JP2007329193A - Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process - Google Patents

Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process Download PDF

Info

Publication number
JP2007329193A
JP2007329193A JP2006157579A JP2006157579A JP2007329193A JP 2007329193 A JP2007329193 A JP 2007329193A JP 2006157579 A JP2006157579 A JP 2006157579A JP 2006157579 A JP2006157579 A JP 2006157579A JP 2007329193 A JP2007329193 A JP 2007329193A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
groove
laser device
contact
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006157579A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Miyamoto
育昌 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2006157579A priority Critical patent/JP2007329193A/en
Publication of JP2007329193A publication Critical patent/JP2007329193A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-emission semiconductor laser device in which a substrate or a wafer under production can be protected against a large current such as ESD. <P>SOLUTION: A semiconductor layer in a VCSEL including an n-type lower DBR 104, an active layer 106, a p-type upper DBR 108, and a p-type contact layer 110 is laminated on a GaAs substrate 100; and a post structure P emitting laser light is separated from a pad forming region Q by a trench 114 formed in the semiconductor layer. A contact electrode 120 is formed on the contact layer 110 of post structure P, and a pad electrode 130 connected electrically with the contact electrode 120 is formed in the pad forming region Q. Furthermore, a conduction part R for ESD is formed in the pad forming region Q. The conductor R has a metal layer 140 formed on the contact layer 110, and the metal layer 140 has an exposed area larger than that of the contact electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光情報処理あるいは高速光通信の光源として利用される面発光型半導体レーザ(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode 以下VCSELという)に関し、特に、VCSELを静電放電(Electrostatic discharge 以下、ESDという)等から保護する技術に関する。   The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode, hereinafter referred to as VCSEL) used as a light source for optical information processing or high-speed optical communication, and in particular, VCSEL is electrostatic discharge (hereinafter referred to as ESD). And so on).

光通信や光記録等の技術分野において、VCSELへの関心が高まっている。VCSELは、しきい値電流が低く消費電力が小さい、円形の光スポットが容易に得られる、ウエハ状態での評価や光源の二次元アレイ化が可能であるといった、端面発光型半導体レーザにはない優れた特長を有する。これらの特長を生かし、通信分野における光源としての需要がとりわけ期待されている。   In the technical fields such as optical communication and optical recording, interest in VCSEL is increasing. VCSELs are not available in edge-emitting semiconductor lasers that have low threshold currents, low power consumption, can easily obtain a circular light spot, and can be evaluated in a wafer state or two-dimensionally arrayed light sources. Has excellent features. Taking advantage of these features, demand as a light source in the communication field is particularly expected.

VCSELは、他の半導体装置と同様に、回路基板等への実装時に、静電気等の高電圧に晒されることがある。静電放電等により素子内部に瞬時に大きなスパイク電流が流れると、素子が損傷を受け、故障の原因となる。こうした問題に対処するべくいくつかの提案がなされている。   As with other semiconductor devices, the VCSEL may be exposed to high voltage such as static electricity when mounted on a circuit board or the like. If a large spike current instantaneously flows inside the element due to electrostatic discharge or the like, the element is damaged and causes a failure. Several proposals have been made to address these issues.

特許文献1は、サージから完全に保護すると共に、出力光強度の一定制御が可能な半導体レーザに関するものである。この半導体レーザは、図14に示すように、レーザダイオード1、フォトダイオード2、発光制御回路3、ダイオード10a〜10c、11a〜11cを含んでいる。ダイオード10a〜10c、11a〜11は、シリコンダイオードであり、基板にモノリシックに組み込まれている。   Patent Document 1 relates to a semiconductor laser that can completely protect against a surge and can control output light intensity at a constant level. As shown in FIG. 14, the semiconductor laser includes a laser diode 1, a photodiode 2, a light emission control circuit 3, and diodes 10a to 10c and 11a to 11c. The diodes 10a to 10c and 11a to 11 are silicon diodes and are monolithically incorporated in the substrate.

特許文献2は、III−V族窒化物半導体発光素子において、p側電極とn側電極間を、酸化亜鉛のような非線形抵抗特性を有する保護膜で接続し、一定のしきい値以上の電圧が電極間に印加されたとき、電流が保護膜を流れるようにバイパスさせている。   Patent Document 2 discloses a group III-V nitride semiconductor light emitting device in which a p-side electrode and an n-side electrode are connected by a protective film having nonlinear resistance characteristics such as zinc oxide, and a voltage equal to or higher than a certain threshold value. Is applied between the electrodes so that a current flows through the protective film.

特開2001−156386号JP 2001-156386 A 特開2005−136177号JP-A-2005-136177

従来のESD対策は、主にVCSELの後工程またはパッケージ化されたVCSELに講じられており、製造プロセス中のウエハに対する対策は殆んどされていなかった。製造中にウエハがESDにより損傷を受けると、それによって半導体層に結晶欠陥が生じ、出力特性が劣化したり、素子寿命が短くなることがあった。特に、シングルモードレーザにおいて、それが顕著な問題であった。上記特許文献1や特許文献2は、ESDの耐圧を向上させるものであるが、上記したような製造工程中のウエハをESD等から効果的に保護するものではない。   Conventional ESD countermeasures are mainly taken in the post-process of VCSELs or packaged VCSELs, and few countermeasures have been taken for wafers during the manufacturing process. When the wafer is damaged by ESD during manufacturing, crystal defects are generated in the semiconductor layer, thereby deteriorating the output characteristics and shortening the device life. This is a significant problem particularly in a single mode laser. Although Patent Document 1 and Patent Document 2 improve the ESD withstand voltage, they do not effectively protect the wafer in the manufacturing process as described above from ESD or the like.

本発明は、上記従来技術の課題を解決し、製造中の基板またはウエハをESD等から保護することができる面発光型半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a surface-emitting type semiconductor laser device capable of protecting a substrate or wafer being manufactured from ESD or the like and a method for manufacturing the same.

本発明に係る面発光型半導体レーザ装置は、基板上に、少なくとも第1導電型の第1の半導体多層膜(半導体ミラー層)、活性層、第2導電型の第2の半導体多層膜(半導体ミラー層)、および第2導電型のコンタクト層を含む半導体層が積層され、レーザ光を出射するポスト構造とパッド形成領域とが前記半導体層に形成された第1の溝によって実質的に分離されている。そして、ポスト構造のコンタクト層に電気的に接続されたコンタクト電極と、パッド形成領域に設けられ、コンタクト電極と電気的に接続される電極パッドと、パッド形成領域に設けられ、前記電極パッドから電気的に分離された導電部とを含み、導電部は、パッド形成領域の第2導電型のコンタクト層と電気的に接続される導電層を有し、当該導電層は、ポスト構造に形成されたコンタクト電極の露出面積よりも大きな露出面積を有している。   A surface-emitting type semiconductor laser device according to the present invention includes at least a first conductivity type first semiconductor multilayer film (semiconductor mirror layer), an active layer, and a second conductivity type second semiconductor multilayer film (semiconductor) on a substrate. A mirror layer) and a semiconductor layer including a second conductivity type contact layer are stacked, and a post structure for emitting laser light and a pad formation region are substantially separated by a first groove formed in the semiconductor layer. ing. Then, a contact electrode electrically connected to the contact layer of the post structure, an electrode pad provided in the pad formation region, electrically connected to the contact electrode, provided in the pad formation region, and electrically connected from the electrode pad The conductive portion includes a conductive layer electrically connected to the contact layer of the second conductivity type in the pad formation region, and the conductive layer is formed in a post structure. The exposed area is larger than the exposed area of the contact electrode.

好ましくは、導電部は、半導体層に形成された第2の溝によって囲まれ、当該第2の溝は、コンタクト層から少なくとも第1の半導体多層膜に至る深さを有する。もしくは、電流狭窄部を有する半導体層においては、第2の溝は、コンタクト層から少なくとも電流狭窄部に至る深さを有する。また、第2の溝は、第1の溝と同時に形成することができる。基板は、好ましくはn型の半導体基板である。ここでいう「露出面積」とは、面発光型半導体レーザ装置の最終形態において露出されていることを意味するのではなく、製造工程中において露出された状態に置かれたときの面積である。   Preferably, the conductive portion is surrounded by a second groove formed in the semiconductor layer, and the second groove has a depth from the contact layer to at least the first semiconductor multilayer film. Alternatively, in the semiconductor layer having the current confinement portion, the second groove has a depth from the contact layer to at least the current confinement portion. Further, the second groove can be formed simultaneously with the first groove. The substrate is preferably an n-type semiconductor substrate. The “exposed area” here does not mean that it is exposed in the final form of the surface emitting semiconductor laser device, but is an area when it is left exposed in the manufacturing process.

第1の溝形成前に、露出面積の大きい導電層をコンタクト層上に形成することにより、製造工程中に発生する静電気を導電層によって捕獲し、その放電電流をコンタクト層から第1の半導体多層膜または基板へ流すことができる。これにより、コンタクト電極が形成されたポスト構造(またはレーザ素子部)以外へのバイパス経路が生成され、レーザ素子部の結晶欠陥の発生を抑制し、素子寿命を長くすることができる。   By forming a conductive layer with a large exposed area on the contact layer before forming the first groove, static electricity generated during the manufacturing process is captured by the conductive layer, and the discharge current is transferred from the contact layer to the first semiconductor multilayer. It can flow to a film or substrate. Thereby, a bypass path to other than the post structure (or the laser element portion) in which the contact electrode is formed is generated, the generation of crystal defects in the laser element portion can be suppressed, and the device life can be extended.

さらに本発明に係る面発光型半導体レーザ装置の製造方法は、基板上に、少なくとも第1導電型の第1の半導体多層膜、活性層、第2導電型の第2の半導体多層膜、および第2導電型のコンタクト層を含む半導体層を積層するステップと、コンタクト層上に、コンタクト電極および導電層を形成するステップと、半導体層をエッチングし、コンタクト電極を取り囲む第1の溝と導電層を取り囲む第2の溝を半導体層に形成するステップと、第1の溝および第2の溝を含む半導体層上に絶縁膜を形成するステップと、コンタクト電極および導電層が露出するように前記絶縁膜に開口を形成するステップと、前記開口を介してコンタクト電極に接続される電極パッドを絶縁膜上に形成するステップとを有する。   Furthermore, the method of manufacturing the surface-emitting type semiconductor laser device according to the present invention includes at least a first conductivity type first semiconductor multilayer film, an active layer, a second conductivity type second semiconductor multilayer film, A step of laminating a semiconductor layer including a contact layer of two conductivity type, a step of forming a contact electrode and a conductive layer on the contact layer, a first groove and a conductive layer surrounding the contact electrode by etching the semiconductor layer Forming an enclosing second groove in the semiconductor layer; forming an insulating film on the semiconductor layer including the first groove and the second groove; and the insulating film so that the contact electrode and the conductive layer are exposed. And forming an electrode pad connected to the contact electrode through the opening on the insulating film.

本発明によれば、ポスト構造から分離されたパッド形成領域上にコンタクト電極の露出面積よりも大きな露出面積をもつ導電層を形成するようにしたので、製造工程中に発生した静電気等の大電流が導電部を通じて流れ易くなり、その結果、レーザ光の発光部であるポスト構造の内部をESD等から保護することができる。   According to the present invention, since the conductive layer having an exposed area larger than the exposed area of the contact electrode is formed on the pad forming region separated from the post structure, a large current such as static electricity generated during the manufacturing process is formed. Can easily flow through the conductive portion, and as a result, the inside of the post structure, which is the laser light emitting portion, can be protected from ESD or the like.

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明に係る面発光型半導体レーザは、好ましくは選択酸化型のメサを有するVCSELによって構成される。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The surface emitting semiconductor laser according to the present invention is preferably constituted by a VCSEL having a selective oxidation type mesa.

図1は、本発明の実施例に係るVCSELの模式的な平面図、図1(b)はそのA−A線断面矢視図である。本実施例に係るVCSELは、n型のGaAs基板100の裏面にn側下部電極102が形成され、基板の上面に、n型の下部DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラック型反射鏡)104、アンドープの下部スペーサ層とアンドープの量子井戸活性層とアンドープの上部スペーサ層とを含む活性層106、p型の上部DBR108、及びp型のGaAsコンタクト層110を順次積層して構成される。上部DBR108の最下層には、電流狭窄部として機能するAlAs層が含まれている。   FIG. 1 is a schematic plan view of a VCSEL according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA. In the VCSEL according to this embodiment, an n-side lower electrode 102 is formed on the back surface of an n-type GaAs substrate 100, and an n-type lower DBR (Distributed Bragg Reflector) 104, undoped on the upper surface of the substrate. An active layer 106 including a lower spacer layer, an undoped quantum well active layer, and an undoped upper spacer layer, a p-type upper DBR 108, and a p-type GaAs contact layer 110 are sequentially stacked. The lowermost layer of the upper DBR 108 includes an AlAs layer that functions as a current confinement portion.

基板上に積層された半導体層の一部をエッチングすることで環状またはリング状の溝114が形成されている。溝114は、円柱状のポスト構造Pを規定するとともに、ポスト構造Pから隔てられたパッド形成領域Qを規定する。さらに、パッド形成領域Q内の半導体層の一部をエッチングすることで矩形状の溝116が形成され、この溝116により導電部Rが規定されている。溝114と溝116は、コンタクト層110から下部DBR104の一部に到達する深さを有し、それぞれ同時に形成される。導電部Rは、後述するように、VCSELの製造工程中にウエハ上のポスト構造PをESDから保護するものである。   An annular or ring-shaped groove 114 is formed by etching a part of the semiconductor layer stacked on the substrate. The groove 114 defines a columnar post structure P and a pad forming region Q separated from the post structure P. Further, a rectangular groove 116 is formed by etching a part of the semiconductor layer in the pad forming region Q, and the conductive portion R is defined by the groove 116. The grooves 114 and 116 have a depth that reaches a part of the lower DBR 104 from the contact layer 110 and are formed simultaneously. As will be described later, the conductive portion R protects the post structure P on the wafer from ESD during the manufacturing process of the VCSEL.

ポスト構造Pは、レーザ光を出射するための発光部として機能する。ポスト構造Pの頂部において、コンタクト層110上に環状またはリング状のコンタクト電極120(図1(b)の断面図において黒色で塗られた領域)が形成され、コンタクト電極120は、コンタクト層120とオーミック接続されている。コンタクト電極120の出射開口により露出されたコンタクト層120は、好ましくは保護膜によって覆われる。ポスト構造Pを覆うように層間絶縁膜122が形成され、層間絶縁膜122には、コンタクト電極120を露出させるためのコンタクトホール124が形成されている。そして、コンタクトホール124を介してp側上部電極126が形成され、p側上部電極126がコンタクト電極120に接続されている。さらにp側上部電極126の中央には、円形状の開口128が形成されている。p側上部電極126は、コンタクト電極120を介して、レーザ発振に必要な電流をポスト構造P内の活性層106に供給する。   The post structure P functions as a light emitting unit for emitting laser light. At the top of the post structure P, an annular or ring-shaped contact electrode 120 (a region painted in black in the cross-sectional view of FIG. 1B) is formed on the contact layer 110. Ohmic connection. The contact layer 120 exposed by the exit opening of the contact electrode 120 is preferably covered with a protective film. An interlayer insulating film 122 is formed so as to cover the post structure P, and a contact hole 124 for exposing the contact electrode 120 is formed in the interlayer insulating film 122. A p-side upper electrode 126 is formed through the contact hole 124, and the p-side upper electrode 126 is connected to the contact electrode 120. Further, a circular opening 128 is formed at the center of the p-side upper electrode 126. The p-side upper electrode 126 supplies a current necessary for laser oscillation to the active layer 106 in the post structure P via the contact electrode 120.

パッド形成領域Qには、円形状の電極パッド130(図1(a)の平面図においてハッチングで表示)が形成されている。電極パッド130は、層間絶縁膜122上に形成され、これによってコンタクト層110と電気的に絶縁されている。電極パッド130は、引き出し配線132を介してp側上部電極126に接続されている。   In the pad formation region Q, circular electrode pads 130 (shown by hatching in the plan view of FIG. 1A) are formed. The electrode pad 130 is formed on the interlayer insulating film 122 and thereby electrically insulated from the contact layer 110. The electrode pad 130 is connected to the p-side upper electrode 126 through the lead wiring 132.

さらにパッド形成領域Q内において、電極パッド130から離れた位置に導電部Rが形成されている。導電部Rは、矩形状の溝116によって囲まれ、ポスト構造Pおよびパッド形成領域Qから分離されている。導電部Rは、コンタクト層110上に形成された金属層140を含み、金属層140は、p型コンタクト層110に電気的に接続される。これにより、導電部Rは、金属層140からn型基板100に至るまでpin接合を含む電流経路を提供している。この電流経路は、コンタクト電極120からpin接合を介してn型基板100に至る電流経路をバイパスするものであり、製造工程中に発生した静電放電の大電流を金属層140から基板100へ流させる。   Further, in the pad forming region Q, a conductive portion R is formed at a position away from the electrode pad 130. The conductive portion R is surrounded by a rectangular groove 116 and is separated from the post structure P and the pad formation region Q. The conductive portion R includes a metal layer 140 formed on the contact layer 110, and the metal layer 140 is electrically connected to the p-type contact layer 110. Thereby, the conductive portion R provides a current path including a pin junction from the metal layer 140 to the n-type substrate 100. This current path bypasses the current path from the contact electrode 120 to the n-type substrate 100 via the pin junction, and a large current of electrostatic discharge generated during the manufacturing process flows from the metal layer 140 to the substrate 100. Let

導電部Rにおける静電電流の捕獲を促進させるため、好ましくは、金属層140の露出面積をコンタクト電極120の露出面積よりも大きくする。露出とは、製造工程中において金属層140および/またはコンタクト電極120が露出されることを意味する。さらに、製造工程中にウエハをESDから保護するため、金属層140をできるだけ初期の段階で形成しバイパス経路を提供しておくことが望ましい。好ましくは、基板上に半導体層を積層した直後に、コンタクト電極120および金属層140を形成する。金属層140は、コンタクト電極120と同時に形成されても良いし、コンタクト電極120の形成後に連続して形成されるようにしてもよい。   In order to promote capture of electrostatic current in the conductive portion R, the exposed area of the metal layer 140 is preferably made larger than the exposed area of the contact electrode 120. The exposure means that the metal layer 140 and / or the contact electrode 120 are exposed during the manufacturing process. Furthermore, in order to protect the wafer from ESD during the manufacturing process, it is desirable to form the metal layer 140 as early as possible to provide a bypass path. Preferably, the contact electrode 120 and the metal layer 140 are formed immediately after the semiconductor layer is stacked on the substrate. The metal layer 140 may be formed at the same time as the contact electrode 120 or may be formed continuously after the contact electrode 120 is formed.

さらに本実施例では、導電部Rの金属層140は、識別記号または識別コードに加工され、VCSELチップを識別するための表示機能を併せ持つ。図1の例では、金属層140から「AW01」のパターンが除去され、それ以外が金属層(ハッチングで表示)となっている。金属層140により露出されたコンタクト層の部分は、好ましくは絶縁保護膜によって保護されている。   Further, in this embodiment, the metal layer 140 of the conductive portion R is processed into an identification symbol or an identification code, and has a display function for identifying the VCSEL chip. In the example of FIG. 1, the pattern “AW01” is removed from the metal layer 140, and the others are metal layers (indicated by hatching). The portion of the contact layer exposed by the metal layer 140 is preferably protected by an insulating protective film.

次に、上記した導電部の構成について、種々の変形例について説明する。なお、導電部の構成を除き、他の構成は上記実施例とほぼ同様である。図2(a)に示すVCSELは、導電部R1をチップの識別表示150と異なる位置に形成している。ポストPと近接する位置に、コンタクト層110から下部DBRの一部に至る環状の溝160が形成され、この溝160によって円柱状の導電部R1が規定されている。導電部R1の表面には、円形状の金属層162が形成され、金属層162がコンタクト層110に電気的に接続され、基板100までの電流経路を提供している。金属層162の露出面積は、ポスト構造Pの頂部のコンタクト電極120の露出面積よりも大きい。   Next, various modifications of the above-described configuration of the conductive portion will be described. Except for the configuration of the conductive portion, the other configurations are almost the same as in the above embodiment. In the VCSEL shown in FIG. 2A, the conductive portion R1 is formed at a position different from the chip identification display 150. An annular groove 160 extending from the contact layer 110 to a part of the lower DBR is formed at a position close to the post P, and a cylindrical conductive portion R1 is defined by the groove 160. A circular metal layer 162 is formed on the surface of the conductive portion R1, and the metal layer 162 is electrically connected to the contact layer 110 to provide a current path to the substrate 100. The exposed area of the metal layer 162 is larger than the exposed area of the contact electrode 120 at the top of the post structure P.

図2(b)に示すVCSELは、図1に示した金属層140のパターンを反転させている。すなわち、導電部R2は、「AW01」の金属パターン164を有している。金属パターン164のない領域は、好ましくは保護膜によって覆われる。金属パターン164の露出面積は、コンタクト電極120よりも大きい。図2(c)に示すVCSELは、半導体層に形成される溝166を環状の楕円とし、コーナー部に丸みを持たせている。このため、溝166によって囲まれた導電部R3の端部に曲面が形成され、端部が割れ難くなっている。第1の実施例と同様に、識別記号を取り除いた金属層168が形成されている。図2(d)に示すVCSELは、半導体層に複数のリング状の溝170を形成することにより複数(7つ)の導電部R4を形成している。各導電部R4の表面には、円形状の金属層172が形成され、基板に至る複数の電流経路が提供されている。すべての金属層172の露出される面積は、ポスト構造Pのコンタクト電極120の露出される面積よりも大きい。   In the VCSEL shown in FIG. 2B, the pattern of the metal layer 140 shown in FIG. 1 is inverted. That is, the conductive portion R2 has a metal pattern 164 of “AW01”. The region without the metal pattern 164 is preferably covered with a protective film. The exposed area of the metal pattern 164 is larger than that of the contact electrode 120. In the VCSEL shown in FIG. 2C, the groove 166 formed in the semiconductor layer is an annular ellipse, and the corner portion is rounded. For this reason, a curved surface is formed at the end portion of the conductive portion R3 surrounded by the groove 166, and the end portion is difficult to break. Similar to the first embodiment, a metal layer 168 from which the identification symbols are removed is formed. In the VCSEL shown in FIG. 2D, a plurality (seven) conductive portions R4 are formed by forming a plurality of ring-shaped grooves 170 in the semiconductor layer. A circular metal layer 172 is formed on the surface of each conductive portion R4, and a plurality of current paths to the substrate are provided. The exposed area of all the metal layers 172 is larger than the exposed area of the contact electrode 120 of the post structure P.

図3(a)に示すVCSELは、半導体層に形成される溝174が連続したリング状ではなく、その一部が不連続になったC字型の溝である。この溝によって規定された導電部R5のコンタクト層表面に円形状の金属層176が形成されている。図3(b)に示すVCSELは、ポスト構造Pを取り囲むようにC字型の溝178が形成されている。C字型の溝178は、ポスト構造Pを規定する溝116と同心円状にあり、その溝116、178間の領域が導電部R6として規定され、そこにC字型状の金属層180が形成されている。図3(c)に示すVCSELは、ポスト構造Pおよび電極パッド130を取り囲むように溝182が形成され、かつ、ウエハから個々のVCSELチップを切断するときのダイシング領域に矩形状の外縁溝184が形成されている。溝182と外縁溝184との間の領域が導電部R7として規定される。導電部R7には、矩形状の金属層186が形成され、識別記号の部分の金属層が取り除かれている。   The VCSEL shown in FIG. 3A is not a ring shape in which the grooves 174 formed in the semiconductor layer are continuous, but a C-shaped groove in which a part thereof is discontinuous. A circular metal layer 176 is formed on the contact layer surface of the conductive portion R5 defined by the groove. In the VCSEL shown in FIG. 3B, a C-shaped groove 178 is formed so as to surround the post structure P. The C-shaped groove 178 is concentric with the groove 116 defining the post structure P, and a region between the grooves 116 and 178 is defined as a conductive portion R6, and a C-shaped metal layer 180 is formed there. Has been. In the VCSEL shown in FIG. 3C, a groove 182 is formed so as to surround the post structure P and the electrode pad 130, and a rectangular outer edge groove 184 is formed in a dicing region when cutting each VCSEL chip from the wafer. Is formed. A region between the groove 182 and the outer edge groove 184 is defined as a conductive portion R7. A rectangular metal layer 186 is formed on the conductive portion R7, and the metal layer of the identification symbol portion is removed.

次に、本実施例のVCSELの製造方法について図4ないし図6を参照して説明する。先ず、図4(a)に示すように、有機金属気相成長(MOCVD)法により、n型GaAs基板100上に順に、Siキャリア濃度1×1018cm-3、膜厚0.2μm程度のn型GaAsバッファ層、キャリア濃度1×1018cm-3、総膜厚約4μm、それぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるAl0.9Ga0.1AsとAl0.12Ga0.88Asからなる40.5周期の下部n型DBR104、アンドープ下部Al0.6Ga0.4Asスぺーサー層とアンドープ量子井戸活性層(膜厚70nmGaAs量子井戸層3層と膜厚50nmAl0.3Ga0.7As障壁層4層とで構成されている)とアンドープ上部Al0.6Ga0.4Asスぺーサー層とで構成された膜厚が媒質内波長となる活性層106、炭素キャリア濃度が1×1018cm-3、総膜厚が約3μm、それぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるAl0.9Ga0.1AsとAl0.12Ga0.88Asからなる30周期の上部p型DBR108、キャリア濃度1×1019cm-3、膜厚20nmのp型のGaAsコンタクト層110を順次積層する。なお、図4(a)では、便宜上、基板100とコンタクト層110のみを番号で示している。 Next, a manufacturing method of the VCSEL of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4A, an Si carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 and a film thickness of about 0.2 μm are sequentially formed on the n-type GaAs substrate 100 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). An n-type GaAs buffer layer, a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , a total film thickness of about 4 μm, each of which is made of Al 0.9 Ga 0.1 As and Al 0.12 Ga 0.88 As, each of which is ¼ of the wavelength in the medium. .5 period lower n-type DBR 104, undoped lower Al 0.6 Ga 0.4 As spacer layer and undoped quantum well active layer (consisting of three 70 nm thick GaAs quantum well layers and four 50 nm thick Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layers) And an undoped upper Al 0.6 Ga 0.4 As spacer layer, the active layer 106 having a wavelength in the medium having a film thickness, a carbon carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , and a total film thickness of about 3 μm, Al 0.9 Ga 0.1 As and Al 0.12 Ga 0.88 consisting As 30 cycles of upper p-type DBR108 the thickness of the respectively is ¼ of the wavelength in the medium, the carrier concentration of 1 × 10 19 cm -3, film thickness 20nm The p-type GaAs contact layers 110 are sequentially stacked. In FIG. 4A, only the substrate 100 and the contact layer 110 are indicated by numbers for convenience.

上部DBR108の最下層には、電流狭窄層として機能するp型のAlAs層が含まれている。また、DBRの電気的抵抗を下げるために、Al0.9Ga0.1AsとAl0.12Ga0.88Asの界面にAl組成を90%から30%に段階的に変化させた膜厚が20nm程度の領域を設けることも可能である。 The lowermost layer of the upper DBR 108 includes a p-type AlAs layer that functions as a current confinement layer. Further, in order to lower the electrical resistance of the DBR, a region having a film thickness of about 20 nm in which the Al composition is gradually changed from 90% to 30% is provided at the interface between Al 0.9 Ga 0.1 As and Al 0.12 Ga 0.88 As. It is also possible.

積層された半導体層の最上層であるコンタクト層110上に、フォトリソ工程によりレジストパターン(図示省略)を形成する。レジストパターンは、後に形成されるポスト構造のコンタクト電極120および導電部Rの金属層140の位置に対応する。次に、レジストパターンを含む半導体層上に金(Au)とチタン(Ti)を着膜し、リフトオフ工程によりレジストパターンを剥離する。レジストパターン上の金/チタンはレジストと一緒に除去され、コンタクト層110上に、環状のコンタクト電極120と金属層140のパターンが残る。金属層140は、識別記号に加工されている。なお、コンタクト電極120と金属層140は、必ずしも同時に形成されなくてもよく、いずれか一方を先に形成するようにしもよい。   A resist pattern (not shown) is formed on the contact layer 110 which is the uppermost layer of the stacked semiconductor layers by a photolithography process. The resist pattern corresponds to the position of the contact electrode 120 having a post structure to be formed later and the metal layer 140 of the conductive portion R. Next, gold (Au) and titanium (Ti) are deposited on the semiconductor layer including the resist pattern, and the resist pattern is peeled off by a lift-off process. The gold / titanium on the resist pattern is removed together with the resist, and a pattern of the annular contact electrode 120 and the metal layer 140 remains on the contact layer 110. The metal layer 140 is processed into an identification symbol. Note that the contact electrode 120 and the metal layer 140 are not necessarily formed at the same time, and one of them may be formed first.

次に、コンタクト電極120の出射開口を保護する保護膜を形成する。図4(b)に示すように、基板全面にSiONを着膜し、次に、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成する。レジストパターンをエッチングマスクに用い、SiON膜をエッチングする。これにより、コンタクト電極120の出射開口によって露出されたコンタクト層110をSiON膜121により覆い、かつ、金属層140によって露出されたコンタクト層110をSiON膜121により覆う。   Next, a protective film that protects the emission opening of the contact electrode 120 is formed. As shown in FIG. 4B, SiON is deposited on the entire surface of the substrate, and then a resist pattern is formed by a photolithography process. The SiON film is etched using the resist pattern as an etching mask. Thereby, the contact layer 110 exposed by the exit opening of the contact electrode 120 is covered with the SiON film 121, and the contact layer 110 exposed by the metal layer 140 is covered with the SiON film 121.

次に、マスクパターンを形成する。図4(c)に示すように、基板全面にSiNを着膜し、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成する。このレジストパターンを用いてSiNをエッチングし、マスクパターンMを形成する。マスクパターンMは、ポスト構造Pと導電部Rに対応する領域を覆う。   Next, a mask pattern is formed. As shown in FIG. 4C, SiN is deposited on the entire surface of the substrate, and a resist pattern is formed by a photolithography process. SiN is etched using this resist pattern to form a mask pattern M. The mask pattern M covers a region corresponding to the post structure P and the conductive portion R.

次に、ポスト構造および導電部を形成する。図5(d)に示すように、反応性イオンエッチングによりマスクパターンMにより露出された半導体層をエッチングし、コンタクト層110から下部DBR104の途中まで到達する溝114、116を同時に形成する。これにより、円柱状のポスト構造Pと矩形状の導電部Rが形成される。   Next, a post structure and a conductive part are formed. As shown in FIG. 5D, the semiconductor layer exposed by the mask pattern M is etched by reactive ion etching to simultaneously form grooves 114 and 116 that reach the middle of the lower DBR 104 from the contact layer 110. Thereby, the columnar post structure P and the rectangular conductive portion R are formed.

次に、例えば340℃の水蒸気雰囲気に基板を一定時間晒し、酸化処理を行う。上部DBR108の最下層のp型AlAs層は、ポスト構造Pの側面から一定距離だけ内部へ向けて酸化される。これにより、AlAs層の外縁に酸化領域が形成され、この酸化領域によって未酸化の導電領域が取り囲まれる。未酸化の領域は電流および光を閉じ込める領域となる。   Next, for example, the substrate is exposed to a steam atmosphere at 340 ° C. for a certain period of time to perform an oxidation treatment. The lowermost p-type AlAs layer of the upper DBR 108 is oxidized from the side surface of the post structure P toward the inside by a certain distance. As a result, an oxidized region is formed on the outer edge of the AlAs layer, and the unoxidized conductive region is surrounded by the oxidized region. The unoxidized region becomes a region for confining current and light.

次に、層間絶縁膜が形成される。図5(e)に示すよう、マスクパターンMを除去したのち、プラズマCVDにより基板全面にSiN膜122を着膜する。その後、図5(f)に示すように、フォトリソ工程を用いてSiN膜をエッチングし、ポスト構造Pの頂部に円形状のコンタクトホール124を形成し、コンタクト電極120を露出させる。同時に、導電部Rの金属層140を露出するように層間絶縁膜122に矩形状の開口124aが形成される。   Next, an interlayer insulating film is formed. As shown in FIG. 5E, after removing the mask pattern M, a SiN film 122 is deposited on the entire surface of the substrate by plasma CVD. Thereafter, as shown in FIG. 5F, the SiN film is etched using a photolithography process to form a circular contact hole 124 at the top of the post structure P, and the contact electrode 120 is exposed. At the same time, a rectangular opening 124 a is formed in the interlayer insulating film 122 so as to expose the metal layer 140 of the conductive portion R.

次に、電極が形成される。図6(g)に示すように、p側上部電極を形成する位置に対応するようにレジストパターンを形成し、次に、基板全面に金とチタンを積層し、リフトオフによりp側上部電極126、電極パッド130、および引き出し配線132を形成する。また、基板裏面側に、金とGeを形成し、n側下部電極を形成する。こうして、図1に示すVCSELを得ることができる。   Next, an electrode is formed. As shown in FIG. 6G, a resist pattern is formed so as to correspond to the position where the p-side upper electrode is formed, and then gold and titanium are stacked on the entire surface of the substrate, and the p-side upper electrode 126, Electrode pads 130 and lead wirings 132 are formed. Further, gold and Ge are formed on the back side of the substrate, and an n-side lower electrode is formed. In this way, the VCSEL shown in FIG. 1 can be obtained.

このように、基板に半導体層を積層した直後に、コンタクト電極120および金属層140を形成したことにより、製造工程中に発生した静電気を金属層140によって捕獲し、この放電電流を基板へ流すようにしたので、レーザ素子部であるポスト構造の内部の素子をESDから保護することができる。   As described above, the contact electrode 120 and the metal layer 140 are formed immediately after the semiconductor layer is stacked on the substrate, so that the static electricity generated during the manufacturing process is captured by the metal layer 140 and this discharge current flows to the substrate. As a result, the element inside the post structure, which is the laser element portion, can be protected from ESD.

図7は、VCSELチップが実装された半導体レーザ装置のパッケージ(モジュール)例を示す概略断面を示す図である。パッケージ300では、金属ステム330上のサブマウント320上に、VCSELアレイが形成されたチップ310が固定されている。導電性のリード340、342は、ステム330の貫通孔(図示省略)内に挿入され、一方のリード340は、チップ310の裏面に形成されたn側の下部電極102に電気的に接続され、他方のリード342は、チップ310の上面に形成されたp側電極126(電極パッド130)にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a package (module) of a semiconductor laser device on which a VCSEL chip is mounted. In the package 300, a chip 310 on which a VCSEL array is formed is fixed on a submount 320 on a metal stem 330. The conductive leads 340 and 342 are inserted into through holes (not shown) of the stem 330, and one lead 340 is electrically connected to the n-side lower electrode 102 formed on the back surface of the chip 310, The other lead 342 is electrically connected to the p-side electrode 126 (electrode pad 130) formed on the upper surface of the chip 310 via a bonding wire or the like.

キャップ350の出射窓352内にボールレンズ360が固定されている。ボールレンズ360の光軸は、コンタクト電極120の出射開口のほぼ中心と一致するように位置決めされる。また、チップ310とボールレンズ360との距離は、チップ310からのレーザ光の放射角度θ内にボールレンズ360が含まれるように調整される。リード340、342間に順方向の電圧が印加されると、チップ310からレーザ光が出射され、ボールレンズ360を介して外部へ出力される。なお、キャップ内に、VCSELの発光状態をモニターするための受光素子を含ませるようにしてもよい。   A ball lens 360 is fixed in the exit window 352 of the cap 350. The optical axis of the ball lens 360 is positioned so as to substantially coincide with the center of the exit opening of the contact electrode 120. Further, the distance between the chip 310 and the ball lens 360 is adjusted so that the ball lens 360 is included within the radiation angle θ of the laser beam from the chip 310. When a forward voltage is applied between the leads 340 and 342, laser light is emitted from the chip 310 and output to the outside through the ball lens 360. Note that a light receiving element for monitoring the light emission state of the VCSEL may be included in the cap.

図8は、さらに他のパッケージの構成を示す図であり、好ましくは、後述する空間伝送システムに使用される。同図に示すパッケージ302は、ボールレンズ360を用いる代わりに、キャップ350の中央の出射窓352内に平板ガラス362を固定している。平板ガラス362の中心は、チップ310の光軸と一致するように位置決めされる。チップ310と平板ガラス362との距離は、平板ガラス362の開口径がチップ310からのレーザ光の放射角度θ以上になるように調整されている。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of still another package, and is preferably used in a spatial transmission system described later. In the package 302 shown in the drawing, a flat glass 362 is fixed in an emission window 352 at the center of the cap 350 instead of using the ball lens 360. The center of the flat glass 362 is positioned so as to coincide with the optical axis of the chip 310. The distance between the chip 310 and the flat glass 362 is adjusted so that the opening diameter of the flat glass 362 is not less than the radiation angle θ of the laser beam from the chip 310.

図9は、図8に示すパッケージまたはモジュールを光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置400は、ステム330に固定された円筒状の筐体410と、筐体410の端面に一体に形成されたスリーブ420と、スリーブ420の開口422内に保持されるフェルール430と、フェルール430によって保持される光ファイバ440とを含んで構成される。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration when the package or module shown in FIG. 8 is applied to an optical transmitter. The optical transmission device 400 includes a cylindrical housing 410 fixed to the stem 330, a sleeve 420 integrally formed on an end surface of the housing 410, a ferrule 430 held in the opening 422 of the sleeve 420, a ferrule And an optical fiber 440 held by 430.

ステム330の円周方向に形成されたフランジ332には、筐体410の端部が固定される。フェルール430は、スリーブ420の開口422に正確に位置決めされ、光ファイバ440の光軸がボールレンズ360の光軸に整合される。フェルール430の貫通孔432内に光ファイバ440の芯線が保持されている。   An end of the housing 410 is fixed to a flange 332 formed in the circumferential direction of the stem 330. The ferrule 430 is accurately positioned in the opening 422 of the sleeve 420 and the optical axis of the optical fiber 440 is aligned with the optical axis of the ball lens 360. The core wire of the optical fiber 440 is held in the through hole 432 of the ferrule 430.

チップ310の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ360によって集光され、集光された光は、光ファイバ440の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ360を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置400は、リード340、342に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光送信装置400は、光ファイバ440を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。   The laser light emitted from the surface of the chip 310 is collected by the ball lens 360, and the collected light is incident on the core wire of the optical fiber 440 and transmitted. Although the ball lens 360 is used in the above example, other lenses such as a biconvex lens and a plano-convex lens can be used. Further, the optical transmission device 400 may include a drive circuit for applying an electrical signal to the leads 340 and 342. Furthermore, the optical transmission device 400 may include a reception function for receiving an optical signal via the optical fiber 440.

図10は、図8に示すパッケージを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。空間伝送システム500は、パッケージ300と、集光レンズ510と、拡散板520と、反射ミラー530とを含んでいる。空間伝送システム500では、パッケージ300に用いられたボールレンズ360を用いる代わりに、集光レンズ510を用いている。集光レンズ510によって集光された光は、反射ミラー530の開口532を介して拡散板520で反射され、その反射光が反射ミラー530へ向けて反射される。反射ミラー530は、その反射光を所定の方向へ向けて反射させ、光伝送を行う。空間伝送の光源の場合には、マルチスポット型のVCSELを用い、高出力を得るようにしてもよい。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration when the package shown in FIG. 8 is used in a spatial transmission system. The spatial transmission system 500 includes a package 300, a condenser lens 510, a diffusion plate 520, and a reflection mirror 530. In the spatial transmission system 500, instead of using the ball lens 360 used in the package 300, a condensing lens 510 is used. The light condensed by the condenser lens 510 is reflected by the diffusion plate 520 through the opening 532 of the reflection mirror 530, and the reflected light is reflected toward the reflection mirror 530. The reflection mirror 530 reflects the reflected light in a predetermined direction and performs optical transmission. In the case of a spatial transmission light source, a multi-spot type VCSEL may be used to obtain a high output.

図11は、VCSELを光源に利用した光伝送システムの一構成例を示す図である。光伝送システム600は、VCSELが形成されたチップ310を含む光源610と、光源610から放出されたレーザ光の集光などを行う光学系620と、光学系620から出力されたレーザ光を受光する受光部630と、光源610の駆動を制御する制御部640とを有する。制御部640は、VCSELを駆動するための駆動パルス信号を光源610に供給する。光源610から放出された光は、光学系620を介し、光ファイバや空間伝送用の反射ミラーなどにより受光部630へ伝送される。受光部630は、受光した光をフォトディテクターなどによって検出する。受光部630は、制御信号650により制御部640の動作(例えば光伝送の開始タイミング)を制御することができる。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system using a VCSEL as a light source. The optical transmission system 600 receives a light source 610 including a chip 310 on which a VCSEL is formed, an optical system 620 that collects laser light emitted from the light source 610, and the laser light output from the optical system 620. A light receiving unit 630 and a control unit 640 that controls driving of the light source 610 are included. The control unit 640 supplies a drive pulse signal for driving the VCSEL to the light source 610. Light emitted from the light source 610 is transmitted to the light receiving unit 630 via an optical system 620 by an optical fiber, a reflection mirror for spatial transmission, or the like. The light receiving unit 630 detects the received light with a photodetector or the like. The light receiving unit 630 can control the operation of the control unit 640 (for example, the start timing of optical transmission) by the control signal 650.

次に、光伝送システムに利用される光伝送装置の構成について説明する。図12は、光伝送装置の外観構成を示している。光伝送装置700は、ケース710、光信号送信/受信コネクタ接合部720、発光/受光素子730、電気信号ケーブル接合部740、電源入力部750、動作中を示すLED760、異常発生を示すLED770、DVIコネクタ780、送信回路基板/受信回路基板790を有している。   Next, the configuration of an optical transmission device used in the optical transmission system will be described. FIG. 12 shows an external configuration of the optical transmission apparatus. The optical transmission device 700 includes a case 710, an optical signal transmission / reception connector joint 720, a light emitting / receiving element 730, an electric signal cable joint 740, a power input unit 750, an LED 760 indicating that an operation is in progress, an LED 770 indicating occurrence of an abnormality, and a DVI. A connector 780 and a transmission circuit board / reception circuit board 790 are provided.

光伝送装置700を用いた映像伝送システムを図13に示す。映像伝送システム800は、映像信号発生装置810、画像表示装置820、DVI用電気ケーブル830、送信モジュール840、受信モジュール850、映像信号伝送光信号用コネクタ860、光ファイバ870、制御信号用ケーブルコネクタ880、電源アダプタ890、DVI用電気ケーブル900を含んでいる。映像信号発生装置810で発生された映像信号を液晶ディスプレイなどの画像表示装置820に伝送するため、図12に示す光伝送装置を利用している。   A video transmission system using the optical transmission apparatus 700 is shown in FIG. The video transmission system 800 includes a video signal generation device 810, an image display device 820, a DVI electric cable 830, a transmission module 840, a reception module 850, a video signal transmission optical signal connector 860, an optical fiber 870, and a control signal cable connector 880. , A power adapter 890, and an electric cable 900 for DVI. In order to transmit the video signal generated by the video signal generator 810 to the image display device 820 such as a liquid crystal display, the optical transmission device shown in FIG. 12 is used.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.

上記VCSELの実施例では、電流狭窄層にAlAs層を用いたが、これに限らず、AlGaAs層を用いることもできる。さらに、上記実施例では、GaAs系の化合物半導体レーザを示したが、これ以外にも窒化ガリウム系やガリウムインジウム系を用いた半導体レーザであってもよい。   In the embodiment of the VCSEL, the AlAs layer is used as the current confinement layer. However, the present invention is not limited to this, and an AlGaAs layer can also be used. Furthermore, although the GaAs compound semiconductor laser is shown in the above embodiment, a semiconductor laser using gallium nitride or gallium indium may be used.

本発明に係る面発光型半導体レーザは、光ファイバ等を利用した光通信機器やそれを用いた光通信システム、ならびに光学的な読み書きを行う電子装置、複写機等の光源などにおいて利用することができる。   The surface-emitting type semiconductor laser according to the present invention can be used in an optical communication device using an optical fiber or the like, an optical communication system using the same, an optical device that performs optical reading and writing, a light source of a copying machine, or the like. it can.

本発明の第1の実施例に係るVCSELを示し、同図(a)は模式的な平面図、同図(b)はA−A線断面矢視図である。1 shows a VCSEL according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a schematic plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line AA. 第1の実施例の変形例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the modification of a 1st Example. 第1の実施例の変形例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the modification of a 1st Example. 本発明の実施例に係るVCSELの製造工程を示す平面図およびその概略断面図(A−A線)である。It is the top view which shows the manufacturing process of VCSEL which concerns on the Example of this invention, and its schematic sectional drawing (AA line). 本発明の実施例に係るVCSELの製造工程を示す平面図およびその概略断面図(A−A線)である。It is the top view which shows the manufacturing process of VCSEL which concerns on the Example of this invention, and its schematic sectional drawing (AA line). 本発明の実施例に係るVCSELの製造工程を示す平面図およびその概略断面図(A−A線)である。It is the top view which shows the manufacturing process of VCSEL which concerns on the Example of this invention, and its schematic sectional drawing (AA line). VCSELが形成された半導体チップを実装したパッケージの構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the package which mounted the semiconductor chip in which VCSEL was formed. 他のパッケージの構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of another package. 図7に示すパッケージを用いた光送信装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the optical transmitter using the package shown in FIG. 図8に示すパッケージを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。It is a figure which shows a structure when the package shown in FIG. 8 is used for a spatial transmission system. 光伝送システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an optical transmission system. 光伝送装置の外観構成を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of an optical transmission apparatus. 図12の光伝送装置を利用した映像伝送システムを示す図である。It is a figure which shows the video transmission system using the optical transmission apparatus of FIG. 従来の保護機能を有する面発光レーザの回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit of the surface emitting laser which has the conventional protection function.

符号の説明Explanation of symbols

100:n型GaAs基板 102:n側下部電極
104:n型下部DBR 106:活性層
108:p型上部DBR 110:p型GaAsコンタクト層
114:溝 116:溝
120:コンタクト電極 122:層間絶縁膜
124:コンタクトホール 126:p側上部電極
128:開口 130:電極パッド
132:引き出し配線 140:金属層
100: n-type GaAs substrate 102: n-side lower electrode 104: n-type lower DBR 106: active layer 108: p-type upper DBR 110: p-type GaAs contact layer 114: groove 116: groove 120: contact electrode 122: interlayer insulating film 124: contact hole 126: p-side upper electrode 128: opening 130: electrode pad 132: lead-out wiring 140: metal layer

Claims (22)

基板上に、少なくとも第1導電型の第1の半導体多層膜、活性層、第2導電型の第2の半導体多層膜、および第2導電型のコンタクト層を含む半導体層が積層され、レーザ光を出射するポスト構造とパッド形成領域とが前記半導体層に形成された第1の溝によって実質的に分離された面発光型半導体レーザ装置であって、
前記ポスト構造のコンタクト層に電気的に接続されたコンタクト電極と、
パッド形成領域に設けられ、前記コンタクト電極と電気的に接続される電極パッドと、
パッド形成領域に設けられ、前記電極パッドから電気的に分離された導電部とを含み、
前記導電部は、パッド形成領域の第2導電型のコンタクト層と電気的に接続される導電層を有し、当該導電層は、ポスト構造に形成されたコンタクト電極の露出面積よりも大きな露出面積を有する、面発光型半導体レーザ装置。
A semiconductor layer including at least a first semiconductor multilayer film of the first conductivity type, an active layer, a second semiconductor multilayer film of the second conductivity type, and a contact layer of the second conductivity type is stacked on the substrate, and laser light A surface emitting semiconductor laser device in which a post structure that emits light and a pad formation region are substantially separated by a first groove formed in the semiconductor layer,
A contact electrode electrically connected to the contact layer of the post structure;
An electrode pad provided in a pad forming region and electrically connected to the contact electrode;
A conductive portion provided in a pad forming region and electrically isolated from the electrode pad;
The conductive portion has a conductive layer electrically connected to the second conductivity type contact layer in the pad formation region, and the conductive layer has an exposed area larger than an exposed area of the contact electrode formed in the post structure. A surface emitting semiconductor laser device.
前記導電部は、半導体層に形成された第2の溝によって囲まれ、当該第2の溝は、コンタクト層から少なくとも第1の半導体多層膜に至る深さを有する、請求項1に記載の面発光型半導体レーザ装置。 2. The surface according to claim 1, wherein the conductive portion is surrounded by a second groove formed in the semiconductor layer, and the second groove has a depth from the contact layer to at least the first semiconductor multilayer film. Light emitting semiconductor laser device. 前記半導体層は、電流狭窄部を含む、請求項1に記載の面発光型半導体レーザ装置。 2. The surface emitting semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor layer includes a current confinement portion. 前記導電部は、半導体層に形成された第2の溝によって囲まれ、当該第2の溝は、コンタクト層から少なくとも電流狭窄部に至る深さを有する、請求項1に記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor according to claim 1, wherein the conductive portion is surrounded by a second groove formed in the semiconductor layer, and the second groove has a depth from the contact layer to at least the current confinement portion. Laser device. 第2の溝は、第1の溝と同じ深さである、請求項2に記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor laser device according to claim 2, wherein the second groove has the same depth as the first groove. 第2の溝は、第1の溝を取り囲むように環状に形成され、第1の溝と第2の溝との間に導電部が設けられる、請求項1ないし5いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ装置。 6. The second groove according to claim 1, wherein the second groove is formed in an annular shape so as to surround the first groove, and a conductive portion is provided between the first groove and the second groove. Surface emitting semiconductor laser device. 第2の溝は、C字型形状である、請求項6に記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor laser device according to claim 6, wherein the second groove has a C-shape. 第2の溝によって囲まれた導電部の端部は、概略曲面を成している、請求項2または請求項4に記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor laser device according to claim 2, wherein an end portion of the conductive portion surrounded by the second groove has a substantially curved surface. 前記導電層は、ポスト構造のコンタクト電極と同時に形成された金属層である、請求項1ないし5いずれか1に記載の面発光型半導体レーザ装置。 6. The surface emitting semiconductor laser device according to claim 1, wherein the conductive layer is a metal layer formed simultaneously with a post-structure contact electrode. 前記導電部は、パッド形成領域上に複数設けられている、請求項1ないし9いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor laser device according to claim 1, wherein a plurality of the conductive portions are provided on a pad formation region. 前記導電層は、識別記号に加工されている、請求項1ないし10いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ装置。 11. The surface emitting semiconductor laser device according to claim 1, wherein the conductive layer is processed into an identification symbol. 前記識別記号によって露出されたコンタクト層は、保護膜で覆われている、請求項11に記載の面発光型半導体レーザ装置。 The surface emitting semiconductor laser device according to claim 11, wherein the contact layer exposed by the identification symbol is covered with a protective film. 請求項1ないし11いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ装置と光学部材を実装したモジュール。 A module on which the surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 1 and an optical member are mounted. 請求項12に記載されたモジュールと、モジュールから発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備えた、光送信装置。 An optical transmission device comprising: the module according to claim 12; and a transmission unit configured to transmit a laser beam emitted from the module via an optical medium. 請求項12に記載されたモジュールと、モジュールから発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送装置。 An optical space transmission apparatus comprising: the module according to claim 12; and a transmission unit that spatially transmits light emitted from the module. 請求項12に記載されたモジュールと、モジュールから発せられたレーザ光を送信する送信手段とを備えた、光送信システム。 An optical transmission system comprising: the module according to claim 12; and a transmission unit that transmits a laser beam emitted from the module. 請求項12に記載されたモジュールと、モジュールから発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送システム。 An optical space transmission system comprising: the module according to claim 12; and a transmission unit that spatially transmits light emitted from the module. 基板上に、少なくとも第1導電型の第1の半導体多層膜、活性層、第2導電型の第2の半導体多層膜、および第2導電型のコンタクト層を含む半導体層を積層するステップと、
コンタクト層上に、コンタクト電極および導電層を形成するステップと、
半導体層をエッチングし、コンタクト電極を取り囲む第1の溝と導電層を取り囲む第2の溝を半導体層に形成するステップと、
第1の溝および第2の溝を含む半導体層上に絶縁膜を形成するステップと、
コンタクト電極および導電層が露出するように前記絶縁膜に開口を形成するステップと、
前記開口を介してコンタクト電極に接続される電極パッドを絶縁膜上に形成するステップと、
を有する、面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
Laminating a semiconductor layer including at least a first conductivity type first semiconductor multilayer film, an active layer, a second conductivity type second semiconductor multilayer film, and a second conductivity type contact layer on a substrate;
Forming a contact electrode and a conductive layer on the contact layer;
Etching the semiconductor layer to form a first groove surrounding the contact electrode and a second groove surrounding the conductive layer in the semiconductor layer;
Forming an insulating film on the semiconductor layer including the first groove and the second groove;
Forming an opening in the insulating film so that the contact electrode and the conductive layer are exposed;
Forming an electrode pad connected to the contact electrode through the opening on the insulating film;
A method of manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser device comprising:
前記導電層は、コンタクト電極と同時に形成される、請求項18に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 18, wherein the conductive layer is formed simultaneously with the contact electrode. 前記導電層は、コンタクト電極を形成した後に引き続き形成される、請求項18に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 18, wherein the conductive layer is formed after the contact electrode is formed. 前記導電層は、識別記号に加工されている、請求項18ないし20いずれか1つに記載の製造方法。 21. The manufacturing method according to claim 18, wherein the conductive layer is processed into an identification symbol. 前記製造方法は、第1および第2の溝の形成後に、半導体層を酸化するステップを含み、当該酸化ステップにより第1の溝によって取り囲まれた半導体層に電流狭窄部を形成する、請求項18に記載の製造方法。 The manufacturing method includes a step of oxidizing the semiconductor layer after the formation of the first and second grooves, and the current confinement portion is formed in the semiconductor layer surrounded by the first groove by the oxidation step. The manufacturing method as described in.
JP2006157579A 2006-06-06 2006-06-06 Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process Pending JP2007329193A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006157579A JP2007329193A (en) 2006-06-06 2006-06-06 Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006157579A JP2007329193A (en) 2006-06-06 2006-06-06 Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007329193A true JP2007329193A (en) 2007-12-20

Family

ID=38929481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006157579A Pending JP2007329193A (en) 2006-06-06 2006-06-06 Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007329193A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610162B2 (en) 2010-11-01 2013-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP2015070236A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 日亜化学工業株式会社 Semiconductor laser element and manufacturing method of the same
CN111354759A (en) * 2018-12-24 2020-06-30 晶元光电股份有限公司 Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
JP2021009866A (en) * 2019-06-28 2021-01-28 住友電気工業株式会社 Surface emitting laser, manufacturing method thereof, and inspection method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610162B2 (en) 2010-11-01 2013-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP2015070236A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 日亜化学工業株式会社 Semiconductor laser element and manufacturing method of the same
CN111354759A (en) * 2018-12-24 2020-06-30 晶元光电股份有限公司 Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
TWI794380B (en) * 2018-12-24 2023-03-01 晶元光電股份有限公司 Semiconductor device
CN111354759B (en) * 2018-12-24 2024-05-17 晶元光电股份有限公司 Semiconductor device with a semiconductor element having a plurality of electrodes
JP2021009866A (en) * 2019-06-28 2021-01-28 住友電気工業株式会社 Surface emitting laser, manufacturing method thereof, and inspection method thereof
JP7151642B2 (en) 2019-06-28 2022-10-12 住友電気工業株式会社 Surface emitting laser, its manufacturing method and its inspection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5055717B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JP4946041B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP4892940B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP4815812B2 (en) Vertical cavity surface emitting semiconductor laser device
JP5092432B2 (en) Surface emitting semiconductor laser, method for manufacturing surface emitting semiconductor laser, optical apparatus, light irradiation apparatus, information processing apparatus, optical transmission apparatus, optical space transmission apparatus, and optical transmission system
JP5151317B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP4479804B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JP4967463B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device
KR20080100118A (en) Surface emitting semiconductor laser, method for fabricating surface emitting semiconductor laser, module, light source apparatus, data processing apparatus, light sending apparatus, optical spatial transmission apparatus, and optical spatial transmission system
JP6206669B2 (en) Surface emitting semiconductor laser, surface emitting semiconductor laser array, method for manufacturing surface emitting semiconductor laser, surface emitting semiconductor laser device, optical transmission device, and information processing device
JP5092533B2 (en) Surface emitting semiconductor laser, optical device, light irradiation device, information processing device, light transmission device, space optical transmission device, and light transmission system
JP2009094332A (en) Surface-emitting semiconductor laser device, and manufacturing method thereof
JP4892941B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2008027949A (en) Surface emission semiconductor laser
JP5087874B2 (en) Surface emitting semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP2007059672A (en) Vertical cavity surface-emitting semiconductor laser array
JP2007329193A (en) Surface-emission semiconductor laser device, and its fabrication process
JP4058633B2 (en) Surface-emitting light emitting device, optical module, optical transmission device
JP5115073B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP4821967B2 (en) Semiconductor laser device and optical transmitter using the same
JP4019284B2 (en) Surface emitting device and method for manufacturing the same
JP4946029B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JP2009071216A (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method of the same
JP5435008B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JP2007173358A (en) Optical semiconductor element and its manufacturing method