JPH11340559A

JPH11340559A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JPH11340559A
Application number: JP14082898A
Authority: JP
Inventors: So Otoshi; 創大歳; Takaro Kuroda; 崇郎黒田; Makoto Takahashi; 誠高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】非（００１）面の面方位をもつジンクブレン
ド型の歪量子井戸レーザ、あるいはウルツ鉱型の歪量子
井戸レーザでは、圧電効果により動作電流が高くなる。【解決手段】バリア層に不純物を添加することで達成
される。特に、バリア層に不均一に不純物を添加するこ
とによって効果的に達成される。【効果】本発明によれば、圧電効果の電界を打ち消す
ことができ、光学的遷移確率が増大できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理等の光源に適用される半導体発光素子、とくに半導体
レーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】（００１）基板上のジンクブレンド型
（閃亜鉛型）の化合物半導体結晶からなる歪量子井戸レ
ーザにおいて、バリア層に均一に不純物を添加する構造
は、特開昭６２−２４９４９６号公報等に掲載されてい
る。また、ウルツ鉱型の化合物半導体結晶からなる歪量
子井戸レーザにおいて、バリア層に均一に不純物を添加
する構造は、特開平８−３４０９３４号公報等に掲載さ
れている。

【０００３】一方、上記ジンクブレンド型の結晶構造を
有する歪量子井戸において、エピタキシャル成長される
結晶面方位を［００１］軸から２０°乃至８５°に傾斜
した場合、圧電効果によって歪量子井戸に大きな電界が
加わり光学的遷移確率が低下することが報告されている
（ディー・サン他、ジャパニーズ・ジャーナル・アプラ
イド・フィジクス、第３３巻パート１（第１Ｂ号）７０
２−７０８頁、１９９４年１月, D. Sun, et al, Jpn.
J. Appl. Phys., Vol. 33 (1994), Part 1, No. 1B, p
p. 702-708 ）。これに対し、歪量子井戸型活性領域
（発光領域）障壁層又はこれに隣接するガイド層に圧電
効果によりｎ側からｐ側の向きに電界を発生させ、レー
ザ発振時に活性領域に生じる空乏層の生成を抑え、レー
ザ共振器の発熱を抑える技術が特開平８−１０７２４８
号公報に開示されている。この公報では、またＧａＡｓ
当の化合物半導体では、（１１１）方向に圧電効果が生
じることを開示し、（１００）面から（１１１）Ａ面に
数度傾いた基板主面上に形成された量子井戸活性層の障
壁層又はガイド層に圧電効果を起こさせる構成を開示す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（１１０）面を除く非
（００１）面の面方位をもつジンクブレンド型の歪量子
井戸レーザ、あるいはウルツ鉱型の歪量子井戸レーザで
は、圧電効果によりウエル層（井戸層）内に電界が加わ
るため、電子と正孔が空間的に分離し、光学的遷移確率
が低下する。その結果、動作電流が高くなり、素子寿命
が短くなるという問題点がある。即ち、上記特開平８−
１０７２４８号公報が活性層の発光時における抵抗を低
減するに好適として導入した圧電効果が却って発光効率
を低減するという問題を起こすのである。この公報で
は、井戸層に圧電効果を起こさせると、注入キャリアに
よる遮蔽で圧電効果による電界が中和されると教示する
が、実際は圧電効果による電界が注入キャリアの再結合
を阻むほど大きいことを本発明者は認識したのである。

【０００５】したがって、本発明の目的は、上記問題点
を解決し、動作電流が低く、高い信頼性を有する半導体
発光素子を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、圧電効果
で生じた電界を打ち消すように、バリア層に不純物を添
加することで達成される。特に、バリア層に不均一に不
純物を添加することによって効果的に達成される。

【０００７】図１および図２は、本発明の原理の説明図
である。図２は、従来の素子の（ａ）多層構造および
（ｂ）バンド図の模式図であり、ＩｎＰ（１１１）Ａ面
上に圧縮型歪量子井戸を形成する場合の例である。Ａ面
とは結晶表面がカチオン（陽イオン）、すなわちこの場
合Ｉｎであることを意味する。このように、結晶の面方
位が非（００１）の場合には（（１１０）面は除く）、
圧電効果（ピエゾ効果）によって図２（ｂ）のように電
界が発生し、歪ウエル層のバンドが傾く。したがって、
注入された電子と正孔は空間的に分離し、光学的遷移確
率が低下する。

【０００８】図１は本発明の場合であり、基板側のバリ
ア層の一部にｐ型不純物を添加し、その反対側のバリア
層の一部にはｎ型不純物を添加した構造である。これら
の不純物によって発生する電界の方向は、圧電効果の電
界の方向と逆であるため、ウエル層内で電界は相殺され
る。よって、図１（ｂ）のように、歪ウエル層のバンド
は平坦になり、電子と正孔は空間的に同じところに分布
するため光学的遷移確率が増大する。

【０００９】また、結晶表面がアニオン（陰イオン）面
であるＢ面の場合は、圧電効果の電界の方向がカチオン
面の場合と逆になるため、基板側のバリア層の一部にｎ
型不純物を添加し、その反対側のバリア層の一部にはｐ
型不純物を添加すれば良い。さらに、引っ張り型歪量子
井戸の場合も、圧縮型歪量子井戸とは、圧電効果の電界
の方向が逆になるが、原理は同じである。

【００１０】図１では、ｎ型不純物領域とｐ型不純物領
域の両方を用いているが、どちらか片方だけでも良い。
また、ウルツ鉱型半導体では、（０００１）軸上の歪量
子井戸でも、圧電効果が生じるが、上記と同様な方法で
解決できる。ただし、ウルツ鉱ＧａＮ等の場合、圧電係
数がジンクブレンド型ＩｎＰ等に比べ大きいため、不純
物濃度を１０¹⁹ｃｍ^-3以上にする必要がある。

【００１１】上述のカチオン及びアニオンは、化合物半
導体を構成する元素のうち、価電子が欠乏状態であるも
の及び過剰状態であるものを定義し、III-V族化合物半
導体においては前者はAl, Ga, In等のIII族元素、後者
はN, As, P等のＶ族元素を指し、II-VI族化合物半導体
では前者はZn, Cd, Mg等のII族元素、後者はS, Se, Te
等のVI族元素を指す。

【００１２】そして、以上の議論に基づき、本発明者は
上記課題を解決するに好適な次の半導体発光素子を提供
する。

【００１３】その代表的なものは、所定の半導体（半導
体材料からなる結晶で、半導体基板又はその主面上に形
成された半導体層）上に、少なくともジンクブレンド型
半導体である歪量子井戸活性層が結晶成長によって形成
され、その結晶成長方向が［００１］軸あるいはこれと
等価な軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であり、上
記活性層がウエル層（井戸層）とこれより禁制帯幅の大
きいバリア層（障壁層）からなり、該ウエル層もしくは
該バリア層あるいは両方の層に、ｐ型もしくはｎ型不純
物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加していることを特徴とする半
導体発光素子である。ここで、「その結晶成長方向が
［００１］軸あるいはこれと等価な軸から２０°乃至８
５°傾斜した方向である」ことの具体的な例は、ジンク
ブレンド型（閃亜鉛鉱型）の結晶構造を有する半導体基
板の（１００）面又はこれに等価な結晶面（（０１０）
面や（００１）面）から上述の範囲の角度傾斜した結晶
面からなる主面上に同じくジンクブレンド型結晶構造を
有する半導体材料をエピタキシャル成長させることであ
る。

【００１４】ジンクブレンド型結晶構造を有する半導体
発光素子の望ましき形態としては、第１半導体のカチオ
ン面（陽イオン面）からなる主面上に［００１］軸又は
これと等価な結晶軸から２０°乃至８５°傾斜した方向
（ｚ軸）にジンクブレンド型構造の量子井戸型活性層を
結晶成長させ、この量子井戸型活性層を構成するウエル
層とこれより禁制帯幅の大きいバリア層のうち、バリア
層の少なくとも一にｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加
したｎ型領域、ｐ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加した
ｐ型領域、又はこれら両方の領域を設け、（１）上記ウ
ェル層に圧縮歪を付与した場合：上記ｎ型領域のｚ軸上
の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１半導
体側に且つ上記バリア層のｚ軸上の中心が上記ｐ型領域
のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に夫々位置させ、
又は（２）上記ウェル層に引っ張り歪を付与した場合：
上記ｐ型領域のｚ軸上の中心を上記バリア層のｚ軸上の
中心より上記第１半導体側に且つ上記バリア層のｚ軸上
の中心を上記ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導
体側に位置させることを特徴とする。ウェル層への歪
は、当該ウェル層を（１）圧縮歪の場合：上記半導体基
板結晶の格子定数より大きい半導体結晶で、（２）引っ
張り歪の場合：上記半導体基板結晶の格子定数より小さ
い半導体結晶で構成することで夫々付与する。

【００１５】上述の「ｚ軸」とは単なる結晶成長方向を
指し、特定の結晶軸に限定されないことに注意された
い。また、上述の「第１半導体」とは半導体基板又はそ
の主面上に積層された半導体層を意味する。そして、上
述のバリア層における「ｎ型領域のｚ軸上の中心が上記
バリア層のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位置す
る」という規定は、半導体発光素子の量子井戸型活性層
に含まれる個々のバリア層のうち、その内部にｎ型領域
を有するもの全てに関し、当該バリア層におけるｎ型領
域の形成位置が上記第１半導体側、即ち半導体基板側に
偏っていることを意味する。その態様は、ｎ型領域をバ
リア層の基板側に設けた構成のみならず、ｎ型領域以外
のバリア層構成領域で当該ｎ型領域を挟む場合において
その基板側に形成される厚さを基板の反対側に形成され
る厚さより薄くする構成をも含む。同様に「上記バリア
層のｚ軸上の中心が上記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上
記第１半導体側に位置する」という規定は、上記量子井
戸型活性層に含まれる個々のバリア層のうち、その内部
にｐ型領域を有するもの全てに関し、当該バリア層にお
けるｐ型領域の形成位置が上記第１半導体（半導体基
板）の反対側に偏っていることを意味する。従って、上
述の２つの規定を満たす半導体発光素子の量子井戸型活
性層において、ｎ型領域とｐ型領域の双方からなるバリ
ア層の一態様は、半導体基板側からｎ型層、ｐ型層の順
に半導体層を積層した構成として記述される。また、当
然のことながら、不純物ドープ領域を有さないバリア層
に関しては、上述の規定のいずれにも拘束されない。

【００１６】以上のようなｚ軸（結晶成長方向）による
バリア層の不純物ドープ領域の位置に関する規定は、別
の実施態様においても適用する。そして、別の一形態と
しては、第１半導体のアニオン面（陰イオン面）からな
る主面上に［００１］軸又はこれと等価な結晶軸から２
０°乃至８５°傾斜した方向（ｚ軸）にジンクブレンド
型構造の量子井戸型活性層を結晶成長させ、この量子井
戸型活性層を構成するウエル層とこれより禁制帯幅の大
きいバリア層のうち、バリア層の少なくとも一にｎ型不
純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｎ型領域、ｐ型不純物
を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｐ型領域、又はこれら両方
の領域を設け、（３）上記ウェル層に圧縮歪を付与した
場合：上記ｐ型領域のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ
軸上の中心より上記第１半導体側に且つ上記バリア層の
ｚ軸上の中心が上記ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第
１半導体側に夫々位置させ、又は（４）上記ウェル層に
引っ張り歪を付与した場合：上記ｎ型領域のｚ軸上の中
心を上記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１半導体側
に且つ上記バリア層のｚ軸上の中心を上記ｐ型領域のｚ
軸上の中心より上記第１半導体側に位置させることを特
徴とする。

【００１７】上述の本発明による代表的な半導体発光素
子は、窒素を含むIII-V族化合物半導体（窒化物半導体
又は窒化ガリウム系半導体と呼ばれる）のようなウルツ
鉱型結晶構造を有する半導体材料で構成した場合にも適
用できる。ウルツ鉱型結晶構造を有する半導体発光素子
の望ましき一形態としては、第１半導体のカチオン面
（陽イオン面）からなる主面上にウルツ鉱型構造の量子
井戸型活性層を結晶成長（ｚ軸方向）させ、この量子井
戸型活性層を構成するウエル層とこれより禁制帯幅の大
きいバリア層のうち、バリア層の少なくとも一にｎ型不
純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ型領域、ｐ型不純物
を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｐ型領域、又はこれら両方
の領域を設け、（５）上記ウェル層に圧縮歪を付与した
場合：上記ｎ型領域のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ
軸上の中心より上記第１半導体側に且つ上記バリア層の
ｚ軸上の中心が上記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第
１半導体側に夫々位置させ、又は（６）上記ウェル層に
引っ張り歪を付与した場合：上記ｐ型領域のｚ軸上の中
心を上記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１半導体側
に且つ上記バリア層のｚ軸上の中心を上記ｎ型領域のｚ
軸上の中心より上記第１半導体側に位置させることを特
徴とする。また、望ましき別の形態としては、第１半導
体のアニオン面（陰イオン面）からなる主面上にウルツ
鉱型構造の量子井戸型活性層を結晶成長（ｚ軸方向）さ
せ、この量子井戸型活性層を構成するウエル層とこれよ
り禁制帯幅の大きいバリア層のうち、バリア層の少なく
とも一にｎ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ型領
域、ｐ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｐ型領域、
又はこれら両方の領域を設け、（７）上記ウェル層に圧
縮歪を付与した場合：上記ｐ型領域のｚ軸上の中心が上
記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に且つ
上記バリア層のｚ軸上の中心が上記ｎ型領域のｚ軸上の
中心より上記第１半導体側に夫々位置させ、又は（８）
上記ウェル層に引っ張り歪を付与した場合：上記ｎ型領
域のｚ軸上の中心を上記バリア層のｚ軸上の中心より上
記第１半導体側に且つ上記バリア層のｚ軸上の中心を上
記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位置
させることを特徴とする。以上のように、バリア層にお
ける不純物ドープ領域の配置はジンクブレンド型結晶構
造の場合と同じだが、要請されるドープ量がジンクブレ
ンド型より一桁高い点にウルツ鉱型結晶構造の素子の特
徴がある。

【００１８】以上のジンクブレンド型半導体からなる半
導体発光素子は、III−Ｖ族化合物半導体で構成した場
合に効果がある。また、この場合の上記半導体基板材料
としては、ＩｎＰを利用することを推奨する。

【００１９】また、ジンクブレンド型、ウルツ鉱型のい
ずれにおいても、上記ウエル層の厚さの設定が発明の効
果を顕在化させるに重要であり、望ましき厚さの範囲と
して５ｎｍ以上１２ｎｍ以下を推奨する。そして、以上
の発光素子を半導体層の積層方向に（基板主面に対して
垂直に）レーザ共振器を構成した垂直共振器型面発光レ
ーザとして実施してもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を実施例1，2と夫々の関連図面を参照して説明する。

【００２１】＜実施例１＞図３は、本発明の第１の実施
例である半導体レーザの断面模式図（ａ）、および、活
性層の多層構造（ｂ）を示したものである。作製方法は
以下の通りである。

【００２２】ｎ−ＩｎＰ基板１１の（１１２）Ｂ面上
に、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法により、ｎ型ク
ラッド層１２（ＩｎＰ、１．６μｍ）、活性層１３、ｐ
型クラッド層１４（ＩｎＰ、２μｍ）、キャップ層１５
（ＩｎＧａＡｓＰ、０．４μｍ）を順次設ける。ここ
で、活性層の多層構造は、（ｂ）図に示すように、アン
ドープバリア層１９（禁制帯幅波長１．１μｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ、３ｎｍ）を成長した後、不純物濃度が５×１
０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型バリア層２０（禁制帯幅波長１．１μ
ｍのＩｎＧａＡｓＰ、３ｎｍ）、歪ウエル層２１（Ｉｎ
_0.7Ｇａ_0.3Ａｓ、圧縮歪１．２％、６ｎｍ）、不純物濃
度が５×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型バリア層２２（禁制帯幅波
長１．１μｍのＩｎＧａＡｓＰ、３ｎｍ）の３層を３周
期成長し、最後に、再びアンドープバリア層１９（禁制
帯幅波長１．１μｍのＩｎＧａＡｓＰ、３ｎｍ）を設け
ることで形成される。次に、通常の液相エッチング法に
より、幅１．５μｍのメサストライプを形成した後、
再びＭＯＶＰＥ法によりＦｅドープの半絶縁性ＩｎＰの
埋込み層１６をメサの両側に設ける。最後に、蒸着法を
用いてｐ型電極１７とｎ型電極１８を形成することによ
り図に示す実施例の半導体レーザを作製する。

【００２３】上記実施例の素子においては、発振しきい
電流が５ｍＡとなる。すべてのバリア層がアンドープで
ある従来例では、発振しきい電流は１５ｍＡであり、本
実施例では特性が大幅に改善できることがわかる。

【００２４】＜実施例２＞図４は、本発明の第２の実施
例である半導体レーザの断面模式図（ａ）、および、活
性層の多層構造（ｂ）を示したものである。作製方法は
以下の通りである。

【００２５】（０００１）面のサファイア基板３１上
に、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法により、バッフ
ァ層３２（ＧａＮ、０．０５μｍ）、ｎ型導電層３３
（ＧａＮ、２μｍ）、ｎ型クラッド層３４（ＧａＮ、
１μｍ）、活性層３５、ｐ型クラッド層３６（ＧａＮ
、１μｍ）、キャップ層３７（ＧａＮ、０．５μｍ
）を順次設ける。ここで、バッファ層３２の表面は
（０００１）のアニオン面（Ｖ族面）であり、また、活
性層の多層構造は、（ｂ）図に示すように、アンドープ
バリア層４０（ＧａＮ、３ｎｍ）を成長した後、不純
物濃度が２×１０¹⁹ｃｍ^-3のｎ型バリア層４１（Ｇａ
Ｎ、３ｎｍ）、歪ウエル層４２（Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ、
圧縮歪１．０％、６ｎｍ）、アンドープバリア層４０
（ＧａＮ、３ｎｍ）の３層を３周期成長し、最後に、
再びアンドープバリア層４０（ＧａＮ、３ｎｍ）を設
けることで形成される。次に、ドライエッチング法によ
り、図のように半導体層の一部を、キャップ層３７から
ｎ型導電層３３に達するまで除去し、幅２μｍのメサ構
造を形成する。最後に、蒸着法を用いてｐ型電極３８と
ｎ型電極３９を形成することにより図に示す実施例の半
導体レーザを作製する。

【００２６】上記実施例の素子においては、発振しきい
電流が４０ｍＡとなる。すべてのバリア層がアンドープ
である従来例では、発振しきい電流は１２０ｍＡであ
り、本実施例では特性が大幅に改善できることがわか
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、（１１０）面を除く非
（００１）面の面方位をもつジンクブレンド型の歪量子
井戸レーザ、あるいはウルツ鉱型の歪量子井戸レーザで
生じる圧電効果の電界を打ち消すことができる。そのた
め、光学的遷移確率が増大し、低動作電流の半導体発光
素子が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図であって、（ａ）は本発明
による半導体発光素子の量子井戸型活性層を構成する多
層構造を、（ｂ）は当該量子井戸型活性層のバンド図を
夫々示す。

【図２】従来の半導体発光素子構造の原理説明図であっ
て、（ａ）はその量子井戸型活性層を構成する多層構造
を、（ｂ）は当該量子井戸型活性層のバンド図を夫々示
す。

【図３】本発明の第１の実施例となる半導体レーザの
（ａ）断面模式図、および（ｂ）活性層の多層構造を示
す。

【図４】本発明の第２の実施例となる半導体レーザの
（ａ）断面模式図、および（ｂ）活性層の多層構造を示
す。

【符号の説明】

１，１１，３１‥基板、２，１９，４０‥アンドープバ
リア層、３，２２‥ｐ型バリア層、４，２１，４２‥歪
ウエル層、５，２０，４１‥ｎ型バリア層、１２，３４
‥ ｎ型クラッド層、１３，３５‥活性層、１４，３６
‥ｐ型クラッド層、１５，３７‥キャップ層、１６‥埋
込み層、１７，３８‥ｐ型電極、１８，３９‥ｎ型電
極、３２‥バッファ層、３３‥ｎ型導電層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の半導体上に、少なくともジンクブレ
ンド型半導体である歪量子井戸活性層が結晶成長によっ
て形成され、その結晶成長方向が［００１］軸あるいは
これと等価な軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であ
り、上記活性層がウエル層とバリア層からなり、該ウエ
ル層もしくは該バリア層あるいは両方の層に、ｐ型もし
くはｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加していることを
特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】第１半導体のカチオン面（陽イオン面）上
に、少なくともジンクブレンド型半導体である圧縮型歪
量子井戸活性層が結晶成長によって形成され、その結晶
成長方向（ｚ軸）が［００１］軸あるいはこれと等価な
軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であり、上記活性
層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少なく
ともｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｎ型領域、
あるいはｐ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｐ型領
域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｎ型領域のｚ
軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１
半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が上記
ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位置す
ることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】第１半導体のアニオン面（陰イオン面）上
に、少なくともジンクブレンド型半導体である圧縮型歪
量子井戸活性層が結晶成長によって形成され、その結晶
成長方向（ｚ軸）が［００１］軸あるいはこれと等価な
軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であり、上記活性
層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少なく
ともｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｎ型領域、
あるいはｐ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｐ型領
域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｐ型領域のｚ
軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記第１
半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が上記
ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位置す
ることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】第１半導体のカチオン面（陽イオン面）上
に、少なくともジンクブレンド型半導体である引っ張り
型歪量子井戸活性層が結晶成長によって形成され、その
結晶成長方向（ｚ軸）が［００１］軸あるいはこれと等
価な軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であり、上記
活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少
なくともｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｎ型領
域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｐ
型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｐ型領域
のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記
第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が
上記ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位
置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】第１半導体のアニオン面（陰イオン面）上
に、少なくともジンクブレンド型半導体である引っ張り
型歪量子井戸活性層が結晶成長によって形成され、その
結晶成長方向（ｚ軸）が［００１］軸あるいはこれと等
価な軸から２０°乃至８５°傾斜した方向であり、上記
活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少
なくともｎ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｎ型領
域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁸ｃｍ^-3以上添加したｐ
型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｎ型領域
のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記
第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が
上記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位
置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】第１半導体のカチオン面（陽イオン面）上
に、少なくともウルツ鉱型半導体である圧縮型歪量子井
戸活性層が結晶成長によってｚ軸方向に形成され、上記
活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少
なくともｎ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ型領
域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｐ
型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｎ型領域
のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記
第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が
上記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位
置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】第１半導体のアニオン面（陰イオン面）上
に、少なくともウルツ鉱型半導体である圧縮型歪量子井
戸活性層が結晶成長によってｚ軸方向に形成され、上記
活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層が少
なくともｎ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ型領
域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｐ
型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｐ型領域
のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より上記
第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中心が
上記ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側に位
置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項８】第１半導体のカチオン面（陽イオン面）上
に、少なくともウルツ鉱型半導体である引っ張り型歪量
子井戸活性層が結晶成長によってｚ軸方向に形成され、
上記活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層
が少なくともｎ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ
型領域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加し
たｐ型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｐ型
領域のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より
上記第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中
心が上記ｎ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側
に位置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】第１半導体のアニオン面（陰イオン面）上
に、少なくともウルツ鉱型半導体である引っ張り型歪量
子井戸活性層が結晶成長によってｚ軸方向に形成され、
上記活性層がウエル層とバリア層からなり、該バリア層
が少なくともｎ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加したｎ
型領域、あるいはｐ型不純物を１０¹⁹ｃｍ^-3以上添加し
たｐ型領域、もしくはそれら両方の領域を有し、該ｎ型
領域のｚ軸上の中心が上記バリア層のｚ軸上の中心より
上記第１半導体側に位置し、上記バリア層のｚ軸上の中
心が上記ｐ型領域のｚ軸上の中心より上記第１半導体側
に位置することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】上記のジンクブレンド型半導体がIII−
Ｖ族半導体であることを特徴とする請求項１から５記載
の半導体発光素子。
【請求項１１】上記の素子の基板にＩｎＰを用いたこと
を特徴とする請求項１から５記載の半導体発光素子。
【請求項１２】上記のウエル層の厚さが５ｎｍ以上１２
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から１１記載
の半導体発光素子。
【請求項１３】上記の素子が垂直共振器型面発光レーザ
であることを特徴とする請求項１から１２記載の半導体
発光素子。