(57)【要約】【課題】アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むIII−Ｖ化合物半導体のバリア層を有する量子井戸構造の活性領域を備えリーク電流を低減可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】埋め込み半導体領域１９は、第１導電型埋め込み層および第２導電型埋め込み層を含む。第２導電型埋め込み層２３は、活性領域１７の側面１８上に設けられている。第１導電型埋め込み層２５は、第２導電型埋め込み層２３上に設けられている。活性領域１７は量子井戸構造３１を有する。バリア層２９は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII−Ｖ化合物半導体から成る。第１のIII−Ｖ化合物半導体は１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長λＢｇを有する。【選択図】図１
2007005642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体領域と、
第２導電型半導体領域と、
前記第１導電型半導体領域と前記第２導電型半導体領域との間に設けられており半導体メサ内に位置する活性領域と、
前記第１導電型半導体領域と前記第２導電型半導体領域との間に位置しており前記半導体メサの側面上に設けられた埋め込み半導体領域と
を備え、
前記埋め込み半導体領域は、前記活性領域の側面上および前記第１導電型半導体領域上に設けられた第２導電型埋め込み層と、前記第２導電型埋め込み層上に設けられた第１導電型埋め込み層とを含み、
前記活性領域は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII−Ｖ化合物半導体から成るバリア層と第２のIII−Ｖ化合物半導体から成る井戸層とを含む量子井戸構造を有しており、
前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長を有している、ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１．０５マイクロメートル以上のバンドギャップ波長を有する、ことを特徴とする請求項１に記載された半導体発光素子。
【請求項３】
前記井戸層の前記第２のIII−Ｖ化合物半導体は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含んでいる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１．１５マイクロメートル以下のバンドギャップ波長を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された半導体発光素子。
【請求項５】
前記バリア層は引っ張り歪みを有している、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された半導体発光素子。
【請求項６】
前記井戸層は圧縮歪みを有する、ことを特徴とする請求項５に記載された半導体発光素子。
【請求項７】
前記バリア層はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成り、
前記第１導電型埋め込み層はＩｎＰ半導体から成り、
前記第２導電型埋め込み層はＩｎＰ半導体から成る、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体レーザが記載されている。この半導体レーザは，光導波路を備えている。この光導波路は，下部クラッド層、コア層、第１上部クラッド層および第２上部クラッド層を備えている。光導波路では、これらの層が順に積層されており、第１上部クラッド層とコア層とを含むチャネル部が形成されている。該チャネル部は，下部埋め込み層と上部埋め込み層とにより埋め込まれている。コア層は，下部クラッド層上に，ＩｎＧａＡｓＰからなる下部ＳＣＨ層と、ホール停止層と、１．３マイクロメートル帯の発光波長のＡｌＩｎＧａＡｓからなる活性層と、電子停止層と、ＩｎＧａＡｓＰからなる上部ＳＣＨ層とを含む。コア層では、これらの層が順に積層されている。半導体レーザでは，チャネル部のＡｌ組成比率が小さいために、チャネル部のＡｌ自然酸化膜の生成が抑制される。キャリア注入効率が向上し高温動作に適し製造容易な半導体装置の製造方法及び半導体装置が提供される。
【０００３】
非特許文献１では、発光波長が１．３マイクロメートル帯のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ埋め込みヘテロ構造レーザにおける高温でのリーク電流が解析されている。この半導体レーザは、ｐｎ電流ブロック構造を有している。
【特許文献１】特開２０００−２８６５０８号公報
【非特許文献１】IEEE Journal of Quantum Electronics.VOL. 25, NO. 6, June 1989, pp1369-1375
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光通信により伝達される情報量の増大とともに、より高速変調が可能で低コストな発光素子が求められている。ペルチェ素子といった温度調節機構なしで用いられる直接変調型の１．３μｍ帯の半導体レーザは、その目的に適合したものとして注目されている。温度調節機構がないので、発光素子が高温で良好な特性を示すことが必要であり、これまで広く光通信用半導体レーザの活性層として用いられてきたＩｎＧａＡｓＰ系材料に代わり、半導体レーザの温度特性を向上させることができるＡｌＧａＩｎＡｓ系材料を用いることが有利である。活性層を含む半導体積層をＩｎＰ基板上に形成した後、エッチングによりメサストライプを形成する。メサストライプは、電流ブロック層で埋め込まれる。埋め込み型半導体レーザは、電流を効率的に活性層に狭窄できるので、低しきい値電流であること、また、安定した横モード動作が得られることという特長がある。電流ブロック層としては、ｐ型ＩｎＰとｎ型ＩｎＰとの組み合わせにより電流を狭窄するものが用いられる。特許文献１では、ｐ型ＩｎＰ下部埋め込み層およびｎ型ＩｎＰ上部埋め込み層を用いたｐ−、ｎ−ブロック層を含む埋め込み半導体レーザが示されているが、ｐ−、ｎ−ブロック層を流れるリーク電流を低減することに関しては記述がない。
【０００５】
背景技術には、リーク電流を低減する手法が記載されている。ｐ−、ｎ−ブロック層で電流狭窄を行う半導体レーザの構造の電気的なモデルでは、ｐｎｐｎ構造の寄生サイリスタが半導体レーザのｐｎダイオードに接している。このモデルにおいて、リーク電流低減のためにはｎ型ブロック層とｎ型クラッド層が接しない構造が必須であるので、この構造では、ｐ型クラッド層とｐ型ブロック層が接する。ブロック層に注入される少数キャリア（ｐ型ブロック層については電子、ｎ型ブロック層については正孔）がある値を超えると寄生サイリスタがターンオンして、ｐ−、ｎ−ブロック層を介して流れるリーク電流が増える。背景技術に記載された文献の半導体レーザでは、活性層がｐブロック層に接しているが、活性層の構成がブロック層を流れるリーク電流に与える影響については全く触れられていない。
【０００６】
発明者らが、ｎ−ＩｎＰ／ｐ−ＩｎＰ半導体層を用いて活性層を埋め込む構造の半導体発光素子を作製した。この活性層は、バンドギャップ波長が１．３マイクロメートル帯にあるＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層を含む。しかしながら、半導体発光素子からは、期待された光出力が得られない。この光出力の低下は、ｐｎ埋め込み層を流れるリーク電流によって生じていると考えられる。一方、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ埋め込みヘテロ構造レーザでは、十分小さいリーク電流が実現されている。
【０００７】
本発明は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むIII−Ｖ化合物半導体のバリア層を有する量子井戸構造の活性領域を含みリーク電流を低減可能な半導体発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、半導体発光素子は、（ａ）第１導電型半導体領域と、（ｂ）第２導電型半導体領域と、（ｃ）前記第１導電型半導体領域と前記第２導電型半導体領域との間に設けられており半導体メサ内に位置する活性領域と、（ｄ）前記第１導電型半導体領域と前記第２導電型半導体領域との間に位置しており前記半導体メサの側面上および前記第１導電型半導体領域上に設けられた埋め込み半導体領域とを備え、前記埋め込み半導体領域は、前記活性領域の側面上に設けられた第２導電型埋め込み層と、前記第２導電型埋め込み層上に設けられた第１導電型埋め込み層とを含み、前記活性領域は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII−Ｖ化合物半導体から成るバリア層と第２のIII−Ｖ化合物半導体から成る井戸層とを含む量子井戸構造を有しており、前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長を有している。
【０００９】
この半導体発光素子によれば、バリア層は、１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長を有する第１のIII−Ｖ化合物半導体から成る。上記のバリア層のバンドギャップ波長が大きくなるにつれて、バリア層の伝導帯のエネルギが低くなる。これ故に、バリア層から第２導電型埋め込み層へのキャリアの注入が減少する。この半導体発光素子は、第１導電型半導体領域、第２導電型埋め込み層、第１導電型埋め込み層および第２導電型半導体領域から構成される寄生サイリスタを含むけれども、この寄生サイリスタのターンオンが抑制される。
【００１０】
本発明に係る半導体発光素子では、前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１．０５マイクロメートル以上のバンドギャップ波長を有することができる。
【００１１】
本発明に係る半導体発光素子では、前記井戸層の前記第２のIII−Ｖ化合物半導体は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含んでいる。この半導体発光素子によれば、１．３μｍ帯半導体発光素子に関して、井戸層とバリア層との好適な組み合わせが提供される。
【００１２】
本発明に係る半導体発光素子では、前記第１のIII−Ｖ化合物半導体は１．１５マイクロメートル以下のバンドギャップ波長を有することができる。この半導体発光素子では、高速特性が優れている。
【００１３】
本発明に係る半導体発光素子では、前記第１のバリア層は引っ張り歪みを有することができる。更に、本発明に係る半導体発光素子では、前記井戸層は圧縮歪みを有することができる。この半導体発光素子によれば、１．３μm帯半導体発光素子に関して、井戸層とバリア層の歪みの好適な組み合わせが提供される。
【００１４】
本発明に係る半導体発光素子では、前記バリア層はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成り、前記第１導電型埋め込み層はＩｎＰ半導体から成り、前記第２導電型埋め込み層はＩｎＰ半導体から成ることができる。この半導体発光素子によれば、１．３μｍ帯半導体発光素子に関して、バリア層、第１導電型埋め込み層および第２導電型埋め込み層の好適な組み合わせが提供される。
【００１５】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むIII−Ｖ化合物半導体のバリア層を有する量子井戸構造の活性領域を備えリーク電流を低減可能な半導体発光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体発光素子に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体発光素子を示す図面である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示された半導体発光素子の活性領域付近の構成を示す図面である。半導体発光素子１１は、第２導電型半導体領域１３と、第１導電型半導体領域１５と、活性領域１７と、埋め込み半導体領域１９とを備える。活性領域１７は、第２導電型半導体領域１３と第１導電型半導体領域１５との間に設けられており、また半導体メサ２１内に位置する。埋め込み半導体領域１９は、第２導電型半導体領域１３と第１導電型半導体領域１５との間に位置しており、また半導体メサ２１の側面２２上および第１導電型半導体領域１５上に設けられている。埋め込み半導体領域１９は、第２導電型埋め込み層２３および第１導電型埋め込み層２５を含む。第２導電型埋め込み層２３は、活性領域１７の側面１８上および第１導電型半導体領域１５上に設けられている。第１導電型埋め込み層２５は、第２導電型埋め込み層２３上に設けられている。活性領域１７は、井戸層２９、３１およびバリア層２７を含む量子井戸構造３１を有している。バリア層２７は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII−Ｖ化合物半導体から成る。第１のIII−Ｖ化合物半導体は１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長λＢｇを有している。
【００１９】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示された半導体発光素子の一例を模式的に示した図面である。本実施例の半導体発光素子１１ａでは、第１導電型半導体領域１５ａはｎ導電型を示し、第２導電型半導体領域１３ａはｐ導電型を示す。図２（Ａ）を参照しながら具体的に説明すれば、ｎ型半導体領域１５ａ、ｐ型埋め込み半導体層２３ａ、ｎ型埋め込み半導体層２５ａおよびｐ型半導体領域１３ａは、ｐｎｐｎサイリスタを構成する。
【００２０】
再び、図１を参照すると、この半導体発光素子１１によれば、バリア層２７の第１のIII−Ｖ化合物半導体は、１マイクロメートルを超えるバンドギャップ波長λＢｇを有する。上記のバリア層２７のバンドギャップ波長λＢｇが大きくなるにつれて、バリア層２７の伝導帯のエネルギが低くなる。これ故に、バリア層２７から第２導電型埋め込み層２３へのキャリアの注入が減少する。この半導体発光素子１１は、第１導電型半導体領域１５、第２導電型埋め込み層２３、第１導電型埋め込み層２５および第２導電型半導体領域１３から構成される寄生サイリスタを含むけれども、この寄生サイリスタのターンオンが抑制される。
【００２１】
次いで、ＩｎＧａＡｓＰ半導体から成るバリア層を含む量子井戸構造を活性層に用いた半導体レーザと、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成るバリア層を含む量子井戸構造を活性層に用いた半導体レーザとを比較して、本実施の形態の利点を説明する。図２（Ｂ）は、ＩｎＰ基板に格子整合するＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ系におけるバンド不連続比として広く用いられている比（△Ｅｃ:△Ｅｖ=０．７２：０．２８）を用いてＩｎＰとのバンド不連続を計算した結果を示す。また、図２（Ｃ）は、ＩｎＰ基板に格子整合するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の伝導帯と価電子帯のバンド不連続比として広く用いられている比（△Ｅｃ:△Ｅｖ=０．４：０．６）を用いてＩｎＰとのバンド不連続を計算した結果を示す。ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の接合では、ＩｎＰ半導体の伝導帯エネルギレベルよりもＩｎＧａＡｓＰ半導体の伝導帯エネルギレベルが約７．０×１０−２１ジュール（４４ｍｅＶ）低くなっている。一方、ＩｎＰ半導体とＡｌＧａＩｎＡｓ半導体との接合では、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体の伝導帯は、ＩｎＰ半導体の伝導帯エネルギレベルよりも約１．６８×１０−２０ジュール（１０５ｍｅＶ）高い。半導体発光素子の活性層には、電子とホールが注入されて発光再結合により光を発生する。量子井戸構造では、発光は井戸層で生じるが、電子はバリア層の伝導帯を通って井戸層に提供される。
【００２２】
リーク電流低減のために、活性層の側面にはｐ型ブロック層が接する。バリア層とＩｎＰのバンド不連続の関係は図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示されるようになるので、バリア層がＩｎＧａＡｓＰ半導体からなる半導体レーザでは、バリア層の伝導帯からＩｎＰ半導体に電子が注入されにくい。しかしながら、バリア層がＡｌＧａＩｎＡｓから成る半導体レーザでは、バリア層の伝導帯からＩｎＰに電子が注入されると考えられる。
【００２３】
ｐ型ブロック層への少数キャリア（電子）の注入量が増えてｐｎｐｎサイリスタがターンオンしてしまうと、リーク電流が増える。バリア層がＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成る半導体レーザへの電流量を増やすと、バリア層からｐ型ＩｎＰブロック層への電子の注入が増えてリーク電流が増える。このような機構によるリーク電流の増加は、活性領域に、ＡｌＧａＩｎＡｓ系材料といった半導体材料（ＩｎＰよりも伝導帯のエネルギが高い材料）を用いることにより初めて生じるものである。バリア層にＩｎＧａＡｓＰ半導体を用いる場合は問題がない。本実施の形態では、バリア層のバンドギャップは、波長１．０マイクロメートルに相当するバンドギャップより小さい。バリア層のバンドギャップを小さくするとＡｌＧａＩｎＡｓの伝導帯のエネルギは低くなるので、バリア層からｐ型ＩｎＰブロック層への電子の注入が減少する。このため、ｐｎｐｎサイリスタのターンオンが抑制され、発光素子により高い電流を印加してもリーク電流を少ない。
【００２４】
一実施例では、図１に示されるように、第１導電型半導体領域１５は、半導体メサ２１に含まれる第１導電型III−Ｖ化合物半導体層３３を含み、第１導電型のIII−Ｖ化合物半導体層３３は、導電性の半導体基板３５上に設けられている。第２導電型半導体領域１３は、半導体メサ２１に含まれる第２導電型の第１のIII−Ｖ化合物半導体層３７を含み、第１のIII−Ｖ化合物半導体層３７および埋め込み半導体領域１９上には、第２導電型の第２のIII−Ｖ化合物半導体層３９が設けられている。III−Ｖ化合物半導体層３３は、例えば第１導電型クラッド層として働く。また、第１のIII−Ｖ化合物半導体層３７および第２のIII−Ｖ化合物半導体層３９は、例えば第２導電型クラッド領域として働く。
【００２５】
半導体発光素子１１は、第２のIII−Ｖ化合物半導体層３９上に設けられたコンタクト層４０を含む。コンタクト層４０上には第１の電極４２ａが設けられており、第１の電極４２ａは、半導体メサ２１上に位置している。基板３５の裏面３５ａには、第２の電極４２ｂが設けられている。
【００２６】
半導体発光素子１１では、活性領域１７は、井戸層２９と第１導電型III−Ｖ化合物半導体層３３との間に設けられた第１の光ガイド層４４を含む。また、活性領域１７は、井戸層３１と第２導電型III−Ｖ化合物半導体層３７との間に設けられた第２の光ガイド層４６を含む。
【００２７】
好適な実施例では、バリア層２７の第１のIII−Ｖ化合物半導体は、１．０５マイクロメートル以上のバンドギャップ波長を有しているようにしてもよい。この半導体発光素子１１によれば、第１のIII−Ｖ化合物半導体が１．０５マイクロメートルを越えるバンドギャップ波長を有するので、埋め込み領域を流れるリーク電流を低減することができる。
【００２８】
好適な実施例ではバリア層２７の第１のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体は、１．１５マイクロメートル以下のバンドギャップ波長を有しているようにしてもよい。この半導体発光素子１１によれば、微分利得が高く高速特性に優れている。
【００２９】
本実施の形態は、１．３マイクロメートル帯の半導体レーザに好適な構造である。一実施例の半導体発光素子１１を例示すると、
埋め込み半導体領域１９：ｎ型／ｐ型ＩｎＰ半導体
第１導電型半導体層２５：ｎ型ＩｎＰ半導体
第２導電型半導体層２３：ｐ型ＩｎＰ半導体
第１導電型半導体領域１５：ｎ型ＩｎＰ半導体
第１導電型半導体層３３：ｎ型ＩｎＰ半導体
半導体基板３５：ｎ型ＩｎＰ基板
第２導電型半導体領域１３：ｐ型ＩｎＰ半導体
第２導電型コンタクト層４０：ｐ型ＩｎＧａＡｓ半導体
第１の電極４２ａ：アノード電極
第２の電極４２ｂ：カソード電極
である。
【００３０】
活性領域１７の構造を例示すると、
第２の光ガイド層４６
ｐ型ＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．０マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル、
厚さ３２ナノメートル
量子井戸構造  （９層の井戸層を含む）
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ井戸層：バンドギャップ波長１．４マイクロメートル
厚さ５ナノメートル
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓバリア層：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル
厚さ８ナノメートル
第１の光ガイド層４４
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル、
厚さ３２ナノメートル
ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．０マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
である。この例は、井戸層およびバリア層に歪みを含まない量子井戸構造である。
【００３１】
好適な実施例ではバリア層２７の第１のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体は引っ張り歪みを有しているようにしてもよい。この半導体発光素子１１によればバリアの伝導帯のエネルギーを低くできるので、埋め込み領域を流れるリーク電流を低減することができる。また、井戸層２９の第２のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体は圧縮歪みを有しているようにしてもよい。
【００３２】
半導体発光素子１１では、井戸層２９の第２のIII−Ｖ化合物半導体は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むことができる。井戸層２９の第２のIII−Ｖ化合物半導体のバンドギャップ波長は、第１のIII−Ｖ化合物半導体のバンドギャップ波長より長い。例えば、第２のIII−Ｖ化合物半導体のバンドギャップ波長は、１．４マイクロメートルである。
【００３３】
歪みを含む活性領域１７の構造を例示すると、
第２の光ガイド層４６
ｐ型ＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．０マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
量子井戸構造  （９層の井戸層を含む）
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ井戸層（圧縮歪み１．０％）：バンドギャップ波長１．４マイクロメートル
厚さ５ナノメートル
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓバリア層（引っ張り歪み０．５％）：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル
厚さ８ナノメートル
第１の光ガイド層４４
アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ層：バンドギャップ波長１．０マイクロメートル、
厚さ４０ナノメートル
である。この例は、井戸層に圧縮歪を加えると共にバリア層に引っ張り歪を加える量子井戸構造である。
【００３４】
好適な実施例では、井戸層のIII−Ｖ化合物半導体の格子不整△ａ／ａ（ａ：ＩｎＰ半導体の格子定数、△ａ：格子定数差（ＩｎＰ半導体の格子定数−III-Ｖ化合物半導体の格子定数））はマイナス１．５パーセント以上であり、格子不整はマイナス０．７パーセント以下である。バリア層のIII−Ｖ化合物半導体の格子不整△ａ／ａはプラス０．５パーセント以上であり、格子不整△ａ／ａはプラス１．０パーセント以下である。
【００３５】
図３（Ａ）は、シミュレーション用の半導体発光素子モデルを示す図面である。図３（Ｂ）は、シミュレーション用の半導体発光素子モデルの活性領域の構造を示す図面である。図３（Ｃ）は、シミュレーション用の半導体発光素子の詳細なモデルを示す図面であり、各半導体領域は、シミュレーションの計算の便宜のために矩形に近い形状である。図３（Ａ）を参照すると、半導体発光素子１１ｂでは、電流Ｉ０は半導体メサ２１ｂを流れる。電流ＩＬは、埋め込み領域１９ｂを流れるリーク電流である。
【００３６】
図３（Ａ）を参照すると、埋め込み領域１９ｂおよび半導体メサ２１ｂは、基板３５ｂ上に設けられている。埋め込み領域１９ｂは、ｐ型ＩｎＰ半導体層２３ｂおよびｎ型ＩｎＰ半導体層２５ｂを含むことができ、ｐ型ＩｎＰ半導体層２３ｂは、基板３５ｂ上および半導体メサ２１ｂの側面上に設けられている。半導体メサ２１ｂは、ｎ型半導体領域１５ｂとｐ型半導体領域１３ｂとの間に設けられた活性領域１７ｂを含む。活性領域１７ｂは、図３（Ｂ）に示されるように、バリア層２９ａ〜２９ｋと井戸層２７ａ〜２７ｊとを含んでおり、バリア層２９ａ〜２９ｋと井戸層２７ａ〜２７ｊは交互に配列されている。バリア層２９ａ〜２９ｋは引っ張り歪みを受けており、井戸層２７ａ〜２７ｊは圧縮歪みを受けている。活性領域１７ｂの発光波長は、例えば１．３マイクロメートルに設定されている。ｎ型半導体層３３ｂと井戸層２７ａとの間には光ガイド層４４ｂが設けられており、ｐ型半導体層３７ｂと井戸層２７ｊとの間には光ガイド層４６ｂが設けられている。光ガイド層４４ｂは、アンドープ光ガイド層４４ｃおよびｎ型光ガイド層４４ｄを含むことができる。また、光ガイド層４６ｂは、アンドープ光ガイド層４６ｃおよびｐ型ガイド層４６ｄを含むことができる。
【００３７】
シミュレーションモデルに用いた値を示す。
ｎ型半導体層１５ｂ：ｎ型ＩｎＰ半導体
キャリア濃度：１×１０１８ｃｍ−３
厚さ、０．９マイクロメートル
ｐ型半導体層１３ｂ：ｐ型ＩｎＰ半導体
キャリア濃度：８×１０１７ｃｍ−３
厚さ、０．８マイクロメートル
ｐ型埋め込み層２３ｂ：ｐ型ＩｎＰ半導体
キャリア濃度：１．６×１０１８ｃｍ−３
厚さ、１．０マイクロメートル
活性領域３ａとｎ型ＩｎＰ（ｎ型埋め込み層３１）との間に幅０．１マイクロメートルを設ける。
ｎ型埋め込み層２５ｂ：ｎ型ＩｎＰ半導体
キャリア濃度：９×１０１７ｃｍ−３
厚さ、１．０マイクロメートル
である。アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ半導体の井戸層（バンドギャップ波長：１．４マイクロメートル、発光波長が１．３マイクロメートルになるように微調整される）とＩｎＰ半導体層との格子不整（△ａ／ａ）は、マイナス１パーセント程度であり、井戸層は圧縮歪みを有する。また、アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ半導体のバリア層とＩｎＰ半導体層との格子不整（△ａ／ａ）は、プラス０．５パーセント程度であり、バリア層は引っ張り歪みを有する。
【００３８】
図４は、上記のシミュレーションモデルを用いて計算されたリーク電流を示すグラフである。横軸は、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層のバンドギャップ波長を示しており、縦軸は、１００ミリアンペアの電流を流したシミュレーションモデル用半導体発光素子におけるリーク電流を示す。図４を参照すると、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層のバンドギャップ波長が１．０マイクロメートルより大きくなると、急激にリーク電流が小さくなっている。また、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層のバンドギャップ波長が１．１５マイクロメートル以上では、リーク電流の変化の割合が小さくなっている。これ故に、１．０マイクロメートルより大きいバンドギャップ波長のバリア層（バリア層のバンドギャップを小さくする）を用いると、リーク電流が低減される。１．０５マイクロメートルより大きいバンドギャップ波長のバリア層を用いると、この半導体発光素子のリーク電流は、バンドギャップ波長が１．０マイクロメートルの半導体発光素子のリーク電流に比べて約６０パーセントにまで低減される。１．１マイクロメートルより大きいバンドギャップ波長のバリア層を用いると、この半導体発光素子のリーク電流は、バンドギャップ波長が１．０マイクロメートルの半導体発光素子のリーク電流に比べて約３５パーセントにまで低減される。
【００３９】
図５は、上記のシミュレーションモデルを用いて計算された微分利得を示すグラフである。横軸は、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層のバンドギャップ波長をマイクロメート単位で示しており、縦軸は、シミュレーションモデルの半導体発光素子における微分利得値をｃｍ２単位で示す。図５を参照すると、バリア層のバンドギャップ波長が１．１マイクロメートル以下であるとき、この半導体発光素子の微分利得は１．２×１０−１５ｃｍ２を越える値でほぼ平坦である。バリア層のバンドギャップ波長が１．１マイクロメートルを越えると、この半導体発光素子の微分利得は１．２×１０−１５ｃｍ２から小さくなりはじめる。バンドギャップ波長が１．１５マイクロメートルのバリア層では、微分利得は１．１×１０−１５ｃｍ２程度である。バンドギャップ波長が１．２マイクロメートルより大きいバリア層では、微分利得は１．０×１０−１５ｃｍ２程度である。
【００４０】
ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層を含む活性層とｐ−／ｎ−ＩｎＰ半導体層を含む埋め込み領域とを用いる１．３マイクロメートル帯の半導体レーザでは、リーク電流の観点からバリア層のバンドギャップ波長は１．０５マイクロメートル以上であることが好適であり、微分利得の観点からバリア層のバンドギャップ波長は１．１５マイクロメートル以下であることが好適である。例えば、リーク電流および微分利得の両方が良好であるバリア層のバンドギャップ波長は１．１マイクロメートル程度である。半導体レーザの用途に応じてより大きな微分利得が求められるとき、バリア層のバンドギャップ波長は１．０５マイクロメートル程度である。
【００４１】
以上説明したように、半導体発光素子１１ｂは、バリア層２９ａ〜２９ｋと井戸層２７ａ〜２７ｊとを含む量子井戸構造を有する活性領域１７ｂと、ｐ型半導体埋め込み層２３ｂとｎ型半導体埋め込み層２５ｂを含み活性領域１７ｂの側面上に設けられた埋め込み半導体領域１９ｂと、ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域３７ｂ、３９ｂと、ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域３３ｂ、３５ｂとを備える。例えば、バリア層２９ａは、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むIII-Ｖ化合物半導体から成る。例えば、井戸層２７ａは、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含むIII-Ｖ化合物半導体から成る。活性領域１７ｂおよび埋め込み半導体領域１９ｂは、ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域３５ｂ上に設けられている。ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域３９ｂは、活性領域１７ｂおよび埋め込み半導体領域１９ｂ上に設けられている。活性領域１７ｂの側面にはｐ型埋め込み半導体層２３ｂが設けられている。バリア層２９ａの第１のIII-Ｖ化合物のバンドギャップを波長１．０μｍに相当するバンドギャップより小さい。そのため、接しているｐ型埋め込み半導体層２３ｂへの少数キャリア(電子)の流入が少なくなり、ｐｎｐｎサイリスタ（半導体領域３９ｂ、２５ｂ、２３ｂ、３５ｂから構成される）がターンオンすることを防ぐことができ、このため、寄生サイリスタに起因するリーク電流の増加が避けられる。本実施の形態の一例としては、温度特性に優れたｐｎ逆接合を利用した埋め込み半導体レーザが説明された。この半導体レーザによれば、ｐｎ−ＩｎＰ埋め込み領域を貫通するリーク電流が低減される。
【００４２】
したがって、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層を含む活性層を有し、特に発光波長が１．３マイクロメートル帯であるＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層を有しリーク電流を低減可能な半導体発光素子が提供される。
【００４３】
図６は、バリア層２７が引っ張り歪みを受けており井戸層２９が圧縮歪みを受けている量子井戸構造３１を示す。一点鎖線ＥＣ０は歪みの無いバリア層の伝導帯レベルを示しており、一点鎖線ＥＶ０は歪みの無いバリア層の価電子帯レベルを示す。この井戸層２９では、価電子帯の重い正孔ＨＨ（heavy hole）のエネルギレベルＥＨＨＷと伝導帯のエネルギレベルＥＣＷとの差ＶＨＨＷは、価電子帯の軽い正孔ＬＨ（light hole）のエネルギレベルＥＬＨＷと伝導帯のエネルギレベルＥＣＷとの差ＶＬＨＷより小さい。この量子井戸構造３１のバリア層２７では、重い正孔ＨＨのエネルギレベルＥＨＨＢと伝導帯のエネルギレベルＥＣＢとの差ＶＨＨＢは、軽い正孔ＬＨのエネルギレベルＥＬＨＢと伝導帯のエネルギレベルＥＣＢとの差ＶＬＨＢより大きい。バリア層２７のバンドギャップ波長は、軽い正孔ＬＨのエネルギレベルＥＬＨＢと伝導帯のエネルギレベルＥＣＢとの差ＶＬＨＢに対応する。量子井戸構造３１における発光は、重い正孔ＨＨのエネルギレベルＥＨＨＷと伝導帯のエネルギレベルＥＣＷとの間の遷移によって生じる。重い正孔ＨＨに対する量子効果は、井戸層２９の重い正孔ＨＨのエネルギレベルとバリア層２７の重い正孔ＨＨのエネルギレベルＶＨＨＢとの差△ＶＨＨによって決定される。このため、図６の構成で井戸層に量子効果を与える実効的なバンドギャップはＶＨＨＢとなる。
【００４４】
リーク電流を減らすためにはバリアの伝導帯のエネルギーを低くすることが必要である。これまでは、バンドギャップ波長を大きくすることでバリアの伝導帯のエネルギーを低くすることを述べてきたが、バリア層に引っ張り歪みを、井戸層に圧縮歪みを有した構成にすることで伝導帯のエネルギーを低くすることができる。ＡｌＧａＩｎＡｓ材料を用いる半導体発光素子では、バンドギャップ波長を大きくする（すなわち、バンドギャップを小さくする）と、バンドギャップ波長の拡大量のうちの約７２％は伝導帯のエネルギーの低下に寄与し、残りの２８％は価電子帯のエネルギーの低下に寄与する。バリア層の価電子帯のエネルギーを低下させて井戸層の価電子帯とのエネルギー差が小さくなると、量子効果が小さくなり過ぎるため、例えば、微分利得が低く所望の値にならないことがある。井戸層に圧縮歪みを加えＡｌＧａＩｎＡｓ材料のバリア層に引っ張り歪みを加えた場合には、その歪みの効果によりバンドギャップ波長が大きくなる（すなわち、バンドギャップが小さくなる）。このバンドギャップ波長の拡大分のうちの約９２％は伝導帯のエネルギーの低下に寄与し、残りの約８％が価電子帯のエネルギーの低下に寄与する。上記の価電子帯は重い正孔（ＨＨ）の価電子帯のことを指している。また、バンドギャップ波長は実効的なバンドギャップ（図６におけるＶＨＨＢ）に対応する波長のことである。井戸層に圧縮歪みをバリア層に引っ張り歪みを与えた構成では、バリア層の実効的なバンドギャップに対応する波長が歪みのないバリア層のバンドギャップ波長と同じでも伝導帯のエネルギーがより低くなり、リーク電流の低減に有効である。図７は、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層がＩｎＰと格子整合する場合と、０．５％の引っ張り歪みを含む場合とのＩｎＰとの伝導帯とのバンド不連続の計算結果である。特性線Ｓ０は、ＩｎＰに格子整合するＡｌＧａＩｎＡｓバリア層の不連続を示しており、特性線Ｓ１は、引っ張り歪み（０．５％）を含むＡｌＧａＩｎＡｓバリア層および圧縮歪を含むＡｌＧａＩｎＡｓ井戸層における不連続を示している。この場合の横軸は、量子効果を与える実効的なバンドギャップＶＨＨＢに対応する波長を示している。引っ張り歪みのバリアではＩｎＰとのバンド不連続が小さくなり、リーク電流の低減に有利である。
【００４５】
図８（Ａ）は、本実施の形態の一変形例を示す図面である。半導体発光素子１１ｃは、第１のｐ型半導体埋め込み層１０９、ｎ型半導体埋め込み層１１１および第２のｐ型半導体埋め込み層１１３を含み活性領域１０５の側面上に設けられた埋め込み半導体領域１１５と、量子井戸構造を有する活性領域１０５と、ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域１０４と、ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域１０８とを備える。ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域１０４は、ｐ型ＩｎＰ基板１０１およびｐ型ＩｎＰクラッド層１０３を含むことができる。ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域１０８は、第１のｎ型クラッド層１０７、第２のｎ型ＩｎＰクラッド層１１７およびＩｎＧａＡｓコンタクト層１１９を含むことができる。バリア層は、引っ張り歪みを受けており、井戸層は、圧縮歪みを受けている。第１の実施の形態と同様に、量子井戸構造は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII-Ｖ化合物半導体の第１のバリア層２７と第２のIII−Ｖ化合物半導体の井戸層２９とを含む。活性領域１０５および埋め込み半導体領域１１５は、ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域１０１、１０３上に設けられている。活性領域１０５の側面上にはｐ型埋め込み半導体層１０９が位置している。バリア層２７の第１のIII−Ｖ化合物のバンドギャップを波長１．０μｍに相当するバンドギャップより小さい。そのため、接しているｐ型埋め込み半導体層１０９への少数キャリア(電子)の流入が少なくなり、その結果、ｐｎｐｎサイリスタ（半導体領域１０１、１０９、１１１、１１３、１１７から構成される）のターンオンに起因するリーク電流が増加することを防ぐことができる。
【００４６】
また、図８（Ｂ）は、本実施の形態の別の変形例を示す図面である。半導体発光素子１ｂは、量子井戸構造を有する活性領域２０５と、ｎ型半導体埋め込み層２０９およびｐ型半導体埋め込み層２１１を含み活性領域２０５の側面上に設けられた埋め込み半導体領域２１３と、ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域２０４と、ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域２０８とを備える。ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域２０４は、ｐ型ＩｎＰ基板１０１およびｐ型ＩｎＰクラッド層２０３を含むことができる。ｎ型III−Ｖ化合物半導体領域２０８は、第１のｎ型クラッド層２０７、第２のｎ型ＩｎＰクラッド層２１５およびＩｎＧａＡｓコンタクト層２１７を含むことができる。第１の実施の形態と同様に、量子井戸構造は、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびヒ素を含む第１のIII-Ｖ化合物半導体のバリア層２７と第２のIII−Ｖ化合物半導体の井戸層２９とを含む。活性領域２０５および埋め込み半導体領域２１３は、ｐ型III−Ｖ化合物半導体領域２０４上に設けられている。活性領域２０５の側面はｐ型埋め込み半導体層２１１で覆われている。バリア層２７の第１のIII-Ｖ化合物のバンドギャップを波長１．０μｍに相当するバンドギャップより小さい。そのため、接しているｐ型埋め込み半導体層２１１への少数キャリア(電子)の流入が少なくなり、その結果、ｐｎｐｎサイリスタ（半導体領域１０１、２０９、２１１、２１５から構成される）のターンオンに起因するリーク電流が増加することを防ぐことができる。
【００４７】
本実施の形態に記載された半導体発光素子１１、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによれば、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層を含む活性領域を有し、特に発光波長が１．３マイクロメートル帯であるＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を含む活性層を有しリーク電流を低減可能な半導体発光素子が提供される。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、第２の実施の形態に係る半導体素子を製造する方法を示す図面である。図９（Ａ）を参照すると、ｎ型ＩｎＰ基板といったIII−Ｖ化合物半導体基板４１が準備されている。基板４１上に順に、ｎ型ＩｎＰ半導体層といったｎ型クラッド膜４３、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体膜といった下部ＳＣＨ半導体膜４５、ＭＱＷ領域４７、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体膜といった上部ＳＣＨ半導体膜４９、およびｐ型ＩｎＰ半導体層といったｐ型クラッド膜５１を形成する。これらの膜の堆積は、例えば有機金属気相成長装置５３を用いて行うことができる。ＭＱＷ領域４７は、１．０５マイクロメートル以上であり１．１５マイクロメートル以下のバンドギャップ波長を有するＡｌＧａＩｎＡｓバリア膜と、このバリア膜のＡｌＧａＩｎＡｓ半導体のバンドギャップ波長より長いバンドギャップ波長（例えば、バンドギャップ波長１．４マイクロメートル）の井戸膜とを含む。
【００４９】
ＭＱＷ領域４７では、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア膜は引っ張り歪みを受けており、井戸膜は、圧縮歪みを受けている。好適な半導体材料の組み合わせの例として、
ＡｌＧａＩｎＡｓバリア膜：バンドギャップ波長１．１マイクロメートル、
ＡｌＧａＩｎＡｓ井戸膜：バンドギャップ波長１．４マイクロメートル、
がある。
【００５０】
図９（Ｂ）に示されるように、基板４１上の半導体積層部５５上に、半導体メサを形成するためのマスク層５７を形成する。マスク層５７は、誘電体から成り、例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化膜から成ることができる。一例を示せば、マスク層５７の幅は、１〜４マイクロメートル程度である。
【００５１】
図９（Ｃ）に示されるように、マスク層５７を用いて、半導体積層部５５をエッチングして、半導体ストライプ５５ａを形成する。この形成は、例えば、ウエットエッチング、ドライエッチング、またはこの両方を用いて行うことができる。エッチングは、最下層の半導体膜４３がエッチングされて基板４１が露出するまで行われる。半導体ストライプ５５ａは、基板４１上に設けられたｎ型クラッド膜４３ａ、下部ＳＣＨ半導体膜４５ａ、ＭＱＷ領域４７ａ、上部ＳＣＨ半導体膜４９ａおよびｐ型クラッド膜５１ａを含む。
【００５２】
図１０（Ａ）に示されるように、次いで、埋め込み領域６３を形成する。好適な実施例では、半導体ストライプ５５ａの側面上および基板４１上にｐ型電流ブロック膜５９を形成する。ｐ型電流ブロック膜５９は、下部ＳＣＨ半導体膜４５ａ、ＭＱＷ領域４７ａ、上部ＳＣＨ半導体膜４９ａの側面を覆い、ｐ型クラッド膜５１ａの少なくとも一部に接するように成長される。次に、ｐ型電流ブロック膜５９上に、ｎ型電流ブロック膜６１を成長する。これらの成長は、マスク層５７を除くこと無く行われる。これらの電流ブロック膜は、半導体ストライプ５５ａを埋め込んでいるので、埋め込み領域としても機能している。電流ブロック膜の成膜が完了した後に、マスク層５７を除去する。
【００５３】
図１０（Ｂ）に示されるように、埋め込み領域６３上に、ｐ型ＩｎＰ膜といったｐ型クラッド膜６５を形成する。次いで、ｐ型ＩｎＧａＡｓ膜といったｐ型コンタクト膜６７をｐ型クラッド膜６５上に形成する。ｐ型クラッド膜５１およびｐ型クラッド膜６５の合計膜厚は、例えば、２マイクロメートル程度である。
【００５４】
図１０（Ｃ）に示されるように、ｐ型コンタクト膜６７上に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜といったｐオーミック電極膜６９を形成する。基板４１の裏面に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極膜といったｎオーミック電極膜７１を形成する。これらの電極膜６９、７１の形成に先立って、基板４１を１００マイクロメートル程度に研削することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態の半導体素子を形成する方法によれば、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層を含む活性層、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層およびｎ型ＩｎＰ埋め込み層を有しておりリーク電流を低減可能な半導体発光素子を製造することができる。ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層に好適な半導体材料の組み合わせとして、井戸層は、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体に限らず、ＩｎＧａＡｓＰ等を用いることができる。
【００５６】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子は、レーザダイオード、半導体光増幅素子、発光ダイオード等であることができる。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光素子を示す図面である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示された半導体発光素子の活性領域を示す図面である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体発光素子を示す図面である。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、それぞれ、ＩｎＰ基板に格子整合するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓ系の伝導帯と価電子帯のバンド不連続比（△Ｅｃ:△Ｅｖ=０．４：０．６）、同じくＩｎＰ基板に格子整合するＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＧａＡｓ系のバンド不連続比（△Ｅｃ:△Ｅｖ=０．７２：０．２８）を用いてＩｎＰとのバンド不連続を計算した結果を示す図面である。
【図３】図３（Ａ）は、シミュレーションのための半導体発光素子モデルを示す図面である。図３（Ｂ）は、シミュレーションのための半導体発光素子モデルの活性領域の構造を示す図面である。図３（Ｃ）は、シミュレーション用の半導体発光素子の詳細なモデルを示す図面である。
【図４】図４は、上記のシミュレーションモデルを用いて計算されたリーク電流を示すグラフである。
【図５】図５は、上記のシミュレーションモデルを用いて計算された微分量子効率を示すグラフである。
【図６】図６は、活性領域の量子井戸構造のエネルギレベルを示す図面である。
【図７】図７は、ＡｌＧａＩｎＡｓバリア層がＩｎＰと格子整合する場合と、０．５％の引っ張り歪みを含む場合とのＩｎＰとの伝導帯とのバンド不連続の計算結果を示す図面である。
【図８】図８（Ａ）は本実施の形態の一変形例を示す図面であり、図８（Ｂ）は本実施の形態の別の変形例を示す図面である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）および図９（Ｃ）は、第２の実施の形態に係る半導体素子を製造する方法を示す図面である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、第２の実施の形態に係る半導体素子を製造する方法を示す図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１１、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…半導体発光素子、１７…活性領域、２７ａ〜２７ｉ…バリア層、１９…埋め込み半導体領域、２９ａ〜２９ｊ…井戸層、２７…バリア層、３１…量子井戸構造、２９…量子井戸層、１５…第１導電型半導体層、１３…第２導電型半導体層、２３…第２導電型埋め込み層、２５…第１導電型埋め込み層、３５…基板、３７、３９…第２導電型半導体層、４０…第２導電型コンタクト層、４２ａ、４２ｂ…電極、４４、４４ｂ…光ガイド層、４４ｃ…アンドープ光ガイド層、４４ｄ…第１導電型光ガイド層、４６、４６ｂ…光ガイド層、４６ｃ…アンドープ光ガイド層、４６ｄ…第２導電型光ガイド層、４１…III−Ｖ化合物半導体基板、４３…ｎ型クラッド膜、４３ａ…ｎ型クラッド膜、４５…下部光閉じ込め半導体膜、４５ａ…下部光閉じ込め半導体膜、４７…ＭＱＷ領域、４７ａ…ＭＱＷ領域、４９…上部光閉じ込め半導体膜、４９ａ…上部光閉じ込め半導体膜、５１…ｐ型クラッド膜、５１ａ…ｐ型クラッド膜、５５…半導体積層部、５５ａ…半導体ストライプ、５７…マスク層、５９…ｐ型電流ブロック膜、６１…ｎ型電流ブロック膜、６５…ｐ型クラッド膜、６７…ｐ型コンタクト膜、６９…ｐオーミック電極膜、７１…ｎオーミック電極膜  
【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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【図９】
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【図１０】
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