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JP2804737B2 - Visible light semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP2804737B2 - Visible light semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Visible light semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same

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JP2804737B2
JP2804737B2 JP33718795A JP33718795A JP2804737B2 JP 2804737 B2 JP2804737 B2 JP 2804737B2 JP 33718795 A JP33718795 A JP 33718795A JP 33718795 A JP33718795 A JP 33718795A JP 2804737 B2 JP2804737 B2 JP 2804737B2
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正治 本多
昌幸 庄野
隆夫 山口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は可視光半導体発光装
置とその製造方法に関する。
The present invention relates to a visible light semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】AlGaInPは0.6μm帯のバンド
ギャップを有し、可視光半導体レーザ装置(発光装置)
の材料として用いられている。
2. Description of the Related Art AlGaInP has a band gap of 0.6 μm band and is a visible light semiconductor laser device (light emitting device).
Used as a material.

【0003】図6は、従来のAlGaInP系半導体レ
ーザ装置を示し、例えば昭和63年秋季応用物理学会予
稿集、4p−ZC−10、836頁に開示されている。
FIG. 6 shows a conventional AlGaInP-based semiconductor laser device, which is disclosed in, for example, Proceedings of the Japan Society of Applied Physics Autumn 1988, 4p-ZC-10, page 836.

【0004】図において、(11)はn型GaAsから
なる基板、(12)はn型(Al0. 7Ga0.30.5In
0.5Pからなるn型クラッド層、(13)はアンド−プ
の(AlxGa1-x0.5In0.5Pからなる活性層、(1
4)はp型(Al0.7Ga0.3 0.5In0.5Pからなるp
型クラッド層である。これらの層は周知のMOCVD
法、MBE法等を用いて基板(11)の一主面上に順次
エピタキシャル成長される。またp型クラッド層(1
4)には、エッチングにより幅5μmのリッジが形成さ
れている。(15)はp型クラッド層(14)上にエピ
タキシャル成長されたn型GaAsからなるブロック層
で、マスクによりp型クラッド層(14)のリッジ頂部
には積層されていない。(16)は露出したp型クラッ
ド層(14)の頂部及びブロック層(15)上にエピタ
キシャル成長されたp型GaAsからなるキャップ層で
ある。
[0004] In the figure, (11) shows the case of n-type GaAs.
(12) is an n-type (Al0. 7Ga0.3)0.5In
0.5N-type cladding layer made of P;
(AlxGa1-x)0.5In0.5P active layer, (1
4) is p-type (Al0.7Ga0.3) 0.5In0.5P consisting of P
Mold cladding layer. These layers are well known MOCVD
On one main surface of the substrate (11) by using the MBE method, the MBE method, or the like.
It is epitaxially grown. The p-type cladding layer (1
In 4), a ridge having a width of 5 μm was formed by etching.
Have been. (15) is formed on the p-type cladding layer (14).
Block layer made of n-type GaAs grown by axial growth
Then, the top of the ridge of the p-type cladding layer (14) is formed by using a mask.
Is not laminated. (16) is an exposed p-type crack.
Epitaxy on top of the doped layer (14) and on the block layer (15).
With a cap layer made of p-type GaAs grown
is there.

【0005】(17)はキャップ層(16)上に形成さ
れたAu/Zn/Auからなるp型電極、(18)は基
板(11)の他主面上に形成されたAuGe/Auから
なるn型電極である。
[0005] (17) is a p-type electrode made of Au / Zn / Au formed on the cap layer (16), and (18) is made of AuGe / Au formed on the other main surface of the substrate (11). It is an n-type electrode.

【0006】斯る装置では、活性層(13)のAl組成
比をx=0.1とした時、波長649nmのレーザ光が
得られる。
In such a device, when the Al composition ratio of the active layer (13) is x = 0.1, a laser beam having a wavelength of 649 nm can be obtained.

【0007】一方、現在、可視光レーザ光を用いた計測
器やPOS(point of sales)システム
に用いられるバーコードスキャナの光源として波長63
2.8nmのHe−Neレーザが用いられている。そこ
で、斯るHe−Neレーザと同じ波長が発振可能であ
り、軽量、小型、低消費電力であるAlGaInP系半
導体レーザ装置は、He−Neレーザに代わる光源とし
て望まれている。このために、上記従来装置をより短波
長発振させる必要がある。
On the other hand, at present, a light source having a wavelength of 63 is used as a light source of a bar code scanner used for a measuring instrument using visible laser light or a POS (point of sales) system.
A 2.8 nm He-Ne laser is used. Therefore, an AlGaInP-based semiconductor laser device which can oscillate at the same wavelength as that of the He-Ne laser, is lightweight, small-sized, and consumes low power is desired as a light source replacing the He-Ne laser. For this reason, it is necessary to oscillate the conventional device at a shorter wavelength.

【0008】AlGaInP系の半導体レーザ装置(発
光装置)を短波長化する方法として、 活性層のAl組成比を大きくする 活性層を超格子構造とする(Electronics Letters、Vo
l.24、No.24(1988)、p1489参照) 各層の成長温度を700℃より大とする(Japanese J
ournal of Applied Physics、Vol.27、No.11(1988)、p.209
8参照) 活性層にZnを拡散させる(IEEE、Journal of Q
uantum Electronics、QE-23、No.6(1987)、p.704参照) ことが考えられている。
As a method for shortening the wavelength of an AlGaInP-based semiconductor laser device (light emitting device), an Al composition ratio of the active layer is increased. The active layer has a superlattice structure (Electronics Letters, Vo).
l.24, No.24 (1988), p1489) The growth temperature of each layer should be higher than 700 ℃ (Japanese J
ournal of Applied Physics, Vol. 27, No. 11 (1988), p. 209
8) Zn is diffused into the active layer (IEEE, Journal of Q
uantum Electronics, QE-23, No. 6 (1987), p. 704).

【0009】しかし乍ら、の方法ではAl組成比率の
増加と共に活性層(13)の結晶性が低下するため、発
振しきい値が大きくなり、連続動作が困難となる。例え
ば、活性層(13)のAl組成比をx=0.2とする
と、発振波長は630〜640nmとなり、He−Ne
レーザの波長と略等しくなるが、発振しきい値電流密度
は10kA/cm2以上となり、実用的でなくなる。
However, in this method, the crystallinity of the active layer (13) decreases as the Al composition ratio increases, so that the oscillation threshold value increases and continuous operation becomes difficult. For example, when the Al composition ratio of the active layer (13) is x = 0.2, the oscillation wavelength becomes 630 to 640 nm, and He-Ne
Although it becomes substantially equal to the wavelength of the laser, the oscillation threshold current density becomes 10 kA / cm 2 or more, which is not practical.

【0010】また、、、の方法では、装置の発振
動作が不安定になり、活性層(13)の劣化が激しくな
るため、装置の製造歩留りが低く、寿命が短いといった
問題が生じる。
Further, in the method (1), the oscillation operation of the device becomes unstable, and the active layer (13) is greatly deteriorated. Therefore, there are problems that the production yield of the device is low and the life is short.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、製造歩留りが高く、且つ寿命が長いAlGaInP
系の可視光半導体発光装置とその製造方法を提供するこ
とが目的である。
Accordingly, the present invention provides an AlGaInP having a high production yield and a long life.
It is an object of the present invention to provide a system-based visible light semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の可視光半
導体発光装置は、(100)面から[011]方向に5
°以上傾斜した面を主面とするGaAs基板と、該主面
上に形成されたGaInPからなるバッファ層と、該バ
ッファ層上に形成されたAlGaInPからなる活性層
を含むAlGaInP系半導体層と、を備えたことを特
徴とする。
The first visible light semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor device having a visible light in the [011] direction from the (100) plane.
A GaAs substrate having a major surface inclined at an angle of not less than °, a buffer layer of GaInP formed on the major surface, and an AlGaInP-based semiconductor layer including an active layer of AlGaInP formed on the buffer layer. It is characterized by having.

【0013】また、本発明の第2の可視光半導体発光装
置は、(100)面から[011]方向に5°以上傾斜
した面を主面とするGaAs基板と、該主面上に形成さ
れたGaInPからなるバッファ層と、該バッファ層上
に形成されたAlGaInPからなる第1のクラッド層
と、該第1のクラッド層上に形成されたAlGaInP
からなる活性層と、該活性層上に形成されたAlGaI
nPからなる第2のクラッド層と、を備えたことを特徴
とする。
Further, a second visible light semiconductor light emitting device of the present invention has a GaAs substrate having a main surface inclined at least 5 ° in the [011] direction from the (100) plane, and a GaAs substrate formed on the main surface. A buffer layer made of GaInP, a first clad layer made of AlGaInP formed on the buffer layer, and an AlGaInP formed on the first clad layer.
And an AlGaI layer formed on the active layer.
and a second cladding layer made of nP.

【0014】また、本発明の第3の可視光半導体発光装
置は、(100)面から[011]方向に5°以上傾斜
した面を一主面とし、該一主面と反対側の他主面上にオ
ーミック接触する第1導電型の電極が形成されている第
1導電型のGaAs基板と、前記一主面上に形成された
GaInPからなる第1導電型のバッファ層と、該バッ
ファ層上に形成されたAlGaInPからなる第1導電
型のクラッド層と、該第1導電型のクラッド層上に形成
されたAlGaInPからなる活性層と、該活性層上に
形成されたAlGaInPからなる第2導電型のクラッ
ド層と、前記第2導電型のクラッド層上にキャップ層を
介してオーミック接触する第2導電型の電極と、を備え
たことを特徴とする。特に、前記傾斜した面の5度以上
の角度は、該角度が0度である場合に比べて、ピーク波
長の変化量が略20nm以下になるように設定してもよ
い。
Further, in the third visible light semiconductor light emitting device of the present invention, a surface inclined by 5 ° or more in the [011] direction from the (100) plane is defined as one main surface, and the other main surface opposite to the one main surface is used. A first conductivity type GaAs substrate on which a first conductivity type electrode in ohmic contact is formed on a surface, a first conductivity type buffer layer made of GaInP formed on the one main surface, and the buffer layer A first conductivity type clad layer made of AlGaInP formed thereon, an active layer made of AlGaInP formed on the first conductivity type clad layer, and a second made of AlGaInP formed on the active layer; It is characterized by comprising a conductive type clad layer and a second conductive type electrode which is in ohmic contact with the second conductive type clad layer via a cap layer. In particular, the angle of the inclined surface of 5 degrees or more may be set so that the amount of change in the peak wavelength is about 20 nm or less as compared with the case where the angle is 0 degree.

【0015】また、本発明の第1の可視光半導体発光装
置の製造方法は、GaAs基板の(100)面から[0
11]方向に5°以上傾斜した面上に、GaInPから
なるバッファ層と、AlGaInPからなる活性層を含
むAlGaInP系半導体層とをこの順序で減圧MOC
VD法により形成することを特徴とする。
In the first method of manufacturing a visible light semiconductor light emitting device according to the present invention, the [0]
[11] A buffer layer made of GaInP and an AlGaInP-based semiconductor layer including an active layer made of AlGaInP are decompressed in this order on a plane inclined by 5 ° or more in the [11] direction.
It is characterized by being formed by the VD method.

【0016】また、本発明の第2の可視光半導体発光装
置の製造方法は、GaAs基板の(100)面から[0
11]方向に5°以上傾斜した面上に、GaInPから
なるバッファ層、AlGaInPからなる第1のクラッ
ド層、AlGaInPからなる活性層、AlGaInP
からなる第2のクラッド層をこの順序で減圧MOCVD
法により形成することを特徴とする。
Further, in the second method for manufacturing a visible light semiconductor light emitting device according to the present invention, the [0]
11], a buffer layer made of GaInP, a first clad layer made of AlGaInP, an active layer made of AlGaInP, AlGaInP
The second cladding layer composed of
It is formed by a method.

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明は、AlGaInP系の半
導体層のバンドギャップがGaAs基板の面方位に依存
して変化するといった現象、即ち、GaAs基板の成長
面に(100)面から[011]方向に5度以上傾斜し
た面を用いることによって、この上に形成されるAlG
aInP系半導体層のバンドギャップが広がる現象を利
用するものである。また、この現象は本発明者らによっ
て初めて見いだされたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is directed to a phenomenon in which the band gap of an AlGaInP-based semiconductor layer changes depending on the plane orientation of a GaAs substrate, that is, from the (100) plane to the [011] plane. By using a surface inclined 5 degrees or more in the direction, the AlG
This utilizes the phenomenon that the band gap of the aInP-based semiconductor layer is widened. This phenomenon was first discovered by the present inventors.

【0021】図2に斯る現象の一例を示す。同図はGa
As基板の一主面を(100)面から[011]方向に
種々傾け、この上に形成したGa0.5In0.5Pのフォト
ルミネッセンス(PL)からピ−クエネルギを測定した
ものである。また、このGa 0.5In0.5Pは成長温度7
10℃、成長圧力70Torrの減圧MOCVD法を用
いて形成されたものである。図から明らかな如く、傾斜
角の増加に伴いピ−クエネルギは増加していき、傾斜角
が5°以上になると飽和していく。
FIG. 2 shows an example of such a phenomenon. FIG.
One main surface of the As substrate is moved from the (100) plane to the [011] direction.
Various inclinations, Ga formed on this0.5In0.5P's photo
Peak energy was measured from luminescence (PL)
Things. In addition, this Ga 0.5In0.5P is growth temperature 7
Using a reduced pressure MOCVD method at 10 ° C and a growth pressure of 70 Torr
It was formed. As can be seen from the figure, the slope
As the angle increases, the peak energy increases, and the inclination angle increases.
Becomes more than 5 °, the saturation occurs.

【0022】図3は基板の一主面上にGa0.5In0.5
を形成し、この上に(AlxGa1-x0.5In0.5P(x
≧0)を形成した時の(AlxGa1-x0.5In0.5Pの
Al組成比に対するフォトルミネッセンスのピ−ク波長
を示したものである。ここで基板の一主面として、(1
00)面から[011]方向に0°、5°、7°傾斜し
た面を夫々用いた。また一例として、Al組成比xを
0.15とし、基板の傾斜角を0°、5°とした時のフ
ォトルミネッセンスのスペクトルを図4及び図5に示
す。また、測定はいずれも室温で行った。
FIG. 3 shows that Ga 0.5 In 0.5 P is formed on one main surface of the substrate.
Is formed thereon, and (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P (x
The peak wavelength of photoluminescence with respect to the Al composition ratio of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P when ≧ 0 is formed. Here, as one main surface of the substrate, (1
The planes inclined at 0 °, 5 °, and 7 ° in the [011] direction from the (00) plane were used. As an example, FIGS. 4 and 5 show photoluminescence spectra when the Al composition ratio x is 0.15 and the tilt angles of the substrate are 0 ° and 5 °. All measurements were performed at room temperature.

【0023】図3から明らかな如く、基板傾斜によるピ
−ク波長の変化量はAl組成比xにかかわらず略一定と
なっている。例えば図4及び図5に示されるようにAl
組成比x=0.15の時、傾斜角0°、5°のピ−ク波
長は夫々642.2nm、622.0nmであり、その
変化量は約20nmとなる。また、基板の傾斜角に対す
るピ−ク波長は、Al組成比xにかかわらず図2に示し
たGa0,5In0,5Pの場合と同様に5°以上で飽和して
いく傾向にあった。
As is apparent from FIG. 3, the amount of change in the peak wavelength due to the inclination of the substrate is substantially constant irrespective of the Al composition ratio x. For example, as shown in FIGS.
When the composition ratio x = 0.15, the peak wavelengths at the inclination angles of 0 ° and 5 ° are 642.2 nm and 622.0 nm, respectively, and the amount of change is about 20 nm. Further, the peak wavelength with respect to the tilt angle of the substrate tends to saturate at 5 ° or more as in the case of Ga 0,5 In 0,5 P shown in FIG. 2 regardless of the Al composition ratio x. Was.

【0024】以上より、AlGaInP系の半導体レー
ザ装置(発光装置)において、基板の一主面に(10
0)面から[011]方向に傾斜した面を用いることに
より、短波長化が図れることは明らかである。但し本発
明における基板の一主面には(100)面から[01
1]方向に5°以上、好ましくは5〜7°傾斜した面が
選択される。これは、傾斜角が5°以上で最大且つ同程
度の波長変化が得られることに加え、この面上に形成さ
れるGa0.5In0.5P及び(AlxGa1-x0.5In0.5
Pから結晶欠陥が急激に減少し、結晶性が向上すること
による。例えば基板の(100)面上に形成されたGa
0.5In0.5Pにはヒロックと呼ばれる結晶欠陥が約10
000個/cm2発生していたが、5°傾斜した面上では
100個/cm2以下となる。即ち、本発明は、基板の一
主面に(100)面から[011]方向へ5°以上の傾
斜面を用いることによって、所望の短波長化をするのに
活性層のAl組成比を極力小さくし、活性層の結晶性の
低下を抑えることにとどまらず、活性層の結晶性を向上
させることができるものである。
As described above, in the AlGaInP-based semiconductor laser device (light emitting device), (10
It is clear that the wavelength can be shortened by using a plane inclined in the [011] direction from the 0) plane. However, one principal surface of the substrate in the present invention is [01] from the (100) plane.
1] A plane inclined by 5 ° or more, preferably 5 to 7 ° in the direction is selected. This is because the maximum and the same wavelength change can be obtained when the inclination angle is 5 ° or more, and Ga 0.5 In 0.5 P and (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 formed on this surface.
This is because crystal defects are rapidly reduced from P and crystallinity is improved. For example, Ga formed on the (100) plane of the substrate
0.5 In 0.5 P has about 10 crystal defects called hillocks.
000 / cm 2 were generated, but on a surface inclined at 5 °, the number was 100 / cm 2 or less. That is, according to the present invention, by using an inclined surface of 5 ° or more from the (100) plane to the [011] direction on one principal surface of the substrate, the Al composition ratio of the active layer can be reduced as much as possible to achieve a desired short wavelength. In addition to reducing the size, the crystallinity of the active layer can be improved as well as suppressing the decrease in the crystallinity of the active layer.

【0025】図1に本発明装置の一実施形態を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the apparatus of the present invention.

【0026】図において、(1)はキャリア濃度2×1
18cm-3のn型GaAsからなる基板で、その一主面
(1a)を研摩により(100)面から[011]方向
に5°以上、例えば5°傾斜したものである。
In the figure, (1) shows a carrier concentration of 2 × 1
A substrate made of n-type GaAs of 0 18 cm −3 , one main surface (1a) of which is inclined by 5 ° or more, for example, 5 ° from the (100) plane in the [011] direction by polishing.

【0027】(2)はバッファ層、(3)はn型(Al
x1Ga1-x1y1In1-y1Pからなるクラッド層、(4)
は活性層、(5)はp型(Alx2Ga1-x2y2In1-y2
Pからなるクラッド層、(6)はキャップ層で、これら
の層は成長温度620〜670℃例えば670℃、反応
室内圧力70Torrの減圧MOCVD法を用いて、基
板(1)の一主面(1a)上に順次積層される。下表に
これらの層の他の形成条件を示す。
(2) is a buffer layer, (3) is an n-type (Al
x1 Ga 1-x1) cladding layer formed of y1 In 1-y1 P, ( 4)
Is an active layer, and (5) is a p-type (Al x2 Ga 1-x2 ) y2 In 1-y2
P is a cladding layer, and (6) is a cap layer. These layers are formed on one main surface (1a) of the substrate (1) using a reduced pressure MOCVD method at a growth temperature of 620 to 670 ° C., for example, 670 ° C., and a reaction chamber pressure of 70 Torr. ). The following table shows other conditions for forming these layers.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】(7)はキャップ層(6)上にスパッタ法
を用いて積層されたSiO2からなるブロック層で、キ
ャップ層(6)に達する幅6μmのストライプ溝(8)
がエッチング形成されている。
(7) a block layer made of SiO 2 laminated on the cap layer (6) by sputtering, and a stripe groove (8) having a width of 6 μm reaching the cap layer (6).
Are formed by etching.

【0030】(9)は露出したキャップ層(6)上及び
ブロック層(7)上にCr膜、Au膜がこの順に真空蒸
着されたAu/Cr電極からなるp型電極、(10)は
基板(1)の他主面(1b)上にCr膜、Sn膜、Au
膜がこの順に真空蒸着されたAu/Sn/Cr電極から
なるn型電極である。これらの電極は400℃の熱処理
によって、キャップ層(6)あるいは基板(1)とオ−
ミック接触する。
(9) is a p-type electrode composed of an Au / Cr electrode on which a Cr film and an Au film are vacuum-deposited in this order on the exposed cap layer (6) and block layer (7), and (10) is a substrate. (1) Cr film, Sn film, Au on the other main surface (1b)
The film is an n-type electrode composed of Au / Sn / Cr electrodes vacuum-deposited in this order. These electrodes are heat-treated with a cap layer (6) or a substrate (1) by a heat treatment at 400 ° C.
Mick contact.

【0031】斯る半導体レーザ装置では、短波長化を図
ることができるので、所望の波長を得る場合従来よりも
しきい値電流の増加を抑えることができる。しかも、活
性層は結晶性が向上し、良結晶性となるので、製造歩留
まりが高くなり、寿命も長くなる。
In such a semiconductor laser device, since the wavelength can be shortened, an increase in threshold current can be suppressed as compared with the related art when a desired wavelength is obtained. In addition, the active layer has improved crystallinity and good crystallinity, so that the production yield is increased and the life is prolonged.

【0032】また、装置の動作電圧の増加を抑える目的
で、p型クラッド層(5)とキャップ層(6)の間にG
0.5In0.5Pからなる周知の中間層を設けてもよい。
In order to suppress an increase in the operating voltage of the device, a G layer between the p-type cladding layer (5) and the cap layer (6) is used.
a 0.5 an In 0.5 the known intermediate layer may be provided consisting of P.

【0033】以上、本実施形態ではブロック層(7)に
SiO2を用いた所謂オキサイドストライプ構造のもの
について説明したが、本発明は図6に示す従来装置の様
なインナ−ストライプ構造等の他の構造にも容易に適用
し得る。
While the present embodiment has been described with reference to a so-called oxide stripe structure using SiO 2 for the block layer (7), the present invention is not limited to an inner stripe structure such as the conventional device shown in FIG. It can be easily applied to the structure of FIG.

【0034】また、本実施形態装置では活性層(4)の
Al組成比xを0.15としたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所望の波長を得るため、種々の値
が選択されることは勿論である。例えば、He−Neレ
ーザの代用を目的として、630nm程度の波長を得る
場合、例えば基板(1)の傾斜角を5°として、活性層
(4)のAl組成比xを0.1〜0.15とすれば良
い。
In the device of this embodiment, the Al composition ratio x of the active layer (4) is set at 0.15. However, the present invention is not limited to this. Is of course selected. For example, when a wavelength of about 630 nm is obtained for the purpose of substituting a He-Ne laser, for example, the inclination angle of the substrate (1) is set to 5 °, and the Al composition ratio x of the active layer (4) is set to 0.1 to 0. It may be set to 15.

【0035】本発明によれば、GaAs基板の結晶成長
面に(100)面から[011]方向に5°以上傾斜し
た面を用いることによって、この結晶成長面上に形成さ
れるAlGaInP系半導体層のバンドギャップが広が
ると共に、Al組成比xの小さい(AlxGa1-xy
1-yP(x<x1,x2)からなる活性層の結晶性の
低下が抑えられるにとどまらず、活性層の結晶性が向上
する。
According to the present invention, an AlGaInP-based semiconductor layer formed on a crystal growth surface of the GaAs substrate is formed on the crystal growth surface by using a surface inclined by 5 ° or more in the [011] direction from the (100) plane. And the Al composition ratio x is small (Al x Ga 1 -x ) y I
The crystallinity of the active layer is improved, as well as the decrease in the crystallinity of the active layer composed of n 1-y P (x <x1, x2) is suppressed.

【0036】特に、この結晶成長面上に形成されたバッ
ファ層(特に、GaInPバッファ層)は、結晶欠陥が
非常に少なくなるので、活性層の結晶性が特に向上す
る。
In particular, the buffer layer (particularly, GaInP buffer layer) formed on the crystal growth surface has very few crystal defects, so that the crystallinity of the active layer is particularly improved.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、GaAs基板の主面に
(100)面から[011]方向に5°以上傾斜した面
を用いることにより、AlGaInP系半導体発光装置
の短波長化と活性層の結晶性の向上が図れる。従って、
上記傾斜した面を用いることに加えて、活性層のAl組
成比をも小さく選択することによって、所望の短波長化
を実現しつつ、AlGaInPからなる活性層の結晶性
を向上でき、装置の製造歩留りは高く、寿命も長くでき
る。
According to the present invention, the use of a surface inclined at an angle of 5 ° or more from the (100) plane in the [011] direction from the (100) plane to the main surface of the GaAs substrate reduces the wavelength of the AlGaInP-based semiconductor light emitting device and reduces the active layer. Crystallinity can be improved. Therefore,
In addition to using the inclined surface, by selecting a small Al composition ratio of the active layer, it is possible to improve the crystallinity of the active layer made of AlGaInP while realizing a desired short wavelength, and to manufacture a device. High yield and long service life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明装置の一実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the device of the present invention.

【図2】基板傾斜角に対するPLピ−クエネルギを示す
特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing PL peak energy with respect to a substrate tilt angle.

【図3】Al組成比に対するピ−ク波長を示す特性図で
ある。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a peak wavelength with respect to an Al composition ratio.

【図4】Al組成比を0.15とし、基板の傾斜角を0
°としたときのPLスペクトル特性図である。
FIG. 4 shows an Al composition ratio of 0.15 and a tilt angle of the substrate of 0.
FIG. 9 is a PL spectrum characteristic diagram when the angle is set to °.

【図5】Al組成比を0.15とし、基板の傾斜角を5
°としたときのPLスペクトル特性図である。
FIG. 5 shows that the Al composition ratio is 0.15, and the inclination angle of the substrate is 5
FIG. 9 is a PL spectrum characteristic diagram when the angle is set to °.

【図6】従来装置を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 1a 一主面 2 GaInPバッファ層 3 AlGaInP系クラッド層 4 AlGaInP活性層 5 AlGaInP系クラッド層 REFERENCE SIGNS LIST 1 GaAs substrate 1 a one main surface 2 GaInP buffer layer 3 AlGaInP-based cladding layer 4 AlGaInP active layer 5 AlGaInP-based cladding layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 隆夫 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−128423(JP,A) 特開 平2−260682(JP,A) 特開 平1−183498(JP,A) 特開 平1−262686(JP,A) 特開 平2−213185(JP,A) 特開 平1−154513(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 H01L 33/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Takao Yamaguchi 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-1-128423 (JP, A) JP-A 2-260682 (JP, A) JP-A-1-183498 (JP, A) JP-A-1-262686 (JP, A) JP-A-2-213185 (JP, A) JP-A-1-154513 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01S 3/18 H01L 33/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (100)面から[011]方向に5°
以上傾斜した面を主面とするGaAs基板と、該主面上
に形成されたGaInPからなるバッファ層と、該バッ
ファ層上に形成されたAlGaInPからなる活性層を
含むAlGaInP系半導体層と、を備えたことを特徴
とする可視光半導体発光装置。
1. An angle of 5 ° from a (100) plane in a [011] direction.
A GaAs substrate having the inclined surface as a main surface, a buffer layer of GaInP formed on the main surface, and an AlGaInP-based semiconductor layer including an active layer of AlGaInP formed on the buffer layer. A visible light semiconductor light emitting device, comprising:
【請求項2】 (100)面から[011]方向に5°
以上傾斜した面を主面とするGaAs基板と、該主面上
に形成されたGaInPからなるバッファ層と、該バッ
ファ層上に形成されたAlGaInPからなる第1のク
ラッド層と、該第1のクラッド層上に形成されたAlG
aInPからなる活性層と、該活性層上に形成された
lGaInPからなる第2のクラッド層と、を備えたこ
とを特徴とする可視光半導体発光装置。
2. 5 ° from (100) plane in [011] direction
A GaAs substrate having the above-described inclined surface as a main surface, a buffer layer made of GaInP formed on the main surface, a first cladding layer made of AlGaInP formed on the buffer layer, AlG formed on cladding layer
an active layer made of aInP, and A formed on the active layer
a visible light semiconductor light emitting device, comprising: a second cladding layer made of lGaInP .
【請求項3】 (100)面から[011]方向に5°
以上傾斜した面を一主面とし、該一主面と反対側の他主
面上にオーミック接触する第1導電型の電極が形成され
ている第1導電型のGaAs基板と、前記一主面上に形
成されたGaInPからなる第1導電型のバッファ層
と、該バッファ層上に形成されたAlGaInPからな
る第1導電型のクラッド層と、該第1導電型のクラッド
層上に形成されたAlGaInPからなる活性層と、該
活性層上に形成されたAlGaInPからなる第2導電
型のクラッド層と、前記第2導電型のクラッド層上にキ
ャップ層を介してオーミック接触する第2導電型の電極
と、を備えたことを特徴とする可視光半導体発光装置。
3. 5 ° from (100) plane in [011] direction
The inclined surface is defined as one main surface, and the other main surface on the opposite side to the one main surface.
An electrode of a first conductivity type in ohmic contact is formed on the surface;
A GaAs substrate of the first conductivity type,
First conductivity type buffer layer of GaInP formed
And AlGaInP formed on the buffer layer.
A first conductivity type cladding layer, and the first conductivity type cladding layer
An active layer of AlGaInP formed on the layer,
Second conductive layer made of AlGaInP formed on the active layer
And a second conductive type clad layer.
Second conductive type electrode in ohmic contact via cap layer
And a visible light semiconductor light emitting device.
【請求項4】 GaAs基板の(100)面から[01
1]方向に5°以上傾斜した面上に、GaInPからな
るバッファ層と、AlGaInPからなる活性層を含む
AlGaInP系半導体層とをこの順序で減圧MOCV
D法により形成することを特徴とする可視光半導体発光
装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the [ 100 ] plane of the GaAs substrate is [01]
1] on a plane inclined by 5 ° or more in the direction.
Buffer layer and an active layer made of AlGaInP.
The AlGaInP-based semiconductor layer is decompressed MOCV in this order.
Visible semiconductor light emission characterized by being formed by method D
Device manufacturing method.
【請求項5】 GaAs基板の(100)面から[01
1]方向に5°以上傾斜した面上に、GaInPからな
るバッファ層、AlGaInPからなる第1のクラッド
層、AlGaInPからなる活性層、AlGaInPか
らなる第2のクラッド層をこの順序で減圧MOCVD法
により形成することを特徴とする可視光半導体発光装置
の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the [ 100 ] plane of the GaAs substrate is [01]
1] on a plane inclined by 5 ° or more in the direction.
Buffer layer, first cladding made of AlGaInP
Layer, active layer made of AlGaInP, AlGaInP
The second cladding layer is formed in this order by the reduced pressure MOCVD method.
Visible light semiconductor light emitting device characterized by being formed by
Manufacturing method.
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