JP2003258378A - Surface-emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same, optical module, optical transmission device - Google Patents

Surface-emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same, optical module, optical transmission device

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JP2003258378A
JP2003258378A JP2002057405A JP2002057405A JP2003258378A JP 2003258378 A JP2003258378 A JP 2003258378A JP 2002057405 A JP2002057405 A JP 2002057405A JP 2002057405 A JP2002057405 A JP 2002057405A JP 2003258378 A JP2003258378 A JP 2003258378A
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JP
Japan
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layer
semiconductor laser
forming
semiconductor substrate
multilayer reflective
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Withdrawn
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JP2002057405A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Onishi
一 大西
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-emitting semiconductor laser having good device characteristics and a high operation speed and a method of manufacturing the same, and also to provide an optical module and an optical transmission device including the surface-emitting semiconductor laser. <P>SOLUTION: The surface-emitting laser 100 includes a resonator 120 formed on a semiconductor substrate 101, and can emit light in a direction vertical to the semiconductor substrate 101. The resonator 120 includes a first multilayer reflection film 102, an active layer 103, and a second multilayer reflection film 104. At least in either of the first and the second multilayer reflection films 102 and 104, a current narrowing layer 105 is formed. The current narrowing layer 105 at least includes an aperture section 105a. A cross-sectional area of the current narrowing layer 105 when cut by a face parallel to the semiconductor substrate 101 is smaller than a cross-sectional area of other layers constituting the resonator 120 when cut by a face parallel to the semiconductor substrate 101. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、面発光型半導体レ
ーザおよびその製造方法、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface emitting semiconductor laser, a method for manufacturing the same, an optical module and an optical transmission device including the surface emitting semiconductor laser.

【0002】[0002]

【背景技術】面発光型半導体レーザは、半導体基板に対
して垂直にレーザ光を出射する半導体レーザである。こ
の面発光型半導体レーザは、半導体基板上に垂直方向に
共振器が設けられている。共振器は、レーザ光を発振さ
せた後出射させる機能を有し、多層反射膜、活性層、多
層反射膜が順に積層されて構成される。図14に、一般
的な面発光型半導体レーザの断面構造を示す。
BACKGROUND ART A surface emitting semiconductor laser is a semiconductor laser that emits laser light perpendicularly to a semiconductor substrate. In this surface-emitting type semiconductor laser, a resonator is provided in a vertical direction on a semiconductor substrate. The resonator has a function of causing laser light to oscillate and then emitting the laser light, and is configured by sequentially stacking a multilayer reflective film, an active layer, and a multilayer reflective film. FIG. 14 shows a cross-sectional structure of a general surface emitting semiconductor laser.

【0003】かかる面発光型半導体レーザ900におい
ては、柱状部910を含む垂直共振器920が半導体基
板901上に形成されている。この共振器920は、第
1多層反射膜902、活性層903、および第2多層反
射膜904が積層されて形成されている。
In such a surface-emitting type semiconductor laser 900, a vertical resonator 920 including a columnar section 910 is formed on a semiconductor substrate 901. The resonator 920 is formed by laminating a first multilayer reflective film 902, an active layer 903, and a second multilayer reflective film 904.

【0004】面発光型半導体レーザの優れた特徴の一つ
として、端面レーザに比べてレーザ放射角が等方的で、
かつ小さいことが挙げられる。このため、面発光型半導
体レーザは、光ファイバ通信や光並列情報処理等におい
て、光源としての応用が期待されている。なかでも、面
発光型半導体レーザを光ファイバ通信に用いる際には、
光ファイバの特徴の一つである伝達損失を考慮すると、
より結合効率の良いシングルモードで高い出力が得られ
ることが要求される。
One of the excellent features of the surface emitting semiconductor laser is that the laser emission angle is isotropic as compared with the edge laser,
And it is small. Therefore, the surface-emitting type semiconductor laser is expected to be applied as a light source in optical fiber communication and optical parallel information processing. Above all, when using surface-emitting type semiconductor lasers for optical fiber communication,
Considering the transmission loss, which is one of the characteristics of the optical fiber,
It is required that a high output can be obtained in the single mode with better coupling efficiency.

【0005】そこで、例えば図15に示すように、第1
多層反射膜902、活性層903、および第2多層反射
膜904を構成する各層がAl,Ga,Asを主成分と
する層である場合、第2反射多層膜904に、Al組成
が高い層からなる電流狭窄形成層905cを挿入した
後、この電流狭窄形成層905cを周囲からドーナツ状
に酸化して、図16に示すように、アパーチャ部905
aと酸化狭窄部905bとを含む電流狭窄層905を形
成する。すなわち、電流狭窄層905において、Al組
成が高い層が酸化されずに中央に残っている部分がアパ
ーチャ部905aである。また、酸化によりアパーチャ
部905aの周囲に形成された部分が酸化狭窄部905
bである。この面発光型半導体レーザ900では、アパ
ーチャ部905aに集中的に電流を供給させて、レーザ
光の高出力化を図っている。
Therefore, for example, as shown in FIG.
When each of the layers forming the multilayer reflective film 902, the active layer 903, and the second multilayer reflective film 904 is a layer containing Al, Ga, and As as a main component, the second reflective multilayer film 904 is formed from a layer having a high Al composition. After inserting the current constriction forming layer 905c, the current constriction forming layer 905c is oxidized into a donut shape from the surroundings, and as shown in FIG.
A current confinement layer 905 including a and the oxide confinement portion 905b is formed. That is, in the current confinement layer 905, the portion that remains in the center without being oxidized by the layer having a high Al composition is the aperture portion 905a. Further, the portion formed around the aperture portion 905a by oxidation is the oxidized constriction portion 905.
b. In this surface-emitting type semiconductor laser 900, an electric current is concentratedly supplied to the aperture section 905a to increase the output power of the laser light.

【0006】しかしながら、この面発光型半導体レーザ
900においては、酸化狭窄部905bが形成されるこ
とにより、素子全体の容量が増加する。容量の増加は一
般に、高速駆動が求められるデバイスにとっては高速駆
動の妨げとなる。例えば、F.H.Peters et al, IEEE PHO
TONICS TECHNOLOGY LETTERS, vol.13, NO.7, JULY 2001
では、面発光型半導体レーザの容量のほとんどが、電流
狭窄層を構成する酸化狭窄部に起因していることが指摘
されている。
However, in the surface-emitting type semiconductor laser 900, the formation of the oxide confinement portion 905b increases the capacitance of the entire device. The increase in capacity generally hinders high-speed driving for devices that require high-speed driving. For example, FHPeters et al, IEEE PHO
TONICS TECHNOLOGY LETTERS, vol.13, NO.7, JULY 2001
It has been pointed out that most of the capacitance of the surface-emitting type semiconductor laser is due to the oxide confinement portion forming the current confinement layer.

【0007】一方、図14に示す面発光型半導体レーザ
900において、柱状部910の径を小さくすることに
より酸化狭窄部905bを小さくして、素子の容量を小
さくすることもできる。しかしながら、この場合、柱状
部910の径を小さくすることによって、柱状部910
の上面に形成される第1電極907の接触面積が小さく
なるため、コンタクト抵抗が増大し、素子特性が劣化す
るおそれがある。
On the other hand, in the surface-emitting type semiconductor laser 900 shown in FIG. 14, the diameter of the columnar section 910 can be reduced to reduce the oxide confinement section 905b and the capacitance of the device. However, in this case, by reducing the diameter of the columnar section 910, the columnar section 910 is reduced.
Since the contact area of the first electrode 907 formed on the upper surface of the is small, the contact resistance may increase and the device characteristics may deteriorate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、素子
特性が良好であり、かつ高速動作が可能な面発光型半導
体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a surface emitting semiconductor laser having good device characteristics and capable of high speed operation, and a method for manufacturing the same.

【0009】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。
Another object of the present invention is to provide an optical module and an optical transmission device including the surface emitting semiconductor laser.

【0010】[0010]

【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
形成された共振器を含み、かつ、前記半導体基板と垂直
方向に光を出射できる面発光型半導体レーザであって、
前記共振器は、第1多層反射膜と、活性層と、第2多層
反射膜とを含み、前記第1および第2多層反射膜の少な
くとも一方に、電流狭窄層が形成され、前記電流狭窄層
は、少なくともアパーチャ部を含み、前記半導体基板に
平行な面で前記電流狭窄層を切断した場合における断面
の面積が、前記半導体基板に平行な面で前記共振器を構
成する他の層を切断した場合における断面の面積よりも
小さい。
(Surface emitting semiconductor laser) A surface emitting semiconductor laser of the present invention includes a resonator formed on a semiconductor substrate and emits light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate. A surface-emitting type semiconductor laser capable of:
The resonator includes a first multilayer reflective film, an active layer, and a second multilayer reflective film, and a current constriction layer is formed on at least one of the first and second multilayer reflective films. Is at least an aperture portion, and the cross-sectional area when the current confinement layer is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate is a plane parallel to the semiconductor substrate and cuts another layer forming the resonator. It is smaller than the area of the cross section in the case.

【0011】ここで、「半導体基板と垂直方向」とは、
前記半導体基板の表面と垂直な方向をいい、「半導体基
板の表面」とは、半導体基板において共振器が形成され
ている面をいう。また、「半導体基板に平行な面」と
は、半導体基板の表面に平行な面をいう。
Here, the term "perpendicular to the semiconductor substrate" means
It means a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, and the “surface of the semiconductor substrate” means the surface of the semiconductor substrate on which the resonator is formed. Further, the “plane parallel to the semiconductor substrate” means a plane parallel to the surface of the semiconductor substrate.

【0012】本発明の面発光型半導体レーザによれば、
前記電流狭窄層が少なくともアパーチャ部を含み、前記
半導体基板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した場合
における断面の面積が、前記半導体基板に平行な面で前
記共振器を構成する他の層を切断した場合における断面
の面積よりも小さいことにより、素子の抵抗を維持しつ
つ、素子の容量を低減することができる。これにより、
高速動作が可能となる。
According to the surface-emitting type semiconductor laser of the present invention,
The current confinement layer includes at least an aperture portion, and the cross-sectional area when the current constriction layer is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate is another layer that constitutes the resonator on a plane parallel to the semiconductor substrate. Since it is smaller than the area of the cross section in the case where is cut, the capacitance of the element can be reduced while maintaining the resistance of the element. This allows
High-speed operation becomes possible.

【0013】本発明の面発光型半導体レーザは、以下の
態様(1)〜(4)をとることができる。
The surface-emitting type semiconductor laser of the present invention can have the following aspects (1) to (4).

【0014】(1)前記他の層は、第1多層反射膜、活
性層、および第2多層反射膜を構成する層を含むことが
できる。
(1) The other layer may include layers constituting the first multilayer reflective film, the active layer, and the second multilayer reflective film.

【0015】(2)前記電流狭窄層はさらに、前記アパ
ーチャ部の周囲に形成された酸化狭窄部を含むことがで
きる。
(2) The current constriction layer may further include an oxide constriction portion formed around the aperture portion.

【0016】(3)さらに、前記共振器の一部に柱状部
を含むことができる。
(3) Further, a columnar portion may be included in a part of the resonator.

【0017】この場合、前記電流狭窄層を、前記柱状部
に形成できる。また、この場合、前記半導体基板に平行
な面で前記電流狭窄層を切断した場合における断面の面
積を、前記半導体基板に平行な面で前記共振器を構成す
る他の層を切断した場合における断面の面積よりも小さ
くすることができる。
In this case, the current confinement layer can be formed in the columnar portion. In this case, the area of the cross section when the current confinement layer is cut along the plane parallel to the semiconductor substrate is the cross section when the other layers constituting the resonator are cut along the plane parallel to the semiconductor substrate. Can be smaller than the area.

【0018】また、この場合、前記柱状部の周囲に絶縁
層を形成できる。
In this case, an insulating layer can be formed around the columnar portion.

【0019】(4)前記第1多層反射膜は、AlXGa
1-XAsとAlYGa1-YAsとが交互に積層されてな
り、前記電流狭窄層を構成するアパーチャ部は、AlZ
Ga1-ZAsからなり、かつ、X,Y,Zが0≦X<Y
<Z≦1を満たすことができる。
(4) The first multilayer reflective film is made of Al x Ga.
1-X As and Al Y Ga 1-Y As are alternately laminated, and the aperture portion forming the current constriction layer is made of Al Z.
Ga 1-Z As, and X, Y, and Z are 0 ≦ X <Y
<Z ≦ 1 can be satisfied.

【0020】(面発光型半導体レーザの製造方法)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
に形成された共振器を含み、かつ、前記半導体基板と垂
直方向に光を出射でき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。
(Method for Manufacturing Surface Emitting Semiconductor Laser) A method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention includes a resonator formed on a semiconductor substrate and emits light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate. A method of manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser capable of including the following step (a) and step (b).

【0021】(a)前記半導体基板上に、第1多層反射
膜と、活性層と、第2多層反射膜とを含む共振器を形成
する工程であって、前記第1および第2多層反射膜の少
なくとも一方に、電流狭窄形成層を形成する工程、およ
び (b)前記電流狭窄形成層の一部を除去して、少なくと
もアパーチャ部を含む電流狭窄層を形成する工程。
(A) A step of forming a resonator including a first multilayer reflective film, an active layer, and a second multilayer reflective film on the semiconductor substrate, wherein the first and second multilayer reflective films are formed. Forming a current confinement forming layer on at least one of the above, and (b) removing a part of the current confinement forming layer to form a current confinement layer including at least an aperture portion.

【0022】本発明の面発光型半導体レーザの製造方法
によれば、素子特性が良好であり、かつ高速動作が可能
な面発光レーザを簡便な方法にて形成することができ
る。
According to the method of manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser of the present invention, a surface-emitting laser having good device characteristics and capable of high-speed operation can be formed by a simple method.

【0023】本発明の面発光型半導体レーザの製造方法
は、以下の態様(1)〜(4)をとることができる。
The surface-emitting type semiconductor laser manufacturing method of the present invention can take the following aspects (1) to (4).

【0024】(1)前記工程(b)において、前記電流
狭窄形成層の一部を除去することにより、前記半導体基
板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した場合における
断面の面積が、前記半導体基板に平行な面で前記共振器
を構成する他の層を切断した場合における断面の面積よ
りも小さくなるように、前記電流狭窄層を形成すること
ができる。
(1) In the step (b), by removing a part of the current constriction forming layer, the area of the cross section when the current constriction layer is cut by a plane parallel to the semiconductor substrate becomes The current constriction layer can be formed so as to have a smaller area than the cross-sectional area when the other layers forming the resonator are cut along a plane parallel to the semiconductor substrate.

【0025】この場合、前記他の層は、第1多層反射
膜、活性層、および第2多層反射膜を構成する層を含む
ことができる。
In this case, the other layer may include layers constituting the first multilayer reflective film, the active layer, and the second multilayer reflective film.

【0026】(2)さらに、以下の工程(c)を含むこ
とができる。
(2) Further, the following step (c) can be included.

【0027】(c)前記電流狭窄形成層の一部を酸化し
て、前記アパーチャ部の周囲に酸化狭窄部を形成する工
程。
(C) A step of oxidizing a part of the current constriction forming layer to form an oxidized constriction portion around the aperture portion.

【0028】(3)前記工程(a)はさらに、以下の工
程(d)を含むことができる。
(3) The step (a) may further include the following step (d).

【0029】(d)前記共振器の一部に柱状部を形成す
る工程。
(D) A step of forming a columnar portion on a part of the resonator.

【0030】この場合、前記工程(a)において、前記
共振器のうち前記柱状部を形成するための層に前記電流
狭窄形成層を形成することができる。また、この場合、
前記工程(b)において、前記電流狭窄形成層の一部を
除去することにより、前記半導体基板に平行な面で前記
電流狭窄層を切断した場合における断面の面積が、前記
半導体基板に平行な面で前記柱状部を構成する他の層を
切断した場合における断面の面積よりも小さくなるよう
に、前記電流狭窄層を形成することができる。さらに、
この場合、工程(e)前記柱状部の周囲に絶縁層を形成
する工程、を含むことができる。
In this case, in the step (a), the current confinement forming layer can be formed on the layer for forming the columnar portion of the resonator. Also in this case,
In the step (b), by removing a part of the current constriction forming layer, the cross-sectional area when the current constriction layer is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate is a plane parallel to the semiconductor substrate. It is possible to form the current constriction layer so that the area is smaller than the area of the cross section when the other layer forming the columnar portion is cut. further,
In this case, the method may include the step (e) of forming an insulating layer around the columnar portion.

【0031】(4)前記工程(a)において、AlX
1-XAsとAlYGa1-YAsとを交互に積層して前記
第1多層反射膜を形成する工程と、AlZGa1-ZAsか
らなる前記電流狭窄形成層を形成する工程とを含み、
X,Y,Zが0≦X<Y<Z≦1を満たすことができ
る。
(4) In the step (a), Al X G
a 1-X As and Al Y Ga 1-Y As are alternately laminated to form the first multilayer reflective film; and a step of forming the current constriction forming layer made of Al Z Ga 1-Z As. Including and
X, Y, and Z can satisfy 0 ≦ X <Y <Z ≦ 1.

【0032】(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。
(Optical Module and Optical Transmission Device) The present invention can be applied to an optical module including the surface emitting semiconductor laser of the present invention and an optical waveguide. Further, it can be applied to an optical transmission device including the optical module.

【0033】[0033]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】[第1の実施の形態] (デバイスの構造)図1は、本発明を適用した第1の実
施の形態に係る面発光型半導体レーザ100を模式的に
示す断面図である。図2は、本発明を適用した第1の実
施の形態に係る面発光型半導体レーザ100を模式的に
示す平面図である。図1は、図2のA−A線における断
面を示す図である。
[First Embodiment] (Device Structure) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a surface-emitting type semiconductor laser 100 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing the surface emitting semiconductor laser 100 according to the first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1 is a view showing a cross section taken along the line AA of FIG.

【0035】本実施の形態の面発光型半導体レーザ10
0(以下「面発光レーザ」ともいう)は、図1に示すよ
うに、半導体基板(本実施形態ではGaAs基板)10
1と、半導体基板101上に形成された垂直共振器(以
下「共振器」とする)120とを含む。この共振器12
0は柱状の半導体堆積体(以下「柱状部」とする)11
0を含む。
The surface-emitting type semiconductor laser 10 of the present embodiment
0 (hereinafter also referred to as “surface emitting laser”) is a semiconductor substrate (GaAs substrate in this embodiment) 10 as shown in FIG.
1 and a vertical resonator (hereinafter referred to as “resonator”) 120 formed on the semiconductor substrate 101. This resonator 12
Reference numeral 0 denotes a columnar semiconductor deposited body (hereinafter referred to as “columnar portion”) 11
Including 0.

【0036】次に、この面発光レーザ100の各構成要
素について説明する。
Next, each component of the surface emitting laser 100 will be described.

【0037】面発光レーザ100は、例えばn型GaA
sからなる半導体基板101と、半導体基板101上に
形成された共振器120とを含む。
The surface emitting laser 100 is, for example, an n-type GaA.
The semiconductor substrate 101 made of s and the resonator 120 formed on the semiconductor substrate 101 are included.

【0038】共振器120には柱状部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、少なくとも第2多層反射膜104を含む柱
状の半導体堆積体をいう。また、柱状部110上には第
1電極107が形成されており、上面には出射面108
が設置されている。
A columnar portion 110 is formed on the resonator 120. Here, the columnar section 110 is a part of the resonator 120, and is a columnar semiconductor deposited body including at least the second multilayer reflective film 104. Further, the first electrode 107 is formed on the columnar section 110, and the emission surface 108 is formed on the upper surface.
Is installed.

【0039】共振器120は、例えば、n型Al0.9
0.1As層とn型Al0.1Ga0.9As層とを交互に積
層した38ペアの分布反射型多層膜ミラー(以下、「第
1多層反射膜」という)102、n型Al0.5Ga0.5
s層からなるn型クラッド層(図示せず)、i−GaA
s層をウエル層とした活性層103、p型Al0.5Ga0
.5As層からなるp型クラッド層(図示せず)、および
p型Al0.9Ga0.1As層とp型Al0.1Ga0.9As層
とを交互に積層した24.5ペアの分布反射型多層膜ミ
ラー(以下、「第2多層反射膜」という)104が順次
積層されて構成されている。ここで、第1多層反射膜1
02を構成するn型Al0.9Ga0.1As層とn型Al
0.1Ga0.9As層、ならびに第2多層反射膜104を構
成するp型Al0.9Ga0.1As層とp型Al0.1Ga0.9
As層はそれぞれ、膜厚がレーザ光の媒質内波長λの1
/4となるように形成されている。なお、共振器120
を構成する各層の組成および層数はこれに限定されるわ
けではない。
The resonator 120 is made of, for example, n-type Al.0.9G
a0.1As layer and n-type Al0.1Ga0.9Alternating with As layer
38 pairs of distributed reflection type multilayer mirrors (hereinafter referred to as “first
"Multilayer reflective film" 102, n-type Al0.5Ga0.5A
n-type clad layer (not shown) composed of s layer, i-GaA
Active layer 103 using s layer as well layer, p-type Al0.5Ga0
.FiveA p-type clad layer (not shown) made of an As layer, and
p-type Al0.9Ga0.1As layer and p-type Al0.1Ga0.9As layer
24.5 pairs of distributed reflection multi-layer film
(Hereinafter referred to as “second multilayer reflective film”) 104
It is configured by stacking. Here, the first multilayer reflective film 1
N-type Al forming 020.9Ga0.1As layer and n-type Al
0.1Ga0.9The As layer and the second multilayer reflective film 104 are formed.
P-type Al formed0.9Ga0.1As layer and p-type Al0.1Ga0.9
Each As layer has a film thickness of 1 of the in-medium wavelength λ of the laser light.
It is formed to be / 4. The resonator 120
The composition and number of layers of each layer are not limited to this.
Not only.

【0040】第2多層反射膜104は、例えばCがドー
ピングされることによりp型にされ、第1多層反射膜1
02は、例えば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、第2多層反射膜104、不
純物がドーピングされていない活性層103、および第
1多層反射膜102により、pinダイオードが形成さ
れる。
The second multilayer reflective film 104 is made p-type by, for example, being doped with C, and the first multilayer reflective film 1 is formed.
02 is made n-type by doping Si, for example. Therefore, the second multilayer reflective film 104, the active layer 103 not doped with impurities, and the first multilayer reflective film 102 form a pin diode.

【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第1多層反射膜102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。
The surface emitting laser 1 of the resonator 120 is also used.
The portion of the laser beam 00 from the laser light emitting side to the middle of the first multilayer reflective film 102 is etched into a circular shape as viewed from the laser light emitting side to form the columnar portion 110. In addition, in the present embodiment, the planar shape of the columnar section 110 is circular, but this shape can take any shape.

【0042】さらに、第2多層反射膜104を構成する
層のうち活性層103に近い領域に、電流狭窄層105
が形成されている。電流狭窄層105は、少なくともア
パーチャ部105aを含む。本実施の形態に係る面発光
レーザ100においては、図1に示すように、この電流
狭窄層105を半導体基板101に平行な面(図1では
X−Y平面と平行な面)で切断した場合における断面の
面積が、共振器120を構成する他の層を半導体基板1
01に平行な面(図1ではX−Y平面と平行な面)で切
断した場合における断面の面積よりも小さくなるように
形成されている。ここで、共振器120を構成する他の
層とは、第1多層反射膜102、活性層103、第2多
層反射膜104を構成する各層、ならびにn型クラッド
層およびp型クラッド層(ともに図示せず)をいう。な
お、本実施の形態においては、電流狭窄層105が第1
多層反射膜104に形成されている場合を示したが、第
1多層反射膜102に電流狭窄層を形成することもでき
る。
Further, the current confinement layer 105 is formed in a region near the active layer 103 among the layers forming the second multilayer reflective film 104.
Are formed. The current constriction layer 105 includes at least the aperture portion 105a. In the surface emitting laser 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the current confinement layer 105 is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate 101 (a plane parallel to the XY plane in FIG. 1). The cross-sectional area of the semiconductor substrate 1 is different from that of the other layers constituting the resonator 120.
01 is formed so as to be smaller than the cross-sectional area when cut along a plane parallel to 01 (plane parallel to the XY plane in FIG. 1). Here, the other layers constituting the resonator 120 are each layer constituting the first multilayer reflection film 102, the active layer 103, the second multilayer reflection film 104, and the n-type clad layer and the p-type clad layer (both are shown in FIG. (Not shown). In the present embodiment, the current confinement layer 105 is the first
Although the case where it is formed on the multilayer reflective film 104 is shown, a current confinement layer may be formed on the first multilayer reflective film 102.

【0043】さらに、本実施の形態においては、電流狭
窄層105は、柱状部110に形成されている。ここ
で、電流狭窄層105を半導体基板101に平行な面
(図1ではX−Y平面と平行な面)で切断した場合にお
ける断面の面積が、柱状部110を構成する他の層を半
導体基板101に平行な面(図1ではX−Y平面と平行
な面)で切断した場合における断面の面積よりも小さく
なるように形成されている。
Further, in the present embodiment, the current confinement layer 105 is formed in the columnar section 110. Here, the area of the cross section when the current confinement layer 105 is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate 101 (a plane parallel to the XY plane in FIG. 1) has a cross-sectional area other than the other layers constituting the semiconductor substrate 101. It is formed so as to be smaller than the area of the cross section when cut by a plane parallel to 101 (plane parallel to the XY plane in FIG. 1).

【0044】第1多層反射膜102および電流狭窄層1
05を構成するアパーチャ部105aがAl,Ga,A
sを主成分とする層からなる場合(アパーチャ部105
aがAl,Asを主成分とする層からなる場合も含
む)、第1多層反射膜102がAlXGa1-XAs層とA
YGa1-YAs層とが交互に積層され、アパーチャ部1
05aがAlZGa1-ZAs層からなり、かつ、X,Y,
Zが0≦X<Y<Z≦1を満たすことが望ましい。
First multilayer reflective film 102 and current confinement layer 1
Aperture portion 105a constituting 05 is made of Al, Ga, A
In the case of a layer containing s as a main component (aperture portion 105
a also includes a layer containing Al and As as main components), and the first multilayer reflective film 102 has an Al x Ga 1 -x As layer and an A layer.
The 1 Y Ga 1-Y As layers are alternately laminated to form an aperture portion 1
05a is made of an Al Z Ga 1-Z As layer, and X, Y,
It is desirable that Z satisfies 0 ≦ X <Y <Z ≦ 1.

【0045】本実施の形態においては、電流狭窄層10
5はさらに、アパーチャ部105aの周囲に形成された
酸化狭窄部105bを含む。この酸化狭窄部105b
は、リング状に形成されている。すなわち、酸化狭窄部
105bは、図1におけるX−Y平面に平行な面で切断
した場合における断面が同心円状である形状を有する。
In the present embodiment, the current confinement layer 10
5 further includes an oxidized constriction portion 105b formed around the aperture portion 105a. This oxidation constriction portion 105b
Are formed in a ring shape. That is, the oxidized constricted portion 105b has a shape in which the cross section taken along a plane parallel to the XY plane in FIG. 1 is concentric.

【0046】この酸化狭窄部105bは、電流狭窄形成
層105c(図6参照)の一部を側面から酸化すること
により形成される。
The oxidation constriction portion 105b is formed by oxidizing a part of the current constriction forming layer 105c (see FIG. 6) from the side surface.

【0047】また、柱状部110の上には、第1電極1
07が形成されている。さらに、柱状部110上面の中
央部には、第1電極107が形成されていない部分(開
口部)が設けられている。この部分が出射面108であ
る。この出射面108がレーザ光の出射口となる。第1
電極107は、例えばAuとZnの合金とAuとの積層
膜からなる。
The first electrode 1 is formed on the columnar section 110.
07 are formed. Further, a portion (opening) where the first electrode 107 is not formed is provided in the central portion of the upper surface of the columnar portion 110. This portion is the emission surface 108. The emission surface 108 serves as an emission port for laser light. First
The electrode 107 is composed of, for example, a laminated film of an alloy of Au and Zn and Au.

【0048】さらに、半導体基板101の裏面には、第
2電極109が形成されている。ここで、半導体基板1
01の裏面とは、半導体基板101において共振器12
0が形成されている面(表面101a)と反対側の面を
いう。すなわち、図1に示す面発光レーザ100では、
柱状部110上で第1電極107と接合し、かつ、半導
体基板101の裏面で第2電極109と接合し、この第
1電極107および第2電極109によって活性層10
3に電流が注入される。第2電極109は、例えばAu
とGeの合金とNiとAuとの積層膜からなる。
Further, a second electrode 109 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 101. Here, the semiconductor substrate 1
The back surface of 01 is the resonator 12 in the semiconductor substrate 101.
The surface opposite to the surface on which 0 is formed (surface 101a). That is, in the surface emitting laser 100 shown in FIG.
The first electrode 107 is bonded on the columnar section 110 and the second electrode 109 is bonded on the back surface of the semiconductor substrate 101. The active layer 10 is bonded by the first electrode 107 and the second electrode 109.
Current is injected into 3. The second electrode 109 is, for example, Au.
And a Ge alloy and a laminated film of Ni and Au.

【0049】(デバイスの動作)本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。
(Operation of Device) The general operation of the surface emitting laser 100 of the present embodiment is shown below. The following method of driving the surface-emitting type semiconductor laser is an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0050】まず、第1電極107と第2電極109と
で、pinダイオードに順方向の電圧を印加すると、活
性層103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。そこで生じた光が第
1多層反射膜102と第2多層反射膜104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110上面にある出射面108から、半導体基板1
01と垂直方向(図1に示すZ方向)にレーザ光が出射
される。ここで、「半導体基板101と垂直方向」と
は、半導体基板101の表面101a(図1ではX−Y
平面と平行な面)と垂直な方向(図1ではZ方向)をい
う。また、半導体基板101の表面101aとは、図1
に示すように、半導体基板101において共振器120
が形成されている面をいう。
First, when a forward voltage is applied to the pin diode between the first electrode 107 and the second electrode 109, recombination of electrons and holes occurs in the active layer 103,
Luminescence is generated by such recombination. When the generated light reciprocates between the first multilayer reflective film 102 and the second multilayer reflective film 104, stimulated emission occurs and the intensity of light is amplified.
When the optical gain exceeds the optical loss, laser oscillation occurs, and the semiconductor substrate 1 is emitted from the emitting surface 108 on the upper surface of the columnar section 110.
Laser light is emitted in the direction perpendicular to 01 (Z direction shown in FIG. 1). Here, the “direction perpendicular to the semiconductor substrate 101” means the surface 101a of the semiconductor substrate 101 (X-Y in FIG. 1).
A direction (Z direction in FIG. 1) perpendicular to the plane parallel to the plane). Further, the front surface 101a of the semiconductor substrate 101 is the same as that shown in FIG.
As shown in FIG.
Refers to the surface on which is formed.

【0051】(デバイスの製造プロセス)次に、本発明
を適用した第1の実施の形態に係る面発光レーザ100
の製造方法の一例について、図3〜図7を用いて説明す
る。図3〜図7は、図1および図2に示す本実施の形態
の面発光レーザ100の一製造工程を模式的に示す断面
図であり、それぞれ図1に示す断面に対応している。
(Device Manufacturing Process) Next, the surface emitting laser 100 according to the first embodiment to which the present invention is applied.
An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views schematically showing one manufacturing process of the surface emitting laser 100 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, each of which corresponds to the cross section shown in FIG.

【0052】(1)まず、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3に示すように、半導体
多層膜150を形成する。ここで、半導体多層膜150
は例えば、n型Al0.9Ga0 .1As層とn型Al0.1
0.9As層とを交互に積層した38ペアの第1多層反
射膜102、n型Al0.5Ga0.5As層からなるn型ク
ラッド層(図示せず)、i−GaAs層をウエル層とし
た活性層103、p型Al0.5Ga0.5As層からなるp
型クラッド層(図示せず)、およびp型Al0.9Ga0.1
As層とp型Al 0.1Ga0.9As層とを交互に積層した
24.5ペアの第2多層反射膜104を順次積層する。
各層の組成および膜厚は、デバイスの構造の欄で述べた
とおりである。これらの層を順に半導体基板101上に
堆層させることにより、半導体多層膜150を形成す
る。なお、図3に示すように、第2多層反射膜104を
成長させる際に、活性層近傍に電流狭窄形成層105c
を形成する。この電流狭窄形成層105cは、第1多層
反射膜102および第2多層反射膜104を構成する層
よりもAl組成が高い層であり、例えばAlAs層また
はAl組成が0.95以上のAlGaAs層である。こ
の電流狭窄形成層105cは後の工程において側面から
酸化されて、その一部が酸化狭窄部105bとなり、ア
パーチャ部105aと酸化狭窄部105bとを含む電流
狭窄層105となる。また、第2多層反射膜104の最
表面の層は、キャリア密度を高くし、電極(後述する第
1電極107)とのオーミック接触をとりやすくしてお
くことができる。
(1) First, a semiconductor made of n-type GaAs
Epitaxy on the surface of substrate 101 with varying composition
As shown in FIG.
The multilayer film 150 is formed. Here, the semiconductor multilayer film 150
Is, for example, n-type Al0.9Ga0 .1As layer and n-type Al0.1G
a0.938 pairs of the first multi-layered film in which As layers are alternately laminated
Spray film 102, n-type Al0.5Ga0.5N-type layer consisting of As layer
Rad layer (not shown) and i-GaAs layer as well layers
Active layer 103, p-type Al0.5Ga0.5P consisting of As layer
-Type cladding layer (not shown) and p-type Al0.9Ga0.1
As layer and p-type Al 0.1Ga0.9As layers were alternately laminated
24.5 pairs of second multilayer reflective films 104 are sequentially stacked.
The composition and film thickness of each layer are described in the device structure section.
It is as follows. These layers are sequentially deposited on the semiconductor substrate 101.
The semiconductor multilayer film 150 is formed by stacking layers.
It In addition, as shown in FIG.
When growing, the current constriction forming layer 105c is formed in the vicinity of the active layer.
To form. The current constriction forming layer 105c is the first multilayer
Layers constituting the reflective film 102 and the second multilayer reflective film 104
Is a layer having a higher Al composition than that of, for example, an AlAs layer or
Is an AlGaAs layer having an Al composition of 0.95 or more. This
The current constriction forming layer 105c of FIG.
Oxidation causes a part of it to become the oxidation constriction portion 105b.
A current including the aperture part 105a and the oxidation constriction part 105b
It becomes the narrowing layer 105. In addition, the second multilayer reflective film 104
The surface layer has a high carrier density and is used for electrodes (
It is easy to make ohmic contact with 1 electrode 107)
You can

【0053】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)法を用いることができる。
The temperature at which the epitaxial growth is performed is appropriately determined depending on the type of the semiconductor substrate 101 or the type and thickness of the semiconductor multilayer film 150 to be formed, but it is generally preferably 600 ° C. to 800 ° C. Further, the time required for performing the epitaxial growth is appropriately determined like the temperature. Further, as a method for epitaxial growth, metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE: Metal) is used.
-Organic Vapor Phase Epit
axy) method and MBE method (Molecular Beam)
The Epitaxy) method can be used.

【0054】(2)続いて、図4に示すように、半導体
多層膜150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法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R100を形成する。次いで、このレジスト層R
100をマスクとして、例えばドライエッチング法によ
り、第2多層反射膜104、活性層103、および第1
多層反射膜102の一部をエッチングして、図5に示す
ように、柱状の半導体堆積体(柱状部)110を形成す
る。以上の工程により、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。その後、レジ
スト層R100を除去する。
(2) Subsequently, as shown in FIG. 4, a photoresist (not shown) is applied on the semiconductor multilayer film 150, and then the photoresist is patterned by a photolithography method to form a predetermined pattern. A resist layer R100 is formed. Then, this resist layer R
Using 100 as a mask, the second multilayer reflective film 104, the active layer 103, and the first
Part of the multilayer reflective film 102 is etched to form a columnar semiconductor deposited body (columnar portion) 110 as shown in FIG. Through the above steps, the resonator 120 including the columnar section 110 is formed on the semiconductor substrate 101. Then, the resist layer R100 is removed.

【0055】(3)続いて、図6に示すように、電流狭
窄形成層105cを側面から途中までエッチングする。
電流狭窄形成層105cをエッチングする工程において
は、電流狭窄形成層105cを選択的に除去することが
できるエッチング液を用いる。本実施の形態のように、
電流狭窄形成層105cが共振器120を構成する他の
層よりもAl組成が高い層からなる場合には、エッチン
グ液として、Al組成が高いほどエッチング速度が大き
いものを用いることができる。このようなエッチング液
としては、希釈HF溶液(例えば0.1%〜1%)が例
示できる。
(3) Then, as shown in FIG. 6, the current constriction forming layer 105c is etched from the side surface to the middle.
In the step of etching the current confinement forming layer 105c, an etching solution that can selectively remove the current confinement forming layer 105c is used. As in this embodiment,
When the current constriction forming layer 105c is composed of a layer having a higher Al composition than the other layers constituting the resonator 120, an etching solution having a higher Al composition and a higher etching rate can be used. An example of such an etching solution is a diluted HF solution (for example, 0.1% to 1%).

【0056】例えば、図1に示すX−Y平面と平行な面
で柱状部110を切断した場合における断面の直径が4
0μmの場合、電流狭窄形成層105cを側面から10
μm程度エッチングして、直径約20μmの電流狭窄形
成層105cを形成する。
For example, when the columnar section 110 is cut along a plane parallel to the XY plane shown in FIG.
In the case of 0 μm, the current confinement forming layer 105c is formed from the side surface by
The current confinement forming layer 105c having a diameter of about 20 μm is formed by etching about μm.

【0057】(4)続いて、図7に示すように、例えば
420℃程度の温度下、水蒸気を含む窒素雰囲気中に、
上記工程によって共振器120が形成された半導体基板
101を投入して、電流狭窄形成層105cを側面から
酸化する。これにより、アパーチャ部105aおよび酸
化狭窄部105bを含む電流狭窄層105を形成する。
すなわち、この工程において、酸化された部分が酸化狭
窄部105bとなり、酸化されずに残った中央の部分が
アパーチャ部105aとなる。
(4) Then, as shown in FIG. 7, at a temperature of, for example, about 420 ° C., in a nitrogen atmosphere containing water vapor,
The semiconductor substrate 101 on which the resonator 120 has been formed by the above process is put in to oxidize the current confinement forming layer 105c from the side surface. As a result, the current confinement layer 105 including the aperture portion 105a and the oxidation constriction portion 105b is formed.
That is, in this step, the oxidized portion becomes the oxidized constriction portion 105b, and the central portion left unoxidized becomes the aperture portion 105a.

【0058】ここで、酸化レートは、炉の温度、水蒸気
の供給量、酸化すべき層(電流狭窄形成層105c)の
Al組成および膜厚に依存する。電流狭窄層105を備
えた面発光レーザ100では、駆動する際に、アパーチ
ャ部105aのみに電流が流れる。したがって、酸化に
よって電流狭窄層105を形成する工程において、酸化
により形成される酸化狭窄部105bの範囲を制御する
ことにより、電流密度の制御が可能となる。
Here, the oxidation rate depends on the temperature of the furnace, the supply amount of water vapor, the Al composition and the film thickness of the layer to be oxidized (current confinement forming layer 105c). In the surface emitting laser 100 including the current confinement layer 105, when driven, a current flows only in the aperture portion 105a. Therefore, in the step of forming the current confinement layer 105 by oxidation, the current density can be controlled by controlling the range of the oxidized constriction portion 105b formed by oxidation.

【0059】例えば、電流狭窄形成層105cの直径が
約20μmの場合、電流狭窄形成層105cを側面から
5μm程度酸化して酸化狭窄部105bを形成し、アパ
ーチャ部105aを直径約10μmとすることができ
る。
For example, when the diameter of the current constriction forming layer 105c is about 20 μm, the current constriction forming layer 105c is oxidized from the side surface by about 5 μm to form the oxidized constriction portion 105b, and the aperture portion 105a has a diameter of about 10 μm. it can.

【0060】この工程において、電流狭窄形成層105
cの一部を酸化して酸化狭窄部105bを形成した後、
形成された酸化狭窄部105bをエッチングすることに
より、電流狭窄層105(図7参照)を形成してもよ
い。
In this step, the current confinement forming layer 105
After oxidizing a part of c to form the oxide constriction portion 105b,
The current confinement layer 105 (see FIG. 7) may be formed by etching the formed oxide confinement portion 105b.

【0061】なお、形成されるアパーチャ部105aの
径が同じである場合、電流狭窄形成層105cの一部を
酸化して酸化狭窄部105bを形成した後、形成された
酸化狭窄部105bをエッチングする場合と比較して、
電流狭窄形成層105cをエッチングしてから電流狭窄
形成層105cの一部を酸化して酸化狭窄部105bを
形成するほうが、形成される酸化狭窄部105bの容積
が少ない。したがって、後者のほうが、酸化狭窄部10
5bを形成するために必要な時間が少なくて済む。この
ため、本実施の形態においては、処理時間の観点から
は、後者の方法、すなわち、電流狭窄形成層105cを
エッチングしてから電流狭窄形成層105cの一部を酸
化して酸化狭窄部105bを形成するのが望ましい。
When the diameters of the formed aperture portions 105a are the same, a part of the current constriction forming layer 105c is oxidized to form the oxidized constriction portion 105b, and then the formed oxidized constriction portion 105b is etched. Compared to the case
When the current constriction forming layer 105c is etched and then a part of the current constriction forming layer 105c is oxidized to form the oxidized constriction part 105b, the volume of the oxidized constriction part 105b formed is smaller. Therefore, the latter is better than the oxidized constricted portion 10.
It takes less time to form 5b. Therefore, in the present embodiment, from the viewpoint of processing time, the latter method is used, that is, the current confinement forming layer 105c is etched and then a part of the current confinement forming layer 105c is oxidized to form the oxidized constriction portion 105b. It is desirable to form.

【0062】以上の工程により、面発光レーザ100の
うち、発光素子として機能する部分(出射面108およ
び電極107,109を除く)が形成される。
Through the above steps, the portion of the surface emitting laser 100 that functions as a light emitting element (excluding the emission surface 108 and the electrodes 107 and 109) is formed.

【0063】(5)次に、活性層103に電流を注入す
るための第1電極107および第2電極109、および
レーザ光の出射面108を形成する工程について説明す
る。
(5) Next, a process of forming the first electrode 107 and the second electrode 109 for injecting a current into the active layer 103, and the laser light emitting surface 108 will be described.

【0064】まず、第1電極107および第2電極10
9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。
続いて、例えば真空蒸着法により柱状部110の上面
に、例えばAuとZnの合金とAuとの積層膜(図示せ
ず)を形成した後、リフトオフ法により、柱状部110
の上面に、前記積層膜が形成されていない部分を形成す
る。この部分が出射面108となる。なお、前記工程に
おいて、リフトオフ法のかわりに、ドライエッチング法
を用いることもできる。
First, the first electrode 107 and the second electrode 10
Before forming 9, the upper surface of the columnar section 110 is washed using a dry etching method or the like, if necessary. As a result, an element having more stable characteristics can be formed.
Subsequently, a stacked film (not shown) of, for example, an alloy of Au and Zn and Au is formed on the upper surface of the columnar section 110 by, for example, a vacuum evaporation method, and then the columnar section 110 is formed by a lift-off method.
A portion where the laminated film is not formed is formed on the upper surface of. This portion becomes the emission surface 108. In the above process, a dry etching method can be used instead of the lift-off method.

【0065】また、半導体基板101の裏面に、例えば
真空蒸着法により、例えばAuとGeの合金とNiとA
uとの積層膜(図示せず)を形成する。次いで、例えば
400℃の窒素雰囲気下でアニール処理する。以上の工
程により、第1電極107および第2電極109が形成
される。
On the back surface of the semiconductor substrate 101, for example, an alloy of Au and Ge, Ni and A are formed by, for example, a vacuum evaporation method.
A laminated film (not shown) with u is formed. Next, for example, annealing treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 400 ° C. Through the above steps, the first electrode 107 and the second electrode 109 are formed.

【0066】以上のプロセスにより、図1に示す面発光
レーザ100が得られる。
Through the above process, the surface emitting laser 100 shown in FIG. 1 is obtained.

【0067】(作用および効果)本実施の形態に係る面
発光レーザ100は、以下に示す作用および効果を有す
る。
(Operation and Effect) The surface emitting laser 100 according to the present embodiment has the following operation and effect.

【0068】(1)本実施の形態の面発光レーザ100
によれば、電流狭窄層105が少なくともアパーチャ部
105aを含み、半導体基板101に平行な面で電流狭
窄層105を切断した場合における断面の面積が、半導
体基板101に平行な面で共振器120を構成する他の
層を切断した場合における断面の面積よりも小さいこと
により、素子の抵抗を維持しつつ、素子の容量を低減す
ることができる。これにより、高速動作が可能となる。
(1) Surface-emitting laser 100 of this embodiment
According to this, the current confinement layer 105 includes at least the aperture portion 105a, and the cross-sectional area when the current confinement layer 105 is cut along the plane parallel to the semiconductor substrate 101 has the resonator 120 on the plane parallel to the semiconductor substrate 101. Since the area is smaller than the area of the cross section when the other layers constituting the element are cut, the capacitance of the element can be reduced while maintaining the resistance of the element. This enables high speed operation.

【0069】さらに、本実施の形態の面発光レーザ10
0においては、共振器120の一部に柱状部110が形
成されている。また、電流狭窄層105がアパーチャ部
105aとアパーチャ部105aの周囲に形成された酸
化狭窄部105bを含む。この場合において、半導体基
板101に平行な面で電流狭窄層105を切断した場合
における断面の面積が、半導体基板101に平行な面で
柱状部110を構成する他の層を切断した場合における
断面の面積よりも小さい。これにより、一般的な面発光
レーザ900(図14参照)のように、半導体基板10
1に平行な面で電流狭窄層105を切断した場合におけ
る断面の面積が、半導体基板101に平行な面で柱状部
110を構成する他の層を切断した場合における断面の
面積と同じである場合と比較して、酸化狭窄部の面積を
小さくすることができる。すなわち、本実施の形態にか
かる面発光レーザ100と面発光レーザ900とで、柱
状部110の径およびアパーチャ部105aの径が同じ
である場合、酸化狭窄部の面積を小さくすることができ
る。これにより、素子の抵抗を維持しつつ、素子の容量
を低減することができるため、高速動作が可能となる。
Further, the surface emitting laser 10 according to the present embodiment.
At 0, the columnar portion 110 is formed in a part of the resonator 120. Further, the current constriction layer 105 includes an aperture portion 105a and an oxidized constriction portion 105b formed around the aperture portion 105a. In this case, the area of the cross section when the current confinement layer 105 is cut along the plane parallel to the semiconductor substrate 101 is smaller than the cross section when the other layer forming the columnar section 110 is cut along the plane parallel to the semiconductor substrate 101. Smaller than the area. This allows the semiconductor substrate 10 to be processed like a general surface emitting laser 900 (see FIG. 14).
When the area of the cross section when the current confinement layer 105 is cut along the plane parallel to 1 is the same as the area of the cross section when the other layers forming the columnar section 110 are cut along the plane parallel to the semiconductor substrate 101. The area of the oxide constricted portion can be reduced as compared with That is, when the surface emitting laser 100 and the surface emitting laser 900 according to the present embodiment have the same diameter of the columnar portion 110 and the diameter of the aperture portion 105a, the area of the oxide constriction portion can be reduced. As a result, it is possible to reduce the capacitance of the element while maintaining the resistance of the element, which enables high-speed operation.

【0070】(2)本実施の形態の面発光レーザ100
の製造方法によれば、素子特性が良好であり、かつ高速
動作が可能な面発光レーザを簡便な方法にて形成するこ
とができる。
(2) Surface emitting laser 100 according to the present embodiment
According to the manufacturing method of 1., it is possible to form a surface-emitting laser having good device characteristics and capable of high-speed operation by a simple method.

【0071】(変形例)図8は、本実施の形態に係る面
発光レーザの一変形例100aを模式的に示す断面図で
ある。
(Modification) FIG. 8 is a sectional view schematically showing a modification 100a of the surface emitting laser according to the present embodiment.

【0072】この面発光レーザ100aは、柱状部11
0の側面ならびに第1多層反射膜102の上面を覆うよ
うにして、絶縁層118が設置されている点以外は、本
実施の形態に係る面発光レーザ100とほぼ同様の構造
を有する。このため、本実施の形態に係る面発光レーザ
100と実質的に同じ機能を有する構成要素には同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
The surface emitting laser 100a has a columnar portion 11
0 has the same structure as the surface emitting laser 100 according to the present embodiment, except that the insulating layer 118 is provided so as to cover the side surface of 0 and the upper surface of the first multilayer reflective film 102. Therefore, components having substantially the same functions as those of the surface emitting laser 100 according to the present embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0073】絶縁層118は、無機材料および有機材料
のいずれを用いても良い。無機材料としては、例えば酸
化シリコン層または窒化シリコン層が例示できる。ま
た、有機材料としては、ポリイミド樹脂、フッ素系樹
脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂等を例示でき、
特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹
脂またはフッ素系樹脂を用いるのが望ましい。この場
合、絶縁層118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って樹脂前駆体を硬化
させることにより形成される。
The insulating layer 118 may use either an inorganic material or an organic material. Examples of the inorganic material include a silicon oxide layer and a silicon nitride layer. Examples of the organic material include polyimide resin, fluorine resin, acrylic resin, epoxy resin, and the like.
In particular, it is desirable to use a polyimide resin or a fluorine-based resin from the viewpoint of ease of processing and insulating properties. In this case, the insulating layer 118 is formed by irradiation with energy such as heat or light, or by curing the resin precursor by a chemical reaction.

【0074】この面発光レーザ100aの動作、作用お
よび効果は、本実施の形態に係る面発光レーザ100と
同様である。加えて、この面発光レーザ100aにおい
ては、柱状部110の周囲に絶縁層118が形成されて
いることにより、柱状部110の形状を保持することが
できる。
The operation, action and effect of this surface emitting laser 100a are similar to those of the surface emitting laser 100 according to the present embodiment. In addition, in the surface emitting laser 100a, the shape of the columnar section 110 can be maintained because the insulating layer 118 is formed around the columnar section 110.

【0075】[第2の実施の形態] (デバイスの構造)図9は、本発明を適用した第2の実
施の形態に係る面発光レーザ200を模式的に示す断面
図である。
[Second Embodiment] (Device Structure) FIG. 9 is a sectional view schematically showing a surface emitting laser 200 according to a second embodiment of the invention.

【0076】本実施の形態に係る面発光レーザ200
は、電流狭窄層105が主にアパーチャ部105aから
なる点以外は、第1の実施の形態に係る面発光レーザ1
00とほぼ同様の構造を有する。このため、第1の実施
の形態に係る面発光レーザ100と実質的に同じ機能を
有する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明
を省略する。
The surface emitting laser 200 according to the present embodiment.
Is the surface emitting laser 1 according to the first embodiment except that the current confinement layer 105 mainly includes the aperture portion 105a.
It has almost the same structure as 00. Therefore, components having substantially the same functions as those of the surface emitting laser 100 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0077】本実施の形態に係る面発光レーザ200
は、前述したように、電流狭窄層105が主にアパーチ
ャ部105aからなる。すなわち、この面発光レーザ2
00は、前述の第1の実施の形態の面発光レーザ100
の製造工程において、電流狭窄形成層105cをエッチ
ングする工程(図6参照)において、アパーチャ部10
5aを形成した後、酸化狭窄部を形成する工程(図7参
照)を経ないで形成される。
The surface emitting laser 200 according to the present embodiment.
As described above, the current constriction layer 105 mainly includes the aperture portion 105a. That is, this surface emitting laser 2
00 is the surface emitting laser 100 of the first embodiment described above.
In the process of manufacturing the current confinement forming layer 105c in the process of etching the current confinement forming layer 105c (see FIG. 6),
After forming 5a, it is formed without going through the step of forming an oxide constriction portion (see FIG. 7).

【0078】本実施の形態にかかる面発光レーザ200
の動作、作用および効果は、第1の実施の形態に係る面
発光レーザ100と同様である。加えて、この面発光レ
ーザ200においては、電流狭窄層105が主にアパー
チャ部105aからなることにより、素子の容量をより
低減することができる。
The surface emitting laser 200 according to the present embodiment.
The operation, action and effect of are the same as those of the surface emitting laser 100 according to the first embodiment. In addition, in the surface emitting laser 200, the current confinement layer 105 is mainly composed of the aperture portion 105a, so that the capacitance of the device can be further reduced.

【0079】[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10参照)を含む。この構造体
1000は、第1の実施の形態に係る面発光レーザ10
0(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13
02を有する。第2の光導波路1302は、基板130
0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。
[Third Embodiment] FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an optical module according to a third embodiment of the present invention. The optical module according to the present embodiment includes a structure 1000 (see FIG. 10). This structure 1000 is the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
0 (see FIG. 1), platform 1120, first optical waveguide 1130 and actuator 1150. In addition, the structure 1000 has the second optical waveguide 13
Have 02. The second optical waveguide 1302 is the substrate 130.
Part of 0. The connection optical waveguide 1304 may be optically connected to the second optical waveguide 1302. The connection optical waveguide 1304 may be an optical fiber.

【0080】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。
In the optical module of this embodiment, after the light is emitted from the surface emitting laser 100 (emission surface 108; see FIG. 1), the first and second optical waveguides 1130 and 1302 are provided.
This light is received by a light receiving element (not shown) through (and the connecting optical waveguide 1304).

【0081】[第4の実施の形態]図11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、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。
[Fourth Embodiment] FIG. 11 is a diagram for explaining an optical transmission device according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first optical waveguide 1130
And the light receiving element 210, a plurality of third optical waveguides 12
It has 30, 1310 and 1312. In addition, the optical transmission device according to the present embodiment has a plurality (two) of substrates 1314.
1316.

【0082】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。
In this embodiment, the structure of the surface emitting laser 100 side (the surface emitting laser 100, the platform 112).
0, the first optical waveguide 1130, the second optical waveguide 131
8, including actuator 1150. ) And the light receiving element 2
10 side configuration (light receiving element 210, platform 12
20 and third optical waveguides 1230 and 1310. ) Between the third optical waveguide 1312 and the optical waveguide 1312. An optical fiber or the like can be used as the third optical waveguide 1312 to perform optical transmission between a plurality of electronic devices.

【0083】例えば、図12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。
For example, referring to FIG. 12, the optical transmission device 11
Reference numeral 00 interconnects electronic devices 1102 such as a computer, a display, a storage device, and a printer. The electronic device 1102 may be an information communication device. The light transmission device 1100 has a cable 1104 including a third optical waveguide 1312 such as an optical fiber. The light transmission device 1100 includes a plug 11 at both ends of the cable 1104.
06 may be provided. The surface emitting laser 100 and the light receiving element 210 are provided in the respective plugs 1106.
A side configuration is provided. An electric signal output from one of the electronic devices 1102 is converted into an optical signal by the light emitting element, the optical signal is transmitted through the cable 1104, and converted into an electric signal by the light receiving element. The electric signal is input to another electronic device 1102. Thus, according to the optical transmission device 1100 according to the present embodiment, it is possible to transmit information of the electronic device 1102 by the optical signal.

【0084】図13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。
FIG. 13 is a diagram showing a usage pattern of the optical transmission device according to the embodiment to which the present invention is applied. The light transmission device 1110 connects between the electronic devices 1112. As the electronic device 1112, a liquid crystal display monitor or a digital-compatible CRT (may be used in the fields of finance, mail order, medical care, and education), liquid crystal projector, plasma display panel (PDP), digital TV, retail store Examples include cash registers (for POS (Point of Sale Scanning)), videos, tuners, game machines, printers, and the like.

【0085】なお、第3および第4の実施の形態(図1
0〜図13参照)において、面発光レーザ100のかわ
りに、面発光レーザ100a(図8参照),200(図
9参照)を用いた場合でも、同様の作用および効果を奏
することができる。
The third and fourth embodiments (see FIG. 1)
0 to 13), even when the surface emitting lasers 100a (see FIG. 8) and 200 (see FIG. 9) are used instead of the surface emitting laser 100, the same operation and effect can be obtained.

【0086】すなわち、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。
That is, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made.
For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations having the same function, method and result, or configurations having the same object and result).
Further, the invention includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. Further, the present invention includes a configuration having the same effects as the configurations described in the embodiments or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes configurations in which known techniques are added to the configurations described in the embodiments.

【0087】例えば、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、複数の面発光型半導体レーザが
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。
For example, although the surface-emitting type semiconductor laser having one columnar portion has been described in the above embodiment, the configuration of the present invention is not impaired even if a plurality of columnar portions are provided in the substrate surface. Further, even when a plurality of surface-emitting type semiconductor lasers are arrayed, the same action and effect are obtained.

【0088】また、例えば、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、
AlGaAs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、InGaAs系、Ga
InP系、ZnSSe系、InGaN系、GaInNA
s系、GaAsSb系の半導体材料を用いることも可能
である。
Further, for example, in the above embodiment,
It does not deviate from the gist of the present invention even if the p-type and the n-type in each semiconductor layer are interchanged. In the above embodiment,
Although the AlGaAs type has been described, other material types such as InGaAs type, Ga type, etc. may be used depending on the oscillation wavelength.
InP, ZnSSe, InGaN, GaInNA
It is also possible to use s-based or GaAsSb-based semiconductor materials.

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

【図1】本発明を適用した第1の実施の形態に係る面発
光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a surface emitting semiconductor laser according to a first embodiment to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した第1の実施の形態に係る面発
光型半導体レーザを模式的に示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the surface emitting semiconductor laser according to the first embodiment to which the present invention is applied.

【図3】図1および図2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。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】図1および図2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。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2.

【図5】図1および図2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。
5 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing step of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2. FIG.

【図6】図1および図2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。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2.

【図7】図1および図2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。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2.

【図8】図1および図2に示す面発光型半導体レーザの
一変形例を模式的に示す断面図である。
8 is a sectional view schematically showing a modification of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIGS. 1 and 2. FIG.

【図9】本発明を適用した第2の実施の形態に係る面発
光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing a surface-emitting type semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明を適用した第3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。
FIG. 10 is a diagram schematically showing an optical module according to a third embodiment of the present invention.

【図11】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。
FIG. 11 is a diagram showing an optical transmission device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】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。
FIG. 12 is a diagram showing an optical transmission device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明を適用した第4の実施の形態に係る光
伝達装置の使用形態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a usage pattern of an optical transmission device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】一般的な面発光型半導体レーザを模式的に示
す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view schematically showing a general surface emitting semiconductor laser.

【図15】一般的な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。
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of a general surface emitting semiconductor laser.

【図16】一般的な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。
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing one manufacturing process of a general surface emitting semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,100a,200 面発光レーザ 101 半導体基板 102 第1多層反射膜 103 活性層 104 第2多層反射膜 105 電流狭窄層 105a アパーチャ部 105b 電流狭窄部 105c 電流狭窄形成層 107 第1電極 108 出射面 109 第2電極 118 絶縁層 110 柱状部 120 共振器 150 半導体多層膜 210 受光素子 1000 構造体 1100,1110 光伝達装置 1102,1112 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 R100 レジスト 100,100a, 200 surface emitting laser 101 semiconductor substrate 102 first multilayer reflective film 103 Active layer 104 second multilayer reflective film 105 Current constriction layer 105a aperture part 105b Current constriction part 105c Current constriction forming layer 107 first electrode 108 exit surface 109 second electrode 118 insulating layer 110 Column 120 resonator 150 semiconductor multilayer film 210 Light receiving element 1000 structures 1100, 1110 Optical transmission device 1102, 1112 electronic devices 1104 cable 1106 plug 1120, 1220 platform 1130 First optical waveguide 1150 Actuator 1152 cushion 1154 Energy source 1300 substrate 1302, 1318 second optical waveguide 1230, 1310, 1312 Third optical waveguide 1304 Optical waveguide for connection 1314, 1316 substrate R100 resist

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された共振器を含
み、かつ、前記半導体基板と垂直方向に光を出射できる
面発光型半導体レーザであって、 前記共振器は、第1多層反射膜と、活性層と、第2多層
反射膜とを含み、 前記第1および第2多層反射膜の少なくとも一方に、電
流狭窄層が形成され、 前記電流狭窄層は、少なくともアパーチャ部を含み、 前記半導体基板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した
場合における断面の面積が、前記半導体基板に平行な面
で前記共振器を構成する他の層を切断した場合における
断面の面積よりも小さい、面発光型半導体レーザ。
1. A surface emitting semiconductor laser including a resonator formed on a semiconductor substrate and capable of emitting light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate, wherein the resonator comprises a first multilayer reflective film. An active layer and a second multilayer reflective film, a current confinement layer is formed on at least one of the first and second multilayer reflective films, the current constriction layer includes at least an aperture portion, and the semiconductor substrate The area of the cross section when the current confinement layer is cut by a plane parallel to the plane is smaller than the area of the cross section when the other layers constituting the resonator are cut by the plane parallel to the semiconductor substrate. Type semiconductor laser.
【請求項2】 請求項1において、 前記他の層は、第1多層反射膜、活性層、および第2多
層反射膜を構成する層を含む、面発光型半導体レーザ。
2. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the other layer includes a layer forming a first multilayer reflective film, an active layer, and a second multilayer reflective film.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記電流狭窄層はさらに、前記アパーチャ部の周囲に形
成された酸化狭窄部を含む、面発光型半導体レーザ。
3. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the current confinement layer further includes an oxide confinement portion formed around the aperture portion.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、 さらに、前記共振器の一部に柱状部を含む、面発光型半
導体レーザ。
4. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, further comprising a columnar part in a part of the resonator.
【請求項5】 請求項4において、 前記電流狭窄層は、前記柱状部に形成されている、面発
光型半導体レーザ。
5. The surface emitting semiconductor laser according to claim 4, wherein the current constriction layer is formed in the columnar portion.
【請求項6】 請求項5において、 前記半導体基板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した
場合における断面の面積が、前記半導体基板に平行な面
で前記共振器を構成する他の層を切断した場合における
断面の面積よりも小さい、面発光型半導体レーザ。
6. The cross-sectional area when the current confinement layer is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate according to claim 5, wherein another layer forming the resonator is formed on a plane parallel to the semiconductor substrate. A surface-emitting type semiconductor laser that is smaller than the cross-sectional area when cut.
【請求項7】 請求項4ないし6のいずれかにおいて、 前記柱状部の周囲に絶縁層が形成されている、面発光型
半導体レーザ。
7. The surface emitting semiconductor laser according to claim 4, wherein an insulating layer is formed around the columnar portion.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかにおいて、 前記第1多層反射膜は、AlXGa1-XAsとAlYGa
1-YAsとが交互に積層されてなり、 前記電流狭窄層を構成するアパーチャ部は、AlZGa
1-ZAsからなり、かつ、 X,Y,Zが0≦X<Y<Z≦1を満たす、面発光型半
導体レーザ。
8. The first multilayer reflective film according to claim 1, wherein the first multilayer reflective film is Al X Ga 1-X As and Al Y Ga.
1-Y As are alternately laminated, and the aperture portion forming the current confinement layer is made of Al Z Ga.
A surface-emitting type semiconductor laser which is composed of 1-Z As and in which X, Y, and Z satisfy 0 ≦ X <Y <Z ≦ 1.
【請求項9】 請求項1ないし8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。
9. An optical module comprising the surface-emitting type semiconductor laser according to claim 1 and an optical waveguide.
【請求項10】 請求項9に記載の光モジュールを含
む、光伝達装置。
10. An optical transmission device comprising the optical module according to claim 9.
【請求項11】 半導体基板上に形成された共振器を含
み、かつ、前記半導体基板と垂直方向に光を出射できる
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、第1多層反射膜と、活性層
と、第2多層反射膜とを含む共振器を形成する工程であ
って、前記第1および第2多層反射膜の少なくとも一方
に、電流狭窄形成層を形成する工程、および (b)前記電流狭窄形成層の一部を除去して、少なくと
もアパーチャ部を含む電流狭窄層を形成する工程。
11. A method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser including a resonator formed on a semiconductor substrate and capable of emitting light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate, comprising the following steps (a) and (a): A method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser including (b). (A) a step of forming a resonator including a first multilayer reflective film, an active layer, and a second multilayer reflective film on the semiconductor substrate, wherein at least one of the first and second multilayer reflective films A step of forming a current constriction forming layer, and (b) removing a part of the current constriction forming layer to form a current confinement layer including at least an aperture portion.
【請求項12】 請求項11において、 前記工程(b)において、 前記電流狭窄形成層の一部を除去することにより、前記
半導体基板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した場合
における断面の面積が、前記半導体基板に平行な面で前
記共振器を構成する他の層を切断した場合における断面
の面積よりも小さくなるように、前記電流狭窄層を形成
する、面発光型半導体レーザの製造方法。
12. The cross section in the case where the current constriction layer is cut along a plane parallel to the semiconductor substrate by removing a part of the current constriction formation layer in the step (b). Manufacturing of a surface emitting semiconductor laser in which the current confinement layer is formed so that the area becomes smaller than the area of the cross section when the other layer forming the resonator is cut by a plane parallel to the semiconductor substrate. Method.
【請求項13】 請求項12において、 前記他の層は、第1多層反射膜、活性層、および第2多
層反射膜を構成する層を含む、面発光型半導体レーザの
製造方法。
13. The method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser according to claim 12, wherein the other layer includes a layer forming a first multilayer reflective film, an active layer, and a second multilayer reflective film.
【請求項14】 請求項11ないし13のいずれかにお
いて、 さらに、以下の工程(c)を含む、面発光型半導体レー
ザの製造方法。 (c)前記電流狭窄形成層の一部を酸化して、前記アパ
ーチャ部の周囲に酸化狭窄部を形成する工程。
14. The method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to claim 11, further including the following step (c). (C) A step of oxidizing a part of the current constriction forming layer to form an oxidized constriction portion around the aperture portion.
【請求項15】 請求項11ないし14のいずれかにお
いて、 前記工程(a)はさらに、以下の工程(d)を含む、面
発光型半導体レーザの製造方法。 (d)前記共振器の一部に柱状部を形成する工程。
15. The method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to claim 11, wherein the step (a) further includes the following step (d). (D) A step of forming a columnar portion on a part of the resonator.
【請求項16】 請求項15において、 前記工程(a)において、前記共振器のうち前記柱状部
を形成するための層に前記電流狭窄形成層を形成する、
面発光型半導体レーザの製造方法。
16. The current confinement forming layer according to claim 15, wherein in the step (a), the current constriction forming layer is formed on a layer for forming the columnar portion of the resonator.
Method of manufacturing surface-emitting type semiconductor laser.
【請求項17】 請求項16において、 前記工程(b)において、 前記電流狭窄形成層の一部を除去することにより、前記
半導体基板に平行な面で前記電流狭窄層を切断した場合
における断面の面積が、前記半導体基板に平行な面で前
記柱状部を構成する他の層を切断した場合における断面
の面積よりも小さくなるように、前記電流狭窄層を形成
する、面発光型半導体レーザの製造方法。
17. The cross-section according to claim 16, wherein in the step (b), a part of the current constriction forming layer is removed to cut the current constriction layer along a plane parallel to the semiconductor substrate. Manufacturing of a surface-emitting type semiconductor laser in which the current confinement layer is formed so that the area becomes smaller than the area of the cross section in the case where another layer forming the columnar section is cut by a plane parallel to the semiconductor substrate. Method.
【請求項18】 請求項15ないし17のいずれかにお
いて、 さらに、以下の工程(e)を含む、面発光型半導体レー
ザの製造方法。 (e)前記柱状部の周囲に絶縁層を形成する工程。
18. The method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser according to claim 15, further including the following step (e). (E) A step of forming an insulating layer around the columnar portion.
【請求項19】 請求項11ないし18のいずれかにお
いて、 前記工程(a)において、 AlXGa1-XAsとAlYGa1-YAsとを交互に積層し
て前記第1多層反射膜を形成する工程と、 AlZGa1-ZAsからなる前記電流狭窄形成層を形成す
る工程とを含み、X,Y,Zが0≦X<Y<Z≦1を満
たす、面発光型半導体レーザの製造方法。
19. The first multilayer reflective film according to claim 11, wherein in the step (a), Al X Ga 1-X As and Al Y Ga 1-Y As are alternately laminated. And a step of forming the current confinement forming layer made of Al Z Ga 1 -Z As, wherein X, Y and Z satisfy 0 ≦ X <Y <Z ≦ 1. Laser manufacturing method.
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JP2006032964A (en) * 2004-07-15 2006-02-02 Agilent Technol Inc Vcsel equipped with air gap and protection coating layer
WO2017221520A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 ソニー株式会社 Semiconductor light-emitting element, optical communication device, and method for manufacturing semiconductor light-emitting element

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