专利名称：半导体发光元件用外延晶片、其制造方法及半导体发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光元件用外延晶片及其制造方法和半导体发光元件，特别是涉及包含采用锌(Zn)或者镁(Mg)作为p型掺杂剂的铝镓铟磷(AlGaInP)系材料的半导体发光元件(发光二极管、半导体激光器)用外延晶片及其制造方法，以及使用该外延晶片制作的半导体发光元件。
背景技术：
近年来，对于采用半导体激光器中的AlGaInP系可见光半导体激光器作为光源的高密度光盘装置的开发十分活跃。被用于该光源的法布里-珀罗型激光二极管(LD)具有如下所述的层状结构，即，在n型GaAs衬底上，至少依次层叠如下所述的各层n型AlGaInP包覆层，根据需要，在二者之间可以有n型GaAs缓冲层，必要时还可以有n型GaInP缓冲层；活性层；p型AlGaInP包覆层；p型GaAs覆盖(キヤツプ)层，根据需要可以有p型GaInP中间层介于之间。另外，根据需要，在工艺中为了蚀刻控制和折射率设计，大多使用在p型AlGaInP包覆层的一部分插入GaInP层的结构的外延晶片，采用有机金属气相生长法(MOVPE法)来制作。
作为高密度光盘装置中的读取·写入用光源，要求稳定的大功率输出和高温工作性能，因此需要使p型包覆层的载流子浓度高浓度化。作为满足该要求的p型掺杂剂考虑了Zn或者Mg。在专利文献1中记载了将Zn用于p型包覆层的p型掺杂剂的例子。
但是，其存在的问题是，掺杂剂会从p型包覆层向活性层扩散，其量较多时，会造成对于半导体激光元件的功能来说致命的缺陷。Zn比较容易扩散，Mg不容易扩散。因此，最近倾向于使用扩散常数比Zn小的Mg来形成p型包覆层。这是因为Mg比Zn更难扩散，因此可以高浓度地添加p型包覆层的载流子浓度。
另一方面，从尽可能降低电极的接触电阻的必要性考虑，p型覆盖层(触点层)的载流子浓度也需要形成相当高的载流子浓度。该p型覆盖层通常由砷化镓(GaAs)形成，另外，从需要比包覆层高一位数或以上的载流子浓度考虑，采用可以高浓度添加的Zn作为掺杂剂(例如参照专利文献1)。
另外，还有人提出了一种方案，即，使p型包覆层和活性层之间存在以GaAs系化合物半导体为主成分并含有浓度为5×1018/cm3～1×1020/cm3的碳(C)的扩散抑制层(例如参照专利文献2)。扩散抑制层中的C成为阻挡层，有效地抑制被掺杂在p型包覆层和活性层中的Zn、Mg等的扩散。
特开平11-186665号公报[专利文献2]特开2002-261321号公报发明内容如同专利文献1和2中所记载，以往，需要注意防止p型包覆层中的Zn进入活性层中的不良情况。例如，专利文献2中记载了，在p型包覆层和活性层之间夹有含碳(C)的扩散抑制层，该扩散抑制层是用于吸收从p型包覆层扩散的Zn，减少扩散到活性层中的Zn量的层。
但是，如下面所述，还应当防止p型覆盖层中的Zn进入p型包覆层和活性层中。
具体来说，如果在p型覆盖层中添加高浓度的Zn，在其外延生长中Zn会不断地向下面的层扩散。下面的p型包覆层为掺杂Zn的场合，会挤出p型包覆层的Zn而向活性层扩散(挤出扩散)。另一方面，p型包覆层为掺杂Mg的场合，由于相互扩散，p型覆盖层的Zn一直扩散至活性层中。无论哪一种情况，都会存在活性层的光致发光光谱的半幅值(以下称为PL半幅值)增大或者发光强度降低等不良情况。即，由于Zn的扩散损害活性层的结晶品质成为导致阈值电流或工作电流增大以及可靠性降低的原因。
从而，本发明的目的是，解决上述课题，提供抑制p型掺杂剂向p型包覆层和活性层扩散的半导体发光元件用外延晶片及其制造方法，以及使用该外延晶片、可以进行稳定的大功率输出运作和高温运作并且具有高可靠性的半导体发光元件。
为了实现上述目的，本发明的构成如下面所述。
即，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述的p型包覆层和p型覆盖层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在由GaAs构成的n型衬底上，依次叠层至少一层由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、至少一层由AlGaInP构成的p型包覆层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述p型包覆层和p型覆盖层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层，并且，该p型AlGaAs层的带隙波长比p型包覆层的带隙波长要长。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型中间层及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述p型包覆层和p型中间层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在由GaAs构成的n型衬底上，依次层叠至少一层由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、至少一层由AlGaInP构成的p型包覆层、至少一层由GaInP或AlGaInP构成的p型中间层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述p型包覆层和p型中间层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层，并且，该p型AlGaAs层的带隙波长比p型包覆层的带隙波长要长，比p型中间层的要短。
上述p型包覆层的p型掺杂剂可以是Zn或Mg。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型第1包覆层、p型蚀刻停止层、p型第2包覆层、p型中间层以及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述p型第2包覆层和p型中间层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，在由GaAs构成的n型衬底上，至少依次层叠由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、由AlGaInP构成的p型第1包覆层、p型蚀刻停止层、由AlGaInP构成的p型第2包覆层、由GaInP构成的p型中间层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂为Zn，在所述p型第2包覆层和p型中间层之间插入掺杂了碳的p型AlGaAs层。
上述p型蚀刻停止层可以是至少一层由GaInP或AlGaInP构成的层。
上述p型第2包覆层的p型掺杂剂可以是Zn或Mg。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片的制造方法，其特征在于，所述掺杂了碳的p型AlGaAs层的碳掺杂，是通过调整III族原料与V族原料的V/III之比由有机金属原料的自掺杂来进行。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片的制造方法，其特征在于，所述掺杂了碳的p型AlGaAs层的碳掺杂，是通过调整生长温度由有机金属原料的自掺杂来进行。
进而，也可以使用上述半导体发光元件用外延晶片来制作半导体发光元件。
本发明人发现(1)在p型覆盖层和p型包覆层之间插入了AlGaAs层时，p型覆盖层中的Zn完全没有扩散到p型包覆层中；(2)p型包覆层的p型掺杂剂无论是Zn还是Mg，该AlGaAs层的防止Zn扩散的作用都可以有效地发挥。
本发明是基于本发明人的上述认识而完成的，本发明的半导体发光元件用外延晶片的结构是，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型覆盖层(接触层)，最上层的p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，并且，在p型包覆层和p型覆盖层之间插入了AlGaAs层。
另外，本发明的半导体发光元件用外延晶片的结构是，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型中间层以及p型覆盖层(接触层)，最上层的p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，并且，在p型包覆层和p型中间层之间插入了AlGaAs层。
当形成这样的结构时，由于该AlGaAs层抑制了掺杂在p型覆盖层中的Zn扩散，起到的锌扩散抑制层的作用，因此，Zn基本上不会从该AlGaAs层向p型包覆层一侧及活性层一侧扩散。结果，可以解决活性层的发光特性和元件寿命劣化等以往存在的问题。
上述防止扩散的作用是由于插入的层是AlGaAs层而产生的，如果仅仅是为了产生了这一作用，没有必要一定是碳掺杂的p型。但是，实际上在制作发光元件用外延晶片时，为了使该AlGaAs层不成为元件的电阻成分，需要充分地形成低阻抗层。为此，在本发明中要求是掺杂了扩散系数小的碳的p型AlGaAs层。
另外，由于通过该结构可以防止在p型覆盖层中掺杂的Zn扩散，因此可以高浓度地维持p型覆盖层中的Zn，实现覆盖层与电极的接触电阻的低电阻化，结果，可以降低元件的正向工作电压。
这样，为了防止在覆盖层中掺杂的Zn扩散，在p型包覆层和p型中间层之间(或界面)，或者在p型包覆层和p型覆盖层之间(或界面)插入AlGaAs层，并且，为了该AlGaAs层不起电阻层的作用，形成掺杂了碳的p型层来消除半导体发光元件的正向工作电压的增加，这样的想法是以往所没有的。
无论p型包覆层的p型掺杂剂是Zn和Mg中的哪一个，上述的AlGaAs层的防止Zn扩散作用都可以有效发挥。因而，本发明的适用范围很广，即使在由GaAs构成的衬底上通过外延生长AlGaInP系材料的化合物半导体来制作并且主要使用Zn或Mg作为p型掺杂剂的半导体发光元件用外延晶片中，只要采用在该p型包覆层和p型中间层之间(或界面)插入了碳掺杂的p型AlGaAs层的形式，就可以得到本发明期望的抑制Zn扩散的效果。
根据本发明，形成了在p型包覆层和p型覆盖层或p型中间层之间(或界面)插入掺杂了碳的p型AlGaAs层的结构，该AlGaAs层发挥抑制覆盖层中的Zn扩散的锌扩散抑制层的作用，因此，作为p型覆盖层的p型掺杂剂的Zn基本上不会从该AlGaAs层向p型包覆层一侧或活性层一侧扩散。也就是说，可以极其有效地抑制高浓度掺杂的p型覆盖层的Zn向p型包覆层、特别是活性层中扩散，因此活性层的发光特性和元件寿命不会劣化。结果，可以提供在覆盖层中能够掺杂至接触电阻足够低的载流子浓度、适于制作大功率输出和高温特性优异且可靠性高的红色半导体激光器等发光元件的半导体发光元件用外延晶片。
顺便说一下，将掺杂剂从p型包覆层向活性层中的扩散与Zn从p型覆盖层向活性层中的扩散进行比较时，由于p型覆盖层的Zn浓度高，实际上对元件特性产生的影响大的是来自p型覆盖层的Zn扩散。因此，本发明除了可以抑制掺杂剂从p型包覆层向活性层中扩散外，还可以有效地制作大功率输出和高温特性优异且可靠性高的红色半导体激光器等发光元件。
图1是表示第1实施方式涉及的半导体发光元件用外延晶片的截面示意图。
图2是表示第2实施方式涉及的半导体发光元件用外延晶片的截面示意图。
图3是将具有锌扩散防止层的实施例1涉及的半导体发光元件用外延晶片与以往的半导体发光元件用外延晶片的SIMS分析结果进行比较而表示的图。
图4是表示具有锌扩散防止层的实施例2涉及的半导体发光元件用外延晶片的SIMS分析结果的图。
符号说明1n型衬底2n型缓冲层(Si掺杂)3n型缓冲层(Si掺杂)4n型包覆层(Si掺杂)5非掺杂导向层6活性层7p型第1包覆层(Zn掺杂)8p型蚀刻停止层(Zn掺杂)9p型第2包覆层(Zn掺杂)10 碳掺杂AlGaAs层(锌扩散抑制层)11 p型中间层(Zn掺杂)12 p型覆盖层(Zn掺杂)13 n型衬底14 n型缓冲层(Si掺杂)15 n型缓冲层(Si掺杂)
16 n型包覆层(Si掺杂)17 非掺杂导向层18 活性层19 p型第1包覆层(Mg掺杂)20 p型蚀刻停止层(Mg掺杂)21 p型第2包覆层(Mg掺杂)22 碳掺杂AlGaAs层(锌扩散抑制层)23 p型中间层(Mg掺杂)24 p型覆盖层(Zn掺杂)具体实施方式
以下基于图示的实施方式说明本发明。
第1实施方式图1中所示的半导体发光元件(LD)用外延晶片，形成了在由GaAs构成的n型衬底1上依次层叠下述各层的结构由GaAs构成的n型缓冲层2、由GaInP构成的n型缓冲层3、由AlGaInP构成的n型包覆层4、由AlGaAs构成的非掺杂导向层5、由AlGaAs/GaAs的多重量子井(MQW)构成的活性层6、由AlGaInP构成的p型第1包覆层7、由GaInP构成的p型蚀刻停止层8、由AlGaInP构成的p型第2包覆层9、成为本发明特征部分的掺杂了碳的碳掺杂AlGaAs层10(锌扩散抑制层)、由GaInP构成的p型中间层11以及由GaAs构成的p型覆盖层12。在p型第1包覆层7、p型第2包覆层9、p型蚀刻停止层8和p型中间层11中掺杂的p型掺杂剂是Zn。
如上所述，设置Zn掺杂p型中间层11是用于减少在Zn掺杂p型第2包覆层9和Zn掺杂p型GaAs覆盖层12之间由于带隙不连续而产生的界面的电阻成分。
掺杂了碳的p型的碳掺杂AlGaAs层10(锌扩散防止层)的铝组成，其带隙波长比p型第2包覆层9的带隙波长要长，比p型中间层11的带隙波长要短。这也是为了减少在p型第2包覆层9、碳掺杂AlGaAs层10、p型中间层11之间由于带隙不连续而产生的界面的电阻成分。
形成如上述图1所示的结构时，碳掺杂AlGaAs层10起到抑制掺杂在p型覆盖层12中的Zn扩散的锌扩散抑制层的作用，因此，Zn基本上不会从该AlGaAs层向活性层一侧扩散。无论p型包覆层的p型掺杂剂是Zn和Mg中的哪一个，该碳掺杂AlGaAs层都可以有效地发挥Zn扩散抑制作用。另外，由于掺杂了碳，不会产生使半导体发光元件的正向工作电压增加的电阻。
向上述插入到p型包覆层和p型之间层之间的AlGaAs层中掺杂碳，并不是采用故意添加杂质的方法，而是采用通过调节III族原料与V族原料的V/III之比进行自掺杂。即，相对于碳掺杂AlGaAs层10的碳掺杂量，可以通过调节III族原料与V族原料的V/III之比来控制设定。
第2实施方式另一方面，图2中所示的半导体发光元件(LD)用外延晶片，形成了在由GaAs构成的n型衬底13上依次层叠下述各层的结构由GaAs构成的n型缓冲层14、由GaInP构成的n型缓冲层15、由AlGaInP构成的n型包覆层16、由AlGaInP构成的非掺杂导向层17、由多重量子井(MQW)构成的活性层18、由AlGaInP构成的p型第1包覆层19、由GaInP构成的p型蚀刻停止层20、由AlGaInP构成的p型第2包覆层21、成为本发明特征部分的碳掺杂AlGaAs层22、层叠了铝组成不同的多个p型AlGaInP薄膜和p型GaInP薄膜的结构的p型中间层23以及由GaAs构成的p型覆盖层24。在p型第1包覆层19、p型第2包覆层21、p型蚀刻停止层20和p型中间层23中掺杂的p型掺杂剂是Mg。
如上所述，设置Mg掺杂p型中间层23是用于减少在Mg掺杂p型第2包覆层21和Zn掺杂p型GaAs覆盖层24之间由于带隙不连续而产生的界面的电阻成分。
掺杂了碳的p型碳掺杂AlGaAs层22(锌扩散防止层)的铝组成，其带隙波长比p型第2包覆层21的带隙波长要长，比p型中间层23中带隙波长最短的层的带隙波长要短。这也是为了减少在p型第2包覆层21、碳掺杂AlGaAs层22、p型中间层23之间由于带隙不连续而产生的界面的电阻成分。
形成如上述图2所示的结构时，碳掺杂AlGaAs层22起到防止掺杂到p型覆盖层24中的Zn扩散的锌扩散防止层的作用，因此，Zn基本上不会从该AlGaAs层向p型包覆层一侧扩散。无论p型包覆层的p型掺杂剂是Zn和Mg中的哪一个，该碳掺杂AlGaAs层的防止Zn扩散作用都可以有效地发挥。另外，由于掺杂了碳，也不会产生使半导体发光元件的正向工作电压增加的电阻。
向上述插入p型包覆层和p型中间层之间的AlGaAs层中掺杂碳，并不是采用有意地添加杂质的方法，而是通过调节III族原料与V族原料的V/III之比而进行自掺杂。也就是说，相对于碳掺杂AlGaAs层22的碳掺杂量，可以通过调节III族原料与V族原料的V/III之比来控制设定。
实施例1作为实施例1，制备图1所示的半导体发光元件用外延晶片。
如图1所示，在n型GaAs衬底1上，依次外延生长由GaAs构成的Si掺杂n型缓冲层2、与其晶格匹配的由Ga0.5In0.5P构成的Si掺杂n型缓冲层3、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Si掺杂n型包覆层4，在其上面依次生长由Al0.34Ga0.66As构成的非掺杂导向层5、包括由Al0.34Ga0.66As构成的非掺杂阻挡层和由Al0.11Ga0.89As构成的非掺杂井层的多重量子井(MQW)活性层6、还有由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Zn掺杂p型第1包覆层7、由Ga0.5In0.5P构成的Zn掺杂p型蚀刻停止层8、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Zn掺杂p型第2包覆层9。
随后，在其上面依次生长成为本发明特征部分的作为锌扩散抑制层的碳掺杂Al0.85Ga0.15As层10、由Ga0.5In0.5P构成的Zn掺杂p型中间层11以及由GaAs构成的Zn掺杂p型覆盖层12。其中，碳掺杂Al0.85Ga0.15As层10的铝组成是0.85，厚度是40nm，通过调节V/III之比所形成的碳(C)的自掺杂的载流子浓度为8×1017/cm3。另外，由Ga0.5In0.5P构成的Zn掺杂p型中间层11的厚度是50nm，载流子浓度为2×1018/cm3；Zn掺杂p型覆盖层12的厚度是450nm，载流子浓度为1×1019/cm3。
对于具有本实施例(本发明)的层状结构的半导体发光元件用外延晶片，通过SIMS分析调查其Zn的分布情况，结果示于图3中。图中，曲线25是图1所示结构(实施例1)的Zn的分布曲线，曲线26是为了进行比较而制作的、除了没有插入成为锌扩散抑制层的碳掺杂Al0.85Ga0.15As层10外完全相同的结构的情况的Zn的分布曲线。另外，在图3中，为了显著地表示实施例1与比较例的差异，从蚀刻停止层开始对活性层一侧放大表示。
在比较例(曲线26)的场合，包覆层中的Zn的水平上升，除此以外还可以明显地看出，Zn进入到活性层中。另一方面，在实施例1(曲线25)的场合，判明Zn向活性层的扩散只有不产生任何问题的水平。
另外，使用本实施例1的半导体发光元件用外延晶片制作的红外大功率输出半导体激光器(单片式双波长激光器的红外侧)的元件特性也非常良好。
实施例2作为实施例2，制备图2所示的半导体发光元件用外延晶片。
如图2所示，在由GaAs构成的n型衬底13上，依次外延生长由GaAs构成的Si掺杂n型缓冲层14、与其晶格匹配的由GaInP构成的Si掺杂n型缓冲层15、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Si掺杂n型包覆层16，在其上面依次生长由(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成的非掺杂导向层17、包括非掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P阻挡层和应变GaInP井层的多重量子井(MQW)活性层18、还有由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Mg掺杂p型第1包覆层19、由Ga0.5In0.5P构成的Mg掺杂p型蚀刻停止层20、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的Mg掺杂p型第2包覆层21。
随后，在其上面依次生长成为本发明特征部分的作为锌扩散防止层的碳掺杂Al0.85Ga0.15As层22、Mg掺杂Ga0.5In0.5P中间层23以及由GaAs构成的Zn掺杂p型覆盖层24。其中，碳掺杂Al0.85Ga0.15As层22的铝组成是0.85，厚度为35nm，通过调节V/III之比所形成的碳的自掺杂的载流子浓度为1.1×1018/cm3；Mg掺杂Ga0.5In0.5P中间层23的厚度为35nm，载流子浓度为2.5×1018/cm3；由GaAs构成的Zn掺杂p型覆盖层24的厚度为200nm，载流子浓度为2.5×1019/cm3。
对于具有本实施例(本发明)的层状结构的半导体发光元件用外延晶片，通过SIMS分析调查其Zn和Mg的分布情况，结果示于图4中。
由该结果可知，Zn基本上没有从Mg掺杂p型第2包覆层21扩散到活性层一侧。
另外，使用本实施例2的半导体发光元件用外延晶片制作的红外大功率输出半导体激光器的元件特性也非常良好。
权利要求
1.半导体发光元件用外延晶片，在n型衬底上至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型包覆层和p型覆盖层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层。
2.半导体发光元件用外延晶片，在由GaAs构成的n型衬底上，依次层叠至少一层由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、至少一层由AlGaInP构成的p型包覆层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型包覆层和p型覆盖层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层，并且，该p型AlGaAs层的带隙波长比p型包覆层的带隙波长要长。
3.半导体发光元件用外延晶片，在n型衬底上至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型包覆层、p型中间层及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型包覆层和p型中间层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层。
4.半导体发光元件用外延晶片，在由GaAs构成的n型衬底上，依次层叠至少一层由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、至少一层由AlGaInP构成的p型包覆层、至少一层由GaInP或AlGaInP构成的p型中间层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型包覆层和p型中间层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层，并且，该p型AlGaAs层的带隙波长比p型包覆层的带隙波长要长，比p型中间层的带隙波长要短。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，所述p型包覆层的p型掺杂剂是Zn或Mg。
6.半导体发光元件用外延晶片，在n型衬底上，至少依次层叠n型包覆层、活性层、p型第1包覆层、p型蚀刻停止层、p型第2包覆层、p型中间层及p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型第2包覆层和p型中间层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层。
7.半导体发光元件用外延晶片，在由GaAs构成的n型衬底上，至少依次层叠由AlGaInP构成的n型包覆层、活性层、由AlGaInP构成的p型第1包覆层、p型蚀刻停止层、由AlGaInP构成的p型第2包覆层、由GaInP构成的p型中间层以及由GaAs构成的p型覆盖层，p型覆盖层的p型掺杂剂是Zn，其特征在于，在所述p型第2包覆层和p型中间层之间插入了掺杂碳的p型AlGaAs层。
8.根据权利要求6或7所述的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，所述p型蚀刻停止层由至少一层GaInP或AlGaInP构成。
9.根据权利要求6或7所述的半导体发光元件用外延晶片，其特征在于，所述p型第2包覆层的p型掺杂剂是Zn或Mg。
10.权利要求1～4、6、7中任一项所述的半导体发光元件用外延晶片的制造方法，其特征在于，所述掺杂了碳的p型AlGaAs层的碳掺杂，是通过调节III族原料与V族原料的V/III之比由有机金属原料自掺杂来进行。
11.权利要求1～4、6、7中任一项所述的半导体发光元件用外延晶片的制造方法，其特征在于，所述掺杂了碳的p型AlGaAs层的碳掺杂，是通过调节生长温度由有机金属原料自掺杂来进行。
12.半导体发光元件，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的半导体发光元件用外延晶片制成。
全文摘要
本发明提供了抑制p型掺杂剂向p型包覆层和活性层扩散的半导体发光元件用外延晶片及其制造方法，以及使用该外延晶片、可以进行稳定的大功率输出运作和高温运作并且具有高可靠性的半导体发光元件。该半导体发光元件用外延晶片的结构是，在由GaAs构成的n型衬底1上依次层叠下述各层由GaAs构成的n型缓冲层2、由GaInP构成的n型缓冲层3、由AlGaInP构成的n型包覆层4、由AlGaAs构成的非掺杂导向层5、由AlGaAs/GaAs的多重量子井(MQW)构成的活性层6、由AlGaInP构成的p型第1包覆层7、由GaInP构成的p型蚀刻停止层8、由AlGaInP构成的p型第2包覆层9、成为本发明特征部分的掺杂了碳的碳掺杂AlGaAs层10(锌扩散抑制层)、由GaInP构成的p型中间层11以及由GaAs构成的p型覆盖层12。
文档编号H01S5/00GK1925180SQ200610115969
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月22日 优先权日2005年8月30日
发明者铃木良治 申请人:日立电线株式会社