DE112022001370T5 - Oberflächenemittierender laser und verfahren zum herstellen eines oberflächenemittierenden lasers - Google Patents

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Mikihiro Yokozeki
Hiroshi Nakajima
Tomomasa Watanabe
Michinori Shiomi
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Sony Group Corp
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Abstract

Die vorliegende Technologie stellt einen oberflächenemittierenden Laser bereit, der imstande ist, die Ebenheit einer Oberfläche einer vergrabenen Schicht zu verbessern, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht reduziert wird.Der oberflächenemittierende Laser gemäß der vorliegenden Technologie enthält eine erste Struktur, die einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, eine zweite Struktur, die einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, und einen Resonator, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen angeordnet ist, worin der Resonator eine aktive Schicht, eine Tunnelübergangsschicht, die zwischen der ersten Struktur und der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Mesa und ein benachbartes Gebiet, das der Mesa benachbart ist, aufweist, und eine vergrabene Schicht enthält, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt, und ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (worauf hier im Folgenden auch als „die vorliegende Technologie“ verwiesen wird) bezieht sich auf einen oberflächenemittierenden Laser und ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Ein oberflächenemittierender Laser, der eine Struktur eines vergrabenen Tunnelübergangs bzw. eine vergrabene Tunnelübergangsstruktur (BTJ) für einen Stromeinschluss bzw. eine Strombegrenzung und einen Lichteinschluss bzw. eine Lichtbegrenzung enthält, ist bekannt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Solch eine vergrabene Tunnelübergangsstruktur umfasst eine Tunnelübergangsschicht mit einer Mesa und einer vergrabenen Schicht, die eine Peripherie der Mesa begräbt.
  • ZITATLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-98234
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Solch ein bekannter oberflächenemittierender Laser lässt jedoch Raum für eine Verbesserung beim Erhöhen der Flachheit bzw. Ebenheit einer Oberfläche einer vergrabenen Schicht, während der Beugungsverlust des Lichts in der vergrabenen Schicht reduziert wird.
  • Daher besteht ein Hauptziel der vorliegenden Technologie darin, einen oberflächenemittierenden Laser bereitzustellen, der imstande ist, die Ebenheit einer Oberfläche einer vergrabenen Schicht zu erhöhen, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht reduziert wird.
  • LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEME
  • Die vorliegende Technologie stellt einen oberflächenemittierenden Laser bereit, der umfasst:
    • eine erste Struktur, die einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält;
    • eine zweite Struktur, die einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthält; und
    • einen Resonator, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen angeordnet ist, worin
    • der Resonator enthält:
      • eine aktive Schicht;
      • eine Tunnelübergangsschicht, die zwischen der ersten Struktur und der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Mesa und ein benachbartes Gebiet aufweist, das der Mesa benachbart ist; und
      • eine vergrabene Schicht, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt, und
      • ein Abstand bzw. ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist.
  • Eine Dicke der vergrabenen Schicht kann geringer als oder gleich 2 µm sein.
  • Das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet kann geringer als oder gleich 25 µm sein und die Dicke der vergrabenen Schicht kann geringer als oder gleich 1,5 µm sein.
  • Das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet kann geringer als oder gleich 20 µm sein, und die Dicke der vergrabenen Schicht kann geringer als oder gleich 1,2 µm sein.
  • Die erste Struktur und die vergrabene Schicht können aneinander gebondet sein.
  • Bei dem benachbarten Gebiet kann es sich um eine weitere Mesa handeln.
  • Die weitere Mesa kann mit einem höheren Widerstand versehen werden bzw. einen höheren Widerstand aufweisen.
  • Das benachbarte Gebiet kann mit einem höheren Widerstand versehen werden bzw. einen höheren Widerstand aufweisen.
  • Zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet kann eine Schleifenvertiefung mit einer Breite von 30 µm oder weniger vorgesehen sein.
  • Die vergrabene Schicht kann einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthalten.
  • Der oberflächenemittierende Laser kann ferner eine Elektrode enthalten, die auf einer Seite einer Stirnfläche der aktiven Schicht und in Kontakt mit einer Oberfläche der vergrabenen Schicht, die der aktiven Schicht benachbart ist, angeordnet ist.
  • Die erste Struktur kann ein semi-isolierendes Substrat enthalten, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des mehrschichtigen Filmreflektors angeordnet ist, der oberflächenemittierende Laser kann ferner eine Elektrode enthalten, die auf einer Oberfläche des semi-isolierenden Substrats vorgesehen ist, die vom ersten mehrschichtigen Filmreflektor abgewandt ist, und die Elektrode und die vergrabene Schicht können über ein im semi-isolierenden Substrat vorgesehenes leitfähiges Kontaktloch verbunden sein.
  • Die erste Struktur kann ein leitfähiges Substrat enthalten, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors angeordnet ist, und der oberflächenemittierende Laser kann ferner eine Elektrodenschicht enthalten, die in einem anderen Gebiet des leitfähigen Substrats als ein der Mesa entsprechendes Gebiet vorgesehen ist.
  • Die zweite Struktur kann kein Substrat enthalten, und der zweite mehrschichtige Filmreflektor kann ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor oder ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter sein.
  • Die zweite Struktur kann ein Substrat enthalten, und der zweite mehrschichtige Filmreflektor kann ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter sein.
  • Die vorliegende Technologie stellt ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers bereit, wobei das Verfahren umfasst:
    • einen Prozess, um einen mehrschichtigen Körper durch Schichten einer aktiven Schicht und einer Tunnelübergangsschicht in dieser Reihenfolge auf einem ersten Substrat zu erzeugen;
    • einen Prozess, um eine Mesa und ein benachbartes Gebiet, das der Mesa benachbart ist, so auszubilden, dass ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht des mehrschichtigen Körpers geätzt wird; und
    • einen Prozess, um einen anderen mehrschichtigen Körper, der den mehrschichtigen Körper ersetzt, zu erzeugen, indem auf der Tunnelübergangsschicht eine vergrabene Schicht geschichtet wird, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets begräbt.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers kann ferner einen Prozess, um die vergrabene Schicht des anderen mehrschichtigen Körpers und einen einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltenden mehrschichtigen Körper aneinander zu bonden.
  • Der mehrschichtige Körper, der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, kann ferner ein zweites Substrat enthalten, und ein Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen, und ein Prozess, um einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor auf einer Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers zu bilden, von dem das erste Substrat entfernt worden ist, können ferner einbezogen sein.
  • Der mehrschichtige Körper, der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, kann ferner ein zweites Substrat enthalten, und ein Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen, und ein Prozess, um einen einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltenden mehrschichtigen Körper an eine Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers zu bonden, von dem das erste Substrat entfernt worden ist, können überdies einbezogen werden.
  • Ein Prozess, um den Widerstand des benachbarten Gebiets zu erhöhen, indem von der vergrabenen Schicht aus Ionen in den anderen mehrschichtigen Körper implantiert werden, kann ferner einbezogen werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Querschnittsansicht, die zumindest einen Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
    • 2 ist ein Diagramm einer planaren Konfiguration einer Tunnelübergangsschicht des oberflächenemittierenden Lasers in 1.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Lasers eines Vergleichsbeispiels 1.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Lasers eines Vergleichsbeispiels 2.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Lasers eines Vergleichsbeispiels 3.
    • 6 ist ein Diagramm, um eine Beziehung zwischen einem Intervall zwischen einer Mesa und einem benachbarten Gebiet und einer Filmdicke einer vergrabenen Schicht im oberflächenemittierenden Laser in 1 zu beschreiben.
    • 7 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 1 zu beschreiben.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen ersten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen zweiten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht, die einen dritten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht, die einen vierten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 12 ist eine Querschnittsansicht, die einen fünften Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 13 ist eine Querschnittsansicht, die einen sechsten Prozess (vor einem Bonden) in 7 veranschaulicht.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht, die den sechsten Prozess (nach dem Bonden) in 7 veranschaulicht.
    • 15 ist eine Querschnittsansicht, die einen siebten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht, die einen achten Prozess (nach einer Abscheidung) in 7 veranschaulicht.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht, die den achten Prozess (nach einem Ätzen) in 7 veranschaulicht.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht, die einen neunten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 19 ist eine Querschnittsansicht, die einen zehnten Prozess in 7 veranschaulicht.
    • 20 ist ein Diagramm, um Vorgänge zur Zeit eines Wachstums der vergrabenen Schicht des oberflächenemittierenden Lasers in 1 zu beschreiben.
    • 21 ist ein Diagramm, um Vorgänge zur Zeit eines Wachstums einer vergrabenen Schicht eines oberflächenemittierenden Lasers eines Vergleichsbeispiels 4 zu beschreiben.
    • 22 ist eine Querschnittsansicht, die zumindest einen Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
    • 23 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 22 zu beschreiben.
    • 24 ist eine Querschnittsansicht, die einen achten Prozess (nach einem Bonden) in 23 veranschaulicht.
    • 25 ist eine Querschnittsansicht, die den achten Prozess (nach dem Bonden) in 23 veranschaulicht.
    • 26 ist eine Querschnittsansicht, die einen neunten Prozess in 23 veranschaulicht.
    • 27 ist eine Querschnittsansicht, die einen zehnten Prozess in 23 veranschaulicht.
    • 28 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • 29 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 28 zu beschreiben.
    • 30 ist eine Querschnittsansicht, die einen sechsten Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 31 ist eine Querschnittsansicht, die einen siebten Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 32 ist eine Querschnittsansicht, die einen achten Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 33 ist eine Querschnittsansicht, die einen neunten Prozess (vor einem Bonden) in 29 veranschaulicht.
    • 34 ist eine Querschnittsansicht, die den neunten Prozess (nach dem Bonden) in 29 veranschaulicht.
    • 35 ist eine Querschnittsansicht, die einen zehnten Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 36 ist eine Querschnittsansicht, die einen elften Prozess (nach einer Abscheidung) in 29 veranschaulicht.
    • 37 ist eine Querschnittsansicht, die den elften Prozess (nach einem Ätzen) in 29 veranschaulicht.
    • 38 ist eine Querschnittsansicht, die einen zwölften Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 39 ist eine Querschnittsansicht, die einen dreizehnten Prozess in 29 veranschaulicht.
    • 40 ist eine Querschnittsansicht, die zumindest einen Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
    • 41 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 40 zu beschreiben.
    • 42 ist eine Querschnittsansicht, die einen zweiten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 43 ist eine Querschnittsansicht, die einen dritten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 44 ist eine Querschnittsansicht, die einen vierten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 45 ist eine Querschnittsansicht, die einen fünften Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 46 ist eine Querschnittsansicht, die einen sechsten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 47 ist eine Querschnittsansicht, die einen siebten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 48 ist eine Querschnittsansicht, die einen achten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 49 ist eine Querschnittsansicht, die einen neunten Prozess (vor einem Bonden) in 41 veranschaulicht.
    • 50 ist eine Querschnittsansicht, die den neunten Prozess (nach dem Bonden) in 41 veranschaulicht.
    • 51 ist eine Querschnittsansicht, die einen zehnten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 52 ist eine Querschnittsansicht, die einen elften Prozess (nach einer Abscheidung) in 41 veranschaulicht.
    • 53 ist eine Querschnittsansicht, die den elften zweiten Prozess (nach einem Ätzen) in 41 veranschaulicht.
    • 54 ist eine Querschnittsansicht, die einen zwölften Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 55 ist eine Querschnittsansicht, die einen dreizehnten Prozess in 41 veranschaulicht.
    • 56 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • 57 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 56 zu beschreiben.
    • 58 ist eine Querschnittsansicht, die einen neunten Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 59 ist eine Querschnittsansicht, die einen zehnten Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 60 ist eine Querschnittsansicht, die einen elften Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 61 ist eine Querschnittsansicht, die einen zwölften Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 62 ist eine Querschnittsansicht, die einen dreizehnten Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 63 ist eine Querschnittsansicht, die einen vierzehnten Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 64 ist eine Querschnittsansicht, die einen fünfzehnten Prozess in 56 veranschaulicht.
    • 65 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • 66 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers in 65 zu beschreiben.
    • 67 ist eine Querschnittsansicht, die einen elften Prozess (vor einem Bonden) in 66 veranschaulicht.
    • 68 ist eine Querschnittsansicht, die den elften Prozess (nach dem Bonden) in 66 veranschaulicht.
    • 69 ist eine Querschnittsansicht, die einen zwölften Prozess in 66 veranschaulicht.
    • 70 ist eine Querschnittsansicht, die einen dreizehnten Prozess in 66 veranschaulicht.
    • 71 ist eine Querschnittsansicht, die einen vierzehnten Prozess in 66 veranschaulicht.
    • 72 ist eine Querschnittsansicht, die einen fünfzehnten Prozess in 66 veranschaulicht.
    • 73 ist eine Querschnittsansicht, die einen sechzehnten Prozess in 66 veranschaulicht.
    • 74A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 74B ist eine entlang einer Linie A-A in 74A genommene Querschnittsansicht.
    • 75A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 75B ist eine entlang einer Linie A-A in 75A genommene Querschnittsansicht.
    • 76A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 76B ist eine entlang einer Linie A-A in 76A genommene Querschnittsansicht.
    • 77 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 1 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 78 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 2 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 79 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 3 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 80 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 4 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 81 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 5 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 82 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 6 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 83 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 7 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 84 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 8 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 85 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 9 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 86 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 1 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 87 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 10 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 88 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 11 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 89 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 2 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 90 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 12 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 91 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 3 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 92 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 13 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 93 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 14 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 94 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 15 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht veranschaulicht.
    • 95 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 4 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 96 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 5 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 97 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 6 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers veranschaulicht.
    • 98 ist ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel des oberflächenemittierenden Lasers gemäß der vorliegenden Technologie für eine Abstandsmessvorrichtung veranschaulicht.
    • 99 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems veranschaulicht.
    • 100 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel einer Installationsposition der Abstandsmessvorrichtung veranschaulicht.
  • MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden hierin mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Technologie im Detail beschrieben. Man beachte, dass in dieser Beschreibung und den Zeichnungen die Komponenten mit im Wesentlichen derselben funktionalen Konfiguration mit demselben Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung nicht wiederholt wird. Die Ausführungsformen, die unten beschrieben werden sollen, zeigen repräsentative Ausführungsformen der vorliegenden Technologie, und der Umfang der vorliegenden Technologie wird durch diese Ausführungsformen nicht eng interpretiert. In dieser Beschreibung ist es selbst in einem Fall, in dem beschrieben wird, dass ein oberflächenemittierender Laser und ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß der vorliegenden Technologie eine Vielzahl von Effekten zeigen, nur erforderlich, dass der oberflächenemittierende Laser und das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß der vorliegenden Technologie zumindest einen Effekt zeigen. Die hierin beschriebenen Effekte sind nur Beispiele und nicht einschränkend, und andere Effekte können geliefert werden.
  • Darüber hinaus wird die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben.
    1. 1. Einführung
    2. 2. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
      • (1) Konfiguration eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (2) Betrieb eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (3) Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (4) Effekte eines oberflächenemittierenden Lasers und eines Verfahrens zum Herstellen desselben
    3. 3. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    4. 4. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
      • (1) Konfiguration eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (2) Betrieb eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (3) Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers
      • (4) Effekte eines oberflächenemittierenden Lasers und eines Verfahrens zum Herstellen desselben
    5. 5. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    6. 6. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    7. 7. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    8. 8. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    9. 9. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    10. 10. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
    11. 11. Beispiele 1 bis 15 einer planaren Konfiguration einer Tunnelübergangsschicht und Beispiele 1 bis 6 einer Querschnittskonfiguration eines oberflächenemittierenden Lasers
    12. 12. Modifikation der vorliegenden Technologie
    13. 13. Anwendungsbeispiel für eine elektronische Vorrichtung
    14. 14. Beispiel, bei dem ein oberflächenemittierender Laser für eine Abstandsmessvorrichtung verwendet wird
    15. 15. Beispiel, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung in einem mobilen Körper montiert ist
  • 1. Einführung
  • Ein Material auf InP-Basis ist ein lichtemittierendes Material in den Bändern 1,31 µm und 1,5 µm, welche verlustarme Bereiche für optische Fasern bzw. Glasfasern sind, und wurde daher lange Zeit als Material für ein Laserelement zur optischen Kommunikation verwendet.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung auf InP-Basis weist ausgezeichnete lichtemittierende Eigenschaften auf, hat aber das Problem, dass sich die Lasereigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur stark ändern. Dies verhält sich so, da es wahrscheinlich ist, dass als inhärente Eigenschaft des Materials ein Trägerüberlauf stattfindet, und außerdem der thermische Widerstand eines Mischkristallmaterials wie etwa AlGaInAs oder InGaAsP, das für den Entwurf der Vorrichtungsstruktur notwendig ist, 10-mal oder noch höher als bei einer InP-Schicht ist, was die Wärmeableitung verschlechtert bzw. beeinträchtigt.
  • Hinsichtlich eines Materials einer aktiven Schicht wird berichtet, dass eine charakteristische Temperatur durch einen Ansatz wie etwa eine Einführung einer aktiven Schicht aus AlGaInAs oder einer aktiven Schicht von Quantenpunkten (QD) eines Materials auf As-Basis verbessert wird, die ein verhältnismäßig großes ΔEc annehmen kann, um einen Trägerüberlauf zu unterdrücken. Was die aktive Schicht aus AlGaInAs anbetrifft, wurde eine aktive Schicht mit einer verhältnismäßig günstigen charakteristischen Temperatur von 70 bis 80 K auf den Markt gebracht.
  • Aus der anderen Seite ist es, um die Lichteinschluss- bzw. Lichtbegrenzungsrate des Materials auf InP-Basis einzustellen, schwierig, eine Vorrichtung herzustellen, ohne ein Material auf Mischkristallbasis wie etwa InGaAsP oder AlGaInAs in Bezug auf das Design einer Vorrichtungsstruktur herzustellen. Im Allgemeinen wird ein Temperaturanstieg ΔTj einer aktiven Schicht durch ΔTj = IV . Rth (thermischer Widerstand) repräsentiert. Das heißt, es zeigt sich, dass der Temperaturanstieg einer aktiven Schicht im Wesentlichen durch eine Erhöhung des thermischen Widerstands der aktiven Schicht verursacht wird.
  • Eine Vorrichtung zur optischen Kommunikation wird für ein Wellenlängen-Multiplexing (WDM) (engl.: wavelength division multiplexing) oder dergleichen verwendet, so dass die Wellenlänge genau gesteuert werden muss. Daher ist es typisch, eine Temperatursteuerung unter Verwendung eines Temperatur-Controllers bzw. -Reglers vorzunehmen, und eine Verbesserung der Temperatureigenschaften war erwünscht, ist aber nicht wesentlich.
  • Auf der anderen Seite wurde bei der Kurzstreckenkommunikation, insbesondere der Kommunikation für ein Datenzentrum bzw. Rechenzentrum, ein oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) im 850-nm-Band auf einem GaAs-Substrat verwendet. Ein Material auf GaAs-Basis ist zum Herstellen des VCSEL geeignet. Der Hauptgrund besteht darin, dass ein verteilter Bragg-Reflektor (DBR) aus AlAs/GaAs mit einem relativ großen Brechungsindexunterschied in einem Gitteranpassungssystem hergestellt werden kann, die Wärmeableitung ebenfalls ausgezeichnet ist und als Verfahren zur Strom- und Lichtbegrenzung eine Technik mit einer AlAs-Oxidationsbegrenzungsschicht zum Oxidieren einer AlAs-Schicht von einer seitlichen Oberfläche einer Mesa aus verwendet werden kann.
  • Ein Vorteil des VCSEL gegenüber einem kantenemittierenden Laser (EEL) besteht darin, dass der VCSEL klein ist, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und ein zweidimensionales Array ermöglicht, das sich gut für eine Si-Schaltung eignet.
  • Darüber hinaus ist in letzter Zeit der Bedarf an VCSELs eher für eine 3D-Erfassung bzw. -Sensorik als eine optische Kommunikation signifikant gestiegen. Insbesondere nimmt für die Gesichtsauthentifizierung für Smartphones die Nachfrage zu. Darüber hinaus wird die zukünftige Nutzung von VCSELs für LiDAR-Systeme selbstfahrender Fahrzeuge in Betracht gezogen, und man erwartet, dass der Markt für VCSEL-Sensorik expandieren wird.
  • Die Kommerzialisierung sowie Forschung und Entwicklung von VCSEL-Vorrichtungen sind auch für lichtemittierende Vorrichtungen auf InP-Basis im Gange. Beispielsweise hat Vertilas GmbH Eigenschaften mit einer Struktur verbessert, bei der zwei Reflektoren von einem epitaktischen DBR und einer Kombination eines dielektrischen DBR und eines Metalls gebildet werden und die Anzahl dielektrischer Paare reduziert ist, um die Wärmeableitung zu verbessern. Diese Struktur ist dafür ausgelegt, die Anzahl dielektrischer Paare zu reduzieren, den Reflexionsgrad unter Verwendung eines Metalls zu erhöhen und die Wärmeableitung zu verbessern. Diese Struktur ist eine ausgezeichnete Struktur, die die Wärmeableitung berücksichtigt; es ist aber erwünscht, dass die Eigenschaften der Wärmeableitung weiter verbessert werden, damit die Struktur an einer mobilen Vorrichtung wie etwa einem Smartphone montiert werden kann.
  • Darüber hinaus hat Beam Express eine Vorrichtung mit einer ausgezeichneten Wärmeableitung bereitgestellt, die zwei Reflektoren nutzt, die DBR-Strukturen auf AlAs/GaAs-Basis enthalten, die von oben und unten an eine aktive Schicht auf InP-Basis gebondet sind. Diese Struktur weist eine ausgezeichnete Wärmeableitung auf und kann ausgezeichnete Eigenschaften erzielen. Aufgrund einer gebondeten Struktur eines vergrabenen Tunnelübergangs (BTJ), die für die Strom- und Lichtbegrenzung verantwortlich ist, entwickeln sich jedoch Oberflächenunregelmäßigkeiten. Die Oberflächenunregelmäßigkeiten verursachen das Problem, dass zur Zeit des Bondens der Substrate Hohlräume und Spannung erzeugt werden.
  • In den letzten Jahren wurde beispielsweise in einem VCSEL auf InP-Basis (oberflächenemittierenden Laser) die oben beschriebene Struktur eines vergrabenen Tunnelübergangs (BTJ), die für eine Strom- und Lichtbegrenzung verantwortlich ist, anstelle einer Oxidationsbegrenzungsstruktur weithin verwendet, die häufig in einem VCSEL auf AlGaAs-Basis verwendet wird. Diese vergrabene Tunnelübergangsstruktur wird durch erneutes Aufwachsen nach einem Ätzen einer Tunnelübergangsschicht erzeugt. Mit dem Material auf InP-Basis ist das erneute Aufwachsen verhältnismäßig einfach, sodass die vergrabene Tunnelübergangsstruktur leicht ausgebildet werden kann.
  • Ein oberflächenemittierender Laser (beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-296972 ), bei dem ein mehrschichtiger Filmreflektor an einen BTJ gebondet ist, ist bekannt.
  • Falls der mehrschichtige Filmreflektor an den BTJ gebondet ist, ist es wünschenswert, dass die Ebenheit einer BTJ-Struktur (konkret einer Oberfläche einer vergrabenen Schicht, die eine Peripherie einer Mesa der Tunnelübergangsschicht im BTJ vergräbt, und das Gleiche gilt im Folgenden) hoch ist. Dies verhält sich so, da, wenn die Ebenheit hoch ist, eine ausgezeichnete Übergangsgrenzfläche gebildet werden kann und beispielsweise die Wärmeableitung von einem Strom- und Lichtbegrenzungsbereich (Wärmeerzeugungsbereich mit hohem Widerstand) um die Mesa des BTJ herum in Richtung des mehrschichtigen Filmreflektors verbessert werden kann. Aufgrund der Verbesserung der Wärmeableitung können ausgezeichnete Vorrichtungseigenschaften erzielt werden.
  • Falls hier eine Filmdicke der vergrabenen Schicht einfach erhöht wird, kann die Ebenheit der BTJ-Oberfläche verbessert werden, nimmt aber in diesem Fall der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht zu.
  • Als Ergebnis intensiver Untersuchungen haben daher die Erfinder einen oberflächenemittierenden Laser gemäß der vorliegenden Technologie als oberflächenemittierenden Laser entwickelt, der imstande ist, die Ebenheit der BTJ-Struktur zu verbessern, während der Beugungsverlust des Lichts in der vergrabenen Schicht reduziert wird.
  • 2. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird ein oberflächenemittierender Laser 100 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
  • (1) Konfiguration eines oberflächenemittierenden Lasers
  • 1 ist eine Querschnittsansicht des oberflächenemittierenden Lasers 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie. Im Folgenden wird der Einfachheit halber der obere Teil in der Querschnittsansicht von 1 und dergleichen als obere Seite beschrieben und wird der untere Teil der Querschnittsansicht von 1 und dergleichen als untere Seite beschrieben.
  • Als ein Beispiel umfasst, wie in 1 veranschaulicht ist, der oberflächenemittierende Laser 100 eine erste Struktur ST1, die einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 enthält, eine zweite Struktur ST2, die einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 enthält, und einen Resonator R, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen ST1 und ST2 angeordnet ist. Der oberflächenemittierende Laser 100 wird durch beispielsweise einen Laser-Treiber angesteuert.
  • [Erste Struktur]
  • Die erste Struktur ST1 umfasst zusätzlich zum ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 ein Substrat 111 und eine Anodenelektrode 109.
  • (Substrat)
  • Das Substrat 111 ist beispielsweise ein n-GaAs-Substrat.
  • (Erster mehrschichtiger Filmreflektor)
  • Der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 ist zwischen dem Substrat 111 und dem Resonator R angeordnet. Das heißt, der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 ist auf einer vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Resonators R angeordnet.
  • Der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 ist als ein Beispiel ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter (Halbleiter-DBR) und hat eine Struktur, bei der eine Vielzahl von Arten (zum Beispiel zwei Arten) von Brechungsindexschichten (Halbleiterschichten) mit unterschiedlichen Brechungsindizes mit einer optischen Dicke einer 1/4-Wellenlänge der Oszillationswellenlänge abwechselnd geschichtet sind. Beispielsweise hat der mehrschichtige Filmreflektor aus einem Halbleiter als der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 eine Struktur, bei der eine Schicht mit hohem Brechungsindex (zum Beispiel eine AlGaAs-Schicht mit einem kleinen Al-Anteil) und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (zum Beispiel eine AlGaAs-Schicht mit einem großen Al-Anteil) abwechselnd geschichtet sind.
  • (Anodenelektrode)
  • Die Anodenelektrode 109 ist auf dem Substrat 111 vorgesehen. Man beachte, dass die Anodenelektrode 109 auf einer vergrabenen Schicht 112, die später beschrieben werden soll, vorgesehen werden kann, wenn das Substrat 111 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 entfernt sind. Die Anodenelektrode 109 kann darüber hinaus eine gemeinsam genutzte Elektrode ohne Ausbilden einer Mesa M in einer Tunnelübergangsschicht 106, die später beschrieben werden soll, sein oder kann für jede in der Tunnelübergangsschicht 106 ausgebildete Mesa M unabhängig angesteuert werden.
  • Die Anodenelektrode 109 enthält beispielsweise Au/Ni/AuGe, Au/Pt/Ti oder dergleichen. Die Anodenelektrode 109 ist mit beispielsweise einer Anode (positiven Elektrode) des Laser-Treibers elektrisch verbunden.
  • [Zweite Struktur]
  • Die zweite Struktur ST2 enthält zusätzlich zum zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 eine Kathodenelektrode 110.
  • (Zweiter mehrschichtiger Filmreflektor)
  • Der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ist an einer Position, die jeder Mesa M der Tunnelübergangsschicht 106, die später beschrieben werden soll, entspricht, auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Resonators R (konkret der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) einer zweiten Mantelschicht 103, die später beschrieben werden soll) vorgesehen.
  • Der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ist als ein Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor (dielektrischer DBR) und hat eine Struktur, bei der eine Vielzahl von Arten (zum Beispiel zwei Arten) von Brechungsindexschichten (dielektrischen Schichten) mit unterschiedlichen Brechungsindizes mit einer optischen Dicke einer 1/4-Wellenlänge der Oszillationswellenlänge abwechselnd geschichtet sind. Beispielsweise hat der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor als der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 eine Struktur, bei der eine Schicht mit hohem Brechungsindex (zum Beispiel eine Ta2O5-Schicht) und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (zum Beispiel eine SiO2-Schicht) abwechselnd geschichtet sind. Der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ist mit einem geringfügig höheren Reflexionsgrad als der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 eingerichtet.
  • Man beachte, dass der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 beispielsweise ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter sein kann.
  • (Kathodenelektrode)
  • Als ein Beispiel ist die Kathodenelektrode 110 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Resonators R, konkret der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der zweiten Mantelschicht 103, die später beschrieben werden soll, so vorgesehen, dass sie den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bedeckt. Das heißt, die Kathodenelektrode 110 dient überdies zusammen mit dem zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 als Reflektor. Daher ist es möglich, die Anzahl an Paaren der Schichten mit hohem Brechungsindex und der Schichten mit niedrigem Brechungsindex im zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 zu reduzieren, um die Wärmeableitung zu verbessern und den Reflexionsgrad zu erhöhen.
  • Die Kathodenelektrode 110 enthält beispielsweise Au/Ni/AuGe, Au/Pt/Ti oder dergleichen. Die Kathodenelektrode 110 ist mit beispielsweise einer Kathode (negativen Elektrode) des Laser-Treibers elektrisch verbunden.
  • [Resonator]
  • Der Resonator R umfasst integral einen vergrabenen Tunnelübergang (BTJ), eine erste Mantelschicht 105, eine aktive Schicht 104 und die zweite Mantelschicht 103.
  • Im Resonator R sind der BTJ, die erste Mantelschicht 105, die aktive Schicht 104 und die zweite Mantelschicht 103 in dieser Reihenfolge von der Seite der Anodenelektrode 109 (oberen Seite) aus angeordnet (geschichtet).
  • (Aktive Schicht)
  • Die aktive Schicht 104 weist als ein Beispiel eine Mehrfach-Quantentopf-Struktur (MQW-Struktur) auf, die eine Barrierenschicht und eine Quantentopfschicht enthält, wobei die Barrierenschicht und die Quantentopfschicht einen Verbindungshalbleiter auf AlGaInAs-Basis enthalten. Man beachte, dass die aktive Schicht 104 eine einzelne Quantentopfstruktur (QW-Struktur) aufweisen kann, die eine Barrierenschicht und eine Quantentopfschicht enthält, wobei die Barrierenschicht und die Quantentopfschicht beispielsweise einen Verbindungshalbleiter auf AlGaInAs-Basis enthalten.
  • (Erste und zweite Mantelschichten)
  • Die erste Mantelschicht 105 enthält beispielsweise p-InP. Die zweite Mantelschicht 103 enthält zum Beispiel n-InP.
  • (BTJ)
  • Wie oben beschrieben wurde, ist der BTJ auf einer Seite der aktiven Schicht 104, die der Anodenelektrode 109 benachbart ist, angeordnet. Das heißt, der BTJ liegt in Bezug auf die aktive Schicht 104 stromaufwärts eines Strompfads von der Anodenelektrode 109 zur Kathodenelektrode 110.
  • Der BTJ umfasst die Tunnelübergangsschicht 106 und die vergrabene Schicht 112.
  • Die Tunnelübergangsschicht 106 ist auf der ersten Mantelschicht 105 geschichtet. Die Tunnelübergangsschicht 106 umfasst ein Halbleitergebiet 106a vom p-Typ und ein Halbleitergebiet 106b vom n-Typ, die in Kontakt miteinander angeordnet sind. Das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ ist hier auf einer Seite (unteren Seite) des Halbleitergebiets 106b vom n-Typ, die der aktiven Schicht 104 benachbart ist, angeordnet.
  • Das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ enthält beispielsweise einen mit Kohlenstoff (C) hochdotierten Verbindungshalbleiter auf AlInGaAs-Basis vom p-Typ. Das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ enthält beispielsweise einen mit Si, Te oder dergleichen hochdotierten Verbindungshalbleiter auf AlInGaAs-Basis vom n-Typ.
  • Die Tunnelübergangsschicht 106 weist eine Filmdicke von beispielsweise etwa 30 bis 70 nm (zum Beispiel 50 nm) auf.
  • Die Tunnelübergangsschicht 106 weist eine Vielzahl der Mesas M auf. Das heißt, die Tunnelübergangsschicht 106 umfasst eine Mesa M und eine weitere Mesa M, die ein benachbartes Gebiet ist, das der Mesa M benachbart ist.
  • Genauer gesagt umfasst die Tunnelübergangsschicht 106 als ein Beispiel die Vielzahl von Mesas M, die entlang einer Richtung in der Ebene zweidimensional angeordnet sind (siehe 2) . 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schnittfläche der zwei Mesas M enthält, die in einem Intervall SP1 einander benachbart sind, das ein größeres Intervall zwischen zwei, in 2 einander benachbarten Mesas M ist. Eine Querschnittsansicht, die eine Schnittfläche der zwei Mesas M, die in einem kleineren Intervall SP2 (< SP1) in 2 einander benachbart sind, ist ebenfalls ähnlich der Querschnittsansicht in 1, außer dass sich das Intervall der Mesas M unterscheidet.
  • Die Mesa M hat beispielsweise eine im Wesentlichen zylindrische Form, kann aber eine andere Form wie etwa eine im Wesentlichen elliptische Säulenform, eine polygonale Säulenform, eine abgeschnittene Konusform, eine elliptische Pyramidenstumpfform oder eine polygonale Pyramidenstumpfform aufweisen. Eine Höhenrichtung der Mesa stimmt im Wesentlichen überein mit einer Schichtungsrichtung (vertikalen Richtung) von jeder der Teil- bzw. Bestandteilschichten des oberflächenemittierenden Lasers 100.
  • Die vergrabene Schicht 112 vergräbt eine Peripherie der Mesa M und eine Peripherie einer weiteren Mesa M (Peripherie des benachbarten Gebiets). Konkret ist die vergrabene Schicht 112 eine zwischen dem ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 und der ersten Mantelschicht 105 gelegene Schicht. Genauer gesagt ist die vergrabene Schicht 112 eine Schicht, die an den Seiten von und oberhalb jeder Mesa M liegt.
  • Als ein Beispiel enthält die vergrabene Schicht 112 ein einziges Material (zum Beispiel n-InP) .
  • Ein Gebiet (peripheres Gebiet) der vergrabenen Schicht 112, das die Mesa der Tunnelübergangsschicht 106 umgibt, hat einen höheren elektrischen Widerstand und einen niedrigeren Brechungsindex als die Mesa M und fungiert als Strom- und Lichtbegrenzungsbereich, in dem Strom und Licht eingeschlossen bzw. begrenzt werden. Der Strom- und Lichtbegrenzungsbereich dient ferner als Wärmeerzeugungsbereich.
  • Jede Mesa M hat einen geringeren elektrischen Widerstand als die vergrabene Schicht 112 und fungiert als Stromdurchgangsgebiet. Der von der Anodenelektrode 109 fließende und durch jede Mesa M hindurchgehende Strom wird in die aktive Schicht 104 injiziert, und ein Gebiet (ein jeder Mesa M entsprechendes Gebiet) der aktiven Schicht 104, in das der Strom injiziert wird, emittiert Licht. Das heißt, jede Mesa M fungiert als eine Lichtemissionsposition einstellende bzw. festlegende Mesa, bei der eine Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 festgelegt wird.
  • Die vergrabene Schicht 112 ist an die erste Struktur ST1 gebondet. Genauer gesagt ist der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 an eine (der ersten Struktur ST1 benachbarte (obere Seite)) Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 gebondet. Daher ist es wünschenswert, dass die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 so hoch wie möglich ist. Je höher die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 (der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112, die an den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 gebondet ist) ist, desto höher ist die Ebenheit der Oberfläche des ersten mehrschichtigen Filmreflektors 107, der an die vergrabene Schicht 112 gebondet ist, und umso höher ist wiederum die Ebenheit der Übergangsgrenzfläche zwischen dem ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 und der vergrabenen Schicht 112. Bei dieser Konfiguration erhöhen sich die Ausbeute und Zuverlässigkeit und nimmt der Effekt einer Wärmeableitung von der vergrabenen Schicht 112 in Richtung des ersten mehrschichtigen Filmreflektors 107 zu.
  • Wenn die vergrabene Schicht 112 zum Zeitpunkt der Herstellung des oberflächenemittierenden Lasers 100 auf die Tunnelübergangsschicht 106 aufgewachsen wird, wird hier ein Zwischenraum zwischen jeder Mesa und dem benachbarten Gebiet (zum Beispiel einander benachbarten zwei Mesas) mittels Wanderung von Atomen (zum Beispiel In-Atomen), die die vergrabene Schicht 112 bilden, zu verfüllen bzw. vergraben.
  • Je größer beispielsweise eine Filmdicke FT der vergrabenen Schicht 112 in Bezug auf ein Intervall SP zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet (zum Beispiel zwei einander benachbarten Mesas M) ist, desto höher kann die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 gestaltet werden. Dies verhält sich so, da unter einer Bedingung, bei der eine Länge bzw. ein Umfang der Wanderung von Atomen (zum Beispiel In-Atomen), die die vergrabene Schicht 112 bilden, konstant ist (unter einer Bedingung, bei der eine Wachstumstemperatur der vergrabenen Schicht 112 niedriger als oder gleich beispielsweise 580°C und konstant ist), je größer die Filmdicke FT in Bezug auf das Intervall SP ist (je länger die Wachstumszeit der vergrabenen Schicht 112 ist), umso vollständiger der Zwischenraum zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet zum Zeitpunkt des Wachstums der vergrabenen Schicht 112 verfüllt bzw. vergraben werden kann.
  • Man beachte, dass es möglich ist, der Umfang der Wanderung, die oben beschrieben wurde, zu erhöhen, indem die Wachstumstemperatur der vergrabenen Schicht 112 höher als beispielsweise 580°C eingestellt wird, und es daher möglich ist, die Vergrabung zu beschleunigen und den Zwischenraum zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet vollständig zu vergraben, selbst wenn die Filmdicke FT gering ist. In diesem Fall besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Mesa M ihre Form aufgrund eines Massetransports verliert oder sich das Dotierungsprofil und die Grenzflächensteilheit aufgrund der gegenseitigen Diffusion verschlechtern können.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Lasers 1A eines Vergleichsbeispiels 1. In 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 11 ein Substrat, bezeichnet ein Bezugszeichen 7 einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor, bezeichnet ein Bezugszeichen 12 eine vergrabene Schicht, bezeichnet ein Bezugszeichen 6 eine Tunnelübergangsschicht, bezeichnet ein Bezugszeichen 5 eine erste Mantelschicht, bezeichnet ein Bezugszeichen 4 eine aktive Schicht, bezeichnet ein Bezugszeichen 3 eine zweite Mantelschicht, bezeichnet ein Bezugszeichen 8 einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor, bezeichnet ein Bezugszeichen 9 eine Anodenelektrode und bezeichnet ein Bezugszeichen 10 eine Kathodenelektrode.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 1A des Vergleichsbeispiels 1 ist die Filmdicke der vergrabenen Schicht 12 beispielsweise größer als oder gleich 3 µm und ist das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet beispielsweise größer als oder gleich 35 µm, weist aber die Oberfläche der vergrabenen Schicht 12 eine hohe Ebenheit auf.
  • Beim oberflächenemittierenden Laser 1A ist jedoch die Filmdicke der vergrabenen Schicht 12 zu groß, sodass ein Beugungsverlust des durch die Mesa M in der vergrabenen Schicht 12 durchgehenden Lichts sehr groß wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist der Beugungsverlust in der vergrabenen Schicht umso größer, je größer die Filmdicke der vergrabenen Schicht ist. Mit anderen Worten ist der Beugungsverlust in der vergrabenen Schicht geringer, je geringer die Filmdicke der vergrabenen Schicht ist.
  • Daher haben die Erfinder als Ergebnis von Experimenten herausgefunden, dass die Obergrenze der Filmdicke FT der vergrabenen Schicht 112, bis zu der der oben beschriebene Beugungsverlust in der vergrabenen Schicht 112 praktisch auf einem vernachlässigbaren Niveau (in Bezug auf die Spezifikationen des oberflächenemittierenden Lasers 100) liegt, 2 µm beträgt.
  • 4A ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Lasers 1B eines Vergleichsbeispiels 2. 4B ist eine Draufsicht eines zentralen Bereichs des oberflächenemittierenden Lasers 1B des Vergleichsbeispiels 2. Jede Bestandteilschicht des oberflächenemittierenden Lasers 1B ist wie oben mit Verweis auf 3 beschrieben.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 1B ist die Filmdicke der vergrabenen Schicht 12 geringer als oder gleich 2 µm und ist das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet beispielsweise größer als oder gleich 35 um.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 1B entwickelt sich ein Höckerbereich BP an der der Mesa M der vergrabenen Schicht 12 entsprechenden Position, und man kann sehen, dass die Ebenheit der vergrabenen Schicht 12 gering ist (siehe 4). Außerdem entwickelt sich auch ein dem Höckerbereich BP ähnlicher Höckerbereich in dem an die vergrabene Schicht 12 gebondeten ersten mehrschichtigen Filmreflektor 7 und im Substrat 11, auf dem der erste mehrschichtige Filmreflektor 7 ausgebildet wird. In diesem Fall erhöht eine Spannung, die innerhalb der vergrabenen Schicht 12, des ersten mehrschichtigen Filmreflektors 7 und des Substrats 11 erzeugt wird, die Gefahr der Entwicklung von Rissen, und daher besteht die Möglichkeit, dass sich die Ausbeute verschlechtern kann.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht eines oberflächenemittierenden Laser 1C eines Vergleichsbeispiels 3. Jede Bestandteilschicht des oberflächenemittierenden Lasers 1C ist wie oben mit Verweis auf 3 beschrieben.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 1C ist beispielsweise die Filmdicke der vergrabenen Schicht 12 geringer als oder gleich 2 µm und ist das Intervall zwischen zwei einander benachbarten Mesas M größer als oder gleich 35 µm.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 1C entwickelt sich ein Dellenbereich DT (Hohlraum) an der Position entsprechend der Mesa M der vergrabenen Schicht 12, und man kann sehen, dass die Ebenheit der vergrabenen Schicht 12 gering ist (siehe 5).
  • Daher haben sich die Erfinder auf den Punkt konzentriert, dass je kleiner das Intervall SP in Bezug auf die Filmdicke FT ist, die Planarisierung umso schneller ist und der Zwischenraum zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet zur Zeit des Wachstums der vergrabenen Schicht 112 vergraben werden kann.
  • Konkret haben die Erfinder festgestellt, dass in einem Fall, in dem die Filmdicke FT beispielsweise geringer als oder gleich 2 µm ist, wenn das Intervall SP geringer als oder gleich 30 µm festgelegt wird, sich weder der oben beschriebene Höckerbereich BP, noch der oben beschriebene Dellenbereich DT in der vergrabenen Schicht 112 entwickeln und die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 ausreichend erhöht werden kann.
  • Außerdem haben die Erfinder festgestellt, dass in einem Fall, in dem die Filmdicke FT geringer als oder gleich beispielsweise 1,5 µm ist, wenn das Intervall SP geringer als oder gleich 25 µm festgelegt ist, die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 ausreichend erhöht werden kann.
  • Darüber hinaus haben die Erfinder festgestellt, dass in einem Fall, in dem die Filmdicke FT geringer als oder gleich beispielsweise 1,2 µm ist, wenn das Intervall SP geringer als oder gleich 20 µm festgelegt wird, die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 ausreichend erhöht werden kann. Ergebnisse der oben beschriebenen Experimente sind in 6 dargestellt.
  • Wie man aus 6 ersehen kann, zeigen beispielsweise in einem Fall, in dem die Filmdicke FT 612 nm bis 1101 nm beträgt, wenn das Intervall SP geringer als oder gleich 20 µm eingestellt ist, die Ergebnisse bestanden (hohe Ebenheit).
  • Wie man aus 6 ersehen kann, zeigen beispielsweise in einem Fall, in dem die Filmdicke FT 367 nm bis 1101 nm beträgt, wenn das Intervall SP geringer als oder gleich 10 µm eingestellt ist, die Ergebnisse bestanden (hohe Ebenheit).
  • Aus der oben beschriebenen Betrachtung wird in dem oberflächenemittierenden Laser 100 das Intervall SP (zum Beispiel SP1 und SP2) zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet (zum Beispiel einer weiteren Mesa M) geringer als oder gleich 30 µm eingestellt. In diesem Fall ist die Filmdicke FT der vergrabenen Schicht vorzugsweise geringer als oder gleich 2 µm.
  • Das Intervall SP (zum Beispiel SP1 und SP2) zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet (zum Beispiel einer weiteren Mesa M) kann geringer als oder gleich 25 µm sein. In diesem Fall ist die Filmdicke FT der vergrabenen Schicht 112 vorzugsweise geringer als oder gleich 1,5 µm.
  • Das Intervall SP (zum Beispiel SP1 und SP2) zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet (zum Beispiel einer weiteren Mesa M) ist vorzugsweise geringer als oder gleich 20 µm, und die Filmdicke FT der vergrabenen Schicht 112 ist vorzugsweise geringer als oder gleich 1,2 µm.
  • (2. Betrieb eines oberflächenemittierenden Lasers)
  • Im oberflächenemittierenden Laser 100 tritt beispielsweise, wenn Strom vom Laser-Treiber zur Anodenelektrode 109 fließt, der Strom durch das Substrat 111, den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 und die obere Schicht der vergrabenen Schicht 112 (die durch die untere Schicht der vergrabenen Schicht 112 (Gebiet um die Mesa M) begrenzt ist) in jede Mesa M der Tunnelübergangsschicht 106 ein. Der Strom, der durch jede Mesa M hindurchgegangen ist, (durch die vergrabene Schicht 112 begrenzte Strom) wird durch die erste Mantelschicht 105 in ein Gebiet der aktiven Schicht 104, das der Mesa M entspricht, injiziert, und das Gebiet emittiert Licht. Der Strom, der durch das Gebiet der aktiven Schicht 104 hindurchgegangen ist, fließt durch die zweite Mantelschicht 103 von einer entsprechenden Kathodenelektrode 110 beispielsweise zu dem Laser-Treiber ab. Das im Gebiet der aktiven Schicht 104 erzeugte Licht läuft zwischen den ersten und zweiten mehrschichtigen Filmreflektoren 107 und 108, wird in der unteren Schicht der vergrabenen Schicht 112 eingeschlossen bzw. begrenzt und im Gebiet der aktiven Schicht 104 während des Laufs verstärkt und wird als Laserlicht von der oberen Oberfläche (Emissionsoberfläche) des Substrats 111 emittiert, wenn Oszillationsbedingungen erfüllt sind.
  • (3) Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers
  • Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S1 bis S10) in 7 ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 beschrieben. Als ein Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 100 jeweils unter Verwendung eines Wafers als Basismaterial des Substrats 111 mittels eines Halbleiter-Herstellungsverfahrens unter Verwendung einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl von oberflächenemittierenden Lasern 100, die in Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierender Laser 100 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 100 durch die Halbleiter-Herstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms von 7 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S1 wird ein erster mehrschichtiger Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret werden als ein Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf einem Wachstumssubstrat 101 (zum Beispiel einem InP-Substrat) in einer Wachstumskammer mittels eines Verfahrens zur metall-organischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet (epitaktisch aufgewachsen).
  • Im nächsten Schritt S2 wird eine Resiststruktur RP gebildet (siehe 9). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der eine Vielzahl der Mesas M mit dem Intervall SP zwischen zwei einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm gebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S3 wird die Mesa M gebildet (siehe 10). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Vielzahl von Mesas M zu bilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Infolgedessen wird die Vielzahl von Mesas M mit dem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm gebildet.
  • Im nächsten Schritt S4 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 11).
  • Im nächsten Schritt S5 wird die vergrabene Schicht 112 gebildet (siehe 12). Konkret wird beispielsweise ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf jeder Mesa M und auf dem peripheren Gebiet der Mesa M der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Zu dieser Zeit wird, da das Intervall SP zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M weniger als oder gleich 30 µm beträgt, ein Zwischenraum zwischen den zwei, einander benachbarten Mesas M mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 wird ein den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzender zweiter mehrschichtiger Körper L2 gebildet.
  • Im nächsten Schritt S6 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 eines dritten mehrschichtigen Körpers L3 miteinander verbunden bzw. aneinander gebondet (siehe 13 und 14). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter bilden, auf dem Substrat 111 abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S7 wird das Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 15). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des Wachstumssubstrats 101 (siehe 14) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S8 wird der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 gebildet (siehe 16 und 17). Konkret werden zunächst eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der zweiten Mantelschicht 103 abwechselnd abgeschieden (siehe 16). Als Nächstes wird der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor so geätzt, dass nur ein Gebiet entsprechend jeder Mesa M übrig bleibt (siehe 17).
  • Im nächsten Schritt S9 wird die Kathodenelektrode 110 gebildet (siehe 18). Konkret wird beispielsweise ein die Kathodenelektrode 110 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens so ausgebildet, dass es den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 entsprechend jeder Mesa M bedeckt.
  • Im letzten Schritt S10 wird die Anodenelektrode 109 gebildet (siehe 19). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens auf dem Substrat 111 ausgebildet, um eine als Emissionsöffnung dienende Öffnung an einer jeder Mesa entsprechenden Position zu erzeugen.
  • (4) Effekte eines oberflächenemittierenden Lasers und eines Verfahrens zum Herstellen desselben
  • Der oberflächenemittierende Laser 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie umfasst: die erste Struktur ST1, die den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 enthält; die zweite Struktur ST2, die den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 enthält; und den Resonator R, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen ST1 und ST2 angeordnet ist, worin der Resonator R umfasst: die aktive Schicht 104; die Tunnelübergangsschicht 106, die zwischen der ersten Struktur ST1 und der aktiven Schicht 104 angeordnet ist und die Mesa M und das benachbarte Gebiet (zum Beispiel eine weitere Mesa) aufweist, das der Mesa M benachbart ist; und die vergrabene Schicht 112, die die Peripherie der Mesa M und die Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt, und der Abstand bzw. das Intervall SP zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet ist geringer als oder gleich 30 µm.
  • In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass die Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 uneben wird, ohne die Dicke (Filmdicke FT) der vergrabenen Schicht 112 zu erhöhen (zum Beispiel ohne die Dicke größer als oder gleich 2 µm einzustellen) (siehe 20).
  • Infolgedessen ist es mit dem oberflächenemittierenden Laser 100 möglich, die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 zu verbessern, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht 112 reduziert wird.
  • Auf der anderen Seite kann in einem Fall, in dem ein Intervall SPc zwischen den Mesas M verhältnismäßig groß (größer als beispielsweise 30 µm) ist und die Dicke der vergrabenen Schicht 112 verhältnismäßig klein (zum Beispiel geringer als oder gleich 2 µm) ist, wie in einem in 21 veranschaulichten Vergleichsbeispiel 4, ein Zwischenraum zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M zum Zeitpunkt des Wachstums der vergrabenen Schicht 12 nicht vollständig vergraben werden und entwickelt sich eine Unebenheit auf der Oberfläche der vergrabenen Schicht 12. Man beachte, dass jede Bestandteilschicht des Vergleichsbeispiels 4 wie oben mit Verweis auf 3 beschrieben vorliegt.
  • Die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 des oberflächenemittierenden Lasers 100 kann so verbessert werden, dass es möglich ist, zu verhindern, dass sich ein Hohlraum oder ein Riss entwickelt, wenn die vergrabene Schicht 112 und die erste Struktur ST1 aneinander gebondet werden.
  • Die erste Struktur ST1 und die vergrabene Schicht 112 werden aneinander gebondet. In diesem Fall ist es möglich, die erste Struktur ST1 und die vergrabene Schicht 112 miteinander zu verbinden bzw. aneinander zu bonden, wobei die Oberfläche der vergrabenen Schicht 112, die an die erste Struktur ST1 gebondet wird, und die Oberfläche der ersten Struktur ST1, die an die vergrabene Schicht 112 gebondet wird, flach gehalten werden, so dass es möglich ist, eine ausgezeichnete (sehr ebene bzw. flache) Übergangsgrenzfläche zu bilden. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Ausbeute und Zuverlässigkeit zu verbessern und die Wärmeableitung von der vergrabenen Schicht 112 in Richtung der ersten Struktur ST1 zu verbessern.
  • Außerdem ermöglicht beispielsweise die Verwendung eines DBR auf AlGaAs-Basis, der eine höhere Wärmeableitung als ein Epi-DBR auf InP-Basis (der ein Mischkristallmaterial verwenden muss, das eine schlechte Wärmeableitung hat) aufweist, für den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 der ersten Struktur ST1 eine weitere Verbesserung der Wärmeableitung.
  • Die erste Struktur ST1 enthält das Substrat 111. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Anzahl temporärer Anbringungsprozesse zu reduzieren.
  • Das benachbarte Gebiet ist eine weitere Mesa M. In diesem Fall kann der oberflächenemittierende Laser 100 im Wesentlichen eine Vielzahl lichtemittierender Bereiche enthalten. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den oberflächenemittierenden Laser 100 mit einer Vielzahl lichtemittierender Bereiche mit einem engen Abstand von Mitte zu Mitte bzw. Pitch (zum Beispiel einem Pitch, der geringer als oder gleich 30 µm ist) bereitzustellen.
  • Die vergrabene Schicht 112 enthält einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis. In diesem Fall hat In die Eigenschaft, leicht zu wandern, und trägt somit zur Zeit des Wachstums der vergrabenen Schicht 112 zu einer Verbesserung der Ebenheit bei.
  • Auf der anderen Seite besteht in einem Fall, in dem ein Mischkristallmaterial für die vergrabene Schicht 112 verwendet wird, die Möglichkeit, dass die Ebenheit aufgrund einer Zusammensetzungsabweichung oder Schwierigkeit bei der Wanderung nicht verbessert werden kann.
  • Wie unten beschrieben wird, hat InP eine höhere Wärmeleitfähigkeit als beispielsweise das Mischkristallmaterial. Daher ermöglicht im Vergleich mit einem Fall, in dem beispielsweise der Mischkristall verwendet wird, die Verwendung von InP als das Material der vergrabenen Schicht 112 eine Verbesserung der direkten Wärmeableitung von der vergrabenen Schicht 112 mit dem Wärmeerzeugungsbereich um die Mesa M zur Außenseite.
    Wärmeleitfähigkeit von InP: 0,68 [W/cm·K]
    Wärmeleitfähigkeit von GaAs: 0,44 [W/cm·K]
    Wärmeleitfähigkeit von Al0,67Ga0,33As: 0, 16 [W/cm·K]
    AlInGaAs: 0,045[W/cm·K]
    InGaAsP: 0,045[W/cm·K]
  • Die Filmdicke FT (Dicke) der vergrabenen Schicht 112 ist vorzugsweise geringer als oder gleich 2 µm. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Beugungsverlust in der vergrabenen Schicht 112 ausreichend zu reduzieren.
  • Das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet ist vorzugsweise geringer als oder gleich 25 µm, und die Filmdicke FT (Dicke) der vergrabenen Schicht 112 ist vorzugsweise geringer als oder gleich 1,5 µm. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 zu verbessern, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht 112 noch zufriedenstellender bzw. stärker reduziert wird.
  • Das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet ist vorzugsweise geringer als oder gleich 20 µm, und die Filmdicke FT (Dicke) der vergrabenen Schicht 112 ist vorzugsweise geringer als oder gleich 1,2 µm. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 zu verbessern, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht 112 noch stärker reduziert wird.
  • Die zweite Struktur ST2 enthält kein Substrat (zum Beispiel kein InP-Substrat), und der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ist ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor. In diesem Fall ist es möglich, die Wärmeableitung zu verbessern, indem beispielsweise der den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 der zweiten Struktur ST2 enthaltende Reflektor durch einen Reflektor ersetzt wird, der eine höhere Wärmeableitung als ein Epi-DBR auf InP-Basis (der ein Mischkristallmaterial nutzen muss, das eine schlechte Wärmeableitung hat) aufweist.
  • Beispielsweise ist es möglich, einen Reflektor mit einer ausgezeichneten Wärmeableitung zu erhalten, indem man die Kathodenelektrode 110 als Teil des Reflektors fungieren lässt und die Anzahl an Paaren der dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektoren als der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 reduziert wird.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie umfasst: einen Prozess, um den ersten mehrschichtigen Körper L1 zu erzeugen, indem die aktive Schicht 104 und die Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (ersten Substrat) geschichtet werden; einen Prozess, um die Mesa M und das benachbarte Gebiet (zum Beispiel eine weitere Mesa M), das der Mesa M benachbart ist, zu bilden, so dass das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 geätzt wird; und einen Prozess, um den zweiten mehrschichtigen Körper L2 zu erzeugen, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, indem die vergrabene Schicht 112, die die Peripherie der Mesa M und die Peripherie des benachbarten Gebiets (zum Beispiel die Peripherie einer weiteren Mesa M) vergräbt, auf der Tunnelübergangsschicht 106 geschichtet wird.
  • In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass die Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 uneben wird, ohne die Dicke (Filmdicke FT) der vergrabenen Schicht 112 zu erhöhen (ohne beispielsweise die Dicke größer als oder gleich 2 µm einzustellen) .
  • Infolgedessen ist es mit dem Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 möglich, den oberflächenemittierenden Laser 100 herzustellen, der imstande ist, die Ebenheit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 zu verbessern, während der Beugungsverlust von Licht in der vergrabenen Schicht 112 reduziert wird.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 umfasst ferner einen Prozess, um die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und den dritten mehrschichtigen Körper L3, der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 enthält, aneinander zu bonden.
  • Der dritte mehrschichtige Körper L3 enthält das Substrat 111 (zweite Substrat), und das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 umfasst ferner einen Prozess, um das Wachstumssubstrat 101 vom zweiten mehrschichtigen Körper L2 zu entfernen, und einen Prozess, um den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 auf der Oberfläche des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 zu bilden, von dem das Wachstumssubstrat 101 entfernt worden ist.
  • 3. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser gemäß einer Modifikation der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • Wie in 22 veranschaulicht ist, weist ein oberflächenemittierender Laser 100-1 gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Konfiguration ähnlich der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform auf, außer dass sich die zweite Struktur, die den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 enthält, unterscheidet.
  • Konkret ist in einer zweiten Struktur des oberflächenemittierenden Lasers 100-1 ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter (zum Beispiel ein DBR auf AlGaAs-Basis) als der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 gemeinsam für die Vielzahl von Mesas M vorgesehen, ist ein Substrat 130 (zum Beispiel ein GaAs-Substrat) auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des zweiten mehrschichtigen Filmreflektors 108 vorgesehen und ist die Kathodenelektrode 110 gemeinsam für die Vielzahl von Mesas M auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats 130 vorgesehen.
  • Im Folgenden wird hierin ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100-1 mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S21 bis S30) in 23 beschrieben. Als ein Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 100-1 jeweils unter Verwendung eines Wafers als Basismaterial des Substrats 111 und eines Wafers als Basismaterial des Substrats 130 durch ein Halbleiter-Herstellungsverfahren unter Verwendung einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl an oberflächenemittierenden Lasern 100-1, die in Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierender Laser 100-1 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 100-1 durch die Halbleiter-Herstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms in 23 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S21 wird der erste mehrschichtige Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret wird als ein Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (zum Beispiel einem InP-Substrat) in einer Wachstumskammer mittels einer metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet (epitaktisch aufgewachsen).
  • Im nächsten Schritt S22 wird die Resiststruktur RP gebildet (siehe 9). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der eine Vielzahl der Mesas M mit einem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S23 wird die Mesa M gebildet (siehe 10). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Vielzahl von Mesas M zu bilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Infolgedessen wird die Vielzahl von Mesas M mit dem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm gebildet.
  • Im Nächsten Schritt S24 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 11).
  • Im nächsten Schritt S25 wird die vergrabene Schicht 112 gebildet (siehe 12). Konkret wird beispielsweise ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf jeder Mesa M und auf dem peripheren Gebiet der Mesa M der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Da das Intervall SP zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M geringer als oder gleich 30 µm ist, wird zu dieser Zeit ein Zwischenraum zwischen den zwei, einander benachbarten Mesas M mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Der zweite mehrschichtige Körper L2, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, wird durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 erzeugt.
  • Im nächsten Schritt S26 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 aneinander gebondet (siehe 13 und 14). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter bilden, auf dem Substrat 111 abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S27 wird das Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 15). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des Wachstumssubstrats 101 (siehe 14) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S28 werden die zweite Mantelschicht 103 (siehe 15) und der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 eines vierten mehrschichtigen Körpers L4 aneinander gebondet (siehe 24 und 25). Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf dem Substrat 130 (zum Beispiel einem GaAs-Substrat) abwechselnd geschichtet werden, um den vierten mehrschichtigen Körper L4 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S29 wird die Kathodenelektrode 110 gebildet (siehe 26). Konkret wird beispielsweise ein Elektrodenmaterial, das die Kathodenelektrode 110 bildet, nahezu über die gesamte rückseitige Oberfläche (untere Oberfläche) des Substrats 130 mittels eines Lift-off-Verfahrens so ausgebildet, dass sie jeder Mesa M gemeinsam entspricht.
  • Im nächsten Schritt S30 wird die Anodenelektrode 109 gebildet (siehe 27). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial auf dem Substrat 111 mittels eines Lift-off-Verfahrens ausgebildet, um so eine als Emissionsöffnung dienende Öffnung an einer Position entsprechend jeder Mesa M zu erzeugen.
  • Mit dem oben beschriebenen oberflächenemittierenden Laser 100-1 ist es möglich, Vorgänge und Effekte ähnlich den Vorgängen und Effekten des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und, da der mehrschichtige Filmreflektor aus einem Halbleiter (zum Beispiel ein DBR auf AlGaAs-Basis) für den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 verwendet wird und das Halbleitersubstrat (zum Beispiel ein GaAs-Substrat) für das Substrat 130 verwendet wird, kann man auch eine Verbesserung der Wärmeableitung erwarten.
  • Der dritte mehrschichtige Körper L3 enthält das Substrat 111 (zweite Substrat), und das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100-1 umfasst ferner einen Prozess, um das Wachstumssubstrat 101 von dem zweiten mehrschichtigen Körper L2 zu entfernen, und einen Prozess, um den vierten mehrschichtigen Körper L4, der den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 enthält, an die Oberfläche des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 zu bonden, von dem das Wachstumssubstrat 101 entfernt worden ist.
  • 4. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird ein oberflächenemittierender Laser 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • (1) Konfiguration eines oberflächenemittierenden Lasers
  • 28 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil des oberflächenemittierenden Lasers 200 der zweiten Ausführungsform.
  • Wie in 28 veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 200 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Konfiguration, die der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnlich ist, außer dass eine weitere Mesa als das benachbarte Gebiet in der Tunnelübergangsschicht 106 einen höheren Widerstand hat.
  • Genauer gesagt ist in der Tunnelübergangsschicht 106 des oberflächenemittierenden Lasers 200 eine der Mesa M benachbarte weitere Mesa eine Dummy-Mesa DM, der durch Ionenimplantation (zum Beispiel wird ein Proton, B, O oder dergleichen implantiert) ein höherer Widerstand verliehen wird, um zu verhindern, dass ein Strom dort hindurchfließt. Das heißt, die Dummy-Mesa DM ist eine Mesa, bei der die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 nicht festgelegt bzw. eingerichtet ist. Der oberflächenemittierende Laser 200 ist entsprechend der Dummy-Mesa DM mit weder der Emissionsöffnung noch dem zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 versehen.
  • Im Folgenden wird auf die Mesa M, bei der es sich um eine Mesa handelt, bei der die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 festgelegt ist, auch als „eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa M“ verwiesen.
  • Im Übrigen wird bei dem oberflächenemittierenden Laser 100 der ersten Ausführungsform die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 verbessert, indem das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M (Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M) kleiner (zum Beispiel geringer als oder gleich 30 µm) eingerichtet bzw. festgelegt wird; falls aber das Intervall zwischen den einander benachbarten, Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M vergrößert werden kann, kann das Intervall zwischen den Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 (Intervall zwischen den lichtemittierenden Bereichen) eingestellt werden.
  • Daher dient in dem oberflächenemittierenden Laser 200 beispielsweise in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 200 vier oder mehr Mesas aufweist (zum Beispiel in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 200 einen Querschnitt aufweist, der eine Vielzahl von Einheitsquerschnittsstrukturen in 28 enthält) eine der beiden, einander benachbarten Mesas in der Einheitsquerschnittsstruktur als die Dummy-Mesa DM, so dass es möglich ist, das Intervall zwischen den Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M größer zu machen, während das Intervall zwischen zwei einander benachbarten Mesas kleiner (zum Beispiel geringer als oder gleich 30 µm) eingerichtet wird. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das Intervall zwischen den Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 wesentlich größer zu machen, während die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 verbessert wird.
  • Daher ist es im oberflächenemittierenden Laser 200 möglich, eine gewünschte Anzahl von Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 einzurichten bzw. festzulegen und ein gewünschtes Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen festzulegen, indem die Anzahl und das Layout von jeder der Mesas M und der Dummy-Mesas DM geeignet eingestellt werden. Das heißt, der oberflächenemittierende Laser 200 weist einen höheren Freiheitsgrad beim Entwurf einer lichtemittierenden Struktur auf, die durch die Anzahl und das Layout der Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 bestimmt ist.
  • Daher dient im oberflächenemittierenden Laser 200 beispielsweise in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 200 eine Vielzahl von (zum Beispiel zwei) Mesas aufweist (zum Beispiel in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 200 einen Querschnitt der Einheitsquerschnittsstruktur in 28 aufweist), eine von zwei, einander benachbarten Mesas in der Einheitsquerschnittsstruktur als die Dummy-Mesa DM, so dass es möglich ist, die eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa als einzige, eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa fungieren zu lassen, während das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas kleiner (zum Beispiel geringer als oder gleich 30 µm) gemacht wird. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 als im Wesentlichen einzige Lichtemissionsposition fungieren zu lassen, während die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 verbessert wird.
  • (2) Betrieb eines oberflächenemittierenden Lasers
  • Wenn im oberflächenemittierenden Laser 200 beispielsweise ein Strom vom Laser-Treiber zur Anodenelektrode 109 fließt, tritt der Strom durch das Substrat 111, den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 und die obere Schicht der vergrabenen Schicht 112 (die durch die untere Schicht der vergrabenen Schicht 112 (Gebiet um die eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa) beschränkt ist) in die eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa M der Tunnelübergangsschicht 106 ein. Der Strom, der durch die eine Lichtemissionsposition einstellende Mesa M hindurchgegangen ist, (der durch die vergrabene Schicht 112 begrenzte Strom) wird durch die erste Mantelschicht 105 in ein Gebiet der aktiven Schicht 104 entsprechend der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M injiziert, und das Gebiet der aktiven Schicht 104 emittiert Licht. Der Strom, der durch das Gebiet der aktiven Schicht 104 hindurchgegangen ist, fließt von der Kathodenelektrode 110 durch die zweite Mantelschicht 103 zu beispielsweise dem Laser-Treiber ab. Das im Gebiet der aktiven Schicht 104 erzeugte Licht läuft zwischen ersten und zweiten mehrschichtigen Filmreflektoren 107 und 108, wird in der unteren Schicht der vergrabenen Schicht 112 eingeschlossen bzw. begrenzt und im Gebiet der aktiven Schicht 104 während des Laufs verstärkt und als Laserlicht von der oberen Oberfläche (Emissionsoberfläche) des Substrats 111 emittiert, wenn Oszillationsbedingungen erfüllt sind.
  • (3) Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers
  • Im Folgenden wird hierin ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S41 bis S53) in 29 beschrieben. Als ein Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 200 jeweils unter Verwendung eines Wafers als Basismaterial des Substrats 111 mittels eine Halbleiter-Herstellungsverfahrens unter Verwendung einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Lasern 200 voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierender Laser 200 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 200 durch die Halbleiter-Herstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms in 29 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S41 wird der mehrschichtige Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret werden als ein Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (zum Beispiel einem InP-Substrat) in einer Wachstumskammer mittels einer metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet (epitaktisch aufgewachsen).
  • Im nächsten Schritt S42 wird die Resiststruktur RP gebildet (siehe 9). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der eine Vielzahl von Mesas mit einem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas von weniger als oder gleich 30 µm gebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S43 wird die Mesa ausgebildet (siehe 10). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Mesa zu bilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Infolgedessen wird die Vielzahl von Mesas mit dem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet.
  • Im nächsten Schritt S44 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 11).
  • Im nächsten Schritt S45 wird die vergrabene Schicht 112 ausgebildet (siehe 12). Konkret wird beispielsweise ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf jeder Mesa und auf dem peripheren Gebiet der Mesa der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Da zu dieser Zeit das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas geringer als oder gleich 30 µm ist, wird ein Zwischenraum zwischen zwei, einander benachbarten Mesas mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Der zweite mehrschichtige Körper L2, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, wird durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 erzeugt.
  • Im nächsten Schritt S46 wird ein Schutzfilm PF ausgebildet (siehe 30). Konkret wird auf der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 der Schutzfilm PF ausgebildet, wobei der Schutzfilm PF ein Reist, ein Oxid (zum Beispiel SiO2) oder dergleichen enthält und eine Öffnung an einer Position aufweist, die einem Gebiet entspricht, in dem die Dummy-Mesa DM der Tunnelübergangsschicht 106 ausgebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S47 werden Ionen implantiert (siehe 31). Konkret werden Ionen wie etwa Protonen (H+) von der Öffnung des Schutzfilms PF aus in die vergrabene Schicht 112 und die Tunnelübergangsschicht 106 implantiert. Zu dieser Zeit wird die Ionenimplantationsenergie beispielsweise eingestellt, um zu ermöglichen, dass sich die Ionen zumindest ganz über ein Gebiet in der Dickenrichtung der Tunnelübergangsschicht 106 ausbreiten. Infolgedessen wird die Mesa in dem Gebiet, in das die Ionen implantiert werden, (Ionenimplantationsgebiet IIA) zur Dummy-Mesa DM.
  • Im nächsten Schritt S48 wird der Schutzfilm PF entfernt (siehe 32).
  • Im nächsten Schritt S49 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 aneinander gebondet (siehe 33 und 34). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 bilden, auf dem Substrat 111 abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S50 wird das Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 35). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des Wachstumssubstrats 101 (siehe 34) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S51 wird der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ausgebildet (siehe 36 und 37). Konkret werden zunächst eine Schicht mit einem hohen Brechungsindex und eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex, die den dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der zweiten Mantelschicht 103 abwechselnd abgeschieden (siehe 36). Als Nächstes wird der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor geätzt, um nur einen der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M entsprechenden Bereich übrig zu lassen (siehe 37).
  • Im nächsten Schritt S52 wird die Kathodenelektrode 110 ausgebildet (siehe 38). Konkret wird beispielsweise ein die Kathodenelektrode 110 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens ausgebildet, so dass es zumindest den der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M entsprechenden, zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bedeckt.
  • Im letzten Schritt S53 wird die Anodenelektrode 109 ausgebildet (siehe 39). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial auf dem Substrat 111 mittels eines Lift-off-Verfahrens ausgebildet, um so eine als Emissionsöffnung dienende Öffnung an einer der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa entsprechenden Position zu erzeugen.
  • (4) Effekte eines oberflächenemittierenden Lasers und eines Verfahrens zum Herstellen desselben
  • Im oberflächenemittierenden Laser 200 ist eine weitere Mesa, die der Mesa M (der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M) benachbart ist, die Dummy-Mesa DM, die einen höheren Widerstand hat.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 200 ist es möglich, Effekte ähnlich den Effekten des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und ist es ferner möglich, indem man beispielsweise eine zwischen zwei, Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M gelegene Mesa als die Dummy-Mesa DM fungieren lässt, das Intervall zwischen den zwei, Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M im Wesentlichen größer zu machen, und ist es wiederum möglich, das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 wesentlich größer zu machen.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 200 ist es möglich, Effekte ähnlich den Effekten des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und ist es ferner möglich, indem man beispielsweise eine der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M benachbarte Mesa als die Dummy-Mesa DM fungieren lässt, die eine Lichtemissionsposition emittierende Mesa M als einzige, eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa M fungieren zu lassen, und ist es wiederum möglich, die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 als einzige Lichtemissionsposition fungieren zu lassen.
  • Zusammengefasst ist es mit dem oberflächenemittierenden Laser 200 möglich, Effekte ähnlich den Effekten des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und ist es ferner möglich, eine gewünschte Anzahl an Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 festzulegen, indem aus der Vielzahl von Mesas eine Mesa geeignet ausgewählt wird, die als die Dummy-Mesa DM fungieren soll, und ein gewünschtes Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen festzulegen, falls es eine Vielzahl an Lichtemissionspositionen gibt, so dass der Freiheitsgrad beim Entwurf der Lichtemissionsstruktur (der durch die Anzahl und das Layout lichtemittierender Bereiche bestimmten Struktur) hoch wird.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 umfasst: einen Prozess, um den ersten mehrschichtigen Körper L1 (einen mehrschichtigen Körper) zu erzeugen, indem die aktive Schicht 104 und die Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (ersten Substrat) geschichtet werden; einen Prozess, um die Mesa M und das benachbarte Gebiet (zum Beispiel eine weitere Mesa), das der Mesa M benachbart ist, so auszubilden, dass das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 geätzt wird; und einen Prozess, um den zweiten mehrschichtigen Körper L2 (einen weiteren mehrschichtigen Körper), der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, zu erzeugen, indem die vergrabene Schicht 112, die die Peripherie der Mesa M und die Peripherie des benachbarten Gebiets (zum Beispiel die Peripherie einer weiteren Mesa) vergräbt, auf der Tunnelübergangsschicht 106 geschichtet wird.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 umfasst ferner einen Prozess, um den Widerstand des benachbarten Gebiets zu erhöhen, indem von der vergrabenen Schicht 112 aus Ionen in den zweiten mehrschichtigen Körper L2 implantiert werden.
  • Man beachte, dass im Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 Ionen von der Tunnelübergangsschicht 106 aus in den ersten mehrschichtigen Körper L1 implantiert werden können, um den Widerstand des benachbarten Gebiets (zum Beispiel einer weiteren Mesa) oder eines Bereichs, in dem das benachbarte Gebiet ausgebildet werden soll, zu erhöhen.
  • Mit dem Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 ist es möglich, Effekte ähnlich den Effekten des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und ist es ferner möglich, den oberflächenemittierenden Laser 200 herzustellen, bei dem das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 beispielsweise im Wesentlichen größer eingerichtet werden kann.
  • Mit dem Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 200 ist es möglich, Effekte ähnlich den Effekten des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform zu erzeugen, und ist es ferner möglich, den oberflächenemittierenden Laser 200 herzustellen, der ermöglicht, dass die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 beispielsweise einzige Lichtemissionsposition fungiert.
  • 5. Oberflächenemittierende Laser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 40 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil des oberflächenemittierenden Lasers 300 der dritten Ausführungsform.
  • Wie in 40 veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 300 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Konfiguration, die der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnlich ist, außer dass ein benachbartes Gebiet AA, das der Mesa M (einer eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M) benachbart ist, einen höheren Widerstand hat.
  • Genauer gesagt ist in der Tunnelübergangsschicht 106 des oberflächenemittierenden Lasers 300 das benachbarte Gebiet AA, das der Mesa M benachbart ist, ein Ionenimplantationsgebiet (Gebiet mit hohem Widerstand), dessen Widerstand durch eine Ionenimplantation (zum Beispiel wird ein Proton, B, O oder dergleichen implantiert) erhöht wird, um zu verhindern, dass Strom dort hindurchfließt. Das heißt, das benachbarte Gebiet AA ist ein Gebiet, in dem die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 nicht eingerichtet ist. In dem oberflächenemittierenden Laser 300 sind als die Emissionsöffnung und der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 nur die Emissionsöffnung und der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 entsprechend der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M vorgesehen.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 300 ist es in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 300 eine Vielzahl der Mesas M aufweist (zum Beispiel in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 300 einen Querschnitt hat, der eine Vielzahl von Einheitsquerschnittsstrukturen in 40 enthält), möglich, das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten, Lichtemissionspositionen festlegenden Mesas M größer zu machen, während ein Intervall SP3 zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA, die einander benachbart sind, kleiner (zum Beispiel geringer als oder gleich 30 µm) gemacht wird. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das Intervall zwischen den Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 wesentlich zu vergrößern, während die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 verbessert wird.
  • Daher ist es im oberflächenemittierenden Laser 300 möglich, eine gewünschte Anzahl an Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht einzurichten und ein gewünschtes Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 festzulegen, indem die Anzahl und das Layout sowohl der Mesas M als auch der benachbarten Gebiete AA geeignet eingestellt werden.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 300 ist es in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 300 die Mesa M und das benachbarte Gebiet AA aufweist (zum Beispiel in einem Fall, in dem der oberflächenemittierende Laser 300 einen Querschnitt der Einheitsquerschnittsstruktur in 40 hat), möglich, die eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa M als einzige, eine Lichtemissionsposition festlegende Mesa M fungieren zu lassen, während das Intervall SP3 zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA, die einander benachbart sind, kleiner (zum Beispiel kleiner als oder gleich 30 µm) gemacht wird. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 als im Wesentlichen einzige Lichtemissionsposition fungieren zu lassen, während die Ebenheit der vergrabenen Schicht 112 verbessert wird.
  • Zusammengefasst ist es mit dem oberflächenemittierenden Laser 300 möglich, eine gewünschte Anzahl an Lichtemissionspositionen der aktiven Schicht 104 festzulegen, indem die Mesa M und das benachbarte Gebiet AA geeignet ausgebildet werden, und ein gewünschtes Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Lichtemissionspositionen festzulegen, falls es eine Vielzahl an Lichtemissionspositionen gibt, so dass der Freiheitsgrad beim Entwurf der Lichtemissionsstruktur (einer durch die Anzahl und das Layout der Lichtemissionsbereiche bestimmten Struktur) hoch wird.
  • Der oberflächenemittierende Laser 300 arbeitet in einer dem oberflächenemittierenden Laser 200 der zweiten Ausführungsform ähnlichen Weise.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 300 mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S61 bis S73) in 41 beschrieben. Als ein Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 300 jeweils unter Verwendung eines Wafers als ein Basismaterial des Substrats 111 mittels eines Halbleiter-Herstellungsverfahrens unter Verwendung einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl der in Reihe integrierten oberflächenemittierenden Laser 300 voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierender Laser 300 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 300 durch die Halbleiter-Herstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms von 41 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S61 wird der erste mehrschichtige Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret werden als Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (zum Beispiel einem InP-Substrat) in einer Wachstumskammer mittels einer metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet (epitaktisch aufgewachsen).
  • Im nächsten Schritt S62 wird die Resiststruktur RP ausgebildet (siehe 42). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der zumindest eine Mesa M und zumindest ein benachbartes Gebiet AA mit einem Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA, die einander benachbart sind, von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet werden sollen.
  • Im nächsten Schritt S63 werden die Mesa M und das benachbarte Gebiet AA ausgebildet (siehe 43). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Mesa M und das benachbarte Gebiet AA zu bilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Infolgedessen werden zumindest eine Mesa und zumindest ein benachbartes Gebiet AA mit dem Intervall zwischen der Mesa A und dem benachbarten Gebiet AA, die einander benachbart sind, von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet.
  • Im nächsten Schritt S64 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 44).
  • Im nächsten Schritt S65 wird die vergrabene Schicht 112 ausgebildet (siehe 45). Konkret wird beispielsweise ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf der Mesa M, auf dem benachbarten Gebiet AA und auf dem peripheren Gebiet der Mesa M der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Da zu dieser Zeit das Intervall zwischen der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA, die einander benachbart sind, geringer als oder gleich 30 µm ist, wird ein Zwischenraum zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Der zweite mehrschichtige Körper L2, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, wird durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 erzeugt.
  • Im nächsten Schritt S66 wird der Schutzfilm PF ausgebildet (siehe 46). Konkret wird auf der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 der Schutzfilm PF ausgebildet, wobei der Schutzfilm PF ein Resist, ein Oxid (zum Beispiel SiO2) oder dergleichen enthält und eine Öffnung an einer dem benachbarten Gebiet AA der Tunnelübergangsschicht 106 entsprechende Position aufweist.
  • Im nächsten Schritt S67 werden Ionen implantiert (siehe 47). Konkret werden Ionen wie etwa Protonen (H+) von der Öffnung des Schutzfilms PF aus in die vergrabene Schicht 112 und die Tunnelübergangsschicht 106 implantiert. Zu dieser Zeit wird die Ionenimplantationsenergie beispielsweise so eingestellt, um zu ermöglichen, dass sich die Ionen zumindest ganz über ein Gebiet in der Dickenrichtung der Tunnelübergangsschicht 106 ausbreiten. Infolgedessen wird der Widerstand des benachbarten Gebiets AA, das in dem Gebiet, in das die Ionen implantiert wurden, (Ionenimplantationsgebiet IIA) enthalten ist, höher.
  • Im nächsten Schritt S68 wird der Schutzfilm PF entfernt (siehe 48).
  • Im nächsten Schritt S69 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 aneinander gebondet (siehe 49 und 50). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 bilden, auf dem Substrat 111 abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S70 wird das Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 51). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des Wachstumssubstrats 101 (siehe 50) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S71 wird der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 ausgebildet (siehe 52 und 53). Konkret werden zunächst eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der zweiten Mantelschicht 103 abwechselnd abgeschieden (siehe 52). Als Nächstes wird der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor geätzt, um nur einen der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M entsprechenden Bereich übrig zu lassen (siehe 53).
  • Im nächsten Schritt S72 wird die Kathodenelektrode 110 ausgebildet (siehe 54). Konkret wird beispielsweise ein die Kathodenelektrode 110 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens so ausgebildet, dass es zumindest den der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M entsprechenden, zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bedeckt.
  • Im letzten Schritt S73 wird die Anodenelektrode 109 ausgebildet (siehe 55). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial auf dem Substrat 111 mittels eines Lift-off-Verfahrens ausgebildet, um eine als Emissionsöffnung dienende Öffnung an einer der eine Lichtemissionsposition festlegenden Mesa M entsprechenden Position zu erzeugen.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 300, das oben beschrieben wurde, umfasst: einen Prozess, um den ersten mehrschichtigen Körper L1 (einen mehrschichtigen Körper) zu erzeugen, indem die aktive Schicht 104 und die Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (ersten Substrat) geschichtet werden; einen Prozess, um die Mesa M und das benachbarte Gebiet AA, das der Mesa M benachbart ist, so auszubilden, dass das Intervall zwischen der Mesa M und dem benachbarten Gebiet AA geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 geätzt wird; und einen Prozess, um den zweiten mehrschichtigen Körper L2 (einen weiteren mehrschichtigen Körper), der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, zu erzeugen, indem die vergrabene Schicht 112 geschichtet wird, die die Peripherie der Mesa M und die Peripherie des benachbarten Gebiets AA auf der Tunnelübergangsschicht 106 vergräbt.
  • Das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 300 umfasst ferner einen Prozess, um den Widerstand des benachbarten Gebiets AA zu erhöhen, indem Ionen von der vergrabenen Schicht 112 aus in den zweiten mehrschichtigen Körper L2 implantiert werden.
  • Man beachte, dass bei dem Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 300 Ionen von der Tunnelübergangsschicht 106 aus in den ersten mehrschichtigen Körper L1 implantiert werden können, um den Widerstand des benachbarten Gebiets AA oder eines Bereichs, in dem das benachbarte Gebiet AA ausgebildet werden soll, zu erhöhen.
  • 6. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 400 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 56 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil des oberflächenemittierenden Lasers 400 der vierten Ausführungsform.
  • Wie in 56 veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 400 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Konfiguration ähnlich der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform, außer dass der oberflächenemittierende Laser 400 eine resonatorinterne bzw. Intracavity-Struktur (engl.: intracavity structure) aufweist.
  • Genauer gesagt ist im oberflächenemittierenden Laser 400 ein Graben T (Vertiefung) zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M ausgebildet. Die von jeder Mesa M gemeinsam genutzte Kathodenelektrode 110 ist auf der Bodenfläche des Grabens T vorgesehen. Bei der Bodenfläche des Grabens T handelt es sich beispielsweise um die obere Oberfläche der zweiten Mantelschicht 103.
  • Darüber hinaus sind im oberflächenemittierenden Laser 400 der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 und die Anodenelektrode 109 mit einer Schleifenform (zum Beispiel einer Ringform), die den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 umgibt, auf der oberen Oberfläche der vergrabenen Schicht 112, die um jede Mesa M vorgesehen ist, vorgesehen.
  • Darüber hinaus ist im oberflächenemittierenden Laser 400 eine Metallschicht 113, die einen Reflektor zusammen mit dem zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 (zum Beispiel einem dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor) entsprechend jeder Mesa M bildet, so vorgesehen, dass sie jeden zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 gemeinsam bedeckt. Ein Trägersubstrat 114 ist auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der Mantelschicht 113 vorgesehen. Die Metallschicht 113 enthält Beispiel Au, Ag, Cu oder dergleichen. Das Trägersubstrat 114 ist beispielsweise ein Halbleitersubstrat, ein semi-isolierendes Substrat, ein isolierendes Substrat oder dergleichen.
  • Im Folgenden wird hierin ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 400 mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S81 bis S95) in 57 beschrieben. Als ein Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 400 jeweils unter Verwendung eines Wafers als Basismaterial des Trägersubstrats 114 mittels eines Halbleiter-Herstellungsverfahrens unter Verwendung einer Halbleiterherstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Lasern 400 voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierenden Laser 400 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 400 mittels der Halbleiterherstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms in 57 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S81 wird der erste mehrschichtige Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret werden als ein Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (zum Beispiel einem InP-Substrat, worauf hier im Folgenden auch als „erstes Wachstumssubstrat 101“ verwiesen wird) in einer Wachstumskammer mittels einer metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet.
  • Im nächsten Schritt S82 wird die Resiststruktur RP ausgebildet (siehe 9). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der eine Vielzahl der Mesas M mit einem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S83 wird die Mesa M ausgebildet (siehe 10). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Mesa M auszubilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Als Ergebnis wird die Vielzahl von Mesas M mit dem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet.
  • Im nächsten Schritt S84 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 11).
  • Im nächsten Schritt S85 wird die vergrabene Schicht 112 ausgebildet (siehe 12). Konkret wird ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf der Mesa M und auf dem peripheren Gebiet der Mesa der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Da zu dieser Zeit das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas 30 µm oder weniger beträgt, wird ein Zwischenraum zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Der zweite mehrschichtige Körper L2, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, wird durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 erzeugt.
  • Im nächsten Schritt S86 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 aneinander gebondet (siehe 13 und 14). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 bilden, auf dem Substrat 111 (worauf hier im Folgenden auch als „zweites Wachstumssubstrat 111“ verwiesen wird) abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S87 wird das erste Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 15). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des ersten Wachstumssubstrats 101 (siehe 14) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des ersten Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S88 wird der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 abgeschieden (siehe 16). Konkret werden eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der zweiten Mantelschicht 103 abwechselnd abgeschieden.
  • Im nächsten Schritt S89 wird ein Reflektor ausgebildet (siehe 17, 58). Zunächst wird der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor als der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 geätzt, um nur einen jeder Mesa entsprechenden Bereich übrig zu lassen (siehe 17). Als Nächstes wird ein die Metallschicht 113 bildendes Metallmaterial mittels beispielsweise eines Plattierungsverfahrens oder dergleichen so gebildet, dass es den jeder Mesa entsprechenden, zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 gemeinsam bedeckt (siehe 58).
  • Im nächsten Schritt S90 wird das Trägersubstrat 114 angebracht (siehe 59). Konkret wird das Trägersubstrat 114 an die rückseitige Oberfläche (untere Oberfläche) der Metallschicht 113 gebondet.
  • Im nächsten Schritt S91 wird das zweite Wachstumssubstrat 111 entfernt (siehe 60). Konkret wird, nachdem die vordere Oberfläche (obere Oberfläche) des zweiten Wachstumssubstrats 111 abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt.
  • Im nächsten Schritt S92 wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 geätzt (siehe 61). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 trockengeätzt oder nassgeätzt, um nur einen jeder Mesa entsprechenden Bereich übrig zu lassen.
  • Im nächsten Schritt S93 wird die Anodenelektrode 109 ausgebildet (siehe 62). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens auf der vergrabenen Schicht 112 in einer Schleifenform (zum Beispiel einer Ringform) so ausgebildet, dass es den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 entsprechend jeder Mesa M umgibt.
  • Im nächsten Schritt S94 wird der Graben T ausgebildet (siehe 63). Konkret wird zumindest ein Gebiet zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M in der vergrabenen Schicht 112, der ersten Mantelschicht 105 und der aktiven Schicht 104 durch Trockenätzen oder Nassätzen entfernt, um den Graben T auszubilden. Eine Ätztiefe zu diesem Zeitpunkt reicht beispielsweise bis zur zweiten Mantelschicht 103.
  • Im letzten Schritt S95 wird die Kathodenelektrode 110 ausgebildet (siehe 64). Konkret wird beispielsweise mittels eines Lift-off-Verfahrens ein die Kathodenelektrode 110 bildendes Elektrodenmaterial auf der Bodenfläche des Grabens T ausgebildet.
  • 7. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 500 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 65 ist eine Querschnittsansicht von zumindest einem Teil des oberflächenemittierenden Lasers 500 der fünften Ausführungsform.
  • Wie in 65 veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 500 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Konfiguration ähnlich der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 200 der zweiten Ausführungsform, außer dass der oberflächenemittierende Laser 500 eine Intracavity-Struktur aufweist und sich die den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 enthaltende zweite Struktur unterscheidet.
  • Genauer gesagt, ist im oberflächenemittierenden Laser 500 der Graben T (die Vertiefung) zwischen der Mesa M und der Dummy-Mesa DM, die einander benachbart sind, ausgebildet. Die Kathodenelektrode 110 ist auf der Bodenfläche des Grabens T vorgesehen. Die Bodenfläche des Grabens T ist beispielsweise die obere Oberfläche des zweiten Mantelschicht 103.
  • In der zweiten Struktur des oberflächenemittierenden Lasers 500 ist der mehrschichtige Filmreflektor aus einem Halbleiter (zum Beispiel ein DBR auf AlGaAs-Basis) als der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) der ersten Mantelschicht 103 gleichmäßig vorgesehen und ist das Substrat 130 (zum Beispiel ein GaAs-Substrat) auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des zweiten mehrschichtigen Filmreflektors 108 vorgesehen.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 500 sind der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 und die Anodenelektrode 109 mit einer Schleifenform (zum Beispiel einer Ringform), die den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 umgibt, auf der oberen Oberfläche der vergrabenen Schicht 112 vorgesehen, die um die Mesa M (eine Lichtemissionsposition bestimmende Mesa M) vorgesehen ist.
  • Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritt S101 bis S116) in 66 ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers 500 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl der oberflächenemittierenden Laser 500 jeweils unter Verwendung eines Wafers als Basismaterial des Substrats 130 mittels eines Halbleiterherstellungsverfahrens unter Verwendung einer Halbleiterherstellungsvorrichtung erzeugt. Als Nächstes wird die Vielzahl oberflächenemittierender Laser 500, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um eine Vielzahl chip-förmiger oberflächenemittierender Laser 500 (oberflächenemittierende Laser-Chips) zu erhalten.
  • Als ein Beispiel wird der oberflächenemittierende Laser 500 mittels der Halbleiterherstellungsvorrichtung hergestellt, indem die Prozedur des Flussdiagramms in 66 befolgt wird.
  • Im ersten Schritt S101 wird der erste mehrschichtige Körper L1 erzeugt (siehe 8). Konkret werden als Beispiel die zweite Mantelschicht 103, die aktive Schicht 104, die erste Mantelschicht 105, das Halbleitergebiet 106a vom p-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 und das Halbleitergebiet 106b vom n-Typ der Tunnelübergangsschicht 106 in dieser Reihenfolge auf dem Wachstumssubstrat 101 (z. B. einem InP-Substrat, worauf hier im Folgenden auch als „erstes Wachstumssubstrat 101“ verwiesen wird) in einer Wachstumskammer mittels einer metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) geschichtet (epitaktisch aufgewachsen).
  • Im nächsten Schritt S102 wird die Resiststruktur RP ausgebildet (siehe 9). Konkret wird auf der Tunnelübergangsschicht 106 des ersten mehrschichtigen Körpers L1 die Resiststruktur RP ausgebildet, wobei die Resiststruktur RP eine Öffnung an einer Position aufweist, die einer anderen Position als einer Position entspricht, an der eine Vielzahl von Mesas mit einem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder gleich 30 µm ausgebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S103 wird die Mesa ausgebildet (siehe 10). Konkret wird die Tunnelübergangsschicht 106 durch Nassätzen oder Trockenätzen unter Ausnutzung der Resiststruktur RP als Maske geätzt, um die Mesa zu bilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur Oberfläche der ersten Mantelschicht 105. Als Ergebnis wird die Vielzahl von Mesas M mit dem Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M von weniger als oder 30 µm ausgebildet.
  • Im nächsten Schritt S104 wird die Resiststruktur RP entfernt (siehe 11).
  • Im nächsten Schritt S105 wird die vergrabene Schicht 112 ausgebildet (siehe 12). Konkret wird beispielsweise ein n-InP-Film auf der Tunnelübergangsschicht 106 (konkret auf der Mesa und auf dem peripheren Gebiet der Mesa der ersten Mantelschicht 105) bei einer Wachstumstemperatur von 580°C beispielsweise mit einer Filmdicke von 2 µm aufgewachsen. Da zu dieser Zeit das Intervall zwischen zwei, einander benachbarten Mesas 30 µm oder weniger beträgt, wird ein Zwischenraum zwischen den zwei, einander benachbarten Mesas mit In-Atomen nahezu vollständig verfüllt bzw. vergraben, um die vergrabene Schicht 112 zu planarisieren. Der zweite mehrschichtige Körper L2, der den ersten mehrschichtigen Körper L1 ersetzt, wird durch Ausbilden der vergrabenen Schicht 112 erzeugt.
  • Im nächsten Schritt S106 wird der Schutzfilm PF ausgebildet (siehe 30). Konkret wird auf der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 der Schutzfilm PF ausgebildet, wobei der Schutzfilm PF ein Resist, ein Oxid (zum Beispiel SiO2) oder dergleichen enthält und eine Öffnung an einer Position aufweist, die einem Gebiet entspricht, wo die Dummy-Mesa DM der Tunnelübergangsschicht 106 ausgebildet werden soll.
  • Im nächsten Schritt S107 werden Ionen implantiert (siehe 31). Konkret werden Ionen wie etwa Protonen (H+) von der Öffnung des PF aus in die vergrabene Schicht 112 und die Tunnelübergangsschicht 106 implantiert. Zu dieser Zeit wird beispielsweise die Ionenimplantationsenergie so eingestellt, um zu ermöglichen, dass sich die Ionen zumindest ganz über ein Gebiet in der Dickenrichtung der Tunnelübergangsschicht 106 ausbreiten. Als Ergebnis wird die Mesa in dem Gebiet, in das die Ionen implantiert werden, (Ionenimplantationsgebiet IIA) zur Dummy-Mesa DM.
  • Im nächsten Schritt S108 wird der Schutzfilm PF entfernt (siehe 32).
  • Im nächsten Schritt S109 werden die vergrabene Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 und der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 aneinander gebondet (siehe 33 und 34). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 des dritten mehrschichtigen Körpers L3 an der vergrabenen Schicht 112 des zweiten mehrschichtigen Körpers L2 angebracht. Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 bilden, auf dem Substrat 111 (worauf hier im Folgenden auch als „zweites Wachstumssubstrat 111“ verwiesen wird) abwechselnd geschichtet werden, um den dritten mehrschichtigen Körper L3 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S110 wird das erste Wachstumssubstrat 101 entfernt (siehe 35). Konkret wird, nachdem die rückseitige Oberfläche des ersten Wachstumssubstrats 101 (siehe 14) abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt. Als Ergebnis der Entfernung des ersten Wachstumssubstrats 101 liegt die zweite Mantelschicht 103 frei.
  • Im nächsten Schritt S111 werden die zweite Mantelschicht 103 (siehe 35) und der zweite mehrschichtige Filmreflektor 108 des vierten mehrschichtigen Körpers L4 aneinander gebondet (siehe 67 und 68). Man beachte, dass eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die den mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter als den zweiten mehrschichtigen Filmreflektor 108 bilden, auf dem Substrat 130 (beispielsweise einem GaAs-Substrat) abwechselnd geschichtet werden, um den vierten mehrschichtigen Körper L4 zu erzeugen.
  • Im nächsten Schritt S112 wird das zweite Wachstumssubstrat 111 entfernt (siehe 69). Konkret wird, nachdem die vordere Oberfläche (obere Oberfläche) der zweiten Wachstumsschicht 111 abgeschliffen ist, ein verbleibender Bereich durch Nassätzen selektiv entfernt.
  • Im nächsten Schritt S113 wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 geätzt (siehe 70). Konkret wird der erste mehrschichtige Filmreflektor 107 trockengeätzt oder nassgeätzt, um nur einen der Mesa M entsprechenden Bereich übrig zu lassen.
  • Im nächsten Schritt S114 wird die Anodenelektrode 109 ausgebildet (siehe 71). Konkret wird beispielsweise ein die Anodenelektrode 109 bildendes Elektrodenmaterial mittels eines Lift-off-Verfahrens auf der vergrabenen Schicht 112 in einer Schleifenform (zum Beispiel einer Ringform) so ausgebildet, dass es den der Mesa M entsprechenden ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 umgibt.
  • Im nächsten Schritt S115 wird der Graben T ausgebildet (siehe 72). Konkret wird zumindest ein Gebiet zwischen zwei, einander benachbarten Mesas in der vergrabenen Schicht 112, der ersten Mantelschicht 105 und der aktiven Schicht 104 durch Trockenätzen oder Nassätzen entfernt, um den Graben T auszubilden. Eine Ätztiefe zu dieser Zeit reicht beispielsweise bis zur zweiten Mantelschicht 103.
  • Im letzten Schritt 116 wird die Kathodenelektrode 110 ausgebildet (siehe 73). Konkret wird beispielsweise ein die Kathodenelektrode 110 bildendes Elektrodenmaterial auf der Bodenfläche des Grabens T mittels eines Lift-off-Verfahrens ausgebildet.
  • 8. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 600 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 74A ist eine Draufsicht des oberflächenemittierenden Lasers. 74B ist eine entlang einer Linie A-A in 74A genommene Querschnittsansicht.
  • Wie in 74A und 74B veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 600 der sechsten Ausführungsform eine der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnliche Konfiguration, außer dass der oberflächenemittierende Laser 600 eine Intracavity-Struktur aufweist (konkret das Layout der Anodenelektrode 109 unterschiedlich ist).
  • Genauer gesagt ist im oberflächenemittierenden Laser 600 die Anodenelektrode 109 auf einer Seite einer End- bzw. Stirnfläche der aktiven Schicht 104 angeordnet und in Kontakt mit der Oberfläche der vergrabenen Schicht 112, die der aktiven Schicht 104 benachbart ist.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 600 nimmt, da die Anodenelektrode 109 in der Ebene ausgebildet ist, der Anteil der Elektrode in der Ebene zu, kann aber die Elektrode einfach gebondet werden.
  • 9. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 700 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 75A ist eine Draufsicht des oberflächenemittierenden Lasers 700. 75B ist eine entlang einer Linie A-A in 75A genommene Querschnittsansicht.
  • Wie in 75A und 75B veranschaulicht ist, hat der oberflächenemittierende Laser 700 der siebten Ausführungsform eine der Konfiguration des oberflächenemittierenden Lasers 100 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnliche Konfiguration, außer dass die Anodenelektrode 109 und die vergrabene Schicht 112 über ein leitfähiges Kontaktloch 165 verbunden sind.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 700 ist in der ersten Struktur, die den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 enthält, das Substrat 111, das auf einer vom Resonator R abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors 107 gelegen ist, ein semi-isolierendes Substrat (zum Beispiel ein Si-GaAs-Substrat) .
  • Die Anodenelektrode 109 ist auf einer vom ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 abgewandten Oberfläche des semi-isolierenden Substrats als das Substrat 111 vorgesehen.
  • Das Kontaktloch 165 erstreckt sich durch das Substrat 111 und den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 und weist ein Ende in Kontakt mit der Anodenelektrode 109 und das andere Ende in Kontakt mit der vergrabenen Schicht 112 auf.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 700 ist es, da die Anodenelektrode 109 und die vergrabene Schicht 112 über das Kontaktloch 165 verbunden sind, möglich, zu verhindern, dass ein Strom durch die Übergangsgrenzfläche zwischen der vergrabenen Schicht 112 und dem ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 fließt, und ist es möglich, zu verhindern, dass sich ein Defekt in der Übergangsgrenzfläche entwickelt.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 700 kann, da die Anodenelektrode 109 auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats 111 angeordnet werden kann, ein Raum effektiv genutzt werden. Überdies ist es möglich, ein semi-isolierendes Substrat mit einer geringeren Absorption freier Träger auf dem Strompfad anzuordnen und eine Abnahme der Effizienz einer Strominjektion in die aktive Schicht 104 zu verhindern.
  • 10. Oberflächenemittierender Laser gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie
  • Im Folgenden wird hierin ein oberflächenemittierender Laser 800 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
  • 76A ist eine Draufsicht des oberflächenemittierenden Lasers 800. 76B ist eine entlang einer Linie A-A in 76A genommene Querschnittsansicht.
  • In dem oberflächenemittierenden Laser 800 der achten Ausführungsform handelt es sich, wie in 76A und 76B veranschaulicht ist, bei der Anodenelektrode 109 um eine Elektrodenschicht, die im Wesentlichen auf dem ganzen Substrat 111 (zum Beispiel einem n-GaAs-Substrat) mit Ausnahme eines der Mesa entsprechenden Gebiets vorgesehen ist. Das heißt, die Elektrodenschicht hat eine Öffnung an dem der Mesa M entsprechenden Gebiet.
  • Im oberflächenemittierenden Laser 800 ist das Substrat 111 der ersten Struktur, die den ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 enthält, ein leitfähiges Substrat (zum Beispiel n-GaAs), das auf einer vom Resonator R abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors 107 angeordnet ist.
  • Mit dem oberflächenemittierenden Laser 800 kann, da die Anodenelektrode 109 in einer planaren Form groß ausgebildet ist, eine Stromkonzentration minimiert werden, kann eine Stromdichte an der Übergangsgrenzfläche zwischen der vergrabenen Schicht 112 und dem ersten mehrschichtigen Filmreflektor 107 reduziert werden und ist es daher möglich, zu verhindern, dass sich ein Defekt in der Übergangsgrenzfläche entwickelt.
  • 11. Beispiele 1 bis 15 einer planaren Konfiguration der Tunnelübergangsschicht und Beispiele 1 bis 6 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers
  • Im Folgenden werden hierin Beispiele 1 bis 15 einer planarer Konfiguration der Tunnelübergangsschicht 106 und Beispiele 1 bis 6 einer Querschnittskonfiguration des oberflächenemittierenden Lasers beschrieben.
  • (Beispiel 1 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 1 einer planaren Konfiguration hat, wie in 77 veranschaulicht ist, die Tunnelübergangsschicht 106 eine planare Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Mesas M beispielsweise in einer Matrixstruktur regelmäßig angeordnet ist.
  • (Beispiel 2 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 2 einer planaren Konfiguration hat, wie in 78 veranschaulicht ist, die Tunnelübergangsschicht 106 eine planare Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Mesas M beispielsweise in einer gestaffelten Struktur regelmäßig angeordnet ist. In diesem Fall ist es auch möglich, die Vielzahl von Mesas M dichter als im Beispiel 1 einer planaren Konfiguration in 75 anzuordnen.
  • (Beispiel 3 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 3 einer planaren Konfiguration hat, wie in 79 veranschaulicht ist, die Tunnelübergangsschicht 106 eine planare Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Mesas M beispielsweise zufällig angeordnet ist.
  • (Beispiel 4 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 4 einer planaren Konfiguration hat, wie in 80 veranschaulicht ist, die Tunnelübergangsschicht 106 eine planare Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Mesas M zumindest zwei Mesas M mit unterschiedlichen Formen enthält.
  • (Beispiel 5 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 5 einer planaren Konfiguration enthält, wie in 81 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von Mesas, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, eine Mesa-Gruppe und eine Dummy-Mesa-Gruppe, die in einer Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) abwechselnd angeordnet sind. Die Mesa-Gruppe enthält hier eine Vielzahl von Mesas M, die in einer Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, und die Dummy-Mesa-Gruppe enthält eine Vielzahl von Dummy-Mesas DM, die in der Reihenrichtung angeordnet sind.
  • Man beachte, dass in der Tunnelübergangsschicht 106 die Vielzahl von in einer Matrixstruktur angeordneten Mesas eine Mesa-Gruppe und eine Dummy-Mesa-Gruppe enthalten kann, die in der Reihenrichtung abwechselnd angeordnet sind. In diesem Fall enthält die Mesa-Gruppe eine Vielzahl von Mesas M, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind, und enthält die Dummy-Mesa-Gruppe eine Vielzahl von Mesas M, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind.
  • (Beispiel 6 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 6 einer planaren Konfiguration enthält, wie in 82 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von Mesas, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, eine Mesa M und eine Dummy-Mesa DM, die in sowohl der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung), der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) als auch einer sowohl die Spaltenrichtung als auch die Reihenrichtung schneidenden Richtung (schrägen Richtung) abwechselnd angeordnet sind.
  • (Beispiel 7 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 7 einer planaren Konfiguration enthält, wie in 83 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von Mesas, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, eine Mesa M und eine Dummy-Mesa DM, die in sowohl der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) als auch der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) abwechselnd angeordnet sind.
  • (Beispiel 8 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 8 einer planaren Konfiguration enthält, wie in 84 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von Mesas, die in einer gestaffelten Struktur angeordnet sind, eine Mesa-Gruppe und eine Dummy-Mesa-Gruppe, die in der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) abwechselnd angeordnet sind. Die Mesa-Gruppe enthält hier eine Vielzahl von Mesas M, die in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, und die Dummy-Gruppe-Mesa enthält eine Vielzahl von Dummy-Mesas DM, die in der Reihenrichtung angeordnet sind.
  • Man beachte, dass in der Tunnelübergangsschicht 106 die Vielzahl von Mesas, die in einer gestaffelten Struktur angeordnet sind, eine Mesa-Gruppe und eine Dummy-Mesa-Gruppe enthalten kann, die in der Reihenrichtung abwechselnd angeordnet sind. In diesem Fall enthält die Mesa-Gruppe eine Vielzahl von Mesas, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind, und enthält die Dummy-Mesa-Gruppe eine Vielzahl von Mesas M, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind.
  • (Beispiel 9 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 9 einer planaren Konfiguration enthält, wie in 85 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von Mesas, die in einer gestaffelten Struktur angeordnet sind, eine Vielzahl von Mesas M, die in einer Matrixstruktur angeordnet, und Dummy-Mesas DM, die zwischen Reihen und Spalten in der Matrixstruktur angeordnet sind.
  • (Beispiel 1 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 1 einer Querschnittskonfiguration sind, wie in 86 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 die Mesa M und die Dummy-Mesa DM abwechselnd angeordnet. Das Beispiel 1 einer Querschnittsansicht entspricht einem Querschnitt eines Bereichs, in dem die Mesa M und die Dummy-Mesa DM in den Beispielen 5 bis 9 einer planaren Konfiguration abwechselnd angeordnet sind (siehe 81 bis 85).
  • (Beispiel 10 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 10 einer planaren Konfiguration sind, wie in 87 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) angeordnet ist, und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet, das sich in der Spaltenrichtung erstreckt, in der Reihenrichtung abwechselnd angeordnet.
  • Man beachte, dass in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet, das sich in der Reihenrichtung erstreckt, in der Spaltenrichtung abwechselnd angeordnet sein können.
  • (Beispiel 11 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 11 einer planaren Konfiguration sind, wie in 88 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa M und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet in allen Richtungen der Spaltenrichtung, der Reihenrichtung und der sowohl die Spaltenrichtung als auch die Reihenrichtung schneidenden Richtung (schrägen Richtung) abwechselnd angeordnet.
  • (Beispiel 2 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 2 einer Querschnittskonfiguration sind, wie in 89 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa M und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet abwechselnd angeordnet. Das Beispiel 2 einer Querschnittskonfiguration entspricht einem Querschnitt eines Bereichs, in dem die Mesa M und das Ionenimplantationsgebiet IIA in den Beispielen 10 und 11 einer planaren Konfiguration (siehe 87 und 88) abwechselnd angeordnet sind.
  • (Beispiel 12 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 12 einer planaren Konfiguration sind, wie in 90 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) angeordnet ist, und eine Dummy-Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Dummy-Mesas DM enthält, die in einer Matrixstruktur in allen Spalten in der Spaltenrichtung und in einer Vielzahl von Reihen (zum Beispiel zwei Reihen) in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, in der Reihenrichtung abwechselnd angeordnet.
  • Man beachte, dass in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die in eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, und eine Dummy-Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Dummy-Mesas DM enthält, die in einer Matrixstruktur in allen Reihen in der Reihenrichtung und in einer Vielzahl von Spalten (zum Beispiel zwei Spalten) in der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) angeordnet sind, in der Spaltenrichtung abwechselnd angeordnet sein können.
  • (Beispiel 3 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 3 einer Querschnittskonfiguration ist, wie in 91 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Vielzahl von (zum Beispiel zwei) Dummy-Mesas DM, die einander benachbart sind, zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M angeordnet. Das Beispiel 3 einer Querschnittskonfiguration entspricht einem Querschnitt eines Bereichs, in dem eine Vielzahl von (zum Beispiel zwei) Dummy-Mesas DM zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M im Beispiel 12 einer planaren Konfiguration (siehe 90) angeordnet ist.
  • (Beispiel 13 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 13 einer planaren Konfiguration ist, wie in 92 veranschaulicht ist, ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet, das einer Vielzahl von Mesas M benachbart ist, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, im Wesentlichen ganz über der Tunnelübergangsschicht 106 so vorgesehen, dass es jede Mesa M umgibt. Das heißt, eine Schleifenvertiefung CT (schleifenförmige Vertiefung) mit einer Breite von 30 um oder weniger ist zwischen jeder Mesa M und dem Ionenimplantationsgebiet IIA ausgebildet.
  • (Beispiel 14 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 14 einer planaren Konfiguration ist, wie in 93 veranschaulicht ist, ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet, das einer Vielzahl von in einer gestaffelten Struktur angeordneten Mesas M benachbart ist, im Wesentlichen ganz über der Tunnelübergangsschicht 106 so vorgesehen, dass es jede Mesa M umgibt. Das heißt, die Schleifenvertiefung CT mit einer Breite von 30 µm oder weniger ist zwischen jeder Mesa M und dem Ionenimplantationsgebiet IIA ausgebildet.
  • (Beispiel 15 einer planaren Konfiguration)
  • Im Beispiel 15 einer planaren Konfiguration sind, wie in 94 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Spaltenrichtung (vertikalen Richtung) angeordnet sind, und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet mit einer rechteckigen Form mit der Spaltenrichtung als die longitudinale Richtung in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) abwechselnd angeordnet.
  • Man beachte, dass in der Tunnelübergangsschicht 106 eine Mesa-Gruppe, die eine Vielzahl von Mesas M enthält, die in der Reihenrichtung (horizontalen Richtung) angeordnet sind, und ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet mit einer rechteckigen Form mit der Reihenrichtung als die longitudinale Richtung in der Spatenrichtung (vertikalen Richtung) abwechselnd angeordnet sein können.
  • (Beispiel 4 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 4 einer Querschnittskonfiguration ist, wie in 95 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 ein Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M angeordnet. Das Beispiel 4 einer Querschnittskonfiguration entspricht einem Querschnitt eines Bereichs, in dem das Ionenimplantationsgebiet IIA als das benachbarte Gebiet zwischen zwei, einander benachbarten Mesas M in den Beispielen 13 bis 15 einer planaren Konfiguration (siehe 92 bis 94) angeordnet ist.
  • (Beispiel 5 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 5 einer Querschnittskonfiguration ist, wie in 96 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine einzige Mesa M zwischen zwei, einander benachbarten Dummy-Mesa DM angeordnet, so dass die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 als einzige Lichtemissionsposition dient.
  • (Beispiel 6 einer Querschnittskonfiguration)
  • Im Beispiel 6 einer Querschnittskonfiguration ist, wie in 97 veranschaulicht ist, in der Tunnelübergangsschicht 106 eine einzige Mesa M zwischen Ionenimplantationsgebieten IIA als zwei benachbarte Gebiete angeordnet, so dass die Lichtemissionsposition der aktiven Schicht 104 als einzige Lichtemissionsposition dient.
  • 12. Modifikation der vorliegenden Technologie
  • Die vorliegende Technologie ist nicht auf jede der Ausführungsformen und Modifikationen, die oben beschrieben wurden, beschränkt, und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden.
  • Beispielsweise werden in den oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen die Dummy-Mesa DM und das benachbarte Gebiet AA durch eine Ionenimplantation in die Tunnelübergangsschicht 106 nach dem Wachstum der vergrabenen Schicht 112 erzeugt, können aber die Dummy-Mesa DM und das benachbarte Gebiet AA durch eine Ionenimplantation in die Tunnelübergangsschicht 106 vor dem Wachstum der vergrabenen Schicht 112 (zum Beispiel vor der Ausbildung der Mesa und des benachbarten Gebiets, nach der Ausbildung der Mesa und des benachbarten Gebiets oder dergleichen) erzeugt werden.
  • Beispielsweise wurde in jeder der Ausführungsformen und Modifikationen, die oben beschrieben wurden, eine einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthaltende Mantelschicht als ein Beispiel für jede Mantelschicht beschrieben, kann aber beispielsweise eine Mantelschicht verwendet werden, die einen GaAs-Verbindungshalbleiter, einen Verbindungshalbleiter auf AlGaAs-Basis oder dergleichen enthält.
  • Beispielsweise wurde in jeder der Ausführungsformen und Modifikationen, die oben beschrieben wurden, eine einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthaltende vergrabene Schicht als ein Beispiel der vergrabenen Schicht 112 beschrieben, kann aber eine vergrabene Schicht verwendet werden, die ein anderes Material als den Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthält.
  • Beispielsweise kann für die aktive Schicht 104 eine aktive Schicht mit Quantenpunkten (aktive QD-Schicht) verwendet werden.
  • Einige der Konfigurationen der oberflächenemittierenden Laser der Ausführungsformen und der Modifikationen, die oben beschrieben wurden, können innerhalb eines Umfangs, in dem sie sich nicht gegenseitig widersprechen, kombiniert werden.
  • In jeder der Ausführungsformen und Modifikationen, die oben beschrieben wurden, können das Material, der Leitfähigkeitstyp, die Dicke, die Breite, die Länge, die Form, die Größe, das Layout und dergleichen jeder Komponente, die den oberflächenemittierenden Laser bildet, innerhalb eines Bereichs, der als der oberflächenemittierende Laser funktioniert, geändert werden.
  • 13. Anwendungsbeispiel für eine elektronische Vorrichtung
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) kann für verschiedene Produkte (elektronische Vorrichtungen) verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung realisiert werden, die an jeder beliebigen Art von mobilem Körper wie etwa einem Automobil, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Einrichtung für persönliche Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff oder einem Roboter montiert wird.
  • Der oberflächenemittierende Laser gemäß der vorliegenden Technologie kann auch als beispielsweise Lichtquelle einer Vorrichtung, die ein Bild mittels Laserlicht erzeugt oder anzeigt (zum Beispiel eines Laserdruckers, eines Laserkopierers, eines Projektors, eines Head-Mounted-Displays, eines Head-Up-Displays oder dergleichen) verwendet werden.
  • 14. <Beispiel, bei dem ein oberflächenemittierender Laser für eine Abstandsmessvorrichtung verwendet wird>
  • Im Folgenden werden hierin Anwendungsbeispiele des oberflächenemittierenden Lasers gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen oder Modifikationen beschrieben.
  • 98 veranschaulicht ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Abstandsmessvorrichtung 1000, die den oberflächenemittierenden Laser 100 enthält, als ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 misst einen Abstand zu einem Objekt S mittels des Laufzeit-(TOF-)Verfahrens. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 enthält den oberflächenemittierenden Laser 100 als Lichtquelle. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 enthält beispielsweise den oberflächenemittierenden Laser 100, eine lichtempfangende Vorrichtung 125, Linsen 115 und 135, eine Signalverarbeitungssektion 140, eine Steuerungssektion 150, eine Anzeigesektion 160 und eine Speichersektion 170.
  • Die lichtempfangende Vorrichtung 125 detektiert vom Objekt S reflektiertes Licht. Die Linse 115 ist eine Linse zum Kollimieren des vom oberflächenemittierenden Laser 100 emittierten Lichts und ist eine Kollimatorlinse. Die Linse 135 ist eine Linse zum Bündeln eines vom Objekt S reflektierten Lichts und Führen des Lichts zur lichtempfangenden Vorrichtung 125 und ist eine Sammellinse.
  • Die Signalverarbeitungssektion 140 ist eine Schaltung, um ein Signal zu erzeugen, das einer Differenz zwischen einem von der lichtempfangenden Vorrichtung 125 eingespeisten Signal und einem von der Steuerungssektion 150 eingespeisten Referenzsignal entspricht. Die Steuerungssektion 150 enthält beispielsweise einen Zeit-Digital-Wandler (TDC). Das Referenzsignal kann ein von der Steuerungssektion 150 eingespeistes Signal sein oder kann ein Ausgangssignal einer Detektionseinheit sein, die die Ausgabe des oberflächenemittierenden Lasers 100 direkt detektiert. Die Steuerungssektion 150 ist beispielsweise ein Prozessor, der den oberflächenemittierenden Laser 100, die lichtempfangende Vorrichtung 120, die Signalverarbeitungssektion 140, die Anzeigesektion 160 und die Speichersektion 170 steuert. Die Steuerungssektion 150 ist eine Schaltung, die den Abstand zum Objekt S auf der Basis des von der Signalverarbeitungssektion 140 erzeugten Signals misst. Die Steuerungssektion 150 erzeugt ein Videosignal zum Anzeigen von Informationen über den Abstand zum Objekt S und gibt das Videosignal an die Anzeigesektion 160 ab. Die Anzeigesektion 160 zeigt Informationen über den Abstand zum Objekt S auf der Basis des von der Steuerungssektion 150 eingespeisten Videosignals an. Die Steuerungssektion 150 speichert die Information über den Abstand zum Objekt S in der Speichersektion 170.
  • Im vorliegenden Anwendungsbeispiel kann anstelle des oberflächenemittierenden Lasers 100 irgendeiner der oberflächenemittierenden Laser 100-1, 200, 300, 400, 500, 600, 700 und 800, die oben beschrieben wurden, für die Abstandsmessvorrichtung 1000 verwendet werden.
  • 15. <Beispiel, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung in einem mobilen Körper montiert ist>
  • 99 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugsteuerungssystems als ein Beispiel eines Systems zur Steuerung mobiler Körper veranschaulicht, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
  • Ein Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuerungssektionen, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 99 veranschaulichten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs und eine integrierten Einheit 12050. Darüber hinaus sind ein Mikrocomputer 12051, eine Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 und eine Schnittstelle (I/F) 12053 des im Fahrzeug montierten Netzwerks als funktionale Konfiguration der integrierten Einheit 12050 veranschaulicht.
  • Die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen den Betrieb von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung für eine Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, um die Antriebskraft auf Räder zu übertragen, einen Lenkmechanismus, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs einzustellen, eine Bremsvorrichtung, um die Bremskraft des Fahrzeugs zu erzeugen, und dergleichen.
  • Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind. Beispielsweise dient die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 als Steuerungsvorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein System für intelligente Schlüssel, eine automatische Fenstervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie etwa einen Frontscheinwerfer, einen Heckscheinwerfer, eine Bremsleuchte, einen Fahrtrichtungsanzeiger, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 empfängt diese eingespeisten Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die automatische Fenstervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert Information von außerhalb des Fahrzeugs einschließlich des Fahrzeugsteuerungssystems 12000. Beispielsweise ist eine Abstandsmessvorrichtung 12031 mit der Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs verbunden. Abstandsmessvorrichtung 12031 umfasst die oben beschriebene Abstandsmessvorrichtung 1000. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Abstandsmessvorrichtung 12031, einen Abstand zu einem Objekt (die Person S) außerhalb des Fahrzeugs zu messen, und ermittelt bzw. erfasst durch die Messung erhaltene Abstandsdaten. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der erfassten Abstandsdaten eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie etwa einer Person, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, oder dergleichen durchführen.
  • Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs detektiert Information über das Innere bzw. von innerhalb des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs ist zum Beispiel mit einer Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands verbunden. Die Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands umfasst zum Beispiel eine Kamera, die ein Bild des Fahrers aufnimmt, und die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der von der Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands eingegebenen Detektionsinformation den Ermüdungsgrad des Fahrers oder den Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder bestimmen, ob der Fahrer eindöst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerungszielwert für die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Information über das Innere oder die Äußere Umgebung des Fahrzeugs berechnen, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erhalten wird, und einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, welche Funktionen eine Vermeidung einer Kollision oder Aufprallabschwächung des Fahrzeugs, eine Nachfolgefahrt basierend auf einem Folgeabstand, eine Fahrt unter Beibehaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einem Abweichen der Fahrzeugs von einer Spur oder dergleichen einschließen.
  • Ferner kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die zum automatisierten Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug automatisiert fahren lässt, ohne von der Bedienung bzw. dem Eingreifen des Fahrers abhängig zu sein, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Information über das Inneren oder die äußere Umgebung des Fahrzeugs gesteuert werden, die durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erfasst wird.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann überdies einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 auf der Basis der Information über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, die durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs erhalten wird. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, eine Blendung durch Steuern des Frontscheinwerfers zu verhindern, wie etwa Umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht, beispielsweise entsprechend der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird.
  • Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs eine Information optisch oder akustisch übermitteln kann. Im Beispiel in 99 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeigesektion 12062 und ein Armaturenbrett 12063 veranschaulicht. Die Anzeigesektion 12062 kann beispielsweise eine bordeigene Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
  • 100 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Installationsposition der Abstandsmessvorrichtung 12031 veranschaulicht.
  • In 100 enthält das Fahrzeug 12100 Abstandsmessvorrichtungen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 als die Abstandsmessvorrichtung 12031.
  • Die Abstandsmessvorrichtungen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind an Positionen wie etwa beispielsweise einer Frontpartie, Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange, einer Hecktür und einem oberen Teil einer Windschutzscheibe in einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs 12100 vorgesehen. Die an der Frontpartie vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe in der Fahrzeugkabine vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12105 erfassen vorwiegend Daten von der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die in den Seitenspiegeln vorgesehenen Abstandsmessvorrichtungen 12102 und 12103 erfassen vorwiegend Daten von den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die in der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12104 erfasst vorwiegend Daten von der Rückseite des Fahrzeugs 12100. Die durch die Abstandsmessvorrichtungen 12101 und 12105 erfassten Daten von der Vorderseite des Fahrzeugs werden vorwiegend genutzt, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Verkehrsampel, ein Verkehrszeichen oder dergleichen zu detektieren.
  • Man beachte, dass 100 ein Beispiel von Detektionsbereichen der Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 veranschaulicht. Ein Detektionsbereich 12111 gibt einen Detektionsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Abstandsmessvorrichtung 12101an, Detektionsbereiche 12112 und 12113 geben Detektionsbereiche der in den Seitenspiegeln vorgesehenen Abstandsmessvorrichtungen 12102 bzw. 12103 an und ein Detektionsbereich 12114 gibt einen Detektionsbereich der in der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Abstandsmessvorrichtung 12104 an.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Detektionsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung im Abstand (eine Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsdaten bestimmen und dadurch als ein vorausfahrendes Fahrzeug ein am nächsten befindliches dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich insbesondere auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das in im Wesentlichen derselben Richtung wie das Fahrzeug 1210 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder höher) fährt. Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen sicherzustellenden Abstand zwischen Fahrzeugen, der von einem vorausfahrenden Fahrzeug sichergestellt werden soll, vorher festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) und dergleichen durchführen. Somit ist es möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die zum automatisierten Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug automatisiert fahren lässt, ohne von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein.
  • Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Daten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs in Standardgröße, eines großen Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Strommasten und anderer dreidimensionaler Objekte auf der Basis der von den Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsdaten klassifizieren, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten zum automatischen Ausweichen vor einem Hindernis nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwer visuell zu erkennen sind. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko für eine Kollision mit jedem Hindernis angibt, und, wenn das Kollisionsrisiko gleich einem oder höher als ein eingestellter Wert ist und eine Möglichkeit einer Kollision besteht, kann der Mikrocomputer 12051 eine Fahrassistenz zur Kollisionsvermeidung durchführen, indem über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigesektion 12062 eine Warnung an den Fahrer ausgeben wird oder über die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung ausgeführt wird.
  • Ein Beispiel des Systems zur Steuerung mobiler Körper, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für die Abstandsmessvorrichtung 12031 unter den oben beschriebenen Konfigurationen verwendet wird.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen aufweisen.
    1. (1) Ein oberflächenemittierender Laser, umfassend:
      • eine erste Struktur, die einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält;
      • eine zweite Struktur, die einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthält; und
      • einen Resonator, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen angeordnet ist, worin
      • der Resonator enthält:
        • eine aktive Schicht;
        • eine Tunnelübergangsschicht, die zwischen der ersten Struktur und der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Mesa und ein benachbartes Gebiet aufweist, das der Mesa benachbart ist; und
        • eine vergrabene Schicht, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt, und
        • ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 um ist.
    2. (2) Der oberflächenemittierende Laser gemäß (1), worin eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 2 µm ist.
    3. (3) Der oberflächenemittierende Laser gemäß (1) oder (2), worin das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 25 µm ist und eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 1,5 µm ist.
    4. (4) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (3), worin das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 20 µm ist und eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 1,2 µm ist.
    5. (5) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (4), worin die erste Struktur und die vergrabene Schicht aneinander gebondet sind.
    6. (6) Der oberflächenemittierende Laser gemäß (1) bis (5), worin es sich bei dem benachbarten Gebiet um eine weitere Mesa handelt.
    7. (7) Der oberflächenemittierende Laser gemäß (6), worin die weitere Mesa einen höheren Widerstand aufweist.
    8. (8) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (7), worin das benachbarte Gebiet einen höheren Widerstand aufweist.
    9. (9) Der oberflächenemittierende Laser gemäß (8), worin eine Schleifenvertiefung mit einer Breite von 30 µm oder weniger zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet vorgesehen ist.
    10. (10) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (9), worin die vergrabene Schicht einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthält.
    11. (11) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (10), ferner umfassend eine Elektrode, die auf einer Seite einer Stirnfläche der aktiven Schicht und in Kontakt mit einer Oberfläche der vergrabenen Schicht, die der aktiven Schicht benachbart ist, angeordnet ist.
    12. (12) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (10), worin die erste Struktur ein semi-isolierendes Substrat enthält, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors angeordnet ist, wobei der oberflächenemittierende Laser ferner eine Elektrode enthält, die auf einer vom ersten mehrschichtigen Filmreflektor abgewandten Oberfläche des semi-isolierenden Substrats vorgesehen ist, wobei die Elektrode und die vergrabene Schicht über ein im semi-isolierenden Substrat vorgesehenes leitfähiges Kontaktloch verbunden sind.
    13. (13) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (12), worin die erste Struktur ein leitfähiges Substrat enthält, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors angeordnet ist, wobei der oberflächenemittierende Laser ferner eine Elektrodenschicht enthält, die in einem anderen Gebiet des leitfähigen Substrats als ein Gebiet, das der Mesa entspricht, vorgesehen ist.
    14. (14) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (13), worin die zweite Struktur kein Substrat enthält und der zweite mehrschichtige Filmreflektor ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor oder ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter ist.
    15. (15) Der oberflächenemittierende Laser gemäß einem von (1) bis (13), worin die zweite Struktur ein Substrat enthält und der zweite mehrschichtige Filmreflektor ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter ist.
    16. (16) Eine elektronische Vorrichtung, die den oberflächenemittierenden Laser gemäß einem von (1) bis (15) enthält.
    17. (17) Ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers, umfassend:
      • einen Prozess, um einen mehrschichtigen Körper durch Schichten einer aktiven Schicht und einer Tunnelübergangsschicht in dieser Reihenfolge auf einem ersten Substrat zu erzeugen;
      • einen Prozess, um eine Mesa und ein benachbartes Gebiet, das der Mesa benachbart ist, so auszubilden, dass ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht des mehrschichtigen Körpers geätzt wird; und
      • einen Prozess, um einen anderen mehrschichtigen Körper, der den mehrschichtigen Körper ersetzt, zu erzeugen, indem auf der Tunnelübergangsschicht eine vergrabene Schicht geschichtet wird, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt.
    18. (18) Das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß (17), ferner umfassend einen Prozess, um die vergrabene Schicht des anderen mehrschichtigen Körpers und einen mehrschichtigen Körper, der einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, aneinander zu bonden.
    19. (19) Das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß (17) oder (18), worin der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltende mehrschichtige Körper ferner ein zweites Substrat enthält, wobei das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers ferner umfasst:
      • einen Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen; und
      • einen Prozess, um einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor auf einer Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers auszubilden, von dem das erste Substrat entfernt worden ist.
    20. (20) Das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einem von (17) bis (19), worin der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltende mehrschichtige Körper ferner ein zweites Substrat enthält, wobei das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers ferner umfasst:
      • einen Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen; und
      • einen Prozess, um an eine Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers, von dem das erste Substrat entfernt worden ist, einen einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltenden mehrschichtigen Körper zu bonden und auszubilden.
    21. (21) Das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers gemäß einem von (17) bis (19), ferner umfassend einen Prozess, um den Widerstand des benachbarten Gebiets zu erhöhen, indem von der vergrabenen Schicht aus Ionen in den anderen mehrschichtigen Körper implantiert werden.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 100, 100-1, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800
    oberflächenemittierender Laser
    101
    Wachstumssubstrat (erstes Substrat)
    104
    aktive Schicht
    106
    Tunnelübergangsschicht
    111
    Substrat (zweites Substrat)
    107
    erster mehrschichtiger Filmreflektor
    108
    zweiter mehrschichtiger Filmreflektor
    109
    Elektrode (Anodenelektrode)
    112
    vergrabene Schicht
    ST1
    erste Struktur
    ST2
    zweite Struktur
    R
    Resonator
    SP, SP1, SP2, SP3
    Abstand bzw. Intervall
    FT
    Filmdicke (Dicke der vergrabenen Schicht)
    M
    Mesa
    AA
    benachbartes Gebiet
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008098234 [0003]
    • JP 2004296972 [0039]

Claims (20)

  1. Oberflächenemittierender Laser, umfassend: eine erste Struktur, die einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält; eine zweite Struktur, die einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthält; und einen Resonator, der zwischen den ersten und zweiten Strukturen angeordnet ist, wobei der Resonator enthält: eine aktive Schicht; eine Tunnelübergangsschicht, die zwischen der ersten Struktur und der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Mesa und ein benachbartes Gebiet aufweist, das der Mesa benachbart ist; und eine vergrabene Schicht, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt, und ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist.
  2. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 2 µm ist.
  3. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 25 µm ist und eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 1,5 µm ist.
  4. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei das Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 20 µm ist und eine Dicke der vergrabenen Schicht geringer als oder gleich 1,2 µm ist.
  5. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur und die vergrabene Schicht aneinander gebondet sind.
  6. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem benachbarten Gebiet um eine weitere Mesa handelt.
  7. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 6, wobei die weitere Mesa einen höheren Widerstand aufweist.
  8. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei das benachbarte Gebiet einen höheren Widerstand hat.
  9. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 8, wobei eine Schleifenvertiefung mit einer Breite von 30 µm oder weniger zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet vorgesehen ist.
  10. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei worin die vergrabene Schicht einen Verbindungshalbleiter auf InP-Basis enthält.
  11. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Elektrode, die auf einer Seite einer Stirnfläche der aktiven Schicht und in Kontakt mit einer Oberfläche der vergrabenen Schicht, die der aktiven Schicht benachbart ist, angeordnet ist.
  12. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur ein semi-isolierendes Substrat enthält, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des ersten mehrschichten Filmreflektors angeordnet ist, wobei der oberflächenemittierende Laser ferner eine Elektrode umfasst, die auf einer vom ersten mehrschichtigen Filmreflektor abgewandten Oberfläche des semi-isolierenden Substrats vorgesehen ist, und die Elektrode und die vergrabene Schicht über ein im semi-isolierenden Substrat vorgesehenes leitfähiges Kontaktloch verbunden sind.
  13. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur ein leitfähiges Substrat enthält, das auf einer vom Resonator abgewandten Seite des ersten mehrschichtigen Filmreflektors angeordnet ist, und der oberflächenemittierende Laser ferner eine Elektrodenschicht umfasst, die in einem anderen Gebiet des leitfähigen Substrats als ein Gebiet, das der Mesa entspricht, vorgesehen ist.
  14. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei die zweite Struktur kein Substrat enthält und der zweite mehrschichtige Filmreflektor ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor oder ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter ist.
  15. Oberflächenemittierender Laser nach Anspruch 1, wobei die zweite Struktur ein Substrat enthält und der zweite mehrschichtige Filmreflektor ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter ist.
  16. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers, umfassend: einen Prozess, um einen mehrschichtigen Körper durch Schichten einer aktiven Schicht und einer Tunnelübergangsschicht in dieser Reihenfolge auf einem ersten Substrat zu erzeugen; einen Prozess, um eine Mesa und ein benachbartes Gebiet, das der Mesa benachbart ist, so auszubilden, dass ein Intervall zwischen der Mesa und dem benachbarten Gebiet geringer als oder gleich 30 µm ist, indem die Tunnelübergangsschicht des mehrschichtigen Körpers geätzt wird; und einen Prozess, um einen anderen mehrschichtigen Körper, der den mehrschichtigen Körper ersetzt, zu erzeugen, indem auf der Tunnelübergangsschicht eine vergrabene Schicht geschichtet wird, die eine Peripherie der Mesa und eine Peripherie des benachbarten Gebiets vergräbt.
  17. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers nach Anspruch 16, ferner umfassend einen Prozess, um die vergrabene Schicht des anderen mehrschichtigen Körpers und einen mehrschichtigen Körper, der einen ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthält, aneinander zu bonden.
  18. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers nach Anspruch 17, wobei der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltende mehrschichtige Körper ferner ein zweites Substrat enthält, wobei das Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers ferner umfasst: einen Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen; und einen Prozess, um einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor auf einer Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers auszubilden, von dem das erste Substrat entfernt worden ist.
  19. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers nach Anspruch 17, wobei der den ersten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltende mehrschichtige Körper ferner ein zweites Substrat enthält, wobei das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Lasers ferner umfasst: einen Prozess, um das erste Substrat von dem anderen mehrschichtigen Körper zu entfernen; und einen Prozess, um an eine Oberfläche des anderen mehrschichtigen Körpers, von dem das erste Substrat entfernt worden ist, einen einen zweiten mehrschichtigen Filmreflektor enthaltenden mehrschichtigen Körper zu bonden.
  20. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers nach Anspruch 16, ferner umfassend einen Prozess, um den Widerstand des benachbarten Gebiets zu erhöhen, indem von der vergrabenen Schicht aus Ionen in den anderen mehrschichtigen Körper implantiert werden.
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