JP5381275B2

JP5381275B2 - 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置、光情報処理装置および面発光型半導体レーザの製造方法

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Publication number: JP5381275B2
Application number: JP2009103555A
Authority: JP
Inventors: 和征松下; 誠也大森; 昌宏吉川; 友暁小嶋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: JP2010258054A

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、光伝送装置、光情報処理装置および面発光型半導体レーザの製造方法に関する。

面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）は、通信装置や画像形成装置の光源等に利用されている。典型的な面発光型半導体レーザは、ｎ型の半導体基板上に、活性領域を挟み込むようにｎ型の下部半導体多層膜反射鏡とｐ型の上部半導体多層膜反射鏡を形成し、上部半導体多層膜反射鏡に電気的に接続されたｐ側電極が基板表面側に形成され、下部半導体多層膜反射鏡に電気的に接続されたｎ側電極が基板裏面側に形成される。このような電極の配置と異なり、ｎ側電極をｐ側電極と同じように基板表面側に形成した面発光型半導体レーザもある。

面発光型半導体レーザの電極は、通常、ＡｕまたはＡｕ／Ｔｉなどの金属が用いられ、金属電極とその下地となるコンタクト層との間の電気的接続を良好に維持することが求められる。基板表面側にｎ側電極を形成する場合には、絶縁保護膜にコンタクトホールを形成して下部半導体多層膜反射鏡のコンタクト層を露出させるエッチング工程が必要となる。例えば、特許文献１は、コンタクト層を電極で覆い、コンタクト層がオーバーエッチングされるのを抑制する半導体発光素子を開示している。

特開平１０−３２１９０２号

本発明は、柱状構造近傍の絶縁保護膜の剥離を抑制した面発光型半導体レーザおよびその製造方法を提供することを目的とする。

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、接続層を含む第１導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層上に形成された活性層と、活性層上に形成された第２導電型の第２の半導体層と、第２の半導体層から少なくとも第１の半導体層に至るまでの半導体層を除去して形成され、底部、側部および頂部を有し、発光部として機能する柱状構造と、柱状構造の底部において絶縁保護膜の開口部を介して第１の半導体層に形成され、前記接続層に至る深さの第１の溝と、第１の溝を介して前記接続層に電気的に接続される第１の電極と、柱状構造の頂部において第２の半導体層に電気的に接続される第２の電極と、柱状構造の底部において第１の溝と柱状構造との間の第１の半導体層に形成された第２の溝とを有し、第２の溝は、柱状構造の側部から延在する前記絶縁保護膜によって覆われている。
請求項２において、第２の溝は、第１の溝の形状に沿って形成される。
請求項３において、第２の溝の長手方向の長さは、第１の溝の長手方向の長さよりも大きい。
請求項４において、第２の溝の短手方向の幅は、第１の溝の短方向の幅よりも小さい。
請求項５において、第２の溝の深さは、第１の溝の深さよりも浅い。
請求項６において、第１の半導体層は、Ａｌ組成の異なる半導体層の対を複数含み、第２の半導体層は、Ａｌ組成の異なる半導体層の対を複数含み、前記接続層は、前記複数の対の半導体層よりも不純物濃度が高い。
請求項７に係る面発光型半導体レーザ装置は、請求項１ないし６いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザからのレーザ光を入射する光学部材とを実装する。
請求項８に係る光伝送装置は、請求項７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発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段とを備える。
請求項９に係る光情報処理装置は、請求項１ないし６いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザ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。
請求項１０に係る面発光型半導体レーザの製造方法は、基板上に、接続層を有する第１導電型の第１の半導体層、活性層、および第２導電型の第２の半導体層を含む半導体層を積層する工程と、第２の半導体層から少なくとも第１の半導体層に至る半導体層を選択的に除去して基板上に柱状構造を形成する工程と、柱状構造の底部において絶縁保護膜の剥離を防止するための剥離防止溝を第１の半導体層に形成する工程と、柱状構造および剥離防止溝を含む領域上に絶縁保護膜を形成する工程と、柱状構造の底部において前記第１の半導体層が露出するように前記絶縁保護膜に開口部を形成する工程と、前記開口部によって露出された第１の半導体層に前記接続層に至る深さの接続溝を形成する工程と、前記接続溝を介して前記接続層に電気的に接続される電極を形成する工程とを有し、前記剥離防止溝は、前記柱状構造と前記接続溝の間に形成される。
請求項１１において、前記接続層に至る深さの溝を形成する工程は、湿式エッチングである。

請求項１によれば、第２の溝を持たない面発光型半導体レーザと比較して、絶縁保護膜の剥離を抑制することができる。
請求項２によれば、本構成を有さない場合と比較して、絶縁保護膜の開口部から柱状構造への剥離の伝播を抑制することができる。
請求項３によれば、本構成を有さない場合と比較して、絶縁保護膜の開口部から柱状構造への剥離の伝播を抑制することができる。
請求項４によれば、第１の溝を柱状構造に近接させて電気抵抗を小さくすることができる。
請求項５によれば、第１の溝の加工が容易となる。
請求項６によれば、第１の電極と第１の半導体層間の電気的抵抗を小さくすることができる。
請求項７ないし９によれば、面発光型半導体レーザの頓死を抑制した面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および光情報処理装置を提供することができる。
請求項１０によれば、単一の溝を有する面発光型半導体レーザの製造方法と比較して絶縁保護膜の剥離を抑制した製造方法を提供することができる。
請求項１１によれば、湿式エッチングを用いた場合でも絶縁保護膜の剥離を抑制することができる。

本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの平面図である。図１に示すＡ−Ａ線の拡大された断面図である。本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザの断面図である。本実施例の剥離防止溝の他の例を示す平面図である。本実施例の剥離防止溝の他の例を示す平面図である。本実施例の剥離防止溝の他の例を示す平面図である。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工程を示す断面図である。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工程を示す断面図である。本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザの製造工程を示す断面図である。本実施例に係るＶＣＳＥＬに光学部品を実装した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。ＶＣＳＥＬを使用した光源装置の構成例を示す図である。図１０に示す面発光型半導体レーザ装置を用いた光伝送装置の構成を示す概略断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、選択酸化型の面発光型半導体レーザを例示し、面発光型半導体レーザをＶＣＳＥＬと称する。なお、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。

図１は、本発明の第1の実施例に係るＶＣＳＥＬの構成を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線の拡大された断面図である。ＶＣＳＥＬ１０は、半絶縁性のＧａＡｓ半導体基板１２上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層１４、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層の対を複数有し分布ブラッグ型反射鏡(Distributed Bragg Reflector：以下、ＤＢＲと称す)を構成するｎ型の下部ＤＢＲ１６、スペーサ層１８にサンドイッチされた活性層２０、ｐ型の上部ＤＢＲ２２を順次積層している。上部ＤＢＲ２２は、その最上層に不純物濃度が高いｐ型のＧａＡｓコンタクト層を含み、活性層２０の近傍にｐ型のＡｌＡｓまたはＡｌＧａＡｓからなる酸化アパーチャを有する電流狭窄層３０を含んでいる。

基板１２上には、上部ＤＢＲ２２から下部ＤＢＲ１６の一部に至るまで半導体層をエッチングすることによって環状の溝２４（図１の破線の円２４Ａは、溝２４の境界を示す）が形成される。この溝２４によって円筒（円柱）状のポストＰと、境界２４Ａより外側にパッド形成領域２５が形成される。ポストＰの側部、底部および頂部の一部は、絶縁保護膜２６によって覆われ、保護されている。ポストＰの頂部において、絶縁保護膜２６には、上部ＤＢＲ２２の最上層のコンタクト層を露出するように円形状のコンタクトホール（開口部）２６Ａが形成され、環状のｐ側電極２８がコンタクトホール２６Ａを介してコンタクト層にオーミック接続される。これにより、ｐ側電極２８は、上部ＤＢＲ２２に電気的に接続される。また、ｐ側電極２８の中央には、円形状の開口部２８Ａが形成され、これは、レーザ光を出射する出射窓となる。電流狭窄層３０には、ポストＰの側面から酸化された酸化領域３０Ａが形成され、酸化領域３０Ａによって囲まれた円形状の導電領域（酸化アパーチャ）内に電流および光が閉じ込められる。

ポストＰの底部において、絶縁保護膜２６のコンタクトホール（開口部）２６Ｂによって露出された下部ＤＢＲ１６には、下部ＤＢＲ１６をエッチングすることでコンタクト溝３２が形成されている。コンタクト溝３２は、図１に示すように、ポストＰの光軸を中心に一定の内角で扇状に延在し、バッファ層１４に至る深さを有している。ｎ側電極３４は、コンタクト溝３２と同様に扇状に延在し、コンタクトホール２６Ｂおよびコンタクト溝３を介してバッファ層１４に電気的に接続される。バッファ層１４は、下部ＤＢＲ１６の各層よりも不純物濃度が高く、バッファ層１４は、ｎ側電極３４との間にオーミック接続を提供するコンタクト層（接続層）として機能する。こうして、ｎ側電極３４が下部ＤＢＲ１６に電気的に接続される。ポストＰの頂部のｐ側電極２８は、引き出し配線３６によりパッド形成領域２５に延在され、そこで円形状のパッド３８に接続される。また、ｎ側電極３４は、引き出し配線４０によりパッド形成領域２５に延在され、そこで円形状のパッド４２に接続される。図１の破線４４は、ＶＣＳＥＬの素子形成領域を示している。

さらに本実施例のＶＣＳＥＬ１０では、コンタクト溝３２とポストＰとの間に絶縁保護膜２６の剥離を防止するための剥離防止溝５０が下部ＤＢＲ１６に形成される。剥離防止溝５０は、図１に示すように、コンタクト溝３２に沿うように扇状に延在し、また、下部ＤＢＲ１６内に一定の深さを有するようにエッチングされている。剥離防止溝５０は、ポストＰから延在する絶縁保護膜２６によって覆われ、絶縁保護膜２６の終端は、コンタクトホール２６Ｂにつながっている。

コンタクト溝３２は、絶縁保護膜の形成後に、コンタクトホール２６Ｂを介して下部ＤＢＲ１６をウエットエッチングすることにより形成される。過度のエッチングによりコンタクト溝３２の側部のサイドエッチ（側方へのエッチ）が進行すると、絶縁保護膜２６のコンタクトホール２６Ｂの終端が剥がれやすくなる。仮に、絶縁保護膜２６の終端が剥がれたとしても、その剥離の伝播は、剥離防止溝５０で抑制される。このため、絶縁保護膜２６の剥離がポストＰの近傍またはその側壁まで伝播することが抑制される。絶縁保護膜２６がポスト近傍まで剥がれた素子では、頓死する確率が高いことが予測されるが、このような頓死が抑制される。さらに、水分の浸入によっても絶縁保護膜２６の剥離が促進されるが、剥離防止溝５０によって高温高湿下でも絶縁保護膜２６の終端の剥離を抑制される。

次に、本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬについて説明する。図３Ａは、第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの断面図、図３Ｂは、絶縁保護膜のコンタクトホールとコンタクト溝および剥離防止溝との関係を模式的に示した平面図である。第２の実施例では、絶縁保護膜２６のコンタクトホール２６Ｃは、コンタクト溝３２と剥離防止溝５０の双方の形成領域を露出させるようにパターンニングされる。コンタクトホール２６Ｃによって露出された下部ＤＢＲ１６には、バッファ層１４に至る深さのコンタクト溝３２と剥離防止溝５０がそれぞれエッチングにより形成される。ｎ側電極３４は、コンタクトホール２６Ｃを介してコンタクト溝３２および剥離防止溝５０を覆い、ｎ側電極３４は、コンタクト溝３２および剥離防止溝５０の底部においてバッファ層１４に接続され、さらにコンタクト溝３２および剥離防止溝５０の側壁で下部ＤＢＲ１６と接続される。

第２の実施例によれば、絶縁保護膜２６のコンタクトホール２６Ｃの端部がｎ側電極３４によって完全に覆われ、かつｎ側電極と下部ＤＢＲ１６との接触面積が大きいため両者の接合強度が高いので、絶縁保護膜２６の剥離が抑制される。さらに、ｎ側電極３４とバッファ層１４間の接触面積が増加することで電気的抵抗はより小さくなる。

次に、剥離防止溝の種々の変形例について説明する。図４Ａは、ポストＰ，剥離防止溝５０およびコンタクト溝３２の模式的な位置関係を示す平面図である。ポストＰの光軸Ｃ１（開口部２８Ａの中心）からコンタクト溝３２の扇形状の中心点Ｃ２を通る直線をＬとする。剥離防止溝５０Ａの直線Ｌと垂直方向（長手方向）の長さＤ１は、コンタクト溝３２のポストＰに近い側の長手方向の長さＤ２よりも大きい。また、剥離防止溝５０Ａの直線Ｌの方向（短手方向）の幅Ｗ１は、コンタクト溝３２の幅Ｗ２よりも狭い。

剥離防止溝５０Ａの長さＤ１をＤ２よりも大きくすることで、コンタクト溝３２の近傍の絶縁保護膜２６のコンタクトホール２６Ｂの終端部の剥離がポストＰ側へ伝播するのを効果的に抑制することができる。また、剥離防止溝５０Ａの幅Ｗ１をＷ２よりも狭くすることで、コンタクト溝３２をポストＰに近接させることができる。この近接により、ｎ側電極３４と下部ＤＢＲ１６までのバッファ層１４の電流経路の短縮に繋がり、電気的抵抗は小さくなる。また、図４Ｂに示すように、コンタクト溝３２とポストＰとの間には、複数の剥離防止溝５０Ａを形成してもよい。

図５Ａは、剥離防止溝５０Ｂがコンタクト溝３２と異なる形状を有する例を示している。図１や図４に示す例では、剥離防止溝５０、５０Ａは、コンタクト溝３２の外形に倣うように円弧状を有するものであったが、図５Ａに示す剥離防止溝５０Ｂは、直線状または矩形状に形成されている。また、これとは反対に、図５Ｂに示すように、コンタクト溝３２Ａが矩形状または直線状であり、図１または図４と同様に剥離防止溝５０を扇形状としてもよい。

図６Ａは、ポストＰの外周を取り囲む円形状の剥離防止溝５０Ｃを示している。ポストＰの全周囲に剥離防止溝５０Ｃを形成することで、絶縁保護膜２６の剥離がどの方向から生じても、その剥離の伝播または進行がポストＰへ到達するのを抑制することができる。また、図６Ｂに示すように、ポストＰを取り囲む剥離防止溝５０Ｃは、円形状のみならず矩形状であってもよい。

次に、第１の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法について図７および図８を参照して説明する。先ず、有機金属気相成長(ＭＯＣＶＤ)法により、真性ＧａＡｓ基板１２上に、キャリア濃度１×１０¹⁹ｃｍ^-3となるｎ型のＧａＡｓバッファ層１４、キャリア濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓ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型の下部ＤＢＲ１６、アンドープ下部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層１８、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５０ｎｍＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ障壁層４層とで構成されている)た活性層２０、アンドープ上部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層１８、キャリア濃度が２×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓ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型の上部ＤＢＲ２２が積層して形成される。上部ＤＢＲ２２は、活性層２０の近傍にｐ型のＡｌＡｓから構成された電流狭窄層３０を含み、さらに最上層にキャリア濃度１×１０¹⁹ｃｍ^-3のｐ型のＧａＡｓコンタクト層を含む。

次に、フォトリソ工程により結晶成長層上にマスクを形成し、三塩化ホウ素をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチングにより上部ＤＢＲ２２から下部ＤＢＲ１６に至るエッチングして環状の溝２４を形成し、図７Ａに示すように、頂部Ｐ１、側部Ｐ２および底部Ｐ３を有する円筒状のポストＰを得る。これにより、ポストＰと、その周囲にパッド形成領域（図１を参照）が隔離される。次に、例えば３４０℃の水蒸気雰囲気に基板を一定時間晒し、酸化処理を行い、電流狭窄層３０のポストＰの側壁から内部に一定距離だけ酸化された酸化領域３０Ａが形成される。

次に、マスクを除去した後、図７Ｂに示すようにマスクパターンＭを形成する。マスクパターンＭには、剥離防止溝５０を形成する位置に開口６０が形成されている。マスクパターンＭを用いて露出された下部ＤＢＲ１６をエッチングし、下部ＤＢＲ１６に一定の深さの剥離防止溝５０を形成する。

次に、マスクパターンＭを除去し、基板全面にＳｉＮｘ等の絶縁保護膜を形成し、フォトリソ工程を用いて絶縁保護膜をパターニングし、図７Ｃに示すような絶縁保護膜２６を得る。ポストＰの頂部において、絶縁保護膜２６には、円形のコンタクトホール２６Ａが形成され、ポスト底部において、剥離防止溝５０に近接した位置に扇状のコンタクトホール（開口部）２６Ｂが形成される。剥離防止溝５０の全体は、保護絶縁膜２６によって覆われている。

次に、図８Ａに示すようにマスクパターンＭが基板上に形成される。マスクパターンＭには、コンタクト溝３２を形成する位置に開口６２が形成されている。この開口６２は、マージンＧをもってコンタクトホール２６Ｂに位置合わせされる。次に、マスクパターンＭを用いて下部ＤＢＲ１６をウエットエッチングし、下部ＤＢＲ１６内にバッファ層１４に到達するコンタクト溝３２を形成する。図８Ｂは、マスクパターンＭを除去した後の状態を示している。

次に、図８Ｃに示すように、ＥＢ蒸着機によってポストＰの頂部に環状のｐ側電極２８が形成され、ポストＰの底部にｎ側電極３４が形成される。ｐ側電極２８、ｎ側電極３４は、例えばＡｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｇｅ／Ｔｉなどが用いられる。

次に、本発明の第２の実施例のＶＣＳＥＬの製造工程について説明する。第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの場合、剥離防止溝５０Ａは、バッファ層１４に到達する深さに形成されるため、剥離防止溝５０Ａとコンタクト溝３２は同時に形成される。

第１の実施例のときと同様に、基板上にポストＰを形成しかつ電流狭窄層３０の選択酸化を終了した後、図９Ａに示すように、絶縁保護膜２６をパターニングする。これにより、ポストＰの頂部には、コンタクトホール２６Ａが形成され、ポストＰの底部の下部ＤＢＲ１６上には、コンタクト溝３２と剥離防止溝５０Ａを形成する領域を露出するようにコンタクトホール２６Ｃが形成される。

次に、図９Ｂに示すように、パターンニングされたマスクＭを基板上に形成する。マスクＭには、コンタクト溝３２および剥離防止溝５０Ａを形成するための開口６４、６６が形成され、開口６４、６６は、コンタクトホール２６Ｃに位置合わせされる。次に、マスクＭを用いて下部ＤＢＲ１６をウエットエッチングし、下部ＤＢＲ１６内にバッファ層１４に至るコンタクト溝３２および剥離防止溝５０Ａを形成する。図９Ｃは、マスクＭを除去したときの状態を示している。次に、リフトオフを用いてｎ側電極３４およびｐ側電極２８のパターンを形成する。

上記実施例では、基板１２と下部ＤＢＲ１６との間のバッファ層１４をｎ側電極３４に接続させる例を示したが、このようなバッファ層を用いる以外にも、下部ＤＢＲ１６内の一部を、ｎ側電極３４と電気的に接続されるコンタクト層に用いたり、あるいは下部ＤＢＲ１６内にコンタクト層を追加するようにしてもよい。この場合、コンタクト層は、ｎ側電極とオーミック接続できるような不純物濃度を有することが望ましい。

さらに上記実施例では、ポストＰを円筒状にしたが、これに限らず、円錐状、矩形状、楕円状にしてもよい。また、コンタクト溝３２および剥離防止溝５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは例示であり、それらの形状、大きさ等は、目的や設計に応じて適宜することができる。さらに上記実施例では、ＡｌＧａＡｓ系のＶＣＳＥＬを例示したが、他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体を用いたＶＣＳＥＬであってもよい。

次に、本実施例のＶＣＳＥＬを利用した面発光型半導体レーザ装置、光情報処理装置および光送信装置について図面を参照して説明する。図１０Ａは、ＶＣＳＥＬと光学部品を実装（パッケージ）した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。面発光型半導体レーザ装置３００は、ＶＣＳＥＬ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、ＶＣＳＥＬ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。

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、ＶＣＳＥＬ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。

図１０Ｂは、他の面発光型半導体レーザ装置の構成を示す図であり、同図に示す面発光型半導体レーザ装置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。

図１１は、ＶＣＳＥＬを光情報処理装置の光源に適用した例を示す図である。光情報処理装置３７０は、図１０Ａまたは図１０ＢのようにＶＣＳＥＬを実装した面発光型半導体レーザ装置３００または３０２から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(記録媒体)３８０を備えている。このように、ＶＣＳＥＬ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、光情報処理装置の光源として利用することができる。

図１２は、図１０Ａに示す面発光型半導体レーザ装置を光伝送装置に適用したときの構成を示す断面図である。光伝送装置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。

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、光伝送装置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。

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。

１０、１０Ａ：ＶＣＳＥＬ
１２：基板
１４；バッファ層
１６：上部ＤＢＲ
１８：スペーサ層
２０：活性層
２２：下部ＤＢＲ
２４：ポスト用溝
２４Ａ：境界
２５：パッド形成領域
２６：絶縁保護膜
２６Ａ：コンタクトホール
２６Ｂ、２６Ｃ：コンタクトホール（開口部）
２８：ｐ側電極
２８Ａ：出射窓
３−：電流狭窄層
３２：コンタクト溝
３４：ｎ側電極
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ：剥離防止溝

Claims

基板と、
基板上に形成され、接続層を含む第１導電型の第１の半導体層と、
第１の半導体層上に形成された活性層と、
活性層上に形成された第２導電型の第２の半導体層と、
第２の半導体層から少なくとも第１の半導体層に至るまでの半導体層を除去して形成され、底部、側部および頂部を有し、発光部として機能する柱状構造と、
柱状構造の底部において絶縁保護膜の開口部を介して第１の半導体層に形成され、前記接続層に至る深さの第１の溝と、
第１の溝を介して前記接続層に電気的に接続される第１の電極と、
柱状構造の頂部において第２の半導体層に電気的に接続される第２の電極と、
柱状構造の底部において第１の溝と柱状構造との間の第１の半導体層に形成された第２の溝とを有し、
第２の溝は、柱状構造の側部から延在する前記絶縁保護膜によって覆われている、面発光型半導体レーザ。
第２の溝は、第１の溝の形状に沿って形成される、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
第２の溝の長手方向の長さは、第１の溝の長手方向の長さよりも大きい、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザ。
第２の溝の短手方向の幅は、第１の溝の短方向の幅よりも小さい、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ。
第２の溝の深さは、第１の溝の深さよりも浅い、請求項１ないし４いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
第１の半導体層は、Ａｌ組成の異なる半導体層の対を複数含み、第２の半導体層は、Ａｌ組成の異なる半導体層の対を複数含み、前記接続層は、前記複数の対の半導体層よりも不純物濃度が高い、請求項１ないし５いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ。
請求項１ないし６いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザからのレーザ光を入射する光学部材とを実装した面発光型半導体レーザ装置。
請求項７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発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段とを備えた光伝送装置。
請求項１ないし６いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザ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、を有する光情報処理装置。
基板上に、接続層を有する第１導電型の第１の半導体層、活性層、および第２導電型の第２の半導体層を含む半導体層を積層する工程と、
第２の半導体層から少なくとも第１の半導体層に至る半導体層を選択的に除去して基板上に柱状構造を形成する工程と、
柱状構造の底部において絶縁保護膜の剥離を防止するための剥離防止溝を第１の半導体層に形成する工程と、
柱状構造および剥離防止溝を含む領域上に絶縁保護膜を形成する工程と、
柱状構造の底部において前記第１の半導体層が露出するように前記絶縁保護膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部によって露出された第１の半導体層に前記接続層に至る深さの接続溝を形成する工程と、
前記接続溝を介して前記接続層に電気的に接続される電極を形成する工程とを有し、
前記剥離防止溝は、前記柱状構造と前記接続溝の間に形成される、面発光型半導体レーザの製造方法。
前記接続層に至る深さの溝を形成する工程は、湿式エッチングである、請求項１０に記載の製造方法。