JPH07254755A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH07254755A JPH07254755A JP4605494A JP4605494A JPH07254755A JP H07254755 A JPH07254755 A JP H07254755A JP 4605494 A JP4605494 A JP 4605494A JP 4605494 A JP4605494 A JP 4605494A JP H07254755 A JPH07254755 A JP H07254755A
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- Japan
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- light emitting
- emitting device
- semiconductor light
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ｐ側電極のオーム性接触を可能にし、特性が安
定で、短波長発光可能なII‐VI族半導体発光素子を提供
すること。 【構成】上記目的は、少なくともII‐VI族化合物半導体
によって構成し、ｐ型 InP 基板上に導電型がｐ型であ
るクラッド層と活性層と導電型がｎ型であるクラッド層
とをエピタキシャル成長させてなる半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型 InP 基板と上記活性層との間に Teを含
む中間層を少なくとも１層設けたことを特徴とする半導
体発光素子とすることによって達成することができる。 【効果】これによって、高密度光ディスク用光源、LED
代替光源、高感度レーザプリンタ用光源、ディスプレイ
用光源などに適用できる半導体発光素子が得られる。
定で、短波長発光可能なII‐VI族半導体発光素子を提供
すること。 【構成】上記目的は、少なくともII‐VI族化合物半導体
によって構成し、ｐ型 InP 基板上に導電型がｐ型であ
るクラッド層と活性層と導電型がｎ型であるクラッド層
とをエピタキシャル成長させてなる半導体発光素子にお
いて、上記ｐ型 InP 基板と上記活性層との間に Teを含
む中間層を少なくとも１層設けたことを特徴とする半導
体発光素子とすることによって達成することができる。 【効果】これによって、高密度光ディスク用光源、LED
代替光源、高感度レーザプリンタ用光源、ディスプレイ
用光源などに適用できる半導体発光素子が得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子に係り、
特に、特性が安定で、かつ、緑色もしくは青色発光の可
能な半導体発光素子に関する。
特に、特性が安定で、かつ、緑色もしくは青色発光の可
能な半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば光ディスクの高密度化などの要求
から、緑色、青色さらには紫外域で発光する半導体レー
ザの要求が高まっている。また、緑色から紫外域にかけ
ての半導体レーザの実現によって光プリンターの高感度
化が可能になるなど、その工業的実現の要求が高まって
いる。
から、緑色、青色さらには紫外域で発光する半導体レー
ザの要求が高まっている。また、緑色から紫外域にかけ
ての半導体レーザの実現によって光プリンターの高感度
化が可能になるなど、その工業的実現の要求が高まって
いる。
【０００３】これまでに、可視短波長域のレーザダイオ
ードとして、II‐VI族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ、例えば Electronics Letters 29 No.16 pp.1488‐1
489(1993)に記載されている構造が提案され、523.5nmま
での室温連続発振が実現されている。また、InP 基板上
に構成した短波長発光可能なII‐VI族半導体レーザが特
開平5‐21892号公報に提案されている。
ードとして、II‐VI族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ、例えば Electronics Letters 29 No.16 pp.1488‐1
489(1993)に記載されている構造が提案され、523.5nmま
での室温連続発振が実現されている。また、InP 基板上
に構成した短波長発光可能なII‐VI族半導体レーザが特
開平5‐21892号公報に提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のII‐VI族半導体レーザでは、ｐ側電極のオーム性接触
が難しく、直列抵抗が大きいため、安定した特性が得ら
れないことが問題となっていた。本発明の目的は、上記
従来技術の有していた課題を解決して、特性が安定で、
かつ、短波長発光の可能なII‐VI族半導体発光素子を提
供することにある。
のII‐VI族半導体レーザでは、ｐ側電極のオーム性接触
が難しく、直列抵抗が大きいため、安定した特性が得ら
れないことが問題となっていた。本発明の目的は、上記
従来技術の有していた課題を解決して、特性が安定で、
かつ、短波長発光の可能なII‐VI族半導体発光素子を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
II‐VI族化合物半導体によって構成し、ｐ型 InP 基板
上に導電型がｐ型であるクラッド層と活性層と導電型が
ｎ型であるクラッド層とをエピタキシャル成長させてな
る半導体発光素子において、上記ｐ型 InP 基板と上記
活性層との間に Teを含む中間層を少なくとも１層設け
たことを特徴とする半導体発光素子とすることによって
達成することができる。
II‐VI族化合物半導体によって構成し、ｐ型 InP 基板
上に導電型がｐ型であるクラッド層と活性層と導電型が
ｎ型であるクラッド層とをエピタキシャル成長させてな
る半導体発光素子において、上記ｐ型 InP 基板と上記
活性層との間に Teを含む中間層を少なくとも１層設け
たことを特徴とする半導体発光素子とすることによって
達成することができる。
【０００６】また、上記目的は、上記の Te を含む中間
層を Zn1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦
ｚ＜1)で構成することで効果的に達成することができ
る。
層を Zn1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦
ｚ＜1)で構成することで効果的に達成することができ
る。
【０００７】また、上記目的は、上記の Te を含む中間
層を Zn1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦10、≦ｙ≦1、0≦
ｚ＜1)で構成することで効果的に達成することができ
る。
層を Zn1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦10、≦ｙ≦1、0≦
ｚ＜1)で構成することで効果的に達成することができ
る。
【０００８】また、上記目的は、上記ｐ型 InP 基板と
上記 Te を含む中間層との間に、実効的な禁制帯幅が徐
々に変化するように超格子層を設けることによって効果
的に達成することができる。
上記 Te を含む中間層との間に、実効的な禁制帯幅が徐
々に変化するように超格子層を設けることによって効果
的に達成することができる。
【０００９】また、上記目的は、上記超格子層をII‐VI
族化合物半導体で構成することで効果的に達成すること
ができる。
族化合物半導体で構成することで効果的に達成すること
ができる。
【００１０】また、上記目的は、上記超格子層を InP
と Zn1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ
≦1)とで構成することで効果的に達成することができ
る。
と Zn1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ
≦1)とで構成することで効果的に達成することができ
る。
【００１１】また、上記目的は、上記超格子層を InP
と Zn1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ
≦1)とで構成することで効果的に達成することができ
る。
と Zn1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ
≦1)とで構成することで効果的に達成することができ
る。
【００１２】さらに、上記目的を達成する他の構造とし
て、上記ｐ型 InP 基板の禁制帯幅Eg1と上記 Te を含む
中間層の禁制帯幅 Eg2との間の禁制帯幅 Eg3(すなわ
ち、Eg 1＜Eg3＜Eg2)を有する半導体中間層を、上記ｐ型
InP 基板と上記 Te を含む中間層との間に少なくとも
１層設けたことを特徴とする半導体レーザを発明した。
て、上記ｐ型 InP 基板の禁制帯幅Eg1と上記 Te を含む
中間層の禁制帯幅 Eg2との間の禁制帯幅 Eg3(すなわ
ち、Eg 1＜Eg3＜Eg2)を有する半導体中間層を、上記ｐ型
InP 基板と上記 Te を含む中間層との間に少なくとも
１層設けたことを特徴とする半導体レーザを発明した。
【００１３】また、上記目的は、上記半導体中間層を Z
n1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)
で構成することで効果的に達成することができる。
n1-x-yBexMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)
で構成することで効果的に達成することができる。
【００１４】また、上記目的は、上記半導体中間層を Z
n1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)
で構成することで効果的に達成することができる。
n1-x-yCdxMgySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)
で構成することで効果的に達成することができる。
【００１５】また、上記目的は、上記活性層を Zn1-x-y
MgxCdySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)で構成
することによって効果的に達成することができる。
MgxCdySezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)で構成
することによって効果的に達成することができる。
【００１６】また、上記目的は、上記活性層を２軸性応
力のない状態での格子定数が上記ｐ型 InP 基板の格子
定数よりも小さい材料で構成することで効果的に達成す
ることができる。
力のない状態での格子定数が上記ｐ型 InP 基板の格子
定数よりも小さい材料で構成することで効果的に達成す
ることができる。
【００１７】
【作用】図３に、従来のII‐VI族半導体レーザの模式断
面図を示す。本構造では、ｐ‐ZnSe 20に対しｐ側電極1
0を設けている。しかし、ZnSe は禁制帯幅が2.67eV程度
と大きいため、オーム性接触が得られておらず、接触抵
抗は極めて高いものになっている。従って、電流注入に
よる発熱量が大きく、安定した動作が得られていなかっ
た。
面図を示す。本構造では、ｐ‐ZnSe 20に対しｐ側電極1
0を設けている。しかし、ZnSe は禁制帯幅が2.67eV程度
と大きいため、オーム性接触が得られておらず、接触抵
抗は極めて高いものになっている。従って、電流注入に
よる発熱量が大きく、安定した動作が得られていなかっ
た。
【００１８】これに対して、本発明の構造では、図１に
示すように、ｐ型 InP 基板１を用いるため、ｐ型電極1
0のオーム性接触が容易に得られる。さらに、ｐ型クラ
ッド層４を硫黄(S)を含まない従って仕事関数の比較的
小さい Zn1-xMgxSeyTe1-y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)系化合
物半導体で構成し、上記ｐ型 InP 基板１とｐ型クラッ
ド層４との間に両者の間で実効的な禁制帯幅が徐々に変
化するように超格子を構成すれば、ｐ‐InP バッファ層
２からｐ‐ZnMgSeTeクラッド層４へ正孔をスムーズに注
入するができるため、直列抵抗が小さく、安定した動作
を得ることができる。また、図６は、ｐ‐InP 基板１上
に構成したII‐VI族半導体レーザにおいて、ｐ‐InP バ
ッファ層２とｐ‐ZnMgSeTeクラッド層25との間に、ｐ‐
ZnSeTe層31とｐ‐ZnMgSeTe層32との２つの中間層を設け
た場合の例である。この場合もまた、ｐ型 InP 基板１
を用いるため、ｐ型電極10のオーム性接触が容易に得ら
れ、ｐ‐InP バッファ層２からｐ‐ZnMgSeTeクラッド層
25へ正孔をスムーズに注入できるため、直列抵抗が小さ
く、安定した動作を得ることができる。
示すように、ｐ型 InP 基板１を用いるため、ｐ型電極1
0のオーム性接触が容易に得られる。さらに、ｐ型クラ
ッド層４を硫黄(S)を含まない従って仕事関数の比較的
小さい Zn1-xMgxSeyTe1-y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)系化合
物半導体で構成し、上記ｐ型 InP 基板１とｐ型クラッ
ド層４との間に両者の間で実効的な禁制帯幅が徐々に変
化するように超格子を構成すれば、ｐ‐InP バッファ層
２からｐ‐ZnMgSeTeクラッド層４へ正孔をスムーズに注
入するができるため、直列抵抗が小さく、安定した動作
を得ることができる。また、図６は、ｐ‐InP 基板１上
に構成したII‐VI族半導体レーザにおいて、ｐ‐InP バ
ッファ層２とｐ‐ZnMgSeTeクラッド層25との間に、ｐ‐
ZnSeTe層31とｐ‐ZnMgSeTe層32との２つの中間層を設け
た場合の例である。この場合もまた、ｐ型 InP 基板１
を用いるため、ｐ型電極10のオーム性接触が容易に得ら
れ、ｐ‐InP バッファ層２からｐ‐ZnMgSeTeクラッド層
25へ正孔をスムーズに注入できるため、直列抵抗が小さ
く、安定した動作を得ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の構成について実施例によって
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００２０】
【実施例１】本発明の第１の実施例について図１によっ
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に、分子線エピタキシ法
によって、ｐ‐InP バッファ層２（アクセプタ濃度 Ｎ
Ａ＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnTe/ｐ‐Zn
0.5Mg0. 5Se0.75Te0.25８周期からなる超格子層３、ｐ‐
Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層４(NA＝５×1017(/cm3)、厚
さ2.0μm)を順次形成した。ここで、超格子の構造は図
２に示す通りであり、ｐ‐ZnTe 11のアクセプタ濃度 NA
は５×1017(/cm3)、ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.2512の N
Aは５×1017(/cm3)とした。また、各層の膜厚は、ｐ‐I
nP バッファ層２に接触した側(図の左側)からｐ‐Zn0.5
Mg0.5Se0.75Te0.25層４に接触した側(図の右側)へ禁制
帯幅が徐々に変化するように決めてある。この例では、
１周期の厚さを45Åに固定し、５〜40Åの間で５Åピッ
チで変化させた。すなわち、図２において、Zn0.5Mg0.5
Se0.75Te0.25/ZnTeの厚さは、左側から(５Å/40Å)、(1
0Å/35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/25Å)、(25Å/20Å)、
(30Å/15Å)、(35Å/10Å)、(40Å/５Å)である。
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に、分子線エピタキシ法
によって、ｐ‐InP バッファ層２（アクセプタ濃度 Ｎ
Ａ＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnTe/ｐ‐Zn
0.5Mg0. 5Se0.75Te0.25８周期からなる超格子層３、ｐ‐
Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層４(NA＝５×1017(/cm3)、厚
さ2.0μm)を順次形成した。ここで、超格子の構造は図
２に示す通りであり、ｐ‐ZnTe 11のアクセプタ濃度 NA
は５×1017(/cm3)、ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.2512の N
Aは５×1017(/cm3)とした。また、各層の膜厚は、ｐ‐I
nP バッファ層２に接触した側(図の左側)からｐ‐Zn0.5
Mg0.5Se0.75Te0.25層４に接触した側(図の右側)へ禁制
帯幅が徐々に変化するように決めてある。この例では、
１周期の厚さを45Åに固定し、５〜40Åの間で５Åピッ
チで変化させた。すなわち、図２において、Zn0.5Mg0.5
Se0.75Te0.25/ZnTeの厚さは、左側から(５Å/40Å)、(1
0Å/35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/25Å)、(25Å/20Å)、
(30Å/15Å)、(35Å/10Å)、(40Å/５Å)である。
【００２１】続いて、ZnSe0.53Te0.47活性層５(アンド
ープ、厚さ100Å)、ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層６
(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)、CdS
0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚さ0.01μ
m)を順次形成した。なお、ドーパントとしては、ｐ型層
には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次に、CVD 法によ
ってSiO2絶縁膜８を設け、通常のエッチング法で幅15μ
mのストライプを形成した。最後に、蒸着法を用いてｎ
側電極９とｐ側電極10とを形成した後、長さ約１mmにへ
き開することにより、図１に示す半導体レーザを作製し
た。
ープ、厚さ100Å)、ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層６
(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)、CdS
0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚さ0.01μ
m)を順次形成した。なお、ドーパントとしては、ｐ型層
には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次に、CVD 法によ
ってSiO2絶縁膜８を設け、通常のエッチング法で幅15μ
mのストライプを形成した。最後に、蒸着法を用いてｎ
側電極９とｐ側電極10とを形成した後、長さ約１mmにへ
き開することにより、図１に示す半導体レーザを作製し
た。
【００２２】上記のようにして得られた半導体レーザ
は、室温においてしきい値電流約50mAで連続発振した。
また、発振波長は約540nmであった。
は、室温においてしきい値電流約50mAで連続発振した。
また、発振波長は約540nmであった。
【００２３】
【実施例２】本発明の第２の実施例について図４によっ
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に分子線エピタキシ法に
よりｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×10
18(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐InP/ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25８周期からなる超格子層22、ｐ‐Zn0.5Mg0.5
Se0.75Te0.25層４(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)を
順次形成した。ここで、超格子層22は、ｐ‐InP (NA＝
１×1018(/cm3))とｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25(NA＝５
×1017(/cm3)から構成される。また、各層の膜厚は、ｐ
‐InP バッファ層２に接触した側からｐ‐Zn0. 5Mg0.5Se
0.75Te0.25層４に接触した側へ禁制帯幅が徐々に変化す
るように決めている。この例では、１周期の厚さを45Å
に固定し、５〜40Åの間で５Åピッチで変化させた。す
なわち、Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25/InP の厚さは、左側
から(５Å/40Å)、(10Å/35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/2
5Å)、(25Å/20Å)、(30Å/15Å)、(35Å/ 10Å)、(40
Å/５Å)である。
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に分子線エピタキシ法に
よりｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×10
18(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐InP/ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25８周期からなる超格子層22、ｐ‐Zn0.5Mg0.5
Se0.75Te0.25層４(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)を
順次形成した。ここで、超格子層22は、ｐ‐InP (NA＝
１×1018(/cm3))とｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25(NA＝５
×1017(/cm3)から構成される。また、各層の膜厚は、ｐ
‐InP バッファ層２に接触した側からｐ‐Zn0. 5Mg0.5Se
0.75Te0.25層４に接触した側へ禁制帯幅が徐々に変化す
るように決めている。この例では、１周期の厚さを45Å
に固定し、５〜40Åの間で５Åピッチで変化させた。す
なわち、Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25/InP の厚さは、左側
から(５Å/40Å)、(10Å/35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/2
5Å)、(25Å/20Å)、(30Å/15Å)、(35Å/ 10Å)、(40
Å/５Å)である。
【００２４】続いて、ZnSe0.53Te0.43活性層５(アンド
ープ、厚さ100Å)、ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層６
(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)、CdS
0.9Se0.0 5Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚さ0.01μ
m)を順次形成した。なお、ドーパントとしては、ｐ型層
には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次に、CVD 法によ
ってSiO2絶縁膜８を設け、通常のエッチング法で幅15μ
mのストライプを形成した。最後に、蒸着法を用いてｎ
側電極９とｐ側電極を形成した後、長さ約１mmにへき開
することにより、図４に示す半導体レーザを作製した。
ープ、厚さ100Å)、ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層６
(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μm)、CdS
0.9Se0.0 5Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚さ0.01μ
m)を順次形成した。なお、ドーパントとしては、ｐ型層
には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次に、CVD 法によ
ってSiO2絶縁膜８を設け、通常のエッチング法で幅15μ
mのストライプを形成した。最後に、蒸着法を用いてｎ
側電極９とｐ側電極を形成した後、長さ約１mmにへき開
することにより、図４に示す半導体レーザを作製した。
【００２５】上記のようにして得られた半導体レーザ
は、室温において、しきい値電流約60mAで連続発振し
た。発振波長は540nmであった。
は、室温において、しきい値電流約60mAで連続発振し
た。発振波長は540nmであった。
【００２６】
【実施例３】本発明の第３の実施例について図５によっ
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に分子線エピタキシ法に
よりｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×10
18(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnTe/ｐ‐ZnSe８周期か
らなる超格子層23、ｐ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層24(N
A＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)を順次形成した。ここ
で、超格子層23は、ｐ‐ZnTe(NA＝５×1017(/cm3))、ｐ
‐ ZnSe(NA＝５×1017(/cm3))から構成される。また、
各層の膜厚は、ｐ‐InP バッファ層２に接触した側から
ｐ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層24に接触した側へ禁制帯
幅が徐々に変化するように決めている。この例では、１
周期の厚さを45Åに固定し、５Å〜40Åの間で５Åピッ
チで変化させた。すなわち、ZnSe/ZnTeの厚さは、ｐ‐I
nP バッファ層２に接触した側から(５Å/40Å)、(10Å/
35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/25Å)、(25Å/20Å)、(30
Å/15Å)、(35Å/10Å)、(40Å/５Å)である。
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。ｐ‐InP 基板１上に分子線エピタキシ法に
よりｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×10
18(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnTe/ｐ‐ZnSe８周期か
らなる超格子層23、ｐ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層24(N
A＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)を順次形成した。ここ
で、超格子層23は、ｐ‐ZnTe(NA＝５×1017(/cm3))、ｐ
‐ ZnSe(NA＝５×1017(/cm3))から構成される。また、
各層の膜厚は、ｐ‐InP バッファ層２に接触した側から
ｐ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層24に接触した側へ禁制帯
幅が徐々に変化するように決めている。この例では、１
周期の厚さを45Åに固定し、５Å〜40Åの間で５Åピッ
チで変化させた。すなわち、ZnSe/ZnTeの厚さは、ｐ‐I
nP バッファ層２に接触した側から(５Å/40Å)、(10Å/
35Å)、(15Å/30Å)、(20Å/25Å)、(25Å/20Å)、(30
Å/15Å)、(35Å/10Å)、(40Å/５Å)である。
【００２７】続いて、ZnMgSeTe系多重量子井戸活性層25
(アンドープ、厚さ0.04μm)、ｎ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te
0.1層26(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μ
m)、CdS0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚
さ0.01μm)を順次形成した。ZnMgSeTe系多重量子井戸活
性層25は、厚さ５nmの Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25バリア
層27と厚さ３nmの ZnSe0.65Te0.35のウェル層28(引張り
歪約１％)とから構成されている。なお、ドーパントと
しては、ｐ型層には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次
に、CVD 法により SiO2絶縁膜を設け、通常のエッチン
グ法によって幅15μmのストライプを形成した。最後
に、蒸着法を用いてｎ型電極とｐ型電極とを形成した
後、長さ約１mmにへき開することによって、図５の半導
体レーザを作製した。
(アンドープ、厚さ0.04μm)、ｎ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te
0.1層26(ドナー濃度 ND＝１×1018(/cm3)、厚さ2.0μ
m)、CdS0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×1018(/cm3)、厚
さ0.01μm)を順次形成した。ZnMgSeTe系多重量子井戸活
性層25は、厚さ５nmの Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25バリア
層27と厚さ３nmの ZnSe0.65Te0.35のウェル層28(引張り
歪約１％)とから構成されている。なお、ドーパントと
しては、ｐ型層には窒素、ｎ型層には塩素を用いた。次
に、CVD 法により SiO2絶縁膜を設け、通常のエッチン
グ法によって幅15μmのストライプを形成した。最後
に、蒸着法を用いてｎ型電極とｐ型電極とを形成した
後、長さ約１mmにへき開することによって、図５の半導
体レーザを作製した。
【００２８】上記によって得られた半導体レーザは、室
温においてしきい値電流約50mAで連続発振した。また、
発振波長は約510nmであった。
温においてしきい値電流約50mAで連続発振した。また、
発振波長は約510nmであった。
【００２９】
【実施例４】本発明の第４に実施例について図６によっ
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。分子線エピタキシ法により、ｐ‐InP 基板
１上にｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×
1018(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnSe0.53Te0.47層29
(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ0.1μm)、ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25層30(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ0.1μm)を順
次形成した。
て説明する。まず、本発明の半導体発光素子の作製につ
いて述べる。分子線エピタキシ法により、ｐ‐InP 基板
１上にｐ‐InP バッファ層２(アクセプタ濃度 NA＝１×
1018(/cm3)、厚さ2.0μm)及びｐ‐ZnSe0.53Te0.47層29
(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ0.1μm)、ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25層30(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ0.1μm)を順
次形成した。
【００３０】続いて、ｐ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層24
(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)、ZnMgSeTe系多重量
子井戸活性層25(アンドープ、厚さ0.04μm)、ｎ‐Zn
0.25Mg0.7 5Se0.9Te0.1層26(ドナー濃度 ND＝１×1018(/
cm3)、厚さ2.0μm)、CdS0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×
1018(/cm3)、厚さ0.01μm)を順次形成した。ここで、Zn
MgSeTe系多重量子井戸活性層25は、厚さ５nmの Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25バリア層27と厚さ３nmの Zn0.8Mg0.2Se
0.6Te0.4のウェル層31とから構成されている。なお、ド
ーパントとしてはｐ型には窒素、ｎ型には塩素を用い
た。次に、CVD 法によってSiO2絶縁膜を設け、通常のエ
ッチング法で幅15μmのストライプを形成した。最後
に、蒸着法を用いてｎ側電極とｐ側電極とを形成した
後、長さ約１mmにへき開することにより、図６の半導体
レーザを作製した。
(NA＝５×1017(/cm3)、厚さ2.0μm)、ZnMgSeTe系多重量
子井戸活性層25(アンドープ、厚さ0.04μm)、ｎ‐Zn
0.25Mg0.7 5Se0.9Te0.1層26(ドナー濃度 ND＝１×1018(/
cm3)、厚さ2.0μm)、CdS0.9Se0.05Te0.05層７(ND＝１×
1018(/cm3)、厚さ0.01μm)を順次形成した。ここで、Zn
MgSeTe系多重量子井戸活性層25は、厚さ５nmの Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25バリア層27と厚さ３nmの Zn0.8Mg0.2Se
0.6Te0.4のウェル層31とから構成されている。なお、ド
ーパントとしてはｐ型には窒素、ｎ型には塩素を用い
た。次に、CVD 法によってSiO2絶縁膜を設け、通常のエ
ッチング法で幅15μmのストライプを形成した。最後
に、蒸着法を用いてｎ側電極とｐ側電極とを形成した
後、長さ約１mmにへき開することにより、図６の半導体
レーザを作製した。
【００３１】上記によって得られた半導体レーザは、室
温においてしきい値電流約60mAで連続発振した。また、
発振波長は約490nmであった。
温においてしきい値電流約60mAで連続発振した。また、
発振波長は約490nmであった。
【００３２】なお、本発明半導体発光素子の構成は上記
の実施例に示した以外の構造にも有効である。すなわ
ち、例えば上記実施例１〜４で示した活性層 Zn1-xMgxS
eyTe1- y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)以外にも、Zn1-xCdxSeyTe
1-y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)の４元系化合物も適用するこ
とができる。また、必ずしも InP 基板に格子整合して
いる必要はなく、歪系でもよい。
の実施例に示した以外の構造にも有効である。すなわ
ち、例えば上記実施例１〜４で示した活性層 Zn1-xMgxS
eyTe1- y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)以外にも、Zn1-xCdxSeyTe
1-y(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1)の４元系化合物も適用するこ
とができる。また、必ずしも InP 基板に格子整合して
いる必要はなく、歪系でもよい。
【００３３】また、本発明は、上記実施例で示したレー
ザ構造に限らず、様々な半導体レーザ、例えば分布帰還
型レーザ、ブラッグ反射型レーザ、波長可変型レーザ、
外部共振器付きレーザ、面発光型レーザにも適用するこ
とができる。
ザ構造に限らず、様々な半導体レーザ、例えば分布帰還
型レーザ、ブラッグ反射型レーザ、波長可変型レーザ、
外部共振器付きレーザ、面発光型レーザにも適用するこ
とができる。
【００３４】さらに、本発明は半導体レーザに限らず、
電流注入を必要とする半導体装置、例えば発光ダイオー
ドや光スイッチなどにも適用することができる。
電流注入を必要とする半導体装置、例えば発光ダイオー
ドや光スイッチなどにも適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】半導体発光素子の構成を本発明構成の素
子とすることによって、従来技術の有していた課題を解
決して、特性が安定で、短波長発光可能なII‐VI族半導
体レーザを提供することができた。すなわち、本発明に
よれば、ｐ型電極のオーム性接触が可能であり、直列抵
抗を大幅に低減することができるので、II‐VI族化合物
半導体を用いた緑色もしくは青色発光半導体レーザの室
温連続発振が可能となる。これによって、高密度光ディ
スク用光源、緑色や青色の LED 代替光源、高感度レー
ザプリンタ用光源、ディスプレイ用光源などに適用でき
る半導体レーザを提供することができる。
子とすることによって、従来技術の有していた課題を解
決して、特性が安定で、短波長発光可能なII‐VI族半導
体レーザを提供することができた。すなわち、本発明に
よれば、ｐ型電極のオーム性接触が可能であり、直列抵
抗を大幅に低減することができるので、II‐VI族化合物
半導体を用いた緑色もしくは青色発光半導体レーザの室
温連続発振が可能となる。これによって、高密度光ディ
スク用光源、緑色や青色の LED 代替光源、高感度レー
ザプリンタ用光源、ディスプレイ用光源などに適用でき
る半導体レーザを提供することができる。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施例の構成を示
す断面図。
す断面図。
【図２】図１中の超格子のエネルギーバンド図。
【図３】従来技術の半導体発光素子の構成を示す断面
図。
図。
【図４】本発明の半導体発光素子の他の実施例の構成を
示す断面図。
示す断面図。
【図５】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施例の
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図６】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施例の
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
１…ｐ‐InP 基板、２…p‐InP バッファ層、３…ｐ‐Z
nTe／ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25、４…ｐ‐Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25層、５…ZnSe0.53Te0.47活性層、６…
ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層、７…CdS0.9Se0.05Te
0.05層、８…SiO2絶縁膜、９…ｎ側電極、10…ｐ側電
極、11…ｐ‐ZnTe層、12…ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25
層、13…n‐GaAs 基板、14…ｎ‐ZnMgSSeクラッド層、1
5…ｎ‐ZnSe光ガイド層、16…ZnCdSe量子井戸活性層、1
7…ｐ‐ZnSe光ガイド層、18…ｐ‐ZnMgSSeクラッド層、
19…ｐ‐ZnSSe層、20…ｐ‐ZnSe層、21…ポリイミド樹
脂、22…ｐ‐InP/ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25超格子
層、23…ｐ‐ZnTe/ｐ‐ZnSe超格子層、24…ｐ‐Zn0.25M
g0.75Se0.9Te0.1層、25…ZnMgSeTe系多重量子井戸活性
層、26…ｎ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層、27…Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25バリア層、28…ZnSe0.65Te0.35ウェル
層、29…ｐ‐ZnSe0.53Te0.47層、30…ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25層、31…Zn0.8Mg0.2Se0.6Te0.4ウェル層。
nTe／ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25、４…ｐ‐Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25層、５…ZnSe0.53Te0.47活性層、６…
ｎ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25層、７…CdS0.9Se0.05Te
0.05層、８…SiO2絶縁膜、９…ｎ側電極、10…ｐ側電
極、11…ｐ‐ZnTe層、12…ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25
層、13…n‐GaAs 基板、14…ｎ‐ZnMgSSeクラッド層、1
5…ｎ‐ZnSe光ガイド層、16…ZnCdSe量子井戸活性層、1
7…ｐ‐ZnSe光ガイド層、18…ｐ‐ZnMgSSeクラッド層、
19…ｐ‐ZnSSe層、20…ｐ‐ZnSe層、21…ポリイミド樹
脂、22…ｐ‐InP/ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se0.75Te0.25超格子
層、23…ｐ‐ZnTe/ｐ‐ZnSe超格子層、24…ｐ‐Zn0.25M
g0.75Se0.9Te0.1層、25…ZnMgSeTe系多重量子井戸活性
層、26…ｎ‐Zn0.25Mg0.75Se0.9Te0.1層、27…Zn0.5Mg
0.5Se0.75Te0.25バリア層、28…ZnSe0.65Te0.35ウェル
層、29…ｐ‐ZnSe0.53Te0.47層、30…ｐ‐Zn0.5Mg0.5Se
0.75Te0.25層、31…Zn0.8Mg0.2Se0.6Te0.4ウェル層。
Claims (12)
- 【請求項１】少なくともII‐VI族化合物半導体によって
構成し、ｐ型 InP 基板上に導電型がｐ型であるクラッ
ド層と活性層と導電型がｎ型であるクラッド層とをエピ
タキシャル成長させてなる半導体発光素子において、上
記ｐ型 InP 基板と上記活性層との間に Teを含む中間層
を少なくとも１層設けたことを特徴とする半導体発光素
子。 - 【請求項２】上記の Te を含む中間層が Zn1-x-yBexMgy
SezTe1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ＜1)で構成されて
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】上記の Te を含む中間層が Zn1-x-yCdxMgy
SezTe1-z(0≦ｘ≦10、≦ｙ≦1、0≦ｚ＜1)で構成されて
な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】上記ｐ型 InP 基板と上記 Te を含む中間
層との間に、実効的な禁制帯幅が徐々に変化するような
超格子層を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】上記超格子層がII‐VI族化合物半導体で構
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。 - 【請求項６】上記超格子層が InP と Zn1-x-yBexMgySez
Te1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)とから構成され
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。 - 【請求項７】上記超格子層が InP と Zn1-x-yCdxMgySez
Te1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)とから構成され
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。 - 【請求項８】上記ｐ型 InP 基板の禁制帯幅 Eg1と上記
Te を含む中間層の禁制帯幅 Eg2との間の禁制帯幅 E
g3(すなわち、Eg1＜Eg3＜Eg2)を有する半導体中間層
を、上記ｐ型 InP 基板と上記 Te を含む中間層との間
に少なくとも１層設けたことを特徴とする請求項１〜３
の何れかに記載の半導体発光素子。 - 【請求項９】上記半導体中間層が Zn1-x-yBexMgySezTe
1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)で構成されている
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光素子。 - 【請求項１０】上記半導体中間層が Zn1-x-yCdxMgySezT
e1-z(0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)で構成されている
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光素子。 - 【請求項１１】上記活性層が Zn1-x-yMgxCdySezTe1-z(0
≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1、0≦ｚ≦1)で構成されていることを
特徴とする請求項１〜10の何れかに記載の半導体発光素
子。 - 【請求項１２】上記活性層が２軸性応力のない状態での
格子定数が上記ｐ型 InP 基板の格子定数よりも小さい
材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜10の
何れかに記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4605494A JPH07254755A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4605494A JPH07254755A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254755A true JPH07254755A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12736316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4605494A Pending JPH07254755A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254755A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807983A2 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-19 | Nec Corporation | Semiconductor device having II-VI compound semiconductor layer containing te |
| JP2007073606A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Sophia School Corp | ＩｎＰ基板を有する光半導体装置 |
| JP2007251092A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ |
| JP2009059886A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP4605494A patent/JPH07254755A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807983A2 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-19 | Nec Corporation | Semiconductor device having II-VI compound semiconductor layer containing te |
| EP0807983A3 (en) * | 1996-05-10 | 2000-04-26 | Nec Corporation | Semiconductor device having II-VI compound semiconductor layer containing te |
| JP2007073606A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Sophia School Corp | ＩｎＰ基板を有する光半導体装置 |
| JP2007251092A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ |
| JP2009059886A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子 |
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