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公開番号2024153458
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2023067361
出願日2023-04-17
発明の名称半導体発光装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H01S 5/16 20060101AFI20241022BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体層への不純物の拡散ではない構造で、半導体材料や構造の制限を受けず、良好な放熱性も得られる半導体発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子基板11の一面側に各層を形成して構成される素子部4、発光素子基板11上に形成されたn型電極10、および、素子部4を挟んでn型電極10の反対側に配置されたp型電極18を含み、一方向を共振方向として、共振方向の両端面の少なくとも一方から光を出射する発光素子2と、p型電極18に接続された基材3と、を有している。そして、p型電極18は、発光素子2側に配置された第1電極と基材側に配置された第2電極との接合構造であり、第1電極と第2電極との接合層18d～18fは、少なくともAuとSnとNiとを含み、共振方向の両端においてそれより内側となる中央部よりもNiの濃度であるNi濃度が大きくなっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体発光装置であって、
第１導電型の半導体材料で構成された発光素子基板（１１）を有し、前記発光素子基板の一面側に第１導電型の第１クラッド層（１２）と、第１導電型の第１ガイド層（１３）と、活性層（１４）と、第２導電型の第２ガイド層（１５）と、第２導電型の第２クラッド層（１６）が順に配置された素子部（４）、前記発光素子基板における前記第１クラッド層と反対側に形成された第１導電型電極（１０）、および、前記素子部を挟んで前記第１導電型電極の反対側に配置された第２導電型電極（１８）を含み、一方向を共振方向として、前記共振方向の両端面の少なくとも一方から光を出射する発光素子（２）と、
前記第２導電型電極に接続された基材（３）と、を有し、
前記第２導電型電極は、前記発光素子側に配置された第１電極と前記基材側に配置された第２電極との接合構造であり、前記第１電極と前記第２電極との接合層（１８ｄ～１８ｆ）は、少なくともＡｕとＳｎとＮｉとを含み、前記共振方向の両端においてそれより内側となる中央部よりも前記Ｎｉの濃度であるＮｉ濃度が大きくなっている、半導体発光装置。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記接合層は、前記共振方向の両端と中央部とのＮｉ濃度差が５ｍｏｌ％以上である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１電極にはＮｉ層（１８ｃ）が含まれている、請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記Ｎｉ層は、前記共振方向の両端において中央部よりも厚くなっている、請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記Ｎｉ層は、前記共振方向の両端において中央部よりも分布量が多くなっている、請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記第２電極にはＮｉ層（１８ｃ）が含まれている、請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記Ｎｉ層は、前記共振方向の両端において中央部よりも厚くなっている、請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記Ｎｉ層は、前記共振方向の両端において中央部よりも分布量が多くなっている、請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記活性層が窒化物系の半導体材料で構成されている、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザを有する半導体発光装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体レーザでは両端面において界面準位が多く存在する。このため、非発光再結合により温度上昇が生じ、バンドギャップが小さくなり、光を吸収し、光吸収により温度上昇をさらに繰り返し、光学損傷（ＣＯＤ：Catastrophic Optical Damage）が生じることが知られている。これに対し、両端面のバンドギャップを大きくし、光吸収を生じにくくする窓構造と呼ばれる構造が提案されている。
【０００３】
例えば、光の発生する半導体活性層を量子井戸で形成して不純物を拡散させ、量子井戸を無秩序化、つまり混晶化することでバンドギャップを大きくする構造がある。しかし、不純物を拡散するためにはＧａＡｓやＩｎＰ系材料であることが必要なため活性層の材料に制限があり、また、活性層構造として井戸層厚に制限がある。
【０００４】
一方、ＧａＮ系活性層において電子陰性度の大きい不純物を含有することで同様の効果を得ることができる。この構造は、プラズマ処理により形成できるため、熱の影響が無いといった利点がある。ただし、この構造を適用できるのは、分極を生じるＧａＮ系材料で活性層が構成される場合に限定される。したがって、半導体材料、素子の構造に制限がある。
【０００５】
これに対し、特許文献１において、窒化物系材料についてＣＯＤを抑制できるようにした技術として、端面付近において切欠き部を設けることで、共振器の端面の下端が半導体基板と接しないようにして歪を低減する構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－２２８５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案されている構造では、光吸収は抑制されるが、切欠き部とされた端面付近の発熱を放熱することができないし、活性層が引張歪みの場合でしか適用できない。
【０００８】
本開示は上記点に鑑みて、半導体層への不純物の拡散ではない構造で、半導体材料や構造の制限を受けず、良好な放熱性も得られる半導体発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
半導体発光装置であって、
第１導電型の半導体材料で構成された発光素子基板（１１）を有し、発光素子基板の一面側に第１導電型の第１クラッド層（１２）と、第１導電型の第１ガイド層（１３）と、活性層（１４）と、第２導電型の第２ガイド層（１５）と、第２導電型の第２クラッド層（１６）が順に配置された素子部（４）、発光素子基板における第１クラッド層と反対側に形成された第１導電型電極（１０）、および、素子部を挟んで第１導電型電極の反対側に配置された第２導電型電極（１８）を含み、一方向を共振方向として、共振方向の両端面の少なくとも一方から光を出射する発光素子（２）と、
第２導電型電極に接続された基材（３）と、を有し、
第２導電型電極は、発光素子側に配置された第１電極と基材側に配置された第２電極との接合構造であり、第１電極と第２電極との接合層（１８ｄ～１８ｆ）は、少なくともＡｕとＳｎとＮｉとを含み、共振方向の両端においてそれより内側となる中央部よりもＮｉの濃度であるＮｉ濃度が大きくなっている。
【００１０】
このように、第２導電型電極について、光の共振方向の両端が中央部よりもＮｉ濃度が高くなるようにしているため、活性層に対して圧縮歪を印加することが可能となる。これにより、光の共振方向における両端において、バンドギャップが大きくなり、光吸収を生じにくくすることができて、ＣＯＤを抑制することが可能となる。そして、光の共振方向における両端面に切欠きなどを設けなくても済み、端面を単なる平坦面のままにできる。したがって、半導体層への不純物の拡散ではない構造で、半導体材料や構造の制限を受けずに、良好な放熱性も得られる半導体発光装置にできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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