(57)【要約】【課題】ポスト内の活性層からの熱の放出を容易にする構造を有する垂直共振型面発光レーザを提供する。【解決手段】垂直共振型面発光レーザは、第１エリア及び前記第１エリアを囲む第２エリア含む主面を有する基板と、前記第１エリア上にポスト構造を有しており、前記基板の前記主面上に設けられた積層体と、前記ポスト構造の上面上に設けられ分布ブラッグ反射のための誘電体積層と、前記ポスト構造に接触を成すオーミック電極と前記ポストの側面及び前記第２エリア上を延在する閉じた上部電極とを含む金属構造体と、を備え、前記積層体は、分布ブラッグ反射のための第１半導体積層、活性層、及び分布ブラッグ反射のための第２半導体積層を含み、前記ポストは、前記活性層及び前記第２半導体積層を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直共振型面発光レーザであって、
第１エリア及び前記第１エリアを囲む第２エリア含む主面を有する基板と、
前記第１エリア上にポスト構造を有しており、前記基板の前記主面上に設けられた積層体と、
前記ポスト構造の上面上に設けられ分布ブラッグ反射のための誘電体積層と、
前記ポスト構造に接触を成すオーミック電極と前記ポストの側面及び前記第２エリア上を延在する閉じた上部電極とを含む金属構造体と、
を備え、
前記積層体は、分布ブラッグ反射のための第１半導体積層、活性層、及び分布ブラッグ反射のための第２半導体積層を含み、
前記ポストは、前記活性層及び前記第２半導体積層を含む、垂直共振型面発光レーザ。
【請求項２】
前記基板の裏面に設けられた下部電極を更に備え、
前記第１半導体積層は、前記基板の前記主面に接触を成す、請求項１に記載された垂直共振型面発光レーザ。
【請求項３】
前記上部電極は、前記ポスト構造の前記上面において前記誘電体積層の上面より高い、請求項１又は請求項２に記載された垂直共振型面発光レーザ。
【請求項４】
前記上部電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、又はＴｉを含む、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された垂直共振型面発光レーザ。
【請求項５】
前記上部電極は、銀層と、該銀層上に設けられた金層とを含み、
前記銀層は、前記金層の厚さより大きい厚さを有する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された垂直共振型面発光レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直共振型面発光レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、面発光レーザを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の面発光レーザは、メサ構造部を埋め込む絶縁膜と、絶縁膜及びメサ構造部上に設けられたｐ側電極と、ｐ側電極をＧａＡｓ基板の裏面に導く貫通ビアと、ＧａＡｓ基板の裏面に設けられた窪みと、該窪みを満たすｎ側電極とを含む。
【０００５】
基板の裏面の窪み内のｎ側電極は、動作中に熱を発生する活性層から離れている。発明者の知見によれば、垂直共振型面発光レーザのポストは、活性層上に設けられると共に分布ブラッグ反射を可能にする厚い半導体積層を含んでおり、活性層からの熱は、活性層から電極への放熱経路に位置する厚い半導体積層を介してポストの上面上の電極に至る。厚い半導体積層は、ポスト内の活性層からポストの上面又は側面への距離を小さくすることを妨げる。
【０００６】
本発明の一側面は、ポスト内の活性層からの熱の放出を容易にする構造を有する垂直共振型面発光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】
【０００７】
本発明の一側面に係る垂直共振型面発光レーザは、第１エリア及び前記第１エリアを囲む第２エリア含む主面を有する基板と、前記第１エリア上にポスト構造を有しており、前記基板の前記主面上に設けられた積層体と、前記ポスト構造の上面上に設けられ分布ブラッグ反射のための誘電体積層と、前記ポスト構造に接触を成すオーミック電極と前記ポストの側面及び前記第２エリア上を延在する閉じた上部電極とを含む金属構造体と、を備え、前記積層体は、分布ブラッグ反射のための第１半導体積層、活性層、及び分布ブラッグ反射のための第２半導体積層を含み、前記ポストは、前記活性層及び前記第２半導体積層を含む。
【０００８】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、ポスト内の活性層からの熱の放出を容易にする構造を有する垂直共振型面発光レーザが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示されたＩＩ−ＩＩ線に沿ってとられた断面において実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを概略的に示す図面である。
【図３】図３は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを作製する方法における主要な工程を概略的に示す図面である。
【図４】図４は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを作製する方法における主要な工程を概略的に示す図面である。
【図５】図５は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを作製する方法における主要な工程を概略的に示す図面である。
【図６】図６は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを作製する方法における主要な工程を概略的に示す図面である。
【図７】図７は、上部電極の開口の大きさと、垂直共振型面発光レーザからのレーザ光強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
引き続き、いくつかの具体例を説明する。
【００１２】
具体例に係る垂直共振型面発光レーザは、（ａ）第１エリア及び前記第１エリアを囲む第２エリア含む主面を有する基板と、（ｂ）前記第１エリア上にポスト構造を有しており、前記基板の前記主面上に設けられた積層体と、（ｃ）前記ポスト構造の上面上に設けられ分布ブラッグ反射のための誘電体積層と、（ｄ）前記ポスト構造に接触を成すオーミック電極と前記ポストの側面及び前記第２エリア上を延在する閉じた上部電極とを含む金属構造体と、を備え、前記積層体は、分布ブラッグ反射のための第１半導体積層、活性層、及び分布ブラッグ反射のための第２半導体積層を含み、前記ポストは、前記活性層及び前記第２半導体積層を含む。
【００１３】
垂直共振型面発光レーザによれば、上部電極が、活性層を含むポストの側面及び上面並びに前記第２エリアに沿って閉じるように延在する。また、ポスト構造の上面上の誘電体積層は、所望の反射率を上部分布反射器に提供するために必要なポスト構造の高さを低くできて、ポスト構造内の活性層からポスト構造の上面までの距離を長くしない。閉じた上部電極及び低いポスト構造によれば、活性層から上部電極までの放熱経路を幅広くまた短くできる。
【００１４】
具体例に係る垂直共振型面発光レーザは、前記基板の裏面に設けられた下部電極を更に備え、前記第１半導体積層は、前記基板の前記主面に接触を成す。
【００１５】
垂直共振型面発光レーザによれば、活性層は、第１半導体積層及び導電性の基板を介して下部電極に接続される。
【００１６】
具体例に係る垂直共振型面発光レーザでは、前記上部電極は、前記ポスト構造の前記上面において前記誘電体積層の上面より高い。
【００１７】
垂直共振型面発光レーザによれば、上部電極に、誘電体積層の上面より高い側面の上端を有するような厚みを提供できる。
【００１８】
具体例に係る垂直共振型面発光レーザでは、前記上部電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、又はＴｉを含む。
【００１９】
垂直共振型面発光レーザによれば、上部電極は、これらの金属の少なくともいずれかを備えることができる。
【００２０】
具体例に係る垂直共振型面発光レーザでは、前記上部電極は、銀層と、該銀層上に設けられた金層とを含み、前記銀層は、前記金層の厚さより大きい厚さを有する。
【００２１】
垂直共振型面発光レーザによれば、オーミック金属層と金層との間を延在する銀層を含む上部電極は、ワイヤボンディング及び低い接触抵抗を可能にすると共に、良好な放熱経路を提供できる。
【００２２】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、垂直共振型面発光レーザ。及び垂直共振型面発光レーザを作製する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２３】
図１は、実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを概略的に示す平面図である。図２は、図１に示されたＩＩ−ＩＩ線に沿ってとられた断面において実施形態に係る垂直共振型面発光レーザを概略的に示す図面である。
【００２４】
垂直共振型面発光レーザ１１は、基板１３と、積層体１５と、誘電体積層１７と、金属構造体１９とを備える。基板１３は、主面１３ａ及び裏面１３ｂを有しており、主面１３ａは裏面１３ｂの反対側にある。主面１３ａは、第１エリア１３ｃ及び第２エリア１３ｄを有し、第１エリア１３ｃは、単連結の形状である。第２エリア１３ｄは、多重連結の形状（例えば、閉じた帯の形状）であって、第１エリア１３ｃを囲む。本実施例では、更に第３エリア１３ｅを有することができ、第３エリア１３ｅは、多重連結の形状（例えば、閉じた帯の形状）であって、第１エリア１３ｃ及び第２エリア１３ｄを囲む。積層体１５は、基板１３の主面１３ａ上に設けられる。積層体１５は、第１エリア１３ｃ上にポスト構造２１を有する。誘電体積層１７は、分布ブラッグ反射のために設けられ、ポスト構造２１の上面２１ａ上に設けられる。金属構造体１９は、オーミック電極２３及び上部電極２５を含み、オーミック電極２３は、ポスト構造２１に接触を成しており、本実施例では、誘電体積層１７を囲むように閉じた形状を有する。上部電極２５は、第１エリア１３ｃ上のポスト構造２１の上面２１ａを延在して、オーミック電極２３に接触を成す。
【００２５】
積層体は１５、分布ブラッグ反射のための第１半導体積層２７ａ、活性層２７ｂ、及び分布ブラッグ反射のための第２半導体積層２７ｃを含み、第１半導体積層２７ａ、活性層２７ｂ、及び第２半導体積層２７ｃは、主面１３ａに交差する方向に延在する第１軸Ａｘ１の方向に配列される。ポスト構造２１は、活性層２７ｂ及び第２半導体積層２７ｃを含む。本実施例では、第１半導体積層２７ａ及び第２半導体積層２７ｃは、それぞれ、下部分布ブラッグ反射器及び上部分布ブラッグ反射のために設けられる。
【００２６】
引き続き、上部電極２５を説明する。
【００２７】
本実施例では、上部電極２５は、ポスト構造２１の上面２１ａ上において誘電体積層１７の上面１７ａより高く、またポスト構造２１の側面２１ｂを延在する。垂直共振型面発光レーザ１１によれば、上部電極２５に、誘電体積層１７の上面１７ａより高い内側面２５ｂの上端を有するような厚みを提供できる。
【００２８】
垂直共振型面発光レーザ１１によれば、上部電極２５は、ポスト構造２１の上面２１ａ上に設けられ、また誘電体積層１７の上面１７ａより大きな高さを有する。上部電極２５は、誘電体積層１７の上面１７ａからポスト構造２１の側面２１ｂに延在する。厚い上部電極２５を有する金属構造体１９は、低熱抵抗の放熱路を提供できる。また、誘電体積層１７は、ポスト構造２１の上面２１ａ上に設けられて、所望の反射率を上部分布反射器に提供するために必要なポスト構造の高さを低くできると共にポスト構造２１内の活性層２７ｂからポスト構造２１の上面２１ａまでの距離を長くしない。厚い上部電極２５及び低いポスト構造２１によれば、活性層２７ｂから上部電極２５までの放熱経路を幅広くまた短くできる。
【００２９】
本実施例では、上部電極２５は、第１エリア１３ｃ及び第２エリア１３ｄ上において、誘電体積層１７を囲むように閉じた形状を有する。具体的には、上部電極２５は、ポスト構造２１の側面２１ｂ上において閉じた形状を有する。
【００３０】
垂直共振型面発光レーザ１１によれば、上部電極２５が、活性層２７ｂを含むポスト構造２１の上面２１ａ及び側面２１ｂ並びに第２エリア１３ｄに沿って閉じるように延在する。また、誘電体積層１７は、ポスト構造２１の上面２１ａ上に設けられて、所望の反射率を上部分布反射器に提供するために必要なポスト構造の高さを低くできると共にポスト構造２１内の活性層２７ｂからポスト構造２１の上面２１ａまでの距離を長くしない。閉じた上部電極２５及び低いポスト構造２１によれば、活性層２７ｂから上部電極２５までの放熱経路を幅広くまた短くできる。
【００３１】
垂直共振型面発光レーザ１１は、基板１３の裏面１３ｂに設けられた下部電極２９を更に備える。基板１３は導電性を有しており、第１半導体積層２７ａは基板１３の主面１３ａに接触を成す。垂直共振型面発光レーザ１１によれば、活性層２７ｂは、第１半導体積層２７ａ及び導電性の基板１３を介して下部電極２９に接続される。
【００３２】
本実施例では、上部電極２５は、誘電体積層１７の上面１７ａ上に位置すると共に内側面２５ｂによって規定される開口２５ｃを有する、上部電極２５の開口２５ｃ内に、誘電体積層２７が位置する。垂直共振型面発光レーザ１１は、上部電極２５の開口２５ｃを介してレーザ光ビームを出射する。具体的には、開口２５ｃを規定する内側面２５ｂは、誘電体積層２７の上面１７ａに位置しており、この結果、上部電極２５が、誘電体積層１７の側面１７ｂを覆っている。
【００３３】
本実施例では、積層体１５は、第１エリア１３ｃ上のポスト構造２１に加えて、第２エリア１３ｄ及び第３エリア１３ｅ上にそれぞれ設けられた分離構造３１及びテラス構造３３を含むことができる。分離構造３１は、テラス構造３３から及びポスト構造２１を隔置する。この隔置のために、分離構造３１は、積層体１５内に設けられた溝３５を有する。具体的には、溝３５は、ポスト構造２１を規定するように閉じた形状を有する。本実施例では、溝３５は、第２半導体積層２７ｃ及び活性層２７ｂを貫通して、第１半導体積層２７ａに到達する。溝３５は、第１半導体積層２７ａ内に底３５ａを有する。可能な場合には、溝３５は、第２半導体積層２７ｃ、活性層２７ｂ及び第１半導体積層２７ａを貫通して、基板１３に到達するようにしてもよい。ポスト構造２１と同様に、テラス構造３３は、活性層２７ｂ及び第２半導体積層２７ｃを含むことができる。本実施例では、垂直共振型面発光レーザ１１では、誘電体積層１７は、ポスト構造２１上に位置しており、テラス構造３３上には設けられていない。垂直共振型面発光レーザ１１は、テラス構造３３上、誘電体積層１７の代わりに、パッド電極を有する。
【００３４】
垂直共振型面発光レーザ１１によれば、低いポスト構造２１及び低いテラス構造３３は、上部電極２５を溝３５内に設けることを容易にして、溝３５内の上部電極２５の厚さを大きくできる。
【００３５】
第１半導体積層２７ａは、複数の第１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ａ及び複数の第２１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｂを含み、第１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ａ及び第２１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｂは、分布ブラッグ反射を可能にするように交互に配列される。第１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ａ及び第２１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ａは、互いに異なる屈折率を有する。必要な場合には、第１半導体積層２７ａは、下部コンタクト層を含むことができる。
【００３６】
活性層２７ｂは、一又は複数の井戸層３２ａ及び一又は複数の障壁層３２ｂを含み、障壁層３２ｂは井戸層３２ａを隔てる。障壁層３２ｂのバンドギャップは井戸層３２ａのバンドギャップより大きく、障壁層３２ｂは井戸層３２ａは量子井戸構造を形成するように交互に配列されることができる。必要な場合には、活性層２７ｂは、上部スペーサ層３２ｃ及び下部スペーサ層３２ｄの少なくともいずれか一方を含むことができる。
【００３７】
第２半導体積層２７ｃは、複数の第３ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｃ及び複数の第４１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｄを含み、第３ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｃ及び第４１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｄは、分布ブラッグ反射を可能にするように交互に配列される。第３ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｃ及び第４１ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層３０ｄは、互いに異なる屈折率を有する。本実施例では、第２半導体積層２７ｃは、電流狭窄構造２８を含み、必要な場合には、第２半導体積層２７ｃは、上部コンタクト層２７ｄを含むことができる。
【００３８】
垂直共振型面発光レーザ１１は、絶縁膜３７を含む。絶縁膜３７は、積層体１５及び誘電体積層１７上に設けられることができる。具体的には、絶縁膜３７は、積層体１５のポスト構造２１の上面２１ａ及び側面２１ｂ並びに誘電体積層１７の上面１７ａ及び側面１７ｂを覆うと共に、オーミック電極２３上に開口３７ａを有する。上部電極２５は、絶縁膜３７の開口３７ａを介してオーミック電極２３に接触を成すと共に、絶縁膜３７を延在して、積層体１５に望まれない電気的な接触を成すことを避ける。絶縁膜３７は、シリコン系無機絶縁体を含むことができ、例えばＳｉＮを含む。
【００３９】
本実施例では、上部電極２５は、溝３５を実質的に埋め込んでいる。この埋込によれば、上部電極２５が、ポスト構造２１内の活性層２７ｂの側面上の絶縁膜上を延在するようにできる。具体的には、溝３５を埋め込む厚い上部電極２５が、活性層２７ｂの側面に沿って絶縁膜を延在することを可能にする。
【００４０】
垂直共振型面発光レーザ１１は、パッシベーション膜３９を更に備えることができる。パッシベーション膜３９は、積層体１５、誘電体積層１７、上部電極２５及び絶縁膜３７上に設けられる。具体的には、パッシベーション膜３９は、積層体１５のポスト構造２１上の誘電体積層１７の上面１７ａ（側面１７ｂは上部電極２５によって覆われる）、上部電極２５の表面、並びに積層体１５上の絶縁膜３７を覆うと共に、上部電極２５のパッド電極上に開口３９ａを有する。パッド電極のための開口３９ａは、テラス構造３３上に位置する。パッシベーション膜３９は、シリコン系無機絶縁体を含むことができ、例えばＳｉＮを含む。
【００４１】
上部電極２５は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、又はＴｉを含むことができる。具体的には、上部電極２５は、オーミック電極２３上に設けられた銀層２６ａと、該銀層２６ａ上に設けられた金層２６ｂとを含むことができる。銀層２６ａは、例えばオーミック電極２３の厚さ及び金層２６ｂの厚さより大きい厚さを有するようにしてもよい。
【００４２】
垂直共振型面発光レーザ１１によれば、金層２６ｂとオーミック電極２３との間を延在する銀層２６ａを含む上部電極２５は、ワイヤボンディング及び低い接触抵抗を可能にすると共に、良好な放熱経路を提供できる。
【００４３】
上部電極２５の銀層２６ａは、銀断面積／全断面積が０．８以上の厚さを有することが好ましい。この断面は、基板１３の主面１３ａに交差する第１軸Ａｘ１の方向に延在する基準面ＲＥＦに沿ってテラス構造３３上において取られる。垂直共振型面発光レーザ１１によれば、厚い銀層２６ａは、良好な熱伝導を提供できる。銀層２６ａにおいて、銀断面積／全断面積が０．８以上の厚さであるときには、一般的な金を多く含む金属層と比較して明確に高い熱伝導率を得ることができる。
【００４４】
垂直共振型面発光レーザ１１の例示。
基板１３：ｎ型ＧａＡｓ基板（厚さ、２００マイクロメートル）。
積層体１５。
第１半導体積層２７ａ：ｎ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
活性層２７ｂ：アンドープＡｌＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
第２半導体積層２７ｃ：ｐ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
電流狭窄構造２８：高Ａｌ組成半導体２８ａ及びアルミニウム酸化物といったＩＩＩ族酸化物２８ｂ。
上部コンタクト層２７ｄ：ｐ型ＧａＡｓ。
誘電体積層１７：Ｔａ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３。
金属構造体１９。
オーミック電極２３：ＴｉＰｔＡｕ。
上部電極２５：銀層／金層。
チタンは、良好な密着性を提供でき、白金は良好なバリア性を示し、金は良好なボンディング性能を提供でき、銀は高い熱伝導性を発揮する。
下部電極２９：ＡｕＧｅＮｉ。
誘電体積層１７の厚さは、例えば３〜２０マイクロメートルであることができる。上部電極２５の厚さは、ポスト構造２１上において、例えば３〜１０マイクロメートルであることができる。第２半導体積層２７ｃ及び上部コンタクト層２７ｄの厚さの総和は、例えば０．１〜１マイクロメートルであることができる。ポスト構造２１の厚さは、ポスト構造２１上において、例えば０．５〜３マイクロメートルであることができる。
【００４５】
図３〜図６を参照しながら、垂直共振型面発光レーザを作製する方法における主要な工程を説明する。理解を容易にするために、図１及び図２を参照しながら行われた記述における参照符合を引き続く記述において用いる。方法の説明に参照される図面の断面は、図２に示される一素子の配列を作製できるウエハにおける一素子区画を示す。
【００４６】
工程Ｓ１０１では、図３の（ａ）部に示されるように、エピタキシャル基板ＥＰ上にオーミック金属層を形成する。この形成に先立って、エピタキシャル基板ＥＰを準備する。この準備は、以下の手順によって行われる。半導体基板５１上にエピタキシャル半導体領域５３を成長する。この成長は、例えば有機金属気相成長法又は分子線エピタキシー法によって行われることができる。エピタキシャル半導体領域５３は、第１半導体積層２７ａ、活性層２７ｂ、並びに上部コンタクト層２７ｄ及び高Ａｌ組成半導体２８ａを含む第２半導体積層２７ｃのためのそれぞれの半導体多層膜（５５、５７、５９）を含む。具体的には、半導体多層膜５５は、分布ブラッグ反射器のための超格子構造を含み、半導体多層膜５７は、活性層のための量子井戸構造を含み、半導体多層膜５９は、分布ブラッグ反射器のための超格子構造及び酸化狭窄構造のための高Ａｌ組成半導体膜５８を含む。
【００４７】
具体的には、エピタキシャル基板ＥＰの主面の第１エリア（１３ｃ）内に閉じたオーミック金属層６１を形成する。第２エリア（１３ｄ）上にはオーミック金属層６１は形成されない。本実施例では、リフトオフ法を用いて、パターン形成されたオーミック金属層６１を作製する。具体的には、リフトオフのために第１マスクＭ１をエピタキシャル基板ＥＰ上に形成すると共に、オーミック金属層６１のための金属を堆積させる。金属の堆積は、例えば電子ビーム蒸着法を用いて行われる。第１マスクＭ１の開口に、オーミック金属層６１が形成される。第１マスクＭ１の除去により、第１マスクＭ１上の堆積物ＤＰ６１は第１マスクＭ１と一緒に消失する。
【００４８】
工程Ｓ１０２では、図３の（ｂ）部に示されるように、オーミック金属層６１を形成した後に、分布ブラッグ反射器のための誘電体多層膜６３をエピタキシャル基板ＥＰ上に形成する。本実施例では、オーミック金属層６１を覆うようにエピタキシャル基板ＥＰの第１エリア（１３ｃ）上に、パターン形成された誘電体多層膜６３を堆積する。誘電体の堆積は、例えば電子ビーム蒸着法を用いて行われる。誘電体多層膜６３は、例えば少なくとも二種類の金属酸化物層を含む。具体的には、リフトオフのために第２マスクＭ２をエピタキシャル基板ＥＰ上に形成すると共に、誘電体多層膜６３のための誘電体を堆積させる。第２マスクＭ２の開口に、誘電体多層膜６３が形成される。第２マスクＭ２の除去により、第２マスクＭ２上の堆積物ＤＰ６３は第２マスクＭ２と一緒に消失する。
【００４９】
工程Ｓ１０３では、図４の（ａ）部に示されるように、ポスト構造を規定する第３マスクＭ３をエピタキシャル基板ＥＰ上に形成すると共に、第３マスクＭ３を用いてエピタキシャル基板ＥＰをエッチングする。第３マスクＭ３のパターンは、半導体ポスト６５ａ、半導体テラス６５ｂ、及び半導体ポスト６５ａから半導体テラス６５ｂを隔置する分離溝６５ｃを規定する。本実施例では、第３マスクＭ３は、エピタキシャル基板ＥＰの第１エリア（１３ｃ）及び第３エリア（１３ｅ）を覆うパターンを有すると共に、分離構造３１を規定する開口Ｍ４ＯＰを有する。このパターンは、誘電体多層膜６３の上面及び側面をしっかり覆う。第３マスクＭ３を用いてエピタキシャル基板ＥＰをエッチングして、ポスト構造２１のための半導体ポスト６５ａ、分離構造３１のための分離溝６５ｃ、及びテラス構造３３のための半導体テラス６５ｂを形成する。エッチングの後に第３マスクＭ３を除去して、第１基板生産物Ｓ１Ｐを得る。
【００５０】
工程Ｓ１０４では、図４の（ｂ）部に示されるように、第１基板生産物Ｓ１Ｐの半導体ポスト６５ａを酸化雰囲気内において酸化して、電流狭窄構造を形成する。本実施例では、この酸化は、高温スチーム（例えば摂氏２００度の水蒸気）の雰囲気内で行われる。半導体ポスト６５ａ内の高Ａｌ組成半導体膜５８の酸化がその側面から速やかに進んで、酸化物で周囲を囲まれた高Ａｌ組成半導体を有する電流狭窄構造２８が形成される。具体的には、この酸化処理により、半導体ポスト６５ａ及び半導体テラス６５ｂから、それぞれ、ポスト構造２１及びテラス構造３３が形成される。酸化処理の完了により、第２基板生産物Ｓ２Ｐを得る。
【００５１】
工程Ｓ１０４では、図５の（ａ）部に示されるように、電流狭窄構造２８を形成した後に、誘電体多層膜６３を加工して誘電体多層膜６３から誘電体積層１７を形成する。本実施例では、第４マスクＭ４を第２基板生産物Ｓ２Ｐ上に形成すると共に、第４マスクＭ４を用いて誘電体多層膜６３をエッチングする。第４マスクＭ４は、オーミック金属層６１上に開口を有すると共に誘電体積層１７を規定するパターンを有する。エッチャントは、例えばＳｉＣｌ４／Ｃｌ２を用いる。具体的には、半導体ポスト６５ａを酸化し後に、オーミック金属層６１を露出させるように第４マスクＭ４を用いてポスト構造２１上の誘電体多層膜６３を加工して、誘電体多層膜６３から誘電体積層１７を形成する。オーミック金属層６１上の誘電体多層膜６３を除去すると、誘電体積層１７を囲むオーミック金属層６１が現れる。第４マスクＭ４を除去して、第３基板生産物Ｓ３Ｐを得る。
【００５２】
工程Ｓ１０４では、図５の（ｂ）部に示されるように、誘電体積層１７を作製した後に絶縁膜３７を形成すると共に、絶縁膜３７を形成した後に上部金属を形成する。本実施例では、絶縁膜３７は、化学的気相成長法、フォトリソグラフィ及びエッチングにより作製される。絶縁膜３７は、オーミック金属層６１上に開口３７ａを有する。また、上部電極２５は、リフトオフ法及び／又はメッキ法を用いて、パターン形成された上部電極２５を作製する。具体的には、第５マスクＭ５を第３基板生産物Ｓ３Ｐ上に形成すると共に、上部電極２５のための金属を堆積すると共に、メッキ法により金属を析出させる。金属の堆積は、例えば電子ビーム蒸着法を用いて行われる。第５マスクＭ５の開口に、上部電極２５が形成される。上部電極２５が形成された後に、第５マスクＭ５を除去して、第４基板生産物Ｓ４Ｐを得る。
【００５３】
工程Ｓ１０５では、図６の（ａ）部に示されるように、第４基板生産物Ｓ４Ｐ上にパッシベーション膜３９を形成すると共に、パッシベーション膜３９を形成した後に、半導体基板５１を薄くする。本実施例では、パッシベーション膜３９は、化学的気相成長法、フォトリソグラフィ及びエッチングにより作製される。絶縁膜３７は、上部電極２５のパッド電極上に開口３９ａを有する。半導体基板５１を薄くすることは、例えば裏面研磨によって行われる。裏面研磨の後に、第５基板生産物Ｓ５Ｐを得る。第５基板生産物Ｓ５Ｐは、研磨された基板５２を有する。
【００５４】
工程Ｓ１０６では、図６の（ｂ）部に示されるように、第５基板生産物Ｓ５Ｐの研磨された基板５２の裏面に下部電極６７を形成する。
【００５５】
これらの工程により、垂直共振型面発光レーザ１１が完成される。
【００５６】
図７は、上部電極の開口の大きさ（直径）と、垂直共振型面発光レーザからのレーザ光強度との関係を示すグラフである。図７では、上部電極２５の開口２５ｃの直径と、開口２５ｃを介して出射されるレーザ光の光強度との関係が実験によって求められている。電流狭窄構造２８のＩＩＩ族酸化物２８ｂの内径は７マイクロメートルである。
【００５７】
上部電極２５の開口２５ｃの大きさが７マイクロメートル未満のときのレーザ光強度は、開口２５ｃの大きさが７〜９マイクロメートルのときのレーザ光強度よりも大きく減少した。この結果は、上部電極２５の開口２５ｃの大きさを７〜９マイクロメートルの範囲とすることが望ましいことを意味する。
【００５８】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本実施の形態では、本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ポスト内の活性層からの熱の放出を容易にする構造を有する垂直共振型面発光レーザを提供できる。
【符号の説明】
【００６０】
１１…垂直共振型面発光レーザ、１３…基板、１３ａ…主面、１３ｂ…裏面、１３ｃ…第１エリア、１３ｄ…第２エリア、１５…積層体、１７…誘電体積層、１９…金属構造体、２１…ポスト構造、２３…オーミック電極、２５…上部電極。
【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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