JP2009238845A - 発光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を有する発光モジュールを提供する。
【解決手段】本発明に係る発光モジュール１０００は，導電部材１５４と、導電部材を介して積み重ねられた複数の発光装置１００とを含み、複数の発光装置の各々は、活性層と、一対のクラッド層と、一対の電極１２０，１２２とを有し、活性層のうちの少なくとも一部は利得領域を構成し、利得領域は平面的に見て、活性層の第１側面１０７から第１側面に平行な第２側面１０９まで、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、導電部材は、導電部材を挟む一方の発光装置の導電部材側の電極、及び、他方の発光装置の導電部材側の電極に電気的に接続されており、平面的に見て導電部材の外縁のうちの少なくとも一部は，複数の発光装置の外側に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュール及びその製造方法に関する。

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。

また、スペックルノイズを低減させるために、光源用の発光装置として、一般的なＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることも考えられる。しかしながら、ＬＥＤでは、十分な光出力を得られないことがある。

本発明の目的の１つは、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を有する発光モジュール及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る発光モジュールは、
導電部材と、
前記導電部材を介して積み重ねられた複数の発光装置と、
を含み、
前記複数の発光装置の各々は、
活性層と、
前記活性層を上方および下方から挟む一対のクラッド層と、
前記一対のクラッド層を上方および下方から挟む一対の電極と、
を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、利得領域を構成し、
前記利得領域は、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、
前記導電部材は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極、および、他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極に電気的に接続されており、
平面的に見て、前記導電部材の外縁のうちの少なくとも一部は、前記複数の発光装置の外側に位置している。

本発明に係る発光モジュールの有する発光装置では、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させることができる。さらに、本発明に係る発光装置では、前記利得領域に生じる光は、該利得領域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。従って、従来の一般的なＬＥＤよりも高い出力を得ることができる。以上のように、本発明によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を有する発光モジュール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、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）の「上方」に形成された他の特定の部材（以下「Ｂ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、Ａ部材上に直接Ｂ部材が形成されているような場合と、Ａ部材上に他のものを介してＢ部材が形成されてい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、「下方」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ｃ部材」という）は、他の特定の部材（以下「Ｄ部材」という）の「下方」に設けられ」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、Ｄ部材の下に直接Ｃ部材が設けられているような場合と、Ｄ部材の下に他のものを介してＣ部材が設けられているような場合とが含まれるものとして、「下方」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）が、他の特定の部材（以下「Ｄ部材」という）に電気的に接続されている」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、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。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記導電部材を挟む一方の前記発光装置は、他方の前記発光装置を裏返したものと同じものであることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記利得領域では、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。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
レーザ光ではない光を発することができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記複数の発光装置の各々の第２側面は、同じ側に向けられていることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記導電部材の下面は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極の上面と貼り合わされており、
前記導電部材の上面は、該導電部材を挟む他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極の下面と貼り合わされていることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記導電部材は、該導電部材に貼り合わされている前記電極のうち、一体的に形成された該電極の前記上面および前記下面のうちの少なくとも一方の全面と貼り合わされていることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記導電部材は、複数設けられており、
前記複数の発光装置は、複数の前記導電部材の各々を介して積み重ねられていることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記利得領域は、複数設けられており、
複数の前記利得領域に生じる光の波長帯において、前記第１側面の反射率は、前記第２側面の反射率よりも高く、
前記複数の利得領域は、少なくとも１つの前記利得領域の対を成し、
前記利得領域の対の一方の第１利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
前記利得領域の対の他方の第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利得領域の前記第１側面側の端面のうちの少なくとも一部と、前記第２利得領域の前記第１側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なっていることができる。

本発明に係る発光モジュールにおいて、
前記一対の電極の各々は、オーミックコンタクトする層と接しており、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方と、前記オーミックコンタクトする層との接触面は、前記利得領域と同じ平面形状を有することができる。

本発明に係る発光モジュールの製造方法は、
複数の発光装置を形成する工程と、
前記複数の発光装置の各々を順次裏返しになるように、導電部材を介して積み重ねていく工程と、
を含み、
前記複数の発光装置を形成する工程は、
基板の上方に第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上方に第２クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層および前記第２クラッド層を上方および下方から挟む一対の電極を形成する工程と、
を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、利得領域を構成するように形成され、
前記利得領域は、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形成され、
前記導電部材は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極、および、他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極に電気的に接続されるように形成され、
平面的に見て、前記導電部材の外縁のうちの少なくとも一部は、前記複数の発光装置の外側に位置するように形成される。

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． まず、本実施形態に係る発光モジュール１０００について説明する。

図１は、発光モジュール１０００を概略的に示す分解斜視図であり、図２は、発光モジュール１０００を概略的に示す平面図であり、図３は、図２のIII−III線断面図である。

発光モジュール１０００は、導電部材１５４と、複数（図示の例では２つ）の発光装置１００と、を含む。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。

２つの発光装置１００は、図１〜図３に示すように、導電部材１５４を介して積み重ねられている。即ち、導電部材１５４は、下側の発光装置１００と上側の発光装置１００により挟まれている。導電部材１５４の下面は、例えば、下側の発光装置１００の導電部材１５４側の電極（第２電極）１２２の上面と貼り合わされている。また、導電部材１５４の上面は、例えば、上側の発光装置１００の導電部材１５４側の電極（第２電極）１２２の下面と貼り合わされている。導電部材１５４は、下側の発光装置１００の第２電極１２２及び上側の発光装置１００の第２電極１２２に電気的に接続されている。導電部材１５４は、例えば板状の部材である。導電部材１５４としては、例えば、アルミニウム板、金板、白金板、チタン板や、これらを積層したものなどを用いることができる。

図２のように平面的に見て、導電部材１５４の外縁の一部は、発光装置１００の外側であって、第１側面１０７側に位置している。図示の例では、導電部材１５４の外縁の残りの部分は、発光装置１００の外縁の一部と同じ位置である。導電部材１５４は、例えば、図２に示すように、発光装置１００と完全に重なる領域と、第１側面１０７側に突出した領域とからなることができる。なお、例えば、導電部材１５４の外縁のすべてを発光装置１００の外側に位置させることもできる。また、導電部材１５４は、例えば、平面的に見て、発光装置１００の周囲全体に突出した領域を有することもできる。

上側の発光装置１００は、図示の例では、下側の発光装置１００を裏返したものと同じものである。従って、以下では、便宜上、下側の発光装置１００のみについて説明するが、上側の発光装置１００は、下側の発光装置１００を裏返したものと異なったものであっても良い。なお、図示の例では、上側の発光装置１００は、下側の発光装置１００を、第２側面１０９が同じ側に向くようにして、裏返したものと同じものである。

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。図示の例では、第１電極１２０と第２電極１２２との間の部材、即ち、基板１０２からコンタクト層１１２までの部材は、一体的な多層部材１５２を構成している。

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。

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は、例えば、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。バッファ層１０４としては、例えば、基板１０２よりも結晶性の良好な（例えば欠陥密度の低い）第１導電型（ｎ型）のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などを用いることができる。

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に示すように、第１側面１０７及び第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、図３に示すように、利得領域１８０を構成する。例えば図示の例では、活性層１０８は、３つの利得領域１８０を有している。３つの利得領域１８０は、図３に示すように、例えば等間隔に配列されていることができる。

利得領域１８０には、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。３つの利得領域１８０の各々は、平面的に見て（図２参照）、第１側面１０７から第２側面１０９まで、第１側面１０７の垂線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。なお、利得領域１８０が所定の方向に向かって設けられている場合とは、当該所定の方向が、平面的に見て、利得領域１８０の第１側面１０７側の第１端面１７０の中心と、第２側面１０９側の第２端面１７２の中心とを結ぶ方向に一致する場合をいう。

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。図４に示すように、３つの利得領域１８０の各々では、第１側面１０７側の第１端面１７０と、第２側面１０９側の第２端面１７２とは、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側面１０７側の第１端面１７０と、第２側面１０９側の第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。従って、発光モジュール１０００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、第１端面１７０と、第２端面１７２とのずれ幅ｘが正の値であれば良い。

また、図示の例では、平面的に見て（図２参照）、３つの利得領域１８０の各々の第１端面１７０の幅は、第２端面１７２の幅と同じであるが、異なっていても良い。３つの利得領域１８０の各々の平面形状は、例えば図２に示すような平行四辺形などである。

第２クラッド層１１０は、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としては、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、及び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及び第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及び第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内を光が進行し、その間に光強度が増幅され、第２端面１７２から出射光Ｌ１として出射されることができる。なお、図示の例では、第１端面１７０から出射される光（図示せず）もある。

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、該第１電極１２０とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接していることができる。第１電極１２０は、基板１０２及びバッファ層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該第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。絶縁性の基板１０２としては、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ基板などが挙げられる。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。即ち、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。図示の例では、第２電極１２２とコンタクト層１１２との接触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、利得領域１８０の平面形状が決定されることができる。なお、図示しないが、例えば、第１電極１２０と基板１０２との接触面が、利得領域１８０と同じ平面形状を有していても良い。また、図示しないが、例えば、コンタクト層１１２上に開口部を有する絶縁層を形成し、該開口部を埋め込むようにして、第２電極１２２を形成することもできる。この場合には、例えば、第２電極１２２とコンタクト層１１２との接触面は、利得領域１８０と同じ平面形状を有し、第２電極１２２の上面は、絶縁層（開口部含む）上の全面に設けられていることができる。

本実施形態に係る発光モジュール１０００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。

２． 次に、本実施形態に係る発光モジュール１０００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図５及び図６は、発光モジュール１０００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７は、発光モジュール１０００の製造工程を概略的に示す平面図である。

（１）まず、例えば、図５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、及びコンタクト層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。以上の工程により、図５に示すように、多層部材１５２が得られる。

（２）次に、例えば、図６に示すように、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等により、所望の形状に形成されることもできる。

次に、例えば、図６に示すように、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である。なお、第１電極１２０及び第２電極１２２の形成順序は、特に限定されない。

（３）以上の工程により、図７に示すように、本実施形態の発光装置１００が複数作り込まれた発光装置ウェハ１１００が得られる。次に、発光装置ウェハ１１００をダイシングして、チップ化することができる。

（４）次に、例えば、図１及び図３に示すように、チップ化された発光装置１００の２つを順次裏返しになるように、導電部材１５４を介して積み重ねていく。導電部材１５４と発光装置１００との貼り合わせには、例えば公知の導電性接着剤などを用いることができる。

（５）以上の工程により、図１〜図３に示すように、本実施形態の発光モジュール１０００が得られる。

３． 本実施形態に係る発光モジュール１０００の有する発光装置１００では、上述したように、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。従って、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、本実施形態の発光装置１００では、利得領域１８０に生じる光は、利得領域１８０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。従って、従来の一般的なＬＥＤよりも高い出力を得ることができる。以上のように、本実施形態によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置１００を有する発光モジュール１０００を提供することができる。

また、本実施形態の発光モジュール１０００では、図１及び図３に示すように、２つの発光装置１００が、縦方向（上下方向）に積み重ねられている。このため、本実施形態の発光モジュール１０００によれば、同じ面積（平面的に見た面積）で高出力化が可能である。従って、発光モジュール１０００を小型化することができる。

また、本実施形態の発光モジュール１０００では、図２に示すように、下側の発光装置１００の出射光Ｌ１と、上側の発光装置１００の出射光Ｌ２とを交差させることができる。このため、例えば、出射光Ｌ１，Ｌ２を重ね合わせるような場合に比べ、光の照射面（例えばスクリーン面等）における発光モジュール１０００全体としての光の大面積化かつ光強度の均一化を図ることができる。

また、本実施形態の発光モジュール１０００では、２つの発光装置１００の間に導電部材１５４が設けられている。この導電部材１５４は、ヒートシンクとして機能することができる。従って、本実施形態によれば、放熱性に優れた発光モジュール１０００を提供することができる。

また、本実施形態の発光モジュール１０００では、図２のように平面的に見て、導電部材１５４の外縁の一部は、発光装置１００の外側に位置している。これにより、外部の配線（図示せず）などと、導電部材１５４とを、例えばボンディングワイヤ等の接続部材（図示せず）により、接続することができる。また、本実施形態の発光モジュール１０００では、導電部材１５４は、２つの発光装置１００の各々の第２電極１２２に接続されて、平面的に見た発光装置１００の外側に引き出されることができる。このため、導電部材１５４は、第２電極１２２の各々に対する共通の引き出し電極として機能することができる。

また、本実施形態の発光モジュール１０００の製造方法では、図７に示すように、発光装置ウェハ１１００におけるチップパターンは、１種類で対応できる。このため、１種類のマスクパターンで発光モジュール１０００を製造することができる。

４． 次に、本実施形態に係る発光モジュールの変形例について説明する。なお、上述した図１〜図３に示す発光モジュール１０００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。

（１）まず、第１の変形例について説明する。

図８Ａは、本変形例に係る発光モジュール２０００の上側を概略的に示す分解斜視図の部分図であり、図８Ｂは、本変形例に係る発光モジュール２０００の下側を概略的に示す分解斜視図の部分図である。

発光モジュール１０００の例では、図１〜図３に示すように、１つの導電部材１５４を介して２つの発光装置１００が積み重ねられている場合について説明した。これに対し、本変形例では、２つ以上の導電部材１５４，１５６の各々を介して、複数の発光装置１００が積み重ねられていることができる。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示す例では、３つの導電部材の各々を介して、４つの発光装置１００が積み重ねられている。３つの導電部材のうちの中央の導電部材１５６は、例えば、他の導電部材１５４に比べ、平面的に見た発光装置１００の外側に、より長く引き出されていることができる。このように、長さを異ならせて引き出すことにより、外部の配線（図示せず）などと、複数の導電部材１５４，１５６の各々とを、接続しやすくすることができる。中央の導電部材１５６は、例えば接地されていることができる。

図示の例では、中央の導電部材１５６の上面は、上側の発光装置１００の第１電極１２０の下面の全面と貼り合わされている。また、中央の導電部材１５６の下面は、下側の発光装置１００の第１電極１２０の上面の全面と貼り合わされている。このように、一体的に形成されている（即ちパターニングされていない）第１電極１２０の導電部材１５６側の表面の全部と、導電部材１５６の第１電極１２０側の表面とを貼り合わせることにより、貼り合わせ強度を向上させることができる。なお、このことは、第２電極１２２を一体的に形成するような場合についても同様である。

（２）次に、第２の変形例について説明する。

図９は、本変形例に係る発光モジュール３０００を概略的に示す分解斜視図である。

本変形例では、発光装置２００の第２電極１２２は、第１領域１８１及び第２領域１８２からなり、これらが対を成して第２電極１２２を構成している。第１領域１８１及び第２領域１８２の各々は、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の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられている。第１領域１８１と第２領域１８２とは、異なる方向に向かって設けられている。図示の例では、第１領域１８１は、第１側面１０７の垂線に対して一方の側に傾いた方向に向かって設けられている。また、第２領域１８２は、第１側面１０７の垂線に対して他方の側（上記一方の側の反対側）に傾いた方向に向かって設けられている。第１領域１８１の第１側面１０７側の端面のうちの少なくとも一部と、第２領域１８２の第１側面１０７側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なっている。平面的に見ると、この重なり合っている面（以下「重なり面」という）の垂直二等分線に対して、例えば、第１領域１８１の形状と、第２領域１８２の形状とは、線対称であることができる。第１領域１８１及び第２領域１８２の各々の平面形状は、例えば図９に示すような平行四辺形などである。

図示の例では、第２電極１２２と多層部材１５２との接触面の平面形状によって、活性層の利得領域（図示せず）の平面形状が決定されることができる。即ち、活性層の利得領域は、第２電極１２２と多層部材１５２との接触面と同様の平面形状を有することができる。以下では、第２電極１２２の第１領域１８１の鉛直方向に位置する活性層の利得領域を第１利得領域、第２電極１２２の第２領域１８２の鉛直方向に位置する活性層の利得領域を第２利得領域という。

本変形例では、活性層の利得領域に生じる光の波長帯において、第１側面１０７の反射率は、第２側面１０９の反射率よりも高い。例えば、図９に示すように、第１側面１０７を反射部１３０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１３０としては、例えば、第１側面１０７側からＡｌ_２Ｏ_３層、ＴｉＯ_２層の順序で積層した誘電体多層膜ミラーなどを用いることができる。また、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１３０及び反射防止部は、例えばスパッタ法などにより形成される。

本変形例に係る発光モジュール３０００の有する発光装置２００では、第１利得領域に生じる光の一部は、重なり面において反射されて、第２利得領域内においても利得を受けながら進行し、最終的に出射されることができる。また、第２利得領域に生じる光の一部に関しても同様である。従って、本変形例の発光装置２００によれば、例えば、重なり面において積極的に反射させないような場合に比べ、光強度の増幅距離が長くなるため、高い光出力を得ることができる。

また、本変形例の発光モジュール３０００では、例えば図９に示すように、上側の発光装置２００と、下側の発光装置２００とを、ずらして導電部材１５４に貼り合わせることができる。図示の例では、下側の発光装置２００の第２電極１２２が配列されている方向に、上側の発光装置２００をずらして貼り合わされている。平面的に見たずらし量としては、例えば、上側の発光装置２００の一方の第２電極１２２が、下側の発光装置２００の一方の第２電極１２２に完全に重なる前までとすることが好ましい。これにより、光の照射面における発光モジュール３０００全体としての光の大面積化かつ光強度の均一化を図ることができる。

（３）次に、第３の変形例について説明する。

図１０は、本変形例に係る発光モジュールの有する発光装置６００を概略的に示す断面図である。なお、図１０に示す断面図は、発光モジュール１０００の例における図３に示す断面図に対応している。

本変形例では、例えば、少なくともコンタクト層１１２のうちの第２電極１２２との接触面側の部分（コンタクト層１１２の上部）をパターニングし、柱状部６１０を形成することができる。図示の例では、柱状部６１０は、コンタクト層１１２、第２クラッド層１１０、活性層１０８、及び第１クラッド層１０６から構成されている。例えば、柱状部６１０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６０２により覆われている。絶縁部６０２は、図１０に示すように、柱状部６１０の側方に設けられている。絶縁部６０２は、例えば、柱状部６１０の第２電極１２２側とは反対側に接する層（図示の例ではバッファ層１０４）の上に形成されている。絶縁部６０２は、第１側面１０７と第２側面１０９との間において、柱状部６１０の側面に接している。電極１２０，１２２間の電流は、絶縁部６０２を避けて、該絶縁部６０２に挟まれた柱状部６１０を流れることができる。つまり、柱状部６１０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、利得領域１８０の平面形状が決定されることができる。

絶縁部６０２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６００では、利得領域１８０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１８０の軸方向（上述した所定の方向）に伝搬する伝搬モードに結合する。そのため、利得領域１８０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１８０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１８０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。従って、利得領域１８０を第１側面１０７の垂線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６００を得ることができる。絶縁部６０２としては、例えば、ＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＮ層などを用いることができる。また、絶縁部６０２は、例えばプロトン注入などにより形成されることもできる。なお、図示しないが、柱状部６１０及び絶縁部６０２は、基板１０２側に形成されることもできる。

（４）次に、第４の変形例について説明する。

発光モジュール１０００の例では、利得領域１８０の平面形状は、図２に示すように、直線状である場合について説明したが、本変形例では、図示しないが、例えば、利得領域１８０の平面形状は、曲線状や、直線状と曲線状の組み合わせなどであることができる。

（５）次に、第５の変形例について説明する。

発光モジュール１０００の例では、ＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、本変形例では、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を用いることができる。また、本変形例では、例えば有機材料などを用いることもできる。

（６）なお、上述した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、各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

５． 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。

本実施形態の発光モジュールを概略的に示す分解斜視図。 本実施形態の発光モジュールを概略的に示す平面図。 本実施形態の発光モジュールを概略的に示す断面図。 本実施形態の活性層を第１側面側から平面的に見た図。 本実施形態の発光モジュールの製造工程を概略的に示す断面図。 本実施形態の発光モジュールの製造工程を概略的に示す断面図。 本実施形態の発光モジュールの製造工程を概略的に示す平面図。 本実施形態の発光モジュールの第１変形例を概略的に示す分解斜視図。 本実施形態の発光モジュールの第１変形例を概略的に示す分解斜視図。 本実施形態の発光モジュールの第２変形例を概略的に示す分解斜視図。 本実施形態の発光モジュールの第３変形例を概略的に示す断面図。

符号の説明

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 反射部、１５２ 多層部材、１５４，１５６ 導電部材、１７０ 第１端面、１７２ 第２端面、１８０ 利得領域、１８１ 第１領域、１８２ 第２領域、２００，６００ 発光装置、６０２ 絶縁部、６１０ 柱状部、１０００ 発光モジュール、１１００ 発光装置ウェハ，２０００，３０００ 発光モジュール

Claims (11)

1. 導電部材と、
   前記導電部材を介して積み重ねられた複数の発光装置と、
   を含み、
   前記複数の発光装置の各々は、
   活性層と、
   前記活性層を上方および下方から挟む一対のクラッド層と、
   前記一対のクラッド層を上方および下方から挟む一対の電極と、
   を有し、
   前記活性層のうちの少なくとも一部は、利得領域を構成し、
   前記利得領域は、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、
   前記導電部材は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極、および、他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極に電気的に接続されており、
   平面的に見て、前記導電部材の外縁のうちの少なくとも一部は、前記複数の発光装置の外側に位置している、発光モジュール。
2. 請求項１において、
   前記導電部材を挟む一方の前記発光装置は、他方の前記発光装置を裏返したものと同じものである、発光モジュール。
3. 請求項１または２において、
   前記利得領域では、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、発光モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   レーザ光ではない光を発する、発光モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記複数の発光装置の各々の第２側面は、同じ側に向けられている、発光モジュール。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記導電部材の下面は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極の上面と貼り合わされており、
   前記導電部材の上面は、該導電部材を挟む他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極の下面と貼り合わされている、発光モジュール。
7. 請求項６において、
   前記導電部材は、該導電部材に貼り合わされている前記電極のうち、一体的に形成された該電極の前記上面および前記下面のうちの少なくとも一方の全面と貼り合わされている、発光モジュール。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記導電部材は、複数設けられており、
   前記複数の発光装置は、複数の前記導電部材の各々を介して積み重ねられている、発光モジュール。
9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
   前記利得領域は、複数設けられており、
   複数の前記利得領域に生じる光の波長帯において、前記第１側面の反射率は、前記第２側面の反射率よりも高く、
   前記複数の利得領域は、少なくとも１つの前記利得領域の対を成し、
   前記利得領域の対の一方の第１利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
   前記利得領域の対の他方の第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利得領域の前記第１側面側の端面のうちの少なくとも一部と、前記第２利得領域の前記第１側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なっている、発光モジュール。
10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記一対の電極の各々は、オーミックコンタクトする層と接しており、
    前記一対の電極のうちの少なくとも一方と、前記オーミックコンタクトする層との接触面は、前記利得領域と同じ平面形状を有する、発光モジュール。
11. 複数の発光装置を形成する工程と、
    前記複数の発光装置の各々を順次裏返しになるように、導電部材を介して積み重ねていく工程と、
    を含み、
    前記複数の発光装置を形成する工程は、
    基板の上方に第１クラッド層を形成する工程と、
    前記第１クラッド層の上方に活性層を形成する工程と、
    前記活性層の上方に第２クラッド層を形成する工程と、
    前記第１クラッド層および前記第２クラッド層を上方および下方から挟む一対の電極を形成する工程と、
    を有し、
    前記活性層のうちの少なくとも一部は、利得領域を構成するように形成され、
    前記利得領域は、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形成され、
    前記導電部材は、該導電部材を挟む一方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極、および、他方の前記発光装置の該導電部材側の前記電極に電気的に接続されるように形成され、
    平面的に見て、前記導電部材の外縁のうちの少なくとも一部は、前記複数の発光装置の外側に位置するように形成される、発光モジュールの製造方法。

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