲＨＥＥＤ；Reflection High Energy Electron
Diffraction ）により観察することができる。例えば、
表面においてＩＩ族元素が過多の場合にはｃ（２×２）
が見られ、ＶＩ族元素が過多の場合には（２×１）が見
られるととが分かっている。従来は、硫黄の原料にＺｎ
Ｓを用いていたので、一般に、ＩＩ族元素過多の状態
（ＲＨＥＥＤによりｃ（２×２）が見られる状態）で成
長させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにＩＩ族元素過多の状態でＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の結晶層を成長させると、結晶層の成長に伴って表面
状態が悪化してしまい、ＲＨＥＥＤによる観察で綺麗な
ｃ（２×２）が見られなくなっていた。よって、この表
面状態の悪化により、結晶中に欠陥が発生してしまうと
いう問題があった。
ようにＩＩ族元素過多の状態でＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の結晶層を成長させると、結晶層の成長に伴って表面
状態が悪化してしまい、ＲＨＥＥＤによる観察で綺麗な
ｃ（２×２）が見られなくなっていた。よって、この表
面状態の悪化により、結晶中に欠陥が発生してしまうと
いう問題があった。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、欠陥の少ない結晶層を成長させるこ
とができる結晶成長方法および半導体発光素子の製造方
法を提供することにある。
ので、その目的は、欠陥の少ない結晶層を成長させるこ
とができる結晶成長方法および半導体発光素子の製造方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による結晶成長方
法は、少なくとも１種のＩＩ族元素と、少なくとも１種
のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶
層を成長させるものであって、成長表面にＩＩ族元素の
面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態で結晶層を成長
させるものである。
法は、少なくとも１種のＩＩ族元素と、少なくとも１種
のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶
層を成長させるものであって、成長表面にＩＩ族元素の
面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態で結晶層を成長
させるものである。
【０００９】本発明による他の結晶成長方法は、少なく
とも１種のＩＩ族元素と、少なくとも１種のＶＩ族元素
とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させ
るものであって、成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ
（２×２）および（２×１）の双方が見られる状態で結
晶層を成長させるものである。
とも１種のＩＩ族元素と、少なくとも１種のＶＩ族元素
とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させ
るものであって、成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ
（２×２）および（２×１）の双方が見られる状態で結
晶層を成長させるものである。
【００１０】本発明による半導体発光素子は、亜鉛，マ
グネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガンおよび
水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族元素
と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群のうち
の少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導電型
クラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を形成
したものであって、結晶層の少なくとも一部を、成長表
面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状
態で成長させるものである。
グネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガンおよび
水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族元素
と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群のうち
の少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導電型
クラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を形成
したものであって、結晶層の少なくとも一部を、成長表
面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状
態で成長させるものである。
【００１１】本発明による他の半導体発光素子は、亜
鉛，マグネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガン
および水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族
元素と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群の
うちの少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導
電型クラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を
形成したものであって、結晶層の少なくとも一部を、成
長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および
（２×１）の双方が見られる状態で成長させるものであ
る。
鉛，マグネシウム，ベリリウム，カドミウム，マンガン
および水銀からなる群のうちの少なくとも１種のＩＩ族
元素と、酸素，硫黄，セレンおよびテルルからなる群の
うちの少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導
電型クラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を
形成したものであって、結晶層の少なくとも一部を、成
長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および
（２×１）の双方が見られる状態で成長させるものであ
る。
【００１２】本発明による更に他の半導体発光素子の製
造方法は、粒子線を照射してＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりな
る第１導電型クラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりなる活
性層層およびＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型ク
ラッド層を成長させたものであって、第１導電型クラッ
ド層および第２導電型クラッド層の少なくとも一部を成
長させる際の亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を、成
長表面に到達する粒子線の量で亜鉛を５から７に対して
セレンを５とするものである。
造方法は、粒子線を照射してＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりな
る第１導電型クラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりなる活
性層層およびＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型ク
ラッド層を成長させたものであって、第１導電型クラッ
ド層および第２導電型クラッド層の少なくとも一部を成
長させる際の亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を、成
長表面に到達する粒子線の量で亜鉛を５から７に対して
セレンを５とするものである。
【００１３】本発明による結晶成長方法では、ＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の結晶層を成長させる際に、成長表面
をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態
とする。なお、ＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面は同程
度の面積であることが好ましい。
Ｉ族化合物半導体の結晶層を成長させる際に、成長表面
をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態
とする。なお、ＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面は同程
度の面積であることが好ましい。
【００１４】本発明による他の結晶成長方法では、ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させる際に、成長
表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２
×１）の双方が見られる状態とする。
−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させる際に、成長
表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２
×１）の双方が見られる状態とする。
【００１５】本発明による半導体発光素子の製造方法で
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させて第
１導電型クラッド層，活性層および第２導電型クラッド
層を形成する。その際、結晶層の少なくとも一部につい
ては、成長表面をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が両
方存在する状態として成長させる。
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させて第
１導電型クラッド層，活性層および第２導電型クラッド
層を形成する。その際、結晶層の少なくとも一部につい
ては、成長表面をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が両
方存在する状態として成長させる。
【００１６】本発明による他の半導体発光素子の製造方
法では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させ
て第１導電型クラッド層，活性層および第２導電型クラ
ッド層を形成する。その際、結晶層の少なくとも一部に
ついては、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×
２）および（２×１）の双方が見られる状態として成長
させる。
法では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を成長させ
て第１導電型クラッド層，活性層および第２導電型クラ
ッド層を形成する。その際、結晶層の少なくとも一部に
ついては、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×
２）および（２×１）の双方が見られる状態として成長
させる。
【００１７】本発明による更に他の半導体発光素子の製
造方法では、粒子線が照射されてＺｎＭｇＳＳｅ混晶よ
りなる第１導電型クラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりな
る活性層およびＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型
クラッド層が成長される。その際、第１導電型クラッド
層および第２導電型クラッド層の少なくとも一部が、亜
鉛とセレンとの各粒子線の強度比を、成長表面に到達す
る粒子線の量で亜鉛を５〜７に対してセレンを５として
成長される。
造方法では、粒子線が照射されてＺｎＭｇＳＳｅ混晶よ
りなる第１導電型クラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶よりな
る活性層およびＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型
クラッド層が成長される。その際、第１導電型クラッド
層および第２導電型クラッド層の少なくとも一部が、亜
鉛とセレンとの各粒子線の強度比を、成長表面に到達す
る粒子線の量で亜鉛を５〜７に対してセレンを５として
成長される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素
子の製造方法では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層
を成長させて図１に示した半導体発光素子を製造する場
合について説明する。なお、この半導体発光素子は、基
板１の一面側に、バッファ層２，第１導電型クラッド層
３，第１のガイド層４，活性層５，第２のガイド層６，
第２導電型クラッド層７，第１の半導体層８，第２の半
導体層９，超格子層１０およびコンタクト層１１が順次
積層されたものである。
子の製造方法では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層
を成長させて図１に示した半導体発光素子を製造する場
合について説明する。なお、この半導体発光素子は、基
板１の一面側に、バッファ層２，第１導電型クラッド層
３，第１のガイド層４，活性層５，第２のガイド層６，
第２導電型クラッド層７，第１の半導体層８，第２の半
導体層９，超格子層１０およびコンタクト層１１が順次
積層されたものである。
【００２０】図１は本実施の形態に係る結晶成長方法お
よび半導体発光素子の製造方法に用いるＭＢＥ結晶成長
装置の構成を表すものであるこのＭＢＥ結晶成長装置
は、真空蒸着装置の一種であり、図示しない超高真空排
気装置に接続された結晶成長室２１を備えている。この
結晶成長室２１の内部には、基板１を保持するための基
板ホルダ２２が配設されている。この基板ホルダ２２
は、図示しないヒーターによって加熱することができる
ようになっている。
よび半導体発光素子の製造方法に用いるＭＢＥ結晶成長
装置の構成を表すものであるこのＭＢＥ結晶成長装置
は、真空蒸着装置の一種であり、図示しない超高真空排
気装置に接続された結晶成長室２１を備えている。この
結晶成長室２１の内部には、基板１を保持するための基
板ホルダ２２が配設されている。この基板ホルダ２２
は、図示しないヒーターによって加熱することができる
ようになっている。
【００２１】結晶成長室２１には、この基板１に対向す
るように複数の粒子線源セル２３（例えばクヌーゼンセ
ル（Ｋセル）やバルブセル）が配設されている。バルブ
セルは原料の蒸気圧が高い場合に用いられる。各粒子線
源セル２３の内部には、成長させる結晶の構成元素に応
じた原料がそれぞれ個々に充填されている。例えば、各
Ｋセルの内部には、高純度の亜鉛，マグネシウム，カド
ミウム，テルルおよびｎ型不純物として塩素を添加する
ための塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）などがそれぞれ個々に充
填されている。また、バルブセルの内部には、高純度の
硫黄およびセレンなどがそれぞれ個々に充填されてい
る。
るように複数の粒子線源セル２３（例えばクヌーゼンセ
ル（Ｋセル）やバルブセル）が配設されている。バルブ
セルは原料の蒸気圧が高い場合に用いられる。各粒子線
源セル２３の内部には、成長させる結晶の構成元素に応
じた原料がそれぞれ個々に充填されている。例えば、各
Ｋセルの内部には、高純度の亜鉛，マグネシウム，カド
ミウム，テルルおよびｎ型不純物として塩素を添加する
ための塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）などがそれぞれ個々に充
填されている。また、バルブセルの内部には、高純度の
硫黄およびセレンなどがそれぞれ個々に充填されてい
る。
【００２２】結晶成長室２１には、また、ｐ型不純物と
して窒素（Ｎ）を添加するためのプラズマ発生室２４が
配設されている。このプラズマ発生室２４は、窒素をプ
ラズマ化して基板１に向かって照射するものであり、例
えばＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）セルやＲ
Ｆ（Radio Frequency ）セルにより構成されている。各
粒子線源セル２３の照射口近傍およびプラズマ発生室２
４のプラズマ導出口近傍には適宜に開閉が制御されるシ
ャッター２５がそれぞれ配設されている。
して窒素（Ｎ）を添加するためのプラズマ発生室２４が
配設されている。このプラズマ発生室２４は、窒素をプ
ラズマ化して基板１に向かって照射するものであり、例
えばＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）セルやＲ
Ｆ（Radio Frequency ）セルにより構成されている。各
粒子線源セル２３の照射口近傍およびプラズマ発生室２
４のプラズマ導出口近傍には適宜に開閉が制御されるシ
ャッター２５がそれぞれ配設されている。
【００２３】結晶成長室２１には、更に、高速電子銃２
６とこれに対応するスクリーン２７が配設されている。
すなわち、高速電子銃２６から基板１に向かって高速電
子線を出射し基板１の表面で回折されたＲＨＥＥＤ像を
スクリーン２７の上に映し出すことにより基板１の表面
状態を観察することができるようになっている。
６とこれに対応するスクリーン２７が配設されている。
すなわち、高速電子銃２６から基板１に向かって高速電
子線を出射し基板１の表面で回折されたＲＨＥＥＤ像を
スクリーン２７の上に映し出すことにより基板１の表面
状態を観察することができるようになっている。
【００２４】本実施の形態では、このようなＭＢＥ結晶
成長装置を用い、次のようにしてＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体の結晶層を成長させる。
成長装置を用い、次のようにしてＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体の結晶層を成長させる。
【００２５】まず、結晶層の成長に先立ち、例えばＧａ
Ａｓよりなる基板１を基板ホルダ２２に装着し、結晶成
長室２１の内部を適宜な真空状態とすると共に、基板１
を図示しないヒータにより加熱して結晶層の成長温度を
２００℃以上２８０℃以下に調節する。これは、２００
℃よりも低い温度または２８０℃よりも高い温度では良
好な結晶層を成長させることが困難だからである。
Ａｓよりなる基板１を基板ホルダ２２に装着し、結晶成
長室２１の内部を適宜な真空状態とすると共に、基板１
を図示しないヒータにより加熱して結晶層の成長温度を
２００℃以上２８０℃以下に調節する。これは、２００
℃よりも低い温度または２８０℃よりも高い温度では良
好な結晶層を成長させることが困難だからである。
【００２６】次いで、各シャッター２５を制御して適宜
の粒子線を照射し、基板１の一面側に、例えば、厚さが
１０ｎｍのｎ型不純物として塩素が添加されたｎ型Ｚｎ
Ｓｅよりなるバッファ層２，厚さが１μｍのｎ型不純物
として塩素が添加されたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりな
る第１導電型クラッド層３，厚さが１００ｎｍのＺｎＳ
Ｓｅ混晶よりなる第１のガイド層４，厚さが４ｎｍのＺ
ｎＣｄＳｅ混晶よりなる活性層５，厚さが１００ｎｍの
ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイド層６，厚さが１μ
ｍのｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ混晶よりなる第２導電型クラッド層７を順次成長さ
せる。
の粒子線を照射し、基板１の一面側に、例えば、厚さが
１０ｎｍのｎ型不純物として塩素が添加されたｎ型Ｚｎ
Ｓｅよりなるバッファ層２，厚さが１μｍのｎ型不純物
として塩素が添加されたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりな
る第１導電型クラッド層３，厚さが１００ｎｍのＺｎＳ
Ｓｅ混晶よりなる第１のガイド層４，厚さが４ｎｍのＺ
ｎＣｄＳｅ混晶よりなる活性層５，厚さが１００ｎｍの
ＺｎＳＳｅ混晶よりなる第２のガイド層６，厚さが１μ
ｍのｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ混晶よりなる第２導電型クラッド層７を順次成長さ
せる。
【００２７】なお、これら各結晶層を成長させる際に
は、成長表面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面とが共
に存在する状態とする。例えば、成長表面にＲＨＥＥＤ
観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見ら
れる状態となるように各粒子線照射量を調節する。ここ
では、バッファ層２，第１導電型クラッド層３，第１の
ガイド層４，第２のガイド層６および第２導電型クラッ
ド層７をそれぞれ成長させる場合、例えば、成長表面に
到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレンが５
となるように亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を調節
すれば、成長表面がこのような状態となる。
は、成長表面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面とが共
に存在する状態とする。例えば、成長表面にＲＨＥＥＤ
観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見ら
れる状態となるように各粒子線照射量を調節する。ここ
では、バッファ層２，第１導電型クラッド層３，第１の
ガイド層４，第２のガイド層６および第２導電型クラッ
ド層７をそれぞれ成長させる場合、例えば、成長表面に
到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレンが５
となるように亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を調節
すれば、成長表面がこのような状態となる。
【００２８】この亜鉛とセレンの各粒子線の強度比の調
節は、ＩＩ族元素として亜鉛以外の元素を含む結晶層を
成長させる場合においても、ＩＩ族元素における亜鉛以
外の元素の組成比がモル％で３０％以下であれば、成長
表面に到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレ
ンが５となるようにすることにより、同様の表面状態と
なる。また、ＶＩ族元素としてセレン以外の元素を含む
結晶層を成長させる場合においても、ＶＩ族元素におけ
るセレン以外の元素の組成比がモル％で３０％以下であ
れば、同様である。
節は、ＩＩ族元素として亜鉛以外の元素を含む結晶層を
成長させる場合においても、ＩＩ族元素における亜鉛以
外の元素の組成比がモル％で３０％以下であれば、成長
表面に到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレ
ンが５となるようにすることにより、同様の表面状態と
なる。また、ＶＩ族元素としてセレン以外の元素を含む
結晶層を成長させる場合においても、ＶＩ族元素におけ
るセレン以外の元素の組成比がモル％で３０％以下であ
れば、同様である。
【００２９】例えば、第１導電型クラッド層３および第
２導電型クラッド層７をＩＩ族元素における組成比がモ
ル％で亜鉛８８％，マグネシウム１２％、ＶＩ族元素に
おける組成比がモル％で硫黄１６％，セレン８４％であ
るＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成する場合には、このよ
うな亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を調節し、マグ
ネシウムと硫黄との各粒子線を加えて照射することによ
りそれぞれ成長させる。
２導電型クラッド層７をＩＩ族元素における組成比がモ
ル％で亜鉛８８％，マグネシウム１２％、ＶＩ族元素に
おける組成比がモル％で硫黄１６％，セレン８４％であ
るＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成する場合には、このよ
うな亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比を調節し、マグ
ネシウムと硫黄との各粒子線を加えて照射することによ
りそれぞれ成長させる。
【００３０】また、第１のガイド層４および第２のガイ
ド層６をＶＩ族元素における組成比がモル％で硫黄６
％，セレン９４％であるＺｎＳＳｅ混晶により構成する
場合には、このように亜鉛とセレンとの各粒子線の強度
比を調節し、硫黄の粒子線を加えて照射することにより
それぞれ成長させる。
ド層６をＶＩ族元素における組成比がモル％で硫黄６
％，セレン９４％であるＺｎＳＳｅ混晶により構成する
場合には、このように亜鉛とセレンとの各粒子線の強度
比を調節し、硫黄の粒子線を加えて照射することにより
それぞれ成長させる。
【００３１】なお、第１のガイド層４および第２のガイ
ド層６をＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成する場合であっ
ても、ＩＩ族元素におけるマグネシウムの組成比がモル
％で３０％以下であり、ＶＩ族元素における硫黄の組成
比がモル％で３０％以下であれば、同様にして成長させ
ることができる。
ド層６をＺｎＭｇＳＳｅ混晶により構成する場合であっ
ても、ＩＩ族元素におけるマグネシウムの組成比がモル
％で３０％以下であり、ＶＩ族元素における硫黄の組成
比がモル％で３０％以下であれば、同様にして成長させ
ることができる。
【００３２】すなわち、バッファ層２，第１導電型クラ
ッド層３，第１のガイド層４，第２のガイド層６および
第２導電型クラッド層７においては、亜鉛とセレンの各
粒子線の強度比を一定とし、成長させる各結晶層に応じ
て他の元素の粒子線を加えて照射するようにすれば、成
長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）と（２×
１）との双方が見られる状態として成長させることがで
きる。
ッド層３，第１のガイド層４，第２のガイド層６および
第２導電型クラッド層７においては、亜鉛とセレンの各
粒子線の強度比を一定とし、成長させる各結晶層に応じ
て他の元素の粒子線を加えて照射するようにすれば、成
長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）と（２×
１）との双方が見られる状態として成長させることがで
きる。
【００３３】また、活性層５を成長させる際には、例え
ば、活性層５をＩＩ族元素における組成比がモル％で亜
鉛７５％，カドミウム２５％であるＺｎＣｄＳｅ混晶に
より構成する場合、成長表面に到達する粒子線の量で亜
鉛が５〜７に対してセレンが１０となるように亜鉛とセ
レンの各粒子線の強度比を調節すれば、成長表面がＲＨ
ＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方
が見られる状態となる。
ば、活性層５をＩＩ族元素における組成比がモル％で亜
鉛７５％，カドミウム２５％であるＺｎＣｄＳｅ混晶に
より構成する場合、成長表面に到達する粒子線の量で亜
鉛が５〜７に対してセレンが１０となるように亜鉛とセ
レンの各粒子線の強度比を調節すれば、成長表面がＲＨ
ＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方
が見られる状態となる。
【００３４】なお、ここでは、バッファ層２から第２導
電型クラッド層７までの全体を、成長表面にＲＨＥＥＤ
観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見ら
れる状態として成長させるようにしたが、例えば、活性
層５に隣接する領域（例えば活性層５に隣接する１０ｎ
ｍ程度の領域；ここでは第１のガイド層４および第２の
ガイド層６のうち活性層５側の一部）については、ＲＨ
ＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）のみが見られる状態と
して成長させてもよい。これは、活性層３をＺｎ0.75Ｃ
ｄ0.25Ｓｅ混晶により構成すると基板１を構成するＧａ
Ａｓに対して大きな格子不整が生ずるので、活性層５に
隣接する領域をセレンのみを不足の状態で成長させるこ
とにより活性層５の歪みを緩和することがあるからであ
る。この場合、成長表面としてはＩＩ族元素過多となり
ＲＨＥＥＤ観察においてｃ（２×２）のみが見られるよ
うになる。
電型クラッド層７までの全体を、成長表面にＲＨＥＥＤ
観察におけるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見ら
れる状態として成長させるようにしたが、例えば、活性
層５に隣接する領域（例えば活性層５に隣接する１０ｎ
ｍ程度の領域；ここでは第１のガイド層４および第２の
ガイド層６のうち活性層５側の一部）については、ＲＨ
ＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）のみが見られる状態と
して成長させてもよい。これは、活性層３をＺｎ0.75Ｃ
ｄ0.25Ｓｅ混晶により構成すると基板１を構成するＧａ
Ａｓに対して大きな格子不整が生ずるので、活性層５に
隣接する領域をセレンのみを不足の状態で成長させるこ
とにより活性層５の歪みを緩和することがあるからであ
る。この場合、成長表面としてはＩＩ族元素過多となり
ＲＨＥＥＤ観察においてｃ（２×２）のみが見られるよ
うになる。
【００３５】または、活性層５を成長させる前後では照
射する粒子線が変化することに伴ってＶＩ族元素過多の
状態が生じやすいので、活性層５に隣接する領域をＩＩ
族元素過多の状態として成長させることもあるからであ
る。この場合も、成長表面としてはＩＩ族元素過多とな
りＲＨＥＥＤ観察においてｃ（２×２）のみが見られる
ようになる。
射する粒子線が変化することに伴ってＶＩ族元素過多の
状態が生じやすいので、活性層５に隣接する領域をＩＩ
族元素過多の状態として成長させることもあるからであ
る。この場合も、成長表面としてはＩＩ族元素過多とな
りＲＨＥＥＤ観察においてｃ（２×２）のみが見られる
ようになる。
【００３６】また、活性層５を成長させる際には、成長
表面に到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレ
ンが１０よりも大きくなるように、亜鉛とセレンとの各
粒子線の強度比を調節し、成長表面にＲＨＥＥＤ観察に
おける（２×１）のみが見られる状態としてもよい。
表面に到達する粒子線の量で亜鉛が５〜７に対してセレ
ンが１０よりも大きくなるように、亜鉛とセレンとの各
粒子線の強度比を調節し、成長表面にＲＨＥＥＤ観察に
おける（２×１）のみが見られる状態としてもよい。
【００３７】このようにして、バッファ層２から第２導
電型クラッド層７までを成長させたのち、各シャッター
２５を制御して適宜の粒子線を照射し、第２導電型クラ
ッド層７の上にｐ側電極と良好なオーミック接触を取る
ための各結晶層、すなわち、例えば、厚さが５００ｎｍ
のｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＳＳｅよ
りなる第１の半導体層８，厚さが１００ｎｍのｐ型不純
物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＳｅよりなる第２の
半導体層９，ｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型Ｚ
ｎＳｅとｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＴ
ｅとよりなる超格子層１０およびｐ型不純物として窒素
が添加されたｐ型ＺｎＴｅよりなるコンタクト層１１を
順次成長させる。
電型クラッド層７までを成長させたのち、各シャッター
２５を制御して適宜の粒子線を照射し、第２導電型クラ
ッド層７の上にｐ側電極と良好なオーミック接触を取る
ための各結晶層、すなわち、例えば、厚さが５００ｎｍ
のｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＳＳｅよ
りなる第１の半導体層８，厚さが１００ｎｍのｐ型不純
物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＳｅよりなる第２の
半導体層９，ｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型Ｚ
ｎＳｅとｐ型不純物として窒素が添加されたｐ型ＺｎＴ
ｅとよりなる超格子層１０およびｐ型不純物として窒素
が添加されたｐ型ＺｎＴｅよりなるコンタクト層１１を
順次成長させる。
【００３８】この際も、成長表面にＩＩ族元素の面とＶ
Ｉ族元素の面とが共に存在する状態とすることが好まし
い。すなわち、例えば、成長表面にＲＨＥＥＤ観察にお
けるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見られる状態
となるように各粒子線照射量を調節することが好まし
い。ここでは、例えば、成長表面に到達する粒子線の量
で亜鉛が５〜７に対してセレンが５あるいは亜鉛が５〜
７に対してテルルが５となるように亜鉛とセレンとの各
粒子線の強度比あるいは亜鉛とテルルとの各粒子線の強
度比を調節すれば、成長表面がこのような状態となる。
Ｉ族元素の面とが共に存在する状態とすることが好まし
い。すなわち、例えば、成長表面にＲＨＥＥＤ観察にお
けるｃ（２×２）と（２×１）との双方が見られる状態
となるように各粒子線照射量を調節することが好まし
い。ここでは、例えば、成長表面に到達する粒子線の量
で亜鉛が５〜７に対してセレンが５あるいは亜鉛が５〜
７に対してテルルが５となるように亜鉛とセレンとの各
粒子線の強度比あるいは亜鉛とテルルとの各粒子線の強
度比を調節すれば、成長表面がこのような状態となる。
【００３９】なお、コンタクト層１２を成長させる際に
は、バッファ層２を成長させる際に比べて亜鉛の粒子線
量を増加させて、成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ
（２×２）のみが見られる状態としてもよい。
は、バッファ層２を成長させる際に比べて亜鉛の粒子線
量を増加させて、成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ
（２×２）のみが見られる状態としてもよい。
【００４０】このようにしてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の各結晶層をそれぞれ成長させたのち、コンタクト層１
１，超格子層１０および第２の半導体層９をそれぞれ選
択的に除去して例えば１０ｎｍ幅の帯状とし、コンタク
ト層１２などが選択的に除去された第１の半導体層８の
上に酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの絶縁材料を
蒸着して絶縁層１２を形成する。
の各結晶層をそれぞれ成長させたのち、コンタクト層１
１，超格子層１０および第２の半導体層９をそれぞれ選
択的に除去して例えば１０ｎｍ幅の帯状とし、コンタク
ト層１２などが選択的に除去された第１の半導体層８の
上に酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの絶縁材料を
蒸着して絶縁層１２を形成する。
【００４１】絶縁層１２を形成したのち、コンタクト層
１１および絶縁層１２の上に例えばパラジウム（Ｐ
ｄ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を順次蒸着してｐ
側電極１３を形成すると共に、基板１の他面側に例えば
インジウム（Ｉｎ）を蒸着してｎ側電極１４を形成す
る。これにより、図１に示した半導体発光素子が製造さ
れる。
１１および絶縁層１２の上に例えばパラジウム（Ｐ
ｄ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を順次蒸着してｐ
側電極１３を形成すると共に、基板１の他面側に例えば
インジウム（Ｉｎ）を蒸着してｎ側電極１４を形成す
る。これにより、図１に示した半導体発光素子が製造さ
れる。
【００４２】なお、このようにして製造した半導体発光
素子について、コンタクト層１２の長さ方向（すなわち
共振器長方向）に垂直な一対の面に９４％の反射率とな
るような反射膜をそれぞれ形成し、８０℃で活性層５の
加速試験を行ったところ、図３に示したように、０．７
５時間も動作させることができた。この８０℃における
０．７５時間というのは、活性化エネルギーを１ｅＶと
して室温に換算すると、１０００時間以上に該当する。
すなわち、本実施の形態に係る方法により製造した半導
体発光素子は、非常に長時間にわたって動作させること
ができることが分かった。
素子について、コンタクト層１２の長さ方向（すなわち
共振器長方向）に垂直な一対の面に９４％の反射率とな
るような反射膜をそれぞれ形成し、８０℃で活性層５の
加速試験を行ったところ、図３に示したように、０．７
５時間も動作させることができた。この８０℃における
０．７５時間というのは、活性化エネルギーを１ｅＶと
して室温に換算すると、１０００時間以上に該当する。
すなわち、本実施の形態に係る方法により製造した半導
体発光素子は、非常に長時間にわたって動作させること
ができることが分かった。
【００４３】また、同様に製造した半導体発光素子につ
いて、ある一定のスポット径でＨｅ−Ｃｄレーザ光を照
射し、発光量の変化を調べた。その結果を、従来の半導
体発光素子についての同様の実験結果と共に図４に示
す。図４において、丸印は本実施の形態に係る方法によ
り製造した半導体発光素子であり、三角印および四角印
は硫黄の原料として硫化亜鉛を用い、成長表面をｃ（２
×２）のみが見られる状態で成長させた従来の半導体発
光素子である。このように、従来の方法によって製造し
た半導体発光素子は３分程度で発光強度が半分となるの
に対して、本実施の形態に係る方法によって製造した半
導体発光素子では２０分経過しても発光強度があまり低
下しないことが分かる。すなわち、本実施の形態に係る
方法により製造した半導体発光素子は、従来の物に比べ
て非常に長時間にわたって動作させることができること
が分かった。
いて、ある一定のスポット径でＨｅ−Ｃｄレーザ光を照
射し、発光量の変化を調べた。その結果を、従来の半導
体発光素子についての同様の実験結果と共に図４に示
す。図４において、丸印は本実施の形態に係る方法によ
り製造した半導体発光素子であり、三角印および四角印
は硫黄の原料として硫化亜鉛を用い、成長表面をｃ（２
×２）のみが見られる状態で成長させた従来の半導体発
光素子である。このように、従来の方法によって製造し
た半導体発光素子は３分程度で発光強度が半分となるの
に対して、本実施の形態に係る方法によって製造した半
導体発光素子では２０分経過しても発光強度があまり低
下しないことが分かる。すなわち、本実施の形態に係る
方法により製造した半導体発光素子は、従来の物に比べ
て非常に長時間にわたって動作させることができること
が分かった。
【００４４】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子の製造方法によれば、成長表面をＩＩ族元素の面と
ＶＩ族元素の面とが共に存在する状態として結晶層を成
長させるようにしたので、結晶層における欠陥を削減す
ることができ、結晶性の高い結晶層を成長させることが
できる。よって、素子の寿命を延長させることができ
る。
素子の製造方法によれば、成長表面をＩＩ族元素の面と
ＶＩ族元素の面とが共に存在する状態として結晶層を成
長させるようにしたので、結晶層における欠陥を削減す
ることができ、結晶性の高い結晶層を成長させることが
できる。よって、素子の寿命を延長させることができ
る。
【００４５】また、本実施の形態に係る半導体発光素子
の製造方法によれば、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけ
るｃ（２×２）および（２×１）の双方が見られる状態
として結晶層を成長させるようにしたので、上述したよ
うに、結晶層における欠陥を削減することができる。
の製造方法によれば、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけ
るｃ（２×２）および（２×１）の双方が見られる状態
として結晶層を成長させるようにしたので、上述したよ
うに、結晶層における欠陥を削減することができる。
【００４６】更に、本実施の形態に係る半導体発光素子
の製造方法によれば、亜鉛とセレンとの各粒子線の強度
比を成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛５〜７に対し
てセレンを５として結晶層を成長させるようにしたの
で、上述したように、結晶層における欠陥を削減するこ
とができる。
の製造方法によれば、亜鉛とセレンとの各粒子線の強度
比を成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛５〜７に対し
てセレンを５として結晶層を成長させるようにしたの
で、上述したように、結晶層における欠陥を削減するこ
とができる。
【００４７】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
においては、バッファ層２，第１導電型クラッド層３，
第１のガイド層４，活性層５，第２のガイド層６，第２
導電型クラッド層７，第１の半導体層８，第２の半導体
層９，超格子層１０およびコンタクト層１１をそれぞれ
構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体について具体的な例
を挙げて説明したが、本発明は、他の適宜なＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体（すなわち、亜鉛，マグネシウム，カド
ミウム，マンガン，水銀およびベリリウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種のＩＩ族元素と、酸素，セレ
ン，硫黄およびテルルからなる群より選ばれた少なくと
も１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体）により各層を構成する場合についても同様に適用す
ることができる。
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
においては、バッファ層２，第１導電型クラッド層３，
第１のガイド層４，活性層５，第２のガイド層６，第２
導電型クラッド層７，第１の半導体層８，第２の半導体
層９，超格子層１０およびコンタクト層１１をそれぞれ
構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体について具体的な例
を挙げて説明したが、本発明は、他の適宜なＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体（すなわち、亜鉛，マグネシウム，カド
ミウム，マンガン，水銀およびベリリウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種のＩＩ族元素と、酸素，セレ
ン，硫黄およびテルルからなる群より選ばれた少なくと
も１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体）により各層を構成する場合についても同様に適用す
ることができる。
【００４８】例えば、バッファ層２をｎ型ＺｎＢｅＳｅ
混晶により構成し、第１導電型クラッド層３をｎ型Ｚｎ
ＭｇＢｅＳｅ混晶により構成し、第１のガイド層４をＺ
ｎＢｅＳｅ混晶により構成し、活性層５をＺｎＣｄＳｅ
混晶により構成し、第２のガイド層６をＺｎＢｅＳｅ混
晶により構成し、第２導電型クラッド層７をｐ型ＺｎＭ
ｇＢｅＳｅ混晶により構成し、第１の半導体層８をｐ型
ＺｎＢｅＳｅ混晶により構成し、第２の半導体層９をｐ
型ＺｎＳｅにより構成し、超格子層１０をｐ型ＺｎＳｅ
とｐ型ＢｅＴｅとにより構成し、コンタクト層１１をｐ
型ＢｅＴｅにより構成する場合についても上記実施の形
態と同様にして製造することができ、同様の効果を得る
ことができる。
混晶により構成し、第１導電型クラッド層３をｎ型Ｚｎ
ＭｇＢｅＳｅ混晶により構成し、第１のガイド層４をＺ
ｎＢｅＳｅ混晶により構成し、活性層５をＺｎＣｄＳｅ
混晶により構成し、第２のガイド層６をＺｎＢｅＳｅ混
晶により構成し、第２導電型クラッド層７をｐ型ＺｎＭ
ｇＢｅＳｅ混晶により構成し、第１の半導体層８をｐ型
ＺｎＢｅＳｅ混晶により構成し、第２の半導体層９をｐ
型ＺｎＳｅにより構成し、超格子層１０をｐ型ＺｎＳｅ
とｐ型ＢｅＴｅとにより構成し、コンタクト層１１をｐ
型ＢｅＴｅにより構成する場合についても上記実施の形
態と同様にして製造することができ、同様の効果を得る
ことができる。
【００４９】また、上記実施の形態においては、基板１
の上に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層としてバッ
ファ層２，第１導電型クラッド層３，第１のガイド層
４，活性層５，第２のガイド層６，第２導電型クラッド
層７，第１の半導体層８，第２の半導体９，超格子層１
０およびコンタクト層１１をそれぞれ成長させる場合に
ついて説明したが、本発明は、他のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の結晶層を備えた半導体発光素子を製造する場合
についても同様に適用することができる。その場合、そ
の他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層も、成長表面
をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態
として成長させることが好ましい。例えば、成長表面を
ＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）
の双方が見られるような状態で成長させることが好まし
い。
の上に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層としてバッ
ファ層２，第１導電型クラッド層３，第１のガイド層
４，活性層５，第２のガイド層６，第２導電型クラッド
層７，第１の半導体層８，第２の半導体９，超格子層１
０およびコンタクト層１１をそれぞれ成長させる場合に
ついて説明したが、本発明は、他のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の結晶層を備えた半導体発光素子を製造する場合
についても同様に適用することができる。その場合、そ
の他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層も、成長表面
をＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態
として成長させることが好ましい。例えば、成長表面を
ＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）
の双方が見られるような状態で成長させることが好まし
い。
【００５０】更に、上記実施の形態においては、全ての
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を本発明の方法によ
り成長させる場合について説明したが、その一部のみを
本発明の方法により成長させるようにしてもよい。この
場合、その範囲内において上記実施の形態と同一の効果
を得ることができる。なお、特に、第１導電型クラッド
層３および第２導電型クラッド層７については、本発明
の方法により成長させることが望ましい。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を本発明の方法によ
り成長させる場合について説明したが、その一部のみを
本発明の方法により成長させるようにしてもよい。この
場合、その範囲内において上記実施の形態と同一の効果
を得ることができる。なお、特に、第１導電型クラッド
層３および第２導電型クラッド層７については、本発明
の方法により成長させることが望ましい。
【００５１】加えて、上記実施の形態においては、第１
のガイド層４および第２のガイド層６を備えた半導体発
光素子を製造する場合について説明したが、それらを備
えない半導体発光素子についても同様にして製造するこ
とができる。その場合、活性層５に隣接する領域（すな
わちこの場合は第１導電型クラッド層３および第２導電
型クラッド層７の活性層５側の一部）を成長させる際
に、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）の
みが見られる状態とするようにしてもよい。
のガイド層４および第２のガイド層６を備えた半導体発
光素子を製造する場合について説明したが、それらを備
えない半導体発光素子についても同様にして製造するこ
とができる。その場合、活性層５に隣接する領域（すな
わちこの場合は第１導電型クラッド層３および第２導電
型クラッド層７の活性層５側の一部）を成長させる際
に、成長表面をＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）の
みが見られる状態とするようにしてもよい。
【００５２】更にまた、上記実施の形態においては、活
性層５に隣接させて第１のガイド層４および第２のガイ
ド層６を形成する場合について説明したが、活性層５に
他の層を隣接させて形成する場合についても同様にして
製造することができる。その場合、活性層５に隣接する
領域を成長させる際に、成長表面をＲＨＥＥＤ観察にお
けるｃ（２×２）のみが見られる状態とするようにして
もよい。
性層５に隣接させて第１のガイド層４および第２のガイ
ド層６を形成する場合について説明したが、活性層５に
他の層を隣接させて形成する場合についても同様にして
製造することができる。その場合、活性層５に隣接する
領域を成長させる際に、成長表面をＲＨＥＥＤ観察にお
けるｃ（２×２）のみが見られる状態とするようにして
もよい。
【００５３】加えてまた、上記実施の形態においては、
第１のガイド層４および第２のガイド層６が不純物を含
まない半導体発光素子を製造する場合について説明した
が、第１のガイド層４および第２のガイド層６を成長さ
せる場合にも不純物の粒子線を照射して不純物を添加す
るようにしてもよい。
第１のガイド層４および第２のガイド層６が不純物を含
まない半導体発光素子を製造する場合について説明した
が、第１のガイド層４および第２のガイド層６を成長さ
せる場合にも不純物の粒子線を照射して不純物を添加す
るようにしてもよい。
【００５４】更にまた、上記実施の形態においては、基
板１の一面側にｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第１導
電型クラッド層３（すなわちｎ型クラッド層），活性層
５，ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型クラッ
ド層７（すなわちｐ型クラッド層）を基板１側から順次
積層するようにしたが、本発明は、ｐ型クラッド層，活
性層，ｎ型クラッド層を基板側から順次積層する場合に
も同様に適用することができる。
板１の一面側にｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第１導
電型クラッド層３（すなわちｎ型クラッド層），活性層
５，ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導電型クラッ
ド層７（すなわちｐ型クラッド層）を基板１側から順次
積層するようにしたが、本発明は、ｐ型クラッド層，活
性層，ｎ型クラッド層を基板側から順次積層する場合に
も同様に適用することができる。
【００５５】加えてまた、本発明は、半導体レーザや発
光ダイオード（light emitting diode；ＬＥＤ）など種
々の半導体発光素子を製造する場合について適用するこ
とができる。また、本発明は、半導体発光素子を製造す
る場合に限らず、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を
成長させる場合について広く適用することができる。
光ダイオード（light emitting diode；ＬＥＤ）など種
々の半導体発光素子を製造する場合について適用するこ
とができる。また、本発明は、半導体発光素子を製造す
る場合に限らず、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層を
成長させる場合について広く適用することができる。
【００５６】更にまた、上記各実施の形態においては、
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層をＭＢＥ法により成
長させる場合について説明したが、ＭＯＣＶＤ（Metal
Organic Chemical Vapor Deposition ）法などの他の気
相成長法により成長させる場合についても同様に適用す
ることができる。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶層をＭＢＥ法により成
長させる場合について説明したが、ＭＯＣＶＤ（Metal
Organic Chemical Vapor Deposition ）法などの他の気
相成長法により成長させる場合についても同様に適用す
ることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の結晶成長方
法によれば、成長表面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の
面が共に存在する状態で、あるいは成長表面にＲＨＥＥ
Ｄ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）の双方が
見られる状態で結晶層を成長させるようにしたので、結
晶層中の欠陥を削減することができ、結晶層の結晶性を
向上させることができるという効果を奏する。
法によれば、成長表面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の
面が共に存在する状態で、あるいは成長表面にＲＨＥＥ
Ｄ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）の双方が
見られる状態で結晶層を成長させるようにしたので、結
晶層中の欠陥を削減することができ、結晶層の結晶性を
向上させることができるという効果を奏する。
【００５８】また、本発明の半導体発光素子の製造方法
によれば、結晶層の少なくとも一部を、成長表面にＩＩ
族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態で、あ
るいは成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）
および（２×１）の双方が見られる状態で成長させるよ
うにしたので、結晶層中の欠陥を削減することができ、
結晶層の結晶性を向上させることができる。よって、素
子の寿命を延長することができるという効果を奏する。
によれば、結晶層の少なくとも一部を、成長表面にＩＩ
族元素の面とＶＩ族元素の面が共に存在する状態で、あ
るいは成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）
および（２×１）の双方が見られる状態で成長させるよ
うにしたので、結晶層中の欠陥を削減することができ、
結晶層の結晶性を向上させることができる。よって、素
子の寿命を延長することができるという効果を奏する。
【００５９】加えて、本発明の他の半導体発光素子の製
造方法によれば、亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比
を、成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛を５から７に
対してセレンを５とするようにしたので、成長表面にＲ
ＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）の
双方が見られる状態で成長させることができ、上述した
のと同様の効果を奏する。
造方法によれば、亜鉛とセレンとの各粒子線の強度比
を、成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛を５から７に
対してセレンを５とするようにしたので、成長表面にＲ
ＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および（２×１）の
双方が見られる状態で成長させることができ、上述した
のと同様の効果を奏する。
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の
製造方法により製造する半導体発光素子の構成を表す断
面図である。
製造方法により製造する半導体発光素子の構成を表す断
面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の
製造に用いるＭＢＥ結晶成長装置を表す構成図である。
製造に用いるＭＢＥ結晶成長装置を表す構成図である。
【図３】本発明の方法により製造した半導体発光素子に
ついての時間と電圧および電流との関係を表す特性図で
ある。
ついての時間と電圧および電流との関係を表す特性図で
ある。
【図４】本発明の方法により製造した半導体発光素子に
ついての発光強度と時間との関係を表す特性図である。
ついての発光強度と時間との関係を表す特性図である。
１…基板、２…バッファ層、３…第１導電型クラッド
層、４…第１のガイド層、５…活性層、６…第２のガイ
ド層、７…第２導電型クラッド層、８…第１の半導体
層、９…第２の半導体層、１０…超格子層、１１…コン
タクト層、１２…絶縁層、１３…ｐ側電極、１４…ｎ側
電極、２１…結晶成長室、２２…基板ホルダ、２３…粒
子線源セル、２４…プラズマ発生室、２５…シャッタ
ー、２６…高速電子銃、２７…スクリーン
層、４…第１のガイド層、５…活性層、６…第２のガイ
ド層、７…第２導電型クラッド層、８…第１の半導体
層、９…第２の半導体層、１０…超格子層、１１…コン
タクト層、１２…絶縁層、１３…ｐ側電極、１４…ｎ側
電極、２１…結晶成長室、２２…基板ホルダ、２３…粒
子線源セル、２４…プラズマ発生室、２５…シャッタ
ー、２６…高速電子銃、２７…スクリーン
Claims (20)
- 【請求項１】 少なくとも１種のＩＩ族元素と、少なく
とも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の結晶層を成長させる結晶成長方法であって、 成長表面にＩＩ族元素の面とＶＩ族元素の面が共に同程
度存在する状態で結晶層を成長させることを特徴とする
結晶成長方法。 - 【請求項２】 少なくとも１種のＩＩ族元素と、少なく
とも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の結晶層を成長させる結晶成長方法であって、 成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）および
（２×１）の双方が見られる状態で結晶層を成長させる
ことを特徴とする結晶成長方法。 - 【請求項３】 ２００℃以上２８０℃以下の範囲内にお
ける温度で成長させることを特徴とする請求項２記載の
結晶成長方法。 - 【請求項４】 亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），
ベリリウム（Ｂｅ），カドミウム（Ｃｄ），マンガン
（Ｍｎ）および水銀（Ｈｇ）からなる群のうちの少なく
とも１種のＩＩ族元素と、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），セ
レン（Ｓｅ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群のうちの
少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導電型ク
ラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を形成し
た半導体発光素子の製造方法であって、 結晶層の少なくとも一部を、成長表面にＩＩ族元素の面
とＶＩ族元素の面が共に存在する状態で成長させること
を特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項５】 亜鉛（Ｚｎ），マグネシウム（Ｍｇ），
ベリリウム（Ｂｅ），カドミウム（Ｃｄ），マンガン
（Ｍｎ）および水銀（Ｈｇ）からなる群のうちの少なく
とも１種のＩＩ族元素と、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），セ
レン（Ｓｅ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群のうちの
少なくとも１種のＶＩ族元素とを含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の結晶層を成長させて少なくとも第１導電型ク
ラッド層，活性層および第２導電型クラッド層を形成し
た半導体発光素子の製造方法であって、 結晶層の少なくとも一部を、成長表面にＲＨＥＥＤ観察
におけるｃ（２×２）および（２×１）の双方が見られ
る状態で成長させることを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。 - 【請求項６】 第１導電型クラッド層および第２導電型
クラッド層を、前記表面状態で成長させることを特徴と
する請求項５記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項７】 第１導電型クラッド層，活性層および第
２導電型クラッド層を、前記表面状態で成長させること
を特徴とする請求項５記載の半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項８】 第１導電型クラッド層，活性層層および
第２導電型クラッド層の９０％以上を、前記表面状態で
成長させることを特徴とする請求項５記載の半導体発光
素子の製造方法。 - 【請求項９】 結晶層のうち活性層に隣接する領域を、
成長表面にＲＨＥＥＤ観察におけるｃ（２×２）のみが
見られる状態で成長させることを特徴とする請求項５記
載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１０】 結晶層を成長させて更に少なくとも第
１のガイド層および第２のガイド層を形成することを特
徴とする請求項５記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１１】 第１導電型クラッド層，第１のガイド
層，活性層，第２のガイド層および第２導電型クラッド
層を、前記表面状態で成長させることを特徴とする請求
項１０記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１２】 第１導電型クラッド層，第１のガイド
層，活性層，第２のガイド層および第２導電型クラッド
層の９０％以上を、前記表面状態で成長させることを特
徴とする請求項１０記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１３】 ２００℃以上２８０℃以下の範囲内の
温度で成長させることを特徴とする請求項５記載の半導
体発光素子の製造方法。 - 【請求項１４】 粒子線を照射してＺｎＭｇＳＳｅ混晶
よりなる第１導電型クラッド層，ＺｎＣｄＳｅ混晶より
なる活性層層およびＺｎＭｇＳＳｅ混晶よりなる第２導
電型クラッド層を成長させた半導体発光素子の製造方法
であって、 第１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層の少
なくとも一部を成長させる際に、亜鉛とセレンとの各粒
子線の強度比を、成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛
５〜７に対してセレンを５とすることを特徴とする半導
体発光素子の製造方法。 - 【請求項１５】 ＩＩ族元素におけるマグネシウムの組
成比が３０％以下であり、ＶＩ族元素における硫黄の組
成比が３０％であるＺｎＭｇＳＳｅ混晶により第１導電
型クラッド層および第２導電型クラッド層を形成するこ
とを特徴とする請求項１４記載の半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項１６】 粒子線を照射してＺｎＳＳｅ混晶より
なる第１のガイド層と第２のガイド層とを更に成長させ
た半導体発光素子の製造方法であって、 第１のガイド層およびおよび第２のガイド層の少なくと
も一部を成長させる際に、亜鉛の粒子線とセレンの粒子
線との強度比を、成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛
５〜７に対してセレンを５とすることを特徴とする請求
項１４記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１７】 ＶＩ族元素における硫黄の組成比が３
０％であるＺｎＳＳｅ混晶により第１のガイド層および
第２のガイド層を形成することを特徴とする請求項１６
記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１８】 粒子線を照射してＺｎＭｇＳＳｅ混晶
よりなる第１のガイド層と第２のガイド層とを更に成長
させた半導体発光素子の製造方法であって、 第１のガイド層およびおよび第２のガイド層の少なくと
も一部を成長させる際の亜鉛の粒子線とセレンの粒子線
との強度比を、成長表面に到達する粒子線の量で亜鉛５
〜７に対してセレンを５とすることを特徴とする請求項
１４記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１９】 ＩＩ族元素におけるマグネシウムの組
成比が３０％以下であり、ＶＩ族元素における硫黄の組
成比が３０％であるＺｎＭｇＳＳｅ混晶により第１のガ
イド層および第２のガイド層を形成することを特徴とす
る請求項１８記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２０】 ２００℃以上２８０℃以下の範囲内の
温度で成長させることを特徴とする請求項１４記載の半
導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31411697A JPH11147798A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31411697A JPH11147798A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147798A true JPH11147798A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18049444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31411697A Pending JPH11147798A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147798A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100895056B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2009-04-30 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 레이저장치 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31411697A patent/JPH11147798A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100895056B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2009-04-30 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 레이저장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2593960B2 (ja) | 化合物半導体発光素子とその製造方法 | |
| US7968363B2 (en) | Manufacture method for ZnO based semiconductor crystal and light emitting device using same | |
| JPH0468579A (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
| JP2685377B2 (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
| US8154018B2 (en) | Semiconductor device, its manufacture method and template substrate | |
| WO2008050479A1 (fr) | Couche de zno et dispositif électroluminescent à semi-conducteur | |
| US6206962B1 (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing same | |
| JPH11147798A (ja) | 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2007251027A (ja) | ＺｎＯ系化合物半導体、それを用いた発光素子及びそれらの製造方法 | |
| US6069020A (en) | Method of manufacturing semiconductor light-emitting device | |
| JPH08115877A (ja) | 半導体エピタキシャル成長方法 | |
| JP2653901B2 (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
| JPH11204883A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR19980042282A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법, 및 광 기록 및/또는 광 재생장치 | |
| JPH08264896A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH11135881A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH09289353A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH10270806A (ja) | ＺｎＳｅ系半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH08222581A (ja) | 半導体の製造方法および半導体素子 | |
| JP2000031590A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH09331082A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH1022587A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2004059388A (ja) | ＺｎＳｅ系化合物半導体単結晶基板、化合物半導体装置、発光素子および化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH10326944A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH09293737A (ja) | 結晶成長方法 |