JPH10223975A - Surface emission type semiconductor laser device and its manufacture - Google Patents

Surface emission type semiconductor laser device and its manufacture

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JPH10223975A
JPH10223975A JP9027671A JP2767197A JPH10223975A JP H10223975 A JPH10223975 A JP H10223975A JP 9027671 A JP9027671 A JP 9027671A JP 2767197 A JP2767197 A JP 2767197A JP H10223975 A JPH10223975 A JP H10223975A
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semiconductor
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reflective film
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multilayer reflective
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Yasumasa Miyamoto
育昌 宮本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the contact resistances of the electrodes of a semiconductor laser device by forming a heaving doped area containing an impurity of the same conductivity as that of a lower multilayered semiconductor reflecting film in a section where no optical waveguide is formed including the lower multilayered semiconductor reflecting film exposed in an opening. SOLUTION: A cylindrical light control area is formed by successively forming an n-type Al0.9 Ga0.1 As/Al0.3 Ga0.7 As upper multilayered semiconductor reflecting film 9 and an n-type GaAs protective layer 10 and etching off the film 9 and layer 10 except the parts of the film 9 and layer 10 above a light emitting area. The contact resistances of electrodes are reduced by etching off the film 9 from the partial surface of the removed area of the reflecting film 9 to the depth reaching the surface of a p-type lower multilayered semiconductor reflecting film 2 and forming a p-type impurity diffusion area 3 containing beryllium(Be) at a high carrier concentration of 1×10<19> cm<-3> on the surface of the reflecting film 2 and an ohmic contact with a p-side electrode 11 formed on the area 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、面発光型半導体レ
ーザ装置およびその製造方法に係り、特に光通信や光記
録装置や、レーザプリンタなどの光源として使用される
面発光型半導体レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a surface-emitting type semiconductor laser device used as a light source for optical communications, optical recording devices, laser printers and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、基板と垂直に共振器が形成された
面発光レーザにおいて、微小な領域の活性層に電流を注
入する手段として、活性層近辺の半導体多層反射膜に電
極を形成し、この電極から活性層に電流を流すようにし
たいわゆるイントラキャビティ型面発光型半導体レーザ
装置が盛んに研究されている。この方式では、バンドオ
フセットにより抵抗が高くなっている半導体多層反射鏡
をなるべく介さないようにして電流を流すため、ジュー
ル熱の発生が抑制され、熱によるレーザ特性の劣化を低
減することができる。このような方式の面発光型半導体
レーザ装置は、例えば、IEEE Journal of Quantum Elec
tronics,Vol.29,No.5,1295(1993)のFig.11に示さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a surface emitting laser in which a resonator is formed perpendicularly to a substrate, an electrode is formed on a semiconductor multilayer reflective film near an active layer as means for injecting current into an active layer in a minute area. A so-called intra-cavity surface-emitting type semiconductor laser device in which a current flows from the electrode to the active layer has been actively studied. In this method, the current is caused to flow as little as possible through the semiconductor multilayer mirror whose resistance is increased by the band offset, so that the generation of Joule heat is suppressed, and the deterioration of the laser characteristics due to the heat can be reduced. Such a surface-emitting type semiconductor laser device is, for example, an IEEE Journal of Quantum Elec
tronics, Vol. 29, No. 5, 1295 (1993), FIG. 11.

【0003】この面発光型半導体レーザ装置は、その一
例を図29に示すように、p型GaAs基板1上に、p
型下部半導体多層反射膜2、p型下部スペーサ層4、活
性層5、n型上部スペーサ層6、n型AlAs層7、お
よびその選択酸化によって形成された電流狭窄層8、n
型上部半導体多層反射膜9、保護膜10を順次積層し、
半導体柱を形成するとともに、この半導体柱の周りの一
部のn型上部半導体多層反射膜9を選択的に除去し、n
側電極12を形成するとともに、さらにこの周りのp型
下部半導体多層反射膜2にコンタクトするように、p側
電極11を形成したものである。かかる構成によれば、
p側電極、n側電極がそれぞれ活性層に、より近い半導
体多層反射膜に形成され、電流狭窄層8が形成されてい
るため、活性層に、より効率的に電流を注入することが
できるようになっている。
As shown in FIG. 29, this surface-emitting type semiconductor laser device has a p-type GaAs substrate
-Type lower semiconductor multilayer reflective film 2, p-type lower spacer layer 4, active layer 5, n-type upper spacer layer 6, n-type AlAs layer 7, and current confinement layers 8, n formed by selective oxidation thereof.
Mold upper semiconductor multilayer reflective film 9 and protective film 10 are sequentially laminated,
A semiconductor pillar is formed, and a part of the n-type upper semiconductor multilayer reflective film 9 around the semiconductor pillar is selectively removed.
A side electrode 12 is formed, and a p-side electrode 11 is further formed so as to be in contact with the p-type lower semiconductor multilayer reflective film 2 therearound. According to such a configuration,
Since the p-side electrode and the n-side electrode are formed on the semiconductor multilayer reflective film closer to the active layer and the current confinement layer 8 is formed, current can be more efficiently injected into the active layer. It has become.

【0004】この面発光型半導体レーザ装置の製造に際
しては、まず、図30に示すように、p型GaAs基板
1上に有機金属系気相成長(MOCVD)法により、下
部半導体多層反射膜2、下部スペーサ層4、三重量子井
戸構造の活性層5、n型上部スペーサ層6、n型AlA
s層7、n型上部半導体多層反射膜9、保護膜10を順
次積層する。
In manufacturing the surface emitting semiconductor laser device, first, as shown in FIG. 30, a lower semiconductor multilayer reflective film 2 is formed on a p-type GaAs substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Lower spacer layer 4, triple quantum well structure active layer 5, n-type upper spacer layer 6, n-type AlA
The s layer 7, the n-type upper semiconductor multilayer reflective film 9, and the protective film 10 are sequentially laminated.

【0005】ついでこれにフォトリソグラフィにより、
図31に示すように、レジストパターン13を形成し、
このレジストパターンをマスクとして上部半導体多層反
射膜9を選択的にエッチング除去する。
Then, by photolithography,
As shown in FIG. 31, a resist pattern 13 is formed,
Using this resist pattern as a mask, the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is selectively etched away.

【0006】さらに、2度目のフォトリソグラフィを行
い、図32に示すように、レジストパターン13を形成
し、このレジストパターンをマスクとして下部半導体多
層反射膜2が露呈するまで選択的にエッチング除去す
る。
Further, a second photolithography is performed to form a resist pattern 13 as shown in FIG. 32, and the resist pattern is used as a mask to selectively remove the lower semiconductor multilayer reflective film 2 by etching until the lower semiconductor multilayer reflective film 2 is exposed.

【0007】この後さらに、フォトリソグラフィを行
い、図33に示すように、n型上部半導体多層反射膜9
の一部および、p型下部半導体多層反射膜2の一部を残
して他の領域を覆うようにオーバーハング形状のレジス
トパターン13を形成する。
After that, photolithography is further performed, and as shown in FIG.
And a resist pattern 13 having an overhang shape is formed so as to cover other regions except for a part of the p-type lower semiconductor multilayer reflective film 2.

【0008】そしてこの上層に電極材料を成膜し、リフ
トオフによりp側電極11およびn側電極12を形成
し、図29に示した面発光型半導体レーザ装置が形成さ
れる。
[0008] Then, an electrode material is formed on the upper layer, and the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12 are formed by lift-off, whereby the surface-emitting type semiconductor laser device shown in FIG. 29 is formed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この面
発光型半導体レーザ装置には次に示すような欠点があっ
た。すなわち、この構造では、電極を直接半導体多層反
射膜似形成しているが、フリーキャリアによる吸収を抑
制するために、半導体多層反射膜のドーピング濃度を、
十分にコンタクト抵抗を下げることができるほどに高く
する事ができないという問題がある。このため、オーミ
ックコンタクトではなくショットキー接合を形成しがち
であるという問題があった。
However, this surface-emitting type semiconductor laser device has the following disadvantages. That is, in this structure, the electrodes are formed directly like the semiconductor multilayer reflective film, but in order to suppress absorption by free carriers, the doping concentration of the semiconductor multilayer reflective film is set to
There is a problem that the contact resistance cannot be made high enough to sufficiently lower the contact resistance. For this reason, there has been a problem that a Schottky junction tends to be formed instead of an ohmic contact.

【0010】このことは特にp型半導体多層反射膜への
コンタクトの形成に際し、顕著であり、これがレーザ特
性向上を阻む原因となっていた。
This is particularly remarkable when forming a contact with the p-type semiconductor multilayer reflective film, and this has been a cause of preventing improvement in laser characteristics.

【0011】また、AlAs層7の酸化によって半導体
多層反射膜がわずかに酸化されるので、電極を形成した
際、よりショットキー接合に近くなってしまっていた。
In addition, since the semiconductor multilayer reflective film is slightly oxidized by the oxidation of the AlAs layer 7, when the electrodes are formed, they are closer to Schottky junctions.

【0012】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、製造が容易で再現性が高く、電極のコンタクト抵抗
を低減し、発光効率の高い面発光型半導体レーザを提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a surface-emitting type semiconductor laser which is easy to manufacture, has high reproducibility, reduces contact resistance of electrodes, and has high luminous efficiency. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1の特
徴は、基板上に、少なくとも、下部半導体多層反射膜
と、活性層と、上部半導体多層反射膜とを順次積層し、
発光領域上に選択的に上部多層反射膜からなる半導体柱
状構造を形成し、この半導体柱状構造に近接して、上部
多層反射膜にコンタクトするように第1の電極を形成す
るとともに、さらに、下部半導体多層反射膜が露呈する
ように開口を形成し、これに第2の電極を形成した面発
光型半導体レーザ装置において、前記開口に露呈する下
部半導体多層反射膜を含む光導波路を形成しない部分
に、前記下部半導体多層反射膜と同一導電型の不純物を
高濃度に含有する高濃度不純物領域を形成したことにあ
る。p型領域は電極とショットキー障壁を形成し易いた
め、オーミックコンタクトの形成が特に困難であった
が、この構成によれば容易にオーミックコンタクトを形
成する事ができる。従って特に下部半導体多層反射膜が
p型半導体層で形成されている場合に有効である。
Therefore, a first feature of the present invention is that at least a lower semiconductor multilayer reflective film, an active layer, and an upper semiconductor multilayer reflective film are sequentially laminated on a substrate,
A semiconductor columnar structure composed of an upper multilayer reflective film is selectively formed on the light emitting region, a first electrode is formed near the semiconductor columnar structure so as to contact the upper multilayer reflective film, and a lower electrode is further formed. In a surface-emitting type semiconductor laser device in which an opening is formed so that a semiconductor multilayer reflective film is exposed and a second electrode is formed in a portion where an optical waveguide including a lower semiconductor multilayer reflective film exposed in the opening is not formed. And forming a high-concentration impurity region containing impurities of the same conductivity type as the lower semiconductor multilayer reflection film at a high concentration. In the p-type region, it is particularly difficult to form an ohmic contact because an electrode and a Schottky barrier are easily formed. However, according to this configuration, an ohmic contact can be easily formed. Therefore, it is particularly effective when the lower semiconductor multilayer reflective film is formed of a p-type semiconductor layer.

【0014】さらにまた望ましくは、前記高濃度不純物
領域は、前記開口から、半導体柱の真下で、電流狭窄層
により規定された発光領域となる中央の一部の領域の近
傍まで伸長するように構成されてい。
Still preferably, the high-concentration impurity region extends from the opening to a position immediately below the semiconductor pillar and in the vicinity of a partial central region serving as a light-emitting region defined by a current confinement layer. Have been.

【0015】また望ましくは、前記活性層の上部または
下部に電流路を規定する電流狭窄層が形成され、電流路
を規定するこの電流狭窄層の端縁と、前記高濃度不純物
領域の端部はほぼ一致するように構成されたことを特徴
とする。
Preferably, a current confinement layer for defining a current path is formed above or below the active layer, and an edge of the current confinement layer for defining a current path and an end of the high-concentration impurity region are formed. It is characterized in that they are configured to substantially match.

【0016】本発明の第2によれば、半導体基板上に、
第1の導電型の下部半導体多層反射膜、半導体活性層、
第2の導電型の上部半導体多層反射膜を順次積層形成す
る半導体層積層工程と、少なくとも前記上部半導体多層
反射膜の一部を選択的に除去し、半導体柱状領域を形成
するとともに、さらにその近傍の前記半導体活性層を選
択的にエッチング除去して前記下部半導体多層反射膜を
露呈せしめるエッチング工程と、前記半導体柱状領域近
傍の上部半導体多層反射膜の一部および、さらにその近
傍に露呈せしめられた前記下部半導体多層反射膜にコン
タクトするようにそれぞれ第1および第2の電極を形成
する電極形成工程とを含み、前記半導体活性層の形成の
後、 前記電極形成工程に先立ち、前記エッチング除去
領域の下部半導体多層反射膜表面に第1導電型の不純物
を高濃度に導入し、高濃度不純物領域を形成する不純物
導入工程を含むことを特徴とする 望ましくは、前記上部または下部半導体多層反射膜は、
少なくとも1層のAlxGa1-xAs層(x:0<x<
1)を含有し、前記電極形成工程後に酸素雰囲気中で加
熱することにより、前記AlxGa1-xAs層を側壁から
中央の一部を除いて酸化させ電流狭窄層を形成する酸化
工程を含むことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, on a semiconductor substrate,
A first conductive type lower semiconductor multilayer reflective film, a semiconductor active layer,
A semiconductor layer laminating step of sequentially laminating an upper semiconductor multilayer reflective film of the second conductivity type, selectively removing at least a portion of the upper semiconductor multilayer reflective film to form a semiconductor columnar region, and further in the vicinity thereof An etching step of selectively etching and removing the semiconductor active layer to expose the lower semiconductor multilayer reflective film, and a portion of the upper semiconductor multilayer reflective film near the semiconductor columnar region and further exposed to the vicinity thereof. An electrode forming step of forming first and second electrodes, respectively, so as to contact the lower semiconductor multilayer reflective film. After the formation of the semiconductor active layer, prior to the electrode forming step, Including an impurity introducing step of introducing a first conductivity type impurity into the surface of the lower semiconductor multilayer reflective film at a high concentration to form a high concentration impurity region. Preferably, the upper or lower semiconductor multilayer reflective film,
At least one Al x Ga 1 -x As layer (x: 0 <x <
An oxidation step of forming a current confinement layer by oxidizing the Al x Ga 1 -x As layer except for a part of the center from a side wall by heating in an oxygen atmosphere after the electrode forming step. It is characterized by including.

【0017】本発明の第3によれば、半導体基板上に、
第1の導電型の下部半導体多層反射膜、半導体活性層、
第2の導電型の上部半導体多層反射膜を順次積層形成す
る半導体層積層工程と、少なくとも前記上部半導体多層
反射膜の一部を選択的に除去し、半導体柱状領域を形成
するとともに、さらにその近傍の前記半導体活性層を選
択的にエッチング除去して前記下部半導体多層反射膜を
露呈せしめるエッチング工程と、前記半導体柱状領域近
傍の上部半導体多層反射膜の一部および、さらにその近
傍に露呈せしめられた前記下部半導体多層反射膜にコン
タクトするようにそれぞれ第1および第2の電極を形成
する電極形成工程とを含み、前記半導体活性層の形成に
先立ち、電極形成領域の下部半導体多層反射膜表面に第
1導電型の不純物を高濃度に導入し、高濃度不純物領域
を形成する不純物導入工程を含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, on a semiconductor substrate:
A first conductive type lower semiconductor multilayer reflective film, a semiconductor active layer,
A semiconductor layer laminating step of sequentially laminating an upper semiconductor multilayer reflective film of the second conductivity type, selectively removing at least a portion of the upper semiconductor multilayer reflective film to form a semiconductor columnar region, and further in the vicinity thereof An etching step of selectively etching and removing the semiconductor active layer to expose the lower semiconductor multilayer reflective film, and a portion of the upper semiconductor multilayer reflective film near the semiconductor columnar region and further exposed to the vicinity thereof. An electrode forming step of forming first and second electrodes respectively so as to contact the lower semiconductor multilayer reflective film, and forming a first electrode on the surface of the lower semiconductor multilayer reflective film in an electrode formation region before forming the semiconductor active layer. The method is characterized by including an impurity introduction step of introducing a one-conductivity-type impurity at a high concentration to form a high-concentration impurity region.

【0018】望ましくは、前記上部または下部半導体多
層反射膜は、少なくとも1層のAlxGa1-xAs層
(x:0<x<1)を含有し、前記電極形成工程後に酸
素雰囲気中で加熱することにより、前記AlxGa1-x
s層を側壁から中央の一部を除いて酸化させ電流狭窄層
を形成する酸化工程を含むことを特徴とする。
Preferably, the upper or lower semiconductor multilayer reflective film contains at least one Al x Ga 1 -x As layer (x: 0 <x <1), and is formed in an oxygen atmosphere after the electrode forming step. By heating, the Al x Ga 1-x A
An oxidation step of oxidizing the s layer except for a part of the center from the side wall to form a current confinement layer is included.

【0019】望ましくは、前記活性層の上部または下部
に電流路を規定すべく、前記酸化工程により形成され、
電流路を規定するこの電流狭窄層の端縁と、前記高濃度
不純物領域の端部がほぼ一致するように、前記高濃度不
純物領域を半導体柱の真下まで伸長せしめるようにした
ことを特徴とする。
Preferably, the active layer is formed by the oxidation step to define a current path above or below the active layer,
The high-concentration impurity region is extended to just below the semiconductor pillar so that the edge of the current constriction layer that defines the current path and the end of the high-concentration impurity region substantially coincide with each other. .

【0020】本発明によれば、フリーキャリアの吸収に
よりコンタクト抵抗が高い領域に、高濃度不純物領域を
形成するようにしているため、レーザ特性を劣化させる
ことなく、良好なオーミックコンタクトをとることが可
能となる。
According to the present invention, since a high-concentration impurity region is formed in a region having a high contact resistance due to absorption of free carriers, a good ohmic contact can be obtained without deteriorating laser characteristics. It becomes possible.

【0021】また前記開口から、高濃度不純物領域が、
半導体柱の真下で、電流狭窄層により規定された発光領
域となる中央の一部の領域まで、伸長するように構成さ
れているため、レーザ発振に寄与する領域の近傍まで低
抵抗の領域が形成されているため、電流注入時における
抵抗が低減され、しきい値電圧が下がり、レーザ特性が
大幅に向上する。
Further, from the opening, a high concentration impurity region is formed.
It is configured to extend to a part of the central area, which is the light emitting area defined by the current confinement layer, just below the semiconductor pillar, so that a low-resistance area is formed near the area contributing to laser oscillation. Therefore, the resistance at the time of current injection is reduced, the threshold voltage is lowered, and the laser characteristics are significantly improved.

【0022】さらにまたこの高濃度不純物領域は屈折率
が高く、光閉じこめ効果をもつため、発光効率の増大を
はかることが可能となる。 また、活性層の下部にも電
流路を規定する電流狭窄層を形成することにより、電流
注入効率がさらに向上し、しきい値電圧が大幅に向上す
る。
Furthermore, since the high-concentration impurity region has a high refractive index and a light confinement effect, it is possible to increase the luminous efficiency. Further, by forming a current confinement layer that defines a current path below the active layer, the current injection efficiency is further improved, and the threshold voltage is greatly improved.

【0023】また、電流路を規定するこの電流狭窄層の
端縁と、前記高濃度不純物領域の端部がほぼ一致するよ
うに、前記高濃度不純物領域を半導体柱の真下まで伸長
せしめることにより、キャリアおよび、光が効率良く案
内され、発光効率がさらに向上する。
Further, the high-concentration impurity region is extended to just below the semiconductor pillar so that the edge of the current constriction layer defining the current path substantially coincides with the end of the high-concentration impurity region. Carriers and light are efficiently guided, and the luminous efficiency is further improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しつつ説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明の第1の実施例の面発光型半
導体レーザ装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a surface emitting semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【0026】この面発光型半導体レーザ装置は、p型ガ
リウムヒ素(GaAs)基板1上に形成されたp型のA
0.9Ga0.1As/Al0.3Ga0.7As下部半導体多層
反射膜2と、アンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる
下部スペーサ層4と、この下部スペーサ層4上に形成さ
れたアンドープのAl0.11Ga0.89量子井戸層とアンド
ープのAl0.3Ga0.7As障壁層とからなる量子井戸活
性層4と、アンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる上
部スペーサ層6と、n型AlAs層7およびその酸化に
よる電流狭窄層8、そしてn型のAl0.9Ga0.1As/
Al0.3Ga0.7As上部半導体多層反射膜9とn型Ga
As保護層10とが順次積層せしめられ、上部半導体多
層反射膜9およびn型GaAs保護層10が発光領域の
上方を除いてエッチング除去され、円柱状の光制御領域
が形成されている。そしてこの上部半導体多層反射膜9
の除去領域の表面の一部からp型下部半導体多層反射膜
2に到達する深さまでエッチング除去されこのp型下部
半導体多層反射膜2の表面にキャリア濃度1×1019
ー3の高濃度のベリリウムBeを含むp型不純物拡散領
域3が形成され、この上に形成されるp側電極11との
オーミックコンタクトを形成している。これによりコン
タクト抵抗も従来の約3分の1程度に低減されている。
このように、n型上部半導体多層反射膜9表面およびp
型下部半導体多層反射膜2上のp型不純物拡散領域3表
面にそれぞれAu/Tiからなるp側電極11およびn
側電極12が形成されている。
This surface-emitting type semiconductor laser device includes a p-type A-type semiconductor formed on a p-type gallium arsenide (GaAs) substrate 1.
1 0.9 Ga 0.1 As / Al 0.3 Ga 0.7 As Lower semiconductor multilayer reflective film 2, lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, and undoped Al 0.11 Ga 0.89 formed on lower spacer layer 4 A quantum well active layer 4 composed of a quantum well layer and an undoped Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer; an upper spacer layer 6 composed of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As; an n-type AlAs layer 7 and a current confinement layer formed by oxidation thereof 8, and n-type Al 0.9 Ga 0.1 As /
Al 0.3 Ga 0.7 As upper semiconductor multilayer reflective film 9 and n-type Ga
An As protective layer 10 is sequentially laminated, and the upper semiconductor multilayer reflective film 9 and the n-type GaAs protective layer 10 are removed by etching except for the area above the light emitting region, thereby forming a columnar light control region. Then, the upper semiconductor multilayer reflection film 9
Is removed by etching from a part of the surface of the removal region to a depth reaching the p-type lower semiconductor multilayer reflective film 2, and the surface of the p-type lower semiconductor multilayer reflective film 2 has a carrier concentration of 1 × 10 19 c.
A p-type impurity diffusion region 3 containing beryllium Be at a high concentration of m -3 is formed, and an ohmic contact with a p-side electrode 11 formed thereon is formed. As a result, the contact resistance is reduced to about one third of the conventional resistance.
Thus, the surface of the n-type upper semiconductor multilayer reflective film 9 and the p-type
P-side electrodes 11 and n made of Au / Ti are formed on the surface of p-type impurity diffusion region 3
The side electrode 12 is formed.

【0027】ここで下部半導体多層反射膜2は、Al
0.9Ga0.1As層とAl0.7Ga0.3As層とをそれぞれ
膜厚λ/(4nr)(λ:発振波長,nr:屈折率)で約
40.5周期積層することによって形成されたものであ
る。下部スペーサ層4は、アンドープのAl0.6Ga0.4
As層から構成され、また、量子井戸活性層5は、アン
ドープのAl0.11Ga0.89量子井戸層(膜厚8nm×
3)とアンドープのAl0. 3Ga0.7As障壁層(膜厚5
nm×4)との組み合わせ、 上部スペーサ層6 はアン
ドープAl0.6Ga0.4Asから構成されており、 膜厚
は全体でλ/nrの整数倍とする。また、上部半導体多
層反射膜9は、 Al0.9Ga0.1As層とAl0 .7Ga
0.3AsGaAs層とをそれぞれ膜厚 λ/(4nr
(λ:発振波長,nr:屈折率)で交互に30周期積層
することによって形成されたものである。そして酸化防
止のために最上層の保護層10はn型GaAs層とし
た。また、n型AlAs層7はλ/(4nr)保護層1
0が3λ/(4nr)となっている。上部半導体多層反
射膜9の周期数を下部半導体多層反射膜2の周期数より
も少なくしているのは、反射率に差をつけて出射光を基
板上面から取り出すためである。ドーパントの種類につ
いてはここで用いたものに限定されることなく、n型で
あればシリコン、セレン、p型であればベリリウムの他
亜鉛やマグネシウムなどを用いることも可能である。不
純物拡散領域3は、表層のキャリア濃度を増加し、電気
的コンタクトを容易にとることができる状態に変化させ
るとともに、周囲の半導体層との間で混晶化を生じ、活
性層付近では、この領域のエネルギーバンドギャップが
活性領域に比べて増大するという効果をも有するため、
発光領域での電流閉じこめ効果が向上し、さらには、不
純物拡散領域3では屈折率が増大し、光閉じ込めが向上
する。そして電流は、n型上部半導体多層反射膜9およ
びp型不純物拡散領域3上に形成されたn側電極12お
よびp側電極11の間で量子井戸活性層5を経由して流
れる。
The lower semiconductor multilayer reflective film 2 is made of Al
It is formed by laminating a 0.9 Ga 0.1 As layer and an Al 0.7 Ga 0.3 As layer with a thickness of λ / (4n r ) (λ: oscillation wavelength, n r : refractive index) for about 40.5 periods. is there. The lower spacer layer 4 is made of undoped Al 0.6 Ga 0.4
The quantum well active layer 5 is composed of an undoped Al 0.11 Ga 0.89 quantum well layer (film thickness 8 nm ×
3) and undoped Al 0. 3 Ga 0.7 As barrier layer (thickness 5
nm × 4), the upper spacer layer 6 is made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, and the total thickness is an integral multiple of λ / n r . The upper semiconductor multilayer reflection film 9, Al 0.9 Ga 0.1 As layer and the Al 0 .7 Ga
0.3 AsGaAs layer and λ / (4n r )
(Λ: oscillation wavelength, n r : refractive index) are formed by alternately laminating 30 periods. In order to prevent oxidation, the uppermost protective layer 10 was an n-type GaAs layer. Further, the n-type AlAs layer 7 has a λ / (4n r ) protective layer 1.
0 is 3λ / (4n r ). The number of periods of the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is made smaller than the number of periods of the lower semiconductor multilayer reflective film 2 in order to extract outgoing light from the upper surface of the substrate with a difference in reflectance. The kind of the dopant is not limited to the one used here, and it is also possible to use silicon and selenium for n-type and beryllium for zinc or magnesium for p-type. The impurity diffusion region 3 increases the carrier concentration of the surface layer, changes the state to a state where electrical contact can be easily made, and causes a mixed crystal with the surrounding semiconductor layer. It also has the effect of increasing the energy band gap of the region compared to the active region,
The current confinement effect in the light emitting region is improved, and further, the refractive index is increased in the impurity diffusion region 3 and the light confinement is improved. The current flows through the quantum well active layer 5 between the n-side electrode 12 and the p-side electrode 11 formed on the n-type upper semiconductor multilayer reflective film 9 and the p-type impurity diffusion region 3.

【0028】このようにして発振波長λ=780nmの
レーザ光を基板表面から取り出すことができる。
In this manner, a laser beam having an oscillation wavelength λ = 780 nm can be extracted from the substrate surface.

【0029】かかる構成によれば、比較的容易なプロセ
スによって電流経路および光閉じ込めが可能となるた
め、再現性が高く生産性にとみ、レーザ特性の良好な屈
折率導波型面発光レーザ装置を提供することができる。
また、2次元アレイ化して素子数が多数個にわたる場合
でも高い歩留まりを得ることが可能となる。
According to this structure, the current path and the light confinement can be performed by a relatively easy process, so that the refraction index guided surface emitting laser device having good laser characteristics and high reproducibility can be realized. Can be provided.
In addition, even when the number of elements is large in a two-dimensional array, a high yield can be obtained.

【0030】次に、この面発光型半導体レーザ装置の製
造工程について説明する。まず、図2に示すように、有
機金属気相成長(MOCVD)法により、p型のガリウ
ムヒ素(GaAs)(100)基板1上に、 p型のA
0.9Ga0.1As/Al0.3Ga0.7As下部半導体多層
反射膜2と、アンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる
下部スペーサ層4と、アンドープのAl0.11Ga0.89
子井戸層とアンドープのAl0.3Ga0.7As障壁層とか
らなる量子井戸活性層5と、アンドープのAl0.6Ga
0.4Asからなる上部スペーサ層6と、n型AlAs層
7、そしてn型のAl0.9Ga0.1As/Al0.3Ga0.7
As上部半導体多層反射膜9と,n型GaAs層からな
る保護層10を順次積層する。そして基板を成長室から
取出し、フォトリソグラフィ技術により、図3に示すよ
うに、レジストマスク13を形成し、硫酸系のエッチャ
ントを用いて上部半導体多層反射膜9を選択的に除去す
る。 このエッチング工程はn型AlAs層7が露出し
ない深さでとめた。これにより、半導体柱が形成され
た。
Next, the manufacturing process of this surface emitting semiconductor laser device will be described. First, as shown in FIG. 2, a p-type A is deposited on a p-type gallium arsenide (GaAs) (100) substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
l 0.9 Ga 0.1 As / Al 0.3 Ga 0.7 As Lower semiconductor multilayer reflective film 2, lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, undoped Al 0.11 Ga 0.89 quantum well layer and undoped Al 0.3 Ga 0.7 A quantum well active layer 5 composed of an As barrier layer and undoped Al 0.6 Ga
An upper spacer layer 6 made of 0.4 As, an n-type AlAs layer 7, and an n-type Al 0.9 Ga 0.1 As / Al 0.3 Ga 0.7
An As upper semiconductor multilayer reflective film 9 and a protective layer 10 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated. Then, the substrate is taken out of the growth chamber, a resist mask 13 is formed by photolithography as shown in FIG. 3, and the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is selectively removed using a sulfuric acid-based etchant. This etching step was stopped at such a depth that the n-type AlAs layer 7 was not exposed. As a result, a semiconductor pillar was formed.

【0031】そしてさらに、図4に示すように、フォト
リソグラフィ技術によりレジストマスク13を形成し、
硫酸系のエッチャントを用いて下部半導体多層反射膜2
が露呈する深さまでエッチングした。これにより、n側
電極を形成するためのテラスが形成された。 さらに、
このテラスの外側にイオン注入法により、p型不純物を
導入した。ここではp型不純物としてベリリウムイオン
を用い、ドーズ量1×1019cmー3加速電圧1keVで
イオン注入を行った。これによりp型不純物拡散領域3
が形成された。
Then, as shown in FIG. 4, a resist mask 13 is formed by a photolithography technique.
Lower semiconductor multilayer reflective film 2 using sulfuric acid based etchant
Was etched to a depth at which. Thereby, a terrace for forming the n-side electrode was formed. further,
A p-type impurity was introduced outside the terrace by ion implantation. Here, beryllium ions were used as p-type impurities, and ion implantation was performed at a dose of 1 × 10 19 cm −3 and an acceleration voltage of 1 keV. Thereby, the p-type impurity diffusion region 3
Was formed.

【0032】次にレジストマスク13を除去し、800
℃、10分の活性化アニールを行った。これにより、p
型不純物拡散領域3のキャリア濃度はほぼ1×1019
ー3となったことを確認した。
Next, the resist mask 13 is removed and 800
Activation annealing was performed at 10 ° C. for 10 minutes. This gives p
Carrier concentration of the impurity diffusion region 3 is approximately 1 × 10 19 c
m -3 was confirmed.

【0033】さらに、フォトリソグラフィ及びモノクロ
ルベンゼン処理により、図5に示すようにオーバーハン
グ形状のレジストパターン13を形成した。
Further, by photolithography and monochlorobenzene treatment, an overhang-shaped resist pattern 13 was formed as shown in FIG.

【0034】これにEB蒸着法により、Au/Tiを成
膜し、レジストおよびレジスト上のAu/Tiをリフト
オフすることにより、p側電極11及びn側電極12を
形成した。さらにこれをアニールしてAu/Tiをアロ
イ化した。これを水蒸気雰囲気中にさらし、n型AlA
s層7を側面から酸化し、電流狭窄層8を形成した。こ
のようにして図1に示した本発明実施例の面発光型半導
体レーザ装置が完成する。
An Au / Ti film was formed thereon by the EB vapor deposition method, and the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12 were formed by lifting off the resist and the Au / Ti on the resist. This was further annealed to alloy Au / Ti. This is exposed to a steam atmosphere, and n-type AlA
The s layer 7 was oxidized from the side to form a current confinement layer 8. Thus, the surface emitting semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is completed.

【0035】なお、前記実施例では各半導体層は有機金
属気相成長法で形成したが、これに限定されることなく
分子線エピタキシー(MBE)法などによっても良い。
In the above embodiment, each semiconductor layer is formed by metal organic chemical vapor deposition. However, the present invention is not limited to this. For example, molecular beam epitaxy (MBE) may be used.

【0036】この面発光型半導体レーザ装置のp側電極
のコンタクト抵抗を調べた結果、従来のショットキー的
な特性ではなく、オーミックコンタクトとなっており、
コンタクト抵抗も従来の3分の1に低減できた。このよ
うにして作製された面発光型半導体レーザ装置の動作
は、以下に示すごとくである。ここで、p側電極11か
らp型拡散領域3を介して下部半導体多層反射膜2、量
子井戸活性層5にキャリアが注入され、上部半導体多層
反射膜9を介してn側電極12へと電流が流れるように
なっている。そして、量子井戸層に注入されたキャリア
は電子−正孔再結合により光を放出し、この光は上部と
下部の半導体多層反射膜によって反射され、利得が損失
を上回ったところでレーザ発振を生ずる。レーザ光は半
導体柱表面から出射される。
As a result of examining the contact resistance of the p-side electrode of this surface-emitting type semiconductor laser device, an ohmic contact was obtained instead of the conventional Schottky characteristic.
The contact resistance was also reduced to one third of the conventional one. The operation of the surface-emitting type semiconductor laser device manufactured as described above is as follows. Here, carriers are injected from the p-side electrode 11 into the lower semiconductor multilayer reflective film 2 and the quantum well active layer 5 via the p-type diffusion region 3, and current is supplied to the n-side electrode 12 via the upper semiconductor multilayer reflective film 9. Is flowing. Then, the carriers injected into the quantum well layer emit light by electron-hole recombination. The light is reflected by the upper and lower semiconductor multilayer reflection films, and laser oscillation occurs when the gain exceeds the loss. Laser light is emitted from the surface of the semiconductor pillar.

【0037】次に本発明の第2の実施例の面発光型半導
体レーザ装置の製造方法について、図6乃至図10を参
照しつつ説明する。この方法は、p型不純物拡散領域の
形成方法が前記第1の実施例と異なることを特徴とする
もので、有機金属気相成長(MOCVD)法により、p
型のガリウムヒ素(GaAs)(100)基板1上に、
p型のAl0.9Ga0.1As/Al0 .3Ga0.7As下部
半導体多層反射膜2を積層形成した後、 図6に示すよ
うに、フォトリソグラフィ技術によりレジストマスク1
3を形成し、これをマスクとしてイオン注入法により、
p型不純物を導入した。ここではp型不純物としてベリ
リウムイオンを用い、ドーズ量1×1019cmー3加速電
圧1keVでイオン注入を行った。これによりp型不純
物拡散領域3が形成された。
Next, a method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This method is characterized in that the method of forming the p-type impurity diffusion region is different from that of the first embodiment, and the p-type impurity diffusion region is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
Gallium arsenide (GaAs) (100) substrate 1
After the p-type Al 0.9 Ga 0.1 As / Al 0 .3 Ga 0.7 As lower semiconductor multilayer reflection film 2 is laminated, as shown in FIG. 6, a resist mask 1 by a photolithography technique
3 is formed, and using this as a mask by ion implantation,
A p-type impurity was introduced. Here, beryllium ions were used as p-type impurities, and ion implantation was performed at a dose of 1 × 10 19 cm −3 and an acceleration voltage of 1 keV. Thus, a p-type impurity diffusion region 3 was formed.

【0038】続いてレジストマスク13を除去した後、
同様にして、有機金属気相成長(MOCVD)法によ
り、この上層にアンドープのAl0.6Ga0.4Asからな
る下部スペーサ層4と、アンドープのAl0.11Ga0.89
量子井戸層とアンドープのAl0.3Ga0.7As障壁層と
からなる量子井戸活性層5と、 アンドープのAl0.6
0.4Asからなる上部スペーサ層6と、n型AlAs
層7、そしてn型のAl0 .9Ga0.1As/Al0.3Ga
0.7As 上部半導体多層反射膜9と、n型GaAs層か
らなる保護層10を順次積層する(図7参照)。そして
基板を成長室から取出し、フォトリソグラフィ技術によ
り、図8に示すように、レジストマスク13を形成し、
硫酸系のエッチャントを用いて上部半導体多層反射膜9
を選択的に除去する。 このエッチング工程はn型Al
As層7が露出しない深さでとめた。これにより、半導
体柱が形成された。
Subsequently, after removing the resist mask 13,
Similarly, a lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As and an undoped Al 0.11 Ga 0.89 are formed on the upper layer by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
A quantum well active layer 5 composed of a quantum well layer and an undoped Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer, and an undoped Al 0.6 G
a 0.4 As upper spacer layer 6 and n-type AlAs
Layer 7 and n-type Al 0 .9 Ga 0.1 As / Al 0.3 Ga
A 0.7 As upper semiconductor multilayer reflective film 9 and a protective layer 10 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated (see FIG. 7). Then, the substrate is taken out of the growth chamber, and a resist mask 13 is formed by photolithography as shown in FIG.
Upper semiconductor multilayer reflection film 9 using a sulfuric acid-based etchant
Is selectively removed. This etching step is an n-type Al
It was stopped at a depth where the As layer 7 was not exposed. As a result, a semiconductor pillar was formed.

【0039】そしてさらに、図9に示すように、フォト
リソグラフィ技術によりレジストマスク13を形成し、
硫酸系のエッチャントを用いてp型不純物拡散領域3が
露呈する深さまでエッチングする。これにより、n側電
極を形成するためのテラスが形成された。
Further, as shown in FIG. 9, a resist mask 13 is formed by a photolithography technique.
Etching is performed using a sulfuric acid-based etchant to a depth where the p-type impurity diffusion region 3 is exposed. Thereby, a terrace for forming the n-side electrode was formed.

【0040】さらに、フォトリソグラフィ及びモノクロ
ルベンゼン処理により、図10に示すようにオーバーハ
ング形状のレジストパターン13を形成した。
Further, an overhang-shaped resist pattern 13 was formed by photolithography and monochlorobenzene treatment as shown in FIG.

【0041】これにEB蒸着法により、Au/Tiを成
膜し、レジストおよびレジスト上のAu/Tiをリフト
オフすることにより、p側電極11及びn側電極12を
形成した。さらにこれをアニールしてAu/Tiをアロ
イ化した。これを水蒸気雰囲気中にさらし、n型AlA
s層7を側面から酸化し、電流狭窄層8を形成した。こ
のようにして図1に示した本発明実施例の面発光型半導
体レーザ装置が完成する。
A Au / Ti film was formed thereon by the EB vapor deposition method, and the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12 were formed by lifting off the resist and the Au / Ti on the resist. This was further annealed to alloy Au / Ti. This is exposed to a steam atmosphere, and n-type AlA
The s layer 7 was oxidized from the side to form a current confinement layer 8. Thus, the surface emitting semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is completed.

【0042】この面発光型半導体レーザ装置のp側電極
のコンタクト抵抗を調べた結果、従来のショットキー的
な特性ではなく、オーミックコンタクトとなっており、
コンタクト抵抗も従来の3分の1に低減できた。前記実
施例1および実施例2では、p側電極コンタクトのため
の高濃度不純物領域3は、コンタクト領域およびその近
傍にのみ形成されているが、電流狭窄層により規定され
た発光領域の真下まで伸長させるように形成してもよ
い。この高濃度不純物領域3は、低抵抗でありコンタク
ト抵抗を低減する一方で、屈折率が高く、光閉じこめ効
果を増大することができるという2つの作用を具備して
いる。次に、この1例である本発明の第3の実施例とし
て、p側電極コンタクトのための高濃度不純物領域3
を、図11に示すように、半導体柱の真下で、電流狭窄
層8により規定された発光領域まで伸長せしめた構造に
ついて説明する。
As a result of examining the contact resistance of the p-side electrode of this surface-emitting type semiconductor laser device, it was found that an ohmic contact was obtained instead of the conventional Schottky characteristic.
The contact resistance was also reduced to one third of the conventional one. In the first and second embodiments, the high-concentration impurity region 3 for the p-side electrode contact is formed only in the contact region and its vicinity, but extends to just below the light emitting region defined by the current confinement layer. You may form so that it may be. The high-concentration impurity region 3 has two functions such as low resistance and low contact resistance, while having a high refractive index and capable of increasing the light confinement effect. Next, as a third embodiment of the present invention, which is one example of this, a high-concentration impurity region 3 for a p-side electrode contact is provided.
A structure will be described below, which extends to the light emitting region defined by the current confinement layer 8 immediately below the semiconductor pillar as shown in FIG.

【0043】この面発光型半導体レーザ装置は、図1に
示した本発明の第1の実施例における高濃度不純物領域
3が、p側電極11形成のためのテラスにのみ形成され
ているのに対し、この面発光型半導体レーザ装置は、高
濃度不純物領域3が、電流狭窄層8の内側端部近傍まで
伸長している点のみが異なり、他の構造についてはまっ
たく同様に形成されている。
In this surface-emitting type semiconductor laser device, the high concentration impurity region 3 in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is formed only on the terrace for forming the p-side electrode 11. On the other hand, this surface-emitting type semiconductor laser device is different only in that the high-concentration impurity region 3 extends to the vicinity of the inner end of the current confinement layer 8, and the other structures are exactly the same.

【0044】次にこの第3の実施例の面発光型半導体レ
ーザ装置の製造方法について、図12乃至図16を参照
しつつ説明する。まず、有機金属気相成長(MOCV
D)法により、p型のガリウムヒ素(GaAs)(10
0)基板1上に、 p型のAl0.9Ga0.1As/Al0.3
Ga0.7As下部半導体多層反射膜2を積層形成した
後、図12に示すように、フォトリソグラフィ技術によ
り発光領域に相当する領域の真上にレジストマスク13
を形成し、これをマスクとしてイオン注入法により、p
型不純物を導入した。ここでは前記第2の実施例と同様
に、p型不純物としてベリリウムイオンを用い、ドーズ
量1×1019cmー3加速電圧1keVでイオン注入を行
った。これによりp型不純物拡散領域3が形成された。
Next, a method of manufacturing the surface emitting semiconductor laser device of the third embodiment will be described with reference to FIGS. First, metal organic chemical vapor deposition (MOCV
D) method, p-type gallium arsenide (GaAs) (10
0) p-type Al 0.9 Ga 0.1 As / Al 0.3
After the Ga 0.7 As lower semiconductor multilayer reflective film 2 is formed by lamination, as shown in FIG. 12, a resist mask 13 is formed immediately above a region corresponding to a light emitting region by photolithography.
Is formed, and using this as a mask, p
Type impurities were introduced. Here, as in the second embodiment, beryllium ions were used as p-type impurities, and ion implantation was performed at a dose of 1 × 10 19 cm −3 and an acceleration voltage of 1 keV. Thus, a p-type impurity diffusion region 3 was formed.

【0045】続いてレジストマスク13を除去した後、
同様にして、有機金属気相成長(MOCVD)法によ
り、この上層にアンドープのAl0.6Ga0.4Asからな
る下部スペーサ層4と、アンドープのAl0.11Ga0.89
量子井戸層とアンドープのAl0.3Ga0.7As障壁層と
からなる量子井戸活性層5と、アンドープのAl0.6
0.4Asからなる上部スペーサ層6と、n型AlAs
層7、そしてn型のAl0 .9Ga0.1As/Al0.3Ga
0.7As上部半導体多層反射膜9と、 n型GaAs層か
らなる保護層10を順次積層する(図13参照)。そし
て基板を成長室から取出し、フォトリソグラフィ技術に
より、図14に示すように、レジストマスク13を形成
し、硫酸系のエッチャントを用いて上部半導体多層反射
膜9を選択的に除去する。 このエッチング工程はn型
AlAs層7が露出しない深さでとめた。これにより、
半導体柱が形成された。
Subsequently, after the resist mask 13 is removed,
Similarly, a lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As and an undoped Al 0.11 Ga 0.89 are formed on the upper layer by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
A quantum well active layer 5 composed of a quantum well layer and an undoped Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer, and an undoped Al 0.6 G
a 0.4 As upper spacer layer 6 and n-type AlAs
Layer 7 and n-type Al 0 .9 Ga 0.1 As / Al 0.3 Ga
A 0.7 As upper semiconductor multilayer reflective film 9 and a protective layer 10 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated (see FIG. 13). Then, the substrate is taken out of the growth chamber, a resist mask 13 is formed by photolithography as shown in FIG. 14, and the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is selectively removed using a sulfuric acid-based etchant. This etching step was stopped at such a depth that the n-type AlAs layer 7 was not exposed. This allows
Semiconductor pillars were formed.

【0046】そしてさらに、図15に示すように、フォ
トリソグラフィ技術によりレジストマスク13を形成
し、硫酸系のエッチャントを用いてp型不純物拡散領域
3が露呈する深さまでエッチングする。これにより、n
側電極を形成するためのテラスが形成された。
Further, as shown in FIG. 15, a resist mask 13 is formed by a photolithography technique, and is etched using a sulfuric acid-based etchant to a depth at which the p-type impurity diffusion region 3 is exposed. This gives n
Terraces for forming side electrodes were formed.

【0047】さらに、フォトリソグラフィ及びモノクロ
ルベンゼン処理により、図16に示すように電極形成領
域に開口を形成したオーバーハング形状のレジストパタ
ーン13を形成した。
Further, by photolithography and monochlorobenzene treatment, an overhang-shaped resist pattern 13 having an opening formed in the electrode forming region was formed as shown in FIG.

【0048】これにEB蒸着法により、Au/Tiを成
膜し、レジストおよびレジスト上のAu/Tiをリフト
オフすることにより、p側電極11及びn側電極12を
形成した。さらにこれをアニールしてAu/Tiをアロ
イ化した。これを水蒸気雰囲気中にさらし、n型AlA
s層7を側面から酸化し、電流狭窄層8を形成した。こ
のようにして図11に示した本発明実施例の面発光型半
導体レーザ装置が完成する。
An Au / Ti film was formed thereon by the EB vapor deposition method, and the resist and the Au / Ti on the resist were lifted off to form the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12. This was further annealed to alloy Au / Ti. This is exposed to a steam atmosphere, and n-type AlA
The s layer 7 was oxidized from the side to form a current confinement layer 8. Thus, the surface emitting semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 11 is completed.

【0049】この面発光型半導体レーザ装置のp側電極
のコンタクト抵抗を調べた結果、コンタクト抵抗が前記
第2の実施例よりもさらに低減されており、また発光効
率も向上している。これは高濃度不純物領域がコンタク
ト抵抗を低減すると共に、高屈折率の光とじこめ領域を
形成しているためと考えられる。
As a result of examining the contact resistance of the p-side electrode of this surface-emitting type semiconductor laser device, the contact resistance was further reduced as compared with the second embodiment, and the luminous efficiency was improved. This is presumably because the high-concentration impurity region reduces the contact resistance and forms a high-refractive-index light-trapping region.

【0050】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。この例では、前記第3の実施例の面発光型半導体
レーザ装置の構造に、さらに、この活性層5の下側に
も、発光領域の近傍まで伸長する高濃度不純物領域3の
端部とほぼ一致するように、電流狭窄層8が形成されて
いることを特徴とする。この電流狭窄層8は、p型Al
As層14の側方からの選択酸化によって形成される。
他の構造については前記第3の実施例とまったく同様に
形成されている。次にこの第4の実施例の面発光型半導
体レーザ装置の製造方法について、図18乃至図22を
参照しつつ説明する。まず、前記第3の実施例において
図12に示したのと同様に、有機金属気相成長(MOC
VD)法により、p型のガリウムヒ素(GaAs)(1
00)基板1上に、 p型の Al0.9Ga0.1As/Al
0.3Ga0.7As下部半導体多層反射膜2を積層形成した
後、図18に示すように、フォトリソグラフィ技術によ
り発光領域に相当する領域の真上にレジストマスク13
を形成し、これをマスクとしてイオン注入法により、p
型不純物を導入した。ここでは前記第2の実施例と同様
に、p型不純物としてベリリウムイオンを用い、ドーズ
量1×1019cmー3加速電圧1keVでイオン注入を行
った。これによりp型不純物拡散領域3が形成された。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this example, in addition to the structure of the surface emitting semiconductor laser device of the third embodiment, the edge of the high-concentration impurity region 3 extending to the vicinity of the light emitting region is also provided below the active layer 5. A feature is that a current constriction layer 8 is formed so as to match. This current confinement layer 8 is made of p-type Al
It is formed by selective oxidation from the side of the As layer 14.
The other structure is formed in exactly the same manner as in the third embodiment. Next, a method of manufacturing the surface emitting semiconductor laser device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 12 in the third embodiment, metal organic chemical vapor deposition (MOC)
VD) method, p-type gallium arsenide (GaAs) (1
00) p-type Al 0.9 Ga 0.1 As / Al
After laminating the 0.3 Ga 0.7 As lower semiconductor multilayer reflective film 2, as shown in FIG. 18, a resist mask 13 is formed immediately above a region corresponding to a light emitting region by a photolithography technique.
Is formed, and using this as a mask, p
Type impurities were introduced. Here, as in the second embodiment, beryllium ions were used as p-type impurities, and ion implantation was performed at a dose of 1 × 10 19 cm −3 and an acceleration voltage of 1 keV. Thus, a p-type impurity diffusion region 3 was formed.

【0051】続いてレジストマスク13を除去した後、
同様にして、有機金属気相成長(MOCVD)法によ
り、この上層にアンドープのAl0.6Ga0.4Asからな
る下部スペーサ層4と、p型AlAs層14と、アンド
ープのAl0.11Ga0.89量子井戸層とアンドープのAl
0.3Ga0.7As障壁層とからなる量子井戸活性層5と、
アンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる上部スペーサ
層6と、n型AlAs層7、そしてn型のAl0.9Ga
0.1As/Al0.3Ga0.7As上部半導体多層反射膜9
と、n型GaAs層からなる保護層10を順次積層する
(図19参照)。そして基板を成長室から取出し、フォ
トリソグラフィ技術により、図20に示すように、レジ
ストマスク13を形成し、硫酸系のエッチャントを用い
て上部半導体多層反射膜9を選択的に除去する。 この
エッチング工程はn型AlAs層7が露出しない深さで
とめた。これにより、半導体柱が形成された。
Subsequently, after removing the resist mask 13,
Similarly, a lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, a p-type AlAs layer 14 and an undoped Al 0.11 Ga 0.89 quantum well layer are formed on the upper layer by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Undoped Al
A quantum well active layer 5 comprising a 0.3 Ga 0.7 As barrier layer;
An upper spacer layer 6 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, an n-type AlAs layer 7, and an n-type Al 0.9 Ga
0.1 As / Al 0.3 Ga 0.7 As upper semiconductor multilayer reflective film 9
And a protective layer 10 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated (see FIG. 19). Then, the substrate is taken out of the growth chamber, a resist mask 13 is formed by photolithography as shown in FIG. 20, and the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is selectively removed using a sulfuric acid-based etchant. This etching step was stopped at such a depth that the n-type AlAs layer 7 was not exposed. As a result, a semiconductor pillar was formed.

【0052】そしてさらに、図21に示すように、フォ
トリソグラフィ技術によりレジストマスク13を形成
し、硫酸系のエッチャントを用いてp型不純物拡散領域
3が露呈する深さまでエッチングする。これにより、エ
ッチング領域の内側にはn側電極を形成するためのテラ
スが形成された。
Further, as shown in FIG. 21, a resist mask 13 is formed by a photolithography technique, and is etched using a sulfuric acid-based etchant to a depth at which the p-type impurity diffusion region 3 is exposed. As a result, a terrace for forming the n-side electrode was formed inside the etching region.

【0053】さらに、フォトリソグラフィ及びモノクロ
ルベンゼン処理により、図16に示すように電極形成領
域に開口を形成したオーバーハング形状のレジストパタ
ーン13を形成した。
Further, by photolithography and monochlorobenzene treatment, an overhang-shaped resist pattern 13 having an opening formed in the electrode forming region was formed as shown in FIG.

【0054】これにEB蒸着法により、Au/Tiを成
膜し、レジストおよびレジスト上のAu/Tiをリフト
オフすることにより、p側電極11及びn側電極12を
形成した。さらにこれをアニールしてAu/Tiをアロ
イ化した。これを水蒸気雰囲気中にさらし、p型AlA
s層14およびn型AlAs層7を側面から酸化し、電
流狭窄層8を形成した。このようにして図17に示した
本発明実施例の面発光型半導体レーザ装置が完成する。
An Au / Ti film was formed thereon by the EB vapor deposition method, and the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12 were formed by lifting off the resist and the Au / Ti on the resist. This was further annealed to alloy Au / Ti. This is exposed to a steam atmosphere, and p-type AlA
The s layer 14 and the n-type AlAs layer 7 were oxidized from the side to form a current confinement layer 8. Thus, the surface-emitting type semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 17 is completed.

【0055】この面発光型半導体レーザ装置では、前記
第3の実施例による効果に加え、活性層の下部にも電流
狭窄層を設けたことにより電流注入効率が向上し、レー
ザ特性が改善される。
In the surface-emitting type semiconductor laser device, in addition to the effect of the third embodiment, the current injection efficiency is improved by providing the current confinement layer below the active layer, and the laser characteristics are improved. .

【0056】次に、本発明の第5の実施例について説明
する。この例では、図1に示した前記第1(および第
2)の実施例の面発光型半導体レーザ装置の構造に加
え、図23に示すように、活性層5の下側にも、発光領
域の近傍まで伸長する高濃度不純物領域3の端部とほぼ
一致するように、電流狭窄層8が形成されていることを
特徴とする。この電流狭窄層8は、p型AlAs層14
の側方からの選択酸化によって形成される。他の構造に
ついては前記第1の実施例とまったく同様に形成されて
いる。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In this example, in addition to the structure of the surface emitting semiconductor laser device of the first (and second) embodiment shown in FIG. 1, a light emitting region is also provided below the active layer 5 as shown in FIG. The current confining layer 8 is formed so as to substantially coincide with the end of the high-concentration impurity region 3 extending to the vicinity of. This current confinement layer 8 is formed of a p-type AlAs layer 14.
Is formed by selective oxidation from the side of. The other structure is formed in exactly the same manner as in the first embodiment.

【0057】次にこの第5の実施例の面発光型半導体レ
ーザ装置の製造方法について、図24乃至図28を参照
しつつ説明する。まず、前記第2の実施例において図6
に示したのと同様に、有機金属気相成長(MOCVD)
法により、p型のガリウムヒ素(GaAs)(100)
基板1上に、 p型の Al0.9Ga0.1As/Al0.3
0.7As下部半導体多層反射膜2を積層形成した後、
図18に示すように、フォトリソグラフィ技術により電
極形成領域を除く領域にレジストマスク13を形成し、
これをマスクとしてイオン注入法により、p型不純物を
導入した。ここでは前記第2の実施例と同様に、p型不
純物としてベリリウムイオンを用い、ドーズ量1×10
19cmー3加速電圧1keVでイオン注入を行った。これ
によりp型不純物拡散領域3が形成された。
Next, a method of manufacturing the surface emitting semiconductor laser device of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. First, in the second embodiment, FIG.
Metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)
P-type gallium arsenide (GaAs) (100)
On a substrate 1, a p-type Al 0.9 Ga 0.1 As / Al 0.3 G
After laminating a 0.7 As lower semiconductor multilayer reflective film 2,
As shown in FIG. 18, a resist mask 13 is formed in a region excluding an electrode formation region by a photolithography technique,
Using this as a mask, a p-type impurity was introduced by ion implantation. Here, as in the second embodiment, beryllium ions are used as p-type impurities, and the dose amount is 1 × 10 4.
Ion implantation was performed at an acceleration voltage of 19 cm -3 and 1 keV. Thus, a p-type impurity diffusion region 3 was formed.

【0058】続いてレジストマスク13を除去した後、
同様にして、有機金属気相成長(MOCVD)法によ
り、この上層にアンドープのAl0.6Ga0.4Asからな
る下部スペーサ層4と、p型AlAs層14と、アンド
ープのAl0.11Ga0.89量子井戸層とアンドープのAl
0.3Ga0.7As障壁層とからなる量子井戸活性層5と、
アンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる上部スペーサ
層6と、n型AlAs層7、そしてn型のAl0.9Ga
0.1As/Al0.3Ga0.7As上部半導体多層反射膜9
と、n型GaAs層からなる保護層10を順次積層する
(図25参照)。そして基板を成長室から取出し、フォ
トリソグラフィ技術により、図26に示すように、レジ
ストマスク13を形成し、硫酸系のエッチャントを用い
て上部半導体多層反射膜9を選択的に除去する。 この
エッチング工程はn型AlAs層7が露出しない深さで
とめた。これにより、半導体柱が形成された。
Subsequently, after the resist mask 13 is removed,
Similarly, a lower spacer layer 4 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, a p-type AlAs layer 14 and an undoped Al 0.11 Ga 0.89 quantum well layer are formed on the upper layer by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Undoped Al
A quantum well active layer 5 comprising a 0.3 Ga 0.7 As barrier layer;
An upper spacer layer 6 made of undoped Al 0.6 Ga 0.4 As, an n-type AlAs layer 7, and an n-type Al 0.9 Ga
0.1 As / Al 0.3 Ga 0.7 As upper semiconductor multilayer reflective film 9
And a protective layer 10 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated (see FIG. 25). Then, the substrate is taken out of the growth chamber, a resist mask 13 is formed by photolithography as shown in FIG. 26, and the upper semiconductor multilayer reflective film 9 is selectively removed using a sulfuric acid-based etchant. This etching step was stopped at such a depth that the n-type AlAs layer 7 was not exposed. As a result, a semiconductor pillar was formed.

【0059】そしてさらに、図27に示すように、フォ
トリソグラフィ技術によりレジストマスク13を形成
し、硫酸系のエッチャントを用いてp型不純物拡散領域
3が露呈する深さまでエッチングする。これにより、エ
ッチング領域の内側にはn側電極を形成するためのテラ
スが形成された。
Further, as shown in FIG. 27, a resist mask 13 is formed by a photolithography technique, and is etched using a sulfuric acid-based etchant to a depth at which the p-type impurity diffusion region 3 is exposed. As a result, a terrace for forming the n-side electrode was formed inside the etching region.

【0060】さらに、フォトリソグラフィ及びモノクロ
ルベンゼン処理により、図28に示すように電極形成領
域に開口を形成したオーバーハング形状のレジストパタ
ーン13を形成した。
Further, as shown in FIG. 28, an overhang-shaped resist pattern 13 having an opening formed in the electrode forming region was formed by photolithography and monochlorobenzene treatment.

【0061】これにEB蒸着法により、Au/Tiを成
膜し、レジストおよびレジスト上のAu/Tiをリフト
オフすることにより、p側電極11及びn側電極12を
形成した。さらにこれをアニールしてAu/Tiをアロ
イ化した。これを水蒸気雰囲気中にさらし、p型AlA
s層14およびn型AlAs層7を側面から酸化し、電
流狭窄層8を形成した。このようにして図23に示した
本発明実施例の面発光型半導体レーザ装置が完成する。
An Au / Ti film was formed thereon by EB vapor deposition, and the resist and the Au / Ti on the resist were lifted off to form the p-side electrode 11 and the n-side electrode 12. This was further annealed to alloy Au / Ti. This is exposed to a steam atmosphere, and p-type AlA
The s layer 14 and the n-type AlAs layer 7 were oxidized from the side to form a current confinement layer 8. Thus, the surface emitting semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 23 is completed.

【0062】この面発光型半導体レーザ装置では、前記
第1の実施例による効果に加え、活性層の下部にも電流
狭窄層を設けたことにより電流注入効率が向上し、レー
ザ特性が改善される。
In the surface-emitting type semiconductor laser device, in addition to the effects of the first embodiment, the current injection efficiency is improved by providing the current confinement layer below the active layer, and the laser characteristics are improved. .

【0063】なお、以上説明した実施例の構造によれ
ば、n側電極12およびp側電極11を同一材料によっ
て同時に形成する事ができる。これは個々のデバイスを
複数並べて、例えばマトリックス配置デバイスを作成す
る際に個々のデバイスに独立してアクセス可能な電極を
形成する際に有利となる。この場合にはn,p両方への
接合特性の良好な金属材料を用いることが望ましい。た
だし、またn側電極およびp側電極を別材料で、二度の
フォトリソグラフィを用いて形成してもよいことはいう
までもない。
According to the structure of the embodiment described above, the n-side electrode 12 and the p-side electrode 11 can be formed simultaneously using the same material. This is advantageous when arranging a plurality of individual devices to form electrodes that can be accessed independently of each other, for example, when creating a matrix arrangement device. In this case, it is desirable to use a metal material having good bonding characteristics to both n and p. However, it goes without saying that the n-side electrode and the p-side electrode may be formed of different materials and using two photolithography processes.

【0064】また、配線は半導体柱底部でのみ行われ得
るため、段差のある領域でフォトリソグラフィを行う場
合の段切れ等、素子の歩留まり低下の原因となる工程が
不要となるため、製造が容易で信頼性の高いデバイスを
得ることが可能となる。
Further, since the wiring can be performed only at the bottom of the semiconductor pillar, a step which causes a decrease in the yield of the element such as a step breakage in the case of performing photolithography in a stepped area is not required. Thus, a highly reliable device can be obtained.

【0065】また、前記実施例では、結晶成長装置とし
てMOCVD装置を用いる場合について説明したが、こ
れに限定されることなく、例えば分子線ビームエピタキ
シー(MBE)装置、液相エピタキシー(LPE)装置
等を用いてもよい。
In the above embodiment, the case where the MOCVD apparatus is used as the crystal growth apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus, a liquid phase epitaxy (LPE) apparatus, etc. May be used.

【0066】さらにまた、前記実施例では、量子井戸活
性層を構成する材料としてGaAs/AlGaAs系半
導体を用いたが、これに限定されることなく、例えば量
子井戸活性層にGaAs/InGaAs系あるいは、I
nP/InGaAsP系半導体を用いることも可能であ
る。
Further, in the above-described embodiment, a GaAs / AlGaAs-based semiconductor is used as a material constituting the quantum well active layer. However, the present invention is not limited to this. For example, a GaAs / InGaAs-based semiconductor or a quantum well active layer may be used. I
It is also possible to use an nP / InGaAsP-based semiconductor.

【0067】また、電極金属としては、Au/Tiだけ
でなく、Pt/TiなどのTi系合金、その他Au系合
金など、化合物半導体プロセスで用いられるような材料
でもよい。また、イオン注入の条件も電極材料などに応
じて加速電圧、不純物種、ドーズ量を変化させるように
すればよい。p型不純物としてはBeの他にMg、Z
n、Cなどを用いようにしてもよい。またデバイスの性
質によってはp側でなく、n側にn型不純物を導入する
ようにしてもよい。
As the electrode metal, not only Au / Ti but also Ti-based alloys such as Pt / Ti, and other Au-based alloys may be used as materials used in the compound semiconductor process. The conditions for ion implantation may be such that the accelerating voltage, impurity type, and dose are changed according to the electrode material and the like. As p-type impurities, in addition to Be, Mg, Z
You may use n, C, etc. Depending on the properties of the device, an n-type impurity may be introduced into the n-side instead of the p-side.

【0068】なお、本発明の構成要件を満足する範囲内
で他の方法によっても実現可能であることはいうまでも
ない。
Needless to say, the present invention can be realized by other methods within a range satisfying the constitutional requirements of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、p側電極をオーミック接触させることができ、p側
電極もn側電極も同一材料で形成しながらも、コンタク
ト抵抗を低減することが可能となリ、レーザ特性の優れ
た面発光型半導体レーザ装置を提供することが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the p-side electrode can be brought into ohmic contact, and the contact resistance can be reduced while the p-side electrode and the n-side electrode are formed of the same material. It is possible to provide a surface-emitting type semiconductor laser device having excellent laser characteristics.

【0070】また、電極が半導体柱の底部に形成されか
つ、p側電極もn側電極も同一材料で形成することもで
きるため、配線が容易で信頼性の高い面発光型半導体レ
ーザを得ることができる。特に集積化に際して極めて有
効な構造である。
Further, since the electrodes are formed at the bottom of the semiconductor pillar and the p-side electrode and the n-side electrode can be formed of the same material, a highly reliable surface emitting semiconductor laser can be obtained. Can be. In particular, this structure is very effective for integration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の面発光型半導体レーザ
装置を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a surface emitting semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】同面発光型半導体レーザ装置の第1の製造工程
FIG. 2 is a first manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図3】同面発光型半導体レーザ装置の第1の製造工程
FIG. 3 is a first manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device;

【図4】同面発光型半導体レーザ装置の第1の製造工程
FIG. 4 is a first manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device;

【図5】同面発光型半導体レーザ装置の第1の製造工程
FIG. 5 is a first manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図6】同面発光型半導体レーザ装置の第2の製造工程
FIG. 6 is a second manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図7】同面発光型半導体レーザ装置の第2の他の製造
工程図
FIG. 7 is a second other manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device;

【図8】同面発光型半導体レーザ装置の第2の製造工程
FIG. 8 is a second manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図9】同面発光型半導体レーザ装置の第2の製造工程
FIG. 9 is a second manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図10】同面発光型半導体レーザ装置の第2の製造工
程図
FIG. 10 is a second manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device.

【図11】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置を示す図
FIG. 11 is a view showing a surface-emitting type semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention;

【図12】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 12 is a manufacturing process diagram of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention;

【図13】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 13 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 14 is a manufacturing process diagram of the surface emitting semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention;

【図15】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 15 is a manufacturing process diagram of the surface emitting semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention;

【図16】本発明の第3の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 16 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention;

【図17】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置を示す図
FIG. 17 is a view showing a surface-emitting type semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention;

【図18】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 18 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention;

【図19】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 19 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 20 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention;

【図21】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 21 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention;

【図22】本発明の第4の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 22 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention;

【図23】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置を示す図
FIG. 23 is a view showing a surface emitting semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention;

【図24】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 24 is a manufacturing process diagram of the surface emitting semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention;

【図25】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 25 is a view showing a manufacturing process of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention;

【図26】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 26 is a manufacturing process diagram of the surface emitting semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention;

【図27】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 27 is a manufacturing process diagram of the surface-emitting type semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention;

【図28】本発明の第5の実施例の面発光型半導体レー
ザ装置の製造工程図
FIG. 28 is a view showing a manufacturing process of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention;

【図29】従来例の面発光型半導体レーザ装置を示す図FIG. 29 is a diagram showing a conventional surface-emitting type semiconductor laser device.

【図30】従来例の実施例の面発光型半導体レーザ装置
の製造工程図
FIG. 30 is a manufacturing process diagram of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a conventional example.

【図31】従来例の実施例の面発光型半導体レーザ装置
の製造工程図
FIG. 31 is a manufacturing process diagram of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a conventional example.

【図32】従来例の実施例の面発光型半導体レーザ装置
の製造工程図
FIG. 32 is a view showing a manufacturing process of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a conventional example.

【図33】従来例の実施例の面発光型半導体レーザ装置
の製造工程図
FIG. 33 is a manufacturing process diagram of a surface-emitting type semiconductor laser device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型ガリウムひ素(GaAs)基板 2 p型下部半導体多層反射膜 3 p型高濃度不純物領域 4 p型下部スペーサ層 5 量子井戸活性層 6 n型上部スぺーサ層 7 n型AlAs層 8 電流狭窄層 9 上部半導体多層反射膜 10 保護膜 11 p側電極 12 n側電極 13 レジスト 14 p型AlAs層 REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type gallium arsenide (GaAs) substrate 2 p-type lower semiconductor multilayer reflective film 3 p-type high-concentration impurity region 4 p-type lower spacer layer 5 quantum well active layer 6 n-type upper spacer layer 7 n-type AlAs layer 8 current Narrowing layer 9 Upper semiconductor multilayer reflective film 10 Protective film 11 p-side electrode 12 n-side electrode 13 resist 14 p-type AlAs layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、少なくとも、下部半導体多層
反射膜と、活性層と、上部半導体多層反射膜とを、順次
積層し、発光領域上に選択的に上部多層反射膜からなる
半導体柱状構造を形成し、この半導体柱状構造に近接し
て、上部多層反射膜にコンタクトするように第1の電極
を形成するとともに、さらに、下部半導体多層反射膜が
露呈するように開口を形成し、この開口内に露呈する領
域に第2の電極を形成した面発光型半導体レーザ装置に
おいて、 前記開口内に露呈する下部半導体多層反射膜を含む光導
波路を形成しない部分に、前記下部半導体多層反射膜と
同一導電型の不純物を高濃度に含有する高濃度不純物領
域を形成したことを特徴とする面発光型半導体レーザ装
置。
1. A semiconductor columnar structure in which at least a lower semiconductor multilayer reflection film, an active layer, and an upper semiconductor multilayer reflection film are sequentially stacked on a substrate, and the upper multilayer reflection film is selectively formed on a light emitting region. Forming a first electrode adjacent to the semiconductor columnar structure so as to contact the upper multilayer reflective film, and further forming an opening so as to expose the lower semiconductor multilayer reflective film; A surface emitting semiconductor laser device in which a second electrode is formed in a region exposed inside the semiconductor laser device, wherein a portion not forming an optical waveguide including a lower semiconductor multilayer reflective film exposed in the opening is the same as the lower semiconductor multilayer reflective film. A surface-emitting type semiconductor laser device wherein a high-concentration impurity region containing a high-conductivity-type impurity is formed.
【請求項2】 前記下部半導体多層反射膜がp型半導体
層で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
面発光型半導体レーザ装置。
2. The surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 1, wherein said lower semiconductor multilayer reflection film is formed of a p-type semiconductor layer.
【請求項3】 前記高濃度不純物領域は、前記開口か
ら、半導体柱の真下で、電流狭窄層により規定された発
光領域となる中央の一部の領域の近傍まで伸長するよう
に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の面
発光型半導体レーザ装置。
3. The high-concentration impurity region is configured to extend from the opening to a position immediately below a semiconductor pillar and to a vicinity of a partial central region serving as a light-emitting region defined by a current confinement layer. The surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記活性層の上部または下部に電流路を
規定する電流狭窄層が形成され、 電流路を規定するこの電流狭窄層の端縁と、前記高濃度
不純物領域の端部はほぼ一致するように構成されたこと
を特徴とする請求項3記載の面発光型半導体レーザ装
置。
4. A current confinement layer defining a current path is formed above or below the active layer, and an edge of the current confinement layer defining a current path substantially coincides with an end of the high-concentration impurity region. 4. The surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 3, wherein:
【請求項5】 半導体基板上に、第1の導電型の下部半
導体多層反射膜、半導体活性層、第2の導電型の上部半
導体多層反射膜を順次積層形成する半導体層積層工程
と、 少なくとも前記上部半導体多層反射膜の一部を選択的に
除去し、半導体柱状領域を形成するとともに、さらにそ
の近傍の前記半導体活性層を選択的にエッチング除去し
て前記下部半導体多層反射膜を露呈せしめるエッチング
工程と、 前記半導体柱状領域近傍の上部半導体多層反射膜の一部
および、さらにその近傍に露呈せしめられた前記下部半
導体多層反射膜にコンタクトするようにそれぞれ第1お
よび第2の電極を形成する電極形成工程とを含み、 前記半導体活性層の形成の後、 前記電極形成工程に先
立ち、前記エッチング除去領域の下部半導体多層反射膜
表面に第1導電型の不純物を高濃度に導入し、高濃度不
純物領域を形成する不純物導入工程を含むことを特徴と
する面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
5. A semiconductor layer laminating step of sequentially forming a first conductive type lower semiconductor multilayer reflective film, a semiconductor active layer, and a second conductive type upper semiconductor multilayer reflective film on a semiconductor substrate; An etching step of selectively removing a portion of the upper semiconductor multilayer reflection film to form a semiconductor columnar region and selectively removing the semiconductor active layer in the vicinity thereof by selective etching to expose the lower semiconductor multilayer reflection film; Forming first and second electrodes so as to contact a part of the upper semiconductor multilayer reflective film in the vicinity of the semiconductor columnar region and the lower semiconductor multilayer reflective film exposed in the vicinity thereof, respectively; After the formation of the semiconductor active layer, prior to the electrode forming step, a first semiconductor multilayer reflection film on the surface of the lower semiconductor multilayer reflective film in the etching removal region is provided. Method for producing a conductive type impurities are introduced at a high concentration, the surface-emitting type semiconductor laser device which comprises an impurity introduction step for forming a high-concentration impurity regions.
【請求項6】 前記上部または下部半導体多層反射膜
は、少なくとも1層のAlxGa1-xAs層(x:0<x
<1)を含有し、 前記電極形成工程後に酸素雰囲気中で加熱することによ
り、 前記AlxGa1-xAs層を 側壁から中央の一部を
除いて酸化させ電流狭窄層を形成する酸化工程を含むこ
とを特徴とする請求項5記載の面発光型半導体レーザ装
置の製造方法。
6. The upper or lower semiconductor multilayer reflective film includes at least one Al x Ga 1 -x As layer (x: 0 <x
An oxidation step of forming a current confinement layer by heating the substrate in an oxygen atmosphere after the electrode forming step to oxidize the Al x Ga 1 -x As layer except for a part of the center from a side wall. 6. The method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 5, comprising:
【請求項7】 半導体基板上に、第1の導電型の下部半
導体多層反射膜、半導体活性層、第2の導電型の上部半
導体多層反射膜を順次積層形成する半導体層積層工程
と、 少なくとも前記上部半導体多層反射膜の一部を選択的に
除去し、半導体柱状領域を形成するとともに、さらにそ
の近傍の前記半導体活性層を選択的にエッチング除去し
て前記下部半導体多層反射膜を露呈せしめるエッチング
工程と、 前記半導体柱状領域近傍の上部半導体多層反射膜の一部
および、さらにその近傍に露呈せしめられた前記下部半
導体多層反射膜にコンタクトするようにそれぞれ第1お
よび第2の電極を形成する電極形成工程とを含み、 前記半導体活性層の形成に先立ち、電極形成領域の下部
半導体多層反射膜表面に第1導電型の不純物を高濃度に
導入し、高濃度不純物領域を形成する不純物導入工程を
含むことを特徴とする面発光型半導体レーザ装置の製造
方法。
7. A semiconductor layer laminating step of sequentially laminating a first conductive type lower semiconductor multilayer reflective film, a semiconductor active layer, and a second conductive type upper semiconductor multilayer reflective film on a semiconductor substrate; An etching step of selectively removing a portion of the upper semiconductor multilayer reflection film to form a semiconductor columnar region and selectively removing the semiconductor active layer in the vicinity thereof by selective etching to expose the lower semiconductor multilayer reflection film; Forming first and second electrodes so as to contact a part of the upper semiconductor multilayer reflective film in the vicinity of the semiconductor columnar region and the lower semiconductor multilayer reflective film exposed in the vicinity thereof, respectively; Prior to the formation of the semiconductor active layer, a first conductivity type impurity is introduced at a high concentration on the surface of the lower semiconductor multilayer reflective film in the electrode formation region, A method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser device, comprising an impurity introducing step of forming a concentration impurity region.
【請求項8】 前記上部または下部半導体多層反射膜
は、少なくとも1層のAlxGa1-xAs層(x:0<x
<1)を含有し、 前記電極形成工程後に酸素雰囲気中で加熱することによ
り、 前記AlxGa1- xAs層を 側壁から中央の一部を
除いて酸化させ電流狭窄層を形成する酸化工程を含むこ
とを特徴とする請求項7記載の面発光型半導体レーザ装
置の製造方法。
8. The upper or lower semiconductor multilayer reflective film has at least one Al x Ga 1 -x As layer (x: 0 <x
An oxidation step of forming a current confinement layer by oxidizing the Al x Ga 1 -x As layer except for a part of a center from a side wall by heating in an oxygen atmosphere after the electrode forming step. The method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser device according to claim 7, comprising:
【請求項9】 前記活性層の上部または下部に電流路を
規定すべく、前記酸化工程により形成され、電流路を規
定するこの電流狭窄層の端縁と、前記高濃度不純物領域
の端部がほぼ一致するように、前記高濃度不純物領域を
半導体柱の真下まで伸長せしめるようにしたことを特徴
とする請求項8記載の面発光型半導体レーザ装置の製造
方法。
9. An edge of the current constriction layer formed by the oxidation step to define a current path above or below the active layer and defining a current path, and an end of the high concentration impurity region. 9. The method according to claim 8, wherein the high-concentration impurity region is extended to just below the semiconductor pillar so as to substantially coincide with each other.
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