JP3132445B2 - Long wavelength band surface emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same - Google Patents

Long wavelength band surface emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same

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JP3132445B2 JP09318609A JP31860997A JP3132445B2 JP 3132445 B2 JP3132445 B2 JP 3132445B2 JP 09318609 A JP09318609 A JP 09318609A JP 31860997 A JP31860997 A JP 31860997A JP 3132445 B2 JP3132445 B2 JP 3132445B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に光通信に用い
られる長波長帯で発光する面発光型半導体レーザに関
し、活性層及びクラッド層が一組の光反射鏡で挟まれた
構造を有する垂直共振器型の長波長帯面発光型半導体レ
ーザ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser which emits light in a long wavelength band used in optical communication, and more particularly to a vertical type having a structure in which an active layer and a cladding layer are sandwiched between a pair of light reflecting mirrors. The present invention relates to a cavity type long wavelength band surface emitting semiconductor laser and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の長波長帯の面発光型半導体レー
ザは、低閾値、また2次元多チャンネル化が容易な光源
であり、光ファイバを用いた通信システム等の光源とし
て有望である。
2. Description of the Related Art A long-wavelength surface emitting type semiconductor laser of this kind is a light source having a low threshold value and easy to form a two-dimensional multi-channel, and is promising as a light source for a communication system using an optical fiber.

【0003】この種の面発光型半導体レーザにおいて、
低閾値等良好な特性を得るためには、極めて高い反射率
を有する光反射鏡が不可欠である。光反射鏡は、できれ
ば電気伝導性を有することが望ましく、電気伝導性の反
射鏡としては、屈折率差を有する2種類の半導体層を交
互に積層した半導体層膜分布ブラッグ反射鏡(DBR)
が用いられている。InP系の活性層を有する長波長帯
の面発光型半導体レーザにおいては、InPに格子整合
する材料系では十分な屈折率差がとれる実用的な材料の
組み合わせがないため、高反射率を有する半導体多層膜
反射鏡を作製することは現実的には困難である。そのた
め、例えば特開平09−116223号公報に記載され
ている長波長帯面発光型半導体レーザの製造方法のよう
に、高反射率のとれるGaAs/Al(Ga)As系の
半導体多層膜を反射鏡として用い、InP系の活性層と
直接接着させる製造方法等がとられている。
In this type of surface emitting semiconductor laser,
In order to obtain good characteristics such as a low threshold, a light reflecting mirror having an extremely high reflectance is indispensable. It is desirable that the light reflecting mirror has electric conductivity if possible. As the electric conductive reflecting mirror, a semiconductor layer film distributed Bragg reflecting mirror (DBR) in which two kinds of semiconductor layers having a difference in refractive index are alternately stacked.
Is used. In a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having an InP-based active layer, there is no practical material combination capable of obtaining a sufficient difference in refractive index in a material system lattice-matched to InP, and therefore, a semiconductor having a high reflectivity. It is practically difficult to produce a multilayer reflector. For this reason, a GaAs / Al (Ga) As-based semiconductor multilayer film having a high reflectivity is used as a reflecting mirror as in a method for manufacturing a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser described in, for example, JP-A-09-116223. And a method of directly bonding to an InP-based active layer.

【0004】上記文献の製造方法による長波長帯面発光
型半導体レーザの構成の断面図を図3に示す。活性層3
3はInGaAsP及びInGaAsからなる多重量子
井戸構造、n型クラッド層32及びP型クラッド層34
はInPからなっている。これらのInP系活性層33
及びクラッド層32,34を挟む反射鏡30,35は、
GaAs系のn型及びp型GaAs/Al(Ga)As
半導体多層膜からなっており、InPクラッド層とGa
As/Al(Ga)As半導体多層膜反射鏡との2つの
界面は、密着・加熱による直接接着法により形成されて
いる。36,37はそれぞれp型及びn型電極であり、
ARコート膜38は、n型GaAs基板29の裏面から
出射するレーザ光が、裏面で反射するのを抑制するため
に形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to the manufacturing method of the above-mentioned document. Active layer 3
Reference numeral 3 denotes a multiple quantum well structure composed of InGaAsP and InGaAs, an n-type cladding layer 32 and a P-type cladding layer.
Is made of InP. These InP-based active layers 33
And the reflecting mirrors 30, 35 sandwiching the cladding layers 32, 34
GaAs n-type and p-type GaAs / Al (Ga) As
It is composed of a semiconductor multilayer film, and has an InP cladding layer and Ga
The two interfaces with the As / Al (Ga) As semiconductor multilayer mirror are formed by a direct bonding method using close contact and heating. 36 and 37 are p-type and n-type electrodes, respectively.
The AR coat film 38 is formed to suppress the laser light emitted from the back surface of the n-type GaAs substrate 29 from being reflected on the back surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の素子にお
いては、InP系クラッド層及び活性層を用いているた
め、温度特性が高温で閾値の増大、効率の低下といった
特性劣化が起こりやすいという問題がある。このような
構造の活性層では、InPクラッド層と量子井戸活性層
伝導帯のバンド不連続エネルギーが比較的小さいため、
キャリアとなる電子が活性層からオーバーフローしやす
く、特に高温で動作特性が悪化すると考えられる。端面
発光型の半導体レーザにおいても、伝導帯バンド不連続
エネルギーの大きいGaAs系の短波長系レーザと比較
して、InP系の長波系レーザは温度特性が大きく劣る
ことが知られている。従来の面発光型の半導体レーザに
おいても、GaAs系の短波長系と比較して、長波長系
レーザの高温での連続発振は報告例が少なく困難とされ
ており、前記の電子のオーバーフローの問題がその原因
の一つと考えられ、面発光型半導体レーザでは、端面発
光型の半導体レーザと比較して、特にその影響を受けや
すい可能性がある。
However, in the above-mentioned device, since the InP-based cladding layer and the active layer are used, there is a problem that characteristic deterioration such as an increase in threshold value and a decrease in efficiency tends to occur at a high temperature characteristic. is there. In the active layer having such a structure, the band discontinuity energies of the InP cladding layer and the conduction band of the quantum well active layer are relatively small.
It is considered that electrons serving as carriers easily overflow from the active layer, and the operating characteristics are particularly deteriorated at high temperatures. It is also known that an InP-based long-wavelength laser having an edge-emitting type semiconductor laser has much lower temperature characteristics than a GaAs-based short-wavelength laser having a large conduction band discontinuous energy. In conventional surface-emitting type semiconductor lasers as well, it has been reported that continuous oscillation at a high temperature of a long-wavelength laser is difficult compared to a short-wavelength GaAs laser, and there are few reported examples. Is considered to be one of the causes, and there is a possibility that the surface emitting semiconductor laser is particularly susceptible to the influence as compared with the edge emitting semiconductor laser.

【0006】このような、電子の量子井戸活性層からの
オーバーフローを抑制するには、量子井戸層とクラッド
層との伝導帯エネルギーの不連続値が大きい構造を採用
することが有効であると考えられる。しかし、InPを
クラッド層に用いた場合には、伝導帯バンド不連続エネ
ルギーを電子のオーバーフローを抑制するのに十分と考
えられる値にまで大きくすることはできない。
In order to suppress the overflow of electrons from the quantum well active layer, it is considered effective to adopt a structure in which the conduction band energy of the quantum well layer and the cladding layer has a large discontinuous value. Can be However, when InP is used for the cladding layer, the conduction band discontinuous energy cannot be increased to a value considered to be sufficient to suppress the overflow of electrons.

【0007】本発明の目的は、前記のような問題を解決
し、温度特性が良好で、高温でも特性劣化の小さい長波
長帯面発光型半導体レーザ及びその製造方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a long-wavelength surface-emitting type semiconductor laser which solves the above-mentioned problems and has good temperature characteristics and little deterioration even at high temperatures, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。
The above object is achieved by the following means.

【0009】すなわち、本発明は、活性層及びクラッド
層が一組の光反射鏡で挟まれた構造を有する垂直共振器
型の長波長帯面発光型半導体レーザにおいて、活性層及
びクラッド層がInP及びGaAsのいずれにも格子整
合しない半導体層からなることを特徴とする長波長帯面
発光型半導体レーザを提案するものであり、前記光反射
鏡が、GaAsとAlAsを交互に積層してなる半導体
多層膜反射鏡、誘電体多層膜反射鏡あるいはクラッド層
の材料と格子整合するような半導体層からなる多層膜反
射鏡であること、前記クラッド層がInx Ga1-x
(0≦x≦1)で構成され、前記活性層がIny1Ga
1-y1Asy21-y2(0≦y1≦1,0≦y2≦1)で構
成されること、前記クラッド層がInx1Alx2Ga
1-x1-x2 As(0≦x1≦1,0≦x2≦1)で構成さ
れ、前記活性層がIny1Ga1-y Asy2 1-y2(0≦y
1≦1,0≦y2≦1)で構成されることを含む。
That is, the present invention relates to an active layer and a clad.
Vertical resonator with a structure in which layers are sandwiched by a set of light reflecting mirrors
Active layer and long-wavelength surface emitting semiconductor laser
The cladding layer is lattice-aligned to both InP and GaAs.
Long wavelength band surface characterized by non-matching semiconductor layers
The present invention proposes a light emitting semiconductor laser, wherein the light reflection
A semiconductor in which a mirror is formed by alternately stacking GaAs and AlAs
Multilayer reflector, dielectric multilayer mirror or cladding layer
Multilayer film composed of semiconductor layers that lattice-match with other materials
The cladding layer is Inx Ga1-x P
(0 ≦ x ≦ 1), and the active layer is Iny1Ga
1-y1Asy2P1-y2(0 ≦ y1 ≦ 1, 0 ≦ y2 ≦ 1)
That the cladding layer is made of In.x1Alx2Ga
1-x1-x2 As (0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ x2 ≦ 1)
And the active layer is Iny1Ga1-y Asy2P 1-y2(0 ≦ y
1 ≦ 1, 0 ≦ y2 ≦ 1).

【0010】また、本発明は、活性層およびクラッド層
が一組の光反射鏡で挟まれた構造を有する垂直共振器型
の長波長帯面発光型半導体レーザの製造方法において、
第一のウェハに形成された多層膜反射鏡表面に第二のウ
ェハに形成されたGaAs薄膜を接着させる際に、両ウ
エハの結晶方位に1〜45°の回転角をつけて両ウェハ
を接着させることを特徴とする長波長帯面発光型半導体
レーザの製造方法を提案するものであり、また本発明は
前記第一のウェハの基板を結晶面が傾斜した基板とし、
第二のウェハ上のGaAs薄膜の表面を傾斜させたもの
を用いて両ウェハを接着させることを特徴とする長波長
帯面発光型半導体レーザの製造方法を提案するものであ
り、前記第一のウェハの素子形成部以外の部分に電流狭
窄構造を形成させたこと、前記電流狭窄構造を形成させ
る手段がイオン注入法、活性層近傍のAlAs層を中心
部を残して酸化させる方法または活性層をポスト状にエ
ッチングする方法のいずれかであることを含む。
The present invention also relates to a method of manufacturing a vertical cavity type long wavelength band surface emitting semiconductor laser having a structure in which an active layer and a cladding layer are sandwiched between a pair of light reflecting mirrors.
When bonding the GaAs thin film formed on the second wafer to the surface of the multilayer film reflecting mirror formed on the first wafer, the two wafers are bonded by giving a rotation angle of 1 to 45 ° to the crystal orientation of both wafers It is intended to propose a method for manufacturing a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser, characterized by making the substrate of the first wafer a substrate having a crystal plane inclined,
The present invention proposes a method for manufacturing a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser, characterized in that both wafers are adhered to each other using an inclined GaAs thin film on a second wafer. The current confinement structure is formed in a portion other than the element forming portion of the wafer, and the means for forming the current confinement structure is an ion implantation method, a method of oxidizing the AlAs layer near the active layer while leaving the central portion, or a method of forming the active layer. This includes any of the post-etching methods.

【0011】本発明の請求項1の手段においては、長波
長帯で発光する活性層及びクラッド層に用いる材料とし
て、InPに格子整合するという条件を緩和することに
よって、活性層の設計の自由度が広がり、従来のInP
クラッド層及びInGaAsP活性層を用いた場合と比
較して、クラッド層と活性層との伝導帯バンド不連続エ
ネルギーを大きくすることが可能になる。これにより、
キャリアとなる電子の閉じ込めが強くなり、高温でも電
子が活性層の外へオーバーフローするのを抑制すること
ができ、温度特性の向上した長波長帯面発光型半導体レ
ーザの作製が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, as a material used for an active layer and a cladding layer that emit light in a long wavelength band, the condition of lattice matching with InP is relaxed, so that the degree of freedom in designing the active layer is reduced. Is expanding and the conventional InP
As compared with the case where the cladding layer and the InGaAsP active layer are used, the conduction band discontinuity between the cladding layer and the active layer can be increased. This allows
The confinement of the electrons serving as carriers is enhanced, the electrons can be prevented from overflowing out of the active layer even at a high temperature, and a long wavelength band surface emitting semiconductor laser with improved temperature characteristics can be manufactured.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第一の実施の形
態である長波長帯面発光型半導体レーザの構成を示す、
断面図である。図1において、1はn型GaAs基板、
2はGaAs基板1上に積層されたn型GaAs/Al
(Ga)As多層膜反射鏡であり、電流狭窄構造をなす
イオン注入領域3を有する。GaAs薄膜層4は、Ga
As/AlAs多層膜反射鏡2と直接接着されている。
n型クラッド層5、量子井戸活性層6、p型クラッド層
7は、GaAs薄膜層4の上に積層されている。8は、
p型GaAs/AlAs多層膜反射鏡であり、p型クラ
ッド層7と直接接着されている。9,10はそれぞれp
型電極、n型電極である。ARコート膜11は、GaA
s基板1の裏面から出射するレーザ光の基板裏面での反
射を防ぐために形成されている。本構造において、レー
ザ光はGaAs基板1の裏面から出射する。
FIG. 1 shows a configuration of a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing. In FIG. 1, 1 is an n-type GaAs substrate,
2 is an n-type GaAs / Al laminated on the GaAs substrate 1
The (Ga) As multilayer mirror is provided with an ion implantation region 3 having a current confinement structure. The GaAs thin film layer 4 is made of Ga
It is directly bonded to the As / AlAs multilayer mirror 2.
The n-type cladding layer 5, the quantum well active layer 6, and the p-type cladding layer 7 are stacked on the GaAs thin film layer 4. 8 is
This is a p-type GaAs / AlAs multilayer mirror, and is directly bonded to the p-type cladding layer 7. 9 and 10 are p
Type electrode and n-type electrode. The AR coat film 11 is made of GaAs
It is formed to prevent reflection of the laser light emitted from the back surface of the s substrate 1 on the back surface of the substrate. In this structure, laser light is emitted from the back surface of the GaAs substrate 1.

【0013】ここで、n型クラッド層5、p型クラッド
層7及び1.3〜1.6μmの長波長帯で発光する量子
井戸活性層6はInP及びGaAsのいずれにも格子整
合しない材料で形成されている。これらの半導体層は、
GaAsとInPの中間の格子定数をもつようなものと
する。例えば活性層6は、1.3から1.6μmの間の
所望の発光波長のバンドギャップを有するInGaAs
量子井戸層と、InGaAsPバリア層を交互に積層し
た量子井戸構造とし、クラッド層は、これらの活性層6
と同じ格子定数をもつInGaPとする。このような構
造においては、従来のInPクラッド層及びInGaA
sP活性層を用いた場合と比較して、クラッド層と量子
井戸層との伝導帯バンド不連続エネルギーを大きくとる
ことができる。例えば、1.3μm波長で発光する面発
光型半導体レーザにおいて前記の構造を用いた場合、前
記の伝導帯バンド不連続エネルギーを従来構造の場合の
160meV程度から、300meV程度まで大きくす
ることができる。高温での電子のオーバーフローによる
特性の劣化を考慮した場合、伝導帯バンド不連続エネル
ギーとして、300meV以上あれば十分であると考え
られる。
Here, the n-type cladding layer 5, the p-type cladding layer 7, and the quantum well active layer 6, which emits light in the long wavelength band of 1.3 to 1.6 μm, are made of a material that does not lattice match with either InP or GaAs. Is formed. These semiconductor layers
It is assumed that it has a lattice constant intermediate between GaAs and InP. For example, the active layer 6 is made of InGaAs having a band gap of a desired emission wavelength between 1.3 and 1.6 μm.
It has a quantum well structure in which quantum well layers and InGaAsP barrier layers are alternately stacked, and the cladding layer is composed of these active layers 6.
InGaP having the same lattice constant as In such a structure, the conventional InP cladding layer and InGaAs
The conduction band discontinuous energy between the cladding layer and the quantum well layer can be increased as compared with the case where the sP active layer is used. For example, when the above structure is used in a surface emitting semiconductor laser emitting at a wavelength of 1.3 μm, the conduction band discontinuous energy can be increased from about 160 meV in the conventional structure to about 300 meV. Considering the deterioration of characteristics due to the overflow of electrons at a high temperature, it is considered that 300 meV or more is sufficient as the conduction band discontinuity energy.

【0014】図2及び図3は、図1に示した長波長帯面
発光型半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図で
ある。図1の製造方法について以下に説明する。
FIGS. 2 and 3 are process sectional views illustrating a method for manufacturing the long wavelength band surface emitting semiconductor laser shown in FIG. The manufacturing method of FIG. 1 will be described below.

【0015】まず、n型GaAs基板12上に、n型G
aAs/Al(Ga)As半導体多層膜反射鏡13を結
晶成長した第一のウェハ15を準備する。ウェハ15に
は、、結晶成長後、フォトリソグラフィーにより素子形
成位置にマスクをかけ、イオン注入を行いイオン注入領
域14による電流狭窄構造を形成しておく(図2
(a))。
First, on an n-type GaAs substrate 12, an n-type G
A first wafer 15 on which an aAs / Al (Ga) As semiconductor multilayer mirror 13 has been grown is prepared. After crystal growth, the wafer 15 is masked at the element formation position by photolithography and ion-implanted to form a current confinement structure by the ion-implanted region 14 (FIG. 2).
(A)).

【0016】次に、第二のn型GaAs基板16上にA
lAsエッチングストップ層17、n型GaAs薄膜層
18、を順次結晶成長した第二のウェハ19を準備する
(図2(b))。
Next, on the second n-type GaAs substrate 16, A
A second wafer 19 is prepared by sequentially crystal-growing the lAs etching stop layer 17 and the n-type GaAs thin film layer 18 (FIG. 2B).

【0017】次に、第一のウェハ15上に半導体多層膜
反射鏡13の表面と、第二のウェハ19上のGaAs薄
膜18の表面とをそれぞれ表面酸化膜を取り除いた後接
触させ、酸化を防ぐため水素雰囲気中で加熱し、2枚の
ウェハを接着する。このとき、2枚のウェハの結晶方位
に10〜45°の回転角をつけて接着させることが重要
である(図2(c))。
Next, the surface of the semiconductor multilayer film reflecting mirror 13 on the first wafer 15 and the surface of the GaAs thin film 18 on the second wafer 19 are brought into contact with each other after removing the surface oxide film, and oxidation is performed. To prevent this, the two wafers are bonded by heating in a hydrogen atmosphere. At this time, it is important that the crystal orientations of the two wafers are bonded at a rotation angle of 10 to 45 ° (FIG. 2C).

【0018】次に、ウェットエッチングにより、n型G
aAs基板14及び、AlAsエッチングストップ層1
7を順次除去する(図2(d))。
Next, the n-type G
aAs substrate 14 and AlAs etching stop layer 1
7 are sequentially removed (FIG. 2D).

【0019】次に、残ったGaAs薄膜18上に、n型
クラッド層20、量子井戸活性層21、p型クラッド層
22を順次、結晶成長する(図3(e))。
Next, an n-type cladding layer 20, a quantum well active layer 21, and a p-type cladding layer 22 are sequentially grown on the remaining GaAs thin film 18 (FIG. 3 (e)).

【0020】次に、p型GaAs基板23上に、p型G
aAs/Al(Ga)As半導体多層膜反射鏡24を結
晶成長した第三のウェハ25を準備する(図3
(f))。図2(e)の工程で形成したp型クラッド層
22の表面と、第三のウェハ25上のGaAs/Al
(Ga)As多層膜反射鏡24の表面とそれぞれ表面酸
化膜を取り除いた後接触させ、水素雰囲気中で加熱し、
両者を直接接着する。その後、p型GaAs基板23
は、ウエットエッチングにより除去する(図(g))。
Next, on a p-type GaAs substrate 23, a p-type G
Prepare a third wafer 25 on which the aAs / Al (Ga) As semiconductor multilayer mirror 24 has been crystal-grown (FIG. 3).
(F)). The surface of the p-type cladding layer 22 formed in the step of FIG.
The surface of the (Ga) As multilayer film reflecting mirror 24 is brought into contact with each other after removing the surface oxide film, and heated in a hydrogen atmosphere,
Adhere both directly. Then, the p-type GaAs substrate 23
Is removed by wet etching (FIG. 9G).

【0021】次に、フォトリソグラフィーによりマスク
をかけ、p型GaAs/Al(Ga)As多層膜反射鏡
24をRIBEによりポスト形状にエッチングする。さ
らにポスト上部にp型電極26、GaAs基板裏面にレ
ーザ出射部を残してn型電極27を形成する。最後にA
Rコート膜28を形成して、本発明による、長波長帯面
発光型半導体レーザの作製工程が完了する(図3
(h))。
Next, a mask is applied by photolithography, and the p-type GaAs / Al (Ga) As multilayer film reflecting mirror 24 is etched into a post shape by RIBE. Further, a p-type electrode 26 is formed on the upper portion of the post, and an n-type electrode 27 is formed on the back surface of the GaAs substrate, leaving a laser emitting portion. Finally A
After forming the R coat film 28, the manufacturing process of the long wavelength band surface emitting semiconductor laser according to the present invention is completed (FIG. 3).
(H)).

【0022】結晶成長の方法としては分子線エピタキシ
ー成長(MBE)法や有機金属気相成長(MOVPE)
法等の方法を用いる。
As a method of crystal growth, molecular beam epitaxy (MBE) or metal organic chemical vapor deposition (MOVPE)
The method such as the method is used.

【0023】図3(e)の工程においては、GaAs薄
膜18上に格子定数の異なる結晶を成長する必要があ
る。通常は、基板上にこれと格子定数の異なる良質な厚
い結晶を成長することは不可能であるが、図2のGaA
s薄膜18を用いると、格子定数が異なる結晶を転位の
増殖なしにある程度の厚さまで結晶成長することが可能
であることが知られている。
In the step of FIG. 3E, it is necessary to grow crystals having different lattice constants on the GaAs thin film 18. Normally, it is impossible to grow a high-quality thick crystal having a different lattice constant from the substrate on the substrate.
It is known that when the s thin film 18 is used, crystals having different lattice constants can be grown to a certain thickness without multiplying dislocations.

【0024】ここで、この薄膜GaAs基板18は、膜
厚が5nm以下の薄膜であり、図2(c)の工程におい
てn型GaAs/Al(Ga)As多層膜反射鏡13と
接着する際、基板結晶方位に角度をつけて接着すること
が重要である。このGaAs薄膜18はn型GaAs/
Al(Ga)As多層膜反射鏡13との界面で転位ネッ
トを形成し、この上に成長される結晶の転位の増殖を吸
収する機構をもつ。そのため、格子整合条件が大きく緩
和され、格子定数が5%程度までの差をもつ結晶なら
ば、半導体レーザのクラッド層として必要な層厚以上の
ある程度の層厚まではその上に成長することが可能とな
る。図3(e)において基板方位に角度をつけてウェハ
を接着させる代わりに、図2(b)の工程において、G
aAs薄膜18結晶成長するn型GaAs基板16を結
晶面が傾斜した基板とし、GaAs薄膜18の表面を傾
斜させたものを作製して用いてもよい。
Here, the thin film GaAs substrate 18 is a thin film having a thickness of 5 nm or less. When the thin film GaAs substrate 18 is bonded to the n-type GaAs / Al (Ga) As multilayer mirror 13 in the step of FIG. It is important that the substrate crystal orientation is bonded at an angle. This GaAs thin film 18 is made of n-type GaAs /
It has a mechanism of forming a dislocation net at the interface with the Al (Ga) As multilayer film reflecting mirror 13 and absorbing the growth of dislocations of the crystal grown thereon. For this reason, the lattice matching condition is greatly relaxed, and if the crystal has a lattice constant having a difference of about 5%, it is possible to grow on the crystal to a certain layer thickness more than the layer thickness required as the cladding layer of the semiconductor laser. It becomes possible. Instead of bonding the wafer at an angle to the substrate orientation in FIG. 3E, in the process of FIG.
The n-type GaAs substrate 16 on which the crystal growth of the aAs thin film 18 is used may be a substrate having an inclined crystal plane, and a substrate in which the surface of the GaAs thin film 18 is inclined may be used.

【0025】本発明に適用され得る半導体レーザの活性
層領域及びクラッド層の構造としては、1.3〜1.6
の長波長帯で発光し、活性層領域の格子定数がGaAs
とInPの中間の値をもつ構造であれば、特に限定され
ず、伝導帯バンド不連続エネルギーが大きくなるような
構造を採用することが可能である。
The structures of the active layer region and the cladding layer of the semiconductor laser applicable to the present invention are 1.3 to 1.6.
Emission in the long wavelength band, and the lattice constant of the active layer region is GaAs.
There is no particular limitation as long as the structure has an intermediate value between InP and InP, and it is possible to adopt a structure in which the conduction band discontinuity is large.

【0026】また、基板上側の光反射鏡としては、Ga
As/Al(Ga)As多層膜反射鏡に限定されず、誘
電体多層膜反射鏡、あるいは、クラッド層の材料と格子
整合にするような半導体層からなる多層膜反射鏡を用い
ることが可能である。誘電体多層膜反射鏡を用いる場合
は、例えばSiO2 とTiO2 を交互に5−6周期程
度、スパッタ蒸着等の方法により形成することができ
る。クラッド層材料と格子整合する半導体多層膜反射膜
を用いる場合は、屈折率差のなるべく大きい材料を選
び、図2(e)の工程で、クラッド層上に続けて結晶成
長により積層して形成することができる。
As the light reflecting mirror on the upper side of the substrate, Ga
The present invention is not limited to the As / Al (Ga) As multilayer film reflecting mirror, and it is possible to use a dielectric multilayer film reflecting mirror or a multilayer film reflecting mirror made of a semiconductor layer that is lattice-matched with the material of the cladding layer. is there. When a dielectric multilayer mirror is used, for example, SiO 2 and TiO 2 can be alternately formed for about 5 to 6 cycles by a method such as sputter deposition. In the case of using a semiconductor multilayer reflective film lattice-matched with the cladding layer material, a material having a refractive index difference as large as possible is selected, and the layer is formed by crystal growth successively on the cladding layer in the step of FIG. be able to.

【0027】また、電流狭窄構造としては、イオン注入
法に限定されず、活性層近傍のAlAs層を中心部を残
して酸化させる方法、活性層をポスト状にエッチングし
て狭窄する構造等、その他の公知の構造を用いることが
可能である。
The current confinement structure is not limited to the ion implantation method, but may be a method of oxidizing the AlAs layer near the active layer while leaving the center portion, a structure of confining the active layer by etching it into a post shape, and the like. Can be used.

【0028】[0028]

【実施例】(第1の実施例)本発明の第一の実施例を、
図2の面発光型半導体レーザの製造工程の断面図を用い
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment)
This will be described with reference to a cross-sectional view of a manufacturing process of the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIG.

【0029】始めに、分子線エピタキシー法(MBE
法)により、n型GaAs基板12上に、光学波長の1
/4の膜厚のn型GaAs層とn型AlAs層を交互に
約20対程度積層し、n型半導体多層膜反射鏡13を形
成する。このウェハにフォトリソグラフィーにより、レ
ジストで数μm程度の厚めのマスクをかけ、素子形成部
以外の部分に水素イオン注入を行った後レジストを除去
し、電流狭窄構造を形成しておく。図2(a)の14が
水素イオン注入領域となる(図2(a))。
First, a molecular beam epitaxy method (MBE)
Method), on the n-type GaAs substrate 12, an optical wavelength of 1
Approximately 20 pairs of n-type GaAs layers and n-type AlAs layers having a thickness of are alternately stacked to form an n-type semiconductor multilayer film reflecting mirror 13. A resist having a thickness of about several μm is applied to the wafer by photolithography, hydrogen ions are implanted into portions other than the element formation portion, and then the resist is removed to form a current confinement structure. 14 in FIG. 2A becomes a hydrogen ion implantation region (FIG. 2A).

【0030】次に、第2のn型GaAs基板16に、A
lAsエッチングストップ層17、膜厚5nm程度のG
aAs薄膜18をMBE法により順次積層し、第二のウ
ェハ19を形成する(図2(b))。
Next, on the second n-type GaAs substrate 16, A
lAs etching stop layer 17, G having a thickness of about 5 nm
The aAs thin films 18 are sequentially laminated by the MBE method to form a second wafer 19 (FIG. 2B).

【0031】次に、第一のウェハ15のn型GaAs/
AlAs半導体多層膜反射鏡13の表面と、第二のウェ
ハ19のGaAs薄膜18の表面とを、それぞれ表面酸
化膜を取り除いた後、密着させ、酸化を防ぐため水素雰
囲気中で550℃で加熱し、直接接着させる。このと
き、第一のウェハ15と第二のウェハ19の結晶方位に
10〜45°の角度をつけて接着させることが重要であ
る(図2(c))。
Next, the n-type GaAs /
After removing the surface oxide film, the surface of the AlAs semiconductor multilayer film reflecting mirror 13 and the surface of the GaAs thin film 18 of the second wafer 19 are adhered to each other, and heated at 550 ° C. in a hydrogen atmosphere to prevent oxidation. Adhere directly. At this time, it is important to bond the crystal orientation of the first wafer 15 and the second wafer 19 at an angle of 10 to 45 ° (FIG. 2C).

【0032】その後、アンモニア水と過酸化水素水の混
合溶液でエッチングすることにより、第二のウェハ19
のn型GHaAs基板16を除去する。このとき、エッ
チングはAlAsエッチングストップ層17の手前で停
止する。さらに、弗酸水溶液でAlAsエッチングスト
ップ層17を除去すると、エッチングはGaAs薄膜1
8の手前で停止し、第一のウェハ15と直接接着された
GaAs薄膜18が残る(図2(d))。
Thereafter, the second wafer 19 is etched by a mixed solution of aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide.
The n-type GHaAs substrate 16 is removed. At this time, the etching stops before the AlAs etching stop layer 17. Further, when the AlAs etching stop layer 17 is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution, the etching is performed by the GaAs thin film 1.
8 and the GaAs thin film 18 directly bonded to the first wafer 15 remains (FIG. 2D).

【0033】次に、このGaAs薄膜18上にMBE法
を用いて、n型InGaP(バンドギャップ波長0.8
μm)クラッド層20、及びInGaAsP(バンドギ
ャップ波長1.15μm)バリア層とInGaAs(バ
ンドギャップ波長1.3μm)量子井戸層を交互に7周
期積層させてなる量子井戸活性層21、及びp型InG
aP(バンドギャップ波長0.8μm)クラッド層を順
次積層する。ここで、n型クラッド層、p型クラッド
層、及び量子井戸活性層をなす各半導体層は、GaAs
と約2.8%異なる、ほぼ同じ格子定数を有している。
これらの半導体層はGaAsと格子定数が異なるため、
通常はGaAs上に良質な厚膜の結晶を形成することは
できないが、ここではGaAs薄膜18は、3nm程度
の薄膜であり、n型GaAs基板12上のn型GaAs
/AlAs半導体多層膜反射鏡13と結晶方位に角度を
つけて接着されているため界面で転位ネットを形成して
おり、GaAs薄膜層上に成長される結晶中の転位の増
殖を吸収する機構をもっているため、格子整合条件が大
きく緩和され、格子定数が異なるような結晶をクラッド
層として必要な厚さでその上に成長することができる。
Next, an n-type InGaP (band gap wavelength 0.8 nm) is formed on the GaAs thin film 18 by MBE.
μm) a cladding layer 20, a quantum well active layer 21 in which an InGaAsP (band gap wavelength 1.15 μm) barrier layer and an InGaAs (band gap wavelength 1.3 μm) quantum well layer are alternately laminated for seven periods, and p-type InG
An aP (band gap wavelength: 0.8 μm) cladding layer is sequentially laminated. Here, each of the semiconductor layers forming the n-type cladding layer, the p-type cladding layer, and the quantum well active layer is GaAs.
And about 2.8% different from each other.
Since these semiconductor layers have different lattice constants from GaAs,
Normally, high-quality thick-film crystals cannot be formed on GaAs, but here, the GaAs thin film 18 is a thin film of about 3 nm, and n-type GaAs on the n-type GaAs substrate 12 is used.
/ AlAs is bonded to the semiconductor multilayer film reflecting mirror 13 at an angle to the crystal orientation to form a dislocation net at the interface, and has a mechanism for absorbing the growth of dislocations in the crystal grown on the GaAs thin film layer. Therefore, the lattice matching condition is greatly relaxed, and a crystal having a different lattice constant can be grown thereon as a clad layer with a required thickness.

【0034】次に、上部半導体多層膜反射鏡を形成す
る。まず、第3のp型GaAs基板23上に、光学波長
の1/4の膜厚のp型GaAs層とp型AlAs層を交
互に約20対程度積層し、p型GaAs/AlAs半導
体多層膜反射鏡24を形成する。次に図3(e)の工程
で積層したp型InGaPクラッド層22の表面と、第
3のウェハのp型GaAs/AlAs半導体多層膜反射
鏡24の表面を、それぞれ表面酸化膜を取り除いた後、
密着させ、水素雰囲気中で550℃で加熱し、直接接着
させる。その後、p型GaAs基板23を、アンモニア
水と過酸化水素水の混合溶液でエッチングして除去す
る。このときエッチングは、p型GaAs/AlAs半
導体多層膜反射鏡24をなす最上層のAlAs層の手前
で停止する(図3(f)。
Next, an upper semiconductor multilayer mirror is formed. First, on a third p-type GaAs substrate 23, about 20 pairs of p-type GaAs layers and p-type AlAs layers each having a thickness of 1/4 of the optical wavelength are alternately laminated to form a p-type GaAs / AlAs semiconductor multilayer film. The reflection mirror 24 is formed. Next, after removing the surface oxide film from the surface of the p-type InGaP cladding layer 22 and the surface of the p-type GaAs / AlAs semiconductor multilayer film reflector 24 of the third wafer, which are laminated in the step of FIG. ,
It is adhered and heated at 550 ° C. in a hydrogen atmosphere to directly adhere. Then, the p-type GaAs substrate 23 is removed by etching with a mixed solution of aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide. At this time, the etching is stopped before the uppermost AlAs layer constituting the p-type GaAs / AlAs semiconductor multilayer mirror 24 (FIG. 3F).

【0035】次に、フォトリソグラフィーによりマスク
を形成し、素子形成部を残して、p型GaAs/AlA
s半導体多層膜反射鏡24をRIBEによりエッチング
してポスト形状を作製し、ポスト上部にフォトリソグラ
フィー及び真空蒸着を用いてp型電極26を形成する。
次に、n型GaAs基板12の裏面を、約100μmの
厚さになるまで研磨し、裏面にフォトリソグラフィー及
び真空蒸着を用いて、レーザ光出射部を残してn型電極
27を形成する。最後にGaAs基板裏面のレーザ光出
射部にARコート膜28を形成し、本実施例の面発光型
半導体レーザの製造が完了する。
Next, a mask is formed by photolithography, and p-type GaAs / AlA
The s-semiconductor multilayer mirror 24 is etched by RIBE to form a post shape, and a p-type electrode 26 is formed on the post using photolithography and vacuum deposition.
Next, the back surface of the n-type GaAs substrate 12 is polished to a thickness of about 100 μm, and an n-type electrode 27 is formed on the back surface using photolithography and vacuum deposition, leaving a laser beam emitting portion. Finally, an AR coat film 28 is formed on the laser light emitting portion on the back surface of the GaAs substrate, and the manufacture of the surface emitting semiconductor laser of this embodiment is completed.

【0036】本実施例の1.3μm帯の面発光型半導体
レーザにおいて、量子井戸活性層21は、InGaAs
P(バンドギャップ波長1.15μm)バリア層とIn
GaAs(バンドギャップ波長1.3μm)量子井戸層
を交互に7周期積層したものであり、n型及びp型クラ
ッド層20及び22は、InGaP(バンドギャップ波
長0.8μm)で形成されている。これらの半導体層
は、GaAs基板よりも格子定数が約2.8%大きくな
っている。この構造においては、従来のInPクラッド
層及びInGaAs活性層を用いた場合と比較して、ク
ラッド層と量子井戸層との伝導帯バンド不連続エネルギ
ーが大きくなっており、従来構造の場合の160meV
程度から、300meV程度になっている。高温での電
子のオーバーフローによる特性の劣化を考慮した場合、
伝導帯バンド不連続エネルギーとして、300meV以
上あれば十分であると考えられ、本実施例の面発光型半
導体レーザにおいて、温度特性の改善が期待できる。
In the 1.3 μm band surface emitting semiconductor laser of this embodiment, the quantum well active layer 21 is made of InGaAs.
P (bandgap wavelength 1.15 μm) barrier layer and In
GaAs (band gap wavelength: 1.3 μm) quantum well layers are alternately laminated for seven periods, and the n-type and p-type cladding layers 20 and 22 are formed of InGaP (band gap wavelength: 0.8 μm). These semiconductor layers have a lattice constant about 2.8% larger than that of the GaAs substrate. In this structure, the conduction band discontinuity between the cladding layer and the quantum well layer is larger than that in the case of using the conventional InP cladding layer and the InGaAs active layer.
From about 300 meV. Considering the deterioration of characteristics due to electron overflow at high temperature,
It is considered that 300 meV or more is sufficient as the conduction band discontinuity energy. In the surface emitting semiconductor laser of this embodiment, improvement in temperature characteristics can be expected.

【0037】本実施例においては、量子井戸活性層21
は、InGaPクラッド層20,22と格子整合したも
のを用いているが、温度特性をさらに改善するために、
InGaPクラッド層と格子定数の異なる歪量子井戸活
性層を用いることも有効である。
In this embodiment, the quantum well active layer 21
Uses a material lattice-matched with the InGaP cladding layers 20 and 22, but in order to further improve the temperature characteristics,
It is also effective to use a strained quantum well active layer having a different lattice constant from the InGaP cladding layer.

【0038】(第2の実施例)次に本発明の第二の実施
例を、図1の面発光型半導体レーザの構造図面を用いて
説明する。製造方法は、第一の実施例と全く同様に行う
ことができ、図3(e)の工程により形成するクラッド
層及び活性層領域の構造のみが異なっている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the structural drawing of the surface emitting semiconductor laser shown in FIG. The manufacturing method can be performed in exactly the same manner as in the first embodiment, except for the structure of the cladding layer and the active layer region formed in the step of FIG.

【0039】本実施例の1.3μm帯の面発光型半導体
レーザにおいて、量子井戸活性層21は、InGaAs
P(バンドギャップ波長1.15μm)バリア層とIn
GaAs(バンドギャップ波長1.3μm)量子井戸層
を交互に7周期積層したものであり、n型及びp型クラ
ッド層20及び22は、InAlAs(バンドギャップ
波長0.77μm)で形成されている。InAlAsク
ラッド層20,22はGaAs基板よりも格子定数が約
2.2%大きくなっている。InGaAs量子井戸層
は、この構造おいては、クラッド層と量子井戸層との伝
導帯バンド不連続エネルギーは、約330meV程度に
なっており、本実施例の面発光型半導体レーザにおい
て、温度特性が期待できる。
In the surface emitting semiconductor laser of the 1.3 μm band of this embodiment, the quantum well active layer 21 is made of InGaAs.
P (bandgap wavelength 1.15 μm) barrier layer and In
The n-type and p-type cladding layers 20 and 22 are formed of InAlAs (band gap wavelength 0.77 μm), in which GaAs (band gap wavelength 1.3 μm) quantum well layers are alternately stacked for seven periods. The lattice constant of the InAlAs cladding layers 20 and 22 is about 2.2% larger than that of the GaAs substrate. In the InGaAs quantum well layer, in this structure, the conduction band discontinuous energy between the cladding layer and the quantum well layer is about 330 meV, and the temperature characteristic of the surface emitting semiconductor laser of this embodiment is lower. Can be expected.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上実施例を挙げて詳しく説明したよう
に、活性層及びクラッド層が一組の光反射鏡で挟まれた
構造を有する垂直共振器型の長波長帯の面発光半導体レ
ーザにおいて、活性層をInP及びGaAsのいずれに
も格子整合しない半導体層により形成し、従来のInP
に格子整合する半導体層からなる活性層を用いた場合と
比較して、クラッド層と量子井戸活性層との伝導帯バン
ド不連続エネルギーを大きくすることにより、高温でも
電子の閉じ込めがよくなり、高温でも特性の劣化が小さ
い、長波長帯の面発光型半導体レーザが実現できる。
As described above in detail with reference to the embodiments, a vertical cavity type long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a structure in which an active layer and a cladding layer are sandwiched between a pair of light reflecting mirrors is described. The active layer is formed of a semiconductor layer that does not lattice match with either InP or GaAs.
By increasing the conduction band discontinuous energy between the cladding layer and the quantum well active layer, compared to the case of using an active layer consisting of a semiconductor layer lattice-matched to However, it is possible to realize a long-wavelength surface-emitting semiconductor laser with little deterioration in characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態の構造を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施の形態の前半の製造工程を
示す断面構造図である。
FIG. 2 is a sectional structural view showing a first half of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第一の実施の形態の後半の製造工程を
示す断面構造図である。
FIG. 3 is a sectional structural view showing a latter half of the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図4】従来の長波長帯面発光型半導体レーザの構造の
一例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional long wavelength band surface emitting semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaAs基板 2 n型GaAs/Al(Ga)As多層膜反射鏡 3 イオン注入領域 4 GaAs薄膜 5 n型クラッド層 6 量子井戸活性層 7 p型クラッド層 8 p型GaAs/Al(Ga)As多層膜反射鏡 9 p型電極 10 n型電極 11 ARコート膜 12 n型GaAs基板 13 n型GaAs/AlAs多層膜反射鏡 14 イオン注入領域 15 第一のウェハ 16 n型GaAs基板 17 AlAsエッチングストップ層 18 n型GaAs薄膜 19 第二のウェハ 20 n型InGaPクラッド層 21 量子井戸活性層 22 p型InGaPクラッド層 23 p型GaAs基板 24 p型GaAs/AlAs多層膜反射鏡 25 第三のウェハ 26 p型電極 27 n型電極 28 ARコート膜 29 n型GaAs基板 30 n型GaAs/AlAd多層膜反射鏡 31 イオン注入領域 32 n型InPクラッド層 33 InGaAsP/InGaAs量子井戸活性層 34 p型Inpクラッド層 35 p型GaAs/AlAs多層膜反射鏡 36 p型電極 37 n型電極 38 ARコート膜 REFERENCE SIGNS LIST 1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAs / Al (Ga) As multilayer reflector 3 ion-implanted region 4 GaAs thin film 5 n-type cladding layer 6 quantum well active layer 7 p-type cladding layer 8 p-type GaAs / Al (Ga) As multilayer reflector 9 p-type electrode 10 n-type electrode 11 AR coating film 12 n-type GaAs substrate 13 n-type GaAs / AlAs multilayer reflector 14 ion implantation region 15 first wafer 16 n-type GaAs substrate 17 AlAs etching stop Layer 18 n-type GaAs thin film 19 second wafer 20 n-type InGaP cladding layer 21 quantum well active layer 22 p-type InGaP cladding layer 23 p-type GaAs substrate 24 p-type GaAs / AlAs multilayer film reflector 25 third wafer 26 p Type electrode 27 n-type electrode 28 AR coat film 29 n-type GaAs substrate 30 n-type GaAs AlAd multilayer reflector 31 ion-implanted region 32 n-type InP cladding layer 33 InGaAsP / InGaAs quantum well active layer 34 p-type Inp cladding layer 35 p-type GaAs / AlAs multilayer reflector 36 p-type electrode 37 n-type electrode 38 AR coating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活性層領域ならびにn型とp型一対のク
ラッド層が一組の光反射鏡で挟まれた構造を有する垂直
共振器型の長波長面発光型半導体レーザであって、 前記活性層領域ならびに一対のクラッド層は、その格子
定数は、GaAsとInPの格子定数の間に選択され、
かつInPおよびGaAsのいずれとも格子整合しない
半導体材料で構成され、 また、前記活性層領域において、レーザ発光を生じさせ
る半導体層は、そのバンドギャップ波長は1.3μm以
上の長波長帯にある材料層であり、それに対応させて、
前記クラッド層を構成する半導体材料には、前記活性層
領域において、レーザ発光を生じさせる半導体層との伝
導帯バンド不連続エネルギーが300meV以上の材料
を選択し、 前記一対のクラッド層のいずれか一方とそれに面する光
反射鏡との間に、半導体薄膜を介して、前記垂直共振器
が構成されており、 前記半導体薄膜の半導体材料は、その格子定数と前記一
方のクラッド層の格子定数とは、5%程度を超えない格
子定数の差異を有し、また、前記半導体薄膜に接する前
記光反射鏡との界面に転位ネットを形成しており、 前記半導体薄膜の膜厚は、5nm以下に選択されている
ことを特徴とする長波長面発光型半導体レーザ。
1. A vertical-cavity long-wavelength surface-emitting semiconductor laser having a structure in which an active layer region and a pair of n-type and p-type cladding layers are sandwiched between a pair of light reflecting mirrors. The lattice constant of the layer region and the pair of cladding layers is selected between the lattice constants of GaAs and InP;
In the active layer region, the semiconductor layer that emits laser light has a band gap wavelength of at least 1.3 μm in a long wavelength band. And correspondingly,
As the semiconductor material forming the cladding layer, a material having a conduction band discontinuous energy of 300 meV or more with the semiconductor layer that causes laser emission in the active layer region is selected, and one of the pair of cladding layers is selected. The vertical resonator is formed between the semiconductor thin film and the light reflecting mirror facing the semiconductor thin film, and the semiconductor material of the semiconductor thin film has a lattice constant and a lattice constant of the one cladding layer. A dislocation net is formed at the interface with the light reflecting mirror in contact with the semiconductor thin film, and the thickness of the semiconductor thin film is selected to be 5 nm or less. A long-wavelength surface-emitting type semiconductor laser characterized in that:
【請求項2】 前記光反射鏡が、GaAsとAlAsを
交互に積層してなる半導体多層膜反射鏡、誘電体多層膜
反射鏡あるいはクラッド層の材料と格子整合するような
半導体層からなる多層膜反射鏡で構成されることを特徴
とする請求項1に記載の長波長面発光型半導体レーザ。
2. A multilayer film comprising a semiconductor multilayer mirror, a dielectric multilayer mirror, or a semiconductor layer lattice-matched to a material of a cladding layer, wherein the light reflecting mirror is formed by alternately stacking GaAs and AlAs. 2. The long-wavelength surface-emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser includes a reflecting mirror.
【請求項3】 前記クラッド層がInxGa1-xP(0≦
x≦1)で構成され、前記活性層領域がIny1Ga1-y1
Asy21-y2(0≦y1≦1,0≦y2≦1)で構成さ
れることを特徴とする請求項1または2に記載の長波長
面発光型半導体レーザ。
3. The method according to claim 1, wherein the cladding layer is formed of In x Ga 1 -x P (0 ≦
x ≦ 1), and the active layer region is In y1 Ga 1-y1
As y2 P 1-y2 (0 ≦ y1 ≦ 1,0 ≦ y2 ≦ 1) long wavelength surface emitting semiconductor laser according to claim 1 or 2, characterized in that it is composed of.
【請求項4】 前記クラッド層がInx1Alx2Ga
1-x1-x2As(0≦x1≦1,0≦x2≦1)で構成さ
れ、前記活性層領域がIny1Ga1-y1Asy21- y2(0
≦y1≦1,0≦y2≦1)で構成されることを特徴と
する請求項1に記載の長波長面発光型半導体レーザ。
4. The method according to claim 1, wherein the cladding layer is made of In x1 Al x2 Ga.
1-x1-x2 As (0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ x2 ≦ 1), and the active layer region is In y1 Ga 1-y1 Asy2 P 1- y2 (0
≤ y1 ≤ 1, 0 ≤ y2 ≤ 1).
【請求項5】 活性層およびクラッド層が一組の光反射
鏡で挟まれた構造を有する垂直共振器型の長波長面発光
型半導体レーザの製造方法において、 第一のウェハに形成された多層膜反射鏡表面に第二のウ
ェハに形成されたGaAs薄膜を接着させる際に、両ウ
ェハの結晶方位に1〜45°の回転角をつけて両ウェハ
を接着させることを特徴とする長波長面発光型半導体レ
ーザの製造方法。
5. A method of manufacturing a vertical cavity type long wavelength surface emitting semiconductor laser having a structure in which an active layer and a cladding layer are sandwiched between a pair of light reflecting mirrors, wherein the multilayer formed on the first wafer is provided. A long-wavelength surface, wherein when bonding the GaAs thin film formed on the second wafer to the surface of the film reflecting mirror, the two wafers are bonded with a rotation angle of 1 to 45 ° to the crystal orientation of both wafers. A method for manufacturing a light emitting semiconductor laser.
【請求項6】 前記第一のウェハの基板を結晶面が傾斜
した基板とし、第二のウェハ上のGaAs薄膜の表面を
傾斜させたものを用いて、両ウェハを接着させることを
特徴とする請求項5に記載の長波長面発光型半導体レー
ザの製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the substrate of the first wafer is a substrate having an inclined crystal plane, and the two wafers are bonded using an inclined surface of a GaAs thin film on the second wafer. A method for manufacturing a long wavelength surface emitting semiconductor laser according to claim 5.
【請求項7】 前記第一のウェハの素子形成部以外の部
分に電流狭窄構造を形成させたことを特徴とする請求項
5または6に記載の長波長面発光型半導体レーザの製造
方法。
7. The method for manufacturing a long-wavelength surface-emitting semiconductor laser according to claim 5, wherein a current confinement structure is formed in a portion other than the element formation portion of the first wafer.
【請求項8】 前記電流狭窄構造を形成させる手段が、
イオン注入法、活性層近傍のAlAs層を中心部を残し
て酸化させる方法、または活性層をポスト状にエッチン
グする方法のいずれかであることを特徴とする請求項7
に記載の長波長面発光型半導体レーザの製造方法。
8. A means for forming the current confinement structure,
8. The method according to claim 7, wherein the method is one of an ion implantation method, a method of oxidizing the AlAs layer near the active layer while leaving the center portion, and a method of etching the active layer into a post shape.
3. The method for producing a long-wavelength surface-emitting semiconductor laser according to item 1.
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