(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に、反射層と、発光層と、電流拡散層と、がこの順序に設けられた半導体積層体であって、前記発光層はＩｎｘ（Ｇａ１−ｙＡｌｙ）１−ｘＡｓ（但し、０．０２≦ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）からなるｎ層（ｎ：１以上１０以下の整数）の井戸層と、前記井戸層と交互に積層されたＧａ１−ｚＡｌｚＡｓ（但し、０＜ｚ＜１）からなる（ｎ＋１）層の障壁層と、を含む歪量子井戸構造を含み、かつそれぞれの井戸層の厚さは、１１ｎｍ以下である、半導体積層体と、
前記半導体積層体の表面の内部領域に設けられた電極と、
を備え、  
前記電極から注入されたキャリアは、前記電流拡散層の外周領域に向かって拡散されつつ前記発光層に注入され、
前記半導体積層体は、光共振器を含まず、
前記発光層は、７００ｎｍ以上かつ８７０ｎｍ以下のピーク波長を有する自然放出光を生成し、
前記自然放出光は、前記半導体積層体の前記表面のうち前記電極が設けられていない領域から放出される半導体発光素子。
【請求項２】
それぞれの障壁層の厚さは、１０ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記半導体積層体の前記反射層は、前記発光層から放出された前記自然放出光のうち前記半導体基板に向かう光を反射可能なブラッグ反射器を有する請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
入力電気信号により駆動され、請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、
前記自然放出光の一部を受光し、電気信号に変換して出力する半導体受光素子と、
を備え、
前記半導体発光素子と前記半導体受光素子とは、電気的に絶縁された、光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子および光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光結合装置は、赤色光〜赤外光の波長の光信号を半導体発光素子から放出し、シリコン（Ｓｉ）フォトダイオードなどの受光素子により電気信号に変換して出力する。このため、入力端子と、出力端子と、が電気的に絶縁された状態で信号を伝送することが可能である。
【０００３】
光結合装置は、産業機器や通信機器などにおいてその用途が益々拡大している。
【０００４】
赤色光〜赤外光は、ＡｌＧａＡｓやＩｎＧａＡｌＰなどからなる発光層から放出される。Ａｌを含むこれらの材料からなる発光層において、機械的に導入された微小結晶欠陥やエピタキシャル成長時に導入されたヘテロ界面での微小点欠陥等がデバイス動作時のストレスにより、非発光中心となる。非発光中心は、光吸収を生じたり再結合中心となり結晶欠陥の増殖や伝播を生じ光出力の低下を生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
赤色光〜赤外光を発光するＡｌＧａＡｓ系発光層における結晶欠陥の増殖や伝播が抑制された半導体発光素子、および光結合装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の半導体発光素子は、半導体基板と、半導体積層体と、電極と、を有する。前記半導体基板上には、反射層と、発光層と、電流拡散層と、がこの順序に設けられる。前記発光層は、Ｉｎｘ（Ｇａ１−ｙＡｌｙ）１−ｘＡｓ（但し、０．０２≦ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）からなるｎ層（ｎ：１以上１０以下の整数）の井戸層と、前記井戸層と交互に積層されたＧａ１−ｚＡｌｚＡｓ（但し、０＜ｚ＜１）からなる（ｎ＋１）層の障壁層と、を含む歪量子井戸構造を含み、かつそれぞれの井戸層の厚さは、１１ｎｍ以下である。前記電極は、前記半導体積層体の表面の内部領域に設けられる。前記電極から注入されたキャリアは、前記電流拡散層の外周領域に向かって拡散されつつ前記発光層に注入される。前記半導体積層体は、光共振器を含まない。前記発光層は、７００ｎｍ以上かつ８７０ｎｍ以下のピーク波長を有する自然放出光を生成する。前記自然放出光は、前記半導体積層体の前記表面のうち前記電極が設けられていない領域から放出される。 
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は第１の実施形態にかかる半導体発光素子の模式平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
【図２】図２（ａ）は半導体積層体のＥ部を拡大した模式断面図、図２（ｂ）は量子井戸構造のバンド図、である。
【図３】Ｉｎ組成比に対する臨界膜厚依存性を表すグラフ図である。
【図４】図４（ａ）は本実施形態の光結合装置の応用例の構成図、図４（ｂ）は光結合装置の負荷に流れる電流波形図、図４（ｃ）は発光素子の駆動パルスの電流波形図、である。
【図５】図５（ａ）〜（ｆ）は、光結合装置の高温高湿動作試験の結果を表すグラフ図である。
【図６】７７０ｎｍの波長の光を放出可能な井戸層のＩｎ組成比とＡｌ組成比との関係を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１（ａ）は第１の実施形態にかかる半導体発光素子の模式平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
半導体発光素子５０は、半導体基板３７と、半導体基板３７上に設けられ発光層２５を含む半導体積層体４０と、第１電極２０と、第２電極４２と、を有する。
【００１０】
第１電極２０は、円形状のパッド部２０ａを含む。また、第１電極２０は、チップの対角線の方向に線状の突起部２０ｂをさらに含むことができる。このようにすると、平面視において、発光層２５の広い領域で発光させ、光出力を高めることができる。
【００１１】
半導体基板３７の裏面には第２電極４２が設けられる。
【００１２】
なお、半導体基板３７の結晶成長面は、低次の結晶面から、たとえば、３〜２０度傾斜した面とすることができる。傾斜基板を用いると、半導体積層体４０への不純物ドーピング効率を高めることが容易となり光学的特性などを高めることができる。
【００１３】
チップサイズの横方向の辺の長さＬ１および縦方向の辺の長さＬ２は、それぞれ１５０〜２５０μｍなどとすることができる。また、チップの高さＨは、１００〜１７０μｍなどとすることができる。このアスペクト比（Ｈ／Ｌ）はスクライブ法による素子分離を行った場合であり、ダイシング法を用いた場合は、チップの機械的強度を保証する限りにおいてさらに５０μｍなどとすることができる。
【００１４】
図２（ａ）は半導体積層体のＥ部を拡大した模式断面図、図２（ｂ）は歪量子井戸構造のバンド図、である。
半導体積層体４０は、発光層２５を有する。また発光層２５は、ｎ（ｎ：１以上の整数）層の井戸層２６と井戸層２６と交互に積層された（ｎ＋１）層の障壁層２７とからなる量子井戸構造を含む。発光層２５から放出される放出光は、７００〜８７０ｎｍの範囲のピーク波長を有するものとする。
【００１５】
また、半導体基板３７は、たとえば、ｎ形ＧａＡｓからなるものとし、ドナー濃度は、１×１０１８ｃｍ−３とする。半導体積層体４０は、半導体基板３７の側から、バッファ層３６、反射層３５、ｎ形クラッド層３３、発光層２５、ｐ形クラッド層２３、ｐ形電流拡散層２２、およびｐ形コンタクト層２１を有する。半導体積層体４０は、たとえば、ＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemicaｌ  Vapor  Deposition)法やＭＢＥ（Molecular Beam  Epitaxy)法を用いて形成することができる。
【００１６】
バッファ層３６は、ＧａＡｓなどからなり、厚さを０．５μｍ、ドナー濃度を５×１０１７ｃｍ−３とすることができる。反射層３５は、Ｉｎ０．５Ａｌ０．５ＰとＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓとを２０ペア積層したブラッグ反射器などとすることができる。反射層３５を設けると、下方に向かう放出光を上方の光出射面の側に反射することにより、光取出し効率を高めることができる。
【００１７】
ｎ形クラッド層３３は、Ｉｎ０．５（Ｇａ０．４Ａｌ０．６）０．５Ｐなどからなり、厚さ０．６μｍ、ドナー濃度１×１０１８ｃｍ−３などとすることができる。ｐ形クラッド層２３は、Ｉｎ０．５（Ｇａ０．４Ａｌ０．６）０．５Ｐなどからなり、厚さ０．６μｍ、アクセプタ濃度８×１０１７ｃｍ−３などとすることができる。
【００１８】
また、ｐ形電流拡散層２２は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなり、厚さ２．５μｍ、アクセプタ濃度２×１０１８ｃｍ−３などとすることができる。ｐ形コンタクト層２１は、ＧａＡｓからなり、厚さを０．０１μｍ、アクセプタ濃度を２×１０１８ｃｍ−３などとすることができる。なお、それぞれの層の導電形は、それぞれ反対導電形であってもよく、材料・不純物濃度・厚さは、これらに限定されない。
【００１９】
また、発光層２５は、井戸層２６と障壁層２７とを有する。井戸層２６は、ｌｎｘ（Ｇａ１−ｙＡｌｙ）１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦０．２、０＜ｙ＜１）からなり、ノンドープとし、１層の厚さは１１ｎｍ以下などとする。また障壁層２７は、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｚ≦１）からなり、ノンドープとし、１層の厚さは１０ｎｍより大きく５０ｎｍ以下などとする。
【００２０】
図２（ｂ）は、井戸層２６の層数ｎが２つ、井戸層２６を挟む障壁層２７の層数（ｎ＋１）が３つ、の歪量子井戸構造のバンド図を表す。伝導帯９２および価電子帯９３は、擬フェルミレベル９０を合わせるように表されている。２つの井戸層２６ａ、２６ｂには、電子およびホールがそれぞれ蓄積される。障壁層２７ａ、２７ｂ、２７ｃの厚さＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３が小さいと、量子効率が高くなるが、ｐ形クラッド層２３とｎ形クラッド層３３との間の薄い領域にキャリアが蓄積されるので接合容量が大きくなる。
【００２１】
他方、障壁層２７ａ、２７ｂ、２７ｃの厚さＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３が大きいと、キャリアはｐ形クラッド層２３とｎ形クラッド層３３との間の厚い領域に蓄積されるので接合容量が小さくなる。
【００２２】
図３は、図２（ｂ）に示した構造において、障壁層のＡｌ組成比を０．５として、井戸層のＩｎ組成比に対する臨界膜厚依存性の計算結果の一例を表すグラフ図である。
縦軸は臨界膜厚ｈｃ（ｎｍ）、横軸はＩｎ組成比（％）、である。井戸層２６の格子定数と障壁層２７の格子定数とが不整合であっても、それぞれの層が薄いので、その弾性限界範囲内で歪むことにより臨界膜厚以下であれば、格子整合条件に制約されずに結晶性が良好に保たれる。但し、ｘ＞０．２となると、図２（ｂ）に示した構造において、エピタキシャル成長温度と室温との温度差がもたらすそれぞれの材料の線膨張係数差による圧縮または引っ張り応力と、それぞれの層厚とが弾性限界を越える。このため、井戸層２６のＩｎ組成比ｘを０．２、膜厚を５ｎｍにした場合、クロスハッチが入り、結晶性が低下し、計算結果と実際の複数のヘテロエピタキシャル成長での結晶性低下はほほ一致し、臨界膜厚を超えるような構造は著しく結晶性が低下するので好ましくないことが判明した。
【００２３】
すなわち、Ｉｎ組成比ｘの増加に従って、臨界膜厚ｈｃが減少し井戸層２６の厚さ上限値が制限される。なお、障壁層２７をＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０＜ｚ＜１）とする場合、障壁層２７よりも井戸層２６の方が格子定数が大きい。このため、井戸層２６は、その成長面に沿って圧縮応力を受け、障壁層２７はその成長面に沿って引っ張り応力を受ける。臨界膜厚ｈｃ（マーク◆）は、式（１）のMathewsの式から算出した。
【００２４】
【数１】
0006325948.tif 000002
【００２５】
たとえば、Ｉｎ組成比ｘが０．２のとき、臨界膜厚ｈｃは略５ｎｍとなり、井戸層２６の厚さＴｗ１、Ｔｗ２を５ｎｍ以下にすることができる。また、Ｉｎ組成比ｘを０．１とすると、臨界膜厚ｈｃは、略１１ｎｍとなり、井戸層２６の厚さＴｗ１、Ｔｗ２を１１ｎｍ以下にすることができる。Ｉｎ組成比ｘの増大に応じて格子定数が大きくなるため、それに応じて格子緩和すると考えられる臨界膜厚ｈｃが減少する。しかしながら、実際、複数層のヘテロエピタキシャル成長膜の場合、計算値と実際のデバイス構造での良好な結晶条件には誤差があり、臨界膜厚ｈｃの１／２程度の膜厚でないと良好な結晶性が得られない。すなわち、Ｉｎ組成比ｘが０．１のとき、臨界膜厚は略５ｎｍ程度とする必要があった。また更に、Ｉｎ組成が０の場合、臨界膜厚は２００ｎｍと計算され、現実的に可能な１００ｎｍよりさらに薄い、５ｎｍの井戸層の厚さでも通電により結晶欠陥の増殖、伝播によるデバイスの劣化、つまり信頼性の低下問題がみられた。
【００２６】
次に、半導体発光素子の長期信頼性と量子井戸構造の歪との関係を説明する。
【００２７】
図４（ａ）は本実施形態の光結合装置の応用例の構成図、図４（ｂ）は光結合装置の負荷に流れる電流波形図、図４（ｃ）は発光素子の駆動パルスの電流波形図、である。
【００２８】
図４（ａ）に表す光結合装置５は、発光部５ａと、受光部５ｂと、を有する。発光部５ａは、第１の実施形態にかかる発光素子５０を含むものとする。受光部５ｂは，受光素子６０と、制御回路６２と、コモン・ソース接続されたＮチャネルＭＯＳＦＥＴ７０と、を有する。
【００２９】
光結合装置５は、たとえば、交流電源８０と、負荷８２と、に接続される。交流電源８０の周波数ｆ１は、たとえば、１００ｋＨｚなどとする。発光素子５０がオンとなり、その放出光により、受光素子６０が光起電力を生じる。出力端子３１がプラスの期間、電流は、光結合装置５の出力端子３１からＭＯＳＦＥＴ７０を経由して、出力端子３２から負荷８２、交流電源の向きに流れる。出力端子３１がマイナスの期間、電流は反対方向に流れる。このため、負荷８２には、図４（ｂ）に表すように、周波数がｆ１の交流電流が流れる。すなわち、光結合装置５は、駆動信号に応じて発光素子５０をオンまたはオフに切り替え、交流負荷電流をオンまたはオフに切り替えるフォトリレーとして動作する。
【００３０】
なお、光結合装置５の受光部５ｂは、少なくとも受光素子６０を有していればよい。半導体受光素子は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓなどからなるフォトダイオード、フォトトランジスタ、受光ＩＣなどとすることができ、入力電気信号に対応した光電流を出力する。
【００３１】
高速デジタル信号を送受信する光データリンクなどにおいて、パルスの繰り返し周波数が、たとえば、５〜５０ＭＨｚであると、その周期は、０．０２〜０．２μｓなどと短い。他方、光結合装置５をメカリレーの代わりに半導体用高速テスターなどに応用する場合、図４（ｃ）に表すように、発光素子５０を駆動するパルスの繰り返し周波数が、たとえば、１〜１０ｋＨｚであると、その周期Ｔは、０．１〜１ｍｓなどと長くなる。すなわち、発光素子５０がオンしている時間が十分に長くなる。この場合、発光素子５０は、長い周期Ｔのパルス駆動においても、長時間動作で光出力の低下を生じないことが要求される。このため、発光素子５０の発光層２５は、第１の実施形態で説明した歪量子井戸構造を有する発光素子とする。  
【００３２】
図５（ａ）〜（ｆ）は、光結合装置の高温高湿動作試験の結果を表すグラフ図である。すなわち、図５（ａ）はｘ＝０における直流通電時間に対する順方向電圧依存性、図５（ｂ）はｘ＝０における光結合効率依存性、図５（ｃ）はｘ＝０．０４における直流通電時間に対する順方向電圧依存性、図５（ｄ）はｘ＝０．０４における光結合効率依存性、図５（ｅ）はｘ＝０．０８における直流通電時間に対する順方向電圧依存性、図５（ｆ）はｘ＝０．０８における光結合効率依存性、を表す。なお、素子の障壁層の厚さを１５ｎｍ、Ａｌ組成比ｚを０．５、井戸層２６の厚さを５ｎｍ、とし、Ｉｎ組成比ｘを変化した時の試験結果である。
【００３３】
また、図５（ａ）、（ｃ）、（ｄ）において、縦軸は発光素子の順方向電流が１０ｍＡにおける順方向電圧（Ｖ）、横軸は時間（ｈ）、である。また、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）において、縦軸は光結合効率の変動率、横軸は時間（ｈ）、である。
【００３４】
高温高湿動作試験は、温度を８５℃、湿度を８５％、発光素子５０の動作電流を１０ｍＡとして、直流通電する。
【００３５】
発光素子５０は、劈開などで端面（図１にＳ１で表す）に生じた転位などの結晶欠陥を含んでいる。０．５ｍｓ以上の長い周期のパルスで動作を続けると、非発光再結合で生じたエネルギーが格子振動などに使われ、もともと存在した転位がさらに増殖しやすくなる。特に高温で直流動作させると、結晶欠陥が連鎖的に増殖する。このため、端面劣化などを生じ、光出力が低下しやすい。
【００３６】
図５（ａ）、（ｂ）において、発光素子の井戸層はＩｎを含まず、Ｇａ０．９４Ａｌ０．０６Ａｓからなり、１つの井戸層の厚さは５ｎｍとする。また、障壁層は、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなり、その厚さは１５ｎｍとする。通電時間が１５００時間を越えると、順方向電圧ＶＦが突発的に低下する（すなわち、結晶欠陥の増殖により光出力が低下する）発光素子が生じ、光結合効率が突発的に低下し生じ始める。この場合、ＧａＡｓに対する井戸層の格子不整合率は、略０．０００１と小さいにもかかわらず、光結合効率は突発的に低下する。すなわち、Ｉｎ組成ｘが０で臨界膜厚が実効的に１００ｎｍより薄い５ｎｍであっても、結晶欠陥の増殖、伝播が起こり、急速な信頼性低下が起きる。素子を解析すると、素子端部のスクライブ痕から結晶欠陥がチップ内部にデンドライクに伝播し、結晶方位に沿って素子端に突き抜ける、結晶欠陥が見られる。その結晶欠陥は発光層の井戸層を中心に伝播している様子が観察された。同じく、ボールボンディング時のダメージに起因した表面圧痕下からの同様な結晶欠陥の導入と伝播も同じく観察された。
【００３７】
他方、図５（ｃ）、（ｄ）において、発光素子５０の井戸層２６は、Ｉｎ０．０４（Ｇａ０．９４Ａｌ０．０６）０．９６Ａｓからなり、その厚さは５ｎｍとする。また、障壁層は、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなり、その厚さは１５ｎｍとする。このとき、直流通電時間が４０５６時間になっても、順方向電圧ＶＦが突発的に低下する発光素子５０は生じず、光結合効率の低下も小さい。たとえば、図５（ｄ）において、光結合効率の変動率は、直流通電時間が４０００時間において、０とマイナス８％の間にとどまっている。
【００３８】
また、図５（ｅ）、（ｆ）において、発光素子５０の井戸層２６は、Ｉｎ０．０８（Ｇａ０．９４Ａｌ０．０６）０．９２Ａｓからなり、その厚さは５ｎｍとする。また、障壁層は、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなり、その厚さは１５ｎｍとする。このとき、通電時間が４０５６時間になっても、順方向電圧が突発的に低下する発光素子を生じず、光結合効率の低下も小さい。たとえば、図５（ｆ）において、光結合効率の変動率は、直流通電時間が４０００時間において、０とマイナス６％の間にとどまっている。
【００３９】
すなわち、Ｉｎ組成比ｘを、０よりも大きくかつ０．２以下とすることにより、発光素子５０の突発劣化を抑制し、光結合装置５の光結合効率の低下を抑制できている。ＡｌＧａＡｓ系井戸層に、微量のＩｎを添加することにより、結晶欠陥の導入と伝播が抑制され、その範囲はＩｎ組成比ｘの増加による格子定数の増加に対する臨界膜厚を超えない膜厚で良好な素子特性が得られることが判明した。その臨界膜厚は一般的な計算される臨界膜厚ｈｃ以下であり、その１／２を超えないことで良好なデバイス特性を得られることが分かった。また、ＭＯＣＶＤ法ではＩｎ組成比の制御は、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）のガス流を増すフローによって制御しているが、その制御性は、コンマ数％であり総層流量に対するＴＭＩ流量が少ないことから実質、２〜４％の組成制御が現実的である。したがって、Ｉｎ組成比ｘを、０．０２以上とすると、結晶成長におけるＩｎ組成比ｘを安定に制御でき発光素子の歩留まりを安定化できるのでより好ましい。
【００４０】
つまり、Ｉｎｘ（Ｇａ１−ｙＡｌｙ）１−ｘＡｓ混晶をＭＯＣＶＤ法を用いて結晶成長する場合、たとえば、水素ガスを粉末または粒状の高温ＴＭＩ内に通過させてその飽和水蒸気に応じた濃度でガス化（昇華）する。この場合、ガス流量を制御するマスフローコントローラーの制御精度および他のＭＯガスおよび適正なIII／Ｖ族比を得るために流すＴＭＩの流量比がきわめて小さく限界がある。このため、Ｉｎ組成比ｘの下限値は０．０２とすることが好ましい。
【００４１】
このように、図５（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、井戸層２６に圧縮応力を、かつ障壁層２７に引っ張り応力を適正に加え、ＡｌとＧａの中にＩｎを添加することにより物性値が変わり、Ｉｎ原子が結晶欠陥の伝播をピニングすることにより結晶欠陥の増殖が抑制され、光出力の低下が抑制されることを表すと考えられる。
【００４２】
また、この場合、井戸層２６に圧縮歪を導入することにより、ホールの有効質量が低減されホール注入を均一にすることが容易となる。また、電子のキャリア閉じ込めポテンシャルを高く、かつホールの閉じ込めポテンシャルを低くできる。このため、電子のオーバーフローを抑制することが容易となる。この結果、たとえば、非発光再結合が抑制され、格子振動エネルギーが減少し、結晶欠陥の増殖が抑制されるなどの効果を生じるものと考えられる。
【００４３】
図６は、７７０ｎｍの波長の光を放出可能な井戸層のＩｎ組成比とＡｌ組成比との関係を表すグラフ図である。
縦軸はＡｌ組成比ｙ、横軸はＩｎ組成比ｘ、である。なお、井戸層２６は、その厚さＴｗ１、Ｔｗ２を５ｎｍ、数を２つ、とする。また、障壁層２７は、その厚さＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３を１５ｎｍ、数を３つ、とする。たとえば、波長を７７０ｎｍに設定する場合、Ｉｎ組成比ｘが０よりも大きくかつ０．１０以下において、Ａｌ組成比ｙは、０．０８５よりも大きくかつ０．２１４以下とすることができる。
【００４４】
ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓからなる障壁層２７において、Ａｌ組成比ｚを小さくすると、障壁差が小さくなりキャリアオーバーフローが生じやすくなるので、ｚの下限を０．３などとする。また、Ａｌ組成比ｚを大きくすると、障壁差が大きくなり、順方向電圧ＶＦが高くなるため、ｚの上限を０．７などとする。
【００４５】
本実施形態により結晶欠陥の増殖が抑制された発光素子が提供される。また、この発光素子を有する光結合装置は、半導体発光素子のオン時間が長くても、光結合効率の低下を抑制することができる。このため、半導体装置用高速テスターなどにフォトリレーとして用いることができる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
５  光結合装置、２５  発光層、２６  井戸層、  ２７  障壁層、３５  反射層、３７  半導体基板、４０  半導体積層体、５０  発光素子、６０  受光素子、ｘ  Ｉｎ組成比、ｙ  Ａｌ組成比、Ｔｗ１、Ｔｗ２  井戸層の厚さ、Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３  障壁層の厚さ  
【図１】
0006325948.tif 000003
【図２】
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【図３】
0006325948.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006325948.tif 000008