JP2717213B2 - 面発光型半導体レーザ装置 - Google Patents
面発光型半導体レーザ装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電流通路に平行な向きにレーザ光を出射す
る面発光型半導体レーザ装置に関するものである。
る面発光型半導体レーザ装置に関するものである。
電子デバイスの集積化の要求に伴って、エピタキシャ
ル面と共振端面とにて共振器を形成して面方向に光を出
射する面発光型半導体レーザが公知である（例えば、SU
SUMU KINOSHITA ＆ KENICHI IGA“Circurar Buried Het
erostructure CBH GaAlAs/GaAs Surface Emitting Lase
rs";IEEE.J.Q.E.,vol.QE−23,No.6,pp.882−888 198
7）。
ル面と共振端面とにて共振器を形成して面方向に光を出
射する面発光型半導体レーザが公知である（例えば、SU
SUMU KINOSHITA ＆ KENICHI IGA“Circurar Buried Het
erostructure CBH GaAlAs/GaAs Surface Emitting Lase
rs";IEEE.J.Q.E.,vol.QE−23,No.6,pp.882−888 198
7）。
第３図は従来の面発光型半導体レーザの構造を示す断
面図であり、図中31は基板30上のｎ−クラッド層を示
す。ｎ−クラッド層31上に、活性層32,p−クラッド層3
3,キャップ層37からなる円形状のメサ部が形成され、こ
のメサ部を埋込む態様にて、ｎ−クラッド層31上に、ｐ
−ブロック層34,n−ブロック層35,p−ブロック層36から
なる電流ブロック層が形成されている。キャップ層37の
上面中央部には、該キャップ層37の面積より小さい円形
状のSiO2膜38が形成されている。またSiO2膜38は電流ブ
ロック層（ｐ−ブロック層36）の上面にも形成されてい
る。SiO2膜38が形成されていないキャップ層37の上面を
含んでSiO2膜38上には、Au/Zn/Au膜39が被着されてい
る。Au/Zn/Au膜39はキャップ層37の上部において、キャ
ップ層37上に直接被着された部分がキャップ層37とオー
ミック接触してリング状の電極を成し、SiO2膜38上に被
着された部分が高反射性を保って反射鏡を成している。
面図であり、図中31は基板30上のｎ−クラッド層を示
す。ｎ−クラッド層31上に、活性層32,p−クラッド層3
3,キャップ層37からなる円形状のメサ部が形成され、こ
のメサ部を埋込む態様にて、ｎ−クラッド層31上に、ｐ
−ブロック層34,n−ブロック層35,p−ブロック層36から
なる電流ブロック層が形成されている。キャップ層37の
上面中央部には、該キャップ層37の面積より小さい円形
状のSiO2膜38が形成されている。またSiO2膜38は電流ブ
ロック層（ｐ−ブロック層36）の上面にも形成されてい
る。SiO2膜38が形成されていないキャップ層37の上面を
含んでSiO2膜38上には、Au/Zn/Au膜39が被着されてい
る。Au/Zn/Au膜39はキャップ層37の上部において、キャ
ップ層37上に直接被着された部分がキャップ層37とオー
ミック接触してリング状の電極を成し、SiO2膜38上に被
着された部分が高反射性を保って反射鏡を成している。
そしてこのような構造を有する従来の面発光型半導体
レーザは以下に示すような工程にて製造されていた。ま
ずｎ−クラッド層31,活性層32,p−クラッド層33,キャッ
プ層37の４層構造を有するダブルヘテロウェハにフォト
リソグラフィの手法にて直径30μｍのSiO2マスクを作成
し、ウェットエッチングにより円形メサ部を形成する。
その後、エピタキシャル成長を行って、円形メサ部をｐ
−ブロック層34,n−ブロック層35,p−ブロック層36の各
層にて埋込み、電流ブロック層を形成する。次いでメサ
部上のSiO2マスクを除いた後、キャップ層37及びｐ−ブ
ロック層36上にSiO2膜38を被着し、これをキャップ層37
上において選択的にエッチング除去し、キャップ層37を
リング状に露出させる。この露出したキャップ層37を含
んでSiO2膜38上にAu/Zn/Au膜39を被着して、リング状の
電極及び反射鏡とする。
レーザは以下に示すような工程にて製造されていた。ま
ずｎ−クラッド層31,活性層32,p−クラッド層33,キャッ
プ層37の４層構造を有するダブルヘテロウェハにフォト
リソグラフィの手法にて直径30μｍのSiO2マスクを作成
し、ウェットエッチングにより円形メサ部を形成する。
その後、エピタキシャル成長を行って、円形メサ部をｐ
−ブロック層34,n−ブロック層35,p−ブロック層36の各
層にて埋込み、電流ブロック層を形成する。次いでメサ
部上のSiO2マスクを除いた後、キャップ層37及びｐ−ブ
ロック層36上にSiO2膜38を被着し、これをキャップ層37
上において選択的にエッチング除去し、キャップ層37を
リング状に露出させる。この露出したキャップ層37を含
んでSiO2膜38上にAu/Zn/Au膜39を被着して、リング状の
電極及び反射鏡とする。
以上の如く、反射鏡と電極とを分離する手段としてリ
ング電極が使用されており、キャップ層上に反射鏡及び
電極を形成する場合には、キャップ層は大きくしておく
必要がある。一方しきい値電流を低減するためには円形
メサ部の径の縮小が必要であるが、縮小するとリング電
極のオーミック接触部が減少し、接触抵抗の増大及び発
熱の原因となる。またキャップ層の面積に応じてリング
電極の径を小さくすることは、中央の反射鏡部分の径の
小型化を伴い、電極，反射鏡を形成する際の位置合わせ
をはじめとするプロセス工程は著しく困難であるという
問題点がある。
ング電極が使用されており、キャップ層上に反射鏡及び
電極を形成する場合には、キャップ層は大きくしておく
必要がある。一方しきい値電流を低減するためには円形
メサ部の径の縮小が必要であるが、縮小するとリング電
極のオーミック接触部が減少し、接触抵抗の増大及び発
熱の原因となる。またキャップ層の面積に応じてリング
電極の径を小さくすることは、中央の反射鏡部分の径の
小型化を伴い、電極，反射鏡を形成する際の位置合わせ
をはじめとするプロセス工程は著しく困難であるという
問題点がある。
また従来のリング電極にあっては、活性層の面積が反
射鏡の面積より大きくなる場合があり、このような場合
には十分な反射が得られないという問題点がある。
射鏡の面積より大きくなる場合があり、このような場合
には十分な反射が得られないという問題点がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、メ
サ部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオーミッ
クコンタクトのためのキャップ層とを形成しておくこと
により、接触抵抗の低減化を図ることができ、しかもそ
のプロセス工程を簡単にできる面発光型半導体レーザ装
置を提供することを目的とする。
サ部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオーミッ
クコンタクトのためのキャップ層とを形成しておくこと
により、接触抵抗の低減化を図ることができ、しかもそ
のプロセス工程を簡単にできる面発光型半導体レーザ装
置を提供することを目的とする。
本発明に係る面発光型半導体レーザ装置は、第１導電
型のクラッド層の上面に、活性層及び第２導電型のクラ
ッド層からなる円形のメサ部を電流ブロック層にて埋込
み、このメサ部の上方に反射鏡を備えた構成をなし、電
流通路と平行な方向にレーザ光を出射する面発光型半導
体レーザ装置において、前記第１導電型のクラッド層と
前記メサ部との境目は、前記第１導電型のクラッド層と
前記電流ブロック層との境目と面一であり、前記メサ部
及び前記電流ブロック層の上面に電流注入層とオーミッ
ク接触のためのキャップ層とをこの順に形成し、該キャ
ップ層上の前記メサ部の上方位置にはSiO2膜を形成し、
前記SiO2膜表面を含んで前記キャップ層の上面には電極
として機能する反射膜を形成したことを特徴とする。
型のクラッド層の上面に、活性層及び第２導電型のクラ
ッド層からなる円形のメサ部を電流ブロック層にて埋込
み、このメサ部の上方に反射鏡を備えた構成をなし、電
流通路と平行な方向にレーザ光を出射する面発光型半導
体レーザ装置において、前記第１導電型のクラッド層と
前記メサ部との境目は、前記第１導電型のクラッド層と
前記電流ブロック層との境目と面一であり、前記メサ部
及び前記電流ブロック層の上面に電流注入層とオーミッ
ク接触のためのキャップ層とをこの順に形成し、該キャ
ップ層上の前記メサ部の上方位置にはSiO2膜を形成し、
前記SiO2膜表面を含んで前記キャップ層の上面には電極
として機能する反射膜を形成したことを特徴とする。
本発明の面発光型半導体レーザ装置にあっては、メサ
部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオーミック
接触のためキャップ層を介在させて電極として機能する
反射膜を設けるからオーミック電極の面積が従来に比し
て大幅に増加するので、オーミック電極の接触抵抗が減
少する。また、電極位置の制限がなくなるので、反射膜
の大面積化が可能となり、活性領域が必ず反射膜の内側
に入るので、実効的な反射率が向上する。
部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオーミック
接触のためキャップ層を介在させて電極として機能する
反射膜を設けるからオーミック電極の面積が従来に比し
て大幅に増加するので、オーミック電極の接触抵抗が減
少する。また、電極位置の制限がなくなるので、反射膜
の大面積化が可能となり、活性領域が必ず反射膜の内側
に入るので、実効的な反射率が向上する。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明
する。
する。
第１図は本発明に係る面発光型半導体レーザ装置の構
造を示す断面図であり、図中１は基板10上に形成された
ｎ−クラッド層（成分比Ga0.6Al0.4As,膜厚4.3μm,ドー
プ率２×1018cm-3）を示す。ｎ−クラッド層１上には、
ｐ−活性層２（GaAs,3.0μｍ厚,2×1018cm-3）,p−クラ
ッド層３（Ga0.6Al0.4As,1.6μｍ厚,7×1017cm-3）から
なるメサ部と、ｐ−ブロック層４（Ga0.55Al0.45As,1.0
μｍ厚,5×1017cm-3）,n−ブロック層５（Ga0.55Al0.45
As,1.2μｍ厚,2×1018cm-3）からなる電流ブロック層と
が形成されており、このメサ部が電流ブロック層によっ
て埋め込まれている。ｎ−クラッド層１とｐ−活性層２
との境目は、ｎ−クラッド層１とｐ−ブロック層４との
境目と面一であり、ｎ−クラッド層１はその全域にわた
って十分な厚みを持ち、低抵抗、即ち電流が流れ易い構
造である。メサ部分（ｐ−クラッド層３）及び電流ブロ
ック層（ｎ−ブロック層５）上には、電流注入層６（Ga
0.7Al0.3As,4.0μｍ厚,7×1017cm-3）が形成され、該電
流注入層６上には、オーミック接触を保つためのキャッ
プ層７（Ga0.96Al0.04As,1.0μｍ厚,2×1018cm-3）が形
成されている。
造を示す断面図であり、図中１は基板10上に形成された
ｎ−クラッド層（成分比Ga0.6Al0.4As,膜厚4.3μm,ドー
プ率２×1018cm-3）を示す。ｎ−クラッド層１上には、
ｐ−活性層２（GaAs,3.0μｍ厚,2×1018cm-3）,p−クラ
ッド層３（Ga0.6Al0.4As,1.6μｍ厚,7×1017cm-3）から
なるメサ部と、ｐ−ブロック層４（Ga0.55Al0.45As,1.0
μｍ厚,5×1017cm-3）,n−ブロック層５（Ga0.55Al0.45
As,1.2μｍ厚,2×1018cm-3）からなる電流ブロック層と
が形成されており、このメサ部が電流ブロック層によっ
て埋め込まれている。ｎ−クラッド層１とｐ−活性層２
との境目は、ｎ−クラッド層１とｐ−ブロック層４との
境目と面一であり、ｎ−クラッド層１はその全域にわた
って十分な厚みを持ち、低抵抗、即ち電流が流れ易い構
造である。メサ部分（ｐ−クラッド層３）及び電流ブロ
ック層（ｎ−ブロック層５）上には、電流注入層６（Ga
0.7Al0.3As,4.0μｍ厚,7×1017cm-3）が形成され、該電
流注入層６上には、オーミック接触を保つためのキャッ
プ層７（Ga0.96Al0.04As,1.0μｍ厚,2×1018cm-3）が形
成されている。
メサ部が形成されている領域のキャップ層７の上面に
は、SiO2膜８が蒸着されており、またこのSiO2膜８表面
を含んでキャップ層７の上面には、電極及び反射鏡とし
て機能するAu/Zn/AU膜９が蒸着されている。
は、SiO2膜８が蒸着されており、またこのSiO2膜８表面
を含んでキャップ層７の上面には、電極及び反射鏡とし
て機能するAu/Zn/AU膜９が蒸着されている。
このような構造を有する本発明の面発光型半導体レー
ザ装置では、メサ部の上部はキャップ層７によりオーミ
ック接触が保たれ、電極として作用する。また注入され
たキャリアは電流ブロック層ではｐ−ｎ逆バイアスによ
って流路が断たれており、メサ部に流れることになる。
ザ装置では、メサ部の上部はキャップ層７によりオーミ
ック接触が保たれ、電極として作用する。また注入され
たキャリアは電流ブロック層ではｐ−ｎ逆バイアスによ
って流路が断たれており、メサ部に流れることになる。
本発明の面発光型半導体レーザ装置では、オーミック
接触をとる面積が従来例に比して大幅に増加するので、
接触抵抗を少なくできる。下記第１表に本発明例と従来
例とにおける接触面積及び接触抵抗における値を示す。
なお、両例の固有接触抵抗を５×10-6Ωcm2とする。
接触をとる面積が従来例に比して大幅に増加するので、
接触抵抗を少なくできる。下記第１表に本発明例と従来
例とにおける接触面積及び接触抵抗における値を示す。
なお、両例の固有接触抵抗を５×10-6Ωcm2とする。
第１表から接触面積は1500倍となり、接触抵抗は大幅
に低下する。
に低下する。
第２図はSiO2膜８及びAu/Zu/Au膜９からなる反射鏡の
径をメサ部の径よりも大きくした場合の本発明の面発光
型半導体レーザ装置の構造を示す断面図であり、図中前
述の実施例の面発光型半導体レーザ装置（第１図）と同
番号のものは同一部分を示し、ここではその説明を省略
する。この第２図に示す実施例では、ｐ−活性層２の全
域を反射鏡にて完全にカバーすることができるので、有
効な光増幅を行うことができる。
径をメサ部の径よりも大きくした場合の本発明の面発光
型半導体レーザ装置の構造を示す断面図であり、図中前
述の実施例の面発光型半導体レーザ装置（第１図）と同
番号のものは同一部分を示し、ここではその説明を省略
する。この第２図に示す実施例では、ｐ−活性層２の全
域を反射鏡にて完全にカバーすることができるので、有
効な光増幅を行うことができる。
以上詳述した如く本発明の面発光型半導体レーザ装置
ではメサ部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオ
ーミック接触のためのキャップ層とを形成し、この上に
SiO2膜を形成し、更にこのSiO2膜表面を含んでキャップ
層の上面に電極として機能する反射膜を形成したから電
極位置の制限がなくなり、反射膜の大面積化が可能とな
り、活性領域を反射膜にて完全に覆うことができ、実効
的な反射率を向上することが可能となる他、製作も容易
となる。
ではメサ部及び電流ブロック層の上部に電流注入層とオ
ーミック接触のためのキャップ層とを形成し、この上に
SiO2膜を形成し、更にこのSiO2膜表面を含んでキャップ
層の上面に電極として機能する反射膜を形成したから電
極位置の制限がなくなり、反射膜の大面積化が可能とな
り、活性領域を反射膜にて完全に覆うことができ、実効
的な反射率を向上することが可能となる他、製作も容易
となる。
第１図は本発明に係る面発光型半導体レーザ装置の一実
施例の構造を示す断面図、第２図は同じく別の実施例の
構造を示す断面図、第３図は従来の面発光型半導体レー
ザ装置の構造を示す断面図である。 １…ｎ−クラッド層、２…ｐ−活性層、３…ｐ−クラッ
ド層、４…ｐ−ブロック層、５…ｎ−ブロック層、６…
電流注入層、７…キャップ層、８…SiO2膜、９…Au/Zu/
Au膜
施例の構造を示す断面図、第２図は同じく別の実施例の
構造を示す断面図、第３図は従来の面発光型半導体レー
ザ装置の構造を示す断面図である。 １…ｎ−クラッド層、２…ｐ−活性層、３…ｐ−クラッ
ド層、４…ｐ−ブロック層、５…ｎ−ブロック層、６…
電流注入層、７…キャップ層、８…SiO2膜、９…Au/Zu/
Au膜
フロントページの続き (72)発明者 古沢 浩太郎 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 茨木 晃 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−214493（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎ ｔｕｍ Ｅ ｌｅｃｔｒｏｎ．ＱＥ−23［６ ］（1987）ｐ．882−888
Claims (1)
- 【請求項１】第１導電型のクラッド層の上面に、活性層
及び第２導電型のクラッド層からなる円形のメサ部を電
流ブロック層にて埋込み、このメサ部の上方に反射鏡を
備えた構成をなし、電流通路と平行な方向にレーザ光を
出射する面発光型半導体レーザ装置において、前記第１
導電型のクラッド層と前記メサ部との境目は、前記第１
導電型のクラッド層と前記電流ブロック層との境目と面
一であり、前記メサ部及び前記電流ブロック層の上面に
電流注入層とオーミック接触のためのキャップ層とをこ
の順に形成し、該キャップ層上の前記メサ部の上方位置
にはSiO2膜を形成し、前記SiO2膜表面を含んで前記キャ
ップ層の上面には電極として機能する反射膜を形成した
ことを特徴とする面発光型半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199263A JP2717213B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 面発光型半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199263A JP2717213B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 面発光型半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247885A JPH0247885A (ja) | 1990-02-16 |
| JP2717213B2 true JP2717213B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16404883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199263A Expired - Fee Related JP2717213B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 面発光型半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717213B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2888158B2 (ja) * | 1995-01-18 | 1999-05-10 | 日本電気株式会社 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214493A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Tokyo Inst Of Technol | 面発光型レ−ザ素子およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP63199263A patent/JP2717213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎ ｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．ＱＥ−２３［６］（１９８７）ｐ．８８２−８８８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247885A (ja) | 1990-02-16 |
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