JP2003318487A - 面発光型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の吸収は増大させることなく電流の低抵抗
化を実現した面発光型半導体レーザ及びその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 第１の多層半導体膜ミラー２と、この第
１の多層半導体膜ミラー２と逆導電型の第２の多層半導
体膜ミラー４とで発光層３を挟んで成る光共振器１１ａ
が半導体基板１上に柱状に積層されており、第１の多層
半導体膜ミラー２と同導電型の第１の埋め込み層１２ａ
が第１の多層半導体膜ミラー２の側面を囲むようにその
側面に接して形成されており、第１の埋め込み層１２ａ
の上には、第２の多層半導体膜ミラー４と同導電型の第
２の埋め込み層１３が第２の多層半導体膜ミラー４の側
面を囲むようにその側面に接して形成されて面発光型半
導体レーザ１７が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板面に対して垂
直な方向にレーザ光が出射される面発光型半導体レーザ
及びその製造方法に関し、更に詳しくは、発光層を挟む
ｐ、ｎ型の多層半導体膜ミラーに横方向からキャリアが
注入される構造を有する面発光型半導体レーザ及びその
製造方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】基板面（レーザ素子が形成された主面）
に対して垂直にレーザ光が出射される面発光型半導体レ
ーザは、端面発光型半導体レーザに比べて発振しきい値
電流が１桁ほど小さい、２次元的に高集積化が可能など
の優れた特長を有し、光通信への応用を中心に期待が高
まっている。中でも、光共振器も主面に対して垂直な垂
直共振器型（VCSEL;Vertical Cavity Surface Emitting
Laser）と呼ばれる面発光型半導体レーザについて以下
説明する。これは、大半の領域を光フィードバックのた
めの多層半導体膜ミラー（DBR;Distributed Bragg Refl
ector ）が占めている。多層半導体膜ミラーには、通
常、２種の屈折率の異なる半導体材料を発振波長の１／
４波長の厚さで交互に積層した多層膜が用いられる。

【０００３】以下、図１７〜図２０を参照して、従来例
の面発光型レーザの構成及び製造方法について説明す
る。

【０００４】先ず、図１７に示すように、MOCVD（Metal
Organic Chemical Vapor Deposition）法あるいはMBE
（Molecular Beam Epitaxy ）法などの結晶成長法で、
ｎ型半導体基板１の主面上に、ｎ型多層半導体膜ミラー
２、発光層３、ｐ型多層半導体膜ミラー４を順に成長さ
せる。これによって、発光層３をｎ型多層半導体膜ミラ
ー２とｐ型多層半導体膜ミラー４とで上下に挟んでなる
光共振器が、ｎ型半導体基板１の主面に対して垂直に形
成される。

【０００５】ｎ型半導体基板１は、例えばｎ型GaAsでな
る。ｎ型多層半導体膜ミラー２は、例えばｎ型AlAsとｎ
型AlGaAsのヘテロ接合層を１ペアとして、これが数十ペ
ア積層されて構成される。ｐ型多層半導体膜ミラー４
は、例えばｐ型AlAsとｐ型AlGaAsのヘテロ接合層を１ペ
アとして、これが数十ペア積層されて構成される。発光
層３は、例えばGaAsのウェル（井戸層）をAlGaAsで上下
に挟んで構成される。

【０００６】光共振器の結晶成長後、通常、例えば特開
２０００−１９６１８９号公報に示されているように、
電流狭窄構造が形成される。これは、図１８に示すよう
に、レーザ光の出射部となるべき部分の上面に形成され
たマスク６をマスクとして、Ｈ⁺ などのイオン注入が行
われ、レーザ光の出射部の周囲に高抵抗化領域５を形成
する。これによって、動作時に、レーザ光の出射部は局
所的に電流密度が高められる。

【０００７】この後、図１９に示すように、ｐ型多層半
導体膜ミラー４とオーミック接触をとるｐ側電極（金属
膜）７と、ｎ型半導体基板１とオーミック接触をとるｎ
側電極（金属膜）８が形成される。ｐ側電極７は、光共
振器の上面に開口（アパーチャ）７ａを形成して、例え
ば蒸着法で形成される。ｎ側電極８は、ｎ型半導体基板
１の裏側全面に、例えば蒸着法で形成される。なお、図
２０は図１９を上から見た平面図である。

【０００８】以上のように構成される面発光型半導体レ
ーザにおいて、両電極７、８を介して、図１９に示すよ
うに、順方向の電圧をかけると、ｐ型多層半導体膜ミラ
ー４からはホールが矢印ｈで示すように発光層３に注入
され、ｎ型半導体基板１及びｎ型多層半導体膜ミラー２
からは電子が矢印ｅで示すように発光層３に注入され
る。これによって、光共振器長によって決定される波長
のレーザ光Ｌが、ｐ側電極７に形成された開口７ａを通
って上方へと出射される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の面
発光型半導体レーザでは、多数のヘテロ障壁を有する多
層半導体膜ミラー２、４を通して、キャリアを発光層３
に注入するため抵抗が大きくなるという問題がある。特
に、ｐ側のキャリアであるホールは電子に比べて移動度
が１／１０以下と小さいため、ｐ側で特に抵抗が大きく
なってしまう。更に、上述の構成のように、レーザ光Ｌ
の取り出し側とｐ側電極７とが重なる場合には、レーザ
光Ｌの出射を許容する開口７ａを形成するためｐ側電極
７を部分的に除去している。このため、ｐ側電極７とｐ
型多層半導体膜ミラー４との接触部９は狭いリング状と
なり（図２０参照）、接触抵抗を高くしている。

【００１０】なお、ｐ型多層半導体膜ミラー４を構成す
るAlAs層や、AlAs層とAlGaAs層との界面に高濃度に例え
ばZnをドーピングして、ｐ型多層半導体膜ミラー４中の
キャリア濃度を高くして低抵抗化する方法がある。しか
し、Znなどのドーピングによりキャリア濃度上げると光
の吸収が多くなってしまう。光の吸収量の増大は、発振
しきい値電流の増大や発光効率の低下を引き起こし、こ
の結果、駆動電流の増大、すなわち消費電力の増大を招
く。また、不純物のドーピングは、その制御性や再現性
が難しく、特性のばらつきを招くといった問題もある。

【００１１】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その
目的とするところは、光の吸収は増大させることなく電
流の低抵抗化を実現した面発光型半導体レーザ及びその
製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、半導体基
板側に形成された第１の多層半導体膜ミラーと、この第
１の多層半導体膜ミラーと逆導電型の第２の多層半導体
膜ミラーとで発光層を挟んで成る光共振器が、半導体基
板上に柱状に積層されており、第１の多層半導体膜ミラ
ーと同導電型の第１の埋め込み層が、第１の多層半導体
膜ミラーの側面を囲むようにその側面に接して形成され
ており、第１の埋め込み層の上には、第２の多層半導体
膜ミラーと同導電型の第２の埋め込み層が、第２の多層
半導体膜ミラーの側面を囲むようにその側面に接して形
成されている面発光型半導体レーザ、によって解決され
る。

【００１３】また、以上の課題は、発光層を第１の多層
半導体膜ミラーと、この第１の多層半導体膜ミラーと逆
導電型の第２の多層半導体膜ミラーとで挟んで成る光共
振器を半導体基板上に形成する工程と、その光共振器を
選択的にエッチングして柱状にする工程と、第１の多層
半導体膜ミラーと同導電型の第１の埋め込み層を、第１
の多層半導体膜ミラーの側面を囲むようにその側面に接
して形成する工程と、第１の埋め込み層の上に、第２の
多層半導体膜ミラーと同導電型の第２の埋め込み層を、
第２の多層半導体膜ミラーの側面を囲むようにその側面
に接して形成する工程とを有することを特徴とする面発
光型半導体レーザの製造方法、によって解決される。

【００１４】第１の多層半導体膜ミラーとして例えばｎ
型の多層半導体膜ミラーを、第２の多層半導体膜ミラー
として例えばｐ型の多層半導体膜ミラーを考えると、ｎ
型の多層半導体膜ミラーの側面には、そのｎ型の多層半
導体膜ミラーと同導電型のｎ型の埋め込み層が第１の埋
め込み層として接しており、ｐ型の多層半導体膜ミラー
の側面には、そのｐ型の多層半導体膜ミラーと同導電型
のｐ型の埋め込み層が第２の埋め込み層として接してい
る。

【００１５】このような構成のため、ｎ型の多層半導体
膜ミラーには、その側面から電子の注入が可能となり、
ｐ型の多層半導体膜ミラーには、その側面からホールの
注入が可能となる。この結果、電子やホールは、電子や
ホールにとって抵抗となる多数のヘテロ障壁を長い距離
通らなくて済み抵抗を低くできる。

【００１６】もちろん、第１の多層半導体膜ミラーをｐ
型の多層半導体膜ミラーとして、第２の多層半導体膜ミ
ラーをｎ型の多層半導体膜ミラーとして、第１の埋め込
み層をｐ型の埋め込み層として、第２の埋め込み層をｎ
型の埋め込み層として考えた場合にも、上述のことは言
える。

【００１７】光共振器は、電流狭窄の機能を実現できる
ように角柱や円柱などの柱状に形成される。レーザ光は
光共振器の頂部（上面）側から出射させても、半導体基
板側から出射させてもよい。光共振器や埋め込み層は、
MOCVD 法やMBE 法などにてエピタキシャル成長させれ
ば、良好なレーザ特性の面発光型半導体レーザが得られ
る。

【００１８】更に、光共振器の頂部に形成された錐形状
の半導体層を介してレーザ光を出射させると、その錐形
状の半導体層のレンズ効果によって、レーザ光の拡がり
を抑えて収束して出射させることができる。

【００１９】光共振器を構成する各層の半導体材料の選
択によって様々な波長の面発光型半導体レーザを構成す
ることが可能である。例えば、GaAs系の場合には、多層
半導体膜ミラーとしてはGaAs基板上にエピタキシャル成
長が可能で、発振波長に対して吸収の少ないAlAs／（A
l）GaAs多層膜を用いるのが一般的である。InP 系の場
合には、InP 基板上にエピタキシャル成長が可能なInGa
AsP／InP多層膜を用いることができるが、その屈折率差
が非常に小さく高反射率が得にくいため、他の材料、例
えば、SiO₂／Si多層膜や、Al₂O₃ ／Si多層膜などが用い
られることもある。半導体基板や光共振器がGaAs系の場
合には、埋め込み層もGaAs系とした方が欠陥のない埋め
込み層を得ることができる。同様に、半導体基板や光共
振器がInP系の場合には、埋め込み層もInP 系とした方
が欠陥のない埋め込み層を得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）図２は、第１の実施
の形態による面発光型半導体レーザ１７の上面図を示
し、図１は図２における［１］−［１］線方向の断面図
を示す。

【００２２】ｎ型半導体基板１上に発光層（活性領域）
３を含む光共振器を成長させた後、選択的なエッチング
を行い角柱状の光共振器１１ａとする。光共振器１１ａ
は、第１の多層半導体膜ミラーとしてのｎ型多層半導体
膜ミラー２と、第２の多層半導体膜ミラーとしてのｐ型
多層半導体膜ミラー４とで発光層３を上下に挟んで構成
される。その光共振器１１ａの周囲を第１の埋め込み層
としてのｎ型埋め込み層１２ａと、第２の埋め込み層と
してのｐ型埋め込み層１３と、ｐ型コンタクト層１４と
で囲む。これらｎ型埋め込み層１２ａ、ｐ型埋め込み層
１３、ｐ型コンタクト層１４は、何れも光共振器１１ａ
の側面に接している。光共振器１１ａの頂部には、ｎ型
埋め込み層１２ａを形成する際に同時に形成される四角
錐形状の半導体層（ｎ型埋め込み層１２ａと同材質）が
形成されている。

【００２３】以下、具体的に本実施の形態による面発光
型半導体レーザ１７の製造方法について説明する。

【００２４】先ず、図３に示すように、例えば（１０
０）面を主面とするｎ型半導体基板１上に、ｎ型多層半
導体膜ミラー２、発光層３、ｐ型多層半導体膜ミラー４
を順にエピタキシャル成長させる。これによって、発光
層３をｎ型多層半導体膜ミラー２とｐ型多層半導体膜ミ
ラー４とで上下に挟んでなる光共振器１１が、ｎ型半導
体基板１の主面に対して垂直に形成される。

【００２５】ｎ型半導体基板１は、例えばｎ型GaAsでな
る。ｎ型多層半導体膜ミラー２は、例えばｎ型AlAsとｎ
型AlGaAsのヘテロ接合層を１ペアとして、これが数十ペ
ア積層されて構成される。ｐ型多層半導体膜ミラー４
は、例えばｐ型AlAsとｐ型AlGaAsのヘテロ接合層を１ペ
アとして、これが数十ペア積層されて構成される。ｎ
型、ｐ型多層半導体膜ミラー２、４中のAlGaAs層のAl混
晶比は例えば0.1 である。発光層３は、例えばGaAsのウ
ェル（井戸層）をAlGaAsで上下に挟んで、全体の厚さを
波長サイズにしている。

【００２６】エピタキシャル成長の方法としては、例え
ばメチル系MOCVD 法が用いられる。更に具体的には、II
I 族元素のガスソースとしてトリメチルガリウム、トリ
メチルアルミニウムを用い、V族元素のガスソースとし
てはAsH₃を、ｎ型ドーパントとしてはH₂Seを、ｐ型ドー
パントとしてはジエチルジンクを用いてＣＶＤを行う。
もちろん、他の結晶成長法、例えばＭＢＥ法を用いても
よい。

【００２７】次いで、光共振器１１上面の正方形状の領
域に絶縁膜などからなるマスク１０を形成し、そのマス
ク１０をマスクとしてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）
などの手法を用いてエッチングを行う。これにより、図
４に示すように、四角柱形状の光共振器１１ａが形成さ
れる。なお、ＲＩＥ法でエッチングした後は、マスク１
０は除去され、光共振器１１ａ（ｐ型多層半導体膜ミラ
ー４）の上面は露出される。

【００２８】次いで、図５に示すように、ｎ型半導体基
板１上に、ｎ型埋め込み層１２ａを光共振器１１ａの高
さの半分、すなわち発光層３に達するまでエピタキシャ
ル成長させる。ｎ型埋め込み層１２ａは、例えばｎ型Al
GaAsでなる。これにより、ｎ型埋め込み層１２ａは、ｎ
型多層半導体膜ミラー２の側面及び発光層３の下半分の
側面に接して、光共振器１１ａの下半分を取り囲む。こ
のときの結晶成長法としてはMOCVD 法を用いれば、欠陥
のない良好な結晶面を形成させることができる。

【００２９】このｎ型埋め込み層１２ａがｎ型半導体基
板１上に結晶成長される際に、ｎ型埋め込み層１２ａの
材質であるｎ型AlGaAsが結晶成長可能な面として、光共
振器１１ａ（ｐ型多層半導体膜ミラー４）の上面が露出
している。従って、ｎ型埋め込み層１２ａがｎ型半導体
基板１上に結晶成長している間、光共振器１１ａ（ｐ型
多層半導体膜ミラー４）の上面（頂部）にも、ｎ型埋め
込み層１２ａと同材質（ｎ型AlGaAs）の半導体層１２ｂ
が結晶成長される。これは、ｎ型AlGaAsの結晶系に起因
して四角錐形状に成長される。例えば｛１１１｝＝
｛（１１１）、（１１１）、（１１１）、（１１１）｝
面で囲まれた四角錐形状となる。

【００３０】続いて、図６に示すように、ｎ型埋め込み
層１２ａの上に、ｐ型埋め込み層１３（ｐ型AlGaAsでな
る）が、MOCVD 法にて結晶成長される。これにより、ｐ
型埋め込み層１３は、発光層３の上半分の側面及びｐ型
多層半導体膜ミラー４の側面に接して、光共振器１１ａ
の上半分の大部分を取り囲む。このとき、８００℃以上
の高温下で結晶成長を行うことで、四角錐形状の半導体
層１２ｂの｛１１１｝面には、ｐ型AlGaAsは成長されな
い。

【００３１】続いて、図７に示すように、ｐ型埋め込み
層１３の上に、ｐ型コンタクト層１４（ｐ型GaAsでな
る）が、MOCVD 法にて結晶成長される。これにより、ｐ
型コンタクト層１４は、光共振器１１ａ（ｐ型多層半導
体膜ミラー４）の側面のうちのｐ型埋め込み層１３で覆
われていなかった残りの部分に接して取り囲む。このと
きも、８００℃以上の高温下で結晶成長を行うことで、
四角錐形状の半導体層１２ｂの｛１１１｝面には、ｐ型
GaAsは成長されない。

【００３２】最後に、図８に示すように、ｐ型コンタク
ト層１４の上にｐ側電極（金属膜）１５と、ｎ型半導体
基板１の裏面にｎ側電極（金属膜）１６が、それぞれ蒸
着法にて形成され、本実施の形態による面発光型半導体
レーザ１７が得られる。もちろん、電極１５、１６は蒸
着法に限らず、スパッタリング法などで形成してもよ
い。ｐ側電極１５は、四角錐形状の半導体層１２ｂには
形成されないように、半導体層１２ｂをマスクした上で
ｐ側電極１５の蒸着が行われる。

【００３３】以上のように構成される面発光型半導体レ
ーザ１７において、両電極１５、１６を介して、図９に
示すように、順方向の電圧をかけると、ｐ型多層半導体
膜ミラー４には、ｐ型埋め込み層１３及びｐ型コンタク
ト層１４から、ホールが矢印ｈで示すように注入されて
発光層３に至る。ｎ型多層半導体膜ミラー２には、ｎ型
半導体基板１からの電子の注入に加えて、ｎ型埋め込み
層１２ａからも、電子が矢印ｅで示すように注入されて
発光層３に至る。

【００３４】このように、本実施の形態では、ホール及
び電子が、ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２へと、横方
向（ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２の側面側）から注
入されるため、ホール及び電子がｐ、ｎ多層半導体膜ミ
ラー４、２のヘテロ障壁を通る距離を短くでき、この結
果ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２での抵抗を低くする
ことができ良好なレーザ特性が得られる。更に、レーザ
光出射側の電極（ｐ側電極）１５は従来に比べて大きな
面積でもってキャリア（ホール）供給層（ｐ型コンタク
ト層１４）との接触が可能になるので、このことも低抵
抗化を促進する。

【００３５】また、ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２
に、高濃度に不純物をドーピングすることなく低抵抗化
を実現できる。すなわち、ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー
４、２における光の吸収を増大させることなく低抵抗化
を実現でき、発振しきい値電流の増大や発光効率の低下
を防止できる。

【００３６】光共振器１１ａで発生したレーザ光は、図
１０に示すように、光共振器１１ａの上面（頂部）に形
成された四角錐形状の半導体層１２ｂを通って出射され
る。従って、半導体層１２ｂは発振波長に対して透過性
のある材質でなる。このとき、四角錐形状の半導体層１
２ｂがレンズの機能を果たす。すなわち、半導体層１２
ｂの内部と外部との境界でレーザ光Ｌは屈折して収束さ
れる。これにより、拡がりを抑制され集光されたレーザ
光Ｌを出射することができ、例えば、この面発光型半導
体レーザ１７を光通信の光源として用いた場合には、光
ファイバーへの導入を容易に行える。

【００３７】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施
の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、その詳細
な説明は省略する。

【００３８】図１２は、第２の実施の形態による面発光
型半導体レーザ２７の上面図を示し、図１１は図１２に
おける［１１］−［１１］線方向の断面図を示す。すな
わち、本実施の形態の面発光型半導体レーザ２７は、第
１の実施の形態の面発光型半導体レーザ１７において、
四角錐形状の半導体層１２ｂを除去した構成である。従
って、光共振器１１ａで発生したレーザ光Ｌは、そのま
ま上面から出射される。そのレーザ光Ｌの出射を許容す
るため、ｐ側電極１５は光共振器１１ａの上面には形成
されていない。

【００３９】四角錐形状の半導体層１２ｂは、上記図７
で説明した工程の後（ｐ側電極１５の形成前）、あるい
は図８で説明した工程の後（ｐ側電極１５を形成した
後）に除去される。例えば、フッ酸系エッチャントを用
いたウェットエッチングにて選択的に除去する。あるい
は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法にて
除去してもよい。更には、ｎ型半導体基板１上にｎ型埋
め込み層１２ａをエピタキシャル成長させる際に、光共
振器１１ａの上面を絶縁膜などでなるマスクで覆って、
結晶面を露出させないようにすれば、四角錐形状の半導
体層１２ｂは形成されない。

【００４０】このように四角錐形状の半導体層１２ｂが
ない構成であっても、上記第１の実施の形態と同様、ホ
ール及び電子が、ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２へ
と、横方向（ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２の側面
側）から注入されるため、ホール及び電子がｐ、ｎ多層
半導体膜ミラー４、２のヘテロ障壁を通る距離を短くで
き、この結果ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２での抵抗
を低くすることができ良好なレーザ特性が得られる。

【００４１】更に、レーザ光出射側の電極（ｐ側電極）
１５は従来に比べて大きな面積でもってキャリア（ホー
ル）供給層（ｐ型コンタクト層１４）との接触が可能に
なるので、このことも低抵抗化を促進する。また、ｐ、
ｎ多層半導体膜ミラー４、２に、高濃度に不純物をドー
ピングすることなく低抵抗化を実現できる。すなわち、
ｐ、ｎ多層半導体膜ミラー４、２における光の吸収を増
大させることなく低抵抗化を実現でき、発振しきい値電
流の増大や発光効率の低下を防止できる。

【００４２】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施
の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、その詳細
な説明は省略する。

【００４３】図１４は、第３の実施の形態による面発光
型半導体レーザ３７の上面図を示し、図１３は図１４に
おける［１３］−［１３］線方向の断面図を示す。すな
わち、本実施の形態の面発光型半導体レーザ３７では、
ｐ型コンタクト層１４の上面のみならず、光共振器１１
ａの上面にも、ｐ側電極（金属膜）１５’が形成されて
いる。そして、ｎ型半導体基板１の裏面に形成されたｎ
側電極（金属膜）１６’には、レーザ光Ｌの出射を許容
する開口１６’ａが形成されている。

【００４４】本実施の形態では、光共振器１１ａで発生
したレーザ光Ｌは、光共振器１１ａの上面では、その上
面を覆うｐ側電極１５’によって反射されて出射せず、
ｎ型半導体基板１側から、ｎ側電極１６’の開口１６’
ａを通って出射される。従って、ｎ型半導体基板１は、
発振波長に対して透過性を有する材質で構成する。更
に、レーザ光Ｌの透過性を高めるため、ｎ型半導体基板
１を裏面側から研削して厚さを薄くしてもよい。

【００４５】本実施の形態では、上記第１の実施の形態
で得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。
ｐ側電極１５’は金属ミラーとしての機能も有している
ため、ｐ型多層半導体膜ミラー４の層数をそれほど多く
しなくとも高反射率を実現できる。従って、ｐ型多層半
導体膜ミラー４の層数の削減が可能になり、ホールにと
って抵抗となるヘテロ障壁を削減することができ、より
低抵抗が図れる。

【００４６】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。

【００４７】光共振器１１ａは四角柱形状に限ることは
ない。更には、角柱にも限ることはなく、図１５に示す
ように円柱状の光共振器４０であってもよい。この場合
にも、図１６に示すように、ｎ型半導体基板１上にｎ型
埋め込み層１２ａをエピタキシャル成長させる際に、円
柱状の光共振器４０の上面に、ｎ型埋め込み層１２ａと
同材質で錐形状の半導体層４１が形成される。しかし、
半導体層４１は円錐形状とはならず、４つの扇形の｛１
１１｝面からなる錐形状となる。

【００４８】また、多層半導体膜ミラーの導電型（ｐ、
ｎ）を、上記実施の形態とは上下が逆になるように形成
してもよい。これに合わせて、ｐ、ｎ型の埋め込み層も
上下逆にする。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多
層半導体膜ミラーの側面側からキャリアが注入され、多
数のヘテロ障壁を有する多層半導体膜ミラーを長い距離
通らずに済み、抵抗が低くなり良好なレーザ特性が得ら
れる。更に、光共振器で発生したレーザ光を、光共振器
の頂部に形成された錐形状の半導体層を通して導出すれ
ば、レーザ光はその錐形状の半導体層にて屈折され、収
束されたレーザ光として導出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による、面発光型半
導体レーザの縦断面図（図２における［１］−［１］線
方向の断面図）である。

【図２】同面発光型半導体レーザの平面図である。

【図３】同面発光型半導体レーザの製造工程（その１）
を示す斜視図である。

【図４】図３に続く、面発光型半導体レーザの製造工程
（その２）を示す斜視図である。

【図５】図４に続く、面発光型半導体レーザの製造工程
（その３）を示す斜視図である。

【図６】図５に続く、面発光型半導体レーザの製造工程
（その４）を示す斜視図である。

【図７】図６に続く、面発光型半導体レーザの製造工程
（その５）を示す斜視図である。

【図８】図７に続く工程にて完成した面発光型半導体レ
ーザの斜視図である。

【図９】同面発光型半導体レーザの縦断面斜視図であ
る。

【図１０】同面発光型半導体レーザの光出射作用を説明
する斜視図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態による、面発光型
半導体レーザの縦断面図（図１２における［１１］−
［１１］線方向の断面図）である。

【図１２】同面発光型半導体レーザの平面図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態による、面発光型
半導体レーザの縦断面図（図１４における［１３］−
［１３］線方向の断面図）である。

【図１４】同面発光型半導体レーザの平面図である。

【図１５】本発明の変形例による面発光型半導体レーザ
の製造工程を示す斜視図である。

【図１６】図１５に続く製造工程を示す斜視図である。

【図１７】従来例の面発光型半導体レーザの製造工程
（その１）を示す断面図である。

【図１８】図１７に続く製造工程（その２）を示す断面
図である。

【図１９】図１８に続く工程にて完成した従来例の面発
光型半導体レーザの断面図である。

【図２０】同従来例の面発光型半導体レーザの平面図で
ある。

【符号の説明】

１……ｎ型半導体基板、２……ｎ型多層半導体膜ミラ
ー、３……発光層、４……ｐ型多層半導体膜ミラー、１
１ａ……四角柱状光共振器、１２ａ……ｎ型埋め込み
層、１２ｂ……ｎ型半導体層、１３……ｐ型埋め込み
層、１４……ｐ型コンタクト層、１５……ｐ側電極、１
６……ｎ側電極、１７……面発光型半導体レーザ、２７
……面発光型半導体レーザ、３７……面発光型半導体レ
ーザ、４０……円柱状光共振器、４１……ｎ型半導体
層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板側に形成された第１の多層半
   導体膜ミラーと、該第１の多層半導体膜ミラーと逆導電
   型の第２の多層半導体膜ミラーとで発光層を挟んで成る
   光共振器が、前記半導体基板上に柱状に積層されてお
   り、 前記第１の多層半導体膜ミラーと同導電型の第１の埋め
   込み層が、前記第１の多層半導体膜ミラーの側面を囲む
   ように該側面に接して形成されており、 前記第１の埋め込み層の上には、前記第２の多層半導体
   膜ミラーと同導電型の第２の埋め込み層が、前記第２の
   多層半導体膜ミラーの側面を囲むように該側面に接して
   形成されていることを特徴とする面発光型半導体レー
   ザ。
2. 【請求項２】 前記光共振器の頂部に錐形状の半導体層
   が形成され、 前記光共振器で発生したレーザ光は前記半導体層を通っ
   て収束されて出射されることを特徴とする請求項１に記
   載の面発光型半導体レーザ。
3. 【請求項３】 半導体基板上に、第１の多層半導体膜ミ
   ラーと、発光層と、前記第１の多層半導体膜ミラーと逆
   導電型の第２の多層半導体膜ミラーとを積層して、前記
   発光層を前記第１の多層半導体膜ミラーと前記第２の多
   層半導体膜ミラーとで挟んで成る光共振器を形成する工
   程と、 前記光共振器を選択的にエッチングして柱状にする工程
   と、 前記第１の多層半導体膜ミラーと同導電型の第１の埋め
   込み層を、前記第１の多層半導体膜ミラーの側面を囲む
   ように該側面に接して形成する工程と、 前記第１の埋め込み層の上に、前記第２の多層半導体膜
   ミラーと同導電型の第２の埋め込み層を、前記第２の多
   層半導体膜ミラーの側面を囲むように該側面に接して形
   成する工程とを有することを特徴とする面発光型半導体
   レーザの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１の埋め込み層を形成する工程
   を、前記柱状の光共振器の頂部を露出させた状態で行
   い、前記頂部に前記第１の埋め込み層と同材料でなる錐
   形状の層を形成させることを特徴とする請求項３に記載
   の面発光型半導体レーザの製造方法。