专利名称：红外发光元件用外延晶片和使用该晶片的发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来制作可以在利用红外线的光通信或空间传送中使用的高功率红外发光二极管的外延晶片和用上述外延晶片制作的发光元件及把发光元件组装在内的光通信装置和空间传送装置。
现有的技术利用了Ga1-xAlxAs(以下，简称为‘GaAlAs’)系化合物的发光元件(以下，简称为‘LED’)，作为从红外到红色用的光源广为人们所使用。红外LED虽然已经在光通信或空间传送中使用，但随着要传送的数据的大容量化和传送距离的长距离化，对高功率的红外LED的要求变得高了起来。
人们以前就知道，在GaAlAs系LED中，比起单异质结构造来双异质结构造(以下，简称为‘DH构造’)这一方功率高，此外，采用除去衬底的办法还可以谋求进一步的高功率化。
除去了衬底的类型的DH构造(以下，简称为‘DDH构造’)，即，在衬底上边仅仅外延生长p型包层、p型有源层和n型包层这3层之后，除去了衬底的DDH构造的元件，由于厚度薄，故在元件化的工序中进行的操作处理是困难的。即，用这种外延晶片制作的元件，由于从底面到pn结的高度低，故在把DDH构造粘接到导体上之际，将发生粘接膏爬到DDH构造侧面上来，使pn结短路的问题。为了防止上述短路，在给DH构造附加上第4层外延层，在DDH构造中已变成为标准构成。上述第4层外延层能隙被设计为比有源层还宽，使得不吸收有源层的发光。
该第4层外延层，如果考虑到抑制元件的整个电阻，则给包层附加上n型层是有利的。这是因为在GaAlAs系的半导体中，电子的迁移率比空穴的迁移率高10倍以上，只要载流子浓度与Al组分是一样的，n型层这一方电阻会降低的缘故。
在给n型包层一侧附加上第4层n型层，并以p型包层为LED表面一侧的情况下，如
图1所示，结果变成为在n型GaAs衬底1的上边，作为第4n型层，生长2层的n型GaAlAs层2、3。此外，在用p型GaAs衬底从p型包层开始进行生长的情况下，如图2所示，结果变成为在p型GaAs衬底11的上边，依次生长p型GaAlAs层12、p型GaAlAs包层13、p型GaAlAs有源层14和n型GaAlAs包层15，最后，作为第4n型层形成n型GaAlAs层16。
在使用p型GaAs衬底从p型包层开始生长的情况下，与使用n型衬底从n型层开始生长的情况比较，由于pn结的位置变得距GaAs衬底近，故pn结形成温度变高。因此，有源层的杂质将向n型包层扩散，结位置将从冶金学上的界面向n型包层内移动。这样的现象，在有源层的杂质中使用扩散能量小的Zn的情况下是显著的，在红色LED用外延晶片中，却毋宁说可以利用这一点来改善功率。但是，从应答速度的高速化观点来看，这一现象却是不希望的，希望的是结界面不偏离冶金学上的界面。为此，虽然可以考虑在有源层的杂质中使用比Zn更难于扩散的锗(以下，筒记为‘Ge’)，但是，即便是如此，在为了数据传送的高速化而对有源层进行高浓度掺杂的情况下，仍不能抑制该扩散现象。
此外，作为液相外延法的n型杂质虽然使用的是Te，但是，Te的偏析系数在温度低时会变大。为此，如果从p型衬底开始外延生长，由于有源层的载流子浓度比从n型衬底开始外延生长的情况比也将变低，故注入效果下降，响应速度变慢。
从以上的问题来看，在给DH构造附加上第4层的情况下，使外延层在n型衬底上边生长，第4n型层附加到n型包层上的一方是有利的。
该第4外延层用2层或更多的层构成的一方，外延层的设计是容易的。就是说，为把第4n型层作得厚，必须从Al组分比高的地方开始生长，但是，在这种情况下，元件的正向电压(VF)将增高。为了避免这种现象，采用把第4n型层分成2层以上的办法就可以降低Al组分比的最大值，就可以降低VF。
但是上述的DDH构造的红外LED，来自市场的高功率化的要求非常强烈，其要求值年年增高。
本发明的目的是提供可以满足这些要求可以制作高功率的红外LED的外延晶片，提供使用该晶片的高功率红外LED和把该高功率红外LED组装进去的高性能的光通信装置和空间传送装置。
为了实现上述目的，本发明的红外LED用外延晶片是这样的外延晶片具备在n型GaAs衬底上边，用液相生长法依次叠层了第1n型Ga1-x1Alx1As层(0＜X1＜1)、第2n型Ga1-x2Alx2As层(0＜X2＜1)、n型Ga1-x3Alx3As包层(0＜X3＜1)、发光波长在850～900nm范围内的p型Ga1-x4Alx4As有源层(0＜X4＜1)、p型Ga1-x5Alx5As包层(0＜X5＜1)之后，除去n型GaAs衬底后形成的上述5层，其特征是p型Ga1-x5Alx5As包层的层厚在5～30微米的范围内，p型GaAlAs包层中的氧浓度在3×1016原子/cm3以下。
上述p型Ga1-x5Alx5As包层的载流子浓度，理想的是在1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的范围以内。
此外，上述p型Ga1-x4Alx4As有源层，层厚理想的是在0.05～0.4微米的范围内。
此外，从第2n型Ga1-x2Alx2As层和上述第1n型Ga1-x1Alx1As层与第2n型Ga1-x2Alx2As层之间的界面开始2微米以内的区域中的碳浓度的极大值不足1×1017原子/cm3。
再有，上述p型Ga1-x4Alx4As有源层的主要杂质为锗，上述n型Ga1-x3Alx3As包层中的锗浓度，理想的是3×1016原子/cm3以下。
此外，上述第2n型Ga1-x2Alx2As层中的锗浓度理想的是3×1016原子/cm3以下。
还有，本发明包括在上述外延晶片是设置有电极的红外LED和把这些和红外LED装入其中的光通信装置和空间传送装置。
如上所述，使用p型包层的层厚在30微米以下、氧浓度在3×1016原子/cm3以下、载流子浓度为1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的范围的外延晶片制造的红外LED，其发光输出将大幅度地改善。
此外，如果使上述p型有源层的层厚在0.05～0.4微米的范围，使n型包层和第2n型层中的Ge浓度变成为3×1016原子/cm3以下，则还可以进一步使红外LED高功率化。
再有，采用使从第2n型层和第1n型层与第2n型层之间的界面开始2微米以内的区域中的碳浓度的极大值不足1×1017原子/cm3的办法，将会减少闸流晶体管的发生，从而提高生产性。
因此，采用把这些高发光输出的LED装入到光通信装置和空间传送装置中去的办法，可以提供能够应付大容量的数据传送、长距离的数据传送的通信装置。
本发明的其它的目的、其它的特征在以附图为依据的以下的详细说明中会了解明白。
图1示出了本发明的外延晶片的概略图。
图2示出了使用p型GaAs衬底时的外延晶片的概略图。
图3示出了用来制造本发明的外延晶片的滑动舟成膜装置的概略图。
图4的曲线图示出了p型包层的层厚与LED发光输出的关系。
图5的曲线图示出了p型包层中的氧原子浓度与LED发光输出的关系。
图6的曲线图示出了p型有源层与LED发光输出的关系。
图7示出了第1n型层与第2n型层之间的界面的碳原子浓度的分布。
图8(a)的图表示出了用实施例2、3制造的外延晶片的样品序号和第2n型层的开始生长时的降温速度的对应。
图8(b)示出了底2n型层的与第1n型层之间的界面附近的碳原子峰值浓度与LED的闸流晶体管不良的发生率之间的关系。
图9的曲线图示出了n型包层中的Ge原子浓度与LED发光输出之间的关系。
图10曲线图示出了第2n型层中的Ge原子浓度与LED发光输出之间的关系。
本发明人等对上述DDH构造的红外LED的高功率化进行了锐意探讨的结果发现(i)在本构造的外延晶片中，特别是p型包层中的杂质将使LED的发光输出降低，其中氧原子的不利影响很大；(ii)此外，对于这时的p型包层层厚存在着最佳值；(iii)在这种情况下，如果使p型包层的载流子浓度处于特定的范围内则发光输出会进一步提高；(iv)倘实现有源层层厚的薄膜化，则虽然发光输出将进一步提高，但当超过了某一值时，发光输出的降低将变得显著起来；(v)此外，在本构造的LED中，有时候在第1n型GaAlAs层和第2n型GaAlAs层的界面上会发生p型反型层，会发生闸流晶体管不良，该闸流晶体管不良的产生原因是在距第2n型GaAlAs层的生长开始位置2微米以内的区域中作为受主杂质的碳的浓度尖峰状地上升，当该尖峰的峰值浓度变成为1×1017原子/cm3以上时，闸流晶体管不良就会上升，(vi)此外，在上述构造的LED中，在作为p型有源层使用Ge的情况下，即便是用同样的制造工艺，也会存在因制造批次不同在发光输出中产生波动的现象，对其原因进行探讨的结果，发现在n型包层和第2n型层中所含有的Ge的浓度和发光输出之间存在着负相关。
于是，本发明人等进一步反复地进行实验和探讨的结果，采用把p型包层的氧浓度作成为3×1016原子/cm3以下，层厚作成为5～30微米的范围，而且，载流子浓度定为1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的办法，除去了使发光输出降低的原因，因而可以得到发光输出提高了的红外LED。此外，还得知有源层的层厚虽然会随着薄膜化而提高发光输出，但当变成为0.05微米以下时，发光输出将急剧地降低。此外，作为有源层的杂质，在使用Ge的情况下，如果把n型包层和第2n型层中的Ge浓度作成为3×1016原子/cm3以下，则可以得到在发光输出中不存在波动的发光输出提高了的红外LED。
本发明就是根据上述见解而发明的，本发明的红外LED用的外延晶片，如图1所示，可以这样地制作在用液相生长法，在n型GaAs衬底上边依次叠层上第1n型Ga1-x1Alx1As层2(0＜X1＜1)、第2n型Ga1-x2Alx2As层3(0＜X2＜1)、n型Ga1-x3Alx3As包层4(0＜X3＜1)、发光波长在850～900nm范围内的p型Ga1-x4Alx4As有源层5(0＜X4＜1)、p型Ga1-x5Alx5As包层6(0＜X5＜1)之后，除去n型GaAs衬底1。每一层的混晶比，如果把第1n型Ga1-x1Alx1As层作成为0.08＜X1＜0.40、把第2n型Ga1-x2Alx2As层作成为0.08＜X2＜0.35、把n型Ga1-x3Alx3As包层作成为0.22＜X3＜0.45、把p型Ga1-x4Alx4As有源层作成为0＜X4＜0.02、把p型Ga1-x5Alx5As包层作成为0.15＜X5＜0.40，则更为理想。
本发明的外延晶片，如上所述，虽然基本上是5层构造，但也包括在外延晶片的上表面上和下表面上附加上其它外延层的构成。
图3示出了适合于制造本发明的外延晶片的滑动舟成膜的一个例子，把n型GaAs衬底21(1)放置在滑动器23的衬底收纳沟22内。在外延生长装置24中，依次配置有用来按顺序生长图1的5层外延层2、3、4、5、6的满意的配合的Ga金属、金属Al和GaAs多晶、以及对于实现各自的外延层的导电类型和载流子浓度，对满意的杂质进行配合的5种坩埚25～29。
在本发明中，虽然p型GaAlAs包层6中的氧浓度必须作成为3×1016原子/cm3以下，但是，由于p型GaAlAs包层6中的氧浓度，可以以良好的再现性抑制到3×1016原子/cm3以下，故大多采用以下所示的氧浓度降低对策。就是说，在使用前对外延生长所用的GaAs单晶衬底进行刻蚀处理，然后，充分地进行超纯水清洗和干燥。此外，对形成外延生长的气氛的氢气、氩气以及市售高纯度气体，再次用精致装置进行纯化处理，以提高纯度。此外，石墨制造的外延生长装置，在90℃以上进行烘烤处理以充分地除去附着在生长装置上的水分。
此外，在本发明中，理想的是降低n型包层4、第2 n型层3中的Ge浓度。Ge虽然用做p型有源层5的杂质，但并没有故意地向n型层中添加。因此，在外延层生长过程中，把含有Ge的p型有源层生长用Ga溶液放入n型层生长用溶液中去，此外，可以认为从含有Ge的p型有源层生长用的Ga溶液向n型层生长用的Ga溶液进行的Ge的扩散，是Ge向n型层扩散的混入源。
至于防止Ge向Ga溶液中的混入的方法，图3所示的滑动舟装配架之内，采用用玻璃碳涂敷衬底收纳沟22的内侧和坩埚25～29的内侧，此外，用玻璃碳涂敷与Ga溶液直接接触部分的办法，来防止与Ga溶液之间浸润性变坏，防止在外延生长过程中含有Ge的p型有源层生长用Ga溶液混入n型层生长用Ga溶液中去。
此外，各个坩埚25～29的坩埚盖30规定用玻璃碳制造。使用该坩埚盖的目的是防止来自坩埚内的Ga溶液中的掺杂剂杂质的蒸发和来自不同的坩埚中的Ga溶液的掺杂剂杂质的混入，但是也可以采用用开口率低的玻璃碳来制造该坩埚盖的办法，防止来自坩埚内的Ga溶液中的掺杂剂杂质的蒸发和来自不同的坩埚中的Ga溶液的掺杂剂杂质的混入。(在图3中，带影线的部分表示涂敷上玻璃碳的部分或玻璃碳制品)。
使用上述那样地构成的外延生长装置，在进行了外延生长后，取出外延晶片进行元件化。元件化先用耐氧薄片保护外延晶片的表面，再用氨-过氧化氢系刻蚀剂选择性地除去GaAs衬底。然后，在外延晶片的两面形成金电极，用切片法进行分离，变成为LED。
由于用本发明得到的红外LED是高功率，故特别理想的是在利用红外线的光通信装置或空间传送装置中使用的接收用发光元件中使用。把本发明的红外LED装入其中的光通信装置、空间传送装置适合于大容量的数据传送、长距离数据传送。以下，用实施例更为详细地说明本发明，但本发明不受限于这些实施例。
实施例1外延生长，用玻璃碳涂敷前边说明的衬底收纳沟和坩埚的内侧，用使用玻璃碳制造的坩埚盖的图3的滑动舟成膜装置进行。即，图3的滑动舟，在950℃进行了烘烤之后，放置到石英反应管(未画出来)内，在氢气气流中一直加热到950℃，使原料溶解。接着，使气氛气体温度降温到900℃，把滑动器向右侧推，把进行了刻蚀处理和用超纯水进行了清洗的n型GaAs衬底21移动到坩埚25的下边并使之与熔融原料(melt)接触。其次，以0.5℃/分的速度使气氛气体降温，在n型GaAs衬底上边，生长图1所示的第1n型GaAlAs层2。以下，采用同样地反复进行滑动器的移动和降温的办法，依次生长与图1对应的4层混晶比不同的第2n型GaAlAs层3、n型GaAlAs包层4、p型GaAlAs有源层5和p型GaAlAs包层6。在晶片生长时，使p型GaAlAs有源层的层厚在0.02～2微米的范围内变化，使p型包层的层厚在0.2～42微米的范围内变化.
所使用的GaAs多晶，在使用前进行刻蚀处理和用超纯水进行的清洗和干燥。此外所使用的气氛气体已经预先用精致装置进行了纯化处理。其结果是，所得到的外延晶片的p型包层的氧浓度，不论哪一种都在3×1016原子/cm3以下。
在外延生长结束后，采用用耐氧薄片保护外延晶片的p型包层6的表面，用氨-过氧化氢系刻蚀剂选择性地除去GaAs衬底1。然后，在外延晶片的两面形成金电极(未画出来)，用切片法进行分离的办法，制作红外LED。
图4示出了在上述实施例中得到的LED的p型GaAlAs包层的层厚和发光输出的关系。由图4可知，当p型GaAlAs包层的层厚变成为30微米以下时，发光输出将会提高。此外还已经确认随着层厚变薄功率还会提高。但是，当层厚变成为5微米以下时，确认功率将降低。因此，已知p型GaAlAs包层的层厚应在5～30微米的范围内，理想的是采用作成为10～20微米的办法使之变成为高功率。
以该结果为基础，在p型GaAlAs包层的层厚变成为15微米的条件下，使p型GaAlAs包层的载流子浓度在5×1016原子/cm3～5×1018原子/cm3的范围内变化，生长外延晶片，反复进行LED制作。
图5示出了上述那样地作成的LED的p型GaAlAs包层的载流子浓度和发光输出及VF的关系。由图5可知，p型GaAlAs包层的载流子浓度越低则发光输出就提高得越多。另一方面，当p型GaAlAs包层的载流子浓度下降时则LED的VF将上升。图中的VF数值虽然示出的是芯片尺寸350微米见方的LED的VF(在电流为200mA时)，但是在考虑本身为标准尺寸的350微米见方的LED的实用性时，则理想的是VF(在电流为200mA时)变成为≤2.0V，这时的载流子浓度理想的是变成为1×1017原子/cm3以上。因此，得知采用使p型GaAlAs包层的的载流子浓度处于1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的范围内的办法，可以降低VF，可以得到高功率的LED。
图6示出了中上述实施例中得到的LED的p型有源层的层厚和发光输出的关系，伴随着有源层的薄膜化发光输出上升。特别是在有源层层厚为0.4微米以下的区域中，发光输出的上升大，在0.10微米附近，发光输出变成为接近20。但是当有源层的层厚变成为比0.05微米还薄时，层厚的再现性降低，在界面处的发光再耦合比率增大，发光输出降低。因此，采用使p型有源层的层厚作成为0.05～0.4微米的范围内的办法，发光输出将超过目标值。
实施例2用与实施例1一样的装置进行外延生长。把图3的滑动舟放置到石英反应管(未画出来)内，在氢气气流中一直加热到920℃，使原料溶解。接着，使气氛气体温度降温到900℃，用与实施例1一样的步骤进行成膜。另外，第1n型GaAlAs层的成膜，以0.5℃/分的速度使气氛气体降温到855℃后进行。第2n型GaAlAs层，采用使气氛气体从855℃到850℃以0.2℃/分的速度进行降温，从850℃到800℃以0.5℃/分的速度进行降温的办法进行生长。n型GaAlAs层，采用使气氛气体从800℃到795℃以0.2℃/分的速度进行降温，从795℃到725℃以0.5℃/分的速度进行降温的办法进行生长，接着，在725℃下保持温度15分钟。P型有源层使气氛气体温度从到723℃为止以0.5℃/分的速度降温生长。P型GaAlAs包层，使气氛气体温度从723℃到670℃以0.5℃/分的速度降温进行生长。
在成膜结束后，用与实施例1一样的方法制作红外LED。
实施例3在与实施例2同样的条件下实施外延生长。这时，使生长上述第2n型GaAlAs层时的从855℃到850℃的降温速度分别改变成0.10、0.15、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45℃/分，生长7种晶片，在成膜结束后，用与实施例1同样的方法制作红外LED。
实施例4在与实施例1同样的条件下实施外延生长。但是，不实施在实施例1中进行的n型包层、第2n型层中Ge的降低方法。即，不用玻璃碳涂敷坩埚26、27的内侧。
所得到的外延晶片的n型包层中的Ge浓度为6×1016原子/cm3～1×1017原子/cm3的范围，第2n型层中的Ge浓度为7×1016原子/cm3～9×1017原子/cm3的范围。
图7示出了对用在实施例1中得到的晶片(p型包层的层厚为15微米，载流子浓度为2×1017原子/cm3，p型有源层的层厚为0.1微米、n型包层的Ge浓度为8×1015原子/cm3，第2n型层的Ge浓度为8×1015原子/cm3)制作的LED的第2n型GaAlAs层与第1型GaAlAs层之间的界面附近的碳浓度进行SIMS分析的结果。由图可知在第2n型GaAlAs外延层生长开始部分处，发生了图中所示的碳浓度的尖峰。
本发明人等不断进行种种的探讨的结果，得知该尖峰的峰值高度依赖于第2n型层的生长开始部分的生长速度。
对于在实施例2和实施例3的条件下制作的LED，实施了闸流晶体管检查。闸流晶体管检查，先用已经进行了外延生长的晶片制成LED，然后收集统计每10万个LED的闸流晶体管发生率。结果示于图8。
图8(a)示出了在实施例2、3中制造的外延晶片的样品序号和第2n型层的开始生长时的降温速度的对应，图8(b)示出了第2n型层与第1n型层之间的界面附近的碳原子峰值浓度与LED的闸流晶体管不良的发生率之间的关系。由该结果可知，为要抑制闸流晶体管，只要该碳浓度尖峰的峰值浓度不足1×1017原子/cm3即可。要想实现该浓度，只要使生长第2n型GaAlAs层时从855℃到850℃的降温速度变成为0.2℃/分以下即可。
图9示出了在实施例4中制作的LED的n型GaAlAs包层中的Ge浓度和发光输出的关系，图中，实施例1的LED，表示出120～160的发光输出，实施例4的LED的发光输出为30～65。以前，n型层中的Ge浓度约为5×1016原子/cm3以上，但采用实施上边说过的Ge浓度的降低策略的办法，可以把n型层中的Ge浓度控制到3×1016原子/cm3以下。这样一来，采用用该方法把n型GaAlAs层中的Ge浓度控制到3×1016原子/cm3以下的办法，与现有技术比，可以提高LED的功率。如图9所示，若n型包层中的Ge浓度为1×1016原子/cm3以下，虽然功率大体上是恒定的，但是，当变得比1×1016原子/cm3高时，功率则开始降低。由此得知当变得比3×1016原子/cm3高时，功率会急剧地降低。因此，已经弄明白采用使n型包层中的Ge浓度理想的作成为在3×1016原子/cm3以下，更为理想的是作成为在1×1016原子/cm3以下的办法，使之变成为高功率。
图10示出了在实施例4中制作的LED的第2n型GaAlAs层中的Ge浓度和发光输出的关系。图中，实施例1的LED，表示出100～175的发光输出，实施例4的LED的发光输出为50～70。如图10所示，若n型包层中的Ge浓度为1×1016原子/cm3以下，虽然功率大体上是恒定的，但是，当变得比1×1016原子/cm3高时，功率则开始降低。由此得知当变得比3×1016原子/cm3高时，功率会急剧地降低。因此，已经弄明白采用使n型包层中的Ge浓度理想的是作成为在3×1016原子/cm3以下，更为理想的是作成为在1×1016原子/cm3以下的办法，使之变成为高功率。
如上所述，倘采用本发明，则可以提供用来制作高功率的红外LED的外延晶片，和用该外延晶片制作的红外LED。特别是采用使p型As包层的载流子浓度作成为1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的范围内的办法，实现发光输出的提高和VF的降低是可能的。
此外，采用使p型有源层的层厚作成为0.05～0.4微米的范围内，使n型包层中的Ge浓度、第2n型层中的Ge浓度变成为3×1016原子/cm3以下的办法可以进一步高功率化。
此外，采用把从第2n型层与第1n型层之间的界面向第2n型层n型层一侧2微米以内的区域中的碳浓度的极大值作成为不足1×1017原子/cm3的办法，对于降低LED的闸流晶体管不良的发生，特别是对于因有源层的薄膜化所带来的发光输出的提高是有效的。
采用本发明的红外LED用外延晶片，红外LED的高发光输出化变成为可能，能够对付大容量数据传送和长距离数据传送的LED的制作成为可能。特别是在把本发明的LED装入到光通信、空间传送装置在去的情况下，可以提供从来所没有的高性能的相应装置。
权利要求
1.一种红外发光元件用外延晶片，该晶片具备在n型GaAs衬底上边，用液相生长法依次叠层了第1n型Ga1-x1Alx1As层(0＜X1＜1)、第2n型Ga1-x2Alx2As层(0＜X2＜1)、n型Ga1-x3Alx3As包层(0＜X3＜1)、发光波长在850～900nm范围内的p型Ga1-x4Alx4As有源层(0＜X4＜1)、p型Ga1-x5Alx5As包层(0＜X5＜1)之后，除去上述n型GaAs衬底后形成的上述5层，其特征是该p型Ga1-x5Alx5As包层的层厚在5～30微米的范围内，该p型Ga1-x5Alx5As包层中的氧浓度在3×1016原子/cm3以下。
2.权利要求1所述的红外发光元件用外延晶片，其特征是该p型Ga1-x5Alx5As包层的载流子浓度在1×1017原子/cm3～1×1018原子/cm3的范围以内。
3.权利要求1或2所述的红外发光元件用外延晶片，其特征是该p型Ga1-x4Alx4As有源层的层厚在0.05～0.4微米的范围内。
4.权利要求1或2所述的红外发光元件用外延晶片，其特征是从该第2n型Ga1-x2Alx2As层和上述第1n型Ga1-x1Alx1As层与第2n型Ga1-x2Alx2As层之间的界面开始2微米以内的区域中的碳浓度的极大值不足1×1017原子/cm3。
5.权利要求1或2所述的红外发光元件用外延晶片，其特征是该p型Ga1-x4Alx4As有源层的主要杂质为锗，该n型Ga1-x3Alx3As包层中的锗浓度是3×1016原子/cm3以下。
6.权利要求1或2所述的红外发光元件用外延晶片，其特征是该第2n型Ga1-x2Alx2As层中的锗浓度在3×1016原子/cm3以下。
7.一种发光二极管，其特征是使用权利要求1到6中的任何一项所述的红外发光元件用外延晶片制成。
8.一种光通信装置和空间传送装置，其特征是使用权利要求7所述的发光元件。
全文摘要
红外发光元件用外延晶片具备在n型GaAs衬底上边,用液相生长法依次叠层了第1n型Ga
文档编号H01S5/30GK1278111SQ00118399
公开日2000年12月27日 申请日期2000年6月16日 优先权日1999年6月18日
发明者吉永敦, 山本淳一, 山崎昭弘 申请人:昭和电工株式会社