JP3468236B2 - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JP3468236B2
JP3468236B2 JP2001353527A JP2001353527A JP3468236B2 JP 3468236 B2 JP3468236 B2 JP 3468236B2 JP 2001353527 A JP2001353527 A JP 2001353527A JP 2001353527 A JP2001353527 A JP 2001353527A JP 3468236 B2 JP3468236 B2 JP 3468236B2
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contact layer
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克己 森
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の垂直方向に
レーザ光を発振する、面発光型の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 semiconductor laser which oscillates laser light in a direction perpendicular to a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板の垂直方向に共振器を持つ面発光型
の半導体レーザ(以下、「面発光半導体レーザ」と記
す)としては、例えば、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)に開示されたものが知られ
ている。
2. Description of the Related Art As a surface-emitting type semiconductor laser having a resonator in a direction perpendicular to a substrate (hereinafter referred to as "surface-emitting semiconductor laser"), for example, a proceedings of the 50th Japan Society of Applied Physics Academic Lecture Third Volume p. 909 29a-ZG-
7 (published on September 27, 1989) is known.

【0003】かかる面発光半導体レーザでは、埋込み層
をp型AlGaAs層およびn型AlGaAs層からな
るp−n接合層で構成している。これは、p型GaAs
活性層以外の部分に電流が流れるのを防止するためであ
る。
In such a surface emitting semiconductor laser, the buried layer is composed of a pn junction layer composed of a p-type AlGaAs layer and an n-type AlGaAs layer. This is p-type GaAs
This is to prevent a current from flowing to a portion other than the active layer.

【0004】これに対して、本願出願人は、かかる埋込
み層を一層のII−VI族化合物半導体層のみによって形成
した面発光半導体レーザを、既に提案している(特願平
2−242000号)。かかる面発光半導体レーザは、
埋込み層の抵抗を大きくすることができるので十分な電
流狭窄が得られること、円柱状領域との界面位置の整合
が不要となること等の利点を有している。
On the other hand, the applicant of the present application has already proposed a surface emitting semiconductor laser in which such a buried layer is formed of only one II-VI group compound semiconductor layer (Japanese Patent Application No. 2-242000). . Such a surface emitting semiconductor laser is
Since the resistance of the buried layer can be increased, sufficient current confinement can be obtained, and it is not necessary to match the interface position with the cylindrical region.

【0005】この面発光半導体レーザは、図8に示した
ように、先ず、 (602)n型GaAs基板に (603)n型G
aAsバッファ層、 (604)分布反射型多層膜ミラー、
(605)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層、 (606)p
型GaAs活性層、(607) p型Al0.4 Ga0.6 Asク
ラッド層および (608)p型Al0.1 Ga0.9 Asコンタ
クト層を順次成長させ、その後、(607) p型Al0.4
0.6 Asクラッド層および (608)p型Al0.1 Ga
0.9 Asコンタクト層を円柱状の領域を残して垂直にエ
ッチングし、さらに、この円柱状領域の周囲に (609)Z
nS0.06Se0.94を形成して埋込み、しかる後に、 (60
8)p型Al0.1 Ga0.9 Asコンタクト層の上面の、円
柱径よりもやや小さい領域に (611)誘電体多層膜ミラー
を蒸着し、最後に、 (610)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により構成されてい
る。
In this surface emitting semiconductor laser, as shown in FIG. 8, first, a (603) n type G substrate is formed on a (602) n type GaAs substrate.
aAs buffer layer, (604) distributed reflection type multilayer mirror,
(605) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, (606) p
-Type GaAs active layer, (607) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, and (608) p-type Al 0.1 Ga 0.9 As contact layer are sequentially grown, and then (607) p-type Al 0.4 G
a 0.6 As clad layer and (608) p-type Al 0.1 Ga
The 0.9 As contact layer is vertically etched, leaving a columnar region, and (609) Z is formed around the columnar region.
nS 0.06 Se 0.94 was formed and buried, and then (60
8) On the upper surface of the p-type Al 0.1 Ga 0.9 As contact layer, a (611) dielectric multilayer mirror is vapor-deposited on a region slightly smaller than the cylindrical diameter, and finally, (610) p-type ohmic electrode, (601)
It is configured by forming an n-type ohmic electrode.

【0006】このように、面発光型の半導体レーザで
は、光出射エリアに電極とのコンタクトを行うためのコ
ンタクト層が介在し、この点端面発光型の半導体レーザ
と異なっている。
As described above, the surface-emitting type semiconductor laser differs from the point-end surface-emitting type semiconductor laser in that the contact layer for making contact with the electrode is interposed in the light emitting area.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】かかる面発光半導体レ
ーザにおいて、高出力化を図るためには、 (608)コンタ
クト層のAl組成比を、なるべく高くすることが望まし
い。これは、Alの組成比を高くすることにより、この
(608)コンタクト層による光吸収を少なくすることがで
きるからである。
In such a surface emitting semiconductor laser, in order to increase the output, it is desirable that the Al composition ratio of the (608) contact layer be as high as possible. This is because by increasing the Al composition ratio,
(608) This is because light absorption by the contact layer can be reduced.

【0008】しかしながら、本発明者の検討によれば、
(608)コンタクト層を形成するAlGaAsのAl組成
比を高くすると、以下のような課題を生じる。
However, according to the study by the present inventor,
(608) If the Al composition ratio of AlGaAs forming the contact layer is increased, the following problems occur.

【0009】Alの組成比が高いと、 (608)コンタク
ト層に高濃度のドープを行うことができなくなる。この
ため、 (608)コンタクト層の抵抗を低く抑えることがで
きなくなるので、出射時に発生するジュール熱が増大し
てしまい、出射効率の低下や寿命の低下の原因となる。
If the Al composition ratio is high, it becomes impossible to dope the (608) contact layer with a high concentration. For this reason, the resistance of the (608) contact layer cannot be suppressed to a low level, so that the Joule heat generated at the time of emission increases, which causes a reduction in emission efficiency and a reduction in life.

【0010】また、Alは酸化しやすいので、 (608)
コンタクト層の表面に (610)p型オーミック電極を形成
する際の信頼性が低下し、これにより、面発光半導体レ
ーザの信頼性や特性が低下する。
Since Al is easily oxidized, (608)
The reliability of forming the (610) p-type ohmic electrode on the surface of the contact layer is reduced, and thus the reliability and characteristics of the surface emitting semiconductor laser are reduced.

【0011】上述の面発光半導体レーザの製造工程に
おいては、 (608)コンタクト層と(610)p型オーミック
電極とをアロイング(合金化)するために、両者を加熱
する工程が行われるが、Alの組成比が高い場合には、
このときの加熱温度を高くしなければならなくなり。こ
のため、面発光半導体レーザ内の結晶の界面で原子の拡
散が起こり、特性および信頼性の悪化の原因となる。
In the manufacturing process of the above-mentioned surface emitting semiconductor laser, in order to alloy (alloy) the (608) contact layer and the (610) p-type ohmic electrode, a step of heating them is performed. When the composition ratio of is high,
At this time, the heating temperature must be raised. For this reason, atoms are diffused at the crystal interface in the surface-emitting semiconductor laser, which causes deterioration of characteristics and reliability.

【0012】これらの課題は、いづれも、 (608)コンタ
クト層を形成するAlGaAsのAl組成比が高い程、
顕著となる。
In any of these problems, the higher the Al composition ratio of AlGaAs forming the (608) contact layer,
It becomes remarkable.

【0013】このため、面発光半導体レーザでは、コン
タクト層中のAlの組成比をあまり高くすることができ
なかったので、コンタクト層による光吸収を十分に抑え
ることができず、したがって、出力強度の向上に限界が
あった。
Therefore, in the surface-emitting semiconductor laser, the composition ratio of Al in the contact layer could not be increased so much that light absorption by the contact layer could not be sufficiently suppressed, and therefore the output intensity could not be increased. There was a limit to improvement.

【0014】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、優れた出力強度を得るこ
とができ、信頼性が高く、且つ、高寿命の半導体レーザ
を提供することにある。
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser which can obtain excellent output intensity, is highly reliable, and has a long life. is there.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の面発光型半導体
レーザは、半導体基板と、前記半導体基板の上方に配置
された下部反射鏡と、前記下部反射鏡の上方に配置され
た下部クラッド層と、前記下部クラッド層の上方に配置
された活性層と、前記活性層の上方に配置され、上部に
柱状部を有する上部クラッド層と、前記柱状部の上方に
配置された光出射穴を有するコンタクト層と、前記コン
タクト層の上方と、前記光出射穴と、に配置された上部
反射鏡と、前記コンタクト層の上方に配置された上部電
極と、含み、前記光出射穴下方のコンタクト層の膜厚を
xとすると、0<x≦0.1μmであり、前記柱状部に
は、前記活性層に達しない分離溝により、複数の発光部
が形成されてなり、前記上部反射鏡は、少なくとも前記
分離溝の上に形成されていることを特徴とする。上記の
面発光型半導体レーザにおいて、前記柱状部の周囲に
は、埋め込み層が形成されていることが好ましい。前記
埋め込み層は、前記柱状部を構成する材料より高抵抗な
材料により構成されていることが好ましい。
A surface emitting semiconductor laser according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a lower reflecting mirror arranged above the semiconductor substrate, and a lower cladding layer arranged above the lower reflecting mirror. An active layer disposed above the lower clad layer, an upper clad layer disposed above the active layer and having a columnar portion in an upper portion, and a light exit hole disposed above the columnar portion. A contact layer, an upper reflecting mirror disposed above the contact layer, the light emitting hole, and an upper electrode disposed above the contact layer; and a contact layer below the light emitting hole. When the film thickness and x, Ri 0 <x ≦ 0.1μm der, in the columnar portion
Is a plurality of light emitting parts due to the separation groove that does not reach the active layer.
Is formed, the upper reflecting mirror is at least the
It is characterized in that it is formed on the separation groove . In the above surface emitting semiconductor laser, it is preferable that a buried layer is formed around the columnar portion. It is preferable that the embedded layer is made of a material having a higher resistance than that of the material forming the columnar portion.

【0016】前記柱状の半導体層の周囲は、II−VI族化
合物半導体層により埋め込まれていることが好ましい。
The periphery of the columnar semiconductor layer is preferably filled with a II-VI group compound semiconductor layer.

【0017】さらに、前記光出射穴を有する半導体コン
タクト層は、GaAsによって形成されていることが望
ましい。
Further, it is desirable that the semiconductor contact layer having the light emitting hole is made of GaAs.

【0018】[0018]

【作用】上述の構成によれば、コンタクト層に光出射穴
を設けたことにより、共振器から出射されるレーザ光の
相当部分はこの光出射穴から出射される。これにより、
コンタクト層による光吸収は充分に抑制される。すなわ
ち、本発明によれば、コンタクト層の組成がどのような
ものであっても、これに左右されることなく、優れた出
力強度を得ることが可能となる。
According to the above structure, since the light emitting hole is provided in the contact layer, a considerable portion of the laser light emitted from the resonator is emitted from the light emitting hole. This allows
Light absorption by the contact layer is sufficiently suppressed. That is, according to the present invention, it is possible to obtain excellent output intensity regardless of the composition of the contact layer, without being influenced by this.

【0019】したがって、コンタクト層の組成を選択す
る際に、このコンタクト層の光吸収率を考慮する必要が
ないので、かかる組成を選択する際の自由度が高くな
る。これにより、上述したような、コンタクト層の光吸
収を抑えるために、抵抗が増加したり、酸化し易くなっ
たり、アロイングに必要な温度が高くなったりするとい
った課題は生じなくなる。
Therefore, when selecting the composition of the contact layer, it is not necessary to consider the light absorptance of the contact layer, so that the degree of freedom in selecting such composition is increased. As a result, in order to suppress the light absorption of the contact layer, the above-mentioned problems such as increase in resistance, easy oxidation, and increase in temperature required for alloying do not occur.

【0020】柱状半導体層の周囲をII−VI族化合物半導
体層で埋め込むと、高抵抗の埋込み層への注入電流のも
れが生じず、十分な電流狭窄が得られ、しきい値電流を
下げられるので室温連続発振が可能となり、光出力を増
大できる上記作用と併せて実用性の高い面発光型半導体
レーザを実現できる。
When the periphery of the columnar semiconductor layer is filled with the II-VI group compound semiconductor layer, leakage of the injection current into the high resistance embedded layer does not occur, sufficient current confinement is obtained, and the threshold current is lowered. As a result, continuous oscillation at room temperature becomes possible, and a highly practical surface-emitting type semiconductor laser can be realized in addition to the above-mentioned effect of increasing the optical output.

【0021】コンタクト層をGaAsで形成することと
すれば(すなわち、コンタクト層にAlをまったく含有
させないこととすれば)、抵抗が非常に小さく、酸化し
にくく、且つ、アロイング時の温度が非常に低いコンタ
クト層を得ることができる。
If the contact layer is made of GaAs (that is, if the contact layer does not contain Al at all), the resistance is very small, it is difficult to oxidize, and the temperature during alloying is very high. A low contact layer can be obtained.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】(実施例1)図1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
図であり、また、図2(a)〜(e)は当該実施例にお
ける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 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, and FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser in the example.

【0024】以下、本実施例に係わる半導体レーザ (10
0)の構成および製造工程について、図2(a)〜(e)
にしたがって説明する。
Hereinafter, the semiconductor laser (10
Regarding the structure of (0) and the manufacturing process, FIGS.
Follow the instructions below.

【0025】まず、 (102)n型GaAs基板上に、
(103)n型GaAsバッファ層を形成し、さらに、n型
Al0.7 Ga0.3 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。続いて、 (105)n型Al0.4 Ga0.6 Asク
ラッド層、 (106)p型GaAs活性層、 (107)p型Al
0.4 Ga0.6 Asクラッド層、 (108)p型GaAs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2(a))。このとき、本実施例では、成長
温度を700℃とし、成長圧力を150Torrとし、
III 族原料としてはTMGa(トリメチルガリウム)お
よびTMAl(トリメチルアルミニウム)の有機金属
を、V族原料としてはAsH3 を、n型ドーパントとし
てはH2 Seを、p型ドーパントとしてはDEZn(ジ
エチルジンク)を、それぞれ用いる。
First, on a (102) n-type GaAs substrate,
(103) An n-type GaAs buffer layer is formed, and further 30 pairs of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As layer and n-type Al 0.1 Ga 0.9 As layer having a reflectance of 98% or more with respect to light near a wavelength of 870 nm. The (104) distributed reflection type multilayer film mirror is formed. Then, (105) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As cladding layer, (106) p-type GaAs active layer, (107) p-type Al
A 0.4 Ga 0.6 As clad layer and a (108) p-type GaAs contact layer are sequentially epitaxially grown by MOCVD (FIG. 2A). At this time, in this embodiment, the growth temperature is 700 ° C., the growth pressure is 150 Torr,
The organic metal of TMGa (trimethylgallium) and TMAl (trimethylaluminum) is used as the group III raw material, AsH 3 is used as the group V raw material, H 2 Se is used as the n-type dopant, and DEZn (diethyl zinc) is used as the p-type dopant. Are used respectively.

【0026】その後、熱CVD法によって、表面に
(112)SiO2 層を形成し、さらに、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、 (113)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. 4 Ga0.6 Asクラッ
ド層の途中まで、エッチングを行う(図2(b))。こ
の際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とア
ルゴンの混合ガスを用いることとし、ガス圧を1×10
-3Torrとし、引出し電圧を400Vとする。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
入キャリアと光を閉じ込めるための構造を、リブ導波路
型の屈折率導波構造とするためである。
After that, the surface of the surface is subjected to thermal CVD.
(112) A SiO 2 layer is formed, and further, by a reactive ion beam etching method (hereinafter referred to as “RIBE method”), (113) a columnar light emitting portion covered with a hard bake resist is left, 107) to the middle of the p-type Al 0. 4 Ga 0.6 As cladding layer are etched (Figure 2 (b)). At this time, in this embodiment, a mixed gas of chlorine and argon is used as the etching gas, and the gas pressure is 1 × 10 5.
-3 Torr and extraction voltage is 400V. Here, the reason why the (107) p-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer is only partially etched is that the structure for confining the injected carriers and light in the horizontal direction of the active layer is a rib waveguide type refractive index waveguide. This is to make it a structure.

【0027】次に、この (107)p型Al0.4 Ga0.6
Asクラッド層上に、埋込み層を形成する。このため
に、本実施例では、まず、 (113)レジストを取り除き、
次に、MBE法或いはMOCVD法等により、 (109)Z
nS0.06Se0.94層を埋込み成長させる(図2
(c))。
Next, this (107) p-type Al 0.4 Ga 0.6
A buried layer is formed on the As clad layer. Therefore, in this embodiment, first, (113) the resist is removed,
Next, by (MBE) method or MOCVD method, etc., (109) Z
nS 0.06 Se 0.94 layer is embedded and grown (Fig. 2
(C)).

【0028】その後、 (112)SiO2 層および (108)
p型GaAsコンタクト層に対して、上述の円柱状の発
光部の外周部付近と接する部分のみを残して、エッチン
グを行う(図2(d))。これにより、中央に (114)光
出射穴を有する (108)p型GaAsコンタクト層が形成
される。
Thereafter, a (112) SiO 2 layer and a (108)
Etching is performed on the p-type GaAs contact layer, leaving only a portion in contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the above-described cylindrical light emitting portion (FIG. 2D). As a result, a (108) p-type GaAs contact layer having a (114) light emitting hole in the center is formed.

【0029】さらに、 (112)SiO2 層を除去し、続
いて、 (114)光出射穴の内部および(108)コンタクト層
の表面に4ペアの (111)SiO2 /α−Si誘電体多層
膜ミラーを電子ビーム蒸着により形成し、反応性イオン
エッチング法(以下、「RIE法」と記す)を用いたド
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2(e))。この誘電体多層膜ミラー
の、波長870nmでの反射率は、94%である。
Further, the (112) SiO 2 layer is removed, and then four pairs of (111) SiO 2 / α-Si dielectric multilayers are formed inside the (114) light emitting hole and on the surface of the (108) contact layer. The film mirror is formed by electron beam evaporation, and is removed by dry etching using a reactive ion etching method (hereinafter referred to as "RIE method"), leaving a region slightly smaller than the diameter of the light emitting portion (FIG. 2 (e)). ). The reflectance of this dielectric multilayer mirror at a wavelength of 870 nm is 94%.

【0030】しかる後、 (111)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に (110)p型オーミック電極を蒸着し、さらに
(102)n型GaAs基板側に (101)n型オーミック電極
を蒸着する(図2(f))。そして、最後に、N2 雰囲
気中で、400℃のアロイングを行う。
Thereafter, a (110) p-type ohmic electrode is vapor-deposited on the surface other than the (111) dielectric multilayer mirror, and
A (101) n-type ohmic electrode is deposited on the (102) n-type GaAs substrate side (FIG. 2 (f)). And finally, alloying at 400 ° C. is performed in an N 2 atmosphere.

【0031】以上の工程により、図1に示したような、
リブ導波路構造を有する (100)面発光半導体レーザを得
ることができる。
Through the above steps, as shown in FIG.
A (100) surface emitting semiconductor laser having a rib waveguide structure can be obtained.

【0032】このようにして作成した本実施例の面発光
半導体レーザは、レーザ光が、 (108)p型GaAsコン
タクト層を透過するのではなく、 (108)p型GaAsコ
ンタクト層に設けられた光出射穴を通過して出力され
る。したがって、レーザ光がこの (108)p型GaAsコ
ンタクト層の吸収によって減衰されることがないので、
極めて高い外部微分量子効率を得ることができた。
In the surface-emitting semiconductor laser of this example prepared in this manner, the laser light was provided not in the (108) p-type GaAs contact layer but in the (108) p-type GaAs contact layer. The light is output after passing through the light exit hole. Therefore, the laser light is not attenuated by the absorption of the (108) p-type GaAs contact layer,
An extremely high external differential quantum efficiency could be obtained.

【0033】また、このコンタクト層をGaAsによっ
て形成したので、高濃度のドープが可能となり、したが
って、高キャリア濃度且つ高移動度のコンタクト層を得
ることができた。さらに、これにより、コンタクト層の
抵抗を小さくすることができたので、ジュール熱の発生
を抑えることができ、ひいては、 (106)p型GaAs活
性層の放熱を容易にすることができた。このため、本実
施例の (100)面発光半導体レーザでは、周囲温度が70
℃まで、直流連続発振を行うことが可能となった。
Further, since this contact layer is made of GaAs, it is possible to dope at a high concentration, so that a contact layer having a high carrier concentration and a high mobility can be obtained. Further, by this, the resistance of the contact layer can be reduced, so that the generation of Joule heat can be suppressed, and in turn, the heat dissipation of the (106) p-type GaAs active layer can be facilitated. Therefore, the (100) surface-emitting semiconductor laser of this example has an ambient temperature of 70
It became possible to perform DC continuous oscillation up to ℃.

【0034】さらに、コンタクト層をGaAsによって
形成したことにより、アロイングの際の温度を低くする
ことが可能となった。これにより、面発光半導体レーザ
の素子内の結晶界面における原子の拡散を抑制すること
ができ、面発光半導体レーザの特性や信頼性の向上を図
る上で非常に有効である。
Further, since the contact layer is made of GaAs, the temperature during alloying can be lowered. This makes it possible to suppress the diffusion of atoms at the crystal interface in the element of the surface emitting semiconductor laser, which is very effective in improving the characteristics and reliability of the surface emitting semiconductor laser.

【0035】(実施例2) 図3は本発明の第2の実施例における半導体レーザ (20
0)の発光部の断面を示す斜視図であり、図4(a)〜
(f)は当該実施例における半導体レーザ (200)の製造
工程を示す断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 3 shows a semiconductor laser (20) according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a perspective view showing a cross section of the light emitting part of FIG.
(F) is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor laser (200) in the embodiment.

【0036】本実施例の半導体レーザ (200)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 semiconductor laser (200) of this embodiment is (208)
This is different from Example 1 in that the 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】以下、本実施例の構成および製造工程につ
いて、図4(a)〜(f)にしたがって説明する。
The structure and manufacturing process of this embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0038】まず、 (202)n型GaAs基板上に、
(203)n型GaAsバッファ層を形成し、さらに、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3
0ペアの (204)分布反射型多層膜ミラーを形成する。続
いて、 (205)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層、
(206)p型GaAs活性層、 (207)p型Al0.4 Ga0.6
Asクラッド層、 (208)p型GaAs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4(a))。本実施例では、このときの成長温度を
700℃とし、成長圧力を150Torrとするととも
に、III 族原料にTMGa(トリメチルガリウム)およ
びTMAl(トリメチルアルミニウム)の有機金属を、
V族原料としてはAsH3 を、n型ドーパントとしては
2 Seを、p型ドーパントとしてはDEZn(ジエチ
ルジンク)を、それぞれ用いる。
First, on a (202) n-type GaAs substrate,
(203) An n-type GaAs buffer layer is formed, which is further composed of an n-type AlAs layer and an n-type Al 0.1 Ga 0.9 As layer and has a reflectance of 98% or more for light near a wavelength of 870 nm.
0 pairs of (204) distributed reflection type multilayer mirrors are formed. Then, (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
The As clad layer and the (208) p-type GaAs contact layer are sequentially epitaxially grown by MOCVD (FIG. 4A). In this example, the growth temperature at this time was 700 ° C., the growth pressure was 150 Torr, and TMGa (trimethylgallium) and TMAl (trimethylaluminum) organometals were used as Group III raw materials.
AsH 3 is used as the group V raw material, H 2 Se is used as the n-type dopant, and DEZn (diethyl zinc) is used as the p-type dopant.

【0039】その後、熱CVD法によって、表面に
(212)SiO2 を形成し、さらに、RIBE法により、
(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)n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層
の途中まで、エッチングを行う(図4(b))。この
際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とアル
ゴンの混合ガスを用い、ガス圧を1×10-3Torrと
し、引出し電圧を400Vとする。
After that, the surface of the surface is subjected to thermal CVD.
(212) SiO 2 is formed, and further, by the RIBE method,
Etching is performed up to the middle of the (205) n-type Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer, leaving the columnar light emitting portion covered with the (213) hard bake resist (FIG. 4B). At this time, in this embodiment, a mixed gas of chlorine and argon is used as the etching gas, the gas pressure is set to 1 × 10 −3 Torr, and the extraction voltage is set to 400V.

【0040】次に、このエッチング領域上に、埋込み
層を形成する。このために、本実施例では、まず、 (21
3)レジストを取り除き、次に、MBE法或いはMOCV
D法等により、 (209)ZnS0.06Se0.94層を埋込み成
長させる(図4(c))。
Next, a buried layer is formed on this etching region. Therefore, in this embodiment, first, (21
3) Remove the resist, then MBE or MOCV
A (209) ZnS 0.06 Se 0.94 layer is embedded and grown by the D method or the like (FIG. 4C).

【0041】その後、 (212)SiO2 層および (208)
p型GaAsコンタクト層に対して、上述の円柱状の発
光部の外周部付近と接する部分のみを残して、エッチン
グを行う(図4(d))。これにより、中央に (214)出
射穴を有する (108)p型GaAsコンタクト層が形成さ
れる。
Then, a (212) SiO 2 layer and a (208)
Etching is performed on the p-type GaAs contact layer, leaving only a portion in contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the cylindrical light emitting portion (FIG. 4D). As a result, a (108) p-type GaAs contact layer having a (214) emission hole in the center is formed.

【0042】さらに、 (212)SiO2 層を除去し、続
いて、表面に4ペアの (211)SiO 2 /α−Si誘電体
多層膜ミラーを電子ビーム蒸着により形成し、RIE法
を用いた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4(e))。誘電体多層膜
ミラーの、波長870nmでの反射率は、94%であ
る。
Further, (212) SiO2 Remove layers and continue
And 4 pairs of (211) SiO on the surface 2 / Α-Si dielectric
A multilayer film mirror is formed by electron beam vapor deposition, and the RIE method is used.
Slightly smaller than the diameter of the light emitting part by dry etching using
The remaining area is removed (FIG. 4 (e)). Dielectric multilayer film
The reflectance of the mirror at a wavelength of 870 nm is 94%.
It

【0043】しかる後、 (211)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に (210)p型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (202)n型GaAs基板側に (201)n型オーミック
電極を蒸着する(図4(f))。そして、最後に、N2
雰囲気中で、400℃のアロイングを行う。
Then, a (210) p-type ohmic electrode is vapor-deposited on the surface other than the (211) dielectric multilayer mirror, and a (201) n-type ohmic electrode is vapor-deposited on the (202) n-type GaAs substrate side. (FIG.4 (f)). And finally, N 2
Alloying at 400 ° C. is performed in the atmosphere.

【0044】以上の工程により、図3に示したような、
埋め込み構造の (200)面発光半導体レーザを得ることが
できる。
Through the above steps, as shown in FIG.
A (200) surface emitting semiconductor laser having a buried structure can be obtained.

【0045】このようにして作成した本実施例の (200)
面発光半導体レーザにおいても、上述した実施例1と同
様、極めて高い外部微分量子効率を有し、抵抗が非常に
小さいため (106)p型GaAs活性層の放熱が容易で、
且つ、アロイング時の温度が非常に低いコンタクト層を
得ることができた。
(200) of this embodiment created in this way
Also in the surface emitting semiconductor laser, as in the case of the above-described Example 1, it has an extremely high external differential quantum efficiency and has a very low resistance, so that the (106) p-type GaAs active layer can easily dissipate heat,
Moreover, it was possible to obtain a contact layer having a very low temperature during alloying.

【0046】(実施例3)図5は本発明の第3の実施例
における半導体レーザ (300)の発光部の断面を示す斜視
図であり、図6はかかる半導体レーザ (300)の概念的な
上面図である。また、図7(a)〜(g)は当該実施例
における半導体レーザ (300)の製造工程を示す断面図で
ある。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser (300) according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a conceptual view of the semiconductor laser (300). It is a top view. Further, FIGS. 7A to 7G are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor laser (300) in this embodiment.

【0047】本実施例の半導体レーザ (300)は、 (307)
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 semiconductor laser (300) of this embodiment is (307)
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.

【0048】以下、本実施例の構成および製造工程につ
いて、図7(a)〜(g)にしたがって説明する。
The structure and manufacturing process of this embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0049】まず、 (302)n型GaAs基板上に、
(303)n型GaAsバッファ層を形成し、さらに、n型
Al0.9 Ga0.1 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。続いて、 (305)n型Al0.5
0.5 Asクラッド層、 (306)p型Al0.13Ga0.87
s活性層、 (307)p型Al0.5 Ga0.5 Asクラッド
層、 (308)p型GaAsコンタクト層を、順次、MOC
VD法でエピタキシャル成長させる(図7(a))。本
実施例では、このときの成長条件を、成長温度を720
℃、成長圧力を150Torrとするとともに、III 族
原料としてはTMGa(トリメチルガリウム)およびT
MAl(トリメチルアルミニウム)の有機金属を、V族
原料としては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、それぞ
れ用いる。
First, on a (302) n-type GaAs substrate,
(303) An n-type GaAs buffer layer is formed, which is further composed of an n-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer and an n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer, and 98% or more reflection of light of ± 30 nm centered at a wavelength of 780 nm Form 25 pairs of (304) semiconductor multilayer mirrors with index. Then, (305) n-type Al 0.5 G
a 0.5 As clad layer, (306) p-type Al 0.13 Ga 0.87 A
The s active layer, (307) p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer, and (308) p-type GaAs contact layer are sequentially formed by MOC.
Epitaxial growth is performed by the VD method (FIG. 7A). In this embodiment, the growth condition at this time is that the growth temperature is 720.
C., the growth pressure is set to 150 Torr, and TMGa (trimethylgallium) and T are used as group III raw materials.
The organic metal of MAl (trimethylaluminum) is AsH 3 as a group V source, H 2 Se as an n-type dopant, and p.
DEZn (diethyl zinc) is used as the type dopant.

【0050】次に、表面に常圧熱CVD法により (31
2)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、SiO 2 層を形成する。
Next, the surface of the surface (31
2) SiO2 Layer and then photoresist
Apply and bake at high temperature (313) Hard Bake Regis
Form Furthermore, on this hard bake resist
Then, by EB vapor deposition method, SiO 2 Form the layers.

【0051】次に、RIE法を用いて、基板上に形成
した各層を、以下のようにしてエッチングする。
Next, each layer formed on the substrate is etched by the RIE method as follows.

【0052】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Si
2 層をエッチングする。このエッチングは、例えば、
CF4 ガスを用いて、ガス圧を4.5Pa、入力をRF
パワー150W、サンプルホルダーの温度を20℃にコ
ントロールすることにより、行うことができる。
First, (313) the SiO 2 layer formed on the hard bake resist is subjected to a photolithography process usually used to form a required resist pattern, and this pattern is used as a mask to form Si by RIE.
Etch the O 2 layer. This etching, for example,
Using CF 4 gas, gas pressure is 4.5Pa, input is RF
It can be performed by controlling the power of 150 W and the temperature of the sample holder at 20 ° C.

【0053】次に、このSiO2 層をマスクにして、R
IE法により、 (313)ハードベークレジストをエッチン
グする。このエッチングは、例えば、O2 ガスを用い
て、ガス圧を4.5Pa、入力パワーを150W、サン
プルホルダーの温度を20℃にコントロールすることに
より、行うことができる。このとき、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。
Next, using this SiO 2 layer as a mask, R
The (313) hard bake resist is etched by the IE method. This etching can be performed, for example, by using O 2 gas to control the gas pressure at 4.5 Pa, the input power at 150 W, and the sample holder temperature at 20 ° C. At this time, the resist pattern initially formed on the SiO 2 layer is also etched.

【0054】次に、パターン状に残っているSiO2
とエピタキシャル層上に形成した (312)SiO2 層とを
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。
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.

【0055】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一方法であるRIE法を (31
3)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を作成すること
ができる(図7(b))。
As described above, using the thin SiO 2 layer as a mask, the RIE method, which is one of the dry etching methods, is used.
3) By using a hard bake resist, it is possible to form a (313) hard bake resist which has a required pattern shape and also has a side surface perpendicular to the substrate (FIG. 7 (b)).

【0056】続いて、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、RIBE法を用
いて、柱状の発光部を残して、 (307)p型Al0.5 Ga
0.5Asクラッド層の途中までエッチングを行う(図7
(c))。この際、本実施例では、エッチングガスには
塩素とアルゴンとの混合ガスを用い、ガス圧力を5×1
-4Torr、プラズマ引出し電圧を400V、エッチ
ング試料上でのイオン電流密度を400μA/cm2
して、サンプルホルダーの温度を20℃に保って行うこ
ととする。
Then, holding this vertical side (313)
Using the hard bake resist as a mask, RIBE is used to leave the columnar light emitting portion, and (307) p-type Al 0.5 Ga
Etching is performed halfway through the 0.5 As clad layer (Fig. 7).
(C)). At this time, in this embodiment, a mixed gas of chlorine and argon is used as the etching gas, and the gas pressure is 5 × 1.
The temperature of the sample holder is kept at 20 ° C. at 0 −4 Torr, the plasma extraction voltage is 400 V, the ion current density on the etched sample is 400 μA / cm 2 .

【0057】ここで、 (307)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、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。
Here, (307) p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
Only the middle of the clad layer is etched because the injected carriers and light confinement in the horizontal direction of the active layer is made into a refractive index waveguide type rib waveguide structure so that a part of the light in the active layer becomes horizontal. This is to enable transmission in the direction.

【0058】また、レジストとして垂直な側面を持った
(313)ハードベークレジストを使用し、さらに、エッチ
ング方法として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法を使用
することにより、近接した (320)発光部を、基板に垂直
な (315)分離溝で分離させることができるとともに、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を
作成することが可能となっている。
Further, the resist has a vertical side surface.
(313) By using a hard bake resist, and further by using the RIBE method of performing etching by irradiating ions in a beam shape perpendicularly to an etching sample as an etching method, the (320) light-emitting portions adjacent to each other are It is possible to separate with a (315) separation groove perpendicular to the substrate, and it is possible to fabricate a vertical optical resonator required for improving the characteristics of a surface emitting semiconductor laser.

【0059】次に、この (307)p型Al0.4 Ga0.6
Asクラッド層上に、埋込み層を形成する。このため
に、本実施例では、まず、 (313)レジストを取り除き、
次に、MBE法或いはMOCVD法等により、 (309)Z
nS0.06Se0.94層を埋込み成長させる(図7
(d))。
Next, this (307) p-type Al 0.4 Ga 0.6
A buried layer is formed on the As clad layer. Therefore, in this embodiment, first, the (313) resist is removed,
Next, by (MB) method or MOCVD method, etc., (309) Z
The nS 0.06 Se 0.94 layer is embedded and grown (FIG. 7).
(D)).

【0060】その後、 (312)SiO2 層および (308)
p型GaAsコンタクト層に対して、上述の円柱状の発
光部の外周部付近と接する部分のみを残して、エッチン
グを行う(図7(e))。これにより、中央に (314)光
出射穴を有する (108)p型GaAsコンタクト層が形成
される。
Then, (312) SiO 2 layer and (308)
Etching is performed on the p-type GaAs contact layer, leaving only a portion in contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the above-described cylindrical light emitting portion (FIG. 7E). As a result, a (108) p-type GaAs contact layer having a (314) light emitting hole in the center is formed.

【0061】さらに、 (312)SiO2 層を除去し、続
いて、表面に4ペアの (311)SiO 2 /α−Si誘電体
多層膜ミラーを電子ビーム蒸着により形成し、RIE法
を用いた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7(f))。誘電体多層膜
ミラーの、波長780nmでの反射率は、94%であ
る。
Further, (312) SiO2 Remove layers and continue
And 4 pairs of (311) SiO on the surface 2 / Α-Si dielectric
A multilayer film mirror is formed by electron beam vapor deposition, and the RIE method is used.
Slightly smaller than the diameter of the light emitting part by dry etching using
The remaining area is removed (FIG. 7 (f)). Dielectric multilayer film
The reflectance of the mirror at a wavelength of 780 nm is 94%.
It

【0062】ここで、本実施例の (300)半導体レーザで
は、ZnS0.06Se0.94で埋め込んだ (315)分離溝上に
も (311)誘電体多層膜ミラーを作成することとしたの
で、発光部に挟まれた領域にも垂直共振器構造が形成さ
れ、したがって、 (315)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ので (320)
発光部の位相に同期した発光となる。
Here, in the (300) semiconductor laser of this example, since the (311) dielectric multilayer mirror was formed also on the (315) isolation groove filled with ZnS 0.06 Se 0.94 , the light emitting portion was formed. A vertical cavity structure is also formed in the sandwiched region. Therefore, the light trapped in the (315) separation groove also contributes to laser oscillation effectively, and the leaked light is used (320).
The light emission is synchronized with the phase of the light emitting unit.

【0063】しかる後、 (311)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に (310)p型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (302)n型GaAs基板側に (301)n型オーミック
電極を蒸着する(図7(g))。ここで、出射側の (31
0)p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。そして、最後
に、N2 雰囲気中で、400℃でアロイングを行う。
Thereafter, (311) a (310) p-type ohmic electrode is vapor-deposited on the surface other than the dielectric multilayer mirror, and a (301) n-type ohmic electrode is vapor-deposited on the (302) n-type GaAs substrate side. (FIG.7 (g)). Here, (31
The 0) p-type ohmic electrode is formed so as to be electrically connected to each (308) contact layer of each (320) light emitting portion. And finally, alloying is performed at 400 ° C. in an N 2 atmosphere.

【0064】以上の工程により、図5および図6に示し
たような (300)面発光半導体レーザを得ることができ
る。
Through the above steps, the (300) surface emitting semiconductor laser as shown in FIGS. 5 and 6 can be obtained.

【0065】このようにして作成した本実施例の (300)
面発光半導体レーザにおいても、上述した実施例1およ
び実施例2と同様、極めて高い外部微分量子効率を有
し、抵抗が非常に小さいため (306)p型GaAs活性層
の放熱が容易で、且つ、アロイング時の温度が非常に低
いコンタクト層を得ることができた。
(300) of this embodiment created in this way
Also in the surface emitting semiconductor laser, as in the above-described first and second embodiments, the external differential quantum efficiency is extremely high, and the resistance is very small, so that the heat dissipation of the (306) p-type GaAs active layer is easy, and It was possible to obtain a contact layer with a very low temperature during alloying.

【0066】なお、以上説明した各実施例では、 (10
8),(208),(308)p型GaAsコンタクト層の光出射穴を
完全な空洞とした(すなわち、光出射穴ではp型GaA
s層を完全に除去した)が、この光出射穴に該当する部
分の膜厚を非常に薄くすることによっても、同様の効果
を得ることが可能である。この場合、本発明者の検討に
よれば、十分な効果を得るためには、この光出射穴に該
当する部分の膜厚を0.1μm以下とすることが望まし
い。本願では、上述の各実施例に示したような、コンタ
クト層に完全な空洞を形成した場合のみならず、コンタ
クト層の一部に形成された、他の領域よりも膜厚が薄い
領域をも、「光出射穴」と称することとする。
In each of the embodiments described above, (10
8), (208), (308) The light emitting hole of the p-type GaAs contact layer was made a complete cavity (that is, the p-type GaA was used in the light emitting hole).
Although the s layer is completely removed), the same effect can be obtained by making the film thickness of the portion corresponding to the light emitting hole extremely thin. In this case, according to the study by the present inventor, in order to obtain a sufficient effect, it is desirable that the film thickness of the portion corresponding to the light emitting hole is 0.1 μm or less. In the present application, not only in the case of forming a complete cavity in the contact layer as shown in each of the above-described embodiments, but also in a region formed in a part of the contact layer and having a thinner film thickness than other regions. , "Light emission hole".

【0067】さらに、光出射穴の形状は、図6に示した
ようなものに限定されるものではない。
Further, the shape of the light exit hole is not limited to that shown in FIG.

【0068】また、上述の各実施例では、 (108),(20
8),(308)コンタクト層をGaAsで形成し、400℃で
アロイングすることとしたが、かかるコンタクト層を他
の金属によって形成し、適当な条件を選ぶことにより、
アロイング時の温度をさらに低くすることも可能であ
る。
In each of the above embodiments, (108), (20
8) and (308) contact layers were formed of GaAs and alloyed at 400 ° C., but by forming such contact layers of other metals and selecting appropriate conditions,
It is also possible to lower the temperature during alloying.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の半
導体レーザによれば、レーザ光が、コンタクト層を透過
するのではなく、コンタクト層に設けられた光出射穴を
通過して出力されるので、レーザ光がこのコンタクト層
の吸収によって減衰されることがなく、したがって、極
めて高い外部微分量子効率を得ることができる。
As described in detail above, according to the semiconductor laser of the present invention, the laser light is output not through the contact layer but through the light emission hole provided in the contact layer. Therefore, the laser light is not attenuated by the absorption of this contact layer, and therefore an extremely high external differential quantum efficiency can be obtained.

【0070】また、このコンタクト層をGaAsによっ
て形成した場合、高濃度のドープが可能となるので、コ
ンタクト層の抵抗を小さくすることができ、したがっ
て、ジュール熱の発生を抑えることができる。したがっ
て、出射効率や寿命の向上を図ることができる。
Further, when this contact layer is made of GaAs, it is possible to dope at a high concentration, so that the resistance of the contact layer can be reduced, and therefore, the generation of Joule heat can be suppressed. Therefore, the emission efficiency and life can be improved.

【0071】柱状半導体層の周囲をII−VI族化合物半導
体層で埋め込むと、高抵抗の埋込み層によりしきい値電
流を下げられることから室温連続発振でき、コンタクト
層での光吸収を低減できる効果と併せて実用性の高い面
発光型半導体レーザを実現できる。
When the periphery of the columnar semiconductor layer is filled with a II-VI group compound semiconductor layer, the threshold current can be lowered by the buried layer having high resistance, so that continuous oscillation at room temperature can be achieved and light absorption in the contact layer can be reduced. In addition, it is possible to realize a highly practical surface emitting semiconductor laser.

【0072】さらに、コンタクト層をGaAsによって
形成した場合、アロイングの際の温度を低くすることが
可能となるので、半導体レーザの素子内の結晶界面にお
ける原子の拡散を抑制することができ、面発光半導体レ
ーザの特性や信頼性の向上を図る上で非常に有効であ
る。
Further, when the contact layer is made of GaAs, the temperature at the time of alloying can be lowered, so that the diffusion of atoms at the crystal interface in the element of the semiconductor laser can be suppressed and the surface emission. It is very effective in improving the characteristics and reliability of the semiconductor laser.

【0073】このように、本発明によれば、優れた出力
強度を得ることができ、信頼性が高く、且つ、高寿命の
半導体レーザを提供することができる。
As described above, according to the present invention, an excellent output intensity can be obtained, and a highly reliable semiconductor laser having a long life can be provided.

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

【図1】実施例1に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a first embodiment.

【図2】(a)〜(f)ともに、実施例1に係わる半導
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 according to the first embodiment.

【図3】実施例2に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a second embodiment.

【図4】(a)〜(f)ともに、実施例2に係わる半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor laser according to a second embodiment.

【図5】実施例3に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a cross section of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a third embodiment.

【図6】実施例3に係わる半導体レーザの発光部の上面
を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an upper surface of a light emitting portion of a semiconductor laser according to a third embodiment.

【図7】(a)〜(g)ともに、実施例3に係わる半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
7A to 7G are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor laser according to a third embodiment.

【図8】従来の半導体レーザの発光部の一例に係わる断
面を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a cross section of an example of a light emitting portion of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301 n型オーミック電極 102,202,302 n型GaAs基板 103,203,303 n型GaAsバッファ層 104,204,304 分布反射型多層膜ミラー 105,205,305 n型Al0.4 Ga0.6 As
クラッド層 106,206,306 p型GaAs
活性層 107,207,307 p型Al0.4 Ga0.6 As
クラッド層 108,208,308 p型GaAs
コンタクト層 109,209,309 ZnS0.06Se0.94層(埋
込み層) 110,210,310 p型オーミック
電極 111,211,311 SiO2 /α−Si誘電体
多層膜ミラー 112,212,312 SiO2 層 114,214,314 光出射穴
101, 201, 301 n-type ohmic electrodes 102, 202, 302 n-type GaAs substrates 103, 203, 303 n-type GaAs buffer layers 104, 204, 304 distributed reflection multilayer mirrors 105, 205, 305 n-type Al 0.4 Ga 0.6 As
Cladding layer 106, 206, 306 p-type GaAs
Active layer 107, 207, 307 p-type Al 0.4 Ga 0.6 As
Cladding layers 108, 208, 308 p-type GaAs
Contact layers 109, 209, 309 ZnS 0.06 Se 0.94 layers (buried layers) 110, 210, 310 p-type ohmic electrodes 111, 211, 311 SiO 2 / α-Si dielectric multilayer mirrors 112, 212, 312 SiO 2 layers 114 , 214, 314 Light exit hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−46788(JP,A) 特開 平1−264285(JP,A) 特開 平1−289291(JP,A) 特開 平1−236671(JP,A) 特開 平2−177490(JP,A) 特開 平4−340288(JP,A) 特開 昭64−44083(JP,A) 特開 昭64−66988(JP,A) 特開 昭64−50431(JP,A) 特開 昭63−7692(JP,A) 特開 昭63−188983(JP,A) 特開 昭60−81888(JP,A) 特開 昭56−36186(JP,A) 1990年春季第37回応用物理学会関係連 合講演会予稿集,第3分冊29a−SA− 11,933 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-46788 (JP, A) JP-A-1-264285 (JP, A) JP-A-1-289291 (JP, A) JP-A-1- 236671 (JP, A) JP 2-177490 (JP, A) JP 4-340288 (JP, A) JP 64-44083 (JP, A) JP 64-66988 (JP, A) JP-A-64-50431 (JP, A) JP-A-63-7692 (JP, A) JP-A-63-188983 (JP, A) JP-A-60-81888 (JP, A) JP-A-56-36186 (JP, A) Proceedings of the 37th Spring Meeting of the Japan Society for Applied Physics, 1990, 3rd volume 29a-SA-11,933 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5 / 00-5/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板の上方に配置された下部反射鏡と、 前記下部反射鏡の上方に配置された下部クラッド層と、 前記下部クラッド層の上方に配置された活性層と、 前記活性層の上方に配置され、上部に柱状部を有する上
部クラッド層と、 前記柱状部の上方に配置された光出射穴を有するコンタ
クト層と、 前記コンタクト層の上方と、前記光出射穴と、に配置さ
れた上部反射鏡と、 前記コンタクト層の上方に配置された上部電極と、含
み、 前記光出射穴下方のコンタクト層の膜厚をxとすると、
0<x≦0.1μmであり、 前記柱状部には、前記活性層に達しない分離溝により、
複数の発光部が形成されてなり、 前記上部反射鏡は、少なくとも前記分離溝の上に形成さ
れている ことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
1. A semiconductor substrate, A lower reflecting mirror arranged above the semiconductor substrate, A lower clad layer disposed above the lower reflector, An active layer disposed above the lower cladding layer, Above the active layer and having a columnar portion on the top
Part clad layer, A contour having a light emitting hole arranged above the columnar portion.
Layer, Located above the contact layer and above the light exit hole.
Upper reflector, An upper electrode disposed above the contact layer,
See When the film thickness of the contact layer below the light emitting hole is x,
0 <x ≦ 0.1 μm, In the columnar portion, due to the separation groove that does not reach the active layer,
A plurality of light emitting parts are formed, The upper reflecting mirror is formed at least on the separation groove.
Has been A surface emitting semiconductor laser characterized by the above.
【請求項2】 請求項1に記載された面発光型半導体レ
ーザにおいて、 前記柱状部の周囲には、埋め込み層が形成されているこ
とを特徴とする面発光型半導体レーザ。
2. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 1, wherein a buried layer is formed around the columnar portion.
【請求項3】 請求項に記載された面発光型半導体レ
ーザにおいて、 前記埋め込み層は、前記柱状部を構成する材料より高抵
抗な材料により構成されていることを特徴とする面発光
型半導体レーザ。
3. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 2 , wherein the buried layer is made of a material having a higher resistance than a material forming the columnar portion. laser.
【請求項4】 請求項に記載の面発光型半導体レーザ
において、 前記高抵抗な材料はII−VI族化合物半導体であることを
特徴とする面発光型半導体レーザ。
4. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 3 , wherein the high resistance material is a II-VI group compound semiconductor.
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