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JPH09181398A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device

Info

Publication number
JPH09181398A
JPH09181398A JP35107795A JP35107795A JPH09181398A JP H09181398 A JPH09181398 A JP H09181398A JP 35107795 A JP35107795 A JP 35107795A JP 35107795 A JP35107795 A JP 35107795A JP H09181398 A JPH09181398 A JP H09181398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
compound semiconductor
group
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35107795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Yanashima
克典 簗嶋
Takayuki Kawasumi
孝行 河角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP35107795A priority Critical patent/JPH09181398A/en
Publication of JPH09181398A publication Critical patent/JPH09181398A/en
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  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a II-VI compound semiconductor light emitting device long in service life and high in reliability. SOLUTION: A light emitting device structure composed of an N-type Zno0.68 asMg0.2 Cd0.12 Se clad layer 9, a Zn0.75 Cd0.25 Se active layer 10, and a P-type Zn0.68 ME0.2 Cd0.12 Se clad layer 11 is laminated on an N-type GaAs substrate 1 through the intermediary of an N-type In0.3 Ga0.7 As layer 8 lattice-matched to the device structure. An N-type In0.05 Ga0.95 As layer 3, an N-type In0.1 Ga0.9 As layer 4, an N-type In0.15 Ga0.85 As layer 5, an N-type In0.2 Ga0.8 As layer 6, and an N-type In0.25 Ga0.75 As layer 7 are interposed between the N-type InGaAs substrate 1 and the N-type In0.3 Ga0.7 As layer 8 so as to relax lattice mismatching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
に関し、特に、II−VI族化合物半導体を用いた半導
体発光素子、例えば半導体レーザーや発光ダイオードに
適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and is particularly suitable for application to a semiconductor light emitting device using a II-VI compound semiconductor, such as a semiconductor laser or a light emitting diode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザー光を用いて記録/再生を
行う光ディスクや光磁気ディスクに対する記録/再生の
高密度化または高解像度化のために、青色ないし緑色で
発光可能な半導体レーザーに対する要求が高まってお
り、その実用化を目指して活発に研究が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for a semiconductor laser capable of emitting blue or green light in order to increase the recording / reproducing density or the resolution of an optical disk or a magneto-optical disk for recording / reproducing using a laser beam. It is increasing, and active research is being conducted with the aim of putting it to practical use.

【0003】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体レーザーの製造に用いる材料としては、Zn、M
g、CdなどのII族元素とSe、S、TeなどのVI
族元素とからなるII−VI族化合物半導体が最も有望
である。特に、四元系のII−VI族化合物半導体であ
るZnMgSSeは、ZnSeやZnSSeに比べて大
きなバンドギャップおよび低い屈折率を有するので、波
長400〜550nm帯の青色ないし緑色で発光可能な
半導体レーザーをGaAs基板を用いて製造するときの
クラッド層の材料に適しており、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(Elec
tronics Letters 28(1992)1798)。そして、このZnM
gSSe層をクラッド層に用いた半導体レーザーに関し
て種々の改良がなされた結果、ZnCdSe層を活性
層、ZnSSe層を光導波層、ZnMgSSe層をクラ
ッド層とするZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSS
e SCH(Separate Confinement Heterostructure)
構造の半導体レーザーにおいて、室温連続発振が達成さ
れている(Electronics Letters 29(1993)1488)。
Materials used for manufacturing such a semiconductor laser capable of emitting blue or green light are Zn and M.
Group II elements such as g and Cd and VIs such as Se, S and Te
II-VI group compound semiconductors composed of group elements are the most promising. In particular, ZnMgSSe, which is a quaternary II-VI group compound semiconductor, has a larger bandgap and a lower refractive index than ZnSe and ZnSSe. Therefore, a semiconductor laser capable of emitting blue or green light in the wavelength range of 400 to 550 nm is used. It is suitable as a material for the cladding layer when it is manufactured using a GaAs substrate, and can obtain good carrier confinement characteristics and optical confinement characteristics (Elec
tronics Letters 28 (1992) 1798). And this ZnM
As a result of various improvements made to the semiconductor laser using the gSSe layer as the cladding layer, ZnCdSe / ZnSSe / ZnMgSS in which the ZnCdSe layer is the active layer, the ZnSSe layer is the optical waveguide layer, and the ZnMgSSe layer is the cladding layer.
e SCH (Separate Confinement Heterostructure)
Room temperature continuous oscillation has been achieved in a semiconductor laser having a structure (Electronics Letters 29 (1993) 1488).

【0004】図8はこの種の従来の半導体レーザーの一
例を示す。
FIG. 8 shows an example of a conventional semiconductor laser of this type.

【0005】図8に示すように、この従来の半導体レー
ザーにおいては、例えば(100)面方位のn型GaA
s基板101上に、n型GaAsバッファ層102、n
型ZnSeバッファ層103、n型ZnSSeバッファ
層104、n型ZnMgSSeクラッド層105、n型
ZnSSe光導波層106、ZnCdSe活性層10
7、p型ZnSSe光導波層108、p型ZnMgSS
eクラッド層109、p型ZnSSe層110、p型Z
nSeコンタクト層111、p型ZnSeからなる障壁
層とp型ZnTeからなる井戸層とが交互に積層された
p型ZnSe/ZnTe多重量子井戸(MQW)層11
2およびp型ZnTeコンタクト層113が順次積層さ
れている。
As shown in FIG. 8, in this conventional semiconductor laser, for example, n-type GaA having a (100) plane orientation is used.
On the s substrate 101, n-type GaAs buffer layers 102, n
Type ZnSe buffer layer 103, n type ZnSSe buffer layer 104, n type ZnMgSSe cladding layer 105, n type ZnSSe optical waveguide layer 106, ZnCdSe active layer 10
7, p-type ZnSSe optical waveguide layer 108, p-type ZnMgSS
e clad layer 109, p-type ZnSSe layer 110, p-type Z
nSe contact layer 111, p-type ZnSe / ZnTe multiple quantum well (MQW) layer 11 in which barrier layers made of p-type ZnSe and well layers made of p-type ZnTe are alternately stacked.
2 and a p-type ZnTe contact layer 113 are sequentially stacked.

【0006】この場合、p型ZnSSe層110の上層
部、p型ZnSeコンタクト層111、p型ZnSe/
ZnTeMQW層112およびp型ZnTeコンタクト
層113は、一方向に延びるストライプ形状を有する。
In this case, the upper layer portion of the p-type ZnSSe layer 110, the p-type ZnSe contact layer 111, and the p-type ZnSe /
The ZnTe MQW layer 112 and the p-type ZnTe contact layer 113 have stripe shapes extending in one direction.

【0007】このストライプ部以外の部分のp型ZnS
Se層110上には、例えばAl23 膜からなる絶縁
層114が形成されている。そして、ストライプ形状の
p型ZnTeコンタクト層113および絶縁層114上
にp側電極115が形成されている。このp側電極11
5はp型ZnTeコンタクト層113とオーミックコン
タクトしており、この部分が電流の通路となる。ここ
で、このp側電極115としては、例えば、Pd膜とP
t膜と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101の裏
面には、例えばIn電極のようなn側電極116がオー
ミックコンタクトしている。
The p-type ZnS in the portion other than the stripe portion
An insulating layer 114 made of, for example, an Al 2 O 3 film is formed on the Se layer 110. Then, the p-side electrode 115 is formed on the stripe-shaped p-type ZnTe contact layer 113 and the insulating layer 114. This p-side electrode 11
5 has an ohmic contact with the p-type ZnTe contact layer 113, and this portion serves as a current path. Here, as the p-side electrode 115, for example, a Pd film and P
Pd / Pt / Au having a structure in which a t film and an Au film are sequentially stacked.
Electrodes are used. On the other hand, an n-side electrode 116 such as an In electrode is in ohmic contact with the back surface of the n-type GaAs substrate 101.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の半導体レーザーにおいては、ZnCdSe活性層
107の格子定数がn型GaAs基板101の格子定数
と異なることから、このZnCdSe活性層107中に
は必然的に歪みが存在する。このZnCdSe活性層1
07中の歪みは、半導体レーザーに対する通電時の非発
光中心の増加と関係があることが確認されており、この
非発光中心の増加は半導体レーザーの寿命を制限してい
る一つの原因である。
However, in the above-mentioned conventional semiconductor laser, since the lattice constant of the ZnCdSe active layer 107 is different from that of the n-type GaAs substrate 101, the ZnCdSe active layer 107 is inevitably contained in the ZnCdSe active layer 107. Distortion exists. This ZnCdSe active layer 1
It has been confirmed that the strain in 07 is related to the increase of the non-emission center when the semiconductor laser is energized, and this increase of the non-emission center is one cause that limits the life of the semiconductor laser.

【0009】また、同一基板上に多色発光可能な半導体
発光素子を作製する場合にも、各色によって使用する材
料を変えて作製していることから、高信頼性を有する多
色発光可能な半導体発光素子を実現することは困難であ
った。
Further, even when a semiconductor light emitting device capable of emitting multiple colors is manufactured on the same substrate, since the materials used are changed depending on each color, the semiconductor capable of emitting multiple colors having high reliability. It has been difficult to realize a light emitting device.

【0010】したがって、この発明は、発光素子構造を
構成するII−VI族化合物半導体層中に歪みがほとん
ど存在しないことにより長寿命かつ高信頼性のII−V
I族化合物半導体を用いた半導体発光素子を提供するこ
とにある。
Therefore, according to the present invention, since there is almost no strain in the II-VI group compound semiconductor layer constituting the light emitting device structure, the II-V has a long life and high reliability.
An object is to provide a semiconductor light emitting device using a group I compound semiconductor.

【0011】この発明の他の目的は、発光素子構造を構
成するII−VI族化合物半導体層中に歪みがほとんど
存在しないことにより長寿命かつ高信頼性のII−VI
族化合物半導体を用いた多色発光可能な半導体発光素子
を提供することにある。
Another object of the present invention is that the II-VI compound semiconductor layer constituting the light emitting device structure has almost no strain, so that the II-VI has a long life and high reliability.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device using a group compound semiconductor capable of emitting multicolor light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1の発明による半導体発光素子は、半
導体基板と、半導体基板上のInx Gay Al1-x-y
s層(ただし、0<x≦1かつ0≦y<1かつx+y≦
1)と、Inx Gay Al1-x-y As層上の、Zn、M
g、Cd、HgおよびBeからなる群より選ばれた少な
くとも一種以上のII族元素とSe、SおよびTeから
なる群より選ばれた少なくとも一種以上のVI族元素と
からなり、発光素子構造を構成する複数のII−VI族
化合物半導体層とを有することを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device according to the first invention of the present invention comprises a semiconductor substrate and an In x Ga y Al 1-xy A on the semiconductor substrate.
s layer (where 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <1 and x + y ≦
And 1), In x Ga y Al on 1-xy As layer, Zn, M
A light emitting device structure comprising at least one group II element selected from the group consisting of g, Cd, Hg and Be and at least one group VI element selected from the group consisting of Se, S and Te And a plurality of II-VI group compound semiconductor layers.

【0013】ここで、Inx Gay Al1-x-y As層
(ただし、0<x≦1かつ0≦y<1かつx+y≦1)
の範囲を模式的に示すと、図1における斜線を施した領
域となる。
[0013] Here, In x Ga y Al 1- xy As layer (where, 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <1 and x + y ≦ 1)
If the range is schematically shown, it becomes the shaded area in FIG.

【0014】この発明の第1の発明においては、II−
VI族化合物半導体層は、Inx Gay Al1-x-y As
層とほぼ格子整合している。
In the first aspect of the present invention, II-
VI compound semiconductor layer, In x Ga y Al 1- xy As
It is almost lattice-matched with the layers.

【0015】この発明の第1の発明においては、好適に
は、それぞれのII−VI族化合物半導体層の歪みが±
1%以内であり、かつ、複数のII−VI族化合物半導
体層の全体の歪みが±1%以内であり、より好適には、
それぞれのII−VI族化合物半導体層の歪みが±0.
7%以内であり、かつ、複数のII−VI族化合物半導
体層の全体の歪みが±0.7%以内である。
In the first aspect of the present invention, the strain of each II-VI compound semiconductor layer is preferably ±±.
Within 1%, and the total strain of the plurality of II-VI group compound semiconductor layers is within ± 1%, and more preferably,
The strain of each II-VI group compound semiconductor layer is ± 0.
It is within 7%, and the total strain of the plurality of II-VI group compound semiconductor layers is within ± 0.7%.

【0016】ここで、それぞれのII−VI族化合物半
導体層の歪みとは、Inx Gay Al1-x-y As層のバ
ルクの格子定数に対する、そのII−VI族化合物半導
体層のバルクの格子定数とInx Gay Al1-x-y As
層のバルクの格子定数との差の割合である。すなわち、
Inx Gay Al1-x-y As層のバルクの格子定数を
a、そのII−VI族化合物半導体層のバルクの格子定
数をa´とすると、この歪みは(a´−a)/aと表さ
れる。
[0016] Here, the distortion of the respective Group II-VI compound semiconductor layer, an In x Ga y for Al 1-xy As layer bulk lattice constant of the bulk lattice constant of the II-VI compound semiconductor layer and In x Ga y Al 1-xy as
It is the ratio of the difference from the lattice constant of the bulk of the layer. That is,
In x Ga y Al 1-xy As the bulk lattice constant of the layer a, When a'bulk lattice constant of the II-VI compound semiconductor layer, the table this distortion and (a'-a) / a To be done.

【0017】この発明の第1の発明において、Inx
y Al1-x-y As層は、典型的には、Inx Ga1-x
As層(ただし、0<x≦1)またはIny Al1-y
s層(ただし、0≦x≦1)である。
In the first invention of the present invention, In x G
The a y Al 1-xy As layer is typically In x Ga 1-x.
As layer (where 0 <x ≦ 1) or In y Al 1-y A
The s layer (where 0 ≦ x ≦ 1).

【0018】この発明の第1の発明において、半導体基
板は、例えば、GaAs基板、InP基板、InGaA
sP基板などである。
In the first invention of the present invention, the semiconductor substrate is, for example, a GaAs substrate, an InP substrate, or an InGaA substrate.
For example, sP substrate.

【0019】この発明の第1の発明においては、Inx
Gay Al1-x-y As層がInx Ga1-x As層、半導
体基板がGaAs基板であり、Inx Ga1-x As層と
GaAs基板との間に格子不整合が存在する場合に、例
えば、Inx Ga1-x As層のIn組成比xを、Inx
Ga1-x As層とGaAs基板との界面における0か
ら、Inx Ga1-x As層とII−VI族化合物半導体
層との界面におけるInx Ga1-x As層とII−VI
族化合物半導体層とがほぼ格子整合する値まで単調に増
加させる。
In the first aspect of the present invention, In x
When the Ga y Al 1-xy As layer is an In x Ga 1-x As layer, the semiconductor substrate is a GaAs substrate, and a lattice mismatch exists between the In x Ga 1-x As layer and the GaAs substrate, for example, the in x Ga 1-x As layer of the in composition ratio x, in x
From 0 at the interface between the Ga 1-x As layer and the GaAs substrate, In x Ga 1-x In at the interface between the As layer and the group II-VI compound semiconductor layer x Ga 1-x As layers and II-VI
The value is monotonically increased to a value at which the group compound semiconductor layer is substantially lattice-matched.

【0020】この発明の第1の発明においては、Inx
Gay Al1-x-y As層がInx Ga1-x As層、半導
体基板がGaAs基板であり、Inx Ga1-x As層と
GaAs基板との間に格子不整合が存在する場合に、例
えば、Inx Ga1-x As層は、GaAs基板からII
−VI族化合物半導体層に向かうにしたがってIn組成
比が離散的にかつ単調に増加する複数のInGaAs層
からなり、II−VI族化合物半導体層と接するInG
aAs層はII−VI族化合物半導体層とほぼ格子整合
するIn組成比を有する。
In the first invention of the present invention, In x
When the Ga y Al 1-xy As layer is an In x Ga 1-x As layer, the semiconductor substrate is a GaAs substrate, and a lattice mismatch exists between the In x Ga 1-x As layer and the GaAs substrate, For example, the In x Ga 1-x As layer is formed from the GaAs substrate II
InG which is composed of a plurality of InGaAs layers whose In composition ratio discretely and monotonically increases toward the -VI group compound semiconductor layer and which is in contact with the II-VI group compound semiconductor layer
The aAs layer has an In composition ratio that is substantially lattice-matched with the II-VI group compound semiconductor layer.

【0021】この発明の第1の発明においては、例え
ば、Inx Gay Al1-x-y As層がIny Al1-y
s層、半導体基板がGaAs基板であり、Iny Al
1-y As層とGaAs基板との間に格子不整合が存在す
る場合に、Iny Al1-y As層のIn組成比yを、I
y Al1-y As層とGaAs基板との界面における0
から、Iny Al1-y As層とII−VI族化合物半導
体層との界面におけるIn y Al1-y As層とII−V
I族化合物半導体層とがほぼ格子整合する値まで単調に
増加させる。
In the first invention of this invention, for example,
For example, InxGayAl1-xyAs layer is InyAl1-yA
s layer, the semiconductor substrate is a GaAs substrate, InyAl
1-yLattice mismatch exists between As layer and GaAs substrate
InyAl1-yThe In composition ratio y of the As layer is set to I
nyAl1-y0 at the interface between As layer and GaAs substrate
From InyAl1-yAs layer and II-VI compound semiconductor
In at the interface with the body layer yAl1-yAs layer and II-V
Monotonically to a value where the lattice match with the group I compound semiconductor layer
increase.

【0022】この発明の第1の発明においては、Inx
Gay Al1-x-y As層がIny Al1-y As層、半導
体基板がGaAs基板であり、Iny Al1-y As層と
GaAs基板との間に格子不整合が存在する場合に、例
えば、Iny Al1-y As層は、GaAs基板からII
−VI族化合物半導体層に向かうにしたがってIn組成
比が離散的にかつ単調に増加する複数のInAlAs層
からなり、II−VI族化合物半導体層と接するInA
lAs層はII−VI族化合物半導体層とほぼ格子整合
するIn組成比を有する。
In the first aspect of the present invention, In x
When the Ga y Al 1-xy As layer is an In y Al 1-y As layer, the semiconductor substrate is a GaAs substrate, and a lattice mismatch exists between the In y Al 1-y As layer and the GaAs substrate, For example, the In y Al 1-y As layer is formed from a GaAs substrate by II
InA that is composed of a plurality of InAlAs layers whose In composition ratio discretely and monotonically increases toward the -VI group compound semiconductor layer and is in contact with the II-VI group compound semiconductor layer.
The 1As layer has an In composition ratio that is substantially lattice-matched with the II-VI group compound semiconductor layer.

【0023】この発明の第1の発明においては、複数の
II−VI族化合物半導体層は、例えば、第1導電型の
ZnMgCdSeクラッド層と活性層と第2導電型のZ
nMgCdSeクラッド層とを含む。
In the first aspect of the present invention, the plurality of II-VI group compound semiconductor layers are, for example, the first conductivity type ZnMgCdSe cladding layer, the active layer, and the second conductivity type Z.
and an nMgCdSe cladding layer.

【0024】この発明の第2の発明による半導体発光素
子は、半導体基板と、半導体基板上のInx Gay Al
1-x-y As層(ただし、0<x≦1かつ0≦y<1かつ
x+y≦1)と、Inx Gay Al1-x-y As層上の、
Zn、Mg、Cd、HgおよびBeからなる群より選ば
れた少なくとも一種以上のII族元素とSe、Sおよび
Teからなる群より選ばれた少なくとも一種以上のVI
族元素とからなり、第1の色で発光可能な第1の発光素
子構造を構成する複数の第1のII−VI族化合物半導
体層と、複数の第1のII−VI族化合物半導体層上
の、Zn、Mg、Cd、HgおよびBeからなる群より
選ばれた少なくとも一種以上のII族元素とSe、Sお
よびTeからなる群より選ばれた少なくとも一種以上の
VI族元素とからなり、第2の色で発光可能な第2の発
光素子構造を構成する複数の第2のII−VI族化合物
半導体層と、複数の第2のII−VI族化合物半導体層
上の、Zn、Mg、Cd、HgおよびBeからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種以上のII族元素とSe、S
およびTeからなる群より選ばれた少なくとも一種以上
のVI族元素とからなり、第3の色で発光可能な第3の
発光素子構造を構成する複数の第3のII−VI族化合
物半導体層とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device comprising a semiconductor substrate and In x Ga y Al on the semiconductor substrate.
1-xy As layer (where, 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <1 and x + y ≦ 1) and, In x Ga y Al 1- xy As the layer of
At least one group II element selected from the group consisting of Zn, Mg, Cd, Hg and Be, and at least one VI selected from the group consisting of Se, S and Te.
On a plurality of first II-VI group compound semiconductor layers, which are composed of a group element and constitute a first light-emitting element structure capable of emitting light in a first color, and on a plurality of first II-VI group compound semiconductor layers Of at least one group II element selected from the group consisting of Zn, Mg, Cd, Hg and Be, and at least one group VI element selected from the group consisting of Se, S and Te, A plurality of second II-VI group compound semiconductor layers constituting the second light emitting element structure capable of emitting light of two colors, and Zn, Mg, Cd on the plurality of second II-VI group compound semiconductor layers Se, S and at least one group II element selected from the group consisting of, Hg and Be
And a plurality of third II-VI group compound semiconductor layers, which are composed of at least one or more VI group elements selected from the group consisting of Te and Te, and which constitute a third light emitting device structure capable of emitting light in a third color, It is characterized by having.

【0025】この発明の第2の発明において、複数の第
1のII−VI族化合物半導体層、複数の第2のII−
VI族化合物半導体層および複数の第3のII−VI族
化合物半導体層はInx Gay Al1-x-y As層とほぼ
格子整合している。
In the second aspect of the present invention, a plurality of first II-VI compound semiconductor layers and a plurality of second II-VI compounds are provided.
VI compound semiconductor layers and a plurality of third II-VI compound semiconductor layer is almost lattice matched with In x Ga y Al 1-xy As layer.

【0026】この発明の第2の発明においては、好適に
は、それぞれの第1のII−VI族化合物半導体層の歪
みが±1%以内であり、かつ、複数の第1のII−VI
族化合物半導体層の全体の歪みが1%以内であり、それ
ぞれの第2のII−VI族化合物半導体層の歪みが±1
%以内であり、かつ、複数の第2のII−VI族化合物
半導体層の全体の歪みが1%以内であり、それぞれの第
3のII−VI族化合物半導体層の歪みが±1%以内で
あり、かつ、複数の第3のII−VI族化合物半導体層
の全体の歪みが±1%以内である。より好適には、第1
のII−VI族化合物半導体層の歪みが±0.7%以内
であり、かつ、複数の第1のII−VI族化合物半導体
層の全体の歪みが±0.7%以内であり、それぞれの第
2のII−VI族化合物半導体層の歪みが±0.7%以
内であり、かつ、複数の第2のII−VI族化合物半導
体層の全体の歪みが±0.7%以内であり、それぞれの
第3のII−VI族化合物半導体層の歪みが±0.7%
以内であり、かつ、複数の第3のII−VI族化合物半
導体層の全体の歪みが±0.7%以内である。
In the second aspect of the present invention, preferably, the strain of each of the first II-VI group compound semiconductor layers is within ± 1%, and a plurality of first II-VI are included.
The total strain of the group compound semiconductor layer is within 1%, and the strain of each of the second II-VI group compound semiconductor layers is ± 1.
%, And the total strain of the plurality of second II-VI compound semiconductor layers is within 1%, and the strain of each third II-VI compound semiconductor layer is within ± 1%. Yes, and the total strain of the plurality of third II-VI compound semiconductor layers is within ± 1%. More preferably, the first
The strain of the II-VI group compound semiconductor layer is within ± 0.7%, and the strain of the plurality of first II-VI group compound semiconductor layers is within ± 0.7%, and The strain of the second II-VI compound semiconductor layer is within ± 0.7%, and the total strain of the plurality of second II-VI compound semiconductor layers is within ± 0.7%, The strain of each third II-VI group compound semiconductor layer is ± 0.7%.
And the total strain of the plurality of third II-VI group compound semiconductor layers is ± 0.7% or less.

【0027】この発明の第2の発明において、第1の
色、第2の色および第3の色は、例えば、赤色、緑色お
よび青色である。
In the second invention of the present invention, the first color, the second color and the third color are, for example, red, green and blue.

【0028】この発明の第2の発明の上記以外のこと
は、この発明の第1の発明と同様である。
Except for the above, the second invention of the present invention is the same as the first invention of the present invention.

【0029】参考のために、代表的な二元のII−VI
族化合物半導体およびIII−V族化合物半導体の格子
定数とバンドギャップエネルギーとの関係を図2に示
す。
For reference, a representative binary II-VI
FIG. 2 shows the relationship between the lattice constant and band gap energy of group III compound semiconductors and group III-V compound semiconductors.

【0030】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明によれば、使用するII−VI族化合物半導体層に
応じてInx Gay Al1-x-y As層の組成比を適切に
選択することによりこのII−VI族化合物半導体層を
Inx Gay Al1-x-y As層とほぼ格子整合させるこ
とができ、このため活性層を含むこのII−VI族化合
物半導体層中に歪みがほとんど存在しないようにするこ
とができる。これによって、半導体発光素子に対する通
電時の活性層付近における非発光中心の生成を低減させ
ることができ、半導体発光素子の劣化を抑制することが
できる。また、活性層の材料や組成比の選択により、赤
色から紫外域での発光が可能である。
According to the first aspect of the present invention configured as described above, the composition ratio of the In x Ga y Al 1-xy As layer is appropriately selected according to the II-VI group compound semiconductor layer used. the group II-VI compound semiconductor layer in x Ga y Al 1-xy as layer and can be substantially lattice-matched by the distortion is almost the group II-VI compound semiconductor layer Therefore including an active layer It can be nonexistent. This can reduce the generation of non-radiative centers near the active layer when the semiconductor light emitting element is energized, and suppress the deterioration of the semiconductor light emitting element. In addition, light emission in the red to ultraviolet region is possible by selecting the material and composition ratio of the active layer.

【0031】上述のように構成されたこの発明の第2の
発明によれば、使用する第1のII−VI族化合物半導
体層、第2のII−VI族化合物半導体層および第3の
II−VI族化合物半導体層に応じてInx Gay Al
1-x-y As層の組成比を適切に選択することによりこれ
らの第1のII−VI族化合物半導体層、第2のII−
VI族化合物半導体層および第3のII−VI族化合物
半導体層をInx Gay Al1-x-y As層とほぼ格子整
合させることができ、このためそれぞれ活性層を含むこ
れらの第1のII−VI族化合物半導体層、第2のII
−VI族化合物半導体層および第3のII−VI族化合
物半導体層中に歪みがほとんど存在しないようにするこ
とができる。これによって、半導体発光素子における第
1の発光素子構造、第2の発光素子構造および第3の発
光素子構造に対する通電時のそれぞれの活性層付近にお
ける非発光中心の生成を低減させることができ、これら
の発光素子構造の劣化を抑制することができる。また、
第1の発光素子構造、第2の発光素子構造および第3の
発光素子構造によりそれぞれ第1の色、第2の色および
第3の色の発光が可能であるので、多色発光が可能であ
る。
According to the second invention of the present invention configured as described above, the first II-VI compound semiconductor layer, the second II-VI compound semiconductor layer and the third II- which are used. In x Ga y Al depending on the group VI compound semiconductor layer
By appropriately selecting the composition ratio of the 1-xy As layer, the first II-VI group compound semiconductor layer and the second II-VI compound semiconductor layer are formed.
VI compound semiconductor layer and the third II-VI compound semiconductor layer can be substantially lattice matched with the In x Ga y Al 1-xy As layer, such that their respectively including the active layer and the first II- Group VI compound semiconductor layer, second II
Almost no strain can be present in the —VI compound semiconductor layer and the third II-VI compound semiconductor layer. This can reduce the generation of non-radiative centers near the respective active layers during energization of the first light emitting device structure, the second light emitting device structure, and the third light emitting device structure in the semiconductor light emitting device. It is possible to suppress the deterioration of the structure of the light emitting element. Also,
The first light emitting element structure, the second light emitting element structure, and the third light emitting element structure can emit light of the first color, the second color, and the third color, respectively, so that multicolor light emission is possible. is there.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】図3はこの発明の第1の実施形態による半
導体レーザーを示す断面図である。この半導体レーザー
においては、Zn0.75Cd0.25Se活性層を用い、50
4nm±15nmの発光波長(緑色)を得る。
FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. In this semiconductor laser, a Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer is used, and
An emission wavelength (green) of 4 nm ± 15 nm is obtained.

【0034】図3に示すように、この第1の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、n型不純物として例え
ばSiがドープされた例えば(100)面方位のn型G
aAs基板1上に、n型不純物として例えばSiがドー
プされたn型GaAsバッファ層2、n型不純物として
同様にSiがドープされたn型In0.05Ga0.95As層
3、n型不純物として同様にSiがドープされたn型I
0.1 Ga0.9 As層4、n型不純物として同様にSi
がドープされたn型In0.15Ga0.85As層5、n型不
純物として同様にSiがドープされたn型In0.2 Ga
0.8 As層6、n型不純物として同様にSiがドープさ
れたn型In0.25Ga0.75As層7、n型不純物として
同様にSiがドープされたn型In0.3 Ga0.7 As層
8、n型不純物として例えばClがドープされたn型Z
0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9、Zn0.75
0.25Se活性層10およびp型不純物として例えばN
がドープされたp型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラ
ッド層11が順次積層されている。
As shown in FIG. 3, in the semiconductor laser according to the first embodiment, an n-type G having, for example, a (100) plane orientation doped with Si as an n-type impurity is used.
On the aAs substrate 1, for example, an n-type GaAs buffer layer 2 doped with Si as an n-type impurity, an n-type In 0.05 Ga 0.95 As layer 3 similarly doped with Si as an n-type impurity, and an n-type impurity similarly. N-type I doped with Si
n 0.1 Ga 0.9 As layer 4, Si as an n-type impurity
N-type In 0.15 Ga 0.85 As layer 5 doped with Si, and n-type In 0.2 Ga similarly doped with Si as an n-type impurity
0.8 As layer 6, n-type In 0.25 Ga 0.75 As layer 7 similarly doped with Si as n-type impurity, n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 8 similarly doped with Si as n-type impurity, n-type impurity For example, n-type Z doped with Cl
n 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 9, Zn 0.75 C
As the d 0.25 Se active layer 10 and p-type impurities, for example, N
A p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 11 doped with is sequentially laminated.

【0035】ここで、これらの層の厚さの一例を挙げる
と、n型GaAsバッファ層2は30nm、n型In
0.05Ga0.95As層3、n型In0.1 Ga0.9 As層
4、n型In0.15Ga0.85As層5、n型In0.2 Ga
0.8 As層6およびn型In0.25Ga0.75As層7はそ
れぞれ1μm、n型In0.3 Ga0.7 As層8は3μ
m、n型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9お
よびp型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層11
はそれぞれ2μm、Zn0.75Cd0.25Se活性層10は
0.2μmである。
Here, as an example of the thickness of these layers, the n-type GaAs buffer layer 2 has a thickness of 30 nm, and the n-type In
0.05 Ga 0.95 As layer 3, n-type In 0.1 Ga 0.9 As layer 4, n-type In 0.15 Ga 0.85 As layer 5, n-type In 0.2 Ga
The 0.8 As layer 6 and the n-type In 0.25 Ga 0.75 As layer 7 each have a thickness of 1 μm, and the n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 8 has a thickness of 3 μm.
m, n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 9 and p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11
Is 2 μm and the Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer 10 is 0.2 μm.

【0036】この場合、n型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12
Seクラッド層9、Zn0.75Cd0.25Se活性層10お
よびp型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層11
によりレーザー構造が構成されているが、これらのn型
Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9、Zn0.75
Cd0.25Se活性層10およびp型Zn0.68Mg0.2
0.12Seクラッド層11は、その下地のn型In0.3
Ga0.7 As層8とほぼ完全に格子整合している。ま
た、n型GaAs基板1およびn型GaAsバッファ層
2とこのn型In0.3 Ga0.7 As層8との間には格子
不整合が存在するが、この格子不整合は、このn型Ga
As基板1およびn型GaAsバッファ層2とn型In
0.3 Ga0.7 As層8との間にIn組成比が0.05ず
つ離散的に増加しているn型In0.05Ga0.95As層
3、n型In0.1 Ga0.9 As層4、n型In0.15Ga
0.85As層5、n型In0.2 Ga0.8 As層6およびn
型In0.25Ga0.75As層7が挿入されていることによ
り大幅に緩和されている。
In this case, n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12
Se clad layer 9, Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer 10 and p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11
The n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 9, Zn 0.75
Cd 0.25 Se active layer 10 and p-type Zn 0.68 Mg 0.2 C
The d 0.12 Se clad layer 11 has an underlying n-type In 0.3
It is almost completely lattice-matched with the Ga 0.7 As layer 8. Further, there is a lattice mismatch between the n-type GaAs substrate 1 and the n-type GaAs buffer layer 2 and the n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 8, but this lattice mismatch is caused by the n-type Ga.
As substrate 1, n-type GaAs buffer layer 2, and n-type In
The n-type In 0.05 Ga 0.95 As layer 3, the n-type In 0.1 Ga 0.9 As layer 4, and the n-type In 0.15 Ga in which the In composition ratio is discretely increased by 0.05 with respect to the 0.3 Ga 0.7 As layer 8
0.85 As layer 5, n-type In 0.2 Ga 0.8 As layer 6 and n
The type In 0.25 Ga 0.75 As layer 7 is inserted, so that it is largely relaxed.

【0037】p型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッ
ド層11上には、一方向に延びるストライプ形状の開口
12aを有する絶縁層12が積層されている。この絶縁
層12は例えばAl2 3 膜により形成される。そし
て、この絶縁層12の開口12aを通じてp型Zn0.68
Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層11とオーミックコン
タクトし、かつ絶縁層12上に延在してp側電極13が
設けられている。この開口12aの幅は例えば10μm
程度である。ここで、p側電極13としては、例えば厚
さ10nm程度のPd膜、例えば厚さ100nm程度の
Au膜および例えば厚さ300nm程度のAu膜を順次
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、In電極のような
n側電極14が設けられ、オーミックコンタクトしてい
る。
On the p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11, an insulating layer 12 having a stripe-shaped opening 12a extending in one direction is laminated. The insulating layer 12 is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. Then, through the opening 12a of the insulating layer 12, p-type Zn 0.68
A p-side electrode 13 is provided in ohmic contact with the Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11 and extends on the insulating layer 12. The width of this opening 12a is, for example, 10 μm.
It is a degree. Here, as the p-side electrode 13, for example, a Pd / Pt / Au electrode having a structure in which a Pd film having a thickness of about 10 nm, for example, an Au film having a thickness of about 100 nm and an Au film having a thickness of, for example, about 300 nm are sequentially stacked is used. To be On the other hand, an n-side electrode 14 such as an In electrode is provided on the back surface of the n-type GaAs substrate 1 and makes ohmic contact.

【0038】次に、上述のように構成されたこの第1の
実施形態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 the first embodiment constructed as described above will be described.

【0039】すなわち、この第1の実施形態による半導
体レーザーを製造するためには、まず、例えばIII−
V族化合物半導体用の分子線エピタキシー(MBE)装
置や有機金属化学気相成長(MOCVD)装置を用いた
MBE法やMOCVD法により、図3に示すように、n
型GaAs基板1上に、n型GaAsバッファ層2、n
型In0.05Ga0.95As層3、n型In0.1 Ga0.9
s層4、n型In0.15Ga0.85As層5、n型In0.2
Ga0.8 As層6、n型In0.25Ga0.75As層7およ
びn型In0.3 Ga0.7 As層8を順次成長させる。
That is, in order to manufacture the semiconductor laser according to the first embodiment, first, for example, III-
As shown in FIG. 3, by the MBE method or MOCVD method using a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus for a Group V compound semiconductor or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus, as shown in FIG.
N-type GaAs buffer layer 2, n-type
Type In 0.05 Ga 0.95 As layer 3, n-type In 0.1 Ga 0.9 A
s layer 4, n-type In 0.15 Ga 0.85 As layer 5, n-type In 0.2
The Ga 0.8 As layer 6, the n-type In 0.25 Ga 0.75 As layer 7, and the n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 8 are sequentially grown.

【0040】次に、このようにしてn型In0.3 Ga
0.7 As層8の成長まで終了したn型GaAs基板1を
III−V族化合物半導体用のMBE装置またはMOC
VD装置からII−VI族化合物半導体用のMBE装置
の成長室内に真空搬送する。そして、この成長室内にお
いて、MBE法により、n型In0.3 Ga0.7 As層8
上に、n型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層
9、Zn0.75Cd0.25Se活性層10およびp型Zn
0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層11を順次成長さ
せる。
Next, in this way, n-type In 0.3 Ga is obtained.
The n-type GaAs substrate 1 on which the growth of the 0.7 As layer 8 has been completed is used as an MBE device or MOC for a III-V group compound semiconductor.
Vacuum transfer from the VD device to the growth chamber of the MBE device for II-VI compound semiconductors. Then, in this growth chamber, the n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 8 is formed by the MBE method.
On top, n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 9, Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer 10 and p-type Zn
0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11 is sequentially grown.

【0041】このMBE法によるII−VI族化合物半
導体層の成長においては、例えば、Zn原料としてZn
を用い、Mg原料としてMgを用い、Se原料としてS
eを用い、Cd原料としてCdを用いる。また、n型Z
0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9のn型不純物
としてのClのドーピングは、例えば、ZnCl2 をド
ーパントとして用いて行う。さらに、p型Zn0.68Mg
0.2 Cd0.12Seクラッド層11のp型不純物としての
Nのドーピングは、高周波(RF)または電子サイクロ
トロン共鳴(ECR)プラズマセルを用いてN2 プラズ
マを発生させ、それによって生成される活性Nを用いて
行う。
In the growth of the II-VI group compound semiconductor layer by the MBE method, for example, Zn as a Zn source is used.
And Mg as the Mg raw material and S as the Se raw material.
e is used, and Cd is used as a Cd raw material. Also, n-type Z
Doping with Cl as an n-type impurity of the n 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 9 is performed by using ZnCl 2 as a dopant, for example. Furthermore, p-type Zn 0.68 Mg
The doping of N as a p-type impurity in the 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 11 generates N 2 plasma using a radio frequency (RF) or electron cyclotron resonance (ECR) plasma cell, and uses active N generated thereby. Do it.

【0042】次に、p型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Se
クラッド層11上にストライプ形状を有する所定幅のレ
ジストパターン(図示せず)を形成した後、例えば真空
蒸着法により全面にAl2 3 膜を形成し、このレジス
トパターンを、その上に形成されたAl2 3 膜ととも
に除去する(リフトオフ)。これによって、ストライプ
形状の開口12aを有する絶縁層12が形成される。
Next, p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se
After forming a stripe-shaped resist pattern (not shown) having a predetermined shape on the clad layer 11, an Al 2 O 3 film is formed on the entire surface by, for example, a vacuum vapor deposition method, and the resist pattern is formed thereon. Removed together with the Al 2 O 3 film (lift-off). As a result, the insulating layer 12 having the stripe-shaped openings 12a is formed.

【0043】次に、全面にPd膜、Pt膜およびAu膜
を真空蒸着法により順次形成してPd/Pt/Au電極
からなる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Zn0.68Mg
0.2 Cd0.12Seクラッド層11と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
電極からなるn側電極14を形成し、オーミックコンタ
クトさせる。
Next, a Pd film, a Pt film, and an Au film are sequentially formed on the entire surface by a vacuum evaporation method to form a p-side electrode 13 made of a Pd / Pt / Au electrode, and then heat-treated as necessary. , P-type Zn 0.68 Mg
Ohmic contact is made with 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 11. On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, In
An n-side electrode 14 composed of an electrode is formed and ohmic contact is made.

【0044】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、真空蒸着法などにより端面コーテ
ィングを施す。この後、このバーを劈開してチップ化
し、これによって得られるレーザーチップをパッケージ
ングする。
Next, the n-type GaAs substrate 1 having the laser structure formed as described above is cleaved in a bar shape to form both resonator end faces, and then end face coating is performed by a vacuum deposition method or the like. After this, the bar is cleaved to form a chip, and the laser chip thus obtained is packaged.

【0045】以上のように、この第1の実施形態による
半導体レーザーによれば、レーザー構造を構成するn型
Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9、Zn0.75
Cd0.25Se活性層10およびp型Zn0.68Mg0.2
0.12Seクラッド層11はその下地のn型In0.3
0.7 As層8とほぼ完全に格子整合しており、これら
のn型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層9、Z
0.75Cd0.25Se活性層10およびp型Zn0.68Mg
0.2 Cd0.12Seクラッド層11中には歪みがほとんど
存在しない。このため、特にZn0.75Cd0.25Se活性
層10中に歪みがほとんど存在しないことにより、半導
体レーザーに対する通電時のZn0.75Cd0.25Se活性
層10付近における非発光中心の生成を低減させること
ができ、半導体レーザーの劣化を抑制することができ
る。これによって、長寿命かつ高信頼性の緑色発光の半
導体レーザーを実現することができる。
As described above, according to the semiconductor laser of the first embodiment, the n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se cladding layer 9 and Zn 0.75 constituting the laser structure are formed.
Cd 0.25 Se active layer 10 and p-type Zn 0.68 Mg 0.2 C
d 0.12 Se clad layer 11 is an underlying n-type In 0.3 G
The n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 9 and Z are almost completely lattice-matched with the a 0.7 As layer 8.
n 0.75 Cd 0.25 Se active layer 10 and p-type Zn 0.68 Mg
There is almost no strain in the 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 11. Thus, in particular Zn by 0.75 Cd 0.25 not strain is almost present in the Se active layer 10, it is possible to reduce the generation of non-luminescent centers in Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer 10 near the time of power supply to the semiconductor laser, It is possible to suppress the deterioration of the semiconductor laser. This makes it possible to realize a green-emitting semiconductor laser having a long life and high reliability.

【0046】図4はこの発明の第2の実施形態による半
導体レーザーを示す。この半導体レーザーにおいては、
Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層を用い、443n
m±15nmの発光波長(青色)を得る。
FIG. 4 shows a semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. In this semiconductor laser,
Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer is used, 443n
An emission wavelength (blue) of m ± 15 nm is obtained.

【0047】図4に示すように、この第2の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、n型不純物として例え
ばSiがドープされた例えば(100)面方位のn型I
nP基板21上に、n型不純物として例えばSiがドー
プされたn型In0.53Ga0.47As層22、n型不純物
として例えばClがドープされたn型Zn0.18Mg0.68
Cd0.14Seクラッド層23、Zn0.25Mg0.5 Cd
0.25Se活性層24およびp型不純物として例えばNが
ドープされたp型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層25が順次積層されている。
As shown in FIG. 4, in the semiconductor laser according to the second embodiment, an n-type I having, for example, a (100) plane orientation doped with Si as an n-type impurity is used.
On the nP substrate 21, an n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 22 doped with Si as an n-type impurity, and an n-type Zn 0.18 Mg 0.68 doped with Cl as an n-type impurity, for example.
Cd 0.14 Se clad layer 23, Zn 0.25 Mg 0.5 Cd
A 0.25 Se active layer 24 and a p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25 doped with N as a p-type impurity, for example, are sequentially stacked.

【0048】ここで、これらの層の厚さの一例を挙げる
と、n型In0.53Ga0.47As層22は1μm、n型Z
0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層23およびp型
Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層25はそれぞ
れ2μm、Zn0.25Mg0.5Cd0.25Se活性層24は
0.2μmである。
Here, as an example of the thicknesses of these layers, the n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 22 has a thickness of 1 μm, and the n-type Z has a thickness of 1 μm.
The n 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 23 and the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25 are 2 μm, and the Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24 is 0.2 μm.

【0049】この場合、レーザー構造を構成するn型Z
0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層23、Zn0.25
Mg0.5 Cd0.25Se活性層24およびp型Zn0.18
0.68Cd0.14Seクラッド層25は、その下地のn型
In0.53Ga0.47As層22とほぼ完全に格子整合して
いる。また、このn型In0.53Ga0.47As層22はn
型InP基板21とほぼ完全に格子整合している。
In this case, the n-type Z forming the laser structure
n 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se cladding layer 23, Zn 0.25
Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24 and p-type Zn 0.18 M
The g 0.68 Cd 0.14 Se cladding layer 25 is almost completely lattice-matched with the underlying n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 22. The n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 22 has n
It is almost completely lattice-matched with the InP substrate 21.

【0050】p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層25上には、一方向に延びるストライプ形状の開口
26aを有する絶縁層26が積層されている。この絶縁
層26は例えばAl2 3 膜により形成される。そし
て、この絶縁層26の開口26aを通じてp型Zn0.18
Mg0.68Cd0.14Seクラッド層25とオーミックコン
タクトし、かつ絶縁層26上に延在してp側電極27が
設けられている。この開口26aの幅は例えば10μm
程度である。ここで、p側電極27としては、例えば厚
さ10nm程度のPd膜、例えば厚さ100nm程度の
Au膜および例えば厚さ300nm程度のAu膜を順次
積層した構造のPd/Pt/Au電極が用いられる。一
方、n型InP基板21の裏面には、In電極のような
n側電極28が設けられ、オーミックコンタクトしてい
る。
On the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25, an insulating layer 26 having a stripe-shaped opening 26a extending in one direction is laminated. The insulating layer 26 is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. Then, p-type Zn 0.18 is formed through the opening 26a of the insulating layer 26.
A p-side electrode 27 is provided in ohmic contact with the Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25 and extends on the insulating layer 26. The width of this opening 26a is, for example, 10 μm.
It is a degree. Here, as the p-side electrode 27, for example, a Pd / Pt / Au electrode having a structure in which a Pd film having a thickness of approximately 10 nm, for example, an Au film having a thickness of approximately 100 nm and an Au film having a thickness of approximately 300 nm are sequentially stacked is used. To be On the other hand, on the back surface of the n-type InP substrate 21, an n-side electrode 28 such as an In electrode is provided and is in ohmic contact.

【0051】この第2の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第1の実施形態による半導体レーザーと
同様であるので、説明を省略する。
The method of manufacturing the semiconductor laser according to the second embodiment is the same as that of the semiconductor laser according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0052】以上のように、この第2の実施形態による
半導体レーザーによれば、レーザー構造を構成するn型
Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層23、Zn
0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層24およびp型Zn
0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層25はその下地の
n型In0.53Ga0.47As層22とほぼ完全に格子整合
しており、これらのn型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Se
クラッド層23、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層
24およびp型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド
層25中には歪みがほとんど存在しない。このため、特
にZn0.25Mg0.5Cd0.25Se活性層24中に歪みが
ほとんど存在しないことにより、半導体レーザーに対す
る通電時のZn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層24付
近における非発光中心の生成を低減させることができ、
半導体レーザーの劣化を抑制することができる。これに
よって、長寿命かつ高信頼性の青色発光の半導体レーザ
ーを実現することができる。
As described above, according to the semiconductor laser of the second embodiment, the n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 23 and Zn constituting the laser structure are formed.
0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24 and p-type Zn
The 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se cladding layer 25 is almost completely lattice-matched with the underlying n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 22, and these n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se layers are formed.
Almost no strain exists in the clad layer 23, the Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24, and the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25. Therefore, in particular by the distortion hardly exists in Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24, reducing the generation of non-luminescent centers in Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24 near the time of energization of the semiconductor laser It is possible,
It is possible to suppress the deterioration of the semiconductor laser. This makes it possible to realize a blue-emitting semiconductor laser with a long life and high reliability.

【0053】図5はこの発明の第3の実施形態による半
導体レーザーを示す。この半導体レーザーにおいては、
Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層を用い、504n
m±15nmの発光波長(緑色)を得る。
FIG. 5 shows a semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention. In this semiconductor laser,
Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se using active layer, 504n
An emission wavelength (green) of m ± 15 nm is obtained.

【0054】図5に示すように、この第3の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、n型不純物として例え
ばSiがドープされた例えば(100)面方位のn型I
nP基板31上に、n型不純物として例えばSiがドー
プされたn型In0.53Ga0.47As層32、n型不純物
として例えばClがドープされたn型Zn0.25Mg0.5
Cd0.25Seクラッド層33、Zn0.35Mg0.28Cd
0.37Se活性層34およびp型不純物として例えばNが
ドープされたp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層35が順次積層されている。
As shown in FIG. 5, in the semiconductor laser according to the third embodiment, an n-type I having, for example, a (100) plane orientation doped with Si as an n-type impurity is used.
On the nP substrate 31, an n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 32 doped with Si as an n-type impurity, and an n-type Zn 0.25 Mg 0.5 doped with Cl as an n-type impurity, for example.
Cd 0.25 Se clad layer 33, Zn 0.35 Mg 0.28 Cd
A 0.37 Se active layer 34 and a p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 35 doped with N as a p-type impurity, for example, are sequentially stacked.

【0055】ここで、これらの層の厚さの一例を挙げる
と、n型In0.53Ga0.47As層32は1μm、n型Z
0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層33およびp型
Zn 0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層35はそれぞ
れ2μm、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層34は
0.2μmである。
An example of the thickness of these layers will be given here.
And n-type In0.53Ga0.47As layer 32 is 1 μm, n-type Z
n0.25Mg0.5Cd0.25Se clad layer 33 and p-type
Zn 0.25Mg0.5Cd0.25The Se clad layer 35 is each
2 μm, Zn0.35Mg0.28Cd0.37The Se active layer 34 is
It is 0.2 μm.

【0056】この場合、レーザー構造を構成するn型Z
0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層33、Zn0.35
Mg0.28Cd0.37Se活性層34およびp型Zn0.25
0.5 Cd0.25Seクラッド層35は、その下地のn型
In0.53Ga0.47As層32とほぼ完全に格子整合して
いる。また、このn型In0.53Ga0.47As層32はn
型InP基板31とほぼ完全に格子整合している。
In this case, the n-type Z constituting the laser structure
n 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 33, Zn 0.35
Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 34 and p-type Zn 0.25 M
The g 0.5 Cd 0.25 Se cladding layer 35 is almost completely lattice-matched with the underlying n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 32. In addition, the n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 32 has n
It is almost completely lattice-matched with the InP substrate 31.

【0057】p型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層35上には、一方向に延びるストライプ形状の開口
36aを有する絶縁層36が積層されている。この絶縁
層36は例えばAl2 3 膜により形成される。そし
て、この絶縁層36の開口36aを通じてp型Zn0.25
Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層35とオーミックコン
タクトし、かつ絶縁層36上に延在してp側電極37が
設けられている。この開口36aの幅は例えば10μm
程度である。ここで、p側電極37としては、例えば厚
さ10nm程度のPd膜、例えば厚さ100nm程度の
Au膜および例えば厚さ300nm程度のAu膜を順次
積層した構造のPd/Pt/Au電極が用いられる。一
方、n型InP基板31の裏面には、In電極のような
n側電極38が設けられ、オーミックコンタクトしてい
る。
On the p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 35, an insulating layer 36 having a stripe-shaped opening 36a extending in one direction is laminated. The insulating layer 36 is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. Then, through the opening 36a of the insulating layer 36, p-type Zn 0.25
A p-side electrode 37 is provided in ohmic contact with the Mg 0.5 Cd 0.25 Se cladding layer 35 and extends on the insulating layer 36. The width of the opening 36a is, for example, 10 μm.
It is a degree. Here, as the p-side electrode 37, for example, a Pd / Pt / Au electrode having a structure in which a Pd film having a thickness of approximately 10 nm, for example, an Au film having a thickness of approximately 100 nm and an Au film having a thickness of approximately 300 nm are sequentially stacked is used. To be On the other hand, on the back surface of the n-type InP substrate 31, an n-side electrode 38 such as an In electrode is provided and makes ohmic contact.

【0058】この第3の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第1の実施形態による半導体レーザーと
同様であるので、説明を省略する。
The method of manufacturing the semiconductor laser according to the third embodiment is the same as that of the semiconductor laser according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0059】以上のように、この第3の実施形態による
半導体レーザーによれば、レーザー構造を構成するn型
Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層33、Zn
0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層34およびp型Zn
0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層35はその下地の
n型In0.53Ga0.47As層32とほぼ完全に格子整合
しており、これらのn型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se
クラッド層33、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層
34およびp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド
層35中には歪みがほとんど存在しない。このため、特
にZn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層34中に歪みが
ほとんど存在しないことにより、半導体レーザーに対す
る通電時のZn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層34付
近における非発光中心の生成を低減させることができ、
半導体レーザーの劣化を抑制することができる。これに
よって、長寿命かつ高信頼性の緑色発光の半導体レーザ
ーを実現することができる。
As described above, according to the semiconductor laser of the third embodiment, the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se cladding layer 33, Zn constituting the laser structure is formed.
0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se Active layer 34 and p-type Zn
The 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se cladding layer 35 is almost completely lattice-matched with the underlying n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 32, and these n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se layers are formed.
Almost no strain exists in the clad layer 33, Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 34 and p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 35. Therefore, in particular by not strain is almost present in the Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 34, reducing the generation of non-luminescent centers in Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer near 34 during energization to the semiconductor laser It is possible,
It is possible to suppress the deterioration of the semiconductor laser. This makes it possible to realize a green-emitting semiconductor laser having a long life and high reliability.

【0060】図6はこの発明の第4の実施形態による半
導体レーザーを示す。この半導体レーザーにおいては、
Zn0.48Cd0.52Se活性層を用い、608nm±15
nmの発光波長(赤色)を得る。
FIG. 6 shows a semiconductor laser according to the fourth embodiment of the present invention. In this semiconductor laser,
Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer was used, 608 nm ± 15
The emission wavelength (nm) of nm is obtained.

【0061】図6に示すように、この第4の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、n型不純物として例え
ばSiがドープされた例えば(100)面方位のn型I
nP基板41上に、n型不純物として例えばSiがドー
プされたn型In0.53Ga0.47As層42、n型不純物
として例えばClがドープされたn型Zn0.35Mg0.28
Cd0.37Seクラッド層43、Zn0.48Cd0.52Se活
性層44およびp型不純物として例えばNがドープされ
たp型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層45が
順次積層されている。
As shown in FIG. 6, in the semiconductor laser according to the fourth embodiment, an n-type I having, for example, a (100) plane orientation doped with Si as an n-type impurity is used.
On the nP substrate 41, an n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 42 doped with Si as an n-type impurity, and an n-type Zn 0.35 Mg 0.28 doped with Cl as an n-type impurity, for example.
A Cd 0.37 Se clad layer 43, a Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 44, and a p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 45 doped with N as a p-type impurity, for example, are sequentially laminated.

【0062】ここで、これらの層の厚さの一例を挙げる
と、n型In0.53Ga0.47As層42は1μm、n型Z
0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層43およびp型
Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層45はそれぞ
れ2μm、Zn0.48Cd0.52Se活性層44は0.2μ
mである。
Here, as an example of the thickness of these layers, the n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 42 has a thickness of 1 μm, and the n-type Z has a thickness of 1 μm.
The n 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 43 and the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 45 are 2 μm, and the Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 44 is 0.2 μm.
m.

【0063】この場合、レーザー構造を構成するn型Z
0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層43、Zn0.48
Cd0.52Se活性層44およびp型Zn0.35Mg0.28
0.37Seクラッド層45は、その下地のn型In0.53
Ga0.47As層42とほぼ完全に格子整合している。ま
た、このn型In0.53Ga0.47As層42はn型InP
基板41とほぼ完全に格子整合している。
In this case, the n-type Z constituting the laser structure
n 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 43, Zn 0.48
Cd 0.52 Se active layer 44 and p-type Zn 0.35 Mg 0.28 C
The d 0.37 Se clad layer 45 is an underlayer of n-type In 0.53
It is almost completely lattice-matched with the Ga 0.47 As layer 42. Further, the n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 42 is formed of
It is almost completely lattice-matched with the substrate 41.

【0064】p型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層45上には、一方向に延びるストライプ形状の開口
46aを有する絶縁層46が積層されている。この絶縁
層46は例えばAl2 3 膜により形成される。そし
て、この絶縁層46の開口46aを通じてp型Zn0.35
Mg0.28Cd0.37Seクラッド層45とオーミックコン
タクトし、かつ絶縁層46上に延在してp側電極47が
設けられている。この開口46aの幅は例えば10μm
程度である。ここで、p側電極47としては、例えば厚
さ10nm程度のPd膜、例えば厚さ100nm程度の
Au膜および例えば厚さ300nm程度のAu膜を順次
積層した構造のPd/Pt/Au電極が用いられる。一
方、n型InP基板41の裏面には、In電極のような
n側電極48が設けられ、オーミックコンタクトしてい
る。
On the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 45, an insulating layer 46 having a stripe-shaped opening 46a extending in one direction is laminated. The insulating layer 46 is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. Then, through the opening 46a of the insulating layer 46, p-type Zn 0.35
A p-side electrode 47 is provided in ohmic contact with the Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 45 and extends on the insulating layer 46. The width of this opening 46a is, for example, 10 μm.
It is a degree. Here, as the p-side electrode 47, for example, a Pd / Pt / Au electrode having a structure in which a Pd film having a thickness of about 10 nm, for example, an Au film having a thickness of about 100 nm and an Au film having a thickness of, for example, about 300 nm are sequentially stacked is used. To be On the other hand, on the back surface of the n-type InP substrate 41, an n-side electrode 48 such as an In electrode is provided and makes ohmic contact.

【0065】この第4の実施形態による半導体レーザー
の製造方法は、第1の実施形態による半導体レーザーと
同様であるので、説明を省略する。
The method of manufacturing the semiconductor laser according to the fourth embodiment is the same as that of the semiconductor laser according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0066】以上のように、この第4の実施形態による
半導体レーザーによれば、レーザー構造を構成するn型
Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層43、Zn
0.48Cd0.52Se活性層44およびp型Zn0.35Mg
0.28Cd0.37Seクラッド層45はその下地のn型In
0.53Ga0.47As層42とほぼ完全に格子整合してお
り、これらのn型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層43、Zn0.48Cd0.52Se活性層44およびp型
Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層45中には歪
みがほとんど存在しない。このため、特にZn0.48Cd
0.52Se活性層44中に歪みがほとんど存在しないこと
により、半導体レーザーに対する通電時のZn0.48Cd
0.52Se活性層44付近における非発光中心の生成を低
減させることができ、半導体レーザーの劣化を抑制する
ことができる。これによって、長寿命かつ高信頼性の赤
色発光の半導体レーザーを実現することができる。
As described above, according to the semiconductor laser of the fourth embodiment, the n-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 43, Zn constituting the laser structure are formed.
0.48 Cd 0.52 Se active layer 44 and p-type Zn 0.35 Mg
The 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 45 is an underlying n-type In
The n-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 43, the Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 44 and the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad are almost completely lattice-matched with the 0.53 Ga 0.47 As layer 42. There is almost no strain in layer 45. Therefore, especially Zn 0.48 Cd
Since there is almost no strain in the 0.52 Se active layer 44, Zn 0.48 Cd during energization of the semiconductor laser is obtained.
The generation of non-radiative centers near the 0.52 Se active layer 44 can be reduced, and the deterioration of the semiconductor laser can be suppressed. This makes it possible to realize a red-emitting semiconductor laser having a long life and high reliability.

【0067】図7はこの発明の第5の実施形態による多
色発光半導体レーザーを示す。この多色発光半導体レー
ザーは、それぞれ赤色、緑色および青色で発光可能な三
種類の半導体レーザーを同一基板上に集積したものであ
る。
FIG. 7 shows a multicolor light emitting semiconductor laser according to the fifth embodiment of the present invention. This multicolor light emitting semiconductor laser is one in which three types of semiconductor lasers capable of emitting red, green and blue light are integrated on the same substrate.

【0068】図7に示すように、この第5の実施形態に
よる多色発光半導体レーザーにおいては、n型不純物と
して例えばSiがドープされた例えば(100)面方位
のn型InP基板51上に、第4の実施形態による半導
体レーザーと同様な赤色発光可能な半導体レーザー(発
光波長は608nm±15nm)、第3の実施形態によ
る半導体レーザーと同様な緑色発光可能な半導体レーザ
ー(発光波長は504nm±15nm)、および、第2
の実施形態による半導体レーザーと同様な青色発光可能
な半導体レーザー(発光波長は443nm±15nm)
が順次積層されている。
As shown in FIG. 7, in the multicolor light emitting semiconductor laser according to the fifth embodiment, an n-type InP substrate 51 having, for example, a (100) orientation and doped with Si as an n-type impurity, A semiconductor laser capable of emitting red light (emission wavelength is 608 nm ± 15 nm) similar to the semiconductor laser according to the fourth embodiment, and a semiconductor laser capable of emitting green light (emission wavelength is 504 nm ± 15 nm) similar to the semiconductor laser according to the third embodiment. ), And the second
A semiconductor laser capable of emitting blue light similar to the semiconductor laser according to the embodiment (emission wavelength is 443 nm ± 15 nm)
Are sequentially laminated.

【0069】すなわち、n型InP基板51上に、n型
不純物として例えばSiがドープされたn型In0.53
0.47As層52、n型不純物として例えばClがドー
プされたn型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッド層
53、Zn0.48Cd0.52Se活性層54およびp型不純
物として例えばNがドープされたp型Zn0.35Mg0.28
Cd0.37Seクラッド層55が順次積層されている。こ
れらの層は、第4の実施形態による半導体レーザーを構
成するn型In0.53Ga0.47As層42、n型Zn0.35
Mg0.28Cd0.37Seクラッド層43、Zn0.48Cd
0.52Se活性層44およびp型Zn0.35Mg0.28Cd
0.37Seクラッド層45と同様なものであり、それらの
厚さも同様である。そして、これらのn型Zn0.35Mg
0.28Cd0.37Seクラッド層53、Zn0.48Cd0.52
e活性層54およびp型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se
クラッド層55により、第4の実施形態による半導体レ
ーザーと同様な赤色発光可能な半導体レーザーが構成さ
れている。
That is, n-type In 0.53 G doped with, for example, Si as an n-type impurity on the n-type InP substrate 51.
a 0.47 As layer 52, n-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 53 doped with, for example, Cl as n-type impurities, Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 54 and p-type doped with, for example, N as p-type impurities Zn 0.35 Mg 0.28
Cd 0.37 Se clad layer 55 is sequentially laminated. These layers are the n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 42 and the n-type Zn 0.35 constituting the semiconductor laser according to the fourth embodiment.
Mg 0.28 Cd 0.37 Se cladding layer 43, Zn 0.48 Cd
0.52 Se active layer 44 and p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd
It is similar to the 0.37 Se clad layer 45, and their thickness is also similar. And these n-type Zn 0.35 Mg
0.28 Cd 0.37 Se cladding layer 53, Zn 0.48 Cd 0.52 S
e Active layer 54 and p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se
The clad layer 55 constitutes a semiconductor laser capable of emitting red light similar to the semiconductor laser according to the fourth embodiment.

【0070】p型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層55上に、この赤色発光可能な半導体レーザーのp
側電極56がオーミックコンタクトして設けられてい
る。このp側電極56としては、例えばPd/Pt/A
u電極が用いられる。また、n型InP基板51の裏面
に、この赤色発光可能な半導体レーザーのn側電極57
がオーミックコンタクトして設けられている。このn側
電極57としては、例えばIn電極が用いられる。
On the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 55, p of this semiconductor laser capable of emitting red light is formed.
The side electrode 56 is provided in ohmic contact. As the p-side electrode 56, for example, Pd / Pt / A
u electrodes are used. Further, on the back surface of the n-type InP substrate 51, the n-side electrode 57 of the semiconductor laser capable of emitting red light.
Are provided in ohmic contact. An In electrode, for example, is used as the n-side electrode 57.

【0071】p型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層55上には、p型不純物として例えばNがドープさ
れたp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層5
8、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層59およびn
型不純物として例えばClがドープされたn型Zn0.25
Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層60が順次積層されて
いる。これらの層は、第3の実施形態による半導体レー
ザーを構成するn型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラ
ッド層33、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層34
およびp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層3
5と同様のものであり、それらの厚さも同様である。そ
して、これらのp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラ
ッド層58、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層59
およびn型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層6
0により、第3の実施形態による半導体レーザーと同様
な緑色発光可能な半導体レーザーが構成されている。
On the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 55, p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 5 doped with, for example, N as a p-type impurity.
8, Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 59 and n
N-type Zn 0.25 doped with Cl as a type impurity
The Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60 is sequentially laminated. These layers are the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 33 and the Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 34 which constitute the semiconductor laser according to the third embodiment.
And p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 3
5 as well as their thickness. Then, these p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 58 and Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 59 are formed.
And n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 6
0 constitutes a semiconductor laser capable of emitting green light similar to the semiconductor laser according to the third embodiment.

【0072】n型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層60上に、この緑色発光可能な半導体レーザーのn
側電極61がオーミックコンタクトして設けられてい
る。このn側電極61としては、例えばTi/Pt/A
u電極が用いられる。この緑色発光可能な半導体レーザ
ーのp側電極は、p側電極56が兼用する。
On the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60, n of this semiconductor laser capable of emitting green light is formed.
The side electrode 61 is provided in ohmic contact. The n-side electrode 61 is, for example, Ti / Pt / A
u electrodes are used. The p-side electrode 56 also serves as the p-side electrode of the semiconductor laser capable of emitting green light.

【0073】n型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層60上には、n型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seク
ラッド層62、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層6
3およびp型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層
64が順次積層されている。これらのn型Zn0.18Mg
0.68Cd0.14Seクラッド層62、Zn0.25Mg0.5
0.25Se活性層63およびp型Zn0.18Mg0.68Cd
0.14Seクラッド層64は、第2の実施形態による半導
体レーザーを構成するn型Zn0.18Mg0.68Cd0.14
eクラッド層23、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性
層24およびp型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層25と同様なものであり、それらの厚さも同様であ
る。そして、これらのn型Zn0.18Mg0.68Cd0.14
eクラッド層62、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性
層63およびp型Zn0.18Mg0. 68Cd0.14Seクラッ
ド層64により、第2の実施形態による半導体レーザー
と同様な青色発光可能な半導体レーザーが構成されてい
る。
On the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60, an n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 62 and a Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 6 are formed.
3 and a p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 64 are sequentially laminated. These n-type Zn 0.18 Mg
0.68 Cd 0.14 Se clad layer 62, Zn 0.25 Mg 0.5 C
d 0.25 Se active layer 63 and p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd
The 0.14 Se clad layer 64 constitutes the n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 S constituting the semiconductor laser according to the second embodiment.
The e-clad layer 23, the Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 24, and the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 25 are the same, and their thicknesses are also the same. And, these n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 S
The e cladding layer 62, Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 63 and the p-type Zn 0.18 Mg 0. 68 Cd 0.14 Se cladding layer 64, the semiconductor laser and the same blue light-emitting semiconductor lasers capable is according to the second embodiment It is configured.

【0074】p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層64上には、一方向に延びるストライプ形状の開口
65aを有する絶縁層65が積層されている。この絶縁
層65は例えばAl2 3 膜により形成される。そし
て、この絶縁層65の開口65aを通じてp型Zn0.18
Mg0.68Cd0.14Seクラッド層64とオーミックコン
タクトし、かつ絶縁層65上に延在して、青色発光可能
な半導体レーザーのp側電極66が設けられている。こ
の開口64aの幅は例えば10μm程度である。ここ
で、p側電極66としては、例えばPd/Pt/Au電
極が用いられる。この青色発光可能な半導体レーザーの
n側電極は、n側電極61が兼用する。
On the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 64, an insulating layer 65 having a stripe-shaped opening 65a extending in one direction is laminated. The insulating layer 65 is formed of, for example, an Al 2 O 3 film. Then, through the opening 65a of the insulating layer 65, p-type Zn 0.18
A p-side electrode 66 of a semiconductor laser capable of emitting blue light is provided in ohmic contact with the Mg 0.68 Cd 0.14 Se cladding layer 64 and extending on the insulating layer 65. The width of the opening 64a is, for example, about 10 μm. Here, as the p-side electrode 66, for example, a Pd / Pt / Au electrode is used. The n-side electrode 61 also serves as the n-side electrode of the semiconductor laser capable of emitting blue light.

【0075】この第5の実施形態においては、赤色発光
可能な半導体レーザーを構成するn型Zn0.35Mg0.28
Cd0.37Seクラッド層53、Zn0.48Cd0.52Se活
性層54およびp型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラ
ッド層55も、緑色発光可能な半導体レーザーを構成す
るp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層58、
Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層59およびp型Z
0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層60も、青色発
光可能な半導体レーザーを構成するn型Zn0.18Mg
0.68Cd0.14Seクラッド層62、Zn0.25Mg0.5
0.25Se活性層63およびp型Zn0.18Mg0.68Cd
0.14Seクラッド層64も、それらの下地のn型In
0.53Ga0.47As層52とほぼ完全に格子整合してい
る。また、このn型In0.53Ga0.47As層52はn型
InP基板51とほぼ完全に格子整合している。
In the fifth embodiment, n-type Zn 0.35 Mg 0.28 forming a semiconductor laser capable of emitting red light
The Cd 0.37 Se clad layer 53, the Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 54, and the p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 55 also constitute a p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer that constitutes a semiconductor laser capable of emitting green light. 58,
Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 59 and p-type Z
The n 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60 also constitutes an n-type Zn 0.18 Mg constituting a semiconductor laser capable of emitting blue light.
0.68 Cd 0.14 Se clad layer 62, Zn 0.25 Mg 0.5 C
d 0.25 Se active layer 63 and p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd
The 0.14 Se clad layer 64 also has an n-type In underlayer.
It is almost completely lattice-matched with the 0.53 Ga 0.47 As layer 52. The n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 52 is almost completely lattice-matched with the n-type InP substrate 51.

【0076】次に、上述のように構成されたこの第5の
実施形態による多色発光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 multicolor light emitting semiconductor laser according to the fifth embodiment having the above structure will be described.

【0077】すなわち、この第5の実施形態による多色
発光半導体レーザーを製造するためには、まず、n型I
nP基板51上に、第1の実施形態と同様な方法によ
り、n型In0.53Ga0.47As層52、n型Zn0.35
0.28Cd0.37Seクラッド層53、Zn0.48Cd0.52
Se活性層54、p型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seク
ラッド層55、p型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラ
ッド層58、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層5
9、n型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層6
0、n型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層6
2、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層63およびp
型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層64を順次
成長させる。
That is, in order to manufacture the multicolor light emitting semiconductor laser according to the fifth embodiment, first, the n-type I
The n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 52 and the n-type Zn 0.35 M are formed on the nP substrate 51 by the same method as that of the first embodiment.
g 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 53, Zn 0.48 Cd 0.52
Se active layer 54, p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 55, p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 58, Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 5
9, n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 6
0, n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 6
2, Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 63 and p
A type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se cladding layer 64 is sequentially grown.

【0078】次に、p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Se
クラッド層64上に、青色発光可能な半導体レーザーの
平面形状に対応した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、例えば反応性イオンエッチング(RIE)法によ
り、p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層6
4、Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層63およびn
型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層62を基板
表面に対して垂直方向にエッチングし、パターニングを
行う。
Next, p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se
After forming a resist pattern (not shown) having a shape corresponding to the planar shape of the semiconductor laser capable of emitting blue light on the clad layer 64, the resist pattern is used as a mask by, for example, a reactive ion etching (RIE) method. p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 6
4, Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 63 and n
The type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 62 is etched in a direction perpendicular to the substrate surface and patterned.

【0079】次に、このレジストパターンを除去した
後、p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッド層64
およびn型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層6
0上に、緑色発光可能な半導体レーザーの平面形状に対
応した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、例えばRI
E法により、n型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層60、Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層59お
よびp型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層58
を基板表面に対して垂直方向にエッチングし、パターニ
ングを行う。
Next, after removing the resist pattern, the p-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 64 is formed.
And n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 6
After forming a resist pattern (not shown) having a shape corresponding to the plane shape of the semiconductor laser capable of emitting green light on the substrate 0, the resist pattern is used as a mask, for example, RI.
By the E method, the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60, the Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 59, and the p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 58.
Is etched in the direction perpendicular to the substrate surface to perform patterning.

【0080】次に、このレジストパターンを除去した
後、絶縁層65に対応する部分が開口したレジストパタ
ーン(図示せず)を形成して表面を覆い、その後、真空
蒸着法により全面にAl2 3 膜を形成する。この後、
このレジストパターンをその上に形成されたAl2 3
膜とともに除去する。これによって、p型Zn0.18Mg
0.68Cd0.14Seクラッド層64上に、一方向に延びる
ストライプ形状の開口65aを有する絶縁層65が形成
される。
Next, after removing the resist pattern, a resist pattern (not shown) in which a portion corresponding to the insulating layer 65 is opened is formed to cover the surface, and then Al 2 O is formed on the entire surface by a vacuum deposition method. 3 Form a film. After this,
Al 2 O 3 formed on this resist pattern
Remove with membrane. As a result, p-type Zn 0.18 Mg
On the 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 64, an insulating layer 65 having a stripe-shaped opening 65a extending in one direction is formed.

【0081】次に、例えばリフトオフ法により、Pd/
Pt/Au電極からなるp側電極66をp型Zn0.18
0.68Cd0.14Seクラッド層64とオーミックコンタ
クトして形成する。同様に、例えばリフトオフ法によ
り、Ti/Pt/Au電極からなるn側電極61をn型
Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッド層60上に形成
し、オーミックコンタクトさせるとともに、Pd/Pt
/Au電極からなるp側電極56をp型Zn0.35Mg
0.28Cd0.37Seクラッド層55上に形成し、オーミッ
クコンタクトさせる。一方、n型InP基板51の裏面
には、In電極からなるn側電極57を形成し、オーミ
ックコンタクトさせる。
Next, Pd /
The p-side electrode 66 composed of a Pt / Au electrode is replaced with p-type Zn 0.18 M
g 0.68 Cd 0.14 Se formed in ohmic contact with the clad layer 64. Similarly, an n-side electrode 61 made of a Ti / Pt / Au electrode is formed on the n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 60 by, for example, a lift-off method to make ohmic contact with Pd / Pt.
The p-side electrode 56 composed of the Au / Au electrode is replaced with p-type Zn 0.35 Mg
It is formed on the 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 55 to make ohmic contact. On the other hand, an n-side electrode 57 made of an In electrode is formed on the back surface of the n-type InP substrate 51 to make ohmic contact.

【0082】この後、第1の実施形態と同様に工程を進
め、目的とする半導体レーザーを完成させる。
After that, the same steps as in the first embodiment are carried out to complete the desired semiconductor laser.

【0083】以上のように、この第5の実施形態による
多色発光半導体レーザーによれば、赤色発光可能な半導
体レーザーを構成するII−VI族化合物半導体層、緑
色発光可能な半導体レーザーを構成するII−VI族化
合物半導体層および青色発光可能な半導体レーザーを構
成するII−VI族化合物半導体層がそれらの下地のn
型In0.53Ga0.47As層52とほぼ完全に格子整合し
ており、これらのII−VI族化合物半導体層中には歪
みがほとんど存在しない。このため、特にこれらの半導
体レーザーの活性層中に歪みがほとんど存在しないこと
により、これらの半導体レーザーに対する通電時のそれ
らの活性層の付近における非発光中心の生成を低減させ
ることができ、これらの半導体レーザーの劣化を抑制す
ることができる。これによって、長寿命かつ高信頼性の
赤色、緑色および青色でそれぞれ発光可能な多色発光半
導体レーザーを実現することができる。
As described above, according to the multicolor light emitting semiconductor laser according to the fifth embodiment, the II-VI group compound semiconductor layer and the semiconductor laser capable of emitting green light which constitute the semiconductor laser capable of emitting red light are constituted. The II-VI group compound semiconductor layer and the II-VI group compound semiconductor layer forming the semiconductor laser capable of emitting blue light are n under the layers.
It is almost completely lattice-matched with the type In 0.53 Ga 0.47 As layer 52, and there is almost no strain in these II-VI group compound semiconductor layers. Therefore, in particular, since there is almost no strain in the active layers of these semiconductor lasers, it is possible to reduce the generation of non-radiative centers in the vicinity of the active layers when current is applied to these semiconductor lasers. It is possible to suppress the deterioration of the semiconductor laser. As a result, it is possible to realize a multicolor light emitting semiconductor laser capable of emitting red, green and blue light with long life and high reliability.

【0084】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
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 the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

【0085】例えば、上述の第5の実施形態において説
明した多色発光半導体レーザーの製造方法は一例に過ぎ
ず、他の製造方法を用いてもよい。
For example, the manufacturing method of the multicolor light emitting semiconductor laser described in the above fifth embodiment is merely an example, and other manufacturing methods may be used.

【0086】また、上述の第1〜第4の実施形態におい
ては、いわゆるDH構造(Double Heterostructure) 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、SCH構造を有する半導体
レーザーに適用してもよく、さらには発光ダイオードに
適用してもよい。
Further, in the above-described first to fourth embodiments, the case where the present invention is applied to the semiconductor laser having a so-called DH structure (Double Heterostructure) has been described, but the present invention is a semiconductor having the SCH structure. It may be applied to a laser and may be applied to a light emitting diode.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、発光素子構造を構成するII−VI族化合物半導体
層をその下地のInx Gay Al1-x-y As層とほぼ格
子整合させることができ、このII−VI族化合物半導
体層中の歪みを極めて小さくすることができる。このた
め、特に活性層中の歪みを極めて小さくすることができ
ることにより、半導体発光素子に対する通電時の活性層
付近における非発光中心の生成を低減させることがで
き、半導体発光素子の劣化を抑制することができる。こ
れによって、長寿命かつ高信頼性のII−VI族化合物
半導体を用いた半導体発光素子を実現することができ
る。また、長寿命かつ高信頼性のII−VI族化合物半
導体を用いた多色発光半導体発光素子を実現することが
できる。
As described in the foregoing, according to the present invention, it is nearly lattice matched to the II-VI compound semiconductor layer constituting the light emitting device structure and In x Ga y Al 1-xy As layer of the underlying The strain in the II-VI group compound semiconductor layer can be made extremely small. Therefore, in particular, by making the strain in the active layer extremely small, it is possible to reduce the generation of non-emission centers in the vicinity of the active layer when the semiconductor light emitting element is energized, and suppress the deterioration of the semiconductor light emitting element. You can As a result, a semiconductor light emitting device using a II-VI group compound semiconductor having a long life and high reliability can be realized. Further, it is possible to realize a multicolor light emitting semiconductor light emitting device using a II-VI group compound semiconductor having a long life and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明におけるInx Gay Al1-x-y As
層の範囲を説明するための略線図である。
FIG. 1 In x Ga y Al 1-xy As in the present invention
It is an approximate line figure for explaining the range of a layer.

【図2】代表的な二元のII−VI族化合物半導体およ
びIII−V族化合物半導体の格子定数とバンドギャッ
プエネルギーとの関係を示す略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the band gap energy and the lattice constant of a typical binary II-VI compound semiconductor and III-V compound semiconductor.

【図3】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーを示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第2の実施形態による半導体レーザ
ーを示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3の実施形態による半導体レーザ
ーを示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第4の実施形態による半導体レーザ
ーを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第5の実施形態による多色発光半導
体レーザーを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a multicolor light emitting semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体レーザーを示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型In0.05Ga0.95As層 4 n型In0.1 Ga0.9 As層 5 n型In0.15Ga0.85As層 6 n型In0.2 Ga0.8 As層 7 n型In0.25Ga0.75As層 8 n型In0.3 Ga0.7 As層 9 n型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層 10 Zn0.75Cd0.25Se活性層 11 p型Zn0.68Mg0.2 Cd0.12Seクラッド層 12、26、36、46、65 絶縁層 13、27、37、47、56、66 p側電極 14、28、38、48、57、61 n側電極 21、31、41、51 n型InP基板 22、32、42、52 n型In0.53Ga0.47As層 23、62 n型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層 24、63 Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Se活性層 25、64 p型Zn0.18Mg0.68Cd0.14Seクラッ
ド層 33、60 n型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層 34、59 Zn0.35Mg0.28Cd0.37Se活性層 35、58 p型Zn0.25Mg0.5 Cd0.25Seクラッ
ド層 43、53 n型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層 44、54 Zn0.48Cd0.52Se活性層 45、55 p型Zn0.35Mg0.28Cd0.37Seクラッ
ド層
1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAs buffer layer 3 n-type In 0.05 Ga 0.95 As layer 4 n-type In 0.1 Ga 0.9 As layer 5 n-type In 0.15 Ga 0.85 As layer 6 n-type In 0.2 Ga 0.8 As layer 7 n-type In 0.25 Ga 0.75 As layer 8 n-type In 0.3 Ga 0.7 As layer 9 n-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 10 Zn 0.75 Cd 0.25 Se active layer 11 p-type Zn 0.68 Mg 0.2 Cd 0.12 Se clad layer 12, 26 , 36, 46, 65 Insulating layer 13, 27, 37, 47, 56, 66 p-side electrode 14, 28, 38, 48, 57, 61 n-side electrode 21, 31, 41, 51 n-type InP substrate 22, 32 , 42, 52 n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 23, 62 n-type Zn 0.18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 24, 63 Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se active layer 25, 64 p-type Zn 0. 18 Mg 0.68 Cd 0.14 Se clad layer 33, 60 n-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 34, 59 Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se active layer 35, 58 p-type Zn 0.25 Mg 0.5 Cd 0.25 Se clad layer 43, 53 n-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer 44, 54 Zn 0.48 Cd 0.52 Se active layer 45, 55 p-type Zn 0.35 Mg 0.28 Cd 0.37 Se clad layer

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 上記半導体基板上のInx Gay Al1-x-y As層(た
だし、0<x≦1かつ0≦y<1かつx+y≦1)と、 上記Inx Gay Al1-x-y As層上の、Zn、Mg、
Cd、HgおよびBeからなる群より選ばれた少なくと
も一種以上のII族元素とSe、SおよびTeからなる
群より選ばれた少なくとも一種以上のVI族元素とから
なり、発光素子構造を構成する複数のII−VI族化合
物半導体層とを有することを特徴とする半導体発光素
子。
And 1. A semiconductor substrate, In x Ga y Al 1- xy As layer on the semiconductor substrate and (where, 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <1 and x + y ≦ 1), said an In x Ga y Zn, Mg, on the Al 1-xy As layer
A plurality of light-emitting element structures that are composed of at least one group II element selected from the group consisting of Cd, Hg, and Be and at least one group VI element selected from the group consisting of Se, S, and Te And a II-VI group compound semiconductor layer.
【請求項2】 上記複数のII−VI族化合物半導体層
は上記Inx GayAl1-x-y As層とほぼ格子整合し
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。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the plurality of II-VI compound semiconductor layers are substantially lattice-matched with the In x Ga y Al 1-xy As layer.
【請求項3】 それぞれの上記II−VI族化合物半導
体層の歪みが±1%以内であり、かつ、上記複数のII
−VI族化合物半導体層の全体の歪みが±1%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 strain of each of the II-VI group compound semiconductor layers is within ± 1%, and the plurality of IIs.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the strain of the entire group VI compound semiconductor layer is within ± 1%.
【請求項4】 それぞれの上記II−VI族化合物半導
体層の歪みが±0.7%以内であり、かつ、上記複数の
II−VI族化合物半導体層の全体の歪みが±0.7%
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。
4. The strain of each of the II-VI group compound semiconductor layers is within ± 0.7%, and the total strain of the plurality of II-VI group compound semiconductor layers is ± 0.7%.
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein
【請求項5】 上記Inx Gay Al1-x-y As層はI
x Ga1-x As層(ただし、0<x≦1)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。
Wherein said In x Ga y Al 1-xy As layer I
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the n x Ga 1-x As layer (where 0 <x ≦ 1) is formed.
【請求項6】 上記Inx Gay Al1-x-y As層はI
y Al1-y As層(ただし、0≦y≦1)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。
6. The In x Ga y Al 1-xy As layer is I.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the n y Al 1-y As layer (where 0 ≦ y ≦ 1) is formed.
【請求項7】 上記半導体基板はGaAs基板であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a GaAs substrate.
【請求項8】 上記半導体基板はInP基板であること
を特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
8. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is an InP substrate.
【請求項9】 上記半導体基板はInGaAsP基板で
あることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is an InGaAsP substrate.
【請求項10】 上記半導体基板はGaAs基板であ
り、上記Inx Ga1-x As層のIn組成比xは、上記
Inx Ga1-x As層と上記GaAs基板との界面にお
ける0から、上記Inx Ga1-x As層と上記II−V
I族化合物半導体層との界面における上記Inx Ga
1-x As層と上記II−VI族化合物半導体層とがほぼ
格子整合する値まで単調に増加していることを特徴とす
る請求項5記載の半導体発光素子。
10. The semiconductor substrate is a GaAs substrate, from the In x Ga 1-x As layer of the In composition ratio x, the In x Ga 1-x As layer and the 0 in the interface between the GaAs substrate, The In x Ga 1-x As layer and the II-V layer
The above In x Ga at the interface with the group I compound semiconductor layer
6. The semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the 1-x As layer and the II-VI group compound semiconductor layer monotonically increase to a value substantially lattice matched.
【請求項11】 上記半導体基板はGaAs基板であ
り、上記Inx Ga1-x As層は、上記GaAs基板か
ら上記II−VI族化合物半導体層に向かうにしたがっ
てIn組成比が離散的にかつ単調に増加する複数のIn
GaAs層からなり、上記II−VI族化合物半導体層
と接する上記InGaAs層は上記II−VI族化合物
半導体層とほぼ格子整合するIn組成比を有することを
特徴とする請求項5記載の半導体発光素子。
11. The semiconductor substrate is a GaAs substrate, and the In x Ga 1-x As layer has a discrete In composition ratio and a monotonic In composition ratio from the GaAs substrate toward the II-VI compound semiconductor layer. More In
6. The semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the InGaAs layer formed of a GaAs layer and in contact with the II-VI group compound semiconductor layer has an In composition ratio substantially lattice-matched with the II-VI group compound semiconductor layer. .
【請求項12】 上記半導体基板はGaAs基板であ
り、上記Iny Al1-y As層のIn組成比yは、上記
Iny Al1-y As層と上記GaAs基板との界面にお
ける0から、上記Iny Al1-y As層と上記II−V
I族化合物半導体層との界面における上記Iny Al
1-y As層と上記II−VI族化合物半導体層とがほぼ
格子整合する値まで単調に増加していることを特徴とす
る請求項6記載の半導体発光素子。
12. The semiconductor substrate is a GaAs substrate, from the In y Al 1-y As In composition ratio of the layer y is the In y Al 1-y As layer and 0 at the interface between the GaAs substrate, The In y Al 1-y As layer and the II-V layer
The above In y Al at the interface with the group I compound semiconductor layer
7. The semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the 1-y As layer and the II-VI group compound semiconductor layer monotonically increase to a value at which they are substantially lattice-matched.
【請求項13】 上記半導体基板はGaAs基板であ
り、上記Iny Al1-y As層は、上記GaAs基板か
ら上記II−VI族化合物半導体層に向かうにしたがっ
てIn組成比が離散的にかつ単調に増加する複数のIn
AlAs層からなり、上記II−VI族化合物半導体層
と接する上記InAlAs層は上記II−VI族化合物
半導体層とほぼ格子整合するIn組成比を有することを
特徴とする請求項6記載の半導体発光素子。
13. The semiconductor substrate is a GaAs substrate, and the In y Al 1-y As layer has a discrete In composition ratio and a monotonic In composition ratio from the GaAs substrate toward the II-VI compound semiconductor layer. More In
7. The semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the InAlAs layer formed of an AlAs layer and in contact with the II-VI group compound semiconductor layer has an In composition ratio that is substantially lattice-matched with the II-VI group compound semiconductor layer. .
【請求項14】 上記複数のII−VI族化合物半導体
層は、第1導電型のZnMgCdSeクラッド層と活性
層と第2導電型のZnMgCdSeクラッド層とを含む
ことを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
14. The plurality of II-VI group compound semiconductor layers include a first conductivity type ZnMgCdSe clad layer, an active layer, and a second conductivity type ZnMgCdSe clad layer. Semiconductor light emitting device.
【請求項15】 半導体基板と、 上記半導体基板上のInx Gay Al1-x-y As層(た
だし、0<x≦1かつ0≦y<1かつx+y≦1)と、 上記Inx Gay Al1-x-y As層上の、Zn、Mg、
Cd、HgおよびBeからなる群より選ばれた少なくと
も一種以上のII族元素とSe、SおよびTeからなる
群より選ばれた少なくとも一種以上のVI族元素とから
なり、第1の色で発光可能な第1の発光素子構造を構成
する複数の第1のII−VI族化合物半導体層と、 上記複数の第1のII−VI族化合物半導体層上の、Z
n、Mg、Cd、HgおよびBeからなる群より選ばれ
た少なくとも一種以上のII族元素とSe、SおよびT
eからなる群より選ばれた少なくとも一種以上のVI族
元素とからなり、第2の色で発光可能な第2の発光素子
構造を構成する複数の第2のII−VI族化合物半導体
層と、 上記複数の第2のII−VI族化合物半導体層上の、Z
n、Mg、Cd、HgおよびBeからなる群より選ばれ
た少なくとも一種以上のII族元素とSe、SおよびT
eからなる群より選ばれた少なくとも一種以上のVI族
元素とからなり、第3の色で発光可能な第3の発光素子
構造を構成する複数の第3のII−VI族化合物半導体
層とを有することを特徴とする半導体発光素子。
15. A semiconductor substrate, In x Ga y Al 1- xy As layer on the semiconductor substrate and (where, 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <1 and x + y ≦ 1), said an In x Ga y Zn, Mg, on the Al 1-xy As layer
It is composed of at least one group II element selected from the group consisting of Cd, Hg, and Be and at least one group VI element selected from the group consisting of Se, S, and Te, and can emit light in the first color. Of a plurality of first II-VI compound semiconductor layers constituting the first light emitting device structure, and Z on the plurality of first II-VI compound semiconductor layers
Se, S and T and at least one group II element selected from the group consisting of n, Mg, Cd, Hg and Be
a plurality of second II-VI group compound semiconductor layers, which are composed of at least one or more VI group elements selected from the group consisting of e and constitute a second light emitting device structure capable of emitting light of a second color; Z on the plurality of second II-VI compound semiconductor layers
Se, S and T and at least one group II element selected from the group consisting of n, Mg, Cd, Hg and Be
and a plurality of third II-VI group compound semiconductor layers, which are composed of at least one or more VI group elements selected from the group consisting of e and constitute a third light emitting device structure capable of emitting light of a third color. A semiconductor light emitting device having.
【請求項16】 上記複数の第1のII−VI族化合物
半導体層、上記複数の第2のII−VI族化合物半導体
層および上記複数の第3のII−VI族化合物半導体層
は上記Inx Gay Al1-x-y As層とほぼ格子整合し
ていることを特徴とする請求項15記載の半導体発光素
子。
16. The plurality of first II-VI compound semiconductor layers, the plurality of second II-VI compound semiconductor layers and the plurality of third II-VI compound semiconductor layers are In x. 16. The semiconductor light emitting device according to claim 15, which is substantially lattice-matched with the Ga y Al 1-xy As layer.
【請求項17】 それぞれの上記第1のII−VI族化
合物半導体層の歪みが±1%以内であり、かつ、上記複
数の第1のII−VI族化合物半導体層の全体の歪みが
1%以内であり、それぞれの上記第2のII−VI族化
合物半導体層の歪みが±1%以内であり、かつ、上記複
数の第2のII−VI族化合物半導体層の全体の歪みが
1%以内であり、それぞれの上記第3のII−VI族化
合物半導体層の歪みが±1%以内であり、かつ、上記複
数の第3のII−VI族化合物半導体層の全体の歪みが
±1%以内であることを特徴とする請求項15記載の半
導体発光素子。
17. The strain of each of the first II-VI group compound semiconductor layers is within ± 1%, and the total strain of the plurality of first II-VI compound semiconductor layers is 1%. And the strain of each of the second II-VI group compound semiconductor layers is within ± 1%, and the strain of the plurality of second II-VI compound semiconductor layers is within 1%. And the strain of each of the third II-VI compound semiconductor layers is ± 1% or less, and the strain of the plurality of third II-VI compound semiconductor layers is ± 1% or less. 16. The semiconductor light emitting device according to claim 15, wherein
【請求項18】 それぞれの上記第1のII−VI族化
合物半導体層の歪みが±0.7%以内であり、かつ、上
記複数の第1のII−VI族化合物半導体層の全体の歪
みが±0.7%以内であり、それぞれの上記第2のII
−VI族化合物半導体層の歪みが±0.7%以内であ
り、かつ、上記複数の第2のII−VI族化合物半導体
層の全体の歪みが±0.7%以内であり、それぞれの上
記第3のII−VI族化合物半導体層の歪みが±0.7
%以内であり、かつ、上記複数の第3のII−VI族化
合物半導体層の全体の歪みが±0.7%以内であること
を特徴とする請求項15記載の半導体発光素子。
18. The strain of each of the first II-VI compound semiconductor layers is within ± 0.7%, and the total strain of the plurality of first II-VI compound semiconductor layers is Within ± 0.7%, each of the above second II
The strain of the -VI group compound semiconductor layer is within ± 0.7%, and the total strain of the plurality of second II-VI compound semiconductor layers is within ± 0.7%. The strain of the third II-VI compound semiconductor layer is ± 0.7.
16. The semiconductor light emitting device according to claim 15, wherein the strain is within 0.1%, and the total strain of the plurality of third II-VI compound semiconductor layers is within ± 0.7%.
【請求項19】 上記第1の色、上記第2の色および上
記第3の色は赤、緑および青であることを特徴とする請
求項15記載の半導体発光素子。
19. The semiconductor light emitting device according to claim 15, wherein the first color, the second color and the third color are red, green and blue.
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