JP2010161104A - 発光装置および積層型発光装置 - Google Patents

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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提供する。
【解決手段】発光装置100は、支持部120と、第1クラッド層104と、活性層106と、第2クラッド層108と、活性層と離間して形成された反射部140と、を含む。活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域160,162を構成し、各々は、活性層の第1側面105から、それと平行な活性層の第2側面に向かって、傾いて設けられる。複数の利得領域は、少なくとも1つの利得領域対163をなし、第1利得領域の第2側面側の端面のうちの少なくとも一部と、第2利得領域の第2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。第1利得領域の第1側面側の端面から出射される光20は、反射部によって反射して、第2利得領域の第1側面側の端面から出射される光22と、同一の方向または集束する方向に進む。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置および積層型発光装置に関する。
近年、プロジェクター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ー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提供することにある。また、本発明の目的の1つは、上記発光装置を有する積層型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、
支持部と、
前記支持部の上方に形成された第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、
前記支持部の上方であって、前記活性層と離間して形成された反射部と、
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、前記活性層の第1側面から、前記第1側面と平行な前記活性層の第2側面に向かって、前記第1側面の垂線に対して傾いて設けられ、
前記複数の利得領域は、少なくとも1つの利得領域対をなし、
前記利得領域対の一方の第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2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2側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なっており、
前記第1利得領域の前記第1側面側の端面から出射される光は、前記反射部によって反射して、前記第2利得領域の前記第1側面側の端面から出射される光と、同一の方向または集束する方向に進む。
本発明に係る発光装置では、後述するように、利得領域に生じる光のレーザー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。さらに、本発明に係る発光装置では、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。したがって、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。
本発明に係る発光装置において、
前記支持部および前記反射部の材質は、金属であることができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第1利得領域の前記第2側面側の端面と、前記第2利得領域の前記第2側面側の端面とは、前記第2側面に設けられていることができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第1利得領域の平面形状と、前記第2利得領域の平面形状とは、前記第1側面の垂線に対して線対称であることができる。
本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域の各々では、前記第1側面側から平面的にみて、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利得領域の前記第2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2側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なり面において重なっており、
前記第1利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第2利得領域の前記第1側面側の端面から出射され、
前記第2利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第1利得領域の前記第1側面側の端面から出射されることができる。
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。
なお、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において、
前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向と直交する方向に、複数配列されていることができる。
本発明に係る積層型発光装置において、
本発明に係る発光装置は、前記活性層の厚み方向に、複数配列されていることができる。
本発明に係る積層型発光装置において、
前記発光装置の前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向と直交する方向に、複数配列され、
前記発光装置の前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向に、複数配列され、
前記活性層の厚み方向に配列されている複数の前記利得領域対からなる列ごとに、独立に電流が供給されることができる。
本発明に係る積層型発光装置において、
複数の前記発光装置の前記反射部は、連続していることができる。
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、図面を参照しながら説明する。図1は、発光装置100を模式的に示す斜視図である。図2は、発光装置100を模式的に示す平面図である。図3は、発光装置100を模式的に示す図2のIII−III線断面図である。なお、図1および図2では、便宜上、第2電極114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、支持部120と、第1クラッド層104と、活性層106と、第2クラッド層108と、反射部140と、を含む。発光装置100は、さらに、基板102と、コンタクト層110と、絶縁層116と、第1電極112と、第2電極114と、反射膜130と、を含むことができる。
支持部120の材質は、例えば金属であり、より具体的には、金、銅、アルミニウムなどである。支持部120は、例えば、導電性である。
基板102は、支持部120上に形成されている。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。
第1クラッド層104は、基板102上に形成されている。第1クラッド層104としては、例えば、n型のAlGaP層などを用いることができる。なお、図示はしないが、第1基板102と第1クラッド層104との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、n型のGaAs層、InGaP層などを用いることができる。
活性層106は、第1クラッド層104上に形成されている。活性層106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106の一部は、複数の利得領域を構成している。複数の利得領域の各々は、対を成している。例えば図示の例では、活性層106は、2つの利得領域(第1利得領域160および第2利得領域162)を有し、これらが利得領域対163を構成している。
利得領域160,162は、光を生じさせることができ、この光は、利得領域160,162内で利得を受けることができる。活性層106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106は、図2に示すように、第1側面105と第2側面107とを有する。第1側面105と第2側面107とは、平行である。利得領域160,162に生じる光の波長帯において、第2側面107の反射率は、第1側面105の反射率よりも高い。例えば、図1および図2に示すように、第2側面107を反射膜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。反射膜130は、例えば誘電体多層膜ミラーなどである。具体的には、反射膜130としては、例えば、第2側面107側からSiO層、Ta層の順序で10ペア積層したミラーなどを用いることができる。第2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1側面105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1側面105を反射防止膜(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。なお、反射膜130としては、上述した例に限定されるわけではなく、例えば、Al層、TiO層、SiN層や、これらの多層膜などを用いることができる。
利得領域160,162の各々は、図2示すように平面的にみて、第1側面105から第2側面107に向かって、第1側面105の垂線Pに対して傾いて設けられている。これにより、利得領域160,162に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。第1利得領域160と第2利得領域162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利得領域160は、垂線Pに対して一方の側に傾いており、角度θの傾きを有する一の方向に向かって設けられている。第2利得領域162は、垂線Pに対して他方の側(上記一方の側の反対側)に傾いており、角度θの傾きを有する他の方向に向かって設けられている。なお、第1利得領域160が一の方向に向かって設けられている場合とは、当該一の方向が、平面的に見て、第1利得領域160の第1側面105側の第1端面170の中心と、第2側面107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。このことは、他の利得領域についても同様である。
第1利得領域160の第1側面105側の第1端面170と、第2利得領域162の第1側面105側の第3端面174とは、第1側面105に設けられている。また、第1利得領域160の第2側面107側の第2端面172と、第2利得領域162の第2側面107側の第4端面176とは、第2側面107に設けられている。図示の例では、第2端面172と第4端面176とは、重なり面178において完全に重なっている。第1利得領域160の平面形状と、第2利得領域162の平面形状とは、例えば、第2端面172または第4端面176内の垂線Pに対して線対称である。第1利得領域160の平面形状と、第2利得領域162の平面形状とは、例えば、重なり面178の垂直二等分線Pに対して線対称である。第1利得領域160および第2利得領域162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。
なお、図示はしないが、第2端面172および第4端面176は、活性層106の側面ではなく、例えば活性層106に形成された開口部に設けられていてもよい。
図4は、活性層106を第1側面105側から平面的に見た図である。図4に示すように、第1利得領域160の第1端面170と第2端面172とは、重なっていない。同様に、第2利得領域162の第3端面174と第4端面176とは、重なっていない。これにより、第1利得領域160に生じる光を第1端面170と第2端面172との間で、および第2利得領域162に生じる光を第3端面174と第4端面176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160,162に生じる光のレーザー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、レーザー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、例えば第1利得領域160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108は、図1および図3に示すように、活性層106上に形成されている。第2クラッド層108としては、例えば、第2導電型(例えばp型)の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108、不純物がドーピングされていない活性層106、およびn型の第1クラッド層104により、pinダイオードが構成される。第1クラッド層104および第2クラッド層108の各々は、活性層106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106は、光を増幅する機能を有する。第1クラッド層104および第2クラッド層108は、活性層106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は、第1電極112と第2電極114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106の利得領域160,162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160,162内で光の強度が増幅される。例えば、図1に示すように、第1利得領域160に生じる光の一部10は、第1利得領域160内で増幅された後、重なり面178において反射して、第2利得領域162の第3端面174から出射光22として出射されるが、反射後の第2利得領域162内においても光強度が増幅される。同様に、第2利得領域162に生じる光の一部は、第2利得領域162内で増幅された後、重なり面178において反射して、第1利得領域160の第1端面170から出射光20として出射されるが、反射後の第2利得領域162内においても光強度が増幅される。なお、第1利得領域160に生じる光には、直接、第1端面170から出射光20として出射されるものもある。同様に、第2利得領域162に生じる光には、直接、第3端面174から出射光22として出射されるものもある。これらの光も同様に各利得領域内において増幅される。
反射部140は、図1および図2に示すように、支持部120上であって、活性層106と離間して形成されている。反射部140は、例えば、第1側面105側に形成されている。反射部140の材質は、例えば金属であり、より具体的には、金、銅、アルミニウムなどである。反射部140は、例えば、支持部120と同じ材質である。第1端面170から出射される光20は、反射部140によって反射して、第3端面174から出射される光22と、同一の方向または集束する方向に進むことができる。より具体的には、図2に示すように、光20は、第1端面170から垂線Pに対してθ傾いた方向に出射され、光22は、第3端面174から垂線Pに対してθ傾いた方向に出射されるとする。そして、第1端面170から出射される光20は、反射部140によって反射して、垂線Pに対してθ傾いた方向に進むとすると、θは、θ以上の大きさである。なお、θ、θおよびθは、90度より小さい角度である。θとθとθとは、例えば、全て等しい角度である。光20は、反射部140によって、ほぼ全て反射されることができる。
コンタクト層110は、図1および図3に示すように、第2クラッド層108上に形成されている。コンタクト層110としては、第2電極114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110としては、例えば、p型のGaAs層などを用いることができる。
コンタクト層110と、第2クラッド層108の一部とは、柱状部111を形成することができる。柱状部111の平面形状は、例えば図2に示すように、利得領域160,162と同じである。すなわち、例えば、柱状部111の平面形状によって、電極112,114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域160,162の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部111は、例えば、コンタクト層110、第2クラッド層108の一部、活性層106の一部、および第1クラッド層104の一部からなることもできる。また、柱状部111の側面を傾斜させることもできる。
絶縁部116は、図1および図3に示すように、第2クラッド層108上であって、柱状部111の側方に設けられていることができる。絶縁部116は、柱状部111の側面に接していることができる。絶縁部116の上面は、例えば、コンタクト層110の上面と連続している。絶縁部116としては、例えば、SiN層、SiO層、ポリイミド層などを用いることができる。絶縁部116としてこれらの材料を用いた場合、電極112,114間の電流は、絶縁部116を避けて、該絶縁部116に挟まれた柱状部111を流れることができる。例えば、絶縁部116によって、該絶縁部116の下方の活性層106の屈折率は、柱状部111の下方の活性層106の屈折率より小さくなる。これにより、活性層106内に効率よく光を閉じ込めることができる。また、絶縁部116を設けないこともできる。絶縁部116が空気であると解釈してもよい。その場合は、柱状部111に活性層106および第1クラッド層104を含まないようにするか、第2電極114が直接的に活性層106および第1クラッド層104に接することがないようにする必要がある。
第1電極112は、基板102の下の全面に形成されている。第1電極112は、該第1電極112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112は、基板102を介して、第1クラッド層104と電気的に接続されている。第1電極112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112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104と基板102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112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。
第2電極114は、図3に示すように、コンタクト層110および絶縁部116上の全面に形成されていることができる。図示はしないが、柱状部111が、活性層106または活性層106と第1クラッド層104の両方を含み、かつ絶縁部116を設けない場合は、第2電極114が直接電気的に活性層106またはクラッド層104に接続されることがないように、部分的に、例えばコンタクト層110(柱状部111)上のみに形成されていることが望ましい。第2電極114は、コンタクト層110を介して、第2クラッド層108と電気的に接続されている。第2電極114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114としては、例えば、コンタクト層110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114とコンタクト層110との接触面は、図2に示すように、利得領域160,162と同様の平面形状を有している。
本実施形態に係る発光装置100の一例として、活性層106内に屈折率分布を設けて光を閉じ込める屈折率導波型について説明したが、発光装置100は、活性層106内に屈折率分布を設けずに利得領域160,162が導波領域となる利得導波型でもよい。
また、本実施形態に係る発光装置100の一例として、InGaAlP系の場合について説明したが、発光装置100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。
本実施形態に係る発光装置100は、例えば、プロジェクター、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。
本実施形態に係る発光装置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160,162に生じる光のレーザー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。さらに、発光装置100では、利得領域160,162に生じる光は、利得領域160,162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。したがって、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を提供することができる。
発光装置100では、第1端面170から出射される光20は、反射部140によって反射して、第3端面174から出射される光22と、同一の方向または集束する方向に進むことができる。これにより、例えば、2つの出射光が発散する方向に進むような場合に比べて、図示しない光学系(出射光20,22が入射する光学系)を小型化することができる。
発光装置100では、第1利得領域160に生じる光の一部10は、重なり面178において反射して、第2利得領域162内においても、利得を受けながら進行することができる。また、第2利得領域162に生じる光の一部に関しても同様である。したがって、発光装置100では、例えば、重なり面178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。
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〜図7は、発光装置100の製造工程を模式的に示す断面図であり、図3に対応している。
図5に示すように、基板102上に、第1クラッド層104、活性層106、第2クラッド層108、およびコンタクト層110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6に示すように、コンタクト層110および第2クラッド層108をパターニングする。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111を形成することができる。
図7に示すように、柱状部111の側面を覆うように絶縁部116を形成する。具体的には、まず、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、塗布法などにより、第2クラッド層108の上方(コンタクト層110上を含む)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110の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部116を形成することができる。
次に、コンタクト層110および絶縁層116上に第2電極114を形成する。第2電極114は、例えば、真空蒸着法により形成される。
次に、基板102の下面下に第1電極112を形成する。第1電極112の製法は、例えば、上述した第2電極114の製法の例示と同じである。なお、第1電極112および第2電極114の形成順序は、特に限定されない。
図1および図2に示すように、第2側面107側の全面に反射膜130を形成する。反射膜130は、例えば、CVD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。
次に、支持部120および反射部140を形成する。支持部120および反射部140は、例えば、金型によって同時に形成されることができる。
次に、上記の工程で形成された積層体を、支持部120上に実装する。実装は、例えば、銀ペーストなどを用いて行われる。
以上の工程により、発光装置100を製造することができる。
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、かつ高出力である新規な発光装置を得ることができる。
1.3. 第1の実施形態の第1変形例に係る発光装置
次に、第1の実施形態の第1変形例に係る発光装置200について、図面を参照しながら説明する。図8は、発光装置200を模式的に示す斜視図である。以下、第1の実施形態の第1変形例に係る発光装置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、便宜上、基板102、第1クラッド層104、第2クラッド層108、コンタクト層110、第1電極112、第2電極114、絶縁部116、および反射膜130の図示を省略している。
発光装置200では、図8に示すように、活性層106が複数配列されることにより、利得領域対163が複数配列されている。活性層106は、活性層の厚み方向(Z方向)と直交する方向(Y方向)に複数配列されている。図示の例では、活性層106は3つ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の活性層106の各々に対応して、反射部140が設けられ、複数の光20および複数の光22は、例えば同一の方向に進行することができる。
発光装置200では、複数の光20および複数の光22は、反射部140によって同一の方向に進行することができる。すなわち、発光装置200では、発光装置100に比べ、発光装置全体の高出力化を図ることができる。
1.4. 第1の実施形態の第2変形例に係る発光装置
次に、第1の実施形態の第2変形例に係る発光装置300について、図面を参照しながら説明する。図9は、発光装置300を模式的に示す斜視図である。以下、第1の実施形態の第2変形例に係る発光装置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。なお、図9では、便宜上、基板102、第1クラッド層104、第2クラッド層108、コンタクト層110、第1電極112、第2電極114、および絶縁部116の図示を省略している。
発光装置300では、1つの活性層106内に、利得領域対163が複数設けられている。図示の例では、利得領域対163は3つ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の利得領域対163は、活性層106の厚み方向(Z方向)と直交する方向(Y方向)に配列されている。複数の利得領域対163の各々に対応して、反射部140が設けられ、複数の光20および複数の光22は、例えば同一の方向に進行することができる。
発光装置300では、発光装置200のように、活性層106(活性層106を含む積層体)を複数実装することなく、複数の光20,22を、同一の方向に進行させることができる。そのため、発光装置300では、発光装置200に比べて、活性層106を含む積層体を実装する回数が減るので、その分、実装の合わせずれが生じる可能性を小さくすることができる。
発光装置300では、反射部140によって、容易に、かつ効率よく、複数の光20,22を同一の方向に進行することができる。すなわち、例えば、図示はしないが、劈開面によって光を反射させる場合では、複数の利得領域の各々に対して劈開面を形成する必要があり、複数の光を同一の方向に進行させることは困難な場合がある。また、例えば、図示はしないが、活性層内にエッチング技術などにより開口部を形成して、開口部によって光を反射させる場合では、開口部の面は例えば劈開面に比べて凹凸が大きく、反射時に光の損失が発生してしまう場合がある。発光装置300では、このような問題が生じることはない。
2. 第2の実施形態
2.1. 第2の実施形態に係る積層型発光装置
次に、第2の実施形態に係る積層型発光装置1000について、図面を参照しながら説明する。図10は、積層型発光装置1000を模式的に示す斜視図である。以下、第2の実施形態に係る積層型発光装置1000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10では、便宜上、基板102、第1クラッド層104、第2クラッド層108、コンタクト層110、第1電極112、第2電極114、および絶縁部116の図示を省略している。
積層型発光装置1000では、図10に示すように、本発明に係る発光装置100,300と、第1部材1022と、第2部材1024と、第3部材1026と、ワイヤー1028と、を有することができる。
本発明に係る発光装置は、活性層106の厚み方向(Z方向)に複数配列されている。図示の例では、本発明に係る発光装置は、Z方向に3つ配列されている3段構造であるが、その数は特に限定されない。
図示の例では、1段目に上述した発光装置300が形成されている。発光装置300では、活性層106の厚み方向と直交する方向(Y方向)に、利得領域対163が3つ配列されている。発光装置300では、例えば、第1電極112(図示せず)と支持部120とが電気的に接続されており、支持部120は、グランドに接続されている。
図示の例では、1段目の発光装置300の利得領域対163の各々の上方に、上述した発光装置100が形成されている。すなわち、積層型発光装置1000の2段目は、Y方向に、発光装置100が3つ配列されている。2段目の発光装置100の支持部120は、互いに接していなくてもよい。
図示の例では、2段目の発光装置100の各々の利得領域対163の上方に、上述した発光装置100が形成されている。すなわち、積層型発光装置1000の3段目は、Y方向に、発光装置100が3つ配列されている。3段目の発光装置100の支持部120は、互いに接していなくてもよい。
以上のとおり、積層型発光装置1000では、利得領域対163がZ方向に複数配列され、このZ方向に配列された複数の利得領域対163の列が、Y方向に複数配列されている。
第1部材1022は、各段の発光装置の支持部120上に形成されている。第1部材1022は、例えば、絶縁性であることができる。
第2部材1024は、第1部材1022上に、各段の複数の利得領域対163の各々に対応して、形成されている。図示の例では、第2部材1024は、各段において、Y方向に3つ配列されている。第2部材1024の材質は、例えば、支持部120の材質と同じである。第2部材1024は、例えば、導電性である。同じ段に設けられた複数の第2部材1024は、互いに電気的に接続されていない。すなわち、Y方向に配列されている複数の第2部材1024は、互いに接していない。同じ列に設けられた複数の第2部材1024は、図示せぬ配線によって電気的に接続され、該配線は、例えば図示せぬ電源部と電気的に接続されていることができる。すなわち、Z方向に配列されている複数の第2部材1024は、互いに電気的に接続されている。
第3部材1026は、第2部材1024上に形成されている(ただし図示の例では、3段目の第2部材1024上には形成されていない)。第3部材1026の材質は、例えば、支持部120の材質と同じである。第3部材1026は、例えば、導電性である。同じ段に設けられた複数の第3部材1026は、互いに電気的に接続されていない。すなわち、Y方向に配列されている複数の第3部材1026は、互いに接していない。
ワイヤー1028は、第2電極114(図示せず)と第2部材1024とを電気的に接続している。ワイヤー1028は、例えば、金、銅などからなる。
なお、図示はしないが、積層型発光装置1000は、ヒートパイプを有していてもよい。ヒートパイプは、図示せぬヒートシンクやペルチェ素子と接続されていてもよい。ヒートパイプによって、積層型発光装置1000は、放熱性を向上させることができる。
積層型発光装置1000では、上述のとおり、Z方向に配列されている複数の利得領域対163からなる列ごとに、独立に電流が供給されることができる。これにより、例えば、端に位置する利得領域対163からなる列に比べて、中央に位置する利得領域対163からなる列の発熱が大きい場合に、中央に位置する列をより高い電流で駆動させることができる。すなわち、列ごとに電流補正を行うことができる。そのため、積層型発光装置1000全体の出射光の密度を、均一にすることができる。
2.2. 第2の実施形態の変形例に係る積層型発光装置
次に、第2の実施形態の変形例に係る積層型発光装置2000について、図面を参照しながら説明する。図11は、積層型発光装置2000を模式的に示す斜視図である。以下、第2の実施形態の変形例に係る積層型発光装置2000において、第1の実施形態に係る積層型発光装置1000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11では、便宜上、基板102、第1クラッド層104、第2クラッド層108、コンタクト層110、第1電極112、第2電極114、絶縁部116、および反射膜130の図示を省略している。
積層型発光装置2000では、活性層106の厚み方向(Z方向)に配列している発光装置100の反射部が連続しており、1つの反射部2140を形成している。これにより、積層型発光装置2000では、積層型発光装置1000のように部材1022,1024,1026を形成することなく、発光装置100をZ方向に積層すると同時に、複数の光20および複数の光22は、同一の方向または集束する方向に進むことができる。
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の実施形態に係る活性層を第1側面側から平面的にみた図。 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の実施形態の第1変形例に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第1の実施形態の第2変形例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斜視図。 第2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。
10 光、20 光、22 光、100 発光装置、102 基板、104 第1クラッド層、105 第1側面、106 活性層、107 第2側面、108 第2クラッド層、110 コンタクト層、111 柱状部、112 第1電極、114 第2電極、116 絶縁部、120 支持部、130 反射膜、140 反射部、160 第1利得領域、162 第2利得領域、163 利得領域対、170 第1端面、172 第2端面、174 第3端面、176 第4端面、178 重なり面、200 発光装置、300 発光装置、1000 積層型発光装置、1022 第1部材、1024 第2部材、1026 第3部材、1028 ワイヤー、2000 積層型発光装置、2140 反射部

Claims (11)

  1. 支持部と、
    前記支持部の上方に形成された第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、
    前記支持部の上方であって、前記活性層と離間して形成された反射部と、
    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、前記活性層の第1側面から、前記第1側面と平行な前記活性層の第2側面に向かって、前記第1側面の垂線に対して傾いて設けられ、
    前記複数の利得領域は、少なくとも1つの利得領域対をなし、
    前記利得領域対の一方の第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2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2側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なっており、
    前記第1利得領域の前記第1側面側の端面から出射される光は、前記反射部によって反射して、前記第2利得領域の前記第1側面側の端面から出射される光と、同一の方向または集束する方向に進む、発光装置。
  2. 請求項1において、
    前記支持部および前記反射部の材質は、金属である、発光装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記第1利得領域の前記第2側面側の端面と、前記第2利得領域の前記第2側面側の端面とは、前記第2側面に設けられている、発光装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
    前記第1利得領域の平面形状と、前記第2利得領域の平面形状とは、前記第1側面の垂線に対して線対称である、発光装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
    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みて、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。
  6. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
    前記第1利得領域の前記第2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2側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、重なり面において重なっており、
    前記第1利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第2利得領域の前記第1側面側の端面から出射され、
    前記第2利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第1利得領域の前記第1側面側の端面から出射される、発光装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
    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。
  8. 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
    前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向と直交する方向に、複数配列されている、発光装置。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載の発光装置は、前記活性層の厚み方向に、複数配列されている、積層型発光装置。
  10. 請求項9において、
    前記発光装置の前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向と直交する方向に、複数配列され、
    前記発光装置の前記利得領域対は、前記活性層の厚み方向に、複数配列され、
    前記活性層の厚み方向に配列されている複数の前記利得領域対からなる列ごとに、独立に電流が供給される、積層型発光装置。
  11. 請求項9において、
    複数の前記発光装置の前記反射部は、連続している、積層型発光装置。
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