JPH06112587A - 電流分布および光学モ−ドの分離制御可能なｖｃｓｅｌ - Google Patents
電流分布および光学モ−ドの分離制御可能なｖｃｓｅｌInfo
- Publication number
- JPH06112587A JPH06112587A JP5207008A JP20700893A JPH06112587A JP H06112587 A JPH06112587 A JP H06112587A JP 5207008 A JP5207008 A JP 5207008A JP 20700893 A JP20700893 A JP 20700893A JP H06112587 A JPH06112587 A JP H06112587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mesa
- stack
- vertical cavity
- parallel mirror
- mirror stack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 28
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N cadmium;oxotin Chemical compound [Cd].[Sn]=O BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- 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]
- H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
- H01S2301/166—Single transverse or lateral mode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
- H01S5/04253—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material having specific optical properties, e.g. transparent electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- 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]
- H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
- H01S5/18391—Aperiodic structuring to influence the near- or far-field distribution
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- 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]
- H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
- H01S5/18394—Apertures, e.g. defined by the shape of the upper electrode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は電流分布および光学モ−ドを分離制
御可能な新規で改良されたＶＣＳＥＬを提供することを
目的とする。 【構成】 上部ミラ−・スタック１２，１８上に配置さ
れる材料と共にメサ型領域から形成するためエッチング
される上部ミラ−・スタックを有する基板上に形成され
るＶＣＳＥＬ１５であって、その上部ミラ−・スタック
はレ−ザ内において電流分布を制御するため電気的コン
タクト・ウィンドウを限定する光学的に透明な電導性材
料を含み、所定のミラ−反射率特性を与えるように選択
される光学的厚さと共にメサ型領域の表面上に配置され
る材料であって、メサのエッジには依存しない光学モ−
ドを制御する材料を含み、その結果電流と光学モ−ドと
を別々に制御することが可能になる。
御可能な新規で改良されたＶＣＳＥＬを提供することを
目的とする。 【構成】 上部ミラ−・スタック１２，１８上に配置さ
れる材料と共にメサ型領域から形成するためエッチング
される上部ミラ−・スタックを有する基板上に形成され
るＶＣＳＥＬ１５であって、その上部ミラ−・スタック
はレ−ザ内において電流分布を制御するため電気的コン
タクト・ウィンドウを限定する光学的に透明な電導性材
料を含み、所定のミラ−反射率特性を与えるように選択
される光学的厚さと共にメサ型領域の表面上に配置され
る材料であって、メサのエッジには依存しない光学モ−
ドを制御する材料を含み、その結果電流と光学モ−ドと
を別々に制御することが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は縦型空洞表面放出レ−ザ
（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ
ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）に関し、
特にその縦型空洞表面放出レ−ザを形成する際に電流分
布および光学モ−ドを分離制御する方法および装置に関
する。
（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ
ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）に関し、
特にその縦型空洞表面放出レ−ザを形成する際に電流分
布および光学モ−ドを分離制御する方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のエッジ放出半導体レ−ザは、その
高い動作効率，小さなサイズおよび変調能力（ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）により、光
通信技術の発達において重要な役割を演じている。しか
し、動作特性を向上させる必要性，更なる小型化および
量産する必要性と共に、これらのデバイスは限界に直面
しつつある。
高い動作効率，小さなサイズおよび変調能力（ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）により、光
通信技術の発達において重要な役割を演じている。しか
し、動作特性を向上させる必要性，更なる小型化および
量産する必要性と共に、これらのデバイスは限界に直面
しつつある。
【０００３】現在、縦型空洞表面放出レ−ザと呼ばれる
新しい種類のレ−ザ装置が注目を集めている。ＶＣＳＥ
Ｌデバイスの利点は、そのデバイスがより小型であるこ
と，潜在的に優れた動作特性を有することおよび潜在的
により量産生があることである。これらの利点は、エピ
タキシャル堆積技術における利益から生じるものであ
り、例えば有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）およ
び分子線エピタキシ（ＭＢＥ）である。
新しい種類のレ−ザ装置が注目を集めている。ＶＣＳＥ
Ｌデバイスの利点は、そのデバイスがより小型であるこ
と，潜在的に優れた動作特性を有することおよび潜在的
により量産生があることである。これらの利点は、エピ
タキシャル堆積技術における利益から生じるものであ
り、例えば有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）およ
び分子線エピタキシ（ＭＢＥ）である。
【０００４】しかし、これらの堆積技術の利点をもって
しても、製造段階において、レ−ザの動作モ−ドを制御
することおよびレ−ザ内の電流分布を制御する際に困難
を生じる。一般に、ＶＣＳＥＬは基板上に複数の層を堆
積し、その後その層を基板までエッチングすることによ
って形成される。これらの技術については例えば、１９
９１年６月２３日に特許された米国特許５，０３４，０
９２”ＰｌａｓｍａＥｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”に開示され
ており、その発明は本発明と同じ譲受人に譲渡され、本
発明においても同様な技術が用いられている。
しても、製造段階において、レ−ザの動作モ−ドを制御
することおよびレ−ザ内の電流分布を制御する際に困難
を生じる。一般に、ＶＣＳＥＬは基板上に複数の層を堆
積し、その後その層を基板までエッチングすることによ
って形成される。これらの技術については例えば、１９
９１年６月２３日に特許された米国特許５，０３４，０
９２”ＰｌａｓｍａＥｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”に開示され
ており、その発明は本発明と同じ譲受人に譲渡され、本
発明においても同様な技術が用いられている。
【０００５】ＶＣＳＥＬを形成するメサ（ｍｅｓａ）型
エッチング技術は、２つの欠点を有する。そのエッチン
グ工程は表面における結晶にダメ−ジを与え、しきい値
電流を増加させ、信頼性を減少させることとなる。その
メサは、屈折率に大きな不連続性を有するウェ−ブガイ
ドを形成し、その不連続性は小さなサイズのデバイスを
形成することなしに光学モ−ドを制御することを困難に
し、直列抵抗を増加させ、最大の出力パワ−を減少させ
る。これらは一般に、効率的でないおよび安定していな
いデバイスになる。
エッチング技術は、２つの欠点を有する。そのエッチン
グ工程は表面における結晶にダメ−ジを与え、しきい値
電流を増加させ、信頼性を減少させることとなる。その
メサは、屈折率に大きな不連続性を有するウェ−ブガイ
ドを形成し、その不連続性は小さなサイズのデバイスを
形成することなしに光学モ−ドを制御することを困難に
し、直列抵抗を増加させ、最大の出力パワ−を減少させ
る。これらは一般に、効率的でないおよび安定していな
いデバイスになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電流分布お
よび光学モ−ドを分離制御可能な新規で改良されたＶＣ
ＳＥＬを提供することを目的とする。
よび光学モ−ドを分離制御可能な新規で改良されたＶＣ
ＳＥＬを提供することを目的とする。
【０００７】本発明は更に、サイズ，効率，パワ−出力
などの特性が最適である、電流分布および光学モ−ドを
分離制御可能な新規で改良されたＶＣＳＥＬを提供する
ことを目的とする。
などの特性が最適である、電流分布および光学モ−ドを
分離制御可能な新規で改良されたＶＣＳＥＬを提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題は以下の方
法によって解決される。電流分布および光学モ−ドを別
々に制御する縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法で
あって、基板を提供する段階と、前記基板上にミラ−の
第１パラレル・スタックを形成する段階と、前記第１パ
ラレル・ミラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−
サ層を形成する段階と、前記アクティブおよびスペ−サ
層上に第２パラレル・ミラ−・スタックを形成する段階
と、前記レ−ザの光学モ−ドを制御するため第２パラレ
ル・ミラ−・スタックに対して所定の反射率特性を与え
る光学的厚さを有する材料を前記第２パラレル・ミラ−
・スタック上に堆積する段階から構成されることを特徴
とする縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法である。
法によって解決される。電流分布および光学モ−ドを別
々に制御する縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法で
あって、基板を提供する段階と、前記基板上にミラ−の
第１パラレル・スタックを形成する段階と、前記第１パ
ラレル・ミラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−
サ層を形成する段階と、前記アクティブおよびスペ−サ
層上に第２パラレル・ミラ−・スタックを形成する段階
と、前記レ−ザの光学モ−ドを制御するため第２パラレ
ル・ミラ−・スタックに対して所定の反射率特性を与え
る光学的厚さを有する材料を前記第２パラレル・ミラ−
・スタック上に堆積する段階から構成されることを特徴
とする縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法である。
【０００９】上述した課題はまた以下の縦型空洞表面放
出レ−ザによって解決される。別々に制御される光学モ
−ドを有する縦型空洞表面放出レ−ザであって、基板
と、前記基板上に配置されるミラ−の第１パラレル・ス
タックと、前記第１パラレル・ミラ−・スタック上に配
置されるアクティブおよびスペ−サ層と、前記アクティ
ブおよびスペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミラ
−・スタックと、前記第２パラレル・ミラ−・スタック
が所定の反射率特性を有するような光学的厚さを有する
前記第２パラレル・ミラ−・スタック上に配置される材
料から構成される縦型空洞表面放出レ−ザである。
出レ−ザによって解決される。別々に制御される光学モ
−ドを有する縦型空洞表面放出レ−ザであって、基板
と、前記基板上に配置されるミラ−の第１パラレル・ス
タックと、前記第１パラレル・ミラ−・スタック上に配
置されるアクティブおよびスペ−サ層と、前記アクティ
ブおよびスペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミラ
−・スタックと、前記第２パラレル・ミラ−・スタック
が所定の反射率特性を有するような光学的厚さを有する
前記第２パラレル・ミラ−・スタック上に配置される材
料から構成される縦型空洞表面放出レ−ザである。
【００１０】
【実施例】図１は、ＶＣＳＥＬを形成する中間段階にお
ける断面図を示す。そのＶＣＳＥＬは基板１０上に形成
され、本実施例ではＮド−プ（Ｎ型にド−プされた）ひ
化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ）であ
る。更に、他の半導体基板を用いることも可能であるこ
とに留意すべきである。
ける断面図を示す。そのＶＣＳＥＬは基板１０上に形成
され、本実施例ではＮド−プ（Ｎ型にド−プされた）ひ
化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ）であ
る。更に、他の半導体基板を用いることも可能であるこ
とに留意すべきである。
【００１１】複数の交互に積み重なることなる層のエピ
タキシャル堆積は、ＭＢＥ，ＭＯＣＶＤ等の当該業界で
周知の方法によって形成される。これらの技術は様々な
材料の比較的薄い層と厚い層のエピタキシャル堆積を可
能にし、その材料は例えばアルミニウム・ひ化ガリウム
（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄ
ｅ），ひ化アルミニウム，インジウム燐（ｉｎｄｉｕｍ
ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）等である。ＶＣＳＥＬデバイス
を形成する際に、エピタキシャル堆積を広く用いて、デ
バイスを形成する異なる材料の複数の層を形成すること
が可能となる。
タキシャル堆積は、ＭＢＥ，ＭＯＣＶＤ等の当該業界で
周知の方法によって形成される。これらの技術は様々な
材料の比較的薄い層と厚い層のエピタキシャル堆積を可
能にし、その材料は例えばアルミニウム・ひ化ガリウム
（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄ
ｅ），ひ化アルミニウム，インジウム燐（ｉｎｄｉｕｍ
ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）等である。ＶＣＳＥＬデバイス
を形成する際に、エピタキシャル堆積を広く用いて、デ
バイスを形成する異なる材料の複数の層を形成すること
が可能となる。
【００１２】低い（＜１５％）Ｎド−プ・アルミニウム
・ひ化ガリウム、高い（＞８０％）のアルミニウム・モ
ル・フラクション（ｍｏｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ）の層
を交互に堆積すると、反射面すなわちミラ−の第１スタ
ック（ｓｔａｃｋ）１２を形成する。アルミニウム・ひ
化ガリウムの積み重なる層の厚さは、ＶＣＳＥＬが動作
するように設計される波長の約４分の１に設定される。
・ひ化ガリウム、高い（＞８０％）のアルミニウム・モ
ル・フラクション（ｍｏｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ）の層
を交互に堆積すると、反射面すなわちミラ−の第１スタ
ック（ｓｔａｃｋ）１２を形成する。アルミニウム・ひ
化ガリウムの積み重なる層の厚さは、ＶＣＳＥＬが動作
するように設計される波長の約４分の１に設定される。
【００１３】一般のアクティブおよびスペ−サ層１５は
第１ミラ−・スタック１２上にエピタキシャル堆積され
るクラッド（ｃｌａｄ）領域を含み、アクティブ（ａｃ
ｔｉｖｅ）層１５の第１主面（ｍａｊｏｒ ｓｕｒｆａ
ｃｅ）を形成する。アクティブ領域はクラッド領域上に
エピタキシャル堆積され、第２クラッド領域はエピタキ
シャル堆積され、アクティブおよびスペ−サ層１５の第
２主面を形成する。
第１ミラ−・スタック１２上にエピタキシャル堆積され
るクラッド（ｃｌａｄ）領域を含み、アクティブ（ａｃ
ｔｉｖｅ）層１５の第１主面（ｍａｊｏｒ ｓｕｒｆａ
ｃｅ）を形成する。アクティブ領域はクラッド領域上に
エピタキシャル堆積され、第２クラッド領域はエピタキ
シャル堆積され、アクティブおよびスペ−サ層１５の第
２主面を形成する。
【００１４】反射面すなわちミラ−の第２スタック１８
は、アクティブおよびスペ−サ層１５の第２クラッド領
域上にエピタキシャル堆積される。第２ミラ−・スタッ
ク１８は、第１ミラ−・スタック１２で用いられるよう
に、交互に積み重なるモル・フラクションと共にＰド−
プ・アルミニウム・ひ化ガリウムの交互に積み重なる層
から構成される。交互に積み重なる最後の層の厚さは、
他の層で用いられているような１波長の４分の１ではな
く、４分の１波長の約整数倍である。一般に、ＶＣＳＥ
Ｌのしきい電流は、ミラ−・スタック１２，１８におい
て交互に積み重なる層の数を増加させることによって、
減少させることが可能である。
は、アクティブおよびスペ−サ層１５の第２クラッド領
域上にエピタキシャル堆積される。第２ミラ−・スタッ
ク１８は、第１ミラ−・スタック１２で用いられるよう
に、交互に積み重なるモル・フラクションと共にＰド−
プ・アルミニウム・ひ化ガリウムの交互に積み重なる層
から構成される。交互に積み重なる最後の層の厚さは、
他の層で用いられているような１波長の４分の１ではな
く、４分の１波長の約整数倍である。一般に、ＶＣＳＥ
Ｌのしきい電流は、ミラ−・スタック１２，１８におい
て交互に積み重なる層の数を増加させることによって、
減少させることが可能である。
【００１５】第１ミラ−・スタック１２，アクティブ層
１５および第２ミラ−・スタック１８が形成されると、
その構造はパタ−ニングされ、１つ以上の個々のＶＣＳ
ＥＬを形成する。本実施例にあっては、そのパタ−ニン
グは以下に述べるようにして行われる。第２ミラ−・ス
タック１８の上部表面が、周知の方法の１つによって、
フォトレジスト材料２０の層と共に提供される。フォト
レジスト２０を露光し、その材料を除去し、トレンチの
配置およびサイズを限定する。そのトレンチは周知の手
段によってミラ−・スタック１８をエッチングすること
によって形成される。その手段は例えば、イオン・ミリ
ング（ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）または米国特許５，０
３４，０９２に開示されているエッチ工程である。その
米国特許は”Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”と
題され、１９９１年６月２３日に特許され、本発明と同
じ譲受人に譲渡されている。一般に、そのトレンチは完
全に周囲に伸び、一般にメサ型領域を限定し、本実施例
では円形の断面を有する。
１５および第２ミラ−・スタック１８が形成されると、
その構造はパタ−ニングされ、１つ以上の個々のＶＣＳ
ＥＬを形成する。本実施例にあっては、そのパタ−ニン
グは以下に述べるようにして行われる。第２ミラ−・ス
タック１８の上部表面が、周知の方法の１つによって、
フォトレジスト材料２０の層と共に提供される。フォト
レジスト２０を露光し、その材料を除去し、トレンチの
配置およびサイズを限定する。そのトレンチは周知の手
段によってミラ−・スタック１８をエッチングすること
によって形成される。その手段は例えば、イオン・ミリ
ング（ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）または米国特許５，０
３４，０９２に開示されているエッチ工程である。その
米国特許は”Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”と
題され、１９９１年６月２３日に特許され、本発明と同
じ譲受人に譲渡されている。一般に、そのトレンチは完
全に周囲に伸び、一般にメサ型領域を限定し、本実施例
では円形の断面を有する。
【００１６】ＶＣＳＥＬの分野では、ミラ−・スタック
が基板を介して完全にエッチングされてるとき、そのレ
−ザはしばしば「メサ・デバイス」と呼ばれる。またそ
のエッチングがミラ−・スタックの上部を介して部分的
に行われるとき、そのレ−ザはしばしば「リドゥル（ｒ
ｉｄｄｌｅ）・ガイド・デバイス」と呼ばれる。本発明
は、何れのエッチングの種類に対しても行うことが可能
であり、その結果エッチングされた領域はトレンチを通
じて関連し、そのトレンチによって限定された領域はメ
サ型領域と呼ばれる。しかし、部分的にエッチングされ
た、上面放出（ｔｏｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ）ＶＣＳＥＬ
は、本発明が最も有用なものであるデバイスとなり、以
後の説明で開示されるデバイスは、他のデバイスに適用
することも可能である。
が基板を介して完全にエッチングされてるとき、そのレ
−ザはしばしば「メサ・デバイス」と呼ばれる。またそ
のエッチングがミラ−・スタックの上部を介して部分的
に行われるとき、そのレ−ザはしばしば「リドゥル（ｒ
ｉｄｄｌｅ）・ガイド・デバイス」と呼ばれる。本発明
は、何れのエッチングの種類に対しても行うことが可能
であり、その結果エッチングされた領域はトレンチを通
じて関連し、そのトレンチによって限定された領域はメ
サ型領域と呼ばれる。しかし、部分的にエッチングされ
た、上面放出（ｔｏｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ）ＶＣＳＥＬ
は、本発明が最も有用なものであるデバイスとなり、以
後の説明で開示されるデバイスは、他のデバイスに適用
することも可能である。
【００１７】図２は、上面放出ＶＣＳＥＬ２５の断面図
である。ＶＣＳＥＬ２５は基板３０上に形成され、基板
３０上に形成される低パラレル・ミラ−・スタック３２
を含み、パラレル・ミラ−・スタック３２上に形成され
るアクティブおよびスペ−サ層３５並びにアクティブお
よびスペ−サ層３５上に形成される上部パラレル・ミラ
−・スタック３８を含む。上部パラレル・ミラ−・スタ
ック３８はアクティブおよびスペ−サ層３５に対して実
質的に縦にエッチングされ、上部パラレル・ミラ−・ス
タック３８の残留部分（ｒｅｍａｉｎｄｅｒ）を包囲す
るトレンチ３９を形成する。トレンチ３９によって限定
される上部パラレル・ミラ−スタック３８のその残留部
分は、メサ型領域４０となる。
である。ＶＣＳＥＬ２５は基板３０上に形成され、基板
３０上に形成される低パラレル・ミラ−・スタック３２
を含み、パラレル・ミラ−・スタック３２上に形成され
るアクティブおよびスペ−サ層３５並びにアクティブお
よびスペ−サ層３５上に形成される上部パラレル・ミラ
−・スタック３８を含む。上部パラレル・ミラ−・スタ
ック３８はアクティブおよびスペ−サ層３５に対して実
質的に縦にエッチングされ、上部パラレル・ミラ−・ス
タック３８の残留部分（ｒｅｍａｉｎｄｅｒ）を包囲す
るトレンチ３９を形成する。トレンチ３９によって限定
される上部パラレル・ミラ−スタック３８のその残留部
分は、メサ型領域４０となる。
【００１８】ＶＣＳＥＬ２５の動作波長（周波数）は、
その構成要素（材料など），アクティブおよびスペ−サ
層３５の大きさ並びにミラ−・スタック３２，３８によ
って既に決定されたものとなる。さらに、よく知られて
いるように、ＶＣＳＥＬは最も低い次数のモ−ドで動作
することが望まれる。そのモ−ド・サイズすなわち最低
次数の動作モ−ドを維持するために用いられる最大堆積
は、ミラ−・スタック３２，３８の光学特性によって決
定される。メサ型領域４０の直径「ｄ」は、一般に高次
の動作モ−ドを含むことなしに最低次数のモ−ドにおけ
る動作を維持する最大の領域である。レ−ザ発振はメサ
型領域４０内およびその下でのみ生じるので、トレンチ
（または複数のトレンチ）３９をエッチングする構造を
マスクすることは重要なことではない。一般に、トレン
チ３９の深さは、アクティブおよびスペ−サ層３５とは
接触しないように形成されるので、その信頼性は増進す
る。また、トレンチ３９の幅は重要なものではなく、特
定の製品およびその後の製造工程に依存する適切な幅と
なる。
その構成要素（材料など），アクティブおよびスペ−サ
層３５の大きさ並びにミラ−・スタック３２，３８によ
って既に決定されたものとなる。さらに、よく知られて
いるように、ＶＣＳＥＬは最も低い次数のモ−ドで動作
することが望まれる。そのモ−ド・サイズすなわち最低
次数の動作モ−ドを維持するために用いられる最大堆積
は、ミラ−・スタック３２，３８の光学特性によって決
定される。メサ型領域４０の直径「ｄ」は、一般に高次
の動作モ−ドを含むことなしに最低次数のモ−ドにおけ
る動作を維持する最大の領域である。レ−ザ発振はメサ
型領域４０内およびその下でのみ生じるので、トレンチ
（または複数のトレンチ）３９をエッチングする構造を
マスクすることは重要なことではない。一般に、トレン
チ３９の深さは、アクティブおよびスペ−サ層３５とは
接触しないように形成されるので、その信頼性は増進す
る。また、トレンチ３９の幅は重要なものではなく、特
定の製品およびその後の製造工程に依存する適切な幅と
なる。
【００１９】例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）である
誘電体材料のスペ−サ４４は、ＶＣＳＥＬ２５の表面全
体に堆積され、開口はメサ型領域４０の上部表面上を通
じてエッチングされ、一般に光放出領域に一致するもの
となり、また光が放出する領域を限定する。透明な金属
コンタクト層４６はその放出領域内に堆積され、メサ型
領域４０に続き、電気的コンタクト・ウィンドウ（ｗｉ
ｎｄｏｗ）４２を限定し、外部電気コンタクトに対して
十分な表面を提供する。一般に利用される透明な材料
は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉ
ｎ ｏｘｉｄｅ），カドミウム錫酸化物などである。必
要であれば、更に従来の金属を層４６上に堆積すること
も可能である。電気的コンタクト・ウィンドウ４２は、
上部パラレル・ミラ−・スタック３８内の電流分布を主
として制御する。
誘電体材料のスペ−サ４４は、ＶＣＳＥＬ２５の表面全
体に堆積され、開口はメサ型領域４０の上部表面上を通
じてエッチングされ、一般に光放出領域に一致するもの
となり、また光が放出する領域を限定する。透明な金属
コンタクト層４６はその放出領域内に堆積され、メサ型
領域４０に続き、電気的コンタクト・ウィンドウ（ｗｉ
ｎｄｏｗ）４２を限定し、外部電気コンタクトに対して
十分な表面を提供する。一般に利用される透明な材料
は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉ
ｎ ｏｘｉｄｅ），カドミウム錫酸化物などである。必
要であれば、更に従来の金属を層４６上に堆積すること
も可能である。電気的コンタクト・ウィンドウ４２は、
上部パラレル・ミラ−・スタック３８内の電流分布を主
として制御する。
【００２０】図２に示されるＶＣＳＥＬ２５は、透明な
金属コンタクトおよび注入された電流分布とその光学モ
−ドとを別々に制御するメサ型領域に加えて誘電体電流
閉じ込め（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃ
ｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）を用いている。本実施例では、
ＶＣＳＥＬ２５は、第１堆積ＳｉＮｘ層および開口高コ
ンタクト・ウィンドウによって（パラレル・ミラ−・ス
タック３２，３８並びにアクティブおよびスペ−サ層３
５の基本的な構造から）形成される。透明な金属コンタ
クトＩＴＯは、その後堆積され、コンタクト・ウィンド
ウと共に同心円状に（ｄｏｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ）
パタ−ニングされる。そのＩＴＯ層およびパラレル・ミ
ラ−・スタックはエッチングされ、光学ウェ−ブガイド
構造を形成し、ミラ−・スタックを介して部分的にまた
は全体的にエッチングされる。誘電体材料の第２の層は
その後堆積され、サイドウォ−ルおよびメサ型領域４０
以外の領域を被覆し、ＩＴＯの第２の層が堆積され、コ
ンタクト層を形成する。ＶＣＳＥＬ２５はメサ型絶縁エ
ッチおよび背面コンタクト４７を形成する段階と共に終
了する。
金属コンタクトおよび注入された電流分布とその光学モ
−ドとを別々に制御するメサ型領域に加えて誘電体電流
閉じ込め（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃ
ｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）を用いている。本実施例では、
ＶＣＳＥＬ２５は、第１堆積ＳｉＮｘ層および開口高コ
ンタクト・ウィンドウによって（パラレル・ミラ−・ス
タック３２，３８並びにアクティブおよびスペ−サ層３
５の基本的な構造から）形成される。透明な金属コンタ
クトＩＴＯは、その後堆積され、コンタクト・ウィンド
ウと共に同心円状に（ｄｏｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ）
パタ−ニングされる。そのＩＴＯ層およびパラレル・ミ
ラ−・スタックはエッチングされ、光学ウェ−ブガイド
構造を形成し、ミラ−・スタックを介して部分的にまた
は全体的にエッチングされる。誘電体材料の第２の層は
その後堆積され、サイドウォ−ルおよびメサ型領域４０
以外の領域を被覆し、ＩＴＯの第２の層が堆積され、コ
ンタクト層を形成する。ＶＣＳＥＬ２５はメサ型絶縁エ
ッチおよび背面コンタクト４７を形成する段階と共に終
了する。
【００２１】ＶＣＳＥＬ２５の動作モ−ドは図２の楕円
４８で示されており、その注入（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）
電流分布（または閉じ込め）は線４９で示されている。
４８で示されており、その注入（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）
電流分布（または閉じ込め）は線４９で示されている。
【００２２】誘電体層４４の用いると、２つの目的に対
して有効である。第１に、動作電流をメサ型領域４０の
中心に閉じ込めると、大きなデバイス（≧２０ミクロ
ン）において基本となる光学モ−ドと共により効率的な
オ−バ−ラップを可能にする。第２に、透明な金属層ま
たは層４６を組み合わせることによって、誘電体層は上
部パラレル・ミラ−・スタック３８の反射率に大きく影
響する。例えば、誘電体層４４とコンタクト層４６との
和である光学的な全体の厚さ「ｔ」は、ＶＣＳＥＬ放出
の半波長の整数倍であり、共振器（メサ型アクティブ領
域）の空洞の「Ｑ」は共振器構造そのもののＱから不変
であり、本実施例では約３５０である。しかし、誘電体
層４４とコンタクト層４６との和である厚さｔは４分の
１波長の奇数倍に等しいとき、共振器のＱは最大値の２
０％にまで減少する。２つの例の間の厚さの違いは中間
損失の差を与える。したがって、メサ型領域４０の上面
上に配置された層は、共振器（ミラ−）の損失に激的に
影響するので、効率的な横型ウェ−ブガイド上のＶＣＳ
ＥＬ２５の構造では非常に影響が大きい。層４４，４６
の厚さを制御することによって、ミラ−反射率は空間的
に変化し、メサ型領域４０の直径「ｄ」に依存せずに光
学モ−ドを制御する。
して有効である。第１に、動作電流をメサ型領域４０の
中心に閉じ込めると、大きなデバイス（≧２０ミクロ
ン）において基本となる光学モ−ドと共により効率的な
オ−バ−ラップを可能にする。第２に、透明な金属層ま
たは層４６を組み合わせることによって、誘電体層は上
部パラレル・ミラ−・スタック３８の反射率に大きく影
響する。例えば、誘電体層４４とコンタクト層４６との
和である光学的な全体の厚さ「ｔ」は、ＶＣＳＥＬ放出
の半波長の整数倍であり、共振器（メサ型アクティブ領
域）の空洞の「Ｑ」は共振器構造そのもののＱから不変
であり、本実施例では約３５０である。しかし、誘電体
層４４とコンタクト層４６との和である厚さｔは４分の
１波長の奇数倍に等しいとき、共振器のＱは最大値の２
０％にまで減少する。２つの例の間の厚さの違いは中間
損失の差を与える。したがって、メサ型領域４０の上面
上に配置された層は、共振器（ミラ−）の損失に激的に
影響するので、効率的な横型ウェ−ブガイド上のＶＣＳ
ＥＬ２５の構造では非常に影響が大きい。層４４，４６
の厚さを制御することによって、ミラ−反射率は空間的
に変化し、メサ型領域４０の直径「ｄ」に依存せずに光
学モ−ドを制御する。
【００２３】材料層の光学的厚さは、その材料の屈折率
倍された実際の厚さに等しい。例えば、ＩＴＯ材料の屈
折率は約２．０ないし２．２である。したがって、１半
波長の光学的厚さと共にＩＴＯの実際の層の厚さは、そ
のデバイスの放出周波数における４分の１波長に等しく
なる。
倍された実際の厚さに等しい。例えば、ＩＴＯ材料の屈
折率は約２．０ないし２．２である。したがって、１半
波長の光学的厚さと共にＩＴＯの実際の層の厚さは、そ
のデバイスの放出周波数における４分の１波長に等しく
なる。
【００２４】図３は、ＶＣＳＥＬ２５に類似するＶＣＳ
ＥＬにおける、ミラ−損失の図形表示または反射率の概
略５０を示す。また図４は、図３に対応して配置された
ものであり、図３のＶＣＳＥＬにおける反射率の概略５
０に対する電流閉じ込めを表したものである。反射率の
概略５０は、最も外側の線５２，５３を含み、トレンチ
３９に一致し、ミラ−損失は最大になる。各々の線５
２，５３の内側端部において、ミラ−損失は急激に降下
し、メサ型領域４０の外端部から電気的コンタクト・ウ
ィンドウ４２の外側の限界までを示す。本実施例にあっ
ては、誘電体層４４と最終的なＩＴＯ層４６との結合さ
れた光学的厚さは、１半波長の整数倍と４分の１波長の
奇数倍との間の変量である。また本実施例では、電気的
コンタクト・ウィンドウ４２上の透明な金属コンタクト
４６は動作波長の１半波長の整数倍に等しい厚さｔを有
する用に構成される。したがって、ミラ−損失は電気的
コンタクト・ウィンドウ４２において再び急激に降下
し、電気的コンタクト・ウィンドウ４２内の最少ミラ−
損失を示す線５９まで降下する。
ＥＬにおける、ミラ−損失の図形表示または反射率の概
略５０を示す。また図４は、図３に対応して配置された
ものであり、図３のＶＣＳＥＬにおける反射率の概略５
０に対する電流閉じ込めを表したものである。反射率の
概略５０は、最も外側の線５２，５３を含み、トレンチ
３９に一致し、ミラ−損失は最大になる。各々の線５
２，５３の内側端部において、ミラ−損失は急激に降下
し、メサ型領域４０の外端部から電気的コンタクト・ウ
ィンドウ４２の外側の限界までを示す。本実施例にあっ
ては、誘電体層４４と最終的なＩＴＯ層４６との結合さ
れた光学的厚さは、１半波長の整数倍と４分の１波長の
奇数倍との間の変量である。また本実施例では、電気的
コンタクト・ウィンドウ４２上の透明な金属コンタクト
４６は動作波長の１半波長の整数倍に等しい厚さｔを有
する用に構成される。したがって、ミラ−損失は電気的
コンタクト・ウィンドウ４２において再び急激に降下
し、電気的コンタクト・ウィンドウ４２内の最少ミラ−
損失を示す線５９まで降下する。
【００２５】この配置は、２つのウェ−ブガイド領域を
有する分離閉じ込めヘテロ構造（ＳＣＨ）に類似する。
ＶＣＳＥＬの反射率の概略５０は、層４４／４６の厚さ
を制御することによって調整し、ミラ−反射率を変化さ
せ、メサ・エッジに依存しない光学モ−ドを制御する。
ＶＣＳＥＬ２５の反射率を制御することによって、レ−
ザの動作容積は、最低次数の動作モ−ドのモ−ドサイズ
に等しくなり、ＶＣＳＥＬ２５の出力または放出領域は
最大になる。ＶＣＳＥＬ２５の放出領域を最大にするこ
とは、その出力パワ−を最大にする。この配置を用いる
ことによって、ゲインの横型オ−バ−ラップ（楕円４
８）および光学モ−ドは最も効率のよい動作で最大にな
り、それは小さな直径のデバイスのしきい値および外部
効率を決定する因子を制御することである。これは、デ
バイス直径ｄが電流の分離よりも大きく、高次の光学モ
−ドが光学ゲインについてあまりオ−バ−ラップしない
場合に特に正しい。
有する分離閉じ込めヘテロ構造（ＳＣＨ）に類似する。
ＶＣＳＥＬの反射率の概略５０は、層４４／４６の厚さ
を制御することによって調整し、ミラ−反射率を変化さ
せ、メサ・エッジに依存しない光学モ−ドを制御する。
ＶＣＳＥＬ２５の反射率を制御することによって、レ−
ザの動作容積は、最低次数の動作モ−ドのモ−ドサイズ
に等しくなり、ＶＣＳＥＬ２５の出力または放出領域は
最大になる。ＶＣＳＥＬ２５の放出領域を最大にするこ
とは、その出力パワ−を最大にする。この配置を用いる
ことによって、ゲインの横型オ−バ−ラップ（楕円４
８）および光学モ−ドは最も効率のよい動作で最大にな
り、それは小さな直径のデバイスのしきい値および外部
効率を決定する因子を制御することである。これは、デ
バイス直径ｄが電流の分離よりも大きく、高次の光学モ
−ドが光学ゲインについてあまりオ−バ−ラップしない
場合に特に正しい。
【００２６】図５は、ＶＣＳＥＬ２５に類似する他のＶ
ＣＳＥＬに対するミラ−損失または反射率の概略７０の
図形表示である。反射率のグラフ７０はトレンチ３９に
対応する最も外側の線７２，７３を含み、ミラ−損失は
最大となる。各々の線７２，７３の内側の端部におい
て、ミラ−損失は急激に降下し、これはメサ型領域４０
の始まりを示す。線７６，７７は、そのミラ−損失の鋭
いたち下がりから、すぐに内部に戻り、これはメサ型領
域４０の外側の端部から電気的コンタクト・ウィンドウ
４２の外部境界までのミラ−損失を示す。本実施例で
は、誘電体層４４と最終的なＩＴＯ層４６との結合され
た光学的厚さは、１半波長の整数倍に等しく、線７６，
７７で示されるミラ−損失は最少となる。本実施例では
また、金属コンタクト４６は、１半波長の整数倍と４分
の１波長の奇数倍との間の変量に等しい厚さｔを有する
ように構成される。したがって、ミラ−損失は電気的コ
ンタクト・ウィンドウ４２において、最小値より大きい
電気的コンタクト・ウィンドウ４２におけるミラ−損失
を示す線７９まで急瞬に増加する。
ＣＳＥＬに対するミラ−損失または反射率の概略７０の
図形表示である。反射率のグラフ７０はトレンチ３９に
対応する最も外側の線７２，７３を含み、ミラ−損失は
最大となる。各々の線７２，７３の内側の端部におい
て、ミラ−損失は急激に降下し、これはメサ型領域４０
の始まりを示す。線７６，７７は、そのミラ−損失の鋭
いたち下がりから、すぐに内部に戻り、これはメサ型領
域４０の外側の端部から電気的コンタクト・ウィンドウ
４２の外部境界までのミラ−損失を示す。本実施例で
は、誘電体層４４と最終的なＩＴＯ層４６との結合され
た光学的厚さは、１半波長の整数倍に等しく、線７６，
７７で示されるミラ−損失は最少となる。本実施例では
また、金属コンタクト４６は、１半波長の整数倍と４分
の１波長の奇数倍との間の変量に等しい厚さｔを有する
ように構成される。したがって、ミラ−損失は電気的コ
ンタクト・ウィンドウ４２において、最小値より大きい
電気的コンタクト・ウィンドウ４２におけるミラ−損失
を示す線７９まで急瞬に増加する。
【００２７】図３および図５を比較することによって、
図５の実施例におけるメサ型領域の直径ｄは、図３の実
施例における直径よりも大きいことが理解される。図５
における配置は、安定でない共振器に非常に類似するも
のであり、より高い反射率（低いミラ−損失）のものを
電気的コンタクトウィンドウ４２を中心に外側すること
によって、その光学モ−ド（楕円４８）はより大きい大
きさまで押し上げられている。層の厚さおよび電流の広
がりを選択することに依存して、高い次数のモ−ドを抑
制しつつハイ・パワ−の動作を行う、大きな基本的光学
モ−ドを有するデバイスを形成することが可能になる。
しかし、この利点はより高いしきい値電流の見返りとし
て得られるものである。
図５の実施例におけるメサ型領域の直径ｄは、図３の実
施例における直径よりも大きいことが理解される。図５
における配置は、安定でない共振器に非常に類似するも
のであり、より高い反射率（低いミラ−損失）のものを
電気的コンタクトウィンドウ４２を中心に外側すること
によって、その光学モ−ド（楕円４８）はより大きい大
きさまで押し上げられている。層の厚さおよび電流の広
がりを選択することに依存して、高い次数のモ−ドを抑
制しつつハイ・パワ−の動作を行う、大きな基本的光学
モ−ドを有するデバイスを形成することが可能になる。
しかし、この利点はより高いしきい値電流の見返りとし
て得られるものである。
【００２８】本発明が教示する様々な方法および装置を
以下にを示す。
以下にを示す。
【００２９】１． 光学モ−ドが制御可能な縦型空洞表
面放出レ−ザを形成する方法であって、基板を提供する
段階と、その基板上にミラ−の第１パラレル・スタック
を形成する段階と、その第１パラレル・ミラ−・スタッ
ク上にアクティブおよびスペ−サ層を形成する段階と、
そのアクティブおよびスペ−サ層上に第２パラレル・ミ
ラ−・スタックを形成する段階と、前記レ−ザの光学モ
−ドを制御するため所定の反射率特性を与える光学的厚
さを有する材料を第２パラレル・ミラ−・スタック（３
８）上に堆積する段階とから構成される方法。
面放出レ−ザを形成する方法であって、基板を提供する
段階と、その基板上にミラ−の第１パラレル・スタック
を形成する段階と、その第１パラレル・ミラ−・スタッ
ク上にアクティブおよびスペ−サ層を形成する段階と、
そのアクティブおよびスペ−サ層上に第２パラレル・ミ
ラ−・スタックを形成する段階と、前記レ−ザの光学モ
−ドを制御するため所定の反射率特性を与える光学的厚
さを有する材料を第２パラレル・ミラ−・スタック（３
８）上に堆積する段階とから構成される方法。
【００３０】２． １．において述べた光学モ−ドが制
御可能な縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法であっ
て、第２ミラ−・スタック上に材料を堆積する段階を含
む電流分布を別々に制御する段階に加えて、電流分布を
制御するために第２ミラ−・スタック上に電気的コンタ
クト・ウィンドウを堆積する段階を含む縦型空洞表面放
出レ−ザを形成する方法。
御可能な縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法であっ
て、第２ミラ−・スタック上に材料を堆積する段階を含
む電流分布を別々に制御する段階に加えて、電流分布を
制御するために第２ミラ−・スタック上に電気的コンタ
クト・ウィンドウを堆積する段階を含む縦型空洞表面放
出レ−ザを形成する方法。
【００３１】３． 電流分布および光学モ−ドを別々に
制御可能な縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法であ
って、基板を提供する段階と、基板上にミラ−の第１パ
ラレル・スタックを形成する段階と、第１パラレル・ミ
ラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−サ層を形成
する段階と、アクティブおよびスペ−サ層上に第２パラ
レル・ミラ−・スタックを形成する段階と、メサ型領域
を限定するために第２パラレル・ミラ−・スタックをエ
ッチングする段階と、レ−ザの光学モ−ドを制御するた
め所定の反射率特性をメサ型領域に与える光学的厚さを
有するメサ型領域上に材料を堆積する段階であって、そ
の材料はメサ型領域上に堆積されてそのレ−ザ内で電流
分布を制御するため電気的コンタクト・ウィンドウを限
定する光学的に透明な電導性材料を含む材料を堆積する
段階とから構成される縦型空洞表面放出レ−ザを形成す
る方法。
制御可能な縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法であ
って、基板を提供する段階と、基板上にミラ−の第１パ
ラレル・スタックを形成する段階と、第１パラレル・ミ
ラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−サ層を形成
する段階と、アクティブおよびスペ−サ層上に第２パラ
レル・ミラ−・スタックを形成する段階と、メサ型領域
を限定するために第２パラレル・ミラ−・スタックをエ
ッチングする段階と、レ−ザの光学モ−ドを制御するた
め所定の反射率特性をメサ型領域に与える光学的厚さを
有するメサ型領域上に材料を堆積する段階であって、そ
の材料はメサ型領域上に堆積されてそのレ−ザ内で電流
分布を制御するため電気的コンタクト・ウィンドウを限
定する光学的に透明な電導性材料を含む材料を堆積する
段階とから構成される縦型空洞表面放出レ−ザを形成す
る方法。
【００３２】４． 上記３．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、材料を堆積する段階は、エ
ッチングする段階の後にメサ型アクティブ領域上に誘電
体材料の層を形成する段階を含む縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、材料を堆積する段階は、エ
ッチングする段階の後にメサ型アクティブ領域上に誘電
体材料の層を形成する段階を含む縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法。
【００３３】５． 上記４．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、誘電体材料の層を形成する
段階は窒化シリコンの層を形成する段階を含む縦型空洞
表面放出レ−ザを形成する方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、誘電体材料の層を形成する
段階は窒化シリコンの層を形成する段階を含む縦型空洞
表面放出レ−ザを形成する方法。
【００３４】６． 上記３．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、メサ型領域上に光学的に透
明な電導性材料を含む材料を堆積する段階は、光学的に
透明な電導性材料としてカドミウム錫酸化物およびイン
ジウム錫酸化物の１つを堆積する段階を含む縦型空洞表
面放出レ−ザを形成する方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ−
ザを形成する方法であって、メサ型領域上に光学的に透
明な電導性材料を含む材料を堆積する段階は、光学的に
透明な電導性材料としてカドミウム錫酸化物およびイン
ジウム錫酸化物の１つを堆積する段階を含む縦型空洞表
面放出レ−ザを形成する方法。
【００３５】７． 上記３．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ上に堆積する段階
を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長のほぼ整数倍
の光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザを形成す
る方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ上に堆積する段階
を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長のほぼ整数倍
の光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザを形成す
る方法。
【００３６】８． 上記７．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域
の部分上に堆積する段階を更に含み、その材料はレ−ザ
放出の１半波長の整数倍とは異なる光学的厚さを有する
縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域
の部分上に堆積する段階を更に含み、その材料はレ−ザ
放出の１半波長の整数倍とは異なる光学的厚さを有する
縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法。
【００３７】９． 上記４．に記載された電流分布およ
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域
の部分上に堆積する段階を更に含み、その材料はレ−ザ
放出の１半波長のほぼ整数倍である光学的厚さを有する
縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法。
び光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを
形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積する
段階は電気的コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域
の部分上に堆積する段階を更に含み、その材料はレ−ザ
放出の１半波長のほぼ整数倍である光学的厚さを有する
縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方法。
【００３８】１０． 上記９．に記載された電流分布お
よび光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザ
を形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積す
る段階は電気的コンタクト・ウィンドウ上に堆積する段
階を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長の整数倍と
は異なる光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザを
形成する方法。
よび光学モ−ドを別々に制御可能な縦型空洞放出レ−ザ
を形成する方法であって、メサ型領域上に材料を堆積す
る段階は電気的コンタクト・ウィンドウ上に堆積する段
階を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長の整数倍と
は異なる光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザを
形成する方法。
【００３９】１１． 電流分布および光学モ−ドを別々
に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを形成する方法であっ
て、基板を提供する段階と、その基板上にミラ−の第１
パラレル・スタックを形成する段階と、その第１パラレ
ル・ミラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−サ層
を形成する段階と、そのアクティブおよびスペ−サ層上
に第２パラレル・ミラ−・スタックを形成する段階と、
レ−ザの光学モ−ドを制御するため縦型空洞表面放出レ
−ザに対して所望の反射率特性を決定して所望の電流分
布を決定する段階と、メサ型領域を限定するため第２パ
ラレル・ミラ−・スタックをエッチングする段階と、そ
のメサ型領域内で流れる電流を閉じ込めるためそのメサ
型領域上に誘電体材料層を堆積する段階と、メサ型領域
において誘電体層を介する開口をエッチングする段階
と、レ−ザにおいて電流分布を所望の電流分布に制御す
るため電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的
に透明な電導性材料を含む材料をメサ型領域上に堆積す
る段階であって、その誘電体材料および光学的に透明な
電導性材料はそのメサ型領域に対して所望の反射率特性
を与える光学的厚さに堆積される材料を堆積する段階と
から構成される縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方
法。
に制御可能な縦型空洞放出レ−ザを形成する方法であっ
て、基板を提供する段階と、その基板上にミラ−の第１
パラレル・スタックを形成する段階と、その第１パラレ
ル・ミラ−・スタック上にアクティブおよびスペ−サ層
を形成する段階と、そのアクティブおよびスペ−サ層上
に第２パラレル・ミラ−・スタックを形成する段階と、
レ−ザの光学モ−ドを制御するため縦型空洞表面放出レ
−ザに対して所望の反射率特性を決定して所望の電流分
布を決定する段階と、メサ型領域を限定するため第２パ
ラレル・ミラ−・スタックをエッチングする段階と、そ
のメサ型領域内で流れる電流を閉じ込めるためそのメサ
型領域上に誘電体材料層を堆積する段階と、メサ型領域
において誘電体層を介する開口をエッチングする段階
と、レ−ザにおいて電流分布を所望の電流分布に制御す
るため電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的
に透明な電導性材料を含む材料をメサ型領域上に堆積す
る段階であって、その誘電体材料および光学的に透明な
電導性材料はそのメサ型領域に対して所望の反射率特性
を与える光学的厚さに堆積される材料を堆積する段階と
から構成される縦型空洞表面放出レ−ザを形成する方
法。
【００４０】１２． 電流分布および光学モ−ドを別々
に制御可能である縦型空洞表面放出レ−ザであって、基
板と、その基板上に配置されるミラ−の第１パラレル・
スタックと、その第１パラレル・ミラ−・スタック上に
配置されるアクティブおよびスペ−サ層と、そのアクテ
ィブおよびスペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミ
ラ−・スタックであって、その第２パラレル・ミラ−・
スタックはメサ型領域を限定するためにエッチングされ
る第２パラレル・ミラ−・スタックと、メサ型領域が所
定の反射率特性であるような光学的厚さを有するメサ型
領域上に配置される材料であって、その材料はメサ型領
域上に配置され、レ−ザ内における電流分布を制御する
ため電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的に
透明な電導性材料を含むメサ型領域上に配置される材料
とから構成される縦型空洞表面放出レ−ザ。
に制御可能である縦型空洞表面放出レ−ザであって、基
板と、その基板上に配置されるミラ−の第１パラレル・
スタックと、その第１パラレル・ミラ−・スタック上に
配置されるアクティブおよびスペ−サ層と、そのアクテ
ィブおよびスペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミ
ラ−・スタックであって、その第２パラレル・ミラ−・
スタックはメサ型領域を限定するためにエッチングされ
る第２パラレル・ミラ−・スタックと、メサ型領域が所
定の反射率特性であるような光学的厚さを有するメサ型
領域上に配置される材料であって、その材料はメサ型領
域上に配置され、レ−ザ内における電流分布を制御する
ため電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的に
透明な電導性材料を含むメサ型領域上に配置される材料
とから構成される縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００４１】１３． 上記１２．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料はそのメ
サ型アクティブ領域上に配置される誘電体材料層を含む
縦型空洞表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料はそのメ
サ型アクティブ領域上に配置される誘電体材料層を含む
縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００４２】１４． 上記１３．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料はレ−ザ
放出の１半波長の約整数倍の光学的厚さを有する電気的
コンタクト・ウィンドウ上に配置される材料を更に含む
縦型空洞表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料はレ−ザ
放出の１半波長の約整数倍の光学的厚さを有する電気的
コンタクト・ウィンドウ上に配置される材料を更に含む
縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００４３】１５． 上記１４．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料は電気的
コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域の部分上に配
置される材料を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長
の整数倍とは異なる光学的厚さを有する縦型空想表面放
出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料は電気的
コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域の部分上に配
置される材料を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長
の整数倍とは異なる光学的厚さを有する縦型空想表面放
出レ−ザ。
【００４４】１６． 上記１３．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料は電気的
コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域上に配置され
る材料を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長の約整
数倍の光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上に配置される材料は電気的
コンタクト・ウィンドウ以外のメサ型領域上に配置され
る材料を含み、その材料はレ−ザ放出の１半波長の約整
数倍の光学的厚さを有する縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００４５】１７． 上記１６．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上の材料はレ−ザ放出の１半
波長の整数倍とは異なる光学的厚さを有する電気的コン
タクト・ウィンドウ上に配置される材料を更に含む縦型
空洞表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上の材料はレ−ザ放出の１半
波長の整数倍とは異なる光学的厚さを有する電気的コン
タクト・ウィンドウ上に配置される材料を更に含む縦型
空洞表面放出レ−ザ。
【００４６】１８． 上記１３．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、誘電体材料層は窒化シリコンを含む縦型
空想表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、誘電体材料層は窒化シリコンを含む縦型
空想表面放出レ−ザ。
【００４７】１９． 上記１３．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上の材料は電気的コンタクト
に対して光学的に透明な材料を含む縦型空洞表面放出レ
−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、メサ型領域上の材料は電気的コンタクト
に対して光学的に透明な材料を含む縦型空洞表面放出レ
−ザ。
【００４８】２０． 上記１９．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、光学的に透明な材料はインジウム錫酸化
物およびカドミウム錫酸化物の１つを含む縦型空洞表面
放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、光学的に透明な材料はインジウム錫酸化
物およびカドミウム錫酸化物の１つを含む縦型空洞表面
放出レ−ザ。
【００４９】２１． 別々に制御される光学モ−ドを有
する縦型空洞表面放出レ−ザであって、基板と、その基
板上に配置されるミラ−の第１パラレル・スタックと、
その第１パラレル・ミラ−・スタック上に配置されるア
クティブおよびスペ−サ層と、そのアクティブおよびス
ペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミラ−・スタッ
クと、その第２パラレル・ミラ−・スタックが所定の反
射率特性であるような光学的厚さを有する第２パラレル
・ミラ−・スタック上に配置される材料とから構成され
る縦型空洞表面放出レ−ザ。
する縦型空洞表面放出レ−ザであって、基板と、その基
板上に配置されるミラ−の第１パラレル・スタックと、
その第１パラレル・ミラ−・スタック上に配置されるア
クティブおよびスペ−サ層と、そのアクティブおよびス
ペ−サ層上に配置される第２パラレル・ミラ−・スタッ
クと、その第２パラレル・ミラ−・スタックが所定の反
射率特性であるような光学的厚さを有する第２パラレル
・ミラ−・スタック上に配置される材料とから構成され
る縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００５０】２２． 上記２１．に記載された電流分布
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、第２パラレル・ミラ−・スタック上に配
置される材料はレ−ザにおいて電流分布を制御するため
に電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的に透
明な電導性材料を含む縦型空洞表面放出レ−ザ。
と光学モ−ドとを別々に制御可能な縦型空洞表面放出レ
−ザであって、第２パラレル・ミラ−・スタック上に配
置される材料はレ−ザにおいて電流分布を制御するため
に電気的コンタクト・ウィンドウを限定する光学的に透
明な電導性材料を含む縦型空洞表面放出レ−ザ。
【００５１】
【発明の効果】以上本発明によれば、電流分布および光
学モ−ドを個々に制御することが可能なＶＣＳＥＬを形
成する方法は開示され、所要の光学モ−ドが決定され、
そのための材料層は所定の光学モ−ドを与える所定の反
射率を与える厚さと共にメサ型領域の表面上に配置され
る。所望の電流配置が決定され、電気的コンタクト・ウ
ィンドウは透明な金属コンタクト層によって決定され、
その層はメサ型領域上に堆積される。電気的コンタクト
・ウィンドウは主にレ−ザ内の電流分布を制御する。メ
サ型領域は絶縁層と共に被覆され、その光学モ−ドと共
に改良されたオ−バ−ラップを与えるため、デバイスの
中心に電流を閉じ込めることに寄与する。
学モ−ドを個々に制御することが可能なＶＣＳＥＬを形
成する方法は開示され、所要の光学モ−ドが決定され、
そのための材料層は所定の光学モ−ドを与える所定の反
射率を与える厚さと共にメサ型領域の表面上に配置され
る。所望の電流配置が決定され、電気的コンタクト・ウ
ィンドウは透明な金属コンタクト層によって決定され、
その層はメサ型領域上に堆積される。電気的コンタクト
・ウィンドウは主にレ−ザ内の電流分布を制御する。メ
サ型領域は絶縁層と共に被覆され、その光学モ−ドと共
に改良されたオ−バ−ラップを与えるため、デバイスの
中心に電流を閉じ込めることに寄与する。
【００５２】電流分布および光学モ−ドは別々に制御さ
れ、このことは最終的な所望の製品が比較的簡潔な動作
を行うことを可能にする。さらに、電流分布と光学モ−
ドとを別々に制御しているので、従来は為し得なかった
様々なレ−ザ製品を構成することが可能になる。たとえ
ば、電流および光学モ−ドの良好なオ−バ−ラップによ
る高い効率、あるいは、光学モ−ドおよび電流分布の出
力の可能性によるより大きく高い出力を与えるＶＣＳＥ
Ｌ等である。さらに、光学モ−ドおよび電流分布は、メ
サ型のエッジに依存することなく制御されるので、その
メサをマスクする工程および形成する工程における調整
は非常に簡潔になる。特定の製品では、メサ型領域を形
成するため上部ミラ−・スタックをエッチングすること
なく、光学モ−ドおよび電流分布を前述したように別々
に制御することによって、レ−ザまたはレ−ザ・アレイ
を形成することが実用的になる。
れ、このことは最終的な所望の製品が比較的簡潔な動作
を行うことを可能にする。さらに、電流分布と光学モ−
ドとを別々に制御しているので、従来は為し得なかった
様々なレ−ザ製品を構成することが可能になる。たとえ
ば、電流および光学モ−ドの良好なオ−バ−ラップによ
る高い効率、あるいは、光学モ−ドおよび電流分布の出
力の可能性によるより大きく高い出力を与えるＶＣＳＥ
Ｌ等である。さらに、光学モ−ドおよび電流分布は、メ
サ型のエッジに依存することなく制御されるので、その
メサをマスクする工程および形成する工程における調整
は非常に簡潔になる。特定の製品では、メサ型領域を形
成するため上部ミラ−・スタックをエッチングすること
なく、光学モ−ドおよび電流分布を前述したように別々
に制御することによって、レ−ザまたはレ−ザ・アレイ
を形成することが実用的になる。
【図１】ＶＣＳＥＬを形成する際の中間段階における断
面図である。
面図である。
【図２】本発明により形成されたＶＣＳＥＬの断面図で
ある。
ある。
【図３】図２に類似するＶＣＳＥＬにおけるミラ−損失
または反射率を図形表示した概略図である。
または反射率を図形表示した概略図である。
【図４】図３のＶＣＳＥＬの電流分布の概略である。
【図５】図２に類似する他のＶＣＳＥＬにおけるミラ−
損失または反射率を図形表示した概略図である。
損失または反射率を図形表示した概略図である。
１０ 基板 １２，１８ ミラ−・スタック １５ アクティブ層 ２０ フォトレジスト層 ２５ ＶＣＳＥＬ ３０ 基板 ３２，３８ パラレル・ミラ−・スタック ３５ スペ−サ層 ３９ トレンチ ４０ メサ型領域 ４２ コンタクト・ウィンドウ ４４ 誘電体層 ４６ コンタクト層 ５０，７０ 反射率の概略
Claims (3)
- 【請求項１】 光学モ−ドを制御する縦型空洞表面放出
レ−ザを形成する方法であって、 基板（３０）を提供する段階；前記基板（３０）上にミ
ラ−の第１パラレル・スタック（３２）を形成する段
階；前記第１パラレル・ミラ−・スタック（３２）上に
アクティブおよびスペ−サ層（３５）を形成する段階；
前記アクティブおよびスペ−サ層（３５）上に第２パラ
レル・ミラ−・スタック（３８）を形成する段階；およ
び前記レ−ザの光学モ−ドを制御するため所定の反射率
特性を与える光学的厚さを有する材料（４４，４６）を
前記第２パラレル・ミラ−・スタック（３８）上に堆積
する段階；から構成されることを特徴とする縦型空洞表
面放出レ−ザを形成する方法。 - 【請求項２】 別々に制御される電流分布および光学モ
−ドを有する縦型空洞表面放出レ−ザであって、 基板（３０）；前記基板（３０）上に配置されるミラ−
の第１パラレル・スタック（３２）；前記第１パラレル
・ミラ−・スタック（３２）上に配置されるアクティブ
およびスペ−サ層（３５）；前記アクティブおよびスペ
−サ層上に配置される第２パラレル・ミラ−・スタック
（３８）であって、前記第２パラレル・ミラ−・スタッ
ク（３８）はメサ型領域（４０）を限定するためにエッ
チングされる第２パラレル・ミラ−・スタック（３
８）；および前記メサ型領域（４０）が所定の反射率特
性を有するような光学的厚さを有する前記メサ型領域
（４０）上に配置される材料（４４，４６）であって、
前記材料（４４，４６）は前記レ−ザ内における電流分
布を制御するため電気的コンタクト・ウィンドウ（４
２）を限定する光学的に透明な電導性材料（４６）を含
む前記メサ型領域（４０）上に配置される材料（４４，
４６）；から構成されることを特徴とする縦型空洞表面
放出レ−ザ。 - 【請求項３】 別々に制御される光学モ−ドを有する縦
型空洞表面放出レ−ザであって、 基板（３０）；前記基板上に配置されるミラ−の第１パ
ラレル・スタック（３２）；前記第１パラレル・ミラ−
・スタック（３２）上に配置されるアクティブおよびス
ペ−サ層（３５）；前記アクティブおよびスペ−サ層
（３５）上に配置される第２パラレル・ミラ−・スタッ
ク（３８）；および前記第２パラレル・ミラ−・スタッ
ク（３８）が所定の反射率特性を有するような光学的厚
さを有する前記第２パラレル・ミラ−・スタック（３
８）上に配置される材料（４４，４６）；から構成され
ることを特徴とする縦型空洞表面放出レ−ザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/925,139 US5317587A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | VCSEL with separate control of current distribution and optical mode |
| US925139 | 2001-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112587A true JPH06112587A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=25451280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5207008A Pending JPH06112587A (ja) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | 電流分布および光学モ−ドの分離制御可能なｖｃｓｅｌ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5317587A (ja) |
| JP (1) | JPH06112587A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002111054A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 垂直共振器型半導体発光素子及び垂直共振器型半導体発光装置 |
| JP2008244461A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-10-09 | Canon Inc | 面発光レーザ、面発光レーザアレイおよびそれを用いた画像形成装置 |
| JPWO2021090670A1 (ja) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 |
Families Citing this family (87)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5337327A (en) * | 1993-02-22 | 1994-08-09 | Motorola, Inc. | VCSEL with lateral index guide |
| JPH06314854A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Fujitsu Ltd | 面型発光素子とその製造方法 |
| US5422901A (en) * | 1993-11-15 | 1995-06-06 | Motorola, Inc. | Semiconductor device with high heat conductivity |
| US5513202A (en) * | 1994-02-25 | 1996-04-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vertical-cavity surface-emitting semiconductor laser |
| US5559053A (en) * | 1994-04-14 | 1996-09-24 | Lucent Technologies Inc. | Vertical cavity semiconductor laser |
| US5432809A (en) * | 1994-06-15 | 1995-07-11 | Motorola, Inc. | VCSEL with Al-free cavity region |
| US5478774A (en) * | 1994-06-15 | 1995-12-26 | Motorola | Method of fabricating patterned-mirror VCSELs using selective growth |
| US5468656A (en) * | 1994-11-29 | 1995-11-21 | Motorola | Method of making a VCSEL |
| JPH08181384A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Nec Corp | 面発光レーザ及びその作製方法 |
| US5482891A (en) * | 1995-03-17 | 1996-01-09 | Motorola, Inc. | VCSEL with an intergrated heat sink and method of making |
| KR0160684B1 (ko) * | 1995-03-23 | 1999-02-01 | 김광호 | 표면광 레이저 |
| US5596595A (en) * | 1995-06-08 | 1997-01-21 | Hewlett-Packard Company | Current and heat spreading transparent layers for surface-emitting lasers |
| US5594751A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-14 | Optical Concepts, Inc. | Current-apertured vertical cavity laser |
| JP2783210B2 (ja) * | 1995-09-04 | 1998-08-06 | 日本電気株式会社 | 面発光型ダイオード |
| US5757027A (en) * | 1995-11-06 | 1998-05-26 | International Business Machines Corporation | Semiconductor wafer testing method and apparatus |
| US5719893A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-17 | Motorola, Inc. | Passivated vertical cavity surface emitting laser |
| US6061380A (en) * | 1997-09-15 | 2000-05-09 | Motorola, Inc. | Vertical cavity surface emitting laser with doped active region and method of fabrication |
| US6026111A (en) * | 1997-10-28 | 2000-02-15 | Motorola, Inc. | Vertical cavity surface emitting laser device having an extended cavity |
| US5960024A (en) | 1998-03-30 | 1999-09-28 | Bandwidth Unlimited, Inc. | Vertical optical cavities produced with selective area epitaxy |
| US6760357B1 (en) | 1998-04-14 | 2004-07-06 | Bandwidth9 | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493371B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493373B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6487231B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-11-26 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6535541B1 (en) | 1998-04-14 | 2003-03-18 | Bandwidth 9, Inc | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6487230B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-11-26 | Bandwidth 9, Inc | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493372B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US5991326A (en) | 1998-04-14 | 1999-11-23 | Bandwidth9, Inc. | Lattice-relaxed verticle optical cavities |
| US6542527B1 (en) | 1998-08-27 | 2003-04-01 | Regents Of The University Of Minnesota | Vertical cavity surface emitting laser |
| GB2346258A (en) | 1999-01-30 | 2000-08-02 | Mitel Semiconductor Ab | Monitoring the light output of surface emitting lasers |
| ATE200944T1 (de) * | 1999-02-11 | 2001-05-15 | Avalon Photonics Ltd | Halbleiterlaser und herstellungsverfahren |
| US6226425B1 (en) | 1999-02-24 | 2001-05-01 | Bandwidth9 | Flexible optical multiplexer |
| GB2349739A (en) * | 1999-04-12 | 2000-11-08 | Mitel Semiconductor Ab | Vertical cavity surface emitting lasers |
| WO2001095443A1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-12-13 | Cielo Communications, Inc. | Single mode vertical cavity surface emitting laser |
| US6751245B1 (en) | 1999-06-02 | 2004-06-15 | Optical Communication Products, Inc. | Single mode vertical cavity surface emitting laser |
| US6233263B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-05-15 | Bandwidth9 | Monitoring and control assembly for wavelength stabilized optical system |
| US6275513B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-08-14 | Bandwidth 9 | Hermetically sealed semiconductor laser device |
| CA2347708A1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-22 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Surface-emission semiconductor laser |
| US6577658B1 (en) * | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| NL1015714C2 (nl) * | 2000-07-14 | 2002-01-15 | Dsm Nv | Werkwijze voor het kristalliseren van enantiomeer verrijkt 2-acetylthio-3-fenylpropaanzuur. |
| US6515305B2 (en) | 2000-09-18 | 2003-02-04 | Regents Of The University Of Minnesota | Vertical cavity surface emitting laser with single mode confinement |
| DE10048443B4 (de) * | 2000-09-29 | 2007-09-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenemittierender Halbleiter-Laser (VCSEL) mit erhöhter Strahlungsausbeute |
| US7065124B2 (en) * | 2000-11-28 | 2006-06-20 | Finlsar Corporation | Electron affinity engineered VCSELs |
| US6905900B1 (en) * | 2000-11-28 | 2005-06-14 | Finisar Corporation | Versatile method and system for single mode VCSELs |
| US6990135B2 (en) * | 2002-10-28 | 2006-01-24 | Finisar Corporation | Distributed bragg reflector for optoelectronic device |
| KR100358111B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2002-10-25 | 한국전자통신연구원 | 두꺼운 내부공진접촉층과 이온주입 전류구경을 갖는장파장 표면방출레이저 및 그것의 제조방법 |
| US6782027B2 (en) | 2000-12-29 | 2004-08-24 | Finisar Corporation | Resonant reflector for use with optoelectronic devices |
| TWI227799B (en) * | 2000-12-29 | 2005-02-11 | Honeywell Int Inc | Resonant reflector for increased wavelength and polarization control |
| US6836501B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-12-28 | Finisar Corporation | Resonant reflector for increased wavelength and polarization control |
| US6727520B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-04-27 | Honeywell International Inc. | Spatially modulated reflector for an optoelectronic device |
| DK1371120T3 (da) | 2001-03-09 | 2013-07-22 | Alight Photonics Aps | Bølgetypekontrol ved anvendelse af transversal båndgabsstruktur i vcsels |
| GB2379797A (en) * | 2001-09-15 | 2003-03-19 | Zarlink Semiconductor Ab | Surface Emitting Laser |
| US6606199B2 (en) | 2001-10-10 | 2003-08-12 | Honeywell International Inc. | Graded thickness optical element and method of manufacture therefor |
| JP4123828B2 (ja) * | 2002-05-27 | 2008-07-23 | 豊田合成株式会社 | 半導体発光素子 |
| US6965626B2 (en) * | 2002-09-03 | 2005-11-15 | Finisar Corporation | Single mode VCSEL |
| US6813293B2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-11-02 | Finisar Corporation | Long wavelength VCSEL with tunnel junction, and implant |
| US20040222363A1 (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-11 | Honeywell International Inc. | Connectorized optical component misalignment detection system |
| US20040247250A1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-09 | Honeywell International Inc. | Integrated sleeve pluggable package |
| US7298942B2 (en) | 2003-06-06 | 2007-11-20 | Finisar Corporation | Pluggable optical optic system having a lens fiber stop |
| US7433381B2 (en) | 2003-06-25 | 2008-10-07 | Finisar Corporation | InP based long wavelength VCSEL |
| US7075962B2 (en) * | 2003-06-27 | 2006-07-11 | Finisar Corporation | VCSEL having thermal management |
| US7054345B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-05-30 | Finisar Corporation | Enhanced lateral oxidation |
| US7277461B2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-10-02 | Finisar Corporation | Dielectric VCSEL gain guide |
| US7149383B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-12-12 | Finisar Corporation | Optical system with reduced back reflection |
| US6961489B2 (en) | 2003-06-30 | 2005-11-01 | Finisar Corporation | High speed optical system |
| US20060056762A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-03-16 | Honeywell International Inc. | Lens optical coupler |
| US7210857B2 (en) * | 2003-07-16 | 2007-05-01 | Finisar Corporation | Optical coupling system |
| US20050013542A1 (en) * | 2003-07-16 | 2005-01-20 | Honeywell International Inc. | Coupler having reduction of reflections to light source |
| US20050013539A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Honeywell International Inc. | Optical coupling system |
| US6887801B2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-05-03 | Finisar Corporation | Edge bead control method and apparatus |
| US7031363B2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-04-18 | Finisar Corporation | Long wavelength VCSEL device processing |
| DE102004011740B4 (de) * | 2004-03-03 | 2006-03-16 | Kurt Brandt | Stabilisierungsgestänge für zerlegbare, wiederaufbaubare Raumzellen |
| CN100474716C (zh) * | 2004-05-28 | 2009-04-01 | 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 | 具有垂直发射方向的表面发射的半导体激光器部件 |
| DE102004040077A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenemittierendes Halbleiterlaserbauelement mit einer vertikalen Emissionsrichtung |
| US7596165B2 (en) * | 2004-08-31 | 2009-09-29 | Finisar Corporation | Distributed Bragg Reflector for optoelectronic device |
| US7829912B2 (en) * | 2006-07-31 | 2010-11-09 | Finisar Corporation | Efficient carrier injection in a semiconductor device |
| US7920612B2 (en) * | 2004-08-31 | 2011-04-05 | Finisar Corporation | Light emitting semiconductor device having an electrical confinement barrier near the active region |
| US7307719B2 (en) * | 2004-09-14 | 2007-12-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Wavelength-tunable excitation radiation amplifying structure and method |
| US7339666B2 (en) * | 2004-09-14 | 2008-03-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Light-amplifying structures and methods for surface-enhanced Raman spectroscopy |
| US7177021B2 (en) * | 2004-09-14 | 2007-02-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Integrated radiation sources and amplifying structures, and methods of using the same |
| US7511808B2 (en) * | 2006-04-27 | 2009-03-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Analyte stages including tunable resonant cavities and Raman signal-enhancing structures |
| US20080002929A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Bowers John E | Electrically pumped semiconductor evanescent laser |
| US8031752B1 (en) | 2007-04-16 | 2011-10-04 | Finisar Corporation | VCSEL optimized for high speed data |
| FR2928785B1 (fr) * | 2008-03-12 | 2012-03-30 | Commissariat Energie Atomique | Systeme a microdisque a modes de galerie pour sources optiques pompees electriquement |
| US8111729B2 (en) * | 2008-03-25 | 2012-02-07 | Intel Corporation | Multi-wavelength hybrid silicon laser array |
| KR102443694B1 (ko) * | 2016-03-11 | 2022-09-15 | 삼성전자주식회사 | 전류 확산 특성 및 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자 |
| DE102022134465B4 (de) * | 2022-01-01 | 2026-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Halbleiterlichtemissionsbauelement, Lichtemissionsvorrichtung und Entfernungsmessvorrichtung |
| CN119253401B (zh) * | 2024-12-05 | 2025-03-07 | 深圳市柠檬光子科技有限公司 | 边发射激光器及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60102789A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-06 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰環形半導体レ−ザ |
| US4943970A (en) * | 1988-10-24 | 1990-07-24 | General Dynamics Corporation, Electronics Division | Surface emitting laser |
| US4873696A (en) * | 1988-10-31 | 1989-10-10 | The Regents Of The University Of California | Surface-emitting lasers with periodic gain and a parallel driven nipi structure |
| US5068868A (en) * | 1990-05-21 | 1991-11-26 | At&T Bell Laboratories | Vertical cavity surface emitting lasers with electrically conducting mirrors |
| US5111467A (en) * | 1990-09-10 | 1992-05-05 | Tacan Corporation | Hybrid rugate filter assembly for temperature stabilized emission of grating coupled surface emitting lasers |
| US5034092A (en) * | 1990-10-09 | 1991-07-23 | Motorola, Inc. | Plasma etching of semiconductor substrates |
| US5115441A (en) * | 1991-01-03 | 1992-05-19 | At&T Bell Laboratories | Vertical cavity surface emmitting lasers with transparent electrodes |
| US5212703A (en) * | 1992-02-18 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | Surface emitting lasers with low resistance bragg reflectors |
-
1992
- 1992-08-06 US US07/925,139 patent/US5317587A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5207008A patent/JPH06112587A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002111054A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 垂直共振器型半導体発光素子及び垂直共振器型半導体発光装置 |
| JP2008244461A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-10-09 | Canon Inc | 面発光レーザ、面発光レーザアレイおよびそれを用いた画像形成装置 |
| JPWO2021090670A1 (ja) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | ||
| WO2021090670A1 (ja) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 面発光レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5317587A (en) | 1994-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06112587A (ja) | 電流分布および光学モ−ドの分離制御可能なｖｃｓｅｌ | |
| US5258316A (en) | Patterened mirror vertical cavity surface emitting laser | |
| US6542530B1 (en) | Electrically pumped long-wavelength VCSEL and methods of fabrication | |
| US6372533B2 (en) | Method of making a semiconductor device with aligned oxide apertures and contact to an intervening layer | |
| US5337327A (en) | VCSEL with lateral index guide | |
| US5256596A (en) | Top emitting VCSEL with implant | |
| US5557626A (en) | Patterned mirror VCSEL with adjustable selective etch region | |
| US5835521A (en) | Long wavelength light emitting vertical cavity surface emitting laser and method of fabrication | |
| US5351257A (en) | VCSEL with vertical offset operating region providing a lateral waveguide and current limiting and method of fabrication | |
| US5363397A (en) | Integrated short cavity laser with bragg mirrors | |
| US6289030B1 (en) | Fabrication of semiconductor devices | |
| JPH0553079B2 (ja) | ||
| JP2001237410A (ja) | オプトエレクトロニック集積回路とその製造方法 | |
| JP2001237497A (ja) | 受動半導体構造およびその製造方法 | |
| JPH09186400A (ja) | サーフェスエミッション型半導体レーザの製造法 | |
| US5388120A (en) | VCSEL with unstable resonator | |
| US5537666A (en) | Surface emission type semiconductor laser | |
| JP5254045B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2884603B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US6696308B1 (en) | Electrically pumped long-wavelength VCSEL with air gap DBR and methods of fabrication | |
| US6852557B1 (en) | Method of fabricating long-wavelength VCSEL and apparatus | |
| KR100381984B1 (ko) | 수직공동표면방출레이저(VCSEL)및수직공동표면방출레이저들(VCSELs)용패턴화된미러들의제조방법 | |
| JPH1065268A (ja) | 面発光レーザの製造方法 | |
| EP3800751A1 (en) | High speed high bandwidth vertical-cavity surface-emitting laser with controlled overshoot | |
| US5356832A (en) | Method of making surface emission type semiconductor laser |