半導(dǎo)體發(fā)光元件、其制造方法和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光元件、制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法和包括半導(dǎo)體發(fā)光元件的顯示裝置。所述半導(dǎo)體發(fā)光元件包括基板，在所述基板中的凹部，設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)的脊部，所述脊部具有一定寬度，其中所述凹部具有沿著所述脊部的長度方向變化的寬度，所述脊部由包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成，和所述活性層具有沿著所述脊部的長度方向變化的厚度。
【專利說明】半導(dǎo)體發(fā)光元件、其制造方法和顯示裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年2月25日提交的日本在先專利申請(qǐng)JP2013-034820的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件、制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法和包括半導(dǎo)體發(fā)光元件的顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開N0.2009-025462公開了一種顯示裝置，如配備有作為光源的由半導(dǎo)體激光元件形成的半導(dǎo)體發(fā)光元件的投影裝置，即，激光顯示裝置。激光顯示裝置具有高亮度、高清晰度、小型、輕重和低功耗的優(yōu)點(diǎn)，因而已倍受關(guān)注。然而，在激光顯示裝置中，散斑噪聲導(dǎo)致圖像和視頻圖像的質(zhì)量劣化。散斑噪聲是一種作為在由于激光的高相干性而顯示圖像或視頻圖像的激光照射面(例如，屏幕或壁面)上的散射光的干涉所產(chǎn)生的結(jié)果的現(xiàn)象，并且歸因于激光照射面上的微小凹凸的存在。另一方面，散斑對(duì)比度C由下式⑴表示，
[0005]C=[l/{2(2.Ji.0h.Λ λ/λ2)2+1}]ν4(1)
[0006]其中λ表示激光的波長，Oh表示激光照射面的表面粗糙度，Λ λ表示激光的振蕩波長的寬度。式(I )表明，激光的振動(dòng)波長的寬度△ λ增加導(dǎo)致散斑噪聲的水平的降低。
[0007]日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開N0.06-275904公開了一種半導(dǎo)體激光器，包括在半導(dǎo)體基板中的溝槽和脊部，溝槽具有寬寬度的部分和窄寬度的部分，脊部在整個(gè)凹部中配置。激光束的象散通過減小位于激光出射面的溝槽部分的寬度和增大激光出射面相對(duì)側(cè)的溝槽部分的寬度而維持在低水平。此外，在半導(dǎo)體激光器中，縱模振蕩作為整體是多模振蕩。然而，在該專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，脊部被配置在整個(gè)溝槽中。因此，當(dāng)形成活性層等時(shí)，在溝槽的邊緣部分附近的活性層等的一部分容易形成為多晶部分，從而使活性層等的結(jié)晶性劣化。因此，很難生產(chǎn)出高可靠性的半導(dǎo)體激光器。
[0008]日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開N0.07-135372公開了一種通過如下步驟制造的半導(dǎo)體光放大器:在基板上形成掩模，掩模由介電材料等構(gòu)成并具有不同的寬度，在基板的露出部分上選擇性地生長活性層等，其中活性層具有在光接收端附近的第一帶隙波長和在光出射端附近的第二帶隙波長，第二帶隙波長比第一帶隙波長短。在該專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，活性層的帶隙波長由掩模的寬部中活性層的銦(In)含量增大而控制。然而，在掩模邊緣部分附近的活性層等容易形成為多晶部分，從而使活性層等的結(jié)晶性劣化，降低了可靠性。此外，在掩模之間形成條形光波導(dǎo)，從而不利地增加了光學(xué)限制而引起高階模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]希望提供一種活性層等的結(jié)晶性降低被抑制的高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光元件、制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法和包括半導(dǎo)體發(fā)光元件的顯示裝置。
[0010]根據(jù)本公開實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件包括設(shè)置在基板的凹部?jī)?nèi)的脊部，所述脊部具有一定寬度，其中所述凹部具有沿著所述脊部的長度方向變化的寬度，所述脊部由包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成，和所述活性層具有沿著所述脊部的長度方向變化的厚度。
[0011]根據(jù)本公開實(shí)施方案制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法包括在基板中形成凹部，所述凹部具有沿著將要形成的脊部的長度方向變化的寬度；在所述基板上形成包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，所述活性層具有沿著將要形成的脊部的長度方向變化的厚度；和通過蝕刻在所述凹部?jī)?nèi)的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的一部分形成脊部，所述脊部具有一定寬度。
[0012]根據(jù)本公開實(shí)施方案的顯示裝置包括上述的根據(jù)本公開實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0013]在本公開中，活性層具有沿著脊部的長度方向變化的厚度。換句話說，增益在共振器內(nèi)不一致，從而增大了從半導(dǎo)體發(fā)光元 件射出的光的波長寬度△ λ的值。這導(dǎo)致在無需使用復(fù)雜元件結(jié)構(gòu)或復(fù)雜電路的情況下，由于基于上式(I)的半導(dǎo)體發(fā)光元件本身的原因使散斑噪聲水平降低。此外，具有一定寬度的脊部設(shè)置在基板的凹部?jī)?nèi)，換句話說，脊部的寬度比凹部的寬度窄。因此，在沒有降低包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性的情況下，能夠提供高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性平面圖，圖1B是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線ΙΒ-ΙΒ，圖1C是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線IC-1C ；
[0015]圖2Α是基板中的凹部的示意性局部平面圖，圖2Β是基板的示意性局部剖視圖，該剖視圖沿著圖2Α的線B-B;
[0016]圖3Α和圖3Β是用于說明制造第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的基板等的示意性局部剖視圖，圖3C是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的局部放大的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線IIIC-1IIC ；
[0017]圖4是示出基于第一實(shí)施例的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)通過光致發(fā)光(PL)法的半導(dǎo)體發(fā)光的增益峰值波長的測(cè)量結(jié)果的圖形；
[0018]圖5Α和圖5Β是在制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的[步驟-110]中得到的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)等的掃描電子顯微照片；
[0019]圖6Α和圖6Β是在制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的[步驟-120]中得到的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)等的掃描電子顯微照片；
[0020]圖7Α和圖7Β示出根據(jù)第一實(shí)施例和第一比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的增益曲線；
[0021]圖8Α和圖SB示出根據(jù)第一實(shí)施例和第一比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)射光譜；
[0022]圖9是根據(jù)第二實(shí)施例的顯示裝置的概念圖；
[0023]圖10是根據(jù)第二實(shí)施例的另一個(gè)顯示裝置的概念圖；
[0024]圖1lA和圖1lB是根據(jù)變形例的基板中的凹部的示意性局部平面圖；和
[0025]圖12是根據(jù)另一個(gè)變形例的基板中的凹部的示意性局部平面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面將參照附圖基于實(shí)施例說明本公開。然而，本公開不限于實(shí)施例。在實(shí)施例中描述的各種數(shù)值和材料僅僅是用于說明目的。請(qǐng)注意，本公開將按以下順序進(jìn)行說明:
[0027]1.本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件、制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法和顯示裝置以及總體說明；
[0028]2.第一實(shí)施例(根據(jù)本公開第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光兀件和制造半導(dǎo)體發(fā)光兀件的方法)；和
[0029]3.第二實(shí)施例(根據(jù)本公開第二實(shí)施例的顯示裝置)和其他
[0030][本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件、制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法和顯示裝置以及總體說明]
[0031]在本公開實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件或包含在根據(jù)本公開實(shí)施方案的顯示裝置的半導(dǎo)體發(fā)光元件(以下統(tǒng)稱為“根據(jù)本公開實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件”)中，活性層的組成可以沿著脊部的長度方向變化。根據(jù)本公開實(shí)施方案的制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法可以包括形成厚度和組成沿著將要形成的脊部的長度方向變化的活性層。
[0032]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中，由化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成的側(cè)部結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在凹部?jī)?nèi)的脊部?jī)蓚?cè)并且所述側(cè)部結(jié)構(gòu)和所述脊部分隔開。制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法優(yōu)選包括同時(shí)形成側(cè)部結(jié)構(gòu)和脊部并且所述側(cè)部結(jié)構(gòu)和所述脊部分隔開，各側(cè)部結(jié)構(gòu)由化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成并設(shè)置在凹部?jī)?nèi)的脊部?jī)蓚?cè)。
[0033]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，為了沿著脊部的長度方向確實(shí)地改變活性層的厚度、確實(shí)地形成在凹部?jī)?nèi)具有一定寬度的脊部和獲得高質(zhì)量的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，凹部?jī)?yōu)選具有0.5 μ m以上和10 μ m以下的深度。凹部的寬度的下限的例子是6 μ m。
[0034]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，優(yōu)選滿足下式:
[0035]0.8≤(Wmax-Wfflin)/Wave≤ 2
[0036]其中Wmax表示凹部的最大寬度，Wmin表示凹部的最小寬度，Wave表示凹部的平均寬度。表1示出在被構(gòu)造成發(fā)射紅光的半導(dǎo)體發(fā)光元件中的Wmax、Wmin和Wave的示例性值。
[0037]表1
[0038]Wmax ( μ m) Wmin ( μ m) Wave ( μ m)
[0039]被構(gòu)造成發(fā)射紅光的半導(dǎo)體發(fā)光元件14~300 6~150 10~147
[0040]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，從降低散斑噪聲的觀點(diǎn)來看，更優(yōu)選的是△ λ / λ max的較大值，其中λ max表不從半導(dǎo)體發(fā)光兀件射出的光的波長最大峰值，Δλ表示光的波長寬度。Λ λ/λ_的值的下限的例子是但不限于1.5Χ10—4。在半導(dǎo)體發(fā)光元件由半導(dǎo)體激光元件形成的情況下，從半導(dǎo)體發(fā)光元件射出的光的波長的最大峰值和光的波長寬度分別是指振動(dòng)波長的最大峰值和振蕩波長的寬度。在半導(dǎo)體發(fā)光元件由超發(fā)光二極管構(gòu)成的情況下，從半導(dǎo)體發(fā)光元件射出的光的波長的最大峰值λ _和光的波長寬度Δλ是指發(fā)射波長的最大峰值和發(fā)射波長的寬度。
[0041]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，優(yōu)選滿足下式:
[0042]0.01 ≤(Tmax-Tmin)/Tave ≤ 0.1
[0043]其中Tmax表示活性層的最大厚度，Tfflin表示活性層的最小厚度，Tave表示活性層的平均厚度。在這種情況下，活性層在光出射面附近的部分優(yōu)選具有最小厚度。
[0044]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，活性層可以由AlGaInP系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。在這種情況下，活性層可以具有量子阱結(jié)構(gòu)，其中包括GaInP層或AlGaInP層的阱層和包括AlGaInP層的阻擋層疊置?；钚詫釉诠獬錾涿娓浇牟糠挚梢跃哂凶畹偷腎n含量?？蛇x擇地，活性層可以由GaInN系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。在這種情況下，活性層可以具有量子阱結(jié)構(gòu)，其中包括GaInN層的阱層和包括In含量不同于阱層的GaInN層的阻擋層疊置。活性層在光出射面附近的部分可以具有最低的In含量。盡管化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可以是現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)，但是化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)設(shè)置在基板上并且具有其中第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層從基板依序疊置的結(jié)構(gòu)。第一化合物半導(dǎo)體層或基板被連接到第一電極。第二化合物半導(dǎo)體層被連接到第二電極。
[0045]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中或在制造根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法中，半導(dǎo)體發(fā)光元件可以由半導(dǎo)體激光元件或超發(fā)光二極管(SLD)形成。在半導(dǎo)體激光元件的情況下，通過優(yōu)化光出射面的反射率和光反射面的反射率設(shè)置共振器。在超發(fā)光二極管的情況下，光出射面的反射率設(shè)定為非常低的水平，并且光反射面的反射率設(shè)定為非常高的水平。由此，在活性層中產(chǎn)生的光從光反射面反射，并從光出射面射出而不形成共振器。通常，抗反射涂層(AR)或低反射涂層形成在光出射面上。高反射涂層(HR)形成在光反射面上?？狗瓷渫繉?低反射涂層)的例子是包括選自氧化鈦層、氧化鉭層、氧化鋯層、氧化硅層、氧化鋁層、氮化鋁層和氮化硅層中的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
[0046]在根據(jù)本公開上述優(yōu)選實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件等中，在驅(qū)動(dòng)元件時(shí)高頻信號(hào)(例如，IOOMHz~300MHz)被疊加在驅(qū)動(dòng)電流上而引起增益波動(dòng)，從而進(jìn)一步增加了 Λ λ /λ _的值，以更有效地降低散斑噪聲。
[0047]根據(jù)本公開實(shí)施方案的顯示裝置的例子包括:配備有半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的投影裝置、圖像顯示裝置、監(jiān)視裝置、反射型液晶顯示器、頭戴式顯示器(HMDS)、平視顯示器(HUD)和激光照明。此外，根據(jù)本公開實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光元件可以用作激光顯微鏡用的光源。
[0048]脊部的寬度的例子是1.0 μ m~3.0 μ m。脊部的過大寬度可能會(huì)引起高階橫模。因此，脊部可以具有不會(huì)發(fā)生高階橫模的寬度。
[0049]基材的例子包括GaAs基板、GaP基板、AlN基板、AlP基板、InN基板、InP基板、AlGaInN 基板、AlGaN 基板、AlInN 基板、AlGaInP 基板、AlGaP 基板、AlInP 基板、GaInP 基板、ZnS基板、監(jiān)寶石基板、SiC基板、氧化招基板、ZnO基板、LiMgO基板、LiGaO2基板、MgAl2O4基板、Si基板和Ge基板。此外，在這些基板的任一種的表面(主表面)上設(shè)置有緩沖層和中間層的部件可以用作基板。關(guān)于這些基板的主表面，取決于它們的晶體結(jié)構(gòu)，如立方晶系和六方晶系，可以使用所謂的A面、B面、C面、R面、M面、N平面、S平面等晶面?？蛇x擇地，例如，可以使用其中這些面在特定方向上傾斜的面。
[0050]被添加到包含在化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)中的化合物半導(dǎo)體層中的η型雜質(zhì)的例子包括硅(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、錫(Sn)、碳(C)、碲(Te)、硫(S)、氧(O)和鈀(Pd)。被添加到包含在化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)中的化合物半導(dǎo)體層中的P型雜質(zhì)的例子包括鋅(Zn)、鎂(Mg)、鈹(Be)、鎘(Cd)、鈣(Ca)和鋇(Ba)?；钚詫涌梢跃哂袉瘟孔于褰Y(jié)構(gòu)(QW結(jié)構(gòu))或多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))。形成化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的方法(沉積方法)的例子包括:有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法、金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)法、金屬有機(jī)分子束外延(MOMBE)法、其中鹵素有助于輸送或反應(yīng)的氫化物氣相外延(HVPE)法以及等離子體輔助的物理氣相沉積(PPD)法。形成凹部的方法和蝕刻化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的方法的例子包括光刻技術(shù)和濕蝕刻的蝕刻技術(shù)的組合；以及光刻技術(shù)和干蝕刻的蝕刻技術(shù)的組合。
[0051]化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)被連接到第一電極和第二電極。在第一電極或第二電極形成在具有P型導(dǎo)電性的化合物半導(dǎo)體層或基板上的情況下，電極(P側(cè)電極)的例子包括 Au/AuZn、Au/Pt/Ti (/Au) /AuZn、Au/AuPd、Au/Pt/Ti (/Au) /AuPcU Au/Pt/Tiff (/Ti) (/Au) /AuPd, Au/Pt/Ti和Au/Ti。在第一電極或第二電極形成在具有η型導(dǎo)電性的化合物半導(dǎo)體層或基板上的情況下，電極(η側(cè)電極)的例子包括Au/Ni/AuGe、Au/Pt/Ti (/Au) /Ni/AuGe和Au/Pt/TiW(/Ti)/Ni/AuGe。此處，各層通過“/”隔開，并且更靠前的層位于電氣地更遠(yuǎn)離活性層的位置。第一電極電連接到第一化合物半導(dǎo)體層。第一電極可以形成在第一化合物半導(dǎo)體層上。第一電極可以經(jīng)由導(dǎo)電材料層或?qū)щ娦曰暹B接到第一化合物半導(dǎo)體層。第一電極和第二電極可以通過各種PVD法中的任一種形成，如真空蒸鍍法和濺射法。焊盤電極可以設(shè)置在第一電極和第二電極上，以便建立與外部電極或電路的電連接。焊盤電極優(yōu)選具有含有選自鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)和鎳(Ni)中的至少一種金屬的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，焊盤電極可以具有多層結(jié)構(gòu)，例如，Ti/Pt/Au多層結(jié)構(gòu)或Ti/Au多層結(jié)構(gòu)。
[0052]第一實(shí)施例
[0053]下面說明根據(jù)本公開第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件和制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法。圖1A是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性平面圖。圖1B是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線IB-1B。圖1C是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線IC-1C。圖2A是基板中的凹部的示意性局部平面圖。圖2B是基板的示意性局部剖視圖，該剖視圖沿著圖2A的線B-B。圖3C是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的局部放大的示意性剖視圖，該剖視圖沿著圖1A的線IIIC-1I 1C。在下面的圖1C和圖3A和圖3B中，第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層由一個(gè)層(化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu))所示，緩沖層未示出。在圖1B中，第一電極和第二電極未示出。在圖1B、圖1C和圖3C中，在厚度方向上使用不同的比例。在下面的圖2A和圖11A、圖1lB和圖12中，為了清楚地說明凹部，凹部被賦予陰影線。
[0054]根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件(具體地，半導(dǎo)體激光元件)包括具有一定寬度的脊部30。這里，脊部30形成在基板10的凹部20內(nèi)。脊部30的寬度比凹部20的小。凹部20的寬度沿著脊部30的長度方向變化。脊部30包括包含活性層43的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)31?；钚詫?3的厚度沿著脊部30的長度方向變化。[0055]在第一實(shí)施例中，共振器的長度(脊部30的長度)為1.00mm。由化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)31形成的側(cè)部結(jié)構(gòu)32設(shè)置在凹部20內(nèi)的脊部30兩側(cè)并且側(cè)部結(jié)構(gòu)32和脊部30分隔開。凹部20具有0.5μπι以上和10 μ m以下的深度。在第一實(shí)施例中，具體地，凹部20具有2μπι的深度。凹部20具有線性邊緣部分21。凹部20滿足下式:
[0056]0.8 ≤(Wmax-Wfflin)/Wave ^ 2
[0057]其中Wmax表示凹部20的最大寬度，Wmin表示凹部20的最小寬度，Wave表示凹部20的平均寬度。具體地，
[0058]ffmax=94 μ m ；
[0059]1-=24 4 111;和
[0060]ffave=59 μ m。
[0061]脊部30具有2.0 μ m的恒定寬度?；钚詫?3滿足下式:
[0062]0.01 ≥(Tmax-Tmin)/Tave ≥ 0.1
[0063]其中Tniax表示活性層43的最大厚度，Tmin表示活性層43的最小厚度，Tave表示活性層43的平均厚度。這里，活性層43在光出射面33附近的部分具有最小厚度?；钚詫?3在光反射面34附近的部分具有最大厚度。具體地，
[0064]Tmax=IO 2nm ；
[0065]Tmin=98nm ;和
[0066]Tave=I OOnm。
[0067]活性層43的組成沿著脊部30的長度方向變化。此外，滿足下式:
[0068]Λ λ/λ.≥ 1.5Χ10-4
[0069]其中λ _表不從半導(dǎo)體發(fā)光兀件射出的光的波長最大峰值，Δλ表不光的波長覽度。具體地，
[0070]λ max=640nm ;和
[0071]Δ λ =0.6nm。
[0072]抗反射涂層(AR)或低反射涂層設(shè)置在光出射面33上。高反射涂層(HR)設(shè)置在光反射面34上。這些涂層未示出。
[0073]在第一實(shí)施例中，作為基板10，使用n-GaAs基板。表2描述了在被構(gòu)造成發(fā)射紅光的半導(dǎo)體發(fā)光元件中由GaInP系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)31的構(gòu)成。在最下段記載的化合物半導(dǎo)體層形成在基板10上。由AlGaInP系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的活性層43具有多量子阱結(jié)構(gòu)，其中包括GaInP層或AlGaInP層的阱層和包括AlGaInP層的阻擋層疊置。具體地，使用4個(gè)阻擋層和3個(gè)阱層。
[0074]表2
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括: 基板； 在所述基板中的凹部；和 設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)的脊部，所述脊部具有一定寬度， 其中所述凹部具有沿著所述脊部的長度方向變化的寬度， 所述脊部由包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成，和 所述活性層具有沿著所述脊部的長度方向變化的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述活性層具有沿著所述脊部的長度方向變化的組成。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中由所述化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成的側(cè)部結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)的脊部?jī)蓚?cè)并且所述側(cè)部結(jié)構(gòu)和所述脊部分隔開。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述凹部具有0.5 μ m以上和10 μ m以下的深度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中滿足下式:
0.8≤(Wmax-Wfflin)/Wave ≤ 2 其中Wmax表示所述凹部的最大寬度，Wmin表示所述凹部的最小寬度，Wave表示所述凹部的平均寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中滿足下式:
0.01 ≤ (Tmax-Tmin) /Tave ≤0.1 其中Tmax表示所述活性層的最大厚度，Tmin表示所述活性層的最小厚度，Tave表示所述活性層的平均厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述活性層在光出射面附近的部分具有最小厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述活性層由AlGaInP系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述活性層具有量子阱結(jié)構(gòu)，其中包括GaInP層或AlGaInP層的阱層和包括AlGaInP層的阻擋層疊置。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述活性層在光出射面附近的部分具有最低的In含量。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中所述半導(dǎo)體發(fā)光元件由半導(dǎo)體激光元件或超發(fā)光二極管形成。
12.一種制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法，包括: 在基板中形成凹部，所述凹部具有沿著將要形成的脊部的長度方向變化的寬度；在所述基板上形成包括活性層的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，所述活性層具有沿著將要形成的脊部的長度方向變化的厚度；和 通過蝕刻在所述凹部?jī)?nèi)的化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)的一部分形成脊部，所述脊部具有一定覽度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述活性層具有沿著將要形成的脊部的長度方向變化的厚度和組成。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中由所述化合物半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)形成的側(cè)部結(jié)構(gòu)與所述脊部同時(shí)形成，所述側(cè)部結(jié)構(gòu)位于所述凹部?jī)?nèi)的脊部?jī)蓚?cè)并且所述側(cè)部結(jié)構(gòu)和所述脊部分隔開。
15.一種顯示裝置，包括: 如權(quán)利要求1~11中任 一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光兀件。
【文檔編號(hào)】H01S5/22GK104009391SQ201410027835
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月25日
【發(fā)明者】阿部博明 申請(qǐng)人:索尼公司