PL224641B1

PL224641B1 - Dioda superluminescencyjna na bazie AlInGaN

Info

Publication number: PL224641B1
Application number: PL408429A
Authority: PL
Inventors: Piotr Perlin; Anna Kafar; Irina Makarowa; Szymon Stańczyk
Original assignee: Wrocławskie Centrum Badań Eit + Spółka Z Ograniczoną; Wrocławskie Centrum Badań Eit + Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2017-01-31
Also published as: WO2015187046A1; PL408429A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest dioda superluminescencyjna na bazie stopu AlInGaN, zawierająca podłoże półprzewodnikowe (1), dolną warstwę okładkową (2) o przewodnictwie elektrycznym typu n, dolną warstwę światłowodową (3) o przewodnictwie elektrycznym typu n, warstwę emitującą światło (4), warstwę blokującą elektrony (5) o przewodnictwie elektrycznym typu p, górną warstwę światłowodu (6), górną warstwę okładkową (7) o przewodnictwie elektrycznym typu p, warstwę podkontaktową (8) domieszkowaną akceptorami powyżej koncentracji 1020 cm-3 oraz warstwę antyrefleksyjną naniesioną na okno wyjściowe falowodu, przy czym warstwa antyrefleksyjna zawiera nanocząstki dielektryka o największym wymiarze geometrycznym mniejszym niż długość fali emitowanego przez diodę światła.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dioda superluminescencyjna na bazie AlInGaN mająca zastosowanie w optoelektronice, fotonice i systemach światłowodowych, w szczególności jako źródło promieniowania widzialnego.

Diody superluminescencyjne wytwarzane są z reguły jako przyrządy o rozdzielonym ograniczeniu nośników prądu i światła. Struktura taka nosi angielską nazwę Separate Confinement Hetero-structure. Na podłożu z monokryształu np. z GaAs, InP lub GaN wytwarza się sekwencję cienkich warstw półprzewodników, co opisano m.in. w publikacji L.A. Coldren, S. W. Corzine, „Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits” Opt. Eng. 36(2), 616-617 (1997). Warstwą aktywną takich przyrządów są studnie kwantowe ograniczone kwantowymi barierami, a światło propaguje się w światłowodzie zbudowanym z warstw o wysokim współczynniku załamania otaczających część aktywną lasera, ograniczonym przez warstwy o niskim współczynniku załamania. W dalszej części niniejszego opisu określenie „światłowód diody” odnosić się będzie do fragmentu obszaru studni kwantowych oraz otaczających je warstw światłowodowych w którym propaguje się światło w przyrządzie. Ograniczenie boczne dla nośników oraz światła może być uzyskane w jakikolwiek sposób (np. za pomocą struktur: index guiding, gain guiding, mesa, buried ridge) bez wpływu na ogólność prowadzonego poniżej r ozumowania. Ograniczenie boczne prowadzi do osiągnięcia dużej gęstości światła oraz nośników w obszarze aktywnym. Geometria przyrządu oraz dodatkowe warstwy antyrefleksyjne przeciwdziałają oscylacjom światła w przyrządzie. W przypadku diod superluminescencyjnych na bazie azotków metali grupy III, emitujących światło w zakresie 400-500 nm, wspomniane wyżej warstwy są realizowane w charakterystyczny sposób opisany m.in. w publikacji S. Nakamura, „InGaN/GaN/AlGaN-based laser diodes grown on epitaxially laterally overgrown GaN,” J. Mater. Res. 14, 2716 (1999) oraz w opisie patentowym US 6,838,693 B2. Jako podłoże stosuje się krystaliczny azotek galu o grubości od 50 do 200 gm. Warstwy okładkowe są zbudowane z azotku galowo-glinowego Al_xGa_1-xN dla którego x zawiera się w przedziale od 0,05 do 0,12 i grubości od 0,5 um do 5 um. Dolna warstwa okładkowa jest domieszkowana krzemem na poziomie 5x10 cm^- . Górna warstwa okładkowa zwykle domieszkowana jest magnezem na poziomie od 5x10 cm^- do 1x10 cm^- . Warstwy światłowodowe wykonane są zwykle z azotku galu o grubościach od 0,05 um do 0,15 gm. Dolna warstwa światłowodowa może być domieszkowana krzemem, a górna warstwa światłowodowa może być domieszkowana magnezem. Obie warstwy światłowodowe mogą być również niedomieszkowane. Warstwy blokujące elektrony w przypadku diod o emisji w zakresie 400--500 nm zbudowane z In_xGa_1-xN, dla którego x mieści się w zakresie od 0 do 0,15. Warstwa stanowiąca studnię kwantową jest zbudowana z In_xGa_1-xN, dla którego x mieści się w zakresie od 0 do 0,3 i ma grubość od 2 do 10 nm. Prowadzenie światła uzyskane jest poprzez trawienie wybranych obszarów struktury epitaksjalnej na głębokość nie większą niż gran ica pomiędzy górną okładką a górną warstwą światłowodu. Kształt trawienia dobierany jest tak, by pozostały obszar formował światłowód nieprostopadły do okna wyjściowego światłowodu (płaszczyzn łatwej łupliwości kryształu). Od górnej strony przyrządu zasilanie elektryczne odbywa się wyłącznie poprzez górną powierzchnię powstałej mesy (grzbietu). Światłowód diody superluminescencyjnej może mieć formę przekoszonego lub zakrzywionego paska. Odbijalność okna światłowodu jest zdeterm inowana przez wartości współczynników załamania światłowodu, sąsiadującego obszaru w płaszczyźnie warstw i otoczenia przyrządu (powietrze lub gaz stosowany w hermetycznym montażu) oraz przez wartość końcowego kąta pomiędzy osią światłowodu a normalną do powierzchni okna wyjściowego. Zależności te opisane są w artykule G. A. Alphonse i M. Toda, „Mode coupling in angled facet semiconductor optical amplifiers and superluminescent diodes,” J. Lightwave Technol. 10, 215 (1992). Geometria światłowodu optymalizowana jest tak, by odbijalność wyjściowego okna światłowodu była jak najmniejsza. Podstawowym parametrem, na podstawie którego oceniana jest jakość diody superluminescencyjnej, jest kształt widma emitowanego światła. Idealna dioda superluminescencyjna posiada gładkie widmo emisji, podobnie jak widmo emisji diod elektroluminescencyjnych. Jednak w przypadku diod superluminescencyjnych światło generowane jest dzięki procesowi wzmocnionej emisji spontanicznej. Dla realnych przyrządów w widmie pojawiają się modulacje, które zwiększają swoją głębokość wraz ze zwiększaniem przyłożonego prądu. Są one wynikiem oscylacji pewnej ilości światła w objętości przyrządu.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 20130308333 znana jest nowa klasa optycznych źródeł światła zbudowanych m.in. na bazie diod superluminescencyjnych. Dzięki tylko częściowemu pokryciu dolnego i górnego falowód przez warstwy okładkowe w pobliżu okna wyjściowego

PL 224 641 B1 (niepokryty odcinek falowodu), otrzymano docelowo mniejsze sprzężenie zwrotne (światło odbite od okna wyjściowego, na skutek braku warstw okładkowych o mniejszym współczynniku załamania światła, ulega rozproszeniu w różnych niekontrolowanych kierunkach). Dodatkowo, aby zwiększyć moc optyczną diody, światłowód występuje w formie zakrzywionego lub nachylonego paska w stosunku do przedniego okna wyjściowego światłowodu. Aby zapewnić większą odbijalność światła, okna światłowodu zostały pokryte odpowiednio warstwą refleksyjną, antyrefleksyjną, warstwą refleksyjną o zmiennym profilu odbijalności lub ich kombinacjami. Przedstawione warstwy zmniejszające odbicia w obszarze okna światłowodu mają postać cienkich warstw ciągłych, zwyczajowo naprzemiennych warstw dielektrycznych o grubości 1/4 długości fali promieniowania padającego, co z kolei wymaga zastosowania skomplikowanych kroków technologicznych celem ich naniesienia. Aby uzyskać submikrom etrowe warstwy dielektryczne o określonych parametrach geometrycznych i materiałowych konieczne jest wykorzystanie takich technologii jak epitaksja, czy nanoszenie CVD. Technologie te należą do technologii „hi-tech” co powoduje, że cały proces wytwarzania znacząco się komplikuje i zwiększają się koszty pojedynczego przyrządu. Uzyskanie dielektrycznych warstw antyrefleksyjnych o odbijalności poniżej 10^-6 jest praktycznie niemożliwe.

Z kolei zgłoszenie patentowe WO 2011/056675 ujawnia diodę superluminescencyjną wytwarzaną na bazie azotków grupy III, na niepolarnych lub semipolarnych podłożach GaN. Na powierzchni tylnego zwierciadła światłowodu w procesie mokrego trawienia w roztworze KOH zostały wytworzone piramidy heksagonalne o średnicy (w zakresie do 0,1 pm do 10 pm) zbliżonej do długości fali światła, zapewniające rozpraszanie światła padającego na powierzchnię tylnego okna. Uzyskany efekt chropowatości powierzchni okna światłowodu zapobiega zjawisku optycznego sprzężenia zwrotnego, a tym samym procesowi laserowania. Ponadto, chropowata powierzchnia zapewnia wykładniczy wzrost mocy wyjściowej wraz ze zwiększaniem wartości prądu. Wytworzenie warstwy antyrefleksyjnej tego rodzaju wymaga najpierw naniesienia materiału bazowego za pomocą skomplikowanych technik depozycji lub wzrostu, a następnie wytrawienia struktur o odpowiedniej geometrii. Taki proces wytwarzania warstwy antyrefleksyjnej jest skomplikowany i wymaga użycia wysokiej jakości aparatury tec hnologicznej, co powoduje wzrost kosztów wytworzenia pojedynczego przyrządu emisyjnego.

Problemem technicznym stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest zaproponowanie takiej konstrukcji diody superluminescencyjnej na bazie AlInGaN, która charakteryzowałaby się poprawionymi parametrami optycznymi, w szczególności większą szerokością widma emisji oraz mniejszą głębokością modulacji w widmie, przy czym jej wytworzenie ograniczałoby liczbę koniecznych procesów technologicznych, a tym samym koszt pojedynczego urządzenia uległby zmniejszeniu. Nieoczekiwanie wspomniane problemy techniczne rozwiązał prezentowany wynalazek.

Przedmiotem wynalazku jest dioda superluminescencyjna na bazie stopu AlInGaN, zawierająca podłoże półprzewodnikowe, dolną warstwę okładkową o przewodnictwie elektrycznym typu n, dolną warstwę światłowodową o przewodnictwie elektrycznym typu n, warstwę emitującą światło, warstwę blokującą elektrony o przewodnictwie elektrycznym typu p, górną warstwę światłowodu, górną warstwę okładkową o przewodnictwie elektrycznym typu p, warstwę podkontaktową domieszkowaną akceptorami powyżej koncentracji 10 cm^- oraz warstwę antyrefleksyjną naniesioną na okno wyjściowe falowodu, charakteryzująca się tym, że warstwa antyrefleksyjna zawiera nanocząstki dielektryka o największym wymiarze geometrycznym mniejszym niż długość fali emitowanego przez diodę światła, przy czym dioda emituje fale elektromagnetyczne z zakresu od 390 nm do 450 nm. Korzystnie warstwa antyrefleksyjna została naniesiona na dodatkową warstwę tlenku o grubości poniżej 100 nm. Równie korzystnie nanocząstki dielektryka tworzące warstwę antyrefleksyjną zostały wybrane z grupy obejmującej nanocząstki: SiO2, polistyren, szkło, szkło akrylowe, przy czym największy wymiar nanocząstek obejmuje zakres od 100 nm do 250 nm. W korzystnej realizacji wynalazku kształt grzbietu falowodu ma formę odcinka nachylonego do zwierciadła pod kątem pomiędzy 3 a 8 stopni. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku falowód składa się ze stu segmentów o zwiększającym się kącie w stosunku do normalnej do powierzchni okna falowodu. W następnej korzystnej realizacji wynalazku tylne zwierciadło falowodu jest pokryte warstwą dielektryczną o odbijalności większej niż 80%. Korzystnie dolną warstwę okładkową o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi warstwa AlxGa1-xN o grubości od 200 nm do 500 nm domieszkowana krzemem do poziomu od 5x10¹⁷ cm^-3 do 5x10¹⁸ cm^-3gdzie koncentracja molowa x związku AlxGa_1-xN zawiera się w przedziale od 0,01 do 0,12. Równie korzystnie dolną warstwę światłowodową o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi niedomieszkowany GaN o grubości od 100 nm do 2000 nm. Jeszcze korzystniej warstwę emitującą światło stanowi obszar wielostudni kwantowej In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN gdzie koncentracja molowa x w studni kwantowej

PL 224 641 B1 zawiera się w przedziale 0,03 do 0,1, a koncentracja molowa y w barierze kwantowej zawiera się w przedziale od 0 do 0,02, przy czym liczba powtórzeń wielostudni wynosi od 1 do 5. W korzystnej realizacji wynalazku warstwę blokującą elektrony o przewodnictwie elektrycznym typu p stanowi warstwa Al_xGa_1-xN:Mg o grubości od 5 nm do 30 nm gdzie koncentracja molowa x zawiera się w przedziale 0,05 do 0,3. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku warstwę światłowodu o przewodnictwie elektrycznym typu p stanowi GaN o grubości od 100 nm do 2000 nm. W następnej korzystnej realizacji wynalazku górną warstwę okładkową o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi warstwa Al_xGa_1-xN o grubości 300 nm do 1500 nm domieszkowana krzemem do poziomu z zakresu od 5x10 cm^- do 5x10¹⁸ cm^-3 gdzie koncentracja molowa x związku Al_xGa_1-xN zawiera się w przedziale 0,01 do 0,12. W jeszcze korzystniejszej realizacji wynalazku warstwę podkontaktową stanowi warstwa GaN:Mg o koncentracji magnezu większej niż 10 cm^- .

Osadzenie na oknie wyjściowy diody superluminescencyjnej warstwy antyrefleksyjnej w postaci nanocząstek dielektrycznych o niejednorodnym rozkładzie powierzchniowym powoduje powstanie efektu chropowacenia powierzchni okna światłowodowego co zwiększa rozpraszanie na tym oknie, poprawiające ekstrakcję światła z przyrządu i jednocześnie zapobiegając laserowaniu przyrządu. Uz yskane widma spektralne charakteryzują się większa szerokością spektralną i mniejszą głębokością modulacji widma. Ponadto możliwe jest zastosowanie dodatkowych warstw dielektrycznych o wysokim współczynniku odbicia (zwierciadła Bragga). Poprzez zwiększenie współczynnika odbicia tylnego okna wyjściowego falowodu uzyskiwane jest zmniejszenie mocy emitowanej z tego okna, a zarazem zwię kszenie mocy emitowanej z frontowego okna.

Przykładowe realizacje wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia strukturę diody superluminescencyjnej na bazie AlInGaN, fig. 2a oraz 2b przedstawiają możliwe kształty falowodu diody superluminescencyjnej w widoku z góry, fig. 3 przedstawia kolejne etapy technologiczne wytworzenia mesy, fig. 4 diodę superluminescencyjną z oknem pokrytym warstwą antyr efleksyjną, fig. 5 przedstawia okno diody superluminescencyjnej z naniesioną warstwą antyrefleksyjną, fig. 6 przedstawia porównanie widma emisji diody superluminescencyjnej z warstwą antyrefleksyjną oraz bez niej.

P r z y k ł a d

Struktura diody superluminescencyjnej o obniżonym prądzie progowym wytworzona na podłożu GaN została przedstawiona na fig. 1. Opisana konstrukcja przyrządu pozwala na emisję światła o długości fali ok. 415 nm. Przedstawiona dioda została wytworzona w następujący sposób. W pierwszym etapie przygotowano do wzrostu podłoże GaN 1 poprzez wypolerowanie tak, aby utworzyć płytkę płaskorównoległą o typowej grubości 300 μm. Powierzchnia o polarności galowej tego kryształu miała po odpowiednim wypolerowaniu mechanochemicznym gładkość atomową, objawiającą się stopniami atomowymi w obrazie Mikroskopu Sił Atomowych (AFM). Pomiar wykonany był mikroskopem firmy Brucker model NanoScope 4. Powierzchnia kryształu była zdezorientowana co najmniej o 0,3° kątowego w stosunku do kierunku osi krystalograficznej heksagonalnej struktury GaN (wurcytu). Następnie podłoże 1 umieszczono w reaktorze MOVPE, gdzie w temperaturze około 1050°C wykonano warstwę 2 z Ga₀,₉₂AI_0]08N o grubości 800 nm domieszkowanego krzemem do poziomu 5x10¹⁸ cm^-3. Następnie w tej samej temperaturze wytworzono warstwę 3 niedomieszkowanego GaN o grubości około 100 nm pełniąca rolę dolnego falowodu. Po obniżeniu temperatury do 820°C wykonano obszar wielostudni kwantowej 4 In_0]1Ga_0]9N/In_0]02Ga_0]98N, przy czym liczba powtórzeń wielostudni wynosiła trzy. Następnie po podwyższeniu temperatury reaktora do poziomu 1050°C wykonano z Al0,02Ga0,98N:Mg warstwę blokującą ucieczkę elektronów 5. Potem wytworzono niedomieszkowaną warstwę GaN tworzącą górny falowód 6. Kolejną warstwą była górna warstwa okładkowa 7 z Al₀,₀₅Ga_0]95N o grubości 430 nm. Wzrost struktury zakończono na cienkiej warstwie podkontaktowej 8 z GaN:Mg o koncentracji

-3 magnezu 2x10 cm^- . Warstwy okładkowe oraz falowodowe miały tak dobrany skład, aby kontrast współczynnika załamania między GaN i AlGaN wynosił 1,8%. Po zakończeniu wzrostu struktury schłodzono reaktor w atmosferze azotu. W kolejnym etapie wykonano fotolitografię przy pomocy kontaktowego urządzenia do naświetlania masek chromowych. W ten sposób definiując kształt mesy w postaci zagiętego paska jak przedstawiono na fig. 2b. Końcowe zakrzywienie 11 falowodu w stosunku do płaszczyzn łatwej łupliwości kryształu (płaszczyzna krystalograficzna (10-10), czyli płaszczyzny przyszłych okien wyjściowych światłowodu 12) wynosiło 6°. Proces wytworzenia mesy i kontaktu górnego został schematycznie przedstawiony na fig. 3. Pierwszym krokiem technologicznym było nałożenie warstwy fotorezystu 9a o grubości 3 μm na obszar projektowanego światłowodu. Następnie przeprowadzone zostało suche trawienie kryształu przy pomocy aktywnych jonów (ICP RIE) na

PL 224 641 B1 głębokość 500 nm. W ten sposób utworzona została mesa w warstwach 7 i 8, co przedstawiono na schemacie fig. 3b. Następnie na cały kryształ osadzona została warstwa izolującego materiału SiO₂ 9 o grubości 200 nm widoczna na fig. 3c. Warstwa osadzona była metodą ICP PECVD. Z powodu dużej grubości fotorezystu 9a jego krawędzie boczne nie zostały całkowicie przykryte izolatorem. Wierzchołek mesy odsłonięty został przy pomocy standardowej procedury lift-off (fig. 3d), przy jednoczesnym pozostawieniu izolatora na ścianach bocznych mesy oraz obszarze poza mesą. Kolejnym krokiem technologicznym było osadzenie, metodą naparowywania wiązką elektronową, kontaktów górnego 10 i dolnego (na podłożu 1) wykonanych z warstw niklu i złota o łącznej grubości 100 nm. Następnie podzielono kryształ wzdłuż płaszczyzn łatwej łupliwości tworząc linijki zawierające wiele przyrządów, przy czym podział zachodził wzdłuż zaplanowanych położeń okien światłowodów 12 poszczególnych przyrządów. Pierwszym krokiem umożliwiającym podział było zarysowanie kryształu wzdłuż linii planowanego podziału. Następnie na skutek naprężeń mechanicznych doprowadzono do pęknięcia kryształu wzdłuż płaszczyzn łatwej łupliwości. Na gotową strukturę przyrządu osadzono warstwę antyrefleksyjną składającą się z dielektrycznych nanosfer SiO₂. W tym celu umieszczono 0,3 ml roztworu koloidalnego nanocząstek w dyspenserze i rozprowadzono kroplę roztworu na frontowej ścianie prz yrządu. Przyrząd pozostawiono do wyschnięcia na 24 godziny. Przyrząd pokryty warstwą antyrefleksyjną schematycznie przedstawiono na fig. 4 oraz fig. 5a. Natomiast fig. 5b przedstawia efektywny kształt powierzchni okna światłowodu 12. W celu poprawienia własności adhezyjnych styku nanocząstki zwierciadło falowodu możliwe jest osadzenie dodatkowej warstwy dielektrycznej 15 o grubości poniżej 3 nm co przedstawiono na Fig. 5c. Kolejnym etapem był podział linijek na poszczególne przyrządy odbywający się w sposób analogiczny jak w przypadku podziału na linijki, jednak nie wzdłuż płaszczyzn łatwej łupliwości, ale prostopadle do nich. Ostatnim etapem był montaż przyrządów w standardowej obudowie TO-56. Na podstawce obudowy umieszczono cienką warstwę lutowia SnPb. Na niej umieszczono przyrząd stroną podłożową 1 w kierunku lutowia. Proces wygrzewania w temperaturze 200°C umożliwił trwałe połączenie przyrządu z podstawką. Następnie przy użyciu techniki ball-bondingu utworzono kontakt elektryczny z materiałem kontaktu górnego 10. Następnie zamknięto hermetycznie obudowę diody superluminescencyjnej stosując atmosferę ochronną zapobiegającą skraplaniu się pary wodnej wewnątrz obudowy.

Dzięki zastosowaniu warstwy antyrefleksyjnej bazującej na nanosferach dielektryka poprawiono parametry przyrządu w stosunku do chipów niepokrytych omawianą warstwą. Uzyskane widma emisji wykazywały płytsze modulacje niż przyrząd kontrolny o tej samej geometrii wytworzony w tym samym procesie, ale o niepokrytym oknie wyjściowym 12 światłowodu, co pokazano na fig. 6 przedstawiającym porównanie widma emisji diody superluminescencyjnej z warstwą antyrefleksyjną oraz bez niej.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Dioda superluminescencyjna na bazie stopu AlInGaN, zawierająca podłoże półprzewodnikowe (1), dolną warstwę okładkową (2) o przewodnictwie elektrycznym typu n, dolną warstwę światłowodową (3) o przewodnictwie elektrycznym typu n, warstwę emitującą światło (4), warstwę blokującą elektrony (5) o przewodnictwie elektrycznym typu p, górną warstwę światłowodu (6), górną warstwę okładkową (7) o przewodnictwie elektrycznym typu p, warstwę podkontaktową (8) domieszkowaną akceptorami powyżej koncentracji 10²⁰ cm^-3 oraz warstwę antyrefleksyjną naniesioną na okno wyjściowe (12) falowodu, znamienna tym, że warstwa antyrefleksyjna zawiera nanocząstki dielektryka (14) o największym wymiarze geometrycznym mniejszym niż długość fali emitowanego przez diodę światła, przy czym dioda emituje fale elektromagnetyczne z zakresu od 390 nm do 450 nm.
2. Dioda superluminescencyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa antyrefleksyjna została naniesiona na dodatkową warstwę tlenku (15) o grubości poniżej 100 nm.
3. Dioda superluminescencyjna według zastrz. od 1 do 2, znamienna tym, że nanocząstki dielektryka (14) tworzące warstwę antyrefleksyjną zostały wybrane z grupy obejmującej nanocząstki: SiO2, polistyren, szkło, szkło akrylowe, przy czym największy wymiar nanocząstek obejmuje zakres od 100 nm do 250 nm.
4. Dioda superluminescencyjna według zastrz. od 1 do 3, znamienna tym, że kształt grzbietu falowodu ma formę odcinka nachylonego do zwierciadła pod kątem (11) pomiędzy 3 a 8 stopni.

PL 224 641 B1
5. Dioda superluminescencyjna według zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że falowód składa się ze stu segmentów o zwiększającym się kącie w stosunku do normalnej do powierzchni okna (12) falowodu.
6. Dioda superluminescencyjna według zastrz. od 1 do 5, znamienna tym, że tylne zwierciadło falowodu (13) jest pokryte warstwą dielektryczną o odbijalności większej niż 80%.
7. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 6, znamienna tym, że dolną warstwę okładkową (2) o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi warstwa Al_xGa_1-xN o grubości od 200 nm do 500 nm domieszkowana krzemem do poziomu od 5x10¹⁷ cm^-3 do 5x10¹⁸ cm^-3gdzie koncentracja molowa x związku Al_xGa_1-xN zawiera się w przedziale od 0,01 do 0,12.
8. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 7, znamienna tym, że dolną warstwę światłowodową (3) o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi niedomieszkowany GaN o grubości od 100 nm do 2000 nm.
9. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 8, znamienna tym, że warstwę emitującą światło (4) stanowi obszar wielostudni kwantowej In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN gdzie koncentracja molowa x w studni kwantowej zawiera się w przedziale 0,03 do 0,1, a koncentracja molowa y w barierze kwantowej zawiera się w przedziale od 0 do 0,02, przy czym liczba powtórzeń wielostudni wynosi od 1 do 5.
10. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 9, znamienna tym, że warstwę blokującą elektrony (5) o przewodnictwie elektrycznym typu p stanowi warstwa Al_xGa_1-xN:Mg o grubości od 5 nm do 30 nm gdzie koncentracja molowa x zawiera się w przedziale 0,05 do 0,3.
11. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 10, znamienna tym górną warstwę światłowodu (6) o przewodnictwie elektrycznym typu p stanowi GaN o grubości 100 nm do 2000 nm.
12. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 11, znamienna tym, że górną warstwę okładkową (7) o przewodnictwie elektrycznym typu n stanowi warstwa Al_xGa_1-xN o grubości 300 nm do 1500 nm domieszkowana krzemem do poziomu z zakresu od 5x10 cm^- do 5x10¹⁸ cm^-3 gdzie koncentracja molowa x związku Al_xGa_1-xN zawiera się w przedziale 0,01 do 0,12.
13. Dioda superluminescencyjna według któregokolwiek zastrz. od 1 do 12, znamienna tym, że warstwę podkontaktową (8) stanowi warstwa GaN:Mg o koncentracji magnezu większej niż 10 cm^- .