JP2000101185A - Surface-emitting type semiconductor laser and its manufacture - Google Patents

Surface-emitting type semiconductor laser and its manufacture

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JP2000101185A
JP2000101185A JP10284790A JP28479098A JP2000101185A JP 2000101185 A JP2000101185 A JP 2000101185A JP 10284790 A JP10284790 A JP 10284790A JP 28479098 A JP28479098 A JP 28479098A JP 2000101185 A JP2000101185 A JP 2000101185A
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semiconductor
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resin layer
laser
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18388Lenses

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set the radiation angle of a laser beam to a small value and to achieve resistance with respect to a substance for deteriorating the performance of a semiconductor. SOLUTION: In a laser 100, a laser beam is emitted from a resonator in the vertical direction on a semiconductor substrate to the semiconductor substrate in the vertical direction, a resin layer 52 is provided on the surface of a semiconductor laminate 120, and a lens-shaped part 54 is formed on the surface part. In the laser 100, a semiconductor laminate 120 including the resonator is formed on the semiconductor substrate, a stamper with the inversion-shaped part of the lens-shaped part 54 is aligned to the resonator of the semiconductor laminated 120, a resin liquid-form object is included between the semiconductor deposition body 120, and the stamper, the resin liquid-shaped object is cured for forming a resin layer, and the lens-shaped part is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に対し
て垂直にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザおよ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser which emits a laser beam perpendicularly to a semiconductor substrate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【背景技術】面発光型半導体レーザは、端面レーザに比
べてレーザ放射角が等方的で、かつ、小さいという特徴
を有している。面発光型半導体レーザを大コア径の光フ
ァイバー、たとえば、プラスチック光ファイバーに適用
した場合には、上記の特徴のため、レンズなどを介さ
ず、直接にレーザ光をファイバー内に効率よく入射する
ことができる。そのため、プラスチック光ファイバーと
面発光型半導体レーザを組み合わせることにより、きわ
めて簡単な構成の光通信モジュールを実現することがで
きる。
2. Description of the Related Art A surface-emitting type semiconductor laser has a characteristic that a laser radiation angle is isotropic and smaller than that of an edge laser. When the surface-emitting type semiconductor laser is applied to an optical fiber having a large core diameter, for example, a plastic optical fiber, the laser light can be efficiently incident directly into the fiber without using a lens or the like due to the above-described features. . Therefore, by combining a plastic optical fiber and a surface-emitting type semiconductor laser, an optical communication module having an extremely simple configuration can be realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チック光ファイバーには、伝達損失が大きいという欠点
があるため、伝送距離を長くするには、大きな光出力の
光源が必要になる。面発光型半導体レーザのレーザ出力
を増すには、レーザ出射口径を大きくすることが有効で
ある。しかし、レーザ出射口径を大きくすると放射角が
大きくなるという問題が生じる。光送信モジュールの構
成の簡略化のため、直接結合、すなわち、光ファイバー
と光源との間にレンズを介さずに、直接にレーザ光を光
ファイバーに入射を行った場合において、放射角の増大
は、結合効率、すなわち、ファイバーコア内に入射する
レーザ光の光量の低下および取り付けマージンの減少な
どを招く結果となる。そのため、伝送距離の長さを確保
することと、直接結合による光送信モジュールの構成の
簡略化の両立が難しいという問題があった。
However, the plastic optical fiber has a drawback that transmission loss is large. Therefore, a light source having a large light output is required to increase the transmission distance. In order to increase the laser output of the surface emitting semiconductor laser, it is effective to increase the laser emission aperture. However, when the laser emission aperture is increased, there is a problem that the radiation angle increases. In order to simplify the configuration of the optical transmission module, direct coupling, that is, when laser light is directly incident on the optical fiber without using a lens between the optical fiber and the light source, an increase in radiation angle is caused by coupling. Efficiency, that is, a reduction in the amount of laser light incident into the fiber core and a reduction in the mounting margin are caused. For this reason, there is a problem that it is difficult to ensure both the length of the transmission distance and the simplification of the configuration of the optical transmission module by direct coupling.

【0004】さらに、面発光型半導体レーザは、面発光
型半導体レーザを構成する半導体が露出していると、酸
素や水分などにより、性能の劣化が引き起こされる。
[0004] Further, in the surface-emitting type semiconductor laser, when the semiconductor constituting the surface-emitting type semiconductor laser is exposed, its performance is deteriorated by oxygen, moisture and the like.

【0005】本発明の目的は、レーザ光の放射角を小さ
く設定することを可能とし、さらに、酸素や水分などの
半導体の性能を劣化させる物質に対して耐性のある面発
光型半導体レーザおよびその製造方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to make it possible to set the emission angle of a laser beam to a small value, and to further provide a surface-emitting type semiconductor laser which is resistant to substances which deteriorate the performance of the semiconductor such as oxygen and moisture, and a semiconductor laser having the same. It is to provide a manufacturing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の面発光型半導体
レーザは、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、該
共振器より該半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射
する面発光型半導体レーザであって、前記共振器を含む
半導体堆積体の表面に、樹脂層が設けられ、前記共振器
の上に位置する前記樹脂層の表面部にレンズ形状部が形
成されている。
A surface emitting semiconductor laser according to the present invention has a vertical resonator on a semiconductor substrate and emits a laser beam from the resonator in a direction perpendicular to the semiconductor substrate. In a light emitting type semiconductor laser, a resin layer is provided on a surface of a semiconductor stack including the resonator, and a lens-shaped portion is formed on a surface portion of the resin layer located above the resonator.

【0007】この面発光型半導体レーザ(以下「面発光
レーザ」という)によれば、半導体堆積体の表面に、樹
脂層を設けているため、酸素や水分など半導体を劣化さ
せる物質からレーザ素子を保護することができる。
According to this surface-emitting type semiconductor laser (hereinafter referred to as "surface-emitting laser"), since a resin layer is provided on the surface of a semiconductor deposit, a laser element can be formed from a substance that degrades a semiconductor such as oxygen or moisture. Can be protected.

【0008】さらに、前記共振器の上に位置する樹脂層
の表面部にレンズ形状部が形成されていることにより、
レンズ形状部の表面、すなわち、レーザ出射面におい
て、レーザビームを屈折させ、その放射角を狭めること
ができる。また、この構成によれば、レーザ出射面にお
いて放射角を狭めることができるため、レーザ出力を増
すためにレーザ出射口径を大きくしたとしても放射角を
小さく設定することも可能となる。
Further, since a lens-shaped portion is formed on the surface of the resin layer located on the resonator,
The laser beam can be refracted on the surface of the lens-shaped portion, that is, the laser emission surface, and the radiation angle can be narrowed. Further, according to this configuration, since the radiation angle on the laser emission surface can be narrowed, the radiation angle can be set small even if the laser emission aperture is increased in order to increase the laser output.

【0009】また、本発明の面発光レーザは、前記樹脂
層の所定位置に電極に連続するコンタクトホールが設け
られた構成をとることができる。
Further, the surface emitting laser according to the present invention may have a configuration in which a contact hole continuous with an electrode is provided at a predetermined position of the resin layer.

【0010】本発明にかかる面発光レーザは、以下の工
程(a)および(b)を含む製造方法により、形成する
ことができる。
The surface emitting laser according to the present invention can be formed by a manufacturing method including the following steps (a) and (b).

【0011】(a)半導体基板上に、複数の半導体層を
堆積して、共振器を含む半導体堆積体を形成する工程、
および(b)レンズ形状部の反転形状部を有するスタン
パを用いて樹脂層を形成する工程であって、前記反転形
状部が前記半導体堆積体の共振器上に位置するように、
前記スタンパを位置合わせした状態で、前記半導体堆積
体と前記スタンパとの間に樹脂の液状物を介在させ、該
樹脂の液状物を硬化させて樹脂層を形成し、前記共振器
の上に位置する前記樹脂層の表面部にレンズ形状部を形
成する工程。
(A) depositing a plurality of semiconductor layers on a semiconductor substrate to form a semiconductor deposit including a resonator;
And (b) forming a resin layer using a stamper having an inverted shape of the lens shape, wherein the inverted shape is positioned on a resonator of the semiconductor deposit body.
In a state where the stamper is aligned, a resin liquid is interposed between the semiconductor depositing body and the stamper, and the resin liquid is cured to form a resin layer. Forming a lens-shaped portion on the surface of the resin layer.

【0012】この製造方法によれば、スタンパを利用し
てレンズ形状部を形成することができるため、フォトリ
ソグラフィー法により、レンズ形状部を形成することに
比べて、簡単であり、製造に要する工程を簡略化でき
る。また、スタンパは、一度作成すれば、再度繰り返し
て使用することができるため、製造コストを削減するこ
とができ、経済的である。
According to this manufacturing method, since the lens-shaped portion can be formed using the stamper, it is simpler than the process of forming the lens-shaped portion by the photolithography method, and the process required for the manufacturing is simple. Can be simplified. In addition, once the stamper is created, it can be used again and again, so that the manufacturing cost can be reduced and it is economical.

【0013】また、前記スタンパは、その型面と前記樹
脂層との密着性が前記樹脂層と前記半導体堆積体との密
着性よりも低くなるような表面処理が施されていること
が望ましい。
It is preferable that the stamper is subjected to a surface treatment so that the adhesion between the mold surface and the resin layer is lower than the adhesion between the resin layer and the semiconductor deposit.

【0014】このような表面処理が前記スタンパに施さ
れることにより、樹脂層とスタンパを剥離する際に、そ
の剥離を容易にすることができる。
By applying such a surface treatment to the stamper, when the resin layer and the stamper are separated, the separation can be facilitated.

【0015】また、前記スタンパは、さらに、コンタク
トホールの反転形状部を有していてもよい。これによ
り、同時に、レンズ形状部とコンタクトホールを形成す
ることができる。
[0015] The stamper may further have an inverted shape of a contact hole. Thereby, a lens-shaped part and a contact hole can be simultaneously formed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】(デバイスの構造)図1は、本発明の実施
の形態にかかる面発光レーザ100を模式的に示す断面
図である。
(Device Structure) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a surface emitting laser 100 according to an embodiment of the present invention.

【0018】図1に示す面発光レーザ100は、n型G
aAs基板109上に、Al0.15Ga0.85AsとAlA
sとを交互に積層した25ペアの分布反射型多層膜ミラ
ー(以下「下部DBRミラー」という)104、厚さ3
nmのGaAsウエル層と厚さ3nmのAl0.3Ga0.7
Asバリア層から成り該ウエル層が3層で構成される量
子井戸活性層105、Al0.15Ga0.85AsとAl0.9
Ga0.1Asとを交互に積層した30ペアの分布反射型
多層膜ミラー(以下「上部DBRミラー」という)10
3およびコンタクト層102が順次積層されて形成され
ている。
The surface emitting laser 100 shown in FIG.
a 0.15 Ga 0.85 As and AlA on a substrate 109
and a pair of distributed reflection multilayer mirrors (hereinafter referred to as “lower DBR mirrors”) 104 having a thickness of 3
nm GaAs well layer and 3 nm thick Al 0.3 Ga 0.7
A quantum well active layer 105 composed of an As barrier layer and the well layer composed of three layers; Al 0.15 Ga 0.85 As and Al 0.9
30 pairs of distributed reflection type multilayer mirrors (hereinafter referred to as “upper DBR mirrors”) 10 in which Ga 0.1 As is alternately stacked
3 and the contact layer 102 are sequentially laminated.

【0019】上部DBRミラー103は、Znがドーピ
ングされることにより、p型にされ、下部DBRミラー
104は、Seがドーピングされることにより、n型と
されている。したがって、上部DBRミラー103、不
純物がドーピングされていない量子井戸活性層105お
よび下部DBRミラー104とで、pinダイオードが
形成される。
The upper DBR mirror 103 is made p-type by doping Zn, and the lower DBR mirror 104 is made n-type by doping Se. Therefore, the upper DBR mirror 103, the quantum well active layer 105 not doped with impurities, and the lower DBR mirror 104 form a pin diode.

【0020】コンタクト層102は、後述する上部電極
106とオーミック接触可能な材質であることが必要
で、AlGaAs系材料の場合、たとえば、1019cm
-3以上の高濃度の不純物がドーピングされたAl0.15
0.85Asからなる。
The contact layer 102 needs to be made of a material that can make ohmic contact with an upper electrode 106 described later. In the case of an AlGaAs-based material, for example, 10 19 cm
Al 0.15 G doped with -3 or more high concentration impurities
a 0.85 As.

【0021】コンタクト層102、上部DBRミラー1
03、量子井戸活性層105および下部DBRミラー1
04の途中まで、所定の領域を除き、メサ状にエッチン
グすることにより、柱状部101が形成されている。
Contact layer 102, upper DBR mirror 1
03, quantum well active layer 105 and lower DBR mirror 1
The columnar portion 101 is formed by etching in a mesa shape except for a predetermined region up to the middle of 04.

【0022】さらに、絶縁層108は、柱状部101の
側面の一部分および下部DBRミラー104の上面を覆
うようにして形成されている。
Further, the insulating layer 108 is formed so as to cover a part of the side surface of the columnar portion 101 and the upper surface of the lower DBR mirror 104.

【0023】そして、上部電極106は、柱状部101
の上面において、コンタクト層102とリング状に接触
し、露出した柱状部101の側面、および絶縁層108
の表面の一部を覆うようにして形成されている。また、
n型GaAs基板109の下には、下部電極107が形
成されている。
The upper electrode 106 is
On the upper surface of the insulating layer 108, the side surface of the columnar portion 101 that is in contact with the contact layer
Is formed so as to cover a part of the surface. Also,
Below the n-type GaAs substrate 109, a lower electrode 107 is formed.

【0024】さらに、柱状部101の上面および上部電
極106を覆うように樹脂層52が形成されている。ま
た、柱状部101の上に位置する樹脂層52の表面部に
は、レンズ形状部54が形成されている。さらに、樹脂
層52には、上部電極106の一部分が露出するよう
に、コンタクトホール70が形成されている。
Further, a resin layer 52 is formed so as to cover the upper surface of the columnar portion 101 and the upper electrode 106. Further, a lens-shaped portion 54 is formed on the surface of the resin layer 52 located on the columnar portion 101. Further, a contact hole 70 is formed in the resin layer 52 so that a part of the upper electrode 106 is exposed.

【0025】以下に、面発光レーザ100の動作を説明
する。
The operation of the surface emitting laser 100 will be described below.

【0026】上部電極106と下部電極107とで、p
inダイオードに順方向の電圧を印加すると、量子井戸
活性層105において、電子と正孔との再結合が起こ
り、再結合発光が生じる。そこで生じた光が上部DBR
ミラー103と下部DBRミラー104との間を往復す
る際、誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利
得が光損失を上まわるとレーザ発振が起こり、レンズ形
状部54の上面、すなわち、凸レンズ面から基板に対し
て垂直方向にレーザ光が出射される。
The upper electrode 106 and the lower electrode 107
When a forward voltage is applied to the in-diode, recombination of electrons and holes occurs in the quantum well active layer 105, and recombination light emission occurs. The light generated there is the upper DBR
When reciprocating between the mirror 103 and the lower DBR mirror 104, stimulated emission occurs and the light intensity is amplified. When the optical gain exceeds the optical loss, laser oscillation occurs, and laser light is emitted from the upper surface of the lens-shaped portion 54, that is, the convex lens surface in a direction perpendicular to the substrate.

【0027】本実施の形態において特徴的なことは、図
1に示すように、柱状部101の上面および上部電極1
06の一部分を覆うように、樹脂層52が形成されてい
ることである。樹脂層52を形成することで、酸素や水
分など半導体を劣化させる物質からレーザ素子を保護す
る。
The feature of this embodiment is that the upper surface of the columnar portion 101 and the upper electrode 1 are formed as shown in FIG.
That is, the resin layer 52 is formed so as to cover a part of the resin layer 52. By forming the resin layer 52, the laser element is protected from substances that deteriorate the semiconductor such as oxygen and moisture.

【0028】さらに、柱状部101の上に位置する樹脂
層52の表面部にレンズ形状部54が形成されているこ
とにより、レンズ形状部54の上面、すなわち、凸レン
ズ面において、レーザビームを屈折させ、その放射角を
狭めることができる。また、この構成によれば、レーザ
出射面において放射角を制御できるため、レーザ出射口
径を大きくしたとしても放射角を小さく設定することが
可能となる。
Further, since the lens-shaped portion 54 is formed on the surface of the resin layer 52 located on the columnar portion 101, the laser beam is refracted on the upper surface of the lens-shaped portion 54, that is, on the convex lens surface. , The radiation angle can be narrowed. Further, according to this configuration, since the radiation angle on the laser emission surface can be controlled, the radiation angle can be set small even if the laser emission aperture is increased.

【0029】また、樹脂層52にコンタクトホール70
を設けることにより、樹脂層52の上に金属層を設けた
場合において、この金属層と上部電極106との電気的
な接触も可能となる。
The contact hole 70 is formed in the resin layer 52.
In the case where a metal layer is provided on the resin layer 52, electrical contact between the metal layer and the upper electrode 106 is also possible.

【0030】上述したレンズ形状部54およびコンタク
トホール70を具えた樹脂層52の形成方法としては、
たとえば、スタンパ40を用いる方法を挙げることがで
きる。
As a method of forming the resin layer 52 having the lens-shaped portion 54 and the contact hole 70 described above,
For example, a method using the stamper 40 can be used.

【0031】この樹脂層52にレンズ形状部54および
コンタクトホール70を形成する方法は、特に限定され
るものではないが、好ましい方法として、たとえば、ス
タンパ40を用いて、一体的にレンズ形状部54とコン
タクトホール70を形成する方法を挙げることができ
る。そのため、本実施の形態において面発光レーザ10
0の製造方法として、スタンパを用いた面発光レーザ1
00の製造方法について詳細に説明する。面発光レーザ
100の製造方法の説明の前に、まず、スタンパ40の
製造方法について説明する。
The method of forming the lens-shaped portions 54 and the contact holes 70 in the resin layer 52 is not particularly limited, but a preferred method is to use, for example, a stamper 40 to integrally form the lens-shaped portions 54 and 54. And a method of forming the contact hole 70. Therefore, in the present embodiment, the surface emitting laser 10
Surface emitting laser 1 using a stamper
00 will be described in detail. Before describing the method of manufacturing the surface emitting laser 100, a method of manufacturing the stamper 40 will be described first.

【0032】(スタンパの製造方法)図2および図3
は、スタンパ40を製造するための一連の製造工程を示
した模式図である。具体的には、図2は、マザー型の製
造工程を示した模式図であり、図3は、マザー型を利用
してスタンパを製造する工程を示した模式図である。
(Manufacturing Method of Stamper) FIGS. 2 and 3
FIG. 4 is a schematic diagram showing a series of manufacturing steps for manufacturing the stamper 40. Specifically, FIG. 2 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a mother die, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of manufacturing a stamper using the mother die.

【0033】スタンパ40を製造するにあたって、スタ
ンパ40の母型となるマザー型14を製造する。まず、
図2を参照しながら、マザー型14の製造方法を説明す
る。
In manufacturing the stamper 40, a mother die 14 which is a mother die of the stamper 40 is manufactured. First,
A method for manufacturing the mother mold 14 will be described with reference to FIG.

【0034】(1)平坦性の高いシリコン基板10上
に、フォトレジストを塗布する。その後、フォトリソグ
ラフィー法を用いて、フォトレジストをパターニングす
ることにより、図2(a)に示すように、所定のパター
ンの第1のレジスト層R1を形成する。
(1) A photoresist is applied on the silicon substrate 10 having high flatness. Thereafter, the first resist layer R1 having a predetermined pattern is formed as shown in FIG. 2A by patterning the photoresist using a photolithography method.

【0035】(2)次いで、第1のレジスト層R1を加
熱、リフロー、すなわち、溶融したレジストを流動させ
て再形成する。これにより、第1のレジスト層R1は、
表面張力の影響を受けて、図2(b)に示すような凸レ
ンズ形状に変形し、第2のレジスト層R2が形成され
る。加熱方法としては、例えば、ホットプレートまたは
温風循環式オーブンなどを用いて行うことができる。ホ
ットプレートを使用した場合の加熱条件は、レジストの
材質により変わるが、150℃以上で、2〜10分、好
ましくは5分である。また、温風循環式オーブンの場合
は、160℃以上で、20〜30分が適当である。
(2) Next, the first resist layer R1 is heated and reflowed, that is, the molten resist is made to flow and reformed. Thereby, the first resist layer R1 becomes
Under the influence of the surface tension, the surface is deformed into a convex lens shape as shown in FIG. 2B, and the second resist layer R2 is formed. As a heating method, for example, a hot plate or a hot air circulation oven can be used. The heating condition when a hot plate is used varies depending on the material of the resist, but is 150 ° C. or more and 2 to 10 minutes, preferably 5 minutes. In the case of a hot-air circulation oven, the temperature is preferably 160 ° C. or more and 20 to 30 minutes.

【0036】(3)その後、レジスト層に対するシリコ
ンの選択比(以下「選択比」という)が0.5〜1.0
であるドライエッチング法により、第2のレジスト層R
2とシリコン基板10をエッチングし、図2(c)に示
すように、シリコン基板10上に凸形状部11を形成す
る。ここで形成された凸形状部11は、最終的に製造さ
れる面発光レーザのレンズ形状部54の形状を具えてい
る。この選択比によれば、このエッチングにおいて、図
2(b)の想像線で示すように、エッチング工程を行う
前の第2のレジスト層R2の凸レンズ形状を反映させな
がら、シリコン基板10にその凸レンズ形状を転写する
ことができる。その結果、シリコン基板10上に凸形状
部11を形成することができる。エッチングガスとして
は、シリコンに対してエッチング性の高いガス(たとえ
ばCF4 )に、レジスト層を積極的にエッチングする酸
素を混合したガスなどを挙げることができる。このよう
に酸素を混合することにより、選択比の調節をすること
ができる。
(3) Thereafter, the selectivity of silicon to the resist layer (hereinafter referred to as "selectivity") is 0.5 to 1.0.
The second resist layer R by the dry etching method
2 and the silicon substrate 10 are etched to form a convex portion 11 on the silicon substrate 10 as shown in FIG. The convex portion 11 formed here has the shape of the lens-shaped portion 54 of the finally manufactured surface emitting laser. According to this selectivity, in this etching, as shown by the imaginary line in FIG. 2B, the convex lens shape is reflected on the silicon substrate 10 while reflecting the convex lens shape of the second resist layer R2 before performing the etching step. The shape can be transferred. As a result, the convex portion 11 can be formed on the silicon substrate 10. Examples of the etching gas include a gas obtained by mixing oxygen (eg, CF 4 ) having a high etching property with respect to silicon and oxygen for actively etching the resist layer. By mixing oxygen in this way, the selectivity can be adjusted.

【0037】(4)次いで、シリコン基板10上に、フ
ォトレジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィ
ー法を用いて、フォトレジストをパターニングすること
により、図2(d)に示すように、所定のパターンの第
3のレジスト層R3を形成する。続いて、第3のレジス
ト層R3をマスクとして、シリコン基板10の所定の位
置を、所望の深さにまでエッチングし、ホール12を形
成する。ここで形成されたホール12は、最終的に製造
される面発光レーザ100のコンタクトホール70の形
状を具えている。このエッチングは、選択比の大きなエ
ッチングガス、たとえば、CF4 ガスなどを用いて行
う。エッチング後、第3のレジスト層R3を除去する。
こうして、図2(e)に示すような、最終的に製造され
る面発光レーザ100のレンズ形状部54とコンタクト
ホール70の形状を具えたマザー型14が完成する。
(4) Next, a photoresist is applied on the silicon substrate 10. Thereafter, the third resist layer R3 having a predetermined pattern is formed by patterning the photoresist using a photolithography method, as shown in FIG. 2D. Subsequently, using the third resist layer R3 as a mask, a predetermined position of the silicon substrate 10 is etched to a desired depth to form a hole 12. The hole 12 formed here has the shape of the contact hole 70 of the surface emitting laser 100 to be finally manufactured. This etching is performed using an etching gas having a high selectivity, for example, CF 4 gas or the like. After the etching, the third resist layer R3 is removed.
In this way, as shown in FIG. 2E, the mother die 14 having the shape of the lens-shaped portion 54 and the contact hole 70 of the finally manufactured surface-emitting laser 100 is completed.

【0038】以下に、ここで得られたマザー型14を用
いて、スタンパ40を製造する方法を、図3を参照しな
がら説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the stamper 40 using the mother mold 14 obtained here will be described with reference to FIG.

【0039】(1)図3(a)に示すように、マザー型
14の、凸形状部11およびホール12を有する面上
に、液状の紫外線硬化型樹脂30を載せる。
(1) As shown in FIG. 3A, a liquid ultraviolet curable resin 30 is placed on the surface of the mother mold 14 having the convex portions 11 and the holes 12.

【0040】(2)そして、紫外線に対して透明な第1
の補強板20を、液状の紫外線硬化型樹脂30を介して
マザー型14と密着させる。このように第1の補強板2
0とマザー型14とを密着させることにより、液状の紫
外線硬化型樹脂30は、図3(b)に示すように、所定
領域まで塗り拡げられ、マザー型14と第1の補強板2
0との間に液状の紫外線硬化型樹脂30からなる層が形
成される。第1の補強板20としては、たとえば、ホウ
ケイ酸ガラスからなる板を挙げることができる。
(2) Then, the first transparent to ultraviolet rays
Is adhered to the mother mold 14 via the liquid ultraviolet curing resin 30. Thus, the first reinforcing plate 2
By bringing the mother mold 14 into close contact with the mother mold 14, the liquid ultraviolet-curable resin 30 is spread to a predetermined area as shown in FIG. 3B, and the mother mold 14 and the first reinforcing plate 2 are spread.
Between 0 and 0, a layer made of the liquid ultraviolet curable resin 30 is formed. Examples of the first reinforcing plate 20 include a plate made of borosilicate glass.

【0041】(3)ついで、第1の補強板20側から、
液状の紫外線硬化型樹脂30に対して紫外線24を照射
することにより、液状の紫外線硬化型樹脂30を硬化さ
せ、硬化した樹脂層からなる中間盤32を形成する。そ
の後、図3(c)に示すように、スタンパ40となる中
間盤32と第1の補強板20とを一体的にマザー型14
から剥離する。以下、マザー型14と接していたスタン
パ40の面、具体的には、マザー型14と接していた中
間盤32の面を鋳型面32aという。こうして得られた
鋳型面32aには、マザー型14の凸形状部11とホー
ル12の形状の反転形状が転写されている。以下、マザ
ー型14の凸形状部11に対応するスタンパ40の凹形
状部を凹部34といい、マザー型14のホール12の形
状に対応するスタンパ40の凸形状部を凸部36とい
う。凹部34は、最終的に製造されるレンズ形状部54
の反転形状部となり、凸部36は、最終的に製造される
コンタクトホールの反転形状部となる。スタンパ40を
構成する中間盤32および第1の補強板20は、紫外線
に対して透明である。そのため、スタンパ40は、紫外
線に対して透明である。
(3) Next, from the first reinforcing plate 20 side,
By irradiating the liquid ultraviolet curable resin 30 with ultraviolet rays 24, the liquid ultraviolet curable resin 30 is cured to form an intermediate plate 32 made of a cured resin layer. Thereafter, as shown in FIG. 3C, the intermediate plate 32 serving as the stamper 40 and the first reinforcing plate 20 are integrally joined to the mother mold 14.
Peel from Hereinafter, the surface of the stamper 40 in contact with the mother mold 14, specifically, the surface of the intermediate plate 32 in contact with the mother mold 14, is referred to as a mold surface 32a. On the mold surface 32a thus obtained, an inverted shape of the shape of the convex portion 11 and the hole 12 of the mother mold 14 is transferred. Hereinafter, the concave portion of the stamper 40 corresponding to the convex portion 11 of the mother die 14 is referred to as a concave portion 34, and the convex portion of the stamper 40 corresponding to the shape of the hole 12 of the mother die 14 is referred to as a convex portion 36. The concave portion 34 has a lens shape portion 54 to be finally manufactured.
And the convex portion 36 becomes an inverted shape portion of the contact hole finally manufactured. The intermediate plate 32 and the first reinforcing plate 20 constituting the stamper 40 are transparent to ultraviolet rays. Therefore, the stamper 40 is transparent to ultraviolet rays.

【0042】(4)次いで、図3(d)に示すように、
鋳型面32aに、表面処理を施す。この表面処理は、後
述する樹脂層52とスタンパ40との密着性がその樹脂
層52と半導体堆積体120の密着性よりも低くなるよ
うにするもの、すなわち、後述する樹脂層52とスタン
パ40との剥離をする工程において、その剥離を容易に
するためのものである。この表面処理としては、たとえ
ば、CF4 ガスプラズマによるフッ素処理などを挙げる
ことができる。こうして、スタンパ40が完成する。
(4) Next, as shown in FIG.
A surface treatment is performed on the mold surface 32a. This surface treatment is performed so that the adhesiveness between the resin layer 52 and the stamper 40, which will be described later, is lower than the adhesiveness between the resin layer 52 and the semiconductor deposit body 120, that is, the resin layer 52 and the stamper 40, which will be described later. This is for facilitating the peeling in the step of peeling. As the surface treatment, for example, a fluorine treatment using CF 4 gas plasma can be given. Thus, the stamper 40 is completed.

【0043】(面発光レーザ100の製造プロセス)次
に、図1に示す面発光レーザ100の製造プロセスにつ
いて説明する。図4〜図7は、面発光レーザ100の製
造工程を示した模式図である。
(Manufacturing Process of Surface Emitting Laser 100) Next, a manufacturing process of the surface emitting laser 100 shown in FIG. 1 will be described. 4 to 7 are schematic views showing the manufacturing process of the surface emitting laser 100.

【0044】(1)まず、図4を参照しながら説明す
る。n型GaAs基板109上に、Al0.15Ga0.85
sとAlAsとを交互に積層し、Seをドーピングした
25ペアの下部DBRミラー104を形成する。次に、
下部DBRミラー104上に、厚さ3nmのGaAsウ
エル層と、厚さ3nmのAl0.3Ga0.7Asバリア層か
ら成り、該ウエル層が3層で構成される量子井戸活性層
105を形成する。さらに、量子井戸活性層105上
に、Al0.15Ga0.85AsとAl0.9Ga0.1Asとを交
互に積層し、Znをドーピングした30ペアの上部DB
Rミラー103を形成する。その後、上部DBRミラー
103上に、Al0.15Ga0.85Asからなるコンタクト
層102を積層する。
(1) First, a description will be given with reference to FIG. On an n-type GaAs substrate 109, Al 0.15 Ga 0.85 A
s and AlAs are alternately stacked to form 25 pairs of lower DBR mirrors 104 doped with Se. next,
On the lower DBR mirror 104, a quantum well active layer 105 composed of a GaAs well layer having a thickness of 3 nm and an Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer having a thickness of 3 nm and having three well layers is formed. Furthermore, on the quantum well active layer 105, Al 0.15 Ga 0.85 As and Al 0.9 Ga 0.1 As alternately laminated, top DB 30 pairs doped with Zn
An R mirror 103 is formed. Thereafter, a contact layer 102 made of Al 0.15 Ga 0.85 As is laminated on the upper DBR mirror 103.

【0045】上記の各層は、有機金属気相成長(MOV
PE:Metal−OrganicVapor Pha
se Epitaxy)法でエピタキシャル成長させる
ことができる。このとき、例えば、成長温度は、750
℃、成長圧力は、2×104Paで、III族原料にTMG
a(トリメチルガリウム)、TMAl(トリメチルアル
ミニウム)の有機金属を用い、V族原料にAsH3 、n
型ドーパントにH2Se、p型ドーパントにDEZn
(ジメチル亜鉛)を用いることができる。
Each of the above layers is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOV).
PE: Metal-Organic Vapor Pha
It can be epitaxially grown by the (Se Epitaxy) method. At this time, for example, the growth temperature is 750
° C, growth pressure is 2 × 10 4 Pa, and TMG
a (trimethylgallium) and TMAl (trimethylaluminum) organic metals, and AsH 3 , n
H 2 Se for p-type dopant and DEZn for p-type dopant
(Dimethylzinc) can be used.

【0046】次に、コンタクト層102上に、フォトレ
ジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィー法に
より、フォトレジストをパターニングし、図4に示すよ
うに、所定のパターンの第4のレジスト層R4を形成す
る。
Next, a photoresist is applied on the contact layer 102. Thereafter, the photoresist is patterned by a photolithography method, and a fourth resist layer R4 having a predetermined pattern is formed as shown in FIG.

【0047】(2)次いで、図5に示すように、第4の
レジスト層R4をマスクとして、反応性イオンエッチン
グ法により、コンタクト層102、上部DBRミラー1
03、量子井戸活性層105および下部DBRミラー1
04の途中まで、メサ状にエッチングし、柱状部101
を形成する。このエッチングには、通常、エッチングガ
スとして塩素または塩素系ガス(塩化水素,BCl3
を用いた、反応性イオンビームエッチング法が使われ
る。
(2) Next, as shown in FIG. 5, using the fourth resist layer R4 as a mask, the contact layer 102 and the upper DBR mirror 1 are formed by reactive ion etching.
03, quantum well active layer 105 and lower DBR mirror 1
Part of the column 101
To form In this etching, usually, chlorine or chlorine-based gas (hydrogen chloride, BCl 3 ) is used as an etching gas.
A reactive ion beam etching method is used.

【0048】(3)次いで、SiH4 (モノシラン)ガ
スとO2 (酸素)ガスを用い、N2 (窒素)ガスをキャ
リアガスとする常圧熱CVD法により、基板上に、例え
ば、膜厚100〜300nmのシリコン酸化膜(SiO
X 膜)を形成する。その後、フォトリソグラフィー法と
ドライエッチングにより、図6に示すように、柱状部1
01の側面の一部および下部DBRミラー104の一部
を除き、シリコン酸化膜をエッチング除去して、絶縁層
108を形成する。
(3) Next, using a SiH 4 (monosilane) gas and an O 2 (oxygen) gas, and a normal pressure thermal CVD method using an N 2 (nitrogen) gas as a carrier gas, a film thickness is formed on the substrate, for example. 100-300 nm silicon oxide film (SiO
X film). Then, as shown in FIG. 6, the columnar portion 1 is formed by photolithography and dry etching.
The silicon oxide film is removed by etching except for a part of the side surface 01 and a part of the lower DBR mirror 104 to form an insulating layer 108.

【0049】次いで、基板109の下面に、真空蒸着法
により、Au−Ge合金,Ni,Auを順次積層した下
部電極107を形成する。
Next, a lower electrode 107 in which an Au—Ge alloy, Ni, and Au are sequentially laminated is formed on the lower surface of the substrate 109 by a vacuum evaporation method.

【0050】さらに、図6に示すように、柱状部101
の上面においてコンタクト層102とリング状に接触
し、かつ、柱状部101の側面および絶縁層108を覆
うように、上部電極106をリフトオフ法により形成す
る。ここでは、上部電極106には、チタン,白金,金
を順次積層した金属層を用いる。
Further, as shown in FIG.
The upper electrode 106 is formed by a lift-off method so that the upper electrode 106 contacts the contact layer 102 in a ring shape on the upper surface and covers the side surface of the columnar portion 101 and the insulating layer 108. Here, for the upper electrode 106, a metal layer in which titanium, platinum, and gold are sequentially stacked is used.

【0051】以下、上記一連の工程で製造された柱状部
101を含む下部電極107から上部電極106までの
層構造を単に半導体堆積体120という。
Hereinafter, the layer structure from the lower electrode 107 to the upper electrode 106 including the columnar portion 101 manufactured in the above-described series of steps will be simply referred to as a semiconductor deposited body 120.

【0052】(4)次に、半導体堆積体120上に樹脂
層52を形成するプロセスについて説明する。図7は、
樹脂層52の製造工程を示したものである。図7におい
ては、半導体堆積体120の層構造を省略し、半導体堆
積体120を概略して示す。
(4) Next, a process for forming the resin layer 52 on the semiconductor deposition body 120 will be described. FIG.
4 illustrates a manufacturing process of the resin layer 52. In FIG. 7, the layer structure of the semiconductor stack 120 is omitted, and the semiconductor stack 120 is schematically illustrated.

【0053】半導体堆積体120の裏面、具体的には、
下部電極の下に、第2の補強板60を貼り付ける。第2
の補強板60により、半導体堆積体120の機械的強度
を高めることができる。また、これにより、後述する、
スタンパ40を半導体堆積体120から剥離する工程に
おいて、その剥離の際に生じる歪みによる半導体堆積体
120の破壊を防止することができる。第2の補強板6
0は、平坦であれば特に限定されないが、好ましくは、
ガラス板などを挙げることができる。
The back surface of the semiconductor deposition body 120, specifically,
A second reinforcing plate 60 is attached below the lower electrode. Second
By using the reinforcing plate 60, the mechanical strength of the semiconductor deposit body 120 can be increased. This also allows for
In the step of peeling the stamper 40 from the semiconductor deposit body 120, it is possible to prevent the semiconductor deposit body 120 from being destroyed due to strain generated during the peeling. Second reinforcing plate 6
0 is not particularly limited as long as it is flat, but preferably,
A glass plate and the like can be mentioned.

【0054】(5)スタンパ40の凹部34が面発光レ
ーザの柱状部101の上に位置するように、スタンパ4
0と半導体堆積体120とをアライメンとをする。アラ
イメント方法としては、たとえば、以下の方法を挙げる
ことができる。
(5) The stamper 4 is positioned so that the concave portion 34 of the stamper 40 is positioned above the columnar portion 101 of the surface emitting laser.
0 and the semiconductor stack 120 are aligned. Examples of the alignment method include the following method.

【0055】1)スタンパ40と半導体堆積体120と
を別々に位置決めし、機械的精度で張り合わせる方法。
1) A method in which the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120 are separately positioned and bonded with mechanical accuracy.

【0056】2)スタンパ40が透明な場合において、
柱状部101が形成されている側の半導体堆積体120
の面上に、アライメントの際の照準となるアライメント
マークを付して、そのアライメントマークを利用してア
ライメントを行う方法。
2) When the stamper 40 is transparent,
The semiconductor deposit body 120 on the side where the columnar portion 101 is formed
A method in which an alignment mark for aiming at the time of alignment is provided on the surface of the above, and alignment is performed using the alignment mark.

【0057】3)スタンパ40が透明でない場合には、
スタンパ40の所定の部分において、中間盤32と第1
の補強板20とが接する面に対して、垂直方向にスタン
パ40を貫通する孔を設け、その孔を介して、上述のア
ライメントマークを利用してアライメントを行う方法。
3) If the stamper 40 is not transparent,
In a predetermined portion of the stamper 40, the intermediate plate 32 and the first
A method of providing a hole vertically penetrating the stamper 40 with respect to a surface in contact with the reinforcing plate 20, and performing alignment using the above-described alignment mark through the hole.

【0058】(6)スタンパ40と半導体堆積体120
とをアライメントした後、樹脂の液状物50をスタンパ
40と半導体堆積体120との間に導入し、図7(a)
に示すように、半導体堆積体120の面上に載せる。ま
た、樹脂の液状物50を半導体堆積体120の面上に載
せた後、スタンパ40と半導体堆積体120とをアライ
メントしてもよい。
(6) Stamper 40 and Semiconductor Deposit 120
After the alignment, the resin liquid 50 is introduced between the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120, and FIG.
As shown in (1), it is placed on the surface of the semiconductor deposition body 120. After the resin liquid material 50 is placed on the surface of the semiconductor deposit body 120, the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120 may be aligned.

【0059】樹脂の液状物50としては、エネルギーを
付与することにより硬化するものが好ましい。樹脂が液
状物であることで、スタンパ40の凹部34へ樹脂を充
填することが容易となる。樹脂の液状物50としては、
たとえば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂、紫外線硬化
型のエポキシ系樹脂あるいは熱硬化型のポリイミド系樹
脂の前駆体などを挙げることができる。
As the liquid material 50 of the resin, those which are cured by applying energy are preferable. Since the resin is a liquid, it is easy to fill the concave portion 34 of the stamper 40 with the resin. As the liquid material 50 of the resin,
For example, a precursor of an ultraviolet-curable acrylic resin, an ultraviolet-curable epoxy resin, or a thermosetting polyimide-based resin can be given.

【0060】紫外線硬化型の樹脂は、紫外線照射のみで
硬化することができるので、手軽に使用することができ
る。また、熱処理を加えないので、スタンパ40、半導
体堆積体120および第2の補強板60などの間の熱膨
張差に起因するトラブルを心配する必要がない。
The ultraviolet-curable resin can be easily used because it can be cured only by ultraviolet irradiation. Further, since no heat treatment is applied, there is no need to worry about a trouble caused by a difference in thermal expansion between the stamper 40, the semiconductor stack 120, the second reinforcing plate 60, and the like.

【0061】紫外線硬化型のアクリル系樹脂は、透明度
が高い点で、レンズに適している。
The UV-curable acrylic resin is suitable for a lens because of its high transparency.

【0062】熱硬化型のポリイミド系樹脂の前駆体は、
加熱キュア処理されることにより、イミド化反応が起こ
り、硬化してポリイミド系樹脂が生じる。ポリイミド系
樹脂は、可視光領域で80%以上の透過率を有し、屈折
率が1.7〜1.9と高いため、大きなレンズ効果が得
られるという利点がある。
The precursor of the thermosetting polyimide resin is
By the heat curing treatment, an imidization reaction occurs and is cured to produce a polyimide resin. Since the polyimide resin has a transmittance of 80% or more in the visible light region and a high refractive index of 1.7 to 1.9, there is an advantage that a large lens effect can be obtained.

【0063】樹脂の液状物50の半導体堆積体120上
への導入方法としては、特に限定されるものではない
が、たとえば、ディスペンサノズルによって、樹脂の液
状物50を半導体堆積体120上に滴下して導入する方
法を挙げることができる。
The method of introducing the liquid resin material 50 onto the semiconductor deposit body 120 is not particularly limited. For example, the resin liquid material 50 is dropped on the semiconductor deposit body 120 by a dispenser nozzle. Can be introduced.

【0064】(7)次いで、スタンパ40と半導体堆積
体120とを、樹脂を介して密着させる。このように、
スタンパ40と半導体堆積体120とを密着させること
により、樹脂の液状物50は、図7(b)に示すよう
に、所定領域まで塗り拡げられ、スタンパ40と半導体
堆積体120との間に樹脂の液状物50からなる層が形
成される。なお、必要に応じて、スタンパ40と半導体
堆積体120とを貼り合わせる際に、スタンパ40およ
び半導体堆積体120の少なくともいずれか一方を介し
て加圧してもよい。また、樹脂層52の内部に気泡が混
入することを防ぐため、10Pa程度の真空下で、スタ
ンパ40と半導体堆積体120とを密着させてもよい。
(7) Next, the stamper 40 and the semiconductor deposition body 120 are brought into close contact with each other via a resin. in this way,
By bringing the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120 into close contact with each other, the resin liquid material 50 is spread to a predetermined area as shown in FIG. Is formed. If necessary, the pressure may be applied via at least one of the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120 when the stamper 40 and the semiconductor deposit body 120 are bonded to each other. Further, in order to prevent air bubbles from being mixed into the resin layer 52, the stamper 40 and the semiconductor deposition body 120 may be brought into close contact under a vacuum of about 10 Pa.

【0065】(8)続いて、樹脂の液状物50を硬化す
る。硬化方法は、樹脂の液状物50の種類に応じて、適
宜の方法が選ばれる。紫外線硬化型の樹脂を用いた場合
には、紫外線をスタンパ40側から樹脂の液状物50に
照射することにより、硬化することができる。熱硬化型
のポリイミド系樹脂の前駆体を用いた場合には、加熱キ
ュア処理することにより、硬化することができる。加熱
キュア温度は、前駆体によって異なるが、たとえば、1
00〜400℃である。好ましい加熱キュア温度は、面
発光レーザなどの素子の熱によるダメージを避ける観
点、半導体堆積体120とポリイミド系樹脂の熱膨張差
を小さくする観点および上部電極の構成金属が樹脂層5
2への異常拡散を防止する観点から、150℃程度であ
る。
(8) Subsequently, the liquid resin material 50 is cured. As the curing method, an appropriate method is selected according to the type of the resin liquid material 50. When an ultraviolet-curable resin is used, it can be cured by irradiating the resin liquid 50 with ultraviolet light from the stamper 40 side. When a thermosetting polyimide-based resin precursor is used, it can be cured by heating and curing. The heating cure temperature varies depending on the precursor, for example, 1
00 to 400 ° C. The preferred heating cure temperature is set at a value from the viewpoint of avoiding damage to the device such as a surface emitting laser due to heat, the viewpoint of reducing the difference in thermal expansion between the semiconductor deposit 120 and the polyimide resin, and the fact that the constituent metal of the upper electrode is the resin layer 5.
The temperature is about 150 ° C. from the viewpoint of preventing abnormal diffusion to No. 2.

【0066】こうして、半導体堆積体120上には、ス
タンパ40の鋳型面32aに対応した形状が転写した樹
脂層52が形成される。すなわち、スタンパ40の凹部
34に対応する部分に、レンズ形状部54が形成され、
凸部36に対応する部分に、コンタクトホール70が形
成される。
In this manner, the resin layer 52 having the shape corresponding to the mold surface 32a of the stamper 40 transferred is formed on the semiconductor deposition body 120. That is, a lens-shaped portion 54 is formed in a portion corresponding to the concave portion 34 of the stamper 40,
A contact hole 70 is formed at a portion corresponding to the convex portion 36.

【0067】(9)スタンパ40を樹脂層52および半
導体堆積体120から剥離する。この際、スタンパ40
の鋳型面32aには、前述の工程により、スタンパ40
が樹脂層52から離れ易くするための表面処理が施され
ている。このため、容易にスタンパ40を樹脂層52お
よび半導体堆積体120から剥離することができる。
(9) The stamper 40 is peeled off from the resin layer 52 and the semiconductor deposition body 120. At this time, the stamper 40
According to the above-described process, the stamper 40
Has been subjected to a surface treatment to facilitate separation from the resin layer 52. Therefore, the stamper 40 can be easily separated from the resin layer 52 and the semiconductor deposit body 120.

【0068】(10)スタンパ40を剥離した後、図7
(c)に示すように、樹脂層52のコンタクトホール7
0の底部に樹脂が残存する場合がある。樹脂が残存して
しまうと、樹脂層52の上に金属層を設け、この金属層
と上部電極106とをコンタクトホールを介して電気的
な接触を取りたい場合に、上部電極106とその金属層
との電気的な接触が十分に図れなくなる。また、コンタ
クトホール70の底部に樹脂が残存した状態で、たとえ
ば、上部電極106に直接にワイヤーボンドを行うと、
ワイヤーを上部電極106に接続ができなくなる問題が
生じたりする。また、ワイヤーを上部電極106に接続
できたとしても、ワイヤーと上部電極106との電気的
な接触が十分に図れなくなるなどの問題が生じる。その
ため、コンタクトホール70の底部に樹脂が残存した場
合には、その残存した樹脂を除去するために、たとえ
ば、以下に示す2つの工程のうち、いずれかの工程を行
うことが望ましい。
(10) After the stamper 40 is peeled off,
As shown in (c), the contact holes 7 in the resin layer 52 are formed.
The resin may remain at the bottom of the zero. When the resin remains, a metal layer is provided on the resin layer 52, and when it is desired to make electrical contact between the metal layer and the upper electrode 106 via a contact hole, the upper electrode 106 and the metal layer Electrical contact with the battery cannot be achieved sufficiently. Further, when the resin is left at the bottom of the contact hole 70, for example, when wire bonding is directly performed on the upper electrode 106,
There may be a problem that the wire cannot be connected to the upper electrode 106. Further, even if the wire can be connected to the upper electrode 106, there arises a problem that electrical contact between the wire and the upper electrode 106 cannot be sufficiently achieved. Therefore, when the resin remains at the bottom of the contact hole 70, it is desirable to perform one of the following two steps, for example, to remove the remaining resin.

【0069】1)第1に、アッシング、すなわち、樹脂
を気相中で除去する方法を用いてコンタクトホール70
の底部に残存した樹脂を除去する。アッシングの具体例
としては、オゾンアッシング、プラズマアッシングなど
を挙げることができる。オゾンアッシングは、高濃度の
オゾンの雰囲気下で、オゾンとレジストを化学反応させ
て、樹脂を除去する方法である。プラズマアッシング
は、反応性ガス、たとえば、酸素ガスのプラズマを発生
させて、そのプラズマを利用して樹脂を除去する方法で
ある。このようなアッシングによる方法によれば、全て
のコンタクトホール70について残存した樹脂を除去す
ることができるので、処理時間を要しないという利点が
ある。
1) First, the contact hole 70 is formed by ashing, that is, a method of removing the resin in the gas phase.
The resin remaining at the bottom of the is removed. Specific examples of ashing include ozone ashing, plasma ashing, and the like. Ozone ashing is a method of removing a resin by chemically reacting ozone with a resist under an atmosphere of high-concentration ozone. Plasma ashing is a method of generating a plasma of a reactive gas, for example, oxygen gas, and removing the resin using the plasma. According to the ashing method, the resin remaining in all the contact holes 70 can be removed, so that there is an advantage that no processing time is required.

【0070】2)第2に、コンタクトホール70の底部
をエキシマレーザでアブレーションする。すなわち、細
かく絞ったエキシマレーザビームをコンタクトホール7
0の底部に照準を合わせて照射し、コンタクトホール7
0の底部の樹脂を焼き飛ばす。エキシマレーザによれ
ば、確実にコンタクトホール70の底部のみ処理を行う
ことができるので、レンズ形状部54の破損を心配する
必要がないという利点がある。
2) Second, the bottom of the contact hole 70 is ablated with an excimer laser. That is, a finely focused excimer laser beam is applied to the contact hole 7.
Aim at the bottom of 0 and irradiate the contact hole 7
Burn off the resin at the bottom of 0. According to the excimer laser, since the processing can be performed only on the bottom of the contact hole 70, there is an advantage that there is no need to worry about damage to the lens shape portion 54.

【0071】(11)次いで、第2の補強板60を剥離
し、図1に示すような、本発明の面発光レーザ100が
完成する。
(11) Next, the second reinforcing plate 60 is peeled off, and the surface emitting laser 100 of the present invention as shown in FIG. 1 is completed.

【0072】上述の製造方法は、スタンパ40を利用し
て一体的にレンズ形状部54とコンタクトホール70を
形成することができるため、フォトリソグラフィー法に
より、レンズ形状部54とコンタクトホール70を形成
することに比べて、簡単であり、製造に要する時間を大
幅に短縮することができる。また、スタンパ40は、一
度作成すれば、再度繰り返して使用することができるた
め、製造コストを削減することができ、経済的である。
In the above-described manufacturing method, since the lens-shaped portion 54 and the contact hole 70 can be formed integrally using the stamper 40, the lens-shaped portion 54 and the contact hole 70 are formed by photolithography. In comparison with this, it is simple and the time required for manufacturing can be greatly reduced. In addition, once the stamper 40 is created, it can be used again and again, so that the manufacturing cost can be reduced and it is economical.

【0073】上記実施の形態において、スタンパ40
は、紫外線に対して透明であるものであったが、これに
限定されず、紫外線に対して透明でない材質、たとえば
金属からなってもよい。スタンパ40が金属からなる場
合には、電鋳を用いてスタンパ40を製造することがで
きる。すなわち、マザー型14にニッケルなどの金属を
電鋳により電着させ、マザー型14を金属から取り除く
と金属製のスタンパ40が得られるという手法である。
電鋳を用いたスタンパ40の製造は、簡便にスタンパ4
0を製造することができるという利点を有している。
In the above embodiment, the stamper 40
Is transparent to ultraviolet rays, but is not limited thereto, and may be made of a material that is not transparent to ultraviolet rays, for example, a metal. When the stamper 40 is made of a metal, the stamper 40 can be manufactured using electroforming. That is, a method such that a metal such as nickel is electro-deposited on the mother mold 14 by electroforming and the metal mold 14 is removed from the metal, whereby a metal stamper 40 is obtained.
The production of the stamper 40 using electroforming is simple and easy.
0 has the advantage that it can be manufactured.

【0074】また、スタンパ40を作製する際、マザー
型14を用いずに、直接にスタンパ40を作製してもよ
い。すなわち、ウエットエッチング法を用いて、スタン
パ40の凹部34および凸部36を形成することもでき
る。この場合には、スタンパ40の材質としては、樹脂
の他に、金属、半導体基板(たとえばシリコン)、石
英、ガラスなどを用いることができる。
When the stamper 40 is manufactured, the stamper 40 may be manufactured directly without using the mother mold 14. That is, the concave portions 34 and the convex portions 36 of the stamper 40 can be formed by using a wet etching method. In this case, as the material of the stamper 40, a metal, a semiconductor substrate (for example, silicon), quartz, glass, or the like can be used in addition to the resin.

【0075】スタンパ40が金属や半導体のように紫外
線を透過することが困難な材質からなる場合には、樹脂
の液状物は、紫外線硬化型の樹脂を適用することはでき
ないが、熱硬化性の樹脂、たとえば、上述した熱硬化型
のポリイミド系樹脂の前駆体を使用すれば、上記実施の
形態と同様の作用効果を得られる。
When the stamper 40 is made of a material such as a metal or a semiconductor that is difficult to transmit ultraviolet rays, the resin liquid material cannot be an ultraviolet-curable resin, but a thermosetting resin can be used. When a resin, for example, a precursor of the above-described thermosetting polyimide-based resin is used, the same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained.

【0076】また、本発明の面発光レーザは、上記実施
の形態の共振器の構造には限定されない。
The surface emitting laser according to the present invention is not limited to the structure of the resonator of the above embodiment.

【0077】[0077]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態にかかる面発光レーザを模
式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a surface emitting laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】マザー型の製造工程を示した模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a mother-type manufacturing process.

【図3】マザー型を利用してスタンパを製造する工程を
示した模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a step of manufacturing a stamper using a mother die.

【図4】本発明の実施の形態にかかる面発光レーザの製
造工程を示した模式図である。
FIG. 4 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the surface emitting laser according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態にかかる面発光レーザの製
造工程を示した模式図である。
FIG. 5 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the surface emitting laser according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態にかかる面発光レーザの製
造工程を示した模式図である。
FIG. 6 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the surface emitting laser according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態にかかる面発光レーザの製
造工程を示した模式図である。
FIG. 7 is a schematic view showing a manufacturing process of the surface emitting laser according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 凸形状部 12 ホール 14 マザー型 20 第1の補強板 24 紫外線 30 液状の紫外線硬化型樹脂 32 中間盤 32a 鋳型面 34 凹部 36 凸部 40 スタンパ 50 樹脂の液状物 52 樹脂層 54 レンズ形状部 60 第2の補強板 70 コンタクトホール 101 柱状部 102 コンタクト層 103 上部DBRミラー 104 下部DBRミラー 105 量子井戸活性層 106 上部電極 107 下部電極 108 絶縁層 109 基板 120 半導体堆積体 R1 第1のレジスト層 R2 第2のレジスト層 R3 第3のレジスト層 R4 第4のレジスト層 Reference Signs List 10 silicon substrate 11 convex portion 12 hole 14 mother type 20 first reinforcing plate 24 ultraviolet ray 30 liquid ultraviolet curing resin 32 intermediate plate 32a mold surface 34 concave portion 36 convex portion 40 stamper 50 resin liquid 52 resin layer 54 lens Shaped part 60 Second reinforcing plate 70 Contact hole 101 Column part 102 Contact layer 103 Upper DBR mirror 104 Lower DBR mirror 105 Quantum well active layer 106 Upper electrode 107 Lower electrode 108 Insulating layer 109 Substrate 120 Semiconductor deposit body R1 First resist Layer R2 Second resist layer R3 Third resist layer R4 Fourth resist layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に垂直方向の共振器を有
し、該共振器より該半導体基板に垂直な方向にレーザ光
を出射する面発光型半導体レーザであって、 前記共振器を含む半導体堆積体の表面に、樹脂層が設け
られ、 前記共振器の上に位置する前記樹脂層の表面部にレンズ
形状部が形成されている面発光型半導体レーザ。
1. A surface-emitting type semiconductor laser having a vertical resonator on a semiconductor substrate and emitting laser light from the resonator in a direction perpendicular to the semiconductor substrate, wherein the semiconductor includes the resonator. A surface-emitting type semiconductor laser in which a resin layer is provided on a surface of a deposition body, and a lens-shaped portion is formed on a surface portion of the resin layer located above the resonator.
【請求項2】 請求項1において、 前記樹脂層の所定位置に電極に連続するコンタクトホー
ルが形成されている面発光型半導体レーザ。
2. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 1, wherein a contact hole continuous with an electrode is formed at a predetermined position of the resin layer.
【請求項3】 以下の工程(a)および(b)を含む面
発光型半導体レーザの製造方法。 (a)半導体基板上に、複数の半導体層を堆積して、共
振器を含む半導体堆積体を形成する工程、および(b)
レンズ形状部の反転形状部を有するスタンパを用いて樹
脂層を形成する工程であって、 前記反転形状部が前記半導体堆積体の共振器上に位置す
るように、前記スタンパを位置合わせした状態で、前記
半導体堆積体と前記スタンパとの間に樹脂の液状物を介
在させ、該樹脂の液状物を硬化させて樹脂層を形成し、
前記共振器の上に位置する前記樹脂層の表面部にレンズ
形状部を形成する工程。
3. A method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser, comprising the following steps (a) and (b). (A) depositing a plurality of semiconductor layers on a semiconductor substrate to form a semiconductor deposit including a resonator; and (b)
Forming a resin layer using a stamper having an inverted shape of the lens-shaped portion, wherein the stamper is positioned so that the inverted shape is positioned on a resonator of the semiconductor stack. Forming a resin layer by interposing a liquid material of a resin between the semiconductor deposit body and the stamper, and curing the liquid material of the resin;
Forming a lens-shaped portion on a surface portion of the resin layer located on the resonator.
【請求項4】 請求項3において前記スタンパは、その
型面と前記樹脂層との密着性が前記樹脂層と前記半導体
堆積体との密着性よりも低くなるような表面処理が施さ
れている、面発光型半導体レーザの製造方法。
4. The stamper according to claim 3, wherein the stamper is subjected to a surface treatment such that the adhesion between the mold surface and the resin layer is lower than the adhesion between the resin layer and the semiconductor deposit. And a method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser.
【請求項5】 請求項3または4において、 前記スタンパは、さらに、コンタクトホールの反転形状
部を有する、面発光型半導体レーザの製造方法。
5. The method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser according to claim 3, wherein the stamper further has an inverted shape of a contact hole.
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