JP2015005743A - 電子ビームによりポンピングされる端面発光装置の構造およびそれを生産するための方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザ構造12は、基板16と、基板上に配置された下部クラッド層18と、下部クラッド層上に配置された下部導波層20と、下部導波層上に配置された多重量子井戸構造領域の活性層22と、活性層上に配置された上部導波層24と、半導体レーザ装置内の過剰な電荷を放電するためのオーミック金属層29とを備える。上部導波層上には、上部導波層を通って活性層内に電子ビームを導くように構成される電子ビームポンプ14が配置され、半導体レーザ装置を構成する。
【効果】高い電気伝導度および低い吸収損を有するpドープ層を除去することにより、高いバンドギャップの材料で製造することが可能になる。
【選択図】図1
Description
本明細書において開示されるこの研究は、国防総省国防高等研究事業局(DARPA)によって与えられたW911 NF−1 0−2−01 02 バルクAlN上のAlGaNダイオードレーザ(ARL−AlGaNダイオード/AlGaNコンパクト中間UV)に基づく政府援助によって行われた。政府は、この開示の発明の主題について一定の権利を有する。
Claims (10)
- 誘導放出のための半導体装置であって、
基板と、
前記基板上に配置された光ガイド構造と、
前記光ガイド層内に配置された発光層と、
誘導放出のための前記半導体装置内の過剰な電荷を放電するための放電構造と、を備え、
誘導放出のための前記半導体装置は、電子正孔対を生成するために入射電子ビームによって電気的に励起されるように構成され、それらの再結合が前記発光層で支配的に発生し、これによって光を生成し、
前記発光層はp/n接合内に埋め込まれず、さらに前記発光層は前記p/n接合を必要とせずに発光するように構成される半導体装置。 - 前記基板が、AlNまたはGaNから構成されるグループから選択されるバルクの単結晶材料を含む、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記光ガイド構造は、
下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に配置された下部導波層と、
上部導波層と、を備え、
前記発光層が前記下部導波層上に配置され、さらに前記上部導波層は前記発光層上に配置される、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記発光層が、多重量子井戸構造、2重ヘテロ構造、および均質層から構成されるグループから選択される構造を備える、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記装置は、200nmと365nmとの間の波長で発光するように構成される、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記発光層上に配置され、前記電子正孔対を生成するために、前記発光層内に電子ビームを導くように構成される電子ビームポンプをさらに備え、
前記半導体装置が、第1および第2の光学的に反射するファセットと、前記ファセット間に形成される空洞共振器と、をさらに備え、前記電子ビームは、実質的に直線状であり、前記電子ビームポンプは、前記電子ビームが実質的に前記第1および第2の光学的に反射するファセット間の距離に延びるようにさらに配置される、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記発光層上に配置された、少なくとも2つの独立にアドレス可能な電子ビームポンプをさらに備え、各電子ビームポンプは、前記電子正孔対を生成するために、前記発光層内に電子ビームを導くように構成され、
各前記電子ビームポンプは、異なるエネルギーで電子ビームを放射するように構成され、これによって異なるエネルギーデポジションプロファイルを有する各電子ビームを前記半導体装置内に供給し、
それによって前記異なるエネルギーデポジションプロファイルが、前記発光層内の異なる深さで電子正孔対を生成するように構成される、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記発光層が第1の発光層を含み、第2の発光層をさらに含み、前記第1および前記第2の発光層は前記半導体装置内の異なる深さに形成され、
前記第1および前記第2の発光層上に配置された、少なくとも第1および第2の独立にアドレス可能な電子ビームポンプをさらに備え、各電子ビームポンプは、前記電子正孔対を生成するために、前記第1および前記第2の発光層内に電子ビームを導くように構成され、
各前記電子ビームポンプが、異なるエネルギーで電子ビームを放射するように構成され、これによって異なるエネルギーデポジションプロファイルを有する各電子ビームを前記半導体装置内に供給し、
それによって前記異なるエネルギーデポジションプロファイルが、優先的に前記第1の発光層の前記第1の電子ビームポンプによって電子正孔対を生成し、優先的に前記第2の発光層の前記第2の電子ビームポンプによって電子正孔対を生成するように構成される、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1の発光層が第1の材料組成を含み、前記第2の発光層は前記第1の材料組成とは異なる第2の材料組成を含み、
優先的に前記第1の発光層の前記第1の電子ビームポンプによって生成された電子正孔対が、第1の波長の発光をもたらし、
優先的に前記第2の発光層の前記第2の電子ビームポンプによって生成された電子正孔対が、前記第1の波長とは異なる第2の波長の発光をもたらす、請求項8に記載の半導体装置。 - 半導体発光装置を形成する方法であって、
基板上に光ガイド構造を形成するステップと、
前記光ガイド層内に指定された深さで発光層を形成するステップと、を含み、前記指定された深さが、
電子ビーム源について、前記光ガイド構造および前記発光層内の電子エネルギーデポジションプロファイルのピークを決定するステップと、
前記装置の表面から前記ピークが前記光ガイド構造内で発生するところまでの距離を決定するステップと、
前記電子エネルギーデポジションプロファイルの前記ピークの位置と前記光ガイド構造内の前記発光層の位置との間に実質的なオーバーラップがあるように、前記距離からの前記指定された深さを決定するステップと、
前記装置内の過剰な電荷を放電するために、前記光ガイド構造と電気的に伝達する放電構造を形成するステップと、
前記電子ビーム源により放射された電子ビームによって、p/n接合なしに、電子正孔対が生成され得るように前記装置を構成するステップであり、前記電子正孔対による再結合が前記発光層で支配的に発生し、これによって光を生成するステップと、
前記発光層がp/n接合内に埋め込まれないように前記装置を構成するステップと、を含む方法によって決定される方法。
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