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公開番号
2024100918
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2024-07-26
出願番号
2024083170,2022075846
出願日
2024-05-22,2017-03-02
発明の名称
発光素子
出願人
晶元光電股ふん有限公司
,
Epistar Corporation
代理人
個人
,
個人
,
個人
主分類
H01S
5/183 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】発光素子を開示する。
【解決手段】発光素子は、放射を放出可能なものであり、基板と、基板の上に位置し、第1DBRスタック、発光スタック、第2DBRスタック及びコンタクト層を順次含むエピタキシャル構造と、電極と、コンタクト層と電極との間に位置する電流ブロック層と、電流ブロック層の中に形成された第1開口と、電極の中に形成され、且つ第1開口の内に位置する第2開口と、を含み、電極の一部は、第1開口の中に埋め込まれ、且つコンタクト層と接触し、発光素子は、第2DBRスタックにおいて、酸化層及びイオン注入層を有しない。
【選択図】図1B
特許請求の範囲
【請求項1】
発光素子であって、
基板と、
前記基板の上に位置し、且つ第1部分、第2部分及び第3部分を含むエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の上に位置し、複数の第1開口、第2開口及び複数の第3開口を有する電極と、
互いに分離する第1コンタクト部、第2コンタクト部及び第3コンタクト部を有するコンタクト層と、を含み、
前記第1部分は、複数の第1放射放出領域を有し、
前記第2部分は、複数の第2放射放出領域を有し、
前記第3部分は、複数の第3放射放出領域を有し、
前記複数の第1開口は、前記複数の第1放射放出領域に対応し、
前記第2開口は、前記第2放射放出領域に対応し、
前記複数の第3開口は、前記複数の第3放射放出領域に対応し、
各前記第2開口の幅は、各前記第1開口の幅及び各前記第3開口の幅よりも小さく、
前記第1コンタクト部は、前記第1部分の上に位置し、
前記第2コンタクト部は、前記第2部分の上に位置し、
前記第3コンタクト部は、前記第3部分の上に位置し、
前記第1部分、前記第2部分及び前記第3部分のそれぞれは、第1DBRスタック、発光スタック及び第2DBRスタックを順次含み、
前記複数の第2放射放出領域は、前記複数の第1放射放出領域と前記複数の第3放射放出領域との間に位置する、発光素子。
続きを表示(約 980 文字)
【請求項2】
発光素子であって、
基板と、
前記基板の上に位置し、且つ第1部分及び第2部分を含むエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の上に位置し、複数の第1開口及び複数の第2開口を有する電極と、を含み、
前記第1部分は、複数の第1放射放出領域を有し、
前記第2部分は、複数の第2放射放出領域を有し、
前記複数の第1開口は、前記複数の第1放射放出領域に対応し、
前記複数の第2開口は、前記複数の第2放射放出領域に対応し、
前記第1部分及び前記第2部分のそれぞれは、第1DBRスタック、発光スタック、第2DBRスタック及びコンタクト層を順次含み、
前記発光素子が動作する際に、前記複数の第1放射放出領域と前記複数の第2放射放出領域とは同時に発光し、各前記第1放射放出領域を流れる第1電流は、各前記第2放射放出領域を流れる第2電流よりも小さく、
前記複数の第1放射放出領域の数は、前記複数の第2放射放出領域の数よりも多い、発光素子。
【請求項3】
前記電極は、前記第1部分及び前記第2部分に電気的に接続している、請求項1又は2に記載の発光素子。
【請求項4】
前記基板は縁部を有し、前記第2部分は前記第1部分よりも前記縁部から離れる、請求項2に記載の発光素子。
【請求項5】
前記電極との前記エピタキシャル構造と間に位置する導電層、をさらに含む、請求項1又は2に記載の発光素子。
【請求項6】
前記第1コンタクト部の幅と前記第2コンタクト部の幅とは異なる、請求項1に記載の発光素子。
【請求項7】
前記第3コンタクト部の幅と前記第2コンタクト部の幅とは異なる、請求項1又は6に記載の発光素子。
【請求項8】
前記第1放射放出領域と前記第2放射放出領域とは、ピーク波長が同一の放射を放出する、請求項1又は2に記載の発光素子。
【請求項9】
隣接する2つの前記第1開口の間隔は、隣接する2つの前記第2開口の間隔よりも小さい、請求項1に記載の発光素子。
【請求項10】
各前記第1開口の幅は、各前記第2開口の幅に等しい、請求項2に記載の発光素子。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子に関し、特にレーザ及び発光ダイオード特性を有する発光素子に関する。
続きを表示(約 4,000 文字)
【背景技術】
【0002】
発光ダイオードは、固体照明光源に幅広く使われている。従来の白熱電球及び蛍光灯に比べて、発光ダイオードは低消費電力及び長寿命などの利点を有するため、発光ダイオードは、次第に従来の光源に取って代わり、交通標識、バックライトモジュール、街路照明、医療機器などの各種の分野に応用されている。
【0003】
図24は従来の垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL:Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)の断面図である。垂直キャビティ面発光レーザは、活性領域に垂直な方向にコヒーレント光を発することができる。VCSELは、基板300、及び基板300上に位置し、且つ活性領域230を挟む一対のDBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ反射鏡)スタック200、210を有する構造を含み、活性領域230は、電子と正孔とが結合して光を発生させる場所である。活性領域230に電流を注入して光を発生させるために、第1電極240及び第2電極250を設け、光はVCSELの上面に位置する開孔(aperture)から逃げる。
【0004】
DBRスタック210において、垂直キャビティ面発光レーザはアンダーカット260を有することができる。図24の例では、アンダーカット260は、DBRスタック210における1つの層の周辺部を選択的に除去することで隙間を形成し、隙間に空気が入ることができ、空気の導電率が半導体材料の導電率よりも明らかに低いため、DBRスタック210における他の層の導電率に比べて、DBRスタック210に形成されたアンダーカット260は比較的に低い導電率を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
放射を放出可能な発光素子であって、基板と、前記基板の上に位置し、第1DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ反射鏡)スタック、発光スタック、第2DBRスタック及びコンタクト層を順次含むエピタキシャル構造と、電極と、前記コンタクト層と前記電極との間に位置する電流ブロック層と、前記電流ブロック層の中に形成された第1開口と、前記電極の中に形成され、且つ前記第1開口の内に位置する第2開口と、を含み、前記電極の一部は、前記第1開口の中に埋め込まれ、且つ前記コンタクト層と接触し、前記発光素子は、前記第2DBRスタックにおいて、酸化層及びイオン注入層を有しない、発光素子を開示する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本開示内容の第1実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第1実施例の発光素子の図1AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第1実施例の発光素子の光出力パワー(optical output power)と順方向電流(forward current)の関係曲線を示す図である。
図1A及び図1Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図1A及び図1Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図1A及び図1Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図1A及び図1Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第2実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第1実施例の発光素子の図5AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第3実施例の発光素子の断面図である。
本開示内容の第4実施例の発光素子の断面図である。
本開示内容の第5実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第5実施例の発光素子の図8AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第6実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第6実施例の発光素子の図9AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の図9Aに示す第6実施例の発光素子の電流ブロック層の平面図である。
本開示内容の発光素子の図10AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第7実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図11AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第7実施例の発光素子の光出力パワー(optical output power)と順方向電流(forward current)の関係曲線を示す図である。
図12Aにおける領域Iの拡大図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bに示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第8実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図17AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第9実施例の発光素子の断面図である。
図18に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図18に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図18に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図18に示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第10実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図20AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第11実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図21AのA-A’線に沿う断面図である。
本開示内容の第12実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第13実施例の発光素子の平面図である。
従来の垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL:Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下は図面を参照しながら本発明の概念を説明し、図面又は説明では、類似又は同一の部分について同一の符号を使用し、図面において、素子の形状又は厚さを拡大、或いは縮小してもよい。なお、図面に示せず、或いは明細書に説明されていない素子は、当業者にとって自明な形であってもよい。
【0009】
本開示内容では、特段の説明がない限り、通式AlGaAsはAl
x
Ga
(1-x)
Asを表し、0≦x≦1、通式AlInPはAl
x
In
(1-x)
Pを表し、0≦x≦1、通式AlGaInPは(Al
y
Ga
(1-y)
)
1-x
In
x
Pを表し、0≦x≦1、0≦y≦1、通式AlGaNはAl
x
Ga
(1-x)
Nを表し、0≦x≦1、通式AlAsSbはAlAs
(1-x)
Sb
x
を表し、0≦x≦1、通式InGaPはIn
x
Ga
1-x
Pを表し、0≦x≦1。元素の含有量を調整することで異なる目的を達成でき、例えばエネルギーレベル又は主発光波長を調整する。
【0010】
図1Aは本開示内容の第1実施例の発光素子の平面図である。図1Bは本開示内容の第1実施例の発光素子の図1AのA-A’線に沿う断面図である。本実施例では、発光素子は、基板10、基板10の上に位置するエピタキシャル構造20、電流ブロック層30、第1電極40及び第2電極50を含む。エピタキシャル構造20は、第1DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ反射鏡)スタック21、発光スタック22、第2DBRスタック23及びコンタクト層24を順次含む。第1DBRスタック21の導電形態は第2DBRスタック23の導電形態と異なる。本実施例では、第1DBRスタック21はn型であり、第2DBRスタック23はp型である。電流ブロック層30は、コンタクト層24と第1電極40との間に位置する。第1開口31は電流ブロック層30の中に形成され、コンタクト層24を露出させる。第1開口31は第1最大幅W
1
を有する。第1電極40の一部は、第1開口31の中に埋め込まれ、且つコンタクト層24と直接接触する。第2開口25は第1電極40の中に形成され、コンタクト層24を露出させ、第2開口25は、第1最大幅W
1
よりも小さい第2最大幅W
2
を有する。第2電極50は、基板10のエピタキシャル構造20に対向する側に位置する。発光素子は放射Rを放出でき、放射Rは600ナノメートル(nm)~1600ナノメートル(nm)のピーク波長を有し、好ましくは、ピーク波長は830ナノメートル~1000ナノメートルである。
(【0011】以降は省略されています)
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