(57)【要約】【課題】活性層近傍のｐ型半導体層中にドーパントとして亜鉛を用いても、活性層中への亜鉛拡散を少なくし、高輝度、高信頼性、且つ逆耐圧の経時劣化の少ない構造のＬＥＤ及びＬＤが得られる発光素子を提供すること。【解決手段】ｎ型基板の上に活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子において、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層（Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９、Ｍｇドープｐ型クラッド層１１）と活性層４との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層（Ｚｎドープｐ型クラッド層５）を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層４より遠い側に拡散させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子において、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、
マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成した構造の半導体発光素子において、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、
マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体発光素子において、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層が隣接していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子において、
上記発光部を構成する第一導電型と第二導電型のクラッド層のうち、活性層に近い側のｐ型クラッド層に、少なくとも亜鉛がドーピングされていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子において、
第一導電型基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、
マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする半導体発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項７】
第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成した構造の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、
マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする半導体発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項８】
請求項６又は７記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層が隣接していることを特徴とする半導体発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
上記発光部を構成する第一導電型と第二導電型のクラッド層のうち、活性層に近い側のｐ型クラッド層に、少なくとも亜鉛がドーピングされていることを特徴とする半導体発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
第一導電型基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする半導体発光素子用エピタキシャルウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度、高寿命の半導体発光素子（発光ダイオードＬＥＤ、半導体レーザＬＤ）及び半導体発光素子用エピタキシャルウェハの構造に係り、特にｐ型不純物として亜鉛（Ｚｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）を用いたＡｌＧａＩｎＰ系発光素子に適した構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、産業用や民生用の表示素子として広く用いられている。高輝度のＬＥＤとしてはＡｌＧａＡｓの赤色ＬＥＤがあった。しかし、赤色より短波長のＬＥＤとしてはＧａＡｓＰやＧａＰがあったが、低輝度しか得られなかった。しかし、最近ＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層をＭＯＶＰＥ法で成長できるようになったことから、橙色、黄色、緑色の高輝度ＬＥＤを製作できるようになってきた。
【０００３】
従来、ＬＥＤ及びＬＤの高出力動作時や高温動作時には、活性層からｐ型クラッド層への電子のオーバーフローによるリーク電流が大きくなり、閾電流や動作電流が増大することが知られている。安定な高温・高出力動作を達成するためには、ｐ型クラッド層を極力高キャリア濃度化することが望ましい。そこで、ｐ型クラッド層のｐ型不純物としては亜鉛（Ｚｎ）を用いるのが一般的であった。
【０００４】
しかし、ｐ型不純物としてＺｎを用いた場合、ｐ型クラッド層の高キャリア濃度化とともにＺｎが活性層まで拡散してしまい、素子特性と信頼性の劣化を招くという問題が生じる。このためＺｎを低濃度ドーピングせざるを得なかった。ｐ型不純物としてＺｎを用いた場合のｐ型クラッド層キャリア濃度としては、通常４×１０17cm-3程度と比較的低濃度に設定されている。
【０００５】
この問題の対策として、ｎ型基板の上に活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟んだ発光部を形成し、そのＺｎドープｐ型クラッド層上にＺｎドープｐ型電流分散層を形成した半導体発光素子の構造において、アンドープ活性層とｐ型クラッド層の間に、Ｚｎ拡散抑止層（アンドープＡｌＧａＩｎＰスペーサ層）を５００nm以上挿入することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、活性層上に、Ｚｎドープｐ型クラッド層、Ｚｎドープｐ型電流分散層を順次積層した半導体発光素子の層構造であり、Ｚｎが活性層側に向かうことが前提となっている。
【０００６】
なお、ｐ型不純物として、Ｚｎに比べ拡散定数が小さいマグネシウム（Ｍｇ）を用いて、ｐ型クラッド層及びその上のｐ型コンタクト層を高キャリア濃度化することも知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２では、活性層上に、Ｍｇドープｐ型クラッド層、Ｍｇドープｐ型コンタクトを順次積層した半導体発光素子の層構造となっている。
【０００７】
また、活性層上に、Ｚｎドープｐ型クラッド層、Ｚｎドープｐ型電流拡散層を順次積層し、このＺｎドープｐ型電流拡散層中にＭｇドープの薄い高抵抗層を設けた半導体発光素子の構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。このＭｇドープｐ型高抵抗層は、ｐ側電極から注入された電流を断面横方向に拡散する目的で挿入される。この特許文献３では、活性層上に、Ｚｎドープｐ型クラッド層、Ｍｇドープｐ型高抵抗層、Ｚｎドープｐ型クラッド層を順次積層した半導体発光素子の層構造となっている。
【特許文献１】特開２００３−１７９２５４号公報
【特許文献２】特許第２７７８４０５号公報
【特許文献３】特開平８−３２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、ｎ型基板の上に活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子において、従来、ｐ型クラッド層のｐ型ドーパントとしてＺｎが用いられてきたが、Ｚｎは拡散し易いという特徴を持っているため、ｐ型クラッド層にＺｎをドーピングすると、このＺｎが活性層まで拡散し、その結果、発光輝度の低下や、信頼性の低下や、逆耐圧の経時劣化などを引き起こすという問題があった。
【０００９】
一方、Ｚｎに代わるｐ型ドーパントとして、Ｚｎよりも拡散しにくいが故に高濃度に添加できるＭｇをｐ型クラッド層に用いる方法を採ることもできるが、例えば、電流拡散層にＧａＰ層を用いたＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤエピタキシャル構造の場合、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型ＧａＰ電流拡散層の間にはバンド不連続のためにエネルギ障壁があり、電流が流れにくいという性質がある。そこで高キャリア濃度のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ半導体層（バンド不連続解消層）を挿入しこのエネルギ障壁を緩和する方法を取ることとなる。しかし、Ｍｇドーパントでは所望のキャリア濃度が得られないため、このエネルギ障壁が緩和できず、高Ｖｆとなるという問題があった。
【００１０】
要するに、従来においては、ｐ型クラッド層のｐ型ドーパントとしてＺｎを用いるとＺｎが活性層まで拡散するという問題が生じ、他方Ｍｇを用いると所望のキャリア濃度が得にくいという問題があった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決し、活性層近傍のｐ型半導体層中にドーパントとしてＺｎを用いても、活性層中へのＺｎ拡散を少なくし、高輝度、高信頼性、且つ逆耐圧の経時劣化の少ない構造のＬＥＤ及びＬＤが得られる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】
【００１２】
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。
【００１３】
請求項１の発明に係る半導体発光素子は、第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子において、少なくともマグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛（Ｚｎ）がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項１には、Ｍｇドープｐ型電流拡散層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造（図１、図２）と、Ｍｇドープｐ型クラッド層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造（図３）と、そしてＭｇドープｐ型コンタクト層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造が含まれる。ここで半導体発光素子には、発光ダイオード及びレーザダイオードの形態が含まれる。
【００１５】
請求項２の発明に係る半導体発光素子は、第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成した構造の半導体発光素子において、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする。これは、発光部の上に第二導電型電流分散層を有する構造（図１、図２）を特定したものであり、その点でのみ請求項１と相違する。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の半導体発光素子において、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層が隣接していることを特徴とする。
【００１７】
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発光素子において、上記発光部を構成する第一導電型と第二導電型のクラッド層のうち、活性層に近い側のｐ型クラッド層に、少なくとも亜鉛がドーピングされていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子において、第一導電型基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明に係る半導体発光素子用エピタキシャルウェハは、第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成した構造の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散でＺｎを活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする。
【００２０】
この請求項６には、Ｍｇドープｐ型電流拡散層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造（図１、図２）と、Ｍｇドープｐ型クラッド層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造（図３）と、そしてＭｇドープｐ型コンタクト層と活性層との間にＺｎドープｐ型クラッド層を設置した構造が含まれる。ここで半導体発光素子用エピタキシャルウェハには、発光ダイオード用エピタキシャルウェハ及びレーザダイオード用エピタキシャルウェハの形態が含まれる。
【００２１】
請求項７の発明は、第一導電型基板の上に活性層を第一導電型と第二導電型のクラッド層で挟んだ発光部を形成し、その上に第二導電型電流分散層を形成した構造の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたことを特徴とする。これは、発光部の上に第二導電型電流分散層を有する構造（図１、図２）を特定したものであり、その点でのみ請求項６と相違する。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項６又は７記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、少なくともマグネシウムがドーピングされたｐ型半導体層と少なくとも亜鉛がドーピングされたｐ型半導体層が隣接していることを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、上記発光部を構成する第一導電型と第二導電型のクラッド層のうち、活性層に近い側のｐ型クラッド層に、少なくとも亜鉛がドーピングされていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項６〜９のいずれかに記載の半導体発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、第一導電型基板がＧａＡｓであり、発光部がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで形成されていることを特徴とする。
【００２５】
＜発明の要点＞
上記目的を達するために、本発明では、活性層近傍側のｐ型半導体層（例えばｐ型クラッド層）に亜鉛をドーピングし、この半導体層に隣接するようにマグネシウムをドーピングしたｐ型半導体層（例えば、ｐ型電流拡散層、ｐ型コンタクト層、ｐ型クラッド層など）を設置する。こうすることにより、マグネシウムをドーピングしたｐ型半導体層中に亜鉛が拡散し、その結果、活性層より遠ざかる方向に亜鉛拡散が起こる。そのため、活性層中への亜鉛の拡散が少ない構造のＬＥＤ及びＬＤが得られる発光素子を製作できるので、高輝度、高信頼性、且つ逆耐圧の経時劣化の少ない半導体発光素子を得ることができる。
【００２６】
本発明は特許文献１〜３と次の点で相違する。
【００２７】
特許文献１は、活性層の上にアンドープスペーサ層、Ｚｎドープｐ型クラッド層、Ｚｎドープｐ型電流分散層のみが存在する構成、すなわち、活性層の上にＭｇドープ層が存在しない構成のものであり、本発明の相互拡散を利用する考え方の存しないものである。
【００２８】
特許文献２は、活性層の上に、Ｍｇドープｐ型クラッド層、Ｍｇドープｐ型コンタクト層のみが存在する構成、すなわち、活性層の上にＺｎドープ層が存在しない構成のものであり、同様に本発明の相互拡散を利用する考え方の存しないものである。
【００２９】
特許文献３は、活性層の上に、Ｚｎドープｐ型クラッド層、Ｚｎドープｐ型電流分散層、Ｍｇドープｐ型高抵抗層、Ｚｎドープｐ型電流分散層が存在する構成を開示している。しかし、このＭｇドープｐ型高抵抗層は、ｐ側電極から注入された電流を断面横方向に拡散する目的で挿入されたものである。すなわち、特許文献３は、相互拡散でＺｎを活性層より遠い側に拡散させるという本発明の技術思想を有しない、全く異なる技術に属するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００３１】
本発明の半導体発光素子又は半導体発光素子用エピタキシャルウェハによれば、少なくともＭｇがドーピングされたｐ型半導体層と活性層との間に、少なくともＺｎがドーピングされたｐ型半導体層を設置し、マグネシウムと亜鉛の相互拡散で亜鉛を活性層より遠い側に拡散させる構造としたので、従来の亜鉛をドーピングした発光ダイオード又はレーザダイオードに比べ、活性層へ亜鉛が拡散しない。従って、本発明によれば、発光輝度の低下、信頼性の低下、逆耐圧の経時劣化のないＬＥＤ又はＬＤを作製することができる。
【００３２】
また、本発明の半導体発光素子又は半導体発光素子用エピタキシャルウェハによれば、その構造上、Ｚｎがドーピングされたｐ型半導体層から活性層へ亜鉛が拡散しないので、従来必要とされていた、活性層とｐ型クラッド層の間に挿入するＺｎ拡散防止のための半導体層（例えば特許文献１のアンドープスペーサ層）を無くすことができるので、製造コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３４】
図１に示す半導体発光素子を作成するエピタキシャルウェハは、ＧａＡｓからなるｎ型（第１導電型）基板２上に、ｎ型クラッド層３、活性層４、Ｚｎドープｐ型（第２導電型）クラッド層５、Ｚｎドープｐ型バンド不連続解消層６、Ｚｎドープｐ型電流拡散層７、Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９を順次積層した構造となっている。この半導体発光素子用エピタキシャルウェハは、その裏面たるｎ型基板２側全面に裏面電極１が形成されると共に、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９の一部に表面電極１０が形成された後、個々のチップに区分けされて図１に示す半導体発光素子に製造される。
【００３５】
図２に示す半導体発光素子を作成するエピタキシャルウェハは、ＧａＡｓからなるｎ型（第１導電型）基板２上に、ｎ型クラッド層３、活性層４、Ｚｎドープｐ型（第２導電型）クラッド層５、Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９を順次積層した構造となっている。この半導体発光素子用エピタキシャルウェハは、その裏面たるｎ型基板２側全面に裏面電極１が形成されると共に、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９の一部に表面電極１０が形成された後、個々のチップに区分けされて図２に示す半導体発光素子に製造される。
【００３６】
図３に示す半導体発光素子を作成するエピタキシャルウェハは、ＧａＡｓからなるｎ型（第１導電型）基板２上に、ｎ型クラッド層３、活性層４、Ｚｎドープｐ型（第２導電型）クラッド層５、Ｍｇドープｐ型クラッド層１１、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９を順次積層した構造となっている。この半導体発光素子用エピタキシャルウェハは、その裏面たるｎ型基板２側全面に裏面電極１が形成されると共に、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９の一部に表面電極１０が形成された後、個々のチップに区分けされて図２に示す半導体発光素子に製造される。
【００３７】
図１〜図２の半導体発光素子は、ｎ型基板２の上に活性層４をｎ型クラッド層３とｐ型クラッド層５で挟んだ発光部を形成し、その上にＭｇドープｐ型電流拡散層８及びＭｇドープｐ型コンタクト層９を形成した構造において、Ｍｇドープｐ型電流拡散層８と活性層４との間にＺｎドープｐ型クラッド層５を設置した構造となっている。
【００３８】
また図３の半導体発光素子は、ｎ型基板２の上に活性層４をｎ型クラッド層３とｐ型クラッド層５で挟んだ発光部を形成し、その上にＭｇドープｐ型クラッド層１１及びＭｇドープｐ型コンタクト層９を形成した構造において、Ｍｇドープｐ型クラッド層１１と活性層４との間にＺｎドープｐ型クラッド層５を設置した構造となっている。
【００３９】
図１〜図３のいずれの形態の半導体発光素子においても、活性層４の上側に、Ｚｎドープ層（Ｚｎドープｐ型クラッド層５、Ｚｎドープｐ型バンド不連続解消層６、Ｚｎドープｐ型電流拡散層７）とＭｇドープ層（Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９、Ｍｇドープｐ型クラッド層１１）が順次設けられる。ただし、図１の形態では、Ｚｎドープｐ型クラッド層５とｐ型半導体層（Ｍｇドープｐ型電流拡散層８）が、両者の間にＺｎドープｐ型バンド不連続解消層６及びＺｎドープｐ型電流拡散層７を介して設けられており、図２及び図３の形態では、Ｚｎドープｐ型クラッド層５とｐ型半導体層（Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型クラッド層１１）が互いに隣接して設けられている。
【００４０】
かかる構造のため、Ｚｎドープｐ型クラッド層５等とＭｇドープｐ型半導体層（Ｍｇドープｐ型電流拡散層８、Ｍｇドープｐ型コンタクト層９又はＭｇドープｐ型クラッド層１１）の間において、ＺｎとＭｇの相互拡散が生じ、Ｚｎドープｐ型クラッド層５等のＺｎは活性層４より遠い側に拡散される。よって、Ｚｎの活性層４への拡散が抑制される。
【実施例１】
【００４１】
本発明の実施例に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）の構造を図１に示す。なお、以下の説明においては各層は特定の導電型を有するものとして説明するが、これらに限定されること無く、ｎ型とｐ型が逆の半導体層であってもよい。
【００４２】
ＭＯＶＰＥ法により、ＧａＡｓからなるｎ型基板２上に、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が１×１０18cm-3のＳｉドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層３、厚さが０．５μｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰからなる活性層４、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が５×１０17cm-3のＺｎドープＡｌＧａＩｎＰからなるＺｎドープｐ型クラッド層５、厚さが０．１μｍでキャリア濃度が２×１０18cm-3のＺｎドープＡｌＧａＩｎＰからなるＺｎドープｐ型バンド不連続解消層６、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が１×１０18cm-3のＺｎドープＧａＰからなるＺｎドープｐ型電流拡散層７、厚さが８μｍでキャリア濃度が３×１０18cm-3のＭｇドープＧａＰからなるＭｇドープｐ型電流拡散層８、厚さが０．２μｍでキャリア濃度が１×１０19cm-3のＭｇドープＧａＰからなるＭｇドープｐ型コンタクト層９を順次形成した。
【００４３】
ＳＩＭＳ分析（二次イオン分析）により、ｐ型半導体層にはＺｎとＭｇの両方が含まれているが、活性層にはどちらも拡散せずアンドープ層であることを確認した。
【００４４】
そして、この半導体発光素子用エピタキシャルウェハのｎ型基板２側全面に裏面電極１を、またＭｇドープｐ型コンタクト層９の一部に表面電極１０を形成した後、この半導体発光素子用エピタキシャルウェハよりＬＥＤチップを製作し、その特性評価を行った。その結果、通常のＺｎドープＬＥＤと比較して、当該ＬＥＤの出力、作動電圧Ｖｆは変わらず約２．２ｍＷ、１．９８Ｖであり、連続通電試験後の対初期出力は改善され２０％アップの１００．３％と高信頼性となった。
【００４５】
上記のようにＭｇドープｐ型電流拡散層８にＧａＰを用いたＬＥＤ構造においては、Ｚｎドープｐ型バンド不連続解消層６のＺｎ拡散があるため、このＺｎドープｐ型バンド不連続解消層６に隣接する半導体層をＺｎドープとする（Ｚｎドープｐ型電流拡散層７）ことが望ましい。
【実施例２】
【００４６】
本発明の第二の実施例に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）の構造を図２に示す。なお、以下の説明においては各層は特定の導電型を有するものとして説明するが、これらに限定されること無く、ｎ型とｐ型が逆の半導体層であってもよい。
【００４７】
ＭＯＶＰＥ法によりＧａＡｓからなるｎ型基板２上に、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が１×１０18cm-3のＳｉドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層３、厚さが０．５μｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰからなる活性層４、厚さが０．５μｍでキャリア濃度が５×１０17cm-3のＺｎドープＡｌＧａＩｎＰからなるＺｎドープｐ型クラッド層５、厚さが８μｍでキャリア濃度が３×１０18cm-3のＭｇドープＡｌＧａＡｓからなるＭｇドープｐ型電流拡散層８、厚さが０．２μｍでキャリア濃度が１×１０19cm-3のＭｇドープＧａＡｓからなるＭｇドープｐ型コンタクト層９を順次形成した。
【００４８】
ＳＩＭＳ分析により、ｐ型半導体層にはＺｎとＭｇの両方が含まれているが、活性層にはどちらも拡散せずアンドープ層であることを確認した。
【００４９】
この半導体発光素子用エピタキシャルウェハよりＬＥＤチップを製作し、その特性評価を行った。その結果、通常のＺｎドープＬＥＤと比較して、当該ＬＥＤチップの出力、作動電圧Ｖｆは変わらず約２．１ｍＷ、１．９２Ｖであり、連続通電試験後の対初期出力は改善され、２０％アップの１００．３％と高信頼性となった。
【００５０】
〔他の実施例、変形例〕
上記実施例では、発光ダイオードを例にして説明したが、レーザダイオード用エピタキシャル構造においても、ｐ型クラッド層にＺｎドーピングし、その上にＭｇドープ層を設置すれば、相互拡散によりＺｎが活性層から遠い方向に拡散するため高信頼性となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る半導体発光素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る半導体発光素子を示す断面図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る半導体発光素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  裏面電極
２  ｎ型基板
３  ｎ型クラッド層
４  活性層
５  Ｚｎドープｐ型クラッド層
６  Ｚｎドープｐ型バンド不連続解消層
７  Ｚｎドープｐ型電流拡散層
８  Ｍｇドープｐ型電流拡散層
９  Ｍｇドープｐ型コンタクト層
１０  表面電極
１１  Ｍｇドープｐ型クラッド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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