JPH08274408A - 表面光レ−ザ - Google Patents

表面光レ−ザ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光出力の特性を改善した表面光レ−ザを提供
する。 【解決手段】 表面光レ−ザは、基板と、前記基板上に
形成されて複数層の不純物を含有する半導体物質よりな
る第１反射層と、前記第１反射層上に形成されてレ−ザ
光を生成する活性層と、前記活性層上に形成されて前記
第１反射層と他の半導体型の複数の不純物半導体物質よ
りなる第２反射層と、前記第２反射層上に形成されて前
記第２反射層を通過した光の出射が可能な空洞を有する
電極層とを備え、前記電極層は外部電源と接続されて高
い電気伝導度を有する金属層と、前記金属層の底面に形
成されて前記第１，２反射層の反射率より低い反射率を
有する導電性補助反射層とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表面光レ−ザ（ＶＣ
ＳＥＬ：vertical cavity surface emitting laser) に
係り、さらに詳細には出射光の特性を向上するように電
極層の構造を改善した表面光レ−ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に表面光レ−ザはエッジ発光レ−ザ
とは異なり積層された半導体物質層に対して垂直方向に
円形に近いガウシアンビ−ムを出射するので、出射光の
形状補正のための光学系が不要である。そして、ＶＣＳ
ＥＬの小型化が可能なので、単一半導体のウェ−ハ上に
複数の表面光レ−ザを集積することができる。したがっ
て、ＶＣＳＥＬの二次元的な配列が容易である。このよ
うな利点により、ＶＣＳＥＬは電子計算機、音響映像機
器、レ−ザプリンヤ、レ−ザスキャナ、医療装備及び通
信分野などの光応用分野で広く用いられる。
【０００３】図１には従来の表面光レ−ザを示した。こ
の表面光レ−ザは、基板１０、該基板１０上に順次に形
成された第１反射層１２、活性層１４、第２反射層１６
及び電極層２０からなる。前記基板１０はｎ型不純物を
含有する半導体物質、例えば、ｎ型のＧａＡｓでド−ピ
ングされている。前記第１反射層１２は前記基板１０の
ようなｎ型不純物を含有する半導体物質、例えば、ｎ型
のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓとｎ型のＡｌＡｓが交代に積層さ
れてなる。この第１反射層１２は全体的に略９９．９％
の高い反射率を有し、前記活性層１４でレ−ジングされ
た光のうち特定波長領域の光を透過させる。前記第２反
射層１６は前記第１反射層１２とは反対型の不純物を含
有する同じ種の不純物半導体物質よりなる。すなわち、
活性層１４上にｐ型のＡｌxＧａ1-x Ａｓとｐ型のＡｌ
Ａｓが交代に積層されてなる。この第２反射層１６は前
記活性層１４でレ−ジングされた光が出射されるように
略９９．６％の反射率を有する。また、前記第１反射層
１２及び第２反射層１６はそれぞれ外部電源と接続され
た前記基板１０と電極層２０を通して印加される電圧に
より前記活性層１４側に電子と正孔の流れを誘導する。
前記活性層１４は電子と正孔の再結合によるエネルギ−
の遷移により光を発生させる。この活性層１４は単一量
子−ウェル構造、多重量子−ウェル構造又は超格子構造
を有することができ、単一半導体物質又は非伝導体物質
よりなり得る。
【０００４】前記電極層２０には前記第２反射層１６を
透過した出射光が通過するように空洞２２が形成されて
いる。この電極層２０は外部電源との電気伝達が容易に
なるように高い電気伝導度を有する金属よりなる。この
電極層２０と前記基板１０のそれぞれには電源が印加さ
れて前記表面光レ−ザの内部に電流が流れる。前記空洞
２２の底面から離隔するように前記第２反射層１６の内
部にはイオン又は陽性子注入により高抵抗部１８が形成
されている。この高抵抗部１８はＶＣＳＥＬ内の電流の
流れを制限して前記活性層１４でレ−ジングされて前記
空洞２２に出射される光の出力を向上させる。
【０００５】しかしながら、前記第２反射層１６の高抵
抗部１８が形成されない部分を通過した光の一部は前記
空洞２２を通過せず、前記高抵抗部１８の内側に延長さ
れた電極層２０の突出部２１に向かう。ここで、前記電
極層２０は電気伝導度の高い金、銅などの金属よりなる
ので、該金属層に入射される光の大部分は反射されて前
記第２反射層１６に向かう。前記第２反射層１６側に向
かう光は前記空洞２２を通して出射される光に影響を及
ぼす。すなわち、レ−ジングされる光の単一モ−ドの維
持及び均一な出射光量の維持に影響を及ぼす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前述したような点を改善するために案出されたものであ
り、電極層の構造を改善して均一な出射光量を得ること
にその目的がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による表面光レ−ザは、基板と、前記基板上に
形成されて複数層の不純物を含有する半導体物質よりな
る第１反射層と、前記反射層上に形成されてレ−ザ光を
生成する活性層と、前記活性層上に形成されて前記第１
反射層と異なる半導体型の複数層の不純物半導体物質よ
りなる第２反射層と、前記第２反射層上に形成されて前
記第２反射層を通過した光の出射が可能な空洞を有する
電極層とを備える表面光レ−ザにおいて、前記電極層は
外部電源と接続されて高い電気伝導度を有する金属層
と、前記金属層の底面に形成されて前記第１，２反射層
の反射率より低い反射率を有する導電性補助反射層とか
らなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。図２に示したように、本発明の表
面光レ−ザは、基板３０と、該基板３０上に順次に形成
された第１反射層３２、活性層３４、第２反射層３６及
び電極層４０からなる。前記基板３０はｎ型不純物を含
有する半導体物質、例えば、ｎ型のＧａＡｓでド−ピン
グされている。該基板３０には外部電源の単一電極が接
続される。前記第１反射層３２は前記基板３０と同型の
不純物を含有する半導体物質、例えば、ｎ型のＡｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓとｎ型のＡｌＡｓが交代に積層されてなる。
この第１反射層３２は略９９．９％の高反射率を有し、
前記活性層３４でレ−ジングされた光のうち特定波長領
域の光を透過させる。前記第２反射層３６は前記第１反
射層３２と反対型の不純物を含有する半導体物質よりな
る。即ち、ｐ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓとｐ型のＡｌＡｓ
が交代に積層されてなる。この第２反射層３６は前記活
性層３４でレ−ジングされた光が出射されるように略９
９．６％の反射率を有する。また、前記第１及び第２反
射層３２，３６はそれぞれ外部電源と接続された前記基
板３０と電極層４０を通して印加される電圧により前記
活性層３４側に電子と正孔の流れを誘導する。前記活性
層３４は電子と正孔の再結合によるエネルギ−遷移によ
り光を発生させる。該活性層３４は単一量子−ウェル構
造、多重量子−ウェル構造や超格子構造を有する。
【０００９】前記電極層４０には前記第２反射層３６を
透過した出射光が通過するように空洞４６が形成されて
いる。この電極層４０は二層構造の金属層４４と、低反
射率を有する補助反射層４２とよりなる。前記金属層４
４は外部電源と接続され、高い電気伝導度を有する金、
銀などよりなることが望ましい。
【００１０】前記補助反射層４２は前記金属層４４と第
２反射層３６との間に位置し、ニッケル、モリブデン、
白金、クロムなどの金属よりなる。この補助反射層４２
は前記第１，２反射層３２，３６の反射率より小さい略
９８％ないし９９％の反射率を有する。その故、前記補
助反射層４２の突出部から反射される光量が前記空洞４
６から反射される光量より小さくなる。したがって、前
記空洞４６に出射される光に殆ど影響を与えない。前記
補助反射層４２は高差モ−ドを有する光の出射を抑制し
て前記空洞４６に低ノイズの単一モ−ドの光を出射させ
る。
【００１１】また、前記空洞４６の低面を除く前記第２
反射層３６の内部にはイオン又は陽性子を注入して形成
された高抵抗部３８をさらに具備することができる。前
記高抵抗部３８は電流の流れを制限して前記活性層３４
でレ−ジングされて前記空洞４６に出射される光の出力
を向上させる。
【００１２】
【発明の効果】したがって、本発明による表面光レ−ザ
は高差モ−ドを有する光の出射を抑制して空洞を通して
出射される光が単一基本モ−ドを保つように出射光の光
特性を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の表面光レ−ザの概略構成を示す断面図で
ある。
【図２】本発明による表面光レ−ザの概略構成を示す断
面図である。
【符号の説明】
３０ 基板 ３２ 第１反射層 ３４ 活性層 ３６ 第２反射層 ３８ 高抵抗部 ４０ 電極層 ４２ 補助反射層 ４４ 金属層 ４６ 空洞

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、前記基板上に形成されて複数層
    の不純物を含有する半導体物質よりなる第１反射層と、
    前記第１反射層上に形成されてレ−ザ光を生成する活性
    層と、前記活性層上に形成されて前記第１反射層と異な
    る半導体型の複数層の不純物半導体物質よりなる第２反
    射層と、前記第２反射層上に形成されて前記第２反射層
    を通過した光の出射が可能な空洞を有する電極層とを備
    える表面光レ−ザにおいて、 前記電極層は、外部電源と接続されて高い電気伝導度を
    有する金属層と、前記金属層の底面に形成されて前記第
    １，２反射層の反射率より低い反射率を有する導電性補
    助反射層とからなることを特徴とする表面光レ−ザ。
  2. 【請求項２】 前記補助反射層の反射率は略９８〜９９
    ％であることを特徴とする請求項１に記載の表面光レ−
    ザ。
  3. 【請求項３】 前記空洞から離隔するように前記電極層
    の空洞に出射される光量を増やすために前記第２反射層
    には高抵抗部がイオン注入または陽性子注入により形成
    されることを特徴とする請求項１に記載の表面光レ−
    ザ。
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