(57)【要約】【課題】  レーザ光の偏光方向を安定的に一定方向に制御することが可能なＶＣＳＥＬを提供する。【解決手段】  基板上に形成されたメサ構造１０は、その内部に少なくとも活性層を含み、メサ構造１０の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する。基板水平面２０に対して垂直であり、かつ、メサ構造１０のおおよそ中心を原点とする２つの直交する直交面（Ｘ面、Ｙ面）が、メサ構造の側面と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線とし、Ｌｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線が基板水平面とのなす角度をそれぞれ、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２としたとき、少なくともＡｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２のいずれか一つが異なる値とする。【選択図】      図１
2006013366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第一導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、第二導電型の第２の半導体多層膜反射鏡、第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間に挟まれる活性層とを含み、かつ、基板上に形成されたメサ構造は、その内部に少なくとも活性層を含み、メサ構造の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する垂直共振器型の面発光型半導体レーザ装置であって、
基板水平面内に対して垂直であり、かつ、メサ構造のおおよそ中心を原点とする２つの直交する直交面（Ｘ面、Ｙ面）が、メサ構造の側面と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線とし、Ｌｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線が基板水平面とのなす角度をそれぞれ、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２としたとき、少なくともＡｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２のいずれか一つが異なる値であることを特徴とする垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項２】
Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、少なくともＡｘ１とＡｙ１が異なる値であるか、または、Ａｘ１とＡｙ２が異なる値である、請求項１に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項３】
Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、Ａｙ１とＡｙ２が略等しく、Ａｘ１とＡｙ１が異なる値である、請求項１に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項４】
基板上に少なくとも第一導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、第二導電型の第２の半導体多層膜反射鏡、第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間に挟まれる活性層とを含み、かつ、基板上に形成されたメサ構造は、その内部に少なくとも活性層を含み、メサ構造の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する垂直共振器型の面発光型半導体レーザ装置であって、
基板水平面内に対して垂直であり、かつ、メサ構造のおおよそ中心を原点とする２つの直交する直交面(Ｘ面、Ｙ面)が、メサ構造の側面と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線としたとき、Ｌｘ１、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線のうち少なくとも一つの曲率が異なることを特徴とする垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項５】
メサ構造が、Ｙ面に対して面対称な形状であり、かつ、略楕円錐台か、略三角錐台か、略四角錐台か、略多角錘台かのいずれかの形状のメサ構造である、請求項１、２、３または４に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項６】
メサ構造の最上面の平面形状と、メサ構造の最下面での断面の平面形状とが非相似形である、請求項１、２または３に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項７】
メサ構造は、少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層の一部を酸化して形成した酸化アパーチャを含む、請求項１、２、３、４，５または６に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項８】
酸化アパーチャの平面形状は、長径と短径を有し、長径と短径は略直交しており、前記Ｘ面はその面内に短径を含み、前記Ｙ面はその面内に長径を含む、請求項7に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項９】
メサ構造の側壁は絶縁膜によって覆われ、絶縁膜は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２、またはポリイミドのいずれかを含む、請求項１、２、３、または４に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項１０】
Ａｘ１とＡｙ１との角度差、または、Ａｘ１とＡｙ２との角度差が、５°以上ある、請求項１ないし９いずれか１つに記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項１１】
Ｌｘ１線の上の絶縁膜の厚みをｔｘ１、Ｌｘ２線の上の絶縁膜の厚みをｔｘ２、Ｌｙ１線の上の絶縁膜の厚みをｔｙ１、Ｌｙ２線の上の絶縁膜の厚みをｔｙ２としたとき、角度Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２の大きさに応じて、絶縁膜の厚みｔｘ１、ｔｘ２、ｔｙ１、ｔｙ２の値が異なる、請求項９に記載の垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置。
【請求項１２】
半導体基板上に、少なくとも第一の導電型の半導体多層膜反射鏡と、活性層と、第二の導電型の半導体多層膜反射鏡とを順次積層して形成した半導体積層膜を形成する工程と、
前記半導体積層膜上に、方位によって端部の傾斜を異にするマスクを形成する工程と、
前記マスクにより前記半導体多層膜をエッチングしてメサ構造を形成する工程と、
前記メサ構造を覆う絶縁膜を形成する工程とを含むことを特徴とする垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記メサ構造の側壁が基板水平面と成す角は、マスクの端部の傾斜に応じて異なる、請求項１２に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記製造方法はさらに、メサ構造に含まれる少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層の一部を酸化させる工程を含む、請求項１２に記載の面発光型半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光インターコネクションや、光交換，光情報処理、レーザビームプリンターに使われる面発光半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、論理回路素子の情報伝達手段として、伝送速度の飛躍的な向上を目指した光インターコネクションの研究が進められている。その並列光源として発光素子を２次元で高密度に配列可能な面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode:以下適宜ＶＣＳＥＬと称する）が注目されている。ＶＣＳＥＬに関しては、伊賀らにより先駆的な研究がなされており、その内容が非特許文献１に開示されている。
【０００３】
最近のＶＣＳＥＬの構造は、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、半導体基板８０１の水平面に対して垂直方向に共振器８０２を有し、共振器８０２は、キャリアを閉じこめ光を発生させる活性層８０３と、半導体多層膜による下部反射ミラー８０４と半導体多層膜による上部反射鏡ミラー８０５、活性層で発光した光の位相を上部および下部の両半導体多層膜反射ミラー８０４、８０５の端部で整合させるスペーサ層８０６からなる。また、上部コンタクト層８０７、レーザの出射口の機能を併せ持つ上部電極８０８、層間絶縁膜８１０、下部電極８０９が構成要素となる。
【０００４】
レーザ発振させるためには、基板の水平方向にもキャリアと光の閉じこめを行う必要がある。基板の水平方向の狭窄構造を作製する手段としては、ドライエッチングにより１０数μm径の細い柱状（ポスト）構造を作製しポスト部自体を電流経路とする方法（単純ポスト型）、ドライエッチングにより数十μm径のポスト構造を作製した後にコントロール層と呼ぶＡｌＡｓ層の一部を水蒸気酸化により絶縁化して電流経路を限定する方法（酸化型）や、プロトンインプラにより絶縁領域を形成し電流経路を限定する方法（インプラ型）などがある。現在は、酸化型ＶＣＳＥＬが、しきい電流値も低く、電流−光特性も優れていることが非特許文献２において知られている。
【０００５】
酸化型ＶＣＳＥＬは、レーザビームプリンターや、種々光学装置の光源としての用途がある。光学装置には、偏光子やビームスプリッターなど光学機器を使用することが多く、これらの機器は反射率が偏光方向によって異なる。したがって、ＶＣＳＥＬから発せられるレーザ光の偏光方向は、一定であり、意図しないスイッチングが生じず安定しているものが好まれる。端面発光型レーザ（エッジエミッター）では、レーザ光は半導体の薄膜スラブ導波路を伝播するTEモード（電界が導波路面に対して垂直）であるため、偏光方向は安定しているが、ＶＣＳＥＬの導波路には、エッジエミッターほど異方性の大きい構造を導入することが難しい。
【０００６】
そのため、非特許文献３では、活性層に面内で直交する２方向にそれぞれ異なる大きさの歪みを導入し、レーザ光の光学利得に異方性を生じさせ、レーザ光の偏光方向を固定させるという試みが報告されている。
【０００７】
この種の歪みによる偏光方向の制御に関しては、特許文献１のように、活性領域に歪みを導入するための歪み付加部を活性領域に対して対称な位置に設置する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２では、ＶＣＳＥＬの柱状部（メサ）の周囲を異方的平面形状とした埋め込み層で埋め込み、偏光を制御する方法が開示されている。すなわち、キュア前後で体積変化が大きなポリイミド等を埋め込み層とする場合は、収縮量が埋め込み層の異方的平面形状に依存して生じるため、ＶＣＳＥＬの柱状部（メサ）に異方的な歪みが誘起される。この異方的な歪みにより、偏光を制御するというものである。
【０００９】
特許文献３では、酸化型ＶＣＳＥＬにおいて、酸化アパーチャの長軸と短軸が異なるような異方性の平面形状とすることで、偏光をその長軸方向に揃えるものである。
【００１０】
特許文献４は、メサのｘ軸方向の側壁のＳｉＮ膜を、ｙ軸方向の側壁のＳｉＮ膜よりも高い温度で堆積する。ＳｉＮの熱膨張係数は、ＧａＡｓ系半導体のそれよりも小さいので、室温では活性層に対するｘ軸方向への引張応力がｙ軸方向よりも大きくなり、その結果、ｙ軸方向に偏波面を揃えるものである。
【００１１】
さらに特許文献５は、メサの側面の一部分にのみ金属膜を形成することで、金属膜に平行な偏光成分を有する共振器モードの損失は、直交する偏光成分のモードに比べて大きくなり、一定の偏光方向のモードのみを発振させるものである。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−５４８３８号
【特許文献２】特開２００１−１８９５２５号
【特許文献３】特開平９−１７２２１８号
【特許文献４】特開平６−２２４５１５号
【特許文献５】特許２７０１５９６号
【非特許文献１】伊賀  ＩＥＥＥジャーナルオブカンタムエレクトロニクス(IEEE Journal of Quantum Electronics)、第２７巻１３３２、１９８８年
【非特許文献２】応用電子物性分科会誌、第５巻、第１号、１９９９年、１１ページ
【非特許文献３】IEEE、PHOTONICS、TECHNOLOGY、LETTERS,VOL.5,No.2(1993)のP.133
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のＶＣＳＥＬの偏光制御には次のような課題がある。特許文献１に示されるような歪み付加部は、メサから離れたところに付設されるため、活性層への歪みの掛かり方が弱いという課題があり、その結果、十分な偏光制御の効果を得ることができない。
【００１４】
また、特許文献２では、ＶＣＳＥＬの柱状部（メサ）の周囲を埋め込み層で埋め込むが、１μｍ程度と薄いＳｉＮｘ膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ膜で埋め込むと、膜の収縮は十分に発生しないため、平面形状に依存した強い異方的歪みをＶＣＳＥＬの柱状部（メサ）に与えることが困難である。
【００１５】
特許文献３の酸化型ＶＣＳＥＬでは、酸化アパーチャの平面形状を異方性とするが、レーザ光のビーム形状も酸化アパーチャの平面形状の影響を受けてしまい、円形や正方計などの縦横比の等しい形状などを得ることができない。さらに、極端な形状異方性を取ることが出来ないだけに、この技術だけでは偏光を十分に制御しきれない問題もある。
【００１６】
特許文献４のように、メサ側壁に異なる温度でＳｉＮ膜を堆積させ、メサ側壁へのひずみ応力に異方性を持たせる場合には、メサ側壁面ごとに膜の着膜条件が異なるため、非常に作成方法が難しくなる。
【００１７】
さらに特許文献５は、メサの側面に金属膜を形成するものであるが、金属膜の形成による共振器の直交する偏光間の損失を十分に生成することが必ずしも容易ではなく、従って、この技術だけで十分な偏光制御を行うことは難しい。
【００１８】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みて鋭意努力の結果見出されたものであり、本発明の目的は、レーザ光の偏光方向を安定的に一定方向に制御することが可能なＶＣＳＥＬを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の特徴は、基板上に少なくとも第一導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、第二導電型の第２の半導体多層膜反射鏡、第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間に挟まれる活性層とを含み、かつ基板上に形成されたメサ構造は、その内部に少なくとも活性層を含み、メサ構造の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する垂直共振型の面発光型半導体レーザ装置であって、基板水平面内に対して垂直であり、かつ、メサ構造のおおよそ中心を原点とする２つの直交する直交面（Ｘ面、Ｙ面）が、メサ構造の側面と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線とし、Ｌｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線が基板水平面とのなす角度をそれぞれ、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２としたとき、少なくともＡｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２のいずれか一つが異なる値とする。
【００２０】
メサ構造の側壁の角度の少なくとも一つが異なることで、メサ構造の内部には異方性の歪み生じ、これが活性層に与えられることで、レーザ光の偏光方向を一方向に安定的に制御することができる。
【００２１】
好ましくは、Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、少なくともＡｘ１とＡｙ１が異なる値であるか、または、Ａｘ１とＡｙ２が異なる値とする。あるいは、Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、Ａｙ１とＡｙ２が略等しく、Ａｘ１とＡｙ１が異なる値としてもよい。
【００２２】
本発明の第２の特徴は、基板上に少なくとも第一導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、第二導電型の第２の半導体多層膜反射鏡、第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間に挟まれる活性層とを含み、かつ基板上に形成されたメサ構造は、少なくとも活性層を含み、メサ構造の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する垂直共振器型の面発光型半導体レーザ装置であって、基板水平面内に対して垂直であり、かつ、メサ構造のおおよそ中心を原点とする２つの直交する直交面(Ｘ面、Ｙ面)が、メサ構造の側面と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線としたとき、Ｌｘ１、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線のうち少なくとも一つの曲率が異なる。
【００２３】
好ましくはメサ構造が、Ｙ面に対して面対称な形状であり、かつ、略楕円錐台か、略三角錐台か、略四角錐台か、略多角錘台かのいずれかの形状のメサ構造である。また、メサ構造の最上面の平面形状と、メサ構造の最下面での断面の平面形状とが非相似形であってもよい。
【００２４】
好ましくは、メサ構造は、少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層の一部を酸化して形成した酸化アパーチャを含む。酸化は、例えば、メサ構造の側面から行われ、この酸化距離を制御することで酸化アパーチャを制御する。
【００２５】
好ましくは、酸化アパーチャの平面形状は、長径と短径を有し、長径と短径は略直交しており、前記Ｘ面はその面内に短径を含み、前記Ｙ面はその面内に長径を含むものでもよい。
【００２６】
また、メサ構造の側壁は、絶縁膜によって覆われ、絶縁膜は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２、またはポリイミドのいずれかを含むものとすることができる。Ａｘ１とＡｙ１との角度差、または、Ａｘ１とＡｙ２との角度差が、５°以上あることが望ましい。角度差が５°を越えると、偏光方向が一定に揃う割合が格別に上昇する（図４を参照）。また、Ｌｘ１線の上の絶縁膜の厚みをｔｘ１、Ｌｘ２線の上の絶縁膜の厚みをｔｘ２、Ｌｙ１線の上の絶縁膜の厚みをｔｙ１、Ｌｙ２線の上の絶縁膜の厚みをｔｙ２としたとき、角度Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２の大きさに応じて、絶縁膜の厚みｔｘ１、ｔｘ２、ｔｙ１、ｔｙ２の値が異なるようにすることが望ましい。
【００２７】
本発明の第３の特徴は、面発光型半導体レーザ装置の製造方法であり、当該製造方法は、半導体基板上に、少なくとも第一の導電型の半導体多層膜反射鏡と、活性層と、第二の導電型の半導体多層膜反射鏡とを順次積層して形成した半導体積層膜を形成する工程と、前記半導体積層膜の最表層に、方位によって異なるマスク端部傾斜を有するマスクを形成する工程と、前記マスクにより前記半導体多層膜をエッチングしてメサ構造を形成する工程と、前記メサ構造を覆う絶縁膜を形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る面発光型半導体レーザ装置によれば、メサ（ポスト）の側壁の傾斜角を方位によって異ならせることで、メサ側壁を覆う例えばＳｉＯ２などの層間絶縁膜によるメサ側壁の歪が側壁毎に異なるため、メサ構造内の活性層に異方的に歪が導入される。その結果として、メサ構造から出射されるレーザ光の偏光方向が、活性層の歪みにより一方向に安定的に固定される。このことにより、偏光方向が安定したＶＣＳＥＬ素子の製造の歩留まり改善することができ、ＶＣＳＥＬがより多くの光学機器において安定的に、かつ高信頼性の光源として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明に係る垂直共振器型の面発光型半導体レーザ装置の最良の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るＶＣＳＥＬのメサ構造の模式図であり、図１(ａ)はメサ構造の上面図、図１（ｂ）はメサ構造のＸ面断面を示す図、図１(ｃ)はＹ面断面を示す図である。図２は、メサ構造の層間絶縁膜の歪みにより生じる応力を説明する図である。こらら、図１および図２を用いて本発明の原理を詳述する。
【００３０】
図１に示すように、ＶＣＳＥＬの半導体基板上に形成されたメサ構造１０は、四角錐状であり、メサ構造の頂部から基板と垂直方向にレーザ光を出射する。メサ構造１０の略中心で直交する二つの面をＸ面とＹ面と仮定し、Ｘ面とメサ側面または側壁と交わる交線をそれぞれＬｘ１線、Ｌｘ２線とし、Ｙ面とメサ側面または側壁と交わる交線をＬｙ１線、Ｌｙ２線とする。そして、Ｌｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線が基板水平面２０となす角度、すなわち、メサ側壁の傾斜角をそれぞれ、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２とする。
【００３１】
図１に示す例では、傾斜角Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、その角度をαとする。また、傾斜角Ａｙ１とＡｙ２が略等しく、その角度をβとする。αとβは、互いに異なる値をとり、等しくない。可能であれば、αとβの角度差は、大きければ大きいほど偏光制御には有効であり（後述する図４を参照）、その角度差が５°以上であれば、実質的に偏光制御の効果が顕著に現われ始める。
【００３２】
また、別の実施の形態として、メサ側壁は必ずしも平面でなくとも良く、曲面であっても良い。その場合、Ｌｘ１線、Ｌｘ２線、Ｌｙ１線、Ｌｙ２線は曲線となり、このうち、少なくとも一つの曲線の曲率が異なるようにする。例えば、メサ構造は、円錐台や楕円錐台の形状にし、その側壁の曲面の曲率を異ならせる。
【００３３】
図２に示すように、実際のＶＣＳＥＬでは、メサ構造１０を０．２μｍ〜１μｍ程度の厚さｔを有するＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２等の層間絶縁膜３０で覆う。このとき、層間絶縁膜３０内には、膜応力が発生する。ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置の着膜条件によって、膜応力を圧縮応力にしたり、引っ張り応力にしたり、膜応力の大きさを変えることができる。
【００３４】
メサ構造１０に引っ張り応力が生じているときのモデルを想定したものが図２である。層間絶縁膜３０の歪みによる引っ張り応力Ｆａは、メサ端部で水平方向成分Ｆｘと垂直方向成分Ｆｚに分解することができる。メサ側壁の傾斜角をＡとしたとき、分解応力ＦｘおよびＦｚは、式（１）、（２）で示される。
【００３５】
【数１】
2006013366.tif 000003
【００３６】
【数２】
2006013366.tif 000004
【００３７】
式（１）、（２）から明らかなように、応力、すなわち歪みは、メサ側壁が基板水平面１０とのなす角Ａ（メサ側壁の傾斜角）の関数となりうる。したがって、傾斜角Ａを適宜選択することで、メサ構造内の活性層や活性層周囲の導波路層にかかる歪みの掛かり方を制御することができる。このような理由により、メサ側壁の傾斜角をメサの方位毎に制御することにより、メサ構造内の活性層に異方的歪みを与え、その結果として、レーザ光の光学利得の異方性が発現し、レーザ光の偏光方向を制御することが可能となる。図１の例では、Ａｘ１とＡｘ２が略等しく、Ａｙ１とＡｙ２が略等しい場合を挙げたが、角度Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２のそれぞれ全てが異なっているようにしても良いし、いずれか一つの角度だけが異なっていても良い。一つでも異なる角度があれば、メサに異方的な歪みが生じるため、偏光の制御が可能となる。
【００３８】
さらに、応力Ｆａすなわち歪みは、層間絶縁膜の厚さｔによっても制御可能であり、メサ側壁の傾斜角Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２と層間絶縁膜の厚さｔの双方を適宜調整して、より効果的にメサ側壁に歪みを導入させることができる。例えば、歪みの水平方向成分Ｆｘの異方性を強めたい場合は、図１において、Ｌｘ１とＬｘ２を含む傾斜の緩いメサ側壁面上にある層間絶縁膜の厚みを厚くする。反対に、歪みの垂直方向成分Ｆｚの異方性を強めたい場合は、図１において、傾斜のきついＬｙ１やＬｙ２を含むメサ側壁面上にある層間絶縁膜の厚みを厚くする。
【００３９】
また、少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層（例えば、ＡｓＡｓやＡｌＧａＡｓなど）の一部を酸化して形成した酸化アパーチャをメサ構造内に備える選択酸化型ＶＣＳＥＬに本発明を適用することができる。酸化アパーチャの平面形状を、楕円や矩形のような長径と短径を有する平面形状にすることで、長径方向にある程度の偏光を揃えることができるが、本発明に係るメサ側壁の傾斜角制御の手法を適用することで、偏光方向をより安定的に固定化することが可能となる。本発明の適用で最も有効なのは、酸化アパーチャの平面形状の長径、あるいは短径方向に、最も大きな歪みがかかるようにメサ側壁の傾斜角を制御することである。
【００４０】
すなわち、選択酸化型のＶＣＳＥＬは、半導体基板上に第一導電型の半導体多層膜反射鏡と、活性層と、第二導電型の半導体多層膜反射鏡とを含み、これらの半導体層をエッチングすることでメサ構造が形成され、メサ構造内に少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層の一部を酸化した酸化アパーチャが形成されている。酸化アパーチャの平面形状は、互いに直交する長径と短径を有し、Ｘ面はその面内に短径を含み、Ｙ面はその面内に長径を含むようにする。もちろん、これ以外にも、酸化アパーチャ形状が長径と短径を持たない任意の形状であってもよく、その場合、レーザのビーム形状を任意としながらも、偏光制御も可能ならしめることができるという利点が得られる。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明の面発光型半導体レーザ装置の詳細な実施例について説明する。図３に本発明による第１の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す。図３(ａ)は、ＶＣＳＥＬの上面図、図３（ｂ）が上面図のＸ１−Ｘ１’線断面図、図１（ｃ）が上面図のＹ１−Ｙ１’線断面図である。
【００４２】
第１の実施例は、少なくとも一層の高Ａｌ組成半導体層の一部を酸化して形成した酸化アパーチャをメサ構造中に備える垂直共振器型の面発光半導体レーザ装置に本発明を適用したものである。
【００４３】
同図において、１０１がｎ型ＧａＡｓ基板、１０２がｎ型ＧａＡｓバッファー層、１０３がｂ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ多層膜ブラッグ反射鏡、１０４がアンドープＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなるλ(一波長)のスペーサ層、１０５がＧａＡｓ量子井戸活性層、１０７はｐ型ＡｌＡｓ層であり、１０６がｐ型ＡｌＡｓ層１０７をメサ構造の側面から一部高温の水蒸気にて酸化したＡｌＡｓ酸化層である。ｐ型ＡｌＡｓ層１０７とＡｌＡｓ酸化層１０６で作られる層を酸化アパーチャ層または電流狭窄層と言う。酸化アパーチャ層において、周囲にあるＡｌＡｓ酸化層１０６が絶縁層であり、その中心部にあるｐ型ＡｌＡｓ層１０７は導電性を有しているため、メサの中心部に電流が狭窄される。さらに、中心部にあるＡｌＡｓ層１０７の屈折率が周囲のＡｌＡｓ酸化層１０６よりも高いため、光をメサ中心部に集める光導波路にもなっている。
【００４４】
１０８は、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ多層膜ブラッグ反射鏡であり、１０９はｐ型ＧａＡｓコンタクト層（キャップ層）、１１０がｐ側電極、１１１がＳｉＮｘの層間絶縁膜、１１２が裏面ｎ側電極となっている。１１５がp側電極のワイヤーボンディング用パッド、１１６はワイヤーボンディングパッド１１５とp側電極１１０を電気的につなぐp側配線である。ｐ側電極１１０の中央には、円形状の開口からなるレーザ出射口１１７が形成され、レーザ出射口１１７から基板と垂直方向にレーザ光が出射される。
【００４５】
第１の実施例では、ＶＣＳＥＬのメサ構造１０が矩形状をしている。メサ構造１０の略中心を通り、紙面に対して垂直なＸ１−Ｘ１’面と、メサ構造の略中心においてＸ１−Ｘ１’面と略直交するＹ１−Ｙ１’面とを想定したとき、Ｘ１−Ｘ１’面と矩形状のメサ側壁１１３との交線が水平面となす角と、Ｙ１−Ｙ１’面と矩形状のメサのもう一方の側壁１１４との交線が水平面となす角が異なっている。すなわち、メサ構造１０のメサ側壁１１３の傾斜角と、メサ側壁１１３と略直交するメサ側壁１１４の傾斜角が異なっていることを特徴としている。
【００４６】
メサ側壁１１３と略直交するメサ側壁１１４の傾斜角が異なるという条件を充たしてさえいれば、メサ側壁１１３と対向するメサ側壁１１８や、メサ側壁１１４と対向するメサ側壁１１９に関して、それぞれ対向する側壁同士の傾斜角が等しくとも良いし、異なっていても良い。さらに、メサ側壁１１３、１１４、１１８、１１９の少なくともいずれか一つの側壁の傾斜が他の傾斜角と異なっても良い。
【００４７】
このような条件を充たすべくメサ構造が取りうる形状として、メサ上面とメサ下面（底面）の平面形状が相似形でない場合があげられる。さらに、メサ上面とメサ下面（底面）の平面形状が相似形である場合であっても、メサのある高さにおける水平断面の平面形状が略直交する長径と短径を有する錘台であれば、メサ側壁の傾斜角のいずれか一つを他の傾斜角と異ならせることができる。例えば、メサ構造は、三角錘台、多角錘台、楕円錘台、これらの一部の変形が含まれる。
【００４８】
一方、メサ側壁上にある層間絶縁膜１１１の厚みは、メサの方位によらず一定である例を図３に示しているが、上記したように、メサ側壁の傾斜角に合わせてメサ側壁上の層間絶縁膜１１１の厚みを異ならせ、メサにかかる歪み量の差を増幅させ、偏光制御の効果を高めることも可能である。例えば、図３のメサ側壁１１３と１１８に厚さ１．５μｍのＳｉＮｘ膜を積層させ、一方、メサ側壁１１４と１１９上には厚さ０．７μｍのＳｉＮｘ膜を積層させる。これにより、膜の歪み量は膜厚が大きいほど大きくなるため、活性層に導入される水平方向の歪み量は、Ｘ１−Ｘ１方向で増幅される。
【００４９】
図４は、メサ側壁の角度差と偏光固定素子の割合との関係を示すグラフである。横軸に、メサ側壁の角度差、縦軸に偏光方向固定素子の割合（％）と示している。図からも理解できるように、メサの角度差が約５度より大きくなると、偏光方向が一定方向に固定されるＶＣＳＥＬの割合が上昇する。例えば、メサの角度差が４度であれば、偏光方向が固定される割合は約２１％程度であるが、５度を超えると、約４０％にまで上昇する。５度以上では、その割合は漸増し、約１０度以上ではほぼ横ばいとなっている。従って、メサ側壁の傾斜角の角度差は５°以上であることが好ましい。
【００５０】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、酸化アパーチャを有するＶＣＳＥＬの酸化アパーチャ形状とメサ構造の側壁の傾斜角との関係を分かり易く説明するための図であり、図３に示すｐ側電極、ｐ側電極のワイヤーボンディング用パッド、およびｐ側配線等の本来あるべき構造物を省略している。図５（ａ）のメサ構造は、酸化アパーチャが略正方形状の平面形状であるのに対し、図５（ｂ）のメサ構造は、酸化アパーチャが長方形状の平面形状である。
【００５１】
図５（ａ）および図５（ｂ）において、５０１ａと５０１ｂがメサ構造の上面部であり、５０２ａと５０２ｂがメサ底部である。５０３ａと５０３ｂは、高Ａｌ組成半導体層のメサ側壁上の端部であり、５０４ａと５０４ｂは、酸化アパーチャである。５０５ａと５０５ｂならびに５０６ａと５０６ｂは、Ｘ２−Ｘ２’方向のメサの側壁であり、５０７ａと５０７ｂ及び５０８ａと５０８ｂは、Ｙ２−Ｙ２’方向のメサ側壁である。５０９ａと５０９ｂならびに５１０ａと５１０ｂは、それぞれメサ側壁５０５ａと５０５ｂならび５０６ａと５０６ｂの水平方向に生じる歪量を示しており、５１１ａと５１１ｂならびに５１２ａと５１２ｂがそれぞれメサ側壁５０７ａと５０７ｂ及び５０８ａと５０８ｂの水平方向に生じる歪量を示している。歪量の相対的な大小関係は、図中の矢印の長さで表している。
【００５２】
図５（ａ）に示すメサ構造では、酸化アパーチャ５０４ａの形状は、長軸と短軸の差が無い略正方形に近い形となっている。メサ側壁の傾斜をＸ２−Ｘ２’方向とＹ２−Ｙ２’方向で違えてあるため、それぞれの方向の歪量も異なり、結果として活性層に異方的な歪みが導入される。ただし、図５（ａ）のメサ構造では、酸化アパーチャ５０４ａの形状の異方性がほとんどないので、酸化アパーチャ５０４ａの形状による偏光制御は期待できないが、その反面、酸化アパーチャの形状、すなわちレーザビームのニアフィールドパターンは、略正方形となり、等方的なパターンを必要とするアプリケーションに向く。
【００５３】
一方、図５（ｂ）に示すメサ構造では、酸化アパーチ５０４ｂの形状が長軸と短軸を有する異方的な形状をしている。歪みまたは応力は、Ｙ２−Ｙ２’方向、すなわち、長軸方向に大きくなっており、長軸方向に偏光が揃うように制御される。これにより、酸化アパーチャの形状による偏光制御に加えて、本発明によるメサ側壁の角度差による異方的な歪みによる偏光制御の効果を重畳させることができ、より安定的な偏光制御が可能となる。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３の実施例では、メサ側壁の形状が平面のメサ構造を例示したが、メサ側壁の形状は曲面であっても良い。図６は第３の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す。このＶＣＳＥＬは、図３に示すＶＣＳＥＬとは材料構成および構造は同じであるが、メサ側壁６０１〜６０４の形状が平面でなく曲面になっている点だけが相違点である。メサ側壁６０１とそれに相対するメサ側壁６０２は、凹面でほぼ同一の曲率を有しているが、メサ側壁６０１ならびに６０２と略垂直に配置するメサ側壁６０３と６０４は凸面となっていて、曲面形状がメサ側壁６０１ならびに６０２の曲面形状と異なる。曲面形状が異なると、メサ側壁に積層される層間絶縁膜１１１によってメサ側壁に加えられる歪み量が異なる。このため、活性層に異方的な歪みが導入され、ＶＣＳＥＬの偏光制御が可能となる。メサ側壁の曲面形状は、少なくともいずれかひとつの方位で異なっていれば良く、図６でいえば、メサ側壁６０１と６０２と６０３は略同一形状の曲面であって、メサ側壁６０４のみが異なる形状の曲面であっても良い。
【００５５】
次に、第１の実施例の特徴を有するＡｌＡｓ酸化型ＶＣＳＥＬの具体的な作製手順を図７ないし図１３を参照して説明する。
【００５６】
（１）ＶＣＳＥＬ基板の作製
まず、ＧａＡｓ等３−５族化合物半導体のバルク結晶を基板として、有機金属気層成長(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy:ＭＯＶＰＥ)法により、３−５族化合物（ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ）半導体薄膜を順次エピタキシャル成長させ積層してゆく。
【００５７】
積層する薄膜の構造は、前述したように、少なくとも、活性層、スペーサ層、半導体多層膜反射鏡、コンタクト層を有する。具体的には、図７（ａ）に示すように、Ｓｉドープ（Ｎd＝１×１０18cm-3）ｎ型ＧａＡｓ半導体基板１０１上にＳｉドープ(Ｎd＝１×１０18cm-3)ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０２、４０．５周期のＳｉドープ（Ｎd＝１×１０18cm-3）ｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ多層膜ブラッグ反射鏡１０３、アンドープλＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓスペーサ層１０４、３重量子井戸Ａｌ0.11Ｇａ0.89Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ活性層１０５、Ｚｎドープ（Ｎa＝７×１０17cm-3）ｐ型ＡｌＡｓ層１０７、３０．５周期のＺｎドープ（Ｎa＝７×１０17cm-3）ｐ型 Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ多層膜ブラッグ反射鏡１０８、Ｚｎドープ(Ｎa＝１×１０19cm-3)ｐ型ＧａＡｓ層１０９の各層を順次成膜する。ｐ型のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ／Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ多層膜ブラッグ反射鏡の各層界面には、デバイスの直列抵抗を下げるために、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＡｓとＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓの間の組成のバンド障壁緩衝層を挿入しても良い。
【００５８】
（２）開口部を有するpコンタクト電極の作製
次に、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、ＭＯＶＰＥ装置で作製したＶＣＳＥＬ基板の最表面（ｐ型ＧａＡｓ層１０９）上に、レーザ出射用の開口部１１７を有するコンタクト電極１１０を作製する。コンタクト電極１１０の作製方法は、基板表面に通常のフォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成し、ＴｉとＡｕを順次着膜してから、レジストを剥離して電極形成するリフトオフ法が好ましい。あるいは、あらかじめＴｉとＡｕを着膜しておいて、Ａｕの上で通常のフォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成しＴｉとＡｕをエッチングしてパターンニングする方法でも良い。ｐ電極材料は、ＴｉとＡｕの他に、ＡｕＺｎ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどを用いても良い。
【００５９】
（３）メサエッチング用マスクの形成
次に、メサ側壁の傾斜角が異なる柱状のメサ（ポスト）構造の作製方法を述べる。図８（ａ）に示すように、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘなどの絶縁膜７０１をマスク材として、ｐ側コンタクト電極１１０を含むｐ型ＧａＡｓ層１０９の上から基板全面に着膜する。スピンコーターでレジストを絶縁膜７０１上に塗布し、図８（ｂ）および図（ｃ）の上面図に示すように、レジストパターン７０２をフォトリソグラフィー法で形成する。そして、レジストパターン７０２をマスクにて、先ずは、バッファードフッ酸にて絶縁膜７０１をウエットエッチングする。
【００６０】
レジストを除去すると、図９（ａ）および図９（ｂ）の上面図に示されるように、パターニングされた絶縁膜マスク７０３が形成され、その絶縁膜マスク７０３のエッチングされた絶縁膜端部は、ある傾斜７０４を有する。次に、再度レジストを、パターニングされた絶縁膜マスク７０３上にスピンコーター等で塗布し、フォトリソグラフィー法でパターンニングする。今回のレジストパターン７０５は、図１０（ａ）の上面図に示すように、前回のレジストパターン７０２と直交する配置とし、絶縁膜マスク７０３のエッチングされてない方位をエッチングするマスクとする。
【００６１】
そして、ＳＦ６やＣＨＦ３やＣＦ４や酸素等の単一または混合ガスにより、レジストパターン７０５をマスクとして絶縁膜マスク７０３をドライエッチングする。しかるにドライエッチングにより形成された絶縁膜マスク７０３の新たな端部の傾斜７０６は、前回のウエットエッチングのときに形成された絶縁膜マスク端部の傾斜７０４とは異なる。これは、レジストとその下層との密着性や、エッチング条件等の制御により、あるいは、エッチング方法そのものを変えることにより、エッチングされた絶縁膜の端部の傾斜を変えることが可能となる。ここでは絶縁膜マスクの平面形状が矩形の場合を例にとってその形成方法を詳述しているが、その平面形状は必ずしも矩形でなくとも良く、楕円や多角形等、本明細に記するところの形状であれば、複数回にわたるレジストパターン形成と、それぞれのマスクエッチングでの絶縁膜マスクのエッチング条件を適当に選ぶことにより、所望の平面形状のマスクであって、前期マスクの端部の傾斜が方位によって異なる絶縁膜マスクを具現化できる。
【００６２】
（４）メサ（ポスト）構造の作製
上記工程でマスク端部の傾斜が、メサ構造の側壁の方位によって異なる絶縁膜マスク７０３を準備した。これは、ＶＣＳＥＬウエハ上に、方位によって異なる傾斜の側壁を有するメサ（ポスト）構造を作製するためのマスクである。所望のメサ構造を作るには、絶縁膜マスクを用い、ＢＣｌ３ガスやＣｌ２ガスやＡｒガス等のプラズマを用いた反応性イオンエッチング(ＲＩＥ)にてＶＣＳＥＬウエハをドライエッチングすることが肝要である。この系のドライエッチングは、前記ガスの混合比や高周波のパワーなどを制御することにより絶縁膜マスクとＶＣＳＥＬウエハのエッチング速度比（選択比）を自由にコントロールすることができる。しかるに、ある選択比でＶＣＳＥＬウエハをドライエッチングすると、各マスク端部では、その端部の絶縁マスク７０３の傾斜に依存してＶＣＳＥＬウエハのメサの傾斜が形成される。絶縁膜マスク７０３の端部傾斜が方位によって異なる形状であるため、ＶＣＳＥＬウエハのメサ構造の側壁の傾斜も方位によって異ならせることができる。
【００６３】
図１１(ａ)は上面図、図１１（ｂ）はＸ４−Ｘ４’線断面図、図１１（ｃ）はＹ４−Ｙ４’線断面図であり、これらに上記作製方法によって作製されたＶＣＳＥＬウエハのメサ構造が示されている。エッチング深さは、少なくともＡｌＡｓ層１０７端部がメサ側壁に露出する以上の深さとする。図１１のメサ構造の場合、メサ側壁１１３と１１８はほぼ同一の傾斜を有し、メサ側壁１１４と１１８はほぼ同一の傾斜を有するが、メサ側壁１１３とメサ側壁１１４、あるいは、メサ側壁１１４とメサ側壁１１９は異なる傾斜を有している。
【００６４】
このような作製方法により、１回のドライエッチングで、異なる傾斜の側壁を有するメサ構造をＶＣＳＥＬウエハに作製することができる。１回のエッチングでメサ構造を作製できることは、後工程であるＡｌＡｓ層の酸化工程の制御性を高めるためには重要である。例えば、絶縁膜マスク７０３を形成するときのエッチングと同様に、仮にＶＣＳＥＬウエハのエッチングを２回に分けた場合、１回目に作製した方位のメサの側壁は、２回目のエッチング時にレジストあるいは、絶縁膜マスクで覆われてしまい、メサ側壁に露出しているＡｌＡｓ層の露出端部を汚染してしまう。これにより汚染されたＡｌＡｓ層の露出端部からの酸化は、汚染されていないＡｌＡｓ層の露出端部からの酸化とは異なり、メサ中心部に正常なＡｌＡ層の酸化が進行しない不具合が生じてしまう。しかるに、１回のエッチングでメサ構造を作製することが可能な製造方法は、後工程であるＡｌＡｓ層の酸化工程の制御性を高めるために重要である。
【００６５】
（５）ＡｌＡｓ酸化工程
メサ構造を作製したら、直ちにアニール炉内に挿入し、水蒸気を導入してメサ側面からＡｌＡｓ層の選択酸化を行う。その時のアニール温度は、３００〜３５０℃程度である。また、水蒸気は、熱水タンク内の７０〜１００℃の熱水を窒素キャリアガスでバブリングして炉内に輸送する。水蒸気酸化を行うと、Ａｌ組成の高いＡｌＧａＡｓとＡｌＡｓ層がアルミ酸化物(ＡｌｘＯｙ)に変化するが、ＡｌＡｓの方がＡｌＧａＡｓに比べて酸化速度が圧倒的に速いため、ＡｌＡｓのみが選択的にポスト側壁端部からポスト中心部へ向っての酸化が進行し、図１２(ａ)、（ｂ）に示すように、ＡｌＡｓ層の酸化層１０６が形成される。
【００６６】
アニール時間を制御することで、メサの中央部にＡｌＡｓ層１０７を所望サイズだけ残すことができる。ＡｌＡｓ層の酸化層１０６は、電気伝導度が極度に小さく、ＡｌＡｓ層１０７は電気伝導度が大きいため、ポスト構造の中心部に残されたＡｌＡｓ層１０６のみに電流が流れる電流狭窄構造とすることができる。
【００６７】
（６）層間絶縁膜着膜
図１３（ａ）に示すように、メサ全体をＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ等の層間絶縁膜１１１で被覆する。これは、ＡｌＡｓ層のほとんどがポーラス状のＡｌｘＯｙ膜に置換されて形成された酸化層であることによって生じるメサ自体の強度低下を絶縁膜１１１で覆うことで構造強度を補強するため、および、メサ側壁に露出した酸化層端部からの変質を防止するためである。
【００６８】
（７）コンタクトホールの作製
次に、図１３（ｂ）に示すように、メサ上部の層間絶縁膜１１１の下層にあるコンタクト電極１０９にp配線電極１１０を接地させるためのコンタクトホール７０７を開ける。コンタクトホール７０７は、フォトリソグラフィーでパターニングを行い、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等の薬液によるエッチングやドライエッチングにて行う。
【００６９】
（８）ｐ配線電極形成とｎ電極形成
図３に示すように、最後にボンディング用パッド１１５とｐ配線電極１１６を通常のフォトリソグラフィーとＴｉとＡｕを順次着膜する蒸着法とレジストを剥離して電極パターンを形成するリフトオフ法により形成する。また、ｎ電極１１２をＶＣＳＥＬ基板の裏面から蒸着により着膜する。電極材料としては、ＡｕＧｅ／Ａｕ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等が挙げられる。最後に着膜した電極がオーミック電極として機能するよう４００℃程度でアニールし、合金化する。
【００７０】
こうして、第１の実施例に係る、図３に示す選択酸化型のＶＣＳＥＬを得ることができる。上記例では、メサ構造のＸ１−Ｘ１’方向とＹ１−Ｙ１’方向のメサ側壁の傾斜角を異ならせる工程を示したが、仮に、メサ側壁の４つの傾斜角をすべて異ならせる場合には、それに応じて絶縁膜マスクの４つの方位の端部の傾斜角をすべて異ならせるようにしてもよい。必要であれば、４回のエッチングを行い、絶縁膜マスクの各方位の端部の傾斜角を可変するようにしてもよい。さらに、第２の実施例のように、メサ側壁が曲面である場合にも、絶縁膜マスクの端部の傾斜を調整し、エッチングの条件を調整することで、所望の曲率を得ることが可能である。
【００７１】
なお、上記実施例は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定的に解釈されるべきものではなく、本発明の構成要件を満足する範囲内で他の方法によっても実現可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る表面発光型半導体レーザ素子は、半導体基板上に単一もしくは二次元アレイ上に配列され、光通信や光記録等の光源等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の面発光型半導体レーザ装置のメサ構造を説明する図であり、図１(ａ)はメサ構造の上面図、図１（ｂ）はメサ構造のＸ面断面を示す図、図１（ｃ）はメサ構造のＹ面断面を示す図である。
【図２】メサ構造の層間絶縁膜による歪みによる応力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を示す図であり、図３(ａ)はＶＣＳＥＬの上面図、図３（ｂ）はＸ１−Ｘ１’線断面図、図３（ｃ）はＹ１−Ｙ１’線断面図である。
【図４】メサ側壁角度差と偏光固定素子の割合の関係を示すグラフである。
【図５】酸化アパーチャを有するＶＣＳＥＬの酸化アパーチャ形状とメサ構造の側壁の傾斜角との関係を分かり易く説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬを示す図であり、図６(ａ)はＶＣＳＥＬの上面図、図６（ｂ）はＸ３−Ｘ３’線断面図、図６（ｃ）はＹ３−Ｙ３’線断面図である。
【図７】第１の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造工程を示す図であり、図７(ａ)、（ｂ）は工程断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）に対応する上面図である。
【図８】絶縁膜マスクの製造工程を示す図であり、図８(ａ)、（ｂ）は工程断面図、図８(ｃ)は図８(ｂ)に対応する上面図である。
【図９】絶縁膜マスクの製造工程を示す図であり、図９（ａ）は工程断面図、図９(ｂ)は上面図である。
【図１０】図１０（ａ）は絶縁膜マスクの２回目のエッチングを行うときの上面図であり、図１０（ｂ）は２回目のエッチング終了後に形成された絶縁膜マスクの上面図である。
【図１１】メサ構造の製造工程を示し、図１１（ａ）は上面図、図１１(ｂ)はＸ１−Ｘ１’線断面図、図１１(ｃ)はＹ１−Ｙ１’線断面図である。
【図１２】酸化アパーチャの製造工程を示し、図１２(ａ)はＸ１−Ｘ１’線断面図、図１１(ｂ)はＹ１−Ｙ１’線断面図である。
【図１３】図１３(ａ)は層間絶縁膜を形成したときのＸ１−Ｘ１’線断面図、図１３(ｂ)は層間絶縁膜にパターニングしたときのＸ１−Ｘ１’線断面図である。
【図１４】図１４(ａ)、（ｂ）は、従来のＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０：メサ構造                  ２０：基板水平面
３０：層間絶縁膜                  １０１：ＧａＡｓ基板
１０２：バッファー層              １０３：ｎ型多層膜ブラッグ反射鏡、
１０４：スペーサ層                １０５：活性層
１０６：ＡｌＡｓ酸化層            １０７：ｐ型ＡｌＡｓ層
１０８：ｐ型多層膜ブラッグ反射鏡  １０９：コンタクト層
１１０：ｐ側電極                  １１１：層間絶縁膜
１１２：ｎ側電極                  １１３：側壁
１１４：側壁                      １１５：ボンディングパッド
１１６：ｐ側配線                  １１７：出射口
１１８：側壁                      １１９：側壁
Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｙ１、Ｌｙ２：メサ側壁との交線
Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｙ１、Ａｙ２：交線と基板水平面とのなす角度
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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