JPH08111566A - Semiconductor light emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体発光素子に関
し、特に、青色ないし緑色で発光可能な半導体発光素
子、例えば半導体レーザーや発光ダイオードに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device capable of emitting blue or green light, such as a semiconductor laser or a light emitting diode.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高密度光記録やディスプレイ用光
源などへの応用を目的として、青色ないし緑色で発光可
能な半導体発光素子の研究が活発に行われている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor light emitting devices capable of emitting blue or green light have been actively researched for the purpose of high density optical recording and application to light sources for displays.
【0003】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体発光素子の作製に用いる材料としては、II−VI
族化合物半導体が有望である。特に、四元系のII−V
I族化合物半導体であるZnMgSSe系化合物半導体
は、波長400〜550nm帯の青色ないし緑色発光の
半導体レーザーをGaAs基板上に作製するときのクラ
ッド層や光導波層の材料として適していることが知られ
ている(例えば、Electron. Lett. 28(1992)1798)。As a material used for manufacturing such a semiconductor light emitting device capable of emitting blue or green light, II-VI is used.
Group compound semiconductors are promising. In particular, quaternary II-V
It is known that a ZnMgSSe-based compound semiconductor, which is a group I compound semiconductor, is suitable as a material for a clad layer or an optical waveguide layer when a blue or green light emitting semiconductor laser having a wavelength of 400 to 550 nm is formed on a GaAs substrate. (Eg, Electron. Lett. 28 (1992) 1798).
【0004】このII−VI族化合物半導体を用いた青
色ないし緑色発光の半導体レーザーとしては、GaAs
基板を用い、クラッド層をZnMgSSe系化合物半導
体により、光導波層をZnSSe系化合物半導体によ
り、活性層をZnCdSe系化合物半導体によりそれぞ
れ構成した半導体レーザーが本出願人により先に提案さ
れており、室温において波長480.5nmでパルス発
振に成功している(Electron. Lett. 30(1994)415)。こ
こで、クラッド層を構成するZnMgSSe系化合物半
導体のMg組成比は0.10、またS組成比は0.18
であり、活性層を構成するZnCdSe系化合物半導体
のCd組成比は0.08である。このときのクラッド層
の液体窒素温度(77K)におけるバンドギャップEg
は2.98eVであり、活性層とクラッド層との間のバ
ンドギャップ差ΔEg は0.26eVである。As a semiconductor laser for emitting blue to green light using the II-VI group compound semiconductor, GaAs is used.
A semiconductor laser having a substrate, a cladding layer made of ZnMgSSe-based compound semiconductor, an optical waveguide layer made of ZnSSe-based compound semiconductor, and an active layer made of ZnCdSe-based compound semiconductor has been previously proposed by the applicant, and at room temperature. Successful pulse oscillation at a wavelength of 480.5 nm (Electron. Lett. 30 (1994) 415). Here, the Mg composition ratio of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the cladding layer is 0.10, and the S composition ratio is 0.18.
And the Cd composition ratio of the ZnCdSe-based compound semiconductor forming the active layer is 0.08. At this time, the band gap E g of the clad layer at the liquid nitrogen temperature (77 K)
Is 2.98 eV, and the band gap difference ΔE g between the active layer and the cladding layer is 0.26 eV.
【0005】さらに、その後、GaAs基板を用い、ク
ラッド層をZnMgSSe系化合物半導体により、光導
波層をZnSe系化合物半導体により、活性層をZnC
dSe系化合物半導体によりそれぞれ構成した半導体レ
ーザーが本出願人により提案され、室温において波長5
23.5nmで連続発振に成功している(特願平5−1
84436号)。ここで、クラッド層を構成するZnM
gSSe系化合物半導体のMg組成比は0.09、また
S組成比は0.18であり、活性層を構成するZnCd
Se系化合物半導体のCd組成比は0.19である。Further, thereafter, using a GaAs substrate, the cladding layer is made of ZnMgSSe compound semiconductor, the optical waveguide layer is made of ZnSe compound semiconductor, and the active layer is made of ZnC.
A semiconductor laser composed of a dSe-based compound semiconductor has been proposed by the present applicant, and has a wavelength of 5 at room temperature.
Successful continuous oscillation at 23.5 nm (Japanese Patent Application No. 5-1
84436). Here, ZnM forming the clad layer
The Mg composition ratio of the gSSe-based compound semiconductor is 0.09, and the S composition ratio is 0.18.
The Cd composition ratio of the Se-based compound semiconductor is 0.19.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラッ
ド層をZnMgSSe系化合物半導体により構成した上
述の従来の半導体レーザーは、しきい値電流密度の低減
や長寿命化などに関してまだ問題が残されており、その
解決が望まれていた。However, the above-mentioned conventional semiconductor laser having the cladding layer made of ZnMgSSe type compound semiconductor still has problems in reduction of threshold current density and prolongation of life. The solution was desired.
【0007】従って、この発明の目的は、クラッド層の
材料としてZnMgSSe系化合物半導体を用いた低し
きい値電流密度の半導体発光素子を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having a low threshold current density, which uses a ZnMgSSe compound semiconductor as a material for the cladding layer.
【0008】この発明の他の目的は、クラッド層の材料
としてZnMgSSe系化合物半導体を用いた長寿命の
半導体発光素子を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a long-life semiconductor light emitting device using a ZnMgSSe compound semiconductor as a material for the cladding layer.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の問題
を解決すべく鋭意検討を行った結果、上述の従来の半導
体レーザーのしきい値電流密度の低減や寿命が十分でな
い理由の一つに、クラッド層を構成するZnMgSSe
系化合物半導体の組成の最適化が不十分なことがあるこ
とを見出した。これは、ZnMgSSe系化合物半導体
の物性についての知見が不十分であったことによるもの
である。特に、n型クラッド層の材料として用いられて
いるClドープn型ZnMgSSeに関しては、ZnM
gSSeのバンドギャップEg が大きくなるにつれて有
効ドナー濃度ND −NA (ND :ドナー濃度、NA :ア
クセプタ濃度)が飽和する領域や、ドナー不純物、すな
わちClのイオン化エネルギーなどは、これまで詳しく
調べられていない。このn型クラッド層を構成するCl
ドープn型ZnMgSSeの電気的特性や光学的特性は
半導体レーザーの諸特性に大きな影響を及ぼすので、こ
れを知ることは重要である。As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that one of the reasons why the conventional semiconductor lasers described above have a low threshold current density and an insufficient lifetime. First, ZnMgSSe forming the clad layer
It has been found that the optimization of the composition of the system compound semiconductor may be insufficient. This is due to insufficient knowledge of the physical properties of ZnMgSSe-based compound semiconductors. In particular, regarding Cl-doped n-type ZnMgSSe used as the material for the n-type cladding layer, ZnM
effective donor concentration as the band gap E g of gSSe increases N D -N A (N D: donor concentration, N A: acceptor concentration) and regions is saturated, a donor impurity, i.e. such ionization energy of Cl Ever Not examined in detail. Cl constituting the n-type cladding layer
It is important to know the electrical and optical characteristics of the doped n-type ZnMgSSe, since they have a great influence on various characteristics of the semiconductor laser.
【0010】そこで、本発明者は、Clドープn型Zn
MgSSeの電気的特性や光学的特性についてより詳細
な知見を得るべく種々の実験を行ったところ、次のよう
な結果が得られた。Therefore, the present inventor has found that Cl-doped n-type Zn
Various experiments were conducted to obtain more detailed knowledge about the electrical characteristics and optical characteristics of MgSSe, and the following results were obtained.
【0011】図1は、Clドープn型ZnMgSSeの
77KにおけるバンドギャップEgとドナー不純物とし
て用いられているClのイオン化エネルギーEd との関
係を示す。ここで、Ed は室温でのホール(Hall)測定
により求めた(以下同様)。図1からわかるように、E
g が大きくなるにつれてEd は徐々に大きくなってい
き、Eg =3.10eV付近を境にして急激に増大して
いる。また、図2は、Clドープn型ZnMgSSeの
Mg組成とEd との関係を示す。図2より、Mg組成が
大きくなるにつれてEd は徐々に大きくなり、Mg組成
=20%付近を境にして急激に増大していることがわか
る。FIG. 1 shows the relationship between the band gap E g of Cl-doped n-type ZnMgSSe at 77 K and the ionization energy E d of Cl used as a donor impurity. Here, E d was obtained by Hall measurement at room temperature (the same applies hereinafter). As can be seen from FIG.
g E d is going to become gradually increases as increases, it is rapidly increasing in the border in the vicinity of E g = 3.10eV. Further, FIG. 2 shows the relationship between the Mg composition of Cl-doped n-type ZnMgSSe and E d . It can be seen from FIG. 2 that E d gradually increases as the Mg composition increases, and increases sharply at the boundary of the Mg composition = 20%.
【0012】ここで、Ed が大きくなると、キャリア
(電子)のトラップが格子緩和を伴って起きて非発光中
心となるなど、半導体発光素子の発光効率が低下し、特
性の劣化につながる。Here, when E d becomes large, the trapping of carriers (electrons) occurs along with lattice relaxation and becomes a non-emission center, so that the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device is reduced, leading to deterioration in characteristics.
【0013】図3は、Clドープn型ZnMgSSeの
77KにおけるEg とND −NA およびキャリア濃度
(電子濃度)との関係を示す。図4は、Clドープn型
ZnMgSSeのMg組成とND −NA およびキャリア
濃度との関係を示す。ここで、ND −NA は室温での容
量−電圧(C−V)測定により求めた(以下同様)。こ
れらの測定に用いた試料のClのドーピング量は3×1
017cm-3である。図3および図4からわかるように、
Eg が3.10eV以上、Mg組成が20%以上になっ
てくるとND −NA およびキャリア濃度とも急激に減少
し始める。[0013] Figure 3 shows the relationship between the Cl-doped E g of the n-type ZnMgSSe of 77K and N D -N A and the carrier concentration (electron concentration). Figure 4 shows the relationship between the Mg composition and N D -N A and carrier concentration of the Cl-doped n type ZnMgSSe. Here, N D -N A capacity at room temperature - was determined by the voltage (C-V) measurements, and so forth. The sample used for these measurements had a Cl doping amount of 3 × 1.
It is 0 17 cm -3 . As can be seen from FIGS. 3 and 4,
E g is more than 3.10 eV, the Mg composition becomes 20% or more with N D -N A and the carrier concentration begins to decrease rapidly.
【0014】なお、Clドープn型ZnMgSSeのバ
ンドギャップEg が3.10eVを超える場合、言い換
えればMg組成が20%を超える場合においても、Cl
のドーピング量を十分に高くすることにより、そのキャ
リア濃度を十分に高くすることができる。Even when the band gap E g of Cl-doped n-type ZnMgSSe exceeds 3.10 eV, in other words, even when the Mg composition exceeds 20%, Cl
By sufficiently increasing the doping amount of, the carrier concentration can be sufficiently increased.
【0015】図5は、Clドープn型ZnMgSSeの
77KにおけるEg とClの活性化率ND −NA /[C
l](ただし、[Cl]はn型ZnMgSSe中のCl
のドーピング濃度)との関係を示す。また、図6は、C
lドープn型ZnMgSSeのMg組成とClの活性化
率ND −NA /[Cl]との関係を示す。図5および図
6より、上述のようにEg が3.10eV以上、Mg組
成が20%以上であるときには、Clの活性化率が大き
く低下していることがわかる。これは、成長層内に取り
込まれたCl原子の一部が活性化されずに、例えば格子
間位置や逆位置に入り込んでしまうためであり、これら
が非発光中心などの欠陥となる。FIG. 5 shows the activation rates N D -N A / [C of Cl-doped n-type ZnMgSSe at 77 K in E g and Cl.
l] (where [Cl] is Cl in n-type ZnMgSSe
The doping concentration of the above). In addition, FIG. 6 shows C
showing the relationship between l activation rate of doped n-type ZnMgSSe the Mg composition and Cl N D -N A / [Cl ]. From FIG. 5 and FIG. 6, it can be seen that the activation rate of Cl is greatly reduced when the E g is 3.10 eV or more and the Mg composition is 20% or more as described above. This is because some of the Cl atoms taken into the growth layer enter the interstitial position or the reverse position without being activated, and these become defects such as non-radiative centers.
【0016】活性層の近傍に存在するこれらの非発光中
心などの欠陥は、半導体発光素子の寿命に重大な影響を
与えており、これらの欠陥を取り除き、成長層の結晶性
を向上させることは、半導体発光素子の長寿命化を図る
上で重要である。Defects such as these non-radiative centers existing in the vicinity of the active layer have a serious influence on the life of the semiconductor light emitting device, and it is impossible to remove these defects and improve the crystallinity of the growth layer. , Is important for extending the life of the semiconductor light emitting device.
【0017】この発明は、本発明者が得た以上のような
知見に基づいて案出されたものである。すなわち、上記
目的を達成するために、この発明による半導体発光素子
は、化合物半導体基板を用い、II−VI族化合物半導
体から成る活性層の両側をZnMgSSe系化合物半導
体から成るn型クラッド層およびp型クラッド層により
はさんだ構造を有する半導体発光素子において、n型ク
ラッド層を構成するZnMgSSe系化合物半導体のM
g組成比が0.10よりも大きく、かつ0.20以下で
あることを特徴とするものである。The present invention was devised on the basis of the above findings obtained by the present inventor. That is, in order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device according to the present invention uses a compound semiconductor substrate, and has an n-type cladding layer and a p-type clad layer made of a ZnMgSSe-based compound semiconductor on both sides of an active layer made of a II-VI group compound semiconductor. In a semiconductor light emitting device having a structure sandwiched by a clad layer, M of ZnMgSSe-based compound semiconductor constituting an n-type clad layer is formed.
The g composition ratio is greater than 0.10 and 0.20 or less.
【0018】この発明においては、n型クラッド層の特
性をより良好にする見地から、好適には、n型クラッド
層を構成するZnMgSSe系化合物半導体のMg組成
比は0.10よりも大きく、かつ0.18以下に設定さ
れる。In the present invention, from the viewpoint of improving the characteristics of the n-type cladding layer, the Mg composition ratio of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer is preferably larger than 0.10. It is set to 0.18 or less.
【0019】この発明においては、n型クラッド層を構
成するZnMgSSe系化合物半導体のMg組成比が
0.10よりも大きく、かつ0.20以下であることに
より、化合物半導体基板とn型クラッド層を構成するZ
nMgSSe系化合物半導体との格子不整を0.25%
以内とすることができる。In the present invention, since the MgMg composition ratio of the ZnMgSSe type compound semiconductor forming the n-type clad layer is larger than 0.10 and 0.20 or less, the compound semiconductor substrate and the n-type clad layer are formed. Make up Z
0.25% lattice mismatch with nMgSSe compound semiconductor
It can be within.
【0020】この発明においては、n型クラッド層の特
性を良好にする見地から、典型的には、n型クラッド層
を構成するZnMgSSe系化合物半導体の液体窒素温
度におけるバンドギャップは3.10eV以下に設定さ
れる。In the present invention, from the viewpoint of improving the characteristics of the n-type cladding layer, typically, the band gap of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer is 3.10 eV or less at the liquid nitrogen temperature. Is set.
【0021】この発明において、活性層は、例えば、Z
nCdSe系化合物半導体、ZnSe系化合物半導体、
ZnSSe系化合物半導体またはZnMgSSe系化合
物半導体から成る。In the present invention, the active layer is, for example, Z
nCdSe-based compound semiconductor, ZnSe-based compound semiconductor,
It is composed of a ZnSSe-based compound semiconductor or a ZnMgSSe-based compound semiconductor.
【0022】この発明においては、安定な室温レーザー
発振の条件としての良好なキャリア閉じ込め特性および
光閉じ込め特性を得るために、活性層とクラッド層との
間のバンドギャップ差ΔEg は少なくとも0.25eV
以上に設定される。従って、n型クラッド層を構成する
ZnMgSSe系化合物半導体の液体窒素温度における
バンドギャップの上限を上述のように3.10eVとし
たとき、活性層のバンドギャップの上限は3.10−
0.25=2.85eVとなる。In the present invention, the band gap difference ΔE g between the active layer and the cladding layer is at least 0.25 eV in order to obtain good carrier confinement characteristics and optical confinement characteristics as conditions for stable room temperature laser oscillation.
The above is set. Therefore, when the upper limit of the band gap of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer at the liquid nitrogen temperature is set to 3.10 eV as described above, the upper limit of the band gap of the active layer is 3.10−.
It becomes 0.25 = 2.85 eV.
【0023】さらに、ZnMgSSe系化合物半導体か
ら成るクラッド層を用いた上述の従来の半導体レーザー
においてこれまでに達成されている最短波長480.5
nm(室温パルス発振における発振波長)よりも短波長
で発振可能とするためには、活性層のバンドギャップ
を、この最短波長480.5nmが得られた半導体レー
ザーの活性層(Cd組成比=0.08のZnCdSe)
のバンドギャップ、すなわち2.98−0.26=2.
72eVよりも大きくする必要がある。Further, the shortest wavelength of 480.5 achieved so far in the above-mentioned conventional semiconductor laser using the cladding layer made of ZnMgSSe type compound semiconductor.
nm (oscillation wavelength in room temperature pulse oscillation), in order to enable oscillation at a shorter wavelength, the bandgap of the active layer is the active layer (Cd composition ratio = 0) of the semiconductor laser in which this shortest wavelength of 480.5 nm is obtained. ZnCdSe of 0.08)
Band gap of 2.98-0.26 = 2.
It should be larger than 72 eV.
【0024】活性層のバンドギャップがその上限(2.
85eV)を超えず、かつ2.72eVよりも大きいと
いう条件を満たす材料の具体例としては、Cd組成比が
0.08未満のZnCdSe系化合物半導体、S組成比
が11%以下のZnSSe系化合物半導体、ZnSe系
化合物半導体などが挙げられる。また、Mg組成比が
0.02でかつS組成比が0.08のZnMgSSe系
化合物半導体は、この条件を見たし、かつ化合物半導体
基板と格子整合する例である。The band gap of the active layer has an upper limit (2.
85 eV) and more than 2.72 eV, specific examples of the material include ZnCdSe-based compound semiconductors having a Cd composition ratio of less than 0.08 and ZnSSe-based compound semiconductors having an S composition ratio of 11% or less. , ZnSe-based compound semiconductors, and the like. A ZnMgSSe-based compound semiconductor having an Mg composition ratio of 0.02 and an S composition ratio of 0.08 is an example that meets this condition and lattice-matches with the compound semiconductor substrate.
【0025】この発明の典型的な一実施形態において、
半導体発光素子は、活性層とn型クラッド層およびp型
クラッド層との間にそれぞれ第1の光導波層および第2
の光導波層を有し、第1の光導波層および第2の光導波
層はZnSSe系化合物半導体またはZnSe系化合物
半導体から成る。In an exemplary embodiment of the invention,
The semiconductor light emitting device includes a first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer between the active layer and the n-type cladding layer and the p-type cladding layer, respectively.
Optical waveguide layer, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of ZnSSe compound semiconductor or ZnSe compound semiconductor.
【0026】この発明において、化合物半導体基板は典
型的にはGaAs基板であるが、例えばGaP基板など
を用いてもよい。In the present invention, the compound semiconductor substrate is typically a GaAs substrate, but a GaP substrate or the like may be used.
【0027】この発明において、半導体発光素子は、半
導体レーザーや発光ダイオードである。In the present invention, the semiconductor light emitting device is a semiconductor laser or a light emitting diode.
【0028】[0028]
【作用】上述のように構成されたこの発明による半導体
発光素子によれば、n型クラッド層を構成するZnMg
SSe系化合物半導体のMg組成比が0.10よりも大
きく、かつ0.20以下であるので、n型クラッド層の
液体窒素温度におけるバンドギャップは2.98eVよ
りも大きく、かつ3.10eV以下となり、上述の従来
の半導体レーザーにおけるn型クラッド層のバンドギャ
ップに比べて十分に大きくすることができる。このた
め、活性層とn型クラッド層との間のバンドギャップ差
を0.25eVよりも十分に大きくすることができ、活
性層とp型クラッド層との間のバンドギャップ差も0.
25eVよりも大きく設定することにより、良好なキャ
リア閉じ込め特性および光閉じ込め特性を得ることがで
きる。また、n型クラッド層中のドナー不純物のイオン
化エネルギーを小さく抑えることができるので、発光効
率の低下を防止することができる。以上により、半導体
発光素子が半導体レーザーである場合には、しきい値電
流密度の低減を図ることができ、半導体発光素子が発光
ダイオードである場合には、動作電流密度の低減を図る
ことができる。According to the semiconductor light emitting device of the present invention constructed as described above, ZnMg constituting the n-type cladding layer is formed.
Since the Mg composition ratio of the SSe-based compound semiconductor is more than 0.10 and not more than 0.20, the band gap of the n-type cladding layer at the liquid nitrogen temperature is more than 2.98 eV and not more than 3.10 eV. The band gap of the n-type cladding layer in the conventional semiconductor laser described above can be made sufficiently large. Therefore, the band gap difference between the active layer and the n-type clad layer can be made sufficiently larger than 0.25 eV, and the band gap difference between the active layer and the p-type clad layer is also 0.
By setting it to be larger than 25 eV, good carrier confinement characteristics and optical confinement characteristics can be obtained. Further, since the ionization energy of the donor impurity in the n-type clad layer can be suppressed to be small, it is possible to prevent the luminous efficiency from decreasing. As described above, when the semiconductor light emitting element is a semiconductor laser, the threshold current density can be reduced, and when the semiconductor light emitting element is a light emitting diode, the operating current density can be reduced. .
【0029】また、n型クラッド層中のドナー不純物の
活性化率を大きくすることができるので、活性化されな
いドナー不純物に起因する非発光中心などの欠陥の密度
を低減することができる。さらに、Mg組成比が0.1
0よりも大きく、かつ0.20以下であるZnMgSS
e系化合物半導体は化合物半導体基板、特にGaAs基
板とほぼ格子整合するので、p型クラッド層もこの化合
物半導体基板と格子整合するようにその組成を選ぶこと
により、半導体発光素子を構成する各層のエピタキシャ
ル成長時にこれらの層中に転位が発生するのを防止する
ことができる。以上により、半導体発光素子の長寿命化
を図ることができる。Since the activation rate of the donor impurity in the n-type cladding layer can be increased, the density of defects such as non-radiative centers due to the unactivated donor impurity can be reduced. Further, the Mg composition ratio is 0.1
ZnMgSS greater than 0 and less than or equal to 0.20
Since the e-based compound semiconductor is substantially lattice-matched with the compound semiconductor substrate, particularly the GaAs substrate, the composition of the p-type clad layer is selected so as to be lattice-matched with the compound semiconductor substrate, so that the epitaxial growth of each layer constituting the semiconductor light emitting device is performed. Occasionally, dislocations can be prevented from occurring in these layers. As described above, the life of the semiconductor light emitting device can be extended.
【0030】[0030]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図7および図8はこの発明の一実
施例による半導体レーザーを示す。ここで、図7はこの
半導体レーザーの共振器長方向に垂直な断面図、図8は
この半導体レーザーの共振器長方向に平行な断面図であ
る。この半導体レーザーは、いわゆるSCH(Separate
Confinement Heterostructure)構造を有するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 7 and 8 show a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 7 is a sectional view perpendicular to the cavity length direction of this semiconductor laser, and FIG. 8 is a sectional view parallel to the cavity length direction of this semiconductor laser. This semiconductor laser is a so-called SCH (Separate
Confinement Heterostructure) structure.
【0031】図7および図8に示すように、この実施例
による半導体レーザーにおいては、ドナー不純物として
例えばSiがドープされた(100)面方位のn型Ga
As基板1上に、ドナー不純物として例えばClがドー
プされたn型ZnSeバッファ層2、ドナー不純物とし
て例えばClがドープされたn型Zn1-p Mgp SqS
e1-q クラッド層3、ドナー不純物として例えばClが
ドープされたn型ZnSu Se1-u 光導波層4、活性層
5、アクセプタ不純物として例えばNがドープされたp
型ZnSu Se1-u 光導波層6、アクセプタ不純物とし
て例えばNがドープされたp型Zn1-p Mgp Sq Se
1-q クラッド層7、アクセプタ不純物として例えばNが
ドープされたp型ZnSv Se1-v 層8、アクセプタ不
純物として例えばNがドープされたp型ZnSeコンタ
クト層9、p型ZnSeから成る障壁層とp型ZnTe
から成る量子井戸層とを交互に積層したp型ZnSe/
ZnTe多重量子井戸(MQW)層10およびアクセプ
タ不純物として例えばNがドープされたp型ZnTeコ
ンタクト層11が順次積層されている。As shown in FIGS. 7 and 8, in the semiconductor laser according to this embodiment, n-type Ga having a (100) plane orientation doped with, for example, Si as a donor impurity.
On the As substrate 1, an n-type ZnSe buffer layer 2 doped with Cl as a donor impurity, and an n-type Zn 1-p Mg p S q S doped with Cl as a donor impurity, for example.
e 1-q cladding layer 3, n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 doped with Cl as a donor impurity, active layer 5, p doped with N as an acceptor impurity, for example.
Type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 6, p-type Zn 1-p Mg p S q Se doped with, for example, N as an acceptor impurity
1-q cladding layer 7, p-type ZnS v Se 1-v layer 8 doped with N as an acceptor impurity, p-type ZnSe contact layer 9 doped with N as an acceptor impurity, and barrier layer made of p-type ZnSe And p-type ZnTe
P-type ZnSe /
A ZnTe multiple quantum well (MQW) layer 10 and a p-type ZnTe contact layer 11 doped with N as an acceptor impurity, for example, are sequentially stacked.
【0032】p型ZnSv Se1-v 層8の上層部、p型
ZnSeコンタクト層9、p型ZnSe/ZnTeMQ
W層10およびp型ZnTeコンタクト層11はストラ
イプ形状にパターニングされている。このストライプ部
の幅は例えば5μm程度である。The upper layer of the p-type ZnS v Se 1-v layer 8, the p-type ZnSe contact layer 9, and the p-type ZnSe / ZnTeMQ
The W layer 10 and the p-type ZnTe contact layer 11 are patterned in a stripe shape. The width of this stripe portion is, for example, about 5 μm.
【0033】さらに、上述のストライプ部以外の部分の
p型ZnSv Se1-v 層8上には、例えば厚さが300
nmのアルミナ(Al2 O3 )膜から成る絶縁層12が
形成されている。そして、ストライプ形状のp型ZnT
eコンタクト層11および絶縁層12上にp側電極13
が形成されている。このp側電極13がp型ZnTeコ
ンタクト層11とコンタクトした部分が、この半導体レ
ーザーに対する通電時の電流の通路となる。ここで、こ
のp側電極13としては、例えば、厚さが10nmのP
d膜と厚さが100nmのPt膜と厚さが300nmの
Au膜とを順次積層した構造のPd/Pt/Au電極が
用いられる。一方、n型GaAs基板1の裏面には、例
えばIn電極のようなn側電極14が形成されている。Further, on the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 other than the above-mentioned stripe portion, for example, a thickness of 300 is provided.
An insulating layer 12 made of an alumina (Al 2 O 3 ) film having a thickness of 10 nm is formed. And stripe-shaped p-type ZnT
The p-side electrode 13 on the e-contact layer 11 and the insulating layer 12
Are formed. The portion where the p-side electrode 13 is in contact with the p-type ZnTe contact layer 11 serves as a current path when the semiconductor laser is energized. Here, as the p-side electrode 13, for example, a P layer having a thickness of 10 nm is used.
A Pd / Pt / Au electrode having a structure in which a d film, a Pt film having a thickness of 100 nm, and an Au film having a thickness of 300 nm are sequentially stacked is used. On the other hand, an n-side electrode 14 such as an In electrode is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 1.
【0034】この半導体レーザーにおいては、いわゆる
端面コーティングが施されている。すなわち、図8に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面にはAl
2 O3 膜15とSi膜16とから成る多層膜がコーティ
ングされ、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されないリア側の端面にはAl2
O3 膜15とSi膜16とを2周期積層した多層膜がコ
ーティングされている。ここで、Al2 O3 膜15とS
i膜16とから成る多層膜の厚さは、それに屈折率をか
けた光学的距離が、レーザー光の発振波長の1/4に等
しくなるように選ばれる。このような端面コーティング
が施されていることにより、例えば、フロント側の端面
の反射率を70%、リア側の端面の反射率を95%にす
ることができる。In this semiconductor laser, so-called end face coating is applied. That is, as shown in FIG. 8, of the pair of resonator end faces perpendicular to the cavity length direction, the front end face from which laser light is extracted is Al.
A multilayer film composed of the 2 O 3 film 15 and the Si film 16 is coated, and of the pair of resonator end faces perpendicular to the cavity length direction, the rear end face from which laser light is not extracted is Al 2
A multilayer film in which the O 3 film 15 and the Si film 16 are stacked for two cycles is coated. Here, the Al 2 O 3 film 15 and the S
The thickness of the multilayer film including the i film 16 is selected so that the optical distance obtained by multiplying the refractive index of the i film 16 is equal to 1/4 of the oscillation wavelength of the laser light. By applying such end face coating, for example, the reflectance of the front end face can be 70% and the reflectance of the rear end face can be 95%.
【0035】活性層5は好適には厚さが2〜20nm、
例えば厚さが6nmのi型Zn1-zCdz Se量子井戸
層から成る単一量子井戸構造を有する。この場合、n型
ZnSu Se1-u 光導波層4およびp型ZnSu Se
1-u 光導波層6が障壁層を構成する。The active layer 5 preferably has a thickness of 2 to 20 nm,
For example, it has a single quantum well structure composed of an i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer having a thickness of 6 nm. In this case, the n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 and the p-type ZnS u Se
The 1-u optical waveguide layer 6 constitutes a barrier layer.
【0036】n型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド
層3のMg組成比pは0.10<p≦0.20を満たす
値、例えば0.15、S組成比qは例えば0.22であ
り、そのときのバンドギャップEg は77Kで約3.0
2eVである。この0.10<p≦0.20を満たすM
g組成比p(例えば、0.15)およびS組成比q=
0.22を有するn型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラ
ッド層3とGaAsとの格子不整は0.25%以内であ
り、従ってこのn型Zn1-p Mgp Sq Se1-qクラッ
ド層3はGaAsとほぼ格子整合する。p型Zn1-p M
gp Sq Se1-qクラッド層7のMg組成比pは例えば
0.09、またS組成比qは例えば0.18であり、そ
のときのバンドギャップEg は77Kで約2.94eV
である。このMg組成比p=0.09およびS組成比q
=0.18を有するp型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層7はGaAsと格子整合する。活性層5を構成
するi型Zn1-z Cdz Se量子井戸層のCd組成比z
は例えば0.08であり、そのときのバンドギャップE
g は77Kで約2.72eVである。この場合、Mg組
成比p=0.15のn型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層3と活性層5を構成するCd組成比=0.08
のi型Zn1-z Cdz Se量子井戸層との間のバンドギ
ャップEg の差ΔEg は0.30eVであり、Mg組成
比p=0.09のp型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラ
ッド層7と活性層5を構成するCd組成比=0.08の
i型Zn1-z Cdz Se量子井戸層との間のバンドギャ
ップEgの差ΔEg は0.40eVである。なお、室温
でのバンドギャップEg の値は、77Kでのバンドギャ
ップEg の値から0.1eVを引くことにより求めるこ
とができる。また、n型ZnSu Se1-u 光導波層4お
よびp型ZnSu Se1-u光導波層6のS組成比uは例
えば0.06であり、p型ZnSv Se1-v 層8のS組
成比vも例えば0.06である。これらのS組成比u=
0.06を有するn型ZnSu Se1-u 光導波層4およ
びp型ZnSu Se1-u 光導波層6やS組成比v=0.
06を有するp型ZnSv Se1-v 層8はn型Zn1-p
Mgp Sq Se1-q クラッド層3およびp型Zn1-p M
gp Sq Se1-q クラッド層7とほぼ格子整合する。The Mg composition ratio p of the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 is a value satisfying 0.10 <p ≦ 0.20, for example 0.15, and the S composition ratio q is, for example. 0.22, and the band gap E g at that time is about 3.0 at 77K.
It is 2 eV. M that satisfies this 0.10 <p ≦ 0.20
g composition ratio p (eg, 0.15) and S composition ratio q =
The lattice mismatch between the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 having 0.22 and GaAs is within 0.25%, and therefore, the n-type Zn 1-p Mg p S q Se The 1-q clad layer 3 is substantially lattice-matched with GaAs. p-type Zn 1-p M
The Mg composition ratio p of the g p S q Se 1-q cladding layer 7 is, for example, 0.09, and the S composition ratio q is, for example, 0.18, and the band gap E g at that time is about 2.94 eV at 77K.
Is. This Mg composition ratio p = 0.09 and S composition ratio q
The p-type Zn 1-p Mg p Sq Se 1-q clad layer 7 having = 0.18 is lattice-matched with GaAs. Cd composition ratio z of the i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer forming the active layer 5
Is, for example, 0.08, and the band gap E at that time is
The g is about 2.72 eV at 77K. In this case, the Cd composition ratio of the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 and the active layer 5 having the Mg composition ratio p = 0.15 = 0.08.
Of the i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer has a band gap E g difference ΔE g of 0.30 eV, and the Mg composition ratio p = 0.09 is p-type Zn 1-p Mg p S The difference ΔE g of the band gap E g between the q Se 1 -q clad layer 7 and the i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer of the Cd composition ratio = 0.08 constituting the active layer 5 is 0. It is 40 eV. The value of the band gap E g at room temperature can be obtained by subtracting 0.1 eV from the value of the band gap E g at 77K. The S composition ratio u of the n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 and the p-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 6 is, for example, 0.06, and the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 is formed. The S composition ratio v of is, for example, 0.06. These S composition ratio u =
The n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 and the p-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 6 having 0.06 and the S composition ratio v = 0.
P-type ZnS v Se 1-v layer 8 having a 06 n-type Zn 1-p
Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 and p-type Zn 1-p M
It is substantially lattice-matched with the g p S q Se 1-q cladding layer 7.
【0037】活性層5を構成するi型Zn1-z Cdz S
e量子井戸層のCd組成比zを上述のように0.08と
したとき、この半導体レーザーの発振波長は約480n
mである。I-type Zn 1-z Cd z S constituting the active layer 5
When the Cd composition ratio z of the e quantum well layer is 0.08 as described above, the oscillation wavelength of this semiconductor laser is about 480 n.
m.
【0038】この実施例において、n型Zn1-p Mgp
Sq Se1-q クラッド層3の厚さは例えば1.2μm、
ND −NA は例えば(2〜5)×1017cm-3である。
n型ZnSu Se1-u 光導波層4の厚さは例えば70n
m、ND −NA は例えば(2〜5)×1017cm-3であ
る。また、p型ZnSu Se1-u 光導波層6の厚さは例
えば70nm、有効アクセプタ濃度NA −ND は例えば
(2〜5)×1017cm-3である。p型Zn1-p Mgp
Sq Se1-q クラッド層7の厚さは例えば0.75μ
m、NA −ND は例えば1×1017cm-3である。ま
た、p型ZnSv Se1-v 層8の厚さは例えば0.3μ
m、NA −ND は例えば(2〜5)×1017cm-3であ
る。p型ZnSeコンタクト層9の厚さは例えば200
nm、NA −ND は例えば(5〜8)×1017cm-3で
ある。また、p型ZnTeコンタクト層11の厚さは例
えば10nmであり、NA −ND は例えば1×1019c
m-3である。In this example, n-type Zn 1-p Mg p
The thickness of the S q Se 1-q clad layer 3 is, for example, 1.2 μm,
N D -N A is for example, (2~5) × 10 17 cm -3 .
The thickness of the n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 is, for example, 70 n.
m, N D -N A is for example, (2~5) × 10 17 cm -3 . The thickness of the p-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 6 is, for example 70 nm, is effective acceptor concentration N A -N D, for example (2~5) × 10 17 cm -3 . p-type Zn 1-p Mg p
The thickness of the S q Se 1-q clad layer 7 is 0.75 μm, for example.
m and N A -N D are, for example, 1 × 10 17 cm −3 . The thickness of the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 is 0.3 μm, for example.
m, N A -N D is, for example, (2~5) × 10 17 cm -3 . The thickness of the p-type ZnSe contact layer 9 is, for example, 200.
nm, N A -N D is, for example, (5~8) × 10 17 cm -3 . The thickness of the p-type ZnTe contact layer 11 is 10nm for example, N A -N D, for example 1 × 10 19 c
m -3 .
【0039】n型ZnSeバッファ層2の厚さは、Zn
SeとGaAsとの間にはわずかではあるが格子不整合
が存在することから、この格子不整合に起因してこのn
型ZnSeバッファ層2およびその上の各層のエピタキ
シャル成長時に転位が発生するのを防止するために、Z
nSeの臨界膜厚(〜100nm)よりも十分に小さく
選ばれるが、この実施例においては例えば33nmであ
る。The thickness of the n-type ZnSe buffer layer 2 is Zn
Since there is a slight lattice mismatch between Se and GaAs, this n mismatch is caused by this lattice mismatch.
In order to prevent dislocation from occurring during epitaxial growth of the ZnSe buffer layer 2 and each layer thereon, Z
It is selected to be sufficiently smaller than the critical film thickness of nSe (up to 100 nm), but in this embodiment, it is 33 nm, for example.
【0040】p型ZnSv Se1-v 層8は、p型Zn
1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7に加えた第2のp
型クラッド層としての機能、p型Zn1-p Mgp Sq S
e1-qクラッド層7との格子整合をとる機能、ヒートシ
ンク上へのレーザーチップのマウントの際のチップ端面
におけるはんだの這い上がりによる短絡を防止するため
のスペーサ層としての機能などを有する。The p-type ZnS v Se 1-v layer 8 is made of p-type Zn
1-p Mg p S q Se 1-q second p added to cladding layer 7
P-type Zn 1-p Mg p S q S
The e 1-q clad layer 7 has a function of lattice matching, a function of a spacer layer for preventing a short circuit due to a solder crawling on a chip end surface when mounting a laser chip on a heat sink, and the like.
【0041】上述のようにp型ZnSv Se1-v 層8は
p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7とともに
第2のp型クラッド層を構成することにより、光閉じ込
め特性およびキャリア閉じ込め特性を向上させることが
できる。また、ZnSSeにおける正孔の移動度はZn
MgSSeにおけるそれよりも大きいことにより、p型
クラッド層の全体の厚さを同一とした場合、p型クラッ
ド層をp型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7だ
けで構成した場合に比べて、p型クラッド層をp型Zn
1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7とp型ZnSv S
e1-v 層8とにより構成した場合の方が、p型クラッド
層を低抵抗化することができる。このようにp型クラッ
ド層が低抵抗化されることは、このp型クラッド層によ
る電圧降下の減少をもたらすため、半導体レーザーの低
動作電圧化に寄与する。As described above, the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 constitutes the second p-type clad layer together with the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q clad layer 7 to provide the optical The confinement property and the carrier confinement property can be improved. The mobility of holes in ZnSSe is Zn
Since it is larger than that of MgSSe, the p-type clad layer is composed of only the p - type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q clad layer 7 when the total thickness of the p-type clad layer is the same. Compared with the case, the p-type clad layer is formed with p-type Zn.
1-p Mg p S q Se 1-q clad layer 7 and p-type ZnS v S
The p-type clad layer can be made lower in resistance when it is formed of the e 1-v layer 8. Since the resistance of the p-type cladding layer is reduced in this manner, the voltage drop due to the p-type cladding layer is reduced, which contributes to lowering the operating voltage of the semiconductor laser.
【0042】さらに、p型ZnSeコンタクト層9をp
型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7上に直接積
層するとこれらの層の間に格子不整合が存在することに
より結晶性の劣化が生じやすいが、p型Zn1-p Mgp
Sq Se1-q クラッド層7上にこれと格子整合するp型
ZnSv Se1-v 層8を積層し、このp型ZnSv Se
1-v 層8上にp型ZnSeコンタクト層9を積層してい
るので、これらのp型ZnSv Se1-v 層8およびp型
ZnSeコンタクト層9の結晶性を良好にすることがで
きる。これは、p側電極13のオーミックコンタクト特
性の向上に寄与する。Further, the p-type ZnSe contact layer 9 is p-typed.
If the Zn 1-p Mg p Sq Se 1-q cladding layer 7 is directly laminated, the crystallinity is likely to deteriorate due to the lattice mismatch between these layers, but the p-type Zn 1-p Mg p
A p-type ZnS v Se 1-v layer 8 which is lattice-matched with the S q Se 1-q cladding layer 7 is laminated on the p-type ZnS v Se layer.
Since the p-type ZnSe contact layer 9 is laminated on the 1-v layer 8, the crystallinity of these p-type ZnS v Se 1-v layer 8 and p-type ZnSe contact layer 9 can be improved. This contributes to the improvement of ohmic contact characteristics of the p-side electrode 13.
【0043】以上の利点に加え、p型ZnSv Se1-v
層8が設けられていることにより、次のような利点をも
得ることができる。すなわち、このp型ZnSv Se
1-v 層8を第2のp型クラッド層として用いる場合に
は、二元や三元のII−VI族化合物半導体ほどにはエ
ピタキシャル成長が容易でないp型Zn1-p Mgp Sq
Se1-q クラッド層7の厚さを最小限にすることがで
き、従って半導体レーザーの製造もその分だけ容易にな
る。In addition to the above advantages, p-type ZnS v Se 1-v
By providing the layer 8, the following advantages can also be obtained. That is, this p-type ZnS v Se
When the 1-v layer 8 is used as the second p-type clad layer, p-type Zn 1-p Mg p S q is not as easy to grow epitaxially as binary or ternary II-VI compound semiconductors.
The thickness of the Se 1-q clad layer 7 can be minimized, and the semiconductor laser can be manufactured accordingly.
【0044】上述のp型ZnSe/ZnTeMQW層1
0が設けられているのは、p型ZnSeコンタクト層9
とp型ZnTeコンタクト層11とを直接接合すると、
その接合界面において価電子帯に大きな不連続が生じ、
これがp側電極13からp型ZnTeコンタクト層11
に注入される正孔に対するポテンシャル障壁となること
から、この障壁を実効的になくすためである。The p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 1 described above
0 is provided for the p-type ZnSe contact layer 9
And the p-type ZnTe contact layer 11 are directly joined,
A large discontinuity occurs in the valence band at the junction interface,
This is from the p-side electrode 13 to the p-type ZnTe contact layer 11
This is because it becomes a potential barrier for the holes injected into the substrate, so that this barrier is effectively eliminated.
【0045】すなわち、p型ZnSe中のキャリア濃度
は典型的には5×1017cm-3程度であり、一方、p型
ZnTe中のキャリア濃度は1019cm-3以上とするこ
とが可能である。また、p型ZnSe/p型ZnTe界
面における価電子帯の不連続の大きさは約0.8eVで
ある。このようなp型ZnSe/p型ZnTe接合の価
電子帯には、接合がステップ接合であると仮定すると、
p型ZnSe側に W=(2εφT /qNA )1/2 (1) の幅にわたってバンドの曲がりが生じる。ここで、qは
電子の電荷の絶対値、εはZnSeの誘電率、φT はp
型ZnSe/p型ZnTe界面における価電子帯の不連
続ポテンシャル(約0.8eV)を表す。That is, the carrier concentration in p-type ZnSe is typically about 5 × 10 17 cm -3 , while the carrier concentration in p-type ZnTe can be 10 19 cm -3 or more. is there. The discontinuity of the valence band at the p-type ZnSe / p-type ZnTe interface is about 0.8 eV. In the valence band of such a p-type ZnSe / p-type ZnTe junction, assuming that the junction is a step junction,
the p-type ZnSe side W = bending of (2εφ T / qN A) band across the width of the 1/2 (1) occurs. Here, q is the absolute value of electron charge, ε is the dielectric constant of ZnSe, and φ T is p.
Represents the discontinuous potential (about 0.8 eV) in the valence band at the ZnSe / p-type ZnTe interface.
【0046】このときに価電子帯の頂上がp型ZnSe
/p型ZnTe界面に垂直な方向に沿ってどのように変
化するかを示したのが図9である。ただし、p型ZnS
eおよびp型ZnTeのフェルミ準位は価電子帯の頂上
に一致すると近似している。図9に示すように、この場
合、p型ZnSeの価電子帯はp型ZnTeに向かって
下に曲がっている。この下に凸の価電子帯の変化は、こ
のp型ZnSe/p型ZnTe接合に注入された正孔に
対してポテンシャル障壁として働く。At this time, the top of the valence band is p-type ZnSe.
FIG. 9 shows how it changes along the direction perpendicular to the / p-type ZnTe interface. However, p-type ZnS
The Fermi levels of e and p-type ZnTe are approximated to coincide with the top of the valence band. As shown in FIG. 9, in this case, the valence band of p-type ZnSe is bent downward toward p-type ZnTe. This downward convex valence band change acts as a potential barrier for holes injected into the p-type ZnSe / p-type ZnTe junction.
【0047】この問題は、p型ZnSeコンタクト層9
とp型ZnTeコンタクト層11との間にp型ZnSe
/ZnTeMQW層10を設けることにより解決するこ
とができる。このp型ZnSe/ZnTeMQW層10
は、量子井戸の幅LW を小さくすることにより、量子井
戸内に形成される基底量子準位E1 を高くすることがで
きることを利用して次のように設計する。This problem is caused by the p-type ZnSe contact layer 9
And p-type ZnTe contact layer 11 between p-type ZnSe
This can be solved by providing the / ZnTeMQW layer 10. This p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 10
Is designed as follows by making it possible to increase the ground quantum level E 1 formed in the quantum well by reducing the width L W of the quantum well.
【0048】この場合、p型ZnSe/p型ZnTe界
面からp型ZnSe側に幅Wにわたって生じるバンドの
曲がりはp型ZnSe/p型ZnTe界面からの距離x
(図9)の二次関数 φ(x)=φT {1−(x/W)2 } (2) で与えられる。従って、p型ZnSe/ZnTeMQW
層10の設計は、(2)式に基づいて、p型ZnTeか
ら成る量子井戸層のそれぞれに形成される基底量子準位
E1 がp型ZnSeおよびp型ZnTeの価電子帯の頂
上のエネルギーと一致し、しかも互いに等しくなるよう
にLW を段階的に変えることにより行うことができる。In this case, the band bending generated over the width W from the p-type ZnSe / p-type ZnTe interface to the p-type ZnSe side is the distance x from the p-type ZnSe / p-type ZnTe interface.
It is given by the quadratic function φ (x) = φ T {1- (x / W) 2 } (2) in (FIG. 9). Therefore, p-type ZnSe / ZnTe MQW
The design of the layer 10 is based on the equation (2) so that the ground quantum level E 1 formed in each of the quantum well layers made of p-type ZnTe has an energy at the top of the valence band of p-type ZnSe and p-type ZnTe. Can be performed by gradually changing L W so as to be equal to each other and equal to each other.
【0049】図10は、p型ZnSe/ZnTeMQW
層10におけるp型ZnSeから成る障壁層の幅LB を
一定(例えば、2nm)とした場合の設計例を示す。図
10に示すように、この場合、合計で7個ある量子井戸
の幅LW を、その基底量子準位E1 がp型ZnSeおよ
びp型ZnTeのフェルミ準位と一致するように、p型
ZnSeコンタクト層9からp型ZnTeコンタクト層
11に向かって段階的に増加させている。FIG. 10 shows the p-type ZnSe / ZnTe MQW.
A design example in which the width L B of the p-type ZnSe barrier layer in the layer 10 is constant (for example, 2 nm) is shown. As shown in FIG. 10, in this case, the width L W of the seven quantum wells in total is set so that the ground quantum level E 1 thereof matches the Fermi level of p-type ZnSe and p-type ZnTe. It is gradually increased from the ZnSe contact layer 9 to the p-type ZnTe contact layer 11.
【0050】図10において、p型ZnTeに注入され
た正孔は、p型ZnSe/ZnTeMQW層10のそれ
ぞれの量子井戸に形成された基底量子準位E1 を介して
共鳴トンネリングによりp型ZnSe側に流れることが
できるので、p型ZnSe/p型ZnTe界面のポテン
シャル障壁は実効的になくなる。したがって、この実施
例による半導体レーザーによれば、良好な電圧−電流特
性を得ることができるとともに、低動作電圧化を図るこ
とができる。In FIG. 10, the holes injected into the p-type ZnTe are resonantly tunneled through the ground quantum level E 1 formed in each quantum well of the p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 10 to the p-type ZnSe side. The potential barrier at the p-type ZnSe / p-type ZnTe interface effectively disappears. Therefore, according to the semiconductor laser of this embodiment, good voltage-current characteristics can be obtained, and the operating voltage can be lowered.
【0051】なお、量子井戸の幅LW の設計に当たって
は、厳密には、それぞれの量子井戸の準位は相互に結合
しているためにそれらの相互作用を考慮する必要があ
り、また、量子井戸と障壁層との格子不整合による歪み
の効果も取り入れなければならないが、多重量子井戸の
量子準位を図10のようにフラットに設定することは原
理的に十分可能である。In designing the width L W of the quantum well, strictly speaking, since the levels of the respective quantum wells are coupled to each other, it is necessary to consider their interaction. Although the effect of strain due to the lattice mismatch between the well and the barrier layer must be taken into consideration, it is theoretically possible to set the quantum level of the multiple quantum well flat as shown in FIG.
【0052】次に、上述のように構成されたこの実施例
による半導体レーザーの製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor laser according to this embodiment having the above-mentioned structure will be described.
【0053】この実施例による半導体レーザーを製造す
るには、まず、例えば分子線エピタキシー(MBE)法
により、例えば250〜300℃の範囲内の温度、具体
的には例えば295℃において、n型GaAs基板1上
に、n型ZnSeバッファ層2、n型Zn1-p Mgp S
q Se1-q クラッド層3、n型ZnSu Se1-u 光導波
層4、i型Zn1-z Cdz Se量子井戸層から成る活性
層5、p型ZnSu Se1-u 光導波層6、p型Zn1-p
Mgp Sq Se1-q クラッド層7、p型ZnSv Se
1-v 層8、p型ZnSeコンタクト層9、p型ZnSe
/ZnTeMQW層10およびp型ZnTeコンタクト
層11を順次エピタキシャル成長させる。この場合、こ
れらの層を良好な結晶性でエピタキシャル成長させるこ
とができ、従って半導体レーザーの光出力の減少などの
劣化を抑えることができ、高い信頼性を得ることができ
る。In order to manufacture the semiconductor laser according to this embodiment, first, for example, by the molecular beam epitaxy (MBE) method at a temperature in the range of 250 to 300 ° C., specifically at 295 ° C., for example, n-type GaAs. On the substrate 1, an n-type ZnSe buffer layer 2 and an n-type Zn 1-p Mg p S
q Se 1-q clad layer 3, n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4, i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer active layer 5, p-type ZnS u Se 1-u optical waveguide Layer 6, p-type Zn 1-p
Mg p S q Se 1-q clad layer 7, p-type ZnS v Se
1-v layer 8, p-type ZnSe contact layer 9, p-type ZnSe
/ ZnTe MQW layer 10 and p-type ZnTe contact layer 11 are sequentially epitaxially grown. In this case, these layers can be epitaxially grown with good crystallinity, and therefore deterioration such as reduction of the light output of the semiconductor laser can be suppressed and high reliability can be obtained.
【0054】上述のMBE法によるエピタキシャル成長
においては、例えば、Zn原料としては純度99.99
99%のZnを用い、Mg原料としては純度99.9%
のMgを用い、S原料としては99.9999%のZn
Sを用い、Se原料としては純度99.9999%のS
eを用いる。また、n型ZnSeバッファ層2、n型Z
n1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層3およびn型Zn
Su Se1-u 光導波層4のドナー不純物としてのClの
ドーピングは、例えば純度99.9999%のZnCl
2 をドーパントとして用いて行う。一方、p型ZnSu
Se1-u 光導波層6、p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q
クラッド層7、p型ZnSv Se1-v 層8、p型ZnS
eコンタクト層9、p型ZnSe/ZnTeMQW層1
0およびp型ZnTeコンタクト層11のアクセプタ不
純物としてのNのドーピングは、例えば電子サイクロト
ロン共鳴(ECR)により発生されたN2 プラズマを照
射することにより行う。In the above epitaxial growth by the MBE method, for example, a Zn raw material has a purity of 99.99.
99% of Zn is used, and the purity of Mg is 99.9%.
Of Mg and 99.9999% Zn as the S raw material
S is used, and as a Se raw material, S having a purity of 99.9999%
e is used. In addition, the n-type ZnSe buffer layer 2 and the n-type Z
n 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 and n-type Zn
The doping of Cl as a donor impurity of the S u Se 1-u optical waveguide layer 4 is performed by, for example, ZnCl 2 having a purity of 99.9999%.
2 is used as a dopant. On the other hand, p-type ZnS u
Se 1-u optical waveguide layer 6, p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q
Cladding layer 7, p-type ZnS v Se 1-v layer 8, p-type ZnS
e contact layer 9, p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 1
Doping of N as 0 and the p-type ZnTe contact layer 11 as an acceptor impurity is performed by irradiating N 2 plasma generated by electron cyclotron resonance (ECR), for example.
【0055】次に、p型ZnTeコンタクト層11上に
所定幅のストライプ形状のレジストパターン(図示せ
ず)を形成した後、このレジストパターンをマスクとし
て、p型ZnSv Se1-v 層8の厚さ方向の途中までウ
エットエッチング法によりエッチングする。これによっ
て、p型ZnSv Se1-v 層8の上層部、p型ZnSe
コンタクト層9、p型ZnSe/ZnTeMQW層10
およびp型ZnTeコンタクト層11がストライプ形状
にパターニングされる。Next, a stripe-shaped resist pattern (not shown) having a predetermined width is formed on the p-type ZnTe contact layer 11, and the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 is formed using this resist pattern as a mask. Etching is performed by a wet etching method in the middle of the thickness direction. As a result, the upper layer portion of the p - type ZnS v Se 1-v layer 8 and the p-type ZnSe
Contact layer 9, p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 10
The p-type ZnTe contact layer 11 is patterned into a stripe shape.
【0056】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面に例えば厚さが300nmの
Al2 O3 膜を真空蒸着した後、このレジストパターン
を、その上に形成されたAl2 O3 膜とともに除去する
(リフトオフ)。これによって、上述のストライプ部以
外の部分のp型ZnSv Se1-v 層8上にのみAl2O
3 膜から成る絶縁層12が形成される。Next, Al 2 where a resist pattern on the entire surface a thickness of leaving used for etching described above was vacuum-deposited an Al 2 O 3 film of 300 nm, the resist pattern was formed thereon It is removed together with the O 3 film (lift-off). As a result, Al 2 O is formed only on the p-type ZnS v Se 1-v layer 8 other than the stripe portion.
The insulating layer 12 composed of three films is formed.
【0057】次に、ストライプ形状のp型ZnTeコン
タクト層11および絶縁層12の全面にPd膜、Pt膜
およびAu膜を順次真空蒸着してPd/Pt/Au電極
から成るp側電極13を形成し、その後必要に応じて熱
処理を行って、このp側電極13をp型ZnTeコンタ
クト層11にオーミックコンタクトさせる。一方、n型
GaAs基板1の裏面にはIn電極のようなn側電極1
4を形成する。Next, a Pd film, a Pt film, and an Au film are sequentially vacuum-deposited on the entire surface of the stripe-shaped p-type ZnTe contact layer 11 and the insulating layer 12 to form a p-side electrode 13 composed of a Pd / Pt / Au electrode. Then, heat treatment is performed as necessary to bring the p-side electrode 13 into ohmic contact with the p-type ZnTe contact layer 11. On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, an n-side electrode 1 such as an In electrode
4 is formed.
【0058】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたn型GaAs基板1をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、例えば真空蒸着法により、フロン
ト側の端面にAl2 O3 膜15とSi膜16とから成る
多層膜を形成するとともに、リア側の端面にAl2 O3
膜15とSi膜16とを2周期繰り返した多層膜を形成
する。このように端面コーティングを施した後、このバ
ーを劈開してチップ化し、パッケージングを行う。Next, the n-type GaAs substrate 1 having the laser structure formed as described above is cleaved into a bar shape to form both resonator end faces, and then Al is formed on the front end face by, for example, a vacuum deposition method. A multilayer film composed of the 2 O 3 film 15 and the Si film 16 is formed, and Al 2 O 3 is formed on the rear end face.
A multilayer film is formed by repeating the film 15 and the Si film 16 for two cycles. After the end face coating is applied in this manner, the bar is cleaved to form chips, and packaging is performed.
【0059】以上のように、この一実施例による半導体
レーザーによれば、n型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層3のMg組成比pを0.10<p≦0.20、
例えば0.15としていることにより、i型Zn1-z C
dz Se量子井戸層から成る活性層5とn型Zn1-p M
gp Sq Se1-q クラッド層3との間のバンドギャップ
Eg の差ΔEg を例えば0.30eVと十分に大きくす
ることができる。しかも、i型Zn1-z Cdz Se量子
井戸層から成る活性層5とp型Zn1-p MgpSq Se
1-q クラッド層7との間のバンドギャップEg の差ΔE
g も例えば0.40eVと十分に大きくすることができ
る。このため、良好なキャリア閉じ込め特性および光閉
じ込め特性を得ることができる。また、n型Zn1-p M
gp SqSe1-q クラッド層3中のドナー不純物である
Clのイオン化エネルギーを小さく抑えることができる
ので、このClのイオン化エネルギーが大きい場合に生
じる発光効率の低下を防止することができる。これらに
よって、半導体レーザーのしきい値電流密度の低減を図
ることができる。As described above, according to the semiconductor laser of this embodiment, the Mg composition ratio p of the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 is 0.10 <p ≦ 0. 20,
For example, by setting it to 0.15, i-type Zn 1-z C
Active layer 5 consisting of d z Se quantum well layer and n-type Zn 1-p M
The difference ΔE g of the band gap E g with the g p S q Se 1-q cladding layer 3 can be made sufficiently large, for example, 0.30 eV. Moreover, the active layer 5 composed of the i-type Zn 1-z Cd z Se quantum well layer and the p-type Zn 1-p Mg p S q Se
Difference in band gap E g between 1-q clad layer 7 ΔE
g can also be made sufficiently large, for example, 0.40 eV. Therefore, good carrier confinement characteristics and optical confinement characteristics can be obtained. In addition, n-type Zn 1-p M
Since the ionization energy of Cl, which is a donor impurity in the g p S q Se 1-q cladding layer 3, can be suppressed to be small, it is possible to prevent a decrease in luminous efficiency that occurs when the ionization energy of Cl is large. By these, the threshold current density of the semiconductor laser can be reduced.
【0060】また、n型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層3中のClの活性化率を十分に大きくすること
ができるので、このn型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層3中の活性化されないClに起因する非発光中
心などの欠陥の密度の低減を図ることができる。さら
に、この半導体レーザーを構成する各層は、相互にほぼ
格子整合しており、n型GaAs基板1ともほぼ格子整
合しているため、これらの層のエピタキシャル成長時に
これらの層中に転位が発生するのを防止することがで
き、成長層の結晶性を良好にすることができる。これに
よって、内在する欠陥に起因する半導体レーザーの劣化
を防止することができ、半導体レーザーの長寿命化を図
ることができる。Since the activation rate of Cl in the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 3 can be made sufficiently large, this n-type Zn 1-p Mg p S q It is possible to reduce the density of defects such as non-radiative centers due to Cl that has not been activated in the Se 1 -q cladding layer 3. Further, the layers constituting this semiconductor laser are substantially lattice-matched with each other and also with the n-type GaAs substrate 1, so that dislocations are generated in these layers during epitaxial growth of these layers. Can be prevented, and the crystallinity of the growth layer can be improved. As a result, it is possible to prevent the semiconductor laser from deteriorating due to the inherent defects, and it is possible to extend the life of the semiconductor laser.
【0061】以上により、クラッド層の材料としてZn
1-p Mgp Sq Se1-q を用いた低しきい値電流密度か
つ長寿命の例えば約480nmで発振可能な半導体レー
ザーを実現することができる。さらに、この半導体レー
ザーによれば、安定な室温連続発振の実現が可能であ
る。As described above, Zn was used as the material for the cladding layer.
It is possible to realize a semiconductor laser using 1-p Mg p S q Se 1-q, which has a low threshold current density and a long lifetime and can oscillate at about 480 nm. Furthermore, according to this semiconductor laser, stable room temperature continuous oscillation can be realized.
【0062】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. .
【0063】例えば、上述の実施例において用いられて
いるn型ZnSu Se1-u 光導波層4およびp型ZnS
u Se1-u 光導波層6の代わりにn型ZnSe光導波層
およびp型ZnSe光導波層を用いてもよい。For example, the n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4 and the p-type ZnS used in the above-mentioned embodiments are used.
Instead of the u Se 1-u optical waveguide layer 6, an n-type ZnSe optical waveguide layer and a p-type ZnSe optical waveguide layer may be used.
【0064】また、上述の実施例においては、p型Zn
Su Se1-u 光導波層6、p型Zn1-p Mgp Sq Se
1-q クラッド層7、p型ZnSv Se1-v 層8、p型Z
nSeコンタクト層9、p型ZnSe/ZnTeMQW
層10およびp型ZnTeコンタクト層11のアクセプ
タ不純物としてのNのドーピングは、ECRにより発生
されたN2 プラズマを照射することにより行っている
が、このNのドーピングは、例えば、高周波プラズマに
より励起されたN2 を照射することにより行うようにし
てもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, p-type Zn
S u Se 1-u optical waveguide layer 6, p-type Zn 1-p Mg p S q Se
1-q clad layer 7, p-type ZnS v Se 1-v layer 8, p-type Z
nSe contact layer 9, p-type ZnSe / ZnTe MQW
The doping of N as an acceptor impurity in the layer 10 and the p-type ZnTe contact layer 11 is performed by irradiating N 2 plasma generated by ECR. The N doping is excited by high-frequency plasma, for example. Alternatively, it may be performed by irradiating with N 2 .
【0065】また、上述の実施例においては、n型Zn
Seバッファ層2、n型Zn1-p Mgp Sq Se1-q ク
ラッド層3およびn型ZnSu Se1-u 光導波層4のド
ナー不純物としてClを用いているが、このドナー不純
物としては例えばIを用いてもよい。Further, in the above embodiment, n-type Zn
Cl is used as a donor impurity for the Se buffer layer 2, the n-type Zn 1-p Mg p Sq Se 1-q cladding layer 3, and the n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 4. May use I, for example.
【0066】また、上述の実施例においては、半導体レ
ーザーを構成する各層のエピタキシャル成長をMBE法
により行っているが、このエピタキシャル成長は、有機
金属化学気相成長(MOCVD)法により行ってもよ
い。Further, in the above-mentioned embodiment, the epitaxial growth of each layer constituting the semiconductor laser is carried out by the MBE method, but this epitaxial growth may be carried out by the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
【0067】さらに、上述の実施例におけるi型Zn
1-z Cdz Se量子井戸層から成る活性層5の代わり
に、i型Zn1-z Cdz Seから成る複数の量子井戸層
を含む多重量子井戸構造の活性層を用いてもよい。Further, i-type Zn in the above-mentioned embodiment
Instead of the active layer 5 composed of the 1-z Cd z Se quantum well layer, an active layer having a multiple quantum well structure including a plurality of quantum well layers composed of i-type Zn 1-z Cd z Se may be used.
【0068】また、上述の実施例においては、SCH構
造を有する半導体レーザーにこの発明を適用した場合に
ついて説明したが、この発明は、DH(Double Heteros
tructure)構造を有する半導体レーザーに適用してもよ
い。Further, in the above-mentioned embodiments, the case where the present invention is applied to the semiconductor laser having the SCH structure has been described, but the present invention is DH (Double Heteros).
It may be applied to a semiconductor laser having a tructure) structure.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、n型クラッド層を構成するZnMgSSe系化合物
半導体のMg組成比が0.10よりも大きく、かつ0.
20以下であることから、クラッド層の材料としてZn
MgSSe系化合物半導体を用いた低しきい値電流密度
かつ長寿命の半導体発光素子を実現することができる。As described above, according to the present invention, the Mg composition ratio of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer is larger than 0.10.
Since it is 20 or less, Zn is used as a material for the cladding layer.
It is possible to realize a semiconductor light emitting device using a MgSSe-based compound semiconductor and having a low threshold current density and a long life.
【図1】Clドープn型ZnMgSSeのバンドギャッ
プEg とドナー不純物としてのClのイオン化エネルギ
ーEd との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the band gap E g of Cl-doped n-type ZnMgSSe and the ionization energy E d of Cl as a donor impurity.
【図2】Clドープn型ZnMgSSeのMg組成とド
ナー不純物としてのClのイオン化エネルギーEd との
関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Mg composition of Cl-doped n-type ZnMgSSe and the ionization energy E d of Cl as a donor impurity.
【図3】Clドープn型ZnMgSSeのバンドギャッ
プEg と有効ドナー濃度ND −NA およびキャリア濃度
との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the band gap of the Cl-doped n type ZnMgSSe E g and the effective donor concentration N D -N A and carrier concentration.
【図4】Clドープn型ZnMgSSeのMg組成と有
効ドナー濃度ND −NA およびキャリア濃度との関係を
示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the Cl-doped n-type Mg composition and effective donor concentration N D -N A and the carrier concentration of ZnMgSSe.
【図5】Clドープn型ZnMgSSeのバンドギャッ
プEg と活性化率ND −NA /[Cl]との関係を示す
グラフである。5 is a graph showing the relationship between the Cl-doped n-type band gap of ZnMgSSe E g and activation ratio N D -N A / [Cl] .
【図6】Clドープn型ZnMgSSeのMg組成と活
性化率ND −NA /[Cl]との関係を示すグラフであ
る。6 is a graph showing the relationship between the Cl-doped n type ZnMgSSe the Mg composition and activation ratio N D -N A / [Cl] .
【図7】この発明の一実施例による半導体レーザーの共
振器長方向に垂直な断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view perpendicular to the cavity length direction of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
【図8】この発明の一実施例による半導体レーザーの共
振器長方向に平行な断面図である。FIG. 8 is a sectional view parallel to the cavity length direction of the semiconductor laser according to the embodiment of the present invention.
【図9】p型ZnSe/p型ZnTe界面の近傍の価電
子帯を示すエネルギーバンド図である。FIG. 9 is an energy band diagram showing a valence band near a p-type ZnSe / p-type ZnTe interface.
【図10】この発明の一実施例による半導体レーザーに
おけるp型ZnSe/ZnTeMQW層の設計例を示す
エネルギーバンド図である。FIG. 10 is an energy band diagram showing a design example of a p-type ZnSe / ZnTe MQW layer in a semiconductor laser according to an example of the present invention.
1 n型GaAs基板 2 n型ZnSeバッファ層 3 n型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層 4 n型ZnSu Se1-u 光導波層 5 活性層 6 p型ZnSu Se1-u 光導波層 7 p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層 8 p型ZnSv Se1-v 層 9 p型ZnSeコンタクト層 10 p型ZnSe/ZnTeMQW層 11 p型ZnTeコンタクト層 13 p側電極 14 n側電極1 n-type GaAs substrate 2 n-type ZnSe buffer layer 3 n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 4 n-type ZnS u Se 1-u optical waveguide layer 5 active layer 6 p-type ZnS u Se 1 -u optical waveguide layer 7 p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q cladding layer 8 p-type ZnS v Se 1-v layer 9 p-type ZnSe contact layer 10 p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 11 p-type ZnTe contact Layer 13 p-side electrode 14 n-side electrode
Claims (7)
化合物半導体から成る活性層の両側をZnMgSSe系
化合物半導体から成るn型クラッド層およびp型クラッ
ド層によりはさんだ構造を有する半導体発光素子におい
て、 上記n型クラッド層を構成するZnMgSSe系化合物
半導体のMg組成比が0.10よりも大きく、かつ0.
20以下であることを特徴とする半導体発光素子。1. A semiconductor light emitting device having a structure in which a compound semiconductor substrate is used and an active layer made of a II-VI group compound semiconductor is sandwiched by an n-type clad layer and a p-type clad layer made of ZnMgSSe compound semiconductor on both sides. The Mg composition ratio of the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer is larger than 0.10.
A semiconductor light-emitting device characterized by being 20 or less.
SSe系化合物半導体のMg組成比が0.10よりも大
きく、かつ0.18以下であることを特徴とする請求項
1記載の半導体発光素子。2. ZnMg constituting the n-type cladding layer
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the Mg composition ratio of the SSe-based compound semiconductor is greater than 0.10 and 0.18 or less.
ド層を構成するZnMgSSe系化合物半導体との格子
不整が0.25%以内であることを特徴とする請求項1
記載の半導体発光素子。3. The lattice mismatch between the compound semiconductor substrate and the ZnMgSSe-based compound semiconductor forming the n-type cladding layer is within 0.25%.
The semiconductor light-emitting device as described above.
SSe系化合物半導体の液体窒素温度におけるバンドギ
ャップが3.10eV以下であることを特徴とする請求
項1記載の半導体発光素子。4. ZnMg constituting the n-type cladding layer
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the band gap of the SSe-based compound semiconductor at a liquid nitrogen temperature is 3.10 eV or less.
体、ZnSe系化合物半導体、ZnSSe系化合物半導
体またはZnMgSSe系化合物半導体から成ることを
特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the active layer is made of a ZnCdSe based compound semiconductor, a ZnSe based compound semiconductor, a ZnSSe based compound semiconductor or a ZnMgSSe based compound semiconductor.
上記p型クラッド層との間にそれぞれ第1の光導波層お
よび第2の光導波層を有し、上記第1の光導波層および
上記第2の光導波層はZnSSe系化合物半導体または
ZnSe系化合物半導体から成ることを特徴とする請求
項1記載の半導体発光素子。6. A first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer are provided between the active layer and the n-type clad layer and the p-type clad layer, respectively, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are provided. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second optical waveguide layer is made of a ZnSSe-based compound semiconductor or a ZnSe-based compound semiconductor.
あることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the compound semiconductor substrate is a GaAs substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26835994A JPH08111566A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Semiconductor light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26835994A JPH08111566A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Semiconductor light emitting element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111566A true JPH08111566A (en) | 1996-04-30 |
Family
ID=17457431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26835994A Pending JPH08111566A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Semiconductor light emitting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08111566A (en) |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP26835994A patent/JPH08111566A/en active Pending
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