发光元件、发光元件单元、电子设备、发光装置、感测装置和通信装置制造方法及图纸

根据本公开的发光元件包括：层压结构20，其中层压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；第一光反射层41，形成在第一化合物半导体层21的第一表面侧上；第二光反射层42，形成在第二化合物半导体层22的第二表面侧上；第一电极31，电连接至第一化合物半导体层21；以及第二电极32，电连接至第二化合物半导体层22；发光元件设置有控制电流到活性层23的电流限制区域52。当穿过由电流限制区域52包围的电流注入区域51的中心的层压结构20的厚度方向上的轴被定义为Z轴，与Z轴正交的方向被定义为X方向，并且与X方向和Z轴正交的方向被定义为Y方向时，电流注入区域51具有纵向方向在Y方向上延伸的细长平面形状。方向在Y方向上延伸的细长平面形状。方向在Y方向上延伸的细长平面形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光元件、发光元件单元、电子设备、发光装置、感测装置和通信装置


[0001]本公开涉及发光元件，更具体地，涉及包括表面发光激光元件(VCSEL)的发光元件、包括该发光元件的发光元件单元、电子设备、发光装置、感测装置以及通信装置。

技术介绍

[0002]例如，在包括WO2018/083877A1中公开的表面发光激光元件的发光元件中，通过使激光在两个光反射层(分布式Bragg反射层(DBR层))之间共振而发生激光振荡。此外，在具有层压n型化合物半导体层(第一化合物半导体层)、包括化合物半导体的活性层(发光层)、以及P型化合物半导体层(第二化合物半导体层)的层压结构的表面发光激光元件中，包括透明导电材料的第二电极形成在p型化合物半导体层上，并且第二光反射层形成在第二电极上。此外，第一光反射层和第一电极形成在n型化合物半导体层上(在n型化合物半导体层形成在导电衬底上的情况下，在衬底的暴露表面上)。应注意，在本说明书中，“上方”的概念可表示相对于活性层远离活性层的方向，“下方”的概念可表示相对于活性层朝向活性层的方向，并且“凸”和“凹”的概念可表示活性层。此外，正投影图像是在层压结构上的正投影图像(如稍后将描述的)。
[0003]在发光元件中，发射激光通常需要高直度，即，窄发射角(辐射角)。随着发射角更窄，在激光耦接至另一光学系统时泄漏至外部的激光的比例减小，并且耦接效率增加。此外，所使用的光学系统也可以小且简化，并且变得易于在没有诸如透镜的外部光学系统的情况下照射远处的位置。此外，当发射的激光被会聚时，聚焦深度深，并且因此可以减轻对各种组件的位置精度等的要求。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：WO2018/083877A1。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的问题
[0008]然而，在获得具有高直度的发光元件的情况下，需要在光学和电学上有效地扩大限制区域。在上述WO2018/083877A1中公开的技术中，第一光反射层具有凹面镜结构，并且因此，具有减小的横向扩散的光场定位在元件区域中(如后面将描述的)以获得激光振荡。然后，通过将光限制在较窄的区域中来实现低功耗。然而，光限制区域较宽。因此，在一些情况下，发射角变大，远场图案(FFP)变为例如几度，并且不满足诸如窄发射角的要求。此外，当从发光元件本身发出的光具有某种形状(图形、图案等)时，可以简化包括这种发光元件的电子器件等的配置和结构。
[0009]因此，本公开的第一目的是提供具有窄发射角(辐射角)的发光元件和包括该发光元件的发光元件单元。此外，本公开的第二目的是提供发射的光本身具有一定形状的发光
元件。此外，目的是提供一种电子设备、发光装置、感测装置和通信装置。
[0010]问题的解决方案
[0011]提供了根据本公开的第一方面或第二方面的用于实现上述第一目的或第二目的的发光元件，发光元件包括：
[0012]层压结构，其中层压第一化合物半导体层、活性层、和第二化合物半导体层，第一化合物半导体层具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，活性层面向第一化合物半导体层的第二表面，以及第二化合物半导体层具有面向活性层的第一表面以及与第一表面相对的第二表面；
[0013]第一光反射层，形成在第一化合物半导体层的第一表面侧上；
[0014]第二光反射层，形成在第二化合物半导体层的第二表面侧上；
[0015]第一电极，电连接至第一化合物半导体层；以及
[0016]第二电极，电连接至第二化合物半导体层，其中
[0017]电流限制区域，被设置以控制电流流入活性层。
[0018]此外，在根据本公开的第一方面的发光元件中，当穿过由电流限制区域包围的电流注入区域的中心的层压结构的厚度方向上的轴被定义为Z轴，与Z轴正交的方向被定义为X方向，并且与X方向和Z轴正交的方向被定义为Y方向时，电流注入区域具有长边方向在Y方向上延伸的细长平面形状。
[0019]此外，在根据本公开的第二方面的发光元件中，由电流限制区包围的电流注入区域的平面形状包括选自由环形形状、部分切割的环形形状、由曲线包围的形状、由多个线段包围的形状、以及由曲线和线段包围的形状组成的组中的至少一种类型的形状。
[0020]提供了用于实现上述第一目的的本公开的发光元件单元，该发光元件单元是包括多个发光元件的发光元件单元，
[0021]每个发光元件包括根据本公开的第一方面的发光元件，以及
[0022]多个发光元件在X方向上彼此分开布置。
[0023]提供了本公开的电子设备或发光装置，包括：根据本公开的第一方面和第二方面的发光元件或本公开的发光元件单元。
[0024]本专利技术提供一种感测装置，该感测装置包括：
[0025]光发射装置，包括根据本公开的第一方面和第二方面的发光元件或本公开的发光元件单元；以及
[0026]光接收装置，接收从光发射装置发射的光。
[0027]本公开提供了一种通信装置，包括：
[0028]根据本公开的第二方面的包括多种类型的发光元件的光发射装置；以及
[0029]光接收装置，接收从光发射装置发射的光。
附图说明
[0030]图1是实施例1的发光元件的示意性部分端部视图。
[0031]图2的(A)是示意性地示出构成实施例1的发光元件的电流注入区域、电流限制区域和第二电极的布置状态的示图，图2的(B)和(C)是沿着图2的(A)中的箭头B
‑
B和箭头C
‑
C的实施例1的发光元件的示意性部分端部视图。
[0032]图3的(A)、(B)和(C)与图2的(A)、(B)和(C)基本相同，并且是写入各种参数的示图。
[0033]图4是实施例1的发光元件的变形例
‑
1的示意性部分端部视图。
[0034]图5是实施例1的发光元件的变形例
‑
2的示意性部分端部视图。
[0035]图6是实施例1的发光元件的变形例
‑
3的示意性部分端部视图。
[0036]图7是实施例1的发光元件的变形例
‑
4的示意性部分端部视图。
[0037]图8是示意性地示出构成实施例2的发光元件的电流注入区域、电流限制区域和第二电极的布置状态的示图。
[0038]图9是示意性地示出构成实施例2的发光元件的电流注入区域、电流限制区域和第二电极的布置状态的示图。
[0039]图10的(A)是示意性示出构成实施例2的发光元件的变形例
‑
1的电流注入区域、电流限制区域和第二电极的布置状态的示图，图10的(B)和(C)是沿着图10的(A)中的箭头B
‑
B和箭头C
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C的实施例2的发光元件的变形例
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1的示意性部分端部视图。
[0040]图11的(A)是示意性示出构成实施例2的发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光元件，包括：层压结构，其中，层压第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层，所述第一化合物半导体层具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述活性层面向所述第一化合物半导体层的第二表面，所述第二化合物半导体层具有面向所述活性层的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；第一光反射层，形成在所述第一化合物半导体层的第一表面侧上；第二光反射层，形成在所述第二化合物半导体层的第二表面侧上；第一电极，电连接至所述第一化合物半导体层；以及第二电极，电连接至所述第二化合物半导体层，其中电流限制区域，被设置以控制电流流入所述活性层，并且当穿过由所述电流限制区域包围的电流注入区域的中心的所述层压结构的厚度方向上的轴被定义为Z轴，与所述Z轴正交的方向被定义为X方向，以及与所述X方向和所述Z轴正交的方向被定义为Y方向时，所述电流注入区域具有纵向方向在所述Y方向上延伸的细长的平面形状。2.根据权利要求1所述的发光元件，其中当所述电流注入区域沿所述Y方向的宽度为L
max
‑
Y
，并且沿所述X方向的宽度为L
min
‑
X
时，满足L
max
‑
Y
/L
min
‑
X
≥3。3.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一光反射层朝向远离所述活性层的方向具有凸状的形状，并且所述第二光反射层具有平坦的形状。4.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一光反射层的平面形状为近似所述电流注入区域的平面形状的形状。5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，在YZ虚拟平面中的光的发射角为2度以下。6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述电流注入区域的平面形状为椭圆形。7.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述电流注入区域的平面形状为矩形。8.根据权利要求7所述的发光元件，其中，包括所述电流注入区域的与所述X方向平行的边的端面，与在所述Y方向上交替地布置有第一介电层和第二介电层的层接触。9.根据权利要求6所述的发光元件，其中，所述电流注入区域的与所述Y方向平行的边包括线段或曲线。10.一种发光元件，包括：层压结构，其中，层压第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层，所述第一化合物半导体层具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述活性层面向所述第一化合物半导体层的第二表面，所述第二化合物半导体层具有面向所述活性层的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；第一光反射层，形成在所述第一化合物半导体层的第一表面侧上；第二光反射层，形成在所述第二化合物半导体层的第二表面侧上；第一电极，电连接至所述第一化合物半导体层；以及第二电极，电连接至所述第二化合物半导体层，其中电流限制区域，被设置以控制电流流入所述活性层，并且
由所述电流限制区域包围的电流注入区域的平面形状包括选自由环状、部分切割的环状、由曲线包围的形状、由多个线段包围的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨口达史，伊藤仁道，横关弥树博，幸田伦太郎，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：