JP2009164466A - 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】基板10上に、下部第1DBR層12、下部第2DBR層13、下部クラッド層14、活性層15、上部クラッド層16、電流狭窄層17、上部DBR層18およびコンタクト層19がこの順に積層された積層構造20を備える。下部第1DBR層12は、電流注入領域17Bとの対向領域のうち一の領域に酸化部30を有しており、酸化部30の不均一な分布に対応した異方的な応力が活性層15に発生し、さらに、基本横モードの光場強度分布が酸化部30の方向に引き寄せられる。
【選択図】図2
Description
(A)基板上に、第1多層膜反射鏡、活性層および第2多層膜反射鏡を基板側からこの順に含む積層構造を形成する工程
(B)積層構造の上面に、一カ所だけ幅の広い環状の開口部を有する被覆層を形成する工程
(C)被覆層をマスクとしてドライエッチングすることにより、積層構造に、開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成する工程
(D)溝部の側面を酸化することにより、第1多層膜反射鏡および第2多層膜反射鏡の少なくとも一方に、溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する工程
0.4≦Hr/Dox≦0.7…(4)
Claims (18)
- 基板上に、第1多層膜反射鏡、活性層および第2多層膜反射鏡を前記基板側からこの順に含む積層構造を備え、
前記第1多層膜反射鏡および前記第2多層膜反射鏡の少なくとも一方は、電流注入領域と、前記電流注入領域を積層面内方向から囲む環状の電流狭窄領域とを含む電流狭窄層を有し、
前記第1多層膜反射鏡および前記第2多層膜反射鏡の少なくとも一方は、前記電流狭窄領域との対向領域のうち一の領域に酸化部を有する
ことを特徴とする面発光型半導体レーザ。 - 前記酸化部は、多層膜からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記積層構造は、前記電流狭窄層および前記酸化部を取り囲む溝部を有し、
前記溝部は、前記酸化部の分布に対応して不均一な深さを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記酸化部は、多層膜からなり、
前記多層膜は、前記溝部のうち深さが深い部分に対応して形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記溝部は、前記酸化部の分布に対応して不均一な幅を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記酸化部は、多層膜からなり、
前記多層膜は、前記溝部のうち幅が広い部分に対応して形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記溝部のうち深さが深い部分に対応する部分の幅は、1μm以上3μm以下である
ことを特徴とする請求項3に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記第1多層膜反射鏡および前記第2多層膜反射鏡のうち前記酸化部を有する反射鏡は、相対的に酸化され易い第3多層膜反射鏡および相対的に酸化されにくい第4多層膜反射鏡を前記基板側からこの順に積層した構造を有し、
前記酸化部は前記第3多層膜反射鏡内に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記第3多層膜反射鏡は、Alx1Ga1−x1Asからなる低屈折率層およびAlx2Ga1−x2Asからなる高屈折率層を1組として、それを複数組分積層して構成され、
前記第4多層膜反射鏡は、Alx3Ga1−x3Asからなる低屈折率層およびAlx4Ga1−x4Asからなる高屈折率層を1組として、それを複数組分積層して構成され、
前記x1〜x4は以下の式を満たす
ことを特徴とする請求項8に記載の面発光型半導体レーザ。
1≧x1>x3>0.8>(x2,x4)≧0…(1) - 前記第3多層膜反射鏡は、Alx5Ga1−x5Asからなる第1屈折率層およびAlx6Ga1−x6Asからなる第2屈折率層を有する低屈折率層ならびにAlx2Ga1−x2Asからなる高屈折率層を1組として、それを複数組分積層して構成され、
前記第4多層膜反射鏡は、Alx3Ga1−x3Asからなる低屈折率層およびAlx4Ga1−x4Asからなる高屈折率層を1組として、それを複数組分積層して構成され、
前記x2〜x6は以下の式を満たす
ことを特徴とする請求項8に記載の面発光型半導体レーザ。
1≧x6>(x5,x3)>0.8>(x2,x4)≧0…(2) - 前記第2屈折率層は、前記積層構造内で生じる定在波の腹に対応する部分またはその近傍に形成され、
前記酸化部は、前記第2屈折率層内に形成されている
ことを特徴とする請求項10に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記電流狭窄層は、前記積層構造内で生じる定在波の節に対応する部分またはその近傍に形成されている
ことを特徴とする請求項10に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記積層構造の上面のうち前記酸化部との対向領域側の一の領域に、前記積層構造の上面と電気的に接続されたコンタクト層および電極を前記積層構造側からこの順に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記積層構造の上面のうち前記電流注入領域との対向領域に、積層面内に高反射率領域と低反射率領域とを含む横モード調整層をさらに備え、
前記高反射率領域が前記電流注入領域の中央から前記酸化部側にずれて設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記高反射率領域は、膜厚が(2a−1)λ/4n1(aは1以上の整数,λは発光波長,n1は屈折率)、屈折率n1が前記第1多層膜反射鏡の表面のそれよりも低い値を有する第1調整層と、膜厚が(2b−1)λ/4n2(bは1以上の整数,n2は屈折率)、屈折率n2が前記第1調整層のそれよりも高い値を有する第2調整層とをこの順に積層した構造を有し、
前記横モード調整部のうち反射率の低い領域は、膜厚が(2c−1)λ/4n3(cは1以上の整数,n3は屈折率)、屈折率n3が前記第1調整層のそれよりも高い値を有する第3調整層を有する
ことを特徴とする請求項14に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記第1調整層および第2調整層は互いに種類の異なる誘電体からなる
ことを特徴とする請求項15に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記第1調整層は酸化物からなり、
前記第2調整層および第3調整層は窒化物からなる
ことを特徴とする請求項15に記載の面発光型半導体レーザ。 - 基板上に、第1多層膜反射鏡、活性層および第2多層膜反射鏡を前記基板側からこの順に含む積層構造を形成する工程と、
前記積層構造の上面に、一カ所だけ幅の広い環状の開口部を有する被覆層を形成する工程と、
前記被覆層をマスクとしてドライエッチングすることにより、前記積層構造に、前記開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成する工程と、
前記溝部の側面を酸化することにより、前記第1多層膜反射鏡および前記第2多層膜反射鏡の少なくとも一方に、前記溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する工程と
を含むことを特徴とする面発光型半導体レーザの製造方法。
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