JP2023007740A

JP2023007740A - Surface emitting laser and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2023007740A
Application number: JP2021110780A
Authority: JP
Inventors: 礼田中; Rei Tanaka
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2023-01-19

Abstract

To provide a surface emitting laser and a manufacturing method thereof capable of reducing the capacitance of the surface emitting laser.SOLUTION: A surface emitting laser includes a first reflective layer, an active layer provided on the first reflective layer, a second reflective layer provided on the active layer, a first oxidized constricting layer provided in the second reflective layer and extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer, and a second oxidized constricting layer positioned above the first oxidized constricting layer in the second reflective layer and extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer.SELECTED DRAWING: Figure 1B

Description

本開示は面発光レーザおよびその製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to surface emitting lasers and manufacturing methods thereof.

面発光型のレーザダイオード（面発光レーザ、ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ－ｃａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅ－ｅｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）が知られている（特許文献１など）。基板の上に反射層（ＤＢＲ層：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）および活性層を積層する。ＤＢＲ層と活性層とがレーザ共振器を形成する。活性層に電流を効率的に注入するため、ＤＢＲ層には酸化狭窄層を形成する。 A surface-emitting laser diode (VCSEL: Vertical-cavity Surface-emitting Laser) is known (Patent Document 1, etc.). A reflective layer (DBR layer: Distributed Bragg Reflector) and an active layer are laminated on the substrate. The DBR layers and the active layer form a laser cavity. An oxidized constriction layer is formed in the DBR layer in order to efficiently inject current into the active layer.

特開２００７－１４２３７５号公報JP 2007-142375 A

光通信などの分野では、面発光レーザを高速動作させ、光変調を行うことがある。酸化狭窄層の上側および下側に電荷がたまることで、静電容量が増加する。静電容量の増加によって、面発光レーザの高速での動作が困難になる。そこで、面発光レーザの静電容量を低減することが可能な面発光レーザおよびその製造方法を提供することを目的とする。 In a field such as optical communication, surface emitting lasers are operated at high speed to perform optical modulation. The accumulation of charge above and below the oxidized constricting layer increases the capacitance. The increased capacitance makes it difficult to operate the surface emitting laser at high speed. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surface emitting laser capable of reducing the capacitance of the surface emitting laser and a manufacturing method thereof.

本開示に係る面発光レーザは、第１反射層と、前記第１反射層の上に設けられた活性層と、前記活性層の上に設けられた第２反射層と、前記第２反射層に設けられ、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第１酸化狭窄層と、前記第２反射層のうち前記第１酸化狭窄層より上側に位置し、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第２酸化狭窄層と、を具備する。 A surface-emitting laser according to the present disclosure includes a first reflective layer, an active layer provided on the first reflective layer, a second reflective layer provided on the active layer, and the second reflective layer. a first oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer; and a second oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the center side of the second reflective layer.

本開示に係る面発光レーザの製造方法は、第１反射層と、活性層と、第２反射層とをこの順に積層する工程と、前記第２反射層の一部を酸化することで、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第１酸化狭窄層を形成する工程と、前記第２反射層の前記第１酸化狭窄層よりも上側の部分を酸化することで、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第２酸化狭窄層を形成する工程と、を有する。 A method for manufacturing a surface-emitting laser according to the present disclosure includes a step of laminating a first reflective layer, an active layer, and a second reflective layer in this order, and oxidizing a part of the second reflective layer. forming a first oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer; forming a second oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the center side of the second reflective layer by oxidizing the second oxidized constricting layer.

本開示によれば面発光レーザの静電容量を低減することが可能である。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the capacitance of the surface emitting laser.

図１Ａは、実施形態に係る面発光レーザを例示する平面図である。1A is a plan view illustrating a surface-emitting laser according to an embodiment; FIG. 図１Ｂは、図１Ａの線Ａ－Ａに沿った断面図である。FIG. 1B is a cross-sectional view along line AA of FIG. 1A. 図２は、メサを拡大した断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the mesa. 図３Ａは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a surface emitting laser. 図３Ｂは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図３Ｃは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図４Ａは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a surface emitting laser. 図４Ｂは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図４Ｃは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図５Ａは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a surface emitting laser. 図５Ｂは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図５Ｃは、面発光レーザの製造方法を例示する断面図である。FIG. 5C is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser. 図６は、比較例に係る面発光レーザを例示する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a surface emitting laser according to a comparative example.

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。 [Description of Embodiments of the Present Disclosure]
First, the contents of the embodiments of the present disclosure will be listed and described.

本開示の一形態は、（１）第１反射層と、前記第１反射層の上に設けられた活性層と、前記活性層の上に設けられた第２反射層と、前記第２反射層に設けられ、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第１酸化狭窄層と、前記第２反射層のうち前記第１酸化狭窄層より上側に位置し、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第２酸化狭窄層と、を具備する面発光レーザである。第２酸化狭窄層が設けられているため、第１酸化狭窄層の上側に電荷が蓄積しにくい。静電容量を低減することができる。
（２）前記第２反射層は、前記第１酸化狭窄層より下側に位置し、前記側面側から前記中央側に向けて延伸する酸化層を有し、前記側面側から前記中央側に向かう方向における前記第２酸化狭窄層の長さは、前記側面側から前記中央側に向かう方向における前記酸化層の長さより大きくてもよい。第２酸化狭窄層が設けられているため、第１酸化狭窄層の上側に電荷が蓄積しにくい。静電容量を低減することができる。
（３）前記側面側から前記中央側に向かう方向における前記第２酸化狭窄層の長さは、前記側面側から前記中央側に向かう方向における前記第１酸化狭窄層の長さの半分以上であり、前記第１酸化狭窄層の前記長さ以下でもよい。第２酸化狭窄層が設けられているため、第１酸化狭窄層の上側に電荷が蓄積しにくい。静電容量を低減することができる。
（４）前記第２反射層は、前記第１酸化狭窄層に囲まれた部分および前記第２酸化狭窄層に囲まれた部分に未酸化領域を有し、前記未酸化領域の上に設けられた電極をさらに具備してもよい。未酸化領域に電流が流れるため、活性層に電流を注入することができる。
（５）前記第２反射層はアルミニウムガリウム砒素で形成され、前記第１酸化狭窄層におけるアルミニウムの組成比は、前記第２反射層のうち前記第１酸化狭窄層以外の層のアルミニウムの組成比よりも高くてもよい。アルミニウムの組成比が高いほど、酸化レートが高くなる。第１酸化狭窄層は、速く酸化され、長く延伸する。第２酸化狭窄層は、第１酸化狭窄層よりも短くなる。
（６）前記第１反射層、前記活性層および前記第２反射層はメサを構成し、前記第１酸化狭窄層および前記第２酸化狭窄層は、前記メサの側面側から前記メサの中央側に延伸してもよい。静電容量を低減することができる。
（７）前記第１反射層の側面、前記活性層の側面、および前記第２反射層のうち前記第１酸化狭窄層より下の部分から前記第１酸化狭窄層までの側面を覆う第１絶縁膜と、前記第２酸化狭窄層の側面を覆う第２絶縁膜と、を具備してもよい。第１絶縁膜および第２絶縁膜により、面発光レーザの表面を保護する。
（８）第１反射層と、活性層と、第２反射層とをこの順に積層する工程と、前記第２反射層の一部を酸化することで、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第１酸化狭窄層を形成する工程と、前記第２反射層の前記第１酸化狭窄層よりも上側の部分を酸化することで、前記第２反射層の側面側から前記第２反射層の中央側に向けて延伸する第２酸化狭窄層を形成する工程と、を有する面発光レーザの製造方法である。第２酸化狭窄層が形成されるため、第１酸化狭窄層の上側に電荷が蓄積しにくい。静電容量を低減することができる。
（９）前記第１酸化狭窄層を形成する工程の後、前記第１反射層の側面、前記活性層の側面、および前記第１酸化狭窄層の側面を覆う第１絶縁膜を形成する工程と、前記第２反射層のうち前記第１酸化狭窄層よりも上側の部分を酸化することで前記第２酸化狭窄層を形成する工程と、前記第２酸化狭窄層の側面を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、を有してもよい。第１酸化狭窄層は第１絶縁膜で覆われるため、追加の酸化が抑制される。未酸化領域が残存する。 One aspect of the present disclosure is (1) a first reflective layer, an active layer provided on the first reflective layer, a second reflective layer provided on the active layer, and the second reflective layer a first oxidized constricting layer provided in a layer and extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer; a second oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the center side of the second reflective layer. Since the second oxidized constricting layer is provided, charges are less likely to be accumulated on the upper side of the first oxidized constricting layer. Capacitance can be reduced.
(2) The second reflective layer has an oxidized layer that is located below the first oxidized constricting layer and extends from the side surface toward the center, and extends from the side surface toward the center. A length of the second oxidized constricting layer in a direction may be greater than a length of the oxidized layer in a direction from the lateral side toward the central side. Since the second oxidized constricting layer is provided, charges are less likely to be accumulated on the upper side of the first oxidized constricting layer. Capacitance can be reduced.
(3) The length of the second oxidized constricting layer in the direction from the side surface side to the center side is at least half the length of the first oxidized constriction layer in the direction from the side surface side to the center side. , may be less than or equal to the length of the first oxidized constricting layer. Since the second oxidized constricting layer is provided, charges are less likely to be accumulated on the upper side of the first oxidized constricting layer. Capacitance can be reduced.
(4) The second reflective layer has an unoxidized region in a portion surrounded by the first oxidized constricting layer and a portion surrounded by the second oxidized constricting layer, and is provided on the unoxidized region. You may further comprise an electrode. Since the current flows through the unoxidized region, the current can be injected into the active layer.
(5) The second reflective layer is formed of aluminum gallium arsenide, and the composition ratio of aluminum in the first oxidized constricting layer is the composition ratio of aluminum in the layers of the second reflective layer other than the first oxidized constricting layer. may be higher than The higher the aluminum composition ratio, the higher the oxidation rate. The first oxidized constricting layer is oxidized quickly and stretches long. The second oxidized constricting layer is shorter than the first oxidized constricting layer.
(6) The first reflective layer, the active layer, and the second reflective layer form a mesa, and the first oxidized constricting layer and the second oxidized constricting layer extend from the side surface side of the mesa to the center side of the mesa. It may be stretched to Capacitance can be reduced.
(7) a first insulation covering the side surface of the first reflective layer, the side surface of the active layer, and the side surface of the second reflective layer from the portion below the first oxidized constricting layer to the first oxidized constricting layer; and a second insulating film covering a side surface of the second oxidized constricting layer. The surface of the surface emitting laser is protected by the first insulating film and the second insulating film.
(8) A step of laminating a first reflective layer, an active layer, and a second reflective layer in this order; forming a first oxidized constricting layer extending toward the central side of the second reflective layer; forming a second oxidized constricting layer extending from the side surface of the layer toward the center of the second reflective layer. Since the second oxidized constricting layer is formed, charges are less likely to be accumulated on the upper side of the first oxidized constricting layer. Capacitance can be reduced.
(9) forming a first insulating film covering the side surface of the first reflective layer, the side surface of the active layer, and the side surface of the first oxidized constricting layer after the step of forming the first oxidized constricting layer; forming the second oxidized constricting layer by oxidizing a portion of the second reflective layer above the first oxidized constricting layer; and a second insulating film covering a side surface of the second oxidized constricting layer. and forming a. Since the first oxidized constricting layer is covered with the first insulating film, additional oxidation is suppressed. Unoxidized areas remain.

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る面発光レーザおよびその製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 [Details of the embodiment of the present disclosure]
A specific example of a surface-emitting laser according to an embodiment of the present disclosure and a method for manufacturing the same will be described below with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

（面発光レーザ）
図１Ａは、実施形態に係る面発光レーザ１００を例示する平面図である。図１Ｂは、図１Ａの線Ａ－Ａに沿った断面図である。図２は、メサ１０を拡大した断面図である。断面図において、ＤＢＲ層２２および２６のハッチングを省略している。 (surface emitting laser)
FIG. 1A is a plan view illustrating a surface emitting laser 100 according to an embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view along line AA of FIG. 1A. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the mesa 10. As shown in FIG. In the cross-sectional view, hatching of the DBR layers 22 and 26 is omitted.

図１Ａに示すように、面発光レーザ１００の平面形状は矩形である。面発光レーザ１００の２つの辺はＸ軸方向に延伸する。別の２つの辺はＹ軸方向に延伸する。１辺の長さは、例えば２４０μｍから２５０μｍである。Ｚ軸方向は、半導体層の積層方向であり、かつ面発光レーザ１００の出射光の光軸方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、互いに直交する。 As shown in FIG. 1A, the planar shape of the surface emitting laser 100 is rectangular. Two sides of the surface emitting laser 100 extend in the X-axis direction. Another two sides extend in the Y-axis direction. The length of one side is, for example, 240 μm to 250 μm. The Z-axis direction is the stacking direction of the semiconductor layers and the optical axis direction of the light emitted from the surface emitting laser 100 . The X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction are orthogonal to each other.

面発光レーザ１００の上面は、ＸＹ平面に平行に延伸する。面発光レーザ１００は、メサ１０、テラス１２、凹部１４および１６、電極３０および３４、パッド３２および３８を有する。凹部１４および１６は、メサ１０およびテラス１２よりもＺ軸方向に窪んでいる。凹部１６は、後述のように複数の面発光レーザ１００間を分離するためのものであり、面発光レーザ１００の外周に位置する。ＸＹ平面内におけるメサ１０、パッド３２および３８の形状は円形である。メサ１０の直径Ｄ１は例えば３０μｍである。パッド３２の直径、およびパッド３８の直径は、例えば７０μｍである。凹部１４は、円環状であり、メサ１０を囲む。テラス１２は、メサ１０および凹部１４の外側に位置する。電極３０は、凹部１４内に位置する。電極３４は、メサ１０の上に位置し、例えばリング状である。 The top surface of the surface emitting laser 100 extends parallel to the XY plane. Surface emitting laser 100 has mesa 10, terrace 12, recesses 14 and 16, electrodes 30 and 34, and pads 32 and . Recesses 14 and 16 are recessed in the Z-axis direction from mesa 10 and terrace 12 . The concave portion 16 is for separating the plurality of surface emitting lasers 100 as described later, and is located on the outer periphery of the surface emitting lasers 100 . The shape of mesa 10, pads 32 and 38 in the XY plane is circular. A diameter D1 of the mesa 10 is, for example, 30 μm. The diameter of pad 32 and the diameter of pad 38 are, for example, 70 μm. The recess 14 is annular and surrounds the mesa 10 . Terrace 12 is located outside mesa 10 and recess 14 . The electrode 30 is positioned within the recess 14 . The electrode 34 is positioned above the mesa 10 and is ring-shaped, for example.

図１Ｂに示すように、面発光レーザ１００は、基板２０、ＤＢＲ（ＤＢＲ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）層２２（第１反射層）、活性層２４、ＤＢＲ層２６（第２反射層）、およびコンタクト層２８を備える。基板２０の上面に、ＤＢＲ層２２、活性層２４およびＤＢＲ層２６がこの順に積層されている。ＤＢＲ層２２の途中にコンタクト層２８が挿入されている。ＤＢＲ層２２、活性層２４およびＤＢＲ層２６は、共振器長がλ／２のレーザ共振器を形成する。λは面発光レーザ１００の出射光の波長である。凹部１４および１６の底面は、メサ１０およびテラス１２の上面よりも基板２０に近い。 As shown in FIG. 1B, the surface-emitting laser 100 includes a substrate 20, a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer 22 (first reflective layer), an active layer 24, a DBR layer 26 (second reflective layer), and a contact layer. 28. A DBR layer 22 , an active layer 24 and a DBR layer 26 are laminated in this order on the upper surface of the substrate 20 . A contact layer 28 is inserted in the middle of the DBR layer 22 . The DBR layer 22, the active layer 24 and the DBR layer 26 form a laser cavity with a cavity length of λ/2. λ is the wavelength of light emitted from the surface emitting laser 100 . The bottom surfaces of recesses 14 and 16 are closer to substrate 20 than the top surfaces of mesas 10 and terraces 12 .

メサ１０およびテラス１２は、それぞれＤＢＲ層２２の一部、活性層２４およびＤＢＲ層２６で形成されている。ＤＢＲ層２２のうちコンタクト層２８よりも上側の部分は、メサ１０またはテラス１２に含まれる。凹部１４は、Ｚ軸方向においてコンタクト層２８の上面まで延伸する。メサ１０、テラス１２、および凹部１４の下には、コンタクト層２８、ＤＢＲ層２２のうちコンタクト層２８よりも下側の部分が広がる。凹部１６は、Ｚ軸方向において基板２０まで延伸する。凹部１４の底面を基準とするメサ１０の高さは例えば５．５μｍである。 Mesas 10 and terraces 12 are formed of portions of DBR layer 22, active layer 24 and DBR layer 26, respectively. A portion of the DBR layer 22 above the contact layer 28 is included in the mesa 10 or terrace 12 . The recess 14 extends to the upper surface of the contact layer 28 in the Z-axis direction. Below the mesa 10, the terrace 12, and the recess 14, portions of the contact layer 28 and the DBR layer 22 below the contact layer 28 extend. Recess 16 extends to substrate 20 in the Z-axis direction. The height of the mesa 10 with respect to the bottom surface of the recess 14 is, for example, 5.5 μm.

基板２０は例えば半絶縁性のガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成された半導体基板である。ＤＢＲ層２２は、例えばｎ型のアルミニウムガリウム砒素（Ａｌ_ｘＧａ_１－ｘＡｓ、０≦ｘ≦０．３）と、ｎ型のＡｌ_ｙＧａ_１－ｙＡｓ（０．７≦ｙ≦１）とを光学膜厚λ／４ずつ交互に積層した半導体多層膜である。ＤＢＲ層２２には例えばシリコン（Ｓｉ）がドーピングされている。コンタクト層２８は例えばｎ型のＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓで形成される。 The substrate 20 is a semiconductor substrate made of, for example, semi-insulating gallium arsenide (GaAs). The DBR layer 22 is made of, for example, n-type aluminum gallium arsenide (Al _x Ga _1-x As, 0≦x≦0.3) and n-type Al _y Ga _1-y As (0.7≦y≦1). is alternately laminated by optical film thickness of λ/4. The DBR layer 22 is doped with silicon (Si), for example. The contact layer 28 is made of, for example, n-type AlGaAs or GaAs.

活性層２４は、交互に積層された複数の量子井戸層と複数のバリア層とを含み、多重量子井戸（ＭＱＷ：ＭｕｌｔｉｐｌｅＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ）構造を有する。活性層２４のバリア層は、例えばＡｌＧａＡｓで形成されている。活性層２４の量子井戸層は、例えばインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）で形成されている。活性層２４は、光学利得を有する。活性層２４とＤＢＲ層２２との間、および活性層２４とＤＢＲ層２６との間には、不図示の分散閉じ込めヘテロ構造のＳＣＨ（ＳｅｐａｒａｔｅＣｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層が介在する。 The active layer 24 includes a plurality of alternately stacked quantum well layers and a plurality of barrier layers, and has a multiple quantum well (MQW) structure. The barrier layer of the active layer 24 is made of AlGaAs, for example. The quantum well layers of the active layer 24 are made of, for example, indium gallium arsenide (InGaAs). Active layer 24 has an optical gain. SCH (Separate Confinement Heterostructure) layers of a distributed confinement heterostructure (not shown) are interposed between the active layer 24 and the DBR layer 22 and between the active layer 24 and the DBR layer 26 .

ＤＢＲ層２６は例えばｐ型のＡｌ_ｘＧａ_１－ｘＡｓ（０≦ｘ≦０．３）およびｐ型のＡｌ_ｙＧａ_１－ｙＡｓ（０．７≦ｙ≦１）を光学膜厚λ／４ずつ交互に積層した半導体多層膜である。ＤＢＲ層２６は、Ａｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層を含む。後述の酸化狭窄層４０は、Ａｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層が酸化されることで形成される。ＤＢＲ層２６のうち酸化狭窄層４０以外の層におけるＡｌ組成比は、例えば０．９以下である。ＤＢＲ層２６の最も上の層は、Ａｌを含まないｐ型のＧａＡｓ層である。ＤＢＲ層２６には例えば炭素（Ｃ）がドーピングされている。基板２０、ＤＢＲ層２２、コンタクト層２８、活性層２４、ＤＢＲ層２６は上記以外の化合物半導体で形成されてもよい。 The DBR layer 26 is composed of, for example, p-type Al _x Ga _1-x As (0≦x≦0.3) and p-type Al _y Ga _1-y As (0.7≦y≦1) with an optical thickness of λ/ It is a semiconductor multilayer film in which four layers are alternately stacked. DBR layer 26 includes an Al _0.98 Ga _0.02 As layer. An oxidized constricting layer 40 to be described later is formed by oxidizing the Al _0.98 Ga _0.02 As layer. The Al composition ratio in the layers other than the oxidized constricting layer 40 in the DBR layer 26 is, for example, 0.9 or less. The uppermost layer of the DBR layer 26 is a p-type GaAs layer that does not contain Al. The DBR layer 26 is doped with carbon (C), for example. The substrate 20, the DBR layer 22, the contact layer 28, the active layer 24, and the DBR layer 26 may be made of compound semiconductors other than those described above.

図１Ｂおよび図２に示すように、メサ１０には、高抵抗領域１７、酸化狭窄層４０（第１酸化狭窄層）、酸化狭窄層４２（第２酸化狭窄層）、および酸化狭窄層４４（酸化層）が設けられている。高抵抗領域１７は、メサ１０のうち点線よりも外側の部分であり、例えばイオン注入などにより形成される。高抵抗領域１７は、Ｚ軸方向においてメサ１０の上面から下端（コンタクト層２８の上面）までを占める。 As shown in FIGS. 1B and 2, the mesa 10 includes a high resistance region 17, an oxidized constricting layer 40 (first oxidized constricting layer), an oxidized constricting layer 42 (second oxidized constricting layer), and an oxidized constricting layer 44 ( oxide layer) is provided. The high-resistance region 17 is a portion of the mesa 10 outside the dotted line, and is formed by, for example, ion implantation. The high resistance region 17 occupies the Z-axis direction from the upper surface of the mesa 10 to the lower end (the upper surface of the contact layer 28).

酸化狭窄層４０、４２および４４は、ＤＢＲ層２６に形成されており、メサ１０の側面側からメサ１０の中央側に向けて、メサ１０の径方向に延伸する。酸化狭窄層４２は、酸化狭窄層４０よりもＺ軸方向の上側に位置し、酸化狭窄層４０の上面からメサ１０の上面付近までを占める。メサ１０の上面には、例えばＡｌを含まないｐ型の導電層がある。酸化狭窄層４４は、酸化狭窄層４０よりもＺ軸方向の下側に位置し、酸化狭窄層４０からメサ１０の下端（コンタクト層２８の上面）までを占める。 The oxidized constricting layers 40 , 42 and 44 are formed on the DBR layer 26 and extend in the radial direction of the mesa 10 from the lateral side of the mesa 10 toward the center of the mesa 10 . The oxidized constricting layer 42 is located above the oxidized constricting layer 40 in the Z-axis direction and occupies the upper surface of the oxidized constricting layer 40 to the vicinity of the upper surface of the mesa 10 . On top of the mesa 10 is a p-type conductive layer that does not contain Al, for example. The oxidized constricting layer 44 is positioned below the oxidized constricting layer 40 in the Z-axis direction and occupies the area from the oxidized constricting layer 40 to the lower end of the mesa 10 (upper surface of the contact layer 28).

径方向における酸化狭窄層４０の長さＬ１は、例えば１１μｍである。酸化狭窄層４２の長さＬ２は、酸化狭窄層４０の長さＬ１の半分以上、かつＬ１以下であり、例えば６．５μｍである。酸化狭窄層４２は、酸化狭窄層４４よりも長い。酸化狭窄層４４の長さは、例えば１．１μｍである。メサ１０の径方向の中央部は未酸化領域１１であり、高抵抗領域１７、酸化狭窄層４０、４２および４４が設けられていない。未酸化領域１１の上面が面発光レーザ１００のアパーチャとなる。 The length L1 of the oxidized constricting layer 40 in the radial direction is, for example, 11 μm. The length L2 of the oxidized constricting layer 42 is more than half the length L1 of the oxidized constricting layer 40 and less than or equal to L1, eg, 6.5 μm. The oxidized constricting layer 42 is longer than the oxidized constricting layer 44 . The length of the oxidized constricting layer 44 is, for example, 1.1 μm. The central portion in the radial direction of the mesa 10 is the unoxidized region 11, and the high resistance region 17 and the oxidized constricting layers 40, 42 and 44 are not provided. The upper surface of the unoxidized region 11 becomes the aperture of the surface emitting laser 100 .

テラス１２に酸化狭窄層４０、４２および４４が設けられてもよい。テラス１２における酸化狭窄層４２の長さは、酸化狭窄層４４の長さに等しい。テラス１２の全体に高抵抗領域１７が形成されている。 Terrace 12 may be provided with oxidized constriction layers 40 , 42 and 44 . The length of oxidized constricting layer 42 in terrace 12 is equal to the length of oxidized constricting layer 44 . A high resistance region 17 is formed over the entire terrace 12 .

絶縁膜１３は、テラス１２の上面および側面、凹部１４の底面、および凹部１６の底面を覆う。絶縁膜１３は、メサ１０の側面のうち酸化狭窄層４０よりも下側の部分から酸化狭窄層４０までを覆う。絶縁膜１５は、絶縁膜１３の表面、メサ１０の上面および側面、テラス１２の上面および側面、凹部１４の底面、および凹部１６の底面を覆う。絶縁膜１３および１５は、それぞれ例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）および酸化シリコン（ＳｉＯ_２）などの絶縁体で形成される。絶縁膜１３および１５それぞれの厚さは例えば３５０μｍである。絶縁膜１３および１５、電極３０および３４を覆うパッシベーション膜を設けてもよい。 The insulating film 13 covers the top surface and side surfaces of the terrace 12 , the bottom surface of the recess 14 and the bottom surface of the recess 16 . The insulating film 13 covers the portion of the side surface of the mesa 10 below the oxidized constricting layer 40 to the oxidized constricting layer 40 . The insulating film 15 covers the surface of the insulating film 13 , the top surface and side surfaces of the mesa 10 , the top surface and side surfaces of the terrace 12 , the bottom surface of the recess 14 and the bottom surface of the recess 16 . The insulating films 13 and 15 are each made of an insulator such as silicon oxynitride (SiON), silicon nitride (SiN) and silicon oxide (SiO ₂ ). Each of the insulating films 13 and 15 has a thickness of 350 μm, for example. A passivation film covering the insulating films 13 and 15 and the electrodes 30 and 34 may be provided.

絶縁膜１３および１５は、凹部１４の内側、およびメサ１０の上面に開口部を有する。凹部１４内の開口部から、コンタクト層２８の上面が露出する。メサ１０の上面の開口部から、ＤＢＲ層２６の上面が露出する。 Insulating films 13 and 15 have openings inside recess 14 and on the upper surface of mesa 10 . The upper surface of the contact layer 28 is exposed through the opening in the recess 14 . The top surface of the DBR layer 26 is exposed through the opening on the top surface of the mesa 10 .

電極３０は、ｎ型電極であり、凹部１４の内側に設けられ、絶縁膜１３および１５の開口部から露出するコンタクト層２８の上面に接触する。電極３０は、例えば金－ゲルマニウムの合金（ＡｕＧｅ）とニッケル（Ｎｉ）との積層構造など、金属で形成される。電極３４は、ｐ型電極であり、メサ１０の上面に設けられ、絶縁膜１３および１５の開口部から露出するＤＢＲ層２６の上面に接触する。電極３４は、例えばチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）およびＡｕの積層構造など、金属で形成される。パッド３２および３８、配線３１および３６は、Ａｕなどの金属で形成される。配線３１は、電極３０とパッド３２とを電気的に接続する。配線３１は、テラス１２の側面を覆う絶縁膜１３および１５上を延在する。配線３１がその上を延在するテラス１２の側面は、酸化狭窄層４０、４２および４４の側面を含んでいてもよい。配線３６は、電極３４とバッド３８とを電気的に接続する。配線３６は、メサ１０およびテラス１２の側面を覆う絶縁膜１３および１５上を延在する。配線３６が延在するメサ１０の側面は、酸化狭窄層４０、４２および４４の側面を含む。配線３６がその上を延在するテラス１２の側面は、酸化狭窄層４０、４２および４４の側面を含んでいてもよい。 Electrode 30 is an n-type electrode, is provided inside recess 14 , and contacts the upper surface of contact layer 28 exposed from the openings of insulating films 13 and 15 . The electrode 30 is made of metal such as a laminated structure of gold-germanium alloy (AuGe) and nickel (Ni). The electrode 34 is a p-type electrode, is provided on the upper surface of the mesa 10 , and contacts the upper surface of the DBR layer 26 exposed through the openings of the insulating films 13 and 15 . The electrode 34 is made of metal such as a laminated structure of titanium (Ti), platinum (Pt) and Au. Pads 32 and 38 and wires 31 and 36 are made of metal such as Au. The wiring 31 electrically connects the electrode 30 and the pad 32 . The wiring 31 extends over the insulating films 13 and 15 covering the side surfaces of the terrace 12 . The sides of terrace 12 over which interconnect 31 extends may include sides of oxide constriction layers 40 , 42 and 44 . The wiring 36 electrically connects the electrode 34 and the pad 38 . The wiring 36 extends over the insulating films 13 and 15 covering the sides of the mesa 10 and terrace 12 . The sides of mesa 10 from which line 36 extends include the sides of oxidized constriction layers 40, 42 and 44. FIG. The sides of terrace 12 over which interconnect 36 extends may include sides of oxide constriction layers 40 , 42 and 44 .

図１Ａに示すパッド３２および３８は、外部の機器と電気的に接続される。パッド３２および３８に電圧を印加することで、面発光レーザ１００に電流を入力する。高抵抗領域１７、酸化狭窄層４０、４２および４４は、未酸化領域１１に比べて高い電気抵抗を有する。未酸化領域１１は、酸化狭窄層および高抵抗領域１７に比べて低い電気抵抗を有し、電流の経路となる。電流は未酸化領域１１を流れ、活性層２４に注入される。キャリアの注入によって活性層２４で発生する光は、ＤＢＲ層２２および２６で反射されることでレーザ発振し、アパーチャから面発光レーザ１００の外側に出射される。 Pads 32 and 38 shown in FIG. 1A are electrically connected to external equipment. A current is input to the surface emitting laser 100 by applying a voltage to the pads 32 and 38 . High resistance region 17 and oxidized constricting layers 40 , 42 and 44 have higher electrical resistance than unoxidized region 11 . The unoxidized region 11 has a lower electrical resistance than the oxidized constricting layer and the high resistance region 17, and serves as a current path. Current flows through the unoxidized region 11 and is injected into the active layer 24 . Light generated in the active layer 24 by carrier injection is reflected by the DBR layers 22 and 26 to cause laser oscillation, and is emitted to the outside of the surface emitting laser 100 through the aperture.

（製造方法）
図３Ａから図５Ｃは、面発光レーザ１００の製造方法を例示する断面図である。図３Ａに示すように、例えば有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、基板２０の上面にＤＢＲ層２２、活性層２４およびＤＢＲ層２６を、この順にエピタキシャル成長する。ＤＢＲ層２２の成長の途中にコンタクト層２８も成長する。 (Production method)
3A to 5C are cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the surface emitting laser 100. FIG. As shown in FIG. 3A, a DBR layer 22, an active layer 24 and a DBR layer 26 are epitaxially grown in this order on the upper surface of a substrate 20 by, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). The contact layer 28 is also grown during the growth of the DBR layer 22 .

半導体層の成長条件の例を以下に示す。
温度：５００℃以上、８００℃以下
原料ガス：トリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｇａｌｌｉｕｍ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：Ｔｒｉｍｅｔｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、アルシン（ＡｓＨ_３）など Examples of growth conditions for the semiconductor layer are shown below.
Temperature: 500° C. or higher and 800° C. or lower Raw material gases: trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), arsine (AsH ₃ ), etc.

エピタキシャル成長の後、ＤＢＲ層２６の上面の一部を不図示のマスクで覆う。プロトン（Ｈ^＋）などのイオンを注入し、高抵抗領域１７を形成する。イオンが注入される深さは、例えばＤＢＲ層２６の上面から活性層２４までの深さよりも大きく、コンタクト層２８には達しない。 After epitaxial growth, part of the upper surface of the DBR layer 26 is covered with a mask (not shown). Ions such as protons (H ⁺ ) are implanted to form high resistance regions 17 . The depth to which the ions are implanted is, for example, greater than the depth from the upper surface of the DBR layer 26 to the active layer 24 and does not reach the contact layer 28 .

図３Ｂに示すように、ＤＢＲ層２６の上面にマスク５０を形成する。マスク５０に覆われていない部分に、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）を行う。ＤＢＲ層２６、活性層２４、およびＤＢＲ層２２のうち活性層２４とコンタクト層２８との間の部分が取り除かれ、凹部１４が形成される。マスク５０で覆われた部分にメサ１０およびテラス１２が形成される。ウェハ（基板２０）には、メサ１０およびテラス１２が複数形成される。マスク５０は除去する。 A mask 50 is formed on top of the DBR layer 26, as shown in FIG. 3B. A portion not covered with the mask 50 is subjected to reactive ion etching (RIE), for example. A portion of the DBR layer 26, the active layer 24, and the DBR layer 22 between the active layer 24 and the contact layer 28 is removed to form the recess 14. As shown in FIG. A mesa 10 and a terrace 12 are formed in the portion covered with the mask 50 . A plurality of mesas 10 and terraces 12 are formed on the wafer (substrate 20). Mask 50 is removed.

図３Ｃに示すように、酸化狭窄層４０を形成する。例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）を含む雰囲気で満たした炉に、ウェハを入れる。炉内を例えば４００℃程度の温度に加熱することで、ＤＢＲ層２６および活性層２４が酸化される。酸化は、メサ１０の側面からメサ１０の中央側に向けて進み、テラス１２の側面からテラス１２の中央側に向けて進む。 As shown in FIG. 3C, an oxidized constricting layer 40 is formed. For example, the wafer is placed in a furnace filled with an atmosphere containing water vapor ( _H2O ). The DBR layer 26 and the active layer 24 are oxidized by heating the inside of the furnace to a temperature of about 400° C., for example. Oxidation progresses from the side of mesa 10 toward the center of mesa 10 and from the side of terrace 12 toward the center of terrace 12 .

酸化レート（酸化が側面から中央に向けて進行する速さ）は、Ａｌ組成比によって決まる。Ａｌ組成比が高い層の酸化レートは、Ａｌ組成比が低い層の酸化レートに比べて大きい。ＤＢＲ層２６のうちＡｌ組成比が０．９８の層（Ａｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層）は、他の層に比べて速く酸化される。Ａｌ組成比が０．９の層（Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層）の酸化レートは、例えばＡｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層の酸化レートの１／８である。酸化レートの大きなＡｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層に酸化狭窄層４０が形成される。酸化狭窄層４０が形成される際に、Ａｌ組成比が低い層も酸化され、酸化狭窄層４１および４３が形成される。酸化狭窄層４１は酸化狭窄層４０よりも上に位置する。酸化狭窄層４３は酸化狭窄層４０よりも下に位置する。酸化狭窄層４０は、酸化狭窄層４１および４３よりも長い。酸化の時間は、酸化狭窄層４０の長さが例えば１１μｍになる程度とする。酸化狭窄層４０、４１および４３に囲まれた内側の部分は、酸化されておらず、未酸化領域１１となる。 The oxidation rate (the speed at which oxidation progresses from the sides toward the center) is determined by the Al composition ratio. The oxidation rate of a layer with a high Al composition ratio is higher than that of a layer with a low Al composition ratio. A layer having an Al composition ratio of 0.98 (Al _0.98 Ga _0.02 As layer) in the DBR layer 26 is oxidized faster than other layers. The oxidation rate of the layer having an Al composition ratio of 0.9 (Al _0.9 Ga _0.1 As layer) is, for example, 1/8 the oxidation rate of the Al _0.98 Ga _0.02 As layer. An oxidized constricting layer 40 is formed on the Al _0.98 Ga _0.02 As layer with a high oxidation rate. When the oxidized constricting layer 40 is formed, the layer having a low Al composition ratio is also oxidized to form oxidized constricting layers 41 and 43 . The oxidized constricting layer 41 is located above the oxidized constricting layer 40 . The oxidized constricting layer 43 is located below the oxidized constricting layer 40 . Oxidized constricting layer 40 is longer than oxidized constricting layers 41 and 43 . The oxidation time is such that the length of the oxidized constricting layer 40 becomes 11 μm, for example. The inner portion surrounded by the oxidized constricting layers 40 , 41 and 43 is not oxidized and becomes the unoxidized region 11 .

図４Ａに示すように、例えばＲＩＥによって、ＤＢＲ層２２のうちテラス１２よりも外側の部分を取り除き、凹部１６を形成する。凹部１６は、複数の面発光レーザ１００を分離する。エッチングの条件は、メサ１０を形成する際の条件と同じである。 As shown in FIG. 4A, the portion of the DBR layer 22 outside the terrace 12 is removed by RIE, for example, to form a recess 16. As shown in FIG. A recess 16 separates the plurality of surface emitting lasers 100 . The etching conditions are the same as those for forming the mesa 10 .

図４Ｂに示すように、例えばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ法：ＰｌａｓｍａＥｎｈａｎｃｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより、絶縁膜１３を形成する。絶縁膜１３は、メサ１０の側面および上面、テラス１２の側面および上面、凹部１４および１６の底面を覆う。 As shown in FIG. 4B, the insulating film 13 is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), for example. The insulating film 13 covers the side and top surfaces of the mesa 10 , the side and top surfaces of the terrace 12 , and the bottom surfaces of the recesses 14 and 16 .

図４Ｃ以降の図は、メサ１０を拡大した断面図である。図４Ｃに示すように、例えばＲＩＥなどにより、絶縁膜１３のうち酸化狭窄層４０より上の部分を除去する。絶縁膜１３のうち酸化狭窄層４０以下の部分は、不図示のマスクで覆われるためエッチングされない。エッチング後、酸化狭窄層４１が露出する。酸化狭窄層４０および４４は露出しない。絶縁膜１３のうちテラス１２を覆う部分はエッチングしない。 4C and subsequent drawings are enlarged cross-sectional views of the mesa 10. FIG. As shown in FIG. 4C, a portion of the insulating film 13 above the oxidized constricting layer 40 is removed by, for example, RIE. A portion of the insulating film 13 below the oxidized constricting layer 40 is not etched because it is covered with a mask (not shown). After etching, the oxidized constricting layer 41 is exposed. Oxidized constricting layers 40 and 44 are not exposed. A portion of the insulating film 13 covering the terrace 12 is not etched.

図５Ａに示すように、ＤＢＲ層２６のうち絶縁膜１３から露出する部分を酸化することで、酸化狭窄層４２を形成する。酸化の工程の温度および雰囲気は、上記のものと同じである。ＤＢＲ層２６のうち絶縁膜１３から露出する部分は、水蒸気を含む雰囲気に曝露され、加熱されることで、酸化される。酸化狭窄層４１が追加して酸化されることで、酸化狭窄層４２が形成される。酸化の時間は、酸化狭窄層４２の長さが例えば６．５μｍとなる程度である。酸化狭窄層４０および４４は、絶縁膜１３で覆われており、酸化されない。酸化狭窄層４０、４２および４４の内側に、未酸化領域１１が残存する。 As shown in FIG. 5A, the oxidized constricting layer 42 is formed by oxidizing the portion of the DBR layer 26 exposed from the insulating film 13 . The temperature and atmosphere of the oxidation step are the same as above. A portion of the DBR layer 26 exposed from the insulating film 13 is exposed to an atmosphere containing water vapor and heated to be oxidized. An oxidized constricting layer 42 is formed by additionally oxidizing the oxidized constricting layer 41 . The oxidation time is such that the length of the oxidized constricting layer 42 is, for example, 6.5 μm. The oxidized constricting layers 40 and 44 are covered with the insulating film 13 and are not oxidized. Unoxidized regions 11 remain inside the oxidized constricting layers 40 , 42 and 44 .

図５Ｂに示すように、ＰＥＣＶＤ法などにより、絶縁膜１５を形成する。成膜の条件は絶縁膜１３と同じである。絶縁膜１５は、絶縁膜１３の表面を覆い、メサ１０のうち絶縁膜１３から露出する部分を覆う。 As shown in FIG. 5B, an insulating film 15 is formed by PECVD or the like. The film formation conditions are the same as those for the insulating film 13 . The insulating film 15 covers the surface of the insulating film 13 and covers the portion of the mesa 10 exposed from the insulating film 13 .

図５Ｃに示すように、絶縁膜１３および１５のうち凹部１４内の部分に開口部を形成する。絶縁膜１５のうちメサ１０の上の部分に開口部を形成する。真空蒸着により、電極３０および３４を形成する。スパッタリングおよびメッキ処理などにより、図１Ａおよび図１Ｂに示す配線３１、パッド３２および３８を形成する。絶縁膜１３および１５、電極３０および３４を覆うパッシベーション膜を設けてもよい。凹部１６の絶縁膜１３および１５を取り除き、凹部１６においてウェハをダイシングし、面発光レーザ１００を形成する。複数の面発光レーザ１００を連結したアレイチップを形成してもよい。 As shown in FIG. 5C, an opening is formed in the portion of the insulating films 13 and 15 within the recess 14 . An opening is formed in a portion of the insulating film 15 above the mesa 10 . Electrodes 30 and 34 are formed by vacuum deposition. Wiring 31 and pads 32 and 38 shown in FIGS. 1A and 1B are formed by sputtering, plating, or the like. A passivation film covering the insulating films 13 and 15 and the electrodes 30 and 34 may be provided. The insulating films 13 and 15 in the recess 16 are removed, and the wafer is diced at the recess 16 to form the surface emitting laser 100. FIG. An array chip in which a plurality of surface emitting lasers 100 are connected may be formed.

（比較例）
図６は、比較例に係る面発光レーザ１００Ｒを例示する断面図であり、図２と同様にメサ１０を拡大した図である。図６に示すように、ＤＢＲ層２６に酸化狭窄層４２は設けられておらず、酸化狭窄層４１が設けられている。酸化狭窄層４１は、図２の酸化狭窄層４２よりも短い。酸化狭窄層４１の長さは例えば１．４μｍである。 (Comparative example)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a surface-emitting laser 100R according to a comparative example, and is an enlarged view of the mesa 10 as in FIG. As shown in FIG. 6, the DBR layer 26 is not provided with the oxidized constricting layer 42 but is provided with the oxidized constricting layer 41 . The oxidized constricting layer 41 is shorter than the oxidized constricting layer 42 of FIG. The length of the oxidized constricting layer 41 is, for example, 1.4 μm.

比較例においては、図３Ｃのように酸化狭窄層４０を形成する工程において、酸化狭窄層４１および４４が形成される。図４Ａのように凹部１６を形成した後、絶縁膜１３を設ける。絶縁膜１３の一部を除去する工程、酸化狭窄層４２を形成する工程、および絶縁膜１５を形成する工程を行わない。 In the comparative example, oxidized constricting layers 41 and 44 are formed in the step of forming the oxidized constricting layer 40 as shown in FIG. 3C. After forming the recess 16 as shown in FIG. 4A, the insulating film 13 is provided. The step of removing part of the insulating film 13, the step of forming the oxidized constricting layer 42, and the step of forming the insulating film 15 are not performed.

図６に示すように、酸化狭窄層４０が、メサ１０の径方向に延伸する。酸化狭窄層４０の上側および下側に、導電性のＤＢＲ層２６が位置する。酸化狭窄層４０の上下に電荷が蓄積することで、酸化狭窄層４０の近傍に容量が発生する。静電容量が増加することで、高速動作が困難となる。比較例における３ｄＢ帯域は、１６．８ＧＨｚである。 As shown in FIG. 6, the oxidized constricting layer 40 extends in the radial direction of the mesa 10 . Above and below the oxidized constricting layer 40 are conductive DBR layers 26 . A capacitance is generated in the vicinity of the oxidized constricting layer 40 by accumulating charges above and below the oxidized constricting layer 40 . An increase in capacitance makes high-speed operation difficult. The 3 dB band in the comparative example is 16.8 GHz.

本実施形態によれば、ＤＢＲ層２６は、酸化狭窄層４０および４２を有する。酸化狭窄層４２は、酸化狭窄層４０の上に位置し、メサ１０の側面側から中央側に延伸する。酸化狭窄層４２が設けられているため、酸化狭窄層４０の上側に電荷が蓄積しにくい。酸化狭窄層４０の近傍に寄生容量が発生しにくい。静電容量を低減することによって、高速動作が可能となる。３ｄＢ帯域は、比較例よりも高くなり、例えば１７．８ＧＨｚである。 According to this embodiment, DBR layer 26 has oxidized constriction layers 40 and 42 . The oxidized constricting layer 42 is located on the oxidized constricting layer 40 and extends from the side surface of the mesa 10 toward the center. Since the oxidized constricting layer 42 is provided, charges are less likely to accumulate on the upper side of the oxidized constricting layer 40 . A parasitic capacitance is less likely to occur in the vicinity of the oxidized constricting layer 40 . By reducing the capacitance, high-speed operation becomes possible. The 3 dB band is higher than that of the comparative example, for example 17.8 GHz.

図３Ｃに示すように、ＤＢＲ層２６のうちＡｌ組成比が高い層が酸化されることで、酸化狭窄層４０が形成される。酸化狭窄層４０を形成する工程において、Ａｌ組成比が低い層も酸化され、酸化狭窄層４１および４３が形成される。図５Ａに示すように、酸化狭窄層４１をさらに酸化することで、酸化狭窄層４２を形成する。酸化狭窄層４２の長さは、酸化狭窄層４４の長さよりも大きくなる。酸化狭窄層４０の上側に、酸化狭窄層４４よりも長い酸化狭窄層４２が位置するため、電荷が蓄積しにくくなる。静電容量を効果的に低減することができる。 As shown in FIG. 3C, the oxidized constricting layer 40 is formed by oxidizing the layer having a high Al composition ratio in the DBR layer 26 . In the step of forming the oxidized constricting layer 40, the layer having a low Al composition ratio is also oxidized to form the oxidized constricting layers 41 and 43. FIG. As shown in FIG. 5A, the oxidized constricting layer 41 is further oxidized to form an oxidized constricting layer 42 . The length of the oxidized constricting layer 42 is greater than the length of the oxidized constricting layer 44 . Since the oxidized constricting layer 42, which is longer than the oxidized constricting layer 44, is positioned above the oxidized constricting layer 40, electric charges are less likely to accumulate. Capacitance can be effectively reduced.

酸化狭窄層４２が長いほど、ＤＢＲ層２６のうちＺ軸方向で酸化狭窄層４０の上に重なる部分の面積が小さくなり、電荷が減少する。静電容量を効果的に抑制することができる。酸化狭窄層４２の長さＬ２が６．５μｍならば、ＤＢＲ層２６のうちＺ軸方向で酸化狭窄層４０の上に重なる部分の面積が、比較例に比べて１／３程度になる。酸化狭窄層４２の長さＬ２は、例えば酸化狭窄層４０の長さＬ１の半分以上でもよいし、Ｌ１の１／４以上でもよいし、Ｌ１の３／４以上などでもよい。酸化狭窄層４２の長さＬ２は、酸化の時間によって調整することができる。酸化の時間を長くすると、酸化狭窄層４０も追加で酸化される恐れがある。酸化狭窄層４２の長さＬ２は酸化狭窄層４０の長さＬ１以下であることが好ましい。長さＬ２に上限があることで、酸化の時間も制限される。酸化狭窄層４０が追加して酸化されにくく、メサ１０に未酸化領域１１が残存する。 The longer the oxidized constricting layer 42, the smaller the area of the portion of the DBR layer 26 that overlaps the oxidized constricting layer 40 in the Z-axis direction, thereby reducing the charge. Capacitance can be effectively suppressed. If the length L2 of the oxidized constricting layer 42 is 6.5 μm, the area of the portion of the DBR layer 26 that overlaps with the oxidized constricting layer 40 in the Z-axis direction is about 1/3 that of the comparative example. The length L2 of the oxidized constricting layer 42 may be, for example, half or more of the length L1 of the oxidized constricting layer 40, 1/4 or more of L1, or 3/4 or more of L1. The length L2 of the oxidized constricting layer 42 can be adjusted by the oxidation time. If the oxidation time is lengthened, the oxidized constricting layer 40 may be additionally oxidized. The length L2 of the oxidized constricting layer 42 is preferably less than or equal to the length L1 of the oxidized constricting layer 40 . The upper limit on the length L2 also limits the oxidation time. The oxidized constricting layer 40 is additionally not easily oxidized, and the unoxidized region 11 remains in the mesa 10 .

未酸化領域１１は、酸化狭窄層４０および４２に囲まれている。電極３４は未酸化領域１１に設けられている。電流は、酸化狭窄層４０および４２に流れにくく、未酸化領域１１に流れやすい。未酸化領域１１の上面には、電極３４が設けられている。未酸化領域１１が電流の経路になることで、活性層２４への電流注入が可能である。酸化狭窄層４０により電流をメサ１０の中央側に閉じ込めることができる。閾値電流の低下など、面発光レーザ１００の特性を改善することができる。 The unoxidized region 11 is surrounded by oxidized constricting layers 40 and 42 . Electrode 34 is provided on unoxidized region 11 . Current flows less easily through the oxidized constricting layers 40 and 42 and more easily through the unoxidized region 11 . An electrode 34 is provided on the upper surface of the unoxidized region 11 . Current can be injected into the active layer 24 because the unoxidized region 11 serves as a current path. Current can be confined to the central side of the mesa 10 by the oxidized confinement layer 40 . The characteristics of the surface emitting laser 100 can be improved, such as lowering the threshold current.

酸化狭窄層４２を形成する工程では、酸化狭窄層４１は露出し、酸化狭窄層４０を絶縁膜１３で覆う。酸化狭窄層４１を酸化することで、酸化狭窄層４２を形成する。酸化狭窄層４０が、水蒸気を含む雰囲気に曝露されないことで、酸化されにくくなる。酸化狭窄層４０の内側に、未酸化領域１１が残存する。酸化狭窄層４２を形成する工程の後、絶縁膜１５を設ける。絶縁膜１３および１５により、面発光レーザ１００の表面を保護する。 In the step of forming the oxidized constricting layer 42 , the oxidized constricting layer 41 is exposed and the oxidized constricting layer 40 is covered with the insulating film 13 . By oxidizing the oxidized constricting layer 41, an oxidized constricting layer 42 is formed. Since the oxidized constricting layer 40 is not exposed to an atmosphere containing water vapor, it is less likely to be oxidized. An unoxidized region 11 remains inside the oxidized constricting layer 40 . After the step of forming the oxidized constricting layer 42, the insulating film 15 is provided. Insulating films 13 and 15 protect the surface of surface emitting laser 100 .

ＤＢＲ層２６はＡｌＧａＡｓで形成されており、図３Ｃの工程において酸化される。酸化レートは、Ａｌ組成比に応じて定まる。ＤＢＲ層２６のうちＡｌ組成比が０．９８の層（Ａｌ_０．９８Ｇａ_０．０２Ａｓ層）は、他の層（Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層）よりも高い酸化レートを有しているため、図３Ｃの工程において、中央側に向けて長い範囲にわたって酸化される。この結果、酸化狭窄層４０が形成される。Ａｌ組成比は０．９および０．９８に限定されず、酸化レートおよび屈折率などに応じて定めればよい。ＤＢＲ層２２および２６は、ＡｌＧａＡｓ以外の化合物半導体で形成されてもよい。 The DBR layer 26 is made of AlGaAs and is oxidized in the process of FIG. 3C. The oxidation rate is determined according to the Al composition ratio. A layer having an Al composition ratio of 0.98 (Al _0.98 Ga _0.02 As layer) in the DBR layer 26 has a higher oxidation rate than the other layers (Al _0.9 Ga _0.1 As layer). Therefore, in the process of FIG. 3C, the oxide is oxidized over a long range toward the center. As a result, an oxidized constricting layer 40 is formed. The Al composition ratio is not limited to 0.9 and 0.98, and may be determined according to the oxidation rate, refractive index, and the like. The DBR layers 22 and 26 may be made of compound semiconductors other than AlGaAs.

図１Ｂに示すように、面発光レーザ１００のメサ１０に酸化狭窄層４０および４２が形成され、かつ未酸化領域１１が形成される。メサ１０において静電容量を低減することができる。電流をメサ１０に注入することで、メサ１０からＺ軸方向に光が出射される。 As shown in FIG. 1B, oxidized constricting layers 40 and 42 are formed in mesa 10 of surface emitting laser 100, and unoxidized region 11 is formed. Capacitance can be reduced at mesa 10 . Light is emitted from the mesa 10 in the Z-axis direction by injecting a current into the mesa 10 .

以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示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開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present disclosure described in the claims. Change is possible.

１０メサ
１１未酸化領域
１２テラス
１３、１５絶縁膜
１４、１６凹部
１７高抵抗領域
２０基板
２２、２６ＤＢＲ層
２４活性層
２８コンタクト層
３０、３４電極
３１、３６配線
３２、３８パッド
４０、４１、４２、４４酸化狭窄層
５０マスク
１００、１００Ｒ面発光レーザ

REFERENCE SIGNS LIST 10 mesa 11 unoxidized region 12 terrace 13, 15 insulating film 14, 16 recess 17 high resistance region 20 substrate 22, 26 DBR layer 24 active layer 28 contact layer 30, 34 electrode 31, 36 wiring 32, 38 pad 40, 41, 42, 44 Oxidation Constriction Layer 50 Mask 100, 100R Surface Emitting Laser

Claims

a first reflective layer;
an active layer provided on the first reflective layer;
a second reflective layer provided on the active layer;
a first oxidized constricting layer provided in the second reflective layer and extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer;
a second oxidized constricting layer positioned above the first oxidized constricting layer in the second reflective layer and extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer; surface-emitting laser.

the second reflective layer has an oxidized layer positioned below the first oxidized constricting layer and extending from the side surface toward the center;
2. The surface-emitting laser according to claim 1, wherein the length of said second constricting oxide layer in the direction from said side surface side toward said center side is greater than the length of said oxide layer in the direction from said side surface side toward said center side.

The length of the second oxidized constricting layer in the direction from the side surface side to the center side is at least half the length of the first oxidized constriction layer in the direction from the side surface side to the center side, and 3. The surface emitting laser according to claim 1, wherein the length is equal to or less than the length of the single oxide constricting layer.

the second reflective layer has an unoxidized region in a portion surrounded by the first oxidized constricting layer and a portion surrounded by the second oxidized constricting layer;
4. The surface emitting laser according to claim 1, further comprising an electrode provided on said unoxidized region.

the second reflective layer is formed of aluminum gallium arsenide;
5. The method according to claim 1, wherein the composition ratio of aluminum in the first oxidized constricting layer is higher than the composition ratio of aluminum in layers other than the first oxidized constricting layer in the second reflective layer. Surface-emitting laser as described.

the first reflective layer, the active layer and the second reflective layer form a mesa;
6. The surface emitting laser according to claim 1, wherein the first oxidized constricting layer and the second oxidized constricting layer extend from the side surface of the mesa to the center of the mesa.

a first insulating film covering a side surface of the first reflective layer, a side surface of the active layer, and a side surface of the second reflective layer from a portion below the first oxidized constricting layer to the first oxidized constricting layer;
7. The surface emitting laser according to any one of claims 1 to 6, further comprising a second insulating film covering side surfaces of the second oxidized constricting layer.

laminating a first reflective layer, an active layer, and a second reflective layer in this order;
forming a first oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the center side of the second reflective layer by oxidizing a portion of the second reflective layer;
A second oxidized constricting layer extending from the side surface side of the second reflective layer toward the central side of the second reflective layer by oxidizing a portion of the second reflective layer above the first oxidized constricting layer. and a step of forming a surface emitting laser.

forming a first insulating film covering the side surface of the first reflective layer, the side surface of the active layer, and the side surface of the first oxidized constricting layer after the step of forming the first oxidized constricting layer;
forming the second oxidized constricting layer by oxidizing a portion of the second reflective layer above the first oxidized constricting layer;
9. The method of manufacturing a surface emitting laser according to claim 8, further comprising the step of forming a second insulating film covering the side surface of the second oxidized constricting layer.