JPH08222802A - 連続勾配を有する縦型空洞表面放出レーザ - Google Patents

連続勾配を有する縦型空洞表面放出レーザ

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JPH08222802A
JPH08222802A JP7293840A JP29384095A JPH08222802A JP H08222802 A JPH08222802 A JP H08222802A JP 7293840 A JP7293840 A JP 7293840A JP 29384095 A JP29384095 A JP 29384095A JP H08222802 A JPH08222802 A JP H08222802A
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aluminum
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gallium arsenide
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JP7293840A
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Chan-Long Shieh
チャン−ロン・シェー
Michael S Lebby
マイケル・エス・レビー
Hsing-Chung Lee
シン−チャン・リー
Piotr Grodzinski
ピオトル・グロッジンスキー
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Motorola Inc
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    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
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    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造性が良く、消費電力の低いＶＣＳＥＬ装
置を提供するＶＣＳＥＬ構造を提供する。 【解決手段】 アルミニウム濃度の異なるヒ化アルミニ
ウム・ガリウムの交互層を有する第１分散ブラッグ反射
積層部１０６が、基板１０３の表面１０４上に配置さ
れ、このとき第１群の連続勾配層１１０はアルミニウム
濃度の異なる交互層の間に置かれて、交互層の一方から
他方へアルミニウム濃度を動的に移動させる。第１被覆
領域１１３が第１分散ブラッグ反射積層部１０６上に配
置される。活性領域１１８が第１領域１１３上に配置さ
れ、第２被覆領域１２８が活性領域１１８上に配置され
る。アルミニウム濃度の異なるヒ化アルミニウム・ガリ
ウムの交互層を有する第２分散ブラッグ反射積層部１３
７が第２被覆領域上に配置され、このとき第２群の連続
勾配層１４５はアルミニウム濃度の異なる交互層の間に
置かれて、交互層の一方から他方へアルミニウム濃度を
動的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に光学装置に関
し、さらに詳しくは、縦型空洞表面放出レーザに関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の端面放出半導体レーザは、高い動作効率，小さな寸法
および変調機能のために光通信の発達に重要な役割を演
じている。しかし、性能上と製造上の必要性が増大し、
更なる小型化が進むにつれて、これらの装置には厳しい
制約がある。
【０００３】近年は、縦型空洞表面放出レーザ（ＶＣＳ
ＥＬ：vertical cavity surface emitting laser）と呼
ばれる新しいタイプのレーザ装置に関心が集まってい
る。ＶＣＳＥＬは、より小さい寸法，より高い性能およ
びより製造性が良いなどのいくつかの利点を持つ可能性
がある。しかし、これまでのところ、ＶＣＳＥＬは製造
性の悪さ，消費電力の高さ，直列抵抗の高さなど様々な
問題のために、これらの利点を満たしてはいない。
【０００４】周知のように、ＶＣＳＥＬ装置の従来の構
造では、大量生産に必要な要件を満たさない。さらに、
従来のＶＣＳＥＬ構造は、消費電力の低い装置を提供し
ない。そのため従来のＶＣＳＥＬ構造は、電力低電力の
用途には適さない。そのため、製造性がきわめて良く、
消費電力の低いＶＣＳＥＬ装置を提供するＶＣＳＥＬ構
造が非常に望まれる。
【０００５】
【実施例】図１に示されるのは、ＶＣＳＥＬ１００の簡
単な拡大断面図の一例である。一般に、ＶＣＳＥＬ１０
０は基板１０３，分散ブラッグ反射積層部（stack of d
istributed Bragg reflectors ）１０６，層１１５，１
１７を有する被覆領域１１３，バリア層１２０，１２２
および量子ウェル層１１９，１２１，１２３を有する活
性領域１１８，層１３１，１３３を有する被覆領域１２
８，分散ブラッグ反射積層部１３７および層１５２，１
５４を有する接触領域などのいくつかの主要素子で作ら
れる。分散ブラッグ反射積層部１０６，１３７は、さら
に交互層または薄膜１０８，１０９と１４０，１４３お
よび連続勾配層１１０，１４５をそれぞれ有する。
【０００６】ＶＣＳＥＬ１００は、平面ＶＣＳＥＬ装
置，メサエッチングＶＣＳＥＬ，リッジ導波管ＶＣＳＥ
Ｌ装置，埋込型ヘテロ構造装置など種々の構造に処理す
ることができることを理解頂きたい。さらに、図１には
単独のＶＣＳＥＬ１００しか図示していないが、複数の
ＶＣＳＥＬ１００装置を形成してアレイを作ることもで
きる点を理解頂きたい。
【０００７】また、出願人の本発明をさらに詳しく説明
し、明確に定義するために、ここではＶＣＳＥＬ１００
が８，４００ないし８，６００オングストロームの範囲
を有する８，５００オングストロームの波長で動作する
よう設計されていることを前提とする。これにより、濃
度，厚み，層の数などの特定値をＶＣＳＥＬ１００に関
連付けることができる。しかし、ＶＣＳＥＬ１００は任
意の適切な波長で動作するよう設計することができ、そ
れにより濃度，厚みおよび層の数を変えることができる
ことは当業者には理解頂けよう。
【０００８】一般に、基板１０３は、ｎ型ドーピング，
ｐ型ドーピングまたは半絶縁性のヒ化ガリウムなどの任
意の適切な半導体材料で作られる。しかし、この例では
基板１０３はｎ型にドーピングされたヒ化ガリウムで作
られる。ヒ化ガリウムは、基板１０３の表面１０４上で
分散ブラッグ反射積層部１０６のエピタキシャル成長を
促進するために基板１０３として用いられる。
【０００９】分散ブラッグ反射積層部１０６，１３７，
被覆領域１１３，１２８，活性領域１１８および接触領
域１５０の付着は、金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ：Me
lalOrganic Chemical Vapor Deposition ），分子線エ
ピタキシ（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy），化学線
エピタキシ（ＣＢＥ：Chemical Beam Epitaxy ）などの
任意の適切な方法で行われる。これらの技術または方法
を用いると、ヒ化ガリウム（gallium arsenide），ヒ化
アルミニウム・ガリウム（aluminum gallium arsenide
），ヒ化アルミニウム（aluminum arsenide ），ヒ化
インジウム・ガリウム（indium gallium arsenide ）な
どの種々の半導体材料のエピタキシャル付着を行うこと
ができる。しかし、本発明の好適な実施例においては、
ＭＯＣＶＤを用いて分散ブラッグ反射積層部１０６，１
３７，被覆領域１１３，１２８，活性領域１１８および
接触領域１５０を付着または形成する。
【００１０】分散ブラッグ反射積層部１０６は、基板１
０３の表面１０４上に配置または付着される。分散ブラ
ッグ反射積層部１０６には、層１０８，１０９などのい
くつかの交互薄膜または層と、連続勾配層１１０とが含
まれる。層１０８，１０９と連続勾配層１１０は、ｎ型
ドーパントでドーピングされたヒ化アルミニウム・ガリ
ウムで作られる。シリコン（Ｓｉ），セレニウム（Ｓ
ｅ）などの任意の適切なｎ型ドーパントが層１０８，１
０９と連続勾配層１１０のドーピングに用いられる。し
かし、本発明の好適な実施例においては、セレニウムが
層１０８，１０９と連続勾配層１１０のドーピングに用
いられる。通常、分散ブラッグ反射積層部１０６を構成
する層１０８，１０９と連続勾配層１１０のためのｎ型
ドーパントのドーピング濃度は、毎立方センチメートル
（ｃｍ-3）当り５Ｅ１７ないし５Ｅ１８で、好適な範囲
は５Ｅ１７ないし２Ｅ１８であり、公称値は１Ｅ１８で
ある。
【００１１】図１からわかるように、層１０８，１０９
と連続勾配層１１０との位置決めまたは配置は連続勾配
層１１０が層１０８と１０９の間になるように行われ
て、それにより層１０８と１０９が分離される。
【００１２】さらに、層１０８，１０９を構成するヒ化
アルミニウム・ガリウムのアルミニウム濃度は、交互に
８０％と１５％の公称値となる。しかし、層１０８，１
０９のアルミニウム濃度は、７５ないし１００％と０な
いし２０％の範囲とすることができ、好適な範囲は、そ
れぞれ７８ないし８２％と１３ないし１７％である。連
続勾配層１１０に関しては、そのアルミニウム濃度は、
層１０８，１０９の両側の勾配として可変し、それによ
り、層１０８から層１０９までのアルミニウム濃度を徐
々につなぐ。このように、層１０８と１０９とを連続勾
配層１１０でつなぐことにより、装置のより低い直列抵
抗とより低い電流閾値が達成されるので、消費電力の少
ないＶＣＳＥＬ１００が提供される。
【００１３】一般に、交互層１０８，１０９の厚みは、
ＶＣＳＥＬ１００が動作するよう設計される所望の波長
の１／４の波長（１／４λ）に設定される。しかし、通
常の工程変動では層１０８，１０９と連続勾配層１１０
の特定の厚みを変化させて、その公称値から多少可変す
ることもできることが、当業者には理解頂けよう。ま
た、図１に示されるように、いくつかの交互層すなわち
１０８，１０９と連続勾配層１１０を用いて、分散ブラ
ッグ反射積層部１０６が作成される。交互層の実際の数
は用途により変わるが、交互層の数が増えるとＶＣＳＥ
Ｌ１００の性能も向上する。さらに詳しくは、８，５０
０オングストロームで動作するよう設計されたＶＣＳＥ
Ｌ１００に関しては、分散ブラッグ反射積層部は、通常
４０対の層１０８，１０９、すなわち合計８０の層を有
する。
【００１４】分散ブラッグ反射積層部１０６が基板１０
３上に配置または付着されると、ＶＣＳＥＬ１００の所
望の動作波長の約１λの光学厚に近い領域１２６が作成
される。領域１２６は、被覆領域１１３，活性領域１１
８および被覆領域１２８を含むように作られる。
【００１５】層１１５，１１７を有する被覆領域１１３
が、任意の適切なエピタキシャル法または技術により分
散ブラッグ反射積層部１０６上に付着または配置され
る。このとき層１１５は、分散ブラッグ反射積層部１０
６の上に、層１１７は層１１５の上に置かれる。層１１
５，１１７は、ヒ化アルミニウム・ガリウムで作られ、
層１１５はｎ型ドーパントでドーピングされ、層１１７
はドーピングされない。さらに、層１１５は分散ブラッ
グ反射積層部１０６に関して前述されたのと同様のドー
ピング範囲で、ｎ型ドーパントでドーピングされる。さ
らに、層１１５のヒ化アルミニウム・ガリウムのアルミ
ニウム濃度は、４０ないし６０％であり、好適な範囲は
４５ないし５５％で、公称値は５０％である。また、
８，４００ないし８，６００オングストロームの範囲を
もち８，５００オングストロームにおいて動作するよう
に設計されたＶＣＳＥＬ１００では、層１１５の厚みは
４００オングストローム台である。
【００１６】層１１７は、任意の適切なアルミニウム濃
度をその中に含んで作られる。通常は、層１１７を構成
するヒ化アルミニウム・ガリウムのアルミニウム濃度
は、１０ないし５０％であり、好適な範囲は２０ないし
４０％で、公称値は３０％である。８，５００オングス
トロームで動作するよう設計されたＶＣＳＥＬ１００で
は、層１１５の厚みは、公称は６００オングストローム
台である。
【００１７】活性領域１１８は、任意の適切なエピタキ
シャル法または技術により被覆領域１１３上に配置され
る。図１に示されるように、活性領域１１８には、量子
ウェル層１１９，１２１，１２３とバリア層１２０，１
２２とが作られる。しかし、活性領域１１８は、単独の
量子ウェル層１２１とバリア層１２０，１２２に簡略化
することができることを、当業者には理解頂けよう。バ
リア層１２０，１２２は、任意の適切なアルミニウム濃
度をその中に含んだ非ドーピング・ヒ化アルミニウム・
ガリウムで作られる。通常は、バリア層１２０，１２２
のアルミニウム濃度は１０ないし５０％の範囲で、好適
な範囲は２０ないし４０％であり、公称値は３０％であ
る。
【００１８】量子ウェル層１１９，１２１，１２３は、
非ドーピング・ヒ化アルミニウム・ガリウムで作られ、
量子ウェル層１１９，１２１，１２３の間にバリア層１
２０，１２２が配置された状態で積層され、それにより
量子ウェル層とバリア層１１９，１２０，１２１，１２
２，１２３でそれぞれ交互の層を形成する。さらに、量
子ウェル層１１９，１２１，１２３は、他の元素を追加
して緊張量子ウェル（strained quantum well ）を形成
することもある。インジウムなど任意の適切な元素をヒ
化ガリウムに追加することができる。さらに８，４００
ないし８，６００の範囲をもち８，５００オングストロ
ームの波長で動作するように設計されたＶＣＳＥＬ１０
０では、量子ウェル層１１９，１２１，１２３とバリア
層１２０，１２２の厚みは、１００オングストローム台
である。また、ある特定の用途で緊張量子ウェルを用い
ると、閾値電流を低くするなどの改善された性能が得ら
れることもある。
【００１９】層１３１，１３３を有する被覆領域１２８
が、任意の適切なエピタキシャル法または技術により活
性領域１１８上に付着または配置される。このとき層１
３１は活性領域１１８の上に、層１３３は層１３１の上
に配置される。層１３１は、任意の適切なアルミニウム
濃度を有する非ドーピング・ヒ化アルミニウム・ガリウ
ムで作られる。通常、層１３１のアルミニウム濃度は、
１０ないし５０％の範囲で、好適な範囲は２０ないし４
０％であり、公称値は３０％である。
【００２０】層１３３と、分散ブラッグ反射積層部１３
７すなわち層１４０，１４３および連続勾配層１４５
と、接触領域１５０の層１５２とは、炭素，ベリリウ
ム，亜鉛などの任意の適切なｐ型ドーパントでドーピン
グされたヒ化アルミニウム・ガリウムで作られる。しか
し、本発明の好適な実施例においては、層１３３および
分散ブラッグ反射層１３７は、炭素でドーピングされ
る。通常、炭素のドーピングは、四塩化炭素または四臭
化炭素などの気体または液体の有機金属などの任意の適
切な炭素源を用いて行われる。同様に、炭素のドーピン
グは、第三ブチルアルシン（ｔＢａｓ）またはトリメチ
ルヒ素（ＴＭＡｓ）などのヒ素源を利用する真性炭素ド
ーピングで行うことができる。一般に、第２分散ブラッ
グ反射積層部１３７内のｐ型ドーパントのドーピング濃
度は、５Ｅ１７ないし１Ｅ１９の範囲で、好適な範囲は
５Ｅ１７ないし４Ｅ１８であり、公称値は１Ｅ１８であ
る。さらに本発明の好適な実施例においては、接触領域
１５０は、亜鉛などのｐ型ドーパントでドーピングされ
る。通常は、亜鉛などのｐ型ドーパントのドーピング濃
度は、１Ｅ１８ないし５Ｅ１９の範囲であり、公称値は
２Ｅ１９である。
【００２１】さらに、層１３３は、４０ないし６０％の
範囲のアルミニウム濃度のうち適切な任意の濃度で作ら
れる。好適な範囲は４５ないし５５％、公称値は５０％
である。
【００２２】分散ブラッグ反射積層部１３７は、層１３
３の上に配置または付着される。分散ブラッグ反射積層
部１３７には、いくつかの交互薄膜または層１４０，１
４３と連続勾配層１４５とが含まれる。
【００２３】層１４０，１４３を構成するヒ化アルミニ
ウム・ガリウムのアルミニウム濃度は、交互に８０％と
１５５の公称値となる。しかし、層１４０，１４３のア
ルミニウム濃度は、７５ないし１００％と０ないし２０
％の範囲であり、好適な範囲は、それぞれ７８〜８２％
と１３〜１７％である。連続勾配層１１０に関しては、
連続勾配層１４５のアルミニウム濃度は、層１４０，１
４３の両側の勾配として可変し、それにより層１４０か
ら層１４３にアルミニウム濃度を徐々につなぐ。連続勾
配層１１０で層１０８，１０９をつなぐことにより、よ
り低い電流閾値が実現される。それにより消費電力の低
いＶＣＳＥＬ１００の抵抗が低くなり、そのために製造
しやすくなる。
【００２４】分散ブラッグ反射積層部１０６に関して前
述されたように、分散ブラッグ反射積層部１３７すなわ
ち層１４０，１４３の厚みは、ＶＣＳＥＬ１００が動作
するよう設計された所望の波長の１／４の波長（１／４
λ）に設定される。しかし、多少の変動を加えて、それ
により層１４０，１４３の厚みを１／４λから変えるこ
ともできることが、当業者には理解頂けよう。図１に示
されるように、いくつかの交互層１４０，１４３が分散
ブラッグ反射積層部１３７を作成するために用いられ
る。一般に、交互層１４０，１４３のこの数は用途によ
り異なるが、通常は交互層１４０，１４３の数を増やす
と、ＶＣＳＥＬ１００の性能が改善される。また、図１
に示されるように、いくつかの交互層すなわち層１４
０，１４３と連続勾配層１４５とを用いて、第２分散ブ
ラッグ反射積層部１３７を作成する。交互層の実際の数
は用途によって変わるが、一般には交互層すなわち層１
４０，１４３と連続勾配層１４５の数を増やすと、ＶＣ
ＳＥＬ１００の性能が改善される。さらに詳しくは、
８，４００ないし８，６００の範囲をもち８，５００オ
ングストロームで動作するよう設計されたＶＣＳＥＬ１
００については、分散ブラッグ反射積層部１３７は、通
常は３０対の層１４０，１４３、すなわち合計６０層を
有する。
【００２５】前述のように、層１５２，１５４を有する
接触領域１５０が任意の適切なエピタキシャル法または
技術により分散ブラッグ反射積層部１３７上に付着また
は配置される。このとき層１５２は分散ブラッグ反射積
層部１３７の上に配置され、層１５４は層１５２の上に
配置または付着される。
【００２６】通常、層１５２は１５％台のアルミニウム
濃度を有するヒ化アルミニウム・ガリウムで作られ、
１，６００ないし２，０００オングストロームの範囲の
厚みを持ち、公称厚は１８２３オングストロームであ
る。しかし、層１５２の厚みは、用途により変化するこ
とを理解頂きたい。
【００２７】層１５４は、ｐ型ドーパントを有するヒ化
ガリウムで作られる。通常、層１５４は、５０ないし３
００オングストロームの厚みの範囲で、公称厚が１００
オングストロームの厚みで作られる。しかし、層１５４
の厚みは、用途により変化することを理解頂きたい。
【００２８】図１および図２を参照すると、図２はアル
ミニウム濃度と距離を示すグラフであり、この距離はＶ
ＣＳＥＬ１００の部分である。このグラフには、部分２
０２，２０３，２０４，２０５，２０６と距離２１５，
２１６，２１７，２１８を有する曲線２０１が示され
る。例として、距離２１５，２１６，２１７をそれぞれ
層１０８，連続勾配層１１０および層１０９とすると、
曲線２０１は、層１０８，１０９と連続勾配層１１０と
を構成するヒ化アルミニウム・ガリウムのアルミニウム
濃度の変化を示す。この例でわかるように、曲線２０１
の部分２０３は部分２０２を部分２０４に徐々に接続
し、それにより、ヒ化アルミニウム・ガリウム内の層１
０８から層１０９へのアルミニウム濃度の段階的変化を
示す。あるいは、これも図からわかるように、部分２０
５が部分２０４を部分２０６に徐々に接続し、それによ
りヒ化アルミニウム・ガリウム内の層１０９から１０８
へのアルミニウム濃度の変化を示す。また、部分２０
３，２０５は、曲線でも、直線でも、階段状の形でもよ
く、アルミニウム濃度が段階的に減少または上昇する。
しかし、本発明の好適な実施例においては、直線の形が
好ましい。
【００２９】図３は、ＶＣＳＥＬ１００の性能値のいく
つかを示すグラフである。曲線３０１は、ＶＣＳＥＬ１
００の強度をミリワット単位の電力とミリアンペア単位
の電流の関数として表す。曲線３０２は、ＶＣＳＥＬ１
００の電圧とミリアンペア単位の電流とを示す。曲線３
０２の傾斜を計算することにより、ＶＣＳＥＬ１００の
直列抵抗値が決定される。オームの法則により、以下の
公式が用いられて、直列抵抗Ｒが計算される：
【００３０】
【数１】 Ｒ＝（Ｖa −Ｖb ）／（Ｉa −Ｉb ） ただしＶa は点３０４の電圧，Ｖb は点３０６の電圧，
Ｉa は点３０４の電流，Ｉb は点３０６の電流である。
ＶＣＳＥＬ１００の直列抵抗（Ｒ）は、５０ないし２０
０オームの範囲とすることができる。しかし、通常ＶＣ
ＳＥＬ１００の直列抵抗（Ｒ）は、１００オームであ
る。このように、ＶＣＳＥＬ１００は、抵抗の低い分散
ブラッグ反射積層部を有する低抵抗装置となる。
【００３１】以上、縦型空洞表面放出レーザ，発光ダイ
オードなどのための新規の構造が提供されたことが理解
頂けよう。この構造は、縦型空洞表面放出レーザ装置を
より多くの用途で利用することを可能にする低抵抗の縦
型空洞表面放出レーザ装置を提供する。さらに、低抵抗
装置を有することにより、縦型空洞表面放出レーザの消
費電力が少なくなる。さらに、この構造は、製造の容易
なＶＣＳＥＬを提供する。
【００３２】本発明の特定の実施例に関して図示および
説明したが、更なる改良および改善が当業者には可能で
あろう。そのため、本発明は図示された特定の形式に制
限されないことを理解頂きたく、また添付の請求項は本
発明の精神と範囲から逸脱しないすべての改良を包含す
るものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体基板上に作製されたＶＣＳＥＬ装置の拡
大簡略断面図の一例である。
【図２】連続勾配層の両側の相対アルミニウム濃度を示
すグラフである。
【図３】本発明の実施例の電気特性のいくつかを示すグ
ラフである。
【符号の説明】
１００ 縦型空洞表面放出レーザ装置（ＶＣＳＥＬ） １０３ 基板 １０４ 表面 １０６，１３７ 分散ブラッグ反射積層部 １０８，１０９，１４０，１４３ 交互層 １１０，１４５ 連続勾配層 １１３，１２８ 被覆領域 １１５，１１７，１３１，１３３ 被覆領域の層 １１８ 活性領域 １１９，１２１，１２３ 量子ウェル層 １２０，１２２ バリア層 １２６ 領域 １５０ 接触領域 １５２，１５４ 接触領域の層
フロントページの続き (72)発明者 マイケル・エス・レビー アメリカ合衆国アリゾナ州アパッチ・ジャ ンクション、ノース・ラバージ・ロード30 (72)発明者 シン−チャン・リー アメリカ合衆国カリフォルニア州カラバサ ス、パーク・エンセナダ23246 (72)発明者 ピオトル・グロッジンスキー アメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラー、 ノース・エリス2658

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面（１０４）を有する基板（１０
    ３）；前記基板（１０３）の前記表面（１０４）上に配
    置された第１ドーパント濃度を持つ第１ドーパントを有
    する第１分散ブラッグ反射積層部（１０６）であって、
    前記第１分散ブラッグ反射積層部（１０６）には、第１
    アルミニウム濃度を有する第１ヒ化アルミニウム・ガリ
    ウム層と、第２アルミニウム濃度を有する第２ヒ化アル
    ミニウム・ガリウム層の交互層が含まれ、前記第１ヒ化
    アルミニウム・ガリウム層（１０９）と前記第２ヒ化ア
    ルミニウム・ガリウム層（１０８）との間には連続勾配
    層（１１０）が配置されており、前記連続勾配層（１１
    ０）が前記第１ヒ化アルミニウム・ガリウム層（１０
    ９）と前記第２ヒ化アルミニウム・ガリウム層（１０
    ８）からなる交互層の間にアルミニウム勾配を提供する
    第１分散ブラッグ反射積層部（１０６）；前記第１分散
    ブラッグ反射積層部（１０６）上に配置された第１被覆
    領域（１１３）であって、前記第１分散ブラッグ反射積
    層部（１０６）上に配置された第２ドーパント濃度をも
    つ前記第１ドーパントを有する第３ヒ化アルミニウム・
    ガリウム層（１１５）と前記第３ヒ化アルミニウム・ガ
    リウム層（１１５）の上に付着された第４ヒ化アルミニ
    ウム・ガリウム層（１１７）とを含む第１被覆領域（１
    １３）；前記第１被覆領域（１１３）上に配置された活
    性領域（１１８）であって、第１バリア層（１２０）と
    第２バリア層（１２２）との間に緊張層（１２１）を有
    する活性領域（１１８）であって、前記第１バリア層
    （１２０）が前記第１被覆領域（１１３）上に配置さ
    れ、前記第２バリア層（１２２）が前記緊張層（１２
    １）上に配置される活性領域（１１８）；前記活性領域
    （１１８）上に配置された第２被覆領域（１２５）であ
    って、前記第２バリア層（１２２）上に配置された第３
    ドーパント濃度を持つ第２ドーパントを有する第５ヒ化
    アルミニウム・ガリウム層（１３１）と、前記第５ヒ化
    アルミニウム・ガリウム層（１３１）の上に付着された
    第６ヒ化アルミニウム・ガリウム層（１３３）とを含む
    第２被覆領域（１２５）；および前記第２被覆領域（１
    ２８）上に配置された第４ドーパント濃度を持つ第２ド
    ーパントを有する第２分散ブラッグ反射積層部（１３
    ７）であって、前記第２分散ブラッグ反射積層部（１３
    ７）が第３アルミニウム濃度を有する第７ヒ化アルミニ
    ウム・ガリウム層と第４アルミニウム濃度を有する第８
    ヒ化アルミニウム・ガリウム層とからなる交互層と、前
    記第７ヒ化アルミニウム・ガリウム層と前記第８ヒ化ア
    ルミニウム・ガリウム層との間に配置された連続勾配層
    （１４５）とを含み、前記連続勾配層（１４５）が前記
    第７ヒ化アルミニウム・ガリウム層と前記第８ヒ化アル
    ミニウム・ガリウム層との間にアルミニウム勾配を提供
    する第２分散ブラッグ反射積層部（１３７）；によって
    構成されることを特徴とする縦型空洞表面放出レーザ。
  2. 【請求項２】 前記第１ドーパントがｎ型である請求項
    １記載の縦型空洞表面放出レーザ。
  3. 【請求項３】 前記第１ドーパント濃度が５Ｅ１７ない
    し５Ｅ１８の範囲を持つ請求項２記載の縦型空洞表面放
    出レーザ。
  4. 【請求項４】 表面（１０４）を有する基板（１０
    ３）；前記基板（１０３）の前記表面（１０４）上に配
    置されたアルミニウム濃度の異なる交互層を有する第１
    分散ブラッグ・ミラー積層部（１０６）；アルミニウム
    濃度の異なる前記交互層の間に配置され、前記交互層の
    一方から前記交互層の他方へとアルミニウム濃度を動的
    に移動する第１連続勾配層（１１０）；前記第１分散ブ
    ラッグ・ミラー積層部（１０６）上に配置された第１被
    覆領域（１１３）；前記第１被覆領域（１１３）上に配
    置された活性領域（１２６）；前記活性領域（１２６）
    上に配置された第２被覆領域（１２８）；前記第２被覆
    領域（１２８）上に配置されたアルミニウム濃度の異な
    る交互層を有する第２分散ブラッグ・ミラー積層部（１
    ３７）；およびアルミニウム濃度の異なる前記交互層の
    間に配置され、前記交互層の一方から前記交互層の他方
    へとアルミニウム濃度を動的に移動する第２連続勾配層
    （１４５）；によって構成されることを特徴とする縦型
    空洞表面放出レーザ。
  5. 【請求項５】 アルミニウム濃度の異なる交互層を持つ
    反射積層部を有するＶＣＳＥＬを作成する方法であっ
    て：第１濃度をもつ第１層（１０８）を成長させる段
    階；前記第１層（１０８）上に、前記第１濃度から第２
    濃度に傾斜する勾配層（１１０）を成長させる段階；お
    よび前記勾配層（１１０）上に前記第２濃度をもつ第２
    層（１０９）を成長させる段階；によって構成されるこ
    とを特徴とする方法。
JP7293840A 1994-11-29 1995-10-18 連続勾配を有する縦型空洞表面放出レーザ Pending JPH08222802A (ja)

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