(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光の偏光と広がり角の双方の特性を両立させながら、両者を個別に制御することができる面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ半導体基板と、ｎ型下部ＤＢＲと、活性領域と、ｐ型の電流狭窄層と、ｐ型の上部ＤＢＲ１０８と、ｐ側電極１１２と、基板裏面のｎ側電極とを備えている。電流狭窄層の酸化アパーチャ１０６ｂは、長軸と短軸とを有する楕円形状を有している。ｐ側電極に形成された開口部１１２は、酸化アパーチャの方位と同じ方向に長軸と短軸を有する楕円形状であり、開口部１１２の長軸方向の端面形状１１２ａはテーパ形状に加工されている。【選択図】図３
2010192650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
半導体基板上に形成された第1導電型の半導体多層膜による下部反射鏡と、
半導体基板上に形成された第２導電型の半導体多層膜による上部反射鏡と、
下部反射鏡と上部反射鏡との間に配置された活性領域と、
下部反射鏡と上部反射鏡との間に配置され、光軸と垂直方向の面内において異方性形状の導電領域が形成された電流狭窄層と、
上部反射鏡上に形成され、レーザ光が出射可能な開口部が形成された電極とを有し、
前記電極の開口部を臨む端面形状が、前記異方性形状の方位によって異なる、
面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記電極の開口を臨む端面形状は、前記電流狭窄層の異方性形状の長軸方向と交差する辺部において傾斜している、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記電極の開口部を臨む端面形状は、前記電流狭窄層の異方性形状の長軸方向と交差する辺部において傾斜し、前記短軸方向と交差する辺部において前記傾斜よりも切り立っている、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記電極の開口部は、レーザ光を透過する材質の保護膜によって覆われる、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記保護膜の厚さは、前記異方性形状の方位によって異なる、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
上部反射鏡から少なくとも前記電流狭窄層に至るまで楕円状の柱状構造が形成され、前記電流狭窄層には、前記柱状構造の側面から選択的に酸化された酸化領域が形成され、前記導電領域は、前記酸化領域によって囲まれている、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザからの光を入射する光学部材とを実装した面発光型半導体レーザ装置。
【請求項８】
請求項６に記載された面発光型半導体レーザ装置と、前記面発光型半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備えた光送信装置。
【請求項９】
請求項１ないし６いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構と、を有する光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光送信装置および光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザ（以下、ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laserという）は、通信装置や画像形成装置の光源に利用されている。典型的な選択酸化型のＶＣＳＥＬは、選択酸化された酸化アパーチャを有する電流狭窄層が垂直共振器構造内に形成されている。酸化アパーチャは、電極から注入された電流を狭窄し、密度の高い電流を活性領域内に注入する働きがある。また、活性領域で発生した光を酸化アパーチャ内外の屈折率差により発光中心に閉じ込める働きを有している。さらに、光軸と垂直な基板面内において、酸化アパーチャの平面形状を楕円形状とすることで、レーザ光の偏光面を酸化アパーチャの長軸方向に制御している。
【０００３】
そのほかの偏光制御法として、ＶＣＳＥＬのメサの対向する側面に金属層を形成することで金属層での電場の吸収効果を利用する方法（特許文献１）や、ＶＣＳＥＬのメサ頂部において、オーミック電極領域とショットキー電極領域を形成することで電流分布を制御し偏光方向を安定化する技術（特許文献２）を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４２５６０号
【特許文献２】特開平１１−６８２２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、レーザ光の偏光と広がり角の双方の特性を両立させながら、両者を個別に制御することができる面発光型半導体レーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の面発光型半導体レーザは、半導体基板と、半導体基板上に形成された第1導電型の半導体多層膜による下部反射鏡と、半導体基板上に形成された第２導電型の半導体多層膜による上部反射鏡と、下部反射鏡と上部反射鏡との間に配置された活性領域と、下部反射鏡と上部反射鏡との間に配置され、光軸と垂直方向の面内において異方性形状の導電領域が形成された電流狭窄層と、上部反射鏡上に形成され、レーザ光が出射可能な開口部が形成された電極とを有し、前記電極の開口部を臨む端面形状が、前記異方性形状の方位によって異なる。
請求項２において、前記電極の開口を臨む端面形状は、前記電流狭窄層の異方性形状の長軸方向と交差する辺部において傾斜している。  請求項３において、前記電極の開口部を臨む端面形状は、前記電流狭窄層の異方性形状の長軸方向と交差する辺部において傾斜し、前記短軸方向と交差する辺部において前記傾斜よりも切り立っている。
請求項４において、前記電極の開口部は、レーザ光を透過する材質の保護膜によって覆われる。
請求項５において、前記保護膜の厚さは、前記異方性形状の方位によって異なる。
請求項６において、上部反射鏡から少なくとも前記電流狭窄層に至るまで楕円状の柱状構造が形成され、前記電流狭窄層には、前記柱状構造の側面から選択的に酸化された酸化領域が形成され、前記導電領域は、前記酸化領域によって囲まれている。
請求項７の面発光型半導体レーザ装置は、請求項１ないし６いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザからの光を入射する光学部材とを実装する。
請求項８の光送信装置は、請求項７に記載された面発光型半導体レーザ装置と、面発光型半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備える。
請求項９の光情報処理装置は、請求項１ないし６いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１によれば、偏光制御されたレーザ光の広がり角を制御することができる。
請求項２によれば、酸化アパーチャ径長軸方向のレーザ光の広がり角を大きくすることができる。
請求項３によれば、酸化アパーチャ径短軸方向に比較して長軸方向のレーザ光の広がり角を、大きくすることができる。
請求項４によれば、レーザ光の広がり角を制御することができる。
請求項５によれば、レーザ光の広がり角を制御することができる。
請求項６によれば、柱状構造を有する面発光型半導体レーザの広がり角を制御することができる。
請求項７ないし９によれば、偏光制御および広がり角が制御された装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
【図２】ポストと酸化アパーチャとの関係を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す図である。
【図４】第１の実施例のＶＣＳＥＬによる広がり角の拡張を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造工程を説明する断面図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造工程を説明する断面図である。
【図９】本実施例に係るＶＣＳＥＬに光学部品を実装した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】ＶＣＳＥＬを使用した光源装置の構成例を示す図である。
【図１１】図９に示す面発光型半導体レーザ装置を用いた光送信装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、１つの発光スポットが形成されたシングルスポットのＶＣＳＥＬを例示するが、これは一例であり、複数の発光スポットが形成されたマルチスポットのＶＣＳＥＬであってもよい。また、図面のスケールは、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールと同一ではないことに留意すべきである。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の実施例に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。ＶＣＳＥＬ１０は、ｎ型のＧａＡｓ基板１００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布ブラッグ型反射鏡）１０２、活性領域１０４、周縁に酸化領域が形成されたｐ型のＡｌＡｓからなる電流狭窄層１０６、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部ＤＢＲ１０８の積層を含んで構成される。下部ＤＢＲ１０２と上部ＤＢＲ１０８は、基板上に垂直共振器を構成する。
【００１１】
上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２の一部に至るまで楕円状のポスト（柱状構造）Ｐが形成されている。ポストＰは、公知のフォトリソ工程を用い、基板上に積層された半導体層をエッチングすることにより所望の形状に加工される。本実施例では、ポストＰを半導体基板面に対して平行、すなわち、平面的に見たとき、ポストＰは、長軸と短軸を有する楕円形状に加工される。そして、ポストＰの長軸は、ＧａＡｓ基板の結晶軸<011>、もしくは、<01-1>と平行になるように形成する。
【００１２】
ポストＰの頂部には、環状のｐ側電極１１０が形成され、ｐ側電極１１０の中央には、例えば楕円形状の開口部１１２が形成されている。但し、開口部１１２は必ずしも楕円形状に限るものではなく円形状であってもよい。開口部１１２は、レーザ光を出射するための出射窓となり、その中心は光軸とほぼ一致する。好ましくは、上部ＤＢＲ１０８の最上層には、不純物濃度が高いｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０８ａが形成され、ｐ側電極１１０は、コンタクト層１０８ａにオーミック接続される。
【００１３】
ポストＰの底部、側部および頂部の一部を覆うように基板全体にSiNx等の層間絶縁膜１１４が形成されている。層間絶縁膜１１４を介して配線金属１１６がｐ側電極１１０に接続される。配線金属１１６は、図示しないパッド形成領域まで延在し、そこでボンディングパッドに接続される。また、基板１００の裏面には、ｎ側電極１１８が形成されている。
【００１４】
図２は、ポストＰと酸化アパーチャとの関係を平面的に表した図である。同図に示すように、楕円形状のポストＰの長軸をＸ軸、短軸をＹ軸とする。ポストＰが形成された後、ポストＰの電流狭窄層１０６の一部が酸化される。電流狭窄層１０６は、ＡｌＡｓまたはＤＢＲよりもＡｌ組成比の高いＡｌＧａＡｓから構成され、その酸化速度は、下部ＤＢＲ１０２および上部ＤＢＲ１０８よりも速い。一定時間の酸化により、電流狭窄層１０６には、ポストＰの側面から内部に一様に酸化が進行した酸化距離Ｄによる酸化領域１０６ａが形成される。酸化領域１０６ａによって囲まれた酸化アパーチャ（導電領域）１０６ｂが形成され、酸化アパーチャ１０６ｂは、ポストＰの外形を反映した長軸ｄｍと短軸ｄｎを有する楕円形状となる。酸化アパーチャ１０６ｂの中心は、光軸または開口部１１２の中心にほぼ一致し、また酸化アパーチャ１０６ｂの径は、シングルモード（基本横モード）のレーザ光を出射するためのサイズに選択される。このような電流狭窄層１０６を形成することで、酸化アパーチャ１０６ｂの長軸方向（Ｘ方向）に偏光面をもつレーザ光が開口部１１２から出射される。
【００１５】
次に、本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬについて説明する。図３は、第１の実施例に係るＶＣＳＥＬのｐ側電極の開口部と酸化アパーチャとの形状関係を示す概略平面図である。同図において、ポストＰの長軸方向は、Ａ−Ａ線方向、短軸方向は、Ｂ−Ｂ線方向であり、これと同じ方位で酸化アパーチャが配向されている。ｐ側電極１１０は、環状であり、その一部が配線金属１１６に接続されている。ｐ側電極１１０の開口部１１２に臨む端面形状は、一様ではなく、ＧａＡｓ基板の結晶軸の方位、言い換えれば酸化アパーチャの方位によって異なる。Ａ−Ａ線断面図に示すように、開口部１１２の長軸方向の２つの対向する端面形状１１２ａは、光軸に向けて傾斜するテーパ形状に加工されている。端面形状１１２ａは、好ましくは、光軸を中心に内角が９０度となる範囲でテーパが形状されている。他方、Ｂ−Ｂ線断面図に示すように、開口部１１２の短軸方向の２つの対向する端面形状１１２ｂは、ほぼ垂直に切り立った形状に加工されている。好ましくは、光軸を中心に内角が９０度となる範囲で垂直に切り立った形状に加工されている。従って、開口部１１２の端面形状は、テーパ形状の端面形状１１２ａと垂直形状の端面形状１１２ｂが９０度間隔で交互に配置されている。
【００１６】
レーザ光の広がり角は、主として酸化アパーチャ１０６ｂの形状によって規定される。つまり、酸化アパーチャ１０６ｂを通過する光の広がり角は、短軸方向よりも長軸方向の方が小さくなる。このため、レーザ光のビームプロファイルは、円形にはならず歪んだ形状になる。より高い解像度がレーザ光に求められるとき、レーザ光のビームプロファイルは円形であることが望ましい。本実施例では、レーザ光の偏光面を制御しつつ、長軸側の広がり角を大きくする、あるいは短軸側の広がり角を小さくする、というレーザ光の広がり角を制御する。
【００１７】
ｐ側電極１１０の開口部１１２から出射されるレーザ光は、開口部１１２の端面形状１１２ａ、１１２ｂによって回折を受けるが、その回折角は、端面形状によってそれぞれ異なる。回折角は、端面形状１１２ｂのような垂直に切り立った形状よりも、端面形状１１２ａのようにテーパ形状の方が大きくなる。端面形状１１２ａを酸化アパーチャ１０６ｂの長軸側に配置することで、酸化アパーチャ１０６ｂの長軸側の広がり角を回折により大きくすることができる。端面形状１１２ｂは、酸化アパーチャ１０６ｂの短軸側に配置されるため、短軸側の広がり角は回折によってほとんど変化されない。このように、長軸方向と短軸方向の広がり角を回折によりそれぞれ変化させ、広がり角を方位毎に個別に制御することができる。
【００１８】
図４は、レーザ光の広がり角と回折の様子を説明する図である。図４Ａに示すように、酸化アパーチャ１０６ｂの長軸方向の広がり角は、θ１であり、短軸方向の広がり角は、θ２であり、両者は、上記したように、θ１＜θ２の関係にある。長軸側のレーザ光は、開口部１１２のテーパ状の端面形状１１２ａによって回折され、開口部１１２から出射されるレーザ光の広がり角は、θ１’（θ１’＞θ１）に拡大される。他方、短軸側のレーザ光は、開口部１１２の垂直の端面形状１１２ｂによって回折され、開口部１１２から出射されるレーザ光の広がり角は、θ２’（θ２’＞θ２）に拡大される。このとき、（θ１’−θ１）＞（θ２’−θ２）の関係にある。但し、短軸側のレーザ光は、必ずしも端面形状１１２ｂによって回折される必要はなく、θ２’−θ２＝０であってもよい。なお、短軸側のレーザ光を回折させたくない場合には、レーザ光が端面形状１１２ｂに入射されないように開口部１１２の短軸側の径を十分に大きくすればよい。
【００１９】
上記実施例では、開口部１１２は楕円形状としたが、必ずしも楕円形状に限らず円形状であってもよい。また、回折によって広がり角を大きくしたい長軸側のレーザ光のみが端面形状１１２ａで回折されるようにすれば足り、短軸側のレーザ光が端面形状１１２ｂによって回折されることを要しない。従って、対向する２つ端面形状１１２ａの間隔は、酸化アパーチャ１０６ｂの長軸の長さよりも小さくても良いし、同じまたはそれより幾分大きくても良い。また、短軸側の端面形状１１２ｂは、必ずしも垂直形状に限らず、端面形状１１２aのテーパ角よりも大きなテーパ角であって相対的に回折角が小さくなるような形状であってもよい。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は、本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの構成を示す図である。第２の実施例に係るＶＣＳＥＬは、第１の実施例の構成に加えて、ｐ側電極１１０の開口部１１２をＳｉＯＮなどのレーザ光を透過可能な絶縁膜からなる保護膜１２０によって覆っている。保護膜１２０は、開口部１１２の端面形状を覆い、かつ均一な膜厚とすることができる。この場合、膜厚が均一であっても、下地の端面形状１１２ａ、１１２ｂの形状が方位によって異なるため、それに沿うように着膜された保護膜１２０ａ、１２０ｂ（図５の拡大図を参照）の膜厚もまた端面形状に応じた異方性が生じる。これにより、方位による屈折率分布の違いも回折効果に重畳されて、広がり角をさらに変化せせることができる。
【００２１】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図６は、第３の実施例に係るＶＣＳＥＬの構成を示す図である。第３の実施例に係るＶＣＳＥＬは、第２の実施例によって付加された保護膜の膜厚を可変するものである。第３の実施例では、酸化アパーチャの短軸側の開口部の端面形状１１２ａはテーパ形状であり、長軸側の端面形状１１２ｂは切り立った垂直形状であり、開口部１１２が保護膜１２２によって覆っている。保護膜１２２は、開口部１１２を覆う中央部の領域の膜厚はほぼ一様であるが、その膜厚は、周縁部に向けて徐々に薄くなっている。つまり、図６の拡大図に示すように、端面形状１１２ａ上の保護膜１２２は、ｄ３＞ｄ２＞ｄ１に変化している。これにより、回折されたレーザ光は、膜厚ｄ１、ｄ２、ｄ３の光路長の変化に応じて屈折される。
【００２２】
図６に示す例では、端面形状１１２ａで回折されたレーザ光は、保護膜１２２によって広がり角が小さくなる方向（光軸に向かう方向）に屈折される。従って、端面形状１１２ａは、酸化アパーチャの短軸側に配置され、回折によって拡大された広がり角が保護膜１２２によって減少するように調整される。図６とは反対に、端面形状１１２ａを覆う保護膜１２２の膜厚が徐々に大きくなれば、回折された光は、広がり角が大きくなるように屈折される。この場合には、第２の実施例と同様に、端面形状１１２ａを酸化アパーチャの長軸側に配置すれば、長軸側の広がり角を屈折により大きくするのに有効である。
【００２３】
本実施例によれば、偏光制御と広がり角を独立に制御可能となるため、両方に厳しいスペックを持つレーザプリンター向けＶＣＳＥＬの作製において、そのスペックを満足するレーザ素子を容易に作製することが可能となり、高い歩留まりが期待できる。例えば、偏光の安定したレーザを得るために、酸化アパーチャ形状を楕円のような扁平形状としてしまうと広がり角に左右方向と上下方向で差が生じてしまうが、この技術を適用すれば、狭い広がり角の方位だけ回折角を大きくすることが可能で、結果、両方向で広がり角の差の無い偏光安定レーザを作成することが可能となる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法について図７および図８を参照して説明する。先ず、図７Ａに示すように、有機金属気相成長(ＭＯＣＶＤ)法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3のＡｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に４０．５周期積層したｎ型下部ＤＢＲ１０６が形成される。その上に、アンドープ下部Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓスぺーサー層とアンドープ量子井戸活性層(膜厚７０ｎｍＧａＡｓ量子井戸層３層と膜厚５０ｎｍＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ障壁層４層とで構成されている)とアンドープ上部Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓスぺーサー層とで構成された膜厚が媒質内波長となる活性領域１０４、ｐ型のＡｌＡｓから構成された電流狭窄層１０６、キャリア濃度が２×１０18ｃｍ-3のｐ型のＡｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３０周期積層したｐ型ＤＢＲ１０８が形成される。ｐ型上部ＤＢＲ１０８の最上層は、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3となるｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０８ａである。ここでは詳しくは述べないが、基板１００と下部ＤＢＲ１０２の間にｎ型のバッファ層を形成したり、ＤＢＲの電気的抵抗を下げるためにＡｌ組成を段階的に変化させた層を形成することも可能である。
【００２５】
次に、フォトリソ工程により結晶成長層上にレジストマスクＲを形成し、三塩化ホウ素をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチングにより下部ＤＢＲ１０２の途中までエッチングし、図７Ｂに示すように、楕円状の溝２００を形成する。これにより、基板上に楕円状のポストＰと、その周囲にパッド形成領域２１０とが形成される。
【００２６】
次に、図７Ｃに示すように、例えば３４０℃の水蒸気雰囲気に基板を一定時間晒し、酸化処理を行う。これにより、電流狭窄層１０６には、酸化領域１０６ａと酸化アパーチャ１０６ｂが形成される。
【００２７】
次に、レジストＲを除去した後、図８Ａに示すように、ＥＢ蒸着機によってポストＰの頂部に環状のｐ側電極１１０が形成される。ｐ側電極は、例えばＡｕである。また、ｐ側電極１１０は、光が透過しない程度の一定の膜厚を有する。ｐ側電極１１０の開口部１１２の端面形状は、エッチングや蒸着によって異ならせることが可能である。例えば、リフトオフによりｐ側電極を形成する場合には、コンタクト層１０８ａ上にレジストパターンを形成した後、基板に対して垂直方向から金属を蒸着する。この蒸着によって、開口部１１２の垂直な端面形状１１２ｂが形成される。次に、端面形状１１２ｂを覆うマスクを形成し、回転する基板に対し斜め方向から金属を蒸着する。これにより、傾斜された端面形状１１２ａが形成される。あるいは、ｐ側電極を蒸着したのち、エッチングマスクを利用して開口部１１２をドライエッチングする。これにより、開口部１１２の端面形状１１２ｂが全周囲に一様に形成される。次に、テーパを形成するべき領域が露出されるようにエッチングマスクを形成し、エッチングマスクによって露出された領域をウエットエッチすることで傾斜された端面形状１１２ａが形成される。開口部１１２の方位は、酸化アパーチャ１０６の方位と同じであり、すなわち、両者の長軸方向と短軸方向とが一致している。
【００２８】
次に、プラズマＣＶＤ装置を用いて、溝２００を含む基板全面にＳｉＯＮ等からなる層間絶縁膜１１４を蒸着し、次いで、層間絶縁膜１１４をエッチングし、図８Ｂに示すようにｐ側電極１１０の一部が露出するようなコンタクトホール１１４ａが形成される。このとき、ｐ側電極１１０の開口部１１２は、層間絶縁膜１１４によって完全に覆われ、第２の実施例（図５）のような保護膜１２０が同時に形成される。但し、保護膜１２０の膜厚や材質を層間絶縁膜１１４と異ならせる場合には、別の工程によって保護膜１２０を独自に形成することができる。次に、配線金属１１６が形成され、配線金属１１６は、コンタクトホールを介してｐ側電極１１０に接続される。そして、基板裏面には、ｎ電極としてＡｕ／Ｇｅが蒸着される。
【００２９】
次に、本実施例のＶＣＳＥＬを利用した面発光型半導体レーザ装置、光情報処理装置および光送信装置について図面を参照して説明する。図９Ａは、ＶＣＳＥＬと光学部品を実装（パッケージ）した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。面発光型半導体レーザ装置３００は、ＶＣＳＥＬが形成されたチップ３１０を、導電性接着剤３２０を介して円盤状の金属ステム３３０上に固定する。導電性のリード３４０、３４２は、ステム３３０に形成された貫通孔（図示省略）内に挿入され、一方のリード３４０は、ＶＣＳＥＬのｎ側電極に電気的に接続され、他方のリード３４２は、ｐ側電極に電気的に接続される。
【００３０】
チップ３１０を含むステム３３０上に矩形状の中空のキャップ３５０が固定され、キャップ３５０の中央の開口３５２内にボールレンズ３６０が固定されている。ボールレンズ３６０の光軸は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード３４０、３４２間に順方向の電圧が印加されると、チップ３１０から垂直方向にレーザ光が出射される。チップ３１０とボールレンズ３６０との距離は、チップ３１０からのレーザ光の広がり角θ内にボールレンズ３６０が含まれるように調整される。また、キャップ内に、ＶＣＳＥＬの発光状態をモニターするための受光素子や温度センサを含ませるようにしてもよい。
【００３１】
図９Ｂは、他の面発光型半導体レーザ装置の構成を示す図であり、同図に示す面発光型半導体レーザ装置３０２は、ボールレンズ３６０を用いる代わりに、キャップ３５０の中央の開口３５２内に平板ガラス３６２を固定している。平板ガラス３６２の中心は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。チップ３１０と平板ガラス３６２との距離は、平板ガラス３６２の開口径がチップ３１０からのレーザ光の広がり角度θ以上になるように調整される。
【００３２】
図１０は、ＶＣＳＥＬを光情報処理装置の光源に適用した例を示す図である。光情報処理装置３７０は、図９Ａまたは図９ＢのようにＶＣＳＥＬを実装した面発光型半導体レーザ装置３００または３０２からのレーザ光を入射するコリメータレンズ３７２、一定の速度で回転し、コリメータレンズ３７２からの光線束を一定の広がり角で反射するポリゴンミラー３７４、ポリゴンミラー３７４からのレーザ光を入射し反射ミラー３７８を照射するｆθレンズ３７６、ライン状の反射ミラー３７８、反射ミラー３７８からの反射光に基づき潜像を形成する感光体ドラム(記録媒体)３８０を備えている。このように、ＶＣＳＥＬからのレーザ光を感光体ドラム上に集光する光学系と、集光されたレーザ光を光体ドラム上で走査する機構とを備えた複写機やプリンタなど、光情報処理装置の光源として利用することができる。
【００３３】
図１１は、図９Ａに示す面発光型半導体レーザ装置を光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置４００は、ステム３３０に固定された円筒状の筐体４１０、筐体４１０の端面に一体に形成されたスリーブ４２０、スリーブ４２０の開口４２２内に保持されるフェルール４３０、およびフェルール４３０によって保持される光ファイバ４４０を含んで構成される。ステム３３０の円周方向に形成されたフランジ３３２には、筐体４１０の端部が固定される。フェルール４３０は、スリーブ４２０の開口４２２に正確に位置決めされ、光ファイバ４４０の光軸がボールレンズ３６０の光軸に整合される。フェルール４３０の貫通孔４３２内に光ファイバ４４０の芯線が保持されている。
【００３４】
チップ３１０の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ３６０によって集光され、集光された光は、光ファイバ４４０の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ３６０を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置４００は、リード３４０、３４２に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光送信装置４００は、光ファイバ４４０を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１００：半導体基板
１０２：下部ＤＢＲ
１０４：活性領域
１０６：電流狭窄層
１０６ａ：酸化領域
１０６ｂ：酸化アパーチャ
１０８：上部ＤＢＲ
１０８ａ：コンタクト層
１１０：ｐ側電極
１１２：開口部
１１２ａ、１１２ｂ：端面形状
１１４：層間絶縁膜
１１６：配線金属
１１８：ｎ側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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