JPH06350191A - 面発光素子 - Google Patents
面発光素子Info
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- JPH06350191A JPH06350191A JP13634393A JP13634393A JPH06350191A JP H06350191 A JPH06350191 A JP H06350191A JP 13634393 A JP13634393 A JP 13634393A JP 13634393 A JP13634393 A JP 13634393A JP H06350191 A JPH06350191 A JP H06350191A
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- Japan
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- carriers
- resonator
- reflecting mirror
- laser
- spontaneous emission
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- 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
- H01S5/1078—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 with means to control the spontaneous emission, e.g. reducing or reinjection
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- 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
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- 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]
- H01S5/18341—Intra-cavity contacts
-
- 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
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- H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
- H01S5/18375—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on metal reflectors
-
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- 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
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- H01S5/18377—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors comprising layers of different kind of materials, e.g. combinations of semiconducting with dielectric or metallic layers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２次元集積化に適した電力／光変換効率の高
い面発光素子を実現する。 【構成】 ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１１、Ｉｎ
0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３を順次形成する。ｐ形クラッド層１３、活性層
１２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形多層反射膜２０の一部
をエッチングした後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射
膜２１を全面に成長する。絶縁膜２２を選択的に形成し
た後、ｐ形多層反射膜２１を覆うようにアノード電極３
１を形成する。この電極３１は金属反射膜としても機能
する。ウェハーの一部をエッチングし、ｎ形多層反射膜
２０上にカソード電極３０を形成する。
い面発光素子を実現する。 【構成】 ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１１、Ｉｎ
0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３を順次形成する。ｐ形クラッド層１３、活性層
１２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形多層反射膜２０の一部
をエッチングした後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射
膜２１を全面に成長する。絶縁膜２２を選択的に形成し
た後、ｐ形多層反射膜２１を覆うようにアノード電極３
１を形成する。この電極３１は金属反射膜としても機能
する。ウェハーの一部をエッチングし、ｎ形多層反射膜
２０上にカソード電極３０を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送や光情報処理用
の面発光素子に関する。
の面発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送や光情報処理用の光源である半導
体レーザの研究が進められている。その中で、面型半導
体レーザは、（１）モノリシックな共振器形成が可能、
（２）素子分離前のウェハー単位の検査が可能、（３）
動的単一波長動作、（４）大放射面積、狭出射円形ビー
ム、（５）高密度２次元レーザアレー、（６）積層によ
る３次元アレーデバイスの集積化が可能、などの特徴が
ある。面型半導体レーザについては、伊賀らによって先
駆的な研究が行われ、彼らの一連の研究結果は１９８８
年発行の伊賀他著のジャーナル・オブ・カンタム・エレ
クトロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）第２４巻１８４５ページ記
載の論文に歴史的な経緯を含めてまとめられている。
体レーザの研究が進められている。その中で、面型半導
体レーザは、（１）モノリシックな共振器形成が可能、
（２）素子分離前のウェハー単位の検査が可能、（３）
動的単一波長動作、（４）大放射面積、狭出射円形ビー
ム、（５）高密度２次元レーザアレー、（６）積層によ
る３次元アレーデバイスの集積化が可能、などの特徴が
ある。面型半導体レーザについては、伊賀らによって先
駆的な研究が行われ、彼らの一連の研究結果は１９８８
年発行の伊賀他著のジャーナル・オブ・カンタム・エレ
クトロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）第２４巻１８４５ページ記
載の論文に歴史的な経緯を含めてまとめられている。
【０００３】更に面型光機能素子は、前述の面型半導体
レーザの長所を活かした光情報処理を行う素子であり、
大容量の情報処理を目指した２次元並列光情報処理を可
能にすると期待されている。このような面型光機能素子
の１つとして、垂直共振器型面入出力光電融合素子があ
り、この文献として１９９１年発行の沼居他著のアプラ
イドフィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５８巻１２５０ページ記
載の論文をあげることが出来る。
レーザの長所を活かした光情報処理を行う素子であり、
大容量の情報処理を目指した２次元並列光情報処理を可
能にすると期待されている。このような面型光機能素子
の１つとして、垂直共振器型面入出力光電融合素子があ
り、この文献として１９９１年発行の沼居他著のアプラ
イドフィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５８巻１２５０ページ記
載の論文をあげることが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面発光素子には次のような課題が存在する。面発光素子
は２次元に集積化することで、並列光伝送や並列光情報
処理に適していると考えられる。しかしながら、従来の
面発光素子では、消費電力が必ずしも小さくないため、
２次元集積化が困難であった。
面発光素子には次のような課題が存在する。面発光素子
は２次元に集積化することで、並列光伝送や並列光情報
処理に適していると考えられる。しかしながら、従来の
面発光素子では、消費電力が必ずしも小さくないため、
２次元集積化が困難であった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、２次元集積化に
適した消費電力の小さい面発光素子を実現することであ
る。
適した消費電力の小さい面発光素子を実現することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の面発光素子は、
少なくとも活性層を含む側面が多層膜から構成される反
射鏡で被覆され、かつ前記反射鏡が金属反射鏡で被覆さ
れていることを特徴とする。
少なくとも活性層を含む側面が多層膜から構成される反
射鏡で被覆され、かつ前記反射鏡が金属反射鏡で被覆さ
れていることを特徴とする。
【０００７】あるいは、本発明の面発光素子は、素子上
部の反射鏡と前記側面の反射鏡とが導電層によって接続
されていることを特徴とする。
部の反射鏡と前記側面の反射鏡とが導電層によって接続
されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１の発明では、レーザ共振器の側面が多
層反射膜と金属反射膜で被覆されていることが特徴であ
る。このような構造にすると、自然放出光は、レーザ共
振器の外に放出されることがなくなり、レーザ共振器中
にとどまることになる。その結果、自然放出光は、再び
活性層で吸収されキャリアを再生する。すなわち、通常
のレーザ共振器では、キャリアの一部が共振器外へ失わ
れる自然放出光に変換されて消費されるが、自然放出光
に変換されたキャリアが再びキャリアに変換される（フ
ォトン・リサイクリング）ことにより、共振器内のキャ
リア密度が実効的に高くなり、レーザ発振の閾値が低く
なる。発振閾電流が小さくなることにより、駆動電流が
小さくて済むので低消費電力化が図れる。
層反射膜と金属反射膜で被覆されていることが特徴であ
る。このような構造にすると、自然放出光は、レーザ共
振器の外に放出されることがなくなり、レーザ共振器中
にとどまることになる。その結果、自然放出光は、再び
活性層で吸収されキャリアを再生する。すなわち、通常
のレーザ共振器では、キャリアの一部が共振器外へ失わ
れる自然放出光に変換されて消費されるが、自然放出光
に変換されたキャリアが再びキャリアに変換される（フ
ォトン・リサイクリング）ことにより、共振器内のキャ
リア密度が実効的に高くなり、レーザ発振の閾値が低く
なる。発振閾電流が小さくなることにより、駆動電流が
小さくて済むので低消費電力化が図れる。
【０００９】請求項２の発明では、素子上部の反射鏡と
前記側面の反射鏡とが導電層によって接続されているこ
とを特徴としている。一般に半導体多層反射膜の電気抵
抗は大きいが、例えばＺｎ拡散等により接続部の多層膜
を無秩序化して、無秩序化された部分から電流注入する
ことにより電気抵抗を低減することが可能となる。電気
抵抗が低減されれば、発熱によるキャリアの活性層から
のオーバーフローが小さくなるので、高効率な動作が実
現できる。すなわち、所要の光出力を得ようとすれば、
効率が高いため消費電力が小さくて済む。
前記側面の反射鏡とが導電層によって接続されているこ
とを特徴としている。一般に半導体多層反射膜の電気抵
抗は大きいが、例えばＺｎ拡散等により接続部の多層膜
を無秩序化して、無秩序化された部分から電流注入する
ことにより電気抵抗を低減することが可能となる。電気
抵抗が低減されれば、発熱によるキャリアの活性層から
のオーバーフローが小さくなるので、高効率な動作が実
現できる。すなわち、所要の光出力を得ようとすれば、
効率が高いため消費電力が小さくて済む。
【００１０】
【実施例】図面を参照して、本実施例を詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例の面発光素子の構造
を示す図である。
る。図１は、本発明の第１の実施例の面発光素子の構造
を示す図である。
【００１１】以下、製作手順にしたがって本実施例の構
造について説明する。ｎ形ＧａＡｓ基板１０上に分子線
ビームエピタキシー（以下ＭＢＥと略す）によりｎ形Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１
１、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡ
ｓクラッド層１３を順次成長する。ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｎ形
ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２
０の一部を素子上部からみたときに正方形となるように
エッチングした後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜
２１を全面に成長する。絶縁膜２２として窒化シリコン
膜を選択的に形成した後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
反射膜２１を覆うようにアノード電極Ａｕ３１を形成す
る。このｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１上のア
ノード電極３１は金属反射膜として機能する。またウェ
ハーの一部をエッチングした後ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層反射膜２０上にカソード電極３０を形成する。 図
２は、本発明の第２の実施例の面発光素子の構造を示す
図である。第１の実施例との違いは素子上部の反射鏡と
前記側面の反射鏡とが導電層２４によって接続されてい
ることである。この導電層は、全ての層を成長後Ｚｎ拡
散により接続部の多層膜を無秩序化したものである。
造について説明する。ｎ形ＧａＡｓ基板１０上に分子線
ビームエピタキシー（以下ＭＢＥと略す）によりｎ形Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１
１、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡ
ｓクラッド層１３を順次成長する。ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｎ形
ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２
０の一部を素子上部からみたときに正方形となるように
エッチングした後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜
２１を全面に成長する。絶縁膜２２として窒化シリコン
膜を選択的に形成した後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
反射膜２１を覆うようにアノード電極Ａｕ３１を形成す
る。このｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１上のア
ノード電極３１は金属反射膜として機能する。またウェ
ハーの一部をエッチングした後ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層反射膜２０上にカソード電極３０を形成する。 図
２は、本発明の第２の実施例の面発光素子の構造を示す
図である。第１の実施例との違いは素子上部の反射鏡と
前記側面の反射鏡とが導電層２４によって接続されてい
ることである。この導電層は、全ての層を成長後Ｚｎ拡
散により接続部の多層膜を無秩序化したものである。
【００１２】以上のような構造にすることによって、電
力／光変換効率が２０％以上の素子を実現することが可
能となる。
力／光変換効率が２０％以上の素子を実現することが可
能となる。
【００１３】なお、半導体材料については上述のＧａＡ
ｓ系に限定する必要はなく、例えばＩｎＰ系の材料であ
ってもよい。
ｓ系に限定する必要はなく、例えばＩｎＰ系の材料であ
ってもよい。
【００１４】
【発明の効果】面発光素子として、２次元集積化に適し
た消費電力の小さい素子を実現することができる。
た消費電力の小さい素子を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の面発光素子の構造を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の第２の実施例の面発光素子の構造を示
す図である。
す図である。
１０ 半導体基板 １１ ｎ−半導体層 １２ 活性層 １３ ｐ−半導体層 ２０ ｎ−半導体多層膜 ２１ ｐ−半導体多層膜 ２２ 絶縁膜 ２４ 導電層 ３０ 電極 ３１ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 面発光素子の少なくとも活性層を含む側
面が多層膜から構成される反射鏡で被覆され、かつ前記
反射鏡が金属反射鏡で被覆されていることを特徴とする
面発光素子。 - 【請求項２】 素子上部の反射鏡と前記側面の反射鏡と
が導電層によって接続されていることを特徴とする請求
項１記載の面発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13634393A JPH06350191A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 面発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13634393A JPH06350191A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 面発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350191A true JPH06350191A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15172987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13634393A Pending JPH06350191A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 面発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06350191A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043329A1 (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | Novalux, Inc. | High power laser devices |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386580A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Shimadzu Corp | 発光ダイオ−ド |
| JPH01308091A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-12 | Canon Inc | 面発光型半導体レーザ装置 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP13634393A patent/JPH06350191A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386580A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Shimadzu Corp | 発光ダイオ−ド |
| JPH01308091A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-12 | Canon Inc | 面発光型半導体レーザ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043329A1 (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | Novalux, Inc. | High power laser devices |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960611 |