[发明专利]发光元件

说明书

该发光元件设置有：层状结构(20)，通过将由GaN基化合物半导体制成的第一化合物半导体层(21)、活性层(23)和第二化合物半导体层(22)分层来形成该层状结构；模式损耗有效点(54)，其设置在第二化合物半导体层(22)上并且形成模式损耗有效区域(55)，该模式损耗有效区域对振荡模式损耗的增加/减少具有作用；第二电极(32)；第二光反射层(42)；第一光反射层(41)；以及第一电极(31)。在层状结构(20)中，形成有电流注入区域(51)、围绕电流注入区域(51)的非电流注入内部区域(52)以及围绕非电流注入内部区域(52)的非电流注入外部区域(53)。所述模式损耗有效区域(55)的投影图像覆盖非电流注入外部区域(53)的投影图像。

技术领域

本公开涉及一种发光元件(特别地，有时称为垂直谐振器激光器或VCSEL的表面发射激光元件)。

背景技术

通常，在由表面发射激光元件配置成的发光元件中，通过使激光在两个光反射层(分布式布拉格反射层，即，DBR层)之间共振来发生激光振荡。在具有n型GaN基化合物半导体、由GaN基化合物半导体配置成的活性层(发光层)和p型GaN基化合物半导体堆叠的结构的表面发射激光元件中，通常在p型化合物半导体层上形成由透明导电材料制成的第二电极，并且在第二电极上形成由绝缘材料的堆叠结构配置成的第二光反射层。此外，在n型化合物半导体层上形成由绝缘材料的堆叠结构配置成的第一电极和第一光反射层。注意，为了便于说明，将穿过由两个光反射层形成的谐振器的中心的轴线称为Z轴，将与Z轴正交的虚拟平面称为XY平面。

顺便提及，在表面发射激光元件中，为了控制在第一电极和第二电极之间流动的电流的流动路径(电流注入区域)，形成电流非注入区域以围绕电流注入区域。

在由GaAs基化合物半导体配置成的表面发射激光元件中，可以通过沿着XY平面从外部氧化活性层而形成围绕电流注入区域的电流非注入区域。与未被氧化的区域(电流注入区域)相比，活性层(电流非注入区域)的氧化区域的折射率降低。结果，在电流非注入区域中的谐振器的光路长度(由折射率和物理距离的乘积表示)变得比电流注入区域中的光路长度短。这引起了一种“透镜效应”，并且引起了将激光限制在表面发射激光元件的中心部分的动作。由于光通常倾向于通过衍射效应扩散，所以在谐振器中往复运动的激光逐渐消散到谐振器的外部(衍射损耗)，并且具有诸如阈值电流增加等不利影响。然而，由于透镜效应补偿了衍射损耗，因此可以抑制阈值电流的增加等。

然而，在由GaN基化合物半导体配置成的表面发射激光元件中，从材料的特性，难以沿XY平面从外侧(从横向方向)氧化活性层。因此，在p型化合物半导体层上形成由SiO₂制成的并且具有开口的绝缘层，由透明导电材料制成的第二电极形成在从暴露于开口的底部的第二化合物半导体层到绝缘层的区域上。另外，在第二电极上形成由绝缘材料堆叠结构配置成的第二光反射层(例如，参考JP 2011-151364A)。通过以这种方式形成绝缘层来形成电流非注入区域。此外，设置在绝缘层上并位于开口中的化合物半导体层的一部分用作电流注入区域。

【引用列表】

【专利文献】

【PTL 1】

JP 2011-151364A

发明内容

【技术问题】