WO2023067890A1 - 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 - Google Patents

面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 Download PDF

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WO2023067890A1
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emitting laser
layer
surface emitting
impurity diffusion
diffusion suppression
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English (en)
French (fr)
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佳照 立川
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]

Definitions

  • a technology according to the present disclosure (hereinafter also referred to as "this technology”) relates to a surface emitting laser and a method for manufacturing the surface emitting laser.
  • a surface-emitting laser in which an active layer is arranged between first and second multilayer film reflectors.
  • the main purpose of this technology is to provide a surface-emitting laser that can reduce resistance while suppressing deterioration in reliability.
  • the present technology includes a first structure including a first multilayer reflector; a second structure including a second multilayer reflector; an active layer disposed between the first and second structures; with The second structure has at least a thickness direction including the first surface between a first surface opposite to the active layer side and a second surface facing the active layer.
  • a surface-emitting laser having a high-concentration impurity region in which the impurity concentration is relatively high, and at least one impurity diffusion suppression layer between the first surface and the two surfaces.
  • the second multilayer reflector has a pair of a high Al composition layer with a relatively high Al composition and a low Al composition layer with a relatively low Al composition,
  • the optical thickness of the high Al composition layer may be thicker than the optical thickness of the low Al composition layer.
  • the impurity diffusion suppression layer may be arranged between at least part of the high-concentration impurity region and the active layer.
  • the impurity diffusion suppression layer may contain In.
  • the impurity diffusion suppression layer may be made of a GaInP-based compound semiconductor or a GaInAs-based compound semiconductor.
  • the impurity diffusion suppression layer may contain Al.
  • the impurity diffusion suppression layer may have an Al composition of 1% or more and 15% or less.
  • the impurity diffusion suppression layer may have an optical thickness of ⁇ /4 or more and ⁇ or less.
  • the high-concentration impurity region may be annular in plan view, and a difference between an outer diameter and an inner diameter of the high-concentration impurity region may be 1 ⁇ m or more.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer may be a plurality of impurity diffusion suppression layers.
  • the second structure may have an oxidized constriction layer between the first surface and the second surface.
  • the impurity diffusion suppressing layer may be arranged between the first surface and the oxidized constricting layer.
  • the impurity diffusion suppression layer may be arranged between at least part of the high-concentration impurity region and the oxidized constricting layer.
  • the impurity diffusion suppressing layer may be arranged between the oxidized constricting layer and the active layer.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and at least one of the plurality of impurity diffusion suppression layers may be arranged between the first surface and the oxidized constriction layer. good.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and at least one of the plurality of impurity diffusion suppression layers is located between at least a portion of the high-concentration impurity region and the oxidized constriction layer. may be placed.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer may be a plurality of impurity diffusion suppression layers, and at least one of the plurality of impurity diffusion suppression layers may be arranged between the oxidized constricting layer and the active layer. .
  • the high-concentration impurity region may contain any one of Zn, B, and Be.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, a portion of the plurality of impurity diffusion suppression layers is disposed between the first surface and the oxidized constriction layer, and the plurality of impurity diffusion suppression layers are The other part of the impurity diffusion suppressing layer may be arranged between the oxidized constricting layer and the active layer.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and a portion of the plurality of impurity diffusion suppression layers is arranged between at least a portion of the high-concentration impurity region and the oxidized constriction layer. and the other part of the plurality of impurity diffusion suppression layers may be arranged between the oxidized constricting layer and the active layer.
  • the present technology includes a step of stacking a first structure including a first multilayer reflector, an active layer, a second structure including an impurity diffusion suppression layer and a second multilayer reflector in this order; and diffusing an impurity from the side of the structure opposite to the active layer side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface emitting laser according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a first example of a method for manufacturing a surface emitting laser according to a first embodiment of the present technology
  • 3A and 3B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology
  • 4A to 4C are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology
  • 5A and 5B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 6A and 6B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 7A and 7B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 8A and 8B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 9A and 9B are cross-sectional views for each step of the first example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 1A and 1B are cross-sectional views for each step of a first example of a method for manufacturing a surface-emitting laser according to a first embodiment of the present technology
  • 6 is a flowchart for explaining a second example of a method for manufacturing a surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology
  • 12A and 12B are cross-sectional views for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology
  • 13A and 13B are cross-sectional views for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 14A to 14C are cross-sectional views for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology.
  • 15A and 15B are cross-sectional views for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology. It is a sectional view showing composition of a surface emitting laser concerning a modification of a 1st embodiment of this art. It is a sectional view showing composition of a surface emitting laser concerning a 2nd embodiment of this art.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology
  • 19A and 19B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology.
  • 20A and 20B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to the second embodiment of the present technology.
  • 21A and 21B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology.
  • 22A to 22C are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology.
  • 23A and 23B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to the second embodiment of the present technology.
  • 24A and 24B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology.
  • 25A and 25B are cross-sectional views for each step of a method for manufacturing a surface emitting laser according to the second embodiment of the present technology. It is sectional drawing for every process of the manufacturing method of the surface emitting laser which concerns on 2nd Embodiment of this technique. It is a sectional view showing composition of a surface emitting laser concerning modification 1 of a 2nd embodiment of this art.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface-emitting laser according to Modification 1 of the fourth embodiment of the present technology
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface-emitting laser according to modification 2 of the fourth embodiment of the present technology; It is a figure showing an example of application to a distance measuring device of a surface emitting laser concerning a 1st embodiment of this art.
  • 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the installation position of the distance measuring device;
  • an AlGaAs layer with a high Al composition for example, an Al composition of about 0.9
  • an AlGaAs layer or GaAs layer with a low Al composition is used as a high refractive index layer to form a DBR. It is common to configure
  • each refractive index layer of the DBR is a thin film.
  • These impurities cause problems such as a decrease in the controllability of the oxide layer due to a decrease in the oxidation rate during the formation of the oxidized constricting layer and/or deterioration in reliability due to penetration of impurities into the active layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 10 according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 shows one surface-emitting laser 10 extracted from the surface-emitting laser array.
  • the surface emitting laser 10 includes a first structure ST1 including a first multilayer reflector 200, a second structure ST2 including a second multilayer reflector 500, and first and second structures ST1. , ST2, and an active layer 300 disposed between them.
  • the surface emitting laser 10 has a laminated structure in which a first multilayer reflector 200, an active layer 300 and a second multilayer reflector 500 are laminated on a substrate 100 in this order.
  • the first structure ST1 includes, as an example, a substrate 100, a cathode electrode 900 and a first clad layer 250 in addition to the first multilayer reflector 200.
  • the second structure ST2 includes, for example, a second clad layer 350, an oxidized constricting layer 400, a contact layer 600 and an anode electrode 700 in addition to the second multilayer reflector 500.
  • the second structure ST2 further includes a high-concentration impurity region Ir and an impurity diffusion suppression layer 550, as an example.
  • the substrate 100 is, for example, a GaAs substrate of the first conductivity type (for example, n-type).
  • a buffer layer 150 is arranged between the surface (upper surface) of the substrate 100 on the side of the first multilayer film reflector 200 and the first multilayer film reflector 200 .
  • a cathode electrode 900 of a first conductivity type (for example, n-type) is provided on the surface (lower surface) of the substrate 100 opposite to the first multilayer film reflector 200 side.
  • the cathode electrode 900 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the cathode electrode 900 is made of, for example, at least one metal (including alloy) selected from the group consisting of Au, Ag, Pd, Pt, Ni, Ti, V, W, Cr, Al, Cu, Zn, Sn and In. It is composed by
  • the cathode electrode 900 has a laminated structure, for example, Ti/Au, Ti/Al, Ti/Al/Au, Ti/Pt/Au, Ni/Au, Ni/Au/Pt, Ni/Pt, Pd/Pt, It is composed of materials such as Ag/Pd.
  • the cathode electrode 900 is, for example, connected to the cathode (negative electrode) of the laser driver.
  • the first multilayer reflector 200 is, for example, a semiconductor multilayer reflector.
  • a multilayer reflector is also called a distributed Bragg reflector.
  • a semiconductor multilayer reflector which is a type of multilayer reflector (distributed Bragg reflector), absorbs less light and has a high reflectance.
  • the first multilayer reflector 200 is also called a lower DBR.
  • the first multilayer reflector 200 is, for example, a semiconductor multilayer reflector of a first conductivity type (for example, n-type), and includes a plurality of types (for example, two types) of semiconductor layers (refractive index layers) having mutually different refractive indices. are alternately laminated with an optical thickness of 1/4 ( ⁇ /4) of the oscillation wavelength ⁇ .
  • Each refractive index layer of the first multilayer reflector 200 is made of a first conductivity type (for example, n-type) AlGaAs-based compound semiconductor.
  • the first clad layer 250 is arranged between the first multilayer reflector 200 and the active layer 300 .
  • the first clad layer 250 is made of a first conductivity type (for example, n-type) AlGaAs-based compound semiconductor.
  • a "cladding layer” is also called a "spacer layer”.
  • the active layer 300 has a quantum well structure including barrier layers and quantum well layers made of, for example, an AlGaAs-based compound semiconductor.
  • This quantum well structure may be a single quantum well structure (QW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure).
  • the second clad layer 350 is arranged between the second multilayer reflector 500 and the active layer 300 .
  • the second clad layer 350 is made of a second conductivity type (for example, p-type) AlGaAs-based compound semiconductor.
  • a "cladding layer” is also called a "spacer layer”.
  • the second multilayer reflector 500 is, for example, a semiconductor multilayer reflector of a second conductivity type (for example, p-type), and includes a plurality of types (for example, two types) of semiconductor layers (refractive index layers) having mutually different refractive indices. may have a structure in which are alternately laminated with an optical thickness of 1/4 wavelength ( ⁇ /4) of the oscillation wavelength ⁇ .
  • Each refractive index layer of the second multilayer reflector 200 is made of, for example, a second conductivity type (for example, p-type) AlGaAs-based compound semiconductor.
  • the second multilayer reflector 500 has a pair of a high Al composition layer (low refractive index layer) with a relatively high Al composition and a low Al composition layer (high refractive index layer) with a relatively low Al composition
  • the optical thickness (optical film thickness) of the high Al composition layer may be thicker than the optical thickness (optical film thickness) of the low Al composition layer.
  • the film thickness of the low Al composition layer is preferably 41 nm or less, for example.
  • the optical film thickness of the high Al composition layer is thicker than the optical film thickness of the low Al composition layer. Suitable conditions can be used. As a specific example of the modulated film thickness, the optical thickness of the high Al composition layer may be ⁇ /4 ⁇ 1.3, and the optical thickness of the low Al composition layer may be ⁇ /4 ⁇ 0.7. can.
  • the oxidized constricting layer 400 is arranged inside the second multilayer reflector 500 .
  • the oxidized constricting layer 400 has, for example, an unoxidized region 400a made of AlAs and an oxidized region 400b made of AlAs oxide (for example, Al 2 O 3 ) surrounding the non-oxidized region 400a.
  • the oxidized constricting layer 400 has a current/light confinement function.
  • a contact layer 600 is arranged on the second multilayer reflector 500 .
  • the contact layer 600 is made of, for example, a second conductivity type (for example, p-type) GaAs-based compound semiconductor.
  • a mesa structure MS is formed on a portion (lower portion) of the first multilayer film reflector 200 . More specifically, the mesa structure MS includes, as an example, the other portion (upper portion) of the first multilayer reflector 200, the first cladding layer 250, the active layer 300, the second cladding layer 350, the oxidized constricting layer 400, and the second multilayer. It includes a film reflector 500 and a contact layer 600 .
  • the cathode electrode 900 , the substrate 100 , the buffer layer 150 and a portion (lower portion) of the first multilayer film reflector are shared by a plurality of surface emitting lasers 10 .
  • the mesa structure MS has, for example, a substantially cylindrical shape in plan view, but may have other columnar shapes such as a substantially elliptical columnar shape and a polygonal columnar shape, for example.
  • the anode electrode 700 is arranged, for example, in contact with the contact layer 600 so as to surround the non-oxidized region 400a of the oxidized constricting layer 400 (for example, annularly) when viewed from the height direction of the mesa structure MS.
  • the inner diameter side of the anode electrode 700 serves as an emission port 700a.
  • the anode electrode 700 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the anode electrode 700 is made of, for example, at least one metal (including alloy) selected from the group consisting of Au, Ag, Pd, Pt, Ni, Ti, V, W, Cr, Al, Cu, Zn, Sn and In. It is composed by
  • the anode electrode 700 has a laminated structure, for example, Ti/Au, Ti/Al, Ti/Al/Au, Ti/Pt/Au, Ni/Au, Ni/Au/Pt, Ni/Pt, Pd/Pt, It is composed of materials such as Ag/Pd.
  • the mesa structure MS and its surroundings are covered with an insulating film 650 except for the region where the anode electrode 700 is formed (including the emission port 700a).
  • the insulating film 650 is made of dielectric material such as SiO 2 , SiN, and SiON.
  • a wiring layer 800 whose end is connected to the anode electrode 700 is formed on the insulating film 650 .
  • the wiring layer 800 is made of gold plating, for example.
  • An opening is formed in the wiring layer 800 at a position corresponding to the emission port 700a.
  • the anode electrode 700 is connected to the anode (positive electrode) of the laser driver through the wiring layer 800, for example.
  • the high-concentration impurity region Ir means a region having a relatively high impurity concentration (region having a low electrical resistance) (compared to other regions).
  • the high-concentration impurity region Ir preferably contains any one of Zn, B, and Be, for example.
  • the high-concentration impurity region Ir consists of a first surface S1 (for example, the upper surface of the contact layer 600), which is the surface opposite to the active layer 300 side of the second structure ST2, and a second surface S2, which is the surface on the active layer 300 side. (for example, the lower surface of the second clad layer 350) in at least a portion (for example, a portion) in the thickness direction including the first surface S1.
  • the high-concentration impurity region Ir is provided, for example, in the entire thickness direction of the contact layer 600 and in a portion (upper portion) of the second multilayer reflector 500 in the thickness direction. That is, the high-concentration impurity region Ir is provided across the contact layer 600 and the second multilayer reflector 500 .
  • the high-concentration impurity region Ir is provided in a ring shape in plan view corresponding to the anode electrode 700 .
  • the difference between the outer diameter and the inner diameter of high-concentration impurity region Ir is preferably 1 ⁇ m or more.
  • the high-concentration impurity region Ir is provided on the current path between the anode electrode 700 and the active layer 300.
  • the portion of the high-concentration impurity region Ir provided in the second multilayer reflector 500 has a lower electrical resistance than the region in the second multilayer-film reflector 500 where the high-concentration impurity region Ir is not provided. Yes (excellent conductivity).
  • a portion of the high-concentration impurity region Ir provided in the contact layer 600 has a lower electrical resistance (excellent conductivity) than a region of the contact layer 600 where the high-concentration impurity region Ir is not provided. This enables low-voltage driving.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between the first surface S1 and the second surface S2. More specifically, the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between at least a part (for example, all) of the high-concentration impurity region Ir and the active layer 300, as an example. Here, the impurity diffusion suppression layer 550 is positioned below (on the second surface S2 side) the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir.
  • the second structure ST2 has the oxidized constricting layer 400 between the first surface S1 and the second surface S2, as described above.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between the first surface S1 and the oxidized constricting layer 400, for example. More specifically, as an example, the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between at least part (for example, all) of the high-concentration impurity region Ir and the oxidized constricting layer 400 in the second multilayer reflector 500 . .
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may contain In, for example.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may be made of, for example, a GaInP-based compound semiconductor, a GaInAs-based compound semiconductor, or the like.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 preferably has an In composition of 5% or more.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may contain Al, for example. In this case, the impurity diffusion suppression layer 550 preferably has an Al composition of 1% or more and 15% or less.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may be made of, for example, an AlGaAs-based compound semiconductor, an AlGaInP-based compound semiconductor, or the like.
  • the optical thickness of the impurity diffusion suppression layer 550 is preferably ⁇ /4 or more and ⁇ or less.
  • the current injected into the active layer 300 flows through the first clad layer 250, the first multilayer reflector 200, the buffer layer 150, the substrate 100 and the cathode electrode 900 to the cathode side of the laser driver.
  • FIG. 2 is a flow chart for explaining a first example of a method for manufacturing the surface emitting laser 10.
  • FIG. 3A to 10 are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the first example of the method for manufacturing the surface-emitting laser 10.
  • FIG. 3A to 10 are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the first example of the method for manufacturing the surface-emitting laser 10.
  • FIG. As an example, by a semiconductor manufacturing method, a plurality of surface emitting laser arrays are simultaneously generated on a single wafer that is the base material of the substrate 100 (at this time, the plurality of surface emitting lasers 10 of each surface emitting laser array are generated). are generated at the same time). Next, a plurality of integrated surface emitting laser arrays are separated from each other to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting laser arrays (surface emitting laser array chips).
  • a laminate is generated.
  • the buffer layer 150, the first multilayer reflector 200, and the first clad layer are deposited on the substrate 100 using a chemical vapor deposition (CVD) method, such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • step S2 impurities are diffused.
  • an insulating film IF made of, for example, SiN and a resist film RF are laminated in this order on the upper surface of the laminate L1 (for example, the upper surface of the contact layer 600) (see FIG. 3B).
  • the resist film RF is exposed to form an annular resist pattern RP1 in which a region corresponding to the region where the high-concentration impurity region Ir is to be formed is opened (see FIG. 4A).
  • the opening width (difference between inner and outer diameters) of the resist pattern RP1 is preferably 1 ⁇ m or more.
  • the insulating film IF is etched using the resist pattern RP1 as a mask (see FIG.
  • the resist pattern RP1 is removed by etching (see FIG. 4C).
  • an impurity such as Zn is implanted and diffused through the contact layer 600 by vapor phase or solid phase diffusion (see FIG. 5A).
  • the impurity diffusion depth is adjusted so that the high-concentration impurity region Ir is positioned slightly above the impurity diffusion suppression layer 550 .
  • the insulating film IF is removed by etching (see FIG. 5B).
  • a mesa is generated. Specifically, first, a resist pattern RP2 is formed for forming a mesa, which will be the mesa structure MS, on the layered structure in which the high-concentration impurity region Ir is formed (see FIG. 6A). Next, using the resist pattern RP2 as a mask, the laminate is etched to form a mesa (see FIG. 6B). Here, the etching is performed so that the etched bottom surface is positioned within the first multilayer film reflector 200 . Finally, the resist pattern RP2 is removed by etching (see FIG. 7A).
  • an oxidized constricting layer 400 is formed (see FIG. 7B). Specifically, the mesa is exposed to a steam atmosphere, and the selectively oxidized layer 400S is oxidized (selectively oxidized) from the side surface to form the oxidized constricting layer 400 in which the non-oxidized region 400a is surrounded by the oxidized region 400b. .
  • an anode electrode 700 is formed (see FIG. 8A). Specifically, the electrode material of the anode electrode 700 is formed on the high-concentration impurity region Ir by, for example, sputtering, vapor deposition, etc., and the resist and the electrode material on the resist are lifted off to remove the high-concentration impurity region Ir. , an anode electrode 700 is formed.
  • an insulating film 650 is formed. Specifically, first, an insulating film 650 made of, for example, SiN is formed on the entire surface (see FIG. 8B). Next, the insulating film 650 on the anode electrode 700 and on the inner diameter side of the anode electrode 700 is removed by etching (see FIG. 9A). As a result, the anode electrode 700 is exposed and the emission port 700a is opened.
  • a wiring layer 800 is formed (see FIG. 9B). Specifically, the wiring layer 800 is formed on the insulating film 650 so as to be partially in contact with the anode electrode 700 .
  • a cathode electrode 900 is formed (see FIG. 10). Specifically, first, the back surface of the substrate 100 (the back surface of the wafer) is polished to reduce the overall thickness to about 100 ⁇ m. Next, an electrode material for the cathode electrode 900 is deposited solidly on the back surface of the substrate 100 .
  • processing such as annealing is performed, and a plurality of surface emitting laser arrays in which a plurality of surface emitting lasers 10 are two-dimensionally arranged are formed on one wafer. After that, it is separated into a plurality of surface emitting laser array chips by dicing.
  • FIG. 11 is a flow chart for explaining a second example of the method for manufacturing the surface emitting laser 10.
  • FIG. 12A to 15B are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser 10.
  • FIG. 12A to 15B are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the second example of the method for manufacturing the surface emitting laser 10.
  • a plurality of surface emitting laser arrays are simultaneously generated on a single wafer that is the base material of the substrate 100 (at this time, the plurality of surface emitting lasers 10 of each surface emitting laser array are generated). are generated at the same time).
  • a plurality of integrated surface emitting laser arrays are separated from each other to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting laser arrays (surface emitting laser array chips).
  • a laminate is generated.
  • the buffer layer 150, the first multilayer reflector 200, and the first clad layer are deposited on the substrate 100 using a chemical vapor deposition (CVD) method, such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • a mesa is generated. Specifically, first, a resist pattern RP1 for forming a mesa that becomes the mesa structure MS is formed on the laminate L1 (see FIG. 12A). Next, using the resist pattern RP1 as a mask, the laminate L1 is etched to form a mesa (see FIG. 12B). Here, the etching is performed so that the etched bottom surface is positioned within the first multilayer film reflector 200 . Finally, the resist pattern RP1 is removed by etching (see FIG. 13A).
  • impurities are diffused. Specifically, first, an insulating film IF made of, for example, SiN and a resist film RF are laminated in this order on the upper surface of the mesa (for example, the upper surface of the contact layer 600) (see FIG. 13B). Next, the resist film RF is exposed to form an annular resist pattern RP2 in which a region corresponding to the region where the high-concentration impurity region Ir is to be formed is opened (see FIG. 14A). At this time, the opening width (difference between inner and outer diameters) of the resist pattern RP2 is preferably 1 ⁇ m or more.
  • the insulating film IF is etched (see FIG. 14B).
  • the resist pattern RP2 is removed by etching (see FIG. 14C).
  • an impurity such as Zn is implanted and diffused through the contact layer 600 by vapor phase or solid phase diffusion (see FIG. 15A).
  • the impurity diffusion depth is adjusted so that the high-concentration impurity region Ir is positioned slightly above the impurity diffusion suppression layer 550 .
  • the insulating film IF is removed by etching (see FIG. 15B).
  • an oxidized constricting layer 400 is formed (see FIG. 7B). Specifically, the mesa is exposed to a steam atmosphere, and the selectively oxidized layer 400S is oxidized (selectively oxidized) from the side surface to form the oxidized constricting layer 400 in which the non-oxidized region 400a is surrounded by the oxidized region 400b. .
  • an anode electrode 700 is formed (see FIG. 8A). Specifically, the electrode material of the anode electrode 700 is formed on the high-concentration impurity region Ir by, for example, sputtering, vapor deposition, etc., and the resist and the electrode material on the resist are lifted off to remove the high-concentration impurity region Ir. , an anode electrode 700 is formed.
  • an insulating film 650 is formed. Specifically, first, an insulating film 650 made of, for example, SiN is formed on the entire surface (see FIG. 8B). Next, the insulating film 650 on the anode electrode 700 and on the inner diameter side of the anode electrode 700 is removed by etching (see FIG. 9A). As a result, the anode electrode 700 is exposed and the emission port 700a is opened.
  • a wiring layer 800 is formed (see FIG. 9B). Specifically, the wiring layer 800 is formed on the insulating film 650 so as to be partially in contact with the anode electrode 700 .
  • a cathode electrode 900 is formed (see FIG. 10). Specifically, first, the back surface of the substrate 100 (the back surface of the wafer) is polished to reduce the overall thickness to about 100 ⁇ m. Next, an electrode material for the cathode electrode 900 is deposited solidly on the back surface of the substrate 100 .
  • processing such as annealing is performed, and a plurality of surface emitting laser arrays in which a plurality of surface emitting lasers 10 are two-dimensionally arranged are formed on one wafer. After that, it is separated into a plurality of surface emitting laser array chips by dicing.
  • the surface-emitting laser 10 includes a first structure ST1 including a first multilayer reflector 200, a second structure ST2 including a second multilayer reflector 500, the first and second structures ST1, and an active layer 300 disposed between ST2, the second structure ST2 has a first surface S1 that is the surface opposite to the active layer 300 side and a second surface that is the surface on the active layer 300 side.
  • a high-concentration impurity region Ir having a relatively high impurity concentration is provided in at least part of the thickness direction including the first surface S1 between the first surface S1 and the second surface S2, and between the first surface S1 and the second surface S2. has at least one (for example, one) impurity diffusion suppression layer 550 in the .
  • the second structure ST2 since the second structure ST2 has a low resistance in the high-concentration impurity region Ir when a current flows in from the first surface S1 side, low-voltage driving is possible. Furthermore, impurity diffusion suppression layer 550 suppresses the outflow of impurities from high-concentration impurity region Ir to active layer 300 .
  • the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser capable of reducing resistance while suppressing deterioration in reliability. It should be noted that when impurities flow into the active layer 300, defects and free carriers are generated due to excess dopants, resulting in a decrease in reliability.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 is preferably arranged between the high-concentration impurity region Ir and the active layer 300 . As a result, the outflow of impurities from high-concentration impurity region Ir to active layer 300 can be reliably suppressed.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may contain In. Thereby, the impurity diffusion suppression layer 550 can exhibit the impurity diffusion suppression function.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 contains In
  • the In composition is preferably 5% or more. Thereby, the impurity diffusion suppression layer 550 can sufficiently exhibit the impurity diffusion suppression function.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may be made of a GaInP-based compound semiconductor or a GaInAs-based compound semiconductor. As a result, the impurity diffusion suppression layer 550 can perform the impurity diffusion suppression function while achieving lattice matching in, for example, an AlGaAs-based surface emitting laser.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 may contain Al. Thereby, the impurity diffusion suppression layer 550 can exhibit the impurity diffusion suppression function.
  • the Al composition is preferably 1% or more and 15% or less. Thereby, the impurity diffusion suppression layer 550 can sufficiently exhibit the impurity diffusion suppression function.
  • the optical thickness of the impurity diffusion suppression layer 550 is preferably ⁇ /4 or more and ⁇ or less. As a result, excess impurities can be prevented from diffusing toward the active layer 300 due to impurity pile-up in the impurity diffusion suppression layer 550 .
  • the high-concentration impurity region Ir is annular in plan view, and the difference between the outer diameter and the inner diameter of the high-concentration impurity region Ir is preferably 1 ⁇ m or more. Thereby, a sufficient area of the high-concentration impurity region Ir can be secured within a range that does not affect laser oscillation.
  • the second structure ST2 has an oxidized constricting layer 400 between the first surface S1 and the second surface S2.
  • the surface emitting laser 10 can be provided with a current/light confinement function.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between the first surface S ⁇ b>1 and the oxidized constriction layer 400 . This suppresses the outflow of impurities from the high-concentration impurity region Ir to the selectively oxidized layer 400S by the time the oxidized constricting layer 400 is formed, for example. As a result, the oxidation rate is stabilized when the oxidized constricting layer 400 is formed, the oxidized constricting layer 400 can be formed with good controllability, and the yield can be improved.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between the high-concentration impurity region Ir and the oxidized constricting layer 400 . As a result, the outflow of impurities from the high-concentration impurity region Ir to the oxidized constricting layer 400 can be more reliably suppressed.
  • the high-concentration impurity region preferably contains any one of Zn, B, and Be. Thereby, low resistance can be secured.
  • the surface emitting laser 10 further includes an anode electrode 700 in contact with the high-concentration impurity region Ir. Thereby, the contact resistance (contact resistance) between the anode electrode 700 and the contact layer 600 can be reduced.
  • the resistance of each surface-emitting laser 10 is reduced, so that a surface-emitting laser array with low power consumption can be provided.
  • a method for manufacturing the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment of the present technology includes a first structure ST1 including a first multilayer reflector 200, an active layer 300, an impurity diffusion suppression layer 550, and a second multilayer reflector. and a second structure ST2 including 500 in this order, and a step of diffusing an impurity from the side of the second structure ST2 opposite to the active layer 300 side.
  • the impurity diffusion suppression layer 550 suppresses the impurity from flowing out from the high-concentration impurity region Ir to the active layer 300.
  • the method for manufacturing the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment it is possible to manufacture a surface-emitting laser capable of reducing resistance while suppressing deterioration in reliability.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 10-1 according to a modification of the first embodiment of the present technology. A case where a plurality of surface emitting lasers 10-1 are two-dimensionally arranged to constitute a surface emitting laser array will be described below as an example. FIG. 16 shows one surface emitting laser 10-1 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface emitting laser 10-1 is provided with the impurity diffusion suppressing layer 550 between a part (upper portion) of the high-concentration impurity region Ir and the oxidized constricting layer 400. , has the same configuration as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir reaches the impurity diffusion suppression layer 550 .
  • the surface emitting laser 10-1 operates in the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured by the same manufacturing method.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface emitting laser 20 according to the second embodiment of the present technology. A case where a plurality of surface emitting lasers 20 are two-dimensionally arranged to form a surface emitting laser array will be described below as an example. FIG. 17 shows one surface emitting laser 20 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface emitting laser 20 is the same as the surface emitting laser according to the first embodiment except that an impurity diffusion suppression layer 550 is arranged between the oxidized constricting layer 400 and the active layer 300. 10 has the same configuration.
  • the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir is positioned slightly above the oxidized constricting layer 400 .
  • the surface emitting laser 20 operates in the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a flow chart for explaining the manufacturing method of the surface emitting laser 20.
  • FIG. 19A to 26 are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the method of manufacturing the surface emitting laser 20.
  • FIG. 19A to 26 are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the method of manufacturing the surface emitting laser 20.
  • FIG. 19A to 26 are cross-sectional views (process cross-sectional views) for each step of the method of manufacturing the surface emitting laser 20.
  • FIG. As an example, by a semiconductor manufacturing method, a plurality of surface emitting laser arrays are simultaneously generated on a single wafer that is the base material of the substrate 100 (at this time, the plurality of surface emitting lasers 20 of each surface emitting laser array are generated). are generated at the same time). Next, a plurality of integrated surface emitting laser arrays are separated from each other to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting laser arrays (surface emitting laser array chips).
  • a laminate L2 is generated.
  • the buffer layer 150, the first multilayer reflector 200, and the first clad layer are deposited on the substrate 100 using a chemical vapor deposition (CVD) method, such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • Lamination is performed to generate a laminate L2 (see FIG. 19A).
  • a mesa is generated. Specifically, first, a resist pattern RP1 for forming a mesa having a mesa structure is formed on the laminate L2 (see FIG. 19B). Next, using the resist pattern RP1 as a mask, the laminated body L2 is etched to form a mesa (see FIG. 20A). Here, the etching is performed so that the etched bottom surface is positioned within the first multilayer film reflector 200 . Finally, the resist pattern RP1 is removed by etching (see FIG. 20B).
  • an oxidized constricting layer 400 is formed (see FIG. 21A). Specifically, the mesa is exposed to a steam atmosphere, and the selectively oxidized layer 400S is oxidized (selectively oxidized) from the side surface to form the oxidized constricting layer 400 in which the non-oxidized region 400a is surrounded by the oxidized region 400b. .
  • impurities are diffused. Specifically, first, an insulating film IF made of, for example, SiN and a resist film RF are laminated in this order on the upper surface of the mesa (for example, the upper surface of the contact layer 600) (see FIG. 21B). Next, the resist film RF is exposed to form an annular resist pattern RP2 in which a region corresponding to the region where the high-concentration impurity region Ir is to be formed is opened (see FIG. 22A). At this time, the opening width (difference between inner and outer diameters) of the resist pattern RP2 is preferably 1 ⁇ m or more.
  • the insulating film IF is etched (see FIG. 22B).
  • the resist pattern RP2 is removed by etching (see FIG. 22C).
  • an impurity such as Zn is implanted and diffused through the contact layer 600 by vapor phase or solid phase diffusion (see FIG. 23A).
  • the impurity diffusion depth is adjusted so that the high-concentration impurity region Ir is positioned slightly above the impurity diffusion suppression layer 550 .
  • the insulating film IF is removed by etching (see FIG. 23B).
  • an anode electrode 700 is formed (see FIG. 24A). Specifically, the electrode material of the anode electrode 700 is formed on the high-concentration impurity region Ir by, for example, sputtering, vapor deposition, etc., and the resist and the electrode material on the resist are lifted off, thereby removing the electrode material on the high-concentration impurity region Ir. , an anode electrode 700 is formed.
  • an insulating film 650 is formed. Specifically, first, an insulating film 650 made of, for example, SiN is formed on the entire surface (see FIG. 24B). Next, the insulating film 650 on the anode electrode 700 and on the inner diameter side of the anode electrode 700 is removed by etching (see FIG. 25A). As a result, the anode electrode 700 is exposed and the emission port is opened.
  • a wiring layer 800 is formed (see FIG. 25B). Specifically, the wiring layer 800 is formed on the insulating film 650 so as to be partially in contact with the anode electrode 700 .
  • a cathode electrode 900 is formed (see FIG. 26). Specifically, first, the back surface of the substrate 100 (the back surface of the wafer) is polished to reduce the overall thickness to about 100 ⁇ m. Next, an electrode material for the cathode electrode 900 is deposited solidly on the back surface of the substrate 100 .
  • processing such as annealing is performed, and a plurality of surface emitting laser arrays in which a plurality of surface emitting lasers 20 are two-dimensionally arranged are formed on one wafer. After that, it is separated into a plurality of surface emitting laser array chips by dicing.
  • the surface emitting laser 20 has the same effect as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • the surface emitting laser 20 diffuses the impurities after forming the oxidized constricting layer 400 during manufacturing, so the formation of the oxidized constricting layer 400 is not affected.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 20-1 according to Modification 1 of the second embodiment of the present technology. A case where a plurality of surface emitting lasers 20-1 are two-dimensionally arranged to form a surface emitting laser array will be described below as an example. FIG. 27 shows one surface emitting laser 20-1 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface-emitting laser 20-1 is the same as the surface-emitting laser 20-1 except that the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir is located between the oxidized constricting layer 400 and the impurity diffusion suppressing layer 550. It has the same configuration as the surface emitting laser 20 according to the second embodiment.
  • the surface emitting laser 20-1 operates in substantially the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured in substantially the same manufacturing method.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 20-2 according to Modification 2 of the second embodiment of the present technology.
  • a plurality of surface emitting lasers 20-2 are two-dimensionally arranged to constitute a surface emitting laser array will be described below as an example.
  • FIG. 28 shows one surface emitting laser 20-2 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface-emitting laser 20-2 is similar to the surface-emitting laser 20-2 according to the second embodiment, except that the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir reaches the impurity diffusion suppression layer 550. It has the same configuration as laser 20 .
  • the surface emitting laser 20-2 operates in substantially the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured in substantially the same manufacturing method.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface emitting laser 30 according to the third embodiment of the present technology. A case where a plurality of surface-emitting lasers 30 are two-dimensionally arranged to constitute a surface-emitting laser array will be described below as an example. FIG. 29 shows one surface emitting laser 30 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface emitting laser 30 has the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that an oxidized constricting layer 400 is provided inside the first multilayer reflector 200.
  • the oxidized constricting layer 400 is provided above the first multilayer reflector 200 (near the bottom of the mesa).
  • the surface-emitting laser 30 operates in substantially the same manner as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured by substantially the same manufacturing method.
  • the surface emitting laser 30 has substantially the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 30-1 according to Modification 1 of the third embodiment of the present technology.
  • a plurality of surface emitting lasers 30-1 are two-dimensionally arranged to constitute a surface emitting laser array will be described below as an example.
  • FIG. 30 shows one surface emitting laser 30-1 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface-emitting laser 30-1 is similar to that of the surface-emitting laser 30-1 according to the third embodiment, except that the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir reaches the impurity diffusion suppression layer 550. It has the same configuration as the laser 30 .
  • the surface emitting laser 30-1 operates in substantially the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured in substantially the same manufacturing method.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 40 according to the fourth embodiment of the present technology. A case where a plurality of surface-emitting lasers 40 are two-dimensionally arranged to form a surface-emitting laser array will be described below as an example. FIG. 31 shows one surface-emitting laser 40 extracted from the surface-emitting laser array.
  • a plurality (eg, two) of impurity diffusion suppression layers 550 are arranged on the active layer 300 side of the second structure ST2. It has the same configuration as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, except that it is arranged between the first surface, which is the surface on the opposite side, and the oxidized constricting layer 400 .
  • the impurity diffusion suppression layer 550-2 is arranged above the impurity diffusion suppression layer 550-1.
  • the plurality of impurity diffusion suppression layers 550 are arranged between at least part (eg, all) of the high-concentration impurity region Ir and the oxidized constricting layer 400 .
  • the surface-emitting laser 40 operates in substantially the same manner as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured by substantially the same manufacturing method.
  • ⁇ Effects of surface emitting laser>> According to the surface-emitting laser 40, the same effects as those of the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment can be obtained, and a plurality of impurity diffusion suppression layers 550 are provided, thereby further reducing reliability and yield. can be reliably suppressed.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 40-1 according to Modification 1 of the fourth embodiment of the present technology.
  • a plurality of surface emitting lasers 40-1 are two-dimensionally arranged to form a surface emitting laser array will be described below as an example.
  • FIG. 32 shows one surface emitting laser 40-1 extracted from the surface emitting laser array.
  • the surface emitting laser 40-1 is similar to the surface emitting laser 40 according to the fourth embodiment except that the lower end (diffusion depth) of the high-concentration impurity region Ir reaches the impurity diffusion suppression layer 550-2. have a configuration.
  • the surface emitting laser 40-1 operates in substantially the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured in substantially the same manufacturing method.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing the configuration of a surface emitting laser 40-2 according to Modification 2 of the fourth embodiment of the present technology.
  • a plurality of surface-emitting lasers 40-2 are two-dimensionally arranged to form a surface-emitting laser array will be described below as an example.
  • FIG. 33 shows one surface emitting laser 40-2 extracted from the surface emitting laser array.
  • a part (for example, the impurity diffusion suppression layer 550-2) of the plurality (for example, two) of the impurity diffusion suppression layers 550 is the active layer 300 of the second structure ST2.
  • the other portion (for example, the impurity diffusion suppression layer 550-1) of the plurality (for example, two) of the impurity diffusion suppression layers 550 is arranged between the first surface, which is the surface opposite to the side, and the oxidized constricting layer 400. ) is arranged between the oxidized constricting layer 400 and the active layer 300, and has the same configuration as the surface emitting laser 40 according to the fourth embodiment.
  • part of the plurality of impurity diffusion suppression layers 550 is arranged between at least part (for example, all) of the high-concentration impurity region Ir and the oxidized constricting layer 400.
  • other portions of the plurality of impurity diffusion suppression layers are arranged between the oxidized constricting layer 400 and the active layer 300.
  • the surface emitting laser 40-2 operates in substantially the same manner as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and is manufactured by substantially the same manufacturing method.
  • the surface-emitting laser 40-2 has substantially the same effect as the surface-emitting laser 40 according to the fourth embodiment.
  • a surface-emitting surface-emitting laser that emits light to the surface side (upper surface side) of the substrate 100 is described as an example. It can also be applied to a back emission type surface emitting laser that emits light to the back surface side (lower surface side) of 100 .
  • the surface-emitting laser according to the present technology can also be applied to other material-based surface-emitting lasers.
  • both the first and second multilayer reflectors 200 and 500 are semiconductor multilayer reflectors, but are not limited to this.
  • at least one of the first and second multilayer reflectors 200 and 500 may be a dielectric multilayer reflector.
  • the oxidized constricting layer 400 may not necessarily be provided in the surface emitting lasers according to the above embodiments and modifications.
  • the buffer layer 150 may not necessarily be provided.
  • the contact layer 600 may not necessarily be provided.
  • the surface-emitting laser array in which the surface-emitting lasers 10 are two-dimensionally arranged has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present technology can also be applied to a surface emitting laser array in which surface emitting lasers 10 are arranged one-dimensionally, a single surface emitting laser 10, or the like.
  • the conductivity types (p-type and n-type) may be interchanged.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products (electronic devices).
  • the technology according to the present disclosure can be realized as an element mounted on any type of moving object such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • a surface-emitting laser according to the present technology can be applied, for example, as a light source for devices that form or display images using laser light (eg, laser printers, laser copiers, projectors, head-mounted displays, head-up displays, etc.).
  • laser printers e.g., laser printers, laser copiers, projectors, head-mounted displays, head-up displays, etc.
  • projectors e.g., head-mounted displays, head-up displays, etc.
  • FIG. 34 illustrates an example of a schematic configuration of a distance measuring device 1000 including the surface emitting laser 10 as an example of electronic equipment according to the present technology.
  • the distance measuring device 1000 measures the distance to the subject S by a TOF (Time Of Flight) method.
  • a distance measuring device 1000 includes a surface emitting laser 10 as a light source.
  • the distance measuring device 1000 includes, for example, a surface emitting laser 10, a light receiving device 120, lenses 119 and 130, a signal processing section 140, a control section 155, a display section 160 and a storage section 170.
  • the light receiving device 120 detects the light reflected by the subject S.
  • the lens 119 is a collimator lens for collimating the light emitted from the surface emitting laser 10-1.
  • the lens 130 is a lens for condensing the light reflected by the subject S and guiding it to the light receiving device 120, and is a condensing lens.
  • the signal processing section 140 is a circuit for generating a signal corresponding to the difference between the signal input from the light receiving device 120 and the reference signal input from the control section 155 .
  • the control unit 155 includes, for example, a Time to Digital Converter (TDC).
  • the reference signal may be a signal input from the control section 155 or may be an output signal of a detection section that directly detects the output of the surface emitting laser 10 .
  • the control unit 155 is, for example, a processor that controls the surface emitting laser 10, the light receiving device 120, the signal processing unit 140, the display unit 160, and the storage unit 170.
  • the control unit 155 is a circuit that measures the distance to the subject S based on the signal generated by the signal processing unit 140 .
  • the control unit 155 generates a video signal for displaying information about the distance to the subject S and outputs it to the display unit 160 .
  • the display unit 160 displays information about the distance to the subject S based on the video signal input from the control unit 155 .
  • the control unit 155 stores information about the distance to the subject S in the storage unit 170 .
  • any one of the surface emitting lasers 10-1, 20, 20-1, 20-2, 30, 30-1, 40, 40-1 and 40-2 is used instead of the surface emitting laser 10. It can also be applied to the distance measuring device 1000 . ⁇ 15. Example of mounting a distance measuring device on a moving object>
  • FIG. 35 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an inside information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • a distance measuring device 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030 .
  • Distance measuring device 12031 includes distance measuring device 1000 described above.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the distance measuring device 12031 to measure the distance to an object (subject S) outside the vehicle, and acquires the distance data thus obtained.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing such as people, vehicles, obstacles, and signs based on the acquired distance data.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation of the vehicle, follow-up driving based on the inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Targeted cooperative control can be performed.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 36 is a diagram showing an example of the installation position of the distance measuring device 12031.
  • the vehicle 12100 has distance measuring devices 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the distance measuring device 12031.
  • the distance measuring devices 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and windshield of the vehicle 12100, for example.
  • a distance measuring device 12101 provided on the front nose and a distance measuring device 12105 provided on the upper part of the windshield inside the vehicle mainly acquire data in front of the vehicle 12100 .
  • Distance measuring devices 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side data of the vehicle 12100 .
  • a distance measuring device 12104 provided on the rear bumper or back door mainly acquires data behind the vehicle 12100 .
  • the forward data obtained by the distance measuring devices 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, and the like.
  • FIG. 36 shows an example of the detection ranges of the distance measuring devices 12101 to 12104.
  • a detection range 12111 indicates the detection range of the distance measuring device 12101 provided on the front nose
  • detection ranges 12112 and 12113 indicate the detection ranges of the distance measuring devices 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • a detection range 12114 indicates the detection range of the distance measuring device 12104 provided on the rear bumper or back door.
  • the microcomputer 12051 calculates the distance to each three-dimensional object within the detection ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity to the vehicle 12100). ), the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100, is extracted as the preceding vehicle. can be done. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 based on the distance data obtained from the distance measuring devices 12101 to 12104, converts three-dimensional object data to other three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, etc. can be used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed.
  • driving support for collision avoidance can be performed.
  • this technique can also take the following structures.
  • a surface-emitting laser having a high-concentration impurity region partially having a relatively high impurity concentration, and having at least one impurity-diffusion suppression layer between the first surface and the two surfaces.
  • the second multilayer reflector has a pair of a high Al composition layer with a relatively high Al composition and a low Al composition layer with a relatively low Al composition;
  • the impurity diffusion suppression layer contains In.
  • the surface emitting laser according to any one of (1) to (4), wherein the impurity diffusion suppression layer is made of a GaInP-based compound semiconductor or a GaInAs-based compound semiconductor.
  • the impurity diffusion suppression layer contains Al.
  • the surface emitting laser according to (6), wherein the impurity diffusion suppression layer has an Al composition of 1% or more and 15% or less.
  • any one of (1) to (7), wherein the impurity diffusion suppression layer has an optical thickness of ⁇ /4 or more and ⁇ or less, where ⁇ is an oscillation wavelength of the surface-emitting laser; Surface-emitting laser as described.
  • the second structure has an oxidized constricting layer between the first surface and the second surface.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and at least one of the plurality of impurity diffusion suppression layers is arranged between the first surface and the oxidation constriction layer.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and at least one of the plurality of impurity diffusion suppression layers comprises at least part of the high-concentration impurity region and the oxidation constriction layer.
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers;
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and a portion of the plurality of impurity diffusion suppression layers is disposed between the first surface and the oxidation constriction layer;
  • the at least one impurity diffusion suppression layer is a plurality of impurity diffusion suppression layers, and a portion of the plurality of impurity diffusion suppression layers is formed between at least a portion of the high-concentration impurity region and the oxidized constriction layer.
  • (21) The surface emitting laser according to any one of (1) to (20), wherein the first structure has an oxidized constricting layer within the first multilayer reflector.
  • An electronic device comprising the surface emitting laser according to any one of (1) to (23).
  • An electronic device comprising the surface emitting laser array according to (24).
  • a first structure including a first multilayer reflector, an active layer, a second structure including an impurity diffusion suppression layer, and a second multilayer reflector are laminated in this order on a substrate. process and a step of diffusing an impurity from a surface side of the second structure opposite to the active layer side;
  • a method of manufacturing a surface emitting laser comprising: (28) According to (27), the second structure includes a selectively oxidized layer, and after the diffusing step, the step of laterally oxidizing the selectively oxidized layer to form an oxidized constricting layer. and a method for manufacturing a surface-emitting laser.
  • the second structure further includes a step of oxidizing the selectively oxidized layer from the side surface to form an oxidized constricting layer before the diffusing step, wherein A method of manufacturing the described surface-emitting laser.
  • 10, 10-1, 20, 20-1, 30, 30-1, 40, 40-1, 40-2 surface emitting laser
  • 100 substrate
  • 200 first multilayer reflector
  • 300 active layer
  • 400 oxidized constricting layer
  • 400S selectively oxidized layer
  • 500 second multilayer reflector
  • 550, 550-1, 550-2 impurity diffusion suppression layer
  • Ir high-concentration impurity region
  • ST1 first structure
  • ST2 second structure
  • S1 first surface
  • S2 second surface.

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Abstract

信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することができる面発光レーザを提供する。 本技術は、第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、前記第1及び第2構造の間に配置された活性層と、を備え、前記第2構造は、前記活性層側とは反対側の面である第1面と、前記活性層側の面である第2面との間の、前記第1面を含む厚さ方向の少なくとも一部に相対的に不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有し、且つ、前記第1面と前記2面との間に少なくとも1つの不純物拡散抑制層を有する、面発光レーザを提供する。本技術によれば、信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することが可能な面発光レーザを提供できる。

Description

面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
 本開示に係る技術(以下「本技術」とも呼ぶ)は、面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法に関する。
 従来、第1及び第2多層膜反射鏡の間に活性層が配置された面発光レーザが知られている。
 従来の面発光レーザの中には、第2多層膜反射鏡上に相対的に不純物濃度が高い領域を設けて低抵抗化したものがある(例えば特許文献1参照)。
特開2005-93634号公報
 しかしながら、従来の面発光レーザでは、信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することができなかった。
 そこで、本技術は、信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することができる面発光レーザを提供することを主目的とする。
 本技術は、第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、
 第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、
 前記第1及び第2構造の間に配置された活性層と、
 を備え、
 前記第2構造は、前記活性層側とは反対側の面である第1面と、前記活性層側の面である第2面との間の、前記第1面を含む厚さ方向の少なくとも一部に相対的に不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有し、且つ、前記第1面と前記2面との間に少なくとも1つの不純物拡散抑制層を有する、面発光レーザを提供する。
 前記第2多層膜反射鏡は、Al組成が相対的に高い高Al組成層及びAl組成が相対的に低い低Al組成層のペアを有し、
 前記高Al組成層の光学的厚さは、前記低Al組成層の光学的厚さよりも厚くてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記活性層との間に配置されていてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、Inを含んでいてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、GaInP系化合物半導体又はGaInAs系化合物半導体からなっていてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、Alを含んでいてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、Al組成が1%以上15%以下であってもよい。
 前記面発光レーザの発振波長をλとしたとき、前記不純物拡散抑制層の光学的厚さは、λ/4以上λ以下であってもよい。
 前記高濃度不純物領域は、平面視環状であり、前記高濃度不純物領域の外径と内径との差は、1μm以上であってもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であってもよい。
 前記第2構造は、前記第1面と前記第2面との間に酸化狭窄層を有していてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されていてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されていてもよい。
 前記不純物拡散抑制層は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されていてもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されていてもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されていてもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されていてもよい。
 前記高濃度不純物領域は、Zn、B、Beのいずれかを含んでいてもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置され、前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されていてもよい。
 前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置され、前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されていてもよい。
 本技術は、第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、活性層と、不純物拡散抑制層及び第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、をこの順に積層する工程と、前記第2構造の前記活性層側とは反対側の面側から不純物を拡散させる工程と、を含む、面発光レーザの製造方法も提供する。
本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例を説明するためのフローチャートである。 図3A及び図3Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図4A~図4Cは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図5A及び図5Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図6A及び図6Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図7A及び図7Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図8A及び図8Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 図9A及び図9Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第1例の工程毎の断面図である。 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第2例を説明するためのフローチャートである。 図12A及び図12Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第2例の工程毎の断面図である。 図13A及び図13Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第2例の工程毎の断面図である。 図14A~図14Cは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第2例の工程毎の断面図である。 図15A及び図15Bは、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第2例の工程毎の断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図19A及び図19Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図20A及び図20Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図21A及び図21Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図22A~図22Cは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図23A及び図23Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図24A及び図24Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 図25A及び図25Bは、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 本技術の第2実施形態に係る面発光レーザの製造方法の工程毎の断面図である。 本技術の第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第3実施形態に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第3実施形態の変形例に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第4実施形態に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第4実施形態の変形例1に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第4実施形態の変形例2に係る面発光レーザの構成を示す断面図である。 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの距離測定装置への適用例を示す図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 距離測定装置の設置位置の一例を示す説明図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本技術の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。本明細書において、本技術に係る面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法の各々が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本技術に係る面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法の各々は、少なくとも1つの効果を奏すればよい。本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
 また、以下の順序で説明を行う。
1.導入
2.本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ
3.本技術の第1実施形態の変形例に係る面発光レーザ
4.本技術の第2実施形態に係る面発光レーザ
5.本技術の第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザ
6.本技術の第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザ
7.本技術の第3実施形態に係る面発光レーザ
8.本技術の第3実施形態の変形例に係る面発光レーザ
9.本技術の第4実施形態に係る面発光レーザ
10.本技術の第4実施形態の変形例1に係る面発光レーザ
11.本技術の第4実施形態の変形例2に係る面発光レーザ
12.本技術の他の変形例
13.電子機器への応用例
14.面発光レーザを距離測定装置に適用した例
15.距離測定装置を移動体に搭載した例
<1.導入>
 VCSEL(垂直共振器型面発光レーザ)では、DBR(多層膜反射鏡)の高反射率を達成するために単純に層数を増加すると抵抗増となってしまう。このため、DBRを高屈折率層と低屈折率層のペアで構成することにより、隣接層間での屈折率差を拡大することで層数を低減し、抵抗増を抑制するのが一般的である。
 また、DBRにおいて低抵抗な電気特性を得るためにDBRの一部に不純物拡散を行い低抵抗化することが知られている。例えばAlGaAs系のVCSELにおいては、高Al組成(例えばAl組成が0.9程度)のAlGaAs層を低屈折率層とし、且つ、低Al組成のAlGaAs層又はGaAs層を高屈折率層としてDBRを構成するのが一般的である。
 しかしながら、DBRに不純物拡散を行った場合、不純物拡散により狙った拡散深さに対し、余剰拡散が生じてしまう。従来、DBRの隣接層間の界面において濃度パイルアップにより不純物拡散が止まると想定されていたが、実際には不純物の拡散が意図しない何層にも及んでしまうことが確認された。
 これは、DBRの各屈折率層が薄膜であることが要因であると考えられる。これらの不純物が酸化狭窄層形成時の酸化レート低下による酸化層の制御性低下、及び/又は、活性層への不純物侵入による信頼性悪化等の不具合を引き起こす。
 そこで、発明者は、このような不具合を回避するために、本技術に係る面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法を開発した。
<2.本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図1は、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ10の構成を示す断面図である。以下では、便宜上、図1等の断面図における上方を上、下方を下として説明する。
 以下では、複数の面発光レーザ10が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図1には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ10が抜き出して示されている。
(全体構成)
 面発光レーザ10は、図1に示すように、第1多層膜反射鏡200を含む第1構造ST1と、第2多層膜反射鏡500を含む第2構造ST2と、第1及び第2構造ST1、ST2の間に配置された活性層300とを備える。
 詳述すると、面発光レーザ10は、基板100上に第1多層膜反射鏡200、活性層300及び第2多層膜反射鏡500がこの順に積層された積層構造を有している。
 第1構造ST1は、一例として、第1多層膜反射鏡200に加えて、基板100、カソード電極900及び第1クラッド層250を含む。
 第2構造ST2は、一例として、第2多層膜反射鏡500に加えて、第2クラッド層350、酸化狭窄層400、コンタクト層600及びアノード電極700を含む。
 第2構造ST2は、さらに、一例として、高濃度不純物領域Ir及び不純物拡散抑制層550を含む。
(基板)
 基板100は、一例として、第1導電型(例えばn型)のGaAs基板である。
 基板100の第1多層膜反射鏡200側の面(上面)と第1多層膜反射鏡200との間には、バッファ層150が配置されている。
 基板100の第1多層膜反射鏡200側とは反対側の面(下面)には、第1導電型(例えばn型)のカソード電極900が設けられている。
(カソード電極)
 カソード電極900は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。カソード電極900は、例えばAu、Ag、Pd、Pt、Ni、Ti、V、W、Cr、Al、Cu、Zn、Sn及びInからなる群から選択された少なくとも1種類の金属(合金を含む)によって構成されている。カソード電極900が積層構造である場合は、例えばTi/Au、Ti/Al、Ti/Al/Au、Ti/Pt/Au、Ni/Au、Ni/Au/Pt、Ni/Pt、Pd/Pt、Ag/Pd等の材料で構成される。
 カソード電極900は、一例として、レーザドライバの陰極(負極)に接続されている。
(第1多層膜反射鏡)
 第1多層膜反射鏡200は、一例として、半導体多層膜反射鏡である。多層膜反射鏡は、分布型ブラッグ反射鏡(Distributed Bragg Reflector)とも呼ばれる。多層膜反射鏡(分布型ブラッグ反射鏡)の一種である半導体多層膜反射鏡は、光吸収が少なく、高反射率を有する。第1多層膜反射鏡200は、下部DBRとも呼ばれる。
 第1多層膜反射鏡200は、一例として、第1導電型(例えばn型)の半導体多層膜反射鏡であり、屈折率が互いに異なる複数種類(例えば2種類)の半導体層(屈折率層)が発振波長λの1/4(λ/4)の光学厚さで交互に積層された構造を有する。第1多層膜反射鏡200の各屈折率層は、第1導電型(例えばn型)のAlGaAs系化合物半導体からなる。
(第1クラッド層)
 第1クラッド層250は、第1多層膜反射鏡200と活性層300との間に配置されている。第1クラッド層250は、第1導電型(例えばn型)のAlGaAs系化合物半導体からなる。「クラッド層」は「スペーサ層」とも呼ばれる。
(活性層)
 活性層300は、例えばAlGaAs系化合物半導体からなる障壁層及び量子井戸層を含む量子井戸構造を有する。この量子井戸構造は、単一量子井戸構造(QW構造)であってもよいし、多重量子井戸構造(MQW構造)であってもよい。
(第2クラッド層)
 第2クラッド層350は、第2多層膜反射鏡500と活性層300との間に配置されている。第2クラッド層350は、第2導電型(例えばp型)のAlGaAs系化合物半導体からなる。「クラッド層」は「スペーサ層」とも呼ばれる。
 第2多層膜反射鏡500は、一例として、第2導電型(例えばp型)の半導体多層膜反射鏡であり、屈折率が互いに異なる複数種類(例えば2種類)の半導体層(屈折率層)が発振波長λの1/4波長(λ/4)の光学厚さで交互に積層された構造を有していてもよい。第2多層膜反射鏡200の各屈折率層は、一例として、第2導電型(例えばp型)のAlGaAs系化合物半導体からなる。
 第2多層膜反射鏡500は、Al組成が相対的に高い高Al組成層(低屈折率層)及びAl組成が相対的に低い低Al組成層(高屈折率層)のペアを有し、高Al組成層の光学的厚さ(光学膜厚)は、低Al組成層の光学的厚さ(光学膜厚)よりも厚くてもよい。この場合に、低Al組成層の膜厚は、例えば41nm以下であることが好ましい。
 第2多層膜反射鏡500は、このような高Al組成層の光学膜厚が低Al組成層の光学膜厚よりも厚い変調膜厚を有することで、鏡内を不純物拡散を促進するのにより好適な条件とすることができる。変調膜厚の具体例として、例えば高Al組成層の光学的厚さをλ/4×1.3とし、且つ、低Al組成の光学的厚さをλ/4×0.7とすることができる。
(酸化狭窄層)
 酸化狭窄層400は、一例として、第2多層膜反射鏡500の内部に配置されている。
 酸化狭窄層400は、一例として、AlAsからなる非酸化領域400aと、その周囲を取り囲むAlAsの酸化物(例えばAl)からなる酸化領域400bとを有する。酸化狭窄層400は、電流・光閉じ込め機能を有する。
(コンタクト層)
 コンタクト層600は、第2多層膜反射鏡500上に配置されている。コンタクト層600は、例えば第2導電型(例えばp型)のGaAs系化合物半導体からなる。
 ここで、一例として、第1多層膜反射鏡200の一部(下部)上にメサ構造MSが形成されている。詳述すると、メサ構造MSは、一例として、第1多層膜反射鏡200の他部(上部)、第1クラッド層250、活性層300、第2クラッド層350、酸化狭窄層400、第2多層膜反射鏡500及びコンタクト層600を含んで構成されている。
 カソード電極900、基板100、バッファ層150及び第1多層膜反射鏡の一部(下部)は、複数の面発光レーザ10で共有されている。
 メサ構造MSは、平面視において、例えば略円柱形状であるが、例えば略楕円柱形状、多角柱形状等の他の柱形状であってもよい。
(アノード電極)
 アノード電極700は、例えば、メサ構造MSの高さ方向から見て、酸化狭窄層400の非酸化領域400aを取り囲むように(例えば環状に)且つコンタクト層600に接触して配置されている。アノード電極700の内径側は、出射口700aとなっている。
 アノード電極700は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。アノード電極700は、例えばAu、Ag、Pd、Pt、Ni、Ti、V、W、Cr、Al、Cu、Zn、Sn及びInからなる群から選択された少なくとも1種類の金属(合金を含む)によって構成されている。アノード電極700が積層構造である場合は、例えばTi/Au、Ti/Al、Ti/Al/Au、Ti/Pt/Au、Ni/Au、Ni/Au/Pt、Ni/Pt、Pd/Pt、Ag/Pd等の材料で構成される。
 メサ構造MS及びその周囲部は、アノード電極700が形成されている領域(出射口700aを含む)を除いて絶縁膜650で覆われている。絶縁膜650は、例えばSiO、SiN、SiON等の誘電体からなる。
 絶縁膜650上には、アノード電極700に端部が接続される配線層800が形成されている。配線層800は、例えば金メッキからなる。配線層800には、出射口700aに対応する位置に開口が形成されている。
 アノード電極700は、一例として、配線層800を介してレーザドライバの陽極(正極)に接続されている。
(高濃度不純物領域)
 高濃度不純物領域Irは、相対的に(他の領域に比べて)不純物濃度が高い領域(電気抵抗が低い領域)を意味する。高濃度不純物領域Irは、例えばZn、B、Beのいずれかを含むことが好ましい。
 高濃度不純物領域Irは、第2構造ST2の活性層300側とは反対側の面である第1面S1(例えばコンタクト層600の上面)と、活性層300側の面である第2面S2(例えば第2クラッド層350の下面)との間の、第1面S1を含む厚さ方向の少なくとも一部(例えば一部)に設けられている。
 詳述すると、高濃度不純物領域Irは、一例として、コンタクト層600の厚さ方向の全域及び第2多層膜反射鏡500の厚さ方向の一部(上部)に設けられている。すなわち、高濃度不純物領域Irは、コンタクト層600と第2多層膜反射鏡500とに跨って設けられている。
 高濃度不純物領域Irは、一例として、アノード電極700に対応して平面視環状に設けられている。高濃度不純物領域Irの外径と内径との差は、1μm以上であることが好ましい。
 以上の説明から分かるように、高濃度不純物領域Irは、アノード電極700と活性層300との間の電流経路上に設けられている。高濃度不純物領域Irの、第2多層膜反射鏡500に設けられた部分は、第2多層膜反射鏡500における高濃度不純物領域Irが設けられていない領域に比べて、電気的に低抵抗である(導電性に優れる)。高濃度不純物領域Irの、コンタクト層600に設けられた部分は、コンタクト層600における高濃度不純物領域Irが設けられていない領域に比べて、電気的に低抵抗である(導電性に優れる)。これにより、低電圧駆動が可能となる。
(不純物拡散抑制層)
 不純物拡散抑制層550は、第1面S1と第2面S2との間に配置されている。詳述すると、不純物拡散抑制層550は、一例として、高濃度不純物領域Irの少なくとも一部(例えば全部)と活性層300との間に配置されている。ここでは、不純物拡散抑制層550は、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)の下方(第2面S2側)に位置している。
 ここで、第2構造ST2は、前述のとおり、第1面S1と第2面S2との間に酸化狭窄層400を有する。
 不純物拡散抑制層550は、一例として、第1面S1と酸化狭窄層400との間に配置されている。詳述すると、不純物拡散抑制層550は、一例として、第2多層膜反射鏡500内における、高濃度不純物領域Irの少なくとも一部(例えば全部)と酸化狭窄層400との間に配置されている。
 不純物拡散抑制層550は、一例として、Inを含んでいてもよい。具体的には、不純物拡散抑制層550は、例えばGaInP系化合物半導体、GaInAs系化合物半導体等からなっていてもよい。この場合に、不純物拡散抑制層550は、In組成が5%以上であることが好ましい。
 不純物拡散抑制層550は、一例として、Alを含んでいてもよい。この場合に、不純物拡散抑制層550は、Al組成が1%以上15%以下であることが好ましい。不純物拡散抑制層550は、例えばAlGaAs系化合物半導体、AlGaInP系化合物半導体等からなっていてもよい。
 面発光レーザ10の発振波長をλとしたとき、不純物拡散抑制層550の光学的厚さは、λ/4以上λ以下であることが好ましい。
≪面発光レーザの動作≫
 面発光レーザ10では、レーザドライバの陽極側から配線層800を介してアノード電極700に電流が流入される。アノード電極700に流入された電流は、高濃度不純物領域Ir、不純物拡散抑制層550を介し、酸化狭窄層400で狭窄され、第2クラッド層350を介して活性層300に注入される。これにより、活性層300が発光し、その光が第1及び第2多層膜反射鏡200、500間を酸化狭窄層400で狭窄され活性層300で増幅されつつ繰り返し往復し、発振条件を満たしたときに、出射口700aからレーザ光として出射される。活性層300に注入された電流は、第1クラッド層250、第1多層膜反射鏡200、バッファ層150、基板100及びカソード電極900を介してレーザドライバの陰極側に流出される。
≪面発光レーザの製造方法の第1例≫
 以下、図2~図10を参照して、第1実施形態に係る面発光レーザ10の製造方法の第1例について説明する。図2は、面発光レーザ10の製造方法の第1例を説明するためのフローチャートである。図3A~図10は、面発光レーザ10の製造方法の第1例の工程毎の断面図(工程断面図)である。ここでは、一例として、半導体製造方法により、基板100の基材である1枚のウェハ上に複数の面発光レーザアレイを同時に生成する(この際、各面発光レーザアレイの複数の面発光レーザ10も同時に生成される)。次いで、一連一体の複数の面発光レーザアレイを互いに分離して、チップ状の複数の面発光レーザアレイ(面発光レーザアレイチップ)を得る。
 最初のステップS1では、積層体を生成する。具体的には、化学気層成長(CVD)法、例えば有機金属気層成長(MOCVD)法を用いて、基板100上にバッファ層150と、第1多層膜反射鏡200と、第1クラッド層250と、活性層300と、第2クラッド層350と、被選択酸化層400S及び不純物拡散抑制層550を基板100側からこの順に含む第2多層膜反射鏡500と、コンタクト層600とをこの順に積層して積層体L1を生成する(図3A参照)。
 次のステップS2では、不純物を拡散する。
 具体的には、先ず、積層体L1の上面(例えばコンタクト層600の上面)上に例えばSiNからなる絶縁膜IF、レジスト膜RFをこの順に積層する(図3B参照)。
 次いで、レジスト膜RFを露光して、高濃度不純物領域Irが形成されることとなる領域に対応する領域が開口する環状のレジストパターンRP1を形成する(図4A参照)。このときのレジストパターンRP1の開口幅(内外径の差)は1μm以上であることが好ましい。
 次いで、レジストパターンRP1をマスクとして絶縁膜IFをエッチングする(図4B参照)。
 次いで、レジストパターンRP1をエッチングにより除去する(図4C参照)。
 次いで、絶縁膜IFをマスクとして、コンタクト層600を介して気相もしくは固相拡散等の手法により、例えばZn等の不純物を注入し、拡散させる(図5A参照)。ここでは、一例として、高濃度不純物領域Irが、不純物拡散抑制層550の僅か上方に位置するように不純物の拡散深さを調整する。
 最後に、絶縁膜IFをエッチングにより除去する(図5B参照)。
 次のステップS3では、メサを生成する。
 具体的には、先ず、高濃度不純物領域Irが形成された積層体上にメサ構造MSとなるメサを形成するためのレジストパターンRP2を形成する(図6A参照)。
 次いで、レジストパターンRP2をマスクとして、積層体をエッチングしてメサを形成する(図6B参照)。ここでは、エッチング底面が第1多層膜反射鏡200内に位置するようにエッチングを行う。
 最後に、レジストパターンRP2をエッチングにより除去する(図7A参照)。
 次のステップS4では、酸化狭窄層400を形成する(図7B参照)。具体的には、メサを水蒸気雰囲気中にさらし、被選択酸化層400Sを側面から酸化(選択酸化)して、非酸化領域400aの周りが酸化領域400bに取り囲まれた酸化狭窄層400を形成する。
 次のステップS5では、アノード電極700を形成する(図8A参照)。具体的には、例えばスパッタ、蒸着法等により、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700の電極材料を成膜し、レジスト及びレジスト上の電極材料をリフトオフすることにより、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700を形成する。
 次のステップS6では、絶縁膜650を形成する。
 具体的には、先ず、全面に例えばSiNからなる絶縁膜650を成膜する(図8B参照)。
 次いで、アノード電極700上及びアノード電極700の内径側の絶縁膜650をエッチングにより除去する(図9A参照)。この結果、アノード電極700が露出するとともに出射口700aが開口する。
 次のステップS7では、配線層800を形成する(図9B参照)。具体的には、絶縁膜650上にアノード電極700に一部が接触するように配線層800を形成する。
 次のステップS8では、カソード電極900を形成する(図10参照)。
 具体的には、先ず、基板100の裏面(ウェハの裏面)を研磨することにより、全体の厚さを100μm程度にする。
 次いで、基板100の裏面にカソード電極900の電極材料をベタ状に成膜する。
 その後、アニール等の処理がなされ、1枚のウェハ上に複数の面発光レーザ10が2次元配列された面発光レーザアレイが複数形成される。その後、ダイシングにより、複数の面発光レーザアレイチップに分離される。
≪面発光レーザの製造方法の第2例≫
 以下、図3A、図7B~図10、図11~図15Bを参照して、第1実施形態に係る面発光レーザ10の製造方法の第2例について説明する。図11は、面発光レーザ10の製造方法の第2例を説明するためのフローチャートである。図12A~図15Bは、面発光レーザ10の製造方法の第2例の工程毎の断面図(工程断面図)である。ここでは、一例として、半導体製造方法により、基板100の基材である1枚のウェハ上に複数の面発光レーザアレイを同時に生成する(この際、各面発光レーザアレイの複数の面発光レーザ10も同時に生成される)。次いで、一連一体の複数の面発光レーザアレイを互いに分離して、チップ状の複数の面発光レーザアレイ(面発光レーザアレイチップ)を得る。
 最初のステップS11では、積層体を生成する。具体的には、化学気層成長(CVD)法、例えば有機金属気層成長(MOCVD)法を用いて、基板100上にバッファ層150と、第1多層膜反射鏡200と、第1クラッド層250と、活性層300と、第2クラッド層350と、被選択酸化層400S及び不純物拡散抑制層550を基板100側からこの順に含む第2多層膜反射鏡500と、コンタクト層600とをこの順に積層して積層体L1を生成する(図3A参照)。
 次のステップS12では、メサを生成する。
 具体的には、先ず、積層体L1上にメサ構造MSとなるメサを形成するためのレジストパターンRP1を形成する(図12A参照)。
 次いで、レジストパターンRP1をマスクとして、積層体L1をエッチングしてメサを形成する(図12B参照)。ここでは、エッチング底面が第1多層膜反射鏡200内に位置するようにエッチングを行う。
 最後に、レジストパターンRP1をエッチングにより除去する(図13A参照)。
 次のステップS13では、不純物を拡散する。
 具体的には、先ず、メサの上面(例えばコンタクト層600の上面)上に例えばSiNからなる絶縁膜IF、レジスト膜RFをこの順に積層する(図13B参照)。
 次いで、レジスト膜RFを露光して、高濃度不純物領域Irが形成されることとなる領域に対応する領域が開口する環状のレジストパターンRP2を形成する(図14A参照)。このときのレジストパターンRP2の開口幅(内外径の差)は1μm以上であることが好ましい。
 次いで、レジストパターンRP2をマスクとして絶縁膜IFをエッチングする(図14B参照)。
 次いで、レジストパターンRP2をエッチングにより除去する(図14C参照)。
 次いで、絶縁膜IFをマスクとして、コンタクト層600を介して気相もしくは固相拡散等の手法により、例えばZn等の不純物を注入し、拡散させる(図15A参照)。ここでは、一例として、高濃度不純物領域Irが、不純物拡散抑制層550の僅か上方に位置するように不純物の拡散深さを調整する。
 最後に、絶縁膜IFをエッチングにより除去する(図15B参照)。
 次のステップS14では、酸化狭窄層400を形成する(図7B参照)。具体的には、メサを水蒸気雰囲気中にさらし、被選択酸化層400Sを側面から酸化(選択酸化)して、非酸化領域400aの周りが酸化領域400bに取り囲まれた酸化狭窄層400を形成する。
 次のステップS15では、アノード電極700を形成する(図8A参照)。具体的には、例えばスパッタ、蒸着法等により、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700の電極材料を成膜し、レジスト及びレジスト上の電極材料をリフトオフすることにより、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700を形成する。
 次のステップS16では、絶縁膜650を形成する。
 具体的には、先ず、全面に例えばSiNからなる絶縁膜650を成膜する(図8B参照)。
 次いで、アノード電極700上及びアノード電極700の内径側の絶縁膜650をエッチングにより除去する(図9A参照)。この結果、アノード電極700が露出するとともに出射口700aが開口する。
 次のステップS17では、配線層800を形成する(図9B参照)。具体的には、絶縁膜650上にアノード電極700に一部が接触するように配線層800を形成する。
 次のステップS18では、カソード電極900を形成する(図10参照)。
 具体的には、先ず、基板100の裏面(ウェハの裏面)を研磨することにより、全体の厚さを100μm程度にする。
 次いで、基板100の裏面にカソード電極900の電極材料をベタ状に成膜する。
 その後、アニール等の処理がなされ、1枚のウェハ上に複数の面発光レーザ10が2次元配列された面発光レーザアレイが複数形成される。その後、ダイシングにより、複数の面発光レーザアレイチップに分離される。
≪面発光レーザ及び該面発光レーザの製造方法の効果≫
 第1実施形態に係る面発光レーザ10は、第1多層膜反射鏡200を含む第1構造ST1と、第2多層膜反射鏡500を含む第2構造ST2と、第1及び第2構造ST1、ST2の間に配置された活性層300と、を備え、第2構造ST2は、活性層300側とは反対側の面である第1面S1と、活性層300側の面である第2面S2との間の、第1面S1を含む厚さ方向の少なくとも一部に相対的に不純物濃度が高い高濃度不純物領域Irを有し、且つ、第1面S1と第2面S2との間に少なくとも1つ(例えば1つ)の不純物拡散抑制層550を有する。
 この場合、第1面S1側から電流を流入させたときに、第2構造ST2は高濃度不純物領域Irにおいて低抵抗化されているので、低電圧駆動が可能となる。さらに、不純物拡散抑制層550により、高濃度不純物領域Irから活性層300へ不純物が流出することが抑制される。
 結果として、第1実施形態に係る面発光レーザ10によれば、信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することが可能な面発光レーザを提供することができる。なお、活性層300に不純物が流入すると、余剰ドーパントによる欠陥やフリーキャリアが発生し、信頼性の低下を招く。
 一方、従来の面発光レーザ(例えば特許文献1参照)では、不純物の拡散を抑制する対策が何ら講じられていなかったため、高濃度不純物領域Irから活性層300へ不純物が流出し、信頼性の低下を招いていた。
 不純物拡散抑制層550は、高濃度不純物領域Irと活性層300との間に配置されていることが好ましい。これにより、高濃度不純物領域Irから活性層300への不純物の流出を確実に抑制することができる。
 不純物拡散抑制層550は、Inを含んでいてもよい。これにより、不純物拡散抑制層550は、不純物の拡散抑制機能を発揮することができる。
 不純物拡散抑制層550は、Inを含む場合に、In組成が5%以上であることが好ましい。これにより、不純物拡散抑制層550は、不純物拡散抑制機能を充分に発揮することができる。
 不純物拡散抑制層550は、GaInP系化合物半導体又はGaInAs系化合物半導体からなっていてもよい。これにより、不純物拡散抑制層550は、例えばAlGaAs系の面発光レーザにおいて、格子整合しつつ不純物の拡散抑制機能を発揮することができる。
 不純物拡散抑制層550は、Alを含んでいてもよい。これにより、不純物拡散抑制層550は、不純物の拡散抑制機能を発揮することができる。
 不純物拡散抑制層550は、Alを含む場合に、Al組成が1%以上15%以下であることが好ましい。これにより、不純物拡散抑制層550は、不純物拡散抑制機能を充分に発揮することができる。
 面発光レーザ10の発振波長をλとしたとき、不純物拡散抑制層550の光学的厚さは、λ/4以上λ以下であることが好ましい。これにより、不純物拡散抑制層550内での不純物パイルアップにより活性層300側への余剰不純物の拡散が抑制できる。
 高濃度不純物領域Irは平面視環状であり、高濃度不純物領域Irの外径と内径との差は、1μm以上であることが好ましい。これにより、レーザ発振に影響しない範囲で高濃度不純物領域Irの十分な面積を確保することができる。
 第2構造ST2は、第1面S1と第2面S2との間に酸化狭窄層400を有する。これにより、面発光レーザ10に電流・光閉じ込め機能を付与することができる。
 不純物拡散抑制層550は、第1面S1と酸化狭窄層400との間に配置されている。これにより、例えば酸化狭窄層400の形成時までに、高濃度不純物領域Irから被選択酸化層400Sへ不純物が流出することが抑制される。この結果、酸化狭窄層400形成時に酸化レートが安定し、酸化狭窄層400を制御性良く形成することができ、ひいては歩留まりを向上できる。
 不純物拡散抑制層550は、高濃度不純物領域Irと酸化狭窄層400との間に配置されている。これにより、高濃度不純物領域Irから酸化狭窄層400への不純物の流出をより確実に抑制することができる。
 高濃度不純物領域は、Zn、B、Beのいずれかを含むことが好ましい。これにより、低抵抗化を担保することができる。
 面発光レーザ10は、高濃度不純物領域Irに接触するアノード電極700を更に備える。これにより、アノード電極700とコンタクト層600との間の接触抵抗(コンタクト抵抗)の低減を図ることができる。
 面発光レーザ10が2次元配列されている面発光レーザアレイによれば、各面発光レーザ10の低抵抗化が図られているので、低消費電力の面発光レーザアレイを提供できる。
 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ10の製造方法は、第1多層膜反射鏡200を含む第1構造ST1と、活性層300と、不純物拡散抑制層550及び第2多層膜反射鏡500を含む第2構造ST2と、をこの順に積層する工程と、第2構造ST2の活性層300側とは反対側の面側から不純物を拡散させる工程と、を含む。
 この場合、第2構造ST2に不純物が拡散されるときに、不純物拡散抑制層550により高濃度不純物領域Irから活性層300へ不純物が流出することが抑制される。
 結果として、第1実施形態に係る面発光レーザ10の製造方法によれば、信頼性の低下を抑制しつつ低抵抗化することが可能な面発光レーザを製造することができる。
<3.本技術の第1実施形態の変形例に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図16は、本技術の第1実施形態の変形例に係る面発光レーザ10-1の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ10-1が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図16には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ10-1が抜き出して示されている。
 面発光レーザ10-1は、図16に示すように、不純物拡散抑制層550が、高濃度不純物領域Irの一部(上部)と酸化狭窄層400との間に設けられている点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の構成を有する。
 詳述すると、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が不純物拡散抑制層550に達している。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ10-1は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の動作を行い、同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ10-1によれば、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の効果を奏するとともに、高濃度不純物領域Irの拡散深さが深いのでより一層の低抵抗化を図ることができる。
<4.本技術の第2実施形態に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図17は、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザ20の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ20が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図17には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ20が抜き出して示されている。
 面発光レーザ20は、図17に示すように、不純物拡散抑制層550が、酸化狭窄層400と活性層300との間に配置されている点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の構成を有する。
 面発光レーザ20では、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が酸化狭窄層400の僅か上方の位置に位置する。
≪面発光レーザの動作≫
 面発光レーザ20は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の動作を行う。
≪面発光レーザの製造方法≫
 以下、図18~図26を参照して、第2実施形態に係る面発光レーザ20の製造方法について説明する。図18は、面発光レーザ20の製造方法を説明するためのフローチャートである。図19A~図26は、面発光レーザ20の製造方法の工程毎の断面図(工程断面図)である。ここでは、一例として、半導体製造方法により、基板100の基材である1枚のウェハ上に複数の面発光レーザアレイを同時に生成する(この際、各面発光レーザアレイの複数の面発光レーザ20も同時に生成される)。次いで、一連一体の複数の面発光レーザアレイを互いに分離して、チップ状の複数の面発光レーザアレイ(面発光レーザアレイチップ)を得る。
 最初のステップS21では、積層体L2を生成する。具体的には、化学気層成長(CVD)法、例えば有機金属気層成長(MOCVD)法を用いて、基板100上にバッファ層150と、第1多層膜反射鏡200と、第1クラッド層250と、活性層300と、第2クラッド層350と、不純物拡散抑制層550及び被選択酸化層400Sを基板100側からこの順に含む第2多層膜反射鏡500と、コンタクト層600とをこの順に積層して積層体L2を生成する(図19A参照)。
 次のステップS22では、メサを生成する。
 具体的には、先ず、積層体L2上にメサ構造となるメサを形成するためのレジストパターンRP1を形成する(図19B参照)。
 次いで、レジストパターンRP1をマスクとして、積層体L2をエッチングしてメサを形成する(図20A参照)。ここでは、エッチング底面が第1多層膜反射鏡200内に位置するようにエッチングを行う。
 最後に、レジストパターンRP1をエッチングにより除去する(図20B参照)。
 次のステップS23では、酸化狭窄層400を形成する(図21A参照)。具体的には、メサを水蒸気雰囲気中にさらし、被選択酸化層400Sを側面から酸化(選択酸化)して、非酸化領域400aの周りが酸化領域400bに取り囲まれた酸化狭窄層400を形成する。
 次のステップS24では、不純物を拡散する。
 具体的には、先ず、メサの上面(例えばコンタクト層600の上面)上に例えばSiNからなる絶縁膜IF、レジスト膜RFをこの順に積層する(図21B参照)。
 次いで、レジスト膜RFを露光して、高濃度不純物領域Irが形成されることとなる領域に対応する領域が開口する環状のレジストパターンRP2を形成する(図22A参照)。このときのレジストパターンRP2の開口幅(内外径の差)は1μm以上であることが好ましい。
 次いで、レジストパターンRP2をマスクとして絶縁膜IFをエッチングする(図22B参照)。
 次いで、レジストパターンRP2をエッチングにより除去する(図22C参照)。
 次いで、絶縁膜IFをマスクとして、コンタクト層600を介して気相もしくは固相拡散等の手法により、例えばZn等の不純物を注入し、拡散させる(図23A参照)。ここでは、一例として、高濃度不純物領域Irが、不純物拡散抑制層550の僅か上方に位置するように不純物の拡散深さを調整する。
 最後に、絶縁膜IFをエッチングにより除去する(図23B参照)。
 次のステップS25では、アノード電極700を形成する(図24A参照)。具体的には、例えばスパッタ、蒸着法等により、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700の電極材料を成膜し、レジスト及びレジスト上の電極材料をリフトオフすることにより、高濃度不純物領域Ir上にアノード電極700を形成する。
 次のステップS26では、絶縁膜650を形成する。
 具体的には、先ず、全面に例えばSiNからなる絶縁膜650を成膜する(図24B参照)。
 次いで、アノード電極700上及びアノード電極700の内径側の絶縁膜650をエッチングにより除去する(図25A参照)。この結果、アノード電極700が露出するとともに出射口が開口する。
 次のステップS27では、配線層800を形成する(図25B参照)。具体的には、絶縁膜650上にアノード電極700に一部が接触するように配線層800を形成する。
 次のステップS28では、カソード電極900を形成する(図26参照)。
 具体的には、先ず、基板100の裏面(ウェハの裏面)を研磨することにより、全体の厚さを100μm程度にする。
 次いで、基板100の裏面にカソード電極900の電極材料をベタ状に成膜する。
 その後、アニール等の処理がなされ、1枚のウェハ上に複数の面発光レーザ20が2次元配列された面発光レーザアレイが複数形成される。その後、ダイシングにより、複数の面発光レーザアレイチップに分離される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ20によれば、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の効果を奏する。なお、面発光レーザ20は、製造時に、酸化狭窄層400を形成した後に不純物を拡散するので、酸化狭窄層400の形成には影響しない。
<5.本技術の第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図27は、本技術の第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザ20-1の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ20-1が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図27には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ20-1が抜き出して示されている。
 面発光レーザ20-1は、図27に示すように、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が酸化狭窄層400と不純物拡散抑制層550との間に位置する点を除いて、第2実施形態に係る面発光レーザ20と同様の構成を有する。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ20-1は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ20-1によれば、第2実施形態に係る面発光レーザ20と同様の効果を奏するとともに、高濃度不純物領域Irの拡散深さがより深いのでより低抵抗化を図ることができる。
<6.本技術の第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図28は、本技術の第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザ20-2の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ20-2が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図28には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ20-2が抜き出して示されている。
 面発光レーザ20-2は、図28に示すように、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が不純物拡散抑制層550に達している点を除いて、第2実施形態に係る面発光レーザ20と同様の構成を有する。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ20-2は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ20-2によれば、第2実施形態に係る面発光レーザ20と同様の効果を奏するとともに、高濃度不純物領域Irの拡散深さがより一層深いのでより一層の低抵抗化を図ることができる。
<7.本技術の第3実施形態に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図29は、本技術の第3実施形態に係る面発光レーザ30の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ30が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図29には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ30が抜き出して示されている。
 面発光レーザ30は、図29に示すように、酸化狭窄層400が第1多層膜反射鏡200内に設けられている点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の構成を有する。
 詳述すると、面発光レーザ30では、酸化狭窄層400が第1多層膜反射鏡200の上部(メサの底部近傍)に設けられている。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ30は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ30によれば、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の効果を奏する。
<8.本技術の第3実施形態の変形例1に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図30は、本技術の第3実施形態の変形例1に係る面発光レーザ30-1の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ30-1が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図30には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ30-1が抜き出して示されている。
 面発光レーザ30-1は、図30に示すように、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が不純物拡散抑制層550に達している点を除いて、第3実施形態に係る面発光レーザ30と同様の構成を有する。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ30-1は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ30-1によれば、第3実施形態に係る面発光レーザ30と同様の効果を奏するとともに、高濃度不純物領域Irの拡散深さがより深いのでより低抵抗化を図ることができる。
<9.本技術の第4実施形態に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図31は、本技術の第4実施形態に係る面発光レーザ40の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ40が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図31には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ40が抜き出して示されている。
 面発光レーザ40は、図31に示すように、複数(例えば2つ)の不純物拡散抑制層550(例えば不純物拡散抑制層550-1、550-2)が、第2構造ST2の活性層300側とは反対側の面である第1面と酸化狭窄層400との間に配置されている点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の構成を有する。ここでは、不純物拡散抑制層550-2が不純物拡散抑制層550-1の上方に配置されている。
 詳述すると、複数の不純物拡散抑制層550は、高濃度不純物領域Irの少なくとも一部(例えば全部)と酸化狭窄層400との間に配置されている。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ40は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ40によれば、第1実施形態に係る面発光レーザ10と同様の効果を奏するとともに、不純物拡散抑制層550が複数設けられていることにより、信頼性の低下及び歩留まりの低下をより確実に抑制することができる。
<10.本技術の第4実施形態の変形例1に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図32は、本技術の第4実施形態の変形例1に係る面発光レーザ40-1の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ40-1が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図32には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ40-1が抜き出して示されている。
 面発光レーザ40-1は、高濃度不純物領域Irの下端(拡散深さ)が不純物拡散抑制層550-2に達している点を除いて、第4実施形態に係る面発光レーザ40と同様の構成を有する。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ40-1は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ40-1によれば、第4実施形態に係る面発光レーザ40と同様の効果を奏するとともに、高濃度不純物領域Irの拡散深さがより深いのでより低抵抗化を図ることができる。
<11.本技術の第4実施形態の変形例2に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図33は、本技術の第4実施形態の変形例2に係る面発光レーザ40-2の構成を示す断面図である。以下では、複数の面発光レーザ40-2が2次元配列された面発光レーザアレイを構成している場合を例にとって説明する。図33には、当該面発光レーザアレイの1つの面発光レーザ40-2が抜き出して示されている。
 面発光レーザ40-2は、図33に示すように、複数(例えば2つ)の不純物拡散抑制層550の一部(例えば不純物拡散抑制層550-2)が、第2構造ST2の活性層300側とは反対側の面である第1面と酸化狭窄層400との間に配置され、且つ、複数(例えば2つ)の不純物拡散抑制層550の他部(例えば不純物拡散抑制層550-1)が、酸化狭窄層400と活性層300との間に配置されている点を除いて、第4実施形態に係る面発光レーザ40と同様の構成を有する。
 詳述すると、複数の不純物拡散抑制層550の一部(例えば不純物拡散抑制層550-2)が、高濃度不純物領域Irの少なくとも一部(例えば全部)と酸化狭窄層400との間に配置され、且つ、複数の不純物拡散抑制層の他部(例えば不純物拡散抑制層550-1)が、酸化狭窄層400と活性層300との間に配置されている。
≪面発光レーザの動作及び製造方法≫
 面発光レーザ40-2は、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の動作を行い、概ね同様の製法で製造される。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ40-2によれば、第4実施形態に係る面発光レーザ40と概ね同様の効果を奏する。
<12.本技術の変形例>
 本技術は、上記各実施形態及び各変形例に限定されることなく、種々の変形が可能である。
 上記各実施形態及び各変形例では、基板100の表面側(上面側)へ光を出射する表面出射型の面発光レーザを例にとって説明しているが、本技術に係る面発光レーザは、基板100の裏面側(下面側)に光を出射する裏面出射型の面発光レーザにも適用可能である。
 上記各実施形態及び各変形例では、AlGaAs系の面発光レーザについて説明したが、本技術に係る面発光レーザは、他の材料系の面発光レーザにも適用可能である。
 上記各実施形態及び各変形例では、第1及び第2多層膜反射鏡200、500のいずれも半導体多層膜反射鏡であるが、これに限らない。例えば、第1及び第2多層膜反射鏡200、500の少なくとも一方は、誘電体多層膜反射鏡であってもよい。
 上記各実施形態及び各変形例に係る面発光レーザにおいて、酸化狭窄層400は、必ずしも設けられていなくてもよい。
 上記各実施形態及び各変形例に係る面発光レーザにおいて、バッファ層150は、必ずしも設けられていなくてもよい。
 本技術に係る面発光レーザにおいて、コンタクト層600は、必ずしも設けられていなくてもよい。
 上記各実施形態及び各変形例では、面発光レーザ10が2次元配列された面発光レーザアレイを例にとって説明したが、これに限らない。本技術は、面発光レーザ10が1次元配列された面発光レーザアレイ、単一の面発光レーザ10等にも適用可能である。
 上記各実施形態及び各変形例に係る面発光レーザにおいて、導電型(p型及びn型)を入れ替えてもよい。
 以上説明した各実施形態及び各変形例は、相互に矛盾しない範囲内で組合せることが可能である。
 以上説明した各実施形態及び各変形例において、記載した具体的な数値、形状、材料(組成を含む)等は、一例であって、これらに限定されるものではない。
<13.電子機器への応用例>
 本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品(電子機器)へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される素子として実現されてもよい。
 本技術に係る面発光レーザは、例えば、レーザ光により画像を形成又は表示する機器(例えばレーザプリンタ、レーザ複写機、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等)の光源としても応用可能である。
<14.面発光レーザを距離測定装置に適用した例>
 以下に、上記各実施形態、各実施例及び各変形例に係る面発光レーザの適用例について説明する。
 図34は、本技術に係る電子機器の一例としての、面発光レーザ10を備えた距離測定装置1000の概略構成の一例を表したものである。距離測定装置1000は、TOF(Time Of Flight)方式により被検体Sまでの距離を測定するものである。距離測定装置1000は、光源として面発光レーザ10を備えている。距離測定装置1000は、例えば、面発光レーザ10、受光装置120、レンズ119、130、信号処理部140、制御部155、表示部160および記憶部170を備えている。
 受光装置120は、被検体Sで反射された光を検出する。レンズ119は、面発光レーザ10-1から出射された光を平行光化するためのレンズであり、コリメートレンズである。レンズ130は、被検体Sで反射された光を集光し、受光装置120に導くためのレンズであり、集光レンズである。
 信号処理部140は、受光装置120から入力された信号と、制御部155から入力された参照信号との差分に対応する信号を生成するための回路である。制御部155は、例えば、Time to Digital Converter (TDC)を含んで構成されている。参照信号は、制御部155から入力される信号であってもよいし、面発光レーザ10の出力を直接検出する検出部の出力信号であってもよい。制御部155は、例えば、面発光レーザ10、受光装置120、信号処理部140、表示部160および記憶部170を制御するプロセッサである。制御部155は、信号処理部140で生成された信号に基づいて、被検体Sまでの距離を計測する回路である。制御部155は、被検体Sまでの距離についての情報を表示するための映像信号を生成し、表示部160に出力する。表示部160は、制御部155から入力された映像信号に基づいて、被検体Sまでの距離についての情報を表示する。制御部155は、被検体Sまでの距離についての情報を記憶部170に格納する。
 本適用例において、面発光レーザ10に代えて、上記面発光レーザ10-1、20、20-1、20-2、30、30-1、40、40-1、40-2のいずれかを距離測定装置1000に適用することもできる。
<15.距離測定装置を移動体に搭載した例>
 図35は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
 車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図35に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
 駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
 ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
 車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、距離測定装置12031が接続される。距離測定装置12031には、上述の距離測定装置1000が含まれる。車外情報検出ユニット12030は、距離測定装置12031に車外の物体(被検体S)との距離を計測させ、それにより得られた距離データを取得する。車外情報検出ユニット12030は、取得した距離データに基づいて、人、車、障害物、標識等の物体検出処理を行ってもよい。
 車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
 マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(AdvancedDriver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
 音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図35の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 図36は、距離測定装置12031の設置位置の例を示す図である。
 図36では、車両12100は、距離測定装置12031として、距離測定装置12101,12102,12103,12104,12105を有する。
 距離測定装置12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる距離測定装置12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる距離測定装置12105は、主として車両12100の前方のデータを取得する。サイドミラーに備えられる距離測定装置12102,12103は、主として車両12100の側方のデータを取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる距離測定装置12104は、主として車両12100の後方のデータを取得する。距離測定装置12101及び12105で取得される前方のデータは、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識等の検出に用いられる。
 なお、図36には、距離測定装置12101ないし12104の検出範囲の一例が示されている。検出範囲12111は、フロントノーズに設けられた距離測定装置12101の検出範囲を示し、検出範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた距離測定装置12102,12103の検出範囲を示し、検出範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた距離測定装置12104の検出範囲を示す。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、距離測定装置12101ないし12104から得られた距離データを基に、検出範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、距離測定装置12101ないし12104から得られた距離データを元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
 以上、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、距離測定装置12031に適用され得る。
 また、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
(1)第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、
 第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、
 前記第1及び第2構造の間に配置された活性層と、
 を備え、
 前記第2構造は、前記活性層側とは反対側の面である第1面と、前記活性層側の面である第2面との間の、前記第1面を含む厚さ方向の少なくとも一部に相対的に不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有し、且つ、前記第1面と前記2面との間に少なくとも1つの不純物拡散抑制層を有する、面発光レーザ。
(2)前記第2多層膜反射鏡は、Al組成が相対的に高い高Al組成層及びAl組成が相対的に低い低Al組成層のペアを有し、
 前記高Al組成層の光学的厚さは、前記低Al組成層の光学的厚さよりも厚い、(1)に記載の面発光レーザ。
(3)前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記活性層との間に配置されている、(1)又は(2)に記載の面発光レーザ。
(4)前記不純物拡散抑制層は、Inを含む、(1)~(3)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(5)不純物拡散抑制層は、GaInP系化合物半導体又はGaInAs系化合物半導体からなる、(1)~(4)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(6)前記不純物拡散抑制層は、Alを含む、(1)~(4)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(7)前記不純物拡散抑制層は、Al組成が1%以上15%以下である、(6)に記載の面発光レーザ。
(8)前記面発光レーザの発振波長をλとしたとき、前記不純物拡散抑制層の光学的厚さは、λ/4以上λ以下である、(1)~(7)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(9)前記高濃度不純物領域は、平面視環状であり、前記高濃度不純物領域の外径と内径との差は、1μm以上である、(1)~(8)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(10)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層である、(1)~(9)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(11)前記第2構造は、前記第1面と前記第2面との間に酸化狭窄層を有する、(1)~(10)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(12)前記不純物拡散抑制層は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されている、(11)に記載の面発光レーザ。
(13)前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されている、(11)又は(12)に記載の面発光レーザ。
(14)前記不純物拡散抑制層は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、(11)~(13)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(15)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されている、(11)~(14)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(16)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されている、(11)~(15)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(17)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
 前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、(11)~(16)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(18)前記高濃度不純物領域は、Zn、B、Beのいずれかを含む、(1)~(17)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(19)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置され、前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、(11)~(18)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(20)前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置され、前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、(11)~(19)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(21)前記第1構造は、前記第1多層膜反射鏡内に酸化狭窄層を有する、(1)~(20)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(22)前記第1及び第2構造と、前記活性層とは、AlGaAs系化合物半導体又はAlGaInP系化合物半導体からなる、(1)~(21)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(23)前記第1及び第2構造と、前記活性層とは、GaN系化合物半導体からなる、(1)~(22)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(24)(1)~(23)のいずれか1つに記載の面発光レーザが複数配置された、面発光レーザアレイ。
(25)(1)~(23)のいずれか1つに記載の面発光レーザを備える、電子機器。
(26)(24)に記載の面発光レーザアレイを備える、電子機器。
(27)本技術は、基板上に第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、活性層と、不純物拡散抑制層及び第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、をこの順に積層する工程と、
 前記第2構造の前記活性層側とは反対側の面側から不純物を拡散させる工程と、
 を含む、面発光レーザの製造方法も提供する。
(28)前記第2構造は、被選択酸化層を含み、前記拡散させる工程の後に、前記被選択酸化層を側面から酸化して酸化狭窄層を形成する工程を更に含む、(27)に記載の面発光レーザの製造方法。
(29)前記第2構造は、被選択酸化層を含み、前記拡散させる工程の前に、前記被選択酸化層を側面から酸化して酸化狭窄層を形成する工程を更に含む、(27)に記載の面発光レーザの製造方法。
 10、10-1、20、20-1、30、30-1、40、40-1、40-2:面発光レーザ、100:基板、200:第1多層膜反射鏡、300:活性層、400:酸化狭窄層、400S:被選択酸化層、500:第2多層膜反射鏡、550、550-1、550-2:不純物拡散抑制層、Ir:高濃度不純物領域、ST1:第1構造、ST2:第2構造、S1:第1面、S2:第2面。

Claims (20)

  1.  第1多層膜反射鏡を含む第1構造と、
     第2多層膜反射鏡を含む第2構造と、
     前記第1及び第2構造の間に配置された活性層と、
     を備え、
     前記第2構造は、前記活性層側とは反対側の面である第1面と、前記活性層側の面である第2面との間の、前記第1面を含む厚さ方向の少なくとも一部に相対的に不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有し、且つ、前記第1面と前記2面との間に少なくとも1つの不純物拡散抑制層を有する、面発光レーザ。
  2.  前記第2多層膜反射鏡は、Al組成が相対的に高い高Al組成層及びAl組成が相対的に低い低Al組成層のペアを有し、
     前記高Al組成層の光学的厚さは、前記低Al組成層の光学的厚さよりも厚い、請求項1に記載の面発光レーザ。
  3.  前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記活性層との間に配置されている、請求項1に記載の面発光レーザ。
  4.  前記不純物拡散抑制層は、Inを含む、請求項1に記載の面発光レーザ。
  5.  前記不純物拡散抑制層は、GaInP系化合物半導体又はGaInAs系化合物半導体からなる、請求項1に記載の面発光レーザ。
  6.  前記不純物拡散抑制層は、Alを含む、請求項1に記載の面発光レーザ。
  7.  前記不純物拡散抑制層は、Al組成が1%以上15%以下である、請求項6に記載の面発光レーザ。
  8.  前記面発光レーザの発振波長をλとしたとき、
     前記不純物拡散抑制層の光学的厚さは、λ/4以上λ以下である、請求項1に記載の面発光レーザ。
  9.  前記高濃度不純物領域は、平面視環状であり、
     前記高濃度不純物領域の外径と内径との差は、1μm以上である、請求項1に記載の面発光レーザ。
  10.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層である、請求項1に記載の面発光レーザ。
  11.  前記第2構造は、前記第1面と前記第2面との間に酸化狭窄層を有する、請求項1に記載の面発光レーザ。
  12.  前記不純物拡散抑制層は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  13.  前記不純物拡散抑制層は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  14.  前記不純物拡散抑制層は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  15.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
     前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  16.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
     前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  17.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
     前記複数の不純物拡散抑制層の少なくとも1つは、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  18.  前記高濃度不純物領域は、Zn、B、Beのいずれかを含む、請求項1に記載の面発光レーザ。
  19.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
     前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記第1面と前記酸化狭窄層との間に配置され、
     前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  20.  前記少なくとも1つの不純物拡散抑制層は、複数の不純物拡散抑制層であり、
     前記複数の不純物拡散抑制層の一部は、前記高濃度不純物領域の少なくとも一部と前記酸化狭窄層との間に配置され、
     前記複数の不純物拡散抑制層の他部は、前記酸化狭窄層と前記活性層との間に配置されている、請求項11に記載の面発光レーザ。
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