(57)【要約】【課題】  発光素子の高出力化のため、ｐ型クラッド層からのドーパントの拡散を抑制しつつ、ｐ型キャップ層よりのドーパントの拡散も抑制し、かつ素子抵抗を増大させない層構造の半導体エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子を提供することにある。【解決手段】  ｐ型クラッド層４とｐ型キャップ層１を隔てる目的で、故意にドープしない又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のドーピングを行なったＩｎＧａＡｓ層２をｐ型クラッド層４とｐ型キャップ層１間に挿入するか、ｐ型クラッド層４中又はｐ型キャップ層１中に挿入するか、中間層３に隣接して又は中間層３の中に挿入する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層との間にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項２】
ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｐ型クラッド層中又は前記ｐ型キャップ層中にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項３】
ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、ｐ型中間層及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｐ型中間層の片側に隣接して又は前記ｐ型中間層中にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ＩｎＧａＡｓ層が故意に導電性を規定しないエピタキシャル層であるか、又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下の範囲でｐ型の導電性を付与されたエピタキシャル層であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項５】
請求項４記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ＩｎＧａＡｓ層の厚さｄが０＜ｄ＜１００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項６】
請求項４又は５記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ＩｎＧａＡｓ層がＩｎxＧａ1-xＡｓ（０＜ｘ＜０．３）からなることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
上記ｐ型クラッド層又はｐ型キャップ層のうち少なくとも一方が、０≦ｙ≦１かつ０≦ｚ≦１を満たすｙならびにｚに対して（ＡｌyＧａ1-y）zＩｎ1-zＰよりなるエピタキシャル層であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項８】
請求項７記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｐ型クラッド層がＡｌＧａＩｎＰからなり、そのｐ型クラッド層のｐ型不純物がＭｇまたはＺｎであることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項９】
請求項７記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｐ型キャップ層がＧａＡｓからなることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項１０】
上記請求項１〜９に記載する半導体エピタキシャルウェハを用いて作製したことを特徴とする半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力の半導体発光素子（発光ダイオード、半導体レーザ）に用いるための半導体エピタキシャルウェハ及びこれを用いて作製した半導体発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤまたはＤＶＤの読み出しならびに書き込みに用いられるファブリペロー型レーザーダイオードには、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、少なくとも、必要ならばｎ型ＧａＡｓバッファ層、さらに必要ならばｎ型ＧａＩｎＰバッファ層を介して、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、活性層と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、必要ならばｐ型ＧａＩｎＰ中間層を介して、ｐ型ＧａＡｓキャップ層とを順次積層した層構造を有し、さらに必要ならプロセスにおけるエッチング制御や屈折率設計のためにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の一部にＧａＩｎＰ層を挿入した構造のエピタキシャルウェハが用いられることが多く、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で作成される。
【０００３】
この際、ｎ型導電性を規定するドーパントにはＳｉが盛んに用いられるが、この点には本発明は関係しない。
【０００４】
一方、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の導電性を規定するｐ型ドーパントには、従来、ＺｎもしくはＭｇ（マグネシウム）が用いられている。また、ｐ型ＧａＡｓキャップ層の導電性を規定するｐ型ドーパントにはＺｎ（亜鉛）が用いられる。
【０００５】
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料を用いた従来の半導体レーザダイオード（ＬＤ）の一例として、特開平１０−２０９５７３号公報（特許文献１）に開示されたものを図８に示す。
【０００６】
この半導体レーザ２１は、シリコンをドープしたｎ型ＧａＡｓ（ガリウム・砒素）半導体基板２２上に、Ｓｅをドープしたｎ型ＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウム・ガリウム・インジウム・燐）クラッド層２３が形成され、その上に第１のＡｌＧａＩｎＰガイド層２４が形成されている。 この第１のＡｌＧａＩｎＰガイド層２４上に、ＧａＩｎＰからなる活性層２５と、ＡｌＧａＩｎＰからなるバリア層２６とを交互に積層し、量子井戸構造の活性層が形成されている。この上には、第２のＡｌＧａＩｎＰガイド層２７が形成され、その上にＡｌＧａＩｎＰからなるアンドープのクラッド層２８が形成され、その上の格子不整合を有する拡散抑止層２９を挟んで、またアンドープのクラッド層２８が形成されている。 
【０００７】
アンドープのクラッド層２８の上には、ＺｎをドープしたＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層３０が形成され、さらにその上に最表面のコンタクト層（キャップ層）３１としてＺｎをドープしたＧａＡｓ層が形成されている。 そして、電流狭窄のためのストライプ構造を構成するために、ストライプ構造の両外側に、ホウ素等のｎ型の不純物を導入した電流狭窄層３２が形成されている。さらに、半導体基板２２の下にはｎ型電極３３が、コンタクト層３１の上にはｐ型電極３４が、それぞれ形成されてなる。 
【０００８】
この特許文献１の構成の特色は、Ｚｎドープｐ型クラッド層３０の下側に設けられたアンドープのクラッド層２８中に拡散抑止層２９を設けて、ｐ型クラッド層３０のＺｎがその下方の活性層２５へ拡散するのを防止した点にある。
【０００９】
なお、上記の他にも、活性層への拡散を防止する技術として、ｐ型クラッド層の下側に拡散抑止層を設ける構造が従来知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０９５７３号公報
【特許文献２】特開平５−２９１６８６号公報
【特許文献３】特開平１１−２６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、従来は、ｐ型クラッド層中のＺｎが活性層中に入り込む不都合を防止することのみに注意が払われてきた。しかし、次に述べるように、ｐ型キャップ層中のＺｎがｐ型クラッド層や活性層中に入り込むことも防止すべきである。
【００１１】
詳述するに、レーザーダイオードの高出力化のためには解決すべき問題が複数ある。そのうちの一つにｐ型ドーパントの拡散の問題があり、比較的Ｚｎが拡散し易く、Ｍｇが拡散しにくい。
【００１２】
高出力化のためには、クラッド層と活性層の問のバンド障壁を高く設計することが有効な手段の一つであり、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を調整することで実現できる。
【００１３】
しかしながら、従来技術では大きく分けて二つの問題点がある。
【００１４】
その一つが、上述したｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層から活性層へのドーパントの拡散であり、その量が多い場合は半導体レーザー素子としての機能に致命的な欠陥をもたらす。
【００１５】
Ｚｎは前述したごとく比較的拡散しやすく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の導電性を規定するドーパントに用いた場合、Ｚｎがｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層から活性層へ拡散するため不利となるので、Ｍｇを用いることもある。ＭｇはＺｎよりも拡散しにくいが故に高濃度に添加できるからである。
【００１６】
もう一方の問題は、ｐ型ＧａＡｓキャップ層からの拡散である。
【００１７】
最表面のｐ型キャップ層（コンタクト層）のみは、良好な電気的接触を得るために１×１０19ｃｍ-3近い高キャリア濃度が必要である。そこでｐ型ＧａＡｓキャップ層の導電性を規定するドーパントにはＺｎを用いる。その理由はＭｇを用いた場合はキャリア濃度が１．５×１０18ｃｍ-3程度までしか上げられないためである。このため、ｐ型キャップ層に添加しＺｎがその成長中に急速にｐ型クラッド層や活性層にまで拡散する。
【００１８】
このように、一つめ目の問題点を解決すべくｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の導電性を規定するドーパントにＭｇを用いても、ｐ型ＧａＡｓキャップ層よりのＺｎの拡散は抑制できないため二つ目の問題点が解決できない。上述した特許文献１〜３は全てこの問題を内包している。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、発光素子の高出力化のため、ｐ型クラッド層からのドーパントの拡散を抑制しつつ、ｐ型キャップ層よりのドーパントの拡散も抑制し、かつ素子抵抗を増大させない層構造の半導体エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００２１】
請求項１の発明に係る半導体エピタキシャルウェハは、ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層との間にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２の発明に係る半導体エピタキシャルウェハは、ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型クラッド層中又は前記ｐ型キャップ層中にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする。
【００２３】
請求項３の発明に係る半導体エピタキシャルウェハは、ｎ型基板上に、少なくとも活性層、ｐ型クラッド層、ｐ型中間層及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型中間層の片側に隣接して又は前記ｐ型中間層中にＩｎＧａＡｓ層を介在させたことを特徴とする。
【００２４】
上記請求項１〜３の発明には、シングルヘテロ構造の形態の他、ｎ型基板上に、少なくともｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層、及び最も上層のｐ型キャップ層を順次積層し、ｐ型クラッド層のｐ型不純物がＭｇであり、且つｐ型キャップ層のｐ型不純物がＺｎである半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層との間にＩｎＧａＡｓ層を介在させた半導体エピタキシャルウェハ（ダブルヘテロ構造）の形態も含まれる。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ＩｎＧａＡｓ層が故意に導電性を規定しないエピタキシャル層であるか、又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下の範囲でｐ型の導電性を付与されたエピタキシャル層であることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項４記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ＩｎＧａＡｓ層の厚さｄが０＜ｄ＜１００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェハ。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項４又は５記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ＩｎＧａＡｓ層がＩｎxＧａ1-xＡｓ（０＜ｘ＜０．３）からなることを特徴とする。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、上記ｐ型クラッド層又はｐ型キャップ層のうち少なくとも一方が、０≦ｙ≦１かつ０≦ｚ≦１を満たすｙならびにｚに対して（ＡｌyＧａ1-y）zＩｎ1-zＰよりなるエピタキシャル層であることを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項７記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型クラッド層がＡｌＧａＩｎＰからなり、そのｐ型クラッド層のｐ型不純物がＭｇまたはＺｎであることを特徴とする。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項７記載の半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ｐ型キャップ層がＧａＡｓからなることを特徴とする。
【００３１】
請求項１０の発明に係る半導体発光素子は、上記請求項１〜９に記載する半導体エピタキシャルウェハを用いて作製したことを特徴とする。
【００３２】
＜発明の要点＞
本発明では上記課題を解決するための手段として、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を隣接させず、かつそのヘテロ界面における直列抵抗成分を上げない方法を採る。具体的には、例えば図１に示すごとく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を故意にドープしないＩｎxＧａ1-xＡｓ層（０＜ｘ＜０．３）で隔てることで実現する。
【００３３】
本発明では、ＩｎＧａＡｓ層を、ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層の間に挿入するか、ｐ型クラッド層中に又はｐ型キャップ層中に挿入するか、ｐ型中間層に隣接して又はｐ型中間層の中に挿入して、両者の間を隔てているため、ｐ型キャップ層のｐ型ドーパントであるＺｎ（又はＭｇ）が、その下方のｐ型クラッド層へ拡散することが抑止され、更にはその下方の活性層へ拡散することが抑止される。
【００３４】
ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層を隔てるという目的は、例えばＧａＡｓキャップ層の一部を故意にドーピングをしない層にするなどの構造でも実現することができるが、そのようにすると半導体素子の直列抵抗が上がってしまうという問題を生じる。
【００３５】
これに対し、本発明で用いるＩｎＧａＡｓ層は、ＡｌＧａＩｎＰ層ならびにＧａＡｓ層よりもバンドギャップが小さいことから、量子井戸効果でホールの閉じ込めが行なわれ、故意にドープしない場合、もしくはキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のドーピングを行なう場合でも、半導体素子の直列抵抗を上げることがない。
【００３６】
従って、本発明によれば、発光素子の高出力化のための半導体の作成において、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からのドーパントの拡散を抑制しつつ、かつｐ型ＧａＡｓキャップ層よりのドーパントの拡散も抑制し、かつ素子抵抗を増大させない層構造の半導体エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子を得ることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層を隔てる目的で、両者間に故意にドープしない又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のドーピングを行なったＩｎＧａＡｓ層を挿入するか、ｐ型クラッド層中又はｐ型キャップ層中に挿入するか、ｐ型中間層に隣接して又はｐ型中間層の中に挿入しているので、例えばｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からのドーパントの拡散を抑制しつつ、かつｐ型ＧａＡｓキャップ層よりのドーパントの拡散も抑制し、かつ素子抵抗を増大させない層構造の半導体エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３９】
＜実施形態１＞
図１に、本発明の実施形態に係るＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料を用いた半導体レーザダイオード（ＬＤ）用エピタキシャルウエハの構造を示す。
【００４０】
この実施形態は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を、故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層で隔てる構成としたものである。
【００４１】
図１に示すごとく、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）法により、ｎ型ＧａＡｓ基板８上に、これと格子整合したＳｉドープｎ型ＧａＡｓバッファ層７をエピタキシャル成長した後、その上にＳｉドープｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長し、その上に活性層５をエピタキシャル成長し、さらにＭｇドープのＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層４をエピタキシャル成長して、ダブルヘテロ構造の発光部とする。
【００４２】
さらに、上記ダブルヘテロ構造からなる発光部の上、正確にはｐ型クラッド層４上に、ＭｇドープのＧａＩｎＰからなるｐ型中間層３を成長した上で、本発明で付加するところの故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２を成長した。ここでＩｎＧａＡｓ層２はＩｎxＧａ1-xＡｓ（０＜ｘ＜０．３）とし、また、厚さｄは０＜ｄ＜１００ｎｍの範囲とするが、ここでは特に３０ｎｍ以下にて成長した。最後にＺｎドープのＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１を成長した。
【００４３】
故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２はｐ型クラッド層４とｐ型キャップ層１を隔てる目的で両者間に挿入される。ＩｎＧａＡｓ層２は、キャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下の範囲で故意にｐ型の導電性を与えてもよいが、故意にドープを行なわなくても周囲よりの拡散で量子井戸としてのホール閉じ込めで十分な導電性をもつ。
【００４４】
すなわち、ＩｎＧａＡｓ層２は、ＡｌＧａＩｎＰ層（ｐ型クラッド層４）ならびにＧａＡｓ層（ｐ型キャップ層１）よりもバンドギャップが小さいことから、量子井戸効果でホールの閉じ込めが行なわれ、故意にドープしない場合、もしくはキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のドーピングを行なう場合でも、半導体素子の直列抵抗を上げることがない。
【００４５】
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の導電性を規定するドーパントとしてＭｇを用いているが、これはｐ型ＧａＡｓキャップ層１からの異常な拡散を抑止できる点で効果が大きいためである。
【００４６】
上記の実施形態では、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓバッファ層７を設けているが、この代わりにＳｉドープｎ型中間層を設けても良いし、あるいはこれらを省略しても良い。
【００４７】
上記の実施形態では、ｐ型クラッド層４がＡｌＧａＩｎＰからなり、またｐ型キャップ層１がＧａＡｓからなるが、上記ｐ型クラッド層４又はｐ型キャップ層１のうち少なくとも一方が、０≦ｙ≦１かつ０≦ｚ≦１を満たすｙならびにｚに対して（ＡｌyＧａ1-y）zＩｎ1-zＰよりなるエピタキシャル層である構成とすることができる。また、そのｐ型クラッド層４のｐ型不純物はＭｇ又はＺｎのいずれでも良い。
【００４８】
また上記実施形態では、ＭｇドープのＧａＩｎＰからなるｐ型中間層３を設けているが、この代わりにＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層又はｐ型ＧａＡｓ層を設けても良いし、あるいはこれらを省略しても良い。またＭｇドープとしているが、Ｍｇの代わりにＺｎをドープすることも可能である。
【００４９】
本発明の効果を確認すべく、本発明の実施例に係る評価用ウェハ（図２（Ａ））と従来例（比較例１、比較例２）に係る評価用ウェハ（図２（Ｂ）（Ｃ））を作製した。
【００５０】
本発明の実施例に係る評価用ウェハ（図２（Ａ））は次のようにして作製した。すなわち、図２（Ａ）に示すごとく、ＭＯＶＰＥ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１８上に、１０ｎｍのアンドープ（Ａｌ0.45Ｇａ0.55）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層と１０ｎｍのアンドープＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層を５ペア重ねた多層構造からなる活性層１５をエピタキシャル成長し、さらにＭｇドープの（Ａｌ0.65Ｇａ0.35）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層１４をエピタキシャル成長して、シングルヘテロ構造の発光部を作製した。
【００５１】
さらに、上記発光部のｐ型クラッド層１４上に、本発明で付加するところの故意にドープしないＩｎxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．１４）層１２を、厚さ２５ｎｍに成長し、最後にＺｎドープのＧａＡｓ（キャリア濃度２×１０19ｃｍ-3）からなるｐ型キャップ層１１を成長した。
【００５２】
また比較例１に係る評価用ウェハ（図２（Ｂ））は、図示するように、故意にドープしないＩｎxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．１４）層１２が存在しない点を除き、本発明の実施例に係る評価用ウェハ（図２（Ａ））と全く同じ構成とした。
【００５３】
また比較例２に係る評価用ウェハ（図２（Ｃ））は、図示するように、ｐ型クラッド層１４のドーパントをＭｇからＺｎに変えた点を除き、比較例１に係る評価用ウェハ（図２（Ｂ））と全く同じ構成とした。
【００５４】
図２（Ａ）で示した本実施例による評価用ウェハの構造と、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）で示した従来技術による評価用ウェハの構造では、フォトルミネッセンス法による発光スペクトルの半値幅が、それぞれ８．２nｍ、９．７nｍ、１０．１nｍとなり、活性層を模したｕｎ−ＧａＩｎＰ層（活性層１５）への不純物の拡散を抑制できることが確認できた。
【００５５】
本発明の効果はＩｎＧａＡｓ層がｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層の両方と界面を形成する形態（図１）で効果的であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のように構成することができる。
【００５６】
図３は、故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２を、ＭｇドープのＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層４の一部として設けた例である。ｐ型クラッド層４を、ｐ型第１クラッド層４ａ、故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２、及びｐ型第２クラッド層４ｂの積層構造として構成される。このようにｐ型クラッド層４の一部としてＩｎＧａＡｓ層２を挿入した場合でも、下側のｐ型第２クラッド層４ｂについては、ＺｎドープのＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１から隔離される。従って上側のｐ型第１クラッド層４ａに較べ下側のｐ型第２クラッド層４ｂが多いほど、ｐ型キャップ層１からのＺｎの拡散抑止に関してＩｎＧａＡｓ層２による隔離効果がある。
【００５７】
図４は、故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２を、ＺｎドープのＧａＡｓからなるｐ型キャップ層１の一部として挿入した例である。ｐ型キャップ層１は、ｐ型第１キャップ層１ａ、故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層２、及びｐ型第２キャップ層１ｂの積層構造として構成される。
【００５８】
この構成の場合でも、上側のｐ型第１キャップ層１ａに関しては、ｐ型クラッド層４がｐ型第１キャップ層１ａから隔離される。従って下側のｐ型第２キャップ層１ｂに較べ上側のｐ型第１キャップ層１ａが多いほど、ｐ型第１キャップ層１ａからのＺｎの拡散抑止に関してＩｎＧａＡｓ層２による隔離効果がある。
【００５９】
図５は、故意にドープしない、又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のｐ型導電性をＺｎまたはＭｇで規定したＩｎＧａＡｓ層２を、ｐ型中間層３の上側に隣接して設けた構造例を、また図６はこのＩｎＧａＡｓ層２をｐ型中間層３の下側に隣接して設けた構造例を示す。
【００６０】
さらに図７は、故意にドープしない、又はキャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のｐ型導電性をＺｎまたはＭｇで規定したＩｎＧａＡｓ層２を、ｐ型中間層３の中に挿入した例を示す。ｐ型中間層３は、ｐ型第１中間層３ａ、ＩｎＧａＡｓ層２、ｐ型第２中間層３ｂの積層構造として構成される。
【００６１】
このように、必要に応じて設けられるｐ型ＡｌＧａＩｎＰまたはｐ型ＧａＩｎＰまたはｐ型ＧａＡｓよりなる中間層３に関し、その上下又は中にＩｎＧａＡｓ層２を配置する（図５〜図７）の形態としても、ｐ型キャップ層１からのＺｎの拡散抑止に関してＩｎＧａＡｓ層２による隔離効果がある。
【００６２】
＜変形例＞
上記実施形態においては、ｐ型クラッド層とｐ型キャップ層を隔てる目的で両者間に挿入されるＩｎＧａＡｓ層２を故意にドープしない層として説明したが、キャリア濃度５．０×１０18ｃｍ-3以下のドーピングを行なう場合でも、故意にドープしない場合と同じ作用を営ませることができる。
【００６３】
上記実施形態においては、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の導電性を規定するドーパントとしてＭｇを用いているが、これはｐ型ＧａＡｓキャップ層からの異常な拡散を抑止できる点で効果が大きいためである。事情によっては、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のドーパントには、Ｍｇの代わりにＺｎを用いることもできる。
【００６４】
上記実施形態においては、ｐ型ＧａＡｓキャップ層の導電性を規定するドーパントにＺｎを用いた場合を例にして説明したが、ｐ型ＧａＡｓキャップ層のドーパントにＭｇを用いる構成の場合でも、当該ｐ型ＧａＡｓキャップ層からのｐ型ドーパントの拡散を防止するという本発明所期の効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図２】試作例のウェハの構造を示したもので、（Ａ）は本実施例の評価用ウェハ、（Ｂ）は比較例１の評価用ウェハ、（Ｃ）は比較例２の評価用ウェハを示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図６】本発明の第五の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図７】本発明の第六の実施形態に係る半導体エピタキシャルウェハの構造を示す図である。
【図８】従来の発光素子である半導体レーザの概略構成図（断面図）である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ｐ型キャップ層（ＺｎドープのＧａＡｓ層）
２  故意にドープしないＩｎＧａＡｓ層
３  ｐ型中間層（ＭｇドープのＧａＩｎＰ層）
４  ｐ型クラッド層（ＭｇドープのＡｌＧａＩｎＰ層）
５  活性層
６  ｎ型クラッド層（ＳｉドープのＡｌＧａＩｎＰ層）
７  ｎ型バッファ層／ｎ型中間層
８  ｎ型ＧａＡｓ基板
１１  ｐ型キャップ層
１２  ＩｎxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．１４）層
１４  ｐ型クラッド層（Ｍｇドープ）
１４ａ  ｐ型クラッド層（Ｚｎドープ）
１５  活性層
１８  ｎ型ＧａＡｓ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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