JPH1168150A

JPH1168150A - 半導体発光素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1168150A
Application number: JP21654597A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Kamakura; 倉孝信鎌
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ダブルヘテロ型の発光素子において、クラッ
ド層から活性層への不純物の拡散侵入を効果的に抑制す
ることにより、発光特性の劣化を防ぎ、高輝度且つ長寿
命を有する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。【解決手段】活性層の上下に積層されるクラッド層に
おいて、活性層近傍に、成長中断や、格子定数の調節に
より形成する歪み格子層を導入することにより、クラッ
ド層にドープされた不純物がトラップされ、活性層への
拡散侵入が阻止されて、高輝度且つ長寿命の半導体発光
素子を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子お
よびその製造方法に関する。より具体的には、本発明
は、従来トレードオフの関係にあった発光輝度とその寿
命とをいずれも改善し、長寿命かつ高輝度を実現できる
半導体発光素子およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体発光素子は、コンパクト且つ低消
費電力であり、信頼性に優れるなどの多くの利点を有
し、近年では、高い発光輝度が要求される室内外の表示
板、鉄道／交通信号、車載用灯具などについても広く応
用されている。

【０００３】これらの半導体発光素子の基本構成として
は、活性層を上下からクラッド層で挟んだ、いわゆる
「ダブルヘテロ構造」が一般的に採用されている。活性
層及びクラッド層に使用される材料としては、古くから
利用されているＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓに加え
て、最近はｌｎＧａＡｌＰ系、ｌｎＧａＡｓ系、ｌｎＧ
ａＡｌＮ系などの材料が開発され、実用化されている。
活性層とクラッド層とにバンドギャップの異なる材料を
それぞれ用いたダブルヘテロ構造では、活性層に注入さ
れたキャリアが活性層に閉じこめられるために、キャリ
アの再結合の確率が高まり、高い発光輝度が得られる。

【０００４】図５は、従来のダブルヘテロ型半導体発光
素子の断面構造を表す概略図である。すなわち、発光素
子１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１２上にｎ型ＧａＡｓ
バッファ層１１４、ｎ型ｌｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ光反
射層１１６、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１１８、ア
ンドープのＩｎＧａＡｌＰ活性層１２０、ｐ型ＩｎＧａ
ＡｌＰクラッド層１２２、ｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層
１２４、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ耐湿層１２６、およびｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１２８を順次積層させた構造を有
する。

【０００５】ここで、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ光
反射層１１６は、ｎ型ＩｎＡｌＰ層とｎ型ＧａＡｓ層と
が交互に積層された構成を有し、それぞれの層は、活性
層１２０で発光した光の波長の１／４ｎ（ｎは屈折率）
の厚さに設定されてブラッグ反射を生ずるようにされて
いる。また、上述した構造でｐ型ｌｎＧａＡｌＰクラッ
ド層１２２とｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１２４との間
に、図示しないｎ型ＧａＡｓ層を部分的に形成して、電
流狭窄を行う構造も実施されている。

【０００６】また、ｐ型コンタクト層１２８の上には金
・亜鉛合金からなるｐ側電極１３０が形成され、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１１２の裏面には金・ゲルマニウム合金から
なるｎ側電極１３２が形成されている。

【０００７】図５に示した発光素子１００は、図示しな
いリードフレームなどの実装部材に、ｎ側電極１３２が
銀ペーストなどを介して接続される。また、ｐ側電極１
３０は、実装部材のリードピンなどにワイアで接続さ
れ、最後にこの構造体全体がレジン等の樹脂によって封
止されて発光装置として完成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高い発光輝度
が要求される室内外の表示板や、鉄道／交通信号、車載
用灯具などに対して、図５に示したような従来のダブル
ヘテロ構造による発光素子を用いると、クラッド層１１
８、１２２にドーピングした不純物が通電による熱や電
界によって活性層１２０に拡散し、発光効率が低下し、
発光特性の劣化が生ずるという問題があった。このよう
な不純物の拡散は、高輝度型素子の場合は、駆動電流が
高いために、特に顕著に生ずる傾向があった。

【０００９】この問題に対して、特願平７−８９５１０
号にあるようにクラッド層を多段にして劣化を抑制せん
とする検討もされている。しかしながらこの方法による
と、発光特性の劣化を十分に抑制することができず、製
造ロットによって劣化率が不安定に変動するという問題
があった。

【００１０】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
である。すなわち、本発明は、ダブルヘテロ型の発光素
子において、クラッド層から活性層への不純物の拡散侵
入を効果的に抑制することにより、発光特性の劣化を防
ぎ、高輝度且つ長寿命を有する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ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の半導
体発光素子は、基板と、前記基板上に形成されたＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体からなる第１のクラッド層と、前記
第１のクラッド層の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体からなる活性層と、前記活性層の上に形成された
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２のクラッド層
と、を備えた半導体発光素子であって、前記第１のクラ
ッド層と前記第２のクラッド層のうちの少なくともいず
れかにおいて、前記クラッド層から不純物が前記活性層
に拡散侵入することを防ぐように、結晶欠陥を有する格
子歪み層が設けられていることを特徴とするものとして
構成され、クラッド層から活性層への不純物の拡散侵入
が極めて効果的に抑制され、高輝度、長寿命を達成する
ことができる。

【００１２】また、この格子歪み層は、成長中断層とし
て構成することができ、このような中断層は、ドーパン
トがパイルアップしているものとして構成されている。

【００１３】あるいは、この格子歪み層は、半導体の組
成を変化させて格子定数をずらした層として構成するこ
ともできる。

【００１４】このような格子歪み層は、クラッド層と活
性層の界面から０．００１μｍ以上であって０．１μｍ
以内の位置に形成することにより、効果的に不純物の拡
散を防止することができる。

【００１５】また、このような格子歪み層を１層以上１
０層以下積層することによって、さらに不純物の拡散を
効果的に抑制することができる。

【００１６】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としては、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＡｓＰ系お
よびＡｌＧａＡｓ系のうちのいずれかを用いることによ
り、高輝度で長寿命の半導体発光素子を形成することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明によれば、活性層の上下に
積層されるクラッド層において、活性層近傍に格子歪み
層を導入することにより、クラッド層にドープされた不
純物がトラップされ、活性層への拡散侵入が阻止され
て、高輝度且つ長寿命の半導体発光素子を得ることがで
きる。

【００１８】以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の
形態について説明する。図１は、本発明による半導体発
光素子の断面構造を表す概略図である。図５に表したよ
うな従来の発光素子との相違点は、活性層とクラッド層
との界面近傍に格子歪み層を形成した点にある。

【００１９】すなわち、本発明による発光素子１０は、
ｎ型ＧａＡｓ基板１２上にｎ型ＧａＡｓバッファ層１
４、ｎ型ｌｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ光反射層１６、ｎ型
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１８、アンドープＩｎＧａＡ
ｌＰ活性層２０、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層２２、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層２４、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ
耐湿層２６、およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層２８を順
次積層させた構造を有する。さらに、ｐ側電極３０とｎ
側電極３２とがそれぞれ形成されている。

【００２０】ここで、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ光
反射層１６は、ｎ型ＩｎＡｌＰ層とｎ型ＧａＡｓ層とが
交互に積層されたブラッグ反射層であり、その詳細は、
前述した通りである。また、光反射層１６においては、
ＩｎＧａＡｌＰ層の代わりにガリウムを含まないＩｎＡ
ｌＰ層を用いても良い。同様に、クラッド層１８、２２
においても、ガリウムを含まないＩｎＡｌＰ層を用いて
も良い。

【００２１】また、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ耐湿層２６は、
その下層にあるｐ型ＡｌＧａＡｓ電流拡散層２４が湿気
により酸化することを防ぐために設けられる。さらに、
ｐ型ｌｎＧａＡｌＰクラッド層２２とｐ型ＡｌＧａＡｓ
電流拡散層２４との間に、図示しないｎ型ＧａＡｓ層を
部分的に形成して、電流狭窄を行うことができる点も同
様である。

【００２２】本発明においては、クラッド層１８と２２
のそれぞれにおいて、活性層２０側に格子歪みを有する
層１８Ａおよび２２Ａが設けられている。これらの歪み
層１８Ａ、２２Ａは、ドーパントがパイルアップして、
点欠陥やミスフィット転位が高い密度で存在する層、あ
るいは、クラッド層の他の部分とは格子定数が異なり、
結晶欠陥が存在する層のいずれかとして構成することが
できる。歪み層の厚さは、おおむね７〜８原子層、すな
わち、約２〜３ｎｍとすることが望ましい。歪み層がこ
れよりも薄いと、不純物のトラップが不十分であり、こ
れよりも厚いと、格子歪みが過剰となり、クラッド層や
隣接する活性層の結晶性に悪影響を及ぼすからである。
また、その形成位置は、後に詳述するように、クラッド
層と活性層との界面から、０．００１μｍ以上で０．１
μｍ以下とすることが望ましい。本発明によれば、この
ような歪み層１８Ａ、２２Ａを設けることにより、クラ
ッド層１８、２２にドーピングされている不純物がトラ
ップされて、活性層２０に拡散侵入することがなくな
る。その結果として、前述したような発光特性の劣化が
抑制され、高輝度且つ長寿命の発光素子を実現すること
ができるようになる。

【００２３】次に、本発明による半導体発光素子の製造
方法について図１を参照しつつ説明する。まず、ＧａＡ
ｓ基板１２上に各層を成長する。結晶成長法としては、
例えば、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイ
ドライド化学気相成長法（ＨＣＶＤ）、化学ビーム・エ
ピタキシャル法（ＣＢＥ）、液相成長法（ＬＰＥ）など
を用いることできる。以下の説明では、ＭＯＣＶＤ法を
用いる場合を例に挙げて説明する。

【００２４】ＭＯＣＶＤ法においては、ＩＩＩ族元素の
原料として、例えば、トリメチルインジウム（ＴＭ
Ｉ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチル
ガリウム（ＴＭＧ）を用いることができる。また、Ｖ族
元素の原料としては、例えば、アルシン（ＡｓＨ₃）、
ホスフィン（ＰＨ₃）を用いることができ、ドーピング
ガスとしては、シラン（ＳｉＨ₄）、ジメチル亜鉛（Ｄ
ＭＺ）を用いることができる。

【００２５】基板となるＧａＡｓウェーハは、ＭＯＣＶ
Ｄ装置の反応炉内に設置され、水素雰囲気のもとで、約
８００℃まで昇温される。前述した各種の原料ガスは、
水素などのキャリアガスと共に、反応炉内に適宜導入さ
れ、ＧａＡｓ基板上で熱分解を生じて所定の結晶が成長
する。

【００２６】本実施形態においては、例えば、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１２上にまず、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１４を
成長する。その膜厚は約０．５μｍで、キャリア濃度は
約４×１０¹⁷ｃｍ^-3とすることができる。さらに、ｎ型
ｌｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ光反射層１６（キャリア濃度
約４×１０¹⁷ｃｍ^-3）、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
１８（膜厚約０．６μｍ、キャリア濃度約４×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3）、アンドープＩｎＧａＡｌＰ活性層２０（膜厚約
０．６μｍ、キャリア濃度１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下）、ｐ
型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層２２（膜厚約０．６μｍ、
キャリア濃度約４×１０¹⁷ｃｍ^-3）、ｐ型ＡｌＧａＡｓ
電流拡散層２４（膜厚約５μｍ、キャリア濃度約４×１
０¹⁸ｃｍ^-3）、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ耐湿層２６（膜厚約
０．１μｍ、キャリア濃度約２×１０¹⁸ｃｍ^-3）、およ
びｐ型ＧａＡｓコンタクト層２８（膜厚約０．１μｍ、
キャリア濃度約２×１０¹⁸ｃｍ^-3）を順次エピタキシャ
ル成長する。

【００２７】ここで、クラッド層１８、２２と電流拡散
層２４および耐湿膜２６は、それぞれ、活性層２０より
もバンド・ギャップが大きくなるか、あるいは光学遷移
が間接遷移型となるようにその組成を調整する。

【００２８】本発明においては、歪み層１８Ａ、２２Ａ
を形成するために以下に挙げるいずれかの方法を採用す
ることができる。

【００２９】まず第１の方法としては、クラッド層の成
長に際して活性層２０の成長の前後、すなわち、クラッ
ド層１８の成長の終期、およびクラッド層２２の成長の
初期において、成長を停止することにより歪み層１８
Ａ、２２Ａを導入することができる。具体的には、ＩＩ
Ｉ族ガスを停止し、Ｖ族ガスのみを流すことにより、数
１０秒の間結晶成長を停止する。このようにすると、成
長表面の化学量論的組成比が変動して、表面層に結晶欠
陥が導入される。このようにして形成される歪み層の厚
さは、約７〜８原子層、すなわち約２〜３ｎｍである。
この歪み層においては、ドーパントが成長表面に蓄積さ
れた結果として、ドーパントの濃度が高いパイルアップ
層が形成されている。このようなドーパントのパイルア
ップ層は、例えば、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）
によって検出することができる。

【００３０】成長停止の際に、ドーピングガスを供給し
続けると、ドーパントが成長済みのクラッド層内に拡散
され、クラッド層のキャリア濃度が不必要に上昇してし
まう。従って、ＩＩＩ族ガスと共にドーパントの原料ガ
スも停止することが望ましい。このようにして形成した
歪み層１８Ａ、２２Ａは、クラッド層からの不純物をト
ラップし、活性層の発光特性の劣化を防ぐ役割を果た
す。

【００３１】歪み層を形成する第２の方法としては、ク
ラッド層１８、２２の材料であるＩｎ_0.5（Ｇａ_1-xＡ
ｌ_x）_0.5Ｐの混晶系のＩｎ組成を変化される方法が挙
げられる。Ｉｎ組成の変化は、５〜１０％の範囲内とす
ることが望ましい。これ以下であると、歪み量が不十分
であり、これ以上であると歪み量が大きすぎて、活性層
の結晶性に悪影響を与えるからである。このようなＩｎ
組成の調節は、前述した各原料ガスの供給のバランスを
変化させることにより実施できる。歪み層の成長中もド
ーパントガスを流して、ドーピングを実施しても良い。
また、その歪み層の厚さは、前述の場合と同様に、約７
〜８原子層、すなわち約２〜３ｎｍとすることが望まし
い。歪み層がこれよりも薄いと、不純物のトラップが不
十分であり、これよりも厚いと、格子歪みが過剰とな
り、クラッド層や隣接する活性層の結晶性に悪影響を及
ぼすからである。

【００３２】また、後に詳述するように、これらの方法
により導入する歪み層１８Ａ、２２Ａは、クラッド層と
活性層との界面から、約０．００１μｍ〜０．１μｍ程
度の位置に形成することが望ましい。さらに、このよう
な歪み層は、単層でなく、多層構造としても良い。この
場合に、歪み層の積層数としては、２層〜１０層程度と
することが望ましい。

【００３３】以上説明したような結晶成長工程の後に、
金・亜鉛合金などの電極金属を堆積し、写真食刻法によ
りパターニングを施して、ｐ側電極３０を形成し、ま
た、基板裏面に金・ゲルマニウム合金などの電極金属を
堆積することによりｎ側電極３２を形成する。電極金属
の堆積方法としては、例えば、真空蒸着法を用いること
ができる。

【００３４】次に、ダイシング法によって一辺が約３０
０μｍの正方形状のチップに切り出して発光素子１０が
完成する。この発光素子は、例えば、ステムなどの図示
しない実装部材に実装し、ワイア・ボンディング、樹脂
封止によって直径約５ｍｍのＬＥＤランプとすることが
できる。

【００３５】本発明者は、本発明において、歪み層１８
Ａ、２２Ａを形成する位置を定量的に変化させ、発光素
子の寿命を評価する試作実験を行った。

【００３６】図２は、歪み層の形成位置と発光素子の寿
命との関係を表すグラフ図である。すなわち、同図の横
軸はクラッド層・活性層の界面から歪み層までの距離を
表す。ここで、横軸のマイナスの値は、歪み層が活性層
領域に形成されている場合を表す。また、同図の縦軸は
１０００時間動作後の相対輝度を表す。ここで、「相対
輝度」とは、初期の発光輝度に対する、１０００時間連
続動作後の発光輝度の割合を表す。評価に用いたサンプ
ルは、前述したような樹脂封止ＬＥＤランプであり、動
作周囲温度は室温で、動作電流は３０ミリアンペアとし
た。また、同図における各プロットは、それぞれ３０個
のサンプルの評価結果の平均値を表す。

【００３７】図２から分かるように、歪み層の形成位置
が、クラッド層・活性層の界面から約０．００５μｍ以
上０．１μｍ以下の範囲にある場合に、発光輝度の低下
が極めて少なく、長寿命化が実現されている。つまり、
歪み層の位置がこの範囲にある場合には、クラッド層か
ら活性層への不純物の拡散が効果的に抑制されていると
いえる。ここで、歪み層の最適位置に関して、このよう
な上限と下限とが存在するのは、歪み層が活性層に近す
ぎると活性層に悪影響を及ぼし、また、活性層から遠す
ぎると、その間に存在する不純物が活性層に拡散侵入し
て発光輝度を低下させるからであると考えられる。

【００３８】次に、本発明は、歪み層の積層数と素子寿
命との関係について調べた。図３は、歪み層の積層数と
相対輝度との関係を表すグラフ図である。すなわち、同
図の横軸は歪み層の積層数を表す。また、同図の縦軸は
１０００時間動作後の相対輝度を表す。評価に用いたサ
ンプルは、図２の場合と同様に、樹脂封止ＬＥＤランプ
であり、動作周囲温度は室温で、動作電流は３０ミリア
ンペアとした。また、同図における各プロットは、それ
ぞれ３０個のサンプルの評価結果の平均値を表す。ここ
で、いずれのサンプルも、歪み層の形成位置は活性層か
ら０．０１μｍとし、形成間隔は０．０５μｍ、各歪み
層の層厚は、約７〜８原子層とした。

【００３９】図３から分かるように、歪み層の積層数が
１〜１０層の場合には、発光輝度の低下が極めて少な
く、長寿命化が実現されている。つまり、歪み層の位置
がこの範囲にある場合には、クラッド層から活性層への
不純物の拡散が効果的に抑制されているといえる。ここ
で、歪み層の積層数が１２層以上になると寿命が低下す
るのは、歪み層の増加に伴って、活性層の結晶性に悪影
響が及ぶためであると考えられる。

【００４０】図４は、本発明による発光素子と、従来の
発光素子との寿命を比較したグラフ図である。すなわ
ち、同図の縦軸は１０００時間動作後の相対輝度を表
す。評価に用いたサンプルは、本発明による発光素子
Ａ、ＢおよびＣと比較のための従来の発光素子である。
ここで、本発明による発光素子Ａは、前述した成長停止
法によって歪み層を導入したサンプルである。また、発
光素子Ｂは、インジウムの組成を５％減少させることに
より歪み層を導入したサンプル、発光素子Ｃは、成長停
止法による歪み層を形成間隔０．０５μｍで５層積層し
たサンプルである。いずれのサンプルも、樹脂封止ＬＥ
Ｄランプであり、動作周囲温度は室温で、動作電流は３
０ミリアンペアとした。また、同図における各プロット
は、それぞれ３０個のサンプルの評価結果の平均値を表
す。

【００４１】図４から分かるように、従来の発光素子
は、平均して７０％程度の相対輝度であったのに対し
て、本発明による発光素子の相対輝度は、いずれも９５
〜１００％と極めて高く、長寿命化が実現されている。
つまり、本発明によれば、クラッド層から活性層への不
純物の拡散が効果的に抑制されていることが分かった。

【００４２】以上、本発明の実施の形態について、材料
系としてＩｎＧａＡｌＰ系のダブルヘテロ型構造を用い
た具体例を参照しつつ説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。この他にも、例えば、ＡｌＧａＡ
ｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系などのダブ
ルヘテロ型構造を有する発光素子についても、本発明を
適用して同等の効果を得ることができる。

【００４３】また、その導電型についても図示した構成
に限定されず、ｐ型とｎ型とが反転した構造であっても
良い。

【００４４】さらに、ダブルヘテロ型構造に限定され
ず、例えば、ヘテロ接合をひとつだけ有する、いわゆる
シングルヘテロ型構造を有する発光素子についても本発
明を適用することができる。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々に変形して実施することが可能であ
る。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、簡易なプロセスによ
り、クラッド層の不純物が活性層に拡散侵入して、その
発光特性を劣化させる減少を極めて効果的に防ぐことが
できる。その結果として、従来に比べ、大電流で連続動
作させても発光特性の低下が極めて少なく、高輝度で長
寿命の発光素子を提供することができるようになる。

【００４６】従って、室内外に設置する各種表示装置
や、道路交通信号、鉄道安全信号、車両用表示灯などの
各種の用途において、高輝度で、交換頻度が低減する発
光素子を提供することができるようになり、産業上のメ
リットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体発光素子の断面構造を表す
概略図である。

【図２】歪み層の形成位置と発光素子の寿命との関係を
表すグラフ図である。

【図３】歪み層の積層数と相対輝度との関係を表すグラ
フ図である。

【図４】本発明による発光素子と、従来の発光素子との
寿命を比較したグラフ図である。

【図５】従来のダブルヘテロ型半導体発光素子の断面構
造を表す概略図である。

【符号の説明】

１０、１００半導体発光素子１２、１１２基板１４、１１４バッファ層１６、１１６光反射層１８、１１８クラッド層１８Ａ、２２Ａ格子歪み層２０、１２０活性層２２、１２２クラッド層２４、１２４電流拡散層２６、１２６耐湿層２８、１２８コンタクト層３０、１３０電極３２、１３２電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成されたＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体からなる第１のクラッド層と、前記第
１のクラッド層の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体からなる活性層と、前記活性層の上に形成されたＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２のクラッド層と、
を備えた半導体発光素子であって、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層のうちの
少なくともいずれかにおいて、前記クラッド層から前記
活性層に不純物が拡散侵入することを防ぐように、結晶
欠陥を有する格子歪み層が設けられていることを特徴と
する半導体発光素子。
【請求項２】前記格子歪み層は、前記クラッド層の結晶
成長工程において結晶の成長を中断することによりドー
パントがパイルアップしている層として構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】前記格子歪み層は、前記クラッド層の結晶
成長工程において前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の組成
を変化させることにより、前記クラッド層の他の部分と
比較して格子定数が５％以上で１０％以下の範囲でずれ
ている層として構成されていることを特徴とする請求項
１記載の発光素子。
【請求項４】前記格子歪み層は、前記クラッド層と前記
活性層との界面から０．００１μｍ以上であって０．１
μｍ以内の位置に形成されていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項５】前記第１のクラッド層と前記第２のクラッ
ド層のうちの少なくともいずれかにおいて、１層以上で
１０層以下の前記格子歪み層が積層されていることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素
子。
【請求項６】前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、ＩｎＧ
ａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＡｓＰ系およ
びＡｌＧａＡｓ系からなる群のうちから選択された１つ
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに
記載の発光素子。
【請求項７】基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からな
る第１のクラッド層を成長する第１の工程と、前記第１のクラッド層の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
からなる活性層を成長する第２の工程と、前記活性層の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第
２のクラッド層を成長する第３の工程と、を備えた半導
体発光素子の製造方法であって、前記第１の工程と前記第３の工程のうちの少なくともい
ずれかは、前記クラッド層の成長の途中に、前記クラッ
ド層内に結晶欠陥を有する格子歪み層を形成する格子歪
み層形成工程を含むことを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。
【請求項８】前記第１〜第３の工程における前記成長
は、有機金属化学気相成長法により行い、前記格子歪み層形成工程は、前記クラッド層を構成する
ＩＩＩ族元素の原料ガスを遮断してＶ族元素の原料ガス
のみを供給することにより行うことを特徴とする請求項
７記載の方法。
【請求項９】前記第１〜第３の工程における前記成長
は、有機金属化学気相成長法により行い、前記格子歪み層形成工程は、前記クラッド層を構成する
ＩＩＩ族元素の原料ガスとＶ族元素の原料ガスとの流量
比を変化させることにより行うことを特徴とする請求項
７記載の方法。
【請求項１０】前記格子歪み層形成工程は、１層以上１
０層以下の前記格子歪み層を互いに所定の間隔を設けて
形成する工程を有することを特徴とする請求項７〜９の
いずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＡｓＰ系お
よびＡｌＧａＡｓ系からなる群のうちから選択された１
つであることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１
つに記載の方法。