JP2006324582A - 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明にかかる面発光型半導体レーザ100は、基板110と、前記基板の上方に形成された第1ミラー142と、前記第1ミラーの上方に形成された活性層144と、前記活性層の上方に形成された第2ミラー146と、前記第2ミラーの上方に形成された第1電極122と、前記第1電極の上方に形成された第2電極123と、を含み、 前記第1電極および前記第2電極は、それぞれ開口部を有し、平面視において、前記第1電極の開口部は、前記第2電極の開口部の内側に形成されている。
【選択図】 図2
Description
第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、
前記第2ミラーの上方に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された第2電極と、を含み、
前記第1電極および前記第2電極は、それぞれ開口部を有し、
前記第1電極の開口部は、前記第2電極の開口部の内側に形成されている。
少なくとも前記活性層および前記第2ミラーは、柱状部を構成し、
前記第2電極は、少なくとも前記柱状部の上方に形成されていてもよい。
前記第2電極は、前記第1電極より厚い膜厚を有してもよい。
前記第1電極は、下記式(1)を満たす膜厚D1を有してもよい。
(式(1)において、iは整数、λは発振波長、nは電極の材質の屈折率を示す。)
本発明にかかる面発光型半導体レーザにおいて、
前記第2電極は、下記式(2)を満たす膜厚D2を有してもよい。
(式(2)において、Aは出射面の径と第2電極の内側の径との差、θは放射角を示す。)
本発明にかかる面発光型半導体レーザにおいて、
前記第2電極は、0.2μm以上の膜厚を有してもよい。
前記第1電極は、Au、Pt、Ti、Ge、Zn、Ni、In、W、Crおよびこれらの合金から選択される単層または2層以上の積層膜からなってもよい。
前記第2電極は、少なくとも最表面にAuを含む単層または積層膜からなってもよい。
前記第2電極は、電極パッド部を有してもよい。
前記第1電極および前記第2電極の各々は、オープンリング形状を有してもよい。
基板の上方に第1ミラーを形成する工程と、
前記第1ミラーの上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上方に第2ミラーを形成する工程と、
前記第2ミラーの上方に第1電極を形成する工程と、
少なくとも前記第1電極を加熱する工程と、
前記第1電極の上方に、前記第1電極によって設けられた出射面の周囲が露出するように、第2電極を形成する工程と、
を含む。
まず、本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの構造について説明する。図1は、本発明を適用した面発光型半導体レーザの平面図である。図2は、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザの断面図であり、図1のI−I線断面図である。
(式(1)において、iは整数、λは発振波長、nは電極の材質の屈折率を示す。nは図2においては空気の屈折率、1をとる。)
ここで、上記範囲の膜厚を有する利点について、図4を参照しつつ説明する。図4(A)、(B)において、横軸は電極の膜厚を示し、縦軸はレーザ光の放射角を示す。図4(A)は、電極の膜厚とレーザ光の放射角との関係を示す図であり、図4(B)は、電極の膜厚Dが0<D≦λ/2nの範囲内の電極の膜厚とレーザ光の放射角との関係を示す図である。なお、図4(A)および図4(B)の結果は、時間領域差分法(FDTD法)により放射角を求めた結果である。本願発明者は、図4(A)に示すように、レーザ光の放射角が電極の膜厚に対して、ほぼ一定の周期をもって変動していることを見出した。具体的には、λ/2nの周期で放射角が変動している。さらに、放射角が最小となる電極の膜厚は、(λ(発振波長)/4n)を中心として、一定の範囲内で変動していることを見出した。そして、電極の膜厚Dが0<D≦λ/2nの範囲で放射角の最小値がどの範囲で変動するかを調べた。その結果を図4(B)に示す。図4(B)から分かるように、放射角が最小となる位置は、電極の膜厚Dがλ/8n≦D≦3λ/8nの範囲内で変動していることが分かった。以上のシミュレーションの結果より、第1電極122の膜厚が上記式(1)の範囲内にあるように設計することで、レーザ光の放射角を小さくできる。その結果、特性の良好な面発光型半導体レーザを提供することができる。
(式(2)において、Aは出射面の径と第2電極の内側の径との差、θは放射角を示す。)
図3を参照しながら式(2)について説明する。図3は、図2の領域IIの拡大図である。レーザ光の放射角をθとすると、露出部127の大きさである出射面の径と第2電極の内側の径との差AがD2×tan(θ/2)以上であれば、理論的にレーザ光が第2電極123にかからない。よって、このように出射面の径と第2電極の内側の径との差AがD2×tan(θ/2)以上とすると、第2電極123の電磁界によるレーザ光の放射パターンへの影響を低減することができる。
本実施の形態の面発光型半導体レーザ100の一般的な動作を以下に示す。なお、下記の面発光型半導体レーザ100の駆動方法は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
次に、図1および図2に示す面発光型半導体レーザ100の製造方法の一例について、図5〜図9を参照しつつ説明する。図5〜図9は、図1および図2に示す本実施の形態の面発光型半導体レーザ100の製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図2に示す断面に対応している。
本実施の形態の面発光レーザは、上述の実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内において、様々な変形が可能である。以下にその変形例の一例について説明する。
Claims (11)
- 第1ミラーと、
前記第1ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2ミラーと、
前記第2ミラーの上方に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された第2電極と、を含み、
前記第1電極および前記第2電極は、それぞれ開口部を有し、
平面視において、前記第1電極の開口部は、前記第2電極の開口部の内側に形成されている、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1において、
少なくとも前記活性層および前記第2ミラーは、柱状部を構成し、
前記第2電極は、少なくとも前記柱状部の上方に形成されている、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1または2において、
前記第2電極は、前記第1電極より厚い膜厚を有する、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第1電極は、下記式(1)を満たす膜厚D1を有する、面発光型半導体レーザ。
(4i+1)λ/8n≦D1≦(4i+3)λ/8n・・・(1)
(式(1)において、iは整数、λは発振波長、nは電極の材質の屈折率を示す。) - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記第2電極は、下記式(2)を満たす膜厚D2を有する、面発光型半導体レーザ。
A≧D2×tan(θ/2)・・・(2)
(式(2)において、Aは出射面の径と第2電極の内側の径との差、θは放射角を示す。) - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記第2電極は、0.2μm以上の膜厚を有する、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
前記第1電極は、Au、Pt、Ti、Ge、Zn、Ni、In、W、Crおよびこれらの合金から選択される単層または2層以上の積層膜からなる、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記第2電極は、少なくとも最表面にAuを含む単層または積層膜からなる、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1ないし8のいずれかにおいて、
前記第2電極は、電極パッド部を有する、面発光型半導体レーザ。 - 請求項1ないし9のいずれかにおいて、
前記第1電極および前記第2電極の各々は、オープンリング形状を有する、面発光型半導体レーザ。 - 基板の上方に第1ミラーを形成する工程と、
前記第1ミラーの上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上方に第2ミラーを形成する工程と、
前記第2ミラーの上方に第1電極を形成する工程と、
少なくとも前記第1電極を加熱する工程と、
前記第1電極の上方に、前記第1電極によって設けられた出射面の周囲が露出するように、第2電極を形成する工程と、
を含む、面発光型半導体レーザの製造方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09135049A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-20 | Hewlett Packard Co <Hp> | 表面発光レーザとそのパワー出力を監視するフォトダイオードとの集積化 |
JPH09283859A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Canon Inc | 偏波変調可能な面発光半導体レーザ |
JPH1027941A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光型半導体レーザ装置及びその製作方法 |
JPH1187837A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-30 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
JP2002009393A (ja) * | 2000-04-19 | 2002-01-11 | Fuji Xerox Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置及びその製造方法 |
JP2002208755A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-07-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザ |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09135049A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-20 | Hewlett Packard Co <Hp> | 表面発光レーザとそのパワー出力を監視するフォトダイオードとの集積化 |
JPH09283859A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Canon Inc | 偏波変調可能な面発光半導体レーザ |
JPH1027941A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光型半導体レーザ装置及びその製作方法 |
JPH1187837A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-30 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
JP2002009393A (ja) * | 2000-04-19 | 2002-01-11 | Fuji Xerox Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置及びその製造方法 |
JP2002208755A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-07-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザ |
JP2003347670A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光半導体レーザ素子及びレーザアレイ |
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