JP7081000B2

JP7081000B2 - Vertical resonator type light emitting element

Info

Publication number: JP7081000B2
Application number: JP2021000257A
Authority: JP
Inventors: 大倉本; 章岩山
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2022-06-06
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP2021048427A

Description

本発明は、垂直共振器型発光素子、特に垂直共振器型面発光レーザ（VCSEL：vertical cavity surface emitting laser）などの垂直共振器型半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a vertical resonator type light emitting device, particularly a vertical resonator type semiconductor light emitting device such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).

垂直共振器型面発光レーザ（以下、単に面発光レーザと称する）は、基板面に対して垂直に光を共振させ、当該基板面に垂直な方向に光を出射させる構造を有する半導体レーザである。例えば、特許文献１には、窒化物半導体多層膜反射鏡と、窒化物半導体層と、開口部を有するＳｉＯ_２層と、ＩＴＯ透明電極と、誘電体多層膜と、を有する窒化物半導体面発光レーザが開示されている。また、非特許文献１には、垂直共振器型レーザの横導波分析、特に選択酸化を用いて製作される垂直共振器型レーザについて開示されている。 A vertical resonator type surface emitting laser (hereinafter, simply referred to as a surface emitting laser) is a semiconductor laser having a structure that resonates light perpendicular to a substrate surface and emits light in a direction perpendicular to the substrate surface. .. For example, Patent Document 1 describes a nitride semiconductor surface emission having a nitride semiconductor multilayer film reflector, a nitride semiconductor layer, a SiO ₂ layer having an opening, an ITO transparent electrode, and a dielectric multilayer film. The laser is disclosed. Further, Non-Patent Document 1 discloses a vertical resonator type laser manufactured by transverse waveguide analysis of a vertical resonator type laser, particularly selective oxidation.

国際公開第2014/167965号パンフレットInternational Publication No. 2014/167965 Pamphlet

OPTICS LETTERS Vol.20, No.13, p.1483OPTICS LETTERS Vol.20, No.13, p.1483

特許文献１のような構造の面発光レーザにおいて、ＩＴＯ透明電極とＳｉＯ_２層の開口部によって電流狭窄が行われるが、電流や温度の変動に対して単一横モードの維持が困難であり、面発光レーザとしての出力特性や温度駆動条件が制限されてしまっていた。閾値電流や素子の電気抵抗、動作電圧も含め、安定性上、信頼性上の問題となっていた。 In a surface emitting laser having a structure as in Patent Document 1, current constriction is performed by the ITO transparent electrode and the opening of the SiO ₂ layer, but it is difficult to maintain the single transverse mode against fluctuations in current and temperature. The output characteristics and temperature drive conditions of a surface-emitting laser have been limited. Including the threshold current, the electric resistance of the element, and the operating voltage, there have been problems in terms of stability and reliability.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、横モード制御特性に優れ、レンズやファイバへの結合効率が高く、発振特性、安定性、信頼性に優れた垂直共振器型発光素子を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and is a vertical resonator type light emitting element having excellent transverse mode control characteristics, high coupling efficiency to a lens or fiber, and excellent oscillation characteristics, stability, and reliability. The purpose is to provide.

本発明の垂直共振器型発光素子は、半導体ＤＢＲ層からなる第１反射鏡と、第１反射鏡上に形成され、少なくとも１の半導体層からなる第１半導体層と、第１半導体層上に形成された活性層と、活性層上に形成され、第1半導体層と反対の導電型を有する少なくとも１の半導体層からなる第２半導体層と、第２半導体層上に形成された透光性電極と、透光性電極上に第１反射鏡に対向して配された第２反射鏡と、を有し、第１反射鏡、第１半導体層及び第２半導体層のうち少なくとも１は、隣接する上層及び下層の半導体層の側壁よりも内側に窪んだＡｌを含む半導体層を有する。 The vertical resonator type light emitting element of the present invention is formed on a first reflecting mirror made of a semiconductor DBR layer and a first reflecting mirror, and is formed on a first semiconductor layer made of at least one semiconductor layer and on the first semiconductor layer. A second semiconductor layer composed of an active layer formed, a second semiconductor layer formed on the active layer and having at least one semiconductor layer having a conductive type opposite to that of the first semiconductor layer, and translucency formed on the second semiconductor layer. It has an electrode and a second reflecting mirror arranged on the translucent electrode so as to face the first reflecting mirror, and at least one of the first reflecting mirror, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer has. It has a semiconductor layer containing Al recessed inward from the side wall of the adjacent upper and lower semiconductor layers.

また、本発明の垂直共振器型発光素子は、半導体ＤＢＲ層からなる第１反射鏡と、第１反射鏡上に形成され、少なくとも１の半導体層からなる第１半導体層と、第１半導体層上に形成された活性層と、活性層上に形成され、第1半導体層と反対の導電型を有する少なくとも１の半導体層からなる第２半導体層と、第２半導体層上に第１反射鏡に対向して配された半導体ＤＢＲからなる第２反射鏡と、前記第２反射鏡上に形成された電極と、を有し、第１反射鏡、第２反射鏡、第１半導体層及び第２半導体層のうち少なくとも１は、隣接する上層及び下層の半導体層の側壁よりも内側に窪んだＡｌを含む半導体層を有する。 Further, the vertical resonator type light emitting element of the present invention has a first semiconductor layer made of a semiconductor DBR layer, a first semiconductor layer formed on the first reflecting mirror and made of at least one semiconductor layer, and a first semiconductor layer. A second semiconductor layer composed of an active layer formed above, a second semiconductor layer formed on the active layer and having at least one semiconductor layer having a conductive type opposite to that of the first semiconductor layer, and a first reflecting mirror on the second semiconductor layer. It has a second reflecting mirror made of a semiconductor DBR arranged so as to face the second reflecting mirror, and an electrode formed on the second reflecting mirror, and has a first reflecting mirror, a second reflecting mirror, a first semiconductor layer, and a first reflecting mirror. At least one of the two semiconductor layers has a semiconductor layer containing Al recessed inward from the side wall of the adjacent upper and lower semiconductor layers.

図１（ａ）は、実施例１の垂直共振器型発光素子を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing the vertical resonator type light emitting device of the first embodiment. FIG. 1 (b) is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 1 (a). 実施例１の垂直共振器型発光素子を模式的に示す上面図である。It is a top view schematically showing the vertical resonator type light emitting element of Example 1. FIG. 実施例２の垂直共振器型発光素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the vertical resonator type light emitting element of Example 2. 図４（ａ）は、実施例３の垂直共振器型発光素子を模式的に示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の部分拡大断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing the vertical resonator type light emitting device of the third embodiment. FIG. 4B is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 4A. 図５（ａ）は、実施例３の変形例を示す断面図である。図５（ｂ）は、実施例１及び実施例３の変形例を示す断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view showing a modified example of the third embodiment. FIG. 5B is a cross-sectional view showing a modification of Example 1 and Example 3. 実施例４の垂直共振器型発光素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the vertical resonator type light emitting element of Example 4.

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to substantially the same or equivalent parts.

本実施例に係る垂直共振器型発光素子は、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１０である。図１（ａ）は、面発光レーザ１０の出射面に対して垂直な積層方向の中心軸ＣＡを含む断面を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の破線で囲まれた部分Ｒの拡大図である。図２は、面発光レーザ１０を模式的に示す上面図である。面発光レーザ１０について、図１及び図２を参照して説明する。図の明確さのため、図２においては、上面図の一部の構成要素にハッチングを施して示す。 The vertical resonator type light emitting element according to this embodiment is a surface emitting laser (VCSEL) 10. FIG. 1A is a cross-sectional view showing a cross section including a central axis CA in a stacking direction perpendicular to the emission surface of the surface emitting laser 10, and FIG. 1B is a broken line in FIG. 1A. It is an enlarged view of the part R surrounded by. FIG. 2 is a top view schematically showing the surface emitting laser 10. The surface emitting laser 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. For the sake of clarity in the figure, in FIG. 2, some components of the top view are hatched.

図１（ａ）に示すように、面発光レーザ１０は、第１半導体層１２Ａ、活性層１２Ｂ、第２半導体層１２Ｃからなる半導体構造層１２を介して互いに対向して配置された第１反射鏡１１及び第２反射鏡１３を有する。第１反射鏡１１、半導体構造層１２、絶縁層１４、透光性電極１５、第２反射鏡１３がこの順に、下地層１６上に形成されている。下地層１６はｎ－ＧａＮ層であり、例えばＧａＮからなる基板１７上に形成されている。透光性電極１５上には、透光性電極１５に電気的に接続されたｐ電極１８が設けられ、下地層１６上には、下地層１６に電気的に接続されたｎ電極１９が設けられている。図１（ａ）は、図２の上面図におけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。図２においてｐ電極１８の形成領域に、ハッチングを施している。 As shown in FIG. 1A, the surface emitting laser 10 is a first reflection arranged so as to face each other via a semiconductor structural layer 12 composed of a first semiconductor layer 12A, an active layer 12B, and a second semiconductor layer 12C. It has a mirror 11 and a second reflecting mirror 13. The first reflecting mirror 11, the semiconductor structure layer 12, the insulating layer 14, the translucent electrode 15, and the second reflecting mirror 13 are formed on the base layer 16 in this order. The base layer 16 is an n-GaN layer, and is formed on, for example, a substrate 17 made of GaN. On the translucent electrode 15, a p electrode 18 electrically connected to the translucent electrode 15 is provided, and on the base layer 16, an n electrode 19 electrically connected to the base layer 16 is provided. Has been done. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along the line AA in the top view of FIG. In FIG. 2, the formed region of the p electrode 18 is hatched.

第１反射鏡１１は、互いに異なる組成及び活性層１２Ｂからの出射光に対して互いに異なる屈折率を有する半導体層が交互に複数層積層された多層膜反射鏡である。第１反射鏡１１を構成する第１組成の半導体層Ａ１及び半導体層Ａ１とは異なる屈折率を有する第２組成の半導体層Ｂ１の層厚は、面発光レーザ１０の発振波長λの１/４を各層の屈折率ｎで除した値（λ/４ｎ）となるように設計され、第１反射鏡１１は、高反射のミラーとして形成されている。つまり、第１反射鏡１１は、半導体材料からなる分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）、すなわち半導体ＤＢＲである。本実施例において、第１反射鏡１１は、ＳｉがドープされたＡｌＩｎＮ層Ａ１及びＳｉがドープされたＧａＮ層Ｂ１が交互に各４０層（４０ペア）積層されて形成されている。 The first reflecting mirror 11 is a multilayer film reflecting mirror in which a plurality of semiconductor layers having different compositions and different refractive indexes with respect to the emitted light from the active layer 12B are alternately laminated. The layer thickness of the semiconductor layer A1 of the first composition constituting the first reflecting mirror 11 and the semiconductor layer B1 of the second composition having a refractive index different from that of the semiconductor layer A1 is 1/4 of the oscillation wavelength λ of the surface emitting laser 10. Is designed to be a value (λ / 4n) divided by the refractive index n of each layer, and the first reflecting mirror 11 is formed as a mirror with high reflection. That is, the first reflector 11 is a distributed Bragg reflector (DBR) made of a semiconductor material, that is, a semiconductor DBR. In this embodiment, the first reflecting mirror 11 is formed by alternately laminating 40 layers (40 pairs) of Si-doped AlInN layer A1 and Si-doped GaN layer B1.

半導体構造層１２は、ｎ型半導体層（第１半導体層）１２Ａ、活性層１２Ｂ、ｐ型半導体層（第２半導体層）１２Ｃからなる。半導体構造層１２は、例えば以下のように構成されている。ｎ型半導体層１２Ａは、Ｓｉをドープしたｎ－ＧａＮである。活性層１２Ｂは多重量子井戸層（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）であり、例えば障壁層としてのＧａＮ層と井戸層としてのＧａＩｎＮ層から構成されている。ｐ型半導体層１２ＣはＭｇドープしたｐ－ＧａＮ層からなる。なお、第１半導体層としてのｎ型半導体層１２Ａは、少なくとも１の半導体層から構成されていればよい。また、第２半導体層としてのｐ型半導体層１２Ｃについても、少なくとも１の半導体層から構成されていれば良い。例えばｐ型半導体層１２ＣはさらにＭｇドープＡｌＧａＮ電子障壁層を有していても良い。その場合、Ａｌ組成は０．１５以上０．２以下が好ましい。 The semiconductor structural layer 12 is composed of an n-type semiconductor layer (first semiconductor layer) 12A, an active layer 12B, and a p-type semiconductor layer (second semiconductor layer) 12C. The semiconductor structural layer 12 is configured as follows, for example. The n-type semiconductor layer 12A is a Si-doped n-GaN. The active layer 12B is a multiple quantum well layer (MQW), and is composed of, for example, a GaN layer as a barrier layer and a GaInN layer as a well layer. The p-type semiconductor layer 12C is made of a Mg-doped p-GaN layer. The n-type semiconductor layer 12A as the first semiconductor layer may be composed of at least one semiconductor layer. Further, the p-type semiconductor layer 12C as the second semiconductor layer may also be composed of at least one semiconductor layer. For example, the p-type semiconductor layer 12C may further have an Mg-doped AlGaN electron barrier layer. In that case, the Al composition is preferably 0.15 or more and 0.2 or less.

第１反射鏡１１及び半導体構造層１２は、例えば有機金属気相成長法（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）により形成することができる。 The first reflecting mirror 11 and the semiconductor structural layer 12 can be formed by, for example, a metal-organic vapor phase epitaxy method.

ｐ型半導体層１２Ｃ上に、開口部１４Ａ（図２参照）を有する絶縁層１４が形成されている。開口部１４Ａにおいてｐ型半導体層１２Ｃが露出している。絶縁層１４上及び開口部１４Ａから露出したｐ型半導体層１２Ｃ上に、開口部１４Ａを覆うように透光性電極１５が形成されている。絶縁層１４は例えばＳｉＯ_２などの絶縁体からなり、透光性電極１５はＩＴＯやＩＺＯなどの透光性金属酸化物など、活性層１２Ｂからの放射光に対して透光性を有する透光性の膜からなる。 An insulating layer 14 having an opening 14A (see FIG. 2) is formed on the p-type semiconductor layer 12C. The p-type semiconductor layer 12C is exposed at the opening 14A. A translucent electrode 15 is formed on the insulating layer 14 and on the p-type semiconductor layer 12C exposed from the opening 14A so as to cover the opening 14A. The insulating layer 14 is made of an insulator such as SiO ₂ , and the translucent electrode 15 is translucent with respect to the synchrotron radiation from the active layer 12B such as a translucent metal oxide such as ITO or IZO. It consists of a sex membrane.

透光性電極１５上に、第２反射鏡１３が形成されている。第２反射鏡１３は、誘電体層Ａ２と、誘電体層Ａ２とは異なる屈折率を有する誘電体層Ｂ２とが交互に複数層積層されている。本実施例において第２反射鏡１３は誘電体材料からなる分布ブラッグ反射器、すなわち誘電体ＤＢＲであり、Ａｌ_２Ｏ_３層Ａ２とＮｂ_２Ｏ_５層Ｂ２とが交互に１０ペア積層されている。第２反射鏡１３は、他にＴｉＯ₂とＳｉＯ₂等の透光性絶縁体の組み合わせにより形成されていてもよい。 A second reflecting mirror 13 is formed on the translucent electrode 15. In the second reflecting mirror 13, a plurality of dielectric layers A2 and a plurality of dielectric layers B2 having a refractive index different from that of the dielectric layer A2 are alternately laminated. In this embodiment, the second reflector 13 is a distributed Bragg reflector made of a dielectric material, that is, a dielectric DBR, in which 10 pairs of _{Al2O 3 layer A2 and Nb2O 5} _layer _B2 _are alternately laminated. .. The second reflecting mirror 13 may also be formed by a combination of a translucent insulator such as TiO ₂ and SiO ₂ .

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す第１反射鏡１１の破線で囲まれた部分Ｒを拡大して示す部分拡大図である。上記したように、第１反射鏡１１は、半導体層Ａ１と、半導体層Ｂ１とが交互に複数層積層されている。このうち活性層１２Ｂに近い方から少なくとも１層の半導体層Ａ１は、半導体層Ａ１を挟む半導体層Ｂ１の側壁よりも内側に窪んだ側壁ＲＳを有している。以下においては、側壁ＲＳを有する半導体層Ａ１を半導体層Ａ１Ｒとして説明する。すなわち、窪んだ半導体層Ａ１Ｒは半導体層Ａ１Ｒを挟む半導体層Ｂ１、すなわち半導体層Ａ１Ｒに隣接し、半導体層Ａ１Ｒを挟む上層の半導体層Ｂ１及び下層の半導体層Ｂ１の側壁よりも内側に窪んだ半導体層として形成されている。そして、側壁ＲＳの外側には間隙Ｇ１１が形成されている。なお、本実施例において、内側に窪んだ半導体層は、Ａｌ（アルミニウム）を含んでいる。 FIG. 1B is a partially enlarged view showing an enlarged portion R surrounded by a broken line of the first reflecting mirror 11 shown in FIG. 1A. As described above, in the first reflecting mirror 11, the semiconductor layer A1 and the semiconductor layer B1 are alternately laminated in a plurality of layers. Of these, at least one semiconductor layer A1 from the side closer to the active layer 12B has a side wall RS recessed inward from the side wall of the semiconductor layer B1 sandwiching the semiconductor layer A1. Hereinafter, the semiconductor layer A1 having the side wall RS will be described as the semiconductor layer A1R. That is, the recessed semiconductor layer A1R is adjacent to the semiconductor layer B1 sandwiching the semiconductor layer A1R, that is, the semiconductor layer A1R, and the recessed semiconductor is recessed inward from the side wall of the upper semiconductor layer B1 and the lower semiconductor layer B1 sandwiching the semiconductor layer A1R. It is formed as a layer. A gap G11 is formed on the outside of the side wall RS. In this embodiment, the semiconductor layer recessed inward contains Al (aluminum).

当該内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒは、例えばウェットエッチングにより形成できる。半導体層Ｂ１及び半導体構造層１２に対するエッチングレートよりも半導体層Ａ１に対するエッチングレートが高く、選択比の大きいエッチング液を用いることで、半導体層Ｂ１及び半導体構造層１２よりも内側に窪んだ側壁ＲＳが形成され、内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒを形成することができる。 The semiconductor layer A1R recessed inside can be formed by, for example, wet etching. By using an etching solution having a higher etching rate for the semiconductor layer A1 than the etching rate for the semiconductor layer B1 and the semiconductor structure layer 12 and a large selectivity, the side wall RS recessed inward from the semiconductor layer B1 and the semiconductor structure layer 12 can be formed. The semiconductor layer A1R formed and recessed inward can be formed.

上記したような選択比の大きいエッチング液による選択エッチングによって、窪んだ半導体層Ａ１Ｒを形成できる半導体層Ａ１として、例えば、Ａｌ（アルミニウム）を組成に含む窒化物半導体層が挙げられる。例えば、Ａｌ_ｘＩｎ_ｙＧａ_{（１－ｘ－ｙ）}Ｎ系半導体層（０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１）を用いて組成比を適宜調整すれば、組成にＡｌを含まないＧａＮ系半導体層に対するエッチング選択性を得ることができる。特にはＧａを含まないＡｌ_ｘＩｎ_ｙＮ（ｘ＋ｙ＝１）が好ましく、さらには０．１５≦ｘ≦０．２１５であることが好ましい。また、半導体層Ａ１よりも選択比の小さい半導体層として、組成にＡｌを含まない窒化物半導体層、例えば、Ｉｎ_ｙＧａ_{（１－ｙ）}Ｎ系半導体層（０≦ｙ＜１）が挙げられる。 Examples of the semiconductor layer A1 capable of forming the recessed semiconductor layer A1R by selective etching with an etching solution having a large selective ratio as described above include a nitride semiconductor layer containing Al (aluminum) in its composition. For example, if the composition ratio is appropriately adjusted by using an Al _x In _y Ga _(1-xy) N-type semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1), the composition of the GaN system does not contain Al. Etching selectivity for the semiconductor layer can be obtained. In particular, Al _x In _y N (x + y = 1) containing no Ga is preferable, and 0.15 ≦ x ≦ 0.215 is more preferable. Further, as a semiconductor layer having a smaller selection ratio than the semiconductor layer A1, a nitride semiconductor layer containing no Al in the composition, for example, an In _y Ga _(1-y) N-based semiconductor layer (0 ≦ y <1) can be mentioned. ..

本実施例においては、窪んだ半導体層Ａ１Ｒは例えば次のように形成される。第１反射鏡１１上に半導体構造層１２を形成し、第１反射鏡１１のうち、窪んだ半導体層Ａ１Ｒを形成する部分までエッチングでメサ形成する。そして、第１反射鏡１１を構成するＡｌＩｎＮ層Ａ１及びＧａＮ層Ｂ１のうちＡｌＩｎＮ層Ａ１のみを熱硝酸を用いて選択的にエッチングすることにより、ＧａＮ層Ｂ１及び半導体構造層１２の側壁よりも内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒを形成することができる。その後サイドエッチングにより下地層１６が表出するメサ形成をする。したがって、本実施例において、内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒは、Ａｌを含んでいる。 In this embodiment, the recessed semiconductor layer A1R is formed, for example, as follows. The semiconductor structural layer 12 is formed on the first reflecting mirror 11, and the portion of the first reflecting mirror 11 that forms the recessed semiconductor layer A1R is formed by etching. Then, of the AlInN layer A1 and the GaN layer B1 constituting the first reflecting mirror 11, only the AlInN layer A1 is selectively etched with hot nitric acid to be inside the side walls of the GaN layer B1 and the semiconductor structure layer 12. The semiconductor layer A1R recessed in can be formed. After that, a mesa is formed in which the base layer 16 is exposed by side etching. Therefore, in this embodiment, the semiconductor layer A1R recessed inward contains Al.

活性層１２Ｂから放出される光は、第１反射鏡１１と第２反射鏡１３との間において、基板１７に対して垂直方向に反射を繰り返して共振状態に至り、レーザ発振を行う。レーザ光の一部は第２反射鏡１３あるいは第１反射鏡１１を透過して外部に取り出される。したがって、面発光レーザ１０は、基板１７に対して垂直な方向にレーザ光を出射する。 The light emitted from the active layer 12B repeatedly reflects in the direction perpendicular to the substrate 17 between the first reflecting mirror 11 and the second reflecting mirror 13 to reach a resonance state, and laser oscillation is performed. A part of the laser beam passes through the second reflecting mirror 13 or the first reflecting mirror 11 and is taken out to the outside. Therefore, the surface emitting laser 10 emits laser light in a direction perpendicular to the substrate 17.

当該共振状態は、上記したように、第１反射鏡１１及び第２反射鏡１３が分布ブラッグ反射鏡を形成していることによって成立している。活性層１２Ｂから放出される放射光の波長に合わせて、当該放射光を反射するように第１反射鏡１１及び第２反射鏡１３を構成する各層の層厚が設計されているため、各層の各境界面からの反射波の位相が揃い、高い反射率が得られることによって共振状態が得られる。 As described above, the resonance state is established by the first reflecting mirror 11 and the second reflecting mirror 13 forming a distributed Bragg reflector. Since the layer thickness of each layer constituting the first reflecting mirror 11 and the second reflecting mirror 13 is designed so as to reflect the radiated light according to the wavelength of the radiated light emitted from the active layer 12B, the layer thickness of each layer is designed. A resonance state is obtained by aligning the phases of the reflected waves from each boundary surface and obtaining a high reflectance.

一方で、図１（ｂ）に示すように、第１反射鏡１１において、光の経路内に、内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び間隙Ｇ１１が存在する。半導体層Ｂ１同士が間隙Ｇ１１によって隔てられている領域においては、半導体層Ｂ１の各界面からの反射波の位相が揃わず、高い反射率が得られないため、共振状態は得られない。したがって、活性層１２Ｂから放出された光は、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと窪んだ半導体層Ａ１Ｒに挟まれた半導体層Ｂ１とが構成する領域ＣＲで反射する。 On the other hand, as shown in FIG. 1 (b), in the first reflecting mirror 11, the semiconductor layer A1R and the gap G11 recessed inward are present in the path of light. In the region where the semiconductor layers B1 are separated from each other by the gap G11, the phases of the reflected waves from the respective interfaces of the semiconductor layer B1 are not aligned, and high reflectance cannot be obtained, so that a resonance state cannot be obtained. Therefore, the light emitted from the active layer 12B is reflected by the region CR formed by the recessed semiconductor layer A1R and the semiconductor layer B1 sandwiched between the recessed semiconductor layers A1R.

また、本実施例において、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと半導体層Ａ１Ｒに挟まれた半導体層Ｂ１とが構成する領域ＣＲは、その外側の領域（間隙Ｇ１１を含む領域）よりも屈折率が高い。したがって、レーザ光は、当該領域ＣＲに導波される。換言すれば、当該領域ＣＲは光閉じ込め領域又は屈折率導波領域として機能する。なお、間隙Ｇ１１は、空隙（空気が存在）あるいは半導体層Ａ１よりも低屈折率の材料などが充填されていてもよい。 Further, in this embodiment, the region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the semiconductor layer B1 sandwiched between the semiconductor layers A1R has a higher refractive index than the region outside the region (the region including the gap G11). Therefore, the laser beam is guided to the region CR. In other words, the region CR functions as a light confinement region or a refractive index waveguide region. The gap G11 may be filled with a void (in the presence of air) or a material having a refractive index lower than that of the semiconductor layer A1.

したがって、本実施例において、レーザ光は、窪んだ半導体層Ａ１Ｒによって横モードが制御されて出射される。横モード制御された出射光は、効率良くレンズやファイバへ結合することができる。また、電流や温度などの駆動条件の変化に対して安定な横モードを維持することができる。 Therefore, in this embodiment, the laser beam is emitted with the transverse mode controlled by the recessed semiconductor layer A1R. The emitted light controlled in the transverse mode can be efficiently coupled to the lens or fiber. In addition, it is possible to maintain a stable transverse mode against changes in driving conditions such as current and temperature.

加えて、窪んだ半導体層Ａ１Ｒは、電流狭窄層としても機能する。本実施例において、第１反射鏡１１は不純物がドープされたｎ型半導体層からなる。よって、窪んだ半導体層Ａ１Ｒが存在する領域は、活性層１２Ｂからｎ電極１９へ向かって流れる電流の経路となっている。電流の経路は、内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒにおいて、狭くなり、電流は、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと窪んだ半導体層Ａ１Ｒに挟まれた半導体層Ｂ１とが構成する領域ＣＲに集中する。すなわち、電流が狭窄される。 In addition, the recessed semiconductor layer A1R also functions as a current constriction layer. In this embodiment, the first reflecting mirror 11 is composed of an n-type semiconductor layer doped with impurities. Therefore, the region where the recessed semiconductor layer A1R exists is a path of the current flowing from the active layer 12B toward the n electrode 19. The current path is narrowed in the inwardly recessed semiconductor layer A1R, and the current is concentrated in the region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the semiconductor layer B1 sandwiched between the recessed semiconductor layers A1R. That is, the current is narrowed.

一方、ｐ側に設けられている絶縁層１４は開口部１４Ａを有しており（図２参照）、電流が開口部１４Ａを介してｐ型半導体層１２Ｃへ流れる電流狭窄層である。一方、半導体層Ａ１は低い電気抵抗を有しており、窪んだ半導体層Ａ１Ｒにおいても、良好な電流狭窄効果が得られる。窪んだ半導体層Ａ１Ｒの、積層方向に対して垂直な面内における面積を、開口部１４Ａの面積と同じか又は小さくすることにより、絶縁層１４による電流狭窄の効果を促進することができる。内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒによる電流狭窄構造を有していれば、開口部１４Ａの面積をより大きくしてもよく、絶縁層１４及び開口部１４Ａを設けなくてもよい。 On the other hand, the insulating layer 14 provided on the p side has an opening 14A (see FIG. 2), and is a current constricting layer in which a current flows to the p-type semiconductor layer 12C via the opening 14A. On the other hand, the semiconductor layer A1 has a low electric resistance, and a good current narrowing effect can be obtained even in the recessed semiconductor layer A1R. By reducing the area of the recessed semiconductor layer A1R in the plane perpendicular to the stacking direction to be the same as or smaller than the area of the opening 14A, the effect of current narrowing by the insulating layer 14 can be promoted. As long as it has a current constriction structure due to the semiconductor layer A1R recessed inward, the area of the opening 14A may be made larger, and the insulating layer 14 and the opening 14A may not be provided.

なお、本実施例において、第１反射鏡１１の最上層が半導体層Ｂ１である場合について説明したが、第１反射鏡１１の最上層が窪んだ半導体層Ａ１Ｒであり、当該最上層の半導体層Ａ１Ｒが第１半導体層１２Ａに隣接していてもよい。 In this embodiment, the case where the uppermost layer of the first reflecting mirror 11 is the semiconductor layer B1 has been described. However, the uppermost layer of the first reflecting mirror 11 is the recessed semiconductor layer A1R, and the uppermost layer is the semiconductor layer. A1R may be adjacent to the first semiconductor layer 12A.

また、第１反射鏡１１の第１組成の半導体層のうち、第１半導体層１２Ａに近い側から順に第１～第ｍのｍ個（ｍは自然数）の第１組成の半導体層が窪んだ半導体層Ａ１Ｒとして形成されていることが好ましい。しかし、少なくとも１の窪んだ半導体層Ａ１Ｒが、積層方向において第１反射鏡１１の上部（第１半導体層１２Ａ側）、中央部及び下部のいずれの位置に設けられた構成を有していてもよい。 Further, among the semiconductor layers of the first composition of the first reflecting mirror 11, m first to m (m is a natural number) semiconductor layers of the first composition are recessed in order from the side closer to the first semiconductor layer 12A. It is preferably formed as the semiconductor layer A1R. However, even if at least one recessed semiconductor layer A1R has a configuration provided at any position of the upper portion (first semiconductor layer 12A side), the central portion, and the lower portion of the first reflecting mirror 11 in the stacking direction. good.

また、本実施例において、第１反射鏡１１にｎ型半導体ＤＢＲを用いた場合について説明したが、各半導体層の導電型を反転させた構造としてもよい。すなわち、第１反射鏡１１として、ｐ型半導体ＤＢＲを採用した場合においても、第１反射鏡１１の内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒと窪んだ半導体層Ａ１Ｒに挟まれた半導体層Ｂ１とが積層された領域である光閉じ込め領域ＣＲにレーザ光が閉じ込められ、横モード制御された光が得られる。 Further, in the present embodiment, the case where the n-type semiconductor DBR is used for the first reflecting mirror 11 has been described, but the conductive type of each semiconductor layer may be inverted. That is, even when the p-type semiconductor DBR is adopted as the first reflecting mirror 11, the semiconductor layer A1R recessed inside the first reflecting mirror 11 and the semiconductor layer B1 sandwiched between the recessed semiconductor layers A1R are laminated. The laser beam is confined in the light confinement region CR, which is a region, and the light controlled in the lateral mode is obtained.

本実施例のように第１反射鏡１１の第１半導体層１２Ａに近い側から順に少なくとも１層の窪んだ半導体層Ａ１Ｒ（電流狭窄構造）が設けられている場合、光の定在波強度が強い電流狭窄構造で光閉じ込めがなされるので、特に高い横モード制御性が得られる。 When at least one recessed semiconductor layer A1R (current constriction structure) is provided in order from the side closer to the first semiconductor layer 12A of the first reflecting mirror 11 as in this embodiment, the standing wave intensity of light is high. Since the light is confined by the strong current constriction structure, particularly high transverse mode controllability can be obtained.

なお、本実施例においては、第１反射鏡１１、第１半導体層１２Ａ、活性層１２Ｂ、第２半導体層１２Ｃ、第２反射鏡１３からなる半導体積層体ＬＹは、積層方向すなわち半導体積層体ＬＹの半導体層に垂直な方向の軸を中心軸ＣＡとした回転対称形状を有している。回転対称形状としては、例えば楕円柱を含む円柱、角柱、正多角柱などが挙げられる。本実施例において、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び絶縁層１４の開口部１４Ａも半導体積層体ＬＹと同軸の回転対称形状を有している。すなわち、半導体積層体ＬＹは円柱形状を有し、開口部１４Ａは円形状を有している。 In this embodiment, the semiconductor laminate LY composed of the first reflector 11, the first semiconductor layer 12A, the active layer 12B, the second semiconductor layer 12C, and the second reflector 13 is in the stacking direction, that is, the semiconductor laminate LY. It has a rotationally symmetric shape with the axis in the direction perpendicular to the semiconductor layer as the central axis CA. Examples of the rotationally symmetric shape include a cylinder including an elliptical column, a prism, a regular polygonal column, and the like. In this embodiment, the recessed semiconductor layer A1R and the opening 14A of the insulating layer 14 also have a rotationally symmetric shape coaxial with the semiconductor laminate LY. That is, the semiconductor laminate LY has a cylindrical shape, and the opening 14A has a circular shape.

なお、第１反射鏡１１、第１半導体層１２Ａ、活性層１２Ｂ、第２半導体層１２Ｃ、第２反射鏡１３からなる半導体積層体ＬＹは、必ずしも回転対称形状でなくともよい。また、窪んだ半導体層Ａ１Ｒは、中心軸ＣＡに関して回転対称形状を有することが好ましいが、所望のビームプロファイル又は横モード制御に応じた形状を有していれば良い。 The semiconductor laminate LY including the first reflecting mirror 11, the first semiconductor layer 12A, the active layer 12B, the second semiconductor layer 12C, and the second reflecting mirror 13 does not necessarily have to have a rotationally symmetric shape. Further, the recessed semiconductor layer A1R preferably has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis CA, but may have a shape corresponding to a desired beam profile or transverse mode control.

また、交互に積層されて第１反射鏡１１の半導体ＤＢＲを構成する半導体層Ａ１及び半導体層Ｂ１、交互に積層されて第２反射鏡１３の誘電体ＤＢＲを構成する誘電体層Ａ２及び誘電体層Ｂ２の各層数は、所望の反射率が得られるように適宜設計すればよい。特に、第１反射鏡１１については高い反射率及び急峻な反射特性が得られるように層数を決定することが望ましい。また、第１反射鏡１１を形成する半導体層Ａ１は、全てが内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒとして形成されていてもよい。 Further, the semiconductor layer A1 and the semiconductor layer B1 which are alternately laminated to form the semiconductor DBR of the first reflecting mirror 11, and the dielectric layer A2 and the dielectric which are alternately laminated to form the dielectric DBR of the second reflecting mirror 13. The number of each layer of the layer B2 may be appropriately designed so as to obtain a desired reflectance. In particular, for the first reflecting mirror 11, it is desirable to determine the number of layers so that high reflectance and steep reflection characteristics can be obtained. Further, the semiconductor layer A1 forming the first reflecting mirror 11 may be formed as a semiconductor layer A1R in which all of the semiconductor layer A1 is recessed inward.

なお、本実施例においては電流狭窄構造が第１反射鏡１１に形成されているため別に電流狭窄層を設ける必要がない。 In this embodiment, since the current constriction structure is formed in the first reflecting mirror 11, it is not necessary to separately provide a current constriction layer.

実施例１の第１反射鏡１１においては、半導体層Ｂ１に対して内側に窪んだ半導体層Ａ１を設けた場合について説明したが、第１組成の半導体層Ａ１及び第２組成の半導体層Ｂ１の両者が窪んだ半導体層として形成されていてもよい。本実施例では、半導体層Ａ１及び半導体層Ｂ１の両者が窪んだ半導体層として形成されている面発光レーザ２０について説明する。 In the first reflecting mirror 11 of the first embodiment, the case where the semiconductor layer A1 recessed inward with respect to the semiconductor layer B1 is provided has been described, but the semiconductor layer A1 having the first composition and the semiconductor layer B1 having the second composition have been described. Both may be formed as a recessed semiconductor layer. In this embodiment, the surface emitting laser 20 in which both the semiconductor layer A1 and the semiconductor layer B1 are formed as a recessed semiconductor layer will be described.

図３は、面発光レーザ２０の積層方向の中心軸ＣＡを含む断面を示す断面図である。実施例１の面発光レーザ１０と同様に、活性層１２Ｂを含む半導体構造層１２を介して互いに対向して配置された第１反射鏡１１及び第２反射鏡１３を有する。第１反射鏡１１には、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと、内側に窪んだ側壁ＲＳ２を有する半導体層Ｂ１Ｒとが各１層以上連続して交互に形成されている。すなわち、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ｂ１Ｒが連続して交互に形成された積層体は、当該積層体に隣接し、当該積層体を挟む下層及び上層の半導体層よりも内側に窪んだ半導体層として形成されている。当該積層体の下層の半導体層は、半導体層Ａ１でも半導体層Ｂ１でもよい。当該積層体の上層の半導体層は、半導体層Ａ１、半導体層Ｂ１、及び第１半導体層１２Ａのいずれであってもよい。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section including the central axis CA in the stacking direction of the surface emitting laser 20. Similar to the surface emitting laser 10 of Example 1, it has a first reflecting mirror 11 and a second reflecting mirror 13 arranged so as to face each other via a semiconductor structural layer 12 including an active layer 12B. In the first reflecting mirror 11, a recessed semiconductor layer A1R and a semiconductor layer B1R having an inwardly recessed side wall RS2 are continuously and alternately formed in one or more layers. That is, the laminate in which the recessed semiconductor layers A1R and the recessed semiconductor layers B1R are continuously and alternately formed is adjacent to the laminate and is recessed inward from the lower and upper semiconductor layers sandwiching the laminate. It is formed as a semiconductor layer. The semiconductor layer under the laminate may be the semiconductor layer A1 or the semiconductor layer B1. The semiconductor layer on the upper layer of the laminate may be any of the semiconductor layer A1, the semiconductor layer B1, and the first semiconductor layer 12A.

窪んだ半導体層Ｂ１Ｒは、窪んだ半導体層Ａ１Ｒを形成した後に、例えば半導体層Ａ１Ｒの形成に使用したものとは異なるエッチング液を用いて形成することができる。または、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ｂ１Ｒを、選択比が小さいエッチング液を用いて、半導体層Ａ１と半導体層Ｂ１の両方をエッチングすることにより形成してもよい。いずれの場合においても、第１反射鏡１１以外に、エッチングしない部分がある場合は、レジスト膜等により保護すればよい。 The recessed semiconductor layer B1R can be formed by forming the recessed semiconductor layer A1R and then using an etching solution different from that used for forming the semiconductor layer A1R, for example. Alternatively, the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer B1R may be formed by etching both the semiconductor layer A1 and the semiconductor layer B1 with an etching solution having a small selectivity. In any case, if there is a portion other than the first reflecting mirror 11 that is not etched, it may be protected by a resist film or the like.

面発光レーザ２０において、活性層１２Ｂからの放射光は、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ｂ１Ｒからなる領域ＣＲで共振する。しかし、側壁ＲＳ及び側壁ＲＳ２の外側の間隙Ｇ２１においては共振しない。また、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと窪んだ半導体層Ｂ１Ｒとが構成する領域ＣＲは、その外側の領域（間隙Ｇ２１を含む領域）よりも屈折率が高い。したがって、レーザ光は側壁ＲＳ及び側壁ＲＳ２に囲まれた領域、すなわち窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ｂ１Ｒが構成する領域ＣＲに閉じ込められ、横モード制御された光が得られる。 In the surface emitting laser 20, the synchrotron radiation from the active layer 12B resonates in the region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer B1R. However, it does not resonate in the gap G21 outside the side wall RS and the side wall RS2. Further, the region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer B1R has a higher refractive index than the region outside the region (the region including the gap G21). Therefore, the laser beam is confined in the region surrounded by the side wall RS and the side wall RS2, that is, the region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer B1R, and the light whose transverse mode is controlled is obtained.

図４（ａ）は、実施例３の面発光レーザ３０の積層方向の中心軸ＣＡを含む断面を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の破線に囲まれた部分Ｒ２の拡大図である。面発光レーザ３０において、実施例１の面発光レーザ１０と同じ構造又は等価な構造を有する部分には同じ符号を付している。面発光レーザ３０は特に、面発光レーザ１０における半導体構造層１２に相当する半導体構造層３２の構成と、第１反射鏡３１が窪んだ半導体層Ａ１Ｒを有していない点が異なる。また、第１反射鏡３１の最上層と、半導体層１２Ａとの間に、例えばｎ－ＧａＮなどからなるｎ型半導体層３６が設けられている。 4 (a) is a cross-sectional view showing a cross section including the central axis CA in the stacking direction of the surface emitting laser 30 of the third embodiment, and FIG. 4 (b) is surrounded by a broken line of FIG. 4 (a). It is an enlarged view of a part R2. In the surface emitting laser 30, parts having the same structure or an equivalent structure as the surface emitting laser 10 of the first embodiment are designated by the same reference numerals. The surface emitting laser 30 is particularly different from the configuration of the semiconductor structural layer 32 corresponding to the semiconductor structural layer 12 in the surface emitting laser 10 in that the first reflecting mirror 31 does not have the recessed semiconductor layer A1R. Further, an n-type semiconductor layer 36 made of, for example, n-GaN is provided between the uppermost layer of the first reflecting mirror 31 and the semiconductor layer 12A.

面発光レーザ３０は、活性層１２Ｂを含む半導体構造層３２を介して互いに対向して配された第１反射鏡３１及び第２反射鏡１３を有する。面発光レーザ３０の第１反射鏡３１、ｎ型半導体層３６、半導体構造層３２、絶縁層１４、透光性電極１５、第２反射鏡１３がこの順に、下地層１６上に形成されている。透光性電極１５上には、透光性電極１５に電気的に接続されたｐ電極１８が設けられ、ｎ型半導体層３６上には、ｎ型半導体層３６に電気的に接続されたｎ電極３９が設けられている。第１反射鏡３１は半導体ＤＢＲであり、本実施例において、ＡｌＩｎＮ層Ａ１及びＧａＮ層Ｂ１が４０ペア積層されて形成されている。 The surface emitting laser 30 has a first reflecting mirror 31 and a second reflecting mirror 13 arranged so as to face each other via a semiconductor structural layer 32 including an active layer 12B. The first reflecting mirror 31, the n-type semiconductor layer 36, the semiconductor structure layer 32, the insulating layer 14, the translucent electrode 15, and the second reflecting mirror 13 of the surface emitting laser 30 are formed on the base layer 16 in this order. .. On the translucent electrode 15, a p electrode 18 electrically connected to the translucent electrode 15 is provided, and on the n-type semiconductor layer 36, n electrically connected to the n-type semiconductor layer 36. An electrode 39 is provided. The first reflecting mirror 31 is a semiconductor DBR, and is formed by laminating 40 pairs of AlInN layer A1 and GaN layer B1 in this embodiment.

半導体構造層３２は、ｎ－ＧａＮ層であるｎ型半導体層１２Ａ、ＧａＩｎＮ層とＧａＮ層からなる多重量子井戸層である活性層１２Ｂ、ｐ－ＧａＮ層からなるｐ型半導体層１２Ｃから構成されている。図４（ｂ）に示すように、ｎ型半導体層１２Ａは、ＧａＮからなるｎ型半導体層１２Ａ１、ＡｌＩｎＮからなるｎ型半導体層３２ＡＲ及びｎ型半導体層１２Ａ２がこの順で形成されている。ｎ型半導体層３２ＡＲは例えばＳｉがドープされたｎ－ＡｌＩｎＮからなり、ｎ型半導体層３２ＡＲの上層のｎ型半導体層１２Ａ２及び下層のｎ型半導体層１２Ａ１よりも内側に窪んだ側壁ＲＳ３を有する。 The semiconductor structure layer 32 is composed of an n-type semiconductor layer 12A which is an n-GaN layer, an active layer 12B which is a multiple quantum well layer composed of a GaInN layer and a GaN layer, and a p-type semiconductor layer 12C composed of a p-GaN layer. There is. As shown in FIG. 4B, in the n-type semiconductor layer 12A, an n-type semiconductor layer 12A1 made of GaN, an n-type semiconductor layer 32AR made of AlInN, and an n-type semiconductor layer 12A2 are formed in this order. The n-type semiconductor layer 32AR is made of, for example, Si-doped n-AlInN, and has a side wall RS3 recessed inward from the upper n-type semiconductor layer 12A2 and the lower n-type semiconductor layer 12A1 of the n-type semiconductor layer 32AR.

したがって、側壁ＲＳ３の外側に間隙Ｇ３２が形成されている。すなわち、ｎ型半導体層３２ＡＲは、ｎ型半導体層３２ＡＲに隣接し、ｎ型半導体層３２ＡＲを挟む下層のｎ型半導体層１２Ａ１及び上層のｎ型半導体層１２Ａ２よりも内側に窪んだ半導体層として形成されている。なお、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲは、ｎ型半導体層１２Ａ１及びｎ型半導体層１２Ａ２に挟まれていなくてもよく、ｎ型半導体層１２Ａの最上層又は最下層として形成されていてもよい。 Therefore, the gap G32 is formed on the outer side of the side wall RS3. That is, the n-type semiconductor layer 32AR is formed as a semiconductor layer adjacent to the n-type semiconductor layer 32AR and recessed inward from the lower n-type semiconductor layer 12A1 and the upper n-type semiconductor layer 12A2 sandwiching the n-type semiconductor layer 32AR. Has been done. The recessed n-type semiconductor layer 32AR may not be sandwiched between the n-type semiconductor layer 12A1 and the n-type semiconductor layer 12A2, and may be formed as the uppermost layer or the lowest layer of the n-type semiconductor layer 12A.

内側に窪んだｎ型半導体層３２ＡＲは例えばウェットエッチングにより形成できる。上記したように、ｎ型半導体層３２ＡＲはｎ－ＡｌＩｎＮからなる。一方でｎ型半導体層１２Ａ１及びｎ型半導体層１２Ａ２、活性層１２Ｂ、ｐ型半導体層１２Ｃは組成にＡｌを含まないＧａＮ系半導体層である。したがって、ＧａＮ系材料に対して選択的にＡｌＩｎＮ系半導体をエッチングする熱硝酸などのエッチング液により、組成にＡｌを含まないＧａＮ系半導体層はエッチングされず、ｎ－ＡｌＩｎＮ層が選択的にエッチングされ、内側に窪んだｎ型半導体層３２ＡＲを形成することができる。 The n-type semiconductor layer 32AR recessed inward can be formed by, for example, wet etching. As described above, the n-type semiconductor layer 32AR is made of n-AlInN. On the other hand, the n-type semiconductor layer 12A1, the n-type semiconductor layer 12A2, the active layer 12B, and the p-type semiconductor layer 12C are GaN-based semiconductor layers whose composition does not contain Al. Therefore, the GaN-based semiconductor layer that does not contain Al in the composition is not etched by the etching solution such as hot nitric acid that selectively etches the AlInN-based semiconductor with respect to the GaN-based material, and the n—AlInN layer is selectively etched. , The n-type semiconductor layer 32AR recessed inward can be formed.

活性層１２Ｂから放出される光は、第１反射鏡３１と第２反射鏡１３との間において、基板１７に対して垂直な方向に反射を繰り返して共振状態に至り、レーザ発振を行う。レーザ光の一部は第２反射鏡１３を透過して外部に取り出される。当該共振状態は、上記したように、第１反射鏡１１及び第２反射鏡１３が分布ブラッグ反射鏡を形成していることによって成立している。 The light emitted from the active layer 12B is repeatedly reflected between the first reflecting mirror 31 and the second reflecting mirror 13 in the direction perpendicular to the substrate 17 to reach a resonance state, and laser oscillation is performed. A part of the laser beam passes through the second reflecting mirror 13 and is taken out to the outside. As described above, the resonance state is established by the first reflecting mirror 11 and the second reflecting mirror 13 forming a distributed Bragg reflector.

活性層１２Ｂから放出される光の経路内に、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲ及び間隙Ｇ３２が存在する。間隙Ｇ３２は窪んだｎ型半導体層３２ＡＲよりも低い屈折率を有している。したがって、レーザ光は、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲに導波され、横モード制御がなされる。横モード制御された出射光は、効率よくレンズやファイバへ結合することができる。また、電流や温度などの駆動条件の変化に対して安定な横モードを維持することができる。 In the path of the light emitted from the active layer 12B, there is a recessed n-type semiconductor layer 32AR and a gap G32. The gap G32 has a lower refractive index than the recessed n-type semiconductor layer 32AR. Therefore, the laser beam is guided to the recessed n-type semiconductor layer 32AR, and the transverse mode is controlled. The emitted light controlled in the transverse mode can be efficiently coupled to the lens or fiber. In addition, it is possible to maintain a stable transverse mode against changes in driving conditions such as current and temperature.

図４（ｂ）に示すように、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲは、活性層１２Ｂと窪んだｎ型半導体層３２ＡＲとの層厚方向の距離Ｄが、λ/２ｎ_ａｖのｋ倍（ｋは自然数）となる位置に形成されていることが望ましい。λは面発光レーザ３０の発振波長、ｎ_ａｖは活性層１２Ｂと窪んだｎ型半導体層３２ＡＲとの間に形成された半導体層の平均屈折率である。距離Ｄは、活性層１２Ｂ及び窪んだｎ型半導体層３２ＡＲの層厚方向における中心位置間の距離（中心間距離）であることが好ましい。活性層１２Ｂからの放射光によって発生した定在波の腹を窪んだｎ型半導体層３２ＡＲに整合させることで、高い横モード制御効果を得ることができる。 As shown in FIG. 4B, in the recessed n-type semiconductor layer 32AR, the distance D between the active layer 12B and the recessed n-type semiconductor layer 32AR in the layer thickness direction is k times λ / 2 n _av (k is). It is desirable that it is formed at a position that becomes a natural number). λ is the oscillation wavelength of the surface emitting laser 30, and nav is the average refractive index of the semiconductor layer formed between the active layer 12B and the recessed n-type semiconductor layer _32AR . The distance D is preferably the distance between the center positions of the active layer 12B and the recessed n-type semiconductor layer 32AR in the layer thickness direction (inter-center distance). A high transverse mode control effect can be obtained by matching the standing wave generated by the synchrotron radiation from the active layer 12B with the recessed n-type semiconductor layer 32AR.

また、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲは、電流狭窄層としても機能する。ｐ電極１８から注入された電流は、ｐ型半導体層１２Ｃ、活性層１２Ｂ、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲを含むｎ型半導体層１２Ａを経てｎ電極へ向かう。このとき、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲに電流が集中し、電流狭窄がなされる。 The recessed n-type semiconductor layer 32AR also functions as a current constriction layer. The current injected from the p-electrode 18 goes to the n-electrode via the n-type semiconductor layer 12A including the p-type semiconductor layer 12C, the active layer 12B, and the recessed n-type semiconductor layer 32AR. At this time, the current is concentrated on the recessed n-type semiconductor layer 32AR, and the current is narrowed.

絶縁層１４は開口部１４Ａを有しており、電流が開口部１４Ａを介してｐ型半導体層１２Ｃへ流れる電流狭窄層である。一方、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲにおいても良好な電流狭窄効果が得られる。窪んだｎ型半導体層３２ＡＲの積層方向に対して垂直な面内における面積を、開口部１４Ａの面積よりも同じか又は小さくすることにより、開口部１４Ａによる電流狭窄の効果を促進することができる。また、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲによる電流狭窄構造を有していれば、開口部１４Ａの面積をより大きくしてもよく、絶縁層１４及び開口部１４Ａを設けなくてもよい。 The insulating layer 14 has an opening 14A, and is a current constricting layer in which a current flows through the opening 14A to the p-type semiconductor layer 12C. On the other hand, a good current narrowing effect can be obtained even in the recessed n-type semiconductor layer 32AR. By making the area in the plane perpendicular to the stacking direction of the recessed n-type semiconductor layer 32AR the same as or smaller than the area of the opening 14A, the effect of current constriction by the opening 14A can be promoted. .. Further, as long as it has a current constriction structure due to the recessed n-type semiconductor layer 32AR, the area of the opening 14A may be made larger, and the insulating layer 14 and the opening 14A may not be provided.

上記においては、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲがｎ型半導体層１２Ａに形成されている場合について説明したが、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲはｐ型半導体層１２Ｃに形成されていてもよい。図５（ａ）は、面発光レーザ３０の変形例として、面発光レーザ４０の積層方向の中心軸ＣＡを含む断面を示す断面図である。 In the above, the case where the recessed n-type semiconductor layer 32AR is formed in the n-type semiconductor layer 12A has been described, but the recessed n-type semiconductor layer 32AR may be formed in the p-type semiconductor layer 12C. FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section including the central axis CA in the stacking direction of the surface emitting laser 40 as a modification of the surface emitting laser 30.

図５（ａ）に示すように、ｐ型半導体層１２Ｃは、ＧａＮからなるｐ型半導体層１２Ｃ１、ＡｌＩｎＮからなるｐ型半導体層４２ＡＲ及びｐ型半導体層１２Ｃ２がこの順で活性層１２Ｂ上に形成されている。ｐ型半導体層４２ＡＲは例えばＭｇがドープされたｐ－ＡｌＩｎＮからなり、ｐ型半導体層４２ＡＲの上層のｐ型半導体層１２Ｃ２及び下層のｐ型半導体層１２Ｃ１よりも内側に窪んだ側壁ＲＳ４を有する。 As shown in FIG. 5A, in the p-type semiconductor layer 12C, the p-type semiconductor layer 12C1 made of GaN, the p-type semiconductor layer 42AR made of AlInN, and the p-type semiconductor layer 12C2 are formed on the active layer 12B in this order. Has been done. The p-type semiconductor layer 42AR is made of, for example, Mg-doped p-AlInN, and has a side wall RS4 recessed inward from the upper p-type semiconductor layer 12C2 and the lower p-type semiconductor layer 12C1 of the p-type semiconductor layer 42AR.

なお、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲ（図４（ａ））又は窪んだｐ型半導体層４２ＡＲ（図５（ａ））は、積層方向において不純物濃度が均一ではなく、不純物濃度分布を有するように形成されていることが好ましい。例えば、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲ又は窪んだｐ型半導体層４２ＡＲの上層又は下層との界面で高濃度となるようにドープされていることが好ましい。より詳細には、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲは、窪んだｎ型半導体層３２ＡＲの上層との界面又は下層との界面において、不純物濃度が高濃度となるようにドープされていることが好ましい。同様に、ｐ型半導体層４２ＡＲは、窪んだｐ型半導体層４２ＡＲの上層との界面又は下層との界面において、不純物濃度が高濃度となるようにドープされていることが好ましい。これにより、界面の電気抵抗を低減することができる。 The recessed n-type semiconductor layer 32AR (FIG. 4A) or the recessed p-type semiconductor layer 42AR (FIG. 5A) has an impurity concentration distribution rather than a uniform impurity concentration in the stacking direction. It is preferably formed. For example, it is preferably doped so as to have a high concentration at the interface with the upper or lower layer of the recessed n-type semiconductor layer 32AR or the recessed p-type semiconductor layer 42AR. More specifically, it is preferable that the recessed n-type semiconductor layer 32AR is doped so that the impurity concentration becomes high at the interface with the upper layer or the interface with the lower layer of the recessed n-type semiconductor layer 32AR. Similarly, the p-type semiconductor layer 42AR is preferably doped so that the impurity concentration is high at the interface with the upper layer or the lower layer of the recessed p-type semiconductor layer 42AR. This makes it possible to reduce the electrical resistance at the interface.

面発光レーザ３０及び４０の第１反射鏡３１は、不純物ドープがされていなくてもよい。この場合、図４（ａ）や図５（ａ）に示すように、ｎ型半導体層３６とｎ電極３９とを電気的に接続した構造とすればよい。このような構造において、第１反射鏡３１を構成する半導体層を成膜する際に、不純物をドープせず、より高い結晶性、平坦性を確保でき、より高い反射率を得ることができる。 The first reflecting mirror 31 of the surface emitting lasers 30 and 40 may not be doped with impurities. In this case, as shown in FIGS. 4 (a) and 5 (a), the structure may be such that the n-type semiconductor layer 36 and the n electrode 39 are electrically connected. In such a structure, when the semiconductor layer constituting the first reflecting mirror 31 is formed, impurities are not doped, higher crystallinity and flatness can be ensured, and higher reflectance can be obtained.

実施例１と実施例３は組み合わせても良い。図５（ｂ）に示すように、第１反射鏡内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒを有し、半導体構造層３２に内側に窪んだｎ型半導体層３２ＡＲをさらに有する構造としてもよい。 Example 1 and Example 3 may be combined. As shown in FIG. 5B, the structure may have a semiconductor layer A1R recessed inside the first reflector, and may further have an n-type semiconductor layer 32AR recessed inside the semiconductor structure layer 32.

実施例１乃至３において、第２反射鏡に誘電体ＤＢＲを用いた場合について説明したが、第２反射鏡にも半導体ＤＢＲを採用することができる。図６に、第１反射鏡、第２反射鏡の両方を半導体ＤＢＲとした、実施例４の面発光レーザ５０の積層方向の中心軸ＣＡを含む断面を示す断面図を示す。第１反射鏡１１、半導体構造層１２は実施例１（図１（ａ））の面発光レーザ１０と同じ構造であり、内側に窪んだ側壁ＲＳを有する半導体層Ａ１Ｒが設けられている。半導体構造層１２上に、第２反射鏡５３、透光性電極２５、ｐ電極１８が形成されている。 Although the case where the dielectric DBR is used for the second reflecting mirror has been described in Examples 1 to 3, the semiconductor DBR can also be adopted for the second reflecting mirror. FIG. 6 shows a cross-sectional view showing a cross section including a central axis CA in the stacking direction of the surface emitting laser 50 of the fourth embodiment in which both the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are semiconductor DBRs. The first reflecting mirror 11 and the semiconductor structural layer 12 have the same structure as the surface emitting laser 10 of Example 1 (FIG. 1A), and a semiconductor layer A1R having a side wall RS recessed inward is provided. A second reflecting mirror 53, a translucent electrode 25, and a p electrode 18 are formed on the semiconductor structural layer 12.

第２反射鏡５３は、半導体層Ａ３と、半導体層Ａ３とは異なる屈折率を有する半導体層Ｂ３とが交互に積層された半導体ＤＢＲであり、内側に窪んだ側壁ＲＳ５を有する半導体層Ａ３Ｒを有し、側壁ＲＳ５の外側に間隙Ｇ５３を有している。半導体層Ａ３は例えばｐ－ＡｌＩｎＮからなり、半導体層Ｂ３は例えばｐ－ＧａＮからなる。 The second reflecting mirror 53 is a semiconductor DBR in which a semiconductor layer A3 and a semiconductor layer B3 having a refractive index different from that of the semiconductor layer A3 are alternately laminated, and has a semiconductor layer A3R having a side wall RS5 recessed inward. However, it has a gap G53 on the outside of the side wall RS5. The semiconductor layer A3 is made of, for example, p-AlInN, and the semiconductor layer B3 is made of, for example, p-GaN.

本実施例において、活性層１２Ｂからの出射光は、窪んだ半導体層Ａ１Ｒと窪んだ半導体層Ａ１Ｒに挟まれた半導体層Ｂ１とが構成する領域ＣＲ及び窪んだ半導体層Ａ３Ｒと窪んだ半導体層Ａ３Ｒに挟まれた半導体層Ｂ３とが構成する領域ＣＲ２に導波され、横モード制御され安定したレーザ光が得られる。この場合、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ａ３Ｒは積層方向の軸を中心軸ＣＡとした回転対称形状を有し、中心軸ＣＡと同軸に形成されていることが好ましい。 In this embodiment, the emitted light from the active layer 12B is a region CR composed of the recessed semiconductor layer A1R and the semiconductor layer B1 sandwiched between the recessed semiconductor layers A1R, and the recessed semiconductor layer A3R and the recessed semiconductor layer A3R. It is guided to the region CR2 formed by the semiconductor layer B3 sandwiched between the two, and is controlled in the transverse mode to obtain a stable laser beam. In this case, it is preferable that the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer A3R have a rotationally symmetric shape with the axis in the stacking direction as the central axis CA and are formed coaxially with the central axis CA.

より詳細には、第１反射鏡１１、第１半導体層１２Ａ、活性層１２Ｂ、第２半導体層１２Ｃ、第２反射鏡５３からなる半導体積層体ＬＹ２は、積層方向すなわち半導体積層体ＬＹ２の半導体層に垂直な方向の軸を中心軸ＣＡとした回転対称形状を有している。また、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ及び窪んだ半導体層Ａ３Ｒは、半導体積層体ＬＹ２と同軸に形成されている。本実施例において、半導体積層体ＬＹ２は円柱形状を有している。 More specifically, the semiconductor laminate LY2 including the first reflector 11, the first semiconductor layer 12A, the active layer 12B, the second semiconductor layer 12C, and the second reflector 53 is the semiconductor layer of the semiconductor laminate LY2 in the stacking direction. It has a rotationally symmetric shape with the axis in the direction perpendicular to the central axis CA as the central axis. Further, the recessed semiconductor layer A1R and the recessed semiconductor layer A3R are formed coaxially with the semiconductor laminate LY2. In this embodiment, the semiconductor laminate LY2 has a cylindrical shape.

本実施例において、第１反射鏡１１及び第２反射鏡５３のうちいずれか一方は、内側に窪んだ半導体層を有していなくても良い。内側に窪んだ半導体層Ａ１Ｒ又は内側に窪んだ半導体層Ａ３Ｒのうち少なくとも１を有していればよい。 In this embodiment, either one of the first reflecting mirror 11 and the second reflecting mirror 53 does not have to have a semiconductor layer recessed inward. It suffices to have at least one of the semiconductor layer A1R recessed inward or the semiconductor layer A3R recessed inward.

上記した実施例１乃至４は、適宜組み合わせても良い。例えば、実施例３と実施例４の組み合わせとして、第１反射鏡及び第２反射鏡の両者が半導体ＤＢＲであり、窪んだ半導体層Ａ１Ｒ又は窪んだ半導体層Ａ３Ｒ、及び窪んだｎ型半導体層３２ＡＲを有していてもよい。 The above-mentioned Examples 1 to 4 may be combined as appropriate. For example, as a combination of Example 3 and Example 4, both the first reflector and the second reflector are semiconductor DBRs, a recessed semiconductor layer A1R or a recessed semiconductor layer A3R, and a recessed n-type semiconductor layer 32AR. May have.

上記したように、第１反射鏡、第２反射鏡、第１半導体層、活性層及び第２半導体層からなる半導体積層体は、積層方向の軸を中心軸とする回転対称形状を有している場合について説明したが、必ずしも回転対称形状を有していなくともよい。また、上記した実施例１乃至４において、窪んだ半導体層は当該半導体積層体と同軸の回転対称形状を有する場合について説明したが、必ずしも回転対称形状を有していなくともよい。窪んだ半導体層は、所望のビームプロファイル又は横モード制御に応じた形状を有していれば良い。 As described above, the semiconductor laminate composed of the first reflecting mirror, the second reflecting mirror, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer has a rotationally symmetric shape with the axis in the stacking direction as the central axis. However, it does not necessarily have to have a rotationally symmetric shape. Further, in Examples 1 to 4 described above, the case where the recessed semiconductor layer has a rotationally symmetric shape coaxial with the semiconductor laminate has been described, but it does not necessarily have to have a rotationally symmetric shape. The recessed semiconductor layer may have a shape corresponding to a desired beam profile or transverse mode control.

以上、詳細に説明したように、本願発明の垂直共振器型発光素子によれば、反射鏡を構成する半導体ＤＢＲ又は第１半導体層若しくは第２半導体層に、内側に窪んだ半導体層を設けることにより、レーザ光が窪んだ半導体層を含む領域に導波され、横モードが制御された光を取り出すことができる。また、同時に電流狭窄が行われ、発振特性に優れた信頼性の高い共振器を得ることができる。したがって、横モード制御特性に優れ、レンズやファイバへの結合効率が高く、発振特性、安定性、信頼性に優れた垂直共振器型発光素子を提供することができる。 As described in detail above, according to the vertical cavity type light emitting element of the present invention, the semiconductor DBR or the first semiconductor layer or the second semiconductor layer constituting the reflector is provided with a semiconductor layer recessed inward. As a result, the laser beam is waveguideed in the region including the recessed semiconductor layer, and the light whose transverse mode is controlled can be extracted. At the same time, current narrowing is performed, and a highly reliable resonator with excellent oscillation characteristics can be obtained. Therefore, it is possible to provide a vertical resonator type light emitting device having excellent transverse mode control characteristics, high coupling efficiency to a lens or fiber, and excellent oscillation characteristics, stability, and reliability.

１０、２０、３０、４０、５０面発光レーザ
１１、３１第１反射鏡
Ａ１第１反射鏡の第１組成の層
Ｂ１第１反射鏡の第２組成の層
ＲＳ、ＲＳ２、ＲＳ３内側に窪んだ側壁
Ａ１Ｒ、Ｂ１Ｒ、３２ＡＲ、Ａ３Ｒ内側に窪んだ半導体層
Ｇ１１、Ｇ２１、Ｇ３２間隙
１２、３２、４２半導体構造層
１２Ａｎ型半導体層
１２Ｂ活性層
１２Ｃｐ型半導体層
１３、５３第２反射鏡
１４絶縁層
１５、２５透光性電極
１６下地層
１７基板
１８ｐ電極
１９、３９ｎ電極 10, 20, 30, 40, 50 Plane emission lasers 11, 31 First reflector A1 Layer of first composition of first reflector B1 Layer of second composition of first reflector RS, RS2, RS3 Recessed inside Side walls A1R, B1R, 32AR, A3R Semiconductor layers G11, G21, G32 gaps 12, 32, 42 recessed inside Semiconductor structure layer 12A n-type semiconductor layer 12B Active layer 12C p-type semiconductor layer 13, 53 Second reflector 14 Insulation Layers 15, 25 Translucent electrodes 16 Underlayer 17 Substrate 18 p electrodes 19, 39 n electrodes

Claims

A first reflector made of a semiconductor DBR layer and
A first semiconductor layer formed on the first reflecting mirror and composed of at least one semiconductor layer,
The active layer formed on the first semiconductor layer and
A second semiconductor layer formed on the active layer and composed of at least one semiconductor layer having a conductive type opposite to that of the first semiconductor layer.
The translucent electrode formed on the second semiconductor layer and
It has a second reflecting mirror arranged on the translucent electrode so as to face the first reflecting mirror.
At least one of the first reflector, the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer is recessed inward from the side wall of the adjacent upper and lower semiconductor layers, and Al _x In _y Ga _(1-xy) . ₎ A vertical resonator type light emitting device having an N-type semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1).

The vertical resonance according to claim 1, wherein the recessed semiconductor layer is provided in at least one of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and impurities are doped so as to have an impurity concentration distribution that changes in the stacking direction. Instrument type light emitting element.

When the emission wavelength of the active layer is λ and the average refractive index of the recessed semiconductor layer and the semiconductor layer between the active layers is n, the distance between the recessed semiconductor layer and the active layer in the layer thickness direction is λ /. The vertical resonator type light emitting element according to claim 1 or 2, which is k times 2n (k is a natural number).

The semiconductor laminate composed of the first reflecting mirror, the second reflecting mirror, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer has a rotationally symmetric shape with an axis in the stacking direction as a central axis. The vertical resonator type light emitting element according to any one of claims 1 to 3, wherein the recessed semiconductor layer has a rotationally symmetric shape coaxial with the semiconductor laminate.

The vertical resonator type light emitting device according to claim 4, wherein the semiconductor laminate has a cylindrical shape including an elliptical column.

The Al _x In _y Ga _(1-xy) N-based semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1) is claimed from claim 1 which is an Al _x In _y N layer (x + y = 1). Item 6. The vertical resonator type light emitting element according to any one of Item 5.

The Al _x In _y Ga _(1-xy) N-based semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1) is an Al _x In _y N layer (x + y = 1), and the Al _x In _y The vertical resonator type light emitting element according to claim 6, wherein x in the N layer satisfies 0.15 ≦ x ≦ 0.215.

A first reflector made of a semiconductor DBR layer and
A first semiconductor layer formed on the first reflecting mirror and composed of at least one semiconductor layer,
The active layer formed on the first semiconductor layer and
A second semiconductor layer formed on the active layer and composed of at least one semiconductor layer having a conductive type opposite to that of the first semiconductor layer.
A second reflecting mirror made of a semiconductor DBR arranged on the second semiconductor layer facing the first reflecting mirror, and a second reflecting mirror.
With an electrode formed on the second reflector,
At least one of the first reflecting mirror, the second reflecting mirror, the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer is _recessed _inward from the side wall of the adjacent upper and lower semiconductor layers. _(1-xy) It has an N-type semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1), and has.
The semiconductor DBR layer is configured by alternately laminating semiconductor layers having a first composition and a second composition having different compositions from each other, and at least one semiconductor layer having the first composition is a vertical resonator which is a recessed semiconductor layer . Type light emitting element.

The vertical resonator type light emitting device according to claim 8 , wherein the continuous semiconductor layers of the first composition and the second composition are the recessed semiconductor layers.

The semiconductor laminate composed of the first reflecting mirror, the second reflecting mirror, the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer has a rotationally symmetric shape with an axis in the stacking direction as a central axis. The vertical resonator type light emitting element according to any one of claims 8 or 9 , wherein the recessed semiconductor layer has a rotationally symmetric shape coaxial with the semiconductor laminate.

The vertical resonator type light emitting device according to claim 10 , wherein the semiconductor laminate has a cylindrical shape including an elliptical column.

The Al _x In _y Ga _(1-xy) N-based semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1) is claimed from claim 8 which is an Al _x In _y N layer (x + y = 1). Item 2. The vertical resonator type light emitting element according to any one of Item 11 .

The Al _x In _y Ga _(1-xy) N-based semiconductor layer (0 <x <1, 0 ≦ y <1) is an Al _x In _y N layer (x + y = 1), and the Al _x In _y The vertical resonator type light emitting element according to claim 12 , wherein x in the N layer satisfies 0.15 ≦ x ≦ 0.215.