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公開番号2025167627
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024072447
出願日2024-04-26
発明の名称垂直共振器面発光レーザ素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類H01S 5/183 20060101AFI20251030BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】駆動時間が改善された垂直共振器面発光レーザ素子を提供することを目的とする。
【解決手段】
第1光反射層と、前記第1光反射層の上に配置された第1導電型の第1不純物を含む第1半導体層部と、第2導電型の第2不純物を含む第2半導体層部と、前記第1半導体層部と前記第2半導体層部との間に配置された活性層と、前記第2半導体層部の上に配置され、前記第1導電型の第3不純物を前記第1不純物よりも高い濃度で含み、厚さが10nm以上100nm未満である第3半導体層部と、前記第3半導体層部の上に配置される第2光反射層と、前記第1半導体層部と電気的に接続される第1電極と、前記第3半導体層部と接触する第2電極と、を備える、垂直共振器面発光レーザ素子。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１光反射層と、
前記第１光反射層の上に配置された第１導電型の第１不純物を含む第１半導体層部と、第２導電型の第２不純物を含む第２半導体層部と、前記第１半導体層部と前記第２半導体層部との間に配置された活性層と、
前記第２半導体層部の上に配置され、前記第１導電型の第３不純物を前記第１不純物よりも高い濃度で含み、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である第３半導体層部と、
前記第３半導体層部の上に配置される第２光反射層と、
前記第１半導体層部と電気的に接続される第１電極と、
前記第３半導体層部と接触する第２電極と、
を備える、垂直共振器面発光レーザ素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第３半導体層部は、前記第２半導体層部および前記第２電極と接触する第１層からなり、
前記第１層の厚さは１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である、
請求項１に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項３】
前記第３半導体層部は、
前記第２半導体層部と接触し、前記第３不純物を第１濃度で含む第１層と、
前記第１層の上に配置され、前記第３不純物を第１濃度よりも低い第２濃度で含む第２層と、
を含み、
前記第１層と前記第２層の厚さの合計が１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である、
請求項１に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項４】
前記第１層の厚さは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、
請求項３に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項５】
前記第２層の厚さは、０ｎｍより大きく３０ｎｍ以下である、
請求項３に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項６】
前記第３半導体層部に含まれる前記第３不純物の濃度は、２×１０
１９
ｃｍ
－３
以上１×１０
２２
ｃｍ
－３
以下である、
請求項１に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項７】
前記第３不純物はゲルマニウムである、
請求項１から３のいずれ１つに記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項８】
前記第２半導体層部は、電流注入領域と、前記電流注入領域の周囲を囲む非電流注入領域と、を有する、
請求項１から３のいずれ１つに記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項９】
前記非電流注入領域は前記第２半導体層部の表面の一部に設けられたガリウムを含む酸化物層を含み、
前記酸化物層は少なくとも一部にアルミニウムを有する、
請求項８に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
【請求項１０】
前記第３半導体層部の上面に垂直な断面視において、
前記第２電極の端部と前記電流注入領域の端部との間の、前記第３半導体層部の上面と平行な方向の最短距離は、１μｍ以上１０μｍ以下である、
請求項９に記載の垂直共振器面発光レーザ素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、垂直共振器面発光レーザ素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザ素子は様々な分野で使用されている。垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）素子は比較的消費電力が低い半導体レーザ素子として注目されている。
【０００３】
特許文献１では、ｐ型ＧａＮ層の上に、ｐ＋＋型ＧａＮ層とｎ＋＋型ＧａＮ層を有するトンネル接合層と、ｎ型ＧａＮ電流拡散層と、を含む窒化物半導体発光素子が開示されている。特許文献１では、ｎ＋＋型ＧａＮ層の厚さは１５ｎｍであり、ｎ型ＧａＮ電流拡散層の厚さはおよそ３５０ｎｍである面発光レーザの例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１―０３６５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
垂直共振器面発光レーザ素子は駆動可能な時間の改善が求められている。
【０００６】
本開示の一実施形態は、駆動時間が改善された垂直共振器面発光レーザ素子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】
【０００７】
第一の実施形態は、第１光反射層と、前記第１光反射層の上に配置された第１導電型の第１不純物を含む第１半導体層部と、第２導電型の第２不純物を含む第２半導体層部と、前記第１半導体層部と前記第２半導体層部との間に配置された活性層と、前記第２半導体層部の上に配置され、前記第１導電型の第３不純物を前記第１不純物よりも高い濃度で含み、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である第３半導体層部と、前記第３半導体層部の上に配置される第２光反射層と、前記第１半導体層部と電気的に接続される第１電極と、前記第３半導体層部と接触する第２電極と、を備える、垂直共振器面発光レーザ素子である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態によれば、駆動時間が改善された垂直共振器面発光レーザ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１の垂直共振器面発光レーザ素子の上面図である。
図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。
図２の第２半導体層部付近の拡大図である。
実施形態２の垂直共振器面発光レーザ素子の断面図である。
第２半導体層部付近の拡大図である。
実施形態３の垂直共振器面発光レーザ素子の断面図である。
実施形態４の垂直共振器面発光レーザアレイの平面図である。
実施例１、２および参考例１の垂直共振器面発光レーザ素子のＩ－Ｌ特性を表すグラフである。
実施例３および参考例２の垂直共振器面発光レーザ素子のＩ－Ｌ特性を表すグラフである。
実施例１、２および参考例１の垂直共振器面発光レーザ素子のライフ特性を表すグラフである。
実施例３および参考例２の垂直共振器面発光レーザ素子のライフ特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、垂直共振器面発光レーザ素子およびその製造方法を例示するものであって、本発明は、以下に示す垂直共振器面発光レーザ素子およびその製造方法に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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