JP2000252584A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザにおいて、単一空間モード及び
単一縦モードで光出力を放出させ、単一周波数の光出力
を得る。 【解決手段】 基板１１、１４、５１、５４と、第１の
リフレクタ１２、５２と、前記第１のリフレクタ１２、
５２及び前記基板１１、１４、５１、５４によって構成
される基板アセンブリ１３、５３と、前記基板アセンブ
リ１３、５３の上に配置された電流閉じ込め領域１５、
５５と、前記電流局限領域１５、５５の上のエピタキシ
ャル側方過成長層１６、５８と、前記基板アセンブリ１
３、５３の上に置かれた第２のリフレクタ２２、６２と
が含まれてなる半導体レーザ１０、５０が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、半導体レ
ーザの製作に関するものであり、とりわけ、リン化イン
ジウム（ＩｎＰ）材料系または窒化ガリウム（ＧａＮ）
材料系に埋め込まれたブラッグ・リフレクタを利用した
長波長と短波長の両方の垂直空洞表面発光レーザ（ＶＣ
ＳＥＬ: vertical cavity surface emitting laser
s）、及び、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ等
（集合的に発光素子として知られる）は、今日では、通
信システム、医療システム、及び、表示システムといっ
た多くの用途に広く用いられている。これらの発光素子
は、一般に、基板に形成されたエピタキシャル材料によ
って製作され、該エピタキシャル材料には、ｐ−ｎ接合
すなわち活性領域が形成されており、さらに、該発光素
子には、一般に、少なくとも１つのブラッグ・リフレク
タが含まれている。ブラッグ・リフレクタは、多くの発
光素子の基本的なビルディング・ブロックである。ＬＥ
Ｄの場合、ブラッグ・リフレクタは、ＬＥＤの光を反射
するよう、活性領域と基板の間に製作され、レーザの場
合、ブラッグ・リフレクタは、光学空洞を形成するた
め、活性領域の両側に製作される。ＬＥＤの場合、活性
領域から基板に向かって放出される光は、ブラッグ・リ
フレクタによって反射されて、表面に向かって戻され、
放出光と表面に向かう光が結合することによって、ＬＥ
Ｄの光出力が増大する。ブラッグ・リフレクタは、一般
に、屈折率の異なる材料による交互層から構成される。
半導体レーザの場合、１つのブラッグ・リフレクタが、
９９．９％に近い反射率を備え、対向するブラッグ・リ
フレクタ（すなわち、それを通ってレーザ光が放出され
るブラッグ・リフレクタ）は、約９９．８％の反射率を
備えることが望ましい。
【０００３】通信システム、とりわけ、光通信システム
に用いられるレーザの場合、レーザは、約１．３〜１．
５５マイクロメートル（μｍ）ほどの比較的長い波長の
光を、単一空間モード及び単一縦モードで放出するのが
望ましい。単一空間モード及び単一縦モードによるレー
ザ発光は、結果として単一周波数のレーザ発光を生じる
ことになる。波長の長い単一周波数の出力によって、レ
ーザ発光を光ファイバに集束させ、高周波数で長距離に
わたって極めて高い通信速度が必要とされる通信システ
ムにおいて、うまく機能させることが可能になる。
【０００４】これらの望ましい波長におけるレーザ発光
は、レーザがリン化インジウムのようなバンドギャップ
の小さい材料から製作されることを必要とする。あいに
く、リン化インジウムの場合、それとは屈折率の異なる
適合する材料を見つけるのは困難であり、従って、必要
な反射率を実現するために、過度に多数のリフレクタ対
が必要になるので、リン化インジウムを用いてブラッグ
・リフレクタを形成するのは困難である。
【０００５】所望の通信周波数で単一周波数の出力を放
出することが可能なレーザ・デバイスのタイプの１つ
は、分布帰還形レーザ（ＤＦＢ）である。しかし、分布
帰還形レーザは、コストが高くつくことになりがちであ
る。
【０００６】波長の長いレーザ発光を実現するもう１つ
の方法は、ガリウムひ素（ＧａＡｓ）材料系を利用し
て、ブラッグ・リフレクタを成長させ、次に、ウェーハ
・ボンディングとして既知の技法を利用して、ＧａＡｓ
ブラッグ・リフレクタをリン化インジウム（ＩｎＰ）基
板に接合することである。この方法の重大な欠点は、接
合される界面の両端における導電率が不十分ということ
である。この方法のもう１つの欠点は、ウェーハ・ボン
ディングを利用して２つの異なる材料を接合することに
よって、コストの高い製造ステップが追加され、２つの
異なる材料系の成長が必要になるということである。
【０００７】ウェーハ・ボンディングを利用せずに、波
長の長いレーザを生成するさらにもう１つの方法は、例
えば、ひ化窒化ガリウム（ＧａＡｓＮ）またはひ化リン
化アンチモン化ガリウム（ＧａＡｓＰＳｂ）からなる活
性層を備えたＧａＡｓ半導体レーザを利用することであ
るが、これらの活性層の成長は、困難であり、コストが
高く、時間を浪費することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、低コストで、単一材料系から簡単に製作することが
可能な、波長の長い単一周波数レーザを提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
レーザ及びその製造方法が得られる。次の特定の適用例
に制限するわけではなく、本発明は、リン化インジウム
（ＩｎＰ）による波長の長い半導体レーザ、及び、窒化
ガリウム（ＧａＮ）材料系から製作される半導体レーザ
にも適用可能である。
【００１０】アーキテクチャに関して、本発明は、基板
アセンブリを備えた半導体レーザであって、この基板ア
センブリが、第１のリフレクタと、基板アセンブリの表
面に配置された電流局限領域と、電流局限領域の上のエ
ピタキシャル側方過成長層と、基板アセンブリの上に堆
積させられた第２のリフレクタとを含むものとして概念
化することが可能である。
【００１１】本発明は、第１のリフレクタを含む基板ア
センブリを形成するステップと、基板アセンブリの表面
に位置する電流局限領域を形成するステップと、電流局
限領域の上にエピタキシャル側方過成長層を成長させる
ステップと、基板アセンブリの上に第２のリフレクタを
形成するステップとを含む半導体レーザの製造方法を提
供するものとして概念化することも可能である。
【００１２】本発明には、数多くの利点があるが、以下
では、単なる例示として、そのうちのいくつかについて
述べることにする。
【００１３】本発明の利点の１つは、半導体レーザが、
単一空間モード及び単一縦モードで光出力を放出するこ
とが可能になり、結果として、単一周波数の光出力が生
じることである。
【００１４】本発明のもう１つの利点は、半導体レーザ
の電流局限能力が向上することである。
【００１５】本発明のもう１つの利点は、単一材料系か
ら波長の長い半導体レーザを製作することが可能になる
ことである。
【００１６】本発明のもう１つの利点は、活性領域を生
成するために一般に利用可能な材料を用いて、波長の長
い半導体レーザを製作することが可能になることであ
る。
【００１７】本発明のもう１つの利点は、設計が単純で
あり、市販品の生産のための大規模な実施が容易という
ことである。
【００１８】本発明の他の特徴及び利点については、下
記の図面及び詳細な説明を検討することにより、当該技
術者には明らかになるであろう。これらの追加特徴及び
利点は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に述べる本発明は、各種材料
系を用いて形成される半導体レーザに適用可能である
が、簡略化のため、望ましい実施態様の説明は、波長の
長いリン化インジウム半導体レーザの形成に関連して行
うことにする。強調すべきは、本発明の原理が、他の材
料系にも適用可能であるという点である。例えば、本発
明の概念は、窒化ガリウム半導体レーザの製造に利用す
ることが可能である。
【００２０】さらに、後続の説明における簡略化のた
め、半導体レーザ・デバイスの主たる層だけしか示さな
いことにする。
【００２１】図１〜図５は、全体として、本発明に従っ
て構成されたリン化インジウム半導体レーザ１０の望ま
しい実施態様の成長の進行を例示する一連の略断面図で
ある。
【００２２】図１を参照すると、ブラッグ・リフレクタ
１２は、ｎタイプのリン化インジウム基板１１内に置か
れる。本技術分野において既知のブラッグ・リフレクタ
１２は、二酸化珪素（ＳｉＯ2）二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2）の交互層から構成することが可能であり、蒸着の
ような技法を用いて、ｎタイプのリン化インジウム基板
１１にエッチングされたトレンチ内に配置させられる。
代替案では、ブラッグ・リフレクタは、窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）と炭化珪素（ＳｉＣ）のような導電性材料の交互
層から構成することが可能である。導電性材料を含むブ
ラッグ・リフレクタは、例えば、リン化インジウムに埋
め込まれると、電流の導通を強化することが可能であ
る。ブラッグ・リフレクタ１２は、９９．９％に近い反
射率を備え、一般に、約５〜２０対の二酸化シリコンと
二酸化チタンの層から構成される。ブラッグ・リフレク
タ１２は、ブラッグ・ミラーと呼ばれる場合もある。
【００２３】リン化インジウム基板１１及びブラッグ・
リフレクタ１２の上には、ｎタイプのリン化インジウム
の追加層１４が置かれる。層１４によって、ブラッグ・
リフレクタ１２を包囲する構造が完成し、この結果、ｎ
タイプのリン化インジウム基板１１、ブラッグ・リフレ
クタ１２、及び、ｎタイプのリン化インジウム層１４に
よって、ｎタイプのリン化インジウム基板アセンブリ１
３が形成される。ブラッグ・リフレクタ１２に関して、
層対を構成する二酸化珪素及び二酸化チタン材料の屈折
率の差によって、層対の反射率が決まる。二酸化珪素と
二酸化チタンの各層の厚さは、λ／４ｎ（またはその奇
数倍）であり、ここで、λは反射される光の真空内波長
であり、ｎは材料の屈折率である。互いにλ／４ｎの任
意の奇数倍となる厚さを利用することが可能である。例
えば、３λ／４ｎまたは５λ／４ｎの材料厚を利用する
ことも可能である。
【００２４】この望ましい実施態様の場合、光がデバイ
スの上部から放出されるので、ブラッグ・リフレクタ１
２の屈折率は９９．９％に近い。これには、光の出力方
向の反対側に位置するブラッグ・リフレクタ（すなわ
ち、ブラッグ・リフレクタ１２）が、可能性のある最大
の反射率を備えていることが必要になる。
【００２５】図２には、ｎタイプのリン化インジウム層
１４の上に追加される電流局限層１５が示されている。
電流局限層１５は、ブラッグ・リフレクタ１２の大きさ
より小さいアパーチャ２０を形成するように、ｎタイプ
のリン化インジウム領域１４の上に置かれる。電流局限
層１５は、ｎタイプリン化インジウム領域１４の上に電
流局限材料の層を堆積させることによって形成され、次
に、その一部を除去して、ブラッグ・リフレクタ１２の
近くにアパーチャ２０が形成される。アパーチャ２０
は、本技術分野において既知のフォトリソグラフィック
・エチングまたはフォトリソグラフィック・リフト・オ
フによって形成することが可能である。アパーチャ２０
は、電流局限層１５がブラッグ・リフレクタ１２の周縁
部に重なるように形成されるので、アパーチャ２０は、
本明細書に示すように、ブラッグ・リフレクタ１２の一
部の上に重なり、こうして、図４及び図５に関連して詳
細に示されることになる電流局限経路が形成される。留
意すべきは、ブラッグ・リフレクタ１２の上に同軸をな
して位置するように示されているが、アパーチャ２０
は、ブラッグ・リフレクタ１２の上の任意の場所に位置
することが可能であるということである。
【００２６】一例として、電流局限層１５は、例えば、
二酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化有
機材料、または、炭化珪素（ＳｉＣ）を利用して形成さ
れるが、実際には、バンドギャップの大きい半導体材料
のような非誘電体材料を用いて形成することも可能であ
る。一般に、電流局限層１５は、炭化珪素、窒化珪素、
または、二酸化珪素を用いて形成される。
【００２７】次に、図３を参照すると明らかなように、
電流局限層１５の上にｎタイプのリン化インジウム層１
６が成長させられて、電流局限層１５がｎタイプのリン
化インジウム材料内に封じ込められる。層１６に、シー
ド層としてｎタイプのリン化インジウム層１４を用いて
アパーチャ２０内に成長させられるエピタキシャル過成
長層が含まれる点に留意されたい。層１６は、アパーチ
ャ２０を充填すると、さらに、電流局限層１５の上を側
方に成長し、その成長につれて厚みを増していく。
【００２８】ｎタイプのリン化インジウム層１６の上に
は、活性層１７が置かれる。活性層１７は、一例とし
て、ひ化リン化インジウム・ガリウム（ＩｎＧａＡｓ
Ｐ）とリン化インジウム（ＩｎＰ）の交互層から構成さ
れ、例えば、複数の量子井戸を形成する。
【００２９】図４には、完成したリン化インジウム半導
体レーザ・デバイス１０が示されている。活性層１７の
上には、ｐタイプのリン化インジウム層１８が置かれ
る。ｐタイプのリン化インジウム層１８の上には、追加
ブラッグ・リフレクタ２２が置かれる。ブラッグ・リフ
レクタ２２は、ブラッグ・リフレクタ１２と同様に構成
されるが、やはり、５〜２０の交互対をなす二酸化珪素
及び二酸化チタンの層からなるブラッグ・リフレクタ２
２は、一般に、ブラッグ・リフレクタ１２よりも交互対
の数が少なく、結果として、反射率が約９９．８％にな
る。ブラッグ・リフレクタ２２の上の矢印２７は、半導
体レーザ１０の光出力を表している。光が、ブラッグ・
リフレクタ２２を通って、矢印で示される方向に放出さ
れるため、ブラッグ・リフレクタ２２の反射率は、ブラ
ッグ・リフレクタ１２よりもわずかに低い。
【００３０】また、ｐタイプのリン化インジウム層１８
の上には、ｐオーム接触１９が置かれ、一方、ｎタイプ
のリン化インジウム基板層１１の底部上には、ｎオーム
接触２１が置かれる。
【００３１】ブラッグ・リフレクタ１２の上にアパーチ
ャ２０が位置する電流局限領域１５の効果を明らかにす
るため、ｎオーム接触２１とｐオーム接触１９の間の代
表的な電流経路２４について言及する。ｎオーム接触２
１とｐオーム接触１９の間に電流が流れることによっ
て、活性層１７内に光が発生し、光学空洞２３内におい
て増幅される。光学空洞は、活性層において発生したレ
ーザ光が振動し増幅される、ブラッグ・リフレクタ１２
とブラッグ・リフレクタ２２の間の、それらを含む領域
である。発生した光は、ブラッグ・リフレクタ１２から
ほぼ完全に反射され、そのわずかな一部分が、ブラッグ
・リフレクタ２２を透過し、単一周波数の出力として、
矢印２７で示す方向に放出される。
【００３２】アパーチャ２０の位置と、ブラッグ・リフ
レクタ１２の上への電流局限層１５の広がりとの協働作
用によって、アパーチャ２０に対応する活性層の領域と
ブラッグ・リフレクタ１２と２２の間とにおける電流密
度が極めて高くなるので、活性層は、ブラッグ・リフレ
クタ１２及び２２によって反射されうる光を発生するこ
とが可能になる。さらに、図示のようにアパーチャを配
置することによって、発振しきい値を達成するのに十分
な、また、均一な電流密度を達成するのに十分な活性層
における電流密度の実現が促進され、これによって、所
望の単一モード出力の実現が促進される。この所望の電
流の流れが、矢印２４によって示されている。電流がア
パーチャ２０の中心に向かって集められている点に留意
されたい。この電流の流れによって、リン化インジウム
半導体レーザ・デバイス１０は単一空間モード出力を実
現することが可能になる。さらに、ブラッグ・リフレク
タ１２及びブラッグ・リフレクタ２２を互いに近接して
配置することができるので、短い光学空洞２３が実現さ
れ、結果として、単一縦モード出力が生じる。単一空間
モード及び単一縦モードがいっしょになって、所望の単
一周波数出力が得られる。
【００３３】代替案では、ブラッグ・リフレクタ１２の
近くにアパーチャ２０が位置する電流局限領域１５を配
置することによって得られる電流の流れる範囲と経路の
制限は、イオン注入を利用して、ブラッグ・リフレクタ
１２に近接したｎタイプのリン化インジウム層１４内に
電流局限領域を形成することによっても実現可能であ
り、これについては、図５に関連して詳述することにす
る。
【００３４】図５を参照すると、イオン注入領域２５
が、ブラッグ・リフレクタ１２に隣接したｎタイプのリ
ン化インジウム層１４に形成されている。イオン注入領
域２５により、ブラッグ・リフレクタ１２の近くにアパ
ーチャ２０が形成される。イオン注入領域２５は、例え
ば、本技術分野の技術者には既知のように、水素、酸
素、ヘリウム、及び、鉄イオンの注入によって形成する
ことが可能である。アパーチャ２０が、電流局限層１５
によって形成されるか、イオン注入の利用を通じて形成
されるかに関係なく、その結果として、ｐオーム接触１
９とｎオーム接触２１の間における電流の流れは、上述
のように活性層での電流密度を最高にするように向けら
れるので、クリーンな単一周波数出力が可能になる。
【００３５】図６〜図１２は、全体として、図１〜図５
の半導体レーザの代替実施態様に関する成長の進行を例
示した略断面図である。
【００３６】次に図６を参照すると、その上にブラッグ
・リフレクタ５２が置かれた、ｎタイプのリン化インジ
ウム基板５１が示されている。この代替実施態様のリン
化インジウム半導体レーザ５０は、デバイスの底部から
光を放出するので、ブラッグ・リフレクタ５２は、出力
レーザ光を通すように、９９．８％に近い反射率を備え
るという点で、図１〜図５のブラッグ・リフレクタ２２
と構造が同様である。実例として、ブラッグ・リフレク
タ５２は、５〜２０の対をなす二酸化珪素と二酸化チタ
ンか交互になった層から構成されている。
【００３７】図７に示すように、ｎタイプのリン化イン
ジウム基板５１及びブラッグ・リフレクタ５２の上に、
ｎタイプのリン化インジウム・エピタキシャル層５４が
置かれ、その結果、ブラッグ・リフレクタ５２は、ｎタ
イプのリン化インジウム材料内に完全に封じ込められ、
すなわち、埋め込まれ、こうして、ｎタイプのリン化イ
ンジウム基板アセンブリ５３が形成される。
【００３８】図８に明らかなように、例えば、図３に関
して既述のものと同様の構造をなす複数の量子井戸を形
成する、ひ化リン化インジウム・ガリウム（ＩｎＧａＡ
ｓＰ）とリン化インジウム（ＩｎＰ）とが対になって交
互に重なる層からなる活性層５６が、リン化インジウム
エピタキシャル層５４の上に成長させられる。活性層５
６の上には、ｐタイプのリン化インジウム層５７が成長
させられる。
【００３９】図９には、ｐタイプのリン化インジウム層
５７の上に電流局限層５５の配置が示されている。電流
局限層５５は、ブラッグ・リフレクタ５２の大きさより
小さいアパーチャ６０を形成するように、ｐタイプのリ
ン化インジウム層５７の上に置かれる。電流局限層５５
は、ｐタイプのリン化インジウム層５７の上に電流局限
材料の層を置くことによって形成され、さらにその一部
を除去することによって、ブラッグ・リフレクタ５２の
近くにアパーチャ６０が形成される。アパーチャ６０
は、本技術分野において既知のフォトグラフィックエッ
チングまたはフォトグラフィックリフトオフによって形
成することが可能である。見て分かるように、電流局限
層５５は、アパーチャ６０がブラッグ・リフレクタ５２
の一部の上に位置するように、ブラッグ・リフレクタ５
２の周縁部の上に重なっている。アパーチャ６０は、図
２、３、及び、４に関連して既述のように、活性層５６
を通る電流の方向付けを行う働きをする。留意すべき
は、ブラッグ・リフレクタ５２の上に同軸をなして位置
するように示されているが、アパーチャ６０は、ブラッ
グ・リフレクタ５２の上の任意の場所に位置することが
可能であるということである。
【００４０】次に、図１０を参照すると、電流局限層５
５及びｐタイプのリン化インジウム層５７の上に堆積し
たｐタイプのリン化インジウム層５８が示されている。
ｐタイプのリン化インジウム層５８の堆積は、アパーチ
ャ６０において開始されるエピタキシャル側方過成長を
利用し、図３に関して既述のものと同様のｐタイプのリ
ン化インジウム層５８を成長させるシード層として、ｐ
タイプのリン化インジウム層５７を利用することによっ
て実施される。
【００４１】図１１には、ｐタイプのリン化インジウム
層５８の上に置かれたブラッグ・リフレクタ６２が示さ
れている。ブラッグ・リフレクタ６２は、反射率が９
９．９％に近いので、ほぼ全反射が得られる。ブラッグ
・リフレクタ６２は、約５〜２０対をなす二酸化珪素と
二酸化チタンが交互になった層から構成されるという点
において、図１〜図５のブラッグ・リフレクタ１２と構
造が同様である。ブラッグ・リフレクタ６２は、ほぼ全
反射するので、レーザ・デバイス５０内で発生した光
は、デバイスの底部からブラッグ・リフレクタ５２を通
って、図８に矢印で示す方向に放出することが可能であ
る。上述のように、ブラッグ・リフレクタ５２は、反射
率が約９９．８％で、約５〜２０の対をなす二酸化珪素
と二酸化チタンの層から構成されるという点において、
図４のブラッグ・リフレクタ２２と構造が同様である。
ブラッグ・リフレクタ５２及び６２は、上述のように、
窒化チタン及び炭化珪素をを利用して形成することも可
能である。
【００４２】やはり図１１を参照すると、ｐタイプのリ
ン化インジウム層５８の上には、ｐオーム接触５９も置
かれ、ｎタイプのリン化インジウム基板５１の底部上に
は、ｎオーム接触６１が置かれている。
【００４３】次に図１２を参照すると明らかなように、
ｐオーム接触５９とブラッグ・リフレクタ６２の間で露
出したｐオーム接触５９、ブラッグ・リフレクタ６２、
及び、ｐタイプのリン化インジウム層５８の複数部分の
上に、金（Ａｕ）プレート層６４が被着させられてい
る。金プレート層６４によって、リン化インジウム半導
体レーザ５０にヒートシンク能力が付与される。図８に
示すように、ｎオーム接触６１とｐオーム接触５９の間
に形成された経路６６によって示される電流の流れは、
電流局限層５５によって形成されたアパーチャ６０に通
されるので、ｎオーム接触６１とｐオーム接触５９の間
における所望の電流の流れが可能になる。この構成によ
って、活性層５６内に光が発生し、光学空洞６５内で増
幅される。
【００４４】光学空洞６５は、活性層において発生した
レーザ光が振動し、増幅される、ブラッグ・リフレクタ
５２とブラッグ・リフレクタ６２の間の、それらを含め
た領域である。発生した光は、ブラッグ・リフレクタ６
２からほぼ完全に反射され、そのわずかな部分が、ブラ
ッグ・リフレクタ５２を透過し、単一周波数の出力とし
て、矢印６８で示す方向に放出される。
【００４５】アパーチャ６０の位置と、ブラッグ・リフ
レクタ５２の上の電流局限層５５の広がりとの協働作用
によって、アパーチャ６０に対応する活性層の領域、及
び、ブラッグ・リフレクタ５２と６２の間に生じる電流
密度が極めて高くなるので、活性層は、ブラッグ・リフ
レクタ５２及び６２によって反射することができる光を
発生することが可能になる。さらに、図示のようにアパ
ーチャを配置することによって、発振しきい値を達成す
るのに十分な、また、均一な電流密度を達成するのに十
分な活性層における電流密度の実現が促進され、これに
よって、所望の単一モード出力の実現が促進される。こ
の所望の電流の流れが、矢印６６によって示されてい
る。電流がアパーチャ２０の中心に向かって集められる
点に留意されたい。アパーチャ６０を形成する電流局限
層５５を配置することによって、活性層５６を通る所望
の電流の流れ６６が可能になる。この電流の流れによっ
て、リン化インジウム半導体レーザ・デバイス５０は単
一空間モード出力を実現することが可能になる。さら
に、ブラッグ・リフレクタ５２及びブラッグ・リフレク
タ６２を互いに近接して配置することができるので、短
い光学空洞６５が実現され、結果として、単一縦モード
出力が生じる。単一空間モード及び単一縦モードがいっ
しょになると、矢印６８で示す方向に、所望の単一周波
数出力が得られる。
【００４６】図６〜図１２に関連して示されていない
が、電流局限層５５によって実現される電流局限結果
は、図５に関して既述のものと同様の、ｐタイプのリン
化インジウム層５７に対するイオン注入を利用して実現
することも可能である。図１〜図５に関連したアパーチ
ャ２０の配置、及び、図６〜図１０に関連したアパーチ
ャ６０の配置によって実現される電流の流れる範囲と経
路の制限は、エピタキシャル側方過成長が開始されるシ
ード材料として、電流局限層の下方の材料層を利用す
る、アパーチャを介したエピタキシャル側方過成長と共
に、それぞれ、デバイス２０及び５０内における所望の
電流の流れの実現を可能にする。
【００４７】図１〜図５及び図６〜図１０の半導体レー
ザ・デバイスには、それぞれ、デバイスの上部及びデバ
イスの底部を通る光出力が示されているが、留意すべき
は、図１２のミラー及びヒートシンクの配置を逆にする
ことによって、本発明の範囲を逸脱することなく、それ
ぞれのデバイスの反対側から光を放出することができる
という点である。
【００４８】本技術分野の技術者には明らかなように、
本発明の原理を逸脱することなく、前述の本発明の望ま
しい実施態様に対して多くの修正及び変更を加えること
が可能である。例えば、本発明は、各種発光素子の製造
に用いることが可能であり、一般に、他のＩＩＩ族から
Ｖ族の半導体の層の成長にも等しく適用することが可能
である。さらに、本発明に従って製作されるデバイス
は、上部発光及び底部発光のいずれでも可能であり、ｎ
タイプ材料層とｐタイプ材料層を逆にすることが可能で
ある。こうした全ての修正及び変更は、付属の請求項に
おいて規定された本発明の範囲内に含まれるものとす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って、リン化インジウム（ＩｎＰ）
の基板内にリフレクタが埋め込まれた、半導体レーザの
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図２】本発明に従って、リン化インジウム（ＩｎＰ）
の基板内にリフレクタが埋め込まれた、半導体レーザの
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図３】本発明に従って、リン化インジウム（ＩｎＰ）
の基板内にリフレクタが埋め込まれた、半導体レーザの
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図４】本発明に従って、リン化インジウム（ＩｎＰ）
の基板内にリフレクタが埋め込まれた、半導体レーザの
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図５】本発明に従って、リン化インジウム（ＩｎＰ）
の基板内にリフレクタが埋め込まれた、半導体レーザの
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図６】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の成
長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図７】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の成
長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図８】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の成
長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図９】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の成
長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図１０】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図１１】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【図１２】図１〜図５の半導体レーザの代替実施態様の
成長の進行を全体として例示した略断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体レーザ １１ 基板 １２ 第１のリフレクタ １３ 基板アセンブリ １４ 基板 １５ 電流局限領域 １６ エピタキシャル側方過成長層 ２０ アパーチャ ２２ 第２のリフレクタ ５０ 半導体レーザ ５１ 基板 ５２ 第１のリフレクタ ５３ 基板アセンブリ ５４ 基板 ５５ 電流局限領域 ５８ エピタキシャル側方過成長層 ６０ アパーチャ ６２ 第２のリフレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 シー・ユアン・ワング アメリカ合衆国カリフォルニア州94306, パロ・アルト

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、 前記基板とともに基板アセンブリを構成する第１のリフ
    レクタと、 前記基板アセンブリの上に配置された電流局限領域と、 前記電流局限領域の上のエピタキシャル側方過成長層
    と、 前記基板アセンブリの上に配置させられた第２のリフレ
    クタとを含んでなる半導体レーザ。
  2. 【請求項２】 前記電流局限領域によって、前記第１の
    リフレクタに近接したアパーチャが形成されることを特
    徴とする請求項１に記載のレーザ。
  3. 【請求項３】 前記電流局限領域に誘電体層が含まれる
    ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ。
  4. 【請求項４】 前記電流局限領域に、バンドギャップの
    大きい半導体材料に含まれることを特徴とする請求項１
    に記載のレーザ。
  5. 【請求項５】 前記基板に、リン化インジウムが含まれ
    ることを特徴とする請求項１に記載のレーザ。
  6. 【請求項６】 基板を形成するステップと、 前記基板に第１の反射率を備えた第１のリフレクタを形
    成するステップと、 前記基板内に前記第１のリフレクタを封じ込めることに
    よって、基板アセンブリを形成するステップと、 前記基板アセンブリの上に位置する電流局限領域を形成
    するステップと、 前記電流局限領域の上にエピタキシャル側方過成長層を
    成長させるステップと、 前記基板アセンブリの上に第２のリフレクタを形成する
    ステップとを含んでなる半導体レーザの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記電流局限領域によって、前記第１の
    リフレクタに近接したアパーチャが形成されることを特
    徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記電流局限領域に誘電体層が含まれる
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記電流局限領域に、バンドギャップの
    大きい半導体材料に含まれることを特徴とする請求項６
    に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記基板に、リン化インジウムが含ま
    れることを特徴とする請求項６に記載の方法。
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