发光元件阵列及制造方法、光学装置、光测量装置与流程

文档序号:33158544发布日期:2023-02-04 00:10阅读:23来源:国知局
发光元件阵列及制造方法、光学装置、光测量装置与流程

1.本发明涉及一种发光元件阵列及制造方法、光学装置、光测量装置。


背景技术:

2.专利文献1中公开有在构成vcsel(vertical cavity surface emitting laser,垂直腔面发射激光器)阵列的各vcsel之间,发光区域的尺寸根据配置位置而不均匀。
3.专利文献2中公开有一种发光部件,其具备基板、多个激光二极管及多个设定晶闸管,所述基板通过在构成作为发光元件的一例的激光二极管的第1半导体层叠体上,经由隧道接合层或具有金属导电性的iii-v族化合物层,使构成驱动部的第2半导体层生长而成,所述驱动部将包含设定晶闸管在内的多个发光元件依次驱动为能够过渡到导通状态的状态。
4.专利文献3中公开有一种发光部件,其具备:基板;多个发光二极管,设置于基板上,向与基板的表面交叉的方向出射光;及多个设定晶闸管,分别层叠于多个发光二极管上,通过成为导通状态,将发光二极管驱动为能够过渡到导通状态的状态,其中,该设定晶闸管在朝向发光二极管的设定晶闸管的光的路径上具有开口部。
5.专利文献4中公开有一种发光装置,其中,排列有分别具有多个发光元件的多个发光元件组的发光部中,沿着该排列,在多个发光元件组的每一个上,该发光元件组中包含的多个发光元件并置而依次设定为发光或非发光的状态。
6.专利文献1:美国专利第10250012号说明书
7.专利文献2:日本专利第6245319号公报
8.专利文献3:日本专利第6369613号公报
9.专利文献4:日本特开2020-120018号公报
10.在形成有多个发光元件的发光元件阵列中,有利用如下结构的发光元件阵列,即,在要构成发光元件的各个位置的周围设置多个沟槽等狭窄槽,从该狭窄槽内氧化发光层,由此形成电流狭窄层,将在发光层流动的电流限制在与设置有发光元件的位置对应的电流通过区域。
11.并且,在这样的发光元件阵列中,有时将多个发光元件分割为多个块,以块单位进行发光控制。如此按块分割多个发光元件时,在各块之间设置块分离部。


技术实现要素:

12.本发明的目的在于提供一种能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响的发光元件阵列、光学装置、光测量装置及发光元件阵列的制造方法。
13.本发明的第1方式的发光元件阵列,其具有:
14.基板;
15.多个发光元件,配置于所述基板上;
16.多个狭窄槽,在所述多个发光元件的周围分别设置有多个,用于通过使发光层氧
化来形成使在所述发光层流动的电流狭窄的电流狭窄层;及
17.块分离部,沿着配置有所述多个发光元件的各个位置,以包含至少1个拐点的方式弯曲设置,将所述多个发光元件的分离为多个块,在所述拐点,曲率的符号发生变化。
18.本发明的第2方式的发光元件阵列在第1方式的发光元件阵列中,所述弯曲沿着由相对于发光元件的狭窄槽构成的排列,所述拐点在沿着不同的发光元件的狭窄槽时产生。
19.本发明的第3方式的发光元件阵列在第2方式的发光元件阵列中,所述不同的发光元件为互不相同的块的发光元件。
20.本发明的第4方式的发光元件阵列在第1方式至第3方式中任一方式的发光元件阵列中,所述块分离部构成为通过配置于不同块的相邻的2个发光元件之间的大致中间地点。
21.本发明的第5方式的发光元件阵列在第1方式至第4方式中任一方式的发光元件阵列中,所述块分离部为由槽構成的块分离槽,所述发光元件的发光不会因来自所述块分离槽的氧化而受到影响。
22.本发明的第6方式的发光元件阵列在第1方式至第3方式中任一方式的发光元件阵列中,所述块分离部为由槽构成的块分离槽,所述块分离槽由深度不同的多个槽构成。
23.本发明的第7方式的发光元件阵列在第1方式至第3方式中任一方式的发光元件阵列中,所述块分离部为由槽构成的块分离槽,所述狭窄槽的宽度比所述块分离槽的宽度宽。
24.本发明的第8方式的发光元件阵列在第1方式至第7方式中任一方式的发光元件阵列中,在配置有所述发光元件的周围,多个狭窄槽设置于以该发光元件为中心的圆上。
25.本发明的第9方式的发光元件阵列在第8方式的发光元件阵列中,在相邻的2个所述发光元件中,设置于周围的所述多个狭窄槽中的至少1个狭窄槽为共同设置。
26.本发明的第10方式的光学装置,其具备:
27.第1方式至第9方式中任一方式的发光元件阵列;
28.驱动部,驱动构成于所述发光元件阵列上的所述多个发光元件;及
29.控制部,控制所述驱动部,以执行利用通过所述发光元件阵列生成的光的处理。
30.本发明的第11方式的光测量装置,其具备:
31.第1方式至第9方式中任一方式的发光元件阵列;
32.受光元件,接收从所述发光元件阵列照射的光被对象物反射的反射光;及
33.处理部,对与通过所述受光元件接收的光相关的信息进行处理来测量从所述发光元件阵列至所述对象物为止的距离或该对象物的形状。
34.本发明的第12方式的发光元件阵列的制造方法,其具有:
35.在基板上的要配置发光元件的各个位置的周围形成多个狭窄槽的工序;
36.通过使一部分暴露于所述狭窄槽内的发光层氧化来形成使在所述发光层流动的电流狭窄的电流狭窄层的工序;
37.沿着要配置所述多个发光元件的各个位置,以包含至少1个拐点的方式弯曲形成将所形成的所述多个发光元件分离为多个块的块分离部的工序,在所述拐点,曲率的符号发生变化;及
38.在所述电流狭窄层的电流通过区域上形成出射开口部来形成多个发光元件的工序。
39.发明效果
40.根据本发明的第1方式的发光元件阵列,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
41.根据本发明的第2方式的发光元件阵列,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
42.根据本发明的第3方式的发光元件阵列,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
43.根据本发明的第4方式的发光元件阵列,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响且使配置于不同块之间的2个发光元件的间隔最短。
44.根据本发明的第5方式的发光元件阵列,能够抑制由于块分离部的影响而发光元件的发光变得不均匀。
45.根据本发明的第6方式的发光元件阵列,即使在发光元件之间的间隔短时,也能够设置块分离部。
46.根据本发明的第7方式的发光元件阵列,即使在块分离部与狭窄槽重叠时,也能够防止发光层从块分离部被氧化。
47.根据本发明的第8方式的发光元件阵列,能够将与各发光元件对应而设置的电流通过区域的形状设为接近圆形状的形状。
48.根据本发明的第9方式的发光元件阵列,与不对多个发光元件共同设置狭窄槽的情况相比,能够缩短2个发光元件之间的间隔。
49.根据本发明的第10方式的光学装置,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
50.根据本发明的第11方式的光测量装置,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
51.根据本发明的第12方式的发光元件阵列的制造方法,能够抑制由于设置块分离部而对发光元件的排列产生影响。
附图说明
52.根据以下附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。
53.图1是表示本发明的一实施方式的光测量装置100的结构的框图;
54.图2是表示图1所示的光测量装置100中的发光部40的结构的框图;
55.图3是表示本发明的一实施方式的光学装置110的结构的框图;
56.图4是表示从上侧观察本发明的一实施方式中的发光元件阵列10时的概略结构的图;
57.图5是图4所示的发光元件阵列10的一部分放大部分的结构的概略图;
58.图6是沿着图5所示的发光元件阵列10的x-x’线的剖视图;
59.图7是沿着图5所示的发光元件阵列10的y-y’线的剖视图;
60.图8是用于说明块分离槽53与沟槽52的位置关系的图;
61.图9是表示不重叠地构成块分离槽53和沟槽52时的比较例的图;
62.图10是表示倾斜地构成块分离槽53时的一例的图;
63.图11是表示以直线状构成块分离槽53时的一例的图;
64.图12是表示在弯曲设置块分离槽53的情况下,不重叠地构成块分离槽53和沟槽52时的一例的图;
65.图13是表示本发明的一实施方式的发光元件阵列10的制造方法的整个流程的流程图;
66.图14是表示在制造发光元件阵列10时,在gaas基板60上使各层外延生长而依次形成的状态的半导体层叠基板的例子的图;
67.图15是在步骤s101中形成阳极电极71之后的剖视图;
68.图16是在步骤s102中形成栅极电极72之后的剖视图;
69.图17是在步骤s103去除n栅极层82、p栅极层83之后的剖视图;
70.图18是在步骤s104中形成沟槽52之后的剖视图;
71.图19是表示在步骤s104的蚀刻工序中形成沟槽52时的蚀刻图案的图;
72.图20是在步骤s105中形成电流狭窄层93之后的剖视图;
73.图21是在步骤s106中形成块分离槽53之后的剖视图;
74.图22是表示在步骤s106的蚀刻工序形成块分离槽53时的蚀刻图案的图;
75.图23是在步骤s107中形成出射开口部51之后的剖视图;
76.图24是表示设为将多个发光元件50分割为n行1列的n个块的块分割方法时的发光元件阵列10的一例的图。
77.符号说明
78.10-发光元件阵列,11-驱动器,12-控制部,20-受光元件,30-处理部,40-发光部,41-受光部,50-发光元件,51-出射开口部,52-沟槽,53-块分离槽,60-gaas基板,71-阳极电极,72-栅极电极,73-背面电极,80-晶闸管,81-阳极层,82-n栅极层,83-p栅极层,84-阴极层,90-发光层,91-隧道接合层,92-pdbr层,93-电流狭窄层,94-谐振器,95-ndbr层,100-光测量装置,110-光学装置,200-测定对象物。
具体实施方式
79.接着,参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。
80.图1是表示本发明的一实施方式的光测量装置100的结构的图。
81.本实施方式的光测量装置100例如具备对人等测定对象物200照射红外光等光并接收其反射光,由此计算测定对象物200为止的距离或测定对象物200的三维形状的功能。
82.在此,光测量装置100利用被称为飞行时间(tof:time of flight)的技术,根据所照射的光从测定对象物200反射回来为止的时间和光的速度测定测定对象物200为止的距离。并且,通过这种技术,能够通过测定测定对象物200的多个位置为止的距离来计算测定对象物200的三维形状。
83.并且,如图1所示,本实施方式的光测量装置100具备处理部30、发光部40、受光部41。
84.发光部40具备形成有多个被称作vcsel(vertical cavity surface emitting laser:垂直谐振器面发光激光器)的发光元件的发光元件阵列10。并且,发光元件阵列10进行各发光元件的点亮控制,将来自各发光元件的光照射于测定对象物200。
85.受光部41具备接收从发光元件阵列10照射的光被测定对象物200反射的反射光的
受光元件20。
86.并且,处理部30对与通过受光部41的受光元件20接收的光相关的信息进行处理来测量从发光元件阵列10至测定对象物200为止的距离或测定对象物200的形状。
87.如此,本实施方式的光测量装置100通过测量测定对象物200为止的距离或三维形状,例如能够用于测量人的脸部形状来进行脸部认证的系统或装载于汽车来检测存在于前方、后方或侧方等的障碍物的系统等测量测定对象物为止的距离或三维形状的各种系统。
88.另外,还能够利用本实施方式的发光元件阵列10来构成用于实现在电子照相系统中使用的lph(led print head,led打印头)的自扫描型发光元件阵列(sled:self-scanning light emitting device)。
89.接着,将图1所示的光测量装置100中的发光部40的结构示于图2的框图。
90.如图2所示,发光部40具备发光元件阵列10及驱动器11。发光元件阵列10例如被分割为3行4列的12个块。驱动器11作为驱动构成于发光元件阵列10上的多个发光元件的驱动部发挥作用。
91.并且,将利用本实施方式的发光元件阵列10的光学装置110的结构示于图3的框图。
92.如图3所示,本实施方式中的光学装置110具备发光元件阵列10、驱动器11及控制部12。
93.控制部12控制驱动器11,以执行利用通过发光元件阵列10生成的光的处理。
94.接着,将从上侧观察本实施方式中的发光元件阵列10时的概略结构示于图4。
95.若参考图4,则可知本实施方式中的发光元件阵列10由多个发光元件50构成。并且,该多个发光元件50被分割为多个块,构成为能够以块单位进行发光控制。在本实施方式中,相同块中的多个发光元件在晶闸管的部分相连,相同块的发光元件能够根据发送至晶闸管的信号以相同的定时发光。另一方面,不同块中存在块槽,晶闸管彼此也被绝缘,根据发送至不同块的晶闸管的信号,不同块的发光元件不会发光。在图4中,示出了多个发光元件50被分割为3行4列的12个块的情况。
96.并且,如图4所示,按块分割多个发光元件50时,在各块之间设置块分离槽53,进行确保不同块之间的电绝缘的元件分离。另外,块分离槽53是本实施方式中的块分离部的一例。
97.另外,在本实施方式中,构成为块之间被电绝缘但阳极电极71或背面电极73相连,但由于晶闸管部分在块之间被电绝缘,因此能够使各块以不同的定时发光。
98.接着,将图4所示的发光元件阵列10的一部分放大部分的结构的概略图示于图5。
99.另外,在图5中,为了使说明简单,省略示出设置于各发光元件50的周围的阳极电极。
100.发光元件阵列10具有后述的半导体基板及配置于该半导体基板上的多个发光元件50。并且,构成发光元件阵列10的各发光元件50分别具有用于出射激光束的出射开口部51,在该出射开口部51的周围分别设置有多个沟槽52。
101.多个沟槽52分别设置于多个发光元件50的周围,是用于通过使设置于发光元件50的下方的发光层氧化来形成使在发光层流动的电流狭窄的电流狭窄层的狭窄槽。
102.并且,块分离槽53形成为在俯视观察时与多个沟槽52的一部分重叠,并设置成将
多个发光元件50分离为多个块。
103.接着,将沿着图5所示的发光元件阵列10的x-x’线的剖视图示于图6,将沿着y-y’线的剖视图示于图7。
104.本实施方式的发光元件阵列10构成为利用分布布拉格反射(dbr(distributed bragg reflector))波导的面出射型的半导体层叠结构体。
105.并且,如图6所示,发光元件50形成于作为化合物半导体基板的gaas基板60上,是控制发光元件50的点亮/熄灭的晶闸管80和产生激光束的发光层90经由隧道接合层91键合的结构。另外,在gaas基板60的背面形成有背面电极73。
106.并且,晶闸管80由阳极层81、n型的n栅极层82、p型的p栅极层83及阴极层84构成。并且,发光层90是p型的pdbr层92和n型的ndbr层95形成于谐振器94的上下的结构。
107.并且,在晶闸管80的阳极层81形成有阳极电极71。并且,如图7所示,在n栅极层82的规定的位置形成有用于控制晶闸管80的导通/关断的栅极电极72。另外,如上所述,在图5所示的放大图中,未示出阳极电极71,但实际上形成为包围出射开口部51的周围。
108.在发光层90,通过特定波长的光在上层的pdbr层92与底层的ndbr层95之间产生共振而生成激光束。并且,在发光层90中生成的激光束从出射开口部51沿垂直方向出射。
109.另外,pdbr层92的一部分中形成有通过氧化而生成的电流狭窄层93。该电流狭窄层93为了通过使在发光元件阵列10流动的电流的电流路径狭窄,使在发光元件阵列10流动的电流通过发光元件50的中央部分而形成。具体地说,电流狭窄层93中,发光元件50的中央部分形成为电流容易流动的电流通过区域α,其周边部形成为电流不易流动的电流阻止区域。
110.通过设置这样的电流狭窄层93,抑制非发光复合所消耗的电力,可实现低耗电量化及发光效率的增加。
111.在此,如上所述,电流狭窄层93通过使pdbr层92的一部分氧化来形成。另外,有时将使pdbr层92的一部分氧化来形成电流狭窄层93的处理称为氧化狭窄。并且,为了使pdbr层92氧化,在发光元件50的周围设置有沟槽52。
112.另外,在本实施方式中,对如图5所示那样在配置有发光元件50的周围,6个沟槽52设置于以发光元件50为中心的圆上的情况进行了说明。但是,相对于1个发光元件50设置沟槽52的个数并无限定,也可以是相对于1个发光元件设置4个、5个、8个等沟槽的结构。
113.并且,6个沟槽52形成为包围出射开口部51的周围,并且除去阴极层84、隧道接合层91、pdbr层92、谐振器94。并且,通过经由该沟槽52使pdbr层92氧化,形成电流狭窄层93。
114.在此,在本实施方式中,块分离槽53形成为俯视观察时与多个沟槽52的一部分重叠。具体地说,在图6中,设置于发光元件50的右侧的沟槽52中,设置成沟槽52和块分离槽53重叠。相对于此,在图6中,设置于发光元件50的左侧的沟槽52中,沟槽52和块分离槽53未重叠。
115.并且,在本实施方式中,在通过蚀刻形成沟槽52之后进行发光层90中的氧化狭窄,之后通过蚀刻形成块分离槽53。
116.因此,构成为在沟槽52和块分离槽53重叠的部分比不重叠的部分的沟槽52或块分离槽53中的任一个的深度深。并且,在沟槽52和块分离槽53重叠的部分,块分离槽53由深度不同的多个槽构成。
117.例如,在以5μm的深度形成沟槽52之后,以5μm的深度形成块分离槽53时,在沟槽52和块分离槽53重叠的部分,块分离槽53的深度成为10μm。但是,实际上并不是简单的相加,即使在如上述那样的条件下,在沟槽52和块分离槽53重叠的部分,块分离槽53的深度也例如为7μm左右。
118.在此,在发光层90中的氧化狭窄时,由于还未形成块分离槽53,因此发光层90并不会从块分离槽53中不与沟槽52重叠的部分被氧化。其结果,发光元件50的发光不会由于来自块分离槽53的氧化而受到影响。
119.并且,分别通过2次蚀刻工序形成沟槽52和块分离槽53,形成为沟槽52的宽度比块分离槽53的宽度宽。其结果,如图6所示,在沟槽52和块分离槽53重叠的部分,形成有从沟槽52的宽度变窄至块分离槽53的宽度的阶梯差。
120.接着,参考图8对块分离槽53与沟槽52的位置关系进行说明。另外,在图8中,为了便于理解说明,以黑线表示块分离槽53来进行说明。
121.如上所述,在本实施方式的发光元件阵列10中,构成为多个沟槽52中的一部分沟槽52,具体地说设置于属于不同块的2个发光元件50之间的沟槽52和块分离槽53重叠。
122.并且,块分离槽53构成为通过配置于不同块的2个发光元件50之间的大致中间地点。
123.在此,2个发光元件50之间的大致中间是指,在连结2个发光元件50各自的中心的直线上,距其中任一个的中心的距离位于2个中心之间的距离的45~55%的范围内的状态。
124.如上所述,在本实施方式中,在形成沟槽52并形成电流狭窄层93之后形成块分离槽53。但是,在同一蚀刻工序中形成沟槽52和块分离槽53时,若块分离槽53与发光元件50之间的距离短,则会导致从块分离槽53也进行发光层90的氧化狭窄,导致电流通过区域的形状变得不均匀。具体地说,导致在附近形成有块分离槽53的发光元件50和在附近未形成块分离槽53的发光元件50中,电流通过区域的形状变得不均匀。
125.并且,若在发光元件50之间电流通过区域的形状变得不均匀,则会导致所出射的激光束的强度在发光元件50之间而变得不均匀。
126.因此,通过同一蚀刻工序形成块分离槽53和沟槽52时,需要使发光元件50的电流通过区域的形状不受基于块分离槽53的氧化狭窄的影响。具体地说,需要将块分离槽53与发光元件50之间的距离设为规定的距离以上。
127.在此,将不重叠地形成块分离槽53和沟槽52时的比较例示于图9。
128.若参考图9,则在不重叠地构成块分离槽53和沟槽52来将块分离槽53与发光元件50之间的距离设为规定的距离以上时,在配置于不同块的多个发光元件50之间需要一定程度的区域。通过如此在配置于不同块的多个发光元件50之间设置一定程度的区域,还能够将块分离槽53设为直线状,并且能够将块分离槽53与各发光元件50之间的距离也设为规定的距离以上,从而防止由于来自块分离槽53的蚀刻而电流通过区域的形状在不同的发光元件50之间变得不均匀。
129.但是,在图9所示的比较例中,通过在配置于不同块的多个发光元件50之间设置一定程度的区域,能够形成于相同面积的半导体基板上的发光元件50的数量减少,导致发光元件50的配置密度降低。
130.因此,在本实施方式中,如图8所示,即使在以等间隔配置发光元件50,而且在相邻
的2个发光元件50,设置于周围的多个沟槽52中的至少1个沟槽52为共同设置的结构的情况下,通过构成为俯视观察时块分离槽53和沟槽52重叠,能够防止在发光元件50之间电流通过区域的形状变得不均匀。
131.并且,块分离槽53和沟槽52不重叠的部分与发光元件50之间的距离比沟槽52与发光元件50之间的距离长。因此,即使在从块分离槽53进行了发光层90的氧化的情况下,也可抑制对各发光元件50的电流通过区域的形状产生影响。
132.另外,在图8中,利用在不同块之间的边界也以等间隔配置有发光元件50的情况进行了说明,但本发明并不限定于这种结构,在发光元件50未以等间隔配置于块的边界的情况下也同样能够适用本发明。
133.而且,在本实施方式中,通过在相邻的2个发光元件50及上下列的发光元件50之间共同设置沟槽52,即使在如缩短发光元件50之间的间隔来提高发光元件50的配置密度的情况下,也不会对发光元件50的排列产生影响地构成块分离槽53。
134.具体地说,如图8所示,块分离槽53沿着配置有多个发光元件50的各个位置,以包含至少1个拐点的方式弯曲设置,在所述拐点,曲率的符号发生变化。因此,可知即使在成为发光元件50之间的间隔短的排列的情况下,也不扰乱该发光元件50的排列而构成块分离槽53。
135.在此,在图8中,沿着由沿着发光元件50a配置的3个沟槽52a~52c构成的排列(图中以粗线表示。)和由沿着发光元件50b配置的3个沟槽52c~52e构成排列(图中以涂黑的横线表示。)这两者而形成有块分离槽53。并且,在从沿着由3个沟槽52a~52c构成的排列的位置改变为沿着由3个沟槽52c~52e构成的排列的位置的部分产生块分离槽53的拐点,即,在2个排列两者重叠的部分即配置有沟槽52c的位置产生块分离槽53的拐点。
136.即,块分离槽53的弯曲沿着由相对于发光元件50的沟槽52构成的排列,在沿着不同的发光元件50的沟槽52时产生拐点。并且,该不同的发光元件50为互不相同的块的发光元件50。
137.并且,在图8中,通过弯曲设置有块分离槽53,可保持发光元件50之间的距离,即使在从块分离槽53进行了发光层90的氧化的情况下,也可抑制对各发光元件50的电流通过区域的形状产生影响。
138.另外,在本实施方式的发光元件阵列10中,利用如图4所示那样将块分离槽53设置成网格状的情况进行了说明。
139.但是,并不限定于将块分离槽53设置成网格状的情况,还能够如图10所示那样倾斜地构成块分离槽53。
140.而且,并不限定于弯曲设置块分离槽53的情况,还能够如图11所示那样以直线状构成块分离槽53。另外,在图11中,示出了在1个发光元件50的周围配置4个沟槽52,在与上下及左右的其他发光元件50之间共享沟槽52的配置例的情况。
141.而且,将在弯曲设置块分离槽53的情况下,不重叠地构成块分离槽53和沟槽52的时的例子示于图12。
142.在图12中,示出了在1个发光元件50的周围配置4个沟槽52,在与上下及左右的其他发光元件50之间不共享沟槽52的配置例的情况。在如该图12所示那样的配置例的情况下,可知通过沿着发光元件50的配置位置弯曲而构成块分离槽53,不对发光元件50的排列
产生影响而构成块分离槽53。
143.另外,在图12中,利用2个沟槽52之间的距离成为能够形成块分离槽53的距离的情况进行了说明,但还存在2个沟槽52之间的距离更短而无法形成块分离槽53的情况。在这样的情况下,重叠地构成块分离槽53和沟槽52。
144.接着,对本实施方式的发光元件阵列10的制造方法进行说明。
145.将本实施方式的发光元件阵列10的制造方法的整个流程示于图13的流程图。另外,在图13的流程图中,仅对发光元件阵列10的制造方法中的主要工序进行说明,但在实际的制造方法中,还存在在图13的流程图中未示出的工序。
146.首先,将在制造发光元件阵列10时,在gaas基板60上,使ndbr层95、谐振器94、pdbr层92、隧道接合层91、阴极层84、p栅极层83、n栅极层82、阳极层81外延生长来依次形成的状态示于图14。
147.对图14所示那样的状态的半导体层叠基板,首先,在步骤s101中,通过对成为阳极电极71的金属材料进行蒸镀来形成阳极电极71。将如此形成了阳极电极71之后的剖视图示于图15。
148.接着,在步骤s102中,通过对阳极层81的一部分进行蚀刻来形成栅极触点,并通过在所形成的栅极触点蒸镀金属材料来形成栅极电极72。将如此形成了栅极电极72之后的剖视图示于图16。另外,在图16的剖视图中未出现栅极电极72,因此未直接示出栅极电极72的剖面。
149.接着,在步骤s103中,对要形成沟槽52的区域的n栅极层82、p栅极层83进行蚀刻来去除。将如此去除了n栅极层82、p栅极层83之后的剖视图示于图17。
150.接着,在步骤s104中,在gaas基板60上的要配置发光元件50的各个位置的周围形成作为狭窄槽的多个沟槽52。具体地说,在该步骤s104的工序中,进行基于蚀刻气体的蚀刻来去除阴极层84、隧道接合层91、pdbr层92、谐振器94的一部分,由此形成沟槽52。将如此形成了沟槽52之后的剖视图示于图18。
151.并且,将在该步骤s104的蚀刻工序中形成沟槽52时的蚀刻图案示于图19。
152.在该图18所示的剖视图中,是还未形成块分离槽53的状态,因此形成发光元件50的位置的左右的沟槽52的深度相同。
153.并且,在步骤s105中,通过使一部分暴露于沟槽52内的发光层90氧化来形成使在发光层90流动的电流狭窄的电流狭窄层93。具体地说,在该步骤s105的工序中,通过从沟槽52供给氧化气体来使pdbr层92的一部分氧化,从而形成电流狭窄层93。将如此形成了电流狭窄层93之后的剖视图示于图20。
154.接着,在步骤s106中,通过利用规定的蚀刻图案进行蚀刻,形成将所形成的多个发光元件50分离为多个块的块分离槽53。将如此形成了块分离槽53之后的剖视图示于图21。
155.并且,将在该步骤s106的蚀刻工序中形成块分离槽53时的蚀刻图案示于图22。
156.若参考图21,则可知在形成发光元件50的位置的左侧的沟槽52未重叠形成块分离槽53,但在形成发光元件50的位置的右侧的沟槽52重叠地形成块分离槽53而成为阶梯差状。
157.最后,在步骤s107中,在电流狭窄层93的电流通过区域上形成出射开口部51来形成多个发光元件50。具体地说,在该步骤s107的工序中,在要形成发光元件50的区域中,通
过去除阳极层81、n栅极层82、p栅极层83、阴极层84、隧道接合层91来形成出射开口部51。将如此形成了出射开口部51之后的剖视图示于图23。
158.另外,在上述中说明的本实施方式的发光元件阵列10的制造方法中,仅说明了概略,因此省略了对实际会生成的绝缘膜、电极引出配线、保护膜、遮光膜等的生成的说明。
159.最后,通过形成背面电极73,形成如图6所示那样的状态的发光元件阵列10。
160.另外,在图4中图示了多个发光元件50被分割为3行4列的12个块的情况,但块分割的方法并不限定于这样的情况,也可以通过其他块分割方法分割多个发光元件50。例如,还能够设为如图24所示那样将多个发光元件50分割为n行1列的n个块的块分割方法。
161.而且,在本实施方式中,对将本发明适用于通过形成块分离槽53来进行块之间的元件分离的结构的发光元件阵列10的情况进行了说明,但本发明并不限定于这种情况。对于通过对半导体层叠结构进行台面蚀刻来分离为多个岛状,由此进行发光元件之间的元件分离的结构的发光元件阵列,也同样能够适用本发明。如此将半导体层叠结构蚀刻成岛状的结构还被称为立柱结构,在这样的立柱结构的发光元件阵列的情况下,各个发光元件的周围被去除成连续的槽状。
162.在将在这样的立柱结构中形成的槽设为立柱槽的情况下,例如优选将如上所述那样的块分离槽形成为在俯视观察时与多个立柱槽的一部分重叠。
163.而且,在本实施方式中,也可以设为发光元件和晶闸管成为层结构的发光元件阵列10不具备晶闸管的结构。此时,为了向各块供给电流,例如优选在各块设置阳极电极71,并适用能够进行以不同的定时向各块供给电流的驱动控制的驱动部。
164.并且,在本实施方式中,示出了在1个块中包含多个发光元件的例子,但也可以由1个发光元件构成1个块。
165.作为其他结构,可以是向基板背面出射的vcsel阵列,也可以是晶闸管结构本身成为发光元件的结构。而且,晶闸管可以是晶体管。
166.在本实施方式中,示出了适用于光测量装置的情况,但可以与发光装置、光传输路径及受光单元组合而适用于光传输,也可以适用于从发光装置发光的光进入检测对象物的内部的活体检测等。
167.而且,作为发光元件使用了vcsel,但也可以利用led。
168.在本实施方式中,作为块分离部的一例示出了整个槽作为线而连结的线状的块分离槽,但也可以由点线状的槽构成。此时,关于点与点之间,例如优选使其在某种程度变窄而避免信号到达相邻的块。并且,也可以不通过槽进行块分离,而是并用在块的分割位置利用离子注入来制作绝缘部的方法来进行分割。离子注入时,无法形成基于槽的阶梯差,因此发光点与发光点之间狭窄,在难以确保发光点的大小的情况下也能够适用,原本就不会从利用离子注入的块分离部被氧化,可抑制由于块分离部的存在而引起的不均匀。并且,也可以并用分离槽和离子注入。
169.上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外,本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明,并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然,对本发明所属的领域中的技术人员而言,各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此,本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的
范围由以上的权利要求及其等同物来定义。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1