(57)【要約】      （修正有）【課題】垂直共振器面発光レーザのビーム広がりを制御する。【解決手段】いくつかの実施形態において、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１００、１０５は基板層１２０と基板層の上のエピタキシャル層とを含む。エピタキシャル層は、活性層１２５、第１のミラー１３０、第２のミラー１３５、及び１つ以上の酸化層１４０を含んでよい。活性層は第１のミラーと第２のミラーの間に位置し、１つ以上の酸化層は活性層に近接してよい。１つ以上の酸化層は、ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを、１つ以上の酸化層の個数、１つ以上の酸化層の形状、１つ以上の酸化層の厚さ、又は１つ以上の酸化層と活性層との近接度、のうちの少なくとも１つに基づいて制御するように構成することができる。【選択図】図１
2019062188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であって、前記ＶＣＳＥＬは、
基板層と、
前記基板層の上のエピタキシャル層と、
を備え、
前記エピタキシャル層は、活性層と、第１のミラーと、第２のミラーと、１つ以上の酸化層とを含み、
前記活性層は前記第１のミラーと前記第２のミラーの間にあり、
前記１つ以上の酸化層は前記活性層に近接し、且つ
前記１つ以上の酸化層は、前記ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを、
前記１つ以上の酸化層の個数、
前記１つ以上の酸化層の形状、
前記１つ以上の酸化層の厚さ、又は
前記１つ以上の酸化層と活性層との近接度、
のうちの少なくとも１つに基づいて制御するように構成されている、
ＶＣＳＥＬ。
【請求項２】
前記１つ以上の酸化層は、前記レーザビームの広い広がりを形成するために前記活性層の活性領域と前記１つ以上の酸化層と関連する酸化領域との間に実効屈折率ステップを生成するように構成されている、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項３】
前記１つ以上の酸化層は前記ビーム広がりを制御するために複数の酸化層を含んでいる、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項４】
前記１つ以上の酸化層の前記形状は前記ビーム広がりを制御するように構成されている、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項５】
前記１つ以上の酸化層の前記厚さは前記ビーム広がりを制御するように構成されている、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項６】
前記１つ以上の酸化層と前記活性との前記近接度は前記ビーム広がりを制御するように構成されている、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項７】
前記１つ以上の酸化層のうちで前記活性層に最も近い酸化層は閾程度未満のテーパを有する、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項８】
前記ＶＣＳＥＬは上面発光ＶＣＳＥＬである、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項９】
前記ＶＣＳＥＬは底面発光ＶＣＳＥＬである、請求項１に記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１０】
垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）のビーム広がりを制御する方法であって、前記方法は、
前記ＶＣＳＥＬの基板層の上に、活性層、第１のミラー及び第２のミラーを形成するステップであって、
前記活性層は前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に形成するステップと、
１つ以上の酸化層を前記活性層に近接して形成するステップであって、
前記１つ以上の酸化層は、前記ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを、
前記１つ以上の酸化層の個数、
前記１つ以上の酸化層の形状、
前記１つ以上の酸化層の厚さ、又は
前記１つ以上の酸化層と活性層との近接度、
のうちの少なくとも１つに基づいて制御するように構成する、ステップと、
を備える、方法。
【請求項１１】
前記１つ以上の酸化層は、前記レーザビームの比較的広い広がりを形成するために前記活性層の活性領域と前記１つ以上の酸化層と関連する酸化領域との間に比較的大きい実効屈折率ステップを生成するように構成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１つ以上の酸化層は、前記レーザビームの比較的狭いビーム広がりを形成するために、前記活性層の活性領域に近接して比較的小さい実効屈折率ステップを生成するように構成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＶＣＳＥＬは上面発光ＶＣＳＥＬである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の酸化層のうちで前記活性層に最も近い活性層はテーパ化されない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）ウェハであって、前記ＶＣＳＥＬは、
基板層と、
前記基板層の上のエピタキシャル層と、
を備え、前記エピタキシャル層は、
第１のミラーと第２のミラーとの間の活性層と、
前記活性層に近接する１つ以上の酸化層と、
を含み、前記１つ以上の酸化層は、
前記１つ以上の酸化層の個数、
前記１つ以上の酸化層の形状、
前記１つ以上の酸化層の厚さ、又は
前記１つ以上の酸化層と前記活性層の活性領域との近接度、
のうちの少なくとも１つに基づいて前記活性層の活性領域に近接する実効屈折率ステップを制御することによって、前記ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを制御するように構成されている、
ＶＣＳＥＬウェハ。
【請求項１６】
比較的大きい屈折率ステップが放射される前記レーザビームの比較的広いビーム広がりを生じさせ、且つ比較的小さい屈折率ステップが放射される前記レーザビームの比較的狭いビーム広がりを生じさせる、請求項１５に記載のＶＣＳＥＬウェハ。
【請求項１７】
前記ビーム広がりは前記１つ以上の酸化層に含まれる酸化層の個数に基づいて制御される、請求項１５に記載のＶＣＳＥＬウェハ。
【請求項１８】
前記ビーム広がりは前記１つ以上の酸化層の少なくとも１つの酸化層の形状に基づいて制御される、請求項１５に記載のＶＣＳＥＬウェハ。
【請求項１９】
前記ビーム広がりは前記１つ以上の酸化層の少なくとも１つの酸化層の厚さに基づいて制御される、請求項１５に記載のＶＣＳＥＬウェハ。
【請求項２０】
前記ビーム広がりは前記１つ以上の酸化層の少なくとも１つの酸化層と前記活性層の活性領域との近接度に基づいて制御される、請求項１５に記載のＶＣＳＥＬウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概してレーザに関し、より詳しくは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）のビーム広がりの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の垂直発光装置は、レーザビームを基板の表面に対して垂直方向に（例えば半導体ウェハの表面から垂直方向に）放射するレーザである。端面発光装置に反して、垂直発光装置はウェハ製造の中間工程で検査を行うことができる。
【発明の概要】
【０００３】
いくつかの可能な実施形態において、ＶＣＳＥＬは基板層と基板層の上のエピタキシャル層とを含み得る。エピタキシャル層は活性層と、第１のミラーと、第２のミラーと、１つ以上の酸化層とを含み得る。活性層は第１のミラーと第２のミラーの間に位置し、１つ以上の酸化層は活性層に近接してよい。１つ以上の酸化層は、ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを、１つ以上の酸化層の個数、１つ以上の酸化層の形状、１つ以上の酸化層の厚さ、又は１つ以上の酸化層と活性層との近接度、のうちの少なくとも１つに基づいて制御するように構成することができる。
【０００４】
いくつかの可能な実施形態において、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）のビーム広がりを制御する方法は、ＶＣＳＥＬの基板層の上に、活性層と、第１のミラーと、第２のミラーを形成するステップを含み得る。活性層は第１のミラーと前記第２のミラーとの間に形成し得る。本方法は１つ以上の酸化層を前記活性層に近接して形成するステップを含み得る。１つ以上の酸化層は、ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを、１つ以上の酸化層の個数、１つ以上の酸化層の形状、１つ以上の酸化層の厚さ、又は１つ以上の酸化層と活性層との近接度、のうちの少なくとも１つに基づいて制御するように構成することができる。
【０００５】
いくつかの可能な実施形態において、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）ウェハは、基板層と基板層の上のエピタキシャル層とを含み得る。エピタキシャル層は、第１のミラーと第２のミラーの間の活性層と、活性層に近接する１つ以上の酸化層とを含むことができ、前記１つ以上の酸化層は、前記１つ以上の酸化層の個数、前記１つ以上の酸化層の形状、前記１つ以上の酸化層の厚さ、又は前記１つ以上の酸化層と前記活性層の活性領域との近接度、のうちの少なくとも１つに基づいて前記活性層の活性領域に近接する実効屈折率ステップを制御することによって、ＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを制御するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、異なるビーム広がりを有する異なる発光装置を示す図である。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、例示的な発光装置の上面図及びこの例示的な発光装置の例示的な断面図をそれぞれ示す図である。
【図３】図３Ａ−３Ｈはビーム広がりを制御するように構成された例示的な発光装置の例示的な断面図を示す図である。
【図４】ＶＣＳＥＬのビーム広がりを制御する例示的なプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的な実施形態の以下の詳細な説明は添付図面を参照している。異なる図中の同じ参照番号は同一もしくは類似の要素を示し得る。以下に記載する実施形態は単なる例示であって、それらの実施形態を開示の正確な形態に限定することを意図するものではない。それどころか、それらの実施形態は当業者にそれらの実施形態を実施可能にするために選ばれている。
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂは、異なるビーム広がりを有する発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）１００，１０５の図である。第１の発光装置１００は広いビーム広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビーム１１０を放射する。第２の発光装置１０５は狭いビーム広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビーム１１５を照射する。
【０００９】
ＶＣＳＥＬのような発光装置は、ビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅等の様々な光モード特性を必要とする様々な用途に用いることができる。例えば、３次元センシングのような一般消費者向け用途においては、高い開口数、広いビーム広がり及び広いスペクトル幅を有する発光装置（例えば、発光装置１００）が人の目に入る光量を減らすことによって安全性を向上させるために望ましい。別の例として、データ通信においては、低い開口数、狭いビーム広がり及び狭いスペクトル幅を有する発光装置（例えば、発光装置１０５）がファイバ結合効率及び／又は伝送距離を増大するために望ましい。本明細書に記載するいくつかの技術は、異なるビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅を必要とする様々な用途向けのフレキシブルな設計の発光装置１００，１０５を可能にする。
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、発光装置１００，１０５は、基板層１２０と、基板層１２０の上に形成されたエピタキシャル層とを含んでよい。エピタキシャル層は、活性層１２５と、第１のミラー１３０と、第２のミラー１３５と、１つ以上の酸化層１４０とを含んでよい。活性層１２５は、第１のミラー１３０（例えば上部ミラー）と第２のミラー１３５（例えば、底部ミラー）との間に位置する。例示的な発光装置１００，１０５に関する追加の詳細は本明細書の他の場所に記載される。
【００１１】
発光装置１００，１０５により放射されるレーザビームのビーム広がり、開口数及びスペクトル幅は発光装置１００，１０５により放射される光の光モードにより制御される。光モードは活性層１２５の活性領域１４５と１つ以上の酸化層１４０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップにより制御される。実効屈折率ステップは酸化領域１５０の実効屈折率と活性領域１４５の実効屈折率との間の相対差を表す。本明細書に記載するいくつかの実施形態は酸化領域１５０の実効屈折率を変更し、その実行屈折率は発光装置１００，１０５の光モードを変更し、その光モードは発光装置１００，１０５により放射されるレーザビームのビーム広がり、開口数及びスペクトル幅を変更する。例えば、酸化領域１５０の実効屈折率の増加は活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加をもたらし、発光装置１００及びレーザビーム１１０で示すように、光閉じ込めを増強し、より広い広がり、より高い開口数及びより広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。逆に、酸化領域１５０の実行屈折の減少はより小さい実行屈折率ステップをもたらし、発光装置１００及びレーザビーム１１０で示すように、光閉じ込めを低減し、より狭い広がり、より低い開口数及びより狭いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００１２】
本明細書に記載する技術は、酸化層１４０の特性を変更することで酸化領域１５０の実効屈折率を変更し、ＶＣＳＥＬのような発光装置の光モードを制御することに関する。例えば、発光装置１００は、より多くの酸化層１４０（例えば、２つの酸化層１４０）を含み、これにより酸化領域１５０の実効屈折率が増加し、より広い広がりのレーザビームを生じる。別の例として、発光装置１０５は、より少ない酸化層１４０（例えば、１つの酸化層１４０）を含み、これにより酸化領域１５０の実効屈折率が減少し、より狭い広がりのレーザビームを生じる。酸化層の個数は、酸化領域１５０の実効屈折率を変更するために変更することができる酸化層の特性の一例である。他の特性として、酸化層１４０の形状、厚さ及び／又は酸化層１４０と活性層１２５との近接性があり、本明細書の他の場所で詳細に記載される。酸化層１４０の特性を変更することによって、発光装置は様々な要件を有する様々な用途向けに設計することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、酸化層１４０の設計及びその結果の酸化物開口は、特に実効屈折率ステップが小さいとき、酸化物開口と関連する熱レンズ効果により生成される全体的な横方向屈折率プロファイルを考慮する。例えば、ＶＣＳＥＬは酸化物開口の中心に近いほど高温になり、酸化物開口のエッジに向かう温度低下は酸化物開口の中心から酸化物開口のエッジに向かって半導体屈折率に対応する低下を生成する。実効屈折率ステップを変更する本明細書に記載の技術はこの熱レンズ効果に一次的に影響を与えない。
【００１４】
ある場合には、データ通信用途においてＶＣＳＥＬの高速変調（例えば、２０ＧＨｚ等）を制限する寄生キャパシタンスを低減するために複数の酸化層１４０が使用されている。本明細書に記載のいくつかの技術は限定された変調（例えば、１０ＭＨｚ等）を有する高光パワーＶＣＳＥＬに適用され、複数の酸化層１４０は寄生キャパシタンスを低減するために使用されているのではない。
【００１５】
更に、ＶＣＳＥＬの設計は、レーザビームの広がりの制御だけでなく、特にレーザ安全規格を満たす場合には、光強度の角度分布（例えば、遠視野）の均一性も要求される。これらの規格では、光源から典型的には１００ｍｍ離れて置かれた開口（例えば、典型的には７ｍｍの直径）を通して供給される出力パワーは波長及びパルス条件により決まる特定の値より低くしなければならない。更に、光源に対する開口のすべての可能な角度配置を考慮しなければならない。従って、ＶＣＳＥＬ又はＶＣＳＥＬアレイの遠視野を（例えば直接又はレンズを通して）人の目で見る用途では、遠視野は最小の広がりを有する必要があるだけでなく、光強度が集中するスパイク又はアンギュラーコーンを有することもできない。
【００１６】
個々のレージングモードの広がりはより小さい開口サイズの場合に大きくなる。しかしながら、製造中に開口サイズ（又は等価的に酸化長さ又は深さ）を制御することができないため及びアレイ内の発光装置の数などの他の工学的制約のために、開口径をより小さくする（例えば、＜５μｍ）ことによって高い広がりを達成することは簡単にできない。そのため、高い広がりは大きな個別のＶＣＳＥＬ径（例えば、７μｍから約１５μｍの開口で）達成する必要がある。これを達成するためにはより高い広がりを有し遠視野に複数のローブを有するより高次のモードで部分的にレージングするレーザを必要とする。特定角度近くの光の集中を回避するためには高次及び低次の両モードの混合を同時にレージングする必要がある。データ通信用のマルチモードＶＣＳＥＬは高次及び低次の混合モードでレージングするが、これらのＶＣＳＥＬは典型的には典型的なマルチモードファイバデータ通信規格により要求される狭いスペクトル幅を達成するためにより少ないモードを有するように設計されているために、一般にフリースペースセンシング用途の要件を満たすのに十分な広い広がりを有しない。
【００１７】
データ通信用のＶＣＳＥＬと比較して、より高次のモードの増加したレージングを可能にするためにはより大きな横方向実効屈折率ステップを必要とし、この屈折率ステップは多数の酸化物開口、より厚い酸化物開口及び／又は本明細書に記載する他の技術によって達成することができる。実効屈折率は電界強度で加重した屈折率の（垂直軸に沿った）積分で定義される。実効屈折率ステップは、装置の中心部（酸化物なし）を通る垂直軸に沿った屈折率と酸化層の最も厚い部分（装置のエッジの近く）を通る垂直軸に沿った屈折率との差によって計算することができる。加えて又は代わりに、実効屈折率ステップは、装置の中心部において垂直軸に沿って進む平面波の共振波長を装置のエッジ部において垂直軸に沿って進み酸化層の最も厚い部分に出合う平面波と比較することによって計算してもよい。
【００１８】
屈折率ステップの大きな変化を生成する一つの方法は急上昇部又はステップを用いる。しかしながら、横方向屈折率の大きな急ステップは２つの問題を有する。第１に、それは鈍い酸化最前部を必要とし、装置の機械的応力を増加する傾向がある。第２に、それは実効屈折率の急ステップを必要とし、高次モードの散乱損失を増加し、それによって高次モードのレージングが妨げられる。それゆえ、より大きな遅い屈折率ステップは横方向屈折率プロファイルを幾分テーパ化することで達成しなければならない。
【００１９】
しかしながら、長すぎるテーパ又は等価的に低すぎる横方向屈折率勾配は２つの問題をもたらす可能性がある。極端な場合には、長すぎるテーパは事実上活性領域の近くに小さい屈折率ステップを生じ、高次モードは空間的に広がりすぎて装置の活性領域（電流が量子井戸に流入する）とオーバラップできなくなり、レージングしなくなるか、ごく僅かレージングする。しかし、中間の場合には、長すぎるテーパ（又は等価的に低すぎる横方向屈折率勾配）は散乱損失を高次モードに対して過度に低減するため、高次モードは最低次モードとほぼ同程度の損失を有する。このような低損失は低い温度（例えば、４０℃〜５℃）において問題となり得る。典型的には、低い温度で動作するＶＣＳＥＬでは、活性領域の利得スペクトルのピークは波長がレージングモードより短い。高い温度では、利得スペクトルとレージングモードの両ピークは長波長側にシフトするが、利得スペクトルのピークはより高速にシフトし、すべてのレージングモードとより良好に一致する。しかしながら、高次モードは低次モード又は最低次（例えば、基本）モードより短い波長でレージングする。それゆえ、閾キャリア密度（従って閾電流）は、散乱損失が低いとき、低い温度において高次モードに対して低くなる。この差は主として単一又は少数の低次モードでのレージングをもたらし、特定のアンギュラーコーン内への光の集中をもたらし、これは、センシング用途に一般に要求される光強度のより均等な角度分布を達成しようと試みる際に望ましくない。
【００２０】
従って、ＶＣＳＥＬの所定のサイズ及び波長に対して、十分な広がり及び十分に均一な遠視野プロファイルを達成するためには、横方向屈折率勾配及び実効屈折率ステップに対して上限及び下限が存在する。導波路の横方向モードの形状は様々な有限要素ソフトウェアで決定することができるが、得られるモードの組み合わせは電流注入プロファイル、温度プロファイル、光学利得対キャリア密度及びキャリア拡散に依存するため、ＶＣＳＥＬのレージングモードの相対光パワーを予測することは困難である。場合によっては、開口は以下のように設計することができる。９００〜９６０ｎｍの波長範囲において６〜１０マイクロメートルの有効開口径を有するレーザに対して、７ｋＡ/ｃｍ２の注入電流密度で少なくとも０．２０ＮＡの広がりを達成するために（ここでＮＡは光パワーの８６％を取り囲むコーンの半角のサインとして定義される開口数である）、所要の実効屈折率ステップは少なくとも０．０６０で、０．０２７ｕｍ-1〜０．１０８ｕｍ-1の平均実効屈折率勾配又は等価的に０．５〜２マイクロメートルのテーパ長を有するものとし、ＶＣＳＥＬが連続波（ＣＷ）又は準連続波状態下で駆動されるとき、遠視野が十分に均一になるようにする。十分に均一にするためには、（レーザビームの主方向に対して任意の方向に関して）２度の半角を有するコーンを通過する光パワーを全光出力パワーの３％以下にする必要がある。酸化物開口は正確に円形にする必要があり、上述した有効開口径は等価エリアの円の直径である。
【００２１】
狭い広がりの場合には、９００〜９６０ｎｍの波長範囲において９〜１１マイクロメートルの有効開口径を有するレーザに対して、所要の有効屈折率ステップ（熱勾配のない場合）は少なくとも約１４ｋＡ/ｃｍ２の注入電流密度で多くとも０．２０ＮＡの広がりを達成するために多くとも０．００１９である。加えて、光学利得が主として最低次モードを励起し得るようにするために、開口は活性領域から垂直方向に多くとも約０．１９マイクロメートルの位置に置く必要がある。
【００２２】
上述したように、図１Ａ及び１Ｂは一例として提示されている。他の例も可能であり、図１Ａ及び１Ｂと関連して記載したものと異ならせてもよい。
【００２３】
図２Ａ及び２Ｂは発光装置２００の上面図と発光装置２００の例示的な断面図２５０をそれぞれ示す図である。図２Ａに示すように、発光装置２００はエミッタ構造に構築された一組のエミッタを含み得る。明瞭のために、発光装置２００のすべてのエミッタが図２Ａに示されているわけではない。いくつかの実施形態では、発光装置２００は、図１Ａの発光装置１００、図１Ｂの発光装置１０５、図３Ａの発光装置３００、図３Ｂの発光装置３０２、図３Ｃの発光装置３１０、図３Ｄの発光装置３１２、図３Ｅの発光装置３２０、図３Ｆの発光装置３２２、図３Ｇの発光装置３３０、図３Ｈの発光装置３３２等に対応し得る。
【００２４】
図２Ａに示すように、発光装置２００は注入保護層２０２を含み、この保護層は本例では円形状である。いくつかの実施形態では、注入保護層２０２は別の形状、例えば楕円形状、多角形状等にしてもよい。注入保護層２０２は発光装置２００に含まれる注入材料の区域（図示せず）間の間隔に基づいて規定される。更に図２Ａに示すように、発光装置２００はＰ−オーミック金属層２０４を含み、この金属層は部分的にリング状（例えば、内径及び外径を有する）に構成されている。図に示すように、Ｐ−オーミック金属層２０４は注入保護層２０２の上方に同心的に配置される（即ち、Ｐ−オーミック金属層２０４の外形は注入保護層２０２の径より小さいかそれに等しい）。このような構造は、例えば、Ｐ上面発光型発光装置２００の場合に使用することができる。底面発光型発光装置２００の場合には、構造を必要に応じ調整することができる。
【００２５】
更に図２Ａに示すように、発光装置２００は、Ｐ−オーミック金属層２０４（図示せず）を覆う誘電体パッシベーション層の上に形成（エッチング）される誘電体貫通開口２０６を含む。図に示すように、誘電体貫通開口２０６は部分リング形状（例えば、Ｐ−オーミック金属層２０４に類似）に形成され且つＰ−オーミック金属層２０４と同心的に形成されるため、誘電体パッシベーション／ミラー層の金属化部がＰ−オーミック金属層２０４に接触する。いくつかの実施形態では、誘電体貫通開口２０６及び／又はＰ−オーミック金属層２０４は完全リング形状又は分割リング形状等の別の形状に形成してもよい。
【００２６】
更に図に示すように、発光装置２００はＰ−オーミック金属層２０４の部分リング形状の内径内の発光装置の部分内に光学開口２０８を含む。発光装置２００は光学開口２０８を通してレーザビームを放射する。更に図に示すように、発光装置２００は電流閉じ込め開口２１０（例えば、発光装置２００の酸化層２２０により形成される酸化物開口）も含む。電流閉じ込め開口２１０は光学開口２０８の下方に形成される。
【００２７】
更に図２Ａに示すように、発光装置２００は、注入保護層２０２の周囲に間隔を置いて（例えば等間隔に又は不等間隔に）配置された一組の酸化トレンチ２１２を含む。酸化トレンチ２１２を光学開口２０８に対してどのくらい近づけて配置できるかは用途に依存し、典型的には注入保護層２０２、Ｐ−オーミック金属層２０４、誘電体貫通開口２０６及び製造公差によって制限される。
【００２８】
図２Ａに示す層の数及び配置は一例として提示されている。実際には、発光装置２００はもっと多数の層、少数の層、異なる層、又は図２Ａに示すものと異なって配置された層を含んでもよい。例えば、発光装置２００は６つの酸化トレンチの組を含むが、実際には他の設計も可能であり、例えば５つの酸化トレンチ２１２、７つの酸化トレンチ２１２等を含むコンパクトな発光装置も可能である。別の例として、発光装置２００は円形発光装置の設計であるが、実際には、矩形発光装置、六角形発光装置、楕円形発光装置等の他の設計も可能である。加えて又は代わりに、発光装置２００の一組の層（例えば、一つ以上の層）は発光装置２００の別の組の層により実行されると記載されている１つ以上の機能をそれぞれ実行するようにしてもよい。
【００２９】
特に、発光装置２００の設計はＶＣＳＥＬを含むものとして記載しているが、他の実施形態も可能である。例えば、発光装置２００の設計は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの別のタイプの光学装置又は別のタイプの垂直発光（例えば、上面発光又は底面発光）光学装置との関連で適用することもできる。加えて、発光装置２００の設計は任意の波長、パワーレベル又は発光プロファイル等の発光装置に適用することができる。言い換えれば、発光装置２００は所定の性能特性を有する発光装置に特定されない。
【００３０】
図２Ｂに示すように、その例示的な断面図は一対の酸化トレンチ２１２（例えば、図２Ａに「Ｘ−Ｘ」線で示されている）を通過する発光装置２００の断面を示す。図に示すように、発光装置２００は、背面陰極層２２８、基板層２２６、底部ミラー２２４、活性層２２２、酸化層２２０、上部ミラー２１８、注入分離材料２１６、誘電体パッシベーション／ミラー層２１４、及びＰ−オーミック金属層２０４を含み得る。図に示すように、発光装置２００は約１０μｍの総合厚さを有する。
【００３１】
背面陰極層２２８は基板層２２６と電気接触する層を含んでよい。例えば、背面陰極層はＡｕＧｅＮｉ層、ＰｄＧｅＡｕ層等の焼鈍金属化層を含んでよい。
【００３２】
基板層２２６は、その上にエピタキシャル層が成長されるベース基板層を含んでよい。例えば、基板層２２６は、ＧａＡｓ層、ｉｎＰ層等の半導体層を含んでよい。いくつかの実施形態では、基板層２２６は半導体ウェハの表面とすることができ、その半導体ウェハ（例えば、発光装置ウェハを形成する）上に発光装置２００を形成することができる。いくつかの実施形態では、基板層２２６は図１Ａ及び１Ｂと関連して上述した基板層１２０に対応し得る。
【００３３】
底部ミラー２２４は発光装置２００の底部反射器層を含んでよい。例えば、底部ミラー２２４は分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を含んでよい。いくつかの実施形態では、底部ミラー２２４は図１Ａ及び１Ｂと関連して上述した第２のミラー１３５に対応し得る。
【００３４】
活性層２２２は、電子を閉じ込め、発光装置２００の発光波長を規定する層を含んでよい。例えば、活性層２２２は量子井戸とし得る。いくつかの実施形態では、活性層２２２は図１Ａ及び１Ｂと関連して上述した活性層１２５に対応し得る。
【００３５】
酸化層２２０は発光装置２００の光及び電気の閉じ込めをもたらす酸化層を含んでよい。いくつかの実施形態では、酸化層２２０はエピタキシャル層の湿式酸化の結果として形成してよい。例えば、酸化層２２０はＡｌＡｓ又はＡｌＧａＡｓ層の酸化の結果として形成されるＡｌ２Ｏ３としてよい。酸化トレンチ２１２は、酸素（乾燥酸素、湿潤酸素）がエピタキシャル層に接近してエピタキシャル層から酸化層２２０を形成することを可能にする開口を含んでよい。酸化層２２０は図１Ａ及び１Ｂと関連して上述した酸化層１４０に対応し得る。図に示すように、酸化層２２０は活性層２２２と比較して、基板層２２６から遠くに位置する（例えば、基板層２２６は活性層２２２の一方の側に位置し、酸化層２２０は活性層２２２の反対側に位置する）。
【００３６】
図２Ｂに示すように、発光装置２００が上面発光レーザであるとき、酸化層２２０が、活性層２２２と発光装置２００がレーザビームを放射する光学開口２０８との間に位置する。いくつかの実施形態では、発光装置２００が底面発光レーザであるとき、活性層２２２が、酸化層２２０と発光装置２００がレーザビームを放射する光学開口２０８との間に位置する。
【００３７】
電流閉じ込め開口２１０は酸化層２２０により規定される光学的に活性な開口を含んでよい。電流閉じ込め開口２１０のサイズは、例えば約６．０μｍ〜約１４．０μｍの範囲とし得る。いくつかの実施形態では、電流閉じ込め開口２１０のサイズは発光装置２００を取り囲む酸化トレンチ２１２間の距離に依存し得る。例えば、酸化トレンチ２１２は酸化層２２０を形成するエピタキシャル層が露出するまでエッチングし得る。ここで、誘電体パッシベーション／ミラー層２１４を堆積する前に、エピタキシャル層の酸化を発光装置２００の中心に向かって特定の距離（例えば図２ＢにＤ０として示されている）に亘って生じさせ、それによって酸化層２２０及び電流閉じ込め開口２１０を形成することができる。いくつかの実施形態では、電流閉じ込め開口２１０は酸化物開口を含んでよい。加えて又は代わりに、電流閉じ込め開口２１０は、エッチメサ、イオン注入のない領域、リソグラフィ的に規定した内部空洞メサ及び再成長等の別のタイプの電流閉じ込め技術と関連する開口を含んでよい。
【００３８】
上部ミラー２１８は発光装置２００の上部反射器層を含んでよい。例えば、上部ミラー２１８はＤＢＲを含んでよい。いくつかの実施形態では、上部ミラー２１８は図１Ａ及び１Ｂと関連して上述した第１のミラー１３０に対応し得る。
【００３９】
注入分離材料２１６は電気的分離をもたらす材料を含むことができる。例えば、注入分離材料２１６はイオン注入された材料、例えば水素注入材料又は水素／プロトン注入材料を含み得る。いくつかの実施形態では、注入分離材料２１６は注入保護層２０２を規定し得る。
【００４０】
誘電体パッシベーション／ミラー層２１４は保護パッシベーション層として作用し且つ追加のＤＢＲとして作用する層を含んでよい。例えば、誘電体パッシベーション／ミラー層２１４は、発光装置２００の１つ以上の他の層の上に（例えば化学気相成長により）堆積された１つ以上のサブ層（例えば、ＳｉＯ２層、Ｓｉ３Ｎ４層）を含んでよい。
【００４１】
図に示すように、誘電体パッシベーション／ミラー層２１４はＰ−オーミック金属層２０４への電気的アクセスを提供する１つ以上の誘電体貫通開口２０６を含み得る。光学開口２０８は、光が放射される電流閉じ込め開口２１０の上方に誘電体パッシベーション／ミラー層２１４の一部分を含み得る。
【００４２】
Ｐ−オーミック金属層２０４は電流を流す電気接点を形成する層を含み得る。例えば、Ｐ−オーミック金属層２０４はＴｉＡｕ層、ＴｉＰｔＡｕ層等を含んでよく、この層を介して電流を流すことができる（例えば、誘電体貫通開口２０６を経てＰ−オーミック金属層２０４に接触するボンドパッド（図示せず）を介して流すことができる）。
【００４３】
いくつかの実施形態では、発光装置２００は一連のステップを用いて製造することができる。例えば、底部ミラー２２４、活性層２２２、酸化層２２０、及び上部ミラー２１８を基板層２２６上にエピタキシャル成長させ、その後Ｐ−オーミック金属層２０４を上部ミラー２１８上に堆積することができる。次に、酸化トレンチ２１２をエッチングして酸化層２２０を酸化のために露出させることができる。注入分離材料２１６をイオン注入により生成することができ、その後誘電体パッシベーション／ミラー層２１４を堆積することができる。誘電体パッシベーション／ミラー層２１４に誘電体貫通開口２０６をエッチングする（例えば、Ｐ−オーミック金属層を接点用に露出させる）ことができる。プレーティング、シーディング及びエッチングを実行した後に、基板層２２６を薄層化及び／又は研削して目標の厚さにすることができる。最後に、背面陰極層２２８を基板層２２６の底面上に堆積することができる。
【００４４】
図２Ｂに示す層の数、配置、厚さ、順序、対称性等は一例として提示されている。実際には、発光装置２００は図２Ｂに示すものより多数の層、少数の層、異なる層、異なる構造の層、又は異なる配置の層を含んでもよい。加えて又は代わりに、発光装置２００の一組の層（例えば、一つ以上の層）は発光装置２００の別の組の層で実行されると記載されている１つ以上の機能をそれぞれ実行するようにしてもよい。
【００４５】
図３Ａ−３Ｈはビーム広がり及び／又は他の光モード特性を制御するように構成された例示的な発光装置の例示的な断面図を示す。図３Ａ−３Ｈに示す発光装置は図１Ａ，１Ｂ，２Ａ，及び／又は２Ｂと関連して上述した１つ以上の要素を含んでよい。例えば、図３Ａ−３Ｈに示す発光装置は、基板層２２６、活性層２２２、上部ミラー２１８、底部ミラー２２４、酸化層２２０、活性領域１４５、酸化領域１５０等を含んでよい。更に、単一の発光装置が図３Ａ−３Ｈの各々に示されるが、本明細書に記載する技術は発光装置のアレイに適用することができる。特に、本明細書に記載する技術は共通の陽極及び共通の陰極を有する発光装置アレイに適用することができる。
【００４６】
図３Ａ及び３Ｂは、異なる個数の酸化層２２０によって異なるビーム広がりを有する異なる発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）３００，３０２の図である。発光装置３００は広いビーム広がり、高い開口数、及び広いスペクトル幅を有するレーザビーム３０４を放射し得るが、発光装置３０２は狭いビーム広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビーム３０６を放射し得る。図３Ａ及び３Ｂに示すように、発光装置３００，３０２は発光装置３００，３０２に含まれる酸化層２２０の数量により制御される光モード特性を有するレーザビーム３０４，３０６を（それぞれ）発生することができる。
【００４７】
例えば、発光装置３００は多数の酸化層２２０（例えば、３つの酸化層２２０）を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを増加する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加は光閉じ込めを増加し、レーザビーム３０４で示すように、広い広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００４８】
逆に、発光装置３０２は少数の酸化層２２０（例えば１つの酸化層２２０）を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを減少する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの減少は光閉じ込めを減少し、レーザビーム３０６で示すように、狭い広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。活性層の活性領域１４５に最も近い酸化層２２０が実効屈折率ステップに最大の影響を与え、遠い酸化層２２０は実効屈折率ステップにより小さい影響を与え得る。
【００４９】
図３Ａ及び３Ｂに示す酸化層２２０の個数は一例であり、異なる個数の酸化層２２０（例えば、２つの酸化層２２０、４つの酸化層２２０、５つの酸化層２２０、など）を発光装置に含めてもよい。発光装置に含まれる酸化層２２０の個数を変更することによって及び／又は１つ以上の他の酸化層特性（例えば、本明細書の他の場所に記載されている）を変更することによって、発光装置は異なるビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅を必要とする様々な用途用に柔軟に設計することができる。
【００５０】
図３Ｃ及び３Ｄは、異なる厚さの１つ以上の酸化層２２０によって異なるビーム広がりを有する異なる発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）３１０，３１２の図である。発光装置３１０は広いビーム広がり、高い開口数、及び広いスペクトル幅を有するレーザビーム３１４を放射し得るが、発光装置３１２は狭いビーム広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビーム３１６を放射し得る。図３Ｃ及び３Ｄに示すように、発光装置３１０，３１２は発光装置３１０，３１２に含まれる酸化層２２０の厚さにより制御される光モード特性を有するレーザビーム３１４，３１６を（それぞれ）発生することができる。
【００５１】
例えば、発光装置３１０は厚い酸化層２２０（例えば、５０−６０ナノメートル）を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを増加する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加は光閉じ込めを増加し、レーザビーム３１４で示すように、広い広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００５２】
逆に、発光装置３１２は薄い酸化層２２０（例えば、１０−２０ナノメートル）を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域との間の実効屈折率ステップを減少する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの減少は光閉じ込めを減少し、レーザビーム３１６で示すように、狭い広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００５３】
図３Ｃ及び３Ｄに示す酸化層２２０の厚さは一例であり、異なる厚さの酸化層２２０を構成してもよい。加えて又は代わりに、光モード特性（例えば、ビーム広がり、開口数、スペクトル幅等）を制御するために複数の酸化層特性を設定してもよい。例えば、様々な発光装置は所望の光モード特性を達成するために異なる個数の酸化層２２０及び異なる厚さの１つ以上の酸化層２２０を含んでよい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、発光装置は異なる厚さを有する複数の酸化層２２０（例えば、活性層２２２に近い厚い酸化層２２０と活性層２２２から遠い薄い酸化層２２０、又は活性層２２２に近い薄い酸化層２２０と活性層２２２から遠い厚い酸化層２２０）を含んでもよい。発光装置に含まれる酸化層２２０の厚さを変更することによって及び／又は１つ以上の他の酸化層特性（例えば、本明細書の他の場所に記載されている）を変更することによって、発光装置は異なるビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅を必要とする様々な用途用に柔軟に設計することができる。
【００５５】
図３Ｅ及び３Ｆは、１つ以上の酸化層２２０と活性層２２２との異なる近接度によって異なるビーム広がりを有する異なる発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）３２０，３２２の図である。発光装置３２０は広いビーム広がり、高い開口数、及び広いスペクトル幅を有するレーザビーム３２４を放射し得るが、発光装置３２２は狭いビーム広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビーム３２６を放射し得る。図３Ｅ及び３Ｆに示すように、発光装置３２０，３２２は発光装置３２０，３２２に含まれる１つ以上の酸化層２２０と活性層２２２との近接度により制御される光モード特性を有するレーザビーム３２４，３２６を（それぞれ）発生することができる。
【００５６】
例えば、発光装置３２０は活性層２２２に近接して位置する酸化層２２０を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを増加する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加は光閉じ込めを増加し、レーザビーム３２４で示すように、広い広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００５７】
逆に、発光装置３２２は活性層２２２から遠く離れて位置する酸化層２２０を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを減少する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの減少は光閉じ込めを減少し、レーザビーム３２６で示すように、狭い広がり、低い開口数及び狭いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。
【００５８】
図３Ｅ及び３Ｆに示す酸化層２２０と活性層２２との近接度は一例であり、異なる近接度に構成してもよい。加えて又は代わりに、光モード特性（例えば、ビーム広がり、開口数、スペクトル幅等）を制御するために複数の酸化層特性を設定してもよい。例えば、異なる発光装置は所望の光モード特性を達成するために異なる個数の酸化層２２０、異なる厚さの１つ以上の酸化層２２０、及び／又は１つ以上の酸化層２２０と活性層２２２との異なる近接度を含んでよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、発光装置は活性層２２２に対して異なる近接度を有する複数の酸化層２２０を含んでもよい。この場合には、光モード特性を変更するために単一の酸化層２２０と活性層２２２との近接度（例えば、活性層２２２に最も近い酸化層２２０）を設定してよい。加えて又は代わりに、光モード特性を変更するために複数の酸化層２２０と活性層２２２との近接度を設定してもよい。発光装置に含まれる酸化層２２０の対応する近接度を変更することによって及び／又は１つ以上の他の酸化層特性（例えば、本明細書の他の場所に記載されている）を変更することによって、発光装置は異なるビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅を必要とする様々な用途用に柔軟に設計することができる。
【００６０】
図３Ｇ及び３Ｈは、異なる形状の１つ以上の酸化層２２０によって異なるビーム広がりを有する異なる発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）３３０，３３２の図である。発光装置３３０，３３２は広いビーム広がり、高い開口数、及び広いスペクトル幅を有するレーザビーム３３４，３３６を（それぞれ）放射することができる。図３Ｇ及び３Ｈに示すように、発光装置３３０，３３２は発光装置３３０，３３２に含まれる酸化層２２０の形状により制御される光モード特性を有するレーザビーム３３４，３３６を（それぞれ）発生することができる。
【００６１】
例えば、発光装置３３０はテーパ端部（例えば、ミラー２１８の中心部に近接して位置するテーパ中心端部）を有する酸化層２２０を含む。酸化層２２０の端部のテーパ化は、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを（例えば、テーパ化されてない端部と比較して）減少する。しかしながら、このようなテーパ化は、他の光モード特性の構造（例えば、より厚い酸化層２２０、より多くの酸化層２２０、活性層２２２により近接して配置される酸化層２２０等）に起因する機械的信頼性の減少を相殺して発光装置３３０の機械的信頼性を高めることができる。
【００６２】
例えば、図３Ｇに示すように、発光装置３３０は厚い酸化層２２０を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを増加する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加は光閉じ込めを増加し、レーザビーム３３４で示すように、広い広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。更に、酸化層２２０はテーパ端部を含むため、発光装置３３０はテーパ化されてない同じ厚さの酸化層を有する同様の発光装置（例えば、図３Ｃの発光装置３１０）と比較して向上した機械的安定性及び信頼性を示す。
【００６３】
同様に、図３Ｈに示すように、発光装置３３２は活性層２２２に近接して位置する酸化層２２０を含み、活性層２２２の活性領域１４５と酸化層２２０と関連する酸化領域１５０との間の実効屈折率ステップを増加する。活性領域１４５に近接する実効屈折率ステップの増加は光閉じ込めを増加し、レーザビーム３２４で示すように、広い広がり、高い開口数及び広いスペクトル幅を有するレーザビームを発生する。更に、酸化層２２０はテーパ端部を含むため、発光装置３３２は、活性層２２２とテーパ化されてない酸化層２２０との間に同一の近接度を有する同様の発光装置（例えば、図３Ｅの発光装置３２０）と比較して向上した機械的安定性及び信頼性を示す。しかし、いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬの設計の容易さを改善するために１つ以上の酸化層２２０をテーパ化しなくてもよい。いくつかの実施形態では、活性層２２２に最も近い酸化層２２０はテーパ化しないか、閾程度未満のテーパ化とする。
【００６４】
図３Ｇに示すように、発光装置３３０の酸化層２２０は、活性層２２２に近接して位置する酸化層２２０の第１の部分がより深い酸化深さを有し、活性層２２２から離れて位置する酸化層２２０の第２の部分がより浅い酸化深さを有する。図３Ｈに示すように、発光装置３３２の酸化層２２０は、活性層２２２に近接して位置する酸化層２２０の第１の部分がより浅い酸化深さを有し、活性層２２２から離れて位置する酸化層２２０が第２の部分でより深い酸化深さを有する。酸化層のこれらの形状は一例であって、他の例の可能である。例えば、活性層に近接して位置する酸化層２２０の第１の部分が比較的浅い酸化深さを有し、活性層から離れて位置する酸化層２２０の第２の部分が比較的浅い酸化深さを有し、第１の部分と第２の部分の間に位置する第３の部分が比較的深い酸化深さを有してもよい。
【００６５】
加えて又は代わりに、複数の酸化層特性を光モード特性（例えば、ビーム広がり、開口数、スペクトル幅等）を制御するように構成してもよい。例えば、異なる発光装置は所望の光モード特性を達成するために異なる量の酸化層２２０、異なる厚さの１つ以上の酸化層２２０、活性層２２２に対して異なる近接度の１つ以上の酸化層２２０、及び／又は異なる形状の酸化層２２０を含んでよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、発光装置は異なる形状の複数の酸化層を含んでよい。この場合には、光モード特性を変更するように一つの酸化層２２０（例えば、活性層２２２に最も近い酸化層２２０）の形状を構成してよい。加えて又は代わりに、活光モード特性を変更するように活性層２２２に対する複数の酸化層２２０の形状を構成してよい。発光装置に含まれる酸化層２２０の対応する形状を変更することによって及び／又は１つ以上の他の酸化層特性を変更することによって（例えば、本明細書の他の場所に記載されている）、発光装置は異なるビーム広がり、開口数、及び／又はスペクトル幅を必要とする様々な用途のために柔軟に設計することができる。
【００６７】
上述したように、図３Ａ−３Ｈは一例として提示されている。他の例も可能であり、図３Ａ−３Ｈと関連して記載したものと異ならせてもよい。
【００６８】
図４はＶＣＳＥＬのビーム広がりを制御する例示的なプロセス４００のフローチャートである。
【００６９】
図４に示すように、プロセス４００は、ＶＣＳＥＬの基板層の上に、活性層、第１のミラー及び第２のミラーを形成するステップを含み、このステップにおいて活性層は第１のミラーと第２のミラーとの間に形成される（ブロック４１０）。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは上面発光ＶＣＳＥＬである。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは底面発光ＶＣＳＥＬである。
【００７０】
更に図４に示すように、プロセス４００は、活性層に近接して１つ以上の酸化層を形成するステップを含み、このステップにおいて、１つ以上の酸化層は１つ以上の酸化層特性に基づいてＶＣＳＥＬにより放射されるレーザビームのビーム広がりを制御するように構成される（ブロック４２０）。いくつかの実施形態において、１つ以上の酸化層は、レーザビームの比較的広いビーム広がりを形成するために、活性層の活性領域に近接して比較的大きい実効屈折率ステップを生成するように構成される。いくつかの実施形態において、１つ以上の酸化層は、レーザビームの比較的狭いビーム広がりを形成するために、活性層の活性領域に近接して比較的小さい実効屈折率ステップを生成するように構成される。
【００７１】
いくつかの実施形態において、ビーム広がりは、１つ以上の酸化層の個数、１つ以上の酸化層の１つ以上の形状、１つ以上の酸化層の１つ以上の厚さ、又は１つ以上の酸化層と活性層との１つ以上の近接度、のうちの少なくとも１つに基づいて制御される。例えば、１つ以上の酸化層はビーム広がりを制御するために複数の酸化層を含んでよい。加えて又は代わりに、ビーム広がりを制御するために１つ以上の酸化層の形状を設定し得る。加えて又は代わりに、ビーム広がりを制御するために１つ以上の酸化層の厚さを設定し得る。加えて又は代わりに、ビーム広がりを制御するために１つ以上の酸化層と活性層との近接度を設定し得る。
【００７２】
いくつかの実施形態において、１つ以上の酸化層のうちで活性層に最も近い酸化層は閾程度未満のテーパを有する。例えば、１つ以上の酸化層のうちで活性層に最も近い酸化層はテーパなしにしてよい。
【００７３】
図４はプロセス４００の例示的なブロックを示し、いくつかの実施形態では、プロセス４００は追加のブロック、より少ないブロック、異なるブロック、又は図４に示すものと異なる配列のブロックを含んでよい。加えて又は代わりに、プロセス４００の２つ以上を並列に実行してもよい。
【００７４】
本明細書に記載したいくつかの技術は、異なるビーム広がり、開口数及び／又はスペクトル幅等の様々な光モード特性を必要とする様々な用途のための発光装置（例えば、ＶＣＳＥＬ）の柔軟な設計を可能にする。
【００７５】
以上の開示は例証及び説明のために提示されているが、網羅的な説明を意図するものでも、実施形態を開示の正確な形態に限定することを意図するものでもない。様々な変更や変形が以上の開示に照らして可能であり、また実施形態の実施から得ることができる
【００７６】
特定の特徴の組み合わせが請求の範囲に列挙され及び／又は明細書に開示されているが、これらの組み合わせは可能な実施形態の開示を限定するものではない。実際には、これらの特徴の多くは請求の範囲に明確に列挙されていない及び／又は明細書に開示されていない方法で組み合わせてもよい。以下に列挙される各従属請求項は一つの請求項にのみ直接従属してよいが、可能な実施形態の開示は各従属請求項と請求の範囲内のすべての他の請求項との組み合わせも含むものである。
【００７７】
本明細書で使用する要素、操作又は指示は、特に明記されない限り、決定的又は本質的と解釈されるべきである。また、冠詞"a"及び"an"は一以上の要素を含むことが意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。更に、本明細書で使用される「組」は一以上の要素（例えば、関連要素、非関連要素、関連要素及び関連要素の組み合わせ等）を含むことが意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。唯一の要素が意図される場合には、「一つ」又は類似の語が使用される。また、本明細書で使用する語「有する」、「有している」等はオープンエンデッドタームであることが意図されている。更に、語句「基づく」は特に明記されない限り「少なくとも部分的に基づく」を意味することが意図されている。
【図１】
2019062188.tif 000003
【図２】
2019062188.tif 000004
【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
2019062188.tif 000007
【図３−４】
2019062188.tif 000008
【図４】
2019062188.tif 000009
【外国語明細書】
2019062188000001.pdf