JPH10242560A - Surface light emitting semiconductor laser - Google Patents

Surface light emitting semiconductor laser

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JPH10242560A
JPH10242560A JP3958097A JP3958097A JPH10242560A JP H10242560 A JPH10242560 A JP H10242560A JP 3958097 A JP3958097 A JP 3958097A JP 3958097 A JP3958097 A JP 3958097A JP H10242560 A JPH10242560 A JP H10242560A
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JP
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formed
layer
surface
columnar portion
mirror
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Application number
JP3958097A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Kaneko
Takeo Kawase
健夫 川瀬
丈夫 金子
Original Assignee
Seiko Epson Corp
セイコーエプソン株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light emitting semiconductor laser having a construction capable of controlling the plane of polarization of a laser beam, without spoiling the luminous characteristic of the surface light emitting semiconductor laser.
SOLUTION: Concerning to a surface light emitting semiconductor laser which emits a laser beam in the vertical direction to a board, a columnar part 115 etched up to the middle of a p-type clad layer 107 is formed. The periphery of this columnar part 115 is buried with an insulating layer 111. Moreover, side metal layers 112 are formed on this insulating layer 111, so as to be opposed with the columnar part 115 in between. Moreover, the side metal layers 112 are in continuity with a contact metal layer 113 formed so as to have a circular opening 116 on a contact layer 110, and is also used as an electrode for current injection.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

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、レーザ光の偏光面を制御できる面発光型半導体レーザに関する。 The present invention relates to relates to a surface emitting semiconductor laser which can control the polarization plane of the laser beam.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、面発光型半導体レーザのレーザ光の偏光面を制御する方法として、特開平5−05570 Conventionally, as a method for controlling the polarization plane of the laser light from the surface-emitting type semiconductor laser, JP-A-5-05570
4号公報や米国特許第5,493,577号が開示されている。 4 JP and U.S. Patent No. 5,493,577 is disclosed. これらは、結晶の異方性や活性層に流れる電流分布の異方性を利用することでレーザ光の偏光面の方向を制御している。 These controls a direction of the polarization plane of the laser beam by utilizing the anisotropy of the current distribution flowing through the anisotropic and the active layer of the crystal.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来の方法で利用している結晶の異方性や活性層に流れる電流分布の異方性は、一般にレーザに用いられる物質では非常に弱いため、温度や電流量の変化により偏光面の方向が不安定となる欠点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the anisotropy of the current distribution flowing through the anisotropic and the active layer of the crystals that are used in the above conventional methods, typically for very weak in material used for the laser It has a disadvantage that the direction of the polarization plane becomes unstable due to changes in temperature or current amount.

【0004】さらに、米国特許第5,493,577号に開示されている様に、AlAs層を矩形の形状に酸化することにより偏光面の制御を行う場合、共振器の柱状部分の断面を矩形にしなければならない。 [0004] Further, as disclosed in U.S. Patent No. 5,493,577, when performing control of the polarization plane by oxidizing the AlAs layer in a rectangular shape, a rectangular cross section of the columnar portion of the resonator It must be. 面発光レーザの発光部分の形状はほぼ円形であるため、矩形断面の柱状構造とすると、共振器のレーザ発振に寄与しない部分の面積が、円形断面、正方形断面に比べて非常に大きくなってしまう。 Since the shape of the light emitting portion of the surface emitting lasers are substantially circular, when the columnar structure of rectangular cross-section, the area of ​​the portion which does not contribute to the laser oscillation of the resonator, become very large compared circular cross section, a square cross-section . このため発振の効率が低下し、高出力のレーザ光が得られないという欠点を有していた。 Therefore can reduce efficiency of the oscillation, it has a disadvantage in that high-power laser beam can not be obtained.

【0005】そこで、本発明の目的は、面発光型半導体レーザのレーザ発光特性を損なうことなく、レーザ光の偏光面を制御、安定化できる構造を備えた面発光型半導体レーザを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laser emission characteristic of the surface-emitting type semiconductor laser, control the polarization plane of the laser beam, to provide a surface-emitting type semiconductor laser having a structure capable of stabilizing is there.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が円形または正多角形であり、前記柱状部分の側面に金属層が、 In the present invention, there is provided a means for solving], and a pair of reflecting mirrors on the substrate, is formed between the pair of reflecting mirrors, light having a multi-layer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer in the surface-emitting type semiconductor laser that emits laser light to the substrate and perpendicular to the direction in which the resonator is formed, the optical resonator is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of said multilayer semiconductor layer, wherein further provided an upper electrode having an opening wants the end face of the columnar portion, the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is circular or regular polygonal, the metal layer on the side face of the columnar portion,
柱状部分を中心として対向する位置に形成されている。 It is formed at a position facing the center of the columnar portion.

【0007】このように柱状部分側面のある方向のみを金属層で覆った場合、この柱状部分を基板に対して垂直方向に進行する光の電場の方向が側面金属層の方向と平行な場合、共振器内部の電場強度は、金属層との界面でゼロになるように制限を受ける。 [0007] In this way, if only the direction in which a columnar portion side face covered with a metal layer, the direction of the electric field of the light traveling vertically the post portion to the substrate is parallel to the direction of the side metal layer, the electric field intensity of the internal cavity is limited to be zero at the interface with the metal layer. しかしながら、光の電場方向が、側面金属層と垂直な場合、上記の様な制限を受けない。 However, the electric field direction of the light, if the side metal layer and perpendicular, not subject to such limitations described above. このため、柱状部分には、側面金属層と垂直方向の電場成分を持つ光の方が、水平方向の電場成分を持つ光よりも進行しやすい。 Therefore, the post portion, towards the light having the electric field component of the side metal layer and the vertical direction, it is easy to progress than the light having a horizontal electric field component. このため、前記柱状部分の側面に金属層が、柱状部分を中心として対向する位置に形成されていれば、側面金属層に垂直な電場成分を持つレーザ光が安定して得られる。 Therefore, the metal layer on the side surfaces of the columnar portions, be formed on opposing positions around the columnar portion, laser light having a electric field component perpendicular to the side surface metal layer can be stably obtained. また金属層を形成する方向を変えることで偏光方向(光の電場方向)を自由な方向に制御することが可能である。 Also it is possible to control freely the direction the polarization direction (electric field direction of the light) by changing the direction of forming a metal layer.

【0008】さらに、共振器の柱状部分の断面形状が、 Furthermore, the cross-sectional shape of the columnar portion of the resonator,
レーザ光の発光部分の形状と対称性を持つ円形、正多角形であるため、共振器にレーザ発振に寄与しない無駄な部分が少なくできるため、無効な電流を低減でき、共振器の発熱が抑えられ、高効率で高出力の面発光型半導体レーザが得られる。 Since a circular, regular polygon having the shape and symmetry of the emission part of the laser beam, since the useless portion which does not contribute to the laser oscillation in the resonator can be reduced, it is possible to reduce an invalid current, suppressing heat generation of the resonator is, the surface-emitting type semiconductor laser of high output can be obtained with high efficiency.

【0009】請求項2,5に記載の発明は、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを定義している。 [0009] The invention according to claim 2 and 5, the pair of reflecting mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, formed thereon a first cladding layer that is, formed in said first cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on the active layer, is formed on the second cladding layer and a semiconductor multilayer mirror, the includes a semiconductor multilayer film contact layer formed on the mirror, it is defined that the columnar portion by at least said semiconductor multilayer mirror and the contact layer is formed.

【0010】両面の反射ミラーを半導体多層膜ミラーにし、コンタクト層を半導体ミラーの上部に形成することで、コンタクト層での光の吸収が抑えられ、より高効率の面発光型半導体ミラーが得られる。 [0010] the double-sided reflecting mirror in the semiconductor multilayer mirror, by forming the contact layer on the semiconductor mirror, light absorption in the contact layer is suppressed, high efficiency of the surface-emitting type semiconductor mirror is obtained more .

【0011】請求項6に記載の発明では、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状は正方形であることを定義している。 [0011] In the invention described in claim 6, the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is defined to be a square. 横断面形状が正方形であるとレーザ光の偏光面の方向を制御しやすく、高い発光効率が得られる特徴を持つ。 Easy cross-sectional shape is to control the direction of the polarization plane of the certain square laser beam, has a feature that high luminous efficiency is obtained.

【0012】請求項8、13に記載の発明では、基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、 [0012] In the invention according to claim 8 and 13 includes a pair of reflecting mirrors on the substrate, is formed between the pair of reflecting mirrors, the multilayer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer, the in the surface-emitting type semiconductor laser that emits laser light to the substrate and perpendicular to the direction in which the optical resonator is formed, the optical resonator is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of said multilayer semiconductor layer, the upper electrode is further provided with an opening wants the end face of the columnar portion,
前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が楕円または矩形であり、前記柱状分の側面に、金属層が形成されている。 The cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is oval or rectangular, the side surfaces of the columnar component, the metal layer is formed. このように柱状部分側面を金属層で覆い、柱状部分の横断面形状を楕円や、矩形など非対称な形状とした場合、柱状部分を基板に対して垂直方向に進行する光の電場の方向が側面金属層の存在により影響を受ける強さは、対向する金属層の間隔が短い方向で一番強くなる。 Thus the columnar portion side is covered with a metal layer, the cross-sectional shape or an elliptical columnar portion, when an asymmetrical shape such as a rectangle, the electric field direction side surface of the light traveling vertically columnar portion with respect to the substrate strength affected by the presence of the metal layer, the spacing of the opposing metal layer is best made stronger in a short direction. つまり柱状部横断面の短軸の方向と電場が平行な場合、共振器内部の電場強度は、金属層との界面でゼロになるように制限を受ける。 If that is parallel to the direction and the electric field of the minor axis of the columnar portion cross section, the electric field intensity of the internal cavity is limited to be zero at the interface with the metal layer. しかしながら、光の電場方向が上記短軸方向と垂直な場合、上記の様な制限は弱くなる。 However, if the electric field direction of light is perpendicular to the minor axis direction, such as the restriction is weakened. このため、柱状部分には、上記短軸方向と垂直方向の電場成分を持つ光の方が、水平方向の電場成分を持つ光よりも進行しやすい。 Therefore, the post portion, towards the light having the electric field component of the short axis direction and the vertical direction is likely to progress than the light having a horizontal electric field component.

【0013】柱状部分の横断面形状を非対称とし、側面に金属層を形成しない従来例にある場合でも、偏光方向を制御することは可能であるが、側面金属層を形成することにより偏光の選択機能が強くなり、温度や電流密度の増加による偏光の不安定化を起こらない特徴を持つ。 [0013] The cross-sectional shape of the columnar portion is asymmetrical, even when in the conventional example does not form a metal layer on the sides, it is possible to control the polarization direction, the selection of polarization by forming a side metal layer function becomes strong, has a feature that does not occur destabilization of polarization due to an increase in temperature and current density.

【0014】請求項9、14に記載の発明では、前記一対の反射ミラーのうち、前記基板上に形成されたミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に前記上部電極の開口を覆うように形成された誘電体多層膜ミラーを含み、前記第2クラッド層及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを定義している。 [0014] In the invention according to claim 9 and 14, of the pair of reflecting mirrors, mirror formed on the substrate is a semiconductor multilayer mirror, said optical resonator, said semiconductor multilayer mirror a first cladding layer formed thereon, the first formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, said second cladding includes a contact formed on the layer layer, a dielectric multilayer film mirror formed so as to cover the opening of the upper electrode on the contact layer, the columnar portion formed by said second cladding layer and the contact layer it is defined that has been.

【0015】請求項10、15に記載の発明では、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、 [0015] In the invention described in claim 10, 15, the pair of reflecting mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, formed thereon a first cladding layer that is, formed in said first cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on the active layer, is formed on the second cladding layer and includes a semiconductor multilayer mirror, a contact layer formed on the semiconductor multilayer film on the mirror,
すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを定義している。 It is defined that the columnar portion is constituted by at least said semiconductor multilayer mirror and the contact layer.

【0016】請求項11、16に記載の発明では、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面の長軸と短軸の比が1.2以上であることを定義している。 [0016] In the invention described in claim 11 and 16, it is defined that the major axis and the ratio of the minor axis of the cross section of the direction parallel to the substrate of the columnar portion is 1.2 or more.

【0017】請求項3、7、12および17に記載の発明では、前記活性層はInGaAs、GaAs,AlG [0017] In the invention described in claim 3,7,12 or 17, wherein the active layer is InGaAs, GaAs, AlGaAs
aAs,GaInP,AlGaInP、InGaAs aAs, GaInP, AlGaInP, InGaAs
P、ZnS、ZnSe、GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層からなることを定義している。 P, ZnS, ZnSe, GaN, it is defined that a quantum well layer with a compound composed of any one of InN.

【0018】 [0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

【0019】(実施例1)図1は本発明の一実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図であり、図2はその概略斜視図である。 [0019] (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a cross section of the surface-emitting type semiconductor laser which can control the polarization plane in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view.

【0020】図1、図2に示す面発光型半導体レーザ1 [0020] Figure 1, the surface-emitting type semiconductor laser 1 shown in FIG. 2
00の構造について説明するとn型GaAs基板102 00 structure will be described when the n-type GaAs substrate 102
上に,n型GaAsバッファ層103、n型AlAs層とn型Al 0.15 Ga 0.85 As層からなり800nm付近の光に対し99%以上の反射率を持つ30ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー104、n型Al 0.5 Ga 0.5 Above, n-type GaAs buffer layer 103, n-type AlAs layer and n-type Al 0.15 Ga 0.85 distributed reflection type of 30 pairs for light of 800nm around consists As layer having a reflectivity of 99% or more semiconductor multilayer mirror 104 , n-type Al 0.5 Ga 0.5 A
sクラッド層105、GaAsウエル層と型Al 0.3 s cladding layer 105, GaAs well layers and type Al 0.3 G
0.7 Asバリア層から成り該ウエル層が3層で構成される多重量子井戸活性層106、 p型Al 0.5 Ga 0.5 a 0.7 the well layer made of As barrier layer is composed of three layers multiple quantum well active layer 106, p-type Al 0.5 Ga 0.5
Asクラッド層107、電流狭窄のための p型AlA As cladding layer 107, p-type AlA for current confinement
s層108、p型Al 0.9 Ga 0.1 As層とp型Al 0.15 s layer 108, p-type Al 0.9 Ga 0.1 As layers and p-type Al 0.15
Ga 0.85 As層からなり800nm付近の光に対し9 9 to light near 800nm consists Ga 0.85 As layer
8.5%以上の反射率を持つ22ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー109及びp型Al 0.15 Ga 0.85 Asコンタクト層110が、順次積層されている。 Distributed Bragg reflector 22 pairs with a reflectivity of more than 8.5% semiconductor multilayer mirror 109 and the p-type Al 0.15 Ga 0.85 As contact layer 110 are successively laminated. この積層の作成にはMOVPE法によるエピタキシャル成長を用いた。 The creation of the laminated using an epitaxial growth by MOVPE.

【0021】そして、 p型Al 0.5 Ga 0.5 Asクラッド層107の途中まで、半導体の積層体の上面からみて円形の形状にエッチングされて柱状部分115が形成される。 [0021] Then, to the middle of the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 107, the columnar portion 115 is etched in a circular shape as viewed from the upper surface of the stack of semiconductor is formed. 上部電極からの電流を共振器中央部分のみに集中させるために、400℃の水蒸気雰囲気中p型Al The current from the upper electrode to focus only on the resonator central portion, in a water vapor atmosphere at 400 ° C. p-type Al
As層108の周囲数μm程度を酸化し、絶縁体の酸化アルミ層114を形成する。 Oxidizing the periphery number μm approximately As layer 108, to form an aluminum oxide layer 114 of insulator.

【0022】柱状部分115の周囲には、熱CVD法により形成されたSiO2などのシリコン酸化膜(SiO X [0022] Around the post portion 115, a silicon oxide film such as SiO2 formed by thermal CVD (SiO X
膜)からなる絶縁層111と金−亜鉛合金などの金属からなる金属層112で埋め込まれている。 Insulating layer 111 and the gold consists film) - it is filled with metal layer 112 made of metal such as zinc alloy.

【0023】絶縁層111は、p型Al 0.5 Ga 0.5 As The insulating layer 111 is, p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
クラッド層107、酸化アルミ層108、分布反射型半導体多層膜ミラー109およびコンタクト層110の表面に沿って連続して形成され、金属層112は、この絶縁層110上に、柱状部分115を挟んで対向するように形成されている。 Cladding layer 107, aluminum oxide layer 108 is formed continuously along the surface of the distributed reflection type semiconductor multilayer mirror 109 and the contact layer 110, metal layer 112, on the insulating layer 110, sandwiching the post portion 115 It is formed so as to face.

【0024】この絶縁層111は、クラッド層や柱状部分側面からの電流注入が存在し、リーク電流や電流注入の非効率が有る場合には、必要となる。 [0024] The insulating layer 111, there is current injection from the cladding layer and the columnar portion side, when the inefficiencies of leakage current and current injection there is required.

【0025】さらに金属層112は、コンタクト層11 Furthermore the metal layer 112, a contact layer 11
0上に円形の開口116を有する様に形成されたコンタクト金属層113と連続しており、電流注入のための電極もかねている。 0 on is continuous with the contact metal layer 113 formed so as to have a circular opening 116, also serves as the electrode for current injection.

【0026】基板102の下部には、金−ゲルマニウム合金で構成される下部電極101が形成されている。 [0026] At the bottom of the substrate 102, a gold - a lower electrode 101 is formed composed of a germanium alloy.

【0027】図2においては、簡単にするため柱状部分115が一つの面発光型半導体レーザを示しているが、 [0027] In Figure 2, the post portion 115 for simplicity shows one of the surface-emitting type semiconductor laser,
基板面内で柱状部分が複数個あっても本発明の形態は損なわれない。 Even multiple columnar portions in the substrate surface form of the present invention is not impaired.

【0028】次に本実施例で示した面発光型半導体レーザにおいて、レーザ光の偏光面が制御できる方法について説明する。 [0028] Next, in the surface-emitting type semiconductor laser shown in this embodiment will be described how the polarization plane of the laser light can be controlled.

【0029】図3は本実施例の面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [0029] FIG. 3 is a schematic representation when viewed surface emitting semiconductor laser of this embodiment from the side where the laser is emitted. 円形の開口部116を持つコンタクト金属層113から連続して、柱状部分115の側面に、柱状部分を挟んで12 Continuously from the contact metal layer 113 having a circular opening 116, the side surface of the columnar portion 115, across the pillar portion 12
0方向に対向するように側面金属層112が形成されている。 0 side metal layer 112 so as to face the direction is formed.

【0030】面発光型半導体レーザを駆動するためには、上部電極113から電流を注入し、電流を活性層1 The surface for driving a light-emitting type semiconductor laser, by injecting a current from the upper electrode 113, the active layer current 1
06に導き、電流を光に変換し、光共振器内で光を増幅して、最終的に開口部116からレーザ光を出射している。 06 led to convert current into light, it amplifies the light in the optical resonator, and finally emits a laser beam from the opening 116.

【0031】金属層中では、電場の大きさがゼロとなるため、方向120にのみ側面金属層112が形成されている場合、120方向に垂直な電場成分は、柱状部分1 [0031] In the metal layer, since the magnitude of the electric field is zero, if the side metal layer 112 only in the direction 120 is formed, the electric field component perpendicular to the 120 direction, the columnar portion 1
15と側面金属層111との界面で電場がほぼゼロとなるように制限される。 Field at the interface between the 15 and the side metal layer 111 is limited to be substantially zero. 120方向に平行な電場はこのような制限を受けない。 Field parallel to the 120 direction is not subject to these limitations.

【0032】このため、120方向に平行な成分を持つ光の方が、垂直な成分を持つ光よりも柱状部分を進行しやすくなる。 [0032] Therefore, the direction of light having a component parallel to the 120 direction, it is easy to progress the post portion than the light having a component perpendicular. このため、偏光方向が120方向に安定化される。 Therefore, the polarization direction is stabilized in the 120 direction.

【0033】この側面金属層による偏光面制御の効果は、対向する金属層の間隔が狭く、柱状部分の基板に垂直な方向の長さが、長いほど大きい。 The effect of the polarization plane control according to this aspect the metal layer has a narrow interval between the opposing metal layers, a length in the direction perpendicular to the substrate of the columnar portion, the longer high. このため柱状部分が長く、共振器径が小さいものほど偏光面の制御性は良い。 Thus long columnar portion, the controllability of the polarization plane as those resonator diameter is smaller good. しかし、柱状部分が長すぎたり、共振器が細すぎると上部電極113から流れる電流に対して抵抗が大きくなるため、柱状部分で発熱し、レーザ発振効率、最大光出力の低下を招くため、必要とするレーザ特性に合わせて、柱状部分の形状は設計される。 However, if too long columnar portion, the resistance becomes larger with respect to the current flowing through the resonator is too narrow from the upper electrode 113, and the heat generation in the columnar portion, because it causes a laser oscillation efficiency, the reduction of the maximum light output, necessary in accordance with the laser characteristics to the shape of the columnar portion it is designed.

【0034】この時、柱状部分115の横断面形状が円形であり、また上部電極113が円形に形成されており、電流狭窄を行うAlAs層の横断面形状が円形であることから、活性層内の円形のレーザ発光部と対応して、レーザ発振に寄与しない共振器部分が少なく、無効電流が減少し、高効率の面発光型半導体レーザが得られる。 [0034] At this time, a circular cross-sectional shape of the columnar portion 115, also the upper electrode 113 is formed in a circular shape, since it is cross-sectional shape of the AlAs layer for the current constriction is circular, the active layer circular to correspond to the laser emitting portion, less resonator portion which does not contribute to the laser oscillation, the reactive current is reduced, the surface-emitting type semiconductor laser of high efficiency can be obtained.

【0035】(実施例2)図4は本発明の第2実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図である。 [0035] (Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view schematically showing a cross section of the surface-emitting type semiconductor laser which can control the polarization plane of the second embodiment of the present invention. 本実施例は、側面金属層が埋め込み層に覆われており、その上部に平面的なコンタクト金属層が形成されているところが、前記実施例1 This embodiment is a side metal layer is covered with the burying layer, it is where the planar contact metal layer is formed thereon, the Example 1
の構造と異なる。 Structure and different.

【0036】図4に示す面発光型半導体レーザ200の構造について説明するとn型GaAs基板202上に, [0036] On the n-type GaAs substrate 202 will be described the structure of the surface-emitting type semiconductor laser 200 shown in FIG. 4,
n型GaAsバッファ層203、n型AlAs層とn型Al 0.5 Ga 0.5 As層からなり650nm付近の光に対し99%以上の反射率を持つ60ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー204、n型Al 0.7 Ga 0.3 Asクラッド層205、nー型Ga 0.5 In 0.5 Pウエル層とnー型(Al 0.5 Ga 0.50.5 In 0.5 Pバリア層から成り該ウエル層が5層で構成される多重量子井戸活性層206、 n-type GaAs buffer layer 203, n-type AlAs layers and n-type Al 0.5 Ga 0.5 distributed reflection type 60 pairs become to light in the vicinity of 650nm with reflectance of 99% or more As and layer semiconductor multilayer mirror 204, n-type Al 0.7 Ga 0.3 as cladding layer 205, n-type Ga 0.5 an in 0.5 P well layers and n-type (Al 0.5 Ga 0.5) 0.5 in 0.5 multi-quantum well constituted by the well layer made of P barrier layer 5 layers the active layer 206,
p型Al 0.7 Ga 0.3 Asクラッド層207、電流狭窄のためのp型AlAs層 208、p型Al 0.95 Ga p-type Al 0.7 Ga 0.3 As cladding layer 207, p-type AlAs layer 208 for current confinement, a p-type Al 0.95 Ga
0.05 As層とp型Al 0.5 Ga 0.5 As層からなり650 650 consists 0.05 As layers and p-type Al 0.5 Ga 0.5 As layer
nm付近の光に対し98.5%以上の反射率を持つ55 To light in the vicinity nm with a reflectivity of 98.5% or more 55
ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー209及びp型G Distributed Bragg reflector pairs semiconductor multilayer mirror 209 and the p-type G
aAsコンタクト層210が、順次積層されている。 aAs contact layer 210 are successively laminated. この積層の作成にはMBE法によるエピタキシャル成長を用いた。 The creation of the laminated using an epitaxial growth by MBE method.

【0037】そして、 p型クラッド層207の途中まで、半導体の積層体の上面からみて正方形の形状にエッチングされて柱状部分215が形成される。 [0037] Then, to the middle of the p-type cladding layer 207, the columnar portion 215 is etched in the shape of a square as viewed from the top surface of the layered structure of the semiconductor is formed.

【0038】上部電極からの電流を共振器中央部分のみに集中させるために、400℃の水蒸気雰囲気中p型A [0038] The current from the upper electrode to focus only on the resonator central portion, in a water vapor atmosphere at 400 ° C. p-type A
lAs層208の周囲数μm程度を酸化し、絶縁体の酸化アルミ層214を形成する。 Oxidizing the periphery number μm approximately lAs layer 208, to form an aluminum oxide layer 214 of insulator.

【0039】柱状部分215の周囲は、熱CVD法により形成されたSiO2などのシリコン酸化膜(SiO [0039] Around the post portion 215, a silicon oxide film such as SiO2 formed by thermal CVD (SiO
X膜)からなる絶縁層211で覆われている。 It is covered with an insulating layer 211 made of X film).

【0040】絶縁層211は、p型Al 0.7 Ga 0.3 As The insulating layer 211, p-type Al 0.7 Ga 0.3 As
クラッド層207、酸化アルミ層214、分布反射型半導体多層膜ミラー209およびコンタクト層210の表面に沿って連続して形成され、金属層212は、この絶縁層211上に、柱状部分215を挟んで対向するように形成されている。 Cladding layer 207, aluminum oxide layer 214 is formed continuously along the surface of the distributed reflection type semiconductor multilayer mirror 209 and the contact layer 210, metal layer 212, on the insulating layer 211, sandwiching the post portion 215 It is formed so as to face.

【0041】さらに金属層212を覆うようにスパッタ法により形成されたシリコン窒化膜(SiN X膜)からなる埋め込み層217を形成し、その上に例えばCrと金で構成されるコンタクト金属層(上部電極)213 [0041] Further, the buried layer 217 is formed of a silicon nitride film formed by sputtering (SiN X film) so as to cover the metal layer 212, a contact metal layer composed thereon example Cr and gold (upper electrode) 213
が、コンタクト層210と接して形成され、電流注入のための電極となる。 But it is formed in contact with the contact layer 210, an electrode for current injection.

【0042】この上部電極213には円形の開口部21 The circular to the upper electrode 213 opening 21
6が形成されている。 6 is formed.

【0043】この開口部の形成には、リフトオフ法などのフォトリソグラフィー技術が用いられるが、柱状部分の段差が数μmとなると、柱状部分上部に正確に中心を合わせて円形開口を形成するのが難しくなる。 [0043] The formation of the opening, although the photolithography technique such as lift-off method is used, the step of post portion is several [mu] m, is to form a circular opening to match the exact center of the columnar portion upper difficult. このため埋め込み層217を形成し、柱状部分の段差を解消することで、上部電極の開口部の形成を容易にしている。 Thus was formed a buried layer 217, by eliminating the step of post portion to facilitate the formation of the opening portion of the upper electrode. 埋め込み層はシリコン窒化膜(SiN X膜)には限定されず、多の窒化物、酸化物やポリイミドなどの樹脂でもよい。 Buried layer is not limited to silicon nitride film (SiN X film), a nitride of large, it may be a resin such as an oxide or a polyimide.

【0044】また、このとき側面金属層とコンタクト金属層とが電気的に接続されていても、されていなくても、偏光面の制御性に違いは見られなかった。 [0044] Also in this case and the side metal layer and the contact metal layer are electrically connected, even if it is not, no difference was observed in the control of the polarization plane.

【0045】基板202の下部には、金−ゲルマニウム合金で構成される下部電極201が形成されている。 [0045] At the bottom of the substrate 202, a gold - a lower electrode 201 is formed composed of a germanium alloy.

【0046】図5は本実施例の面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [0046] FIG. 5 is a schematic representation when viewed surface emitting semiconductor laser of this embodiment from the side where the laser is emitted. 側面金属層212の配置がわかるように埋め込み層、上部電極は省略し、開口部216のみ示した。 Layer buried As can be seen the arrangement of the side surface metal layer 212, the upper electrode are omitted, showing only the opening 216.

【0047】本実施例で示した面発光型半導体レーザにおいて、レーザ光の偏光面を制御する方法は、実施例1 [0047] In the surface-emitting type semiconductor laser shown in this embodiment, a method of controlling the polarization plane of the laser beam, Example 1
と同一であるが、柱状部分の形状を正方形としたことで、対向する側面金属層の対向方向が正確に定義されるため、偏光面の方向をより精密に金属層の対向方法に制御することが可能である。 Is identical, it was a square shape of the columnar portion, since the opposing direction of the opposite side metal layer is precisely defined, it is controlled to the opposite method of the direction of the polarization plane more accurately metal layer and it is possible.

【0048】柱状部分の横断面形状は正方形に限定されず、横断面形状を正方形から正六角形にし、対向する辺にのみ側面金属層を形成しても同様な偏光面の制御が可能である。 The cross-sectional shape of the post portion is not limited to a square, and regular hexagon cross-sectional shape from a square, it is possible to control the same polarization plane be formed side metal layer only on opposite sides.

【0049】(実施例3)図6は本発明の一実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図である。 [0049] (Embodiment 3) FIG. 6 is a sectional view schematically showing a cross section of the surface-emitting type semiconductor laser which can control the polarization plane in an embodiment of the present invention.

【0050】図6に示す面発光型半導体レーザ300の構造について説明するとn型GaAs基板302上に, [0050] On the n-type GaAs substrate 302 will be described the structure of the surface-emitting type semiconductor laser 300 shown in FIG. 6,
n型GaAsバッファ層303、n型AlAs層とn型Al 0.15 Ga 0.85 As層からなり800nm付近の光に対し99%以上の反射率を持つ30ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー304、n型Al 0.5 Ga 0.5 Asクラッド層305、GaAsウエル層と型Al 0.3 Ga 0.7 n-type GaAs buffer layer 303, n-type AlAs layer and n-type Al 0.15 Ga 0.85 distributed reflection type of 30 pairs for light of 800nm around consists As layer having a reflectivity of 99% or more semiconductor multilayer mirror 304, n-type Al 0.5 Ga 0.5 as cladding layer 305, GaAs well layers and type Al 0.3 Ga 0.7 A
sバリア層から成り該ウエル層が3層で構成される多重量子井戸活性層306、 p型Al 0.5 Ga 0.5 Asクラッド層307、電流狭窄のための p型AlAs層30 The well layer made of s barrier layer composed of three layers multiple quantum well active layer 306, p-type Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 307, p-type AlAs layer 30 for current confinement
8、p型Al 0.9 Ga 0.1 As層とp型Al 0.15 Ga 0.85 8, p-type Al 0.9 Ga 0.1 As layers and p-type Al 0.15 Ga 0.85
As層からなり800nm付近の光に対し98.5%以上の反射率を持つ22ペアの分布反射型半導体多層膜ミラー309及びp型Al 0.15 Ga 0.85 Asコンタクト層310が、順次積層されている。 As distributed reflection type 22 pairs become to light near 800nm with reflectance of 98.5% or more from the layer semiconductor multilayer mirror 309 and the p-type Al 0.15 Ga 0.85 As contact layer 310 are successively laminated. そして、 p型Al 0.5 Then, p-type Al 0.5
Ga 0.5 Asクラッド層307の途中まで、半導体の積層体の上面からみて矩形の形状にエッチングされて柱状部分315が形成される。 To the middle of Ga 0.5 As cladding layer 307, the columnar portion 315 is formed by etching a rectangular shape as viewed from the top surface of the layered structure of the semiconductor.

【0051】上部電極からの電流を共振器中央部分のみに集中させるために、400℃の水蒸気雰囲気中p型A [0051] The current from the upper electrode to focus only on the resonator central portion, in a water vapor atmosphere at 400 ° C. p-type A
lAs層308の周囲数μm程度を酸化し、絶縁体の酸化アルミ層314を形成する。 Oxidizing the periphery number μm approximately lAs layer 308, to form an aluminum oxide layer 314 of insulator.

【0052】柱状部分315の周囲には、熱CVD法により形成されたSiO2などのシリコン酸化膜(SiO X [0052] Around the post portion 315, a silicon oxide film such as SiO2 formed by thermal CVD (SiO X
膜)からなる絶縁層311と金−亜鉛合金などの金属からなる金属層312で埋め込まれている。 Insulating layer 311 and the gold consists film) - it is filled with metal layer 312 made of metal such as zinc alloy.

【0053】絶縁層311は、p型Al 0.5 Ga 0.5 As [0053] insulating layer 311, p-type Al 0.5 Ga 0.5 As
クラッド層307、酸化アルミ層314、分布反射型半導体多層膜ミラー309およびコンタクト層310の表面に沿って連続して形成され、金属層312は、この絶縁層311上に、柱状部分315を覆うように形成されている。 Cladding layer 307, aluminum oxide layer 314 is formed continuously along the surface of the distributed reflection type semiconductor multilayer mirror 309 and the contact layer 310, metal layer 312, on the insulating layer 311, so as to cover the columnar portion 315 It is formed in.

【0054】さらに金属層312は、コンタクト層31 [0054] Metal layer 312, the contact layer 31
0上に円形の開口316を有する様に形成されたコンタクト金属層313と連続しており、電流注入のための電極もかねている。 0 on is continuous with the contact metal layer 313 formed so as to have a circular opening 316 in, also serves as the electrode for current injection.

【0055】基板302の下部には、金−ゲルマニウム合金で構成される下部電極301が形成されている。 [0055] At the bottom of the substrate 302, a gold - a lower electrode 301 is formed composed of a germanium alloy.

【0056】次に本実施例で示した面発光型半導体レーザにおいて、レーザ光の偏光面が制御できる方法について説明する。 [0056] Next, in the surface-emitting type semiconductor laser shown in this embodiment will be described how the polarization plane of the laser light can be controlled.

【0057】図7は本実施例の面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [0057] FIG. 7 is a schematic representation when viewed surface emitting semiconductor laser of this embodiment from the side where the laser is emitted. 円形の開口部316を持つコンタクト金属層313から連続して、柱状部分315の側面に、側面金属層312が形成されている。 Continuously from the contact metal layer 313 having a circular opening 316, the side surface of the columnar portion 315, a side metal layer 312 is formed.

【0058】面発光型半導体レーザを駆動するためには、上部電極313から電流を注入し、電流を活性層3 [0058] surface for driving a light-emitting type semiconductor laser, by injecting a current from the upper electrode 313, the active layer 3 a current
06に導き、電流を光に変換し、光共振器内で光を増幅して、最終的に開口部316からレーザ光を出射している。 06 led to convert current into light, it amplifies the light in the optical resonator, and emits a laser beam from the final opening 316.

【0059】柱状部分の矩形断面の短辺方向320で対向する側面金属層312Aと312Bの間隔は、長辺方向321で対向する側面金属層312C、312Dの間隔よりも狭い。 [0059] Interval aspect metal layer 312A and 312B opposed to each other in the short side direction 320 of the rectangular cross section of the columnar portion, the side surface metal layer 312C opposed to each other in the longitudinal direction 321, narrower than the distance 312D. 柱状部分315を進行する光の電場は、 Electric field of light traveling through the columnar portion 315,
柱状部分315と側面金属層312との界面で電場がほぼゼロとなるように制限されるが、側面金属層の間隔が狭いほど、この界面での制限が大きく柱状部分内部の電場分布に影響を与える。 Although the electric field at the interface between the columnar portion 315 and the side metal layer 312 is restricted so as to be substantially zero, the narrower the interval between the side metal layer, an effect on the electric field distribution within a large columnar partial restriction at this interface give. このため短辺方向320に平行な電場は柱状部分に進行することができない。 Therefore the electric field parallel to the short side direction 320 can not proceed to the post portion. このため、短辺方向320に垂直な電場成分を持つ光の方が、 Therefore, towards the light with electric field component perpendicular to the short side direction 320,
平行な成分を持つ光よりも柱状部分を進行しやすくなる。 Than light having a component parallel easily proceed columnar portion. このため、偏光方向が320方向に安定化される。 Therefore, the polarization direction is stabilized in the 320 direction.

【0060】この側面金属層による偏光面制御の効果は、対向する側面金属層の間隔が短辺方向と長辺方向で異なっているほど大きく、長辺と短辺の長さの比が1. [0060] The effect of the polarization plane control according to this aspect the metal layer is larger as the distance between the opposite sides metal layer is different in the short side direction and the long side direction, the ratio of the length of the long and short sides are 1.
2以上ないと安定化されなかった。 No 2 or more and has not been stabilized.

【0061】また本実施例では、矩形横断面の場合を詳述したが、横断面が楕円形状の場合でも同様に短軸方向に垂直な電場成分を持つ光が優先的に柱状部分を進行するため、同様に偏光面の制御が可能である。 [0061] Also in this embodiment, has been described in detail in the case of rectangular cross section, cross section progresses the light preferentially cylindrical portion having a electric field component perpendicular to the minor axis direction even if an elliptical Therefore, it is possible to similarly control the polarization plane.

【0062】以上、詳述したように本発明の面発光型半導体レーザを用いれば、面発光型半導体レーザのレーザ発光特性を損なうことなく、レーザ光の偏光面を制御することが可能となる。 [0062] above, the use of the surface-emitting type semiconductor laser of the present invention as described in detail, without impairing the laser emission characteristics of the surface-emitting type semiconductor laser, it is possible to control the polarization plane of the laser beam.

【0063】また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 [0063] Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the spirit and scope of the present invention.

【0064】さらに、活性層は面発光型半導体レーザの発振波長に応じて、InGaAs、GaAs,AlGa [0064] Further, the active layer in accordance with the oscillation wavelength of the surface-emitting type semiconductor laser, InGaAs, GaAs, AlGa
As,GaInP,AlGaInP、InGaAsP、 As, GaInP, AlGaInP, InGaAsP,
ZnS、ZnSe、GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層を用いることが可能で、半導体層のp型、n型をそれぞれ入れ替えても実施が可能である。 ZnS, ZnSe, can be used GaN, the quantum well layer with a compound composed of any one of InN, p-type semiconductor layer, be interchanged n-type, respectively which can be implemented.

【0065】 [0065]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の面発光型半導体レーザによれば、面発光型半導体レーザの共振器を構成する上部クラッド層、電流狭窄層、上部半導体ミラー、コンタクト層等を柱状にエッチングし、この柱状部分の側面に有る特定方向に対向するよう側面金属層を設けたことにより、金属層での電場の吸収の効果により、 As described above, according to the present invention, according to the surface emitting semiconductor laser of the present invention, the upper cladding layer constituting the resonator of the surface emitting semiconductor laser, current confinement layer, an upper semiconductor mirror, a contact layer, etc. etched into columnar, by providing the side metal layer so as to face in a specific direction on the side of the columnar portion, the effect of the electric field absorption of the metal layer,
特定方向にレーザ光の偏光面を安定化し、制御することが可能となる。 The polarization plane of the laser beam is stabilized in a specific direction, it is possible to control.

【0066】この場合、共振器の柱状部分の横断面は、 [0066] cross-section of the columnar part of the case, the resonator,
レーザ光の活性層での発光領域と同じ対称性の高い構造がとれるため、共振器内でレーザ発振に寄与しない領域を少なくすることができるため、偏光の安定した、効率の高い、高出力の面発光レーザを作製することが可能である。 Since the same highly symmetrical structure as a light emitting region in the active layer of the laser light can be taken, it is possible to reduce the area that does not contribute to laser oscillation in the resonator, the polarization stable, high efficiency, high power it is possible to manufacture a surface emitting laser.

【0067】また、本発明の別の面発光型半導体レーザによれば、面発光型半導体レーザの共振器を構成する上部クラッド層、電流狭窄層、上部半導体ミラー、コンタクト層等を横断面が矩形や楕円になるような柱状にエッチングし、この柱状部分の側面に側面金属層を設けたことにより、金属層での電場の吸収の効果により、横断面の短軸方向にレーザ光の偏光面を安定化し、制御することが可能となる。 [0067] According to another of the surface-emitting type semiconductor laser of the present invention, the upper cladding layer constituting the resonator of the surface emitting semiconductor laser, current confinement layer, an upper semiconductor mirror, the cross-section of the contact layer or the like is rectangular and etching the columnar like an elliptical, by providing the side metal layer on a side surface of the columnar portion, the effect of the electric field absorption of the metal layer, the polarization plane of the laser beam in the short axis direction of the cross-section stabilized, it is possible to control. これは、結晶の異方性などの方法による偏光面の制御に比べ、より安定に偏光面を制御することが可能である。 This is compared to the control of the polarization plane by methods such as anisotropic crystals, can be controlled more stably polarization plane.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図である。 1 is a cross-sectional view schematically showing the section of the surface-emitting type semiconductor laser which can control the polarization plane in an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す面発光型半導体レーザの概略斜視図である。 Figure 2 is a schematic perspective view of a surface emitting semiconductor laser shown in FIG.

【図3】図1に示す面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [3] The laser surface emitting semiconductor laser shown in FIG. 1 is a schematic representation when viewed from the side for emitting.

【図4】本発明の別の実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図である。 4 is a cross-sectional view schematically showing the section of the surface-emitting type semiconductor laser which can control the polarization plane according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [5] Laser The surface-emitting type semiconductor laser shown in FIG. 4 is a schematic representation when viewed from the side for emitting.

【図6】本発明もう一つの実施例における偏光面を制御できる面発光型半導体レーザの断面を模式的に示す断面図である。 [6] The present invention another section of the control can be a surface emitting semiconductor laser the polarization plane in the embodiment of a cross-sectional view schematically showing.

【図7】図6に示す面発光型半導体レーザをレーザが出射する側から見たときの該略図である。 [7] The laser surface emitting semiconductor laser shown in FIG. 6 is a schematic representation when viewed from the side for emitting.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101,201,301 下部電極 102,202,302 n型GaAs基板 103,203,303 n型GaAsバッファ層 104,204,304 n型分布反射型半導体多層膜ミラー 105,205,305 n型クラッド層 106,206,306 多重量子井戸活性層 107,207,307 p型クラッド層 108、208,308 p型AlAs層 109,209,309 p型分布反射型半導体多層膜ミラー 110,210,310 p型コンタクト層 111,211,311 絶縁層 112,212,312,312A,312B,312 101, 201, 301 lower electrode 102, 202, 302 n-type GaAs substrate 103, 203, 303 n-type GaAs buffer layer 104, 204, 304 n-type distributed reflection type semiconductor multilayer mirror 105, 205, 305 n-type cladding layer 106 , 206, 306 multi-quantum well active layer 107, 207, 307 p-type cladding layer 108, 208, 308 p-type AlAs layer 109,209,309 p-type distributed reflection type semiconductor multilayer mirror 110, 210, 310 p-type contact layer 111, 211, 311 insulating layer 112,212,312,312A, 312B, 312
C,312D 側面金属層 113,213,313 上部電極 114,214,314 酸化アルミ層 115,215,315 柱状部分 116,216,316 開口部 217 埋め込み層 C, 312D side metal layer 113, 213, 313 upper electrode 114, 214, 314 aluminum oxide layer 115,215,315 columnar portions 116,216,316 openings 217 buried layer

Claims (17)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、 前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が円形であり、 And a pair of reflecting mirrors to 1. A substrate is formed between the pair of reflecting mirrors, the substrate optical resonator is formed with a multilayer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer and the surface-emitting type semiconductor laser that emits a laser beam in the perpendicular direction, and the optical resonator, the is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of the multilayer semiconductor layer, opening wants the end face of the columnar portion further provided an upper electrode having the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is circular,
    前記柱状部分の側面に金属層が、柱状部分を中心として対向する位置に形成されたことを特徴とする面発光型半導体レーザ。 The metal layer on the side face of the columnar portion, the surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that formed at a position facing the center of the columnar portion.
  2. 【請求項2】請求項1において、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 2. A method according to claim 1, wherein the pair of reflection mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, first formed thereon and the cladding layer, the first formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, a semiconductor multilayer film formed on the second cladding layer mirror and the semiconductor multilayer film includes a contact layer formed on the mirror, at least the semiconductor multilayer mirror and a surface-emitting type semiconductor laser, wherein the columnar portion is formed by the contact layer.
  3. 【請求項3】請求項1または2において、前記活性層はInGaAs、GaAs,AlGaAs,GaInP, 3. An apparatus according to claim 1 or 2, wherein the active layer is InGaAs, GaAs, AlGaAs, GaInP,
    AlGaInP、InGaAsP、ZnS、ZnSe、 AlGaInP, InGaAsP, ZnS, ZnSe,
    GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層からなることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 GaN, the surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that a quantum well layer with a compound composed of any one of InN.
  4. 【請求項4】基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、 前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が正多角形であり、前記柱状部分の側面に金属層が、柱状部分を中心として対向する位置に形成されたことを特徴とする面発光型半導体レーザ。 4. A pair of reflecting mirrors on the substrate, is formed between the pair of reflecting mirrors, the substrate optical resonator is formed with a multilayer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer and the surface-emitting type semiconductor laser that emits a laser beam in the perpendicular direction, and the optical resonator, the is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of the multilayer semiconductor layer, opening wants the end face of the columnar portion further provided an upper electrode having the the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is regular polygon, formed at a position where the metal layer on the side face of the columnar portion, opposed about the post portion surface-emitting type semiconductor laser is characterized in that the.
  5. 【請求項5】請求項4において、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 5. The method of claim 4, wherein the pair of reflecting mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, first formed thereon and the cladding layer, the first formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, a semiconductor multilayer film formed on the second cladding layer mirror and the semiconductor multilayer film includes a contact layer formed on the mirror, at least the semiconductor multilayer mirror and a surface-emitting type semiconductor laser, wherein the columnar portion is formed by the contact layer.
  6. 【請求項6】請求項4において、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状は正方形であることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 6. The method of Claim 4, characterized that the surface-emitting type semiconductor laser that cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is a square.
  7. 【請求項7】請求項4から6のいずれか一項において、 7. A any one of claims 4 6,
    前記活性層はInGaAs、GaAs,AlGaAs, The active layer InGaAs, GaAs, AlGaAs,
    GaInP,AlGaInP、InGaAsP、Zn GaInP, AlGaInP, InGaAsP, Zn
    S、ZnSe、GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層からなることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 S, ZnSe, GaN, the surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that a quantum well layer with a compound composed of any one of InN.
  8. 【請求項8】基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、 前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が楕円であり、 And a pair of reflecting mirrors to 8. substrate, is formed between the pair of reflecting mirrors, the substrate optical resonator is formed with a multilayer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer and the surface-emitting type semiconductor laser that emits a laser beam in the perpendicular direction, and the optical resonator, the is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of the multilayer semiconductor layer, opening wants the end face of the columnar portion further provided an upper electrode having the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is elliptical,
    前記柱状部分の側面に、金属層が形成されたことを特徴とする面発光型半導体レーザ。 Wherein the side surface of the columnar portion, the surface-emitting type semiconductor laser, wherein a metal layer is formed.
  9. 【請求項9】請求項8において、前記一対の反射ミラーのうち、前記基板上に形成されたミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1 9. The method of claim 8, of the pair of reflecting mirrors, mirror formed on the substrate is a semiconductor multilayer mirror, said optical resonator, said semiconductor multilayer mirror, on which a first cladding layer formed, the first
    クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、 It formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure,
    前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2 A second cladding layer formed on said active layer, said second
    クラッド層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に前記上部電極の開口を覆うように形成された誘電体多層膜ミラーを含み、前記第2クラッド層及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 Contact formed on the cladding layer layer comprises a dielectric multilayer film mirror formed so as to cover the opening of the upper electrode on the contact layer, the columnar portion by the second cladding layer and the contact layer surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that it is configured.
  10. 【請求項10】請求項8において、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 10. The method of claim 8, wherein the pair of reflecting mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, first formed thereon and the cladding layer, the first formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, a semiconductor multilayer film formed on the second cladding layer mirror and the semiconductor multilayer film includes a contact layer formed on the mirror, at least the semiconductor multilayer mirror and a surface-emitting type semiconductor laser, wherein the columnar portion is formed by the contact layer.
  11. 【請求項11】請求項8において、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面の長軸と短軸の比が1.2以上であることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 11. The method of claim 8, the surface-emitting type semiconductor laser, wherein the long axis and the ratio of the minor axis of the cross section of the direction parallel to the substrate of the columnar portion is 1.2 or more.
  12. 【請求項12】請求項8から11のいずれか一項において、前記活性層はInGaAs、GaAs,AlGaA 12. The any one of claims 8 11, wherein the active layer is InGaAs, GaAs, AlGaAs
    s,GaInP,AlGaInP、InGaAsP、Z s, GaInP, AlGaInP, InGaAsP, Z
    nS、ZnSe、GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層からなることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 nS, ZnSe, GaN, the surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that a quantum well layer with a compound composed of any one of InN.
  13. 【請求項13】基板上に一対の反射ミラーと、前記一対の反射ミラーの間に形成され、少なくとも活性層及びクラッド層を含む多層の半導体層と、を有する光共振器が形成された前記基板と垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザにおいて、 前記光共振器は、前記多層の半導体層の上層側が柱状に形成された柱状部分とされ、前記柱状部分の端面に望んで開口を有する上部電極がさらに設けられ、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面形状が矩形であり、 And a pair of reflecting mirrors 13. substrate, is formed between the pair of reflecting mirrors, the substrate optical resonator is formed with a multilayer semiconductor layer including at least an active layer and the cladding layer and the surface-emitting type semiconductor laser that emits a laser beam in the perpendicular direction, and the optical resonator, the is a columnar portion upper side is formed in a columnar shape of the multilayer semiconductor layer, opening wants the end face of the columnar portion further provided an upper electrode having the cross-sectional shape in the parallel direction to the substrate of the columnar portion is rectangular,
    前記柱状部分の側面に、金属層が形成されたことを特徴とする面発光型半導体レーザ。 Wherein the side surface of the columnar portion, the surface-emitting type semiconductor laser, wherein a metal layer is formed.
  14. 【請求項14】請求項13において、前記一対の反射ミラーのうち、前記基板上に形成されたミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に前記上部電極の開口を覆うように形成された誘電体多層膜ミラーを含み、前記第2クラッド層及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 14. The method of claim 13, of the pair of reflecting mirrors, mirror formed on the substrate is a semiconductor multilayer mirror, said optical resonator, said semiconductor multilayer mirror, on which a first cladding layer formed, is formed on the first cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, formed on said second cladding layer a contact layer, the comprises a dielectric multilayer film mirror formed so as to cover the opening of the upper electrode, said second cladding layer and the columnar portion by the contact layer is formed on the contact layer VCSEL according to claim.
  15. 【請求項15】請求項13において、前記一対の反射ミラーは半導体多層膜ミラーであり、前記光共振器は、前記基板上に形成された半導体多層膜ミラーと、その上に形成された第1クラッド層と、前記第1クラッド層上に形成された、量子井戸構造の活性層と、前記活性層上に形成された第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成された半導体多層膜ミラーと、前記半導体多層膜ミラー上に形成されたコンタクト層を含み、すくなくとも前記半導体多層膜ミラー及び前記コンタクト層により前記柱状部分が構成されていることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 15. The method of claim 13, wherein the pair of reflecting mirrors is a semiconductor multilayer mirror, the optical resonator includes a semiconductor multilayer mirror formed on said substrate, first formed thereon and the cladding layer, the first formed on the cladding layer, an active layer of a quantum well structure, a second cladding layer formed on said active layer, a semiconductor multilayer film formed on the second cladding layer mirror and the semiconductor multilayer film includes a contact layer formed on the mirror, at least the semiconductor multilayer mirror and a surface-emitting type semiconductor laser, wherein the columnar portion is formed by the contact layer.
  16. 【請求項16】請求項13において、前記柱状部分の基板に対して平行方向の横断面の長軸と短軸の比が1.2以上であることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 16. The method of claim 13, the surface-emitting type semiconductor laser, wherein the long axis and the ratio of the minor axis of the cross section of the direction parallel to the substrate of the columnar portion is 1.2 or more.
  17. 【請求項17】請求項13から16のいずれか一項において、前記活性層はInGaAs、GaAs,AlGa 17. any one of claims 13 16, wherein the active layer is InGaAs, GaAs, AlGa
    As,GaInP,AlGaInP、InGaAsP、 As, GaInP, AlGaInP, InGaAsP,
    ZnS、ZnSe、GaN、InNのいずれかからなる化合物による量子井戸層からなることを特徴とする面発光型半導体レーザ。 ZnS, ZnSe, GaN, the surface-emitting type semiconductor laser, characterized in that a quantum well layer with a compound composed of any one of InN.
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