(57)【要約】【課題】低次モードの発振を抑制し、かつレーザ光の放射角度を限定することができるVCSELを提供する。【解決手段】頂部分布ブラッグ反射鏡5は交互に重ねられた高屈折率層と低屈折率層とを有し、高屈折率層の一つは頂部分布ブラッグ反射鏡5のレーザ光出射面に位置する頂部高屈折率層14である。頂部高屈折率層14は中央領域14bと、中央領域14bの周囲に位置する周囲領域14aと、を有している。中央領域14bは周囲領域14aに対しレーザ光Lの出射方向Dに突き出した凸部14cを有している。レーザ光Lの真空中での波長をλ、中央領域14bにおける頂部高屈折率層14の膜厚をdc、周囲領域14aにおける頂部高屈折率層14の膜厚をdp、頂部高屈折率層14の屈折率をnとし、N、Mを0または自然数としたときに、dp×n＝（1/4＋N/2）×λ、dc×n＝dp×n＋（1/4＋M/2）×λの関係にある。【選択図】図２
2014199900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部分布ブラッグ反射鏡と、頂部分布ブラッグ反射鏡と、前記底部分布ブラッグ反射鏡と前記頂部分布ブラッグ反射鏡との間に位置し、レーザ光を生成する活性層と、を有し、前記レーザ光が前記頂部分布ブラッグ反射鏡から出射され、
前記頂部分布ブラッグ反射鏡は交互に重ねられた高屈折率層と低屈折率層とを有し、前記高屈折率層の一つは前記頂部分布ブラッグ反射鏡のレーザ光出射面に位置する頂部高屈折率層であり、前記頂部高屈折率層は前記活性層の中心点を前記頂部分布ブラッグ反射鏡の積層方向に投影して得られる前記頂部高屈折率層上の投影点を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に位置する周囲領域と、を有し、前記中央領域は前記周囲領域に対し前記レーザ光の出射方向に突き出した凸部を有し、
前記レーザ光の真空中での波長をλ、前記中央領域における前記頂部高屈折率層の膜厚をdc、前記周囲領域における前記頂部高屈折率層の膜厚をdp、前記頂部高屈折率層の屈折率をnとし、N、Mを0または自然数としたときに、
dp×n＝（1/4＋N/2）×λ、
dc×n＝dp×n＋（1/4＋M/2）×λ
の関係にある、垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記周囲領域のdp×nが（1/4）λであり、前記中央領域のdc×nが（1/2）λまたはλである、請求項1に記載の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記頂部分布ブラッグ反射鏡は、前記活性層と面する端面に、レーザ光の駆動電流の経路を限定する円形の導電開口を備えた電流制限層を有し、前記中央領域は前記導電開口の直径の60％以上、120％以下の直径を有している、請求項1に記載の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記頂部分布ブラッグ反射鏡を覆う、膜厚が一定の保護膜を有している、請求項1に記載の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記保護膜の膜厚と前記保護膜の屈折率の積が（1/2）λである、請求項4に記載の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直キャビティ面発光レーザ（VCSEL）に関し、特にモード制御を伴うVCSELに関する。
【背景技術】
【０００２】
短距離の光ファイバ通信では、レーザ光源にVCSEL、伝送路にマルチモード光ファイバを用いた構成により10Gb/sの伝送速度、100m程度の伝送距離が実用レベルになっている。
【０００３】
VCSELから出射されたマルチモード（横モード）のレーザ光は、マルチモード光ファイバのそれぞれの固有モードに結合し伝播していく。この際、固有モード毎に伝播速度が異なるため、受信側での信号波形が劣化することがある。固有モード毎に伝播速度が異なるレーザの特性は「モード分散特性」と呼ばれる。マルチモード光ファイバを用いる場合、短距離光ファイバ通信の伝送性能（速度、距離）は、VCSELの「モード分散特性」で制限される。
【０００４】
モード分散を低減し伝送性能を高めるためには、光ファイバを伝播する光の各モードにそれぞれ対応する伝播遅延の差を小さくすることが要請される。このためには最大伝播遅延と最小伝播遅延の差ができるだけ小さくなるように光伝搬モードを選択することが望ましい。米国特許出願公開第2007/0153861号明細書（特許文献１）は、ミラー延長部と呼ばれる凸部を上部ミラースタック層の中央部に設けたVCSELを開示している。このような凸部は上部ミラースタック層の反射率を高め、凸部のある中央領域の反射率を周囲領域の反射率よりも高めることができる。その結果、中央領域で電界強度の高い低次モードが、周囲領域で電界強度の高い高次モードよりも発振しやすくなる。
【０００５】
しかし、様々な発振波長で望ましい結果を得るためには、基本モードあるいは低次モードの発振を抑え、高次モードの発振を促進することが望ましい。例えば、Y. Sun, R. Lingle, G. Oulundsen, A. H. McCurdy, D. S. Vaidya, D. Mazzarese and T. Irujo, “Advanced multimode fiber for high speed, short reach interconnect,” Proc. of SPIE Vol. 7134, 71341L-1, 2008（非特許文献１）のFig.2（図1参照）には、発振波長をパラメータとした固有モードと伝搬遅延（モード遅延）との関係が示されている。波長850nmの場合、1次から9次の固有モードでは次数が高いほど伝播遅延が減少し、9次より高次の固有モードでは次数が高いほど伝播遅延が増加している。850nmより長い波長(990nm,…,1300nm)では伝播遅延が次数に対して単調に増加している。従って、例えば波長850nmの場合、7次から10次の固有モードで光を伝播させることで、1次から10次の固有モードで光を伝播させる場合と比べて最大伝播遅延と最小伝播遅延の差を小さくすることができる（モード分散を小さくすることができる）。つまり、1次から6次の低次モードの発振を抑え、高次モードの発振を促進することでモード分散を小さくすることができる。そしてこのようにすることで、850nmより長い波長についても、1次から10次のモードを含む光伝播に比べて最大伝播遅延と最小伝播遅延の差を小さくすることができる（モード分散を小さくすることができる）。
【０００６】
米国特許出願公開第2007/0217472号明細書（特許文献２）は、光出射側の分布ブラッグ反射鏡の、活性層と重なる中央領域に凹部を設けたVCSELを開示している。分布ブラッグ反射鏡のミラー層の積層数を中央領域で少なくすることで、分布ブラッグ反射鏡の中央領域の反射率を周囲領域の反射率より低くしている。このような構造により、中央領域で電界強度の高い低次モードよりも、周囲領域で電界強度の高い高次モードの方が発振しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第2007/0153861号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2007/0217472号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Y. Sun, R. Lingle, G. Oulundsen, A. H. McCurdy, D. S. Vaidya, D. Mazzarese and T. Irujo, “Advanced multimode fiber for high speed, short reach interconnect,” Proc. of SPIE Vol. 7134, 71341L-1, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この構造では光出射側の分布ブラッグ反射鏡が凹構造となるため、レンズ（凹レンズ）の原理によりVCSELから出射されるレーザ光の放射角度が広がる。そのため、光が発散し光ファイバとの結合損失が大きくなってしまう。
【００１０】
本発明は、低次モードの発振を抑制し、かつレーザ光の放射角度を限定することができるVCSEL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】
【００１１】
本発明の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザは、底部分布ブラッグ反射鏡と、頂部分布ブラッグ反射鏡と、底部分布ブラッグ反射鏡と頂部分布ブラッグ反射鏡との間に位置し、レーザ光を生成する活性層と、を有している。レーザ光は頂部分布ブラッグ反射鏡から出射される。頂部分布ブラッグ反射鏡は交互に重ねられた高屈折率層と低屈折率層とを有し、高屈折率層の一つは頂部分布ブラッグ反射鏡のレーザ光出射面に位置する頂部高屈折率層である。頂部高屈折率層は活性層の中心点を頂部分布ブラッグ反射鏡の積層方向に投影して得られる頂部高屈折率層上の投影点を含む中央領域と、中央領域の周囲に位置する周囲領域と、を有している。中央領域は周囲領域に対しレーザ光の出射方向に突き出した凸部を有している。レーザ光の真空での波長をλ、中央領域における頂部高屈折率層の膜厚をdc、周囲領域における頂部高屈折率層の膜厚をdp、頂部高屈折率層の屈折率をnとし、N、Mを0または自然数としたときに、
dp×n＝（1/4＋N/2）×λ、
dc×n＝dp×n＋（1/4＋M/2）×λ
の関係にある。
【発明の効果】
【００１２】
dc×n及びdp×nはそれぞれ「光学的厚み」と呼ばれることがある。頂部高屈折率層の周囲領域の光学的厚みdp×nはレーザ光の波長の1/4倍、3/4倍、5/4倍等の関係にあり、頂部分布ブラッグ反射鏡全体の反射率を増加させる。これに対し、中央領域の光学的厚みdc×nはレーザ光の波長の1/2倍、1倍、3/2倍等の関係にあり、頂部分布ブラッグ反射鏡全体の反射率を低減させる。この結果、中央領域で電界強度の高い低次モードよりも周囲領域で電界強度の高い高次モードの方が発振しやすくなる。しかも、中央領域は周囲領域よりも（1/4＋M/2）×λだけ光学的厚みが大きいため、光を中央に集める集光効果を生じ、レーザ光の放射角度を限定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】固有モードと伝搬遅延との関係を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態によるVCSELの側方断面図である。
【図３】図2に示すVCSELの平面図である。
【図４】頂部分布ブラッグ反射鏡の概略形状を示す断面図である。
【図５】図4の頂部分布ブラッグ反射鏡の中央領域と周囲領域の反射率の違いを示す概念図である。
【図６Ａ】従来技術における各モードの光強度を示す概念図である。
【図６Ｂ】本発明における各モードの光強度を示す概念図である。
【図７】頂部分布ブラッグ反射鏡の中央領域の直径と放射角度の関係を示す図である。
【図８Ａ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【図８Ｂ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【図８Ｃ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【図８Ｄ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【図８Ｅ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【図８Ｆ】本発明のVCSELの製造方法を示すステップ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照して本発明の垂直キャビティ表面発光型半導体レーザの実施形態について説明する。
【００１５】
図2は本発明の一実施形態による垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ（VCSEL）1の側方断面図、図3は図2に示すVCSEL1の平面図であり、図2は図3の2−2線に沿った断面図を示している。VCSEL1は、基板2と、基板2の上に設けられた半導体多層膜20とを有している。半導体多層膜20は、一対のミラー積層体（n型反射鏡である底部分布ブラッグ反射鏡3、及びp型反射鏡である頂部分布ブラッグ反射鏡5）と、底部分布ブラッグ反射鏡3と頂部分布ブラッグ反射鏡5との間に位置し、レーザ光を生成する活性層4と、を備えている。
【００１６】
基板2は、GaAs，InP，InGaAsから形成することができ、n型ドープであることが好ましいが、非ドープまたはp型ドープを用いることもできる。
【００１７】
底部及び頂部分布ブラッグ反射鏡3，5はそれぞれ、高屈折率層と低屈折率層とが交互に配置された積層体である。図4には頂部分布ブラッグ反射鏡5の高屈折率層5aと低屈折率層5bを示している。高屈折率層5aと低屈折率層5bはともにAlGaAsから形成され、高屈折率層5aは低屈折率層5bよりもAlの含有率が小さい。高屈折率層5aはAlの含有率がゼロであってもよく、すなわちGaAsから形成することもできる。高屈折率層5aと低屈折率層5bの光学的厚みは真空中におけるレーザ波長の1/4に設定されている。光学的厚みは前述したように、層の実際の膜厚に当該層の屈折率を掛けた値である。本実施形態では、高屈折率層5aの屈折率は約3.5、低屈折率層5bの屈折率は約2.9である。頂部分布ブラッグ反射鏡5の頂部、すなわち後述する保護膜6と接する層は頂部高屈折率層14となっている。換言すれば、高屈折率層5aの一つは頂部分布ブラッグ反射鏡5のレーザ光出射面17に位置する頂部高屈折率層14となっている。後述するように、頂部高屈折率層14はレーザ光Lの出射方向Dに突き出した凸状の形状を有している。
【００１８】
活性層4は、井戸層とバリア層（図示せず）とが交互に積層された多重量子井戸構造を有している。様々なレーザ波長に対応する井戸層とバリア層の組み合わせの例が表1に示されている。光通信に使われるレーザ波長の例は850nm，980nm，1060nm，1310nm，1550nmであり、本発明のVCSEL1は特に980〜1060nmの間のレーザ波長が好ましい。
【００１９】
【表１】
2014199900.tif 000003
【００２０】
活性層4は、一対のスペーサ層12a，12bの間に挟まれている。これらのスペーサ層12a，12bは、Al、Ga、Asを含む組成物からなり、具体的な組成は活性層4の材料組成に応じて選択される。スペーサ層12a，12bの厚さは、スペーサ層12a、活性層4及びスペーサ層12bの合計の光学的厚さが１波長になるように設定される。つまり、底部ブラッグ反射鏡3と頂部分布ブラッグ反射鏡5は、１波長の光学的厚さに等しい間隔をあけて位置している。スペーサ層12a，12bの厚さはともに等しいことが望ましい。
【００２１】
頂部分布ブラッグ反射鏡5のスペーサ層12bに面する最下層は電流制限層15となっている。電流制限層15は内側がAlAs（導電層15a）から、外側がAl2O3（絶縁体15b）からなっており、内側のAlAsからなる部分が円形の導電部または導電開口15aを形成している。この導電部または導電開口15aは、レーザ光を発振するための駆動電流の経路を限定し、消費電力を抑制する。
【００２２】
頂部分布ブラッグ反射鏡5（正確には後述する周囲領域14a）の上面及び基板2の裏面にはそれぞれ正電極9と負電極8が設けられ、正電極9には正電極パッド12が接続されている。電極パッド及び電極を介して半導体多層膜20に駆動電流が印加されると、活性層4でレーザ光が発生する。レーザ光Lは頂部分布ブラッグ反射鏡5及び底部分布ブラッグ反射鏡3のそれぞれの高屈折率層と低屈折率層との界面で反射を生じながら増幅され、頂部分布ブラッグ反射鏡5の上面（レーザ光出射面17）から出射する。
【００２３】
頂部分布ブラッグ反射鏡5の上面（レーザ光出射面17）には、頂部分布ブラッグ反射鏡5を覆う保護膜6が設けられている。保護膜6は頂部分布ブラッグ反射鏡5から出射したレーザ光Lを透過させる。従って、保護膜6は頂部分布ブラッグ反射鏡5とともにVCSEL1の光出射部10を形成している。保護膜6はSiONやSiNなどの誘電体から形成されており、頂部高屈折率層14の形状に従いレーザ光の出射方向Dに凸の段差形状を有している。保護膜6はいずれの半径方向位置でも、光学的厚さ、すなわち保護膜6の膜厚と保護膜6の屈折率の積が一定値、特には（1/2）λ（λはレーザ光の真空中での波長）であることが望ましい。
【００２４】
半導体多層膜20のうち、頂部分布ブラッグ反射鏡5から底部分布ブラッグ反射鏡3の途中までの部分はレーザ光の出射方向Dに突き出したメサ構造11、すなわち凸形状または山型に形成されている。メサ構造11の周囲に位置する底部分布ブラッグ反射鏡3の上面及びメサ構造11の側面はSiNなどの絶縁体層7で覆われている。
【００２５】
頂部高屈折率層14は、電流制限層15の導電開口15aの中心点15cを半導体多層膜20ないし頂部分布ブラッグ反射鏡5の積層方向Pに投影して得られる頂部高屈折率層14上の投影点14dを含む中央領域14bと、中央領域14bの周囲に位置する周囲領域14aと、を有している。頂部高屈折率層14は全体として円形の平面形状を有し、中央領域14bは頂部高屈折率層14と同心の円形形状を有している。好ましくは、中央領域14bの中心軸14eは頂部高屈折率層14上の投影点14dを通っている。頂部高屈折率層14の中央領域14bは、周囲領域14aに対しレーザ光の出射方向Dに突き出した凸部14cを有している。
【００２６】
レーザ光の真空中での波長をλ、中央領域14bの物理的膜厚（実際の膜厚）をdc、周囲領域14aの物理的膜厚（実際の膜厚）をdp、頂部高屈折率層14の屈折率をnとし、N、Mを0または自然数としたときに、
dp×n＝（1/4＋N/2）×λ、
dc×n＝dp×n＋（1/4＋M/2）×λ
の関係がある。図4は代表例として、中央領域14bの光学的厚みdc×nが（1/2）λ、周囲領域14aの光学的厚みdp×nが(1/4)λである構成を示している。一例では、レーザの発振波長を850nmとしたときの周囲領域14aの実際の厚みdpがdp×n＝（1/4）λに相当する61nm、中央領域14bの実際の厚みdcがdc×n＝（1/2）λに相当する122nmである。
【００２７】
周囲領域14aの光学的厚みdp×nは（1/4＋N/2）×λ、すなわち、レーザ光の1/4波長、3/4波長、5/4波長等である。このため、周囲領域14aを通るレーザ光は頂部分布ブラッグ反射鏡5の他の高屈折率層5a及び低屈折率層5bと位相が整合し、図5に示すように頂部分布ブラッグ反射鏡全体の反射率が高くなる。これに対し、中央領域14bの光学的厚みdc×nは周囲領域14aの光学的厚みdp×nよりも（1/4＋M/2）×λだけ大きい。すなわち、中央領域14bの光学的厚みdc×nはレーザ光の1/2波長の整数倍に相当する。従って、中央領域14bを通るレーザ光は頂部分布ブラッグ反射鏡5の他の高屈折率層5a及び低屈折率層5bと位相が整合せず、図5に示すように頂部分布ブラッグ反射鏡全体の反射率が低くなり、レーザ発振が抑制されるため光強度が低下する。
【００２８】
VCSEL1を出射するレーザ光は複数の横モードを含んでいる。基本モード、1次モード等の低次モードはVCSEL1の光出射部10の中央部で電界強度が高く、高次モードは光出射部10の周辺部で電界強度が高い。従来のVCSELは高屈折率層及び低屈折率層の厚みが一定であり（すなわち反射率が高屈折率層及び低屈折率層の半径方向位置によらず一定であり）、かつ高次モードが電流制限層15の絶縁体15bの内側周縁部で光の散乱の影響を受けやすいため、従来のVCSELでは低次モードが卓越して出現する傾向にあった（図6A）。これに対し本発明のVCSEL1では、頂部高屈折率層14の中央領域14bに相当する光出射部10の中央部で反射率が低いのに対し、頂部高屈折率層14の周囲領域14aに相当する光出射部10の周縁部で反射率が高いため、頂部高屈折率層14の周囲領域14aでレーザ光がより効率的に増幅される。従って、低次モードの発振が抑えられ、高次モードの発振が促進される（図6B）。
【００２９】
さらに、中央領域14bが凸状でかつ反射率が低く、周囲領域14aで反射率が高いため、凸レンズと同様の光学的効果により、頂部高屈折率層14を出射したレーザ光Lの出射角度θを小さくすることができる。この結果、レーザ光Lが集光されやすくなり（拡散しにくくなり）、光ファイバとの光結合損失を小さくすることができ、伝送性能（速度、距離）を向上させることができる。好ましい実施形態では、周囲領域14aの光学的厚みdp×nが（1/4）λであり、中央領域14bの光学的厚みdc×nが（1/2）λまたはλである。このように周囲領域14aの光学的厚みを小さくすることで、レーザ光をより効果的に集光することができる。周囲領域14aの光学的厚みdp×nが（1/4）λであるときに中央領域14bの光学的厚みdc×nが（3/2）λ以上であると、中央領域14bが良好に形成できない可能性がある。
【００３０】
出射角度θは導電開口15aの直径d1と中央領域14bの直径d2（レンズ径）の比にも依存する。図7に導電開口15aの直径d1が5.88μmのときの、中央領域14bの直径d2をパラメータとした出射角度θの実験結果を示す。4μm〜7μm（d2/d1=68％〜119％）の範囲で出射角度θが減少し、3μm（d2/d1=51％）、8μm（d2/d1=136％）では出射角度θが大きくなっている。これより、中央領域14bは導電開口15aの直径d1の60％以上、120％以下の直径d2を有していることが望ましい。導電開口15aの直径d1は一般に3〜12mmであるので、中央領域14bの直径d2は最少1．8mm、最大14.4mmとなる。
【００３１】
次に、本発明のVCSEL1の製造方法について説明する。まず、図8Aに示すようにn型のGaAs基板2上に底部分布ブラッグ反射鏡となるn型多層膜3（n型のGa0.1Al0.9As及びn型のGa0.9Al0.1Asが交互に積層された多層膜）、活性層となるGaAs層4、頂部分布ブラッグ反射鏡となるp型多層膜5（p型のGa0.1Al0.9As及びp型のGa0.9Al0.1Asが交互に積層された多層膜）を順次形成する。p型多層膜5の最上層、すなわち頂部高屈折率層14となる層の光学的厚みは、Mを0または自然数としたときに（1/2＋M/2）×λ、好ましくは（1/2）λとする。これらのn型及びp型の多層膜並びに活性層からなる半導体多層膜20はMOCVD法（有機金属気相成長法）によって形成される。引き続き、p型多層膜5を覆うレジストマスク16を形成する。レジストマスク16の直径は例えば6mmである。
【００３２】
次に、図8Bに示すように、レジストマスク16で覆われている領域を除き、頂部高屈折率層14の一部をエッチングにより除去する。これにより、中央領域14bと周囲領域14aとを有する凸状の頂部高屈折率層14が形成される。中央領域14bの光学的厚みdc×nはエッチングによって変化せず、周囲領域14aの光学的厚みdp×nはNを0または自然数としたときに、（1/4＋N/2）×λである。中央領域14bの光学的厚みdc×nが（1/2）λであるとき、周囲領域14aの光学的厚みdp×nは（1/4）λとなる。
【００３３】
次に、図8Cに示すように、頂部高屈折率層14の中央にメサ形成用マスク13を設け、エッチングによりメサ構造11の多層膜（頂部分布ブラッグ反射鏡5、活性層4及び底部分布ブラッグ反射鏡3）を形成する。メサ形成用マスク13は誘電体からなり、直径は例えば25mmである。n型多層膜3は厚み方向の一部だけが除去される。エッチング工程にはRIE法（反応性イオンエッチング法）を用いる。
【００３４】
次に、図8Dに示すように水蒸気酸化法により酸化工程を実施する。p型多層膜5の最下層を形成するAlAs層は、水蒸気酸化されることにより外周部が酸化されて、電気的絶縁体である酸化アルミ（Al2O3）層（絶縁体層15b）に化学変化する。水蒸気酸化はメサ構造11の側壁から内部に向けて時間とともに進行していくため、水蒸気酸化を施す時間を調整することで中心部をAlAs層（半導体の導電開口15a）のままにして、その外周部を酸化アルミ（絶縁体層15b）にすることができる。このようにして、活性層4に電流を集中して注入することができる。本工程はメサ形成用マスク13を（除去しないで）残したまま行う。
【００３５】
次に、図8Eに示すように、メサ構造11の頂部（メサ形成用マスク13の頂部）及びメサ構造11の側壁に誘電体の絶縁体層7を堆積（製膜）する。絶縁体層7はメサ形成用マスク13と同様SiNからなる。引き続き、メサ構造11の頂部の絶縁体層7の一部（例えば直径20μmの円形領域）をエッチングで除去する。この際、メサ形成用マスク13も同時に除去される。エッチング工程にはRIE法を用いる。
【００３６】
次に、図8Eに示すように、頂部高屈折率層14を覆う保護膜6を形成する。頂部高屈折率層14が段差形状に形成されているため、保護膜6も段差形状に形成される。保護膜6は誘電体膜、例えばSiONからなり、筒状に形成する。メサ構造11の頂部で頂部高屈折率層14が露出するように、保護膜6は絶縁体層7よりも小さい直径（例えば直径12mm）に形成される。
【００３７】
次に、図8Fに示すように、メサ構造11の頂部の頂部高屈折率層14が露出している領域および基板2の裏面に、それぞれ正電極9と負電極8を蒸着により形成する。正電極9はTi（厚さ10nm）とAu（厚さ300nm）からなる2層膜で、負電極8はTi（厚さ10nm）とAuGe（厚さ300nm）からなる2層膜である。保護膜6上に形成されたTi/Au層はリフトオフやエッチングにより除去し、光出射部10（例えば直径12μm）を形成する。その後、正電極9に接続された正電極パッド12（図3参照）を形成する。
【００３８】
本発明のいくつかの好ましい実施形態を詳細に示し、説明したが、添付された請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更および修正が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３９】
1  垂直キャビティ表面発光型半導体レーザ（VCSEL）
2  基板
3  底部分布ブラッグ反射鏡
4  活性層
5  頂部分布ブラッグ反射鏡
5a  高屈折率層
5b  低屈折率層
6  保護膜
10  光出射部
12a，12b  スペーサ層
14  頂部高屈折率層
14a  周囲領域
14b  中央領域
14c  凸部
14d  投影点
15  電流制限層
15a  導電層
15b  絶縁体
15c  中心点
17  レーザ光出射面
20  半導体多層膜
L  レーザ光
dp  周囲領域14aの物理的膜厚（実際の膜厚）
n  頂部高屈折率層14の屈折率
N  0または自然数
M  0または自然数
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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