JP2016526785A - キャリアを有する発光アセンブリ - Google Patents
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Abstract
本発明は、キャリアを有するアセンブリ（３０）であって、コア（３）を有する構造体がキャリア上に形成され、コアは、２つの端部領域（９，１０）を有する長手方向に延在する範囲を有し、第１の端部領域がキャリアに対向し、第２の端部領域がキャリアとは反対側に配置され、コアは、少なくとも外側領域において導電性であり、コアは、活性ゾーン層（４）で少なくとも部分的に被覆され、活性ゾーン層は、電磁放射を発生させるように設計されている、アセンブリに関する。第１の電気接触層（５）がコアに接触し、第２の接触層（６，２２）が活性ゾーン層（４）に接触している。ミラー層が特にレーザ放射を発生させる目的で、少なくともコアの端部領域内に設けられている。
Description
本発明は、特許請求項１に係わるキャリアを有するアセンブリと、特許請求項１２に係わる複数のアセンブリを有するアレイと、特許請求項１５に係わるアセンブリの製造方法とに関する。
光を発生させるための活性ゾーンを有するナノロッドを有するアセンブリが特許文献１から既知である。
改良したアセンブリと、改良したアレイと、活性ゾーン層を有する長方形の構造体を有するアセンブリを製造するための改良した方法とを提供することが本発明の目的である。
本発明の目的は、特許請求項１に係わるアセンブリ、特許請求項１２に係わるアレイ、および、特許請求項１５に係わる方法によって達成される。
さらなる有利な実施形態を従属請求項において特定する。
本明細書に記載のアセンブリの１つの利点は、選択された本構造体の結果として、高レベルの光出力を発生させ、この光出力が、設けられたミラー層によってさらに増幅されることである。上記設けられたミラー層によって、電磁放射の反射方向が固定される。したがって、出射方向に出射された電磁放射の出力が増大する。コアは、２箇所の端部領域を有する長手方向に延在する範囲を有し、第１の端部領域がキャリアに対向して配置され、第２の端部領域がキャリアとは反対側に配置される。上記構造体のコアを少なくとも部分的に包囲する疑似三次元的な（quasi-three-dimensional）活性ゾーン層を特に有する柱状の構造体を形成することによって、狭い空間内で高い光出力の電磁放射を発生させることができる。
一実施形態では、絶縁層が、活性ゾーン層と第１の接触層との間、および／または、第１の接触層と第２の接触層との間に設けられている。これにより、本アセンブリの小型の構成を用いた信頼性の高い各層の電気的分離が実現される。
さらなる一実施形態では、ミラー層は、コアのキャリアに対向する端部領域上に設けられている。これにより、電磁放射のキャリアとは反対の出射方向を画定することができる。
さらなる一実施形態では、ミラー層は、コアのキャリアとは反対側の端部領域上に設けられている。これにより、電磁放射のキャリア方向の出射方向を画定することができる。
さらなる一実施形態では、複数のミラー層が、それぞれ、コアの対向する両端部上に形成されている。この場合、ミラー層のうちの１層の反射率が低い。複数のミラー層があるため、電磁放射は、光出力を高めるために上記ミラー層間で反射されることができ、また、反射率の低いミラー層を介して減結合されることができる。これにより、例えば、定在波を上記ミラー層間で発生させることもできる。これは、レーザ放射等の単色電磁放射を発生させるために使用されることができる。
さらなる一実施形態では、ミラー層は、導電性であるように設計されており、第１の接触層に相当する。かかる実施形態では、コアは、広い領域に亘って電気的に接触されることができる。したがって、コア内の均質な電流分布が実現される。さらに、コアの断面全体にミラー層を設けることにより、高い反射率を実現することができる。
さらなる一実施形態では、ミラー層は、２層のミラー層として形成されている。導電性の第１のミラー層は、コアの端部領域上に配置される。第１の接触層は、第１のミラー層に設けられる。第２のミラー層は、第１の接触層に設けられ、この第２のミラー層は電気絶縁性であるように設計されている。さらに、第１の接触層は、少なくとも一部のスペクトルの電磁放射を透過するように設計されている。
本明細書に記載のアセンブリによって、コアの広い面積での電気的接触が実現される。さらに、２層のミラー層を設けることによって反射率を高めることができるため、非常に高い反射率が実現される。
選択される実施形態に応じて、第１のミラー層の反射率を第２のミラー層の反射率よりも小さくしてもよい。さらに、選択されるアセンブリによって構成を小型化できる。
さらなる一実施形態では、第１の接触層に電気接続する電気スルーコンタクトがキャリア内に設けられる。これにより、キャリアを通した第１の接触層の簡単な電気的接触が実現される。
さらなる一実施形態では、第１の接触層は、活性ゾーン層のコアに隣接する第１の部分層に接触している。これにより、大きな電流フローの場合の表面電流を小さくすることができる。
さらなる一実施形態では、活性ゾーン層は、ジャケットの形態でコアを長手方向に包囲する。これにより、大面積を必要とせずに、広い面積のゾーン層が設けられる。したがって、電磁放射の高い出力密度が実現される。
さらなる一実施形態では、第２の接触層は、柱状構造体の横方向において活性ゾーンの外面に接触している。これにより、活性ゾーン層の外面での簡単な電気的接続が可能になっている。
さらなる一実施形態では、ミラー層は、複数の層を有する積層体の形態で形成されている。これにより、非常に高い反射率が実現可能である。
本明細書に記載のアレイには、電磁放射を発生させるための複数のアセンブリが設けられ、少なくとも２つのアセンブリに互いに独立して電流が供給されることができる利点がある。これにより、アレイの光出力、アレイの色、および／または、アレイの色域等が個別に制御されることができる。
本アレイの一実施形態では、第１および／または第２の接触層のための複数の接触層が設けられ、これら接触層は帯状導体の形態で形成されている。さらに、互いに独立して形成された複数の帯状導体が設けられる。これにより、アレイのアセンブリの各部分群を個別に活性化することができる。
さらなる一実施形態では、各帯状導体は、特にキャリア内でさまざまな高さに重ねて配置される。これにより、帯状導体を省スペースで配置することができる。
本明細書に記載の方法には、上記アセンブリを簡単にかつ高い費用効率で製造することができる利点がある。上記アセンブリを製造するための本方法のさらなる一実施形態では、少なくともコアを備える中間製品を最初に製造する。次いで、この中間製品をキャリアに設け、アセンブリを完成させる。これにより、アセンブリの製造またはアレイの製造において、高水準の融通性がもたらされる。選択される実施形態に応じて、中間製品は、コアおよび活性ゾーン層を共に備えることもできる。したがって、コアおよびゾーン層の製造工程は、最適に選択されることができる。さらに、異なる構成および／または形状のコアをキャリア上で互いに組み合わせることができる。
本発明の実施形態および例を、以下の図に基づき詳細に説明する。
長方形の構造体は、少なくとも幅の広さと同等の高さがあり、特に、幅の広さよりも高さのある構造体であると理解される。この構造体を、円柱、角錐、または、立方体とすることも、他の形状、断面、または、表面構造にすることもできる。
図１は、キャリア２に設けられた構造体１を有するアセンブリを概略断面図で示す。この構造体１は、長方形として形成され、長方形のコア３を有する。コア３は、２つの端部領域９，１０を有する長手方向に延在する範囲を有し、第１の端部領域９は、キャリア２に対向して配置され、第２の端部領域１０は、キャリア２とは反対側に配置されている。したがって、コア３は、コア３の長手方向に延在する範囲がキャリア２の平面に対して平行ではなく、０°よりも大きく１８０°未満の角度で配置されている。例えば、コア３は、コア３の長手方向に延在する範囲がキャリア２の平面に対して直交するように配置されている。コア３は、第１の接触層５上に配置されている。第１の接触層５は、キャリア２上に配置されている。コア３は、例えば、円柱状である。選択される実施形態に応じて、コア３を角錐状とすることもできる。さらに、コア３を、断面図においてキャリア２から次第に幅が広がる形状とすることも、テーパー状にすることもできる。
コア３は、活性ゾーン層４によって包囲されている。ゾーン層４は、横方向の縁部領域および第２の端部領域１０の両方を包囲している。第２の端部領域１０は、第１の端部領域９の反対側に配置されている。第１の端部領域９は、第１の接触層５上に配置されている。図示の例示的実施形態では、第１の接触層５は、同時にミラー層８として形成されている。ゾーン層４は、少なくとも部分的に第２の接触層６によって被覆されている（特に、第２の接触層６によって包囲されている）。第１の絶縁層７が、ゾーン層４と第１の接触層５との間、または、第１の接触層５と第２の接触層６との間に配置されている。したがって、ゾーン層４および第２の接触層６は、第１の接触層５に直接電気的に接触していない。第１のおよび第２の接触層５，６は、異なる電位に接続され、活性ゾーン層４を作動させている。
コア３は、少なくとも部分的に導電性材料から製造されている。特に、少なくともコア３の外側ジャケット領域は、導電性として形成されている。選択される実施形態に応じて、コア３全部を導電性材料、特に半導体材料から製造することができる。さらに、活性ゾーン層４も導電性の半導体材料から製造することができる。ゾーン層４は、電磁放射を発生させるための層に相当し、例えば、ｐｎ接合を有する半導体材料から形成されている。選択される実施形態に応じて、ｐ側を内側上に、ｎ側を外側上に配置することも、ｎ側を内側上に、ｐ側を外側上に配置することもできる。
図示の例示的実施形態では、例えば、コア３は、ｐ型にドープされた半導体材料から形成される。かかる実施形態では、ゾーン層４は、ｐ側がコア３上に位置し、ｎ側がゾーン層４の外面上に形成されるように形成される。キャリア２は、例えば、電気絶縁性材料から製造される。コア３には、導電性のミラー層８を介して電流が供給される。ゾーン層４には、第２の接触層６を介して外面から電流が供給される。ゾーン層４には、このように、電磁放射を発生させるための電流が供給される。
電磁放射は、ミラー層８によって反射され、キャリア２とは反対方向に出射される。二次元のゾーン層４を形成することにより、広い面積のゾーン層４が設けられる。これにより、小スペース内で高出力の電磁放射を発生させることができる。ミラー層８を設けることにより、電磁放射を所定の方向に出射することができる。
図２は、基本的に図１の実施形態に基づき形成されるが、第１の接触層がミラー層として形成されていないアセンブリ３０のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、ミラー層８は、第２の端部領域１０の反対側に配置されている。この実施形態では、活性ゾーン層４により出射される電磁放射は、ミラー層８によってキャリア５の方向に反射される。
選択される実施形態に応じて、複数のミラー層が、両側に形成されることができる。例えば、図２の実施形態では、第１の接触層５は、さらにミラー層８として形成されることができる。図２の実施形態では、ミラー層８は、図示の実施形態中のコア３の第２の端部領域１０上に直接配置されている。したがって、この実施形態では、活性ゾーン層４は、コア３の外側側面上に設けられるのみである。選択される実施形態に応じて、活性ゾーン層４を、図示の通りにコア３の第２の端部領域１０上に配置することもでき、ミラー層８は、第２の端部領域１０のゾーン層４の外面上に形成されることができる。ただし、かかる実施形態では、ゾーン層４は、確実に電磁放射を透過すべきである。さらなる一実施形態では、第２の端部領域１０上のゾーン層４を省略することもでき、ミラー層８は、コア３の第２の端部領域１０上に直接形成されることができる。
選択される実施形態に応じて、ミラー層８は、アルミニウム層、インジウム層、窒化ガリウム層等から形成されることができ、例えばＤＢＲミラーの形態で形成されることができる。反射率を、例えば９５％超、好ましくは９９％超とすることができる。さらに、ミラー層を、誘電体層として形成することもでき、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＨｆＯ２等から構成することができる。コア３の直径を、例えば２０ｎｍから５０μｍの範囲内とすることができる。さらに、コア３の直径を、１００ｎｍから５０μｍの範囲内とすることができる。さらに、選択される実施形態に応じて、コアの直径をより大きくすることもできる。さらに、コアの設置面積の長さに対する比を１〜１０００の間とすることができる。コアのアスペクト比は、好ましくは２０〜１００の範囲内である。コア３は、例えば、ｎ型にドープした半導体材料から形成されることができる。ゾーン層４は、例えば、１つ以上の量子井戸構造が設けられたアルミニウムの、インジウムの、および／または、窒化ガリウムの構成物から形成されることができる。また、アルミニウムバリア層、インジウムバリア層、窒化ガリウムバリア層を量子井戸間に設けることができる。活性ゾーン層は、１つ以上の波長の電磁放射を出射するように形成されることができる。活性ゾーン４の外面をｐ型にドープすることができる。選択される実施形態に応じて、キャリア２は、ゾーン層４によって出射される電磁放射を透過する。かかる実施形態では、電磁放射は、キャリア方向にキャリアを通って出射されることができる。
選択される実施形態に応じて、活性ゾーン層４および／またはコア３を形成するために、他の材料、特に他の半導体材料を使用することもできる。
図１および図２は、好ましくはコア３の長手方向に出射される電磁放射を発生させるように設計されたアセンブリ３０を示す。この場合、電磁放射は狭帯域であることができ、レーザ放射に相当することができる。この実施形態では、図１および図２は、構造体１の長手方向に電磁放射を出射するレーザアセンブリを示す。コア３は、好ましくは、エピタキシャル成長によって成膜された半導体材料に相当することができ、コア３の位置は、好ましくはＣ面の表面をキャリア２の表面に対して平行にして調整される。したがって、コア３のＣ面は、第１の端部領域９または第２の端部領域１０の端面に相当する。
図３は、アセンブリ３０のさらなる一実施形態を通る概略断面図を示す。第１のマスク層１１がキャリア２に設けられている。第１のマスク層１１は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、または、酸化タリウムから形成される。開口部１２が第１のマスク層１１内に導入されている。開口部１２は、好ましくはキャリア２まで延びている。開口部１２の直径を５０ｎｍ〜５０μｍの範囲内、好ましくは５００ｎｍ〜５μｍの範囲内とすることができる。所望の構造に応じて、開口部１２は、多角形または円の形態で形成される。第２のミラー層１３が開口部１２内に配置されている。第２のミラー層１３は、例えば、アルミニウム層、インジウム層、窒化ガリウム層が交互に積層される積層体からなり、第２のミラー層１３はＤＢＲ層（分布ブラッグ反射鏡）等として形成されている。各半導体層は、実質的にドーピング無しで形成されることができる。第２のミラー層１３の反射率は、例えば９５％超、好ましくは９９％超である。反射率とは、入射パワーと反射したパワーとの比率である。
さらなる一実施形態では、第２のミラー層１３を、好ましくは結晶構造を有する誘電体層から形成することもできる。例えば、酸化ジルコニウムまたは酸化ハフニウムを誘電体層の材料として使用することができる。
第１の接触層５が第２のミラー層１３に設けられている。第１の接触層５は、好ましくは開口部１２内に配置されている。第１の接触層５は、例えば、ドープされた半導体層として形成されることができる。例えば、ｎ型にドープされたか、または、高濃度にｎ型にドープされたアルミニウム層、インジウム層、窒化ガリウム層を使用することができる。さらに、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の導電性の透光性コーティングを、代替または追加として使用することができる。接触層１４が第１の下地層１２に設けられており、この接触層は、開口部１２の領域内に突出し、かつ、第１の接触層５の縁部領域に電気接続している。接触層１４も、ドープされた半導体材料、特に高濃度にドープされた半導体材料からなることができる。例えば、ｎ型にドープされた窒化ガリウム層またはｎ型にドープされた窒化アルミニウムインジウムガリウム層を使用することができる。接触層１４は第２の開口部１５を有し、この開口部は、第１の接触層５の上方の領域内に配置され、第１の接触層５まで貫通して延びている。第１のミラー層１６が第２の開口部１５内に配置されることができる。第２の開口部１５は、好ましくは第１の開口部１２の上方に中心を合わせて配置されている。第１のミラー層１６は、第２のミラー層１３と同じ材料から形成されることができる。しかしながら、第１のミラー層１６は、導電性であるように形成されて、第１の接触層５とコアとの間に電気的接触を形成している。第１のミラー層１６は、同時に、第１の接触層の代わりになることができる。したがって、別個の第１の接触層の形成を省略することができる（すなわち、第１のミラー層１６が第１の接触層の機能を引き受ける）。
第２のマスク層１７が接触層１４に設けられている。第２のマスク層１７は、接触層１４の第２の開口部１５の上方に中心を合わせて配置されている第３の開口部１８を有する。第１の絶縁層７が、第１のミラー層１６の第２の開口部１５の上方に中心を合わせて配置されている第４の開口部４０を有し、第２のマスク層１７の上方に設けられている。
選択される実施形態に応じて、絶縁層７は、第２のマスク層１７を被覆するのみである。さらなる実施形態では、第１の絶縁層７は、図３に示すように、接触層１４まで達することもでき、接触層１４を少なくとも横方向において被覆することができる。
選択される実施形態に応じて、第１のミラー層１６を省略することもでき、例えば導電層として第２のミラー層１３のみを設けることもできる。さらに、第１の接触層５は、コア３に直接隣接することもでき、第２のミラー層１３は第１の接触層５に隣接することもできる。
また、選択される実施形態に応じて、第２のミラー層１３を省略することもでき、第１のミラー層１６のみを、第１の接触層５と共に設けることも第１の接触層５を伴わずに設けることもできる。
コア３は、第１のミラー層１６上に配置される。コア３は、キャリア２に対向する第１の端部９から、キャリア２とは反対側の第２の端部領域１０まで長手方向に延在する範囲を有する。図示の例では、側壁および第２の端部領域１０がゾーン層４によって被覆されている。
図示の例示的実施形態では、ゾーン層４は、３層の部分層１９，２０，２１の形態で形成されている。第１の部分層１９は、コア３の表面に直接設けられている。第１の部分層１９は、ｎ型にドープされた半導体層に相当する。第２の部分層２０は、活性層に相当し、第１の部分層１９上に配置されている。少なくとも１つの量子井戸が活性ゾーン内に形成されている。第３の部分層２１が第２の部分層２０上に配置されている。第３の部分層２１は、ｐ型にドープされた半導体層に相当する。選択される実施形態に応じて、第１の部分層１９をｐ型にドープすることもでき、第３の部分層２１をｎ型にドープすることができる。かかる実施形態では、コア３もｐ型ドープ半導体材料から形成される。成膜方法に起因して、第１、第２、および、第３の部分層１９，２０，２１の層厚さは、第２の端部領域１０内の層厚さよりもコア３の側壁に沿って大きくなることができる。
第３の接触層２２に相当するｐ型にドープされた半導体層が第３の部分層２１に設けられている。第４の接触層２３が第３の接触層２２上に横方向において配置されている。ゾーン層４は、コア３内の導波がコア３の長手方向に延在する範囲を通して行なわれるように形成されることができる。コア３の外面２４は、結晶構造の無極性側面に相当することができる。これにより、活性ゾーン（すなわち第２の部分層２０）の厚さを大きくすることができる。したがって、より大きな電磁出力密度を発生させることができる。
第３の部分層２１は、導波層、特に電子ブロック層（Electron Blocking Layer：ＥＢＬ）として形成されることができる。また、中間層（ｐ型被覆部（p plating））を第３の接触層２２と第３の部分層２１との間に形成することができる。図示の実施形態では、第２の端部領域１０のみが第１のミラー層１６を介して電気的に接触されている。選択される実施形態に応じて、接触層１４は、第１の部分層１９に直接隣接することもでき、第１の部分層１９に電気的に接触することができる。第３の接触層２２は、酸化インジウムスズ等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等から形成されることができる。第３の接触層２２は、図１および図２の実施形態の第２の接触層６に機能の点で一致している。第４の接触層２３は、金属層等として形成されることができ、アセンブリ３０の第３の接触層２２との電気的接触のために使用される。
選択される実施形態に応じて、ミラー層８をアセンブリの第２の端部領域１０内に設けることもできる。ミラー層８は、コア３上に直接配置されることも、活性ゾーン層４の外面上に配置されることもできる。また、ミラー層８の反射率を、第１のミラー層１６および／または第２のミラー層１３の反射率より低くすることができる。
図４は、基本的に図３の実施形態に応じて設計されたアセンブリ３０のさらなる一実施形態を示している。しかしながら、図３の実施形態とは異なり、接触層１４は、層１１およびキャリア２内のスルーコンタクト２４を介して下方に通じている。これにより、第１の接触層５は、底面から電気的に接触されることができる。
第４の接触層２３は、例えば、電磁放射を透過する材料から形成されることができる。さらなる一実施形態では、第４の接触層２３を、電磁放射を透過しない材料から形成することもできる。かかる実施形態では、第４の接触層２３は、絶縁層７からの唯高さが小さいリング等としてのみ形成されることができる。接触層２３が電磁放射を透過する材料から形成される場合は、第３の接触層２２の側面のほぼ全体が第４の接触層２３で被覆されることができる。
選択される実施形態に応じて、ミラー層８をアセンブリの第２の端部領域１０内に設けることもできる。ミラー層８は、コア３上に直接配置されることも、活性ゾーン層４の外面上に配置されることもできる。また、ミラー層８の反射率を、第１のミラー層１６および／または第２のミラー層１３の反射率より低くすることができる。
図５は、さまざまなアセンブリ３０が設けられたキャリア２の概略図を示す。各アセンブリ３０は、例えば、図１〜図４に基づいて設計されている。各アセンブリ３０の高さ、厚さ、および、設置面積は異なっている。六角形の設置面の、および、円形の設置面のアセンブリ３０が図５に示されている。各アセンブリ３０の形成に関する詳細は、図５では特定されていない。
図６は、図１〜図４の実施形態に基づいて設計されることができる複数のアセンブリ３０を有するアレイ２５の概略図を示す。図示の実施形態では、複数のアセンブリ３０は、行２６，２７，２８および列４１，４２，４３を成して格子ネットワークのように配置されている。選択される実施形態に応じて、アセンブリ３０をキャリア２上に任意の他のパターンで配置することもできる。例えば、同じ波長スペクトルの、特に同一の波長焦点の、特に同一色の電磁放射を発生させる複数のアセンブリ３０を、行２６を成すように配置することができる。さらに、行２６に隣接する行が異なる波長の、特に異なる色の電磁放射を出射するアセンブリを有することができる。例えば、行２６，２７，２８の複数のアセンブリ３０は、それぞれ、赤色、緑色、青色、黄色、または、シアン色の光を出射することができる。
選択される実施形態に応じて、同じ波長スペクトルの複数のアセンブリ３０を斜め方向の行を成すように、または、一部の領域においてブロック毎に設けることができる。用途に応じて、さまざまな領域または群のアセンブリ３０が、同一のまたは異なる波長を出射することができる。
図７は、同一の波長スペクトルのアセンブリ３０が斜め方向の行２６，２７，２８を成すように配置されている（すなわち、同一の波長スペクトルが斜め方向の行の各アセンブリ内で出射される）アレイ２５の概略図を示している。
図８は、複数のアセンブリ３０を有するさらなるアレイ２５を示す。この実施形態では、複数の領域３１，３２，３３が設けられ、同じ波長分布の、特に同じ波長（すなわち、同じ色）の電磁放射を出射する複数のアセンブリ３０がこれら領域内に配置されている。したがって、さまざまな波長スペクトル（すなわち、さまざまな色）の領域がアレイ２５上に配置されている。アレイは、複数のアセンブリ３０を有することができる。複数のアセンブリ３０は、例えば、３つの群に分けられる。第１の群は、緑色光を発生させる。第２の群は赤色光を、第３の群は青色光を発生させる。均質な色割合のために、緑色光を発生させるさらなるアセンブリ３０を設ける。アセンブリ３０の緑色光の発生効率がアセンブリ３０の青色光または赤色光の発生効率よりも低いからである。このように、さまざまなアセンブリの数によって、効率を均等化することができ、したがって色分布を均等化することができる。
図９は、アセンブリ３０が行２６，２７，２８および列４１，４２，４３を成すように配置されたアレイ２５のさらなる実施形態を示す。第１の行２６のアセンブリ３０は、赤色域の光を出射する。第２の行２７のアセンブリ３０は、緑色域の光を出射する。第３の行２８のアセンブリ３０は、青色域の光を出射する。アセンブリ３０は、絶縁性のキャリア２上に配置されている。帯状導体３４が行２６，２７，２８のアライメントに対して直交して配置されている。帯状導体３４は、第１の接触層５または第２の接触層６のための電気接触部に相当する。他の接触層の電気的接触は明示していない。１つの帯状導体３４を介して、一列のアセンブリ３０のすべての第１の接触部に電流が供給される。アセンブリ３０の第２の接触部に、単一のさらなる接触層を用いて電流を供給することができる。このように、アセンブリ３０の個々の列４１，４２，４３を電気的に活性化する。
選択される実施形態に応じて、図１０に示すように、帯状導体３４を行２６，２７，２８に平行に配置することもできる。かかるアセンブリを用いて、アレイ２５の個々の色を、個々の帯状導体３４の対応する活性化によって活性化することができる。図１１は、基本的に図１０のアレイに基づいて設計されたアレイ２５のさらなる実施形態を示す。図１１の配置においても、アセンブリ３０が行２６，２７，２８および列４１，４２，４３を成すように配置されている。各行２６，２７，２８に複数のアセンブリ３０が設けられ、各複数のアセンブリ３０は、同じ波長スペクトルの、特に同じ色の電磁放射を出射する。この実施形態では、各行２６，２７，２８の全アセンブリ３０には、導体トラック３４によって電流が供給される。図１０の実施形態とは異なり、接続トラック３４をアセンブリ３０の各電気接触部に接続するスルーコンタクト２４が設けられている。これにより、導体トラック３４をキャリア２の底面上に配置することができる。選択される実施形態に応じて、帯状導体３４をキャリア２内に配置することもできる。好ましくは帯状導体３４の導電材料と同じ導電材料が電気スルーコンタクト２４にも使用される。図１２には、アセンブリ３０の第２の電気接触部の接触は明示されていない。
図１２は、帯状導体３４がより幅広に形成され、各帯状導体３４が複数のアセンブリ３０に電流を供給するさらなる一実施形態を示す。１つの帯状導体３４の各アセンブリ３０は、同じかまたは異なる波長の電磁放射を出射することができる。したがって、アセンブリ３０のブロック毎の活性化が可能となる。選択される実施形態に応じて、同じ波長スペクトルまたはさまざまな波長スペクトルのアセンブリ３０の接触を、１つの帯状導体３４を介して行なうことができる。また、アセンブリ３０の各領域３１，３２，３３の接触を、１つの帯状導体３４を介して行なうこともでき、各領域３１，３２，３３それぞれのアセンブリ３０は、同じ波長スペクトルを出射する。異なる領域３１，３２，３３のアセンブリ３０が、それぞれ、異なる波長スペクトルを出射する。選択される実施形態に応じて、図１２に概略的に示すように、帯状導体３４をキャリア２上に配置することができる。
また、帯状導体３４は、キャリアの底面上またはキャリア２内に形成されることもでき、スルーコンタクト２４を介してキャリア２を貫通してアセンブリ３０に接続していることができる。また、帯状導体３４は、さまざまな高さに重ねて配置されることができ、個々のアセンブリ３０またはアセンブリ３０の個々の群に個別にアドレスすることができる。図１３に概略的に示すように、電気絶縁層３５が各高さの帯状導体３４間に配置されている。また、図１４に示すように、帯状導体３４は、さまざまな面積および幾何学形状を有することができる。
図１５は、基本的に図９のアレイに基づいて設計されたアレイ２５を示し、本図のアセンブリ３０は、さらなる絶縁層３６で追加的に被覆されている。誘電体層（例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化タンタル、重合体、フォトレジスト、スピンオングラス等、または、これらの組合せ）を絶縁層３６として使用することができる。また、さらなるメタライゼーション３７をさらなる絶縁層３６上に設けるかまたはさらなる絶縁層３６内に導入し、第２の接触層のための電流をアセンブリ３０に供給する。絶縁層３６は、好ましくはアセンブリ３０の電磁放射を透過する材料から形成されている。選択される実施形態に応じて、アセンブリ３０の第２の端部領域１０は、絶縁層３６から突出することもできる。さらなるメタライゼーション３７は、アセンブリ３０の行２６，２７，２８に沿ったさらなる帯状導体の形態で配置されることができ、アセンブリ３０の第３の接触層２２に横方向において電気的に接触することができる。帯状導体３４およびさらなる帯状導体３７の交差配置を用いて、個々のアセンブリ３０を個別に電気的に活性化することができる。
図１６は、基本的に図１５の実施形態に基づいて設計されたアレイ２５のさらなる一実施形態を示す。図１５の実施形態とは異なり、全アセンブリ３０の第３の接触層２２に電気的に接触する全域メタライゼーション３７は設けられていない。メタライゼーション３７は、アセンブリ３０の第２の端部領域上またはアセンブリ３０間に形成されている。メタライゼーション３７は、好ましくはアセンブリ３０の電磁放射を透過する材料で形成されている。
図１７は、図１５のアセンブリに基本的に一致するアレイ２５のさらなる一実施形態を示す。しかしながら、この形態では、帯状導体３４は、キャリアの底面上に配置され、スルーコンタクト２４を介してアセンブリ３０の第１の接触層５に接続している。帯状導体３４は、アセンブリ３０の行３１，３２，３３に平行に配置されている。さらなる帯状導体として形成されているメタライゼーション３７はまた、帯状導体３４に平行に配置されている。かかる配置において、個々の行のそれぞれを活性化することができる。これは、さらなる帯状導体３８および帯状導体３４の互いに平行な配置において実現される。
図１８は、図１７のアセンブリに基本的に一致するさらなる一実施形態を示す。しかしながら、図１８の形態では、メタライゼーション３７および帯状導体３４は、互いに直角に配置されている。したがって、個々のアセンブリ３０は、帯状導体３４およびさらなる帯状導体３８の対応する電流供給によって活性化されることができる。帯状導体３４は、行３１，３２，３３に直交して配置されている。
図１９は、図１８のアセンブリに基本的に一致するさらなる一実施形態を示す。図１８とは異なり、アセンブリの行の電気的接触は、基板の上面に配置され、アセンブリ３０に横方向において接触するさらなる帯状導体３８を介して行われる。さらなる帯状導体３８は、帯状導体３４に直交して配置されている。この実施形態では、絶縁層３５は省略されている。アセンブリ３０は、ＭＯＶＰＥ法等を用いてキャリアである基板上にエピタキシャル成長されることができる。この目的のために、対応する前駆体を使用し、コア３およびゾーン層４を成膜する。
さらなる一実施形態では、アセンブリ３０を、図２０〜２２に基づいて説明する方法によって製造することができる。この方法では、マスク層４５を成長基板４４に設ける。成長基板４４は、結晶構造を有する。マスク層４５は、さらなる開口部４６を有する。コア３を、図２０に示すようにＭＯＶＰＥ法等を用いてさらなる開口部４６内の成長基板４４上にエピタキシャル成長させる。このコア３は、中間製品に相当する。選択される実施形態に応じて、コア３に加えてゾーン層４をコア３に設けることもできる。続く方法ステップにおいて、コア３を成長基板４４から剥離する。この方法の状態を図２１に示す。次いで、コア３をキャリア２に設け、この状態を、図２２に示す。キャリア２は、開口部１２を有する第１のマスク層１１を有し、開口部１２内にミラー層８が配置されている。ミラー層８は、同時に第１の接触層５に相当する。しかしながら、図１〜４に基づいて説明したように、別個の第１の接触層５および／または第２のミラー層を設けることもできる。
コア３を開口部１２内に挿入し、キャリア２に固定する。さらに、好ましくは、コア３の使用されていない第２の端部１０に第２のミラー層を設ける。次いで、既に説明したように、導電接触部をアセンブリ１０に取り付ける。コア３のみを中間製品として使用する場合（コア３は、次いでキャリア２に固定される）、活性ゾーン層４は、キャリア２上のコア３上に成膜される。この目的のために、キャリア２を成膜設備内に導入する。さらに、対応する第２のミラー層をコア３の第２の端部領域１０に設けることもできる。
キャリア２に設けられた、コア、または、ゾーン層４を有するコアは、構成（すなわち構造、材料、幾何学形状、ゾーン層４、特にゾーン層４によって発生した電磁放射）において異なることができる。したがって、キャリア２は、出射された電磁放射の所望の出力および所望の波長スペクトルに応じたさまざまなアセンブリを備えることができる。
また、本明細書に記載の方法を用いれば、コア３が成長基板４４から引き継がれた結晶構造を有するとしても、費用効果の高いキャリア２を使用することができる。この結晶構造によって、高品質なコア３の積層体および／またはゾーン層４の積層体が確保される。特に、きずおよび／または結晶欠陥が回避される。したがって、費用効果の高いキャリア２が使用されるとしても、本明細書に記載の方法を用いて、高品質のアセンブリ３０を有するアレイを提供することができる。
本明細書に記載のアセンブリ３０を用いて、例えば、ほとんどスペースを必要とせずに高密度の電磁放射を発生させることができるレーザダイオードが高い費用効果で製造される。ナノ構造を使用することによって、成膜、特にエピタキシャル成膜された高品質の半導体材料が確実に得られる。したがって、レーザダイオードの電気的性質および光学的性質が向上する。エピタキシャル成膜された第１のミラー層１６を使用することによって、所望の半導体結晶構造を予め規定することができる。この結晶構造もまた、コア３および／またはゾーン層４のエピタキシャル成膜時に引き継がれる。
さらに、上記結晶情報はまた、第２のミラー層および第２のミラー層に設けられる第１の接触層５のみが使用される場合に実現されることができる。かかる実施形態では、この結晶情報は、第２のミラー層１３によって予め規定され、第１の接触層５の薄さのために、エピタキシャル成膜中にコア３に転写される。
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１３２１１７０７．８号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
１ 構造体
２ キャリア
３ コア
４ ゾーン層
５ 第１の接触層
６ 第２の接触層
７ 絶縁層
８ ミラー層
９ 第１の端部領域
１０ 第２の端部領域
１１ 第１のマスク層
１２ 開口部
１３ 第２のミラー層
１４ 接触層
１５ 第２の開口部
１６ 第１のミラー層
１７ 第２のマスク層
１８ 第３の開口部
１９ 第１の部分層
２０ 第２の部分層
２１ 第３の部分層
２２ 接触層
２３ 接触層
２４ スルーコンタクト
２５ アレイ
２６ 第１の行
２７ 第２の行
２８ 第３の行
３０ アセンブリ
３１ 第１の領域
３２ 第２の領域
３３ 第３の領域
３４ 帯状導体
３５ 絶縁層
３６ さらなる層
３７ メタライゼーション
４０ 第４の開口部
４１ 第１の列
４２ 第２の列
４３ 第３の列
４４ 成長基板
４５ マスク層
４６ さらなる開口部
２ キャリア
３ コア
４ ゾーン層
５ 第１の接触層
６ 第２の接触層
７ 絶縁層
８ ミラー層
９ 第１の端部領域
１０ 第２の端部領域
１１ 第１のマスク層
１２ 開口部
１３ 第２のミラー層
１４ 接触層
１５ 第２の開口部
１６ 第１のミラー層
１７ 第２のマスク層
１８ 第３の開口部
１９ 第１の部分層
２０ 第２の部分層
２１ 第３の部分層
２２ 接触層
２３ 接触層
２４ スルーコンタクト
２５ アレイ
２６ 第１の行
２７ 第２の行
２８ 第３の行
３０ アセンブリ
３１ 第１の領域
３２ 第２の領域
３３ 第３の領域
３４ 帯状導体
３５ 絶縁層
３６ さらなる層
３７ メタライゼーション
４０ 第４の開口部
４１ 第１の列
４２ 第２の列
４３ 第３の列
４４ 成長基板
４５ マスク層
４６ さらなる開口部
Claims (19)
- キャリア（２）を有するアセンブリ（３０）であって、
コア（３）を有する構造体（１）が前記キャリア（２）上に形成され、前記コア（３）は、２つの端部領域（９，１０）を有する長手方向に延在する範囲を有し、
第１の端部領域（９）が前記キャリア（２）に対向して配置され、第２の端部領域（１０）が前記キャリア（２）とは反対側に配置され、
前記コア（３）は、少なくとも外側領域において導電性であるように形成され、
前記外側領域は、活性ゾーン層（４）によって少なくとも部分的に被覆され、
前記活性ゾーン層（４）は、電磁放射を発生させるように設計され、
ミラー層（８；１３；１６）が、電磁放射を或る１つの方向に反射するために、前記コア（３）の少なくとも一方の端部領域（９，１０）内に設けられ、
前記コア（３）の導電領域に接触している第１の電気接触層（５）が設けられ、
前記活性ゾーン層（４）に接触する第２の接触層（６）が設けられているアセンブリ（３０）。 - 絶縁層（７）が前記活性ゾーン層（４）および前記第１の電気接触層（５）の間、ならびに／または、前記第１の接触層（５）および前記第２の接触層（６）の間に設けられている、請求項１に記載のアセンブリ。
- 前記ミラー層（８）は、前記コア（３）の前記キャリアに対向している第１の端部領域（９）上に設けられ、かつ／または、前記ミラー層（８）は、前記コア（３）の前記キャリア（２）とは反対側の前記第２の端部領域（１０）上に設けられ、前記電磁放射の前記反射の前記方向は、前記コア（３）の長手方向に沿っている、請求項１または２に記載のアセンブリ。
- 前記ミラー層（８）は、前記コアに直接設けられているか、または、前記コア（３）の前記第２の端部領域（１０）を被覆する前記活性ゾーン層（４）に設けられている、請求項３に記載のアセンブリ。
- 前記ミラー層（８，１６）は、導電性であるように設計され、好ましくは、前記コア（３）の電気的接触のための接触層に相当する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記ミラー層は、前記コア（３）の第１の端部領域（９）上に配置された導電性の第１のミラー層（１６）を有し、前記第１の接触層（５）は、前記第１のミラー層（１６）に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 第２のミラー層（１３）が前記第１の接触層（５）に設けられ、前記第２のミラー層（１３）は、電気絶縁性であるように設計され、特に前記第１のミラー層の反射率は、前記第２のミラー層の反射率よりも低い、請求項６に記載のアセンブリ。
- 電気スルーコンタクト（２４）が前記キャリア（２）内に設けられ、前記スルーコンタクト（２４）は、前記第１の接触層（５）に電気接続している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記第１の接触層（５）は、前記活性ゾーン層（４）の前記コア（３）に隣接する第１の部分層（１９）と接触している、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記活性ゾーン層（４）は、ジャケットの形態で前記コア（３）を長手方向に包囲している、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記第２の接触層（６；２２）は、前記活性ゾーン層（４）に横方向において接触している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 前記ミラー層（１３，１５）は、積層体の形態で形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアセンブリ（３０）を複数有するアレイ（２５）であって、少なくとも２つのアセンブリ（３０）の前記第１のおよび／または第２の接触層（５，６）は、互いに独立して形成され、前記２つのアセンブリは、互いに別個にかつ独立して電流が供給されることができ、電磁放射を発生させることができる、アレイ（２５）。
- 複数のアセンブリ（３０）の前記第１のおよび／または前記第２の接触層（５，６；２２）は、帯状導体（３４，３７）の形態で形成され、互いに分離している複数の帯状導体（３４，３７）が設けられている、請求項１３に記載のアレイ。
- 前記帯状導体（３４，３７）は、さまざまな高さに重ねて配置されている、請求項１４に記載のアレイ。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアセンブリの製造方法。
- 最初に中間製品を成長基板上に製造し、前記中間製品は、少なくとも前記コアを備え、前記中間製品を前記成長基板から剥離してキャリアに設け、前記アセンブリを完成させる、請求項１６に記載の製造方法。
- 前記中間製品は、前記コアおよび前記活性ゾーン層を有する、請求項１７に記載の製造方法。
- 前記キャリアは、マスク層を有し、前記マスク層は、開口部を有し、ミラー層および／または第１の接触層を前記開口部内に設け、前記中間製品は、第１の端部領域によって前記開口部内に挿入されて前記キャリアに固定される、請求項１７または１８に記載の製造方法。
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