JP2001177178A - モニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置 - Google Patents
モニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 自動出力調節回路と結合して表面光レーザー
の出力をより精密に制御することができるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 本発明は、表面光レーザー部１１０から
出射される光の一部を吸収してその検出信号を出力する
モニター用光検出器１６０に、表面光レーザー部１１０
から出射される自発放出光による光電流が除去されるよ
うに真性半導体層１７２と不純物半導体層間１６２，１
６４に絶縁層１９２，１９４をさらに具備する。本発明
によれば、レーザーウィンドウ１８２を通じて出射され
る表面光レーザーの光量を精密に制御することができ
る。
の出力をより精密に制御することができるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 本発明は、表面光レーザー部１１０から
出射される光の一部を吸収してその検出信号を出力する
モニター用光検出器１６０に、表面光レーザー部１１０
から出射される自発放出光による光電流が除去されるよ
うに真性半導体層１７２と不純物半導体層間１６２，１
６４に絶縁層１９２，１９４をさらに具備する。本発明
によれば、レーザーウィンドウ１８２を通じて出射され
る表面光レーザーの光量を精密に制御することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モニター用光検出
器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法に関
するものであり、特に自動出力調節回路と結合して表面
光レーザーの出力をより精密に制御できるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法
に関するものである。
器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法に関
するものであり、特に自動出力調節回路と結合して表面
光レーザーの出力をより精密に制御できるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、小型光出力装置として表面光
レーザー(Surface Emitting Laser、SEL)装置が脚光を
浴びている。この表面光レーザー装置は半導体層の積層
方向に光を出射するために、単一基板上に複数個の表面
光レーザー装置を集積することができる。また、表面光
レーザー装置は出射される光のもようが円形に近くて、
その強度がガウシアン分布を示すために出射光の形状補
正のための光学系が不必要であるという利点がある。
レーザー(Surface Emitting Laser、SEL)装置が脚光を
浴びている。この表面光レーザー装置は半導体層の積層
方向に光を出射するために、単一基板上に複数個の表面
光レーザー装置を集積することができる。また、表面光
レーザー装置は出射される光のもようが円形に近くて、
その強度がガウシアン分布を示すために出射光の形状補
正のための光学系が不必要であるという利点がある。
【０００３】このような表面光レーザー装置の出力は一
定に維持されてこそ望ましくて、このためにはモニター
用光検出器が必要である。このとき、モニター用光検出
器を一体型にすれば生産原価が節減されて、表面光レー
ザー装置の行列も同時にモニターできるという長所があ
る。
定に維持されてこそ望ましくて、このためにはモニター
用光検出器が必要である。このとき、モニター用光検出
器を一体型にすれば生産原価が節減されて、表面光レー
ザー装置の行列も同時にモニターできるという長所があ
る。
【０００４】図１は、従来のモニター用光検出器の一体
型表面光レーザー装置を説明するための概略的な断面図
である。図１を参照すれば、モニター用光検出器の一体
型表面光レーザー装置は半導体層の積層方向に光を出射
する表面光レーザー部１０と、表面光レーザー部１０上
に形成されたモニター用光検出器６０とから構成され
る。
型表面光レーザー装置を説明するための概略的な断面図
である。図１を参照すれば、モニター用光検出器の一体
型表面光レーザー装置は半導体層の積層方向に光を出射
する表面光レーザー部１０と、表面光レーザー部１０上
に形成されたモニター用光検出器６０とから構成され
る。
【０００５】表面光レーザー部１０は基板１２と、光を
発生させる利得媒質層４２と、利得媒質層４２の上下部
に各々位置して利得媒質層４２で発生した光を共振させ
る上部反射鏡層３４および下部反射鏡層３２と、共振さ
れた光が外部に出射されるようにモニター用光検出器６
０の上部に形成されたレーザーウィンドウ８２と、基板
１２の裏面に形成された第１電極２２と、上部反射鏡層
３４上に形成され、その中央部を露出させる開口部を有
する第２電極２４と、利得媒質層４２と上部反射鏡層３
４間に介在され、その中央部に開口部を有することによ
って第２電極２４側から提供される正孔がその開口部を
通じてのみに利得媒質層４２側に流れるようにガイドす
る高抵抗層５２とから構成される。
発生させる利得媒質層４２と、利得媒質層４２の上下部
に各々位置して利得媒質層４２で発生した光を共振させ
る上部反射鏡層３４および下部反射鏡層３２と、共振さ
れた光が外部に出射されるようにモニター用光検出器６
０の上部に形成されたレーザーウィンドウ８２と、基板
１２の裏面に形成された第１電極２２と、上部反射鏡層
３４上に形成され、その中央部を露出させる開口部を有
する第２電極２４と、利得媒質層４２と上部反射鏡層３
４間に介在され、その中央部に開口部を有することによ
って第２電極２４側から提供される正孔がその開口部を
通じてのみに利得媒質層４２側に流れるようにガイドす
る高抵抗層５２とから構成される。
【０００６】第１電極２２および第２電極２４に順方向
バイアスを印加すると利得媒質層４２で電子と正孔の再
結合による光が発生するようになる。この発生された光
のうちから下部反射鏡層３２と上部反射鏡層３４による
共振条件に合う波長の光のみが生き残るようになって、
このように生き残った光は利得媒質層４２で波長と位相
が同じである光が誘導放出されるようにすることによっ
て窮極的に増幅される。このように発生した誘導放出
光、すなわち、レーザー光はレーザーウィンドウ８２を
通じて外部に出射される。
バイアスを印加すると利得媒質層４２で電子と正孔の再
結合による光が発生するようになる。この発生された光
のうちから下部反射鏡層３２と上部反射鏡層３４による
共振条件に合う波長の光のみが生き残るようになって、
このように生き残った光は利得媒質層４２で波長と位相
が同じである光が誘導放出されるようにすることによっ
て窮極的に増幅される。このように発生した誘導放出
光、すなわち、レーザー光はレーザーウィンドウ８２を
通じて外部に出射される。
【０００７】一方、モニター用光検出器６０は、第２電
極２４の開口部により露出される上部反射鏡層３４上に
順次に積層された第１不純物半導体層６２、真性半導体
層７２、および第２不純物半導体層６４と、モニター用
光検出器６０で検出された信号を出力するための第３電
極２６を含む。ここで、第１不純物半導体層６２と第２
不純物半導体層６４はお互い異なる半導体型を有し、第
１不純物半導体層６２は上部反射鏡層３４と同一な半導
体型を有する。
極２４の開口部により露出される上部反射鏡層３４上に
順次に積層された第１不純物半導体層６２、真性半導体
層７２、および第２不純物半導体層６４と、モニター用
光検出器６０で検出された信号を出力するための第３電
極２６を含む。ここで、第１不純物半導体層６２と第２
不純物半導体層６４はお互い異なる半導体型を有し、第
１不純物半導体層６２は上部反射鏡層３４と同一な半導
体型を有する。
【０００８】モニター用光検出器６０は、表面光レーザ
ー部１０で出射される光のうちの一部を吸収して吸収さ
れた光量に比例する電気的信号を出力する。このとき、
モニター用光検出器６０に吸収されなかった残りの光は
透過されてレーザーウィンドウ８２を通じ外部に出射さ
れる。
ー部１０で出射される光のうちの一部を吸収して吸収さ
れた光量に比例する電気的信号を出力する。このとき、
モニター用光検出器６０に吸収されなかった残りの光は
透過されてレーザーウィンドウ８２を通じ外部に出射さ
れる。
【０００９】モニター用光検出器６０での検出信号は、
レーザーウィンドウ８２を通じ出射される表面光レーザ
ーの出力に比例する。したがって、自動出力調節回路を
利用してモニター用光検出器６０での検出信号をフィー
ドバック（feedback）して表面光レーザー部１０に印加
される駆動電流、すなわち、第１電極２２と第２電極２
４とに印加される駆動電流を制御することによって表面
光レーザー部１０が一定の出力を出すようにすることが
できる。また、駆動電流を可変させて表面光レーザー部
１０の出力を変化させることもできる。
レーザーウィンドウ８２を通じ出射される表面光レーザ
ーの出力に比例する。したがって、自動出力調節回路を
利用してモニター用光検出器６０での検出信号をフィー
ドバック（feedback）して表面光レーザー部１０に印加
される駆動電流、すなわち、第１電極２２と第２電極２
４とに印加される駆動電流を制御することによって表面
光レーザー部１０が一定の出力を出すようにすることが
できる。また、駆動電流を可変させて表面光レーザー部
１０の出力を変化させることもできる。
【００１０】一方、表面光レーザー部１０は誘導放出光
だけでなく自発的に発生された自発放出光も出射する
が、この自発放出光はいろいろな波長の光が混ざってい
て位相も各々異なって誘導放出光とは性格が異なる光で
ある。したがって、モニター用光検出器６０で検出され
る光は誘導放出光だけでなく自発放出光を含んで、この
自発放出光によりモニター用光検出器６０での検出信号
が影響を受けるようになる。結局、自発放出光のため
に、モニター用光検出器６０での検出信号を利用して表
面光レーザー部１０で出射される表面光レーザーの光量
を精密に制御することが困難になる。
だけでなく自発的に発生された自発放出光も出射する
が、この自発放出光はいろいろな波長の光が混ざってい
て位相も各々異なって誘導放出光とは性格が異なる光で
ある。したがって、モニター用光検出器６０で検出され
る光は誘導放出光だけでなく自発放出光を含んで、この
自発放出光によりモニター用光検出器６０での検出信号
が影響を受けるようになる。結局、自発放出光のため
に、モニター用光検出器６０での検出信号を利用して表
面光レーザー部１０で出射される表面光レーザーの光量
を精密に制御することが困難になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、モニター用光検出器に
誘導放出光による光電流のみが流れるように自発放出光
による光電流を効果的に遮断することによって、表面光
レーザー部に出射される表面光レーザーの光量を精密に
制御することができるモニター用光検出器の一体型表面
光レーザー装置を提供することにある。
解決しようとする技術的課題は、モニター用光検出器に
誘導放出光による光電流のみが流れるように自発放出光
による光電流を効果的に遮断することによって、表面光
レーザー部に出射される表面光レーザーの光量を精密に
制御することができるモニター用光検出器の一体型表面
光レーザー装置を提供することにある。
【００１２】本発明が解決しようとする他の技術的課題
は、前記技術的課題を達成するのに適合したモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置製造方法を提供す
ることにある。
は、前記技術的課題を達成するのに適合したモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置製造方法を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成す
るための本発明の一例によれば、本発明は基板と、該基
板上に順次に積層された下部反射鏡層、利得媒質層、お
よび上部反射鏡層と、前記基板の後面に形成された第１
電極と、前記上部反射鏡上に形成され、その中央部を露
出させる開口部を有する第２電極を含んで、前記第１電
極および第２電極に印加される駆動電流によりその積層
方向に光を出射する表面光レーザー部と、前記第２電極
の開口部により露出される前記上部反射鏡層上に形成さ
れて出射される前記光の一部を吸収してその検出信号を
出力するモニター用光検出器を具備することを特徴とす
るモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置にお
いて、前記モニター用光検出器は、前記第２電極の開口
部により露出される前記上部反射鏡層上に順次に積層さ
れた第１不純物半導体層、真性半導体層、および第２不
純物半導体層と、前記第２不純物半導体層上に形成さ
れ、前記第２不純物半導体層の中央部を露出させる開口
部を有する第３電極と、前記表面光レーザー部から出射
される自発放出光による光電流が除去されるように前記
真性半導体層と前記第１および第２不純物半導体層との
間に各々介在されて、そのそれぞれの中央部に開口部を
有する上部および下部絶縁層を具備することを特徴とす
るモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置を提
供する。
るための本発明の一例によれば、本発明は基板と、該基
板上に順次に積層された下部反射鏡層、利得媒質層、お
よび上部反射鏡層と、前記基板の後面に形成された第１
電極と、前記上部反射鏡上に形成され、その中央部を露
出させる開口部を有する第２電極を含んで、前記第１電
極および第２電極に印加される駆動電流によりその積層
方向に光を出射する表面光レーザー部と、前記第２電極
の開口部により露出される前記上部反射鏡層上に形成さ
れて出射される前記光の一部を吸収してその検出信号を
出力するモニター用光検出器を具備することを特徴とす
るモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置にお
いて、前記モニター用光検出器は、前記第２電極の開口
部により露出される前記上部反射鏡層上に順次に積層さ
れた第１不純物半導体層、真性半導体層、および第２不
純物半導体層と、前記第２不純物半導体層上に形成さ
れ、前記第２不純物半導体層の中央部を露出させる開口
部を有する第３電極と、前記表面光レーザー部から出射
される自発放出光による光電流が除去されるように前記
真性半導体層と前記第１および第２不純物半導体層との
間に各々介在されて、そのそれぞれの中央部に開口部を
有する上部および下部絶縁層を具備することを特徴とす
るモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置を提
供する。
【００１４】本発明の一例によるモニター用光検出器の
一体型表面光レーザー装置は、前記第１および第２不純
物半導体層は各々複数個の層が積層されて、前記第１不
純物半導体層の最上層と前記第２不純物半導体層の最下
層は各々AlxGa1-xAsとにより成されて、前記上部および
下部絶縁層は前記AlxGa1-xAsが酸化されることを特徴と
する(ただし、０．９５≦x≦１)。
一体型表面光レーザー装置は、前記第１および第２不純
物半導体層は各々複数個の層が積層されて、前記第１不
純物半導体層の最上層と前記第２不純物半導体層の最下
層は各々AlxGa1-xAsとにより成されて、前記上部および
下部絶縁層は前記AlxGa1-xAsが酸化されることを特徴と
する(ただし、０．９５≦x≦１)。
【００１５】具体的には、前記第１不純物半導体層はZn
がドーピングされたAlyGa1-yAs層とZnがドーピングされ
たAlxGa1-xAs層が順次に積層されて、前記第２不純物半
導体層はSiがドーピングされたAlxGa1-xAs層、Siがドー
ピングされたAlyGa1-yAs層、およびSiがドーピングされ
たGaAs層が順次に積層されて、前記下部および上部絶縁
層は前記ZnがドーピングされたAlxGa1-xAsと、前記Siが
ドーピングされたAlxGa1-xAsが酸化される(ただし、
０．９５≦x≦１、０<y≦０．５)。
がドーピングされたAlyGa1-yAs層とZnがドーピングされ
たAlxGa1-xAs層が順次に積層されて、前記第２不純物半
導体層はSiがドーピングされたAlxGa1-xAs層、Siがドー
ピングされたAlyGa1-yAs層、およびSiがドーピングされ
たGaAs層が順次に積層されて、前記下部および上部絶縁
層は前記ZnがドーピングされたAlxGa1-xAsと、前記Siが
ドーピングされたAlxGa1-xAsが酸化される(ただし、
０．９５≦x≦１、０<y≦０．５)。
【００１６】本発明の一例によるモニター用光検出器の
一体型表面光レーザー装置は、前記真性半導体層が前記
表面光レーザーの内部光強さが最大になる所に位置する
ことを特徴とする。
一体型表面光レーザー装置は、前記真性半導体層が前記
表面光レーザーの内部光強さが最大になる所に位置する
ことを特徴とする。
【００１７】本発明の一例によるモニター用光検出器の
一体型表面光レーザー装置は、前記利得媒質層と前記上
部反射鏡層間に介在されて設置されるが、その中央部に
開口部を有する高抵抗層をさらに具備してその開口部を
通じてのみに正孔が流れるようにガイドすることを特徴
とし、前記高抵抗層は前記上部反射鏡層に陽性子が注入
されて成るか、AlxGa1-xAsの酸化物とから成ることを特
徴とする(ただし、０．９５≦x≦１)。
一体型表面光レーザー装置は、前記利得媒質層と前記上
部反射鏡層間に介在されて設置されるが、その中央部に
開口部を有する高抵抗層をさらに具備してその開口部を
通じてのみに正孔が流れるようにガイドすることを特徴
とし、前記高抵抗層は前記上部反射鏡層に陽性子が注入
されて成るか、AlxGa1-xAsの酸化物とから成ることを特
徴とする(ただし、０．９５≦x≦１)。
【００１８】前記他の技術的課題を達成するための本発
明の一例によれば、本発明は基板と、該基板上に順次に
積層された下部反射鏡層、利得媒質層、および上部反射
鏡層と、前記基板の裏面に形成された第１電極と、前記
上部反射鏡上に形成され、その中央部を露出させる開口
部を有する第２電極を含んで、前記第１電極および第２
電極に印加される駆動電流によりその積層方向に光を出
射する表面光レーザー部と、前記第２電極の開口部によ
り露出される前記上部反射鏡層上に形成されて出射され
る前記光の一部を吸収してその検出信号を出力するモニ
ター用光検出器を具備することを特徴とするモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置の製造方法におい
て、前記モニター用光検出器を製造する段階は、前記上
部反射鏡層上にZnがドーピングされたAlyGa1-yAs層と、
ZnがドーピングされたAlxGa1-xAs層が順次に積層された
第１不純物半導体層を形成する段階と、前記第１不純物
半導体層上にGaAsにより成された真性半導体層を形成す
る段階と、前記真性半導体層上にSiがドーピングされた
AlxGa1-xAs層、SiがドーピングされたAlyGa1-yAs層、お
よびSiがドーピングされたGaAs層が順次に積層される第
２不純物半導体層を形成する段階と、および前記Znがド
ーピングされたAlxGa1-xAs層と前記Siがドーピングされ
たAlxGa1-xAs層が側面から酸化されるように前記結果物
を湿式酸化するが、そのそれぞれの中央部は酸化されな
いようにすることによりAlxGa1-xAsの酸化物とにより成
る下部および上部絶縁層を各々形成する段階を含むこと
を特徴とするモニター用光検出器の一体型表面光レーザ
ー装置製造方法を提供する(ただし、０．９５≦x≦１、
０<y≦０．５)。
明の一例によれば、本発明は基板と、該基板上に順次に
積層された下部反射鏡層、利得媒質層、および上部反射
鏡層と、前記基板の裏面に形成された第１電極と、前記
上部反射鏡上に形成され、その中央部を露出させる開口
部を有する第２電極を含んで、前記第１電極および第２
電極に印加される駆動電流によりその積層方向に光を出
射する表面光レーザー部と、前記第２電極の開口部によ
り露出される前記上部反射鏡層上に形成されて出射され
る前記光の一部を吸収してその検出信号を出力するモニ
ター用光検出器を具備することを特徴とするモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置の製造方法におい
て、前記モニター用光検出器を製造する段階は、前記上
部反射鏡層上にZnがドーピングされたAlyGa1-yAs層と、
ZnがドーピングされたAlxGa1-xAs層が順次に積層された
第１不純物半導体層を形成する段階と、前記第１不純物
半導体層上にGaAsにより成された真性半導体層を形成す
る段階と、前記真性半導体層上にSiがドーピングされた
AlxGa1-xAs層、SiがドーピングされたAlyGa1-yAs層、お
よびSiがドーピングされたGaAs層が順次に積層される第
２不純物半導体層を形成する段階と、および前記Znがド
ーピングされたAlxGa1-xAs層と前記Siがドーピングされ
たAlxGa1-xAs層が側面から酸化されるように前記結果物
を湿式酸化するが、そのそれぞれの中央部は酸化されな
いようにすることによりAlxGa1-xAsの酸化物とにより成
る下部および上部絶縁層を各々形成する段階を含むこと
を特徴とするモニター用光検出器の一体型表面光レーザ
ー装置製造方法を提供する(ただし、０．９５≦x≦１、
０<y≦０．５)。
【００１９】本発明によるモニター用光検出器の一体型
表面光レーザー装置およびその製造方法によれば、前記
表面光レーザー部の上面に出射される大部分の自発放出
光による光電流は前記真性半導体層とこれに隣接する前
記上部および下部絶縁層それぞれの界面に位置する非発
光結合中心によって除去される。
表面光レーザー装置およびその製造方法によれば、前記
表面光レーザー部の上面に出射される大部分の自発放出
光による光電流は前記真性半導体層とこれに隣接する前
記上部および下部絶縁層それぞれの界面に位置する非発
光結合中心によって除去される。
【００２０】したがって、前記モニター用光検出器での
検出信号を自動出力調節回路を通じて前記表面光レーザ
ー部の駆動電流にフィードバックさせることにより前記
レーザーウィンドウを通じ出射される表面光レーザーの
光量を精密に制御することができる。
検出信号を自動出力調節回路を通じて前記表面光レーザ
ー部の駆動電流にフィードバックさせることにより前記
レーザーウィンドウを通じ出射される表面光レーザーの
光量を精密に制御することができる。
【００２１】以上のような本発明の目的と別の特徴およ
び長所などは、次に参照する本発明の好適な実施例に対
する以下の説明から明確になるであろう。
び長所などは、次に参照する本発明の好適な実施例に対
する以下の説明から明確になるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下で、本発明の望ましい実施例
を添付した図面を参照して詳細に説明する。図２（ａ）
および図２（ｂ）は本発明の実施例によるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するための図
面であり、図２（ａ）はモニター用光検出器の一体型表
面光レーザー装置の平面図を、そして図２（ｂ）は図２
（ａ）のA−A'線による断面図を各々示す。
を添付した図面を参照して詳細に説明する。図２（ａ）
および図２（ｂ）は本発明の実施例によるモニター用光
検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するための図
面であり、図２（ａ）はモニター用光検出器の一体型表
面光レーザー装置の平面図を、そして図２（ｂ）は図２
（ａ）のA−A'線による断面図を各々示す。
【００２３】図２（ａ）および図２（ｂ）を参照すれ
ば、モニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置は
半導体層の積層方向に光を出射する表面光レーザー部１
１０と、表面光レーザー部１１０から出射される光の一
部を受光してその出射光量を検出することができるよう
に表面光レーザー部１１０上に形成されたモニター用光
検出器１６０を含んで構成される。
ば、モニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置は
半導体層の積層方向に光を出射する表面光レーザー部１
１０と、表面光レーザー部１１０から出射される光の一
部を受光してその出射光量を検出することができるよう
に表面光レーザー部１１０上に形成されたモニター用光
検出器１６０を含んで構成される。
【００２４】表面光レーザー部１１０はSiがドーピング
されたGaAsにより成された基板１１２と、基板１１２上
に順次に積層された下部反射鏡層１３２、利得媒質層１
４２、および上部反射鏡層１３４と、基板の裏面に形成
された第１電極１２２と、上部反射鏡層１３４上に形成
され、その中央部を露出させる開口部を有する第２電極
１２４と、利得媒質層１４２と上部反射鏡層１３４間に
介在され、その中央部に大きさが７μｍである開口部を
有する高抵抗層１５２を含んで構成される。
されたGaAsにより成された基板１１２と、基板１１２上
に順次に積層された下部反射鏡層１３２、利得媒質層１
４２、および上部反射鏡層１３４と、基板の裏面に形成
された第１電極１２２と、上部反射鏡層１３４上に形成
され、その中央部を露出させる開口部を有する第２電極
１２４と、利得媒質層１４２と上部反射鏡層１３４間に
介在され、その中央部に大きさが７μｍである開口部を
有する高抵抗層１５２を含んで構成される。
【００２５】ここで、下部反射鏡層１３２はシリコンが
ドーピングされたAl0.9Ga0.1As層とシリコンがドーピン
グされたAl0.3Ga0.7As層４０対が交代で積層されて、上
部反射鏡層１３４は炭素がドーピングされたAl0.9Ga0.1
As層と炭素がドーピングされたAl0.3Ga0.7As層２８対が
交代で積層される。そして、利得媒質層１４２は４個の
量子井戸が生じるようにAl0.3Ga0.7As層とAl0.11Ga0.89
As層が交代で積層される。高抵抗層１５２は抵抗が大き
いためにその開口部を通じてのみに正孔が流れるように
ガイドし、上部反射鏡層１５２に陽性子、例えば水素核
(H+)を注入するか、AlxGa1-xAs層を蒸着した後中央部を
除外した部分のみを酸化させて形成する(ただし、０．
９５≦x≦１)。
ドーピングされたAl0.9Ga0.1As層とシリコンがドーピン
グされたAl0.3Ga0.7As層４０対が交代で積層されて、上
部反射鏡層１３４は炭素がドーピングされたAl0.9Ga0.1
As層と炭素がドーピングされたAl0.3Ga0.7As層２８対が
交代で積層される。そして、利得媒質層１４２は４個の
量子井戸が生じるようにAl0.3Ga0.7As層とAl0.11Ga0.89
As層が交代で積層される。高抵抗層１５２は抵抗が大き
いためにその開口部を通じてのみに正孔が流れるように
ガイドし、上部反射鏡層１５２に陽性子、例えば水素核
(H+)を注入するか、AlxGa1-xAs層を蒸着した後中央部を
除外した部分のみを酸化させて形成する(ただし、０．
９５≦x≦１)。
【００２６】第１電極１２２および第２電極１２４に順
方向バイアスすなわち、第１電極１２２には陰の電圧
を、そして第２電極１２４には陽の電圧を印加すると、
利得媒質層１４２で電子と正孔との再結合による光が発
生するようになる。この発生された光のうちから利得媒
質層１４２の上下部に各々位置する上部反射鏡層１３４
および下部反射鏡層１３２による共振条件に合う波長の
光のみが生き残るようになる。このように生き残った光
は利得媒質層１４２で波長と位相が同じ光が誘導放出さ
れるようにすることによって窮極的に増幅され、このよ
うに発生した誘導放出光、すなわち、レーザー光はレー
ザーウィンドウ１８２を通じて外部に出射される。
方向バイアスすなわち、第１電極１２２には陰の電圧
を、そして第２電極１２４には陽の電圧を印加すると、
利得媒質層１４２で電子と正孔との再結合による光が発
生するようになる。この発生された光のうちから利得媒
質層１４２の上下部に各々位置する上部反射鏡層１３４
および下部反射鏡層１３２による共振条件に合う波長の
光のみが生き残るようになる。このように生き残った光
は利得媒質層１４２で波長と位相が同じ光が誘導放出さ
れるようにすることによって窮極的に増幅され、このよ
うに発生した誘導放出光、すなわち、レーザー光はレー
ザーウィンドウ１８２を通じて外部に出射される。
【００２７】一方、モニター用光検出器１６０は、第２
電極１２４の開口部により露出される上部反射鏡層１３
４上に順次に積層された第１不純物半導体層１６２、真
性半導体層１７２、および第２不純物半導体層１６４
と、第２不純物半導体層１６４上に形成されるが、第２
不純物半導体層１６４の中央部を露出させる開口部を有
する第３電極１２６と、真性半導体層１７２と第１およ
び第２不純物半導体層１６２，１６４との間に各々介在
されてそのそれぞれの中央部に開口部を有する上部およ
び下部絶縁層１９４，１９２を含んで構成される。
電極１２４の開口部により露出される上部反射鏡層１３
４上に順次に積層された第１不純物半導体層１６２、真
性半導体層１７２、および第２不純物半導体層１６４
と、第２不純物半導体層１６４上に形成されるが、第２
不純物半導体層１６４の中央部を露出させる開口部を有
する第３電極１２６と、真性半導体層１７２と第１およ
び第２不純物半導体層１６２，１６４との間に各々介在
されてそのそれぞれの中央部に開口部を有する上部およ
び下部絶縁層１９４，１９２を含んで構成される。
【００２８】ここで、第１不純物半導体層１６２はZnが
ドーピングされたAl0.3Ga0.7As層とZnがドーピングされ
たAlAs層が順次に積層されて、第２不純物半導体層１６
４はSiがドーピングされたAlAs層、Siがドーピングされ
たAl0.3Ga0.7As層、およびSiがドーピングされたGaAs層
が順次に積層される。そして、真性半導体層１７２はGa
Asより成る。
ドーピングされたAl0.3Ga0.7As層とZnがドーピングされ
たAlAs層が順次に積層されて、第２不純物半導体層１６
４はSiがドーピングされたAlAs層、Siがドーピングされ
たAl0.3Ga0.7As層、およびSiがドーピングされたGaAs層
が順次に積層される。そして、真性半導体層１７２はGa
Asより成る。
【００２９】上部および下部絶縁層１９４，１９２は真
性半導体層１７２の上下に直に隣接して形成されたZnが
ドーピングされたAlAs層とSiがドーピングされたAlAs層
がそのそれぞれの中央部を除外した部分のみが酸化され
るように側面酸化させて形成する。そして、真性半導体
層１７２は表面光レーザー部１１０でのレーザー出力に
より敏感に反応するように第１不純物半導体層１６２お
よび第２不純物半導体層１６４の膜厚を調節して表面光
レーザーの内部光強さが最大になる所に位置させる。
性半導体層１７２の上下に直に隣接して形成されたZnが
ドーピングされたAlAs層とSiがドーピングされたAlAs層
がそのそれぞれの中央部を除外した部分のみが酸化され
るように側面酸化させて形成する。そして、真性半導体
層１７２は表面光レーザー部１１０でのレーザー出力に
より敏感に反応するように第１不純物半導体層１６２お
よび第２不純物半導体層１６４の膜厚を調節して表面光
レーザーの内部光強さが最大になる所に位置させる。
【００３０】モニター用光検出器１６０は第２電極１２
４と第３電極１２６に逆方向バイアス、すなわち、第２
電極には陰の電圧を、そして第３電極１２６には陽の電
圧を印加した状態で表面光レーザー部１１０から出射さ
れる光のうちの一部を吸収して吸収された光量に比例す
る電気的信号を第３電極１２６を通じて出力する。この
とき、モニター用光検出器１６０に吸収されなかった残
り光は透過されてレーザーウィンドウ１８２を通じ外部
に出射される。
４と第３電極１２６に逆方向バイアス、すなわち、第２
電極には陰の電圧を、そして第３電極１２６には陽の電
圧を印加した状態で表面光レーザー部１１０から出射さ
れる光のうちの一部を吸収して吸収された光量に比例す
る電気的信号を第３電極１２６を通じて出力する。この
とき、モニター用光検出器１６０に吸収されなかった残
り光は透過されてレーザーウィンドウ１８２を通じ外部
に出射される。
【００３１】表面光レーザー部１１０は誘導放出光だけ
でなくいろいろな波長が混ざっている自発放出光も出射
するが、この自発放出光により真性半導体層１７２に形
成される電子と正孔は、真性半導体層１７２とこれに隣
接する上部および下部絶縁層１９４，１９２のそれぞれ
の界面に位置する非発光結合中心によって除去される。
したがって、誘導放出光により真性半導体層１７２に形
成される電子と正孔による電流のみが第１および第２不
純物半導体層１６２，１６４の中央部１８４を通じて第
３電極１２６に流れるようになる。
でなくいろいろな波長が混ざっている自発放出光も出射
するが、この自発放出光により真性半導体層１７２に形
成される電子と正孔は、真性半導体層１７２とこれに隣
接する上部および下部絶縁層１９４，１９２のそれぞれ
の界面に位置する非発光結合中心によって除去される。
したがって、誘導放出光により真性半導体層１７２に形
成される電子と正孔による電流のみが第１および第２不
純物半導体層１６２，１６４の中央部１８４を通じて第
３電極１２６に流れるようになる。
【００３２】結局、モニター用光検出器１６０での検出
信号はレーザーウィンドウ１８２を通じ出射される誘導
放出光、すなわち、レーザー光の光量に比例するように
なって、モニター用光検出器１６０で検出される光量か
らレーザーウィンドウ１８２を通じて出射されるレーザ
ー光の変化が判る。したがって、この検出された光量で
得られた電気的信号を自動出力調節回路を通じて表面光
レーザー部１１０の駆動電流にフィードバックさせるこ
とによりレーザーウィンドウ１８２を通じ出射される表
面光レーザーの光量を精密に制御することができる。
信号はレーザーウィンドウ１８２を通じ出射される誘導
放出光、すなわち、レーザー光の光量に比例するように
なって、モニター用光検出器１６０で検出される光量か
らレーザーウィンドウ１８２を通じて出射されるレーザ
ー光の変化が判る。したがって、この検出された光量で
得られた電気的信号を自動出力調節回路を通じて表面光
レーザー部１１０の駆動電流にフィードバックさせるこ
とによりレーザーウィンドウ１８２を通じ出射される表
面光レーザーの光量を精密に制御することができる。
【００３３】以下で、図２（ａ）および図２（ｂ）のモ
ニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置を製造す
る方法を説明するが、従来技術との反復的な説明を避け
るために本発明の特徴部であるモニター用光検出器１６
０を製造する段階のみを具体的に説明する。
ニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置を製造す
る方法を説明するが、従来技術との反復的な説明を避け
るために本発明の特徴部であるモニター用光検出器１６
０を製造する段階のみを具体的に説明する。
【００３４】まず、上部反射鏡層１３４上にZnがドーピ
ングされたAl0.3Ga0.7As層とZnがドーピングされたAlAs
層が順次に積層された第１不純物半導体層１６２を形成
して、第１不純物半導体層１６２上にGaAsにより成る真
性半導体層１７２を形成する。次いで、真性半導体層１
７２上にSiがドーピングされたAlAs層、Siがドーピング
されたAl0.3Ga0.7As層、およびSiがドーピングされたGa
As層が順次に積層される第２不純物半導体層１６４を形
成する。
ングされたAl0.3Ga0.7As層とZnがドーピングされたAlAs
層が順次に積層された第１不純物半導体層１６２を形成
して、第１不純物半導体層１６２上にGaAsにより成る真
性半導体層１７２を形成する。次いで、真性半導体層１
７２上にSiがドーピングされたAlAs層、Siがドーピング
されたAl0.3Ga0.7As層、およびSiがドーピングされたGa
As層が順次に積層される第２不純物半導体層１６４を形
成する。
【００３５】次に、本発明の特徴部として第１不純物半
導体層１６２のZnがドーピングされたAlAs層と、第２不
純物半導体層１６４のSiがドーピングされたAlAs層が側
面から酸化されるように上の結果物を約４５０℃で湿式
酸化して下部および上部絶縁層１９２，１９４を形成す
る。このとき、その中央部１８４は酸化されないように
酸化時間を調節して、酸化時間が長くなるほど中央部１
８４の大きさが小さくなるようになる。
導体層１６２のZnがドーピングされたAlAs層と、第２不
純物半導体層１６４のSiがドーピングされたAlAs層が側
面から酸化されるように上の結果物を約４５０℃で湿式
酸化して下部および上部絶縁層１９２，１９４を形成す
る。このとき、その中央部１８４は酸化されないように
酸化時間を調節して、酸化時間が長くなるほど中央部１
８４の大きさが小さくなるようになる。
【００３６】図３（ａ）〜図３（ｃ）は図２（ｂ）のモ
ニター用光検出器１６０の作用効果を調べるために、第
１および第２電極１２２，１２４を通じ表面光レーザー
部１１０に駆動電流を注入して、モニター用光検出器１
６０とこれとは異なる別の外部光検出器を各々利用して
光電流と表面光レーザーの強さを測定したグラフであ
る。ここで、図３（ａ）は中央部１８４の大きさが２μ
ｍである場合、図３（ｂ）は中央部１８４の大きさが１
８μｍである場合、そして図３（ｃ）は上部および下部
絶縁層１９４，１９２が形成されない場合を示すもので
ある。
ニター用光検出器１６０の作用効果を調べるために、第
１および第２電極１２２，１２４を通じ表面光レーザー
部１１０に駆動電流を注入して、モニター用光検出器１
６０とこれとは異なる別の外部光検出器を各々利用して
光電流と表面光レーザーの強さを測定したグラフであ
る。ここで、図３（ａ）は中央部１８４の大きさが２μ
ｍである場合、図３（ｂ）は中央部１８４の大きさが１
８μｍである場合、そして図３（ｃ）は上部および下部
絶縁層１９４，１９２が形成されない場合を示すもので
ある。
【００３７】図３（ａ）を参照すれば、一点鎖線で図示
したグラフはモニター用光検出器１６０で測定された光
電流を示すものであって、実線で図示したグラフは外部
光検出器で測定された表面光レーザーの強さを示すもの
である。図示されたように、モニター用光検出器１６０
の反応が外部光検出器の反応とよく合い、また表面光レ
ーザーのしきい電流でモニター用光検出器１６０により
検出された光電流が８μAであることが判る。これに反
し、図３（ｂ）および図３（ｃ）を参照すれば表面光レ
ーザーのしきい電流でモニター用光検出器１６０により
検出された光電流は各々９４μA 、１１８μAであるこ
とが判る。
したグラフはモニター用光検出器１６０で測定された光
電流を示すものであって、実線で図示したグラフは外部
光検出器で測定された表面光レーザーの強さを示すもの
である。図示されたように、モニター用光検出器１６０
の反応が外部光検出器の反応とよく合い、また表面光レ
ーザーのしきい電流でモニター用光検出器１６０により
検出された光電流が８μAであることが判る。これに反
し、図３（ｂ）および図３（ｃ）を参照すれば表面光レ
ーザーのしきい電流でモニター用光検出器１６０により
検出された光電流は各々９４μA 、１１８μAであるこ
とが判る。
【００３８】したがって、上部および下部絶縁層１９
４，１９２がないモニター用光検出器の一体型表面光レ
ーザー装置よりはそれがある場合がさらに良い性能を有
して、中央部１８４の大きさが２μｍである場合が１８
μｍである場合より約１０倍以上の向上された性能を有
することが判る。
４，１９２がないモニター用光検出器の一体型表面光レ
ーザー装置よりはそれがある場合がさらに良い性能を有
して、中央部１８４の大きさが２μｍである場合が１８
μｍである場合より約１０倍以上の向上された性能を有
することが判る。
【００３９】
【発明の効果】詳述したように本発明によるモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方
法によれば、表面光レーザー部の上面に出射される大部
分の自発放出光による光電流は真性半導体層とこれに隣
接する上部および下部絶縁層のそれぞれの界面に位置す
る非発光結合中心によって除去される。したがって、モ
ニター用光検出器での検出信号を自動出力調節回路を通
じて表面光レーザー部の駆動電流にフィードバックさせ
ることによりレーザーウィンドウを通じ出射される表面
光レーザーの光量を精密に制御することができる。
光検出器の一体型表面光レーザー装置およびその製造方
法によれば、表面光レーザー部の上面に出射される大部
分の自発放出光による光電流は真性半導体層とこれに隣
接する上部および下部絶縁層のそれぞれの界面に位置す
る非発光結合中心によって除去される。したがって、モ
ニター用光検出器での検出信号を自動出力調節回路を通
じて表面光レーザー部の駆動電流にフィードバックさせ
ることによりレーザーウィンドウを通じ出射される表面
光レーザーの光量を精密に制御することができる。
【００４０】以上では本発明を実施例によって詳細に説
明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明
が属する技術分野において通常の知識を有するものであ
れば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修
正または変更できるであろう。
明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明
が属する技術分野において通常の知識を有するものであ
れば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修
正または変更できるであろう。
【図１】従来のモニター用光検出器の一体型表面光レー
ザー装置を説明するための概略的な断面図である。
ザー装置を説明するための概略的な断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施例によるモニター用
光検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するための
図面であり、図２（ｂ）は本発明の実施例によるモニタ
ー用光検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するた
めの図面である。
光検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するための
図面であり、図２（ｂ）は本発明の実施例によるモニタ
ー用光検出器の一体型表面光レーザー装置を説明するた
めの図面である。
【図３】図３（ａ）は図２（ｂ）のモニター用光検出器
の作用効果を説明するためのグラフであり、図３（ｂ）
は図２（ｂ）のモニター用光検出器の作用効果を説明す
るためのグラフであり、図３（ｃ）は図２（ｂ）のモニ
ター用光検出器の作用効果を説明するためのグラフであ
る。
の作用効果を説明するためのグラフであり、図３（ｂ）
は図２（ｂ）のモニター用光検出器の作用効果を説明す
るためのグラフであり、図３（ｃ）は図２（ｂ）のモニ
ター用光検出器の作用効果を説明するためのグラフであ
る。
１０，１１０ 表面光レーザー部 １２，１１２ 基板 ２２，１２２ 第１電極 ２４，１２４ 第２電極 ３２，１３２ 下部反射鏡層 ３４，１３４ 上部反射鏡層 ４２，１４２ 利得媒質層 ５２，１５２ 高抵抗層 ８２，１８２ レーザーウィンドウ ６０，１６０ モニター用光検出器 ６２，１６２ 第１不純物半導体層 ６４，１６４ 第２不純物半導体層 ７２，１７２ 真性半導体層 １９２ 下部絶縁層 １９４ 上部絶縁層
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上に順次に積層された
下部反射鏡層、利得媒質層、および上部反射鏡層と、前
記基板の裏面に形成された第１電極と、前記上部反射鏡
上に形成され、その中央部を露出させる開口部を有する
第２電極を含んで、前記第１電極および第２電極に印加
される駆動電流によりその積層方向に光を出射する表面
光レーザー部と、 前記第２電極の開口部により露出される前記上部反射鏡
層上に形成されて出射される前記光の一部を吸収してそ
の検出信号を出力するモニター用光検出器を具備するこ
とを特徴とするモニター用光検出器の一体型表面光レー
ザー装置において、 前記モニター用光検出器は、前記第２電極の開口部によ
り露出される前記上部反射鏡層上に順次に積層された第
１不純物半導体層、真性半導体層、および第２不純物半
導体層と、 前記第２不純物半導体層上に形成され、前記第２不純物
半導体層の中央部を露出させる開口部を有する第３電極
と、 前記表面光レーザー部より出射される自発放出光による
光電流が除去されるように前記真性半導体層と前記第１
および第２不純物半導体層間に各々介在されて、そのそ
れぞれの中央部に開口部を有する上部および下部絶縁層
を具備することを特徴とするモニター用光検出器の一体
型表面光レーザー装置。 - 【請求項２】 前記第１および第２不純物半導体層は各
々複数個の層が積層されて、前記第１不純物半導体層の
最上層と前記第２不純物半導体層の最下層は各々AlxGa
1-xAsとにより成されて、前記上部および下部絶縁層は
前記AlxGa1-xAsが酸化されることを特徴とする請求項１
に記載のモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装
置（ただし、０．９５≦x≦１である）。 - 【請求項３】 前記第１不純物半導体層はZnがドーピン
グされたAlyGa1-yAs層とZnがドーピングされたAlxGa1-x
As層が順次に積層されて、前記下部絶縁層は前記Znがド
ーピングされたAlxGa1-xAsが酸化されることを特徴とす
る請求項２に記載のモニター用光検出器の一体型表面光
レーザー装置（ただし、０．９５≦x≦１、０<y≦０．
５である）。 - 【請求項４】 前記第２不純物半導体層はSiがドーピン
グされたAlxGa1-xAs層、SiがドーピングされたAlyGa1-y
As層、およびSiがドーピングされたGaAs層が順次に積層
されて、前記上部絶縁層は前記SiがドーピングされたAl
xGa1-xAsが酸化されることを特徴とする請求項２に記載
のモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置（た
だし、０．９５≦x≦１、０<y≦０．５である）。 - 【請求項５】 前記真性半導体層が前記表面光レーザー
の内部光強さが最大になる所に位置することを特徴とす
る請求項１に記載のモニター用光検出器の一体型表面光
レーザー装置。 - 【請求項６】 前記利得媒質層と前記上部反射鏡層間に
介在されて設置されるが、その中央部に開口部を有する
高抵抗層をさらに具備してその開口部を通じてのみに正
孔が流れるようにガイドすることを特徴とする請求項１
に記載のモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装
置。 - 【請求項７】 前記高抵抗層は前記上部反射鏡層に陽性
子が注入されて成るか、AlxGa1-xAsの酸化物とから成る
ことを特徴とする請求項６に記載のモニター用光検出器
の一体型表面光レーザー装置（ただし、０．９５≦x≦
１である）。 - 【請求項８】 基板と、前記基板上に順次に積層された
下部反射鏡層、利得媒質層、および上部反射鏡層と、前
記基板の裏面に形成された第１電極と、前記上部反射鏡
上に形成され、その中央部を露出させる開口部を有する
第２電極を含んで、前記第１電極および第２電極に印加
される駆動電流によりその積層方向に光を出射する表面
光レーザー部と、 前記第２電極の開口部により露出される前記上部反射鏡
層上に形成されて出射される前記光の一部を吸収してそ
の検出信号を出力するモニター用光検出器を具備するこ
とを特徴とするモニター用光検出器の一体型表面光レー
ザー装置の製造方法において、 前記モニター用光検出器を製造する段階は、前記上部反
射鏡層上にZnがドーピングされたAlyGa1-yAs層と、Znが
ドーピングされたAlxGa1-xAs層が順次に積層された第１
不純物半導体層を形成する段階と、 前記第１不純物半導体層上にGaAsにより成された真性半
導体層を形成する段階と、 前記真性半導体層上にSiがドーピングされたAlxGa1-xAs
層、SiがドーピングされたAlyGa1-yAs層、およびSiがド
ーピングされたGaAs層が順次に積層される第２不純物半
導体層を形成する段階と、および前記Znがドーピングさ
れたAlxGa1-xAs層と前記SiがドーピングされたAlxGa1-x
As層が側面から酸化されるように前記結果物を湿式酸化
するが、そのそれぞれの中央部は酸化されないようにす
ることにより、AlxGa1-xAsの酸化物とから成る下部およ
び上部絶縁層を各々形成する段階を含むことを特徴とす
るモニター用光検出器の一体型表面光レーザー装置製造
方法（ただし、０．９５≦x≦１、０<y≦０．５であ
る）。
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