WO2024014140A1 - 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 - Google Patents

面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024014140A1
WO2024014140A1 PCT/JP2023/019495 JP2023019495W WO2024014140A1 WO 2024014140 A1 WO2024014140 A1 WO 2024014140A1 JP 2023019495 W JP2023019495 W JP 2023019495W WO 2024014140 A1 WO2024014140 A1 WO 2024014140A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
emitting laser
surface emitting
reflecting mirror
cross
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/019495
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和之 田村
義昭 渡部
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 filed Critical ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Publication of WO2024014140A1 publication Critical patent/WO2024014140A1/ja

Links

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

  • the technology according to the present disclosure (hereinafter also referred to as “the present technology”) relates to a surface emitting laser and a method for manufacturing a surface emitting laser.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • a high resistance region for current confinement is provided in a semiconductor structure including an active layer having a light emitting region and first and second cladding layers sandwiching the active layer in the stacking direction. There is something.
  • Patent Document 1 discloses a surface emitting laser in which the width of the high resistance region is the narrowest in the active layer and can achieve both low resistance and high luminous efficiency.
  • the main purpose of the present technology is to provide a surface emitting laser that is easy to manufacture and can achieve both low resistance and high luminous efficiency.
  • the present technology includes first and second reflecting mirrors stacked on each other; an active layer disposed between the first and second reflecting mirrors; Equipped with a resonator containing A high resistance region surrounding the light emitting region of the active layer in plan view is provided on at least the surface layer of the resonator on the second reflecting mirror side,
  • the high resistance region includes a first portion provided in a part of the resonator in the stacking direction including the surface on the second reflecting mirror side, and a second portion provided in the other part of the resonator in the stacking direction.
  • a surface emitting laser having a wide part having a wider inner width in one direction within the plane than the other parts.
  • the first portion may be provided at least on the second reflecting mirror, and the second portion may be provided at least on the active layer.
  • the first portion may have a narrow portion having an inner width in the one direction that is narrower than the wide portion.
  • the wide portions and the narrow portions may be arranged alternately in a direction substantially perpendicular to the one direction within the plane.
  • a cross section of the end of the narrow portion in the one direction, which is orthogonal to the one direction, may have a shape in which the width becomes narrower as it approaches the surface.
  • a cut surface obtained by cutting the wide portion and the second portion together along a plane parallel to both the one direction and the stacking direction may have a step.
  • a cross section obtained by cutting the first and second portions and the light emitting region together along a plane perpendicular to the one direction may have a shape that becomes wider as it approaches the surface.
  • the device may further include an electrode provided on at least a region inside the wide portion of the surface.
  • the electrode may surround the light emitting region in plan view.
  • the resonator may have a mesa including at least the second reflecting mirror and the active layer.
  • the resonator may include an oxidized confinement layer included in the mesa.
  • the second portion may also be provided in the oxidized confinement layer.
  • the second portion may also be provided on the first reflecting mirror.
  • the present technology includes a step of laminating at least a first reflecting mirror, an active layer, and a second reflecting mirror on a substrate in this order to produce a laminate; forming a mask pattern that covers a central part and a part of a peripheral part of the surface of the laminate on the second reflecting mirror side; an ion implantation step of performing ion implantation into the laminate from the surface side a plurality of times using the mask pattern as a mask; including;
  • the ion implantation step there is also provided a method for manufacturing a surface emitting laser, in which ion implantation is performed at least once from a direction oblique to the stacking direction.
  • ions are implanted into the stacked body from a first tilt direction tilted with respect to the stacking direction, and from a second tilt direction different from the first tilt direction tilted with respect to the stacking direction.
  • Ion implantation may be performed into the stacked body.
  • the part of the mask pattern that covers the part of the peripheral part of the surface includes an extension part that extends in one direction in a plane from the part that covers the central part of the surface, and The directions may be substantially parallel to a plane perpendicular to the one direction, and may be directions that approach each other at least on the surface side.
  • the mask pattern may include a plurality of the extending portions arranged in a direction substantially perpendicular to the one direction within a plane.
  • the method may further include forming an electrode on at least the portion of the peripheral portion of the surface.
  • the method may further include etching the stack to form a mesa including at least the active layer and the second reflecting mirror.
  • a layer to be selectively oxidized is also laminated on the substrate, and the mesa includes the layer to be selectively oxidized, and after the step of forming the mesa, the layer to be selectively oxidized is selectively stacked from the side surface side. It may further include a step of oxidizing to .
  • FIG. 1 is a first cross-sectional view of a surface emitting laser according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a second cross-sectional view of a surface emitting laser according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a third cross-sectional view of a surface emitting laser according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a plan view of a surface emitting laser according to Example 1 of an embodiment of the present technology. 2 is a flowchart for explaining a method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 1.
  • FIG. 6A and 6B are a cross-sectional view and a plan view, respectively, showing the first step of the method for manufacturing the surface emitting laser of FIG. 1.
  • FIG. 7A to 7C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the second step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 is a plan view showing a second step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 9A to 9C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the third step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 is a plan view showing a third step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 11A to 11C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the fourth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 is a plan view showing a fourth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 13A to 13C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the fifth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 is a plan view showing a fifth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 15A to 15C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the sixth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • 16A to 16C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the seventh step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 1 is a plan view showing a fourth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 13A to 13C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the fifth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2
  • FIG. 2 is a plan view showing a seventh step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 18A to 18C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the eighth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 is a plan view showing an eighth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; 20A to 20C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the ninth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 3 is a plan view showing a ninth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1; FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a tenth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a plan view showing a tenth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1;
  • 24A to 24C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the eleventh step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • 25A to 25C are cross-sectional views (parts 1 to 3) showing the twelfth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1, respectively.
  • 26A to 26C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 2 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a tenth step of the method for manufacturing the surface emitting laser shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a plan view showing a tenth step of the method for manufacturing the surface
  • FIG. 2 is a plan view of a surface emitting laser according to Example 2 of an embodiment of the present technology.
  • 28A to 28C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 3 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • FIG. 3 is a plan view of a surface emitting laser according to Example 3 of an embodiment of the present technology.
  • 30A to 30C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 4 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • FIG. 7 is a plan view of a surface emitting laser according to Example 4 of an embodiment of the present technology.
  • 32A to 32C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 5 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 33A to 33C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 6 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 34A to 34C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 7 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 35A to 35C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 8 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 36A to 36C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 9 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • FIG. 7 is a plan view of a surface emitting laser according to Example 9 of an embodiment of the present technology.
  • 38A to 38C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 10 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 39A to 39C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 11 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 40A to 40C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 12 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 41A to 41C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 13 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 42A to 42C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 14 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 43A to 43C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 15 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • 44A to 44C are cross-sectional views (Part 1 to Part 3) of a surface emitting laser according to Example 16 of an embodiment of the present technology, respectively.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface emitting laser array according to Example 17 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 46A and 46B are cross-sectional views (Part 1 and Part 2) of surface emitting lasers according to comparative examples, respectively.
  • FIG. 3 is a plan view of a surface emitting laser according to a comparative example.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a surface emitting laser to which the present technology can be applied.
  • FIG. 49A is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 48.
  • FIG. 49B is a cross-sectional view taken along the YY line in FIG. 48.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of application of a surface emitting laser according to 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 for optical communication are required to have even higher speed communication performance.
  • parasitic capacitance such as junction capacitance at the pn junction that occurs within the mesa.
  • the parasitic capacitance at the outer periphery of the mesa becomes a problem because a high frequency current also flows into the oxidized region forming the outer periphery of the oxidized constriction layer.
  • the outer periphery of the mesa is a region of the mesa that does not contribute to laser emission, and it is desirable to reduce the influence of this region as much as possible.
  • One method for reducing this is to reduce the mesa diameter and reduce the area of the outer periphery of the mesa.
  • FIGS. 46A and 46B are cross-sectional views (Part 1 and Part 2) of a surface emitting laser 1C according to a comparative example.
  • FIG. 44 is a plan view of a surface emitting laser 1C according to a comparative example.
  • FIG. 46A is a sectional view taken along line 46A-46A in FIG. 47.
  • FIG. 46B is a sectional view taken along line 46B-46B in FIG. 47.
  • a first semiconductor multilayer reflector 102C, a first cladding layer 103C, an active layer 104C, a second cladding layer 105C, and a non-oxidized region 106C1 are surrounded by an oxidized region 106C2 on a substrate 101C.
  • a second semiconductor multilayer film reflecting mirror 107C having an oxidized confinement layer 106C provided therein is laminated in this order.
  • the surface emitting laser 1C includes a part (upper part) of the first semiconductor multilayer reflector 102C, a first cladding layer 103C, an active layer 104C, a second cladding layer 105C, an oxidized confinement layer 106C, and a second semiconductor multilayer reflector 107C.
  • a mesa M is formed.
  • a ring electrode 108C is provided at the top of the mesa M.
  • Mesa M is covered with an insulating film 111C that exposes the ring electrode 108C.
  • a solid electrode 109C is provided on the back surface of the substrate 101C.
  • An ion implantation region IIA is provided at the periphery of the mesa M so as to surround the non-oxidized region 106C1 of the oxidized confinement layer 106C in plan view.
  • the high resistance region (ion implantation region IIA), which is a region with increased resistance, defines the current injection diameter of the active layer 104C.
  • the inner diameter of the ring electrode 108C and the ion implantation diameter which is the inner diameter of the ion implantation area IIA.
  • the contact area between the ring electrode 108C and the non-ion-implanted region (non-ion-implanted region) of the second semiconductor multilayer film reflecting mirror 107C becomes smaller and the contact resistance increases.
  • a surface emitting laser according to the present technology as a surface emitting laser that is easy to manufacture and can achieve both low resistance and high luminous efficiency.
  • 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.
  • FIG. 1 is a first cross-sectional view of a surface emitting laser 10 according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a second sectional view of the surface emitting laser 10 according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a third sectional view of the surface emitting laser 10 according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 4 is a plan view of a surface emitting laser 10 according to Example 1 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a sectional view taken along the line 1-1 in FIG.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG.
  • the surface emitting laser 10 is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • the surface emitting laser 10 can constitute a VCSEL with an oscillation wavelength ⁇ of 850 nm, for example.
  • the surface emitting laser 10 is particularly suitable as a VCSEL for optical communication.
  • the surface emitting laser 10 is used in combination with, for example, an optical fiber. Examples of data transmission using the surface emitting laser 10 and optical fibers include data transmission between servers over a relatively short distance (for example, about 100 m).
  • the surface emitting laser 10 is driven by a laser driver, for example.
  • the surface emitting laser 10 is arranged between, for example, first and second reflecting mirrors 102 and 107 stacked on each other, and between the first and second reflecting mirrors 102 and 107.
  • the resonator R includes an active layer 104.
  • the second reflecting mirror 107 is a reflecting mirror on the output side. That is, the surface-emitting laser 10 is a surface-emitting type surface-emitting laser 10 that emits laser light to the front surface side (second reflecting mirror 107 side).
  • the first reflecting mirror 102 is also called a “lower reflecting mirror,” and the second reflecting mirror 107 is also called an “upper reflecting mirror.”
  • the direction in which the substrate 101, the first reflecting mirror 102, the active layer 104, the second reflecting mirror 107, etc. are stacked (vertical direction) will also be referred to as the "stacking direction.”
  • the resonator R further includes, for example, a first cladding layer 103 disposed between the first reflecting mirror 102 and the active layer 104, and a first cladding layer 103 disposed between the second reflecting mirror 107 and the active layer 104. 2 cladding layer 105 and an oxidized confinement layer 106 disposed within a second reflective mirror 107.
  • a first reflecting mirror 102, a first cladding layer 103, an active layer 104, a second cladding layer 105, and an oxide confinement layer 106 are arranged on the substrate 101. and the second reflecting mirror 107 are stacked in this order.
  • the resonator R includes, for example, a part (upper part) of the first reflecting mirror 102, a first cladding layer 103, an active layer 104, a second cladding layer 105, and a second oxide confinement layer 106.
  • the mesa M includes a reflecting mirror 107.
  • a ring-shaped anode electrode 108 (p-side electrode), for example, is provided on the top of the mesa M (the surface of the second reflecting mirror 107 opposite to the active layer 104 side).
  • the anode electrode 108 surrounds the light emitting region LA (current injection region) of the active layer 104 in plan view.
  • the inner radial side of the anode electrode 108 serves as an emission aperture.
  • the area of the mesa M other than the area where the anode electrode 108 is provided (the ring-shaped electrode installation area) is covered with an insulating film 111.
  • the anode electrode 108 is electrically connected to the anode (positive electrode) of the laser driver via an anode wiring 112 (see FIG. 3) provided on the mesa M via an insulating film 111.
  • a solid cathode electrode 109 (n-side electrode) is provided on the back surface (lower surface) of the substrate 101.
  • Cathode electrode 109 is electrically connected to the cathode (negative electrode) of the laser driver.
  • An ion implantation region IIA as a high resistance region (region with high electrical resistance) surrounding the light emitting region LA of the active layer 104 in plan view is provided in the surface layer of the resonator R at least on the second reflecting mirror 107 side.
  • the substrate 101 is, for example, an n-GaAs substrate.
  • the first reflecting mirror 102 is, for example, a semiconductor multilayer film reflecting mirror (semiconductor DBR).
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror as the first reflecting mirror 102 has a plurality of types (for example, two types) of refractive index layers (semiconductor layers) having different refractive indexes, and has an optical thickness of 1/4 ( ⁇ /4) of the oscillation wavelength ⁇ . It has a structure in which layers are alternately laminated.
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror serving as the first reflecting mirror 102 is, for example, an n-type.
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror as the first reflecting mirror 102 is made of, for example, a material system lattice-matched to GaAs (GaAs-based compound semiconductor).
  • the first reflecting mirror 102 is made of, for example, n-AlGaAs/n-AlGaAs.
  • a buffer layer may be placed between the substrate 101 and the second reflecting mirror 102.
  • the first cladding layer 103 is made of, for example, n-AlGaAs.
  • the "cladding layer” is also called the "spacer layer.”
  • the active layer 104 is made of, for example, a GaAs-based compound semiconductor. Specifically, the active layer 104 has, for example, a multiple quantum well structure (MQW structure). Here, the active layer 104 is made of, for example, a GaAs/InGaAs multiple quantum well layer.
  • the composition and film thickness of the GaAs/InGaAs multiple quantum well layer are designed so that the emission wavelength is, for example, 800 to 900 nm, but it is preferable to introduce opposing strains into the well layer and the barrier layer. In this case, for example, the magnitude of strain can be around 1% and the number of wells can be 4 to 8.
  • a region corresponding to a non-oxidized region 106a of the oxidized confinement layer 106, which will be described later, is a light emitting region LA (current injection region).
  • the second cladding layer 105 is made of p-AlGaAs, for example.
  • the "cladding layer” is also called the "spacer layer.”
  • the second reflecting mirror 107 is, for example, a semiconductor multilayer film reflecting mirror (semiconductor DBR).
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror as the second reflecting mirror 107 has a plurality of types (for example, two types) of refractive index layers (semiconductor layers) having different refractive indexes, and has an optical thickness of 1/4 ( ⁇ /4) of the oscillation wavelength ⁇ . It has a structure in which layers are alternately laminated.
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror serving as the second reflecting mirror 107 is, for example, a p-type.
  • the semiconductor multilayer film reflecting mirror serving as the second reflecting mirror 107 is made of, for example, a material system lattice-matched to GaAs (GaAs-based compound semiconductor).
  • the second reflecting mirror 107 is made of p-AlGaAs/p-AlGaAs, for example.
  • the reflectance of the second reflecting mirror 107 is set to be slightly lower than that of the first reflecting mirror 102.
  • the electrode installation area (ring-shaped area where the anode electrode 108 is installed) of the second reflecting mirror 107 includes an ion-implanted area (high resistance area) and a non-ion-implanted area (low resistance area) where ions are not implanted. resistance region).
  • the non-ion implantation region has comb teeth extending in the 1-1 line direction (see FIG. 4).
  • the oxidized confinement layer 106 has both a current confinement function and an optical confinement function.
  • the oxidized confinement layer 106 has a non-oxidized region 106a and an oxidized region 106b surrounding the non-oxidized region 106a.
  • the non-oxidized region 106a is made of AlGaAs, for example, and the oxidized region 106b contains an insulator such as Al2O3 .
  • the oxidized region 106b has a higher electrical resistance and a lower refractive index than the non-oxidized region 106a, and functions as a current confinement region and an optical confinement region.
  • Non-oxidized region 106a functions as a current passing region.
  • the diameter of the light emitting region LA current injection diameter of the current injection region
  • the insulating film 111 is made of a dielectric material such as SiO 2 , SiN, SiON, or the like.
  • Each of the anode electrode 108 and the anode wiring 112 is made of, for example, Au/Ni/AuGe, Au/Pt/Ti, or the like.
  • a contact layer having a lower resistance than the second reflecting mirror 107 may be disposed between the anode electrode 108 and the second reflecting mirror 107.
  • the cathode electrode 109 is made of, for example, Au/Ni/AuGe, Au/Pt/Ti, or the like.
  • the ion implantation region IIA as a high resistance region has a first portion IIAb provided in a part (upper part) in the stacking direction of the resonator R including the surface on the second reflecting mirror 107 side. It has a wide portion IIAb1 having a wider inner width in one in-plane direction (line 1-1 direction) than the second portion IIAa provided in the other portion (lower portion) (see FIG. 4).
  • the first portion IIAb has a wide portion group including a plurality of wide portions IIAb1 lined up in a direction substantially orthogonal to the 1-1 line direction (for example, the 2-2 line direction) on both sides of the 3-3 line.
  • the ion species in the ion implantation region IIA include ions such as H, He, O, and B.
  • each wide portion IIAb1 has an inner edge located outside the inner edge of the electrode installation area of the second reflecting mirror 107, and a non-ion implantation area NIIA (low resistance area) is located in the electrode installation area.
  • the anode electrode 108 is provided on the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side, at least on a region inside the wide portion IIAb1 (non-ion implanted region NIIA of the electrode installation region). This reduces the contact resistance between the anode electrode 108 and the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side.
  • the first portion IIAb is provided at least on the second reflecting mirror 107.
  • the first portion IIAb exists continuously between the upper surface of the second reflecting mirror 107 and the upper surface of the oxidized confinement layer 106 (for example, within the second reflecting mirror 107) (see FIG. 1).
  • the second portion IIAa is provided at least in the active layer 104.
  • the second portion IIAa exists continuously between the upper surface of the second reflecting mirror 107 and the lower surface of the first reflecting mirror 102 (for example, from the inside of the second reflecting mirror 107 to the inside of the first reflecting mirror 102). (See Figure 1). That is, the second portion IIAa is also provided on the oxidized confinement layer 106 and the first reflecting mirror 102.
  • the first and second portions IIAb, IIAa are continuous.
  • a cut surface obtained by cutting the wide portion IIAb1 and the second portion IIAa together on a plane parallel to both the 1-1 line direction and the stacking direction has a step (see FIG. 1).
  • the position of the step in the stacking direction is located between the upper surface of the second reflecting mirror 107 and the upper surface of the oxidized confinement layer 106.
  • NIIA low resistance region
  • the second portion IIAa has a smaller inner width than the first portion IIAb in both the 1-1 line direction and the 3-3 line direction (see FIG. 4). Thereby, the ion implantation diameter (current confinement diameter) in the oxidized confinement layer 106 and the active layer 104 can be reduced, and the luminous efficiency can be improved.
  • the first portion IIAb has a narrow portion IIAb2 whose inner width in the 1-1 line direction is narrower than that of the wide portion IIAb1 (see FIG. 4).
  • the first portion IIAb is a narrow portion group including a plurality of narrow portions IIAb2 arranged in a direction substantially orthogonal to the 1-1 line direction (for example, the 2-2 line direction) in a plane along the 3-3 line. Has on both sides.
  • Each narrow portion IIAb2 has an inner width wider in the 1-1 line direction than the second portion IIAa.
  • wide portions IIAb1 and narrow portions IIAb2 are arranged alternately in the direction of line 2-2.
  • a cross section perpendicular to the 1-1 line direction (for example, a 2-2 line cross section) of the end of the narrow width portion IIAb2 in the 1-1 line direction shown in FIG. It has a shape (for example, a forward tapered shape) in which the width becomes narrower as it approaches (see FIG. 2).
  • a cross section perpendicular to the 1-1 line direction (for example, a 2-2 line The cross section) has an inverted tapered shape (specifically, an isosceles triangular shape with the height direction being the stacking direction).
  • the operation of the surface emitting laser 10 will be described below.
  • the current flowing into the non-ion implanted region NIIA is constricted by the oxidized confinement layer 106 and is injected into the active layer 104 via the second cladding layer 105.
  • the active layer 104 emits light, and the light travels back and forth between the first and second reflecting mirrors 102 and 107 while being constricted by the oxide confinement layer 106 and amplified by the active layer 104, and when the oscillation conditions are satisfied. Then, the laser light is emitted from the second reflecting mirror 107 side (front side). The current injected into the active layer 104 flows out to the cathode side of the laser driver via the first cladding layer 103, the second reflecting mirror 102, the substrate 101, and the cathode electrode 109 in this order.
  • a method for manufacturing the surface emitting laser 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and the like.
  • a plurality of surface emitting lasers 10 are simultaneously generated on one wafer serving as a base material of the substrate 101 by a semiconductor manufacturing method using semiconductor manufacturing equipment.
  • the plurality of surface emitting lasers 10 integrated in a series are separated to obtain a plurality of chip-shaped surface emitting lasers 10 (surface emitting laser chips).
  • a laminate L is generated (see the cross-sectional view of FIG. 6A and the plan view of FIG. 6B).
  • a first reflecting mirror 102 for example, AlGaAs/AlGaAs
  • a first cladding layer 103 are formed on a substrate 101 (for example, an n-GaAs substrate) by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • an active layer 104, a second cladding layer 105, and a second reflecting mirror 107 including a selectively oxidized layer 106S for example, an AlGaAs layer
  • a mask pattern MP is formed (see the cross-sectional views of FIGS. 7A to 7C and the plan view of FIG. 8).
  • 7A to 7C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • a mask pattern MP for forming an ion implantation region IIA is formed to cover a part of the ion implantation region IIA (see FIG. 8).
  • a resist film, an oxide film, etc. is formed on the second reflecting mirror 107 by a CVD method, a sputtering method, an evaporation method, etc., and the film is wet-etched using the resist pattern as a mask to form a film in FIGS. 7A and 7A. It is patterned into a shape having comb teeth on both sides of the center part as shown in 8.
  • the part of the mask pattern MP that covers the part of the peripheral part of the upper surface of the laminate extends in the 1-1 line direction (see FIG. 4) in the plane from the part that covers the central part of the upper surface. It has comb teeth portions including a plurality of extending portions MPa on both sides in the 3-3 line direction (see FIG. 4) (see FIG. 8).
  • ion implantation is performed (see the cross-sectional views of FIGS. 9A to 9C and the plan view of FIG. 10).
  • 9A to 9C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • ions are implanted multiple times into the stack from the surface on the second reflecting mirror 107 side (the top surface of the stack).
  • ion implantation is performed multiple times into the stacked body from a direction oblique to the stacking direction.
  • ions are implanted into the stacked body at least once from a first tilt direction TD1 that is inclined with respect to the stacking direction, and the stack is stacked from a second tilt direction TD2 that is different from the first tilt direction that is tilted with respect to the stacking direction.
  • the first and second inclination directions TD1 and TD2 are directions substantially parallel to the cross section of FIG. 9A (a plane perpendicular to the 1-1 line direction), and directions that approach each other at least on the upper surface side of the laminate. (directions that intersect with each other when viewed from a direction perpendicular to the cross section of FIG. 9A).
  • ions are implanted into the stack from the first tilt direction TD1
  • the wafer is rotated 180 degrees
  • ions are implanted into the stack from the second tilt direction TD2.
  • the angle of inclination of each of the first and second inclination directions TD1 and TD2 with respect to the stacking direction is set so that the ion implantation diameter in the oxidized confinement layer 106 and the active layer 104 becomes a desired size.
  • the angles of inclination of the first and second inclination directions TD1 and TD2 with respect to the stacking direction are preferably the same, but may be different.
  • the implantation depth of the ion implantation is set to reach at least the active layer 104.
  • desired (small) ion implantation is performed in the oxidized confinement layer 106 and the active layer 104 while allowing the non-ion implanted region NIIA to exist in the electrode installation region.
  • the diameter can be obtained.
  • the mask pattern MP is removed (see the cross-sectional views of FIGS. 11A to 11C and the plan view of FIG. 12).
  • 11A to 11C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the mask pattern MP is removed by, for example, wet etching.
  • the next step S5 is to form a mesa M (see the cross-sectional views of FIGS. 13A to 13C and the plan view of FIG. 14).
  • 13A to 13C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • a hard mask made of an oxide film eg, SiO 2 film
  • the oxide film as a hard mask is formed by a CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like, and the oxide film is patterned by wet etching using a resist pattern as a mask.
  • the laminate is etched by dry etching to form a mesa M.
  • the etching here is performed until at least the side surface of the selectively oxidized layer 106S is exposed, for example, until the etched bottom surface reaches the inside of the first reflecting mirror 102.
  • the oxide film is removed by, for example, wet etching.
  • an oxidized confinement layer 106 is formed (see cross-sectional views in FIGS. 15A to 15C).
  • 15A to 15C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the mesa M is exposed to a high-temperature steam atmosphere, and the selectively oxidized layer 106S is selectively oxidized from the side surface side.
  • an anode electrode 108 is formed (see the cross section of FIGS. 16A to 16C and the plan view of FIG. 17).
  • 16A to 16C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • a ring-shaped anode electrode 108 is formed on at least a portion of the periphery of the top of the mesa M (the electrode installation region where the non-ion implantation region NIIA exists) by, for example, a lift-off method.
  • the electrode material for the anode electrode 108 is formed by sputtering or vapor deposition.
  • an insulating film 111 is formed (see the cross-sectional views of FIGS. 18A to 18C and the plan view of FIG. 19).
  • 18A to 18C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • an insulating film 111 is formed over the entire surface of the stack.
  • a part of the insulating film 111 is removed (see the cross-sectional views of FIGS. 20A to 20C and the plan view of FIG. 21).
  • 20A to 20C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • a resist pattern covering a portion of the insulating film 111 that covers the anode electrode 108 is formed by photolithography.
  • the anode electrode 108 is exposed by etching the stacked body, for example, by dry etching using the resist pattern as a mask.
  • anode wiring 112 is formed (see the cross-sectional view of FIG. 22 and the plan view of FIG. 23).
  • FIG. 22 is a sectional view corresponding to the section taken along line 3-3 in FIG.
  • the anode wiring 112 is formed on the anode electrode 108 and on the insulating film 111 on the outer peripheral side of the anode electrode 108 by, for example, a lift-off method.
  • the electrode material of the anode wiring 112 is formed by a sputtering method or a vapor deposition method.
  • the substrate 101 is thinned (see the cross-sectional views of FIGS. 24A to 24C).
  • 24A to 24C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the back surface of the substrate 101 is polished using a grinder or a CMP device to reduce the thickness of the substrate 101.
  • a cathode electrode 109 is formed (see cross-sectional views in FIGS. 25A to 25C).
  • 25A to 25C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the cathode electrode 109 is formed in a solid manner on the back surface of the thinned substrate 101 by, for example, a lift-off method.
  • the electrode material for the cathode electrode 109 is formed by sputtering or vapor deposition.
  • the surface emitting laser 10 is cleaned and cut into pieces, and the anode wiring 112 and cathode electrode 109 of the surface emitting laser 10 are connected to corresponding terminals of a laser driver by wire bonding, for example.
  • the mesa M is formed after ion implantation, but the ion implantation may be performed after the mesa M is formed. Further, the oxidized confinement layer 106 may be formed either before or after the ion implantation, as long as it is after the mesa M is formed.
  • a surface emitting laser 10 according to Example 1 of an embodiment of the present technology includes first and second reflecting mirrors 102 and 107 stacked on each other and disposed between the first and second reflecting mirrors 102 and 107.
  • a resonator R including an active layer 104 is provided.
  • An ion implantation region IIA as a high resistance region surrounding the light emitting region LA of the active layer 104 in plan view is provided in the surface layer of the resonator R at least on the second reflecting mirror 107 side.
  • the first part IIAb provided in a part (upper part) in the stacking direction including the surface on the second reflecting mirror 107 side is larger than the second part IIAa provided in the other part (lower part) in the stacking direction of the resonator R. It has a wide portion IIAb1 having a wide inner width in one direction within the plane.
  • the electrode is installed inside the ion implantation region IIA in the surface layer of the resonator R at least on the second reflecting mirror 107 side. , a sufficient area (low resistance area) where ions are not implanted can be secured. Furthermore, the inner width of the second portion IIAa in the one direction can be relatively narrowed (the volume of the second portion IIAa can be increased), the parasitic capacitance of the resonator R can be reduced, and the desired width can be reduced. It is possible to obtain an ion implantation diameter (current implantation diameter) of Further, there is no need to limit the position in the stacking direction where the inner width of the ion implantation region IIA is the narrowest to a specific position.
  • the surface emitting laser 10 it is possible to provide a surface emitting laser that is easy to manufacture and can achieve both low resistance and high luminous efficiency.
  • the first portion IIAb is provided at least on the second reflecting mirror 107, and the second portion IIAa is provided on at least the active layer 104 and the oxidized confinement layer 106.
  • the first portion IIAb has a narrow portion IIAb2 having a narrower inner width in one direction than the wide portion IIAb1. Thereby, the parasitic capacitance of the resonator R can be further reduced.
  • the wide portions IIAb1 and the narrow portions IIAb2 are arranged alternately in a direction substantially perpendicular to the one direction within the plane. Thereby, the ion-implanted regions and the non-ion-implanted regions can be arranged alternately in a direction substantially perpendicular to the one direction.
  • a cross section of the end of the narrow portion IIAb2 in one direction, which is orthogonal to the one direction, has a shape that becomes narrower as it approaches the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side.
  • the area of the non-ion implanted region can be increased as it approaches the surface, and the area of the ion implanted region can be increased as it is farther from the surface.
  • a cut surface obtained by cutting the wide portion IIAb1 and the second portion IIAa together on a plane parallel to both the one direction and the stacking direction has a step. Thereby, the difference in the inner widths of the wide portion IIAb1 and the second portion IIAa in the one direction can be set to an effective size.
  • the width of the cut surface obtained by cutting the first and second portions IIAb, IIAa and the light emitting region LA together on a plane perpendicular to the one direction increases as it approaches the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side. It has a shape. As a result, it is possible to increase the size of the non-ion-implanted region of the surface layer of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side, where the electrodes are installed, and the oxidized confinement layer 106 and the active layer 104 of the resonator R.
  • the ion implantation diameter in the vicinity can be made smaller.
  • It includes an anode electrode 108 provided on the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side, at least on the area inside the wide portion IIAb1. Thereby, the contact resistance between the anode electrode 108 and the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side can be reduced.
  • the anode electrode 108 surrounds the light emitting area LA in plan view. Thereby, it is possible to provide a surface emitting laser 10 of a surface emitting type that can achieve both low resistance and high luminous efficiency.
  • the resonator R has a mesa M including at least a second reflecting mirror 107 and an active layer 104. Thereby, the parasitic capacitance of the resonator R can be further reduced.
  • the resonator R has an oxidized confinement layer 106 included in the mesa M. Thereby, a current confinement effect and an optical confinement effect can be obtained.
  • a second portion IIAa is also provided in the oxidized confinement layer 106. Thereby, the parasitic capacitance of the resonator R can be further reduced.
  • a second portion IIAa is also provided on the first reflecting mirror 102. Thereby, the parasitic capacitance of the resonator R can be further reduced.
  • the manufacturing method of the surface emitting laser 10 includes a step of laminating at least a first reflecting mirror 102, an active layer 104, and a second reflecting mirror 107 in this order on a substrate 101 to produce a laminate L, and a second step of laminating the laminate L.
  • ion implantation step ion implantation is performed at least once (for example, multiple times) from a direction oblique to the stacking direction.
  • ions are implanted into the stacked body L from a first tilt direction TD1 that is inclined with respect to the stacking direction, and from a second tilt direction TD2 that is different from the first tilt direction TD1 that is tilted with respect to the stacking direction.
  • the non-ion implanted region can be made larger.
  • the part of the mask pattern MP that covers the part of the peripheral part of the surface includes an extension part MPa that extends in one direction in the plane from the part that covers the central part of the surface, and has first and second slopes.
  • Directions TD1 and TD2 are substantially parallel to a plane orthogonal to the one direction, and are directions that approach each other at least on the surface side.
  • the mask pattern MP includes a plurality of extending portions MPa arranged in a direction substantially perpendicular to the one direction within the plane. Thereby, it is possible to form a plurality of wide portions IIAb1 arranged in a direction substantially orthogonal to the one direction.
  • the method further includes the step of forming an anode electrode 108 on at least a portion of the peripheral portion of the surface of the resonator R on the second reflecting mirror 107 side.
  • the method further includes a step of etching the laminate L to form a mesa M including at least the active layer 104 and the second reflecting mirror 107.
  • the surface emitting laser 10 in which the parasitic capacitance of the resonator R can be further reduced can be manufactured.
  • the selectively oxidized layer 106S is also laminated on the substrate 101, and the mesa M includes the selectively oxidized layer 106S.
  • the selectively oxidized layer 106S is The method further includes a step of selectively oxidizing from the side. Thereby, it is possible to manufacture the surface emitting laser 10 that has both a current confinement function and an optical confinement function.
  • FIG. 26A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 20 according to Example 2 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 26B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 20 according to Example 2 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 26C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 20 according to Example 2 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 27 is a plan view of a surface emitting laser 20 according to Example 2 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 26A is a sectional view taken along line 26A-26A in FIG. 27.
  • FIG. 26B is a sectional view taken along line 26B-26B in FIG. 27.
  • FIG. 26C is a sectional view taken along line 26C-26C in FIG. 27.
  • the surface emitting laser 20 is implemented except that the ion implantation region IIA has a set of a wide part group including a plurality of wide parts IIAb1 and a narrow part group including a plurality of narrow parts IIAb2 on all sides of the central part. It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to Example 1.
  • the surface-emitting laser 20 has a point in which a mask pattern having comb-teeth portions each formed of a plurality of extending portions is formed on all sides, and a point in which ion implantation is performed at least four times (first and second slopes parallel to the cross section along the line 26A-26A).
  • the surface emitting laser 10 can be manufactured by the same method as the method for manufacturing the surface emitting laser 10, except for at least once from each direction and at least once from each of the first and second tilt directions parallel to the cross section along the line 26B-26B.
  • the non-ion implanted region NIIA is provided in a larger size in the upper part of the resonator, and the ion implanted region IIA in the lower part of the resonator is larger. It is possible to more uniformly reduce the ion implantation diameter of the laser beam, which is easy to manufacture, and to provide a surface emitting laser which can realize further lower resistance and higher luminous efficiency.
  • FIG. 28A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 30 according to Example 3 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 28B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 30 according to Example 3 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 28C is a cross-sectional view of a surface emitting laser 30 according to Example 3 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 29 is a plan view of a surface emitting laser 30 according to Example 3 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 28A is a sectional view taken along line 28A-28A in FIG. 29.
  • FIG. 28B is a sectional view taken along line 28B-28B in FIG. 29.
  • FIG. 28C is a sectional view taken along line 28C-28C in FIG. 29.
  • the surface emitting laser 30 has substantially the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that the ion implantation region IIA has a single wide portion IIAb1 on all sides of the central portion.
  • a narrow portion IIAb2 is defined between two wide portions IIAb1 adjacent to each other in the circumferential direction in the ion implantation region IIA.
  • the surface-emitting laser 30 has a point in which a mask pattern having a single extending portion on all sides of the central portion is formed, and ion implantation is performed at least four times (in first and second inclined directions parallel to the cross section taken along the line 28A-28A).
  • the surface emitting laser 10 can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the surface emitting laser 10, except that the first and second tilt directions parallel to the 28B-28B line cross section are performed at least once each from the 28B-28B line section.
  • the shape of the mask pattern is simple, so it is equally easy to manufacture, and the same low resistance can be achieved. This can be achieved, and even higher luminous efficiency can be achieved.
  • FIG. 30A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 40 according to Example 4 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 30B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 40 according to Example 4 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 30C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 40 according to Example 4 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 31 is a plan view of a surface emitting laser 40 according to Example 4 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 30A is a sectional view taken along line 30A-30A in FIG. 31.
  • FIG. 31B is a sectional view taken along line 30B-30B in FIG. 31.
  • FIG. 31C is a sectional view taken along line 30C-30C in FIG. 31.
  • the first portion IIAb of the ion implantation region IIA includes a group of small diameter portions provided on all sides of the central portion.
  • Each small diameter portion group has a plurality of small diameter portions lined up along a ring-shaped electrode installation region in plan view.
  • each small diameter portion has a circular shape in plan view, but may have other shapes such as an ellipse or a polygon.
  • the lead line IIAb is drawn out from the circular broken line representing the small diameter portion.
  • the surface-emitting laser 40 is characterized in that a mask pattern is formed with a plurality of small holes for forming a plurality of small diameter portions, and that ion implantation is performed at least four times (first and second holes parallel to the cross section along line 30A-30A).
  • the surface emitting laser 10 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except for at least once from each of the two tilt directions and at least once from the first and second tilt directions parallel to the cross section along the line 30B-30B. can.
  • the non-ion implanted region NIIA is provided larger in the upper part of the resonator, and the ion implanted region IIA is provided in the lower part of the resonator. It is possible to more uniformly reduce the ion implantation diameter of the laser beam, which is easy to manufacture, and to provide a surface emitting laser which can realize further lower resistance and higher luminous efficiency.
  • FIG. 32A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 50 according to Example 5 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 32B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 50 according to Example 5 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 32C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 50 according to Example 5 of one embodiment of the present technology.
  • 32A to 32C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the non-ion-implanted region NIIA is a right-angled triangular region (two right-angled regions obtained by horizontally dividing the isosceles triangular non-ion-implanted region NIIA in FIG.
  • the structure is generally the same as that of the surface emitting laser 10 according to Example 1, except that the ion implantation region IIA has an inclined portion on only one side in the cross section of FIG. 32C.
  • the surface emitting laser 50 performs ion implantation into the stacked body at least once from a predetermined tilt direction (for example, a first tilt direction or a second tilt direction) tilted with respect to the stacking direction, and implants the stacked body from a direction parallel to the stacking direction. It can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the surface emitting laser 10, except that ion implantation is performed at least once.
  • the non-ion implantation region NIIA in contact with the anode electrode 108 is provided in the upper part of the cavity smaller, and the ion implantation diameter of the ion implantation region IIA in the lower part of the cavity is smaller.
  • FIG. 33A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 60 according to Example 6 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 33B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 60 according to Example 6 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 33C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 60 according to Example 6 of an embodiment of the present technology.
  • 33A to 33C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the non-ion implanted region NIIA is a right triangular region (two right angles obtained by horizontally dividing the isosceles triangular non-ion implanted region NIIA in FIG.
  • the structure is generally the same as that of the surface emitting laser 20 according to Example 2, except that the ion implantation region IIA has a step on only one side in the cross section of FIG. 33C.
  • the surface emitting laser 60 performs ion implantation into the stacked body at least once from a predetermined tilt direction (for example, a first tilt direction or a second tilt direction) tilted with respect to the stacking direction, and implants the stacked body from a direction parallel to the stacking direction. It can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the surface emitting laser 20, except that ion implantation is performed at least once.
  • the non-ion implantation region NIIA in contact with the anode electrode 108 is provided in the upper part of the resonator smaller, and the ion implantation diameter of the ion implantation region IIA in the lower part of the resonator is smaller.
  • FIG. 34A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 70 according to Example 7 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 34B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 70 according to Example 7 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 34C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 70 according to Example 7 of one embodiment of the present technology.
  • 34A to 34C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the non-ion implanted region NIIA is a right triangular region in the cross section of FIG. 34A (two right angles obtained by horizontally dividing the isosceles triangular non-ion implanted region NIIA in FIG. 28A
  • the structure is generally the same as that of the surface emitting laser 30 according to the third embodiment, except that the ion implantation region IIA has a step on only one side in the cross section of FIG. 34C.
  • the surface emitting laser 70 performs ion implantation into the stacked body at least once from a predetermined tilt direction (for example, a first tilt direction or a second tilt direction) tilted with respect to the stacking direction, and implants the stacked body from a direction parallel to the stacking direction. It can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 30, except that ion implantation is performed at least once.
  • a predetermined tilt direction for example, a first tilt direction or a second tilt direction
  • ion implantation is performed at least once.
  • the non-ion implantation region NIIA in contact with the anode electrode 108 is provided in the upper part of the resonator smaller, and the ion implantation diameter of the ion implantation region IIA in the lower part of the resonator is smaller.
  • FIG. 35A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 80 according to Example 8 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 35B is a cross-sectional view (Part 2) of a surface emitting laser 80 according to Example 8 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 35C is a cross-sectional view of a surface emitting laser 80 according to Example 8 of an embodiment of the present technology.
  • 35A to 35C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the non-ion implanted region NIIA is a right triangular region (two right angles obtained by horizontally dividing the isosceles triangular non-ion implanted region NIIA in FIG.
  • the structure is generally the same as that of the surface emitting laser 40 according to the fourth embodiment, except that the ion implantation region IIA has a step on only one side in the cross section of FIG. 35C.
  • the surface emitting laser 80 performs ion implantation into the stacked body at least once from a predetermined tilt direction (for example, a first tilt direction or a second tilt direction) tilted with respect to the stacking direction, and implants ions into the stacked body from a direction parallel to the stacking direction. It can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the surface emitting laser 40, except that ion implantation is performed at least once.
  • the non-ion implantation region NIIA in contact with the anode electrode 108 is provided in the upper part of the resonator smaller, and the ion implantation diameter of the ion implantation region IIA in the lower part of the resonator is smaller.
  • FIG. 36A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 90 according to Example 9 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 36B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 90 according to Example 9 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 36C is a cross-sectional view (Part 3) of a surface emitting laser 90 according to Example 9 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 37 is a plan view of a surface emitting laser 90 according to Example 9 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 36A is a sectional view taken along line 36A-36A in FIG. 37.
  • FIG. 36B is a sectional view taken along line 36B-36B in FIG. 37.
  • FIG. 36C is a sectional view taken along line 36C-36C in FIG. 37.
  • the surface-emitting laser 90 is the surface-emitting laser according to the first embodiment, except that the wide portion IIAb1 of the ion-implanted region IIA has the non-ion-implanted region NIIA in contact with the anode electrode 108 only on one side of the 36C-36C line. It has the same configuration as the laser 10.
  • the surface emitting laser 90 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that a mask pattern having a comb tooth portion including a plurality of extending portions on only one side is formed.
  • the non-ion implanted region NIIA in contact with the anode electrode 108 in the upper part of the resonator is provided only on one side, and the ion implantation in the ion-implanted region IIA in the lower part of the resonator is Although diameter uniformity is reduced, it is possible to provide a surface emitting laser that is easy to manufacture and can achieve low resistance and high luminous efficiency.
  • FIG. 38A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 100 according to Example 10 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 38B is a cross-sectional view (Part 2) of a surface emitting laser 90 according to Example 10 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 38C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 100 according to Example 10 of an embodiment of the present technology.
  • 38A to 38C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the surface emitting laser 100 is the same as in Example 1 except that the step of the ion implantation region IIA is located between the oxidized confinement layer 106 and the active layer 104 (for example, within the second cladding layer 105) (see FIG. 38B). It has generally the same configuration as the surface emitting laser 10.
  • the surface emitting laser 100 is a surface emitting laser, except that the angles (acute angles) formed between each of the first and second tilt directions and the stacking direction when performing ion implantation are smaller. It can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the light emitting laser 10.
  • the parasitic capacitance of the resonator is slightly higher, it is possible to obtain almost the same effect as the surface emitting laser 10.
  • FIG. 39A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 110 according to Example 11 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 39B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 110 according to Example 11 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 39C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 110 according to Example 11 of an embodiment of the present technology.
  • 39A to 39C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the surface emitting laser 110 has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to Example 1, except that it does not have the oxidized confinement layer 106.
  • the surface emitting laser 110 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that the oxidized confinement layer 106 is not formed.
  • the same effects as the surface emitting laser 10 can be obtained except that the current confinement effect and the optical confinement effect by the oxidized confinement layer 106 cannot be obtained, and the oxidized constriction layer 106 can be used. Since no formation is required, it is possible to provide a surface emitting laser that can simplify the manufacturing process.
  • FIG. 40A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 120 according to Example 12 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 40B is a cross-sectional view (Part 2) of a surface emitting laser 120 according to Example 12 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 40C is a cross-sectional view (Part 3) of a surface emitting laser 120 according to Example 12 of an embodiment of the present technology.
  • 40A to 40C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the surface-emitting laser 120 has generally the same configuration as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, except that it is a back-emitting type.
  • the anode electrode 108 is provided in a solid shape on the top of the mesa M, and the cathode electrode 109 is provided in a ring shape on the back surface of the substrate 101.
  • the inner diameter side of the cathode electrode 109 serves as an exit port.
  • the reflectance of the second reflecting mirror 107 is set to be slightly higher than the reflectance of the first reflecting mirror 102.
  • the surface emitting laser 120 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that the anode electrode 108 is provided in a solid shape and the cathode electrode 109 is provided in a ring shape.
  • the surface-emitting laser 120 it is possible to provide a back-emitting type surface-emitting laser that can obtain the same effects as the surface-emitting laser 10.
  • FIG. 41A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 130 according to Example 13 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 41B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 130 according to Example 13 of one embodiment of the present technology.
  • FIG. 41C is a cross-sectional view (No. 3) of the surface emitting laser 130 according to Example 13 of one embodiment of the present technology.
  • 41A to 41C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the surface emitting laser 130 has generally the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that it has an intracavity structure.
  • the substrate 101 may be a non-doped GaAs substrate (i-GaAs substrate).
  • a cathode electrode 109 is provided in a ring shape on the area around the mesa M of the first reflecting mirror 102.
  • the ion implantation region IIA is provided only within the mesa M, for example.
  • the surface emitting laser 130 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that the cathode electrode 109 is provided in a ring shape on the area around the mesa M of the first reflecting mirror 102. can.
  • the same effects as the surface emitting laser 10 can be obtained, and a surface emitting laser with lower resistance can be provided.
  • the bottom surface of the mesa M may be located within the first cladding layer 103, and the cathode electrode 109 may be provided on a region of the first cladding layer 103 around the mesa M.
  • the first reflecting mirror 102 may be a non-doped semiconductor multilayer reflecting mirror (for example, i-AlGaAs/i-AlGaAs).
  • FIG. 42A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 140 according to Example 14 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 42B is a cross-sectional view (Part 2) of the surface emitting laser 140 according to Example 14 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 42C is a cross-sectional view (Part 3) of the surface emitting laser 140 according to Example 14 of one embodiment of the present technology.
  • 42A to 42C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the surface-emitting laser 140 has generally the same configuration as the surface-emitting laser 10 according to the first embodiment, except that it is a back-emitting surface-emitting laser having an intracavity structure.
  • an anode electrode 108 is provided in a solid shape on the top of the mesa M, and a cathode electrode 109 is provided in a ring shape on the area around the mesa M of the first reflecting mirror 102.
  • the reflectance of the second reflecting mirror 107 is set to be slightly higher than the reflectance of the first reflecting mirror 102.
  • the surface emitting laser 140 emits light to the back surface side of the substrate 101.
  • the substrate 101 may be a non-doped GaAs substrate (i-GaAs substrate).
  • the surface emitting laser 140 has the following features, except that the anode electrode 108 is provided in a solid shape on the top of the mesa M, and the cathode electrode 109 is provided in a ring shape on the area around the mesa M of the first reflecting mirror 102. It can be manufactured by a manufacturing method similar to that of the surface emitting laser 10.
  • the same effects as the surface emitting laser 10 can be obtained, and a surface emitting laser with lower resistance can be provided.
  • the bottom surface of the mesa M may be located within the first cladding layer 103, and the cathode electrode 109 may be provided on a region of the first cladding layer 103 around the mesa M.
  • the first reflecting mirror 102 may be a non-doped semiconductor multilayer reflecting mirror (for example, i-AlGaAs/i-AlGaAs).
  • FIG. 43A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 150 according to Example 15 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 43B is a cross-sectional view (Part 2) of a surface emitting laser 150 according to Example 15 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 43C is a cross-sectional view (Part 3) of a surface emitting laser 150 according to Example 15 of an embodiment of the present technology.
  • 43A to 43C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, 1-1 line, and 3-3 line cross section in FIG. 4, respectively.
  • the surface emitting laser 150 has the same configuration as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, except that the oxidized confinement layer 106 is provided between the second reflecting mirror 107 and the active layer 104.
  • the oxidized confinement layer 106 is provided within the second cladding layer 105.
  • the surface emitting laser 150 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that the oxidized confinement layer 106 is provided within the second cladding layer 105.
  • the same effects as the surface emitting laser 10 can be obtained.
  • the oxidized confinement layer 106 may be provided between the second reflecting mirror 107 and the second cladding layer 105.
  • FIG. 44A is a cross-sectional view (Part 1) of a surface emitting laser 160 according to Example 16 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 44B is a cross-sectional view (Part 2) of a surface emitting laser 160 according to Example 16 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 44C is a cross-sectional view (Part 3) of a surface emitting laser 160 according to Example 16 of an embodiment of the present technology.
  • 44A to 44C are cross-sectional views corresponding to the 2-2 line, the 1-1 line, and the 3-3 line in FIG. 4, respectively.
  • the surface emitting laser 160 has the same configuration as the surface emitting laser 10 according to Example 1, except that the oxidized confinement layer 106 is provided between the first reflecting mirror 102 and the active layer 104.
  • an oxidized confinement layer 106 is provided within the first cladding layer 103.
  • the surface emitting laser 160 can be manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10, except that the oxidized confinement layer 106 is provided within the first cladding layer 103.
  • the same effects as the surface emitting laser 10 can be obtained.
  • the oxidized confinement layer 106 may be provided between the first reflecting mirror 102 and the first cladding layer 103.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view of a surface emitting laser array 170 according to Example 17 of an embodiment of the present technology.
  • FIG. 45 is a sectional view corresponding to the section taken along line 1-1 in FIG.
  • the surface emitting laser array 170 has a plurality of surface emitting lasers 10 provided in an array on the substrate 101.
  • a plurality of surface emitting lasers 10 share the substrate 101, a part (lower part) of the first reflecting mirror 102, and the cathode electrode 109.
  • the three or more surface emitting lasers 10 may be arranged in a one-dimensional arrangement or a two-dimensional arrangement.
  • the surface emitting laser array 170 is manufactured by the same manufacturing method as the surface emitting laser 10 according to Example 1, except that a plurality of elements (surface emitting lasers 10) are finally formed on the wafer. can do.
  • each element has the same effect as the surface emitting laser 10 according to the first embodiment, and each element can be driven independently.
  • FIG. 48 is a plan view showing a surface emitting laser 2000, which is a configuration example of a surface emitting laser to which the present technology can be applied.
  • FIG. 49A is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 48.
  • FIG. 49B is a cross-sectional view taken along the YY line in FIG. 48.
  • Each component of the surface emitting laser 2000 is laminated on a substrate 2001.
  • the substrate 2001 can be configured to include a semiconductor such as GaAs, InGaAs, InP, and InAsP.
  • the surface emitting laser 2000 includes a protected region 2002 (transparent gray region in FIGS. 49A and 49B). As shown in FIG. 48, the protected area 2002 has a circular shape in plan view, but may have another shape such as an elliptical shape or a polygonal shape, and is not limited to a specific shape.
  • Protective region 2002 includes a material that provides electrical isolation, for example an ion-implanted region.
  • the surface emitting laser 2000 includes a first electrode 2003 and a second electrode 2004, as shown in FIGS. 49A and 49B.
  • the first electrode 2003 has a ring shape having discontinuous parts (interrupted parts), that is, a split ring shape in plan view, but is not limited to a specific shape.
  • the second electrode 2004 is in contact with the substrate 2001.
  • the first electrode 2003 and the second electrode 2004 are configured to include a conductive material such as Ti, Pt, Au, AuGeNi, PdGeAu, or the like.
  • the first electrode 2003 and the second electrode 2004 may have a single layer structure or a laminated structure.
  • the surface emitting laser 2000 includes a trench 2005 provided around the protected region 2002.
  • FIG. 48 shows, as an example, a structure in which six rectangular trenches 2005 are provided in plan view, but the number and shape in plan view are not limited to a specific one.
  • the trench 2005 is an opening for forming an oxidized confinement layer 2006 (including an oxidized region 2006a and a non-oxidized region 2006b).
  • high temperature steam is supplied through the trench 2005 to form an oxidized region 2006a of the oxidized confinement layer 2006.
  • oxidized region 2006a is Al 2 O 3 formed as a result of oxidation of an AlAs or AlGaAs layer.
  • the trench 2005 may be filled with an arbitrary dielectric material after the step of forming the oxidized confinement layer 2006. Additionally, a surface coating may be performed using a dielectric film.
  • the surface emitting laser 2000 includes a dielectric opening 2008 (contact hole) provided in the dielectric layer 2007 on the first electrode 2003.
  • the dielectric layer 2007 may have a laminated structure as shown in FIGS. 49A and 49B, or may have a single layer structure.
  • the dielectric layer 2007 includes, for example, silicon oxide, silicon nitride, or the like.
  • the dielectric opening 2008 is formed in the same shape as the first electrode 2003.
  • the shape of the dielectric opening 2008 is not limited to the shape of the first electrode 2003, and may be formed partially on the first electrode 2003.
  • the dielectric opening 2008 is filled with a conductive material (not shown), and the conductive material contacts the first electrode 2003.
  • the surface emitting laser 2000 includes an optical aperture 2009 inside the first electrode 2003.
  • the surface emitting laser 2000 emits a light beam through an optical aperture 2009.
  • the oxidized region 2006a of the oxidized confinement layer 2006 functions as a current/light confinement region that confines current and light.
  • the non-oxidized region 2006b of the oxidized confinement layer 2006 is located below the optical aperture 2009 and functions as a current/light passing region that allows current and light to pass therethrough.
  • the surface emitting laser 2000 includes a first multilayer reflecting mirror 2011 and a second multilayer reflecting mirror 2012.
  • An example of the multilayer reflector is a semiconductor multilayer reflector, which is also called a distributed Bragg reflector.
  • the surface emitting laser 2000 includes an active layer 2013.
  • the active layer 2013 is disposed between the first multilayer reflective mirror 2011 and the second multilayer reflective mirror 2012, confines injected carriers, and defines the emission wavelength of the surface emitting laser 2000.
  • the surface-emitting laser 2000 is a surface-emitting surface-emitting laser is described as an example, but the surface-emitting laser 2000 can also be a back-emitting surface-emitting laser.
  • the substantial diameter of the surface emitting laser 2000 of this configuration example is the diameter d of the virtual circle defined by the trench 2005.
  • the surface emitting laser 2000 of this configuration example is manufactured by the following steps 1 to 8, as an example.
  • Step 1 A first multilayer reflector 2011, an active layer 2013, a selectively oxidized layer to become an oxidized confinement layer 2006, and a second multilayer reflector 2012 are epitaxially grown on the surface of a substrate 2001.
  • Step 2 A first electrode 2003 is formed on the second multilayer reflective mirror 2012 using, for example, a lift-off method.
  • a trench 2005 is formed by, for example, photolithography.
  • the oxidized confinement layer 2006 is formed by exposing the side surface of the layer to be selectively oxidized and selectively oxidizing the layer to be selectively oxidized from the side surface.
  • a protection region 2002 is formed by ion implantation or the like.
  • a dielectric layer 2007 is formed by, for example, vapor deposition, sputtering, or the like.
  • a dielectric opening 2008 is formed in the dielectric layer 2007 by photolithography, for example, to expose the contact point of the first electrode 2003.
  • a second electrode 2004 is formed on the back surface of the substrate 2001.
  • the number of layers, arrangement, thickness, arrangement order, symmetry, etc. of the layers constituting the surface emitting laser 2000 described above are merely examples, and can be changed as appropriate. That is, the surface emitting laser 2000 may include more layers, fewer layers, different layers, different structures, or different arrangements of layers than those shown in FIGS. 48, 49A, and 49B.
  • the present technology can be applied to the surface emitting laser 2000 and its modified examples described above.
  • the present technology is also applicable to, for example, InP-based, GaN-based, etc. VCSELs.
  • the surface emitting laser according to the present technology is applicable not only to communication applications but also, for example, to sensing applications.
  • the high resistance region provided in the resonator R is not limited to the ion implantation region IIA, and may be made of, for example, an insulator (for example, oxide, nitride, etc.).
  • the shapes and materials of the anode electrode 108 and cathode electrode 109 can be changed as appropriate.
  • At least one of the first and second reflecting mirrors 102 and 107 may be a dielectric multilayer film reflecting mirror, a hybrid mirror including a semiconductor multilayer film reflecting mirror and a metal reflecting mirror, or a dielectric multilayer film reflecting mirror and a metal reflecting mirror. It may be a hybrid mirror that includes a body multilayer film reflector and a metal reflector, or a hybrid mirror that includes a semiconductor multilayer film reflector and a dielectric multilayer film reflector.
  • the conductivity types (p type and n type) may be exchanged.
  • a part of the structure of the surface emitting laser according to each of the above embodiments may be combined within a mutually consistent range.
  • each component constituting the surface emitting laser or surface emitting laser array is It can be changed as appropriate within the scope of functioning as a function.
  • 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, tablet, 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. 50 shows an example of a schematic configuration of a distance measuring device 1000 including a surface emitting laser 10, which is an example of an electronic device.
  • 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 135, a signal processing section 145, a control section 155, a display section 165, and a storage section 175.
  • 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 135 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 145 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 155.
  • the control unit 155 includes, for example, a Time to Digital Converter (TDC).
  • the reference signal may be a signal input from the control unit 155, or may be an output signal from a detection unit that directly detects the output of the surface emitting laser 10.
  • the control unit 155 is, for example, a processor that controls the surface emitting laser 10, the light receiving device 125, the signal processing unit 145, the display unit 165, and the storage unit 175.
  • the control unit 155 is a circuit that measures the distance to the subject S based on the signal generated by the signal processing unit 145.
  • the control unit 155 generates a video signal for displaying information about the distance to the subject S, and outputs it to the display unit 165.
  • the display unit 165 displays information about the distance to the subject S based on the video signal input from the control unit 155.
  • the control unit 155 stores information about the distance to the subject S in the storage unit 175.
  • the surface emitting laser 10 instead of the surface emitting laser 10, the surface emitting lasers 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, Any of the light emitting laser arrays 170 can also be applied to the distance measuring device 1000. ⁇ 22. Example of mounting a distance measuring device on a moving object>
  • FIG. 51 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile object 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 input of these radio waves or signals, and controls the door lock device, power window device, lamp, etc. of the vehicle.
  • 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. 52 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 data ahead obtained 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. 52 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 device 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, cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., which does not rely on the driver's operation.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 based on the distance data obtained from the distance measuring devices 12101 to 12104, collects three-dimensional object data regarding three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, regular 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 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 such as two-wheeled vehicles, regular vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, etc. It can be classified
  • the present technology can also have the following configuration.
  • a high resistance region surrounding the light emitting region of the active layer in plan view is provided on at least the surface layer of the resonator on the second reflecting mirror side,
  • the high resistance region includes a first portion provided in a part of the resonator in the stacking direction including the surface on the second reflecting mirror side, and a second portion provided in the other part of the resonator in the stacking direction.
  • a surface emitting laser that has a wide part that is wider in one direction in the plane than the other parts.
  • any one of (1) to (5), wherein a cut surface obtained by cutting the wide portion and the second portion together on a plane parallel to both the one direction and the lamination direction has a step.
  • a cut surface obtained by cutting the first and second portions and the light emitting region together along a plane perpendicular to the one direction has a shape that becomes wider as it approaches the surface, (1) to ( 6)
  • (14) producing a laminate by laminating at least a first reflecting mirror, an active layer, and a second reflecting mirror in this order on the substrate; forming a mask pattern that covers a central part and a part of a peripheral part of the surface of the laminate on the second reflecting mirror side; an ion implantation step of performing ion implantation into the laminate from the surface side a plurality of times using the mask pattern as a mask; including; In the ion implantation step, ions are implanted at least once from a direction oblique to the stacking direction.
  • ions are implanted into the stacked body from a first tilt direction tilted with respect to the stacking direction, and ions are implanted into the stacked body from a second tilt direction different from the first tilt direction tilted with respect to the stacking direction.
  • a portion of the mask pattern that covers the part of the peripheral portion of the surface includes an extension portion that extends in one direction in a plane from a portion that covers the center portion of the surface, and The method for manufacturing a surface emitting laser according to (15), wherein the second inclination direction is substantially parallel to a plane perpendicular to the one direction and approaches each other at least on the surface side.
  • a layer to be selectively oxidized is also laminated on the substrate, and the mesa includes the layer to be selectively oxidized, and after the step of forming the mesa, the layer to be selectively oxidized is placed on the side surface side.
  • a surface emitting laser array comprising a plurality of surface emitting lasers according to any one of (1) to (13).
  • An electronic device comprising the surface emitting laser according to any one of (1) to (13).
  • An electronic device comprising the surface emitting laser array according to (21).
  • Substrate 102 First reflecting mirror 104: Active layer 106: Oxidized confinement layer 107: Second reflecting mirror 108: Anode electrode (electrode) IIA: Ion implantation region (high resistance region) IIAb: First part IIAb1: Wide part IIAb2: Narrow part IIAa: Second part R: Resonator M: Mesa MP: Mask pattern Extended part: MPa

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を両立することができる面発光レーザを提供すること。 本技術は、互いに積層された第1及び第2反射鏡と、前記第1及び第2反射鏡の間に配置された活性層と、を含む共振器を備え、前記共振器の少なくとも前記第2反射鏡側の表層に平面視において前記活性層の発光領域を囲む高抵抗領域が設けられ、 前記高抵抗領域は、前記共振器の前記第2反射鏡側の表面を含む積層方向の一部に設けられた第1部分が、前記共振器の前記積層方向の他部に設けられた第2部分よりも面内の一方向の内幅が広い幅広部を有する、面発光レーザを提供する。

Description

面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
 本開示に係る技術(以下「本技術」とも呼ぶ)は、面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法に関する。
 従来、基板に垂直な方向に光を出射する垂直共振器型の面発光レーザ(VCSEL)が知られている。
 従来の面発光レーザの中には、発光領域を有する活性層と、該活性層を積層方向に挟む第1及び第2クラッド層とを含む半導体構造に電流狭窄のための高抵抗領域が設けられたものがある。
 例えば、特許文献1には、高抵抗領域の横幅が活性層において最も狭く、低抵抗化及び高発光効率を両立できる面発光レーザが開示されている。
特開平6-232494号公報
 しかしながら、例えば特許文献1に記載の面発光レーザでは、製造を容易にすることに関して改善の余地があった。
 そこで、本技術は、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を両立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、互いに積層された第1及び第2反射鏡と、
 前記第1及び第2反射鏡の間に配置された活性層と、
 を含む共振器を備え、
 前記共振器の少なくとも前記第2反射鏡側の表層に平面視において前記活性層の発光領域を囲む高抵抗領域が設けられ、
 前記高抵抗領域は、前記共振器の前記第2反射鏡側の表面を含む積層方向の一部に設けられた第1部分が、前記共振器の前記積層方向の他部に設けられた第2部分よりも面内の一方向の内幅が広い幅広部を有する、面発光レーザを提供する。
 前記第1部分が、少なくとも前記第2反射鏡に設けられ、前記第2部分が、少なくとも前記活性層に設けられていてもよい。
 前記第1部分が、前記幅広部よりも前記一方向の内幅が狭い幅狭部を有していてもよい。
 前記幅広部及び前記幅狭部が、面内で前記一方向に略直交する方向に交互に並んでいてもよい。
 前記幅狭部の前記一方向の端部の、前記一方向に直交する断面が、前記表面に近づくほど幅が狭くなる形状を有していてもよい。
 前記幅広部及び前記第2部分を前記一方向及び前記積層方向のいずれにも平行な平面で一緒に切断した切断面が、段差を有していてもよい。
 前記第1及び第2部分と前記発光領域とを前記一方向に直交する平面で一緒に切断した切断面が、前記表面に近づくほど幅が広くなる形状を有していてもよい。
 前記表面の、少なくとも前記幅広部の内側の領域上に設けられた電極を更に備えていてもよい。
 前記電極は、平面視において前記発光領域を取り囲んでいてもよい。
 前記共振器は、少なくとも前記第2反射鏡及び前記活性層を含むメサを有していてもよい。
 前記共振器は、前記メサに含まれる酸化狭窄層を有していてもよい。
 前記第2部分が、前記酸化狭窄層にも設けられていてもよい。
 前記第2部分が、前記第1反射鏡にも設けられていてもよい。
 本技術は、基板上に少なくとも第1反射鏡、活性層及び第2反射鏡をこの順に積層して積層体を生成する工程と、
 前記積層体の前記第2反射鏡側の表面の中央部と周辺部の一部とを覆うマスクパターンを形成する工程と、
 前記マスクパターンをマスクとして、前記積層体に前記表面側からイオン注入を複数回行うイオン注入工程と、
 を含み、
 前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する方向から少なくとも1回イオン注入を行う、面発光レーザの製造方法も提供する。
 前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する第1傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行い、前記積層方向に対して傾斜する、前記第1傾斜方向とは異なる第2傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行ってもよい。
 前記マスクパターンの、前記表面の周辺部の前記一部を覆う部分が、前記表面の中央部を覆う部分から面内で一方向に延在する延在部を含み、前記第1及び第2傾斜方向は、前記一方向に直交する平面に略平行であり、且つ、少なくとも前記表面側において互いに近づく方向であってもよい。
 前記マスクパターンが、面内で前記一方向に略直交する方向に並ぶ複数の前記延在部を含んでいてもよい。
 前記表面の周辺部の少なくとも前記一部上に電極を形成する工程を更に含んでいてもよい。
 前記生成する工程の後、前記積層体をエッチングして少なくとも前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサを形成する工程を更に含んでいてもよい。
 前記生成する工程では、前記基板上に被選択酸化層も積層し、前記メサは、前記被選択酸化層を含み、前記メサを形成する工程の後、前記被選択酸化層を側面側から選択的に酸化する工程を更に含んでいてもよい。
本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザの第1断面図である。 本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザの第2断面図である。 本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザの第3断面図である。 本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザの平面図である。 図1の面発光レーザの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図6A及び図6Bは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第1工程を示す断面図及び平面図である。 図7A~図7Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第2工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第2工程を示す平面図である。 図9A~図9Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第3工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第3工程を示す平面図である。 図11A~図11Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第4工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第4工程を示す平面図である。 図13A~図13Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第5工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第5工程を示す平面図である。 図15A~図15Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第6工程を示す断面図(その1~その3)である。 図16A~図16Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第7工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第7工程を示す平面図である。 図18A~図18Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第8工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第8工程を示す平面図である。 図20A~図20Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第9工程を示す断面図(その1~その3)である。 図1の面発光レーザの製造方法の第9工程を示す平面図である。 図1の面発光レーザの製造方法の第10工程を示す断面図である。 図1の面発光レーザの製造方法の第10工程を示す平面図である。 図24A~図24Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第11工程を示す断面図(その1~その3)である。 図25A~図25Cは、それぞれ図1の面発光レーザの製造方法の第12工程を示す断面図(その1~その3)である。 図26A~図26Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザの平面図である。 図28A~図28Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザの平面図である。 図30A~図30Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザの平面図である。 図32A~図32Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図33A~図33Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図34A~図34Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図35A~図35Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図36A~図36Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザの平面図である。 図38A~図38Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図39A~図39Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図40A~図40Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図41A~図41Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図42A~図42Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図43A~図43Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 図44A~図44Cは、それぞれ本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザの断面図(その1~その3)である。 本技術の一実施形態の実施例17に係る面発光レーザアレイの断面図である。 図46A及び図46Bは、それぞれ比較例に係る面発光レーザの断面図(その1及びその2)である。 比較例に係る面発光レーザの平面図である。 本技術を適用し得る面発光レーザの構成例を示す平面図である。 図49Aは、図48のX-X線断面図である。図49Bは、図48のY-Y線断面図である。 本技術に係る面発光レーザの距離測定装置への適用例を示す図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 距離測定装置の設置位置の一例を示す説明図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本技術の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。本明細書において、本技術に係る面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本技術に係る面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法は、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.本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ
2.本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ
3.本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ
4.本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ
5.本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザ
6.本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザ
7.本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザ
8.本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザ
9.本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ
10.本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザ
11.本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザ
12.本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザ
13.本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザ
14.本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザ
15.本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザ
16.本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザ
17.本技術の一実施形態の実施例17に係る面発光レーザアレイ
18.本技術を適用し得る面発光レーザの構成例
19.本技術の変形例
20.電子機器への応用例
21.面発光レーザを距離測定装置に適用した例
22.距離測定装置を移動体に搭載した例
<0.導入>
 近年、例えばデータセンター内におけるデータトラフィック量の急増に伴い、光通信用のVCSELに、さらなる高速通信性能が要求されている。面発光レーザを高速変調するためには、光の時間応答性だけでなく、電流を活性層に注入する際の電気的な時間応答性(電気帯域)も改善する必要があり、この電気帯域を制約する要因の一つにメサ内で生じるpn接合での接合容量等の寄生容量が挙げられる。例えば酸化狭窄層を含むメサを持つVCSELでは、高周波電流が酸化狭窄層の外周部を構成する酸化領域にも流れるため、メサ外周部の寄生容量が問題となる。該メサ外周部は、メサにおいてレーザ発光に寄与しない領域であり、できるだけ該領域の影響を低減することが望まれる。
 その低減の一つの手法として、メサ径を小さくして、メサ外周部の面積を削減する方法がある。しかし、面発光レーザにおいては、実用上、光出射窓の径を十分確保して光出射の妨げにならないようにする必要があること、さらには、光出射窓を取り囲むリング電極の電極面積(半導体との接触面積)を十分とって低抵抗を保つ必要があることや、光出射窓及びリング電極の形成のための半導体プロセス(フォトリソグラフィーやエッチング)を行うのにメサ上に十分なスペースが必要なことなどからメサ径を小さくするにも限度がある。
 そこで、例えば、図46A、図46B及び図47に示す比較例のように、メサ径を大きくし、メサ外周部にイオン注入を行い高抵抗化する手法がある。
 図46A及び図46Bは、比較例に係る面発光レーザ1Cの断面図(その1及びその2)である。図44は、比較例に係る面発光レーザ1Cの平面図である。図46Aは、図47の46A-46A線断面図である。図46Bは、図47の46B-46B線断面図である。面発光レーザ1Cでは、基板101C上に第1半導体多層膜反射鏡102Cと、第1クラッド層103Cと、活性層104Cと、第2クラッド層105Cと、非酸化領域106C1が酸化領域106C2で取り囲まれた酸化狭窄層106Cが内部に設けられた第2半導体多層膜反射鏡107Cとがこの順に積層されている。面発光レーザ1Cは、第1半導体多層膜反射鏡102Cの一部(上部)、第1クラッド層103C、活性層104C、第2クラッド層105C、酸化狭窄層106C及び第2半導体多層膜反射鏡107Cを含むメサMが形成されている。メサMの頂部には、リング電極108Cが設けられている。メサMは、リング電極108Cを露出させる絶縁膜111Cで覆われている。基板101Cの裏面には、ベタ電極109Cが設けられている。メサMの周辺部にイオン注入領域IIAが平面視において酸化狭窄層106Cの非酸化領域106C1を取り囲むように設けられている。
 面発光レーザ1Cにおいて、高抵抗化された領域である高抵抗領域(イオン注入領域IIA)は活性層104Cの電流注入径を規定する。しかし、面発光レーザ1Cでは、リング電極108Cの内径とイオン注入領域IIAの内径であるイオン注入径とには制約があり、高速変調のために(発光効率を高めるために)イオン注入径を小さくするほどリング電極108Cと第2半導体多層膜反射鏡107Cの非イオン注入領域(イオン注入されていない領域)との接触面積が小さくなり、接触抵抗が増加することが懸念される。
 一方、例えば特許文献1に記載の面発光レーザでは、高抵抗領域(例えばイオン注入領域)の横幅を活性層において最も狭くすることにより低抵抗化及び高発光効率を両立することができるが、製造を容易にすることに関して改善の余地があった。
 そこで、発明者らは、鋭意検討の末、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を両立することができる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一実施形態について幾つかの実施例を挙げて詳細に説明する。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。
<1.本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ>
≪面発光レーザの構成≫
(全体構成)
 図1は、本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ10の第1断面図である。図2は、本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ10の第2断面図である。図3は、本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ10の第3断面図である。図4は、本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ10の平面図である。図1は、図4の1-1線断面図である。図2は、図4の2-2線断面図である。図3は、図4の3-3線断面図である。
 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、発振波長λが例えば850nmのVCSELを構成することができる。面発光レーザ10は、特に光通信用のVCSELとして好適である。この場合に、面発光レーザ10は、例えば光ファイバと結合して用いられる。面発光レーザ10及び光ファイバによるデータ伝送として、比較的近距離(例えば100m程度)のサーバ間のデータ伝送が挙げられる。面発光レーザ10は、一例として、レーザドライバにより駆動される。
 面発光レーザ10は、図1~図4に示すように、一例として、互いに積層された第1及び第2反射鏡102、107と、第1及び第2反射鏡102、107の間に配置された活性層104とを含む共振器Rを備えている。一例として、第2反射鏡107が出射側の反射鏡である。すなわち、面発光レーザ10は、表面側(第2反射鏡107側)にレーザ光を出射する表面出射型の面発光レーザ10である。第1反射鏡102は「下部反射鏡」とも呼ばれ、第2反射鏡107は「上部反射鏡」とも呼ばれる。以下では、基板101、第1反射鏡102、活性層104及び第2反射鏡107等が積層された方向(上下方向)を「積層方向」とも呼ぶ。
 共振器Rは、さらに、一例として、第1反射鏡102と活性層104との間に配置された第1クラッド層103と、第2反射鏡107と活性層104との間に配置された第2クラッド層105と、第2反射鏡107内に配置された酸化狭窄層106とを含む。
 すなわち、面発光レーザ10では、一例として、基板101上に第1反射鏡102と、第1クラッド層103と、活性層104と、第2クラッド層105と、酸化狭窄層106が内部に配置された第2反射鏡107とがこの順に積層されている。
 共振器Rは、一例として、第1反射鏡102の一部(上部)と、第1クラッド層103と、活性層104と、第2クラッド層105と、酸化狭窄層106を内部に含む第2反射鏡107とを含んで構成されるメサMを有する。
 メサMの頂部(第2反射鏡107の活性層104側とは反対側の面)には、例えばリング状のアノード電極108(p側電極)が設けられている。アノード電極108は、平面視において活性層104の発光領域LA(電流注入領域)を取り囲んでいる。アノード電極108の内径側が出射口となる。メサMは、アノード電極108が設けられた領域(リング状の電極設置領域)以外の領域が絶縁膜111で覆われている。アノード電極108は、メサMに絶縁膜111を介して設けられたアノード配線112(図3参照)を介してレーザドライバの陽極(正極)に電気的に接続される。
 基板101の裏面(下面)には、例えばベタ状のカソード電極109(n側電極)が設けられている。カソード電極109は、レーザドライバの陰極(負極)に電気的に接続される。
 共振器Rの少なくとも第2反射鏡107側の表層に平面視において活性層104の発光領域LAを囲む高抵抗領域(電気抵抗が高い領域)としてのイオン注入領域IIAが設けられている。
(基板)
 基板101は、一例として、n-GaAs基板である。
(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(半導体DBR)である。第1反射鏡102としての半導体多層膜反射鏡は、屈折率が互いに異なる複数種類(例えば2種類)の屈折率層(半導体層)が発振波長λの1/4(λ/4)の光学厚さで交互に積層された構造を有する。第1反射鏡102としての半導体多層膜反射鏡は、一例として、n型である。第1反射鏡102としての半導体多層膜反射鏡は、一例として、GaAsに格子整合する材料系(GaAs系化合物半導体)からなる。ここでは、第1反射鏡102は、例えばn-AlGaAs/n-AlGaAsで構成されている。
 基板101と第2反射鏡102との間にバッファー層が配置されてもよい。
(第1クラッド層)
 第1クラッド層103は、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104は、一例として、GaAs系化合物半導体からなる。詳述すると、活性層104は、一例として、多重量子井戸構造(MQW構造)を有する。ここでは、活性層104は、例えばGaAs/InGaAs多重量子井戸層からなる。該GaAs/InGaAs多重量子井戸層は、発光波長が例えば800~900nmとなるように組成と膜厚が設計されるが、井戸層とバリア層に相反する歪を導入することが好ましい。この場合、例えば歪の大きさは1%前後、井戸数は4~8とすることができる。活性層104は、後述する、酸化狭窄層106の非酸化領域106aに対応する領域が発光領域LA(電流注入領域)となっている。
(第2クラッド層)
 第2クラッド層105は、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107は、一例として、半導体多層膜反射鏡(半導体DBR)である。第2反射鏡107としての半導体多層膜反射鏡は、屈折率が互いに異なる複数種類(例えば2種類)の屈折率層(半導体層)が発振波長λの1/4(λ/4)の光学厚さで交互に積層された構造を有する。第2反射鏡107としての半導体多層膜反射鏡は、一例として、p型である。第2反射鏡107としての半導体多層膜反射鏡は、一例として、GaAsに格子整合する材料系(GaAs系化合物半導体)からなる。ここでは、第2反射鏡107は、例えばp-AlGaAs/p-AlGaAsで構成されている。第2反射鏡107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。
 第2反射鏡107の電極設置領域(アノード電極108が設置されるリング状の領域)は、イオン注入された領域(高抵抗領域)と、イオン注入されていない領域である非イオン注入領域(低抵抗領域)とを有する。該非イオン注入領域は、1-1線方向に延びる櫛歯部を持つ(図4参照)。
(酸化狭窄層)
 酸化狭窄層106は、電流狭窄機能及び光狭窄機能を併有する。酸化狭窄層106は、非酸化領域106aと該非酸化領域106aを取り囲む酸化領域106bとを有する。非酸化領域106aは、例えばAlGaAsからなり、酸化領域106bは、例えばAl等の絶縁物を含む。酸化領域106bは、非酸化領域106aよりも電気抵抗が大きく且つ屈折率が低く、電流狭窄領域及び光狭窄領域として機能する。非酸化領域106aは、電流通過領域として機能する。酸化狭窄径(酸化領域106bの内径)により発光領域LAの径(電流注入領域の電流注入径)が設定される。
(絶縁膜111)
 絶縁膜111は、例えばSiO、SiN、SiON等の誘電体からなる。
(アノード電極及びアノード配線)
 アノード電極108及びアノード配線112の各々は、例えばAu/Ni/AuGe、Au/Pt/Ti等からなる。
 アノード電極108と第2反射鏡107との間に第2反射鏡107よりも低抵抗なコンタクト層が配置されてもよい。
(カソード電極)
 カソード電極109は、例えばAu/Ni/AuGe、Au/Pt/Ti等からなる。
(高抵抗領域)
 高抵抗領域としてのイオン注入領域IIAは、共振器Rの第2反射鏡107側の表面を含む積層方向の一部(上部)に設けられた第1部分IIAbが、共振器Rの積層方向の他部(下部)に設けられた第2部分IIAaよりも面内の一方向(1-1線方向)の内幅が広い幅広部IIAb1を有する(図4参照)。ここでは、第1部分IIAbは、面内で1-1線方向に略直交する方向(例えば2-2線方向)に並ぶ複数の幅広部IIAb1を含む幅広部群を3-3線の両側に有する。イオン注入領域IIAのイオン種としては、例えばH、He、O、B等のイオンが挙げられる。
 各幅広部IIAb1は、1-1線方向において、内縁が、第2反射鏡107の電極設置領域の内縁よりも外側に位置し、該電極設置領域に非イオン注入領域NIIA(低抵抗領域)が存在する。アノード電極108は、共振器Rの第2反射鏡107側の表面の、少なくとも幅広部IIAb1の内側の領域(電極設置領域の非イオン注入領域NIIA)上に設けられる。これにより、アノード電極108と、共振器Rの第2反射鏡107側の表面との接触抵抗が低減される。
 第1部分IIAbは、少なくとも第2反射鏡107に設けられている。ここでは、第1部分IIAbは、第2反射鏡107の上面と酸化狭窄層106の上面との間(例えば第2反射鏡107内)に連続して存在する(図1参照)。
 第2部分IIAaは、少なくとも活性層104に設けられている。ここでは、第2部分IIAaは、第2反射鏡107の上面と第1反射鏡102の下面との間(例えば第2反射鏡107内から第1反射鏡102内にかけて)に連続して存在する(図1参照)。すなわち、第2部分IIAaは、酸化狭窄層106にも設けられ、第1反射鏡102にも設けられている。一例として、第1及び第2部分IIAb、IIAaは、連続している。
 幅広部IIAb1及び第2部分IIAaを1-1線方向及び積層方向のいずれにも平行な平面で一緒に切断した切断面が、段差を有する(図1参照)。ここでは、該段差の積層方向の位置が第2反射鏡107の上面と酸化狭窄層106の上面との間に位置する。
 第1及び第2部分IIAb、IIAaと活性層104の発光領域LAとを1-1線方向に直交する平面(図4参照)で一緒に切断した切断面(3-3線断面、図4参照)が、共振器Rの第2反射鏡107側の表面に近づくほど幅が広くなる形状を有する(図3参照)。これにより、電極設置領域に非イオン注入領域NIIA(低抵抗領域)を存在させ、且つ、酸化狭窄層106及び活性層104でのイオン注入径(イオン注入領域IIAの内径)を小さくすることができる。
 第2部分IIAaは、1-1線方向及び3-3線方向のいずれの内幅も第1部分IIAbよりも狭い(図4参照)。これにより、酸化狭窄層106及び活性層104でのイオン注入径(電流狭窄径)を小さくすることができ、発光効率を向上させることができる。
 第1部分IIAbは、幅広部IIAb1よりも1-1線方向の内幅が狭い幅狭部IIAb2を有する(図4参照)。ここでは、第1部分IIAbは、面内で1-1線方向に略直交する方向(例えば2-2線方向)に並ぶ複数の幅狭部IIAb2を含む幅狭部群を3-3線の両側に有する。各幅狭部IIAb2は、第2部分IIAaよりも1-1線方向の内幅が広い。3-3線の各側において、幅広部IIAb1及び幅狭部IIAb2が、2-2線方向に交互に並んでいる。
 図4に示す幅狭部IIAb2の1-1線方向の端部の、1-1線方向に直交する断面(例えば2-2線断面)が、共振器Rの第2反射鏡107側の表面に近づくほど幅が狭くなる形状(例えば順テーパ形状)を有する(図2参照)。逆に言うと、各幅狭部IIAb2の2-2線方向の一側及び他側に存在する非イオン注入領域NIIAの、面内で1-1線方向に直交する断面(例えば2-2線断面)が、逆テーパ形状(詳しくは積層方向を高さ方向とする二等辺三角形状)を有する。
≪面発光レーザの動作≫
 以下、面発光レーザ10の動作について説明する。面発光レーザ10では、電流がレーザドライバの陽極側からアノード電極108を介して第2反射鏡107の非イオン注入領域NIIA(低抵抗領域)へ流入される。該非イオン注入領域NIIAに流入された電流は、酸化狭窄層106で狭窄され、第2クラッド層105を経て活性層104に注入される。このとき、活性層104が発光し、その光が第1及び第2反射鏡102、107の間を酸化狭窄層106で狭窄され且つ活性層104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107側(表面側)からレーザ光として出射される。活性層104に注入された電流は、第1クラッド層103、第2反射鏡102、基板101及びカソード電極109をこの順に介して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5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の基材となる1枚のウェハ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を分離して、チップ状の複数の面発光レーザ10(面発光レーザチップ)を得る。
 最初のステップS1では、積層体Lを生成する(図6Aの断面図、図6Bの平面図参照)。具体的には、一例として、MOCVD法(有機金属気層成長法)により、基板101(例えばn-GaAs基板)上に第1反射鏡102(例えばAlGaAs/AlGaAs)と、第1クラッド層103と、活性層104と、第2クラッド層105と、被選択酸化層106S(例えばAlGaAs層)を含む第2反射鏡107とをこの順に積層して積層体Lを生成する。
 次のステップS2では、マスクパターンMPを形成する(図7A~図7Cの断面図及び図8の平面図参照)。図7A~図7Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、フォトリソグラフィーにより、積層体の第2反射鏡107側の表面(積層体の上面)の中央部(端部でない部分、以下同様)と周辺部(該中央部の周辺の部分、以下同様)の一部とを覆う、イオン注入領域IIAを形成するためのマスクパターンMPを形成する(図8参照)。詳述すると、第2反射鏡107上に例えばレジスト膜、酸化膜等をCVD法、スパッタ法、蒸着法等により成膜し、その膜をレジストパターンをマスクとしたウェットエッチングにより、図7A及び図8に示す、中央部の両側に櫛歯部を持つ形状にパターニングする。補足すると、マスクパターンMPの、積層体の上面の周辺部の当該一部を覆う部分が、該上面の中央部を覆う部分から面内で1-1線方向(図4参照)に延在する複数の延在部MPaを含む櫛歯部を3-3線方向(図4参照)の両側に有する(図8参照)。
 次のステップS3では、イオン注入を行う(図9A~図9Cの断面図及び図10の平面図参照)。図9A~図9Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、イオン注入装置を用いて、マスクパターンMPをマスクとして、積層体に第2反射鏡107側の表面(積層体の上面)側からイオン注入を複数回行う。ここでは、積層方向に対して傾斜する方向から積層体に複数回イオン注入を行う。詳述すると、積層方向に対して傾斜する第1傾斜方向TD1から積層体に少なくとも1回イオン注入を行い、積層方向に対して傾斜する、第1傾斜方向とは異なる第2傾斜方向TD2から積層体に少なくとも1回イオン注入を行う。一例として、第1及び第2傾斜方向TD1、TD2は、図9Aの断面(1-1線方向に直交する平面)に略平行な方向であり、且つ、少なくとも積層体の上面側において互いに近づく方向(図9Aの断面に直交する方向から見て互いに交差する方向)である。手順としては、先ず、第1傾斜方向TD1から積層体にイオン注入を行い、ウェハを180°回転させて、第2傾斜方向TD2から積層体にイオン注入を行う。第1及び第2傾斜方向TD1、TD2の各々の積層方向に対する傾斜角は、酸化狭窄層106及び活性層104におけるイオン注入径が所望の大きさとなるように設定されている。第1及び第2傾斜方向TD1、TD2の積層方向に対する傾斜角は、同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。イオン注入の注入深さは、少なくとも活性層104に到達するまでとする。第1及び第2傾斜方向TD1、TD2の双方からイオン注入を行うことにより、電極設置領域において非イオン注入領域NIIAを存在させつつ、酸化狭窄層106及び活性層104において所望の(小さい)イオン注入径を得ることができる。
 次のステップS4では、マスクパターンMPを除去する(図11A~図11Cの断面図及び図12の平面図参照)。図11A~図11Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、例えばウェットエッチングにより、マスクパターンMPを除去する。
 次のステップS5は、メサMを形成する(図13A~図13Cの断面図及び図14の平面図参照)。図13A~図13Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、先ず、フォトリソグラフィーにより、積層体の、メサMが形成されることとなる箇所を覆う酸化膜(例えばSiO膜)からなるハードマスクを形成する。この際、ハードマスクとしての酸化膜の成膜は、CVD法、スパッタ法、蒸着法等により行われ、該酸化膜のパターニングは、レジストパターンをマスクとしたウェットエッチングにより行われる。次いで、ハードマスクをマスクとして、ドライエッチングにより、積層体をエッチングしてメサMを形成する。ここでのエッチングは、少なくとも被選択酸化層106Sの側面が露出するまで、例えばエッチング底面が第1反射鏡102内に到達するまで行われる。その後、該酸化膜を例えばウェットエッチングにより除去する。
 次のステップS6では、酸化狭窄層106を形成する(図15A~図15Cの断面図参照)。図15A~図15Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、メサMを高温の水蒸気雰囲気中に曝し、被選択酸化層106Sを側面側から選択的に酸化する。
 次のステップS7では、アノード電極108を形成する(図16A~図16Cの断面及び図17の平面図参照)。図16A~図16Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、例えばリフトオフ法により、メサMの頂部の周辺部の少なくとも上記一部(非イオン注入領域NIIAが存在する電極設置領域)上にリング状のアノード電極108を形成する。このときのアノード電極108の電極材料の成膜は、スパッタ法や蒸着法により行われる。
 次のステップS8では、絶縁膜111を成膜する(図18A~図18Cの断面図及び図19の平面図参照)。図18A~図18Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、絶縁膜111を積層体の全面に成膜する。
 次のステップS9では、絶縁膜111の一部を除去する(図20A~図20Cの断面図及び図21の平面図参照)。図20A~図20Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、先ず、フォトリソグラフィーにより、絶縁膜111の、アノード電極108を覆う部分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、積層体を例えばドライエッチングによりエッチングすることにより、アノード電極108を露出させる。
 次のステップS10では、アノード配線112を形成する(図22の断面図及び図23の平面図参照)。図22は、図4の3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、例えばリフトオフ法により、アノード配線112をアノード電極108上及び該アノード電極108の外周側の絶縁膜111上に形成する。このときのアノード配線112の電極材料の成膜は、スパッタ法や蒸着法により行われる。
 次のステップS11では、基板101を薄膜化する(図24A~図24Cの断面図参照)。図24A~図24Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、基板101の裏面をグラインダーやCMP装置で研磨して基板101を薄膜化する。
 最後のステップS12では、カソード電極109を形成する(図25A~図25Cの断面図参照)。図25A~図25Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。具体的には、例えばリフトオフ法により、薄膜化された基板101の裏面にカソード電極109をベタ状に形成する。このときのカソード電極109の電極材料の成膜は、スパッタ法や蒸着法により行われる。その後、洗浄し、面発光レーザ10を個片化し、該面発光レーザ10のアノード配線112及びカソード電極109を例えばワイヤーボンディングによりレーザドライバの対応する端子に接続する。
 以上説明した面発光レーザ10の製造方法において、イオン注入を行った後、メサMを形成しているが、メサMを形成した後、イオン注入を行ってもよい。また、酸化狭窄層106の形成は、メサMを形成した後であれば、イオン注入を行う前後のいずれに行ってもよい。
≪面発光レーザ及びその製造方法の効果≫
 本技術の一実施形態の実施例1に係る面発光レーザ10は、互いに積層された第1及び第2反射鏡102、107と、第1及び第2反射鏡102、107の間に配置された活性層104と、を含む共振器Rを備える。共振器Rの少なくとも第2反射鏡107側の表層に平面視において活性層104の発光領域LAを囲む高抵抗領域としてのイオン注入領域IIAが設けられ、該イオン注入領域IIAは、共振器Rの第2反射鏡107側の表面を含む積層方向の一部(上部)に設けられた第1部分IIAbが、共振器Rの積層方向の他部(下部)に設けられた第2部分IIAaよりも面内の一方向の内幅が広い幅広部IIAb1を有する。
 この場合、第1部分IIAbが当該一方向の内幅が広い幅広部IIAb1を有するので、共振器Rの少なくとも第2反射鏡107側の表層のイオン注入領域IIAの内側に、電極が設置される、イオン注入されていない領域(低抵抗領域)を十分に確保できる。さらに、第2部分IIAaの当該一方向の内幅を相対的に狭くすること(第2部分IIAaの体積を増やすこと)ができ、共振器Rの寄生容量を低減することができ、且つ、所望のイオン注入径(電流注入径)を得ることができる。また、イオン注入領域IIAにおける内幅が最も狭くなる積層方向の位置を特定の位置に限定する必要がない。
 結果として、面発光レーザ10によれば、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を両立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。
 第1部分IIAbが、少なくとも第2反射鏡107に設けられ、第2部分IIAaが、少なくとも活性層104及び酸化狭窄層106に設けられている。これにより、共振器Rのレーザ発振に寄与しない部分を十分に高抵抗化でき、共振器Rの寄生容量を十分に低減することができる。
 第1部分IIAbが、幅広部IIAb1よりも当該一方向の内幅が狭い幅狭部IIAb2を有する。これにより、共振器Rの寄生容量をより低減することができる。
 幅広部IIAb1及び幅狭部IIAb2が、面内で当該一方向に略直交する方向に交互に並んでいる。これにより、イオン注入領域と非イオン注入領域とを当該一方向に略直交する方向に交互に並べて設けることができる。
 幅狭部IIAb2の当該一方向の端部の、当該一方向に直交する断面が、共振器Rの第2反射鏡107側の表面に近づくほど幅が狭くなる形状を有する。これにより、非イオン注入領域の面積を該表面に近いほど大きくすることができ、イオン注入領域の面積を該表面から遠いほど大きくすることができる。
 幅広部IIAb1及び第2部分IIAaを当該一方向及び積層方向のいずれにも平行な平面で一緒に切断した切断面が、段差を有する。これにより、幅広部IIAb1及び第2部分IIAaの当該一方向の内幅の差を実効的な大きさとすることができる。
 第1及び第2部分IIAb、IIAaと発光領域LAとを当該一方向に直交する平面で一緒に切断した切断面が、共振器Rの第2反射鏡107側の表面に近づくほど幅が広くなる形状を有する。これにより、共振器Rの第2反射鏡107側の表層の、電極が設置される、イオン注入されていない領域の大きくすることができ、且つ、共振器Rの酸化狭窄層106及び活性層104付近のイオン注入径を小さくすることができる。
 共振器Rの第2反射鏡107側の表面の、少なくとも幅広部IIAb1の内側の領域上に設けられたアノード電極108を含む。これにより、アノード電極108と共振器Rの第2反射鏡107側の表面との接触抵抗を低減することができる。
 アノード電極108は、平面視において発光領域LAを取り囲んでいる。これにより、低抵抗化及び高発光効率を両立することができる、表面出射型の面発光レーザ10を提供できる。
 共振器Rは、少なくとも第2反射鏡107及び活性層104を含むメサMを有する。これにより、共振器Rの寄生容量をさらに低減することができる。
 共振器Rは、メサMに含まれる酸化狭窄層106を有する。これにより、電流狭窄効果及び光狭窄効果を得ることができる。
 第2部分IIAaが、酸化狭窄層106にも設けられている。これにより、共振器Rの寄生容量をより低減することができる。
 第2部分IIAaが、第1反射鏡102にも設けられている。これにより、共振器Rの寄生容量をより一層低減することができる。
 面発光レーザ10の製造方法は、基板101上に少なくとも第1反射鏡102、活性層104及び第2反射鏡107をこの順に積層して積層体Lを生成する工程と、積層体Lの第2反射鏡107側の表面の中央部と周辺部の一部とを覆うマスクパターンMPを形成する工程と、マスクパターンMPをマスクとして、積層体Lに該表面側からイオン注入を複数回行うイオン注入工程と、を含む。該イオン注入工程では、積層方向に対して傾斜する方向から少なくとも1回(例えば複数回)イオン注入を行う。これにより、低抵抗化及び高発光効率を両立することができる面発光レーザを容易に製造することができる。
 上記イオン注入工程では、積層方向に対して傾斜する第1傾斜方向TD1から積層体Lにイオン注入を行い、積層方向に対して傾斜する、第1傾斜方向TD1とは異なる第2傾斜方向TD2から積層体にイオン注入を行う。これにより、例えば図2の非イオン注入領域NIIAのテーパ角を大きくすることができ、共振器R下部におけるイオン注入領域をより大きくでき(イオン注入径をより小さくでき)、且つ、共振器R上部における非イオン注入領域をより大きくすることができる。
 マスクパターンMPの、該表面の周辺部の該一部を覆う部分が、該表面の中央部を覆う部分から面内で一方向に延在する延在部MPaを含み、第1及び第2傾斜方向TD1、TD2は、当該一方向に直交する平面に略平行であり、且つ、少なくとも該表面側において互いに近づく方向である。これにより、共振器R下部におけるイオン注入径を確実に小さくすることでき、且つ、共振器R上部における非イオン注入領域を確実に大きくすることができる。
 マスクパターンMPが、面内で当該一方向に略直交する方向に並ぶ複数の延在部MPaを含む。これにより、当該一方向に略直交する方向に並ぶ複数の幅広部IIAb1を形成することができる。
 共振器Rの第2反射鏡107側の表面の周辺部の少なくとも一部上にアノード電極108を形成する工程を更に含む。これにより、アノード電極108と共振器Rとの接触抵抗が低減される面発光レーザ10を製造することができる。
 積層体Lを生成する工程の後、積層体Lをエッチングして少なくとも活性層104及び第2反射鏡107を含むメサMを形成する工程を更に含む。これにより、共振器Rの寄生容量をより低減可能な面発光レーザ10を製造することができる。
 積層体Lを生成する工程では、基板101上に被選択酸化層106Sも積層し、メサMは、被選択酸化層106Sを含み、メサMを形成する工程の後、被選択酸化層106Sを側面側から選択的に酸化する工程を更に含む。これにより、電流狭窄機能及び光狭窄機能を兼備する面発光レーザ10を製造することができる。
<2.本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ>
 図26Aは、本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ20の断面図(その1)である。図26Bは、本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ20の断面図(その2)である。図26Cは、本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ20の断面図(その3)である。図27は、本技術の一実施形態の実施例2に係る面発光レーザ20の平面図である。図26Aは、図27の26A-26A線断面図である。図26Bは、図27の26B-26B線断面図である。図26Cは、図27の26C-26C線断面図である。
 面発光レーザ20は、イオン注入領域IIAが、複数の幅広部IIAb1を含む幅広部群と複数の幅狭部IIAb2を含む幅狭部群の組を中央部の四方に有する点を除いて、実施例1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は、複数の延在部から成る櫛歯部を四方に有するマスクパターンを形成する点及びイオン注入を少なくとも4回行う点(26A-26A線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ、26B-26B線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ)を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ20によれば、面発光レーザ10に比べて製造時のイオン注入回数が増えるものの、共振器上部に非イオン注入領域NIIAがより大きく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径をより均一に小さくすることができ、ひいては製造が容易であり、且つ、更なる一層の低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<3.本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ>
 図28Aは、本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ30の断面図(その1)である。図28Bは、本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ30の断面図(その2)である。図28Cは、本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ30の断面図である。図29は、本技術の一実施形態の実施例3に係る面発光レーザ30の平面図である。図28Aは、図29の28A-28A線断面図である。図28Bは、図29の28B-28B線断面図である。図28Cは、図29の28C-28C線断面図である。
 面発光レーザ30は、イオン注入領域IIAが、単一の幅広部IIAb1を中央部の四方に有する点を除いて、実施例1に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。イオン注入領域IIAにおける周方向に隣り合う2つの幅広部IIAb1の間が幅狭部IIAb2となっている。
 面発光レーザ30は、単一の延在部を中央部の四方に有するマスクパターンを形成する点及びイオン注入を少なくとも4回行う点(28A-28A線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ、28B-28B線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ)を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ30によれば、面発光レーザ10に比べて製造時のイオン注入の回数が多くなるものの、マスクパターンの形状が簡素であるため、同等に製造容易であり、同等の低抵抗化を実現でき、且つ、更なる高発光効率を実現できる。
<4.本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ>
 図30Aは、本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ40の断面図(その1)である。図30Bは、本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ40の断面図(その2)である。図30Cは、本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ40の断面図(その3)である。図31は、本技術の一実施形態の実施例4に係る面発光レーザ40の平面図である。図30Aは、図31の30A-30A線断面図である。図31Bは、図31の30B-30B線断面図である。図31Cは、図31の30C-30C線断面図である。
 面発光レーザ40は、イオン注入領域IIAの第1部分IIAbが、中央部の四方に設けられた小径部群を含む。各小径部群は、平面視において、リング状の電極設置領域に沿って並ぶ複数の小径部を有する。ここでは、各小径部の平面視形状は、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。なお、図31では、便宜上、符号IIAbの引き出し線を、小径部を表す円形破線から引き出している。
 面発光レーザ40は、複数の小径部をそれぞれ形成するための複数の小孔を持つマスクパターンを形成する点及びイオン注入を少なくとも4回行う点(30A-30A線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ、30B-30B線断面に平行な第1及び第2傾斜方向から少なくとも1回ずつ)を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ30によれば、面発光レーザ10に比べて製造時のイオン注入回数が増えるものの、共振器上部に非イオン注入領域NIIAがより大きく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径をより均一に小さくすることができ、ひいては製造が容易であり、且つ、更なる一層の低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<5.本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザ>
 図32Aは、本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザ50の断面図(その1)である。図32Bは、本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザ50の断面図(その2)である。図32Cは、本技術の一実施形態の実施例5に係る面発光レーザ50の断面図(その3)である。図32A~図32Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ50は、図32Aの断面において非イオン注入領域NIIAが直角三角形状の領域(図2の二等辺三角形状の非イオン注入領域NIIAを横方向に2等分して得られる2つの直角三角形状の領域の一方)である点及び図32Cの断面においてイオン注入領域IIAが片側のみ傾斜部を有する点を除いて、実施例1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50は、積層方向に対して傾斜する所定の傾斜方向(例えば第1傾斜方向又は第2傾斜方向)から積層体にイオン注入を少なくとも1回行い、積層方向に平行な方向から積層体にイオン注入を少なくとも1回行う点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製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、面発光レーザ10に比べて、共振器上部にアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAがより小さく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径の均一性が小さくなるが、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<6.本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザ>
 図33Aは、本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザ60の断面図(その1)である。図33Bは、本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザ60の断面図(その2)である。図33Cは、本技術の一実施形態の実施例6に係る面発光レーザ60の断面図(その3)である。図33A~図33Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ60は、図33Aの断面において非イオン注入領域NIIAが直角三角形状の領域(図26Aの二等辺三角形状の非イオン注入領域NIIAを横方向に2等分して得られる2つの直角三角形状の領域の一方)である点及び図33Cの断面においてイオン注入領域IIAが片側のみ段差を有する点を除いて、実施例2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60は、積層方向に対して傾斜する所定の傾斜方向(例えば第1傾斜方向又は第2傾斜方向)から積層体にイオン注入を少なくとも1回行い、積層方向に平行な方向から積層体にイオン注入を少なくとも1回行う点を除いて、面発光レーザ20の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ60によれば、面発光レーザ20に比べて、共振器上部にアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAがより小さく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径の均一性が小さくなるが、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<7.本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザ>
 図34Aは、本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザ70の断面図(その1)である。図34Bは、本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザ70の断面図(その2)である。図34Cは、本技術の一実施形態の実施例7に係る面発光レーザ70の断面図(その3)である。図34A~図34Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ70は、図34Aの断面において非イオン注入領域NIIAが直角三角形状の領域(図28Aの二等辺三角形状の非イオン注入領域NIIAを横方向に2等分して得られる2つの直角三角形状の領域の一方)である点及び図34Cの断面においてイオン注入領域IIAが片側のみ段差を有する点を除いて、実施例3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70は、積層方向に対して傾斜する所定の傾斜方向(例えば第1傾斜方向又は第2傾斜方向)から積層体にイオン注入を少なくとも1回行い、積層方向に平行な方向から積層体にイオン注入を少なくとも1回行う点を除いて、面発光レーザ30の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ70によれば、面発光レーザ30に比べて、共振器上部にアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAがより小さく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径の均一性が小さくなるが、製造容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<8.本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザ>
 図35Aは、本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザ80の断面図(その1)である。図35Bは、本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザ80の断面図(その2)である。図35Cは、本技術の一実施形態の実施例8に係る面発光レーザ80の断面図である。図35A~図35Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ80は、図35Aの断面において非イオン注入領域NIIAが直角三角形状の領域(図30Aの二等辺三角形状の非イオン注入領域NIIAを横方向に2等分して得られる2つの直角三角形状の領域の一方)である点及び図35Cの断面においてイオン注入領域IIAが片側のみ段差を有する点を除いて、実施例4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80は、積層方向に対して傾斜する所定の傾斜方向(例えば第1傾斜方向又は第2傾斜方向)から積層体にイオン注入を少なくとも1回行い、積層方向に平行な方向から積層体にイオン注入を少なくとも1回行う点を除いて、面発光レーザ40の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ80によれば、面発光レーザ40に比べて、共振器上部にアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAがより小さく設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径の均一性が小さくなるが、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<9.本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ>
 図36Aは、本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ90の断面図(その1)である。図36Bは、本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ90の断面図(その2)である。図36Cは、本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ90の断面図(その3)である。図37は、本技術の一実施形態の実施例9に係る面発光レーザ90の平面図である。図36Aは、図37の36A-36A線断面図である。図36Bは、図37の36B-36B線断面図である。図36Cは、図37の36C-36C線断面図である。
 面発光レーザ90は、イオン注入領域IIAの幅広部IIAb1がアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAを36C-36C線の片側にのみ有している点を除いて、実施例1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90は、複数の延在部を含む櫛歯部を片側にのみ有するマスクパターンを形成する点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ90によれば、面発光レーザ10に比べて、共振器上部にアノード電極108と接する非イオン注入領域NIIAが片側にのみ設けられ、且つ、共振器下部のイオン注入領域IIAのイオン注入径の均一性が小さくなるが、製造が容易であり、且つ、低抵抗化及び高発光効率を実現可能な面発光レーザを提供できる。
<10.本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザ>
 図38Aは、本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザ100の断面図(その1)である。図38Bは、本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザ90の断面図(その2)である。図38Cは、本技術の一実施形態の実施例10に係る面発光レーザ100の断面図(その3)である。図38A~図38Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ100は、イオン注入領域IIAの段差が酸化狭窄層106と活性層104との間(例えば第2クラッド層105内)に位置する点(図38B参照)を除いて、実施例1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100は、面発光レーザ10の製造方法に比べて、イオン注入を行う際の第1及び第2傾斜方向の各々と積層方向との成す角度(鋭角)が小さい点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ100によれば、共振器の寄生容量が若干高くなるものの、面発光レーザ10と概ね同様の効果を得ることができる。
<11.本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザ>
 図39Aは、本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザ110の断面図(その1)である。図39Bは、本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザ110の断面図(その2)である。図39Cは、本技術の一実施形態の実施例11に係る面発光レーザ110の断面図(その3)である。図39A~図39Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ110は、酸化狭窄層106を有していない点を除いて、実施例1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110は、酸化狭窄層106を形成しない点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ110によれば、酸化狭窄層106による電流狭窄効果及び光狭窄効果を得ることができない点を除いて面発光レーザ10と同様の効果を得ることができ、且つ、酸化狭窄層106を形成しない分、製造プロセスを簡略化できる面発光レーザを提供できる。
<12.本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザ>
 図40Aは、本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザ120の断面図(その1)である。図40Bは、本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザ120の断面図(その2)である。図40Cは、本技術の一実施形態の実施例12に係る面発光レーザ120の断面図(その3)である。図40A~図40Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ120は、裏面出射型である点を除いて、実施例1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120では、アノード電極108がメサMの頂部にベタ状に設けられ、カソード電極109が基板101の裏面にリング状に設けられている。カソード電極109の内径側が出射口となっている。面発光レーザ120では、第2反射鏡107の反射率が第1反射鏡102の反射率よりも僅かに高く設定されている。
 面発光レーザ120は、アノード電極108をベタ状に設け、且つ、カソード電極109をリング状に設ける点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ120によれば、面発光レーザ10と同様の効果を得ることができる、裏面出射型の面発光レーザを提供できる。
<13.本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザ>
 図41Aは、本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザ130の断面図(その1)である。図41Bは、本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザ130の断面図(その2)である。図41Cは、本技術の一実施形態の実施例13に係る面発光レーザ130の断面図(その3)である。図41A~図41Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ130は、イントラキャビティ構造を有する点を除いて、実施例1に係る面発光レーザ10と概ね同様の構成を有する。ここでは、基板101は、ノンドープのGaAs基板(i-GaAs基板)であってもよい。
 面発光レーザ130では、第1反射鏡102の、メサMの周辺の領域上にカソード電極109がリング状に設けられている。
 面発光レーザ130では、イオン注入領域IIAが例えばメサM内にのみ設けられている。
 面発光レーザ130は、カソード電極109を第1反射鏡102の、メサMの周辺の領域上にリング状に設ける点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ130によれば、面発光レーザ10と同様の効果を得ることができ、且つ、より低抵抗な面発光レーザを提供できる。
 なお、例えばメサMの底面を第1クラッド層103内に位置させ、且つ、第1クラッド層103の、メサMの周辺の領域上にカソード電極109を設けてもよい。この場合、第1反射鏡102は、ノンドープの半導体多層膜反射鏡(例えばi-AlGaAs/i-AlGaAs)であってもよい。
<14.本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザ>
 図42Aは、本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザ140の断面図(その1)である。図42Bは、本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザ140の断面図(その2)である。図42Cは、本技術の一実施形態の実施例14に係る面発光レーザ140の断面図(その3)である。図42A~図42Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ140は、イントラキャビティ構造を有する、裏面出射型の面発光レーザである点を除いて、実施例1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140では、メサMの頂部にアノード電極108がベタ状に設けられ、且つ、第1反射鏡102の、メサMの周辺の領域上にカソード電極109がリング状に設けられている。面発光レーザ140では、第2反射鏡107の反射率が第1反射鏡102の反射率よりも僅かに高く設定されている。面発光レーザ140は、基板101の裏面側に光を出射する。ここでは、基板101は、ノンドープのGaAs基板(i-GaAs基板)であってもよい。
 面発光レーザ140は、アノード電極108をメサMの頂部にベタ状に設け、且つ、カソード電極109を第1反射鏡102の、メサMの周辺の領域上にリング状に設ける点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ140によれば、面発光レーザ10と同様の効果を得ることができ、且つ、より低抵抗な面発光レーザを提供できる。
 なお、例えばメサMの底面を第1クラッド層103内に位置させ、且つ、第1クラッド層103の、メサMの周辺の領域上にカソード電極109を設けてもよい。この場合、第1反射鏡102は、ノンドープの半導体多層膜反射鏡(例えばi-AlGaAs/i-AlGaAs)であってもよい。
<15.本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザ>
 図43Aは、本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザ150の断面図(その1)である。図43Bは、本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザ150の断面図(その2)である。図43Cは、本技術の一実施形態の実施例15に係る面発光レーザ150の断面図(その3)である。図43A~図43Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ150は、酸化狭窄層106が第2反射鏡107と活性層104との間に設けられている点を除いて、実施例1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150では、酸化狭窄層106が第2クラッド層105内に設けられている。
 面発光レーザ150は、酸化狭窄層106を第2クラッド層105内に設ける点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ150によれば、面発光レーザ10と同様の効果を得ることができる。
 なお、酸化狭窄層106を第2反射鏡107と第2クラッド層105との間に設けてもよい。
<16.本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザ>
 図44Aは、本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザ160の断面図(その1)である。図44Bは、本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザ160の断面図(その2)である。図44Cは、本技術の一実施形態の実施例16に係る面発光レーザ160の断面図(その3)である。図44A~図44Cは、それぞれ図4の2-2線断面、1-1線断面及び3-3線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザ160は、酸化狭窄層106が第1反射鏡102と活性層104との間に設けられている点を除いて、実施例1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160では、酸化狭窄層106が第1クラッド層103内に設けられている。
 面発光レーザ160は、酸化狭窄層106を第1クラッド層103内に設ける点を除いて、面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザ160によれば、面発光レーザ10と同様の効果を得ることができる。
 なお、酸化狭窄層106を第1反射鏡102と第1クラッド層103との間に設けてもよい。
<17.本技術の一実施形態の実施例17に係る面発光レーザアレイ>
 図45は、本技術の一実施形態の実施例17に係る面発光レーザアレイ170の断面図である。図45は、図4の1-1線断面に対応する断面図である。
 面発光レーザアレイ170は、基板101上にアレイ状に設けられた複数の面発光レーザ10を有する。
 面発光レーザアレイ170では、一例として、複数の面発光レーザ10が、基板101、第1反射鏡102の一部(下部)及びカソード電極109を共有している。
 図45の例では、面発光レーザ10が2つのみ図示されているが、3つ以上設けられてもよい。また、面発光レーザ10が3つ以上設けられる場合に、3つ以上の面発光レーザ10の配置は、1次元配置でも2次元配置でもよい。
 面発光レーザアレイ170は、最終的にウェハ上に形成される素子(面発光レーザ10)が複数となることを除いて、実施例1に係る面発光レーザ10の製造方法と同様の製法により製造することができる。
 面発光レーザアレイ170によれば、各素子が実施例1に係る面発光レーザ10と同様の効果を奏し、且つ、各素子を独立駆動可能な面発光レーザアレイを実現できる。
 なお、実施例2~16のいずれかに係る面発光レーザがアレイ状に複数配置された面発光レーザアレイを構成することもできる。
<18.本技術を適用し得る面発光レーザの構成例>
 図48は、本技術を適用し得る面発光レーザの構成例である面発光レーザ2000を示す平面図である。図49Aは、図48のX-X線断面図である。図49Bは、図48のY-Y線断面図である。
 面発光レーザ2000の各構成要素は、基板2001に積層されている。基板2001は例えばGaAs、InGaAs、InP、InAsP等の半導体を含んで構成することができる。
 面発光レーザ2000は、保護領域2002(図49A及び図49Bの透過性灰色領域)を含む。図48に示すように、保護領域2002は、平面視において円形状であるが、例えば楕円形状、多角形状等の別の形状であってもよく、特定の形状に限定されない。保護領域2002は電気的な分離をもたらす材料を含み、例えばイオン注入された領域である。
 更に、面発光レーザ2000は、図49A及び図49Bに示すように、第1電極2003と第2電極2004とを含む。図48に示すように、第1電極2003は、平面視において、不連続箇所(断続箇所)を有するリング形状、すなわちスプリットリング形状であるが、特定の形状に限定されない。図49A又は図49Bに示すように、第2電極2004は、基板2001に接触している。第1電極2003及び第2電極2004は、例えばTi、Pt、Au、AuGeNi、PdGeAu等の導電材料を含んで構成される。第1電極2003及び第2電極2004は、単層構造を有していてもよいし、積層構造を有していてもよい。
 更に、面発光レーザ2000は、保護領域2002の周囲に設けられたトレンチ2005を含む。図48は、一例として平面視矩形のトレンチ2005が6箇所に設けられた構造を示すが、その数や、平面視における形状は特定のものに限定されない。トレンチ2005は酸化狭窄層2006(酸化領域2006a及び非酸化領域2006bを含む)を形成するための開口である。面発光レーザ2000の製造工程において、トレンチ2005を介して高温水蒸気が供給されることで酸化狭窄層2006の酸化領域2006aが形成される。例えば、酸化領域2006aはAlAs又はAlGaAs層の酸化の結果として形成されるAlである。トレンチ2005には酸化狭窄層2006を形成する工程の後において、任意の誘電体が埋め込まれる場合もある。また、誘電体膜による表面被膜を行う場合もある。
 更に、面発光レーザ2000は、第1電極2003上の誘電体層2007に設けられた誘電体開口2008(コンタクトホール)を含む。誘電体層2007は、図49A及び図49Bに示すような積層構造を有していてもよいし、単層構造を有していてもよい。誘電体層2007は、一例として酸化シリコンや窒化シリコンなどを含む。図48に示すように、誘電体開口2008は、第1電極2003と同じ形状に形成されている。ただし、誘電体開口2008の形状は第1電極2003の形状には限定されず、第1電極2003上に部分的に形成されていてもよい。誘電体開口2008には不図示の導電材料が充填され、該導電材料が第1電極2003と接触する。
 更に、図49A及び図49Bに示すように、面発光レーザ2000は第1電極2003の内側に光学開口2009を含む。面発光レーザ2000は、光学開口2009を介して光線を出射する。更に、面発光レーザ2000は、酸化狭窄層2006の酸化領域2006aが、電流及び光を閉じ込める電流・光閉じ込め領域として機能する。酸化狭窄層2006の非酸化領域2006bは、光学開口2009の下方に位置し、電流及び光を通過させる電流・光通過領域として機能する。
 更に、面発光レーザ2000は、第1多層反射鏡2011及び第2多層反射鏡2012を含む。多層反射鏡は一例として半導体多層膜反射鏡であり、分布型ブラッグ反射鏡(Distributed Bragg Reflector)とも呼ばれる。
 更に、面発光レーザ2000は、活性層2013を含む。活性層2013は、第1多層反射鏡2011と第2多層反射鏡2012との間に配置され、注入キャリアを閉じ込め、面発光レーザ2000の発光波長を規定する。
 本構成例では、一例として、面発光レーザ2000が表面出射型面発光レーザである場合を例にとって説明したが、面発光レーザ2000は裏面出射型面発光レーザを構成することもできる。
 図48及び図49Aに示すように、本構成例の面発光レーザ2000の実質的な径はトレンチ2005によって規定される仮想的な円の直径dである。
 本構成例の面発光レーザ2000は、一例として、以下の工程1~8の手順で製造される。
(工程1)基板2001の表面に第1多層反射鏡2011、活性層2013、酸化狭窄層2006となる被選択酸化層、及び第2多層反射鏡2012をエピタキシャル成長させる。
(工程2)例えばリフトオフ法を用いて、第1電極2003を第2多層反射鏡2012上に形成する。
(工程3)例えばフォトリソグラフィーによりトレンチ2005を形成する。
(工程4)被選択酸化層の側面を露出させ、該被選択酸化層を側面から選択酸化することにより酸化狭窄層2006を形成する。
(工程5)保護領域2002をイオン注入などによって形成する。
(工程6)誘電体層2007を例えば蒸着、スパッタ等により成膜する。
(工程7)例えばフォトリソグラフィーにより誘電体層2007に誘電体開口2008を形成して第1電極2003の接点を露出させる。
(工程8)基板2001の裏面を研磨して薄膜化した後、第2電極2004を基板2001の裏面に形成する。
 以上説明した面発光レーザ2000を構成する層の層数、配置、厚さ、配置順、対称性等は一例であって適宜変更可能である。すなわち、面発光レーザ2000は、図48、図49A及び図49Bに示すものより多数の層、少数の層、異なる層、異なる構造の層、又は異なる配置の層を含んでもよい。
 本技術は、以上説明した面発光レーザ2000及びその変形例に適用することができる。
<19.本技術の変形例>
 本技術は、上記実施形態(実施例1~17)に限定されることなく、種々の変形が可能である。
 上記実施形態ではGaAs系のVCSELを例にとって説明したが、本技術は、例えばInP系、GaN系等のVCSELにも適用可能である。
 本技術に係る面発光レーザは、通信用途のみならず、例えばセンシング用途にも適用可能である。
 共振器Rに設けられる高抵抗領域は、イオン注入領域IIAに限らず、例えば絶縁体(例えば酸化物、窒化物等)により構成されてもよい。
 例えばアノード電極108及びカソード電極109の形状や材料は、適宜変更可能である。
 例えば第1及び第2反射鏡102、107の少なくとも一方は、誘電体多層膜反射鏡であってもよいし、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。
 上記各実施例に係る面発光レーザにおいて、導電型(p型及びn型)を入れ替えてもよい。
 上記各実施例に係る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。
 上記各実施例において、面発光レーザや面発光レーザアレイを構成する各構成要素の材質、導電型、厚み、幅、長さ、形状、大きさ、配置等は、面発光レーザや面発光レーザアレイとして機能する範囲内で適宜変更可能である。
<20.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、タブレット、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。
<21.面発光レーザを距離測定装置に適用した例>
 以下に、上記各実施例に係る面発光レーザのセンシング用途への適用例について説明する。
 図50は、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、135、信号処理部145、制御部155、表示部165および記憶部175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135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145は、受光装置125から入力された信号と、制御部155から入力された参照信号との差分に対応する信号を生成するための回路である。制御部155は、例えば、Time to Digital Converter (TDC)を含んで構成されている。参照信号は、制御部155から入力される信号であってもよいし、面発光レーザ10の出力を直接検出する検出部の出力信号であってもよい。制御部155は、例えば、面発光レーザ10、受光装置125、信号処理部145、表示部165および記憶部175を制御するプロセッサである。制御部155は、信号処理部145で生成された信号に基づいて、被検体Sまでの距離を計測する回路である。制御部155は、被検体Sまでの距離についての情報を表示するための映像信号を生成し、表示部165に出力する。表示部165は、制御部155から入力された映像信号に基づいて、被検体Sまでの距離についての情報を表示する。制御部155は、被検体Sまでの距離についての情報を記憶部175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、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、面発光レーザアレイ170のいずれかを距離測定装置1000に適用することもできる。
<22.距離測定装置を移動体に搭載した例>
 図51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51に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
 駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
 ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
 車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、距離測定装置12031が接続される。距離測定装置12031には、上述の距離測定装置1000が含まれる。車外情報検出ユニット12030は、距離測定装置12031に車外の物体(被検体S)との距離を計測させ、それにより得られた距離データを取得する。車外情報検出ユニット12030は、取得した距離データに基づいて、人、車、障害物、標識等の物体検出処理を行ってもよい。
 車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
 マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(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51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52は、距離測定装置12031の設置位置の例を示す図である。
 図52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52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)互いに積層された第1及び第2反射鏡と、
 前記第1及び第2反射鏡の間に配置された活性層と、
 を含む共振器を備え、
 前記共振器の少なくとも前記第2反射鏡側の表層に平面視において前記活性層の発光領域を囲む高抵抗領域が設けられ、
 前記高抵抗領域は、前記共振器の前記第2反射鏡側の表面を含む積層方向の一部に設けられた第1部分が、前記共振器の前記積層方向の他部に設けられた第2部分よりも面内の一方向の内幅が広い幅広部を有する、面発光レーザ。
(2)前記第1部分が、少なくとも前記第2反射鏡に設けられ、前記第2部分が、少なくとも前記活性層に設けられている、(1)に記載の面発光レーザ。
(3)前記第1部分が、前記幅広部よりも前記一方向の内幅が狭い幅狭部を有する、(1)又は(2)に記載の面発光レーザ。
(4)前記幅広部及び前記幅狭部が、面内で前記一方向に略直交する方向に交互に並んでいる、(3)に記載の面発光レーザ。
(5)前記幅狭部の前記一方向の端部の、前記一方向に直交する断面が、前記表面に近づくほど幅が狭くなる形状を有する、(3)又は(4)に記載の面発光レーザ。
(6)前記幅広部及び前記第2部分を前記一方向及び前記積層方向のいずれにも平行な平面で一緒に切断した切断面が、段差を有する、(1)~(5)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(7)前記第1及び第2部分と前記発光領域とを前記一方向に直交する平面で一緒に切断した切断面が、前記表面に近づくほど幅が広くなる形状を有する、(1)~(6)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(8)前記表面の、少なくとも前記幅広部の内側の領域上に設けられた電極を更に備える、(1)~(7)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(9)前記電極は、平面視において前記発光領域を取り囲んでいる、(8)に記載の面発光レーザ。
(10)前記共振器は、少なくとも前記第2反射鏡及び前記活性層を含むメサを有する、(1)~(9)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(11)前記共振器は、前記メサに含まれる酸化狭窄層を有する、(10)に記載の面発光レーザ。
(12)前記第2部分が、前記酸化狭窄層にも設けられている、(11)に記載の面発光レーザ。
(13)前記第2部分が、前記第1反射鏡にも設けられている、(1)~(12)のいずれか1つに記載の面発光レーザ。
(14)基板上に少なくとも第1反射鏡、活性層及び第2反射鏡をこの順に積層して積層体を生成する工程と、
 前記積層体の前記第2反射鏡側の表面の中央部と周辺部の一部とを覆うマスクパターンを形成する工程と、
 前記マスクパターンをマスクとして、前記積層体に前記表面側からイオン注入を複数回行うイオン注入工程と、
 を含み、
 前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する方向から少なくとも1回イオン注入を行う、面発光レーザの製造方法。
(15)前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する第1傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行い、前記積層方向に対して傾斜する、前記第1傾斜方向とは異なる第2傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行う、(14)に記載の面発光レーザの製造方法。
(16)前記マスクパターンの、前記表面の周辺部の前記一部を覆う部分が、前記表面の中央部を覆う部分から面内で一方向に延在する延在部を含み、前記第1及び第2傾斜方向は、前記一方向に直交する平面に略平行であり、且つ、少なくとも前記表面側において互いに近づく方向である、(15)に記載の面発光レーザの製造方法。
(17)前記マスクパターンが、面内で前記一方向に略直交する方向に並ぶ複数の前記延在部を含む、(16)に記載の面発光レーザの製造方法。
(18)前記表面の周辺部の少なくとも前記一部上に電極を形成する工程を更に含む、(14)に記載の面発光レーザ。
(19)前記生成する工程の後、前記積層体をエッチングして少なくとも前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサを形成する工程を更に含む、(14)に記載の面発光レーザの製造方法。
(20)前記生成する工程では、前記基板上に被選択酸化層も積層し、前記メサは、前記被選択酸化層を含み、前記メサを形成する工程の後、前記被選択酸化層を側面側から選択的に酸化する工程を更に含む、(19)に記載の面発光レーザの製造方法。
(21)(1)~(13)のいずれか1つに記載の面発光レーザを複数備える、面発光レーザアレイ。
(22)(1)~(13)のいずれか1つに記載の面発光レーザを備える、電子機器。
(23)(21)に記載の面発光レーザアレイを備える、電子機器。
 10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160:面発光レーザ
 101:基板
 102:第1反射鏡
 104:活性層
 106:酸化狭窄層
 107:第2反射鏡
 108:アノード電極(電極)
 IIA:イオン注入領域(高抵抗領域)
 IIAb:第1部分
 IIAb1:幅広部
 IIAb2:幅狭部
 IIAa:第2部分
 R:共振器
 M:メサ
 MP:マスクパターン
 延在部:MPa 

Claims (20)

  1.  互いに積層された第1及び第2反射鏡と、
     前記第1及び第2反射鏡の間に配置された活性層と、
     を含む共振器を備え、
     前記共振器の少なくとも前記第2反射鏡側の表層に平面視において前記活性層の発光領域を囲む高抵抗領域が設けられ、
     前記高抵抗領域は、前記共振器の前記第2反射鏡側の表面を含む積層方向の一部に設けられた第1部分が、前記共振器の前記積層方向の他部に設けられた第2部分よりも面内の一方向の内幅が広い幅広部を有する、面発光レーザ。
  2.  前記第1部分が、少なくとも前記第2反射鏡に設けられ、
     前記第2部分が、少なくとも前記活性層に設けられている、請求項1に記載の面発光レーザ。
  3.  前記第1部分が、前記幅広部よりも前記一方向の内幅が狭い幅狭部を有する、請求項1に記載の面発光レーザ。
  4.  前記幅広部及び前記幅狭部が、面内で前記一方向に略直交する方向に交互に並んでいる、請求項3に記載の面発光レーザ。
  5.  前記幅狭部の前記一方向の端部の、前記一方向に直交する断面が、前記表面に近づくほど幅が狭くなる形状を有する、請求項3に記載の面発光レーザ。
  6.  前記幅広部及び前記第2部分を前記一方向及び前記積層方向のいずれにも平行な平面で一緒に切断した切断面が、段差を有する、請求項1に記載の面発光レーザ。
  7.  前記第1及び第2部分と前記発光領域とを前記一方向に直交する平面で一緒に切断した切断面が、前記表面に近づくほど幅が広くなる形状を有する、請求項1に記載の面発光レーザ。
  8.  前記表面の、少なくとも前記幅広部の内側の領域上に設けられた電極を更に備える、請求項1に記載の面発光レーザ。
  9.  前記電極は、平面視において前記発光領域を取り囲んでいる、請求項8に記載の面発光レーザ。
  10.  前記共振器は、少なくとも前記第2反射鏡及び前記活性層を含むメサを有する、請求項2に記載の面発光レーザ。
  11.  前記共振器は、前記メサに含まれる酸化狭窄層を有する、請求項10に記載の面発光レーザ。
  12.  前記第2部分が、前記酸化狭窄層にも設けられている、請求項11に記載の面発光レーザ。
  13.  前記第2部分が、前記第1反射鏡にも設けられている、請求項2に記載の面発光レーザ。
  14.  基板上に少なくとも第1反射鏡、活性層及び第2反射鏡をこの順に積層して積層体を生成する工程と、
     前記積層体の前記第2反射鏡側の表面の中央部と周辺部の一部とを覆うマスクパターンを形成する工程と、
     前記マスクパターンをマスクとして、前記積層体に前記表面側からイオン注入を複数回行うイオン注入工程と、
     を含み、
     前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する方向から少なくとも1回イオン注入を行う、面発光レーザの製造方法。
  15.  前記イオン注入工程では、前記積層方向に対して傾斜する第1傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行い、前記積層方向に対して傾斜する、前記第1傾斜方向とは異なる第2傾斜方向から前記積層体にイオン注入を行う、請求項14に記載の面発光レーザの製造方法。
  16.  前記マスクパターンの、前記表面の周辺部の前記一部を覆う部分が、前記表面の中央部を覆う部分から面内で一方向に延在する延在部を含み、
     前記第1及び第2傾斜方向は、前記一方向に直交する平面に略平行であり、且つ、少なくとも前記表面側において互いに近づく方向である、請求項15に記載の面発光レーザの製造方法。
  17.  前記マスクパターンが、面内で前記一方向に略直交する方向に並ぶ複数の前記延在部を含む、請求項16に記載の面発光レーザの製造方法。
  18.  前記表面の周辺部の少なくとも前記一部上に電極を形成する工程を更に含む、請求項14に記載の面発光レーザ。
  19.  前記生成する工程の後、前記積層体をエッチングして少なくとも前記活性層及び前記第2反射鏡を含むメサを形成する工程を更に含む、請求項14に記載の面発光レーザの製造方法。
  20.  前記生成する工程では、前記基板上に被選択酸化層も積層し、
     前記メサは、前記被選択酸化層を含み、
     前記メサを形成する工程の後、前記被選択酸化層を側面側から選択的に酸化する工程を更に含む、請求項19に記載の面発光レーザの製造方法。 
PCT/JP2023/019495 2022-07-14 2023-05-25 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法 WO2024014140A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022113118 2022-07-14
JP2022-113118 2022-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024014140A1 true WO2024014140A1 (ja) 2024-01-18

Family

ID=89536529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/019495 WO2024014140A1 (ja) 2022-07-14 2023-05-25 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024014140A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06232494A (ja) * 1993-02-01 1994-08-19 Nec Corp 面発光素子およびその製造方法
JPH06291365A (ja) * 1993-03-30 1994-10-18 Omron Corp 半導体発光素子及びその製造方法、光学検知装置、光学的情報処理装置、投光器並びに光ファイバモジュール
JPH07507183A (ja) * 1992-05-07 1995-08-03 フオトニクス リサーチ インコーポレーテツド 内部共振器構造をもつ垂直キャビティ・面発光レーザ
JPH07307525A (ja) * 1994-05-16 1995-11-21 Hitachi Ltd 面発光半導体レーザ
WO2007116659A1 (ja) * 2006-03-23 2007-10-18 Nec Corporation 面発光レーザ
US20090305447A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Finisar Corporation Implanted vertical cavity surface emitting laser
JP2013175712A (ja) * 2012-01-24 2013-09-05 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07507183A (ja) * 1992-05-07 1995-08-03 フオトニクス リサーチ インコーポレーテツド 内部共振器構造をもつ垂直キャビティ・面発光レーザ
JPH06232494A (ja) * 1993-02-01 1994-08-19 Nec Corp 面発光素子およびその製造方法
JPH06291365A (ja) * 1993-03-30 1994-10-18 Omron Corp 半導体発光素子及びその製造方法、光学検知装置、光学的情報処理装置、投光器並びに光ファイバモジュール
JPH07307525A (ja) * 1994-05-16 1995-11-21 Hitachi Ltd 面発光半導体レーザ
WO2007116659A1 (ja) * 2006-03-23 2007-10-18 Nec Corporation 面発光レーザ
US20090305447A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Finisar Corporation Implanted vertical cavity surface emitting laser
JP2013175712A (ja) * 2012-01-24 2013-09-05 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2024056929A (ja) 面発光レーザ、電子機器及び面発光レーザの製造方法
EP4020724A1 (en) Surface-emitting laser device
US20240235167A1 (en) Surface emitting laser element, electronic device, and method for manufacturing surface emitting laser element
WO2024014140A1 (ja) 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
WO2021220879A1 (ja) 発光素子アレイ及び発光素子アレイの製造方法
WO2024135157A1 (ja) 面発光レーザ装置、電子機器及び面発光レーザ装置の製造方法
US20240088627A1 (en) Surface emitting laser
WO2023149087A1 (ja) 面発光レーザ、面発光レーザアレイ及び光源装置
WO2023238621A1 (ja) 面発光レーザ
WO2023181658A1 (ja) 面発光レーザ、光源装置及び電子機器
WO2024202680A1 (ja) 面発光レーザ
WO2023162488A1 (ja) 面発光レーザ、光源装置及び測距装置
WO2023067890A1 (ja) 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
WO2022185766A1 (ja) 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
WO2023171148A1 (ja) 面発光レーザ、面発光レーザアレイ及び面発光レーザの製造方法
WO2024161986A1 (ja) 光源装置
WO2023233818A1 (ja) 面発光素子
US20240146024A1 (en) Surface emitting laser, light source device, electronic device, and method for manufacturing surface emitting laser
WO2023132139A1 (ja) 面発光レーザ
WO2023233850A1 (ja) 面発光素子
WO2023042420A1 (ja) 面発光レーザ素子及び光源装置
WO2024171727A1 (ja) 発光装置
WO2023199645A1 (ja) 面発光レーザ
WO2024185305A1 (ja) 面発光レーザアレイ
WO2023248628A1 (ja) 発光素子、電子機器、および発光素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23839317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1