超輻射發光二極管的制作方法
【專利摘要】本發明涉及的超輻射發光二極管(100)，在襯底(10)上具備至少以下部覆蓋層(12)、發光層(14)以及上部覆蓋層(16)的順序來包含這些層的層疊體，層疊體，具有折射率波導型的光波導(21)。光波導(21)包含：第一臺面部(31)，通過加工上部覆蓋層(16)而被形成為具有第一寬度；以及第二臺面部(32)，通過加工下部覆蓋層(12)、發光層(14)以及上部覆蓋層(16)而被形成為具有作為比第一寬度大的寬度的第二寬度。
【專利說明】超輻射發光二極管
【技術領域】
[0001]本發明涉及超輻射發光二極管，尤其涉及發出藍紫色至紅色的可見光區域的波長 的光的超輻射發光二極管。
【背景技術】
[0002]近幾年，對于各種各樣的電設備的光源，發光二極管（LED :Light Emitting Diode)、半導體激光(LD ：Laser Diode)、或超福射發光二極管(SLD ： Super Luminescent Diode)等的半導體發光元件引人注目。
[0003]其中，對于SLD，由于兼備高指向性以及低相干性，因此，作為光學相干斷層圖像 (Optical Coherence Tomography :0CT)系統等的醫療用設備的光源被開發,或者,近幾年， 作為投影儀等的圖像顯示設備用的光源被開發。
[0004]SLD是，與LD同樣利用了光波導的半導體發光元件，因注入載流子的復合而產生 的自發輻射光，在光出射端面方向上行進的期間，受到基于受激輻射的高的增益而被放大， 從光出射端面被輻射。
[0005]并且，SLD被構成為，與LD不同，抑制基于端面反射的光諧振器的形成，不產生基 于法布里_珀羅（Fabry-Perot)模式的激光振蕩。因此，對于SLD，例如，使光出射端面，成 為相對于光波導而傾斜的構造，從而使模式反射率降低來抑制激光振蕩。這樣的SLD，與通 常的發光二極管同樣示出非相干且寬帶的譜形狀，并且，能夠獲得窄輻射角的光出射。
[0006]如此，SLD，由于不利用基于諧振的振蕩現象，因此具有與LD不同的特性。在此，對 于SLD以及LD的特性，利用圖20進行說明。圖20是示出SLD以及LD的電流一光輸出特 性的圖。
[0007]如圖20示出，SLD的特征為，沒有像LD那樣的明確的振蕩閾值（Ith)，在光輸出的 上升中，如區域Ex所示，光輸出因光放大而指數函數性增大。
[0008]根據SLD的最單純的模型，能夠以以下的式（1)表示，在發光層產生的光在光波導 中一邊受到光放大一邊傳播來從出射端輻射時的光輸出匕。
[0009]【算式1】
[0010]
【權利要求】
1.一種超輻射發光二極管，在襯底上具備層疊體，該層疊體至少以第一覆蓋層、發光層以及第二覆蓋層的順序來包含這些層， 所述層疊體，具有折射率波導型的光波導， 所述光波導包含: 第一臺面部，通過加工所述第二覆蓋層而被形成為具有第一寬度；以及第二臺面部，通過加工所述第一覆蓋層、發光層以及第二覆蓋層而被形成為具有第二寬度，該第二寬度是比所述第一寬度大的寬度。
2.如權利要求1所述的超輻射發光二極管， 所述第一臺面部的側面與所述第二臺面部的側面的距離為，0.Ιμπ?以上且2.Ομ--以下。
3.如權利要求1或2所述的超輻射發光二極管， 在所述光波導整體內，所述第一臺面部的側面與所述第二臺面部的側面的距離為一定。
4.如權利要求1至3的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述第一寬度以及所述第二寬度被形成為，在所述光波導的光傳播方向上逐漸變化。
5.如權利要求1至4的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述光波導被形成為直線狀，` 所述光波導的前端面以及后端面的法線，相對于所述光波導的延伸軸而傾斜。
6.如權利要求1至4的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述光波導被形成為直線狀， 所述光波導的前端面的法線，相對于所述光波導的延伸軸而傾斜， 所述光波導的后端面的法線，平行于所述光波導的延伸軸。
7.如權利要求1至4的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述光波導，由直線波導部和曲線波導部構成， 所述曲線波導部的一方的端面是，所述光波導的前端面， 所述直線波導部的一方的端面是，所述光波導的后端面。
8.如權利要求7所述的超輻射發光二極管， 所述曲線波導部的曲率半徑為1000ym以上。
9.如權利要求6至8的任一項所述的超輻射發光二極管， 在所述后端面形成有，由電介質多層膜構成的高反射率層。
10.如權利要求6至9的任一項所述的超輻射發光二極管， 在所述前端面形成有，由電介質的單層膜或多層膜構成的低反射率層。
11.如權利要求5所述的超輻射發光二極管， 在所述前端面以及所述后端面形成有，由電介質的單層膜或多層膜構成的低反射率層。
12.如權利要求1至11的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述第二臺面部具有，與所述第一臺面部隔開而被形成的凸部。
13.如權利要求1至12的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述第一臺面部正下面的發光層的帶隙，比所述第一臺面部的側面與所述第二臺面部的側面之間的第二臺面部正下面的發光層的帶隙小。
14.如權利要求1至12的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述第一臺面部正下面的發光層、和所述第二臺面部正下面的發光層，相對于所述層疊體的層疊方向，位于不同的深度。
15.如權利要求1至14的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述層疊體，由AlxGayIn1-x — yN所表示的III族氮化物半導體構成,其中,O < x,y ^ I,O < X + y < I。
16.如權利要求1至14的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述層疊體，由AlxGayIn1 x ,AszP1 z所表示的III 一 V族化合物半導體構成，其中，O ^ X, y, z ^ I,O ^ X + y ^ I。
17.如權利要求1至16的任一項所述的超輻射發光二極管， 所述第二覆蓋層，由折射率為2.5以下的導電性透明材料構成， 所述導電性透明材料，也具有電極的功能。
18.如權利要求17所述的超輻射發光二極管， 所述第一臺面部的高度為150nm以下。
19.如權利要求17或18所述的超輻射發光二極管，` 所述第一覆蓋層，由AlxIn1 — XN構成， 所述第一覆蓋層的折射率為2.4以下，其中，O < X < I。
【文檔編號】H01L33/20GK103503174SQ201280021162
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月12日 優先權日:2011年5月2日
【發明者】大野啟, 山中一彥, 折田賢兒, 能崎信一郎 申請人:松下電器產業株式會社