JPH09116228A - 垂直空胴レーザ放出部品とその製造方法 - Google Patents
垂直空胴レーザ放出部品とその製造方法Info
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- JPH09116228A JPH09116228A JP8249832A JP24983296A JPH09116228A JP H09116228 A JPH09116228 A JP H09116228A JP 8249832 A JP8249832 A JP 8249832A JP 24983296 A JP24983296 A JP 24983296A JP H09116228 A JPH09116228 A JP H09116228A
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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】
【課題】 １．３μｍから１．５５μｍの範囲の波長で
表面を通じて放出する垂直空胴レーザ放出部品およびそ
の製造方法の提供。 【解決手段】 放出波長で反射する２枚の鏡（２，６）
と、２枚の鏡（２，６；）の間に置かれて、放出された
放射線の増幅媒体（４）を構成する層とを有するスタッ
クを備えた垂直空胴レーザ放出部品。増幅媒体（４）の
付近で、少なくとも１枚の鏡（２）が、０．８≦ｘ≦１
として、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ，１６）を呈
し、その層は増幅媒体（４）の活性中央領域の周囲が選
択的に酸化される。その製造方法として、２つのサンプ
ルを、１つはＩｎＰ基体の上で、他の１つはＧａＡｓ基
体の上で、エピタキシャル成長させ、得られた２つのサ
ンプルを、第２のサンプルのＧａＡｓ層を第１のサンプ
ルのＩｎＰ基体上でエピタキシャル接着し、そのように
して得られたサンプルをその後でエッチングし、さらに
加水分解により酸化する。
表面を通じて放出する垂直空胴レーザ放出部品およびそ
の製造方法の提供。 【解決手段】 放出波長で反射する２枚の鏡（２，６）
と、２枚の鏡（２，６；）の間に置かれて、放出された
放射線の増幅媒体（４）を構成する層とを有するスタッ
クを備えた垂直空胴レーザ放出部品。増幅媒体（４）の
付近で、少なくとも１枚の鏡（２）が、０．８≦ｘ≦１
として、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ，１６）を呈
し、その層は増幅媒体（４）の活性中央領域の周囲が選
択的に酸化される。その製造方法として、２つのサンプ
ルを、１つはＩｎＰ基体の上で、他の１つはＧａＡｓ基
体の上で、エピタキシャル成長させ、得られた２つのサ
ンプルを、第２のサンプルのＧａＡｓ層を第１のサンプ
ルのＩｎＰ基体上でエピタキシャル接着し、そのように
して得られたサンプルをその後でエッチングし、さらに
加水分解により酸化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１．３μｍないし
１．５５μｍの範囲の波長で表面を通じて放出する垂直
空胴レーザ放出部品とその製造方法に関するものであ
る。
１．５５μｍの範囲の波長で表面を通じて放出する垂直
空胴レーザ放出部品とその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】本発明の部品の特定の応用は、光ファイバ
を用いる通信の分野、またはコンピュータシステムの種
々の要素の間で情報の転送を可能にする高性能光相互接
続を行う分野である。
を用いる通信の分野、またはコンピュータシステムの種
々の要素の間で情報の転送を可能にする高性能光相互接
続を行う分野である。
【０００３】
【従来の技術】従来、垂直空胴レーザ放出部品は、下鏡
と、レーザ光を増幅する媒体を構成する能動層を含む空
胴と、上鏡とを備えたスタックによって構成されてい
る。
と、レーザ光を増幅する媒体を構成する能動層を含む空
胴と、上鏡とを備えたスタックによって構成されてい
る。
【０００４】下鏡と上鏡は、ドープした半導体物質また
は絶縁誘電体物質で構成された「４分の１波長」層を積
み重ねることによって一般に構成されている。４分の１
波長層のそのような積み重ねによって、部品の動作波長
に中心を置くブラッグ反射器を構成する。
は絶縁誘電体物質で構成された「４分の１波長」層を積
み重ねることによって一般に構成されている。４分の１
波長層のそのような積み重ねによって、部品の動作波長
に中心を置くブラッグ反射器を構成する。
【０００５】空胴は，レーザ光の吸収帯波長（禁制帯波
長のエネルギーに対応する）に近い吸収帯波長の半導体
物質の１つまたは複数の層（量子井戸の形をとることが
できる）を含む。
長のエネルギーに対応する）に近い吸収帯波長の半導体
物質の１つまたは複数の層（量子井戸の形をとることが
できる）を含む。
【０００６】現在までに製造されている、室温で連続動
作できるほとんどの垂直空胴レーザは、ＧａＡｓ上にエ
ピタキシャル成長によって作られたＧａＡｓまたはＩｎ
ＧａＡｓ能動媒体で製造され、１μｍより短い波長を放
出する。
作できるほとんどの垂直空胴レーザは、ＧａＡｓ上にエ
ピタキシャル成長によって作られたＧａＡｓまたはＩｎ
ＧａＡｓ能動媒体で製造され、１μｍより短い波長を放
出する。
【０００７】１．３μｍないし１．５５μｍの範囲の波
長で表面を通じて放出する垂直空胴レーザは既に提案さ
れている。それらのレーザの能動層は、ＩｎＰ基体上に
エピタキシャル成長によって作られたＩｎＧａＡｓＰ合
金またはＩｎＧａＡｓＡｌ合金である。しかし、これま
でに提案されている、その種の能動層を有する構造で
は、いずれも室温での連続動作に満足できるものではな
い。
長で表面を通じて放出する垂直空胴レーザは既に提案さ
れている。それらのレーザの能動層は、ＩｎＰ基体上に
エピタキシャル成長によって作られたＩｎＧａＡｓＰ合
金またはＩｎＧａＡｓＡｌ合金である。しかし、これま
でに提案されている、その種の能動層を有する構造で
は、いずれも室温での連続動作に満足できるものではな
い。
【０００８】とくに、［１］Ｔ．Ｂａｂａ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．２９，９１３（１
９９３）、は、完全絶縁誘電体鏡を有する垂直空胴レー
ザ放出部品を記述している。その文献に記載されている
構造は、非常に薄い半導体層を流れる注入電流のために
電力消費量が非常に大きく、半導体鏡の熱伝導度が低い
ために温度上昇が高いのが欠点である。その結果、連続
動作は１４℃までの温度でしか行われない。
ｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．２９，９１３（１
９９３）、は、完全絶縁誘電体鏡を有する垂直空胴レー
ザ放出部品を記述している。その文献に記載されている
構造は、非常に薄い半導体層を流れる注入電流のために
電力消費量が非常に大きく、半導体鏡の熱伝導度が低い
ために温度上昇が高いのが欠点である。その結果、連続
動作は１４℃までの温度でしか行われない。
【０００９】また、［２］Ｋ．Ｓｔｒｅｕｂｅｌ ｅｔ
ａｌ．，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒ，Ｂ２８，２８９（１９９４）は、ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＰで製造した鏡を使用することを提案し
ている。ブラッグ反射鏡を構成している２つの層の屈折
率の違いが非常に小さいために、それらの反射鏡の反射
率はレーザ効果を連続して得るためには不十分である。
ａｌ．，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒ，Ｂ２８，２８９（１９９４）は、ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＰで製造した鏡を使用することを提案し
ている。ブラッグ反射鏡を構成している２つの層の屈折
率の違いが非常に小さいために、それらの反射鏡の反射
率はレーザ効果を連続して得るためには不十分である。
【００１０】最近、エピタキシャル接着によって能動媒
体に接合されたＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓの１つまたは２
つものブラッグ反射鏡を使用するという提案が成されて
いる。これに関しては次の文献を参照されたい。
体に接合されたＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓの１つまたは２
つものブラッグ反射鏡を使用するという提案が成されて
いる。これに関しては次の文献を参照されたい。
【００１１】［３］Ｊ．Ｊ．Ｄｕｄｌｅｙ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６４，１４
６３（１９９４）、［４］Ｄ．Ｉ．Ｂａｂｉｃ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６６，１
０３０（１９９５）。
ｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６４，１４
６３（１９９４）、［４］Ｄ．Ｉ．Ｂａｂｉｃ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６６，１
０３０（１９９５）。
【００１２】それらの提案によって、パルス条件の下
で、有利なしきい値電流で１．５５μｍにおいてレーザ
効果を達成することが可能になったが、電流が大きすぎ
て連続動作はできない。
で、有利なしきい値電流で１．５５μｍにおいてレーザ
効果を達成することが可能になったが、電流が大きすぎ
て連続動作はできない。
【００１３】この技術では満足できる部品を製造できな
いと一般に考えられている。実際に、エピタキシャル接
着によりＧａＡｓ／ＩｎＰ接合を製造すると、電気が通
るのを妨害して基体の発熱を生じ、求められているレー
ザ動作を得る機会を減少するようなかなりの潜在的な障
壁を２種類の材料の間に生ずる。
いと一般に考えられている。実際に、エピタキシャル接
着によりＧａＡｓ／ＩｎＰ接合を製造すると、電気が通
るのを妨害して基体の発熱を生じ、求められているレー
ザ動作を得る機会を減少するようなかなりの潜在的な障
壁を２種類の材料の間に生ずる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
主な目的は、１．３μｍから１．５５μｍの範囲の波長
で常温において動作できる、表面を通じて放出する垂直
空胴レーザ部品を提案することである。
主な目的は、１．３μｍから１．５５μｍの範囲の波長
で常温において動作できる、表面を通じて放出する垂直
空胴レーザ部品を提案することである。
【００１５】下記の文献、［５］Ｄ．Ｌ．Ｈｕｆｆａｋ
ｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔ
ｔ．，６５，９７（１９９４）、［６］Ｋ．Ｄ．Ｃｈｏ
ｑｕｅｔｔｅ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅ
ｔｔ．３０，２０４３（１９９４）が、エッチングして
メーサを形成するＡｌＡｓの層の外側部分を選択的に酸
化することによって横を囲まれ、０．９８μｍの波長で
表面を通じて放出する垂直空胴レーザを開示している。
ｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔ
ｔ．，６５，９７（１９９４）、［６］Ｋ．Ｄ．Ｃｈｏ
ｑｕｅｔｔｅ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅ
ｔｔ．３０，２０４３（１９９４）が、エッチングして
メーサを形成するＡｌＡｓの層の外側部分を選択的に酸
化することによって横を囲まれ、０．９８μｍの波長で
表面を通じて放出する垂直空胴レーザを開示している。
【００１６】現在は、とくに、損失を生じ、かつ構造を
加熱してレーザ効果を達成することに抗する、転位のア
レイを生ずる結晶格子パラメータの違いのために、その
範囲内のレーザの能動層の上に質の良いＡｌＡｓ層を容
易に形成することができないために、その技術は１．３
μｍから１．５５μｍの範囲で動作するレーザを製造す
るのには決して使用されない。
加熱してレーザ効果を達成することに抗する、転位のア
レイを生ずる結晶格子パラメータの違いのために、その
範囲内のレーザの能動層の上に質の良いＡｌＡｓ層を容
易に形成することができないために、その技術は１．３
μｍから１．５５μｍの範囲で動作するレーザを製造す
るのには決して使用されない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、放出波長で反
射する２枚の鏡と、２枚の鏡の間に置かれて、放出され
た放射線の増幅媒体を構成する１つまたは複数の層とを
有するスタックを備え、１．３μｍから１．５５μｍの
範囲の波長で表面を通じて放出する垂直空胴レーザ放出
部品であって、増幅媒体の付近で、鏡の少なくとも１つ
が、ｘを０．８から１の範囲に含まれる数として、Ａｌ
ｘＧａ１−ｘＡｓの層を呈し、その層は増幅媒体の活性
中央領域の周囲が選択的に酸化されることを特徴とする
垂直空胴レーザ放出部品を提供するものである。
射する２枚の鏡と、２枚の鏡の間に置かれて、放出され
た放射線の増幅媒体を構成する１つまたは複数の層とを
有するスタックを備え、１．３μｍから１．５５μｍの
範囲の波長で表面を通じて放出する垂直空胴レーザ放出
部品であって、増幅媒体の付近で、鏡の少なくとも１つ
が、ｘを０．８から１の範囲に含まれる数として、Ａｌ
ｘＧａ１−ｘＡｓの層を呈し、その層は増幅媒体の活性
中央領域の周囲が選択的に酸化されることを特徴とする
垂直空胴レーザ放出部品を提供するものである。
【００１８】その部品は、酸化されていない中央領域の
屈折率よりかなり小さい屈折率のために垂直空胴の横が
閉じられている光モードに組合わされた酸化物層の絶縁
特性のために、電流が横に流れるようとするのを禁止さ
れる。
屈折率よりかなり小さい屈折率のために垂直空胴の横が
閉じられている光モードに組合わされた酸化物層の絶縁
特性のために、電流が横に流れるようとするのを禁止さ
れる。
【００１９】その結果、動作時には、能動領域はほとん
ど発熱せず、それによって常温で連続動作できるように
なる。
ど発熱せず、それによって常温で連続動作できるように
なる。
【００２０】本発明はまた、第１に、ＩｎＰ基体の上に
下記の層、すなわち、 ａ）ＮをドープしたＩｎＰ層（３，１２）、 ｂ）放出される放射線を増幅する媒体（４，１４）を構
成する１つまたは複数の層、 ｃ）ＰをドープしたＩｎＰ層（５，１４）、および、 ｄ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層を順次備えるスタックをエピ
タキシャル成長させる工程と、第２に、ｘを０．８から
１の範囲に含まれる数として、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの
少なくとも１つの層（２ａ，１６）と、ＧａＡｓの端末
層とを含むスタックをＧａＡｓ基体の上でエピタキシャ
ル成長させる工程と、このようにして得た２つのサンプ
ルを、第１のサンプルのＩｎＰ層への第２のサンプルの
ＧａＡｓ層のエピタキシャル付着を達成する熱処理によ
って一緒に組立てる工程と、メーサの間のサンプルの表
面における層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ，１
６）であるようにメーサを選択的にエッチングする工程
と、酸化が終わった時にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２
ａ、１６）が増幅媒体（４，１３）の活性中央領域の周
囲で選択的に酸化されるように、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
の層（２ａ，１６）をある長さの時間だけ、加水分解に
よって酸化する工程と、メーサの上面を金属化する工程
とを備える上記部品を製造する製造方法を提供するもの
である。
下記の層、すなわち、 ａ）ＮをドープしたＩｎＰ層（３，１２）、 ｂ）放出される放射線を増幅する媒体（４，１４）を構
成する１つまたは複数の層、 ｃ）ＰをドープしたＩｎＰ層（５，１４）、および、 ｄ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層を順次備えるスタックをエピ
タキシャル成長させる工程と、第２に、ｘを０．８から
１の範囲に含まれる数として、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの
少なくとも１つの層（２ａ，１６）と、ＧａＡｓの端末
層とを含むスタックをＧａＡｓ基体の上でエピタキシャ
ル成長させる工程と、このようにして得た２つのサンプ
ルを、第１のサンプルのＩｎＰ層への第２のサンプルの
ＧａＡｓ層のエピタキシャル付着を達成する熱処理によ
って一緒に組立てる工程と、メーサの間のサンプルの表
面における層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ，１
６）であるようにメーサを選択的にエッチングする工程
と、酸化が終わった時にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２
ａ、１６）が増幅媒体（４，１３）の活性中央領域の周
囲で選択的に酸化されるように、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
の層（２ａ，１６）をある長さの時間だけ、加水分解に
よって酸化する工程と、メーサの上面を金属化する工程
とを備える上記部品を製造する製造方法を提供するもの
である。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１に示す部品はＮをドープした
ＧａＡｓ基体１の上に、下記の一連の層を積み重ねて付
着することによって構成される。 ａ）ブラッグ鏡２を形成する複数のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ
層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層３、 ｃ）放出される放射線を増幅する増幅媒体４を構成する
１つまたは複数の層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層５、および、 ｅ）金属付着物６。
ＧａＡｓ基体１の上に、下記の一連の層を積み重ねて付
着することによって構成される。 ａ）ブラッグ鏡２を形成する複数のＡｌＡｓ／ＧａＡｓ
層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層３、 ｃ）放出される放射線を増幅する増幅媒体４を構成する
１つまたは複数の層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層５、および、 ｅ）金属付着物６。
【００２２】層３ないし６プラス、層３にすぐ隣接する
鏡２のＧａＡｓ層２ｂは、基体１によって指示される円
筒形メーサと、鏡２の残りとを構成する。
鏡２のＧａＡｓ層２ｂは、基体１によって指示される円
筒形メーサと、鏡２の残りとを構成する。
【００２３】増幅媒体４には意図的にはドープしない。
例えば、増幅媒体４はＩｎＧａＡｓＰまたは量子井戸
（ＩｎＧａＡｓＰ）１／（ＩｎＧａＡｓＰ）２によって
構成することができる。もちろん、１．３μｍから１．
５５μｍの波長範囲でレーザ物質として従来使用してい
る他の活性物質を使用することも可能である。
例えば、増幅媒体４はＩｎＧａＡｓＰまたは量子井戸
（ＩｎＧａＡｓＰ）１／（ＩｎＧａＡｓＰ）２によって
構成することができる。もちろん、１．３μｍから１．
５５μｍの波長範囲でレーザ物質として従来使用してい
る他の活性物質を使用することも可能である。
【００２４】鏡２のＡｌＡｓ層とＧａＡｓ層はそれぞれ
の厚さがλ／４ｎである４分の１波長層である。ここ
に、λはレーザ法種波長、ｎはその波長における層物質
の屈折率である。
の厚さがλ／４ｎである４分の１波長層である。ここ
に、λはレーザ法種波長、ｎはその波長における層物質
の屈折率である。
【００２５】それらの層はＮ形であって、低屈折率の物
質と高屈折率の物質の間の境界面に現れる電気抵抗値な
どの寄生電気抵抗値をできるだけ低くし、同時に、ドー
ピングによる自由キャリヤの吸収による光の損失を低く
抑えるように変化するドーピングを行う。たとえば、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＡｓ層の境界面を電流が容易に流れるよう
に、その境界面の付近のドーピング濃度を高くするよう
に選択する。変更例では、アルミニウムの濃度を逐次変
えるようにすることによって、ＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層
の間のドーピング濃度を徐々に遷移させることができ
る。
質と高屈折率の物質の間の境界面に現れる電気抵抗値な
どの寄生電気抵抗値をできるだけ低くし、同時に、ドー
ピングによる自由キャリヤの吸収による光の損失を低く
抑えるように変化するドーピングを行う。たとえば、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＡｓ層の境界面を電流が容易に流れるよう
に、その境界面の付近のドーピング濃度を高くするよう
に選択する。変更例では、アルミニウムの濃度を逐次変
えるようにすることによって、ＧａＡｓ層とＡｌＡｓ層
の間のドーピング濃度を徐々に遷移させることができ
る。
【００２６】ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ層対の数は反射率を９
９％以上にするのに十分でなければならない（通常は２
５ないし３５対を必要とする）。
９％以上にするのに十分でなければならない（通常は２
５ないし３５対を必要とする）。
【００２７】本発明に従って、鏡２の増幅媒体４付近の
ＡｌＡｓ層の１つを選択的に酸化する（ＧａＡｓの上記
層２ｂに隣接する層２ａ）。増幅媒体４の能動領域に合
致する層２ａの中央領域２ａｉ）は酸化せず、酸化され
た環状層２ａｉｉ）によって囲まれる。この選択的に酸
化した構造によって注入電流が横方向に流れるのが極め
て良く阻止され、かつ放出される光ビームの拡散も極め
て良く防止される。
ＡｌＡｓ層の１つを選択的に酸化する（ＧａＡｓの上記
層２ｂに隣接する層２ａ）。増幅媒体４の能動領域に合
致する層２ａの中央領域２ａｉ）は酸化せず、酸化され
た環状層２ａｉｉ）によって囲まれる。この選択的に酸
化した構造によって注入電流が横方向に流れるのが極め
て良く阻止され、かつ放出される光ビームの拡散も極め
て良く防止される。
【００２８】金属化層６が電気接点および反射器として
機能する。金属化層６はメーサを全面的に覆うことがで
きる。この場合にはレーザの出力は基体１を通じて行わ
れる。
機能する。金属化層６はメーサを全面的に覆うことがで
きる。この場合にはレーザの出力は基体１を通じて行わ
れる。
【００２９】金属化層６の形を図１に示すように環状に
することもでき、それによって光が上部から出ることが
できるようになる。そのような状況においては、金属化
層６の反射率を高くするために、金属化層に周知の多層
誘電体付着を組合わせることもできる。
することもでき、それによって光が上部から出ることが
できるようになる。そのような状況においては、金属化
層６の反射率を高くするために、金属化層に周知の多層
誘電体付着を組合わせることもできる。
【００３０】次に、図１に示す部品の製造方法を以下に
説明する。ＩｎＰ基体の上に下記の層を順次付着する。 ａ）ＩｎＧａＡｓＰストップ層（図示せず）、 ｂ）ＩｎＰ層５、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体４を構成する層、 ｄ）ＩｎＰ層３、および、 ｅ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層。
説明する。ＩｎＰ基体の上に下記の層を順次付着する。 ａ）ＩｎＧａＡｓＰストップ層（図示せず）、 ｂ）ＩｎＰ層５、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体４を構成する層、 ｄ）ＩｎＰ層３、および、 ｅ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層。
【００３１】鏡２のためのＡｌＡｓ層／ＧａＡｓ層のス
タックをＮ形ＧａＡｓ基体１の上にエピタキシャル成長
させる。
タックをＮ形ＧａＡｓ基体１の上にエピタキシャル成長
させる。
【００３２】エピタキシャル成長を行った後で、それに
よって得られた１つのサンプルを下記のようにエピタキ
シャル接着によって一緒に組立てる。まず、たとえば、
硫酸および酸素化水をベースとする溶液を用いて、選択
的化学エッチングによりＩｎＧａＡｓＰ端末層を除去す
る。その後で、２つのサンプルの表面の酸化物を除去
し、洗浄し、乾燥してから、それらのサンプルを黒鉛製
のサンプル入れの中に置き、水素雰囲気中で６３０℃の
温度で３０分加熱する。常温に戻してから、サンプル入
れを炉から取り出しエピタキシャル接着を終了する。こ
の作業の後で、ＩｎＰ基体を除去することと、次にＩｎ
ＧａＡｓＰストップ層の除去のためとの、２回の選択的
化学エッチングを行う。
よって得られた１つのサンプルを下記のようにエピタキ
シャル接着によって一緒に組立てる。まず、たとえば、
硫酸および酸素化水をベースとする溶液を用いて、選択
的化学エッチングによりＩｎＧａＡｓＰ端末層を除去す
る。その後で、２つのサンプルの表面の酸化物を除去
し、洗浄し、乾燥してから、それらのサンプルを黒鉛製
のサンプル入れの中に置き、水素雰囲気中で６３０℃の
温度で３０分加熱する。常温に戻してから、サンプル入
れを炉から取り出しエピタキシャル接着を終了する。こ
の作業の後で、ＩｎＰ基体を除去することと、次にＩｎ
ＧａＡｓＰストップ層の除去のためとの、２回の選択的
化学エッチングを行う。
【００３３】その後で、当業者に知られている技術を用
いてメーサエッチングのためのサンプルを用意する。た
とえば、ＩｎＰ層５に誘電体層を付着し、その後で感光
樹脂を付着する。
いてメーサエッチングのためのサンプルを用意する。た
とえば、ＩｎＰ層５に誘電体層を付着し、その後で感光
樹脂を付着する。
【００３４】その感光樹脂にメーサの形を決定するマス
ク（たとえば、直径が５０μｍのマスク）を通じて露光
する。各メーサは個々の層に対応する。
ク（たとえば、直径が５０μｍのマスク）を通じて露光
する。各メーサは個々の層に対応する。
【００３５】感光樹脂を現像した後で、第１の反応イオ
ンエッチング操作で樹脂パターンを誘電体層に写す。そ
のパターンを写された誘電体層が次に、ＩｎＰ上でエピ
タキシャル成長させられた層をエッチングするためのマ
スクとして機能する。
ンエッチング操作で樹脂パターンを誘電体層に写す。そ
のパターンを写された誘電体層が次に、ＩｎＰ上でエピ
タキシャル成長させられた層をエッチングするためのマ
スクとして機能する。
【００３６】この第２のエッチング作業は最初のＮをド
ープしたＧａＡｓ層（層２ｂ）でエッチングを停止する
ことを可能にする条件の下で行う。前記ＧａＡｓ層を除
去するために最後の選択的エッチング作業を、たとえ
ば、サンプルを、ｐＨが４．３で、５０℃の温度に維持
したこはく酸の溶液に浸すことによって行う。メーサの
間のサンプル表面に残る物質はＡｌＡｓ層２ａを構成す
る物質である。
ープしたＧａＡｓ層（層２ｂ）でエッチングを停止する
ことを可能にする条件の下で行う。前記ＧａＡｓ層を除
去するために最後の選択的エッチング作業を、たとえ
ば、サンプルを、ｐＨが４．３で、５０℃の温度に維持
したこはく酸の溶液に浸すことによって行う。メーサの
間のサンプル表面に残る物質はＡｌＡｓ層２ａを構成す
る物質である。
【００３７】その後でそのサンプルを、上記文献［５］
と［６］に記載されている種類の、加水分解による酸化
法によって酸化する。
と［６］に記載されている種類の、加水分解による酸化
法によって酸化する。
【００３８】サンプルを４７５℃に維持した炉の中に約
３分間入れてＡｌＡｓ層２ａの表面を酸化する。その炉
の内部の雰囲気は、９５度に加熱した脱イオン水の中で
泡立てた窒素の流れで構成する。ＡｌＡｓ層の部分２ａ
ｉｉ）の酸化はメーサの下の拡散によって環状になって
横に進む。
３分間入れてＡｌＡｓ層２ａの表面を酸化する。その炉
の内部の雰囲気は、９５度に加熱した脱イオン水の中で
泡立てた窒素の流れで構成する。ＡｌＡｓ層の部分２ａ
ｉｉ）の酸化はメーサの下の拡散によって環状になって
横に進む。
【００３９】酸化した層はメーサの下に「埋め込んだ」
ということができる。このようにして酸化した環状部２
ａｉｉ）はレーザ注入電流を酸化されていないＮ形Ａｌ
Ａｓ中央領域２ａｉ）に通させる。中央領域２ａｉ）の
寸法は、炉内部の加熱時間によって調整される。酸化し
た環状部２ａｉｉ）は個々のレーザの間の良い電気絶縁
を維持することも観察すべきである。
ということができる。このようにして酸化した環状部２
ａｉｉ）はレーザ注入電流を酸化されていないＮ形Ａｌ
Ａｓ中央領域２ａｉ）に通させる。中央領域２ａｉ）の
寸法は、炉内部の加熱時間によって調整される。酸化し
た環状部２ａｉｉ）は個々のレーザの間の良い電気絶縁
を維持することも観察すべきである。
【００４０】次に、電気接点を構成する金属化層６を、
Ｐ形ＩｎＰ層５の上のメーサの上を金属化することによ
って形成する。
Ｐ形ＩｎＰ層５の上のメーサの上を金属化することによ
って形成する。
【００４１】図１に示す実施例では、レーザ光が出られ
るように、直径が１５μｍの開口部を各メーサの中央部
の金属層に開ける。
るように、直径が１５μｍの開口部を各メーサの中央部
の金属層に開ける。
【００４２】上部鏡を構成する多層スタック、たとえ
ば、イオン照射により支援された蒸着によって交互に常
温付着されたＳｉＯ２層とＴｉＯ２層のスタック、を付
着することによって垂直空胴を仕上げ被覆する。
ば、イオン照射により支援された蒸着によって交互に常
温付着されたＳｉＯ２層とＴｉＯ２層のスタック、を付
着することによって垂直空胴を仕上げ被覆する。
【００４３】本発明の他の可能な実施例を図２に示す。
この実施例は、ＮをドープしたＩｎＰ基体１０の上に、
下記の層、 ａ）基体１０の上にエピタキシャル成長させられて、ブ
ラッグ反射器を構成した複数のＮ形層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層１２、 ｃ）部品の増幅媒体１３を構成する１つまたは複数の
層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層１４、 ｅ）ドープしたＧａＡｓ層１５、 ｆ）選択的に酸化したＡｌＡｓ層、 ｇ）ドープしたＧａＡｓ層１７、および、 ｈ）金属化上部層１８（多層誘電体層を付着して仕上げ
ることもできる）、を順次形成して構成される。
この実施例は、ＮをドープしたＩｎＰ基体１０の上に、
下記の層、 ａ）基体１０の上にエピタキシャル成長させられて、ブ
ラッグ反射器を構成した複数のＮ形層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層１２、 ｃ）部品の増幅媒体１３を構成する１つまたは複数の
層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層１４、 ｅ）ドープしたＧａＡｓ層１５、 ｆ）選択的に酸化したＡｌＡｓ層、 ｇ）ドープしたＧａＡｓ層１７、および、 ｈ）金属化上部層１８（多層誘電体層を付着して仕上げ
ることもできる）、を順次形成して構成される。
【００４４】この部品を製造するために、基体１０の上
と、ＧａＡｓ基体の上とに、２回のエピタキシャル成長
作業を行う。
と、ＧａＡｓ基体の上とに、２回のエピタキシャル成長
作業を行う。
【００４５】Ｎ形ＩｎＰ基体１０の上に、ブラッグ反射
器を構成する種々の層と、Ｎ形ＩｎＰ層１２と、増幅媒
体１３と、Ｐ形ＩｎＰ基体１４と、ＩｎＧａＡｓＰ端末
層（図示せず）とを順次成長させる。ＧａＡｓ基体の上
に、４つのＰ形層、すなわち、ＡｌＡｓのストップ層ま
たはＡｌＧａＡｓのストップ層と、ＧａＡｓ層１７と、
選択酸化すべきＡｌＡｓ層１６と、ＧａＡｓ層１５に対
応する端末層と、を順次成長させる。このようにして得
られた２つのサンプルを、図１の実施例について説明し
たのと同様にしてエピタキシャル付着させる。その後
で、ＧａＡｓ基体と上部層を選択的化学エッチングで除
去する。
器を構成する種々の層と、Ｎ形ＩｎＰ層１２と、増幅媒
体１３と、Ｐ形ＩｎＰ基体１４と、ＩｎＧａＡｓＰ端末
層（図示せず）とを順次成長させる。ＧａＡｓ基体の上
に、４つのＰ形層、すなわち、ＡｌＡｓのストップ層ま
たはＡｌＧａＡｓのストップ層と、ＧａＡｓ層１７と、
選択酸化すべきＡｌＡｓ層１６と、ＧａＡｓ層１５に対
応する端末層と、を順次成長させる。このようにして得
られた２つのサンプルを、図１の実施例について説明し
たのと同様にしてエピタキシャル付着させる。その後
で、ＧａＡｓ基体と上部層を選択的化学エッチングで除
去する。
【００４６】ＧａＡｓ層上のメーサをエッチングするた
めに適切な作業を行う。このエッチングは最初の例にお
けるエッチングよりはるかに浅く、ｐＨが４．３で、５
０℃の温度に維持したこはく酸の溶液にサンプル浸すこ
とによって簡単に行うことができる。
めに適切な作業を行う。このエッチングは最初の例にお
けるエッチングよりはるかに浅く、ｐＨが４．３で、５
０℃の温度に維持したこはく酸の溶液にサンプル浸すこ
とによって簡単に行うことができる。
【００４７】そうすると、メーサの間でサンプルの表面
に残っている物質はＡｌＡｓである。
に残っている物質はＡｌＡｓである。
【００４８】その後で上記のように加水分解により酸化
を行い、それに続いて、中央開口部を維持しながら金属
化を行い、その後で上部誘電体鏡を付着する。
を行い、それに続いて、中央開口部を維持しながら金属
化を行い、その後で上部誘電体鏡を付着する。
【図１】本発明の第１の可能な実施の形態を構成する部
品の線図的断面図である。
品の線図的断面図である。
【図２】本発明の第２の可能な実施の形態を構成する部
品の線図的断面図である。
品の線図的断面図である。
１ 基体 ２，６，１１，１８ 鏡 ３ ＮをドープしたＩｎＰ層 ４，１３ 増幅媒体 ５ ＰをドープしたＩｎＰ層 ６ 金属付着物 １０ ＮをドープしたＩｎＰ基体 １２ ＮをドープしたＩｎＰ層 １４ ＰをドープしたＩｎＰ層 １５ ＮをドープしたＧａＡｓ層 １７ ＰをドープしたＧａＡｓ層
Claims (8)
- 【請求項１】放出波長で反射する２枚の鏡（２，６；１
１，１８）と、２枚の鏡（２，６；１１，１８）の間に
置かれた、放出された放射線の増幅媒体（４，１３）を
構成する１つまたは複数の層とを有するスタックを備
え、１．３μｍから１．５５μｍの範囲の波長で表面を
通じて放出する垂直空胴レーザ放出部品において、増幅
媒体（４，１３）の付近で、少なくとも１つの鏡（２；
１６，１７，１８）が、ｘを０．８から１の範囲に含ま
れる数として、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ，１
６）を呈し、その層は増幅媒体（４，１３）の活性中央
領域の周囲が選択的に酸化されている（２ａｉ）および
２ａｉｉ））ことを特徴とする垂直空胴レーザ放出部
品。 - 【請求項２】請求項１に記載の部品において、選択的に
酸化された層（２ａ，１６）がＡｌＡｓの層であること
を特徴とする部品。 - 【請求項３】請求項２に記載の部品において、Ｎをドー
プされたＧａＡｓの基体（１）の上に下記の層、すなわ
ち、 ａ）ブラッグ鏡（２）を構成する複数のＡｌＡｓ／Ｇａ
Ａｓ層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層（３）、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体（４）を構成する
１つまたは複数の層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層（５）、および ｅ）金属付着物（６）のスタックを順次備え、 ブラッグ鏡（２）のＡｌＡｓ層である酸化層（２ａ）は
増幅媒体（４）に最も近く、酸化層（２ａ）と金属付着
物（６）の間の層（２ｂ，３ないし５）はメーサになる
ようにエッチングされていることを特徴とする部品。 - 【請求項４】請求項２に記載の部品であって、Ｎをドー
プしたＩｎＰ基体（１０）の上に下記の層、すなわち、 ａ）ブラッグ鏡（１１）を構成する複数のＮ形層、 ｂ）ＮをドープしたＩｎＰ層（１２）、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体（１３）を構成す
る１つまたは複数の層、 ｄ）ＰをドープしたＩｎＰ層（１４）、 ｅ）ＰをドープしたＧａＡｓ層（１５）、 ｆ）ＡｌＡｓの選択的に酸化した層（１６）、 ｇ）メーサになるようにエッチングされた、Ｐをドープ
したＧａＡｓ層（１´）、および ｈ）金属付着物（６）のスタックを順次備えていること
を特徴とする部品。 - 【請求項５】請求項３または４に記載の部品であって、
金属付着物が放出された光を通す穴を有し、金属付着物
には多層誘電体付着物が被覆されていることを特徴とす
る部品。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の部品
を製造する製造方法において、 第１に、ＩｎＰ基体の上に下記の層、すなわち、 ａ）ＮをドープしたＩｎＰ層（３，１２）、 ｂ）放出される放射線を増幅する媒体（４，１４）を構
成する１つまたは複数の層、 ｃ）ＰをドープしたＩｎＰ層（５，１４）、および、 ｄ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層を順次備えるスタックをエピ
タキシャル成長させる工程と、 第２に、ｘを０．８から１の範囲に含まれる数として、
ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの少なくとも１つの層（２ａ，１
６）と、ＧａＡｓの端末層とを含むスタックをＧａＡｓ
基体の上でエピタキシャル成長させる工程と、 このようにして得た２つのサンプルを、第１のサンプル
のＩｎＰ層への第２のサンプルのＧａＡｓ層のエピタキ
シャル付着を達成する熱処理によって一緒に組立てる工
程と、 メーサの間のサンプルの表面における層がＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓの層（２ａ，１６）であるようにメーサを選
択的にエッチングする工程と、 酸化が終わった時にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層（２ａ、
１６）が増幅媒体（４，１３）の活性中央領域の周囲で
選択的に酸化されるように、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの層
（２ａ，１６）をある長さの時間だけ、加水分解によっ
て酸化する工程と、 メーサの上面を金属化する工程とを備えることを特徴と
する部品を製造する製造方法。 - 【請求項７】請求項３に記載の部品を製造する請求項６
に記載の製造方法において、 ＩｎＰ基体の上に下記の層、すなわち、 ａ）ＩｎＧａＡｓＰストップ層、 ｂ）ＰをドープしたＩｎＰ層（５）、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体（４）を構成する
層、 ｄ）ＮをドープしたＩｎＰ層（３）、および、 ｅ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層を順次エピタキシャル付着す
る工程と、 Ｎ形ＧａＡｓ基体の上に、ブラッグ鏡（２）のＡｌＡｓ
／ＧａＡｓ層のスタックをエピタキシャル成長付着する
工程と、 エピタキシャル付着のための熱処理の前に選択的化学エ
ッチングによってＩｎＧａＡｓＰ端末層を除去する工程
と、 エピタキシャル付着のための熱処理の後でＩｎＰ基体と
ＩｎＧａＡｓＰストップ層を２回の選択的化学エッチン
グによって除去する工程と、 ＰをドープしたＩｎＰ層（５）とブラッグ鏡の第１のＧ
ａＡｓ層（２ｂ）の間の種々の層（２ｂ、３ないし５）
をエッチングする工程と、 この後で、前記ＡｌＡｓ層（２ａ）を選択的に酸化する
工程と、を備え、メーサの間のサンプルの表面における
層（２ａ）がブラッグ鏡（２）の第１のＡｌＡｓ層であ
ることを特徴とする製造方法。 - 【請求項８】請求項４記載の部品を製造する請求項６記
載の製造方法において、 ＩｎＰ基体の上に下記の層、すなわち、 ａ）ブラッグ反射器（１１）を構成する種々の層、 ｂ）Ｎ形ＩｎＰ層、 ｃ）放出される放射線を増幅する媒体（１３）を構成す
る層、 ｄ）Ｐ形ＩｎＰ（１４）、および、 ｅ）ＩｎＧａＡｓＰ端末層を順次付着する工程と、 ＧａＡｓ基体の上に下記の層、すなわち、 ｆ）ＡｌＡｓのストップ層またはＡｌＧａＡｓのストッ
プ層、 ｇ）ＧａＡｓの層（１７）、 ｈ）選択的に酸化すべきＡｌＡｓの層（１６）、およ
び、 ｉ）ＧａＡｓ端末層をエピタキシャル付着する工程と、 エピタキシャル付着のための熱処理の前に選択的化学エ
ッチングによってＩｎＧａＡｓＰ端末層を除去する工程
と、 エピタキシャル付着のための熱処理の後で、ＧａＡｓ基
体とストップ層を選択的化学エッチングによって除去す
る工程と、 メーサの間のサンプルの表面に残っている層が、後で選
択的に酸化するＡｌＡｓの層（１６）であるように表面
ＧａＡｓ層（１７）をエッチングする工程と、 を備えることを特徴とする製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9511158A FR2739230B1 (fr) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Composant d'emission laser a cavite verticale a emission par la surface a une longueur d'onde comprise entre 1,3 et 1,5 mu m et procede pour sa realisation |
| FR9511158 | 1995-09-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116228A true JPH09116228A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=9482841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8249832A Pending JPH09116228A (ja) | 1995-09-22 | 1996-09-20 | 垂直空胴レーザ放出部品とその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5809051A (ja) |
| EP (1) | EP0765014B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09116228A (ja) |
| DE (1) | DE69603427T2 (ja) |
| FR (1) | FR2739230B1 (ja) |
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| JP2003332685A (ja) * | 2003-05-30 | 2003-11-21 | Seiko Epson Corp | 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイ |
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1996
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