JP3448939B2 - Surface emitting semiconductor laser - Google Patents

Surface emitting semiconductor laser

Info

Publication number
JP3448939B2
JP3448939B2 JP02599894A JP2599894A JP3448939B2 JP 3448939 B2 JP3448939 B2 JP 3448939B2 JP 02599894 A JP02599894 A JP 02599894A JP 2599894 A JP2599894 A JP 2599894A JP 3448939 B2 JP3448939 B2 JP 3448939B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
semiconductor laser
light emitting
columnar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP02599894A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06283818A (en
Inventor
克己 森
達也 浅賀
英明 岩野
貴幸 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP02599894A priority Critical patent/JP3448939B2/en
Publication of JPH06283818A publication Critical patent/JPH06283818A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3448939B2 publication Critical patent/JP3448939B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基板の垂直方向にレー
ザ光を発振し、かつ、その偏波面の方向を特定方向に設
定できる面発光型半導体レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser capable of oscillating a laser beam in a direction perpendicular to a substrate and setting its polarization plane in a specific direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板の垂直方向に共振器を持つ面発光レ
ーザは、第50回応用物理学会学術講演会の講演予稿集
第3分冊p.909 29a−ZG−7(1989年9月
27日発行)に開示されている。この従来技術によれ
ば、図12に示すように、先ず、(602)n型GaA
s基板に(603)n型AlGaAs/AlAs多層
膜、(604)n型AlGaAsクラッド層、(60
5)p型GaAs活性層、(606)p型AlGaAs
クラッド層を順次成長させて形成している。その後、円
柱状の領域を残してエッチングし、(607)p型、
(608)n型、(609)p型、(610)p型の順
にAlGaAsを液相成長させて形成し、円柱状領域の
周囲を埋め込む。しかる後、(610)p型AlGaA
sキャップ層の上部に(611)誘電体多層膜を蒸着
し、(612)p型オーミック電極、(601)n型オ
ーミック電極を形成することで、面発光型半導体レーザ
を構成している。
2. Description of the Related Art A surface emitting laser having a resonator in a direction perpendicular to a substrate is described in Proceedings of the 50th Academic Meeting of the Society of Applied Physics, 3rd volume, p. 9029a-ZG-7 (issued September 27, 1989). According to this conventional technique, as shown in FIG. 12, first, (602) n-type GaA
(603) n-type AlGaAs / AlAs multilayer film, (604) n-type AlGaAs cladding layer, (60)
5) p-type GaAs active layer, (606) p-type AlGaAs
The clad layer is formed by sequentially growing it. After that, etching is performed leaving the columnar region, and (607) p-type,
(608) n-type, (609) p-type, (610) p-type are formed in this order by liquid phase growth of AlGaAs, and the periphery of the cylindrical region is buried. After that, (610) p-type AlGaA
A surface emitting semiconductor laser is formed by vapor-depositing a (611) dielectric multilayer film on the s cap layer to form a (612) p-type ohmic electrode and a (601) n-type ohmic electrode.

【0003】このように、従来技術では活性層以外の部
分に電流が流れるのを防ぐ手段として、埋込み層に(6
07−608)から成るp−n接合を設けている。
As described above, in the prior art, as a means for preventing the current from flowing to the portion other than the active layer, the buried layer (6
07-608).

【0004】しかし、このp−n接合では十分な電流狭
窄を得ることは難しく、完全には無効電流を抑制できな
い。このため、従来技術では素子の発熱に起因して、室
温での連続発振駆動することが困難であり、実用性に欠
けている。また埋込み層を、従来のようにp−n接合を
形成するための多層構造にした場合、埋込み層のp−n
界面の位置は、円柱状に残した各成長層の界面位置を考
慮する必要がある。従って、多層構造の各埋込み成長層
の膜厚制御が難しく、再現性良く面発光型半導体レーザ
を製造することは極めて困難である。また、従来技術の
ように液相成長により円柱の周囲に埋込み層を形成する
と円柱部分が折れてしまう危険性が高く、歩留まりが悪
く、特性の改善が構造上の原因から制約されてしまう。
However, it is difficult to obtain sufficient current confinement in this pn junction, and the reactive current cannot be completely suppressed. Therefore, in the conventional technique, it is difficult to drive the continuous oscillation at room temperature due to the heat generation of the element, which is not practical. When the buried layer has a multi-layer structure for forming a pn junction as in the conventional case, the pn of the buried layer is
As for the position of the interface, it is necessary to consider the position of the interface of each growth layer left in a cylindrical shape. Therefore, it is difficult to control the film thickness of each embedded growth layer having a multilayer structure, and it is extremely difficult to manufacture a surface-emitting type semiconductor laser with good reproducibility. Further, when a buried layer is formed around a cylinder by liquid phase growth as in the prior art, there is a high risk that the cylinder part will be broken, the yield is poor, and the improvement in characteristics is restricted due to structural reasons.

【0005】そこで本出願人は、気相成長により形成で
きるII-VI 族化合物半導体エピタキシャル層にて、光共
振器の一部の柱状部分の周囲に埋込み層を形成する技術
を提案している(特開平4−363081)。
Therefore, the present applicant has proposed a technique of forming a buried layer around a part of a columnar portion of an optical resonator in a II-VI group compound semiconductor epitaxial layer which can be formed by vapor phase growth ( Japanese Patent Laid-Open No. 4-363081).

【0006】この技術によれば、埋込み層の材質を改善
することで、完全な電流狭窄が可能な構造を有し、極め
て簡単に製造できる高効率の面発光半導体レーザを実現
できる。さらに、複数の発光部を近接させることがで
き、各発光部からのレーザ光の位相を同期させることが
できる。また、複数の発光部からの位相同期したレーザ
光を一つの光束を持った光とし、その発光スポットが大
きく、レーザ光の放射角が狭い面発光型半導体レーザを
実現できる。
According to this technique, by improving the material of the buried layer, it is possible to realize a highly efficient surface emitting semiconductor laser which has a structure capable of complete current confinement and which can be manufactured extremely easily. Further, the plurality of light emitting units can be brought close to each other, and the phases of the laser beams from the respective light emitting units can be synchronized. Further, it is possible to realize a surface-emitting type semiconductor laser in which phase-synchronized laser light from a plurality of light emitting portions is made into light having one light flux, and the light emission spot is large and the emission angle of the laser light is narrow.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の面
発光型半導体レーザでは、レーザ光の偏波面をある特定
方向に設定することが非常に重要な課題である。この偏
波面とは、レーザ光の振幅する面であり、レーザ光はこ
の偏波面が一方向に固定されながら進行する性質があ
る。
By the way, in this type of surface-emitting type semiconductor laser, it is very important to set the polarization plane of the laser light in a specific direction. The plane of polarization is a plane on which the laser light is amplified, and the laser light has a property of advancing while the plane of polarization is fixed in one direction.

【0008】ここで、レーザ光が鏡で反射するとき、レ
ーザ光の偏波面と鏡の角度とにより反射率が変化するこ
とが知られている。この性質により、レーザ光を利用し
た機器、例えばレーザプリンタ等を設計する際に、この
レーザ光の偏波面の方向が非常に重要なパラメータとな
る。例えば、一つのレーザ光を鏡にて反射させるとき、
その反射光に所望の光強度を得るためには、素子の位置
を調整して偏波面の方向を設定する必要がある。そし
て、素子毎にそれぞれレーザ光の偏波面の方向が異なっ
ていれば、この素子毎の位置調整がきわめて煩雑であ
る。さらに加えて、一つの素子に複数の半導体レーザが
形成される場合に、その偏波面の方向がそれぞればらば
らであると、各レーザ光に対する鏡の反射率が変わり、
得られる反射率の強度が変わってしまう。これ以外にも
例えば偏光フィルタなどにレーザ光を透過させる光通信
などの技術の分野においても、この偏光フィルタにて特
定方向の偏波面を持つレーザ光のみを透過させる必要が
あり、偏波面の方向をある特定方向に設定することが重
要な課題となっている。
It is known that when laser light is reflected by a mirror, the reflectance changes depending on the plane of polarization of the laser light and the angle of the mirror. Due to this property, the direction of the plane of polarization of the laser light is a very important parameter when designing a device using the laser light, such as a laser printer. For example, when one laser beam is reflected by a mirror,
In order to obtain a desired light intensity for the reflected light, it is necessary to adjust the position of the element and set the direction of the plane of polarization. If the directions of the polarization planes of the laser light are different for each element, the position adjustment for each element is extremely complicated. In addition, when a plurality of semiconductor lasers are formed in one element, if the directions of the polarization planes are different, the reflectance of the mirror for each laser beam changes,
The intensity of the obtained reflectance changes. In addition to this, for example, in the field of technology such as optical communication in which laser light is transmitted through a polarization filter, it is necessary for this polarization filter to transmit only laser light having a polarization plane in a specific direction. It has become an important issue to set a certain direction.

【0009】しかしながら、実際の面発光型半導体レー
ザのレーザ光の偏波面を測定したところ、各素子間にて
ばらつきがあり、かつ、一素子内に複数のレーザが配置
される場合には、その一素子内より出射される各レーザ
光の偏波面方向にもばらつきがあることが判明した。
However, when the plane of polarization of the laser light of an actual surface-emitting type semiconductor laser was measured, and when there were variations among the elements and a plurality of lasers were arranged in one element, the It was also found that there is variation in the polarization plane direction of each laser beam emitted from one element.

【0010】本発明者らが偏波面の方向が異なる原因を
調べたところ、半導体基板に平行な共振器の断面形状に
偏波面の方向が依存していることが判った。特に、共振
器を柱状に形成した後、LPE(液相成長)法を用いて
共振器の周りに埋込層を形成する場合には、その結晶成
長法の性質上、メルトバックと呼ばれる現象が生ずる。
このメルトバックとは、高温の溶融原料が共振器の側面
に接触することで、柱状の共振器の側面を溶かしてその
形状を変化させてしまうことである。このメルトバック
による溶け方は非常に不安定であり、表面の状態や結晶
方位等によりその溶け方が種々様々となっている。した
がって、エッチング技術により、所定の断面形状を持つ
共振器を形成したとしても、その後のLPE法の実施時
に、メルトバックにより共振器の断面形状が変化してし
まい、それゆえこの共振器から出射される偏波面の方向
もある特定方向に設定することができなかった。
The present inventors investigated the cause of the different directions of the plane of polarization, and found that the direction of the plane of polarization depends on the cross-sectional shape of the resonator parallel to the semiconductor substrate. In particular, when a buried layer is formed around the resonator by using the LPE (liquid phase growth) method after forming the resonator in a columnar shape, a phenomenon called meltback occurs due to the nature of the crystal growth method. Occurs.
The melt-back is that the high temperature molten raw material comes into contact with the side surface of the resonator to melt the side surface of the columnar resonator and change its shape. The melting method due to this meltback is extremely unstable, and the melting method varies depending on the surface condition, crystal orientation, and the like. Therefore, even if a resonator having a predetermined cross-sectional shape is formed by the etching technique, the cross-sectional shape of the resonator changes due to meltback when the LPE method is performed thereafter, and therefore the light is emitted from this resonator. It was not possible to set the direction of the polarization plane to a certain direction.

【0011】そこで、本発明の目的とするところは、出
射されるレーザ光の偏波面の方向をある特定方向に設定
することができる面発光型半導体レーザを提供すること
にある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a surface-emitting type semiconductor laser capable of setting the direction of the plane of polarization of emitted laser light to a specific direction.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及び作用】半導体基板に垂
直な方向に光を出射する面発光型半導体レーザにおい
て、反射率の異なる一対の反射鏡とそれらの間の多層の
半導体層とを有し、前記半導体層のうちの少なくともク
ラッド層が複数本の柱状に形成されている光共振器と、
前記柱状部分の周囲に埋め込まれている埋込み層と、前
記柱状部分の表面にコンクタトし、かつ、前記柱状部分
と対向する領域に光出射口を有し、少なくとも前記光出
射口内に前記一対の反射鏡のうちの光出射側の反射鏡が
形成される光出射側の電極と、を有し、前記柱状部分
は、前記半導体基板に平行な横断面形状が長辺と短辺か
らなる矩形であり、出射されるレーザ光の偏波面の方向
が、前記短辺の方向と平行であることを特徴とする。
A surface emitting semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a semiconductor substrate has a pair of reflecting mirrors having different reflectances and a multi-layered semiconductor layer between them. , an optical resonator in which at least the cladding layer of said semiconductor layer is formed on the columnar several double,
A buried layer embedded around the columnar portion and a light emitting port in a region which is in contact with the surface of the columnar portion and faces the columnar portion, and the pair of reflections are provided at least in the light emitting port. And a light emitting side electrode on which a light emitting side reflecting mirror of the mirror is formed, and the columnar portion is a rectangle whose cross-sectional shape parallel to the semiconductor substrate is a long side and a short side. The direction of the plane of polarization of the emitted laser light is parallel to the direction of the short side.

【0013】ここで、レーザ光の偏波面の方向は、共振
器に形成された断面矩形の柱状部分の短辺の方向と平行
な方向に揃うことが実験的に確かめられた。したがっ
て、一素子内に複数の共振器を形成する場合にも、その
各共振器から出射されるレーザ光の偏波面の方向を、各
共振器が有する断面矩形の柱状部分の短辺の方向に揃え
ることができる。
Here, it has been experimentally confirmed that the direction of the plane of polarization of the laser light is parallel to the direction of the short side of the columnar portion having a rectangular cross section formed in the resonator. Therefore, even in the case of forming the multiple resonator in one element, the plane of polarization of laser light emitted from the respective resonators, the direction of the short side of the columnar portion of the rectangular cross section each resonator has Can be aligned with.

【0014】また、上記構造の面発光型半導体レーザに
おいて、光共振器に形成された柱状部分は、半導体基板
に平行な断面形状が、長辺と短辺からなる矩形となって
いる。この断面矩形の形状は、プロセスによって多少変
動しても、長辺および短辺はそのまま残り、断面形状と
して大きく変化することはない。
Further, in the surface-emitting type semiconductor laser having the above structure, the columnar portion formed in the optical resonator has a rectangular cross section parallel to the semiconductor substrate, which has long sides and short sides. Even if the shape of the rectangular cross section changes slightly depending on the process, the long side and the short side remain as they are, and the cross sectional shape does not change significantly.

【0015】レーザ光の偏波面の方向は、光共振器の柱
状部分を矩形断面としなくても、請求項2に示すよう
に、光出射側の電極に形成される光出射口の開口形状を
矩形とし、その矩辺の方向と平行な方向に設定すること
ができる。この構造は、光共振器の柱状の部分の二次元
面上での配置上の制約により柱状部分を矩形とできない
場合に有効である。
With respect to the direction of the plane of polarization of the laser light, even if the columnar portion of the optical resonator does not have a rectangular cross section, the opening shape of the light emitting port formed in the electrode on the light emitting side is defined as described in claim 2. It can be rectangular and can be set in a direction parallel to the direction of its quadrangle. This structure is effective when the columnar portion of the optical resonator cannot be formed into a rectangular shape due to restrictions on the arrangement on the two-dimensional surface.

【0016】埋込み層として、高抵抗を有するII−VI族
化合物半導体エピタキシャル層を用いると良い。この高
抵抗層で形成された埋込み層への注入電流のもれは生じ
ず、極めて有効な電流狭窄が達成される。そして、無効
電流を低減できるので、しきい値電流を下げることが可
能となる。このエピタキシャル層は気相成長法を用いて
形成でき、従来のLPE法を用いた場合のメルトバック
の現象は生ずることはない。さらに、II−VI族化合物半
導体エピタキシャル層は、気相成長法により埋込み幅が
狭くても確実に形成できるため、複数本の柱状半導体層
を近接配置できる効果がある。
A II-VI group compound semiconductor epitaxial layer having high resistance may be used as the buried layer. The leakage of the injection current into the buried layer formed of this high resistance layer does not occur, and a very effective current confinement is achieved. Since the reactive current can be reduced, the threshold current can be reduced. This epitaxial layer can be formed by the vapor phase growth method, and the phenomenon of meltback does not occur when the conventional LPE method is used. Furthermore, since the II-VI group compound semiconductor epitaxial layer can be reliably formed by the vapor phase growth method even if the filling width is narrow, there is an effect that a plurality of columnar semiconductor layers can be arranged close to each other.

【0017】埋込み層は、低温の気相成長プロセスによ
り形成できるII−VI族化合物半導体エピタキシャル層と
する他に、少なくとも光共振器との界面を絶縁性シリコ
ン化合物にて覆う構成としても良い。この絶縁性シリコ
ン化合物として、シリコン酸化物、シリコン窒化物ある
いはシリコン炭化物を挙げることができる。さらに好ま
しくは、絶縁性シリコン化合物薄膜と平坦化用絶縁層の
二重層構造とするとよい。絶縁性シリコン化合物例えば
シリコン酸化膜は常圧熱CVD等により比較的低温度で
形成できる。しかも、この絶縁性シリコン化合物を薄膜
にて形成することで、光共振器が熱に晒される時間を短
縮でき、熱による結晶へのダメージをより少なくするこ
とができる。平坦化用絶縁層は、絶縁性であれば良く、
平坦化が容易なSOG膜の他、ポリイミドなどの耐熱性
樹脂、多結晶のII−VI族化合物半導体膜(例えばZeS
eなど)、あるいは前記絶縁性シリコン化合物薄膜より
も低温プロセスにて形成された絶縁性シリコン化合物膜
(例えば電子ビーム蒸着法で形成されたSiOx など)
を挙げることができる。
The buried layer may be a II-VI group compound semiconductor epitaxial layer which can be formed by a low temperature vapor phase growth process, and may have a structure in which at least the interface with the optical resonator is covered with an insulating silicon compound. Examples of the insulating silicon compound include silicon oxide, silicon nitride, and silicon carbide. More preferably, the insulating silicon compound thin film and the planarizing insulating layer have a double-layer structure. The insulating silicon compound such as a silicon oxide film can be formed at a relatively low temperature by atmospheric pressure CVD or the like. Moreover, by forming this insulating silicon compound in the form of a thin film, the time for which the optical resonator is exposed to heat can be shortened, and damage to the crystal due to heat can be further reduced. The flattening insulating layer may have any insulating property,
In addition to the SOG film that can be easily flattened, a heat resistant resin such as polyimide, a polycrystalline II-VI group compound semiconductor film (for example, ZeS
e) or an insulating silicon compound film formed by a lower temperature process than the insulating silicon compound thin film (eg, SiO x formed by an electron beam evaporation method)
Can be mentioned.

【0018】位相同期した面発光型半導体レーザは、光
共振器が、複数本の柱状の半導体層に分離するための分
離溝を有する。この分離溝に埋込み層が埋め込まれ、各
柱状の半導体層にそれぞれ発光部が形成される。光共振
器を構成する半導体層のうちの活性層に分離溝が到達し
ないようにする。こうすると、活性層を介して各発光部
が影響し合い、各発光部での光の位相は同期する。
In the phase-locked surface-emitting type semiconductor laser, the optical resonator has a separation groove for separating into a plurality of columnar semiconductor layers. A buried layer is buried in the separation groove, and a light emitting portion is formed in each columnar semiconductor layer. The isolation groove is prevented from reaching the active layer of the semiconductor layers forming the optical resonator. By doing so, the respective light emitting units influence each other through the active layer, and the phases of the light in the respective light emitting units are synchronized.

【0019】発光スポットを大きくする場合には、分離
溝に、出射するレーザ光の波長に対して透明な埋込み層
を埋め込む。さらに、光出射側の反射鏡を、複数本の前
記柱状の各端面及び前記分離溝に埋め込まれた埋込み層
と対向する領域に亘って形成する。こうすると、柱状の
発光部に挾まれた領域も垂直共振器構造となり、その領
域にもれた光も有効にレーザ発振に寄与して発光スポッ
トが広がる。さらに、位相同期したレーザ光が重ね合わ
されるため、光出力が増加し、放射角も小さくなる。
In order to increase the size of the light emission spot, an embedding layer transparent to the wavelength of the emitted laser light is embedded in the separation groove. Further, the light emitting side reflection mirror is formed over a region facing each of the plurality of columnar end faces and the buried layer embedded in the separation groove. In this case, the region sandwiched by the columnar light emitting portions also has a vertical resonator structure, and the light leaked into the region also effectively contributes to laser oscillation and the light emission spot spreads. Further, since the phase-synchronized laser lights are superposed, the light output increases and the emission angle also decreases.

【0020】[0020]

【実施例】第1実施例 図1(a)は、本発明の第1の実施例における半導体レ
ーザ(100)の発光部の断面を示す斜視図で、図1
(b)半導体レーザの平面図で、図2は本発明の実施例
における半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
First Embodiment FIG. 1A is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser 100 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a plan view of the semiconductor laser, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser in the embodiment of the present invention.

【0021】(102)n型GaAs基板に、(10
3)n型GaAsバッファ層を形成し、n型Al0.7
0.3 As層とn型Al0.1 Ga0.9 As層からなり波
長870nm付近の光に対し98%以上の反射率を持つ
30ペアの(104)分布反射型多層膜ミラーを形成す
る。さらに、(105)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラ
ッド層、(106)p型GaAs活性層、(107)p
型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層、(108)p型A
0.1 Ga0.9 Asコンタクト層を順次MOCVD法で
エピタキシャル成長する(図2(a))。この時例え
ば、成長温度は700℃、成長圧力は150Torr
で、III 族原料にTMGa(トリメチルガリウム)、T
MAl(トリメチルアルミニウム)の有機金属を用い、
V族原料にAsH3 、n型ドーパントにH2 Se、p型
ドーパントにDEZn(ジエチルジンク)を用いた。
(102) n-type GaAs substrate, (10
3) An n-type GaAs buffer layer is formed, and n-type Al 0.7 G
30 pairs of (104) distributed reflection type multilayer film mirrors each having a reflectance of 98% or more with respect to light having a wavelength of about 870 nm are formed from an a 0.3 As layer and an n-type Al 0.1 Ga 0.9 As layer. Further, (105) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As cladding layer, (106) p-type GaAs active layer, (107) p
Type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, (108) p-type A
l 0.1 Ga 0.9 As contact layer are successively epitaxially grown by MOCVD (FIG. 2 (a)). At this time, for example, the growth temperature is 700 ° C. and the growth pressure is 150 Torr.
Then, TMGa (trimethylgallium), T
Using an organic metal such as MAl (trimethylaluminum),
AsH 3 was used as the group V raw material, H 2 Se was used as the n-type dopant, and DEZn (diethyl zinc) was used as the p-type dopant.

【0022】成長後、表面に熱CVD法により(11
2)SiO2 層を形成した後、反応性イオンビームエッ
チング法(以下、RIBE法と記す)により、(11
3)ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発光部を
残して、(107)p型Al0.4Ga0.6 Asクラッド
層の途中までエッチングする(図2(b))。このエッ
チングプロセスの実施により、共振器の柱状部分は、そ
の上の(113)ハードベークレジスト層の輪郭形状と
同じ断面を持つ。本実施例では図1(b)に示すよう
に、(102)半導体基板に平行な断面が、長辺Aおよ
び短辺Bからなる矩形となる。この際、エッチングガス
には塩素とアルゴンの混合ガスを用い、ガス圧1×10
-3Torr、引出し電圧400Vで行った。ここで、
(107)p型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層の途中
までしかエッチングしないのは、活性層の水平方向の注
入キャリアと光の閉じ込めを、リブ導波路型の屈折率導
波構造にするためである。
After the growth, the surface (11
2) After forming the SiO 2 layer, a reactive ion beam etching method (hereinafter referred to as RIBE method) is used to perform (11
3) The (107) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As cladding layer is etched halfway, leaving the columnar light-emitting portion covered with the hard bake resist (FIG. 2B). By performing this etching process, the columnar portion of the resonator has the same cross section as the contour shape of the (113) hard bake resist layer thereabove. In this embodiment, as shown in FIG. 1B, the cross section parallel to the (102) semiconductor substrate is a rectangle having long sides A and short sides B. At this time, a mixed gas of chlorine and argon was used as the etching gas, and the gas pressure was 1 × 10 5.
-3 Torr, extraction voltage 400V. here,
The reason why the (107) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer is etched only partway is to confine the injected carriers and light in the horizontal direction of the active layer into a rib waveguide type refractive index waveguide structure. .

【0023】次に、この(107)p型Al0.4 Ga
0.6 Asクラッド層上に、埋込み層を形成する。このた
めに、実施例では、(113)レジストを取り除いた
後、MOCVD法により、(109)ZnS0.06Se
0.94層を埋込み成長させる。このときの成長条件は、成
長温度を275℃、成長圧力を70Torrとし、「II
族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体」と
しては、DMZn−DMSe付加体(ジメチル亜鉛とジ
メチルセレンとの付加体)を用いた。これがII族原料と
なる。また、「VI族水素化物」としては、H2 Se(セ
レン化水素)およびH2 S(硫化水素)を用いた。これ
らがVI族原料となる。このプロセスにより、(107)
p型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層のエッチングされ
た部分の上部には(109)単結晶のZnS0.06Se
0.94層が成長し、また、(112)SiO2 層の上部に
は(114)多結晶のZnS0.06Se0.94層が成長する
(図2(c))。このMOCVD法による(109)埋
込層の成長工程は、その成長温度が比較的低温(例えば
275℃)であり、また気相成長法であるため、従来の
ようにLPE法を用いた場合のメルトバックの現象は生
じず、断面矩形の柱状部分の断面形状が大きく変動する
ことはない。
Next, this (107) p-type Al 0.4 Ga
A buried layer is formed on the 0.6 As clad layer. Therefore, in the example, after removing the (113) resist, the (109) ZnS 0.06 Se is formed by MOCVD.
0.94 layers are buried and grown. The growth conditions at this time are: a growth temperature of 275 ° C .; a growth pressure of 70 Torr;
As the “adduct comprising a group organic compound and a group VI organic compound”, a DMZn-DMSe adduct (an adduct of dimethyl zinc and dimethyl selenium) was used. This is the Group II raw material. Further, as the "VI hydride", H 2 Se (hydrogen selenide) and H 2 S (hydrogen sulfide) were used. These are group VI raw materials. By this process, (107)
(109) single crystal ZnS 0.06 Se is formed on the etched portion of the p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer.
A 0.94 layer grows, and a (114) polycrystalline ZnS 0.06 Se 0.94 layer grows on the (112) SiO 2 layer (FIG. 2C). Since the growth temperature of the (109) buried layer by the MOCVD method is a relatively low temperature (for example, 275 ° C.) and it is a vapor phase growth method, the LPE method as in the conventional case is used. The phenomenon of meltback does not occur, and the cross-sectional shape of the columnar portion having a rectangular cross-section does not greatly change.

【0024】その後、(115)レジストを表面全体に
厚く塗布し、この(115)レジストの表面を平坦化す
る(図2(d))。そして、RIBE法により,(11
2)SiO2 層が露出するまでエッチングを行う。この
とき、(115)レジストのエッチングレートと(11
4)多結晶のZnS0.06Se0.92層のエッチングレート
とほぼ同じであり、また、(112)SiO2 はエッチ
ングストップ層となるので、エッチング後の表面を平坦
にすることができる。
After that, a (115) resist is applied thickly on the entire surface to flatten the surface of the (115) resist (FIG. 2 (d)). Then, by the RIBE method, (11
2) Etch until the SiO2 layer is exposed. At this time, the etching rate of (115) resist and (11)
4) The etching rate is almost the same as that of the polycrystalline ZnS 0.06 Se 0.92 layer, and (112) SiO 2 serves as an etching stop layer, so that the surface after etching can be flattened.

【0025】さらに、(112)SiO2 層を通常のウ
ェットエッチングにより除去した後、表面に4ペアの
(111)SiO2 /a−Si誘電体多層膜を電子ビー
ム蒸着により形成し、反応性イオンエッチング(RI
E)で、発光部の径よりやや小さい領域を残して取り去
る(図2(e))。波長870nmでの誘電体多層膜の
反射率は94%である。
Further, after removing the (112) SiO 2 layer by usual wet etching, four pairs of (111) SiO 2 / a-Si dielectric multilayer films are formed on the surface by electron beam evaporation, and reactive ion is formed. Etching (RI
In E), the region slightly smaller than the diameter of the light emitting portion is removed and removed (FIG. 2E). The reflectance of the dielectric multilayer film at a wavelength of 870 nm is 94%.

【0026】しかる後(111)誘電体多層膜以外の表
面に(110)p型オーミック電極を蒸着し、さらに基
板側に(101)n型オーミック電極を蒸着し、N2
囲気中で420℃でアロイングし、(100)面発光半
導体レーザを完成する(図2(f))。
Thereafter, a (110) p-type ohmic electrode was vapor-deposited on the surface other than the (111) dielectric multilayer film, and a (101) n-type ohmic electrode was vapor-deposited on the substrate side at 420 ° C. in an N 2 atmosphere. By alloying, a (100) surface emitting semiconductor laser is completed (FIG. 2 (f)).

【0027】このように作成した本実施例の面発光半導
体レーザは、埋込みに用いたZnS0.06Se0.94層が1
GΩ以上の抵抗を有し、埋込み層への注入電流のもれが
起こらないため、極めて有効な電流狭窄が達成される。
また埋込み層は多層構造にする必要がないため容易に成
長でき、バッチ間の再現性も高い。さらにGaAsに比
べ屈折率が十分小さいZnS0.06Se0.94層を用いたリ
ブ導波路構造により、より効果的な光の閉じ込めが実現
される。
In the surface emitting semiconductor laser of this example thus produced, the ZnS 0.06 Se 0.94 layer used for the burying was 1 layer.
Since it has a resistance of GΩ or more and leakage of the injection current into the buried layer does not occur, extremely effective current confinement is achieved.
Further, since the embedded layer does not need to have a multi-layer structure, it can be easily grown and the reproducibility between batches is high. Further, the rib waveguide structure using a ZnS 0.06 Se 0.94 layer having a sufficiently smaller refractive index than GaAs realizes more effective light confinement.

【0028】また、この面発光型半導体レーザより出射
されるレーザ光の偏波面は、断面矩形の柱状部分の短辺
Bの方向と一致している。したがって、この面発光型半
導体レーザ素子は素子間にてレーザ光の偏波面をある特
定方向にそろえることができる。したがって、素子をレ
ーザ応用機器に配置する場合に、その素子の細かな位置
調整を必ずしも要せずに、レーザ光の偏波面の方向をあ
る特定方向に容易に設定することが可能となる。
The plane of polarization of the laser light emitted from this surface-emitting type semiconductor laser coincides with the direction of the short side B of the columnar portion having a rectangular cross section. Therefore, in this surface-emitting type semiconductor laser device, the polarization plane of the laser light can be aligned between the devices in a specific direction. Therefore, when the element is arranged in the laser application device, it is possible to easily set the direction of the polarization plane of the laser light to a certain specific direction without necessarily requiring fine adjustment of the position of the element.

【0029】断面矩形の柱状部分の長辺の長さをAと
し、短辺の長さをBとした時、B<A<2Bであること
が好ましい。Aを2B以上とすると、出射口の形状も円
または正多角形とはならずに長方形になるため、発光ス
ポットが一つにならず、一つの出射口に複数の発光スポ
ットが形成されてしまう。また、共振器の体積も大きく
なるので、レーザ発振しきい値電流も増加してしまう。
When the length of the long side of the columnar portion having a rectangular cross section is A and the length of the short side is B, it is preferable that B <A <2B. When A is 2B or more, the shape of the emission port is not a circle or a regular polygon but a rectangle, so that the number of emission spots is not one and a plurality of emission spots are formed at one emission port. . Further, since the volume of the resonator also increases, the laser oscillation threshold current also increases.

【0030】さらにこの矩形断面の各辺は、1.1×B
≦A≦1.5×Bに設定すると良い。長辺の長さAが
1.1×B未満であると、埋込層形成時のプロセス変動
により、特にLPE法を用いて埋込層を形成した場合
に、その断面形状の変化によって偏波面制御の効果が落
ちるためである。また、レーザ発振しきい値電流が大き
く増加しない点を考慮すると、A≦1.5×Bに設定す
るものが良い。
Furthermore, each side of this rectangular cross section is 1.1 × B.
It is preferable to set ≦ A ≦ 1.5 × B. When the length A of the long side is less than 1.1 × B, the polarization plane is changed due to the change in the cross-sectional shape due to the process variation at the time of forming the embedded layer, particularly when the embedded layer is formed by the LPE method. This is because the control effect drops. Further, considering that the laser oscillation threshold current does not increase significantly, it is preferable to set A ≦ 1.5 × B.

【0031】さらに、埋込み層(ZnS0.06Se
0.94層)の界面に転移や欠陥が生じないようにするため
には成長温度を500℃以下にすることが望ましいが、
本実施例では、この成長温度が非常に低い(275℃)
ため、このZnS0.06Se0.94層の再成長界面として、
転移や欠陥の少ない安定した界面を得ることができる。
Furthermore, a buried layer (ZnS 0.06 Se
The growth temperature is preferably 500 ° C. or lower in order to prevent dislocations and defects at the interface of 0.94 layer).
In this example, this growth temperature is very low (275 ° C.)
Therefore, as a regrowth interface of this ZnS 0.06 Se 0.94 layer,
A stable interface with few dislocations and defects can be obtained.

【0032】図3はこの実施例の面発光半導体レーザの
駆動電流と発振光出力の関係を示す図である。室温にお
いて連続発振が達成され、しきい値1mAと極めて低い
値を得た。また外部微分量子効率も高く、無効電流の抑
制がレーザの特性向上に貢献している。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drive current and the oscillation light output of the surface emitting semiconductor laser of this embodiment. Continuous oscillation was achieved at room temperature, and an extremely low value of 1 mA was obtained. The external differential quantum efficiency is also high, and the suppression of reactive current contributes to the improvement of laser characteristics.

【0033】本実施例の面発光型半導体レーザの光共振
器における柱状部分を断面矩形としているが、出射され
るレーザ光の形状は、(110)電極に形成される光出
射口の形状に主に依存する。したがって、この光出射口
の形状を、円または、正多角形としておけば、出射され
るレーザ光の形状を円のスポットビームとすることがで
きる。
The columnar portion of the optical resonator of the surface-emitting type semiconductor laser of this embodiment has a rectangular cross section, but the shape of the laser light emitted is mainly the shape of the light emitting port formed in the (110) electrode. Depends on. Therefore, if the shape of the light emitting port is a circle or a regular polygon, the shape of the emitted laser light can be a circular spot beam.

【表1】 表1に本発明の実施例の面発光半導体レーザの柱状部分
における矩形断面の対角線の長さに対する近視野像の関
係を示す。10μm未満で基本モードで発振するが、そ
れ以上では、1次以上のモードで発振した。
[Table 1] Table 1 shows the relationship between the near-field image and the length of the diagonal line of the rectangular cross section in the columnar portion of the surface emitting semiconductor laser according to the example of the present invention. When it is less than 10 μm, it oscillates in the fundamental mode, but above that, it oscillates in the first and higher modes.

【0034】本発明の実施例の面発光半導体レーザのコ
ンタクト層の膜厚に関しては、3.0μm以下とするも
のが良い。コンタクト層での光吸収を低減できるからで
ある。より好ましくは0.3μm以下が最適で、素子抵
抗が低く、外部微分量子効率も高い。
The thickness of the contact layer of the surface emitting semiconductor laser of the embodiment of the present invention is preferably 3.0 μm or less. This is because light absorption in the contact layer can be reduced. More preferably, 0.3 μm or less is optimal, the device resistance is low, and the external differential quantum efficiency is high.

【0035】第2実施例 図4(a)は、本発明の第2の実施例における(20
0)半導体レーザの発光部の断面を示す斜視図で、図4
(b)は半導体レーザの平面図で、図5はその実施例に
おける(200)半導体レーザの製造工程を示す断面図
である。
Second Embodiment FIG. 4 (a) shows (20) in the second embodiment of the present invention.
0) FIG. 4 is a perspective view showing a cross section of the light emitting portion of the semiconductor laser.
5B is a plan view of the semiconductor laser, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the (200) semiconductor laser in the embodiment.

【0036】本実施例の(200)半導体レーザは、
(208)p型Al0.1 Ga0.9 Asコンタクト層から
(205)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層の一部
までを柱状に形成した点で、上述の実施例1と異なる。
The (200) semiconductor laser of this embodiment is
This is different from Example 1 in that the (208) p-type Al 0.1 Ga 0.9 As contact layer to a part of the (205) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer are formed in a columnar shape.

【0037】(202)n型GaAs基板に、(20
3)n型GaAsバッファ層を形成し、n型AlAs層
とn型Al0.1 Ga0.9 As層からなり波長870nm
付近の光に対し98%以上の反射率を持つ30ペアの
(204)分布反射型多層膜ミラーを形成する。さら
に、(205)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層、
(206)p型GaAs活性層、(207)p型Al
0.4 Ga0.6 Asクラッド層、(208)p型Al0.1
Ga0.9 Asコンタクト層を順次MOCVD法でエピタ
キシャル成長させる(図5(a))。この時例えば、成
長温度は700℃、成長圧力は150Torrで、III
族原料にTMGa(トリメチルガリウム),TMAl
(トリメチルアルミニウム)の有機金属を用い、V族原
料にAsH3 、n型ドーパントにH2 Se、p型ドーパ
ントにDEZn(ジエチルジンク)を用いた。
(202) n-type GaAs substrate, (20
3) An n-type GaAs buffer layer is formed and is composed of an n-type AlAs layer and an n-type Al 0.1 Ga 0.9 As layer and has a wavelength of 870 nm.
30 pairs of (204) distributed reflection type multilayer film mirrors having a reflectance of 98% or more with respect to nearby light are formed. Further, a (205) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer,
(206) p-type GaAs active layer, (207) p-type Al
0.4 Ga 0.6 As clad layer, (208) p-type Al 0.1
A Ga 0.9 As contact layer is sequentially epitaxially grown by MOCVD (FIG. 5A). At this time, for example, the growth temperature is 700 ° C., the growth pressure is 150 Torr, and III
TMGa (trimethylgallium) and TMAl as group materials
An organic metal (trimethylaluminum) was used, AsH 3 was used as a group V raw material, H 2 Se was used as an n-type dopant, and DEZn (diethyl zinc) was used as a p-type dopant.

【0038】成長後、表面に熱CVD法により(21
2)SiO2 を形成した後、反応性イオンビームエッチ
ング法(以下、RIBE法と記す)により、(213)
ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発光部を残し
て(205)p型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層の途
中までエッチングする(図5(b))。このエッチング
プロセスにおいて、光共振器の柱状部分は、その上の
(213)ハードベークレジスト層の輪郭形状に一致し
た断面となる。本実施例では、柱状部分は、(202)
半導体基板と平行な断面が、図4bに示すように、長辺
Aおよび短辺Bを有する矩形となる。長辺A、短辺Bの
長さに関しては、第1実施例と同様の理由から、好まし
くはB<A<2×B、さらに好ましくは1.1×B≦A
≦1.5×Bとする。
After the growth, the surface (21
2) After forming SiO 2 , by a reactive ion beam etching method (hereinafter referred to as RIBE method), (213)
The (205) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As cladding layer is etched halfway, leaving the columnar light emitting portion covered with the hard bake resist (FIG. 5B). In this etching process, the columnar portion of the optical resonator has a cross section that matches the contour shape of the (213) hard bake resist layer thereabove. In this embodiment, the columnar portion is (202)
A cross section parallel to the semiconductor substrate becomes a rectangle having a long side A and a short side B, as shown in FIG. 4b. Regarding the lengths of the long side A and the short side B, for the same reason as in the first embodiment, preferably B <A <2 × B, more preferably 1.1 × B ≦ A.
≦ 1.5 × B.

【0039】この際、エッチングガスには塩素とアルゴ
ンの混合ガスを用い、ガス圧1×10-3Torr、引出
し電圧400Vで行った。
At this time, a mixed gas of chlorine and argon was used as an etching gas, the gas pressure was 1 × 10 −3 Torr, and the extraction voltage was 400 V.

【0040】次に、この上に、埋込み層を形成する。こ
のために、本実施例では、(213)レジストを取り除
いた後、MOCVD法により、(209)ZnS0.06
0.94層を埋込み成長させる。このときの成長条件は、
成長温度275℃、成長圧力を70Torrとし、「II
族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体」と
しては、DMZn−DMSe付加体(ジメチルジンクと
ジメチルセレンとの付加体)を用いた。これがII族原料
となる。また、「VI族水素化物」としては、H2 Se
(セレン化水素)およびH2 S(硫化水素)を用いた。
これらがVI族原料となる。このプロセスにより、エッチ
ングされた部分の上部には(209)単結晶のZnS
0.06Se0.94層が成長し、また、(212)SiO2
の上部には(214)多結晶のZnS0.06Se0.94層が
成長する(図5(c))。このMOCVD法による埋込
層209の成長工程は、その成長温度が比較的低温(例
えば275℃)であり、また気相成長法であるため、従
来のようにLPE法を用いた場合のメルトバックの現象
は生じず、断面矩形の柱状部分の断面形状が大きく変動
することはない。
Next, a buried layer is formed on this. Therefore, in this example, after removing the (213) resist, the (209) ZnS 0.06 S was formed by MOCVD.
e 0.94 layer is buried and grown. The growth conditions at this time are
The growth temperature is 275 ° C. and the growth pressure is 70 Torr.
As the “adduct composed of a group organic compound and a group VI organic compound”, a DMZn-DMSe adduct (an adduct of dimethyl zinc and dimethyl selenium) was used. This is the Group II raw material. Further, as "VI hydride", H 2 Se
(Hydrogen selenide) and H 2 S (hydrogen sulfide) were used.
These are group VI raw materials. By this process, (209) single crystal ZnS is formed on the upper portion of the etched portion.
A 0.06 Se 0.94 layer grows, and a (214) polycrystalline ZnS 0.06 Se 0.94 layer grows on the (212) SiO 2 layer (FIG. 5C). Since the growth step of the buried layer 209 by the MOCVD method is a relatively low temperature (for example, 275 ° C.) and is a vapor phase growth method, the meltback when the LPE method is used as in the conventional method is performed. Does not occur, and the cross-sectional shape of the columnar portion having a rectangular cross-section does not change significantly.

【0041】その後、(215)レジストを表面全体に
厚く塗布し、表面を平坦化する(図5(d))。そし
て、RIBE法により、(212)SiO2 層が露出す
るまでエッチングを行う。このとき、(215)レジス
トのエッチングレートと(214)多結晶のZnS0.06
Se0.94層のエッチングレートとはほぼ同じであり、ま
た、(212)SiO2 層はエッチングストップ層とな
るため、エッチング後の表面を平坦にすることができ
る。
After that, (215) a resist is applied thickly on the entire surface to flatten the surface (FIG. 5 (d)). Then, etching is performed by RIBE until the (212) SiO 2 layer is exposed. At this time, (215) resist etching rate and (214) polycrystalline ZnS 0.06
The etching rate of the Se 0.94 layer is almost the same, and since the (212) SiO 2 layer serves as an etching stop layer, the surface after etching can be flattened.

【0042】さらに、SiO2 層を、通常のウエットエ
ッチングにより除去した後、表面に4ペアの(211)
SiO2 /a−Si誘電体多層膜を電子ビーム蒸着によ
り形成し、RIEによるドライエッチングで、発光部の
径よりやや小さい領域を残して取り去る(図5
(e))。波長870nmでの誘電体多層膜の反射率は
94%である。
Further, after removing the SiO 2 layer by ordinary wet etching, 4 pairs of (211) are formed on the surface.
A SiO 2 / a-Si dielectric multilayer film is formed by electron beam evaporation and is removed by dry etching by RIE, leaving a region slightly smaller than the diameter of the light emitting portion (FIG. 5).
(E)). The reflectance of the dielectric multilayer film at a wavelength of 870 nm is 94%.

【0043】しかる後(211)誘電体多層膜以外の表
面に(210)p型オーミック電極を蒸着し、さらに基
板側に(201)n型オーミック電極を蒸着し、N2
囲気中で420℃でアロイングし、面発光半導体レーザ
を完成する(図5(f))。
After that, a (210) p-type ohmic electrode is vapor-deposited on the surface other than the (211) dielectric multilayer film, and a (201) n-type ohmic electrode is vapor-deposited on the substrate side at 420 ° C. in an N 2 atmosphere. Alloying is performed to complete the surface emitting semiconductor laser (FIG. 5F).

【0044】このように作成した本実施例の面発光半導
体レーザは、埋込みに用いたZnS0.06Se0.94層が1
GΩ以上の抵抗を有し、埋込み層への注入電流のもれが
起こらないため、極めて有効な電流狭窄が達成される。
また埋込み層は多層構造にする必要がないため容易に成
長でき、バッチ間の再現性も高い。さらにGaAsに比
べ屈折率が十分小さいZnS0.06Se0.94層を用い、活
性層を埋め込んだ埋込み型の屈折率導波路構造により、
より効果的な光の閉じ込めが実現される。
In the surface-emitting semiconductor laser of this example prepared in this way, the ZnS 0.06 Se 0.94 layer used for burying was one layer.
Since it has a resistance of GΩ or more and leakage of the injection current into the buried layer does not occur, extremely effective current confinement is achieved.
Further, since the embedded layer does not need to have a multi-layer structure, it can be easily grown and the reproducibility between batches is high. Furthermore, by using a ZnS 0.06 Se 0.94 layer whose refractive index is sufficiently smaller than that of GaAs and using an embedded refractive index waveguide structure in which an active layer is embedded,
More effective light confinement is realized.

【0045】また本発明の実施例では、活性層をGaA
sとしたが、AlGaAsでも同様の効果が得られる。
さらにその他のIII −V族化合物半導体を柱状部に用い
た場合でも、適当なII−VI族化合物半導体を埋込み層に
選ぶことにより同様の効果が得られる。
In the embodiment of the present invention, the active layer is made of GaA.
However, similar effects can be obtained with AlGaAs.
Even when other III-V compound semiconductors are used for the columnar portion, the same effect can be obtained by selecting an appropriate II-VI compound semiconductor for the buried layer.

【0046】また、この面発光型半導体レーザより出射
されるレーザ光の偏波面は、断面矩形の柱状部分の短辺
の方向と一致している。したがって、この面発光型半導
体レーザ素子をレーザ応用機器に配置する場合に、その
素子の細かな位置調整を必ずしも要せずに、レーザ光の
偏波面の方向をある特定方向に容易に設定することが可
能となる。
The plane of polarization of the laser light emitted from this surface-emitting type semiconductor laser coincides with the direction of the short side of the columnar portion having a rectangular cross section. Therefore, when arranging this surface-emitting type semiconductor laser device in a laser application device, it is possible to easily set the direction of the polarization plane of the laser light to a certain specific direction without necessarily requiring fine position adjustment of the device. Is possible.

【0047】さらに、埋込み層(ZnS0.06Se
0.94層)の成長温度も、実施例1と同様、非常に低い
(本実施例では275℃)ため、このZnS0.06Se
0.94層の再生長界面は、転移や欠陥の少ない安定した界
面を得ることができる。
Furthermore, a buried layer (ZnS 0.06 Se
The growth temperature of the 0.94 layer) is also very low (275 ° C. in this example) as in Example 1, so ZnS 0.06 Se
The 0.94 layer reproduction length interface can obtain a stable interface with few dislocations and defects.

【0048】第3実施例 図6,図7は本発明の第3の実施例を示し、図6(a)
は発光スポットを拡大できる(300)位相同期型半導
体レーザの発光部の断面を示す概略図であり、図6
(b)はその半導体レーザの平面図であり、図7はその
製造工程を示す断面図である。
Third Embodiment FIG. 6 and FIG. 7 show a third embodiment of the present invention, and FIG.
6 is a schematic view showing a cross section of a light emitting portion of a (300) phase-locked semiconductor laser capable of enlarging a light emitting spot.
7B is a plan view of the semiconductor laser, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process thereof.

【0049】実施例の(300)半導体レーザは、(3
07)p型Al0.5 Ga0.5 Asクラッド層を、互いに
分離溝で分離された複数の柱状部を形成した点で、上述
の実施例1および実施例2と異なる。
The (300) semiconductor laser of the embodiment is (3)
07) The p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer is different from the above-described first and second embodiments in that a plurality of columnar portions separated from each other by the separation groove are formed.

【0050】(302)n型GaAs基板に、(30
3)n型GaAsバッファ層を形成し、n型Al0.9
0.1 As層とn型Al0.2 Ga0.8 As層からなり波
長780nmを中心に±30nmの光に対して98%以
上の反射率を持つ25ペアの(304)半導体多層膜ミ
ラーを形成する。さらに、(305)n型Al0.5 Ga
0.5 Asクラッド層、(306)p型Al0.1 3Ga
0.87As活性層、(307)p型Al0.5 Ga0.5 As
クラッド層、(308)p型Al0.15Ga0.85Asコン
タクト層を順次MOCVD法でエピタキシャル成長する
(図7(a))。この時の成長条件は、例えば成長温度
は720℃、成長圧力は150Torrで行い、III 族
原料にTMGa(トリメチルガリウム)、TMAl(ト
リメチルアルミニウム)の有機金属を用い、V族原料に
はAsH3 、n型ドーパントにH2 Se、p型ドーパン
トにDEZn(ジエチルジンク)を用いた。
On the (302) n-type GaAs substrate, (30
3) An n-type GaAs buffer layer is formed, and n-type Al 0.9 G
A 25-pair (304) semiconductor multilayer mirror having a reflectance of 98% or more with respect to light of ± 30 nm centered at a wavelength of 780 nm is formed of an a 0.1 As layer and an n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer. Furthermore, (305) n-type Al 0.5 Ga
0.5 As clad layer, (306) p-type Al 0.1 3 Ga
0.87 As active layer, (307) p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
A clad layer and a (308) p-type Al 0.15 Ga 0.85 As contact layer are sequentially epitaxially grown by MOCVD (FIG. 7A). The growth conditions at this time are, for example, a growth temperature of 720 ° C. and a growth pressure of 150 Torr, using TMGa (trimethylgallium) and TMAl (trimethylaluminum) organic metals as the group III source, and AsH 3 as the group V source. H 2 Se was used as the n-type dopant, and DEZn (diethyl zinc) was used as the p-type dopant.

【0051】成長後、表面に常圧熱CVD法により(3
12)SiO2 層を形成し、さらにその上にフォトレジ
ストを塗布し、高温で焼きしめて(313)ハードベー
クレジストを形成する。さらにこのハードベークレジス
ト上にEB蒸着法によりSiO2 層を形成する。
After the growth, the surface (3
12) A SiO 2 layer is formed, a photoresist is further applied thereon, and baked at a high temperature (313) to form a hard bake resist. Further, a SiO 2 layer is formed on this hard bake resist by the EB vapor deposition method.

【0052】次に反応性イオンエッチング法(以下、R
IE法と記す)を用いて、基板上に形成した各層をエッ
チングする。初めに(313)ハードベークレジスト上
に形成したSiO2 層上に通常用いられるフォトリソグ
ラフィー工程を施し、必要なレジストパターンを形成
し、このパターンをマスクとしてRIE法によりSiO
2 層をエッチングする。例えば、CF4 ガスを用いて、
ガス圧4.5Pa、入力RFパワー150W、サンプル
ホルダーを20℃にコントロールしてRIEを実施す
る。次にこのSiO2 層をマスクにして、RIE法によ
り(313)ハードベークレジストをエッチングする。
例えば、O2 ガスを用いて、ガス圧4.5Pa、入力パ
ワー150W、サンプルホルダーを20℃にコントロー
ルしてRIEを実施する。この時SiO2 層上に初めに
形成したレジストパターンも同時にエッチングされる。
次にパターン状に残っているSiO2 層とエピタキシャ
ル層上に形成した(312)SiO2 層を同時にエッチ
ングするために再びCF4 ガスを用いてエッチングを行
う。以上のように薄いSiO2 層をマスクにして、ドラ
イエッチングの1方法であるRIE法を(313)ハー
ドベークレジストに用いることにより、必要なパターン
形状を持ちながら、さらに基板に対して垂直な側面を持
った(313)ハードベークレジストが作成できる(図
7(b))。
Next, the reactive ion etching method (hereinafter, R
Each layer formed on the substrate is etched by using the IE method). First, (313) the SiO 2 layer formed on the hard bake resist is subjected to a photolithography process which is usually used to form a necessary resist pattern, and this pattern is used as a mask to form a SiO film by RIE.
Etch two layers. For example, using CF 4 gas,
RIE is performed by controlling the gas pressure at 4.5 Pa, the input RF power at 150 W, and the sample holder at 20 ° C. Then, using this SiO 2 layer as a mask, the (313) hard bake resist is etched by the RIE method.
For example, RIE is performed by using O 2 gas and controlling the gas pressure at 4.5 Pa, the input power at 150 W, and the sample holder at 20 ° C. At this time, the resist pattern initially formed on the SiO 2 layer is simultaneously etched.
Next, in order to simultaneously etch the pattern-remaining SiO 2 layer and the (312) SiO 2 layer formed on the epitaxial layer, etching is performed again using CF 4 gas. By using the RIE method, which is one method of dry etching, as the hard bake resist using the thin SiO 2 layer as a mask as described above, the side surface perpendicular to the substrate while having the required pattern shape is obtained. A hard bake resist having (313) can be created (FIG. 7B).

【0053】この垂直な側面を持った(313)ハード
ベークレジストをマスクにして、反応性イオンビームエ
ッチング法(以下、RIBE法と記す)を用いて、柱状
の発光部を残して(307)p型Al0.5 Ga0.5 As
クラッド層の途中までエッチングを行う(図7
(c))。
Using the (313) hard bake resist having the vertical side faces as a mask, a reactive ion beam etching method (hereinafter referred to as RIBE method) is used to leave a columnar light emitting portion (307) p. Type Al 0.5 Ga 0.5 As
Etching is performed up to the middle of the clad layer (Fig. 7).
(C)).

【0054】この光共振器に形成された複数の柱状部分
は、(302)半導体基板に平行な各断面が、図6
(b)に示すように、長辺Aおよび短辺Bを有する矩形
であり、各柱状部分の短辺Bの方向が平行となってい
る。長辺A、短辺Bの長さに関しては、第1実施例と同
様の理由から、好ましくはB<A<2×B、さらに好ま
しくは1.1×B≦A≦1.5×Bとする。この際、エ
ッチングガスには例えば塩素とアルゴンの混合ガスを用
い、ガス圧力5×10-4Torr、プラズマ引出し電圧
400V、エッチング試料上でのイオン電流密度400
μA/cm2 、サンプルホルダーを20℃に保って行っ
た。ここで、(307)p型Al0.5 Ga0.5Asクラ
ッド層の途中までしかエッチングしないのは、活性層の
水平方向の注入キャリアと光の閉じ込めを、屈折率導波
型のリブ導波路構造にして、活性層内の光の一部を活性
層水平方向に伝達できるようにするためである。
In the plurality of columnar portions formed in this optical resonator, each cross section parallel to the (302) semiconductor substrate is shown in FIG.
As shown in (b), it is a rectangle having a long side A and a short side B, and the direction of the short side B of each columnar portion is parallel. The lengths of the long side A and the short side B are preferably B <A <2 × B, more preferably 1.1 × B ≦ A ≦ 1.5 × B for the same reason as in the first embodiment. To do. At this time, for example, a mixed gas of chlorine and argon is used as an etching gas, a gas pressure of 5 × 10 −4 Torr, a plasma extraction voltage of 400 V, an ion current density of 400 on the etching sample.
μA / cm 2 , the sample holder was kept at 20 ° C. Here, the reason why the (307) p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer is etched only halfway is that the confining of injected carriers and light in the horizontal direction of the active layer is made into a refractive index waveguide type rib waveguide structure. The reason is that part of the light in the active layer can be transmitted in the horizontal direction of the active layer.

【0055】また、垂直な側面を持った(313)ハー
ドベークレジストとエッチング試料に対して垂直にイオ
ンをビーム状に照射してエッチングを行うRIBE法を
用いることにより、近接した(320)発光部を基板に
垂直な(314)分離溝で分離できると共に、面発光型
半導体レーザの特性向上に必要な垂直光共振器の作成が
可能となっている。
Further, by using the (313) hard bake resist having a vertical side surface and the RIBE method in which the etching is performed by vertically irradiating the etching sample with ions in the form of a beam, the (320) light-emitting portion located close to the hard baking resist is etched. Can be separated by a (314) separation groove perpendicular to the substrate, and a vertical optical resonator necessary for improving the characteristics of the surface-emitting type semiconductor laser can be manufactured.

【0056】次に、(313)レジストを取り除いた
後、MOCVD法により、発振波長に対して透明な(3
09)ZnS0.06Se0.94層を埋込み成長させる。この
ときの成長条件は、成長温度を275℃、成長圧力を7
0Torrとし、「II族有機化合物およびVI族有機化合
物からなる付加体」としてのDMZn−DMSe付加体
(シメチルジンクとジメチルセレンとの付加体)をII族
原料として使用し、また、「VI族水素化物」としてのH
2 Se(セレン化水素)およびH2 S(硫化水素)をVI
族原料として使用する。これにより、エッチングされた
部分の上部には(309)単結晶のZnS0.06Se0.94
層が成長し、(312)SiO2 層の上部には(31
6)多結晶のZnS0.06Se0.94層が成長する(図7
(d))。
Next, after removing the resist (313), a film (3) transparent to the oscillation wavelength is formed by the MOCVD method.
09) A ZnS 0.06 Se 0.94 layer is buried and grown. The growth conditions at this time are: a growth temperature of 275 ° C. and a growth pressure of 7
0 Torr, DMZn-DMSe adduct (adduct of cimethylzinc and dimethylselenium) as an "adduct consisting of a group II organic compound and a group VI organic compound" was used as a group II raw material, and "Group VI hydride H as
VI with 2 Se (hydrogen selenide) and H 2 S (hydrogen sulfide)
Used as a family material. As a result, ZnS 0.06 Se 0.94 of (309) single crystal is formed on the etched portion.
The layer grows and (312) SiO 2 layer has (31
6) A polycrystalline ZnS 0.06 Se 0.94 layer grows (Fig. 7).
(D)).

【0057】このMOCVD法による(309)埋込層
の成長工程は、その成長温度が比較的低温(例えば27
5℃)であり、また気相成長法であるため、従来のよう
にLPE法を用いた場合のメルトバックの現象は生じ
ず、断面矩形の柱状部分の断面形状が大きく変動するこ
とはない。
In the step of growing the (309) buried layer by the MOCVD method, the growth temperature is relatively low (for example, 27).
Since the temperature is 5 ° C.) and the vapor phase growth method is used, the phenomenon of meltback does not occur when the LPE method is used as in the prior art, and the cross-sectional shape of the columnar portion having a rectangular cross-section does not greatly change.

【0058】その後、(315)レジストを表面全体に
厚く塗布し、表面を平坦化する(図7(e))。そし
て、RIBE法により、(312)SiO2 層が露出す
るまでエッチングをする。このとき、(315)レジス
トのエッチングレートと(316)多結晶のZnS0.06
Se0.94層のエッチングレートとはほぼ同じであり、ま
た、(312)SiO2 層はエッチングストップ層とな
るため、エッチング後の表面を平坦にすることができ
る。
After that, (315) a resist is thickly applied to the entire surface to flatten the surface (FIG. 7E). Then, etching is performed by RIBE until the (312) SiO 2 layer is exposed. At this time, (315) resist etching rate and (316) polycrystalline ZnS 0.06
The etching rate of the Se 0.94 layer is almost the same, and since the (312) SiO 2 layer serves as an etching stop layer, the surface after etching can be flattened.

【0059】さらに、SiO2 層を、通常のウエットエ
ッチングにより除去した後、表面に4ペアの(311)
SiO2 /a−Si誘電体多層膜反射鏡を電子ビーム蒸
着により形成し、ドライエッチングを用いて分離した
(320)発光部の一部と、(320)発光部で挟まれ
た埋込み層を残して取り去る(図7(f))。波長78
0nmでの誘電体多層膜反射鏡の反射率は、95%以上
である。ZnS0.06Se0.94で埋め込んだ(314)分
離溝上にも(311)誘電体多層膜反射鏡を作成するこ
とにより発光部に挟まれた領域も垂直共振器構造が形成
され、(314)分離溝にもれた光も有効にレーザ発振
に寄与し、また漏れた光を利用するため、(320)発
光部の位相に同期した発光となる。
Further, after removing the SiO 2 layer by usual wet etching, 4 pairs of (311) are formed on the surface.
A SiO 2 / a-Si dielectric multilayer film reflecting mirror was formed by electron beam vapor deposition and separated by dry etching, leaving a part of the (320) light emitting portion and an embedded layer sandwiched by the (320) light emitting portion. And remove (FIG. 7 (f)). Wavelength 78
The reflectance of the dielectric multilayer mirror at 0 nm is 95% or more. By forming the (311) dielectric multilayer reflector on the (314) isolation groove filled with ZnS 0.06 Se 0.94 , the vertical cavity structure is formed also in the region sandwiched by the light emitting portions, and the (314) isolation groove is formed. Since the leaked light also contributes to the laser oscillation effectively and the leaked light is used, the light emission is synchronized with the phase of the (320) light emitting unit.

【0060】しかる後に(311)誘電体多層膜反射鏡
以外の表面に(310)p型オーミック電極を蒸着し、
さらに基板側に(301)n型オーミック電極を蒸着
し、N2 雰囲気中で420℃でアロイングを行い、(3
00)面発光半導体レーザを完成する(図7(g))。
ここで、出射側の(310)n型オーミック電極は、各
(320)発光部の各(308)コンタクト層に導通す
るように形成される。
Then, (311) p-type ohmic electrode (310) is vapor-deposited on the surface other than the dielectric multilayer mirror.
Further, a (301) n-type ohmic electrode is vapor-deposited on the substrate side, and alloying is performed at 420 ° C. in an N 2 atmosphere.
(00) surface emitting semiconductor laser is completed (FIG. 7G).
Here, the (310) n-type ohmic electrode on the emission side is formed so as to be electrically connected to each (308) contact layer of each (320) light emitting portion.

【0061】この様に作製した本実施例の面発光型半導
体レーザは、(309)埋込み層にZnSSeエピタキ
シャル層を用いることにより、従来使用していたAlG
aAs層のp−nジャンクションの逆バイアスを使用す
る電流ブロック構造よりも高抵抗である1GΩ以上の抵
抗を有し、最適な電流ブロック構造を持つとともに、埋
込み層が発振波長780nmに対して吸収を持たない透
過材料であることから(320)発光部からの漏れ光を
有効に利用できるものとなっている。
In the surface-emitting type semiconductor laser of this example manufactured in this way, the (309) embedded layer is a ZnSSe epitaxial layer, so that the conventional AlG is used.
It has a resistance of 1 GΩ or more, which is higher than the current block structure using the reverse bias of the pn junction of the aAs layer, and has an optimum current block structure, and the buried layer absorbs the oscillation wavelength of 780 nm. Since it is a transparent material that does not have, it is possible to effectively use the leakage light from the (320) light emitting portion.

【0062】また、この面発光型半導体レーザにおいて
は、複数本の柱状部分より出射されるレーザ光の偏波面
は、矩形断面を有する各柱状部分の短辺の方向と一致し
ている。この各柱状部分の短辺の方向がそれぞれ平行で
あるため、一つの光出射口より出射されるレーザ光は、
発光スポットが大きく、位相が同期しており、かつ、そ
の偏波面の方向も一致していることになる。
Further, in this surface-emitting type semiconductor laser, the plane of polarization of the laser light emitted from the plurality of columnar portions coincides with the direction of the short side of each columnar portion having a rectangular cross section. Since the direction of the short side of each columnar portion is parallel, the laser light emitted from one light emission port is
This means that the light emission spot is large, the phases are synchronized, and the directions of the polarization planes thereof are also the same.

【0063】図8は、従来の面発光型半導体レーザと本
実施例の面発光型半導体レーザの光が出射される側の形
状とレーザ発振時のNFPの強度分布を示したものであ
る。図8(a)は、図12に示す従来の面発光型半導体
レーザ(600)の共振器(620)をn−p接合の
(607−608)GaAlAsエピタキシャル層出埋
め込むことが可能な距離である5μm程度まで接近させ
た場合を示している。レーザの出射面には、誘電体多層
膜反射鏡とp型オーミック電極があるが、共振器の形状
を比較するために図では削除している。図8(b)は図
8(a)a−b間のNFP強度分布を示している。従来
の面発光型半導体レーザの発光部(620)を複数個、
埋め込み可能な距離まで接近させても発光スポットが複
数個現れるだけで、横方向の光の漏れが無いため、多峰
性のNFPとなり、1つの発光スポットにならない。
FIG. 8 shows shapes of the conventional surface-emitting type semiconductor laser and the surface-emitting type semiconductor laser of this embodiment on the side where light is emitted and the NFP intensity distribution during laser oscillation. FIG. 8A is a distance at which the cavity (620) of the conventional surface-emitting type semiconductor laser (600) shown in FIG. 12 can be embedded in and buried in a (607-608) GaAlAs epitaxial layer having an np junction. The figure shows the case where the distance is close to about 5 μm. The laser emitting surface has a dielectric multilayer mirror and a p-type ohmic electrode, but they are omitted in the figure for the purpose of comparing the shapes of the resonators. FIG. 8B shows the NFP intensity distribution between FIGS. 8A and 8B. A plurality of light emitting parts (620) of the conventional surface emitting semiconductor laser,
Even if they are brought close to the embeddable distance, only a plurality of light emission spots appear, and since there is no light leakage in the lateral direction, it becomes a multi-modal NFP and does not become one light emission spot.

【0064】図8(c)は本実施例の面発光型半導体レ
ーザの形状であり、分離溝を(409)NnS0.06Se
0.94層で埋め込んでおり、気相成長で埋め込むので分離
溝の最小幅は1μmである。図8(d)は図8(c)c
−d間のNFPである。(314)分離溝の上からも光
が出射されるので、発光点が広がることがNFPからわ
かる。さらに近接したレーザ光の位相が同期するので、
光出力が増加し、放射角も1°以下の円形ビームが得ら
れる。
FIG. 8C shows the shape of the surface-emitting type semiconductor laser of this embodiment, in which the separation groove is formed of (409) NnS 0.06 Se.
The minimum width of the separation groove is 1 μm because it is embedded by 0.94 layer and is embedded by vapor phase growth. 8 (d) is shown in FIG. 8 (c) c.
It is NFP between -d. (314) Since light is emitted also from above the separation groove, it can be seen from the NFP that the light emitting point spreads. Since the phases of the laser beams that are closer together are synchronized,
A circular beam with an increased light output and an emission angle of 1 ° or less is obtained.

【0065】表2に実施例の(300)面発光型半導体
レーザの(314)分離溝の幅とNFPから測定される
発振横モード次数の関係を示す。
Table 2 shows the relationship between the width of the (314) separation groove of the (300) surface emitting semiconductor laser of the embodiment and the oscillation transverse mode order measured from NFP.

【表2】 10μmより幅が狭いと位相同期したレーザの発振横モ
ードは基本モードで発振するが、それ以上では1次以上
の高次モードでレーザ発振し、放射角が広がったり、ビ
ーム形状が楕円形になるので、応用上好ましくない。ま
た、0.5μmより狭い分離溝では円形ビームが得られ
にくい傾向がある。
[Table 2] When the width is narrower than 10 μm, the phase-locked laser oscillation transverse mode oscillates in the fundamental mode, but above that, laser oscillation occurs in the higher-order modes higher than the first order, and the radiation angle widens or the beam shape becomes elliptical. Therefore, it is not preferable in application. In addition, a circular beam tends to be difficult to obtain with a separation groove narrower than 0.5 μm.

【0066】上述の実施例では、複数の発光部を分離し
て設けた一つの光共振器を有する半導体レーザについて
説明したが、このような光共振器を同一半導体基板上に
複数形成することもできる。そして、各光共振器毎に光
出射側のp型オーミック電極をそれぞれ独立して設けれ
ば、各光共振器からのレーザビームを、それぞれ独立し
てON,OFF,変調可能となる。
In the above-mentioned embodiment, the semiconductor laser having one optical resonator in which a plurality of light emitting portions are separately provided has been described, but a plurality of such optical resonators may be formed on the same semiconductor substrate. it can. When the p-type ohmic electrode on the light emitting side is independently provided for each optical resonator, the laser beam from each optical resonator can be independently turned on, off, and modulated.

【0067】なお、上記実施例では、GaAlAs系面
発光型半導体レーザについて説明したが、上述したよう
に、その他のIII −V 族系の面発光型半導体レーザにも
好適に適用でき、特に活性層はGa0.87Al0.13Asだ
けでなく、Alの組成を変えることで発振波長を変更す
ることもできる。
Although the GaAlAs-based surface-emitting type semiconductor laser has been described in the above embodiment, it can be suitably applied to other III-V group surface-emitting type semiconductor lasers, and the active layer is particularly preferable. In addition to Ga 0.87 Al 0.13 As, the oscillation wavelength can be changed by changing the composition of Al.

【0068】また、本実施例は図6に示した構造、なら
びに図8(c)に示した発光部の構造をもとに説明を行
ったが、本発明はこれにとらわれない。
Although the present embodiment has been described based on the structure shown in FIG. 6 and the structure of the light emitting portion shown in FIG. 8C, the present invention is not limited to this.

【0069】図9は、第3実施例にて形成された例えば
4本の(320)発光部を有する光共振器を、(30
2)半導体基板上の4か所に配置した例を示している。
図9(a)においては、4本の(320)発光部と対向
する位置に一つの(330)光出射口を有する(31
0)電極を、各光共振器毎に形成している。そして、各
光共振器を構成する4本の(320)発光部の矩形断面
における短辺は、それぞれ平行な方向に設定されてい
る。したがって、4つの(330)光出射口より出射さ
れる各レーザ光の偏波面は、矩形断面の柱状部分の短辺
と平行な方向に揃っていることになる。
FIG. 9 shows an optical resonator having, for example, four (320) light emitting portions formed in the third embodiment, (30
2) An example is shown in which it is arranged at four locations on the semiconductor substrate.
In FIG. 9A, one (330) light emitting port is provided at a position facing four (320) light emitting portions (31).
0) An electrode is formed for each optical resonator. The short sides in the rectangular cross section of the four (320) light emitting portions forming each optical resonator are set in parallel directions. Therefore, the planes of polarization of the respective laser lights emitted from the four (330) light exit ports are aligned in the direction parallel to the short sides of the columnar section of the rectangular cross section.

【0070】この4つの光共振器を有する半導体レーザ
からの4本のレーザ光を、(340)偏光フィルターを
通過させる状態が図9(b)に示されている。4本のレ
ーザ光はそれぞれ偏波面が揃っているので、(340)
偏光フィルターを全て通過させることができる。
FIG. 9B shows a state in which four laser beams from the semiconductor laser having the four optical resonators are passed through the (340) polarization filter. Since the polarization planes of the four laser beams are aligned, (340)
It can pass all polarizing filters.

【0071】図9(c)は、矩形断面を有する柱状部分
の短辺の方向が、2つの光共振器でそれぞれ異なってい
て、例えば相直交する方向に設定する場合を示してい
る。この場合、図9(d)に示すように、1本のレーザ
光は(340)偏光フィルターを通過させることができ
るが、他の1本のレーザ光は(340)偏光フィルター
を通過することがない。この技術を利用すれば、ある特
定方向のみの偏波面をもつレーザ光のみを選択的に通過
させることができ、光通信の分野に好適に応用すること
ができる。
FIG. 9C shows a case where the directions of the short sides of the columnar portion having a rectangular cross section are different in the two optical resonators and are set, for example, in directions orthogonal to each other. In this case, as shown in FIG. 9D, one laser beam can pass through the (340) polarization filter, while the other laser beam can pass through the (340) polarization filter. Absent. By using this technique, only laser light having a polarization plane in a certain specific direction can be selectively passed, and it can be suitably applied to the field of optical communication.

【0072】また、図10(a)〜(c)にそれぞれ示
した実施例は発光部をn個形成するものであり、この実
施例においても、図6に示した実施例と同様な効果が得
られると共に、発光スポットを任意の大きさ,形状にす
ることができる効果が得られている。図10に示すもの
はいずれも、基板と平行な2次元面上で横列及び/又は
縦列で等間隔に複数の発光部を配列することで、ライン
ビームを得ることができる。
The embodiment shown in each of FIGS. 10A to 10C is to form n light emitting portions. In this embodiment, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 6 is obtained. In addition to being obtained, the effect that the light emission spot can be formed in an arbitrary size and shape is obtained. In any of the structures shown in FIG. 10, a line beam can be obtained by arranging a plurality of light emitting portions at equal intervals in rows and / or columns on a two-dimensional surface parallel to the substrate.

【0073】第4実施例 上述した第1から第3の各実施例では、出射されるレー
ザ光の偏波面の方向を制御するために、光共振器に形成
された柱状部分の断面形状を矩形としていたが、出射側
の(110,210,310)電極に形成される(33
0)光出射口の開口形状を、矩形に形成することによっ
ても、その短辺の方向に揃った偏波面を有するレーザ光
を出射することができる。図11(a)に示す実施例に
おいては、柱状部分の断面形状は円形であるが、(11
0)電極に形成された(330)光出射口の開口形状
が、長辺aと短辺bとを有する矩形形状となっている。
この場合、出射されるレーザ光の偏波面の方向は、矩形
開口の(330)光出射口の短辺の方向に一致すること
になる。
[0073]Fourth embodiment In each of the first to third embodiments described above, the laser beam emitted is
Formed in an optical resonator to control the direction of the polarization plane of the light
The cross-sectional shape of the columnar part was rectangular.
(33) formed on the (110, 210, 310) electrode of
0) By forming the opening shape of the light exit opening into a rectangular shape,
Laser light with a plane of polarization aligned in the direction of its short side
Can be emitted. In the embodiment shown in FIG.
In addition, the cross-sectional shape of the columnar portion is circular, but (11
0) The opening shape of the (330) light emission port formed on the electrode
Has a rectangular shape having a long side a and a short side b.
In this case, the direction of the plane of polarization of the emitted laser light is rectangular.
Match the direction of the short side of the (330) light exit of the opening
become.

【0074】光出射口の長辺の長さをaとし、短辺の長
さをbとした時、好ましくはb<a<2b、さらに好ま
しくは1.1×b≦a≦1.5×bとすると良い。この
理由は、b/aの比率を高くすると、それに応じて光共
振器の柱状部分の各辺の比率B/Aも高くなり、上述し
た各辺の長さA,Bの好適範囲外となってしまうからで
ある。柱状部分の断面形状および光出射口の開口形状の
双方を矩形としてもよい。
When the length of the long side of the light emission port is a and the length of the short side is b, b <a <2b is preferable, and 1.1 × b ≦ a ≦ 1.5 × is more preferable. b is good. The reason for this is that if the ratio of b / a is increased, the ratio B / A of each side of the columnar portion of the optical resonator also becomes higher, which is outside the preferable range of the lengths A and B of each side described above. This is because it will end up. Both the cross-sectional shape of the columnar portion and the opening shape of the light emitting port may be rectangular.

【0075】この光出射口の開口形状を矩形にすること
は、光共振器の柱状部分の断面を矩形にするよりもプロ
セス上簡便である。また、複数本の柱状部分を有する光
共振器を形成する場合、その柱状部分の配置の関係で各
柱状部分の断面を矩形にできない場合もあり、このよう
な場合に光出射口を矩形にすることで偏波面の方向を設
定することが有効である。図11(b)および図11
(c)はそれぞれ、4本の柱状部分の断面を円または正
多角形とし、各柱状部分と対向する領域に矩形の(33
0)光出射口を形成した例を示している。図11(d)
は、4本の柱状部分の各断面もそれぞれ矩形とし、この
4本の柱状部分と対向する領域に形成される(330)
光出射口の開口形状をも矩形としている。そして、矩形
断面の柱状部分の短辺と光出射口の短辺の方向がそれぞ
れ平行な方向に設定されている。この図11(d)に示
す場合には、出射される光ビームの偏波面の方向の設定
を、柱状部分の断面形状及び光出射口の開口形状の双方
の作用により設定できる点で優れている。
Making the opening shape of the light emitting port rectangular is easier in terms of process than making the cross section of the columnar portion of the optical resonator rectangular. Further, when forming an optical resonator having a plurality of columnar portions, there are cases where the cross-section of each columnar portion cannot be made rectangular due to the arrangement of the columnar portions, and in such a case the light emission port is made rectangular. Therefore, it is effective to set the direction of the plane of polarization. 11 (b) and 11
In (c), each of the four columnar portions has a cross section of a circle or a regular polygon, and a rectangular (33
0) Shows an example in which a light emitting port is formed. FIG. 11 (d)
Is also formed in a region facing the four columnar portions, each section of the four columnar portions being also rectangular (330).
The opening shape of the light emission port is also rectangular. The short side of the columnar section of the rectangular cross section and the short side of the light exit port are set to be parallel to each other. The case shown in FIG. 11D is excellent in that the direction of the plane of polarization of the emitted light beam can be set by the action of both the cross-sectional shape of the columnar portion and the opening shape of the light emitting port. .

【0076】第5実施例 図13は本発明の実施例における(400)半導体レー
ザの発光部の断面を示す斜視図で、図15は多重量子井
戸構造(MQW構造)の活性層の断面図である。
Fifth Embodiment FIG. 13 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a (400) semiconductor laser in an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a cross sectional view of an active layer having a multiple quantum well structure (MQW structure). is there.

【0077】本実施例の(400)半導体レーザは、活
性層の構造において前記第1実施例の(100)半導体
レーザと異なるが、その他の構造および製造プロセスは
基本的に同じである。
The (400) semiconductor laser of this embodiment is different from the (100) semiconductor laser of the first embodiment in the structure of the active layer, but the other structures and manufacturing processes are basically the same.

【0078】(402)n型GaAs基板に、(40
3)n型GaAsバッファ層を形成し、n型Al0.7
0.3 As層とn型Al0.1 Ga0.9 As層からなり波
長870nm付近の光に対し98%以上の反射率を持つ
30ペアの(404)分布反射型多層膜ミラーを形成す
る。さらに、(405)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラ
ッド層、(406)多重量子井戸構造の活性層、(40
7)p型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層、(408)
p型Al0.1 Ga0.9 Asコンタクト層を順次MOCV
D法でエピタキシャル成長する。ここで、(406)多
重量子井戸構造の活性層は、図14に示すように、例え
ば3層の(406a)ウェル層を有し、各(406a)
ウェル層は、上下の(406b)バリア層に挾まれるよ
うに形成される。(406a)ウェル層は、例えば厚さ
120オングストロームのi型GaGaAsで形成さ
れ、(406b)バリア層は、例えば150オングスト
ロームのi型Ga0.65Al0.35Asで形成される。
(402) On the n-type GaAs substrate, (40
3) An n-type GaAs buffer layer is formed, and n-type Al 0.7 G
30 pairs of (404) distributed reflection type multilayer film mirrors each having a reflectance of 98% or more for light near a wavelength of 870 nm are formed of an a 0.3 As layer and an n-type Al 0.1 Ga 0.9 As layer. Further, (405) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, (406) active layer having multiple quantum well structure, (40)
7) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, (408)
p-type Al 0.1 Ga 0.9 As contact layers are sequentially MOCV
Epitaxial growth is performed by the D method. Here, the active layer of the (406) multiple quantum well structure has, for example, three (406a) well layers as shown in FIG. 14, and each (406a)
The well layer is formed so as to be sandwiched between the upper and lower (406b) barrier layers. The (406a) well layer is formed of, for example, i-type GaGaAs having a thickness of 120 angstroms, and the (406b) barrier layer is formed of, for example, i-type Ga 0.65 Al 0.35 As of 150 angstroms.

【0079】以後の工程、すなわち(408)コンタク
ト層および(407)p型Al0.4Ga0.6 Asクラッ
ド層を断面矩形にエッチングすること、GaAsと格子
整合する(409)ZnS0.06Se0.94層の埋込み成長
および(410),(401)オーミック電極の形成
は、前記第1実施例で述べたプロセスと同様に行われ、
(400)半導体レーザが製造される。
In the subsequent steps, that is, by etching the (408) contact layer and the (407) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer into a rectangular cross section, and burying growth of a (409) ZnS 0.06 Se 0.94 layer lattice-matched with GaAs. And (410) and (401) ohmic electrodes are formed in the same manner as the process described in the first embodiment.
A (400) semiconductor laser is manufactured.

【0080】このように作成した本実施例の面発光半導
体レーザは、前記第1実施例と同様に、埋込みに用いた
ZnS0.06Se0.94層が1GΩ以上の抵抗を有し、埋込
み層への注入電流のもれが起こらないため、極めて有効
な電流狭窄が達成される。この結果、発振しきい値電流
を下げることができ、レーザ光の偏波面の方向を柱状部
分の矩形の短辺に揃えることができる。さらに、本実施
例では(406)活性層をMQW構造とすることでさら
に発振しきい値電流を下げることが可能となる。
In the surface-emitting semiconductor laser of this example prepared in this way, the ZnS 0.06 Se 0.94 layer used for burying has a resistance of 1 GΩ or more, and is injected into the burying layer, as in the first example. Since no current leakage occurs, a very effective current confinement is achieved. As a result, the oscillation threshold current can be reduced and the direction of the polarization plane of the laser light can be aligned with the short side of the rectangle of the columnar portion. Furthermore, in this embodiment, the oscillation threshold current can be further reduced by forming the (406) active layer into the MQW structure.

【0081】図15は本発明の実施例の面発光半導体レ
ーザの駆動電流と発振光出力の関係を示す図である。本
実施例では、(409)埋込み層にII−VI族化合物半導
体層を用い、かつ、(406)活性層にMQW構造を採
用することで、室温において連続発振が達成され、しき
い値10μAと極めて低い値を得た。なお、活性層にM
QW構造を採用しない場合には、室温連続発振はする
が、しきい値電流が1mAと大きい。さらに、活性層に
MQW構造を採用しない場合と比べれば、その光出力
は、その5倍以上、例えば25mW以上確保できた。ま
た外部微分量子効率も高く、無効電流の抑制がレーザの
特性向上に貢献している。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the drive current and the oscillated light output of the surface emitting semiconductor laser according to the embodiment of the present invention. In this example, by using the II-VI group compound semiconductor layer for the (409) buried layer and adopting the MQW structure for the (406) active layer, continuous oscillation was achieved at room temperature and the threshold value was 10 μA. An extremely low value was obtained. In addition, M in the active layer
When the QW structure is not adopted, room temperature continuous oscillation occurs, but the threshold current is large at 1 mA. Further, as compared with the case where the MQW structure is not adopted for the active layer, the light output can be secured to be 5 times or more, for example, 25 mW or more. The external differential quantum efficiency is also high, and the suppression of reactive current contributes to the improvement of laser characteristics.

【0082】また、活性層をMQW構造とすると、活性
層の利得が増大し、光出力を増加させることができる。
活性層の材質を変更すれば発振波長を変えられることは
もちろんであるが、本発明では同一材料を使用してMQ
W構造を変えることで発振波長を変えることが可能とな
る。
When the active layer has the MQW structure, the gain of the active layer is increased and the light output can be increased.
It goes without saying that the oscillation wavelength can be changed by changing the material of the active layer. However, in the present invention, the same material is used for MQ.
It is possible to change the oscillation wavelength by changing the W structure.

【0083】上記実施例は、リブ導波路型の屈折率導波
路構造であったが、図16に示すような、第2実施例と
同様な埋込み型の屈折率導波路構造に本発明を適用する
こともできる。この場合、下部の(405)クラッド層
まで矩形断面を持つ柱状半導体層に形成され、従って多
重量子井戸構造の(406)活性層も矩形断面を持つ柱
状に形成され、その周囲が(409)埋込み層となる。
Although the above-mentioned embodiment has a rib waveguide type refractive index waveguide structure, the present invention is applied to an embedded type refractive index waveguide structure similar to that of the second embodiment as shown in FIG. You can also do it. In this case, the columnar semiconductor layer having a rectangular cross section is formed up to the lower (405) clad layer, so that the (406) active layer having a multiple quantum well structure is also formed in a columnar shape having a rectangular cross section, and the periphery thereof is embedded with (409). Become a layer.

【0084】第6実施例 図17は本発明の他の実施例を示し、図17は発光スポ
ットを拡大できる位相同期型半導体レーザ(500)の
発光部の断面を示す概略図である。
Sixth Embodiment FIG. 17 shows another embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a schematic view showing a cross section of a light emitting portion of a phase locked semiconductor laser (500) capable of enlarging a light emitting spot.

【0085】(502)n型GaAs基板に、(50
3)n型GaAsバッファ層を形成し、n型Al0.9
0.1 As層とn型Al0.2 Ga0.8 As層からなり波
長780nmを中心に±30nmの光に対して98%以
上の反射率を持つ25ペアの(504)半導体多層膜ミ
ラーを形成する。さらに、(505)n型Al0.5 Ga
0.5 Asクラッド層、(515)ウェーブガイド層、
(506)多重量子井戸構造の活性層、(507)p型
Al0.5 Ga0.5 Asクラッド層、(508)p型Al
0.15Ga0.85Asコンタクト層を順次MOCVD法でエ
ピタキシャル成長する(図6(a))。ここで、(50
6)多重量子井戸構造の活性層は、図14と同様に、例
えば3層の(506a)ウェル層を有し、各(506
a)ウェル層は、上下の(506b)バリア層に挾まれ
るように形成される。(506a)ウェル層は、例えば
厚さ80オングストロームのi型Ga0.65Al0.35As
で形成され、(506b)バリア層は、例えば60オン
グストロームのi型Ga0.95Al0.05Asで形成され
る。(515)ウェーブガイド層は、Alの組成が、
(506a)ウェル層,(506b)バリア層のそれぞ
れの組成の間の値とされ、例えばn型Ga0.75Al0.25
Asエピタキシャル層で形成される。このような、(5
15)ウェーブガイド層は、その屈折率が、(506)
MQW構造の活性層の等価屈折率より小さく、下層の
(505)クラッド層の屈折率より大きく設定される。
(502) On the n-type GaAs substrate, (50
3) An n-type GaAs buffer layer is formed, and n-type Al 0.9 G
A 25-pair (504) semiconductor multilayer mirror having a reflectance of 98% or more with respect to light of ± 30 nm centered at a wavelength of 780 nm is formed by using an a 0.1 As layer and an n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer. Furthermore, (505) n-type Al 0.5 Ga
0.5 As clad layer, (515) waveguide layer,
(506) Active layer of multiple quantum well structure, (507) p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer, (508) p-type Al
A 0.15 Ga 0.85 As contact layer is sequentially epitaxially grown by MOCVD (FIG. 6A). Where (50
6) The active layer having the multiple quantum well structure has, for example, three (506a) well layers as in FIG.
a) The well layer is formed so as to be sandwiched between the upper and lower (506b) barrier layers. The (506a) well layer is, for example, an i-type Ga 0.65 Al 0.35 As layer having a thickness of 80 Å.
The (506b) barrier layer is formed of, for example, 60 angstrom i-type Ga0.95Al0.05As. (515) The waveguide layer has an Al composition of
(506a) well layer and (506b) barrier layer, and has a value between the respective compositions. For example, n-type Ga 0.75 Al 0.25
It is formed of an As epitaxial layer. Like this, (5
15) The waveguide layer has a refractive index of (506)
It is set to be lower than the equivalent refractive index of the active layer of the MQW structure and higher than the refractive index of the lower (505) cladding layer.

【0086】以後の工程、すなわち(507)p型Al
0.4 Ga0.6 Asクラッド層のエッチング、GaAsと
格子整合する(509)ZnS0.06Se0.94層の埋込み
成長および(510),(501)オーミック電極の形
成は、前記第3実施例で述べたプロセスと同様に行わ
れ、(500)半導体レーザが製造される。
Subsequent steps, that is, (507) p-type Al
The etching of the 0.4 Ga 0.6 As clad layer, the buried growth of the (509) ZnS 0.06 Se 0.94 layer that lattice-matches with GaAs, and the formation of the (510) and (501) ohmic electrodes are the same as the process described in the third embodiment. Then, a (500) semiconductor laser is manufactured.

【0087】ここで、(507)p型Al0.5 Ga0.5
Asクラッド層の途中までしかエッチングしないのは、
(506)多重量子井戸構造の活性層の水平方向の注入
キャリアと光の閉じ込めを、屈折率導波型のリブ導波路
構造にして、(506)活性層内の光の一部を活性層の
水平方向に伝達できるようにするためである。本実施例
では、水平方向の光伝搬は、(515)ウェーブガイド
層によっても確保される。
Here, (507) p-type Al 0.5 Ga 0.5
The reason why only the middle of the As clad layer is etched is
(506) The horizontal injection carriers and light confinement in the active layer of the multiple quantum well structure are made into a refractive index waveguide type rib waveguide structure, and (506) part of the light in the active layer is converted into the active layer. This is to enable transmission in the horizontal direction. In the present embodiment, horizontal light propagation is also ensured by the (515) waveguide layer.

【0088】本実施例の(500)面発光型半導体レー
ザは、(509)埋込み層にZnSSeエピタキシャル
層を用いることにより、従来使用していたAlGaAs
層のp−nジャンクションの逆バイアスを使用する電流
ブロック構造よりも高抵抗である1GΩ以上の抵抗を有
し、最適な電流ブロック構造を持つ。従って、発振しき
い値電流は低減する。さらに加えて、(506)活性層
がMQW構造であることからも発振しきい値電流は低減
し、上記第4実施例と同様に、1μA程度となる。ま
た、(514)分離溝で分離された各(520)発光部
は、(506)活性層及び(515)ウェーブガイド層
により互いに影響し合い、各(520)発光部から位相
同期された光が発振され、結果として一つの光束を持つ
口径の大きな強度の強い光が発振され、しかもその偏波
面の方向を柱状部分の短辺の方向に設定できる。
In the (500) surface-emitting type semiconductor laser of this embodiment, by using a ZnSSe epitaxial layer as the (509) buried layer, AlGaAs which has been conventionally used is used.
It has a resistance of 1 GΩ or more, which is higher than that of the current block structure using the reverse bias of the pn junction of the layer, and has an optimum current block structure. Therefore, the oscillation threshold current is reduced. In addition, since the (506) active layer has the MQW structure, the oscillation threshold current is reduced to about 1 μA as in the fourth embodiment. Further, the (520) light emitting portions separated by the (514) separation groove influence each other by the (506) active layer and the (515) waveguide layer, and the phase-synchronized light from each (520) light emitting portion is generated. It is oscillated, and as a result, strong light having a large diameter and a large intensity is oscillated, and the direction of the polarization plane can be set in the direction of the short side of the columnar portion.

【0089】特に、前記第3実施例で述べたような、微
小領域に2次元アレイ化された複数の柱状半導体層を形
成した場合にも、本発明の構造によれば無効電流を低減
できるので複数の素子を同時に室温連続駆動が可能とな
る実用性の高い面発光型半導体レーザを実現できる。位
相同期の効果を高くするために、MQW構造の活性層の
下層にウェーブガイド層を設けると良い。ウェーブガイ
ド層を設けると、発光部同士の影響力が強くなり、位相
同期がとれやすくなる。例えば、発光部間の距離が長く
ても位相同期が取れる。
In particular, the reactive current can be reduced by the structure of the present invention even when a plurality of two-dimensional arrayed columnar semiconductor layers are formed in a minute region as described in the third embodiment. It is possible to realize a highly practical surface-emitting type semiconductor laser capable of simultaneously driving a plurality of elements at room temperature continuously. In order to enhance the effect of phase synchronization, it is preferable to provide a waveguide layer below the active layer of the MQW structure. When the waveguide layer is provided, the influence of the light emitting parts on each other becomes strong, and the phase synchronization is easily achieved. For example, phase synchronization can be achieved even if the distance between the light emitting units is long.

【0090】第7実施例 本実施例においては、前記第1実施例と同様のタイプの
半導体レーザにおいて、光出射側の前記(111)誘電
体多層膜ミラーは、(108)コンタクト層の表面積の
10%以上90%以下の面積で形成される。波長870
nmでの(111)誘電体多層膜ミラーの反射率は94
%である。
Seventh Embodiment In this embodiment, in the semiconductor laser of the same type as the first embodiment, the (111) dielectric multilayer mirror on the light emitting side has a surface area of the (108) contact layer. It is formed with an area of 10% or more and 90% or less. Wavelength 870
The reflectance of the (111) dielectric multilayer mirror at nm is 94.
%.

【0091】そして、(111)誘電体多層膜ミラーの
輪郭に沿って(115)開口が形成される。
Then, a (115) opening is formed along the contour of the (111) dielectric multilayer mirror.

【0092】光出射側の反射鏡を配置するための光出射
側の電極の開口は、最も発光効率の高い領域、すなわ
ち、コンタクト層の幾何学的中心を服務範囲に形成され
る。そして、開口の面積が、コンタクト層の表面積の9
0%より大きいと、コンタクト抵抗が増加して室温連続
発振が困難となる。一方、開口の面積が、コンタクト層
の表面積の10%未満であると、開口面積が狭すぎて必
要な光出力は得られない。従って、開口面積はコンタク
ト層の表面積の10%以上90%以下の範囲の面積とす
べきであり、この範囲で所望の開口形状および開口面積
を設定することで、柱状半導体層の半導体基板と平行な
断面形状を変えることなく、開口形状,面積に応じて発
光スポットの形状,大きさを変えることができる。
The opening of the electrode on the light emitting side for arranging the reflecting mirror on the light emitting side is formed within the service range of the region having the highest light emission efficiency, that is, the geometric center of the contact layer. The area of the opening is 9 times the surface area of the contact layer.
If it is more than 0%, the contact resistance increases and it becomes difficult to perform continuous oscillation at room temperature. On the other hand, if the area of the opening is less than 10% of the surface area of the contact layer, the opening area is too small to obtain the required light output. Therefore, the opening area should be in the range of 10% or more and 90% or less of the surface area of the contact layer, and by setting the desired opening shape and opening area in this range, the opening area can be parallel to the semiconductor substrate of the columnar semiconductor layer. The shape and size of the light emission spot can be changed according to the opening shape and area without changing the cross-sectional shape.

【0093】このように作成した本実施例の面発光半導
体レーザは、前記第1実施例と同様に、埋込みに用いた
ZnS0.06Se0.94層が1GΩ以上の抵抗を有し、埋込
み層への注入電流のもれが起こらないため、極めて有効
な電流狭窄が達成される。また埋込み層は多層構造にす
る必要がないため容易に成長でき、バッチ間の再現性も
高い。さらにGaAsに比べ屈折率が十分小さいZnS
0.06Se0.94層を用いたリブ導波路構造により、より効
果的な光の閉じ込めが実現される。そして、室温におい
て連続発振が達成され、しきい値1mAと極めて低い値
を得た。また外部微分量子効率も高く、無効電流の抑制
がレーザの特性向上に貢献している。
In the surface emitting semiconductor laser of the present example thus produced, the ZnS 0.06 Se 0.94 layer used for the embedding has a resistance of 1 GΩ or more, and is injected into the embedding layer, as in the case of the first example. Since no current leakage occurs, a very effective current confinement is achieved. Further, since the embedded layer does not need to have a multi-layer structure, it can be easily grown and the reproducibility between batches is high. Furthermore, ZnS, which has a sufficiently smaller refractive index than GaAs
The rib waveguide structure using the 0.06 Se 0.94 layer realizes more effective light confinement. Then, continuous oscillation was achieved at room temperature, and an extremely low value of 1 mA was obtained. The external differential quantum efficiency is also high, and the suppression of reactive current contributes to the improvement of laser characteristics.

【0094】次に、発振されるレーザビームの形状につ
いて考察すると、本実施例では(110)p型オーミッ
ク電極の開口の形状、すなわちこの開口に形成される
(111)誘電体多層膜ミラーの形状によりビーム形状
およびその大きさが定められ、発光部の矩形断面形状に
はあまり依存しない。図18(a),(b)に示すよう
に発光部の断面が矩形であっても円形の(130)開口
であると、きれいな円形ビームが得られ、そのビーム径
も図18(a)の方が図18(b)より大きくなる。す
なわち、(130)開口の形状,面積を変化させれば、
所望の形状及びビーム径のビームが得られる。なお、図
18(c),(d)のように(130)開口を正多角形
としても、疑似的な円形ビームが得られる。
Next, considering the shape of the oscillated laser beam, in the present embodiment, the shape of the opening of the (110) p-type ohmic electrode, that is, the shape of the (111) dielectric multilayer mirror formed in this opening. Defines the beam shape and its size, and does not depend much on the rectangular cross-sectional shape of the light emitting portion. As shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), even if the cross section of the light emitting portion is rectangular, if the circular (130) aperture gives a clean circular beam, the beam diameter is also as shown in FIG. 18 (a). 18 is larger than that in FIG. That is, if the shape and area of the (130) opening are changed,
A beam having a desired shape and beam diameter is obtained. A pseudo circular beam can be obtained even if the (130) aperture is a regular polygon as shown in FIGS. 18 (c) and 18 (d).

【0095】上記実施例は、リブ導波路型の屈折率導波
路構造であったが、前記第2実施例と同様な埋込み型の
屈折率導波路構造のレーザ装置にも同様に適用すること
ができる。
Although the above-mentioned embodiment has a rib waveguide type refractive index waveguide structure, it can be similarly applied to a laser device having an embedded type refractive index waveguide structure similar to that of the second embodiment. it can.

【0096】第8実施例 本実施例においては、前記第3実施例と同様のタイプの
半導体レーザにおいて、光出射側の(311)誘導体多
層膜ミラーは、複数の発光部の各(308)コンタクト
層の幾何学的中心を含みかつ、(308)コンタクト層
の表面積の10%以上90%以下の範囲で形成された開
口内に形成される。
Eighth Embodiment In this embodiment, in a semiconductor laser of the same type as the third embodiment, the (311) derivative multilayer film mirror on the light emitting side is provided with each (308) contact of a plurality of light emitting portions. (308) is formed within an opening that includes the geometric center of the layer and that extends from 10% to 90% of the surface area of the (308) contact layer.

【0097】次に、複数の発光部及びその間の(30
9)埋込み層分離上に形成される開口の形状について説
明する。図19(a)〜(d)は矩形断面を持つ例えば
4つの(320)発光部及びその間の(309)埋込み
層と対向する位置に形成される(315)開口の形状の
例を示している。同図(a),(b)は円形の(33
0)開口を示し、同図(a)の方が同図(b)によりも
ビーム径の大きな円形ビームが得られる。同図(c)は
正方形の(330)開口を示し、この場合も疑似的な円
形ビームが得られ、その(330)開口の大きさを変え
れば所望のビーム径のレーザビームを発振できる。正方
形以外の正多角形の(330)開口としても良い。同図
(d)は、矩形断面の4つの(320)発光部及びその
間の(309)埋込み層上に形成される(330)開口
の例を示したものである。同図(a)〜(d)いずれの
場合も、(330)開口は、4つの(320)発光部の
幾何学的中心を含む範囲であって、各発光部(320)
の光出射端面の表面積の10%以上90%以下の範囲で
形成している。
Next, a plurality of light emitting parts and (30
9) The shape of the opening formed on the buried layer separation will be described. 19A to 19D show examples of the shape of, for example, four (320) light emitting portions having a rectangular cross section and (315) openings formed at positions facing the (309) buried layer between them. . (A) and (b) of FIG.
0) shows an aperture, and a circular beam having a larger beam diameter can be obtained in FIG. 9A than in FIG. FIG. 11C shows a square (330) aperture. In this case, a pseudo circular beam can be obtained, and a laser beam having a desired beam diameter can be oscillated by changing the size of the (330) aperture. A regular polygonal (330) opening other than a square may be used. FIG. 3D shows an example of four (320) light emitting portions having a rectangular cross section and (330) openings formed on the (309) buried layer between them. In any of the figures (a) to (d), the (330) opening is a range including the geometric centers of the four (320) light emitting units, and each light emitting unit (320).
It is formed in the range of 10% or more and 90% or less of the surface area of the light emitting end face of the.

【0098】なお、(320)発光部の数および配列は
上記実施例以外のものであっても良く、例えば(32
0)発光部を横列および/または縦列にて等間隔に配列
し、各(320)発光部およびその間の(309)埋込
み層と対向して(330)開口を形成すれば、ラインビ
ームを得ることができる。
The number and arrangement of the (320) light emitting portions may be other than those in the above embodiment, and for example, (32)
0) A line beam can be obtained by arranging light emitting portions in rows and / or columns at equal intervals and forming (330) openings facing each (320) light emitting portion and the (309) buried layer therebetween. You can

【0099】このように複数本の柱状半導体層から一つ
の光束をもつビームを発振する場合にも、光出射側電極
の開口の形状,面積を変えることで、所望の発光スポッ
トを得ることができる。この場合特に、複数本の柱状半
導体層の断面形状,配置間隔などの変更を要せずに、発
光スポットの形状、大きさを変えられる効果がある。
As described above, even when a beam having one light beam is emitted from a plurality of columnar semiconductor layers, a desired light emission spot can be obtained by changing the shape and area of the opening of the light emitting side electrode. . In this case, in particular, there is an effect that the shape and size of the light emission spot can be changed without changing the cross-sectional shape and arrangement interval of the plurality of columnar semiconductor layers.

【0100】複数の柱状半導体層から構成される光共振
器を半導体基板上に複数形成し、各共振器毎に独立し
て、一つの開口をそれぞれ有する複数の光出射側電極を
形成すれば、発光スポットの大きい複数のビームを独立
してON,OFF,変調制御することができる。
If a plurality of optical resonators composed of a plurality of columnar semiconductor layers are formed on a semiconductor substrate, and a plurality of light emitting side electrodes each having one opening are formed independently for each resonator, It is possible to independently control ON / OFF and modulation of a plurality of beams having a large light emission spot.

【0101】なお、本発明の面発光型半導体レーザは、
プリンタ,複写機等の印刷装置のみならず、ファクシミ
リ,ディスプレイ等に応用することができる。
The surface-emitting type semiconductor laser of the present invention is
It can be applied not only to printers such as printers and copiers, but also to facsimiles, displays and the like.

【0102】次に、図20に、本発明の各実施例におい
て使用できる、II-VI 族化合物半導体層の製造装置の主
要構成図を示す。
Next, FIG. 20 is a main structural diagram of an apparatus for manufacturing a II-VI group compound semiconductor layer which can be used in each embodiment of the present invention.

【0103】図20において、II族原料は、DMZn−
DMSe付加体の入った(802)シリンダーを(80
1)水素ボンベから流す水素ガスでバブリングすること
によって供給する。一方、VI族原料は、水素で10%に
希釈された(804)H2 Seボンベと、同じく水素で
10%に希釈された(804)H2 Sボンベとにより、
供給する。各原料は、(805)反応管に供給され、
(808)高周波発振器により加熱された(806)カ
ーボンサセプタ上に基板に、ZnSSe層を成長させ
る。なお、(805)反応管内の圧力は(807)排気
装置の排気量により調整できる。
In FIG. 20, the group II raw material is DMZn-
The (802) cylinder containing the DMSe adduct is
1) Supply by bubbling with hydrogen gas flowing from a hydrogen cylinder. On the other hand, the Group VI raw material was prepared by (804) H 2 Se cylinder diluted to 10% with hydrogen and (804) H 2 S cylinder diluted to 10% with hydrogen.
Supply. Each raw material is supplied to the (805) reaction tube,
(808) A ZnSSe layer is grown on a substrate on a (806) carbon susceptor heated by a high frequency oscillator. The pressure in the (805) reaction tube can be adjusted by the exhaust volume of the (807) exhaust device.

【0104】この成長装置は、他の成長装置に比べ、Z
nSSe層を、低温で結晶性よく、かつ、広い範囲にわ
たって均一に成長させることができるという特徴を有し
ている。
Compared with other growth apparatuses, this growth apparatus has Z
The nSSe layer has a characteristic that it can be grown with good crystallinity at low temperature and uniformly over a wide range.

【0105】なお、以上説明した本発明の各実施例で
は、II-VI 族化合物半導体層をZnS0.06Se0.94で形
成したが、例えば、ZnSe,ZnS,ZnCdS,C
dSSeで形成しても良い。他だし、埋込み層として
は、基板と格子定数が一致するものが好ましい。II−VI
族化合物半導体をこれらの材料で形成した場合に望まし
い付加体と水素化物を、表3に示す。
In each of the embodiments of the present invention described above, the II-VI group compound semiconductor layer was formed of ZnS 0.06 Se 0.94 . For example, ZnSe, ZnS, ZnCdS, C
It may be formed of dSSe. However, the buried layer preferably has a lattice constant that matches that of the substrate. II-VI
Table 3 shows adducts and hydrides which are desirable when the group compound semiconductor is formed of these materials.

【表3】 第9実施例 図21は、本発明の第9の実施例における(600)半
導体レーザの発光部の断面を示す斜視図である。この半
導体レーザは、上述した各実施例の半導体レーザと比較
して、主として共振器の周囲に埋め込み込まれる埋込み
層の材質を異ならせている点で相違している。以下、半
導体レーザの構造を製造工程順に説明する。
[Table 3] Ninth Embodiment FIG. 21 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a (600) semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention. This semiconductor laser is different from the semiconductor lasers of the above-described embodiments in that the material of the buried layer embedded mainly around the resonator is different. The structure of the semiconductor laser will be described below in the order of manufacturing steps.

【0106】(602)n型GaAs基板に、n型Al
0.8 Ga0.2 As層とn型Al0.15Ga0.85As層を交
互に積層して波長800nm付近の光に対し99.5%
以上の反射率を持つ40ペアの(603)分布反射型多
層膜(DBR)ミラーを形成する。さらに、(604)
n型Al0.7 Ga0.3 Asクラッド層を形成した後、n
- 型GaAsウェル層とn- 型Al0.3 Ga0.7 Asバ
リア層を交互に積層した量子井戸構造の(605)活性
層を形成する。ここで、ウエル層の膜厚を40〜120
オングストローム,好ましくは61オングストローム、
バリア層の膜厚を40〜100オングストローム,好ま
しくは86オングストローム、ウエル層の総数を10〜
40層,好ましくは21層とするとよい。これにより、
面発光型半導体レーザの低閾値化、高出力化、温度特性
の向上、発振波長の再現性の向上が達成できるという効
果がある。
(602) n-type Al on a n-type GaAs substrate
A 0.8 Ga 0.2 As layer and an n-type Al 0.15 Ga 0.85 As layer are alternately laminated to form 99.5% for light near a wavelength of 800 nm.
40 pairs of (603) distributed reflection type multilayer film (DBR) mirrors having the above reflectance are formed. Furthermore, (604)
After forming the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As cladding layer,
- -type Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layers alternately laminated with the quantum well structure (605) active layer - -type GaAs well layers and n. Here, the film thickness of the well layer is 40 to 120.
Angstrom, preferably 61 Angstrom,
The thickness of the barrier layer is 40 to 100 angstroms, preferably 86 angstroms, and the total number of well layers is 10 to 10 angstroms.
The number of layers is 40, preferably 21. This allows
The surface-emitting type semiconductor laser has the effects of lowering the threshold, increasing the output, improving the temperature characteristics, and improving the reproducibility of the oscillation wavelength.

【0107】その後、(606)p型Al0.7 Ga0.3
Asクラッド層、(609)p型Al0.15Ga0.85As
コンタクト層を順次積層する。上記の各層は、第1実施
例と同様に有機金属気相成長法を用いて形成される。
After that, (606) p-type Al 0.7 Ga 0.3
As cladding layer, (609) p-type Al 0.15 Ga 0.85 As
Contact layers are sequentially stacked. Each of the above layers is formed by using the metal organic chemical vapor deposition method as in the first embodiment.

【0108】各層の形成後、反応性イオンビームエッチ
ング法(以下、RIBE法と記す)により、レジストで
覆われた柱状の発光部を残して、(606)p型Al
0.7 Ga0.3 Asクラッド層の途中までエッチングす
る。このエッチングプロセスの実施により、共振器の柱
状部分は、その上のレジスト層の輪郭形状と同じ断面を
持つ。
After forming each layer, a (606) p-type Al was formed by a reactive ion beam etching method (hereinafter referred to as RIBE method), leaving a columnar light emitting portion covered with a resist.
Etching is performed up to the middle of the 0.7 Ga 0.3 As clad layer. By performing this etching process, the columnar portion of the resonator has the same cross section as the contour shape of the resist layer thereon.

【0109】この第9実施例においても、図1(b)の
場合と同様に、(602)半導体基板に平行な共振器断
面が、長辺Aおよび短辺Bからなる矩形である。したが
って、この面発光型半導体レーザより出射されるレーザ
光の偏波面の方向を、上記実施例と同様に短辺Bの方向
と一致する特定方向に揃えることができる。また、第1
実施例と同様の理由から、好ましくはB<A<2×B、
さらに好もしくは1.1×B≦A≦1.5×Bとすると
良い。なお、(606)p型Al0.7 Ga0.3Asクラ
ッド層の途中までしかエッチングしない理由については
後述する。
Also in the ninth embodiment, as in the case of FIG. 1B, the cross section of the resonator parallel to the (602) semiconductor substrate is a rectangle having long sides A and short sides B. Therefore, the direction of the plane of polarization of the laser light emitted from this surface-emitting type semiconductor laser can be aligned with the specific direction that coincides with the direction of the short side B as in the above embodiment. Also, the first
For the same reason as in the example, preferably B <A <2 × B,
It is more preferable or 1.1 × B ≦ A ≦ 1.5 × B. The reason why the (606) p-type Al 0.7 Ga 0.3 As cladding layer is etched only halfway will be described later.

【0110】次に、この(606)p型Al0.7 Ga
0.3 Asクラッド層上に、埋込み層を形成する。第9実
施例では、この埋込み層の材質が、上述した各実施例と
異なっている。この実施例では、レジストを取り除いた
後、(607)絶縁性シリコン化合物薄膜と、(60
8)平坦化用絶縁層とを形成している。
Next, this (606) p-type Al 0.7 Ga
A buried layer is formed on the 0.3 As clad layer. In the ninth embodiment, the material of this burying layer is different from that of the above-mentioned respective embodiments. In this example, after removing the resist, (607) an insulating silicon compound thin film, and (60)
8) An insulating layer for planarization is formed.

【0111】(607)絶縁性シリコン化合物薄膜とし
ては、SiO2 などのシリコン酸化膜(SiOx )、S
3 4 などのシリコン窒化膜(SiNx )、SiCな
どのシリコン炭化膜(SiCx )等を挙げることができ
る。この(607)絶縁性シリコン化合物薄膜は、膜の
材質に応じて、常圧熱CVD法、減圧熱CVD法、プラ
ズマCVD法または反応性蒸着法等を用いて形成でき
る。本実施例では、(607)絶縁性シリコン化合物薄
膜をSiO2 膜等のSiOx 膜にて形成している。この
(607)SiOx 膜は常圧熱CVD法にて形成され、
その膜厚は好ましくは500〜2000オングストロー
ムである。この際のプロセス条件として、基板温度を4
50℃とし、プロセスガスとしてモノシラン(Si
4 )を9sccm、酸素(O2 )を50sccm、キ
ャリアガスとして窒素(N2 )を5slmに流量設定し
た。このとき、SiOx の成長速度は12.5オングス
トローム/min であった。
(607) As the insulating silicon compound thin film, a silicon oxide film (SiO x ) such as SiO 2 or S
Examples thereof include a silicon nitride film (SiN x ) such as i 3 N 4 and a silicon carbide film (SiC x ) such as SiC. The (607) insulating silicon compound thin film can be formed by an atmospheric pressure thermal CVD method, a low pressure thermal CVD method, a plasma CVD method, a reactive vapor deposition method, or the like, depending on the material of the film. In this embodiment, the (607) insulating silicon compound thin film is formed of a SiO x film such as a SiO 2 film. This (607) SiO x film is formed by the atmospheric pressure thermal CVD method,
The film thickness is preferably 500 to 2000 angstroms. As the process condition at this time, the substrate temperature is set to 4
The temperature is 50 ° C., and the process gas is monosilane (Si
H 4 ) was set to 9 sccm, oxygen (O 2 ) was set to 50 sccm, and nitrogen (N 2 ) as a carrier gas was set to 5 slm. At this time, the growth rate of SiO x was 12.5 Å / min.

【0112】(608)平坦化用絶縁層としては、(6
07)絶縁性シリコン化合物薄膜よりも低温にて形成で
きる材質が好ましく、例えばSOG(Spin On
Grass)膜を用いることが好ましい。あるいはポリ
イミド膜を用いることができる。SOG膜の場合膜厚は
0.5〜1.5μm、ポリイミド膜の場合膜厚は4〜6
μmとすれば良い。いずれの膜の場合も、スピンコート
法、及びその後のベーキング工程の実施により形成でき
る。SOG膜をポリイミド膜より薄くしている理由は、
SOG膜の膜厚を厚くするとベーキング工程にてクラッ
クが生じやすいからである。このほか、(608)平坦
化用絶縁層として、ZnSeなどの多結晶のII−VI族化
合物半導体膜、あるいは(607)薄膜よりも低温プロ
セスにて形成できる絶縁性シリコン化合物(例えばSi
x ,SiNx ,SiCx 等)を用いることもできる。
例えば、電子ビーム蒸着法にてSiO2 などのSiOx
を形成すると、熱CVD法よりも低温にて、平坦化絶縁
層としての絶縁性シリコン化合物を形成できる。本実施
例では、SiO2 を20重量%含むガラス溶液を基板上
に塗布し、該基板を3000rpmにて20秒間回転さ
せて、(608)SOG膜をスピン塗布した。その後、
80℃にて1分間、150℃にて2分間、300℃にて
30分間、N2 雰囲気中でベーキング工程を実施した。
(608) As the flattening insulating layer, (6)
07) A material that can be formed at a temperature lower than that of the insulating silicon compound thin film is preferable, for example, SOG (Spin On).
It is preferable to use a Grass film. Alternatively, a polyimide film can be used. In the case of SOG film, the film thickness is 0.5 to 1.5 μm, and in the case of polyimide film, the film thickness is 4 to 6
It may be μm. Any film can be formed by the spin coating method and the subsequent baking step. The reason why the SOG film is thinner than the polyimide film is
This is because if the thickness of the SOG film is increased, cracks are likely to occur during the baking process. In addition, as the (608) flattening insulating layer, a polycrystalline II-VI group compound semiconductor film such as ZnSe, or (607) an insulating silicon compound (for example, Si
O x , SiN x , SiC x, etc.) can also be used.
For example, by using an electron beam evaporation method, SiO x such as SiO 2
By forming, the insulating silicon compound can be formed as the planarization insulating layer at a temperature lower than that of the thermal CVD method. In this example, a glass solution containing 20% by weight of SiO 2 was applied onto a substrate, and the substrate was rotated at 3000 rpm for 20 seconds to spin-coat a (608) SOG film. afterwards,
A baking step was performed in an N 2 atmosphere at 80 ° C. for 1 minute, 150 ° C. for 2 minutes, and 300 ° C. for 30 minutes.

【0113】次に、(608)SOG膜をエッチングバ
ックして、露出した(609)コンタクト層の表面と面
一になるように平坦化させた。このため、平行平板電極
を用いた反応性イオンエッチング(RIE)法を用い、
反応ガスとしてSF6 :Ar=1:1の混合ガスを用
い、チャンバー内を20mTorrの圧力に設定した。
このときのエッチング速度は1000オングストローム
/minであった。
Next, the (608) SOG film was etched back and flattened so as to be flush with the exposed surface of the (609) contact layer. Therefore, a reactive ion etching (RIE) method using parallel plate electrodes is used,
A mixed gas of SF 6 : Ar = 1: 1 was used as a reaction gas, and the pressure inside the chamber was set to 20 mTorr.
The etching rate at this time was 1000 angstrom / min.

【0114】上記のエッチングバックの際には、(60
7)SiOx 層が(608)SOG膜よりもエッチング
レートが遅いため、、次にこの(607)SiOx 層の
みのエッチングを行った。このために、同様に平行平板
電極を用いたRIE法を採用し、反応ガスとしてCHF
3 を導入し、チャンバー内圧力を18mTorrに設定
した。このときのエッチング速度は400オングストロ
ーム/minであった。
In the above etching back, (60
7) Since the SiO x layer has a slower etching rate than the (608) SOG film, only the (607) SiO x layer was etched next. For this purpose, the RIE method using parallel plate electrodes is also used, and CHF is used as a reaction gas.
3 was introduced and the pressure in the chamber was set to 18 mTorr. The etching rate at this time was 400 Å / min.

【0115】次に、(609)コンタクト層とリング状
に接触する(612)コンタクト電極を形成する。(6
09)コンクタト層は(612)コンタクト電極の円形
開口を介して露出しており、この露出面を十分に覆うよ
うに、(611)誘電体多層膜ミラーを形成する。(6
11)ミラーは、SiO2 などのSiOx 層とTa2
5 層を交互に例えば7ペア積層し、波長800nm付近
の光に対して98.8%以上の反射率をもつ。なお、こ
の第9実施例では、(611)ミラーを(612)電極
の開口内だけでなく、(612)電極上にも形成して7
ペアの積層厚さを確保している。この(611)誘電体
多層膜ミラーを構成するTa2 5 層の代わりに、Zr
x 膜、ZrTiOx 膜、TiOx 膜も用いられる。こ
の(611)ミラーは、P型DBRミラーのようにミラ
ー自体に電流を流す構造でないため、(611)ミラー
での抵抗値を下げることができる。これにより、面発光
型半導体レーザの低閾値化、外部微分量子効率の向上が
達成できるという効果がある。
Next, a (612) contact electrode is formed in contact with the (609) contact layer in a ring shape. (6
The 09) contact layer is exposed through the circular opening of the (612) contact electrode, and the (611) dielectric multilayer mirror is formed so as to sufficiently cover this exposed surface. (6
11) Miller, SiO x layer and the Ta 2 O such as SiO 2
Five layers are alternately laminated, for example, 7 pairs, and have a reflectance of 98.8% or more with respect to light near a wavelength of 800 nm. In the ninth embodiment, the (611) mirror is formed not only in the opening of the (612) electrode but also on the (612) electrode.
The stack thickness of the pair is secured. Instead of the Ta 2 O 5 layer forming the (611) dielectric multilayer mirror, Zr
O x film, ZrTiO x film, TiO x film is also used. Since the (611) mirror does not have a structure in which a current flows through the mirror itself unlike the P-type DBR mirror, the resistance value of the (611) mirror can be reduced. As a result, it is possible to achieve a reduction in the threshold of the surface emitting semiconductor laser and an improvement in the external differential quantum efficiency.

【0116】しかる後、(602)基板の下に、Niと
Au・Ge合金から成る(601)電極が形成されて、
(600)面発光半導体レーザが完成する。
Thereafter, a (601) electrode made of Ni and Au.Ge alloy is formed under the (602) substrate,
A (600) surface emitting semiconductor laser is completed.

【0117】そして、(612)上側電極と(601)
下側電極との2つの電極間に順方向電圧が印加(本実施
例の場合は、上側電極から下側電極への方向に電圧が印
加される)されて電流注入が行なわれる。注入された電
流は、(605)量子井戸構造の活性層で光に変換さ
れ、(603)n型DBRミラーと(611)誘電体多
層膜ミラーとで構成される反射鏡の間をその光が往復す
ることにより増幅され、開口部から第1の方向610に
示す方向にレーザ光が放射される。
Then, (612) the upper electrode and (601)
A forward voltage is applied between the two electrodes including the lower electrode (in the case of the present embodiment, a voltage is applied in the direction from the upper electrode to the lower electrode) to inject current. The injected current is converted into light in the active layer of the (605) quantum well structure, and the light is transmitted between the reflecting mirrors composed of the (603) n-type DBR mirror and the (611) dielectric multilayer mirror. The laser light is amplified by reciprocating, and the laser light is emitted from the opening in the direction indicated by the first direction 610.

【0118】ここで、図21のSiO2 等の(607)
シリコン酸化膜(SiOx 膜)は、膜厚が500 〜2000オ
ングストロームという薄さで、常圧の熱CVD法(気相
成長方法)により形成したものである。(608)平坦
化用絶縁層は素子の表面を平坦化するために必要なもの
である。たとえば、平坦化用絶縁層を耐熱性樹脂とする
と、高抵抗とすることができるが、膜中に水分の残留が
発生しやすい。このため、直接に半導体層と接触させる
と、素子に長時間通電した場合に半導体層との界面に於
てボイドが発生し、素子の特性を劣化させる。そこで、
本実施例のように、シリコン酸化膜のような(607)
薄膜を半導体層との境界に形成すると、(607)シリ
コン酸化膜が保護膜となり、前述の劣化が生じない。
Here, as shown in FIG. 21, such as SiO 2 (607)
The silicon oxide film (SiO x film) has a thin film thickness of 500 to 2000 angstroms and is formed by a thermal CVD method (vapor phase growth method) under normal pressure. (608) The flattening insulating layer is necessary to flatten the surface of the device. For example, when the flattening insulating layer is made of a heat-resistant resin, high resistance can be obtained, but moisture remains easily in the film. For this reason, when the element is brought into direct contact with the semiconductor layer, a void is generated at the interface with the semiconductor layer when the element is energized for a long time, and the element characteristics are deteriorated. Therefore,
Like this embodiment, like a silicon oxide film (607)
When the thin film is formed at the boundary with the semiconductor layer, the (607) silicon oxide film serves as a protective film and the above-mentioned deterioration does not occur.

【0119】(607)シリコン酸化膜の形成方法には
プラズマCVD法、反応性蒸着法など種類があるが、S
iH4 (モノシラン)ガスとO2 (酸素)ガスを用い、
2(窒素)ガスをキャリアガスとする常圧熱CVD法
による成膜方法が最も適していた。その理由は、反応を
大気圧で行い、更にO2 が過剰な条件下で成膜するの
で、SiOx 膜中の酸素欠損が少なく緻密な膜となるこ
と、及び、ステップ・カバーレッジが良く、共振器の柱
状部分の側面と、(606)クラッド層との上に同じ膜
厚が得られることである。また、気相成長法であるの
で、液相成長のようにメルトバックによる共振器形状の
変化も生じない。
(607) There are various methods such as a plasma CVD method and a reactive vapor deposition method for forming a silicon oxide film.
Using iH 4 (monosilane) gas and O 2 (oxygen) gas,
The film forming method by the atmospheric pressure thermal CVD method using N 2 (nitrogen) gas as a carrier gas was most suitable. The reason is that the reaction is carried out at atmospheric pressure and the film is formed under the condition that the O 2 is excessive, so that the SiO x film has a small oxygen deficiency and becomes a dense film, and the step coverage is good. That is, the same film thickness can be obtained on the side surface of the columnar portion of the resonator and on the (606) clad layer. Further, since the vapor phase growth method is used, there is no change in the resonator shape due to meltback unlike liquid phase growth.

【0120】薄い(607)シリコン酸化膜を形成する
他の理由は、その後に形成する(608)絶縁物中の不
純物(例えばナトリウム、塩素、重金属等)が、その下
の(606)P型クラッド層106中や(605)量子
井戸構造の活性層中へ熱等により拡散することを阻止す
るためである。したがって、薄い(607)シリコン酸
化膜は、不純物を阻止できるだけの膜厚であればよいの
である。また、この薄い(607)シリコン酸化膜は、
熱CVDにより形成するので、その膜質は、その後形成
される(608)絶縁物と比較すると緻密である。しか
し、本実施例では熱CVDにより形成するため、素子へ
の熱の影響を考慮して、この(607)シリコン酸化膜
を厚くして単層とはしていない。薄い(607)シリコ
ン酸化膜と、膜質が緻密でなくてもより低温で形成でき
る(608)絶縁物との2層構造としたのである。した
がって、(607)シリコン化合物薄膜は、(608)
平坦化用絶縁層からの不純物の拡散を阻止する観点から
500オングストローム以上の膜厚とすることが好まし
く、形成プロセス時間を短時間として熱による悪影響を
低減する観点から、2000オングストローム以下の膜
厚とするのが良い。ただし、プロセス条件を変更するこ
と、特にプロセス温度下げることによって、(607)
シリコン化合物のみの単層によって埋込み層を形成する
こともできる。
Another reason for forming a thin (607) silicon oxide film is that impurities (eg, sodium, chlorine, heavy metal, etc.) in the insulator (608) that is formed later are (606) P-type cladding underneath. This is to prevent diffusion into the layer 106 or the active layer having the (605) quantum well structure due to heat or the like. Therefore, the thin (607) silicon oxide film only needs to have a film thickness capable of blocking impurities. Also, this thin (607) silicon oxide film is
Since it is formed by thermal CVD, its film quality is dense as compared with the (608) insulator formed later. However, in this embodiment, since it is formed by thermal CVD, the (607) silicon oxide film is not thickened to be a single layer in consideration of the influence of heat on the element. This is a two-layer structure of a thin (607) silicon oxide film and an (608) insulator that can be formed at a lower temperature even if the film quality is not dense. Therefore, the (607) silicon compound thin film is (608)
A film thickness of 500 angstroms or more is preferable from the viewpoint of preventing diffusion of impurities from the planarizing insulating layer, and a film thickness of 2000 angstroms or less is preferable from the viewpoint of shortening the formation process time and reducing the adverse effects of heat. Good to do. However, by changing the process conditions, especially by lowering the process temperature, (607)
The embedding layer can also be formed by a single layer of only a silicon compound.

【0121】また、この(607,608)埋込み層と
(605)量子井戸構造の活性層との間に、(606)
P型クラッド層を好ましくは0〜0.58μmの厚さ残
すことが好ましい。この膜厚は、さらに好ましくは0〜
0.35μmがよい。これにより、面発光型半導体レー
ザ装置において、埋め込み層部分の界面再結合電流をな
くし、高効率化、高信頼性化が達成できるという効果が
ある。
Between the (607, 608) buried layer and the (605) quantum well structure active layer, (606)
It is preferable to leave the P-type cladding layer with a thickness of preferably 0 to 0.58 μm. This film thickness is more preferably 0 to
0.35 μm is preferable. As a result, in the surface-emitting type semiconductor laser device, there is an effect that interface recombination current in the buried layer portion can be eliminated, and high efficiency and high reliability can be achieved.

【0122】なお、光共振器に形成された柱状部分の断
面形状を矩形とせずに例えば円形とし、出射側の(61
2)電極に形成される光出射口の開口形状を、第11図
(a)のように長辺aと短辺bとを有する矩形とするこ
とによっても、その短辺bの方向に揃った偏波面を有す
るレーザ光を出射することができる。また、第4実施例
にて説明したように、好ましくはb<a<2b、さらに
好ましくは1.1×b≦a≦1.5×bとすると良い。
さらに、第4実施例にて説明した通り、柱状部分の断面
を矩形とし、かつ光出射口を矩形とし、両者の短辺の方
向をそれぞれ平行な方向に設定してもよい。
The cross-sectional shape of the columnar portion formed on the optical resonator is not rectangular but is circular, for example.
2) Even if the opening shape of the light emitting port formed in the electrode is a rectangle having a long side a and a short side b as shown in FIG. 11 (a), it is aligned in the direction of the short side b. Laser light having a plane of polarization can be emitted. Further, as described in the fourth embodiment, it is preferable that b <a <2b, more preferably 1.1 × b ≦ a ≦ 1.5 × b.
Further, as described in the fourth embodiment, the cross-section of the columnar portion may be rectangular and the light emitting port may be rectangular, and the directions of the short sides of both may be set in parallel directions.

【0123】また、第9実施例にて説明した(607,
608)埋込み層により、第3実施例に示した複数本の
柱状部分を分離する分離溝を埋め込むこともできる。こ
れにより、各柱状部分と対応する複数の発光部から、位
相同期したレーザ光を出射することができる。さらに、
分離溝に埋め込まれる(607,608)埋込み層を、
レーザ光の波長に対してほぼ透明の材料とすることがで
きる。例えば、埋込み層の材料を、SiOx 、SiNx
とすると、埋込み層はレーザ発光波長に対してほぼ透明
となる。したがって、第3実施例と同様に、複数の発光
部からの光だけでなく、埋込み層に漏れた光も有効にレ
ーザ発振に寄与させて発光スポットを拡げることができ
る。さらに、この各柱状部分に形成される発光部を、ラ
イン状に配列することもできる。
In addition, as described in the ninth embodiment (607,
608) The burying layer can also bury the separation groove for separating the plurality of columnar portions shown in the third embodiment. As a result, phase-synchronized laser light can be emitted from the plurality of light emitting portions corresponding to the respective columnar portions. further,
An embedded layer (607, 608) embedded in the isolation trench is
A material that is substantially transparent to the wavelength of laser light can be used. For example, the material of the buried layer is SiO x , SiN x
Then, the buried layer becomes almost transparent to the laser emission wavelength. Therefore, similarly to the third embodiment, not only the light from the plurality of light emitting portions but also the light leaked to the buried layer can be effectively contributed to the laser oscillation to expand the light emission spot. Further, the light emitting portions formed on the respective columnar portions can be arranged in a line.

【0124】[0124]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る面発
光型半導体レーザによれば、柱状半導体層の断面形状あ
るいは光出射側電極に形成される光出射口の開口形状の
一方又は双方を、長辺および短辺から成る矩形とするこ
とで、発振されるレーザ光の偏波面の方向を短辺と平行
な方向に揃えることができる。
As described above, according to the surface-emitting type semiconductor laser of the present invention, one or both of the cross-sectional shape of the columnar semiconductor layer or the opening shape of the light emitting port formed in the light emitting side electrode is provided. By making the rectangle composed of the long side and the short side, the direction of the polarization plane of the oscillated laser light can be aligned in the direction parallel to the short side.

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

【図1】(a)は本発明の第1実施例における半導体レ
ーザの発光部の断面を示す斜視図、(b)はその平面図
である。
1A is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.

【図2】(a)〜(f)は図1の半導体レーザの製造工
程を示す断面図である。
2A to 2F are cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor laser of FIG.

【図3】図1の半導体レーザの駆動電流と発振光出力の
関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drive current and the oscillation light output of the semiconductor laser of FIG.

【図4】(a)は本発明の第2実施例における半導体レ
ーザの発光部の断面を示す斜視図、(b)はその平面図
である。
4A is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a plan view thereof.

【図5】図4の半導体レーザの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor laser of FIG.

【図6】(a)は本発明の第3実施例における位相同期
型の面発光型半導体レーザの発光部の断面を示す概略
図、(b)はその平面図である。
6A is a schematic view showing a cross section of a light emitting portion of a phase-locking surface emitting semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a plan view thereof.

【図7】(a)〜(g)は図6の半導体レーザの製造工
程を示す断面図である。
7A to 7G are sectional views showing manufacturing steps of the semiconductor laser of FIG.

【図8】従来の面発光型半導体レーザと図6の半導体レ
ーザの形状の違いと発光近視野像の違いを示した図であ
り、同図(a)は従来の面発光型半導体レーザの光が出
射される側の形状を示しており、同図(b)は同図
(a)に示した半導体レーザの発光遠視野像の強度分布
を示す。同図(c)は本実施例に於ける半導体レーザの
光が出射される側の形状の一例を示しており、同図
(d)は同図(c)に示した半導体レーザの発光遠視野
像の強度分布を示すである。
FIG. 8 is a diagram showing the difference in shape and the emission near-field image between the conventional surface-emitting type semiconductor laser and the semiconductor laser shown in FIG. 6, in which FIG. 8 (a) shows the light of the conventional surface-emitting type semiconductor laser. Shows the shape on the side from which light is emitted, and FIG. 6B shows the intensity distribution of the emission far-field image of the semiconductor laser shown in FIG. FIG. 7C shows an example of the shape of the side of the semiconductor laser from which light is emitted in this embodiment, and FIG. 7D shows the emission far field of the semiconductor laser shown in FIG. 3 is a diagram showing the intensity distribution of an image.

【図9】(a)〜(d)は、矩形断面を有する柱状部分
の短辺の方向の設定例およびその短辺の方向に依存して
特定方向に偏波面をもつレーザ光を偏光フィルタにて透
過させた状態を示す概略説明図である。
9A to 9D are examples of setting a direction of a short side of a columnar portion having a rectangular cross section and a laser light having a polarization plane in a specific direction depending on the direction of the short side as a polarization filter. It is a schematic explanatory drawing which shows the state which made it penetrate.

【図10】(a)〜(c)は、本発明の第4実施例にお
ける位相同期型の面発光型半導体レーザの光が出射され
る側の形状を示す概略図である。
FIGS. 10A to 10C are schematic views showing the shape on the light emitting side of a phase-locking surface-emitting type semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】(a)〜(d)は、本発明の第4実施例にお
ける位相同期型の面発光型半導体レーザの光が出射され
る側の形状を示す概略図である。
FIG. 11A to FIG. 11D are schematic views showing the shape on the light emitting side of the phase-locked surface emitting semiconductor laser in the fourth embodiment of the present invention.

【図12】従来の面発光型半導体レーザの発光部を示す
斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a light emitting portion of a conventional surface emitting semiconductor laser.

【図13】本発明の第5実施例における半導体レーザの
発光部の断面を示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】図13の半導体レーザにおけるMQW構造の
活性層の拡大断面図である。
14 is an enlarged cross-sectional view of an active layer having an MQW structure in the semiconductor laser of FIG.

【図15】図13の半導体レーザの駆動電流と発振光出
力の関係を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the drive current and the oscillation light output of the semiconductor laser of FIG.

【図16】本発明の他の実施例である面発光型半導体レ
ーザの発光部の断面図を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing a sectional view of a light emitting portion of a surface emitting semiconductor laser according to another embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第6実施例における位相同期型の面
発光型半導体レーザの発光部の断面を示す概略図であ
る。
FIG. 17 is a schematic view showing a cross section of a light emitting portion of a phase-locking surface-emitting type semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.

【図18】(a)〜(d)は、本発明の第7実施例にお
ける半導体レーザの光出射側の電極の開口の形状を示す
概略説明図である。
18 (a) to 18 (d) are schematic explanatory views showing the shape of the opening of the electrode on the light emitting side of the semiconductor laser in the seventh embodiment of the present invention.

【図19】(a)〜(d)は、本発明の第8実施例にお
ける半導体レーザの光出射電極の開口の形状を示す概略
説明図である。
19A to 19D are schematic explanatory views showing the shape of the opening of the light emitting electrode of the semiconductor laser in the eighth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の各実施例の半導体レーザにおけるII
−VI族化合物半導体層を製造するのに使用できる装置の
概略図である。
FIG. 20: II in the semiconductor laser of each embodiment of the present invention
FIG. 6 is a schematic view of an apparatus that can be used to manufacture a group VI compound semiconductor layer.

【図21】本発明の第9実施例に係る半導体レーザの断
面を示す概略斜視図である。
FIG. 21 is a schematic perspective view showing a cross section of a semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

102,202,302,402,502,602 半
導体基板 106,206,306,406,506,605 活
性層 107,207,307,407,507,606 ク
ラッド層 108,208,308,408,508,609 コ
ンタクト層 109,209,309,409,509 II−VI族化
合物半導体エピタキシャル層 111,211,311,411,511 光出射側反
射鏡 314 分離溝 320 発光部 607,608 埋込み層 A 柱状部分の矩形断面の長辺 B 柱状部分の矩形断面の短辺 a 矩形の光出射口の長辺 b 矩形の光出射口の短辺
102, 202, 302, 402, 502, 602 Semiconductor substrate 106, 206, 306, 406, 506, 605 Active layer 107, 207, 307, 407, 507, 606 Cladding layer 108, 208, 308, 408, 508, 609 Contact layers 109, 209, 309, 409, 509 II-VI group compound semiconductor epitaxial layers 111, 211, 311, 411, 511 Light emitting side reflecting mirror 314 Separation groove 320 Light emitting portions 607, 608 Buried layer A Rectangular cross section of columnar portion Long side B of the rectangular cross section of the columnar part a long side of the rectangular light emitting opening b short side of the rectangular light emitting opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 貴幸 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−363081(JP,A) 特開 平5−13880(JP,A) 特開 平4−363083(JP,A) 特開 平1−135086(JP,A) 特開 平5−136526(JP,A) 特開 平5−75215(JP,A) 特開 平4−144183(JP,A) 特開 昭64−44083(JP,A) Electronics Lette rs,1991年,27[12],p.1067− 1069 Electronics Lette rs,1991年,28[6],p.555−556 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takayuki Kondo 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Seiko Epson Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-363081 (JP, A) JP-A 5-13880 (JP, A) JP 4-363083 (JP, A) JP 1-135086 (JP, A) JP 5-136526 (JP, A) JP 5-75215 (JP, A) JP 4-144183 (JP, A) JP 64-44083 (JP, A) Electronics Letters, 1991, 27 [12], p. 1067-1069 Electronics Letters, 1991, 28 [6], p. 555-556 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板に垂直な方向に光を出射する
面発光型半導体レーザにおいて、 反射率の異なる一対の反射鏡とそれらの間の多層の半導
体層とを有し、前記半導体層のうちの少なくともクラッ
ド層が複数本の柱状に形成されている光共振器と、 前記柱状部分の周囲に埋め込まれている絶縁性の埋込み
層と、 前記柱状部分の表面にコンクタトし、かつ、前記柱状部
分と対向する領域に光出射口を有し、少なくとも前記光
出射口内に前記一対の反射鏡のうちの光出射側の反射鏡
が形成される光出射側の電極と、 を有し、 前記柱状部分は、前記半導体基板に平行な横断面形状が
長辺と短辺からなる矩形であり、出射されるレーザ光の
偏波面の方向が、前記短辺の方向と平行であることを特
徴とする面発光型半導体レーザ。
1. A surface-emitting type semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a semiconductor substrate, comprising a pair of reflecting mirrors having different reflectances and a multi-layer semiconductor layer between the reflecting mirrors. at least an optical resonator clad layer is formed on the columnar several double, an insulating buried layer embedded around the pillar portion, and Konkutato the surface of the columnar portion, and said columnar A light emitting side electrode having a light emitting side in a region facing the portion, and at least a light emitting side reflecting mirror of the pair of reflecting mirrors is formed in the light emitting side. The portion is characterized in that the cross-sectional shape parallel to the semiconductor substrate is a rectangle having long sides and short sides, and the direction of the plane of polarization of the emitted laser light is parallel to the direction of the short sides. Surface-emitting type semiconductor laser.
【請求項2】 半導体基板に垂直な方向に光を出射する
面発光型半導体レーザにおいて、 反射率の異なる一対の反射鏡とそれらの間の多層の半導
体層とを有し、前記半導体層のうちの少なくともクラッ
ド層が複数本の柱状に形成されている光共振器と、 前記柱状部分の周囲に埋め込まれている絶縁性の埋込み
層と、 前記柱状部分の表面にコンクタトし、かつ、前記柱状部
分と対向する領域に光出射口を有し、少なくとも前記光
出射口内に前記一対の反射鏡のうちの光出射側の反射鏡
が形成される光出射側の電極と、 を有し、 前記光出射口の開口形状が、長辺と短辺から成る矩形で
あり、出射されるレーザ光の偏波面の方向が、前記短辺
の方向と平行であることを特徴とする面発光型半導体レ
ーザ。
2. A surface-emitting type semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a semiconductor substrate, comprising a pair of reflecting mirrors having different reflectances and a multi-layered semiconductor layer between the reflecting mirrors. at least an optical resonator clad layer is formed on the columnar several double, an insulating buried layer embedded around the pillar portion, and Konkutato the surface of the columnar portion, and said columnar A light emitting side electrode having a light emitting side in a region facing the portion, and a light emitting side reflecting mirror of the light emitting side of the pair of reflecting mirrors is formed in at least the light emitting side. A surface-emitting type semiconductor laser characterized in that the emission opening has a rectangular shape having long sides and short sides, and a direction of a plane of polarization of emitted laser light is parallel to the direction of the short side.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記埋込み層は、II−VI族化合物半導体エピタキシャ
ル層であることを特徴とする面発光型半導体レーザ。
3. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the buried layer is a II-VI group compound semiconductor epitaxial layer.
【請求項4】 請求項1または2において、 前記埋込み層は、少なくとも前記光共振器との界面を絶
縁性シリコン化合物にて覆っていることを特徴とする面
発光型半導体レーザ。
4. The surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the buried layer covers at least an interface with the optical resonator with an insulating silicon compound.
【請求項5】 請求項4において、 前記絶縁性シリコン化合物は、シリコン酸化物、シリコ
ン窒化物あるいはシリコン炭化物のいずれかであること
を特徴とする面発光型半導体レーザ。
5. The surface emitting semiconductor laser according to claim 4, wherein the insulating silicon compound is any one of silicon oxide, silicon nitride and silicon carbide.
【請求項6】 請求項4または5において、 前記埋込み層は、前記絶縁性シリコン化合物にて形成さ
れた薄膜の上に、前記光共振器の周囲を平坦化するため
の平坦化用絶縁層を含むことを特徴とする面発光型半導
体レーザ。
6. The flattening insulating layer according to claim 4, wherein the buried layer has a flattening insulating layer for flattening a periphery of the optical resonator, on the thin film formed of the insulating silicon compound. A surface-emitting type semiconductor laser comprising:
【請求項7】 請求項6において、 前記平坦化用絶縁層は、SOG膜、耐熱性樹脂膜、多結
晶のII−VI族化合物半導体膜、あるいは前記絶縁性シリ
コン化合物薄膜よりも低温プロセスにて形成された絶縁
性シリコン化合物膜のいずれかにて形成されていること
を特徴とする面発光型半導体レーザ。
7. The flattening insulating layer according to claim 6, wherein the SOG film, the heat-resistant resin film, the polycrystalline II-VI group compound semiconductor film, or the insulating silicon compound thin film is formed by a lower temperature process. A surface-emitting type semiconductor laser characterized by being formed of any one of the formed insulating silicon compound films.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかにおいて、 前記光共振器は、複数本の前記柱状部分に分離する分離
溝を有し、前記分離溝は前記半導体基板に対してほぼ垂
直な溝であり、前記埋込み層が前記分離溝に埋込み形成
されることで各柱状部分にそれぞれ発光部が形成され、 前記光共振器を構成する半導体層のうちの活性層には前
記分離溝が到達せず、各発光部での光の位相は同期して
いることを特徴とする面発光型半導体レーザ。
8. The optical resonator according to claim 1, wherein the optical resonator has a separation groove that separates the plurality of columnar portions, and the separation groove is substantially vertical to the semiconductor substrate. The buried layer is buried in the separation groove to form a light emitting portion in each columnar portion, and the separation groove reaches the active layer of the semiconductor layers forming the optical resonator. In addition, the surface emitting semiconductor laser is characterized in that the phases of light in the respective light emitting sections are synchronized.
【請求項9】 請求項8において、 前記分離溝には、出射するレーザ光の波長に対して透明
な埋込み層が埋め込まれ、 光出射側の前記電極は、複数本の前記柱状部分の各端面
及び前記分離溝に埋め込まれた前記埋込み層と対向する
領域に亘って前記光出射口を有し、 前記各柱状部分の矩形横断面を形成する短辺の方向がそ
れぞれ平行であり、 各柱状部分およびその間の前記埋込み層から前記光出射
口を介して、位相および偏波面の方向が揃いかつ発光ス
ポットが一つのレーザ光を出射することを特徴とする面
発光型半導体レーザ。
9. The embedding layer that is transparent to the wavelength of the emitted laser light is embedded in the separation groove, and the electrode on the light emission side has end faces of a plurality of columnar portions. And each of the columnar portions has the light emission port over a region facing the embedded layer embedded in the separation groove, and the directions of short sides forming a rectangular cross section of each of the columnar portions are parallel to each other. A surface-emitting type semiconductor laser characterized in that a laser beam having a single emission spot and having the same phase and polarization plane is emitted from the buried layer therebetween and the light emission port.
【請求項10】 請求項8において、 前記分離溝には、出射するレーザ光の波長に対して透明
な埋込み層が埋め込まれ、 光出射側の前記電極は、複数本の前記柱状部分の各端面
及び前記分離溝に埋め込まれた前記埋込み層と対向する
領域に亘って開口する矩形の前記光出射口を有し、 各柱状部分およびその間の前記埋込み層から前記光出射
口を介して、位相および偏波面の方向が揃いかつ発光ス
ポットが一つのレーザ光を出射することを特徴とする面
発光型半導体レーザ。
10. The embedding layer transparent to the wavelength of emitted laser light is embedded in the separation groove, and the electrode on the light emitting side is provided on each end face of the plurality of columnar portions. And the rectangular light emission opening that is opened over a region facing the embedded layer embedded in the separation groove, and the phase and the columnar portions and the embedded layer between the columnar portions through the light emission opening, A surface-emitting type semiconductor laser characterized in that the directions of polarization planes are aligned and a single emission spot emits one laser beam.
JP02599894A 1993-01-28 1994-01-28 Surface emitting semiconductor laser Expired - Lifetime JP3448939B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02599894A JP3448939B2 (en) 1993-01-28 1994-01-28 Surface emitting semiconductor laser

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3422693 1993-01-28
JP5-34226 1993-01-28
JP02599894A JP3448939B2 (en) 1993-01-28 1994-01-28 Surface emitting semiconductor laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06283818A JPH06283818A (en) 1994-10-07
JP3448939B2 true JP3448939B2 (en) 2003-09-22

Family

ID=26363720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02599894A Expired - Lifetime JP3448939B2 (en) 1993-01-28 1994-01-28 Surface emitting semiconductor laser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3448939B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2891133B2 (en) * 1994-10-24 1999-05-17 日本電気株式会社 Surface emitting laser, surface emitting laser array, and optical information processing device
JPH08116130A (en) * 1994-10-19 1996-05-07 Nec Corp Surface emitting laser
JP3840696B2 (en) * 1996-07-10 2006-11-01 富士ゼロックス株式会社 Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3799667B2 (en) * 1996-07-10 2006-07-19 富士ゼロックス株式会社 Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3671530B2 (en) 1996-07-11 2005-07-13 セイコーエプソン株式会社 Liquid crystal display
JP4160226B2 (en) * 1999-12-28 2008-10-01 株式会社東芝 Semiconductor laser device
JP2002164575A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor light emitting element
JP4515949B2 (en) * 2005-03-31 2010-08-04 株式会社東芝 Planar optical semiconductor device
JP2007258657A (en) * 2005-09-13 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Surface emitting laser equipment, light receiver and optical communication system built therewith
US8077752B2 (en) 2008-01-10 2011-12-13 Sony Corporation Vertical cavity surface emitting laser
JP4582237B2 (en) 2008-01-10 2010-11-17 ソニー株式会社 Surface emitting semiconductor laser
KR100949571B1 (en) * 2008-01-21 2010-03-25 포항공과대학교 산학협력단 Photonic quantum ring laser and its fabrication method
JP2010161253A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 Yokogawa Electric Corp External resonator type surface-emitting laser

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Electronics Letters,1991年,27[12],p.1067−1069
Electronics Letters,1991年,28[6],p.555−556

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06283818A (en) 1994-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100210290B1 (en) Surface emitting type semiconductor laser
US6967981B2 (en) Nitride based semiconductor structures with highly reflective mirrors
JP3713100B2 (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP3766976B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3448939B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
US5295148A (en) Surface emission type semiconductor laser
US5587335A (en) Method of making surface emission type semiconductor laser
US5317584A (en) Surface emission type semiconductor laser
JP3395194B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
US5404369A (en) Surface emission type semiconductor laser
US5625637A (en) Surface emitting semiconductor laser and its manufacturing process
JPH05299779A (en) Surface light emitting type semiconductor laser
US5436922A (en) Surface emission type semiconductor laser
JPH08340156A (en) Surface emitting type semiconductor laser
JPH05251828A (en) Semiconductor laser
US20090154516A1 (en) Particle display with jet-printed color filters and surface coatings
JP3293221B2 (en) Surface emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same
JP2002204027A (en) Surface emitting type semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP2947164B2 (en) Semiconductor laser device
JP3240636B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JP3467593B2 (en) Surface emitting semiconductor laser
JPH0513880A (en) Manufacture of semiconductor laser
JP3358197B2 (en) Semiconductor laser
JPH053376A (en) Manufacture of semiconductor laser
JP3468236B2 (en) Semiconductor laser

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030610

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130711

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term