JP2003324251A - 面発光半導体レーザ素子の製造方法および面発光半導体レーザ素子および光伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御性良く電流狭窄構造を形成でき、放熱性
に優れ、安定したレーザ特性が得られる面発光半導体レ
ーザ素子を、低コストで作製することの可能な面発光半
導体レーザ素子の製造方法および面発光半導体レーザ素
子および光伝送システムを提供する。 【解決手段】 基板１０１上の素子構成膜の共振器領域
の周辺に、素子構成膜の表面と垂直な方向に少なくとも
１つの高抵抗部形成用孔１１０が穿設され、この孔１１
０の底部が上部ミラー層１０６の底面付近に達してお
り、この孔１１０を通して活性層１０４近傍に高抵抗化
する分子または元素を導入することにより、電流経路部
１０４ａを狭めるための高抵抗部（電流狭窄構造）１１
１を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面発光半導体レー
ザ素子の製造方法および面発光半導体レーザ素子および
光伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットの普及と情報量の
増大に伴い、より大容量で高速の光伝送ネットワークが
必要とされている。

【０００３】面発光半導体レーザ素子は、出力光の広が
り角が比較的狭い（１０度前後）ので、光ファイバとの
結合が容易であり、また、しきい値電流を小さくでき電
力変換効率が高いため消費電力が小さく、しかも２次元
並列集積が容易であり、素子の検査が簡便であるという
優れた特徴を有している。そのため，面発光半導体レー
ザ素子は、今後の大容量光伝送モジュールへの搭載が期
待されている。

【０００４】この面発光半導体レーザ素子は、基板面と
垂直な方向に積層形成されたレーザ共振器を備え、光が
基板面と垂直な方向に出射するように構成されている。
より詳しくは、面発光半導体レーザ素子は、基板側と表
面側とのそれぞれに、高反射率の半導体多層膜からなる
半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）や誘電体多
層膜からなる誘電体分布ブラッグ反射鏡（誘電体ＤＢ
Ｒ）や金属反射鏡などの反射鏡（ミラー層）が設けら
れ、２つの反射鏡の間に活性層が設けられている。ま
た、活性層と２つの反射鏡との間には、それぞれスペー
サ層が設けられている。

【０００５】さらに、面発光半導体レーザ素子では、し
きい値電流を小さくするため、また、単一モード発振を
させるために、活性層近傍で電流経路を狭める電流狭窄
構造がとられている。

【０００６】従来、この電流狭窄構造を形成する方法と
しては、プロトン注入型、埋め込み再成長型、選択配化
層型、トンネル接合消滅型等が知られている。

【０００７】プロトン注入型の形成方法では、例えば、
文献［Ｂ．Ｔｅｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，５７（１９９０）１８５５］に報告さ
れているように、面発光半導体レーザ素子を構成する素
子構成膜の表面からプロトンをイオン注入することで高
抵抗部を形成し、電流狭窄構造を形成している。

【０００８】また、埋め込み再成長型の形成方法では、
特開平１１−１１２０８６号公報に示されているよう
に、面発光半導体レーザ素子を構成する素子構成膜の上
部をメサ状に加工した後、このメサと逆の導電性をもつ
埋め込み層を再成長させてｐ−ｎ接合を形成し、電流狭
窄構造を形成している。

【０００９】また、選択酸化層型の形成方法では、例え
ば、文献［Ｋ．Ｄ．Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅ ｅｔ ａｌ．
ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｏｌｏｇｙ
Ｌｅｔｔｅｒｓ．７（１９９５）１２３７］に報告され
ているように、ＡｌＡｓ膜を含む素子構成膜の上部をメ
サ状に加工した後、ＡｌＡｓ膜を水蒸気によりメサ側壁
から酸化することにより、高抵抗部を形成し、電流狭窄
構造を形成している。

【００１０】さらに、トンネル接合消滅型の形成方法で
は、特許３０２０１６７号公報に示されているように、
面発光半導体レーザ素子を構成する素子構成膜の活性層
の上部にトンネル接合層を形成し、その上部に、電流経
路部に対応する領域を除いて上部電極膜を形成し、次に
上部ミラーを形成し、その後、熱処理により上部電極膜
の金属元素をトンネル接合層に拡散させることにより、
トンネル接合を消滅させて高抵抗部を形成して、電流狭
窄構造を形成している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電流狭窄構造の形成方法には、それぞれ以下の
ような問題がある。

【００１２】すなわち、プロトン注入型の形成方法で
は、上部ミラー表面から活性層近傍までの深さが５μｍ
以上であるので、プロトン注入する場合、４００ｋｅＶ
以上の高エネルギーで注入する必要があり、そのため、
形成される高抵抗部の位置制御が困難となり、また、面
発光半導体レーザ素子を構成する素子構成膜に欠陥が導
入される恐れがある。

【００１３】また、埋め込み再成長型の形成方法では、
半導体膜の成長工程が２回以上必要となるので、製造工
程が煩雑となり、製造コストの上昇を招くという問題が
ある。

【００１４】また、選択酸化層型の形成方法において
は、メサ部分の放熱を良くするため、および、メサ部分
の機械的強度を持たせるために、メサ部分の膜面方向の
寸法が３０μｍ程度以上必要となり、この場合には、酸
化する距離が長くなるので、選択的酸化により形成する
高抵抗部の位置制御性が十分でなくなるという問題があ
る。

【００１５】また、トンネル接合消滅型の形成方法にお
いても、半導体膜の成長工程が２回以上必要となるの
で、製造工程が煩雑となり製造コストの上昇を招くとい
う問題がある。

【００１６】本発明は、制御性良く電流狭窄構造を形成
でき、放熱性に優れ、安定したレーザ特性が得られる面
発光半導体レーザ素子を、低コストで作製することの可
能な面発光半導体レーザ素子の製造方法および面発光半
導体レーザ素子および光伝送システムを提供することを
目的としている。

【００１７】

【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記載の発明は、面発光半導体レーザ素子の
素子構成膜の共振器領域の周辺に少なくとも１つの高抵
抗部形成用孔を形成し、該高抵抗部形成用孔を通して前
記素子構成膜中に高抵抗化する分子または元素を導入し
て素子構成膜中に電流狭窄構造を形成する工程を有して
いることを特徴としている。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の面発光半導体レーザ素子の製造方法において、前記
素子構成膜はＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層を含み、前記高抵抗化
する分子または元素として酸化種を前記高抵抗部形成用
孔を通してＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層に供給することで、前記
Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層の一部を酸化して電流狭窄構造を形
成することを特徴としている。

【００１９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の面発光半導体レーザ素子の製造方法において、前記
素子構成膜はトンネル接合層を含み、前記高抵抗化する
分子または元素としてトンネル接合消滅種を前記高抵抗
部形成用孔を通して前記トンネル接合層に供給し、前記
トンネル接合層の一部の接合を消滅させて電流狭窄構造
を形成することを特徴としている。

【００２０】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の面発光半導体レーザ素子の製造方法において、前記
高抵抗化する分子または元素として水素又は酸素を前記
高抵抗部形成用孔を通して前記素子構成膜中にイオン注
入し電流狭窄構造を形成することを特徴としている。

【００２１】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項４のいずれか一項に記載の面発光半導体レーザ
素子の製造方法において、前記少なくとも１つの高抵抗
部形成用孔は、エッチングにより形成されることを特徴
としている。

【００２２】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至請求項５のいずれか一項に記載の面発光半導体レーザ
素子の製造方法において、素子構成膜中にエツチングス
トップ層を形成し、高抵抗部形成用孔をエッチングによ
り形成する際に、高抵抗部形成用孔の底面をエッチング
ストップ層により位置制御することを特徴としている。

【００２３】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至請求項６のいずれか一項に記載の面発光半導体レーザ
素子の製造方法により作製されたことを特徴としてい
る。

【００２４】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の面発光半導体レーザ素子において、高抵抗部形成用
孔の少なくとも内壁面が、前記素子構成膜を形成する材
料よりも低い屈折率を有する材料で被覆又は充填されて
いることを特徴としている。

【００２５】また、請求項９記載の発明は、請求項７記
載の面発光半導体レーザ素子において、高抵抗部形成用
孔の少なくとも内壁面は、金属材料で被覆されており、
該金属材料は電極としての機能を有することを特徴とし
ている。

【００２６】また、請求項１０記載の発明は、請求項７
乃至請求項９のいずれか一項に記載の面発光半導体レー
ザ素子において、前記素子構成膜中の活性層には、Ｇａ
ＩｎＮＡｓ系膜が含まれていることを特徴としている。

【００２７】また、請求項１１記載の発明は、請求項７
乃至請求項１０のいずれか一項に記載の面発光半導体レ
ーザ素子が発光デバイスとして用いられることを特徴と
している。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２９】第１の実施形態 図１は本発明の面発光半導体レーザ素子の構成例を示す
図である。図１を参照すると、この面発光半導体レーザ
素子は、基板１０１上に、下部ミラー層１０２，下部ス
ペーサ層１０３，活性層１０４，上部スペーサ層１０
５，上部ミラー層１０６が順次積層されて構成されてい
る。また、この面発光半導体レーザ素子は、光が出力さ
れる側の上部ミラー層１０６上に絶縁層１０７を介して
上部電極１０８が形成され、また、基板１０１の裏面に
下部電極１０９が形成されている。

【００３０】なお、以下では、上記のように面発光半導
体レーザ素子を構成するように順次に積層された膜を素
子構成膜という。また、図１の構成例では、ミラー層１
０２，１０６間の下部スペーサ層１０３，活性層１０
４，上部スペーサ層１０５が共振器領域として機能する
ようになっている。

【００３１】ここで、基板１０１には、ＧａＡｓ，Ｉｎ
Ｐ，ＧａＰ，ＧａＮＡｓ，Ｓｉ，Ｇｅなどの半導体基板
が用いられる。

【００３２】また、基板１０１側のミラー層（下部ミラ
ー層）１０２は、基板１０１上にエピタキシャル成長で
き、良質な膜が得られることから、半導体ＤＢＲ（分布
ブラッグ反射鏡）であるのが好ましい。具体的には、下
部ミラー層１０２は、半導体基板１０１上に、ＡｌＡｓ
／ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ，ＧａＩｎＰ／Ｇ
ａＡｓ，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ，ＧａＩｎＡｓＰ／Ｉｎ
Ｐ，ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰなどの多層膜を設けて形
成される。

【００３３】また、面発光半導体レーザ素子の表面側の
ミラー層（上部ミラー層）１０６は、半導体ＤＢＲや誘
電体ＤＢＲや金属反射鏡で形成される。

【００３４】ここで、半導体ＤＢＲとしては、例えば、
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ，ＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓ，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ，ＧａＩｎＡｓＰ
／ＩｎＰ，ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰなどが用いられ
る。

【００３５】また、誘電体ＤＢＲとしては、例えば、Ｚ
ｒＯ₂／ＳｉＯ₂，ＭｇＯ／ＳｉＯ₂， ＭｇＯ／Ｓｉ，
Ａｌ₂Ｏ₃／ＭｇＦ₂などが用いられる。

【００３６】また、金属反射鏡としては、例えば、Ａ
ｕ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉやそれ
らの合金などが用いられる。

【００３７】また、活性層１０４は、例えば、基板１０
１がＩｎＰで構成される場合には、ＧａＩｎＡｓＰによ
り形成され（１．３μｍ帯，１．５５μｍ帯）、また、
基板１０１がＧａＡｓで構成される場合には、ＧａＩｎ
ＮＡｓ（１．３μｍ帯，１．５５μｍ帯）や、ＧａＩｎ
Ａｓ（０．９８μｍ帯）や、ＧａＡｌＡｓ（０．８５μ
ｍ帯）や、ＡｌＧａＩｎＰ（０．６５μｍ帯）などによ
り形成される。

【００３８】また、２つのスペーサ層１０３，１０５
は、キャリアを活性層１０４まで輸送し共振器長を調節
する働きをし、発光する光に透明である必要がある。そ
のため、スペーサ層１０３，１０５は、活性層１０４の
材料によってＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＩｎＡｓＰ，Ｇａ
ＡｌＡｓ，ＡｌＧａＩｎＰ，ＧａＩｎＰなどから選択さ
れて形成される。

【００３９】図１の面発光半導体レーザ素子の素子構成
膜の成長方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法（ｍｅｔ
ａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や、ＭＯＭＢＥ法（ｍｅｔａｌ
ｏｒｇａｎｉｃ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐ
ｉｔａｘｙ）や、ＣＢＥ法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅａ
ｍ ｅｐｉｔａｘｙ）などを用いることができる。

【００４０】また、ミラー層１０２，１０６を誘電体膜
からなる誘電体ＤＢＲや金属膜からなる金属反射鏡で形
成する場合、誘電体膜や金属膜の形成方法としては、例
えば、電子ビーム蒸着法，スパッタリング法，抵抗加熱
法，ＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いることができる。

【００４１】また、上部ミラー層１０６上には、ＳｉＯ
₂などの絶縁膜１０７が形成されている。また、上部電
極１０８及び下部電極１０９は、いわゆるオーミック電
極であり、通常の半導体レーザの電極として用いられる
Ａｌ等の金属材料で形成されている。

【００４２】ところで、この図１の面発光半導体レーザ
素子では、基板１０１上の素子構成膜の共振器領域の周
辺に、素子構成膜の表面と垂直な方向に少なくとも１つ
の（図１の例では、２つ）の高抵抗部形成用孔１１０が
穿設され、この孔１１０の底部が上部ミラー層１０６の
底面付近に達している。このような構成では、この孔１
１０を通して活性層１０４近傍に高抵抗化する分子また
は元素を導入することにより、電流経路部１０４ａを狭
めるための高抵抗部（電流狭窄構造）１１１を形成する
ことができる。

【００４３】ここで、高抵抗部形成用孔１１０は、例え
ば、次のようにして形成される。すなわち、高抵抗部形
成用孔１１０は、例えば、面発光半導体レーザ素子の素
子構成膜の発光領域以外の電流狭窄構造が形成される領
域に対応する位置に、素子構成膜の表面から活性層１０
４付近にまで達するように（例えば、素子構成膜の表面
に垂直方向に）、エッチングによって形成される。

【００４４】高抵抗部形成用孔１１０を形成するための
エッチングの方法としては、ドライエッチング又はウェ
ットエッチングをとり得るが、サイドエッチの速度に対
して垂直方向のエッチング速度が大きいドライエッチン
グが好ましい。さらに、ドライエッチングの方式として
は、エッチング異方性をより大きくとれるＩＣＰ（Ｉｎ
ｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）
エッチング法やＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｒｏ
ｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング法などの高
密度プラズマ源を用いる方式が好ましい。なお、高抵抗
部形成用孔１１０の個数，断面形状，寸法，配置につい
ては、所望のものにすることができ、特定のものに限定
はされない。

【００４５】図１の構成例では、電流狭窄構造１１１
は、高抵抗部形成用孔１１０を介して活性層１０４近傍
の半導体にＨ₂Ｏ、Ｏ₂、Ｈ元素、Ｏ元素あるいは金属元
素を、例えば、イオン注入、熱拡散、酸化等により導入
して形成される。

【００４６】なお、特開平１１−１８６６５７号公報に
は、多層膜半導体層に垂直に複数の２次元ロッド列や２
次元ホール列を設けることにより、発光波長に対して光
学的伝播禁止帯（フォトニックバンドギャップ）を形成
して、多層膜半導体層の面内方向への漏れ光を抑える構
成をとる面発光型半導体レーザが示されている。

【００４７】これに対し、本発明では、高抵抗部形成用
孔１１０は、レーザ素子の素子構成膜中に高抵抗部を形
成するための分子または元素を導入するための手段とし
て機能するものであり、前述の２次元ロッド列や２次元
ホール列と同様な機能を目的とするものではない。

【００４８】また、本発明では、メサ構造中に高抵抗部
形成用孔１１０を設けることも可能である。

【００４９】次に、第１の実施形態の面発光半導体レー
ザ素子の具体的な作製工程例を図１を用いて説明する。
先ず、ｎ型基板１０１上に、下部ｎ型半導体ＤＢＲ（下
部ミラー層）１０２，下部アンドープスペーサ層（下部
スペーサ層）１０３，活性層１０４，上部アンドープス
ペーサ層（上部スペーサ層）１０５，上部ｐ型半導体Ｄ
ＢＲ（上部ミラー層）１０６を順次エピタキシャル成長
する。

【００５０】次に、ＳｉＯ₂膜（図示せず）をマスクと
して例えばＥＣＲエッチング法により上部ミラー層１０
６の共振器領域の周辺に少なくとも１つの（例えば多数
の）高抵抗部形成用孔１１０を穿設する。このとき、孔
１１０の底部は上部ミラー層１０６の底面付近とする。

【００５１】次に、孔１１０を通して高抵抗化する分子
または元素を導入して、電流狭窄構造１１１を形成す
る。

【００５２】その後、ＳｉＯ₂膜を除去し、上部ミラー
層１０６上および高抵抗部形成用孔１１０の内壁面上
に、絶縁膜１０７を選択的に形成し、最後に、上部ミラ
ー層１０６上にｐ側オーミック電極（上部電極）１０８
を形成し、また、基板１０１の裏面にｎ側オーミック電
極（下部電極）１０９を形成して、図１に示す面発光半
導体レーザ素子を作製することができる。

【００５３】このように作製された面発光半導体レーザ
素子は、各電極１０８，１０９に電流を流すことで、レ
ーザ発振させることができる。

【００５４】本発明の第１の実施形態の面発光半導体レ
ーザ素子の製造方法によれば、面発光半導体レーザ素子
の素子構成膜の共振器領域の周辺に少なくとも１つの高
抵抗部形成用孔１１０を穿設し、高抵抗部形成用孔１１
０を通して前記素子構成膜中に高抵抗化する分子または
元素を導入して素子構成膜中に電流狭窄構造１１１を形
成するので、位置制御性良く（位置精度良く）電流狭窄
構造１１１を形成できる。すなわち、高抵抗化する分子
や元素の素子構成膜への導入位置と高抵抗部との距離を
短くできるので、制御性良く電流狭窄構造を形成するこ
とができる。よって、歩留まりが向上し製造コストを低
減できる。また、放熱性の悪いメサ構造をとる必要がな
く、素子の温度が上昇しにくくなるため、安定したレー
ザ特性が得られる。しかも、機械的強度の低いメサ構造
ではないので、機械的強度も高いものとなる。

【００５５】また、第１の実施形態の面発光型半導体レ
ーザの製造方法によれば、１回の成長工程により簡単に
レーザ素子を構成する素子構成膜を形成できるので、製
造工程の簡略化が図れ、製造コストを低減できる。

【００５６】このように、第１の実施形態の面発光半導
体レーザ素子の製造方法によれば、制御性良く電流狭窄
構造を形成でき、放熱性に優れ、安定したレーザ特性が
得られる面発光半導体レーザ素子を、低コストで作製す
ることができる。

【００５７】第２の実施形態 図２は本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例を
示す図である。図２を参照すると、この面発光半導体レ
ーザ素子においても、図１に示した面発光半導体レーザ
素子と同様に、基板１０１上に、下部ミラー層１０２，
下部スペーサ１０３，活性層１０４，上部スペーサ層１
０５，上部ミラー層１０６が順次積層され（すなわち、
素子構成膜が形成され）、また、高抵抗部形成用孔１１
０が共振器領域（ミラー層１０２，１０６間の下部スペ
ーサ層１０３，活性層１０４，上部スペーサ層１０５が
共振器領域として機能するようになっている）の周辺に
形成されている。なお、以下、図２において図１と同様
な構成については、同じ符号を用いることとし、更にそ
れらの詳細な説明は省略するものとする。

【００５８】ところで、図２の面発光半導体レーザ素子
では、上部スペーサ層１０５と上部ミラー層１０６との
間に、さらに、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０１（すなわち、
ＡｌＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層）が形成されている。す
なわち、素子構成膜として、さらに、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ
層２０１を含んでいる。

【００５９】なお、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０１は、下部
ミラー層１０２，上部ミラー層１０６と活性層１０４と
の間に設けられていれば良い。但し、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ
層２０１は、屈折率が小さいため、図２のように、上部
ミラー層１０６の最下層の低屈折率層として設けられる
のが好ましい。

【００６０】また、高抵抗部形成用孔１１０は、共振器
領域の周辺で、高抵抗部を形成する領域近傍に設けら
れ、この孔１１０の深さはＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０１の
深さよりも深く形成される。

【００６１】本発明の第２の実施形態の面発光半導体レ
ーザ素子の製造方法では、素子構成膜がさらにＡｌ（Ｇ
ａ）Ａｓ層２０１を含み、高抵抗化する分子または元素
として酸化種を高抵抗部形成用孔１１０を通してＡｌ
（Ｇａ）Ａｓ層２０１に供給することで、Ａｌ（Ｇａ）
Ａｓ層２０１の一部を酸化して電流狭窄構造２０２を形
成することができるようになっている。すなわち、この
高抵抗部形成用孔１１０を通してＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層２
０１中に水蒸気や酸素ガス等の酸化種を導入し、Ａｌ
（Ｇａ）Ａｓ層２０１を酸化して、絶縁性のＡｌ_xＯ_y層
２０２を電流狭窄構造として形成することができる。

【００６２】次に、第２の実施形態の面発光半導体レー
ザ素子の具体的な作製工程例を図２を用いて説明する。
先ず、ｐ型基板１０１上に、下部ｐ型半導体ＤＢＲ（下
部ミラー層）１０２，下部アンドープスペーサ層（下部
スペーサ層）１０３，活性層１０４，上部アンドープス
ペーサ層（上部スペーサ層）１０５，ＡｌＡｓ層２０
１，上部ｎ型半導体ＤＢＲ（上部ミラー層）１０６を順
次エピタキシャル成長する。

【００６３】次に、ＳｉＯ₂膜（図示せず）をマスクと
してＩＣＰエッチング法により上部ミラー層１０６の共
振器領域の周辺に高抵抗部形成用孔１１０を多数あけ
る。このとき、孔１１０の底部はＡｌＡｓ層２０１より
も深くなるようにする。

【００６４】次に、４００℃付近の温度で、この高抵抗
部形成用孔１１０を通して水蒸気や酸素ガスを導入し、
電流経路部２０１ａを残してＡｌＡｓ層２０１を酸化
し、絶縁性のＡｌ_xＯ_y層として電流狭窄構造２０２を形
成する。

【００６５】その後、ＳｉＯ₂膜のマスクを除去し、上
部ミラー層１０６上および高抵抗部形成用孔１１０の内
壁面上に、絶縁膜１０７を選択的に形成し、最後に、上
部ミラー層１０６上にｎ側オーミック電極（上部電極）
１０８を形成し、基板１０１の裏面にｐ側オーミック電
極（下部電極）１０９を形成し、図２に示す面発光半導
体レーザ素子を作製することができる。

【００６６】このように作製された図２の面発光半導体
レーザ素子は、各電極１０８，１０９からキャリアを注
入してレーザ発振させることができる。

【００６７】第２の実施形態の面発光半導体レーザ素子
の製造方法によれば、共振器領域の周辺に設けた高抵抗
部形成用孔１１０から酸化種をＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０
１中へ導入し、このＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０１の一部を
酸化して電流狭窄構造２０２を形成するので、メサを形
成しその側壁のＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層の端から酸化して電
流狭窄構造を形成する従来の製造方法と比較して、酸化
する距離を短かくすることができ、制御性良く電流狭窄
構造を形成できる。よって、歩留まり良く面発光半導体
レーザ素子を作製することができる。

【００６８】また、第２の実施形態の面発光半導体レー
ザ素子の製造方法では、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層２０１の膜
内方向へ酸化が進むので、高抵抗部形成用孔１１０の個
数が少なくても、効率良く電流狭窄構造２０２を形成で
きる。従って、より放熱性が良く、機械的強度が高い面
発光半導体レーザ素子を作製できる。

【００６９】第３の実施形態 図３は、本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である。図３を参照すると、この面発光半導体
レーザ素子においても、図１，図２に示した面発光半導
体レーザ素子と同様に、基板１０１上に、下部ミラー層
１０２，下部スペーサ１０３，活性層１０４，上部スペ
ーサ層１０５，上部ミラー層１０６が順次積層され（す
なわち、素子構成膜が形成され）、また、高抵抗部形成
用孔１１０が共振器領域（ミラー層１０２，１０６間の
下部スペーサ層１０３，活性層１０４，上部スペーサ層
１０５が共振器領域として機能するようになっている）
の周辺に設けられている。なお、図３においても図１，
図２と同様な構成については、同じ符号を用いることと
し、更にそれらの詳細な説明は省略するものとする。

【００７０】ところで、図３の面発光半導体レーザ素子
では、上部スペーサ層１０５と上部ミラー層１０６との
間に、トンネル接合層３０１が形成されている。すなわ
ち、素子構成膜として、さらに、トンネル接合層３０１
を含んでいる。

【００７１】トンネル接合層３０１は、高濃度にキャリ
アをドーピングしたｐ⁺型半導体層とｎ⁺型半導体層とを
接合した構成のものとなっている。ここで、キャリアに
吸収される発振光を少なくするために、ｐ⁺型半導体層
とｎ⁺型半導体層は、膜厚が各々数ｎｍ程度が適当であ
り、トンネル接合層３０１は、ｐ型半導体ＶＣＳＥＬ構
成層／ｐ⁺型半導体層／ｎ⁺型半導体層／ｎ型半導体ＶＣ
ＳＥＬ構成層の構成をとるのが好適である。

【００７２】また、トンネル接合層３０１を設ける位置
は、活性層１０４と上部ミラー層１０６との間が好まし
く、且つ励起光モードの節の位置であることが好まし
い。

【００７３】なお、キャリアの流れをよくするために、
トンネル接合層３０１と他の素子構成層との間に、バン
ドプロファイルをなだらかにするバッファ層を設けても
良い。

【００７４】この第３の実施形態の面発光半導体レーザ
素子の製造方法では、次のようにして、電流狭窄構造３
０２を形成できる。すなわち、トンネル接合層３０１に
逆バイアスを印加し、ｎ型領域からｐ型領域に電流を通
過させる。この際、文献「Ｋ．Ｉｇａ ｅｔ ａｌ．，
ＩＰＲＭ２０００，４５１」等に記載されているよう
に、トンネル接合層３０１は、この層３０１中に電極金
属が拡散してくると接合が破壊され（トンネル接合が消
滅し）、高抵抗化する。第３の実施形態では、これを利
用して電流狭窄構造を形成するようにしている。

【００７５】すなわち、本発明の第３の実施形態の面発
光半導体レーザ素子の製造方法では、素子構成膜がさら
にトンネル接合層３０１を含み、高抵抗化する分子また
は元素としてトンネル接合消滅種を高抵抗部形成用孔１
１０を通してトンネル接合層３０１に供給することで、
トンネル接合層３０１の一部の接合を消滅させて電流狭
窄構造３０２を形成するようになっている。このとき、
電流狭窄構造３０２は、トンネル接合の残った電流経路
部３０１ａの周囲に形成される。

【００７６】この第３の実施形態の面発光半導体レーザ
素子の製造方法は、より具体的には、次のようにしてな
される。すなわち、トンネル接合層３０１を含む全ての
素子構成膜を形成した後、高抵抗部を形成したい領域に
高抵抗部形成用孔１１０を設ける。このとき、孔１１０
の底面は、トンネル接合層３０１の近くで、上部ミラー
層１０６内に位置するのが良い。但し、孔１１０の底面
位置は、トンネル接合層３０１上であれば、任意の位置
にすることができる。この後、蒸着やスパッタリング法
で高抵抗部形成用孔１１０の底面に電極膜を形成する。

【００７７】そして、４００℃程度の温度環境下で、ト
ンネル接合の近傍に設けた電極膜の金属成分を熱拡散さ
せ、トンネル接合を消滅させて、高抵抗部すなわち電流
狭窄構造３０２を形成することができる。

【００７８】次に、第３の実施形態の面発光半導体レー
ザ素子の具体的な作製工程例を図３を用いて説明する。
先ず、ｎ型基板１０１上に、下部ｎ型半導体ＤＢＲ（下
部ミラー層）１０２，下部ｎ型スペーサ層（下部スペー
サ層）１０３，活性層１０４，上部ｐ型スペーサ層１０
５ａ，トンネル接合層３０１，上部ｎ型スペーサ層１０
５ｂ，上部ｎ型半導体ＤＢＲ（上部ミラー層）１０６を
順次エピタキシャル成長する。

【００７９】次に、ＳｉＯ₂膜（図示せず）をマスクと
して、ドライエッチング法により上部ミラー層１０６の
共振器領域の周辺に高抵抗部形成用孔１１０を多数あけ
る。この高抵抗部形成用孔１１０の底部は上部ミラー層
１０６中とする。

【００８０】次に、ＳｉＯ₂膜を除去した後、蒸着法に
より高抵抗部形成用孔１１０の底面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ
−Ｇｅ膜を形成し、しかる後、４００℃付近で熱処理し
て、高抵抗部形成用孔１１０の底面付近のトンネル接合
を消滅させ、電流狭窄構造３０２を形成する。

【００８１】次いで、上部ミラー層１０６上および高抵
抗部形成用孔１１０の内壁面上に、絶縁膜１０７を選択
的に形成し、最後に、上部ミラー層１０６上に上部オー
ミック電極１０８を形成し、基板１０１の裏面に下部オ
ーミック電極１０９を形成して、図３に示す面発光半導
体レーザ素子を作製することができる。

【００８２】このように作製された図３の面発光半導体
レーザ素子は、上部オーミック電極１０８から下部オー
ミック電極１０９の方向に電流を流すことで、レーザ発
振する。

【００８３】第３の実施形態の面発光半導体レーザ素子
の製造方法によれば、高抵抗部形成用孔１１０を通して
トンネル接合消滅種を供給し、トンネル接合層３０１の
一部の接合を消滅させて電流狭窄構造３０２を形成する
ので、従来のトンネル接合を消滅させて電流狭窄構造を
形成する方法と比較して、１回の成長工程でレーザ素子
の素子構成膜を形成することができ、且つ、エピタキシ
ャル成長させた良質な上部ミラー層１０６を形成でき
る。従って、低いコストで高性能の面発光半導体レーザ
素子を作製することができる。

【００８４】また、第３の実施形態の面発光半導体レー
ザ素子の製造方法は、第１，第２の実施形態の面発光半
導体レーザ素子の製造方法と異なり、トンネル接合層３
０１の一部の接合を金属元素の拡散により消滅させるの
で、膜面内方向での金属元素の拡散が小さく、従って、
より位置の制御性が良く、高抵抗な電流狭窄構造３０２
を形成できる。これによって、より高性能な面発光半導
体レーザ素子を歩留まり良く作製できる。

【００８５】第４の実施形態 本発明の第４の実施形態の面発光半導体レーザ素子の製
造方法は、図１の構成において、高抵抗部形成用孔１１
０を通して水素又は酸素を素子構成膜中にイオン注入し
て電流狭窄構造１１１を形成するようになっている。

【００８６】この第４の実施形態では、図１において、
高抵抗部形成用孔１１０を通して水素又は酸素を素子構
成膜中にイオン注入して、電流狭窄構造１１１を形成す
るので（すなわち、高抵抗部形成用孔１１０を設け、こ
の孔１１０から素子構成膜中に高抵抗化元素をイオン注
入するので）、従来のイオン注入法により高抵抗部すな
わち電流狭窄構造を形成する方法と比較して、注入の飛
程が小さくなり、電流狭窄構造が形成される領域に高抵
抗化元素を低い加速エネルギーで注入できる。

【００８７】これにより、位置精度良く、また、素子構
成膜へのダメージを少なくして、電流狭窄構造１１１を
形成できる。また、一般的なイオン注入装置を使用でき
るので、歩留まり良く、安価に高性能の面発光半導体レ
ーザ素子を作製できる。

【００８８】また、イオン注入法により導入する第４の
実施形態の製造方法では、第３の実施形態の場合と同様
に、高抵抗部の膜面内方向での金属元素の拡散が小さい
ので、高抵抗部形成用孔１１０の位置に対応させて制御
性良く高抵抗部（すなわち、電流狭窄構造）１１１を形
成することができる。

【００８９】また、第４の実施形態では、第２，第３の
実施形態の方法と異なり、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層やトンネ
ル接合層等の特別な機能層を設けなくとも電流狭窄構造
を形成できるので、より広い材料の素子に電流狭窄構造
を形成することができる。これによって、歩留まり良く
安価に高性能の面発光半導体レーザ素子を作製できる。

【００９０】第５の実施形態 図４は、本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である。図４を参照すると、この面発光半導体
レーザ素子においても、図１に示した面発光半導体レー
ザ素子と同様に、基板１０１上に、下部ミラー層１０
２，下部スペーサ１０３，活性層１０４，上部スペーサ
層１０５，上部ミラー層１０６が順次積層され（すなわ
ち、素子構成膜が形成され）、また、高抵抗部形成用孔
１１０が共振器領域（ミラー層１０２，１０６間の下部
スペーサ層１０３，活性層１０４，上部スペーサ層１０
５が共振器領域として機能するようになっている）の周
辺に設けられている。なお、図４において、図１と同様
な構成については、同じ符号を用いることとし、更にそ
れらの詳細な説明は省略するものとする。

【００９１】ところで、図４の面発光半導体レーザ素子
では、上部スペーサ層１０５と上部ミラー層１０６との
間に、エッチングストップ層４０１が設けられており、
高抵抗部形成用孔１１０の底部がこのエッチングストッ
プ層４０１に達して位置制限されている。

【００９２】ここで、エッチングストップ層４０１は、
Ｉｎを含む半導体層からなっている。具体的には、エッ
チングストップ層４０１には、ＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩ
ｎＰ，ＧａＩｎＡｓＰ，ＡｌＧａＩｎＡｓ，ＡｌＧａＩ
ｎＡｓＰ，ＩｎＰなどの材料を用いることができる。

【００９３】また、このエッチングストップ層４０１
は、上部ミラー層１０６または下部ミラー層１０２の低
屈折率層または高屈折率層として設けられるのが好まし
い。

【００９４】本発明において、レーザ素子の素子構成膜
は、上述したように化合物半導体からなり、素子構成膜
は、高抵抗部形成用孔１１０を形成する際に、多くの場
合、Ｃｌ₂ガスなどのハロゲンガスを導入してドライエ
ッチングされる。Ｉｎのハロゲン化物の蒸気圧は、他の
元素のハロゲン化物よりも蒸気圧が低く、エッチング速
度が著しく小さくなる。このため、前述のＩｎを含む半
導体層は、エッチングストップ層４０１として機能す
る。

【００９５】従って、素子構成膜中に設けられたこのよ
うなエッチングストップ層４０１によって、高抵抗部形
成用孔１１０の底面の位置を精度良く制御することが可
能となる。

【００９６】この第５の実施形態の面発光半導体レーザ
素子の製造方法が、第１，第４の実施形態の面発光半導
体レーザ素子の製造方法と異なる点は、上部スペーサ層
１０５上にエッチングストップ層４０１を介して上部ミ
ラー層１０６を結晶成長させることと、高抵抗部形成用
孔１１０をエッチングにより形成する際に孔１１０の底
面をこのエッチングストップ層４０１により位置制御す
ることである。

【００９７】このように、第５の実施形態の面発光半導
体レーザ素子の製造方法によれば、素子構成膜中にＩｎ
を含むエツチングストップ層４０１を形成するようにし
たので（すなわち、レーザ素子の素子構成膜中にエッチ
ングストップ層４０１を設けているので）、高抵抗部形
成用孔１１０をエッチングにより形成する際に孔１１０
の底面の位置を再現性良く制御できるようになる。これ
によって、歩留まり良く安価に高性能の面発光半導体レ
ーザ素子を作製できる。

【００９８】上述した第１乃至第５のいずれかの実施形
態の製造方法で作製された面発光半導体レーザ素子は、
面発光半導体レーザ素子の素子構成膜の共振器領域の周
辺に少なくとも１つの高抵抗部形成用孔１１０が形成さ
れ、高抵抗部形成用孔１１０を通して前記素子構成膜中
に高抵抗化する分子または元素が導入されて、素子構成
膜中に電流狭窄構造が形成されるので、機械的強度が高
く放熱性が良い素子構造をもつ高性能な面発光半導体レ
ーザ素子となる。すなわち、制御性良く電流狭窄構造を
形成でき、放熱性に優れ、安定したレーザ特性をもつ面
発光半導体レーザ素子を提供することができる。

【００９９】なお、上述した第１乃至第５のいずれかの
実施形態の製造方法により作製された面発光半導体レー
ザ素子（具体的には、例えば図４の面発光半導体レーザ
素子）において、高抵抗部形成用孔１１０の少なくとも
内壁面が素子構成膜よりも低い屈折率を有する材料（図
４の例では、低屈折率層４０２）で被覆されていても良
いし、あるいは、孔１１０の内部が上記の低屈折率材料
により充填されていても良い。

【０１００】このような孔１１０を被覆又は充填する低
屈折率材料としては、例えば、ポリイミドなどの有機高
分子、ＳｉＯ₂，ＳｉＯＮ，Ａｌ₂Ｏ₃などの無機物など
を用いることができる。そして、これら低屈折率層は、
塗布法，蒸着法，スパッタリング法，ＣＶＤ法などで形
成される。

【０１０１】面発光半導体レーザ素子では、しきい値電
流を下げ、出力効率を高めるため、および、共振モード
を制限するため、共振器への光閉じ込めは重要な課題で
ある。

【０１０２】上述のように、高抵抗部形成用孔１１０の
少なくとも内壁面が、素子構成膜よりも低い屈折率を有
する材料で被覆又は充填されている場合には、高抵抗部
形成用孔１１０の内壁面の欠陥が低減するので、キャリ
アの非発光再結合が低減する。これによって、低いしき
い値電流の、高い発光効率の面発光半導体レーザ素子を
得ることができる。

【０１０３】また、高抵抗部形成用孔１１０の少なくと
も内壁面が、素子構成膜よりも低い屈折率を有する材料
で被覆又は充填されている場合には、光の閉じ込めが良
好になり、しきい値電流が低く、発光効率が高く、出力
光のモードが制限された面発光半導体レーザ素子を得る
ことができる。

【０１０４】また、上述した第１乃至第５のいずれかの
実施形態の製造方法により作製された面発光半導体レー
ザ素子において、高抵抗部形成用孔１１０の少なくとも
内壁面が、金属材料で被覆され、この金属材料が電極と
しての機能を有するものとなっていても良い。

【０１０５】図５は、本発明の面発光半導体レーザ素子
の他の構成例を示す図である。図５の面発光型半導体レ
ーザ素子では、高抵抗部形成用孔１１０の少なくとも内
壁面が金属膜５０１で被覆されていて、この金属膜５０
１が電極として機能するようになっている。

【０１０６】ここで、金属膜５０１としては、高抵抗部
形成用孔１１０の内壁面がｐ型材料である場合は、Ａｕ
／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒ等のｐ型オーミック電極用の金属が
用いられ、また、高抵抗部形成用孔１１０の内壁面がｎ
型材料である場合は、Ａｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ等のｎ型
オーミック電極用の金属が用いられる。そして、このよ
うな金属膜５０１は、蒸着法，スパッタリング法，ＣＶ
Ｄ法などで形成される。

【０１０７】図５の面発光半導体レーザ素子では、高抵
抗部形成用孔１１０の内面を電極とすることができるの
で、活性層１０４と電極との距離を小さくでき、これに
よって、漏れ電流が少なくなり、活性層１０４への効率
のよい電流注入が可能となる。また、低いしきい値電流
で高い発光効率の面発光半導体レーザ素子を得ることが
できる。

【０１０８】また、上述した第１乃至第５のいずれかの
実施形態の製造方法によって作製された面発光半導体レ
ーザ素子において、活性層１０４にはＧａＩｎＮＡｓ系
膜が含まれることが好ましい。これは、次のような理由
に基づく。

【０１０９】すなわち、将来の大容量光伝送ネットワー
クの主要な伝送媒体は、現在と変わらず石英系ファイバ
であると考えられている。この石英系ファイバは、波長
１．３μｍ帯又は１．５μｍ帯で伝送損失が最も小さ
い。現在、これらの波長帯用の半導体レーザには、Ｉｎ
Ｐ基板上に形成されるＧａＩｎＡｓＰを活性層とする端
面発光型半導体レーザが用いられているが、このような
端面発光型半導体レーザでは、活性層におけるキャリア
の閉じ込めが弱く、温度特性が悪い。さらに、このＩｎ
Ｐ基板上にＧａＩｎＡｓＰを活性層とする面発光型半導
体レーザを形成しようとする場合、ＩｎＰ基板上では、
最良の半導体多層膜反射鏡（半導体ＤＢＲ）をＧａＩｎ
ＡｓＰ／ＩｎＰの構成にする必要があるが、ＧａＩｎＡ
ｓＰ／ＩｎＰの構成では屈折率差が小さく、高い反射率
を得るには多くの層数を必要とする。従って、ＩｎＰ基
板上に形成するＧａＩｎＡｓＰを活性層とする半導体レ
ーザは、今後の光伝送ネットワークへ適用するには課題
が多い。

【０１１０】これに対して、近年、急速に着目され始め
たＧａＩｎＮＡｓ系の材料を活性層に用いた半導体レー
ザは、発振波長が長波長帯なので、石英系ファイバとの
整合性が高い。

【０１１１】さらに、このＧａＩｎＮＡｓ系材料を用い
た活性層は、ＧａＡｓ基板上に形成できるので、スペー
サ層等の活性層周りの層にワイドバンドギャップ材料を
選択できて、キャリアの閉じ込めが良好になり、温度特
性が良好となる。このため、ＩｎＰ基板上に形成される
ＧａＩｎＡｓＰを活性層とする半導体レーザの場合と異
なり、冷却装置を必要としない。

【０１１２】このように、ＧａＩｎＮＡｓ系材料を活性
層に用いた面発光半導体レーザ素子は、優れた特性をも
つので、光通信システムや、コンピューター間，チップ
間，チップ内の光インターコネクションや、光コンピュ
ーティングにおいて、キーデバイスになると考えられ
る。

【０１１３】具体的に、このＧａＩｎＮＡｓ系材料とし
ては、例えば、ＧａＩｎＮＡｓ，ＧａＮＡｓ，ＡｌＧａ
ＩｎＮＡｓ，ＧａＩｎＮＡｓＰ，ＡｌＧａＩｎＮＡｓ
Ｐ，ＡｌＧａＮＡｓ，ＡｌＧａＮＡｓＰ，ＧａＩｎＮＡ
ｓＳｂなどが挙げられる。

【０１１４】なお、このＧａＩｎＮＡｓ系材料を活性層
に用いた面発光半導体レーザ素子では、ＧａＡｓ基板上
に素子構成膜を形成できるので、半導体ＤＢＲとして
は、ＧａＡｓ基板上に形成できる屈折率差の大きいＡｌ
（Ｇａ）Ａｓ／ＧａＡｓ、より広義にはＡｌ_xＧａ_(1-x)
Ａｓ／Ａｌ_yＧａ_(1-y)Ａｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）を用いる
ことができる。この場合には、少ない層数の半導体ＤＢ
Ｒをもつ面発光半導体レーザ素子を得ることが可能とな
る。

【０１１５】上述したように、活性層１０４にＧａＩｎ
ＮＡｓ系材料を用いることにより、より高性能なレーザ
特性をもち、より製造コストが小さい、光伝送に適用性
の高い面発光半導体レーザ素子を提供できる。

【０１１６】また、上述した第１乃至第５のいずれかの
実施形態の製造方法によって作製された面発光半導体発
光素子を用いて、光伝送システム（光通信システム）を
構成することができる。

【０１１７】図６は、上述のように作製された本発明の
面発光半導体レーザ素子を用いた並列伝送方式光通信シ
ステムの構成例を示す図である。この並列伝送方式光通
信システムにおいては、上述のように作製された本発明
の面発光半導体レーザ素子を複数用い、これら複数の面
発光半導体レーザ素子からの信号をそれぞれ複数の光フ
ァイバを介して同時に複数の受光素子に伝送し、複数の
受光素子で受光するように構成されている。

【０１１８】また、図７は、上述のように作製された本
発明の面発光半導体レーザ素子を用いた多波長伝送方式
光通信システムの構成例を示す図である。この多波長伝
送方式光通信システムにおいては、上述のように作製さ
れた本発明の面発光半導体レーザ素子を複数用い、これ
ら複数の面発光半導体レーザ素子からの発振波長の異な
る光信号を、それぞれ複数の光ファイバを介して光合波
器に導入し、光合波器において、波長の異なる複数の光
信号を合波し、そして、合波された光信号を１本の光フ
ァイバ中を介して伝送先の機器に接続される光分波器に
伝送し、光分波器で元の波長の異なる複数の光信号に分
離し、複数の光ファイバを介して複数の受光素子に伝送
して、複数の受光素子で受光させるように構成されてい
る。

【０１１９】このように、第１乃至第５のいずれかの実
施形態の製造方法により作製された本発明の面発光半導
体レーザ素子（低コストで製造でき、放熱性が良く、し
きい値電流が低く、発光効率の高い、光伝送システムへ
の適用性に優れた面発光半導体レーザ素子）を光源とし
て用いて光伝送システムを構築する場合には、光源部に
冷却装置を必要としない簡便な構成をとることができ、
高性能な光伝送システムを低コストで提供することがで
きる。特に、活性層にＧａＩｎＮＡｓ系材料を用いた面
発光半導体レーザ素子を用いることによって、より高性
能な光伝送システムをより低コストで提供することがで
きる。

【０１２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【０１２１】実施例１ 図８は、本発明の実施例１の面発光半導体レーザ素子を
示す図である。また、図９は、本発明の実施例１の面発
光半導体レーザ素子のＡｌＡｓ層２０１の膜面に沿った
断面図である。

【０１２２】以下、実施例１の面発光半導体レーザ素子
の作製方法を図８及び図９を用いて説明する。先ず、Ｍ
ＯＣＶＤ装置を使用し、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，Ｓ
ｅＨ₂を反応室に供給し、ＨＣｌ水溶液により表面を清
浄化したｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型Ａｌ_0.9Ｇ
ａ_0.1Ａｓ／ｎ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓの３８ペアからな
る下部ｎ型ＤＢＲ１０２を成長させる。

【０１２３】次いで、ＴＭＡ，ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，Ｓｅ
Ｈ₂を導入して、ｎ型ＡｌＧａＡｓ下部スペーサ層（厚
さλ／２ｎ）１０３を形成し、また、ＴＭＧ，ＴＭＡ、
ＡｓＨ ₃を導入して、Ａｌ_0.11Ｇａ_0.89Ａｓ／Ａｌ_0.3Ｇ
ａ_0.7Ａｓからなる４重量子井戸活性層１０４を形成
し、また、ＴＭＡ，ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入
して、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部スペーサ層（厚さλ／２
ｎ）１０５を形成する。次いで、ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，Ｄ
ＭＺｎを導入して、ｐ型ＡｌＡｓ選択酸化層（厚さλ／
４ｎ）２０１を、次に積層する上部ｐ型ＤＢＲ１０６の
最下層の低屈折率層に相当するように形成する。

【０１２４】次いで、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＤＭ
Ｚｎを導入して、ｐ型Ａｌ_0.9Ｇａ_{0. 1}Ａｓ／ｎ型Ａｌ
_0.3Ｇａ_0.7Ａｓの３０ペアからなる上部ｐ型ＤＢＲ１０
６を形成し、また、ＴＭＡ，ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺ
ｎを導入して、ｐ⁺型ＡｌＧａＡｓコンタクト層（厚さ
λ／４ｎ）１０６ａを形成する。このようにして、素子
構成多層膜（素子構成膜）を形成する。

【０１２５】次に、このように形成された素子構成多層
膜の表面にレジストを塗布する。そしてこのレジスト塗
布膜から、辺の長さが５μｍの正方形の４つの頂点で直
径が２．５μｍの円形にレジストを除去した単位形を周
期的に繰り返した基本パターンにおいて、共振器を設け
る位置に対応する場所では１個分の円形のレジスト除去
がされていないレジストパターンを形成する（図９を参
照）。

【０１２６】次に、Ｃｌ₂ガスを導入するＩＣＰエッチ
ング法により、高抵抗部形成用孔１１０を形成する。こ
のとき、孔１１０の底面が（孔１１０の深さが）下部Ｄ
ＢＲ１０２に達するようにする。

【０１２７】次いで、レジストを除去し、しかる後、高
抵抗部形成用孔１１０の内壁面に露出したＡｌＡｓ選択
酸化層２０１の端面から水蒸気を導入して、ＡｌＡｓ層
２０１を面内方向に酸化し、高抵抗部としてＡｌｘＯｙ
層を形成する。そして、近接する孔１１０から成長した
ＡｌｘＯｙ層（高抵抗部）がつながり、電流狭窄構造２
０２が形成される。このとき、共振器を設ける領域には
対応する位置に断面積が約１６μｍ²のＡｌＡｓ層（電
流経路部）２０１が酸化されないで残るように、酸化時
間を制御して電流狭窄構造２０２を形成する。

【０１２８】次に、プラズマＣＶＤ法で高抵抗部形成用
孔１１０の内壁面を含む素子構成膜の表面にＳｉＯ₂膜
１０７を形成する。

【０１２９】そして、素子構成膜上に形成されたＳｉＯ
₂膜１０７の一部を除去し、しかる後、素子構成膜上に
ｐ側電極膜１０８を形成し、次いで、リフトオフ法によ
り光出射部２０３上のｐ側電極膜を除去する。

【０１３０】最後に、基板１０１の裏面にｎ側電極１０
９を形成して、０．７８μｍ帯の面発光半導体レーザ素
子を作製することができる。

【０１３１】このように、実施例１では、高抵抗部形成
用孔１１０から酸化種をＡｌＡｓ層２０１中に導入しＡ
ｌＡｓ層２０１の一部を酸化して電流狭窄構造２０２を
形成するので、制御性良く電流狭窄構造２０２を形成で
きる。また、高抵抗部形成用孔１１０の個数が少なくて
も、効率良く電流狭窄構造２０２を形成できる。従っ
て、より放熱性が良く、レーザ特性の安定した面発光半
導体レーザ素子を作製できる。

【０１３２】また、高抵抗部形成用孔１１０の内壁面
が、素子構成膜よりも低い屈折率を有する材料（ＳｉＯ
₂膜１０７）で被覆されているので、光の閉じ込めが良
好になり、また、電流の漏れが少なくなり、しきい値電
流が低く、発光効率の高い、単一モード出力光の面発光
半導体レーザ素子が得られる。

【０１３３】実施例２ 図１０は、本発明の実施例２の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。

【０１３４】以下、実施例２の面発光半導体レーザ素子
の作製方法を図１０を用いて説明する。先ず、ＭＯＣＶ
Ｄ装置を使用し、ＨＣｌ水溶液により表面を清浄化した
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１をサセプタ上にセットし、次い
で、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ ₃，ＳｅＨ₂を反応室に導入
し、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ／
ｎ型ＧａＡｓの３６ペアからなる下部ｎ型ＤＢＲ１０２
を成長させる。

【０１３５】次いで、ＴＭＧ，ＴＭＩ，ＰＨ₃，ＳｅＨ₂
を導入し、ｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層（厚さ
λ／４ｎ）４０１を、下部ｎ型ＤＢＲ１０２の最上部低
屈折率層になるように形成する。

【０１３６】さらに、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入
し、ｎ型ＧａＡｓ下部スペーサ層（厚さλ／２ｎ）１０
３を形成し、また、ＴＭＧ，ＴＭＡ、ＴＭＩ，Ａｓ
Ｈ₃，ＤＭＨｙを導入し、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓか
らなる２重量子井戸活性層１０４を形成し、また、ＴＭ
Ｇ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入し、ｐ型ＧａＡｓ上部ス
ペーサ層（厚さλ／２ｎ）１０５を形成する。

【０１３７】次いで、ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導
入し、ｐ型ＡｌＡｓ選択酸化層（厚さλ／４ｎ）２０１
を、次に積層する上部ｐ型ＤＢＲ１０６の最下層低屈折
率層に相当するように形成する。さらに、ＴＭＧ，ＴＭ
Ａ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入して、ｐ型ＡｌＧａＡｓ
／ｐ型ＧａＡｓの２８ペアからなる上部ｐ型ＤＢＲ１０
６を形成し、また、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入
して、ｐ⁺型ＧａＡｓコンタクト層（厚さλ／４ｎ）１
０６ａを形成する。このようにして、素子構成多層膜
（素子構成膜）を形成する。

【０１３８】次に、このように作製された素子構成膜表
面にレジストを塗布し、図９に示すような実施例１と同
じレジストパターンを形成する。

【０１３９】次に、Ｃｌ₂ガスを導入するＩＣＰエッチ
ング法により高抵抗部形成用孔１１０を形成する。この
とき、高抵抗部形成用孔１０を形成するための深さ方向
のエッチングは、ｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層
４０１中でとまる。

【０１４０】その後の工程は、実施例１と同様のプロセ
スで行ない、１．３μｍ帯の面発光半導体レーザ素子を
作製することができる。

【０１４１】このように実施例２では、高抵抗部形成用
孔１１０から酸化種をＡｌＡｓ層２０１中に導入しＡｌ
Ａｓ層２０１の一部を酸化して電流狭窄構造２０２を形
成するので、制御性良く、且つ、高抵抗部形成用孔１１
０の個数が少なくても効率良く電流狭窄構造２０２を形
成できる。従って、より放熱性が良くレーザ特性の安定
した面発光半導体レーザ素子を作製できる。

【０１４２】また、高抵抗部形成用孔１１０の内壁面
が、素子構成膜よりも低い屈折率を有する材料（ＳｉＯ
₂膜１０７）で被覆されているので、光の閉じ込めが良
好になり、また、電流の漏れが少なくなり、しきい値電
流が低く、発光効率の高い、単一モード出力光の面発光
半導体レーザ素子が得られる。

【０１４３】また、実施例２では、エッチングストップ
層４０１を設けているので、高抵抗部形成用孔１１０を
位置精度良く形成でき、歩留まり良く安価に高性能の面
発光半導体レーザ素子を形成できる。

【０１４４】また、活性層１０４にＧａＩｎＮＡｓ系材
料を用いることによって、より高性能なレーザ特性をも
ち、より製造コストが小さい、光伝送に適用性の高い面
発光半導体レーザ素子が得られる。

【０１４５】実施例３ 図１１は、本発明の実施例３の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。また、図１２は、本発明の実施例３の
面発光半導体レーザ素子の上部ＤＢＲ１０６の膜面に沿
った断面図である。

【０１４６】以下、実施例３の面発光半導体レーザ素子
の作製方法を図１１及び図１２を用いて説明する。先
ず、ＭＯＣＶＤ装置を使用し、ＨＣｌ水溶液により表面
を清浄化したｎ型ＧａＡｓ基板１０１をサセプタ上にセ
ットし、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を反応室に
導入して、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ／ｎ型ＧａＡｓの３６ペアからなる下部ｎ型ＤＢＲ
１０２を成長させる。

【０１４７】次いで、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入
して、ｎ型ＧａＡｓ下部スペーサ層（厚さλ／２ｎ）１
０３を形成し、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＴＭＩ，ＡｓＨ₃，Ｄ
ＭＨｙ（ジメチルヒドラジン）を導入して、ＧａＩｎＮ
Ａｓ／ＧａＡｓからなる２重量子井戸活性層１０４を形
成し、また、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入して、
ｐ型ＧａＡｓ上部スペーサ層（厚さλ／４ｎ）１０５ａ
を形成する。

【０１４８】また、ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入
して、ｐ⁺型ＡｌＡｓトンネリング層（厚さ５ｎｍ）を
形成し、また、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入して、
ｎ⁺型ＧａＡｓトンネリング層（厚さ５ｎｍ）を形成す
る。ここで、ｐ⁺型トンネリング層とｎ⁺型トンネリング
層とが接合していることによって、トンネル接合層３０
１が形成される。

【０１４９】次いで、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入
して、ｎ型ＧａＡｓ上部スペーサ層（厚さλ／４ｎ）１
０５ｂを形成する。

【０１５０】次いで、ＴＭＧ，ＴＭＩ，ＰＨ₃，ＳｅＨ₂
を導入して、ｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層（厚
さλ／４ｎ）４０１を、次に積層するｎ型ＤＢＲ１０６
の最下層の低屈折率層となるように形成する。さらに、
ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入して、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ／ｎ型ＧａＡｓの２８ペアからなる上部ｎ型
ＤＢＲ１０６を形成し、また、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，Ｓｅ
Ｈ₂を導入して、ｎ⁺型ＧａＡｓコンタクト層（厚さλ／
４ｎ）１０６ａを形成して、素子構成多層膜（素子構成
膜）を形成する。

【０１５１】次に、このようにして形成した素子構成膜
の表面に、レジストを塗布する。そして、このレジスト
塗布膜から、辺の長さが５μｍの正三方形の３つの頂点
で直径が２．５μｍの円形にレジストを除去した単位形
を周期的に繰り返したパターンで、共振器を設ける位置
に対応する場所では１個分の円形のレジスト除去がされ
ていないレジストパターンを形成する（図１２を参
照）。

【０１５２】次に、Ｃｌ₂ガスを導入するＥＣＲエッチ
ング法により高抵抗部形成用孔１１０を形成する。この
とき、高抵抗部形成用孔１１０の底面は、エッチングス
トップ層４０１中になる。

【０１５３】次に、ＥＢ蒸着法により、高抵抗部形成用
孔１１０の内壁面と素子構成膜上面の共振器周辺とを除
いた部分に、絶縁膜（ＳｉＯ₂膜）を形成する。

【０１５４】そして、光出射部３１１以外の表面及び孔
１１０の内壁面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ上部ｐ側電極
膜１０８を試料を回転させながら斜め蒸着法により形成
する。

【０１５５】次に、この材料を４１０℃で熱処理し、孔
１１０の内壁面に形成された電極膜１０８の金属成分を
トンネル接合層３０１の方向に拡散させてトンネル接合
層３０１の所定部分のトンネル接合を破壊し高抵抗部を
形成する。そして、電極膜１０８の金属成分はトンネル
接合層３０１の面内方向にも拡散し、各孔１１０から生
成されるトンネル接合破壊部分（高抵抗部）が連結し
て、電流狭窄構造３０２が形成される。このとき、共振
器を設ける位置に対応する領域には、断面積が約２５μ
ｍ²の低抵抗のトンネル接合層３０１が破壊されないで
残り、トンネル接合電流経路部３０１ａが形成される。

【０１５６】最後に、基板１０１の裏面に下部ｎ側電極
１０９を形成して、１．３μｍ帯の面発光半導体レーザ
素子を作製することができる。

【０１５７】このように実施例３では、高抵抗部形成用
孔１１０を通してトンネル接合層３０１中にトンネル接
合消滅種を供給し、電流狭窄構造３０２を形成するの
で、１回の成長工程で半導体レーザの素子構成膜を形成
でき、且つ、エピタキシャル成長させた良質な上部ミラ
ー１０６層を形成できる。

【０１５８】また、高抵抗部形成用孔１１０の内壁面を
電極とすることができるので、活性層１０４への効率の
よい電流注入が可能となり、低いしきい値電流で、高い
発光効率の面発光半導体レーザ素子が得られる。

【０１５９】また、エッチングストップ層４０１を設け
ているので、高抵抗部形成用孔１１０を位置精度良く形
成でき、歩留まり良く安価に高性能の面発光半導体レー
ザ素子を作製できる。

【０１６０】また、活性層１０４にＧａＩｎＮＡｓ系材
料を用いることによって、より高性能なレーザ特性をも
ち、より製造コストが小さい、光伝送に適用性の高い面
発光半導体レーザ素子が得られる。

【０１６１】実施例４ 図１３は、本発明の実施例４の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。

【０１６２】以下、実施例４の面発光半導体レーザ素子
の作製方法を図１３を用いて説明する。まず、ＭＯＣＶ
Ｄ装置を使用し、ＨＣｌ水溶液により表面を清浄化した
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１をサセプタ上にセットし、ＴＭ
Ｇ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を反応室に導入して、ｎ
型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ／ｎ型Ｇ
ａＡｓの３６ペアからなる下部半導体ｎ型ＤＢＲ１０２
を成長させる。

【０１６３】次いで、ＴＭＧ，ＡｓＨ₃，ＳｅＨ₂を導入
して、ｎ型ＧａＡｓ下部スペーサ層（厚さλ／２ｎ）１
０３を形成し、また、ＴＭＧ，ＴＭＡ、ＴＭＩ，ＡｓＨ
₃，ＤＭＨｙを導入して、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓか
らなる２重量子井戸活性層１０４を形成し、また、ＴＭ
Ｇ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入してｐ型ＧａＡｓ上部ス
ペーサ層（厚さλ／２ｎ）１０５を形成し、また、ＴＭ
Ｇ，ＴＭＩ，ＰＨ₃，ＤＭＺｎを導入して、ｐ型ＧａＩ
ｎＰエッチングストップ層（厚さλ／４ｎ）４０１を形
成し、また、ＴＭＧ，ＴＭＡ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導
入して、ｐ型ＡｌＧａＡｓ／ｐ型ＧａＡｓの２８ペアか
らなる上部半導体ｐ型ＤＢＲ１０６を形成し、また、Ｔ
ＭＧ，ＡｓＨ₃，ＤＭＺｎを導入して、ｐ⁺型ＧａＡｓコ
ンタクト層（厚さλ／４ｎ）１０６ａを形成し、これに
よって、素子構成膜を形成する。

【０１６４】次に、ＥＢ蒸着法により、素子構成膜上面
に絶縁膜（ＳｉＯ₂膜）を形成し、このＳｉＯ₂膜上に、
レジスト塗布を行い、図１２に示すような実施例３と同
じレジストパターンを形成する。このとき、このレジス
トパターンでＢＨＦ液によって、露出しているＳｉＯ₂
膜をエッチングし、レジスト／ＳｉＯ₂マスクパターン
を形成する。

【０１６５】次に、Ｃｌ₂ガスを導入するＥＣＲエッチ
ング法で、このマスクパターンにもとづいて、高抵抗部
形成用孔１１０を形成する。このとき、孔１１０の底面
はエッチングストップ層４０１中になる。

【０１６６】次に、イオン注入法により、高抵抗部形成
用孔１１０を通して４０ｋｅＶのエネルギーでドーズ量
２．５×１０¹⁴ｃｍ^-2のプロトンを打ち込む。

【０１６７】しかる後、レジストを除去し、その後に３
５０℃で素子構成膜を熱処理する。このとき、Ｈ元素
（プロトン）が膜面方向にも拡散し、各孔１１０から注
入されたＨ元素（プロトン）により形成された高抵抗部
が連結し、電流狭窄構造１１１が形成される。また、孔
１１０のない共振器を設ける位置に対応する領域には、
Ｈ元素（プロトン）は拡散されず、断面積が約２５μｍ
²の低抵抗の素子構成膜が残り、これが電流経路部１０
４ａとなる。

【０１６８】次に、ＣＶＤ法で、高抵抗部形成用孔１１
０の内壁面を含む素子構成膜上面にＳｉＯ₂膜１０７を
形成する。しかる後、素子構成膜上面の共振器周辺に形
成されたＳｉＯ₂膜１０７をＢＨＦ液により除去する。
そして、Ａｕ／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒ上部ｐ側電極膜１０８
をＳｉＯ₂膜１０７上及びコンタクト層１０６ａ上に蒸
着法により形成して、光出射部２０３上のｐ側電極膜を
リフトオフ法により除去する。最後に、基板１０１の裏
面にｎ側電極１０９を形成して、１．３μｍ帯の面発光
半導体レーザ素子を作製することができる。

【０１６９】このように実施例４では、高抵抗部形成用
孔１１０を設け、この孔１１０から素子構成膜中に高抵
抗化元素をイオン注入するので、高抵抗部が形成される
領域に高抵抗化元素を低い加速エネルギーで注入でき
る。これにより、位置精度良く、また素子構成膜へのダ
メージが少なく、電流狭窄構造１１１を形成できる。ま
た、一般的なイオン注入装置を使用できるようになる。
さらに、実施例１乃至３の面発光半導体レーザ素子と異
なり、Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層やトンネル接合層等の機能層
を設けなくとも電流狭窄構造１１１を形成できる。

【０１７０】また、高抵抗部形成用孔１１０の内壁面
が、素子構成膜よりも低い屈折率を有する材料（ＳｉＯ
₂膜１０７）で被覆されているので、光の閉じ込めが良
好になり、また、電流の漏れが少なくなり、しきい値電
流が低く、発光効率の高い、単一モード出力光の面発光
半導体レーザ素子が得られる。

【０１７１】また、活性層１０４にＧａＩｎＮＡｓ系材
料を用いることによって、より高性能なレーザ特性をも
ち、より製造コストが小さい、光伝送に適用性の高い面
発光半導体レーザ素子が得られる。

【０１７２】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項５記載の発明によれば、面発光半導体レーザ素子の
素子構成膜の共振器領域の周辺に少なくとも１つの高抵
抗部形成用孔を形成し、高抵抗部形成用孔を通して前記
素子構成膜中に高抵抗化する分子または元素を導入して
素子構成膜中に電流狭窄構造を形成する工程を有してい
るので、制御性良く電流狭窄構造を形成でき、放熱性に
優れ、安定したレーザ特性が得られる面発光半導体レー
ザ素子を、低コストで作製することができる。

【０１７３】また，請求項６乃至請求項９記載の発明に
よれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の
面発光型半導体レーザの製造方法により作製された面発
光半導体レーザ素子であるので、制御性良く電流狭窄構
造を形成でき、放熱性に優れ、安定したレーザ特性をも
つ面発光半導体レーザ素子を提供することができる。

【０１７４】また、請求項１０の記載の発明によれば、
請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の面発光型
半導体レーザが発光デバイスとして用いられるので、よ
り高性能な光伝送システムをより低コストで提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面発光半導体レーザ素子の構成例を示
す図である。

【図２】本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である。

【図３】本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である

【図４】本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である

【図５】本発明の面発光半導体レーザ素子の他の構成例
を示す図である

【図６】本発明の面発光半導体レーザ素子を用いた並列
伝送方式光通信システムの構成例を示す図である。

【図７】本発明に係る面発光半導体レーザ素子を用いた
多波長伝送方式光通信システムの構成例を示す図であ
る。

【図８】本発明の実施例１の面発光半導体レーザ素子を
示す図である。

【図９】本発明の実施例１の面発光半導体レーザ素子の
製造工程における一工程を示す図である。

【図１０】本発明の実施例２の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。

【図１１】本発明の実施例３の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。

【図１２】本発明の実施例３の面発光半導体レーザ素子
の製造工程における一工程を示す図である。

【図１３】本発明の実施例４の面発光半導体レーザ素子
を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 基板 １０２ 下部ミラー層 １０３ 下部スペーサ層 １０４ 活性層 １０５ 上部スペーサ層 １０６ 上部ミラー層 １０７ 絶縁膜 １０８ 上部電極 １０９ 下部電極 １１０ 高抵抗部形成用孔 １１１ 電流狭窄構造 ２０１ Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層 ２０２ 電流狭窄構造 ３０１ トンネル接合層 ３０２ 電流狭窄構造 ４０１ エッチングストップ層 ４０２ 低屈折率層 ５０１ 金属膜

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面発光半導体レーザ素子の素子構成膜の
   共振器領域の周辺に少なくとも１つの高抵抗部形成用孔
   を形成し、該高抵抗部形成用孔を通して前記素子構成膜
   中に高抵抗化する分子または元素を導入して素子構成膜
   中に電流狭窄構造を形成する工程を有していることを特
   徴とする面発光半導体レーザ素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の面発光半導体レーザ素子
   の製造方法において、前記素子構成膜はＡｌ（Ｇａ）Ａ
   ｓ層を含み、前記高抵抗化する分子または元素として酸
   化種を前記高抵抗部形成用孔を通してＡｌ（Ｇａ）Ａｓ
   層に供給することで、前記Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ層の一部を
   酸化して電流狭窄構造を形成することを特徴とする面発
   光半導体レーザ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の面発光半導体レーザ素子
   の製造方法において、前記素子構成膜はトンネル接合層
   を含み、前記高抵抗化する分子または元素としてトンネ
   ル接合消滅種を前記高抵抗部形成用孔を通して前記トン
   ネル接合層に供給し、前記トンネル接合層の一部の接合
   を消滅させて電流狭窄構造を形成することを特徴とする
   面発光半導体レーザ素子の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の面発光半導体レーザ素子
   の製造方法において、前記高抵抗化する分子または元素
   として水素又は酸素を前記高抵抗部形成用孔を通して前
   記素子構成膜中にイオン注入し電流狭窄構造を形成する
   ことを特徴とする面発光半導体レーザ素子の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の面発光半導体レーザ素子の製造方法において、前
   記少なくとも１つの高抵抗部形成用孔は、エッチングに
   より形成されることを特徴とする面発光半導体レーザ素
   子の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に
   記載の面発光半導体レーザ素子の製造方法において、素
   子構成膜中にエツチングストップ層を形成し、高抵抗部
   形成用孔をエッチングにより形成する際に、高抵抗部形
   成用孔の底面をエッチングストップ層により位置制御す
   ることを特徴とする面発光型半導体レーザの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に
   記載の面発光半導体レーザ素子の製造方法により作製さ
   れたことを特徴とする面発光半導体レーザ素子。
8. 【請求項８】 請求項７記載の面発光半導体レーザ素子
   において、高抵抗部形成用孔の少なくとも内壁面が、前
   記素子構成膜を形成する材料よりも低い屈折率を有する
   材料で被覆又は充填されていることを特徴とする面発光
   半導体レーザ素子。
9. 【請求項９】 請求項７記載の面発光半導体レーザ素子
   において、高抵抗部形成用孔の少なくとも内壁面は、金
   属材料で被覆されており、該金属材料は電極としての機
   能を有することを特徴とする面発光半導体レーザ素子。
10. 【請求項１０】 請求項７乃至請求項９のいずれか一項
    に記載の面発光半導体レーザ素子において、前記素子構
    成膜中の活性層には、ＧａＩｎＮＡｓ系膜が含まれてい
    ることを特徴とする面発光半導体レーザ素子。
11. 【請求項１１】 請求項７乃至請求項１０のいずれか一
    項に記載の面発光半導体レーザ素子が発光デバイスとし
    て用いられることを特徴とする光伝送システム。