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JPH11150333A - Semiconductor light-emitting element - Google Patents

Semiconductor light-emitting element

Info

Publication number
JPH11150333A
JPH11150333A JP31410797A JP31410797A JPH11150333A JP H11150333 A JPH11150333 A JP H11150333A JP 31410797 A JP31410797 A JP 31410797A JP 31410797 A JP31410797 A JP 31410797A JP H11150333 A JPH11150333 A JP H11150333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
optical waveguide
type
waveguide layer
cladding
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.)
Abandoned
Application number
JP31410797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Okuyama
浩之 奥山
Satoru Kijima
悟 喜嶋
Takashi Kobayashi
高志 小林
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 JP31410797A priority Critical patent/JPH11150333A/en
Publication of JPH11150333A publication Critical patent/JPH11150333A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting element of a structure, wherein the overflow of carriers from an active layer to optical waveguide layers can be inhibited and the element is constituted using a high-quality II-VI compound semiconductor material which is excellent in life characteristics. SOLUTION: An n-type Zn1-x Mgx Sy Se1-y clad layer 5, an n-type Sn1-u Mgu Sy Se1-v optical waveguide layer 6, an active layer 7 consisting of a Zn1-z Cdz Se layer, a p-type Zn1-u Mgu Sv Se1-v optical waveguide layer 8 and a p-type Zn1-x Mgx Sv Se1-v clad layer 9 are laminated in order on an n-type GaAs substrate 1 via buffer layers to form a laser structure. The compositions of the layers 6 and 8 are chosen so that the absolute value of a lattice mismatching Δa/a to the substrate 1 is 0.01 or lower, a difference between the band gaps of the layer 7 and the layer 6 and the gaps of the layer 7 and the layer 8 is 0.3 eV or higher and a difference between the refractive indexes between the layers 5 and 6 and between the layers 8 and 9 is 0.1 or higher. As one example, the (x), the (y), the (u), the (v) and the (z) are used on the conditions of x=0.25, y=0.28, u=0.11, v=0.16 and z=0.25.

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 more particularly, 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、光ディスクまたは光磁気ディスク
に対する記録/再生の高密度化、高解像度化などのため
に、青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザや発光ダ
イオードなどの半導体発光素子に対する要求が高まって
おり、その実現を目指して研究が活発に行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for semiconductor light emitting elements such as semiconductor lasers and light emitting diodes capable of emitting blue or green light in order to increase the recording / reproducing density and resolution of optical disks or magneto-optical disks. Research is being actively conducted to achieve this.

【0003】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体発光素子の製造に用いる材料としては、Zn、C
d、Mg、Hg、BeなどのII族元素とS、Se、T
e、OなどのVI族元素とからなるII−VI族化合物
半導体が有望である。特に、四元混晶であるZnMgS
Seは、結晶性に優れ、入手も容易なGaAs基板上へ
の結晶成長が可能であり、例えば青色で発光可能な半導
体レーザをこのGaAs基板を用いて製造する際のクラ
ッド層や光導波層などに適していることが知られている
(例えば、Electronics Letters 28(1992)p.1798)。
[0003] Materials used for manufacturing such a semiconductor light emitting device capable of emitting blue or green light include Zn and C.
Group II elements such as d, Mg, Hg, Be and S, Se, T
Group II-VI compound semiconductors comprising Group VI elements such as e and O are promising. In particular, quaternary mixed ZnMgS
Se has excellent crystallinity and can be easily grown on a GaAs substrate. For example, a cladding layer or an optical waveguide layer when a semiconductor laser capable of emitting blue light is manufactured using this GaAs substrate. (For example, Electronics Letters 28 (1992) p. 1798).

【0004】このような半導体レーザとして、従来よ
り、ZnCdSeを活性層、ZnSSeを光導波層、Z
nMgSSeをクラッド層とする、ZnCdSe/Zn
SSe/ZnMgSSe SCH(Separate Confineme
nt Heterostructure)構造を有するものが知られてい
る。具体的には、このZnCdSe/ZnSSe/Zn
MgSSe SCH構造を有する半導体レーザにおいて
は、n型GaAs基板上にバッファ層を介して、n型Z
nMgSSeクラッド層、n型ZnSSe光導波層、例
えばアンドープのZnCdSe層を量子井戸層とする単
一量子井戸(SQW)構造の活性層、p型ZnSSe光
導波層、p型ZnMgSSeクラッド層が順次積層さ
れ、さらに、このp型ZnMgSSeクラッド層の上
に、p型コンタクト層として、p型ZnSSeキャップ
層、p型ZnSeコンタクト層、p型ZnSe/ZnT
e多重量子井戸(MQW)層およびp型ZnTeコンタ
クト層が順次積層されている。p型ZnSSeキャップ
層の上層部、p型ZnSeコンタクト層、p型ZnSe
/ZnTeMQW層およびp型ZnTeコンタクト層は
一方向に延びるストライプ形状を有し、このストライプ
部以外の部分におけるp型ZnSSeキャップ層上にポ
リイミド膜からなる絶縁層が設けられ、これによって電
流狭窄構造が形成されている。そして、p型ZnTeコ
ンタクト層および絶縁層の上にはp側電極がコンタクト
し、n型GaAs基板の裏面にはn側電極がコンタクト
している。
Conventionally, as such a semiconductor laser, ZnCdSe is an active layer, ZnSSe is an optical waveguide layer,
ZnCdSe / Zn with nMgSSe as cladding layer
SSe / ZnMgSSe SCH (Separate Confineme
nt Heterostructure) is known. Specifically, this ZnCdSe / ZnSSe / Zn
In a semiconductor laser having an MgSSe SCH structure, an n-type Z
An nMgSSe cladding layer, an n-type ZnSSe optical waveguide layer, for example, an active layer having a single quantum well (SQW) structure using an undoped ZnCdSe layer as a quantum well layer, a p-type ZnSSe optical waveguide layer, and a p-type ZnMgSSe cladding layer are sequentially laminated. Further, on this p-type ZnMgSSe cladding layer, as a p-type contact layer, a p-type ZnSSe cap layer, a p-type ZnSe contact layer, and a p-type ZnSe / ZnT
An e multiple quantum well (MQW) layer and a p-type ZnTe contact layer are sequentially stacked. Upper layer of p-type ZnSSe cap layer, p-type ZnSe contact layer, p-type ZnSe
The / ZnTe MQW layer and the p-type ZnTe contact layer have a stripe shape extending in one direction, and an insulating layer made of a polyimide film is provided on the p-type ZnSSe cap layer in a portion other than the stripe portion. Is formed. The p-side electrode is in contact with the p-type ZnTe contact layer and the insulating layer, and the n-side electrode is in contact with the back surface of the n-type GaAs substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSSe SCH構
造を有する半導体レーザでは、活性層を構成するZnC
dSe層が歪層であるため、その歪量を上げると光導波
層と活性層との間のバンドギャップ差が大きくなるが、
歪みの影響で特性が悪化してしまう。そのため、活性層
を構成するZnCdSe層のCd組成は25%程度と
し、厚さも臨界膜厚以下、例えば4nm程度とすること
が望ましい。このときの発光波長は500nm程度とな
る。しかしながら、この場合、ZnCdSe/ZnSS
e/ZnMgSSe SCH構造では、光導波層と活性
層との間のバンドギャップの差が約0.2eVと小さ
く、活性層から光導波層へのキャリアのオーバーフロー
が大きくなるため、半導体レーザの寿命特性に問題が生
じる。このため、キャリアのオーバーフローを抑制する
観点からは、光導波層のバンドギャップを大きくする必
要がある。ただし、このとき、クラッド層のバンドギャ
ップを大きくすると、p型ZnMgSSeクラッド層の
有効アクセプタ濃度NA −ND が低下する。このため、
クラッド層は、活性層との間のバンドギャップ差が0.
4eV程度となるような値までしかバンドギャップを上
げることができず、光導波層の材料としては、そのよう
なクラッド層のバンドギャップと活性層のバンドギャッ
プとの中間程度のバンドギャップを有するZnSSeを
用いているのが現状である。
However, in the semiconductor laser having the above-mentioned ZnCdSe / ZnSSe / ZnMgSSe SCH structure, the ZnC
Since the dSe layer is a strained layer, increasing the amount of strain increases the band gap difference between the optical waveguide layer and the active layer.
Characteristics deteriorate due to the influence of distortion. Therefore, the Cd composition of the ZnCdSe layer constituting the active layer is desirably about 25%, and the thickness is desirably equal to or less than the critical thickness, for example, about 4 nm. The emission wavelength at this time is about 500 nm. However, in this case, ZnCdSe / ZnSS
In the e / ZnMgSSe SCH structure, the difference in band gap between the optical waveguide layer and the active layer is as small as about 0.2 eV, and the overflow of carriers from the active layer to the optical waveguide layer increases. Problem. Therefore, from the viewpoint of suppressing carrier overflow, it is necessary to increase the band gap of the optical waveguide layer. However, at this time, if the band gap of the cladding layer is increased, the effective acceptor concentration N A -N D of the p-type ZnMgSSe cladding layer decreases. For this reason,
The band gap difference between the cladding layer and the active layer is 0.
The band gap can be increased only to a value of about 4 eV. As a material of the optical waveguide layer, ZnSSe having a band gap intermediate between the band gap of the cladding layer and the band gap of the active layer is used. Is currently used.

【0006】したがって、この発明の目的は、活性層か
ら光導波層へのキャリアのオーバーフローを抑制するこ
とができ、寿命特性の優れた高品質のII−VI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。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device using a high quality II-VI compound semiconductor, which can suppress the overflow of carriers from the active layer to the optical waveguide layer and has excellent life characteristics. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、基板と、基板上の第1導電型の第1の
クラッド層と、第1のクラッド層上の第1の光導波層
と、第1の光導波層上の活性層と、活性層上の第2の光
導波層と、第2の光導波層上の第2導電型の第2のクラ
ッド層とを有し、第1のクラッド層、第1の光導波層、
活性層、第2の光導波層および第2のクラッド層は、Z
n、Cd、Mg、HgおよびBeからなる群より選ばれ
た少なくとも一種類以上のII族元素とS、Se、Te
およびOからなる群より選ばれた少なくとも一種類以上
のVI族元素とからなるII−VI族化合物半導体によ
り構成されている半導体発光素子において、第1の光導
波層および第2の光導波層の基板に対する格子不整合Δ
a/a(ただし、aは基板の格子定数、Δaは格子定数
の変化量)の絶対値が0.01以下であり、第1の光導
波層および第2の光導波層と活性層との間のバンドギャ
ップ差が0.3eV以上であることを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, a first cladding layer of a first conductivity type on the substrate, and a first optical waveguide on the first cladding layer. A wave layer, an active layer on the first optical waveguide layer, a second optical waveguide layer on the active layer, and a second cladding layer of the second conductivity type on the second optical waveguide layer. , A first cladding layer, a first optical waveguide layer,
The active layer, the second optical waveguide layer, and the second cladding layer have a Z
at least one or more group II elements selected from the group consisting of n, Cd, Mg, Hg and Be, and S, Se, Te
And O in a semiconductor light emitting device composed of a II-VI compound semiconductor comprising at least one or more group VI elements selected from the group consisting of: a first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer. Lattice mismatch Δ to substrate
The absolute value of a / a (where a is the lattice constant of the substrate and Δa is the amount of change in the lattice constant) is 0.01 or less, and the absolute value of the first optical waveguide layer, the second optical waveguide layer, and the active layer The band gap difference between them is 0.3 eV or more.

【0008】この発明において、活性層は典型的には歪
層である。この場合、活性層のひずみを補償することを
目的として、第1の光導波層および第2の光導波層の基
板に対する格子不整合Δa/aを調節することも可能で
ある。具体的には、例えば、活性層の格子定数が基板の
格子定数より大きく、この活性層が圧縮歪みを受けてい
る場合、第1の光導波層および第2の光導波層の格子定
数を基板の格子定数より小さくなるように、これらの層
の組成を制御する。なお、活性層が歪層である場合であ
っても、第1の光導波層および第2の光導波層が基板と
格子整合していてもよい。
[0008] In the present invention, the active layer is typically a strained layer. In this case, it is also possible to adjust the lattice mismatch Δa / a of the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer with respect to the substrate for the purpose of compensating for the distortion of the active layer. Specifically, for example, when the lattice constant of the active layer is larger than the lattice constant of the substrate and the active layer is under compressive strain, the lattice constants of the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer The composition of these layers is controlled so as to be smaller than the lattice constant. Note that even when the active layer is a strained layer, the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer may be lattice-matched to the substrate.

【0009】この発明において、典型的には、第1のク
ラッド層および第2のクラッド層はZnMgSSe系化
合物半導体からなり、第1の光導波層および第2の光導
波層はZnMgSSe系半導体からなり、活性層はBe
ZnCdSe系半導体またはZnCdSe系半導体から
なる。
In the present invention, typically, the first cladding layer and the second cladding layer are made of a ZnMgSSe-based compound semiconductor, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of a ZnMgSSe-based semiconductor. , The active layer is Be
It is made of a ZnCdSe-based semiconductor or a ZnCdSe-based semiconductor.

【0010】この発明においては、第1のクラッド層と
第1の光導波層と間および第2の光導波層と第2のクラ
ッド層との間に、それぞれ、第1の光導波層および第2
の光導波層より小さいバンドギャップを有する第3の光
導波層および第4の光導波層を設けてもよい。なお、こ
の場合、第1の光導波層および第2の光導波層の厚さ
は、活性層へのキャリア注入を妨げないように、例えば
10nm以下とすることが好ましい。また、この場合、
例えば、第1のクラッド層および第2のクラッド層はZ
nMgSSe系化合物半導体からなり、第1の光導波層
および第2の光導波層はZnMgSSe系半導体からな
り、第3の光導波層および第4の光導波層はZnMgS
Se系半導体またはZnSSe系半導体からなり、活性
層はBeZnCdSe系半導体からなるか、あるいは、
第1のクラッド層および第2のクラッド層はBeMgZ
nSe系化合物半導体からなり、第1の光導波層および
第2の光導波層はBeZnSe系半導体からなり、第3
の光導波層および第4の光導波層はBeZnSe系半導
体からなり、活性層はBeZnCdSe系半導体からな
る。
In the present invention, the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are provided between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and between the second optical waveguide layer and the second optical waveguide layer, respectively. 2
A third optical waveguide layer and a fourth optical waveguide layer having a band gap smaller than that of the first optical waveguide layer. In this case, the thicknesses of the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are preferably, for example, 10 nm or less so as not to hinder carrier injection into the active layer. Also, in this case,
For example, the first cladding layer and the second cladding layer are Z
The first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of a ZnMgSSe-based semiconductor, and the third optical waveguide layer and the fourth optical waveguide layer are made of ZnMgSSe.
The active layer is made of a Se-based semiconductor or a ZnSSe-based semiconductor, and the active layer is made of a BeZnCdSe-based semiconductor.
The first clad layer and the second clad layer are BeMgZ
the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of a BeZnSe-based semiconductor;
And the fourth optical waveguide layer are made of a BeZnSe-based semiconductor, and the active layer is made of a BeZnCdSe-based semiconductor.

【0011】この発明においては、半導体発光素子が特
に半導体レーザである場合には、第1の光導波層および
第2の光導波層と第1のクラッド層および第2のクラッ
ド層との間の屈折率差は、好適には例えば0.1以上に
選ばれる。なお、半導体発光素子が発光ダイオードであ
る場合には、第1の光導波層および第2の光導波層と第
1のクラッド層および第2のクラッド層との間の屈折率
差は0以上であればよい。
According to the present invention, when the semiconductor light emitting device is a semiconductor laser, in particular, the distance between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the first cladding layer and the second cladding layer is reduced. The refractive index difference is preferably selected to be, for example, 0.1 or more. When the semiconductor light emitting device is a light emitting diode, the difference in refractive index between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the first clad layer and the second clad layer is 0 or more. I just need.

【0012】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、第1の光導波層および第2の光導波層と活性層との
間のバンドギャップの差が0.3eV以上であることに
より、活性層から第1の光導波層および第2の光導波層
に、キャリアがオーバーフローすることが抑制される。
また、このとき、第1の光導波層および第2の光導波層
の基板に対する格子不整合Δa/aの絶対値が0.01
以下であることにより、活性層を歪層とした場合であっ
ても、この活性層を格子緩和させることなく、これらの
第1の光導波層および第2の光導波層をコヒーレントに
(欠陥が生じないように)積層することができる。
According to the present invention configured as described above, the difference in band gap between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the active layer is 0.3 eV or more. The carrier is prevented from overflowing from the active layer to the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer.
At this time, the absolute value of the lattice mismatch Δa / a of the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer with respect to the substrate is 0.01
By the following, even when the active layer is a strained layer, the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer can be coherently (defects can be reduced) without lattice relaxation of the active layer. Can be stacked).

【0013】[0013]

【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。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0014】図1は、この発明の第1の実施形態による
半導体レーザの断面図である。この半導体レーザは、S
CH構造を有するものである。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention. This semiconductor laser has S
It has a CH structure.

【0015】図1に示すように、この半導体レーザにお
いては、n型不純物として例えばSiがドープされたn
型GaAs基板1上に、n型GaAsバッファ層2、n
型ZnSeバッファ層3、n型ZnSSeバッファ層
4、n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層5、n
型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6、例えばアン
ドープのZn1-z Cdz Se層を量子井戸層とするSQ
W構造の活性層7、p型Zn1-u Mgu v Se1-v
導波層8、p型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層
9、p型ZnSSeキャップ層10、p型ZnSeコン
タクト層11、p型ZnSe/ZnTe多重量子井戸
(MQW)層12およびp型ZnTeコンタクト層13
が順次積層されている。
As shown in FIG. 1, in this semiconductor laser, an n-type impurity doped with, for example, Si is used.
N-type GaAs buffer layer 2, n-type
-Type ZnSe buffer layer 3, n-type ZnSSe buffer layer 4, n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5, n
Type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, for example, SQ is a Zn 1-z Cd z Se layer of undoped quantum well layer
Active layer 7 of the W structure, p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical guide layer 8, p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9, p-type ZnSSe cap layer 10 , P-type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe / ZnTe multiple quantum well (MQW) layer 12, and p-type ZnTe contact layer 13
Are sequentially laminated.

【0016】ここで、n型GaAsバッファ層2には、
n型不純物として例えばSiがドープされ、n型ZnS
eバッファ層3、n型ZnSSeバッファ層4、n型Z
1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およびn型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層6には、それぞれn型
不純物として例えばClがドープされ、p型Zn1-u
u v Se1-v 光導波層8、p型Zn1-x Mgx y
Se1-y クラッド層9、p型ZnSSeキャップ層1
0、p型ZnSeコンタクト層11、p型ZnSe/Z
nTe層12のp型ZnSe層およびp型ZnTe層な
らびにp型ZnTeコンタクト層13には、それぞれp
型不純物として例えばNがドープされている。
Here, the n-type GaAs buffer layer 2 has
For example, Si is doped as an n-type impurity and n-type ZnS
e-buffer layer 3, n-type ZnSSe buffer layer 4, n-type Z
n 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and n-type Zn
1-u Mg u S v to the Se 1-v optical waveguide layer 6, as for example Cl is n-type impurity respectively doped, p-type Zn 1-u M
g u S v Se 1-v optical guide layer 8, p-type Zn 1-x Mg x S y
Se 1-y clad layer 9, p-type ZnSSe cap layer 1
0, p-type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe / Z
The p-type ZnSe layer and the p-type ZnTe layer of the nTe layer 12 and the p-type ZnTe
For example, N is doped as a type impurity.

【0017】p型ZnSSeキャップ層10の上層部、
p型ZnSeコンタクト層11、p型ZnSe/ZnT
eMQW層12およびp型ZnTeコンタクト層13
は、一方向に延びるストライプ形状を有する。ストライ
プ部以外の部分におけるp型ZnSSeキャップ層10
上には、例えばポリイミド膜のような絶縁層14が設け
られており、これによって電流狭窄構造が形成されてい
る。なお、この絶縁層14としては、例えばAl2 3
を用いてもよい。
An upper layer portion of the p-type ZnSSe cap layer 10,
p-type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe / ZnT
eMQW layer 12 and p-type ZnTe contact layer 13
Have a stripe shape extending in one direction. P-type ZnSSe cap layer 10 in portions other than the stripe portion
An insulating layer 14 such as a polyimide film is provided thereon to form a current confinement structure. The insulating layer 14 is made of, for example, Al 2 O 3
May be used.

【0018】この絶縁層14およびストライプ形状のp
型ZnTeコンタクト層13上には、例えばPd/Pt
/Au構造のp側電極15が、p型ZnTeコンタクト
層113とオーミックコンタクトして設けられている。
一方、n型GaAs基板1の裏面には、例えばIn電極
のようなn側電極16がオーミックコンタクトして設け
られている。
The insulating layer 14 and the stripe-shaped p
For example, Pd / Pt is formed on the type ZnTe contact layer 13.
A / Au structure p-side electrode 15 is provided in ohmic contact with the p-type ZnTe contact layer 113.
On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, an n-side electrode 16 such as an In electrode is provided in ohmic contact.

【0019】この半導体レーザにおいて、活性層7を構
成するZn1-z Cdz Se層のCd組成比zは例えば
0.1以上0.3以下、具体的には例えば0.25であ
り、そのときのバンドギャップE1 は約2.48eVで
ある。このCd組成比z=0.25を有するZn1-z
z Se活性層7は、n型GaAs基板1に対して+
0.017の格子不整合Δa/aを有する。この活性層
7は圧縮歪みを受けた歪層である。
In this semiconductor laser, the Cd composition ratio z of the Zn 1 -z Cd z Se layer forming the active layer 7 is, for example, 0.1 or more and 0.3 or less, specifically, for example, 0.25. At this time, the band gap E 1 is about 2.48 eV. Zn 1-z C having this Cd composition ratio z = 0.25
The d z Se active layer 7 has a positive polarity with respect to the n-type GaAs substrate 1.
It has a lattice mismatch Δa / a of 0.017. This active layer 7 is a strained layer that has been subjected to compressive strain.

【0020】また、n型Zn1-u Mgu v Se1-v
導波層6およびp型Zn1-u Mguv Se1-v 光導波
層8のMg組成比uは例えば0.11、S組成比vは例
えば0.16であり、そのときのバンドギャップE2
約2.88eVである。これらのMg組成比u=0.1
1およびS組成比v=0.16を有するn型Zn1-u
u v Se1-v 光導波層5およびp型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8はn型GaAs基板1と格子整
合する。
Further, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v Mg composition ratio u of the optical waveguide layer 8 is for example 0 .11, the S composition ratio v is, for example, 0.16, and the band gap E 2 at that time is about 2.88 eV. These Mg composition ratios u = 0.1
N-type Zn 1-u M having 1 and S composition ratio v = 0.16
g u S v Se 1-v optical waveguide layer 5 and the p-type Zn 1-u Mg u
The S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is lattice-matched to the n-type GaAs substrate 1.

【0021】また、n型Zn1-x Mgx y Se1-y
ラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラ
ッド層9のMg組成比xは例えば0.25、S組成比y
は例えば0.28であり、そのときのバンドギャップE
3 は約3.08eVである。これらのMg組成比x=
0.25およびS組成比y=0.28を有するn型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およびp型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層9はn型GaAs基
板1と格子整合する。
The Mg composition ratio x of the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 9 is, for example, 0.25. , S composition ratio y
Is, for example, 0.28, and the band gap E at that time is
3 is about 3.08 eV. These Mg composition ratios x =
N-type Zn having 0.25 and S composition ratio y = 0.28
1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn
The 1-x Mg x S y Se 1 -y cladding layer 9 is lattice-matched to the n-type GaAs substrate 1.

【0022】この場合、n型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層8と活性層7との間のバンドギャップの差は約
0.4eVであり、さらに、n型Zn1-x Mgx y
1-y クラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y Se
1-y クラッド層9と活性層7との間のバンドギャップの
差は約0.6eVである。また、n型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v
1-v 光導波層8とn型Zn1-x Mgx y Se1-y
ラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラ
ッド層9との間の屈折率差Δnは、0.1以上である。
[0022] In this case, n-type Zn 1-u Mg u S v Se
1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
The difference in band gap between the optical waveguide layer 8 and the active layer 7 is about 0.4 eV, and furthermore, n-type Zn 1-x Mg x S y S
e 1-y clad layer 5 and p-type Zn 1-x Mg x S y Se
The difference in band gap between the 1-y cladding layer 9 and the active layer 7 is about 0.6 eV. Further, n-type Zn 1-u Mg u S
v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v S
Refractive index between the e 1-v optical waveguide layer 8 and the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 9 The difference Δn is 0.1 or more.

【0023】n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド
層5、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6、Z
1-z Cdz Se層からなる活性層7、p型Zn1-u
uv Se1-v 光導波層8およびp型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層9(x=0.25、y=0.2
8、u=0.11、v=0.16、z=0.25)のエ
ネルギーバンド図を図2に示す。なお、図2において、
C は伝導帯の下端のエネルギーであり、EV は価電子
帯の上端のエネルギーである。
[0023] n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, Z
Active layer 7 made of n 1 -z Cd z Se layer, p-type Zn 1 -uM
g u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 and the p-type Zn 1-x Mg x
S y Se 1-y clad layer 9 (x = 0.25, y = 0.2
8, u = 0.11, v = 0.16, z = 0.25) is shown in FIG. In FIG. 2,
E C is the energy at the bottom of the conduction band, and E V is the energy at the top of the valence band.

【0024】n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8の
厚さは、好適には例えば10nm以上500nm以下に
選ばれ、具体的には、n型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導
波層8の厚さは、それぞれ例えば300nmに選ばれ
る。また、この場合、p型Zn1-x Mgx y Se1-y
クラッド層9は、バンドギャップE3 が約3.08eV
と高く、高濃度の不純物ドーピングを行うことができ
ず、p型キャリア濃度を高くすることが困難であるた
め、このp型Zn1-xMgx y Se1-y クラッド層9
の厚さは、p型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8
などの厚さとともに、半導体レーザの直列抵抗を考慮し
て調整される。この場合、具体的には、このp型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層9の厚さは例えば2
00nmに選ばれる。
[0024] The thickness of the n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is preferably for example 10nm chosen 500nm inclusive, specifically, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
The thickness of the optical guide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is chosen in each example 300 nm. In this case, p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y
The clad layer 9 has a band gap E 3 of about 3.08 eV.
It is difficult to perform high-concentration impurity doping, and it is difficult to increase the p-type carrier concentration. Therefore, the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 9
The thickness of the, p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8
The thickness is adjusted in consideration of the series resistance of the semiconductor laser as well as the thickness. In this case, specifically, the p-type Zn
The thickness of the 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9 is, for example, 2
00 nm.

【0025】また、n型GaAsバッファ層2の厚さは
例えば0.5μm、n型ZnSeバッファ層3の厚さは
例えば10nm、n型ZnSSeバッファ層4の厚さは
例えば50nm、n型ZnMgSSeクラッド層5の厚
さは例えば1μm、活性層7の厚さは例えば3〜4n
m、p型ZnSSeキャップ層10の厚さは例えば50
0nm、p型ZnSeコンタクト層11の厚さは例えば
100nm、p型ZnTeコンタクト層13の厚さは例
えば100nmである。
The n-type GaAs buffer layer 2 has a thickness of, for example, 0.5 μm, the n-type ZnSe buffer layer 3 has a thickness of, for example, 10 nm, the n-type ZnSSe buffer layer 4 has a thickness of, for example, 50 nm, and an n-type ZnMgSSe cladding. The thickness of the layer 5 is, for example, 1 μm, and the thickness of the active layer 7 is, for example, 3 to 4 n.
The thickness of the m, p type ZnSSe cap layer 10 is, for example, 50
0 nm, the thickness of the p-type ZnSe contact layer 11 is, for example, 100 nm, and the thickness of the p-type ZnTe contact layer 13 is, for example, 100 nm.

【0026】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 having the above-described structure will be described.

【0027】この半導体レーザを製造するには、まず、
図示省略したIII−V族化合物半導体成長用のMBE
装置の超高真空に排気された真空容器内の基板ホルダー
にn型GaAs基板1を装着する。次に、このn型Ga
As基板1を所定の成長温度に加熱した後、このn型G
aAs基板1上にMBE法によりn型GaAsバッファ
層2を成長させる。この場合、n型不純物であるSiの
ドーピングは、Siの分子線源(クヌーセンセル)を用
いて行う。なお、このn型GaAsバッファ層2の成長
は、n型GaAs基板1を例えば580℃付近の温度に
加熱してその表面をサーマルエッチングすることにより
表面酸化膜などを除去して表面清浄化を行った後に行っ
てもよい。
To manufacture this semiconductor laser, first,
MBE for growing III-V compound semiconductor not shown
The n-type GaAs substrate 1 is mounted on a substrate holder in a vacuum vessel evacuated to an ultra-high vacuum of the apparatus. Next, the n-type Ga
After heating the As substrate 1 to a predetermined growth temperature, the n-type G
An n-type GaAs buffer layer 2 is grown on an aAs substrate 1 by MBE. In this case, doping of Si, which is an n-type impurity, is performed using a Si molecular beam source (Knudsen cell). The growth of the n-type GaAs buffer layer 2 is performed by heating the n-type GaAs substrate 1 to a temperature of, for example, about 580 ° C. and thermally etching the surface to remove a surface oxide film and clean the surface. May be done after

【0028】次に、このようにしてn型GaAsバッフ
ァ層2が成長されたn型GaAs基板1を、図示省略し
た真空搬送路を介して、上述のIII−V族化合物半導
体成長用のMBE装置から、図3に示すII−VI族化
合物半導体成長用のMBE装置に搬送する。そして、こ
の図3に示すMBE装置において、レーザ構造を形成す
る各II−VI族化合物半導体層の成長を行う。この場
合、n型GaAsバッファ層2の表面は、その成長が行
われてから図3に示すMBE装置に搬送される間に大気
にさらされないので、清浄のまま保たれる。
Next, the n-type GaAs substrate 1 on which the n-type GaAs buffer layer 2 has been grown as described above is transferred to the above-described MBE apparatus for growing a III-V compound semiconductor through a vacuum transfer path (not shown). From the substrate to the MBE apparatus for growing a II-VI compound semiconductor shown in FIG. Then, in the MBE apparatus shown in FIG. 3, each II-VI group compound semiconductor layer forming the laser structure is grown. In this case, the surface of the n-type GaAs buffer layer 2 is kept clean since it is not exposed to the air during its transfer to the MBE apparatus shown in FIG. 3 after its growth.

【0029】図3に示すように、このMBE装置におい
ては、図示省略した超高真空排気装置により超高真空に
排気された真空容器21内に基板ホルダー22が設けら
れ、この基板ホルダー22に成長を行うべき基板が保持
される。この真空容器21内には、基板ホルダー22に
対向して複数の分子線源(クヌーセンセル)23が取り
付けられている。この場合、分子線源23としては、Z
n、Se、Mg、ZnS、Te、CdおよびZnCl2
などの分子線源が用意されている。これらの分子線源2
3のそれぞれの前方にはシャッタ(図示せず)が開閉可
能の設けられている。真空容器21内にはさらに、電子
サイクロトロン共鳴(ECR)または高周波(RF)に
よるプラズマセル24が基板ホルダー22に対向して取
り付けられている。
As shown in FIG. 3, in this MBE apparatus, a substrate holder 22 is provided in a vacuum vessel 21 evacuated to an ultra-high vacuum by an ultra-high vacuum exhaust device (not shown). Is held. A plurality of molecular beam sources (Knudsen cells) 23 are mounted in the vacuum vessel 21 so as to face the substrate holder 22. In this case, as the molecular beam source 23, Z
n, Se, Mg, ZnS, Te, Cd and ZnCl 2
Molecular beam sources such as are provided. These molecular beam sources 2
A shutter (not shown) is provided in front of each of the shutters 3 so as to be opened and closed. A plasma cell 24 using electron cyclotron resonance (ECR) or radio frequency (RF) is further mounted inside the vacuum vessel 21 so as to face the substrate holder 22.

【0030】さて、n型GaAsバッファ層2上にレー
ザ構造を形成する各II−VI族化合物半導体層を成長
させるためには、図3に示すMBE装置のチェンバー2
1内の基板ホルダー22に、このn型GaAsバッファ
層2が成長されたn型GaAs基板1を装着する。次
に、このn型GaAs基板1を所定の成長温度、例えば
約250℃に設定してMBE法による成長を開始する。
すなわち、n型GaAsバッファ層2上に、n型ZnS
eバッファ層3、n型ZnSSeバッファ層4、n型Z
1-x Mgx y Se1-y クラッド層5、n型Zn1-u
Mgu v Se1-v 光導波層6、活性層7、p型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層8、p型Zn1-x Mg
x y Se1-y クラッド層9、p型ZnSSe層10、
p型ZnSeコンタクト層11、p型ZnSe/ZnT
eMQW層12およびp型ZnTeコンタクト層13を
順次成長させる。
Now, in order to grow each II-VI compound semiconductor layer forming a laser structure on the n-type GaAs buffer layer 2, the MBE apparatus shown in FIG.
The n-type GaAs substrate 1 on which the n-type GaAs buffer layer 2 has been grown is mounted on the substrate holder 22 in 1. Next, the n-type GaAs substrate 1 is set at a predetermined growth temperature, for example, about 250 ° C., and growth by the MBE method is started.
That is, on the n-type GaAs buffer layer 2, n-type ZnS
e-buffer layer 3, n-type ZnSSe buffer layer 4, n-type Z
n 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5, n-type Zn 1-u
Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, active layer 7, p-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical guide layer 8, p-type Zn 1-x Mg
x S y Se 1-y cladding layer 9, p-type ZnSSe layer 10,
p-type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe / ZnT
An eMQW layer 12 and a p-type ZnTe contact layer 13 are sequentially grown.

【0031】n型ZnSeバッファ層3、n型ZnSS
eバッファ層4、n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラ
ッド層5、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6
のn型不純物としてのClのドーピングは、例えばZn
Cl2 をドーパントとして用いて行う。また、p型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層8、p型Zn1-x Mg
x y Se1-y クラッド層9、p型ZnSSeキャップ
層10、p型ZnSeコンタクト層11、p型ZnSe
/ZnTeMQW層12およびp型ZnTeコンタクト
層13のp型不純物としてのNのドーピングは、図3に
示すMBE装置のプラズマセル24において、ガス導入
管(図示せず)から導入されるN2 ガスのプラズマ化を
行い、これにより発生されたN2 プラズマを基板表面に
照射することにより行う。
N-type ZnSe buffer layer 3, n-type ZnSS
e-buffer layer 4, n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5, n-type Zn 1-u Mg u Sv Se 1-v optical waveguide layer 6
Doping of Cl as an n-type impurity is, for example, Zn
This is performed using Cl 2 as a dopant. In addition, p-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical guide layer 8, p-type Zn 1-x Mg
x S y Se 1-y cladding layer 9, p-type ZnSSe cap layer 10, p-type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe
The doping of N as a p-type impurity in the / ZnTe MQW layer 12 and the p-type ZnTe contact layer 13 is performed by using N 2 gas introduced from a gas introduction pipe (not shown) in the plasma cell 24 of the MBE apparatus shown in FIG. Plasma is formed, and N 2 plasma generated thereby is irradiated on the substrate surface.

【0032】次に、p型ZnTeコンタクト層13上に
リソグラフィーにより一方向に延在するストライプ形状
のレジストパターン(図示せず)を形成した後、このレ
ジストパターンをマスクとして、例えばウエットエッチ
ング法によりp型ZnSSeキャップ層10の厚さ方向
の途中の深さまでエッチングする。これによって、p型
ZnSSeキャップ層10の上層部、p型ZnSeコン
タクト層11、p型ZnSe/ZnTeMQW層12お
よびp型ZnTeコンタクト層13がストライプ形状に
パターニングされる。
Next, after forming a stripe-shaped resist pattern (not shown) extending in one direction on the p-type ZnTe contact layer 13 by lithography, the resist pattern is used as a mask to form p-type resist by, for example, wet etching. Etching is performed to an intermediate depth in the thickness direction of the type ZnSSe cap layer 10. Thus, the upper layer portion of the p-type ZnSSe cap layer 10, the p-type ZnSe contact layer 11, the p-type ZnSe / ZnTe MQW layer 12, and the p-type ZnTe contact layer 13 are patterned in a stripe shape.

【0033】次に、このエッチングに用いたレジストパ
ターンをそのまま残した状態で、CVD法などにより全
面にポリイミド膜を形成する。この後、このレジストパ
ターンをその上のポリイミド膜とともに除去する(リフ
トオフ)。これによって、ストライプ形状にパターニン
グにされたp型ZnSSeキャップ層10の上層部、p
型ZnSeコンタクト層11、p型ZnSe/ZnTe
MQW層12およびp型ZnTeコンタクト層13の両
側の部分に絶縁層14が形成される。
Next, a polyimide film is formed on the entire surface by a CVD method or the like while leaving the resist pattern used for the etching as it is. Thereafter, the resist pattern is removed together with the polyimide film thereon (lift-off). As a result, the upper portion of the p-type ZnSSe cap layer 10 patterned in a stripe shape, p
-Type ZnSe contact layer 11, p-type ZnSe / ZnTe
An insulating layer 14 is formed on both sides of the MQW layer 12 and the p-type ZnTe contact layer 13.

【0034】次に、ストライプ形状のp型ZnTeコン
タクト層13およびその両側の部分の絶縁層14の全面
に例えば真空蒸着法によりPd膜、Pt膜およびAu膜
を順次形成してPd/Pt/Au構造のp側電極15を
形成する。この後、必要に応じて熱処理を行って、この
p側電極15をp型ZnTeコンタクト層13にオーミ
ックコンタクトさせる。一方、n型GaAs基板1の裏
面に例えばIn電極のようなn側電極16を形成する。
Next, a Pd film, a Pt film, and an Au film are sequentially formed on the entire surface of the stripe-shaped p-type ZnTe contact layer 13 and the insulating layer 14 on both sides thereof by, for example, a vacuum deposition method to form Pd / Pt / Au. A p-side electrode 15 having a structure is formed. Thereafter, a heat treatment is performed as needed to bring the p-side electrode 15 into ohmic contact with the p-type ZnTe contact layer 13. On the other hand, an n-side electrode 16 such as an In electrode is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 1.

【0035】次に、以上のようにしてレーザ構造が形成
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、さらに必要に応じて端面コーティングを
施した後、このバーを劈開してチップ化する。このよう
にして得られるレーザチップはヒートシンク上にマウン
トされ、パッケージングが行われ、目的とする半導体レ
ーザが製造される。
Next, the n-type GaAs substrate 1 on which the laser structure has been formed as described above is cleaved into a bar shape to form both resonator end faces, and, if necessary, end face coating. The bar is cleaved into chips. The laser chip thus obtained is mounted on a heat sink, packaged, and a target semiconductor laser is manufactured.

【0036】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6および
p型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8と活性層7
との間のバンドギャップの差が0.3eV以上(この場
合、両者のバンドギャップの差は約0.4eV)である
ことにより、これらのn型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導
波層8に、活性層7からキャリアがオーバーフローする
ことを抑制することができるため、寿命特性の優れた半
導体レーザを実現することができる。しかも、n型Zn
1-u Mgu vSe1-v 光導波層6およびp型Zn1-u
Mgu v Se1-v 光導波層8と、n型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層5およびp型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層9との間の屈折率差が0.1以上
であることにより、光の閉じ込めも良好である。また、
n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型
Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8が、n型GaA
s基板1と格子整合していることにより、活性層7を構
成するZn1-z Cdz Se層は格子緩和せず、したがっ
て、この半導体レーザは高品質で特性が良好である。
[0036] As described above, according to the first embodiment, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1- v optical waveguide layer 8 and the active layer 7
Difference in band gap than 0.3eV between (in this case, the difference in band gap between them of about 0.4 eV) by a, these n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
The optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8, it is possible to prevent the carrier from the active layer 7 overflows, an excellent semiconductor laser life characteristics Can be realized. Moreover, n-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u
Mg u S v and Se 1-v optical waveguide layer 8, n-type Zn 1-x Mg x
S y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn 1-x Mg x S
When the refractive index difference between the y Se 1-y clad layer 9 is 0.1 or more, light confinement is also good. Also,
n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8, n-type GaA
Due to the lattice matching with the s-substrate 1, the Zn 1-z Cd z Se layer constituting the active layer 7 does not undergo lattice relaxation. Therefore, this semiconductor laser has high quality and good characteristics.

【0037】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。この第2の実施形態による半導体レーザにお
いては、活性層7を構成するZn1-z Cdz Se層のC
d組成比zが0.25(このときのバンドギャップE4
は2.48eV)であり、第1の実施形態の場合と同一
のCd組成比zを有しているが、n型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y
Se1-y クラッド層9のMg組成比x、S組成比y、な
らびに、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6お
よびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8のMg
組成比u、S組成比vが、それぞれ、第1の実施形態の
場合と異なる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the semiconductor laser according to the second embodiment, the C 1 -Z Cd z Se layer
When the d composition ratio z is 0.25 (the band gap E 4
Is 2.48 eV) and has the same Cd composition ratio z as in the first embodiment, but n-type Zn 1-x Mg x S
y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn 1-x Mg x S y
Se 1-y cladding layer 9 of Mg composition ratio x, S composition ratio y, and, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se Mg of 1-v optical waveguide layer 8
The composition ratio u and the S composition ratio v are different from those in the first embodiment.

【0038】すなわち、この半導体レーザにおいては、
n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型
Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8のバンドギャッ
プが厚さ方向で変化しており、したがって、この半導体
レーザはGRIN(Graded Index)−SCH構造を有す
る。この場合、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波
層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8
のバンドギャップの変化は、これらの層のMg組成比u
を調節することによって与えられている。この場合、n
型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6のMg組成比
uは、活性層7と接する部分で例えば0以上0.10以
下に選ばれ、活性層7側からn型Zn1-x Mgx y
1-y クラッド層5側に向かう厚さ方向に次第に大きく
なるようにされ、S組成比vは例えば0.06以上0.
18以下程度に選ばれ、厚さ方向で一定にされている。
同様に、p型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8の
Mg組成比uは、活性層7と接する部分で例えば0以上
0.10以下に選ばれ、活性層7側からp型Zn1-x
x y Se1-y クラッド層9側に向かう厚さ方向で次
第に大きくなるようにされ、S組成比vは例えば0.0
6以上0.18以下程度に選ばれ、厚さ方向で一定にさ
れている。
That is, in this semiconductor laser,
n-type Zn 1-u Mg u S v bandgap Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 has been changed in the thickness direction, Therefore, this semiconductor laser has a GRIN (Graded Index) -SCH structure. In this case, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8
Changes in the Mg composition ratio u of these layers
Is given by adjusting. In this case, n
Type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v Mg composition ratio u of the optical waveguide layer 6 is chosen in the following section, for example, 0 to 0.10 which is in contact with the active layer 7, n-type Zn from the active layer 7 side 1-x Mg x S y S
The S 1 -y cladding layer 5 is made to gradually increase in the thickness direction toward the cladding layer 5 side, and the S composition ratio v is, for example, 0.06 or more and 0.
It is selected to be about 18 or less and is made constant in the thickness direction.
Similarly, p-type Zn 1-u Mg u S v Mg composition ratio u of Se 1-v optical waveguide layer 8, a portion in contact with the active layer 7, for example 0 to 0.10 chosen below the active layer 7 side From p-type Zn 1-x M
The g x S y Se 1 -y cladding layer 9 is made to gradually increase in the thickness direction toward the cladding layer 9 side, and the S composition ratio v is, for example, 0.0.
The thickness is selected from about 6 to about 0.18 and is constant in the thickness direction.

【0039】具体的には、n型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層6およびp型Zn1-uMgu v Se1-v
光導波層8のうち、活性層7と接する部分のMg組成比
uは例えば0.07、S組成比vは例えば0.18であ
り、そのときのバンドギャップE5 は約2.82eVで
ある。これらのMg組成比u=0.07およびS組成比
v=0.18を有するn型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導
波層8は、n型GaAs基板1に対してほぼ−0.7%
の格子不整合Δa/aを有する。また、n型Zn1-u
u v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8のうち、n型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y
Se1-yクラッド層9と接する部分のMg組成比uは例
えば0.12、S組成比vは例えば0.18であり、そ
のときのバンドギャップE6 は約2.90eVである。
これらのMg組成比u=0.12およびS組成比v=
0.18を有するn型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導
波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
8は、n型GaAs基板1と格子整合する。
[0039] Specifically, n-type Zn 1-u Mg u S v Se
1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
Of the optical waveguide layer 8, Mg composition ratio of a portion in contact with the active layer 7 u is, for example 0.07, S composition ratio v is 0.18 for example, the band gap E 5 at that time is about 2.82eV . N-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v having these Mg composition ratio u = 0.07 and S composition ratio v = 0.18
Optical guide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is approximately -0.7% with respect to n-type GaAs substrate 1
Lattice mismatch Δa / a. Also, n-type Zn 1-u M
g u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u
N-type Zn 1-x Mg x S of the S v Se 1-v optical waveguide layer 8
y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn 1-x Mg x S y
The Mg composition ratio u of the portion in contact with the Se 1-y clad layer 9 is, for example, 0.12, the S composition ratio v is, for example, 0.18, and the band gap E 6 at that time is about 2.90 eV.
These Mg composition ratio u = 0.12 and S composition ratio v =
N-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 having a 0.18 includes an n-type GaAs substrate 1 Lattice matching.

【0040】ここで、これらのn型Zn1-u Mgu v
Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層8は、全体的にn型GaAs基板1の格子
定数より小さい格子定数を有しており、n型GaAs基
板1の格子定数より大きい格子定数を有する活性層7の
歪みを補償する。なお、この場合、n型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v
Se1-v 光導波層8のn型GaAs基板1に対する格子
不整合Δa/aの絶対値は、最大でも0.7%となって
いるため、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
6、活性層7およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v
導波層8はコヒーレントに(欠陥が含まれないように)
積層されており、活性層7は格子緩和しない。
Here, these n-type Zn 1-u Mg u S v
Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se
The 1-v optical waveguide layer 8 has a lattice constant smaller than the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1 as a whole, and suppresses the distortion of the active layer 7 having a lattice constant larger than the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1. Compensate. In this case, the n-type Zn 1-u Mg u
S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v
Se 1-v absolute value of the lattice mismatch .DELTA.a / a for n-type GaAs substrate 1 of the optical waveguide layer 8, since that is the 0.7% at most, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1 -v optical guide layer 6, active layer 7 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is coherently (so that it does not contain defects)
Since they are stacked, the active layer 7 does not undergo lattice relaxation.

【0041】また、n型Zn1-x Mgx y Se1-y
ラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラ
ッド層9のMg組成比xは例えば0.12以上、具体的
には例えば0.12、またS組成比yは例えば0.18
以上、具体的には例えば0.18であり、そのときのバ
ンドギャップE7 は約2.90eVである。これらのM
g組成比x=0.12およびS組成比y=0.18を有
するn型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およ
びp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層9はn型
GaAs基板1と格子整合する。なお、この場合、n型
Zn1-x Mgxy Se1-y クラッド層5およびn型Z
1-u Mgu v Se1-v 光導波層6は、両者の界面に
おいて組成が一致しており、同様に、p型Zn1-x Mg
x y Se1-y クラッド層9およびp型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8もまた、両者の界面において組
成が一致している。
The Mg composition ratio x of the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 9 is, for example, 0.12. As described above, specifically, for example, 0.12, and the S composition ratio y is, for example, 0.18
Above, specifically a 0.18 example, the band gap E 7 at this time is about 2.90eV. These M
An n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5 having a g composition ratio x = 0.12 and an S composition ratio y = 0.18, and a p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1- The y cladding layer 9 is lattice-matched to the n-type GaAs substrate 1. In this case, the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and the n-type Z
n 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, the composition in both of the interface are consistent, similarly, p-type Zn 1-x Mg
x S y Se 1-y cladding layer 9 and the p-type Zn 1-u Mg u
The composition of the S v Se 1-v optical waveguide layer 8 is also the same at the interface between them.

【0042】この場合、活性層7と接する部分における
n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型
Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8と、活性層7と
の間のバンドギャップの差は約0.34eVであり、n
型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およびp型
Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層9とZn1-z
z Se活性層7との間のバンドギャップの差は約0.
4eVである。また、活性層7と接する部分おけるn型
Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層8とn型Zn1-x Mg
x y Se1-yクラッド層5およびp型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層9との間の屈折率差Δnは、
0.1以上である。
[0042] In this case, the active layer 7 and the n-type in a portion in contact Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 And the active layer 7 have a band gap difference of about 0.34 eV, and n
Type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 9 and Zn 1-z C
The difference in band gap between the active layer 7 and the d z Se layer 7 is about 0.5.
4 eV. Moreover, definitive part in contact with the active layer 7 n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 and the n-type Zn 1-x Mg
x S y Se 1-y cladding layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x
The refractive index difference Δn between the S y Se 1-y clad layer 9 is
0.1 or more.

【0043】n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド
層5、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6、Z
1-z Cdz Se層からなる活性層7、p型Zn1-u
uv Se1-v 光導波層8およびp型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層9(x=0.12、y=0.1
8、0.07≦u≦0.12、v=0.18、z=0.
25)のエネルギーバンド図を図4に示す。なお、図4
において、EC は伝導帯の下端のエネルギーであり、E
V は価電子帯の上端のエネルギーである。
N-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5, n-type Zn 1-u Mg u Sv Se 1-v optical waveguide layer 6, Z
Active layer 7 made of n 1 -z Cd z Se layer, p-type Zn 1 -uM
g u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 and the p-type Zn 1-x Mg x
S y Se 1-y clad layer 9 (x = 0.12, y = 0.1
8, 0.07 ≦ u ≦ 0.12, v = 0.18, z = 0.
FIG. 4 shows an energy band diagram of 25). FIG.
, E C is the energy at the bottom of the conduction band,
V is the energy at the top of the valence band.

【0044】n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8の
厚さは、それぞれ例えば100nmであり、n型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およびp型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層9の厚さは、それぞ
れ例えば1μmである。
[0044] The thickness of the n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 are each for example 100nm , N-type Zn
1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn
The thickness of the 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9 is, for example, 1 μm.

【0045】この半導体レーザのその他の構成は、第1
の実施形態による半導体レーザと同様であるので、説明
を省略する。
The other structure of this semiconductor laser is
The description is omitted because it is the same as that of the semiconductor laser according to the embodiment.

【0046】この半導体レーザの製造方法は、第1の実
施形態による半導体レーザの製造方法と同様であるの
で、説明を省略する。
The method of manufacturing the semiconductor laser is the same as the method of manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【0047】以上のように、この第2の実施形態によれ
ば、第1の実施形態と同様の利点を得ることができるほ
か、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6および
p型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8の組成を制
御して、これらの層のn型GaAs基板1に対する格子
不整合Δa/aを、厚さ方向で変化させることによっ
て、活性層7の歪みを補償するようにしていることによ
り、活性層7に加わるストレスを低減することができ、
これによって、より高品質で動作特性の優れた半導体レ
ーザを実現することができる。
[0047] As described above, according to this second embodiment, in addition to it is possible to obtain the same advantages as the first embodiment, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v waveguide by controlling the composition of the layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8, a lattice mismatch .DELTA.a / a for n-type GaAs substrate 1 of the layers, the thickness direction By changing the stress, the strain applied to the active layer 7 can be reduced by compensating for the distortion of the active layer 7.
As a result, a semiconductor laser having higher quality and excellent operation characteristics can be realized.

【0048】次に、この発明の第3の実施形態について
説明する。図5は、この第3の実施形態による半導体レ
ーザの断面図である。この半導体レーザは、SCH構造
を有するものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view of the semiconductor laser according to the third embodiment. This semiconductor laser has an SCH structure.

【0049】図5に示すように、この第3の実施形態に
よる半導体レーザにおいては、n型Zn1-x Mgx y
Se1-y クラッド層5とn型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層6との間に、n型Zn1-p Mgp q Se
1-q 光導波層31が挿入され、p型Zn1-u Mgu v
Se1-v 光導波層8とp型Zn1-x Mgx y Se1-y
クラッド層との間に、p型Zn1-p Mgp q Se1-q
光導波層32が挿入されている。これらのn型Zn1-p
Mgp q Se1-q 光導波層31およびp型Zn1-p
p q Se1-q 光導波層32は、n型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v
Se1-v 光導波層8より小さいバンドギャップを有する
ものである。
As shown in FIG. 5, in the semiconductor laser according to the third embodiment, n-type Zn 1-x Mg x S y
Se 1-y cladding layer 5 and the n-type Zn 1-u Mg u S v Se
N-type Zn 1-p Mg p S q Se between the 1-v optical waveguide layer 6
The 1-q optical waveguide layer 31 is inserted, and the p-type Zn 1-u Mg u S v
Se 1-v optical waveguide layer 8 and p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y
Between the cladding layer and the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q
The optical waveguide layer 32 is inserted. These n-type Zn 1-p
Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 31 and the p-type Zn 1-p M
g p S q Se 1-q optical waveguide layer 32, n-type Zn 1-u Mg u
S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v
It has a band gap smaller than the Se 1-v optical waveguide layer 8.

【0050】この半導体レーザにおいて、活性層7を構
成するZn1-z Cdz Se層のCd組成比zは例えば
0.1以上0.3以下、具体的には例えば0.25であ
り、そのときのバンドギャップE8 は約2.48eVで
ある。このCd組成比z=0.25を有するZn1-z
z Se活性層7は、n型GaAs基板1に対して+
0.017の格子不整合Δa/aを有する。この活性層
7は圧縮歪みを受けた歪層である。
In the semiconductor laser, the Cd composition ratio z of the Zn 1 -z Cd z Se layer forming the active layer 7 is, for example, 0.1 or more and 0.3 or less, specifically, for example, 0.25. At this time, the band gap E 8 is about 2.48 eV. Zn 1-z C having this Cd composition ratio z = 0.25
The d z Se active layer 7 has a positive polarity with respect to the n-type GaAs substrate 1.
It has a lattice mismatch Δa / a of 0.017. This active layer 7 is a strained layer that has been subjected to compressive strain.

【0051】この活性層7に隣接して設けられたn型Z
1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層8によって活性層7の
歪み補償が行われるように、これらのn型Zn1-u Mg
u v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8に格子不整合Δa/a(ただし、
その絶対値は0.01以下である)が与えられている。
この格子不整合Δa/aは、例えば、これらのn型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u
Mgu v Se1-v 光導波層8がn型GaAs基板1と
格子整合するようなMg組成比uおよびS組成比vの組
み合わせ(ただし、n型Zn1-u Mgu v Se1-v
導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波
層8と活性層7との間のバンドギャップの差が0.3e
V以上となることが必要である)に対して、S組成比v
を大きくすることによって与えられる。具体的には、こ
れらのn型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6およ
びp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8のMg組
成比uは例えば0.12、S組成比vは0.18以上
0.30以下、具体的には例えば0.22であり、その
ときのバンドギャップE9 は約2.92eVである。こ
れらのMg組成比u=0.12およびS組成比v=0.
22を有するn型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8
は、n型GaAs基板1に対して−0.005の格子不
整合Δa/aを有する。
The n-type Z provided adjacent to the active layer 7
n 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v As distortion compensation of the active layer 7 is performed by the optical waveguide layer 8, these n-type Zn 1-u Mg
u Sv Se 1-v optical waveguide layer 6 and p-type Zn 1-u Mg u S
v Se 1-v optical waveguide layer 8 has lattice mismatch Δa / a (however,
The absolute value is 0.01 or less).
This lattice mismatch Δa / a is, for example, due to the n-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u
Mg u S v Se 1-v combination of Mg composition ratio u and S composition ratio v as the optical waveguide layer 8 are lattice matched with the n-type GaAs substrate 1 (where, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1 difference in band gap between the -v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 and the active layer 7 is 0.3e
V or more), the S composition ratio v
Is given by increasing Specifically, these n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v Mg composition ratio u of the optical waveguide layer 8 For example, the S composition ratio v is 0.18 or more and 0.30 or less, specifically, for example, 0.22, and the band gap E 9 at that time is about 2.92 eV. These Mg composition ratio u = 0.12 and S composition ratio v = 0.
N-type Zn with 22 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8
Has a lattice mismatch Δa / a of −0.005 with respect to the n-type GaAs substrate 1.

【0052】ここで、これらのn型Zn1-u Mgu v
Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層8は、n型GaAs基板1の格子定数より
小さい格子定数を有しており、n型GaAs基板1の格
子定数より大きい格子定数を有する活性層7の歪みを補
償する。なお、この場合、n型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層8のn型GaAs基板1に対する格子不整合Δ
a/aの絶対値が1%以下となっているため、n型Zn
1-u Mgu v Se1-v 光導波層6、活性層7およびp
型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8はコヒーレン
トに(欠陥が含まれないように)積層されており、活性
層7は格子緩和しない。
[0052] In this case, these n-type Zn 1-u Mg u S v
Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se
The 1-v optical waveguide layer 8 has a lattice constant smaller than the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1 and compensates for the distortion of the active layer 7 having a lattice constant larger than the lattice constant of the n-type GaAs substrate 1. In this case, n-type Zn 1-u Mg u S v Se
1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
Lattice mismatch Δ of optical waveguide layer 8 with n-type GaAs substrate 1
Since the absolute value of a / a is 1% or less, n-type Zn
1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, active layer 7 and p
Type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8 (so that it does not contain defects) coherently are laminated, the active layer 7 is not lattice relaxation.

【0053】n型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層
31およびp型Zn1-p Mgp qSe1-q 光導波層3
2のMg組成比pは例えば0.05、S組成比qは例え
ば0.10であり、そのときのバンドギャップE10は約
2.78eVである。これらのMg組成比p=0.05
およびS組成比q=0.10を有するn型Zn1-p Mg
p q Se1-q 光導波層31およびp型Zn1-p Mgp
q Se1-q 光導波層32は、n型GaAs基板1と格
子整合する。
The n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 31 and the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 3
2 Mg composition ratio p is for example 0.05, S composition ratio q is 0.10 for example, the band gap E 10 at that time is about 2.78 eV. Their Mg composition ratio p = 0.05
-Type Zn 1-p Mg having a composition ratio of S and q = 0.10
p Sq Se 1-q optical waveguide layer 31 and p-type Zn 1-p Mg p
The S q Se 1-q optical waveguide layer 32 is lattice-matched with the n-type GaAs substrate 1.

【0054】n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド
層5およびp型Zn1-x Mgx ySe1-y クラッド層
9のMg組成比xは例えば0.12、S組成比yは例え
ば0.18であり、そのときのバンドギャップE11は約
2.90eVである。これらのMg組成比x=0.12
およびS組成比y=0.18を有するn型Zn1-x Mg
x y Se1-y クラッド層5およびp型Zn1-x Mgx
y Se1-y クラッド層9はn型GaAs基板1と格子
整合する。
The Mg composition ratio x of the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9 is, for example, 0.12, S the composition ratio y is 0.18 for example, the band gap E 11 at that time is about 2.90eV. The Mg composition ratio x = 0.12
And n-type Zn 1-x Mg having an S composition ratio y = 0.18
x S y Se 1-y cladding layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x
The S y Se 1-y cladding layer 9 is lattice-matched to the n-type GaAs substrate 1.

【0055】この場合、n型Zn1-u Mgu v Se
1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v
光導波層8と活性層7との間のバンドギャップの差は
0.44eVであり、n型Zn1-p Mgp q Se1-q
光導波層31およびp型Zn1-pMgp q Se1-q
導波層32と活性層7との間のバンドギャップの差は
0.3eVであり、n型Zn1-x Mgx y Se1-y
ラッド層5およびp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラ
ッド層9と活性層7との間のバンドギャップの差は約
0.42eVである。
[0055] In this case, n-type Zn 1-u Mg u S v Se
1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v
The difference in band gap between the optical waveguide layer 8 and the active layer 7 is 0.44 eV, and n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q
Difference in band gap between the optical waveguide layer 31 and the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 32 and the active layer 7 is 0.3 eV, n-type Zn 1-x Mg x difference in band gap between the S y Se 1-y cladding layer 5 and the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9 and the active layer 7 is about 0.42 eV.

【0056】n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド
層5、n型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層31、
n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6、Zn1-z
Cdz Se層からなる活性層7、p型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8、p型Zn1-p Mgp q Se
1-q 光導波層32およびp型Zn1-x Mgx y Se
1-y クラッド層9(x=0.12、y=0.18、p=
0.05、q=0.10、u=0.12、v=0.2
2、z=0.25)のエネルギーバンド図を図6に示
す。なお、図6において、EC は伝導帯の下端のエネル
ギーであり、EV は価電子帯の上端のエネルギーであ
る。
The n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5, the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 31,
n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6, Zn 1-z
Active layer 7 made of cd z Se layer, p-type Zn 1-u Mg u S
v Se 1-v optical waveguide layer 8, p-type Zn 1-p Mg p S q Se
1-q optical waveguide layer 32 and p-type Zn 1-x Mg x S y Se
1-y cladding layer 9 (x = 0.12, y = 0.18, p =
0.05, q = 0.10, u = 0.12, v = 0.2
FIG. 6 shows an energy band diagram of (2, z = 0.25). In FIG. 6, E C is the energy at the lower end of the conduction band, and E V is the energy at the upper end of the valence band.

【0057】n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層
6およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8の
厚さは、活性層7へのキャリアの注入を妨げないよう
に、例えば10nm以下、好適には2〜3nmに選ばれ
る。また、n型Zn1-p Mgpq Se1-q 光導波層3
1およびp型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層32
の厚さは、十分な光の閉じ込めを行うことができるよう
に、例えば100nm程度に選ばれる。また、n型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層5およびp型Zn
1-x Mgx y Se1-y クラッド層9の厚さは、例えば
1μmである。
[0057] The thickness of the n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8, to the active layer 7 For example, the thickness is selected to be 10 nm or less, preferably 2 to 3 nm so as not to hinder carrier injection. Also, the n-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 3
1 and p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 32
Is selected, for example, to about 100 nm so that sufficient light can be confined. Also, n-type Zn
1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 and p-type Zn
The thickness of the 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9 is, for example, 1 μm.

【0058】この半導体レーザのその他の構成は、第1
の実施形態による半導体レーザと同様であるので、説明
を省略する。
The other structure of this semiconductor laser is the first
The description is omitted because it is the same as that of the semiconductor laser according to the embodiment.

【0059】この半導体レーザの製造方法は、第1の実
施形態による半導体レーザの製造方法と同様であるの
で、説明を省略する。
Since the method for manufacturing the semiconductor laser is the same as the method for manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment, the description is omitted.

【0060】ここで、この第3の実施形態による半導体
レーザと同様な構造を有する発光ダイオード(LED)
を作製し、このLEDを動作温度80℃、動作電流10
0mAの条件で動作させたときの光出力の経時変化を測
定した。この測定結果を、試料aのデータとして図7に
示す。図7において、横軸は経過時間(時間)を示し、
一方の縦軸は、測定試料の光出力に対応する測定に用い
た光検出器の出力(mV)を示し、他方の縦軸は動作電
圧(V)を示す。図7には、比較のため、試料bのデー
タとして、ZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSSe
SCH構造をLEDモードで同一条件で動作させたと
きの光出力の測定結果も示してある。
Here, a light emitting diode (LED) having the same structure as the semiconductor laser according to the third embodiment
And operating the LED at an operating temperature of 80 ° C. and an operating current of 10
The change with time of the light output when operated under the condition of 0 mA was measured. This measurement result is shown in FIG. 7 as data of sample a. In FIG. 7, the horizontal axis indicates elapsed time (time),
One vertical axis indicates the output (mV) of the photodetector used for the measurement corresponding to the optical output of the measurement sample, and the other vertical axis indicates the operating voltage (V). FIG. 7 shows, for comparison, ZnCdSe / ZnSSe / ZnMgSSe as data of sample b.
The light output measurement results when the SCH structure is operated under the same conditions in the LED mode are also shown.

【0061】図7に示すように、第3の実施形態による
半導体レーザと同様な構造を有するこのLEDの光出力
が測定開始時の1/2になるまでの時間は4.9時間で
あるのに対して、ZnCdSe/ZnSSe/ZnMg
SSe SCH構造をLEDモードで動作させたときの
光出力が、測定開始時の1/2になるまでの時間は0.
2時間以下であることから、このLEDの寿命特性は、
ZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSSe SCH構
造のものと比較して良好であることがわかる。このこと
から、この第3の実施形態による半導体レーザの寿命特
性も良好であることが予想される。
As shown in FIG. 7, the time required for the light output of this LED having the same structure as that of the semiconductor laser according to the third embodiment to become 1 / of that at the start of the measurement is 4.9 hours. With respect to ZnCdSe / ZnSSe / ZnMg
The time required for the light output when the SSe SCH structure is operated in the LED mode to become の of that at the start of the measurement is 0.
Since it is 2 hours or less, the life characteristics of this LED are as follows:
It can be seen that they are better than those having the ZnCdSe / ZnSSe / ZnMgSSe SCH structure. From this, it is expected that the life characteristics of the semiconductor laser according to the third embodiment are also good.

【0062】図8は、この第3の実施形態による半導体
レーザを、一定の光出力で動作させたときの動作電流お
よび動作電圧の経時変化のグラフである。ここでは、こ
の半導体レーザを、動作温度80℃、光出力1mWの条
件で動作させた。この測定に用いた半導体レーザの共振
器長は600μmであり、60%/96%の高反射コー
ティングが共振器端面に施されている。図8において、
横軸は経過時間(時間)を対数で示し、一方の縦軸は動
作電流(mA)、他方の縦軸は動作電圧(V)を示す。
また、図8において、曲線aは動作電流のグラフであ
り、曲線bは動作電圧のグラフである。図8に示すよう
に、この半導体レーザを動作温度80℃、光出力1mW
の条件で動作させた場合は、測定開始当初の動作電流は
約40mA、動作電圧は約4Vであり、これらの動作電
流および動作電圧が急激に増加する素子寿命は、約1.
5時間であることがわかる。これらの動作電流、動作電
圧および素子寿命は、通常と同じ成長条件で作製された
ZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSSe SCH構
造の半導体レーザ(その寿命は動作温度80℃のとき
0.1時間程度)と比較して良好である。
FIG. 8 is a graph showing changes over time in operating current and operating voltage when the semiconductor laser according to the third embodiment is operated at a constant light output. Here, the semiconductor laser was operated under the conditions of an operating temperature of 80 ° C. and an optical output of 1 mW. The resonator length of the semiconductor laser used for this measurement was 600 μm, and a high reflection coating of 60% / 96% was applied to the resonator end face. In FIG.
The horizontal axis shows the elapsed time (time) in logarithm, one vertical axis shows the operating current (mA), and the other vertical axis shows the operating voltage (V).
In FIG. 8, a curve a is a graph of the operating current, and a curve b is a graph of the operating voltage. As shown in FIG. 8, this semiconductor laser was operated at an operating temperature of 80 ° C. and an optical output of 1 mW.
, The operating current at the start of the measurement is about 40 mA and the operating voltage is about 4 V. The element life at which the operating current and the operating voltage rapidly increase is about 1.
It turns out that it is 5 hours. The operating current, operating voltage and element life are compared with those of a semiconductor laser having a ZnCdSe / ZnSSe / ZnMgSSe SCH structure manufactured under the same growth conditions as usual (the life is about 0.1 hour at an operating temperature of 80 ° C.). Good.

【0063】以上のように、この第3の実施形態によれ
ば、第1の実施形態と同様の利点を得ることができるほ
か、n型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6および
p型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8のS組成比
vを、n型GaAs基板1と格子整合するときのS組成
比vよりも大きくして、活性層7の歪みを補償するよう
にしていることにより、活性層7に加わるストレスを低
減することができ、これによって、より高品質で動作特
性の優れた半導体レーザを実現することができ、しか
も、この際、活性層7の歪みの補償を、この活性層7の
近傍に設けられた、厚さ10nm以下のn型Zn1-u
u v Se1-v 光導波層6およびp型Zn1-u Mgu
v Se1-v 光導波層8のみで行うことができる。
[0063] As described above, according to this third embodiment, in addition to it is possible to obtain the same advantages as the first embodiment, n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v waveguide the layers 6 and p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v S composition ratio v of the optical waveguide layer 8, and larger than the S composition ratio v of when the n-type GaAs substrate 1 and the lattice matching, the active By compensating for the strain in the layer 7, the stress applied to the active layer 7 can be reduced, thereby realizing a semiconductor laser with higher quality and excellent operating characteristics. At this time, the distortion of the active layer 7 is compensated for by using an n-type Zn 1-u M having a thickness of 10 nm or less provided near the active layer 7.
g u S v Se 1-v optical waveguide layer 6 and the p-type Zn 1-u Mg u
This can be performed only with the S v Se 1-v optical waveguide layer 8.

【0064】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 embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

【0065】例えば、上述の第1〜第3の実施形態によ
る半導体レーザの構造や材料はあくまでも例に過ぎず、
必要に応じてこれと異なる構造や材料を用いてもよい。
具体的には、第1〜第3の実施形態において挙げたMg
組成比x、u、p、S組成比y、v、qおよびCd組成
比zの数値は例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる
Mg組成比x、u、p、S組成比y、v、qおよびCd
組成比zとしてもよい。
For example, the structures and materials of the semiconductor lasers according to the above-described first to third embodiments are merely examples.
If necessary, a different structure or material may be used.
Specifically, the Mg listed in the first to third embodiments
The numerical values of the composition ratios x, u, p, S composition ratios y, v, q, and Cd composition ratio z are merely examples, and Mg composition ratios x, u, p, S composition ratios y, which are different from these, if necessary. v, q and Cd
The composition ratio z may be used.

【0066】また、例えば、上述の第1〜第3の実施形
態におけるSQW構造の活性層7の代わりにMQW構造
の活性層を用いてもよい。また、例えば、第1〜第3の
実施形態における光導波層は、アンドープのものであっ
てもよい。また、例えば、第3の実施形態におけるp型
Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層31およびp型Z
1-p Mgp q Se1-q 光導波層32の代わりに、そ
れぞれ、n型ZnSSe光導波層およびp型ZnSSe
光導波層を用いてもよい。また、例えば、上述の第1〜
第3の実施形態においては、n型ZnSSeバッファ層
4を省略した構造としてもよい。
Further, for example, an active layer having an MQW structure may be used instead of the active layer 7 having an SQW structure in the first to third embodiments. Further, for example, the optical waveguide layers in the first to third embodiments may be undoped. Further, for example, the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 31 and the p-type Z
Instead of the n 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 32, respectively, an n-type ZnSSe optical waveguide layer and a p-type ZnSSe
An optical waveguide layer may be used. In addition, for example, the above first to first
In the third embodiment, the structure may be such that the n-type ZnSSe buffer layer 4 is omitted.

【0067】また、例えば、上述の第3の実施形態にお
いては、n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層5
およびp型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層9に
代えて、それぞれ、n型BeMgZnSeクラッド層お
よびp型BeMgZnSeクラッド層を用い、活性層7
と隣接するn型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6
およびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8に代
えて、それぞれ、n型BeZnSe光導波層およびp型
BeZnSe光導波層を用い、Zn1-z CdzSe層か
らなる活性層7に代えて、BeZnCdSe層からなる
活性層を用い、n型Zn1-x Mgx y Se1-y クラッ
ド層5とn型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層6と
の間のn型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層31お
よびp型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層8とp型
Zn1-x Mgx y Se1-y クラッド層9との間のp型
Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層32に代えて、そ
れぞれ、n型BeZnSe光導波層およびp型BeZn
Se光導波層(ただし、活性層に隣接するn型BeZn
Se光導波層およびp型BeZnSe光導波層よりバン
ドギャップの小さいもの)を用いてもよい。
For example, in the third embodiment, the n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y clad layer 5 is used.
An n-type BeMgZnSe cladding layer and a p-type BeMgZnSe cladding layer are used instead of the p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9, respectively.
N-type adjacent to the Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 6
And in place of the p-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer 8, respectively, n-type BeZnSe optical waveguide layer and a p-type BeZnSe optical waveguide layer, a Zn 1-z Cd z Se layer instead of the active layer 7 made, with the active layer made of BeZnCdSe layer, n-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer 5 and the n-type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v light N-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 31 and p-type Zn 1-u Mg u Sv Se 1-v optical waveguide layer 8 between p-type Zn 1- Instead of the p-type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer 32 between the x Mg x S y Se 1-y cladding layer 9, the n-type BeZnSe optical waveguide layer and the p-type BeZn
Se optical waveguide layer (however, n-type BeZn adjacent to the active layer)
A material having a smaller band gap than the Se optical waveguide layer and the p-type BeZnSe optical waveguide layer) may be used.

【0068】また、上述の第1〜第3の実施形態におい
ては、II−VI族化合物半導体層の成長にMBE法を
用いているが、このII−VI族化合物半導体層の成長
には例えば有機金属化学気相成長(MOCVD)法を用
いてもよい。
In the first to third embodiments described above, the MBE method is used for growing the II-VI compound semiconductor layer. A metal chemical vapor deposition (MOCVD) method may be used.

【0069】さらに、上述の第1〜第3の実施形態にお
いては、この発明を半導体レーザに適用した場合につい
て説明したが、この発明は、発光ダイオードに適用する
ことも可能である。また、この発明はp型半導体基板を
用いた半導体発光素子に適用することも可能である。
Further, in the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to a semiconductor laser has been described. However, the present invention can be applied to a light emitting diode. Further, the present invention can be applied to a semiconductor light emitting device using a p-type semiconductor substrate.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第1の光導波層および第2の光導波層と活性層との
間のバンドギャップの差が0.3eV以上であり、第1
の光導波層および第2の光導波層の基板に対する格子不
整合Δa/aの絶対値が0.01以下であることによ
り、活性層から第1の光導波層および第2の光導波層へ
のキャリアのオーバーフローを抑制することができ、寿
命特性の優れた高品質の半導体発光素子を実現すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the difference in band gap between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the active layer is 0.3 eV or more. 1
Since the absolute value of the lattice mismatch Δa / a of the optical waveguide layer and the second optical waveguide layer with respect to the substrate is 0.01 or less, the active layer can be moved from the first optical waveguide layer to the second optical waveguide layer. Carrier overflow can be suppressed, and a high-quality semiconductor light emitting device having excellent life characteristics can be realized.

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

【図1】 この発明の第1の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザの断面図である。
FIG. 1 shows a II-VI according to a first embodiment of the present invention.
1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図2】 この発明の第1の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザのエネルギーバン
ド図である。
FIG. 2 shows II-VI according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an energy band diagram of a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図3】 この発明の第1の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造に用いられ
るMBE装置の構成の一例を示す略線図である。
FIG. 3 shows II-VI according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an MBE apparatus used for manufacturing a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図4】 この発明の第2の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザのエネルギーバン
ド図である。
FIG. 4 shows II-VI according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an energy band diagram of a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図5】 この発明の第3の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザの断面図である。
FIG. 5 shows a II-VI according to a third embodiment of the present invention.
1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図6】 この発明の第3の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザのエネルギーバン
ド図である。
FIG. 6 shows a II-VI according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an energy band diagram of a semiconductor laser using a group III compound semiconductor.

【図7】 この発明の第3の実施形態によるII−VI
族化合物半導体と同様の構造を有するLEDを一定の動
作電流で高温動作させたときの光出力および動作電圧の
経時変化を示すグラフである。
FIG. 7 shows II-VI according to a third embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a temporal change of an optical output and an operating voltage when an LED having a structure similar to that of a group III compound semiconductor is operated at a high temperature with a constant operating current.

【図8】 この発明の第3の実施形態によるII−VI
族化合物半導体を用いた半導体レーザを一定の光出力で
動作させたときの動作電流および動作電圧の経時変化を
示すグラフである。
FIG. 8 shows a II-VI according to a third embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a change over time of an operating current and an operating voltage when a semiconductor laser using a group III compound semiconductor is operated at a constant optical output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・n型GaAs基板、5・・・n型Zn1-x Mg
x y Se1-y クラッド層、6・・・n型Zn1-u Mg
u v Se1-v 光導波層、7・・・活性層、8・・・p
型Zn1-u Mgu v Se1-v 光導波層、9・・・p型
Zn1-x Mgxy Se1-y クラッド層、31・・・n
型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層、32・・・p
型Zn1-p Mgp q Se1-q 光導波層
1 ... n-type GaAs substrate, 5 ... n-type Zn 1-x Mg
x S y Se 1-y cladding layer, 6 · · · n-type Zn 1-u Mg
u Sv Se 1-v optical waveguide layer, 7 ... active layer, 8 ... p
Type Zn 1-u Mg u S v Se 1-v optical waveguide layer, 9 · · · p-type Zn 1-x Mg x S y Se 1-y cladding layer, 31 · · · n
Type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer, 32 ... p
Type Zn 1-p Mg p S q Se 1-q optical waveguide layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、 上記基板上の第1導電型の第1のクラッド層と、 上記第1のクラッド層上の第1の光導波層と、 上記第1の光導波層上の活性層と、 上記活性層上の第2の光導波層と、 上記第2の光導波層上の第2導電型の第2のクラッド層
とを有し、 上記第1のクラッド層、上記第1の光導波層、上記活性
層、上記第2の光導波層および上記第2のクラッド層
は、Zn、Cd、Mg、HgおよびBeからなる群より
選ばれた少なくとも一種類以上のII族元素とS、S
e、TeおよびOからなる群より選ばれた少なくとも一
種類以上のVI族元素とからなるII−VI族化合物半
導体により構成されている半導体発光素子において、 上記第1の光導波層および上記第2の光導波層の上記基
板に対する格子不整合Δa/a(ただし、aは基板の格
子定数、Δaは格子定数の変化量)の絶対値が0.01
以下であり、 上記第1の光導波層および上記第2の光導波層と上記活
性層との間のバンドギャップ差が0.3eV以上である
ことを特徴とする半導体発光素子。
1. A substrate, a first cladding layer of a first conductivity type on the substrate, a first optical waveguide layer on the first cladding layer, and an active layer on the first optical waveguide layer. A second optical waveguide layer on the active layer, a second cladding layer of a second conductivity type on the second optical waveguide layer, the first cladding layer, the first cladding layer, The optical waveguide layer, the active layer, the second optical waveguide layer, and the second cladding layer each include at least one group II element selected from the group consisting of Zn, Cd, Mg, Hg, and Be. S, S
a semiconductor light emitting device comprising a II-VI group compound semiconductor comprising at least one or more group VI elements selected from the group consisting of e, Te and O, wherein the first optical waveguide layer and the second The absolute value of the lattice mismatch Δa / a (where a is the lattice constant of the substrate and Δa is the amount of change in the lattice constant) of the optical waveguide layer is 0.01
A semiconductor light emitting device, wherein: a band gap difference between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the active layer is 0.3 eV or more.
【請求項2】 上記活性層は歪層であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体発光素子。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said active layer is a strained layer.
【請求項3】 上記活性層が歪層であるとともに、上記
第1の光導波層および上記第2の光導波層が上記基板と
格子整合す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 semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said active layer is a strained layer, and said first optical waveguide layer and said second optical waveguide layer are lattice-matched with said substrate. .
【請求項4】 上記活性層が歪層であるとともに、上記
第1の光導波層および上記第2の光導波層が上記活性層
のひずみを補償するような上記格子不整合Δa/aを有
す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 active layer is a strained layer, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer have the lattice mismatch Δa / a that compensates for the strain of the active layer. 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 上記第1の光導波層および上記第2の光
導波層の上記格子不整合Δa/aが厚さ方向で変化して
いることを特徴とする請求項4記載の半導体発光素子。
5. The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the lattice mismatch Δa / a of the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer changes in a thickness direction. .
【請求項6】 上記第1の光導波層および上記第2の光
導波層と上記第1のクラッド層および上記第2のクラッ
ド層との間の屈折率差が0.1以上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 method according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer and the first clad layer and the second clad layer is 0.1 or more. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein:
【請求項7】 上記第1のクラッド層および上記第2の
クラッド層はZnMgSSe系化合物半導体からなり、
上記第1の光導波層および上記第2の光導波層はZnM
gSSe系半導体からなり、上記活性層はBeZnCd
Se系半導体またはZnCdSe系半導体からなること
を特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
7. The first cladding layer and the second cladding layer are made of a ZnMgSSe-based compound semiconductor,
The first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of ZnM
gSSe-based semiconductor, and the active layer is BeZnCd
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, comprising a Se-based semiconductor or a ZnCdSe-based semiconductor.
【請求項8】 上記第1のクラッド層と上記第1の光導
波層との間および上記第2の光導波層と上記第2のクラ
ッド層との間に、それぞれ、上記第1の光導波層および
上記第2の光導波層より小さいバンドギャップを有する
第3の光導波層および第4の光導波層を有することを特
徴とする請求項1記載の半導体発光素子。
8. The first optical waveguide is provided between the first cladding layer and the first optical waveguide layer and between the second optical waveguide layer and the second cladding layer, respectively. 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a third optical waveguide layer and a fourth optical waveguide layer having a layer and a band gap smaller than that of the second optical waveguide layer.
【請求項9】 上記活性層が歪層であるとともに、上記
第1の光導波層および上記第2の光導波層が上記活性層
のひずみを補償するような上記格子不整合Δa/aを有
し、上記第3の光導波層および上記第4の光導波層が上
記基板と格子整合することを特徴とする請求項8記載の
半導体発光素子。
9. The active layer is a strained layer, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer have a lattice mismatch Δa / a that compensates for distortion of the active layer. 9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein said third optical waveguide layer and said fourth optical waveguide layer are lattice-matched with said substrate.
【請求項10】 上記第1のクラッド層および上記第2
のクラッド層はZnMgSSe系化合物半導体からな
り、上記第1の光導波層および上記第2の光導波層はZ
nMgSSe系半導体からなり、上記第3の光導波層お
よび上記第4の光導波層はZnMgSSe系半導体また
はZnSSe系半導体からなり、上記活性層はBeZn
CdSe系半導体またはZnCdSe系半導体からなる
ことを特徴とする請求項8記載の半導体発光素子。
10. The first cladding layer and the second cladding layer.
Is made of a ZnMgSSe-based compound semiconductor, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer
The third optical waveguide layer and the fourth optical waveguide layer are made of a ZnMgSSe-based semiconductor or a ZnSSe-based semiconductor, and the active layer is made of BeZn.
9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, comprising a CdSe-based semiconductor or a ZnCdSe-based semiconductor.
【請求項11】 上記第1のクラッド層および上記第2
のクラッド層はBeMgZnSe系化合物半導体からな
り、上記第1の光導波層および上記第2の光導波層はB
eZnSe系半導体からなり、上記第3の光導波層およ
び上記第4の光導波層はBeZnSe系半導体からな
り、上記活性層はBeZnCdSe系半導体からなるこ
とを特徴とする請求項8記載の半導体発光素子。
11. The first cladding layer and the second cladding layer.
Is made of a BeMgZnSe-based compound semiconductor, and the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer
9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein the third optical waveguide layer and the fourth optical waveguide layer are made of eZnSe-based semiconductor, and the active layer is made of BeZnCdSe-based semiconductor. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003075365A1 (en) * 2002-03-05 2003-09-12 Nikko Materials Co., Ltd. Photoelectric conversion function device

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