JPS6257274A - 面発光半導体レ−ザ - Google Patents
面発光半導体レ−ザInfo
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- JPS6257274A JPS6257274A JP19791885A JP19791885A JPS6257274A JP S6257274 A JPS6257274 A JP S6257274A JP 19791885 A JP19791885 A JP 19791885A JP 19791885 A JP19791885 A JP 19791885A JP S6257274 A JPS6257274 A JP S6257274A
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- reflection mirror
- gold
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- type electrode
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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]
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- H01S5/18375—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on metal reflectors
-
- H—ELECTRICITY
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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
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-
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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-
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- H01S5/18305—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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〕
本発明は光通信・光情報処理等における光源として用い
られる面発光半導体レーザに関する。
られる面発光半導体レーザに関する。
面発光レーザにおいて、ＱａＡＳ７％６ＧａＡｓを材料
としたものでは室温パルス発振が得られ、ＩｎＱａＡｓ
Ｐ／Ｉ ｎ Ｐを材料としたものでは一２ＩＣでのパ
ルス発振が得られている。例えば、［電子通信学会技術
研究報告ＪＯＱＥ８４−９（１９８４年５月）の論文「
ＧａＡｓ／ＡＪ’ＧａＡｓ 糸注入型ｍ発光レーザ（石
川 仙）」や、［第３２回応用物理学関係連合講演会講
演予稿集Ｊ （１９８５年３月）。
としたものでは室温パルス発振が得られ、ＩｎＱａＡｓ
Ｐ／Ｉ ｎ Ｐを材料としたものでは一２ＩＣでのパ
ルス発振が得られている。例えば、［電子通信学会技術
研究報告ＪＯＱＥ８４−９（１９８４年５月）の論文「
ＧａＡｓ／ＡＪ’ＧａＡｓ 糸注入型ｍ発光レーザ（石
川 仙）」や、［第３２回応用物理学関係連合講演会講
演予稿集Ｊ （１９８５年３月）。
１３８頁の論文［リング電極型Ｇａ ＩｎＡｓＰ／ｉ
ｎＰ面発光レーザ（１）Ｊ（由由 他）に説明されてい
る。
ｎＰ面発光レーザ（１）Ｊ（由由 他）に説明されてい
る。
これら従来の面発光レーザけ、電流の補数がりを防ぎ、
効率良く電流注入するためにＰ副電極を小さくしている
。そのためＰ副電極での発熱が大きかった。また、Ｐ伸
反射鏡はＰ副電極と同じ材料、例えば金、亜鉛の薄膜を
用いているため、金の薄膜に比べ反射率が低く、高々８
０〜８５％であった。これらの理由によってレーザの発
振しぎい値が上がり、室温連続発振を困難にしていた。
効率良く電流注入するためにＰ副電極を小さくしている
。そのためＰ副電極での発熱が大きかった。また、Ｐ伸
反射鏡はＰ副電極と同じ材料、例えば金、亜鉛の薄膜を
用いているため、金の薄膜に比べ反射率が低く、高々８
０〜８５％であった。これらの理由によってレーザの発
振しぎい値が上がり、室温連続発振を困難にしていた。
この面発光レーザの発振しきい値を下げ、室温連続発振
させるには、Ｐ側電極部の放熱を良くすると同時にＰ伸
反射鏡の反射率を上げることが必要である。
させるには、Ｐ側電極部の放熱を良くすると同時にＰ伸
反射鏡の反射率を上げることが必要である。
本発明の目的は、これらの問題点を解決し、発振しきい
値を下げ、室温連続発振を可能にしだ面発光レーザを提
供することにある。
値を下げ、室温連続発振を可能にしだ面発光レーザを提
供することにある。
（問題点を解決するだめの手段〕
本発明の構成は、活性層を含む半導体多層構造の両層面
を反射鏡部で挾んで構成される面発光レーザにおいて、
前記反射鏡部の一方が、前記一方の層面上に形成され円
形の金薄膜から々る反射鏡と、この反射鏡上を覆う絶縁
層と、この絶縁層を囲んで前記層面を櫟って前記反射鏡
と同心円の輪状に形成された輪状電極と、この輪状電極
上に形成された放熱導体部とを備えることを特徴とする
。
を反射鏡部で挾んで構成される面発光レーザにおいて、
前記反射鏡部の一方が、前記一方の層面上に形成され円
形の金薄膜から々る反射鏡と、この反射鏡上を覆う絶縁
層と、この絶縁層を囲んで前記層面を櫟って前記反射鏡
と同心円の輪状に形成された輪状電極と、この輪状電極
上に形成された放熱導体部とを備えることを特徴とする
。
本発明においては、ｐ仰反射鏡を金の薄膜により形成す
ることにより、反射率を９５％程度に上げることかでき
ると共に、ｐ仰反射鏡とｐ製電極部とを接触させないこ
とにより、ｐ型電極に含まれる金属、例えば金、亜鉛電
極の亜鉛がｐ仰反射鏡に製造過程の熱処理中に混入し合
金化し反射率が低下するのを防ぐようにしている。また
、ｐ型電極の上に金メッキを形成することによシ、ｐ製
電極部で発生した熱の放熱を良くしている。このような
改善によりレーザの発振しきい電流値を下げることがで
き、室温連続発振を可能としている。
ることにより、反射率を９５％程度に上げることかでき
ると共に、ｐ仰反射鏡とｐ製電極部とを接触させないこ
とにより、ｐ型電極に含まれる金属、例えば金、亜鉛電
極の亜鉛がｐ仰反射鏡に製造過程の熱処理中に混入し合
金化し反射率が低下するのを防ぐようにしている。また
、ｐ型電極の上に金メッキを形成することによシ、ｐ製
電極部で発生した熱の放熱を良くしている。このような
改善によりレーザの発振しきい電流値を下げることがで
き、室温連続発振を可能としている。
次に本発明を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の面発光レーザの構造断面図
である。ます、本実施例として材料にＩｎＰ／ＩｎＧａ
ＡｓＰを用いた面発光レーザの製造方法について説明す
る。
である。ます、本実施例として材料にＩｎＰ／ＩｎＧａ
ＡｓＰを用いた面発光レーザの製造方法について説明す
る。
ｎ型ＩｎＰ基板ｌ上に結晶成長により、 ｎ型ＩｎＰ層
２（＃厚５μｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｏｙ＋ ”）
。
２（＃厚５μｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｏｙ＋ ”）
。
アンドープＩｎＧａＡｓＰ 活性層３（層厚１．５
ｐ ｍバンドギャップに相当する波長１．３μｍ）、ｐ
型ＩｎＰ１５４（層厚１ μｍ 、 ＃ａ、リア密度ｌ
×１０１ａｃｒｎ）。
ｐ ｍバンドギャップに相当する波長１．３μｍ）、ｐ
型ＩｎＰ１５４（層厚１ μｍ 、 ＃ａ、リア密度ｌ
×１０１ａｃｒｎ）。
ｎ型ＩｎＧａＡ、ｓＰ 層５ （層厚１ ｐ ｍ 、キ
ャリア密度１ｘｌＯｃｒｎ ｌハンドギャップに相当す
る波長１．１μｍ）を順次形成する。
ャリア密度１ｘｌＯｃｒｎ ｌハンドギャップに相当す
る波長１．１μｍ）を順次形成する。
次に、８ ｉ ０１膜をケミカルペーパーディポジショ
ン（以下ＣＶＤと略す）によって形成し、２０μｍＯの
穴をあける３、この８ｉ０．膜をマスクとしてｐ型不純
物拡散をｐ型１ｎＰＩｉｉ４に達するまで行いρ型不純
物拡散領域６を形成する。そのキャリア密度は１〜２Ｘ
１０．？ｍ とした。その後Ｓｉｎ、膜を除去する。
ン（以下ＣＶＤと略す）によって形成し、２０μｍＯの
穴をあける３、この８ｉ０．膜をマスクとしてｐ型不純
物拡散をｐ型１ｎＰＩｉｉ４に達するまで行いρ型不純
物拡散領域６を形成する。そのキャリア密度は１〜２Ｘ
１０．？ｍ とした。その後Ｓｉｎ、膜を除去する。
次に、金の薄膜を蒸着により厚さ３０００膜程度形成し
た後、ｐ拡散領域６と同心円で８μｍｓの円形部分のみ
残して他はエツチングにより除去する。これによってｐ
（ｌｌ１反射鏡７が形成される。
た後、ｐ拡散領域６と同心円で８μｍｓの円形部分のみ
残して他はエツチングにより除去する。これによってｐ
（ｌｌ１反射鏡７が形成される。
次に、ＣＶＤによりｓｉｎ、膜８を形成し、ｐ伸反射鏡
７と同心円で内径１０μｍ１外径２０μｍの輪状の部分
の８ ｉｏ ２ ｉｌｌ ８を除去する。これによって
ｐｉ反射鏡７が８ ｔ Ｏｔ膜８によっておおわれてい
る。
７と同心円で内径１０μｍ１外径２０μｍの輪状の部分
の８ ｉｏ ２ ｉｌｌ ８を除去する。これによって
ｐｉ反射鏡７が８ ｔ Ｏｔ膜８によっておおわれてい
る。
次に、金、亜鉛の蒸着によってｐ型電極９を形成する。
従ってｐ型電極９とｐ型不純物拡散領域６との接触部分
は、内径１０μｍ、外径２０μｍの同心円の輪状の形状
となり、ここが電流注入領域となる。次にｐ型電極９の
上に厚さ１０μｍの金メッキ１０を形成する。
は、内径１０μｍ、外径２０μｍの同心円の輪状の形状
となり、ここが電流注入領域となる。次にｐ型電極９の
上に厚さ１０μｍの金メッキ１０を形成する。
次に、ｎ側に金、ゲルマニウム、ニッケルノ蒸着によっ
てｎ型電極１１を形成する。次に８１０２膜をマスクと
してｐ型電極９と対向する５０〜６０μｍｙ５の円形部
分のみｎ型電極１１をエツチングによって除去する。更
に、塩酸と水の混合液を用いてｎ型ＩｎＰ基板１の前記
５０〜６０μｍＯの円形部分のみエツチングする。この
とき、ｎ型ＩｎＰ１ｉ１ｉ２に到達するまで行ない、５
０〜６０μｍｙ（の直径の穴１２を形成する。次に３０
０ＯＡ厚の金の薄膜１３を蒸着により形成し面発光レー
ザを完成する。この金の薄膜１３の穴１２の底部がｎ側
反射鏡１４として作用する。このｎ４１反射鏡１４とＰ
’１ｌｌｌ凡射鏡７との間が面発光レーザの共振器と
なｐ、その長さは約８．５μｍとした。
てｎ型電極１１を形成する。次に８１０２膜をマスクと
してｐ型電極９と対向する５０〜６０μｍｙ５の円形部
分のみｎ型電極１１をエツチングによって除去する。更
に、塩酸と水の混合液を用いてｎ型ＩｎＰ基板１の前記
５０〜６０μｍＯの円形部分のみエツチングする。この
とき、ｎ型ＩｎＰ１ｉ１ｉ２に到達するまで行ない、５
０〜６０μｍｙ（の直径の穴１２を形成する。次に３０
０ＯＡ厚の金の薄膜１３を蒸着により形成し面発光レー
ザを完成する。この金の薄膜１３の穴１２の底部がｎ側
反射鏡１４として作用する。このｎ４１反射鏡１４とＰ
’１ｌｌｌ凡射鏡７との間が面発光レーザの共振器と
なｐ、その長さは約８．５μｍとした。
第２図は第１図の実施例によル製作した面発光−一六
レーザの電流−光出力特性図で、室温において連続発振
し、そのしきい電流値は１００ｍＡであった。
し、そのしきい電流値は１００ｍＡであった。
このように室温連続発振が可能となったのは、ｐ側電極
９の上に金メッキ１０を形成することにより放熱を良く
したこと、ｎ側反射鏡７として金の薄膜を用いることに
より反射率を９５チ程度まで上げたこと、およびｐ側電
極９とｎ側反射鏡７とを接触１〜ないように（７て、ｎ
側反射鏡７にｐ側電極９中に含まれる金楕、本実施例の
場合亜鉛が製造工程中に混入することを防ぎ、これによ
って反射率の低下を防いだことによる１゜ なお、本実施例はＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ を材料と１
７て用いたが、Ａ 、／（ｉａＡ ｓ Ｐ／ＧａＡｓを
用いても同様に室温連続発振が可能であり、他の謙−■
族。
９の上に金メッキ１０を形成することにより放熱を良く
したこと、ｎ側反射鏡７として金の薄膜を用いることに
より反射率を９５チ程度まで上げたこと、およびｐ側電
極９とｎ側反射鏡７とを接触１〜ないように（７て、ｎ
側反射鏡７にｐ側電極９中に含まれる金楕、本実施例の
場合亜鉛が製造工程中に混入することを防ぎ、これによ
って反射率の低下を防いだことによる１゜ なお、本実施例はＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ を材料と１
７て用いたが、Ａ 、／（ｉａＡ ｓ Ｐ／ＧａＡｓを
用いても同様に室温連続発振が可能であり、他の謙−■
族。
■−■族の材料に用いても有効である。
また、本実施例ではｐＨＩ１反射鏡６の大きさを８μｍ
ｙの円形としたが、５〜１０μｍΔ程度が適当である。
ｙの円形としたが、５〜１０μｍΔ程度が適当である。
ｎ型電極９の電流注入領域は外径２０μｍ戸内径１０μ
ｍＯの輪状の形状としたが、外径１５〜５０μｍＯ１内
径ｌＯ〜３０μｍＯ程度が適当である。またｐ型不純物
領域６Ｖｉ、２０μｍｙのとしたが１０〜５０μｍダ程
度が適当である。
ｍＯの輪状の形状としたが、外径１５〜５０μｍＯ１内
径ｌＯ〜３０μｍＯ程度が適当である。またｐ型不純物
領域６Ｖｉ、２０μｍｙのとしたが１０〜５０μｍダ程
度が適当である。
また、ｐｉＩＩＩ１反射鏡７とｎ側反射鏡１４との間隔
、即ち共振器長を８．５μｍとしたが５〜１０μｍ程度
が適当であり、活性ＮＡ３の層厚は１．５μｍとしたが
１〜３μｍ程度が適当である。。
、即ち共振器長を８．５μｍとしたが５〜１０μｍ程度
が適当であり、活性ＮＡ３の層厚は１．５μｍとしたが
１〜３μｍ程度が適当である。。
本実施例では、ｎ側反射鏡７およびｎ側反射鏡以上あれ
ば９５％以上の高反射率が得られ、耐久性にも問題な一
へ。
ば９５％以上の高反射率が得られ、耐久性にも問題な一
へ。
以上説明したように、本発明による面発光レーザーは、
電極部の放熱が良いと同時に、反射鏡の反射率を高くす
ることができるので、レーザの発振【７きい電流値を下
げることができ、室温連続発振を可能にできる。
電極部の放熱が良いと同時に、反射鏡の反射率を高くす
ることができるので、レーザの発振【７きい電流値を下
げることができ、室温連続発振を可能にできる。
第１図は本発明による面発光レーザの一実施例の断面図
、第２図は第１図の実施例の室温連続発振時のｔｊ流−
光出力特性図である。図において、１はｎ型ｒｎＰ基板
、２はｎ型１ｎＰ［，３けアンドープＩｎＱａＡ、ｓＰ
活性層、４１ｄｐ型ＩｎＰｌｉ、５ ｔｄ、 ｎ型Ｔｎ
ＧａＡｓＰ層、６１６． ｐ型不純物拡散領域、７は０
９１１１反射鏡、８Ｈ，ＳｉＯ□膜、９はｎ型電極、１
０ｉｊ金メツキ、１１けｎ型電極、１２は穴、１３は金
の薄膜、１４はｎ側反射鏡である。 茅 ｌ 図
、第２図は第１図の実施例の室温連続発振時のｔｊ流−
光出力特性図である。図において、１はｎ型ｒｎＰ基板
、２はｎ型１ｎＰ［，３けアンドープＩｎＱａＡ、ｓＰ
活性層、４１ｄｐ型ＩｎＰｌｉ、５ ｔｄ、 ｎ型Ｔｎ
ＧａＡｓＰ層、６１６． ｐ型不純物拡散領域、７は０
９１１１反射鏡、８Ｈ，ＳｉＯ□膜、９はｎ型電極、１
０ｉｊ金メツキ、１１けｎ型電極、１２は穴、１３は金
の薄膜、１４はｎ側反射鏡である。 茅 ｌ 図
Claims (1)
- 活性層を含む半導体多層構造の両層面を反射鏡部で挾ん
で構成される面発光半導体レーザにおいて、前記反射鏡
部の一方が、前記一方の層面上に形成され円形の金薄膜
からなる反射鏡と、この反射鏡上を覆う絶縁層と、この
絶縁層を囲んで前記層面を覆って前記反射鏡と同心円の
輪状に形成された輪状電極と、この輪状電極上に形成さ
れた放熱導体部とを備えることを特徴とする面発光半導
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791885A JPS6257274A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 面発光半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791885A JPS6257274A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 面発光半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6257274A true JPS6257274A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=16382435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19791885A Pending JPS6257274A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 面発光半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6257274A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473786A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu | Optical bistable semiconductor device |
| EP0748007A3 (en) * | 1995-06-08 | 1997-12-17 | Hewlett-Packard Company | Surface-emitting lasers |
| KR100397608B1 (ko) * | 2001-01-29 | 2003-09-13 | 삼성전기주식회사 | ＧａＮ계열 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP19791885A patent/JPS6257274A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473786A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu | Optical bistable semiconductor device |
| EP0748007A3 (en) * | 1995-06-08 | 1997-12-17 | Hewlett-Packard Company | Surface-emitting lasers |
| KR100397608B1 (ko) * | 2001-01-29 | 2003-09-13 | 삼성전기주식회사 | ＧａＮ계열 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
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