发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本实施方式涉及具备能够将±1次光中的一方的功率相对于另一方的功率降低的构造的发光装置等。该发光装置具备基板、发光部、包含基本层以及多个不同折射率区域的相位调制层。多个不同折射率区域的各个具有由面对基板的第一面、相对于第一面而位于基板的相反侧的第二面、以及侧面规定的立体形状。在该立体形状中，第一面、第二面以及侧面中的至少任一者包含相对于主面倾斜的部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光装置及其制造方法
本专利技术涉及一种发光装置及其制造方法。
技术介绍
在专利文献1中记载了涉及作为发光装置的半导体发光元件的技术。该半导体发光元件具备活性层、夹持该活性层的一对包覆层、以及与该活性层光学耦合的相位调制层。相位调制层包含基本层和分别具有与基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。在设定了以相位调制层的厚度方向为Z轴方向的XYZ正交坐标系，进一步在相当于该相位调制层的设计面的X-Y平面内设定了晶格间隔a的假想的正方晶格的情况下，不同折射率区域分别以各重心位置从假想的正方晶格中的晶格点(关联于不同折射率区域的任一者的晶格点)偏移距离r的方式配置。距离r满足0<r≤0.3a。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2016/148075号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术人们对现有的发光装置进行了研究，结果发现了以下问题。即，研究通过控制光的相位谱和强度谱来输出任意的光学图像的发光装置。作为这样的发光装置的构造之一，存在包含设置于基板上的相位调制层的构造。相位调制层包含基本层和分别具有与基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。在正交于该相位调制层的厚度方向的面(设计面)上设定有假想的正方晶格的情况下，以对应于各重心位置分别应当输出的光学图像而从假想的正方晶格的相对应的晶格点的位置偏移的方式，分别配置有不同折射率区域。这种发光装置被称为S-iPM(Static-integrablePhaseModulating(静态可积分相位调制))激光器，沿相对于垂直于基板的主面的方向倾斜的方向输出任意形状的光学图像。从这样的发光装置输出1次光、调制成与1次光相反方向的-1次光。1次光沿相对于垂直于基板的主面的方向(法线方向)倾斜的第一方向形成期望的输出光学图像。-1次光是沿与基板的主面交叉并且关于沿该主面的法线方向延伸的轴线与上述第一方向对称的第二方向形成与上述输出光学图像旋转对称的光学图像。然而，根据用途，存在不需要1次光和-1次光中的任一方的光的情况。在该情况下，希望将1次光和-1次光中的不需要的光相对于需要的光进行减光。本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种能够将1次光和-1次光中的一方的光相对于另一方的光进行减光的发光装置及其制造方法。解决问题的技术手段本专利技术所涉及的发光装置是一种沿基板的主面的法线方向以及相对于该法线方向倾斜的倾斜方向中的至少任一者的方向输出用于形成光学图像的光的发光装置，具备用于解决上述问题的构造。即，该发光装置具备：基板，其具有主面；发光部，其设置于基板上；相位调制层，其在与发光部光学耦合的状态下设置于基板上。相位调制层包含基本层、以及具有与基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。在正交于法线方向的相位调制层的设计面上，多个不同折射率区域根据用于形成光学图像的配置图案，配置于基本层中的规定位置。特别地，多个不同折射率区域的各个具有由面对主面的第一面、相对于该第一面位于主面的相反侧的第二面、以及连接第一面和所述第二面的侧面规定的立体形状，在该立体形状中，第一面、第二面以及侧面中的至少任一者包含相对于主面倾斜的部分。还有，在本说明书中，“相对于主面倾斜的面或其一部分”是指，在与主面的位置关系中，除了相对于主面平行的状态和相对于主面垂直的状态这两者以外的、满足位置关系的面或其一部分。另外，本专利技术所涉及的发光装置的制造方法是一种具有上述的构造的发光装置的制造方法，作为一个例子，包含：第一工序，其在基板上设置基本层；以及第二工序，其通过干蚀刻，将应当成为多个不同折射率区域的多个空位或凹部(depression)形成于基本层。特别地，在第二工序中，干蚀刻从相对于法线方向倾斜的方向对基本层施加蚀刻反应气体。根据该制造方法，多个空位或凹部的侧面相对于主面倾斜。因此，能够容易地实现多个不同折射率区域与其周围的层的界面的至少一部分相对于主面或该主面的法线方向倾斜的结构。专利技术的效果根据本专利技术所涉及的发光装置及其制造方法，能够将1次光和-1次光中的一方的光相对于另一方的光进行减光。附图说明图1是示出作为本专利技术的第一实施方式所涉及的发光装置的半导体发光元件的结构的立体图。图2是示意性地示出半导体发光元件的层叠构造的图。图3是示出在包覆层11和活性层12之间设置有相位调制层的情况的图。图4是相位调制层的俯视图。图5是示出相位调制层中的不同折射率区域的位置关系的图。图6是示出仅在相位调制层的特定区域内应用了图4的折射率大致周期构造的例子的俯视图。图7是用于说明半导体发光元件的输出光束图案成像所得到的光学图像与相位调制层中的相位分布的关系的图。图8是用于说明从球面坐标向XYZ正交坐标系的坐标的坐标转换的图。图9是用于说明从光学图像的傅里叶变换结果求得相位角分布来决定不同折射率区域的配置时的注意点的图。图10是示出半导体发光元件的制造方法中的各工序的图。图11是示出从半导体发光元件输出的光束图案(光学图像)的例子的图、以及示出包含与半导体发光元件的发光面交叉并垂直于发光面的轴线的截面的光强度分布的图表。图12是示出对应于图11的(a)所示的光束图案的相位分布的图、以及图12的(a)的局部放大图。图13是概念性地示出各方向的行波的光束图案的例子的图。在该例子中，将相对于X轴和Y轴的直线D的倾斜角设为45°。图14是示出在相位调制层的面内行进的行波散射或反射的样子的图。图15是示出作为本专利技术的第二实施方式所涉及的发光装置的半导体发光元件的截面结构的图。图16是示出在包覆层11和活性层12之间设置有相位调制层的情况的图。图17是从表面侧观察半导体发光元件的俯视图。图18是示出不同折射率区域的X-Y平面内的形状的例子的俯视图。图19是示出不同折射率区域的X-Y平面内的形状的例子的俯视图。图20是示出不同折射率区域的X-Y平面内的形状的例子的俯视图。图21是示出不同折射率区域的X-Y平面内的形状的例子的俯视图。图22是示出X-Y平面内的不同折射率区域的形状的其它的例子的俯视图。图23是示出X-Y平面内的不同折射率区域的形状的其它的例子的俯视图。图24是示出不同折射率区域的沿Z轴的截面形状的变形例的图。图25是示意性地示出作为第三变形例的半导体发光元件的截面构造的图。图26是用于说明第三变形例的相位调制层的制造方法的图。图27是示意性地示出作为第四变形例的半导体发光元件的截面构造的图。图28是用于说明第四变形例的相位调制层的制造方法的图。图29是示出第五变形例所涉及的发光装置的结构的图。图30是示出半导体发光元件由GaAs类化合物半导体构成的情况(发光波长940nm带)的层构造的表。图31是具备图30所示的层构造的半导体发光元件的折射率分布和模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置，其特征在于，/n是沿主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向的至少任一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置，/n具备：/n基板，其具有所述主面；/n发光部，其设置于所述基板上；/n相位调制层，其在与所述发光部光学耦合的状态下设置于所述基板上，且包含基本层、以及具有与所述基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域，/n在正交于所述法线方向的所述相位调制层的设计面上，所述多个不同折射率区域根据用于形成所述光学图像的配置图案，配置于所述基本层中的规定位置，/n所述多个不同折射率区域的各个具有由面对所述主面的第一面、相对于所述第一面位于所述主面的相反侧的第二面、以及连接所述第一面和所述第二面的侧面规定的立体形状，/n在所述立体形状中，所述第一面、所述第二面以及所述侧面中的至少任一者包含相对于所述主面倾斜的部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 JP 2017-2362011.一种发光装置，其特征在于，
是沿主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向的至少任一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置，
具备：
基板，其具有所述主面；
发光部，其设置于所述基板上；
相位调制层，其在与所述发光部光学耦合的状态下设置于所述基板上，且包含基本层、以及具有与所述基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域，
在正交于所述法线方向的所述相位调制层的设计面上，所述多个不同折射率区域根据用于形成所述光学图像的配置图案，配置于所述基本层中的规定位置，
所述多个不同折射率区域的各个具有由面对所述主面的第一面、相对于所述第一面位于所述主面的相反侧的第二面、以及连接所述第一面和所述第二面的侧面规定的立体形状，
在所述立体形状中，所述第一面、所述第二面以及所述侧面中的至少任一者包含相对于所述主面倾斜的部分。


2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述多个不同折射率区域分别是由所述基本层和与所述基本层接触的一个或一个以上的层规定的密闭空间，
在所述相位调制层的所述设计面上，所述多个不同折射率区域分别具有沿所述设计面上的第一方向的宽度沿与所述第一方向交叉的第二方向逐渐减小的平面形状。


3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述多个不同折射率区域分别是由所述基本层和与所述基本层接触的一个或一个以上的层规定的密闭空间，
所述第一面的至少一部分相对于所述第二面倾斜。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于，
在所述相位调制层的所述设计面上，所述多个不同折射率区域分别以与假想的正方晶格的任一晶格点一对一对应的方式配置，
并且在构成所述假想的正方晶格的晶格点中的所述多个不同折射率区域所关联的多个有效晶格点中，连结任意的特定晶格点与关联于所述特定晶格点的特定不同折射率区域的重心的...

【专利技术属性】
技术研发人员：广瀬和义，黑坂刚孝，泷口优，杉山贵浩，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP