JP3193087B2 - ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置 - Google Patents
ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はAlGaInP半導体発光装置
に関し、特に低しきい値で動作するAlGaInP系赤色半導
体レーザ装置、あるいは高発光効率の発光ダイオード装
置に関する。
に関し、特に低しきい値で動作するAlGaInP系赤色半導
体レーザ装置、あるいは高発光効率の発光ダイオード装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型・高出力・定価格という利点
を有する半導体レーザ素子の実用化により、従来レーザ
光源の使用が困難であった一般産業機械や民生機械への
レーザの応用が進んでいる。中でも光ディスク装置や光
通信等の分野における進歩はめざましいものがある。今
後、半導体レーザ素子はさらに多くの分野に応用されて
いくものと考えられる。
を有する半導体レーザ素子の実用化により、従来レーザ
光源の使用が困難であった一般産業機械や民生機械への
レーザの応用が進んでいる。中でも光ディスク装置や光
通信等の分野における進歩はめざましいものがある。今
後、半導体レーザ素子はさらに多くの分野に応用されて
いくものと考えられる。
【０００３】AlGaInP結晶を用いた半導体発光装置は、
従来のAlGaAs結晶を用いた半導体レーザ装置より１００
nm以上短波長側に発光波長帯を有する。例えば、半動体
レーザ装置の場合、光ディスク等の記録密度向上や、He
-Neレーザの代替となりうる特性をもつことから、実用
化に向けて研究が進められている。
従来のAlGaAs結晶を用いた半導体レーザ装置より１００
nm以上短波長側に発光波長帯を有する。例えば、半動体
レーザ装置の場合、光ディスク等の記録密度向上や、He
-Neレーザの代替となりうる特性をもつことから、実用
化に向けて研究が進められている。
【０００４】図３は、従来のAlGaInP系結晶を用いた半
導体レーザ装置の一例を示す。この半導体レーザ装置は
互いに異なる２つのクラッド層３３、３９の間に、これ
らのクラッド層より屈折率の大きい活性層３５が形成さ
れたダブルヘテロ構造を備えている。ダブルヘテロ構造
では、光導波路を構成して光を効率よく活性層３５内に
閉じ込めるために、活性層３５の屈折率は２つのクラッ
ド層３３、３９の屈折率より大きくする必要がある。
導体レーザ装置の一例を示す。この半導体レーザ装置は
互いに異なる２つのクラッド層３３、３９の間に、これ
らのクラッド層より屈折率の大きい活性層３５が形成さ
れたダブルヘテロ構造を備えている。ダブルヘテロ構造
では、光導波路を構成して光を効率よく活性層３５内に
閉じ込めるために、活性層３５の屈折率は２つのクラッ
ド層３３、３９の屈折率より大きくする必要がある。
【０００５】この半導体レーザ装置は、ｎ型AlGaInPク
ラッド層３３の裏面側に、ｎ型GaAsバッファ層３２、ｎ
型GaAs基板３１、電極３１４が順に積層されている。ま
た、ｐ型AlGaInPクラッド層３９の表面側に、ｎ型GaAs
電流狭搾層３１２、ｐ型GaInP中間層３１０、ｐ型GaAs
コンタクト層３１１、電極３１３が順に積層されてい
る。なお、ｐ型GaInP中間層３１０、ｐ型GaAsコンタク
ト層３１１は中央部にエッチングによって形成され、そ
の外周部にｎ型GaAs電流狭搾層３１２が積層されてい
る。
ラッド層３３の裏面側に、ｎ型GaAsバッファ層３２、ｎ
型GaAs基板３１、電極３１４が順に積層されている。ま
た、ｐ型AlGaInPクラッド層３９の表面側に、ｎ型GaAs
電流狭搾層３１２、ｐ型GaInP中間層３１０、ｐ型GaAs
コンタクト層３１１、電極３１３が順に積層されてい
る。なお、ｐ型GaInP中間層３１０、ｐ型GaAsコンタク
ト層３１１は中央部にエッチングによって形成され、そ
の外周部にｎ型GaAs電流狭搾層３１２が積層されてい
る。
【０００６】このようなダブルヘテロ構造において、半
導体レーザのしきい値上昇、あるいは信頼性の低下をも
たらす、活性層３５内、及び活性層３５と障壁層３３、
３９の界面でのキャリアの非発光消滅過程は、下記の式
で表されるキャリア（正孔）の非発光寿命τnrで定量的
にできる。即ち、τnrが短いとキャリア（正孔）は非発
光過程で多く消滅してしまい、発光に寄与しなくなる。
導体レーザのしきい値上昇、あるいは信頼性の低下をも
たらす、活性層３５内、及び活性層３５と障壁層３３、
３９の界面でのキャリアの非発光消滅過程は、下記の式
で表されるキャリア（正孔）の非発光寿命τnrで定量的
にできる。即ち、τnrが短いとキャリア（正孔）は非発
光過程で多く消滅してしまい、発光に寄与しなくなる。
【０００７】１／τnr＝１／τnra ＋ Ｓ／ｄ ここで、τnraは活性層３５の内部でのキャリアの非発
光寿命、Ｓは活性層３５と障壁層３３、３９の境界面で
のキャリアの非発光再結合消滅速度の総和、ｄは活性層
の厚さを表す。
光寿命、Ｓは活性層３５と障壁層３３、３９の境界面で
のキャリアの非発光再結合消滅速度の総和、ｄは活性層
の厚さを表す。
【０００８】一般に、前記の例のように、活性層３５が
Ａｌを含まない結晶材料である場合は、GaInP活性層３
５自体のキャリアの非発光消滅はきわめて小さく、１／
τnraは無視できる。従って、キャリアの非発光過程は
活性層３５と障壁層３３、３９の界面での非発光再結合
過程に支配される。
Ａｌを含まない結晶材料である場合は、GaInP活性層３
５自体のキャリアの非発光消滅はきわめて小さく、１／
τnraは無視できる。従って、キャリアの非発光過程は
活性層３５と障壁層３３、３９の界面での非発光再結合
過程に支配される。
【０００９】また、量子井戸活性層のようにｄが非常に
小さくなると、上式から明かなように、特に界面での非
発光過程の影響は大きくなる。従って、半導体発光装置
においては、活性層３５と障壁層３３、３９の界面を良
質にすることが、その特性向上のために重要となる。
小さくなると、上式から明かなように、特に界面での非
発光過程の影響は大きくなる。従って、半導体発光装置
においては、活性層３５と障壁層３３、３９の界面を良
質にすることが、その特性向上のために重要となる。
【００１０】この界面再結合を低減化する方法として
は、例えばGaInP／AlGaInPからなる超格子バッファ層３
２を裏面側の障壁層３３の後に成長し、その直後に活性
層３５を成長する方法が、分子線結晶成長法では知られ
ている。
は、例えばGaInP／AlGaInPからなる超格子バッファ層３
２を裏面側の障壁層３３の後に成長し、その直後に活性
層３５を成長する方法が、分子線結晶成長法では知られ
ている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、超格子
バッファ層３２を、例えば分子線結晶成長法で成長する
場合は、頻繁にセルシャッタを開閉する必要があり、結
晶成長装置の故障の要因となり得る。
バッファ層３２を、例えば分子線結晶成長法で成長する
場合は、頻繁にセルシャッタを開閉する必要があり、結
晶成長装置の故障の要因となり得る。
【００１２】また、AlGaAs系材料で良質なAlGaAs結晶を
成長する方法として知られている高温での結晶成長は、
AlGaInP結晶の成長において、高温でのＰ、Ｇａ、Ｉｎ
の再蒸発が起り、この結晶系では成長温度等の成長条件
をきわめて精度よく制御する必要がある。
成長する方法として知られている高温での結晶成長は、
AlGaInP結晶の成長において、高温でのＰ、Ｇａ、Ｉｎ
の再蒸発が起り、この結晶系では成長温度等の成長条件
をきわめて精度よく制御する必要がある。
【００１３】本発明は、このような従来技術の欠点を解
決するためになされたものであり、その目的は、GaInP
活性層と障壁層との界面の品質を向上させ、AlGaInP系
半導体発光装置の信頼性を向上させることにある。
決するためになされたものであり、その目的は、GaInP
活性層と障壁層との界面の品質を向上させ、AlGaInP系
半導体発光装置の信頼性を向上させることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のＡｌＧａＩｎＰ
半導体発光装置は、ＧａxＩｎ1-xＰからなる活性層を、
Ｇａの混晶比が活性層より大きくｘ＜ｙの条件を満足す
るＧａyＩｎ1-yＰからなる障壁層で挟み込むとともに、
活性層を挟みこんだ障壁層を、ＡｌＧａＩｎＰにて構成
されたクラッド層にて挟みこんだダブルヘテロ構造を有
することを特徴とする。
半導体発光装置は、ＧａxＩｎ1-xＰからなる活性層を、
Ｇａの混晶比が活性層より大きくｘ＜ｙの条件を満足す
るＧａyＩｎ1-yＰからなる障壁層で挟み込むとともに、
活性層を挟みこんだ障壁層を、ＡｌＧａＩｎＰにて構成
されたクラッド層にて挟みこんだダブルヘテロ構造を有
することを特徴とする。
【００１５】好ましくは、前記活性層をGaAs基板に格子
整合する組成比のGaInPで形成する。また、通常GaAsを
基板とし、これに格子整合させたGaInP結晶はｘ＝０．
５１となる。そして、上記のごとくｘ＝０．７５以上の
混晶比のＧａxＩｎ1-xＰ結晶で活性層を挟み込むことに
よって、キャリア閉じ込めの可能なダブルヘテロ接合を
形成できる。ｘ＞０．５１のGaInP結晶では、格子定数
が前記活性層（ｘ＝０．５１）のそれより小さい。ｘ＝
０．７５のGaInPでは、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐとの格子不
整合率が１．５％程度になる。
整合する組成比のGaInPで形成する。また、通常GaAsを
基板とし、これに格子整合させたGaInP結晶はｘ＝０．
５１となる。そして、上記のごとくｘ＝０．７５以上の
混晶比のＧａxＩｎ1-xＰ結晶で活性層を挟み込むことに
よって、キャリア閉じ込めの可能なダブルヘテロ接合を
形成できる。ｘ＞０．５１のGaInP結晶では、格子定数
が前記活性層（ｘ＝０．５１）のそれより小さい。ｘ＝
０．７５のGaInPでは、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐとの格子不
整合率が１．５％程度になる。
【００１６】従って、この層をバリア層として、GaAs層
との格子整合系の結晶層に挿入する場合には、歪み破壊
によるミスフイット転移が生じないように層厚は臨界膜
厚以下とする必要がある。例えば、ｘ＝０．７５のGaIn
P層の場合には１０nm程度以下にする必要があると考え
られる。この際、バリア層の厚さが薄くなると、いわゆ
るトンネリング現象によってキャリアはバリア層を突き
抜け、活性層から逃げだしてしまう。トンネリング確率
の解析結果より１０nm程度のバリア層があればトンネリ
ングは防ぐことが出来る。
との格子整合系の結晶層に挿入する場合には、歪み破壊
によるミスフイット転移が生じないように層厚は臨界膜
厚以下とする必要がある。例えば、ｘ＝０．７５のGaIn
P層の場合には１０nm程度以下にする必要があると考え
られる。この際、バリア層の厚さが薄くなると、いわゆ
るトンネリング現象によってキャリアはバリア層を突き
抜け、活性層から逃げだしてしまう。トンネリング確率
の解析結果より１０nm程度のバリア層があればトンネリ
ングは防ぐことが出来る。
【００１７】
【作用】本発明のAlGaInP半導体発光装置では、活性層
とAlGaInP障壁層との間にＡｌを含まないGaInP結晶を挿
入することによって、活性層とAlGaInP障壁層との界面
の品質が向上する。それゆえ、AlGaInP系半導体発光装
置の信頼性は高くなり、高効率となる。
とAlGaInP障壁層との間にＡｌを含まないGaInP結晶を挿
入することによって、活性層とAlGaInP障壁層との界面
の品質が向上する。それゆえ、AlGaInP系半導体発光装
置の信頼性は高くなり、高効率となる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１９】図１は、本発明AlGaInP半導体発光装置の
一実施例を示す。このAlGaInP半導体発光装置は、図に
示すようなダブルヘテロ構造を有する。このダブルヘテ
ロ構造は、ほぼ中央に位置するＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ 活
性層１５（厚さ８０nm）と、その裏面側に積層されたｎ
型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１４（厚さ１０nm）と、そ
の表面側に積層されたｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１
６（厚さ１０nm）と、で構成されている。GaInP障壁層
であるｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１４及びｐ型Ｇａ
0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１６のＧａの混晶比は、GaInP活
性層であるＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ 活性層１５のＧａの混
晶比より大きい。即ち、ｘ＜ｙの条件を満足する。ダブ
ルヘテロ構造では、光導波路を構成して光を効率よく活
性層内に閉じ込めるには、屈折率はクラッド層より活性
層の方が大きくなければならないので、活性層の禁制帯
幅はクラッド層のそれより小さい必要がある。
一実施例を示す。このAlGaInP半導体発光装置は、図に
示すようなダブルヘテロ構造を有する。このダブルヘテ
ロ構造は、ほぼ中央に位置するＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ 活
性層１５（厚さ８０nm）と、その裏面側に積層されたｎ
型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１４（厚さ１０nm）と、そ
の表面側に積層されたｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１
６（厚さ１０nm）と、で構成されている。GaInP障壁層
であるｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１４及びｐ型Ｇａ
0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１６のＧａの混晶比は、GaInP活
性層であるＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ 活性層１５のＧａの混
晶比より大きい。即ち、ｘ＜ｙの条件を満足する。ダブ
ルヘテロ構造では、光導波路を構成して光を効率よく活
性層内に閉じ込めるには、屈折率はクラッド層より活性
層の方が大きくなければならないので、活性層の禁制帯
幅はクラッド層のそれより小さい必要がある。
【００２０】更に、ｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１４
の裏面側には、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層１３（厚さ１．０μm）、ｎ型GaAsバッファ
層１２、ｎ型GaAs基板１１、Au-Ge-Ni電極１１４を順に
積層している。
の裏面側には、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層１３（厚さ１．０μm）、ｎ型GaAsバッファ
層１２、ｎ型GaAs基板１１、Au-Ge-Ni電極１１４を順に
積層している。
【００２１】また、ｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層１６
の表面側には、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層１７（厚さ０．３nm）、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ
エッチングストップ層１８（厚さ８nm）、ｐ型（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層１９（厚さ０．
５μm）、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層１１０（厚さ
５０nm）、ｐ型GaAsコンタクト層１１１、ｎ型GaAs電流
狭搾層１１２、Au-Zn電極１１３を順に積層している。
の表面側には、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層１７（厚さ０．３nm）、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ
エッチングストップ層１８（厚さ８nm）、ｐ型（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層１９（厚さ０．
５μm）、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層１１０（厚さ
５０nm）、ｐ型GaAsコンタクト層１１１、ｎ型GaAs電流
狭搾層１１２、Au-Zn電極１１３を順に積層している。
【００２２】なお、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ
0.49Ｐクラッド層１９、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層
１１０、ｐ型GaAsコンタクト層１１１は中央部にエッチ
ングによって形成され、その外周部にｎ型GaAs電流狭搾
層１１２が積層されている。
0.49Ｐクラッド層１９、ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層
１１０、ｐ型GaAsコンタクト層１１１は中央部にエッチ
ングによって形成され、その外周部にｎ型GaAs電流狭搾
層１１２が積層されている。
【００２３】以上の各結晶層は、例えば分子線結晶成長
法で形成される。成長ウエハの表面には、酸化シリコン
膜がスパッタリングで形成された後、これをマスクとし
て上部の１９、１１０、１１１の各層がエッチングで除
去される。この上にｎ型GaAs電流狭搾層１１２を、例え
ば分子線結晶成長法によって再成長し、その後メサ上部
に成長したｎ型GaAs電流狭搾層１１２を酸化シリコン膜
とともに除去する。最後に、表面にAu-Zn電極１１３、
裏面にAu-Ge-Ni電極１１４を形成すれば、屈折率導波型
AlGaInP系半導体レーザ装置を作製できる。
法で形成される。成長ウエハの表面には、酸化シリコン
膜がスパッタリングで形成された後、これをマスクとし
て上部の１９、１１０、１１１の各層がエッチングで除
去される。この上にｎ型GaAs電流狭搾層１１２を、例え
ば分子線結晶成長法によって再成長し、その後メサ上部
に成長したｎ型GaAs電流狭搾層１１２を酸化シリコン膜
とともに除去する。最後に、表面にAu-Zn電極１１３、
裏面にAu-Ge-Ni電極１１４を形成すれば、屈折率導波型
AlGaInP系半導体レーザ装置を作製できる。
【００２４】成長したウエハの表面、断面を電子顕微鏡
観察及びＸ線解析で測定することによって、転移欠陥の
ない良好な結晶膜が成長されていることが確認された。
また、半導体レーザの特性も従来と遜色なく特に低しき
い値の改善が得られた。
観察及びＸ線解析で測定することによって、転移欠陥の
ない良好な結晶膜が成長されていることが確認された。
また、半導体レーザの特性も従来と遜色なく特に低しき
い値の改善が得られた。
【００２５】図２は、本発明AlGaInP半導体発光装置の
他の実施例を示す。このAlGaInP半導体発光装置は、端
面発光型発光ダイオード装置の一例であって、第１実施
例と同様にダブルヘテロ構造を有する。このダブルヘテ
ロ構造は、ほぼ中央に位置するＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性
層２５（厚さ１０nm）と、その裏面側に積層されたｎ型
Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２４（厚さ１０nm）と、その
表面側に積層されたｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２６
（厚さ１０nm）と、で構成されている。このダブルヘテ
ロ構造では、GaInP障壁層であるｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25
Ｐ障壁層２４及びｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２６の
Ｇａの混晶比は、GaInP活性層であるＧａ0.45Ｉｎ0.55
Ｐ活性層２５のＧａの混晶比より大きい。
他の実施例を示す。このAlGaInP半導体発光装置は、端
面発光型発光ダイオード装置の一例であって、第１実施
例と同様にダブルヘテロ構造を有する。このダブルヘテ
ロ構造は、ほぼ中央に位置するＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性
層２５（厚さ１０nm）と、その裏面側に積層されたｎ型
Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２４（厚さ１０nm）と、その
表面側に積層されたｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２６
（厚さ１０nm）と、で構成されている。このダブルヘテ
ロ構造では、GaInP障壁層であるｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25
Ｐ障壁層２４及びｐ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２６の
Ｇａの混晶比は、GaInP活性層であるＧａ0.45Ｉｎ0.55
Ｐ活性層２５のＧａの混晶比より大きい。
【００２６】更に、Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２４の裏
面側には、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラ
ッド層２３（厚さ１．０μm）、ｎ型GaAs基板２１、Au-
Ge-Ni電極２１４を順に積層している。
面側には、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラ
ッド層２３（厚さ１．０μm）、ｎ型GaAs基板２１、Au-
Ge-Ni電極２１４を順に積層している。
【００２７】また、Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層２６の表
面側には、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラ
ッド層２９（厚さ１．０μm）、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中
間層２１０（厚さ５０nm）、ｐ型GaAsコンタクト層２１
１、Au-Zn電極２１３を順に積層している。
面側には、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラ
ッド層２９（厚さ１．０μm）、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中
間層２１０（厚さ５０nm）、ｐ型GaAsコンタクト層２１
１、Au-Zn電極２１３を順に積層している。
【００２８】Ｇａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層２５は、格子不
整合系のｘ組成を選び、ｘ＜０．５１としたもので、主
にバンドギャップエネルギーの縮小の効果により発光波
長は６８０nm程度と、格子整合したＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ
活性層２５よりも長くなっている。
整合系のｘ組成を選び、ｘ＜０．５１としたもので、主
にバンドギャップエネルギーの縮小の効果により発光波
長は６８０nm程度と、格子整合したＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ
活性層２５よりも長くなっている。
【００２９】以上の実施例においては、結晶成長の方法
として分子線結晶成長法を用いた場合について説明した
が、本発明のAlGaInP半導体発光装置が結晶成長の方法
によらないことはもちろんである。また、例えば、Ｇａ
0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層２５が量子井戸で、それを挟むキ
ャリア閉じ込め層から構成される分離閉じ込めヘテロ構
造において、分離閉じ込め層の一部として活性層の両側
に本発明のＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層２５を用いても同
様の効果を期待できる。
として分子線結晶成長法を用いた場合について説明した
が、本発明のAlGaInP半導体発光装置が結晶成長の方法
によらないことはもちろんである。また、例えば、Ｇａ
0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層２５が量子井戸で、それを挟むキ
ャリア閉じ込め層から構成される分離閉じ込めヘテロ構
造において、分離閉じ込め層の一部として活性層の両側
に本発明のＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層２５を用いても同
様の効果を期待できる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のAlGaInP半導体発光装置では、
ＧａxＩｎ1-xＰからなる活性層を、Ｇａの混晶比が活性
層より大きいＧａyＩｎ1-yＰからなる障壁層で挟み込ん
だダブルヘテロ構造を有する。この活性層とAlGaInP障
壁層との間にＡｌを含まないGaInP結晶を挿入すること
によって、活性層とAlGaInP障壁層との界面の品質が向
上する。これにより、信頼性の高い、高効率あるいは低
しきい値のAlGaInP系半導体発光装置を提供できる。
ＧａxＩｎ1-xＰからなる活性層を、Ｇａの混晶比が活性
層より大きいＧａyＩｎ1-yＰからなる障壁層で挟み込ん
だダブルヘテロ構造を有する。この活性層とAlGaInP障
壁層との間にＡｌを含まないGaInP結晶を挿入すること
によって、活性層とAlGaInP障壁層との界面の品質が向
上する。これにより、信頼性の高い、高効率あるいは低
しきい値のAlGaInP系半導体発光装置を提供できる。
【００３１】請求項２に記載のものは、活性層がGaAs基
板に格子整合する組成比のGaInPで構成されているの
で、比較的厚い活性層を有する半導体発光装置に於いて
も、歪による品質劣化を招くことなく本発明を適用でき
る。
板に格子整合する組成比のGaInPで構成されているの
で、比較的厚い活性層を有する半導体発光装置に於いて
も、歪による品質劣化を招くことなく本発明を適用でき
る。
【図１】本発明の一実施例であるAlGaInP系半導体レー
ザ装置の断面図。
ザ装置の断面図。
【図２】AlGaInP系半導体レーザ装置の他の実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図３】従来のAlGaInP系結晶を用いた半導体レーザ装
置の一例を示す断面図。
置の一例を示す断面図。
１１、２１ ｎ型GaAs基板 １２ ｎ型GaAsバッファ層 １３、２３ ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49
Ｐクラッド層 １４、２４ ｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層 １５、２５ Ｇａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層 １６、２６ Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層 １７ ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49
Ｐクラッド層 １８ Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐエッチングストッ
プ層 １９、２９ ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49
Ｐクラッド層 １１０、２１０ ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層 １１１、２１１ ｐ型GaAsコンタクト層 １１２、 ｎ型GaAs電流狭搾層 １１３、２１３ Au-Zn電極 １１４、２１４ Au-Ge-Ni電極
Ｐクラッド層 １４、２４ ｎ型Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層 １５、２５ Ｇａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層 １６、２６ Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｐ障壁層 １７ ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49
Ｐクラッド層 １８ Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐエッチングストッ
プ層 １９、２９ ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49
Ｐクラッド層 １１０、２１０ ｐ型Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ中間層 １１１、２１１ ｐ型GaAsコンタクト層 １１２、 ｎ型GaAs電流狭搾層 １１３、２１３ Au-Zn電極 １１４、２１４ Au-Ge-Ni電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 篤勇 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 谷 健太郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−265183（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−310985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−271888（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａxＩｎ1-xＰからなる活性層を、Ｇａ
の混晶比が活性層より大きくｘ＜ｙの条件を満足するＧ
ａyＩｎ1-yＰからなる障壁層で挟み込むとともに、活性
層を挟みこんだ障壁層を、ＡｌＧａＩｎＰにて構成され
たクラッド層にて挟みこんだダブルヘテロ構造を有する
ことを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記活性層が、ＧａＡｓ基板に格子整合
する組成比のＧａＩｎＰで形成されている請求項１に記
載のＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置。 - 【請求項３】 前記障壁層のＧａ y Ｉｎ 1-y Ｐが、０．６
＜ｙ＜１を満足する請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ半
導体発光装置。 - 【請求項４】 前記障壁層の厚さは、結晶破壊の生じる
臨界膜厚以下で、トンネリングを防止することができる
厚さ以上である請求項１に記載のＡｌＧａＩｎＰ半導体
発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33880591A JP3193087B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33880591A JP3193087B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175610A JPH05175610A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3193087B2 true JP3193087B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=18321638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33880591A Expired - Fee Related JP3193087B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ＡｌＧａＩｎＰ半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193087B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5801542B2 (ja) | 2010-07-13 | 2015-10-28 | 昭和電工株式会社 | 発光ダイオード及び発光ダイオードランプ |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33880591A patent/JP3193087B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175610A (ja) | 1993-07-13 |
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