半導体発光素子
【課題】発光部の積層構造の頂面に電流ブロック層と同じ積層構造を有する堆積層が存在しない半導体発光素子(例えばSDHレーザ)を提供する。
【解決手段】半導体発光素子は、活性層を備えた発光部、発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層を具備し、活性層の平面形状は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有する第4化合物半導体層から構成され、第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層され、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る。
【解決手段】半導体発光素子は、活性層を備えた発光部、発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層を具備し、活性層の平面形状は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有する第4化合物半導体層から構成され、第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層され、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成る。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)第1導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、第2導電型を有する第2化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成された発光部、
(B)発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、
(C)電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層、
を備え、
活性層の平面形状は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、
電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有し、第3化合物半導体層に接した第4化合物半導体層から構成されている半導体発光素子であって、
第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層された積層構造体から構成されており、
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項2】
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第1埋込層を第2導電型とするための不純物は、第1埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項3】
第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、
第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項4】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項5】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項6】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項7】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項8】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項9】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項10】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項11】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項12】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項13】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項14】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項15】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項16】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項17】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項18】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項19】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項20】
第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物とは異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項21】
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物とは異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項22】
電流ブロック層は、少なくとも、第2導電型を有する第4化合物半導体層、及び、第1導電型を有する第3化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成されており、
第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第1化合物半導体層、電流ブロック層、及び、第2化合物半導体層を通る迂回経路を想定したとき、各化合物半導体層の界面から構成されたpn接合界面が迂回経路内に少なくとも3つ、存在することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項23】
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第1B化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【請求項24】
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第2B化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【請求項25】
第4化合物半導体層と第3化合物半導体層との間には、更に、少なくとも、第1導電型を有する化合物半導体層及び第2導電型を有する化合物半導体層の2層の化合物半導体層が順次積層されていることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【請求項1】
(A)第1導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、第2導電型を有する第2化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成された発光部、
(B)発光部の側面に接して設けられた電流ブロック層、並びに、
(C)電流ブロック層及び発光部上に形成された埋込層、
を備え、
活性層の平面形状は、中央部の幅が両端部の幅よりも狭い帯状の形状を有し、
電流ブロック層は、第1導電型を有する第3化合物半導体層、及び、第2導電型を有し、第3化合物半導体層に接した第4化合物半導体層から構成されている半導体発光素子であって、
第2導電型を有する埋込層は、第1埋込層及び第2埋込層が順次積層された積層構造体から構成されており、
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第2埋込層を第2導電型とするための不純物は、第2埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項2】
電流ブロック層の上方に位置する埋込層において、第1埋込層を第2導電型とするための不純物は、第1埋込層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項3】
第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、
第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第4化合物半導体層を第2導電型とするための第4化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項4】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項5】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項6】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項7】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項8】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項9】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項10】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項11】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであり、
第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第3化合物半導体層における不純物の置換サイト、及び、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第1埋込層における不純物の置換サイトは、III族原子が占めるサイトであり、
第2埋込層における不純物の置換サイトは、V族原子が占めるサイトであることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
【請求項12】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項13】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項14】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項15】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項16】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項17】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第2埋込層を第2導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項18】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項19】
第1化合物半導体層、第2化合物半導体層、第3化合物半導体層、第4化合物半導体層、第1埋込層及び第2埋込層は、III−V族化合物半導体から成り、
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第1A化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、炭素(C)であり、
第1B化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第2B化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であり、
第2A化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第3化合物半導体層を第1導電型であるp型とするための不純物は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)又はマンガン(Mn)であり、
第4化合物半導体層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第1埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、ケイ素(Si)又は錫(Sn)であり、
第2埋込層を第2導電型であるn型とするための不純物は、セレン(Se)、テルル(Te)又はイオウ(S)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項20】
第1化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第3化合物半導体層を第1導電型とするための不純物とは異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項21】
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物とは異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項22】
電流ブロック層は、少なくとも、第2導電型を有する第4化合物半導体層、及び、第1導電型を有する第3化合物半導体層が順次積層された積層構造体から構成されており、
第4化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第4化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第2化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第3化合物半導体層を第1導電型とするための第3化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合する不純物から成り、
第1化合物半導体層、電流ブロック層、及び、第2化合物半導体層を通る迂回経路を想定したとき、各化合物半導体層の界面から構成されたpn接合界面が迂回経路内に少なくとも3つ、存在することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項23】
第1化合物半導体層は、第1A化合物半導体層、及び、第1A化合物半導体層上に設けられ、活性層と接した第1B化合物半導体層から成り、
第1B化合物半導体層を第1導電型とするための不純物は、第1B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第1A化合物半導体層を第1導電型とするための第1A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第2化合物半導体層を第2導電型とするための第2化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【請求項24】
第2化合物半導体層は、活性層と接した第2B化合物半導体層、及び、第2B化合物半導体層上に設けられた第2A化合物半導体層から成り、
第2B化合物半導体層を第2導電型とするための不純物は、第2B化合物半導体層における不純物の置換サイトが、第2A化合物半導体層を第2導電型とするための第2A化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成り、且つ、第1化合物半導体層を第1導電型とするための第1化合物半導体層における不純物の置換サイトと競合しない不純物から成ることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【請求項25】
第4化合物半導体層と第3化合物半導体層との間には、更に、少なくとも、第1導電型を有する化合物半導体層及び第2導電型を有する化合物半導体層の2層の化合物半導体層が順次積層されていることを特徴とする請求項22に記載の半導体発光素子。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【公開番号】特開2009−71171(P2009−71171A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−239800(P2007−239800)
【出願日】平成19年9月14日(2007.9.14)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年9月14日(2007.9.14)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
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