JP2742539B2 - 面発光型半導体レーザ - Google Patents
面発光型半導体レーザInfo
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- JP2742539B2 JP2742539B2 JP15549089A JP15549089A JP2742539B2 JP 2742539 B2 JP2742539 B2 JP 2742539B2 JP 15549089 A JP15549089 A JP 15549089A JP 15549089 A JP15549089 A JP 15549089A JP 2742539 B2 JP2742539 B2 JP 2742539B2
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- ohmic
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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、基板側の反射鏡として半導体多層膜を利用
している垂直共振器型の面発光型半導体レーザ（以下面
発光レーザという）に関する。
している垂直共振器型の面発光型半導体レーザ（以下面
発光レーザという）に関する。
基板側の反射鏡として半導体多層膜を用いてなる面発
光レーザが報告されている（1988,秋季応用物理7p−ZC
−12）。第３図はこのような構成をなす従来の面発光レ
ーザの構造を示す断面図であり、図中31は導電性を有す
る基板である。基板31上には、バッファ層２、反射鏡と
して作用する半導体多層膜５、第１クラッド層６がこの
順に積層されている。第１クラッド層６上には、活性層
７及び第２クラッド層８からなるメサ部が形成されてお
り、このメサ部を埋込む態様にて、第１クラッド層６上
に、第１電流ブロック層９及び第２電流ブロック層10が
この順に形成されている。第２クラッド層８及び第２電
流ブロック層10上には電流通路層11が積層されている。
メサ部が形成されている領域の電流通路層11上面には、
反射鏡15が形成されており、この反射鏡15を囲む態様に
て、電流通路層11上に、コンタクト層12及びオーミック
電極13がこの順に形成されている。また基板31の下面に
はもう一方のオーミック電極14が形成されており、オー
ミック電極14には融着材17により放熱用のヒートシンク
18が融着されている。そしてこのような面発光レーザで
は、ウェハ表面からレーザ光Ｌが得られる。
光レーザが報告されている（1988,秋季応用物理7p−ZC
−12）。第３図はこのような構成をなす従来の面発光レ
ーザの構造を示す断面図であり、図中31は導電性を有す
る基板である。基板31上には、バッファ層２、反射鏡と
して作用する半導体多層膜５、第１クラッド層６がこの
順に積層されている。第１クラッド層６上には、活性層
７及び第２クラッド層８からなるメサ部が形成されてお
り、このメサ部を埋込む態様にて、第１クラッド層６上
に、第１電流ブロック層９及び第２電流ブロック層10が
この順に形成されている。第２クラッド層８及び第２電
流ブロック層10上には電流通路層11が積層されている。
メサ部が形成されている領域の電流通路層11上面には、
反射鏡15が形成されており、この反射鏡15を囲む態様に
て、電流通路層11上に、コンタクト層12及びオーミック
電極13がこの順に形成されている。また基板31の下面に
はもう一方のオーミック電極14が形成されており、オー
ミック電極14には融着材17により放熱用のヒートシンク
18が融着されている。そしてこのような面発光レーザで
は、ウェハ表面からレーザ光Ｌが得られる。
従来の面発光レーザでは、導電性を有さない基板を使
用できないという難点がある。また活性領域に近接して
オーミック電極は形成されていないので、活性領域とオ
ーミック電極との距離が長くなってシリーズ抵抗は高い
という問題点があり、更に活性領域とヒートシンクとは
離れており十分な放熱効果が得られないという問題点が
ある。
用できないという難点がある。また活性領域に近接して
オーミック電極は形成されていないので、活性領域とオ
ーミック電極との距離が長くなってシリーズ抵抗は高い
という問題点があり、更に活性領域とヒートシンクとは
離れており十分な放熱効果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、レ
ーザ光をウェハ表面から得ることは勿論であり、両オー
ミック電極をウェハ表面側に形成することができ、活性
領域に近接させたオーミック電極を形成してシリーズ抵
抗を低減でき、活性領域とヒートシンクとの距離を短縮
して放熱特性の改善を図ることができる面発光レーザを
提供することを目的とする。
ーザ光をウェハ表面から得ることは勿論であり、両オー
ミック電極をウェハ表面側に形成することができ、活性
領域に近接させたオーミック電極を形成してシリーズ抵
抗を低減でき、活性領域とヒートシンクとの距離を短縮
して放熱特性の改善を図ることができる面発光レーザを
提供することを目的とする。
本発明の第１発明に係る面発光型半導体レーザは、基
板側の反射鏡として半導体多層膜を利用している面発光
型半導体レーザにおいて、前記基板上にオーミック電極
を形成するためのオーミック形成層を有し、該オーミッ
ク形成層上の所定領域にエッチングを停止するエッチン
グ停止層を介して前記半導体多層膜を有し、前記オーミ
ック形成層上のうち前記エッチング停止層が形成されて
いない領域にオーミック電極を形成してあることを特徴
とする。
板側の反射鏡として半導体多層膜を利用している面発光
型半導体レーザにおいて、前記基板上にオーミック電極
を形成するためのオーミック形成層を有し、該オーミッ
ク形成層上の所定領域にエッチングを停止するエッチン
グ停止層を介して前記半導体多層膜を有し、前記オーミ
ック形成層上のうち前記エッチング停止層が形成されて
いない領域にオーミック電極を形成してあることを特徴
とする。
本発明の第２発明に係る面発光型半導体レーザは、基
板側の反射鏡として半導体多層膜を利用している面発光
型半導体レーザにおいて、前記基板上にエッチングを停
止するエッチング停止層、オーミック電極を形成するた
めのオーミック形成層、前記半導体多層膜をこの順に有
しており、活性領域に対応する部分の前記基板を前記エ
ッチング停止層までエッチング除去し、露出した前記エ
ッチング停止層を除去して露出される前記オーミック形
成層にオーミック電極を形成してあることを特徴とす
る。
板側の反射鏡として半導体多層膜を利用している面発光
型半導体レーザにおいて、前記基板上にエッチングを停
止するエッチング停止層、オーミック電極を形成するた
めのオーミック形成層、前記半導体多層膜をこの順に有
しており、活性領域に対応する部分の前記基板を前記エ
ッチング停止層までエッチング除去し、露出した前記エ
ッチング停止層を除去して露出される前記オーミック形
成層にオーミック電極を形成してあることを特徴とす
る。
本発明では、エッチングを停止するエッチング停止層
まで、成長層または基板をエッチング除去し、露出した
このエッチング停止層を更にエッチング除去して、オー
ミック電極を形成するためのオーミック形成層を露出さ
せ、この露出したオーミック形成層にオーミック電極を
形成する。そうすると両オーミック電極はウェハ表面側
に形成される。または活性領域に対応する部分の基板が
除去されるので、活性領域とオーミック電極とは近接す
る。
まで、成長層または基板をエッチング除去し、露出した
このエッチング停止層を更にエッチング除去して、オー
ミック電極を形成するためのオーミック形成層を露出さ
せ、この露出したオーミック形成層にオーミック電極を
形成する。そうすると両オーミック電極はウェハ表面側
に形成される。または活性領域に対応する部分の基板が
除去されるので、活性領域とオーミック電極とは近接す
る。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明に係る面発光レーザの第１の実施例の
構造を示す断面図であり、図中１は半導体基板（例えば
半絶縁性なGaAs）を示す。基板１上には、バッファ層
（例えばノンドープGaAs）２、オーミック電極を形成す
るためのオーミック形成層（例えばｎ−GaAs）３がこの
順に積層されている。オーミック形成層３の上面の大部
分には、エッチングを停止させるエッチング停止層（例
えばｎ−Ga0.5Al0.5As）４、反射鏡として作用する半導
体多層膜（例えばｎ−Ga0.9Al0.1As/AlAsを25ペア）
５、第１クラッド層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4As）６がこ
の順に積層されている。第１クラッド層６上には、活性
層（例えばｐ−GaAs）７及び第２クラッド層（例えばｐ
−Ga0.6Al0.4As）８からなるメサ部が形成されており、
このメサ部を埋込む態様にて、第１クラッド層６上に、
第１電流ブロック層（例えばｐ−Ga0.6Al0.4As）９及び
第２電流ブロック層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4As）10がこ
の順に形成されている。第２クラッド層８及び第２電流
ブロック層10上には電流通路層（例えばｐ−Ga0.7Al0.3
As）11が積層されている。メサ部が形成されている領域
の電流通路層11上面には、反射鏡（例えばSiO2/TiO2を
４ペア）15が形成されており、この反射鏡15を囲む態様
にて、電流通路層11上に、コンタクト層（例えばｐ−Ga
As）12及びｐ型オーミック電極（例えばAu/Cr）13がこ
の順に形成されている。またこのような成長層が形成さ
れていない、オーミック形成層３の残りの上面の一部に
は、ｎ型オーミック電極（例えばAu/Sn）14が形成され
ている。
構造を示す断面図であり、図中１は半導体基板（例えば
半絶縁性なGaAs）を示す。基板１上には、バッファ層
（例えばノンドープGaAs）２、オーミック電極を形成す
るためのオーミック形成層（例えばｎ−GaAs）３がこの
順に積層されている。オーミック形成層３の上面の大部
分には、エッチングを停止させるエッチング停止層（例
えばｎ−Ga0.5Al0.5As）４、反射鏡として作用する半導
体多層膜（例えばｎ−Ga0.9Al0.1As/AlAsを25ペア）
５、第１クラッド層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4As）６がこ
の順に積層されている。第１クラッド層６上には、活性
層（例えばｐ−GaAs）７及び第２クラッド層（例えばｐ
−Ga0.6Al0.4As）８からなるメサ部が形成されており、
このメサ部を埋込む態様にて、第１クラッド層６上に、
第１電流ブロック層（例えばｐ−Ga0.6Al0.4As）９及び
第２電流ブロック層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4As）10がこ
の順に形成されている。第２クラッド層８及び第２電流
ブロック層10上には電流通路層（例えばｐ−Ga0.7Al0.3
As）11が積層されている。メサ部が形成されている領域
の電流通路層11上面には、反射鏡（例えばSiO2/TiO2を
４ペア）15が形成されており、この反射鏡15を囲む態様
にて、電流通路層11上に、コンタクト層（例えばｐ−Ga
As）12及びｐ型オーミック電極（例えばAu/Cr）13がこ
の順に形成されている。またこのような成長層が形成さ
れていない、オーミック形成層３の残りの上面の一部に
は、ｎ型オーミック電極（例えばAu/Sn）14が形成され
ている。
本実施例では従来例と同様にレーザ光Ｌをウェハ表面
側から得られると共に、ｐ型,n型の両オーミック電極1
3,14をウェハの表面側に形成することができる。また基
板１は導電性を有さない材質の基板を使用できる。
側から得られると共に、ｐ型,n型の両オーミック電極1
3,14をウェハの表面側に形成することができる。また基
板１は導電性を有さない材質の基板を使用できる。
このような構成を有する面発光レーザの製造工程につ
いて説明する。
いて説明する。
まず基板１上に、例えばOMVPE法を用いて、バッファ
層２、オーミック形成層３、エッチング停止層４、半導
体多層膜５、第１クラッド層６、活性層７及び第２クラ
ッド層８を、順次成長させる。次に選択LPE成長法を用
いて、第１電流ブロック層９、第２電流ブロック層10、
電流通路層11及びコンタクト層12を順次成長させる。次
いでコンタクト層12の一部を除去し、その除去した領域
に反射鏡15を形成し、残存する領域にｐ型オーミック電
極13を形成する。なお、この際に活性層７上方のコンタ
クト層12を除去するのは、コンタクト層12を構成するｐ
−GaAsは光吸収が大きいからである。
層２、オーミック形成層３、エッチング停止層４、半導
体多層膜５、第１クラッド層６、活性層７及び第２クラ
ッド層８を、順次成長させる。次に選択LPE成長法を用
いて、第１電流ブロック層９、第２電流ブロック層10、
電流通路層11及びコンタクト層12を順次成長させる。次
いでコンタクト層12の一部を除去し、その除去した領域
に反射鏡15を形成し、残存する領域にｐ型オーミック電
極13を形成する。なお、この際に活性層７上方のコンタ
クト層12を除去するのは、コンタクト層12を構成するｐ
−GaAsは光吸収が大きいからである。
次に、選択的なウェットエッチャント（例えばGaAlAs
に対してはフッ酸HF、GaAsに対してはNH4OH:H2O2＝1:20
の混合液）を用いて、成長層の一部を選択的にエッチン
グ除去して、オーミック形成層３を露出させる。最後に
この露出させたオーミック形成層３上にｎ型オーミック
電極14を形成する。
に対してはフッ酸HF、GaAsに対してはNH4OH:H2O2＝1:20
の混合液）を用いて、成長層の一部を選択的にエッチン
グ除去して、オーミック形成層３を露出させる。最後に
この露出させたオーミック形成層３上にｎ型オーミック
電極14を形成する。
上述したような製造工程において、選択LPE成長を行
う前にエッチング停止層４を露出させておく場合には、
このエッチング停止層４が選択LPE成長時のマスクとな
り得るので、後の工程におけるオーミック形成層３の露
出工程を容易に行なえる。
う前にエッチング停止層４を露出させておく場合には、
このエッチング停止層４が選択LPE成長時のマスクとな
り得るので、後の工程におけるオーミック形成層３の露
出工程を容易に行なえる。
第２図は本発明の面発光レーザの第２の実施例の構造
を示す断面図であり、図中第１図と同番号を付した部分
は同一部分を示す。本例では、半導体基板１上に、バッ
ファ層２、エッチング停止層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4A
s）24、オーミック形成層（例えばｎ−GaAs）23、半導
体多層膜層５がこの順に積層されている。なお半導体多
層膜層５上の構成は前述第１の実施例と同じである。ま
た活性層７に対応する領域の基板1,バッファ層２及び及
びエッチング停止層24は除去されていて、エッチング穴
16が形成されており、露出したオーミック形成層23下面
と基板１の側面及び下面とにはｎ型オーミック電極14が
形成されている。
を示す断面図であり、図中第１図と同番号を付した部分
は同一部分を示す。本例では、半導体基板１上に、バッ
ファ層２、エッチング停止層（例えばｎ−Ga0.6Al0.4A
s）24、オーミック形成層（例えばｎ−GaAs）23、半導
体多層膜層５がこの順に積層されている。なお半導体多
層膜層５上の構成は前述第１の実施例と同じである。ま
た活性層７に対応する領域の基板1,バッファ層２及び及
びエッチング停止層24は除去されていて、エッチング穴
16が形成されており、露出したオーミック形成層23下面
と基板１の側面及び下面とにはｎ型オーミック電極14が
形成されている。
本実施例においてもレーザ光Ｌはウェハ表面側から得
られる。また基板１を部分的に除去してｎ型オーミック
電極14が形成されているので、従来例に比して、オーミ
ック電極が活性領域に近接するので、シリーズ抵抗は大
幅に低下する。また、熱放散を図るためには、エッチン
グ穴16にヒートシンク（例えばSi）を挿入し、融着材
（例えばIn）にて融着する構成とすればよい。このよう
な構成では、従来例に比して、活性領域とヒートシンク
との距離が短縮されるので、熱放射効率は大幅に向上す
る。
られる。また基板１を部分的に除去してｎ型オーミック
電極14が形成されているので、従来例に比して、オーミ
ック電極が活性領域に近接するので、シリーズ抵抗は大
幅に低下する。また、熱放散を図るためには、エッチン
グ穴16にヒートシンク（例えばSi）を挿入し、融着材
（例えばIn）にて融着する構成とすればよい。このよう
な構成では、従来例に比して、活性領域とヒートシンク
との距離が短縮されるので、熱放射効率は大幅に向上す
る。
このような構成の面発光レーザの製造工程について説
明する。
明する。
まず第１の実施例と同様に、例えばOMVPE法を用い
て、基板１上に、バッファ層２、エッチング停止層24、
オーミック形成層23、半導体多層膜５、第１クラッド層
６、活性層７及び第２クラッド層８を、順次成長させ
る。次に選択LPE成長法を用いて、第１の実施例と同様
に、活性層７を埋め込んだ後、反射鏡15,p型オーミック
電極13を形成する。
て、基板１上に、バッファ層２、エッチング停止層24、
オーミック形成層23、半導体多層膜５、第１クラッド層
６、活性層７及び第２クラッド層８を、順次成長させ
る。次に選択LPE成長法を用いて、第１の実施例と同様
に、活性層７を埋め込んだ後、反射鏡15,p型オーミック
電極13を形成する。
次に、選択的なウェットエッチャントを用いて、基板
１及びバッファ層２をエッチング停止層24まで選択エッ
チングする。次いで露出したエッチング停止層24を選択
的にエッチングし、オーミック形成層23を露出させる。
最後に露出したオーミック形成層23、基板１の側面及び
下面にｎ型オーミック電極14を形成する。
１及びバッファ層２をエッチング停止層24まで選択エッ
チングする。次いで露出したエッチング停止層24を選択
的にエッチングし、オーミック形成層23を露出させる。
最後に露出したオーミック形成層23、基板１の側面及び
下面にｎ型オーミック電極14を形成する。
なお上述した第1,第２の実施例ではGaAs系の材料を用
いることとしたが、これに限らず他の材料、例えばInP
系材料を用いることとしてもよい。
いることとしたが、これに限らず他の材料、例えばInP
系材料を用いることとしてもよい。
また基板，成長層の導電型についても、上述の実施例
に限定されるわけではなく、ｎ型,p型，半絶縁性を適当
に組合せてもよい。
に限定されるわけではなく、ｎ型,p型，半絶縁性を適当
に組合せてもよい。
更に本実施例では埋め込み構造の面発光レーザについ
て説明したが、他の垂直共振器型の面発光レーザにおい
ても同様な構成をなし得ることは勿論である。
て説明したが、他の垂直共振器型の面発光レーザにおい
ても同様な構成をなし得ることは勿論である。
以上詳述した如く本発明では、ｐ型,n型の両オーミッ
ク電極をウェハ表面側に形成できるので、基板の導電型
と成長層の種類とにおける選択性を増大させることがで
きる。また、活性領域に近接させてオーミック電極を形
成でき、シリーズ抵抗の低減化を図れると共に、ヒート
シンクを活性領域から近距離に設けることができて、放
熱特性の向上を図れる。更にレーザ光をウェハ表面側か
ら得られるので、素子分離が容易である等、本発明は優
れた効果を奏する。
ク電極をウェハ表面側に形成できるので、基板の導電型
と成長層の種類とにおける選択性を増大させることがで
きる。また、活性領域に近接させてオーミック電極を形
成でき、シリーズ抵抗の低減化を図れると共に、ヒート
シンクを活性領域から近距離に設けることができて、放
熱特性の向上を図れる。更にレーザ光をウェハ表面側か
ら得られるので、素子分離が容易である等、本発明は優
れた効果を奏する。
第１図，第２図は本発明に係る面発光レーザの構造を示
す断面図、第３図は従来の面発光レーザの構造を示す断
面図である。 １……基板、２……バッファ層、3,23……オーミック形
成層、4,24……エッチング停止層、５……半導体多層
膜、６……第１クラッド層、７……活性層、８……第２
クラッド層、９……第１電流ブロック層、10……第２電
流ブロック層、11……電流通路層、12……コンタクト
層、13,14……オーミック電極、15……反射鏡、16……
エッチング穴、Ｌ……レーザ光
す断面図、第３図は従来の面発光レーザの構造を示す断
面図である。 １……基板、２……バッファ層、3,23……オーミック形
成層、4,24……エッチング停止層、５……半導体多層
膜、６……第１クラッド層、７……活性層、８……第２
クラッド層、９……第１電流ブロック層、10……第２電
流ブロック層、11……電流通路層、12……コンタクト
層、13,14……オーミック電極、15……反射鏡、16……
エッチング穴、Ｌ……レーザ光
───────────────────────────────────────────────────── 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 川島 健児 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 石川 徹 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62−285486（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−173784（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会春季全国大会（1989 年）Ｃ−419 ｐ．４−208
Claims (2)
- 【請求項１】基板側の反射鏡として半導体多層膜を利用
している面発光型半導体レーザにおいて、 前記基板上にオーミック電極を形成するためのオーミッ
ク形成層を有し、該オーミック形成層上の所定領域にエ
ッチングを停止するエッチング停止層を介して前記半導
体多層膜を有し、前記オーミック形成層上のうち前記エ
ッチング停止層が形成されていない領域にオーミック電
極を形成してあることを特徴とする面発光型半導体レー
ザ。 - 【請求項２】基板側の反射鏡として半導体多層膜を利用
している面発光型半導体レーザにおいて、 前記基板上にエッチングを停止するエッチング停止層、
オーミック電極を形成するためのオーミック形成層、前
記半導体多層膜をこの順に有しており、活性領域に対応
する部分の前記基板を前記エッチング停止層までエッチ
ング除去し、露出した前記エッチング停止層を除去して
露出される前記オーミック形成層にオーミック電極を形
成してあることを特徴とする面発光型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15549089A JP2742539B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 面発光型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15549089A JP2742539B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 面発光型半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321091A JPH0321091A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2742539B2 true JP2742539B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=15607188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15549089A Expired - Fee Related JP2742539B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 面発光型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742539B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5164949A (en) * | 1991-09-09 | 1992-11-17 | Motorola, Inc. | Vertical cavity surface emitting laser with lateral injection |
| US5212701A (en) * | 1992-03-25 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor surface emitting laser having enhanced optical confinement |
| US5212702A (en) * | 1992-03-25 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor surface emitting laser having reduced threshold voltage and enhanced optical output |
| US5258316A (en) * | 1992-03-26 | 1993-11-02 | Motorola, Inc. | Patterened mirror vertical cavity surface emitting laser |
| US5256596A (en) * | 1992-03-26 | 1993-10-26 | Motorola, Inc. | Top emitting VCSEL with implant |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15549089A patent/JP2742539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会春季全国大会（１９８９年）Ｃ−４１９ ｐ．４−２０８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321091A (ja) | 1991-01-29 |
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