JP4548329B2 - 面発光型半導体レーザ - Google Patents
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Description
第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、
前記活性層の上方または下方に形成された電流狭窄層と、
を含み、
前記第2ミラーは、低屈折率領域に周囲を囲まれた高屈折率領域を有し、
前記高屈折率領域は、平面視において前記電流狭窄層に囲まれた領域の内側に形成されている。
前記第2ミラーは、多層膜ミラーであり、
前記高屈折率領域の上方に交互に積層された高屈折率層と低屈折率層とをさらに有することができる。
少なくとも前記活性層、前記第2ミラー、および前記電流狭窄層によって構成される第1の柱状部を含み、
前記第1の柱状部は、前記活性層と前記電流狭窄層とを有する第3の柱状部と、当該第3の柱状部の上方に形成された前記活性層より小さい径を有する第2の柱状部と、
前記第3の柱状部の上面かつ前記第2の柱状部の周囲に形成された電極をさらに含むことができる。
前記第2ミラーを構成する高屈折率層および低屈折率層のうち、少なくとも一層は、誘電体層であることができる。
前記高屈折率領域は、半導体層からなり、
前記低屈折率領域、高屈折率層、および低屈折率層は、誘電体層からなることができる。
前記第2ミラーの上方に形成された放熱膜をさらに含むことができる。
前記放熱膜は、光透過性を有することができる。
前記放熱膜は、導電性材料からなり、
前記第2ミラーと前記放熱膜との間に光透過性を有する絶縁膜をさらに含むことができる。
(a)基板側から、第1ミラー、活性層、および高屈折率領域を構成するための半導体層を積層する工程と、
(b)前記高屈折率領域を構成するための半導体層を所定の形状にパターニングして、高屈折率領域を形成する工程と、
(c)前記第2ミラーを構成するための低屈折率層および高屈折率層を、前記高屈折率領域の上方に積層する工程と、
(d)前記第1ミラーまたは第2ミラーに電流狭窄層を形成する工程と、
を含み、
前記高屈折率領域は、平面視において前記電流狭窄層に囲まれた領域の内側に形成されている。
前記工程(c)では、
前記第2ミラーを構成するための低屈折率層および高屈折率層として、誘電体層を積層することができる。
図1は、実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100を模式的に示す断面図である。図2は、実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100を模式的に示す平面図である。図1は、図2に示すC−C線に沿った断面を示す図である。
次に、本発明を適用した実施の形態に係る面発光型半導体レーザ100の製造方法の一例について、図3〜図8を用いて説明する。図3〜図8は、図1および図2に示す面発光型半導体レーザ100の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図1に示す断面図に対応している。
次に、本実施の形態に係る変形例について説明する。
図9は、第1の変形例にかかる面発光型半導体レーザ200を模式的に示す断面図である。第1の変形例にかかる面発光型半導体レーザ200は、透明絶縁膜201および放熱膜202をさらに備える点で本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100と異なる。透明絶縁膜201は、面発光型半導体レーザ200が出射する光を透過し、かつ絶縁性材料からなる。透明絶縁膜201は、たとえば窒化シリコン(SiN)薄膜からなることができる。窒化シリコン薄膜は、光透過性および絶縁性を有するだけでなく、耐酸化性に優れているため、面発光型半導体レーザ200が酸化されて変質するのを防止することができる。放熱膜202は、面発光型半導体レーザ200が出射する光を透過し、かつ熱伝導率が高い材料からなる。放熱膜202は、たとえば、炭化シリコン(SiC)、ダイヤモンド(ダイヤモンド・ライク・カーボン)、サファイヤからなることができる。
図12は、第2の変形例にかかる面発光型半導体レーザ300を模式的に示す断面図である。第2の変形例にかかる面発光型半導体レーザ300は、導電膜301、第1の放熱膜302、第2の放熱膜303、および絶縁膜306をさらに備え、第1電極114を備えない点で本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100と異なる。また、第2の変形例にかかる面発光型半導体レーザ300は、下方にレーザ光の出射面305を有する点で、上方に出射面を有する面発光型半導体レーザ100と異なる。
図15は、第3の変形例にかかる面発光型半導体レーザ400を模式的に示す断面図である。第3の変形例にかかる面発光型半導体レーザ400は、第2ミラー404が誘電体層を有する点で、本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100と異なる。
図16は、第4の変形例にかかる面発光型半導体レーザ500を模式的に示す断面図である。第4の変形例にかかる面発光型半導体レーザ500は、第2ミラー504が誘電体層を有する点、および透明絶縁膜501および放熱膜502をさらに備える点で、本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100と異なる。
図16は、第5の変形例にかかる面発光型半導体レーザ600を模式的に示す断面図である。第5の変形例にかかる面発光型半導体レーザ600は、第2ミラー604が誘電体層を有する点、ならびに導電膜601、第1の放熱膜602、第2の放熱膜603、および絶縁膜606をさらに備え、第1電極114を備えない点で本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ100と異なる。また、第2の変形例にかかる面発光型半導体レーザ600は、下方にレーザ光の出射面605を有する点で、上方に出射面を有する面発光型半導体レーザ100と異なる。
Claims (4)
- 径の異なる複数の柱状の半導体堆積体からなる第1の柱状部を含む面発光型半導体レーザであって、
半導体基板上に形成された第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、
前記第1ミラー及び前記第2ミラーの上方に形成され前記第1ミラー及び前記第2ミラーの酸化防止と電気絶縁性を有する透明絶縁膜と、を含み、
前記第1の柱状部は、第2の柱状部と前記第2の柱状部の下方に配置され前記第2の柱状部より大きい径の第3の柱状部とを有し、
前記第2ミラーは、前記活性層の上方に形成された電流狭窄層と、
前記電流狭窄層の上方に形成され低屈折率領域と前記低屈折率領域に周囲を囲まれて光閉じ込めを行う高屈折率領域とからなる層と、
高屈折率層及び低屈折率層が交互に積層された分布反射型多層膜ミラーを円柱状にした前記第2の柱状部と、を有し、
前記第1ミラーの一部と前記活性層と前記電流狭窄層と前記層とから円柱状の前記第3の柱状部が形成され、
前記第3の柱状部の上面には前記第3の柱状部の外周から前記第2の柱状部に向けてリング状に形成された第1電極が配置され、
前記第1ミラーの下方には前記第1電極と対向する場所に第2電極が配置され、
前記高屈折率領域は、平面視において前記電流狭窄層に囲まれた領域の内側に形成されている、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1において、
前記第2ミラーの上方に形成された放熱膜をさらに含む、面発光型半導体レーザ。 - 請求項2において、
前記放熱膜は、光透過性を有する、面発光型半導体レーザ。 - 請求項2または3において、
前記放熱膜は、導電性材料からなり、
前記第2ミラーと前記放熱膜との間に光透過性を有する前記透明絶縁膜を備えた、面発光型半導体レーザ。
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