WO2021024719A1 - 垂直共振器型発光素子 - Google Patents

垂直共振器型発光素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2021024719A1
WO2021024719A1 PCT/JP2020/027475 JP2020027475W WO2021024719A1 WO 2021024719 A1 WO2021024719 A1 WO 2021024719A1 JP 2020027475 W JP2020027475 W JP 2020027475W WO 2021024719 A1 WO2021024719 A1 WO 2021024719A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
light emitting
layer
semiconductor substrate
multilayer film
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/027475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭祐 中田
大 倉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to US17/633,486 priority Critical patent/US20220285917A1/en
Priority to EP20850937.2A priority patent/EP4012855B1/en
Priority to CN202080056286.9A priority patent/CN114207969B/zh
Publication of WO2021024719A1 publication Critical patent/WO2021024719A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01S5/04—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
    • H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
    • 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]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • 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
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0064—Anti-reflection components, e.g. optical isolators
    • 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
    • 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
    • H01S5/04—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
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • 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]
    • H01S5/18305—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
    • 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]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/18327—Structure being part of a DBR
    • 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]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/1833—Position of the structure with more than one structure
    • 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]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0217—Removal of the substrate
    • 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
    • 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
    • H01S5/20—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
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2009—Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a vertical cavity type semiconductor laser having an n-electrode and a p-electrode connected to an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, respectively.
  • an optical resonator is formed by opposing reflecting mirrors.
  • a voltage is applied to a semiconductor layer via an electrode, the light emitted from the semiconductor layer resonates in the optical resonator, and laser light is generated.
  • a vertical resonator type light emitting device such as a surface emitting laser preferably has an electrode configuration capable of injecting a current into a semiconductor layer with low resistance.
  • the vertical resonator type light emitting element according to the present invention is formed on a first multilayer film reflector, a translucent first electrode formed on the first multilayer film reflector, and a first electrode.
  • FIG. 1 It is a top view of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the current which flows in the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing process
  • FIG. 1 It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the manufacturing process of the surface emitting laser which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a top view of the surface emitting laser which concerns on Example 2.
  • FIG. It is sectional drawing of the surface emitting laser which concerns on Example 2.
  • the present invention is implemented as a surface emitting laser (semiconductor laser) will be described.
  • the present invention is not limited to the surface emitting laser, and can be applied to various vertical resonator type light emitting elements such as a vertical resonator type light emitting diode.
  • FIG. 1 is a schematic top view of a vertical cavity type surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, hereinafter referred to as a surface emitting laser) according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface emitting laser 10.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 of FIG. The configuration of the surface emitting laser 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the surface emitting laser 10 is formed so as to be embedded in the mount substrate 10M, the p electrode (connection electrode) 11 formed on the mount substrate 10M, and partially exposed from the p electrode 11. It has 1 multilayer film reflector (hereinafter, simply referred to as a first reflector) 12.
  • the first reflecting mirror 12 has a second refractive index higher than that of the first dielectric film (hereinafter referred to as a low refractive index dielectric film) 12L and the low refractive index dielectric film 12L. It has a structure in which the dielectric film (hereinafter referred to as a high refractive index dielectric film) 12H is alternately laminated.
  • the first reflector 12 constitutes a distributed Bragg reflector (DBR: Distributed Bragg Reflector) made of a dielectric material.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • the p-electrode 11 has an opening on the upper surface that partially exposes the first reflector 12. Further, the first reflecting mirror 12 has an exposed portion 12E that is exposed from the p electrode 11 while protruding from the p electrode 11 at the opening of the p electrode 11.
  • the side surface of the lower portion (lower portion in the present embodiment) of the protruding multilayer film portion in the first reflector 12 is covered with the p electrode 11, and the upper portion (in the present embodiment).
  • the side surface and the upper surface of the upper portion) protrude from the p electrode 11 and are exposed. That is, in this embodiment, the exposed portion 12E of the first reflecting mirror 12 includes an upper surface of a lower portion of the protruding multilayer film portion and side surfaces and an upper surface of the upper portion. Further, the exposed portion 12E of the first reflecting mirror 12 has a circular shape when viewed from above.
  • the surface emitting laser 10 has an insulating layer 14 formed on the p electrode 11 and the translucent electrode 13 and having an opening 14A for exposing the translucent electrode 13 on the exposed portion 12E of the first reflecting mirror 12. Have.
  • the translucent electrode 13 has an exposed portion 13E exposed from the opening 14A of the insulating layer 14.
  • the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 has a circular upper surface shape.
  • the surface emitting laser 10 has a photosemiconductor layer 15 formed on the insulating layer 14 and connected to the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 at the opening 14A of the insulating layer 14.
  • the optical semiconductor layer 15 includes a plurality of semiconductor layers made of nitride-based semiconductors.
  • the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 functions as a contact region for electrically connecting the translucent electrode 13 (p electrode 11) and the photosemiconductor layer 15.
  • the optical semiconductor layer 15 is a p-type semiconductor layer (first semiconductor layer having a first conductive type) 15P formed on the insulating layer 14 while being in contact with the exposed portion 13E of the translucent electrode 13.
  • the n-type semiconductor layer 15N has a GaN composition and contains Si as an n-type impurity.
  • the light emitting layer 15A has a quantum well structure including a well layer having an InGaN composition and a barrier layer having a GaN composition.
  • the p-type semiconductor layer 15P has a GaN-based composition and contains Mg as a p-type impurity.
  • the optical semiconductor layer 15 is, for example, an electron block layer (shown) that prevents electrons injected into the light emitting layer 15A from overflowing into the p-type semiconductor layer 15P between the light emitting layer 15A and the p-type semiconductor layer 15P. ) May have.
  • the electron block layer may have an AlGaN composition.
  • the electron block layer may contain impurities, for example, it may have p-type impurities and may have a p-type conductive type.
  • the semiconductor substrate 17 has an n-type conductive type.
  • the semiconductor substrate 17 is made of a semiconductor material having n-type impurities, and in this embodiment, it is a GaN substrate containing Si.
  • the semiconductor substrate 17 has a top surface 17S and a convex portion 17P protruding from the top surface 17S.
  • the convex portion 17P has a top surface 17PS that has been mirrored by polishing.
  • the convex portion 17P has a damage layer 17A formed in a region having a predetermined depth from the top surface 17PS and whose conductivity is impaired by polishing.
  • the convex portion 17P is a portion of the semiconductor substrate 17 that protrudes in a columnar shape from the upper surface 17S. Further, the convex portion 17P is formed so that the central axis of the convex portion 17P is arranged at a position passing through the center of the exposed portion 13E (that is, the contact region with the photosemiconductor layer 15) of the translucent electrode 13. Further, in this embodiment, the width (diameter) D2 of the convex portion 17P is larger than the width (diameter) D1 of the exposed portion 13E of the translucent electrode 13.
  • the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 is a surface region of the semiconductor substrate 17 removed by etching. More specifically, the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 is a surface region of the semiconductor substrate 17 exposed by removing the polished surface by dry etching after polishing. Therefore, the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 is a region showing an n-type conductive type. Further, in this embodiment, the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17 is a surface region of the semiconductor substrate 17 in which the polished surface remains without being dry-etched.
  • the surface emitting laser 10 has an n electrode (second electrode) 18 formed on the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 and having an opening 18A surrounding the convex portion 17P.
  • the n-electrode 18 is made of a metal material such as Au, Al and Cu.
  • the n-electrode 18 is formed in a layer on the semiconductor substrate 17. Further, the opening 18A of the n electrode 18 has an opening width larger than the width of the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17, and is formed apart from the convex portion 17P.
  • the surface emitting laser 10 has an antireflection layer 19 formed on the n electrode 18 so as to embed the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17.
  • the antireflection layer 19 is made of, for example, a dielectric multilayer film, and in this embodiment, it has a structure in which Ta 2 O 5 layers and SiO 2 layers are alternately laminated a plurality of times.
  • the antireflection layer 19 suppresses the light emitted from the light emitting layer 15A from being reflected by the top surface 17PS of the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17.
  • the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 (that is, the opening 14A of the insulating layer 14) defines the light emitting center which is the center of the light emitting region of the light emitting layer 15A, and the central axis of the resonator 10C (hereinafter, hereinafter).
  • AX is defined (referred to as the central axis of light emission).
  • the light emitting center axis AX of the resonator 10C passes through the center of the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 and extends in a direction perpendicular to the photosemiconductor layer 15.
  • the light emitting region of the light emitting layer 15A is, for example, a region having a predetermined width in which light having a predetermined intensity or higher is emitted in the light emitting layer 15A, and the center thereof is the light emitting center. Further, for example, the light emitting region of the light emitting layer 15A is a region in which a current having a predetermined density or higher is injected in the light emitting layer 15A, and the center thereof is the light emitting center. Further, a straight line perpendicular to the mount substrate 10M passing through the light emitting center is the light emitting center axis AX.
  • the emission center axis AX is a straight line extending along the resonator length direction of the resonator 10C composed of the first reflector 12 and the second reflector 16. Further, the light emission center axis AX corresponds to the optical axis of the laser light emitted from the surface light emitting laser 10.
  • the second reflector 16 has a light reflectivity smaller than that of the first reflector 12. Further, the second reflecting mirror 16 has translucency with respect to the light emitted from the light emitting layer 15A. The second reflecting mirror 16 reflects most of the light emitted from the light emitting layer 15A, transmits a part of the laser light LB resonating in the resonator 10C, and emits the light to the outside of the resonator 10C.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a current path in the surface emitting laser 10.
  • the current CR flowing between the translucent electrode 13 (p electrode 11) and the n electrode 18 is substantially perpendicular to the photosemiconductor layer 15 and the second reflector 16. It flows along a direction (hereinafter referred to as a vertical direction).
  • This current CR path can be said to be the path with the smallest electrical resistance for injecting current into the optical semiconductor layer 15.
  • the distance between the electrodes is often less than about 200 ⁇ m. This is because the surface emitting laser 10 itself cannot be handled unless it has a certain level of mechanical strength, and therefore it is necessary to leave a thickness of about 80 to 200 ⁇ m for the semiconductor substrate 17.
  • the electric resistance in the optical semiconductor layer 15 is proportional to the distance of the current path flowing in the optical semiconductor layer 15 and inversely proportional to the cross-sectional area of the current path.
  • the cross-sectional area of the current path is large enough to cancel out the difference in the distances of the current paths as compared with the case where the electrodes are arranged in the horizontal direction.
  • the cross-sectional area of the current path in the case of the vertical electrode arrangement is two orders of magnitude or more larger than the cross-sectional area of the current path in the case of the horizontal electrode arrangement (the cross-sectional area is much more than 100 times). Therefore, by arranging the electrodes in the vertical direction, the electrical resistance between the electrodes can be made much smaller than in the horizontal direction.
  • the current CR is injected into the light emitting layer 15A in the optical semiconductor layer 15 without being wasted, and is converted into light with high efficiency. Therefore, the optical semiconductor layer 15 can perform a highly efficient light emitting operation.
  • the semiconductor The substrate 17 is preferably thin to some extent.
  • the top surface 17PS of the convex portion 17P which is the exit surface of the laser light LB, is highly flattened. It is preferable to have. In this case, for example, it is used that the growth substrate to be the semiconductor substrate 17 is thinned and then mirrored by polishing or the like.
  • polishing has the disadvantage of forming a non-conductive region in the vicinity of the polished surface of the growth substrate.
  • the inventors of the present application have experimentally confirmed that when the n-electrode 18 is formed on the polished surface, the conduction with the p-electrode 11 cannot be obtained.
  • the region of 17S is used as a contact region with the n electrode 18. Therefore, a good vertical current CR path can be formed between the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 and the exposed portion 13E of the translucent electrode 13 with the opto-semiconductor layer 15 interposed therebetween.
  • the surface emitting laser 10 is a light emitting element capable of performing highly efficient light emitting operation by performing highly efficient current injection. Further, the surface emitting laser 10 is a laser element capable of emitting a stable high-output laser beam LB. Further, since the antireflection layer 19 is provided on the convex portion 17P, it is possible to more stably emit the laser beam LB having high output and optical characteristics.
  • the shape and size of the convex portion 17P on the semiconductor substrate 17 can be designed based on, for example, the beam shape and radiation angle of the laser beam LB.
  • the light emitting layer 15A is set as the emission point of the laser beam LB, the distance from the n-type semiconductor layer 15N to the top surface 17PS of the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17, the n-type semiconductor layer 15N, and the second reflection.
  • the beam shape and beam width (beam diameter) of the laser beam LB on the top surface 17PS of the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17 are calculated. be able to.
  • the height of the convex portion 17P with respect to the upper surface 17S of the semiconductor substrate 17 is larger than the thickness of the n electrode 18 (height from the upper surface 17S).
  • the opening 18A of the n electrode 18 has an opening diameter larger than the width D2 of the convex portion 17P of the semiconductor substrate 17. Therefore, the n electrode 18 is separated from the side surface of the convex portion 17P. This is preferable in the production of the n electrode 18. Specifically, when the metal layer to be the n electrode 18 is formed by lift-off, burrs may occur at the end of the metal layer when the metal layer is lifted off. Even in this case, by forming the n electrode 18 using a mask larger than the convex portion 17P, it is possible to prevent the burr from being formed on the convex portion 17P.
  • the p electrode 11 is in contact with almost the entire surface of the mount substrate 10M.
  • the p-electrode 11 can form a heat dissipation path that effectively sends the heat generated from the optical semiconductor layer 15 to the mount substrate 10M. Therefore, the surface emitting laser 10 is a light emitting element having high heat dissipation performance and operating stably even when driven for a long time and with a large current.
  • FIGS. 4A to 4H are cross-sectional views showing a manufacturing process of the surface emitting laser 10. An example of a method for manufacturing the surface emitting laser 10 will be described with reference to FIGS. 4A to 4H.
  • FIGS. 4A to 4H is a cross-sectional view similar to that of FIG. 2 in the manufacturing process of the surface emitting laser 10.
  • the insulating layer 14 is formed on the optical semiconductor layer 15.
  • a SiO 2 layer is formed on the p-type semiconductor layer 15P, and an opening is formed in a part of the SiO 2 layer.
  • the insulating layer 14 having the opening 14A is formed.
  • the translucent electrode 13 is formed on the insulating layer 14.
  • ITO as a translucent electrode 13 is formed in a layer on the insulating layer 14 so as to be in contact with the upper surface of the p-type semiconductor layer 15P at the opening 14A of the insulating layer 14.
  • a layered electrode 11A forming a part of the p electrode 11 is formed on the insulating layer 14.
  • a metal layer having an opening 11B having an opening width larger than the width D1 of the opening 14A of the insulating layer 14 is formed as the layered electrode 11A.
  • the opening 11B of the layered electrode 11A is arranged so as to overlap the opening 14A of the insulating layer 14 when viewed from a direction perpendicular to the layered electrode 11A (so as to surround the opening 14A in this embodiment).
  • the growth substrate 17WG after polishing has a very high resistance, and a high resistance region that becomes non-ohmic contact even if the n electrode is formed as it is, that is, a surface region that becomes the damage layer 17A of the semiconductor substrate 17 is formed.
  • a part of the dielectric multilayer film 12ML is removed to expose the layered electrode 11A.
  • the region where the dielectric multilayer film 12ML is removed in a tubular shape is defined so that the opening 11B of the layered electrode 11A is surrounded by the portion of the layered electrode 11A exposed from the dielectric multilayer film 12ML in an annular shape.
  • the semiconductor substrate 17 has a mirrored top surface 17PS on the convex portion 17P and a damage layer 17A having impaired conductivity in the vicinity of the top surface 17PS has been described.
  • the configuration of the semiconductor substrate 17 is not limited to this, and the semiconductor substrate 17 may have at least an upper surface 17S on which the n electrode 18 is formed and a convex portion 17P protruding from the upper surface 17S and functioning as a light emitting surface. ..
  • the surface emitting laser 10 includes a first reflecting mirror 12, a translucent electrode (first electrode) 13 formed on the first reflecting mirror 12, and a translucent electrode.
  • a p-type semiconductor layer 15P (first semiconductor layer) formed on the p-type semiconductor layer 15, a light emitting layer 15A formed on the p-type semiconductor layer 15P, and an n-type semiconductor layer 15N formed on the light emitting layer 15A.
  • a second reflector 16 formed on the n-type semiconductor layer 15N and composed of a plurality of semiconductor films having an n-type conductive type (second conductive type) and a second reflecting mirror 16 formed on the upper surface.
  • the surface emitting laser 20 includes a first reflector 21 having a plurality of exposed portions 21P, an insulating layer 23 having a plurality of openings 23A corresponding to each of the exposed portions 21P, and a plurality of exposed portions. It has a translucent electrode 22 having 22E and a semiconductor substrate 24 having a plurality of convex portions 24P. That is, the surface emitting laser 20 has a plurality of light emitting portions and has a plurality of light emitting central axes AX.
  • the translucent electrode 22 is formed on the first reflecting mirror 21 while covering each of the plurality of exposed portions 21E of the first reflecting mirror 21.
  • the insulating layer 23 has an opening 23A that exposes the translucent electrode 22 in the region on the exposed portion 21E of the first reflecting mirror 21 in the translucent electrode 22.
  • the translucent electrode 22 has a plurality of exposed portions 22E, each of which is exposed from the insulating layer 23. That is, the p-type semiconductor layer 15P of the opto-semiconductor layer 15 is formed with contact regions with a plurality of translucent electrodes 22.
  • the surface emitting laser 20 has an n electrode 25 formed on the upper surface 24S of the semiconductor substrate 24 and having a plurality of openings 25A surrounding each of the plurality of convex portions 24P. Further, the surface emitting laser 20 has an antireflection layer 26 formed so as to cover the convex portion 24P and the n electrode 25 of the semiconductor substrate 24. Further, the surface emitting laser 20 has a pad electrode 27 connected to the n electrode 25.
  • the surface emitting laser 20 has a plurality of convex portions 24P of the semiconductor substrate 24 as emission portions of the laser beam LB. Also in this surface emitting laser 20, by using a region other than the convex portion 24P of the semiconductor substrate 24 as a contact region with the n electrode 25, it is possible to form good conduction in the vertical direction, and the optical semiconductor layer 15 can be formed. It is possible to perform highly efficient current injection. Therefore, it is possible to provide a surface emitting laser 20 (vertical resonator type light emitting element) that performs highly efficient light emitting operation by performing highly efficient current injection.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

第１の多層膜反射鏡と、第１の多層膜反射鏡上に形成された透光性の第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の導電型を有する第１の半導体層と、第１の半導体層上に形成された発光層と、発光層上に形成され、第１の導電型とは反対の第２の導電型を有する第２の半導体層と、第２の半導体層上に形成され、第２の導電型を有する複数の半導体膜からなり、第１の多層膜反射鏡と共に共振器を構成する第２の多層膜反射鏡と、第２の多層膜反射鏡上に形成され、上面及び上面から突出する凸部を有し、第２の導電型を有する半導体基板と、半導体基板の上面上に形成された第２の電極と、を有する。

Description

垂直共振器型発光素子
　本発明は、垂直共振器型面発光レーザなどの垂直共振器型発光素子に関する。
　従来から、半導体レーザの１つとして、電圧の印加によって光を放出する半導体層と、当該半導体層を挟んで互いに対向する多層膜反射鏡と、を有する垂直共振器型の面発光レーザが知られている。また、当該半導体レーザには、例えば、当該半導体層に電気的に接続された電極が設けられている。例えば、特許文献１には、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層にそれぞれ接続されたｎ電極及びｐ電極を有する垂直共振器型の半導体レーザが開示されている。
特開２０１７－９８３２８号公報
　例えば、面発光レーザなどの垂直共振器型発光素子には、対向する反射鏡によって光共振器が形成されている。例えば、面発光レーザ内においては、電極を介して半導体層に電圧が印加されることで、当該半導体層から放出された光が当該光共振器内で共振し、レーザ光が生成される。
　ここで、面発光レーザ内において低閾値でレーザ発振を起こさせるためには、例えば、電極を介して半導体層に注入される電流が半導体層内において高効率で光に変換されることが好ましい。従って、例えば、面発光レーザなどの垂直共振器型発光素子は、半導体層に低抵抗で電流を注入できる電極構成を有することが好ましい。
　本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、高効率な電流注入を行うことで高効率な発光動作を行う垂直共振器型発光素子を提供することを目的としている。
　本発明による垂直共振器型発光素子は、第１の多層膜反射鏡と、第１の多層膜反射鏡上に形成された透光性の第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の導電型を有する第１の半導体層と、第１の半導体層上に形成された発光層と、発光層上に形成され、第１の導電型とは反対の第２の導電型を有する第２の半導体層と、第２の半導体層上に形成され、第２の導電型を有する複数の半導体膜からなり、第１の多層膜反射鏡と共に共振器を構成する第２の多層膜反射鏡と、第２の多層膜反射鏡上に形成され、上面及び上面から突出する凸部を有し、第２の導電型を有する半導体基板と、半導体基板の上面上に形成された第２の電極と、を有することを特徴としている。
実施例１に係る面発光レーザの上面図である。 実施例１に係る面発光レーザの断面図である。 実施例１に係る面発光レーザ内に流れる電流を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例１に係る面発光レーザの製造工程を示す図である。 実施例２に係る面発光レーザの上面図である。 実施例２に係る面発光レーザの断面図である。
　以下、本発明の実施例について詳細に説明する。また、以下の実施例においては、本発明が面発光レーザ（半導体レーザ）として実施される場合について説明する。しかし、本発明は、面発光レーザに限定されず、垂直共振器型発光ダイオードなど、種々の垂直共振器型発光素子に適用することができる。
　図１は、実施例１に係る垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser、以下、面発光レーザと称する）の模式的な上面図である。また、図２は、面発光レーザ１０の断面図である。図２は、図１の２－２線に沿った断面図である。図１及び図２を用いて、面発光レーザ１０の構成について説明する。
　面発光レーザ１０は、マウント基板１０Ｍと、マウント基板１０Ｍ上に形成されたｐ電極（接続電極）１１と、ｐ電極１１に埋め込まれて部分的にｐ電極１１から露出するように形成された第１の多層膜反射鏡（以下、単に第１の反射鏡と称する）１２と、を有する。
　本実施例においては、第１の反射鏡１２は、第１の誘電体膜（以下、低屈折率誘電体膜と称する）１２Ｌと低屈折率誘電体膜１２Ｌよりも高い屈折率を有する第２の誘電体膜（以下、高屈折率誘電体膜と称する）１２Ｈとが交互に積層された構造を有する。本実施例においては、第１の反射鏡１２は、誘電体材料からなる分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）を構成する。
　また、本実施例においては、ｐ電極１１は、上面に第１の反射鏡１２を部分的に露出させる開口部を有する。また、第１の反射鏡１２は、ｐ電極１１の当該開口部においてｐ電極１１から突出しつつｐ電極１１から露出する露出部１２Ｅを有する。
　本実施例においては、第１の反射鏡１２は、ｐ電極１１に埋め込まれた埋設多層膜部分と、当該埋設多層膜部分から段階的に幅が小さくなるように突出する突出多層膜部分と、を有する。本実施例においては、当該突出多層膜部分は、２段階で直径が小さくなるように当該埋設多層膜部分から円柱状に突出した第１の反射鏡１２の部分である。
　また、本実施例においては、第１の反射鏡１２における当該突出多層膜部分の下方部分（本実施例においては下段部）の側面はｐ電極１１に覆われ、上方部分（本実施例においては上段部）の側面及び上面はｐ電極１１から突出して露出している。すなわち、本実施例においては、第１の反射鏡１２の露出部１２Ｅは、当該突出多層膜部分の下方部分の上面と、上方部分の側面及び上面と、を含む。また、第１の反射鏡１２の露出部１２Ｅは、上面視において円形状を有する。
　面発光レーザ１０は、第１の反射鏡１２の露出部１２Ｅを覆いつつｐ電極１１上に形成された透光電極（第１の電極）１３を有する。本実施例においては、第１の反射鏡１２は、マウント基板１０Ｍ側から透光電極１３側に至る貫通孔を有する。また、ｐ電極１１は、第１の反射鏡１２を部分的に貫通して透光電極１３に接続されている。また、本実施例においては、第１の反射鏡１２は筒状に形成された貫通孔を有し、ｐ電極１１は筒状に第１の反射鏡１２を貫通して透光電極１３に接続されている。
　また、面発光レーザ１０は、ｐ電極１１及び透光電極１３上に形成され、かつ第１の反射鏡１２の露出部１２Ｅ上において透光電極１３を露出させる開口部１４Ａを有する絶縁層１４を有する。
　本実施例においては、透光電極１３は、絶縁層１４の開口部１４Ａから露出する露出部１３Ｅを有する。本実施例においては、透光電極１３の露出部１３Ｅは、円形の上面形状を有する。
　例えば、マウント基板１０Ｍは、熱伝導性の高い材料、例えばＡｌＮなどのセラミックス材料からなる。ｐ電極１１は、Ａｕ、Ａｌ及びＣｕなどの金属材料からなる。第１の反射鏡１２における低屈折率誘電体膜１２ＬはＳｉＯ2からなり、高屈折率誘電体膜１２ＨはＮｂ2Ｏ5からなる。透光電極１３は、ＩＴＯ及びＩＺＯなどの透明導電膜からなる。また、絶縁層１４は、ＳｉＯ2及びＳｉＮなどからなる。
　面発光レーザ１０は、絶縁層１４上に形成され、かつ絶縁層１４の開口部１４Ａにおいて透光電極１３の露出部１３Ｅに接続された光半導体層１５を有する。例えば、光半導体層１５は、窒化物系半導体からなる複数の半導体層を含む。透光電極１３の露出部１３Ｅは、透光電極１３（ｐ電極１１）と光半導体層１５とを電気的に接続するコンタクト領域として機能する。
　本実施例においては、光半導体層１５は、透光電極１３の露出部１３Ｅに接しつつ絶縁層１４上に形成されたｐ型半導体層（第１の導電型を有する第１の半導体層）１５Ｐと、ｐ型半導体層１５Ｐ上に形成された発光層（活性層）１５Ａと、発光層１５Ａ上に形成されたｎ型半導体層（第２の半導体層、第１の導電型とは反対の第２の導電型を有する半導体層）１５Ｎと、を有する。
　本実施例においては、ｎ型半導体層１５Ｎは、ＧａＮの組成を有し、Ｓｉをｎ型不純物として含む。発光層１５Ａは、ＩｎＧａＮの組成を有する井戸層及びＧａＮの組成を有する障壁層を含む量子井戸構造を有する。また、ｐ型半導体層１５Ｐは、ＧａＮ系の組成を有し、Ｍｇをｐ型不純物として含む。
　なお、光半導体層１５の構成はこれに限定されない。例えば、ｎ型半導体層１５Ｎは、互いに組成が異なる複数のｎ型の半導体層を有していてもよい。また、発光層１５Ａは、単一量子井戸構造を有していてもよいし、単層構造を有していてもよい。
　また、ｐ型半導体層１５Ｐは、互いに組成が異なる複数のｐ型の半導体層を有していてもよい。例えば、ｐ型半導体層１５Ｐは、透光電極１３とのオーミックコンタクトを形成するためのコンタクト層（図示せず）を有していてもよい。この場合、例えば、ｐ型半導体層１５Ｐは、当該コンタクト層と発光層１５Ａとの間に、クラッド層としてのＧａＮ層を有していればよい。
　また、光半導体層１５は、例えば、発光層１５Ａとｐ型半導体層１５Ｐとの間に、発光層１５Ａに注入された電子のｐ型半導体層１５Ｐへのオーバーフローを防止する電子ブロック層（図示せず）を有していてもよい。例えば、当該電子ブロック層は、ＡｌＧａＮの組成を有していてもよい。また、当該電子ブロック層は、不純物を含んでいてもよく、例えばｐ型の不純物を有し、ｐ型の導電型を有していてもよい。
　面発光レーザ１０は、光半導体層１５上に形成された第２の多層膜反射鏡（以下、単に第２の反射鏡と称する）１６を有する。第２の反射鏡１６は、光半導体層１５を挟んで第１の反射鏡１２に対向して配置されている。第２の反射鏡１６は、第１の反射鏡１２と共に、光半導体層１５に垂直な方向（マウント基板１０Ｍに垂直な方向）を共振器長方向とする共振器１０Ｃを構成する。
　本実施例においては、第２の反射鏡１６は、第１の半導体膜（以下、低屈折率半導体膜と称する）１６Ｌと低屈折率半導体膜１６Ｌよりも高い屈折率を有する第２の半導体膜（以下、高屈折率半導体膜と称する）１６Ｈとが交互に積層された構造を有する。すなわち、本実施例においては、第２の反射鏡１６は、半導体材料からなる分布ブラッグ反射器を構成する。
　例えば、第２の反射鏡１６における低屈折率半導体膜１６Ｌ及び高屈折率半導体膜１６Ｈの各々は、光半導体層１５と同種の半導体材料、本実施例においては窒化物系半導体材料からなる。例えば、低屈折率半導体膜１６ＬはＡｌＩｎＮからなり、高屈折率半導体膜１６ＨはＧａＮからなる。
　また、本実施例においては、第２の反射鏡１６は、ｎ型の導電型を有する。本実施例においては、低屈折率半導体膜１６Ｌ及び高屈折率半導体膜１６Ｈの各々は、ｎ型不純物を含む。例えば、本実施例においては、低屈折率半導体膜１６Ｌ及び高屈折率半導体膜１６Ｈは、それぞれＳｉを含むＡｌＩｎＮ膜及びＧａＮ膜である。
　面発光レーザ１０は、第２の反射鏡１６上に形成された半導体基板１７を有する。半導体基板１７は、光半導体層１５及び第２の反射鏡１６と同種の半導体材料、本実施例においては窒化物系半導体材料からなる。半導体基板１７は、発光層１５Ａから放出された光に対して透光性を有する。
　また、本実施例においては、半導体基板１７は、光半導体層１５及び第２の反射鏡１６の結晶成長に用いられる成長用基板である。例えば、半導体基板１７は、ＧａＮの組成を有する。また、本実施例においては、半導体基板１７と第２の反射鏡１６との間にはＧａＮの組成を有するバッファ層（図示せず）を有する。
　また、本実施例においては、半導体基板１７は、ｎ型の導電型を有する。本実施例においては、半導体基板１７は、ｎ型不純物を有する半導体材料からなり、本実施例においてはＳｉを含むＧａＮ基板である。
　また、半導体基板１７は、上面１７Ｓ及び上面１７Ｓから突出した凸部１７Ｐを有する。凸部１７Ｐは、研磨されることで鏡面化された頂面１７ＰＳを有する。また、凸部１７Ｐは、頂面１７ＰＳから所定の深さの領域に形成され、研磨されることで導電性が損なわれたダメージ層１７Ａを有する。
　本実施例においては、凸部１７Ｐは、半導体基板１７における上面１７Ｓから円柱状に突出した部分である。また、凸部１７Ｐは、凸部１７Ｐの中心軸が透光電極１３における露出部１３Ｅ（すなわち光半導体層１５とのコンタクト領域）の中心を通る位置に配置されるように、形成されている。また、本実施例においては、凸部１７Ｐの幅（直径）Ｄ２は、透光電極１３の露出部１３Ｅの幅（直径）Ｄ１よりも大きい。
　また、本実施例においては、半導体基板１７の上面１７Ｓは、エッチングによって除去された半導体基板１７の表面領域である。より具体的には、半導体基板１７の上面１７Ｓは、研磨された後にドライエッチングによって当該研磨面が除去されて表出した半導体基板１７の表面領域である。従って、半導体基板１７の上面１７Ｓは、ｎ型の導電型を示す領域である。また、本実施例においては、半導体基板１７の凸部１７Ｐは、ドライエッチングされずに研磨面が残存した半導体基板１７の表面領域である。
　面発光レーザ１０は、半導体基板１７の上面１７Ｓ上に形成され、凸部１７Ｐを囲む開口部１８Ａを有するｎ電極（第２の電極）１８を有する。本実施例においては、ｎ電極１８は、Ａｕ、Ａｌ及びＣｕなどの金属材料からなる。
　また、本実施例においては、ｎ電極１８は、半導体基板１７上に層状に形成されている。また、ｎ電極１８の開口部１８Ａは、半導体基板１７の凸部１７Ｐの幅よりも大きな開口幅を有し、凸部１７Ｐから離間して形成されている。
　面発光レーザ１０は、半導体基板１７の凸部１７Ｐを埋設するようにｎ電極１８上に形成された反射防止層１９を有する。反射防止層１９は、例えば、誘電体多層膜からなり、本実施例においては、Ｔａ2Ｏ5層及びＳｉＯ2層が複数回交互に積層された構造を有する。反射防止層１９は、発光層１５Ａから放出された光が半導体基板１７の凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳで反射することを抑制する。
　本実施例においては、透光電極１３の露出部１３Ｅ（すなわち絶縁層１４の開口部１４Ａ）は、発光層１５Ａの発光領域の中心である発光中心を画定し、共振器１０Ｃの中心軸（以下、発光中心軸と称する）ＡＸを画定する。共振器１０Ｃの発光中心軸ＡＸは、透光電極１３の露出部１３Ｅの中心を通り、光半導体層１５に垂直な方向に沿って延びる。
　なお、発光層１５Ａの発光領域とは、例えば、発光層１５Ａ内における所定の強度以上の光が放出される所定の幅の領域であり、その中心が発光中心である。また、例えば、発光層１５Ａの発光領域とは、発光層１５Ａ内において所定の密度以上の電流が注入される領域であり、その中心が発光中心である。また、当該発光中心を通るマウント基板１０Ｍに垂直な直線が発光中心軸ＡＸである。発光中心軸ＡＸは、第１の反射鏡１２及び第２の反射鏡１６によって構成される共振器１０Ｃの共振器長方向に沿って延びる直線である。また、発光中心軸ＡＸは、面発光レーザ１０から出射されるレーザ光の光軸に対応する。
　また、本実施例においては、第２の反射鏡１６は、第１の反射鏡１２よりも小さな光反射性を有する。また、第２の反射鏡１６は、発光層１５Ａから放出された光に対して透光性を有する。第２の反射鏡１６は、発光層１５Ａから放出された光の大部分を反射させ、かつ共振器１０Ｃ内で共振したレーザ光ＬＢの一部を透過させて共振器１０Ｃの外側に出射する。
　従って、本実施例においては、面発光レーザ１０は、共振器１０Ｃ内に生成されるレーザ光ＬＢを半導体基板１７の凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳから出射するように構成されている。
　換言すれば、面発光レーザ１０は、半導体基板１７の凸部１７Ｐの領域を光取り出し領域として有し、半導体基板１７の凸部１７Ｐの周囲の領域である上面１７Ｓの領域（凸部１７Ｐに対する凹部領域と称することもできる）を光半導体層１５へのコンタクト領域として有する。
　図３は、面発光レーザ１０内の電流経路を模式的に示す図である。本実施例においては、図３の破線に示すように、透光電極１３（ｐ電極１１）及びｎ電極１８間に流れる電流ＣＲは、ほぼ光半導体層１５及び第２の反射鏡１６に垂直な方向（以下、縦方向と称する）に沿って流れる。この電流ＣＲの経路は、光半導体層１５に電流を注入する上で最も電気抵抗が小さくなる経路といえる。
　具体的には、まず、面発光レーザ１０のように、縦方向において対向する電極を配置した場合、電極間の距離は、約２００μｍ未満となる場合が多い。これは、面発光レーザ１０自体にある程度の機械的強度がなければハンドリングできないため、半導体基板１７の厚みとして、概ね８０～２００μｍ程度を残す必要があるためである。
　一方、仮に、光半導体層１５を部分的に除去するなどし、光半導体層１５に平行な方向（以下、横方向と称する）に電極を配置した場合、電流は、光半導体層１５に平行な方向に流れることとなる。また、この場合、安定した放熱特性や電気的特性を考慮すると、当該電極間の電流経路の距離は約５０μｍ以上となる場合が多い。
　ここで、光半導体層１５内の電気抵抗は、光半導体層１５内を流れる電流経路の距離に比例し、電流経路の断面積に反比例する。そして、縦方向に電極を配置する場合、電流経路の断面積は、横方向に電極を配置する場合に比べて、電流経路の距離の差を打ち消すほど大きい。例えば、縦方向の電極配置の場合の電流経路の断面積は、横方向の電極配置の場合の電流経路の断面積よりも２桁以上大きい（１００倍を大きく超える断面積である）。従って、縦方向に電極を配置することで、電極間の電気抵抗を横方向の場合よもはるかに小さくすることができる。
　従って、電流ＣＲは、光半導体層１５内において、無駄になることなく、発光層１５Ａに注入され、高効率で光に変換されることとなる。従って、光半導体層１５は、高効率な発光動作を行うことができる。
　また、本実施例においては、レーザ光ＬＢは、鏡面化された半導体基板１７の凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳから出射する。これは、レーザ光ＬＢの出力及びビーム形状を安定させる上で最も好ましい構成となる。
　具体的には、面発光レーザ１０のように縦方向に電極を配置する場合において、高い電気的特性を得ること、及びレーザ光ＬＢが出力を低下させずに出射されることを考慮すると、半導体基板１７はある程度薄い方が好ましい。
　また、レーザ光ＬＢのビーム形状や出力分布など、レーザ光ＬＢの光学特性を安定させることを考慮すると、レーザ光ＬＢの出射面である凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳは、高度に平坦化されていることが好ましい。この場合、例えば、半導体基板１７となる成長用基板を薄くする加工を行った上で、研磨などの鏡面化処理を行うことが用いられる。
　しかし、本願の発明者らは、研磨を行うことによって、成長用基板の研磨面の近傍に導電性を有さない領域が形成されるというデメリットを有することに着目した。また、本願の発明者らは、研磨面上にｎ電極１８を形成した場合、ｐ電極１１との導通がとれなかったことを実験によって確認した。
　これに対し、本実施例においては、光出射面となる部分を除いて成長用基板の研磨面を除去することで、レーザ光ＬＢの光路となる部分以外の半導体基板１７の表面領域である上面１７Ｓの領域をｎ電極１８とのコンタクト領域として用いる。従って、光半導体層１５を挟んで、半導体基板１７の上面１７Ｓと透光電極１３の露出部１３Ｅとの間で、良好な縦方向の電流ＣＲの経路を形成することができる。
　従って、面発光レーザ１０は、高効率な電流注入を行うことで高効率な発光動作を行うことが可能な発光素子となる。また、面発光レーザ１０は、安定した高出力なレーザ光ＬＢを出射することが可能なレーザ素子となる。また、凸部１７Ｐ上に反射防止層１９が設けられていることで、より安定して高い出力及び光学特性のレーザ光ＬＢを出射することができる。
　なお、半導体基板１７における凸部１７Ｐの形状及びサイズなどは、例えば、レーザ光ＬＢのビーム形状、放射角などに基づいて設計することができる。例えば、発光層１５Ａをレーザ光ＬＢの出射点とし、ｎ型半導体層１５Ｎからレーザ光ＬＢが半導体基板１７の凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳまでの距離と、ｎ型半導体層１５Ｎ、第２の反射鏡１６及び半導体基板１７内でのレーザ光ＬＢの放射角と、を考慮すると、半導体基板１７の凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳでのレーザ光ＬＢのビーム形状及びビーム幅（ビーム径）を算出することができる。
　また、本実施例においては、半導体基板１７における上面１７Ｓに対する凸部１７Ｐの高さは、ｎ電極１８の厚さ（上面１７Ｓからの高さ）よりも大きい。これによって、レーザ光ＬＢが凸部１７Ｐの頂面１７ＰＳから出射された後に、当該レーザ光ＬＢの外縁部がｎ電極１８によって吸収されることが抑制される。従って、レーザ光ＬＢを設計上のビーム形状及び出力で安定して出射することができる。
　また、本実施例においては、ｎ電極１８の開口部１８Ａは、半導体基板１７の凸部１７Ｐの幅Ｄ２よりも大きい開口径を有する。従って、ｎ電極１８は、凸部１７Ｐの側面から離間している。これは、ｎ電極１８の製造上好ましい。具体的には、ｎ電極１８となる金属層をリフトオフによって形成する場合において、当該金属層をリフトオフする際に当該金属層の端部にバリが発生する場合がある。この場合においても、凸部１７Ｐよりも大きなマスクを用いてｎ電極１８を形成することで、当該バリが凸部１７Ｐ上に形成されることを抑制することができる。
　また、本実施例においては、ｐ電極１１がマウント基板１０Ｍのほぼ全面に接している。これによって、ｐ電極１１は、光半導体層１５から発生する熱を効果的にマウント基板１０Ｍに送る放熱経路を形成することができる。従って、面発光レーザ１０は、高い放熱性能を有し、長時間及び大電流で駆動した場合でも安定して動作する発光素子となる。
　また、本実施例においては、ｐ電極１１は、第１の反射鏡１２を貫通して透光電極１３に接続されている。従って、光半導体層１５からの熱を効果的にマウント基板１０Ｍに送る経路を形成することができる。また、ｐ電極１１は、発光中心軸ＡＸを包むように筒状に第１の反射鏡１２を貫通するように形成されている。これによって、大きな放熱効果が期待できる。
　図４Ａ～図４Ｈの各々は、面発光レーザ１０の製造過程を示す断面図である。図４Ａ～図４Ｈを用いて、面発光レーザ１０の製造方法の例について説明する。なお、図４Ａ～図４Ｈの各々は、面発光レーザ１０の製造過程における図２と同様の断面図である。
　まず、図４Ａに示すように、半導体基板１７となる成長用基板１７Ｗを準備し、成長用基板１７Ｗ上に第２の反射鏡１６、光半導体層１５を成長させる。例えば、第２の反射鏡１６及び光半導体層１５の成長には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いることができる。
　具体的には、まず、成長用基板１７Ｗとして平板状のｎ型のＧａＮ基板を準備した。また、当該ＧａＮ基板上にバッファ層としてのｎ－ＧａＮ層を成長させた後、当該バッファ層上に高屈折率半導体膜１６Ｈとしてのｎ－ＧａＮ膜及び低屈折率半導体膜１６Ｌとしてのｎ－ＡｌＩｎＮ膜を交互に複数回成長させる。これによって、成長用基板１７Ｗ上に第２の反射鏡１６が形成される。
　次に、第２の反射鏡１６上に、ｎ型半導体層１５Ｎとしてのｎ－ＧａＮ層、発光層１５Ａとしての複数ペアのＩｎＧａＮ層及びＧａＮ層、並びにｐ型半導体層１５Ｐとしてのｐ－ＧａＮ層をそれぞれ成長させる。これによって、第２の反射鏡１６上に光半導体層１５が形成される。
　続いて、光半導体層１５上に絶縁層１４を形成する。本実施例においては、ｐ型半導体層１５Ｐ上に、ＳｉＯ2層を形成し、当該ＳｉＯ2層の一部に開口部を形成した。これによって、開口部１４Ａを有する絶縁層１４が形成される。
　次に、絶縁層１４上に透光電極１３を形成する。本実施例においては、絶縁層１４の開口部１４Ａにおいてｐ型半導体層１５Ｐの上面に接するように、絶縁層１４上に透光電極１３としてのＩＴＯを層状に形成した。
　続いて、絶縁層１４上にｐ電極１１の一部をなす層状電極１１Ａを形成する。本実施例においては、層状電極１１Ａとして、絶縁層１４の開口部１４Ａの幅Ｄ１よりも大きな開口幅の開口部１１Ｂを有する金属層を形成した。層状電極１１Ａの開口部１１Ｂは、層状電極１１Ａに垂直な方向から見たときに絶縁層１４の開口部１４Ａに重なるように（本実施例においては開口部１４Ａを取り囲むように）配置した。
　次に、図４Ｂに示すように、成長用基板１７Ｗの第２の反射鏡１６とは反対側の表面から成長用基板１７Ｗを切削及び研磨する。具体的には、まず、成長用基板１７Ｗを切削又は切断し、成長用基板１７Ｗの厚さを小さくする。そして、当該切削面に対し、研削及び研磨処理を行う。これによって、成長用基板１７Ｗにおける第２の反射鏡１６とは反対側の面が鏡面化された成長用基板１７ＷＧが形成される。
　ここで、成長用基板１７Ｗの研磨処理を行うことで、当該研磨された面の近傍においては、ｎ型の導電性が損なわれる。従って、研磨後の成長用基板１７ＷＧには、非常に抵抗が高く、そのままｎ電極を形成しても非オーミック接触となる高抵抗領域、すなわち半導体基板１７のダメージ層１７Ａとなる表面領域が形成される。
　続いて、図４Ｃに示すように、開口部１１Ｂを埋め込むように、層状電極１１Ａ上に、第１の反射鏡１２となる高屈折率誘電体膜１２Ｈ及び低屈折率誘電体膜１２Ｌからなる誘電体多層膜１２ＭＬを形成する。本実施例においては、高屈折率誘電体膜１２Ｈ及び低屈折率誘電体膜１２Ｌとして、それぞれＮｂ2Ｏ5膜及びＳｉＯ2膜Ｎｂ2Ｏ5を交互に複数回積層した。
　次に、図４Ｄに示すように、誘電体多層膜１２ＭＬの一部を除去し、層状電極１１Ａを露出させる。本実施例においては、層状電極１１Ａの開口部１１Ｂが層状電極１１Ａの当該誘電体多層膜１２ＭＬから露出した部分によって環状に囲まれるように、誘電体多層膜１２ＭＬが筒状に除去された領域を形成する。
　また、本実施例においては、層状電極１１Ａの当該誘電体多層膜１２ＭＬから露出した部分が透光電極１３上の領域に配置されるように、誘電体多層膜１２ＭＬを除去する。誘電体多層膜１２ＭＬを部分的に除去することで、層状電極１１Ａ上に第２の反射鏡１６が形成される。
　続いて、図４Ｅに示すように、第２の反射鏡１６を埋設するように、かつ第２の反射鏡１６から露出した層状電極１１Ａに接するように、ｐ電極１１をなす埋設電極１１Ｃを形成する。また、埋設電極１１Ｃの上面を平坦化する。埋設電極１１Ｃは、例えば層状電極１１Ａと同様の金属材料からなる。これによって、層状電極１１Ａ及び埋設電極１１Ｃの全体は、部分的に第２の反射鏡１６を露出させつつ第２の反射鏡１６を埋設するｐ電極１１となる。
　次に、図４Ｆに示すように、ｐ電極１１側から成長用基板１７ＷＧをマウント基板１０Ｍに接合する。例えば、マウント基板１０Ｍとしてセラミックス基板を準備し、当該セラミックス基板の上面に金属層（図示せず）を形成した後、ｐ電極１１を当該金属層に接合する。これによって、マウント基板１０Ｍに、光半導体層１５、第１の反射鏡１２及び第２の反射鏡１６と共に成長用基板１１ＷＧが搭載される。
　続いて、図４Ｇに示すように、成長用基板１７ＷＧをダメージ領域１７ＤＡ側から部分的に除去する。例えば、成長用基板１７ＷＧの当該部分的な除去には、ドライエッチングなどの加工技術を用いることができる。これによって、成長用基板１７ＷＧの当該除去されなかった部分は、当該除去されて露出した表面から突出することとなる。
　また、当該除去されなかった部分には、ダメージ領域１７ＤＡが残存することとなる。一方、当該除去された部分は、ダメージ領域１７ＤＡを有さず、ｎ型の導電型を示す部分となる。これによって、上面１７Ｓ及び上面１７Ｓから突出した凸部１７Ｐを有し、凸部１７Ｐの上面にダメージ層１７Ａを有する半導体基板１７が形成される。
　次に、図４Ｈに示すように、半導体基板１７上に金属層を形成し、当該金属層に凸部１７Ｐを露出させる開口部を形成する。これによって、ｎ電極１８が形成される。また、半導体基板１７の凸部１７Ｐを埋め込みつつｎ電極１８上に誘電体の多層膜を形成することで、反射防止層１９が形成される。面発光レーザ１０は、例えばこのようにして作製されることができる。
　なお、本実施例においては、半導体基板１７が凸部１７Ｐに鏡面化された頂面１７ＰＳを有し、頂面１７ＰＳの近傍に導電性が損なわれたダメージ層１７Ａを有する場合について説明した。しかし、半導体基板１７の構成はこれに限定されない、半導体基板１７は、少なくともｎ電極１８が形成される上面１７Ｓ及び上面１７Ｓから突出して光出射面として機能する凸部１７Ｐを有していればよい。これによって、半導体基板１７を介した縦方向の導通と凸部１７Ｐからの良好な光出射を行うことができる。
　また、本実施例においては、半導体基板１７における凸部１７Ｐ以外の表面領域である上面１７Ｓがドライエッチングによって表出した半導体基板１７の表面領域である場合について説明した。しかし、半導体基板１７の上面１７Ｓは、ｎ型の導電型を示す表面領域であればよく、その形成方法はエッチングに限定されない。
　また、本実施例においては、第１の反射鏡１２は、ｐ電極１１に埋め込まれるように形成されており、ｐ電極１１から突出して露出する露出部１２Ｅを有する場合について説明した。また、透光電極１３がｐ電極１１に接続されている場合について説明した。しかし、ｐ電極１１、第１の反射鏡１２及び透光電極１３の構成はこれに限定されない。
　例えば、面発光レーザ１０は、少なくとも第１の反射鏡１２及び第１の反射鏡１２上に形成されたｐ側電極として機能する透光電極１３を有していればよい。また、透光電極１３上に絶縁層１４が設けられている場合について説明した。しかし、絶縁層１４は設けられていなくてもよい。例えば、ｐ型半導体層１５Ｐにおける透光電極１３上の領域の一部が低抵抗化されていれば、この領域が電流注入領域として機能する。また、反射防止層１９は、設けられていなくてもよい。
　このように、本実施例においては、面発光レーザ１０は、第１の反射鏡１２と、第１の反射鏡１２上に形成された透光電極（第１の電極）１３と、透光電極１３上に形成されたｐ型半導体層１５Ｐ（第１の半導体層）と、ｐ型半導体層１５Ｐ上に形成された発光層１５Ａと、発光層１５Ａ上に形成されたｎ型半導体層１５Ｎと、ｎ型半導体層１５Ｎ上に形成され、ｎ型の導電型（第２の導電型）を有する複数の半導体膜からなる第２の反射鏡１６と、第２の反射鏡１６上に形成され、上面１７Ｓ及び上面１７Ｓから突出した凸部１７Ｐを有し、かつｎ型の導電型を有する半導体基板１７と、半導体基板１７の上面１７Ｓ上に形成されたｎ電極１８と、を有する。従って、高効率な電流注入を行うことで高効率な発光動作を行う面発光レーザ１０（垂直共振器型発光素子）を提供することができる。
　図５は、実施例２に係る面発光レーザ２０の上面図である。また、図６は、図５の６－６線に沿った断面図であり、面発光レーザ２０の断面図である。図５及び図６を用いて、面発光レーザ２０の構成について説明する。
　本実施例においては、面発光レーザ２０は、複数の露出部２１Ｐを有する第１の反射鏡２１、当該露出部２１Ｐの各々に対応する複数の開口部２３Ａを有する絶縁層２３、複数の露出部２２Ｅを有する透光電極２２、及び複数の凸部２４Ｐを有する半導体基板２４を有する。すなわち、面発光レーザ２０は、複数の光出射部を有し、複数の発光中心軸ＡＸを有する。
　より具体的には、第１の反射鏡２１は、第１の反射鏡１２における低屈折率誘電体膜１２Ｌ及び高屈折率誘電体膜１２Ｈとそれぞれ同様の低屈折率誘電体膜２１Ｌ及び高屈折率誘電体膜２１Ｈが交互に積層された構造を有する。また、第１の反射鏡２１は、各々がｐ電極１１から露出した複数の露出部２１Ｅを有する。本実施例においては、第１の反射鏡２１が第２の反射鏡１６と共に共振器２０Ｃを構成する。
　また、透光電極２２は、第１の反射鏡２１の複数の露出部２１Ｅの各々を覆いつつ第１の反射鏡２１上に形成されている。また、絶縁層２３は、透光電極２２における第１の反射鏡２１の露出部２１Ｅ上の領域において透光電極２２を露出させる開口部２３Ａを有する。これによって、透光電極２２は、各々が絶縁層２３から露出する複数の露出部２２Ｅを有する。すなわち、光半導体層１５のｐ型半導体層１５Ｐには、複数の透光電極２２とのコンタクト領域が形成されている。
　また、半導体基板２４は、上面２４Ｓと、透光電極２２の複数の露出部２２Ｅ上にそれぞれ形成されかつ各々が上面２４Ｓから露出した複数の凸部２４Ｐと、を有する。また、凸部２４Ｐの各々は、上面の近傍にダメージ層２４Ａを有する。
　また、面発光レーザ２０は、半導体基板２４の上面２４Ｓ上に形成され、複数の凸部２４Ｐをそれぞれ囲む複数の開口部２５Ａを有するｎ電極２５を有する。また、面発光レーザ２０は、半導体基板２４の凸部２４Ｐ及びｎ電極２５を覆うように形成された反射防止層２６を有する。また、面発光レーザ２０は、ｎ電極２５に接続されたパッド電極２７を有する。
　本実施例においては、面発光レーザ２０は、半導体基板２４の複数の凸部２４Ｐをレーザ光ＬＢの出射部として有する。この面発光レーザ２０においても、半導体基板２４の凸部２４Ｐ以外の領域をｎ電極２５とのコンタクト領域として使用することで、縦方向の良好な導通を形成することが可能となり、光半導体層１５に対して高効率な電流注入を行うことが可能となる。従って、高効率な電流注入を行うことで高効率な発光動作を行う面発光レーザ２０（垂直共振器型発光素子）を提供することができる。
１０、２０　面発光レーザ（垂直共振器型発光素子）
１１　ｐ電極（接続電極）
１２、２１　第１の反射鏡
１３、２２　透光電極（第１の電極）
１５　光半導体層
１６　第２の反射鏡
１７、２４　半導体基板
１８、２５　ｎ電極

Claims (9)

  1. 　第１の多層膜反射鏡と、
    　前記第１の多層膜反射鏡上に形成された透光性の第１の電極と、
    　前記第１の電極上に形成された第１の導電型を有する第１の半導体層と、
    　前記第１の半導体層上に形成された発光層と、
    　前記発光層上に形成され、前記第１の導電型とは反対の第２の導電型を有する第２の半導体層と、
    　前記第２の半導体層上に形成され、前記第２の導電型を有する複数の半導体膜からなり、前記第１の多層膜反射鏡と共に共振器を構成する第２の多層膜反射鏡と、
    　前記第２の多層膜反射鏡上に形成され、上面及び前記上面から突出する凸部を有し、前記第２の導電型を有する半導体基板と、
    　前記半導体基板の前記上面上に形成された第２の電極と、を有することを特徴とする垂直共振器型発光素子。
  2. 　前記半導体基板の前記凸部は、研磨されることで鏡面化された頂面を有することを特徴とする請求項１に記載の垂直共振器型発光素子。
  3. 　前記半導体基板の前記凸部は、前記頂面の近傍に形成され、当該研磨されることで前記第２の導電型が損なわれたダメージ層を有することを特徴とする請求項２に記載の垂直共振器型発光素子。
  4. 　前記半導体基板の前記上面は、当該研磨された後に当該研磨面がエッチングによって除去された前記半導体基板の表面領域であることを特徴とする請求項２又は３に記載の垂直共振器型発光素子。
  5. 　前記第２の多層膜反射鏡は、前記発光層から放出された光に対して前記第１の多層膜反射鏡よりも小さな反射率を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の垂直共振器型発光素子。
  6. 　前記第１の多層膜反射鏡を埋め込むように前記第１の多層膜反射鏡上に形成され、前記第１の電極に接続された接続電極を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の垂直共振器型発光素子。
  7. 　前記接続電極は、前記第１の多層膜反射鏡を貫通して前記第１の電極に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の垂直共振器型発光素子。
  8. 　前記半導体基板の前記凸部を覆うように形成された反射防止層を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の垂直共振器型発光素子。
  9. 　前記第２の電極は、前記凸部から離間して形成されている請求項１乃至８のいずれか１つに記載の垂直共振器型発光素子。
PCT/JP2020/027475 2019-08-08 2020-07-15 垂直共振器型発光素子 Ceased WO2021024719A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/633,486 US20220285917A1 (en) 2019-08-08 2020-07-15 Vertical cavity light-emitting element
EP20850937.2A EP4012855B1 (en) 2019-08-08 2020-07-15 Vertical resonator type light emitting element
CN202080056286.9A CN114207969B (zh) 2019-08-08 2020-07-15 垂直谐振器型发光元件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-146049 2019-08-08
JP2019146049A JP7330805B2 (ja) 2019-08-08 2019-08-08 垂直共振器型発光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021024719A1 true WO2021024719A1 (ja) 2021-02-11

Family

ID=74503115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/027475 Ceased WO2021024719A1 (ja) 2019-08-08 2020-07-15 垂直共振器型発光素子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220285917A1 (ja)
EP (1) EP4012855B1 (ja)
JP (1) JP7330805B2 (ja)
CN (1) CN114207969B (ja)
WO (1) WO2021024719A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI674071B (zh) 2014-12-15 2019-10-11 瑞士商菲利浦莫里斯製品股份有限公司 氣溶膠產生系統及用於在電熱式氣溶膠產生系統內導引氣流的方法
JP2025086542A (ja) * 2023-11-28 2025-06-09 キヤノン株式会社 光源装置及び測距装置
CN120184737B (zh) * 2025-05-22 2025-07-29 杭州开幕光子技术有限公司 垂直腔面发射激光器及制备方法、激光雷达系统及其光源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015126040A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社リコー 発光デバイス、光源装置及びレーザ装置
US20150311673A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Princeton Optronics Inc. Polarization Control in High Peak Power, High Brightness VCSEL
WO2017047317A1 (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 ソニー株式会社 面発光レーザ
JP2017098328A (ja) 2015-11-19 2017-06-01 学校法人 名城大学 垂直共振器型発光素子
JP2017212270A (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 スタンレー電気株式会社 面発光レーザ装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3990846B2 (ja) * 1999-08-27 2007-10-17 キヤノン株式会社 面型光素子、その製造方法、およびこれを用いた装置
US6888871B1 (en) * 2000-07-12 2005-05-03 Princeton Optronics, Inc. VCSEL and VCSEL array having integrated microlenses for use in a semiconductor laser pumped solid state laser system
JP6479308B2 (ja) * 2013-08-09 2019-03-06 ソニー株式会社 面発光レーザ素子及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015126040A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社リコー 発光デバイス、光源装置及びレーザ装置
US20150311673A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Princeton Optronics Inc. Polarization Control in High Peak Power, High Brightness VCSEL
WO2017047317A1 (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 ソニー株式会社 面発光レーザ
JP2017098328A (ja) 2015-11-19 2017-06-01 学校法人 名城大学 垂直共振器型発光素子
JP2017212270A (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 スタンレー電気株式会社 面発光レーザ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4012855A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20220285917A1 (en) 2022-09-08
CN114207969A (zh) 2022-03-18
EP4012855A4 (en) 2023-09-06
EP4012855B1 (en) 2025-03-19
JP7330805B2 (ja) 2023-08-22
JP2021027267A (ja) 2021-02-22
CN114207969B (zh) 2024-07-02
EP4012855A1 (en) 2022-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5368957B2 (ja) 半導体レーザチップの製造方法
CN113851932B (zh) 半导体激光二极管
JP7754653B2 (ja) 垂直共振器型発光素子
US12573818B2 (en) VCSEL with protrusion having inclined side walls formed in p-side semiconductor layer
JP7665086B2 (ja) 垂直共振器型発光素子
US12266906B2 (en) Vertical cavity surface emitting device
JP7453588B2 (ja) 垂直共振器面発光レーザ素子
JP7810774B2 (ja) 垂直共振器型発光素子
CN114207969B (zh) 垂直谐振器型发光元件
WO2020026573A1 (ja) 面発光半導体レーザ
JP2007081399A (ja) キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ
JP6723723B2 (ja) 垂直共振器型発光素子及びその製造方法
US20240380173A1 (en) Vertical cavity light-emitting element
JP2023084241A (ja) 垂直共振器型発光素子
JPWO2019107273A1 (ja) 面発光半導体レーザ
JP6100567B2 (ja) 半導体発光素子とその製造方法
JP2023127163A (ja) 垂直共振器型発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20850937

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202227006141

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020850937

Country of ref document: EP

Effective date: 20220309