JP2000114657A - Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method - Google Patents

Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method

Info

Publication number
JP2000114657A
JP2000114657A JP10283094A JP28309498A JP2000114657A JP 2000114657 A JP2000114657 A JP 2000114657A JP 10283094 A JP10283094 A JP 10283094A JP 28309498 A JP28309498 A JP 28309498A JP 2000114657 A JP2000114657 A JP 2000114657A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
layer
current confinement
type semiconductor
confinement layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10283094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Sakamoto
朗 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP10283094A priority Critical patent/JP2000114657A/en
Publication of JP2000114657A publication Critical patent/JP2000114657A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light emitting type semiconductor laser produced accurately with good repeatability, along with prompt rising response of laser light beam, and provide its manufacturing method. SOLUTION: A dielectric current constriction layer 10 with an opening 11 is formed on a p-type GaN upper spacer layer 6. By using a selective growth method, a GaN single-crystal thin film is selectively grown on the current constriction layer 10, and in addition, a material structure necessary for the surface light emitting laser 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、面発光型半導体レ
ーザおよび面発光型半導体レーザの製造方法に関し、さ
らに詳しくは、レーザ発光の立ち上がり応答が速く、高
精度で再現良く製造することができる面発光型半導体レ
ーザおよび面発光型半導体レーザの製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a surface-emitting semiconductor laser which has a fast rising response of laser light emission and which can be manufactured with high accuracy and good reproducibility. The present invention relates to a light emitting semiconductor laser and a method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】面発光型半導体レーザは、レーザ媒質か
らなる活性層と、その活性層を挟む高反射率の一対の多
層反射膜とにより構成され、一対の多層反射膜により共
振器を構成することによりレーザ発振が実現される。面
発光型半導体レーザにおいては、さらに、活性層の必要
な部分に効率よく電流を注入するための電流狭窄層が設
けられる。この電流狭窄層は、活性層への電流注入の状
態に影響を与えるため、レーザの発光特性に影響を与え
る重要な構成要素である。
2. Description of the Related Art A surface-emitting type semiconductor laser comprises an active layer made of a laser medium and a pair of high-reflectivity multilayer reflective films sandwiching the active layer, and a resonator is formed by the pair of multilayer reflective films. Thereby, laser oscillation is realized. In the surface-emitting type semiconductor laser, a current confinement layer for efficiently injecting a current into a necessary portion of the active layer is further provided. This current confinement layer is an important component that affects the emission characteristics of the laser because it affects the state of current injection into the active layer.

【0003】従来、電流狭窄層を構成する方法として、
外部からプロトンを注入し、注入した領域の電気伝導度
を低下することにより電流の流れる領域を制限するプロ
トン注入方式と、アルミニウム砒素を水蒸気雰囲気下に
おいて酸化することにより部分的に絶縁性の酸化アルミ
ニウム層を形成し、電流の流れる領域を制限する選択酸
化方式とが、知られている。
Conventionally, as a method of forming a current confinement layer,
A proton implantation system in which protons are implanted from the outside and the electric conductivity of the implanted region is reduced to restrict the region where current flows, and a partially insulating aluminum oxide by oxidizing aluminum arsenic in a steam atmosphere There is known a selective oxidation method in which a layer is formed and a current flowing region is limited.

【0004】しかしながら、プロトン注入方式の面発光
型半導体レーザは、半導体製造プロセスを用いて形成す
るため、電流狭窄層の形状精度・再現性ともに良好であ
るが、レーザ発光の立ち上がり応答が遅い。これは、レ
ーザ発振を実現するに当たって、共振器の方向に電流が
流れることにより発熱し、熱レンズ効果が発生して、電
流通過領域とプロトン注入領域との間で実効屈折率の差
を生じ、光導波構造が形成されることに起因する。
However, since the surface emitting semiconductor laser of the proton injection type is formed by using a semiconductor manufacturing process, the shape accuracy and reproducibility of the current confinement layer are good, but the rising response of laser emission is slow. This is because, in realizing laser oscillation, heat is generated by the flow of current in the direction of the resonator, a thermal lens effect occurs, and a difference in the effective refractive index between the current passage region and the proton injection region occurs. This is due to the formation of the optical waveguide structure.

【0005】一方、選択酸化方式の面発光型半導体レー
ザは、光導波構造は、電流狭窄層の酸化アルミニウムに
よって定常的に構成されるため、レーザ発光の立ち上が
り応答は速い反面、アルミニウム砒素を水蒸気雰囲気下
において選択酸化する際に、酸化条件や酸化処理前に存
在する表面の酸化膜の影響により形状精度・再現性に課
題がある。また、選択酸化方式は、一般に、半導体材料
にアルミニウム砒素が含まれていることを条件とするた
め、適用できる材料が限定され、例えば、窒化ガリウム
系半導体には適用できないという問題がある。
On the other hand, in the surface-emitting type semiconductor laser of the selective oxidation method, the optical waveguide structure is steadily constituted by the aluminum oxide of the current confinement layer. When performing selective oxidation below, there is a problem in shape accuracy and reproducibility due to oxidation conditions and the influence of an oxide film on the surface existing before the oxidation treatment. In addition, since the selective oxidation method generally requires the semiconductor material to contain aluminum arsenic, applicable materials are limited, and for example, there is a problem that it cannot be applied to gallium nitride based semiconductors.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたものであり、本発明の目的は、レーザ発光
の立ち上がり応答が速く、高精度で再現良く製造するこ
とができる面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体
レーザの製造方法を提供することにある。また、本発明
の他の目的は、材料選択の幅が広く、汎用性に優れた面
発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザの製造
方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a surface emitting type light emitting device which has a fast rising response of laser light emission and which can be manufactured with high accuracy and good reproducibility. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor laser and a surface emitting semiconductor laser. It is another object of the present invention to provide a surface emitting semiconductor laser having a wide range of material selection and excellent versatility, and a method for manufacturing the surface emitting semiconductor laser.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、例えば、Kapolnekらの
報告(Applied Physics Letters Vol. 71 p. 1204 (199
7))にあるように、窒化ガリウム系半導体を誘電体薄膜
の上にエピタキシャル成長にて形成する方法として、選
択成長を用いて実現する方法があることに着想を得て、
本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, for example, a report by Kapolnek et al. (Applied Physics Letters Vol. 71 p. 1204 (199)
As described in 7)), I got the idea that there is a method of forming a gallium nitride-based semiconductor on a dielectric thin film by epitaxial growth by using selective growth.
The present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明の面発光型半導体レーザ
は、活性層を挟んで上下のスペーサ層が形成され、上下
のスペーサ層を挟んで上下の多層反射膜が形成されてな
る面発光型半導体レーザにおいて、上下のスペーサ層の
一方もしくは双方に形成された電流狭窄層を含み、この
電流狭窄層は誘電体材料により構成されてなり、電流狭
窄層よりも後に形成されるスペーサ層は、電流狭窄層の
開口部より選択成長されてなることを特徴とする。
That is, a surface emitting semiconductor laser according to the present invention comprises an upper and lower spacer layer formed with an active layer interposed therebetween, and an upper and lower multilayer reflective film formed with the upper and lower spacer layers interposed therebetween. A current confinement layer formed on one or both of the upper and lower spacer layers, wherein the current confinement layer is made of a dielectric material, and the spacer layer formed after the current confinement layer is a current confinement layer. Characterized by being selectively grown from the openings.

【0009】電流狭窄層が、二酸化珪素を主たる成分と
する誘電体または窒化珪素を主たる成分とする誘電体よ
り構成されてなることが好ましい。活性層およびスペー
サ層を、少なくとも窒化ガリウムを組成に含んでなる材
料で形成することが好ましい。また、活性層およびスペ
ーサ層が、少なくともガリウム砒素を組成に含んでなる
材料で形成することもできる。
Preferably, the current confinement layer is made of a dielectric mainly composed of silicon dioxide or a dielectric mainly composed of silicon nitride. It is preferable that the active layer and the spacer layer are formed of a material containing at least gallium nitride in the composition. Further, the active layer and the spacer layer may be formed of a material containing at least gallium arsenide in the composition.

【0010】本発明の面発光型半導体レーザの製造方法
は、基板上に、下部多層反射膜、下部スペーサ層、活性
層、上部スペーサ層、上部多層反射膜を順次積層形成す
る面発光型半導体レーザの製造方法において、下部スペ
ーサ層及び/又は上部スペーサ層の上に、誘電体材料か
らなる薄膜を形成する誘電体薄膜形成工程と、この誘電
体薄膜に開口を形成するエッチング工程と、この開口部
から選択成長スペーサ層を、誘電体薄膜上の少なくとも
共振器の反射特性および導波特性を維持するのに必要な
領域に、選択成長させる選択成長工程とを含み、電流狭
窄層を誘電体材料により構成したことを特徴とする。
A method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention is directed to a surface emitting semiconductor laser in which a lower multilayer reflective film, a lower spacer layer, an active layer, an upper spacer layer, and an upper multilayer reflective film are sequentially formed on a substrate. Forming a thin film made of a dielectric material on the lower spacer layer and / or the upper spacer layer; an etching step of forming an opening in the dielectric thin film; A selective growth step of selectively growing a selective growth spacer layer in at least a region on the dielectric thin film necessary to maintain the reflection characteristics and the waveguide characteristics of the resonator. It is characterized by comprising.

【0011】本発明の面発光型半導体レーザは、部分的
に開口のある誘電体電流狭窄層をp型GaN上部スペー
サ層上に形成し、その後、電流狭窄層の上部にGaN単
結晶薄膜を選択成長にて形成し、さらに面発光レーザに
必要となる材料構造を作製しているため、フォトリソグ
ラフィに基づく半導体プロセスにより、位置精度良く電
流狭窄部分を作製することができ、再現性も良い。ま
た、電流狭窄部分が絶縁性で、定常的に屈折率導波構造
が形成されているため、レーザ発光の立ち上がり応答が
速い。
In the surface-emitting type semiconductor laser of the present invention, a partially-opened dielectric current confinement layer is formed on a p-type GaN upper spacer layer, and then a GaN single crystal thin film is selected on the current confinement layer. Since a material structure required for a surface emitting laser is manufactured by growth, a current confined portion can be manufactured with high positional accuracy by a semiconductor process based on photolithography, and reproducibility is good. In addition, since the current confinement portion is insulative and the refractive index waveguide structure is constantly formed, the rising response of laser emission is fast.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の面発光型半導体レ
ーザを、図面を参照しつつ、具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A surface emitting semiconductor laser according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の実施例の面発光型半導体レ
ーザの構造を示す模式的断面図である。図2は図1の面
発光型半導体レーザの斜視図であり、図3は図1の面発
光型半導体レーザを出射光を取り出す方向から見た平面
図である。なお、図3中の破線は図1の切断面を表す。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the surface-emitting type semiconductor laser of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the surface-emitting type semiconductor laser of FIG. In addition, the broken line in FIG. 3 represents the cut surface in FIG.

【0014】図1に示す面発光型半導体レーザは、面方
位(0001)のn型GaN基板1上に、n型AlN/
GaN下部半導体多層反射鏡3と、n型GaN下部スペ
ーサ層4と、In0.08Ga0.98N/In0.15Ga0.85
の4重量子井戸とAl 0.2 Ga0.8 Nとで形成された活
性層5と、p型GaN上部スペーサ層6と、SiO2
電体薄膜による電流狭窄層10と、選択成長スペーサ層
7と、p型AlN/GaN上部半導体多層反射鏡8と、
p側電極9とが、順次積層され、n型GaN基板1が露
呈する深さまでエッチング除去されて、ポスト形状の光
制御領域が形成されている。そして、露呈したn型Ga
N基板上に、n側電極2が形成されている。
The surface emitting semiconductor laser shown in FIG. 1 has an n-type AlN /
GaN lower semiconductor multilayer reflector 3, n-type GaN lower spacer layer 4, In 0.08 Ga 0.98 N / In 0.15 Ga 0.85 N
An active layer 5 formed of a quadrupole well and Al 0.2 Ga 0.8 N, a p-type GaN upper spacer layer 6, a current confinement layer 10 made of a SiO 2 dielectric thin film, a selective growth spacer layer 7, Type AlN / GaN upper semiconductor multilayer reflector 8;
The p-side electrode 9 is sequentially laminated, and is etched and removed to a depth where the n-type GaN substrate 1 is exposed, thereby forming a post-shaped light control region. Then, the exposed n-type Ga
An n-side electrode 2 is formed on an N substrate.

【0015】ここで、n型AlN/GaN下部半導体多
層反射鏡3は、キャリア濃度1×1018cm-3のn型の伝
導性を有するAlNとGaNの半導体膜をほぼ発振波長
の1/4の光学的膜厚(AlNの場合には466Å、G
aNの場合には402Å)を有するように交互に22周
期およびさらにほぼ発振波長の1/4の光学的膜厚のA
lN膜が積層された半導体多層反射鏡である。GaN下
部スペーサ層4は、キャリア濃度1×1018cm-3のn型
の伝導性を有する膜厚350ÅのGaN層である。活性
層5は、それぞれの膜厚が105Åと35ÅのIn0.08
Ga0.98N/In0.15Ga0.85Nの4重量子井戸と、キ
ャリア濃度1×1018cm-3のp型の伝導性を有する膜厚
200ÅのAl0.2 Ga0.8 Nで形成されている。p型
GaN上部スペーサ層6は、キャリア濃度1×1018cm
-3のp型の伝導性を有する膜厚200ÅのGaN層であ
る。p型AlN/GaN上部半導体多層反射鏡8は、キ
ャリア濃度1×1018cm-3のp型の伝導性を有するAl
NとGaNの半導体膜をほぼ発振波長の1/4の光学的
膜厚を有するように交互に26周期積層された半導体多
層反射鏡である。
[0015] Here, n-type AlN / GaN lower semiconductor multilayer reflective mirror 3, 1/4 of substantially the oscillation wavelength of AlN and GaN semiconductor film having n-type conductivity of the carrier concentration of 1 × 10 18 cm -3 Optical thickness (466 ° for AlN, G
In the case of aN, A has an optical film thickness of 22 periods alternately so as to have 402 °) and an optical film thickness of approximately 1/4 of the oscillation wavelength.
This is a semiconductor multi-layer reflecting mirror on which an 1N film is laminated. The GaN lower spacer layer 4 is a GaN layer having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 and an n-type conductivity and a thickness of 350 °. The active layer 5 is made of In 0.08 having a film thickness of 105 ° and 35 °, respectively.
It is formed of a quadrupole well of Ga 0.98 N / In 0.15 Ga 0.85 N and a p-type conductive Al 0.2 Ga 0.8 N film having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm -3 and a thickness of 200 °. The p-type GaN upper spacer layer 6 has a carrier concentration of 1 × 10 18 cm.
GaN layer having a p-type conductivity of −3 and a thickness of 200 °. The p-type AlN / GaN upper semiconductor multilayer reflector 8 is made of Al-type p-type conductivity having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3.
This is a semiconductor multilayer reflector in which N and GaN semiconductor films are alternately stacked for 26 periods so as to have an optical film thickness substantially equal to 1 / of the oscillation wavelength.

【0016】本発明の特徴部分であるSiO2 誘電体薄
膜による電流狭窄層10は、膜厚1000Åで、部分的
に開口11を設けた形状で形成され、選択成長スペーサ
層7は、その電流狭窄層10の開口部11より少なくと
も共振器の反射特性および導波特性を維持するのに必要
な領域に選択成長され、キャリア濃度1×1018cm-3
p型の伝導性を有する膜厚760ÅのGaN層から構成
されている。誘電体材料とは、導電性のGaN半導体の
電気伝導度に比べて、少なくとも2桁以上低い電気伝導
度を有する材料をいい、Al2 3 、ZrO2 、Mg
O、MgF2 、LiF、LaF等が含まれる。ここで
は、誘電体材料としてSiO2 を用いたが、窒化珪素を
用いてもよい。また、選択成長時の温度条件等(炉の温
度、雰囲気)で安定に存在する限り、他の誘電体材料も
用いることができる。また、選択成長とは、部分的にS
iO2 膜で覆われたGaN単結晶薄膜上にGaNをエピ
タキシャル成長する際に、結晶成長条件を制御すること
により、表面に露出するGaN結晶上に結晶成長するの
みならず、表面に露出したGaN結晶部分から横方向に
結晶が成長しSiO2 上にも単結晶を作製する手法のこ
とである。
The current confinement layer 10 made of a SiO 2 dielectric thin film, which is a characteristic feature of the present invention, is formed to have a thickness of 1000 ° and to have a partially formed opening 11. A film having a p-type conductivity with a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , which is selectively grown at least in a region necessary for maintaining the reflection and waveguide characteristics of the resonator from the opening 11 of the layer 10. It consists of a 760 ° GaN layer. The dielectric material refers to a material having an electrical conductivity that is at least two orders of magnitude lower than the electrical conductivity of a conductive GaN semiconductor, such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , and Mg.
O, MgF 2 , LiF, LaF and the like are included. Here, SiO 2 is used as the dielectric material, but silicon nitride may be used. Other dielectric materials can be used as long as they are stable under the temperature conditions during selective growth (furnace temperature, atmosphere). In addition, selective growth is partially defined by S
When epitaxially growing GaN on a GaN single crystal thin film covered with an iO 2 film, by controlling the crystal growth conditions, it is possible not only to grow the crystal on the GaN crystal exposed on the surface but also to grow the GaN crystal exposed on the surface. This is a technique in which a crystal grows laterally from a part and a single crystal is formed on SiO 2 .

【0017】下部半導体多層反射鏡3と上部半導体多層
反射鏡8との間隔は、共振器を形成させるため、光学的
膜厚が発振波長の2倍になるように、活性層5および下
部スペーサ層4ならびに上部スペーサ層6の膜厚で調整
されている。また、レーザ共振器に発生する定在波の
「腹」が、活性層5の量子井戸の位置にくるように調整
されている。
The distance between the lower semiconductor multilayer reflector 3 and the upper semiconductor multilayer mirror 8 is set so that a resonator is formed, and the active layer 5 and the lower spacer layer are formed so that the optical film thickness becomes twice the oscillation wavelength. 4 and the thickness of the upper spacer layer 6. Further, the “antinode” of the standing wave generated in the laser resonator is adjusted to be located at the position of the quantum well in the active layer 5.

【0018】電流がp側電極9からn側電極2に流さ
れ、誘電体SiO2 により電流通路が狭められた電流狭
窄層10の開口部11より活性層に効率よく注入され
る。このようにして、発振波長410nmのレーザ光を
面発光型半導体レーザ上部より取り出すことができる。
A current flows from the p-side electrode 9 to the n-side electrode 2, and is efficiently injected into the active layer through the opening 11 of the current constriction layer 10 in which the current path is narrowed by the dielectric SiO 2 . In this manner, laser light having an oscillation wavelength of 410 nm can be extracted from above the surface-emitting type semiconductor laser.

【0019】次に、図4に従い、この面発光型半導体レ
ーザの製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of this surface emitting semiconductor laser will be described with reference to FIG.

【0020】図4aに示すように、有機金属気相成長法
(MOCVD法)により、面方位(0001)のn型G
aN基板1上に、n型AlN/GaN下部半導体多層反
射鏡3と、n型GaN下部スペーサ層4と、In0.08
0.98N/In0.15Ga0.85Nの4重量子井戸とAl0.2
Ga0.8 Nとで形成された活性層5と、p型GaN上部
スペーサ層6とを、順次積層する。
As shown in FIG. 4A, an n-type G layer having a plane orientation (0001) is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
On an aN substrate 1, an n-type AlN / GaN lower semiconductor multilayer reflector 3, an n-type GaN lower spacer layer 4, and In 0.08 G
a 0.98 N / In 0.15 Ga 0.85 N quadrupole well and Al 0.2
An active layer 5 made of Ga 0.8 N and a p-type GaN upper spacer layer 6 are sequentially stacked.

【0021】次に、基板を成長室から取り出し、図4b
に示すように、SiO2 誘電体薄膜を形成した後、部分
的な開口11を設けるため、フォトリソグラフィにより
レジストマスクを形成し、バファードフッ酸を用いてS
iO2 誘電体薄膜の不要部分を選択的にエッチング除去
する。
Next, the substrate is taken out of the growth chamber, and FIG.
As shown in FIG. 2 , after forming the SiO 2 dielectric thin film, a resist mask is formed by photolithography in order to provide a partial opening 11, and S is formed by using buffered hydrofluoric acid.
Unnecessary portions of the iO 2 dielectric thin film are selectively removed by etching.

【0022】次に、図4cに示すように、成長温度10
50℃、成長圧力50Torr、雰囲気ガスH2 3リッ
トル/分、原料ガス・トリメチルガリウム20μモル/
分、アンモニア1.5リットル/分という電流狭窄層の
誘電体部分の上部にも薄膜ができるような条件で、エッ
チング除去した部分から選択成長スペーサ層7をエピタ
キシャル成長させる。ここまで作製した多層膜中、光制
御領域として機能するのは中心部周辺だけで、左右の端
部は不要である。従って、選択成長スペーサ層7は、少
なくとも共振器の反射特性および導波特性を維持するの
に必要な領域に横方向に選択成長させればよい。
Next, as shown in FIG.
50 ° C., growth pressure 50 Torr, atmosphere gas H 2 3 liter / min, source gas trimethylgallium 20 μmol /
The selective growth spacer layer 7 is epitaxially grown from the portion removed by etching under the condition that a thin film can be formed on the dielectric portion of the current confinement layer at a rate of 1.5 liters / minute of ammonia. In the multilayer film manufactured so far, only the periphery of the central portion functions as the light control region, and the left and right end portions are unnecessary. Therefore, the selective growth spacer layer 7 may be selectively grown laterally at least in a region necessary for maintaining the reflection characteristics and the waveguide characteristics of the resonator.

【0023】次に、図4dに示すように、MOCVD法
により、p型GaN選択成長スペーサ層7上に、p型A
lN/GaN上部半導体多層反射鏡8を積層する。
Next, as shown in FIG. 4D, a p-type A is formed on the p-type GaN selective growth spacer layer 7 by MOCVD.
The 1N / GaN upper semiconductor multilayer reflector 8 is stacked.

【0024】次に、図4eに示すように、塩素系化合物
を用いたドライエッチングにより、面発光レーザを構成
するのに不要な部分をn型GaN基板1が露呈するまで
除去し、ポスト形状とする。
Next, as shown in FIG. 4E, a portion unnecessary for forming the surface emitting laser is removed by dry etching using a chlorine-based compound until the n-type GaN substrate 1 is exposed. I do.

【0025】最後に、図4fに示すように、上部半導体
多層反射鏡8の上部に、p側電極9(例えばNi/Au
の合金)を形成し、露呈したn型GaN基板1上にn側
電極2(例えばTi/Alの合金)を形成して、第1の
実施例に係る面発光型半導体レーザが完成する。
Finally, as shown in FIG. 4F, a p-side electrode 9 (for example, Ni / Au) is
Is formed, and an n-side electrode 2 (for example, an alloy of Ti / Al) is formed on the exposed n-type GaN substrate 1 to complete the surface-emitting type semiconductor laser according to the first embodiment.

【0026】以上の様に製造された面発光型半導体レー
ザは、部分的に開口11のある誘電体電流狭窄層10を
p型GaN上部スペーサ層6上に形成し、その後、選択
成長法を利用して、電流狭窄層10の上部に選択成長に
よりGaN単結晶薄膜を選択成長にて形成し、さらに面
発光レーザに必要となる材料構造を作製しているため、
マスキングにより、位置精度良く電流狭窄部分を作製す
ることができ、再現性も良い。また、電流狭窄部分が絶
縁性で、定常的に屈折率導波構造が形成されているた
め、レーザ発光の立ち上がり応答が速い。
In the surface-emitting type semiconductor laser manufactured as described above, the dielectric current confinement layer 10 partially having the opening 11 is formed on the p-type GaN upper spacer layer 6, and then the selective growth method is used. Then, a GaN single crystal thin film is formed by selective growth on the current confinement layer 10 by selective growth, and a material structure required for a surface emitting laser is manufactured.
By the masking, the current confined portion can be manufactured with high positional accuracy, and the reproducibility is good. In addition, since the current confinement portion is insulative and the refractive index waveguide structure is constantly formed, the rising response of laser emission is fast.

【0027】また、選択成長による結晶成長技術は、窒
化ガリウム系の材料だけでなく、例えば、ガリウム砒素
系の材料の場合にも適応できるので、この素子構成はガ
リウム砒素系の面発光型半導体レーザの場合でも構成す
ることが可能である。
The crystal growth technique by selective growth can be applied not only to gallium nitride-based materials but also to gallium arsenide-based materials, for example. It is possible to configure even in the case of.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、レーザ発光の立ち上が
り応答が速く、高精度で再現良く製造することができる
面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザの製
造方法が提供される。また、本発明によれば、材料選択
の幅が広く、汎用性に優れた面発光型半導体レーザおよ
び面発光型半導体レーザの製造方法が提供される。
According to the present invention, there are provided a surface-emitting type semiconductor laser and a method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser which can be manufactured with high accuracy and high reproducibility in response to rising of laser emission. Further, according to the present invention, there are provided a surface emitting semiconductor laser having a wide range of material selection and excellent versatility, and a method of manufacturing the surface emitting semiconductor laser.

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

【図1】本発明の実施例に係る面発光型半導体レーザの
模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の面発光型半導体レーザの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the surface emitting semiconductor laser of FIG. 1;

【図3】図1の面発光型半導体レーザの上面図である。FIG. 3 is a top view of the surface emitting semiconductor laser of FIG. 1;

【図4】本発明の実施例に係る面発光型半導体レーザの
製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaN基板 2 n側電極 3 下部半導体多層反射鏡 4 n型GaN下部スペーサ層 5 活性層 6 p型GaN上部スペーサ層 7 p型GaN選択成長スペーサ層 8 上部半導体多層膜反射鏡 9 p側電極 10 電流狭窄層 11 開口 Reference Signs List 1 n-type GaN substrate 2 n-side electrode 3 lower semiconductor multilayer reflector 4 n-type GaN lower spacer layer 5 active layer 6 p-type GaN upper spacer layer 7 p-type GaN selective growth spacer layer 8 upper semiconductor multilayer reflector 9 p-side Electrode 10 Current confinement layer 11 Opening

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層を挟んで上下のスペーサ層が形成
され、該上下のスペーサ層を挟んで上下の多層反射膜が
形成されてなる面発光型半導体レーザにおいて、 前記上下のスペーサ層の一方もしくは双方に形成された
電流狭窄層を含み、 該電流狭窄層は誘電体材料により構成されてなり、前記
電流狭窄層よりも後に形成されるスペーサ層は、前記電
流狭窄層の開口部より選択成長されてなることを特徴と
する面発光型半導体レーザ。
1. A surface-emitting type semiconductor laser comprising upper and lower spacer layers formed with an active layer interposed therebetween, and upper and lower multilayer reflection films formed with the upper and lower spacer layers interposed therebetween, wherein one of the upper and lower spacer layers is provided. Alternatively, the current confinement layer includes a current confinement layer formed on both of them. The current confinement layer is made of a dielectric material, and a spacer layer formed after the current confinement layer is selectively grown from an opening of the current confinement layer. A surface-emitting type semiconductor laser, comprising:
【請求項2】 前記電流狭窄層が、二酸化珪素を主たる
成分とする誘電体より構成されてなることを特徴とする
請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。
2. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein said current confinement layer is made of a dielectric containing silicon dioxide as a main component.
【請求項3】 前記電流狭窄層が、窒化珪素を主たる成
分とする誘電体より構成されてなることを特徴とする請
求項1に記載の面発光型半導体レーザ。
3. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 1, wherein the current confinement layer is made of a dielectric containing silicon nitride as a main component.
【請求項4】 前記活性層および前記スペーサ層が、少
なくとも窒化ガリウムを組成に含んでなることを特徴と
する請求項1から3までのいずれか一項に記載の面発光
型半導体レーザ。
4. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the active layer and the spacer layer include at least gallium nitride in the composition.
【請求項5】 前記活性層および前記スペーサ層が、少
なくともガリウム砒素を組成に含んでなることを特徴と
する請求項1から3までのいずれか一項に記載の面発光
型半導体レーザ。
5. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the active layer and the spacer layer include at least gallium arsenide in the composition.
【請求項6】 基板上に、下部多層反射膜、下部スペー
サ層、活性層、上部スペーサ層、上部多層反射膜を順次
積層形成する面発光型半導体レーザの製造方法におい
て、 前記下部スペーサ層及び/又は前記上部スペーサ層の上
に、誘電体材料からなる薄膜を形成する誘電体薄膜形成
工程と、 該誘電体薄膜に開口を形成するエッチング工程と、 該開口部から選択成長スペーサ層を、前記誘電体薄膜上
の少なくとも共振器の反射特性および導波特性を維持す
るのに必要な領域に、選択成長させる選択成長工程とを
含み、 前記電流狭窄層を、前記誘電体材料により構成したこと
を特徴とする面発光型半導体レーザの製造方法。
6. A method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser in which a lower multilayer reflective film, a lower spacer layer, an active layer, an upper spacer layer, and an upper multilayer reflective film are sequentially formed on a substrate. Alternatively, a dielectric thin film forming step of forming a thin film made of a dielectric material on the upper spacer layer; an etching step of forming an opening in the dielectric thin film; A selective growth step of performing selective growth on at least a region on the body thin film necessary to maintain the reflection characteristics and the waveguide characteristics of the resonator, wherein the current confinement layer is made of the dielectric material. A method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser.
JP10283094A 1998-10-05 1998-10-05 Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method Pending JP2000114657A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10283094A JP2000114657A (en) 1998-10-05 1998-10-05 Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10283094A JP2000114657A (en) 1998-10-05 1998-10-05 Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000114657A true JP2000114657A (en) 2000-04-21

Family

ID=17661148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10283094A Pending JP2000114657A (en) 1998-10-05 1998-10-05 Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000114657A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000252584A (en) * 1999-02-02 2000-09-14 Agilent Technol Inc Semiconductor laser and its manufacture

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888435A (en) * 1994-09-20 1996-04-02 Fujitsu Ltd Semiconductor laser
JPH10308558A (en) * 1997-05-07 1998-11-17 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser element and its manufacture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888435A (en) * 1994-09-20 1996-04-02 Fujitsu Ltd Semiconductor laser
JPH10308558A (en) * 1997-05-07 1998-11-17 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser element and its manufacture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000252584A (en) * 1999-02-02 2000-09-14 Agilent Technol Inc Semiconductor laser and its manufacture
JP4673951B2 (en) * 1999-02-02 2011-04-20 アバゴ・テクノロジーズ・ファイバー・アイピー(シンガポール)プライベート・リミテッド Semiconductor laser and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3713100B2 (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP4313628B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP4141172B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device manufacturing method, surface emitting semiconductor laser device, and optical transmission system
US7170108B2 (en) Semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same
JP2000058981A (en) Gallium nitride based semiconductor light emitting element and fabrication thereof
JP2003163417A (en) Semiconductor light emitting element and method of manufacturing the same
JP4876428B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2004146527A (en) Semiconductor laser element and method of manufacturing the same
US8183649B2 (en) Buried aperture nitride light-emitting device
JP4385590B2 (en) Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2003031894A (en) Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2000022282A (en) Surface light-emitting-type light-emitting device and its manufacture
JP4049585B2 (en) Surface emitting laser element, surface emitting laser array, optical interconnection system, and optical communication system
JP2000114657A (en) Surface light emitting type semiconductor laser, and manufacturing method
Miyamoto et al. Surface emitting lasers grown by chemical beam epitaxy
JPH0888435A (en) Semiconductor laser
JP3501676B2 (en) Method for manufacturing semiconductor laser device
JP2002043692A (en) Semiconductor laser and its manufacturing method
JPH0846283A (en) Manufacture of semiconductor laser
JPH11121865A (en) Surface emission laser and its manufacture
JPH06338657A (en) Semiconductor laser and its manufacture
JPH0511677B2 (en)
JPH1168226A (en) Semiconductor laser element and manufacture thereof
JP3358197B2 (en) Semiconductor laser
JPH11112086A (en) Embedded type surface emitting laser and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060620