JP2002344081A - 面発光型半導体レーザおよびその製造方法、光モジュール、光伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した素子特性を有する面発光型半導体レ
ーザおよびその製造方法、ならびに該面発光型半導体レ
ーザを含む光モジュールおよび光伝達装置を提供する。 【解決手段】 本発明の面発光型半導体レーザ１００
は、半導体基板１０１上に共振器１２０が形成され、半
導体基板１０１に垂直な方向に光を出射する。この面発
光型半導体レーザ１００は、共振器１２０の少なくとも
一部を構成する柱状部１１０と、柱状部１１０の側面を
覆う絶縁層１１７とを含む。絶縁層１１７はフィラー１
６０を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動時に安定した
素子特性が得られる面発光型半導体レーザおよびその製
造方法、ならびに該面発光型半導体レーザを含む光モジ
ュールおよび光伝達装置に関する。

【０００２】

【背景技術】面発光型半導体レーザは、２次元集積化が
可能な発光素子であり、次世代の高速かつ大容量の光源
として、光並列通信や光並列演算等のへの応用が期待さ
れている。この面発光型半導体レーザは、半導体基板上
に設けられた共振器から、前記半導体基板の前記共振器
設置面に対して垂直方向にレーザ光を出射する。この共
振器はレーザ発振器としての機能を有し、反射層、活性
層、反射層が順に積層することにより構成される。

【０００３】面発光型半導体レーザを駆動させるために
は、レーザ表面から活性層へと電流を注入する必要があ
る。このため、前記レーザには、前記活性層に電流を注
入するための一対の電極が形成されている。また、前記
活性層に電流を集中して注入するために、前記共振器の
うち少なくとも前記活性層を含む部分を、エッチングに
より柱状に形成する方法が一般に用いられている。

【０００４】ところで、この面発光型半導体レーザが駆
動する際に、前記共振器に熱が発生し、この熱によって
前記共振器周辺の温度が上昇して、素子特性、特に発光
効率と最大出力が低下することがある。この駆動時にお
ける素子の温度上昇を抑えて素子特性を維持するために
は、発生した熱を効率良く外部に放出させることが好ま
しい。

【０００５】一方、前記活性層に電流を注入するための
一対の電極を絶縁する等の目的のため、前記柱状に形成
された部分（柱状部）を、ポリイミドに代表される絶縁
性の樹脂で埋め込む方法が一般に採用されている。しか
しながら、前記絶縁性の樹脂から形成される絶縁層は一
般に熱伝導性があまり高くない。このため、このような
絶縁層が前記柱状部を埋め込むように形成されている
と、駆動時に発生する熱を外部に効率良く放出できず、
その結果、安定した素子特性が得られないという問題が
生じることがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
した素子特性が得られる面発光型半導体レーザおよびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００７】また、本発明の目的は、前記面発光型半導
体レーザを含む光モジュールおよび光伝達装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（面発光型半導体レー
ザ）本発明の面発光型半導体レーザは、半導体基板上に
共振器が形成され、前記半導体基板に垂直な方向に光を
出射する面発光型半導体レーザであって、前記共振器の
少なくとも一部を構成する柱状部と、前記柱状部の側面
を覆う絶縁層と、を含み、前記絶縁層は、フィラーを含
む。

【０００９】ここで、前記半導体基板に垂直な方向と
は、前記半導体基板の前記共振器設置面に垂直な方向を
いう。

【００１０】本発明によれば、前記絶縁層がフィラーを
含むことにより、熱伝導率や熱膨張率等の前記絶縁層の
特性を調整することができ、その結果、良好な素子特性
を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説
明する。

【００１１】本発明の面発光型半導体レーザは、以下の
態様（１）〜（７）をとることができる。

【００１２】（１）前記フィラーは、前記絶縁層を構成
する母材よりも熱伝導率が高い材料からなることができ
る。この構成によれば、前記面発光レーザの駆動時に前
記共振器に発生する熱が前記絶縁層へと移動した後、前
記絶縁層中に含まれる前記フィラーを介して当該熱を素
早く拡散させることができる。これにより、前記共振器
の温度上昇を抑えることができる。その結果、熱による
素子の特性低下を防止することができ、安定した素子特
性を維持することができる。

【００１３】（２）前記フィラーは、前記絶縁層を構成
する母材と熱膨張率が異なる材料からなることができ
る。この構成によれば、前記絶縁層に含まれる前記フィ
ラーが、前記半導体基板と前記絶縁層との間の熱膨張率
の差を調整することにより、前記半導体基板と前記絶縁
層との間の歪みを低減することができる。すなわち、前
記絶縁層を構成する母材と前記半導体基板との間の熱膨
張率の差に応じて、所定の熱膨張率を有する前記フィラ
ーを用いることにより、前記絶縁層と前記半導体基板と
の間の熱膨張率の差を小さくすることができる。その結
果、前記絶縁層と前記半導体基板との間に生じる歪みを
低減することができ、素子の信頼性を維持することがで
きる。

【００１４】（３）前記絶縁層の母材が、ポリイミド樹
脂からなることができる。前記面発光レーザの製造工程
においては、前記柱状部の側面を覆う前記絶縁層を形成
した後、前記柱状部の上面および前記半導体基板の裏面
（前記半導体基板において前記共振器設置面と反対側の
面）に一対の電極を形成する際アニール処理を行なう。
したがって、このアニール処理工程に耐え得るような樹
脂を用いて前記絶縁層を形成する必要がある。また、前
記絶縁層を平坦に形成することができる樹脂を用いて前
記絶縁層を形成する必要がある。以上の要求を満たすた
めには、耐熱性および操作性に優れたポリイミド樹脂で
前記絶縁層を形成するのが好ましい。

【００１５】（４）前記フィラーの粒径を、前記絶縁層
の膜厚より小さくすることができる。この構成によれ
ば、前記フィラー全体を前記絶縁層に被覆させることが
できる。

【００１６】（５）前記フィラーは絶縁体から形成する
ことができる。この構成によれば、前記共振器の周囲に
形成される電極を確実に絶縁することができる。前記絶
縁体としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、
窒化シリコン、酸化シリコン等が例示できる。これらの
材料のうち少なくとも１つを主成分としたフィラーを用
いることができる。

【００１７】この場合、ダイヤモンドおよび窒化アルミ
ニウムは熱伝導性および絶縁性に優れることから、前記
フィラーがダイヤモンドあるいは窒化アルミニウムから
なることが好ましい。

【００１８】（６）前記フィラーはカーボン、グラファ
イトなどの炭素同素体あるいはアルミニウム、金、銀、
銅、錫、マグネシウム、ニッケル、および亜鉛のうち少
なくとも１種を主成分として形成することができる。こ
れらの材料は熱伝導性に優れるため、前記フィラーが前
記材料のうち少なくとも１種を主成分とすることによ
り、前記共振器で発生した熱を、前記フィラーを介して
素早く外部に拡散することができる。これにより、素子
特性の安定化を図ることができる。

【００１９】（７）前記フィラーは、表面に絶縁膜を備
えた金属粒子であることができる。この構成によれば、
前記フィラーの絶縁性を高めることができる。

【００２０】（面発光型半導体レーザの製造方法） （１）本発明の面発光型半導体レーザの製造方法は、半
導体基板上に共振器が形成され、前記半導体基板に垂直
な方向に光を出射する面発光型半導体レーザの製造方法
であって、以下の工程（ａ）および（ｂ）を含む。

【００２１】（ａ）前記半導体基板上に多層膜を形成し
た後、該多層膜の少なくとも一部をエッチングして、少
なくとも活性層を含む柱状部を形成する工程、（ｂ）フ
ィラーを含み、前記柱状部の側面を覆う絶縁層を形成す
る工程。

【００２２】本発明によれば、安定した特性を有する面
発光型半導体レーザを得ることができる。

【００２３】（２）本発明の面発光型半導体レーザの製
造方法は、半導体基板上に共振器が形成され、前記半導
体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体レー
ザの製造方法であって、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含
む。

【００２４】（ａ）前記半導体基板上に多層膜を形成し
た後、該多層膜の少なくとも一部をエッチングして、少
なくとも活性層を含む柱状部を形成する工程、（ｂ）前
記柱状部を覆うように、フィラーおよび母材前駆体を含
む第１塗布層を形成する工程、（ｃ）前記第１塗布層を
構成する前記母材前駆体を仮固化させて、前記フィラー
および仮母材を含む第２塗布層を形成する工程、（ｄ）
前記第２塗布層を構成する前記仮母材を溶解する液体
に、少なくとも前記第２塗布層を所定時間浸漬して、前
記第２塗布層のうち少なくとも前記柱状部上に形成され
た部分を除去する工程、および（ｅ）前記第２塗布層を
構成する前記仮母材を硬化させることにより、前記フィ
ラーを含み、前記柱状部の側面を覆う絶縁層を形成する
工程。

【００２５】前記工程（ｃ）において前記母材前駆体を
仮固化するには、例えば、前記第１塗布層を構成する前
記母材前駆体に、熱または光等のエネルギーを照射する
ことにより、前記母材前駆体を仮母材へと変換する。こ
の場合、前記仮固化により得られる前記仮母材は、前記
工程（ｄ）で用いる前記液体に対する溶解度が、前記母
材前駆体と異なる。

【００２６】本発明によれば、前記工程（ｄ）におい
て、少なくとも前記第２塗布層を前記液体に所定時間浸
漬して、前記第２塗布層のうち前記柱状部上に形成され
た部分を除去することにより、前記柱状部へダメージを
与えることなく、前記第２塗布層のみを除去することが
できる。これにより、安定した特性を有する素子が得ら
れ、かつ、低コストで歩留まり良く素子を製造すること
ができる。

【００２７】また、前記フィラーのうち前記第２塗布層
の上部に含まれるものは、前記第２塗布層の上部が除去
されるに伴い、前記第２塗布層から自動的に脱落し除去
される。これにより、通常の絶縁層の埋め込み工程とほ
ぼ同様の工程にて、前記フィラーを含む絶縁層を均一な
膜厚に形成することができる。

【００２８】さらに、前記液体は、前記第２塗布層を構
成する前記仮母材を溶解させる性質を有するため、除去
された前記仮母材が前記柱状部に再付着するのを防止す
ることができる。

【００２９】前述した（１）および（２）の面発光型半
導体レーザの製造方法において、前記絶縁層の母材は、
ポリイミド樹脂からなることができる。

【００３０】また、前述した（２）の面発光型半導体レ
ーザの製造方法は、以下に示す（３）〜（５）の態様を
とることができる。

【００３１】（３）前記柱状部は、前記液体に対する溶
解性が、前記第２塗布層を構成する前記仮母材と比較し
て小さくすることができる。これにより、前記柱状部お
よび前記第２塗布層を前記液体に浸漬する時間に十分な
マージンが生じ、安定した製造が可能となる。また、前
記第２塗布層よりも先に前記柱状部が前記液体に溶解す
るのを防ぐことができ、素子特性に与える影響を抑える
ことができる。

【００３２】（４）前記フィラーは、前記液体に対する
溶解性が、前記第２塗布層を構成する前記仮母材と比較
して小さくすることができる。これにより、前記第２塗
布層を構成する前記仮母材よりも先に前記フィラーが前
記液体に溶解するのを防ぐことができ、最終的に得られ
る前記絶縁層に前記フィラーを含有させることができ
る。

【００３３】（５）前記母材前駆体は、ポリイミド樹脂
の前駆体であることができる。

【００３４】（光モジュールおよび光伝達装置）本発明
の面発光型半導体レーザと、光導波路とを含む光モジュ
ールに適用することができる。また、前記光モジュール
を含む光伝達装置に適用することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。

【００３６】（デバイスの構造）図１は、本実施の形態
の面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」とす
る）１００の断面を模式的に示す図である。

【００３７】本実施の形態の面発光レーザ１００では、
垂直共振器（以下、「共振器」とする）１２０上に絶縁
層１１７が形成されている。面発光レーザ１００は、例
えばＧａＡｓからなる半導体基板１０１、半導体基板１
０１上に形成されたｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１
０２、共振器１２０、および共振器１２０上に形成され
たｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０８を含み構成
される。

【００３８】また、共振器１２０には、柱状の半導体堆
積体（柱状部）１１０が形成されている。ここで、柱状
部１１０とは、共振器１２０の一部であって、少なくと
もコンタクト層１０８と上部ミラー１０７を含む柱状の
半導体堆積体のことをいう。この柱状部１１０は絶縁層
１１７で埋め込まれている。すなわち、柱状部１１０の
側面は絶縁層１１７で覆われている。さらに、柱状部１
１０上には上部電極１１３が形成されている。

【００３９】共振器１２０は、バッファ層１０２上に形
成され、ｎ型ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ _0.15Ｇａ_0.85Ａｓ層
とを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミラー
（以下、「下部ミラー」という）１０３、ｎ型Ａｌ_0.5
Ｇａ_0.5Ａｓからなるｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓ
ウエル層とＡｌ_0.5Ｇａ_0.7Ａｓバリア層からなり、ウエ
ル層が３層で構成される多重井戸構造の活性層１０５、
Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓからなるｐ型クラッド層１０６、お
よびｐ型Ａｌ_0.85Ｇａ_0.15Ａｓ層とｐ型Ａｌ_0.15Ｇａ
_0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多
層膜ミラー（以下、「上部ミラー」という）１０７が順
次積層されて構成される。

【００４０】上部ミラー１０７は、Ｚｎがドーピングさ
れることによりｐ型にされ、下部ミラー１０３は、Ｓｉ
がドーピングされることによりｎ型にされている。した
がって、上部ミラー１０７、不純物がドーピングされて
いない活性層１０５、および下部ミラー１０３により、
ｐｉｎダイオードが形成される。

【００４１】また、共振器１２０のうち面発光レーザ１
００のレーザ光出射側から下部ミラー１０３の途中にか
けての部分が、レーザ光出射側からから見て円形の形状
にエッチングされて柱状部１１０が形成されている。な
お、本実施の形態では、柱状部１１０の平面形状を円形
としたが、この形状は任意の形状をとることが可能であ
る。

【００４２】本実施の形態にかかる面発光レーザ１００
においては、柱状部１１０の側面ならびに下部ミラー１
０３の上面を覆うようにして、絶縁層１１７が形成され
ている。

【００４３】絶縁層１１７は、フィラー１６０を混在さ
せた母材から形成されている。本実施の形態において
は、絶縁層１１７を構成する前記母材が樹脂１６３（図
１参照）である場合を示す。樹脂１６３は、熱または光
等のエネルギー照射により硬化、あるいは化学反応によ
り硬化させて形成される樹脂からなる。

【００４４】面発光レーザ１００の製造工程において
は、柱状部１１０の側面を覆う絶縁層１１７を形成した
後、柱状部１１０の上面および半導体基板１０１の裏面
（半導体基板１０１において共振器１２０の設置面と反
対側の面）にそれぞれ電極１１３,１１５を形成する際
のアニール処理を約４００℃で行なう（後述する製造プ
ロセスを参照）。したがって、このアニール処理工程に
耐え得るように、絶縁層１１７を構成する母材（本実施
の形態では樹脂１６３）は耐熱性に優れたものであるこ
とが必要とされる。また、柱状部１１０の高さは一般に
約３μｍ以上に形成されるため、絶縁層１１７を構成す
る樹脂１６３は少なくとも約３μｍの膜厚で平坦に形成
することができるものであることが必要とされる。以上
の要求を満たすためには、樹脂１６３がポリイミド樹
脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂等であることが
好ましく、特に、ポリイミド樹脂であるのが好ましい。

【００４５】また、図１に示すように、絶縁層１１７は
フィラー１６０を含む。図１においては、フィラー１６
０が球状である場合を示したが、フィラー１６０の形状
はこれに限定されるわけではなく、板状、繊維状、不定
形、中空などのいずれでもよい。また、フィラー１６０
の大きさも特に限定されないが、フィラー１６０全体が
絶縁層１１７に被覆されることが好ましく、そのために
は、フィラー１６０の粒径が絶縁層１１７の膜厚より小
さいことが好ましい。また、粒径が異なる複数のフィラ
ーを用いて絶縁層１１７を形成することもできる。この
構成によれば、絶縁層１１７中におけるフィラー１６０
の充填率を高めることができる。

【００４６】フィラー１６０は、絶縁層１１７を構成す
る樹脂１６３よりも熱伝導率が高い材料からなることが
できる。この構成によれば、面発光レーザ１００の駆動
時に共振器１２０に発生する熱が絶縁層１１７へと移動
した後、フィラー１６０を介して柱状部１１０から遠ざ
かる方向へと当該熱を素早く拡散させることができる。
これにより、共振器１１０の温度上昇を抑えることがで
きる。その結果、熱による素子の特性低下を防止するこ
とができ、安定した特性を維持することができる。

【００４７】また、フィラー１６０は、絶縁層１１７を
構成する樹脂１６３と熱膨張率が異なる材料からなるこ
とができる。本実施の形態の面発光レーザ１００におい
ては、半導体基板１０１にＧａＡｓ基板、樹脂１６３に
ポリイミド樹脂をそれぞれ用いる場合、約４００℃にて
樹脂前駆体を硬化させて絶縁層１１７を形成する（後述
する製造プロセス参照）。ここで、ポリイミド樹脂をは
じめとする熱または光硬化性樹脂は一般に、半導体基板
１０１を構成するＧａＡｓ基板と比較して熱膨張率が大
きい。このため、絶縁層１１７を形成した後素子を室温
に戻すと、半導体基板１０１と絶縁層１１７との間の熱
膨張率の差により、半導体基板１０１と絶縁層１１７と
の間に大きな歪みが生じる。この歪みによって半導体基
板１０１に反りが発生したり、この歪みが原因により素
子の信頼性が損なわれるおそれがある。

【００４８】これに対し、図１に示す面発光レーザ１０
０では、絶縁層１１７に含まれるフィラー１６０が、半
導体基板１０１と絶縁層１１７との間の熱膨張率の差を
調整する機能を有するため、歪みを低減することができ
る。例えば、前述したように、半導体基板１０１がＧａ
Ａｓ基板からなり、樹脂１６３がポリイミド樹脂である
場合、ポリイミド樹脂はＧａＡｓ基板よりも熱膨張率が
大きい。したがって、この場合、ポリイミド樹脂よりも
熱膨張率が小さな材料からなるフィラー１６０を絶縁層
１１７に含有させることにより、絶縁層１１７と半導体
基板１０１との間の熱膨張率の差を小さくすることがで
き、その結果、絶縁層１１７と半導体基板１０１との間
に生じる歪みを小さくすることができ、素子の信頼性を
維持することができる。ポリイミド樹脂よりも熱膨張率
が小さい材料としては、例えば、ダイヤモンドやシリコ
ンが例示できる。

【００４９】すなわち、絶縁層１１７と半導体基板１０
１との間の熱膨張率の違いに応じて、所定の熱膨張率を
有するフィラー１６０を絶縁層１１７に含有させること
により、絶縁層１１７と半導体基板１０１との間の熱膨
張率の差を小さくして、絶縁層１１７と半導体基板１０
１との間に生じる歪みを小さくすることができる。

【００５０】フィラー１６０の材料としては、例えば、
シリコン、炭素同素体、金属等を用いることができる。
炭素同素体としては、ダイヤモンド、グラファイト、カ
ーボンブラックなどが例示できる。金属としては、アル
ミニウム、金、銀、銅、錫、マグネシウム、ニッケル、
および亜鉛が例示できる。フィラー１６０に金属を用い
る場合、表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成され
ているものを用いることができる。表面に絶縁膜が形成
されていることにより、フィラーの絶縁性を高めること
ができる。

【００５１】例えば、フィラー１６０が前述した金属の
うち少なくとも１種を主成分とする場合、これらの金属
は熱伝導性に優れるため、共振器１２０で発生した熱
を、フィラー１６０を介して外部に素早く拡散させるこ
とができる。これにより、素子特性の安定化を図ること
ができる。

【００５２】また、フィラー１６０は絶縁体から形成す
ることができる。フィラー１６０が絶縁体からなること
により、上部電極１１３と下部電極１１５とを確実に絶
縁することができる。絶縁体としては、ダイヤモンドや
カーボン、シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニ
ウム、窒化珪素（窒化シリコン）、酸化シリコン、炭化
珪素、炭化ホウ素等が例示できる。特に、ダイヤモンド
や窒化アルミニウムは熱伝導性および絶縁性に優れるこ
とから、フィラー１６０に用いる材料として好ましい。

【００５３】また、柱状部１１０および絶縁層１１７の
上には、上部電極１１３が形成されている。さらに、柱
状部１１０上面の中央部には、レーザ光の出射口となる
開口部１１６が形成されている。また、半導体基板１０
１の裏面には、下部電極１１５が形成されている。すな
わち、図１に示す面発光レーザ１００では、柱状部１１
０上で上部電極１１３と接合し、かつ、半導体基板１０
１の共振器１２０の裏面で下部電極１１５と接合し、こ
の上部電極１１３および下部電極１１５によって活性層
１０５に電流が注入される。

【００５４】本実施の形態の面発光レーザ１００によれ
ば、絶縁層１１７がフィラー１６０を含むことにより、
半導体基板１０１の熱膨張率や絶縁層１１７を構成する
樹脂１６３の熱伝導率に応じて、所定の熱伝導率ならび
に熱膨張係数を有するフィラー１６０を用いて絶縁層１
１７を形成する。これにより、熱伝導率や熱膨張率等の
絶縁層１１７の特性を調整することにより、放熱性に優
れ、かつ、半導体基板１０１と絶縁層１１７との間の歪
みを低減することができ、その結果、良好な素子特性を
得ることができる。

【００５５】（デバイスの動作）第１の実施の形態の面
発光レーザ１００の一般的な動作を以下に示す。なお、
下記の面発光型半導体レーザの駆動方法は一例であり、
本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能であ
る。

【００５６】まず、上部電極１１３と下部電極１１５と
で、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、活
性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こり、
かかる再結合による発光が生じる。そこで生じた光が上
部ミラー１０７と下部ミラー１０３との間を往復する際
に誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が
光損失を上まわると、レーザ発振が起こり、柱状部１１
０上面にある開口部１１６から、半導体基板１０１の表
面に対して垂直方向にレーザ光が出射される。ここで、
半導体基板１０１の表面とは、半導体基板１０１におい
て共振器１２０が設置されている面をいう。

【００５７】（デバイスの製造プロセス）次に、本実施
の形態の面発光レーザ１００の製造方法の一例につい
て、図２〜８を用いて説明する。図２，図３，および図
５〜８は、図１に示す本実施の形態の面発光レーザ１０
０の一製造工程を模式的に示す断面図である。また、図
４は、図３に示す製造工程を模式的に示す平面図であ
る。

【００５８】本実施の形態の面発光レーザ１００は、以
下の工程（ａ）〜（ｅ）から製造される。工程（ａ）
は、半導体基板１０１上に多層膜１５０を形成し、この
多層膜１５０の少なくとも一部をエッチングして、少な
くとも活性層１０５を含む柱状部１１０を形成する工程
である。工程（ｂ）は、柱状部１１０を覆うように、フ
ィラー１６０および母材前駆体を含む第１塗布層を形成
する工程である。本実施の形態では、前記母材前駆体と
して樹脂前駆体１６１を用い、前記第１塗布層として第
１樹脂層１１７ａを用いた場合について説明する。工程
（ｃ）は、前記第１塗布層を構成する前記母材前駆体を
仮固化させて、フィラー１６０および仮母材を含む第２
塗布層を形成する工程である。すなわち、前記母材前駆
体が仮固化することにより、前記仮母材が形成される。
この結果、前記第１塗布層から前記第２塗布層が形成さ
れる。本実施の形態では、前記第１塗布層（第１樹脂層
１１７ａ）を構成する母材前駆体（樹脂前駆体１６１）
を仮固化させて、フィラー１６０および仮母材（樹脂１
６２）を含む第２塗布層（第２樹脂層１１７ｂ）を形成
する。すなわち、樹脂前駆体１６１が仮固化することに
より、樹脂１６２が形成される。この結果、第１樹脂層
１１７ａから第２樹脂層１１７ｂが形成される。工程
（ｄ）は、前記仮母材（樹脂１６２）を溶解する性質を
有する液体１３０に、少なくとも前記第２塗布層（第２
樹脂層１１７ｂ）を所定時間浸漬して、前記第２塗布層
（第２樹脂層１１７ｂ）のうち少なくとも柱状部１１０
上に形成された部分を除去する工程である。工程（ｅ）
は、前記第２塗布層（第２樹脂層１１７ｃ）を構成する
前記仮母材（図８の樹脂１６３）を硬化させることによ
り、フィラー１６０を含み、柱状部１１０の側面を覆う
絶縁層１１７を形成する工程である。

【００５９】まず、工程（ａ）について説明する。

【００６０】図２に示されるｎ型ＧａＡｓからなる半導
体基板１０１の表面に、組成を変調させながらエピタキ
シャル成長させることにより、図２に示される半導体多
層膜１５０を形成する。ここで、半導体多層膜１５０と
は、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１０２、ｎ型Ａｌ
Ａｓ層とｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ層とを交互に積層し
た下部ミラー１０３、ｎ型Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓからなる
ｎ型クラッド層１０４、ＧａＡｓウエル層とＡｌ_0.3Ｇ
ａ_0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成さ
れる多重井戸構造の活性層１０５、Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ
からなるｐ型クラッド層１０６、ｐ型Ａｌ_0.85Ｇａ_0.15
Ａｓ層とｐ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ層とを交互に積層し
た上部ミラー１０７、およびｐ型ＧａＡｓからなるコン
タクト層１０８をいう。これらの層を順に半導体基板１
０１上に堆層させることにより、半導体多層膜１５０が
形成される。

【００６１】エピタキシャル成長を行う際の温度は、半
導体基板１０１の種類、あるいは形成する半導体多層膜
１５０の種類や厚さによって適宜決定されるが、一般
に、６００℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エ
ピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に
適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法
としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ
−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ
Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（Ｌｉｑｕｉ
ｄ ＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）を用いることができ
る。

【００６２】続いて、コンタクト層１０８上に、フォト
レジスト（図示しない）を塗布した後フォトリソグラフ
ィにより該フォトレジストをパターニングすることによ
り、所定のパターンのレジスト層（図示しない）を形成
する。ついで、このレジスト層をマスクとしてドライエ
ッチング法により、コンタクト層１０８、上部ミラー１
０７、ｐ型クラッド層１０６、活性層１０５、ｎ型クラ
ッド層１０４、および下部ミラー１０３の一部をエッチ
ングして、図３および図４に示すように、柱状の半導体
堆積体である柱状部１１０を設ける。以上の工程によ
り、図３に示すように、半導体基板１０１上に、柱状部
１１０を含む共振器１２０が形成される。

【００６３】続いて、工程（ｂ）について説明する。

【００６４】本工程では、柱状部１１０を、フィラー１
６０および樹脂前駆体１６１を含む第１樹脂層１１７ａ
で埋め込む。

【００６５】まず、フィラー１６０および樹脂前駆体１
６１を含む液状物（図示せず）を柱状部１１０および上
部ミラー１０３上に塗布した後乾燥させて、図５に示す
ように、柱状部１１０を覆うように第１樹脂層１１７ａ
を形成する。この工程において、第１樹脂層１１７ａの
膜厚が、少なくとも柱状部１１０の高さより大きく、か
つ、柱状部１１０を覆うように第１樹脂層１１７ａを形
成する。フィラー１６０および樹脂前駆体１６１は、前
述したデバイスの構造に関する説明の欄で示した材料か
らなるものを用いる。また、樹脂前駆体１６１は、必要
に応じて溶剤に溶かして塗布する。この場合、樹脂前駆
体１６１を塗布後、溶剤を蒸発させる。

【００６６】前記液状物の塗布方法としては、スピンコ
ート法、ディッピング法、スプレーコート法等の公知技
術が利用できる。前記液状物の塗布の際には、柱状部１
１０によって形成される凸部に起因した膜厚のむらをで
きる限り抑えるようにすることが好ましい。

【００６７】次に、工程（ｃ）について説明する。

【００６８】この工程では、第１樹脂層１１７ａ中の樹
脂前駆体１６１に、熱または光等のエネルギーを照射し
て、この樹脂前駆体１６１を仮固化させて、図６に示す
ように、第２樹脂層１１７ｂを形成する。例えば、熱ま
たは光等のエネルギー照射によって、図５に示す樹脂前
駆体１６１の少なくとも一部を反応させて、図６に示す
樹脂１６２へと変化させる。この工程により得られた樹
脂１６２は、後述する液体１３０（図７参照）に対する
溶解度が樹脂前駆体１６１よりも低くなる。ここで、エ
ネルギーの照射量は、樹脂前駆体１６１を完全に硬化さ
せず、かつ、フィラー１６０に影響をほとんど与えない
程度とする。この工程により、図６に示すように、フィ
ラー１６０および樹脂１６２を含む第２樹脂層１１７ｂ
が得られる。

【００６９】この仮固化の工程は、第１樹脂層１１７ａ
に含まれる樹脂前駆体１６１の種類や濃度に応じて、前
記エネルギーを照射する時間や、前記エネルギーの量を
制御することにより行なう。また、熱により仮固化させ
る場合は反応温度を、光により仮固化させる場合は光量
を制御することにより行なう。例えば、熱硬化により第
１樹脂層１１７ａに含まれる樹脂前駆体１６１の少なく
とも一部を仮固化させて、樹脂前駆体１６１よりも液体
１３０に対する溶解度が低い樹脂１６２（図６参照）を
形成する場合、樹脂前駆体１６１を完全に硬化させて絶
縁層を形成する際に通常用いる熱硬化工程よりも低い温
度かつ短い時間で仮固化を行なう。この場合、照射する
エネルギーの量が不十分であると、樹脂前駆体１６１が
十分に反応せず、液体１３０に対する溶解度が変化しな
いため、得られる樹脂が液体１３０に溶解し、除去され
てしまう。一方、この場合、照射するエネルギーの量が
多すぎると、樹脂前駆体１６１の多くが反応する結果、
液体１３０に対する溶解度が低くなりすぎ、得られる樹
脂が液体１３０にほとんど溶解せず、得られる樹脂の除
去が困難となる。このため、樹脂前駆体の種類や濃度に
応じて、仮固化の際に照射するエネルギーの照射時間お
よび照射量を制御することが重要である。

【００７０】この工程で用いる樹脂前駆体としては、ポ
リイミド前駆体が好ましく適用される。ポリイミド前駆
体は、粘性が低く、硬化の際に大きく体積収縮するとい
う特徴を有する。

【００７１】ポリイミド樹脂としては、例えば、ポリア
ミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなど
を挙げることができる。ポリイミド前駆体から絶縁層を
形成する場合、一般に、ポリイミド前駆体を塗布した後
加熱処理することによりイミド化反応が起こり、ポリイ
ミド樹脂が生成し、絶縁層が形成される。絶縁層を形成
する際に通常適用する加熱処理の温度は、ポリイミド前
駆体の種類によって異なるが、１５０〜４００℃、好ま
しくは３００〜４００℃が適当である。

【００７２】また、絶縁層１１７（図１参照）を形成す
るために用いる樹脂として、光照射による硬化する樹脂
を用いる場合、例えば、紫外線硬化型のポリアクリル系
樹脂およびエポキシ系樹脂を用いることができる。紫外
線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬化することができ
るため、熱により素子特性が変化する等の問題が生じる
ことはない。

【００７３】次に、工程（ｄ）について説明する。

【００７４】この工程では、前述した工程（ａ）〜
（ｃ）によって得られた素子１００ａを、図７に示すよ
うに、液体１３０に所定時間浸漬する。図７では、素子
１００ａの全体を液体１３０に浸漬する場合を示した
が、素子１００ａのうち少なくとも第２樹脂層１１７ｂ
を浸漬させればよい。

【００７５】液体１３０は、第２樹脂層１１７ｂを溶解
する性質を有する。この液体１３０は、樹脂前駆体の種
類に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂前
駆体がポリイミド前駆体である場合、液体１３０として
アルカリ系溶液を用いることができる。

【００７６】なお、この工程において、液体１３０に対
する柱状部１１０の溶解性が、液体１３０に対する樹脂
１６２の溶解性と比較して小さくすることができる。こ
れにより、柱状部１１０および第２樹脂層１１７ｂを液
体１３０に浸漬する時間に十分なマージンが生じ、安定
した製造が可能となる。また、樹脂１６２よりも先に柱
状部１１０が液体１３０に溶解するのを防ぐことがで
き、素子特性に与える影響を抑えることができる。

【００７７】さらに、液体１３０に対するフィラー１６
０の溶解性が、液体１３０に対する樹脂１６２の溶解性
と比較して小さくすることができる。これにより、第２
樹脂層１１７ｂを構成する樹脂１６２よりも先に、フィ
ラー１６０が液体１３０に溶解するのを防ぐことがで
き、最終的に得られる絶縁層１１７に所定量のフィラー
１６０を含有させることができる。

【００７８】この工程において、液体１３０に浸漬する
時間および温度を制御することにより、図８に示すよう
に、フィラー１６０および樹脂１６３を含む第２絶縁層
１１７ｃを得る。第２絶縁層１１７ｃは、図８に示すよ
うに、図７に示す第２樹脂層１１７ｂのうち柱状部１１
０上に形成された部分が除去されたものである。また、
前述した工程において、第２樹脂層１１７ｂのうち上部
ミラー１０３上に形成された部分も液体１３０に溶解す
る結果、図８に示すように、得られた第２絶縁層１１７
ｃの上面が、柱状部１１０の上面とほぼ等しくなるよう
に、第２絶縁層１１７ｃが形成される。さらに、この工
程において、第２樹脂層１１７ｂの上部に位置していた
フィラー１６０は、第２樹脂層１１７ｂが除去されるに
伴って、脱落し除去される。

【００７９】ついで、工程（ｅ）について説明する。

【００８０】この工程では、図８に示す第２樹脂層１１
７ｃを硬化させて、柱状部１１０の側面を覆う絶縁層１
１７を形成する。硬化の際の温度および時間は、通常の
絶縁層形成における樹脂の硬化工程での温度および時間
を参照して行なう。この工程により、図１に示すよう
に、柱状部１１０の側面を覆う絶縁層１１７が形成され
る。

【００８１】つづいて、活性層１０５に電流を注入する
ための電極１１３，１１５を形成する工程について説明
する。

【００８２】まず、電極１１３，１１５を形成する前
に、必要に応じて、ドライエッチング法等を用いて、柱
状部１１０の上面を洗浄する。これにより、より安定し
た特性の素子を形成することができる。つづいて、真空
蒸着法により絶縁層１１７および柱状部１１０の上面に
金属膜（図示せず）を形成した後、アニール処理するこ
とにより、例えば金や亜鉛から構成される合金層（図示
せず）を形成する。さらに、フォトリソグラフィ法を用
いて前記合金層をパターニングすることにより、開口部
１１６を形成する。アニール処理の温度は、通常４００
℃前後で行なう。以上の工程により上部電極１１３が形
成される。続いて、半導体基板１０１の裏面に、真空蒸
着法により金属膜（図示せず）を形成した後、アニール
処理することにより、例えば金およびゲルマニウムから
構成される合金層からなる下部電極１１５を形成する。
以上のプロセスを経て、図１に示す面発光レーザ１００
が得られる。

【００８３】以上説明した本実施の形態の面発光レーザ
１００の製造方法によれば、前述した工程（ｄ）におい
て、少なくとも第２塗布層（第２樹脂層１１７ｂ）を液
体１３０に所定時間浸漬して、前記第２塗布層（第２樹
脂層１１７ｂ）のうち柱状部１１０上に形成された部分
を除去することにより、柱状部１１０へダメージを与え
ることなく、前記第２塗布層（第２樹脂層１１７ｂ）の
みを除去することができる。これにより、安定した特性
を有する素子１００が得られ、かつ、低コストで歩留ま
り良く素子１００を製造することができる。

【００８４】また、前述した工程（ｃ）において、前記
第１塗布層（第１樹脂層１１７ａ）を構成する母材前駆
体（樹脂前駆体１６１）を仮固化させることにより、前
記母材前駆体（樹脂前駆体１６１）と比較して液体１３
０への溶解性がより低い仮母材（樹脂１６２）を形成す
る。前記仮母材（樹脂１６２）の液体１３０への溶解速
度は、前記母材前駆体（樹脂前駆体１６１）の液体１３
０への溶解速度より遅いことから、この仮固化工程によ
って、液体１３０中での前記第２塗布層（第２樹脂層１
１７ｂ）の除去工程におけるマージンを広くすることが
できる。

【００８５】さらに、除去された前記仮母材（樹脂１６
２）の大部分は液体１３０に溶解するため、除去された
前記仮母材（樹脂１６２）が素子に再付着して素子特性
を劣化させるおそれが少ない。

【００８６】ところで、図１に示す面発光レーザ１００
の製造において、一般的に用いられる絶縁層形成工程を
用いて絶縁層を形成する場合、柱状部１１０を覆うよう
に、絶縁層（図示せず）を形成した後、柱状部１１０の
上面が露出するまで前記絶縁層をエッチングにより除去
することにより、絶縁層１１７と同様の膜厚を有する絶
縁層を得る。この場合、前記エッチング工程において、
絶縁層に含まれるフィラー１６０がエッチングの障害に
なり、絶縁層を均一な膜厚に形成することが困難となる
場合がある。

【００８７】これに対し、本実施の形態の面発光レーザ
１００の製造方法によれば、前記工程（ｄ）において、
フィラー１６０のうち前記第２塗布層（第２樹脂層１１
７ｂ）の上部に含まれるものは、前記第２塗布層（第２
樹脂層１１７ｂ）がその上面から除去されるに伴い、前
記第２塗布層（第２樹脂層１１７ｂ）から自動的に脱落
し除去される。これにより、通常の絶縁層の埋め込み工
程とほぼ同様の工程にて、フィラー１６０を含む絶縁層
１１７を均一な膜厚に形成することができる。

【００８８】なお、上記実施の形態では、柱状部を一つ
有する面発光型半導体レーザについて説明したが、基板
面内で柱状部が複数個設けられていても本発明の形態は
損なわれない。また、複数の面発光型発光素子がアレイ
化されている場合でも、同様の作用および効果を有す
る。

【００８９】また、上記実施の形態では面発光型半導体
レーザについて説明したが、面発光型半導体レーザ以外
の半導体素子にも本発明を適用することができる。本発
明が適用できる半導体素子としては、例えば、ＥＬ素
子、ＬＥＤ素子、ＩＣ、ピエゾ素子などが挙げられる。
例えば、本発明をＩＣに適用する場合、本発明にかかる
フィラーを含む絶縁層を層間絶縁層に適用することがで
きる。

【００９０】さらに、上記実施の形態において、各半導
体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の趣旨
を逸脱するものではない。上記実施の形態では、ＡｌＧ
ａＡｓ系のものについて説明したが、発振波長に応じて
その他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ
系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系
の半導体材料を用いることも可能である。

【００９１】［第２の実施の形態］図９は、本発明を適
用した第２の実施の形態に係る光モジュールを模式的に
説明する図である。本実施の形態に係る光モジュール
は、構造体１０００（図９参照）を含む。この構造体１
０００は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ１００
（図１参照）、プラットフォーム１１２０、第１の光導
波路１１３０およびアクチュエータ１１５０を有する。
また、この構造体１０００は、第２の光導波路１３０２
を有する。第２の光導波路１３０２は、基板１３００の
一部をなす。第２の光導波路１３０２には、接続用光導
波路１３０４を光学的に接続してもよい。接続用光導波
路１３０４は、光ファイバであってもよい。

【００９２】本実施の形態の光モジュールでは、面発光
レーザ１００（出射面１０８・図１参照）から光が出射
した後、第１および第２の光導波路１１３０，１３０２
（および接続用光導波路１３０４）を通して、受光素子
（図示せず）にこの光を受光させる。

【００９３】［第３の実施の形態］図１０は、本発明を
適用した第３の実施の形態に係る光伝達装置を説明する
図である。本実施の形態では、第１の光導波路１１３０
と受光素子２１０との間に、複数の第３の光導波路１２
３０，１３１０，１３１２を有する。また、本実施の形
態に係る光伝達装置は、複数（２つ）の基板１３１４，
１３１６を有する。

【００９４】本実施の形態では、面発光レーザ１００側
の構成（面発光レーザ１００、プラットフォーム１１２
０、第１の光導波路１１３０、第２の光導波路１３１
８、アクチュエータ１１５０を含む。）と、受光素子２
１０側の構成（受光素子２１０、プラットフォーム１２
２０、第３の光導波路１２３０，１３１０を含む。）と
の間に、第３の光導波路１３１２が配置されている。第
３の光導波路１３１２として、光ファイバなどを使用し
て、複数の電子機器間の光伝達を行うことができる。

【００９５】例えば、図１１において、光伝達装置１１
００は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリ
ンタ等の電子機器１１０２を相互に接続するものであ
る。電子機器１１０２は、情報通信機器であってもよ
い。光伝達装置１１００は、光ファイバ等の第３の光導
波路１３１２を含むケーブル１１０４を有する。光伝達
装置１１００は、ケーブル１１０４の両端にプラグ１１
０６が設けられたものであってもよい。それぞれのプラ
グ１１０６内に、面発光レーザ１００，受光素子２１０
側の構成が設けられる。いずれかの電子機器１１０２か
ら出力された電気信号は、発光素子によって光信号に変
換され、光信号はケーブル１１０４を伝わり、受光素子
によって電気信号に変換される。電気信号は、他の電子
機器１１０２に入力される。こうして、本実施の形態に
係る光伝達装置１１００によれば、光信号によって、電
子機器１１０２の情報伝達を行うことができる。

【００９６】図１２は、本発明を適用した実施の形態に
係る光伝達装置の使用形態を示す図である。光伝達装置
１１１０は、電子機器１１１２間を接続する。電子機器
１１１２として、液晶表示モニター又はディジタル対応
のＣＲＴ（金融、通信販売、医療、教育の分野で使用さ
れることがある。）、液晶プロジェクタ、プラズマディ
スプレイパネル（ＰＤＰ）、ディジタルＴＶ、小売店の
レジ（ＰＯＳ（Pointof Sale Scanning）用）、ビデ
オ、チューナー、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられ
る。

【００９７】［第４の実施の形態］図１３は、本発明を
適用した第４の実施の形態に係る光伝達装置を説明する
図である。本実施の形態では、光伝達装置がICチップ間
光インターコネクション装置２０００である場合を例に
とり説明する。

【００９８】（デバイスの構造）本実施の形態の光イン
ターコネクション装置２０００は、複数のＩＣチップが
積層されて形成されている。本実施の形態の光インター
コネクション装置２０００では、図１３に示すように、
ＩＣチップが２つ積層されている例を示したが、積層さ
れるＩＣチップの数はこれに限定されるわけではない。

【００９９】この光インターコネクション装置２０００
は、積層されたＩＣチップ２０１，２０２間でレーザ光
２２１，２２２が伝送され、データのやり取りが行われ
る。ＩＣチップ２０１，２０２はそれぞれ、基板（例え
ばシリコン基板）２１１，２１２と、この基板２１１，
２１２にそれぞれ形成されたＩＣ領域４０１，４０２と
を含む。ＩＣチップ２０１，２０２としては、ＣＰＵや
メモリ、ＡＳＩＣなどの各種のＩＣが例示できる。

【０１００】ＩＣチップ２０１においては、基板２１１
上に面発光レーザ１００（前述の第１の実施の形態参
照）および光検出器３０１が設置されている。同様に、
ＩＣチップ２０２においては、基板２１２上に面発光レ
ーザ１００および光検出器３０２が設置されている。こ
こで、ＩＣチップ２０１に形成された面発光レーザ１０
０を１００Ｘ、ＩＣチップ２０２に形成された面発光レ
ーザ１００を１００Ｙとする。

【０１０１】（デバイスの動作）次に、この光インター
コネクション装置２０００の動作について、図１３を参
照して説明する。

【０１０２】この光インターコネクション装置２０００
において、ＩＣチップ２０１のＩＣ領域４０１で電気的
に処理された信号は、面発光レーザ１００Ｘの共振器１
２０（図１参照；図１３では図示せず）でレーザ光パル
ス信号に変換された後、ＩＣチップ２０２の光検出器３
０２へと送られる。光検出器３０２は、受信したレーザ
光パルスを電気信号へと変換してＩＣ領域４０２へ送
る。

【０１０３】一方、ＩＣチップ２０２に形成された面発
光レーザ１００Ｙから光検出器３０１へとレーザ光を送
る場合も同様に動作する。すなわち、この光インターコ
ネクション装置２０００において、ＩＣチップ２０２の
ＩＣ領域４０２で電気的に処理された信号は、面発光レ
ーザ１００Ｙの共振器１２０（図１参照；図１３では図
示せず）でレーザ光パルス信号に変換された後、ＩＣチ
ップ２０１の光検出器３０１へと送られる。光検出器３
０１は、受信したレーザ光パルスを電気信号へと変換し
てＩＣ領域４０１へ送る。こうしてＩＣチップ２０１，
２０２はレーザ光を介してデータのやり取りを行う。

【０１０４】なお、基板２１１，２１２がシリコン基板
からなる場合、面発光レーザ１００の共振器の発振波長
を１．１μｍ以上にすることにより、面発光レーザ１０
０から出射する光が基板（シリコン基板）２１１，２１
２を通過することができる。

【０１０５】ところで、処理速度の高速化および高周波
化に伴い、電気的接続によるＩＣチップ間の信号伝送に
おいては一般に、次のような課題が生じるようになる。 ・配線間の信号伝達タイミングのズレ（スキュー）が発
生する ・高周波電気信号の伝送における消費電力が増大する ・配線レイアウトの設計が困難になる ・インピーダンスのマッチングが必要となる ・アースノイズ遮断対策が必要となる これに対して、本実施の形態の光インターコネクション
装置２０００のように、ＩＣチップ間の信号伝送を光信
号で行なうことにより、上記課題を解決することができ
る。

【０１０６】また、本実施の形態の光インターコネクシ
ョン装置２０００では、ＩＣチップ２０１，２０２に面
発光レーザ１００が形成されている。この面発光レーザ
１００は、前述の第１の実施の形態で説明したように、
柱状部１１０と、この柱状部１１０の側面を覆う絶縁層
１１７とを含み、この絶縁層１１７はフィラー１６０
（図１参照；図１３では図示せず）を含む。この構成に
より、面発光レーザ１００の放熱性が高められるため、
安定した動作が可能となる。

【０１０７】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本
発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構
成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、ある
いは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発
明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を
置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で
説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の
目的を達成することができる構成を含む。また、本発明
は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構
成を含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる面発光型半導体
レーザの断面を模式的に示す図である。

【図２】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図３】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図４】図３に示す製造工程を模式的に示す平面図であ
る。

【図５】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図６】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図７】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図８】図１に示す面発光型半導体レーザの一製造工程
を模式的に示す断面図である。

【図９】本発明を適用した第２の実施の形態に係る光モ
ジュールを模式的に示す図である。

【図１０】本発明を適用した第３の実施の形態に係る光
伝達装置を示す図である。

【図１１】本発明を適用した第３の実施の形態に係る光
伝達装置を示す図である。

【図１２】本発明を適用した第３の実施の形態に係る光
伝達装置の使用形態を示す図である。

【図１３】本発明を適用した第４の実施の形態に係る光
伝達装置を示す図である。

【符号の説明】

１００，１００Ｘ，１００Ｙ 面発光型半導体レーザ １００ａ 素子 １０１ 半導体基板 １０２ バッファ層 １０３ 下部ミラー １０４ ｎ型クラッド層 １０５ 活性層 １０６ ｐ型クラッド層 １０７ 上部ミラー １０８ コンタクト層 １１０ 柱状部 １１３ 上部電極 １１５ 下部電極 １１６ 開口部 １１７ 絶縁層 １１７ａ 第１樹脂層（第１塗布層） １１７ｂ，１１７ｃ 第２樹脂層（第２塗布層） １２０ 共振器 １３０ 液体 １５０ 半導体多層膜 １６０ フィラー １６１ 樹脂前駆体（母材前駆体） １６２ 樹脂（仮母材） １６３ 樹脂（仮母材） ２０１，２０２ ＩＣチップ ２１０ 受光素子 ２１１，２１２ 基板 ２２１，２２２ レーザ光 ３０１，３０２ 光検出器 ４０１，４０２ ＩＣ領域 １０００ 構造体 １１００，１１１２ 光伝達装置 １１１０，１１０２ 電子機器 １１０４ ケーブル １１０６ プラグ １１２０，１２２０ プラットフォーム １１３０ 第１の光導波路 １１５０ アクチュエータ １１５２ クッション １１５４ エネルギー供給源 １３００ 基板 １３０２，１３１８ 第２の光導波路 １２３０，１３１０，１３１２ 第３の光導波路 １３０４ 接続用光導波路 １３１４，１３１６ 基板 ２０００ 光インターコネクション装置

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に共振器が形成され、前記
   半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体
   レーザであって、 前記共振器の少なくとも一部を構成する柱状部と、 前記柱状部の側面を覆う絶縁層と、を含み、 前記絶縁層は、フィラーを含む、面発光型半導体レー
   ザ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記フィラーは、前記絶縁層を構成する母材よりも熱伝
   導率が高い材料からなる、面発光型半導体レーザ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記フィラーは、前記絶縁層を構成する母材と熱膨張率
   が異なる材料からなる、面発光型半導体レーザ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記絶縁層の母材が、ポリイミド樹脂からなる、面発光
   型半導体レーザ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記フィラーの粒径が、前記絶縁層の膜厚より小さい、
   面発光型半導体レーザ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記フィラーは絶縁体からなる、面発光型半導体レー
   ザ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６いずれかにおいて、 前記フィラーは、カーボン、グラファイト、およびダイ
   ヤモンドのうち少なくとも１つの炭素同素体を含む面発
   光型半導体レーザ。
8. 【請求項８】 請求項６において、 前記フィラーはダイヤモンド、窒化アルミニウム、酸化
   アルミニウム、窒化シリコン、および酸化シリコンのう
   ち少なくとも１つを主成分とする、面発光型半導体レー
   ザ。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記フィラーはアルミニウム、金、銀、銅、錫、マグネ
   シウム、ニッケル、および亜鉛のうち少なくとも１種を
   主成分とする、面発光型半導体レーザ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記フィラーは、表面に絶縁膜を備えた金属粒子であ
    る、面発光型半導体レーザ。
11. 【請求項１１】 半導体基板上に共振器が形成され、前
    記半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型半導
    体レーザの製造方法であって、以下の工程（ａ）および
    工程（ｂ）を含む、面発光型半導体レーザの製造方法。 （ａ）前記半導体基板上に多層膜を形成した後、該多層
    膜の少なくとも一部をエッチングして、少なくとも活性
    層を含む柱状部を形成する工程、 （ｂ）フィラーを含み、前記柱状部の側面を覆う絶縁層
    を形成する工程。
12. 【請求項１２】 半導体基板上に共振器が形成され、前
    記半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発光型半導
    体レーザの製造方法であって、以下の工程（ａ）〜
    （ｅ）を含む、面発光型半導体レーザの製造方法。 （ａ）前記半導体基板上に多層膜を形成した後、該多層
    膜の少なくとも一部をエッチングして、少なくとも活性
    層を含む柱状部を形成する工程、 （ｂ）前記柱状部を覆うように、フィラーおよび母材前
    駆体を含む第１塗布層を形成する工程、 （ｃ）前記第１塗布層を構成する前記母材前駆体を仮固
    化させて、前記フィラーおよび仮母材を含む第２塗布層
    を形成する工程、 （ｄ）前記第２塗布層を構成する前記仮母材を溶解する
    液体に、少なくとも前記第２塗布層を所定時間浸漬し
    て、前記第２塗布層のうち少なくとも前記柱状部上に形
    成された部分を除去する工程、および （ｅ）前記第２塗布層を構成する前記仮母材を硬化させ
    ることにより、前記フィラーを含み、前記柱状部の側面
    を覆う絶縁層を形成する工程。
13. 【請求項１３】 請求項１１において、 前記柱状部は、前記液体に対する溶解性が、前記第２塗
    布層を構成する前記仮母材と比較して小さい、面発光型
    半導体レーザの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３において、 前記フィラーは、前記液体に対する溶解性が、前記第２
    塗布層を構成する前記仮母材と比較して小さい、面発光
    型半導体レーザの製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２〜１４のいずれかにおい
    て、 前記母材前駆体は、ポリイミド樹脂の前駆体である、面
    発光型半導体レーザの製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１１〜１５のいずれかにおい
    て、 前記絶縁層の母材は、ポリイミド樹脂からなる、面発光
    型半導体レーザの製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれかに記載の面
    発光型半導体レーザと、光導波路とを含む、光モジュー
    ル。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の光モジュールを含
    む、光伝達装置。