JPH01264285A - 面発光型半導体レーザ - Google Patents

面発光型半導体レーザ

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JPH01264285A
JPH01264285A JP63091632A JP9163288A JPH01264285A JP H01264285 A JPH01264285 A JP H01264285A JP 63091632 A JP63091632 A JP 63091632A JP 9163288 A JP9163288 A JP 9163288A JP H01264285 A JPH01264285 A JP H01264285A
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JP
Japan
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semiconductor laser
type semiconductor
electrode
cladding layer
layer
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JP63091632A
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Koichi Imanaka
今仲　行一
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ｎ型半導体基板上に、半導体多層膜よりなる下部反射鏡
をもち、上部反射鏡をＴｉＰｔＡｕで形成し１両反射鏡
間の二重異種接合部を円柱状とし、そのまわりを絶縁物
で埋込んだことを特徴とする面発光半導体レーザ。非合
金化金属であるＴｉＰｔＡｕにオーミック金属１反対膜
およびエツチング・マスクの３つの機能をもたせた。
発明の背景 二の発明は結晶基板面に垂直方向に光が出射する面発光
型半導体レーザに関する。
従来の面発光型半導体レーザの例として。
’　Ｍｌｃｒｏｃａｖｉｔｙ　ＧａＡｌ　Ａｓ／ＧａＡ
ｓ　ｓｕｒｆａｅｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇｌ、ａｓｅｒ　
　ｗｉｔｈ　　Ｉｔｈ＝６ｍＡ’　　Ｋ、ｌＧＡ　　ｅ
ｔ　　ａｌ、　　ＥｌｅｅｔｒｏｎｌｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ　２３　ｐｐ、１３４−１３８　（１９８７）に記載
のものかある。この文献に記載の半導体レーザの構成が
、この発明と関連する限りにおいて第４図に示されてい
る。
この図において、２１はｎ側オーミック金属（ＡｕＧｅ
）、２２はｎ−ＧａＡｓ基板、２３はＳｉＯ／　Ｔ　Ｉ
　Ｏ２多層反射膜、２４はｎ−Ａ、ｊＧａＡｓクラッド
層、２５はＧａＡｓ活性層、２Ｇはｐ−Ａｉ）ＧａＡｓ
クラッド層、２７は２回目の成長による埋込み層、２８
は絶縁膜、２９は反射鏡を兼ねるｐ型オーミック電極（
Ａ　ｕ　Ｚ　ｎ　）である。
このような従来の面出射型半導体レーザは次のような問
題点をもっていた。
（１）２回の結晶成長を必要とする。
＜２）基板の裏面より光が出射するため光電子集積回路
（ＯＥＩＣ）に適さない。
（３）光の出射側に高反射率膜２３を設ける必要がある
。
（４）成長層側（非出射側）の電極２９としてＡｕＺｎ
を用い１反射鏡を兼ねさせている。この電極２９がクラ
ッド層２６と合金化して反射率が下がるのを避けるため
に、絶縁膜２８をまず形成し、この絶縁膜２８にリング
状に窓を開け。
クラッド層２６と接触させているため、工程が複雑で、
オーミック接触も悪く抵抗が高くなる。
発明の概要 この発明は上記の諸問題を解決するものである。
この発明による面発光型半導体レーザは、ｎ型半導体基
板上にあらかじめ半導体多層膜よりなる高反射率層を設
けて下部反射鏡とし、ｐ側オーミック電極を兼ねる上部
反射鏡をＴｉＰｔＡｕで形成し９両反射鏡間の二重異種
接合部を柱状（たとえば円柱状）とし、その周囲を絶縁
物で埋込んだことを特徴とする。
以上の構成により次の効果が得られる。
（１）結晶成長が１回で済む。
（２）基板の上部に表面出射するため光電子集積回路（
ＯＥＩＣ）に最適の構造である。
（３）　′ｊｉ板側高反射率膜を結晶成長段階でつくり
つけであるため、新たにＳｉＯ２／ＴｉＯ２等の多層膜
を形成する必要がない。
（４）ｐ側電極に非合金化オーミック金属であるＴｉＰ
ｔＡｕを用いたので、絶縁膜を用いてリング電極にする
ことなく、高反射率が低接触抵抗で得られる。すなわち
Ｔｉは半導体結晶とオーミック接触ししかも反応しない
。またＴｉとＡｕの間にあるｐｔがＴｉとＡｕの反応を
抑えるストッパとして働く。
実施例の説明 第１図および第２図はこの発明による面発光型半導体レ
ーザの概念を示すものである。
これらの図において、１はｎ側電極、２はｎ型半導体基
板、３はｎ型バッファ層（省略することも可能）、４は
半導体薄膜４Ａと４Ｂとを交互に複数組多層成長させて
構成した多層反射膜である。５はｎ型クラッド層、６は
活性層、７はｐ型クラッド層、８はＴｉ（チタン）Ｐｔ
（白金）Ａｕ（金）を順次数十〜数百オングストローム
ずつ堆積して形成した円形ｐ型オーミック電極兼上部反
射鏡である。Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕそれぞれの厚さは要求さ
れる反射率（たとえば９５％程度）により調整可能であ
る。９はたとえばＳ　ｌ　０２　。
ＳｉＮ、ポリイミド、ａ−５ｉ等の屈折率が活性層６よ
り小さい絶縁物である。ｌＯは組立を容易にするための
ボンディング・メタルである。
ここで半導体薄膜４Ａ、４Ｂ、クラッド層５゜活性層６
．クラッド層７のエネルギ舎ギャップ。
屈折率をそれぞれ（Ｅ　　　ｎ　　　）、（Ｅ　　、ｎ
　　）。
４Ａ’　　４Ａ　　　　４Ｂ　　　４Ｂ（Ｅ　　、ｎ　
　）、　　（Ｅ　　、ｎ　　）、　　（Ｅ　　、ｎ　　
）としたとき、ｎ　はｎ　　　ｎ　　、ｎ　　、ｎ　　
より８　　４Ａ’　　４Ｂ　　　５　　７ 大きく、　　Ｅ　　はＥ、ＥＥ、Ｅ　　より小さ６　　
４Ａ　　　４Ｂ’　　５　　７ く設定される。また、活性層６における発光波長λ（ｎ
ｌ）　−１２３９，８／　Ｅ　Ｂ（ｅＶ）に対して、半
導体薄膜４Ａ、４Ｂの厚さはそれぞれλ／４ｎ４Ａ。
λ／４ｎ４Ｂとされる。これらの半導体薄膜４Ａ。
４Ｂを数１０組積層することにより多層反射Ｈ４は、活
性層６から下方に向う光を９０％以上上部に反射させる
ように構成される。
以上の構成において、上部電極１０（または８）より注
入された正孔はクラッド層７を経由して活性層６に、下
部電極１より注入された電子は基板２、バッファ層３．
多層反射膜４．クラッド層５を経由して活性層６に導入
され、再結合発光する。その光は上部反射鏡８・と下部
反射鏡４の間で反射、増幅され、レーザ光は上部に出射
する。
ここで、クラッド層７．活性層６およびクラッド層５の
一部は円形電極８の直径とほぼ同一の円柱状であり、そ
の周囲に絶縁層９があることにより、電流はこの円柱部
のみに流れる。
以上のようにしてこの発明によると次の効果が得られる
。
（１）結晶成長が１回で済む。
（２）光が基板の上部に表面出射するため光電子集積回
路（ＯＥ　Ｉ　Ｃ’）に赦適の構造である。
（３）基板側高反射率膜を成長段階でつくりつけである
ため、従来例のようにＳ　１０２　／　Ｔ　ｉ０２等の
多層膜をつける必要がない。
（４）ｎ側電極に非合金化オーミック金属であるＴｉＰ
ｔＡｕを用いたので、従来例のように絶縁膜を用いてリ
ング電極にすることなく。
高反射率が低接触抵抗で得られる。Ｔｔはｎ型クラッド
層とオーミック接触しかつ反応しない。またＴｉとＡｕ
に挾まれたｐｔはＴｉとＡｕとが反応しないようにスト
ッパとして機能する。
上記の各層はバルク成長でもよいし、超格子または量子
井戸構造によって構成してもよい。
次に第３図を参照して２ＡでＧ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ　
ａＡ　ｓ系を例にとって、上記面発光型半導体レーザの
製造方法の一例について説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２上にｎ　−Ａ　Ｒｏ、４Ｇ　
ａ　　　Ａ　ｓバッファ層３を成長し、その−にに０．
６ ｒｌ−Ａ　Ｉ！Ｇ　ａ　　　Ａ　ｓ薄膜４Ａおよびｎ−
０，９０，１ Ａβ　　Ｇａ　　　Ａｓ薄膜４Ｂをそれぞれ結晶内０．
１　　０．９ 波長の１／４の厚さずつ、交互に２０組成長し。
多層反射膜４をつくる。さらにその上にｎ−Ａｊｌ！　
　Ｇａ　　　Ａｓクラッド層５．ｐ−Ｇａ０．４　　０
．６ Ａｓ活性層６．ｐ−Ａｊ！　　　Ｇａ　　　Ａｓクラッ
０．４　　０．８ ド層７を連続成長する。
その後、エツチングまたはりフトオフによってＴｉ　２
００人、Ｐｔ２００人、Ａｕ５００人をこの順序で形成
し１反射鏡を兼ねる円形ｎ側電極８を形成する。この円
形電極８はまた次の工程におけるエツチング・マスクと
なる。
このウェハをたとえばＢＣｆ３　（３塩化ホウ素）系の
反応性イオン・エツチング装置に導入し、電極８をマス
クとしてその周囲をクラッド層５に到達するまでエツチ
ングする事により１円形電極８とほぼ同一直径を有する
円柱に加工できる。この後、たとえばポリイミド等の絶
縁物質９で円柱形の二重異種接合部の周囲を埋込んだ後
。
ボンディング用メタルＩＯを形成する。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図はこの発明の実施例を示すもので、
第１図は斜視図、第２図は断面図であり、第３図は製造
工程を説明するための第２図と同じ断面図である。 第４図は従来例を示す断面図である。 １・・・ｎ側電極、　　　　　２・・・ｎ型半導体基板
。 ３・・・ｎ型バッファ層、　　４・・・多層反射膜。 ５・・・ｎ型クラッド層、　　６・・・活性層（発光層
）。 ７・・・ｎ型クラッド層。 ８・−Ｔｉ（チタン）Ｐｔ（白金）Ａｕ（金）反射鏡兼
ｎ側電極 ９・・・絶縁物、 ＩＯ・・・ボンディングメタル。 以　　上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ｎ型半導体基板上に半導体多層膜よりなる下部反射鏡を
    形成し、上部反射鏡をＴｉＰｔＡｕで形成し、両反射鏡
    間の二重異種接合部を柱状とし、その周囲を絶縁物で埋
    込んだことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
JP63091632A 1988-04-15 1988-04-15 面発光型半導体レーザ Pending JPH01264285A (ja)

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