JP2738194B2 - 面発光集積素子とその製造方法 - Google Patents
面発光集積素子とその製造方法Info
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- JP2738194B2 JP2738194B2 JP3357876A JP35787691A JP2738194B2 JP 2738194 B2 JP2738194 B2 JP 2738194B2 JP 3357876 A JP3357876 A JP 3357876A JP 35787691 A JP35787691 A JP 35787691A JP 2738194 B2 JP2738194 B2 JP 2738194B2
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- current
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
- H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理用の面型発
光素子、特に異なる発振波長を有する面発光素子が集積
化された面発光集積素子およびその製造方法に関する。
光素子、特に異なる発振波長を有する面発光素子が集積
化された面発光集積素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光交換、光コンピュータ、光情報処理等
の分野では２次元集積化が可能な面発光レーザが必要で
あり盛んに研究開発されている。その一例が、Ｃ．Ｊ．
Ｈａｓｎａｉｎらによって、アプライドフィジクスレタ
ーズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ ５８巻、３１−３３ページ）に記載されている。こ
の論文において、Ｃ．Ｊ．Ｈａｓｎａｉｎらは面発光レ
ーザを集積したデバイスを製作して、そのデバイス内で
ＤＢＲ反射膜の厚みを変化させることによって、９６０
〜９８０ｎｍの範囲でレーザ発振波長の異なる７７個の
面発光レーザを集積するのに成功している。
の分野では２次元集積化が可能な面発光レーザが必要で
あり盛んに研究開発されている。その一例が、Ｃ．Ｊ．
Ｈａｓｎａｉｎらによって、アプライドフィジクスレタ
ーズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ ５８巻、３１−３３ページ）に記載されている。こ
の論文において、Ｃ．Ｊ．Ｈａｓｎａｉｎらは面発光レ
ーザを集積したデバイスを製作して、そのデバイス内で
ＤＢＲ反射膜の厚みを変化させることによって、９６０
〜９８０ｎｍの範囲でレーザ発振波長の異なる７７個の
面発光レーザを集積するのに成功している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の面発光集積素子
の製作方法は、分子線エピタクシー（ＭＢＥ）法を用い
た結晶成長の段階において、基板回転を止めることによ
って、意図的に膜面内に不均一な半導体層を形成して、
発振波長の異なる面発光レーザを試作していた。しかし
ながら、この方法では、発振波長の分布は、ＭＢＥ装置
の分子線の分布で自動的に決ってしまうため、任意の発
振波長制御を行うことは困難であった。そこで本発明の
目的は任意の発振波長分布が実現可能な、面発光集積素
子を提供する事にある。
の製作方法は、分子線エピタクシー（ＭＢＥ）法を用い
た結晶成長の段階において、基板回転を止めることによ
って、意図的に膜面内に不均一な半導体層を形成して、
発振波長の異なる面発光レーザを試作していた。しかし
ながら、この方法では、発振波長の分布は、ＭＢＥ装置
の分子線の分布で自動的に決ってしまうため、任意の発
振波長制御を行うことは困難であった。そこで本発明の
目的は任意の発振波長分布が実現可能な、面発光集積素
子を提供する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の面発光集
積素子では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積し
た面発光集積化素子において、第１導電型の第１ＤＢＲ
反射膜と、主たる発光領域である活性層を含む中間層
と、第１導電型の電流阻止層と、第２導電型の第２ＤＢ
Ｒ反射膜と、前記電流阻止層が部分的に除去されてなる
２つ以上の電流開口部とを有し、前記中間層が前記第１
ＤＢＲ反射膜と前記電流阻止層にはさまれており、前記
電流阻止層が前記中間層と第２ＤＢＲ反射膜との間に設
置されており、１つの面発光素子においては前記電流開
口部の１つを通じて前記活性層に通電することによって
レーザ発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する
面発光素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振
波長が異なることを特徴とする。
積素子では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積し
た面発光集積化素子において、第１導電型の第１ＤＢＲ
反射膜と、主たる発光領域である活性層を含む中間層
と、第１導電型の電流阻止層と、第２導電型の第２ＤＢ
Ｒ反射膜と、前記電流阻止層が部分的に除去されてなる
２つ以上の電流開口部とを有し、前記中間層が前記第１
ＤＢＲ反射膜と前記電流阻止層にはさまれており、前記
電流阻止層が前記中間層と第２ＤＢＲ反射膜との間に設
置されており、１つの面発光素子においては前記電流開
口部の１つを通じて前記活性層に通電することによって
レーザ発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する
面発光素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振
波長が異なることを特徴とする。
【０００５】本発明の第２の面発光集積素子では、少な
くとも２つ以上の面発光素子を集積した面発光集積化素
子において、第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜と、主たる
発光領域である活性層を含む中間層と、第２導電型の第
２ＤＢＲ反射膜と、第１導電型の電流阻止層と、第２導
電型の第３ＤＢＲ反射膜と、前記電流阻止層が部分的に
除去されてなる２つ以上の電流開口部とを有し、前記中
間層が前記第１ＤＢＲ反射膜と前記第２ＤＢＲ反射膜に
はさまれており、前記電流阻止層が前記第２ＤＢＲ反射
膜と第３ＤＢＲ反射膜との間に設置されており、１つの
面発光素子においては前記電流開口部の１つを通じて前
記活性層に通電することによってレーザ発振を行い、異
なる前記電流開口部の幅を有する面発光素子を有し、こ
の幅の異なる面発光素子間で発振波長が異なることを特
徴とする。
くとも２つ以上の面発光素子を集積した面発光集積化素
子において、第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜と、主たる
発光領域である活性層を含む中間層と、第２導電型の第
２ＤＢＲ反射膜と、第１導電型の電流阻止層と、第２導
電型の第３ＤＢＲ反射膜と、前記電流阻止層が部分的に
除去されてなる２つ以上の電流開口部とを有し、前記中
間層が前記第１ＤＢＲ反射膜と前記第２ＤＢＲ反射膜に
はさまれており、前記電流阻止層が前記第２ＤＢＲ反射
膜と第３ＤＢＲ反射膜との間に設置されており、１つの
面発光素子においては前記電流開口部の１つを通じて前
記活性層に通電することによってレーザ発振を行い、異
なる前記電流開口部の幅を有する面発光素子を有し、こ
の幅の異なる面発光素子間で発振波長が異なることを特
徴とする。
【０００６】本発明の第３の面発光集積素子では、少な
くとも２つ以上の面発光素子を集積した面発光集積化素
子において、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に形成された第２導電型の電流阻止層と、この電流
阻止層の上に形成された第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に形成された主たる発光
領域である活性層を含む中間層と、この中間層の上に形
成された第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜と、前記電流阻
止層が部分的に除去されてなる２つ以上の電流開口部と
を有し、１つの面発光素子においては前記電流開口部の
１つを通じて前記活性層に通電することによってレーザ
発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する面発光
素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振波長が
異なることを特徴とする。
くとも２つ以上の面発光素子を集積した面発光集積化素
子において、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に形成された第２導電型の電流阻止層と、この電流
阻止層の上に形成された第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に形成された主たる発光
領域である活性層を含む中間層と、この中間層の上に形
成された第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜と、前記電流阻
止層が部分的に除去されてなる２つ以上の電流開口部と
を有し、１つの面発光素子においては前記電流開口部の
１つを通じて前記活性層に通電することによってレーザ
発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する面発光
素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振波長が
異なることを特徴とする。
【０００７】本発明の面発光集積素子の第１の製造方法
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、半導体基板上に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を
含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第
１導電型の電流阻止層を結晶成長する工程と、この電流
阻止層を部分的にエッチングすることによって電流開口
部を形成する工程と、このエッチング工程後に前記電流
阻止層上に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長す
る工程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集
積素子内で変化させることによって、前記電流開口部上
に形成される前記第２ＤＢＲ反射膜の厚みを変化させ
て、各面発光素子間で発振波長を異ならしめることを特
徴とする。
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、半導体基板上に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を
含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第
１導電型の電流阻止層を結晶成長する工程と、この電流
阻止層を部分的にエッチングすることによって電流開口
部を形成する工程と、このエッチング工程後に前記電流
阻止層上に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長す
る工程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集
積素子内で変化させることによって、前記電流開口部上
に形成される前記第２ＤＢＲ反射膜の厚みを変化させ
て、各面発光素子間で発振波長を異ならしめることを特
徴とする。
【０００８】本発明の面発光集積素子の第２の製造方法
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積素子の製造方法において、半導体基板上に第１導
電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この第
１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を含
む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第２
導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第２ＤＢＲ反射膜の上に第１導電型の電流阻止層を結晶
成長する工程と、この電流素子層を部分的にエッチング
することによって電流開口部を形成する工程と、このエ
ッチング工程後に前記電流阻止層上に第２導電型の第３
ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含み、前記電流開
口部の幅を１つの面発光集積素子内で変化させることに
よって、前記電流開口部上に形成される前記第３ＤＢＲ
反射膜の厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長
を異ならしめることを特徴とする。
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積素子の製造方法において、半導体基板上に第１導
電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この第
１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を含
む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第２
導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第２ＤＢＲ反射膜の上に第１導電型の電流阻止層を結晶
成長する工程と、この電流素子層を部分的にエッチング
することによって電流開口部を形成する工程と、このエ
ッチング工程後に前記電流阻止層上に第２導電型の第３
ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含み、前記電流開
口部の幅を１つの面発光集積素子内で変化させることに
よって、前記電流開口部上に形成される前記第３ＤＢＲ
反射膜の厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長
を異ならしめることを特徴とする。
【０００９】本発明の面発光集積素子の第３の製造方法
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、半導体基板上に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止層を結晶
成長する工程と、この電流阻止層を部分的にエッチング
することによって電流開口部を形成する工程と、このエ
ッチング工程後に主たる発光領域である活性層を含む中
間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第２導電
型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含み、前
記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内で変化させ
ることによって、前記電流開口部上に形成される前記中
間層および前記第２ＤＢＲ反射膜の少なくともいずれか
一方の厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長を
異ならしめることを特徴とする。
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、半導体基板上に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止層を結晶
成長する工程と、この電流阻止層を部分的にエッチング
することによって電流開口部を形成する工程と、このエ
ッチング工程後に主たる発光領域である活性層を含む中
間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第２導電
型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含み、前
記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内で変化させ
ることによって、前記電流開口部上に形成される前記中
間層および前記第２ＤＢＲ反射膜の少なくともいずれか
一方の厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長を
異ならしめることを特徴とする。
【００１０】本発明の面発光集積素子の第４の製造方法
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積素子の製造方法において、半導体基板上に第１導
電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この第
１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止層を結晶成
長する工程と、この電流阻止層を部分的にエッチングす
ることによって電流開口部を形成する工程と、このエッ
チング工程後に第１導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成
長する工程と、この第２ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光
領域である活性層を含む中間層を結晶成長する工程と、
この中間層の上に第２導電型の第３ＤＢＲ反射膜を結晶
成長する工程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの面
発光集積素子内で変化させることによって、前記電流開
口部上に形成される前記第２ＤＢＲ反射膜及び中間層お
よび前記第３ＤＢＲ反射膜の少なくともいずれか一方の
厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長を異なら
しめることを特徴とする。
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積素子の製造方法において、半導体基板上に第１導
電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この第
１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止層を結晶成
長する工程と、この電流阻止層を部分的にエッチングす
ることによって電流開口部を形成する工程と、このエッ
チング工程後に第１導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成
長する工程と、この第２ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光
領域である活性層を含む中間層を結晶成長する工程と、
この中間層の上に第２導電型の第３ＤＢＲ反射膜を結晶
成長する工程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの面
発光集積素子内で変化させることによって、前記電流開
口部上に形成される前記第２ＤＢＲ反射膜及び中間層お
よび前記第３ＤＢＲ反射膜の少なくともいずれか一方の
厚みを変化させて、各面発光素子間で発振波長を異なら
しめることを特徴とする。
【００１１】本発明の面発光集積素子の第５の製造方法
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、第１導電型半導体基
板上に第２導電型の電流阻止層を形成する工程と、この
電流阻止層を部分的にエッチングすることによって電流
開口部を形成する工程と、このエッチング工程後に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を
含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第
２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含
み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内で変
化させることによって、前記電流開口部上に形成される
前記第１ＤＢＲ反射膜及び前記中間層および前記第２Ｄ
ＢＲ反射膜の少なくともいずれか一方の厚みを変化させ
て、各面発光素子間で発振波長を異ならしめることを特
徴とする。
では、少なくとも２つ以上の面発光素子を集積した面発
光集積化素子の製造方法において、第１導電型半導体基
板上に第２導電型の電流阻止層を形成する工程と、この
電流阻止層を部分的にエッチングすることによって電流
開口部を形成する工程と、このエッチング工程後に第１
導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と、この
第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である活性層を
含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上に第
２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含
み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内で変
化させることによって、前記電流開口部上に形成される
前記第１ＤＢＲ反射膜及び前記中間層および前記第２Ｄ
ＢＲ反射膜の少なくともいずれか一方の厚みを変化させ
て、各面発光素子間で発振波長を異ならしめることを特
徴とする。
【００１２】
【作用】前述のＣ．Ｊ．Ｈａｓｎａｉｎらの、波長を変
化させた面発光レーザ集積素子では、ＭＢＥ装置の分子
線の不均一を利用して、素子の膜面内にＤＢＲ反射膜の
不均一を形成し、発振波長を変化させるものであった。
しかしながら、分子線のビームプロファイルは、任意の
ものを得ることは困難なため、任意の発振波長分布を有
する面発光集積素子を実現することは困難であった。
化させた面発光レーザ集積素子では、ＭＢＥ装置の分子
線の不均一を利用して、素子の膜面内にＤＢＲ反射膜の
不均一を形成し、発振波長を変化させるものであった。
しかしながら、分子線のビームプロファイルは、任意の
ものを得ることは困難なため、任意の発振波長分布を有
する面発光集積素子を実現することは困難であった。
【００１３】本発明の面発光集積素子は、凹凸基板上の
結晶成長（特にＭＢＥ成長もしくはＭＯ−ＣＶＤ成長）
の特性を利用するものである。すなわち、結晶成長にお
いて、凹部には厚く成長し、凸部では薄くなる傾向があ
る。例えば、ＭＢＥ成長などでは、５μｍ幅で１μｍの
深さの凹部に対して、ＧａＡｓを成長すると、凹部の底
での膜厚は平坦部に比べて１０％程度厚くなる。この凹
部の底の膜厚は凹部の幅と深さによって変化する。従っ
て、異なる幅の凹部を形成しておき、その上にＤＢＲ反
射膜を成長すれば、中心波長の異なるＤＢＲ反射膜を形
成することが出来る。このようなＤＢＲ反射膜を用い
て、垂直キャビティ型の面発光素子を形成することによ
って、レーザ発振波長の異なる面発光素子を集積でき
る。
結晶成長（特にＭＢＥ成長もしくはＭＯ−ＣＶＤ成長）
の特性を利用するものである。すなわち、結晶成長にお
いて、凹部には厚く成長し、凸部では薄くなる傾向があ
る。例えば、ＭＢＥ成長などでは、５μｍ幅で１μｍの
深さの凹部に対して、ＧａＡｓを成長すると、凹部の底
での膜厚は平坦部に比べて１０％程度厚くなる。この凹
部の底の膜厚は凹部の幅と深さによって変化する。従っ
て、異なる幅の凹部を形成しておき、その上にＤＢＲ反
射膜を成長すれば、中心波長の異なるＤＢＲ反射膜を形
成することが出来る。このようなＤＢＲ反射膜を用い
て、垂直キャビティ型の面発光素子を形成することによ
って、レーザ発振波長の異なる面発光素子を集積でき
る。
【００１４】また、本発明の面発光集積素子では、凹部
以外の領域を電流阻止層とすることによって、効率よく
電流を活性層に注入できる。
以外の領域を電流阻止層とすることによって、効率よく
電流を活性層に注入できる。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例の面発光
集積素子の断面の模式図である。図中、１は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、２は第１ＤＢＲ反射膜（ｎ−ＡｌＡｓ（λ／
４厚）／ｎ−ＧａＡｓ（λ／４厚）の周期構造、周期数
１０−３０）、３は中間層（全体の厚さ〜λ、一般的に
はλ／２の整数倍、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ／活性層／
ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ）、４は活性層（歪Ｉｎy Ｇａ
1-y Ａｓ量子井戸からなるＳＱＷもしくはＭＱＷ、０≦
ｙ≦０．３５、典型的には３ＱＷ、例えば、ｉ−Ｉｎ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8
Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎ
ｍ）／ｉ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ｉ
ｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ))、５は電流阻止層（ｎ
型Ａｌz Ｇａ1- z Ａｓ、厚さ０．１〜１μｍ、ドーピン
グ濃度３×１０17〜５×１０18ｃｍ-3、０≦ｚ≦１）、
６は第２ＤＢＲ反射膜（ｐ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｐ
−ＧａＡｓ（λ／４厚）の周期構造、周期数１０−３
０）、７はキャップ層（ｐ+ −ＧａＡｓ層、厚さ〜０．
１６λ）、８はｐ型電極、９はｎ型電極である。本実施
例において、電流阻止層５には、電流注入のための開口
部１０（幅２〜１０μｍの四角形、もしくは２〜１０μ
ｍ径の円形）が設けられている。従って、この開口部１
０を通じて、電流を活性層に効率よく注入できるため、
電流の広がりを抑制して、レーザ発振に寄与しない漏れ
電流をかなり小さくできる利点がある。
細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例の面発光
集積素子の断面の模式図である。図中、１は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、２は第１ＤＢＲ反射膜（ｎ−ＡｌＡｓ（λ／
４厚）／ｎ−ＧａＡｓ（λ／４厚）の周期構造、周期数
１０−３０）、３は中間層（全体の厚さ〜λ、一般的に
はλ／２の整数倍、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ／活性層／
ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ）、４は活性層（歪Ｉｎy Ｇａ
1-y Ａｓ量子井戸からなるＳＱＷもしくはＭＱＷ、０≦
ｙ≦０．３５、典型的には３ＱＷ、例えば、ｉ−Ｉｎ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8
Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎ
ｍ）／ｉ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ）／ｉ−Ｉ
ｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（１０ｎｍ))、５は電流阻止層（ｎ
型Ａｌz Ｇａ1- z Ａｓ、厚さ０．１〜１μｍ、ドーピン
グ濃度３×１０17〜５×１０18ｃｍ-3、０≦ｚ≦１）、
６は第２ＤＢＲ反射膜（ｐ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｐ
−ＧａＡｓ（λ／４厚）の周期構造、周期数１０−３
０）、７はキャップ層（ｐ+ −ＧａＡｓ層、厚さ〜０．
１６λ）、８はｐ型電極、９はｎ型電極である。本実施
例において、電流阻止層５には、電流注入のための開口
部１０（幅２〜１０μｍの四角形、もしくは２〜１０μ
ｍ径の円形）が設けられている。従って、この開口部１
０を通じて、電流を活性層に効率よく注入できるため、
電流の広がりを抑制して、レーザ発振に寄与しない漏れ
電流をかなり小さくできる利点がある。
【００１６】次に、第１の実施例の構造方法について説
明する。まず、１回目の結晶成長において（ＭＢＥ成長
もしくはＭＯ−ＣＶＤ成長）、ｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、第１ＤＢＲ反射膜２、中間層３、電流阻止層５を順
次成長する。次に、通常のフォトエッチング法によっ
て、複数の異なる径を有する開口部１０を形成する。こ
の場合に、エッチングは、中間層３の上部でちょうど止
めるようにする。次に、２回目の結晶成長において、第
２ＤＢＲ反射膜６、キャップ層７を順次成長する。この
結晶成長時に、開口部１０の凹部上では、成長速度が、
開口部の幅によって異なる性質がある為、異なる幅の開
口部１０上には、異なる厚みの第２ＤＢＲ反射膜６が成
長する。具体的には、凹部の幅が小さいほど、成長速度
が増大し、成長層が厚くなる。従って、開口部の幅を小
さくすることによって、発振波長を長波長側に変化させ
ることが出来る。このような、結晶成長上の特性は、Ｍ
ＢＥ法、ＭＯ−ＣＶＤ法の両方に共通しているため、両
方の結晶成長法が利用できる。以上述べたように、異な
る幅の開口部１０上では、第２ＤＢＲ反射膜の厚みが異
なるため、そこで形成される垂直キャビティの共鳴波長
がちがってくる。開口部の幅の分布を任意に設定するこ
とによって、任意の波長分布を有する、面発光集積素子
が実現する。ただし、開口部１０の大きさを余り大きく
すると、高次の横モードで発振してしまうという問題が
ある。そのために、開口部１０の大きさは１０μｍ以
下、望ましくは７μｍ以下に抑える必要がある。また、
余り小さくすると光の回折によって、ＤＢＲ反射膜の反
射率が実効的に低下するため余り好ましくない。従っ
て、開口部１０の幅は、２〜７μｍの範囲で変化させる
のがよい。
明する。まず、１回目の結晶成長において（ＭＢＥ成長
もしくはＭＯ−ＣＶＤ成長）、ｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、第１ＤＢＲ反射膜２、中間層３、電流阻止層５を順
次成長する。次に、通常のフォトエッチング法によっ
て、複数の異なる径を有する開口部１０を形成する。こ
の場合に、エッチングは、中間層３の上部でちょうど止
めるようにする。次に、２回目の結晶成長において、第
２ＤＢＲ反射膜６、キャップ層７を順次成長する。この
結晶成長時に、開口部１０の凹部上では、成長速度が、
開口部の幅によって異なる性質がある為、異なる幅の開
口部１０上には、異なる厚みの第２ＤＢＲ反射膜６が成
長する。具体的には、凹部の幅が小さいほど、成長速度
が増大し、成長層が厚くなる。従って、開口部の幅を小
さくすることによって、発振波長を長波長側に変化させ
ることが出来る。このような、結晶成長上の特性は、Ｍ
ＢＥ法、ＭＯ−ＣＶＤ法の両方に共通しているため、両
方の結晶成長法が利用できる。以上述べたように、異な
る幅の開口部１０上では、第２ＤＢＲ反射膜の厚みが異
なるため、そこで形成される垂直キャビティの共鳴波長
がちがってくる。開口部の幅の分布を任意に設定するこ
とによって、任意の波長分布を有する、面発光集積素子
が実現する。ただし、開口部１０の大きさを余り大きく
すると、高次の横モードで発振してしまうという問題が
ある。そのために、開口部１０の大きさは１０μｍ以
下、望ましくは７μｍ以下に抑える必要がある。また、
余り小さくすると光の回折によって、ＤＢＲ反射膜の反
射率が実効的に低下するため余り好ましくない。従っ
て、開口部１０の幅は、２〜７μｍの範囲で変化させる
のがよい。
【００１７】図２は、本発明の第２の実施例の面発光集
積素子の製造方法を示している。この第２の実施例は、
第１の実施例で問題となる製造上の問題を改良した製造
方法である。すなわち、第１の実施例の製造方法におい
ては、フォトエッチングにより開口部１０を形成する工
程において、エッチングを中間層３のちょうど上部に止
めるために、エッチング深さを精密に制御する必要があ
る。しかしながら、化学エッチング法を用いて、エッチ
ング深さを精密に制御することは困難である。また、ド
ライエッチング法を用いれば、エッチング深さをかなり
精密に制御できるが、イオンによるダメージによって、
結晶性が損なわれる欠点がある。また、第１の実施例の
製造方法では、中間層３や電流阻止層５の組成がＡｌＧ
ａＡｓの場合には、ＡｌＧａＡｓの自然酸化膜が容易に
除去できないため、２回目の成長において、鏡面の良好
な結晶成長が得られない問題がある。
積素子の製造方法を示している。この第２の実施例は、
第１の実施例で問題となる製造上の問題を改良した製造
方法である。すなわち、第１の実施例の製造方法におい
ては、フォトエッチングにより開口部１０を形成する工
程において、エッチングを中間層３のちょうど上部に止
めるために、エッチング深さを精密に制御する必要があ
る。しかしながら、化学エッチング法を用いて、エッチ
ング深さを精密に制御することは困難である。また、ド
ライエッチング法を用いれば、エッチング深さをかなり
精密に制御できるが、イオンによるダメージによって、
結晶性が損なわれる欠点がある。また、第１の実施例の
製造方法では、中間層３や電流阻止層５の組成がＡｌＧ
ａＡｓの場合には、ＡｌＧａＡｓの自然酸化膜が容易に
除去できないため、２回目の成長において、鏡面の良好
な結晶成長が得られない問題がある。
【００１８】そこで、第２の実施例の製造方法では、図
２（ａ）に示すように、１回目の成長時に、エッチング
ストッパー層２１（ｐ−ＧａＡｓ層、厚さ３−２０ｎ
ｍ）を中間層３と電流阻止層５の間に成長する。また電
流阻止層５は、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（ｘ≧０．４、
例えばｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ０．１μｍ）とする。
この場合には、塩酸系あるいは弗酸系のエッチング液を
用いることによって、ＧａＡｓからなるエッチングスト
ッパー層２１のちょうど上部でエッチングを止めること
は容易となる。また、２回目の成長において問題となる
ＡｌＧａＡｓの自然酸化膜の問題に対しては、ＧａＡｓ
からなるキャップ層２２（厚さ３〜５０ｎｍ）を図２
（ａ）に示すように１回目の成長時にあらかじめ成長し
ておく。この場合にキャップ層２２の表面に形成される
ＧａＡｓの自然酸化膜は、ＭＢＥ装置の中で、Ａｓ雰囲
気のサーマルアニールを行うことによって、容易に除去
できる。このため、鏡面の成長が容易となる。また、Ｍ
ＢＥ装置でのＡｓ雰囲気サーマルアニール温度を通常の
６００〜６７０度ではなく、７５０度程度とすることに
よって、キャップ層２２及び開口部１０上のエッチング
ストッパー層２１をサーマルエッチングすることが出来
る。これは、７００度以上ではＧａＡｓが蒸発するため
に、起こる現象である。しかしながら、この温度では、
ＡｌＧａＡｓは蒸発しないため、ＧａＡｓのみを選択的
にエッチングすることが出来る。したがって、電流阻止
層５及び中間層の上部をＡｌＧａＡｓとしておくことに
よって、サーマルエッチングを用いてキャップ層２２及
び開口部１０のエッチングストッパー層２２のみをｉｎ
−ｓｉｔｕでエッチングすることが出来る。このサーマ
ルエッチングを行うと、酸化膜以外のカーボンなどの不
純物も同時に除去できるため、不純物の少ない良好な結
晶を成長することが出来る。また、このキャップ層２２
を形成した場合の開口部１０のエッチングは、最初に選
択性のない燐酸系のエッチングを行ってキャップ層２２
を除去して、その後に塩酸系などの選択エッチングを行
うなどの２段エッチングが、有効である。この２段エッ
チングによって、容易にエッチングストッパー層２１の
上部でエッチングを止めることができる。また、本実施
例において、ＭＢＥ法の代わりにＭＯ−ＣＶＤ法を用い
て２回目の成長をする場合には、サーマルエッチングの
代わりに、塩化水素を反応管に流すことによって、Ｇａ
Ａｓからなるキャップ層２２及びエッチングストッパー
層２１をｉｎ−ｓｉｔｕでエッチングすることが出来
る。
２（ａ）に示すように、１回目の成長時に、エッチング
ストッパー層２１（ｐ−ＧａＡｓ層、厚さ３−２０ｎ
ｍ）を中間層３と電流阻止層５の間に成長する。また電
流阻止層５は、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（ｘ≧０．４、
例えばｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ０．１μｍ）とする。
この場合には、塩酸系あるいは弗酸系のエッチング液を
用いることによって、ＧａＡｓからなるエッチングスト
ッパー層２１のちょうど上部でエッチングを止めること
は容易となる。また、２回目の成長において問題となる
ＡｌＧａＡｓの自然酸化膜の問題に対しては、ＧａＡｓ
からなるキャップ層２２（厚さ３〜５０ｎｍ）を図２
（ａ）に示すように１回目の成長時にあらかじめ成長し
ておく。この場合にキャップ層２２の表面に形成される
ＧａＡｓの自然酸化膜は、ＭＢＥ装置の中で、Ａｓ雰囲
気のサーマルアニールを行うことによって、容易に除去
できる。このため、鏡面の成長が容易となる。また、Ｍ
ＢＥ装置でのＡｓ雰囲気サーマルアニール温度を通常の
６００〜６７０度ではなく、７５０度程度とすることに
よって、キャップ層２２及び開口部１０上のエッチング
ストッパー層２１をサーマルエッチングすることが出来
る。これは、７００度以上ではＧａＡｓが蒸発するため
に、起こる現象である。しかしながら、この温度では、
ＡｌＧａＡｓは蒸発しないため、ＧａＡｓのみを選択的
にエッチングすることが出来る。したがって、電流阻止
層５及び中間層の上部をＡｌＧａＡｓとしておくことに
よって、サーマルエッチングを用いてキャップ層２２及
び開口部１０のエッチングストッパー層２２のみをｉｎ
−ｓｉｔｕでエッチングすることが出来る。このサーマ
ルエッチングを行うと、酸化膜以外のカーボンなどの不
純物も同時に除去できるため、不純物の少ない良好な結
晶を成長することが出来る。また、このキャップ層２２
を形成した場合の開口部１０のエッチングは、最初に選
択性のない燐酸系のエッチングを行ってキャップ層２２
を除去して、その後に塩酸系などの選択エッチングを行
うなどの２段エッチングが、有効である。この２段エッ
チングによって、容易にエッチングストッパー層２１の
上部でエッチングを止めることができる。また、本実施
例において、ＭＢＥ法の代わりにＭＯ−ＣＶＤ法を用い
て２回目の成長をする場合には、サーマルエッチングの
代わりに、塩化水素を反応管に流すことによって、Ｇａ
Ａｓからなるキャップ層２２及びエッチングストッパー
層２１をｉｎ−ｓｉｔｕでエッチングすることが出来
る。
【００１９】図３は、本発明の第３の実施例の面発光集
積素子の断面の模式図である。第１の実施例と異なる点
は、電流阻止層５と中間層３の間に、第２ＤＢＲ反射膜
３２（ｐ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｐ−ＧａＡｓ（λ／
４厚）の周期構造、周期数１−１０、典型的には２〜
３）を設けた点である。本実施例においては、第２ＤＢ
Ｒ反射膜３２は膜面内で均一の厚さとなっている。一
方、第３ＤＢＲ反射膜３３は、開口部１０の幅に応じて
異なる厚さの膜となっている。しかしながら、ｐ側全体
のＤＢＲ反射膜としては、第２と第３のＤＢＲ反射膜の
平均の厚さを見るため、ｐ側のＤＢＲ反射膜の厚さ全体
が変化している第１の実施例に比較して、膜面内に形成
される面発光素子のレーザ発振波長の違いが小さい特徴
がある。
積素子の断面の模式図である。第１の実施例と異なる点
は、電流阻止層５と中間層３の間に、第２ＤＢＲ反射膜
３２（ｐ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｐ−ＧａＡｓ（λ／
４厚）の周期構造、周期数１−１０、典型的には２〜
３）を設けた点である。本実施例においては、第２ＤＢ
Ｒ反射膜３２は膜面内で均一の厚さとなっている。一
方、第３ＤＢＲ反射膜３３は、開口部１０の幅に応じて
異なる厚さの膜となっている。しかしながら、ｐ側全体
のＤＢＲ反射膜としては、第２と第３のＤＢＲ反射膜の
平均の厚さを見るため、ｐ側のＤＢＲ反射膜の厚さ全体
が変化している第１の実施例に比較して、膜面内に形成
される面発光素子のレーザ発振波長の違いが小さい特徴
がある。
【００２０】また、第３の実施例の製造方法は、１回目
の結晶成長時に第２ＤＢＲ反射膜３２を成長する点をの
ぞけば、第１の実施例とほとんど同じである。また、第
２の実施例で述べたような、エッチングストッパー層や
キャップ層を利用すれば、製造歩留まりを改善できる。
の結晶成長時に第２ＤＢＲ反射膜３２を成長する点をの
ぞけば、第１の実施例とほとんど同じである。また、第
２の実施例で述べたような、エッチングストッパー層や
キャップ層を利用すれば、製造歩留まりを改善できる。
【００２１】図４は、本発明の第４の実施例の面発光集
積素子の断面の模式図である。第１〜３の実施例と異な
り、電流阻止層をｐ型としてｎ側に形成している点が特
徴である。具体的には、電流阻止層４５（ｐ型Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓ、厚さ０．１〜１μｍ、ドーピング濃度１×
１０17〜１×１０19ｃｍ-3、０≦ｚ≦１）が第１ＤＢＲ
反射膜２と中間層３の間に形成されている。
積素子の断面の模式図である。第１〜３の実施例と異な
り、電流阻止層をｐ型としてｎ側に形成している点が特
徴である。具体的には、電流阻止層４５（ｐ型Ａｌz Ｇ
ａ1-z Ａｓ、厚さ０．１〜１μｍ、ドーピング濃度１×
１０17〜１×１０19ｃｍ-3、０≦ｚ≦１）が第１ＤＢＲ
反射膜２と中間層３の間に形成されている。
【００２２】第４の実施例の製造方法では、まず、１回
目の結晶成長において、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、第１Ｄ
ＢＲ反射膜２、電流阻止層４５を順次成長する。次に、
通常のフォトエッチング法によって、複数の異なる幅を
有する開口部１０を形成する。この場合に、エッチング
は、第１ＤＢＲ反射膜２の上部でちょうど止めるように
する。次に、２回目の結晶成長において、中間層３、第
２ＤＢＲ反射膜６、キャップ層７を順次成長する。この
結晶成長時に、開口部１０の凹部上では、成長速度が、
開口部の幅によって異なる性質がある為、異なる幅の開
口部１０上には、異なる厚みの中間層３及び第２ＤＢＲ
反射膜６が成長する。このように、本実施例では、異な
る幅の開口部１０に対して、中間層３と第２ＤＢＲ反射
膜６の両方の厚みが変化する。一方、第１の実施例で
は、第２ＤＢＲ反射膜６の厚みのみが変化する。従っ
て、本実施例の面発光集積素子の方が、第１の実施例に
比べて、開口部１０の幅の変化に対するレーザ発振波長
の違いが大きくなる特徴がある。また、本実施例におい
ても、第２の実施例で述べたような、エッチングストッ
パー層やキャップ層を利用することにより製造歩留まり
を改善出来る。
目の結晶成長において、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、第１Ｄ
ＢＲ反射膜２、電流阻止層４５を順次成長する。次に、
通常のフォトエッチング法によって、複数の異なる幅を
有する開口部１０を形成する。この場合に、エッチング
は、第１ＤＢＲ反射膜２の上部でちょうど止めるように
する。次に、２回目の結晶成長において、中間層３、第
２ＤＢＲ反射膜６、キャップ層７を順次成長する。この
結晶成長時に、開口部１０の凹部上では、成長速度が、
開口部の幅によって異なる性質がある為、異なる幅の開
口部１０上には、異なる厚みの中間層３及び第２ＤＢＲ
反射膜６が成長する。このように、本実施例では、異な
る幅の開口部１０に対して、中間層３と第２ＤＢＲ反射
膜６の両方の厚みが変化する。一方、第１の実施例で
は、第２ＤＢＲ反射膜６の厚みのみが変化する。従っ
て、本実施例の面発光集積素子の方が、第１の実施例に
比べて、開口部１０の幅の変化に対するレーザ発振波長
の違いが大きくなる特徴がある。また、本実施例におい
ても、第２の実施例で述べたような、エッチングストッ
パー層やキャップ層を利用することにより製造歩留まり
を改善出来る。
【００２３】図５は、本発明の第５の実施例の面発光集
積素子の断面の模式図である。第４の実施例と同様に、
電流阻止層をｐ型としてｎ側に形成している点が特徴で
ある。第４の実施例と異なる点は、２回目の成長時に、
中間層３を成長する前に、ｎ型の第２ＤＢＲ反射膜５２
（ｎ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｎ−ＧａＡｓ（λ／４
厚）の周期構造、周期数１−１０、典型的には２〜３）
を設けた点である。本実施例においては、開口部１０の
幅の変化に対応して、第２ＤＢＲ反射膜５２及び中間層
３及び第３ＤＢＲ反射膜５３の３つの厚さが変化するた
めに、第４の実施例と同様、開口部１０の幅の変化に対
して、レーザ発振波長の変化が大きい特徴がある。
積素子の断面の模式図である。第４の実施例と同様に、
電流阻止層をｐ型としてｎ側に形成している点が特徴で
ある。第４の実施例と異なる点は、２回目の成長時に、
中間層３を成長する前に、ｎ型の第２ＤＢＲ反射膜５２
（ｎ−ＡｌＡｓ（λ／４厚）／ｎ−ＧａＡｓ（λ／４
厚）の周期構造、周期数１−１０、典型的には２〜３）
を設けた点である。本実施例においては、開口部１０の
幅の変化に対応して、第２ＤＢＲ反射膜５２及び中間層
３及び第３ＤＢＲ反射膜５３の３つの厚さが変化するた
めに、第４の実施例と同様、開口部１０の幅の変化に対
して、レーザ発振波長の変化が大きい特徴がある。
【００２４】第５の実施例の製造方法は、第４の実施例
とほとんど同じである。中間層３を成長する前に、第２
ＤＢＲ反射膜５２を成長する点が異なっている。本実施
例の場合には、２回目の結晶成長時において、第２ＤＢ
Ｒ反射膜５２がバッファ層として働き、成長開始時の不
純物が第２ＤＢＲ反射膜５２の中に取り込まれるため、
発光層となる活性層４を含んでいる中間層３に取り込ま
れる不純物が低減する利点がある。
とほとんど同じである。中間層３を成長する前に、第２
ＤＢＲ反射膜５２を成長する点が異なっている。本実施
例の場合には、２回目の結晶成長時において、第２ＤＢ
Ｒ反射膜５２がバッファ層として働き、成長開始時の不
純物が第２ＤＢＲ反射膜５２の中に取り込まれるため、
発光層となる活性層４を含んでいる中間層３に取り込ま
れる不純物が低減する利点がある。
【００２５】図６は、第６実施例の面発光集積素子の断
面の模式図である。この場合には、ｎ型基板１上に直
接、電流阻止層４５が形成されている点が特徴である。
また、このように、中間層３の下に凹部（開口部１０）
を形成した場合には、第１ＤＢＲ反射膜２の形状が凸レ
ンズ状となるために、発光した光を集光する働きが期待
できる。
面の模式図である。この場合には、ｎ型基板１上に直
接、電流阻止層４５が形成されている点が特徴である。
また、このように、中間層３の下に凹部（開口部１０）
を形成した場合には、第１ＤＢＲ反射膜２の形状が凸レ
ンズ状となるために、発光した光を集光する働きが期待
できる。
【００２６】第６の実施例の製造方法では、まず、ｎ型
ＧａＡｓ基板１上に、電流阻止層４５を形成する。電流
阻止層４５を形成する方法として、必ずしも結晶成長す
る必要はなくＺｎ拡散などを行うことにより形成しても
良い。次に、フォトエッチング法を用いて、開口部１０
を形成する。この場合には、必ずしも、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の上部でちょうどエッチングを止める必要はなく、
少しオーバーエッチングしても良い為、エッチングが容
易である。つぎに、第１ＤＢＲ反射膜２、中間層３、第
２ＤＢＲ反射膜６キャップ層７を順次結晶成長する。こ
のとき、第１ＤＢＲ反射膜２及び中間層３及び第２ＤＢ
Ｒ反射膜６の厚さが開口部１０の幅に対応して変化する
ため、レーザ発振波長が変化する。また、本実施例にお
いて、開口部１０の深さを１μｍ以上に深くした場合に
は、開口部１０の側面上の成長が（１１１）面上の成長
になる。従って、この場合にＭＢＥ法を用いて成長し、
第１ＤＢＲ反射膜２をＳｉドープとすれば、開口部１０
の側面では第１ＤＢＲ反射膜２がｐ型領域６１になり、
平坦部のみがｎ型となる。このことを利用すると、さら
に電流の閉じこめが強くなるため、電流を効率よく活性
層４に注入できる。
ＧａＡｓ基板１上に、電流阻止層４５を形成する。電流
阻止層４５を形成する方法として、必ずしも結晶成長す
る必要はなくＺｎ拡散などを行うことにより形成しても
良い。次に、フォトエッチング法を用いて、開口部１０
を形成する。この場合には、必ずしも、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の上部でちょうどエッチングを止める必要はなく、
少しオーバーエッチングしても良い為、エッチングが容
易である。つぎに、第１ＤＢＲ反射膜２、中間層３、第
２ＤＢＲ反射膜６キャップ層７を順次結晶成長する。こ
のとき、第１ＤＢＲ反射膜２及び中間層３及び第２ＤＢ
Ｒ反射膜６の厚さが開口部１０の幅に対応して変化する
ため、レーザ発振波長が変化する。また、本実施例にお
いて、開口部１０の深さを１μｍ以上に深くした場合に
は、開口部１０の側面上の成長が（１１１）面上の成長
になる。従って、この場合にＭＢＥ法を用いて成長し、
第１ＤＢＲ反射膜２をＳｉドープとすれば、開口部１０
の側面では第１ＤＢＲ反射膜２がｐ型領域６１になり、
平坦部のみがｎ型となる。このことを利用すると、さら
に電流の閉じこめが強くなるため、電流を効率よく活性
層４に注入できる。
【００２７】以上の実施例では、中間層ｐｎ構造とした
がこれに限らずｐｎｐｎ構造の光スイッチとしても良
い。また、以上の実施例では、材料としてＩｎＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系を用いたがこれに限らずＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ系を用いても良い。また以上の実施例では、
基板として、ｎ型半導体基板を用いたがこれに限らずｐ
型半導体基板を用いても本発明は適用できる。
がこれに限らずｐｎｐｎ構造の光スイッチとしても良
い。また、以上の実施例では、材料としてＩｎＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系を用いたがこれに限らずＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ系を用いても良い。また以上の実施例では、
基板として、ｎ型半導体基板を用いたがこれに限らずｐ
型半導体基板を用いても本発明は適用できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、電流阻止層の開口部の
幅を任意に変化させることによって、ＤＢＲ反射膜の厚
みを変化させ、任意のレーザ発振波長分布を有する面発
光集積素子を実現できる。
幅を任意に変化させることによって、ＤＢＲ反射膜の厚
みを変化させ、任意のレーザ発振波長分布を有する面発
光集積素子を実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施例の製造方法を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施例の断面の模式図である。
【図４】本発明の第４の実施例の断面の模式図である。
【図５】本発明の第５の実施例の断面の模式図である。
【図６】本発明の第６の実施例の断面の模式図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ 第１ＤＢＲ反射膜 ３ 中間層 ４ 活性層 ５ 電流阻止層 ６ 第２ＤＢＲ反射膜 ７ キャップ層 ８ ｐ型電極 ９ ｎ型電極 １０ 開口部 １１ 出力光（λ1 ） １２ 出力光（λ2 ） ２１ エッチングストッパー層 ２２ キャップ層 ３２ 第２ＤＢＲ反射膜 ３３ 第３ＤＢＲ反射膜 ４５ 電流阻止層 ５２ 第２ＤＢＲ反射膜 ５３ 第３ＤＢＲ反射膜 ６１ ｐ型領域
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積化素子において、第１導電型の第１ＤＢ
Ｒ反射膜と、主たる発光領域である活性層を含む中間層
と、第１導電型の電流阻止層と、第２導電型の第２ＤＢ
Ｒ反射膜と、前記電流阻止層が部分的に除去されてなる
２つ以上の電流開口部とを有し、前記中間層が前記第１
ＤＢＲ反射膜と前記電流阻止層にはさまれており、前記
電流阻止層が前記中間層と第２ＤＢＲ反射膜との間に設
置されており、１つの面発光素子においては前記電流開
口部の１つを通じて前記活性層に通電することによって
レーザ発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する
面発光素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振
波長が異なることを特徴とする面発光集積素子。 - 【請求項２】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積化素子において、第１導電型の第１ＤＢ
Ｒ反射膜と、主たる発光領域である活性層を含む中間層
と、第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜と、第１導電型の電
流阻止層と、第２導電型の第３ＤＢＲ反射膜と、前記電
流阻止層が部分的に除去されてなる２つ以上の電流開口
部とを有し、前記中間層が前記第１ＤＢＲ反射膜と前記
第２ＤＢＲ反射膜にはさまれており、前記電流阻止層が
前記第２ＤＢＲ反射膜と第３ＤＢＲ反射膜との間に設置
されており、１つの面発光素子においては前記電流開口
部の１つを通じて前記活性層に通電することによってレ
ーザ発振を行い、異なる前記電流開口部の幅を有する面
発光素子を有し、この幅の異なる面発光素子間で発振波
長が異なることを特徴とする面発光集積素子。 - 【請求項３】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積化素子において、第１導電型の半導体基
板と、この半導体基板上に形成された第２導電型の電流
阻止層と、この電流阻止層の上に形成された第１導電型
の第１ＤＢＲ反射膜と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に形
成された主たる発光領域である活性層を含む中間層と、
この中間層の上に形成された第２導電型の第２ＤＢＲ反
射膜と、前記電流阻止層が部分的に除去されてなる２つ
以上の電流開口部とを有し、１つの面発光素子において
は前記電流開口部の１つを通じて前記活性層に通電する
ことによってレーザ発振を行い、異なる前記電流開口部
の幅を有する面発光素子を有し、この幅の異なる面発光
素子間で発振波長が異なることを特徴とする面発光集積
素子。 - 【請求項４】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積化素子の製造方法において、半導体基板
上に第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である
活性層を含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層
の上に第１導電型の電流阻止層を結晶成長する工程と、
この電流阻止層を部分的にエッチングすることによって
電流開口部を形成する工程と、このエッチング工程後に
前記電流阻止層上に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結
晶成長する工程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの
面発光素子集積内で変化させることによって、前記電流
開口部上に形成される前記第２ＤＢＲ反射膜の厚みを変
化させて、各面発光素子間で発振波長を異ならしめるこ
とを特徴とする面発光集積素子の製造方法。 - 【請求項５】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積素子の製造方法において、半導体基板上
に第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である
活性層を含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層
の上に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工
程と、この第２ＤＢＲ反射膜の上に第１導電型の電流阻
止層を結晶成長する工程と、この電流素子層を部分的に
エッチングすることによって電流開口部を形成する工程
と、このエッチング工程後に前記電流阻止層上に第２導
電型の第３ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程とを含み、
前記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内で変化さ
せることによって、前記電流開口部上に形成される前記
第３ＤＢＲ反射膜の厚みを変化させて、各面発光素子間
で発振波長を異ならしめることを特徴とする面発光集積
素子の製造方法。 - 【請求項６】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積化素子の製造方法において、半導体基板
上に第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止
層を結晶成長する工程と、この電流阻止層を部分的にエ
ッチングすることによって電流開口部を形成する工程
と、このエッチング工程後に主たる発光領域である活性
層を含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層の上
に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程と
を含み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集積素子内
で変化させることによって、前記電流開口部上に形成さ
れる前記中間層および前記第２ＤＢＲ反射膜の少なくと
もいずれか一方の厚みを変化させて、各面発光素子間で
発振波長を異ならしめることを特徴とする面発光集積素
子の製造方法。 - 【請求項７】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積素子の製造方法において、半導体基板上
に第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に第２導電型の電流阻止
層を結晶成長する工程と、この電流阻止層を部分的にエ
ッチングすることによって電流開口部を形成する工程
と、このエッチング工程後に第１導電型の第２ＤＢＲ反
射膜を結晶成長する工程と、この第２ＤＢＲ反射膜の上
に主たる発光領域である活性層を含む中間層を結晶成長
する工程と、この中間層の上に第２導電型の第３ＤＢＲ
反射膜を結晶成長する工程とを含み、前記電流開口部の
幅を１つの面発光集積素子内で変化させることによっ
て、前記電流開口部上に形成される前記第２ＤＢＲ反射
膜及び中間層および前記第３ＤＢＲ反射膜の少なくとも
いずれか一方の厚みを変化させて、各面発光素子間で発
振波長を異ならしめることを特徴とする面発光集積素子
の製造方法。 - 【請求項８】 少なくとも２つ以上の面発光素子を集積
した面発光集積素子の製造方法において、第１導電型半
導体基板上に第２導電型の電流阻止層を形成する工程
と、この電流阻止層を部分的にエッチングすることによ
って電流開口部を形成する工程と、このエッチング工程
後に第１導電型の第１ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工程
と、この第１ＤＢＲ反射膜の上に主たる発光領域である
活性層を含む中間層を結晶成長する工程と、この中間層
の上に第２導電型の第２ＤＢＲ反射膜を結晶成長する工
程とを含み、前記電流開口部の幅を１つの面発光集積素
子内で変化させることによって、前記電流開口部上に形
成される前記第１ＤＢＲ反射膜及び前記中間層および前
記第２ＤＢＲ反射膜の少なくともいずれか一方の厚みを
変化させて、各面発光素子間で発振波長を異ならしめる
ことを特徴とする面発光集積素子の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3357876A JP2738194B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 面発光集積素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3357876A JP2738194B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 面発光集積素子とその製造方法 |
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|---|---|
| JPH05175615A JPH05175615A (ja) | 1993-07-13 |
| JP2738194B2 true JP2738194B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3357876A Expired - Lifetime JP2738194B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 面発光集積素子とその製造方法 |
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1991
- 1991-12-25 JP JP3357876A patent/JP2738194B2/ja not_active Expired - Lifetime
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