JPS5934687A - 面発光半導体レ−ザ - Google Patents

面発光半導体レ−ザ

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JPS5934687A
JPS5934687A JP57144147A JP14414782A JPS5934687A JP S5934687 A JPS5934687 A JP S5934687A JP 57144147 A JP57144147 A JP 57144147A JP 14414782 A JP14414782 A JP 14414782A JP S5934687 A JPS5934687 A JP S5934687A
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ring
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伊賀　健一
Haruhisa Soda
晴久 雙田
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知二 寺門
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Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は９面発光半導体レーザに関し、特に反射鏡面と
電極とを分離することにより９反射鏡面の反射特性を改
善した面発光半導体に関する。
（２）従来技術と問題点 従来の半導体レーザの多くは、基板に平行な方向に光を
出射するものでちゃ、エピタキシャル結晶を手作業でへ
き開することによりファプリベロー共振器面を形成して
いた。そのため、２次元レーザアレイ等の集積化やモノ
シック方式による光集積回路の製作が困難で生産性が低
く、また動的単一モード発振を得にく−という欠点があ
った。
これに対して、最近開発された面発光レーザは。
基板に垂直な方向に光を出射するものであり、エピタキ
シャル結晶面と基板面、あるいは二つのエピタキシャル
結晶面を共振器面とする短共振器により構成されている
。この面発光レーザは、上記した従来方式のレーザの欠
点を解消するものでちゃ、更に他の光素子との結合が容
易であるなどの利点があり、将来の半導体レーザの一形
式として期待されている。
第１図は、１例として１本発明者により開発された面発
光レーザの構成金示したものである（信学会ＱＱＥ研０
ＱＥ８１−１４１参照）。同図におりて、ｌはルーエｒ
ＬＰ基板、２はｎ　−ＧａＩｎＡｚＰ層。
３はＷ　−ＩｒＬｌ）層、４はＧｃｌＩｒ＋、Ａ、ｒＰ
活性層、５はｐ−ＩｎＰ層、６はＳｉｎｇ　絶縁層、７
はＡｕ、　７　Ｚｎ　’ＭＫ　ＧＭであり、７αはファ
プリベロー共振器の一方の鏡面を形成する円形の接合領
域、８はＡＴＬ／　ＳｒＬ′ＩＷ、極。
９は他方の鏡面を形成するｋｕ被被膜１０は活性領域、
１１は光共振部、１２は出射光を表わしてｈる。
動作において、Ｐ側電極７からＮｌ！ｌ電極８へ駆動電
流が流されるとさ、電極゛７の接合部７αにより電流が
狭窄され、Ｇα■ルＡＭＰ　層４に、活性領域１０が生
成される。これにより接合領域７ａの鏡面とＡｕ、被膜
９の鏡面の間でレーザ発振が生じ。
矢印１２の方向へゲＣが出射される。
このような構造から９本例のような面発光レーザは、前
述したような多くの利点をもっことができるが１反面、
若干の問題点をも有してｈる。その一つは、電極７の接
合部７αがそのまま反射鏡としても使用されるため、　
Ａｕ乙り蒸着後の熱処理（アニール処理）にお−で鏡面
の荒れが起ることである。そのため反射率低下（たとえ
ば、Ｒ〜０．７）による発振しきい値電流密度の上昇（
たとえば、　　Ｊｔｈ　〜３２　ＫＡ／ｃｒｎ”　）や
、スポット（班点）状発振が生じて、高性能面発光レー
ザを製作するうえでの大きな障害となっていた。
なお、上記した熱処理により鏡面荒れが生じる現象につ
いて簡単に説明すると、Ｐ−１ｎＰ層５にＡｔＬ／Ｚｒ
Ｌ電極７を蒸着する際、　Ａｕ、とＺｎとが質量の違い
から２層に分離してｐ−１ｎＰ層５のエピタキシャル結
晶面上に付着する。このため、電極の導電性が悪くなる
ので、これを改善するため１通常、アニール処理（燻き
なおし）と呼ばれる熱処理が行なわれる。しかし、Ｐ−
１ｎＰ層５の■ルは活性が強く、他の金属、すなわちＡ
　ｕ、／　Ｚ　Ｆｌと一緒に加熱されると容易に合金化
する性質があるため。
電極７の接合領域７αとｐ−１ｎＰ層５のエピタキシャ
ル面とは、アニール処理により融合し、境面に凹凸等の
荒れとなって現われるものである。
（３）発明の目的および構成 本発明の目的は、従来の面発光レーザにおいて。
熱処理による電極鏡面の荒れを防止することにあり、そ
のため本発明は、半導体のエピタキシャル結晶面に接合
する？！電極領域共搗器傭面どし゛Ｃ使用される電極類
１成とを分離し、その鏡面として使用される電極領域は
、絶縁層によりエピタキシャル結晶面から隔離されてい
る領域の一部を当てるものであり、−またこのとき、共
振器鏡面ｆ）γ置を・時定するために、共振器鏡面とす
べき位置に近接して活性領域すなわち電流狭窄領域が生
成されるようエピタキシャル結晶面に接合される電極領
域の形状あるいは位置を適切に設定するものである。
たとえば、後述される実施例では、′＃、極接合領域が
リング状をなし、このリング状領域によって囲捷れた内
部領域が共振鏡面となっているもの、および電極接合領
域がランド（島）状をなし、それに隣接する一部領域が
共振鏡面となっているものがそれぞれ示されている。
（４）発明の実施例 第２図は２本発明の１実施例であり第１図に示した面発
光レーザを改良したものの構造を示す。
第１図の面発光レーザにおけるＡ　ｔＬ／　Ｚルミ極７
の円形接合領域７αは、第２図の実施例において。
リング状の接合領域７ｈで置き換えられ、そしてその中
央部の円板状鏡面領域７Ｃは、絶縁層６を介してｐ−１
ｎＰ層５に接してｂる。このリング状接合領域７ｂから
電接８へ駆動電流が流されたとき、狭窄電°流によりＧ
ａＩｒＬＡ、？Ｐ　　層４に活性領域１０が形成される
。しかしファプリベロー共振器は、リング状接合領域７
ｈの中央部の円板状境面領域７Ｃと、　ＡｔＬ　被膜９
の鏡面との間に形成され。
ここにレーザ発振（１１）が生じる。このレーザ発振に
よる光は、従来と同様に矢印１２で示す垂直方向に出射
される。
Ａ払／　Ｚ　ｎの円板状鏡面領域７Ｃは、　　５ｉＣ）
ｔ　などの絶縁層６によってｐ　　ＩｎＰ層５から隔離
されているため、アニール処理時、リング状接合領域に
おいて生じるＡｕ／Ｚｎとエルとの融合は、鏡面７Ｃで
は慢０２層により妨げられ、高反射率（Ｒ＝　０．８５
〜０．９５　）の良好な鏡面状態を保つことができる。
そして１発撮しきい値電流密度も３〜１．　ＯＫＡ／ｃ
ｒｎ２が得られ、スポット状ではない一１子な分布をも
つ発振を行なわせることができる。
リング状接合領域７ｈは、従来と同一の製造方法を用い
て形成できる。
＠３図は、その製造過程の概略的な説明図である。同図
において、（α）はウェハ状態を示し、１３はｎ−１ｎ
Ｐ層、１４はＧｚｈｚＡ、ｒＰ／（１，ｌ　Ｍはｐ−１
ｎＰ層を表わす。（Ａ）はｐ−１ｎＰ層表面に５ｉ（ｈ
の絶縁層１６をスパッタした状態を示す。（Ｃ）は５ｉ
ＯＩＩ　　層１６をリング状１７にエツチングした状態
を示す。（勾はエツチングした５ｉ０２　層上に、　　
Ａ　ｕ、／Ｚ　ｎ　１８を金属蒸着した状態を示す。こ
の後でアニール処理が行なわれる。
第４図は２本発明の他の実施例を示す。この実施例では
、第２図の実施例の場合のリング状接合領域とは異なり
、第１図の従来例と同様なランド状の接合領域が使用さ
れる。しかし、レーザ発振が行なわれる活性領域は、接
合領域から外れたその近傍領域に設定される。この実施
例におけるランド状接合領域は、第２図の実施例のリン
グ状接合領域の一部分のみを形成したものと考えること
ができる。
すなわち、　５ｉＯａ層６中に形成された円形あるいは
方形等の適当な形状の電極接合領域７Ｌｉと。
他方の電極８との間に流れる駆動電流Ｉは、接合領１７
ａの直上部より右の電極８側へずれた位置に活性領域ｌ
Ｏを形成するように構造上の設計定数が定められる。そ
して、この活性領域１０の中心にレーザ発振（１１）が
生成される。このため共振鏡面は、電極接合領域７ｄに
隣接した電極領域７ｅが使用される。この電極領域７ａ
は、　　ＳＳ１０１ｌ１６を介してエピタキシャル面に
接する領域でおるから、第２図の実施例の場合と同様に
、アニール処理によシ鏡面特性が劣化されることがない
。
なお、上述した実施例は、単一のレーザ発振領域をもつ
ものを示しであるが、上述した構造をチップ上に複数に
配列して２次元アレイ化することも可能である。
（５）発明の効果 以上述べたように１本発明によれば、製造過程における
アニール処理により劣化しない高反射率の共振鏡面を得
ることができ１発撮しきい値電流密度の上昇を抑制した
高性能の面発光レーザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
、　第１図は従来の面発光半導体レーザの１例の断面図
、第２図は本発明の１実施例による面発光半導体レーザ
の断面図、第３図（ａ）乃辛（ｄ）は本実施例による面
発光半導体レーザの製造過程説明図、第４図は本発明の
他の実施例による面発光半導体レーザの断面図である。 図中、ｌはルーエルＰ基板、２−はルーＧａＩｎｋｓＰ
層。 ３はルーＩｒＬＰ　層、４はＧαエルＡＳＰ　　活性層
、５はｐ　−ＩｒＬＰ層、６は５ｉ０２層、７はＡ　Ｌ
Ｌ／　Ｚ　ｎ電極。 ７ｂはリング状接合領域、７ｃは共振鏡面、８はＡｔＬ
／Ｓル電極、９はＡｕ被膜を表わす。 特許出願人　新技術開発事業団 代理人弁理士　　　　長径用　文　廣

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上にエピタキシャル成長させることにより形成され
    た活性層を含む半導体層と、該半導体層のエピタキシャ
    ル結晶面上に形成された窓部を有する絶縁層と、該絶縁
    層上に付着された第１の金属被膜と、上記半導体層の基
    板側に付着された第２の金属被膜とをそなえ、上記第１
    の金属被膜は絶縁層中の窓を通して半導体層のエピタキ
    シャル結晶面に接合されることにより、該第１の金属被
    膜と第２の金属被膜との間で電流狭窄電極を構成すると
    ともに、該第１の金属被膜のエピタキシャル結晶面との
    接合部近傍の領域と、これに対向する第２の金属被膜の
    領域とにおいて、ファブリベロー共握器の鏡面を形成す
    ることを特徴とする面発光半導体レーザ。
JP57144147A 1982-08-20 1982-08-20 面発光半導体レ−ザ Granted JPS5934687A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62135461U (ja) * 1986-02-20 1987-08-26

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62135461U (ja) * 1986-02-20 1987-08-26
JPH0513021Y2 (ja) * 1986-02-20 1993-04-06

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