JP2007053369A - 窒化物半導体垂直キャビティ面発光レーザ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のVCSEL(10)は、第1光学反射体(14)の横に隣接する垂直成長部(38)と、第1光学反射体(14)の一部の上にある窒化物半導体材料を含む横方向成長部(40)とを有するベース領域(16)を備える。活性領域(18)は、ベース領域(16)の横方向成長部(40)の一部の上にあり、窒化物半導体材料を有する。コンタクト領域(20)は、活性領域(18)の横に隣接し、窒化物半導体材料及び第1導電性タイプの第1ドーパントを含んで成る。第2光学反射体(22)は、活性領域(18)上にあり、第1光学反射体(14)と共に、活性領域(18)の量子井戸(44、46、48)の一部に重なる垂直光学キャビティ(28)を形成する。当該VCSELの製造法もまた開示する。
【選択図】図1
Description
第1光学反射体;
前記第1光学反射体の横に隣接した垂直成長部と、前記第1光学反射体の少なくとも一部の上にある窒化物半導体材料を含んで成る横方向成長部とを有するベース領域;
前記ベース領域の前記横方向成長部の少なくとも一部の上にあり、少なくとも1つの窒化物半導体量子井戸を有する活性領域であって、第1導電性タイプの第1ドーパントを含んで成る、活性領域;
前記活性領域の横に隣接する、窒化物半導体材料及び前記第1導電性タイプとは逆の第2導電性タイプの第2ドーパントを含んで成るコンタクト領域;及び
前記活性領域上にある第2光学反射体であって、前記第1光学反射体と共に、前記活性領域の少なくとも1つの量子井戸の少なくとも一部と垂直方向に重なる垂直光学キャビティを形成する、第2光学反射体、
を含んで成る。
実施態様1)
垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)であって:
第1光学反射体;
前記第1光学反射体の横に隣接した垂直成長部と、前記第1光学反射体の少なくとも一部の上にある窒化物半導体材料を含んで成る横方向成長部とを有するベース領域;
前記ベース領域の前記横方向成長部の少なくとも一部の上にある少なくとも1つの窒化物半導体量子井戸を有する活性領域であって、第1導電性タイプの第1ドーパントを含んで成る、活性領域;
前記活性領域の横に隣接する、窒化物半導体材料及び前記第1導電性タイプとは逆の第2導電性タイプの第2ドーパントを含んで成るコンタクト領域;及び
前記活性領域上にある第2光学反射体であって、前記第1光学反射体と共に、前記活性領域の少なくとも1つの量子井戸の少なくとも一部と重なる垂直光学キャビティを形成する、第2光学反射体、
を含んで成る、VCSEL。
実施態様2)
前記ベース領域が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様3)
前記ベース領域が、GaNから形成される、実施態様2に記載のVCSEL。
実施態様4)
前記コンタクト領域が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様5)
前記コンタクト領域が、GaNから形成される、実施態様4に記載のVCSEL。
実施態様6)
前記第1ドーパントがn型ドーパントであり、前記第2ドーパントがp型ドーパントである、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様7)
前記活性領域が、1対の障壁層の間に量子井戸層を含み、前記量子井戸層及び前記障壁層の各々が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から選択される窒化物半導体材料から形成される、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様8)
前記障壁層がGaNで形成されており、前記量子井戸層がInGaNで形成されている、実施態様7に記載のVCSEL。
実施態様9)
前記障壁層に前記第1ドーパントがドープされている、実施態様7に記載のVCSEL。
実施態様10)
前記量子井戸層に前記第1ドーパントがドープされている、実施態様9に記載のVCSEL。
実施態様11)
前記コンタクト領域とオーム接触を形成する第1電極をさらに含む、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様12)
前記活性領域とオーム接触を形成する第2電極をさらに含む、実施態様11に記載のVCSEL。
実施態様13)
前記ベース領域を介して前記活性領域に電気的に接続された第2電極をさらに含む、実施態様11に記載のVCSEL。
実施態様14)
少なくとも1つの量子井戸が、前記垂直光学キャビティ内において、特定の光学波長を有する定常光波のピークと同じ位置を占める、実施態様1に記載のVCSEL。
実施態様15)
垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)であって:
第1の分布ブラッグ反射鏡;
第1の反射体の横に隣接する垂直成長部と、前記第1反射体の少なくとも一部の上にある横方向成長部とを有するGaNベース領域;
前記ベース領域の前記横方向成長部の少なくとも一部の上にあり、n型ドーパントを含んで成る活性領域であって、一対の障壁層の間に量子井戸層を含んで成り、前記量子井戸層及び障壁層の各々がAlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から選択される窒化物半導体材料から形成される、活性領域;
前記活性領域の横に隣接し且つp型ドーパントを含んで成るGaNコンタクト領域;及び
前記活性領域の上にある第2の分布ブラッグ反射鏡であって、前記第1光学反射体と共に、前記活性領域の少なくとも1つの量子井戸の少なくとも一部の上に重なる垂直光学キャビティを形成する、第2の分布ブラッグ反射鏡、
を含んで成る、VCSEL。
実施態様16)
垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を製造する方法であって:
第1光学反射体を形成するステップ;
前記第1光学反射体の横に隣接する垂直成長部と、前記第1光学反射体の少なくとも一部の上にある窒化物半導体材料を含んで成る横方向成長部とを有するベース領域を形成するステップ;
前記ベース領域の前記横方向成長部の少なくとも一部の上にある、少なくとも1つの窒化物半導体材料を有する活性領域であって、第1導電性タイプの第1ドーパントを含む活性領域を形成するステップ;
前記活性領域の横に隣接し且つ前記第1導電性タイプとは逆の第2導電性タイプの第2ドーパントを含んで成るコンタクト領域を形成するステップ;及び
前記活性領域上にある第2光学反射体であって、前記第1光学反射体と共に、前記活性領域の少なくとも1つの量子井戸の少なくとも一部と重なる垂直光学キャビティを形成する第2光学反射体を形成するステップ、
を包含する方法。
実施態様17)
前記ベース領域が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、実施態様16に記載の方法。
実施態様18)
前記コンタクト領域が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、実施態様16に記載の方法。
実施態様19)
前記第1ドーパントがn型ドーパントであり、前記第2ドーパントがp型ドーパントである、実施態様16に記載の方法。
実施態様20)
前記活性領域が、1対の障壁層の間に量子井戸層を含み、前記量子井戸層及び前記障壁層の各々が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から選択される窒化物半導体材料から形成される、実施態様16に記載の方法。
実施態様21)
前記コンタクト領域を形成するステップが、前記活性領域から窒化物半導体材料を横方向にエピタキシャル成長させることを包含する、実施態様16に記載の方法。
14 第1光学反射体
16 ベース領域
18 活性領域
20 コンタクト領域
22 第2光学反射体
28 光学キャビティ
38 垂直成長部
40 横方向成長部
44、46、48 量子井戸
Claims (10)
- 垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)(10)であって:
第1光学反射体(14);
前記第1光学反射体(14)の横に隣接した垂直成長部(38)と、前記第1光学反射体(14)の少なくとも一部の上にある窒化物半導体材料を含んで成る横方向成長部(40)とを有するベース領域(16);
前記ベース領域(16)の前記横方向成長部(40)の少なくとも一部の上にあり、少なくとも1つの窒化物半導体量子井戸(44、46、48)を有する活性領域(18)であって、第1導電性タイプの第1ドーパントを含んで成る、活性領域(18);
前記活性領域(18)の横に隣接する、窒化物半導体材料及び前記第1導電性タイプとは逆の第2導電性タイプの第2ドーパントを含んで成るコンタクト領域(20);及び
前記活性領域(18)上にある第2光学反射体(22)であって、前記第1光学反射体(14)と共に、前記活性領域(18)の少なくとも1つの量子井戸(44、46、48)の少なくとも一部と垂直方向に重なる垂直光学キャビティ(28)を形成する、第2光学反射体(22)、
を含んで成る、VCSEL。 - 前記ベース領域(16)が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記ベース領域(16)が、GaNで形成される、請求項2に記載のVCSEL。
- 前記コンタクト領域(20)が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から形成される、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記コンタクト領域(20)が、GaNで形成される、請求項4に記載のVCSEL。
- 前記第1ドーパントがn型ドーパントであり、前記第2ドーパントがp型ドーパントである、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記活性領域(18)が、1対の障壁層の間に量子井戸層を含み、前記量子井戸層及び前記障壁層の各々が、AlxInyGa1-x-yN(式中、x及びyは0〜1であり、x+yの値は0〜1である)から選択される窒化物半導体材料から形成される、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記障壁層がGaNから形成され、前記量子井戸層がInGaNから形成されている、請求項7に記載のVCSEL。
- 少なくとも1つの前記量子井戸(44、46、48)が、前記垂直光学キャビティ(28)内において、特定の光学波長を有する定常光波のピークと同じ位置にある、請求項1に記載のVCSEL。
- 垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)(10)を製造する方法であって:
第1光学反射体(14)を形成するステップ;
前記第1光学反射体(14)の横に隣接する垂直成長部(38)と、前記第1光学反射体(14)の少なくとも一部の上にある窒化物半導体材料を含んで成る横方向成長部(40)とを有するベース領域(16)を形成するステップ;
前記ベース領域(16)の前記横方向成長部(40)の少なくとも一部の上にあり、少なくとも1つの窒化物半導体量子井戸を有する活性領域(18)であって、第1導電性タイプの第1ドーパントを含んで成る活性領域(18)を形成するステップ;
前記活性領域(18)の横に隣接し、窒化物半導体材料及び前記第1の導電性タイプとは逆の第2導電性タイプの第2ドーパントを含んで成るコンタクト領域(20)を形成するステップ;及び
前記活性領域(18)上に第2光学反射体(22)を形成するステップであって、前記第1及び第2の光学反射体(14、22)が、前記活性領域(18)の少なくとも1つの量子井戸(44、46、48)の少なくとも一部の上に垂直方向に重なる垂直光学キャビティ(28)を形成する、第2光学反射体(22)を形成するステップ;
を包含する、方法。
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