JP2004253811A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 半導体基板と、
   前記半導体基板上に形成された、下部クラッド層、前記半導体基板に対して平行な方向の共振器を有している活性層、および上部クラッド層を含む半導体積層体と
   前記上部クラッド層に接続され、共振器方向に延びるストライプ状の上部電極と、
   前記下部クラッド層に接続される下部電極とを備え、
   前記半導体積層体は、複数の凹部または凸部が共振器方向に周期的に配列されたフォトニック結晶構造を有し、
   前記フォトニック結晶構造は、平面視において、少なくとも一部が前記上部電極と重ならず、しかも前記上部電極と共振器方向で並ぶように形成されており、
   前記フォトニック結晶構造が有するフォトニックバンドギャップの高エネルギー端または低エネルギー端と、前記活性層の内部で再結合して生じた光のエネルギーとが一致しており、
   前記上部電極と前記下部電極との間に所定の電圧を印加した場合に、前記フォトニック結晶構造の平面視において前記上部電極と重ならない領域から光を放射する、半導体発光素子。
2. 前記凹部または凸部は、前記上部クラッド層に形成されている請求項１に記載の半導体発光素子。
3. 前記凹部または凸部は、前記上部クラッド層、前記活性層、および前記下部クラッド層に亘って形成されている請求項１に記載の半導体発光素子。
4. 前記凹部または凸部の形状が円柱状である請求項１に記載の半導体発光素子。
5. 前記凹部または凸部の形状が平板状である請求項１に記載の半導体発光素子。
6. 前記共振器の幅は２μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の半導体発光素子。
7. 前記共振器の長さは２０μｍ以上５０μｍ以下である請求項１に記載の半導体発光素子。
8. 前記共振器方向は＜１１０＞方向または＜−１１０＞方向である請求項１に記載の半導体発光素子。
9. 前記凹部または凸部は四角格子状に配列されており、前記凹部または凸部の一の配列方向が共振器方向と同一であり、他の配列方向が共振器方向と直交している請求項１に記載の半導体発光素子。
10. 前記一の配列方向における隣り合う凹部または凸部間の間隔と、前記他の配列方向における隣り合う凹部または凸部間の間隔とが異なる請求項９に記載の半導体発光素子。
11. 前記一の配列方向における隣り合う凹部または凸部間の間隔は、前記他の配列方向における隣り合う凹部または凸部間の間隔と比べて大きい請求項１０に記載の半導体発光素子。
12. 前記半導体積層体の両端面には反射膜が形成されている請求項１に記載の半導体発光素子。
13. 前記半導体積層体の周囲には所定の間隔で配列された複数の凹部または凸部からなるフォトニック結晶構造が形成されている請求項１に記載の半導体発光素子。
14. 前記凹部または凸部は前記半導体積層体の上面の全面に亘って形成されている請求項１に記載の半導体発光素子。
15. 前記フォトニック結晶構造の平面視において前記上部電極と重ならない領域は、前記半導体積層体の中央部である請求項１４に記載の半導体発光素子。
16. 共振器方向において隣り合う凹部または凸部のうちの一部の凹部または凸部間の間隔が、他の凹部または凸部間の間隔と比べて、波長／（実効屈折率×４）だけ大きい請求項１に記載の半導体発光素子。
17. 複数の前記半導体積層体を備え、
    前記複数の前記半導体積層体は互いに交差するように配置されている請求項１に記載の半導体発光素子。
18. 前記フォトニック結晶構造が有するフォトニックバンドギャップの高エネルギー端と、前記活性層の内部で再結合して生じた光のエネルギーとが一致している、請求項１に記載の半導体発光素子。
19. 前記フォトニック結晶構造が有するフォトニックバンドギャップの低エネルギー端と、前記活性層の内部で再結合して生じた光のエネルギーとが一致している、請求項１に記載の半導体発光素子。
20. 前記活性層の内部で再結合して生じた光と前記フォトニックバンドギャップとがカップリングすることにより、前記光が超放射により前記共振器方向に対して垂直な方向に放射される、請求項１に記載の半導体発光素子。