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公開番号2025107007
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000680
出願日2024-01-05
発明の名称面発光型レーザ、及び、その製造方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H01S 5/11 20210101AFI20250710BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】特性を向上可能な光面発光型レーザ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、面発光型レーザは、第1、第2電極と、発光層と、第1、第2結晶層と、を含む。第1結晶層は、発光層と第2電極との間に設けられる。第1結晶層は、第1部分領域及び第2部分領域を含む。第2結晶層は、複数の構造体を含む。複数の構造体は、発光層と第1部分領域との間に設けられる。第2部分領域の少なくとも一部は、複数の構造体の間に設けられる。複数の構造体の1つは、第1領域と、第1領域と第1部分領域との間に設けられた第2領域と、を含む。第2部分領域における第1元素の濃度は、第2領域における第1元素の濃度よりも高い。または、第2部分領域は第1元素を含み第2領域は第1元素を含まない。第1領域の屈折率は、第2部分領域の屈折率よりも高い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、
前記発光層と前記第２電極との間に設けられた第１結晶層であって、前記第１結晶層は、第１部分領域及び第２部分領域を含む、前記第１結晶層と、
複数の構造体を含む第２結晶層であって、前記複数の構造体の少なくとも一部は、前記第１電極から前記第２電極への第１方向と交差する第２方向において並び、前記複数の構造体は、前記第１方向において前記発光層と前記第１部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域の少なくとも一部は、前記第２方向において前記複数の構造体の間に設けられ、前記複数の構造体の１つは、第１領域と、前記第１領域と前記第１部分領域との間に設けられた第２領域と、を含み、前記第２部分領域における第１元素の濃度は、前記第２領域における前記第１元素の濃度よりも高い、または、前記第２部分領域は前記第１元素を含み前記第２領域は前記第１元素を含まず、前記第１領域の屈折率は、前記第２部分領域の屈折率よりも高い、前記第２結晶層と、
を備えた、面発光型レーザ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１結晶層は、ＩｎＰを含み、
前記第１元素は、Ｓｉ及びＦｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の面発光型レーザ。
【請求項３】
前記第１領域は、ＩｎＧａＡｓを含み、
前記第２領域は、ＩｎＰを含む、請求項２に記載の面発光型レーザ。
【請求項４】
前記第２結晶層は、第１面状領域をさらに含み、
前記第１領域は、前記第１面状領域の一部と前記第２領域との間に設けられ、
前記第２部分領域は、前記第１面状領域の別の一部と前記第２電極との間に設けられた、請求項１～３のいずれか１つに記載の面発光型レーザ。
【請求項５】
前記第１面状領域における前記第１元素の濃度は、前記第２領域における前記第１元素の前記濃度よりも高い、または、前記第１面状領域は前記第１元素を含み前記第２領域は前記第１元素を含まない、請求項４に記載の面発光型レーザ。
【請求項６】
前記複数の構造体の前記１つは、第３領域をさらに含み、
前記第３領域は、前記第１面状領域と前記第１領域との間に設けられ、
前記第３領域における前記第１元素の濃度は、前記第２部分領域における前記第１元素の前記濃度よりも低い、または、前記第２部分領域は前記第１元素を含み前記第３領域は前記第１元素を含まない、請求項４に記載の面発光型レーザ。
【請求項７】
前記第２領域の前記第１方向に沿う第２厚さは、前記第１領域の前記第１方向に沿う第１厚さよりも薄い、請求項１～３のいずれか１つに記載の面発光型レーザ。
【請求項８】
前記複数の構造体の前記１つは、第４領域をさらに含み、
前記第４領域は、前記第２方向において前記第２部分領域と前記第１領域との間に設けられ、
前記第２部分領域における前記第１元素の前記濃度は、前記第４領域における前記第１元素の濃度よりも高い、または、前記第２部分領域は前記第１元素を含み前記第４領域は前記第１元素を含まない、請求項１～３のいずれか１つに記載の面発光型レーザ。
【請求項９】
発光層の上に設けられた第１面状領域膜の上に、第１領域と、前記第１領域の上の第２領域と、を含む加工体を形成し、
前記加工体の一部を除去して、前記第１面状領域膜の一部を露出させて凹部を形成し、
前記凹部の中、及び、前記第２領域の上に第１結晶層を形成し、
前記第１結晶層における第１元素の濃度は、前記第２領域における前記第１元素の濃度よりも高い、または、前記第１結晶層は前記第１元素を含み前記第２領域は前記第１元素を含まず、
前記第１領域の屈折率は、前記第１結晶層の屈折率よりも高い、面発光型レーザの製造方法。
【請求項１０】
発光層の上に設けられた第１面状領域膜の上に、第１領域を含む加工体を形成し、
前記加工体の一部を除去して凹部を形成し、前記凹部において、前記第１面状領域膜の一部、及び、前記第１領域の側面が露出し、
前記第１面状領域膜の前記一部、前記第１領域の前記側面、及び、残った前記第１領域の上に結晶膜を形成し、
前記凹部の残余の空間に第１結晶層を形成し、
前記第１結晶層における第１元素の濃度は、前記結晶膜における前記第１元素の濃度よりも高い、または、前記第１結晶層は前記第１元素を含み前記結晶膜は前記第１元素を含まず、
前記第１領域の屈折率は、前記第１結晶層の屈折率よりも高い、面発光型レーザの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、面発光型レーザ、及び、その製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、フォトニック結晶など光学素子が面発光型レーザに用いられる。面発光型レーザにおいて特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－９８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、特性を向上可能な光面発光型レーザ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、面発光型レーザは、第１電極と、第２電極と、発光層と、第１結晶層と、第２結晶層と、を含む。前記発光層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる。前記第１結晶層は、前記発光層と前記第２電極との間に設けられる。前記第１結晶層は、第１部分領域及び第２部分領域を含む。前記第２結晶層は、複数の構造体を含む。前記複数の構造体の少なくとも一部は、前記第１電極から前記第２電極への第１方向と交差する第２方向において並ぶ。前記複数の構造体は、前記第１方向において前記発光層と前記第１部分領域との間に設けられる。前記第２部分領域の少なくとも一部は、前記第２方向において前記複数の構造体の間に設けられる。前記複数の構造体の１つは、第１領域と、前記第１領域と前記第１部分領域との間に設けられた第２領域と、を含む。前記第２部分領域における第１元素の濃度は、前記第２領域における前記第１元素の濃度よりも高い。または、前記第２部分領域は前記第１元素を含み前記第２領域は前記第１元素を含まない。前記第１領域の屈折率は、前記第２部分領域の屈折率よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る面発光型レーザを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係る面発光型レーザの一部を例示する模式的平面図である。
図３は、第１実施形態に係る面発光型レーザを例示する模式的断面図である。
図４は、第１実施形態に係る面発光型レーザを例示する模式的断面図である。
図５は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
図６は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
図７は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
図８は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
図９は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
図１０は、第２実施形態に係る面発光型レーザの製造方法を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る面発光型レーザを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係る面発光型レーザの一部を例示する模式的平面図である。
図１に示すように、実施形態に係る面発光型レーザ１１０は、第１電極５１、第２電極５２、発光層１１Ｅ、第１結晶層２１、及び、第２結晶層２２を含む。
【０００９】
発光層１１Ｅは、第１電極５１と第２電極５２との間に設けられる。第１結晶層２１は、発光層１１Ｅと第２電極５２との間に設けられる。発光層１１Ｅは、例えば活性層である。第１結晶層２１は、第１部分領域２１ａ及び第２部分領域２１ｂを含む。
【００１０】
第１電極５１から第２電極５２への第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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