JP2000138414A - Manufacture of surface emission laser array - Google Patents

Manufacture of surface emission laser array

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JP2000138414A
JP2000138414A JP10313413A JP31341398A JP2000138414A JP 2000138414 A JP2000138414 A JP 2000138414A JP 10313413 A JP10313413 A JP 10313413A JP 31341398 A JP31341398 A JP 31341398A JP 2000138414 A JP2000138414 A JP 2000138414A
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JP
Japan
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layer
compound semiconductor
type
mesa
containing compound
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JP10313413A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Uchiyama
誠治 内山
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a surface emission laser array have a current constricting layer and an insulating layer both of which are free from characteristic variations in a surface emission laser array with high productivity. SOLUTION: After a first Al-containing compound semiconductor layer 20, an n-type contact layer 4, reflecting mirror layer structures 6 and 14, clad layers 8 and 12, an active layer 10, a second Al-containing compound semiconductor layer 2, and a p-type contact layer 16 are laminated upon a substrate 2, first mesa junction A extending to the boundary between the reflecting mirror layer structure 6 and contact layer 4 or to the surface of the contact layer 4 is formed from the contact layer 16 toward the lower layers, and a current constricting layer 22a having an unoxidized layer in its core section is formed by oxidizing the second Al-containing compound semiconductor layer 22 toward the core section from its sides and ends. Then second mesa junction B extending the boundary between the first Al-containing compound semiconductor layer 20 and substrate 2 or to the surface of the substrate 2 are formed from the contact layer 4 toward the lower layers, and the semiconductor layer 20 is converted into an insulating layer 20a by oxidizing the layer 20.

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】本発明は光並列通信や光イン
ターコネクション用の光源に使用する面発光レーザアレ
イの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a surface emitting laser array used as a light source for optical parallel communication and optical interconnection.

【0002】[0002]

【従来の技術】それぞれ独立に駆動可能なレーザを多数
並べた半導体レーザアレイは、近年、光並列通信や光イ
ンターコネクション用光源として用いられている。特
に、面発光レーザアレイは、1次元アレイや2次元アレ
イの形成を容易に行うことができるため、これらの光源
への応用が期待されている。この面発光レーザアレイは
複数のレーザ素子から成り、各レーザ素子は、共通基板
上に各種の半導体をエピタキシャル成長させてそれらの
膜を積層し、形成された全体の積層構造に対し、下層へ
向かうエッチングを行ってメサを形成することにより製
造される。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor laser array in which a large number of independently drivable lasers are arranged has been used as a light source for optical parallel communication and optical interconnection. In particular, since the surface emitting laser array can easily form a one-dimensional array or a two-dimensional array, application to these light sources is expected. This surface emitting laser array is composed of a plurality of laser elements, and each laser element is formed by epitaxially growing various semiconductors on a common substrate and stacking those films, and etching toward the lower layer with respect to the entire stacked structure formed. To form a mesa.

【0003】ここで、各レーザ素子の駆動回路としてI
C回路が用いられているが、IC回路はマイナス側がド
ライバになっている関係から、各レーザ素子のn型電極
をIC回路の駆動端子に接続し、p型電極をそれぞれ同
電位にとっている。ところで、例えばGaAs半導体レ
ーザの基板には、n型GaAs化合物半導体が用いられ
ているため、このn型基板を共通基板にしたアレイの場
合、当該n型基板を通じて各レーザ素子の駆動電流が他
のレーザ素子に漏れて、電気的なクロストークが生じる
という問題がある。
Here, a driving circuit for each laser element is I
Although the C circuit is used, the n-type electrode of each laser element is connected to the drive terminal of the IC circuit and the p-type electrode is kept at the same potential because the IC circuit has a driver on the minus side. By the way, for example, an n-type GaAs compound semiconductor is used for a substrate of a GaAs semiconductor laser. Therefore, in the case of an array in which the n-type substrate is used as a common substrate, the driving current of each laser element is changed to another through the n-type substrate. There is a problem that electric crosstalk occurs due to leakage into the laser element.

【0004】そこで、p型GaAs化合物半導体を基板
に用いることが提案されているが、p型基板は従来のn
型基板に比べてコストが3〜4倍高いだけでなく、エッ
チピット密度が高いという難点がある。また、p型ドー
パントであるZnの活性化率が低いため、結晶のエピタ
キシャル成長の過程で、形成されるエピタキシャル成長
層にZnが拡散し、素子特性を低下させる可能性があ
る。
Therefore, it has been proposed to use a p-type GaAs compound semiconductor for the substrate.
Not only is the cost three to four times higher than the mold substrate, but also the etch pit density is high. Further, since the activation rate of Zn, which is a p-type dopant, is low, Zn may diffuse into an epitaxially grown layer to be formed in the course of epitaxial growth of a crystal, thereby deteriorating device characteristics.

【0005】一方で、n型基板に代えて半絶縁性基板を
用いる技術も提案されているが、絶縁性を与えるために
結晶中に付加された欠陥がレーザの信頼性を低下させる
おそれがある。このようなことから、n型基板とレーザ
素子の間に絶縁層を形成させてクロストークを防止させ
る技術が提案されている(J-H.Sin et al., IEEE Photo
n. Technol. Lett., Vol.10, No.6, p.754, 1998)。こ
の先行技術に提案されているレーザ素子は、GaAs基
板の上に、AlGaAs−Alxyから成るDBRミラ
ーと、活性層と、電流狭窄層と、AlGaAs−Alx
yから成る別のDBRミラーがこの順序で積層されて
いるメサを有するものである。そして、この層構造は、
AlGaAs−AlAsから成るDBRミラーの前駆体
層、活性層、AlAsで構成される電流狭窄層の前駆体
層、およびAlGaAs−AlAsから成る別のDBR
ミラーの前駆体層がこの順序で積層されているメサをG
aAs基板上に形成したのち、水蒸気雰囲気中で酸化処
理を行って上記したAlAsを酸化することによって形
成されている。
On the other hand, a technique using a semi-insulating substrate in place of the n-type substrate has been proposed, but a defect added in the crystal to provide insulation may reduce the reliability of the laser. . For this reason, a technique for preventing crosstalk by forming an insulating layer between an n-type substrate and a laser element has been proposed (JH. Sin et al., IEEE Photo
n. Technol. Lett., Vol. 10, No. 6, p. 754, 1998). Laser device proposed in this prior art, on the GaAs substrate, and the DBR mirror made of AlGaAs-Al x O y, an active layer, a current confinement layer, AlGaAs-Al x
Another DBR mirror of O y has mesas stacked in this order. And this layer structure,
A precursor layer of a DBR mirror composed of AlGaAs-AlAs, an active layer, a precursor layer of a current confinement layer composed of AlAs, and another DBR composed of AlGaAs-AlAs;
The mesas having the mirror precursor layers stacked in this order are denoted by G
After being formed on an aAs substrate, it is formed by oxidizing AlAs by performing an oxidation treatment in a steam atmosphere.

【0006】すなわち、DBRミラーの前駆体層におけ
るAlAs層と電流狭窄層の前駆体層におけるAlAs
層の両者に対し、1度の酸化処理で前者は全て酸化して
基板との間の絶縁層にし、後者は部分的に酸化して電流
狭窄層としているのである。この先行技術は、含Al化
合物半導体におけるAl組成比が変化するとその半導体
の酸化速度が変化するという特性を利用するものであ
り、前記したAlAs層におけるAl組成比をDBRミ
ラー前駆体層と電流狭窄層の前駆体層とでそれぞれ変化
させることによって、1度の酸化処理で絶縁層と電流狭
窄層を同時に形成しているのである。
That is, the AlAs layer in the precursor layer of the DBR mirror and the AlAs layer in the precursor layer of the current confinement layer.
The former is entirely oxidized into an insulating layer between the substrate and the substrate in a single oxidation treatment, and the latter is partially oxidized into a current confinement layer. This prior art utilizes the characteristic that when the Al composition ratio in an Al-containing compound semiconductor changes, the oxidation rate of the semiconductor changes, and the Al composition ratio in the AlAs layer is set to a value between the DBR mirror precursor layer and the current confinement. The insulating layer and the current confinement layer are formed at the same time by a single oxidation treatment by changing each of the layer and the precursor layer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た先行技術には次のような問題がある。まず、第1の問
題は、先行技術の場合、AlAs層のAl組成比を適切
に制御してはじめて、1度の酸化処理で絶縁層と電流狭
窄層の形成が可能となるため、前記した前駆体層の形成
時に絶縁層用のAl組成比と電流狭窄層用のAl組成比
を変えてそれぞれの前駆体を形成しなければならず、そ
の結果、生産性は悪くなるとともに、特性のばらつきが
発生することもあるという問題である。
However, the above prior art has the following problems. First, the first problem is that, in the case of the prior art, the insulating layer and the current confinement layer can be formed by one oxidation treatment only when the Al composition ratio of the AlAs layer is appropriately controlled. When forming the body layer, it is necessary to form the respective precursors by changing the Al composition ratio for the insulating layer and the Al composition ratio for the current confinement layer. As a result, the productivity is deteriorated, and the characteristic variation is caused. This is a problem that may occur.

【0008】第2の問題は、近時検討されている多段メ
サ構造のレーザ素子の製造が困難であるということであ
る。これは、レーザ素子の製造過程で前記した前駆構造
から成るメサを形成したのち長時間大気中に曝しておく
と、当該メサのAlAs層やAlGaAs層の大気と触
れる箇所に酸化膜が形成されるが、このような状態にな
ったメサに前記した水蒸気酸化を行ってもそれ以上の酸
化が進まず、設計目的の絶縁層と電流狭窄層を形成する
ことができないからである。
A second problem is that it is difficult to manufacture a laser device having a multi-stage mesa structure which has been studied recently. This is because if a mesa having the above-described precursor structure is formed in the manufacturing process of the laser element and then exposed to the air for a long time, an oxide film is formed at a portion of the mesa where the AlAs layer or the AlGaAs layer comes into contact with the air. However, even if the above-described steam oxidation is performed on the mesa in such a state, the oxidation does not proceed further, and the insulating layer and the current confinement layer for the purpose of design cannot be formed.

【0009】本発明は、前記先行技術における問題を解
決し、絶縁層と電流狭窄層の形成に用いる含Al化合物
半導体のAl組成比が任意であってよいため、その生産
性が高く、また多段メサの形成が可能である面発光レー
ザ素子が同一基板上に複数個集積されている面発光レー
ザアレイの製造方法の提供を目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art. Since the Al composition ratio of the Al-containing compound semiconductor used for forming the insulating layer and the current confinement layer may be arbitrary, the productivity is high, and the multi-stage structure is improved. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a surface emitting laser array in which a plurality of surface emitting laser elements capable of forming mesas are integrated on the same substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1記載の本発明においては、n型半導体
から成る共通基板上に少なくとも1個の面発光レーザ素
子を形成して成る面発光レーザアレイの製造方法であっ
て、前記面発光レーザ素子は、n型半導体から成る共通
基板上に、少なくとも、第1の含Al化合物半導体層、
n型化合物半導体から成るコンタクト層、第1の反射鏡
層構造、n型化合物半導体から成る下部クラッド層、活
性層、p型化合物半導体から成る上部クラッド層、第2
の含Al化合物半導体層、第2の反射鏡層構造、及びp
型化合物半導体から成るコンタクト層をこの順序で積層
し、前記p型化合物半導体から成るコンタクト層から下
層に向かって、前記第1の反射鏡層構造と前記n型化合
物半導体から成るコンタクト層の界面または前記n型化
合物半導体から成るコンタクト層の表層に至るまでの深
さのエッチングを行って、第1のメサを形成し、前記第
1のメサに1回目の酸化処理を施し、前記第2の含Al
化合物半導体層をその側端から芯部に向かって酸化させ
該芯部に未酸化の含Al化合物半導体層が残存した電流
狭窄層を形成し、更に、前記n型化合物半導体から成る
コンタクト層から下層に向かって、前記第1の含Al化
合物半導体層とn型半導体から成る共通基板の界面また
はn型半導体から成る共通基板の表層に至るまでの深さ
のエッチングを行って、その側端が前記第1のメサの側
端より外側に位置する第2のメサを形成したのち、2回
目の酸化処理を施し、前記第2のメサにおける前記第1
の含Al化合物半導体層のみを全て酸化させて絶縁層に
転化し、前記n型化合物半導体コンタクト層及び前記p
型化合物半導体コンタクト層にそれぞれn型電極及びp
型電極を形成して製造されることを特徴とする面発光レ
ーザアレイの製造方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, at least one surface emitting laser element is formed on a common substrate made of an n-type semiconductor. A method for manufacturing a surface-emitting laser array, wherein the surface-emitting laser element includes at least a first Al-containing compound semiconductor layer on a common substrate made of an n-type semiconductor;
a contact layer made of an n-type compound semiconductor, a first reflecting mirror layer structure, a lower clad layer made of an n-type compound semiconductor, an active layer, an upper clad layer made of a p-type compound semiconductor, a second
Al-containing compound semiconductor layer, second reflector layer structure, and p
A contact layer made of a p-type compound semiconductor is stacked in this order, and an interface between the first reflecting mirror layer structure and the contact layer made of the n-type compound semiconductor or The first mesa is formed by etching to the depth of the surface of the contact layer made of the n-type compound semiconductor, the first mesa is subjected to a first oxidation treatment, and the second mesa is formed. Al
The compound semiconductor layer is oxidized from its side end toward the core to form a current confinement layer in which the unoxidized Al-containing compound semiconductor layer remains on the core, and further comprises a lower layer from the contact layer made of the n-type compound semiconductor. Toward the interface between the first Al-containing compound semiconductor layer and the common substrate made of the n-type semiconductor or the surface layer of the common substrate made of the n-type semiconductor. After forming a second mesa located outside the side end of the first mesa, a second oxidizing process is performed, and the first mesa in the second mesa is formed.
Is completely oxidized and converted into an insulating layer, and the n-type compound semiconductor contact layer and the p-type
N-type electrode and p-type
The present invention provides a method for manufacturing a surface emitting laser array, which is manufactured by forming a mold electrode.

【0011】また、請求項2記載の本発明においては、
前記面発光レーザ素子は、n型半導体から成る共通基板
上に、少なくとも、第1の含Al化合物半導体層、p型
化合物半導体から成るコンタクト層、第1の反射鏡層構
造、第2の含Al化合物半導体層、p型化合物半導体か
ら成る下部クラッド層、活性層、n型化合物半導体から
成る上部クラッド層、第2の反射鏡層構造、及びn型化
合物半導体から成るコンタクト層をこの順序で積層し、
前記n型化合物半導体から成るコンタクト層から下層に
向かって、前記第1の反射鏡層構造と前記p型化合物半
導体から成るコンタクト層の界面または前記p型化合物
半導体から成るコンタクト層の表層に至るまでの深さの
エッチングを行って、第1のメサを形成し、前記第1の
メサに1回目の酸化処理を施し、前記第2の含Al化合
物半導体層をその側端から芯部に向かって酸化させ該芯
部に未酸化の含Al化合物半導体層が残存した電流狭窄
層を形成し、更に、前記p型化合物半導体から成るコン
タクト層から下層に向かって、前記第1の含Al化合物
半導体層とn型半導体から成る共通基板の界面またはn
型半導体から成る共通基板の表層に至るまでの深さのエ
ッチングを行って、その側端が前記第1のメサの側端よ
り外側に位置する第2のメサを形成したのち、2回目の
酸化処理を施し、前記第2のメサにおける前記第1の含
Al化合物半導体層のみを全て酸化させて絶縁層に転化
し、前記n型化合物半導体コンタクト層及び前記p型化
合物半導体コンタクト層にそれぞれn型電極及びp型電
極を形成して製造されることを特徴とする面発光レーザ
アレイの製造方法が提供される。
Further, in the present invention according to claim 2,
The surface-emitting laser device includes at least a first Al-containing compound semiconductor layer, a p-type compound semiconductor contact layer, a first reflector layer structure, and a second Al-containing semiconductor layer on a common substrate made of an n-type semiconductor. A compound semiconductor layer, a lower cladding layer made of a p-type compound semiconductor, an active layer, an upper cladding layer made of an n-type compound semiconductor, a second reflector layer structure, and a contact layer made of an n-type compound semiconductor are laminated in this order. ,
From the contact layer made of the n-type compound semiconductor to the lower layer, to the interface between the first reflector layer structure and the contact layer made of the p-type compound semiconductor or to the surface layer of the contact layer made of the p-type compound semiconductor To form a first mesa, perform a first oxidation treatment on the first mesa, and move the second Al-containing compound semiconductor layer from a side end thereof toward a core portion. Oxidation forms a current constriction layer in which an unoxidized Al-containing compound semiconductor layer remains on the core, and further, from the contact layer made of the p-type compound semiconductor to the lower layer, the first Al-containing compound semiconductor layer Of a common substrate made of n-type semiconductor and n
Etching is performed to a depth of the surface layer of the common substrate made of the mold semiconductor to form a second mesa whose side end is located outside the side end of the first mesa, and then a second oxidation is performed. A process is performed, and only the first Al-containing compound semiconductor layer in the second mesa is oxidized and converted into an insulating layer, and the n-type compound semiconductor contact layer and the p-type compound semiconductor contact layer are respectively n-type. There is provided a method for manufacturing a surface emitting laser array, which is manufactured by forming an electrode and a p-type electrode.

【0012】好ましくは、請求項3記載の発明のよう
に、前記n型半導体及び前記化合物半導体はGaAsで
あり、前記第1の含Al化合物半導体層及び第2の含A
l化合物半導体層はAlAs層またはAlGaAs層か
ら成り、前記第1の反射鏡層構造及び第2の反射鏡層構
造はGaAs層とAlGaAs層の多層膜から成ること
を特徴とする面発光レーザアレイの製造方法が提供され
る。
It is preferable that the n-type semiconductor and the compound semiconductor are GaAs, and the first Al-containing compound semiconductor layer and the second A-containing compound semiconductor layer are GaAs.
1. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the compound semiconductor layer comprises an AlAs layer or an AlGaAs layer, and the first reflecting mirror layer structure and the second reflecting mirror layer structure comprise a multilayer film of a GaAs layer and an AlGaAs layer. A manufacturing method is provided.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、1回目の酸化処理によって形成さ
れた電流狭窄層の側端表面に大気中での酸化によって保
護膜が形成されるので、2回目の酸化処理を行って絶縁
層を形成させる際に電流狭窄層の内部がそれ以上酸化さ
れず、絶縁層と電流狭窄層を別々に形成することが可能
となって、レーザの特性の安定や製造歩留りの向上が図
られる。
According to the present invention, since the protective film is formed on the side surface of the current constriction layer formed by the first oxidation treatment by oxidation in the air, the second oxidation treatment is performed to form the insulating layer. In this case, the inside of the current confinement layer is not further oxidized, so that the insulating layer and the current confinement layer can be formed separately, thereby stabilizing the characteristics of the laser and improving the production yield.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明は、一旦、含Al化合物半
導体層に酸化処理を施すと、酸化領域の大気と接触する
箇所には保護膜が形成され、次に水蒸気酸化を行っても
その層の内部に向かってはそれ以上酸化が進行しない、
という新たな知見に基づいて開発されたものであって、
具体的には、2回の酸化処理によって絶縁層と電流狭窄
層を形成する方法である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, once an oxidation treatment is performed on an Al-containing compound semiconductor layer, a protective film is formed in a portion of the oxidized region which comes into contact with the atmosphere, and the protective film is formed even after steam oxidation is performed. No further oxidation proceeds towards the inside of the layer,
It was developed based on the new knowledge that
Specifically, this is a method of forming an insulating layer and a current confinement layer by two oxidation treatments.

【0015】以下、本発明の面発光レーザアレイの製造
方法を工程図1に基づいて説明する。まず、エピタキシ
ャル成長法によって、図1(a)に示すように、n型半
導体から成る共通基板2上に、第1の含Al化合物半導
体層20、n型化合物半導体から成るコンタクト層4、
第1の反射鏡層構造6、n型化合物半導体から成る下部
クラッド層8、活性層10、p型化合物半導体から成る
上部クラッド層12、第2の含Al化合物半導体層2
2、第2の反射鏡層構造14、p型化合物半導体から成
るコンタクト層16をこの順序で積層する。
Hereinafter, a method of manufacturing a surface emitting laser array according to the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, a first Al-containing compound semiconductor layer 20 and a contact layer 4 made of an n-type compound semiconductor are formed on a common substrate 2 made of an n-type semiconductor by an epitaxial growth method.
First reflector layer structure 6, lower cladding layer 8 made of n-type compound semiconductor, active layer 10, upper cladding layer 12 made of p-type compound semiconductor, second Al-containing compound semiconductor layer 2
2. A second reflector layer structure 14 and a contact layer 16 made of a p-type compound semiconductor are laminated in this order.

【0016】n型半導体基板2としては、GaAs等の
GaAs系化合物半導体の他、InP等のInP系化合
物半導体を用いることができる。n型ドーパントとして
は、例えば、Si,Ge、Sn、Se等をあげることが
できる。なお、基板2の上面には、図示しないバッファ
層を形成してもよい。このバッファ層は、その上に各種
の膜をエピタキシャル形成させる際に、結晶配列の不整
合を防止するものであり、基板2と同一種類の半導体を
用いて形成すればよい。
As the n-type semiconductor substrate 2, an InP-based compound semiconductor such as InP can be used in addition to a GaAs-based compound semiconductor such as GaAs. Examples of the n-type dopant include Si, Ge, Sn, Se, and the like. Note that a buffer layer (not shown) may be formed on the upper surface of the substrate 2. The buffer layer is for preventing crystal arrangement mismatch when various films are epitaxially formed thereon, and may be formed using the same kind of semiconductor as the substrate 2.

【0017】第1の含Al化合物半導体層20は、後述
する2回目の酸化処理によってAl酸化物を主体とする
絶縁層に転化して、基板2と後述するレーザ素子との電
気的絶縁を実現するための層であって、例えば、AlA
s層やAlGaAs層で形成されている。n型化合物半
導体から成るコンタクト層4、及びp型化合物半導体か
ら成るコンタクト層16は、後述するようにしてこれら
の上面に形成される電極との間でオーミックコンタクト
を実現するための層である。これらは、例えば、GaA
s半導体に上述のn型ドーパントをドープしてn型とし
たもの(コンタクト層4の場合)や、Zn、Cd、B
e、Mg等のp型ドーパントをドープしてp型としたも
の(コンタクト層16の場合)を用いることができる。
The first Al-containing compound semiconductor layer 20 is converted into an insulating layer mainly composed of Al oxide by a second oxidation treatment described later, thereby realizing electrical insulation between the substrate 2 and a laser element described later. Layer, for example, AlA
It is formed of an s layer or an AlGaAs layer. The contact layer 4 made of an n-type compound semiconductor and the contact layer 16 made of a p-type compound semiconductor are layers for realizing an ohmic contact with an electrode formed on an upper surface thereof as described later. These are, for example, GaAs
The s-semiconductor is doped with the above-mentioned n-type dopant to make it n-type (in the case of the contact layer 4), Zn, Cd, B
e, a p-type dopant doped with a p-type dopant such as Mg (in the case of the contact layer 16) can be used.

【0018】第1の反射鏡層構造6及び第2の反射鏡層
構造14は、レーザ反射鏡となって共振器を構成し、レ
ーザ発振時のしきい値電流を低減させるものであり、例
えば、GaAs層とAlGaAs層を交互に積層した半
導体多層膜で形成されている。この場合、レーザの極性
に応じてn型又はp型半導体とするのが好ましく、例え
ば、図1のレーザ構造の場合には、第1の反射鏡層構造
6をn型に、第2の反射鏡層構造14をp型にすればよ
い。また、半導体多層膜に代えて、誘電体多層膜や金属
薄膜で形成してもよい。
The first reflecting mirror layer structure 6 and the second reflecting mirror layer structure 14 constitute a resonator as a laser reflecting mirror and reduce a threshold current at the time of laser oscillation. , And a semiconductor multilayer film in which GaAs layers and AlGaAs layers are alternately stacked. In this case, it is preferable to use an n-type or a p-type semiconductor according to the polarity of the laser. For example, in the case of the laser structure shown in FIG. The mirror layer structure 14 may be p-type. Further, instead of the semiconductor multilayer film, a dielectric multilayer film or a metal thin film may be used.

【0019】n型化合物半導体から成る下部クラッド層
8、活性層10、及びp型化合物半導体から成る上部ク
ラッド層12はダブルヘテロ構造を構成し、クラッド層
8,12よりバンドギャップが小さく屈折率が大きい活
性層10に電子や光が閉じ込められ、高効率でレーザ発
振が行われる。クラッド層8,12、及び活性層10と
しては、例えばGaAs半導体を用いればよい。また、
クラッド層8,12には、例えば少量のAlをドープし
て、活性層10に比べてバンドギャップを大きくすれば
よい。
The lower cladding layer 8 made of an n-type compound semiconductor, the active layer 10, and the upper cladding layer 12 made of a p-type compound semiconductor constitute a double hetero structure, and have a smaller band gap and a lower refractive index than the cladding layers 8, 12. Electrons and light are confined in the large active layer 10, and laser oscillation is performed with high efficiency. As the cladding layers 8 and 12 and the active layer 10, for example, a GaAs semiconductor may be used. Also,
The cladding layers 8 and 12 may be doped with, for example, a small amount of Al to increase the band gap as compared with the active layer 10.

【0020】第2の含Al化合物半導体層22は、後述
する1回目の酸化処理によって、側端から芯部に向かう
ある領域がAl酸化物を主体とする絶縁層に転化し、芯
部には未酸化の含Al化合物半導体層が残存した電流狭
窄層22aとなる。第2の含Al化合物半導体層22
は、第1の含Al化合物半導体層20の場合と同様にA
lAs層やAlGaAs層で形成されている。
In the second Al-containing compound semiconductor layer 22, a certain region from the side end toward the core is converted into an insulating layer mainly composed of Al oxide by a first oxidation treatment described later, and the core has a core. The current constriction layer 22a in which the unoxidized Al-containing compound semiconductor layer remains. Second Al-containing compound semiconductor layer 22
Is the same as in the case of the first Al-containing compound semiconductor layer 20.
It is formed of an lAs layer or an AlGaAs layer.

【0021】上記各層は、例えば、有機金属による分子
線エピタキシ法(MBE)や、有機金属を用いた化学気
相蒸着法(MOCVD)によって形成させればよい。次
に、第1のメサを形成する手順について説明する。ま
ず、p型化合物半導体から成るコンタクト層16の表面
にレジストを塗布し、例えばフォトリソグラフィによっ
て、目的とするメサの断面形状と同一形状をしたレジス
トパターン50を形成する(図1(a))。
The above layers may be formed by, for example, molecular beam epitaxy (MBE) using an organic metal or chemical vapor deposition (MOCVD) using an organic metal. Next, a procedure for forming the first mesa will be described. First, a resist is applied to the surface of the contact layer 16 made of a p-type compound semiconductor, and a resist pattern 50 having the same cross-sectional shape as a target mesa is formed by, for example, photolithography (FIG. 1A).

【0022】そして、このレジストパターン50をマス
クにして、コンタクト層16から下層に向かい、第1の
反射鏡層構造6とn型化合物半導体から成るコンタクト
層4の界面、またはコンタクト層4の表層に至るまでの
深さの部分を選択的にエッチング除去して、第1のメサ
Aを形成する(図1(b))。エッチングとしては、例
えばプラズマエッチングや反応性イオンエッチング等の
ドライエッチングを行うことができる。
Then, using this resist pattern 50 as a mask, from the contact layer 16 toward the lower layer, an interface between the first reflecting mirror layer structure 6 and the contact layer 4 made of an n-type compound semiconductor or a surface layer of the contact layer 4 is formed. The first mesa A is formed by selectively etching away the portion up to the depth (FIG. 1B). As the etching, for example, dry etching such as plasma etching or reactive ion etching can be performed.

【0023】なお、図1(b)においては、第1の反射
鏡層構造6とn型化合物半導体から成るコンタクト層4
の界面までエッチングを行っている態様を例示している
が、このような例に限定されず、要は、n型コンタクト
層4の表面が表出するようにエッチングを行えばよい。
また、図示第1のメサAは円柱状に形成されているが、
メサ形状はこれに制限されることはなく、例えば、四角
柱や三角柱としてもよい。さらに共通基板2上に形成す
るメサAの個数もある特定の個数に限定されるものでは
ない。
In FIG. 1B, a first reflecting mirror layer structure 6 and a contact layer 4 made of an n-type compound semiconductor are shown.
Although the embodiment in which the etching is performed up to the interface is illustrated, the invention is not limited to such an example. In short, the etching may be performed so that the surface of the n-type contact layer 4 is exposed.
Although the illustrated first mesa A is formed in a columnar shape,
The mesa shape is not limited to this, and may be, for example, a square pillar or a triangular pillar. Further, the number of mesas A formed on the common substrate 2 is not limited to a specific number.

【0024】図1(b)で示したメサAが形成されたの
ち、次に、1回目の酸化処理が行われる。含Al化合物
半導体層に酸化処理を施すと、層中のAlは側端から芯
部に向かって絶縁性を有する酸化物(例えばAlOx
に変化することが知られているが、この酸化反応は酸素
ポテンシャルの影響を受け、例えば水蒸気酸化の場合、
水蒸気の露点、温度、及び処理時間等を変えることによ
って、酸化の速度や酸化の度合いを変化させることがで
きる。
After the formation of the mesa A shown in FIG. 1B, a first oxidation treatment is performed. When an oxidation treatment is performed on the Al-containing compound semiconductor layer, Al in the layer becomes an oxide having an insulating property (for example, AlO x ) from the side end toward the core.
It is known that this oxidation reaction is affected by the oxygen potential, for example, in the case of steam oxidation,
By changing the dew point of steam, the temperature, the treatment time, and the like, the rate of oxidation and the degree of oxidation can be changed.

【0025】従って、この1回目の酸化処理により、第
1のメサAの積層構造のうち、第2の含Al化合物半導
体層22のみがその側端から芯部に向かって酸化され
る。しかし、コンタクト層4の下に位置している第2の
含Al化合物半導体層20は酸化されることがない。こ
のとき、酸化処理の条件を選択することにより、第2の
含Al化合物半導体層22における芯部を未酸化状態で
残存せしめることにより電流狭窄層が形成される。
Therefore, in the first oxidation treatment, only the second Al-containing compound semiconductor layer 22 of the first mesa A laminated structure is oxidized from its side end toward the core. However, the second Al-containing compound semiconductor layer 20 located below the contact layer 4 is not oxidized. At this time, the current constriction layer is formed by selecting the condition of the oxidation treatment so that the core portion of the second Al-containing compound semiconductor layer 22 remains in an unoxidized state.

【0026】酸化処理としては、上述のように、例えば
水蒸気酸化が好適である。図2は、このようにして形成
された電流狭窄層22aの一例を示す模式図であり、含
Al化合物半導体層25が中央に残存し、その外側には
これと同心に酸化領域である絶縁層部分27が円柱状に
形成され、電流iは含Al化合物半導体層25に集中し
て流れている。
As described above, for example, steam oxidation is preferable as the oxidation treatment. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the current confinement layer 22a formed in this manner. The Al-containing compound semiconductor layer 25 remains at the center, and the insulating layer which is an oxide region concentric with the Al-containing compound semiconductor layer 25 is located outside. The portion 27 is formed in a columnar shape, and the current i flows intensively in the Al-containing compound semiconductor layer 25.

【0027】このようにして、電流狭窄層を形成したの
ち、次に、第2のメサBを形成する。まず、第1のメサ
Aの表面、及びn型化合物半導体から成るコンタクト層
4の表面にレジストを塗布し、n型コンタクト層4表面
のレジストに、第1のメサAより外形が大きい第1のメ
サAを囲むレジストパターン52を形成する(図1
(b))。
After forming the current confinement layer in this manner, next, the second mesa B is formed. First, a resist is applied to the surface of the first mesa A and the surface of the contact layer 4 made of the n-type compound semiconductor, and the first outer surface of the resist on the surface of the n-type contact layer 4 is larger than the first mesa A. A resist pattern 52 surrounding the mesa A is formed (FIG. 1)
(B)).

【0028】そして、そのレジストパターン52をマス
クにして、コンタクト層4から下層に向かい、第1の含
Al化合物半導体層20とn型半導体から成る共通基板
2の界面、または基板2の表層に至るまでの深さのエッ
チングを行い、第2のメサBを形成する(図1
(c))。なお、図1(c)においては、基板2の表層
までエッチングを行っている態様を例示しているが、こ
のような例に限定されず、要は、基板2の表面が表出す
るようにエッチングを行えばよい。また、図1(c)に
おいて第2のメサBは第1のメサAと同心に円柱状に形
成されているが、これらの態様に制限されることはな
く、第2のメサBは第1のメサと異なる形状としてもよ
く、また第1のメサAと同心になっていなくともよい。
要は、第2のメサBの外形が第1のメサAより大きくな
っていればよい。
Then, using the resist pattern 52 as a mask, from the contact layer 4 to the lower layer, it reaches the interface between the first Al-containing compound semiconductor layer 20 and the common substrate 2 made of the n-type semiconductor or the surface layer of the substrate 2. The second mesa B is formed by etching to a depth of up to
(C)). Although FIG. 1C illustrates an example in which etching is performed up to the surface layer of the substrate 2, the present invention is not limited to such an example, and the point is that the surface of the substrate 2 is exposed. Etching may be performed. In FIG. 1C, the second mesa B is formed in a cylindrical shape concentrically with the first mesa A. However, the present invention is not limited to these embodiments. The first mesa A may not be concentric with the first mesa A.
The point is that the outer shape of the second mesa B should be larger than the first mesa A.

【0029】このとき、既に述べたように、第1のメサ
における電流狭窄層22aの側端(絶縁層部分27)の
表面には、1回目の酸化処理が終了した時点から酸化被
膜が形成され始め、第2のメサBの作製が終了するまで
の間に、それは緻密な保護被膜となっている。次に、2
回目の酸化処理が行われるが、この2回目の酸化処理
は、第1のメサA及び第2のメサBの双方に対して作用
し、電流狭窄層22aと第1の含Al化合物半導体層2
0は同様に酸化雰囲気に曝される。しかしながら、電流
狭窄層22aの側端表面には緻密な保護被膜が形成され
ているため、電流狭窄層22aでは、この2回目の酸化
処理によってそれ以上の酸化は進行せず、図2で示した
状態が維持される。一方、第1の含Al化合物半導体層
20の側端表面は、電流狭窄層22aの場合におけるよ
うな保護被膜が成長していないため、2回目の酸化処理
によって酸化されることになる。
At this time, as described above, an oxide film is formed on the surface of the side edge (insulating layer portion 27) of the current constriction layer 22a in the first mesa from the time when the first oxidation process is completed. At first, before the fabrication of the second mesa B is completed, it is a dense protective film. Next, 2
The second oxidation treatment is performed. The second oxidation treatment acts on both the first mesa A and the second mesa B, and causes the current confinement layer 22a and the first Al-containing compound semiconductor layer 2 to be formed.
0 is similarly exposed to an oxidizing atmosphere. However, since a dense protective film is formed on the side surface of the current confinement layer 22a, further oxidation does not proceed in the current confinement layer 22a by the second oxidation treatment, as shown in FIG. The state is maintained. On the other hand, the side end surface of the first Al-containing compound semiconductor layer 20 is oxidized by the second oxidation treatment because the protective film as in the case of the current confinement layer 22a is not grown.

【0030】このことは、2回目の酸化処理では、電流
狭窄層22aの更なる酸化を考慮することなく、第1の
含Al化合物半導体層20のみを選択的に酸化させるこ
とができることを意味する。従って、酸化処理の条件を
適宜選択することにより、半導体層20を芯部まで確実
に全て酸化させてAl酸化物を主体とする絶縁層20a
に転化させることができる。
This means that, in the second oxidation treatment, only the first Al-containing compound semiconductor layer 20 can be selectively oxidized without considering further oxidation of the current confinement layer 22a. . Therefore, by appropriately selecting the conditions of the oxidation treatment, the semiconductor layer 20 is reliably oxidized all the way to the core, and the insulating layer 20a mainly composed of Al oxide is formed.
Can be converted to

【0031】第2の酸化処理としては、第1の酸化処理
同様、水蒸気酸化法を用いることができ、また、半導体
層20の芯部まで酸化を進行させるためには、第1の酸
化処理に比べて処理温度を高くしたり処理時間を長くと
ればよい。最後に、残ったレジストを除去し、n型コン
タクト層4の周縁にn型電極30を、p型コンタクト層
16の周縁にp型電極32をそれぞれ形成する(図1
(d))。n型電極30としては例えばAu−Ge−N
i合金を、p型電極32としては例えばAu−Zn合金
を用い、メサの周縁形状に応じて例えばリング状に形成
すればよい。さらに、上記各p型電極32を導体34で
接続して同電位とし、各n型電極30は図示しない制御
回路の駆動端子にそれぞれ接続すればよい。
As the second oxidation treatment, a steam oxidation method can be used as in the first oxidation treatment. In order to proceed oxidation to the core of the semiconductor layer 20, the first oxidation treatment is performed. In comparison, the processing temperature may be increased or the processing time may be increased. Finally, the remaining resist is removed, and an n-type electrode 30 is formed on the periphery of the n-type contact layer 4 and a p-type electrode 32 is formed on the periphery of the p-type contact layer 16 (FIG. 1).
(D)). As the n-type electrode 30, for example, Au-Ge-N
The i-alloy may be formed, for example, in a ring shape according to the peripheral shape of the mesa, using, for example, an Au—Zn alloy as the p-type electrode 32. Further, the respective p-type electrodes 32 may be connected to each other by a conductor 34 so as to have the same potential, and the respective n-type electrodes 30 may be connected to drive terminals of a control circuit (not shown).

【0032】このようにして、共通基板2上に少なくと
も1個の面発光レーザ素子が形成された面発光レーザア
レイを得ることができる。以上の説明は請求項1に記載
の発明について行ったが、請求項2に記載の発明につい
ても実質的に同一であり、その説明は省略する。但し、
請求項2に記載の発明は請求項1に記載の発明と電極の
極性が上下で逆になっているので、第1のメサの積層構
造も請求項1に記載の発明と上下を逆に形成すればよ
い。
In this manner, a surface emitting laser array in which at least one surface emitting laser element is formed on the common substrate 2 can be obtained. Although the above description has been made with respect to the invention described in claim 1, the invention described in claim 2 is substantially the same, and a description thereof will be omitted. However,
In the second aspect of the invention, the polarity of the electrodes is inverted upside down from that of the first aspect, so that the laminated structure of the first mesa is also formed upside down as the first aspect. do it.

【0033】[0033]

【実施例】実施例1 図3で示したレーザ素子構造を有するレーザアレイを、
MOCVDを用い、図1に示す製造方法に従って製造し
た。まず、n型GaAs共通基板2を所定のMOCVD
成長装置のサセプタ上に設置し、基板温度を600℃程
度に保持する。
Embodiment 1 A laser array having the laser element structure shown in FIG.
It was manufactured according to the manufacturing method shown in FIG. 1 using MOCVD. First, the n-type GaAs common substrate 2 is subjected to a predetermined MOCVD.
The substrate is set on a susceptor of the growth apparatus, and the substrate temperature is maintained at about 600 ° C.

【0034】Gaのソースとして例えばトリメチルガリ
ウム(TMG)を飽和蒸気として含んだキャリアガス
(H2)を、Asのソースとして例えばAsH3を用い、
GaAsバッファ層3を基板2上に成長させる。そし
て、この上に、上述したGaのソース、Asのソースに
加えて、Alのソースとして例えばトリメチルアルミニ
ウム(TMA)を飽和蒸気として含んだキャリアガス
(H2)を用い、第1のAlGaAs層20を成長させ
る。ここで、AlGaAs層の組成は、AlxGa1-x
s(0.9<x<1)とした。
A carrier gas (H 2 ) containing, for example, trimethyl gallium (TMG) as a saturated vapor is used as a Ga source, and AsH 3 is used as a source of As.
A GaAs buffer layer 3 is grown on the substrate 2. Then, in addition to the above-mentioned Ga source and As source, a carrier gas (H 2 ) containing, for example, trimethylaluminum (TMA) as a saturated vapor is used as the Al source on the first AlGaAs layer 20. Grow. Here, the composition of the AlGaAs layer is Al x Ga 1 -x A
s (0.9 <x <1).

【0035】次に、上述したGaのソース、Asのソー
スに加えて、n型ドーパントのソースとしてセレン化水
素(H2Se)を用い、n型GaAsコンタクト層4を
成長させる。さらに、n型GaAsコンタクト層4と同
様にしてn型GaAs層を成長させ、その上に、上述の
Alのソース、Gaのソース、Asのソース、及びn型
ドーパントのソースを用い、n型AlGaAs層を成長
させる。この操作を繰り返し、n型GaAs/AlGa
As多層膜から成る反射鏡層構造6を成長させる。ここ
でAlGaAs層の組成は、n型AlyGa1-yAs(y
≪x)とした。
Next, an n-type GaAs contact layer 4 is grown by using hydrogen selenide (H 2 Se) as an n-type dopant source in addition to the above-mentioned Ga source and As source. Further, an n-type GaAs layer is grown in the same manner as the n-type GaAs contact layer 4, and an n-type AlGaAs is formed on the n-type GaAs layer by using the above-mentioned Al source, Ga source, As source, and n-type dopant source. Grow the layer. This operation is repeated to form n-type GaAs / AlGa
A reflector layer structure 6 composed of an As multilayer film is grown. Here, the composition of the AlGaAs layer is n-type Al y Ga 1-y As (y
≪x).

【0036】この上には、n型GaAsコンタクト層4
と同様にしてn型GaAs下部クラッド層8を成長さ
せ、さらに、GaAsバッファ層3と同様にしてGaA
s活性層10を成長させる。また、上述したGaのソー
ス、Asのソースに加えて、p型ドーパントのソースと
してジメチルジンク(DMZ)を用い、p型GaAs上
部クラッド層12を成長させる。なお、n型GaAs下
部クラッド層8及びp型GaAs上部クラッド層12を
成長させる際、上述のAlのソースを用いて少量のAl
をドープし、バンドギャップを活性層10に比べて大き
くした。
On top of this, an n-type GaAs contact layer 4
The n-type GaAs lower cladding layer 8 is grown in the same manner as described above.
The s active layer 10 is grown. In addition, in addition to the above-mentioned Ga source and As source, dimethyl zinc (DMZ) is used as a source of a p-type dopant to grow the p-type GaAs upper cladding layer 12. When growing the n-type GaAs lower cladding layer 8 and the p-type GaAs upper cladding layer 12, a small amount of Al is used by using the above-mentioned Al source.
To make the band gap larger than that of the active layer 10.

【0037】そして、第1のAlGaAs層20と同様
にして、さらに上述のp型ドーパントのソースを用い、
第2のAlGaAs層22を成長させる。ここで、第2
のAlGaAs層の組成は、p型AlxGa1-xAs
(0.9<x<1)とした。また、その上には、p型G
aAsクラッド層12と同様にしてp型GaAs層13
を成長させる。
Then, in the same manner as the first AlGaAs layer 20, using the source of the above-described p-type dopant,
A second AlGaAs layer 22 is grown. Here, the second
The composition of the AlGaAs layer is p-type Al x Ga 1 -x As.
(0.9 <x <1). On top of that, p-type G
p-type GaAs layer 13 in the same manner as the aAs clad layer 12
Grow.

【0038】さらに、p型GaAsクラッド層12と同
様にしてp型GaAs層を成長させ、その上に、Alの
ソース、Gaのソース、Asのソース、及びp型ドーパ
ントのソースを用い、p型AlGaAs層を成長させ
る。この操作を繰り返し、p型GaAs/AlGaAs
多層膜から成る反射鏡層構造14を成長させる。ここで
AlGaAs層の組成は、p型AlyGa1-yAs(y≪
x)とした。
Further, a p-type GaAs layer is grown in the same manner as the p-type GaAs cladding layer 12, and an Al source, a Ga source, an As source, and a p-type dopant source are formed thereon. An AlGaAs layer is grown. This operation is repeated to form p-type GaAs / AlGaAs
A reflector layer structure 14 composed of a multilayer film is grown. Here, the composition of the AlGaAs layer is p-type Al y Ga 1-y As (y≪
x).

【0039】最後に、p型GaAsクラッド層12と同
様にしてp型GaAsコンタクト層16を成長させる。
このようにして、図1(a)に示す半導体積層構造が得
られた。次に、p型GaAsコンタクト層16の表面に
レジストを塗布し、フォトリソグラフィによって、直径
30μmの円形のレジストパターン50を形成した。そ
して、このレジストパターン50をマスクにして、p型
GaAsコンタクト層16から下層に向かってプラズマ
エッチングを行い、、第1の反射鏡層構造6とn型Ga
Asコンタクト層4の界面に至るまでの深さの部分を除
去し、図1(b)に示すように直径30μmの円柱状の
第1のメサAを形成した。
Finally, a p-type GaAs contact layer 16 is grown in the same manner as the p-type GaAs clad layer 12.
Thus, the semiconductor multilayer structure shown in FIG. 1A was obtained. Next, a resist was applied on the surface of the p-type GaAs contact layer 16, and a circular resist pattern 50 having a diameter of 30 μm was formed by photolithography. Then, using this resist pattern 50 as a mask, plasma etching is performed from the p-type GaAs contact layer 16 to the lower layer, and the first reflecting mirror layer structure 6 and the n-type Ga
A portion having a depth up to the interface of the As contact layer 4 was removed to form a cylindrical first mesa A having a diameter of 30 μm as shown in FIG.

【0040】この積層構造から成る試料を水蒸気酸化装
置に配置し、80℃の水に窒素をバブリングして生じた
水蒸気を導入して、試料に400℃の水蒸気酸化を施し
1回目の酸化処理を行った。この処理によって、図2に
示すように、第2のAlGaAs層22の側端から芯部
に向かって深さ10μmの領域が酸化されてAl酸化物
を主体とする絶縁層部分27に変化し、芯部は未酸化の
AlGaAs層25が直径約10μmの円柱状に残存し
た電流狭窄層22aが得られた。反射鏡層構造(6、1
4)やクラッド層(8,12)中のAl含有量は第2の
AlGaAs層22に比べて少ないため、これらはほと
んど酸化されなかった。なお、酸化処理によって、Al
GaAs層22中のAsは蒸発し、Gaは若干量が層中
に残存したが、その組成は実質的にAlOと考えられ
る。
The sample having the laminated structure was placed in a steam oxidation apparatus, and steam generated by bubbling nitrogen into water at 80 ° C. was introduced, and the sample was subjected to steam oxidation at 400 ° C. to perform the first oxidation treatment. went. As a result of this processing, as shown in FIG. 2, a region having a depth of 10 μm from the side end of the second AlGaAs layer 22 toward the core is oxidized to change into an insulating layer portion 27 mainly composed of Al oxide. At the core, a current constriction layer 22a in which an unoxidized AlGaAs layer 25 remained in a columnar shape having a diameter of about 10 μm was obtained. Reflector layer structure (6, 1
Since the Al content in 4) and the cladding layers (8, 12) was smaller than that in the second AlGaAs layer 22, they were hardly oxidized. It should be noted that the oxidation treatment
As in the GaAs layer 22 evaporates, and a small amount of Ga remains in the layer, but its composition is considered to be substantially AlO.

【0041】次に、第1のメサAの表面、及びn型コン
タクト層4の表面にレジストを塗布し、n型コンタクト
層4表面のレジストに、第1のメサAより外形が大きい
第1のメサAを囲む外径100μmのリング状のレジス
トパターン52を形成した。そして、このレジストパタ
ーン52をマスクにして、n型コンタクト層4から下層
に向かってプラズマエッチングを行い、共通基板2の表
層に至るまでの深さの部分を除去し、図1(c)に示す
ように第1のメサAと同心で直径100μmの円柱状の
第2のメサBを形成した。
Next, a resist is applied to the surface of the first mesa A and the surface of the n-type contact layer 4, and the resist on the surface of the n-type contact layer 4 has a first outer shape larger than that of the first mesa A. A ring-shaped resist pattern 52 having an outer diameter of 100 μm surrounding the mesa A was formed. Then, using this resist pattern 52 as a mask, plasma etching is performed from the n-type contact layer 4 to the lower layer to remove a portion having a depth reaching the surface layer of the common substrate 2, as shown in FIG. Thus, a cylindrical second mesa B having a diameter of 100 μm and formed concentrically with the first mesa A was formed.

【0042】そして、この試料を水蒸気酸化装置に配置
し、2回目の酸化処理を行った。1回目の酸化処理より
処理時間を長くして、第1のAlGaAs層20を完全
に酸化して絶縁層20aに転化させることにより、図3
で示した断面構造のレーザ素子を製造した。この素子で
は、第1及び第2のメサから成る多段構造において、そ
れぞれ所定の特性を備えた絶縁層20a、電流狭窄層2
2aが形成されている。
Then, this sample was placed in a steam oxidation apparatus, and a second oxidation treatment was performed. By making the processing time longer than that of the first oxidation treatment and completely oxidizing the first AlGaAs layer 20 and converting it into the insulating layer 20a, FIG.
A laser device having the cross-sectional structure shown by was manufactured. In this element, in a multi-stage structure composed of first and second mesas, an insulating layer 20a and a current confinement layer 2 each having predetermined characteristics are provided.
2a is formed.

【0043】最後に、残ったレジストを除去し、図1
(d)に示すように、n型コンタクト層4の周縁にリン
グ状n型電極30を、p型コンタクト層16の周縁にリ
ング状p型電極32をそれぞれ形成し、p型電極32同
士を導体34で接続して同電位として、本発明のレーザ
アレイとした。
Finally, the remaining resist was removed, and FIG.
As shown in (d), a ring-shaped n-type electrode 30 is formed on the periphery of the n-type contact layer 4 and a ring-shaped p-type electrode 32 is formed on the periphery of the p-type contact layer 16. The laser array of the present invention was set at the same potential by connecting at 34.

【0044】実施例2 実施例1と同様にして、図4で示したレーザ素子構造を
有するレーザアレイを製造した。この場合、n型電極3
0は第1のメサAに、p型電極32は第2のメサBにそ
れぞれ取付けられ、これに対応して第1のメサAの積層
構造は実施例1と上下が逆になっているが、その他につ
いては実施例と同様である。この場合も、それぞれ所定
の特性を備えた絶縁層20a、電流狭窄層22aを形成
することができる。
Example 2 A laser array having the laser element structure shown in FIG. 4 was manufactured in the same manner as in Example 1. In this case, the n-type electrode 3
0 is attached to the first mesa A, and the p-type electrode 32 is attached to the second mesa B, and the laminated structure of the first mesa A is upside down from that of the first embodiment. Others are the same as the embodiment. Also in this case, the insulating layer 20a and the current confinement layer 22a having predetermined characteristics can be formed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
面発光レーザアレイの製造方法によれば、2回の酸化処
理により電流狭窄層及び絶縁層を別々に形成しているた
め、含Al化合物半導体層のAl組成比を調整する必要
がなく、任意の組成の含Al化合物半導体層を用いるこ
とが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing the surface emitting laser array of the present invention, the current confinement layer and the insulating layer are separately formed by two oxidation treatments. It is not necessary to adjust the Al composition ratio of the Al compound semiconductor layer, and an Al-containing compound semiconductor layer having an arbitrary composition can be used.

【0046】また、1回目の酸化処理では電流狭窄層の
みを形成させ、2回目の酸化処理では絶縁層のみを形成
させているため、それぞれ最適な酸化条件を別個に選択
して電流狭窄層や絶縁層を確実に形成することができ、
レーザの特性安定性、製造歩留りが大幅に向上する。特
に、多段型のメサを形成する場合において上述の効果は
大である。
In the first oxidation treatment, only the current confinement layer is formed, and in the second oxidation treatment, only the insulating layer is formed. The insulating layer can be formed reliably,
Laser characteristic stability and manufacturing yield are greatly improved. In particular, the effects described above are significant when forming multi-stage mesas.

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

【図1】本発明の面発光レーザアレイの製造方法を示す
工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing a surface emitting laser array of the present invention.

【図2】電流狭窄層の構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of a current confinement layer.

【図3】本発明の製造方法によって製造されたレーザア
レイを構成するレーザ素子の構造の一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a structure of a laser element constituting a laser array manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の製造方法によって製造されたレーザア
レイを構成するレーザ素子の構造の別の例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the structure of the laser element constituting the laser array manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 n型半導体から成る共通基板 4 n型化合物半導体から成るコンタクト層 6 第1の反射鏡層構造 8 n型化合物半導体から成るクラッド層 10 活性層 12 p型化合物半導体から成るクラッド層 14 第2の反射鏡層構造 16 p型化合物半導体から成るコンタクト層 20 第1の含Al化合物半導体層 20a 絶縁層 22 第2の含Al化合物半導体層 22a 電流狭窄層 25 含Al化合物半導体層 27 絶縁層部分 30 n型電極 32 p型電極 2 Common substrate made of n-type semiconductor 4 Contact layer made of n-type compound semiconductor 6 First reflector layer structure 8 Cladding layer made of n-type compound semiconductor 10 Active layer 12 Cladding layer made of p-type compound semiconductor 14 Second Reflector layer structure 16 Contact layer made of p-type compound semiconductor 20 First Al-containing compound semiconductor layer 20a Insulating layer 22 Second Al-containing compound semiconductor layer 22a Current confinement layer 25 Al-containing compound semiconductor layer 27 Insulating layer portion 30 n Type electrode 32 p-type electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型半導体から成る共通基板上に少なく
とも1個の面発光レーザ素子を形成して成る面発光レー
ザアレイの製造方法であって、前記面発光レーザ素子
は、 n型半導体から成る共通基板上に、少なくとも、 第1の含Al化合物半導体層、n型化合物半導体から成
るコンタクト層、第1の反射鏡層構造、n型化合物半導
体から成る下部クラッド層、活性層、p型化合物半導体
から成る上部クラッド層、第2の含Al化合物半導体
層、第2の反射鏡層構造、及びp型化合物半導体から成
るコンタクト層をこの順序で積層し、 前記p型化合物半導体から成るコンタクト層から下層に
向かって、前記第1の反射鏡層構造と前記n型化合物半
導体から成るコンタクト層の界面または前記n型化合物
半導体から成るコンタクト層の表層に至るまでの深さの
エッチングを行って、第1のメサを形成し、 前記第1のメサに1回目の酸化処理を施し、前記第2の
含Al化合物半導体層をその側端から芯部に向かって酸
化させ該芯部に未酸化の含Al化合物半導体層が残存し
た電流狭窄層を形成し、更に、 前記n型化合物半導体から成るコンタクト層から下層に
向かって、前記第1の含Al化合物半導体層とn型半導
体から成る共通基板の界面またはn型半導体から成る共
通基板の表層に至るまでの深さのエッチングを行って、
その側端が前記第1のメサの側端より外側に位置する第
2のメサを形成したのち、2回目の酸化処理を施し、前
記第2のメサにおける前記第1の含Al化合物半導体層
のみを全て酸化させて絶縁層に転化し、 前記n型化合物半導体コンタクト層及び前記p型化合物
半導体コンタクト層にそれぞれn型電極及びp型電極を
形成して製造されることを特徴とする面発光レーザアレ
イの製造方法。
1. A method of manufacturing a surface-emitting laser array, comprising forming at least one surface-emitting laser element on a common substrate made of an n-type semiconductor, wherein the surface-emitting laser element is made of an n-type semiconductor. On a common substrate, at least a first Al-containing compound semiconductor layer, a contact layer made of an n-type compound semiconductor, a first reflector layer structure, a lower cladding layer made of an n-type compound semiconductor, an active layer, and a p-type compound semiconductor An upper clad layer made of, a second Al-containing compound semiconductor layer, a second reflector layer structure, and a contact layer made of a p-type compound semiconductor are laminated in this order, and the contact layer made of the p-type compound semiconductor and the lower layer are stacked in this order. Toward the interface between the first reflector layer structure and the contact layer made of the n-type compound semiconductor or the surface layer of the contact layer made of the n-type compound semiconductor To form a first mesa, a first oxidation treatment is performed on the first mesa, and the second Al-containing compound semiconductor layer is moved from its side end toward the core. To form a current confinement layer in which an unoxidized Al-containing compound semiconductor layer remains in the core portion, and further, from the contact layer made of the n-type compound semiconductor to a lower layer, the first Al-containing compound semiconductor Etching to the depth of the interface between the layer and the common substrate made of the n-type semiconductor or the surface layer of the common substrate made of the n-type semiconductor,
After forming a second mesa whose side end is located outside of the side end of the first mesa, a second oxidation treatment is performed, and only the first Al-containing compound semiconductor layer in the second mesa is formed. Are converted to an insulating layer by oxidizing all of them, and are manufactured by forming an n-type electrode and a p-type electrode on the n-type compound semiconductor contact layer and the p-type compound semiconductor contact layer, respectively. Array manufacturing method.
【請求項2】 n型半導体から成る共通基板上に少なく
とも1個の面発光レーザ素子を形成して成る面発光レー
ザアレイの製造方法であって、前記面発光レーザ素子
は、 n型半導体から成る共通基板上に、少なくとも、 第1の含Al化合物半導体層、p型化合物半導体から成
るコンタクト層、第1の反射鏡層構造、第2の含Al化
合物半導体層、p型化合物半導体から成る下部クラッド
層、活性層、n型化合物半導体から成る上部クラッド
層、第2の反射鏡層構造、及びn型化合物半導体から成
るコンタクト層をこの順序で積層し、 前記n型化合物半導体から成るコンタクト層から下層に
向かって、前記第1の反射鏡層構造と前記p型化合物半
導体から成るコンタクト層の界面または前記p型化合物
半導体から成るコンタクト層の表層に至るまでの深さの
エッチングを行って、第1のメサを形成し、 前記第1のメサに1回目の酸化処理を施し、前記第2の
含Al化合物半導体層をその側端から芯部に向かって酸
化させ該芯部に未酸化の含Al化合物半導体層が残存し
た電流狭窄層を形成し、更に、 前記p型化合物半導体から成るコンタクト層から下層に
向かって、前記第1の含Al化合物半導体層とn型半導
体から成る共通基板の界面またはn型半導体から成る共
通基板の表層に至るまでの深さのエッチングを行って、
その側端が前記第1のメサの側端より外側に位置する第
2のメサを形成したのち、2回目の酸化処理を施し、前
記第2のメサにおける前記第1の含Al化合物半導体層
のみを全て酸化させて絶縁層に転化し、 前記n型化合物半導体コンタクト層及び前記p型化合物
半導体コンタクト層にそれぞれn型電極及びp型電極を
形成して製造されることを特徴とする面発光レーザアレ
イの製造方法。
2. A method of manufacturing a surface-emitting laser array comprising at least one surface-emitting laser element formed on a common substrate made of an n-type semiconductor, wherein the surface-emitting laser element is made of an n-type semiconductor. On a common substrate, at least a first Al-containing compound semiconductor layer, a contact layer made of a p-type compound semiconductor, a first reflecting mirror layer structure, a second Al-containing compound semiconductor layer, and a lower clad made of a p-type compound semiconductor A layer, an active layer, an upper cladding layer made of an n-type compound semiconductor, a second reflector layer structure, and a contact layer made of an n-type compound semiconductor, which are laminated in this order, from the contact layer made of the n-type compound semiconductor to a lower layer. Toward the interface between the first reflecting mirror layer structure and the contact layer made of the p-type compound semiconductor or the surface layer of the contact layer made of the p-type compound semiconductor To form a first mesa, a first oxidation treatment is performed on the first mesa, and the second Al-containing compound semiconductor layer is moved from its side end toward the core. To form a current confinement layer in which an unoxidized Al-containing compound semiconductor layer remains in the core portion, and further, from the contact layer made of the p-type compound semiconductor to the lower layer, the first Al-containing compound semiconductor Etching to the depth of the interface between the layer and the common substrate made of the n-type semiconductor or the surface layer of the common substrate made of the n-type semiconductor,
After forming a second mesa whose side end is located outside of the side end of the first mesa, a second oxidation treatment is performed, and only the first Al-containing compound semiconductor layer in the second mesa is formed. Are converted to an insulating layer by oxidizing all of them, and are manufactured by forming an n-type electrode and a p-type electrode on the n-type compound semiconductor contact layer and the p-type compound semiconductor contact layer, respectively. Array manufacturing method.
【請求項3】 前記n型半導体及び前記化合物半導体は
GaAsであり、前記第1の含Al化合物半導体層及び
第2の含Al化合物半導体層はAlAs層またはAlG
aAs層から成り、前記第1の反射鏡層構造及び第2の
反射鏡層構造はGaAs層とAlGaAs層の多層膜か
ら成ることを特徴とする請求項1または2に記載の面発
光レーザアレイの製造方法。
3. The n-type semiconductor and the compound semiconductor are GaAs, and the first Al-containing compound semiconductor layer and the second Al-containing compound semiconductor layer are an AlAs layer or an AlG
The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the first and second reflecting mirror layer structures comprise an aAs layer, and the first and second reflecting mirror layer structures comprise a multilayer film of a GaAs layer and an AlGaAs layer. Production method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100512361B1 (en) * 2002-12-09 2005-09-02 엘지이노텍 주식회사 Large-size flip chip led having ring-type mesa geometry
JP2007219561A (en) * 2001-03-13 2007-08-30 Ricoh Co Ltd Semiconductor light emitting device
US8279519B2 (en) 2001-03-13 2012-10-02 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor optical modulator, an optical amplifier and an integrated semiconductor light-emitting device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007219561A (en) * 2001-03-13 2007-08-30 Ricoh Co Ltd Semiconductor light emitting device
US8279519B2 (en) 2001-03-13 2012-10-02 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor optical modulator, an optical amplifier and an integrated semiconductor light-emitting device
KR100512361B1 (en) * 2002-12-09 2005-09-02 엘지이노텍 주식회사 Large-size flip chip led having ring-type mesa geometry

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