JP5381180B2 - Surface-emitting semiconductor laser, surface-emitting semiconductor laser device, optical transmitter, and information processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光送信装置および情報処理装置に関する。 The present invention relates to a surface emitting semiconductor laser, a surface emitting semiconductor laser device, an optical transmission device, and an information processing device.
電子写真等のイメージャ光源には、酸化型シングルモードの面発光型半導体レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が使われている。面発光型半導体レーザにおいてシングルモードを維持し偏光を安定化させるために、基板面内の酸化アパーチャの長軸と短軸の差を数ミクロン異ならせた楕円形もしくは長円形とする構成がある。 For imager light sources such as electrophotography, an oxidized single mode surface emitting semiconductor laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is used. In order to maintain the single mode and stabilize the polarization in the surface emitting semiconductor laser, there is an elliptical shape or an elliptical shape in which the difference between the major axis and the minor axis of the oxidized aperture in the substrate surface is different by several microns.
偏光を安定させる他の方式として、特許文献1のようにメサ外部近傍に歪付加部を設ける方法、特許文献2のように上部半導体多層反射膜中に細長い開口を電流注入領域の外側に設ける方法、特許文献3のようにメサ部の上方に形状異方性を加えて歪を付加する方法、特許文献4のように電流狭窄領域の内側の分布帰還形反射鏡の一部に偏光方向に平行な直線部を持つトレンチを設ける方法、などが開示されている。
As another method of stabilizing the polarization, a method of providing a strain applying portion near the outside of the mesa as in
本発明は、偏光の安定を図ることができる面発光型半導体レーザを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a surface emitting semiconductor laser capable of stabilizing polarization.
請求項1に係る面発光型半導体レーザは、基板と、基板上に形成された第1導電型の第1の半導体多層膜反射鏡と、第1の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、活性領域上に形成された第2導電型の第2の半導体多層膜反射鏡とを有し、第2の半導体多層膜反射鏡の上面には、光出射領域に隣接して凹部が形成され、前記凹部の前記光出射領域側の側壁に凹凸部が形成されている。
請求項2において、前記凹部を前記光出射領域を挟んで対向する位置に複数形成し、前記複数の凹部の前記光出射領域側の側壁にそれぞれ凹凸部が形成されている。
請求項3において、第2の半導体多層膜反射鏡は、Al組成の異なるAlGaAs層を含み、前記凹凸部は、前記凹部の側壁に露出した前記Al組成の異なるAlGaAs層の端部に形成される。
請求項4において、前記凹凸部は、前記Al組成の異なるAlGaAs層の酸化領域をエッチングすることにより形成される。
請求項5において、前記凹凸部は、前記Al組成の異なるAlGaAs層を選択的にエッチングすることにより形成される。
請求項6において、前記凹部は、絶縁膜によって覆われている。
請求項7において、前記基板上には柱状構造が形成され、前記柱状構造は少なくとも第2の半導体多層膜反射鏡を含み、前記第2の半導体多層膜反射鏡はAlを含む電流狭窄層を含み、電流狭窄層は、前記柱状構造の側面から選択的に酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた導電領域を含み、前記凹部の前記光出射領域側の側壁は、前記導電領域よりも外側に位置する。
請求項8の面発光型半導体レーザ装置は、請求項1ないし7いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと光学部材を実装する。
請求項9の光送信装置は、請求項8に記載された面発光型半導体レーザ装置と、前記面発光型半導体装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備える。
請求項10の情報処理装置は、請求項8に記載された面発光型半導体レーザ装置と、前記面発光型半導体レーザ装置から出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構とを有する。
A surface-emitting type semiconductor laser according to
In Claim 2, The said recessed part is formed in multiple numbers in the position which opposes on both sides of the said light-projection area | region, and the uneven | corrugated | grooved part is formed in the side wall at the side of the said light-projection area | region of these recessed parts, respectively.
4. The second semiconductor multilayer mirror according to claim 3, wherein the second semiconductor multilayer mirror includes an AlGaAs layer having a different Al composition, and the concavo-convex portion is formed at an end portion of the AlGaAs layer having a different Al composition exposed on a side wall of the concave portion. .
In Claim 4, the said uneven | corrugated | grooved part is formed by etching the oxidation area | region of the AlGaAs layer from which the said Al composition differs.
In Claim 5, the said uneven | corrugated | grooved part is formed by selectively etching the AlGaAs layer from which the said Al composition differs.
In Claim 6, the said recessed part is covered with the insulating film.
8. The columnar structure according to claim 7, wherein a columnar structure is formed on the substrate, the columnar structure including at least a second semiconductor multilayer film reflecting mirror, and the second semiconductor multilayer film reflecting mirror including a current confinement layer including Al. The current confinement layer includes an oxidized region selectively oxidized from a side surface of the columnar structure and a conductive region surrounded by the oxidized region, and the side wall on the light emitting region side of the recess is more than the conductive region. Located outside.
A surface-emitting type semiconductor laser device according to an eighth aspect mounts the surface-emitting type semiconductor laser according to any one of the first to seventh aspects and an optical member.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical transmission device comprising: the surface emitting semiconductor laser device according to the eighth aspect; and a transmitting unit that transmits the laser light emitted from the surface emitting semiconductor device through an optical medium.
An information processing device according to
請求項1によれば、光出射領域に隣接する凹部の側壁に凹凸部が形成されていない面発光型半導体レーザと比較して、偏光の安定を図ることができる。
請求項2によれば、凹部が配置された方向に偏光を安定化させることができる。
請求項3によれば、第2の半導体多層膜反射鏡の一部に凹凸部を形成することができる。
請求項4によれば、凹凸部を精度良く形成することができる。
請求項5によれば、凹凸部を精度良く形成することができる。
請求項6によれば、歪の異方性を増加させることで偏光がより安定化され、かつ凹部を保護することで信頼性が向上する。
請求項7によれば、柱状構造を有する面発光型半導体レーザの偏光を安定させることができる。
請求項8〜10によれば、本構成を持たない場合と比較して、偏光の安定性および信頼性が向上した面発光型半導体レーザを適用した面発光型半導体レーザ装置、光送信装置および情報処理装置を提供することができる。
According to the first aspect, the polarization can be stabilized as compared with the surface emitting semiconductor laser in which the concave and convex portion is not formed on the side wall of the concave portion adjacent to the light emitting region.
According to claim 2, it is possible to stabilize the polarized light in the direction in which the concave portion is arranged.
According to the third aspect, the uneven portion can be formed in a part of the second semiconductor multilayer film reflecting mirror.
According to the fourth aspect, the uneven portion can be formed with high accuracy.
According to the fifth aspect, the uneven portion can be formed with high accuracy.
According to the sixth aspect, the polarization is further stabilized by increasing the strain anisotropy, and the reliability is improved by protecting the concave portion.
According to the seventh aspect, the polarization of the surface emitting semiconductor laser having a columnar structure can be stabilized.
According to the eighth to tenth aspects, the surface emitting semiconductor laser device, the optical transmitting device, and the information to which the surface emitting semiconductor laser having the polarization stability and reliability improved compared to the case without the present configuration is applied. A processing device can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図面のスケールは、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールと同一ではないことに留意すべきである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the scale of the drawing is emphasized for clarity of the features of the invention and is not necessarily the same as the scale of the actual device.
図1は、本発明の第1の実施例に係る面発光型半導体レーザの要部の平面図と、そのA−A線断面およびB−B線断面を示している。第1の実施例に係る面発光型半導体レーザ10は、n型のGaAs基板100上に、Al組成の異なるAlGaAs層を交互に重ねたn型の下部半導体多層膜反射鏡または下部DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ型反射鏡)102、活性領域104、周縁に酸化領域が形成されたp型のAlAsからなる電流狭窄層106、Al組成の異なるAlGaAs層を交互に重ねたp型の上部半導体多層膜反射鏡またはDBR108の積層を含んで構成される。基板上において下部DBR102と上部DBR108は垂直共振器を構成する。また、上部DBR108の最上層には、p型のGaAsコンタクト層を形成することができる。
FIG. 1 shows a plan view of a main part of a surface-emitting type semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, and a cross section taken along line AA and line BB. The surface emitting
基板上には、円筒状のポスト(柱状構造)Pが形成されている。ポストPは、公知のフォトリソ工程を用い、基板上に積層された半導体層をエッチングすることにより所望の形状に加工される。ポストPは、図示する例では、上部DBR108から下部DBR102の一部に至るまで加工されているが、ポストPは、少なくとも電流狭窄層106にまで到達すれば足りる。電流狭窄層106は、ポストPの側壁から一定距離を酸化され、この酸化領域によって囲まれた導電領域である酸化アパーチャ106Aを有する。酸化アパーチャ106Aは、出射光がシングル横モードとなるような大きさに選択される。例えば、5ミクロン未満の径である。ポストPの軸方向の中心は光軸であり、ポストPの頂部からは基板と垂直方向にレーザ光が出射される。
A cylindrical post (columnar structure) P is formed on the substrate. The post P is processed into a desired shape by etching a semiconductor layer stacked on a substrate using a known photolithography process. The post P is processed from the
ポストPの頂部すなわち上部DBR108の上面には、一定の深さで2つの扇形状の凹部110A、110Bが形成されている。2つの凹部110A、110Bの内角は、90度よりも小さく、例えば約75度であり、2つの凹部110A、110Bは、光軸に関して180度回転すると対称となるように配置されている。
On the top of the post P, that is, the upper surface of the
2つの凹部110A、110Bによって挟まれた半円筒状の出射領域112は、レーザ光の出射口を提供する。出射領域112の円筒部分の中心は、酸化アパーチャ106Aの中心とほぼ一致し、出射領域の円筒部分の外径は、酸化アパーチャ106Aの径よりも幾分大きい。さらにポストPの頂部すなわち上部DBR108の上面には、2つの扇形状のp側電極120A、120B(平面図はハッチングで示している)が形成される。p側電極120A、120Bは、光軸に関し180度の回転対称となる位置にあり、かつp型電極120Aと120Bは、凹部110Aと110Bの間にそれぞれ配置される。p側電極120A、120Bは、上部DBR108の最上層のp型GaAsコンタクト層にオーミック接続される。
A
凹部110A、110Bの出射領域112側の側壁には、凹凸を含むフィン形状130が形成されている。フィン形状130は、好ましくは、凹部110A、110Bの側壁に露出したAlGaAs層の酸化領域をエッチングすることによって形成される。図1に示す拡大図は、AlGaA層に形成されたフィン形状を示しているが、ここでは層間絶縁膜140は省略してある。後述するように、ポストPの頂部に凹部110A、110Bが形成された後、凹部110A、110Bの側壁が酸化される。上部DBR108は、Al組成の異なるAlGaAsを対に含んでおり、Al組成が高いAlGaAs層ほど酸化速度が大きくなる。従って、Al組成の高いAlGaAs層の方がAl組成の低いAlGaAs層よりも側壁からの酸化距離が大きくなる。本実施例では、上部DBR108は、Al組成比が90%のAl0.9Ga0.1As層とAl組成比が15%のAl0.15Ga0.85As層の対を含んでおり、凹部110A、110Bの側壁には、酸化距離の大きい層と酸化距離の小さい層が交互に形成され、これらの酸化領域がバッファードフッ酸によりエッチングされる。これにより、凹部110A、110Bの側壁には、凹凸を含むフィン形状130が形成される。フィン形状130は、好ましくは凹部110A、110Bの出射領域112側の側壁に形成され、凹部110A、110Bの配列方向の歪の異方性を増加させる。
A
ポストPを含む基板上には、シリコン窒化膜等からなる層間絶縁膜140が形成されている。層間絶縁膜140には、ポストPの頂部においてp側電極120A、120Bを露出するためのコンタクトホール140A、140Bが形成される。配線電極150の一方の端部に形成されたC字形状の電極は、コンタクトホール140A、140Bを介してp側電極120A、120Bに電気的に接続される。配線電極150の他方の端部は、ポストPを越えて図示しない電極パッドに接続される。そして、基板100の裏面には、n側電極160が形成される。
On the substrate including the post P, an
本実施例の面発光型半導体レーザでは、ポストPの頂部の出射領域112を挟む一方向に2つの凹部110A、110Bが形成され、かつ凹部110A、110Bの出射領域112側の壁部にはAlGaAs層の一部が除去されたフィン形状130が形成されている。このような凹部110A、110Bの形成は、ポストPに歪の異方性を与えることができる。さらに、凹部110A、110Bの対向する側壁に形成されたフィン形状130によって歪の異方性が増加される。これにより、レーザ光の偏光の安定性がより顕著になる。さらに、凹部110A、110Bを含むポストPが層間絶縁膜140によって覆われているため、層間絶縁膜140の伸張または圧縮によって出射領域112を含むポストPに引っ張り応力または圧縮応力が与えられ、さらに歪の異方性が増す。また、層間絶縁膜140による被覆は、ポストPの頂部が外気や水分に晒されることを防止し、光出力の低下を抑制し、面発光型半導体レーザの信頼性が維持される。従って、所望の歪異方性が得られれば、凹部(トレンチ)の深さは活性層近傍まで深くしなくてもよい。
In the surface emitting semiconductor laser of this embodiment, two
次に、本発明の第2の実施例を説明する。図2は、本発明の第2の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、図2Aは、配線金属を取り除いた状態のポストPの平面図、図2Bは、配線金属の他の例を示す平面図である。第2の実施例では、凹部110A、110Bの出射領域112側の形状を、第1の実施例のような曲面から直線状の平面に変更している。これにより、出射領域112のX軸方向(凹部が配置される方向)とY軸方向(p側電極が配置される方向)の外形が異なり、歪の異方性が増加する。また、配線金属150Aは、第1の実施例のようなC字形状に限らず、図2Bに示すような環状であっても良い。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows a surface emitting semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2A is a plan view of the post P with the wiring metal removed, and FIG. 2B is another example of the wiring metal. FIG. In the second embodiment, the shape of the
次に、本発明の第3の実施例を説明する。図3は、本発明の第3の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、配線金属を省略した状態のポストPの平面図である。第1の実施例では、凹部110A、110Bを含むポストPの頂部のほぼ全面を一様に層間絶縁膜で被覆したが、第3の実施例では、p側電極120A、120Bの方向に延在する帯状の層間絶縁膜142が形成されている。このような層間絶縁膜142の形成により、ポストPの頂部における凹部110A、110Bの方向の歪の異方性が増加される。層間絶縁膜142は、凹部110A、110Bの出射領域112側の側壁のフィン形状130を覆う幅を有することが望ましい。また、凹部110A、110Bの一部は、層間絶縁膜142によって覆われずに外部に露出されることを防ぐため、層間絶縁膜142を含むポストPの頂部の全体を覆う別の絶縁保護膜を形成することも可能である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a plan view of the post P, showing a surface emitting semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention, in which the wiring metal is omitted. In the first embodiment, almost the entire top portion of the post P including the
第1ないし第3の実施例では、凹部110A、110Bを扇形状としたが、凹部の形状は、これに限らず、直線状のスリットや楕円状、長円状、矩形状であってもよい。要は、ポストPの頂部において、いずれかの方向に歪の異方性を与え得る形状であればよい。また、ポストPを覆う層間絶縁膜は、SiNx等の無機絶縁膜であることが望ましい。このような無機絶縁膜を用いることで、効果的に無機絶縁膜内に引っ張り応力を生成することができる。但し、他の絶縁膜の使用を妨げるものではない。
In the first to third embodiments, the
さらに上記実施例では、凹部110A、110Bの壁部のフィン形状は、AlGaAsの酸化領域をエッチングすることにより形成したが、これに限らず、Al組成比に対して選択性のあるエッチャントを用いて凹部110A、110Bの壁部をエッチングしてもよい。図4は、Al組成比に対して選択性のあるエッチング溶液の一例を示している。図示するように、酒石酸系エッチャント(クエン酸:過酸化水素=3:1)、硫酸系(H2SO4:H2O2:H2O=1:1:10)、フッ酸系(HF:NH3F:H2Oの混合液)、有機酸と過酸化水素水の混合液、その他、塩酸系、燐酸系、アンモニア系などをAlGaAsのエッチング溶液に用いることができる。
Furthermore, in the above embodiment, the fin shape of the wall portions of the
次に、本発明の第1の実施例に係る面発光型半導体レーザの製造方法について説明する。図5および図6は、図1に示したA−A断面およびB−B断面の製造工程を示している。先ず、図5Aに示すように、有機金属気相成長(MOCVD)法により、n型GaAs基板100上に、キャリア濃度2×1018cm-3のAl0.9Ga0.1AsとAl0.15Ga0.85Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に40.5周期積層したn型下部DBR102が形成される。その上に、アンドープ下部Al0.6Ga0.4Asスぺーサー層とアンドープ量子井戸活性層(膜厚70nmGaAs量子井戸層3層と膜厚50nmAl0.3Ga0.7As障壁層4層とで構成されている)とアンドープ上部Al0.6Ga0.4Asスぺーサー層とで構成された膜厚が媒質内波長となる活性領域104、p型のAlAsから構成された電流狭窄層106、キャリア濃度が2×1018cm-3のp型のAl0.9Ga0.1AsとAl0.15Ga0.85Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に30周期積層したp型DBR108が形成される。p型上部DBR108の最上層には、キャリア濃度1×1019cm-3となるp型のGaAsコンタクト層が形成される。また、B−B断面に示すように、上部DBR108上には、リフトオフプロセスにより図1に示したようなp側電極120A、120Bが形成される。p側電極120A、120は、AuまたはAu/Tiなどが用いられる。なお、ここでは詳しくは述べないが、基板100と下部DBR102の間にn型のバッファ層を形成したり、DBRの電気的抵抗を下げるためにAl組成を段階的に変化させた層を形成したりすることも可能である。
Next, a method for manufacturing the surface emitting semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention will be described. 5 and 6 show a manufacturing process of the AA cross section and the BB cross section shown in FIG. First, as shown in FIG. 5A, Al 0.9 Ga 0.1 As and Al 0.15 Ga 0.85 As with a carrier concentration of 2 × 10 18 cm −3 are formed on an n-
次に、図5Bに示すように、フォトリソ工程により凹部100A、100Bを形成するためのレジストマスク200をパターン形成する。レジストマスク200の開口を介して塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、上部DBR108内に2〜3数ミクロン程度の凹部110A、110Bを形成する。凹部110A、110Bの底部は、Al0.9Ga0.1AsまたはAl0.15Ga0.85Asのいずれかであり、凹部110A、110Bの側壁には、Al0.9Ga0.1AsとAl0.15Ga0.85Asが露出される。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist
次に、レジストマスク200を除去した後、図5Cに示すように、ポストPを形成するためのレジストマスク210が形成される。レジストマスク210は、凹部110A、110Bを覆う円形状のパターンである。レジストマスク210によって覆われていない半導体層を塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、下部DBR102が露出するまでエッチングが行われる。これにより、基板上に円筒状のポストPが形成される。
Next, after removing the resist
次に、レジストマスクマスク210を除去した後、図6Aに示すように、例えば340℃の水蒸気雰囲気で基板を一定時間酸化する。これにより、電流狭窄層106には、ポストPの側面から一定距離だけ酸化された酸化領域が形成され、酸化領域によって囲まれた酸化アパーチャ106Aが形成される。酸化アパーチャ106Aの径は、シングル横モードのレーザ光が出射される大きさ、例えば5ミクロン以下に設定される。さらに、凹部110A、110Bによって露出された上部DBR108内の側壁も同時に酸化される。図7Aは、AlGaAsの酸化の様子を示している。図7Aに示すように、Al組成比が高いAl0.9Ga0.1As層は、側壁から酸化距離D1で酸化され、Al組成比が低いAl0.15Ga0.85As層は酸化距離D2(D2<D1)で酸化された酸化領域132が側壁に形成される。但し、Al0.9Ga0.1As層の酸化は、酸化アパーチャ106Aの径よりも内部までは進行しない。
Next, after removing the resist
次に、図6Bに示すようにエッチングマスク220を形成した後、凹部110A、110Bの出射領域112側の側壁の酸化領域をバッファードフッ酸によりエッチングする。図7Bは、酸化領域のエッチングの様子を示している。図7Bに示すように、側壁から酸化領域132が除去され、酸化距離D1、D2に応じた深さの凹凸が形成される。こうして、マスク220によって露出された凹部110A、110Bの対向する側壁にフィン形状130が形成される。
Next, after forming an
次に、エッチングマスク220を除去した後、図6Cに示すように、SiNx膜をプラズマCVDで成膜し、ポストPを含む基板全面に層間絶縁膜140を形成する。次に、層間絶縁膜140にコンタクトホール140A、140Bを形成し、p側電極120A、120Bを露出させ、次いで、配線金属150をパターニングする。そして、必要に応じて裏面研磨を行ったと後、基板裏面に例えばAuGe/Auのn側電極を蒸着される。
Next, after the
なお、上記の酸化領域のエッチング工程では、エッチングマスク220により出射領域112の対向する側壁を露出したが、これに限らず、凹部110A、110Bの側壁全体の酸化領域を除去することようにしてもよい。この場合、図8に示すようなエッチングマスク220Aを形成し、凹部110A、110B内の酸化領域をエッチングすることで、凹部110A、110Bの外側の側壁にフィン形状130A、130Bが形成される。
In the etching process of the oxidized region, the opposite side wall of the
さらに、フィン形状130は、上記したようにAl組成比に対して選択性のあるエッチング溶液を用いて形成することもできる。この場合には、凹部110A、110Bの側壁の酸化は不要であり、図5Cに示す状態で電流狭窄層106のみ酸化し、次いで図8に示すようなマスク220Aを形成した後、選択性のあるエッチング溶液(図4を参照)を用いて凹部110A、110Bの側壁をエッチングし、側壁にフィン形状130を得ることができる。
Further, as described above, the
次に、本実施例の面発光型半導体レーザを利用した面発光型半導体レーザ装置、光送信装置、情報処理装置について図面を参照して説明する。図9Aは、面発光型半導体レーザを実装したパッケージ(面発光型半導体レーザ装置)の構成を示す断面図である。パッケージ300は、面発光型半導体レーザが形成されたチップ310を、導電性接着剤320を介して円盤状の金属ステム330上に固定する。導電性のリード340、342は、ステム330に形成された貫通孔(図示省略)内に挿入され、一方のリード340は、面発光型半導体レーザのn側電極に電気的に接続され、他方のリード342は、p側電極に電気的に接続される。
Next, a surface emitting semiconductor laser device, an optical transmission device, and an information processing device using the surface emitting semiconductor laser of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9A is a cross-sectional view showing a configuration of a package (surface emitting semiconductor laser device) on which a surface emitting semiconductor laser is mounted. The
チップ310を含むステム330上に矩形状の中空のキャップ350が固定され、キャップ350の中央の開口352内にボールレンズ360が固定されている。ボールレンズ360の光軸は、チップ310のほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード340、342間に順方向の電圧が印加されると、チップ310から垂直方向にレーザ光が出射される。チップ310とボールレンズ360との距離は、チップ310からのレーザ光の広がり角θ内にボールレンズ360が含まれるように調整される。また、キャップ内に、面発光型半導体レーザの発光状態をモニターするための受光素子や温度センサを含ませるようにしてもよい。
A rectangular
図9Bは、他のパッケージの構成を示す図であり、同図に示すパッケージ302は、ボールレンズ360を用いる代わりに、キャップ350の中央の開口352内に平板ガラス362を固定している。平板ガラス362の中心は、チップ310のほぼ中心と一致するように位置決めされる。チップ310と平板ガラス362との距離は、平板ガラス362の開口径がチップ310からのレーザ光の広がり角度θ以上になるように調整される。
FIG. 9B is a diagram showing the configuration of another package. In the
図10は、面発光型半導体レーザを情報処理装置の光源として適用した例を示す図である。情報処理装置370は、図9Aまたは図9Bのように面発光型半導体レーザを実装したパッケージ300、パッケージ300からのマルチビームのレーザ光を入射するコリメータレンズ372、一定の速度で回転し、コリメータレンズ372からの光線束を一定の広がり角で反射するポリゴンミラー374、ポリゴンミラー374からのレーザ光を入射し反射ミラー378を照射するfθレンズ376、ライン状の反射ミラー378、反射ミラー378からの反射光に基づき潜像を形成する感光体ドラム380を備えている。このように、面発光型半導体レーザからのレーザ光を感光体ドラム上に集光する光学系と、集光されたレーザ光を光体ドラム上で走査する機構とを備えた複写機やプリンタなど、情報処理装置の光源として面発光型半導体レーザを利用することができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which a surface emitting semiconductor laser is applied as a light source of an information processing apparatus. As shown in FIG. 9A or 9B, the
図11は、図9Aに示す面発光型半導体レーザ装置を光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置400は、ステム330に固定された円筒状の筐体410、筐体410の端面に一体に形成されたスリーブ420、スリーブ420の開口422内に保持されるフェルール430、およびフェルール430によって保持される光ファイバ440を含んで構成される。ステム330の円周方向に形成されたフランジ332には、筐体410の端部が固定される。フェルール430は、スリーブ420の開口422に正確に位置決めされ、光ファイバ440の光軸がボールレンズ360の光軸に整合される。フェルール430の貫通孔432内に光ファイバ440の芯線が保持されている。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration when the surface-emitting type semiconductor laser device shown in FIG. 9A is applied to an optical transmitter. The
チップ310の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ360によって集光され、集光された光は、光ファイバ440の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ360を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置400は、リード340、342に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光送信装置400は、光ファイバ440を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。
The laser light emitted from the surface of the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
10:面発光型半導体レーザ
100:基板
102:下部DBR
104:活性層
106:電流狭窄層
106A:酸化アパーチャ(導電領域)
108:上部多層膜反射鏡
110A、110B:凹部
112:出射領域
120A、120B:p側電極
130、130A:フィン形状
140、142:層間絶縁膜
140A、140B:コンタクトホール
150:配線金属
160:n側電極
10: Surface emitting semiconductor laser 100: Substrate 102: Lower DBR
104: Active layer 106:
108: upper multilayer mirrors 110A, 110B: recess 112:
Claims (10)
基板上に形成された第1導電型の第1の半導体多層膜反射鏡と、
第1の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、
活性領域上に形成された第2導電型の第2の半導体多層膜反射鏡とを有し、
前記基板上には、少なくとも第2の半導体多層膜反射鏡を含む柱状構造が形成され、
前記柱状構造の第2の半導体多層膜反射鏡の上面には、光出射領域を挟んで対向する一方向に第2の半導体多層膜反射鏡の側壁が露出される一定深さの複数の凹部が形成され、前記凹部の側壁のうち前記光出射領域側の対向する側壁にのみ選択的に凹凸部が形成されている、面発光型半導体レーザ。 A substrate,
A first semiconductor multilayer reflector of a first conductivity type formed on a substrate;
An active region formed on the first semiconductor multilayer mirror;
A second semiconductor multilayer reflector of the second conductivity type formed on the active region,
A columnar structure including at least a second semiconductor multilayer film reflecting mirror is formed on the substrate,
On the upper surface of the second semiconductor multilayer film reflecting mirror having the columnar structure, there are a plurality of recesses having a certain depth in which the side walls of the second semiconductor multilayer film reflecting mirror are exposed in one direction across the light emission region. A surface-emitting type semiconductor laser that is formed and has a concavo-convex portion selectively formed only on a side wall facing the light emitting region among the side walls of the recess.
前記面発光型半導体レーザ装置から出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構と、
を有する情報処理装置。 A surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 8,
Condensing means for condensing the laser light emitted from the surface-emitting type semiconductor laser device on a recording medium;
A mechanism for scanning the recording medium with the laser beam condensed by the condensing means;
An information processing apparatus.
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