JPH1168227A

JPH1168227A - 面発光レーザ

Info

Publication number: JPH1168227A
Application number: JP22462897A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Takizawa; 俊幸瀧澤; Masato Ishino; 正人石野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】低動作電圧にて動作可能な面発光レーザを提
供する。【解決手段】面発光レーザ100は、基板101上に半導体
多層膜からなる不純物添加された下部ミラー層102、下
部スペーサ層103、活性層104とが形成されている。活性
層104の上に形成された層105と、その周辺部を選択酸化
によって絶縁化された電流狭窄部105a、その上に形成さ
れた上部スペーサ層106が形成されている。さらに上部
スペーサ層106の上には、半導体多層膜からなる上部ミ
ラー層10７が形成されている。ここで上部ミラー層107
の周囲には、不純物濃度の高い領域107aを有している。
これにより、低動作電圧可能な面発光レーザが実現でき
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、基板に対して垂直
方向にレーザ光を放射する機能を有し、低動作電圧にて
連続発振する面発光半導体レーザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機金属気相成長法などの高精度
膜厚制御性を利用することにより、半導体多層膜をレー
ザ共振器ミラーに用いた垂直共振器型面発光レーザの研
究開発が盛んに行われている。特に材料としてGaAs/AlA
sを用いた半導体多層膜ミラーは材料間の屈折率差が大
きいことから、高反射率を得られるため、盛んに利用さ
れている。

【０００３】従来、この種の面発光レーザはエレクトロ
ニクス・レターズ（１９８９年８月第２５巻１１２３ペ
ージ）に示されるような構成が一般的であった。以下に
従来の光半導体素子の一例について説明する。図１１
は、従来の光半導体装置の断面構造図を示すものであ
る。図１１において、701は電極、702はGaAs/AlAs半導
体多層膜からなるｐ型ミラー層、703はInGaAs歪超格子
からなる活性層、704はGaAs/AlAs半導体多層膜からなる
ｎ型ミラー層、705はGaAs基板、706は電極をそれぞれ示
している。

【０００４】以上のように構成された光半導体装置につ
いて、両電極間にバイアス電圧が印加されると、ミラー
層を通して活性層703へキャリアが注入される。その結
果、活性層703から発光が生じ、ｐ型ミラー層702および
ｎ型ミラー層704から構成される共振器内で発振し、コ
ヒーレント光が外部へ放射される。以上が垂直共振器型
面発光レーザの動作原理である。

【０００５】しかしながら、上記のような構成では、p
型ミラー層内のGaAs/AlAsヘテロ接合界面に生じる価電
子帯のスパイクが正孔の電気伝導を阻害し、面発光レー
ザを動作させるのに非常に大きな印可電圧を必要とする
という問題を有していた。ヘテロ接合界面における価電
子帯スパイクを低減するために、ｐ型ミラー層702内の
不純物濃度を増やす方法もあるが、この場合、不純物に
よる光損失の増大によってしきい値電流の増大および光
出力の低下が問題となるため、あまり良い解決策とは言
えない。

【０００６】そのため近年、次に示されるような構造を
有する光半導体素子が考案されている。以下に、その光
半導体素子の一例について説明する。

【０００７】図１２は、従来の光半導体装置の断面構造
図を示すものである。図１２において、801は電極、802
はGaAs/AlAs半導体多層膜からなるｎ型ミラー層、803は
InGaAs歪超格子からなる活性層、804はｐ型スペーサ
層、805はGaAs/AlAs半導体多層膜からなるミラー層、80
6はGaAs基板、807は電極をそれぞれ示している。

【０００８】図１２において、電極807から注入される
正孔電流は、上部のミラー層805を通ることなく、p型ス
ペーサ層804より活性層803に直接に注入される。それに
より、大幅な動作電圧の低下が実現される。さらに、上
部のミラー層805には電流を流さないため、電気伝導を
向上させるための不純物添加をする必要がないため、不
純物による光損失を低減できることを利点としている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１２に示されるよう
な構成では、p型スペーサ層のシート抵抗を小さくする
ことが最も重要な課題である。しかし、ｐ型スペーサ層
の厚さは100nm程度しかないために、十分にシート抵抗
を下げることは困難である。さらに、ｐ型スペーサ層の
厚さが十分ではないために、電極とｐ型スペーサ層との
間のオーミック接触を形成することが難しいなどの問題
点もある。そのため、抵抗値を下げるために上部ミラー
層も不純物添加をせざるを得ないのが現状である。ま
た、電極は素子の最上部に設置されていないため、実装
においてさらなる工夫が必要となる。本発明は、上記課
題を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、低抵抗かつ低光損失を特徴とする面発光レ
ーザを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は上部ミラー層に２種類の不純物濃度領域を
形成し、高濃度の領域に電流を注入することにより、動
作電圧の低減と光損失の減少を行うものである。さら
に、上部ミラー層の中央部は電気伝導に寄与しないた
め、不純物濃度を低く抑えることができるため、光吸収
を非常に少なくすることが可能である。本発明は、上記
した構成によって発振に寄与するミラー部を介すことな
く電流注入することができ、電気抵抗の減少および光の
吸収損失の低減を図ることにより、低動作電圧で動作す
る面発光レーザを実現するものである。

【００１１】さらに、上部ミラー層の中央部が低濃度に
て不純物添加されている場合、高濃度不純物領域の形成
深度が上部スペーサ層に達していなくとも、本発明の効
果は損なわれることはない。このことから、高濃度不純
物領域の形成をおこなうプロセス装置に要求される精度
は高くなくとも良い。このことから、本発明は低動作電
圧で動作する面発光レーザの量産を可能とするものであ
る。

【００１２】この目的を達成するために、本発明は活性
層の上部構造に２種類の不純物濃度領域を形成し、高濃
度の領域に電流を注入することにより、動作電圧の低減
と光損失の減少を行うものである。さらに、下部スペー
サ層にも同様に異なる性質を有する不純物領域を設ける
ことにより、下部スペーサ層にも電流狭窄構造を形成
し、注入電流を下部スペーサ層の中央部を通すことによ
って、低しきい値電流動作を行うものである。本発明
は、上記した構成によって発振に寄与するミラー部を介
すことなく電流注入することができ、さらに活性層の上
下部において電流狭窄構造を有するため、電気抵抗の減
少および光の吸収損失の低減を図ることにより、低しき
い値電流かつ低動作電圧で動作する面発光レーザを実現
するものである。

【００１３】この目的を達成するために、本発明は上部
ミラー層に２種類の不純物濃度領域を形成し、高濃度の
領域に電流を注入することにより、動作電圧の低減と光
損失の減少を行うものである。また、本面発光レーザは
メサ形状ではなく、素子上部は完全に平坦であるため、
高集積化に対して有効である面実装に対して最適な構造
である。さらに、基板融着技術を用いる製造方法では、
融着界面の上部と下部における結晶の格子定数は一致し
ていなくとも良いことから、幅広い材料選択性を実現す
るものである。本発明は上記した構成によって発振に寄
与するミラー部を介すことなく電流注入することがで
き、電気抵抗の減少および光の吸収損失の低減を図るこ
とにより、面実装に優れた低動作電圧で動作する面発光
レーザを実現するものである。

【００１４】この目的を達成するために、本発明は下部
ミラー層に２種類の不純物濃度領域を形成し、高濃度の
領域に電流を注入することにより、下部電極と活性層と
の間のシート抵抗を大幅に減少することで、動作電圧の
低減と光損失の減少を行うものである。本発明は上記し
た構成によって下部電極に対するシート抵抗を減少する
ことができ、電気抵抗の減少および光の吸収損失の低減
を図ることにより、低動作電圧で動作する面発光レーザ
を実現するものである。

【００１５】この目的を達成するために、本発明は下部
ミラー層にミラー層下端まで到達する２種類の不純物濃
度領域を形成し、高濃度の領域に電流を注入することに
より動作電圧の低減と光損失の減少を行うものである。
また、電極は基板の裏面に設けることができることか
ら、下部ミラー層の発振に寄与する中央部分に電流注入
を介すことなく、容易にコモンアノード構造を実現する
ことができ、電気抵抗の減少および光の吸収損失の低減
を図ることによって、低動作電圧で動作する面発光レー
ザを実現するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１７】（実施の形態１）図1は、第一の実施の形
態に対する面発光レーザ100の模式的断面を示してい
る。面発光レーザ100は、GaAs基板101上にGaAs/AlAs半
導体多層膜からなるn型ドーピングされた下部ミラー層1
02、高濃度にてn型ドーピングされたAlGaAs下部スペー
サ層103、InGaAs歪多重量子井戸構造を有する活性層104
を有している。さらにその上に、AlAs層105の周囲近傍
を選択酸化によって絶縁化した電流狭窄部105a、その上
に形成されたp型ドーピングされたAlGaAs上部スペーサ
層106を有している。さらに、前述の上部スペーサ層106
の上に形成されたGaAs/AlAs半導体多層膜からなる上部
ミラー中央部107、および周囲に形成された不純物濃度
の高いp型領域107aを有している。上部ミラーの高不純
物濃度領域107aおよび基板101には、それぞれ電気的に
接続された上部電極108および下部電極109が設けられて
いる。

【００１８】上部ミラー中央部107はアンドープ、また
は上部ミラーの高不純物濃度領域107aに比べて低濃度に
ドーピングされている。

【００１９】電流狭窄部105aは、上部ミラーの高不純物
濃度領域107aから鉛直方向に電流が流れることを阻止
し、上部ミラー中央部107および下部ミラー層106のミラ
ー効果が最も大きくなる活性層104の中央部に効率よく
電流を注入するために不可欠な機構である。この電流狭
窄部105aは、活性層104と下部ミラー層106との間に形成
してもよい。

【００２０】周囲に形成された高不純物濃度領域107a
は、Znを用いた不純物拡散技術あるいはZnを用いたイオ
ン注入技術を用いて上部ミラーの下端よりも深い領域ま
で高不純物濃度とすることによって形成される。

【００２１】実施形態１では、上部ミラーの中央部107
は高濃度にて不純物ドーピングをしなくとも良いため、
従来、高不純物ドーピングされたミラー構造において問
題となっていたキャリアによる光吸収損失を大幅に低減
することが可能であることから、低しきい値電流および
高光出力動作を得ることが可能である。なお、図１では
上部ミラーの高不純物濃度領域107aは上部スペーサ層10
6の上端まで形成されているが、上部ミラー中央部107が
低濃度にて不純物ドーピングされている場合、上部ミラ
ーの高不純物濃度領域107aが上部スペーサ層106の上端
まで達していなくとも、本発明の効果が得られることは
言うまでもない。さらに、上部ミラーの周囲部分が低濃
度にて不純物添加されている場合、高不純物濃度領域が
上部スペーサ層106に達していなくとも、電気抵抗が高
くなることはなく、低しきい値電流にてレーザ動作を得
ることが可能である。

【００２２】図１にて示される面発光レーザ100は、図
２に示す手順によって製造される。まず図２(a)に示す
ように、MOVPE法あるいはMBE法などによってGaAs基板10
1上に半導体層102〜107をエピタキシャル成長させる。
次に図２(b)に示すように、活性層104となるべき場所の
直上の表面をマスクし、Znを用いた不純物拡散あるいは
イオン注入技術を用いて上部ミラーの高不純物濃度領域
107aを形成する。そして図２(c)に示すように、共振器
の上面をマスクし、電流狭窄層105aよりも下側までエッ
チングを行う。さらに、図２(d)に示すように活性層の
側面から水蒸気による選択酸化を施すことにより、電流
狭窄層105aを得る。最後に図２(e)に示すように、基板
の底面および上面ミラーの高不純物濃度領域107aの上面
にオーミック接触となる金属材料を形成して、電極108
および電極109を形成する。

【００２３】以上より本実施の形態では、高い動作電圧
を克服しながらも、低い光損失を達成することができ、
低動作電圧かつ高光出力が可能な面発光レーザを実現す
ることが可能である。

【００２４】（実施の形態２）以下、本発明の第二の実
施例について図３を参照しながら説明する。

【００２５】実施の形態１と異なる点は、実施の形態２
では、レーザ発振に大きく寄与する上部ミラーの中央部
107はアンドープあるいは低濃度にて不純物添加されて
いるため、従来にある高不純物濃度のミラー層を用いる
場合に問題となっていたキャリアによる光吸収損失を大
幅に低減することが可能であることから、低しきい値電
流および高光出力動作を得ることが可能である点であ
る。

【００２６】図３は、第二の実施例に対する面発光レー
ザ200の模式的断面を示している。面発光レーザ200は、
GaAs基板201上にGaAs/AlAs半導体多層膜からなるn型ド
ーピングされた下部ミラー層202、高濃度にてn型ドーピ
ングされたAlGaAs下部スペーサ層203および、その周囲
に203に比べて十分にドーピング濃度の低い領域203a、I
nGaAs歪多重量子井戸構造を有する活性層204を有してい
る。さらにその上に、AlAs層205の周囲近傍を選択酸化
によって絶縁化した電流狭窄部205a、その上に形成され
たp型ドーピングされたAlGaAs上部スペーサ層206と、さ
らに高濃度ドーピングされた領域206aを有している。前
述の上部スペーサ層206の上に形成されたGaAs/AlAs半導
体多層膜からなる上部ミラー中央部207、および周囲に
形成された不純物濃度の高いp型領域207aを有してい
る。上部ミラーの高不純物濃度領域207aおよび基板201
には、それぞれ電気的に接続された上部電極208および
下部電極209が設けられている。

【００２７】電流狭窄層205aは、上部ミラーの高不純物
濃度領域207aから鉛直方向に電流が流れることを阻止
し、上部ミラー中央部207および下部ミラー層203のミラ
ー効果が最も大きくなる活性層20４の中央部に効率よく
電流を注入するために不可欠な機構である。

【００２８】下部スペーサ層203、上部スペーサ層206お
よび上部ミラー層207の周囲に形成された異なる不純物
濃度領域203a、206aおよび207aは、Znを用いた不純物拡
散技術あるいはイオン注入技術を用いて下部スペーサ層
203までp型に高不純物濃度化することによって形成され
る。不純物拡散あるいはイオン注入技術によってp型不
純物が下部スペーサ層203まで到達した領域203aは、最
初にドーピングされていたn型不純物と電気的に打ち消
しあうことにより、下部スペーサ層203に比べて低濃度
不純物領域が形成されることで、下部スペーサ領域にお
いても電流狭窄構造が形成される。このため、活性層20
4の上部および下部にも電流狭窄構造が形成されている
ため、効率よく電流注入を行うことができ、低しきい値
電流動作に有利である。

【００２９】さらに、実施の形態１と同様に、上部電極
208を素子の最も高い部位に設けることができるため、
表面実装がしやすいことが利点である。

【００３０】図３にて示される面発光レーザ200は、実
施の形態１と同様の手順によって製造される。ここで、
図２の(b)にて示される高濃度不純物領域の形成工程に
おいては、図４に示されるように、不純物拡散あるいは
イオン注入による異なる不純物領域の形成を下部スペー
サ層203まで行う必要がある。これによって、前述の低
不純物濃度である下部スペーサ領域203aおよび高不純物
濃度である上部スペーサ領域206aおよび上部ミラー領域
207aが形成される。また、電流狭窄領域にも不純物濃度
の異なる領域205bが形成されるが、この領域は後に選択
酸化によって絶縁化されるため、本素子の完成時には電
流注入には寄与しない。

【００３１】以上より本実施の形態では、以前より問題
となっていた高い動作電圧を克服しながらも、低い光損
失を達成することができ、低動作電圧かつ高光出力が可
能な面発光レーザを実現することが可能である。さら
に、活性層の上下部に電流狭窄部を有するため、活性層
への効率的な電流注入が可能であることから、低しきい
値電流動作にも有利である。

【００３２】（実施の形態３）以下、本発明の第三の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。

【００３３】図５で示される面発光レーザはエッチング
技術を一切必要とせず、メサ形状とはなっておらず表面
が平坦であるため、上部電極307は、本素子の最上端に
位置するため、高密度実装に優れている面実装に対して
適していることが利点である。

【００３４】面発光レーザ300は、GaAs基板301上にGaAs
/AlAs半導体多層膜からなるn型不純物添加された下部ミ
ラー層302、n型下部スペーサ層303、InGaAs歪多重量子
井戸構造を有する活性層304、その上に形成されたp型上
部スペーサ層30５と、活性層30４の周囲に形成された電
流狭窄領域304aを有している。そして上部スペーサ層30
5の上に形成されたGaAs/AlAs半導体多層膜からなるｐ型
低不純物濃度あるいはアンドープである上部ミラー中央
部306、およびその周囲に形成された不純物濃度の高いp
型領域306aを有している。上部ミラーの高不純物濃度領
域306aおよびGaAs基板301には、それぞれ電気的に接続
された上部電極307および下部電極308が設けられてい
る。

【００３５】酸素によるイオン注入技術などを用いて絶
縁化された電流狭窄領域304aは、上部ミラーの高不純物
濃度領域306aから鉛直方向に電流が流れることを阻止
し、上部ミラー中央部306および下部ミラー層302のミラ
ー効果が最も大きくなる活性層30４の中央部に効率よく
電流を注入するために不可欠な機構である。なお、電流
狭窄領域304aを形成するための絶縁化工程は、図３では
下部スペーサ層303まで行っているが、下部ミラー層302
の領域あるいはそれよりも下部まで行っても本発明の効
果が損なわれることのないことは、言うまでもない。

【００３６】上部ミラーの中央部の周囲に形成された高
不純物濃度領域306aは、Znを用いた不純物拡散技術ある
いはイオン注入技術を用いて、上部ミラーの下端よりも
深い領域まで高不純物化することによって形成される。

【００３７】なお、上部ミラーの中央部306が低濃度に
てp型に不純物添加されている場合は、高不純物濃度領
域の到達深さが上部スペーサ層305の上端まで到達して
いなくとも、本発明の効果が発揮されることは、言うま
でもない。さらにこの場合、不純物添加領域の形成深さ
に対する許容誤差は大きいことが利点である。

【００３８】実施の形態３では、レーザ発振に大きく寄
与する上部ミラーの中央部306は、アンドープあるいは
低濃度にて不純物添加されているため、従来にある高不
純物濃度のミラー層を用いる場合に問題となっていたキ
ャリアによる光吸収損失を大幅に低減することが可能で
あることから、低しきい値電流および高光出力動作を得
ることが可能である。

【００３９】図５にて示される面発光レーザ300は、２
回のエピタキシャル成長を用いることで、図６に示すよ
うな手順によって製造される。

【００４０】図６(a)に示すように、GaAs基板301の上に
30２〜304を第一回目のエピタキシャル成長によって結
晶成長を行う。次に図６(b)に示すように、酸素を用い
たイオン注入技術などによって活性層中央部の周囲を絶
縁化し、電流狭窄領域304aを形成する。そして図６(c)
に示すように、第二回目のエピタキシャル成長によって
上部ミラー層306を結晶成長した後、図６(d)に示すよう
にZnをもちいた不純物拡散技術あるいはイオン注入技術
によって、電流導入をおこなうための高不純物濃度領域
306aを形成する。さらに図６(e)に示すように、高不純
物濃度領域306aの上端および基板301の裏面に、それぞ
れ、上部電極307および下部電極308を形成する。

【００４１】さらに、面発光レーザ300は、基板融着技
術を用いて図７に示すような手順によって製造すること
も可能である。

【００４２】図７(a1)に示すように、GaAs基板301の上
に30２〜305をエピタキシャル成長によって作製した
後、図７(b1)に示すように、酸素によるイオン注入技術
などによって活性層中央部の周囲を絶縁化し、電流狭窄
領域304aを形成することで、基板300Aを形成する。次に
図７(a2)に示すように、基板301とは別の基板310の上に
エピタキシャル成長によって上部ミラー層306を結晶成
長した後、図７(b2)に示すように、Znによる不純物拡散
技術あるいはイオン注入技術などを用いることで、電流
導入をおこなうための高不純物濃度領域306aを形成し、
基板300Bを形成する。そして図７(c)に示すように、上
部スペーサ層305の上に２枚目の基板を上部ミラー層306
の上端面を下になるように合わせ、基板融着技術によっ
て接合する。その後、図７(d)に示すように上部ミラー
構造の上にある基板310をエッチングにより除去する。
そして最後に、図７(e)に示すように高不純物濃度領域3
06aの上端および基板301の裏面に、それぞれ、上部電極
307および下部電極308を形成する。

【００４３】以上より本実施の形態では、以前より問題
となっていた高い動作電圧を克服しながらも、低い光損
失を同時に達成することができ、低動作電圧かつ高光出
力が可能な面発光レーザを実現することが可能である。
さらに、本面発光レーザは表面が平坦であることから、
高密度実装に対して有利である面実装に最適な構造であ
ることが特徴である。

【００４４】（実施の形態４）図８は、第四の実施の形
態に対する面発光レーザ400の模式的断面を示してい
る。

【００４５】面発光レーザ400は、GaAs基板401上にGaAs
/AlAs半導体多層膜からなるp型不純物添加された下部ミ
ラー層402とp型AlGaAs下部スペーサ層403を有してお
り、それらの周囲には、それぞれ、高濃度にp型ドーピ
ングされた領域402aおよび403aがある。下部スペーサ層
403の上には、それよりも小さな面積を有するInGaAs歪
多重量子井戸構造の活性層404と、その上に形成されたn
型AlGaAs上部スペーサ層405、上部スペーサ層405よりも
小さな面積を有するGaAs/AlAs半導体多層膜からなる上
部ミラー層406を有している。上部スペーサ層406の上端
面および下部スペーサ層の高濃度不純物領域403aの上端
面には、それぞれ電気的に接続された上部電極407およ
び下部電極408が設けられている。

【００４６】下部ミラー中央部402は、アンドープまた
は高不純物濃度領域402aに比べて低濃度にてドーピング
されている。

【００４７】高不純物濃度領域402aおよび403aは、Znに
よる不純物拡散技術あるいはイオン注入技術を用いて形
成される。なお、高不純物濃度領域402aの到達深さは、
下部ミラー層よりも深い領域に達していても本発明の効
果が失われることがないことは、言うまでもない。

【００４８】高不純物濃度領域402aが基板401まで到達
している場合、図９に示すように、電極を基板の裏面に
下部電極408'として設けることが可能である。このと
き、基板の裏面にアノードが形成されることから、コモ
ンアノードとして面発光レーザアレイの形成が容易であ
り、実装面において有利である。

【００４９】実施の形態４では、下部ミラー中央部402
は高濃度にて不純物ドーピングをしなくとも良いため、
従来、高不純物ドーピングされたミラー構造において問
題となっていたキャリアによる光吸収損失を大幅に低減
することが可能であるこ。その結果、低しきい値電流お
よび高光出力動作を得ることが可能である。

【００５０】図８にて示される面発光レーザ400は、図
１０に示す手順によって製造される。

【００５１】まず図１０(a)に示すように、MOVPE法ある
いはMBE法などによって半導体基板401上に半導体層402
〜406をエピタキシャル成長させる。次に図１０(b)に示
すように、活性層404と同じ面積である表面をマスク
し、下部スペーサ層403までエッチングを行った後、図
１０(c)に示すように、Znを用いた不純物拡散あるいは
イオン注入技術によって高不純物濃度領域402aおよび40
3aを形成する。さらに図１０(d)に示すように、共振器
の上面をマスクし、上部スペーサ層405までエッチング
を行い、最後に図１０(e)に示すように、上部スペーサ
層405の上面および高不純物濃度領域403aの上面にオー
ミック接触となる金属材料を形成形成して、電極108お
よび電極109を形成する。

【００５２】さらに、図９にて示される面発光レーザ40
0'も、図１０に示される手順と同様な工程によって製造
される。ただし、高濃度不純物領域の形成は、基板401
まで到達していなければならず、下部電極は基板401の
裏面に形成する必要がある。

【００５３】以上より本実施の形態では、以前より問題
となっていた高い動作電圧を克服しながらも、低い光損
失を同時に達成することができ、低動作電圧かつ高光出
力が可能な面発光レーザを実現することが可能である。
さらに、高不純物濃度領域を基板まで形成した場合、電
極を基板裏面に形成することが可能であることから、面
実装に対して有利な構造を実現することが可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、ミラー層に２種類の不
純物濃度領域を設けることにより、動作電圧の低減を行
い、必要電流の拡大が図られる。さらに、ミラー層にお
いて発振に寄与する部分の不純物濃度を低減することが
可能であることから、導波路内の光損失を抑制すること
が可能となる。これらにより、レーザの抵抗および光損
失を低減し、室温連続発振することができる優れた面発
光レーザが実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による面発光レーザ
を示す断面図

【図２】本発明の第一の実施の形態による面発光レーザ
の作製工程図

【図３】本発明の第二の実施の形態による面発光レーザ
を示す断面図

【図４】本発明の第二の実施の形態による面発光レーザ
の高濃度不純物領域の形成方法を示す工程図

【図５】本発明の第三の実施の形態による面発光レーザ
を示す断面図

【図６】本発明の第三の実施の形態による面発光レーザ
の２段階エピタキシャル成長法を用いた作製工程図

【図７】本発明の第三の実施の形態による面発光レーザ
の基板融着法を用いた作製工程図

【図８】本発明の第四の実施の形態による面発光レーザ
を示す断面図

【図９】本発明の第四の実施の形態による面発光レーザ
において電極を基板裏面に形成した構造を示す断面図

【図１０】本発明の第四の実施の形態による面発光レー
ザの作製工程図

【図１１】従来の面発光レーザの断面図

【図１２】別の従来の面発光レーザの断面図

【符号の説明】

１００面発光レーザ１０１半導体基板１０２下部ミラー１０３下部スペーサ１０４活性領域１０５電流狭窄層中央部１０５ａ電流狭窄層周縁部１０６上部スペーサ１０７上部ミラー１０７ａ上部ミラーの高濃度不純物領域１０８電極１０９電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性層と、前記活性層の上に形成した第
１のミラー層および前記活性層の下に形成した第２のミ
ラー層を備え、前記活性層と前記第１のミラー層または
前記第２のミラー層との間には電流狭窄層が形成されて
おり、前記第１のミラー周囲近傍のキャリア濃度は、中
央部よりも高不純物濃度であることを特徴とする面発光
レーザ。
【請求項２】前記第１のミラー中央部のキャリア濃度
は、アンドープまたは低不純物濃度であることを特徴と
する請求項１に記載の面発光レーザ。
【請求項３】前記第１のミラーの周辺近傍は、高濃度
ドーピング化された領域の到達深さが電流狭窄層まで到
達していない構造を有する、請求項２に記載の面発光レ
ーザ。
【請求項４】前記第１のミラーの周辺近傍は、高濃度
ドーピング化された領域の到達深さが電流狭窄層を超え
ている構造を有する、請求項２に記載の面発光レーザ。
【請求項５】基板上に第２のミラー層と活性層をエピ
タキシャル成長する工程と、選択酸化技術あるいはイオ
ン注入技術によって電流狭窄領域を形成する工程と、第
１のミラー層を第二回目のエピタキシャル成長によって
形成する工程と、前記第１のミラー層の周囲近傍を拡散
技術およびイオン注入技術によって中央部よりも高不純
物濃度を形成する工程を有し、エッチング工程を必要と
せずメサ形状とはなっていない面発光レーザの製造方
法。
【請求項６】基板上に第２のミラー層と活性層をエピ
タキシャル成長をし、選択酸化技術あるいはイオン注入
技術によって電流狭窄領域を形成した第一のウェハと、
第１のミラー層をエピタキシャル成長し、前記第１のミ
ラー層の周囲近傍を拡散技術およびイオン注入技術によ
って中央部よりも高不純物濃度に形成した第二のウェハ
を、基板融着法によって形成する工程を有し、エッチン
グ工程を必要とせずメサ形状とはなっていない面発光レ
ーザの製造方法。
【請求項７】活性層と、前記活性層の上に形成した第
１のミラー層および前記活性層の下に形成した第２のミ
ラー層を備え、前記活性層と前記第１のミラー層または
前記第２のミラー層との間には電流狭窄層が形成されて
おり、前記第２のミラー周囲近傍のキャリア濃度は、中
央部よりも高不純物濃度であることを特徴とする面発光
レーザ。
【請求項８】前記第２のミラー層の下端まで高不純物
濃度領域が形成されており、電極を基板裏面に形成され
ていることを特徴とする、請求項７に記載の面発光レー
ザ。