CN116711167A - 表面发射激光器 - Google Patents

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Abstract

本技术提供了一种表面发射激光器，利用该表面发射激光器可以降低隧道结处的电压降。本技术提供了一种表面发射激光器，包括：互相层压的第一和第二多层反射镜(102，112)；多个活性层，互相层压在第一多层反射镜(102)与所述第二多层反射镜(112)之间；以及隧道结(107)，布置在多个活性层中在层压方向上彼此相邻的第一活性层和第二活性层(104，110)之间。隧道结(107)包括互相层压的n型半导体层(107b)和p型半导体层(107a)。p型半导体层(107a)包括互相层压的第一p型半导体区和第二p型半导体区(107a1、107a2)。

Description

表面发射激光器
技术领域
根据本公开的技术(在下文中也称为“本技术”)涉及表面发射激光器。
背景技术
常规地，已知一种表面发射激光器，其中多个活性层相互层压在第一和第二多层膜反射镜之间。一些表面发射激光器包括在层压方向上彼此相邻的两个活性层之间的隧道结(例如，见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2006-351798
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在常规的表面发射激光器中，在减小隧道结处的电压降方面存在改进的空间。
因此，本技术的主要目的是提供一种能够降低隧道结处的电压降的表面发射激光器。
问题的解决方案
本技术提供了一种表面发射激光器，包括：
第一多层膜反射镜和第二多层膜反射镜；
多个活性层，相互层压在所述第一多层膜反射镜和所述第二多层膜反射镜之间；以及
隧道结，布置在所述多个活性层中在层压方向上彼此相邻的第一活性层与第二活性层之间，
其中，所述隧道结包括层压在一起的n型半导体层和p型半导体层，以及
所述p型半导体层包括相互层压的第一p型半导体区和第二p型半导体区。
第一p型半导体区可设置在n型半导体层与第二p型半导体区之间。
第一p型半导体区可以与n型半导体层接触。
第二p型半导体区可与第一p型半导体区接触。
第一p型半导体区和第二p型半导体区的载流子浓度可以彼此不同。
第一p型半导体区和第二p型半导体区的带隙可以彼此不同。
第二p型半导体区的载流子浓度可以比第一p型半导体区的载流子浓度高。
第一p型半导体区的带隙可以比第二p型半导体区的带隙小。
表面发射激光器可以进一步包括设置在第一活性层与隧道结之间和/或第二活性层与隧道结之间的组分梯度层。
还可以包括设置在活性层与组分梯度层之间的间隔层，活性层是第一和第二活性层中的与所述隧道结之间设置有所述组分梯度层。
所述多个活性层可以是包括所述第一活性层和所述第二活性层的至少三个活性层，所述隧道结可以设置在所述多个活性层中多组两个相邻活性层中的每组的两个相邻活性层之间，以及组分梯度层可以设置在多个所述隧道结中至少一个隧道结与夹着所述一个隧道结的所述两个相邻活性层中的至少一个活性层之间。
第一p型半导体区可以由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、或InGaAs基化合物半导体形成。
第二p型半导体区可以由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
第一p型半导体区和第二p型半导体区的Al组分可以彼此不同。
第二p型半导体区的Al组分可比第一p型半导体区的Al组分大。
第一p型半导体区和/或第二p型半导体区可以掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。
附图说明
图1是示出根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器的配置的横截面图。
图2是用于描述根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器的制造方法的流程图。
图3是用于描述图2中的第一步骤(层压体生成方法1)的流程图。
图4是层压体生成方法1的第一层压步骤图。
图5是层压体生成方法1的第二层压步骤图。
图6是层压体生成方法1的第三层压步骤图。
图7是层压体生成方法1的第四层压步骤图。
图8是层压体生成方法1的第五层压步骤图。
图9是层压体生成方法1的第六层压步骤图。
图10是层压体生成方法1的第七层压步骤图。
图11是层压体生成方法1的第八层压步骤图。
图12是层压体生成方法1的第九层压步骤图。
图13是图2的第二步骤图。
图14是图2的第三步骤图。
图15是图2的第四步骤图。
图16是图2的第五步骤图。
图17是图2的第六步骤图。
图18是图2的第七步骤图。
图19是示出根据本技术的第一实施方式的变形例1的表面发射激光器的配置的横截面图。
图20是示出根据本技术的第一实施方式的变形例2的表面发射激光器的配置的横截面图。
图21是示出根据本技术的第一实施方式的变形例3的表面发射激光器的配置的横截面图。
图22是示出根据本技术的第一实施方式的变形例4的表面发射激光器的配置的横截面图。
图23是示出根据本技术的第一实施方式的变形例5的表面发射激光器的配置的横截面图。
图24是示出根据本技术的第一实施方式的变形例6的表面发射激光器的配置的横截面图。
图25是示出根据本技术的第一实施方式的变形例7的表面发射激光器的配置的横截面图。
图26是示出根据本技术的第一实施方式的变形例8的表面发射激光器的配置的横截面图。
图27是示出根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器的配置的横截面图。
图28是用于描述根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器的制造方法的流程图。
图29是用于描述图28中的第一步骤(层压体生成处理2)的流程图。
图30是层压体生成方法2的第四层压步骤图。
图31是层压体生成方法2的第五层压步骤图。
图32是层压体生成方法2的第六层压步骤图。
图33是层压体生成方法2的第七层压步骤图。
图34是层压体生成方法2的第八层压步骤图。
图35是图28的第二步骤图。
图36是图28的第三步骤图。
图37是图28的第四步骤图。
图38是图28的第五步骤图。
图39是图28的第六步骤图。
图40是图28的第七步骤图。
图41是示出根据本技术的第二实施方式的变形例1的表面发射激光器的配置的横截面图。
图42是示出根据本技术的第二实施方式的变形例2的表面发射激光器的配置的横截面图。
图43是示出根据本技术的第二实施方式的变形例3的表面发射激光器的配置的横截面图。
图44是示出根据本技术的第二实施方式的变形例4的表面发射激光器的配置的截面图。
图45是示出根据本技术的第二实施方式的变形例5的表面发射激光器的配置的截面图。
图46是示出根据本技术的第二实施方式的变形例6的表面发射激光器的配置的横截面图。
图47是示出根据本技术的第二实施方式的变形例7的表面发射激光器的配置的横截面图。
图48是示出根据本技术的第二实施方式的变形例8的表面发射激光器的配置的横截面图。
图49是示出根据本技术的第二实施方式的变形例9的表面发射激光器的配置的横截面图。
图50是示出根据本技术的第二实施方式的变形例10的表面发射激光器的配置的横截面图。
图51是示出根据本技术的第二实施方式的变形例11的表面发射激光器的配置的截面图。
图52是示出根据本技术的第二实施方式的变形例12的表面发射激光器的配置的横截面图。
图53是示出根据本技术的第二实施方式的变形例13的表面发射激光器的配置的截面图。
图54是示出根据本技术的第二实施方式的变形例14的表面发射激光器的配置的截面图。
图55是示出可应用本技术的表面发射激光器的配置实施例的平面图。
图56A是沿图55的线X-X的剖视图。图56B是沿图55的线Y-Y的剖视图。
图57是示出根据本技术的每个实施方式的表面发射激光器的应用实施例及其对测距装置的变形例的示图。
图58是示出了车辆控制系统的示意性配置的实施例的框图。
图59是示出测距装置的安装位置的实施例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本技术的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的组件由相同的附图标记表示，并且将省略冗余的描述。以下描述的实施方式示出了本技术的代表性实施方式，并且根据这些实施方式，本技术的范围不应被狭窄地解释。在本说明书中，即使在描述了根据本技术的表面发射激光器表现出多种效果的情况下，如果根据本技术的表面发射激光器表现出至少一种效果也是足够的。在本说明书中描述的效果仅是示例并且不是限制性的，并且可以提供其他效果。
此外，将按照以下顺序进行描述。
1.根据本技术第一实施方式的表面发射激光器
(1)表面发射激光器的配置
(2)表面发射激光器的操作
(3)表面发射激光器的制造方法
(4)表面发射激光器的效果
2.根据本技术第一实施方式的变形例1至8的表面发射激光器
3.根据本技术第二实施方式的表面发射激光器
(1)表面发射激光器的配置
(2)表面发射激光器的操作
(3)表面发射激光器的制造方法
(4)表面发射激光器的效果
4.根据本技术第二实施方式的变形例1至14的表面发射激光器
5.可应用本技术的表面发射激光器的配置实施例
6.本技术的变形例
7.电子设备的应用实施例
8.将表面发射激光器应用于测距装置的实施例
9.测距装置安装在移动体上的实施例
1.根据本技术第一实施方式的表面发射激光器
(1)表面发射激光器的配置
图1是示出根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器100的配置的横截面图。在下文中，为了方便起见，在图1的横截面图中的上部等将被描述为上侧，并且在图1的横截面图中的下部等将被描述为下侧。
例如，如图1所示，表面发射激光器100包括第一和第二多层膜反射镜102和112、多个(例如，两个)活性层104和110，以及隧道结107。
作为实施例，表面发射激光器100的每个部件形成在基板101(半导体基板)上。
作为实施例，第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112一起层压在基板101上。这里，第二多层膜反射镜112设置在第一多层膜反射镜102上方。多个(例如，两个)活性层104和110相互层压在第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112之间。隧道结107设置在多个活性层104和110中沿层压方向(垂直方向)彼此相邻的第一活性层104和第二活性层110之间。
在表面发射激光器100中，例如，在基板101上从基板101侧依次层压第一多层膜反射镜102、第一活性层104、隧道结107、第二活性层110和第二多层膜反射镜112。
在此，谐振器包括第一活性层104和第二活性层110以及隧道结107。此外，谐振器结构包括第一多层膜反射镜102、谐振器和第二多层膜反射镜112。
例如，包括第一多层膜反射镜102、第一活性层104和第二活性层110、隧道结107以及第二多层膜反射镜112的一部分(上部)的台面M1形成在基板101上。作为实施例，台面M1构成谐振器结构(排除第一多层膜反射镜102的其他部分(下部))。例如，台面M1具有大致圆柱形状，但是可具有诸如大致椭圆柱状或者多棱柱状等其他柱状。台面M1的高度方向基本上与层压方向一致。
作为实施例，表面发射激光器100从台面M1的顶部发射光。即，作为实施例，表面发射激光器100是正面发射型表面发射激光器。
表面发射激光器100还包括在隧道结107和第一活性层104之间的第一组分梯度层106，以及在隧道结107和第二活性层110之间的第二组分梯度层108。
表面发射激光器100还包括设置在第一活性层104和第一组分梯度层106之间的第一间隔层105，第一活性层104是第一活性层104和第二活性层110中的与隧道结107之间设置有第一组分梯度层106的活性层。
表面发射激光器100还包括设置在第二活性层110和第二组分梯度层108之间的第二间隔层109，第二活性层110是第一活性层104和第二活性层110中的与隧道结107之间设置有第二组分梯度层108的活性层。
[基板]
例如，基板101为第一导电型(例如，n型)的半导体基板(例如，GaAs基板)。在基板101的背面(下表面)设置有作为n侧电极的阴极电极117。
作为实施例，阴极电极117由AuGe/Ni/Au形成。
[第一多层膜反射镜]
在示例中，所述第一多层膜反射镜102设置在基板101上。
在示例中，第一多层膜反射镜102为半导体多层膜反射镜。多层膜反射镜也称为分布式布拉格反射镜。作为一种类型的多层膜反射镜(分布式布拉格反射镜)的半导体多层膜反射镜具有低光吸收、高反射率和导电性。
更具体地，作为实施例，第一多层膜反射镜102是第一导电类型(例如，n型)的半导体多层膜反射镜，并且具有折射率互不相同的多种类型(例如，两种类型)的半导体层以振荡波长的1/4波长的光学厚度交替层压的结构。第一多层膜反射镜102的每个折射率层由第一导电类型(例如，n型)的AlGaAs基化合物半导体形成。
[第一活性层]
例如，第一活性层104通过由未掺杂AlGaAs基化合物半导体形成的第一包覆层103(例如，膜厚度为30nm的Al0.40GaAs层)设置在第一多层膜反射镜102上。
例如，第一活性层104具有由未掺杂的InGaAs基化合物半导体(例如，In0.10GaAs)形成的活性区和由未掺杂的AlGaAs基化合物半导体(例如，Al0.10GaAs)形成的引导/势垒区(其中，层压方向上的两端为引导区，并且层压方向上的中间部分为势垒区)交替层压而成的层压结构。这里，作为示例，第一活性层104具有两层引导区、两层阻挡区和三层活性区，层压方向的两端为引导区。
每个活性区的厚度例如为7nm。在层压方向上的两端处的引导区域的厚度例如为10nm。层压方向的中间阻挡区域的厚度例如为8nm。
因为第一活性层104具有层压结构，所以可以执行例如以900nm频带为振荡波长的激光振荡。
[第一组分梯度层]
例如，第一组分梯度层106通过由未掺杂的AlGaAs基化合物半导体形成的第一间隔层105(例如，具有14nm厚度的Al0.40GaAs层)设置在第一活性层104上。
第一组分梯度层106包括具有相对高的载流子浓度的第二导电类型(例如，p型)的半导体层。例如，可以使用以相对高的浓度(例如，6×1017cm-3)掺杂有碳(C)的AlGaAs基化合物半导体作为第一组分梯度层106。
在第一组分梯度层106中，Al组分从第一活性层104侧到隧道结107侧连续地(逐渐)或阶梯式地(不连续地)减少。
第一组分梯度层106的Al组分在例如0.05至0.40的范围内连续地或阶梯式地改变。
第一组分梯度层106的厚度可以是例如10nm。
作为Al组分阶梯式变化的实施例，第一组分梯度层106可从第一活性层104侧至隧道结107侧依次包括膜厚度为3nm的Al0.35GaAs层、膜厚度为4nm的Al0.20GaAs层和膜厚度为3nm的Al0.05GaAs层。
[隧道结]
例如，隧道结107设置在第一组分梯度层106上。
隧道结107包括互相层压的p型半导体层107a和n型半导体层107b。例如，p型半导体层107a设置在n型半导体层107b的基板101侧(下侧)。
(n型半导体层)
例如，n型半导体层107b由具有高载流子浓度的n型InGaAs基化合物半导体形成。作为n型半导体层107b，例如，可以使用掺杂有高浓度(例如，5×1019cm-3)的硅(Si)并且具有20nm厚度的In0.10GaAs层。InGaAs基化合物半导体的带隙比例如AlGaAs基化合物半导体小。
(p型半导体层)
p型半导体层107a包括互相层压的第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2。
第一p型半导体区107al被布置在n型半导体层107b与第二p型半导体区107a2之间。在此，作为实施例，第二p型半导体区107a2被布置在第一p型半导体区107a1的基板101侧(下侧)上。
作为实施例，第一p型半导体区107a1与n型半导体层107b接触。作为实施例，第二p型半导体区107a2与第一p型半导体区107a1接触。
在此，为了减小隧道结处的电压降(为了减小电阻)，期望隧道结的p型半导体层中与n型半导体层接触的区域(与n型半导体层形成pn结的区域)的带隙较小。例如，第一p型半导体区107a1的带隙优选地小于第二p型半导体区107a2的带隙。
此外，期望隧道结的p型半导体层中与n型半导体层接触的区域具有高载流子浓度(掺杂浓度)。
然而，难以在维持小的带隙的同时提高载流子浓度。
因此，在隧道结的P型半导体层中的与n型半导体层接触的区域使用具有小带隙的材料的情况下，期望提高其他区域中的载流子浓度。
具体地，如在本技术中，用多个p型半导体区相互层压配置p型半导体层是有效的。这使得多个p型半导体区可以具有不同的特性。
更具体地，在具有小带隙的材料被用于第一p型半导体区107a1的情况下，优选的是将具有高载流子浓度的材料用于第二p型半导体区107a2。例如，第二p型半导体区107a2的载流子浓度优选地高于第一p型半导体区107a1的载流子浓度。例如，第二p型半导体区107a2的Al组分优选地比第一p型半导体区107a1的Al组分高。这使得载流子浓度可以随着Al组分升高而提高。
附带地，例如，在AlGaAs基化合物半导体或包含GaAs的InGaAs基化合物半导体用于p型半导体层的情况下，Al组分越高时，可能掺杂水平越高，但带隙变得越大。因此，优选考虑这种权衡关系来选择用于每个p型半导体区的材料。
例如，第一p型半导体区107a1由具有高载流子浓度的p型GaAs基化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、或InGaAs基化合物半导体形成。第一p型半导体区107al优选掺杂C、Zn、Mg、Be中的至少一种。作为第一p型半导体区107a1，例如，可以使用掺杂有高浓度(例如，1×1020cm-3)的碳(C)并且具有例如5nm的厚度的GaAs层。GaAs层的带隙小于AlGaAs层的带隙。
作为实施例，第二p型半导体区107a2与第一组分梯度层106接触。
例如，第二p型半导体区107a2由具有高载流子浓度的p型GaAs基化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。第二p型半导体区107a2优选地掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。作为第二p型半导体区107a2，例如，可以使用掺杂有高浓度(例如，3×1020cm-3)的C并且具有例如5nm厚度的Al0.05GaAs层。
[第二组分梯度层]
例如，第二组分梯度层108设置在隧道结107上。
第二组分梯度层108包括具有相对高的载流子浓度的第一导电类型(例如，n型)的半导体层。第二组分梯度层108的实施例包括掺杂有相对高浓度(例如，6×1017cm-3)的Si的AlGaAs基化合物半导体。
在第二组分梯度层108中，Al组分从第二活性层110侧到隧道结107侧连续(逐渐)或阶段性地(不连续地)减少。
第二组分梯度层108的Al组分在例如0.05至0.40的范围内连续地或阶段性地改变。
第二组分梯度层108的总膜厚度可以是例如10nm。
作为Al组分阶梯式变化的实施例，第二组分梯度层108可从第二活性层110侧向隧道结107侧依次包括膜厚度为3nm的Al0.35GaAs层、膜厚度为4nm的Al0.20GaAs层和膜厚度为3nm的Al0.05GaAs层。
[第二活性层]
例如，第二活性层110通过由未掺杂的AlGaAs基化合物半导体形成的第二间隔层109(例如，膜厚度为14nm的Al0.40GaAs膜)设置在第二组分梯度层108上。
作为示例，第二活性层110具有与第一活性层104的层结构类似的层结构。即，作为示例，第二活性层110具有由未掺杂的InGaAs基化合物半导体(例如，In0.10GaAs)形成的活性区和由未掺杂的AlGaAs基化合物半导体(例如，Al0.10GaAs)形成的引导/势垒区(其中，层压方向上的两端为引导区，并且层压方向上的中间部分为势垒区)交替层压的层压结构。这里，第二活性层110例如具有两层引导区、两层势垒区和三层有源区，且在层压方向上的两端为引导区。
各活性区的膜厚例如为7nm。在层压方向上的两端的引导区域的膜厚度例如为10nm。在层压方向上的中间势垒区的膜厚度例如为8nm。
因为第二活性层110具有层压结构，所以可以执行具有例如以900nm频带为振荡波长的激光振荡。
[第二多层膜反射镜]
作为示例，第二多层膜反射镜112通过由未掺杂的AlGaAs基化合物半导体形成的第二包覆层111(例如，膜厚度为30nm的Al0.40GaAs层)设置在第二活性层110上。
作为示例，第二多层膜反射镜112是半导体多层膜反射镜。多层膜反射镜也称为分布式布拉格反射镜。作为一种类型的多层膜反射镜(分布式布拉格反射镜)的半导体多层膜反射镜具有低光吸收、高反射率和导电性。
更具体地，作为实施例，第二多层膜反射镜112是第二导电类型(例如，p型)的半导体多层膜反射镜，并且具有折射率互不相同的多种类型(例如，两种类型)的半导体层以振荡波长的1/4波长的光学厚度交替层压的结构。第二多层膜反射镜112的每个折射率层由第二导电类型(例如，p型)的AlGaAs基化合物半导体形成。
电流限制层113(氧化物限制层)设置在第二多层膜反射镜112内部。作为实施例，电流限制层113包括由第二导电类型(例如，n型)的AlGaAs基化合物半导体(例如，AlGaAs、AlAs等)形成的非氧化区域113a和由围绕非氧化区域113a的AlGaAs基化合物半导体(例如，Al2O3)的氧化物形成的氧化区域113b。优选使用具有90％以上的Al组分的AlGaAs膜作为电流限制层113(稍后将描述的选择的氧化物层113S)的基体材料。
在第二多层膜反射镜112上配置有由第二导电类型(例如，p型)的GaAs层形成的接触层114。
除了台面M1的一部分之外，台面M1覆盖有绝缘膜115。绝缘膜115由SiO2、SiN或SiON等电介质形成。
接触孔115a形成在台面M1的顶部(例如，接触层114的上表面)上的绝缘膜115中，并且在接触孔115a内设置有作为p侧电极的环形阳极电极116，以与台面M1的顶部接触。作为实施例，阳极电极116以从层压方向观看时阳极电极116的中心与电流限制层113的中心基本一致的方式配置在接触孔115a中。阳极电极116的内径侧用作激光的出射端口。
例如，阳极电极116由Ti/Pt/Au形成。
(2)表面发射激光器的操作
在表面发射激光器100中，如果在阳极电极116和阴极电极117之间施加电压而使电流流入阳极电极116，则电流被电流限制层113限制并且被注入到第二活性层110中，并且由于隧道结107的隧道效应，具有与注入的电流基本相同的电流值的电流被注入到第一活性层104中。因此，当第一活性层104和第二活性层110以基本上相同的发射强度发光时，这些光束在第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112之间的由各活性层放大的同时往复运动以满足振荡条件，光束作为激光从台面M1的顶部射出。
(3)表面发射激光器的制造方法
在下文中，将参考图2中的流程图(步骤S1至S7)描述表面发射激光器100的制造方法。这里，作为实施例，通过使用半导体制造设备的半导体制造方法，在作为基板101的基体材料的一个晶圆上同时生成多个表面发射激光器阵列，其中多个表面发射激光器100被二维布置。接下来，一系列多个集成表面发射激光器阵列彼此分离以获得多个芯片状表面发射激光器阵列(表面发射激光器阵列芯片)。注意，通过下面描述的制造方法，还可以在作为基板101的基体材料的一个晶圆上同时生成多个表面发射激光器100，并且将一系列多个集成表面发射激光器100彼此分离以获得芯片状的表面发射激光器(表面发射激光器芯片)。
<步骤S1>
在步骤S1中，执行层压体生成处理1。在层压体生成处理1中，作为实施例，通过化学气相沉积(CVD)方法(例如，金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法)在生长室中依次层压构成表面发射激光器100的层的材料以生成层压体L1(参见图12)。
将参考图3和图4至图12中的流程图描述层压体生成过程1(图2中的步骤S1)。
在第一步骤S1-1中，将第一多层膜反射镜102层压在基板101上(参见图4)。此外，将第一包覆层103层压在第一多层膜反射镜102上。
在下一步骤S1-2中，将第一活性层104层压在第一多层膜反射镜102上(参见图5)。更具体地，将第一活性层104层压在第一包覆层103上。进一步地，将第一间隔层105层压在第一活性层104上。
在接下来的步骤S1-3中，将第一组分梯度层106层压在第一活性层104上(见图6)。更具体地，将第一组分梯度层106层压在第一间隔层105上。
在下一步骤S1-4中，将第二p型半导体区107a2层压在第一组分梯度层106上(见图7)。
在下一步骤S1-5中，将第一p型半导体区107a1层压在第二p型半导体区107a2上(参见图8)。由此，形成p型半导体层107a。
在下一步骤S1-6中，将n型半导体层107b层压在第一p型半导体区107a1上(参见图9)。由此，形成隧道结107。
在下一步骤S1-7中，将第二组分梯度层108(见图10)层压在n型半导体层107b上。此外，将第二间隔层109层压在第二组分梯度层108上。
在下一步骤S1-8中，将第二活性层110层压在第二组分梯度层108上(见图11)。更具体地，将第二活性层110层压在第二间隔层109上。进一步地，将第二包覆层111层压在第二活性层110上。
在下一步骤S1-9中，将第二多层膜反射镜112层压在第二活性层110上(参见图12)。更具体地，将其中包括用作电流限制层113的选择的氧化物层113S的第二多层膜反射镜112层压在第二包覆层111上。此外，将接触层114层压在第二多层膜反射镜112上。结果，生成层压体L1。
<步骤S2>
在步骤S2中，蚀刻层压体L1以形成台面M1(见图13)。
具体地，通过光刻在从生长室取出的层压体L1上形成抗蚀剂图案。接下来，使用该抗蚀剂图案作为掩模，通过例如RIE蚀刻(反应离子蚀刻)对层压体L1进行蚀刻，直至至少暴露所选择的氧化物层113S的侧面(例如，直至第一包覆层103的侧面完全暴露)，从而形成台面M1。这里进行蚀刻，直到蚀刻底面位于第一多层膜反射镜102中。之后，去除抗蚀剂图案。
<步骤S3>
在步骤S3中，将选定的氧化层113S(见图13)的外围部分氧化，以产生电流限制层113(见图14)。
具体地，将台面M1暴露于水蒸气气氛，并且从侧面氧化(选择性地氧化)所选择的氧化层113S以形成氧化区域113b包围非氧化区域113a的电流限制层113。
<步骤S4>
在步骤S4中，形成绝缘膜115(见图15)。具体地，在其上形成了台面M1的层压体的大致整个区域上形成绝缘膜115。
<步骤S5>
在步骤S5中，形成接触孔115a(见图16)。具体地，通过光刻法在除了形成在台面M1的顶部上的绝缘膜115之外的绝缘膜115上形成抗蚀剂图案。接下来，使用该抗蚀剂图案作为掩模，通过使用例如氢氟酸类蚀刻剂的蚀刻来去除形成在台面M1的顶部上的绝缘膜115。之后，去除抗蚀剂图案。由此，接触孔115a形成，接触层114露出。
<步骤S6>
在步骤S6中，形成阳极电极116(见图17)。具体地，例如，通过EB气相沉积法经由接触孔115a在接触层114上形成Ti/Pt/Au膜，并且剥离抗蚀剂和抗蚀剂上的例如Ti/Pt/Au，以在接触孔115a中形成阳极电极116。
<步骤S7>
在步骤S7中，形成阴极电极117(见图18)。具体地，在对基板101的背面(下表面)进行抛光之后，例如，在背面上形成AuGe/Ni/Au膜。
(4)表面发射激光器的效果
根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器100包括：相互层压的第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112；多个活性层104和110相互层压在第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112之间；以及隧道结107，在多个活性层中的在层叠方向上彼此相邻的第一活性层104和第二活性层110之间。隧道结107包括相互层压的n型半导体层107b和p型半导体层107a，并且p型半导体层107a包括相互层压的第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2。
在这种情况下，第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2可以由不同的材料形成，并且可以具有不同的特性。例如，具有较小带隙的p型半导体可以用于第一P型半导体区107a1和第二P型半导体区107a2中更靠近n型半导体层107b的一个，并且具有较高载流子浓度的P型半导体可以用于第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2中更远离n型半导体层107b的另一个。
其结果是，在隧道结107的p型半导体层107a中，能够降低作为p型半导体层107a与n型半导体层107b的界面的pn结附近区域的电压降(能够降低电阻)，能够降低pn结附近区域以外的区域的电压降(能够降低电阻)。
结果，根据第一实施例的表面发射激光器100，可以提供能够降低隧道结107处的电压降的表面发射激光器100。因此，可实现具有优异的发光特性的表面发射激光器100。
第一p型半导体区107al被布置在n型半导体层107b与第二p型半导体区107a2之间。在该情况下，例如，通过将带隙小的材料用于第一P型半导体区107a1，能够降低p型半导体层107a的pn结附近区域的电阻。
第一p型半导体区107a1与n型半导体层107b接触。在这种情况下，例如，通过对第一p型半导体区107al使用具有小带隙的材料，可以降低pn结处的电阻，并且可以进一步减小隧道结107处的电阻。
第二p型半导体区107a2与第一p型半导体区107a1接触。在该情况下，例如，通过将载流子浓度高的材料用于第一p型半导体区107a1，能够降低p型半导体层107a的pn结附近以外的区域的电阻。
第一p型半导体区107a1与n型半导体层107b接触，并且第二p型半导体区107a2与第一p型半导体区107a1接触。在这种情况下，例如，通过将具有小带隙的材料用于第一p型半导体区107a1并且将具有高载流子浓度的材料用于第一p型半导体区107a1，可以减小整个p型半导体层107a中的电阻，并且可以显著地减小隧道结107处的电阻。
在此，本来期望第一p型半导体区107a1具有高载流子浓度，但是在维持小带隙的材料的情况下难以获得高载流子浓度。因此，第二p型半导体区107a2的载流子浓度优选地高于第一p型半导体区107a1的载流子浓度。
优选地，第一p型半导体区107a1的带隙小于第二p型半导体区107a2的带隙。
表面发射激光器100还包括设置在第一活性层104和隧道结107之间的第一组分梯度层106。因此，可以降低第一活性层104与隧道结107之间的电阻。
表面发射激光器100还包括设置在第二活性层110和隧道结107之间的第二组分梯度层108。因而，由于能够缓和第二活性层110与隧道结107之间的区域的Al组分的变化，所以能够降低该区域的电阻。
表面发射激光器100还包括设置在第一活性层104和第一组分梯度层106之间的第一间隔层105，第一活性层104具有设置在隧道结107与第一活性层104和第二活性层110中的一个活性层之间的第一组分梯度层106。因而，能够根据共振器内的光电场强度来控制活性层和隧道结107的位置。
表面发射激光器100还包括设置在第二活性层110和第二组分梯度层108之间的第二间隔层109，第二活性层110是第一活性层104和第二活性层110中的与隧道结107之间设置由第二组分梯度层108的活性层。因而，能够根据共振器内的光电场强度来控制活性层和隧道结107的位置。
第一p型半导体区107al优选由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体或InGaAs基化合物半导体形成。
第二p型半导体区107a2优选地由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
第二p型半导体区107a2的Al组分优选地大于第一p型半导体区107a1的Al组分。
第一p型半导体区107a1和/或第二p型半导体区107a2优选地掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。
2.根据本技术第一实施方式的变形例1至8的表面发射激光器
在下文中，将描述根据本技术的第一实施方式的变形例1至8的表面发射激光器。
(变形例1)
如图19所示，除了不提供第一组分梯度层106之外，变形例1的表面发射激光器100-1具有类似于第一实施方式的表面发射激光器100的配置。
由于表面发射激光器100-1没有设置第一组分梯度层106，与表面发射激光器100相比，虽然在第一活性层104与隧道结107之间的电阻减小方面较差，但是在可以进一步简化层构造并且在层压体生成过程中，可以减少一个层压步骤方面是有效的。
(变形例2)
如图20所示，除了没有设置第二组分梯度层108之外，变形例2的表面发射激光器100-2具有类似于第一实施方式的表面发射激光器100的配置。
由于表面发射激光器100-2没有设置第二组分梯度层108，与表面发射激光器100相比，虽然在第二活性层110和隧道结107之间的电阻的减小方面比较差，但是在可以进一步简化层构造并且在层压体生成过程中，可以减少一个层压步骤方面是有效的。
(变形例3)
如图21所示，变形例3的表面发射激光器100-3处理没有设置第一组分梯度层106和第二组分梯度层108之外，具有与第一实施方式的表面发射激光器100类似于的配置。
由于表面发射激光器100-3没有设置第一和第二组分梯度层106和108，与表面发射激光器100相比，虽然在减小第一活性层104与隧道结107之间的电阻和减小第二活性层110与隧道结107之间的电阻方面比较差，但是在可以进一步简化层构造并且在层压体生成过程中可以减少两个层压步骤方面是有效的。
(变形例4)
如图22所示，变形例4的表面发射激光器100-9除了p型半导体层107a在第一和第二p型半导体区107a1和107a2之间具有第三p型半导体区107a3之外，具有与第一实施方式的表面发射激光器100类似的构造。
第三p型半导体区107a3可由与第一p型半导体区107a1的材料(例如，GaAs基化合物半导体)类似的材料(例如，GaAs基化合物半导体或AlGaAs基化合物半导体)形成，并且可具有与第一p型半导体区107a1类似的特性(例如，具有带隙小的特性)。
第三p型半导体区107a3可由类似于第二p型半导体区107a2的材料(例如，AlXGaAs)的材料(例如，AlYGaAs(Y≠X))形成，并且可具有类似于第二p型半导体区107a2的特性(例如，在Y>X或Y＜X中的高载流子浓度的特性)。
第三p型半导体区107a3可以由具有第一p型半导体区107a1的材料(例如，GaAs)与第二p型半导体区107a2的材料(例如，AlXGaAs)之间的中间性质的材料(例如，AlYGaAs(Y≠X))形成，并且可以具有第一和第二p-型半导体区107a1和107a2之间的中间特性。
注意，可以在第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2之间设置两个或更多个p型半导体区。这两个或更多个p型半导体区中的每一个还可以具有与上述第三p型半导体区107a3相似的特性。例如，在这两个或更多个p型半导体区中，更靠近第一p型半导体区107a1的p型半导体区可具有与第一p型半导体区107a1更相似的特性，并且更靠近第二p型半导体区107a2的p型半导体区可具有与第二p型半导体区107a2更相似的特性。
(变形例5)
如图23所示，变形例5的表面发射激光器100-10具有其中组成第一实施方式的表面发射激光器100的层的导电类型(第一和第二导电类型，例如，p型和n型)互换的配置。在这种情况下，在隧道结107处，在p型半导体层107a的基板101侧(下侧)上设置n型半导体层107b。
表面发射激光器100-10还具有与第一实施方式的表面发射激光器100的效果相似的效果。
(变形例6)
如图24所示，变形例6的表面发射激光器100-11除了未设置第一组分梯度层106之外，具有与变形例5的表面发射激光器100-10类似的配置。
(变形例7)
如图25所示，变型例7的表面发射激光器100-12除了未设置第二组分梯度层108之外，具有与变型例5的表面发射激光器100-10类似的配置。
(变形例8)
如图26所示，除了未设置第一组分梯度层106和第二组分梯度层108之外，变形例8的表面发射激光器100-13具有与变形例5的表面发射激光器100-10相似的配置。
3.根据本技术第二实施方式的表面发射激光器
在下文中，将描述根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器200。
(1)表面发射激光器的配置
如图27所示，根据第二实施方式的表面发射激光器200除了隧道结107的p型半导体层107a由单个区域(不具有层压结构)配置以外，具有与根据第一实施方式的表面发射激光器100的配置相似的配置。
在表面发射激光器200中，作为示例，p型半导体层107a由具有高载流子浓度(例如，1x1020cm-3至3x1020cm-3)的p型化合物半导体(例如，GaAs基化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、InGaAs基化合物半导体等)形成。P型半导体层107a优选掺杂C、Zn、Mg、Be中的至少一种。作为p型半导体层107a，例如，可以使用掺杂有高浓度(例如，1×1020cm-3)的C并且具有10nm厚度的GaAs层。
在表面发射激光器200中，n型半导体层107b由具有高载流子浓度的n型化合物半导体(例如，InGaAs基化合物半导体、GaAs基化合物半导体等)形成。n型半导体层107b优选地掺杂有Si、Te或Se中的至少一个。作为n型半导体层107b，例如，可以使用掺杂有高浓度(例如，5x1019cm-3)的Si并且具有20nm的厚度的GaAs层。
(2)表面发射激光器的操作
表面发射激光器200也执行与表面发射激光器100的操作类似的操作。
(3)表面发射激光器的制造方法
在下文中，将参考图28中的流程图(步骤S11至S17)描述表面发射激光器100的制造方法。这里，作为实施例，通过使用半导体制造设备的半导体制造方法，在作为基板101的基体材料的一个晶圆上同时生成多个二维布置有多个表面发射激光器200的表面发射激光器阵列被。接下来，一系列多个集成表面发射激光器阵列彼此分离以获得多个芯片状表面发射激光器阵列(表面发射激光器阵列芯片)。注意，通过下面描述的制造方法，还可以在作为基板101的基体材料的一个晶圆上同时生成多个表面发射激光器200，并且将一系列多个集成表面发射激光器200彼此分离以获得芯片状的表面发射激光器(表面发射激光器芯片)。
<步骤S11>
在步骤S11中，执行层压生成过程2。在层压体生成过程2中，作为实施例，通过化学气相沉积(CVD)方法(例如，金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法)在生长室中依次层压构成表面发射激光器200的层的材料以生成层压体L2(见图34)。
将参考图29、图4至图6以及图30至图34中的流程图描述层压体生成处理2(图33中的步骤S11)。
在第一步骤S11-1中，将第一多层膜反射镜102层压在基板101上(参见图4)。此外，将第一包覆层103层压在第一多层膜反射镜102上。
在下一步骤S11-2中，将第一活性层104层压在第一多层膜反射镜102上(参见图5)。更具体地，将第一活性层104层压在第一包覆层103上。进一步地，将第一间隔层105层压在第一活性层104上。
在下一步骤S11-3中，在第一活性层104上层压第一组分梯度层106(见图6)。更具体地，在第一间隔层105上层压第一组分梯度层106。
在下一步骤S11-4中，在第一组分梯度层106上层压p型半导体层107a(见图30)。
在下一步骤S11-5中，在p型半导体层107a上层压n型半导体层107b(见图31)。由此，形成隧道结107。
在下一步骤S11-6中，在n型半导体层107b上层压第二组分梯度层108(见图32)。此外，在第二组分梯度层108上层压第二间隔层109。
在下一步骤S11-7中，在第二组分梯度层108上层压第二活性层110(见图33)。更具体地，在第二隔垫物层109上层压第二活性层110。进一步地，在第二活性层110上层压第二包覆层111。
在下一步骤S11-8中，在第二活性层110上层压第二多层膜反射镜112(参见图34)。更具体地，在第二包覆层111上层压其中包括用作电流限制层113的选择的氧化物层113S的第二多层膜反射镜112。此外，在第二多层膜反射镜112上层压接触层114。结果，生成层压体L2。
<步骤S12>
在步骤S12中，蚀刻层压体L2以形成台面M2(见图35)。
具体地，通过光刻在从生长室取出的层压体L1上形成抗蚀剂图案。接下来，使用该抗蚀剂图案作为掩模，通过例如RIE蚀刻(反应离子蚀刻)对层压体L1进行蚀刻，直至至少暴露所选择的氧化物层113S的侧面(例如，直至第一包覆层103的侧面完全暴露)，从而形成台面M1。这里进行蚀刻，直到蚀刻底面位于第一多层膜反射镜102中。之后，去除抗蚀剂图案。
<步骤S13>
在步骤S13中，氧化所选择的氧化层113S(见图36)的外围部分，以生成电流限制层113。
具体地，台面M2暴露于水蒸气气氛，并且从侧表面氧化(选择性地氧化)所选择的氧化层113S以形成其中非氧化区域113a被氧化区域113b包围的电流限制层113。
<步骤S14>
在步骤S14中，形成绝缘膜115(见图37)。具体地，在其上形成台面M2的层压件的大致整个区域上形成绝缘膜115。
<步骤S15>
在步骤S15中，形成接触孔115a(见图38)。具体地，通过光刻法在除了形成在台面M2的顶部上的绝缘膜115之外的绝缘膜115上形成抗蚀剂图案。接下来，使用该抗蚀剂图案作为掩模，通过使用例如氢氟酸类蚀刻剂的蚀刻来去除形成在台面M2的顶部上的绝缘膜115。之后，去除抗蚀剂图案。由此，接触孔115a形成，接触层114露出。
<步骤S16>
在步骤S16中，形成阳极电极116(见图39)。具体地，例如，通过EB气相沉积法经由接触孔115a在接触层114上形成Ti/Pt/Au膜，并且剥离抗蚀剂和抗蚀剂上的例如Ti/Pt/Au，以在接触孔115a中形成阳极电极116。
<步骤S17>
在步骤S17中，形成阴极电极117(见图40)。具体地，在对基板101的背面(下表面)进行抛光之后，例如，在背面上形成AuGe/Ni/Au膜。
(4)表面发射激光器的效果
第二实施例的表面发射激光器200包括：相互层压的第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112；多个活性层104和110相互层压在第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112之间；隧道结107，设置在多个活性层104和110中彼此相邻的第一活性层104和第二活性层110之间；第一组分梯度层106，设置在第一活性层104和隧道结107之间；以及第二组分梯度层108，设置在第二活性层110和隧道结107之间。
因此，可以降低第一活性层104与隧道结107之间的电压降并且减小第二活性层110与隧道结107之间的电压降，并且可以提供具有优异的发光特性的表面发射激光器。
表面发射激光器200还包括设置在第一活性层104和第一组分梯度层106之间的第一间隔层105，第一活性层104是第一活性层104和第二活性层110中设置在与隧道结107之间的第一组分梯度层106的活性层。因而，能够根据共振器内的光电场强度来控制活性层和隧道结107的位置。
表面发射激光器200还包括设置在第二活性层110和第二组分梯度层108之间的第二间隔层109，第二活性层110为第一活性层104和第二活性层110中的与隧道结107之间设置有第二组分梯度层108的活性层。因而，能够根据共振器内的光电场强度来控制活性层和隧道结107的位置。
注意，在表面发射激光器200中，类似于第一实施方式的表面发射激光器100，隧道结107的p型半导体层107a可以具有包括第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的层压结构。
在这种情况下，第一p型半导体区107a1可以设置在n型半导体层107b与第二p型半导体区107a2之间。在该情况下，例如，通过将带隙小的材料用于第一P型半导体区107a1，能够降低p型半导体层107a的pn结附近区域的电阻。
在这种情况下，第一p型半导体区107a1可以与n型半导体层107b接触。在这种情况下，例如，通过对第一p型半导体区107al使用具有小带隙的材料，可以减小pn结处的电阻，并且可以进一步减小隧道结107处的电阻。
在这种情况下，第二p型半导体区107a2可以与第一p型半导体区107a1接触。在该情况下，例如，通过将载流子浓度高的材料用于第一P型半导体区107a1，能够降低p型半导体层107a的pn结附近以外的区域的电阻。
在这种情况下，第一P型半导体区107a1可以与n型半导体层107b接触，并且第二p型半导体区107a2可以与第一p型半导体区107a1接触。在这种情况下，例如，通过将具有小带隙的材料用于第一p型半导体区107a1并且将具有高载流子浓度的材料用于第一p型半导体区107a1，可以减小整个p型半导体层107a中的电阻，并且可以显著地减小隧道结107处的电阻。
在此，本来期望第一p型半导体区107a1具有高载流子浓度，但是在维持小带隙的材料的情况下难以获得高载流子浓度。因此，第二p型半导体区107a2的载流子浓度优选地高于第一p型半导体区107a1的载流子浓度。
在这种情况下，第一p型半导体区107a1的带隙优选地小于第二p型半导体区107a2的带隙。
在这种情况下，第一p型半导体区107al优选由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体或InGaAs基化合物半导体形成。
在这种情况下，第二p型半导体区107a2优选地由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
在这种情况下，第二p型半导体区107a2的Al组分优选地大于第一p型半导体区107a1的Al组分。
在这种情况下，第一p型半导体区107a1和/或第二p型半导体区107a2优选地掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一个。
4.根据本技术第二实施方式的变形例1至14的表面发射激光器
在下文中，将描述根据本技术的第二实施方式的变形例1至14的表面发射激光器。
(变形例1)
如图41所示，除了未设置第一组分梯度层106之外，变形例1的表面发射激光器200-1具有与第二实施方式的表面发射激光器200类似的配置。
由于表面发射激光器200-1没有设置第一组分梯度层106，与表面发射激光器200相比，在减小第一活性层104与隧道结107之间的电阻方面比较差，但是在可以简化层构造并且在层压体生成过程中可以减少一个层压步骤方面是有效的。
(变形例2)
如图42所示，变形例2的表面发射激光器200-2除了未设置第二组分梯度层108之外，具有与第二实施方式的表面发射激光器200类似的配置。
由于表面发射激光器200-2未设置第二组分梯度层108，与表面发射激光器200相比，虽然在第二活性层110和隧道结107之间的电阻的减小方面比较差，但是在可以进一步简化层构造并且在层压体生成处理中可以减少一个层压步骤方面是有效的。
(变形例3)
如图43所示，变形例3的表面发射激光器200-5具有其中组成第二实施方式的表面发射激光器200的层的导电类型(第一导电类型和第二导电类型，例如，p型和n型)互换的配置。在这种情况下，在隧道结107处，在p型半导体层107a的基板101侧上设置n型半导体层107b。
表面发射激光器200-5也具有于表面发射激光器200相似的效果。
(变形例4)
如图44所示，除了未设置第一组分梯度层106之外，变形例4的表面发射激光器200-6具有与变形例3的表面发射激光器200-5相似的配置。
(变形例5)
如图45所示，除了未设置第二组分梯度层108之外，变形例5的表面发射激光器200-7具有与变形例3的表面发射激光器200-5相似的配置。
(变形例6)
如图46所示，变形例6的表面发射激光器200-8包括互相层压的第一至第三活性层104-1、104-2和104-3。每个活性层具有类似于上述第一活性层104的配置和功能。
表面发射激光器200-8还包括第一隧道结107-1和第二隧道结107-2，第一隧道结107-1设置在层压方向上彼此相邻的第一活性层104-1和第二活性层104-2之间，第二隧道结107-2设置在层压方向上彼此相邻的第二活性层104-2和第三活性层104-3之间。各隧道结具有与上述隧道结107相同的结构和功能。
表面发射激光器200-8还包括设置在第一活性层104-1和第一隧道结107-1之间的第一组分梯度层106-1、设置在第二活性层104-2和第一隧道结107-1之间的第二组分梯度层106-2、设置在第二活性层104-2和第二隧道结107-2之间的第三组分梯度层106-3、以及设置在第三活性层104-3和第二隧道结107-2之间的第四组分梯度层106-4。各组分梯度层具有与上述第一组分梯度层106相似的配置和功能。
在表面发射激光器200-8中，多个活性层是至少三个活性层，包括第一至第三活性层104-1、104-2和104-3，第一隧道结107-1设置在第一活性层104-1和第二活性层104-2之间，第一活性层104-1和第二活性层104-2是至少三个活性层中的两个相邻活性层(第一活性层104-1和第二活性层104-2的组以及第二活性层104-2和第三活性层104-3的组)的多个组中的第一组中的两个相邻活性层，第二隧道结107-2设置在第二活性层104-2和第三活性层104-3之间，第二活性层104-2和第三活性层104-3是第二组的两个相邻活性层。第一组分梯度层106-1设置在第一隧道结107-1和第一活性层104-1之间，第一隧道结107-1是多个(例如，两个)隧道结中的一个隧道结，第一活性层104-1是夹置第一隧道结107-1的两个相邻活性层第一活性层104-1和第二活性层104-2中的一个活性层。第二组分梯度层106-2设置在第一隧道结107-1和第二活性层104-2之间，第二活性层104-2是夹置第一隧道结107-1的两个相邻活性层第一和第二活性层104-1和104-2中的另一活性层。第三组分梯度层106-3设置在第二隧道结107-2和第二活性层104-2之间，第二隧道结107-2是多个(例如两个)隧道结中的另一个隧道结，第二活性层104-2是夹置第二隧道结107-2的相邻两个活性层第二和第三活性层104-2和104-3中的一个活性层。第四组分梯度层106-4设置在第二隧道结107-2和第三活性层104-3之间，第三活性层104-3是夹置第二隧道结107-2的相邻两个活性层第二活性层104-2和第三活性层104-3中的另一活性层。
根据变形例6的表面发射激光器200-8，在包括多活性层(三个或更多个活性层)和设置在活性层之间的隧道结的情况下，由于在每个活性层和与该活性层相邻的隧道结之间的区域中设置成分梯度层，所以可减小该区域中的电压降，并且可实现具有优异的发光特性的表面发射激光器。
(变形例7)
如图47所示，变形例7的表面发射激光器200-9除了未设置第一组分梯度层106-1和第三组分梯度层106-3之外，具有与变形例6的表面发射激光器200-8类似的配置。
虽然表面发射激光器200-9在发光特性方面具有比表面发射激光器200-8低的改善程度，但是在可以进一步简化层构造并且在制造时生成层压体时的减少两个层压步骤方面是有效的。
(变形例8)
如图48所示，变形例8的表面发射激光器200-10除了未设置第二组分梯度层106-2和第四组分梯度层106-4之外，具有与变形例6的表面发射激光器200-8类似的配置。
虽然表面发射激光器200-10在发光特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且能够减少在制造时生成层压体时的两个层压步骤方面是有效的。
(变形例9)
如图49所示，变形例9的表面发射激光器200-11除了未设置第二组分梯度层106-2和第三组分梯度层106-3之外，具有与变形例6的表面发射激光器200-8类似的配置。
虽然表面发射激光器200-11在发光特性方面具有比表面发射激光器200-8低的改善程度，但是在可以进一步简化层构造并且可以减少在制造时生成层压体时的两个层压步骤方面是有效的。
(变形例10)
如图50所示，除了未设置第一组分梯度层106-1和第四组分梯度层106-4之外，变型例10的表面发射激光器200-12具有与变型例6的表面发射激光器200-8相似的配置。
虽然，表面发射激光器200-12在发光特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且减少在制造时生成层压体时的两个层压步骤方面是有效的。
(变形例11)
如图51所示，变形例11的表面发射激光器200-13除了未设置第一组分梯度层106-1至第三组分梯度层106-2、以及106-3之外，具有与变形例6的表面发射激光器200-8相似的配置。
虽然表面发射激光器200-13在光发射特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且减少在制造时生成层压体时的三个层压步骤方面是有效的。
(变形例12)
如图52所示，除了未设置第一组分梯度层106-1、第二组分梯度层106-2和第四组分梯度层106-4之外，变形例12的表面发射激光器200-14具有与变形例6的表面发射激光器200-8相似的配置。
虽然表面发射激光器200-14在发光特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且减少在制造时生成层压体时的三个层压步骤方面是有效的。
(变形例13)
如图53所示，除了未设置第一组分梯度层106-1、第三组分梯度层106-3和第四组分梯度层106-4之外，变形例13的表面发射激光器200-15具有与变形例6的表面发射激光器200-8相似的配置。
虽然表面发射激光器200-15在光发射特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且减少在制造时生成层压体时的三个层压步骤方面是有效的。
(变形例14)
如图54所示，除了未设置第二组分梯度层106-2、第三组分梯度层106-3和第四组分梯度层106-4之外，变形例14的表面发射激光器200-16具有与变形例6的表面发射激光器200-8相似的配置。
虽然表面发射激光器200-16在光发射特性方面具有比表面发射激光器200-8低程度的改进，但是在可以进一步简化层构造并且减少在制造时生成层压体时的三个层压步骤方面是有效的。
在上述变形例6至14中，主要描述了活性层的数量为三个并且隧道结的数量为两个的情况，但是在活性层的数量为四个以上并且隧道结的数量为三个以上的情况下，可以通过适当地布置如在变形例6至14中的组分梯度层来获得类似的效果。
5.可应用本技术的表面发射激光器的配置实施例
图55是示出作为可应用本技术的表面发射激光器的配置实施例的表面发射激光器2000的平面图。图56A是沿图55的X-X线的剖视图。图56B是沿图55的线Y-Y的剖视图。
表面发射激光器2000的每个组件层压在基板2001上。基板2001可以包括例如诸如GaAs、InGaAs、InP或InAsP的半导体。
表面发射激光器2000包括保护区2002(图56A和56B中的透明灰色区)。如图55所示，保护区2002在平面图中具有圆形形状，但可以具有诸如椭圆形形状或多边形形状的其他形状，但不限于特定形状。保护区2002包括提供电隔离的材料并且是例如离子注入区。
此外，如图56A和图56B所示，表面发射激光器2000包括第一电极2003和第二电极2004。如图55所示，第一电极2003具有不连续部分(断续部分)的环状，即在平面图中为开口环状，但不限于特定形状。如图56A或图56B所示，第二电极2004与基板2001接触。第一电极2003和第二电极2004包括例如诸如Ti、Pt、Au、AuGeNi或PdGeAu的导电材料。第一电极2003和第二电极2004可以具有单层结构或层压结构。
此外，表面发射激光器2000包括设置在保护区2002周围的沟槽2005。例如，图55示出了在平面图中具有矩形形状的沟槽2005设置在6个部分处的结构，但是沟槽的数量和在平面图中的形状不限于特定的数量。沟槽2005是用于形成氧化物限制层2006(包含氧化区域2006a和非氧化区域2006b)的开口。在表面发射激光器2000的制造步骤中，经由沟槽2005供应高温水蒸气以形成氧化限制层2006的氧化区2006a。例如，氧化区2006a是由于AlAs或AlGaAs层的氧化而形成的Al2O3。在形成氧化限制层2006的步骤之后，可将任意电介质嵌入沟槽2005中。此外，可以进行具有介电膜的表面涂层。
此外，表面发射激光器2000包括设置在第一电极2003上的介电层2007中的介电开口2008(接触孔)。介电层2007可以具有如图56A和56B所示的层压结构，或者可以具有单层结构。例如，介电层2007包括氧化硅、氮化硅等。如图55所示，介电开口2008形成为与第一电极2003相同的形状。然而，介电开口2008的形状不限于第一电极2003的形状，并且可以部分地形成在第一电极2003上。介电开口2008填充有导电材料(未示出)，并且导电材料与第一电极2003接触。
此外，如图56A和图56B所示，表面发射激光器2000包括在第一电极2003内部的光学开口2009。表面发射激光器2000通过光学开口2009射出光束。此外，在表面发射激光器2000中，氧化限制层2006的氧化区2006a用作限制电流和光的电流/光限制区。氧化限制层2006的非氧化区2006b位于光学开口2009下方并且用作使电流和光通过的电流/光通过区域。
进一步地，表面发射激光器2000包括第一多层反射镜2011和第二多层反射镜2012。该多层反射镜以半导体多层反射镜为例，也称为分布式布拉格反射镜。
进一步地，表面发射激光器2000包括活性层2013。活性层2013设置在第一多层反射镜2011和第二多层反射镜2012之间，对注入的载流子进行限定，并限定表面发射激光器2000的发光波长。
在本配置实施例中，作为实施例，已经描述了表面发射激光器2000是表面出射型表面发射激光器的情况作为实施例，但是表面发射激光器2000也可以构成背面出射型表面发射激光器。
如图55和图56A所示，本构造实施例的表面发射激光器2000的实质直径是由沟槽2005限定的虚拟圆的直径d。
作为实施例，本构造实施例的表面发射激光器2000通过以下步骤1至8的过程制造。
(步骤1)在基板2001的前表面上执行第一多层反射镜2011、活性层2013、用作氧化物限制层2006的选择的氧化物层以及第二多层反射镜2012的外延生长。
(步骤2)使用例如剥离法在第二多层反射镜2012上形成第一电极2003。
(步骤3)沟槽2005例如通过光刻法形成。
(步骤4)暴露所选择的氧化层的侧表面，并且通过从侧表面选择性地氧化所选择的氧化物层形成氧化限制层2006。
(步骤5)通过离子注入等形成保护区2002。
(步骤6)通过例如气相沉积、溅射等形成介电层2007的膜。
(步骤7)通过例如光刻在介电层2007中形成介电开口2008，以暴露第一电极2003的接触。
(步骤8)在对基板2001的背面进行研磨减薄之后，在基板2001的背面形成第二电极2004。
构成上述表面发射激光器2000的层数、布置、厚度、布置顺序、对称性等是实施例，并且可以适当地改变。即，表面发射激光器2000可包含比图55、图56A及图56B中所示的更多层、更少层、不同层、不同结构层或不同布置层。
本技术可应用于上述表面发射激光器2000及其变形。
6.本技术的变形例
本技术不限于上述实施方式和变形例中的每一个，并且可以进行各种变形。
例如，隧道结的n型半导体层可以包括被相互层压并且由不同材料形成的多个区域。
例如，隧道结的n型半导体层可以是例如以高浓度(1×101 9cm-3)Si掺杂的GaAs基化合物半导体的GaAs层，例如，具有20nm的厚度。
例如，活性层的引导/势垒区可以包括GaAsP基化合物半导体(例如，GaAsP0.10)。
例如，在隧道结的p型半导体层中，第一p型半导体区可以由InGaAs基化合物半导体形成，并且第二p型半导体区可以由GaAs基化合物半导体形成。
第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的载流子浓度优选地彼此不同，并且例如，第一p型半导体区107a1的载流子浓度可以高于第二p型半导体区107a2的载流子浓度。
优选地，第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的带隙彼此不同，并且例如，第二p型半导体区107a2的带隙可以小于第一p型半导体区107a1的带隙。
优选地，第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2在载流子浓度和带隙中的至少一个方面不同。
第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的载流子浓度可以相同。
第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的带隙可以是相同的。
第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的Al组分优选地彼此不同，并且例如，第二p型半导体区107a2的Al组分可小于第一p型半导体区107a1的Al组分。
第一p型半导体区107a1和第二p型半导体区107a2的Al组分可以相同。
在根据本技术的表面发射激光器中，不必设置电流限制层113。
在根据本技术的表面发射激光器中，不一定设置接触层114。
在上述实施例和变形例的每一个中，第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112两者都是半导体多层膜反射镜，但是本技术不限于此。
例如，第一多层膜反射镜102可以是半导体多层膜反射镜，并且第二多层膜反射镜112可以是介电多层膜反射镜。介电多层膜反射镜也是一种分布式布拉格反射镜。
例如，第一多层膜反射镜102可以是介电多层膜反射镜，并且第二多层膜反射镜112可以是半导体多层膜反射镜。
例如，第一和第二多层膜反射镜102和112可以是介电多层膜反射镜。
该半导体多层膜反射镜具有低光吸收和导电性。从该观点来看，半导体层压膜反射镜适于出射侧(前表面侧)上且在从阳极电极116至每个活性层的电流路径上的第二多层膜反射镜112。
另一方面，介电多层膜反射镜具有极低的光吸收。从该观点来看，介电多层膜反射镜适于出射侧(前表面侧)上的第二多层膜反射镜112。
在上述实施方式和变形例中的每一个中，已经描述了从台面顶部出射激光的前表面出射型表面发射激光器作为实施例，但是本技术还适用于从基板的后表面发射激光的背面出射型表面发射激光器。
在这种情况下，优选使用对振荡波长透明的基板作为基板，或者在基板中设置用作出射端口的开口。
在上述实施方式和变形例中的每一个中，已经描述了使用AlGaAs基化合物半导体的表面发射激光器10作为实施例，但是本技术也适用于例如使用GaN基化合物半导体的表面发射激光器。
具体地，GaN基半导体多层膜反射镜可以用于第一多层膜反射镜102或第二多层膜反射镜112中的至少一个，或GaN基介电多层膜反射镜可以用于第一多层膜反射镜102和第二多层膜反射镜112中的至少一个。
用于第一多层膜反射镜102或第二多层膜反射镜112中的至少一个的GaN基化合物半导体的实施例包括GaN/AlGaN。
上述实施例和变形例中的每一个的表面发射激光器的一些配置可在它们彼此不冲突的范围内组合。
在上述每个实施方式和变形例中，构成表面发射激光器的每个层的材料、导电类型、掺杂浓度、厚度、宽度等可以在用作表面发射激光器的范围内适当地改变。
7.电子设备的应用实施例
根据本公开的技术(本技术)可应用于各种产品(电子设备)。例如，根据本公开的技术可实现为安装在任何类型的移动主体(诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动性、飞机、无人机、船舶以及机器人)上的装置。
根据本技术的表面发射激光器还可用作，例如，通过激光形成或显示图像的装置(例如，激光打印机、激光复印机、投影仪、头戴式显示器、平视显示器等)的光源。
8.<表面发射激光器应用于测距装置的实施例>
在下文中，将描述根据上述实施方式和变形例中的每一个的表面发射激光器的应用实施例。
图57示出了包括表面发射激光器100的测距装置1000的示意性配置的实施例，作为根据本技术的电子装置的实施例。测距装置1000通过飞行时间(TOF)方法测量到对象S的距离。测距装置1000包括作为光源的表面发射激光器100。测距装置1000包括例如表面发射激光器100、光接收装置120、透镜119和130、信号处理单元140、控制单元150、显示单元160和存储单元170。
光接收装置120检测由对象S反射的光。透镜119是用于校准从表面发射激光器100发射的光的透镜，并且是准直透镜。透镜130是用于会聚由对象S反射的光并将该光引导至光接收装置120的透镜，并且是聚光透镜。
信号处理单元140是用于生成与从光接收装置120输入的信号和从控制单元150输入的参考信号之间的差值对应的信号的电路。控制单元150包括例如时间数字转换器(TDC)。参考信号可以是从控制单元150输入的信号，或者可以是直接检测表面发射激光器100的输出的检测单元的输出信号。控制单元150是例如控制表面发射激光器100、光接收装置120、信号处理单元140、显示单元160和存储单元170的处理器。控制单元150是基于由信号处理单元140生成的信号来测量到对象S的距离的电路。控制单元150生成用于显示关于到对象S的距离的信息的视频信号，并将视频信号输出到显示单元160。显示单元160基于从控制单元150输入的视频信号显示关于到对象S的距离的信息。控制单元150将关于到对象S的距离的信息存储在存储单元170中。
在本应用实施例中，代替表面发射激光器100，可以将表面发射激光器100-1至100-13、200和200-1至200-16中的任何一个应用于测距装置1000。
9.<测距装置安装在移动体上的实施例>
图58是示出车辆控制系统的示意性配置实施例的框图，车辆控制系统是可应用根据本公开的技术的移动体控制系统的实施例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图58所示的例子中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能配置，示出了微型计算机12051、声音/图像输出单元12052和车内网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置(诸如内燃机或驱动电动机)、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆的转向角的转向机构、以及用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、闪光信号灯或雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，可以将从替代键的便携式装置发送的无线电波或各种开关的信号输入到主体系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆外部的信息。例如，在车外信息检测单元12030上连接有测距装置12031。测距装置12031具备上述的测距装置1000。车外信息检测单元12030使测距装置12031测定到车外的物体(物体S)的距离，取得通过测定得到的距离数据。车外信息检测单元12030可以基于所获取的距离数据来执行人、车辆、障碍物、标志等的物体检测处理。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接检测车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测部12041包括例如拍摄驾驶员的图像的摄像机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳程度或集中程度或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车内和车外信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微计算机12051可以执行协作控制，以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，包括车辆的碰撞避免或冲击缓解、基于车间距离的跟随行驶、车速维持行驶、车辆碰撞警报、车辆车道偏离警报等。
另外，微型计算机12051基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040取得的车辆周边的信息，对驱动力产生装置、转向机构、制动装置等进行控制，由此进行不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
另外，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030取得的车外信息，能够向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前面车辆或对面车辆的位置控制前照灯，来执行用于防止眩光的协调控制，诸如从高光束切换到近光束。
声音/图像输出单元12052将声音或图像中的至少一个的输出信号发送到能够视觉地或听觉地向车辆的乘员或车辆外部通知信息的输出装置。在图58的实施例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出设备。例如，显示单元12062可包括板上显示器或平视显示器中的至少一个。
图59是表示测距装置12031的设置位置的例子的图。
在图59中，车辆12100具备测距装置12101、12102、12103、12104、12105作为测距离装置12031。
测距装置12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的车辆内部中的诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、以及挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻部的测距装置12101和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的测距装置12105主要获取车辆12100前方的数据。设置在侧视镜处的测距装置12102和12103主要获取车辆12100侧面的数据。设置在后保险杠或后门上的测距装置12104主要获取车辆12100后面的数据。由测距装置12101和12105获取的车辆前方的数据主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通灯、交通标志等。
应注意，图59示出了测距装置12101至12104的检测范围的实施例。检测范围12111指示设置在前鼻部上的测距装置12101的检测范围，检测范围12112和12113分别指示设置在侧视镜上的测距装置12102和12103的检测范围，并且检测范围12114指示设置在后保险杠或后门上的测距装置12104的检测范围。
例如，微型计算机12051基于从测距装置12101至12104获得的距离数据，获得在检测范围12111至12114内至每个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此提取在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的三维物体、特别是在车辆12100的行驶路径上最近的三维物体作为前方车辆。另外，微型计算机12051可以在前行车辆的前方预先设定要确保的车间距离，并且可以执行自动制动控制(包括随动停止控制)、自动加速控制(包括随动启动控制)等。由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
例如，微型计算机12051可以基于从距离测量装置12101至12104获得的距离数据，将与三维物体有关的三维物体数据分类为二轮车、普通车辆、大型车辆、行人等三维物体，提取该三维物体数据，并将该三维物体数据用于障碍物的自动回避。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险，并且当碰撞风险为设定值以上并且存在碰撞的可能性时，微型计算机可以通过经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报或经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或回避转向来执行用于防碰撞的驾驶辅助。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的实施例。根据本申请的技术，能够适用于上述结构中的测距装置12031。
本说明书中描述的具体数值、形状、材料(包括成分)等仅是实施例，并且本技术不限于此。
此外，本技术还可具有以下配置。
(1)一种表面发射激光器，包括：
第一多层膜反射镜和第二多层膜反射镜；
多个活性层，相互层压在所述第一多层膜反射镜和所述第二多层膜反射镜之间；以及
隧道结，布置在所述多个活性层中在层压方向上彼此相邻的第一活性层与第二活性层之间，
其中，所述隧道结包括相互层压的n型半导体层和p型半导体层，以及
所述p型半导体层包括相互层压的第一p型半导体区和第二p型半导体区。
(2)根据(1)所述的表面发射激光器，其中，第一P型半导体区设置在n型半导体层与第二p型半导体区之间。
(3)根据(1)或(2)所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区与n型半导体层接触。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区与第一p型半导体区接触。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的载流子浓度彼此不同。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的带隙彼此不同。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区的载流子浓度比第一p型半导体区的载流子浓度高。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区的带隙比所述第二p型半导体区的带隙小。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的表面发射激光器，进一步包括：组分梯度层，设置在所述第一活性层与所述隧道结之间和/或所述第二活性层与所述隧道结之间。
(10)根据(9)所述的表面发射激光器，进一步包括布置在活性层与所述组分梯度层之间的间隔层，所述活性层是第一活性层和第二活性层中的与隧道结之间设置有组分梯度层的活性层。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述多个活性层是包括所述第一活性层和所述第二活性层的至少三个活性层，所述隧道结设置在所述多个活性层之中的多组两个相邻活性层中的每组的两个相邻活性层之间，以及组分梯度层设置在多个所述隧道结中至少一个隧道结与夹着所述一个隧道结的所述两个相邻活性层中的至少一个活性层之间。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、或InGaAs基化合物半导体形成。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区和所述第二p型半导体区的Al组分彼此不同。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区的Al组分比第一p型半导体区的Al组分大。
(16)根据(1)至(15)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区和/或所述第二p型半导体区中掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。
(17)一种表面发射激光器，包括：
第一多层膜反射镜和第二多层膜反射镜；
多个活性层，相互层压在所述第一多层膜反射镜和所述第二多层膜反射镜之间；
隧道结，布置在所述多个活性层中的相邻的第一活性层和第二活性层之间；以及
组分梯度层，设置在所述第一活性层与所述隧道结之间和/或所述第二活性层与所述隧道结之间。
(18)根据(17)所述的表面发射激光器，进一步包括：间隔层，布置在活性层与所述组分梯度层之间，所述活性层是所述第一活性层和所述第二活性层中的与所述隧道结之间设置有所述组分梯度层的活性层。
(19)根据(17)或(18)所述的表面发射激光器，其中，所述多个活性层是包括所述第一活性层和所述第二活性层的至少三个活性层，所述隧道结设置在所述多个活性层之中多组两个相邻活性层中的每组的两个相邻活性层之间，以及组分梯度层设置在多个所述隧道结中至少一个隧道结与夹着所述一个隧道结的所述两个相邻活性层中的至少一个活性层之间。
(20)根据(17)至(19)中任一项所述的表面发射激光器，其中，隧道结包括相互层压的n型半导体层和p型半导体层，并且p型半导体层包括相互层压的第一p型半导体区和第二p型半导体区。
(21)根据(20)所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区设置在n型半导体层与第二p型半导体区之间。
(22)根据(20)或(21)所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区与n型半导体层接触。
(23)根据(20)至(22)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区与第一p型半导体区接触。
(24)根据(20)至(23)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的载流子浓度彼此不同。
(25)根据(20)至(24)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的带隙彼此不同。
(26)根据(20)至(25)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区的载流子浓度比第一p型半导体区的载流子浓度高。
(27)根据(20)至(26)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区的带隙比第二p型半导体区的带隙小。
(28)根据(20)至(27)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、或InGaAs基化合物半导体形成。
(29)根据(20)至(28)中任一项所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
(30)根据(20)至(29)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的Al组分彼此不同。
(31)根据(20)至(30)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第二p型半导体区的Al组分比第一p型半导体区的Al组分大。
(32)根据(20)至(31)中任一项所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和/或第二p型半导体区中掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。
(33)一种表面发射激光器阵列，其中，二维地布置根据(1)至(32)中任一项所述的表面发射激光器。
(34)一种电子设备，包括根据(1)至(32)中任一项所述的表面发射激光器。
(35)一种电子设备，包括根据(33)所述的表面发射激光器阵列。
符号说明
100、100-1至100-13、200、200-1至200-16表面发射激光器
101 基板
102 第一多层膜反射镜
104，104-1第一活性层
105第一间隔层(间隔层)
106，106-1第一组分梯度层(组分梯度层)
107隧道结
107-1第一隧道结(隧道结)
107-2第二隧道结(隧道结)
107-3第三隧道结(隧道结)
107-4第四隧道结(隧道结)
107a p型半导体层
107a1第一p型半导体区
107a2第二p型半导体区
107b n型半导体层
108，108-2第二组分梯度层(组分梯度层)
109第二间隔层(间隔层)
110，104-2第二活性层
112第二多层膜反射镜。

Claims (16)

1.一种表面发射激光器，包括：
第一多层膜反射镜和第二多层膜反射镜；
多个活性层，相互层压在所述第一多层膜反射镜和所述第二多层膜反射镜之间；以及
隧道结，布置在所述多个活性层中在层压方向上彼此相邻的第一活性层与第二活性层之间，
其中，所述隧道结包括相互层压的n型半导体层和p型半导体层，以及
所述p型半导体层包括相互层压的第一p型半导体区和第二p型半导体区。
2.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区被设置在所述n型半导体层与所述第二p型半导体区之间。
3.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区与所述n型半导体层接触。
4.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区与所述第一p型半导体区接触。
5.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区和所述第二p型半导体区的载流子浓度彼此不同。
6.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区和所述第二p型半导体区的带隙彼此不同。
7.根据权利要求2所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区的载流子浓度比所述第一p型半导体区的载流子浓度高。
8.根据权利要求2所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区的带隙比所述第二p型半导体区的带隙小。
9.根据权利要求1所述的表面发射激光器，进一步包括：组分梯度层，设置在所述第一活性层与所述隧道结之间和/或所述第二活性层与所述隧道结之间。
10.根据权利要求9所述的表面发射激光器，进一步包括：间隔层，设置在活性层与所述组分梯度层之间，所述活性层是所述第一活性层和所述第二活性层中的与所述隧道结之间设置有所述组分梯度层的活性层。
11.根据权利要求1所述的表面发射激光器，
其中，所述多个活性层为包括所述第一活性层和所述第二活性层的至少三个活性层，
所述隧道结设置在所述多个活性层中多组两个相邻活性层中的每组中的两个相邻活性层之间，以及
组分梯度层设置在多个所述隧道结中至少一个隧道结与夹置所述一个隧道结的两个相邻活性层中的至少一个活性层之间。
12.根据权利要求2所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaAs基化合物半导体、或InGaAs基化合物半导体形成。
13.根据权利要求2所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区由GaAs化合物半导体、AlGaInAs基化合物半导体、或AlGaAs基化合物半导体形成。
14.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，第一p型半导体区和第二p型半导体区的Al组分彼此不同。
15.根据权利要求2所述的表面发射激光器，其中，所述第二p型半导体区的Al组分比所述第一p型半导体区的Al组分大。
16.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一p型半导体区和/或所述第二p型半导体区中掺杂有C、Zn、Mg或Be中的至少一种。
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