JP2000036637A - 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイ - Google Patents
面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイInfo
- Publication number
- JP2000036637A JP2000036637A JP10203850A JP20385098A JP2000036637A JP 2000036637 A JP2000036637 A JP 2000036637A JP 10203850 A JP10203850 A JP 10203850A JP 20385098 A JP20385098 A JP 20385098A JP 2000036637 A JP2000036637 A JP 2000036637A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- emitting laser
- electrode
- surface emitting
- laser element
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板温度や活性層への注入電流量等に関係な
く、確実に安定した一定の偏光状態を得ること。 【解決手段】 半導体基板１０上に活性層と該活性層の
上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成さ
れ、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光レーザ素
子１２において、活性層及びミラー層が半導体基板の基
準となる結晶軸を含む面に対して所定角度傾斜した半導
体基板の傾斜面上に形成され、活性層の上部に形成され
た前記ミラー層を介して活性層に電流を注入するための
電極１４と、この電極へ電流を導くための配線とが前記
傾斜面上に形成され、前記配線のうち電極に直接接続さ
れる配線１６が長尺状で、かつ配線１６の長手方向が前
記半導体基板の傾斜面の傾斜方向に略一致するように形
成されている。
く、確実に安定した一定の偏光状態を得ること。 【解決手段】 半導体基板１０上に活性層と該活性層の
上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成さ
れ、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光レーザ素
子１２において、活性層及びミラー層が半導体基板の基
準となる結晶軸を含む面に対して所定角度傾斜した半導
体基板の傾斜面上に形成され、活性層の上部に形成され
た前記ミラー層を介して活性層に電流を注入するための
電極１４と、この電極へ電流を導くための配線とが前記
傾斜面上に形成され、前記配線のうち電極に直接接続さ
れる配線１６が長尺状で、かつ配線１６の長手方向が前
記半導体基板の傾斜面の傾斜方向に略一致するように形
成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面発光レーザ素子及
び面発光レーザ素子アレイに係り、特に偏光制御が可能
な面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイに関す
る。
び面発光レーザ素子アレイに係り、特に偏光制御が可能
な面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】面発光レーザ素子では、活性層に対して
発光ビームが垂直に射出されるので偏光が不規則になり
やすい。特に面発光レーザ素子より射出された光ビーム
の光スポットを円形にするため、面発光レーザ素子の光
導波路の断面構造を円形や正方形などの対称性の高い形
状にすると素子ごとに様々な偏光特性を示し全く制御で
きない。例えば、図１４に示すVCSEL （垂直キャビティ
面発光レーザ）素子１００は行方向、列方向にそれぞれ
８個、配列された8 ×8VCSELアレイを構成するプロトン
注入型のVCSEL 素子であり、プロトン注入径約15μｍ、
出射窓径約6.7 μｍと横断面が出射窓の中心に対し対称
な導波路構造となっている。図１４において、１０２は
上部電極（ｐ型電極）に接続されている上部電極用配
線、１０４はボンディングワイヤ、１０６は導体端子で
ある。導波路上部に形成された電極も正方形であり、こ
のような対称性の高い構成では、各ピクセルに対応する
VCSEL素子から射出される光ビームの偏光状態は図１
５、図１６に示すように種々の方向を示す。図１５、１
６は8 ×8VCSELアレイ２個についての各VCSEL 素子の偏
光状態の測定結果を示している。例えば、図１５におい
てピクセルＰ１に対応するVCSEL 素子の偏光面の角度を
θ1 で示している。
発光ビームが垂直に射出されるので偏光が不規則になり
やすい。特に面発光レーザ素子より射出された光ビーム
の光スポットを円形にするため、面発光レーザ素子の光
導波路の断面構造を円形や正方形などの対称性の高い形
状にすると素子ごとに様々な偏光特性を示し全く制御で
きない。例えば、図１４に示すVCSEL （垂直キャビティ
面発光レーザ）素子１００は行方向、列方向にそれぞれ
８個、配列された8 ×8VCSELアレイを構成するプロトン
注入型のVCSEL 素子であり、プロトン注入径約15μｍ、
出射窓径約6.7 μｍと横断面が出射窓の中心に対し対称
な導波路構造となっている。図１４において、１０２は
上部電極（ｐ型電極）に接続されている上部電極用配
線、１０４はボンディングワイヤ、１０６は導体端子で
ある。導波路上部に形成された電極も正方形であり、こ
のような対称性の高い構成では、各ピクセルに対応する
VCSEL素子から射出される光ビームの偏光状態は図１
５、図１６に示すように種々の方向を示す。図１５、１
６は8 ×8VCSELアレイ２個についての各VCSEL 素子の偏
光状態の測定結果を示している。例えば、図１５におい
てピクセルＰ１に対応するVCSEL 素子の偏光面の角度を
θ1 で示している。
【０００３】また、注入電流によってスイッチングを起
こすこともある。このため偏光を制御するためのいくつ
かの方法が提案されている。例えば、特開平4-242989号
公報には、活性層に電流を注入するための電極を異方形
状にする方法が提案されている。また特開平5-110198号
公報には、（１１０）基板に量子井戸構造を形成する方
法が、特開平6-302911号公報には、矩形や十字構造の光
導波路を用いることが提案されている。
こすこともある。このため偏光を制御するためのいくつ
かの方法が提案されている。例えば、特開平4-242989号
公報には、活性層に電流を注入するための電極を異方形
状にする方法が提案されている。また特開平5-110198号
公報には、（１１０）基板に量子井戸構造を形成する方
法が、特開平6-302911号公報には、矩形や十字構造の光
導波路を用いることが提案されている。
【０００４】更に、IEEE Photonic technoloy lett
ers,vol.5 pp133-135(1993) には、Mukaihara らによ
り、半導体基板の（００１）面内に１軸性の応力を加え
る方法が提案されており、またNumai らによって、（０
０１）オフ基板を用いる方法も公知である（電子情報通
信学会 信学技報OQE-93-104,p43-48(1993) ）。ここに
オフ基板とは半導体基板材のある基準となる結晶軸から
傾斜した方向に切り出した基板をいい、オフ方向とはそ
の傾斜方向をいう。
ers,vol.5 pp133-135(1993) には、Mukaihara らによ
り、半導体基板の（００１）面内に１軸性の応力を加え
る方法が提案されており、またNumai らによって、（０
０１）オフ基板を用いる方法も公知である（電子情報通
信学会 信学技報OQE-93-104,p43-48(1993) ）。ここに
オフ基板とは半導体基板材のある基準となる結晶軸から
傾斜した方向に切り出した基板をいい、オフ方向とはそ
の傾斜方向をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】面発光レーザ素子の射
出光の偏光を制御する方法として、光導波路を異方的な
形状にして偏光の制御を行うと、面発光レーザ素子の光
ビームの断面形状が楕円になるおそれがあるという問題
がある。
出光の偏光を制御する方法として、光導波路を異方的な
形状にして偏光の制御を行うと、面発光レーザ素子の光
ビームの断面形状が楕円になるおそれがあるという問題
がある。
【０００６】また活性層に電流を注入する電極を異方形
状にすることで、電流密度分布を異方的にして偏光を制
御する試みに関しては、電極から注入された電荷はその
後、拡散していくので、光導波路内に所望の電流密度分
布を維持できないという問題がある。
状にすることで、電流密度分布を異方的にして偏光を制
御する試みに関しては、電極から注入された電荷はその
後、拡散していくので、光導波路内に所望の電流密度分
布を維持できないという問題がある。
【０００７】さらにオフ基板による偏光の制御は、オフ
基板を用いることで導波路内部にオフ方向の応力が発生
し、これによって偏光が揃うというものであるが、論文
（電子情報通信学会 信学技報OQE-93-104,p43-48(199
3) ）に見られるように、すべての素子において完全に
制御できておらず、２つの偏光状態におけるスイッチン
グが生じたり、偏光方向が相互に９０度、異なる方向に
偏光が揃ってしまっている素子もある。
基板を用いることで導波路内部にオフ方向の応力が発生
し、これによって偏光が揃うというものであるが、論文
（電子情報通信学会 信学技報OQE-93-104,p43-48(199
3) ）に見られるように、すべての素子において完全に
制御できておらず、２つの偏光状態におけるスイッチン
グが生じたり、偏光方向が相互に９０度、異なる方向に
偏光が揃ってしまっている素子もある。
【０００８】偏光は、光導波路の状態や電極からの電流
の注入量や電流密度分布、基板温度などさまざまな因子
の影響を受けやすいので、単に活性層に電流を注入する
電極を異方形状にしただけ、もしくはオフ基板を使用し
ただけでは、偏光が制御されるポイントがあるとして
も、注入電流量の変化や基板温度などの変動によって、
偏光の特性が不安定になりやすい。例えば、図１７に示
すようなオフ基板１０上に形成された３つのVCSEL 素子
１１０の偏光特性を測定したところ、偏光制御されてい
なかった。図１７に示すオフ基板１０は、図１８に示す
ように［００１］方向を含み、かつ（１００）面に対し
て−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜） 傾斜した基板である。
このオフ基板１０上に、上部電極１１２に接続される配
線１１４を［００−１］方向に長くなるように配設した
VCSEL 素子１１０の偏光特性を測定した結果を図１９に
示す。
の注入量や電流密度分布、基板温度などさまざまな因子
の影響を受けやすいので、単に活性層に電流を注入する
電極を異方形状にしただけ、もしくはオフ基板を使用し
ただけでは、偏光が制御されるポイントがあるとして
も、注入電流量の変化や基板温度などの変動によって、
偏光の特性が不安定になりやすい。例えば、図１７に示
すようなオフ基板１０上に形成された３つのVCSEL 素子
１１０の偏光特性を測定したところ、偏光制御されてい
なかった。図１７に示すオフ基板１０は、図１８に示す
ように［００１］方向を含み、かつ（１００）面に対し
て−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜） 傾斜した基板である。
このオフ基板１０上に、上部電極１１２に接続される配
線１１４を［００−１］方向に長くなるように配設した
VCSEL 素子１１０の偏光特性を測定した結果を図１９に
示す。
【０００９】図１９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、比較的、良好な偏光特性を有する素子もあるが、そ
の偏光特性は素子ごとに異っており、この条件ですべて
の素子において偏光を制御することはできなかった。こ
のようにオフ基板を使用しただけでは、偏光を確実に制
御することはできない。
に、比較的、良好な偏光特性を有する素子もあるが、そ
の偏光特性は素子ごとに異っており、この条件ですべて
の素子において偏光を制御することはできなかった。こ
のようにオフ基板を使用しただけでは、偏光を確実に制
御することはできない。
【００１０】また図１７に示すVCSEL 素子１１０は［０
１−１］方向に長い長方形の上部電極（ｐ型電極）１１
２を有しているが、その偏光特性は、上部電極１１２の
長手方向（または長手方向と直交する方向）には全く依
存性がなかった。
１−１］方向に長い長方形の上部電極（ｐ型電極）１１
２を有しているが、その偏光特性は、上部電極１１２の
長手方向（または長手方向と直交する方向）には全く依
存性がなかった。
【００１１】本発明は、 このような事情に鑑みてなされ
たものであり、基板温度や活性層への注入電流量等に関
係なく、確実に安定した一定の偏光状態を得ることがで
きる面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイを提
供することを目的とする。
たものであり、基板温度や活性層への注入電流量等に関
係なく、確実に安定した一定の偏光状態を得ることがで
きる面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイを提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、半導体基板上に活性層と該
活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるよう
に形成され、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光
レーザ素子において、前記活性層及びミラー層が前記半
導体基板の基準となる結晶軸を含む面に対して所定角度
傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活
性層の上部に形成された前記ミラー層を介して前記活性
層へ電流を注入するための電極と、前記電極へ電流を導
くための配線とが前記傾斜面上に形成され、前記配線の
うち前記電極に直接接続される配線が長尺状で、かつ該
長手方向が前記傾斜面の傾斜方向に略一致するように形
成されていることを特徴とする。
に請求項１に記載の発明は、半導体基板上に活性層と該
活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるよう
に形成され、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光
レーザ素子において、前記活性層及びミラー層が前記半
導体基板の基準となる結晶軸を含む面に対して所定角度
傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活
性層の上部に形成された前記ミラー層を介して前記活性
層へ電流を注入するための電極と、前記電極へ電流を導
くための配線とが前記傾斜面上に形成され、前記配線の
うち前記電極に直接接続される配線が長尺状で、かつ該
長手方向が前記傾斜面の傾斜方向に略一致するように形
成されていることを特徴とする。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の面発光レーザ素子において、前記半導体基板材の基準
となる結晶軸を含む面は（１００）面であることを特徴
とする。
の面発光レーザ素子において、前記半導体基板材の基準
となる結晶軸を含む面は（１００）面であることを特徴
とする。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の面発光レーザ素子において、前記傾斜面は、［００
１］方向を含みかつ（１００）面にに対して−５°から
＋５°の範囲で傾斜するように形成され、前記電極に直
接接続される配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影
した投影方向に長尺状に形成されていることを特徴とす
る。
の面発光レーザ素子において、前記傾斜面は、［００
１］方向を含みかつ（１００）面にに対して−５°から
＋５°の範囲で傾斜するように形成され、前記電極に直
接接続される配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影
した投影方向に長尺状に形成されていることを特徴とす
る。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の面発光素子において、前記活性層及
び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ
素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポスト上
面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成さ
れ、前記電極に直接接続される配線がエアポストの側面
に絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする。
のいずれかに記載の面発光素子において、前記活性層及
び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ
素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポスト上
面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成さ
れ、前記電極に直接接続される配線がエアポストの側面
に絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする。
【００１６】請求項５に記載の発明は、半導体基板上に
活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層
されるように形成され、少なくとも前記活性層がエピタ
キシャル成長によって形成され、プロトン注入によって
電流狭窄された活性層の垂直方向に光を放出する利得導
波路型の面発光レーザ素子において、［００１］方向を
含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲
で傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記
活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含
むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エア
ポストの上面に前記活性層へ電流を注入するための電極
が形成され、該エアポストの［０１０］方向と交差する
側面に絶縁膜を介して、前記電極へ電流を導くための配
線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した投影方向に
長尺状で前記電極に直接接続されるように形成されてい
ることを特徴とする。
活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層
されるように形成され、少なくとも前記活性層がエピタ
キシャル成長によって形成され、プロトン注入によって
電流狭窄された活性層の垂直方向に光を放出する利得導
波路型の面発光レーザ素子において、［００１］方向を
含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲
で傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記
活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含
むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エア
ポストの上面に前記活性層へ電流を注入するための電極
が形成され、該エアポストの［０１０］方向と交差する
側面に絶縁膜を介して、前記電極へ電流を導くための配
線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した投影方向に
長尺状で前記電極に直接接続されるように形成されてい
ることを特徴とする。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載の面発光レーザ素子を複数個、２次元
状に配列し、各面発光素子にマトリクス配線を施したこ
とを特徴とする。
のいずれかに記載の面発光レーザ素子を複数個、２次元
状に配列し、各面発光素子にマトリクス配線を施したこ
とを特徴とする。
【００１８】請求項１乃至５に記載の発明によれば、半
導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に直
接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺状
に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向と
が一致するようにしたので、オフ基板を用いたことによ
る光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部に
注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させる
ことができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入電
流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持す
ることができる。
導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に直
接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺状
に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向と
が一致するようにしたので、オフ基板を用いたことによ
る光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部に
注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させる
ことができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入電
流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持す
ることができる。
【００１９】また請求項４及び５に記載の発明によれ
ば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性
層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜
を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側
面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこ
とによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポスト
に配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作
用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御
され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安
定した偏光特性を維持することができる。
ば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性
層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜
を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側
面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこ
とによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポスト
に配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作
用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御
され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安
定した偏光特性を維持することができる。
【００２０】更に請求項６に記載の発明によれば、請求
項１乃至５に記載の発明により得られる複数個の面発光
レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発
光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動
に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等
の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適
な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
項１乃至５に記載の発明により得られる複数個の面発光
レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発
光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動
に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等
の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適
な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００２２】本発明の第１の実施の形態 本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の構
成について説明する。まず本発明が適用される面発光レ
ーザ素子アレイの構成を図１に示す。同図において、半
導体基板としてのn-GaAs基板１０は図２に示すように
（１００）面（点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る面）に対して
［０１０］方向に−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜）傾斜する
ように切り出した（１００）面のオフ基板であり、n-Ga
As基板１０の傾斜面ＳI （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通
る面）上には、レーザ素子の活性層に電流を注入する
［０１−１］方向を傾斜面ＳI に投影した投影方向（以
下、投影方向は便宜上、投影前の方向で表示することに
する。）に延びたｐ型電極１４に直接接続される長尺状
の上部配線（ｐ型電極配線）１６が形成された複数の面
発光レーザ素子（VCSEL ）１２が形成されている。上部
配線１６は長手方向が［０１０］方向と略一致するよう
に形成されている。図３乃至図５に面発光レーザ素子ア
レイの構造を示す。図３は面発光レーザアレイにおける
単一の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図４
は図３におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図５は図３に
おけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図にお
いて、n-GaAs基板１０の傾斜面上に有機金属気相成長
（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０と、
n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブラッ
グ反射膜（DBR ）ミラー２２と、p-Al0.3Ga0.7As/Al0.9
Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラ
ー２６とを積層する。上部DBR ミラー２６と下部DBR ミ
ラー２２との間には、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２
８と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２８の中央
部に活性層２４（Al0.12Ga0.88Asで形成された厚さ90Å
の量子井戸層を３層と、Al0.3Ga0.7Asで形成された厚さ
50Åの障壁層を４層とにより三重量子井戸構造を形成し
た。）とが設けられている。電流狭窄のため上部DBR ミ
ラー２６に１０μｍ径の領域を残してプロトンを注入
し、プロトン注入域３０を形成する。次に表面からn +
-GaAs バッファ層２０に到達するまでエッチングを行う
ことにより、20×35μｍの［０１−１］方向に長いエア
ポスト（メサ）を形成する。エアポストの側面をポリイ
ミド３４で絶縁した後、ｐ型電極１４となる金属を蒸着
する。n-GaAs基板１０裏面には蒸着法によって、ｎ型電
極３２を全面に形成した。上部に形成するｐ型電極１４
は、出射光を取り出すため、約６μｍ径の出射窓１１が
設られている。ｐ型電極１４は、図３に示すように［０
１０］方向に細長い長尺状のｐ型電極配線１６に直接接
続され、ｐ型電極配線１６は電極パッド１８（図３には
図示せず、図１参照。）に接続されるように形成されて
いる。
成について説明する。まず本発明が適用される面発光レ
ーザ素子アレイの構成を図１に示す。同図において、半
導体基板としてのn-GaAs基板１０は図２に示すように
（１００）面（点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る面）に対して
［０１０］方向に−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜）傾斜する
ように切り出した（１００）面のオフ基板であり、n-Ga
As基板１０の傾斜面ＳI （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通
る面）上には、レーザ素子の活性層に電流を注入する
［０１−１］方向を傾斜面ＳI に投影した投影方向（以
下、投影方向は便宜上、投影前の方向で表示することに
する。）に延びたｐ型電極１４に直接接続される長尺状
の上部配線（ｐ型電極配線）１６が形成された複数の面
発光レーザ素子（VCSEL ）１２が形成されている。上部
配線１６は長手方向が［０１０］方向と略一致するよう
に形成されている。図３乃至図５に面発光レーザ素子ア
レイの構造を示す。図３は面発光レーザアレイにおける
単一の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図４
は図３におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図５は図３に
おけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図にお
いて、n-GaAs基板１０の傾斜面上に有機金属気相成長
（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０と、
n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブラッ
グ反射膜（DBR ）ミラー２２と、p-Al0.3Ga0.7As/Al0.9
Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラ
ー２６とを積層する。上部DBR ミラー２６と下部DBR ミ
ラー２２との間には、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２
８と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２８の中央
部に活性層２４（Al0.12Ga0.88Asで形成された厚さ90Å
の量子井戸層を３層と、Al0.3Ga0.7Asで形成された厚さ
50Åの障壁層を４層とにより三重量子井戸構造を形成し
た。）とが設けられている。電流狭窄のため上部DBR ミ
ラー２６に１０μｍ径の領域を残してプロトンを注入
し、プロトン注入域３０を形成する。次に表面からn +
-GaAs バッファ層２０に到達するまでエッチングを行う
ことにより、20×35μｍの［０１−１］方向に長いエア
ポスト（メサ）を形成する。エアポストの側面をポリイ
ミド３４で絶縁した後、ｐ型電極１４となる金属を蒸着
する。n-GaAs基板１０裏面には蒸着法によって、ｎ型電
極３２を全面に形成した。上部に形成するｐ型電極１４
は、出射光を取り出すため、約６μｍ径の出射窓１１が
設られている。ｐ型電極１４は、図３に示すように［０
１０］方向に細長い長尺状のｐ型電極配線１６に直接接
続され、ｐ型電極配線１６は電極パッド１８（図３には
図示せず、図１参照。）に接続されるように形成されて
いる。
【００２３】このようにして［０１０］方向に対して傾
斜したオフ基板１０の傾斜面上にｐ型電極配線１６の長
手方向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子１
２が形成される。このような構造を有する複数の面発光
レーザ素子１２を作製したところ、すべての面発光レー
ザ素子１２がn-GaAs基板１０のオフ方向であり、かつｐ
型電極配線１６の長手方向である［０１０］方向に直線
偏光したレーザ光を放出した。
斜したオフ基板１０の傾斜面上にｐ型電極配線１６の長
手方向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子１
２が形成される。このような構造を有する複数の面発光
レーザ素子１２を作製したところ、すべての面発光レー
ザ素子１２がn-GaAs基板１０のオフ方向であり、かつｐ
型電極配線１６の長手方向である［０１０］方向に直線
偏光したレーザ光を放出した。
【００２４】図６に面発光レーザ素子１２におけるｐ型
電極１４より活性層２４に注入する注入電流Ｉとレーザ
出力Ｐとの関係を示す。図６に示すように、活性層２４
への注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性は安定であ
り、偏光が完全に［０１０］方向に制御されていた。
電極１４より活性層２４に注入する注入電流Ｉとレーザ
出力Ｐとの関係を示す。図６に示すように、活性層２４
への注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性は安定であ
り、偏光が完全に［０１０］方向に制御されていた。
【００２５】また基板温度を10〜60℃まで変化させて
も、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチン
グの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は
生じなかった。勿論、ｐ型電極１４の長軸方向［０１−
１］と一致して発振する光も生じなかった。
も、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチン
グの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は
生じなかった。勿論、ｐ型電極１４の長軸方向［０１−
１］と一致して発振する光も生じなかった。
【００２６】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レ
ーザ素子によれば、半導体基板のオフ方向と活性層に電
流を注入する電極に直接接続される配線のその電極近傍
における形状を長尺状に形成し、かつその長手方向と半
導体基板のオフ方向が一致するようにしたので、オフ基
板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向
と、光導波路内部に注入される電流の電流密度の大きい
部位とを一致させることができ、それ故偏光が制御さ
れ、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定
した偏光特性を維持することができる。
ーザ素子によれば、半導体基板のオフ方向と活性層に電
流を注入する電極に直接接続される配線のその電極近傍
における形状を長尺状に形成し、かつその長手方向と半
導体基板のオフ方向が一致するようにしたので、オフ基
板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向
と、光導波路内部に注入される電流の電流密度の大きい
部位とを一致させることができ、それ故偏光が制御さ
れ、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定
した偏光特性を維持することができる。
【００２７】また本発明の第１の実施の形態によれば、
レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性層に
電流を注入する電極に直接、接続される配線が絶縁膜を
介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側面
に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこと
による光導波路内に応力が発生する方向とエアポストに
配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作用
する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御さ
れ、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定
した偏光特性を維持することができる。
レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性層に
電流を注入する電極に直接、接続される配線が絶縁膜を
介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側面
に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこと
による光導波路内に応力が発生する方向とエアポストに
配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作用
する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御さ
れ、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定
した偏光特性を維持することができる。
【００２８】尚、本実施の形態ではエアポスト構造の面
発光レーザ素子について説明したが、これに限定され
ず、例えば、フラット構造の面発光レーザ素子に適用し
ても同様の効果が得られる。
発光レーザ素子について説明したが、これに限定され
ず、例えば、フラット構造の面発光レーザ素子に適用し
ても同様の効果が得られる。
【００２９】本発明の第２の実施の形態 次に本発明の第２の実施の形態に係る面発光レーザ素子
アレイの構成について説明する。図７に本発明の第２の
実施の形態に係る面発光レーザ素子アレイの平面構造を
図７に示す。同図において、半導体基板としてのGaAs基
板１０’は、図８に示すように［００１］方向（矢印
Ｂ’Ｄ’方向）を含みかつ（１００）面（点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄを通る面）に対して−２°（∠ＣＡＣ’＝２°）
傾斜するように切り出した（１００）面の半絶縁性GaAs
のオフ基板であり、この半絶縁性基板１０’の傾斜面Ｓ
I （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通る面）上にはレーザ素
子の活性層に電流を注入するｐ型電極１４’に直接、
［０１０］方向に延びた長尺状の上部配線１６’が接続
されるように形成されており、このように構成された面
発光レーザ素子（VCSEL ）１２’が３行３列に３×３
個、配列されように形成されている。３２’はn 型電極
配線である。図９乃至図１１に面発光レーザ素子アレイ
の構造を示す。図９は面発光レーザアレイにおける単一
の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図１０は
図９におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図１１は図９に
おけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図にお
いて、半絶縁性基板１０’の傾斜面上に有機金属気相成
長（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０’
と、n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブ
ラッグ反射膜（DBR ）ミラー２２’と、p-Al0. 3Ga0.7As
/Al0.9Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR
）ミラー２６’とを積層する。上部DBR ミラー２６’
と下部DBR ミラー２２’との間には、Al0. 6Ga0.4Asスペ
ーサ層２８’、２８’と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ
層２８’、２８’の中央部に活性層２4 ’（Al0.12Ga
0.88Asで形成された厚さ90Åの量子井戸層を３層と、Al
0.3Ga0.7Asで形成された厚さ50Åの障壁層を４層とによ
り三重量子井戸構造を形成した。）を設けた。電流狭窄
のため上部DBR ミラー２６’に１０μｍ径の領域を残し
てプロトンを注入し、プロトン注入域を形成する。次に
表面からn + -GaAs バッファ層２０’に到達するまでエ
ッチングを行うことにより、20×35μｍの［０１−１］
に長いエアポスト（メサ）を形成する。蒸着法を用いて
n 型電極配線３２’をエアポスト近傍に設け、さらにエ
アポストの側面をポリイミド３４’で絶縁した後、ｐ型
電極１４’となる金属を蒸着する。n 型電極配線３２’
は、図９から明らかなようにエアポストの長軸［０１−
１］に沿って形成されている。エアポストの上部に形成
するｐ型電極１４’は、出射光を取り出すため、約６μ
ｍ径の出射窓１１’が設けられている。ｐ型電極１４’
は、図９に示すように［０１０］方向に長いｐ型電極配
線１６’によって、電極パッド（図示せず）に接続され
るように形成されている。
アレイの構成について説明する。図７に本発明の第２の
実施の形態に係る面発光レーザ素子アレイの平面構造を
図７に示す。同図において、半導体基板としてのGaAs基
板１０’は、図８に示すように［００１］方向（矢印
Ｂ’Ｄ’方向）を含みかつ（１００）面（点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄを通る面）に対して−２°（∠ＣＡＣ’＝２°）
傾斜するように切り出した（１００）面の半絶縁性GaAs
のオフ基板であり、この半絶縁性基板１０’の傾斜面Ｓ
I （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通る面）上にはレーザ素
子の活性層に電流を注入するｐ型電極１４’に直接、
［０１０］方向に延びた長尺状の上部配線１６’が接続
されるように形成されており、このように構成された面
発光レーザ素子（VCSEL ）１２’が３行３列に３×３
個、配列されように形成されている。３２’はn 型電極
配線である。図９乃至図１１に面発光レーザ素子アレイ
の構造を示す。図９は面発光レーザアレイにおける単一
の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図１０は
図９におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図１１は図９に
おけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図にお
いて、半絶縁性基板１０’の傾斜面上に有機金属気相成
長（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０’
と、n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブ
ラッグ反射膜（DBR ）ミラー２２’と、p-Al0. 3Ga0.7As
/Al0.9Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR
）ミラー２６’とを積層する。上部DBR ミラー２６’
と下部DBR ミラー２２’との間には、Al0. 6Ga0.4Asスペ
ーサ層２８’、２８’と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ
層２８’、２８’の中央部に活性層２4 ’（Al0.12Ga
0.88Asで形成された厚さ90Åの量子井戸層を３層と、Al
0.3Ga0.7Asで形成された厚さ50Åの障壁層を４層とによ
り三重量子井戸構造を形成した。）を設けた。電流狭窄
のため上部DBR ミラー２６’に１０μｍ径の領域を残し
てプロトンを注入し、プロトン注入域を形成する。次に
表面からn + -GaAs バッファ層２０’に到達するまでエ
ッチングを行うことにより、20×35μｍの［０１−１］
に長いエアポスト（メサ）を形成する。蒸着法を用いて
n 型電極配線３２’をエアポスト近傍に設け、さらにエ
アポストの側面をポリイミド３４’で絶縁した後、ｐ型
電極１４’となる金属を蒸着する。n 型電極配線３２’
は、図９から明らかなようにエアポストの長軸［０１−
１］に沿って形成されている。エアポストの上部に形成
するｐ型電極１４’は、出射光を取り出すため、約６μ
ｍ径の出射窓１１’が設けられている。ｐ型電極１４’
は、図９に示すように［０１０］方向に長いｐ型電極配
線１６’によって、電極パッド（図示せず）に接続され
るように形成されている。
【００３０】このようにして［０１０］方向に対して傾
斜したオフ基板１０’上にｐ型電極配線１６’の長手方
向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子が形成
される。このような構造を有する図７に示すような３行
３列に配列された面発光レーザ素子アレイを作製したと
ころ、すべての面発光レーザ素子が半絶縁性基板１０’
のオフ方向であり、かつｐ型電極配線１６’の長手方向
である［０１０］方向に直線偏光したレーザ光を放出し
た。図１２（Ａ），（Ｂ）に２個の面発光レーザ素子１
２’についてｐ型電極１４’より活性層２４’に注入す
る注入電流Ｉとレーザ出力Ｐとの関係を示す。
斜したオフ基板１０’上にｐ型電極配線１６’の長手方
向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子が形成
される。このような構造を有する図７に示すような３行
３列に配列された面発光レーザ素子アレイを作製したと
ころ、すべての面発光レーザ素子が半絶縁性基板１０’
のオフ方向であり、かつｐ型電極配線１６’の長手方向
である［０１０］方向に直線偏光したレーザ光を放出し
た。図１２（Ａ），（Ｂ）に２個の面発光レーザ素子１
２’についてｐ型電極１４’より活性層２４’に注入す
る注入電流Ｉとレーザ出力Ｐとの関係を示す。
【００３１】図１２に示すように、２個の面発光レーザ
素子１２’とも注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性
は安定であり、偏光が完全に［０１０］方向へ制御され
ていた。
素子１２’とも注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性
は安定であり、偏光が完全に［０１０］方向へ制御され
ていた。
【００３２】また基板温度を10〜60℃まで変化させて
も、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチン
グの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は
生じなかった。更にｐ型電極１４’の長手方向［０１−
１］と一致して発振する光も生じなかった。
も、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチン
グの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は
生じなかった。更にｐ型電極１４’の長手方向［０１−
１］と一致して発振する光も生じなかった。
【００３３】尚、本発明の実施の形態では、半導体基板
のオフ方向とｐ型電極配線方向を［０１０］方向とした
が、これに限定されることなく例えば半導体基板のオフ
方向とｐ型電極配線方向を［０１１］、［０１−１］方
向にあわせても何ら問題はない。本発明では半導体基板
のオフ方向と面発光レーザ素子の活性層に電流を注入す
るp-型配線の長手方向とを一致させることが肝要であ
る。
のオフ方向とｐ型電極配線方向を［０１０］方向とした
が、これに限定されることなく例えば半導体基板のオフ
方向とｐ型電極配線方向を［０１１］、［０１−１］方
向にあわせても何ら問題はない。本発明では半導体基板
のオフ方向と面発光レーザ素子の活性層に電流を注入す
るp-型配線の長手方向とを一致させることが肝要であ
る。
【００３４】また本発明の第１、第２の実施の形態では
利得波路型の面発光レーザ素子において活性層が、（１
００）面に対して［００１］方向を含む面内において−
２°傾斜した半導体基板面上に形成されたオフ基板につ
いて説明したが、これに限定されず、活性層を、（１０
０）面に対して［００１］方向を含む面内において−５
°から＋５°の範囲で傾斜した半導体基板面上に形成し
た場合においても同様の効果が得られた。
利得波路型の面発光レーザ素子において活性層が、（１
００）面に対して［００１］方向を含む面内において−
２°傾斜した半導体基板面上に形成されたオフ基板につ
いて説明したが、これに限定されず、活性層を、（１０
０）面に対して［００１］方向を含む面内において−５
°から＋５°の範囲で傾斜した半導体基板面上に形成し
た場合においても同様の効果が得られた。
【００３５】また本発明に係る面発光レーザ素子及び面
発光レーザアレイは、第１、第２の実施の形態に示した
以外の構造にも有効である。例えばエアポストの断面形
状を円や正方形等の対称形状にしてもよく、エアポスト
の長手方向をオフ方向にあわせてもよい。この例を図１
３に示す。図１３において第１、第２の実施の形態と同
様にオフ方向が［０１０］である半導体基板１０上に断
面が円形状の面発光素子５０、５１と、断面が長方形状
の面発光素子５２、５４が形成されている。面発光素子
５０、５１、５２、５４の上部電極（ｐ型電極）５０
Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａはそれぞれ、半導体基板１
０のオフ方向と同じ［０１０］方向に形成された配線６
０、６１、６２、６３に接続されており、これらの配線
６０、６１、６２、６３は電極パッド７０にそれぞれ、
接続されている。各電極パッド７０より各ｐ型電極５０
Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａに電流が供給され、各面発
光レーザ素子の活性層に電流が注入されるようになって
いる。
発光レーザアレイは、第１、第２の実施の形態に示した
以外の構造にも有効である。例えばエアポストの断面形
状を円や正方形等の対称形状にしてもよく、エアポスト
の長手方向をオフ方向にあわせてもよい。この例を図１
３に示す。図１３において第１、第２の実施の形態と同
様にオフ方向が［０１０］である半導体基板１０上に断
面が円形状の面発光素子５０、５１と、断面が長方形状
の面発光素子５２、５４が形成されている。面発光素子
５０、５１、５２、５４の上部電極（ｐ型電極）５０
Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａはそれぞれ、半導体基板１
０のオフ方向と同じ［０１０］方向に形成された配線６
０、６１、６２、６３に接続されており、これらの配線
６０、６１、６２、６３は電極パッド７０にそれぞれ、
接続されている。各電極パッド７０より各ｐ型電極５０
Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａに電流が供給され、各面発
光レーザ素子の活性層に電流が注入されるようになって
いる。
【００３６】本発明の第２の実施の形態にによれば、本
発明により得られる複数個の面発光レーザ素子を２次元
状に配列するようにしたので、面発光レーザ素子の活性
層への注入電流や基板温度等の変動に対しても安定な偏
光特性を有する、プリンタ、複写機等の画像形成装置
や、画像表示装置等の光源として好適な面発光レーザ素
子アレイが得られる。
発明により得られる複数個の面発光レーザ素子を２次元
状に配列するようにしたので、面発光レーザ素子の活性
層への注入電流や基板温度等の変動に対しても安定な偏
光特性を有する、プリンタ、複写機等の画像形成装置
や、画像表示装置等の光源として好適な面発光レーザ素
子アレイが得られる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１乃至５に記載の発明によれば、
半導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に
直接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺
状に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向
とが一致するようにしたので、オフ基板を用いたことに
よる光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部
に注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させ
ることができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入
電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持
することができる。
半導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に
直接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺
状に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向
とが一致するようにしたので、オフ基板を用いたことに
よる光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部
に注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させ
ることができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入
電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持
することができる。
【００３８】また請求項４及び５に記載の発明によれ
ば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性
層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜
を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側
面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこ
とによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポスト
に配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作
用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御
され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安
定した偏光特性を維持することができる。
ば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性
層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜
を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側
面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたこ
とによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポスト
に配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作
用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御
され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安
定した偏光特性を維持することができる。
【００３９】更に請求項６に記載の発明によれば、請求
項１乃至６に記載の発明により得られる複数個の面発光
レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発
光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動
に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等
の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適
な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
項１乃至６に記載の発明により得られる複数個の面発光
レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発
光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動
に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等
の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適
な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ
素子の構成を示す説明図。
素子の構成を示す説明図。
【図２】図１に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ
素子の平面構造を示す平面図。
素子の平面構造を示す平面図。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ’線による断面図。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ’線による断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ
素子の活性層への注入電流に対するレーザ出力の関係の
測定例を示す特性図。
素子の活性層への注入電流に対するレーザ出力の関係の
測定例を示す特性図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る面発光レーザ
素子アレイの平面構造を示す平面図。
素子アレイの平面構造を示す平面図。
【図８】図７に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明図。
【図９】図７に示す面発光レーザアレイにおける単一の
面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図。
面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ’線による断面図。
【図１１】図９におけるＹ−Ｙ’線による断面図。
【図１２】２個の面発光レーザ素子について活性層に注
入する注入電流Ｉに対するレーザ出力Ｐの関係の測定例
を示す特性図。
入する注入電流Ｉに対するレーザ出力Ｐの関係の測定例
を示す特性図。
【図１３】本発明に係る面発光レーザ素子の変形例の平
面構造を示す平面図。
面構造を示す平面図。
【図１４】従来の面発光レーザ素子アレイの具体的な平
面構成を示す平面図。
面構成を示す平面図。
【図１５】従来の面発光レーザ素子アレイの各面発光レ
ーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
ーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
【図１６】従来の面発光レーザ素子アレイの各面発光レ
ーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
ーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
【図１７】従来のオフ基板上に形成された面発光レーザ
素子アレイの平面構造を示す平面図。
素子アレイの平面構造を示す平面図。
【図１８】図１７に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明
図。
図。
【図１９】図１７に示す面発光レーザ素子アレイの各面
発光レーザ素子の偏光特性の測定結果を示す特性図。
発光レーザ素子の偏光特性の測定結果を示す特性図。
１０ ｎ-GaAS 基板 １１ 射出窓 １２ 面発光レーザ素子 １４ ｐ型電極 １６ 上部配線（ｐ型電極用配線） １８ ｐ型電極パッド ２０ n + GaAsバッファ層 ２２ 下部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー ２４ 活性層 ２６ 上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー ２８ スペーサ層 ３０ プロトン注入域 ３２ ｎ型配線 ３４ 絶縁膜
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板上に活性層と該活性層の上下
部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、
該活性層の垂直方向に光を放出する面発光レーザ素子に
おいて、 前記活性層及びミラー層が前記半導体基板の基準となる
結晶軸を含む面に対して所定角度傾斜した前記半導体基
板の傾斜面上に形成され、前記活性層の上部に形成され
た前記ミラー層を介して前記活性層へ電流を注入するた
めの電極と、前記電極へ電流を導くための配線とが前記
傾斜面上に形成され、 前記配線のうち前記電極に直接接続される配線が長尺状
で、かつ該長手方向が前記傾斜面の傾斜方向に略一致す
るように形成されていることを特徴とする面発光レーザ
素子。 - 【請求項２】 前記半導体基板材の基準となる結晶軸を
含む面は（１００）面であることを特徴とする請求項１
に記載の面発光レーザ素子。 - 【請求項３】 前記傾斜面は、［００１］方向を含みか
つ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲で傾斜
するように形成され、前記電極に直接接続される配線が
［０１０］方向を前記傾斜面に投影した投影方向に長尺
状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の
面発光レーザ素子。 - 【請求項４】 前記活性層及び該活性層の上下部に形成
されるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造
に形成され、該エアポスト上面に前記活性層へ電流を注
入するための電極が形成され、前記電極に直接接続され
る配線がエアポストの側面に絶縁膜を介して形成されて
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の面発光レーザ素子。 - 【請求項５】 半導体基板上に活性層と該活性層の上下
部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、
少なくとも前記活性層がエピタキシャル成長によって形
成され、プロトン注入によって電流狭窄された活性層の
垂直方向に光を放出する利得導波路型の面発光レーザ素
子において、 ［００１］方向を含みかつ（１００）面に対して−５°
から＋５°の範囲で傾斜した前記半導体基板の傾斜面上
に形成され、前記活性層及び該活性層の上下部に形成さ
れるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造に
形成され、該エアポストの上面に前記活性層へ電流を注
入するための電極が形成され、該エアポストの［０１
０］方向と交差する側面に絶縁膜を介して、前記電極へ
電流を導くための配線が［０１０］方向を前記傾斜面に
投影した投影方向に長尺状で前記電極に直接接続される
ように形成されていることを特徴とする面発光レーザ素
子。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の面発
光レーザ素子を複数個、２次元状に配列し、各面発光素
子にマトリクス配線を施したことを特徴とする面発光レ
ーザ素子アレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20385098A JP3791193B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20385098A JP3791193B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036637A true JP2000036637A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3791193B2 JP3791193B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=16480740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20385098A Expired - Fee Related JP3791193B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3791193B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6898443B2 (en) | 2001-02-28 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Portable telephone device |
| JP2006245488A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 二次元面発光レーザーアレイおよび光走査装置および画像形成装置 |
| JP2007027362A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Ricoh Co Ltd | 面発光型半導体レーザアレイ |
| JP2008098338A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
| JP2008177430A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Sony Corp | 発光素子及びその製造方法、並びに、発光素子集合体及びその製造方法 |
| JP2009259857A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
| JP2011066457A (ja) * | 2002-07-31 | 2011-03-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 面発光半導体レーザチップおよびその製造方法 |
| JP2012033915A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-02-16 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザ、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置 |
| JP2012156541A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-08-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
| CN102891434A (zh) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 富士施乐株式会社 | 激光器阵列、激光器装置及光学传输装置和信息处理装置 |
| JP2013030735A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザアレイ及び画像形成装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2131458B1 (en) | 2008-06-03 | 2017-08-16 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), VCSEL array device, optical scanning apparatus, and image forming apparatus |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20385098A patent/JP3791193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6898443B2 (en) | 2001-02-28 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Portable telephone device |
| JP2011066457A (ja) * | 2002-07-31 | 2011-03-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 面発光半導体レーザチップおよびその製造方法 |
| JP2006245488A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 二次元面発光レーザーアレイおよび光走査装置および画像形成装置 |
| JP2007027362A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Ricoh Co Ltd | 面発光型半導体レーザアレイ |
| JP2008098338A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
| JP2008177430A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Sony Corp | 発光素子及びその製造方法、並びに、発光素子集合体及びその製造方法 |
| US8183074B2 (en) | 2007-01-19 | 2012-05-22 | Sony Corporation | Light emitting element, method for manufacturing light emitting element, light emitting element assembly, and method for manufacturing light emitting element assembly |
| JP2009259857A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
| JP2012033915A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-02-16 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザ、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置 |
| JP2013030735A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Ricoh Co Ltd | 面発光レーザアレイ及び画像形成装置 |
| CN102891434A (zh) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 富士施乐株式会社 | 激光器阵列、激光器装置及光学传输装置和信息处理装置 |
| JP2013026487A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザアレイ、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 |
| JP2012156541A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-08-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子および面発光レーザ素子アレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3791193B2 (ja) | 2006-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3791584B2 (ja) | 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイ | |
| US5317170A (en) | High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays without a substrate | |
| US7596161B2 (en) | Laterally oxidized vertical cavity surface emitting lasers | |
| US6297068B1 (en) | Method for highly compact vertical cavity surface emitting lasers | |
| US5068869A (en) | Surface-emitting laser diode | |
| US8059689B2 (en) | Vertical cavity surface emitting laser, vertical cavity surface emitting laser device, optical transmission device, and information processing apparatus | |
| US5309468A (en) | Laser diode for producing an output optical beam in a direction substantially perpendicular to epitaxial layers | |
| JP3791193B2 (ja) | 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイ | |
| JPH01264285A (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| US20080019410A1 (en) | Surface emitting semiconductor device | |
| US4797890A (en) | Semiconductor light emitting device with vertical light emission | |
| CN102891434A (zh) | 激光器阵列、激光器装置及光学传输装置和信息处理装置 | |
| US20080240196A1 (en) | Surface emitting laser array, method for manufacturing the same, and semiconductor device | |
| US6480516B1 (en) | Surface semiconductor optical amplifier with transparent substrate | |
| US4977570A (en) | Semiconductor laser array with stripe electrodes having pads for wire bonding | |
| JPH055391B2 (ja) | ||
| JPS63199480A (ja) | 半導体レ−ザ走査装置 | |
| US6744798B2 (en) | Surface-type light amplifer device and method of manufacture thereof | |
| JP2006269988A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH06103775B2 (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JP3546628B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ装置 | |
| JPH0786691A (ja) | 発光装置 | |
| US4360920A (en) | Terraced substrate semiconductor laser | |
| JP2000133876A (ja) | 面発光レーザ装置 | |
| JPH09139547A (ja) | 面発光デバイスおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060213 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060314 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060327 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110414 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120414 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130414 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140414 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |