JP3440977B2 - 面発光半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
面発光半導体レーザおよびその製造方法Info
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Description
よび光情報処理分野において、例えば光インターコネク
ション用光源、光情報処理用光源、および通信用光源と
して利用可能な長波長帯(1.3〜1.55μm帯)の
面発光半導体レーザおよびその製造方法に関する。
とし、石英ファイバの低損失波長帯である1〜2μmの
長波長帯の光を発光する面発光半導体レーザは、二次元
高密度集積化が可能であることから、光信号処理や光情
報処理用の光源としてその開発が進められている。
1を参照しながら説明する。この図に示した面発光半導
体レーザは、D. I. Babic et al. Appl. Phys. Lett.,
vol.66(9), 1030-1032(1995)に記載されたものである。
この面発光半導体レーザは、AlAs層とGaAs層と
が交互に積層されてなるAlAs/GaAs反射層1,
2と、InPクラッド層3,4および活性層5からなる
発光領域とを有する。図に示すように、発光領域は、2
つの反射層1,2に挟まれ、かつこれらの層に直接、貼
り合わせられている。すなわち、活性層5の両面に設け
られたInPクラッド層3,4とAlAs/GaAs反
射層1,2とがそれぞれ直接接着されている。このよう
なGaAs系の半導体層とInP系の半導体層というよ
うな異種半導体間の直接接着は、特開昭7−33596
7号にも開示されている。
の製造に、異種半導体の直接接着を用いる理由は、以下
の通りである。長波長帯で発光するInP系半導体で反
射層を形成すると、反射層を構成する半導体各層(例え
ばInPとInGaAsP)の屈折率の相違が小さいた
め、十分な反射率を得ることが困難である。このため、
屈折率差の大きなAlGaAs/GaAs反射層を用い
る必要があるが、GaAs系半導体の上にInP系半導
体層を成長すること(またはその逆)は容易ではなく、
しかも例えば成長したとしても転位等の結晶欠陥が長い
距離に渡って成長界面から成長膜中に延びていく。
生した結晶欠陥は界面に平行に延びて、接着層の内部に
は侵入しないので、接着層には悪影響が及びにくい。こ
のため、InP系半導体で発光層を形成し、これに反射
率の高いGaAs系反射層を接着した構造が用いられて
いる。
導体レーザの活性層5には転位等の巨視的結晶欠陥は観
察されないが、点欠陥によると思われる活性層5の発光
効率の低下が認められる。したがって、従来の面発光半
導体レーザの構造は以下のような問題を有する。
は、クラッド層3,4を薄くして接着界面と活性層5と
の距離を短くすると活性層に点欠陥によると考えられる
再結合中心が発生し、このためレーザ特性(例えば閾
値)が劣化する。一方、これを防ぐ目的でクラッド層
3,4を厚くするとクラッド層での光損失が大きくなる
ので、レーザ発信のための閾値電流密度が高くなる。す
なわち、クラッド層3,4の厚さをどのように調節して
も、閾値が高くなるという問題がある。
光半導体レーザの製造工程において、異種基板同士を直
接接着する前に、発振波長を知得することは困難であ
る。このため、発光層または反射層1,2の成長後ただ
ちに発振波長を知得し、これに基づいて成長条件を調整
する工程を適宜繰り返して、発振波長が所望の値に一致
させることはできない。すなわち、従来の面発光レーザ
では発振波長の精密な制御が困難であるという問題もあ
る。
の波長分布は広いので、導波型の分布反射型レーザと同
様に、反射層1,2での位相変化を考慮した共振器一往
復当たりの光の位相変化によって決まる。すなわち、反
射層1の入出力光の位相差と、反射層2の入出力光の位
相差と、反射層1,2に挟まれた発光領域を光が往復す
る間に生じる位相変化との和が2πの整数倍に等しくな
る波長(共振器モード)で、面発光レーザは発振する。
を発光層領域に貼り合わせる面発光レーザでは、貼り合
わせ工程の後に発振波長が確定する。したがって、従来
の面発光半導体レーザでは貼り合わせ前に発振波長を知
得することは困難である。
めと横モード単一レーザ発振を同時に達成するために半
導体埋め込み構造を作製する場合、埋め込み前に活性層
5の下側にあるInPクラッド層4の途中までエッチン
グする必要があるにもかかわらず、エッチングの深さを
均一に制御することが困難である。その結果、埋め込み
層の構造を設計通り形成することが困難となり不適切な
埋め込み構造によってリーク電流が大きくなるなどの問
題や、さらには歩留りが低下するという問題も生ずる。
来の面発光半導体レーザは、低閾値電流(低消費電流)
を要求する光インターコネクション用光源および光情報
処理用光源、さらに精密制御された長波長を要求する通
信用光源として利用するのには不適当である。このよう
に、低閾値直流で駆動し、かつ通信波長帯である長波長
帯の所定の波長に精密制御された面発光半導体レーザが
求められているにもかかわらず、以上述べた通り、素子
構造に起因する困難な点が多く、当業者は何ら解決手段
を見出すことができなかった。
5との距離を大きくしても、クラッド層での光損失が大
きくならない、面発光半導体レーザおよびその製造方法
を提供することである。
接着界面と活性層5との距離を十分に大きくとれるの
で、接着界面で発生する結晶欠陥が活性層まで延びるこ
とがなく、その結果活性層の結晶が良好で、しかも光損
失が大きくならないので、閾値の低い面発光半導体レー
ザが得られる。
とを接着する前に発振波長を測定することにより、波長
の精密制御が可能な面発光半導体レーザおよびその製造
方法を提供することである。
み構造の形成を可能とする面発光半導体レーザおよびそ
の製造方法を提供することである。
に、本発明にもとづく面発光半導体レーザは、発光波長
を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれぞれ
有するAlx1Ga1-x1As層(0≦x1≦1)およびA
lx2Ga1-x2As層(0≦x2≦1)を交互に積層した
第1半導体多層膜と、発光波長を屈折率ならびに4で除
した値に等しい厚さをそれぞれ有するInx3Ga1-x3A
sy3P1-y3層(0≦x3,y3≦1)およびInx4Ga
1-x4Asy4P1-y4層(0≦x4,y4≦1)を交互に積
層した第2の半導体多層膜と、Inx5Ga1-x5Asy5P
1-y5層(0≦x5,y5≦1)を有する活性層と、発光
波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれ
ぞれ有するInx6Ga1-x6Asy6P1-y6層(0≦x6,
y6≦1)およびInx7Ga1-x7Asy7P1-y7層(0≦
x7,y7≦1)を交互に積層した第3の半導体多層膜
と、発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚
さをそれぞれ有するAlx8Ga1-x8As層(0≦x8≦
1)およびAlx9Ga1-x9As層(0≦x9≦1)を交
互に積層した第4半導体多層膜とをGaAs基板上に順
次積層した構造を有することを特徴とする。
ある。
各Alx1Ga1-x1As層およびAl x2Ga1-x2As層間
に、Alx1Ga1-x1As層およびAlx2Ga1-x2As層
よりも薄いAlx10 Ga1-x10 As層(0≦x10≦
1)を積層してなる。
各Alx8Ga1-x8As層およびAlx9Ga1-x9As層間
に、Alx8Ga1-x8As層およびAlx9Ga1-x9As層
よりも薄いAlx11 Ga1-x11 As層(0≦x11≦
1)を積層してなる。
オン注入によって形成された、絶縁層としての少なくと
も一つの高抵抗部位を有する。
前記第3半導体多層膜は、イオン注入によって形成され
た、導電層としての少なくとも一つの導電部位を有す
る。
記第2半導体多層膜の所定の位置までエッチングするこ
とによって形成されたメサ構造と、該メサ構造に形成さ
れた埋め込み構造とを有し、さらに、前記埋め込み構造
はInPまたはInPと格子整合する他の半導体を成長
させてなる。
1-x13-x12 As層(0≦x12,x13≦1)が前記第
4半導体多層膜InGaAsP/InGaAsPおよび
前記第3半導体多層膜InGaAsP/InGaAsP
に設けられ、かつ前記InAlGaAs層が酸化されて
なる。
多層膜との間、前記活性層と前記第3半導体多層膜との
間、あるいは前記活性層と前記第2半導体多層膜との間
および前記活性層と前記第3半導体多層膜との間に、I
nx14 Ga1-x14 As1-y14Py14 (0≦x14,y1
4≦1)からなるクラッド層が設けられている。
えて、誘電体多層膜を用いてなる。
ーザの製造方法は、第1のGaAs基板上に、発光波長
を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれぞれ
有するAlx1Ga1-x2As層(0≦x1≦1)およびA
lx2Ga1-x2As層(0≦x2≦1)を交互に積層した
第1の半導体多層膜を成長する工程と、InP基板上に
上から、発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等し
い厚さをそれぞれ有するInx3Ga1-x3Asy3P1-x3層
(0≦x3,y3≦1)およびInx4Ga1-x4Asy4P
1-x4層(0≦4,y4≦1)を交互に積層した第2の半
導体多層膜と、少なくともInx5Ga1-x5Asy5P1-x5
層(0≦5,y5≦1)を有する活性層と、発光波長を
屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれぞれ有
するInx6Ga1-x6Asy6P1-y6層(0≦6,y6≦
1)およびInx7Ga1-x7Asy7P1-x7層(0≦7,y
7≦1)を交互に積層した第3の半導体多層膜とを順次
成長する工程と、第2のGaAs基板上に、発光波長を
屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれぞれ有
するAlx8Ga1-x8As層(0≦x8≦1)およびAl
x9Ga1-x9As層(0≦x9≦1)を交互に積層した第
4の半導体多層膜を成長する工程と、前記第1の半導体
多層膜と第2の半導体多層膜とを高温で加圧しながら貼
り合わせ、その後、前記InP基板を除去する工程と、
前記第3の半導体多層膜と前記第4の半導体多層膜とを
高温で加圧しながら貼り合わせ、その後、第2のGaA
s基板を除去する工程とを有することを特徴とする。
長する工程は、さらに、各Alx1Ga1-x1As層とAl
x2Ga1-x2As層との間に、Alx1Ga1-x1As層およ
びAlx2Ga1-x2As層よりも薄いAlx10 Ga1-x10
As層(0≦x10≦1)を積層する段階を含む。
長する工程は、さらに、各Alx8Ga1-x8As層とAl
x9Ga1-x9As層との間に、Alx8Ga1-x8As層およ
びAlx9Ga1-x9As層よりも薄いAlx11 Ga1-x11
As層(0≦x11≦1)を積層する段階を含む。
程に先立って、前記第3半導体多層膜にイオン注入する
ことによって、絶縁層としての少なくとも一つの高抵抗
部位を形成する。
記第4の半導体多層膜とを高温で加圧しながら貼り合わ
せるのに先立って、前記第2半導体多層膜および前記第
3半導体多層膜にイオン注入することによって、導電層
としての少なくとも一つの導電部位を形成する。
去する工程に先立って、前記第4半導体多層膜から前記
第2半導体多層膜の所定の位置までエッチングすること
によってメサ構造を形成し、該メサ構造に対してInP
またはInPと格子整合する他の半導体を成長させて埋
め込み構造を設ける。
程に先立って、第1のInx12 Alx13 Ga1-x13-x12
As層(0≦x12,x13≦1)を前記第2半導体多
層膜と前記活性層との間に形成し、また第2のInx12
Alx13 Ga1-x13-x12 As層(0≦x12,x13≦
1)を前記第3の半導体多層膜と前記活性層との間に形
成し、さらに、メサ構造を形成した後に、前記第1 およ
び第2Inx12 Alx13 Ga1-x13-x12 As層(0≦x
12,x13≦1)に酸化部位を形成する。
多層膜との間、前記活性層と前記第2半導体多層膜との
間、あるいは前記活性層と前記第1半導体多層膜との間
および前記活性層と前記第2半導体多層膜との間に、I
nx14 Ga1-x14 As1-y14Py14 (0≦x14,y1
4≦1)からなるクラッド層が設けられる。
体レーザおよびその製造方法の好ましい実施形態を具体
的に説明する。
発光半導体レーザの一実施形態を示す模式的断面図であ
る。
上に複数の層が形成されてなる。すなわち、GaAs基
板16の一面(下面)に電極18と反射防止膜19とが
設けられ、他方の面(上面)には第1半導体層(AlG
aAs/AlGaAs反射層)11、第2半導体層(I
nGaAsP/InGaAsP反射層)13、活性層1
5、第3半導体層(InGaAsP/InGaAsP反
射層)14、および第4半導体層(AlGaAs/Al
GaAs反射層)12が、その順番で積層されている。
また、最上層であるAlGaAs/AlGaAs反射層
12からInGaAsP/InGaAsP反射層13の
途中に至るまでエッチング処理されてメサ構造が形成さ
れている。さらに、AlGaAs/AlGaAs反射層
12の上面に電極17が設けられている。
nGaAsP反射層13および14は活性層15ととも
に発光領域を構成する。これらの反射層13,14およ
び活性層15はInP基板上に成長できるため、InG
aAsP/InGaAsP反射層13とAlGaAs/
AlGaAs反射層11との間、およびInGaAsP
/InGaAsP反射層14とAlGaAs/AlGa
As反射層12との間に、それぞれ接着界面を配置する
ことができる。これによって、共振器を長くすることな
く、接着界面と活性層15との良好な距離を大きくとる
ことが可能となり、閾値電流を大きくすることなく活性
層15の結晶性の確保が可能となる。
nGaAsP/InGaAsP反射層13および14と
ともに同一基板上に成長できるため、発光領域をAlG
aAs/AlGaAs反射層11または12を成長させ
た基板と接着させる前に、その発振波長を測定すること
が可能となる。InGaAsP/InGaAsP反射層
だけは、面発光半導体レーザの要求する99%以上の反
射率を達成することが困難であるけれども、共振器モー
ドは InGaAsP/InGaAsP反射層が上下に
形成された段階で確定する。さらに、上記構成では活性
層15の下部にInGaAsP/InGaAsP反射層
13を設けたことにより、埋め込み構造を作製する際の
エッチングの深さのマージンを大きくできるとともに、
選択化学エッチング法を併用することが可能となる。そ
の結果、エッチングの深さを均一に制御することが容易
となり、埋め込み構造を形成する際にはその歩留りを飛
躍的に向上させることが可能となる。
ザの製造方法について説明する。
明の面発光レーザを製造するための3種類のエピタキシ
ャル構造を示す。また、図4(A)および(B)に製造
工程の一部を説明するための模式的断面図を示す。
mの光学長の1/4の厚さで、n−AlAs層とn−G
aAs層とを交互に27対積層した反射層31をエピタ
キシャル成長する。また、p型InP基板上35に1.
55μm光学長の1/4の厚さでp−InGaAsPと
p−InPとを10対積層した反射層33、光学長で1
波長(1.55μm)の厚さで1.55μmのInGa
AsPバルク活性層34、n−InGaAsPとn−I
nPとを10.5対積層した反射層32成長する。Ga
As基板30上のエピタキシャル層の表面をHF水溶液、
InP基板上のエピタキシャル層の表面をH2 SO4 :
H2 O2 :H2 O(3:1:1)溶液とHF水溶液で表
面の自然酸化膜を取り除く処理を施した後、図4(A)
に示すように、両面を密着させて、水素雰囲気中で荷重
をかけて600℃、1 時間アニールする。その後、In
P基板35をHCl:H3 PO4 (3:1)溶液でIn
GaAsPの表面がでるまでエッチングする。その後、
p−InGaAsPをH2SO4 :H2 O2 :H2 O
(3:1:1)溶液でp−InPの表面が現れるまでエ
ッチングする。つぎに、p−GaAs基板上にCドープ
したAlAsとGaAsとを交互に積層した反射層36
を1.55μmの光学長の1/4厚さでエピタキシャル
成長する。前述と同様に表面処理を施した後、p型Ga
As基板上にエピタキシャル層の最上部であるp−Ga
Asとp−InP層とを密着させ、水素雰囲気中で60
0℃、1時間アニールする。p型GaAs基板37をアン
モニア水と過酸化水素水の溶液で取り除き、その後露出
した反射層36の上に直径5μmの円形パターンをフォ
トリソグラフィで形成する。Cl2 系ガスを用いたRI
BEで引き出し電圧400Vで、活性層の下のInGa
AsP/InP反射層33までエッチングし、InGa
AsPの選択エッチング液であるHCl:H3 O
4(3:1 )溶液で表面を洗浄し、InP層を表面露出
させる。上面にAuZnNi/Au41、下面にAuG
eNi/Au43を蒸着した後、出射部である下面には
ARコート42を施す(図4(B))。
s/GaAs半導体多層膜を用いたが、どちらか一方に
誘電体多層膜を使用してもよい。
多層膜を用いた面発光レーザと同様に行えばよい。
く面発光半導体レーザの模式的断面図である。
有する。すなわち、P型の第4半導体層(AlGaAs
/AlGaAs反射層)12は組成の異なる2種類のA
lGaAs層によって構成されるが、この2種類のAl
GaAsの間の組成を持つ極めて薄いAlGaAs層1
00を、上記2種類のAlGaAs層の間に新たに設け
た。
小さくバンドギャップの小さいAlGaAsは、両側を
バンドギャップの大きいAlGaAsによって挟まれて
いる。以上に述べた極めて薄く中間の組成をとるAlG
aAs層は、この両側にあるAlGaAsの内、活性層
に近いものとの間に形成するだけでも良い。
高濃度にドーピングしても価電子帯端に集中しやすいホ
ールが、価電子帯のバンド不連続を乗り越えて、バンド
ギャップの大きなAlGaAsに乗り上げたことを助
け、これによってホールの伝導を容易にする。また、こ
の層が極めて薄いことは、新たな層の挿入により、反射
膜の光学的特性が変化することを防止する。
が高くなりやすいp型の多層膜(本発明では反射膜とし
て利用する。)の抵抗が、上述のように新たに中間組成
の極めて薄いAlGaAs層を設けることによって低く
なる。この際の多層膜の光学的特性の変化は無視できる
程度のものである。
ザの製造方法について説明する。
明の面発光レーザを製造するための3種類のエピタキシ
ャル構造を示す。また、図7(A)および(B)に製造
工程の一部を説明するための模式的断面図を示す。ま
た、以下に述べる製造方法の説明ではAlGaAs/A
lGaAs反射層は典型的なものとして2元半導体層に
よって構成されるものを示した。また、InGaAsP
/InGaAsP反射鏡としては、InGaAsP/I
nP反射鏡を示した。
μmの光学長の1/4の厚さで、n−AlAsとn−G
aAsとを交互に27対積層した反射層61をエピタキ
シャル成長する。また、p型InP基板上65に1.5
5μmの光学長の1/4の厚さでp−InGaAsPと
p−InPとを10対積層した反射層63、光学長で1
波長(1.55μm)の厚さのInGaAsPバルク活
性層64、n−InGaAsPとn−InPとを10.
5対積層した反射層62成長する。GaAs基板上のエ
ピタキシャル層の表面をHF水溶液、InP基板上のエピ
タキシャル層の表面をH2 SO4 :H2 O2 :H2 O
(3:1:1)溶液とHF水溶液で表面の自然酸化膜を
取り除く処理を施した後、図7(A)に示すように、両
面を密着させて、水素雰囲気中で荷重をかけて600、
1 時間アニールする。その後、InP基板65をHC
l:H3 PO4 (3:1)溶液でInGaAsPの表面
がでるまでエッチングする。その後、p−InGaAs
PをH2 SO4 :H2 O2 :H2 O(3:1:1)溶液
でp−InPの表面が現れるまでエッチングする。つぎ
に、p−GaAs基板上にCドープした1.55μmの
光学長の1/4の厚さを有するAlAsと同じ厚さのG
aAsと、厚さ10nmのAl0.5 Ga0.5 Asとを、
この順に繰り返して27対積層し、反射膜66を形成す
る。前述と同様に表面処理を施した後、p型GaAs基
板上にエピタキシャル層の最上部であるp−GaAsと
p−InP層とを密着させ、水素雰囲気中で600℃、
1時間アニールする。p型GaAs基板67をアンモニ
ア水と過酸化水素水の溶液で取り除き、その後露出した
反射層66の上に直径5μmの円形パターンをフォトリ
ソグラフィで形成する。Cl2 系ガスを用いたRIBE
で引き出し電圧400Vで、活性層の下のInGaAs
P/InP反射層62までエッチングし、InGaAs
Pの選択エッチング液であるHCl:H3 PO4 (3:
1)溶液で表面を洗浄し、InP層を表面露出させる。
上面にAuZnNi/Au71、下面にAuGeNi/
Au73を蒸着した後、出射部である下面にはARコー
ト72を施す。
s/GaAs半導体多層膜を用いたが、どちらか一方に
誘電体多層膜を使用してもよい。この際の電極の形成方
法は、従来の誘電体多層膜を用いた面発光レーザと同様
に行えばよい。
く面発光半導体レーザの模式的断面図である。
有する。すなわち、n型の第1半導体層(AlGaAs
/AlGaAs反射層)11は組成の異なる2種類のA
lGaAs層によって構成されるが、この2種類のAl
GaAsの間の組成を持つ極めて薄いAlGaAs層1
00を、上記2種類のAlGaAs層の間に新たに設け
た。n型の多層膜はp型の多層膜に比べて抵抗は低くな
りやすいが、以上のように中間組成の薄いAlGaAs
層を挿入することにより、抵抗をさらに下げることが可
能となる。
ザの製造方法について説明する。
明の面発光レーザを製造するための3種類のエピタキシ
ャル構造を示す。また、図10(A)および(B)に製
造工程の一部を説明するための模式的断面図を示す。
の光学長の1/4の厚さを有するAlAsと、同じ厚さ
のGaAsと、厚さ10nmのAl0.5 Ga0.5 Asと
を、この順に繰り返して27対積層し、反射膜91を形成
する。また、p型InP基板上95に1.55μm光学
長の1/4の厚さでp−InGaAsPとp−InPと
を10対積層した反射層93、光学波長で1波長(1.
55μm)の厚さのInGaAsPバルク活性層94、
n−InGaAsPとn−InPとを10.5対積層し
た反射層92成長する。GaAs基板90上のエピタキ
シャル層の表面をHF、InP基板上のエピタキシャル層
の表面をH2 SO4 :H2 O2 :H2 O(3:1:1)
溶液とHFで表面の自然酸化膜を取り除く処理を施した
後、図10(A)に示すように、両面を密着させて、水
素雰囲気中で荷重をかけて600℃、1 時間アニールす
る。その後、InP基板95をHCl:H3 PO4
(3:1)溶液でInGaAsPの表面がでるまでエッ
チングする。その後、p−InGaAsPをH2 SO
4 :H2 O2 :H2 O(3:1:1)溶液でp−InP
の表面が現れるまでエッチングする。つぎに、p−Ga
As基板上にCドープしたAlAsとGaAsとAl
0.5 Ga0.5 Asとを交互に積層した反射層96を1.
55μmの光学長の1/4の厚さでエピタキシャル成長
する。前述と同様に表面処理を施した後、p型GaAs
基板上にエピタキシャル層の最上部であるp−GaAs
とp−InP層とを密着させ、水素雰囲気中で600
℃、1時間アニールする。p型GaAs基板97をアン
モニア水と過酸化水素水の溶液で取り除き、その後露出
した反射層96の上に直径5μmの円形パターンをフォ
トリソグラフィで形成する。Cl2 系ガスを用いたRI
BEで引き出し電圧400Vで、活性層の下のInGa
AsP/InP反射層92までエッチングし、InGaA
sPの選択エッチング液であるHCl:H3 PO4
(3:1)溶液で表面を洗浄し、InP層を表面露出さ
せる。上面にAuZnNi/Au901、下面にAuG
eNi/Au903を蒸着した後、出射部である下面に
はARコート902を施す(図10(B))。
s/GaAs半導体多層膜を用いたが、どちらか一方に
誘電体多層膜を使用してもよい。この際の電極の形成方
法は、従来の誘電体多層膜を用いた面発光レーザと同様
に行えばよい。
づく面発光半導体レーザの模式的断面図である。
有する。すなわち、InGaAsP/InGaAsP反
射層14にイオン注入することによって絶縁層101を
形成する。
ザの製造方法について説明する。
光レーザの製造方法の各工程を説明するための断面図を
示す。
1 としてn−GaAs基板上113にn型で3×1018
cm-3ドープしたGaAs層とAlAs層とを交互に光
学波長で1/4波長の膜厚で交互に25対エピタキシャ
ル成長する。また、第4反射層120としてp−GaA
s基板上にp型ドープしたGaAs層、Al0.5 Ga
0.5 As中間層、およびAlAs層を交互に光学長で1
/4波長の厚さの膜厚で交互に30対エピタキシャル成
長させる。
で1/4波長の厚さのp−InGaAsPとp−InP
とが5.5対積層してなる反射層116、光学長で1波
長(1.55μm)の厚さのInGaAsPバルク活性
層114、およびp−InGaAsPとp−InPとが
5.5対積層してなる反射層118を成長する。つぎ
に、InP基板上の成長膜上にレジストで直径10μm
のパターンを形成した後、加速電圧80keVドース量
2×1014cm-3で酸素のイオン注入を行う(参照符号
112に示す部分)。その後、レジストを除去し、水素
雰囲気下、450℃でアニールする。
をHFで取り除いた後、第1反射層111をp−InG
aAsP/p−InP反射層118上に重ね水素雰囲気
中で600℃でアニールし、直接接着する(図13
(A))。つぎに、InP基板をHClおよびH3 PO
4 によるエッチングによって取り除く。
20の表面酸化膜をHFで取り除いた後、p−InGa
AsP/p−InP反射層118上に水素雰囲気中で6
00℃でアニールし、直接接着する。その後、アンモニ
ア水と過酸化水素水との混合溶液でp型GaAs基板を
取り除く。そして、該GaAs基板121のエッチング
によって表面が露出されたAlAs層を、HF水溶液で
エッチングする。その後、素子間の電気的な分離のた
め、RIBEでエッチングを行う。
1をパターン形成し、基板側に戻り光を少なくするため
のARコート132を蒸着させた後、パターニングを行
いAuGeNi133を蒸着する(図13(B))。
レーザにおいて電流−光出力特性を測定したところ、閾
値電流4mAで発振波長1.55μmのレーザ発振が確
認された。また、電流狭窄が抵抗の高いP型のAlAs
/GaAs反射層にないため、素子抵抗が閾値電流近傍
で20Ωと小さくなった。
導体多層膜を用いたが、どちらか一方を誘電体多層膜に
しても良い。この場合、誘電体多層膜を用いた側の電極
は、従来からある誘電体多層膜を用いた面発光半導体レ
ーザと同様にして形成すればよい。また、電流狭窄層と
して酸素のイオン注入を用いたが、他の元素を使用して
も同様な効果が得られることは言うまでもない。
づく面発光半導体レーザの模式的断面図である。
有する。すなわち、InGaAsP/InGaAsP反
射層(第2反射層)13およびInGaAsP/InG
aAsP反射層(第3反射層)14と活性層15との間
にノンドープ層をそれぞれ設け、それぞれにイオン注入
することによって導電層102を形成する。これによっ
て、電流を狭窄して活性層に注入できるので、閾値電流
を小さくすることができる。
ザの製造方法について、図14および図15を参照しな
がら説明する。
41としてn−GaAs基板上143n型GaAs層と
AlAs層とを交互に光学長で1/4波長の膜厚で交互
に25対エピタキシャル成長する(図15(A))。ま
た、第2反射層1412としてp−GaAs基板141
0上にp型ドープしたGaAs層、Al0.5 Ga0.5
As中間層、およびAlAs層を交互に光学長で1/4
波長の厚さの膜厚で交互に30対エピタキシャル成長さ
せる(図15(C))。
長で1/4波長の厚さのp−InGaAsPとp−In
Pとが5.5対積層してなる反射層146、ノンドープ
InPクラッド層147、光学長で1波長の厚さのIn
GaAsP(1.3μm組成)とInGaAsとを交互
に5.5対積層してなるMQW活性層144、ノンドー
プInPクラッド層145、光学長で1/4波長のn−
InGaAsPとn−InPとを5.5対積層してなる
反射層148を成長する。
トで直径10μmのパターンを形成した後、加速電圧1
00keV、ドース量2×1016cm-3でSiのイオン
注入を行う(参照符号142に示す部分)。その後、レ
ジストを除去し、水素雰囲気下、450℃でアニールす
る。
エピタキシャル成長膜の表面酸化膜をHF水溶液で取り
除いた後、水素雰囲気中で600℃でアニールし、直接
接着する(図16(A))。続いて、InP基板をHC
lおよびH3 PO4 によるエッチングによって取り除く
(図16(B))。
の表面酸化膜をHFで取り除いた後、p−InGaAs
P/p−InP反射層上に重ね水素雰囲気中で600℃
でアニールし、直接接着する。その後、アンモニア水と
過酸化水素水との混合溶液でp型GaAs基板を取り除
く。そして、該GaAs基板1410のエッチングによ
って表面が露出されたAlAs層を、HF水溶液でエッ
チングする。
4をパターン形成し、基板側に戻り光を少なくするため
のARコート152を蒸着させた後、パターニングを行
いAuGeNi153を蒸着する。最後に、素子間の電
気的な分離のため、RIBEでDBR層のエッチングを
行う。
レーザにおいて電流−光出力特性を測定したところ、閾
値電流6mAでレーザ発振が確認された。
導体多層膜を用いたが、どちらか一方を誘電体多層膜に
しても良い。この場合、誘電体多層膜を用いた側の電極
は、従来からある誘電体多層膜を用いた面発光半導体レ
ーザと同様にして形成すればよい。また、電流狭窄層と
してSiのイオン注入を用いたが、半導体多層膜である
反射層の一部をノンドープにしてその領域にイオン注入
をしても同様な効果が得られることは言うまでもない。
面発光半導体レーザの第6の実施態様を説明するための
ものである。この図に示すように、本実施形態の面発光
半導体レーザは、埋め込み構造を有する。
(下面)にAuGeNi/Au電極753とARコート
膜754とが設けられ、他方の面(上面)にはn型Al
As/GaAs反射層722、n型InGaAsP/I
nP反射層732、InGaAsP活性層733、p型
InGaAsP/InP反射層734、およびp型Al
As/Al0.5 Ga0.5 As/GaAs反射層742
が、その順番で積層されている。また、最上層であるp
型AlAs/Al0.5 GaAs/GaAs反射層742
からn型InGaAsP/InP反射層722の途中に
至るまでエッチング処理されてメサ構造が形成され、さ
らにn−InP/p−InP/n−InP/p−InP
埋め込み層751が設けられている。なお、p型AlA
s/Al0.5 Ga0.5 As/GaAs反射層742の上
面にはAuZnNi/Au電極752が設けられてい
る。
体レーザの製造方法の一例を説明する。
らなる埋め込み層を有する面発光半導体レーザの製造方
法の各工程を説明するための断面図である。
aAs基板721上に発光波長を屈折率ならびに4で叙
した値に等しい厚さ、すなわち1.55μmの光学長の
1/4の厚さで、AlAs層とGaAs層とを交互に2
7対、エピタキシャル成長させてn型AlAs/GaA
s反射層722を形成する。
nP基板731上に、下から1.55μmの光学長の1
/4の厚さで、p−InGaAsP層とp−InP層と
を10.5対、エピタキシャル成長してp型InGaA
sP/InP反射層734を形成し、1.55μmの光
学長の1波長の厚さでInGaAsP(バルク)活性層
733をエピタキシャル成長し、1.55μmの光学長
の1/4の厚さでn−InGaAsP層とn−InP層
とを交互に10対、エピタキシャル成長してn型InG
aAsP/InP反射層732を形成する。
722の表面をHF水溶液、InP基板731の上のエ
ピタキシャル層732の表面をH2 SO4 :H2 O2 :
H2O(3:1:1)溶液およびHF水溶液で、表面の
自然酸化膜を取り除く処理をした後、図18(C)に示
すようにして両面を密着させ、水素雰囲気中で荷重をか
け、600℃で1時間アニールする。
PO4 (3:1)溶液でp型InGaAsP/InP反
射層734中のp−InGaAsP層の表面が現れるま
でエッチングする。また、その後、前記p−InGaA
sP層をH2 SO4 :H2 O 2 :H2 O(3:1:1)
溶液でp−InP層の表面が現れるまでエッチングす
る。
aAs基板741 上にCドープしたp−AlAs層とp−
Al0.5 Ga0.5 As層とp−GaAs層とを、p−A
lAs層およびp−GaAs層を1.55μmの光学長
の1/4の厚さで、また、p−Al0.5 Ga0.5 As層
を極く薄い厚さで繰り返しエピタキシャル成長し、p型
AlAs/Al0.5 Ga0.5 As/GaAs反射層74
2を形成する。
p型GaAs基板741のエポタキシャル層742の最
上部であるp−GaAs層と、エピタキシャル層734
の最上部であるp−InP層とを密着させ、水素雰囲気
中で荷重をかけ、600℃で1時間アニールする。
ア水と過酸化水素水の溶液で取り除き、直径5μmの円
形パターンをフォトリソグラフィで形成する。さらに、
Cl2 系ガスを用いたRIBEで引き出し電圧400V
で活性層733の下のn−InGaAsP/InP反射
層の途中までエッチングし、n−InGaAsPの選択
エッチング液であるHCl:H3 PO4 (3:1)溶液
で表面を洗浄し、メサ構造を形成する。
P,p−InP,n−InP,p−InPを順次埋め込
み成長し、n−InP/p−InP/n−InP/p−
InP埋め込み層751を形成する。最後に、上面にA
uZnNi/Au電極752、下面にAuGeNi/A
u電極753を蒸着した後、出射部である下面にARコ
ート膜754を施した。
ーザの電流−光出力特性において、閾値電流0.9mA
でレーザ発振が確認され、また10mAまで横モードが
単一な素子が得られた。
GaAsPバルクを用いたが、InGaAsP/InG
aAsPのMQW活性層、歪み活性層を用いても同様の
効果があることは言うまでもない。また、第4の半導体
多層膜として、3種類のAlGaAs系材料からなる層
を繰り返し積層したp型AlAs/Al0.5 Ga0.5A
s/GaAs反射層を用いたが、3種類の層を交互に積
層したものを用いても良い。また、第1の半導体多層膜
として、2種類のAlGaAs系材料からなる層を交互
に積層したn型AlAs/GaAs反射層を用いたが、
3種類の層を繰り返し積層したものを用いても良い。さ
らにまた、反射層として半導体多層膜を用いたが、どち
らか一方に誘電体多層膜(SiO2 /TiO2 ,Si/
Al2 O3 ,Si/SiO2 等を使用しても良い。
面発光半導体レーザの第7の実施形態を示す模式的断面
図である。図中、参照符号851はp−GaAs/Al
As反射層、852はp−InP/InGaAsP反射
層、853はn−InP/InGaAsP反射層、85
4は活性層、855はn−InP埋め込み層、856は
FeドープInP埋め込み層、857はSiO2 /Ti
O2 誘電体多層膜反射層、858はp型電極、859は
ARコート膜、さらに860はn型電極である。
て製造される。すなわち、p型GaAs基板上に光学長
で1/4波長の厚さでAlAsとGaAsとを交互に2
5対エピタキシャル成長させて、p−GaAs/AlA
s反射層851を設ける。また、InP基板上に光学長
で1/4波長の厚さで、n−InGaAsPとn−In
Pとを10.5対エピタキシャル成長させて、n−In
P/InGaAsP反射層853を設ける。続いて、光
学長で1波長の厚さのInGaAsPバルク活性層85
4を設け、さらにp−InGaAsPとp−InPとを
10.5対エピタキシャル成長させて、p−InP/I
nGaAsP反射層852を設ける。
の表面をHF水溶液で、またInP基板上のエピタキシ
ャル層の表面をH2 SO4 :H2 O2 :H2 O(3:
1)溶液とHF水溶液で表面の自然酸化膜を取り除く処
理を施す。その後、GaAs基板上のエピタキシャル層
の表面とInP基板上のエピタキシャル層表面とを密着
させ、水素雰囲気中で荷重をかけて600℃、1時間ア
ニーリングする。その後、InP基板をHCl:H3 P
O4 (3:1)溶液で取り除く。さらに、フォトリソグ
ラフィの技術を用いて直径5μmの円形パターンのSi
O2 を形成し、活性層の下InP層までエタンと水素の
混合ガスを用いてRIEエッチングを施し、InP層を
HClでエッチングし、次にInGaAsP層を硫酸系
エッチャントでInPの表面ができるまでエッチングす
る。その後、鉄ドープInP層856n型InP層85
5を順次成長する。SiO2 マスクをBHFで取り除い
た後、n型電極860を形成し、1/4波長の厚さのS
iO2 /TiO2 誘電体多層膜を蒸着する。GaAs基
板の裏面にp型電極858を形成し、光の出射の窓とし
てARコート59を施す。
出力特性において、閾値電流0.9mAでレーザ発振が
確認され、また10mAまで横モードが単一な素子が得
られた。
AsPバルクを用いたが、InGaAs/InGaAs
PのMQW活性層または歪み活性層を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。
が、半導体多層膜を使用してもよい。
面発光半導体レーザの第8の実施形態を示す模式的断面
図である。この図において、参照符号971はp−Ga
As/AlAs反射層、972はp−InP/InGa
AsP反射層、973はn−InP/InGaAsP反
射層、974はInAlAs層、975はn−GaAs
/AlAs層、976はInAlAs酸化層、977は
n型電極、978はp型電極、そして979はARコー
ト膜である。
て製造される。すなわち、p型GaAs基板上に1.5
5μmの光学長で1/4波長の厚さでAlAsとGaA
sとを交互に25対エピタキシャル成長させて、p−G
aAs/AlAs反射層971設ける。また、InP基板
上に1.55μmの光学長で1/4波長の厚さで、n−
InGaAsPとn−InPとを9対エピタキシャル成
長させて、n−InP/InGaAsP反射層973を
設ける。続いて、光学長で1波長の厚さで1.55μm
のInGaAsPバルク活性層を設け、またp−InA
lAsとp−InGaAsPとを1対エピタキシャル成
長させて、InAlAs層974を設け、さらにp−I
nPとp−InGaAsPとを9.5対エピタキシャル
成長させて、p−InP/InGaAsP反射層972
を設ける。
の表面をHFで、またInP基板上のエピタキシャル層
の表面をH2 SO4 :H2 O2 :H2 O(3:1)溶液
とHFで水溶液表面の自然酸化膜を取り除く処理を施
す。その後、GaAs基板上のエピタキシャル層の表面
とInP基板上のエピタキシャル層表面とを密着させ、
水素雰囲気中で荷重をかけて600℃、1時間アニーリ
ングする。その後、InP基板をHCl:H3 PO4
(3:1)溶液で取り除く。
AsP層を硫酸系エッチャントで選択エッチングする。
GaAs基板上に1.55μmの光学長で1/4波長の
厚さでAlAs層を設ける。GaAs基板上のエピタキ
シャル層の表面をHFで、またInP基板上のエピタキ
シャル層の表面をH2 SO4 :H2 O2 :H2 O(3:
1)溶液とHFで表面の自然酸化膜を取り除く処理を施
す。その後、GaAs基板上のエピタキシャル層の表面
とInP基板上のエピタキシャル層表面とを密着させ、
水素雰囲気中で荷重をかけて600℃、1時間アニーリ
ングする。その後、GaAs基板をHCl:H3 PO4
(3:1)溶液で取り除く。
て直径5μmの円形パターンのSiO2 を形成し、活性
層の下のInGaAsP/InP反射層の途中まで塩素
とアルゴンとの混合ガスを用いてRIEエッチングを施
す。水蒸気中525℃でInAlAs層を熱酸化をして
電流狭窄層(InAlAs酸化層)976を形成する。
SiO2 マスクをBHFで取り除いた後、n型電極977
を形成する。GaAs基板の裏面にp型電極925を形
成し、光の出射の窓としてARコート979を施す。
出力特性において、閾値電流0.6mAでレーザ発振が
確認された。
の両側のInGaAsP/InP反射層の間に、適当な
厚さのInGaAsPまたはInPからなる薄いクラッ
ド層を挿入しても良い。
InGaAsPバルクを用いたものがあるが、このバル
クの活性層に代えて、InGaAsPからなる歪または
無歪の多重量子井戸を用いても良いことはいうまでもな
い。
活性層の上下に配置した第2および第3の半導体多層膜
による反射層と第1および第4の半導体多層膜による反
射層との間を接着界面とすることができ、これによっ
て、接着界面と活性層との距離を大きくしてもクラッド
層による光学損失が大きくなることがないので、閾値電
流を大きくすることなく活性層の良好な結晶性を確保す
ることが可能となる。また、前記活性層と第2および第
3の半導体多層膜とを同一基板上に成長できるため、第
1または第4の半導体多層膜を成長した基板との接着前
に、その発振波長を測定することが可能となる。さらに
また、活性層の下部のInGaAsP系材料の半導体多
層膜により、埋め込み構造を作製する際のエッチングの
深さのマージンを大きくすることができるとともに、選
択化学エッチング法を併用することが可能となる。した
がって、エッチングの深さを均一に制御することが容易
となり、歩留りを飛躍的に向上させることが可能となる
とともに、高注入キャリア密度状態での単一横モード動
作が可能となる。
である(第1の実施形態例)。
ザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は各工程での半導体多層膜構造を
示す断面図である
ザの製造方法を説明するためのもので、(A)および
(B)は半導体多層膜構造間の接合を示す断面図であ
る。
である(第2の実施形態例)。
ザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は各工程での半導体多層膜構造を
示す断面図である。
ザの製造方法を説明するためのもので、(A)および
(B)は半導体多層膜構造間の接合を示す断面図であ
る。
である(第3の実施形態例)。
ザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は各工程での半導体多層膜構造を
示す断面図である
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)および
(B)は半導体多層膜構造間の接合を示す断面図であ
る。
図である(第4の実施形態例)。
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は各工程での半導体多層膜構造を
示す断面図である。
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)および
(B)は半導体多層膜構造間の接合を示す断面図であ
る。
図である(第5の実施形態例)。
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は各工程での半導体多層膜構造を
示す断面図である
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、および(C)は半導体多層膜構造間の接合を示
す断面図である。
図である(第6の実施形態例)。
ーザの製造方法を説明するためのもので、(A)、
(B)、(C)、および(d)は各工程での半導体多層
膜構造を示す断面図である
図である(第7の実施形態例)。
図である(第8の実施形態例)。
層) 12 第4半導体層(AlGaAs/AlGaAs反射
層) 13 第2半導体層(InGaAsP/InGaAsP
反射層) 14 第3半導体層(InGaAsP/InGaAsP
反射層) 15 活性層 16 GaAs基板 17 電極 18 電極 19 反射防止膜
Claims (18)
- 【請求項1】 発光波長を屈折率ならびに4で除した値
に等しい厚さをそれぞれ有するAlx1Ga1-x1As層
(0≦x1≦1)およびAlx2Ga1-x2As層(0≦x
2≦1)を交互に積層した第1半導体多層膜と、 発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さを
それぞれ有するInx3Ga1-x3Asy3P1-y3層(0≦x
3,y3≦1)およびInx4Ga1-x4Asy4P1-y4層
(0≦x4,y4≦1)を交互に積層した第2の半導体
多層膜と、 Inx5Ga1-x5Asy5P1-y5層(0≦x5,y5≦1)
を有する活性層と、 発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さを
それぞれ有するInx6Ga1-x6Asy6P1-y6層(0≦x
6,y6≦1)およびInx7Ga1-x7Asy7P1-y7層
(0≦x7,y7≦1)を交互に積層した第3の半導体
多層膜と、 発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さを
それぞれ有するAlx8Ga1-x8As層(0≦x8≦1)
およびAlx9Ga1-x9As層(0≦x9≦1)を交互に
積層した第4半導体多層膜とをGaAs基板上に順次積
層した構造を有することを特徴とする面発光半導体レー
ザ。 - 【請求項2】 前記活性層が多重量子井戸であることを
特徴とする請求項1に記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項3】 前記第1の半導体多層膜は、 各Alx1Ga1-x1As層およびAlx2Ga1-x2As層間
に、Alx1Ga1-x1As層およびAlx2Ga1-x2As層
よりも薄いAlx10 Ga1-x10 As層(0≦x10≦
1)を積層したことを特徴とする請求項1または2に記
載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項4】 前記第4の半導体多層膜は、 各Alx8Ga1-x8As層およびAlx9Ga1-x9As層間
に、Alx8Ga1-x8As層およびAlx9Ga1-x9As層
よりも薄いAlx11 Ga1-x11 As層(0≦x11≦
1)を積層したことを特徴とする請求項1または2に記
載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項5】 前記第3半導体多層膜は、イオン注入に
よって形成された、絶縁層としての少なくとも一つの高
抵抗部位を有することを特徴とする請求項1または2に
記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項6】 前記第2半導体多層膜および前記第3半
導体多層膜は、イオン注入によって形成された、導電層
としての少なくとも一つの導電部位を有することを特徴
とする請求項1に記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項7】 前記第4半導体多層膜から前記第2半導
体多層膜の所定の位置までエッチングすることによって
形成されたメサ構造と、該メサ構造に形成された埋め込
み構造とを有し、さらに、 前記埋め込み構造はInPまたはInPと格子整合する
他の半導体を成長させてなることを特徴とする請求項1
または2に記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項8】 Inx12 Alx13 Ga1-x13-x12 As層
(0≦x12,x13≦1)が前記第4半導体多層膜I
nGaAsP/InGaAsPおよび前記第3半導体多
層膜InGaAsP/InGaAsPに設けられ、かつ
前記InAlGaAs層が酸化されたことを特徴とする
請求項1または2に記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項9】 前記活性層と前記第2半導体多層膜との
間、前記活性層と前記第3半導体多層膜との間、あるい
は前記活性層と前記第2半導体多層膜との間および前記
活性層と前記第3半導体多層膜との間に、Inx14 Ga
1-x14 As1-y14 Py14 (0≦x14,y14≦1)か
らなるクラッド層が設けられたことを特徴とする請求項
1に記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項10】 前記第4の半導体多層膜に代えて、誘
電体多層膜を用いたことを特徴とする請求項1〜9のい
ずれかに記載の面発光半導体レーザ。 - 【請求項11】 第1のGaAs基板上に、発光波長を
屈折率ならびに4で除した値に等しい厚さをそれぞれ有
するAlx1Ga1-x2As層(0≦x1≦1)およびAl
x2Ga1-x2As層(0≦x2≦1)を交互に積層した第
1の半導体多層膜を成長する工程と、 InP基板上に上から、発光波長を屈折率ならびに4で
除した値に等しい厚さをそれぞれ有するInx3Ga1-x3
Asy3P1-x3層(0≦x3,y3≦1)およびInx4G
a1-x4Asy4P1-x4層(0≦4,y4≦1)を交互に積
層した第2の半導体多層膜と、少なくともInx5Ga
1-x5Asy5P1-x5層(0≦5,y5≦1)を有する活性
層と、発光波長を屈折率ならびに4で除した値に等しい
厚さをそれぞれ有するInx6Ga1-x6Asy6P1-y6層
(0≦6,y6≦1)およびInx7Ga1-x7Asy7P
1-x7層(0≦7,y7≦1)を交互に積層した第3の半
導体多層膜とを順次成長する工程と、 第2のGaAs基板上に、発光波長を屈折率ならびに4
で除した値に等しい厚さをそれぞれ有するAlx8Ga
1-x8As層(0≦x8≦1)およびAlx9Ga1-x9As
層(0≦x9≦1)を交互に積層した第4の半導体多層
膜を成長する工程と、 前記第1の半導体多層膜と第2の半導体多層膜とを高温
で加圧しながら貼り合わせ、その後、前記InP基板を
除去する工程と、 前記第3の半導体多層膜と前記第4の半導体多層膜とを
高温で加圧しながら貼り合わせ、その後、第2のGaA
s基板を除去する工程とを有することを特徴とする面発
光半導体レーザの製造方法。 - 【請求項12】 前記第1の半導体多層膜を成長する工
程は、さらに、 各Alx1Ga1-x1As層とAlx2Ga1-x2As層との間
に、Alx1Ga1-x1As層およびAlx2Ga1-x2As層
よりも薄いAlx10 Ga1-x10 As層(0≦x10≦
1)を積層する段階を含むことを特徴とする請求項11
に記載の面発光半導体レーザの製造方法。 - 【請求項13】 前記第4の半導体多層膜を成長する工
程は、さらに、 各Alx8Ga1-x8As層とAlx9Ga1-x9As層との間
に、Alx8Ga1-x8As層およびAlx9Ga1-x9As層
よりも薄いAlx11 Ga1-x11 As層(0≦x11≦
1)を積層する段階を含むことを特徴とする請求項11
に記載の面発光半導体レーザの製造方法。 - 【請求項14】 前記InP基板を除去する工程に先立
って、前記第3半導体多層膜にイオン注入することによ
って、絶縁層としての少なくとも一つの高抵抗部位を形
成することを特徴とする請求項11に記載の面発光半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項15】 前記第3の半導体多層膜と前記第4の
半導体多層膜とを高温で加圧しながら貼り合わせるのに
先立って、前記第2半導体多層膜および前記第3半導体
多層膜にイオン注入することによって、導電層としての
少なくとも一つの導電部位を形成することを特徴とする
請求項11に記載の面発光半導体レーザの製造方法。 - 【請求項16】 前記第2のGaAs基板を除去する工
程に先立って、前記第4半導体多層膜から前記第2半導
体多層膜の所定の位置までエッチングすることによって
メサ構造を形成し、該メサ構造に対してInPまたはI
nPと格子整合する他の半導体を成長させて埋め込み構
造を設けることを特徴とする請求項11に記載の面発光
半導体レーザの製造方法。 - 【請求項17】 前記InP基板を除去する工程に先立
って、 第1のInx12 Alx13 Ga1-x13-x12 As層(0≦x
12,x13≦1)を前記第2半導体多層膜と前記活性
層との間に形成し、また第2のInx12 Alx13 Ga
1-x13-x12 As層(0≦x12,x13≦1)を前記第
3の半導体多層膜と前記活性層との間に形成し、さら
に、 メサ構造を形成した後に、前記第1 および第2Inx12
Alx13 Ga1-x13-x12 As層(0≦x12,x13≦
1)に酸化部位を形成することを特徴とする請求項11
に記載の面発光半導体レーザの製造方法。 - 【請求項18】 前記活性層と前記第1半導体多層膜と
の間、前記活性層と前記第2半導体多層膜との間、ある
いは前記活性層と前記第1半導体多層膜との間および前
記活性層と前記第2半導体多層膜との間に、Inx14 G
a1-x14 As1-y14 Py14 (0≦x14,y14≦1)
からなるクラッド層が設けられたことを特徴とする請求
項11に記載の面発光半導体レーザの製造方法。
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