JPH0786691A - Light emitting device - Google Patents
Light emitting deviceInfo
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- JPH0786691A JPH0786691A JP22906993A JP22906993A JPH0786691A JP H0786691 A JPH0786691 A JP H0786691A JP 22906993 A JP22906993 A JP 22906993A JP 22906993 A JP22906993 A JP 22906993A JP H0786691 A JPH0786691 A JP H0786691A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、面発光レーザを集積し
て成る発光装置に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device formed by integrating a surface emitting laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】基板に対し垂直な方向にレーザ光を出力
するいわゆる面発光型のレーザをマトリクス状に配列
し、これを例えば並列情報処理用として用いた完全独立
配線の2次元面発光レーザアレイが報告されている(例
えば“ELECTRONICS LETTERS 27 (1991)583”)。2. Description of the Related Art A so-called surface-emitting type laser which outputs a laser beam in a direction perpendicular to a substrate is arranged in a matrix, and is used as, for example, parallel information processing. Has been reported (for example, “ELECTRONICS LETTERS 27 (1991) 583”).
【0003】しかしながら上述の完全独立配線では、配
線スペースや電極パッド数を考慮すると、駆動できるレ
ーザ素子の数及び密度等がかなり制限され、大規模集積
化は不可能である。However, in the above completely independent wiring, the number and density of laser elements that can be driven are considerably limited in consideration of the wiring space and the number of electrode pads, and large scale integration is impossible.
【0004】また、比較的単純な配線構成が期待できる
垂直共振器型の面発光レーザを用いようとすると、その
端子間の電気抵抗が大きく発熱の原因となり、高密度ア
レイ化には不利となる。Further, if a vertical cavity surface emitting laser, which is expected to have a relatively simple wiring structure, is used, the electric resistance between the terminals becomes large and causes heat generation, which is disadvantageous for high density arraying. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな面発光レーザを用いる発光装置において、その駆動
のための電極配線構成を提案し、例えばプロジェクショ
ン(投射型)ディスプレイに適用して好適な発光装置を
提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention proposes an electrode wiring structure for driving a surface emitting laser using the above-described surface emitting laser, and is suitable for application to, for example, a projection (projection type) display. A light emitting device is provided.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、図1にその一
例の略線的拡大斜視図を示すように、絶縁性の基板1上
に、水平共振器型の面発光レーザ20が2次元配置さ
れ、各面発光レーザ20の共振器長方向に延長して下層
電極21がライン状に形成され、ライン毎に電極絶縁部
16を設け、下層電極21と直交するライン状パターン
に上層電極24を設ける構成とする。According to the present invention, a horizontal cavity surface emitting laser 20 is two-dimensionally mounted on an insulating substrate 1 as shown in FIG. The lower layer electrodes 21 are arranged in a line and extend in the cavity length direction of each surface emitting laser 20, and the electrode insulating portion 16 is provided for each line, and the upper layer electrodes 24 are arranged in a line pattern orthogonal to the lower layer electrodes 21. Is provided.
【0007】また本発明は、上述の構成において面発光
レーザ20の上層電極24をエアブリッジ型構成とす
る。更にまた本発明は、上述の構成において基板1とは
別体の基板上に電極をパターニング形成し、面発光レー
ザ20の上層電極24と接続するように両基板を重ね合
わせて構成する。また本発明は、面発光レーザ20の外
部反射鏡25を再結晶成長層により構成する。Further, in the present invention, the upper layer electrode 24 of the surface emitting laser 20 in the above structure has an air bridge type structure. Furthermore, in the present invention, the electrodes are patterned on a substrate which is separate from the substrate 1 in the above-mentioned configuration, and both substrates are superposed so as to be connected to the upper layer electrode 24 of the surface emitting laser 20. Further, according to the present invention, the external reflecting mirror 25 of the surface emitting laser 20 is composed of a recrystallized growth layer.
【0008】[0008]
【作用】上述したように本発明によれば、2次元配置し
た面発光レーザ20のライン毎に下層電極21を形成す
ることからライン毎の駆動が可能となり、この下層電極
21と直交するライン状パターンの上層電極24を設
け、エアーブリッジ型またはヒートシンク等の別体の基
板上に形成した電極を積層して構成することによって単
純マトリクス型の駆動が可能となり、これによりプロジ
ェクションディスプレイ等の各種表示装置に応用するこ
とができる。As described above, according to the present invention, since the lower layer electrode 21 is formed for each line of the two-dimensionally arranged surface emitting laser 20, it is possible to drive each line, and the line shape orthogonal to the lower layer electrode 21 can be obtained. By providing the upper electrode 24 of the pattern and stacking the electrodes formed on a separate substrate such as an air bridge type or a heat sink, a simple matrix type drive becomes possible, which allows various display devices such as a projection display. Can be applied to.
【0009】また特に面発光レーザ20の外部反射鏡2
5を再結晶成長層により構成することによって、その表
面性を良好に且つ角度制御を精度良く形成することが可
能となり、より効率良く発光を行わせることができる。Further, in particular, the external reflection mirror 2 of the surface emitting laser 20.
By constituting 5 by the recrystallized growth layer, the surface property thereof can be made favorable and the angle control can be formed with high precision, so that light emission can be performed more efficiently.
【0010】[0010]
【実施例】以下本発明の各実施例をその理解を容易にす
るために、製造工程と共に図面を参照して詳細に説明す
る。この例においては、GaAs絶縁基板上に、AlG
aAs系の面発光レーザを形成して発光装置を得る場合
を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with the manufacturing process in order to facilitate understanding thereof. In this example, AlG is formed on a GaAs insulating substrate.
The case where a light emitting device is obtained by forming an aAs-based surface emitting laser will be described.
【0011】先ずこの例においては、図2の一製造工程
図に示すように、半絶縁性のGaAs等より成る基板1
の上に例えばn型のGaAsバッファ層2、n型のAl
0.35Ga0.65As等より成る第1のクラッド層3、真性
のGaAs等より成る活性層4、p型のAl0.35Ga
0.65As等より成る第2のクラッド層5aを順次例えば
MOCVD(有機金属による化学的気相成長法)により
エピタキシャル成長する。そして続いて例えばn型のA
l0.45Ga0.55As等より成る電流狭窄層6を同様にエ
ピタキシャル成長した後、電流通路部7を除去するよう
にフォトリソグラフィ等の適用によりパターンエッチン
グを施し、更にこの上に電流通路部分を埋込んでp型の
Al0.35Ga0.65As等より成る第2のクラッド層5b
をエピタキシャル成長し、更にp型のGaAs等より成
るキャップ層7を同様にエピタキシャル成長して、SA
N(Self Aligned Narrow-Stripe) 型の半導体レーザ構
造を形成する。図2Aにおいて矢印aは電流通路部7の
延長する方向を示し、例えば〈001〉結晶軸方向の
〔001〕結晶軸方向、また矢印bは基板1の主面の直
交する方向を示し、〈100〉結晶軸方向の例えば〔1
00〕結晶軸方向を示す。First, in this example, as shown in one manufacturing process diagram of FIG. 2, a substrate 1 made of semi-insulating GaAs or the like is used.
On the n-type GaAs buffer layer 2, n-type Al
First clad layer 3 made of 0.35 Ga 0.65 As, active layer 4 made of intrinsic GaAs, p-type Al 0.35 Ga
The second cladding layer 5a made of 0.65 As or the like is sequentially epitaxially grown by, for example, MOCVD (chemical vapor deposition method using organic metal). Then, for example, n-type A
Similarly, after the current confinement layer 6 made of 0.45 Ga 0.55 As or the like is epitaxially grown, pattern etching is performed by applying photolithography or the like so as to remove the current passage portion 7, and the current passage portion is further embedded on this. Second cladding layer 5b made of p-type Al 0.35 Ga 0.65 As, etc.
Is epitaxially grown, and a cap layer 7 made of p-type GaAs or the like is also epitaxially grown to form SA
An N (Self Aligned Narrow-Stripe) type semiconductor laser structure is formed. In FIG. 2A, the arrow a indicates the direction in which the current passage portion 7 extends, for example, the [001] crystal axis direction of the <001> crystal axis direction, and the arrow b indicates the direction orthogonal to the main surface of the substrate 1, <100>. > For example, in the crystal axis direction [1
00] indicates the crystal axis direction.
【0012】このときの矢印aで示す〈011〉結晶軸
方向に沿う断面図を図3Aに示す。そして図3Bに示す
ように、例えばRIE(反応性イオンエッチング)等の
異方性のドライエッチング技術によってAlGaAs系
の場合、例えばSiCl4とHeの混合ガスを用いて基
板1の主面に対し垂直な方向にエッチングを行って、共
振器を規制する端面9A及び9Bを形成し、両端面に規
制された共振器構造を有するレーザ部10を形成する。
この状態での略線的拡大斜視図を図4に示す。図4にお
いて、図1及び図2に対応する部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。FIG. 3A is a sectional view taken along the <011> crystal axis direction indicated by arrow a at this time. Then, as shown in FIG. 3B, in the case of AlGaAs based on an anisotropic dry etching technique such as RIE (reactive ion etching), for example, a mixed gas of SiCl 4 and He is used to make a vertical direction with respect to the main surface of the substrate 1. Etching is performed in different directions to form the end faces 9A and 9B that regulate the resonator, and the laser portion 10 having the regulated resonator structure is formed on both end faces.
FIG. 4 shows a schematic linear enlarged perspective view in this state. 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0013】そして図5Aに示すように、この共振器ミ
ラーを構成する端面9A及び9Bを含んで全面的に覆う
ように、発光波長に透明な材料を用いて、例えばクラッ
ド層3、5と同様のAl0.35Ga0.65Asより成る窓部
成長層11をMOCVD等によりエピタキシャル成長す
る。これによって、エッチング形成された端面9A及び
9Bがより一層平坦化され、また窓部を構成することに
より端面光密度の低減化等の効果を得ることができ、例
えば後述するように高反射コーティングを施す場合に光
密度が増大しても、素子の信頼性の低下を抑制すること
ができる。As shown in FIG. 5A, a material transparent to the emission wavelength is used so as to cover the entire surface including the end faces 9A and 9B constituting the resonator mirror, like the cladding layers 3 and 5, for example. A window portion growth layer 11 made of Al 0.35 Ga 0.65 As is epitaxially grown by MOCVD or the like. As a result, the end surfaces 9A and 9B formed by etching are further flattened, and the effect of reducing the end surface light density and the like can be obtained by forming the window portion. Even if the light density increases when applied, it is possible to prevent the reliability of the element from decreasing.
【0014】そして次に、両共振器端面9A及び9Bに
反射率の異なるコーティングを施す場合、斜め方向から
高反射コーティングのための誘電体層12a,12bを
スパッタリングや電子ビーム蒸着等により被着する。即
ち、図5Aにおいて矢印cで示すように例えば先ず端面
9A側にSiO2 、Si等の誘電体層12aを例えば1
層ずつ被着する。そして図5Bにおいて矢印dで示すよ
うに、端面9B側にSiO2 、Si等の誘電体層12b
を例えば複数層積層する。Then, in the case where coatings having different reflectances are applied to both resonator end faces 9A and 9B, dielectric layers 12a and 12b for high reflection coating are obliquely applied by sputtering or electron beam evaporation. . That is, as shown by an arrow c in FIG. 5A, first, for example, a dielectric layer 12a of SiO 2 , Si or the like is formed on the end surface 9A side, for example.
Apply layer by layer. Then, as shown by an arrow d in FIG. 5B, a dielectric layer 12b of SiO 2 , Si or the like is provided on the end face 9B side.
Are laminated in plural layers, for example.
【0015】そして更に、プラズマCVD(化学的気相
成長法)等により全面的にSiNXやSiO2 等の誘電
体層12cを被着して、発振波長をλとしたときに両端
面9A及び9B上に被着された誘電体層の全厚さが例え
ばλ/2となるように調整する。このプラズマCVDは
前述の図3Cにおいて形成された垂直面を全て覆うこと
を目的とし、後の工程で形成する電極の絶縁及びエッチ
ングプロセスにおける素子の保護の働きをする。端面反
射率制御を行わない場合はプラズマCVDによりλ/2
の厚さの誘電体層を設けるのみでもよい。Further, a dielectric layer 12c such as SiN x or SiO 2 is deposited on the entire surface by plasma CVD (chemical vapor deposition method) or the like, and both end surfaces 9A and 9A when the oscillation wavelength is λ. The total thickness of the dielectric layer deposited on 9B is adjusted to be λ / 2, for example. This plasma CVD aims to cover all the vertical surfaces formed in FIG. 3C described above, and serves to insulate electrodes formed in a later step and to protect elements in the etching process. When facet reflectivity control is not performed, λ / 2 is obtained by plasma CVD.
It is also possible to simply provide a dielectric layer having a thickness of.
【0016】そして更に、図6Aに示すように、垂直端
面上以外の部分の誘電体層12(12a〜12c)をエ
ッチング除去する。この場合、例えばRIE等の異方性
ドライエッチングを矢印eで示すように全面的に施すこ
とによって、垂直端面部分のみを残して他部の誘電体層
12を自己整合的に除去することができる。Then, as shown in FIG. 6A, the dielectric layers 12 (12a-12c) other than the portions on the vertical end faces are removed by etching. In this case, by performing anisotropic dry etching such as RIE over the entire surface as shown by an arrow e, the dielectric layer 12 in the other part can be removed in a self-aligned manner while leaving only the vertical end face part. .
【0017】そして図6Bに示すように、全面的にMO
CVDにより例えばキャップ層8と同様の材料のp型の
GaAsを成長して、誘電体層が除去された部分に選択
的に再成長層13を形成する。この場合、両端面9A及
び9Bに規制されたレーザ部の上部を予め例えばフォト
リソグラフィ等の適用によってエッチングし、窓部成長
層11を除去して更にキャップ層8の上部もエッチング
する。Then, as shown in FIG. 6B, the MO
For example, p-type GaAs of the same material as the cap layer 8 is grown by CVD, and the regrown layer 13 is selectively formed in the portion where the dielectric layer is removed. In this case, the upper portion of the laser portion restricted by the both end surfaces 9A and 9B is previously etched by applying, for example, photolithography, the window growth layer 11 is removed, and the upper portion of the cap layer 8 is further etched.
【0018】そしてその上を含んで全面的に例えばキャ
ップ層8と同一の材料をもって、誘電体層12が除去さ
れた領域に再成長層13をエピタキシャル成長する。こ
のとき、MOCVD、MBE(分子線エピタキシー
法)、減圧MOCVD等によりGaAs、AlGaA
s、InP、InAlGaP等のこの場合GaAsより
成る再成長層13をエピタキシャル成長すると、誘電体
層12を構成する{001}結晶面と同等の結晶面、即
ち(001)(00−1)、(010)、(0−10)
の各結晶面の縁部から一旦{110}結晶面が生じる
と、この{110}結晶面上においては比較的エピタキ
シャル成長が遅いことから、この再成長層13は、{0
01}結晶面及び基板1の主面とに対し45°をなす
{110}結晶面より成る斜面を構成しながら成長す
る。Then, a regrowth layer 13 is epitaxially grown on the entire surface including the above with the same material as that of the cap layer 8 in the region where the dielectric layer 12 is removed. At this time, GaAs, AlGaA is formed by MOCVD, MBE (molecular beam epitaxy), low pressure MOCVD, or the like.
When the regrowth layer 13 made of GaAs such as s, InP, InAlGaP, etc. in this case is epitaxially grown, crystal planes equivalent to the {001} crystal planes constituting the dielectric layer 12, that is, (001) (00-1), (010 ), (0-10)
Once the {110} crystal face is generated from the edge of each crystal face of, the regrowth layer 13 is {0} because the epitaxial growth is relatively slow on the {110} crystal face.
The crystal is grown while forming an inclined surface composed of a {110} crystal plane that forms an angle of 45 ° with the 01} crystal plane and the main surface of the substrate 1.
【0019】従ってこの{110}結晶面を外部45°
反射鏡として利用することにより、活性層4から出射さ
れるレーザ光を基板1にほぼ垂直な方向に取り出す面発
光レーザを得ることができる。この場合、その反射鏡を
結晶成長により形成することから、結晶性が良好で平坦
性、表面に優れ、且つその角度制御を精度良く行うこと
ができる。Therefore, this {110} crystal plane is externally 45 °.
By using it as a reflecting mirror, it is possible to obtain a surface emitting laser which extracts the laser light emitted from the active layer 4 in a direction substantially perpendicular to the substrate 1. In this case, since the reflecting mirror is formed by crystal growth, the crystallinity is good, the flatness and surface are excellent, and the angle control can be performed accurately.
【0020】尚このとき、キャップ層8の上部のエッチ
ング深さが充分でない場合は、図7に示すようにこの上
の再成長層13の両端にひさし状の突起13aが生じて
しまう場合があるので、その深さを適切に選定すること
が必要である。図7において、図6A及びBに対応する
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。At this time, if the etching depth of the upper portion of the cap layer 8 is not sufficient, eave-shaped protrusions 13a may be formed at both ends of the regrown layer 13 on the cap layer 8 as shown in FIG. Therefore, it is necessary to select the depth appropriately. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIGS. 6A and 6B are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0021】次に、このようにして形成した面発光レー
ザに対する下層電極及び上層電極の構成を、その製造方
法と共に説明する。図8Aにおいて、図6A及びB対応
する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。Next, the structure of the lower layer electrode and the upper layer electrode for the surface emitting laser thus formed will be described together with its manufacturing method. In FIG. 8A, portions corresponding to those in FIGS. 6A and 6B are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
【0022】ここで、再成長層13は例えばキャップ層
と同一材料のp型GaAs、窓部成長層11はAlGa
As層であることから、例えばNH4 OHとH2 O2 と
を1:30で混合した4℃のエッチング液によるウェッ
トエッチングを行うことにより、この窓部成長層11を
エッチングストップ層としてレーザ部10の両側に再成
長した外部反射鏡以外の再成長層13を、図8Bに示す
ように選択的に除去することができる。そして更に露出
した窓部成長層11を除去し、例えばAu、Ni及びA
uGeを順次積層して成る下層電極15を形成する。Here, the regrown layer 13 is, for example, p-type GaAs made of the same material as the cap layer, and the window grown layer 11 is AlGa.
Since it is an As layer, for example, by performing wet etching with an etching solution of 4 ° C. in which NH 4 OH and H 2 O 2 are mixed at 1:30, the window portion growth layer 11 is used as an etching stop layer for the laser portion. The regrowth layer 13 other than the external reflecting mirror that has been regrown on both sides of 10 can be selectively removed as shown in FIG. 8B. Then, the exposed window growth layer 11 is removed, and, for example, Au, Ni and A are removed.
A lower electrode 15 is formed by sequentially stacking uGe.
【0023】この下層電極15の被着方法としては、例
えばレジストのエッジが逆テーパ状となるように塗布、
パターン露光、現像によりパターニング形成し、電極メ
タルを蒸着した後レジストを除去してリフトオフにより
電極パターンを形成することができる。As a method of depositing the lower layer electrode 15, for example, coating is performed so that the edge of the resist has an inverse taper shape,
It is possible to form an electrode pattern by patterning by pattern exposure and development, evaporating an electrode metal, removing the resist, and then lifting off.
【0024】或いはメッキによる場合は、例えば下層レ
ジストを順テーパ状にパターニング形成した後下層メタ
ルを全体的に薄く蒸着し、更にレジストパターンを形成
してメッキ後レジストを除去し、更に全体的にイオンミ
リング等により薄く蒸着したメタル部をエッチング除去
して最後に下層レジストを除去して電極15をパターニ
ング形成することができる。このメッキによる場合はプ
ロセス手順は多少増加するが、電極厚さや形状の制御性
において上述のリフトオフ法に比し優れる。Alternatively, in the case of plating, for example, the lower layer resist is patterned in a forward taper shape, then the lower layer metal is vapor-deposited as a whole, a resist pattern is further formed, and the resist is removed after plating. The electrode 15 can be patterned by removing the metal portion thinly deposited by milling or the like by etching and finally removing the lower layer resist. When this plating is used, the number of process steps is slightly increased, but the controllability of the electrode thickness and shape is superior to the lift-off method described above.
【0025】そして更に図8Cに示すように、各面発光
レーザ20を電気的に分離する電極絶縁部16を、絶縁
性の基板1に達する深さとして、例えば下層電極21に
平行なストライプ状にフォトリソグラフィ等の適用によ
り形成する。Further, as shown in FIG. 8C, the electrode insulating portion 16 which electrically separates the surface emitting lasers 20 is formed in a stripe shape parallel to the lower layer electrode 21 with a depth reaching the insulating substrate 1. It is formed by applying photolithography or the like.
【0026】そして次に図9Aに示すように、下層電極
21を埋め込むように例えばポリイミド22を被着して
全体を平坦化する。図9において図8A〜Cに対応する
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。そして
面発光レーザ20の上部の再成長層13上を露出させて
コンタクトホール23を形成する。Then, as shown in FIG. 9A, for example, polyimide 22 is deposited so as to embed the lower layer electrode 21 to planarize the entire surface. In FIG. 9, parts corresponding to those in FIGS. Then, the contact hole 23 is formed by exposing the upper part of the surface-emitting laser 20 on the regrown layer 13.
【0027】この後、例えばAu、Pt及びTiを順次
積層した上層電極24を、例えば上述の下層電極21と
同様にリフトオフ又はメッキによりパターニング形成し
て、図9Bに示すようにポリイミド22を除去してエア
ブリッジ型の上層電極24を形成することができる。Thereafter, an upper layer electrode 24 in which, for example, Au, Pt, and Ti are sequentially laminated is patterned by lift-off or plating similarly to the above-mentioned lower layer electrode 21, and the polyimide 22 is removed as shown in FIG. 9B. Thus, the air bridge type upper layer electrode 24 can be formed.
【0028】このような製造方法により、図1に示すよ
うに、各共振器端面に対向して再結晶成長により外部反
射鏡25が設けられた面発光レーザ20が2次元配置さ
れ、その下層電極21が共振器長方向に延長してライン
状に形成され、ライン毎に電極絶縁部16を設けて、且
つ上層電極24を下層電極21に直交する方向に延長し
てライン状に設けた単純マトリクス駆動が可能な発光装
置を得ることができる。With this manufacturing method, as shown in FIG. 1, the surface-emitting laser 20 provided with the external reflecting mirror 25 by recrystallization growth is arranged two-dimensionally so as to face each resonator end face, and the lower layer electrode thereof. A simple matrix in which 21 is formed in a line shape extending in the resonator length direction, the electrode insulating portion 16 is provided for each line, and the upper layer electrode 24 is provided in a line shape extending in a direction orthogonal to the lower layer electrode 21. A light-emitting device that can be driven can be obtained.
【0029】このように基本的に電極配線としてメタル
配線を用いることにより、半導体層を用いる場合に比し
低抵抗化をはかることができると共に、エアブリッジ型
の上層電極を配線形成することによって、下層電極と上
層電極との間の容量を低減化することができる。またこ
れらの電極の厚さや幅を適切に選定することによって、
配線抵抗をより低減化することができる。Thus, basically by using the metal wiring as the electrode wiring, the resistance can be reduced as compared with the case where the semiconductor layer is used, and by forming the air bridge type upper layer electrode by wiring, The capacitance between the lower layer electrode and the upper layer electrode can be reduced. Also, by properly selecting the thickness and width of these electrodes,
The wiring resistance can be further reduced.
【0030】尚上述の例においては上層電極24をエア
ブリッジ型構成としたが、図10Aにその一製造工程の
平面図を示すように、基板1とは別体の例えばレーザ光
波長に透過性を有する基板30上に電極31をパターニ
ング形成すると共に、図10Bに示すように面発光レー
ザ20の再成長層13上に上層電極24を形成し、図1
1に示すようにこれら両基板1及び30を矢印fで示す
ように重ね合わせて構成することもでき、この場合電極
形成プロセスをより簡単化することができる。またこの
場合、基板30をヒートシンク材料とすることによっ
て、熱はけを改善することができる。図10及び図11
において、図9A及びBに対応する部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。In the above-mentioned example, the upper electrode 24 has an air bridge structure, but as shown in the plan view of one manufacturing process thereof in FIG. 1 is formed by patterning the electrode 31 on the substrate 30 having the structure shown in FIG.
As shown in FIG. 1, these two substrates 1 and 30 may be superposed on each other as shown by an arrow f, and in this case, the electrode forming process can be further simplified. Further, in this case, heat dissipation can be improved by using the substrate 30 as a heat sink material. 10 and 11
9A and 9B, parts corresponding to those in FIGS.
【0031】また、前述の再成長層13の選択成長の過
程においても種々の変更が可能である。例えば前述の図
5A〜Cにおいて説明した工程を経た後、図12Aに示
すように例えばフォトリソグラフィ等の適用によって、
矢印gで示すようにRIE等の異方性エッチングを行っ
てキャップ層8上と共振器端面9A及び9Bから所定の
間隔をもった領域の誘電体層12を除去する。この後、
図12Bに示すように再成長層13をエピタキシャル成
長すると、端面9A及び9Bと再成長層13の斜面より
成る外部反射鏡との間隔を制御することができる。また
この場合、キャップ層8の上部に図7において説明した
ようなひさし状の突起が生じる恐れがない。図12にお
いて図9A及びBに対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。Various changes can be made in the process of selective growth of the regrown layer 13 described above. For example, after the steps described in FIGS. 5A to 5C described above are performed, as shown in FIG.
As indicated by an arrow g, anisotropic etching such as RIE is performed to remove the dielectric layer 12 on the cap layer 8 and the regions having a predetermined distance from the resonator end faces 9A and 9B. After this,
When the regrowth layer 13 is epitaxially grown as shown in FIG. 12B, it is possible to control the distance between the end faces 9A and 9B and the external reflecting mirror formed by the inclined surface of the regrowth layer 13. Further, in this case, there is no possibility that an eave-shaped projection as described with reference to FIG. 7 is formed on the upper portion of the cap layer 8. In FIG. 12, parts corresponding to those in FIGS. 9A and 9B are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0032】更にまた、図13に示すようにレーザ共振
器を全面的に覆って端面9A及び9Bと対向する領域の
みを矢印hで示すようにRIE等の異方性エッチングに
より選択的に除去することもできる。この場合の略線的
拡大斜視図を図14に示す。この例においても共振器端
面と外部反射鏡との間隔を制御することができる。ま
た、例えばキャップ層8上の誘電体層12を後の工程で
電流通路部分を除去して上層電極を被着することによっ
て、前述の図2において説明したようなSAN構造を採
らず、電流狭窄層を設けないレーザ構造に適用すること
ができる。Further, as shown in FIG. 13, only the region which covers the entire surface of the laser resonator and faces the end faces 9A and 9B is selectively removed by anisotropic etching such as RIE as shown by an arrow h. You can also FIG. 14 shows a schematic linear enlarged perspective view in this case. Also in this example, the distance between the resonator end face and the external reflecting mirror can be controlled. Further, for example, by removing the current passage portion and depositing the upper layer electrode on the dielectric layer 12 on the cap layer 8 in a later step, the SAN structure as described in FIG. It can be applied to a laser structure without layers.
【0033】また更に、下層配線を例えば図8Aの工程
において、面発光レーザ20の両側の再成長層13の上
面に被着しても基板側との導通を採ることができる。し
かしながら上層配線との間隔を取りにくくなることか
ら、下層配線はこの場合再成長層を除去して被着するこ
とが望ましい。Furthermore, even if the lower layer wiring is deposited on the upper surface of the regrowth layer 13 on both sides of the surface emitting laser 20 in the step of FIG. 8A, for example, conduction with the substrate side can be obtained. However, since it is difficult to keep a space from the upper layer wiring, it is desirable to remove the regrowth layer and attach the lower layer wiring in this case.
【0034】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、面発光レーザの半導体材料及び構成等におい
て種々の変形変更が可能であることはいうまでもない。Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications and changes can be made in the semiconductor material and structure of the surface emitting laser.
【0035】[0035]
【発明の効果】上述したように本発明によれば、大規模
且つ高密度の2次元面発光レーザを容易に駆動すること
ができて、ディスプレイへの応用が可能となり、特にプ
ロジェクションディスプレイに適用することによって、
例えばレーザ光の偏光方向を利用して立体視ディスプレ
イを構成することも可能である。As described above, according to the present invention, it is possible to easily drive a large-scale and high-density two-dimensional surface emitting laser, and it is possible to apply it to a display, and particularly to a projection display. By
For example, it is possible to construct a stereoscopic display using the polarization direction of laser light.
【0036】また水平共振器型のレーザを用いることか
ら、垂直共振器型レーザ等に比し端子間抵抗を小さくす
ることができ、発熱を抑制することができるから高密度
アレイ化に有利となる。Further, since the horizontal cavity type laser is used, the inter-terminal resistance can be made smaller than that of the vertical cavity type laser and the like, and the heat generation can be suppressed, which is advantageous for the high density array. .
【0037】更に下層配線として電極メタルを用いるこ
とにより半導体層を用いる場合に比し低抵抗化をはかる
ことができる。また上層電極をエアブリッジ構造とする
ことによって、下層電極との間の容量を低減化すること
ができる。Further, by using the electrode metal as the lower layer wiring, the resistance can be reduced as compared with the case where the semiconductor layer is used. Further, by forming the upper layer electrode in the air bridge structure, the capacitance between the upper layer electrode and the lower layer electrode can be reduced.
【0038】またレーザを成長する基板とは別体の基板
上に形成した電極により上層電極を配線することによっ
て、電極製造プロセスを簡単化することができ、またこ
の別体の基板材料として例えばレーザ発光波長に対し透
明で熱伝導率の高いヒートシンク材料を用いることによ
り、熱はけを改善することができて、よりレーザの発熱
を抑制することができる。The electrode manufacturing process can be simplified by wiring the upper layer electrode with the electrode formed on a substrate separate from the substrate on which the laser is grown. By using a heat sink material that is transparent to the emission wavelength and has high thermal conductivity, heat dissipation can be improved and heat generation of the laser can be further suppressed.
【0039】特に、これら配線電極の厚さ及び幅等をで
きるだけ大とすることによって、配線抵抗をより低減化
することができる。In particular, the wiring resistance can be further reduced by making the thickness and width of these wiring electrodes as large as possible.
【0040】また更に、面発光レーザの製造過程におい
てその共振器端面形成後に全面的に半導体層をエピタキ
シャル成長することにより端面窓構造を形成することが
でき、これにより共振器端面の平坦化や端面光密度の低
減が可能になり、また後の製造工程における下層電極の
配線のためのエッチングストップ層として用いることが
でき、より製造工程を簡単化することができる。Furthermore, in the manufacturing process of the surface emitting laser, an end face window structure can be formed by epitaxially growing a semiconductor layer over the entire surface after forming the end facet of the cavity, and thereby flattening the end facet of the resonator and end face light. The density can be reduced, and it can be used as an etching stop layer for the wiring of the lower layer electrode in the subsequent manufacturing process, and the manufacturing process can be further simplified.
【図1】本発明の一実施例の略線的拡大斜視図である。FIG. 1 is a schematic enlarged perspective view of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図3】Aは本発明の一実施例の一製造工程図である。
Bは本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 3A is a manufacturing process diagram of an embodiment of the present invention.
B is a manufacturing process drawing of one example of the present invention.
【図4】本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図5】Aは本発明の一実施例の一製造工程図である。
Bは本発明の一実施例の一製造工程図である。Cは本発
明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 5A is a manufacturing process diagram of an embodiment of the present invention.
B is a manufacturing process drawing of one example of the present invention. C is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図6】Aは本発明の一実施例の一製造工程図である。
Bは本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 6A is a manufacturing process diagram of an embodiment of the present invention.
B is a manufacturing process drawing of one example of the present invention.
【図7】参考例の一製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the reference example.
【図8】Aは本発明の一実施例の一製造工程図である。
Bは本発明の一実施例の一製造工程図である。Cは本発
明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 8A is a manufacturing process diagram of an embodiment of the present invention.
B is a manufacturing process drawing of one example of the present invention. C is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図9】Aは本発明の一実施例の一製造工程図である。
Bは本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 9A is a manufacturing process diagram of an embodiment of the present invention.
B is a manufacturing process drawing of one example of the present invention.
【図10】Aは本発明の他の実施例の一製造工程図であ
る。Bは本発明の他の実施例の一製造工程図である。FIG. 10A is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention. B is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
【図11】本発明の他の実施例の一製造工程図である。FIG. 11 is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
【図12】Aは本発明の他の実施例の一製造工程図であ
る。Bは本発明の他の実施例の一製造工程図である。FIG. 12A is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention. B is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
【図13】本発明の他の実施例の一製造工程図である。FIG. 13 is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
【図14】本発明の他の実施例の一製造工程図である。FIG. 14 is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
1 基板 2 バッファ層 3 第1のクラッド層 4 活性層 5 第2のクラッド層 6 電流狭窄層 7 電流通路部 8 キャップ層 9A 端面 9B 端面 10 レーザ部 11 窓部成長層 12 誘電体層 13 再成長層 16 電極絶縁部 21 下層電極 24 上層電極 1 substrate 2 buffer layer 3 first clad layer 4 active layer 5 second clad layer 6 current confinement layer 7 current passage part 8 cap layer 9A end face 9B end face 10 laser part 11 window part growth layer 12 dielectric layer 13 re-growth Layer 16 Electrode insulation 21 Lower layer electrode 24 Upper layer electrode
Claims (4)
光レーザが2次元配置され、上記面発光レーザの共振器
長方向に延長して下層電極がライン状に形成され、ライ
ン毎に電極絶縁部が設けられ、上記下層電極と直交する
ライン状パターンに上層電極が設けられて成ることを特
徴とする発光装置。1. A horizontal cavity surface emitting laser is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a lower layer electrode is formed in a line extending in the cavity length direction of the surface emitting laser. 2. A light emitting device, comprising: an electrode insulating portion; and an upper layer electrode provided in a linear pattern orthogonal to the lower layer electrode.
リッジ型構成とされて成ることを特徴とする上記請求項
1に記載の発光装置。2. The light emitting device according to claim 1, wherein an upper electrode of the surface emitting laser has an air bridge structure.
ーニング形成され、上記面発光レーザの上層電極と接続
するように上記両基板が重ね合わせられたことを特徴と
する上記請求項1に記載の発光装置。3. The electrode is patterned on a substrate separate from the substrate, and the two substrates are superposed so as to be connected to the upper layer electrode of the surface emitting laser. The light-emitting device according to.
成長層により構成されたことを特徴とする上記請求項1
又は2又は3に記載の発光装置。4. The external reflection mirror of the surface emitting laser is constituted by a recrystallized growth layer.
Alternatively, the light emitting device according to 2 or 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22906993A JPH0786691A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22906993A JPH0786691A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Light emitting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0786691A true JPH0786691A (en) | 1995-03-31 |
Family
ID=16886253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP22906993A Pending JPH0786691A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0786691A (en) |
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1993
- 1993-09-14 JP JP22906993A patent/JPH0786691A/en active Pending
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