TW201511433A - 垂直共振腔面射型雷射及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
垂直共振腔面射型雷射〔1〕具備，第1反射鏡層〔11〕、第2反射鏡層〔15〕、活性層〔13〕、電流狹窄層〔16〕。電流狹窄層〔16〕包含，氧化部〔17〕及被氧化部〔17〕圍繞之未氧化部〔18〕。藉由於電流狹窄層〔16〕之氧化部〔17〕之相鄰區域注入離子形成高電阻區域〔25〕。由與基板〔10〕垂直之方向來看，高電阻區域〔25〕與電流狹窄層〔16〕之未氧化部〔18〕分離。
Description
本發明係關於垂直共振腔面射型雷射及其製造方法。
垂直共振腔面射型雷射〔VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser〕係藉由在與基板面垂直方向形成光共振腔，使雷射光於與基板面垂直方向輸出之雷射裝置。通常，VCSEL為了使電流集中於發光區域，而形成電流狹窄構造。
大多情形，電流狹窄構造，利用藉由氧化AlAs〔砷化鋁〕層之外周側所形成之開口構造〔以下，稱作「Al氧化狹窄構造」〕，〔例如，參照日本特開2006-19679號公報〔專利文獻1〕之第3形態〕。然而，由於寄生電容通過Al氧化膜，存在高速調變不易之問題。
因此，亦使用下述構造，藉由將質子及氧，亦或是Cr〔鉻〕及Fe〔鐵〕等之重金屬於半導體層注入離子形成高電阻區域，且使電流於未注入離子之區域中狹窄之構造〔以下稱作「離子注入狹窄構造」〕〔例如，參照日本特開2006-19679號公報〔專利文獻1〕之第4形態。〕。由於比起Al氧化狹窄構造之厚度，離子注入狹窄構造之厚度較大，因此能夠降低寄生電容。
日本特開2009-218281號公報〔專利文獻2〕中，藉由將質子〔氫離子〕注入，於P型半導體區域中形成離子注入狹窄構造後以500
℃~700℃之溫度進行熱退火處理之技術被揭示。由於質子與氮、碳、鋅、鎂等之P型摻雜物互相吸引，P型半導體區域經熱退火處理後質子亦有殘留，但活性層等之非摻雜區域之氫游離。
專利文獻1：日本特開2006-19679號公報
專利文獻2：日本特開2009-218281號公報
形成離子注入狹窄構造之情況中，藉由離子之放射量及加速能量之調整，能夠概略地抑制高電阻區域之基板垂直方向之分佈。然而，被注入之一部分之離子得以到達活性層。因此，若因於活性層內注入離子產生暗線缺陷，缺陷因缺陷中之非發光再耦合增殖，導致光輸出激劇降低。
根據上述日本特開2009-218281號公報〔專利文獻2〕，由於能夠藉由退火處理將活性層內之氫離子游離，能夠抑制上述之可靠性之降低。然而，活性層附近存在之不安定氫離子，伴隨著發光時電流注入之動作，有著移動至活性層之情況。其結果，若在活性層內形成缺陷，則可靠性〔壽命〕降低。
本發明將上述問題點作為考量，其目的為提供降低寄生電容且可靠性高之VCSEL。
本發明之一形態之垂直共振腔面射型雷射具備積層於基板上之複數個半導體層。複數個半導體層包含，第1反射鏡層、第2反射鏡層、活性層、電流狹窄層。第1反射鏡層由具有第1導電型之半導體多層膜形成。第2反射鏡層係由在較第1反射鏡層離開基板之位置具有第2導電型之半導體多層膜形成。活性層係設於第1反射鏡層及第2反射鏡層之
間。電流狹窄層係設於第2反射鏡層之內部或第2反射鏡層與活性層之間，包含氧化部及被氧化部圍繞之未氧化部。藉由對與電流狹窄層之氧化部相鄰之區域注入離子形成高電阻區域。由與基板垂直之方向來看，高電阻區域與電流狹窄層之未氧化部分離。
在此，關於第1及第2導電型，任何一方為P型，另一方為
N型。
根據上述之構成，藉由與電流狹窄層之氧化部相鄰設有高電
阻區域，相較於電流狹窄層單體之情況較能夠降低寄生電容。再者，由於高電阻區域與電流狹窄層之非氧化部分離，注入離子能夠遠離電流路徑，並能夠抑制缺陷之增殖造成之可靠性之降低。
較佳為，高電阻區域之分佈形狀係具有貫通孔之立體形狀。
在此，由與基板垂直之方向來看，貫通孔重疊於電流狹窄層之未氧化部。
較佳為，垂直共振腔面射型雷射進一步具備積層於第2反射
鏡層之與基板遠離側之表面之電極層。在此，上述之高電阻區域形成於與電極層分離之位置。較佳為，高電阻區域之中與第1反射鏡層最遠離之位置至電流狹窄層之距離，係第2反射鏡層之中與第1反射鏡層最遠離之位置至電流狹窄層之距離之2/3以下。
藉由上述之構成，由於能夠不妨礙由第2反射鏡層之上部之
電極層流出之電流，能夠抑止元件電阻之增大。
較佳為，上述貫通孔之剖面之尺寸係複數階段或連續性變
化，且愈遠離活性層愈大。因此，由於能夠不妨礙由第2反射鏡層之上部之電極層之電流流出，能夠抑止元件電阻之增大。
較佳為，於高電阻區域注入之離子濃度高於第2反射鏡層之雜質濃度。因此，能夠達成離子注入區域之高電阻化、絕緣化。
較佳為，高電阻區域形成於積層於基板上之複數個半導體層之中摻雜有第2導電型之雜質之區域內。例如，藉由離子注入後進行約500℃之退火處理將非摻雜區域中注入之離子游離，藉此能夠實現上述之構成。
於此發明之其他形態，垂直共振腔面射型雷射之製造方法，具備，藉由基板上具有第1導電型之半導體多層膜形成第1反射鏡層之步驟，於第1反射鏡層上形成第1包覆層之步驟，於第1包覆層上形成活性層之步驟，於活性層上形成第2包覆層之步驟，藉由於第2包覆層上具有第2導電型之半導體多層膜形成第2反射鏡層之步驟。形成第2反射鏡層之步驟包含藉由具有第2導電型之半導體膜形成電流狹窄層之步驟。垂直共振腔面射型雷射之製造方法，進一步具備，藉由於與電流狹窄層之一部分相鄰之區域注入離子使之高電阻化，藉此形成高電阻區域之步驟，及高電阻區域形成後，藉由使電流狹窄層由周邊側氧化，於電流狹窄層形成氧化部及被氧化部圍繞之未氧化部之步驟。在此，由與基板垂直之方向來看，高電阻區域與電流狹窄層之未氧化部分離。
藉由上述之製造方法，能夠提供寄生電容降低且可靠性高之垂直共振腔面射型雷射。再者，在離子注入步驟之後進行之電流狹窄層之氧化步驟能夠將活性層內注入之離子游離，能夠進一步提高可靠性。
因而，根據此發明能夠提供一種降低寄生電容且可靠性高之VCSEL。
1、2、3‧‧‧VCSEL
10‧‧‧基板
11、15‧‧‧半導體多層膜反射鏡層〔DBR層〕
12、14‧‧‧包覆層
13‧‧‧活性層
16‧‧‧電流狹窄層
17‧‧‧氧化部
18‧‧‧未氧化部
19‧‧‧接點電極層〔陽極電極層〕
20‧‧‧裏面電極〔陰極電極層〕
21‧‧‧耐濕膜〔絕緣膜〕
22‧‧‧聚酰亞胺圖案
23‧‧‧焊墊電極
25‧‧‧高電阻區域
30‧‧‧N型摻雜區域
31‧‧‧P型摻雜區域
圖1係以示意方式表示第1實施形態之VCSEL之構成之俯視圖。
圖2係以示意方式表示沿圖1之II-II線之剖面構造之圖。
圖3係圖2之一部分之放大圖。
圖4係圖3之各層Al組成之分佈圖。
圖5係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，多層之磊晶膜之剖面圖。
圖6係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，高電阻區域之形成之剖面圖。
圖7係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，檯面柱結構之形成之剖面圖。
圖8係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，電流狹窄層之外周部之氧化之剖面圖。
圖9係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，耐濕膜之形成之剖面圖。
圖10係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，接觸電極之形成之剖面圖。
圖11係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，聚酰亞胺圖案之形成之剖面圖。
圖12係以示意方式表示VCSEL之製作流程中，焊墊電極之形成之剖面圖。
圖13係表示VCSEL之製作流程之流程圖。
圖14係以示意方式表示第2實施形態之VCSEL之構成之剖面圖。
圖15係以示意方式表示第3實施形態之VCSEL之構成之剖面圖。
以下，參照圖式對各實施形態進行詳細說明。再者，相同或相當之部分附上相同參照符號，不反覆進行說明。
<第1實施形態>
圖1係以示意方式表示第1實施形態之VCSEL之構成之俯視圖。圖2係以示意方式表示沿圖1之II-II線之剖面構造之圖。圖3係圖2之一部分放大圖。再者，圖2及圖3所示之剖面圖為示意圖，且圖中各層之厚度與實際之元件厚度無比例關係。
參照圖1~圖3，VCSEL1包含，基板10，半導體多層膜反射鏡層11、15，包覆層12、14，活性層13，設於半導體多層膜反射鏡層15之內部之電流狹窄層16，由半導體多層膜反射鏡層15至包覆層14之區域形成之高電阻區域25，陽極電極層19，陰極電極層20。
在此實施形態，對基板10而言，使用表示N型導電型之GaAs〔砷化鎵〕半導體基板。基板10之裏面形成陰極電極層〔裏面電極層〕20。再者，與圖1~圖3之情況相異，對基板10而言亦能夠使用表示半絕緣性之非摻雜GaAs基板。在此情況下，陰極電極層20形成於DBR層11之表面。
在基板10上，形成由表示N型導電型之化合物半導體所構成之半導體多層膜反射鏡〔DBR：Distributed Bragg Reflector〕層11。DBR層11包含，例如Al0.15Ga0.85As及Al0.9Ga0.1As經光學膜厚λ/4〔λ表示波長〕交互積層後之構造。為給予N型導電型，而摻雜著Si〔矽〕，其濃度係，
例如2~3×1018[cm-3]。Si配位於Ga〔Al〕側，使其易成為施體。
再者，AlxGa(1-x)As〔鋁砷化鎵〕係GaAs與AlAs之混晶半導
體，Al組成〔X〕越高能隙越廣，折射率越低。為使晶格常數不因應Al組成〔X〕而大幅產生變化，能使各種Al組成〔X〕之AlxGa(1-x)As膜於GaAs基板上磊晶成長。在此說明書，Al組成〔X〕無特定之情況，可記載為AlGaAs。
在DBR層11上，形成產生雷射光之活性區域。活性區域之構成係，包覆層12、14，及夾於包覆層12、14中具有光學增益之活性層13。活性層13中，形成由量子井層及障壁層多重積層之多量子井〔MQW：Multiple Quantum Well〕。活性層13係無導入雜質之非摻雜區域。
包覆層12、14係因應元件之電阻值之設計，能夠使其非摻雜亦或是使其部分地摻雜。在本實施形態，相接於N型及P型DBR層11、15之包覆層12、14之一部分中，摻雜著與相鄰之DBR層11、15相同導電型之雜質。
在活性區域上，形成由表示P型導電型之化合物半導體構成之上層側DBR層15。上層側DBR層15係與下層側DBR層11一起構成光共振腔。DBR層15，除了電流狹窄層16外，與下層側〔基板側〕DBR層11相同，例如，包含Al0.15Ga0.85As及Al0.9Ga0.1As經光學膜厚λ/4交互層積後之構造。為給予P型導電型，摻雜著C〔碳〕，其濃度係，例如2~3×1018[cm-3]。C配位於As側，使其易成為受體。
在此，導電型係與上述反之，亦可將，基板10做為P型半導體基板，下層側DBR層11之導電型做為P型，上層側DBR層15之導電
型做為N型。再者，於此說明書中記載第1及第2導電型之情況，第1及第2導電型之中一方為P型，另一方為N型。
進一步而言，於上層側DBR層15之一部分，於活性區域中
有效率地注入電流，形成帶來透鏡效果之電流狹窄層16。如圖3所示，電流狹窄層16具有，中心部分之未氧化部18，及其周圍大致絕緣體之氧化部17。此構造係藉由電流狹窄層16以0.95≦X≦1之AlxGa(1-x)As所形成〔X=1之情況，即包含AlAs〕，包含電流狹窄層之磊晶多層膜加工成檯面柱形狀後，於加熱蒸氣環境下，電流狹窄層16由周圍選擇性地氧化而獲得。由於僅有中心部分之未氧化部18成為電流路徑，能夠於活性區域中有效地注入電流。
與電流狹窄層16之氧化部17相鄰設有高電阻區域25。高
電阻區域25之形成係藉由將氫離子〔質子〕、硼離子、或氧離子等，能夠使P型AlGaAs〔GaAs〕或N型AlGaAs〔GaAs〕高電阻化之離子注入。為使其高電阻化，注入離子之濃度需要比DBR層15之雜質濃度大。較電流狹窄層16為厚之高電阻區域25與電流狹窄層16之氧化部17相鄰設置，藉此，能夠促進寄生電容降低。
高電阻區域25之基板面方向之分布係藉由光阻劑等之遮罩
形狀，能夠高精度地抑制，基板垂直方向之分布係藉由離子的放射量及加速能量之調整，能夠概略地抑制。進一步而言，於氫離子之情況，藉由離子注入後約500℃~700℃之退火處理，能在保持P型摻雜區域31之氫離子之情況下，使活性層13等非摻雜區域之氫離子游離。此結果，高電阻區域25形成於P型摻雜區域31內。
本實施形態之情況，高電阻區域25之分布形狀係具有貫通
孔之立體形狀，具體而言，甜甜圈狀〔圓環狀〕之形狀。由與基板10垂直之方向來看，貫通孔重疊於電流狹窄層16之未氧化部18，貫通孔之剖面尺寸b較電流狹窄層16之未氧化部18之尺寸a為大。因而，若由與基板10垂直之方向來看，高電阻區域25與電流狹窄層16之未氧化部18分離。
藉由上述高電阻區域25之配置，假設高電阻區域25到達活
性層13之附近或是活性層13之內部，亦能藉由電流狹窄層16之氧化部17限制電流路徑，能夠使注入之離子由此電流路徑遠離。因而，抑制往活性層13之缺陷之進行，且能夠提高VCSEL之可靠性。
進一步而言，如圖3所示，理想為高電阻區域25與陽極電
極層19分離。更詳細而言，理想為高電阻區域25之中與下層側DBR層11最遠離之位置至電流層16之距離B，係上層側DBR層15之中與下層側DBR層11最遠離之位置至電流狹窄層16之距離A之約1/3~2/3。藉由上述之配置，能夠不妨礙由陽極電極層19流出之電流，且能夠防止元件電阻之增大。
如圖1、圖2所示，於具有檯面柱構造之磊晶多層膜上形成
防濕用之絕緣膜21〔亦稱為耐濕膜〕。於檯面柱上部之絕緣膜21，以露出DBR層15之表面之方式形成開口。於露出之DBR層15之表面連接陽極電極層19〔環型電極層〕。於陽極電極層19連接接合用之焊墊電極23。焊墊電極23與DBR層11之間，設有為使寄生電容降低之聚酰亞胺圖案22。
[Al組成分布]
圖4係圖3各層之Al組成之分布圖。圖4之縱軸係表示AlxGa(1-x)As之Al含有量〔X〕，橫軸係以任意單位〔AU〕表示VCSEL之深度方向。X=0
之情況意味著GaAs，且X=1之情況意味著AlAs。
參照圖4，在DBR層11、15，Al含有量多之低折射率層與Al含有量少之高折射率層交互地積層。DBR層11、15之中與包覆層12、14相鄰區域與第一位之低折射率層相當。圖4之情況，電流狹窄層16形成於DBR層15之第一位之低折射率層內且與活性層13最遠離之位置。電流狹窄層16亦可配置於第一位之低折射率層內之更下層側〔例如，與包覆層14相鄰之位置〕。P型摻雜區域31係由DBR層15到達包覆層14之一部分。於此P型摻雜區域31形成有高電阻區域25。
[VCSEL之製作流程]
圖5~圖12係以示意方式表示VCSEL之製作流程之剖面圖。圖13係表示VCSEL之製作流程之流程圖。以下，參照圖5~圖13對圖1~圖4所示VCSEL1之製作方法進行說明。
參照圖5，於半導體基板10〔在此係N型GaAs基板〕上形成多層之磊晶膜11~16。磊晶膜之形成適用於MOCVD〔Metal Organic Chemical Vapor Depositon〕或MBE〔Molecular Meam Epitaxy〕等之技術。
具體而言，於GaAs基板10上，首先形成表示N型導電型之DBR層11〔圖3之步驟S100〕。DBR層11係，高折射區域、低折射區域各別為λ/4之光學膜厚做為一對，形成30~40層。對高折射材料而言，能夠利用AlxGa(1-x)As且約X=0.1、對低折射率材料而言，能夠利用AlxGa(1-x)As且約X=0.9。為獲得N型導電型，以Si做為雜質以約2×1018[cm-3]程度導入。
接著於N型DBR層11上，以夾於包覆層12、14之形式形成包含量子井〔QW：Quantum Well〕之活性層13〔圖13之步驟
S105~S115〕。活性層13及包覆層12、14能適宜地因應震盪波長調整其膜厚及材料。例如，利用做為活性層13之材料之GaAs，能夠將震盪波長調整成850nm。
接著於包覆層14上形成P型DBR層15、15A〔圖13之步
驟S120~S130〕。P型DBR層15、15A亦與N型DBR層11相同，高折射區域及低折射區域各別為λ/4之光學膜厚做為一對，形成約20層。對高折射材料而言，能夠利用AlxGa(1-x)As且約X=0.1、對低折射率材料而言，能夠利用AlxGa(1-x)As且約X=0.9。為獲得P型導電型，以C做為雜質以約2×1018[cm-3]程度導入。
但是，於圖1~圖4所示構造之情況，於相接於包覆層14之
第一位之低折射率層形成電流狹窄層16。具體而言，例如，於包覆層14上，AlxGa(1-x)As層15A〔但是，X=0.65〕一邊導入約2~3×1018[cm-3]之C〔碳〕一邊形成〔圖13之步驟S120〕，接著，藉由使Al組成X增加至0.95以上，對電流狹窄層16而言，AlxGa(1-x)As層〔但是，0.95≦X≦1〕一邊導入約2~3×1018[cm-3]之C〔碳〕一邊形成〔圖13之步驟S125〕。
電流狹窄層16由於於氧化處理進行時之體積收縮造成畸變
之發生，為抑止畸變之影響，理想為使其為40nm以下。此電流狹窄層16係如圖4所說明，形成於第一位之低折射率層中之偏上層之位置亦可，形成於偏下層之位置亦可。
參照圖6，多層磊晶膜11~16之形成後，以光阻劑做為遮罩
注入氫離子〔圖13之步驟S135〕。藉此形成高電阻區域25。
參照圖7，由於如上述之基板10上形成之磊晶多層膜形成
電流狹窄層構造，例如加工成Φ30μm之檯面柱圖案加工〔圖13之步驟S140〕。檯面柱圖案係由光刻及乾式蝕刻之技術所形成。乾式蝕刻係進行至下層側DBR層11露出之深度。
參照圖8，接著，加工成檯面柱圖案之磊晶多層膜附屬基板
於蒸氣環境中以450℃以上加熱，由電流狹窄層16之外周部選擇性地使其進行氧化，藉此形成氧化部17〔圖13之步驟S145〕。氧化時間係調整為能使中心部分之未氧化部18成為Φ10μm。
此加熱蒸氣氧化之過程中，離子注入時到達活性層13內之
氫離子由活性層13游離。此結果，能夠提高VCSEL之可靠性。藉由離子注入步驟〔步驟S135〕執行於電流狹窄層16之加熱蒸氣氧化步驟〔S145〕之前，有著不需僅為了使氫離子游離而進行退火處理步驟之優點。
參照圖9，接著，對耐濕膜21而言，形成氮化矽膜或氧化
矽膜〔圖13之步驟S150〕。耐濕膜21之形成係有適用CVD或濺鍍等之可能。檯面柱之上部中接點電極層用之開口，由光刻及乾式蝕刻之技術形成〔圖13之步驟S155〕。
參照圖10，接著，於檯面柱上部之開口部例如，藉由光刻
及氣相沉澱形成P型接點電極層〔陽極電極層〕19〔圖13之步驟S160〕。
對P型接點電極層19而言，能夠利用例如，由Ti〔鈦〕、Pt〔白金〕、及Au〔金〕形成之積層膜。
參照圖11，接著，以使焊墊電極23下之電容降低為目的，
形成聚酰亞胺圖案22〔圖13之步驟S165〕。參照圖12，接著，與P型接點電極層19連接之焊墊電極23，例如以光刻及濺鍍製膜之技術形成〔圖13
之步驟S170〕。
於是，如圖1~圖3所示，基板10之厚度調整後，形成裏面
電極層20〔圖13之步驟S175〕。對裏面電極層20而言，能夠使用，例如，由Au、Ge、及Ni形成之積層膜。進一步而言，藉由為取出各電極層19、20與半導體層之歐姆接點所進行之退火處理〔圖13之步驟S180〕，完成VCSEL1。
[第1實施形態之效果]
如以上，根據第1實施形態，相較氧化膜造成之電流狹窄層16之厚度厚之高電阻區域25係，藉由與電流狹窄層16之氧化部17相鄰注入離子而形成，藉此，比起電流狹窄層16單體之情況，能夠使寄生電容降低。藉此達成高速調變之可能。
進一步而言，由與基板10垂直之方向來看時，高電阻區域
25與電流狹窄層16之未氧化部18不重疊，且藉由與為氧化部18分離之配置，能夠使注入離子與電流路徑遠離。藉此，由於注入離子之移動及缺陷成長變的不易產生，能夠減少VCSEL之可靠性被耗損之可能性。
再者，被注入之離子濃度需要高於DBR層15之雜質濃度。
注入之離子被認為是缺陷而形成缺陷準位，此缺陷準位中載體〔電子或電洞〕被捕獲。因而，若流入離子濃度比P型摻雜濃度要高，則使離子注入區域高電阻化。
若藉由將離子注入至DBR層15之最上部使其高電阻化，則
會妨礙由陽極電極層19流出之電流，其結果使元件電阻增大。因而，理想為高電阻區域25與陽極電極層19分離，更詳細而言，由高電阻區域25之
最上部至電流狹窄層16之距離，理想為由DBR層15之最上部至電流狹窄層16之距離之約1/3~2/3。
由於注入離子之深度方向之分布有所偏差，若將離子注入至
電流狹窄層16，活性層13亦有不少離子被注入之可能性。而有可靠性降低之虞。因此，理想為，為使注入離子由活性層13游離，進行約500℃之退火處理。此情況，若於電流狹窄層16之加熱蒸氣氧化步驟之前進行離子注入步驟，由於能夠於電流狹窄層16之加熱蒸氣氧化時，同時進行使注入離子由活性層13游離，此狀況為佳。
[變形例]
在上述之實施形態，已對高電阻區域25具有甜甜圈狀之形狀之情況做說明，但高電阻區域25之形狀不只侷限於此。由與基板10垂直之方向來看時，高電阻區域25與電流狹窄層16之氧化部17之一部分重疊，但若與未氧化部18分離，則任何形狀皆無所謂。例如，貫通孔之剖面形狀亦可為四角形等之多角形，且高電阻區域25亦可複數地分斷。
在上述之實施形態，電流狹窄層16形成於構成DBR層15
之第一位之低折射率層之內部，但包覆層14之內部等，配置於更接近活性層13之位置亦為可能。因而，更一般而言，電流狹窄層16配置於DBR層15之內部或DBR層15與活性層13之間。
<第2實施形態>
圖14係以示意方式表示第2實施形態之VCSEL之構成之剖面圖。圖14所示之VCSEL2之構成，其高電阻區域25之分布形狀與圖3所示VCSEL1相異。由於其他點為與圖3之狀況相同，相同或相當之部分附上相同參照符
號，不反覆說明。
參照圖14，高電阻區域25之分布形狀與圖3之情況相同為
設有貫通孔之立體形狀，更具體而言為甜甜圈狀〔圓環狀〕。但是，貫通孔之剖面尺寸以複數階段地變化〔圖14之狀況，3階段〕，與活性層13越遠離越大。此分布形狀，例如，對應貫通孔之遮蔽部分尺寸使用相異之複數個遮罩，以能夠藉由反覆離子注入而實現。由於藉由上述之高電阻區域25之分布形狀更能不妨礙由陽極電極層19至電流狹窄層16之未氧化部之電流路徑，能夠進一步抑制元件電阻之增大。
<第3實施形態>
圖15係以示意方式表示第3實施形態之VCSEL之構成之剖面圖。圖15所示之VCSEL3之構成，高電阻區域25之貫通孔之剖面尺寸以連續性地變化，且與活性層13越遠離越大之點，與圖14所示之VCSEL2相異。因此，由於能更加不妨礙由陽極電極層19至電流狹窄層16之未氧化部之電流路徑，能夠進一步抑制元件電阻之增大。
圖15之高電阻區域25之分布形狀係，例如，能夠以圖14
之分布形狀使階段數增加而實現。由於注入之離子亦於基板面方向擴散，藉由使階段數增加而與連續性地變化不變。由於其他點與圖4之狀況相同，相同或相當之部分附上相同參照符號，不反覆說明。
在本次揭示之實施形態之所有方面皆為例示，不應考量為用以限制本發明。此發明之範圍非上述之說明，由請求範圍所示，意圖為其包含與申請專利範圍均等之意思及範圍內之所有變更。
1‧‧‧VCSEL
11‧‧‧半導體多層膜反射鏡層〔DBR層〕
19‧‧‧接點電極層
21‧‧‧耐濕膜〔絕緣膜〕
22‧‧‧聚酰亞胺圖案
23‧‧‧焊墊電極
Claims (8)
- 一種垂直共振腔面射型雷射：具備積層於基板上之複數個半導體層；前述複數個半導體層包含：第1反射鏡層，由具有第1導電型之半導體多層膜形成；第2反射鏡層，由在較前述第1反射鏡層離開前述基板之位置具有第2導電型之半導體多層膜形成；活性層，設於前述第1反射鏡層及前述第2反射鏡層之間；電流狹窄層，設於前述第2反射鏡層之內部或前述第2反射鏡層與前述活性層之間，包含氧化部及被前述氧化部圍繞之未氧化部；藉由對與前述電流狹窄層之前述氧化部相鄰之區域注入離子形成高電阻區域；由與基板垂直之方向來看，前述高電阻區域與前述電流狹窄層之未氧化部分離。
- 如申請專利範圍第1項之垂直共振腔面射型雷射，其中，前述高電阻區域之分布形狀係具有貫通孔之立體形狀，且由與前述基板垂直之方向來看，前述貫通孔重疊於前述電流狹窄層之前述未氧化部。
- 如申請專利範圍第2項之垂直共振腔面射型雷射，其中，進一步具備積層於前述第2反射鏡層之與前述基板分離之側之表面之電極層，且前述高電阻區域係形成於與前述電極層分離之位置。
- 如申請專利範圍第2或3項之垂直共振腔面射型雷射，其中，前述高電阻區域之中與前述第1反射鏡層最遠離之位置至前述電流狹窄層之 距離，係前述第2反射鏡層之中與前述第1反射鏡層最遠離之位置至前述電流狹窄層之距離之2/3以下。
- 如申請專利範圍第3項之垂直共振腔面射型雷射，其中，前述貫通孔之剖面之尺寸係複數階段或連續性變化，且愈遠離前述活性層愈大。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之垂直共振腔面射型雷射，其中，於前述高電阻區域注入之離子濃度高於前述第2反射鏡層之雜質濃度。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之垂直共振腔面射型雷射，其中，前述高電阻區域形成於積層於前述基板上之前述複數個半導體層之中摻雜有前述第2導電型之雜質之區域內。
- 一種垂直共振腔面射型雷射之製造方法，具備：藉由基板上具有第1導電型之半導體多層膜形成第1反射鏡層之步驟；於前述第1反射鏡層上形成第1包覆層之步驟；於前述第1包覆層上形成活性層之步驟；於前述活性層上形成第2包覆層之步驟；藉由於前述第2包覆層上具有第2導電型之半導體多層膜形成第2反射鏡層之步驟；形成前述第2反射鏡層之步驟包含藉由具有前述第2導電型之半導體膜形成電流狹窄層之步驟；前述垂直共振腔面射型雷射之製造方法，進一步具備：藉由於與電流狹窄層之一部分相鄰之區域注入離子使之高電阻化，藉此形成高電阻區域之步驟；前述高電阻區域形成後，藉由使前述電流狹窄層由周邊側氧化，於前 述電流狹窄層形成氧化部及被前述氧化部圍繞之未氧化部之步驟；由與前述基板垂直之方向來看，前述高電阻區域與前述電流狹窄層之前述未氧化部分離。
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2014
- 2014-06-27 WO PCT/JP2014/067105 patent/WO2015033649A1/ja not_active Ceased
- 2014-08-08 TW TW103127170A patent/TW201511433A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI868833B (zh) * | 2022-08-02 | 2025-01-01 | 大陸商深圳市嘉敏利光電有限公司 | 垂直共振腔面射型雷射元件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015033649A1 (ja) | 2015-03-12 |
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