JP2009238827A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペックルノイズを低減できる新規な発光装置を提供する。
【解決手段】第１クラッド層と、第１クラッド層の上方に形成された活性層１０８と、活性層１０８の上方に形成された第２クラッド層と、第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、を含み、活性層１０８は、複数の利得領域１８０を有し、複数の利得領域１８０の各々は、活性層１０８の第１側面１０７に設けられた第１端面１７０と、第１側面１０７に平行な活性層１０８の第２側面１０９に設けられた第２端面１７２と、を有し、第１側面１０７側から見て、第１端面１７０と第２端面１７２とは、重なっておらず、第１端面１７０は、互いに重なっておらず、第２端面１７２は、互いに重なっておらず、一の利得領域１８０は、他の利得領域１８０と異なる方向に向かって設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年、プロジェクタやディスプレイなどの表示装置の光源用の発光装置として、高輝度で色再現性に優れたレーザ装置が期待されている。しかしながら、スクリーン面での乱反射光が相互に干渉して発生するスペックルノイズが問題となることがある。この問題に対しては、例えば下記特許文献１では、スクリーンを揺動させてスペックルパターンを変化させることでスペックルノイズを低減させる方法が提案されている。
特開平１１−６４７８９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された方法では、スクリーンが限定されてしまう、スクリーンを動かすためのモーター等の部材が必要になってしまう、モーター等から雑音が発生してしまう、などの新たな問題が発生する場合がある。

本発明の目的の１つは、スペックルノイズを低減できる新規な発光装置を提供することにある。

本発明に係る発光装置は、
第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
を含み、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
前記複数の利得領域の各々は、平面的に見て、前記活性層の第１側面から該第１側面に平行な前記活性層の第２側面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
前記複数の利得領域の各々では、前記第１側面側から平面的に見て、前記第１側面側の端面と前記第２側面側の端面とは、重なっておらず、
前記複数の利得領域の前記第１側面側の端面は、互いに重なっておらず、
前記複数の利得領域の前記第２側面側の端面は、互いに重なっておらず、
前記複数の利得領域のうち、一の前記利得領域は、他の前記利得領域と異なる方向に向かって設けられている。

本発明に係る発光装置は、後述するように、前記利得領域に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。従って、スペックルノイズを低減できる新規な発光装置を提供することができる。

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。

また、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ｃ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｄ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ｃ部材とＤ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ｃ部材とＤ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。

本発明に係る発光装置は、
第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
を含み、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
前記複数の利得領域は、３つ以上の前記利得領域からなり、
前記複数の利得領域の各々は、平面的に見て、前記活性層の第１側面から該第１側面に平行な前記活性層の第２側面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
前記複数の利得領域のうち、一の前記利得領域は、他の前記利得領域と異なる方向に向かって設けられている。
本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域の各々では、前記第１側面側から平面的に見て、前記第１側面側の端面と、前記第２側面側の端面とは、重なっていないことができる。

本発明に係る発光装置において、
前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
を含むことができる。

本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域は、少なくとも１つの利得領域の組を有し、
前記利得領域の組は、第１利得領域と、前記第１利得領域と隣り合う第２利得領域と、からなり、
前記第１利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
前記第２利得領域は、前記一の方向とは異なる他の方向に向かって設けられ、
前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の、前記第１側面における第１距離は、前記第２側面における第２距離に比べて長いことができる。

本発明に係る発光装置において、
前記利得領域の組は、複数設けられ、
複数の前記利得領域の組は、第１の利得領域の組と、第２の利得領域の組と、を有し、
前記第１の利得領域の組における、前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の前記第１距離は、前記第２の利得領域の組における、前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の前記第１距離に比べて短いことができる。

本発明に係る発光装置において、
前記利得領域の組は、３つ以上設けられており、
最外に設けられた前記利得領域の組は、前記第１の利得領域の組であることができる。

本発明に係る発光装置において、
一の前記利得領域の組を構成する前記第１利得領域と、一の前記利得領域の組と隣り合う他の前記利得領域の組を構成する前記第２利得領域とは、前記第１側面側の端面の少なくとも一部が重なっていることができる。

本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域の前記第２側面側の端面は、互いに重なっていないことができる。

本発明に係る発光装置において、
前記第１側面の反射率は、前記複数の利得領域に生じる光の波長帯において、前記第２側面の反射率よりも高いことができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１． 第１の実施形態
１．１． 第１の実施形態に係る発光装置
まず、第１の実施形態に係る発光装置１００について説明する。図１は、発光装置１００を概略的に示す斜視図であり、図２は、発光装置１００を概略的に示す平面図であり、図３は、発光装置１００を概略的に示す断面図であり、図２のIII−III線断面図である。なお、図１では、活性層１０８以外の部材については、便宜上、その図示を省略している。また、ここでは、発光装置１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）の半導体発光装置である場合について説明する。

発光装置１００は、図１〜図３に示すように、第１クラッド層１０６と、活性層１０８と、第２クラッド層１１０と、第１電極１２０と、第２電極１２２と、を含む。発光装置１００は、さらに、例えば、基板１０２と、バッファ層１０４と、コンタクト層１１２と、を含むことができる。

基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。基板１０２は、第１電極１２０とオーミックコンタクトする層であることができる。

バッファ層１０４は、例えば図３に示すように、基板１０２上に形成されていることができる。バッファ層１０４としては、例えば、第１導電型のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などを用いることができる。バッファ層１０４は、例えば、第１クラッド層１０６の結晶性を向上させることができる。

第１クラッド層１０６は、バッファ層１０４上に形成されている。第１クラッド層１０６は、例えば、第１導電型の半導体からなる。第１クラッド層１０６としては、例えばｎ型ＡｌＧａＰ層などを用いることができる。

活性層１０８は、第１クラッド層１０６上に形成されている。活性層１０８は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。

活性層１０８の形状は、例えば直方体（立方体である場合を含む）などである。活性層１０８は、図１および図２に示すように、第１側面１０７および第２側面１０９を有する。第１側面１０７と第２側面１０９とは、平行である。

活性層１０８の一部は、複数の利得領域を構成している。図示の例では、２つの利得領域１８０（利得領域１８０ａ，１８０ｂ）を示したが、その数は特に限定されない。利得領域１８０は、光を生じさせることができ、この光は、利得領域１８０内で利得を受けることができる。利得領域１８０は、活性層１０８の第１側面１０７に設けられた第１端面１７０と、活性層１０８の第２側面１０９に設けられた第２端面１７２と、を有する。利得領域１８０は、図２に示すように平面的に見て、第１側面１０７から第２側面１０９まで、第１側面１０７の垂線Ｐに対して傾いた方向に向かって設けられている。これにより、利得領域１８０に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。利得領域１８０の平面形状は、図２に示すように、例えば平行四辺形である。すなわち、利得領域１８０の第１端面１７０の幅ａは、第２端面１７２の幅ｂと同じである。第１端面１７０および第２端面１７２から、出射光１３０が出射されることができる。なお、利得領域１８０に生じる光の波長帯において、例えば、第１側面１０７の反射率を、第２側面１０９の反射率より高くすることができる。これにより、第１端面１７０からの光の出射を抑制することもできる。

複数の利得領域１８０のうち、一の利得領域１８０ａは、他の利得領域１８０ｂと異なる方向に向かって設けられている。図示の例では、利得領域１８０ａは、第１側面１０７の垂線Ｐに対して、角度α１の傾きを有する方向に向かって設けられている。利得領域１８０ｂは、垂線Ｐに対して、角度α２の傾きを有する方向に向かって設けられている。角度α１と角度α２とは、同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。角度α１と角度α２とが同じ角度であるとは、利得領域１８０ａと利得領域１８０ｂとが垂線Ｐに対して、線対称となる場合である。利得領域１８０ａと利得領域１８０ｂとの間の第１側面における距離Ｌ１は、例えば、利得領域１８０ａと利得領域１８０ｂとの間の第２側面における距離Ｌ２に比べて長い。これにより、例えば、第２側面１０９から出射される光の密度を大きくすることができる。なお、垂線Ｐに対する「角度」とは、鋭角となる角度のことをいう。このことは、後述する実施形態についても同様である。

利得領域１８０ａの第１端面１７０と、利得領域１８０ｂの第１端面１７０とは、重なっていない。すなわち、両第１端面１７０は、互いに離れて設けられている。また、利得領域１８０ａの第２端面１７２と、利得領域１８０ｂの第２端面１７２とは、重なっていない。すなわち、両第２端面１７２は、互いに離れて設けられている。

図４は、図１〜図３の例における活性層１０８を第１側面１０７側から平面的に見た図である。複数の利得領域１８０の各々は、図４に示すように、第１端面１７０と第２端面１７２とが重なっていない。これにより、利得領域１８０に生じる光を、第１端面１７０と第２端面１７２との間で直接的に多重反射させないことができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、利得領域１８０に生じる光のレーザ発振をより確実に抑制または防止することができる。したがって、発光装置１００は、レーザ光ではない光を発することができる。なお、この場合には、図４に示すように、例えば利得領域１８０において、第１端面１７０と、第２端面１７２とのずれ幅ｘは、正の値であればよい。

第２クラッド層１１０は、図３に示すように、活性層１０８上に形成されている。第２クラッド層１１０は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）の半導体からなる。第２クラッド層１１０は、例えばｐ型ＡｌＧａＰ層などを用いることができる。

例えば、ｐ型の第２クラッド層１１０、不純物がドーピングされていない活性層１０８、およびｎ型の第１クラッド層１０６により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０６および第２クラッド層１１０の各々は、活性層１０８よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０８は、光を増幅する機能を有する。第１クラッド層１０６および第２クラッド層１１０は、活性層１０８を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能を有する。

発光装置１００では、第１電極１２０と第２電極１２２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０８の利得領域１８０の各々において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域１８０内で光の強度が増幅される。例えば、利得領域１８０ａに生じる光の一部１０は、図１に示すように、第１端面１７０および第２端面１７２に到達するまで強度が増幅される。そして、第１端面１７０および第２端面１７２から出射光１３０として出射される。

コンタクト層１１２は、例えば図３に示すように、第２クラッド層１１０上に形成されていることができる。コンタクト層１１２としては、第２電極１２２とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層１１２は、例えば、第２導電型の半導体からなる。コンタクト層１１２としては、例えば、ｐ型ＧａＡｓ層などを用いることができる。

第１電極１２０は、例えば図３に示すように、基板１０２の下の全面に形成されている。第１電極１２０は、基板１０２およびバッファ層１０４を介して、第１クラッド層１０６と電気的に接続されている。第１電極１２０は、発光装置１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１２０としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第１クラッド層１０６とバッファ層１０４との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチングなどにより第２コンタクト層を露出させ、第１電極１２０を第２コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。この形態では、基板１０２としては、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ基板などを用いることができる。第２コンタクト層としては、例えばｎ型ＧａＡｓ層などを用いることができる。また、図示しないが、例えば、エピタキシャルリフトオフ（ＥＬＯ）法、レーザリフトオフ法などを用いて、基板１０２とその上に設けられた部材とを切り離すことができる。すなわち、発光装置１００は、基板１０２を有しないこともできる。この場合には、例えば、バッファ層１０４の直接下に第１電極１２０を形成することができる。この形態も、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。

第２電極１２２は、コンタクト層１１２上に形成されている。第２電極１２２は、コンタクト層１１２を介して、第２クラッド層１１０と電気的に接続されている。第２電極１２２は、発光装置１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１２２としては、例えば、コンタクト層１１２側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。第２電極１２２の下面は、図２に示すように、利得領域１８０と同様の平面形状を有している。言い換えるならば、図示の例では、第２電極１２２の下面の平面形状によって、電極１２０、１２２間の電流経路が決定され、その結果、活性層１０８の利得領域１８０の平面形状が決定されるのである。あるいは、コンタクト層１１２上に絶縁層（図示せず）を形成した後に、利得領域１８０と同様の平面形状となるように該絶縁層を除去してコンタクト層１１２を露出させ、第２電極１２２を少なくとも露出したコンタクト層１１２と接触している形状となるように形成されていてもよい。また、図示しないが、例えば、第１電極１２０の上面が、利得領域１８０と同じ平面形状を有していてもよい。

本実施形態に係る発光装置は、例えば、プロジェクタ、ディスプレイ、照明装置、計測装置などの光源に適用されることができる。このことは、後述する実施形態についても同様である。

発光装置１００の例では、ＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、本発明では、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料も用いることができる。基板１０２としては、例えばＧａＮ基板なども用いることができる。また、例えば有機材料などを用いることもできる。このことは、後述の変形例および実施形態についても同様である。

発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

発光装置１００では、上述したように、利得領域１８０，１８２に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。したがって、スペックルノイズを低減させることができる。

発光装置１００では、利得領域１８０のうち、一の利得領域１８０ａは、他の利得領域１８０ｂと異なる方向に向かって設けられている。これにより、発光装置１００では、利得領域１８０ごとに、所望の方向に光を出射することができる。すなわち、発光装置１００は、出射される光のプロファイルをコントロールすることができる。

発光装置１００では、利得領域１８０の第１端面１７０は、お互いに重なっていない。また、利得領域１８０の第２端面１７２は、お互いに重なっていない。これにより、発光装置１００では、光が出射される端面が重なっている場合に比べて、１つの端面から出射される光の強度を下げることができる。そのため、発光装置１００では、例えば熱などによる端面の信頼性の悪化が生じ難い。すなわち、発光装置１００は、高い信頼性を有することができる。

１．２． 第１の実施形態に係る発光装置の製造方法
次に、第１の実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図５は、発光装置１００の製造工程を概略的に示す断面図であり、図３に示す断面図に対応している。

図５に示すように、例えば、基板１０２上に、バッファ層１０４、第１クラッド層１０６、活性層１０８、第２クラッド層１１０およびコンタクト層１１２を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いることができる。

図３に示すように、例えば、コンタクト層１１２上に第２電極１２２を形成する。第２電極１２２は、例えば、真空蒸着法により全面に導電層を形成した後、該導電層をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。また、第２電極１２２は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法の組み合わせなどにより、所望の形状に形成されることもできる。

次に、基板１０２の下面下に第１電極１２０を形成する。第１電極１２０の製法は、例えば、上述した第２電極１２２の製法の例示と同じ製法で形成される。なお、第１電極１２０と第２電極１２２との形成順序は、特に限定されない。

以上の工程により、発光装置１００が得られる。

発光装置１００の製造方法によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ出射される光のプロファイルをコントロールすることができる発光装置１００を得ることができる。

１．３． 第１の実施形態の変形例に係る発光装置
次に、第１の実施形態の変形例に係る発光装置１５０について説明する。図６は、発光装置１５０を概略的に示す斜視図であり、図７は、発光装置１５０を概略的に示す平面図である。以下、第１の実施形態の変形例に係る発光装置１５０において、第１の実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図６では、活性層１０８以外の部材については、便宜上、その図示を省略している。

発光装置１５０では、図６および図７に示すように、４つの利得領域１８０（利得領域１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃ，１８０ｄ）を有することができる。なお、利得領域１８０の数は、特に限定されない。利得領域１８０ａ〜１８０ｄは、例えば、第１側面１０７の垂線Ｐに対して、互いに異なる角度の傾きを有することができる。図示の例では、外側に設けられた利得領域１８０ａ，１８０ｄの垂線Ｐに対する角度β１，β４は、内側に設けられた利得領域１８０ｂ，１８０ｃの垂線Ｐに対する角度β２，β３に比べて大きい。また、隣り合う利得領域１８０間の（例えば、利得領域１８０ａと利得領域１８０ｂと間の）第１側面における距離Ｌ１は、隣り合う利得領域１８０間の第２側面における距離Ｌ２に比べて長いことができる。これにより、第２側面１０９から出射される光の密度を大きくすることができる。

発光装置１５０は、例えば、発光装置１００の特徴に加えて、以下の特徴を有する。

発光装置１５０では、例えば、４つの利得領域１８０ａ〜１８０ｄを有することができる。これにより、発光装置１５０は、発光装置１００に比べて、出射される光の出力を大きくすることができる。

２． 第２の実施形態
２．１． 第２の実施形態に係る発光装置
次に、第２の実施形態に係る発光装置２００について説明する。図８は、発光装置２００を概略的に示す斜視図であり、図９は、発光装置２００を概略的に示す平面図である。以下、第２の実施形態に係る発光装置２００において、第１の実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図８では、活性層１０８および反射部２２７以外の部材については、便宜上、その図示を省略している。

第１側面１０７の反射率は、利得領域１８０に生じる光の波長帯において、第２側面１０９の反射率より高いことができる。例えば、図示のように、第１側面１０７を反射部２２７によって覆うことにより、高い反射率を得ることができる。反射部２２７は、例えば誘電体多層膜ミラーなどである。より具体的には、反射部２２７としては、例えば、第１側面１０７側からＡｌ_２Ｏ_３層、ＴｉＯ_２層の順序で４ペア積層したミラーなどを用いることができる。この場合の第１側面１０７の反射率は、例えば９０％である。第１側面１０７の反射率は、１００％、あるいはそれに近いことが望ましい。これに対し、第２側面１０９の反射率は、０％、あるいはそれに近いことが望ましい。例えば、第２側面１０９を反射防止部（図示せず）によって覆うことにより、低い反射率を得ることができる。反射防止部としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３単層などを用いることができる。反射部２２７および反射防止部は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法、イオンアシスト蒸着（Ion Assisted Deposition）法などにより形成される。なお、反射部２２７および反射防止部の形成順序は、特に限定されない。また、反射部および反射防止部の材質も特に限定されず、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ｔａ_２Ｏ_５などを用いることができる。

複数の利得領域１８０は、利得領域の組２８０を有する。利得領域の組２８０は、複数設けられていることができる。図示の例では、４つの利得領域の組２８０（利得領域の組２８０ａ，２８０ｂ，２８０ｃ，２８０ｄ）を示したが、その数は特に限定されない。利得領域の組２８０は、例えば、互いに交差することなく、配列されている。利得領域の組２８０は、第１利得領域１８１と、第１利得領域１８１と隣り合う第２利得領域１８２と、から構成されている。第１利得領域１８１は、一の方向に向かって設けられている。第２利得領域１８２は、第１利得領域１８１とは異なる他の方向に向かって設けられている。第１利得領域１８１と第２利得領域１８２との間の、活性層１０８の第１側面１０７における第１距離Ｌ１は、第２側面１０９における第２距離Ｌ２に比べて長いことができる。第１利得領域１８１の第２端面１７２と、第２利得領域１８２の第２端面１７２とは、例えば、重なっていない。

なお、一の利得領域の組２８０（例えば、利得領域２８０ａ）を構成する第１利得領域１８１と、他の利得領域の組２８０（例えば、利得領域２８０ｂ）を構成する第１利得領域１８１とは、互いに異なる方向に向かって設けられることができる。すなわち、利得領域の組２８０ａを構成する第１利得領域１８１と、利得領域の組２８０ｂを構成する第１利得領域１８１とは、平行でなくてもよい。第２利得領域１８２についても同様である。また、図示の例では、複数の利得領域の組２８０の各々において、第１利得領域１８１と第２利得領域１８２とは、第１側面１０７の垂線Ｐに対して、線対称となっているが、線対称となっていなくてもよい。すなわち、第１利得領域１８１が垂線Ｐに対してなす角度と、第２利得領域１８２が垂線Ｐに対してなす角度とは、図示のように同じであってもよいし、異なっていてもよい。

複数の利得領域の組２８０は、第１の利得領域の組２８１と、第２の利得領域の組２８２と、を有することができる。第１の利得領域の組２８１における、第１利得領域１８１と第２利得領域１８２との間の第１距離Ｌ１は、第２の利得領域の組２８２における、第１利得領域１８１と第２利得領域１８２との間の第１距離Ｌ１に比べて短い。第１の利得領域の組２８１を構成する利得領域１８１，１８２は、例えば、垂線Ｐに対して、角度γ１の傾きを有する。第２の利得領域の組２８２を構成する利得領域１８１，１８２は、例えば、垂線Ｐに対して、角度γ２の傾きを有する。角度γ１は、例えば、角度γ２に比べて小さい角度である。複数配列された利得領域の組２８０のうち、最外に設けられた利得領域の組２８０（利得領域の組２８０ａ，２８０ｄ）は、第１の利得領域の組２８１であることができる。第１の利得領域の組２８１は、第２の利得領域の組２８２に比べて距離Ｌ１が短いので、第２の利得領域の組２８２に比べて、出射される光の直進性が高い。すなわち、最外に設けられた利得領域の組２８０から出射される光の直進性を高めることができる。なお、例えば、図示はしないが、複数の利得領域の組２８０のうち、外側から内側に向けて徐々に第１距離Ｌ１が長くなるように利得領域の組２８０を配列することもできる。

一の利得領域の組２８０（例えば、利得領域の組２８０ｃ）を構成する第１利得領域１８１と、利得領域の組２８０ｃと隣り合う他の利得領域の組２８０（例えば、利得領域の組２８０ｂ）を構成する第２利得領域１８２とは、第１端面１７０の少なくとも一部が重なり面２７０において、重なっていることができる。これにより、例えば、利得領域の組２８０ｃを構成する第１利得領域１８１に生じる光の一部２０は、図８に示すように、重なり面２７０において反射して、利得領域の組２８０ｂを構成する第２利得領域１８２の第２端面１７２から出射光２３０として出射される。すなわち、光の一部２０は、利得領域の組２８０ｃを構成する第１利得領域１８１内、および利得領域の組２８０ｂを構成する第２利得領域１８２内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。同様に、利得領域の組２８０ｂを構成する第２利得領域１８２に生じる光の一部は、重なり面２７０において反射して、利得領域の組２８０ｃを構成する第１利得領域１８１の第２端面１７２から出射光２３０として出射される。なお、利得領域の組２８０ｃを構成する第１利得領域１８１に生じる光には、直接、第２端面１７２から出射光２３０として出射されるものもある。同様に、利得領域の組２８０ｂを構成する第２利得領域１８２に生じる光には、直接、第２端面１７２から出射光２３０として出射されるものもある。

発光装置２００は、例えば、発光装置１００の特徴に加えて、以下の特徴を有する。

発光装置２００では、最外に設けられた利得領域の組２８０（利得領域の組２８０ａ，２８０ｄ）は、第１の利得領域の組２８１であることができる。第１の利得領域の組２８１は、第２の利得領域の組２８２に比べて距離Ｌ１が短いので、第２の利得領域の組２８２に比べて、出射される光の直進性が高い。すなわち、発光装置２００は、最外に設けられた利得領域の組２８０から出射される光の直進性を高めることができる。ここで、例えば、一般的に発光装置では、最外に設けられた端面から出射される光の直進性が低く、出射される光のプロファイルが均一にならない場合がある。このような場合に、発光装置２００では、均一な光のプロファイルを得ることができる。

発光装置２００では、例えば、利得領域の組２８０ｃを構成する第１利得領域１８１と、利得領域の組２８０ｂを構成する第２利得領域１８２とは、第１端面１７０の少なくとも一部が重なり面２７０において、重なっていることができる。これにより、例えば、利得領域の組２８０ｃの第１利得領域１８１に生じる光の一部２０は、利得領域の組２８０ｃの第１利得領域１８１内、および利得領域の組２８０ｂの第２利得領域１８２内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。そのため、発光装置２００は、１つの利得領域１８０内でしか利得を受けることができない場合に比べて、出射される光の出力を大きくすることができる。

２．２． 第２の実施形態に係る発光装置の製造方法
第２の実施形態に係る発光装置２００の製造方法は、基本的に、第１の実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同じである。よって、その説明を省略する。

３． 第３の実施形態
３．１． 第３の実施形態に係る発光装置
次に、第３の実施形態に係る発光装置３００について説明する。図１０は、発光装置３００を概略的に示す平面図であり、図１１は、発光装置３００を概略的に示す断面図であり、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。以下、第３の実施形態に係る発光装置３００において、第１の実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

発光装置３００は、図１０および図１１に示すように、第１クラッド層１０６と、活性層１０８と、第２クラッド層１１０と、第１電極１２０と、第２電極１２２と、絶縁部３０２と、を含む。発光装置３００は、さらに、例えば、基板１０２と、バッファ層１０４と、コンタクト層１１２と、を含むことができる。

少なくとも活性層１０８は、図１０および図１１に示すように、利得領域１８０と同じ平面形状を有している。例えば、第１クラッド層１０６、活性層１０８、第２クラッド層１１０、コンタクト層１１２および第２電極１２２は、利得領域１８０と同じ平面形状を有している。例えば、第１クラッド層１０６、活性層１０８、第２クラッド層１１０およびコンタクト層１１２は、柱状の半導体堆積体（以下「柱状部」という）３１０を構成することができる。

絶縁部３０２は、例えばバッファ層１０４上に形成されている。絶縁部３０２は、例えば、活性層１０８の側面のうち、第１端面１７０および第２端面１７２以外の側面を覆っている。絶縁部３０２は、例えば、活性層１０８の第１側面１０７と第２側面１０９との間において、少なくとも活性層１０８の側面を覆うことができる。例えば、柱状部３１０の側面のうち、第１側面１０７側および第２側面１０９側以外の側面は、絶縁部３０２により覆われている。電極１２０，１２２間の電流は、この絶縁部３０２を避けて、該絶縁部３０２に挟まれた柱状部３１０を流れることができる。活性層１０８の側面が絶縁部３０２により覆われていることにより、利得領域１８０間の（利得領域１８０ａ，１８０ｂ間の）クロストークを防ぐことができる。

絶縁部３０２は、例えば、活性層１０８の屈折率よりも低い屈折率を有することができる。これにより、活性層１０８内に効率良く光を閉じ込めることができる。本実施形態に係る発光装置３００では、利得領域１８０ａ，１８０ｂにおいて発生した光は、屈折率差によって形成された、利得領域１８０ａ，１８０ｂの軸方向（第１方向Ａ、第２方向Ｂ）に伝搬する伝搬モードに結合する。そのため、利得領域１８０ａ，１８０ｂの軸方向と異なる方向へ伝搬するような光はほとんど存在しない。例えば、利得領域１８０ａ，１８０ｂにおいて対向する第１端面１７０と第２端面１７２とが、第１側面１０７側から平面的に見て重なっている場合に、その重なり部分において第１端面１７０と第２端面１７２とを垂直に結ぶ方向は、利得領域１８０ａ，１８０ｂの軸方向とは異なる。そのため、この第１端面１７０と第２端面１７２とを垂直に結ぶ方向へ伝搬するような光はほとんど存在しない。したがって、利得領域１８０ａ，１８０ｂを第１側面１０７の垂線Ｐに対して傾いた方向に向かって設け、光の多重反射を抑制または防止することにより、レーザ光ではない光を発する発光装置３００を得ることができる。絶縁部３０２としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ_２層、ポリイミド層などを用いることができる。

発光装置３００は、発光装置１００と同様に、スペックルノイズを低減でき、かつ出射される光のプロファイルをコントロールすることができる。

３．２． 第３の実施形態に係る発光装置の製造方法
次に、第３の実施形態に係る発光装置３００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１の実施形態に係る発光装置１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については詳細な説明を省略する。

図１２は、図１０および図１１に示す発光装置３００の製造工程を概略的に示す断面図であり、図１１に示す断面図に対応している。

図１２に示すように、基板１０２上に、バッファ層１０４、第１クラッド層１０６、活性層１０８、第２クラッド層１１０およびコンタクト層１１２を形成する。

次に、例えば、第１クラッド層１０６、活性層１０８、第２クラッド層１１０およびコンタクト層１１２をパターニングすることができる。パターニングによる開口は、例えば、少なくとも第１クラッド層１０６の上面に達する深さまで行われることができる。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。本工程により、柱状部３１０を形成することができる。

図１１に示すように、柱状部３１０の側面を覆うように絶縁部３０２を形成することができる。具体的には、まず、例えば、ＣＶＤ法、塗布法などにより、バッファ層１０４の上方（コンタクト層１１２上を含む）の全面に絶縁層（図示せず）を成膜する。次に、例えば、エッチング技術などを用いて、コンタクト層１１２の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部３０２を得ることができる。

次に、第１電極１２０および第２電極１２２を形成する。なお、図示はしないが、第２電極１２２は、コンタクト層１１２上の他、絶縁部３０２上に形成されていてもよい。

以上の工程により、発光装置３００が得られる。

発光装置３００の製造方法によれば、発光装置１００と同様に、スペックルノイズを低減でき、かつ出射される光のプロファイルをコントロールすることができる発光装置３００を得ることができる。

３．３． 第３の実施形態の変形例に係る発光装置
次に、第３の実施形態の変形例に係る発光装置３５０について説明する。なお、上述した図１０および図１１に示す発光装置３００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

図１３は、発光装置３５０の製造工程を概略的に示す断面図である。図１４は、発光装置３５０の製造工程を概略的に示す断面図である。なお、図１３および図１４に示す断面図は、発光装置３００の例における図１１に示す断面図に対応している。

発光装置３００の例では、図１２に示すように、柱状部３１０を形成した後、絶縁層（図示せず）を成膜し、その後コンタクト層１１２を露出させることにより、絶縁部３０２を形成する場合について説明した。

これに対し、本変形例では、まず、例えば、図１３に示すように、コンタクト層１１２上であって、利得領域１８０の上方の領域を、フォトレジスト等のマスク層３５４で覆う。次に、例えばプロトン等のイオン３５６を、マスク層３５４をマスクとして、少なくとも第１クラッド層１０６の上面に達する深さまで注入する。

以上の工程により、例えば図１４に示すように、本変形例に係る発光装置３５０の絶縁部３０２を形成することができる。なお、図示の例では、絶縁層３０２の下面の位置は、第１クラッド層１０６の上面の位置よりも下であって、バッファ層１０４の下面の位置よりも上である。また、図示の例では、第２電極１２２は、コンタクト層１１２上および絶縁部３０２上に形成されているが、図１１に示すようにコンタクト層１１２上のみに形成されていてもよい。

発光装置３５０は、発光装置１００と同様に、スペックルノイズを低減でき、かつ出射される光のプロファイルをコントロールすることができる。

なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る発光装置の一部を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 第１の実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 第３の実施形態の変形例に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 第３の実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。

符号の説明

１０ 光の一部、２０ 光の一部、１００ 発光装置、１０２ 基板、１０４ バッファ層、１０６ 第１クラッド層、１０７ 第１側面、１０８ 活性層、１０９ 第２側面、１１０ 第２クラッド層、１１２ コンタクト層、１２０ 第１電極、１２２ 第２電極、１３０ 出射光、１５０ 発光装置、１７０ 第１端面、１７２ 第２端面、１８０ 利得領域、１８１ 第１利得領域、１８２ 第２利得領域、２００ 発光装置、２２７ 反射部、２３０ 出射光、２７０ 重なり面、２８０ 利得領域の組、２８１ 第１の利得領域の組、２８２ 第２の利得領域の組、３００ 発光装置、３０２ 絶縁部、３１０ 柱状部、３５０ 発光装置、３５４ マスク層、３５６ イオン

Claims (10)

1. 第１クラッド層と、
   前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
   前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
   前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
   前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
   を含み、
   前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
   前記複数の利得領域の各々は、平面的に見て、前記活性層の第１側面から該第１側面に平行な前記活性層の第２側面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
   前記複数の利得領域の各々では、前記第１側面側から平面的に見て、前記第１側面側の端面と前記第２側面側の端面とは、重なっておらず、
   前記複数の利得領域の前記第１側面側の端面は、互いに重なっておらず、
   前記複数の利得領域の前記第２側面側の端面は、互いに重なっておらず、
   前記複数の利得領域のうち、一の前記利得領域は、他の前記利得領域と異なる方向に向かって設けられている、発光装置。
2. 第１クラッド層と、
   前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
   前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
   を含み、
   前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
   前記複数の利得領域は、３つ以上の前記利得領域からなり、
   前記複数の利得領域の各々は、平面的に見て、前記活性層の第１側面から該第１側面に平行な前記活性層の第２側面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
   前記複数の利得領域のうち、一の前記利得領域は、他の前記利得領域と異なる方向に向かって設けられている、発光装置。
3. 請求項２において、
   前記複数の利得領域の各々では、前記第１側面側から平面的に見て、前記第１側面側の端面と、前記第２側面側の端面とは、重なっていない、発光装置。
4. 請求項２または３において、
   前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
   前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
   を含む、発光装置。
5. 請求項２ないし４のいずれかにおいて、
   前記複数の利得領域は、少なくとも１つの利得領域の組を有し、
   前記利得領域の組は、第１利得領域と、前記第１利得領域と隣り合う第２利得領域と、からなり、
   前記第１利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
   前記第２利得領域は、前記一の方向とは異なる他の方向に向かって設けられ、
   前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の、前記第１側面における第１距離は、前記第２側面における第２距離に比べて長い、発光装置。
6. 請求項５において、
   前記利得領域の組は、複数設けられ、
   複数の前記利得領域の組は、第１の利得領域の組と、第２の利得領域の組と、を有し、
   前記第１の利得領域の組における、前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の前記第１距離は、前記第２の利得領域の組における、前記第１利得領域と前記第２利得領域との間の前記第１距離に比べて短い、発光装置。
7. 請求項６において、
   前記利得領域の組は、３つ以上設けられており、
   最外に設けられた前記利得領域の組は、前記第１の利得領域の組である、発光装置。
8. 請求項５ないし７のいずれかにおいて、
   一の前記利得領域の組を構成する前記第１利得領域と、一の前記利得領域の組と隣り合う他の前記利得領域の組を構成する前記第２利得領域とは、前記第１側面側の端面の少なくとも一部が重なっている、発光装置。
9. 請求項２ないし８のいずれかにおいて、
   前記複数の利得領域の前記第２側面側の端面は、互いに重なっていない、発光装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかにおいて、
    前記第１側面の反射率は、前記複数の利得領域に生じる光の波長帯において、前記第２側面の反射率よりも高い、発光装置。

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