(57)【要約】【課題】信頼性の高い半導体発光素子を提供する。【解決手段】ＧａＡｓ基板１０２上に、クラッド層１０３、光ガイド層１０４、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなる量子井戸活性層１０５、光ガイド層１０６、クラッド層１０７を含む複数の半導体層が積層された端面型の半導体発光素子１００において、光ガイド層１０４及び光ガイド層１０６のそれぞれの光ガイド層の少なくとも半分の層領域は窒素を含み、その窒素濃度は量子井戸活性層よりも低いこととする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＡｓ基板上に、低屈折率材料からなる第１のクラッド層、高屈折率材料からなる第１の光ガイド層、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなる量子井戸活性層、高屈折率材料からなる第２の光ガイド層、及び低屈折率材料からなる第２のクラッド層を含む複数の半導体層が積層され、光を発光する端面型の半導体発光素子において、
前記第１及び第２のそれぞれの光ガイド層の少なくとも半分の層領域は窒素を含み、その窒素濃度は前記量子井戸活性層よりも低いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記各光ガイド層は、前記量子井戸活性層における歪と逆の歪を有する層を、更に含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１のクラッド層は、窒素を含まない層であり、
前記第１の光ガイド層における前記第１のクラッド層との界面近傍では、該界面に向かって徐々に窒素濃度が低下していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２のクラッド層は、窒素を含まない層であり、
前記第２の光ガイド層における前記第２のクラッド層との界面近傍では、該界面に向かって徐々に窒素濃度が低下していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１のクラッド層は、アルミニウムを含み、
前記第１の光ガイド層と前記第１のクラッド層との間には、窒素を含まない層が存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第２のクラッド層は、アルミニウムを含み、
前記第２の光ガイド層と前記第２のクラッド層との間には、窒素を含まない層が存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記各光ガイド層の厚さは、前記ＧａＡｓ基板に対する臨界膜厚を超えない厚さであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
ＧａＡｓ基板上に、第１の分布ブラッグ反射鏡、第１のスペーサ層、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなる量子井戸活性層、第２のスペーサ層、及び第２の分布ブラッグ反射鏡を含む複数の半導体層が積層され、光を発光する面発光型の半導体発光素子において、
前記第１及び第２のそれぞれのスペーサ層の少なくとも半分の層領域は窒素を含み、前記量子井戸活性層よりも窒素濃度が低いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】
前記各スペーサ層は、前記量子井戸活性層における歪と逆の歪を有する層を、更に含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１の分布ブラッグ反射鏡は、窒素を含まない層であり、
前記第１のスペーサ層における前記第１の分布ブラッグ反射鏡との界面近傍では、該界面に向かって徐々に窒素濃度が低下していることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２の分布ブラッグ反射鏡は、窒素を含まない層であり、
前記第２のスペーサ層における前記第２の分布ブラッグ反射鏡との界面近傍では、該界面に向かって徐々に窒素濃度が低下していることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記複数の半導体層は、アルミニウムを含む層を更に有し、
前記各スペーサ層と前記アルミニウムを含む層との間には、窒素を含まない層が存在することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記各スペーサ層の厚さは、前記ＧａＡｓ基板に対する臨界膜厚を超えない厚さであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記量子井戸活性層は、ガリウム、インジウム、窒素、及び砒素を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記光の波長は、１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の一方に含まれる波長であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に係り、さらに詳しくは、複数の半導体層が積層された半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、窒素（Ｎ）とその他のＶ族元素を含むIII−Ｖ族混晶半導体が半導体発光素子の材料として注目されている。特に、ＧａＩｎＮＡｓは、現在の光通信システムで用いられる光ファイバーに対して低損失の波長域である１．３μｍ帯でのレーザ発振が可能であるため、盛んに研究開発が行なわれている材料である。ＧａＩｎＮＡｓは、ＧａＡｓＮとＧａＩｎＡｓとの混晶であり、伝導帯準位はＮ組成に対する依存性に大きなボーイングパラメータを有するため、ＧａＡｓ基板上に１．３μｍ帯で発振する素子を成長可能である。ＧａＩｎＮＡｓとＧａＡｓとの組み合わせで構成される量子井戸活性層においては、伝導帯のバンドギャップ不連続量が大きく、キャリアのオーバーフローが起きにくいため、良好な温度特性を有する半導体発光素子を提供することができる。また、ＧａＩｎＮＡｓは、圧縮歪を加えて用いることが多く、しきい電流値の低減および発振波長の長波長化に対しても有利である。
【０００３】
しかしながら、ＧａＩｎＮＡｓは、非混和性が高く、高品質な結晶が成長しにくいため、良質の活性層を得ることが困難であった。また、初期には欠陥が少なくても経時的に欠陥が増殖し、特性の経時的劣化を招くという不都合もあった。
【０００４】
このような問題に対して、しきい電流値を改善する手法として、ＧａＮＡｓ障壁層を用いる方法が提案された（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】Ｈ．シミズ、Ｋ．クマダ、Ｓ．ウチヤマ、Ａ．カスカワ、「１．３１μｍ  ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／ＧａＮＡｓ−ＳＱＷ  レーザ  グロウン  バイ  ガス−ソース  ＭＢＥ（１．３１μｍ  ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／ＧａＮＡｓ−ＳＱＷ  Ｌａｓｅｒｓ  Ｇｒｏｗｎ  ｂｙ  Ｇａｓ−Ｓｏｕｒｃｅ  ＭＢＥ）」、プロシーディングス  オブ  ２００１  インターナショナル  コンファレンス  オン  インジウム  フォスファイド  アンド  リレーテッド  マテリアルズ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ２００１  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ），ｐ．５９５−５９８
【非特許文献２】Ｍ．カミニシ、Ｓ．サトウ、Ｔ．タカハシ、Ｓ．サトウ、「ロー  スレショルド  オペレーション  オブ  ＭＯＣＶＤ  グロウン  １．３μｍ  レンジ  ＧａＩｎＮＡｓ  トリプル  クアンタム−ウエル  レ−ザ  ウイズ  Ｎ  コンテント  ＧａＮＡｓ  バリヤ  レイヤーズ（Ｌｏｗ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＭＯＣＶＤ  ｇｒｏｗｎ  １．３μｍ  ｒａｎｇｅ  ＧａＩｎＮＡｓ  ｔｒｉｐｌｅ  ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ  ｌａｓｅｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｎ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ＧａＮＡｓ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒｓ）」、プロシーディングス  オブ  ２００４  インターナショナル  コンファレンス  オン  インジウム  フォスファイド  アンド  リレーテッド  マテリアルズ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ２００４  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ），ｐ．５２−５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＧａＩｎＮＡｓを活性層に用いた半導体発光素子は、いまだ量産化、製品化がなされておらず、より一層の高品質化が期待されている。
【０００７】
発明者等は、ＧａＩｎＮＡｓを活性層に用いた半導体発光素子について種々の実験等を繰り返した結果、窒素を含んだ障壁層を用いる場合には、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面（図９のＡ、Ｂ参照）が非発光再結合中心となり、信頼性が低下することを見出した。実験結果の一例が図１０に示されている。これにより、ＧａＩｎＮＡｓ活性層に隣接してＧａＮＡｓ層を設けた量子井戸構造体のＰＬ強度は、ＧａＮＡｓ層の厚さが薄い場合に急激に低下することが明らかとなった。
【０００８】
本発明は、上述した発明者等の得た新規知見に基づいてなされたもので、その目的は、信頼性の高い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】
【０００９】
本発明は、第１の観点からすると、ＧａＡｓ基板上に、低屈折率材料からなる第１のクラッド層、高屈折率材料からなる第１の光ガイド層、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなる量子井戸活性層、高屈折率材料からなる第２の光ガイド層、及び低屈折率材料からなる第２のクラッド層を含む複数の半導体層が積層され、光を発光する端面型の半導体発光素子において、前記第１及び第２のそれぞれの光ガイド層の少なくとも半分の層領域は窒素を含み、その窒素濃度は前記量子井戸活性層よりも低いことを特徴とする半導体発光素子である。
【００１０】
これによれば、第１及び第２のそれぞれの光ガイド層の少なくとも半分の層領域は窒素を含み、その窒素濃度が量子井戸活性層よりも低いため、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面を量子井戸活性層から離れた位置にシフトさせることができ、その結果として、信頼性を向上させることが可能となる。
【００１１】
本発明は、第２の観点からすると、ＧａＡｓ基板上に、第１の分布ブラッグ反射鏡、第１のスペーサ層、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなる量子井戸活性層、第２のスペーサ層、及び第２の分布ブラッグ反射鏡を含む複数の半導体層が積層され、光を発光する面発光型の半導体発光素子において、前記第１及び第２のそれぞれのスペーサ層の少なくとも半分の層領域では、前記量子井戸活性層よりも窒素濃度が低いことを特徴とする第２の半導体発光素子である。
【００１２】
これによれば、第１及び第２のそれぞれのスペーサ層の少なくとも半分の層領域では、量子井戸活性層よりも窒素濃度が低いため、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面を量子井戸活性層から離れた位置にシフトさせることができ、その結果として、信頼性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る端面型の半導体発光素子１００の概略構成が示されている。
【００１４】
図１の半導体発光素子１００は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２の上に、クラッド層１０３、光ガイド層１０４、量子井戸活性層１０５、光ガイド層１０６、クラッド層１０７、及びｐ−コンタクト層１０８などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、このような複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第１の積層体」ともいう。
【００１５】
前記クラッド層１０３は、ｎ−ＧａＩｎＰからなる厚さ２μｍの層である。
【００１６】
前記光ガイド層１０４は、ＧａＮ０．００５Ａｓからなる厚さ０．１μｍの層である。なお、ＧａＡｓに対するＧａＮ０．００５Ａｓの歪は−０．１％であるので、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２に対するＧａＮ０．００５Ａｓの臨界膜厚は０．２２μｍである。すなわち、光ガイド層１０４の厚さは、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２に対する臨界膜厚以下である。
【００１７】
前記量子井戸活性層１０５は、Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｎ０．０１Ａｓ０．９９からなる厚さ８ｎｍの層である。
【００１８】
前記光ガイド層１０６は、ＧａＮ０．００５Ａｓからなる厚さ０．１μｍの層である。この光ガイド層１０６の厚さも、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２に対する臨界膜厚以下である。
【００１９】
光ガイド層１０４及び光ガイド層１０６における窒素濃度は、いずれも量子井戸活性層１０５における窒素濃度よりも低くなっている。
【００２０】
前記クラッド層１０７は、ｐ−ＧａＩｎＰからなる厚さ２μｍの層である。
【００２１】
前記ｐ−コンタクト層１０８は、ＧａＡｓからなる厚さ０．１μｍの層である。
【００２２】
上記第１の積層体は、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によるエピタキシャル成長で作成することができる。III族原料の有機金属化合物として例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いることができ、Ｖ族原料としては例えばＡｓＨ３、ＰＨ３、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）を用いることができる。ｎ型のドーパントとしては例えばＨ２Ｓｅを用い、ｐ型のドーパントとしては例えばジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を用いることができる。これらの原料を所定の圧力（例えば１００ｔｏｒｒ）に保った反応管内にキャリアガス（Ｈ２）を用いて導入し、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２上で例えば熱によって分解することで、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２上に所定の半導体結晶をエピタキシャル成長させることができる。なお、ＭＯＣＶＤ法以外の方法、例えばＭＢＥ法によっても上記第１の積層体を作成することが可能である。
【００２３】
また、上記第１の積層体における伝導帯の準位（Ｅｃ）が図２に示されている。
【００２４】
また、ｎ−ＧａＡｓ基板１０２の裏面にはｎ−電極１０１が形成され、ｐ−コンタクト層１０８の表面にはｐ−電極１０９が形成されている。
【００２５】
このように、本第１の実施形態に係る端面型の半導体発光素子１００によると、光ガイド層１０４及び光ガイド層１０６は、量子井戸活性層１０５における窒素濃度よりも低い濃度の窒素を含んでいる。これにより、クラッド層１０３と光ガイド層１０４との界面、及び光ガイド層１０６とクラッド層１０７との界面が、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面となる。すなわち、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面は、量子井戸活性層１０５から大きく離れた位置に存在することとなる。また、各光ガイド層における窒素濃度が、量子井戸活性層１０５における窒素濃度よりも低いため、各光ガイド層自体の結晶品質が向上し、層が厚くなっても３次元成長などが生じにくくなるとともに、層内に含まれる欠陥を低く抑えることが可能となる。従って、量子井戸活性層１０５近傍での非発光再結合による熱の発生が抑制され、発光特性の劣化及び欠陥の増殖を抑えることができ、その結果として、信頼性を向上させることが可能となる。
【００２６】
なお、上記第１の実施形態では、前記各光ガイド層の全領域が窒素を含む場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、各光ガイド層の少なくとも半分の層領域が、量子井戸活性層１０５における窒素濃度よりも低い濃度の窒素を含んでいれば良い。
【００２７】
また、上記第１の実施形態では、前記量子井戸活性層１０５がＧａＩｎＮＡｓからなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、窒素とその他のＶ族元素とを含む混晶半導体からなっていれば良い。例えば、ＧａＩｎＮＡｓＳｂであっても良い。
【００２８】
また、上記第１の実施形態では、前記各光ガイド層がＧａＮＡｓからなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＧａＮＰＡｓ、ＧａＮＰＡｓＳｂであっても良い。
【００２９】
また、上記第１の実施形態において、前記各光ガイド層の一部を、前記量子井戸活性層１０５における歪と逆の歪を有する歪補償層としても良い。これにより、更なる発光特性の改善及び信頼性の向上を図ることができる。一例として図３には、光ガイド層１０４の一部をＧａＮＰＡｓからなる歪補償層１１１とし、光ガイド層１０６の一部をＧａＮＰＡｓからなる歪補償層１１２とした場合の伝導帯の準位（Ｅｃ）が示されている。また、一例として図４には、光ガイド層１０４の一部をＧａＮ０．００８Ａｓからなる歪補償層１１４とし、光ガイド層１０６の一部をＧａＮ０．００８Ａｓからなる歪補償層１１２とした場合の伝導帯の準位（Ｅｃ）が示されている。なお、歪補償層として、ＧａＮＰＡｓＳｂ層を用いることもできる。
【００３０】
また、上記第１の実施形態において、前記光ガイド層１０４における前記クラッド層１０３との界面近傍に、該界面に向かって窒素濃度が０．５％から０％に徐々に低下している組成傾斜層を設けても良い。同様に、前記光ガイド層１０６における前記クラッド層１０７との界面近傍に、該界面に向かって窒素濃度が０．５％から０％に徐々に低下している組成傾斜層を設けても良い。一例として図５には、前記光ガイド層１０４における前記クラッド層１０３との界面近傍に組成傾斜層１１７が設けられ、前記光ガイド層１０６における前記クラッド層１０７との界面近傍に組成傾斜層１１８が設けられた場合の伝導帯の準位（Ｅｃ）が示されている。
【００３１】
また、上記第１の実施形態において、前記クラッド層１０３及び前記クラッド層１０７が、いずれもＡｌＧａＡｓからなる場合には、前記光ガイド層１０４と前記クラッド層１０３との間、及び前記光ガイド層１０６と前記クラッド層１０７との間に、それぞれ窒素を含まない層をバッファ層として挿入すると良い。これにより、窒素を含む光ガイド層とアルミニウムを含むクラッド層とが直接接するのを防止でき、界面の品質低下を回避することが可能となる。一例として図６には、光ガイド層１０４とクラッド層１０３との間にＧａＡｓからなる厚さ２０ｎｍのバッファ層１１９が挿入され、光ガイド層１０６とクラッド層１０７との間にＧａＡｓからなる厚さ２０ｎｍのバッファ層１２０が挿入された場合の伝導帯の準位（Ｅｃ）が示されている。
【００３２】
また、上記第１の実施形態において、発振波長が、１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の一方に含まれる波長となるような構成であっても良い。
【００３３】
《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。図７には、本発明の第２の実施形態に係る面発光型の半導体発光素子２００の概略構成が示されている。
【００３４】
図７の半導体発光素子１００は、発振波長が１．２μｍ（１．３μｍ帯）であり、ｎ−ＧａＡｓ基板２０２の上に、ｎ型半導体多層膜反射鏡２０３、バッファ層２１３、下部スペーサ層２０４、多重量子井戸活性層２０５、上部スペーサ層２０６、バッファ層２１４、ＡｌＡｓ層２０７、ｐ型半導体多層膜反射鏡２０８、及びｐ−コンタクト層２０９などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、このように、複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第２の積層体」ともいう。
【００３５】
前記ｎ型半導体多層膜反射鏡２０３は、ｎ型ＧａＡｓからなる高屈折率層と、ｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓからなる低屈折率層とを交互に積層した分布ブラッグ反射鏡で構成されている。
【００３６】
前記バッファ層２１３は、ＧａＡｓからなる層である。このバッファ層２１３は、ｎ型半導体多層膜反射鏡２０３のアルミニウムを含む低屈折率層と窒素を含む下部スペーサ層２０４とが直接接することを防止している。
【００３７】
前記下部スペーサ層２０４は、ＧａＮ０．００１Ａｓからなる厚さ１７５ｎｍの層である。なお、ＧａＡｓに対するＧａＮ０．００１Ａｓの歪は−０．０２％であるので、ｎ−ＧａＡｓ基板２０２に対するＧａＮ０．００1Ａｓの臨界膜厚は１．３８μｍである。すなわち、下部スペーサ層２０４の厚さは、ｎ−ＧａＡｓ基板２０２に対する臨界膜厚を超えていない。
【００３８】
前記多重量子井戸活性層２０５は、いわゆるＤＱＷ構造を有し、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＮ０．００５Ａｓからなる層である。
【００３９】
前記上部スペーサ層２０６は、ＧａＮ０．００１Ａｓからなる厚さ１７５ｎｍの層である。この上部スペーサ層２０６の厚さも、ｎ−ＧａＡｓ基板２０２に対する臨界膜厚を超えていない。
【００４０】
下部スペーサ層２０４及び上部スペーサ層２０６における窒素濃度は、いずれも多重量子井戸活性層２０５における窒素濃度よりも低くなっている。
【００４１】
前記バッファ層２１４は、ＧａＡｓからなる層である。このバッファ層２１４は、窒素を含む上部スペーサ層２０６とｐ型半導体多層膜反射鏡２０８のアルミニウムを含む低屈折率層とが直接接することを防止している。
【００４２】
前記ｐ型半導体多層膜反射鏡２０８は、ｐ型ＧａＡｓからなる高屈折率層と、ｐ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓからなる低屈折率層とを交互に積層した分布ブラッグ反射鏡で構成されている。
【００４３】
上記第２の積層体は、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によるエピタキシャル成長で作成することができる。
【００４４】
また、上記第２の積層体における伝導帯の準位（Ｅｃ）が図８に示されている。なお、図８における符号２１１は、多重量子井戸活性層２０５におけるＧａＩｎＮＡｓ層を示し、符号２１２は、多重量子井戸活性層２０５におけるＧａＮ０．００５Ａｓ層を示している。
【００４５】
多重量子井戸活性層２０５を含む、下部スペーサ層２０４から上部スペーサ層２０６までの領域は、λ共振器を構成している。
【００４６】
上記第２の積層体は、ｎ型半導体多層膜反射鏡２０３に達するまで円筒状にエッチングされ、メサ構造が形成される。このメサ構造のサイズ（メササイズ）は一例として約３０μｍφである。そして、エッチングによって露出したＡｌＡｓ層２０７は選択的に酸化され、ＡｌＯｘの絶縁領域が形成されることにより、いわゆる電流狭窄構造が形成される。これにより、電流は、前記絶縁領域によって囲まれた領域（例えば、約５μｍφ）に集中して多重量子井戸活性層２０５に注入される。
【００４７】
また、ｐ型半導体多層膜反射鏡２０３の表面にはリング状のｐ側電極２１０が形成され、ｎ−ＧａＡｓ基板２０２の裏面にはｎ側電極２０１が形成されている。
【００４８】
多重量子井戸活性層２０５で発光した光は、ｎ型半導体多層膜反射鏡２０３及びｐ型半導体多層膜反射鏡２０８で反射して増幅され、レーザ光としてｎ−ＧａＡｓ基板２０２と垂直方向に放射される。
【００４９】
このように、本第２の実施形態に係る面発光型の半導体発光素子２００によると、下部スペーサ層２０４及び上部スペーサ層２０６は、いずれも多重量子井戸活性層２０５における窒素濃度よりも低い濃度の窒素を含んでいる。これにより、バッファ層２１３と下部スペーサ層２０４との界面、及び上部スペーサ層２０６とバッファ層２１４との界面が、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面となる。すなわち、窒素を含む層と窒素を含まない層との界面は、多重量子井戸活性層２０５から大きく離れた位置に存在することとなる。従って、多重量子井戸活性層２０５近傍での非発光再結合による熱の発生が抑制され、発光特性の劣化及び欠陥の増殖を抑えることができ、その結果として、信頼性を向上させることが可能となる。
【００５０】
また、本第２の実施形態に係る面発光型の半導体発光素子２００によると、アルミニウムを含む層と窒素を含む層とが直接接することがないので、界面の品質低下を防止することができる。
【００５１】
なお、上記第２の実施形態において、前記各スペーサ層が、前記多重量子井戸活性層２０５における歪と逆の歪を有する層を、更に含んでも良い。
【００５２】
また、上記第２の実施形態において、前記下部スペーサ層２０４における前記バッファ層２１３との界面近傍では、該界面に向かって窒素濃度が０．１％から０％に徐々に低下しても良い。
【００５３】
また、上記第２の実施形態において、前記上部スペーサ層２０６における前記バッファ層２１４との界面近傍では、該界面に向かって窒素濃度が０．１％から０％に徐々に低下しても良い。
【００５４】
また、上記第２の実施形態において、発振波長が１．５５μｍ帯に含まれる波長となるような構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明の半導体発光素子によれば、信頼性を向上させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端面型の半導体発光素子の概略構成を説明するための図である。
【図２】図１の半導体発光素子における伝導帯の準位（Ｅｃ）を説明するための図である。
【図３】図１の半導体発光素子の変形例１を説明するための図である。
【図４】図１の半導体発光素子の変形例２を説明するための図である。
【図５】図１の半導体発光素子の変形例３を説明するための図である。
【図６】図１の半導体発光素子の変形例４を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る面発光型の半導体発光素子の概略構成を説明するための図である。
【図８】図７の半導体発光素子における伝導帯の準位（Ｅｃ）を説明するための図である。
【図９】従来の端面型の半導体発光素子を説明するための図である。
【図１０】ＧａＩｎＮＡｓ活性層に隣接してＧａＮＡｓ層を設けた量子井戸構造体のＰＬ強度に対するＧａＮＡｓ層の厚さの影響を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００…端面型の半導体発光素子、１０２…ＧａＡｓ基板、１０３…クラッド層、１０４…光ガイド層、１０５…量子井戸活性層、１０６…光ガイド層、１０７…クラッド層、１１１…歪補償層、１１２…歪補償層、１１４…歪補償層、１１６…歪補償層、１１７…組成傾斜層、１１８…組成傾斜層、１１９…バッファ層、１２０…バッファ層、２００…面発光型の半導体発光素子、２０２…ＧａＡｓ基板、２０３…ｎ型半導体多層膜反射鏡、２０４…下部スペーサ層、２０５…多重量子井戸活性層、２０６…上部スペーサ層、２０７…ＡｌＡｓ層、２０８…ｐ型半導体多層膜反射鏡、２１３…バッファ層、２１４…バッファ層。
【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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