JPH01319983A - 面発光型半導対レーザ素子 - Google Patents
面発光型半導対レーザ素子Info
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- JPH01319983A JPH01319983A JP15215888A JP15215888A JPH01319983A JP H01319983 A JPH01319983 A JP H01319983A JP 15215888 A JP15215888 A JP 15215888A JP 15215888 A JP15215888 A JP 15215888A JP H01319983 A JPH01319983 A JP H01319983A
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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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
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- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2222—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は面発光型半導体レーザ素子に関するものである
。
。
［従来の技術］
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ系半導体
材料で構成された面発光型半導体レーザ素子として、第
５図に示す構造のものが、ＩＥＥＥ Ｊｕｒｎａｌ ｏ
ｆ ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの第ＱＥ−
２３巻６号（１９８７年）に報告されている。
材料で構成された面発光型半導体レーザ素子として、第
５図に示す構造のものが、ＩＥＥＥ Ｊｕｒｎａｌ ｏ
ｆ ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの第ＱＥ−
２３巻６号（１９８７年）に報告されている。
この半導体レーザ素子は、−主面から他主面側に連通ず
る２００μｍφ程度の連通孔＋１３が設けられたｎ型Ｇ
ａＡｓ半導体からなる基板１０１下部に、ｐ型ＧａＡｓ
半導体からなる活性Ｈ（１０２）を、ｎ型Ｇａｏ、ｙ
ＡＩＧ、３ Ａｓ半導体からなる第１クラッド層１０３
とｐ型Ｇａｏ、ｙ Ａ１０．３ Ａｓ半導体からなる第
２クラッド層１０４とで挟装して設けた構造を有する。
る２００μｍφ程度の連通孔＋１３が設けられたｎ型Ｇ
ａＡｓ半導体からなる基板１０１下部に、ｐ型ＧａＡｓ
半導体からなる活性Ｈ（１０２）を、ｎ型Ｇａｏ、ｙ
ＡＩＧ、３ Ａｓ半導体からなる第１クラッド層１０３
とｐ型Ｇａｏ、ｙ Ａ１０．３ Ａｓ半導体からなる第
２クラッド層１０４とで挟装して設けた構造を有する。
活性層（１０２）はｐ型Ｇ ａ ｏ、ａ Ａ １ （１
，４Ａ Ｓ半導体からなる電流閉じ込め層１０５中に埋
め込まれており、レーザ光を発生する活性領域＋０２を
形成する。この活性領域＋０２は、およそ直径６μｍφ
、厚さ２．５μｍである。第２クラッド層１０４とｐ型
Ｇａｏ、ｉ Ａ ｌｏ、＋ Ａｓ半導体からなるキャッ
プＩ’＃ １０６は、ｎ型Ｇａｏ、ａ ＡＩｏ、４ Ａ
ｓ半導体からなる電流閉じ込め層＋０７で囲まれ、該電
流閉じ込め層１０７とＳｉＯ□からなる絶縁層１０９と
の間は、ｐ型Ｇａｏ、ｅ Ａ １ ｏ、４Ａｓ半導体か
らなるｆｆ ＋０８で隔てられている。
，４Ａ Ｓ半導体からなる電流閉じ込め層１０５中に埋
め込まれており、レーザ光を発生する活性領域＋０２を
形成する。この活性領域＋０２は、およそ直径６μｍφ
、厚さ２．５μｍである。第２クラッド層１０４とｐ型
Ｇａｏ、ｉ Ａ ｌｏ、＋ Ａｓ半導体からなるキャッ
プＩ’＃ １０６は、ｎ型Ｇａｏ、ａ ＡＩｏ、４ Ａ
ｓ半導体からなる電流閉じ込め層＋０７で囲まれ、該電
流閉じ込め層１０７とＳｉＯ□からなる絶縁層１０９と
の間は、ｐ型Ｇａｏ、ｅ Ａ １ ｏ、４Ａｓ半導体か
らなるｆｆ ＋０８で隔てられている。
下部ｐ型側電極兼反射膜である金−亜鉛（Ａｕ／’ Ｚ
ｎ ）膜１１０は、高反射率（９７％程度）を保ち、
かつ電流の注入のために、キャップ層１０６下部の絶縁
膜１０９の一部の絶縁膜がリング状に除去された部分１
０１ａでキャップ層１０６と接続している。
ｎ ）膜１１０は、高反射率（９７％程度）を保ち、
かつ電流の注入のために、キャップ層１０６下部の絶縁
膜１０９の一部の絶縁膜がリング状に除去された部分１
０１ａでキャップ層１０６と接続している。
また、基板１０１表面上に形成される電極Ｉｌｌは、金
−ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）からなり基板１０１と
オーミック接合をとっている。さらに連通孔１１３底部
に形成されている反射鏡は、５ｉ０２ と丁１０２から
なる誘電体多層膜ブラッグ反射鏡１１２でその反射率は
９５％程度であり、膜１１０の連通孔下方に位置する部
分と一対の共振面を形成する。
−ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）からなり基板１０１と
オーミック接合をとっている。さらに連通孔１１３底部
に形成されている反射鏡は、５ｉ０２ と丁１０２から
なる誘電体多層膜ブラッグ反射鏡１１２でその反射率は
９５％程度であり、膜１１０の連通孔下方に位置する部
分と一対の共振面を形成する。
この半導体レーザ素子では、上下電極間に順方向バイア
ス電圧を印加すると、連通孔１１３直下の活性層内で発
振が生じ、基板に垂直な方向（すなわち１対の電極の配
列方向で図における上方）ヘレーザ光が出射される。
ス電圧を印加すると、連通孔１１３直下の活性層内で発
振が生じ、基板に垂直な方向（すなわち１対の電極の配
列方向で図における上方）ヘレーザ光が出射される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来例では活性領域１０２の埋め込
み形成を、予め結晶成長形成した活性層をエツチングし
て円柱状（＋０２ ）に加工した後、電流閉じ込め層＋
０５の結晶成長を行ない、更に第２クラッド層１０４等
の形成が行なわれる。
み形成を、予め結晶成長形成した活性層をエツチングし
て円柱状（＋０２ ）に加工した後、電流閉じ込め層＋
０５の結晶成長を行ない、更に第２クラッド層１０４等
の形成が行なわれる。
ところが、このような工程によって形成される構造にお
いては、なお以下のような問題が生じる場合があった。
いては、なお以下のような問題が生じる場合があった。
（１）活性領域１０２の円柱形状をエツチングにより形
成後、該円柱形状壁面が一度空気中に露出されるために
該壁面に酸化膜が形成される。そこで、その後の結晶成
長工程を行なう前に、形成された酸化膜をメルトバック
により壁面から除去する必要がある。ところが、この際
多数の円柱形状活性領域を同時形成する大面積ウニ八基
板を処理する場合には、その全面にわたって均一にメル
トバックを行うことが技術的に困難で、各円柱形状活性
領域の径にバラツキが生じ、均一に面発光レーザを製作
することが困難となる。
成後、該円柱形状壁面が一度空気中に露出されるために
該壁面に酸化膜が形成される。そこで、その後の結晶成
長工程を行なう前に、形成された酸化膜をメルトバック
により壁面から除去する必要がある。ところが、この際
多数の円柱形状活性領域を同時形成する大面積ウニ八基
板を処理する場合には、その全面にわたって均一にメル
トバックを行うことが技術的に困難で、各円柱形状活性
領域の径にバラツキが生じ、均一に面発光レーザを製作
することが困難となる。
（２）上記の操作で、メルトバックが充分に行われない
場合、活性領域壁面に酸化膜が残り、その部分での非発
光再結合が増加し面発光型レーザ素子のしきい値電流が
上昇し、そのレーザ素子としての性能が低下する。
場合、活性領域壁面に酸化膜が残り、その部分での非発
光再結合が増加し面発光型レーザ素子のしきい値電流が
上昇し、そのレーザ素子としての性能が低下する。
（３）活性領域（円柱状形状部）の埋め込み構造の形成
後の外表面が平坦にならず、その上にリング電極構造等
の他の構造を形成することが技術的に困難となる場合が
ある。
後の外表面が平坦にならず、その上にリング電極構造等
の他の構造を形成することが技術的に困難となる場合が
ある。
本発明の目的は、上述したような活性領域の構造に起因
する工程上の欠点を解消できる新たな構造の面発光型半
導体レーザ素子を提供することにある。
する工程上の欠点を解消できる新たな構造の面発光型半
導体レーザ素子を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の面発光型レーザ素子は、活性層を該活性層の所
定の領域でのレーザ発振を可能とする一対の電流狭窄層
で挟装した構造を有する。
定の領域でのレーザ発振を可能とする一対の電流狭窄層
で挟装した構造を有する。
該構造は、第１の電流狭窄層上に活性層、第２の電流狭
窄層をこの順に積層して形成できる。
窄層をこの順に積層して形成できる。
従って、従来の素子のように活性層のエツチング加工の
必要がなく、活性層のエツチング加工に由来する先に述
べたような種々の問題が生じることがない。
必要がなく、活性層のエツチング加工に由来する先に述
べたような種々の問題が生じることがない。
また、これらの層は、平坦な一体層として形成され、こ
れらの層の積層後の外表面は良好な平坦性を有し、該外
表面上への、例えばキャップ層や、絶縁膜あるいは電極
等の各種構造の形成が容易となる。
れらの層の積層後の外表面は良好な平坦性を有し、該外
表面上への、例えばキャップ層や、絶縁膜あるいは電極
等の各種構造の形成が容易となる。
本発明のレーザ素子の有する電流狭窄層５、ｌＯは、第
１図に示すように、レーザ発振層６を上下方向（レーザ
光出射方向）に挟装し、上下一対の対向する電流通路５
ａ、１０ａを構成する。
１図に示すように、レーザ発振層６を上下方向（レーザ
光出射方向）に挟装し、上下一対の対向する電流通路５
ａ、１０ａを構成する。
該電流通路５ａ、 ＩＯａは、半導体層中に異なる導電
型領域を設けることによって形成できる。
型領域を設けることによって形成できる。
例えば、電流狭窄層５に電子を通過させる機能が要求さ
れる場合には、電流通路５ａの導電型をｎ型に、その他
の部分の導電型をｐ型に形成して、ｎ型領域のみに電子
を通過させ、電流通路５ａに対応した活性Ｎ８の領域に
部位選択的に電子を注入できる。
れる場合には、電流通路５ａの導電型をｎ型に、その他
の部分の導電型をｐ型に形成して、ｎ型領域のみに電子
を通過させ、電流通路５ａに対応した活性Ｎ８の領域に
部位選択的に電子を注入できる。
また、電流狭窄層１０に正孔の注入機能が要求される場
合には、電流通路１０ａの導電型をｐ型に、その他の部
分の導電型をｎ型に形成すれば、ｐ型頭域のみを正孔が
通過するので、電流通路１０ａに対応した活性層領域に
部位選択的に正孔を注入できる。
合には、電流通路１０ａの導電型をｐ型に、その他の部
分の導電型をｎ型に形成すれば、ｐ型頭域のみを正孔が
通過するので、電流通路１０ａに対応した活性層領域に
部位選択的に正孔を注入できる。
導電型の異なる電流通路を形成する方法としては、後述
の各実施例に用いられている方法などの種々の方法が利
用できる。
の各実施例に用いられている方法などの種々の方法が利
用できる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を示す。
実施例１
第２図は、本発明の一実施例の連通孔（レーザ出射孔）
を縦断する断面が表わされた斜視図である。
を縦断する断面が表わされた斜視図である。
このレーザ素子は、その−上面から他主面へ連通する連
通孔２を有するｎ型ＧａＡｓ半導体からなる基板１の下
部に、活性層８を含むレーザ発振Ｍ６と、該レーザ発振
層６におけるレーザ発振領域を特定するための一対の電
流狭窄層５、ｌＯを有する。
通孔２を有するｎ型ＧａＡｓ半導体からなる基板１の下
部に、活性層８を含むレーザ発振Ｍ６と、該レーザ発振
層６におけるレーザ発振領域を特定するための一対の電
流狭窄層５、ｌＯを有する。
また、レーザ共振器（共振面）は、連通孔２底部の反射
鏡面１５と該反射鏡面と対向する位置の電極兼反射鏡面
１３とから構成されている。
鏡面１５と該反射鏡面と対向する位置の電極兼反射鏡面
１３とから構成されている。
この電極兼反射鏡面には、例えば厚さ５０ｎｍ程度の金
の蒸着膜や、ＳｉＯ□とＴｉ１ｔからなる誘電体多層膜
ブラッグ反射鏡を用いることができ、その反射率は９５
〜９７％程度とされる。
の蒸着膜や、ＳｉＯ□とＴｉ１ｔからなる誘電体多層膜
ブラッグ反射鏡を用いることができ、その反射率は９５
〜９７％程度とされる。
なお、反射鏡面１３の反射率もまた同程度に設定される
。
。
レーザ発振Ｎ６にバイアス電圧を順方向に印加するため
の電極１３．１４は、ｐ型Ｇａａ、ｅ Ａ ｌ ｏ、＋
Ａｓ半導体からなるキャップ層１１下面及び基板ｌ上面
にそれぞれ設けられており、更に例えばＳ ｉ ０２か
らなる円形の絶縁膜１２が、電流狭窄層ＩＯの電流通路
部分（Ｂ２）直下に設けられている。
の電極１３．１４は、ｐ型Ｇａａ、ｅ Ａ ｌ ｏ、＋
Ａｓ半導体からなるキャップ層１１下面及び基板ｌ上面
にそれぞれ設けられており、更に例えばＳ ｉ ０２か
らなる円形の絶縁膜１２が、電流狭窄層ＩＯの電流通路
部分（Ｂ２）直下に設けられている。
電極１３は、例えばクロムと金の合金等から形成され、
また、電極１４は、例えば、金とゲルマニウムの合金か
ら形成されている。
また、電極１４は、例えば、金とゲルマニウムの合金か
ら形成されている。
また、基板下面には、連通孔形成時にエツチングの電流
狭窄層５側への侵入を阻止するためのｎ型Ａ ｌｏ、Ｇ
ａａ、、Ａｓ半導体からなるエツチング停止Ｎ４が設け
られている。
狭窄層５側への侵入を阻止するためのｎ型Ａ ｌｏ、Ｇ
ａａ、、Ａｓ半導体からなるエツチング停止Ｎ４が設け
られている。
発振層６はｎ型Ｇ ａｏ、７Ａ ’ｉ ｏ、３ Ａ ｓ
半導体からなる第１クラッド層７とｐ型Ｇａｏ、ｙＡｌ
。、−Ａｓ半導体からなる第２クラッド層９とでｐ型Ｇ
ａＡｓ半導体からなる活性Ｎ６を挟装した構造を有する
。
半導体からなる第１クラッド層７とｐ型Ｇａｏ、ｙＡｌ
。、−Ａｓ半導体からなる第２クラッド層９とでｐ型Ｇ
ａＡｓ半導体からなる活性Ｎ６を挟装した構造を有する
。
電流狭窄層５の（第１多重量子井戸層）は、例えば、Ｓ
ｉドープの好適な厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚
さのｎ型Ａ１ｏ、＋ Ｇａｏ、＊ Ａｓ半導体との交互
層からなる多重量子井戸層の所定領域（円柱状部分）Ａ
Ｉ以外の領域に、Ｂｅイオン等のｐ型半導体の形成に利
用できるイオンを例えば集束イオンビーム装置等により
打ち込み、更に該層全体を加熱することにより、所定領
域Ａ１を無秩序化して、電流が通る（電子が伝達される
）ｎ型ＡｌＧａＡｓ半導体領域とし、所定領域Ａ１以外
の部分を電流を阻止するｐ型の多重量子井戸領域とする
ことにより得ることができる。
ｉドープの好適な厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚
さのｎ型Ａ１ｏ、＋ Ｇａｏ、＊ Ａｓ半導体との交互
層からなる多重量子井戸層の所定領域（円柱状部分）Ａ
Ｉ以外の領域に、Ｂｅイオン等のｐ型半導体の形成に利
用できるイオンを例えば集束イオンビーム装置等により
打ち込み、更に該層全体を加熱することにより、所定領
域Ａ１を無秩序化して、電流が通る（電子が伝達される
）ｎ型ＡｌＧａＡｓ半導体領域とし、所定領域Ａ１以外
の部分を電流を阻止するｐ型の多重量子井戸領域とする
ことにより得ることができる。
電流狭窄Ｈ１０（第２多重量子井戸店）は、例えばＳｉ
ドープの好適な厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚さ
のｎ型Ａ１゜、１ Ｇａｏ、＊ Ａｓ半導体の交互層か
らなるからなる多重量子井戸層の所定領域（円柱状部分
）Ｂ１に、Ｂｅイオン等のρ型半導体の形成に利用でき
るイオンを例えば集束イオンビーム装置等により打ち込
み、更に該層全体を加熱することにより、所定領域Ｂ１
を無秩序化して、電流が通る（正孔が伝達される）ｐ型
半導体領域とし、所定領域Ｂ１以外の部分Ｂ２を電流を
阻止するｎ型の多重量子井戸領域とすることにより得る
ことができる。
ドープの好適な厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚さ
のｎ型Ａ１゜、１ Ｇａｏ、＊ Ａｓ半導体の交互層か
らなるからなる多重量子井戸層の所定領域（円柱状部分
）Ｂ１に、Ｂｅイオン等のρ型半導体の形成に利用でき
るイオンを例えば集束イオンビーム装置等により打ち込
み、更に該層全体を加熱することにより、所定領域Ｂ１
を無秩序化して、電流が通る（正孔が伝達される）ｐ型
半導体領域とし、所定領域Ｂ１以外の部分Ｂ２を電流を
阻止するｎ型の多重量子井戸領域とすることにより得る
ことができる。
この構成の面発光型半導体レーザ素子は、例えば、基板
上（製造時には図における基板下方部分が基板上に形成
される）に各層を常法に従って結晶成長を含む方法によ
り形成する際に、電流狭窄層５．１０の形成のための多
重量子井戸層の結晶成長完了後、前述の方法でイオン打
ち込みを行ない、更にキャップＭ１１を成長結晶後、例
えば８５０℃のヒ素雰囲気中での積層体の熱処理を行い
、層５、ｌＯの所定部分を無秩序化する方法等が利用で
きる。
上（製造時には図における基板下方部分が基板上に形成
される）に各層を常法に従って結晶成長を含む方法によ
り形成する際に、電流狭窄層５．１０の形成のための多
重量子井戸層の結晶成長完了後、前述の方法でイオン打
ち込みを行ない、更にキャップＭ１１を成長結晶後、例
えば８５０℃のヒ素雰囲気中での積層体の熱処理を行い
、層５、ｌＯの所定部分を無秩序化する方法等が利用で
きる。
該面発光型半導体レーザ素子では、電極１３．１４間に
順方向バイアス電圧を印加すると、電極１４から基板１
、ｎ型Ａｌｏ、ｓ Ｇａｏ、ｙ Ａｓ半導体エツチング
停止Ｊｉｔ４、電流狭窄層５内の電流通路ＡＩを経て、
第１クラッド層７から活性層８へ通じる経路で電子が活
性層８へ注入され、活性層８中の正孔と発光再結合する
。
順方向バイアス電圧を印加すると、電極１４から基板１
、ｎ型Ａｌｏ、ｓ Ｇａｏ、ｙ Ａｓ半導体エツチング
停止Ｊｉｔ４、電流狭窄層５内の電流通路ＡＩを経て、
第１クラッド層７から活性層８へ通じる経路で電子が活
性層８へ注入され、活性層８中の正孔と発光再結合する
。
一方、正孔は電極１３からキャップ層１１、電流狭窄層
１０中の電流通路Ｂ２、第２クラッド層９を通る経路に
より活性層８へ注入される。この電子・正孔の活性層８
への注入によって生ずる利得が、レーザ共振器中の損失
を上回ることにより、レーザ発振が生じ、連通孔２底部
の反射鏡表面よりレーザ光が出力されることになる。
１０中の電流通路Ｂ２、第２クラッド層９を通る経路に
より活性層８へ注入される。この電子・正孔の活性層８
への注入によって生ずる利得が、レーザ共振器中の損失
を上回ることにより、レーザ発振が生じ、連通孔２底部
の反射鏡表面よりレーザ光が出力されることになる。
なお、活性層を挟装する電流狭窄層５、ｌＯのそれぞれ
は、上述に例に限定されず、その２以上が設けられてい
ても良い。
は、上述に例に限定されず、その２以上が設けられてい
ても良い。
実施例２
第３図は、本発明の他の実施例の連通孔（レーザ出射孔
）を縦断する断面が表された斜視図である。
）を縦断する断面が表された斜視図である。
このレーザ素子は、発振層６中に、ｐ型ドーパントの拡
散分布により電流狭窄部を形成した構成を有する。
散分布により電流狭窄部を形成した構成を有する。
すなわち、発振層６が、その−主面から他主面へ連通ず
る連通孔２を有するｎ型ＧａＡｓ半導体からなる基板１
下部に、ｎ型Ａ１ｏ、５Ｇａｏ６．−Ａｓからなる第１
クラツド暦７とｎ型Ａ１ｏ、５−Ｇａｏ、ｙＡｓ半導体
からなる第２クラッド層９とでｎ型ＧａＡｓ半導体から
なる活性層８を挟装した構造で設けられている。
る連通孔２を有するｎ型ＧａＡｓ半導体からなる基板１
下部に、ｎ型Ａ１ｏ、５Ｇａｏ６．−Ａｓからなる第１
クラツド暦７とｎ型Ａ１ｏ、５−Ｇａｏ、ｙＡｓ半導体
からなる第２クラッド層９とでｎ型ＧａＡｓ半導体から
なる活性層８を挟装した構造で設けられている。
また、該発振層の形成の際に、第１クラツド屡７の連通
孔２直下の円柱状部分Ｃ０以外に常法に従って選択的に
活性層８が設けられる側から、例えば亜鉛等のｐ型ドー
パントを拡散し、電流の流れ（電子の伝達）を阻止する
ｐ型半導体領域Ｃ４を形成し、更に、第２クラッド層９
の連通孔２直下で、第１クラッド層７中のｐ型ドーパン
トが拡散していない円柱部分Ｃ７直下に、例えば亜鉛等
のｐ型ドーパントが常法に従って選択的に拡散された電
流の経路（正孔の伝達経路）となるｐ型半導体領域Ｃ１
を形成するこにより電流狭窄層が設けられている。
孔２直下の円柱状部分Ｃ０以外に常法に従って選択的に
活性層８が設けられる側から、例えば亜鉛等のｐ型ドー
パントを拡散し、電流の流れ（電子の伝達）を阻止する
ｐ型半導体領域Ｃ４を形成し、更に、第２クラッド層９
の連通孔２直下で、第１クラッド層７中のｐ型ドーパン
トが拡散していない円柱部分Ｃ７直下に、例えば亜鉛等
のｐ型ドーパントが常法に従って選択的に拡散された電
流の経路（正孔の伝達経路）となるｐ型半導体領域Ｃ１
を形成するこにより電流狭窄層が設けられている。
キャップ層１１、絶縁膜１２、反射鏡兼電極１３、電極
１４及び反射鏡は実施例１と同様に構成されている。
１４及び反射鏡は実施例１と同様に構成されている。
従って、この面発光型半導体レーザ素子においては、レ
ーザ共振器が反射鏡１５と反射鏡兼電極１３の絶縁膜１
２直下領域によって構成され、また、利得領域は、連通
孔２底部直下で、絶縁膜直上に相当する部分Ｃ８となる
。
ーザ共振器が反射鏡１５と反射鏡兼電極１３の絶縁膜１
２直下領域によって構成され、また、利得領域は、連通
孔２底部直下で、絶縁膜直上に相当する部分Ｃ８となる
。
この面発光型半導体レーザは、常法により第１クラッド
層７を結晶成長後、結晶成長を停止し、選択的にｐ型ド
ーパントを拡散し、その後再び結晶成長を行ない、更に
第２クラッド層９への拡散も同様の操作を行なう工程を
含む方法などによって得ることができる。
層７を結晶成長後、結晶成長を停止し、選択的にｐ型ド
ーパントを拡散し、その後再び結晶成長を行ない、更に
第２クラッド層９への拡散も同様の操作を行なう工程を
含む方法などによって得ることができる。
この面発光型半導体レーザ素子では、電極１３．１４間
に順方向バイアス電圧を印加すると、電子が電極１４か
ら基板１、第１クラッド層中のｐ型ドーパントが拡散さ
れていない部分Ｃ３を通り、活性領域Ｃ２へ注入され、
また、正孔が電極１３からキャップＦＦＩＩを通り、そ
して第２クラッド層９中の電流経路部分Ｃ３から活性領
域Ｃ２へ注入される。その結果、活性領域で発光再結合
誘導放出が起こり、レーザ共振器を構成する鏡で正帰還
を生じ、レーザ発振が起こる。その結果レーザ発振光が
、連通孔２底部から基板１と垂直な方向に出力する。
に順方向バイアス電圧を印加すると、電子が電極１４か
ら基板１、第１クラッド層中のｐ型ドーパントが拡散さ
れていない部分Ｃ３を通り、活性領域Ｃ２へ注入され、
また、正孔が電極１３からキャップＦＦＩＩを通り、そ
して第２クラッド層９中の電流経路部分Ｃ３から活性領
域Ｃ２へ注入される。その結果、活性領域で発光再結合
誘導放出が起こり、レーザ共振器を構成する鏡で正帰還
を生じ、レーザ発振が起こる。その結果レーザ発振光が
、連通孔２底部から基板１と垂直な方向に出力する。
また、本実施例においても、活性層を挟装する電流狭窄
層（クラッド暦７．９）のそれぞれが個々に２以上設け
られていても良い。
層（クラッド暦７．９）のそれぞれが個々に２以上設け
られていても良い。
実施例３
第４図は、本発明の他の実施例の連通孔（レーザ出射孔
）を縦断する断面が表された斜視図である。
）を縦断する断面が表された斜視図である。
このレーザ素子は、その−主面から他主面へ連通する連
通孔２を有するｎ型ＧａＡｓからなる基板１下部に、ｎ
型半導体層へのイオンの打ち込みと熱処理により、Ｐ型
半導体領域を形成した電流狭窄Ｈ５、ｌＯでｐ型ＧａＡ
ｓ半導体活性Ｎ８を挟装した構造を有する。
通孔２を有するｎ型ＧａＡｓからなる基板１下部に、ｎ
型半導体層へのイオンの打ち込みと熱処理により、Ｐ型
半導体領域を形成した電流狭窄Ｈ５、ｌＯでｐ型ＧａＡ
ｓ半導体活性Ｎ８を挟装した構造を有する。
なお、基板１下部にはｎ型Ａ ｌ ｏ、ｓ Ｇａｏ、７
−Ａｓ半導体からなるエツチング停止層４が、また電流
狭窄層１０下部には、ｐ型Ａ１゜、９ ＧａｏローＡｓ
半導体からなるキャップＩｔｆｌｌが設けられている。
−Ａｓ半導体からなるエツチング停止層４が、また電流
狭窄層１０下部には、ｐ型Ａ１゜、９ ＧａｏローＡｓ
半導体からなるキャップＩｔｆｌｌが設けられている。
バイアス電圧を印加するための電極としては、基板１上
にクロムと金の合金からなる電極１３、キャップ層１１
下部に金とゲルマニウム合金からなる電極１４が設けら
れている。
にクロムと金の合金からなる電極１３、キャップ層１１
下部に金とゲルマニウム合金からなる電極１４が設けら
れている。
電流狭窄層５としては、Ｓｉドープのｎ型ＡｌＡｓ半導
体とｎ型Ａ １ｏ、＋ Ｇａａ、＊ Ａｓ半導体からな
る多重量子井戸層に下記のイオンビーム照射処理及び加
熱処理を行なって電流狭窄層としたものが用いられてお
り、また電流狭窄層１０としては、Ｓｉドープの好適な
厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚さのｎ型Ａ１゜、
＋ Ｇａｏ、ｅ Ａｓ半導体の交互層からなる多重膜ブ
ラッグ反射鏡層に下記のイオンビーム照射処理及び加熱
処理を行なって電流狭窄層としたものが用いられており
、該電流狭窄層１０はブラッグ反射鏡として９７％程度
の反射率を有する。
体とｎ型Ａ １ｏ、＋ Ｇａａ、＊ Ａｓ半導体からな
る多重量子井戸層に下記のイオンビーム照射処理及び加
熱処理を行なって電流狭窄層としたものが用いられてお
り、また電流狭窄層１０としては、Ｓｉドープの好適な
厚さのｎ型ＡｌＡｓ半導体と好適な厚さのｎ型Ａ１゜、
＋ Ｇａｏ、ｅ Ａｓ半導体の交互層からなる多重膜ブ
ラッグ反射鏡層に下記のイオンビーム照射処理及び加熱
処理を行なって電流狭窄層としたものが用いられており
、該電流狭窄層１０はブラッグ反射鏡として９７％程度
の反射率を有する。
この素子における活性領域は、一対の電流狭窄層５．１
０の電流の通る部分Ｄ＋、Ｄ４間に位置する連通孔２底
部直下の活性ＪＷＳ中の円柱状領域り、である。
０の電流の通る部分Ｄ＋、Ｄ４間に位置する連通孔２底
部直下の活性ＪＷＳ中の円柱状領域り、である。
電流狭窄層５の活性領域Ｄ２直上部に相当する円柱部Ｄ
＋以外の部分り、は、Ｓｉドープの好適な厚さのｎ型Ａ
ｌＡｓ半導体と好適な厚さのｎ型Ａｌｏ、＋ Ｇａｏ、
ｅ Ａｓ半導体の交互層からなる多重量子井戸層にＢｅ
イオン等のｐ型半導体の形成に用い得るイオンの打ち込
みと加熱処理を行なってｐ型の電流阻止領域としたもの
であり、該領域により電流狭窄が行なわれる。
＋以外の部分り、は、Ｓｉドープの好適な厚さのｎ型Ａ
ｌＡｓ半導体と好適な厚さのｎ型Ａｌｏ、＋ Ｇａｏ、
ｅ Ａｓ半導体の交互層からなる多重量子井戸層にＢｅ
イオン等のｐ型半導体の形成に用い得るイオンの打ち込
みと加熱処理を行なってｐ型の電流阻止領域としたもの
であり、該領域により電流狭窄が行なわれる。
一方、活性領域り、直上部Ｄ１は、加熱処理により無秩
序化され、ｎ型Ａ １０．４ Ｇａａ、ａ Ａｓ半導体
からなる電流通路領域となる。
序化され、ｎ型Ａ １０．４ Ｇａａ、ａ Ａｓ半導体
からなる電流通路領域となる。
さらに、活性領域り、直下の電流狭窄層ｌＯ中の円柱部
Ｄ４は、Ｓｉドープのｎ型ＡｌＡｓ半導体とｎ型Ａ １
ｏ、＋ Ｇａｏ、ｏ Ａｓ半導体からなる多層膜ブラ
ッグ反射鏡にＢｅイオン等のｐ型半導体の形成に用い得
るイオンの打ち込みと加熱処理を行なってｐ型半導体領
域として形成したものであり、電流通路領域となってい
る。
Ｄ４は、Ｓｉドープのｎ型ＡｌＡｓ半導体とｎ型Ａ １
ｏ、＋ Ｇａｏ、ｏ Ａｓ半導体からなる多層膜ブラ
ッグ反射鏡にＢｅイオン等のｐ型半導体の形成に用い得
るイオンの打ち込みと加熱処理を行なってｐ型半導体領
域として形成したものであり、電流通路領域となってい
る。
また、電流狭窄層ｌＯの電流通路領域Ｄ４以外の部分は
、上記半導体多層膜ブラッグ反射鏡の熱処理により無秩
序化しｎ型Ａ １０．４ Ｇ ａｏ、ｓ Ａ ｓ半導体
からなる電流阻止領域Ｄ２となる。
、上記半導体多層膜ブラッグ反射鏡の熱処理により無秩
序化しｎ型Ａ １０．４ Ｇ ａｏ、ｓ Ａ ｓ半導体
からなる電流阻止領域Ｄ２となる。
この面発光型半導体レーザは、基板１上への各層の常法
に従った形成時に、電流狭窄ｒｆｊ５形成用の多重量子
井戸層を結晶成長後、−旦結晶成長を停止し、部位選択
的なイオンの打ち込みを行い、再び他の屡の結晶成長を
行い、更（こ、電流狭窄層兼反射膜ＩＯ形成用の半導体
多層膜ブラッグ反射鏡へのイオン打ち込みも同様の操作
で行った後、キャップ層１１の結晶成長終了後、例えば
８５０’Ｃのヒ素雰囲気中での加熱処理を行うことによ
り、多重量子井戸層（５）および半導体多層膜ブラッグ
反射鏡（１０）の所定部分の無秩序化を行って電流通路
を形成して電流狭窄層とすることにより得ることができ
る。
に従った形成時に、電流狭窄ｒｆｊ５形成用の多重量子
井戸層を結晶成長後、−旦結晶成長を停止し、部位選択
的なイオンの打ち込みを行い、再び他の屡の結晶成長を
行い、更（こ、電流狭窄層兼反射膜ＩＯ形成用の半導体
多層膜ブラッグ反射鏡へのイオン打ち込みも同様の操作
で行った後、キャップ層１１の結晶成長終了後、例えば
８５０’Ｃのヒ素雰囲気中での加熱処理を行うことによ
り、多重量子井戸層（５）および半導体多層膜ブラッグ
反射鏡（１０）の所定部分の無秩序化を行って電流通路
を形成して電流狭窄層とすることにより得ることができ
る。
この構成の面発光型半導体レーザでは、そのレーザ共振
器（共振面）を構成する反射鏡が、電流狭窄Ｎ（ブラッ
グ反射鏡）ｌＯ中の電流通路領域Ｄ４と連通孔２底部の
反射鏡により構成される。
器（共振面）を構成する反射鏡が、電流狭窄Ｎ（ブラッ
グ反射鏡）ｌＯ中の電流通路領域Ｄ４と連通孔２底部の
反射鏡により構成される。
この素子においては、電極１３．１４間に順方向にバイ
アス電圧を印加すると、電子が電極１４から基板１、エ
ツチング停止層４、電流狭窄Ｎ５中の電流通路領域Ｄ１
を通して活性領域Ｄｓに注入され、正孔が電極１３から
キャップ層１１、電流狭窄層（ブラッグ反射鏡） １０
中の電流通路領域Ｄ４を通して、活性領域り、に注入さ
れ、この電子・正孔の活性領域Ｄ＠への注入により、活
性領域り、が利得領域となり、レーザ共振器を構成する
反射鏡により正帰還を生じさせ、レーザ発振を起こす。
アス電圧を印加すると、電子が電極１４から基板１、エ
ツチング停止層４、電流狭窄Ｎ５中の電流通路領域Ｄ１
を通して活性領域Ｄｓに注入され、正孔が電極１３から
キャップ層１１、電流狭窄層（ブラッグ反射鏡） １０
中の電流通路領域Ｄ４を通して、活性領域り、に注入さ
れ、この電子・正孔の活性領域Ｄ＠への注入により、活
性領域り、が利得領域となり、レーザ共振器を構成する
反射鏡により正帰還を生じさせ、レーザ発振を起こす。
レーザ発振光は、連通孔２底部の反射鏡より、基板１に
垂直な方向に出力される。
垂直な方向に出力される。
なお、本実施例では活性層を挟装する電流狭窄層５．１
０がそれぞれ１つずつ設けられているが、これらはそれ
ぞれ個々に２以上設けられていても良い。
０がそれぞれ１つずつ設けられているが、これらはそれ
ぞれ個々に２以上設けられていても良い。
以上本発明の実施例について述べたが、本発明の半導体
レーザの各部分の構成材料は上記の例におけるものに限
定されるものではなく、種々の材料からレーザ素子の所
望の設計に応じて適宜選択し得る。
レーザの各部分の構成材料は上記の例におけるものに限
定されるものではなく、種々の材料からレーザ素子の所
望の設計に応じて適宜選択し得る。
［発明の効果］
本発明の面発光型レーザ素子は、活性層の所定領域に部
位選択的に電子と正孔の注入を行なうことを可能とする
１対の電流狭窄層が活性層を挟装した構造を有し、従来
の素子のように活性層のエツチング加工の必要がない、
その結果、本発明のレーザ素子においては、活性層のエ
ツチング加工に由来する従来の素子における品質の低下
などの種々の問題を生じることがない。
位選択的に電子と正孔の注入を行なうことを可能とする
１対の電流狭窄層が活性層を挟装した構造を有し、従来
の素子のように活性層のエツチング加工の必要がない、
その結果、本発明のレーザ素子においては、活性層のエ
ツチング加工に由来する従来の素子における品質の低下
などの種々の問題を生じることがない。
また、これらの層は、平坦な一体層として形成され、こ
れらの層の積層後の外表面は良好な平坦性を有し、該外
表面上への、例えばキャップ層や、絶縁膜あるいは電極
等の各種構造の形成が容易となった。
れらの層の積層後の外表面は良好な平坦性を有し、該外
表面上への、例えばキャップ層や、絶縁膜あるいは電極
等の各種構造の形成が容易となった。
第１図は本発明に用いられる電流狭窄層の構成を示す部
分断面図、第２図〜第４図はそれぞれ連通孔（レーザ出
射孔）を縦断する断面が表わされた本発明の各実施例の
斜視図及び第５図は連通孔（レーザ出射孔）を縦断する
断面が表わされた従来例の斜視図である。 に基板 ２：連通孔 ４：エツチング停止層 ５、ＩＯ６電流狭窄暦 ５ａ、 １０ａ 、 Ａ、、Ｂ２ 、Ｃ１，Ｃｓ 、Ｄ
＋ ５Ｄ４ ：電流通路 ６：発振層 ７：第１クラツド店８：活性層
９：第２クラツド層ｌｌ：キャップ！
１２：絶縁膜１３：反射鏡兼電極 １４：電
操 第１図 ０ａ 第２図 刀３図 第４図
分断面図、第２図〜第４図はそれぞれ連通孔（レーザ出
射孔）を縦断する断面が表わされた本発明の各実施例の
斜視図及び第５図は連通孔（レーザ出射孔）を縦断する
断面が表わされた従来例の斜視図である。 に基板 ２：連通孔 ４：エツチング停止層 ５、ＩＯ６電流狭窄暦 ５ａ、 １０ａ 、 Ａ、、Ｂ２ 、Ｃ１，Ｃｓ 、Ｄ
＋ ５Ｄ４ ：電流通路 ６：発振層 ７：第１クラツド店８：活性層
９：第２クラツド層ｌｌ：キャップ！
１２：絶縁膜１３：反射鏡兼電極 １４：電
操 第１図 ０ａ 第２図 刀３図 第４図
Claims (1)
- １）対向する電極間に配した活性層から発振されるレー
ザ光が前記電極の配列方向に出射される面発光型半導体
レーザ素子において、前記活性層が前記１対の電極の配
列方向で、該活性層の所定部分に電流を通すための１対
の電流狭窄層により挟装されていることを特徴とする面
発光型半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215888A JPH01319983A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 面発光型半導対レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215888A JPH01319983A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 面発光型半導対レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319983A true JPH01319983A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15534290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15215888A Pending JPH01319983A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 面発光型半導対レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01319983A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695261A1 (fr) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Fujitsu Ltd | Laser émetteur en surface et son procédé de fabrication. |
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
| JP2008010538A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP15215888A patent/JPH01319983A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695261A1 (fr) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Fujitsu Ltd | Laser émetteur en surface et son procédé de fabrication. |
| US5373520A (en) * | 1992-08-12 | 1994-12-13 | Fujitsu Limited | Surface emitting laser and method of manufacturing the same |
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
| JP2008010538A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子及びその製造方法 |
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