[发明专利]半导体光元件、半导体光元件形成用构造体以及使用其的半导体光元件的制造方法

说明书

本发明的半导体光元件具备第一导电型半导体基板、以及设置于第一导电型半导体基板上的层叠体。在层叠体中，从第一导电型半导体基板侧起依次层叠有第一导电型半导体层、活性层、第二导电型半导体层、以及第二导电型接触层。第二导电型半导体层具有将碳作为掺杂剂掺杂于化合物半导体中的碳掺杂第二导电型半导体层、以及将ⅡA族元素作为掺杂剂掺杂于化合物半导体中的ⅡA族元素掺杂第二导电型半导体层，碳掺杂第二导电型半导体层配置于比ⅡA族元素掺杂第二导电型半导体层靠近活性层的位置。

技术领域

本发明涉及半导体光元件、半导体光元件形成用构造体以及使用其的半导体光元件的制造方法。

背景技术

作为半导体光元件，已知有例如下述专利文献1中记载的激光二极管。在下述专利文献1中，提出了在n型化合物半导体包层与p型化合物半导体包层之间具有活性层的激光二极管中，通过使用碳作为p型化合物半导体包层的p型掺杂剂，从而防止碳由于热向邻接的层扩散，减小阈值电流密度而实现长寿命化。

专利文献1：日本特开平11-4044号公报

但是，上述专利文献1中记载的激光二极管具有以下所示的课题。

即，在上述专利文献1中记载的激光二极管中，存在p型化合物半导体包层(以下，有时称为“p型包层”)的结晶性降低的情况。因此，上述专利文献1中记载的激光二极管在发光特性这一点上具有改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够使发光特性提高的半导体光元件、半导体光元件形成用构造体以及使用其的半导体光元件的制造方法。

认为上述专利文献1中记载的激光二极管在发光特性这一点上具有改善的余地的理由如下。首先，在通过有机金属气相沉积法(MOCVD法)制造GaAs系半导体激光的情况下，在用于碳掺杂的碳原料中使用CBr₄(溴化碳)、CCl₄(溴化氯)等卤代甲烷原料。这些卤代甲烷对GaAs系晶体具有蚀刻作用。因此，已知在晶体生长中引入缺陷，具有良好的结晶性的半导体层的生长变得困难(参照P.D.Casa et al.Journal of Crystal Growth，Vol.434，116)。所层叠的半导体层的碳掺杂剂浓度越高，卤代甲烷原料的使用量越多，因此认为蚀刻作用对p型包层的结晶性降低的影响变得显著。例如，认为在活性层上层叠超过2μm那样的p型包层的情况等，难以使高结晶性的半导体层生长。其结果，认为该p型包层对发光效率降低、长期可靠性的降低等发光特性产生大的负面影响。为此，本发明人为了解决上述课题反复进行了专心研究，结果注意到p型包层的结晶性降低与激光二极管的表面产生粗糙之间存在相关关系。并且，本发明人注意到，在将碳作为掺杂剂掺杂于化合物半导体中的p型包层的厚度小的情况下，激光二极管的表面很难产生粗糙，若p型包层的厚度变大，则激光二极管的表面容易产生粗糙。再者，本发明人发现了例如通过将p型包层构成为具有掺杂有碳的碳掺杂p型半导体层和掺杂有ⅡA族元素的IIA族元素掺杂p型半导体层，来保持所需的p型包层的厚度的同时抑制碳掺杂p型半导体层的厚度，将碳掺杂p型半导体层配置于比ⅡA族元素掺杂p型半导体层靠近活性层的位置，从而能够解决上述课题。

即，本发明是半导体光元件，具备：第一导电型半导体基板、以及设置于上述第一导电型半导体基板上的层叠体，在上述层叠体中，从上述第一导电型半导体基板侧起依次层叠有第一导电型半导体层、活性层、第二导电型半导体层、以及第二导电型接触层，其中，上述第二导电型半导体层具有：碳掺杂第二导电型半导体层，将碳作为掺杂剂掺杂于化合物半导体中；以及ⅡA族元素掺杂第二导电型半导体层，将ⅡA族元素作为掺杂剂掺杂于化合物半导体中，上述碳掺杂第二导电型半导体层配置于比上述ⅡA族元素掺杂第二导电型半导体层靠近上述活性层的位置。