JP2013541209A5 - - Google Patents
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Description
一般に、III族元素窒化物ベースレーザダイオード1は、活性領域、導波路層及びクラッド層が多層レーザダイオードを形成するように、基板10上に形成することができる。そのような多層ダイオードにおいて、導波路層は活性領域において発生された誘導放出光子を導き、クラッド層は導波路層を通る放出光子の伝搬を促進する。基板10はn型導電度またはp型導電度を有することができる。基板10と同じ導電型を有するクラッド層が、基板10とは逆の導電型を有するクラッド層よりも基板の近くに配される。本明細書に説明される実施形態においては、基板10がn型半導体材料であり、n側クラッド層20がn側導波路層60と基板10の間に挟み込まれて、p側クラッド層30がn側クラッド層20の上方に配置されることが好ましい。基板10として適する材料の例には、GaN,AlN,InN,AlGaN,GaInNまたはAlInGaNのような自立III族元素窒化物材料があるが、これらには限定されない。好ましい実施形態において、基板は自立GaNとすることができる。特に好ましい実施形態において、基板は、例えば、
から選ばれる方位のような、半極性方位を有する自立GaNとすることができる。n型基板が好ましいが、図示されない実施形態においては、p側クラッド層30がp側導波路層70と基板10の間に挟み込まれるであろうように、またn側クラッド層20がp側クラッド層30の上方に配置されるであろうように、p型基板が用いられ得ることが、十分に考えられる。
から選ばれる方位のような、半極性方位を有する自立GaNとすることができる。n型基板が好ましいが、図示されない実施形態においては、p側クラッド層30がp側導波路層70と基板10の間に挟み込まれるであろうように、またn側クラッド層20がp側クラッド層30の上方に配置されるであろうように、p型基板が用いられ得ることが、十分に考えられる。
添付される特許請求項の1つ以上が「〜を特徴とする(wherein)」を転換句として用いていることに注意されたい。本発明を定める目的のために、この用語は構造の一連の特徴の叙述を導入するために用いられる制約の無い転換句として特許請求項に導入されており、より普通に用いられる制約の無い前置句「含む(comprising)」と同様の態様で解されるべきであることに注意されたい。
Claims (5)
- 半極性方位を有するGaN基板、nドープ(Al,In)GaNで形成されたn側クラッド層、nドープ(Al)InGaNで形成されたn側導波路層、活性領域、pドープ(Al)InGaNで形成されたp側導波路層及びpドープ(Al,In)GaNで形成されたp側クラッド層を有するIII族元素窒化物ベースレーザダイオードにおいて、
前記活性領域が前記n側クラッド層と前記p側クラッド層の間に挟み込まれ、前記n側クラッド層と前記p側クラッド層に実質的に平行に拡がる、
前記活性領域が、光子の電気ポンピング誘導放出を生じ、510nmから580nmのレーザ発振波長において光利得を有する、1つ以上のInGaN量子井戸を有する、
前記n側導波路層が前記活性領域と前記n側クラッド層の間に挟み込まれる、
前記n側導波路層が1nmから300nmのn側導波路層厚を有する、
前記p側導波路層が前記活性領域と前記p側クラッド層の間に挟み込まれる、
前記p側導波路層が3×1017cm−3未満のp側導波路層アクセプタ濃度及び100nm未満のp側導波路層厚を有する、
前記p側導波路層厚が前記n側導波路層厚より小さい、
前記p側クラッド層が第1厚さ領域及び第2厚さ領域を有し、前記第1厚さ領域は前記第2厚さ領域と前記p側導波路層の間に挟み込まれる、
前記p側クラッド層の前記第1厚さ領域が20nmから200nmの第1領域厚及び3×1017cm−3未満の第1領域アクセプタ濃度を有する、及び
前記p側クラッド層の前記第2厚さ領域が3×1017cm−3より高い第2領域アクセプタ濃度を有する、
ことを特徴とするIII族元素窒化物ベースレーザダイオード。 - 前記p側導波路層厚が1nmから50nmであり、前記p側導波路層厚と前記n側導波路層厚が150nmから200nmの総導波路厚を定めることを特徴とする請求項1に記載のIII族元素窒化物ベースレーザダイオード。
- 前記p側導波路層または前記n側導波路層が、あるいはいずれもが、それぞれが分布インジウム濃度を有する組成分布(Al)InGaN層である、
それぞれの前記分布インジウム組成が前記それぞれの導波路層において前記活性領域に隣接する富インジウム領域を定める、
それぞれの前記富インジウム領域が前記それぞれの導波路層厚の0.1%から75%の厚さを有する、
前記富インジウム領域が5%から50%の平均インジウム濃度を有する、
前記それぞれの導波路層の前記富インジウム領域の外側の残余領域が0%から10%の平均インジウム濃度を有する、及び、
前記それぞれの導波路層の前記富インジウム領域の前記インジウム濃度と前記残余領域の前記インジウム濃度の差が少なくとも3%であるように、
前記それぞれの導波路層の前記富インジウム領域の前記平均インジウム濃度が前記残余領域の平均インジウム濃度より高い、
ことを特徴とする請求項1に記載のIII族元素窒化物ベースレーザダイオード。 - 前記p側クラッド層がアルミニウムの組成分布を有する、
0%から5%の第1のアルミニウム濃度が前記p側クラッド層の第1の領域を定める、
20%までの第2のアルミニウム濃度が前記p側クラッド層の第2の領域を定める、
前記第1の領域が、前記p側クラッド層の前記p側導波路層との界面から延び、約20nmから約200nmの厚さを有する、及び
前記第2の領域が前記第1の領域の直上に配される、
ことを特徴とする請求項1に記載のIII族元素窒化物ベースレーザダイオード。 - 半極性方位を有するGaN基板、nドープ(Al,In)GaNで形成されたn側クラッド層、nドープ(Al)InGaNで形成されたn側導波路層、活性領域、pドープ(Al)InGaNで形成されたp側導波路層及びpドープ(Al,In)GaNで形成されたp側クラッド層を有するIII族元素窒化物ベースレーザダイオードにおいて、
前記活性領域が前記n側クラッド層と前記p側クラッド層の間に挟み込まれ、前記n側クラッド層と前記p側クラッド層に実質的に平行に拡がる、
前記活性領域が、光子の電気ポンピング誘導放出を生じ、510nmから580nmのレーザ発振波長において光利得を有する、1つ以上のInGaN量子井戸を有する、
前記n側導波路層が前記活性領域と前記n側クラッド層の間に挟み込まれる、
前記n側導波路層が約3%から約11%のn側導波路層インジウム濃度を有する、
前記p側導波路層が前記活性領域と前記p側クラッド層の間に挟み込まれる、
前記p側導波路層が3×1017cm−3未満のp側導波路層アクセプタ濃度及び約0%から約9%のp側導波路層インジウム濃度を有する、
前記p側導波路層インジウム濃度が前記n側導波路層インジウム濃度より低い、
前記p側クラッド層が第1厚さ領域及び第2厚さ領域を有し、前記第1厚さ領域は前記第2厚さ領域と前記p側導波路層の間に挟み込まれる、
前記p側クラッド層の前記第1厚さ領域が、20nmから200nmの第1領域厚及び3×1017cm−3未満の第1領域アクセプタ濃度を有する、及び
前記p側クラッド層の前記第2厚さ領域が3×1017cm−3より高い第2領域アクセプタ濃度を有する、
ことを特徴とするIII族元素窒化物ベースレーザダイオード。
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