JPH10303497A - リング共振器型面発光半導体レーザ及びその製造法 - Google Patents

リング共振器型面発光半導体レーザ及びその製造法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】一対の特別な高反射率の多層膜ミラーのうち少
なくとも１つを用いることなく構成され、共振器損失の
少ない、低しきい値のリング共振器型の面発光半導体レ
ーザ及びその製造方法である。 【解決手段】面発光半導体レーザは、基板１１に対して
垂直な面内でリング共振器を形成するリング共振器型の
面発光半導体レーザである。基板１１に平行な面と該平
行面に対向して形成された少なくとも１つの全反射面と
によりリング状共振器を構成している。全反射面は屋根
状の半導体面であったり、多角錐状の半導体面であった
り、四角錐状の半導体面であったり、円錐状の半導体面
であったりする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光インターコネク
ション、並列情報処理、大容量並列光伝送などに用いら
れる低しきい値の微小共振器型半導体レーザ、特に、積
層方向に共振させるリング共振器型の面発光半導体レー
ザ及びその製造法等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】面発光半導体レーザは、高密度２次元ア
レイ化が可能である、低しきい値駆動が可能であるとい
った特徴から、光インターコネクションや並列光情報処
理、或は大容量並列光伝送といった分野における光源と
して注目されており、開発が進められている。
【０００３】面発光半導体レーザは、上下２つのの反射
ミラーで構成された共振器長数μｍのファブリペロー共
振器であるのが一般的であり、また、基板として何を用
いるかで発振波長０．８５μｍや０．９８μｍのＧａＡ
ｓ系面発光レーザと、発振波長１．３μｍや１．５５μ
ｍのＩｎＰ系面発光レーザの２つに大別される。更に、
低しきい値化を実現するためには、発振波長において透
明で、できるだけ反射率の高い反射ミラーが要求され、
通常、２種の屈折率の異なる材料を１／４波長の厚さで
交互に積層した多層膜が用いられる。ＧａＡｓ系の場
合、ミラーとしては、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル
成長が可能なＡｌＡｓ／（Ａｌ）ＧａＡｓ多層膜を用い
るのが一般的である。一方、ＩｎＰ系の場合、ＩｎＰ基
板上にエピタキシャル成長が可能なＩｎＧａＡｓＰ／Ｉ
ｎＰでは屈折率差が小さく高反射率を得にくいため、他
の材料、例えばＳｉＯ2／Ｓｉ多層膜やＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ
多層膜などが用いられている。また、ＩｎＰ基板上に成
長した活性層を含む半導体層上に、ＧａＡｓ基板上に成
長したＡｌＡｓ／（Ａｌ）ＧａＡｓ多層膜を貼り合わせ
て形成するといった手法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の面発光半導体レーザにおいては、ＧａＡｓ系の場
合、ＡｌＡｓ／（Ａｌ）ＧａＡｓ多層膜で高反射率化す
るためには２０ペア以上の多層化が必要であり、成長時
間がかかってしまうという欠点がある。一方、ＩｎＰ系
の場合、半導体層をエッチング等で加工した後に蒸着や
スパッタリングといった手法でＳｉＯ2／Ｓｉ多層膜や
Ａｌ2Ｏ3／Ｓｉ多層膜を成膜する必要があり、工程が煩
雑になるといった欠点がある。また、ＳｉＯ2は熱伝導
率が小さい材料であり、蒸着やスパッタリングによるＳ
ｉ膜も単結晶Ｓｉに比ベると熱伝導率が小さいため、レ
ーザの熱特性ないし放熱性が悪いといった欠点がある。
また、ＡｌＡｓ／（Ａｌ）ＧａＡｓ多層膜を貼り合わせ
た場合は、ＳｉＯ2／Ｓｉ多層膜やＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ多層
膜に比べ熱伝導率は大きいが、貼り合わせという手法を
用いるため、工程が煩雑になることは否めず、更には共
振器中に貼り合わせの界面が存在するため、界面の状態
（洗浄状態、接合強度など）が直接レーザ特性に影響を
与えてしまうといった欠点がある。
【０００５】また、ｐ側の多層膜はドーピングを施して
も多数のヘテロ障壁を含むため低抵抗化が困難であり、
電流注入を行うために電極を多層膜を迂回するように構
成しなければならないといった点も指摘される。
【０００６】このような課題に鑑み、本発明の第１の目
的は、一対の特別な高反射率の多層膜ミラーのうち少な
くとも１つを用いることなく構成され、共振器損失の少
ない、低しきい値のリング共振器型の面発光半導体レー
ザ及びその製造方法等を提供することにある。
【０００７】また、本発明の第２の目的は、特別な高反
射率の多層膜ミラーを用いることなく、共振器損失の少
ない、低しきい値の面発光半導体レーザを提供すること
にある。
【０００８】また、本発明の第３の目的は、高反射率の
多層膜ミラーが活性層の片側だけでよく、振器損失の小
さく、低しきい値の面発光半導体レーザを提供すること
にある。
【０００９】また、本発明の第４の目的は、特別な高反
射率の多層膜ミラーを少なくとも１つ必要としない、共
振器損失の小さい、作製上の自由度の大きい、放熱性を
向上させた面発光半導体レーザを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による面発光半導体レーザの特徴は、基板に対して垂
直な面内でリング共振器を形成するリング共振器型の面
発光半導体レーザを構成していることにある。
【００１１】詳細には、上記第１の目的を達成する本発
明による面発光半導体レーザは、基板に対して垂直な面
内でリング共振器を形成するリング共振器型の面発光半
導体レーザであって、基板に平行な面と該平行面に対向
して形成された少なくとも１つの全反射面とによりリン
グ状共振器を構成していることを特徴とする。前記全反
射面は屋根状の半導体面であったり、多角錐状の半導体
面であったり、四角錐状の半導体面であったり、円錐状
の半導体面であったりする。
【００１２】上記第２の目的を達成する本発明による面
発光半導体レーザは、上記第１の目的を達成する本発明
による面発光半導体レーザの構成において、前記基板に
平行な面も全反射面である半導体面であることを特徴と
する。
【００１３】上記第３の目的を達成する本発明による面
発光半導体レーザは、上記第１の目的を達成する本発明
による面発光半導体レーザの構成において、前記基板に
平行な面には多層反射膜面が形成されていることを特徴
とする。
【００１４】上記第４の目的を達成する本発明による面
発光半導体レーザは、上記第１の目的を達成する本発明
による面発光半導体レーザの構成において、前記全反射
面を、埋め込み材で埋め込んであることを特徴とする。
【００１５】より具体的には、以下の如き構成が可能で
ある。閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体基板上に成長した活
性層を含む半導体層からなり、（１００）の面、（−１
−１１）面、（−１１−１）面の３面、または（１０
０）の面、（−１１１）面、（−１−１−１）面の３
面、或はこれらと結晶の対称性を考慮した場合に等価な
位置関係にある３つの結晶面（例えば、（１００）の
面、（−１１１）面、（−１−１−１）面の３面は、図
９に示す（−１００）の面、（１−１１）面、（１１−
１）面の３面と等価な位置関係にある）を反射面とする
リング型の共振器構造を有する。
【００１６】前記３つの反射面が、（１００）の面およ
び、（１００）の面を有する半導体面上に形成した〈０
１１〉方向に平行なストライプ構造のマスクを介して面
方位依存エッチングを施して逆メサ形状を形成した場合
に両側の斜面に生じる（−１−１１）面、（−１１−
１）面からなる、或はこれらと結晶の対称性を考慮した
場合に等価な位置関係にある３つの結晶面からなる。
【００１７】前記３つの反射面が、（−１００）の面お
よび、（１００）の面を有する半導体面上に形成した
〈０１−１〉方向に平行なストライプ構造のマスクを介
して面方位依存エッチングを施して順メサ形状を形成し
た場合に両側の斜面に生じる（１−１−１）面、（１１
１）面からなる、或はこれらと結晶の対称性を考慮した
場合に等価な位置関係にある３つの結晶面からなる。
【００１８】前記３つの反射面が、（−１００）の面お
よび（１００）の面を有する半導体面上に形成した〈０
１１〉方向に平行なストライプ構造の開口を有するマス
ク上に選択成長して順メサ形状を形成した場合に両側の
斜面に生じる（１−１１）面、（１１−１）面からな
る、或はこれらと結晶の対称性を考慮した場合に等価な
位置関係にある３つの結晶面からなる。
【００１９】（１００）面を有する閃亜鉛鉱型結晶構造
の半導体基板上に成長した活性層を含む半導体層からな
り、全反射面である前記四角錐状の半導体面が（１−１
−１）面、（１１１）面、（１１−１）面、（１−１
１）面からなる。
【００２０】前記基板に平行な面に対向して形成された
少なくとも１つの全反射面が、半導体上に形成された適
当形状のマスクを用いて、イオンビームを照射すること
によりエッチングを行うことで形成される。所定の角度
を有する半導体面を容易に形成することが可能である。
【００２１】前記基板に平行な面に対向して形成された
少なくとも１つの全反射面が、半導体上に形成された適
当形状のマスクを用いて、基板を面法線を中心に回転さ
せながら該面法線に対して所定の角度で傾けた方向より
イオンビームを照射することによりエッチングを行うこ
とで形成される。
【００２２】前記全反射面を構成する半導体の屈折率に
対し全反射条件を満たす程度に屈折率の小さい絶縁性の
埋め込み材で該全反射面を、一部を除いて、埋め込んで
ある。前記埋め込み材で全反射面の中央部以外の領域を
埋め込んであり、該全反射面の中央部において半導体層
と電極とが電気的に接触している。電極が前記全反射面
の中央部と前記埋め込み材との全面に形成されている。
前記埋め込み材側が接着剤でヒートシンクに接着されて
いる。
【００２３】前記全反射面において、内側すなわち半導
体側の屈折率をＮ１、外側の屈折率をＮ２、前記全反射
面への光の入射角をθ１とすると、 Ｎ１・ｓｉｎθ１＞Ｎ２ の関係を満たし、多層反射膜面である前記基板に平行な
面において、半導体の屈折率をＮ２、基板に平行な面へ
の光の入射光をθ２とすると、 Ｎ２・ｓｉｎθ２＜１ の関係を満たす。
【００２４】前記埋め込み材が誘電体であり、該誘電体
で前記全反射面の所定領域を埋め込むことが、該全反射
面の半導体面の中央部に平板を形成する工程と、該平板
をマスクとして誘電体を成膜する工程と、該平板を除去
する工程で行なわれる。容易な手法で誘電体による所定
部分の埋め込みが可能である。
【００２５】前記埋め込み材が熱硬化樹脂或は紫外線硬
化樹脂からなり、該熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂で前
記全反射面の所定領域を埋め込むことが、該全反射面の
半導体面上全面に熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂を形成
する工程と、エッチングによって所定領域の半導体面を
露出させる工程で行なわれる。容易な手法で熱硬化樹脂
或は紫外線硬化樹脂による所定部分の埋め込みが可能で
ある。
【００２６】前記埋め込み材が熱伝導性のよい材料であ
ったり、前記熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂が、熱伝導
性粒子を含んでいたりする。また、前記多層反射膜が誘
電体多層膜であったり、前記多層反射膜が半導体多層膜
であったり、前記半導体多層反射膜がｎ側に設けられて
いたりする。
【００２７】また、反射面で全反射する際に生じるエバ
ネセント波が放射モード或は導波モードとして結合する
ように所定の屈折率を有する材質の手段（例えば、先球
光ファイバ、斜め研磨光ファイバ、微小プリズム）を反
射面に近接させることによりレーザ光を面発光半導体レ
ーザの外部に取り出す。これにより、反射面での反射率
をほとんど損なうことなく外部にレーザ光を取り出すこ
とが可能である。取り出し効率は近接させる距離によっ
て決まるので、反射率を損なわない程度に、所定の屈折
率を有する材質を接近させればよい。
【００２８】また、反射面の一部に設けられた微小凹凸
での光の散乱を用いてレーザ光を面発光半導体レーザの
外部に取り出す。簡単な構成でレーザ光を外部に取り出
すことが可能である。
【００２９】また、活性層が前記全反射面付近に形成さ
れ、リング状共振器の光路に沿って該活性層が位置す
る。
【００３０】本発明の原理を具体例に沿って説明する。
本発明では、例えば、半導体と空気との屈折率の差によ
って生じる全反射を用いて共振器を構成するものであ
る。例えば、屈折率が３．２０であるＩｎＰと屈折率が
１．０である空気との境界において、ＩｎＰ側からこの
境界に光が入射する場合、入射角が１８．２１°を超え
ると全反射する。この際のパワ反射率は１００％であ
る。
【００３１】そこで、図１に示すような、ＩｎＰの（−
１００）の面、（１１１）面、（１−１−１）面が露出
した半導体構造においては、（−１００）の面では入射
角１９．４７°、（１１１）面、（１−１−１）面では
入射角３５．２６°となるようなリング状の共振器が存
在可能となる。この場合、３面とも全反射条件を満たし
ているので１００％反射となり共振器損失は０である
（半導体内部での損失を無視している）。すなわち、多
層膜ミラーを用いることなく、高反射率の反射面を有す
る面発光半導体レーザが構成できる。
【００３２】上記した様に、閃亜鉛鉱型結晶構造を有す
る半導体の場合、面方位依存エッチング（面方位依存性
のあるエッチングによって所定方位の半導体面を容易に
形成することが可能）や、選択成長の技術を用いること
により、（１００）の面、（−１−１１）面、（−１１
−１）面の３面、または（１００）の面、（−１１１）
面、（−１−１−１）面の３面、或はこれらと結晶の対
称性を考慮した場合に等価な位置関係にある３つの結晶
面を反射面とするリング型の共振器構造を構成すること
ができる。例えば、結晶の軸の取り方によっては（１０
０）面、（−１−１１）面、（−１１−１）面の３面は
（−１００）、（１１１）、（１−１−１）の３面、
（０１０）、（−１−１１）、（１−１−１）の３面な
どと等価であり、全部で６通りの表記が可能である。同
様に、（１００）の面、（−１１１）面、（−１−１−
１）面の３面についても全部で６通りの表記が可能であ
る。このような等価な結晶面を統括して例えば｛１０
０｝面というように｛｝で表記する場合もあり、以下で
はその意味で｛｝を用いている。
【００３３】また、図１１に示すようなＩｎＰの（−１
００）の面、（１１１）面、（１−１−１）面が露出し
た半導体構造においては、（−１００）の面では入射角
１９．４７°、（１１１）面、（１−１−１）面では入
射角３５．２６°となるようなリング状の共振器が存在
可能となる。上述した様に、屈折率が３．２０であるＩ
ｎＰと屈折率が１．０である空気との境界において、Ｉ
ｎＰ側からこの境界に光が入射する場合、入射角が１
８．２１°を超えると全反射するので、入射角１９．４
７°の（−１００）面では全反射条件を満たす。一方、
入射角３５．２６°の（１１１）面、（１−１−１）面
において全反射条件を満たすためには埋め込み材の屈折
率は１．８４７以下であることが要求される。すなわち
屈折率１．８４７以下の埋め込み材を用いればよい。
【００３４】全反射の際のパワ反射率は１００％である
ので共振器損失は小さい。ここでの説明では、（１１
１）面、（１−１−１）面を用いた例を示した為この面
での入射角が３５．２６°となっているが、全反射によ
るリング状共振器を構成するのであればどのような角度
の面でもよく、その面の角度に合わせて適当な屈折率を
有する埋め込み材で埋め込めばよい。
【００３５】このような埋め込み材を用いることによっ
て次のような利点がある。屋根状半導体面、四角錐状半
導体面等の斜面部に電極がかかることがないので電極形
成に特別な精度は要求されない。放熱機構を設けるため
には屋根状等の半導体面側をヒートシンクにはんだ等で
貼り付ける際にはんだが屋根状等の半導体面の斜面部に
染み出すことがない。また、ほぼ全面をヒートシンクに
貼り付けることになるので放熱効率がよい。即ち、埋め
込み材により半導体斜面部への電極やはんだ等の回り込
みを押さえることができ、反射時の損失がなく、ヒート
シンクヘの接触面積を大きくできるので放熱が容易であ
る。
【００３６】また、図１６の面発光半導体レーザの構成
においては、屋根状等の半導体の斜面と基板に平行な面
とがなす角度を５２．５°になるように屋根状等の半導
体を形成する。このとき、基板に平行な面での入射角が
１５°、屋根状等の半導体の斜面での入射角が３７．５
°となるようなリング状の共振器が存在可能となる。
【００３７】例えば屈折率が３．２０である半導体と屈
折率が１．０である空気との境界において、半導体側か
らこの境界に光が入射する場合、入射角が１８．２１°
を超えると全反射するので、入射角３７．５°の屋根状
半導体の斜面では全反射条件を満たす。全反射の際のパ
ワ反射率は１００％である。
【００３８】一方、基板に平行な面においては、高反射
率化のため多層膜ミラーが設けられている。このミラー
を通過したレーザ光が基板から外部（すなわち空気側）
に出射される。基板から外部に出射する際、出射界面で
全反射条件を満たしてしまうと外部へ洩れる光が存在し
ないことになり取り出しのために特別な工夫が必要とな
る。そこで、全反射しない条件、すなわちリング共振器
のこの面への入射角を１８．２１°以下にしておけばよ
い。この例では入射角は１５°であり、全反射しない条
件となっている。このリング共振器は２つの全反射面お
よび高反射率の多層膜ミラーを付加した面からなってお
り共振器損失は小さい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］図１、図２を用いて本発明による第１の
実施例を説明する。図１は、｛１００｝面の例えば（１
００）の面を有する半導体上に作製した本発明による面
発光半導体レーザの〈０１−１〉方向に垂直な面での断
面図である。図２は作製工程を説明する図であり、図２
の左側では〈０１−１〉方向に垂直な面での断面の様子
を示し、右側では〈０１１〉方向に垂直な面での断面の
様子を示している。本実施例の層構成を以下に述べる。
【００４０】方形状等のｐ−ＩｎＰ基板１１上に、厚さ
０．１μｍのｐ−ＩｎＧａＡｓエッチストップ層１３、
厚さ３．４μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１５、厚さ０．
２μｍのｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）−ＩｎＧａＡｓＰ
（バンドギャップ波長１．３μｍ）活性層１７、厚さ
３．４μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層１９、厚さ０．２μ
ｍのｎ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２１を順次成長す
る。成長手段はたとえばＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＣＢＥ等
の方法で行う。
【００４１】次に、コンタクト層２１上の所定の領域
に、〈０１−１〉方向（図１紙面垂直方向）を長辺とす
る長方形状のエッチングマスク２３を形成する（図２
（ａ））。次に、硫酸系エッチャント（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2
Ｏ：Ｈ2Ｏ2＝３：１：１）でコンタクト層２１を除去し
た後に、クラッド層１９を臭化水素・燐酸エッチャント
（ＨＢｒ：Ｈ3ＰＯ4＝３：１）を用いて活性層１７まで
エッチングする（図２（ｂ））。
【００４２】臭化水素・燐酸エッチャントに対するＩｎ
Ｐのエッチングの様子を図３、図４を用いて説明する。
臭化水素・燐酸エッチャントを用いたエッチングは面方
位依存性が強く、ＩｎＰの｛１１１｝Ａ面は殆ど侵され
ないという性質がある。このため、図３のように〈０１
１〉方向に平行なストライプ構造のエッチングマスク５
３（幅約２μｍ）を用いてＩｎＰ５１のエッチングを行
うと、（−１−１１）、（−１１−１）面を終端面とす
る逆メサ構造が得られる。一方、図４のように〈０１−
１〉方向に平行なストライプ構造のエッチングマスク５
５を用いてＩｎＰ５１のエッチングを行うと、（１１
１）、（１−１−１）面を終端面とする順メサ構造が得
られる。
【００４３】本実施例においては、〈０１−１〉方向を
長辺とする長方形状のエッチングマスク２３を用いてい
るため、〈０１−１〉方向に垂直な断面では（１１
１）、（１−１−１）面を終端面とする順メサ構造、
〈０１１〉方向に垂直な断面では（−１−１１）、（−
１１−１）面を終端面とする逆メサ構造となる（図２
（ｂ））。
【００４４】続いて、硫酸系エッチャントを用いて活性
層１７をエッチングする。この際若干エッチング時間を
長めにすれば横方向へのエッチングが進み、電流狭窄構
造を作製することができる。その後、エッチングマスク
２３を除去する（図２（ｃ））。
【００４５】次に、基板１１の裏面側より塩酸系エッチ
ャント（ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：１）を用いて所定領域を
エッチストップ層１３までエッチングし、更に、硫酸系
エッチャントを用いてエッチストップ層１３を除去して
（−１００）面を露出する（図２（ｄ））。最後に、エ
ッチングされた基板１１の裏面の少なくとも一部上にｐ
側電極２５を、そしてコンタクト層２１上にｎ側電極２
７を蒸着形成する（図２（ｅ））。
【００４６】このように、本実施例の半導体レーザで
は、〈０１−１〉方向に垂直な断面において、（−１０
０）の面、（１１１）面、（１−１−１）面が露出して
おり、図１に示す様に（−１００）の面では入射角１
９．４７°、（１１１）面と（１−１−１）面では入射
角３５．２６°となるようなリング状の共振器が存在可
能となる。この場合、３面とも全反射条件を満たしてい
るので（これらの角度は全ての偏光成分について全反射
条件を満たす）１００％の反射となり、半導体内部での
損失を無視すると共振器損失は０である。すなわち、多
層膜ミラーを用いることなく、高反射率の反射面を有す
るリング状の共振器の半導体レーザが構成できる。
【００４７】ただし、このままでは各面で全反射してい
るために外部に光は出ず、積極的に光を取り出すために
は何らかの工夫が必要である。
【００４８】本実施例においては、図５のように、半導
体６１の反射面に先球光ファイバ６３を近接させること
によりレーザ光の外部への取り出しを実現している。こ
れは、半導体内部で光が全反射するときに外部に生じた
エバネセント波が光ファイバ６３の導波モードとして結
合するように、光ファイバ６３の角度を調整して先球光
ファイバ６３を半導体６１の反射面に近接させたもので
ある。例えば、実効屈折率１．６の光ファイバを用いた
場合、〈０１−１〉方向に垂直な面内で、〈１００〉方
向から約４０°傾けてサブμｍ程度に光ファイバ６３を
近接させればよい。近接させる位置は、角度が一定であ
れば半導体６１の反射面の中心に限らず、中心の近傍で
あればどこでもよい。この近接位置に光ファイバ６３を
固定するには、例えば、治具などを用いて可動に固定す
ればよい。
【００４９】光の取り出し効率は近接させる距離によっ
て決まり、取り出し効率を大きくすることは半導体６１
内部での反射率の低下、すなわちしきい値の上昇につな
がる。本実施例では、先球光ファイバ６３を用いている
ため、もっとも近接している部分の近傍では光ファイバ
６３への結合が生じているが、その他の領域では殆ど結
合せず全反射しているため、トータルでのこの面での半
導体内部の反射率は殆ど低下していない。従って、光フ
ァイバ６３の先を半導体面６１に接するように配置して
もレーザ発振が止まることはなかった。
【００５０】レーザ光の取り出し方法としては、この他
に、例えば先球光ファイバの代わりに斜め研磨光ファイ
バなどを用いてもよい。微小プリズムを半導体面６１上
に近接させてエバネセント波を放射光として取り出して
もよい。更に、図６のように、半導体６１の反射面の適
当な位置にサブμｍサイズの微小凹凸７１を設け（エッ
チストップ層１３を少し残して形成したり、微小な針な
どで形成する）、ここでの散乱によってレーザ光を外部
に取り出してもよい。
【００５１】また、本実施例においては、全反射面にな
った屋根状面以外の〈０１−１〉方向の光閉じ込め構造
および電流狭窄構造を、図２の右側に示す様に、面方位
依存エッチングによる逆メサ構造を作製することにより
実現しているが、これに限ったものではない。例えば、
ＲＩＢＥなどによる垂直エッチングによって光閉じ込め
構造を形成したり、不純物の拡散によって電流狭窄構造
を作製したり、予め活性層１７の〈０１１〉方向の回り
を高抵抗ＩｎＰや逆ｐｎ接合を有するＩｎＰで埋め込む
ことにより電流狭窄構造を作製してもよい。
【００５２】以上の構成のリング状共振器の半導体レー
ザに、電極２５、２７を通して低い値のしきい値以上の
電流を注入すると、リング状共振器内で発振条件に達し
たレーザ光がファイバ等から取り出される。
【００５３】［第２実施例］図７、図８を用いて本発明
による第２の実施例を説明する。図７は、｛１００｝面
の例えば（１００）の面を有する半導体上に作製した本
発明によるリング状共振器型の面発光半導体レーザの
〈０１１〉方向に垂直な面での断面図である。図８は作
製工程を説明する図であり、図８の左側は〈０１−１〉
方向に垂直な面での断面の様子を示し、右側は〈０１
１〉方向に垂直な面での断面の様子を示す。本実施例の
層構成を以下に述べる。
【００５４】ｐ−ＩｎＰ基板１１１上に、厚さ０．２μ
ｍのｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１１３、厚さ４．２
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１１５、厚さ０．２μｍの
ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ）
活性層１１７、厚さ２．６μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層
１１９、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＡｓコンタクト層１
２１を順次成長する。成長手段はたとえばＭＯＣＶＤ、
ＭＢＥ、ＣＢＥ等の方法で行う。
【００５５】次に、コンタクト層１２１上の所定の領域
に、〈０１１〉方向、〈０１−１〉方向の辺を持つ正方
形のエッチングマスク１２３を形成する（図８
（ａ））。このエッチングマスク１２３を介して、ＲＩ
ＢＥ法によりクラッド層１１５に達するまでエッチング
を施した後、エッチングマスク１２３を除去して矩形リ
ブを形成する（図８（ｂ））。
【００５６】次に、この矩形リブを覆うようにエッチン
グマスク１２５を形成し（図８（ｃ））、クラッド層１
１５を臭化水素・燐酸エッチャント（ＨＢｒ：Ｈ3ＰＯ4
＝３：１）を用いてコンタクト層１１３までエッチング
する。その結果、第１の実施例で説明したように、〈０
１−１〉方向に垂直な断面では（１１１）、（１−１−
１）面を終端面とする順メサ構造が得られ、〈０１１〉
方向に垂直な断面では（−１−１１）、（−１１−１）
面を終端面とする逆メサ構造が得られる。この後、エッ
チングマスク１２５を除去する（図８（ｄ））。
【００５７】最後に、中央部の所定領域のコンタクト層
１２１を光取り出しの窓用に除去した後、ｐ側電極１２
７およびｎ側電極１２９を、例えば方形環状に蒸着形成
する（図８（ｅ））。
【００５８】このように、本実施例の半導体レーザで
は、〈０１１〉方向に垂直な断面において、図７に示す
様に（１００）面、（−１１−１）面、（−１−１１）
面が露出しており、（１００）面では入射角１９．４７
°、（−１１−１）面と（−１−１１）面では入射角３
５．２６°となるようなリング状の共振器が存在可能と
なる。この場合、第１実施例と同様に３面とも全反射条
件を満たしているので１００％の反射となり、半導体内
部での損失を無視すると共振器損失は０である。すなわ
ち、第１実施例と同様に多層膜ミラーを用いることな
く、高反射率の反射面を有するリング状共振器型の半導
体レーザが構成できる。
【００５９】レーザ光の取り出し方法については第１の
実施例で述べたように、光ファイバを近接させたり、微
小凸部や微小凹部を設けたりすればよい。本実施例では
光を図７上方から取り出すので、第１の実施例に比べ、
基板１１１裏面からのエッチングが不要であるという利
点がある。また、本実施例における〈０１−１〉方向に
垂直な断面での（１１１）、（１−１−１）面を終端面
とする順メサ構造は発明に必須の要素ではなく、第１実
施例における逆メサ構造面と同様に、例えば垂直な面で
あってもよい。
【００６０】［第３実施例］図９を用いて本発明による
第３の実施例を説明する。図９は｛１００｝面の例えば
（１００）の面を有する半導体上に作製した本発明によ
るリング状共振器型の面発光半導体レーザの作製工程を
説明する図であり、図９の左側は〈０１−１〉方向に垂
直な面での断面の様子を示し、右側は〈０１１〉方向に
垂直な面での断面の様子を示す。本実施例の層構成を以
下に述べる。
【００６１】ｐ−ＩｎＰ基板２１１上に、厚さ０．２μ
ｍのｐ−ＩｎＧａＡｓエッチストップ層２１３、厚さ３
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層２１５を順次成長する。更
に、クラッド層２１５上に、〈０１１〉方向に平行なス
トライプ状の開口部を有する選択成長用マスク２１７を
形成する（図９（ａ））。
【００６２】次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて厚さ１μｍの
ｐ−ＩｎＰクラッド層２１９、厚さ０．２μｍのｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ）活性層
２２１、厚さ２．８μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層２２
３、厚さ０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層２
２５を選択成長する。
【００６３】図１０に示すように、ＩｎＰ２５１上に
〈０１１〉方向に平行なストライプ状の開口部を有する
選択成長用マスク２５３を形成しＭＯＣＶＤ法を用いて
結晶成長を行った場合、｛１１１｝Ｂ面上には成長が起
こりにくく、その結果、（１−１１）、（１１−１）面
を成長終端面とする順メサ構造が得られることが知られ
ている。従って、本実施例では、（１−１１）、（１１
−１）面を成長終端面とする順メサ構造が得られる（図
９（ｂ））。
【００６４】この２つの面と、基板裏面からのエッチン
グにより得られる（−１００）面を用いれば、〈０１
１〉方向に垂直な面において３つの全反射面から成るリ
ング共振器を構成することができるが（即ち、この段階
でプロセスを止めてもリング状共振器型の半導体レーザ
が構成できる）、第１の実施例で用いたような面方位依
存エッチングの手法を併用すれば、より優れたリング状
共振器型の半導体レーザを構成することができる。その
方法について更に説明する。
【００６５】図９（ｂ）に続けて、選択成長用マスク２
１７を除去した後、〈０１−１〉方向に平行なストライ
プ状のエッチングマスク２２７を形成する（図９
（ｃ））。
【００６６】続いて、硫酸系エッチャントでコンタクト
層２２５を除去した後に、臭化水素・燐酸エッチャント
を用いて活性層２２１までクラッド層２２３をエッチン
グする。その結果、第１の実施例で説明したように、
〈０１−１〉方向に垂直な断面において、（１１１）、
（１−１−１）面を終端面とする順メサ構造が得られる
（図９（ｄ））。
【００６７】次に、硫酸系エッチャントを用いて活性層
２２１をエッチングする。この際若干エッチング時間を
長めにすれば横方向への活性層２２１のエッチングが進
み、電流狭窄構造を作製することができる。その後、エ
ッチングマスク２２７を除去する（図９（ｅ））。
【００６８】更に、基板２１１の裏面側より塩酸系エッ
チャントを用いて中央部の所定領域を光取り出し窓用に
エッチストップ層２１３までエッチングし、更に、硫酸
系エッチャントを用いてエッチストップ層１３を除去し
て、（−１００）の面を露出する（図９（ｆ））。最後
に、ｐ側電極２２９およびｎ側電極２３１を蒸着形成す
る（図９（ｇ））。
【００６９】レーザ光の取り出し方法については第１の
実施例で述べたように、例えば、光ファイバを近接させ
たり、微小凸部や微小凹部を設けたりすればよい。
【００７０】本実施例においては、〈０１１〉方向に垂
直な断面でのリング共振器、および〈０１−１〉方向に
垂直な断面でのリング共振器が存在しているため、第
１、第２の実施例に比べて、より効果的に光を閉じ込め
ることができ、しきい値利得を更に低下させることがで
きるという利点がある。
【００７１】［第４実施例］以上の実施例は、特別な高
反射率の多層膜ミラーを用いることなく、半導体と空気
との屈折率差により、適当な角度でその界面に光が入射
すると全反射するという性質を利用したリング状共振器
を有する面発光レーザであった。
【００７２】しかし、全反射ミラーを用いたリング状共
振器を有する面発光レーザの場合、屋根状、四角錐状等
の半導体面の斜面部に電極がかかってしまうと、そこで
の反射において損失を伴ってしまうため、電極を精度良
く形成しなければならない。また、光の取り出しは屋根
状等の半導体面と反対側の半導体面で行うため、放熱機
構を設けるためには屋根状等の半導体面側をヒートシン
クに、はんだ等で貼り付ける必要があるが、この場合
も、はんだが屋根状等の半導体面の斜面部にしみ出すこ
とを避ける必要があり、精度が要求される。また、うま
く貼り付けることができたとしても、ヒートシンクヘの
接触面積が小さく効果的に放熱できないという点が指摘
される。
【００７３】第４実施例はこれらの点を考慮した例に係
る。図１１、図１２を用いて本発明による第４の実施例
を説明する。図１１は、｛１００｝面の例えば（１０
０）の面を有する半導体上に作製した本発明による面発
光半導体レーザの〈０１−１〉方向に垂直な面での断面
図である。図１２は作製工程を説明する図であり、図１
２の左側では〈０１−１〉方向に垂直な面での断面の様
子を示し、右側では〈０１１〉方向に垂直な面での断面
の様子を示している。本実施例の層構成を以下に述べ
る。本実施例の製法は、図１２（ｃ）までの工程は第１
実施例の図２（ｃ）までの工程と同じであるので、同一
部分は同符号で示し説明は省略する。ただし、本実施例
では図１２（ｃ）の工程でエッチングマスク２３を除去
せずその上にもＡｌ2Ｏ3埋め込み層３２４を成膜してい
る。
【００７４】さて、図１２（ｄ）の工程において、Ａｌ
2Ｏ3埋め込み層３２４をスパッタ法により成膜する。こ
の時、エッチングマスク２３があるため斜め方向のスパ
ッタ粒子がブロックされ、エッチングマスク２３から離
れるにつれて埋め込み層３２４の膜厚が厚くなったテー
パ状の形状となる（図１２（ｄ）））。その後、リフト
オフ法によりエッチングマスク２３とともに中央部の埋
め込み層３２４を除去し、更に、ｎ側電極３２５を蒸着
形成する（図１２（ｅ）））。埋め込み層３２４が存在
するため、電極３２５は全面を覆うように蒸着しても問
題ない。次に、基板１１の裏面側より塩酸系エッチャン
ト（ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：１）を用いて所定領域をエッ
チストップ層１３までエッチングし、更に、硫酸系エッ
チャントを用いてエッチストップ層１３を除去して（−
１００）の面を露出する（図１２（ｆ））。最後に、所
定部分にｐ側電極３２７を蒸着形成する（図１２
（ｇ）。
【００７５】このように、本実施例の半導体レーザで
も、〈０１−１〉方向に垂直な断面において、（−１０
０）面、（１１１）面、（１−１−１）面が露出してお
り、（−１００）の面では入射角１９．４７°、（１１
１）面と（１−１−１）面では入射角３５．２６°とな
るようなリング状の共振器が存在可能となる。この場
合、（−１００）の面では境界はＩｎＰ（屈折率３．
２）と空気（屈折率１．０）で構成されており、入射角
１９．４７°は全反射条件を満たしている。また、（１
１１）面と（１−１−１）面では境界はＩｎＰとＡｌ2
Ｏ3３２４で構成されているが、スパッタ法で成膜した
Ａｌ2Ｏ3３２４の屈折率は通常１．６２程度であり、こ
こでも入射角３５．２６°は全反射条件を満たしてい
る。こうして本実施例でも、３面とも全反射条件を満た
しているので１００％の反射となり、半導体内部での損
失を無視すると共振器損失は０である。すなわち、多層
膜ミラーを用いることなく、高反射率の反射面を有する
リング共振器型の半導体レーザが構成できる。光の取り
出し方等は上記実施例と同じである。
【００７６】本実施例において、図１１のように、はん
だ３２９でリング共振器型の半導体レーザをヒートシン
ク３３１に貼り付けるといった放熱機構を設けた場合、
埋め込み層３２４があるため、はんだ３２９が全反射面
に回り込むことがなく作製が容易である。また、ほぼ全
面でヒートシンク３３１に貼り付けることが可能であ
り、放熱効率が高い。更に、Ａｌ2Ｏ3は熱伝導率が高い
材料であるので、より放熱効率を向上させている。埋め
込み材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限ったものではなく、た
とえばＳｉＯ2やＳｉＮxやＡｌＮやＭｇＯ等であっても
よい。望ましくは熱伝導率の高い材料である方が優れた
効果を発揮できることは言うまでもない。その他の点は
第１実施例と同じである。
【００７７】［第５実施例］図１３を用いて本発明によ
る第５の実施例を説明する。図１３は｛１００｝面の例
えば（１００）の面を有する半導体上に作製した本発明
によるリング共振器型の面発光半導体レーザの作製工程
を説明する図であり、図１３の左側は〈０１−１〉方向
に垂直な面での断面の様子を示し、右側は〈０１１〉方
向に垂直な面での断面の様子を示す。第５の実施例で
は、埋め込み層としてＡｌ2Ｏ3の代わりにポリイミド等
の熱硬化樹脂を用いたものである。層構成を以下に述べ
る。第４の実施例と同一のものは同一番号で表す。
【００７８】図１３（ａ）は第４の実施例の図１１
（ｃ）と同様であるので説明は省略する。エッチングマ
スク２３を除去し、スピンコーティングおよび焼結によ
りポリイミド埋め込み層４２４を形成する。この時、基
板の凸部の膜厚は周りに比べて薄くなっている（図１３
（ｂ））。更に、この埋め込み層４２４を垂直方向にＲ
ＩＥ等でエッチングし、コンタクト層２１を露出させる
（図１３（ｃ））。
【００７９】続いて、ｎ側電極４２５を蒸着形成する
（図１３（ｄ））。埋め込み層４２４が存在するため、
電極４２５は全面を覆うように蒸着しても問題ない。裏
面側の工程（図１３（ｅ）、（ｆ））は図１２（ｆ）、
（ｇ）と同様であり、説明は省略する。ポリイミド４２
４は、全反射条件を満たす屈折率を有するものを選択す
ればよい。
【００８０】本実施例の面発光半導体レーザの動作は第
４の実施例と同様である。レーザ光の取り出し方法につ
いては第１の実施例で述べたように、光ファイバを近接
させたり、微小凸凹を設けたりすればよい。本実施例で
は、第４の実施例に比べ、埋め込み層４２４を全面に形
成すればよく、埋め込み層の特別なパターニングが不要
といった利点がある。また、くぼみ等にもポリイミド４
２４を回り込ませることが可能であるので漏れ電流を低
減することができる。
【００８１】本実施例では、埋め込み層としてポリイミ
ドを用いた例を示したが、これに限ったものではなく、
例えばラダーシリコン系の熱硬化樹脂などを用いてもよ
く、また、紫外線硬化樹脂であってもよい。熱硬化樹脂
や紫外線硬化樹脂は一般に熱抵抗が高いという欠点があ
るが、これを補うためには樹脂中に熱伝導度の高いＡｌ
Ｎ等の粉末を混入させることによって改善すればよい。
動作は第４実施例と同じである。
【００８２】［第６実施例］図１４を用いて本発明によ
る第６の実施例を説明する。図１４は｛１００｝面の例
えば（１００）の面を有する半導体上に作製した本発明
によるリング状共振器型の面発光半導体レーザの作製工
程を説明する図であり、図１４の左側は〈０１−１〉方
向に垂直な面での断面の様子を示し、右側は〈０１１〉
方向に垂直な面での断面の様子を示す。本実施例の層構
成を以下に述べる。図１４（ｅ）までは第３の実施例の
図９（ｅ）までと同様であるので、同一部分は同一符号
で示して説明は省略する。
【００８３】本実施例では、図１４（ｅ）の状態におい
て図１３（ｂ）から図１３（ｄ）と同様の手法で４つの
全反射面を誘電体或はポリイミド等の埋め込み層５２４
で埋め込む。そして、基板２１１裏面からのエッチング
により得られる（−１００）面を用いれば、〈０１１〉
方向に垂直な面と〈０１−１〉方向に垂直な面において
リング共振器を構成することができる。尚、５２９、５
３１は夫々ｎ側電極、ｐ側電極である。本実施例は第３
実施例と第４実施例の特徴を併せ持つものである。
【００８４】［第７実施例］図１５を用いて本発明によ
る第７の実施例を説明する。図１５は本実施例によるリ
ング共振器型の面発光半導体レーザの作製工程を説明す
る断面図である。層構成を以下に述べる。
【００８５】ｐ−ＩｎＰ基板６１１上に、厚さ０．２μ
ｍのｐ−ＩｎＧａＡｓエッチストップ層６１３、厚さ
３．８μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層６１５、厚さ０．２
μｍのｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３
μｍ）活性層６１７、厚さ３．４μｍのｎ−ＩｎＰクラ
ッド層６１９、厚さ０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓコン
タクト層６２１を順次成長する。成長手段はたとえばＭ
ＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＣＢＥ等の方法で行う。更に、その
上にフォトレジスト６２３を塗布し、長方形状のエッチ
ングマスク６２５を形成する（図１５（ａ））。図１５
はエッチングマスク６２５の長手方向に垂直な面での断
面図である。
【００８６】次に、フォトレジスト６２３を酸素を用い
た反応性イオンエッチング等の手段でエッチングし、エ
ッチングマスク６２５を除去する（図１５（ｂ））。更
に、フォトレジスト６２３のまわりを粘性の高い埋め込
み用フォトレジスト６２７で埋め込む（図１５
（ｃ））。続いて、その上にエッチング耐性のあるマス
ク６２９を成膜し（図１５（ｄ））、フォトレジスト６
２３より広い幅が残るように加工し、埋め込み用フォト
レジスト６２７を除去する（図１５（ｅ））。
【００８７】そして、基板を回転させながら、斜め方向
から塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング等の手段
でｐ−ＩｎＰクラッド層６１５までエッチングを行う
（図１５（ｆ））。イオンビームを照射する角度を適当
に設定すれば、形成される半導体斜面の角度を自由に選
ぶことができる。
【００８８】その後、フォトレジスト６２３およびマス
ク６２９を除去し、図１５（ｇ）のようなほぼ屋根状の
形状を得る。
【００８９】図１５（ｇ）以降の工程は、第４、第５の
実施例で述べたような手法で誘電体または熱硬化樹脂等
で半導体斜面を埋め込み、ｎ側電極形成、裏面エッチン
グ、ｐ側電極形成を行えばよい。
【００９０】本実施例では、上記の実施例に比べ、半導
体斜面の角度を自由に選択できるため、全反射条件を満
たすための埋め込み層の屈折率の制限が緩くなる、半導
体の面方位と関係なく素子の設計が可能である、といっ
た利点がある。
【００９１】また、本実施例は第１、第２、第３実施例
の様に埋め込み層を用いない構成にも変更できる。この
場合も、半導体斜面の角度を自由に選択できるため、半
導体の面方位と関係なく素子の設計が可能である。ま
た、上記マスク６２９を円板状にすれば、ほぼ円錐状の
半導体斜面が形成でき、この場合も角度を適当に設定す
れば全反射面にできてリング共振器を構成できる。その
他、マスクの形状、イオンビームの照射角度、エッチン
グ工程の数などを適当に設定することで多角錐状の全反
射面をも形成できる。この様に、本実施例のエッチング
方法を用いることで、基板側の全反射平面と該エッチン
グによる全反射面を構成要素として種々の形態のリング
共振器を形成できる。
【００９２】本実施例の動作原理は、本質的に上記の実
施例と同じである。
【００９３】上記した全て全反射面でリング共振器を構
成する実施例において、ｐ基板ではなくｎ基板を用いて
もよい。また、エッチャントについても所望の面方位依
存性を有するものであれば何でもよい。更に、ＩｎＰ系
の半導体レーザに限らず、例えばＧａＡｓ基板を用いた
短波長半導体レーザに応用してもよく、その場合は、そ
れに合わせて適当なプロセスを選択すればよい（例え
ば、エッチャントを適当なものに代える）。加えて、活
性層として多重量子井戸構造（更に低しきい値化ができ
る）等を用いてもよい。
【００９４】［第８実施例］以下の実施例は多層膜ミラ
ーを１つにした例に係る。上記実施例に比べ、光を全反
射面から取り出す為に光ファイバを近接させるといった
特別な手段を設けなくてもよいといった利点がある。特
にｎ側に半導体多層膜ミラーを設ける構成にすれば、ｐ
側の半導体多層膜はドーピングを施しても多数のヘテロ
障壁を含むため低抵抗化が困難であり、電流注入を行う
ために電極を多層膜を迂回するように構成しなければな
らないといった難点が解決されるものである。
【００９５】図１６、図１７を用いて本発明による第８
の実施例を説明する。図１６は本実施例によるリング共
振器型の面発光半導体レーザの断面図、図１７は作製工
程を説明する図である。製法を説明しつつ層構成を以下
に述べる。
【００９６】ｎ−ＧａＡｓ基板７１１上に、ｎ−ＡｌＡ
ｓ／ｎ−ＧａＡｓとが２０．５周期で交互に積層された
分布反射型の多層反射膜７１３、厚さ３．０μｍのｎ−
Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓクラッド層７１５、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ／Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからなる量子井戸構造の活性
層７１７、厚さ２．５μｍのｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓク
ラッド層７１９、厚さ４．０μｍのｐ−Ａｌ0.3Ｇａ0.7
Ａｓコンタクト層７２１を順次成長する（図１７
（ａ））。成長手段はたとえばＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、Ｃ
ＢＥ等の方法で行う。
【００９７】更に、その上にフォトレジスト７２３を塗
布し、長方形状のエッチングマスク７２５を形成する
（図１７（ｂ））。図１７はエッチングマスク７２５の
長手方向に垂直な面での断面図である。次に、フォトレ
ジスト７２３を酸素を用いた反応性イオンエッチング等
の手段でエッチングし、エッチングマスク７２５を除去
する（図１７（ｃ））。次に、フォトレジスト７２３の
まわりを粘性の高い埋め込み用フォトレジスト７２７で
埋め込む（図１７（ｄ）））。
【００９８】続いて、その上にエッチング耐性のあるマ
スク７２９を成膜し（図１７（ｅ））、フォトレジスト
７２３より広い幅が残るように加工し、埋め込み用フォ
トレジスト７２７を除去する（図１７（ｆ））。
【００９９】そして、基板を回転させながら、斜め方向
から塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング等の手段
でエッチングを行う（図１７（ｇ））。その後、フォト
レジスト７２３およびマスク７２９を除去し、図１７
（ｈ）のようなほぼ屋根状の形状を得る。上記した様
に、イオンビームを照射する角度やエッチング用マスク
の形状等を適当に設定することにより生じる半導体の斜
面の角度、形状を自由に選ぶことができる。本実施例に
おいては、斜面と基板面とがなす角度を５２．５°に設
定した。
【０１００】更に、リング共振器を構成する領域を制限
するために不純物を注入して拡散領域７３１を形成する
（図１７（ｉ）））。図では省略しているが、基板を上
から見たとき共振器を構成する領域は四角形状であり、
その周りを取り囲むように拡散領域７３１が形成されて
いる。最後に、ｐ側電極７３３およびｎ側電極７３５を
蒸着形成する（図１７（ｊ））。
【０１０１】本実施例においては、屋根状半導体の斜面
と基板面とのなす角度を５２．５°としたため、基板に
平行な面での入射角が１５°、屋根状半導体の斜面での
入射角が３７．５°となるようなリング状の共振器が存
在可能となる。
【０１０２】屈折率が３．２０程度であるＡｌＧａＡｓ
と屈折率が１．０である空気との境界において、半導体
側からこの境界に光が入射する場合、入射角が１８．２
１°を超えると全反射する。入射角３７．５°の屋根状
半導体の斜面では全反射条件を満たす。全反射の際のパ
ワ反射率は１００％である。
【０１０３】一方、基板に平行な面においては入射角が
１５°であり、基板７１１と外部の空気との界面で全反
射することなく一部は外部に透過するが、ここには、更
に、高反射率化のため多層反射膜７１３が設けられてい
る。すなわち、本実施例でのリング共振器は２つの全反
射面および高反射率の多層膜ミラー７１３を付加した面
からなっており共振器損失は小さい。よって、両面に多
層反射膜を用いることなく低しきい値の面発光半導体レ
ーザが構成できる。従って、ｐ側において電流注入を行
うために電極７３３を多層膜を迂回するように構成する
必要がなくなる。
【０１０４】本実施例において、半導体の斜面と基板面
とが成す角度を５２．５°に設定したが、これに限った
ものではなく、２つの斜面では全反射条件を満たし、基
板に平行な面では全反射せず外部へのレーザ光の取り出
しが可能なようにリング共振器を形成できるものであれ
ば、どの様なものでもよい。また、半導体斜面を形成す
るための手法としては上記したものに限定されるもので
はなく、例えば、イオンミリングや反応性イオンエッチ
ング等のドライエッチングを基板に垂直な方向からと所
定の角度傾けた斜め方向からの２回行うことにより形成
することができる。加えて、電流狭窄構造を不純物の拡
散によって実現しているが、これに限ったものではな
く、例えば、反応性イオンエッチング等による垂直エッ
チングによって光閉じ込め構造を形成したり、予め活性
層の回りを高抵抗ＩｎＰや逆ｐｎ接合を有するＡｌＧａ
Ａｓで埋め込むことによる電流狭窄構造を作製してもよ
い。更に、活性層としてバルク構造のものを用いてもよ
い。これらのことは、適用できる範囲で他の実施例でも
言い得る。本実施例の動作原理は、外部へのレーザ光の
取り出し手段を除いて、本質的に上記の実施例と同じで
ある。
【０１０５】［第９実施例］図１８を用いて本発明によ
る第９の実施例を説明する。図１８は本実施例によるリ
ング共振器型の面発光半導体レーザの断面図である。第
８の実施例との違いは屋根状半導体の斜面を絶縁性の材
料で埋め込んでいることである（第１乃至第３実施例に
対する第４乃至第７実施例の関係と同じである）。半導
体の層構成等は図１６とほぼ同様であり、重複する部分
の説明は省略する。図１８において、同一層には同一番
号をつけてある（図１６とは上下が反転している）。
【０１０６】本実施例においては、埋め込み層８００と
してＡｌ2Ｏ3を用いている。埋め込みの方法を図１９を
用いて説明する。
【０１０７】まず、屋根状半導体面を有する半導体基体
８５１（図１９（ａ））に、リフトオフ用フォトレジス
ト８５３を形成する（図１９（ｂ））。このレジスト８
５３は新たに設けてもよく、また、半導体のエッチング
の時に用いたエッチングマスクを流用してもよい。そし
て、Ａｌ2Ｏ3埋め込み層８５５をスパッタ法により成膜
する。この時、フォトレジスト８５３のため斜め方向の
スパッタ粒子がブロックされ、フォトレジスト８５３か
ら離れるにつれて埋め込み層８５５の膜厚が厚くなった
テーパ状の形状となる（図１９（ｃ））。その後、リフ
トオフ法によりフォトレジスト８５３とともに中央部の
埋め込み層８５５を除去して、中央部のみ半導体の表面
が露出した構造を得る（図１９（ｄ））。
【０１０８】その後、ｐ側電極８３３を形成する。この
際、埋め込み層８００があるため電極８３３は全面を覆
うように成膜しても問題なく、電極のための特別なパタ
ーニングは不要である。
【０１０９】本実施例において、スパッタ法で成膜した
Ａｌ2Ｏ3８００の屈折率は通常１．６２程度であり、入
射角３７．５°は全反射条件を満たしている。従って第
８の実施例と同様、共振器損失は小さく、低しきい値の
リング共振器型の面発光半導体レーザを実現できる。
【０１１０】また、本実施例において、図１８のよう
に、はんだ８３７でｐ側をヒートシンク８３９に貼り付
けるといった放熱機構を設けた場合、埋め込み層８００
があるため、はんだ８３７が全反射面に回り込むことが
なく作製が容易である。また、ほぼ全面でヒートシンク
８３９に貼り付けることが可能であり、放熱効率が高
い。更に、Ａｌ2Ｏ3は熱伝導率が高い材料であるので、
より放熱効率を向上させている。第４実施例で説明した
様に、埋め込み材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限ったもので
はなく、たとえＳｉＯ2やＳｉＮxやＡｌＮやＭｇＯであ
ってもよい。望ましくは熱伝導率の高い材料であるほう
が優れた効果を発揮できる。
【０１１１】［第１０実施例］本発明の第１０の実施例
は第９の実施例のＡｌ2Ｏ3埋め込み層の代わりにポリイ
ミド等の熱硬化樹脂を用いたものである。全体構造の図
は第９の実施例と同様であるので省略する。埋め込みの
方法を図２０を用いて説明する。
【０１１２】まず、屋根状半導体面を有する半導体基体
９０１（図２０（ａ））の全面に、スピンコーティング
および焼結によりポリイミド埋め込み層９１１を形成す
る。この時、基板９０１の凸部の膜厚は周りに比べて薄
くなっている（図２０（ｂ））。更に、この埋め込み層
９１１を垂直方向に反応性イオンエッチング等の手段で
エッチングし、半導体中央部のみ露出した構造を得る
（図２０（ｃ））。
【０１１３】ポリイミドは全反射条件を満たす屈折率を
有するものを選べばよい。本実施例の面発光半導体レー
ザの動作は第８、第９の実施例と同様である。本実施例
では、第９の実施例に比べ、埋め込み層を全面に形成す
ればよく、埋め込み層の特別なパターニングが不要とい
った利点がある。埋め込み層のポリイミドについては、
第５実施例で述べたことと同様なことが言える。
【０１１４】［第１１実施例］図２１を用いて本発明に
よる第１１の実施例を説明する。図２１は本実施例によ
るリング共振器型の面発光半導体レーザの断面図であ
る。層構成を以下に述べる。
【０１１５】ｎ−ＧａＡｓ基板１４１１上に、ｎ−Ａｌ
Ａｓ／ｎ−ＧａＡｓとが２０．５周期で交互に積層され
た分布反射型の多層反射膜１４１３、厚さ６．０μｍの
ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓクラッド層１４１５、Ｉｎ0.2
Ｇａ0.8Ａｓ／Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからなる量子井戸構
造の活性層１４１７、厚さ２．５μｍのｐ−Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓクラッド層１４１９、厚さ０．５μｍのｐ−
Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓコンタクト層１４２１を順次成長す
る。成長手段はたとえばＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＣＢＥ等
の方法で行う。
【０１１６】更に、第８の実施例で述べたような方法で
クラッド層１４１５が現れるまでエッチングして屋根状
半導体の形成する。そして、不純物の拡散領域１４３１
を形成し、第９の実施例で述べたような方法でＡｌ2Ｏ3
埋め込み層１４００を形成する。最後に、ｐ側電極１４
３３およびｎ側電極１４３５を蒸着形成する。放熱機構
を設ける場合は、はんだ１１３７でｐ側をヒートシンク
１１３９に貼り付ける。
【０１１７】本実施例の面発光半導体レーザの動作は第
９の実施例と同様である。本実施例では、リング共振器
中を基板に平行な方向に光が進む際、活性層１４１７を
横に通過している。すなわち、第８、第９の実施例では
光は活性層をほぼ垂直に通過していたのに対し、より効
果的に活性層を利用することができる。よって、更なる
低しきい値化が可能である。この様に、より効果的に活
性層を利用する形態は、第１実施例や第４実施例のよう
なタイプの例（全てが全反射面である例）にも適用でき
る。
【０１１８】［第１２実施例］ＩｎＰ基板を用いた場合
の実施例を図２２を用いて説明する。図２２は、本実施
例によるリング共振器型の面発光半導体レーザの断面図
である。層構成を以下に述べる。
【０１１９】ｎ−ＩｎＰ基板１５１１上に、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓエッチストップ層１５１３、厚さ６．０μｍのｎ
−ＩｎＰクラッド層１５１５、厚さ０．２μｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ）のバルク活
性層１５１７、厚さ２．５μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層
１５１９、厚さ０．５μｍのｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層１５２１を順次成長する。成長手段はたとえばＭ
ＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＣＢＥ等の方法で行う。
【０１２０】更に、第８の実施例で述べたような方法で
クラッド層１５１５が現れるまでエッチングして屋根状
半導体の形成する。図中で表れない方向の光閉じ込めに
ついては、例えば、反応性イオンエッチング等による垂
直エッチングによって光閉じ込め構造を形成している。
そして、第９の実施例で述べたような方法でＡｌ2Ｏ3埋
め込み層１５００を形成し、ｐ側電極１５３３を蒸着形
成する。
【０１２１】次に、基板１５１１を裏面側より塩酸系エ
ッチャントで所定領域をエッチストップ層１５１３まで
エッチングし、更に、硫酸系エッチャントを用いてエッ
チストップ層１５１３を除去してクラッド層１５１５を
露出する。そして、所定領域にＡｌ2Ｏ3／Ｓｉからなる
多層反射膜１５２３を形成する。
【０１２２】最後に、所定部分にｎ側電極１５３５を蒸
着形成する。放熱機構を設ける場合は、はんだ１１３７
でｐ側をヒートシンク１１３９に貼り付ける。
【０１２３】本実施例の面発光半導体レーザの動作は第
１１の実施例と同様であり、共振器損失の小さい、低し
きい値の長波系の面発光半導体レーザを構成できる。本
実施例においても、電流狭窄構造を不純物の拡散によっ
て実現したり、予め活性層の回りを高抵抗ＩｎＰや逆ｐ
ｎ接合を有するＩｎＰで埋め込むことによる電流狭窄構
造を作製してもよい。また、多重量子井戸構造の活性層
を用いてもよい。更に、多層反射膜として、ＳｉＯ2／
Ｓｉ、ＭｇＯ／Ｓｉ等を用いてもよい。また、上記した
第８乃至第１２の実施例において、ｐ型基板を用いても
よい。
【０１２４】
【発明の効果】以上説明したように、リング状共振器型
の面発光半導体レーザである本発明によれば、共振器損
失の少ない、低しきい値の面発光半導体レーザを比較的
簡単に実現できる。
【０１２５】特に、全て全反射面でリング状共振器を構
成する形態では、特別な高反射率の多層膜ミラーを用い
ることなく、共振器損失の少ない、低しきい値の面発光
半導体レーザを実現できる。簡単な方法で高反射率を有
する反射面を作製する方法も開示されている。この場
合、簡単な方法で作製可能なレーザ光取り出し手段を設
けた面発光半導体レーザも開示されている。
【０１２６】また、高反射率の多層膜ミラーが活性層の
片側だけでよく他は全反射面となったリング状共振器を
構成する形態でも、共振器損失の小さく、低しきい値の
面発光半導体レーザを実現することができる。この形態
によれば、性能の良い電極の形成が容易にでき、レーザ
光の取り出しの為に特別な手段を必要としない。また、
少なくとも１つの全反射面を有する構成でリング状共振
器を構成し全反射面の埋め込み構造を有する形態では、
共振器損失の小さい、作製上の自由度の大きい、放熱性
を向上させたリング状共振器型の面発光半導体レーザを
実現できる。簡単な方法で作製可能な埋め込み構造を設
けた面発光半導体レーザも開示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明によるリング共振器型の面発光半
導体レーザの第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図２は第１の実施例の作製プロセスを説明する
図である。
【図３】図３はエッチングの様子を説明する図である。
【図４】図４は他のエッチングの様子を説明する図であ
る。
【図５】図５は本発明によるレーザ光取り出し手段を示
す図である。
【図６】図６は本発明によるレーザ光取り出し手段の他
の例を示す図である。
【図７】図７は本発明によるリング共振器型の面発光半
導体レーザの第２の実施例を示す断面図である。
【図８】図８は第２の実施例の作製プロセスを説明する
図である。
【図９】図９は本発明によるリング共振器型の面発光半
導体レーザの第３の実施例の作製プロセスを説明する図
である。
【図１０】図１０は選択成長の様子を説明する図であ
る。
【図１１】図１１は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第４の実施例を示す断面図である。
【図１２】図１２は第４の実施例の作製プロセスを説明
する図である。
【図１３】図１３は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第５の実施例の作製プロセスを説明す
る図である。
【図１４】図１４は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第６の実施例の作製プロセスを説明す
る図である。
【図１５】図１５は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第７の実施例の作製プロセスを説明す
る図である。
【図１６】図１６は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第８の実施例を示す断面図である。
【図１７】図１７は第８の実施例の作製プロセスを説明
する図である。
【図１８】図１８は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第９の実施例を示す断面図である。
【図１９】図１９は第９の実施例の埋め込みの様子を説
明する図である。
【図２０】図２０はリング共振器型の面発光半導体レー
ザの第１０の実施例の埋め込みの様子を説明する図であ
る。
【図２１】図２１は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第１１の実施例を示す断面図である。
【図２２】図２２は本発明によるリング共振器型の面発
光半導体レーザの第１２の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１，１１１，２１１，６１１，７１１，１４１１，１
５１１ 基板 １３，２１３，６１３，１５１３ エッチストップ層 １５，１９，１１５，１１９，２１５，２１９，２２
３，６１５，６１９，７１５，７１９，１４１５，１４
１９，１５１５，１５１９ クラッド層 １７，１１７，２２１，６１７，７１７，１４１７，１
５１７ 活性層 ２１，１１３，１２１，２２５，６２１，７２１，１４
２１，１５２１ コンタクト層 ２３，５３，５５，１２３，１２５，２２７，６２５，
６２９，７２５ エッチングマスク ２５，２７，１２７，１２９，２２９，２３１，３２
５，３２７，４２５，４２７，５２９，５３１，７３
３，７３５，８３３，１４３３，１４３５，１５３３，
１５３５ 電極 ５１ ＩｎＰ ６１，２５１，８５１，９０１ 半導体 ６３ 先球光ファイバ ７１ 微小凹凸 ２１７，２５３ 選択成長用マスク ３２４，４２４，５２４，８００，８５５，９１１，１
４００ 埋め込み層 ３２９，８３７，１１３７ はんだ ３３１，８３９，１１３９ ヒートシンク ６２３，６２７，７２３，７２９，８５３ フォトレ
ジスト ７１３，４１３，５２３，１４１３，１５２３ 多層
反射膜 ７３１，４３１，１４３１ 拡散領域

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板に対して垂直な面内でリング共振器を
    形成するリング共振器型の面発光半導体レーザを構成し
    ていることを特徴とする面発光半導体レーザ。
  2. 【請求項２】基板に対して垂直な面内でリング共振器を
    形成するリング共振器型の面発光半導体レーザであっ
    て、基板に平行な面と該平行面に対向して形成された少
    なくとも１つの全反射面とによりリング状共振器を構成
    していることを特徴とする請求項１記載の面発光半導体
    レーザ。
  3. 【請求項３】前記全反射面は屋根状の半導体面であるこ
    とを特徴とする請求項２記載の面発光半導体レーザ。
  4. 【請求項４】前記全反射面は多角錐状の半導体面である
    ことを特徴とする請求項２記載の面発光半導体レーザ。
  5. 【請求項５】前記全反射面は四角錐状の半導体面である
    ことを特徴とする請求項４記載の面発光半導体レーザ。
  6. 【請求項６】前記全反射面は円錐状の半導体面であるこ
    とを特徴とする請求項２記載の面発光半導体レーザ。
  7. 【請求項７】閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体基板上に成長
    した活性層を含む半導体層からなり、（１００）の面、
    （−１−１１）面、（−１１−１）面の３面、または
    （１００）の面、（−１１１）面、（−１−１−１）面
    の３面、或はこれらと結晶の対称性を考慮した場合に等
    価な位置関係にある３つの結晶面を反射面とするリング
    型の共振器構造を有することを特徴とする請求項１乃至
    ５の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  8. 【請求項８】前記３つの反射面が、（１００）の面およ
    び、（１００）の面を有する半導体面上に形成した〈０
    １１〉方向に平行なストライプ構造のマスクを介して面
    方位依存エッチングを施して逆メサ形状を形成した場合
    に両側の斜面に生じる（−１−１１）面、（−１１−
    １）面からなる、或はこれらと結晶の対称性を考慮した
    場合に等価な位置関係にある３つの結晶面からなること
    を特徴とする請求項７記載の面発光半導体レーザ。
  9. 【請求項９】前記３つの反射面が、（−１００）の面お
    よび、（１００）の面を有する半導体面上に形成した
    〈０１−１〉方向に平行なストライプ構造のマスクを介
    して面方位依存エッチングを施して順メサ形状を形成し
    た場合に両側の斜面に生じる（１−１−１）面、（１１
    １）面からなる、或はこれらと結晶の対称性を考慮した
    場合に等価な位置関係にある３つの結晶面からなること
    を特徴とする請求項７記載の面発光半導体レーザ。
  10. 【請求項１０】前記３つの反射面が、（−１００）の面
    および（１００）の面を有する半導体面上に形成した
    〈０１１〉方向に平行なストライプ構造の開口を有する
    マスク上に選択成長して順メサ形状を形成した場合に両
    側の斜面に生じる（１−１１）面、（１１−１）面から
    なる、或はこれらと結晶の対称性を考慮した場合に等価
    な位置関係にある３つの結晶面からなることを特徴とす
    る請求項７記載の面発光半導体レーザ。
  11. 【請求項１１】（１００）面を有する閃亜鉛鉱型結晶構
    造の半導体基板上に成長した活性層を含む半導体層から
    なり、前記四角錐状の半導体面が（１−１−１）面、
    （１１１）面、（１１−１）面、（１−１１）面からな
    ることを特徴とする請求項５記載の面発光半導体レー
    ザ。
  12. 【請求項１２】前記基板に平行な面に対向して形成され
    た少なくとも１つの全反射面が、半導体上に形成された
    適当形状のマスクを用いて、イオンビームを照射するこ
    とによりエッチングを行うことで形成されたことを特徴
    とする請求項２乃至６の何れかに記載の面発光半導体レ
    ーザ。
  13. 【請求項１３】前記基板に平行な面に対向して形成され
    た少なくとも１つの全反射面が、半導体上に形成された
    適当形状のマスクを用いて、基板を面法線を中心に回転
    させながら該面法線に対して所定の角度で傾けた方向よ
    りイオンビームを照射することによりエッチングを行う
    ことで形成されたことを特徴とする請求項１２記載の面
    発光半導体レーザ。
  14. 【請求項１４】前記基板に平行な面も全反射面である半
    導体面であることを特徴とする請求項２乃至１３の何れ
    かに記載の面発光半導体レーザ。
  15. 【請求項１５】前記基板に平行な面に多層反射膜面が形
    成されていることを特徴とする請求項２乃至１３の何れ
    かに記載の面発光半導体レーザ。
  16. 【請求項１６】前記多層反射膜が誘電体多層膜であるこ
    とを特徴とする請求項１５記載の面発光半導体レーザ。
  17. 【請求項１７】前記多層反射膜が半導体多層膜であるこ
    とを特徴とする請求項１５記載の面発光半導体レーザ。
  18. 【請求項１８】前記多層反射膜がｎ側に設けられている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の面発光半導体レー
    ザ。
  19. 【請求項１９】前記全反射面を、埋め込み材で埋め込ん
    であることを特徴とする請求項２乃至１８の何れかに記
    載の面発光半導体レーザ。
  20. 【請求項２０】前記全反射面を構成する半導体の屈折率
    に対し全反射条件を満たす程度に屈折率の小さい絶縁性
    の埋め込み材で該全反射面を、一部を除いて、埋め込ん
    であることを特徴とする請求項１９記載の面発光半導体
    レーザ。
  21. 【請求項２１】前記埋め込み材で全反射面の中央部以外
    の領域を埋め込んであり、該全反射面の中央部において
    半導体層と電極とが電気的に接触していることを特徴と
    する請求項２０記載の面発光半導体レーザ。
  22. 【請求項２２】電極が前記全反射面の中央部と前記埋め
    込み材との全面に形成されていることを特徴とする請求
    項２１記載の面発光半導体レーザ。
  23. 【請求項２３】前記埋め込み材側が接着剤でヒートシン
    クに接着されていることを特徴とする請求項１９乃至２
    ２の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  24. 【請求項２４】前記全反射面において、内側すなわち半
    導体側の屈折率をＮ１、外側の屈折率をＮ２、前記全反
    射面への光の入射角をθ１とすると、 Ｎ１・ｓｉｎθ１＞Ｎ２ の関係を満たし、多層反射膜面である前記基板に平行な
    面において、半導体の屈折率をＮ２、基板に平行な面へ
    の光の入射光をθ２とすると、 Ｎ２・ｓｉｎθ２＜１ の関係を満たすことを特徴とする請求項１９乃至２３の
    何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  25. 【請求項２５】前記埋め込み材が誘電体であり、該誘電
    体で前記全反射面の所定領域を埋め込むことが、該全反
    射面の半導体面の中央部に平板を形成する工程と、該平
    板をマスクとして誘電体を成膜する工程と、該平板を除
    去する工程で行なわれたことを特徴とする請求項１９乃
    至２４の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  26. 【請求項２６】前記埋め込み材が熱硬化樹脂或は紫外線
    硬化樹脂からなり、該熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂で
    前記全反射面の所定領域を埋め込むことが、、該全反射
    面の半導体面上全面に熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂を
    形成する工程と、エッチングによって所定領域の半導体
    面を露出させる工程で行なわれたことを特徴とする請求
    項１９乃至２４の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  27. 【請求項２７】前記熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹脂が、
    熱伝導性粒子を含んでいることを特徴とする請求項２６
    記載の面発光半導体レーザ。
  28. 【請求項２８】前記埋め込み材が熱伝導性の良い材料で
    あることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れかに記
    載の面発光半導体レーザ。
  29. 【請求項２９】反射面で全反射する際に生じるエバネセ
    ント波が放射モード或は導波モードとして結合するよう
    に所定の屈折率を有する材質の手段を反射面に近接させ
    ることによりレーザ光を面発光半導体レーザの外部に取
    り出すことを特徴とする請求項２乃至１４及び１９乃至
    ２８の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  30. 【請求項３０】反射面で全反射する際に生じるエバネセ
    ント波が放射モード或は導波モードとして結合するよう
    に所定の屈折率を有する材質の手段は、先球光ファイ
    バ、斜め研磨光ファイバ或は微小プリズムであることを
    特徴とする請求項２９記載の面発光半導体レーザ。
  31. 【請求項３１】反射面の一部に設けられた微小凹凸での
    光の散乱を用いてレーザ光を面発光半導体レーザの外部
    に取り出すことを特徴とする請求項１乃至１３及び１９
    乃至２８の何れかに記載の面発光半導体レーザ。
  32. 【請求項３２】活性層が前記全反射面付近に形成され、
    リング状共振器の光路に沿って該活性層が位置すること
    を特徴とする請求項２乃至３１の何れかに記載の面発光
    半導体レーザ。
  33. 【請求項３３】請求項２記載の面発光半導体レーザの製
    造方法において、閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体基板上に
    成長した活性層を含む半導体層を面方位依存エッチング
    することで前記全反射面を形成することを特徴とする面
    発光半導体レーザの製造方法。
  34. 【請求項３４】請求項２記載の面発光半導体レーザの製
    造方法において、半導体面上に形成した開口を有するマ
    スク上に選択成長することで前記全反射面を形成するこ
    とを特徴とする面発光半導体レーザの製造方法。
  35. 【請求項３５】請求項２記載の面発光半導体レーザの製
    造方法において、半導体面上に形成した開口を有するマ
    スク上に選択成長することで前記全反射面を形成すると
    共に、閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体基板上に成長した活
    性層を含む半導体層を面方位依存エッチングすることで
    前記反射面ないし全反射面を形成することを特徴とする
    面発光半導体レーザの製造方法。
  36. 【請求項３６】請求項２記載の面発光半導体レーザの製
    造方法において、半導体上に形成された適当形状のマス
    クを用いて、イオンビームを照射することによりエッチ
    ングを行うことで前記全反射面を形成することを特徴と
    する面発光半導体レーザの製造方法。
  37. 【請求項３７】請求項２記載の面発光半導体レーザの製
    造方法において、半導体上に形成された適当形状のマス
    クを用いて、基板を面法線を中心に回転させながら該面
    法線に対して所定の角度で傾けた方向よりイオンビーム
    を照射することによりエッチングを行うことで前記全反
    射面を形成することを特徴とする面発光半導体レーザの
    製造方法。
  38. 【請求項３８】請求項１９記載の面発光半導体レーザの
    製造方法において、前記埋め込み材が誘電体であり、該
    誘電体で前記全反射面の所定領域を埋め込むことが、該
    全反射面の半導体面の中央部に平板を形成する工程と、
    該平板をマスクとして誘電体を成膜する工程と、該平板
    を除去する工程で行われることを特徴とする面発光半導
    体レーザの製造方法。
  39. 【請求項３９】請求項１９記載の面発光半導体レーザの
    製造方法において、前記埋め込み材が熱硬化樹脂或は紫
    外線硬化樹脂からなり、該熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹
    脂で前記全反射面の所定領域を埋め込むことが、、該全
    反射面の半導体面上全面に熱硬化樹脂或は紫外線硬化樹
    脂を形成する工程と、エッチングによって所定領域の半
    導体面を露出させる工程で行なわれることを特徴とする
    面発光半導体レーザの製造方法。
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