(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光の安定を図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型のＧａＡｓ基板１００と、ｎ型の下部ＤＢＲ１０２と、活性領域１０４と、ｐ型の電流狭窄層１０６と、ｐ型の上部ＤＢＲ１０８とを有している。基板上には、上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２に至るポストＰが形成され、ポストＰの頂部には、出射領域１１２を挟んで対向する位置に２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂが形成されている。２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の側壁には凹凸を含むフィン形状１３０がそれぞれ形成されている。【選択図】図１
2010212385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、
第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、
活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、
第２の半導体多層膜反射鏡の上面には、光出射領域に隣接して凹部が形成され、前記凹部の前記光出射領域側の側壁に凹凸部が形成されている、面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記凹部を前記光出射領域を挟んで対向する位置に複数形成し、前記複数の凹部の前記光出射領域側の側壁にそれぞれ凹凸部が形成されている、請求項１に面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を含み、前記凹凸部は、前記凹部の側壁に露出した前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層の端部に形成される、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記凹凸部は、前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層の酸化領域をエッチングすることにより形成される、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記凹凸部は、前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を選択的にエッチングすることにより形成される、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記凹部は、絶縁膜によって覆われている、請求項１ないし５いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記基板上には柱状構造が形成され、前記柱状構造は少なくとも第２の半導体多層膜反射鏡を含み、前記第２の半導体多層膜反射鏡はＡｌを含む電流狭窄層を含み、電流狭窄層は、前記柱状構造の側面から選択的に酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた導電領域を含み、前記凹部の前記光出射領域側の側壁は、前記導電領域よりも外側に位置する、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。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと光学部材を実装した面発光型半導体レーザ装置。
【請求項９】
請求項８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１０】
請求項８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、光送信装置および情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真等のイメージャ光源には、酸化型シングルモードの面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が使われている。面発光型半導体レーザにおいてシングルモードを維持し偏光を安定化させるために、基板面内の酸化アパーチャの長軸と短軸の差を数ミクロン異ならせた楕円形もしくは長円形とする構成がある。
【０００３】
偏光を安定させる他の方式として、特許文献１のようにメサ外部近傍に歪付加部を設ける方法、特許文献２のように上部半導体多層反射膜中に細長い開口を電流注入領域の外側に設ける方法、特許文献３のようにメサ部の上方に形状異方性を加えて歪を付加する方法、特許文献４のように電流狭窄領域の内側の分布帰還形反射鏡の一部に偏光方向に平行な直線部を持つトレンチを設ける方法、などが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５４８３８号
【特許文献２】特開表２００１−５２５９９５号
【特許文献３】特開２００５−８６１７０号
【特許文献４】特開２００６−１２０８８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、偏光の安定を図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に係る面発光型半導体レーザは、基板と、基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、第２の半導体多層膜反射鏡の上面には、光出射領域に隣接して凹部が形成され、前記凹部の前記光出射領域側の側壁に凹凸部が形成されている。
請求項２において、前記凹部を前記光出射領域を挟んで対向する位置に複数形成し、前記複数の凹部の前記光出射領域側の側壁にそれぞれ凹凸部が形成されている。
請求項３において、第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を含み、前記凹凸部は、前記凹部の側壁に露出した前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層の端部に形成される。
請求項４において、前記凹凸部は、前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層の酸化領域をエッチングすることにより形成される。
請求項５において、前記凹凸部は、前記Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を選択的にエッチングすることにより形成される。
請求項６において、前記凹部は、絶縁膜によって覆われている。
請求項７において、前記基板上には柱状構造が形成され、前記柱状構造は少なくとも第２の半導体多層膜反射鏡を含み、前記第２の半導体多層膜反射鏡はＡｌを含む電流狭窄層を含み、電流狭窄層は、前記柱状構造の側面から選択的に酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた導電領域を含み、前記凹部の前記光出射領域側の側壁は、前記導電領域よりも外側に位置する。
請求項８の面発光型半導体レーザ装置は、請求項１ないし７いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと光学部材を実装する。
請求項９の光送信装置は、請求項８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１０の情報処理装置は、請求項８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、光出射領域に隣接する凹部の側壁に凹凸部が形成されていない面発光型半導体レーザと比較して、偏光の安定を図ることができる。
請求項２によれば、凹部が配置された方向に偏光を安定化させることができる。
請求項３によれば、第２の半導体多層膜反射鏡の一部に凹凸部を形成することができる。
請求項４によれば、凹凸部を精度良く形成することができる。
請求項５によれば、凹凸部を精度良く形成することができる。
請求項６によれば、歪の異方性を増加させることで偏光がより安定化され、かつ凹部を保護することで信頼性が向上する。
請求項７によれば、柱状構造を有する面発光型半導体レーザの偏光を安定させることができる。
請求項８〜１０によれば、本構成を持たない場合と比較して、偏光の安定性および信頼性が向上した面発光型半導体レーザを適用した面発光型半導体レーザ装置、光送信装置および情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの平面図、Ａ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、図２Ａは、配線金属を取り除いた状態のポストＰの平面図、図２Ｂは、配線金属の他の例を示す平面図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、配線金属を取り除いた状態のポストＰの平面図である。
【図４】ＡｌＧａＡｓを選択的にエッチングするためのエッチング溶液の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの製造工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの製造工程を示す概略断面図である。
【図７】ＡｌＧａＡｓの酸化領域のエッチングによりフィン形状を形成する例を説明する図である。
【図８】他の方法によりフィン形状を形成する例を説明する図である。
【図９】本実施例に係る面発光型半導体レーザに光学部品を実装したモジュールの構成を示す概略断面図である。
【図１０】面発光型半導体レーザを使用した情報処理装置の構成例を示す図である。
【図１１】図９に示すモジュール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。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、本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの要部の平面図と、そのＡ−Ａ線断面およびＢ−Ｂ線断面を示している。第１の実施例に係る面発光型半導体レーザ１０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型の下部半導体多層膜反射鏡または下部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型の上部半導体多層膜反射鏡またはＤＢＲ１０８の積層を含んで構成される。基板上において下部ＤＢＲ１０２と上部ＤＢＲ１０８は垂直共振器を構成する。また、上部ＤＢＲ１０８の最上層には、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層を形成することができる。
【００１１】
基板上には、円筒状のポスト（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。ポストＰは、図示する例では、上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２の一部に至るまで加工されているが、ポストＰは、少なくとも電流狭窄層１０６にまで到達すれば足りる。電流狭窄層１０６は、ポストＰの側壁から一定距離を酸化され、この酸化領域によって囲まれた導電領域である酸化アパーチャ１０６Ａを有する。酸化アパーチャ１０６Ａは、出射光がシングル横モードとなるような大きさに選択される。例えば、５ミクロン未満の径である。ポストＰの軸方向の中心は光軸であり、ポストＰの頂部からは基板と垂直方向にレーザ光が出射される。
【００１２】
ポストＰの頂部すなわち上部ＤＢＲ１０８の上面には、一定の深さで２つの扇形状の凹部１１０Ａ、１１０Ｂが形成されている。２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂの内角は、９０度よりも小さく、例えば約７５度であり、２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂは、光軸に関して１８０度回転すると対称となるように配置されている。
【００１３】
２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂによって挟まれた半円筒状の出射領域１１２は、レーザ光の出射口を提供する。出射領域１１２の円筒部分の中心は、酸化アパーチャ１０６Ａの中心とほぼ一致し、出射領域の円筒部分の外径は、酸化アパーチャ１０６Ａの径よりも幾分大きい。さらにポストＰの頂部すなわち上部ＤＢＲ１０８の上面には、２つの扇形状のｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂ（平面図はハッチングで示している）が形成される。ｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂは、光軸に関し１８０度の回転対称となる位置にあり、かつｐ型電極１２０Ａと１２０Ｂは、凹部１１０Ａと１１０Ｂの間にそれぞれ配置される。ｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂは、上部ＤＢＲ１０８の最上層のｐ型ＧａＡｓコンタクト層にオーミック接続される。
【００１４】
凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の側壁には、凹凸を含むフィン形状１３０が形成されている。フィン形状１３０は、好ましくは、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁に露出したＡｌＧａＡｓ層の酸化領域をエッチングすることによって形成される。図１に示す拡大図は、ＡｌＧａＡ層に形成されたフィン形状を示しているが、ここでは層間絶縁膜１４０は省略してある。後述するように、ポストＰの頂部に凹部１１０Ａ、１１０Ｂが形成された後、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁が酸化される。上部ＤＢＲ１０８は、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓを対に含んでおり、Ａｌ組成が高いＡｌＧａＡｓ層ほど酸化速度が大きくなる。従って、Ａｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ層の方がＡｌ組成の低いＡｌＧａＡｓ層よりも側壁からの酸化距離が大きくなる。本実施例では、上部ＤＢＲ１０８は、Ａｌ組成比が９０％のＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ組成比が１５％のＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層の対を含んでおり、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁には、酸化距離の大きい層と酸化距離の小さい層が交互に形成され、これらの酸化領域がバッファードフッ酸によりエッチングされる。これにより、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁には、凹凸を含むフィン形状１３０が形成される。フィン形状１３０は、好ましくは凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の側壁に形成され、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの配列方向の歪の異方性を増加させる。
【００１５】
ポストＰを含む基板上には、シリコン窒化膜等からなる層間絶縁膜１４０が形成されている。層間絶縁膜１４０には、ポストＰの頂部においてｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂを露出するためのコンタクトホール１４０Ａ、１４０Ｂが形成される。配線電極１５０の一方の端部に形成されたＣ字形状の電極は、コンタクトホール１４０Ａ、１４０Ｂを介してｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂに電気的に接続される。配線電極１５０の他方の端部は、ポストＰを越えて図示しない電極パッドに接続される。そして、基板１００の裏面には、ｎ側電極１６０が形成される。
【００１６】
本実施例の面発光型半導体レーザでは、ポストＰの頂部の出射領域１１２を挟む一方向に２つの凹部１１０Ａ、１１０Ｂが形成され、かつ凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の壁部にはＡｌＧａＡｓ層の一部が除去されたフィン形状１３０が形成されている。このような凹部１１０Ａ、１１０Ｂの形成は、ポストＰに歪の異方性を与えることができる。さらに、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの対向する側壁に形成されたフィン形状１３０によって歪の異方性が増加される。これにより、レーザ光の偏光の安定性がより顕著になる。さらに、凹部１１０Ａ、１１０Ｂを含むポストＰが層間絶縁膜１４０によって覆われているため、層間絶縁膜１４０の伸張または圧縮によって出射領域１１２を含むポストＰに引っ張り応力または圧縮応力が与えられ、さらに歪の異方性が増す。また、層間絶縁膜１４０による被覆は、ポストＰの頂部が外気や水分に晒されることを防止し、光出力の低下を抑制し、面発光型半導体レーザの信頼性が維持される。従って、所望の歪異方性が得られれば、凹部（トレンチ）の深さは活性層近傍まで深くしなくてもよい。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。図２は、本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、図２Ａは、配線金属を取り除いた状態のポストＰの平面図、図２Ｂは、配線金属の他の例を示す平面図である。第２の実施例では、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の形状を、第１の実施例のような曲面から直線状の平面に変更している。これにより、出射領域１１２のＸ軸方向（凹部が配置される方向）とＹ軸方向（ｐ側電極が配置される方向）の外形が異なり、歪の異方性が増加する。また、配線金属１５０Ａは、第１の実施例のようなＣ字形状に限らず、図２Ｂに示すような環状であっても良い。
【００１８】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。図３は、本発明の第３の実施例に係る面発光型半導体レーザを示し、配線金属を省略した状態のポストＰの平面図である。第１の実施例では、凹部１１０Ａ、１１０Ｂを含むポストＰの頂部のほぼ全面を一様に層間絶縁膜で被覆したが、第３の実施例では、ｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂの方向に延在する帯状の層間絶縁膜１４２が形成されている。このような層間絶縁膜１４２の形成により、ポストＰの頂部における凹部１１０Ａ、１１０Ｂの方向の歪の異方性が増加される。層間絶縁膜１４２は、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の側壁のフィン形状１３０を覆う幅を有することが望ましい。また、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの一部は、層間絶縁膜１４２によって覆われずに外部に露出されることを防ぐため、層間絶縁膜１４２を含むポストＰの頂部の全体を覆う別の絶縁保護膜を形成することも可能である。
【００１９】
第１ないし第３の実施例では、凹部１１０Ａ、１１０Ｂを扇形状としたが、凹部の形状は、これに限らず、直線状のスリットや楕円状、長円状、矩形状であってもよい。要は、ポストＰの頂部において、いずれかの方向に歪の異方性を与え得る形状であればよい。また、ポストＰを覆う層間絶縁膜は、ＳｉＮｘ等の無機絶縁膜であることが望ましい。このような無機絶縁膜を用いることで、効果的に無機絶縁膜内に引っ張り応力を生成することができる。但し、他の絶縁膜の使用を妨げるものではない。
【００２０】
さらに上記実施例では、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの壁部のフィン形状は、ＡｌＧａＡｓの酸化領域をエッチングすることにより形成したが、これに限らず、Ａｌ組成比に対して選択性のあるエッチャントを用いて凹部１１０Ａ、１１０Ｂの壁部をエッチングしてもよい。図４は、Ａｌ組成比に対して選択性のあるエッチング溶液の一例を示している。図示するように、酒石酸系エッチャント（クエン酸：過酸化水素＝３：１）、硫酸系（Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：１０）、フッ酸系（ＨＦ：ＮＨ３Ｆ：Ｈ２Ｏの混合液）、有機酸と過酸化水素水の混合液、その他、塩酸系、燐酸系、アンモニア系などをＡｌＧａＡｓのエッチング溶液に用いることができる。
【００２１】
次に、本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの製造方法について説明する。図５および図６は、図１に示したＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面の製造工程を示している。先ず、図５Ａ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Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ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ＤＢＲ１０２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Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ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の最上層には、キャリア濃度１×１０19ｃｍ-3となるｐ型のＧａＡｓコンタクト層が形成される。また、Ｂ−Ｂ断面に示すように、上部ＤＢＲ１０８上には、リフトオフプロセスにより図１に示したようなｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂが形成される。ｐ側電極１２０Ａ、１２０は、ＡｕまたはＡｕ／Ｔｉなどが用いられる。なお、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したりすることも可能である。
【００２２】
次に、図５Ｂに示すように、フォトリソ工程により凹部１００Ａ、１００Ｂを形成するためのレジストマスク２００をパターン形成する。レジストマスク２００の開口を介して塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、上部ＤＢＲ１０８内に２〜３数ミクロン程度の凹部１１０Ａ、１１０Ｂを形成する。凹部１１０Ａ、１１０Ｂの底部は、Ａｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓまたはＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓのいずれかであり、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁には、Ａｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓが露出される。
【００２３】
次に、レジストマスク２００を除去した後、図５Ｃに示すように、ポストＰを形成するためのレジストマスク２１０が形成される。レジストマスク２１０は、凹部１１０Ａ、１１０Ｂを覆う円形状のパターンである。レジストマスク２１０によって覆われていない半導体層を塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、下部ＤＢＲ１０２が露出するまでエッチングが行われる。これにより、基板上に円筒状のポストＰが形成される。
【００２４】
次に、レジストマスクマスク２１０を除去した後、図６Ａに示すように、例えば３４０℃の水蒸気雰囲気で基板を一定時間酸化する。これにより、電流狭窄層１０６には、ポストＰの側面から一定距離だけ酸化された酸化領域が形成され、酸化領域によって囲まれた酸化アパーチャ１０６Ａが形成される。酸化アパーチャ１０６Ａの径は、シングル横モードのレーザ光が出射される大きさ、例えば５ミクロン以下に設定される。さらに、凹部１１０Ａ、１１０Ｂによって露出された上部ＤＢＲ１０８内の側壁も同時に酸化される。図７Ａは、ＡｌＧａＡｓの酸化の様子を示している。図７Ａに示すように、Ａｌ組成比が高いＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層は、側壁から酸化距離Ｄ１で酸化され、Ａｌ組成比が低いＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層は酸化距離Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）で酸化された酸化領域１３２が側壁に形成される。但し、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層の酸化は、酸化アパーチャ１０６Ａの径よりも内部までは進行しない。
【００２５】
次に、図６Ｂに示すようにエッチングマスク２２０を形成した後、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの出射領域１１２側の側壁の酸化領域をバッファードフッ酸によりエッチングする。図７Ｂは、酸化領域のエッチングの様子を示している。図７Ｂに示すように、側壁から酸化領域１３２が除去され、酸化距離Ｄ１、Ｄ２に応じた深さの凹凸が形成される。こうして、マスク２２０によって露出された凹部１１０Ａ、１１０Ｂの対向する側壁にフィン形状１３０が形成される。
【００２６】
次に、エッチングマスク２２０を除去した後、図６Ｃに示すように、ＳｉＮｘ膜をプラズマＣＶＤで成膜し、ポストＰを含む基板全面に層間絶縁膜１４０を形成する。次に、層間絶縁膜１４０にコンタクトホール１４０Ａ、１４０Ｂを形成し、ｐ側電極１２０Ａ、１２０Ｂを露出させ、次いで、配線金属１５０をパターニングする。そして、必要に応じて裏面研磨を行ったと後、基板裏面に例えばＡｕＧｅ／Ａｕのｎ側電極を蒸着される。
【００２７】
なお、上記の酸化領域のエッチング工程では、エッチングマスク２２０により出射領域１１２の対向する側壁を露出したが、これに限らず、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁全体の酸化領域を除去することようにしてもよい。この場合、図８に示すようなエッチングマスク２２０Ａを形成し、凹部１１０Ａ、１１０Ｂ内の酸化領域をエッチングすることで、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの外側の側壁にフィン形状１３０Ａ、１３０Ｂが形成される。
【００２８】
さらに、フィン形状１３０は、上記したようにＡｌ組成比に対して選択性のあるエッチング溶液を用いて形成することもできる。この場合には、凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁の酸化は不要であり、図５Ｃに示す状態で電流狭窄層１０６のみ酸化し、次いで図８に示すようなマスク２２０Ａを形成した後、選択性のあるエッチング溶液（図４を参照）を用いて凹部１１０Ａ、１１０Ｂの側壁をエッチングし、側壁にフィン形状１３０を得ることができる。
【００２９】
次に、本実施例の面発光型半導体レーザを利用した面発光型半導体レーザ装置、光送信装置、情報処理装置について図面を参照して説明する。図９Ａは、面発光型半導体レーザを実装したパッケージ（面発光型半導体レーザ装置）の構成を示す断面図である。パッケージ３００は、面発光型半導体レーザ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、面発光型半導体レーザの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、面発光型半導体レーザ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、他のパッケージの構成を示す図であり、同図に示すパッケージ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、面発光型半導体レーザを情報処理装置の光源として適用した例を示す図である。情報処理装置３７０は、図９Ａまたは図９Ｂのように面発光型半導体レーザを実装したパッケージ３００、パッケージ３００からのマルチビーム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３８０を備えている。このように、面発光型半導体レーザ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、情報処理装置の光源として面発光型半導体レーザを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】
１０：面発光型半導体レーザ
１００：基板
１０２：下部ＤＢＲ
１０４：活性層
１０６：電流狭窄層
１０６Ａ：酸化アパーチャ（導電領域）
１０８：上部多層膜反射鏡
１１０Ａ、１１０Ｂ：凹部
１１２：出射領域
１２０Ａ、１２０Ｂ：ｐ側電極
１３０、１３０Ａ：フィン形状
１４０、１４２：層間絶縁膜
１４０Ａ、１４０Ｂ：コンタクトホール
１５０：配線金属
１６０：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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