面发光元件制造技术

本发明专利技术涉及一种面发光元件，用于增大光限制系数、使模增益有效增大。在光谐振器（３）的厚度方向的两端侧分别设置有下部反射层（４）及上部反射层（５），并且在光谐振器（３）的厚度方向的中央部设置有主有源层（６）。而且，针对光谐振器（３），在下部反射层（４）的附近设置有第１副有源层（７），并在上部反射层（５）的附近设置有第２副有源层（８）。由此，能够不延长下部反射层（４）与上部反射层（５）之间的光学长度（Ｌｏ）地将第１副有源层（７）及第２副有源层（８）配置到光的振幅大的驻波的波腹的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如发光二极管(LED)、垂直腔面发光激光器(VCSEL)等面发光元件。
技术介绍
一般情况下，面发光元件具备在第1导电型基板的上表面依次层叠了第1导电型 的下部反射层、多个阻挡层、形成在阻挡层之间的使用了单一量子阱或多重量子阱构造的 多个有源层、和第2导电型的上部反射层的层叠构造。其中，在下部反射层或上部反射层的 任意一个上，设置有用于向有源层高效注入电流的电流狭窄层。通过形成这样的构造，由 下部反射层、多个阻挡层、有源层和上部反射层来形成光谐振器。其中，构成光谐振器的一 对下部反射层与上部反射层被配置成，其之间的光学长度为“光的半波长(λ/幻X (1+η) (η 为自然数)”左右。而且，在基板的下表面形成有第1电极，并且在上部反射层的上表面形成有第2电 极，借助第1电极及第2电极来施加电压。当被施加电压时，有源层被注入电流，从有源层 中感应释放出光。产生出的光在下部反射层及上部反射层之间不断反射，形成了光的驻波 (光驻波)。其中，有源层在靠光谐振器的中央处，被分别配置在与驻波中振幅最大的波腹 对应的位置。其结果，在有源层中传播的驻波的电场得以提高，使得来自各有源层的光输出 增强，提高了作为其总和的整体的光输出。在进一步使光输出提高的情况下，延长谐振器长 度来增加驻波的波腹的数量，在与增加的驻波了的波腹对应的位置进一步设置有源层(例 如参照专利文献1、2)。专利文献1日本特开平10-27945号公报专利文献2日本特开2007-87994号公报但是，如果延长谐振器长度，并在与新形成的驻波的波腹对应的位置进一步设置 有源层，则由于光谐振器的光学长度变长，所以光限制变弱，存在不能获得足够的模增益这 一问题。如果对该问题进行详细说明，则首先光谐振器中的光限制的强弱由光限制系数表 示。光限制系数是在有源层中光被限制的比例，各有源层的总物理(实效)长度d与光谐 振器中的一对反射层间的物理(实效)长度L之比(d/L)成为指标。另一方面，模增益被 表示为将在有源层中获得的增益系数与光限制系数相乘而得到的值，表示光谐振器的实效 光增益。因此，光限制越弱、即光限制系数越小，面发光元件中的模增益越小。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的现有技术问题而提出，本专利技术的目的在于，提供一种能够增大 光限制系数、有效地实现模增益增大的面发光元件。为了解决上述课题，技术方案1的专利技术涉及的面发光元件具备光谐振器，该光谐 振器具有第1有源层、和隔着该第1有源层对置设置的一对反射层，并形成在所述一对反射 层各自的附近至少具有光的振幅最大的波腹而构成的驻波，其中，在所述一对反射层各自3的附近中的至少一方设置第2有源层，在所述一对反射层之间设置包层，为了抵消因设置 所述第2有源层而引起的所述一对反射层之间的物理长度或光学长度的增加，对该包层实 施了用于缩短该包层的物理长度或光学长度的缩短方法。在技术方案2的专利技术中，所述缩短方法是将所述包层的物理长度形成得薄。在技术方案3的专利技术中，所述缩短方法是将形成所述包层的膜以低折射率的材料 形成，来缩短光学长度。在技术方案4的专利技术中，将所述第2有源层的增益光谱的峰值波长，形成在比所述 第1有源层的增益光谱的峰值波长长的波长侧，对因从室温变化为低温时的所述第1有源 层的增益光谱向短波长侧的移动而使得增益系数减少的频带，叠加基于从室温变化为低温 时第2有源层的增益光谱向短波长侧的移动的增益系数，来弥补所述第1有源层的增益系 数的减少。在技术方案5的专利技术中，将所述第2有源层的增益光谱的峰值波长，形成在比所述 第1有源层的增益光谱的峰值波长短的波长侧，对因从室温变化为高温时的所述第1有源 层的增益光谱向长波长侧的移动而使得增益系数减少的频带，叠加基于从室温变化为高温 时第2有源层的增益光谱向长波长侧的移动的增益系数，来弥补所述第1有源层的增益系 数的减少。另外，技术方案6的专利技术涉及的面发光元件具备光谐振器，该光谐振器具有第1有 源层、和隔着该第1有源层对置设置的一对反射层，并形成在所述一对反射层各自的附近 至少具有光的振幅最大的波腹而构成的驻波，其中，在所述一对反射层各自的附近中的至 少一方设置有第2有源层。根据技术方案1的专利技术，成为在一对反射层各自的附近中的至少一方设置第2有 源层的构成。此时，由于形成在一对反射层各自的附近至少具有光的振幅最大的波腹而构 成的驻波，所以即使在第2有源层的位置，光的振幅也变大，能够通过第2有源层提高光输出ο而且，根据技术方案1的专利技术，能够对光谐振器不延长一对反射层之间的光学长 度地设置第2有源层。因此，与延长一对反射层之间的光学长度、增加了驻波的波腹的数 量，并在增加的波腹的位置设置了新的有源层的情况相比，可抑制一对反射层之间的物理 长度L增加。结果，可以使作为光限制系数的指标的比(d/L)有效增加，能够有效增大模增■、Λfrff. ο并且，由于对一对反射层之间设置的包层，实施了用于缩短其物理长度或光学长 度的缩短方法，所以能够通过缩短方法，抵消因设置了第2有源层而引起一对反射层之间 的物理长度或光学长度增加。由此，由于能够在抑制构成光谐振器的一对反射层之间的物 理长度增加的同时，将光学长度保持为一定，所以能够增大作为光限制系数的指标的比(d/ L)、有效增大模增益。根据技术方案2的专利技术，由于缩短方法采用将包层的物理长度形成得薄的构成， 所以，通过对应于第2有源层将包层的物理长度形成得薄，能够抵消因设置了第2有源层而 引起一对反射层之间的物理长度或光学长度增加。由此，可以将构成光谐振器的一对反射 层之间的光学长度保持为一定。根据技术方案3的专利技术，由于缩短方法采用将形成包层的膜以低折射率的材料形成的构成，所以，能够对应于第2有源层来缩短包层的光学长度。由此，可以抵消因设置了 第2有源层而引起一对反射层之间的物理长度或光学长度增加，能够将构成光谐振器的一 对反射层之间的光学长度保持为一定。根据技术方案4的专利技术，由于将第2有源层的增益光谱的峰值波长，形成在比第1 有源层的增益光谱的峰值波长长的波长侧，所以能够对因从室温变化为低温时的第1有源 层的增益光谱向短波长侧的移动而使得增益系数减少的频带，叠加基于从室温变化为低温 时的第2有源层的增益光谱向短波长侧的移动的增益系数，可以弥补因向低温侧的温度变 化引起第1有源层的增益系数的减少。由此，即使产生了从室温向低温侧的温度变化，元件 的动作特性也稳定。根据技术方案5的专利技术，由于将第2有源层的增益光谱的峰值波长，形成在比第1 有源层的增益光谱的峰值波长短的波长侧，所以能够对因从室温变化为高温时的第1有源 层的增益光谱向长波长侧的移动而使得增益系数减少的频带，叠加基于从室温向高温变化 时的第2有源层的增益光谱向长波长侧的移动的增益系数，从而能够弥补因向高温侧的温 度变化引起第1有源层的增益系数的减少。由此，即使发生了从室温向高温侧的温度变化， 元件的动作特性也稳定。另外，通过技术方案6的专利技术，也能够与技术方案1的专利技术同样，在第2有源层的 位置增大光的振幅，能够通过第2有源层提高光输出。而且，由于可以抑制一对反射层之间 的物理长度L增加，所以能够有效增加作为光限制系数的指标的比(d/L)，使模增益有效增 大。附图说明图1是表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面发光元件，具备光谐振器，该光谐振器具有第１有源层、和隔着该第１有源层对置设置的一对反射层，并形成在所述一对反射层各自的附近至少具有光的振幅最大的波腹而构成的驻波，其特征在于，在所述一对反射层各自的附近中的至少一方设置第２有源层，在所述一对反射层之间设置包层，为了抵消因设置了所述第２有源层而引起的所述一对反射层之间的物理长度或光学长度的增加，对该包层实施了用于缩短该包层的物理长度或光学长度的缩短方法。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：楯敦次，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP