JPH06326409A - 面発光素子 - Google Patents
面発光素子Info
- Publication number
- JPH06326409A JPH06326409A JP11082193A JP11082193A JPH06326409A JP H06326409 A JPH06326409 A JP H06326409A JP 11082193 A JP11082193 A JP 11082193A JP 11082193 A JP11082193 A JP 11082193A JP H06326409 A JPH06326409 A JP H06326409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type gaas
- layer
- film
- active layer
- alas
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏波方向が１つの方向に規定された面発光素
子を実現する。 【構成】 ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１１、Ｉｎ
0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、Ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３、Ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を順
次成長した後、Ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層膜２１、Ｐ
形ＧａＡｓクラッド層１３、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0. 8 活性
層１２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層反射膜２０の１部を素子上部から見たときに正方形
となるようにエッチングする。絶縁膜２２を選択的に形
成した後、素子上部に半導体層と熱膨張率の異なる膜と
して金２３を選択的に形成する。Ｐ形ＧａＡｓクラッド
層１２とＰ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を覆う
ようにアノード電極３１が形成され、またｎ形ＧａＡｓ
／ＡｌＡｓ多層反射膜２０上にカソード電極３０が形成
される。
子を実現する。 【構成】 ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＧａＡｓ／Ａ
ｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１１、Ｉｎ
0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、Ｐ形ＧａＡｓクラッ
ド層１３、Ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を順
次成長した後、Ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層膜２１、Ｐ
形ＧａＡｓクラッド層１３、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0. 8 活性
層１２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層反射膜２０の１部を素子上部から見たときに正方形
となるようにエッチングする。絶縁膜２２を選択的に形
成した後、素子上部に半導体層と熱膨張率の異なる膜と
して金２３を選択的に形成する。Ｐ形ＧａＡｓクラッド
層１２とＰ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を覆う
ようにアノード電極３１が形成され、またｎ形ＧａＡｓ
／ＡｌＡｓ多層反射膜２０上にカソード電極３０が形成
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送や光情報処理用
の面発光素子に関する。
の面発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送や光情報処理用の光源である半導
体レーザの研究が進められている。その中で、面型半導
体レーザは、（１）モノリックな共振器形成が可能、
（２）素子分離前のウェハー単位の検査が可能、（３）
動的単一波長動作、（４）大放射面積、狭出射円形ビー
ム、（５）高密度２次元レーザアレー、（６）積層によ
る３次元アレーデバイスの集積化が可能、などの特徴が
ある。面型半導体レーザについては、伊賀らによって先
駆的な研究が行われ、彼らの一連の研究結果は１９８８
年発行伊賀他著のジャーナル・オブ・カンタム・エレク
トロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）第２４巻１８４５ページ記載
の論文に歴史的な経緯を含めてまとめられている。
体レーザの研究が進められている。その中で、面型半導
体レーザは、（１）モノリックな共振器形成が可能、
（２）素子分離前のウェハー単位の検査が可能、（３）
動的単一波長動作、（４）大放射面積、狭出射円形ビー
ム、（５）高密度２次元レーザアレー、（６）積層によ
る３次元アレーデバイスの集積化が可能、などの特徴が
ある。面型半導体レーザについては、伊賀らによって先
駆的な研究が行われ、彼らの一連の研究結果は１９８８
年発行伊賀他著のジャーナル・オブ・カンタム・エレク
トロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）第２４巻１８４５ページ記載
の論文に歴史的な経緯を含めてまとめられている。
【０００３】更に面型光機能素子は、前述の面型半導体
レーザの長所を活かした光情報処理を行う素子であり、
大容量の情報処理を目指した２次元並列光情報処理を可
能にすると期待されている。このような面型光機能素子
の１つとして、垂直共振器型面入出力光電融合素子があ
り、この文献として１９９１年発行の沼居他著のアプラ
イドフィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５８巻１２５０ページ記
載の論文をあげることが出来る。
レーザの長所を活かした光情報処理を行う素子であり、
大容量の情報処理を目指した２次元並列光情報処理を可
能にすると期待されている。このような面型光機能素子
の１つとして、垂直共振器型面入出力光電融合素子があ
り、この文献として１９９１年発行の沼居他著のアプラ
イドフィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５８巻１２５０ページ記
載の論文をあげることが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面発光素子には次のような課題が存在する。従来の面発
光素子では、光導波路が光の進行方向に沿って形成され
ていないため、出射されるレーザ光の偏波方向は素子構
造のわずかな非対称性による共振器内の損失や利得の違
いによって定まり、素子毎に偏波方向が異なっていた。
一方、他の光回路素子と出射光を結合する場合、結合効
率を高めるためには、出射光の偏波方向を特定の方向に
規定しておくことが必要である。
面発光素子には次のような課題が存在する。従来の面発
光素子では、光導波路が光の進行方向に沿って形成され
ていないため、出射されるレーザ光の偏波方向は素子構
造のわずかな非対称性による共振器内の損失や利得の違
いによって定まり、素子毎に偏波方向が異なっていた。
一方、他の光回路素子と出射光を結合する場合、結合効
率を高めるためには、出射光の偏波方向を特定の方向に
規定しておくことが必要である。
【０００５】そこで、本発明は、偏波方向が１つの方向
に規定された面発光素子を実現することを目的とする。
に規定された面発光素子を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の面発光素子は、
活性層の上方に、前記活性層と熱膨張係数の異なる層あ
るいは、前記活性層と格子定数の異なる層が、選択的に
または非対称に形成されていることを特徴とする。
活性層の上方に、前記活性層と熱膨張係数の異なる層あ
るいは、前記活性層と格子定数の異なる層が、選択的に
または非対称に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】活性層の上方に、前記活性層と熱膨張係数の異
なる層、例えば誘電体や金属膜を選択的に形成する場合
を考える。誘電体膜や金属膜を形成するときに２００℃
以上の高温になるが、膜形成後、室温まで素子温度が下
がると膨張係数の違いにより、歪が生じる。しかも、膜
が選択的に形成されているために、結晶にかかる歪が非
対称となる。この結果、軌道一歪演算子に従ってバンド
ギャップが変形し、光学遷移に対する偏波に方向依存性
が生じる。
なる層、例えば誘電体や金属膜を選択的に形成する場合
を考える。誘電体膜や金属膜を形成するときに２００℃
以上の高温になるが、膜形成後、室温まで素子温度が下
がると膨張係数の違いにより、歪が生じる。しかも、膜
が選択的に形成されているために、結晶にかかる歪が非
対称となる。この結果、軌道一歪演算子に従ってバンド
ギャップが変形し、光学遷移に対する偏波に方向依存性
が生じる。
【０００８】前記活性層と格子定数の異なる層が選択的
に形成されている場合も、上記の説明と同様に結晶にか
かる歪が非対称となるので、偏波が制御される。
に形成されている場合も、上記の説明と同様に結晶にか
かる歪が非対称となるので、偏波が制御される。
【０００９】
【実施例】図面を参照して、本実施例を詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例の面発光素子の構造
を示す図である。
る。図１は、本発明の第１の実施例の面発光素子の構造
を示す図である。
【００１０】以下、製作手順にしたがって本実施例の構
造について説明する。まず第１の実施例の構造について
図１を参照しながら説明する。図１（Ａ）は上面図
（Ｂ）は断面図である。ｎ形ＧａＡｓ基板１０上に分子
線ビームエピタキシー（以下ＭＢＥと略す）によりｎ形
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１
１、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡ
ｓクラッド層１３、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜
２１を順次成長する。その後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層膜２１、ｐ形ＧａＡｓクラッド層１３、Ｉｎ0 . 2
Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層（厚み８０オングストローム）１
２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
反射膜２０の１部を素子上部からみたときに正方形とな
るようにエッチングする。絶縁体２２として窒化シリコ
ン膜を選択的に側壁部に形成した後、素子上部に選択的
に金、Ａｕ２３を高温で蒸着する。蒸着後、室温まで冷
却してから、ｐ形ＧａＡｓクラッド層１２とｐ形ＧａＡ
ｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を覆うようにアノード電極
３１を形成する。このｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射
膜２１上のアノード電極３１は金属反射膜として機能す
る。またｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０上にカ
ソード電極３０を形成する。
造について説明する。まず第１の実施例の構造について
図１を参照しながら説明する。図１（Ａ）は上面図
（Ｂ）は断面図である。ｎ形ＧａＡｓ基板１０上に分子
線ビームエピタキシー（以下ＭＢＥと略す）によりｎ形
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０、ｎ形ＧａＡｓ層１
１、Ｉｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層１２、ｐ形ＧａＡ
ｓクラッド層１３、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜
２１を順次成長する。その後、ｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
多層膜２１、ｐ形ＧａＡｓクラッド層１３、Ｉｎ0 . 2
Ｇａ0 . 8 Ａｓ活性層（厚み８０オングストローム）１
２、ｎ形ＧａＡｓ層１１、ｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層
反射膜２０の１部を素子上部からみたときに正方形とな
るようにエッチングする。絶縁体２２として窒化シリコ
ン膜を選択的に側壁部に形成した後、素子上部に選択的
に金、Ａｕ２３を高温で蒸着する。蒸着後、室温まで冷
却してから、ｐ形ＧａＡｓクラッド層１２とｐ形ＧａＡ
ｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２１を覆うようにアノード電極
３１を形成する。このｐ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射
膜２１上のアノード電極３１は金属反射膜として機能す
る。またｎ形ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ多層反射膜２０上にカ
ソード電極３０を形成する。
【００１１】図２は、第１の実施例の測定結果を示す図
である。発振閾電流は１ｍＡ以下である。出射光の偏波
は選択的に形成した金２３の短辺に平行であり、これに
直交する偏波との間の光強度の比（Ｐ（平行）／Ｐ（直
交））は１：１００と良好な直線偏波になっている。
である。発振閾電流は１ｍＡ以下である。出射光の偏波
は選択的に形成した金２３の短辺に平行であり、これに
直交する偏波との間の光強度の比（Ｐ（平行）／Ｐ（直
交））は１：１００と良好な直線偏波になっている。
【００１２】図３は、本発明の第２の実施例の面発光素
子の構造を示す図である。第１の実施例との違いは素子
上部に全２３を高温で蒸着する代わりに歪半導体層２４
としてＩｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ１００オングストロー
ムを選択的に形成してあることである。この場合でも第
１の実施例と同様の効果がある。
子の構造を示す図である。第１の実施例との違いは素子
上部に全２３を高温で蒸着する代わりに歪半導体層２４
としてＩｎ0 . 2 Ｇａ0 . 8 Ａｓ１００オングストロー
ムを選択的に形成してあることである。この場合でも第
１の実施例と同様の効果がある。
【００１３】なお、上記の第１の実施例では、半導体層
と膨張率の異なる層として金を用いたが、半導体と膨張
率の異なる層であればなんでもよい。半導体材料につい
ても上述のＧａＡｓ系に限定する必要はなく、例えばＩ
ｎＰ系の材料であってもよい。また、多層反射膜も反射
率さえ大きくできる材料であれば半導体に限らず誘電体
などでもよい。
と膨張率の異なる層として金を用いたが、半導体と膨張
率の異なる層であればなんでもよい。半導体材料につい
ても上述のＧａＡｓ系に限定する必要はなく、例えばＩ
ｎＰ系の材料であってもよい。また、多層反射膜も反射
率さえ大きくできる材料であれば半導体に限らず誘電体
などでもよい。
【００１４】また、本実施例では、素子の上部に、金２
３や歪半導体層２４を部分的に形成して、非対称性を作
り出したが、異なる熱膨張率の層や歪半導体層を素子上
部に複数形成して非対称性を出してもよい。例えば素子
上部の半分に金２３を形成し、残りの半分に歪半導体層
２４を形成してもよい。
３や歪半導体層２４を部分的に形成して、非対称性を作
り出したが、異なる熱膨張率の層や歪半導体層を素子上
部に複数形成して非対称性を出してもよい。例えば素子
上部の半分に金２３を形成し、残りの半分に歪半導体層
２４を形成してもよい。
【００１５】
【発明の効果】面発光素子として、偏波方向が１つの方
向に規定された素子を実現することができる。これによ
り、他の光回路素子との結合効率を改善できる。更に光
集積素子や、光論理素子への適用に有効である。
向に規定された素子を実現することができる。これによ
り、他の光回路素子との結合効率を改善できる。更に光
集積素子や、光論理素子への適用に有効である。
【図１】本発明の第１の実施例の面発光素子の構造を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の第１の実施例の測定結果を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例の面発光素子の構造を示
す図である。
す図である。
１０ 半導体基板 １１ ｎ半導体層 １２ 歪量子井戸活性層 １３ ｐ半導体層 ２０ ｎ半導体多層膜 ２１ ｐ半導体多層膜 ２２ 絶縁体膜 ２３ 金 ２４ 歪半導体層 ３０ 電極 ３１ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 面発光半導体素子において、活性層の上
方に、前記活性層と熱膨張係数の異なる層または前記活
性層と格子定数の異なる半導体層が選択的に形成されて
いることを特徴とする面発光素子。 - 【請求項２】 矩形又は円形の形状の活性層を有する面
発光半導体素子において、熱膨張係数の異なる層または
前記活性層と格子定数の異なる半導体層が、前記活性層
の形状に対して非対称な形状に形成されていることを特
徴とする面発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082193A JPH06326409A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 面発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082193A JPH06326409A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 面発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326409A true JPH06326409A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14545517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11082193A Pending JPH06326409A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 面発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06326409A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999007043A1 (fr) * | 1997-07-29 | 1999-02-11 | Seiko Epson Corporation | Laser a semiconducteur a emission en surface |
| JP2003332685A (ja) * | 2003-05-30 | 2003-11-21 | Seiko Epson Corp | 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 |
| CN100379043C (zh) * | 2005-04-30 | 2008-04-02 | 中国科学院半导体研究所 | 全角度反射镜结构GaN基发光二极管及制作方法 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265284A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Fujitsu Ltd | 半導体面発光装置と光処理方法 |
| JPH053369A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 面発光型半導体レーザ装置 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11082193A patent/JPH06326409A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265284A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Fujitsu Ltd | 半導体面発光装置と光処理方法 |
| JPH053369A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 面発光型半導体レーザ装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999007043A1 (fr) * | 1997-07-29 | 1999-02-11 | Seiko Epson Corporation | Laser a semiconducteur a emission en surface |
| US6134251A (en) * | 1997-07-29 | 2000-10-17 | Seiko Epson Corporation | Surface emission semiconductor laser |
| US6603783B1 (en) | 1997-07-29 | 2003-08-05 | Seiko Epson Corporation | Surface emitting type semiconductor laser |
| JP2003332685A (ja) * | 2003-05-30 | 2003-11-21 | Seiko Epson Corp | 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 |
| CN100379043C (zh) * | 2005-04-30 | 2008-04-02 | 中国科学院半导体研究所 | 全角度反射镜结构GaN基发光二极管及制作方法 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2598179B2 (ja) | 半導体垂直キャビティ面発光レーザ | |
| US5363397A (en) | Integrated short cavity laser with bragg mirrors | |
| EP0935321A1 (en) | Surface emission semiconductor laser | |
| JPH05218386A (ja) | 光集積回路 | |
| JPH0758418A (ja) | オプトエレクトロニック半導体装置 | |
| JP2884603B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5126804A (en) | Light interactive heterojunction semiconductor device | |
| US4950622A (en) | Method for manufacturing a surface emitting type AlGaAs/GaAs semiconductor laser diode | |
| JPH05167191A (ja) | 埋め込み型半導体レーザ素子 | |
| JP3206097B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| US5469458A (en) | Surface-emitting semiconductor device | |
| US5351258A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH06326409A (ja) | 面発光素子 | |
| US5478774A (en) | Method of fabricating patterned-mirror VCSELs using selective growth | |
| US4933302A (en) | Formation of laser mirror facets and integration of optoelectronics | |
| JPH06151955A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5379314A (en) | Semiconductor laser and method of manufacturing semiconductor laser | |
| JPH06326420A (ja) | モノリシックレーザアレイ | |
| JP2003204121A (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH05327121A (ja) | 面出射形半導体レーザ | |
| JPH05145195A (ja) | 面発光半導体レーザ | |
| JPH0677582A (ja) | Ｓｉ基板上面発光レーザ | |
| JPH06188456A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| KR940011269B1 (ko) | 표면 방출형 반도체 레이저 다이오드의 제조방법 | |
| JP3358197B2 (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960611 |