發(fā)光元件、其制造方法和顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)光元件、其制造方法和顯示設(shè)備。發(fā)光元件包括由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源層和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域以及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域。發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋結(jié)構(gòu)部和位于波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部構(gòu)成，并且當(dāng)波脊峰紋鄰接部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d1，光傳播區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d2，波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d3時(shí)，滿足d3>d2>d1。
【專利說(shuō)明】發(fā)光元件、其制造方法和顯示設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求享有2013年8月8日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2013-164884的 權(quán)益，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件、其制造方法和包括所述發(fā)光元件的顯示設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0004]例如，包括以半導(dǎo)體激光器元件制成的發(fā)光元件作為光源的所謂激光顯示設(shè)備 (即被稱為投影儀的顯示設(shè)備）例如可從日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)文本第2009-025462號(hào)中 獲知。激光顯示設(shè)備除了高亮度和高清晰度之外，還具有小型、輕重量和低功耗的特征，因 此廣受關(guān)注。然而，在激光顯示設(shè)備中，斑點(diǎn)噪聲成為降低圖像和視頻的圖像質(zhì)量的因素。 斑點(diǎn)噪聲是由于激光束的高相干性而在諸如屏幕、墻壁等等顯示圖像和視頻的激光照射表 面上由散射光的干擾引起的現(xiàn)象，并且是由于激光照射表面上存在細(xì)微凹凸而導(dǎo)致的。
[0005]具有與半導(dǎo)體激光器元件類似的結(jié)構(gòu)、通過(guò)抑制激光振蕩而擴(kuò)展光譜寬度、并降 低相干性的超發(fā)光二極管（SLD)正在受到關(guān)注。超發(fā)光二極管在與激光束相同的電平級(jí)別 具有高方向性，而且是能夠具有與一般發(fā)光二極管（LED) -樣寬的光譜的發(fā)光元件。
[0006]例如，在日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)文本第2-310975號(hào)中，在圖3中作為現(xiàn)有技術(shù)公 開(kāi)了一種超發(fā)光二極管，其中通過(guò)使波導(dǎo)管延伸的方向垂直于光射出端面而在光射出端面 附近形成端面嵌入?yún)^(qū)域和非激勵(lì)區(qū)域；在圖4中公開(kāi)了一種具有傾斜波導(dǎo)管的超發(fā)光二極 管；此外，還指出了具有這些結(jié)構(gòu)的超發(fā)光二極管的問(wèn)題。然后，為了解決這些問(wèn)題，通過(guò)使 波導(dǎo)管彎曲，抑制了光對(duì)于波導(dǎo)管的耦合系數(shù)，并抑制了感應(yīng)發(fā)光，由此擴(kuò)展了光譜寬度。
[0007]然而，日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)文本第2-310975號(hào)公開(kāi)了具有以下問(wèn)題的技術(shù)：因 為波導(dǎo)管是相對(duì)于光射出端面傾斜的，因此由于光射出端面上的光折射而改變了發(fā)射光的 方向。此外，存在這樣的問(wèn)題：從光射出端面發(fā)出的光的半徑形狀是彎曲的（參看圖21B)。 此外，為了在顯示應(yīng)用中利用透鏡聚集光，需要對(duì)透鏡和光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究。為了解決這些 問(wèn)題，正如現(xiàn)有技術(shù)，波導(dǎo)管延伸的方向例如可以垂直于光射出端面。然而，當(dāng)采用這種結(jié) 構(gòu)的時(shí)候，光對(duì)于波導(dǎo)管的耦合系數(shù)增加，因此難以抑制感應(yīng)發(fā)光。結(jié)果，光譜寬度變窄，而 且不再降低斑點(diǎn)噪聲。此外，包括電流注入?yún)^(qū)域、電流非注入?yún)^(qū)域和電流注入端部的超發(fā)光 二極管可從日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)文本第2000-068553號(hào)獲知，其中在所述電流注入端部 中，注入的電流量在所述電流注入?yún)^(qū)域和所述電流非注入?yún)^(qū)域之間逐漸減少；然而，存在這 樣的問(wèn)題：所述超發(fā)光二極管具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，期望的是提供一種能夠以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)可靠地降低斑點(diǎn)噪聲的發(fā)光元件、其制 造方法和包括這種發(fā)光元件的顯示設(shè)備。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例，提供了一種發(fā)光元件，包括：由通過(guò) 第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域； 以及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出、并具有光射出端面的光傳播區(qū)域，其 中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋結(jié)構(gòu)部、和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部 構(gòu)成。
[0010] 在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件中，當(dāng)所述波脊峰紋鄰接部中的第二化合物 半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為di，所述光傳播區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為 d2，所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d3時(shí)，滿足。此 夕卜，所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述厚度指的是從所述有源層和所述第二化合物半導(dǎo)體層 之間的界面、直至所述第二化合物半導(dǎo)體層的預(yù)定區(qū)域的頂面的平均厚度。
[0011] 此外，在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光元件中，當(dāng)發(fā)光區(qū)域的有效折射率被設(shè)置 為nn，光傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為neff_2時(shí)，滿足彡8X1CT4,優(yōu)選滿 足IrirfH-neH-J彡 2X1CT5。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例或者第三實(shí)施例，提供了一種制造發(fā)光元件的方法，該 方法是制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件的方法。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例或 者第四實(shí)施例，提供了一種制造發(fā)光元件的方法，該方法是制造根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的 發(fā)光元件的方法。
[0013] 于是，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法包括：
[0014] (a)依次形成第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體層的第一層、第二 化合物半導(dǎo)體層的第二層和第二化合物半導(dǎo)體層的第三層；以及
[0015] (b)在用于形成光傳播區(qū)域的區(qū)域中去除所述第二化合物半導(dǎo)體層的第三層，并 在用于形成波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中去除所述第二化合物半導(dǎo)體層的第三層和所述第二 化合物半導(dǎo)體層的第二層。
[0016] 此外，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例和第四實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法包括：
[0017] (a)依次形成第一化合物半導(dǎo)體層，有源層，第二化合物半導(dǎo)體層的第一層，以及 第二化合物半導(dǎo)體層的第二層；
[0018] (b)在用于形成光傳播區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層上形成 掩模層；
[0019] (C)在用于形成發(fā)光區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層上形成所 述第二化合物半導(dǎo)體層的第三層；以及
[0020] (d)在用于形成波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中去除所述第二化合物半導(dǎo)體層的第三層 和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種顯示設(shè)備，包括根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例或 者第二實(shí)施例的發(fā)光元件。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件包括發(fā)光區(qū)域和從所述發(fā)光 區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域。因此，來(lái)自所述發(fā)光區(qū)域的有源層的光穿過(guò) 所述光傳播區(qū)域，并且大部分的光從所述光射出端面發(fā)射到所述系統(tǒng)的外部。此外，到達(dá)光 射出端面的其余光返回到光傳播區(qū)域；然而返回到發(fā)光區(qū)域的有源層的光量極小。也就是 說(shuō)，光對(duì)于發(fā)光區(qū)域的有源層的耦合系數(shù)很低。順便說(shuō)來(lái)，即使在發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū)域之 間的界面處，也會(huì)反射來(lái)自發(fā)光區(qū)域的有源層的光。于是，由于發(fā)光區(qū)域的有效折射率1^" 與光傳播區(qū)域的有效折射率nrff_2之間的差A(yù)nrff變大，在發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū)域之間的界 面處反射更多的光。在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件中，定義了波脊峰紋鄰接部中的 第二化合物半導(dǎo)體層的厚度屯、光傳播區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度d2、波脊峰紋 結(jié)構(gòu)部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度d3之間的關(guān)系。此外，在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的 發(fā)光元件中，定義了發(fā)光區(qū)域的有效折射率和光傳播區(qū)域的有效折射率neff_2之間的 關(guān)系。因此，可以抑制發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū)域之間的界面處的光的反射。從而，可以以簡(jiǎn) 單結(jié)構(gòu)進(jìn)一步降低光對(duì)于發(fā)光區(qū)域的有源層的耦合系數(shù)，并且可靠地抑制感應(yīng)發(fā)光。結(jié)果， 可以擴(kuò)展光譜寬度，并且減少斑點(diǎn)噪聲。此外，本說(shuō)明書(shū)中描述的效果僅僅是示例而不是限 制，還可能存在額外的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1A、1B和1C分別是構(gòu)成示例1的發(fā)光元件的疊層結(jié)構(gòu)體的示意平面圖，沿圖1A 中箭頭IB-IB獲得的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物的示意剖視圖，和沿圖1A中箭頭IC-IC獲得的疊 層結(jié)構(gòu)體及類似物的示意剖視圖；
[0024] 圖2A和2B分別是示例1的發(fā)光元件的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物的透視圖，和沿圖1A 的箭頭IIB-IIB獲得的示意剖視圖；
[0025] 圖3是示例1的發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域的示意部分剖視圖；
[0026] 圖4是示例1的發(fā)光元件的光傳播區(qū)域的示意部分剖視圖；
[0027] 圖5是用于描述制造示例1的發(fā)光元件的方法的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物的示意部分 剖視圖；
[0028] 圖6A、6B和6C是繼圖5之后，用于描述制造示例1的發(fā)光元件的方法的疊層結(jié)構(gòu) 體及類似物的示意部分剖面圖；
[0029] 圖7A、7B和7C是繼圖6A、6B和6C之后，用于描述制造示例1的發(fā)光元件的方法 的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物的示意部分剖面圖；
[0030] 圖8A、8B和8C是用于描述制造示例2的發(fā)光元件的方法的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物 的示意部分剖面圖；
[0031] 圖9是示例3的發(fā)光元件的光傳播區(qū)域的示意部分剖視圖；
[0032] 圖10是示例5的顯示設(shè)備的示意圖；
[0033] 圖11是示例5中的另一顯示設(shè)備的示意圖；
[0034] 圖12是示例1的發(fā)光元件的變型例的疊層結(jié)構(gòu)體及類似物的示意剖視圖，其與沿 圖1A的箭頭IIB-IIB獲得的視圖相同；
[0035] 圖13A、13B、13C和13D是示出具有喇叭口結(jié)構(gòu)的波脊峰紋結(jié)構(gòu)部的輪廓線；
[0036] 圖14是示例1的變型例的發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域的示意部分剖視圖；
[0037] 圖15是用于描述可以降低本發(fā)明的發(fā)光元件中的耦合系數(shù)的發(fā)光元件的疊層結(jié) 構(gòu)體的示意平面圖；
[0038] 圖16是示出光傳播區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度(12、發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū) 域之間的有效折射率差、以及發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū)域之間的界面處的反射率獲得結(jié)果；
[0039] 圖17是示出發(fā)光區(qū)域與光傳播區(qū)域之間的有效折射率差、與耦合系數(shù)之間的關(guān) 系的圖表；
[0040] 圖18A和18B分別是示出示例1的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流與光輸出和施加電壓之間 關(guān)系的圖表，和示出從示例1的發(fā)光元件發(fā)出的光的光譜的圖表；
[0041] 圖19是對(duì)比示例1的發(fā)光元件的示意剖視圖，其與沿圖1A中的箭頭IIB-IIB獲 得的視圖相同。
[0042] 圖20A和20B分別是示出對(duì)比示例1的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流與光輸出和施加電壓 之間關(guān)系的圖表，和示出從對(duì)比示例1的發(fā)光元件發(fā)出的光的光譜的圖表；和
[0043] 圖21A和21B分別是捕獲從示例1的發(fā)光元件發(fā)出的光的半徑形狀的照片，和捕 獲從現(xiàn)有技術(shù)的其中波導(dǎo)管傾斜于光射出端面的發(fā)光元件發(fā)出的光的半徑形狀的照片。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 下文中將說(shuō)明的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選具體示例，對(duì)其施加了技術(shù)上優(yōu)選的各種 限制。然而，在下文說(shuō)明中，除非特別限制本發(fā)明的語(yǔ)句，否則本發(fā)明的范圍并不局限于這 些實(shí)施例。下文將按以下順序作出說(shuō)明。
[0045] 1.根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的整個(gè)發(fā)光兀件、根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例 至第四實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法、和本發(fā)明的顯示設(shè)備的說(shuō)明。
[0046] 2.示例1(根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的發(fā)光元件，和根據(jù)本發(fā)明第一 實(shí)施例和第三實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法）
[0047] 3.示例2(根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例和第四實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法）等等。 [0048][根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的整個(gè)發(fā)光元件、根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例 至第四實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法、本發(fā)明的顯示設(shè)備的說(shuō)明]
[0049] -種根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法優(yōu)選以以 下形式實(shí)現(xiàn)，其中，
[0050] 在工藝（a)中，依次形成第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體層的第 一層、和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第2A層、第一蝕刻停止層、所述第二化合物半導(dǎo)體層 的第2B層、第二蝕刻停止層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層、和所述第二化合物半導(dǎo) 體層的第三層，和
[0051] 在工藝（b)中，去除在用于形成光傳播區(qū)域的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層 的第三層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層，去除在用于形成波脊峰紋鄰接部的區(qū)域 中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的第三層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層、所述第二蝕 刻停止層、和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第2B層。
[0052] 此外，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例或者第四實(shí)施例的制造發(fā)光元件的方法優(yōu)選的是以 以下形式實(shí)現(xiàn)，其中，
[0053] 在工藝（a)中，形成第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第 一層、蝕刻停止層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光元件、或者通過(guò)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例或者第三 實(shí)施例的包括上述優(yōu)選形式的制造發(fā)光元件的方法獲得的發(fā)光元件，在下文中有時(shí)被統(tǒng)稱 為"根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件及類似物"。此外，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光元 件、或者通過(guò)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例或者第四實(shí)施例的包括上述優(yōu)選形式的制造發(fā)光元件 的方法獲得的發(fā)光元件，在下文中有時(shí)被統(tǒng)稱為"根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光元件及 類似物"。此外，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件及類似物和根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā) 光元件及類似物有時(shí)被統(tǒng)稱為"本發(fā)明的發(fā)光元件及類似物"。此外，波脊峰紋結(jié)構(gòu)部延伸 的方向被設(shè)置為X方向，有源層的寬度方向被設(shè)置為Y方向，有源層的厚度方向被設(shè)置為Z 方向。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件優(yōu)選的是以以下形式實(shí)現(xiàn)，其中，當(dāng)發(fā)光 區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為，光傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為nrff_2時(shí)，可滿足

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)光元件，包括： 發(fā)光區(qū)域，其由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源層和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層 結(jié)構(gòu)體形成；和 光傳播區(qū)域，其由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面， 其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰 接部構(gòu)成，W及 當(dāng)所述波脊峰紋鄰接部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為dl，所述光傳播區(qū)域 中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d,，所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中的第二化合物半導(dǎo)體 層的厚度被設(shè)置為ds時(shí)，滿足d3〉d2〉di。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，當(dāng)發(fā)光區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為光 傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為nwf_2時(shí)，滿足In^H-n^wl《8X1(T4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其中，滿足《2XKT5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，光傳播區(qū)域的長(zhǎng)度為40 y m或更大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其中，光傳播區(qū)域的長(zhǎng)度為40 y m至200 y m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，當(dāng)發(fā)光區(qū)域和光傳播區(qū)域之間的界面處的 有源層的寬度被設(shè)置為Wi，光傳播區(qū)域的長(zhǎng)度被設(shè)置為L(zhǎng),時(shí)，滿足20《L,/Wi《60。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件， 其中，波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中被注入電流，W及 光傳播區(qū)域中不被注入電流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光元件， 其中，第一化合物半導(dǎo)體層電連接至第一電極，W及 在至少構(gòu)成波脊峰紋結(jié)構(gòu)部的疊層結(jié)構(gòu)體的頂面上形成第二電極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件， 其中，在構(gòu)成波脊峰紋結(jié)構(gòu)部的疊層結(jié)構(gòu)體內(nèi)形成第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止 層， 第一蝕刻停止層形成在構(gòu)成光傳播區(qū)域的疊層結(jié)構(gòu)體內(nèi)，并且構(gòu)成光傳播區(qū)域的疊層 結(jié)構(gòu)體的頂面由第二蝕刻停止層構(gòu)成，W及 構(gòu)成波脊峰紋鄰接部的疊層結(jié)構(gòu)體的頂面由第一蝕刻停止層構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，在波脊峰紋結(jié)構(gòu)部的至少一個(gè)側(cè)面W及波 脊峰紋鄰接部的頂面上形成第一電介質(zhì)膜，W及 在光傳播區(qū)域的頂面上形成第二電介質(zhì)膜，所述第二電介質(zhì)膜由與構(gòu)成第一電介質(zhì)膜 的材料不同的材料制成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件， 其中，波脊峰紋結(jié)構(gòu)部W直線形狀延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件， 其中，當(dāng)波脊峰紋結(jié)構(gòu)部延伸的方向被設(shè)置為X方向，有源層的寬度方向被設(shè)置為Y方 向，有源層的厚度方向被設(shè)置為Z方向的時(shí)候，在包含有源層的虛擬XY平面上切割光傳播 區(qū)域時(shí)的光射出端面的切割面是沿Y方向延伸的直線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，從光射出端面射出的光的發(fā)光光譜的半寬 度是Inm或更大。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光元件，其中，從光射出端面射出的光的發(fā)光光譜的半 寬度是4nm或更大。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，發(fā)光元件由超發(fā)光二極管形成。
16. -種發(fā)光兀件，包括： 發(fā)光區(qū)域，其由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源層和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層 結(jié)構(gòu)體形成；和 光傳播區(qū)域，其由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面， 其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰 接部構(gòu)成，W及 當(dāng)所述發(fā)光區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為所述光傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為 rieff-2 時(shí)，滿足 I rieff-i-neff-21《8 X 10-4。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光元件，其中，滿足kff_i-nwf_2|《2XKT5。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光元件，其中，發(fā)光區(qū)域包括光反射端面，光反射端面上 的光反射率為99%或更多，并且光射出端面上的光反射率為1%或者更小。
19. 一種發(fā)光元件的制造方法，所述發(fā)光元件包括由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源層 和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域W及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、 從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域，其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋 結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部構(gòu)成，W及當(dāng)所述波脊峰紋鄰接 部中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為di，所述光傳播區(qū)域中的所述第二化合物 半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為d,，所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被 設(shè)置為ds時(shí)，滿足d3〉d2〉di，所述方法包括如下步驟： (a)依次形成所述第一化合物半導(dǎo)體層、所述有源層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一 層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第H層；然后 化）去除用于形成所述光傳播區(qū)域的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第H 層，并去除用于形成所述波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第H 層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光元件的制造方法， 其中，在所述步驟（a)中，依次形成第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體 層的第一層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2A層、第一蝕刻停止層、第二化合物半導(dǎo)體層的第 2B層、第二蝕刻停止層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層和第二化合物半導(dǎo)體層的第H層， 在所述步驟化）中，去除用于形成光傳播區(qū)域的區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的第H 層和第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層，并去除在用于形成波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的第二 化合物半導(dǎo)體層的第H層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層、第二蝕刻停止層、和第二化合 物半導(dǎo)體層的第2B層。
21. -種發(fā)光元件的制造方法，所述發(fā)光元件包括由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源 層和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域W及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形 成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域，其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊 峰紋結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部構(gòu)成，W及當(dāng)所述發(fā)光區(qū) 域的有效折射率被設(shè)置為且所述光傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為n,ff_2時(shí)，滿足 neff-i-neff-21《8 X 1〇-4,所述方法包括如下步驟： (a)依次形成所述第一化合物半導(dǎo)體層、所述有源層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一 層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第H層；然后 化）去除用于形成所述光傳播區(qū)域的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第H 層，并去除用于形成所述波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第H 層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光元件的制造方法， 其中，在所述步驟（a)中，依次形成第一化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體 層的第一層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2A層、第一蝕刻停止層、第二化合物半導(dǎo)體層的第 2B層、第二蝕刻停止層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層和第二化合物半導(dǎo)體層的第H層， 在所述步驟化）中，去除用于形成光傳播區(qū)域的區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層的第H 層和第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層，并去除在用于形成波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的第二 化合物半導(dǎo)體層的第H層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2C層、第二蝕刻停止層、和第二化合 物半導(dǎo)體層的第2B層。
23. -種發(fā)光元件的制造方法，所述發(fā)光元件包括由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源層 和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域W及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形成、 從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域，其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊峰紋 結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部構(gòu)成，W及當(dāng)所述波脊峰紋鄰接 部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為di，所述光傳播區(qū)域中的第二化合物半導(dǎo)體層 的厚度被設(shè)置為d,，所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部中的第二化合物半導(dǎo)體層的厚度被設(shè)置為ds時(shí)， 滿足d3〉d2〉di，所述方法包括如下步驟： (a)依次形成所述第一化合物半導(dǎo)體層、所述有源層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一 層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層； 化）在用于形成所述光傳播區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層上 形成掩模層； (C)在用于形成所述發(fā)光區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層上形 成所述第二化合物半導(dǎo)體層的第H層；W及 (d)去除用于形成所述波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第 H層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)光元件的制造方法，其中，在所述步驟（a)中，形成第一 化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體層的第一層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2A層、 蝕刻停止層和和第二化合物半導(dǎo)體層的第2B層。
25. -種發(fā)光元件的制造方法，所述發(fā)光元件包括由通過(guò)第一化合物半導(dǎo)體層、有源 層和第二化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體所形成的發(fā)光區(qū)域W及由所述疊層結(jié)構(gòu)體形 成、從所述發(fā)光區(qū)域延伸出并具有光射出端面的光傳播區(qū)域，其中，所述發(fā)光區(qū)域由波脊 峰紋結(jié)構(gòu)部和位于所述波脊峰紋結(jié)構(gòu)部?jī)蓚?cè)的波脊峰紋鄰接部構(gòu)成，W及當(dāng)所述發(fā)光區(qū) 域的有效折射率被設(shè)置為rwf_i，且所述光傳播區(qū)域的有效折射率被設(shè)置為時(shí)，滿足 neff-i-neff-21《8 X 1〇-4,所述方法包括如下步驟； (a)依次形成所述第一化合物半導(dǎo)體層、所述有源層、所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一 層W及所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二層； 化）在用于形成所述光傳播區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層上 形成掩模層； (C)在用于形成所述發(fā)光區(qū)域的區(qū)域中在所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層上形 成所述第二化合物半導(dǎo)體層的第H層；W及 (d)去除用于形成所述波脊峰紋鄰接部的區(qū)域中的所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第 H層和所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述第二層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)光元件的制造方法，其中，在所述步驟（a)中，形成第一 化合物半導(dǎo)體層、有源層、第二化合物半導(dǎo)體層的第一層、第二化合物半導(dǎo)體層的第2A層、 蝕刻停止層和和第二化合物半導(dǎo)體層的第2B層。
27. -種顯示設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一條所述的發(fā)光元件。
【文檔編號(hào)】H01S5/028GK104348085SQ201410379685
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】藤井賢太郎, 大野智輝 申請(qǐng)人:索尼公司