JPH06291413A

JPH06291413A - 面発光型半導体レーザおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH06291413A
Application number: JP9684293A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Mori; 克己森; Takayuki Kondo; 貴幸近藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JP3211474B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】反射ミラーとオーミック電極との間の空間か
らの光の洩れを防止して高い利得を得ることができる面
発光型半導体レーザ、およびこれを高い歩留りで製造す
る。【構成】半導体基板１０２上に多層の半導体層を形成
する行程、そのうちの少なくともクラッド層１０７をエ
ッチングして柱状に形成する工程、その周囲に埋込み層
１０９を形成する工程、素子表面に第一のマスク層１１
６を形成し、ついでその表面にフォトレジストからなる
第２のマスク部１１７を形成し、その後この第２のマス
ク部を介して前記第一のマスク層をオーバーエッチング
し、前記１１７より小さい平面状を有する第１のマスク
部１１６ａを形成する工程、素子表面にオーミックコン
タクトが得られる金属層を形成し、さらに少なくとも１
１７を除去することによって、開口部１２０を有するオ
ーミック電極１１８ａを形成する工程、および、少なく
とも前記１２０に誘電体多層膜からなる反射ミラー１２
１を形成する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に垂直な方向にレ
ーザ光を発信する面発光型半導体レーザおよびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の垂直方向に共振器を有する面発光
型レーザの一例として、特開平４−３６３０８１号公報
に開示されたものがある。この従来技術においては、共
振器表面を含む素子表面上に誘電体多層膜ミラーを形成
した後、レジストマスクの形成およびエッチング工程を
経て、前記誘電体多層膜ミラーの所定部分を残して、共
振器表面を露出させる。その後、前記誘電体多層膜ミラ
ーの部分を除く共振器表面にオーミック電極を形成し、
光出射口を形成していた。

【０００３】しかし、上記の工程によって得られる面発
光型半導体レーザにおいては、以下のような問題があ
る。（１）前記レジストマスクを形成する際には、共振器表
面の光射出口が形成されるべき部分とレジストマスクの
パターンとの位置合わせを行う必要がある。しかし、こ
の位置合わせは、膜厚の大きい誘電体多層膜ミラーを介
在させた状態で行われるため、高精度で行うことが困難
であり、歩留まりの低下につながる。（２）前記誘電体多層膜ミラーと、前記オーミック電極
とは異なる材質で構成されているため、両者の密着性が
悪く、その界面には微少な空間が形成されてしまう。そ
のため、この空間から光が洩れて利得の低下を生ずる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の有する課題を解決するもので、その目的とす
るところは、反射ミラーとオーミック電極との間の空間
からの光の洩れを防止して高い利得を得ることができる
面発光型半導体レーザ、およびこれを高い歩留まりで製
造することができる方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の面発光型半導体
レーザは、半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発
光型半導体レーザにおいて、反射率の異なる一対の反射
ミラーとそれらの間の多層の半導体層とを有し、前記半
導体層のうちの少なくともクラッド層が一本または複数
本の柱状に形成されている光共振器と、柱状の前記半導
体層の周囲に形成された埋込み層と、光出射用の開口部
が形成されたオーミック電極と、を含み、前記一対の反
射ミラーの一方は、前記光出射用の開口部内に形成され
た光射出ミラー部と、この光出射ミラー部に連続し少な
くとも前記光出射ミラー部と前記オーミック電極との境
界領域を覆うカバーミラー部とを含むことを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明の面発光型半導体レーザの製
造方法は、半導体基板に垂直な方向に光を出射する面発
光型半導体レーザの製造方法において、半導体基板上に
光共振器を構成する多層の半導体層を形成する工程、前
記半導体層上に所定パターンのフォトレジストマスクを
形成し、半導体層のうちの少なくともクラッド層を、前
記フォトレジストマスクを用いてエッチングして、１本
または複数本の柱状の半導体層を形成する工程、前記柱
状の半導体層の周囲に、気相成長によって埋込み層を形
成する工程、前記光共振器の表面を含む素子表面に第１
のマスク層を形成し、ついでこの第１のマスク層の表面
に光出射口の形状に対応したパターンのフォトレジスト
からなる第２のマスク部を形成し、その後この第２のマ
スク部を介して前記第１のマスク層をアンダーカット状
態までオーバーエッチングし、前記第２のマスク部より
小さい平面形状を有する第１のマスク部を形成して、断
面形状がほぼＴ字状のマスクを形成する工程、前記第２
のマスク部を含む素子表面にオーミックコンタクトが得
られる金属層を形成し、さらに少くとも前記第２のマス
ク部を除去する、リフトオフ法によって光出射用の開口
部を有するオーミック電極を形成する工程、および、少
なくとも前記光出射用の開口部に誘電体多層膜からなる
反射ミラーを形成する工程、を含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の面発光型半導体レーザにおいては、光
出射側の反射ミラーが開口部内に形成された光出射ミラ
ー部とともに、この光出射ミラー部とオーミック電極と
の境界領域を覆うカバーミラー部を含むことにより、光
出射口とオーミック電極との境界での光の漏出を防止
し、反射損失を低減することができる。

【０００８】また、本発明の製造方法によれば、オーミ
ック電極を形成する工程において、光出射口を形成する
ためのマスクとして、光出射口の形状に対応した第２の
マスク部と、この第２のマスク部の下位にあって該マス
ク部より小さい平面形状を有する第１のマスク部とから
なる、断面ほぼＴ字状の積層体を形成している。このよ
うなマスクは、第１のマスク層上にフォトレジストから
なる第２のマスク部を形成した後、第１のマスク層をオ
ーバーエッチングすることにより容易に形成することが
できる。そして、これらのマスク形成プロセスは同一工
程内で行われるため、第２のマスク部の位置合わせも容
易に行うことができる。

【０００９】このようなマスクによれば、オーミック電
極を構成する金属層は、上位の第２のマスク部に対応す
る領域をマスキングされた状態で形成されるため、下位
の第１のマスク部の膜厚をオーミック電極層の膜厚以上
に設定しておけば、オーミック電極層と第１のマスク部
とは不連続な状態となる。したがって、オーミック電極
層を例えば１，０００〜６，０００オングストロームと
厚くしても、少くとも第２のマスク部を除去するリフト
オフ法を採用することにより、光出射口の形状を正確に
規定することができ、かつ光出射口の形成を歩留まりよ
く行うことができる。これは次の理由による。

【００１０】オーミック電極を例えば１，０００オング
ストローム以上の大きな膜厚で形成する場合には、リフ
トオフ法によって開口を形成する際にフォトレジストマ
スクの側壁に堆積した金属部分が残存して、いわゆるバ
リが形成されやすく、また、レジストマスクの除去が完
全に行われず開口部を形成することができない場合が生
じ、歩留まりが低下する原因の１つとなる。そして、前
記開口部にバリが形成された場合には、その後に行われ
る反射ミラーの製造工程において、誘電体多層膜を例え
ば蒸着によって形成する際にバリが押し潰された状態と
なり、開口部の形状を正確に規定することができない。
その結果、発光遠視野像や偏波方向などの出射特性の安
定性が損なわれたり、またバリの部分でレーザ光が散乱
されるため利得が低下したり、さらに反射ミラーの反射
率の低下等を引き起こす原因となる。

【００１１】本発明においては、オーミック電極層は少
くとも第１のマスク部と不連続の状態で形成されるた
め、マスクを除去する際にバリを発生することがなく、
上述のようなバリに起因する幾つかの問題点を解決し、
さらに開口部の形成を歩留まり良く行うことができる。
このように、オーミック電極の開口部をリフトオフ法に
よって形成することにより、光共振器表面にドライエッ
チングなどによるダメージを与えることがない。

【００１２】ただし、第１のマスク層の膜厚は、マスク
側壁における金属膜の過剰な堆積の防止、プロセスの効
率化などを考慮すれば、オーミック電極層の膜厚より大
きく、かつ該膜厚の２倍以内であることが好ましい。

【００１３】また、前記第１のマスク層を構成する物質
は特に制限されず、層形成時に素子（特に共振器表面）
に悪影響を与えず、かつエッチングしやすいもののなか
から選択される。なお、エッチングは、共振器にダメー
ジを与えないウエットエッチングが好ましい。

【００１４】前記第１のマスク層を構成する物質として
は、ＳｉＯ₂，窒化シリコン，アモルファスシリコンな
どの無機材料、フォトレジスト材料などを用いることが
できる。また、第１のマスク層は、前記無機材料を用い
る場合には、熱ＣＶＤ（化学気相成長）法やＥＢ（電子
ビーム）蒸着法などによって形成することができる。た
だし、熱ＣＶＤ法を採用する際には、６００℃以下の温
度条件下で行うことが好ましい。６００℃を超える温度
条件下では、半導体層における不純物の拡散を引き起こ
したり、結晶欠陥を生じたりするため、素子に悪影響を
与える。

【００１５】また、前記フォトレジスト材料としては、
特定の溶剤に対して前記第２のマスク部を構成するフォ
トレジスト材料より高い溶解性を有するもの、すなわ
ち、第２のマスク部がエッチングされない溶剤によって
エッチング可能なものが用いられる。このようなレジス
ト材料の組合わせとして、例えば、第２のマスク部を構
成するフォトレジスト材料としては、ゴム系フォトレジ
ストなどを用いることができ、第１のマスク部を構成す
るフォトレジスト材料としては、ポリイミド系フォトレ
ジストなどを用いることができる。また、エッチング用
の溶剤としては、有機または無機系のフォトレジスト現
像液やアセトン，キシレンなどの有機溶剤などを用いる
ことができる。

【００１６】さらに、第１のマスク層としてフォトレジ
スト材料を用いる場合には、レジストを２５０℃程度で
焼きしめてハードベークレジスト化し、第１のマスク層
をドライエッチングによってエッチングする方法も採用
することができる。この場合、雰囲気などの条件を選定
することにより、共振器に対するダメージの小さいドラ
イエッチングを行うことができる。

【００１７】また、本発明の製造方法においては、前記
埋込み層を、II族有機化合物およびVI族有機化合物から
なる付加体とVI族水素化物を用い、有機金属化学気相成
長法によって形成することが好ましい。

【００１８】埋込み層としてのII-VI 族化合物半導体層
が、II族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加
体とVI族水素化物とを原料とすることにより、従来と比
較して非常に低い温度で埋込み層を形成することが可能
となる。したがって、埋込み層を形成する際の熱によっ
て共振器を形成する各層の結晶性が悪化することを防止
でき、結晶性に優れ、十分な均一性を有する埋込み層を
得ることができる。

【００１９】すなわち、II族原料とVI族原料とを使用し
て一般の手法でＭＯＣＶＤ法を実施すると、埋込み層を
形成する際の温度が非常に高温（６００℃以上）とな
る。このため、このときの熱によって、共振器を形成す
る各層に転移や欠陥が生じて結晶性が悪化すること、こ
れらの各層と埋込み層との界面で原子の相互拡散が生じ
てしまうこと、また、埋込み層自体の結晶性が悪く、十
分な均一性を得ることができないこと、などの幾つかの
問題があった。しかし、前記付加体およびVI族水素化物
を用いることにより、ＭＯＣＶＤにおける温度を５００
℃以下、好ましくは３００℃以下と低くすることがで
き、これらの問題を解消することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の実施例における半導体レー
ザ（１００）の発光部の断面を模式的に示す斜視図であ
り、また、図２（ａ）〜（ｆ）および図３（ｇ）〜
（ｌ）はこの実施例における半導体レーザの製造工程を
模式的に示す断面図である。なお、図２および図３は、
図１に示す半導体レーザを同一平面上で時計方向に９０
度回転した状態で示している。

【００２２】本実施例の半導体レーザを製造プロセスと
ともに説明する。

【００２３】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板（１０２）上
に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層（１０３）を形成し、さら
に、ｎ型Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3Ａｓ層とｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ
_0.9Ａｓ層からなり波長８７０ｎｍ付近の光にたいし９
８％以上の反射率を持つ３０ペアの分布反射型多層膜ミ
ラー（反射ミラー）（１０４）を形成する。続いて、ｎ
型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層（１０５）、ｐ型Ｇ
ａＡｓ活性層（１０６）、ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓク
ラッド層（１０７）、ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ａｓコンタ
クト層（１０８）を、順次、有機金属化学気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ）法でエピタキシャル成長させる（図２（ａ）
参照）。このとき、本実施例では、成長温度を７００℃
とし、成長圧力を１５０Ｔｏｒｒとし、ＩＩＩ族原料と
してはＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＴＭＡｌ
（トリメチルアルミニウム）の有機金属を、Ｖ族原料と
してはＡｓＨ₃を、ｎ型ドーパントとしてはＨ₂Ｓｅ
を、ｐ型ドーパントとしてはＤＥＺｎ（ジエチル亜鉛）
をそれぞれ用いる。

【００２４】その後、熱ＣＶＤ法によって、表面にＳ
ｉＯ₂層（１１２）を形成し、さらに、反応性イオンビ
ームエッチング（ＲＩＢＥ）法により、ハードベイクレ
ジスト（１１３）で覆われた円柱状の発光部を残して、
ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層（１０７）の途中
まで、エッチングを行う（図２（ｂ）参照）。この際、
本実施例では、エッチングガスとしては塩素とアルゴン
の混合ガスを用い、ガス圧を１×１０^-3Ｔｏｒｒとし、
引出し電圧を４００Ｖとする。ここで、ｐ型Ａｌ_0.4Ｇ
ａ_0.6Ａｓクラッド層（１０７）の途中までしかエッチ
ングしないのは、活性層の水平方向の注入キャリアと光
を閉じ込めるための構造を、リブ導波路型の屈折率導波
構造とするためである。

【００２５】次に、このｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓク
ラッド層（１０７）上に、埋込み層（１０９）を形成す
る。このために、本実施例では、レジスト（１１３）を
取り除いた後、ＭＯＣＶＤ法により、ＺｎＳ_0.06Ｓｅ
_0.94層を埋込み成長させる。このときの成長条件は、成
長温度を２７５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、ＤＭ
Ｚｎ−ＤＭＳｅ付加体（ジメチル亜鉛とジメチルセレン
との付加体）をＩＩ族原料として使用し、また、Ｈ₂Ｓ
ｅ（セレン化水素）およびＨ₂Ｓ（硫化水素）をＶＩ族
原料として使用する。これにより、ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ
_0.6Ａｓクラッド層（１０７）のエッチングされた部分
の上部には単結晶のＺｎＳ_0.06Ｓｅ_0.94埋込み層（１０
９）が成長し、また、ＳｉＯ₂層（１１２）の上部には
多結晶のＺｎＳ_0.06Ｓｅ_0.94層（１１４）が成長する
（図２（ｃ）参照）。

【００２６】その後、レジスト（１１５）を表面全体
に厚く塗布し、このレジスト（１１５）の表面を平坦化
する（図２（ｄ）参照）。そして、ＲＩＢＥ法により、
ＳｉＯ₂層（１１２）が露出するまでエッチングを行
う。このとき、レジスト（１１５）のエッチングレート
と多結晶のＺｎＳ_0.06Ｓｅ_0.94層（１１４）のエッチン
グレートとはほぼ同じであり、また、ＳｉＯ₂層（１１
２）はエッチングストップ層となるので、エッチング後
の表面を平坦にすることができる。

【００２７】さらに、ＳｉＯ₂層（１１２）を、通常
のウエットエッチングにより除去した後（図２（ｅ）参
照）、コンタクト層１０８を含む素子表面に、４００℃
の温度で熱ＣＶＤ法によってＳｉＯ₂を堆積させ、第１
のマスク層（１１６）を形成する（図２（ｆ）参照）。
この第１のマスク層（１１６）の膜厚は、後の工程で形
成されるオーミック電極層の膜厚より大きくかつその２
倍以内に設定され、好ましくは３，０００〜６，０００
オングストロームとされる。そして、この第１のマスク
層（１１６）の表面に、形成すべき光出射口の位置およ
び形状に対応したフォトレジストマスク（１１７）を形
成する（図３（ｇ）参照）。

【００２８】その後、第１のマスク層（１１６）をエッ
チングして第１のマスク部（１１６ａ）を形成する。そ
の際に、オーバーエッチングの状態にしてアンダーカッ
トを形成し、第１のマスク部（１１６ａ）の平面形状が
フォトレジストマスク（第２のマスク部）（１１７）の
それより同心的に小さく形成される。このようにして形
成されたマスクは、形成すべき光出射口の形状に対応し
た平面形状を有する第２のマスク部（１１７）と、この
第２のマスク部（１１７）より径の小さい第１のマスク
部（１１６ａ）とからなり、その断面形状がほぼＴ字状
をなしている。エッチングの方法としては、緩衝フッ酸
そのを用いたウエットエッチングあるいはＣＦ₄ガスを
用いたドライエッチングのどちらを用いてもよいが、共
振器表面のダメージを考慮するとウエットエッチングを
用いることが好ましい。

【００２９】その後、オーミックコンタクトが得られ
る金属層を膜厚約３，０００オングストロームで蒸着
し、ｐ型オーミック電極層（１１８）を形成する（図３
（ｉ）参照）。オーミックコンタクトが得られる金属層
としては単層あるいは多層のいずれでもよく、例えばｐ
型電極を構成する場合には、ＡｕＺｎからなる膜厚３，
０００オングストロームの単層、あるいはＣｒを約１０
０オングストローム、ＡｕＺｎを約２，０００オングス
トロームさらにＡｕを約１，０００オングストロームの
膜厚で積層したもの、Ｔｉを約５００オングストロー
ム、Ａｕを約３，４００オングストロームの膜厚で積層
したもの、およびＴｉを約５００オングストローム、Ｐ
ｔを約５００オングストロームさらにＡｕを約１，００
０オングストロームの膜厚で積層したものなどを用いる
ことができる。

【００３０】また、基板（１０２）側にｎ型オーミック
電極（１１９）を蒸着によって形成する。ｎ型オーミッ
ク電極（１１９）は、ＡｕＧｅ，Ｎｉ，Ａｕ等の金属を
用いて多層構造に形成され、例えば、ＡｕＧｅを約７５
０オングストローム、Ｎｉを約１５０オングストローム
さらにＡｕを約１，０００オングストロームの膜厚で積
層したものなどを用いることができる。

【００３１】ついで、いわゆるリフトオフ法により、
アセトン等の溶剤によってフォトレジストマスク（１１
７）を溶解することによって該マスク（１１７）上の金
属層をも同時に除去して、オーミック電極（１１８ａ）
が形成される。（図３（ｊ）参照）。さらに、第１のマ
スク部（１１６ａ）を緩衝フッ酸を用いたウエットエッ
チングにより除去し、光出射用の開口部（１２０）を形
成する（図３（ｋ）参照）。

【００３２】この際、前記第１のマスク部（１１６ａ）
はオーミック電極層１１８の膜厚より大きい膜厚とされ
ているため、第２のマスク部（１１７）上に堆積した金
属層と素子表面上の金属層とが連続しない。そのため、
フォトレジストマスク（１１７）を除去する際に金属層
のバリ等を生ずることなく完全なリフトオフを行うこと
ができ、正確な形状の光出射用の開口部を形成すること
ができる。

【００３３】さらに、開口部（１２０）と少なくとも
その周囲を含む領域のオーミック電極（１１８ａ）表面
上に４ペアのＳｉＯ₂／ａ−Ｓｉ誘電体多層膜ミラー
（１２１）を電子ビーム蒸着により約８，０００〜９，
０００オングストロームの膜厚で形成する（図３（ｌ）
参照）。この誘電体多層膜ミラー（１２１）の、波長８
７０ｎｍでの反射率は、９４％である。そして、最後
に、Ｎ₂雰囲気中で、４２０℃でアロイングを行う。

【００３４】以上の工程により、図１に示したような面
発光型半導体レーザ（１００）を得ることができる。

【００３５】このようにして作成した本実施例の面発光
型半導体レーザ（１００）は、多層膜ミラー（１２１）
が、図４（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、開口部
（１２０）内に充填された光出射ミラー部（１２１ａ）
と、この光出射ミラー部（１２１ａ）の外周に位置する
カバーミラー部（１２１ｂ）とを有することにより、光
出射口とｐ型オーミック電極（１１８ａ）との境界での
光の漏出を防止することができ、反射損失を低減するこ
とができる。

【００３６】また、本実施例においては、前述したよう
に、リフトオフ法によって開口部（１２０）を形成する
際に、バリのない正確な形状のものを形成することがで
きる。したがって、本実施例の半導体レーザは、発光遠
視野像や偏波方向などの出射特性の点で良好な安定性が
得られ、また、バリの部分でレーザ光が散乱されること
もないため、高い利得を得ることができる。

【００３７】さらに、本実施例においては、埋込み層
（１０９）を特定の付加体と水素化合物とによって形成
しているため、成長温度をかなり低くすることができ、
転移や欠陥の少ない安定した結晶を得ることができる。
そして、この埋込み層（１０９）は、非常に高い抵抗を
有するため、埋込み層への注入電力の洩れが起こらず、
有効な電流狭搾が達成される。また、埋込み層（１０
９）と光共振部との屈折率差が大きいため、有効な光の
閉込めを行うことができる。

【００３８】以上、本発明の一実施例についてのべた
が、本発明はこれに限定されることなく、発明の要旨の
範囲内で種々の改変が可能である。

【００３９】例えば、本発明は、図５に示す埋め込み型
の屈折率導波路構造の半導体レーザにも適用することが
できる。なお、図１に示す半導体レーザと実質的に同一
の部材には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略
する。本実施例の半導体レーザ（１００）は、ｐ型Ａｌ
_0.1Ｇａ_0.9Ａｓコンタクト層（１０８）からｎ型Ａｌ
_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層（１０５）の一部までを柱
状に形成した点で、前記実施例と異なっている。このよ
うな活性層（１０６）を埋め込んだ埋め込み型の構造に
より、より効果的な光の閉込めが実現される。

【００４０】また、図６に示す実施例は、光共振器が、
複数本の柱状の半導体層を有し、各柱状の半導体層にそ
れぞれ発光部が形成される。このような構造の半導体レ
ーザ（１００）は、活性層（１０６）を介して各発光部
が影響しあい、各発光部での光の位相が同期する。

【００４１】また、以上説明した本発明の実施例では、
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層をＺｎＳ_0.06Ｓｅ_0.94で形
成したが、例えば、ＺｎＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＣｄＳ，Ｃ
ｄＳＳｅなどで形成しても良い。ただし、埋込み層とし
ては、基板と格子定数が一致するものが好ましい。ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体をこれらの材料で形成した場合に
望ましい付加体と水素化物とを表１に示す。

【表１】また本発明では、活性層をＧａＡｓとしたが、ＡｌＧａ
Ａｓでも同様の効果が得られる。さらにその他のＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を柱状部に用いた場合でも、適当な
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を埋込み層に選ぶことによっ
て、同様の効果が得られる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、反射ミラーとオーミッ
ク電極との間の空間からの光の洩れを防止して高い利得
を得ることができる面発光型半導体レーザ、およびこれ
を高い歩留まりで製造することができる方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を模式的に示す斜視図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す半導体レーザの
製造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【図３】（ｇ）〜（ｌ）は、図１に示す半導体レーザを
製造するための工程の一部を模式的に示す断面図であ
る。

【図４】図１および図３（ｌ）に示す半導体レーザの要
部を拡大して示し、同図（Ａ）はその部分平面図、同図
（Ｂ）はその部分断面図である。

【図５】本発明の他の実施例を模式的に示す斜視図であ
る。

【図６】本発明のさらに他の実施例を模式的に示す斜視
図である。

【符号の説明】

１０２ｎ型ＧａＡｓ基板１０３ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０４分布反射型多層膜ミラー１０５ｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層１０６ｐ型ＧａＡｓ活性層１０７ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓクラッド層１０８ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ａｓコンタクト層１０９ＺｎＳ_0.06Ｓｅ_0.94埋込み層１２１誘電体多層膜ミラー１２１ａ光出射ミラー部１２１ｂカバーミラー部１１６第１のマスク層１１６ａ第１のマスク部１１７フォトレジストマスク（第２のマスク部）１１８ａｐ型オーミック電極１２０開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板に垂直な方向に光を出射する
面発光型半導体レーザにおいて、反射率の異なる一対の反射ミラーとそれらの間の多層の
半導体層とを有し、前記半導体層のうちの少なくともク
ラッド層が一本または複数本の柱状に形成されている光
共振器と、柱状の前記半導体層の周囲に形成された埋込み層と、光出射用の開口部が形成されたオーミック電極と、を含
み、前記一対の反射ミラーの一方は、前記光出射用の開口部
内に形成された光射出ミラー部と、この光出射ミラー部
に連続し少なくとも前記光出射ミラー部と前記オーミッ
ク電極との境界領域を覆うカバーミラー部とを含むこと
を特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項２】請求項１において、前記オーミック電極は、その膜厚が１，０００〜６，０
００オングストロームであることを特徴とする面発光型
半導体レーザ。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記埋込み層は、II-VI 族化合物半導体から構成されて
いることを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項４】半導体基板に垂直な方向に光を出射する
面発光型半導体レーザの製造方法において、半導体基板上に光共振器を構成する多層の半導体層を形
成する工程、前記半導体層上に所定パターンのフォトレジストマスク
を形成し、半導体層のうちの少なくともクラッド層を、
前記フォトレジストマスクを用いてエッチングして、１
本または複数本の柱状の半導体層を形成する工程、前記柱状の半導体層の周囲に、気相成長によって埋込み
層を形成する工程、前記光共振器の表面を含む素子表面に第１のマスク層を
形成し、ついでこの第１のマスク層の表面に光出射口の
形状に対応したパターンのフォトレジストからなる第２
のマスク部を形成し、その後この第２のマスク部を介し
て前記第１のマスク層をアンダーカット状態までオーバ
ーエッチングし、前記第２のマスク部より小さい平面形
状を有する第１のマスク部を形成して、断面形状がほぼ
Ｔ字状のマスクを形成する工程、前記第２のマスク部を含む素子表面にオーミックコンタ
クトが得られる金属層を形成し、さらに少くとも前記第
２のマスク部を除去する、リフトオフ法によって光出射
用の開口部を有するオーミック電極を形成する工程、お
よび、少なくとも前記光出射用の開口部に誘電体多層膜からな
る反射ミラーを形成する工程、を含むことを特徴とする
面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項５】請求項４において、前記反射ミラーを形
成する工程で、前記光出射用の開口部および該開口部周
囲の前記オーミック電極上に誘電体多層膜を形成するこ
とを特徴とする面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項６】請求項４または請求項５において、前記第１のマスク層は、その膜厚が前記オーミック電極
の膜厚より大きいことを特徴とする半導体レーザの製造
方法。
【請求項７】請求項６において、前記第１のマスク層の膜厚が前記オーミック電極の２倍
以内であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項８】請求項４ないし請求項７のいずれかにお
いて、前記第１のマスク層は、ＳｉＯ₂，窒化シリコンおよび
アモルファスシリコンから選択される物質を用い、６０
０℃以下の雰囲気で行われる化学気相成長法あるいは電
子ビーム蒸着法によって形成されることを特徴とする面
発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項９】請求項４ないし請求項７のいずれかにお
いて、前記第１のマスク層は、特定の溶剤に対して前記第２の
マスク部を構成するフォトレジストより溶解しやすいフ
ォトレジストによって形成されることを特徴とする半導
体レーザの製造方法。
【請求項１０】請求項４ないし請求項９のいずれかに
おいて、前記埋込み層は、前記柱状の半導体層の周囲に、II族有
機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体とVI族水
素化合物とを原料として、有機金属化学気相成長法によ
り形成されることを特徴とする半導体レーザの製造方
法。