[发明专利]发光元件及其制造方法

说明书

一种制造发光元件的方法，至少包括以下步骤：(A)形成堆叠结构20，堆叠结构20包括GaN基化合物半导体，并且在堆叠结构中堆叠以下层：第一化合物半导体层21、有源层23和第二化合物半导体层22，并在第一化合物半导体层21的第一面侧形成凹面镜部43；然后(B)在第二化合物半导体层22上形成光敏材料层35；并且然后(C)使光敏材料层35暴露于通过堆叠结构20的来自凹面镜部侧的光，从而获得包括光敏材料层35的处理掩模层，并且然后使用处理掩模层对第二化合物半导体层22进行处理。

技术领域

本公开涉及发光元件及其制造方法。

背景技术

在包括表面发射激光器元件(VCSEL)的发光元件中，激光振荡通常通过两个光反射层(分布式布拉格反射器层和DBR层)之间的激光谐振而产生。在具有堆叠结构(其中n型化合物半导体层、包括化合物半导体的有源层(发光层)和p型化合物半导体层被堆叠)的表面发射激光器元件中，通常，在p型化合物半导体层上形成包括透明导电材料的第二电极，并且在第二电极上形成包括绝缘材料的堆叠结构的第二光反射层。此外，在n型化合物半导体层上(在导电基板上形成n型化合物半导体层的情况下，是在基板的暴露面上)形成包括第一电极和绝缘材料的堆叠结构的第一光反射层。注意，为了方便起见，将穿过由两个光反射层形成的谐振器的中心的轴称为Z轴，并且将与Z轴正交的虚拟平面称为XY平面。

顺便提及，在堆叠结构包括GaAs基化合物半导体的情况下，谐振器长度L_OR约为1μm。另一方面，在堆叠结构包括GaN基化合物半导体的情况下，通常，谐振器长度L_OR是从表面发射激光器元件发射的激光的波长的几倍长。换句话说，谐振器长度L_OR明显大于1μm。

[引文列表]

[专利文献]

[PTL 1]

JP 2006-114753A

[PTL 2]

JP 2000-022277A

发明内容

[技术问题]

当谐振器长度L_OR变得如此长时，与在采用大约1μm的现有谐振器长度L_OR的GaAs基表面发射激光器元件中不同，衍射损失增加并且因此难以实现激光振荡。换句话说，发光元件不用作表面发射激光器元件，而可以用作LED。在此，“衍射损失”是指由于归因于衍射效应光容易扩散，因此在谐振器内往复的激光会逐渐向谐振器的外部消散的现象。另外，在堆叠结构包括GaN基化合物半导体的情况下，可能出现热饱和的问题。在此，“热饱和”是指在驱动表面发射激光器元件时由于自发热而光输出饱和的现象。用于光反射层的材料(例如，例如SiO₂或Ta₂O₅的材料)的热导率低于GaN基化合物半导体。因此，增加GaN基化合物半导体层的厚度导致热饱和的抑制。然而，当增加GaN基化合物半导体层的厚度时，谐振器长度L_OR的长度增加，从而产生上述问题。例如，从JP 2006-114753A和JP 2000-022277A中已知一种用于将凹面镜的功能赋予光反射层的技术。但是，这些专利未决文献没有以任何方式描述本公开的发光元件要解决的问题，例如由于谐振器长度L_OR的增加而引起的衍射损失的增加的问题以及热饱和问题。

因此，本公开的目的是提供一种具有例如能够解决由于谐振器长度L_OR的增加引起的衍射损失增加的问题和热饱和问题的构造和结构的发光元件，以及制造这样的发光元件的方法。

[问题的解决方案]

为了实现上述目的，根据本公开，提供了一种制造发光元件的方法，所述方法至少包括以下步骤：

形成包含GaN基化合物半导体的堆叠结构，并且在所述堆叠结构中堆叠以下层：