JPH11121864A - 面発光レーザ及びその製造方法 - Google Patents

面発光レーザ及びその製造方法

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JPH11121864A
JPH11121864A JP9291598A JP29159897A JPH11121864A JP H11121864 A JPH11121864 A JP H11121864A JP 9291598 A JP9291598 A JP 9291598A JP 29159897 A JP29159897 A JP 29159897A JP H11121864 A JPH11121864 A JP H11121864A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 横モードを制御しつつ、複数の光出射部から
位相同期したレーザ光を出射して、見かけ上一本のレー
ザ光を得られる面発光レーザ及びその製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 光出射側の反射鏡の一部を構成する柱状
部２０と、この柱状部２０の周囲を囲む埋め込み層２２
と、柱状部２０及び埋め込み層２２の上に形成される上
部電極２３と、柱状部２０及び埋め込み層２２の下に形
成される絶縁層１８と、を有し、上部電極２３には、柱
状部２０の上において、複数の開口部２３ａが形成さ
れ、絶縁層１８には、開口部２３ａに対応する位置に、
開口部１８ａが形成され、埋め込み層２２は、絶対的屈
折率において柱状部２０よりもわずかに（０．０１）小
さいので、横モードを制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直共振器型の面
発光レーザに関し、特に、複数の光出射部から位相同期
したレーザ光を出射することで高出力で放射角の狭いレ
ーザ光が得られる面発光レーザ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】面発光レーザにおいては、高出力であっ
て放射角の狭いレーザ光を出射することが課題になって
いる。特開平８−３４０１５６号公報には、複数の光出
射部から、位相同期したレーザ光を出射し、光の干渉効
果により見かけ上一本のレーザ光を出射する面発光レー
ザが開示されている。見かけ上一本となったレーザ光
は、高出力であって放射角が狭いことが観測されてい
る。
【０００３】この面発光レーザには、光出射側のクラッ
ド層に柱状部分が形成され、この柱状部分の周囲に埋め
込み層が形成され、光出射側の電極は複数の開口部を有
し、開口部の周縁部が柱状部分とコンタクトするように
なっている。そして、電極の開口部直下と、周縁部直下
とで、光の発振モードが異なるようになっており、開口
部から出射された複数のレーザ光が、見かけ上一本のレ
ーザ光となる。
【０００４】この面発光レーザでは、埋め込み層として
絶縁性の物質が用いられている。絶縁性の埋め込み層と
して普通に用いられるＳｉＯ2 などの酸化物やＳｉ3Ｎ4
などの窒化物やＺｎＳｅなどの II-VI族化合物と、クラ
ッド層の構成要素となるＧａＡｓなどのIII-Ｖ族化合物
とは屈折率が大きく異なっている。したがって、光を共
振器の中心部に閉じ込めすぎるので、高次横モードをカ
ットできなかった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、横モードを制御しつつ、複数の光出
射部から位相同期したレーザ光を出射して、見かけ上一
本のレーザ光を得られる面発光レーザ及びその製造方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る垂直共振器型の面発光レーザは、少
なくとも光出射側の反射鏡の一部からなる柱状部と、こ
の柱状部の周囲を囲む埋め込み層と、前記柱状部及び前
記埋め込み層の上に形成される上部電極と、前記柱状部
及び前記埋め込み層の下に形成される絶縁層と、を有
し、前記上部電極には、前記柱状部の上において、複数
の電極開口部が形成され、前記絶縁層には、前記電極開
口部に対応する位置に、絶縁開口部が形成され、前記埋
め込み層は、絶対的屈折率において前記柱状部よりもわ
ずかに小さい。
【０００７】本発明によれば、絶縁層に絶縁開口部が形
成されており、上部電極から絶縁開口部を通して、活性
層に電流が供給される。各絶縁開口部に対応して生じる
光は、発振モードが同じになっている。そして、複数の
電極開口部から、位相同期した複数のレーザ光が出射さ
れる。この複数のレーザ光は、見かけ上高出力であって
放射角の狭い一本のレーザ光となる。
【０００８】また、本発明によれば、柱状部の周囲を埋
め込み層が囲んでおり、埋め込み層の絶対的屈折率（真
空に対する屈折率）が、柱状部の絶対的屈折率よりも小
さくなっている。この構成によって、光ファイバと同様
に、柱状部内に光を全反射させて閉じこめることができ
る。
【０００９】なお、光ファイバにおいて、コアとクラッ
ドとの絶対的屈折率差が大きくなると多数モードが伝搬
することが知られている。したがって、絶対的屈折率差
を小さくすることで横モードを制御することができる。
【００１０】同様に、本発明によれば、絶対的屈折率差
がわずかなので、横モードを制御することができる。
【００１１】（２）上記面発光レーザにおいて、前記柱
状部を形成する物質は、単結晶化されてなり、前記埋め
込み層を形成する物質は、前記柱状部と同一の物質であ
って、非単結晶化されてなることが好ましい。
【００１２】同一の物質は、単結晶化されると密度が高
くなって絶対的屈折率が高くなるのに対して、非単結晶
化（多結晶化又は非晶質化）されると密度がわずかに低
くなって絶対的屈折率がわずかに低くなる。こうして、
単結晶化するか、非単結晶化するかによって、絶対的屈
折率をわずかに変えることができる。
【００１３】（３）上記面発光レーザにおいて、各電極
開口部は直径１〜６μｍ程度であり、隣り合う前記電極
開口部間の距離は、約７μｍ以下とすることが好まし
い。
【００１４】（４）上記面発光レーザにおいて、前記埋
め込み層は、電気抵抗が低いことが好ましい。
【００１５】こうすることで、埋め込み層の電気抵抗が
低いことで発熱を抑えることができる。
【００１６】（５）本発明に係る垂直共振器型の面発光
レーザの製造方法は、活性層よりも上であって、光出射
側の反射鏡よりも下に位置する単結晶層を形成する工程
と、前記単結晶層の上に非単結晶の絶縁層を形成する工
程と、前記絶縁層に、複数の絶縁開口部を形成して、前
記単結晶層の露出部を形成する工程と、前記絶縁開口部
を含めて前記絶縁層の上に、非選択的に多層膜を成長さ
せる工程と、前記多層膜上に、前記絶縁開口部に対応す
る電極開口部を有する上部電極を形成する工程と、を含
み、前記多層膜は、前記非単結晶の絶縁層上では非単結
晶化され、前記絶縁開口部上では単結晶化される。
【００１７】本発明によれば、非選択成長によって成長
する多層膜は、絶縁開口部から単結晶層が露出している
ので、この絶縁開口部上では単結晶化された柱状部とな
り、その周囲では非単結晶化（多結晶化又は非晶質化）
された埋め込み層となる。こうして、簡単に上述した面
発光レーザを製造することができる。
【００１８】（６）上記面発光レーザの製造方法におい
て、前記多層膜は、電気抵抗が低いことが好ましい。
【００１９】このように、多層膜の電気抵抗を低くする
ことで、埋め込み層での発熱を抑えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は、実施の形態
に係る面発光レーザを示す断面図である。
【００２１】同図において、例えばｎ型ＧａＡｓ等の半
導体基板１２の裏面には、下部電極１１が形成されてい
る。
【００２２】また、半導体基板１２の上には下部反射鏡
１３が形成されている。下部反射鏡１３は、例えば４０
ペアのｎ型Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓ層及びＡｌ0.15Ｇａ0.85
Ａｓ層からなり、波長８００ｎｍ付近の光に対して９
９．５％以上の反射率を持つ分布反射型（ＤＢＲ；Dist
ributed Bragg Reflector ）の多層膜反射鏡である。
【００２３】下部反射鏡１３の上には、クラッド層１
４、活性層１５及び単結晶層１６が、下から順に形成さ
れている。クラッド層１４は、例えばｎ型Ａｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓ層からなり、活性層１５は、例えばｎ- 型Ｇａ
Ａｓウエル層及びｎ-型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ バリア層か
らなる多重井戸構造となっており、単結晶層１６は、ク
ラッド層となり、例えばｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層から
なる。
【００２４】単結晶層１６の上には、絶縁層１８が形成
されている。また、絶縁層１８は、非単結晶（多結晶又
は非晶質）のＳｉＯ2 等の酸化膜からなり、絶縁性を有
する。
【００２５】絶縁層１８には複数の開口部１８ａが形成
されており、開口部１８ａを介して単結晶層１６の露出
部１６ａの上に、単結晶のＡｌＡｓ層１９ａが形成され
ている。絶縁層１８の上には、非単結晶のＡｌＡｓ層１
９ｂが形成されている。
【００２６】ＡｌＡｓ層１９ａの上には、柱状部２０が
形成されている。詳しくは、絶縁層１８の開口部１８ａ
付近の上に、柱状部２０が形成されている。したがっ
て、柱状部２０の一部は、単結晶のＡｌＡｓ層１９ａ及
び開口部１８ａを介して、単結晶層１６の上に位置す
る。
【００２７】柱状部２０は、単結晶のＡｌ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ層及び単結晶のＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層を交互に積層
した多層膜からなる。ＡｌＡｓ層１９ａ及び柱状部２０
は、光出射側の反射鏡を構成する。
【００２８】柱状部２０の周囲には、埋め込み層２２が
形成されている。埋め込み層２２は、非単結晶のＡｌ
0.8Ｇａ0.2Ａｓ層及び非単結晶のＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ
層を交互に積層した多層膜からなる。ここで、非単結晶
とは、多結晶及び非晶質のいずれかである。埋め込み層
２２を形成する物質は、柱状部２０を形成する物質と同
一の物質が非単結晶化されたものである。そして、同一
の物質であれば、非単結晶は単結晶よりも密度が低いた
め、非単結晶の埋め込み層２２は、単結晶の柱状部２０
よりもわずかに（約０．０１）絶対的屈折率が低くなっ
ている。また、埋め込み層２２の電気的抵抗は低くなっ
ている。なお、絶縁層１８の上には、非単結晶のＡｌＡ
ｓ層１９ｂが形成される。
【００２９】埋め込み層２２の上から、柱状部２０の最
上層に位置するコンタクト層２１の上に、上部電極２３
が形成されている。上部電極２３には、複数の開口部２
３ａが形成されている。開口部２３ａは、絶縁層１８の
開口部１８ａの真上に対応する位置に形成されている。
ここで、開口部２３ａは矩形をなし、一辺の幅Ｗが１〜
６μｍ程度であって、開口部２３ａ同士の間隔Ｓが７μ
ｍ以下（好ましくは５．５μｍ以下）であることが好ま
しい。なお、開口部２３ａの形状は、矩形に限らず円形
等の形状であってもよい。開口部２３ａを円形に形成す
る場合には、直径を１〜６μｍ程度とすることが好まし
い。
【００３０】そして、上部電極２３は、柱状部２０の最
上層のコンタクト層２１に接触して電流を供給する。
【００３１】本実施の形態に係る面発光レーザは、上述
したように構成されている。その作用を概説すると、活
性層１５において光が発生し、下部反射鏡１３と出射側
の反射鏡となるＡｌＡｓ層１９ａ及び柱状部２０とで共
振器が構成され、この共振器の間で光が共振するように
なっている。光発生により失われるエネルギーは、上部
電極２３と下部電極１１との間に流される電流によって
供給される。そして、柱状部２０のコンタクト層２１か
らの透過光が光出力となる。この面発光レーザは、半導
体基板１２と垂直に共振器が構成される垂直共振器型に
分類される。
【００３２】また、本実施の形態では、埋め込み層２２
の電気抵抗が低くなっているので、上部電極２３からの
電流は、コンタクト層２１のみならず埋め込み層２２か
らも柱状部２０に流れ込む。したがって、埋め込み層２
２での発熱が抑えられる。
【００３３】そして、埋め込み層２２の下に形成された
絶縁層１８によって、電流が遮断される。ただし、絶縁
層１８に開口部１８ａが形成されており、この開口部１
８ａを介して、電流が単結晶層１６に流れ込む。こうし
て、この開口部１８ａに対応して、活性層１５に部分的
に電流を集中させて、光を発生させることができる。
【００３４】活性層１５で発生する光は、開口部１８ａ
を通って、上部反射鏡となる柱状部２０及びＡｌＡｓ層
１９ａと、下部反射鏡１３との間で増幅される。
【００３５】本実施形態では、複数の開口部１８ａに対
応して、上部電極２３に複数の開口部２３ａが形成され
ている。そして、各開口部２３ａからレーザ光が出射さ
れ、各開口部２３ａから出射されたレーザ光は位相同期
している。したがって、複数のレーザ光が、放射角の狭
い見かけ上一本のレーザ光となる。
【００３６】また、光出射側の反射鏡となるＡｌＡｓ層
１９ａ及び柱状部２０よりも、その周囲を囲む埋め込み
層２２は、絶対的屈折率がわずかに（約０．０１）低く
なっている。したがって、全ての光を閉じ込めるわけで
はないので、横モードを制御することができる。
【００３７】このようにして、本実施の形態によれば、
放射角の安定した高出力レーザ光を出射することができ
る。
【００３８】次に、図２（Ａ）〜図３（Ｃ）は、図１に
示す面発光レーザの製造方法の一例を説明する図であ
る。
【００３９】まず、図２（Ａ）に示すように、半導体基
板１２の裏面に下部電極１１を形成するとともに、有機
金属気相成長（ＭＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical V
aporDeposition）法又は分子線エピタキシー（ＭＢＥ；
Molecular Beam Epitaxy）法などによって、半導体基板
１２の表面に下部反射鏡１３から単結晶層１６までを成
長させる。
【００４０】次に、図２（Ｂ）に示すように、単結晶層
１６の上に絶縁層１８を形成する。この絶縁層１８は、
ＣＶＤ法又はスパッタリング等によって成膜したＳｉＯ
2 などの非単結晶（多結晶又は非晶質）の酸化膜であ
る。
【００４１】あるいは、単結晶層１６の表面を酸化させ
て非単結晶の酸化アルミ層を形成し、これを絶縁層１８
としてもよい。
【００４２】次に、図２（Ｃ）に示すように、絶縁層１
８に複数の開口部１８ａを形成し、単結晶層１６の露出
部１６ａを形成する。開口部１８ａの形成には、フォト
リソグラフィの技術が適用される。
【００４３】あるいは、単結晶層１６の上に薄いＡｌＧ
ａＡｓ層を形成し、その上に最上層としてのＡｌＡｓ層
を形成し、室温大気中でのＡｌＡｓ層の酸化を抑え、フ
ォトリソグラフィの技術によってＡｌＡｓ層に開口部を
形成して、ＡｌＧａＡｓの一部を露出させた後、約４０
０℃の水蒸気雰囲気中でＡｌＡｓ層を酸化させてもよ
い。この場合、酸化したＡｌＡｓ層が絶縁層１８に相当
し、ＡｌＧａＡｓ層の露出部が単結晶層１６の露出部１
６ａに相当する。
【００４４】なお、単結晶層１６の表面には、パシベー
ションを施すことが好ましい。そのためには、例えば、
脱脂洗浄、硫化アンモニウムの塗布及び高温処理を行う
か、あるいは、超純粋による洗浄及び高温処理を行う。
【００４５】続いて、図３（Ａ）に示すように、絶縁層
１８及び単結晶層１６の上に、ＭＯＣＶＤ法によって、
ＡｌＡｓを成長させる。そうすると、非選択成長が行わ
れ、絶縁層１８及び単結晶層１６の上に、ＡｌＡｓ層１
９ａ、１９ｂが形成される。
【００４６】ＡｌＡｓ層１９ａは、単結晶層１６の上で
単結晶化されているが、ＡｌＡｓ層１９ｂは、絶縁層１
８の上で非単結晶化（多結晶化又は非晶質化）されてい
る。なお、絶縁層１８には、開口部１８ａが形成されて
おり、この開口部１８ａよりも広い領域が単結晶化され
る。したがって、図３（Ａ）に示すように、開口部１８
ａ付近の上は、全体的に単結晶化されている。
【００４７】そして、ＡｌＡｓ層１９ａ、１９ｂの上に
は、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層３１とＡｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓ
層３２を交互に積層する。
【００４８】Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層３１においても、
単結晶化されたＡｌＡｓ層１９ａの上に位置する部分３
１ａは単結晶化され、非単結晶化（多結晶化又は非晶質
化）されたＡｌＡｓ層１９ｂの上に位置する部分３１ｂ
は非単結晶化（多結晶化又は非晶質化）される。
【００４９】同様に、Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓ層３２におい
ても、単結晶化された部分３１ａの上の部分３２ａは単
結晶化され、非単結晶化（多結晶化又は非晶質化）され
た部分３１ｂの上の部分３２ｂは非単結晶化（多結晶化
又は非晶質化）される。
【００５０】こうして、単結晶化された部分３１ａ、３
２ａによって柱状部２０が形成され、非単結晶化された
部分３１ｂ、３２ｂによって埋め込み層２２が形成され
る。つまり、単結晶の柱状部２０と非単結晶の埋め込み
層２２を形成することができる。柱状部２０及び単結晶
層１９ａは、光出射側の反射鏡となる。
【００５１】なお、単結晶層１６を形成したときに、単
結晶層１６と下部反射鏡１３とで構成される共振器の縦
モードを測定し、柱状部２０を構成する多層膜のそれぞ
れの厚みを調整して、縦モードを調整することが好まし
い。
【００５２】さらに詳しくは、ＡｌＡｓ、Ａｌ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ及びＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓは、ＴＭＧａ、ＴＭ
Ａｌ、ＡｓＨ3 を原料とし、基板温度６５０〜８００℃
程度（約７５０℃が好ましい）、１０〜２００Torr程度
（約１４５Torrが好ましい）の減圧下で、ＭＯＣＶＤ法
にて成長するようにした。ここで、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓの成長では、ＡｓとＧａのモル比を表すＶ／III比が
２９０で、Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓの成長では、Ｖ／III比
が９５であったことから、成長におけるＶ／III比に対
する依存性はない。
【００５３】次に、図３（Ｂ）に示すように、埋め込み
層２２と、柱状部２０の最上層となるコンタクト層２１
との上に、金属を蒸着させて上部電極２３を形成する。
続いて、蒸着した金属の一部を除去することで、図１に
示すように、上部電極２３に開口部２３ａを形成する。
この開口部２３ａは、絶縁層１８の開口部１８ａに対応
する位置に形成される。
【００５４】この製造方法によれば、柱状部２０をドラ
イエッチングなどで形成し、その後再成長により非単結
晶を埋め込んで埋め込み層２２を形成するよりも、簡便
な方法で、図１に示す面発光レーザを製造することがで
きる。
【００５５】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５６】例えば、図３（Ａ）に示す工程において、
ＡｌＡｓ、Ａｌ0.8Ｇａ0.2Ａｓ及びＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓにおけるＡｓの代わりに、Ｎを使用したIII-Ｖ族窒化
物半導体を用いてもよい。
【００５７】あるいは、図２（Ｃ）の工程終了後、図３
（Ａ）の工程前に、単結晶層１６の露出部１６ａ上に、
絶縁層１８と面一になるように、第２の単結晶層を形成
してもよい。
【００５８】詳しくは、図２（Ｃ）に示す状態で、絶縁
層１８及び露出部１６ａの上に、ＭＯＣＶＤ法によっ
て、Ａｌ組成が低くてＧａ組成が高いＡｌ0.15Ｇａ0.85
Ａｓを成長させる。そうすると、Ｇａ組成が高いことか
ら選択成長が行われ、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓは、ＳｉＯ
2 等の酸化膜からなる絶縁層１８上には全く成長せず、
単結晶のＡｌＧａＡｓからなる露出部１６ａ上にのみ成
長する。なお、第２の単結晶層は、多層膜反射鏡の一つ
の膜となる程度の厚みを有することが好ましい。そのた
めに、第２の単結晶層と面一になる絶縁層１８も、同様
の厚みで形成することが好ましい。
【００５９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る面発光レーザを示す
断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本発明の実施の形
態に係る面発光レーザの製造方法の一例を示す図であ
る。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施の
形態に係る面発光レーザの製造方法の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
１３ 下部反射鏡 １４ クラッド層 １５ 活性層 １６ 単結晶層（クラッド層） １８ 絶縁層 １８ａ 開口部（絶縁開口部） １９ａ、１９ｂ ＡｌＡｓ層（光出射側の反射鏡） ２０ 柱状部（光出射側の反射鏡） ２２ 埋め込み層（非単結晶層） ２３ 上部電極 ２３ａ 開口部（電極開口部）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 垂直共振器型の面発光レーザにおいて、 少なくとも光出射側の反射鏡の一部からなる柱状部と、
    この柱状部の周囲を囲む埋め込み層と、前記柱状部及び
    前記埋め込み層の上に形成される上部電極と、前記柱状
    部及び前記埋め込み層の下に形成される絶縁層と、 を有し、 前記上部電極には、前記柱状部の上において、複数の電
    極開口部が形成され、 前記絶縁層には、前記電極開口部に対応する位置に、絶
    縁開口部が形成され、 前記埋め込み層は、絶対的屈折率において前記柱状部よ
    りもわずかに小さい面発光レーザ。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の面発光レーザにおいて、 前記柱状部を形成する物質は、単結晶化されてなり、 前記埋め込み層を形成する物質は、前記柱状部と同一の
    物質であって、非単結晶化されてなる面発光レーザ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の面発光レー
    ザにおいて、 各電極開口部は直径１〜６μｍ程度であり、隣り合う前
    記電極開口部間の距離は、約７μｍ以下である面発光レ
    ーザ。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
    の面発光レーザにおいて、 前記埋め込み層は、電気抵抗が低い面発光レーザ。
  5. 【請求項５】 垂直共振器型の面発光レーザの製造方法
    において、 活性層よりも上であって、光出射側の反射鏡よりも下に
    位置する単結晶層を形成する工程と、 前記単結晶層の上に非単結晶の絶縁層を形成する工程
    と、 前記絶縁層に、複数の絶縁開口部を形成して、前記単結
    晶層の露出部を形成する工程と、 前記絶縁開口部を含めて前記絶縁層の上に、非選択的に
    多層膜を成長させる工程と、 前記多層膜上に、前記絶縁開口部に対応する電極開口部
    を有する上部電極を形成する工程と、 を含み、 前記多層膜は、前記非単結晶の絶縁層上では非単結晶化
    され、前記絶縁開口部上では単結晶化される面発光レー
    ザの製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の面発光レーザの製造方法
    において、 前記多層膜は、電気抵抗が低い面発光レーザの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525485A (ja) * 2016-08-08 2019-09-05 フィニサー コーポレイション エッチングされた平坦化ｖｃｓｅｌ
JP2020064993A (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 スタンレー電気株式会社 垂直共振器型発光素子
JP2020136524A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 スタンレー電気株式会社 垂直共振器型発光素子

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3791584B2 (ja) * 1999-12-28 2006-06-28 セイコーエプソン株式会社 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイ
JP2003531515A (ja) * 2000-04-07 2003-10-21 ザ・リージェンツ・オブ・ジ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア 遠隔呼掛け高データ転送速度自由空間レーザ通信リンク
US6396865B1 (en) * 2000-10-27 2002-05-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Vertical-cavity surface-emitting lasers with antiresonant reflecting optical waveguides
GB2379084B (en) * 2001-08-24 2006-03-29 Marconi Caswell Ltd Surface emitting laser
JP4233268B2 (ja) * 2002-04-23 2009-03-04 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
US7257141B2 (en) * 2003-07-23 2007-08-14 Palo Alto Research Center Incorporated Phase array oxide-confined VCSELs
KR100862505B1 (ko) * 2006-02-01 2008-10-08 삼성전기주식회사 발광 다이오드 소자 및 그 제조방법
CN108923261B (zh) 2018-10-24 2019-01-29 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 垂直腔面发射激光器的像素结构及其制作方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60260184A (ja) * 1984-06-06 1985-12-23 Fujitsu Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
JPH01239984A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レーザダイオードおよびその製造方法
US5537666A (en) * 1990-09-12 1996-07-16 Seiko Epson Coropration Surface emission type semiconductor laser
US5086430A (en) 1990-12-14 1992-02-04 Bell Communications Research, Inc. Phase-locked array of reflectivity-modulated surface-emitting lasers
KR100274283B1 (ko) * 1991-03-28 2001-01-15 야스카와 히데아키 면 발광형 반도체 레이저 및 그 제조 방법
JP2738194B2 (ja) 1991-12-25 1998-04-08 日本電気株式会社 面発光集積素子とその製造方法
US5359618A (en) * 1993-06-01 1994-10-25 Motorola, Inc. High efficiency VCSEL and method of fabrication
JPH0888435A (ja) * 1994-09-20 1996-04-02 Fujitsu Ltd 半導体レーザ
JPH08340156A (ja) 1995-06-13 1996-12-24 Seiko Epson Corp 面発光型半導体レーザ
JP2956553B2 (ja) * 1995-10-20 1999-10-04 日本電気株式会社 面発光レーザ及びその製造方法
JPH10200210A (ja) * 1997-01-10 1998-07-31 Nec Corp 面発光レーザの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525485A (ja) * 2016-08-08 2019-09-05 フィニサー コーポレイション エッチングされた平坦化ｖｃｓｅｌ
JP2020174216A (ja) * 2016-08-08 2020-10-22 フィニサー コーポレイション 平坦化ｖｃｓｅｌおよびその作製方法
JP2022076016A (ja) * 2016-08-08 2022-05-18 フィニサー コーポレイション エッチングされた平坦化ｖｃｓｅｌおよびその作製方法
JP2020064993A (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 スタンレー電気株式会社 垂直共振器型発光素子
WO2020080160A1 (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 スタンレー電気株式会社 垂直共振器型発光素子
JP2020136524A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 スタンレー電気株式会社 垂直共振器型発光素子

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EP0944142B1 (en) 2005-03-30
DE69829552T2 (de) 2006-02-16
EP0944142A4 (en) 2000-12-13
US20010028667A1 (en) 2001-10-11

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