WO2023238621A1 - 面発光レーザ - Google Patents

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WO2023238621A1
WO2023238621A1 PCT/JP2023/018360 JP2023018360W WO2023238621A1 WO 2023238621 A1 WO2023238621 A1 WO 2023238621A1 JP 2023018360 W JP2023018360 W JP 2023018360W WO 2023238621 A1 WO2023238621 A1 WO 2023238621A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
emitting laser
current injection
surface emitting
injection layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/018360
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀輝 渡邊
倫太郎 幸田
敬錫 宋
康貴 比嘉
達也 真藤
修平 山口
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーグループ株式会社 filed Critical ソニーグループ株式会社
Publication of WO2023238621A1 publication Critical patent/WO2023238621A1/ja

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Classifications

    • 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

  • this technology relates to a surface emitting laser.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • Some of these surface emitting lasers have an intra-cavity structure in which a current injection layer is provided within a resonator component sandwiched between two reflecting mirrors.
  • This intra-cavity structure has the problem of light loss (particularly light absorption by the current injection layer).
  • the current injection layer is disposed in the spacer layer at the position where the envelope of the light intensity of the standing wave is minimum, or in the vicinity of the spacer layer.
  • a light emitting laser has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the main purpose of the present technology is to provide a surface emitting laser that can reduce both series resistance and optical loss.
  • the present technology includes a first structure including a first reflecting mirror; a second structure laminated with the first structure and including a second reflecting mirror; an active layer disposed between the first and second structures; Equipped with A surface emitting laser in which a current injection layer is provided at least inside the first reflecting mirror and/or the second reflecting mirror in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity. I will provide a.
  • the current injection layer may be arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the first reflecting mirror and/or the second reflecting mirror have first and second constituent layers in this order from the active layer side, and the current injection layer is disposed between the first and second constituent layers. may have been done.
  • the current injection layer may be thicker than the first constituent layer and thinner than the second constituent layer.
  • the current injection layer may include a compound semiconductor layer containing In.
  • the first reflecting mirror has the first and second constituent layers, a mesa including the first constituent layer, the active layer, and the second reflecting mirror is formed on the current injection layer, and the current injection Electrodes may be provided on the area of the layer surrounding the mesa.
  • Another current injection layer may be provided between the active layer and the second reflecting mirror.
  • the second structure includes a cladding layer disposed between the active layer and the second reflective mirror, and the another current injection layer is disposed between the cladding layer and the second reflective mirror. You can leave it there.
  • the second structure may include a cladding layer disposed between the active layer and the second reflecting mirror, and the another current injection layer may be provided at least inside the cladding layer.
  • Another mesa including the second reflecting mirror may be formed on the other current injection layer, and another electrode may be provided on a region of the other current injection layer around the other mesa.
  • the second reflecting mirror has the first and second constituent layers, a mesa including the second constituent layer is formed on the current injection layer, and a mesa including the second constituent layer is formed on a region of the current injection layer around the mesa.
  • An electrode may be provided on.
  • Another current injection layer may be provided between the first reflecting mirror and the active layer.
  • the first structure includes a cladding layer disposed between the first reflective mirror and the active layer, and the another current injection layer is disposed between the first reflective mirror and the cladding layer. You can leave it there.
  • the first structure may include a cladding layer disposed between the first reflective mirror and the active layer, and the another current injection layer may be provided at least inside the cladding layer. Another mesa including the active layer, the first component layer, and the current injection layer is formed on the another current injection layer, and another mesa is formed on the other current injection layer in a region around the another mesa. electrodes may be provided.
  • the current injection layer may be provided at least inside the first and second reflecting mirrors.
  • the first reflecting mirror has first and second constituent layers in this order from the active layer side
  • the second reflecting mirror has first and second constituent layers in this order from the active layer side
  • a first current injection layer as the current injection layer is provided between the first and second constituent layers of the first reflecting mirror
  • a first current injection layer as the current injection layer is provided between the first and second constituent layers of the second reflecting mirror.
  • a second current injection layer may be provided as a current injection layer.
  • a first mesa including a first constituent layer of the first reflective mirror, the active layer, the first constituent layer of the second reflective mirror, and the second current injection layer is formed on the first current injection layer;
  • a second mesa including the second constituent layer of the second reflective mirror is formed on the second current injection layer, and a first electrode is formed on a region of the first current injection layer around the first mesa.
  • a second electrode may be provided on a region of the second current injection layer around the second mesa.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a plan view of a surface emitting laser according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a suitable arrangement of current injection layers.
  • 7 is a graph showing the relationship between the number of pairs of intermediate DBRs and the relative light intensity in the current injection layer. 7 is a graph showing the relationship between the number of pairs of intermediate DBRs, oscillation threshold gain, and slope efficiency.
  • 2 is a flowchart for explaining an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 1.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of each step in an example of a method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of each step in an example of a method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of each step in an example of a method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of each step in an example of a method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a second embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a third embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a plan view of a surface emitting laser according to a third embodiment of the present technology.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of each step of an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of each step of an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of each step of an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of each step of an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of each step of an example of a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 12.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a fourth embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a fifth embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to Modification 1 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a second modification of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a third modification of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a fourth modification of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to modification 5 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to modification 6 of the first embodiment of the present technology. It is a sectional view of the surface emitting laser concerning modification 7 of a 1st embodiment of this art.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to Modification 8 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to modification example 9 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to Modification 1 of the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a second modification of the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a modification of the third embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a modification of the fourth embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser according to a modification of the fifth embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of application of the surface emitting laser according to the first embodiment of the present technology to a distance measuring device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system. It is an explanatory view showing an example of the installation position of a distance measuring device.
  • VCSELs vertical cavity surface emitting lasers
  • an intracavity structure in which a current injection layer is disposed within a cavity component sandwiched between two reflecting mirrors is widely known.
  • a current injection layer placed near the active layer by injecting current into the active layer through a current injection layer placed near the active layer, it is possible to reduce series resistance and efficiently inject current into the active layer. be.
  • a current injection layer is provided in the resonator component, so even if the current injection layer is placed at a node of a standing wave, optical loss (more specifically, light There is an issue of absorption).
  • the inventors developed a surface emitting laser according to the present technology as a surface emitting laser that can reduce both series resistance and optical loss by devising the arrangement of the current injection layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a surface emitting laser 10 according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a plan view of the surface emitting laser 10.
  • FIG. 1 is a sectional view taken along the line 1-1 in FIG.
  • the upper side in the cross-sectional view of FIG. 1 and the like will be referred to as the upper side
  • the lower side will be referred to as the lower side.
  • the surface emitting laser 10 is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • the surface emitting laser 10 is, for example, a back emission type VCSEL.
  • the surface emitting laser 10 includes a first structure ST1 including a first reflecting mirror 102, and a second structure ST1 including a second reflecting mirror 108 laminated with the first structure ST1. 2 structure ST2, and an active layer 106 disposed between the first and second structures ST1 and ST2. That is, the surface emitting laser 10 has a vertical cavity structure in which the active layer 106 is sandwiched between first and second reflecting mirrors 102 and 108 that are stacked on each other.
  • the surface emitting laser 10 emits laser light (emitted light EL) from the back surface (lower surface) side of the substrate 101, for example.
  • the surface emitting laser 10 is driven by, for example, a laser driver.
  • the direction in which the first and second structures ST1 and ST2 are stacked will also be referred to as the "stacking direction.”
  • the first structure ST1 further includes, for example, a current injection layer 103 disposed at least inside the first reflective mirror 102, and a substrate 101 disposed on the side opposite to the active layer 106 side of the first reflective mirror 102. , a first cladding layer 105 disposed between a first reflecting mirror 102 and an active layer 106.
  • the first reflecting mirror 102 has first and second constituent layers 102-1 and 102-2 in this order from the active layer 106 side.
  • a current injection layer 103 is arranged between the first and second constituent layers 102-1 and 102-2.
  • a mesa M including the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, the active layer 106, and the second reflecting mirror 108 is formed on the current injection layer 103. That is, the area around the mesa M of the current injection layer 103 is exposed to the outside.
  • a first electrode 109 (for example, an n-side electrode: cathode electrode) is provided on a region of the current injection layer 103 around the mesa M.
  • the height of mesa M is, for example, about 6 ⁇ m.
  • the mesa M has a circular shape in plan view here, it may have other shapes such as an ellipse or a polygon.
  • the second structure ST2 further includes a second cladding layer 107 disposed between the second reflecting mirror 108 and the active layer 106.
  • a second electrode 110 eg, p-side electrode: anode electrode
  • the substrate 101 is made of, for example, a semi-insulating GaAs substrate (i-GaAs substrate). Note that the substrate 101 may be a first conductivity type (for example, n-type) semiconductor substrate (for example, a GaAs substrate).
  • the first reflecting mirror 102 is, for example, a semiconductor multilayer film reflecting mirror.
  • the multilayer reflector is also called a distributed Bragg reflector (DBR).
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102 is a semiconductor multilayer film reflecting mirror (semiconductor multilayer film reflecting mirror made of an impurity semiconductor) of a first conductivity type (for example, n-type).
  • the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 is an undoped (i-type) semiconductor multilayer film reflecting mirror (semiconductor multilayer film reflecting mirror made of an intrinsic semiconductor).
  • Each of the first and second constituent layers 102-1 and 102-2 is made of, for example, a compound semiconductor (GaAs-based compound semiconductor) that is lattice-matched to GaAs.
  • each of the first and second constituent layers 102-1 and 102-2 is made up of, for example, a high refractive index layer (for example, n-GaAs) and a low refractive index layer (for example, n-AlGaAs) alternately. It has a laminated structure.
  • the optical thickness of each refractive index layer is 1/4 of the oscillation wavelength ⁇ .
  • the number of pairs in the first constituent layer 102-1 is, for example, two pairs.
  • the number of pairs in the second constituent layer 102-2 is, for example, 16 pairs.
  • the first cladding layer 105 is made of, for example, a first conductivity type (eg, n-type) GaAs-based compound semiconductor (eg, n-AlGaAs).
  • the cladding layer is also called a "spacer layer.”
  • the active layer 106 has, for example, a quantum well structure including a barrier layer and a quantum well layer made of a GaAs-based compound semiconductor (eg, InGaAs) and designed so that the emission wavelength ⁇ is 910 to 950 nm.
  • This quantum well structure may be a single quantum well structure (QW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure).
  • QW structure single quantum well structure
  • MQW structure multiple quantum well structure
  • the active layer 106 may have a plurality of QW structures or a plurality of MQW structures stacked via tunnel junctions.
  • the second cladding layer 107 is made of, for example, a second conductivity type (eg, p-type) GaAs-based compound semiconductor (eg, p-AlGaAs).
  • the cladding layer is also called a "spacer layer.”
  • the second reflecting mirror 108 is, for example, a semiconductor multilayer film reflecting mirror.
  • the second reflecting mirror 108 is a second conductivity type (for example, p-type) semiconductor multilayer film reflecting mirror (semiconductor multilayer film reflecting mirror made of an impurity semiconductor).
  • the second reflecting mirror 108 is made of, for example, a compound semiconductor (GaAs-based compound semiconductor) that is lattice-matched to GaAs.
  • the second reflecting mirror 108 has a laminated structure in which high refractive index layers (for example, p-GaAs) and low refractive index layers (for example, p-AlGaAs) are alternately laminated.
  • each refractive index layer is 1/4 of the oscillation wavelength ⁇ .
  • the number of pairs of second reflecting mirrors 108 is, for example, 35 pairs.
  • the reflectance of the second reflecting mirror 108 is set to be slightly lower than that of the first reflecting mirror 102.
  • the second constituent layer 102-2 which is the lower DBR closest to the substrate 101, is also referred to as the "lower DBR,” and the second reflecting mirror 108, which is the upper DBR farthest from the substrate 101, is referred to as the "upper reflecting mirror.”
  • the first constituent layer 102-1 which is a DBR disposed between the second constituent layer 102-2 and the second reflecting mirror 108, is also called an "intermediate DBR.”
  • the first electrode 109 is provided in a frame shape (for example, a ring shape) on the current injection layer 103 so as to surround the mesa M.
  • the first electrode 109 has, for example, a stacked structure of AuGe/Ni/Au.
  • AuGe, Ni, and Au have film thicknesses of, for example, 150 nm, 50 nm, and 200 nm, respectively.
  • the first electrode 109 may have a single layer structure.
  • the first electrode 109 is connected, for example, to the cathode side of the laser driver.
  • the second electrode 110 is provided in a solid pattern on the second reflecting mirror 108 .
  • the second electrode 110 has, for example, a stacked structure of Ti/Pt/Au.
  • Ti, Pt, and Au have film thicknesses of 50 nm, 100 nm, and 200 nm, respectively, as an example.
  • the second electrode 110 may have a single layer structure.
  • the second electrode 110 is connected, for example, to the anode side of the laser driver.
  • the current injection layer 103 flows into the mesa M via the second electrode 110 as an anode electrode, and flows into the mesa M through the second reflective mirror 108, the second cladding layer 107, the active layer 106, the first cladding layer 105, and the first reflective mirror 108, the second cladding layer 107, the active layer 106, the first cladding layer 105, and the first reflective mirror. It plays the role of injecting the current through the first constituent layer 102-1 of the mirror 102 into the first electrode 109 as a cathode electrode.
  • the current injection layer 103 contributes to improving the efficiency of current injection into the active layer 106.
  • the current injection layer 103 includes, for example, a highly doped layer (low resistance layer with high carrier conductivity) that is a compound semiconductor layer doped with impurities at a high concentration.
  • Current injection layer 103 is also called a "contact layer.”
  • the current injection layer 103 is made of, for example, a GaAs layer doped with n-type impurities (n-GaAs layer).
  • n-GaAs layer examples of n-type impurities (dopants) doped into the current injection layer 103 include Si, Se, Te, and Ge.
  • the impurity concentration in the current injection layer 103 is preferably from 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 to 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 , for example.
  • the current injection layer 103 is doped with Si as an impurity at a high concentration (for example, 3 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 ).
  • the optical thickness of the current injection layer 103 is preferably, for example, 50 nm or more and 2000 nm or less.
  • the optical thickness of the current injection layer 103 is, for example, the same as ⁇ (oscillation wavelength).
  • the current injection layer 103 has a light intensity within the resonator at least inside the first reflecting mirror 102 that is 1/10 times (0.1 times) or more than 2/5 times (0.4 times) the peak intensity.
  • the first range is the following range.
  • This first range is a range in which both series resistance and optical loss (particularly optical absorption by the current injection layer 103) can be reduced. Note that a reduction in series resistance leads to a reduction in drive voltage.
  • the current injection layer 103 is arranged, for example, between one end of the first range (the position where the light intensity is 0.1 times the peak intensity) and the center of the first range (the position where the light intensity is 0.25 times the peak intensity). It may be placed at an intermediate position.
  • the current injection layer 103 is formed, for example, between the other end of the first range (the position where the light intensity is 0.4 times) and the center of the first range (the position where the light intensity is 0.25 times the peak intensity). It may be placed at a location.
  • the current injection layer 103 is arranged in a second range in which the light intensity within the resonator is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the current injection layer 103 is arranged, for example, at one end of the second range (the position where the light intensity is 1/e twice the peak intensity) and the center of the second range (the position where the light intensity is (1/e 2 +1/e) of the peak intensity). x0.5 times)).
  • the current injection layer 103 is arranged, for example, at the other end of the second range (the position where the light intensity is 1/e times the peak intensity) and the center of the second range (the position where the light intensity is (1/e 2 +1/e) of the peak intensity). x0.5 times)).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the preferred position of the current injection layer.
  • FIG. 3 is a graph showing an example in which the current injection layer 103 is arranged in a range where the light intensity within the resonator is 1/e times (approximately 0.37 times) the peak intensity.
  • the horizontal axis shows the distance [nm] from the substrate 101
  • the left vertical axis shows the material refractive index of each DBR
  • the right vertical axis shows the normalized light intensity (when the peak intensity is 1). relative light intensity).
  • the light intensity distribution within the resonator becomes a Gaussian distribution centered on the center of the active layer in the stacking direction.
  • the position of the current injection layer 103 in the stacking direction depends on the number of pairs (thickness) of the intermediate DBRs. In other words, the number of intermediate DBR pairs (thickness) depends on the position of the current injection layer 103 in the stacking direction.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of intermediate DBR pairs and the relative light intensity (normalized by peak intensity 1) in the current injection layer. In each of the first and second ranges, the farther the position of the current injection layer 103 is from the active layer 106 (the greater the number of pairs of intermediate DBRs), the lower the relative light intensity in the current injection layer 103 and the smaller the optical loss. However, the series resistance increases.
  • the position closest to the active layer 106 is the position where the series resistance can be minimized, and the position farthest from the active layer 106 is the position where the optical loss can be minimized. In this way, there is a trade-off relationship between series resistance and optical loss regarding the arrangement of the current injection layer 103.
  • the current injection layer 103 is arranged at the position closest to the active layer 106 in the second range. This position is the position where the series resistance can be reduced the most in the second range.
  • the fewer pairs of intermediate DBRs the closer the current injection layer 103 is to the active layer 106, and the more pairs, the farther the current injection layer 103 is from the active layer 106.
  • the number of pairs of middle DBRs is 2 pairs
  • the number of pairs of lower DBRs is 34 pairs
  • the number of pairs of upper DBRs is 16 pairs.
  • the position where the current injection layer 103 is farthest from the active layer 106 in the second range where the light intensity is 1/e 2 times (approximately 0.135 times) the peak intensity (for example, the number of pairs of intermediate DBRs is Assume that they are arranged in five pairs (see FIG. 4).
  • This position is the position where optical loss can be reduced most in the second range.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of intermediate DBR pairs, oscillation threshold gain, and slope efficiency.
  • the oscillation threshold gain ( ⁇ in FIG. 5) becomes lower as the number of intermediate DBR pairs increases (as the reflectance of the intermediate DBR increases).
  • the slope efficiency ( ⁇ in FIG. 5) increases as the number of intermediate DBR pairs increases (as the series resistance increases). In this way, there is a trade-off relationship between the oscillation threshold gain and the slope efficiency with respect to the number of pairs of intermediate DBRs. From FIG. 5, by setting the number of intermediate DBR pairs to, for example, 1 to 3 pairs (preferably 2 pairs), both the oscillation threshold gain and the slope efficiency can be set to suitable values.
  • the number of pairs of intermediate DBRs is, for example, 1 to 6 pairs (corresponding to the first range), and, for example, 2 to 5 pairs (corresponding to the second range). preferably corresponds to a range). Further, from the viewpoint of setting both the oscillation threshold gain and the slope efficiency to suitable values, the number of pairs of intermediate DBRs is preferably, for example, 1 to 3 pairs, and more preferably, for example, 2 pairs.
  • the current injection layer 103 is preferably thicker than the first constituent layer 102-1 (middle DBR) of the first reflecting mirror 102 and thinner than the second constituent layer 102-2 (lower DBR). Thereby, it is possible to reduce the electrical resistance in the in-plane direction (horizontal direction) in the current injection layer 103, reduce the electrical resistance in the stacking direction (vertical direction) in the intermediate DBR, and increase the reflectance in the lower DBR. . Note that the current injection layer 103 may be thinner than the first constituent layer 102-1, and the first constituent layer 102-1 may be thinner than the second constituent layer 102-2.
  • the current injection layer 103 preferably includes a compound semiconductor layer containing In (for example, InGaP).
  • the compound semiconductor layer containing In is preferably a surface layer of the current injection layer 103 on the active layer 106 side. Thereby, the compound semiconductor layer containing In can function as an etching stop layer when forming the mesa M.
  • the surface emitting laser 10 for example, a current supplied from the anode side of the laser driver and flowing from the second electrode 110 (anode electrode) is injected into the active layer 106 via the second reflecting mirror 108 and the second cladding layer 107 in this order. be done. At this time, the active layer 106 emits light, the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 108 while being amplified by the active layer 106, and when the oscillation conditions are met, it is emitted from the back surface of the substrate 101. It is emitted as emitted light EL.
  • the current passing through the active layer 106 passes through the first cladding layer 105, the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, and the current injection layer 103 in this order, and reaches the first electrode 109 (cathode electrode). It flows out from one electrode 109 to, for example, the cathode side of the laser driver.
  • a method for manufacturing the surface emitting laser 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the like.
  • a plurality of surface emitting lasers 10 are simultaneously manufactured on one wafer (hereinafter also referred to as "substrate 101" for convenience) as a base material of substrate 101 by a semiconductor manufacturing method using semiconductor manufacturing equipment. generate.
  • the plurality of integrated surface emitting lasers 10 are separated from each other to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting lasers 10.
  • a laminate is generated (see FIG. 7).
  • the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 and the current injection layer 103 are formed on the substrate 101 (for example, an i-GaAs substrate) as a growth substrate by, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, the first cladding layer 105, the active layer 106, the second cladding layer 107, and the second reflecting mirror 108 are laminated in this order (for example, at a growth temperature of 605° C.). (epitaxially grown) to produce a stack.
  • the raw material gas for gallium is, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga)
  • the raw material gas for aluminum is, for example, trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al)
  • the raw material gas for indium is, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga).
  • trimethylindium ((CH 3 ) 3 In) is used
  • trimethyl arsenic ((CH 3 ) 3 As) is used as the raw material gas for As.
  • the raw material gas for silicon for example, monosilane (SiH 4 ) is used
  • the raw material gas for carbon for example, carbon tetrabromide (CBr 4 ) is used.
  • a mesa M is formed (see FIG. 8). Specifically, first, a resist pattern is formed by photolithography to cover a portion of the surface (upper surface) on the second reflecting mirror 108 side of the stacked body where the mesa M is to be formed. Next, using the resist pattern as a mask, the stack is etched by ICP (Inductively Coupled Plasma) dry etching using, for example, Cl 2 , SiCl 4 , or Ar until the current injection layer 103 is exposed, and a mesa is formed on the current injection layer 103. Form M.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • the surface layer of the current injection layer 103 on the active layer 106 side is an etching stop layer (for example, InGaP), etching of the current injection layer 103 can be more reliably suppressed. After that, the resist pattern is removed.
  • an etching stop layer for example, InGaP
  • the first electrode 109 is formed (see FIG. 9). Specifically, using, for example, a lift-off method, the first electrode 109 is formed in a frame shape (for example, a ring shape) on a region around the mesa M of the current injection layer 103 so as to surround the mesa M. At this time, vacuum evaporation, sputtering, or the like is used to form the electrode material of the first electrode 109.
  • the second electrode 110 is formed (see FIG. 10). Specifically, the second electrode 110 is formed in a solid shape on the top of the mesa M (the upper surface of the second reflecting mirror 108) using, for example, a lift-off method. At this time, vacuum evaporation, sputtering, or the like is used to form the electrode material of the second electrode 110.
  • the surface emitting laser 10 includes a first structure ST1 including a first reflecting mirror 102, and a second structure ST2 including a second reflecting mirror 108, which is laminated with the first structure ST1. , an active layer 106 disposed between the first and second structures ST1 and ST2, and the light intensity within at least the first reflecting mirror 102 is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the current injection layer 103 is provided in this range.
  • the current injection layer 103 is placed at a position where both series resistance and optical loss can be reduced.
  • the surface emitting laser 10 can provide a surface emitting laser that can reduce both series resistance and optical loss.
  • the current injection layer 103 is preferably arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity. Thereby, both series resistance and optical loss can be sufficiently reduced.
  • the first reflecting mirror 102 has first and second constituent layers 102-1 and 102-2 in this order from the active layer 106 side, and a current flows between the first and second constituent layers 102-1 and 102-2.
  • An injection layer 103 is arranged.
  • the first constituent layer 102-1 which is a part of the first reflecting mirror 102, can be positioned between the current injection layer 103 and the active layer 106. Gain can be increased and light absorption in the current injection layer 103 can be reduced.
  • the first constituent layer 102-1 is a multilayer reflective mirror with the number of pairs being 1 or more and 6 or less. Thereby, at least one of the series resistance, light absorption by the current injection layer 103, oscillation threshold gain, and slope efficiency can be set to a suitable value.
  • the current injection layer 103 is preferably thicker than the first constituent layer 102-1 and thinner than the second constituent layer 102-2. Thereby, it is possible to further reduce the series resistance while maintaining the reflectance of the first reflecting mirror 102.
  • the current injection layer 103 includes a compound semiconductor layer with an impurity concentration of 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or more to 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 or less. This makes it possible to balance the reduction in resistance of the current injection layer 103 and the reduction in light absorption.
  • the current injection layer 103 preferably includes a compound semiconductor layer containing In. Thereby, it is possible to suppress etching of the current injection layer 103 when forming the mesa M.
  • the first reflecting mirror 102 has first and second constituent layers 102-1 and 102-2, and includes the first constituent layer 102-1, an active layer 106, and a second reflecting mirror 108 on the current injection layer 103.
  • a mesa M is formed, and a first electrode 109 is provided on a region of the current injection layer 103 around the mesa M. Thereby, the first electrode 109 can be provided on the current injection layer 103 by a simple method.
  • Each of the first and second constituent layers 102-1 and 102-2 is a semiconductor multilayer film reflecting mirror, and is the one closer to the active layer 106 among the first and second constituent layers 102-1 and 102-2.
  • the first constituent layer 102-1 is made of an impurity semiconductor
  • the second constituent layer 102-2 which is further away, is made of an intrinsic semiconductor. This makes it possible to conduct between the active layer 106 and the current injection layer 103 and to suppress the diffusion of current toward the second constituent layer 102-2 side, thereby increasing the current density within the current injection layer 103. be able to.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a surface emitting laser 20 according to a second embodiment of the present technology.
  • the structure is generally the same as that of the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that the current injection layer 103 is arranged between the constituent layers 108-1 and 108-2.
  • a mesa M including the second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 is formed on the current injection layer 103.
  • a second electrode 110 is provided on a region of the current injection layer 103 around the mesa M.
  • the second electrode 110 is provided in a frame shape (for example, a ring shape) so as to surround the mesa M, for example.
  • the first electrode 109 is provided in a solid pattern on the back surface (lower surface) of the substrate 101.
  • the first reflecting mirror 102 is arranged between the substrate 101 and the first cladding layer 105.
  • the substrate 101 is made of GaAs (eg, n-GaAs) of a first conductivity type (eg, n-type).
  • the first reflecting mirror 102 (lower DBR) is made of a GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (eg, n-GaAs/n-AlGaAs) of a first conductivity type (eg, n-type).
  • the number of pairs of first reflecting mirrors 102 is, for example, 34 pairs.
  • the first constituent layer 108-1 (intermediate DBR) of the second reflecting mirror 108 is made of a GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (eg, p-GaAs/p-AlGaAs) of a second conductivity type (eg, p-type).
  • the number of pairs in the first constituent layer 108-1 is, for example, two pairs.
  • the current injection layer 103 is made of p-type GaAs (p-GaAs), for example.
  • the current injection layer 103 is doped with a p-type impurity (eg, C) at a high concentration (eg, 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 ).
  • the optical thickness of the current injection layer 103 is, for example, ⁇ .
  • the second reflecting mirror 108 is an i-type GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (for example, GaAs/AlGaAs).
  • the number of pairs of second reflecting mirrors 108 is, for example, 16 pairs.
  • the second reflecting mirror 108 may be, for example, a second conductivity type (eg, p-type) GaAs-based semiconductor multilayer reflecting mirror (eg, p-GaAs/p-AlGaAs).
  • the reflectance of the first reflecting mirror 102 is set to be slightly higher than the reflectance of the second reflecting mirror 108, and laser light is emitted from the upper surface of the second reflecting mirror 108. That is, the surface emitting laser 20 is a surface emitting type surface emitting laser.
  • ⁇ Operation of surface emitting laser ⁇ The operation of the surface emitting laser 20 will be briefly described below.
  • a current supplied from the anode side of the laser driver and flowing from the second electrode 110 (anode electrode) flows through the current injection layer 103, the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108, and the second constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108. It is implanted into the active layer 106 via the cladding layer 107 in this order. At this time, the active layer 106 emits light, the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 108 while being amplified by the active layer 106, and when the oscillation conditions are met, the second reflecting mirror 108 emits light.
  • the light is emitted from the upper surface as emitted light EL.
  • the current passing through the active layer 106 passes through the first cladding layer 105, the first reflecting mirror 102, and the substrate 101 in this order to reach the first electrode 109 (cathode electrode), and from the first electrode 109, for example, the cathode side of the laser driver. leaked to.
  • the surface emitting laser 20 can be manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a surface emitting laser 30 according to a third embodiment of the present technology.
  • FIG. 13 is a plan view of the surface emitting laser 30.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line 12-12 in FIG. 13.
  • a first current injection layer 103A as the current injection layer 103 is provided at least inside the first reflecting mirror 102
  • a second current injection layer 103A as the current injection layer 103 is provided at least inside the second reflecting mirror 108. It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that a current injection layer 103B is provided.
  • the first reflecting mirror 102 has first and second constituent layers 102-1 and 102-2 in this order from the active layer 106 side.
  • the second reflecting mirror 108 has first and second constituent layers 108-1 and 108-2 in this order from the active layer 106 side.
  • a first current injection layer 103A serving as the current injection layer 103 is provided between the first and second constituent layers 102-1 and 102-2 of the first reflecting mirror 102.
  • a second current injection layer 103B serving as the current injection layer 103 is provided between the first and second constituent layers 108-1 and 108-2 of the second reflecting mirror 108.
  • a semi-insulating GaAs substrate (i-GaAs substrate) is used as the substrate 101.
  • the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 is an undoped (i-type) GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (for example, i-GaAs/i-AlGaAs).
  • the number of pairs in the second constituent layer 102-2 is, for example, 34 pairs.
  • the first current injection layer 103A is made of GaAs (eg, n-GaAs) of a first conductivity type (eg, n-type).
  • the first current injection layer 103A is doped with an n-type impurity (eg, Si) at a high concentration (eg, 5 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 ).
  • the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102 is a GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (eg, n-GaAs/n-AlGaAs) of a first conductivity type (eg, n-type).
  • the number of pairs in the first constituent layer 102-1 is, for example, two pairs.
  • the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108 is a GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (eg, p-GaAs/p-AlGaAs) of a second conductivity type (eg, p-type).
  • the number of pairs in the first constituent layer 108-1 is, for example, two pairs.
  • the second current injection layer 103B is made of second conductivity type (eg, p-type) GaAs (eg, p-GaAs).
  • the second current injection layer 103B is doped with a p-type impurity (eg, C) at a high concentration (eg, 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 ).
  • the second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 is an undoped (i-type) GaAs-based semiconductor multilayer film reflecting mirror (for example, i-GaAs/i-AlGaAs).
  • the number of pairs in the second constituent layer 108-2 is, for example, 16 pairs.
  • the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 may be a semiconductor multilayer film reflecting mirror of the first conductivity type (for example, n-type).
  • the second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 may be a second conductivity type (for example, p-type) semiconductor multilayer film reflecting mirror.
  • the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, the active layer 106, the first constituent layer 102-1 and the second constituent layer of the second reflecting mirror 108 are disposed on the first current injection layer 103A.
  • a first mesa M1 including a current injection layer 103B is formed.
  • a second mesa M2 including a second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 is formed on the second current injection layer 103B.
  • a first electrode 109 is provided in a frame shape (for example, a ring shape) on a region of the first current injection layer 103A around the first mesa M1.
  • a second electrode 110 is provided in a frame shape (for example, a ring shape) on a region of the second current injection layer 103B around the second mesa M2.
  • the heights of the mesas M1 and M2 are, for example, about 2 ⁇ m.
  • the surface emitting laser 30 can be configured as a back-emitting type surface emitting laser by making the reflectance of the second reflecting mirror 108 slightly higher than the reflectance of the first reflecting mirror 102.
  • the surface emitting laser 30 can be configured as a surface emitting type surface emitting laser by making the reflectance of the first reflecting mirror 102 slightly higher than the reflectance of the second reflecting mirror 108.
  • the first current injection layer 103A is provided at least inside the first reflecting mirror 102 in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the first current injection layer 103A is preferably arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the second current injection layer 103B is provided at least inside the second reflecting mirror 108 in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the second current injection layer 103B is preferably arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the number of pairs of each of the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102 and the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108 is, for example, 1 to 6 pairs. , for example, 2 to 5 pairs, more preferably 2 pairs.
  • the surface layer of the first current injection layer 103A on the active layer 106 side is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • the surface layer of the second current injection layer 103B on the side opposite to the active layer 106 is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • the operation of the surface emitting laser 30 will be briefly described below.
  • a case where the surface emitting laser 30 is a back-emitting type will be described as an example.
  • a current supplied from the anode side of the laser driver and flowing from the second electrode 110 (anode electrode) is applied to the second current injection layer 103B, the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108, and the second electrode 110 (anode electrode). It is implanted into the active layer 106 through the second cladding layer 107 in this order.
  • the active layer 106 emits light, the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 108 while being amplified by the active layer 106, and when the oscillation conditions are met, it is emitted from the back surface of the substrate 101. It is emitted as emitted light EL.
  • the current passing through the active layer 106 passes through the first cladding layer 105, the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, and the first current injection layer 103A in this order, and reaches the first electrode 109 (cathode electrode).
  • the light flows out from the first electrode 109 to, for example, the cathode side of the laser driver.
  • a method for manufacturing the surface emitting laser 30 will be described with reference to the flowchart of FIG. 14 and the like.
  • a plurality of surface emitting lasers 30 are simultaneously manufactured on one wafer (hereinafter also referred to as "substrate 101" for convenience) which is the base material of the substrate 101 by a semiconductor manufacturing method using semiconductor manufacturing equipment. generate.
  • the plurality of integrated surface emitting lasers 30 are separated from each other to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting lasers 30.
  • a laminate is generated (see FIG. 15).
  • the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 and the first current are injected onto the substrate 101 (for example, an i-GaAs substrate) as a growth substrate by, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • the injection layer 103B and the second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 are laminated in this order (eg, epitaxially grown at a growth temperature of 605° C.) to produce a laminate.
  • the raw material gas for gallium is, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga)
  • the raw material gas for aluminum is, for example, trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al)
  • the raw material gas for indium is, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga).
  • trimethylindium ((CH 3 ) 3 In) is used
  • trimethyl arsenic ((CH 3 ) 3 As) is used as the raw material gas for As.
  • the raw material gas for silicon for example, monosilane (SiH 4 ) is used
  • the raw material gas for carbon for example, carbon tetrabromide (CBr 4 ) is used.
  • a first mesa M is formed (see FIG. 16). Specifically, first, a resist pattern is formed by photolithography to cover a portion of the surface (upper surface) on the second reflecting mirror 108 side of the stacked body where the first mesa M1 is to be formed. Next, using the resist pattern as a mask, the laminate is etched by ICP (Inductively Coupled Plasma) dry etching using, for example, Cl 2 , SiCl 4 , or Ar until the first current injection layer 103A is exposed. Mesa M1 is formed on 103A.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • the surface layer of the first current injection layer 103A on the active layer 106 side is an etching stop layer (for example, InGaP), it is possible to more reliably suppress the first current injection layer 103A from being etched. After that, the resist pattern is removed.
  • an etching stop layer for example, InGaP
  • the first electrode 109 is formed (see FIG. 17). Specifically, for example, using a lift-off method, the first electrode 109 is formed into a frame shape (for example, a ring shape) on a region around the first mesa M1 of the first current injection layer 103A so as to surround the first mesa M1. Form. At this time, vacuum evaporation, sputtering, or the like is used to form the electrode material of the first electrode 109.
  • a frame shape for example, a ring shape
  • a second mesa M is formed (see FIG. 18). Specifically, first, a resist pattern is formed by photolithography to cover a portion of the surface (upper surface) on the second reflecting mirror 108 side of the laminate where the second mesa M2 is to be formed. Next, using the resist pattern as a mask, the laminate is etched by ICP (Inductively Coupled Plasma) dry etching using, for example, Cl 2 , SiCl 4 , or Ar until the second current injection layer 103B is exposed. A second mesa M2 is formed on 103B.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • the surface layer of the second current injection layer 103B on the side opposite to the active layer 106 is an etching stop layer (for example, InGaP), etching of the second current injection layer 103B can be more reliably suppressed. I can do it. After that, the resist pattern is removed.
  • an etching stop layer for example, InGaP
  • the second electrode 110 is formed (see FIG. 19). Specifically, using, for example, a lift-off method, the second electrode 110 is formed into a frame shape (for example, a ring shape) on a region around the second mesa M2 of the second current injection layer 103B so as to surround the second mesa M2. Form. At this time, vacuum evaporation, sputtering, or the like is used to form the electrode material of the second electrode 110.
  • a frame shape for example, a ring shape
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a surface emitting laser 40 according to a fourth embodiment of the present technology.
  • the surface emitting laser 40 is the surface emitting laser according to the third embodiment, except that the second current injection layer 103B (another current injection layer) is provided between the active layer 106 and the second reflecting mirror 108. It has generally the same configuration as the laser 30.
  • the second current injection layer 103B is arranged between the second cladding layer 107 and the second reflecting mirror 108.
  • the position of the second current injection layer 103B in the stacking direction depends on the thickness of the second cladding layer 107.
  • the first current injection layer 103A is provided at least inside the first reflecting mirror 102 in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the first current injection layer 103A is preferably arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the second current injection layer 103B is preferably provided in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity. It is more preferable that the second current injection layer 103B is arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the surface layer of the first current injection layer 103A on the active layer 106 side is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • the surface layer of the second current injection layer 103B on the side opposite to the active layer 106 is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • ⁇ Operation of surface emitting laser ⁇ The operation of the surface emitting laser 40 will be briefly described below. Here, a case where the surface emitting laser 40 is a back-emitting type will be described as an example.
  • a current supplied from the anode side of the laser driver and flowing from the second electrode 110 (anode electrode) passes through the second current injection layer 103B and the second cladding layer 107 in this order to the active layer 106. Injected.
  • the active layer 106 emits light, the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 108 while being amplified by the active layer 106, and when the oscillation conditions are met, it is emitted from the back surface of the substrate 101. It is emitted as emitted light EL.
  • the current passing through the active layer 106 passes through the first cladding layer 105, the first constituent layer 102-1 of the first reflecting mirror 102, and the first current injection layer 103A in this order, and reaches the first electrode 109 (cathode electrode).
  • the light flows out from the first electrode 109 to, for example, the cathode side of the laser driver.
  • the surface emitting laser 40 can be manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the surface emitting laser 30 according to the third embodiment.
  • the surface emitting laser 40 substantially the same effects as the surface emitting laser 30 according to the third embodiment are achieved.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a surface emitting laser 50 according to a fifth embodiment of the present technology.
  • the surface emitting laser 50 is the surface emitting laser according to the third embodiment, except that the first current injection layer 103A (another current injection layer) is provided between the active layer 106 and the first reflecting mirror 102. It has generally the same configuration as the laser 30.
  • the first current injection layer 103A is arranged between the first cladding layer 105 and the first reflecting mirror 102.
  • the position of the first current injection layer 103A in the stacking direction depends on the thickness of the first cladding layer 105.
  • the first current injection layer 103A is preferably provided in a range where the light intensity is 1/10 to 2/5 times the peak intensity. It is more preferable that the first current injection layer 103A is arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the second current injection layer 103B is provided at least inside the second reflecting mirror 108 in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the second current injection layer 103B is preferably arranged in a range where the light intensity is 1/e 2 times or more and 1/e times or less of the peak intensity.
  • the surface layer of the first current injection layer 103A on the active layer 106 side is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • the surface layer of the second current injection layer 103B on the side opposite to the active layer 106 is preferably an etching stop layer made of a compound semiconductor containing In (for example, InGaP).
  • ⁇ Operation of surface emitting laser ⁇ The operation of the surface emitting laser 50 will be briefly described below.
  • a case where the surface-emitting laser 50 is a back-emission type will be described as an example.
  • a current supplied from the anode side of the laser driver and flowing from the second electrode 110 (anode electrode) is applied to the second current injection layer 103B, the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108, and the second electrode 110 (anode electrode). It is implanted into the active layer 106 through the second cladding layer 107 in this order.
  • the active layer 106 emits light, the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 108 while being amplified by the active layer 106, and when the oscillation conditions are met, it is emitted from the back surface of the substrate 101. It is emitted as emitted light EL.
  • the current that has passed through the active layer 106 passes through the first cladding layer 105 and the first current injection layer 103A in this order to the first electrode 109 (cathode electrode), and flows out from the first electrode 109 to the cathode side of the laser driver, for example. be done.
  • the surface emitting laser 50 can be manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the surface emitting laser 30 according to the third embodiment.
  • the surface emitting laser 50 substantially the same effects as the surface emitting laser 30 according to the third embodiment are achieved.
  • the oxidized confinement layer 111 includes a non-oxidized region 111a (for example, an AlAs layer) and an oxidized region 111b (for example, an Al 2 O 3 layer) surrounding the non-oxidized region 111a.
  • the oxidized confinement layer 111 functions as a current/light constriction layer.
  • the oxidized confinement layer 111 may be provided at other locations within the resonator. According to the surface-emitting laser 10-2, it is possible to provide a back-emitting type surface-emitting laser that has the same effects as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment and has a current/light confinement function.
  • the surface emitting laser 10-3 according to the third modification of the first embodiment shown in FIG. It has the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that an ion implantation region 112 is formed in the periphery of the first cladding layer 105.
  • Ion species used in the ion implantation region 112 include, for example, H + , B + , and the like.
  • Ion implantation region 112 functions as a current confinement layer. According to the surface emitting laser 10-3, it is possible to provide a back-emitting type surface emitting laser having the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment and having a current confinement function.
  • a surface emitting laser 10-4 according to a fourth modification of the first embodiment shown in FIG. 25 has the following features, except that a trench TR having a frame shape (for example, a ring shape in a plan view) in a plan view is formed instead of a mesa. It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • the bottom surface of trench TR is the top surface of current injection layer 103.
  • a first electrode 109 is provided on the bottom surface of trench TR.
  • the surface-emitting laser 10-4 it is possible to provide a back-emitting type surface-emitting laser with a mesa-less structure that exhibits the same effects as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • a surface emitting laser 10-5 according to a fifth modification example of the first embodiment shown in FIG. It has the same configuration as the surface emitting laser 10-4 according to No. 4.
  • Pad metal 113 extends along the wall surface of trench TR, one end is in contact with first electrode 109, and the other end is exposed on the upper surface of second reflecting mirror 108.
  • Plating metal 114 is provided in trench TR so as to fill a groove surrounded by pad metal 113.
  • An ion implantation region 112 is provided around trench TR. The ion implantation region 112 has both the function of insulating the second structure ST2 and the active layer 106 from the wiring, and the function of current confinement.
  • the above-mentioned wiring may be composed of only the pad metal 113 provided in a thick film, for example.
  • the surface emitting laser 10-5 has the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and has a back-emitting type surface suitable for being mounted, for example, on a laser driver by a flip chip (junction down). A light-emitting laser can be realized.
  • a surface emitting laser 10-6 according to a sixth modification of the first embodiment shown in FIG. 27 has the following features: It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • a dielectric multilayer film reflecting mirror as a second constituent layer 102-2 is provided on the back surface of the substrate 101.
  • the material of the dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 .
  • a dielectric multilayer mirror can achieve high reflectance with a small number of pairs. According to the surface emitting laser 10-6, it is possible to provide a thin back-emitting surface emitting laser that has the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • a surface emitting laser 10-7 according to a seventh modification of the first embodiment shown in FIG. 28 is a surface emitting laser according to the first embodiment, except that the second reflecting mirror 108 is a dielectric multilayer film reflecting mirror. It has roughly the same configuration as 10.
  • a dielectric multilayer film reflecting mirror serving as a second reflecting mirror 108 is provided in a mesa shape on the upper surface of the second cladding layer 107.
  • the material of the dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 . According to the surface emitting laser 10-7, it is possible to provide a thin back-emitting type or front-emitting type surface emitting laser that exhibits the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • both the second constituent layer 102-2 of the first reflecting mirror 102 and the second reflecting mirror 108 are dielectric multilayer film reflecting It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment except for the following points.
  • a dielectric multilayer film reflecting mirror as a second constituent layer 102-2 is provided on the back surface of the substrate 101, and a dielectric multilayer film reflecting mirror as a second reflecting mirror 108 is provided on the upper surface of the second cladding layer 107.
  • a body multilayer reflector is provided in a mesa shape.
  • each dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 .
  • the surface emitting laser 10-8 it is possible to provide an ultra-thin back-emitting or front-emitting surface emitting laser that has the same effects as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • a surface emitting laser 10-9 according to a ninth modification of the first embodiment shown in FIG. It has substantially the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that it does not include the electrode 110.
  • a dielectric multilayer reflector 108a of a second reflector 108 is provided in a mesa shape on the upper surface of the second cladding layer 107, and the dielectric multilayer reflector 108a and the second cladding reflector 108a are provided in a mesa shape.
  • a metal reflecting mirror 108b is provided so as to cover the peripheral portion of the upper surface of the layer 107.
  • the material of the dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 .
  • the metal reflecting mirror 108b is made of a metal such as Au, Ag, or Al, and has a function of the second electrode 110 and a heat dissipation function. According to the surface-emitting laser 10-9, it is possible to provide a back-emitting surface-emitting laser with high output and high heat dissipation, which exhibits the same effects as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment.
  • a surface-emitting laser 20-1 according to a first modification of the second embodiment shown in FIG. 31 is generally similar to the surface-emitting laser 20 according to the second embodiment, except that it is a back-emission type surface-emitting laser. It has a configuration.
  • the first electrode 109 is provided in a frame shape (for example, a ring shape) on the back surface of the substrate 101. According to the surface-emitting laser 20-1, it is possible to provide a back-emitting type surface-emitting laser that exhibits the same effects as the surface-emitting laser 20 according to the second embodiment.
  • a surface emitting laser 20-2 according to a second modification of the second embodiment shown in FIG. 32 has the following features: It has the same configuration as the surface emitting laser 20 according to the second embodiment.
  • a dielectric multilayer film reflecting mirror as a second constituent layer 108-2 is provided in a mesa shape on the upper surface of the current injection layer 103.
  • the material of the dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 . According to the surface emitting laser 20-2, it is possible to provide a thin back-emitting surface emitting laser that has the same effects as the surface emitting laser 20 according to the second embodiment.
  • a surface emitting laser 30-1 according to a modification of the third embodiment shown in FIG. It has the same configuration as the surface emitting laser 30 according to the embodiment.
  • a dielectric multilayer film reflecting mirror as a second constituent layer 108-2 is provided in a mesa shape on the upper surface of the second current injection layer 103B.
  • the material of the dielectric multilayer mirror is, for example, TiO 2 /SiO 2 .
  • the surface emitting laser 30-1 it is possible to provide a thin back-emitting type or front-emitting type surface emitting laser that exhibits the same effects as the surface emitting laser 30 according to the third embodiment.
  • a surface emitting laser 40-1 according to a modification of the fourth embodiment shown in FIG. It has generally the same configuration as the surface emitting laser 40 according to the above.
  • the second cladding layer 107 has first and second constituent layers 107-1 and 107-2 in this order from the active layer 106 side.
  • a second current injection layer 103B is arranged between the first and second constituent layers 107-1 and 107-2.
  • the layer 103B constitutes a mesa M1
  • the second constituent layer 107-2 of the second cladding layer 107 and the second reflecting mirror 108 constitute a second mesa M2.
  • the surface-emitting laser 40-1 it is possible to provide a back-emitting type and a front-emitting type surface-emitting laser that exhibits the same effects as the surface-emitting laser 40 according to the fourth embodiment.
  • a surface emitting laser 50-1 according to a modification of the fifth embodiment shown in FIG. The structure is generally similar to that of the surface emitting laser 50 according to the present invention.
  • the first cladding layer 105 has first and second constituent layers 105-1 and 105-2 in this order from the active layer 106 side.
  • a first current injection layer 103A is arranged between the first and second constituent layers 105-1 and 105-2.
  • the first constituent layer 105-1 of the first cladding layer 105, the active layer 106, the second cladding layer 107, the first constituent layer 108-1 of the second reflecting mirror 108, and the second current injection constitutes a mesa M1
  • the second constituent layer 108-2 of the second reflecting mirror 108 constitutes a second mesa M2.
  • current confinement in a surface emitting laser is not limited to an oxidized confinement layer or an ion implanted region.
  • current confinement may be performed using a QWI, a buried tunnel junction, or the like, which creates a band gap energy difference between the outside and outside of the aperture by Ga vacancy diffusion to confine carriers.
  • optical confinement in a surface emitting laser is not limited to the oxide confinement layer.
  • a refractive index difference is created between the center and the periphery of the intermediate structure, and the center Optical confinement can be achieved with any structure that confines light within a certain area.
  • the first and second reflecting mirrors of the surface emitting laser may include a plurality of constituent layers made of different materials and stacked on each other.
  • the first and second reflecting mirrors may be a hybrid mirror including a semiconductor multilayer film reflecting mirror and a dielectric multilayer film reflecting mirror, or a hybrid mirror including a semiconductor multilayer film reflecting mirror and a metal reflecting mirror. It may be a hybrid mirror including a dielectric multilayer film reflector and a metal reflector, or a hybrid mirror including a semiconductor multilayer film reflector, a dielectric multilayer film reflector, and a metal reflector. It's okay.
  • the substrate 101 may be a Si substrate, a Ge substrate, a GaN substrate, an InP substrate, or the like. In either case, it is preferable that the semiconductor layer stacked on the substrate 101 be appropriately selected to have a lattice match to the material of the substrate 101.
  • the surface emitting laser it is possible to use a material that emits any oscillation wavelength within the wavelength range of 200 to 2000 nm.
  • the conductivity types (n-type and p-type) of the first and second structures ST1 and ST2 of the surface-emitting laser of each of the above embodiments and modifications may be exchanged.
  • each layer constituting the surface emitting laser may be changed as appropriate within the range that functions as a surface emitting laser. It is possible.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products (electronic devices).
  • the technology according to the present disclosure can be applied to any type of mobile object such as a car, electric vehicle, hybrid electric vehicle, motorcycle, bicycle, personal mobility, airplane, drone, ship, robot, etc., or to a low power consumption device (e.g. It may also be realized as a device installed in a smartphone, smart watch, mouse, etc.).
  • the surface emitting laser according to the present technology can also be applied, for example, as a light source for devices that form or display images using laser light (e.g., laser printers, laser copying machines, projectors, head-mounted displays, head-up displays, etc.).
  • laser printers e.g., laser printers, laser copying machines, projectors, head-mounted displays, head-up displays, etc.
  • projectors e.g., laser printers, laser copying machines, projectors, head-mounted displays, head-up displays, etc.
  • FIG. 36 shows an example of a schematic configuration of a distance measuring device 1000 including a surface emitting laser 10 as an example of an electronic device according to the present technology.
  • the distance measuring device 1000 measures the distance to the subject S using the TOF (Time Of Flight) method.
  • the 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 125, lenses 115 and 130, a signal processing section 140, a control section 150, a display section 160, and a storage section 170.
  • the light receiving device 125 detects the light reflected by the subject S.
  • the lens 115 is a lens for collimating the light emitted from the surface emitting laser 10, and is a collimating lens.
  • the lens 130 is a lens for condensing the light reflected by the subject S and guiding it to the light receiving device 125, and is a condensing lens.
  • the signal processing unit 140 is a circuit for generating a signal corresponding to the difference between the signal input from the light receiving device 125 and the reference signal input from the control unit 150.
  • the control unit 150 includes, for example, a Time to Digital Converter (TDC).
  • the reference signal may be a signal input from the control section 150, or may be an output signal from a detection section that directly detects the output of the surface emitting laser 10.
  • the control unit 150 is, for example, a processor that controls the surface emitting laser 10, the light receiving device 125, the signal processing unit 140, the display unit 160, and the storage unit 170.
  • the control unit 150 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 150 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 150.
  • the control unit 150 stores information about the distance to the subject S in the storage unit 170.
  • the surface emitting lasers 10-1 to 10-9, 20, 20-1, 20-2, 30, 30-1, 40, 40-1, 50, 50 -1 can also be applied to the distance measuring device 1000.
  • FIG. 37 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the 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 vehicle information detection unit 12030, an inside vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output section 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 drive system control unit 12010 includes a drive force generation device such as an internal combustion engine or a drive motor that generates drive force for the vehicle, a drive force transmission mechanism that transmits the drive force to wheels, and a drive force transmission mechanism that controls the steering angle of the vehicle. It functions as a control device for a steering mechanism to adjust and a braking device to generate braking force for the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operations of various devices installed in 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 a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a turn signal, or a fog lamp.
  • radio waves transmitted from a portable device that replaces a key or signals from various switches may be input to the body control unit 12020.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals, and controls the vehicle's door lock device, power window device, lamp, etc.
  • the external information detection unit 12030 detects information external to the vehicle in which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • a distance measuring device 12031 is connected to the external information detection unit 12030.
  • the distance measuring device 12031 includes the distance measuring device 1000 described above.
  • the outside-vehicle information detection unit 12030 causes the distance measuring device 12031 to measure the distance to an object outside the vehicle (subject S), and acquires the distance data obtained thereby.
  • the external information detection unit 12030 may perform object detection processing such as a person, a car, an obstacle, a sign, etc. based on the acquired distance data.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • a driver condition detection section 12041 that detects the condition of the driver is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver condition detection unit 12041 includes, for example, a camera that images 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 condition detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is falling asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generation device, steering mechanism, or 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, Control commands can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or shock mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or shock mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., which does not rely 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 outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of preventing glare, such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio and image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and images to an output device that can visually or audibly notify information to the occupants of the vehicle or to the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display section 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of the installation position of the distance measuring device 12031.
  • vehicle 12100 has distance measuring devices 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as distance measuring device 12031.
  • the distance measuring devices 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and the top of the windshield inside the vehicle 12100.
  • a distance measuring device 12101 provided in the front nose and a distance measuring device 12105 provided above 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 data on the sides of the vehicle 12100.
  • a distance measuring device 12104 provided in a rear bumper or a back door mainly acquires data on the rear side of the vehicle 12100.
  • the forward data acquired by the distance measuring devices 12101 and 12105 is mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, and the like.
  • FIG. 38 shows an example of the detection range of the distance measuring devices 12101 to 12104.
  • Detection range 12111 indicates the detection range of distance measurement device 12101 provided on the front nose
  • detection range 12112, 12113 indicates the detection range of distance measurement devices 12102, 12103 provided on the side mirror, respectively.
  • the microcomputer 12051 calculates the distance to each three-dimensional object within the detection ranges 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100) based on the distance data obtained from the distance measuring devices 12101 to 12104. ), the closest three-dimensional object on the path of vehicle 12100 and traveling at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in approximately the same direction as vehicle 12100 is extracted as the preceding vehicle. I can do it. Furthermore, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., in which the vehicle travels autonomously without depending on the driver's operation.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 uses the distance data obtained from the distance measuring devices 12101 to 12104 to collect three-dimensional object data regarding three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, etc. It can be classified and extracted and used for automatic obstacle avoidance. For example, the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk exceeds a set value and there is a possibility of a collision, the microcomputer 12051 transmits information via the audio speaker 12061 and the display unit 12062. By outputting a warning to the driver via the vehicle control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • three-dimensional object data regarding three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility
  • the present technology can also have the following configuration.
  • a first structure including a first reflecting mirror; a second structure laminated with the first structure and including a second reflecting mirror; an active layer disposed between the first and second structures; Equipped with A surface emitting laser in which a current injection layer is provided at least inside the first reflecting mirror and/or the second reflecting mirror in a range where the light intensity is 1/10 times or more and 2/5 times or less of the peak intensity.
  • the first reflecting mirror and/or the second reflecting mirror have first and second constituent layers in this order from the active layer side, and the current is injected between the first and second constituent layers.
  • the current injection layer includes a compound semiconductor layer having an impurity concentration of 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or more to 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 or less, according to any one of (1) to (5). surface emitting laser.
  • the current injection layer includes a compound semiconductor layer containing In.
  • the first reflecting mirror has the first and second constituent layers, and a mesa including the first constituent layer, the active layer, and the second reflecting mirror is formed on the current injection layer;
  • Another current injection layer is provided between the active layer and the second reflecting mirror.
  • the second structure includes a cladding layer disposed between the active layer and the second reflective mirror, and the another current injection layer is between the cladding layer and the second reflective mirror.
  • the second structure includes a cladding layer disposed between the active layer and the second reflecting mirror, and the another current injection layer is provided at least inside the cladding layer.
  • Another current injection layer is provided between the active layer and the second reflective mirror, and another mesa including the second reflective mirror is formed on the other current injection layer, and the other mesa includes the second reflective mirror.
  • the second reflecting mirror has the first and second constituent layers, a mesa including the second constituent layer is formed on the current injection layer, and a periphery of the mesa of the current injection layer.
  • the surface emitting laser according to any one of (3) to (7), wherein an electrode is provided on the region.
  • the first structure includes a cladding layer disposed between the first reflective mirror and the active layer, and the another current injection layer is between the first reflective mirror and the cladding layer.
  • the first structure includes a cladding layer disposed between the first reflective mirror and the active layer;
  • Another current injection layer is provided between the first reflecting mirror and the active layer, and a separate current injection layer including the active layer, the first constituent layer, and the current injection layer is provided on the another current injection layer.
  • the first reflecting mirror has the first and second constituent layers in this order from the active layer side
  • the second reflecting mirror has the first and second constituent layers in this order from the active layer side.
  • a first current injection layer as the current injection layer is provided between the first and second constituent layers of the first reflective mirror
  • a first current injection layer as the current injection layer is provided between the first and second constituent layers of the second reflective mirror.
  • a first mesa including the first constituent layer of the first reflecting mirror, the active layer, the first constituent layer of the second reflecting mirror, and the second current injection layer is provided on the first current injection layer.
  • a second mesa including the second constituent layer of the second reflective mirror is formed on the second current injection layer;
  • At least one of the first and second reflecting mirrors has first and second constituent layers made of the same kind of material in this order from the active layer side, according to any one of (1) to (20).
  • At least one of the first and second reflecting mirrors has first and second constituent layers made of different materials in this order from the active layer side, according to any one of (1) to (20).
  • At least one of the first and second reflecting mirrors has first and second constituent layers in this order from the active layer side, The first constituent layer is a semiconductor multilayer film reflecting mirror made of an impurity semiconductor, The surface emitting laser according to any one of (1) to (20), wherein the second constituent layer is a semiconductor multilayer reflector made of an intrinsic semiconductor.
  • At least one of the first and second reflecting mirrors has first and second constituent layers in this order from the active layer side, The surface emitting laser according to (1) to (20), wherein the first and second constituent layers are semiconductor multilayer reflectors having the same conductivity type.
  • First reflecting mirror 102- 1 First constituent layer of first reflecting mirror 102-2: Second constituent layer of first reflecting mirror 103, 103A, 103B: Current injection layer 105: First cladding layer 106: Active layer 107: Second cladding layer 108 : Second reflecting mirror 108-1: First constituent layer of the second reflecting mirror 108-2: Second constituent layer of the second reflecting mirror 109: First electrode (electrode) 110: Second electrode (electrode) ST1: First structure ST2: Second structure M: Mesa M1: First mesa M2: Second mesa

Abstract

直列抵抗及び光損失の双方を低減することができる面発光レーザを提供すること。 本技術に係る面発光レーザは、第1反射鏡を含む第1構造と、前記第1構造と積層された、第2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1及び/又は第2反射鏡の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に電流注入層が設けられている。本技術に係る面発光レーザによれば、直列抵抗及び光損失の双方を低減することができる面発光レーザを提供することができる。

Description

面発光レーザ
 本開示に係る技術(以下「本技術」とも呼ぶ)は、面発光レーザに関する。
 従来、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が知られている。
 この面発光レーザの中には、2つの反射鏡で挟まれた共振器構成部内に電流注入層が設けられたイントラキャビティ構造を有するものがある。このイントラキャビティ構造では、光損失(特に電流注入層による光吸収)の課題がある。
 そこで、共振器構成部内に設けられた少なくとも3つのスペーサ層のうち定在波の光強度の包絡線が極小となる位置のスペーサ層内又は該スペーサ層の近傍に電流注入層が配置された面発光レーザが提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2012-129245号公報
 しかしながら、この面発光レーザ(例えば特許文献1参照)では、直列抵抗及び光損失の双方を低減することに関して改善の余地があった。
 そこで、本技術は、直列抵抗及び光損失の双方を低減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反射鏡を含む第1構造と、
 前記第1構造と積層された、第2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1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に電流注入層が設けられている、面発光レーザを提供する。
 前記電流注入層は、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていてもよい。
 前記第1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層が配置されていてもよい。 前記電流注入層は、前記第1構成層よりも厚く、且つ、前記第2構成層よりも薄くてもよい。
 前記電流注入層は、Inを含む化合物半導体層を含んでいてもよい。
 前記第1反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、前記電流注入層上に前記第1構成層、前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサが形成され、前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられていてもよい。
 前記活性層と前記第2反射鏡との間に別の電流注入層が設けられていてもよい。
 前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記クラッド層と前記第2反射鏡との間に配置されていてもよい。
 前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられていてもよい。
 前記別の電流注入層上に前記第2反射鏡を含む別のメサが形成され、前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられていてもよい。
 前記第2反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、前記電流注入層上に前記第2構成層を含むメサが形成され、前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられていてもよい。
 前記第1反射鏡と前記活性層との間に別の電流注入層が設けられていてもよい。
 前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記第1反射鏡と前記クラッド層との間に配置されていてもよい。
 前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられていてもよい。
 前記別の電流注入層上に前記活性層及び前記第1構成層及び前記電流注入層を含む別のメサが形成され、前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられていてもよい。
 前記第1及び第2反射鏡の少なくとも内部に前記電流注入層が設けられていてもよい。 前記第1反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第1反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第1電流注入層が設けられ、前記第2反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第2電流注入層が設けられていてもよい。
 前記第1電流注入層上に前記第1反射鏡の第1構成層、前記活性層、前記第2反射鏡の前記第1構成層及び前記第2電流注入層を含む第1メサが形成され、前記第2電流注入層上に前記第2反射鏡の前記第2構成層を含む第2メサが形成され、前記第1電流注入層の、前記第1メサの周辺の領域上に第1電極が設けられ、前記第2電流注入層の、前記第2メサの周辺の領域上に第2電極が設けられていてもよい。
本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザの平面図である。 電流注入層の好適な配置を説明するための図である。 中間DBRのペア数と電流注入層での相対光強度との関係を示すグラフである。 中間DBRのペア数と、発振閾値利得及びスロープ効率との関係を示すグラフである。 図1の面発光レーザの製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図1の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図1の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図1の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図1の面発光レーザの製造方法の一例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平面図である。 図12の面発光レーザの製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図12の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図12の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図12の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図12の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 図12の面発光レーザの製造方法の一例の工程毎の断面図である。 本技術の第4実施形態に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第5実施形態に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例1に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例2に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例3に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例4に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例5に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例6に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例7に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例8に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第1実施形態の変形例9に係る面発光レーザの断面図である。 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断面図である。 本技術の第4実施形態の変形例に係る面発光レーザの断面図である。 本技術の第5実施形態の変形例に係る面発光レーザの断面図である。 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。
0.導入
1.本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ
2.本技術の第2実施形態に係る面発光レーザ
3.本技術の第3実施形態に係る面発光レーザ
4.本技術の第4実施形態に係る面発光レーザ
5.本技術の第5実施形態に係る面発光レーザ
6.本技術の変形例
7.電子機器への応用例
8.面発光レーザを距離測定装置に適用した例
9.距離測定装置を移動体に搭載した例
<0.導入>
 垂直共振器型面発光レーザ(Vertical cavity surface emitting laser : VCSEL)において、2つの反射鏡で挟まれた共振器構成部の中に電流注入層が配置されたイントラキャビティ構造が広く知られている。イントラキャビティ構造を有するVCSELでは、活性層の近くに配置された電流注入層を介して活性層に電流注入を行うことにより、直列抵抗を減らして活性層に効率良く電流を注入することが可能である。しかしながら、イントラキャビティ構造を有するVCSELでは、共振器構成部中に電流注入層が設けられるため、電流注入層が定在波の節に配置されたとしても、光損失(詳しくは電流注入層による光吸収)の課題がある。
 そこで、発明者らは、電流注入層の配置に工夫を凝らすことにより、直列抵抗及び光損失の双方を低減することが可能な面発光レーザとして本技術に係る面発光レーザを開発した。
 以下、本技術に係る面発光レーザの幾つかの実施形態について詳細に説明する。
<1.本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ>
 図1は、本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ10の断面図である。図2は、面発光レーザ10の平面図である。図1は、図2の1-1線断面図である。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。
≪面発光レーザの構成≫
 本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ10は、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)である。面発光レーザ10は、一例として裏面出射型のVCSELである。
 面発光レーザ10は、一例として、図1及び図2に示すように、第1反射鏡102を含む第1構造ST1と、該第1構造ST1と積層された、第2反射鏡108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106とを備える。すなわち、面発光レーザ10は、互いに積層された第1及び第2反射鏡102、108で活性層106が挟まれた垂直共振器構造を有する。面発光レーザ10は、一例として、基板101の裏面(下面)側からレーザ光(出射光EL)を出射する。面発光レーザ10は、例えばレーザドライバにより駆動される。以下、第1及び第2構造ST1、ST2が積層された方向(上下方向)を「積層方向」とも呼ぶ。
 第1構造ST1は、さらに、一例として、第1反射鏡102の少なくとも内部に配置された電流注入層103と、第1反射鏡102の活性層106側とは反対側に配置された基板101と、第1反射鏡102と活性層106との間に配置された第1クラッド層105とを含む。
 第1反射鏡102は、第1及び第2構成層102-1、102-2を活性層106側からこの順に有している。第1及び第2構成層102-1、102-2の間に電流注入層103が配置されている。
 電流注入層103上に第1反射鏡102の第1構成層102-1、活性層106及び第2反射鏡108を含むメサMが形成されている。すなわち、電流注入層103のメサMの周辺の領域は、外部に露出している。電流注入層103の、メサMの周辺の領域上に第1電極109(例えばn側電極:カソード電極)が設けられている。メサMの高さは、例えば6μm程度である。ここでは、メサMの平面視形状は、円形とされているが、例えば楕円形、多角形等の他の形状であってもよい。
 第2構造ST2は、さらに、第2反射鏡108と活性層106との間に配置された第2クラッド層107を含む。第2反射鏡108上には、第2電極110(例えばp側電極:アノード電極)が設けられている。
 以下では、面発光レーザ10の、第1及び第2クラッド層105、107と活性層106とを含む部分であって第1及び第2反射鏡102、108で挟まれた部分を「共振器構成部」とも呼ぶ。第1及び第2反射鏡102、108と共振器構成部とを含んで共振器が構成される。
(基板)
 基板101は、一例として、半絶縁性のGaAs基板(i-GaAs基板)からなる。なお、基板101は、第1導電型(例えばn型)の半導体基板(例えばGaAs基板)であってもよい。
(第1反射鏡)
 第1反射鏡102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(DBR:Distributed Bragg Reflector)とも呼ばれる。
 第1反射鏡102の第1構成層102-1は、第1導電型(例えばn型)の半導体多層膜反射鏡(不純物半導体からなる半導体多層膜反射鏡)である。第1反射鏡102の第2構成層102-2は、アンドープ(i型)の半導体多層膜反射鏡(真性半導体からなる半導体多層膜反射鏡)である。第1及び第2構成層102-1、102-2の各々は、一例として、GaAsに格子整合する化合物半導体(GaAs系化合物半導体)からなる。詳述すると、第1及び第2構成層102-1、102-2の各々は、一例として、高屈折率層(例えばn-GaAs)と低屈折率層(例えばn-AlGaAs)とが交互に積層された積層構造を有する。各屈折率層の光学厚さは、発振波長λの1/4である。
 第1構成層102-1のペア数は、例えば2ペアである。第2構成層102-2のペア数は、例えば16ペアである。
(第1クラッド層)
 第1クラッド層105は、一例として、第1導電型(例えばn型)のGaAs系化合物半導体(例えばn-AlGaAs)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106は、一例として、発光波長λが910~950nmとなるように設計された、GaAs系化合物半導体(例えばInGaAs)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。なお、活性層106は、トンネルジャンクションを介して積層された複数のQW構造又は複数のMQW構造を有していてもよい。
(第2クラッド層)
 第2クラッド層107は、一例として、第2導電型(例えばp型)のGaAs系化合物半導体(例えばp-AlGaAs)からなる。クラッド層は「スペーサ層」とも呼ばれる。
(第2反射鏡)
 第2反射鏡108は、一例として半導体多層膜反射鏡である。第2反射鏡108は、第2導電型(例えばp型)の半導体多層膜反射鏡(不純物半導体からなる半導体多層膜反射鏡)である。第2反射鏡108は、一例として、GaAsに格子整合する化合物半導体(GaAs系化合物半導体)からなる。第2反射鏡108は、高屈折率層(例えばp-GaAs)と低屈折率層(例えばp-AlGaAs)とが交互に積層された積層構造を有する。各屈折率層の光学厚さは、発振波長λの1/4である。第2反射鏡108のペア数は、例えば35ペアである。第2反射鏡108は、第1反射鏡102よりも反射率が僅かに低く設定されている。
 以下では、基板101から最も近い下側のDBRである第2構成層102-2を「下部DBR」とも呼び、基板101から最も遠い上側のDBRである第2反射鏡108を「上部反射鏡」とも呼び、第2構成層102-2と第2反射鏡108との間に配置されたDBRである第1構成層102-1を「中間DBR」とも呼ぶ。
(第1電極)
 第1電極109は、電流注入層103上にメサMを取り囲むように枠状(例えばリング状)に設けられている。第1電極109は、一例として、AuGe/Ni/Auの積層構造を有する。該積層構造においてAuGe、Ni、Auは、一例として、それぞれ150nm、50nm、200nmの膜厚とされている。なお、第1電極109は、単層構造を有していてもよい。第1電極109は、例えばレーザドライバの陰極側に接続される。
(第2電極)
 第2電極110は、一例として、第2反射鏡108上にベタ状に設けられている。第2電極110は、一例として、Ti/Pt/Auの積層構造を有する。該積層構造においてTi、Pt、Auは、一例として、それぞれ50nm、100nm、200nmの膜厚とされている。なお、第2電極110は、単層構造を有していてもよい。第2電極110は、例えばレーザドライバの陽極側に接続される。
(電流注入層)
 ここでは、電流注入層103は、アノード電極としての第2電極110を介してメサMに流入され第2反射鏡108、第2クラッド層107、活性層106、第1クラッド層105及び第1反射鏡102の第1構成層102-1を介した電流をカソード電極としての第1電極109に注入する役割を担う。電流注入層103は、活性層106への電流注入効率の向上に寄与する。
 電流注入層103は、一例として、不純物が高濃度でドープされた化合物半導体層であるハイドープ層(キャリア伝導性が高い低抵抗層)を含む。電流注入層103は、「コンタクト層」とも呼ばれる。ここでは、電流注入層103は、一例として、n型不純物がドープされたGaAs層(n-GaAs層)からなる。電流注入層103にドープされるn型の不純物(ドーパント)としては、例えばSi、Se、Te、Ge等が挙げられる。電流注入層103における不純物濃度は、例えば1×1017cm-3以上~1×1019cm-3以下であることが好ましい。ここでは、電流注入層103に不純物としてのSiが高濃度(例えば3×1018cm-3)でドープされている。
 電流注入層103の光学厚さは、例えば50nm以上2000nm以下であることが好ましい。ここでは、電流注入層103の光学厚さは、例えばλ(発振波長)と同じである。
 電流注入層103は、一例として、第1反射鏡102の少なくとも内部の、共振器内における光強度がピーク強度の1/10倍(0.1倍)以上2/5倍(0.4倍)以下となる範囲である第1範囲に設けられることが好ましい。この第1範囲は、直列抵抗及び光損失(特に電流注入層103による光吸収)の双方を低減できる範囲である。なお、直列抵抗の低減は、駆動電圧の低減につながる。電流注入層103は、例えば第1範囲の一端(光強度がピーク強度の0.1倍となる位置)と第1範囲の中央(光強度がピーク強度の0.25倍となる位置)との間の位置に配置されてもよい。電流注入層103は、例えば第1範囲の他端(光強度が0.4倍となる位置)と第1範囲の中央(光強度のピーク強度の0.25倍となる位置)との間の位置に配置されてもよい。
 電流注入層103は、共振器内における光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲である第2範囲に配置されることがより好ましい。電流注入層103は、例えば第2範囲の一端(光強度がピーク強度の1/e倍となる位置)と第2範囲の中央(光強度がピーク強度の(1/e+1/e)×0.5倍となる位置)との間の位置に配置されてもよい。電流注入層103は、例えば第2範囲の他端(光強度がピーク強度の1/e倍となる位置)と第2範囲の中央(光強度がピーク強度の(1/e+1/e)×0.5倍となる位置)との間の位置に配置されてもよい。
 図3は、電流注入層の好適な位置を説明するための図である。詳しくは、図3は、電流注入層103が、共振器内における光強度がピーク強度の1/e倍(約0.37倍)となる範囲に配置されている例について示すグラフである。図3において、横軸は基板101からの距離[nm]を示し、左側の縦軸は各DBRの材料屈折率を示し、右側の縦軸は規格化光強度(ピーク強度を1としたときの相対光強度)を示す。共振器内における光強度分布は、活性層の積層方向の中心を中心とするガウス分布となる。
 電流注入層103の積層方向の位置は、中間DBRのペア数(厚さ)に依存する。逆に言うと、中間DBRのペア数(厚さ)は、電流注入層103の積層方向の位置に依存する。図4は、中間DBRのペア数と電流注入層での相対光強度(ピーク強度1で規格化)との関係を示すグラフである。上記第1及び第2範囲の各々において、電流注入層103の位置が活性層106から離れるほど(中間DBRのペア数が多いほど)電流注入層103での相対光強度が下がり光損失は小さくなるが直列抵抗が大きくなる。すなわち、第1及び第2範囲の各々において、活性層106から最も近い位置が直列抵抗を最小にできる位置であり、活性層106から最も遠い位置が光損失を最小にできる位置である。このように、電流注入層103の配置について直列抵抗及び光損失がトレードオフの関係にある。
 図3の例では、電流注入層103が第2範囲の活性層106から最も近い位置に配置されている。この位置は、第2範囲において直列抵抗を最も低減できる位置である。電流注入層103は、中間DBRのペア数が少ないほど活性層106から近くなり、多いほど活性層106から遠くなる。図3の例では、中間DBRのペア数が2ペア、下部DBRのペア数が34ペア、上部DBRのペア数が16ペアとなっている。
 一方、電流注入層103が第2範囲の活性層106から最も遠い位置である、光強度がピーク強度の1/e倍(約0.135倍)となる位置(例えば中間DBRのペア数が5ペアとなる位置、図4参照)に配置された場合を想定する。この位置は、第2範囲において光損失を最も低減できる位置である。
 図5は、中間DBRのペア数と、発振閾値利得及びスロープ効率との関係を示すグラフである。発振閾値利得(図5において●)は、中間DBRのペア数が多いほど(中間DBRの反射率が高いほど)低くなる。スロープ効率(図5において■)は、中間DBRのペア数が多いほど(直列抵抗が大きいほど)高くなる。このように、中間DBRのペア数に対して、発振閾値利得及びスロープ効率がトレードオフの関係にある。図5から、中間DBRのペア数を例えば1~3ペア(好ましくは2ペア)とすることにより、発振閾値利得及びスロープ効率の双方を好適な値とすることができる。
 以上より、直列抵抗及び光損失の双方を低減する観点からは、中間DBRのペア数は、例えば1~6ペア(第1範囲に対応)であることが好ましく、例えば2~5ペア(第2範囲に対応)であることが好ましい。また、発振閾値利得及びスロープ効率の双方を好適な値とする観点からは、中間DBRのペア数は、例えば1~3ペアであることが好ましく、例えば2ペアであることがより好ましい。
 電流注入層103は、第1反射鏡102の第1構成層102-1(中間DBR)よりも厚く、且つ、第2構成層102-2(下部DBR)よりも薄いことが好ましい。これにより、電流注入層103における面内方向(横方向)の電気抵抗を減らし、且つ、中間DBRにおける積層方向(縦方向)の電気抵抗を減らし、且つ、下部DBRで反射率を稼ぐことができる。なお、電流注入層103が第1構成層102-1よりも薄く、且つ、第1構成層102-1が第2構成層102-2よりも薄くてもよい。
 電流注入層103は、Inを含む化合物半導体層(例えばInGaP)を含むことが好ましい。Inを含む化合物半導体層は、電流注入層103の活性層106側の表層であることが好ましい。これにより、Inを含む化合物半導体層をメサM形成の際のエッチングストップ層として機能させることができる。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ10の動作について簡単に説明する。面発光レーザ10では、例えばレーザドライバの陽極側から供給され第2電極110(アノード電極)から流入した電流は、第2反射鏡108及び第2クラッド層107をこの順に介して活性層106に注入される。このとき、活性層106が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、108の間を活性層106で増幅されつつ往復し、発振条件を満たしたときに、基板101の裏面から出射光ELとして出射される。活性層106を経た電流は、第1クラッド層105、第1反射鏡102の第1構成層102-1及び電流注入層103をこの順に介して第1電極109(カソード電極)へ至り、該第1電極109から例えばレーザドライバの陰極側へ流出される。
≪面発光レーザの製造方法≫
 以下、面発光レーザ10の製造方法について、図6のフローチャート等を参照して説明する。ここでは、一例として、半導体製造装置を用いた半導体製造方法により、基板101の基材である1枚のウェハ(以下では、便宜上「基板101」とも呼ぶ)上に複数の面発光レーザ10を同時に生成する。次いで、一連一体の複数の面発光レーザ10を互いに分離して、チップ状の複数の面発光レーザ10を得る。
 最初のステップS1では、積層体を生成する(図7参照)。具体的には、例えば有機金属気層成長(MOCVD)法により、成長基板としての基板101(例えばi-GaAs基板)上に第1反射鏡102の第2構成層102-2、電流注入層103、第1反射鏡102の第1構成層102-1、第1クラッド層105、活性層106、第2クラッド層107及び第2反射鏡108をこの順に積層して(例えば成長温度605℃にてエピタキシャル成長させて)、積層体を生成する。なお、MOCVDを行う際、ガリウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルガリウム((CH33Ga)、アルミニウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム((CH33Al)、インジウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルインジウム((CH33In)、Asの原料ガスとしては、例えばトリメチルヒ素((CHAs)をそれぞれ用いる。また、ケイ素の原料ガスとしては、例えばモノシラン(SiH4)を用い、炭素の原料ガスとしては、例えば、四臭化炭素(CBr4)を用いる。
 次のステップS2では、メサMを形成する(図8参照)。具体的には、先ず、フォトリソグラフィにより、積層体の第2反射鏡108側の表面(上面)のメサMが形成されることとなる箇所を覆うレジストパターンを形成する。次いで、該レジストパターンをマスクとして、積層体を例えばClやSiCl、Arを用いたICP(Inductively Coupled Plasma)ドライエッチングにより電流注入層103が露出するまでエッチングし、電流注入層103上にメサMを形成する。このとき、電流注入層103の活性層106側の表層がエッチングストップ層(例えばInGaP)であれば、電流注入層103がエッチングされることをより確実に抑制することができる。その後、該レジストパターンを除去する。
 次のステップS3では、第1電極109を形成する(図9参照)。具体的には、例えばリフトオフ法を用いて、電流注入層103のメサMの周辺の領域上に第1電極109をメサMを取り囲むように枠状(例えばリング状)に形成する。このとき、第1電極109の電極材料の成膜には、真空蒸着、スパッタ等を用いる。
 最後のステップS4では、第2電極110を形成する(図10参照)。具体的には、例えばリフトオフ法を用いて、メサMの頂部(第2反射鏡108の上面)上に第2電極110をベタ状に形成する。このとき、第2電極110の電極材料の成膜には、真空蒸着、スパッタ等を用いる。
≪面発光レーザの効果≫
 以下、面発光レーザ10の効果について説明する。本技術の第1実施形態に係る面発光レーザ10は、第1反射鏡102を含む第1構造ST1と、該第1構造ST1と積層された、第2反射鏡108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106とを備え、第1反射鏡102の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に電流注入層103が設けられている。
 この場合、電流注入層103が直列抵抗及び光損失の双方を低減可能な位置に配置される。
 結果として、面発光レーザ10によれば、直列抵抗及び光損失の双方を低減することができる面発光レーザを提供することができる。
  電流注入層103は、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることが好ましい。これにより、直列抵抗及び光損失の双方を十分に低減することができる。
 第1反射鏡102は、第1及び第2構成層102-1、102-2を活性層106側からこの順に有し、第1及び第2構成層102-1、102-2の間に電流注入層103が配置されている。これにより、電流注入層103と活性層106との間に第1反射鏡102の一部である第1構成層102-1を位置させることができるため、第1構成層102-1により発振閾値利得を高めることができ、且つ、電流注入層103での光吸収を低減することができる。
 第1構成層102-1は、ペア数が1ペア以上6ペア以下の多層膜反射鏡である。これにより、直列抵抗、電流注入層103による光吸収、発振閾値利得及びスロープ効率の少なくとも1つを好適な値にすることができる。
 電流注入層103は、第1構成層102-1よりも厚く、且つ、第2構成層102-2よりも薄いことが好ましい。これにより、第1反射鏡102の反射率を維持しつつ直列抵抗の更なる低減を図ることができる。
 電流注入層103は、不純物濃度が1×1017cm-3以上~1×1019cm-3以下 の化合物半導体層を含む。これにより、電流注入層103の低抵抗化及び光吸収低減をバランスさせることができる。
 電流注入層103は、Inを含む化合物半導体層を含むことが好ましい。これにより、メサM形成時に電流注入層103がエッチングされることを抑制できる。
 第1反射鏡102は、第1及び第2構成層102-1、102-2を有し、電流注入層103上に第1構成層102-1、活性層106及び第2反射鏡108を含むメサMが形成され、電流注入層103の、メサMの周辺の領域上に第1電極109が設けられている。これにより、簡易な手法により、電流注入層103上に第1電極109を設けることができる。
 第1及び第2構成層102-1、102-2の各々は、半導体多層膜反射鏡であり、第1及び第2構成層102-1、102-2のうち活性層106から近い方である第1構成層102-1が不純物半導体からなり、遠い方である第2構成層102-2が真性半導体からなる。これにより、活性層106と電流注入層103との間を導通させ、且つ、第2構成層102-2側への電流の拡散を抑制することができ電流注入層103内での電流密度を高めることができる。
 以上の説明から分かるように、面発光レーザ10によれば、共振器長を徒に長くすることなく電流注入層103による光吸収を低減することができ、ひいては駆動電圧(直列抵抗)及び光損失の低減を図ることができる。
<2.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11は、本技術の第2実施形態に係る面発光レーザ20の断面図である。面発光レーザ20は、図11に示すように、第2反射鏡108が第1及び第2構成層108-1、108-2を活性層106側からのこの順に有し、第1及び第2構成層108-1、108-2の間に電流注入層103が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と概ね同様の構成を有する。
 面発光レーザ20では、電流注入層103上に第2反射鏡108の第2構成層108-2を含むメサMが形成されている。電流注入層103の、メサMの周辺の領域上に第2電極110が設けられている。第2電極110は、一例としてメサMを取り囲むように枠状(例えばリング状)に設けられている。第1電極109は、基板101の裏面(下面)にベタ状に設けられている。第1反射鏡102は、基板101と第1クラッド層105との間に配置されている。
 面発光レーザ20では、基板101は、第1導電型(例えばn型)のGaAs(例えばn-GaAs)からなる。第1反射鏡102(下部DBR)は、第1導電型(例えばn型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばn-GaAs/n-AlGaAs)からなる。第1反射鏡102のペア数は、例えば34ペアである。第2反射鏡108の第1構成層108-1(中間DBR)が、第2導電型(例えばp型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばp-GaAs/p-AlGaAs)からなる。第1構成層108-1のペア数は、例えば2ペアである。電流注入層103は、一例として、p型のGaAs(p-GaAs)からなる。電流注入層103には、一例としてp型不純物(例えばC)が高濃度(例えば1×1019cm-3)でドープされている。電流注入層103の光学厚さは、例えばλである。第2反射鏡108は、i型のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばGaAs/AlGaAs)である。第2反射鏡108のペア数は、例えば16ペアである。なお、第2反射鏡108は、例えば第2導電型(例えばp型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばp-GaAs/p-AlGaAs)であってもよい。
 面発光レーザ20では、第1反射鏡102の反射率が第2反射鏡108の反射率よりも僅かに高く設定されており、第2反射鏡108の上面からレーザ光を出射する。すなわち、面発光レーザ20は、表面出射型の面発光レーザである。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ20の動作について簡単に説明する。面発光レーザ20では、例えばレーザドライバの陽極側から供給され第2電極110(アノード電極)から流入した電流
は、電流注入層103、第2反射鏡108の第1構成層108-1及び第2クラッド層107をこの順に介して活性層106に注入される。このとき、活性層106が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、108の間を活性層106で増幅されつつ往復し、発振条件を満たしたときに、第2反射鏡108の上面から出射光ELとして出射される。活性層106を経た電流は、第1クラッド層105、第1反射鏡102及び基板101をこの順に介して第1電極109(カソード電極)へ至り、該第1電極109から例えばレーザドライバの陰極側へ流出される。
≪面発光レーザの製造方法≫
 面発光レーザ20は、第1実施形態に係る面発光レーザ10の製造方法に準じた製造方法により製造できる。
≪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と概ね同様の効果を得ることができる。
<3.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12は、本技術の第3実施形態に係る面発光レーザ30の断面図である。図13は、面発光レーザ30の平面図である。図12は、図13の12-12断面図である。面発光レーザ30は、第1反射鏡102の少なくとも内部に電流注入層103としての第1電流注入層103Aが設けられ、且つ、第2反射鏡108の少なくとも内部に電流注入層103としての第2電流注入層103Bが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と概ね同様の構成を有する。
 面発光レーザ30では、第1反射鏡102は、第1及び第2構成層102-1、102-2を活性層106側からこの順に有する。第2反射鏡108は、第1及び第2構成層108-1、108-2を活性層106側からこの順に有する。第1反射鏡102の第1及び第2構成層102-1、102-2の間に電流注入層103としての第1電流注入層103Aが設けられている。第2反射鏡108の第1及び第2構成層108-1、108-2の間に電流注入層103としての第2電流注入層103Bが設けられている。
 面発光レーザ30では、基板101に半絶縁性のGaAs基板(i-GaAs基板)が用いられている。第1反射鏡102の第2構成層102-2は、アンドープ(i型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばi-GaAs/i-AlGaAs)である。第2構成層102-2のペア数は、例えば34ペアである。第1電流注入層103Aは、第1導電型(例えばn型)のGaAs(例えばn-GaAs)からなる。第1電流注入層103Aには、一例としてn型不純物(例えばSi)が高濃度(例えば5×1018cm-3)でドープされている。第1反射鏡102の第1構成層102-1は、第1導電型(例えばn型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばn-GaAs/n-AlGaAs)である。第1構成層102-1のペア数は、例えば2ペアである。第2反射鏡108の第1構成層108-1は、第2導電型(例えばp型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばp-GaAs/p-AlGaAs)である。第1構成層108-1のペア数は、例えば2ペアである。第2電流注入層103Bは、第2導電型(例えばp型)のGaAs(例えばp-GaAs)からなる。第2電流注入層103Bには、一例としてp型不純物(例えばC)が高濃度(例えば1×1019cm-3)でドープされている。第2反射鏡108の第2構成層108-2は、アンドープ(i型)のGaAs系半導体多層膜反射鏡(例えばi-GaAs/i-AlGaAs)である。第2構成層108-2のペア数は、例えば16ペアである。なお、第1反射鏡102の第2構成層102-2は、第1導電型(例えばn型)の半導体多層膜反射鏡であってもよい。第2反射鏡108の第2構成層108-2は、第2導電型(例えばp型)の半導体多層膜反射鏡であってもよい。
 さらに、面発光レーザ30では、第1電流注入層103A上に第1反射鏡102の第1構成層102-1、活性層106、第2反射鏡108の第1構成層102-1及び第2電流注入層103Bを含む第1メサM1が形成されている。第2電流注入層103B上に第2反射鏡108の第2構成層108-2を含む第2メサM2が形成されている。第1電流注入層103Aの、第1メサM1の周辺の領域上に第1電極109が枠状(例えばリング状)に設けられている。第2電流注入層103Bの、第2メサM2の周辺の領域上に第2電極110が枠状(例えばリング状)に設けられている。メサM1、M2の高さは、一例として、いずれも2μm程度とされている。
 面発光レーザ30は、第2反射鏡108の反射率を第1反射鏡102の反射率よりも僅かに高くすることにより、裏面出射型の面発光レーザを構成することができる。面発光レーザ30は、第1反射鏡102の反射率を第2反射鏡108の反射率よりも僅かに高くすることにより、表面出射型の面発光レーザを構成することができる。
 第1電流注入層103Aは、第1反射鏡102の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられている。第1 電流注入層103Aは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることが好ましい。
 第2電流注入層103Bは、第2反射鏡108の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられている。第2 電流注入層103Bは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることが好ましい。
 面発光レーザ30でも、第1反射鏡102の第1構成層102-1及び第2反射鏡108の第1構成層108-1の各々のペア数は、例えば1~6ペアであることが好ましく、例えば2~5ペアであることがより好ましく、2ペアであることより一層好ましい。
 第1電流注入層103Aの活性層106側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。第2電流注入層103Bの活性層106側とは反対側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ30の動作について簡単に説明する。ここでは、面発光レーザ30が裏面出射型である場合を例にとって説明する。面発光レーザ30では、例えばレーザドライバの陽極側から供給され第2電極110(アノード電極)から流入した電流は、第2電流注入層103B、第2反射鏡108の第1構成層108-1及び第2クラッド層107をこの順に介して活性層106に注入される。このとき、活性層106が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、108の間を活性層106で増幅されつつ往復し、発振条件を満たしたときに、基板101の裏面から出射光ELとして出射される。活性層106を経た電流は、第1クラッド層105、第1反射鏡102の第1構成層102-1及び第1電流注入層103Aをこの順に介して第1電極109(カソード電極)へ至り、該第1電極109から例えばレーザドライバの陰極側へ流出される。
≪面発光レーザの製造方法≫
 以下、面発光レーザ30の製造方法について、図14のフローチャート等を参照して説明する。ここでは、一例として、半導体製造装置を用いた半導体製造方法により、基板101の基材である1枚のウェハ(以下では、便宜上「基板101」とも呼ぶ)上に複数の面発光レーザ30を同時に生成する。次いで、一連一体の複数の面発光レーザ30を互いに分離して、チップ状の複数の面発光レーザ30を得る。
 最初のステップS11では、積層体を生成する(図15参照)。具体的には、例えば有機金属気層成長(MOCVD)法により、成長基板としての基板101(例えばi-GaAs基板)上に第1反射鏡102の第2構成層102-2、第1電流注入層103A、第1反射鏡102の第1構成層102-1、第1クラッド層105、活性層106、第2クラッド層107、第2反射鏡108の第1構成層108-1、第2電流注入層103B及び第2反射鏡108の第2構成層108-2をこの順に積層して(例えば成長温度605℃にてエピタキシャル成長させて)、積層体を生成する。なお、MOCVDを行う際、ガリウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルガリウム((CH33Ga)、アルミニウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム((CH33Al)、インジウムの原料ガスとしては、例えばトリメチルインジウム((CH33In)、Asの原料ガスとしては、例えばトリメチルヒ素((CHAs)をそれぞれ用いる。また、ケイ素の原料ガスとしては、例えばモノシラン(SiH4)を用い、炭素の原料ガスとしては、例えば、四臭化炭素(CBr4)を用いる。
 次のステップS12では、第1メサMを形成する(図16参照)。具体的には、先ず、フォトリソグラフィにより、積層体の第2反射鏡108側の表面(上面)の第1メサM1が形成されることとなる箇所を覆うレジストパターンを形成する。次いで、該レジストパターンをマスクとして、積層体を例えばClやSiCl、Arを用いたICP(Inductively Coupled Plasma)ドライエッチングにより第1電流注入層103Aが露出するまでエッチングし、第1電流注入層103A上にメサM1を形成する。このとき、第1電流注入層103Aの活性層106側の表層がエッチングストップ層(例えばInGaP)であれば、第1電流注入層103Aがエッチングされることをより確実に抑制することができる。その後、該レジストパターンを除去する。
 次のステップS13では、第1電極109を形成する(図17参照)。具体的には、例えばリフトオフ法を用いて、第1電極109を第1電流注入層103Aの第1メサM1の周辺の領域上に第1メサM1を取り囲むように枠状(例えばリング状)に形成する。このとき、第1電極109の電極材料の成膜には、真空蒸着、スパッタ等を用いる。
 次のステップS14では、第2メサMを形成する(図18参照)。具体的には、先ず、フォトリソグラフィにより、積層体の第2反射鏡108側の表面(上面)の第2メサM2が形成されることとなる箇所を覆うレジストパターンを形成する。次いで、該レジストパターンをマスクとして、積層体を例えばClやSiCl、Arを用いたICP(Inductively Coupled Plasma)ドライエッチングにより第2電流注入層103Bが露出するまでエッチングし、第2電流注入層103B上に第2メサM2を形成する。このとき、第2電流注入層103Bの活性層106側とは反対側の表層がエッチングストップ層(例えばInGaP)であれば、第2電流注入層103Bがエッチングされることをより確実に抑制することができる。その後、該レジストパターンを除去する。
 最後のステップS15では、第2電極110を形成する(図19参照)。具体的には、例えばリフトオフ法を用いて、第2電極110を第2電流注入層103Bの第2メサM2の周辺の領域上に第2メサM2を取り囲むように枠状(例えばリング状)に形成する。このとき、第2電極110の電極材料の成膜には、真空蒸着、スパッタ等を用いる。
≪面発光レーザの効果≫
 面発光レーザ30によれば、第1反射鏡102、108の少なくとも内部にそれぞれ電流注入層103A、103Bが設けられているので、直列抵抗をより低減することができ、且つ、活性層106への電流注入効率をより向上することができる。
<4.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20は、本技術の第4実施形態に係る面発光レーザ40の断面図である。面発光レーザ40は、第2電流注入層103B(別の電流注入層)が活性層106と第2反射鏡108との間に設けられている点を除いて、第3実施形態に係る面発光レーザ30と概ね同様の構成を有する。
 面発光レーザ40では、第2電流注入層103Bが、第2クラッド層107と第2反射鏡108との間に配置されている。ここでは、第2電流注入層103Bの積層方向の位置は、第2クラッド層107の厚さに依存する。
 面発光レーザ40でも、第1電流注入層103Aは、第1反射鏡102の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられている。第1 電流注入層103Aは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることが好ましい。
 面発光レーザ40では、第2電流注入層103Bは、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられていることが好ましい。第2 電流注入層103Bは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることがより好ましい。
 第1電流注入層103Aの活性層106側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。第2電流注入層103Bの活性層106側とは反対側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ40の動作について簡単に説明する。ここでは、面発光レーザ40が裏面出射型である場合を例にとって説明する。面発光レーザ40では、例えばレーザドライバの陽極側から供給され第2電極110(アノード電極)から流入した電流は、第2電流注入層103B及び第2クラッド層107をこの順に介して活性層106に注入される。このとき、活性層106が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、108の間を活性層106で増幅されつつ往復し、発振条件を満たしたときに、基板101の裏面から出射光ELとして出射される。活性層106を経た電流は、第1クラッド層105、第1反射鏡102の第1構成層102-1及び第1電流注入層103Aをこの順に介して第1電極109(カソード電極)へ至り、該第1電極109から例えばレーザドライバの陰極側へ流出される。
≪面発光レーザの製造方法≫
 面発光レーザ40は、第3実施形態に係る面発光レーザ30の製造方法に準じた製造方法により製造することができる。
 面発光レーザ40によれば、第3実施形態に係る面発光レーザ30と概ね同様の効果を奏する。
<5.本技術の第5実施形態に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
 図21は、本技術の第5実施形態に係る面発光レーザ50の断面図である。面発光レーザ50は、第1電流注入層103A(別の電流注入層)が活性層106と第1反射鏡102との間に設けられている点を除いて、第3実施形態に係る面発光レーザ30と概ね同様の構成を有する。
 面発光レーザ50では、第1電流注入層103Aが、第1クラッド層105と第1反射鏡102との間に配置されている。ここでは、第1電流注入層103Aの積層方向の位置は、第1クラッド層105の厚さに依存する。
 面発光レーザ50では、第1電流注入層103Aは、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられていることが好ましい。第1 電流注入層103Aは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることがより好ましい。
 面発光レーザ50でも、第2電流注入層103Bは、第2反射鏡108の少なくとも 内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に設けられている。第2 電流注入層103Bは、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されていることが好ましい。
 第1電流注入層103Aの活性層106側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。第2電流注入層103Bの活性層106側とは反対側の表層は、Inを含む化合物半導体(例えばInGaP)からなるエッチングストップ層であることが好ましい。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ50の動作について簡単に説明する。ここでは、面発光レーザ50が裏面出射型である場合を例にとって説明する。面発光レーザ50では、例えばレーザドライバの陽極側から供給され第2電極110(アノード電極)から流入した電流は、第2電流注入層103B、第2反射鏡108の第1構成層108-1及び第2クラッド層107をこの順に介して活性層106に注入される。このとき、活性層106が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、108の間を活性層106で増幅されつつ往復し、発振条件を満たしたときに、基板101の裏面から出射光ELとして出射される。活性層106を経た電流は、第1クラッド層105及び第1電流注入層103Aをこの順に介して第1電極109(カソード電極)へ至り、該第1電極109から例えばレーザドライバの陰極側へ流出される。
≪面発光レーザの製造方法≫
 面発光レーザ50は、第3実施形態に係る面発光レーザ30の製造方法に準じた製造方法により製造することができる。
 面発光レーザ50によれば、第3実施形態に係る面発光レーザ30と概ね同様の効果を奏する。
<6.本技術の変形例>
 本技術は、上記各実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
(本技術の第1実施形態の変形例1に係る面発光レーザ)
 図22に示す第1実施形態の変形例1に係る面発光レーザ10-1は、第2電極110が枠状(例えばリング状)であり、第2反射鏡108の上面から出射光ELを出射する点を除いて、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表面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例2に係る面発光レーザ)
 図23に示す第1実施形態の変形例2に係る面発光レーザ10-2は、第2反射鏡108の内部に酸化狭窄層111が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。酸化狭窄層111は、非酸化領域111a(例えばAlAs層)と、該非酸化領域111aを取り囲む酸化領域111b(例えばAl層)とを含む。酸化狭窄層111は、電流・光狭窄層として機能する。酸化狭窄層111は、共振器内の他の位置に設けられてもよい。面発光レーザ10-2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、電流・光狭窄機能を持つ裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例3に係る面発光レーザ)
 図24に示す第1実施形態の変形例3に係る面発光レーザ10-3は、少なくとも第2反射鏡108の周辺部(例えば第2反射鏡108、第2クラッド層107、第1活性層106及び第1クラッド層105の周辺部)にイオン注入領域112が形成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。イオン注入領域112に用いられるイオン種としては、例えばH、B等が挙げられる。イオン注入領域112は、電流狭窄層として機能する。面発光レーザ10-3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、電流狭窄機能を持つ裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例4に係る面発光レーザ)
 図25に示す第1実施形態の変形例4に係る面発光レーザ10-4は、メサの代わりに平面視枠状(例えば平面視リング状)のトレンチTRが形成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と概ね同様の構成を有する。トレンチTRの底面は、電流注入層103の上面となっている。トレンチTRの底面上に第1電極109が設けられている。面発光レーザ10-4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、メサレス構造を持つ裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例5に係る面発光レーザ)
 図26に示す第1実施形態の変形例5に係る面発光レーザ10-5は、トレンチTR内にパッドメタル113及びメッキメタル114が積層された配線が設けられている点を除いて、変形例4に係る面発光レーザ10-4と同様の構成を有する。パッドメタル113は、トレンチTRの壁面に沿って延在し、一端が第1電極109に接し、且つ、他端が第2反射鏡108の上面に露出している。メッキメタル114は、トレンチTR内においてパッドメタル113で囲まれた溝を埋め込むように設けられている。トレンチTRの周辺には、イオン注入領域112が設けられている。イオン注入領域112は、第2構造ST2及び活性層106と上記配線とを絶縁する機能と、電流狭窄機能とを併せ持つ。なお、上記配線は、例えば厚膜に設けられたパッドメタル113のみで構成されてもよい。面発光レーザ10-5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、例えばレーザドライバにフリップチップで(ジャンクションダウンで)実装するのに適する裏面出射型の面発光レーザを実現できる。
(本技術の第1実施形態の変形例6に係る面発光レーザ)
 図27に示す第1実施形態の変形例6に係る面発光レーザ10-6は、第1反射鏡102の第2構成層102-2が誘電体多層膜反射鏡である点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ10-6では、基板101の裏面に第2構成層102-2としての誘電体多層膜反射鏡が設けられている。該誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。誘電体多層膜反射鏡は、少ないペア数で高反射率を得ることが可能である。面発光レーザ10-6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、薄型の裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例7に係る面発光レーザ)
 図28に示す第1実施形態の変形例7に係る面発光レーザ10-7は、第2反射鏡108が誘電体多層膜反射鏡である点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ10-7では、第2クラッド層107の上面に第2反射鏡108としての誘電体多層膜反射鏡がメサ状に設けられている。該誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。面発光レーザ10-7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、薄型の裏面出射型又は表面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例8に係る面発光レーザ)
 図29に示す第1実施形態の変形例8に係る面発光レーザ10-8は、第1反射鏡102の第2構成層102-2及び第2反射鏡108のいずれも誘電体多層膜反射鏡である点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ10-8では、基板101の裏面に第2構成層102-2としての誘電体多層膜反射鏡が設けられ、且つ、第2クラッド層107の上面に第2反射鏡108としての誘電体多層膜反射鏡がメサ状に設けられている。各誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。面発光レーザ10-8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、超薄型の裏面出射型又は表面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第1実施形態の変形例9に係る面発光レーザ)
 図30に示す第1実施形態の変形例9に係る面発光レーザ10-9は、第2反射鏡108が誘電体多層膜反射鏡108a及び金属反射鏡108bを含むハイブリッドミラーである点及び第2電極110を有してない点を除いて、第1実施形態に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ10-9では、第2クラッド層107の上面に第2反射鏡108の誘電体多層膜反射鏡108aがメサ状に設けられ、且つ、該誘電体多層膜反射鏡108a及び第2クラッド層107の上面の周辺部を覆うように金属反射鏡108bが設けられている。該誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。金属反射鏡108bは、例えばAu、Ag、Al等の金属からなり、第2電極110の機能及び放熱機能を持つ。面発光レーザ10-9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、高出力且つ高放熱性の裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザ)
 図31に示す第2実施形態の変形例1に係る面発光レーザ20-1は、裏面出射型の面発光レーザである点を除いて、第2実施形態に係る面発光レーザ20と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ20-1では、第1電極109が基板101の裏面に枠状(例えばリング状)に設けられている。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、裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザ)
 図32に示す第2実施形態の変形例2に係る面発光レーザ20-2は、第2反射鏡108の第2構成層108-2が誘電体多層膜反射鏡である点を除いて、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20-2では、電流注入層103の上面に第2構成層108-2としての誘電体多層膜反射鏡がメサ状に設けられている。該誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。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、薄型の裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第3実施形態の変形例に係る面発光レーザ)
 図33に示す第3実施形態の変形例に係る面発光レーザ30-1は、第2反射鏡108の第2構成層108-2が誘電体多層膜反射鏡である点を除いて、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30-1では、第2電流注入層103Bの上面に第2構成層108-2としての誘電体多層膜反射鏡がメサ状に設けられている。誘電体多層膜反射鏡の材料は、例えばTiO/SiOである。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、薄型の裏面出射型又は表面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第4実施形態の変形例に係る面発光レーザ)
 図34に示す第4実施形態の変形例に係る面発光レーザ40-1は、第2電流注入層103Bが第2クラッド層107の少なくとも内部に設けら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と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ40-1では、第2クラッド層107が第1及び第2構成層107-1、107-2を活性層106側からこの順に有する。第1及び第2構成層107-1、107-2の間に第2電流注入層103Bが配置されている。面発光レーザ40-1では、第1反射鏡102の第1構成層102-1、第1クラッド層105、活性層106、第2クラッド層107の第1構成層107-1及び第2電流注入層103BによりメサM1が構成され、第2クラッド層107の第2構成層107-2及び第2反射鏡108により第2メサM2が構成されている。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、裏面出射型及び表面出射型の面発光レーザを提供できる。
(本技術の第5実施形態の変形例に係る面発光レーザ)
 図35に示す第5実施形態の変形例に係る面発光レーザ50-1は、第1電流注入層103Aが第1クラッド層105の少なくとも内部に設けられている点を除いて、第5実施形態に係る面発光レーザ50と概ね同様の構成を有する。面発光レーザ50-1では、第1クラッド層105が第1及び第2構成層105-1、105-2を活性層106側からこの順に有する。第1及び第2構成層105-1、105-2の間に第1電流注入層103Aが配置されている。面発光レーザ50-1では、第1クラッド層105の第1構成層105-1、活性層106、第2クラッド層107、第2反射鏡108の第1構成層108-1及び第2電流注入層103BによりメサM1が構成され、第2反射鏡108の第2構成層108-2により第2メサM2が構成されている。
(本技術のその他の変形例)
 例えば、面発光レーザにおける電流閉じ込めは、酸化狭窄層やイオン注入領域によるものに限らない。例えばGa空孔拡散によりアパーチャの内外でバンドギャップエネルギー差を設けてキャリアを閉じ込めるQWI、埋め込みトンネルジャンクション等により電流狭窄を行ってもよい。
 例えば、面発光レーザにおける光閉じ込めは、酸化狭窄層によるものに限らない。例えば埋め込みトンネルジャンクション等の活性層106を含む中間構造の中央部を高抵抗領域又は絶縁領域で取り囲んだ構造のように、中間構造の中央部と周辺部とに屈折率差を生じさせ、該中央部に光を閉じ込める構造全般で光閉じ込めを行うことができる。
 例えば、面発光レーザの第1及び第2反射鏡の少なくとも一方は、互いに積層された、異種材料からなる複数の構成層を含んでいてもよい。具体的には、第1及び第2反射鏡は、半導体多層膜反射鏡及び誘電体多層膜反射鏡を含むハイブリッドミラーであってもよいし、半導体多層膜反射鏡及び金属反射鏡を含むハイブリッドミラーであってもよいし、誘電体多層膜反射鏡及び金属反射鏡を含むハイブリッドミラーであってもよいし、半導体多層膜反射鏡、誘電体多層膜反射鏡及び金属反射鏡を含むハイブリッドミラーであってもよい。
 例えば、基板101は、Si基板、Ge基板、GaN基板、InP基板等であってもよい。いずれの場合も、基板101上に積層される半導体層は、基板101の材料に格子整合するものを適宜選択することが好ましい。面発光レーザには、波長帯200~2000nmに含まれるいずれの発振波長となる材料も用いることが可能である。
 上記各実施形態及び各変形例の面発光レーザの第1及び第2構造ST1、ST2の導電型(n型及びp型)を入れ替えてもよい。
 上記各実施形態及び各変形例の面発光レーザの構成の一部を相互に矛盾しない範囲内で組み合わせてもよい。
 以上説明した各実施形態及び各変形例において、面発光レーザを構成する各層の材料、導電型、厚さ、幅、数値、形状、大きさ等は、面発光レーザとして機能する範囲内で適宜変更可能である。
<7.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や、低消費電力デバイス(例えばスマートフォン、スマートウォッチ、マウス等)に搭載される装置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。
<8.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36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125、レンズ115、130、信号処理部140、制御部150、表示部160および記憶部170を備えている。
 受光装置125は、被検体Sで反射された光を検出する。レンズ115は、面発光レーザ10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125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125から入力された信号と、制御部150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150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150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150は、例えば、面発光レーザ10、受光装置125、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150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150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150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150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10-1~10-9、20、20-1、20-2、30、30-1、40、40-1、50、50-1のいずれかを距離測定装置1000に適用することもできる。
<9.距離測定装置を移動体に搭載した例>
 図37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37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・BR>ッ付け、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(Advanced Driver 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37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38は、距離測定装置12031の設置位置の例を示す図である。
 図38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38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反射鏡を含む第1構造と、
 前記第1構造と積層された、第2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1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡の少なくとも内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に電流注入層が設けられている、面発光レーザ。
(2)前記電流注入層は、光強度がピーク強度の1/e2倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されている、(1)に記載の面発光レーザ。
(3)前記第1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層が配置されている、(1)又は(2)に記載の面発光レーザ。
(4)前記第1構成層は、ペア数が1ペア以上6ペア以下の多層膜反射鏡である、(3)に記載の面発光レーザ。
(5)前記電流注入層は、前記第1構成層よりも厚く、且つ、前記第2構成層よりも薄い、(3)又は(4)に記載の面発光レーザ。
(6)前記電流注入層は、不純物濃度が1×1017cm-3以上~1×1019cm-3以下の化合物半導体層を含む、(1)~(5)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(7)前記電流注入層は、Inを含む化合物半導体層を含む、(1)~(6)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(8)前記第1反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、前記電流注入層上に前記第1構成層、前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサが形成され、前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられている、(3)~(7)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(9)前記活性層と前記第2反射鏡との間に別の電流注入層が設けられている、(8)に記載の面発光レーザ。
(10)前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記クラッド層と前記第2反射鏡との間に配置されている、(9)に記載の面発光レーザ。
(11)前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられている、(9)に記載の面発光レーザ。
(12)前記活性層と前記第2反射鏡との間に別の電流注入層が設けられ、前記別の電流注入層上に前記第2反射鏡を含む別のメサが形成され、前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられている、(9)~(11)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(13)前記第2反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、前記電流注入層上に前記第2構成層を含むメサが形成され、前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられている、(3)~(7)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(14)前記第1反射鏡と前記活性層との間に別の電流注入層が設けられている、(13)に記載の面発光レーザ。
(15)前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、前記別の電流注入層は、前記第1反射鏡と前記クラッド層との間に配置されている、(14)に記載の面発光レーザ。
(16)前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、
 前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられている、(14)に記載の面発光レーザ。
(17)前記第1反射鏡と前記活性層との間に別の電流注入層が設けられ、前記別の電流注入層上に前記活性層及び前記第1構成層及び前記電流注入層を含む別のメサが形成され、前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられている、(13)~(16)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(18)前記第1及び第2反射鏡の少なくとも内部に前記電流注入層が設けられている、(1)に記載の面発光レーザ。
(19)前記第1反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、前記第1反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第1電流注入層が設けられ、前記第2反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第2電流注入層が設けられている、(18)に記載の面発光レーザ。
(20)前記第1電流注入層上に前記第1反射鏡の第1構成層、前記活性層、前記第2反射鏡の前記第1構成層及び前記第2電流注入層を含む第1メサが形成され、前記第2電流注入層上に前記第2反射鏡の前記第2構成層を含む第2メサが形成され、前記第1電流注入層の、前記第1メサの周辺の領域上に第1電極が設けられ、前記第2電流注入層の、前記第2メサの周辺の領域上に第2電極が設けられている、(19)に記載の面発光レーザ。
(21)前記第1及び第2反射鏡の少なくとも一方は、互いに積層された、異種材料からなる複数の構成層を有する、(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反射鏡の少なくとも一方は、同種材料からなる第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有する、(1)~(20)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反射鏡の少なくとも一方は、異種材料からなる第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有する、(1)~(20)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(24)前記第1及び第2反射鏡の少なくとも一方は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、
 前記第1構成層が不純物半導体からなる半導体多層膜反射鏡であり、
 前記第2構成層が真性半導体からなる半導体多層膜反射鏡である、(1)~(20)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(25)前記第1及び第2反射鏡の少なくとも一方は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、
 前記第1及び第2構成層は、導電型が同一の半導体多層膜反射鏡である、(1)~(20)に記載の面発光レーザ。
(26)前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層が配置されている、(21)~(25)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(27)前記電流注入層の光学厚さは、0.5λ~1.5λである、(1)~(26)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
 10-1~10-9、20、20-1、20-2、30、30-1、40、40-1、50、50-1:面発光レーザ
 101:基板
 102:第1反射鏡
 102-1:第1反射鏡の第1構成層
 102-2:第1反射鏡の第2構成層
 103、103A、103B:電流注入層
 105:第1クラッド層
 106:活性層
 107:第2クラッド層
 108:第2反射鏡
 108-1:第2反射鏡の第1構成層
 108-2:第2反射鏡の第2構成層
 109:第1電極(電極)
 110:第2電極(電極)
 ST1:第1構造
 ST2:第2構造
 M:メサ
 M1:第1メサ
 M2:第2メサ

Claims (18)

  1.  第1反射鏡を含む第1構造と、
     前記第1構造と積層された、第2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1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡の少なくとも内部の、光強度がピーク強度の1/10倍以上2/5倍以下となる範囲に電流注入層が設けられている、面発光レーザ。
  2.  前記電流注入層は、光強度がピーク強度の1/e倍以上1/e倍以下となる範囲に配置されている、請求項1に記載の面発光レーザ。
  3.  前記第1反射鏡及び/又は前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、
     前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層が配置されている、請求項1に記載の面発光レーザ。
  4.  前記電流注入層は、前記第1構成層よりも厚く、且つ、前記第2構成層よりも薄い、請求項3に記載の面発光レーザ。
  5.  前記電流注入層は、Inを含む化合物半導体層を含む、請求項1に記載の面発光レーザ。
  6.  前記第1反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、
     前記電流注入層上に前記第1構成層、前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサが形成され、
     前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられている、請求項3に記載の面発光レーザ。
  7.  前記活性層と前記第2反射鏡との間に別の電流注入層が設けられている、請求項6に記載の面発光レーザ。
  8.  前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、
     前記別の電流注入層は、前記クラッド層と前記第2反射鏡との間に配置されている、請求項7に記載の面発光レーザ。
  9.  前記第2構造は、前記活性層と前記第2反射鏡との間に配置されたクラッド層を含み、
     前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられている、請求項7に記載の面発光レーザ。
  10.  前記別の電流注入層上に前記第2反射鏡を含む別のメサが形成され、
     前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられている、請求項7に記載の面発光レーザ。
  11.  前記第2反射鏡は、前記第1及び第2構成層を有し、
     前記電流注入層上に前記第2構成層を含むメサが形成され、
     前記電流注入層の、前記メサの周辺の領域上に電極が設けられている、請求項3に記載の面発光レーザ。
  12.  前記第1反射鏡と前記活性層との間に別の電流注入層が設けられている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  13.  前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、
     前記別の電流注入層は、前記第1反射鏡と前記クラッド層との間に配置されている、請求項12に記載の面発光レーザ。
  14.  前記第1構造は、前記第1反射鏡と前記活性層との間に配置されたクラッド層を含み、
     前記別の電流注入層は、前記クラッド層の少なくとも内部に設けられている、請求項12に記載の面発光レーザ。
  15.  前記別の電流注入層上に前記活性層及び前記第1構成層及び前記電流注入層を含む別のメサが形成され、
     前記別の電流注入層の、前記別のメサの周辺の領域上に別の電極が設けられている、請求項12に記載の面発光レーザ。
  16.  前記第1及び第2反射鏡の少なくとも内部に前記電流注入層が設けられている、請求項1に記載の面発光レーザ。
  17.  前記第1反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、
     前記第2反射鏡は、第1及び第2構成層を前記活性層側からこの順に有し、
     前記第1反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第1電流注入層が設けられ、
     前記第2反射鏡の前記第1及び第2構成層の間に前記電流注入層としての第2電流注入層が設けられている、請求項16に記載の面発光レーザ。
  18.  前記第1電流注入層上に前記第1反射鏡の第1構成層、前記活性層、前記第2反射鏡の前記第1構成層及び前記第2電流注入層を含む第1メサが形成され、
     前記第2電流注入層上に前記第2反射鏡の前記第2構成層を含む第2メサが形成され、 前記第1電流注入層の、前記第1メサの周辺の領域上に第1電極が設けられ、
     前記第2電流注入層の、前記第2メサの周辺の領域上に第2電極が設けられている、請求項17に記載の面発光レーザ。 
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