DE112022003920T5 - Oberflächenemittierende vorrichtung - Google Patents

Oberflächenemittierende vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112022003920T5
DE112022003920T5 DE112022003920.5T DE112022003920T DE112022003920T5 DE 112022003920 T5 DE112022003920 T5 DE 112022003920T5 DE 112022003920 T DE112022003920 T DE 112022003920T DE 112022003920 T5 DE112022003920 T5 DE 112022003920T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
emitting device
surface emitting
reflective layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112022003920.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Daiji Kasahara
Hiroshi Nakajima
Michinori Shiomi
Masayuki Tanaka
Tomomasa Watanabe
Masashi Takanohashi
Mikihiro Yokozeki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Group Corp filed Critical Sony Group Corp
Publication of DE112022003920T5 publication Critical patent/DE112022003920T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18358—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] containing spacer layers to adjust the phase of the light wave in the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3095—Tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/173—The laser chip comprising special buffer layers, e.g. dislocation prevention or reduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/1833—Position of the structure with more than one structure
    • H01S5/18333—Position of the structure with more than one structure only above the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18338—Non-circular shape of the structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18377—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors comprising layers of different kind of materials, e.g. combinations of semiconducting with dielectric or metallic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18388—Lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3054—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping
    • H01S5/3063—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping using Mg

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Eine oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste reflektierende Schicht; eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste Halbleiterschicht auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt ist; eine aktive Schicht, die auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der ein dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzter Leitfähigkeitstyp ist, wobei die zweite Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht gestapelt ist; eine Tunnelübergangsschicht, die auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine dritte Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die dritte Halbleiterschicht auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt ist; eine zweite reflektierende Schicht, die auf der dritten Halbleiterschicht an einer einer Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite gestapelt ist; eine dielektrische Schicht, die durch nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet wird, wobei die dielektrische Schicht eine Öffnung aufweist, die in Dickenrichtung durchdringt; und eine vierte Halbleiterschicht, die innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist und durch selektive Oxidation der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht ausgebildet wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine oberflächenemittierende Vorrichtung.
  • Hintergrundtechnik
  • In Verbindung mit einem auf einem InP-Substrat montierten oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Hohlraum (worauf hier im Folgenden einfach als „VCSEL“ verwiesen wird) offenbaren Patentliteraturen 1 bis 3 ein Verfahren zum Begrenzen eines Stroms.
  • Der in der Patentliteratur 1 offenbarte VCSEL enthält einen Tunnelübergang, der eine Mesa-Form aufweist und zwischen einem Verbindungshalbleitergebiet und einem Bragg-Spiegel (worauf hier im Folgenden einfach als „DBR“ verwiesen wird) eingebettet ist.
  • Der in der Patentliteratur 2 offenbarte VCSEL enthält eine AlInAs enthaltende Strombegrenzungsschicht. Die Strombegrenzungsschicht enthält ein über selektive Oxidation von AlInAs gebildetes oxidiertes Gebiet und enthält auch eine oxidierte Öffnung, die ein elektrisch leitfähiges Gebiet ist, das nicht ausgewählt ist. Außerdem ist im VCSEL ein Tunnelübergangsbereich ausgebildet, um Strom zu spreizen bzw. aufzuweiten. Der Tunnelübergangsbereich weist einen entgegengesetzten Halbleitertyp auf, und daher ist es möglich, elektrische Eigenschaften zu verbessern, während eine Lichtabsorption an einer Schicht vom p-Typ reduziert wird.
  • In dem in der Patentliteratur 3 offenbarten VCSEL ist die Funktion des Tunnelübergangsbereichs eliminiert und ist ein hochohmiger Bereich zum Verengen des Stromwegbereichs ausgebildet. Der hochohmige Bereich wird durch Einführen bzw. Einbringen von Molekülen oder Elementen über eine Ionenimplantation gebildet.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2008-283137
    • Patentliteratur 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2006-351798
    • Patentliteratur 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2003-324251
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Fall des in der obigen Patentliteratur 1 offenbarten VCSEL wird ein komplizierter Herstellungsprozess genutzt, um den Tunnelübergang mit der Mesa-Form zu bilden. Außerdem ist im Fall des in der obigen Patentliteratur 2 offenbarten VCSEL die Geschwindigkeit einer selektiven Oxidation von AlInAs langsam und nimmt es viel Zeit in Anspruch, die Strombegrenzungsschicht herzustellen. Im Fall des in der obigen Patentliteratur 3 offenbarten VCSEL werden darüber hinaus Wasserstoffionen verwendet, um den hochohmigen Bereich zu bilden, und daher besteht Raum für Verbesserungen in Bezug auf einen Lichteinschluss bzw. eine Lichtbegrenzung.
  • Aus diesen Gründen wurde eine oberflächenemittierende Vorrichtung gewünscht, die es ermöglicht, eine Strombegrenzung und Lichtbegrenzung mit einer vereinfachten Struktur zu erzielen.
  • Eine oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste reflektierende Schicht; eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste Halbleiterschicht auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt ist; eine aktive Schicht, die auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der ein dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzter Leitfähigkeitstyp ist, wobei die zweite Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht gestapelt ist; eine Tunnelübergangsschicht, die auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine dritte Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die dritte Halbleiterschicht auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt ist; eine zweite reflektierende Schicht, die auf der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist, an einer einer Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite; eine dielektrische Schicht, die über eine nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet wird, wobei die dielektrische Schicht eine Öffnung aufweist, die in Dickenrichtung durchdringt; und eine vierte Halbleiterschicht, die innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist und durch selektives Wachstum der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gebildet wird.
  • Eine oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste reflektierende Schicht; eine erste Halbleiterschicht; eine aktive Schicht; eine zweite Halbleiterschicht; eine Tunnelübergangsschicht; eine dritte Halbleiterschicht; und eine zweite reflektierende Schicht. Die erste Halbleiterschicht ist auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt und weist einen ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die aktive Schicht ist auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt. Die zweite Halbleiterschicht ist auf der aktiven Schicht gestapelt und weist einen zweiten Leitfähigkeitstyp auf. Die Tunnelübergangsschicht ist auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt. Die dritte Halbleiterschicht ist auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt und weist den ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die zweite reflektierende Schicht ist auf der dritten Halbleiterschicht an einer der Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite gestapelt. Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung ferner eine dielektrische Schicht und eine vierte Halbleiterschicht. Die dielektrische Schicht wird durch nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet und hat eine in Dickenrichtung durchdringende Öffnung. Die vierte Halbleiterschicht ist innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt und wird durch selektives Wachstum der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gebildet.
  • Die dielektrische Schicht fungiert hier als Stromeinschluss- bzw. Strombegrenzungsschicht und Lichteinschluss- bzw. Lichtbegrenzungsschicht. Da die dielektrische Schicht über eine nicht selektive Oxidation gebildet wird, ist es außerdem möglich, die dielektrische Schicht in vereinfachter Form und in einer kurzen Zeitspanne zu bilden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • [1] 1 ist eine Querschnittsansicht der Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • [2] 2 ist eine schematische Draufsicht eines Öffnungsbereichs einer dielektrischen Schicht der in 1 veranschaulichten oberflächenemittierenden Vorrichtung.
    • [3] 3 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Schritts, die genutzt wird, um einen Prozess zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu beschreiben.
    • [4] 4 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Schritts, die genutzt wird, um einen Prozess zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung zu beschreiben.
    • [5] 5 ist eine Querschnittsansicht eines dritten Schritts, die genutzt wird, um einen Prozess zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung zu beschreiben.
    • [6] 6 ist eine Querschnittsansicht eines vierten Schritts, die genutzt wird, um einen Prozess zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung zu beschreiben.
    • [7] 7 ist eine Querschnittsansicht eines fünften Schritts, die genutzt wird, um einen Prozess zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung zu beschreiben.
    • [8A] 8A ist eine schematische Draufsicht, die 2 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem ersten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • [8B] 8B ist eine schematische Draufsicht, die 2 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem zweiten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • [8C] 8C ist eine schematische Draufsicht, die 2 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem dritten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • [9] 9 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [10] 10 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [11] 11 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [12] 12 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [13] 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Hauptkomponenten der dielektrischen Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung, die in 12 veranschaulicht ist.
    • [14] 14 ist eine schematische Draufsicht, die 2 entspricht und einen Öffnungsbereich der dielektrischen Schicht veranschaulicht, die in 13 veranschaulicht ist.
    • [15A] 15A ist eine schematische Draufsicht, die 14 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem ersten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform veranschaulicht. [15B] 15B ist eine schematische Draufsicht, die 14 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem zweiten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform veranschaulicht. [15C] 15C ist eine schematische Draufsicht, die 14 entspricht und eine Öffnung einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einem dritten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform veranschaulicht.
    • [16] 16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die 13 entspricht und die Hauptkomponenten einer dielektrischen Schicht einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [17] 17 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [18] 18 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [19] 19 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [20] 20 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [21] 21 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [22] 22 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [23] 23 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • [24] 24 ist eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht und die Hauptkomponenten einer oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • Modi zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Man beachte, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
  • 1. Erste Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie auf eine oberflächenemittierende Vorrichtung angewendet wird. Hier werden eine Grundstruktur der oberflächenemittierenden Vorrichtung und ein Herstellungsprozess beschrieben.
  • 2. Zweite Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die Struktur einer Tunnelübergangsschicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform modifiziert ist.
  • 3. Dritte Ausführungsform
  • Die dritte Ausführungsform beschreibt ein weiteres Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die Struktur der Tunnelübergangsschicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform modifiziert ist.
  • 4. Vierte Ausführungsform
  • Die vierte Ausführungsform beschreibt ein weiteres Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und eine zweite reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine Struktur eines Halbleiter-DBR aufweist.
  • 5. Fünfte Ausführungsform
  • Die fünfte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die Struktur der dielektrischen Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform modifiziert ist.
  • 6. Sechste Ausführungsform
  • Die sechste Ausführungsform beschreibt ein weiteres Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die Struktur der dielektrischen Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform modifiziert ist.
  • 7. Siebte Ausführungsform
  • Die siebte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und eine erste reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert ist, dass sie an einen Fremdsubstrat-DBR gebondet ist.
  • 8. Achte Ausführungsform
  • Die achte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die erste reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert ist.
  • 9. Neunte Ausführungsform
  • Die neunte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die erste reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert ist, dass ein Fremdsubstrat und ein DBR aus dielektrischen Körpern aneinander gebondet sind.
  • 10. Zehnte Ausführungsform
  • Die zehnte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die erste reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert ist, dass ein Fremdsubstrat und eine reflektierende Schicht vom Linsentyp aneinander gebondet sind.
  • 11. Elfte Ausführungsform
  • Die elfte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die zweite reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert ist.
  • 12. Zwölfte Ausführungsform
  • Die zwölfte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die zweite reflektierende Schicht der oberflächenemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert ist, dass der DBR aus dielektrischen Körpern und eine reflektierende Schicht vom Linsentyp miteinander kombiniert sind.
  • 13. Dreizehnte Ausführungsform
  • Die dreizehnte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine rückseitig emittierende Struktur aufweist.
  • 14. Vierzehnte Ausführungsform
  • Die vierzehnte Ausführungsform beschreibt ein weiteres Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie angewendet wird und die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine rückseitig emittierende Struktur aufweist.
  • 15. Andere Ausführungsformen
  • <1. Erste Ausführungsform>
  • Mit Verweis auf 1 bis 8 wird eine oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Die X-Pfeilrichtung ist in den Zeichnungen hier nach Bedarf veranschaulicht und gibt eine planare Richtung der auf einer Ebene platzierten oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 der Zweckmäßigkeit halber an. Die Y-Pfeilrichtung gibt die andere, zur X-Pfeilrichtung senkrechte planare Richtung an. Außerdem gibt die Z-Pfeilrichtung eine zu der X-Pfeilrichtung und der Y-Pfeilrichtung senkrechte Aufwärtsrichtung an. Mit anderen Worten entsprechen die X-Pfeilrichtung, die Y-Pfeilrichtung und die Z-Pfeilrichtung genau der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung bzw. der Z-Achsenrichtung in einem dreidimensionalen Koordinatensystem.
  • Man beachte, dass jede dieser Richtungen mit dem Ziel angegeben wird, das Verständnis der Erläuterung zu erleichtern, und nicht vorgesehen ist, um die Richtung in der vorliegenden Technologie zu beschränken.
  • [Konfiguration einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1]
  • (1) Gesamte schematische Konfiguration einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1
  • 1 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1.
  • Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist als VCSEL (oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Hohlraum; engl.: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) konfiguriert. Als Hauptbestandteilelemente enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 eine erste reflektierende Schicht 2, eine erste Halbleiterschicht 3, eine aktive Schicht 4, eine zweite Halbleiterschicht 5, eine Tunnelübergangsschicht 6, eine dritte Halbleiterschicht 7 und eine zweite reflektierende Schicht 10. Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 ferner eine dielektrische Schicht 8 und eine vierte Halbleiterschicht 9 als Hauptbestandteilelemente.
  • Überdies enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 ferner eine erste Elektrode 11 und eine zweite Elektrode 12.
  • (2) Konfiguration der ersten reflektierenden Schicht 2
  • Die erste reflektierende Schicht 2 ist auf einem Substrat 20 gestapelt, wobei eine Pufferschicht 21 dazwischen angeordnet ist.
  • Das Substrat 20 wird als Substrat für epitaktisches Wachstum genutzt. Beispielsweise wird für das Substrat 20 InP vom n-Typ verwendet. Si wird als Störstelle von n-Typ verwendet.
  • Die Pufferschicht 21 wird genutzt, um eine Stufenstruktur und eine Terrasse mit hoher Ebenheit auszubilden. Beispielsweise wird für die Pufferschicht 21 hier InP vom n-Typ verwendet. Si wird als Störstelle vom n-Typ, die als Dotierstoff dient, verwendet. Die Pufferschicht 21 wird beispielsweise so ausgebildet, dass sie eine Filmdicke von nicht weniger als 100 nm und nicht mehr als 500 nm aufweist. Darüber hinaus wird die Dichte der Störstelle vom n-Typ auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt bzw. festgelegt.
  • Die erste reflektierende Schicht 2 ist als ein Halbleiter-DBR (Bragg-Reflektor; engl.: Distributed Bragg Reflector) konfiguriert. Die erste reflektierende Schicht 2 ist so konfiguriert, dass Halbleiterschichten mit zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Brechungsindizes eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind.
  • Die erste reflektierende Schicht 2 wird konkret konfiguriert, indem Halbleiterschichten gestapelt werden, die zumindest zwei oder mehr Arten von Brechungsindizes aufweisen und aus InP, AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤ 1) und InxGa1-xAs1-yPy (0 ≤ x, y ≤ 1) ausgewählt werden. Die erste reflektierende Schicht 2 wird hier beispielsweise gebildet, indem ein Halbleiter AlGaInAs vom n-Typ und eine Halbleiterschicht InP vom n-Typ in 40 oder mehr Paaren abwechselnd gestapelt werden.
  • Beispielsweise wird im AlGaInAs Si als Störstelle vom n-Typ verwendet und wird die Dichte der Störstelle vom n-Typ beispielsweise auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Nimmt man eine Resonanzwellenlänge λ und einen Brechungsindex nAlGaInAs des AlGaInAs, wird der Film außerdem so ausgebildet, dass er eine Filmdicke von beispielsweise λ/4nAlGaInAs aufweist.
  • Im InP wird beispielsweise Si als Störstelle vom n-Typ verwendet, und die Dichte der Störstelle vom n-Typ wird beispielsweise auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Nimmt man eine Resonanzwellenlänge λ und einen Brechungsindex nInP des InP, wird außerdem der Film so ausgebildet, dass er eine Filmdicke von beispielsweise λ/4nInP aufweist.
  • (3) Konfiguration der ersten Halbleiterschicht 3
  • Die erste Halbleiterschicht 3 ist auf der ersten reflektierenden Schicht 2 gestapelt, wobei eine Mantelschicht dazwischen angeordnet ist.
  • Für die Mantelschicht wird hier beispielsweise InP vom n-Typ verwendet. Beispielsweise wird im InP Si als Störstelle vom n-Typ verwendet und wird die Dichte der Störstelle vom n-Typ beispielsweise auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Darüber hinaus wird das InP so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 320 nm und nicht mehr als 330 nm hat.
  • Die erste Halbleiterschicht 3 wird als Führungsschicht oder Abstandshalterschicht genutzt. Die erste Halbleiterschicht 3 enthält nicht dotiertes AlInAs und auf dem AlInAs gestapeltes, nicht dotiertes AlGaInAs. Das AlInAs wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 70 nm aufweist. Das AlGaInAs wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 70 nm aufweist.
  • (4) Konfiguration der aktiven Schicht 4
  • Die aktive Schicht 4 weist eine Struktur auf, in der eine Barrierenschicht und eine Quantentopfschicht eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, und ist auf der ersten Halbleiterschicht 3 gestapelt.
  • Beispielsweise wird für die Barrierenschicht nicht dotiertes AlGaInAs verwendet. Fünf Schichten des AlGaInAs werden beispielsweise ausgebildet, und jede der Schichten des AlGaInAs wird so ausgebildet, dass sie eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 8 nm und nicht mehr als 10 nm aufweist.
  • Die Quantentopfschicht enthält zumindest ein Element, das aus Al, Ga und In von Elementen der Gruppe III ausgewählt wird, und zumindest ein Element, das aus As, P und N von Elementen der Gruppe V ausgewählt wird. Die Quantentopfschicht enthält hier als Hauptkomponente nicht dotiertes AlGaInAs. Vier Schichten des AlGaInAs werden beispielsweise ausgebildet, und jede der Schichten des AlGaInAs wird so ausgebildet, dass sie eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 4 nm und nicht mehr als 7 nm aufweist.
  • Außerdem kann es möglich sein, anstelle der Quantentopfschicht einen Quantendraht oder Quantenpunkt zu nutzen. Darüber hinaus ist in der ersten Ausführungsform die aktive Schicht 4 als dehnungs- bzw. spannungskompensierter Quantentopf konfiguriert und an der Position eines Antiknotens der stehenden Welle innerhalb des Hohlraums ausgebildet.
  • (5) Konfiguration der zweiten Halbleiterschicht 5
  • Auf der aktiven Schicht 4 ist die zweite Halbleiterschicht 5 gestapelt.
  • Die zweite Halbleiterschicht 5 wird als Führungsschicht oder Abstandshalterschicht genutzt. Die zweite Halbleiterschicht 5 enthält nicht dotiertes AlGaInAs, auf dem AlGaInAs gestapeltes, nicht dotiertes AlInAs und auf dem AlInAs gestapeltes AlGaInAs vom p-Typ.
  • Das nicht dotierte AlGaInAs wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 70 nm aufweist. Das nicht dotierte AlInAs wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 70 nm aufweist.
  • Im AlGaInAs vom p-Typ wird Mg als Störstelle vom p-Typ verwendet und wird die Dichte der Störstelle vom p-Typ auf beispielsweise 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Darüber hinaus wird das AlGaInAs vom p-Typ so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 160 nm und nicht mehr als 180 nm aufweist.
  • (6) Konfiguration der Tunnelübergangsschicht 6
  • Die Tunnelübergangsschicht 6 ist auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt. Hier enthält die Tunnelübergangsschicht 6 AlInAs vom p-Typ und auf dem AlInAs gestapeltes InP vom n-Typ.
  • Im AlInAs wird C als Störstelle vom p-Typ genutzt und wird die Dichte der Störstelle vom p-Typ auf beispielsweise nicht weniger als 1 × 1019 Atome/cm3 eingestellt. Außerdem wird das AlInAs so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 30 nm aufweist.
  • Im InP wird Si als Störstelle vom n-Typ verwendet, und die Dichte der Störstelle vom n-Typ wird auf beispielsweise nicht weniger als 1 × 1019 Atome/cm3 eingestellt. Darüber hinaus wird das InP so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 30 nm aufweist.
  • (7) Konfiguration der dritten Halbleiterschicht 7
  • Die dritte Halbleiterschicht 7 ist auf der Tunnelübergangsschicht 6 gestapelt. Die dritte Halbleiterschicht 7 wird als Mantelschicht oder Deckschicht genutzt. Die dritte Halbleiterschicht 7 enthält hier beispielsweise InP vom n-Typ. Im InP wird beispielsweise Si als Störstelle vom n-Typ verwendet, und die Dichte der Störstelle vom n-Typ wird beispielsweise auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Darüber hinaus wird das InP so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 40 nm aufweist.
  • (8) Konfiguration der dielektrischen Schicht 8
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist die dielektrische Schicht 8 auf der dritten Halbleiterschicht 7 gestapelt. Die dielektrische Schicht 8 weist eine Öffnung 81 auf, die sich in einer Dickenrichtung (Z-Pfeilrichtung) der dielektrischen Schicht 8 erstreckt. Die dielektrische Schicht 8 unterdrückt eine Spreizung bzw. Aufweitung von Strom und Licht in lateraler Richtung, und Licht und Strom gehen durch das Innere der Öffnung 81 hindurch. Das heißt, die dielektrische Schicht 8 fungiert als strombegrenzende Schicht und lichtbegrenzende Schicht.
  • 2 veranschaulicht eine Ebene der dielektrischen Schicht 8, wie sie aus der Z-Pfeilrichtung gesehen wird (worauf hier im Folgenden einfach als „in Draufsicht“ verwiesen wird) . Die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 ist hier so ausgebildet, dass sie eine kreisförmige Form hat.
  • Zu 1 zurückkehrend wird die dielektrische Schicht 8 über eine nicht selektive Oxidation gebildet. Das heißt, die dielektrische Schicht 8 nutzt keine oxidierte Schicht, die über eine selektive Oxidation von AlInAs gebildet wird, deren Oxidationsgeschwindigkeit langsam ist. Konkret enthält die dielektrische Schicht 8 einen abgeschiedenen Film, der gebildet wird, indem ein Verbindungshalbleiter aus einem Ofen für Kristallwachstum bzw. Kristallzüchtung entnommen und ein Abscheidungsverfahren durchgeführt wird. Eine detaillierte Beschreibung wird beim Herstellungsverfahren vorgenommen.
  • Die dielektrische Schicht 8 enthält ein Material, das als Hauptkomponente zumindest eine enthält, die aus SiOx, SiNx, AlOx, AlNx, BNx, GaOx, GaNx, HfOx, GdOx, BeOx, MgOx, CaOx, InOx, GeOx, WOx, TaOx, TiOx, NbOx, VOx, ScOx, CrOx, FeOx, CoOx, NiOx, CuOx, ZnOx, ZrOx, MoOx, TeOx, BiOx, SrOx, YOx, ScOx, MnOx, EuOx, LaOx, NdOx, DyOx, CeOx, YbOx und ErOx ausgewählt wird, wobei x größer als 0 (0 < x) ist.
  • Falls beispielsweise SiO2 für die dielektrische Schicht 8 ausgewählt wird, wird die dielektrische Schicht 8 so ausgebildet, dass sie eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 1 nm und nicht mehr als 500 nm aufweist.
  • Außerdem kann die dielektrische Schicht 8 ein Material enthalten, das als Hauptkomponente zumindest eine enthält, die aus LiF, KF, CaF2, GaF3, ZnF2, CoF2, AlF2, PbF2, InF3, CrF3, FeF3, NiF2, CuF2, BiF3, MnF2, SnF4, BaF2, ZrF4, AlF3, LaF, MnF2, SrF2, MgS, ZnS, ZnSe, MgTe, ZnTe, GeS2, SiS2 und SiC ausgewählt wird.
  • (9) Konfiguration der vierten Halbleiterschicht 9
  • Die vierte Halbleiterschicht 9 ist innerhalb der Öffnung 81 auf der dritten Halbleiterschicht 7 gestapelt. In der ersten Ausführungsform ist die vierte Halbleiterschicht 9 so ausgebildet, dass sie eine größere Dicke als die dielektrische Schicht 8 aufweist, und an der Öffnung 81 und über der dielektrischen Schicht 8 außerhalb der Öffnung 81 ausgebildet. Die vierte Halbleiterschicht 9 wird durch selektives epitaktisches Wachstum (epitaktisches Neuwachstum) der dritten Halbleiterschicht 7 ausgebildet, die innerhalb der Öffnung 81 freiliegt. Die vierte Halbleiterschicht 9 wird als Mantelschicht oder Deckschicht genutzt.
  • Die vierte Halbleiterschicht 9 enthält zum Beispiel InP vom n-Typ. Beispielsweise wird im InP Si als Störstelle vom n-Typ verwendet, und die Dichte der Störstelle vom n-Typ wird beispielsweise auf 1 × 1018 Atome/cm3 eingestellt. Außerdem wird das InP so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise nicht weniger als 2000 nm und nicht mehr 2100 nm aufweist.
  • (10) Konfiguration der zweiten reflektierenden Schicht 10
  • Die zweite reflektierende Schicht 10 ist auf der vierten Halbleiterschicht 9 gestapelt. Die zweite reflektierende Schicht 10 ist wie bei der ersten reflektierenden Schicht 2 als DBR konfiguriert. Außerdem ist die zweite reflektierende Schicht 10 als reflektierende Schicht an einer Lichtaustrittsseite konfiguriert.
  • Die zweite reflektierende Schicht 10 wird so konfiguriert, dass Materialien mit zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Brechungsindizes eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt werden. Konkret wird in der ersten Ausführungsform die zweite reflektierende Schicht 10 beispielsweise gebildet, indem SiO2 und Ta2O5 in sieben oder mehr Paaren abwechselnd gestapelt werden. Nimmt man eine Resonanzwellenlänge λ und einen Brechungsindex nSiO2 des SiO2, wird außerdem das SiO2 so ausgebildet, dass es eine Dicke von beispielsweise λ/4nSiO2 hat. Nimmt man eine Resonanzwellenlänge λ und einen Brechungsindex nTa2O5 des Ta2O5, wird darüber hinaus das Ta2O5 so ausgebildet, dass es eine Dicke von λ/4nTa2O5 hat. Die zweite reflektierende Schicht 10 umfasst einen dielektrischen Körper und ist daher ein DBR eines dielektrischen Körpers.
  • (11) Konfigurationen der ersten Elektrode 11 und zweiten Elektrode 12
  • Ein peripherer Randbereich der ersten reflektierenden Schicht 2 erstreckt sich in einer planaren Richtung (hier in zumindest der X-Pfeilrichtung) weiter als ein peripherer Randbereich der ersten Halbleiterschicht 3. Die erste Elektrode 11 ist auf diesem peripheren Randbereich der ersten reflektierenden Schicht 2 oder der Mantelschicht gestapelt. Die erste Elektrode 11 ist mit der ersten Halbleiterschicht 3 elektrisch gekoppelt, wobei die erste reflektierende Schicht 2 oder die Mantelschicht dazwischen angeordnet ist.
  • Ein peripherer Randbereich der vierten Halbleiterschicht 9 erstreckt sich wie beim peripheren Randbereich der ersten reflektierenden Schicht 2 in einer planaren Richtung (hier in zumindest der X-Pfeilrichtung) weiter als ein peripherer Randbereich der zweiten reflektierenden Schicht 10. Die zweite Elektrode 12 ist auf diesem Randbereich der vierten Halbleiterschicht 9 gestapelt. Die zweite Elektrode 12 ist mit der dritten Halbleiterschicht 7 elektrisch gekoppelt, wobei die vierte Halbleiterschicht 9 dazwischen angeordnet ist.
  • [Verfahren zum Herstellen einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1]
  • 3 bis 7 veranschaulichen einzelne Schritte, die genutzt werden, um ein Verfahren zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zu beschreiben.
  • Zunächst wird im Verfahren zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die Pufferschicht 21 auf dem Substrat 20 ausgebildet (siehe 1). Wie oben beschrieben wurde, wird für das Substrat 20 beispielsweise ein Verbindungshalbleiter von InP vom n-Typ verwendet.
  • InP vom n-Typ wird beispielsweise für die Pufferschicht 21 verwendet. Die Pufferschicht 21 wird unter Verwendung eines MOCVD- (metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidungs-)Verfahrens oder eines MBE-(Molekularepitaxie-)Verfahrens gebildet.
  • Die erste reflektierende Schicht 2 wird auf der Pufferschicht 21 ausgebildet (siehe 3). Die erste reflektierende Schicht 2 wird beispielsweise gebildet, indem AlGaInAs vom n-Typ und InP vom n-Typ eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt werden. Die erste reflektierende Schicht 2 wird unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens gebildet.
  • Die erste Halbleiterschicht 3 wird auf der ersten reflektierenden Schicht 2 ausgebildet, wobei eine Mantelschicht dazwischen angeordnet wird (siehe 3). Die Mantelschicht enthält beispielsweise InP vom n-Typ. Die erste Halbleiterschicht 3 wird beispielsweise gebildet, indem nicht dotiertes AlInAs und nicht dotiertes AlGaInAs sequentiell gestapelt werden. Die Mantelschicht und die erste Halbleiterschicht 3 werden jeweils unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens gebildet.
  • Die aktive Schicht 4, in der eine Barrierenschicht und eine Quantentopfschicht eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, wird auf der ersten Halbleiterschicht 3 ausgebildet (siehe 3). Die Barrierenschicht enthält beispielsweise nicht dotiertes AlGaInAs. Die Quantentopfschicht enthält beispielsweise nicht dotiertes AlGaInAs als Hauptkomponente. Die aktive Schicht 4 wird unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens ausgebildet.
  • Die zweite Halbleiterschicht 5 wird auf der aktiven Schicht 4 ausgebildet (siehe 3). Die zweite Halbleiterschicht 5 wird gebildet, indem nicht dotiertes AlGaInAs, nicht dotiertes AlInAs und AlGaInAs vom p-Typ sequentiell gestapelt werden. Jedes von diesen der zweiten Halbleiterschicht 5 wird unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens gebildet.
  • Die Tunnelübergangsschicht 6 wird auf der zweiten Halbleiterschicht 5 ausgebildet (siehe 3). Die Tunnelübergangsschicht 6 wird beispielsweise ausgebildet, indem AlInAs vom p-Typ und InP vom n-Typ sequentiell gestapelt werden. Die Tunnelübergangsschicht 6 wird unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens ausgebildet.
  • Wie in 3 veranschaulicht ist, wird die dritte Halbleiterschicht 7 auf der Tunnelübergangsschicht 6 ausgebildet. Die dritte Halbleiterschicht 7 enthält beispielsweise InP vom n-Typ. Die dritte Halbleiterschicht 7 wird unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens gebildet.
  • Die von der Pufferschicht 21 bis zur dritten Halbleiterschicht 7 durchgeführten Prozesse wie etwa ein Prozess für epitaktisches Wachstum werden hier in demselben Ofen durchgeführt.
  • Aus dem Inneren des Ofens wird das Substrat 20 wird entnommen und zu einer Filmausbildungsvorrichtung transportiert. Mit der Filmausbildungsvorrichtung wird dann die dielektrische Schicht 8 auf der dritten Halbleiterschicht 7 gebildet (siehe 4). Die dielektrische Schicht 8 wird unter Verwendung des oben beschriebenen Materials als abgeschiedener Film ausgebildet. Die dielektrische Schicht 8 wird beispielsweise je nach dem verwendeten Material unter Verwendung eines Abscheidungsverfahrens wie etwa eines Gasphasenabscheidungsverfahrens, Sputtern, eines CVD- (chemischen Gasphasenabscheidungs-)Verfahrens, eines ALD-(Atomlagenabscheidungs-)Verfahrens oder dergleichen ausgebildet.
  • Das heißt, die dielektrische Schicht 8 wird als abgeschiedener Film ausgebildet und wird daher durch nicht selektive Oxidation gebildet, als dass es sich dabei beispielsweise um eine durch selektive Oxidation ausgebildete oxidierte Schicht handelt.
  • Die Öffnung 81 wird in der dielektrischen Schicht 8 wie in 4 veranschaulicht ausgebildet. Die Öffnung 81 wird derart ausgebildet, dass unter Verwendung einer Fotolithografie-Technik eine Maske auf der dielektrischen Schicht 8 gebildet und die dielektrische Schicht 8 unter Ausnutzung dieser Maske selektiv geätzt wird. Das Ätzen umfasst Nassätzen und Trockenätzen wie etwa RIE (reaktives Ionenätzen). Außerdem kann die Öffnung 81 unter Verwendung einer einen Lift-off-Prozess nutzenden Fotolithografie-Technik gebildet werden.
  • Nachdem die dielektrische Schicht 8 ausgebildet ist, wird das Substrat 20 von einer Abscheidungsvorrichtung in einen Ofen transportiert. Im Ofen wird die vierte Halbleiterschicht 9 auf der innerhalb der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 freiliegenden dritten Halbleiterschicht 7 ausgebildet, wie in 5 veranschaulicht ist. Die vierte Halbleiterschicht 9 wird durch selektives Wachstum in lateraler Richtung (ELO: Epitaxial Lateral Overgrowth) so ausgebildet, dass sie eine größere Dicke als die Dicke der dielektrischen Schicht 8 aufweist. Außerdem kann, wie in 6 veranschaulicht ist, die vierte Halbleiterschicht 9 außerhalb der Öffnung 81 und auf der gesamten Fläche der dielektrischen Schicht 8 ausgebildet werden. Die vierte Halbleiterschicht 9 enthält InP vom n-Typ, das unter Ausnutzung der dritten Halbleiterschicht 7 als Impfkristall ausgebildet wird, wie beispielsweise bei der dritten Halbleiterschicht 7.
  • Im Verfahren zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Vielzahl von oberflächenemittierenden Vorrichtungen 1 auf einem Substrat 20 hergestellt. Außerdem können vier Halbleiterschichten 9 in Ausbildungsgebieten, wo benachbarte oberflächenemittierende Vorrichtungen 1 ausgebildet sind, so konfiguriert werden, dass sie nahe beieinander angeordnet oder miteinander gekoppelt sind.
  • Hier wird das Substrat 20 aus dem Inneren des Ofens entnommen.
  • Wie in 7 veranschaulicht ist, werden eine durch eine Fotolithografie-Technik gebildete Maske sowie eine Ätztechnik genutzt, um die erste Halbleiterschicht 3 bis zur dielektrischen Schicht 8 und die vierte Halbleiterschicht 9 zu strukturieren, sodass sie jeweils eine geeignete Form aufweisen.
  • Als die Ätztechnik wird Nassätzen oder Trockenätzen verwendet.
  • Die erste Elektrode 11 wird auf dem peripheren Randbereich der ersten reflektierenden Schicht 2 ausgebildet, und die zweite Elektrode wird auf dem peripheren Randbereich der vierten Halbleiterschicht 9 ausgebildet (siehe 1). Sowohl die erste Elektrode 11 als auch die zweite Elektrode 12 umfassen einen gestapelten Film, der beispielsweise durch selektives Stapeln von AuGe, Ni und Au gebildet wird.
  • Die zweite reflektierende Schicht 10 wird auf der vierten Halbleiterschicht 9 ausgebildet (siehe 1). Die zweite reflektierende Schicht 10 wird so ausgebildet, dass SiO2 und Ta2O5 eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt werden. Die zweite reflektierende Schicht 10 wird unter Verwendung eines Abscheidungsverfahrens gebildet, das aus Sputtern, dem CVD-Verfahren, dem ALD-Verfahren oder dergleichen ausgewählt wird, die oben beschrieben wurden.
  • Als Nächstes wird ein Elementtrennprozess durchgeführt. Im Elementtrennprozess werden Ausbildungsgebiete, in denen eine Vielzahl von oberflächenemittierenden Vorrichtungen 1 auf einem Substrat 20 ausgebildet ist, voneinander getrennt. Ein Sägen bzw. Zerteilen, Laser-Zerteilen, RIE oder dergleichen wird genutzt, um die Trennung durchzuführen.
  • Mit diesen Prozessen wird eine Vielzahl oberflächenemittierender Vorrichtungen 1 gebildet, und das Verfahren zum Herstellen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform endet.
  • [Arbeitsweise und Effekte]
  • Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die erste reflektierende Schicht 2, die erste Halbleiterschicht 3, die aktive Schicht 4, die zweite Halbleiterschicht 5, die Tunnelübergangsschicht 6, die dritte Halbleitervorrichtung 7 und die zweite reflektierende Schicht 10.
  • Die erste Halbleiterschicht 3 ist auf der ersten reflektierenden Schicht 2 gestapelt und weist einen ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die aktive Schicht 4 ist auf der ersten Halbleiterschicht 3 gestapelt. Die zweite Halbleiterschicht 5 ist auf der aktiven Schicht 4 gestapelt und weist einen zweiten Leitfähigkeitstyp auf. Die Tunnelübergangsschicht 6 ist auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt. Die dritte Halbleiterschicht 7 ist auf der Tunnelübergangsschicht 6 gestapelt und weist den ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die zweite reflektierende Schicht 10 ist auf der dritten Halbleiterschicht 7 an der der Seite der ersten reflektierenden Schicht 2 entgegengesetzten Seite gestapelt. Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 ferner die dielektrische Schicht 8 und die vierte Halbleiterschicht 9. Zwischen der dritten Halbleiterschicht 7 und der vierten Halbleiterschicht 9 ist die dielektrische Schicht 8 auf der dritten Halbleiterschicht 7 gestapelt. Die dielektrische Schicht 8 weist die Öffnung 81 auf. Die dielektrische Schicht 8 wird durch nicht selektive Oxidation gebildet. Innerhalb der Öffnung 81 ist die vierte Halbleiterschicht 9 auf der dritten Halbleiterschicht 7 gestapelt und wird durch selektives Wachstum der dritten Halbleiterschicht 7 gebildet. Die zweite reflektierende Schicht 10 ist hier auf der vierten Halbleiterschicht 9 gestapelt.
  • Die dielektrische Schicht 8 weist hier die Öffnung 81 auf, und die Öffnung 81 wird als Stromweg genutzt. Die dielektrische Schicht 8 blockiert einen Stromfluss in einem Gebiet mit Ausnahme der Öffnung 81 und fungiert als strombegrenzende Schicht. Außerdem unterdrückt die dielektrische Schicht 8 die Aufweitung bzw. Ausbreitung von Licht in ein Gebiet mit Ausnahme der Öffnung 81 und fungiert als lichtbegrenzende Schicht.
  • Darüber hinaus wird die dielektrische Schicht 8 durch nicht selektive Oxidation gebildet. Konkret handelt es sich bei der dielektrischen Schicht 8 um einen abgeschiedenen Film statt einer oxidierten Schicht, die durch selektive Oxidation eines Verbindungshalbleiters wie etwa AlInAs gebildet wird. Somit wird die dielektrische Schicht 8 durch ein Herstellungsverfahren hergestellt, das in der Halbleiterfertigungstechnik weithin verwendet wird. Dies macht es möglich, die dielektrische Schicht 8 auf vereinfachte Art und Weise und innerhalb einer reduzierten Zeitspanne auszubilden.
  • Folglich ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 bereitzustellen, die es möglich macht, eine Strombegrenzung und Lichtbegrenzung mit einer vereinfachten Struktur zu erreichen.
  • Außerdem sind in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die erste Halbleiterschicht 3 und die dritte Halbleiterschicht 7 vom n-Typ oder sind zumindest teilweise nicht dotiert, wie in 1 veranschaulicht ist. Darüber hinaus ist die zweite Halbleiterschicht 5 vom p-Typ oder ist zumindest teilweise nicht dotiert. Konkret wird die dritte Halbleiterschicht 7 direkt oberhalb der Tunnelübergangsschicht 6 so eingerichtet, dass sie vom n-Typ ist. Die dritte Halbleiterschicht 7 vom n-Typ weist einen geringeren Widerstand auf und absorbiert weniger Licht als eine Halbleiterschicht vom p-Typ.
  • Im Vergleich mit einer Halbleiterschicht vom p-Typ ist es somit möglich, eine elektrische Eigenschaft und optische Eigenschaft zu verbessern, selbst wenn der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 vergrößert wird oder selbst wenn die vierte Halbleiterschicht 9 vom n-Typ dick ausgebildet wird.
  • Darüber hinaus enthält in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die aktive Schicht 4 wie in 1 veranschaulicht zumindest ein Element, das aus Al, Ga und In von Elementen der Gruppe III ausgewählt wird, und zumindest ein Element, das aus As, P und N von Elementen der Gruppe V ausgewählt wird. Die aktive Schicht 4 enthält hier AlGaInAs. Somit ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 unter Verwendung eines Verbindungshalbleiters der Gruppe III und Gruppe V zu realisieren.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 enthält außerdem die aktive Schicht 4 einen Quantentopf, einen Quantendraht oder einen Quantenpunkt, wie in 1 veranschaulicht ist. Insbesondere ist in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die aktive Schicht 4 als spannungskompensierter Quantentopf konfiguriert, der nicht dotiertes AlGaInAs enthält. Die als der spannungskompensierte Quantentopf konfigurierte aktive Schicht 4 ermöglicht es, eine Verstärkung zu verbessern.
  • Darüber hinaus enthält in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die in 1 veranschaulichte dielektrische Schicht 8 ein Material, das als eine Komponente zumindest eine enthält, die aus SiOx, SiNx und dergleichen ausgewählt wird, oder zumindest eine, die aus LiF, KF und dergleichen ausgewählt wird, wobei x größer als 0 ist, wie oben beschrieben ist. Das heißt, das Material der dielektrischen Schicht 8 ist aus einer Reihe von Materialien auswählbar. Dies macht es möglich, ein Material für den dielektrischen Körper der dielektrischen Schicht 8 so auszuwählen, dass es nach Bedarf einer gewünschten optischen Eigenschaft entspricht, um die oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 herzustellen.
  • Darüber hinaus hat in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in Draufsicht eine kreisförmige Form, wie in 1 und 2 veranschaulicht ist. Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 ist es folglich möglich, einen Schwellenstrom einer Laseroszillation zu reduzieren, und ist es möglich, einen höheren Wirkungsgrad (engl.: slope efficiency) zu verbessern.
  • Überdies wird in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die in 1 veranschaulichte erste reflektierende Schicht 2 konfiguriert, indem zumindest zwei oder mehr Arten von Schichten gestapelt werden, die aus InP, AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤1) und InxGa1-xAs1-yPy (0 ≤ x, y ≤1) ausgewählt werden. Folglich ist es möglich, die erste reflektierende Schicht 2 als DBR mit einem optimalen Reflexionsvermögen zu konfigurieren.
  • Außerdem wird in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die in 1 veranschaulichte zweite reflektierende Schicht 10 gebildet, indem zumindest zwei oder mehr Arten dielektrischer Materialien gestapelt werden. Beispielsweise ist es durch mehrmaliges abwechselndes Stapeln von SiO2 und Ta2O5 möglich, die zweite reflektierende Schicht 10 als DBR mit optimalem Reflexionsvermögen zu konfigurieren.
  • Darüber hinaus enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12, wie in 1 veranschaulicht ist. Die erste Elektrode 11 ist durch die erste reflektierende Schicht 2 oder eine Mantelschicht mit der ersten Halbleiterschicht 3 elektrisch gekoppelt. Die zweite Elektrode ist mit der dritten Halbleiterschicht 7 elektrisch gekoppelt, wobei die vierte Halbleiterschicht 9 dazwischen angeordnet ist. Somit ist es möglich, in vereinfachter Weise zuverlässig zu veranlassen, dass Strom durch die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 fließt.
  • [Erstes Modifikationsbeispiel]
  • Das erste Modifikationsbeispiel bis zum dritten Modifikationsbeispiel beschreiben jeweils ein Beispiel, bei dem die Form der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 modifiziert ist.
  • Man beachte, dass bei dem ersten Modifikationsbeispiel, den darauf folgenden Modifikationsbeispielen, einer zweiten Ausführungsform, die später beschrieben wird, und darauf folgenden Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen den gleichen Bestandteilelementen oder im Wesentlichen den gleichen Bestandteilelementen wie den Bestandteilelementen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zugeordnet sind und deren Erläuterung nicht wiederholt wird.
  • 8A veranschaulicht die Form der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in Draufsicht in eine ovale Form ausgebildet.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Außerdem ist es mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1, da die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in eine ovale Form ausgebildet ist, möglich, die transversale Mode oder Polarisation einer optischen Abgabe einzustellen.
  • [Zweites Modifikationsbeispiel]
  • 8B veranschaulicht die Form der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in Draufsicht in eine rechteckige Form ausgebildet. Die Öffnung 81 ist hier in eine Quadratform ausgebildet. Außerdem kann die Öffnung 81 auch in eine Rechteckform ausgebildet werden.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel erhalten werden.
  • [Drittes Modifikationsbeispiel]
  • 8C veranschaulicht die Form der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 in Draufsicht in eine polygonale Form ausgebildet. Die Öffnung 81 ist hier in eine reguläre hexagonale Form ausgebildet. Darüber hinaus kann die Öffnung 81 in eine dreieckige Form, eine fünfeckige Form, eine siebeneckige Form oder eine polygonale Form mit mehr Seiten ausgebildet werden.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel erhalten werden.
  • Man beachte, dass zumindest ein Teil der Öffnung 81 in Draufsicht in eine asymmetrische Form ausgebildet werden kann.
  • <2. Zweite Ausführungsform>
  • 9 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist die dielektrische Schicht 8 auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt und zwischen der zweiten Halbleiterschicht 5 und der dritten Halbleiterschicht 7 angeordnet. Außerdem ist innerhalb der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 eine durch selektives Wachstum der zweiten Halbleiterschicht 5 ausgebildete vierte Halbleiterschicht 40 auf der zweiten Halbleiterschicht 5 ausgebildet. Die Tunnelübergangsschicht 6 ist auf dieser vierten Halbleiterschicht 40 gestapelt. Darüber hinaus ist innerhalb der Öffnung 81 die dritte Halbleiterschicht 7 auf der Tunnelübergangsschicht 6 gestapelt und ist außerhalb der Öffnung 81 die dritte Halbleiterschicht 7 durch ELO auch auf der dielektrischen Schicht 8 gestapelt.
  • Man beachte, dass in der zweiten Ausführungsform die dielektrische Schicht 8 auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt ist. Darüber hinaus ist innerhalb der Öffnung 81 die dielektrische Schicht 8 der vierten Halbleiterschicht 40 auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt. Die vierte Halbleiterschicht 40 wird durch erneutes Kristallwachstum (engl.: recrystal growth) der zweiten Halbleiterschicht 5 gebildet und entspricht hier einer „vierten Halbleiterschicht“ gemäß der vorliegenden Technologie.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • <3. Dritte Ausführungsform>
  • 10 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform ist die dielektrische Schicht 8 wie in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform auf der zweiten Halbleiterschicht 5 gestapelt. Die vierte Halbleiterschicht 40 ist auf der zweiten Halbleiterschicht 5 innerhalb der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 gestapelt. Die Tunnelübergangsschicht 6 und die dritte Halbleiterschicht 7 sind sequentiell auf der vierten Halbleiterschicht 40 gestapelt. Außerhalb der Öffnung 81 sind die Tunnelübergangsschicht 6 und die dritte Halbleiterschicht 7 durch ELO auf der dielektrischen Schicht 8 gestapelt.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform erhalten werden.
  • <4. Vierte Ausführungsform>
  • 11 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform ist anstelle der zweiten reflektierenden Schicht 10 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine zweite reflektierende Schicht 10A gestapelt. Während die zweite reflektierende Schicht 10 den DBR aus einem dielektrischen Körper enthält, enthält die zweite reflektierende Schicht 10A einen Halbleiter-DBR, in dem Halbleiterschichten mit zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Brechungsindizes eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, wie bei der ersten reflektierenden Schicht 2.
  • Konkret wird die zweite reflektierende Schicht 10A gebildet, indem Halbleiterschichten gestapelt werden, die zumindest zwei oder mehr Arten von Brechungsindizes aufweisen und aus InP, AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤1) und InxGa1-xAs1-yPy (0 < x, y ≤1) ausgewählt werden. Die zweite reflektierende Schicht 10A wird hier beispielsweise gebildet, indem ein Halbleiter AlGaInAs vom n-Typ und eine Halbleiterschicht aus InP vom n-Typ abwechselnd gestapelt werden.
  • Die zweite reflektierende Schicht 10A wird durch kontinuierliches Kristallwachstum auf der vierten Halbleiterschicht 9 ausgebildet.
  • Man beachte, dass die zweite Elektrode 12 auf einem peripheren Randbereich der zweiten reflektierenden Schicht 10A gestapelt ist.
  • Die Konfigurationen der Halbleitervorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte zu erhalten, die jenen ähnlich sind, die oben von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • <5. Fünfte Ausführungsform>
  • 12 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Außerdem veranschaulicht 13 ein Beispiel der Querschnittskonfiguration, worin eine dielektrische Schicht 8A und eine Öffnung 81A der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 vergrößert sind. 14 veranschaulicht eine planare Form der dielektrischen Schicht 8A und der Öffnung 81A.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform ist anstelle der dielektrischen Schicht 8 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die dielektrische Schicht 8A gestapelt. Die dielektrische Schicht 8A wird konfiguriert, indem zwei oder mehr Schichten dielektrischer Körper mit dem gleichen Brechungsindex oder unterschiedlichen Brechungsindizes in einer Dickenrichtung oder einer planaren Richtung gestapelt werden. Die dielektrischen Körper können das gleiche dielektrische Material enthalten oder können unterschiedliche dielektrische Materialien unterhalten.
  • Beispielsweise wird hier das gleiche SiO2 für die dielektrischen Materialien verwendet. Die Dicke von SiO2 von jeder der Schichten wird auf 5 nm festgelegt, und die dielektrische Schicht 8A wird durch Stapeln von sechs Schichten dieses SiO2 konfiguriert. Die Öffnung 81A ist beispielsweise in einer kreisförmigen Form ausgebildet. Die Öffnung 81A ist so konfiguriert, dass der Durchmesser der Öffnung von SiO2 an einer oberen Schicht beispielsweise um annährend 0,5 um größer ist als der Durchmesser der Öffnung von SiO2 einer unteren Schicht unmittelbar unterhalb dieser oberen Schicht. Das heißt, der Durchmesser der Öffnung von SiO2 bei jeder der Schichten nimmt zu oberen Schichten hin allmählich zu. Mit anderen Worten ist die Öffnung 81A in eine pseudokonische Form im Querschnitt so ausgebildet, dass der Durchmesser der Öffnung an der Seite der vierten Halbleiterschicht 9 breiter ist als der Durchmesser der Öffnung an der Seite der dritten Halbleiterschicht 7.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden. Darüber hinaus wird in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die dielektrische Schicht 8A konfiguriert, indem zwei oder mehr Schichten dielektrischer Körper mit dem gleichen Brechungsindex oder unterschiedlichen Brechungsindizes in einer Dickenrichtung oder einer planaren Richtung gestapelt werden, wie in 12 bis 14 veranschaulicht ist. Dies macht es möglich, im Vergleich mit der dielektrischen Schicht 8 und der Öffnung 81 mit einer einschichtigen Struktur den Brechungsindex dreidimensional einzustellen. Somit ist es mit der dielektrischen Schicht 8A und der Öffnung 81A möglich, eine Einstellung auf eine einzige transversale Mode vorzunehmen, während ein Dispersionsverlust von Laserlicht reduziert wird.
  • [Erstes Modifikationsbeispiel]
  • Das erste Modifikationsbeispiel bis zum dritten Modifikationsbeispiel beschreiben jeweils ein Beispiel, bei dem die Form der Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 modifiziert ist.
  • 15 veranschaulicht die Form der Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A wie bei der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform in Draufsicht in eine ovale Form ausgebildet.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform erhalten werden.
  • [Zweites Modifikationsbeispiel]
  • 15B veranschaulicht die Form der Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A wie bei der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform in Draufsicht in eine rechteckige Form ausgebildet.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem zweiten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die aus der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel erhalten werden.
  • [Drittes Modifikationsbeispiel]
  • 15C veranschaulicht die Form der Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel der fünften Ausführungsform. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel ist die Öffnung 81A der dielektrischen Schicht 8A wie bei der Öffnung 81 der dielektrischen Schicht 8 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform in Draufsicht in eine polygonale Form ausgebildet.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem dritten Modifikationsbeispiel mit solch einer Konfiguration ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Modifikationsbeispiel erhalten werden.
  • Man beachte, dass zumindest ein Teil der Öffnung 81A in Draufsicht in eine asymmetrische Form ausgebildet werden kann.
  • <6. Sechste Ausführungsform>
  • 16 veranschaulicht ein Beispiel der Querschnittskonfiguration einer dielektrischen Schicht 8B und einer Öffnung 81B einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform ist anstelle der dielektrischen Schicht 8 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die dielektrische Schicht 8B gestapelt. Ein Material, das Licht absorbiert, wird für die gesamte dielektrische Schicht 8B oder einen Teil davon verwendet. Hier ist eine Metallschicht 8b2, die Licht absorbiert, gestapelt, um die dielektrische Schicht 8B auszubilden.
  • Konkret wird die dielektrische Schicht 8B beispielsweise ausgebildet, indem ein dielektrischer Körper 8b1, die Metallschicht 8b2 auf dem dielektrischen Körper 8b1 und ein dielektrischer Körper 8b3 auf der Metallschicht 8b2 gestapelt werden. Beispielsweise wird SiO2 für den dielektrischen Körper 8b1 verwendet, und SiO2 wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von 10 nm hat. Für die Metallschicht 8b2 wird beispielsweise Ti verwendet, und Ti wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von 10 nm hat. Beispielsweise wird SiO2 für den dielektrischen Körper 8b3 verwendet, und SiO2 wird so ausgebildet, dass es eine Dicke von 10 nm hat.
  • An der Innenseite der Öffnung 81B ist der Durchmesser eines Endbereichs der Metallschicht 8b2 größer als der Durchmesser eines Endbereichs des dielektrischen Körpers 8b1 und des Durchmessers eines Endbereichs des dielektrischen Körpers 8b3. Außerdem sind der Endbereich des dielektrischen Körpers 8b1 und der Endbereich des dielektrischen Körpers 8b3 miteinander gekoppelt. Das heißt, der Endbereich der Metallschicht 8b2 ist so strukturiert, dass er aus einem Kopplungsbereich zwischen dem Endbereich des dielektrischen Körpers 8b1 und dem Endbereich des dielektrischen Körpers 8b2 nicht freiliegt. Mit dieser Konfiguration ist es, wenn beispielsweise Ti für die Metallschicht 8b2 verwendet wird, möglich, zu verhindern, dass sich Ti ausbreitet.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Außerdem wird in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 ein Material, das Licht absorbiert, für die gesamte dielektrische Schicht 8B oder einen Teil davon verwendet, wie in 16 veranschaulicht ist. Alternativ dazu wird die dielektrische Schicht 8B so konfiguriert, dass die Metallschicht 8b2, die Licht absorbiert, gestapelt ist. Somit ist es möglich, einen Absorptionsverlust bei einer hochdimensionalen Mode vorzusehen und eine Einstellung auf eine einzelne transversale Mode vorzunehmen.
  • <7. Siebte Ausführungsform>
  • 17 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform ist anstelle der ersten reflektierenden Schicht 2 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine erste reflektierende Schicht 2A ausgebildet. Die erste reflektierende Schicht 2A ist an die erste Halbleiterschicht 3 gebondet.
  • Die erste reflektierende Schicht 2A enthält AlxGa1-xAs (0 ≤ x ≤ 1) mit zumindest zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Zusammensetzungen. Konkret wird die erste reflektierende Schicht 2A beispielsweise ausgebildet, indem GaAs und AlGaAs eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt werden.
  • Die erste reflektierende Schicht 2A ist hier als ein Halbleiter-DBR konfiguriert, der ein Halbleitermaterial enthält, das sich von jenem der ersten reflektierenden Schicht 2 unterscheidet. Die erste reflektierende Schicht 2A weist einen geringeren Wärmewiderstand und eine breitere bzw. größere Stoppbandbreite als jene der ersten reflektierenden Schicht 2 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 die erste reflektierende Schicht 2A, wie in 17 veranschaulicht ist. Somit ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 mit einem geringerem Wärmewiderstand und einer größeren Stoppbandbreite als jene der ersten reflektierenden Schicht 2 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zu realisieren.
  • <8. Achte Ausführungsform>
  • 18 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform ist anstelle der ersten reflektierenden Schicht 2 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine erste reflektierende Schicht 2B gestapelt. Die erste reflektierende Schicht 2B ist als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert, bei der deren Mittelbereich in Richtung einer der Seite der zweiten reflektierenden Schicht 10 entgegengesetzten Seite vorragt. Die erste reflektierende Schicht 2B ist als DBR aus dielektrischen Körpern konfiguriert, worin dielektrische Körper mit zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Brechungsindizes eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, wie bei der zweiten reflektierenden Schicht 10.
  • Indem man eine Maske verwendet, die unter Verwendung einer Fotolithografie-Technik und auch unter Verwendung einer Trockenätztechnik wie etwa RIE gebildet wird, ist es außerdem möglich, einen vorragenden Bereich an der rückseitigen Oberfläche eines Substrats auszubilden, bei der es sich um eine Seite handelt, an der die erste reflektierende Schicht 2B gestapelt ist.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 die erste reflektierende Schicht 2B als reflektierende Schicht vom Linsentyp, wie in 18 veranschaulicht ist. In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 ermöglicht dies, einen Beugungsverlust von Licht zu reduzieren, was ermöglicht, eine Reduzierung der Schwellenstromdichte einer Laseroszillation zu erreichen und auch einen erhöhten Wirkungsgrad zu erzielen.
  • <9. Neunte Ausführungsform>
  • 19 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform ist anstelle der ersten reflektierenden Schicht 2 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine erste reflektierende Schicht 2C gestapelt. Die erste reflektierende Schicht 2C ist an der ersten Halbleiterschicht 3 gestapelt, wobei das Fremdsubstrat 22 dazwischen angeordnet ist.
  • Die erste reflektierende Schicht 2C ist beispielsweise mit einem DBR aus dielektrischen Körpern konfiguriert, worin SiO2 und Ta2O5 eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, wie bei der zweiten reflektierenden Schicht 10 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Fremdsubstrat 22 enthält als Hauptkomponente zumindest eine, die beispielsweise aus GaAs, Si, GaN, AlN, BN und SiC ausgewählt wird. Diese Materialen zeigen eine ausgezeichnete Wärmeableitungseigenschaft und zeigen eine signifikant geringere Absorption für eine Wellenlänge eines von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 emittierten Lichts. Das Fremdsubstrat 22 ist als Teil eines Hohlraums konfiguriert.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 unterhalb der ersten Halbleiterschicht 3 eine erste reflektierende Schicht 2C, wobei das Fremdsubstrat 22 dazwischen angeordnet ist, wie in 19 veranschaulicht ist. Somit ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 mit einem geringen Wärmewiderstand zu realisieren.
  • <10. Zehnte Ausführungsform>
  • 20 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform wird konfiguriert, indem die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform und die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform miteinander kombiniert werden. Das heißt, in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 ist eine als reflektierende Schicht vom Linsentyp dienende erste reflektierende Schicht 2D unterhalb der ersten Halbleiterschicht 3 gestapelt, wobei das Fremdsubstrat 22 dazwischen angeordnet ist. Die erste reflektierende Schicht 2D ist mit einem DBR aus dielektrischen Körpern wie bei der ersten reflektierenden Schicht 2C konfiguriert.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte zu erhalten, die erhalten werden, indem die Arbeitsweise und Effekte, die von oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform erhalten werden, und die Arbeitsweise und Effekte kombiniert werden, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform erhalten werden.
  • <11. Elfte Ausführungsform>
  • 21 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der elften Ausführungsform enthält anstelle der zweiten reflektierenden Schicht 10 der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine zweite reflektierende Schicht 10B. Die zweite reflektierende Schicht 10B ist als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert, bei der deren Mittelbereich in Richtung einer der Seite der ersten reflektierenden Schicht 2 entgegengesetzten Seite vorragt. Die zweite reflektierende Schicht 10B ist auf der vierten Halbleiterschicht 9 gestapelt. Die zweite reflektierende Schicht 10B ist als DBR aus dielektrischen Körpern konfiguriert, worin dielektrische Körper mit zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Brechungsindizes eine Vielzahl von Malen abwechselnd gestapelt sind, wie bei der ersten reflektierenden Schicht 2B der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der elften Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte zu erhalten, die durch Kombinieren der Arbeitsweise und Effekte, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, erhalten werden, und der Arbeitsweise und Effekte erhalten werden, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform erhalten werden.
  • <12. Zwölfte Ausführungsform>
  • 22 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der zwölften Ausführungsform enthält anstelle der zweiten reflektierenden Schicht 10B der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der elften Ausführungsform eine zweite reflektierende Schicht 10C. Die zweite reflektierende Schicht 10e ist als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert, bei der deren Mittelbereich in Richtung einer der Seite der ersten reflektierenden Schicht 2 entgegengesetzten Seite vorragt. Die zweite reflektierende Schicht 10e ist auf der vierten Halbleiterschicht 9 gestapelt. Die zweite reflektierende Schicht 10e ist mit einem DBR aus dielektrischen Körpern konfiguriert.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zwölften Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte zu erhalten, die jenen ähnlich sind, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der elften Ausführungsform erhalten werden.
  • <13. Dreizehnte Ausführungsform>
  • 23 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der dreizehnten Ausführungsform liefert ein Anwendungsbeispiel der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform und ist so konfiguriert, dass sie eine rückseitig emittierende Struktur aufweist. Das heißt, in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 wird die Stapelstruktur umgekehrt konfiguriert, indem die erste reflektierende Schicht 2, die erste Halbleiterschicht 3, die aktive Schicht 4, die zweite Halbleiterschicht 5, die Tunnelübergangsschicht 6, die dritte Halbleiterschicht 7, die dielektrische Schicht 8, die vierte Halbleiterschicht 9 und die zweite reflektierende Schicht 10 von der oberen Seite in Richtung der unteren Seite sequentiell gestapelt werden.
  • Eine erste Elektrode 11A ist auf einem peripheren Randbereich der ersten reflektierenden Schicht 2 gestapelt. Eine zweite Elektrode 12A ist unterhalb der zweiten reflektierenden Schicht 10 so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gesamte Fläche der zweiten reflektierenden Schicht 10 bedeckt. Außerdem wird Laserlicht nach oben abgegeben.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß dreizehnten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte ähnlich jenen zu erhalten, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform erhalten werden.
  • <14. Vierzehnte Ausführungsform>
  • 24 veranschaulicht ein Beispiel der Konfiguration, in longitudinalem Querschnitt, einer oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die oberflächenemittierende Vorrichtung 1 gemäß der vierzehnten Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie wie bei der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dreizehnten Ausführungsform eine rückseitig emittierende Struktur aufweist. Außerdem ist in der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 die erste reflektierende Schicht 2D wie bei der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform an der ersten Halbleiterschicht 3 gestapelt, wobei das Fremdsubstrat 22 dazwischen angeordnet ist. Die erste reflektierende Schicht 2D ist als reflektierende Schicht vom Linsentyp konfiguriert und auch mit einem DBR aus dielektrischen Körpern konfiguriert.
  • Die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 mit Ausnahme jener, die oben beschrieben wurden, sind die gleichen wie die Konfigurationen der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform und die Konfigurationen oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dreizehnten Ausführungsform.
  • Mit der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vierzehnten Ausführungsform ist es möglich, die Arbeitsweise und Effekte zu erhalten, die erhalten werden, indem die Arbeitsweise und Effekte, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der zehnten Ausführungsform erhalten werden, und die Arbeitsweise und Effekte kombiniert werden, die von der oberflächenemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der dreizehnten Ausführungsform erhalten werden.
  • <15. Andere Ausführungsformen>
  • Die vorliegende Technologie soll nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, und es ist möglich, verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der Hauptpunkte der vorliegenden Technologie vorzunehmen.
  • Beispielsweise ist es in der vorliegenden Technologie möglich, zwei oder mehr der oberflächenemittierenden Vorrichtungen gemäß der Vielzahl oben beschriebener Ausführungsformen oder einer Vielzahl der oben beschriebenen Modifikationsbeispiele miteinander zu kombinieren.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung eine erste reflektierende Schicht, eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht, eine zweite Halbleiterschicht, eine Tunnelübergangsschicht, eine dritte Halbleiterschicht und eine zweite reflektierende Schicht. Die erste Halbleiterschicht ist auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt und weist einen ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die aktive Schicht ist auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt. Die zweite Halbleiterschicht ist auf der aktiven Schicht gestapelt und weist einen zweiten Leitfähigkeitstyp auf. Die Tunnelübergangsschicht ist auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt. Die dritte Halbleiterschicht ist auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt und weist den ersten Leitfähigkeitstyp auf. Die zweite reflektierende Schicht ist auf der dritten Halbleiterschicht an einer der Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite gestapelt. Außerdem enthält die oberflächenemittierende Vorrichtung ferner eine dielektrische Schicht und eine vierte Halbleiterschicht. Die dielektrische Schicht ist durch nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet und weist eine in Dickenrichtung durchdringende Öffnung auf. Die vierte Halbleiterschicht ist innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt und wird durch selektives Wachstum der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht ausgebildet.
  • Die dielektrische Schicht fungiert hier als strombegrenzende und lichtbegrenzende Schicht. Da die dielektrische Schicht durch nicht selektive Oxidation ausgebildet wird, ist es außerdem möglich, die dielektrische Schicht in vereinfachter Form und innerhalb einer reduzierten Zeitspanne zu bilden.
  • Somit ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, eine Strombegrenzung und Lichtbegrenzung mit einer vereinfachten Struktur zu erzielen.
  • <Konfiguration der vorliegenden Technologie>
  • Die vorliegende Technologie weist die folgenden Konfigurationen auf. Mit der vorliegenden Technologie, die die folgenden Konfigurationen aufweist, ist es möglich, die oberflächenemittierende Vorrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, eine Strombegrenzung und Lichtbegrenzung mit einer vereinfachten Struktur zu erzielen.
    • (1) Eine oberflächenemittierende Vorrichtung, aufweisend:
      • eine erste reflektierende Schicht;
      • eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste Halbleiterschicht auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt ist;
      • eine aktive Schicht, die auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist;
      • eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der ein dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzter Leitfähigkeitstyp ist, wobei die zweite Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht gestapelt ist;
      • eine Tunnelübergangsschicht, die auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt ist;
      • eine dritte Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die dritte Halbleiterschicht auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt ist;
      • eine zweite reflektierende Schicht, die auf der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist, an einer einer Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite;
      • eine dielektrische Schicht, die durch nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet wird, wobei die dielektrische Schicht eine Öffnung aufweist, die in Dickenrichtung durchdringt; und
      • eine vierte Halbleiterschicht, die innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist und durch selektive Oxidation der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht ausgebildet wird.
    • (2) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß dem oben beschriebenen (1), worin die dielektrische Schicht einen abgeschiedenen Film umfasst.
    • (3) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß dem oben beschriebenen (1) oder (2), worin die erste Halbleiterschicht und die dritte Halbleiterschicht vom n-Typ sind oder die erste Halbleiterschicht und die dritte Halbleiterschicht zumindest teilweise nicht dotiert sind und die zweite Halbleiterschicht vom p-Typ ist oder die zweite Halbleiterschicht zumindest teilweise nicht dotiert ist.
    • (4) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (3), worin die aktive Schicht enthält:
      • zumindest ein Element, das aus Al, Ga und In von Elementen der Gruppe III ausgewählt wird; und
      • zumindest ein Element, das aus As, P und N von Elementen der Gruppe V ausgewählt wird.
    • (5) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (4), worin die aktive Schicht einen Quantentopf, einen Quantendraht oder einen Quantenpunkt enthält.
    • (6) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (5), worin die dielektrische Schicht ein Material enthält, das als Komponente zumindest eine enthält, die aus SiOx, SiNx, AlOx, AlNx, BNx, GaOx, GaNx, HfOx, GdOx, BeOx, MgOx, CaOx, InOx, GeOx, WOx, TaOx, TiOx, NbOx, VOx, ScOx, CrOx, FeOx, CoOx, NiOx, CuOx, ZnOx, ZrOx, MoOx, TeOx, BiOx, SrOx, YOx, ScOx, MnOx, EuOx, LaOx, NdOx, DyOx, CeOx, YbOx und ErOx ausgewählt wird, wobei x größer als 0 ist, oder als Komponente zumindest eine enthält, die aus LiF, KF, CaF2, GaF3, ZnF2, CoF2, AlF2, PbF2, InF3, CrF3, FeF3, NiF2, CuF2, BiF3, MnF2, SnF4, BaF2, ZrF4, AlF3, LaF, MnF2, SrF2, MgS, ZnS, ZnSe, MgTe, ZnTe, GeS2, SiS2 und SiC ausgewählt wird.
    • (7) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (6), worin die dielektrische Schicht konfiguriert wird, indem zwei oder mehr Schichten dielektrischer Körper mit einem gleichen Brechungsindex oder mit unterschiedlichen Brechungsindizes in der Dickenrichtung oder einer planaren Richtung gestapelt werden.
    • (8) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (7), worin aus der Dickenrichtung der dielektrischen Schicht betrachtet, die Öffnung eine kreisförmige Form, eine ovale Form, eine rechteckige Form oder eine polygonale Form aufweist oder zumindest ein Teil der Öffnung eine asymmetrische Form aufweist.
    • (9) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (8), worin die gesamte dielektrische Schicht oder ein Teil davon ein Material enthält, das Licht absorbiert.
    • (10) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (9), worin eine Metallschicht, die Licht absorbiert, auf einem Teil der dielektrischen Schicht gestapelt ist.
    • (11) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (10), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht konfiguriert wird, indem zumindest zwei oder mehr Arten von Schichten gestapelt werden, die aus InP, AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤ 1) und InxGa1-xAs1-yPy (0 ≤ x, y ≤ 1) ausgewählt werden.
    • (12) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (11), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht AlxGa1-xAs (0 ≤ x ≤ 1) mit zumindest zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Zusammensetzungen enthält.
    • (13) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (12), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht ein Material mit einem geringeren Wärmewiderstand und einer größeren Stoppbandbreite als eine reflektierende Schicht enthält, die durch Stapeln von InP und AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤ 1) gebildet wird.
    • (14) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (13), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht gebildet wird, indem zumindest zwei oder mehr Arten dielektrischer Materialien gestapelt werden.
    • (15) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (14), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht eine reflektierende Schicht vom Linsentyp umfasst.
    • (16) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (15), worin die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht auf der ersten Halbleiterschicht, der dritten Halbleiterschicht oder der vierten Halbleiterschicht gestapelt ist, wobei zumindest ein Fremdsubstrat dazwischen angeordnet ist, wobei das Fremdsubstrat aus GaAs, Si, GaN, AlN, BN und SiC ausgewählt ist.
    • (17) Die oberflächenemittierende Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (16), ferner aufweisend:
      • eine erste Elektrode, die mit der ersten reflektierenden Schicht oder einer Mantelschicht elektrisch gekoppelt ist; und
      • eine zweite Elektrode, die mit der dritten Halbleiterschicht elektrisch gekoppelt ist.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität basierend auf der am 12. August 2021 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-131686 , deren gesamte Inhalte durch Verweis in diese Anmeldung einbezogen sind.
  • Es sollte sich für den Fachmann verstehen, dass je nach Entwurfsanforderungen und anderen Faktoren verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen erfolgen können und sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008283137 [0005]
    • JP 2006351798 [0005]
    • JP 2003324251 [0005]
    • JP 2021131686 [0190]

Claims (17)

  1. Oberflächenemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine erste reflektierende Schicht; eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die erste Halbleiterschicht auf der ersten reflektierenden Schicht gestapelt ist; eine aktive Schicht, die auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der ein dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzter Leitfähigkeitstyp ist, wobei die zweite Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht gestapelt ist; eine Tunnelübergangsschicht, die auf der zweiten Halbleiterschicht gestapelt ist; eine dritte Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die dritte Halbleiterschicht auf der Tunnelübergangsschicht gestapelt ist; eine zweite reflektierende Schicht, die auf der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist, an einer einer Seite der ersten reflektierenden Schicht entgegengesetzten Seite; eine dielektrische Schicht, die durch nicht selektive Oxidation zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht oder zwischen der dritten Halbleiterschicht und der zweiten reflektierenden Schicht ausgebildet wird, wobei die dielektrische Schicht eine Öffnung aufweist, die in Dickenrichtung durchdringt; und eine vierte Halbleiterschicht, die innerhalb der Öffnung auf der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht gestapelt ist und durch selektive Oxidation der zweiten Halbleiterschicht oder der dritten Halbleiterschicht ausgebildet wird.
  2. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht einen abgeschiedenen Film umfasst.
  3. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Halbleiterschicht und die dritte Halbleiterschicht vom n-Typ sind oder die erste Halbleiterschicht und die dritte Halbleiterschicht zumindest teilweise nicht dotiert sind und die zweite Halbleiterschicht vom p-Typ ist oder die zweite Halbleiterschicht zumindest teilweise nicht dotiert ist.
  4. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht enthält: zumindest ein Element, das aus Al, Ga und In von Elementen der Gruppe III ausgewählt wird; und zumindest ein Element, das aus As, P und N von Elementen der Gruppe V ausgewählt wird.
  5. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht einen Quantentopf, einen Quantendraht oder einen Quantenpunkt enthält.
  6. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht ein Material enthält, das als Komponente zumindest eine enthält, die aus SiOx, SiNx, AlOx, AlNx, BNx, GaOx, GaNx, HfOx, GdOx, BeOx, MgOx, CaOx, InOx, GeOx, WOx, TaOx, TiOx, NbOx, VOx, ScOx, CrOx, FeOx, CoOx, NiOx, CuOx, ZnOx, ZrOx, MoOx, TeOx, BiOx, SrOx, YOx, ScOx, MnOx, EuOx, LaOx, NdOx, DyOx, CeOx, YbOx und ErOx ausgewählt wird, wobei x größer als 0 ist, oder als Komponente zumindest eine enthält, die aus LiF, KF, CaF2, GaF3, ZnF2, CoF2, AlF2, PbF2, InF3, CrF3, FeF3, NiF2, CuF2, BiF3, MnF2, SnF4, BaF2, ZrF4, AlF3, LaF, MnF2, SrF2, MgS, ZnS, ZnSe, MgTe, ZnTe, GeS2, SiS2 und SiC ausgewählt wird.
  7. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht konfiguriert wird, indem zwei oder mehr Schichten dielektrischer Körper mit einem gleichen Brechungsindex oder mit unterschiedlichen Brechungsindizes in der Dickenrichtung oder einer planaren Richtung gestapelt werden.
  8. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei aus der Dickenrichtung der dielektrischen Schicht betrachtet, die Öffnung eine kreisförmige Form, eine ovale Form, eine rechteckige Form oder eine polygonale Form aufweist oder zumindest ein Teil der Öffnung eine asymmetrische Form aufweist.
  9. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die gesamte dielektrische Schicht oder ein Teil davon ein Material enthält, das Licht absorbiert.
  10. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Metallschicht, die Licht absorbiert, auf einem Teil der dielektrischen Schicht gestapelt ist.
  11. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht konfiguriert wird, indem zumindest zwei oder mehr Arten von Schichten gestapelt werden, die aus InP, AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤ 1) und InxGa1-xAs1-yPy (0 ≤ x, y ≤ 1) ausgewählt werden.
  12. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht AlxGa1-xAs (0 ≤ x ≤ 1) mit zumindest zwei oder mehr Arten unterschiedlicher Zusammensetzungen enthält.
  13. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht ein Material mit einem geringeren Wärmewiderstand und einer größeren Stoppbandbreite als eine reflektierende Schicht enthält, die durch Stapeln von InP und AlxGayIn1-x-yAs (0 ≤ x, y ≤ 1) gebildet wird.
  14. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht gebildet wird, indem zumindest zwei oder mehr Arten dielektrischer Materialien gestapelt werden.
  15. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht eine reflektierende Schicht vom Linsentyp umfasst.
  16. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht auf der ersten Halbleiterschicht, der dritten Halbleiterschicht oder der vierten Halbleiterschicht gestapelt ist, wobei zumindest ein Fremdsubstrat dazwischen angeordnet ist, wobei das Fremdsubstrat aus GaAs, Si, GaN, AlN, BN und SiC ausgewählt ist.
  17. Oberflächenemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine erste Elektrode, die mit der ersten reflektierenden Schicht oder einer Mantelschicht elektrisch gekoppelt ist; und eine zweite Elektrode, die mit der dritten Halbleiterschicht elektrisch gekoppelt ist.
DE112022003920.5T 2021-08-12 2022-03-03 Oberflächenemittierende vorrichtung Pending DE112022003920T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-131686 2021-08-12
JP2021131686 2021-08-12
PCT/JP2022/009160 WO2023017630A1 (ja) 2021-08-12 2022-03-03 面発光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112022003920T5 true DE112022003920T5 (de) 2024-05-23

Family

ID=85200081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112022003920.5T Pending DE112022003920T5 (de) 2021-08-12 2022-03-03 Oberflächenemittierende vorrichtung

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2023017630A1 (de)
CN (1) CN117795797A (de)
DE (1) DE112022003920T5 (de)
WO (1) WO2023017630A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003324251A (ja) 2002-04-30 2003-11-14 Ricoh Co Ltd 面発光半導体レーザ素子の製造方法および面発光半導体レーザ素子および光伝送システム
JP2006351798A (ja) 2005-06-15 2006-12-28 Fuji Xerox Co Ltd トンネル接合型面発光半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2008283137A (ja) 2007-05-14 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 面発光半導体レーザ
JP2021131686A (ja) 2020-02-19 2021-09-09 株式会社東芝 シミュレーションプログラム、シミュレーション方法及びシミュレーション装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101946035B1 (ko) * 2012-09-18 2019-04-25 한국전자통신연구원 수직공진 표면방출 레이저 및 그의 제조방법
JP2018125404A (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 株式会社リコー 面発光レーザ素子
WO2019171864A1 (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 ソニー株式会社 発光素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003324251A (ja) 2002-04-30 2003-11-14 Ricoh Co Ltd 面発光半導体レーザ素子の製造方法および面発光半導体レーザ素子および光伝送システム
JP2006351798A (ja) 2005-06-15 2006-12-28 Fuji Xerox Co Ltd トンネル接合型面発光半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2008283137A (ja) 2007-05-14 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 面発光半導体レーザ
JP2021131686A (ja) 2020-02-19 2021-09-09 株式会社東芝 シミュレーションプログラム、シミュレーション方法及びシミュレーション装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023017630A1 (ja) 2023-02-16
JPWO2023017630A1 (de) 2023-02-16
CN117795797A (zh) 2024-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60225781T2 (de) Langwelliges photonisches Bauelement mit InGaAsSb Quantentopfschicht
DE69830463T2 (de) Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator und getrennten optischen Leitern und Stromleitern
DE60129227T2 (de) Halbleiterlaserbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE112013004345B4 (de) Halbleiter-Einheit und Verfahren zu deren Herstellung
DE2643503C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Injektionslasers
DE4434345A1 (de) Ungekühlte Hochtemperatur-Laserdiode
DE60107679T2 (de) Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator auf Indiumphosphid-Basis
EP2191547B1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102008022941A1 (de) Sensorsystem mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Detektoreinrichtung
DE10330843A1 (de) Nitridhalbleiter-Leuchtdiode
DE69838308T2 (de) Langwelliger VCSEL
EP1683245B1 (de) Monolithischer optisch gepumpter vcsel mit seitlich angebrachtem kantenemitter
DE112006003384T5 (de) Oberflächengitter auf VCSELs für Polarisations-Pinning
DE60027949T2 (de) Optische Halbleitervorrichtung
DE102006028991B4 (de) Optische Halbleitervorrichtung mit einer verbesserten Stromblockadeschicht und Herstellungsverfahren derselben
DE60012592T2 (de) Halbleiterlaser und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2666213B1 (de) Diodenlaser mit hoher effizienz
DE102021214910A1 (de) Design und herstellung eines kostengünstigen vcsel mit langer wellenlänge und optischer einbindungssteuerung
DE60115351T2 (de) Halbleiterlaser mit gestuftem Substrat zur Lichtemission aus einem schrägstehenden Abschnitt
DE69834860T2 (de) Oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit ringförmigem Resonator
DE60222724T2 (de) Halbleiterlaserelement
DE112020004592T5 (de) Laser-Diode
DE102007061458A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements und strahlungsemittierendes Bauelement
DE102007051315A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements und strahlungsemittierendes Bauelement
DE69931097T2 (de) Oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit vertikalem Resonator