JP2007235030A - 面発光レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化狭窄型面発光レーザ素子10のメサポスト30の側面には、半導体再成長層38及びSiNx層40が形成され、その上にポリイミド層28が形成されている。半導体再成長層38は、メサポスト30の側面から酸素が侵入して、活性層18を酸化させ劣化させることを防止する。
【選択図】図1
Description
メサポスト側面の活性層端面が、半導体再成長層によって覆われていることを特徴とする。
前記積層構造を加工して、少なくとも前記上部DBRミラー及び活性層を含むメサポストを形成する工程と、
前記上部DBRミラー又は下部DBRミラー内に形成された特定半導体層の一部領域を酸化して酸化狭窄層を形成する酸化工程と、
半導体再成長層を少なくともメサポスト側面に形成する再成長工程とを順次に有することを特徴とする。
図1に示す本実施形態は、本発明に係る面発光レーザ素子の半導体層の積層の様子を例示する断面図である。本実施形態の面発光型半導体レーザ素子10は、n−GaAs基板12上に、それぞれの層の厚さがλ/4n(λは発振波長、nは屈折率)のn−Al0.9Ga0.1As/n−Al0.2 Ga0.8Asの35ペアからなる下部DBRミラー14、下部クラッド層16、GaAsの井戸層とAl0.2 Ga0.8Asのバリア層からなる量子井戸活性層18、上部クラッド層20、及び、それぞれの層の厚さがλ/4n(λは発振波長、nは屈折率)のp−Al0.9Ga0.1As/p−Al0.2Ga0.8Asの25ペアからなる上部DBRミラー22の積層構造を備えている。
このような材料を用いた再成長層は、単結晶膜であっても多結晶膜であってもよく、さらにはアモルファスでもよい。上記実施形態において、再成長層を厚く積層しメサポストを埋め込むような形状としてもよいが、そのように再成長層を厚く積層する場合には、多結晶膜又はアモルファスとした方が積層が容易である。
図2は、本実施形態に係る面発光レーザ素子を示している。本実施形態の面発光レーザ素子10Aは、図1に示した実施形態1の面発光レーザ素子10とほぼ同様の構造を有している。異なるところは、基板12Aが、p−GaAs基板であり、下部DBRミラー14A及び下部クラッド層16Aがp型半導体層で構成され、上部DBRミラー22A及び上部クラッド層20Aがn型半導体層で構成されていることである。AlAs24層及び酸化狭窄層25は、下部DBRミラー14A内に設けられており、メサポスト30Aを形成するための環状溝52Aは、下部DBRミラー14Aの一部に達する深さにまでエッチングされる。更に、メサポスト上部の電極32Aがn側電極であり、基板裏面の電極36Aがp側電極である。その他の構成は実施形態1の面発光レーザ素子と同様である。
12、12A:GaAs基板
14、14A:下部DBRミラー
16、16A:下部クラッド層
18:活性層
20、20A:上部クラッド層
22,22A:上部DBRミラー
24:AlAs層(非酸化領域)
25:Al酸化層(酸化狭窄層)
28:ポリイミド層
30、30A:メサポスト
32、36A:p側電極
32A、36:n側電極
38:再成長層
40:SiN膜
44:電極パッド
50:面発光レーザ素子
Claims (10)
- 半導体基板上に少なくとも、下部DBRミラーと、活性層と、上部DBRミラーとがこの順に積層され、少なくとも前記上部DBRミラー及び活性層を含むメサポストが形成された面発光レーザ素子において、
メサポスト側面の活性層端面が、半導体再成長層によって覆われていることを特徴とする面発光レーザ素子。 - 前記活性層の近傍であって前記上部DBRミラー又は下部DBRミラー内に、特定半導体層の一部領域を酸化してなる酸化狭窄層を有することを特徴とする、請求項1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記半導体再成長層は、GaInP、GaInAsP、GaAs、GaP、AlGaInP、AlP、AlGaAs、GaN、AlGaN、InGaN、InPから選ばれる材料からなることを特徴とする、請求項1又は2のいずれか1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記半導体再成長層の厚さは、0.05μm〜0.5μmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記半導体再成長層によって覆われたメサポストの側面は、さらに絶縁体層で覆われていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記絶縁体層が、SiNx、SiOx又はAlxOyであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記上部DBRミラー及び下部DBRミラーは、AlGaAs系半導体材料が積層されて構成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1に記載の面発光レーザ素子。
- 請求項1〜7のいずれか1に記載の面発光レーザ素子を同一基板上に複数備え、該面発光レーザ素子を1次元又は2次元に集積したことを特徴とするレーザアレイ。
- 半導体基板上に、下部DBRミラーを構成する半導体層と、活性層と、上部DBRミラーを構成する半導体層とを順次に積層して積層構造を形成する積層工程と、
前記積層構造を加工して、少なくとも前記上部DBRミラー及び活性層を含むメサポストを形成する工程と、
前記上部DBRミラー又は下部DBRミラー内に形成された特定半導体層の一部領域を酸化して酸化狭窄層を形成する酸化工程と、
半導体再成長層を少なくともメサポスト側面に形成する再成長工程とを順次に有することを特徴とする面発光レーザ素子の製造方法。 - 前記酸化工程の後であって、前記再成長工程の前に、前記メサポスト側面の一部を除去するトリートメント工程を更に有することを特徴とする、請求項9に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
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