半导体光学设备和显示设备制造技术

一种半导体光学设备设置有：脊状条纹结构部分(20)，其通过堆叠第一化合物半导体层(31)、有源层(33)和第二化合物半导体层(32)而形成，并且具有发射光的第一端面(21)和与第一端面(21)相对的第二端面(22)；以及电流调节区域(41)，其被提供成在第二端面侧相邻于定位在脊状条纹结构部分(20)的两侧上的脊状条纹相邻部分(40)中的至少一个，并且设置为远离脊状条纹结构部分(20)。电流调节区域(41)的底表面位于有源层(33)下面，并且脊状条纹相邻部分(40)的顶表面位于有源层(33)上面，所述顶表面不包括电流调节区域(41)。

Semiconductor optical device and display device

A semiconductor optical device is provided with: a ridge stripe structure part (20), the first by stacking a compound semiconductor layer (31), an active layer (33) and second compound semiconductor layer (32) formed, and has a first end face of the emitted light (21) and the end surface (21) of second end relative (22); and the current regulatory region (41), which is provided on the second end face side adjacent to the positioning in the ridge stripe structure part (20) on both sides of the ridge stripe adjacent part (40) of at least one, and set away from the ridge stripe structure part (20). The bottom surface of the current regulation region (41) is located below the active layer (33), and the top surface of the ridge stripe adjacent portion (40) is located above the active layer (33), which does not include a current regulating region (41).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种半导体光学设备和一种显示设备。
技术介绍
具有与半导体激光元件的那些结构相似的结构的超辐射发光二极管(SLD)具有接近于发光二极管(LED)的宽发光光谱，并且能够以相对于半导体激光元件的窄发射角和高光强度发射光。此外，超辐射发光二极管已应用于干涉仪的领域，诸如相关技术中的光学陀螺仪，但最近作为光源应用于显示设备中而受到关注，所述光源用于形成图像，由于超辐射发光二极管的低相干性而使得形成的图像具有小干扰噪声(斑点噪声)。例如，波导被形成为在其中间弯曲，使得来自端面的反射被显著地抑制，或激光模式的振荡被抑制，以使用在例如JP H2-310975A中所公开的超辐射发光二极管中的微型短谐振器来实现低相干光源。换句话说，通过使光只在一个方向上穿过波导，而不是由于两个端面反射镜(如半导体激光元件)之间的光的往复运动发生谐振，获取放大状态。光的生成源是从有源层的一部分生成的自发发射的光，并且具有宽的发光光谱宽度的自发发射的光被直接放大并发射到外部。引文列表专利文献专利文献1：JP H2-310975A
技术实现思路
技术问题这里，为了获取半导体光学设备的大的光输出，可以考虑施加大电流或者尽可能地延长波导的长度。然而，当施加大电流时，基于半导体光学设备的热饱和限定施加的电流的上限。因此，提高安装/封装的散热负荷来获取高的光输出，这是成本高的原因并且即使对于轻微的端面反射，实际上也很可能生成激光振荡。因此，应施加比基于热饱和的上限显著更低的电流。此外，当波导被延长时，光在较长的路径中经过多次放大动作直到光被发射到外部。因此，光强度相应地增加。然而，光根据波导中的受激发射经过多次放大，使得光受到增益光谱的影响。因此，随着光放大区变长，发光光谱宽度变窄，这削弱了低相干性。此外，半导体光学设备的尺寸增加，这不适合于缩小封装，整体波导损失增加，并且因而整体效率降低。因此，本公开的目的是提供一种半导体光学设备，其保持低相干性并且具有能够获取高的光输出的配置和结构；以及一种包括这种半导体光学设备的显示设备。问题的解决方案根据用于实现上述目的的本公开的第一方面或第二方面的一种半导体光学设备包括：脊状条纹结构部分，其中堆叠第一化合物半导体层、由化合物半导体制成的有源层和第二化合物半导体层，并且具有发射光的第一端面和与第一端面相对的第二端面；以及电流调节区域，其被提供成在第二端面侧相邻于定位在脊状条纹结构部分的两侧的脊状条纹相邻部分中的至少一个，并且远离脊状条纹结构部分。此外，在与本公开的第一方面相关的半导体光学设备中，当从第一化合物半导体层的底表面到电流调节区域的底表面的距离是H1，从第一化合物半导体层的底表面到不包括电流调节区域的脊状条纹相邻部分的顶表面的距离是H2，第一化合物半导体层的厚度是T1，有源层的厚度是T3，并且第二化合物半导体层的厚度是T2时，满足以下表达式：H1≤T1 (1)以及T1+T3≤H2≤T1+T3+T2 (2)。换句话说，电流调节区域的底表面在有源层下面，并且不包括电流调节区域的脊状条纹相邻部分的顶表面在有源层上面。这里，当朝向脊状条纹相邻部分的顶表面的值H1被设置为正值时，H1可以是正值、负值或0。在根据本公开的第二方面的半导体光学设备中，电流调节区域防止泄漏电流从脊状条纹结构部分流过。用于实现上述目的的本公开的一种显示设备包括与本公开的第一方面或第二方面相关的半导体光学设备。专利技术的有益效果由于有助于光发射的光强度在充当脊状条纹结构部分中光的生成源的自发发射的光生成区域中非常低，故通常在有源层中的载流子消耗较少。为此，注入到有源层中的载流子朝向脊状条纹相邻部分逸出。在与本公开的第一方面相关的半导体光学设备中，电流调节区域满足上述方程(1)，并且不包括电流调节区域的脊状条纹相邻部分满足上述表达式(2)。此外，在与本公开的第二方面相关的半导体光学设备中，电流调节区域防止泄漏电流从脊状条纹结构部分流过。换句话说，从充当脊状条纹结构部分中光的生成源的自发发射的光生成区域到脊状条纹相邻部分的泄漏电流被抑制。因此，载流子留下来并有效地作用于脊状条纹结构部分。因此，可以相应地实现载流子密度的增加、自发发射的光的强度的增加，以及自发发射的光的发光光谱宽度的增加。因此，可以实现半导体光学设备中发光光谱宽度的增加、斑点噪声的减少以及发光效率的提高。应注意，在本说明书中所公开的效果仅仅是实例，并且本公开不限于此。另外，可以有额外的效果。附图说明[图1]图1是实例1的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图2]图2是实例3或实例5的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图3]图3A和图3B是沿着图1中的箭头A-A和箭头B-B的实例1的半导体光学设备的示意性端视图。[图4]图4A是沿着图1中的箭头A-A的实例2的半导体光学设备的示意性端视图，并且图4B是沿着图2中的箭头A-A的实例3中的半导体光学设备的示意性端视图。[图5]图5A和图5B是沿着图1中的箭头A-A的实例4中的半导体光学设备的示意性端视图。[图6]图6是沿着图2中的箭头A-A的实例5中的半导体光学设备的示意性端视图。[图7]图7A、图7B和图7C是示出沿着图1中的箭头A-A的实例6中的半导体光学设备的制造过程的示意性局部端视图。[图8]图8是实例7中的显示设备的概念图。[图9]图9是实例7中的另一显示设备的概念图。[图10]图10A和图10B是用于显示电流调节区域的平面形状的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图11]图11A和图11B是用于显示电流调节区域的平面形状的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图12]图12是用于显示电流调节区域的平面形状的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图13]图13A和图13B是用于显示脊状条纹结构部分的平面形状的半导体光学设备的组成元件的示意性布置图。[图14]图14A、图14B、图14C和图14D是示出具有喇叭形结构的脊状条纹结构部分等的轮廓的视图。[图15]图15A和图15B是沿着图1中的箭头B-B的衬底等的示意性局部剖视图和局部端视图，其用于描述制造实例1中的半导体光学设备的方法。具体实施方式在下文中，将参照附图并且基于实例描述本公开。这里，本公开不限于这些实例，并且实例中的各种数值和材料仅仅是实例。应注意，将按以下顺序进行描述。1.有关与本公开的第一方面和第二方面相关的半导体光学设备和本公开的显示设备的整个内容的描述2.实例1(与本公开的第一方面和第二方面相关的半导体光学设备)3.实例2(实例1的修改)4.实例3(实例1的另一修改)5.实例4(实例1的又一修改)6.实例5(实例1的又一修改)7.实例6(实例1的又一修改)8.实例7(本公开的显示设备)等。[有关与本公开的第一方面和第二方面相关的半导体光学设备和本公开的显示设备的整个内容的描述]在与本公开的第一方面或第二方面相关的半导体光学设备和构成本公开的显示设备的半导体光学设备(在下文中，其在一些情况下他们共同简称为“本公开的半导体光学设备”)中，当脊状条纹结构部分的长度是L0并且电流调节区域的长度是L1时，可以设置其中满足0.1≤L1/L0<1.0或优选0.1≤L1/L0≤0.3的形状。在包括上述优选的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体光学设备，包含：脊状条纹结构部分，其中堆叠第一化合物半导体层、由化合物半导体制成的有源层和第二化合物半导体层，并且具有发射光的第一端面和与所述第一端面相对的第二端面；以及电流调节区域，其被提供成在所述第二端面侧相邻于定位在所述脊状条纹结构部分的两侧的脊状条纹相邻部分中的至少一个，并且远离所述脊状条纹结构部分，其中当从所述第一化合物半导体层的底表面到所述电流调节区域的底表面的距离是H1，从所述第一化合物半导体层的所述底表面到不包括所述电流调节区域的所述脊状条纹相邻部分的顶表面的距离是H2，所述第一化合物半导体层的厚度是T1，所述有源层的厚度是T3，并且所述第二化合物半导体层的厚度是T2时，满足以下表达式：H1≤T1，以及T1+T3≤H2≤T1+T3+T2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 JP 2014-0909361.一种半导体光学设备，包含：脊状条纹结构部分，其中堆叠第一化合物半导体层、由化合物半导体制成的有源层和第二化合物半导体层，并且具有发射光的第一端面和与所述第一端面相对的第二端面；以及电流调节区域，其被提供成在所述第二端面侧相邻于定位在所述脊状条纹结构部分的两侧的脊状条纹相邻部分中的至少一个，并且远离所述脊状条纹结构部分，其中当从所述第一化合物半导体层的底表面到所述电流调节区域的底表面的距离是H1，从所述第一化合物半导体层的所述底表面到不包括所述电流调节区域的所述脊状条纹相邻部分的顶表面的距离是H2，所述第一化合物半导体层的厚度是T1，所述有源层的厚度是T3，并且所述第二化合物半导体层的厚度是T2时，满足以下表达式：H1≤T1，以及T1+T3≤H2≤T1+T3+T2。2.根据权利要求1所述的半导体光学设备，其中当所述脊状条纹结构部分的长度是L0并且所述电流调节区域的长度是L1时，满足以下表达式：0.1≤L1/L0≤1.0。3.根据权利要求1所述的半导体光学设备，其中当从所述电流调节区域的所述第一端面侧的一端到所述第二端面的距离是DS1并且所述脊状条纹结构部分的长度是L0时，满足以下表达式：DS1/L0<1.0。4.根据权利要求1所述的半导体光学设备，其中所述电流调节区域防止泄漏电流从所述脊状条纹结构部分流过。5.一种半导体光学设备，包含：脊状条纹结构部分，其中堆叠第一化合物半导体层、由化合物半导体制成的有源层和第二化合物半导体层，并且具...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部义昭，河角孝行，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP