JPH09162483A - 長波長帯面発光レーザ - Google Patents
長波長帯面発光レーザInfo
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- JPH09162483A JPH09162483A JP7320035A JP32003595A JPH09162483A JP H09162483 A JPH09162483 A JP H09162483A JP 7320035 A JP7320035 A JP 7320035A JP 32003595 A JP32003595 A JP 32003595A JP H09162483 A JPH09162483 A JP H09162483A
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- semiconductor
- emitting laser
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- gaas
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- 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]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
- H01S5/18311—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation
- H01S5/18313—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation by oxidizing at least one of the DBR layers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 上記従来技術に鑑みて成されたものであり、
導電性を持った高反射率の反射鏡の導入と、簡便かつ確
実な電流狭窄構造及び導波構造の導入とを同時に行うこ
とが可能な長波長帯面発光レーザを提供することを課題
とする。 【解決手段】 ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導
体層の少なくとも一方の面を、ＧａＡｓに格子整合する
Ａｌx Ｇａ1-x ＡｓとＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ただし、０
≦ｘ＜ｙ＜１）とからなる半導体分布ブラッグ反射鏡１
２を含む半導体層と直接接着してなる長波長帯面発光レ
ーザにおいて、半導体分布ブラッグ反射鏡と前記接着界
面との間に、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ただし、ｙ＜ｚ≦
１）からなる電流狭窄層２２を少なくとも１つ以上設
け、前記電流狭窄層２２を途中まで酸化させてなる電流
狭窄構造と前記半導体分布ブラッグ反射鏡１２を途中ま
で酸化させてなる導波構造とを有する。
導電性を持った高反射率の反射鏡の導入と、簡便かつ確
実な電流狭窄構造及び導波構造の導入とを同時に行うこ
とが可能な長波長帯面発光レーザを提供することを課題
とする。 【解決手段】 ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導
体層の少なくとも一方の面を、ＧａＡｓに格子整合する
Ａｌx Ｇａ1-x ＡｓとＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ただし、０
≦ｘ＜ｙ＜１）とからなる半導体分布ブラッグ反射鏡１
２を含む半導体層と直接接着してなる長波長帯面発光レ
ーザにおいて、半導体分布ブラッグ反射鏡と前記接着界
面との間に、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ただし、ｙ＜ｚ≦
１）からなる電流狭窄層２２を少なくとも１つ以上設
け、前記電流狭窄層２２を途中まで酸化させてなる電流
狭窄構造と前記半導体分布ブラッグ反射鏡１２を途中ま
で酸化させてなる導波構造とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性の高反射率反
射鏡および電流狭窄層、導波構造とを有する長波長帯面
発光レーザに関するものである。
射鏡および電流狭窄層、導波構造とを有する長波長帯面
発光レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】面発光レーザは、低しきい値動作、高密
度２次元集積化光源が可能なデバイスであり、光情報処
理用、光通信用光インターコネクション用光源として期
待されている。
度２次元集積化光源が可能なデバイスであり、光情報処
理用、光通信用光インターコネクション用光源として期
待されている。
【０００３】面発光レーザにおいて、低しきい値でレー
ザ発振をさせるためには、極めて高反射率を持った光反
射層、電流を効率よく活性層に閉じこめる電流狭窄構
造、及び光を効率よく閉じ込める導波構造が必要であ
る。また、反射鏡を電気伝導性材料で構成することが、
素子の作製を簡便に行うためには重要である。
ザ発振をさせるためには、極めて高反射率を持った光反
射層、電流を効率よく活性層に閉じこめる電流狭窄構
造、及び光を効率よく閉じ込める導波構造が必要であ
る。また、反射鏡を電気伝導性材料で構成することが、
素子の作製を簡便に行うためには重要である。
【０００４】近年、長波長帯面発光レーザに導電性の高
反射率反射鏡を導入する方法として、活性層を含む半導
体層としてＩｎＰに格子整合する系を用い、光反射層と
してＧａＡｓに格子整合する系（例えば、ＡｌＧａＡｓ
とＧａＡｓから成る分布ブラッグ反射鏡）を用い、前記
活性層を含む半導体層の両面またはどちらか一方を高温
圧力下で前記光反射層と直接接着させる構造において、
しきい値電流密度２．５kA/cm2のレーザー発振が確認さ
れ、その可能性が期待されている。（D.I.Babic et al.
"Room-temperature continuous-wave operation of 1.5
4 μｍ vertical-cavity lasers.”IOOC'95,1995,PD1−
５参照）。図３は従来の発明直接接着型面発光レーザの
断面図であり、ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導
体層の両面をＡｌＡｓとＧａＡｓとから成る分布ブラッ
グ反射鏡と直接接着された長波長帯面発光レーザの断面
図である。同図中、符号１１はｐ型電極、１２はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓとｐ型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラッ
グ反射鏡（ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、１
３はｐ型ＩｎＰクラッド層、１４はＩｎＧａＡｓＰ多重
量子井戸活性層、１５はｎ型ＩｎＰクラッド層、１６は
ｎ型ＡｌＡｓとｎ型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラ
ッグ反射鏡（ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、
１７はｎ型ＧａＡｓ基板、１８はｎ型電極を各々図示す
る。
反射率反射鏡を導入する方法として、活性層を含む半導
体層としてＩｎＰに格子整合する系を用い、光反射層と
してＧａＡｓに格子整合する系（例えば、ＡｌＧａＡｓ
とＧａＡｓから成る分布ブラッグ反射鏡）を用い、前記
活性層を含む半導体層の両面またはどちらか一方を高温
圧力下で前記光反射層と直接接着させる構造において、
しきい値電流密度２．５kA/cm2のレーザー発振が確認さ
れ、その可能性が期待されている。（D.I.Babic et al.
"Room-temperature continuous-wave operation of 1.5
4 μｍ vertical-cavity lasers.”IOOC'95,1995,PD1−
５参照）。図３は従来の発明直接接着型面発光レーザの
断面図であり、ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導
体層の両面をＡｌＡｓとＧａＡｓとから成る分布ブラッ
グ反射鏡と直接接着された長波長帯面発光レーザの断面
図である。同図中、符号１１はｐ型電極、１２はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓとｐ型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラッ
グ反射鏡（ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、１
３はｐ型ＩｎＰクラッド層、１４はＩｎＧａＡｓＰ多重
量子井戸活性層、１５はｎ型ＩｎＰクラッド層、１６は
ｎ型ＡｌＡｓとｎ型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラ
ッグ反射鏡（ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、
１７はｎ型ＧａＡｓ基板、１８はｎ型電極を各々図示す
る。
【０００５】一方、電流の狭窄化の方法として、選択成
長を用いたｐｎ埋め込み構造を用いた方法やＦｅドープ
ＩｎＰ埋め込み構造を用いた方法が用いられてきた。
長を用いたｐｎ埋め込み構造を用いた方法やＦｅドープ
ＩｎＰ埋め込み構造を用いた方法が用いられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、埋め込
み構造を用いた電流狭窄化の場合、表面の平坦性が悪く
なってしまい、半導体の直接接着と組み合わせることが
困難になるという問題点があった。
み構造を用いた電流狭窄化の場合、表面の平坦性が悪く
なってしまい、半導体の直接接着と組み合わせることが
困難になるという問題点があった。
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑みて成された
ものであり、導電性を持った高反射率の反射鏡の導入
と、簡便かつ確実な電流狭窄構造及び導波構造の導入と
を同時に行うことが可能な長波長帯面発光レーザを提供
することを課題とするものである。
ものであり、導電性を持った高反射率の反射鏡の導入
と、簡便かつ確実な電流狭窄構造及び導波構造の導入と
を同時に行うことが可能な長波長帯面発光レーザを提供
することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成は、ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導体
層の少なくとも一方の面を、ＧａＡｓに格子整合するＡ
ｌx Ｇａ1-x ＡｓとＡｌy Ｇａ1-y Ａｓとからなる半導
体分布ブラッグ反射鏡（ただし、０≦ｘ＜ｙ＜１）を含
む半導体層と直接接着してなる長波長帯面発光レーザに
おいて、半導体分布ブラッグ反射鏡と前記接着界面との
間に、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ただし、ｙ＜ｚ≦１；尚、
ｙは前記Ａｌの配合比である。）からなる電流狭窄層を
少なくとも１つ以上設け、少なくとも前記電流狭窄層を
途中まで酸化してなる電流狭窄構造と前記半導体分布ブ
ラッグ反射鏡を途中まで酸化してなる導波構造とを有す
ることを特徴としている。
明の構成は、ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導体
層の少なくとも一方の面を、ＧａＡｓに格子整合するＡ
ｌx Ｇａ1-x ＡｓとＡｌy Ｇａ1-y Ａｓとからなる半導
体分布ブラッグ反射鏡（ただし、０≦ｘ＜ｙ＜１）を含
む半導体層と直接接着してなる長波長帯面発光レーザに
おいて、半導体分布ブラッグ反射鏡と前記接着界面との
間に、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ただし、ｙ＜ｚ≦１；尚、
ｙは前記Ａｌの配合比である。）からなる電流狭窄層を
少なくとも１つ以上設け、少なくとも前記電流狭窄層を
途中まで酸化してなる電流狭窄構造と前記半導体分布ブ
ラッグ反射鏡を途中まで酸化してなる導波構造とを有す
ることを特徴としている。
【０００９】すなわち、アルミニウム（Ａｌ）の含有量
の高いＡｌＧａＡｓは、Ａｌの含有量の低いＡｌＧａＡ
ｓに比べ顕著に酸化速度が速く、他のＡｌを含む半導体
と異なり、あらゆるその三元組成においてＧａＡｓと格
子整合している。また、その酸化物は非常に良好な電気
絶縁体である。一方、半導体の直接接着により格子定数
の異なる半導体を素子に設けることが容易になる。した
がって、これらを組み合わせることで、高反射率の反射
鏡と電流狭窄層、及び導波構造とを同時に導入すること
が可能になり、低電流動作が可能になる。
の高いＡｌＧａＡｓは、Ａｌの含有量の低いＡｌＧａＡ
ｓに比べ顕著に酸化速度が速く、他のＡｌを含む半導体
と異なり、あらゆるその三元組成においてＧａＡｓと格
子整合している。また、その酸化物は非常に良好な電気
絶縁体である。一方、半導体の直接接着により格子定数
の異なる半導体を素子に設けることが容易になる。した
がって、これらを組み合わせることで、高反射率の反射
鏡と電流狭窄層、及び導波構造とを同時に導入すること
が可能になり、低電流動作が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１，２に本発明の実施の形態を
示す。
示す。
【００１１】（第１の実施の形態）図１は本発明により
作成された１．３μｍ帯面発光レーザ構造の断面図であ
る。
作成された１．３μｍ帯面発光レーザ構造の断面図であ
る。
【００１２】図１において１１はｐ型電極、１２はｐ型
ＡｌＧａＡｓとｐ型ＧａＡｓからなる半導体分布ブラッ
グ反射鏡（ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、２
１はｐ型ＧａＡｓクラッド層、２２はｐ型ＡｌＡｓを途
中まで酸化させてなる電流狭窄層、１３はｐ型ＩｎＰク
ラッド層、１４はＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層、
１５はｎ型ＩｎＰクラッド層、１６はｎ型ＡｌＡｓとｎ
型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラッグ反射鏡（ｎ−
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、１７はｎ型ＧａＡ
ｓ基板、１８はｎ型電極を各々図示する。
ＡｌＧａＡｓとｐ型ＧａＡｓからなる半導体分布ブラッ
グ反射鏡（ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、２
１はｐ型ＧａＡｓクラッド層、２２はｐ型ＡｌＡｓを途
中まで酸化させてなる電流狭窄層、１３はｐ型ＩｎＰク
ラッド層、１４はＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層、
１５はｎ型ＩｎＰクラッド層、１６はｎ型ＡｌＡｓとｎ
型ＧａＡｓとからなる半導体分布ブラッグ反射鏡（ｎ−
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ）、１７はｎ型ＧａＡ
ｓ基板、１８はｎ型電極を各々図示する。
【００１３】本実施例の長波長帯面発光レーザは以下の
ようにして製造する。
ようにして製造する。
【００１４】 まず、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ
エッチングストップ層、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（λg ＝１．３μｍ）活性層
１４、ｎ−ＩｎＰクラッド層１５、ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層をエピタキシャル成長する。（以下基板Ｉ−１と
呼ぶ。）
エッチングストップ層、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（λg ＝１．３μｍ）活性層
１４、ｎ−ＩｎＰクラッド層１５、ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層をエピタキシャル成長する。（以下基板Ｉ−１と
呼ぶ。）
【００１５】 次に、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰエ
ッチングストップ層、及び反射鏡としてｐ−ＡｌＧａＡ
ｓとｐ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１／４の
膜厚で交互に２０対のＤＢＲ層１２、ｐ−ＧａＡｓクラ
ッド層２１、ｐ−ＡｌＡｓ電流狭窄層２２、ｐ−ＧａＡ
ｓクラッド層２１、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキシ
ャル成長させる。（以下基板Ｉ−２と呼ぶ。）
ッチングストップ層、及び反射鏡としてｐ−ＡｌＧａＡ
ｓとｐ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１／４の
膜厚で交互に２０対のＤＢＲ層１２、ｐ−ＧａＡｓクラ
ッド層２１、ｐ−ＡｌＡｓ電流狭窄層２２、ｐ−ＧａＡ
ｓクラッド層２１、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキシ
ャル成長させる。（以下基板Ｉ−２と呼ぶ。）
【００１６】 引き続き、ｎ−ＧａＡｓ基板１７上に
ｎ−ＡｌＡｓとｎ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長
の１／４の膜厚（最終層のみ５／４の膜厚）で交互に２
５対のＤＢＲ層１６、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキ
シャル成長させる。（以下基板Ｉ−３と呼ぶ。）
ｎ−ＡｌＡｓとｎ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長
の１／４の膜厚（最終層のみ５／４の膜厚）で交互に２
５対のＤＢＲ層１６、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキ
シャル成長させる。（以下基板Ｉ−３と呼ぶ。）
【００１７】 前述の行程の施した後、基板Ｉ−１及
び基板Ｉ−３それぞれのキャップ層を選択エッチング
し、表面同志をそれぞれ高温圧力下で直接接着させた
後、ＩｎＰ基板を選択エッチングによって除去する。そ
の後さらに、前記接着基板においてＩｎＰ基板を除去し
た面を、キャップ層を除去した基板Ｉ−２の表面と高温
圧力下で直接接着させた後、基板Ｉ−２側のＧａＡｓ基
板を選択エッチングによって除去する。
び基板Ｉ−３それぞれのキャップ層を選択エッチング
し、表面同志をそれぞれ高温圧力下で直接接着させた
後、ＩｎＰ基板を選択エッチングによって除去する。そ
の後さらに、前記接着基板においてＩｎＰ基板を除去し
た面を、キャップ層を除去した基板Ｉ−２の表面と高温
圧力下で直接接着させた後、基板Ｉ−２側のＧａＡｓ基
板を選択エッチングによって除去する。
【００１８】 その後、素子の断面の大きさを３０μ
ｍにするためにパターニングをし、ｐ型反射鏡側をｐ−
ＩｎＰクラッド層１３までエッチングを行う。
ｍにするためにパターニングをし、ｐ型反射鏡側をｐ−
ＩｎＰクラッド層１３までエッチングを行う。
【００１９】その後、高温水蒸気雰囲気中でＡｌＡｓ
電流狭窄層２２を中心５μｍ程度残して酸化させ、電流
狭窄構造を形成する。このとき同時にｐ型のＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ層（ｐ型反射鏡）１２内のＡｌＧ
ａＡｓも酸化されるが、Ａｌ組成の違いに伴う酸化速度
の違いにより、ｐ型反射鏡１２は中心１５μｍ程度残し
て途中まで酸化され、中心が実質的に屈折率の高くなる
導波構造が形成される。
電流狭窄層２２を中心５μｍ程度残して酸化させ、電流
狭窄構造を形成する。このとき同時にｐ型のＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ ＤＢＲ層（ｐ型反射鏡）１２内のＡｌＧ
ａＡｓも酸化されるが、Ａｌ組成の違いに伴う酸化速度
の違いにより、ｐ型反射鏡１２は中心１５μｍ程度残し
て途中まで酸化され、中心が実質的に屈折率の高くなる
導波構造が形成される。
【００２０】 そして引き続き、ｐ電極１１をｐ型反
射鏡側の上面にのみ形成するためにパターニングした
後、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジストパターンを
除去する。また、基板側に光出射光を設けるためレジス
トにより２０μｍのパターンを形成した後、ｎ電極１８
を形成するためにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジス
トパターンを除去する。
射鏡側の上面にのみ形成するためにパターニングした
後、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジストパターンを
除去する。また、基板側に光出射光を設けるためレジス
トにより２０μｍのパターンを形成した後、ｎ電極１８
を形成するためにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジス
トパターンを除去する。
【００２１】上記のようにして構成した長波長帯面発光
レーザにおいてｐ電極側に放熱用のヒートシンクを接続
した状態で電流−光出力特性を測定したところ、これま
でに報告されている従来構造の長波長帯面発光レーザに
比べて、低いしきい値電流５００μＡ、発振波長１．３
１μｍでレーザ発振が確認された。
レーザにおいてｐ電極側に放熱用のヒートシンクを接続
した状態で電流−光出力特性を測定したところ、これま
でに報告されている従来構造の長波長帯面発光レーザに
比べて、低いしきい値電流５００μＡ、発振波長１．３
１μｍでレーザ発振が確認された。
【００２２】（第２の実施の形態）図２に本発明の第２
の実施の形態を示す。
の実施の形態を示す。
【００２３】図２は本発明により作成された１．３μｍ
帯面発光レーザ構造の断面図である。
帯面発光レーザ構造の断面図である。
【００２４】本実施の形態では、前記第１の実施の形態
において形成したｐ−ＧａＡｓクラッド層２１を形成さ
せず、ｐ型の反射鏡１２内に電流狭窄層２２を共に形成
させているものである。
において形成したｐ−ＧａＡｓクラッド層２１を形成さ
せず、ｐ型の反射鏡１２内に電流狭窄層２２を共に形成
させているものである。
【００２５】本実施例の長波長帯面発光レーザは以下の
ようにして製造する。
ようにして製造する。
【００２６】 まず、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ
エッチングストップ層、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（λg ＝１．３μｍ）活性層
１４、ｎ−ＩｎＰクラッド層１５、ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層をエピタキシャル成長する。（以下基板II−１と
呼ぶ。）
エッチングストップ層、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（λg ＝１．３μｍ）活性層
１４、ｎ−ＩｎＰクラッド層１５、ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層をエピタキシャル成長する。（以下基板II−１と
呼ぶ。）
【００２７】 次にＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰエッ
チングストップ層、及び反射鏡としてｐ−ＡｌＧａＡｓ
とｐ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１／４の膜
厚で交互に１９対、また、ｐ−ＡｌＡｓ電流狭窄層２２
となる、その光学波長の５／４の膜厚でｐ−ＡｌＡｓと
ｐ−ＧａＡｓとを１対作成したＤＢＲ層１２、ＩｎＧａ
Ｐキャップ層をエピタキシャル成長させる。（以下基板
II−２と呼ぶ。）
チングストップ層、及び反射鏡としてｐ−ＡｌＧａＡｓ
とｐ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１／４の膜
厚で交互に１９対、また、ｐ−ＡｌＡｓ電流狭窄層２２
となる、その光学波長の５／４の膜厚でｐ−ＡｌＡｓと
ｐ−ＧａＡｓとを１対作成したＤＢＲ層１２、ＩｎＧａ
Ｐキャップ層をエピタキシャル成長させる。（以下基板
II−２と呼ぶ。）
【００２８】 引き続き、ｎ−ＧａＡｓ基板上にｎ−
ＡｌＡｓとｎ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１
／４の膜厚（最終層のみ５／４の膜厚）で交互に２５対
のＤＢＲ層１６、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキシャ
ル成長させる。（以下基板II−３と呼ぶ。）
ＡｌＡｓとｎ−ＧａＡｓとをそれぞれその光学波長の１
／４の膜厚（最終層のみ５／４の膜厚）で交互に２５対
のＤＢＲ層１６、ＩｎＧａＰキャップ層をエピタキシャ
ル成長させる。（以下基板II−３と呼ぶ。）
【００２９】 前述の行程の施した後、基板II−１及
び基板II−３それぞれのキャップ層を選択エッチング
し、表面同志をそれぞれ高温圧力下で直接接着させた
後、ＩｎＰ基板を選択エッチングによって除去する。そ
の後さらに、前記接着基板においてＩｎＰ基板を除去し
た面を、キャップ層を除去した基板II−２の表面と高温
圧力下で直接接着させた後、基板II−２側のＧａＡｓ基
板を選択エッチングによって除去する。
び基板II−３それぞれのキャップ層を選択エッチング
し、表面同志をそれぞれ高温圧力下で直接接着させた
後、ＩｎＰ基板を選択エッチングによって除去する。そ
の後さらに、前記接着基板においてＩｎＰ基板を除去し
た面を、キャップ層を除去した基板II−２の表面と高温
圧力下で直接接着させた後、基板II−２側のＧａＡｓ基
板を選択エッチングによって除去する。
【００３０】 その後、素子の断面の大きさを３０μ
ｍにするためにパターニングをし、ｐ型反射鏡側をｐ−
ＩｎＰクラッド層１３までエッチングを行う。
ｍにするためにパターニングをし、ｐ型反射鏡側をｐ−
ＩｎＰクラッド層１３までエッチングを行う。
【００３１】その後、高温水蒸気雰囲気中でＡｌＡｓ
電流狭窄層２２を中心５μｍ程度残して酸化させ、電流
狭窄構造を形成する。このとき同時にｐ型反射鏡１２内
のＡｌＧａＡｓも酸化されるが、Ａｌ組成の違いに伴う
酸化速度の違いにより、ｐ型反射鏡１２は中心１５μｍ
程度残して途中まで酸化され、中心が実効的に屈折率の
高くなる導波構造が形成される。
電流狭窄層２２を中心５μｍ程度残して酸化させ、電流
狭窄構造を形成する。このとき同時にｐ型反射鏡１２内
のＡｌＧａＡｓも酸化されるが、Ａｌ組成の違いに伴う
酸化速度の違いにより、ｐ型反射鏡１２は中心１５μｍ
程度残して途中まで酸化され、中心が実効的に屈折率の
高くなる導波構造が形成される。
【００３２】 そして引き続き、ｐ電極１１をｐ型反
射鏡側の上面にのみ形成するためにパターニングした
後、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジストパターンを
除去する。また、基板側に光出射光を設けるためレジス
トにより２０μｍのパターンを形成した後、ｎ電極１８
を形成するためにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジス
トパターンを除去する。
射鏡側の上面にのみ形成するためにパターニングした
後、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジストパターンを
除去する。また、基板側に光出射光を設けるためレジス
トにより２０μｍのパターンを形成した後、ｎ電極１８
を形成するためにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着し、レジス
トパターンを除去する。
【００３３】 最後に４２５℃水素雰囲気中で合金化
を行い、電極を形成する。
を行い、電極を形成する。
【００３４】上記のようにして構成した長波長帯面発光
レーザにおいて、ｐ電極側に放熱用のヒートシンクを接
続した状態で電流−光出力特性を測定したところ、これ
までに報告されている従来構造の長波長帯面発光レーザ
に比べて、低いしきい値電流４５０μＡ、発振波長１．
３３μｍでレーザ発振が確認された。
レーザにおいて、ｐ電極側に放熱用のヒートシンクを接
続した状態で電流−光出力特性を測定したところ、これ
までに報告されている従来構造の長波長帯面発光レーザ
に比べて、低いしきい値電流４５０μＡ、発振波長１．
３３μｍでレーザ発振が確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上、実施の形態に基づいて具体的に説
明したように、本発明における長波長帯面発光レーザに
よれば、半導体分布ブラッグ反射鏡とＡｌＡｓの選択酸
化により導入される電流狭窄層、及び導波構造とを組み
合わせることでしきい値電流が下がり、室温ＣＷ発振が
容易になる。このことにより、光情報処理用、光通信
用、光インターコネクション用、光加入者系用の光源と
して利用できる。
明したように、本発明における長波長帯面発光レーザに
よれば、半導体分布ブラッグ反射鏡とＡｌＡｓの選択酸
化により導入される電流狭窄層、及び導波構造とを組み
合わせることでしきい値電流が下がり、室温ＣＷ発振が
容易になる。このことにより、光情報処理用、光通信
用、光インターコネクション用、光加入者系用の光源と
して利用できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の面発光レーザの断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の面発光レーザの断
面図である。
面図である。
【図３】従来の半導体直接接着型面発光レーザの断面図
である。
である。
１１ ｐ型電極 １２ ｐ型ＡｌＧａＡｓとｐ型ＧａＡｓとからなる半導
体分布ブラッグ反射鏡 １３ ｐ型ＩｎＰクラッド層 １４ ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層 １５ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １６ ｎ型ＡｌＡｓとｎ型ＧａＡｓとからなる半導体分
布ブラッグ反射鏡 １７ ｎ型ＧａＡｓ基板 １８ ｎ型電極 ２１ ｐ型ＧａＡｓクラッド層 ２２ ｐ型ＡｌＡｓを途中まで酸化させてなる電流狭窄
層
体分布ブラッグ反射鏡 １３ ｐ型ＩｎＰクラッド層 １４ ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層 １５ ｎ型ＩｎＰクラッド層 １６ ｎ型ＡｌＡｓとｎ型ＧａＡｓとからなる半導体分
布ブラッグ反射鏡 １７ ｎ型ＧａＡｓ基板 １８ ｎ型電極 ２１ ｐ型ＧａＡｓクラッド層 ２２ ｐ型ＡｌＡｓを途中まで酸化させてなる電流狭窄
層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大礒 義孝 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩｎＰに格子整合する活性層を含む半導
体層の少なくとも一方の面を、ＧａＡｓに格子整合する
Ａｌx Ｇａ1-x ＡｓとＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ただし、０
≦ｘ＜ｙ＜１）とからなる半導体分布ブラッグ反射鏡を
含む半導体層と直接接着してなる長波長帯面発光レーザ
において、 半導体分布ブラッグ反射鏡と前記接着界面との間に、Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ただし、ｙ＜ｚ≦１）からなる電流
狭窄層を少なくとも１つ以上設け、少なくとも前記電流
狭窄層を途中まで酸化させてなる電流狭窄構造と前記半
導体分布ブラッグ反射鏡を途中まで酸化させてなる導波
構造とを有することを特徴とする長波長帯面発光レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320035A JPH09162483A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 長波長帯面発光レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320035A JPH09162483A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 長波長帯面発光レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162483A true JPH09162483A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18117026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7320035A Pending JPH09162483A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 長波長帯面発光レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162483A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294863B2 (en) | 2000-10-20 | 2007-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro-lens built-in vertical cavity surface emitting laser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06350194A (ja) * | 1993-06-01 | 1994-12-22 | Motorola Inc | 高効率の縦型空洞表面放出レーザ及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP7320035A patent/JPH09162483A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06350194A (ja) * | 1993-06-01 | 1994-12-22 | Motorola Inc | 高効率の縦型空洞表面放出レーザ及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294863B2 (en) | 2000-10-20 | 2007-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro-lens built-in vertical cavity surface emitting laser |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010605 |