JP2011142209A - Semiconductor laser element - Google Patents

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JP2011142209A
JP2011142209A JP2010002011A JP2010002011A JP2011142209A JP 2011142209 A JP2011142209 A JP 2011142209A JP 2010002011 A JP2010002011 A JP 2010002011A JP 2010002011 A JP2010002011 A JP 2010002011A JP 2011142209 A JP2011142209 A JP 2011142209A
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JP2010002011A
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Norihiro Iwai
則広 岩井
Koji Hiraiwa
浩二 平岩
Keishi Takaki
啓史 高木
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element capable of stably operating even at high humidity. <P>SOLUTION: The semiconductor laser element includes a substrate 101, a first electrode 113, a second electrode 117, a first reflector 102, a second reflector 120, a resonator 130 disposed between the first reflector and the second reflector and including an active layer 105 and a current constriction layer 107, a mesa post 110 formed on one principal surface of the substrate 101 and including the current constriction layer 107, a passivation film 123 covering the mesa post 110 and the one principal surface of the substrate 101, and a moisture-resistive metal film 133 which covers a base of the mesa post 110. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ素子に関し、特に、垂直共振器型の面発光型半導体レーザ素子(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER)に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).

この種の面発光型半導体レーザ素子として、DBR(Distributed Bragg Reflector)ミラーである上部および下部多層膜反射鏡の間に活性層を含む複数の半導体層等を積層した共振器を設けた垂直共振器型の面発光型半導体レーザ素子が開示されている(特許文献1、2参照)。また、特許文献1、2に開示される面発光型半導体レーザ素子は、メサポスト構造を有すると共に、電流経路を制限して電流注入効率を上げるための電流狭窄層がメサポストに設けられている。この電流狭窄層は、外周に位置するAl等の酸化絶縁物からなる電流狭窄部と、電流狭窄部の中心に位置し、AlAs等のAl含有化合物半導体からなる電流注入部とを有するものである。この電流注入部は、面発光型半導体レーザ素子に電流を注入した際の電流経路になると共に、レーザ光が出射する開口部になる。 As this type of surface emitting semiconductor laser element, a vertical resonator provided with a resonator in which a plurality of semiconductor layers including an active layer are stacked between upper and lower multilayer mirrors, which are DBR (Distributed Bragg Reflector) mirrors. Type surface emitting semiconductor laser elements are disclosed (see Patent Documents 1 and 2). In addition, the surface emitting semiconductor laser elements disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a mesa post structure, and a current confinement layer is provided on the mesa post for limiting the current path and increasing the current injection efficiency. This current confinement layer has a current confinement portion made of an oxide insulator such as Al 2 O 3 located on the outer periphery and a current injection portion located in the center of the current confinement portion and made of an Al-containing compound semiconductor such as AlAs. Is. This current injection portion serves as a current path when current is injected into the surface emitting semiconductor laser element, and also serves as an opening through which laser light is emitted.

しかしながら、このような構造の半導体レーザ素子を高湿下で動作させると、信頼性が低下するという問題があった。   However, when the semiconductor laser device having such a structure is operated under high humidity, there is a problem that reliability is lowered.

特開2008−108827号公報JP 2008-10827 A 特開2007−258581号公報JP 2007-258581 A

従って、本発明の主な目的は、高湿下でも安定して動作可能な半導体レーザ素子を提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide a semiconductor laser device which can operate stably even under high humidity.

本発明者達は、鋭意研究の結果、上記のような面発光型半導体レーザ素子は誘電体からなるパッシベーション膜を備えているが、このパッシベーション膜のある部分が水分を透過してしまうので、高湿下での信頼性が低下してしまうということを見出した。   As a result of diligent research, the present inventors have found that the surface-emitting type semiconductor laser device as described above includes a passivation film made of a dielectric, but a portion of the passivation film transmits moisture, It has been found that the reliability under humidity is reduced.

本発明は、このような知見に基づくものであり、本発明によれば、
基板と、
第1の電極と、
第2の電極と、
第1の反射鏡と、
第2の反射鏡と、
前記第1の反射鏡および前記第2の反射鏡との間に形成された共振器であって、活性層と前記第1の電極と前記第2の電極と間の電流通路を狭窄する電流狭窄層とを含む前記共振器と、
前記基板の一主面上に形成された凸部であって、前記電流狭窄層を含む前記凸部と、
前記凸部および前記基板の一主面を覆うパッシベーション膜と、
前記凸部の基部を直接または前記パッシベーション膜を介して覆う耐湿性の金属膜と、を備える半導体レーザ素子が提供される。
The present invention is based on such knowledge, and according to the present invention,
A substrate,
A first electrode;
A second electrode;
A first reflector;
A second reflector;
A resonator formed between the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, which narrows a current path between an active layer, the first electrode, and the second electrode. The resonator comprising a layer;
A protrusion formed on one principal surface of the substrate, the protrusion including the current confinement layer;
A passivation film covering the convex portion and one main surface of the substrate;
There is provided a semiconductor laser device comprising a moisture-resistant metal film that covers the base of the convex part directly or via the passivation film.

好ましくは、前記凸部の基部は、前記パッシベーション膜に覆われ、さらに前記基部は前記パッシベーション膜上に設けられた前記耐湿性の金属膜によって前記パッシベーション膜を介して覆われている。   Preferably, a base portion of the convex portion is covered with the passivation film, and further, the base portion is covered with the moisture-resistant metal film provided on the passivation film via the passivation film.

前記耐湿性の金属膜は、好ましくは、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、およびAu膜とその下のMo膜の2層膜から成る群より選ばれるいずれかの金属膜である。   The moisture-resistant metal film is preferably any metal selected from the group consisting of an Au film, a two-layer film of an Au film and an underlying Pt film, and an Au film and a two-layer film of an Mo film thereunder It is a membrane.

また、好ましくは、前記耐湿性の金属膜の下に設けられ、前記耐湿性の金属膜と前記パッシベーション膜との密着性を向上させる密着性向上用金属膜をさらに備える。   In addition, it preferably further includes an adhesion improving metal film provided under the moisture resistant metal film and improving the adhesion between the moisture resistant metal film and the passivation film.

前記密着性向上用金属膜は、好ましくは、Ti、CrおよびPdから成る群より選ばれるいずれかの金属膜である。   The metal film for improving adhesion is preferably any metal film selected from the group consisting of Ti, Cr and Pd.

前記半導体レーザ素子は、好ましくは、電極パッドと、前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、前記第1の電極は前記凸部の上面上に設けられ、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜とは電気的に接続されている。   The semiconductor laser element preferably further includes an electrode pad and an extraction electrode that connects the first electrode and the electrode pad, and the first electrode is provided on an upper surface of the convex portion, The extraction electrode and the moisture-resistant metal film are electrically connected.

また、前記半導体レーザ素子は、電極パッドと、前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、前記第1の電極は前記凸部の上面上に設けられ、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜との間に第2のパッシベーション膜が設けられており、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜とは電気的に接続されていない構成とすることもできる。   The semiconductor laser device further includes an electrode pad and a lead electrode connecting the first electrode and the electrode pad, the first electrode being provided on an upper surface of the convex portion, A second passivation film is provided between the extraction electrode and the moisture-resistant metal film, and the extraction electrode and the moisture-resistant metal film may not be electrically connected.

また、好ましくは、前記凸部の基部は、前記耐湿性の金属によって覆われ、さらに前記耐湿性の金属上に設けられた前記パッシベーション膜によって覆われている。   Preferably, the base of the convex portion is covered with the moisture-resistant metal and further covered with the passivation film provided on the moisture-resistant metal.

この場合に、前記耐湿性の金属膜は、NiとCrとAlの合金膜またはNiおよびCrのシリサイド膜である。   In this case, the moisture-resistant metal film is an alloy film of Ni, Cr, and Al or a silicide film of Ni and Cr.

また、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、前記パッシベーション膜および前記耐湿性の金属を覆う第3のパッシベーション膜と、前記第3のパッシベーション膜の段差部を覆う第2の耐湿性の金属膜と、をさらに備える。   Preferably, the semiconductor laser element includes a third passivation film that covers the passivation film and the moisture-resistant metal, a second moisture-resistant metal film that covers a step portion of the third passivation film, Is further provided.

また、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、前記パッシベーション膜、前記第1の電極、前記引き出し電極および前記耐湿性の金属を覆う第3のパッシベーション膜と、
前記第3のパッシベーション膜の段差部を覆う第2の耐湿性の金属膜と、をさらに備える。
Preferably, the semiconductor laser element includes a third passivation film that covers the passivation film, the first electrode, the extraction electrode, and the moisture-resistant metal;
And a second moisture-resistant metal film covering the step portion of the third passivation film.

好ましくは、前記第2の耐湿性の金属膜は、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、およびAu膜とその下のMo膜の2層膜から成る群より選ばれるいずれかの金属膜である。   Preferably, the second moisture-resistant metal film is selected from the group consisting of an Au film, a two-layer film of an Au film and an underlying Pt film, and a two-layer film of an Au film and an underlying Mo film. This metal film.

好ましくは、前記第2の耐湿性の金属膜の下に設けられ、前記第2の耐湿性の金属膜と前記第3のパッシベーション膜との密着性を向上させる第2の密着性向上用金属膜をさらに備える。   Preferably, a second adhesion-improving metal film provided under the second moisture-resistant metal film and improving adhesion between the second moisture-resistant metal film and the third passivation film. Is further provided.

好ましくは、前記第2の密着性向上用金属膜は、Ti、CrおよびPdから成る群より選ばれるいずれかの金属膜である。   Preferably, the second adhesion improving metal film is any metal film selected from the group consisting of Ti, Cr and Pd.

また、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、
前記半導体基板の前記一主面上に設けられた半導体層と、
第2の電極パッドと、
前記第2の電極と前記第2の電極パッドとを接続する第2の引き出し電極と、をさらに備え、
前記凸部は前記半導体層上に設けられ、前記凸部は前記活性層を含み、前記第2の電極は、前記半導体層上に前記凸部と離間して設けられ、
前記第3のパッシベーション膜は、前記半導体層、前記第2の電極および前記第2の引き出し電極をさらに覆っている。
Preferably, the semiconductor laser element is
A semiconductor layer provided on the one principal surface of the semiconductor substrate;
A second electrode pad;
A second lead electrode connecting the second electrode and the second electrode pad; and
The convex portion is provided on the semiconductor layer, the convex portion includes the active layer, and the second electrode is provided on the semiconductor layer so as to be separated from the convex portion,
The third passivation film further covers the semiconductor layer, the second electrode, and the second lead electrode.

好ましくは、前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記パッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である。   Preferably, the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror.

また、好ましくは、前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記第2のパッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である。   Preferably, the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the second passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror.

また、好ましくは、記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記第3のパッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である。   Preferably, the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the third passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror.

好ましくは、前記誘電体多層膜反射鏡は、複数ペアのSiO/SiNからなる。 Preferably, the dielectric multilayer film reflecting mirror is composed of a plurality of pairs of SiO 2 / SiN x .

好ましくは、前記電流狭窄層は、アルミニウム含有化合物半導体層と、前記アルミニウム含有化合物半導体層の周囲に設けられた、前記アルミニウム含有化合物半導体層を酸化した酸化物絶縁物層と、を有している。   Preferably, the current confinement layer includes an aluminum-containing compound semiconductor layer, and an oxide insulator layer provided around the aluminum-containing compound semiconductor layer and obtained by oxidizing the aluminum-containing compound semiconductor layer. .

また、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、前記パッシベーション膜および前記耐湿性の金属上に設けられた平坦化用誘電体膜をさらに備える。   Preferably, the semiconductor laser device further includes a planarization dielectric film provided on the passivation film and the moisture-resistant metal.

この場合に、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、電極パッドと、前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、前記第1の電極は前記凸部上面に設けられ、前記引き出し電極と前記電極パッドは、前記平坦化用誘電体膜上に設けられている。   In this case, preferably, the semiconductor laser element further includes an electrode pad and an extraction electrode that connects the first electrode and the electrode pad, and the first electrode is provided on an upper surface of the convex portion. The lead electrode and the electrode pad are provided on the planarizing dielectric film.

また、本発明によれば、
基板と、
第1の電極と、
第2の電極と、
第1の反射鏡と、
第2の反射鏡と、
前記第1の反射鏡および前記第2の反射鏡との間に形成された共振器であって、活性層と前記第1の電極と前記第2の電極と間の電流通路を狭窄する電流狭窄層とを含む前記共振器と、
前記基板の一主面上に形成された凸部であって、前記電流狭窄層を含む前記凸部と、
前記凸部および前記基板の一主面を覆うパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜の折れ曲がり部を覆う耐湿性の金属膜と、を備える半導体レーザ素子が提供される。
Moreover, according to the present invention,
A substrate,
A first electrode;
A second electrode;
A first reflector;
A second reflector;
A resonator formed between the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, which narrows a current path between an active layer, the first electrode, and the second electrode. The resonator comprising a layer;
A protrusion formed on one principal surface of the substrate, the protrusion including the current confinement layer;
A passivation film covering the convex portion and one main surface of the substrate;
There is provided a semiconductor laser device comprising a moisture-resistant metal film covering a bent portion of the passivation film.

好ましくは、前記半導体レーザ素子は、電極パッドと、前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、前記第1の電極は前記凸部上面に設けられ、前記パッシベーション膜は、前記第1の電極と前記電極パッドとをさらに覆っている。   Preferably, the semiconductor laser element further includes an electrode pad, and an extraction electrode that connects the first electrode and the electrode pad, and the first electrode is provided on an upper surface of the convex portion, and the passivation is performed. The film further covers the first electrode and the electrode pad.

また、好ましくは、前記半導体レーザ素子は、前記半導体基板の前記一主面上に設けられた半導体層と、第2の電極パッドと、前記第2の電極と前記第2の電極パッドとを接続する第2の引き出し電極と、をさらに備え、
前記凸部は前記半導体層上に設けられ、前記凸部は前記活性層を含み、前記第2の電極は、前記半導体層上に前記凸部と離間して設けられ、
前記パッシベーション膜は、前記半導体層、前記第2の電極および前記第2の引き出し電極をさらに覆っている。
Preferably, the semiconductor laser element connects a semiconductor layer provided on the one main surface of the semiconductor substrate, a second electrode pad, the second electrode, and the second electrode pad. A second extraction electrode that includes:
The convex portion is provided on the semiconductor layer, the convex portion includes the active layer, and the second electrode is provided on the semiconductor layer so as to be separated from the convex portion,
The passivation film further covers the semiconductor layer, the second electrode, and the second extraction electrode.

好ましくは、前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記パッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡または前記誘電体多層膜反射鏡の一部である。   Preferably, the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror or the dielectric multilayer film reflecting mirror.

また、本発明によれば、上記いずれかの半導体レーザ素子を複数備えるレーザアレイが提供される。   According to the present invention, there is provided a laser array including a plurality of any of the semiconductor laser elements described above.

また、本発明によれば、上記いずれかの半導体レーザ素子を備える光学機器が提供される。   Moreover, according to this invention, an optical apparatus provided with one of the said semiconductor laser elements is provided.

また、本発明によれば、上記いずれかの半導体レーザ素子を備える通信システムが提供される。   Moreover, according to this invention, a communication system provided with one of the said semiconductor laser elements is provided.

本発明によれば、高湿下でも安定して動作可能な半導体レーザ素子が提供される。   According to the present invention, a semiconductor laser device that can operate stably even under high humidity is provided.

本発明の好ましい第1の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子の構造およびその製造方法を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the structure of the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 1st Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 図1のX1−X1線概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 本発明の好ましい第2の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子の構造およびその製造方法を説明するための概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the structure of the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 2nd Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 本発明の好ましい第3の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子の構造およびその製造方法を説明するための概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the structure of the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 3rd Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 本発明の好ましい第4の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子の構造およびその製造方法を説明するための概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the structure of the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 4th Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 本発明の好ましい第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子の構造およびその製造方法を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the structure of the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 5th Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 図6のX2−X2線概略縦断面図である。It is a X2-X2 line schematic longitudinal cross-sectional view of FIG. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイを説明するための概略斜視図である。1 is a schematic perspective view for explaining a surface emitting laser array using a plurality of surface emitting semiconductor laser elements according to preferred first to fifth embodiments of the present invention. FIG. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイチップを説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for explaining a surface emitting laser array chip using a plurality of surface emitting semiconductor laser elements according to preferred first to fifth embodiments of the present invention. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を用いた面発光レーザパッケージを説明するための概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the surface emitting laser package using the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 1st-5th embodiment of this invention. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を用いた光ディスク用ピックアップを説明するための概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the optical disk pick-up using the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 1st-5th embodiment of this invention. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を用いた光送受信モジュールを説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the optical transmission / reception module using the surface emitting semiconductor laser element of the preferable 1st-5th embodiment of this invention. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子と光導波路との光結合構造、または本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイと光導波路との光結合構造を説明するための概略縦断面図である。Optical coupling structure of surface emitting semiconductor laser elements and optical waveguides according to preferred first to fifth embodiments of the present invention, or surface emitting semiconductor laser elements according to preferred first to fifth embodiments of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the optical coupling structure of the surface emitting laser array using two or more and an optical waveguide. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子と光導波路との光結合構造、または本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイと光導波路との光結合構造を説明するための概略縦断面図である。Optical coupling structure of surface emitting semiconductor laser elements and optical waveguides according to preferred first to fifth embodiments of the present invention, or surface emitting semiconductor laser elements according to preferred first to fifth embodiments of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the optical coupling structure of the surface emitting laser array using two or more and an optical waveguide. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子と光導波路との光結合構造、または本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイと光導波路との光結合構造を説明するための概略縦断面図である。Optical coupling structure of surface emitting semiconductor laser elements and optical waveguides according to preferred first to fifth embodiments of the present invention, or surface emitting semiconductor laser elements according to preferred first to fifth embodiments of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the optical coupling structure of the surface emitting laser array using two or more and an optical waveguide. 本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を用いた通信システム、または本発明の好ましい第1〜第5の実施の形態の面発光型半導体レーザ素子を複数用いた面発光レーザアレイを用いた通信システムを説明するための概略構成図である。A communication system using the surface emitting semiconductor laser elements according to the first to fifth preferred embodiments of the present invention, or a plurality of surface emitting semiconductor laser elements according to the first to fifth preferred embodiments of the present invention. It is a schematic block diagram for demonstrating the communication system using the surface emitting laser array which was used.

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

(第1の実施の形態)
図1、図2を参照して、本発明の好ましい第1の実施の形態を説明する。図1、図2を参照すれば、本実施の形態の半導体レーザ素子は、面発光型半導体レーザ素子であり、この面発光型半導体レーザ素子100は、基板101と、基板101上に形成された下部半導体多層膜反射鏡である下部DBRミラー102と、バッファ層103と、n型コンタクト層104と、多重量子井戸構造を有する活性層105と、外周に位置する電流狭窄部107aと電流狭窄部107aの中心に位置する電流注入部107bとを有する電流狭窄層107と、p型スペーサ層109と、p型コンタクト層111とが順次積層した構造を有する。そして、活性層105からp型コンタクト層111までが円柱状のメサポスト110を構成している。メサポスト110は、n型コンタクト層104上に形成されている。
(First embodiment)
A preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Referring to FIGS. 1 and 2, the semiconductor laser element of the present embodiment is a surface emitting semiconductor laser element. The surface emitting semiconductor laser element 100 is formed on a substrate 101 and the substrate 101. Lower DBR mirror 102 which is a lower semiconductor multilayer mirror, buffer layer 103, n-type contact layer 104, active layer 105 having a multiple quantum well structure, current confinement portion 107a and current confinement portion 107a located on the outer periphery A current confinement layer 107 having a current injection portion 107b located at the center of the first electrode, a p-type spacer layer 109, and a p + -type contact layer 111 are sequentially stacked. The active layer 105 to the p + -type contact layer 111 constitute a cylindrical mesa post 110. The mesa post 110 is formed on the n-type contact layer 104.

基板101は、アンドープのGaAsからなる。また、下部DBRミラー102は、GaAs/Al0.9Ga0.1As層の34ペアからなる。バッファ層103は、アンドープのGaAsからなる。また、n型コンタクト層104は、n型GaAsからなる。また、活性層105は、層数が3のInGaAs井戸層と層数が4のGaAs障壁層が交互に積層した構造を有しており、最下層のGaAs障壁層はn型クラッド層としても機能する。また、電流狭窄層107については、電流狭窄部107aはAlからなり、電流注入部107bは、直径が6〜15μmであり、AlAsからなる。また、p型スペーサ層109とp型コンタクト層111とは、それぞれ炭素をドープしたp型、p型のGaAsからなる。なお、各p型またはn型層のアクセプタまたはドナー濃度(ドーパント濃度)はたとえば2×1019cm−3より小さい1×1018cm−3程度であり、p型層のアクセプタ濃度(ドーパント濃度)はたとえば2×1019cm−3である。なお、GaAsからなる各半導体層の屈折率は約3.45である。p型コンタクト層111上には、リング状(環状)のp側円環電極113が設けられている。p側円環電極113の外径は、たとえば30μmであり、その開口部113aの内径は、たとえば10〜20μmである。p側円環電極113は、例えば、Pt/Au(Auとその下のPt)からなる。 The substrate 101 is made of undoped GaAs. The lower DBR mirror 102 is composed of 34 pairs of GaAs / Al 0.9 Ga 0.1 As layers. The buffer layer 103 is made of undoped GaAs. The n-type contact layer 104 is made of n-type GaAs. The active layer 105 has a structure in which an InGaAs well layer having 3 layers and a GaAs barrier layer having 4 layers are alternately stacked, and the lowermost GaAs barrier layer also functions as an n-type cladding layer. To do. As for the current confinement layer 107, the current confinement portion 107a is made of Al 2 O 3 and the current injection portion 107b has a diameter of 6 to 15 μm and is made of AlAs. The p-type spacer layer 109 and the p + -type contact layer 111 are made of p-type and p + -type GaAs doped with carbon, respectively. The acceptor or donor concentration (dopant concentration) of each p-type or n-type layer is, for example, about 1 × 10 18 cm −3 smaller than 2 × 10 19 cm −3 , and the acceptor concentration (dopant concentration) of the p + -type layer. ) Is, for example, 2 × 10 19 cm −3 . The refractive index of each semiconductor layer made of GaAs is about 3.45. On the p + -type contact layer 111, a ring-shaped (annular) p-side annular electrode 113 is provided. The outer diameter of the p-side annular electrode 113 is, for example, 30 μm, and the inner diameter of the opening 113a is, for example, 10 to 20 μm. The p-side annular electrode 113 is made of, for example, Pt / Au (Au and Pt below it).

また、p側円環電極113の開口部113a内には、窒化珪素(SiN)からなる円板状の位相調整層114が形成されている。この位相調整層114は位相を調整するためのものである。なお、この位相調整層114の上面からバッファ層103の底面までの部分が共振器130を構成している。 In addition, a disc-shaped phase adjustment layer 114 made of silicon nitride (SiN x ) is formed in the opening 113 a of the p-side annular electrode 113. This phase adjustment layer 114 is for adjusting the phase. A portion from the upper surface of the phase adjustment layer 114 to the bottom surface of the buffer layer 103 constitutes the resonator 130.

また、n型コンタクト層104は、メサポスト130の下部から半径方向外側に延びており、その表面に例えばAuGeNi/Au(Auとその下のAuGeNi)からなる半円環状のn側電極117が形成されている。n側電極117は、たとえば外径が80μm、内径が40μmである。   The n-type contact layer 104 extends radially outward from the lower portion of the mesa post 130, and a semi-annular n-side electrode 117 made of, for example, AuGeNi / Au (Au and AuGeNi below) is formed on the surface thereof. ing. For example, the n-side electrode 117 has an outer diameter of 80 μm and an inner diameter of 40 μm.

また、表面保護のためにパッシベーション膜123が、メサポスト130、p側円環電極113、位相調整層114、n型コンタクト層104、n側電極117、バッファ層103を覆って、全面に形成されている。パッシベーション膜123は、下層のSiO膜121と、その上層のSiN膜122からなっている。 A passivation film 123 is formed on the entire surface to cover the mesa post 130, the p-side annular electrode 113, the phase adjustment layer 114, the n-type contact layer 104, the n-side electrode 117, and the buffer layer 103 for surface protection. Yes. The passivation film 123 is composed of a lower SiO 2 film 121 and an upper SiN x film 122.

メサポスト130の基部131部分においては、パッシベーション膜123は折れ曲がって設けられている。メサポスト130の基部131を覆うパッシベーション膜123上にさらにメサポスト130の基部131をメサポスト130の基部131の全周囲に亘ってパッシベーション膜123を介して覆うように金属膜133が設けられている。この金属膜133は、上層の耐湿性の金属膜133aと、その下層の密着性向上用金属膜133bとからなっている。耐湿性の金属膜133aは、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、またはAu膜とその下のMo膜の2層膜からなっている。密着性向上用金属膜133bは、Ti、CrまたはPdからなっている。   At the base 131 portion of the mesa post 130, the passivation film 123 is bent and provided. A metal film 133 is provided on the passivation film 123 covering the base portion 131 of the mesa post 130 so as to cover the base portion 131 of the mesa post 130 over the entire periphery of the base portion 131 of the mesa post 130 via the passivation film 123. The metal film 133 is composed of an upper layer moisture-resistant metal film 133a and a lower layer adhesion improving metal film 133b. The moisture-resistant metal film 133a is composed of a two-layer film of an Au film, an Au film and a Pt film below the Au film, or a two-layer film of an Au film and a Mo film below the Au film. The adhesion improving metal film 133b is made of Ti, Cr, or Pd.

メサポスト130の基部131部分には、パッシベーション膜123を形成する際に反応ガスが回り込みにくく、膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしがちであり、そのような部分から、水分が浸入しがちである。本実施の形態では、メサポスト130の基部131を覆うパッシベーション膜123上にさらにメサポスト130の基部131をパッシベーション膜123を介して覆うように耐湿性の金属膜133aを設けているので、たとえ、メサポスト130の基部131を覆うパッシベーション膜123の膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしていても、水分の浸入を有効に防止または抑制できる。その結果、水分の浸入により、特に、電流狭窄部107aが劣化することが有効に防止または抑制できる。   When forming the passivation film 123, the reaction gas hardly flows around the base 131 portion of the mesa post 130, and the film thickness tends to be thin or the film quality tends to be deteriorated. Tend to. In the present embodiment, since the moisture-resistant metal film 133a is provided on the passivation film 123 covering the base 131 of the mesa post 130 so as to cover the base 131 of the mesa post 130 via the passivation film 123. Even if the thickness of the passivation film 123 covering the base 131 is thin or the film quality is poor, the intrusion of moisture can be effectively prevented or suppressed. As a result, it is possible to effectively prevent or suppress deterioration of the current confinement portion 107a due to the penetration of moisture.

また、n側電極117に対して、パッシベーション膜123に形成された開口部141を介して接触するように、Auからなるn側引き出し電極118が形成されている。一方、p側円環電極113に対しても、パッシベーション膜123に形成された開口部142を介して接触するように、Auからなるp側引き出し電極119が形成されている。そして、n側電極117およびp側円環電極113は、それぞれn側引き出し電極118およびp側引き出し電極119によって、電極パッド152、151にそれぞれ接続されている。本実施の形態においては、p側引き出し電極119と金属膜133とは電気的に接続されている。   Further, an n-side lead electrode 118 made of Au is formed so as to come into contact with the n-side electrode 117 via an opening 141 formed in the passivation film 123. On the other hand, a p-side lead electrode 119 made of Au is also formed so as to come into contact with the p-side annular electrode 113 through an opening 142 formed in the passivation film 123. The n-side electrode 117 and the p-side annular electrode 113 are connected to the electrode pads 152 and 151 by the n-side extraction electrode 118 and the p-side extraction electrode 119, respectively. In the present embodiment, the p-side lead electrode 119 and the metal film 133 are electrically connected.

さらに、パッシベーション膜123、金属膜133、n側引き出し電極118およびp側引き出し電極119を覆って、誘電体多層膜128が、全面に形成されている。誘電体多層膜128は、たとえばSiN/SiOの9〜11ペアからなっている。パッシベーション膜123および誘電体多層膜128によって、上部多層膜反射鏡である上部DBRミラー116が構成されている。上部DBRミラー116は、たとえばSiN/SiOの10〜12ペアからなっている。上部DBRミラー120はパッシベーション膜としても機能する。 Further, a dielectric multilayer film 128 is formed on the entire surface so as to cover the passivation film 123, the metal film 133, the n-side extraction electrode 118, and the p-side extraction electrode 119. The dielectric multilayer film 128 is composed of, for example, 9 to 11 pairs of SiN x / SiO 2 . The passivation film 123 and the dielectric multilayer film 128 constitute an upper DBR mirror 116 that is an upper multilayer film reflecting mirror. The upper DBR mirror 116 is composed of, for example, 10-12 pairs of SiN x / SiO 2 . The upper DBR mirror 120 also functions as a passivation film.

パッシベーション膜123は、上部DBRミラー120の一部を兼ねている。従って、パッシベーション膜123の下層のSiO膜121は、上部DBRミラー120の最下層のSiO膜を兼ねている。従って、SiN/SiOからなる上部DBRミラー120は、その最下層は、パッシベーション膜123のSiO膜121であり、その上に、SiN膜122が設けられ、その上に、SiOとSiNが交互に積層され、最上層がSiNである構造となっている。 The passivation film 123 also serves as a part of the upper DBR mirror 120. Therefore, the lower layer of SiO 2 film 121 of the passivation film 123 also serves as a bottom layer of SiO 2 film of the upper DBR mirror 120. Therefore, the upper DBR mirror 120 made of SiN x / SiO 2, the bottom layer is a SiO 2 film 121 of the passivation film 123, on which, provided the SiN x film 122, on which a SiO 2 SiN x is alternately stacked, and the top layer is SiN x .

上部DBRミラー120には、折れ曲がって、段差が形成されている部分が存在する。これらの部分は、メサポスト110、金属膜133、p側円環電極113、位相調整層114、n型コンタクト層104、n側電極117、バッファ層103等が存在することによって形成される凹凸形状を反映して形成されるものである。   The upper DBR mirror 120 has a bent portion where a step is formed. These portions have uneven shapes formed by the presence of the mesa post 110, the metal film 133, the p-side annular electrode 113, the phase adjustment layer 114, the n-type contact layer 104, the n-side electrode 117, the buffer layer 103, and the like. It is formed by reflecting.

これらの、折れ曲がって、段差が形成されている部分を覆って金属膜135が設けられている。金属膜135は、上層の耐湿性の金属膜135aと、その下層の密着性向上用金属膜135bとからなっている。耐湿性の金属膜135aは、Au膜、Pt/Au(Au膜とその下のPt膜)の2層膜、またはMo/Au(Au膜とその下のMo膜)の2層膜からなっている。密着性向上用金属膜135bは、Ti、CrまたはPdからなっている。   A metal film 135 is provided so as to cover these bent portions where the steps are formed. The metal film 135 includes an upper layer moisture-resistant metal film 135a and a lower layer adhesion improving metal film 135b. The moisture-resistant metal film 135a is made of an Au film, a two-layer film of Pt / Au (Au film and an underlying Pt film), or a two-layer film of Mo / Au (Au film and an underlying Mo film). Yes. The adhesion improving metal film 135b is made of Ti, Cr, or Pd.

上述のように、上部DBRミラー120はパッシベーション膜としても機能するが、メサポスト110、金属膜133、p側円環電極113、位相調整層114、n型コンタクト層104、n側電極117、バッファ層103等が存在することによって形成される凹凸形状部分には、誘電体多層膜128を形成する際に反応ガスが回り込みにくく、膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしがちであり、そのような部分から、水分が浸入しがちである。本実施の形態では、このような凹凸形状を反映して上部DBRミラー120に形成される、折れ曲がって、段差が形成されている部分を覆って耐湿性の金属膜135aを設けているので、たとえ、折れ曲がって、段差が形成されている部分の膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしていても、水分の浸入を有効に防止または抑制できる。   As described above, the upper DBR mirror 120 also functions as a passivation film, but the mesa post 110, the metal film 133, the p-side annular electrode 113, the phase adjustment layer 114, the n-type contact layer 104, the n-side electrode 117, and the buffer layer. In the concavo-convex shape portion formed by the presence of 103 etc., the reactive gas is difficult to flow around when forming the dielectric multilayer film 128, and the film thickness tends to be thin or the film quality tends to be poor. Moisture tends to enter from such areas. In the present embodiment, the moisture-resistant metal film 135a is provided so as to cover the bent and stepped portion formed in the upper DBR mirror 120 reflecting such an uneven shape. Even if the film is bent and the thickness of the portion where the step is formed is thin or the film quality is poor, the intrusion of moisture can be effectively prevented or suppressed.

また、図1に示すように、上部DBRミラー120に開口153、154を設けて、電極パッド151、152を露出させている。電極パッド151、152を介して、外部の電流供給回路(図示せず)に接続される。そして、この面発光型半導体レーザ素子100は、外部の電流供給回路(図示せず)からそれぞれn側引き出し電極118およびp側引き出し電極119を介してn側電極117およびp側円環電極113間に電圧を印加し、電流を注入すると、電流は主に低抵抗のp型コンタクト層111を流れ、さらに電流経路が電流狭窄層107によって電流注入部107b内に狭窄されて、高い電流密度で活性層105に供給される。その結果、活性層105はキャリア注入されて自然放出光を発光する。自然放出光のうち、レーザ発振波長である波長λの光は、下部DBRミラー102と上部DBRミラー120との間の共振器130で定在波を形成し、活性層105によって増幅される。そして、注入電流がしきい値以上になると、定在波を形成する光がレーザ発振し、p側円環電極113の開口部113aから1060nm帯のレーザ光が出力する。 In addition, as shown in FIG. 1, openings 153 and 154 are provided in the upper DBR mirror 120 to expose the electrode pads 151 and 152. The electrode pads 151 and 152 are connected to an external current supply circuit (not shown). The surface-emitting type semiconductor laser device 100 is connected to an n-side electrode 117 and a p-side annular electrode 113 from an external current supply circuit (not shown) via an n-side extraction electrode 118 and a p-side extraction electrode 119, respectively. When a voltage is applied to and current is injected, the current mainly flows through the p + -type contact layer 111 having a low resistance, and the current path is confined in the current injection portion 107b by the current confinement layer 107, thereby increasing the current density. It is supplied to the active layer 105. As a result, the active layer 105 is carrier-injected and emits spontaneous emission light. Of the spontaneous emission light, light having a wavelength λ which is a laser oscillation wavelength forms a standing wave in the resonator 130 between the lower DBR mirror 102 and the upper DBR mirror 120 and is amplified by the active layer 105. When the injection current becomes equal to or greater than the threshold value, the light that forms the standing wave oscillates, and the 1060 nm band laser light is output from the opening 113 a of the p-side annular electrode 113.

次に、本実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the surface-emitting type semiconductor laser device 100 of the present embodiment will be described.

はじめに、エピタキシャル成長法によって、基板101上に下部DBRミラー102、バッファ層103、n型コンタクト層104、活性層105、AlAsからなる被酸化層、p型スペーサ層109、p型コンタクト層111を順次積層し、さらにプラズマCVD(化学気相成長:Chemical Vapor Deposition)法およびフォトリソグラフィ技術によって、SiNからなる円板状の位相調整層114をp型コンタクト層111上に選択的に形成する。位相調整層114の光学厚さはλ/4程度である。 First, the lower DBR mirror 102, the buffer layer 103, the n-type contact layer 104, the active layer 105, the oxidized layer made of AlAs, the p-type spacer layer 109, and the p + -type contact layer 111 are sequentially formed on the substrate 101 by the epitaxial growth method. Then, a disk-like phase adjusting layer 114 made of SiN x is selectively formed on the p + -type contact layer 111 by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a photolithography technique. The optical thickness of the phase adjustment layer 114 is about λ / 4.

次に、リフトオフ法を用いて、誘電体層114の周囲のp型コンタクト層111上に、Ti/Pt層(Ptとその下のTi)層からなるp側円環電極113を形成する。 Next, a p-side annular electrode 113 made of a Ti / Pt layer (Pt and Ti underneath) is formed on the p + type contact layer 111 around the dielectric layer 114 by using a lift-off method.

次に、p側円環電極113を金属マスクとして、酸エッチング液等を用いてn型コンタクト層104に到る深さまで半導体層をエッチングして円柱状のメサポスト110を形成し、さらに別のマスクを形成し、バッファ層103に到る深さまでn型コンタクト層104をエッチングする。   Next, using the p-side annular electrode 113 as a metal mask, the semiconductor layer is etched to a depth reaching the n-type contact layer 104 using an acid etching solution or the like to form a cylindrical mesa post 110, and another mask. Then, the n-type contact layer 104 is etched to a depth reaching the buffer layer 103.

次に、水蒸気雰囲気中において熱処理を行って、電流狭窄層107に相当する層をメサポスト110の外周側から選択酸化する。このとき、電流狭窄層107に相当する層の外周部において2AlAs+3HO→Al+2AsHなる化学反応が起こり、電流狭窄部107aが形成される。上記化学反応は電流狭窄層107に相当する層の外周側から均一に進行するので、中心にはAlAsからなる電流注入部107bが形成される。ここでは、熱処理時間等を調整して、電流注入部107bの直径が6〜15μmになるようにする。このように電流注入部107bを形成するので、メサポスト130の中心と、電流注入部107bの中心と、さらにp側円環電極113の開口部113aの中心とを高精度に一致させることができる。その結果、面発光型半導体レーザ素子100を発振時の横モード数が安定している再現性の良いマルチモード発振モードレーザとすることができる。 Next, heat treatment is performed in a steam atmosphere to selectively oxidize a layer corresponding to the current confinement layer 107 from the outer peripheral side of the mesa post 110. At this time, a chemical reaction of 2AlAs + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 2AsH 3 occurs in the outer peripheral portion of the layer corresponding to the current confinement layer 107, and the current confinement portion 107a is formed. Since the chemical reaction proceeds uniformly from the outer peripheral side of the layer corresponding to the current confinement layer 107, the current injection portion 107b made of AlAs is formed at the center. Here, the heat treatment time or the like is adjusted so that the current injection portion 107b has a diameter of 6 to 15 μm. Since the current injection portion 107b is formed in this way, the center of the mesa post 130, the center of the current injection portion 107b, and the center of the opening 113a of the p-side annular electrode 113 can be matched with high accuracy. As a result, the surface emitting semiconductor laser device 100 can be a multimode oscillation mode laser with good reproducibility in which the number of transverse modes during oscillation is stable.

次に、メサポスト130の外周側のn型コンタクト層104の表面に、半円環状のn側電極117を形成する。つぎに、プラズマCVD法を用いて全面にSiOからなるパッシベーション膜121と、SiNからなるパッシベーション膜122とを形成してパッシベーション膜123を形成する。 Next, a semi-circular n-side electrode 117 is formed on the surface of the n-type contact layer 104 on the outer peripheral side of the mesa post 130. Next, a passivation film 121 made of SiO 2 and a passivation film 122 made of SiN x are formed on the entire surface by plasma CVD to form a passivation film 123.

次に、リフトオフ法を用いて、メサポスト110の基部131をパッシベーション膜123を介して覆う金属膜133をパッシベーション膜123上に形成する。   Next, a metal film 133 that covers the base 131 of the mesa post 110 via the passivation film 123 is formed on the passivation film 123 using a lift-off method.

次に、n側電極117およびp側円環電極113上においてパッシベーション膜123に開口141、142をそれぞれ形成し、これらの開口部141、142を介してn側電極117に接触するn側引き出し電極118と、p側円環電極113に接触するp側引き出し電極119をそれぞれ形成する。本実施の形態においては、p側引き出し電極119と金属膜133とは電気的に接続されているので、p側引き出し電極119、n側引き出し電極118および金属膜133は同時に形成することもできる。その場合は、p側引き出し電極119およびn側引き出し電極118を、Au、Pt/AuまたはMo/Auからなる耐湿性の金属膜とTi、CrまたはPdからなる密着性向上用金属膜とから構成することもできる。   Next, openings 141 and 142 are formed in the passivation film 123 on the n-side electrode 117 and the p-side annular electrode 113, respectively, and the n-side lead electrode that contacts the n-side electrode 117 through these openings 141 and 142 is formed. 118 and a p-side lead electrode 119 in contact with the p-side annular electrode 113 are formed. In the present embodiment, since the p-side extraction electrode 119 and the metal film 133 are electrically connected, the p-side extraction electrode 119, the n-side extraction electrode 118, and the metal film 133 can be formed simultaneously. In that case, the p-side lead electrode 119 and the n-side lead electrode 118 are composed of a moisture-resistant metal film made of Au, Pt / Au or Mo / Au and an adhesion improving metal film made of Ti, Cr or Pd. You can also

次に、プラズマCVD法を用いて、全面にSiOからなる膜と、SiNからなる膜122を順次形成して、誘電体多層膜128を形成して、上部DBRミラー120を形成する。 Next, a film made of SiO 2 and a film 122 made of SiN x are sequentially formed on the entire surface by using a plasma CVD method, a dielectric multilayer film 128 is formed, and an upper DBR mirror 120 is formed.

次に、リフトオフ法を用いて、上部DBRミラー120の、折れ曲がって、段差が形成されている部分を覆って金属膜135を形成する。   Next, the lift-off method is used to form the metal film 135 so as to cover the bent portion of the upper DBR mirror 120 where the step is formed.

次に、基板101の裏面を研磨し、基板101の厚さをたとえば150μmに調整する。その後、素子分離を行い、面発光型半導体レーザ素子100が完成する。   Next, the back surface of the substrate 101 is polished, and the thickness of the substrate 101 is adjusted to, for example, 150 μm. Thereafter, element isolation is performed to complete the surface emitting semiconductor laser element 100.

(第2の実施の形態)
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態を説明する。上記第1の実施の形態では、p側引き出し電極119と金属膜133との間には、誘電体膜は何も設けられておらず、p側引き出し電極119と金属膜133は電気的に接続されているが、本実施の形態では、p側引き出し電極119と金属膜133との間には、上部DBRミラー120の一部であるSiO膜124とSiN膜125とを設け、p側引き出し電極119と金属膜133とは電気的に接続されていない点が第1の実施の形態と異なるが、他の点は同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, no dielectric film is provided between the p-side extraction electrode 119 and the metal film 133, and the p-side extraction electrode 119 and the metal film 133 are electrically connected. However, in this embodiment, the SiO 2 film 124 and the SiN x film 125 which are part of the upper DBR mirror 120 are provided between the p-side extraction electrode 119 and the metal film 133, and the p-side The extraction electrode 119 and the metal film 133 are different from the first embodiment in that they are not electrically connected, but the other points are the same.

本実施の形態では、パッシベーション膜123および金属膜133を覆うSiO膜124と、SiN膜125とをプラズマCVD法を用いて全面に形成する。 In the present embodiment, the SiO 2 film 124 covering the passivation film 123 and the metal film 133 and the SiN x film 125 are formed over the entire surface by plasma CVD.

次に、n側電極117およびp側円環電極113上において、パッシベーション膜123、SiO膜124およびSiN膜125に開口141、142をそれぞれ形成し、これらの開口部141、142を介してn側電極117に接触するn側引き出し電極118と、p側円環電極113に接触するp側引き出し電極119をそれぞれ形成する。 Next, openings 141 and 142 are formed in the passivation film 123, the SiO 2 film 124, and the SiN x film 125 on the n-side electrode 117 and the p-side annular electrode 113, respectively, and the openings 141 and 142 are passed through these openings 141 and 142, respectively. An n-side extraction electrode 118 that contacts the n-side electrode 117 and a p-side extraction electrode 119 that contacts the p-side annular electrode 113 are formed.

その後、SiN膜125、n側引き出し電極118およびp側引き出し電極119を覆って、誘電体多層膜127を、全面に形成する。誘電体多層膜127は、たとえばSiN/SiOの8〜10ペアからなっている。パッシベーション膜123、SiO膜124、SiN膜125および誘電体多層膜127によって、上部多層膜反射鏡である上部DBRミラー120が構成されている。上部DBRミラー120はパッシベーション膜としても機能し、SiO膜124およびSiN膜125は上部DBRミラー120の一部であり、パッシベーション膜としても機能する。 Thereafter, a dielectric multilayer film 127 is formed on the entire surface so as to cover the SiN x film 125, the n-side extraction electrode 118, and the p-side extraction electrode 119. The dielectric multilayer film 127 is composed of, for example, 8 to 10 pairs of SiN x / SiO 2 . The passivation film 123, the SiO 2 film 124, the SiN x film 125, and the dielectric multilayer film 127 constitute the upper DBR mirror 120 that is an upper multilayer film reflecting mirror. The upper DBR mirror 120 also functions as a passivation film, and the SiO 2 film 124 and the SiN x film 125 are part of the upper DBR mirror 120 and also function as a passivation film.

なお、p側引き出し電極119と金属膜133との間には、上部DBRミラー120の一部であるどの膜を設けてもよい。   Any film that is a part of the upper DBR mirror 120 may be provided between the p-side extraction electrode 119 and the metal film 133.

(第3の実施の形態)
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態を説明する。上記第2の実施の形態では、金属膜133の上にSiO膜124およびSiN膜125を介してp側引き出し電極119を設けたが、本実施の形態では、p側引き出し電極119の上にSiO膜124およびSiN膜125を介して金属膜133を設けた点が第2の実施の形態と異なるが、他の点は同様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the p-side extraction electrode 119 is provided on the metal film 133 via the SiO 2 film 124 and the SiN x film 125. However, in this embodiment, the p-side extraction electrode 119 is formed on the p-side extraction electrode 119. The second embodiment differs from the second embodiment in that a metal film 133 is provided via a SiO 2 film 124 and a SiN x film 125, but the other points are the same.

本実施の形態では、パッシベーション膜123を形成した後、n側電極117およびp側円環電極113上において、パッシベーション膜123に開口141、142をそれぞれ形成し、これらの開口部141、142を介してn側電極117に接触するn側引き出し電極118と、p側円環電極113に接触するp側引き出し電極119をそれぞれ形成する。   In this embodiment, after the passivation film 123 is formed, openings 141 and 142 are formed in the passivation film 123 on the n-side electrode 117 and the p-side annular electrode 113, respectively, and the openings 141 and 142 are interposed therebetween. Then, an n-side extraction electrode 118 that contacts the n-side electrode 117 and a p-side extraction electrode 119 that contacts the p-side annular electrode 113 are formed.

その後、パッシベーション膜123、n側引き出し電極118およびp側引き出し電極119を覆って、SiO膜124と、SiN膜125とをプラズマCVD法を用いて全面に形成する。 Thereafter, the SiO 2 film 124 and the SiN x film 125 are formed on the entire surface by plasma CVD so as to cover the passivation film 123, the n-side extraction electrode 118, and the p-side extraction electrode 119.

次に、リフトオフ法を用いて、メサポスト110の基部131をパッシベーション膜123、SiO膜124およびSiN膜125を介して覆う金属膜133をSiN膜125上に形成する。 Next, a metal film 133 that covers the base 131 of the mesa post 110 via the passivation film 123, the SiO 2 film 124, and the SiN x film 125 is formed on the SiN x film 125 using a lift-off method.

その後、SiNからなる膜125および金属膜133を覆って、誘電体多層膜127を、全面に形成する。誘電体多層膜127は、たとえばSiN/SiOの8〜10ペアからなっている。パッシベーション膜123、SiOからなる膜124、SiNからなる膜125および誘電体多層膜127によって、上部多層膜反射鏡である上部DBRミラー120が構成されている。上部DBRミラー120はパッシベーション膜としても機能し、SiO膜124およびSiN膜125は上部DBRミラー120の一部であり、パッシベーション膜としても機能する。 Thereafter, a dielectric multilayer film 127 is formed on the entire surface so as to cover the film 125 made of SiN x and the metal film 133. The dielectric multilayer film 127 is composed of, for example, 8 to 10 pairs of SiN x / SiO 2 . The passivation film 123, the film 124 made of SiO 2 , the film 125 made of SiN x , and the dielectric multilayer film 127 constitute the upper DBR mirror 120 that is an upper multilayer film reflecting mirror. The upper DBR mirror 120 also functions as a passivation film, and the SiO 2 film 124 and the SiN x film 125 are part of the upper DBR mirror 120 and also function as a passivation film.

(第4の実施の形態)
次に、図5を参照して、本発明の第4の実施の形態を説明する。上記第1の実施の形態では、メサポスト130の基部131を覆うパッシベーション膜123上にさらにメサポスト130の基部131をパッシベーション膜123を介して覆うように金属膜133を設けているが、本実施の形態では、メサポスト130の基部131をメサポスト130の基部131の全周囲に亘って覆う耐湿性の金属膜133を設け、金属膜133の上にメサポスト130の基部131を金属膜133を介して覆うようにパッシベーション膜123を設けている点が第1の実施の形態と異なるが、他の点は同様である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the metal film 133 is provided on the passivation film 123 that covers the base 131 of the mesa post 130 so as to further cover the base 131 of the mesa post 130 via the passivation film 123. Then, a moisture-resistant metal film 133 that covers the base 131 of the mesa post 130 over the entire circumference of the base 131 of the mesa post 130 is provided, and the base 131 of the mesa post 130 is covered on the metal film 133 via the metal film 133. Although the point which provides the passivation film 123 differs from 1st Embodiment, the other point is the same.

本実施の形態における耐湿性の金属膜133には、半導体上に直接形成されるので、高抵抗な材料を使用する。そして、半導体層との熱膨張係数の差や半導体層と反応しないことを考慮すれば、金属膜133には、NiとCrとAlの合金膜またはNiおよびCrのシリサイド膜が好適に使用できる。   Since the moisture-resistant metal film 133 in this embodiment is formed directly over a semiconductor, a high-resistance material is used. In consideration of the difference in thermal expansion coefficient with the semiconductor layer and the fact that it does not react with the semiconductor layer, an alloy film of Ni, Cr and Al or a silicide film of Ni and Cr can be preferably used for the metal film 133.

本実施の形態においては、リフトオフ法により、メサポスト130の基部131を覆う金属膜133を設け、金属膜133を覆って全面にパッシベーション膜123を形成する。   In the present embodiment, a metal film 133 that covers the base 131 of the mesa post 130 is provided by a lift-off method, and a passivation film 123 is formed over the entire surface of the metal film 133.

上述した第1乃至第4の実施の形態では、パッシベーション膜123は、下層のSiO膜121と、その上層のSiN膜122からなっているが、これらのいずれか1層でもよい。 In the first to fourth embodiments described above, the passivation film 123 is composed of the lower SiO 2 film 121 and the upper SiN x film 122. However, any one of these layers may be used.

(第5の実施の形態)
図6、図7を参照して、本発明の好ましい第5の実施の形態を説明する。図6、図7を参照すれば、本実施の形態の半導体レーザ素子は、面発光型半導体レーザ素子であり、この面発光型半導体レーザ素子200は、基板201と、基板201上に形成された下部半導体多層膜反射鏡である下部DBRミラー202と、下部DBRミラー202上に形成された下部クラッド層203と、下部クラッド層203上に形成され、量子井戸構造を有する活性層204と、活性層204上に形成された上部クラッド層205と、上部クラッド層205上に形成された上部半導体多層膜反射鏡である上部DBRミラー206とを備えている。そして、下部クラッド層203から上部DBRミラー206までが円柱状のメサポスト210を構成している。メサポスト210は、下部DBRミラー202上に形成されている。下部クラッド層203、活性層204および上部クラッド層205により共振器220を構成している。基板201の下面には、n側電極230が設けられている。
(Fifth embodiment)
A fifth preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7, the semiconductor laser device of the present embodiment is a surface emitting semiconductor laser device. The surface emitting semiconductor laser device 200 is formed on a substrate 201 and the substrate 201. A lower DBR mirror 202, which is a lower semiconductor multilayer reflector, a lower cladding layer 203 formed on the lower DBR mirror 202, an active layer 204 formed on the lower cladding layer 203 and having a quantum well structure, and an active layer An upper clad layer 205 formed on 204 and an upper DBR mirror 206 which is an upper semiconductor multilayer film reflecting mirror formed on the upper clad layer 205 are provided. The lower clad layer 203 to the upper DBR mirror 206 constitute a cylindrical mesa post 210. The mesa post 210 is formed on the lower DBR mirror 202. The lower cladding layer 203, the active layer 204 and the upper cladding layer 205 constitute a resonator 220. An n-side electrode 230 is provided on the lower surface of the substrate 201.

上部DBRミラー206の、活性層204に近い側の一層が、外周に位置する電流狭窄部208と電流狭窄部208の中心に位置する電流注入部209とを有する電流狭窄層207となっている。   One layer of the upper DBR mirror 206 on the side closer to the active layer 204 is a current confinement layer 207 having a current confinement portion 208 located on the outer periphery and a current injection portion 209 located in the center of the current confinement portion 208.

基板201は、n−GaAsからなる。また、下部DBRミラー202は、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。下部クラッド層203は、n−Al0.4Ga0.6Asからなる。活性層204は、GaAs井戸層およびAl0.2Ga0.8Asバリア層からなる量子井戸構造である。上部クラッド層205は、p−Al0.4Ga0.6Asからなる。 The substrate 201 is made of n-GaAs. The lower DBR mirror 202 has an n-Al 0.9 Ga 0.1 As / n-Al 0.2 Ga 0 layer with a thickness of λ / 4n (λ is an oscillation wavelength and n is a refractive index). .8 35 pairs of As. The lower cladding layer 203 is composed of n-Al 0.4 Ga 0.6 As. The active layer 204 has a quantum well structure including a GaAs well layer and an Al 0.2 Ga 0.8 As barrier layer. The upper clad layer 205 is made of p-Al 0.4 Ga 0.6 As.

上部DBRミラー206は、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206の活性層204に近い側の一層が、Al0.9Ga0.1As層に代えて、AlAs層で形成され、周囲領域のAlAsが選択的に酸化され、Alからなる電流狭窄部208となっている。電流狭窄部208の中心に位置する電流注入部209はAlAsからなっている。 The upper DBR mirror 206 has p-Al 0.9 Ga 0.1 As / p-Al 0.2 Ga 0.8 having a thickness of each layer of λ / 4n (λ is an oscillation wavelength and n is a refractive index). It consists of 25 pairs of As. One layer of the upper DBR mirror 206 closer to the active layer 204 is formed of an AlAs layer instead of the Al 0.9 Ga 0.1 As layer, and AlAs in the surrounding region is selectively oxidized, and Al 2 O 3 The current confinement portion 208 is made of The current injection portion 209 located at the center of the current confinement portion 208 is made of AlAs.

メサポスト210の直径は約30μmである。メサポスト210の上面である上部DBRミラー206の上面に円環状のp側電極231が設けられている。p側電極231は、例えば、Ti/Ptからなる。基板201の下面のn側電極230は、例えば、AuGeNi/Auからなる。   The diameter of the mesa post 210 is about 30 μm. An annular p-side electrode 231 is provided on the upper surface of the upper DBR mirror 206 that is the upper surface of the mesa post 210. The p-side electrode 231 is made of, for example, Ti / Pt. The n-side electrode 230 on the lower surface of the substrate 201 is made of, for example, AuGeNi / Au.

p側電極231、メサポスト210の上面である上部DBRミラー206の上面、メサポスト210の側面、および下部DBRミラー202の上面を覆って、全面にパッシベーション膜222が設けられている。パッシベーション膜222は、下層のSiO膜と、その上層のSiN膜からなっている。パッシベーション膜222は、SiO膜で構成してもよく、SiN膜で構成してもよい。 A passivation film 222 is provided on the entire surface covering the p-side electrode 231, the upper surface of the upper DBR mirror 206 that is the upper surface of the mesa post 210, the side surface of the mesa post 210, and the upper surface of the lower DBR mirror 202. The passivation film 222 is composed of a lower SiO 2 film and an upper SiN x film. The passivation film 222 may be composed of a SiO 2 film or a SiN x film.

メサポスト210の基部221部分においては、パッシベーション膜222は折れ曲がって設けられている。メサポスト210の基部221を覆うパッシベーション膜222上にさらにメサポスト210の基部221をメサポスト210の基部221の全周囲に亘ってパッシベーション膜222を介して覆うように金属膜223が設けられている。この金属膜223は、上層の耐湿性の金属膜223aと、その下層の密着性向上用金属膜223bとからなっている。耐湿性の金属膜223aは、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、またはAu膜とその下のMo膜の2層膜からなっている。密着性向上用金属膜223bは、Ti、CrまたはPdからなっている。   In the base 221 portion of the mesa post 210, the passivation film 222 is bent and provided. A metal film 223 is further provided on the passivation film 222 that covers the base 221 of the mesa post 210 so as to cover the base 221 of the mesa post 210 over the entire periphery of the base 221 of the mesa post 210 via the passivation film 222. The metal film 223 is composed of an upper moisture-resistant metal film 223a and a lower adhesion metal film 223b. The moisture-resistant metal film 223a is composed of a two-layer film of an Au film, an Au film and a Pt film below the Au film, or a two-layer film of an Au film and a Mo film therebelow. The adhesion improving metal film 223b is made of Ti, Cr, or Pd.

メサポスト210の基部221部分には、パッシベーション膜222を形成する際に反応ガスが回り込みにくく、膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしがちであり、そのような部分から、水分が浸入しがちである。本実施の形態では、メサポスト210の基部221を覆うパッシベーション膜222上にさらにメサポスト210の基部221をパッシベーション膜222を介して覆うように耐湿性の金属膜223aを設けているので、たとえ、メサポスト210の基部221を覆うパッシベーション膜222の膜厚が薄くなったり、膜質が悪くなったりしていても、水分の浸入を有効に防止または抑制できる。   When forming the passivation film 222, the reaction gas hardly flows around the base portion 221 of the mesa post 210, and the film thickness tends to be thin or the film quality tends to deteriorate. Tend to. In the present embodiment, the moisture-resistant metal film 223a is provided on the passivation film 222 that covers the base portion 221 of the mesa post 210 so as to further cover the base portion 221 of the mesa post 210 via the passivation film 222. Even if the thickness of the passivation film 222 covering the base portion 221 is reduced or the film quality is deteriorated, the intrusion of moisture can be effectively prevented or suppressed.

また、メサポスト210の上面上のパッシベーション膜222には、開口233が設けられ、円環状のp側電極231の内側部分およびメサポスト210の上面である上部DBRミラー206の上面を露出している。   The passivation film 222 on the upper surface of the mesa post 210 is provided with an opening 233 to expose the inner portion of the annular p-side electrode 231 and the upper surface of the upper DBR mirror 206 that is the upper surface of the mesa post 210.

パッシベーション膜222および金属膜223を覆って、全面にポリイミド層240が形成されている。メサポスト210の周囲がポリイミド層240により埋め込まれている構造となって、平坦化がなされている。ポリイミド層240の上部には、リング状のp側引き出し電極232と、p側引き出し電極232に接続された電極パッド234が設けられている。ポリイミド層240は、耐湿性はなく、水分を浸透させるが、本実施の形態では、パッシベーション膜222と耐湿性の金属膜223を設けているので、水分の浸入を有効に防止または抑制できる。   A polyimide layer 240 is formed on the entire surface so as to cover the passivation film 222 and the metal film 223. The mesa post 210 has a structure in which the periphery of the mesa post 210 is embedded with a polyimide layer 240, and is flattened. A ring-shaped p-side lead electrode 232 and an electrode pad 234 connected to the p-side lead electrode 232 are provided on the polyimide layer 240. The polyimide layer 240 does not have moisture resistance and allows moisture to permeate. However, in this embodiment, since the passivation film 222 and the moisture-resistant metal film 223 are provided, entry of moisture can be effectively prevented or suppressed.

次に、本実施の形態の面発光型半導体レーザ素子200の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the surface emitting semiconductor laser element 200 of the present embodiment will be described.

はじめに、エピタキシャル成長法によって、基板201上に下部DBRミラー202、下部クラッド層203、活性層204、下部クラッド層205、AlAs層をその下部に有する上部DBRミラー206を順次積層する。   First, a lower DBR mirror 202, a lower cladding layer 203, an active layer 204, a lower cladding layer 205, and an upper DBR mirror 206 having an AlAs layer below the substrate 201 are sequentially stacked on the substrate 201 by an epitaxial growth method.

次に、リフトオフ法を用いて、上部DBRミラー206上に、Ti/Pt層からなる円環状のp側電極231を形成する。   Next, an annular p-side electrode 231 made of a Ti / Pt layer is formed on the upper DBR mirror 206 using a lift-off method.

次に、p側電極231を金属マスクとして、酸エッチング液等を用いて下部DBRミラー202に到る深さまで半導体層をエッチングして円柱状のメサポスト210を形成する。   Next, using the p-side electrode 231 as a metal mask, the semiconductor layer is etched to a depth reaching the lower DBR mirror 202 using an acid etching solution or the like to form a cylindrical mesa post 210.

次に、水蒸気雰囲気中において熱処理を行って、電流狭窄層207に相当する層をメサポスト210の外周側から選択酸化する。このとき、電流狭窄層207に相当する層の外周部において2AlAs+3HO→Al+2AsHなる化学反応が起こり、電流狭窄部208が形成される。上記化学反応は電流狭窄層107に相当する層の外周側から均一に進行するので、中心にはAlAsからなる電流注入部209が形成される。 Next, heat treatment is performed in a water vapor atmosphere to selectively oxidize a layer corresponding to the current confinement layer 207 from the outer peripheral side of the mesa post 210. At this time, a chemical reaction of 2AlAs + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 2AsH 3 occurs in the outer peripheral portion of the layer corresponding to the current confinement layer 207, and the current confinement portion 208 is formed. Since the chemical reaction proceeds uniformly from the outer peripheral side of the layer corresponding to the current confinement layer 107, a current injection portion 209 made of AlAs is formed at the center.

次に、プラズマCVD法を用いて全面にSiO膜とSiN膜とを形成して、パッシベーション膜222を形成する。 Next, a passivation film 222 is formed by forming a SiO 2 film and a SiN x film on the entire surface by using a plasma CVD method.

次に、リフトオフ法を用いて、メサポスト210の基部221をパッシベーション膜222を介して覆う金属膜223をパッシベーション膜222上に形成する。   Next, a metal film 223 that covers the base 221 of the mesa post 210 via the passivation film 222 is formed on the passivation film 222 by using a lift-off method.

次に、パッシベーション膜222に開口233を設ける。次に、ポリイミド膜240を
設ける。次に、ポリイミド膜240上に、p側引き出し電極232および電極パッド234を選択的に形成する。
Next, an opening 233 is provided in the passivation film 222. Next, a polyimide film 240 is provided. Next, a p-side lead electrode 232 and an electrode pad 234 are selectively formed on the polyimide film 240.

次に、基板201の下面を適宜研磨して基板厚さを例えば200μm厚に調整した後、基板201の下面にn側電極230を形成する。   Next, the lower surface of the substrate 201 is appropriately polished to adjust the substrate thickness to, for example, 200 μm, and then the n-side electrode 230 is formed on the lower surface of the substrate 201.

その後、素子分離を行い、面発光型半導体レーザ素子200が完成する。   Then, element isolation is performed, and the surface emitting semiconductor laser element 200 is completed.

上記第1乃至第4の実施の形態では、電流狭窄層107については、Alからなる電流狭窄部107aとAlAsからなる電流注入部107bを備え、上記第5の実施の形態では、電流狭窄層207は、Alからなる電流狭窄部208と、AlAsからなる電流注入部209を備えているが、電流狭窄層107、207は、AlAsに微量(例えば、Alの2〜3モル%のGaで置換したAlGaAsで電流注入部を形成し、AlGaAsを酸化した酸化絶縁物で電流狭窄部を形成してもよい。 In the first to fourth embodiments, the current confinement layer 107 includes the current confinement portion 107a made of Al 2 O 3 and the current injection portion 107b made of AlAs. In the fifth embodiment, the current confinement layer 107a The constriction layer 207 includes a current confinement portion 208 made of Al 2 O 3 and a current injection portion 209 made of AlAs. However, the current confinement layers 107 and 207 have a small amount of AlAs (for example, 2-3 mol of Al). The current injection portion may be formed of AlGaAs substituted with% Ga, and the current confinement portion may be formed of an oxide insulator obtained by oxidizing AlGaAs.

次に、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200を複数用いた面発光レーザアレイの例を図8、9を参照して説明する。一例として、図8に示したように、面発光レーザアレイチップ700がCLCC(Ceramic Leaded chip carrier)と呼ばれる周知のフラットパッケージ710に実装されたものを用いている。図では煩雑さを避けるために、金属キャスター(電極)714と面発光レーザアレイチップ700との接続は省略してある。面発光レーザアレイチップ700は図9に示したように、中央部に設けられた複数の面発光型半導体レーザ素子100(200)からなる素子部702、及び周囲に設けられ、素子部702の複数の発光部と接続(図示せず)された複数の電極パッド706を有している。さらに、各電極パッド706はフラットパッケージ712の金属キャスター714と接続(図示せず)されている。各発光部は、フラットパッケージ712と接続された(図示しない)外部制御回路によって発光制御され、所定の波長のレーザ光を射出する。   Next, an example of a surface emitting laser array using a plurality of surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As an example, as shown in FIG. 8, a surface emitting laser array chip 700 mounted on a known flat package 710 called CLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) is used. In the figure, the connection between the metal caster (electrode) 714 and the surface emitting laser array chip 700 is omitted for the sake of simplicity. As shown in FIG. 9, the surface emitting laser array chip 700 is provided with a plurality of surface emitting semiconductor laser elements 100 (200) provided in the central portion and a plurality of the element portions 702. A plurality of electrode pads 706 connected (not shown) to the light emitting portion. Furthermore, each electrode pad 706 is connected to a metal caster 714 of the flat package 712 (not shown). Each light emitting unit is controlled to emit light by an external control circuit (not shown) connected to the flat package 712, and emits laser light having a predetermined wavelength.

次に、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200を光学機器に適用した例について図面を参照して説明する。図10は、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200を発光素子のパッケージに適応したときの構成を示す概略縦断面図である。面発光レーザパッケージ300は、面発光型半導体レーザ素子100、200、基板304および電極306からなる面発光レーザモジュール、レンズ316、ハウジング310、光ファイバマウント312、光ファイバ314とからなる。電極306は、外部の制御回路(図示せず)に電気的に接続され、面発光レーザパッケージの発光が制御されている。面発光型半導体レーザ素子100、200から出射したレーザー光はレンズ316で集光され光ファイバ314に結合される。   Next, an example in which the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to the preferred embodiments of the present invention are applied to an optical apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration when the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to the preferred embodiment of the present invention are applied to a package of the light emitting elements. The surface emitting laser package 300 includes a surface emitting laser module including surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200, a substrate 304 and an electrode 306, a lens 316, a housing 310, an optical fiber mount 312, and an optical fiber 314. The electrode 306 is electrically connected to an external control circuit (not shown), and the light emission of the surface emitting laser package is controlled. Laser light emitted from the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 is collected by a lens 316 and coupled to an optical fiber 314.

図11は、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200を光記憶媒体への書き込み/読み出し装置のピックアップに適応したときの構成を示す概略縦断面図である。ピックアップ350は、面発光型半導体レーザ素子100、200、基板354、電極356、駆動IC358、およびこれらの要素を封止する樹脂360からなる面発光レーザモジュールと、レンズ376、ハーフミラー370、回折格子374、光センサー380、光記憶媒体372とからなる。樹脂360の出射面は凸状に加工されレンズ362を構成している。電極3546は、外部の制御回路(図示せず)に電気的に接続され、レーザピックアップの発光が制御されている。面発光型半導体レーザ素子100、200から出射したレーザ光は、レンズ362で平行光とされ、ハーフミラー370で反射された後、レンズ376によって集光され光記憶媒体372の所定の箇所に集光される。また、光媒体で反射された光は光センサー380に入射される。ここでは、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200、あるいは面発光型半導体レーザ素子100、200を複数有する面発光レーザ素子アレイを通信用の発光素子パッケージ、あるいは光ディスク用ピックアップに適用した例を示したがこれに限られず、測量機器、レーザーポインター、光学マウス、あるいは、プリンタ、フォトレジストの走査露光用光源、レーザポンピング用光源や、加工用ファイバレーザの光源等の光学機器として用いることもできる。   FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration when the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to the preferred embodiment of the present invention are applied to a pickup of a writing / reading device for an optical storage medium. The pickup 350 includes a surface emitting laser module including a surface emitting semiconductor laser element 100, 200, a substrate 354, an electrode 356, a driving IC 358, and a resin 360 that seals these elements, a lens 376, a half mirror 370, a diffraction grating. 374, an optical sensor 380, and an optical storage medium 372. The exit surface of the resin 360 is processed into a convex shape to constitute a lens 362. The electrode 3546 is electrically connected to an external control circuit (not shown), and the light emission of the laser pickup is controlled. Laser light emitted from the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 is converted into parallel light by the lens 362, reflected by the half mirror 370, collected by the lens 376, and collected at a predetermined position of the optical storage medium 372. Is done. Further, the light reflected by the optical medium is incident on the optical sensor 380. Here, the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array having a plurality of surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to a preferred embodiment of the present invention is used as a light emitting element package for communication or an optical disc. However, the present invention is not limited to this, but it is not limited to this, such as surveying instruments, laser pointers, optical mice, printers, light sources for scanning exposure of photoresist, light sources for laser pumping, light sources for processing fiber lasers, etc. It can also be used as an optical instrument.

図12は、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200を適用した光送受信モジュールの概略構成図である。図12に示すように、光送受信モジュール400は、保持部材402、光導波路(光ファイバ)412と、保持部材402上で光導波路(光ファイバ)412の位置決め用のスペーサ410、光導波路(光ファイバ)412を介して光信号を送信する面発光型半導体レーザ素子100、200、あるいは面発光型半導体レーザ素子100、200を複数有する面発光レーザ素子アレイ及び光信号を受信する受光素子404、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイの発光状態を制御する駆動回路406、受光素子404で受信された信号を増幅する増幅回路408とで構成されている。面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイは外部の制御部(図示せず)からの制御信号によって駆動回路406を介して発光制御され、受光素子404で受信された信号が増幅回路408を介して制御部へ送信される。煩雑さを避けるために、駆動回路406と面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイおよび増幅回路408と受光素子404のワイヤボンディングは省略している。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical transceiver module to which the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 according to the preferred embodiment of the present invention are applied. As shown in FIG. 12, the optical transceiver module 400 includes a holding member 402, an optical waveguide (optical fiber) 412, a spacer 410 for positioning the optical waveguide (optical fiber) 412 on the holding member 402, and an optical waveguide (optical fiber). ) Surface-emitting semiconductor laser elements 100 and 200 that transmit optical signals via 412 or a surface-emitting laser element array that includes a plurality of surface-emitting semiconductor laser elements 100 and 200, and a light-receiving element 404 that receives optical signals, and surface-emitting light It comprises a drive circuit 406 that controls the light emission state of the type semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array, and an amplification circuit 408 that amplifies the signal received by the light receiving element 404. The surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array is controlled to emit light via a drive circuit 406 by a control signal from an external control unit (not shown), and the signal received by the light receiving element 404 is amplified. It is transmitted to the control unit via the circuit 408. In order to avoid complication, the wire bonding of the drive circuit 406 and the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array / amplifier circuit 408 and the light receiving element 404 is omitted.

図13〜図15は図12における面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイと、光導波路412との光結合部分の概略構成図であり、基板500、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイ、光導波路412は図13〜図15で共通している。図13では、導波路412の端面が光軸に対してほぼ45度に傾斜するように加工されており、さらにこの傾斜面が反射面504として、反射膜のコーティング等による鏡面加工が施され、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイから出射した光は、導波路412の下面から導波路に入射され、傾斜面504で反射されて光導波路412内を伝播する。図14では、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイ上、光導波路412の端面側方に内部に反射面504の設けられたミラーアセンブリ506が設置されて、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイから出射した光は、ミラーアセンブリ506の下面から入射され、反射面504で反射され、ミラーアセンブリ506から出射された光が光導波路412に結合されて光導波路412内を伝播する。ミラーアセンブリ506の入射面あるいは/および出射面にはマイクロレンズ(アレイ)が設けられてもよい。図15は、コネクタハウジング512内に光ファイバ412が配置され、さらに光ファイバ心線の曲部514の端部が面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイに対向するように配置され、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイから出射した光が光ファイバ412に結合される。   13 to 15 are schematic configuration diagrams of an optical coupling portion between the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array in FIG. 12 and the optical waveguide 412. The substrate 500 and the surface emitting semiconductor laser element are shown in FIG. 100, 200 or the surface emitting laser element array and the optical waveguide 412 are common in FIGS. In FIG. 13, the end surface of the waveguide 412 is processed so as to be inclined at approximately 45 degrees with respect to the optical axis. Further, this inclined surface is used as a reflective surface 504 and is subjected to mirror surface processing such as coating of a reflective film. Light emitted from the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array is incident on the waveguide from the lower surface of the waveguide 412, is reflected by the inclined surface 504, and propagates through the optical waveguide 412. In FIG. 14, a mirror assembly 506 having a reflection surface 504 provided inside is provided on the side surface of the optical waveguide 412 on the surface-emitting semiconductor laser device 100, 200 or the surface-emitting laser device array. The light emitted from the laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array is incident from the lower surface of the mirror assembly 506, reflected by the reflecting surface 504, and the light emitted from the mirror assembly 506 is coupled to the optical waveguide 412 to be optical. Propagates through the waveguide 412. A microlens (array) may be provided on the entrance surface and / or the exit surface of the mirror assembly 506. In FIG. 15, the optical fiber 412 is disposed in the connector housing 512, and the end portion of the curved portion 514 of the optical fiber core wire is disposed so as to face the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array. Then, light emitted from the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array is coupled to the optical fiber 412.

次に、上記本発明の好ましい実施の形態の面発光型半導体レーザ素子100、200、あるいは面発光型半導体レーザ素子100、200を複数有する面発光レーザ素子アレイを通信システムに適用した例を示す。図16には、面発光型半導体レーザ素子100、200あるいは面発光レーザ素子アレイを用いた波長多重伝送システムの構成例が示されている。図16の波長多重伝送システムはコンピュータ、ボードあるいはチップ602、通信制御回路(CPU,MPU、光―電気変換回路、電気―光変換回路、波長制御回路)604、面発光型半導体レーザ素子100、200を複数有する面発光レーザ素子アレイ606、受光素子集積部608、合波器610、分波器612、電気配線616、光ファイバ617、618、通信対象のネットワーク、PC、ボード、チップなど614からなる。図16の波長多重伝送システムでは、発振波長の異なる複数の面発光レーザ素子を配列して面発光レーザアレイ606を構成し、面発光レーザアレイ606の各面発光レーザ素子からの各発振光を合波器を通して1本の光ファイバに結合させるように構成されている。このような構成では、1本のファイバで、高スループットに大容量の信号伝送ができる。このように、本発明の好ましい実施の形態の面発光レーザアレイは、モードが安定しており、且つ、各発振波長が安定しているので、高い信頼性で高密度大容量の波長多重伝送が可能になる。なお、本実施形態では各面発光レーザアレイ606あるいは受光素子集積部608からの出力用光ファイバあるいは入力用光ファイバは合波器610あるいは分波器612を用いて1本の光ファイバに結合されているが、用途に応じては出力用光ファイバあるいは入力用光ファイバをそのまま通信対象のネットワーク、PC、ボード、チップなど614に接続して並列伝送システムとすることもできる。この場合、本発明の好ましい実施の形態の面発光レーザアレイは、モードが安定しており、且つ、各波長が安定しているので、複数の光源をもつ信頼性の高い並列伝送システムの構築が容易になる。   Next, an example in which the surface emitting laser element 100, 200 or the surface emitting laser element array having a plurality of surface emitting semiconductor laser elements 100, 200 according to a preferred embodiment of the present invention is applied to a communication system will be described. FIG. 16 shows a configuration example of a wavelength multiplexing transmission system using the surface emitting semiconductor laser elements 100 and 200 or the surface emitting laser element array. 16 includes a computer, a board or chip 602, a communication control circuit (CPU, MPU, optical-electrical conversion circuit, electrical-optical conversion circuit, wavelength control circuit) 604, and surface emitting semiconductor laser elements 100, 200. A plurality of surface emitting laser element arrays 606, a light receiving element integrated unit 608, a multiplexer 610, a duplexer 612, an electrical wiring 616, optical fibers 617 and 618, a communication target network, a PC, a board, a chip, and the like 614. . In the wavelength division multiplex transmission system of FIG. 16, a surface emitting laser array 606 is configured by arranging a plurality of surface emitting laser elements having different oscillation wavelengths, and each oscillation light from each surface emitting laser element of the surface emitting laser array 606 is combined. It is configured to be coupled to one optical fiber through a waver. In such a configuration, a large amount of signal can be transmitted with high throughput with a single fiber. As described above, the surface emitting laser array according to the preferred embodiment of the present invention is stable in mode and stable in each oscillation wavelength. It becomes possible. In this embodiment, the output optical fiber or the input optical fiber from each surface emitting laser array 606 or the light receiving element integrated unit 608 is coupled to one optical fiber using the multiplexer 610 or the demultiplexer 612. However, depending on the application, an output optical fiber or an input optical fiber can be directly connected to a communication target network, PC, board, chip, or the like 614 to form a parallel transmission system. In this case, since the surface emitting laser array according to the preferred embodiment of the present invention has a stable mode and each wavelength is stable, a highly reliable parallel transmission system having a plurality of light sources can be constructed. It becomes easy.

以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。   While various typical embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Accordingly, the scope of the invention is limited only by the following claims.

100、200 面発光型半導体レーザ素子
101、201 基板
102、202 下部DBRミラー
103 バッファ層
104 n型コンタクト層
105、204 活性層
107、207 電流狭窄層
107a、208 電流狭窄部
107b、209 電流注入部
109 p型スペーサ層
110、210 メサポスト
111 p型コンタクト層
113 p側円環電極
113a 開口部
114 位相調整層
117、230 n側電極
118 n側引き出し電極
119、232 p側引き出し電極
120、206 上部DBRミラー
121、124 SiO
122、125 SiN
123、222 パッシベーション膜
127、128 誘電体多層膜
130、220 共振器
131、221 基部
133、223、135 金属膜
133a、135a、223a 耐湿性の金属膜
133b、135b、223b 密着性向上用金属膜
141、142 開口
151、152、234 電極パッド
153、154 開口
203 下部クラッド層
205 上部クラッド層
231 p側電極
233 開口
240 ポリイミド層
100, 200 Surface emitting semiconductor laser device 101, 201 Substrate 102, 202 Lower DBR mirror 103 Buffer layer 104 N-type contact layer 105, 204 Active layer 107, 207 Current confinement layer 107a, 208 Current confinement portion 107b, 209 Current injection portion 109 p-type spacer layer 110, 210 mesa post 111 p + -type contact layer 113 p-side annular electrode 113a opening 114 phase adjusting layer 117, 230 n-side electrode 118 n-side extraction electrode 119, 232 p-side extraction electrode 120, 206 upper part DBR mirror 121, 124 SiO 2 film 122, 125 SiN x film 123, 222 Passivation film 127, 128 Dielectric multilayer film 130, 220 Resonator 131, 221 Base 133, 223, 135 Metal film 133a, 135a 223a Moisture resistant metal film 133b, 135b, 223b Adhesion improving metal film 141, 142 Opening 151, 152, 234 Electrode pad 153, 154 Opening 203 Lower clad layer 205 Upper clad layer 231 P-side electrode 233 Opening 240 Polyimide layer

Claims (29)

基板と、
第1の電極と、
第2の電極と、
第1の反射鏡と、
第2の反射鏡と、
前記第1の反射鏡および前記第2の反射鏡との間に形成された共振器であって、活性層と前記第1の電極と前記第2の電極と間の電流通路を狭窄する電流狭窄層とを含む前記共振器と、
前記基板の一主面上に形成された凸部であって、前記電流狭窄層を含む前記凸部と、
前記凸部および前記基板の一主面を覆うパッシベーション膜と、
前記凸部の基部を直接または前記パッシベーション膜を介して覆う耐湿性の金属膜と、を備える半導体レーザ素子。
A substrate,
A first electrode;
A second electrode;
A first reflector;
A second reflector;
A resonator formed between the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, which narrows a current path between an active layer, the first electrode, and the second electrode. The resonator comprising a layer;
A protrusion formed on one principal surface of the substrate, the protrusion including the current confinement layer;
A passivation film covering the convex portion and one main surface of the substrate;
A semiconductor laser device comprising: a moisture-resistant metal film that covers a base portion of the convex portion directly or via the passivation film.
前記凸部の基部は、前記パッシベーション膜に覆われ、さらに前記基部は前記パッシベーション膜上に設けられた前記耐湿性の金属膜によって前記パッシベーション膜を介して覆われている請求項1記載の半導体レーザ素子。   2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein a base portion of the convex portion is covered with the passivation film, and further, the base portion is covered with the moisture-resistant metal film provided on the passivation film via the passivation film. element. 電極パッドと、
前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、
前記第1の電極は前記凸部の上面上に設けられ、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜とは電気的に接続されている請求項2記載の半導体レーザ素子。
An electrode pad;
A lead electrode for connecting the first electrode and the electrode pad;
3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the first electrode is provided on an upper surface of the convex portion, and the extraction electrode and the moisture-resistant metal film are electrically connected.
電極パッドと、
前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、
前記第1の電極は前記凸部の上面上に設けられ、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜との間に第2のパッシベーション膜が設けられており、前記引き出し電極と前記耐湿性の金属膜とは電気的に接続されていない請求項2記載の半導体レーザ素子。
An electrode pad;
A lead electrode for connecting the first electrode and the electrode pad;
The first electrode is provided on an upper surface of the convex portion, and a second passivation film is provided between the extraction electrode and the moisture-resistant metal film, and the extraction electrode and the moisture-resistant metal are provided. 3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser device is not electrically connected to the film.
前記凸部の基部は、前記耐湿性の金属によって覆われ、さらに前記耐湿性の金属上に設けられた前記パッシベーション膜によって覆われている請求項1記載の半導体レーザ素子。   2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a base portion of the convex portion is covered with the moisture-resistant metal and further covered with the passivation film provided on the moisture-resistant metal. 前記パッシベーション膜および前記耐湿性の金属を覆う第3のパッシベーション膜と、
前記第3のパッシベーション膜の段差部を覆う第2の耐湿性の金属膜と、をさらに備える請求項1,2または5記載の半導体レーザ素子。
A third passivation film covering the passivation film and the moisture-resistant metal;
6. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising: a second moisture-resistant metal film that covers a step portion of the third passivation film.
前記パッシベーション膜、前記第1の電極、前記引き出し電極および前記耐湿性の金属を覆う第3のパッシベーション膜と、
前記第3のパッシベーション膜の段差部を覆う第2の耐湿性の金属膜と、をさらに備える請求項3または4記載の半導体レーザ素子。
A third passivation film covering the passivation film, the first electrode, the lead electrode and the moisture-resistant metal;
5. The semiconductor laser device according to claim 3, further comprising: a second moisture-resistant metal film that covers a step portion of the third passivation film. 6.
前記半導体基板の前記一主面上に設けられた半導体層と、
第2の電極パッドと、
前記第2の電極と前記第2の電極パッドとを接続する第2の引き出し電極と、をさらに備え、
前記凸部は前記半導体層上に設けられ、前記凸部は前記活性層を含み、前記第2の電極は、前記半導体層上に前記凸部と離間して設けられ、
前記第3のパッシベーション膜は、前記半導体層、前記第2の電極および前記第2の引き出し電極をさらに覆っている請求項7記載の半導体レーザ素子。
A semiconductor layer provided on the one principal surface of the semiconductor substrate;
A second electrode pad;
A second lead electrode connecting the second electrode and the second electrode pad; and
The convex portion is provided on the semiconductor layer, the convex portion includes the active layer, and the second electrode is provided on the semiconductor layer so as to be separated from the convex portion,
8. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the third passivation film further covers the semiconductor layer, the second electrode, and the second extraction electrode.
前記耐湿性の金属膜は、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、およびAu膜とその下のMo膜の2層膜から成る群より選ばれるいずれかの金属膜である請求項2乃至4のいずれかに記載の半導体レーザ素子。   The moisture-resistant metal film is any metal film selected from the group consisting of an Au film, a two-layer film of an Au film and an underlying Pt film, and a two-layer film of an Au film and an underlying Mo film. The semiconductor laser device according to claim 2. 前記耐湿性の金属膜の下に設けられ、前記耐湿性の金属膜と前記パッシベーション膜との密着性を向上させる密着性向上用金属膜をさらに備える請求項2乃至4および9のいずれかに記載の半導体レーザ素子。   10. The metal film for improving adhesion according to claim 2, further comprising a metal film for improving adhesion provided under the moisture-resistant metal film and improving adhesion between the moisture-resistant metal film and the passivation film. 11. Semiconductor laser device. 前記密着性向上用金属膜は、Ti、CrおよびPdから成る群より選ばれるいずれかの金属膜である請求項10記載の半導体レーザ素子。   11. The semiconductor laser device according to claim 10, wherein the adhesion improving metal film is any metal film selected from the group consisting of Ti, Cr and Pd. 前記耐湿性の金属膜は、NiとCrとAlの合金膜またはNiおよびCrのシリサイド膜である請求項5記載の半導体レーザ素子。   6. The semiconductor laser device according to claim 5, wherein the moisture-resistant metal film is an alloy film of Ni, Cr, and Al or a silicide film of Ni and Cr. 前記第2の耐湿性の金属膜は、Au膜、Au膜とその下のPt膜の2層膜、およびAu膜とその下のMo膜の2層膜から成る群より選ばれるいずれかの金属膜である請求項6記載の半導体レーザ素子。   The second moisture-resistant metal film is any metal selected from the group consisting of an Au film, a two-layer film of an Au film and an underlying Pt film, and a two-layer film of an Au film and an underlying Mo film 7. The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the semiconductor laser device is a film. 前記第2の耐湿性の金属膜の下に設けられ、前記第2の耐湿性の金属膜と前記第3のパッシベーション膜との密着性を向上させる第2の密着性向上用金属膜をさらに備える請求項6または13記載の半導体レーザ素子。   A second adhesion-improving metal film provided under the second moisture-resistant metal film to improve adhesion between the second moisture-resistant metal film and the third passivation film; The semiconductor laser device according to claim 6 or 13. 前記第2の密着性向上用金属膜は、Ti、CrおよびPdから成る群より選ばれるいずれかの金属膜である請求項14記載の半導体レーザ素子。   15. The semiconductor laser device according to claim 14, wherein the second adhesion improving metal film is any metal film selected from the group consisting of Ti, Cr, and Pd. 前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記パッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である請求項1乃至15のいずれかに記載の半導体レーザ素子。   16. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror. 前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記第2のパッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である請求項4記載の半導体レーザ素子。   5. The semiconductor laser element according to claim 4, wherein the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the second passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror. 前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記第3のパッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡の一部である請求項6または7記載の半導体レーザ素子。   8. The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the third passivation film is a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror. 前記誘電体多層膜反射鏡は、複数ペアのSiO/SiNからなる請求項16乃至18のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 16, wherein the dielectric multilayer film reflecting mirror is made of a plurality of pairs of SiO 2 / SiN x . 前記電流狭窄層は、アルミニウム含有化合物半導体層と、前記アルミニウム含有化合物半導体層の周囲に設けられた、前記アルミニウム含有化合物半導体層を酸化した酸化物絶縁物層と、を有している請求項1乃至19のいずれかに記載の半導体レーザ素子。   2. The current confinement layer includes an aluminum-containing compound semiconductor layer and an oxide insulator layer provided around the aluminum-containing compound semiconductor layer and obtained by oxidizing the aluminum-containing compound semiconductor layer. 20. A semiconductor laser device according to any one of items 19 to 19. 前記パッシベーション膜および前記耐湿性の金属上に設けられた平坦化用誘電体膜をさらに備える請求項1,2または5記載の半導体レーザ素子。   6. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a planarizing dielectric film provided on the passivation film and the moisture-resistant metal. 電極パッドと、
前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、
前記第1の電極は前記凸部上面に設けられ、前記引き出し電極と前記電極パッドは、前記平坦化用誘電体膜上に設けられている請求項21記載の半導体レーザ素子。
An electrode pad;
A lead electrode for connecting the first electrode and the electrode pad;
The semiconductor laser device according to claim 21, wherein the first electrode is provided on an upper surface of the convex portion, and the lead electrode and the electrode pad are provided on the planarizing dielectric film.
基板と、
第1の電極と、
第2の電極と、
第1の反射鏡と、
第2の反射鏡と、
前記第1の反射鏡および前記第2の反射鏡との間に形成された共振器であって、活性層と前記第1の電極と前記第2の電極と間の電流通路を狭窄する電流狭窄層とを含む前記共振器と、
前記基板の一主面上に形成された凸部であって、前記電流狭窄層を含む前記凸部と、
前記凸部および前記基板の一主面を覆うパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜の折れ曲がり部を覆う耐湿性の金属膜と、を備える半導体レーザ素子。
A substrate,
A first electrode;
A second electrode;
A first reflector;
A second reflector;
A resonator formed between the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, which narrows a current path between an active layer, the first electrode, and the second electrode. The resonator comprising a layer;
A protrusion formed on one principal surface of the substrate, the protrusion including the current confinement layer;
A passivation film covering the convex portion and one main surface of the substrate;
A semiconductor laser device comprising: a moisture-resistant metal film that covers a bent portion of the passivation film.
電極パッドと、
前記第1の電極と前記電極パッドとを接続する引き出し電極と、をさらに備え、
前記第1の電極は前記凸部上面に設けられ、
前記パッシベーション膜は、前記第1の電極と前記電極パッドとをさらに覆っている請求項23記載の半導体レーザ素子。
An electrode pad;
A lead electrode for connecting the first electrode and the electrode pad;
The first electrode is provided on the upper surface of the convex portion,
24. The semiconductor laser device according to claim 23, wherein the passivation film further covers the first electrode and the electrode pad.
前記半導体基板の前記一主面上に設けられた半導体層と、
第2の電極パッドと、
前記第2の電極と前記第2の電極パッドとを接続する第2の引き出し電極と、をさらに備え、
前記凸部は前記半導体層上に設けられ、前記凸部は前記活性層を含み、前記第2の電極は、前記半導体層上に前記凸部と離間して設けられ、
前記パッシベーション膜は、前記半導体層、前記第2の電極および前記第2の引き出し電極をさらに覆っている請求項24記載の半導体レーザ素子。
A semiconductor layer provided on the one principal surface of the semiconductor substrate;
A second electrode pad;
A second lead electrode connecting the second electrode and the second electrode pad; and
The convex portion is provided on the semiconductor layer, the convex portion includes the active layer, and the second electrode is provided on the semiconductor layer so as to be separated from the convex portion,
25. The semiconductor laser device according to claim 24, wherein the passivation film further covers the semiconductor layer, the second electrode, and the second extraction electrode.
前記第1の反射鏡は、誘電体多層膜反射鏡であり、前記パッシベーション膜は、前記誘電体多層膜反射鏡または前記誘電体多層膜反射鏡の一部である請求項23乃至25のいずれかに記載の半導体レーザ素子。   The first reflecting mirror is a dielectric multilayer film reflecting mirror, and the passivation film is the dielectric multilayer film reflecting mirror or a part of the dielectric multilayer film reflecting mirror. The semiconductor laser device described in 1. 請求項1乃至26のいずれかに記載の半導体レーザ素子を複数備えるレーザアレイ。   A laser array comprising a plurality of the semiconductor laser elements according to claim 1. 請求項1乃至26のいずれかに記載の半導体レーザ素子を備える光学機器。   An optical apparatus comprising the semiconductor laser element according to any one of claims 1 to 26. 請求項1乃至26のいずれかに記載の半導体レーザ素子を備える通信システム。   A communication system comprising the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 26.
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