(57)【要約】【課題】周波数特性を補償する構成を備えない場合と比較して、周波数特性をより制御しやすい面発光型半導体レーザを提供すること。【解決手段】基板１２上に形成された第１の導電型の半導体層１４と、半導体層１４上に形成された第１の導電型の第１の半導体多層膜反射鏡１６、第１の半導体多層膜反射鏡１６上に形成された活性層２４、および活性層２４上に形成された第２の導電型の第２の半導体多層膜反射鏡２６を備えたメサ構造体Ｍと、半導体層１４、半導体層１４上に設けられた絶縁膜３４、および絶縁膜３４上に設けられた第１の配線層６２で基板１２上に形成された容量Ｃｃと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の導電型の半導体層と、
前記半導体層上に形成された第１の導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性層、および前記活性層上に形成された第２の導電型の第２の半導体多層膜反射鏡を備えたメサ構造体と、
前記半導体層、前記半導体層上に設けられた絶縁膜、および前記絶縁膜上に設けられた第１の配線層で前記基板上に形成された容量と、を含む
面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記半導体層は予め定められた面積の第１の拡幅部を備え、
前記第１の配線層は前記第１の拡幅部に対応する位置に設けられかつ予め定められた面積の第２の拡幅部を備え、
前記容量の容量値は、前記第１の拡幅部と前記第２の拡幅部の重複する部分の面積で定まる
請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記第１の配線層が、前記メサ構造体の上面から、前記第１の配線層と連続して前記基板上に形成された第１のパッドまで延伸され、
前記第１の拡幅部は前記第１のパッドを除く領域に前記第１のパッドの外周に沿って形成されている
請求項２に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１の配線層が前記第２の導電型の配線層であり、
前記基板上に形成された第２のパッドを有する前記第１の導電型の第２の配線層をさらに含み、
前記第１の拡幅部および前記第２の拡幅部が、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの間に延伸されて設けられている
請求項３に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記第１の配線層で形成された識別表示部をさらに含み、
前記第１の拡幅部および前記第２の拡幅部が、前記第１のパッドと前記識別表示部との間に延伸されて設けられている
請求項３または請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記容量の容量値によって前記面発光型半導体レーザの周波数特性を補償する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記周波数特性が利得周波数特性で評価される
請求項６に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
前記利得周波数特性におけるピーキングの幅が予め定められた範囲内となるように周波数特性を補償する
請求項７に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項９】
前記周波数特性が前記面発光型半導体レーザの光出力波形で評価される
請求項６に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１０】
前記光出力波形が予め定められたアイマスクに収まるように周波数特性を補償する
請求項９に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１１】
前記メサ構造体が前記第１の半導体多層膜反射鏡の底面に達する深さを有する
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の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、面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、配線の寄生容量低減を目的とした、半絶縁性の半導体基板上に形成された、第１導電型の半導体層、第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、活性領域および第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡を含む柱状構造と、第１導電型の半導体層に電気的に接続される第１の電極と、第２の半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される第２の電極と、第１の電極に接続された第１の金属配線と、第２の電極に接続された第２の金属配線とを有し、第１導電型の半導体層は、柱状構造の側面から延在した接続領域を含み、当該接続領域に第１の電極が接続され、第１の金属配線および第２の金属配線と半導体基板との間には第１導電型の半導体層が存在しない、面発光型半導体レーザが開示されている。特許文献１では、上記面発光型半導体レーザの構成により、第１の金属配線および第２の金属配線と半導体基板との間に導電性の半導体層が存在する場合と比較して、第１の金属配線および第２の金属配線の寄生容量を低減することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９９８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
面発光型半導体レーザの総合的な特性は、入力−出力間の利得周波数特性等に影響され、寄生容量の低減が必ずしも総合的な特性の向上に結び付かない場合がある。
【０００５】
本発明は、周波数特性を補償する構成を備えない場合と比較して、周波数特性をより制御しやすい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】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の面発光型導体レーザは、基板上に形成された第１の導電型の半導体層と、前記半導体層上に形成された第１の導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性層、および前記活性層上に形成された第２の導電型の第２の半導体多層膜反射鏡を備えたメサ構造体と、前記半導体層、前記半導体層上に設けられた絶縁膜、および前記絶縁膜上に設けられた第１の配線層で前記基板上に形成された容量と、を含むものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体層は予め定められた面積の第１の拡幅部を備え、前記第１の配線層は前記第１の拡幅部に対応する位置に設けられかつ予め定められた面積の第２の拡幅部を備え、前記容量の容量値は、前記第１の拡幅部と前記第２の拡幅部の重複する部分の面積で定まるものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１の配線層が、前記メサ構造体の上面から、前記第１の配線層と連続して前記基板上に形成された第１のパッドまで延伸され、前記第１の拡幅部は前記第１のパッドを除く領域に前記第１のパッドの外周に沿って形成されているものである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１の配線層が前記第２の導電型の配線層であり、前記基板上に形成された第２のパッドを有する前記第１の導電型の第２の配線層をさらに含み、前記第１の拡幅部および前記第２の拡幅部が、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの間に延伸されて設けられているものである。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記第１の配線層で形成された識別表示部をさらに含み、前記第１の拡幅部および前記第２の拡幅部が、前記第１のパッドと前記識別表示部との間に延伸されて設けられているものである。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記容量の容量値によって前記面発光型半導体レーザの周波数特性を補償するものである。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記周波数特性が利得周波数特性で評価されるものである。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記利得周波数特性におけるピーキングの幅が予め定められた範囲内となるように周波数特性を補償するものである。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記周波数特性が前記面発光型半導体レーザの光出力波形で評価されるものである。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記光出力波形が予め定められたアイマスクに収まるように周波数特性を補償するものである。
【００１６】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の発明において、前記メサ構造体が前記第１の半導体多層膜反射鏡の底面に達する深さを有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、周波数特性を補償する構成を備えない場合と比較して、周波数特性をより制御しやすい面発光型半導体レーザが提供される、という効果を奏する。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、第１の拡幅部と第２の拡幅部を備えない場合と比較して、容量の容量値が設計しやすい、という効果を奏する。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、第１の拡幅部が第１のパッドの下部まで延伸されている場合と比較して、ボンディングによる容量の変形が抑制される、という効果を奏する。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、第１の拡幅部および第２の拡幅部を、第１のパッドと第２のパッドとの間に延伸させて設けない場合と比較して、より容量値の大きな容量を形成しやすい、という効果を奏する。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、第１の拡幅部および第２の拡幅部を、第１のパッドと識別表示部との間に延伸させて設けない場合と比較して、より容量値の大きな容量を形成しやすい、という効果を奏する。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、容量の容量値によって面発光型半導体レーザの周波数特性を補償しない場合と比較して、他の特性の変化が抑制された状態で周波数特性が補償される、という効果を奏する。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、周波数特性を光出力波形で評価する場合と比較して、周波数特性の調整が行いやすい、という効果を奏する。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、ピーキングの幅を用いないで周波数特性を補償する場合と比較して、より補償が行いやすい、という効果を奏する。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、周波数特性を利得周波数特性で評価する場合と比較して、周波数特性の光出力波形のへの影響が直接評価される、という効果を奏する。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、アイマスクを用いないで周波数特性を補償する場合と比較して、より補償が行いやすい、という効果を奏する。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、メサ構造体が第１の半導体多層膜反射鏡の底面に達しない深さを有する場合と比較して、高段差のメサ構造体を有する面発光型半導体レーザに対しても本発明が適用される、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係る面発光型半導体レーザの構成の一例を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】実施の形態に係る、（ａ）は補償容量について説明する図、（ｂ）は面発光型半導体レーザの等価回路である。
【図３】（ａ）は比較例に係る面発光型半導体レーザの特性を示す図、（ｂ）は実施の形態に係る面発光型半導体レーザの特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１を参照して、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０の構成の一例について説明する。図１（ａ）は本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ’−Ａ’’線で切断した面発光型半導体レーザ１０の断面図である。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、面発光型半導体レーザ１０は、半絶縁性ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）の基板１２上に形成されたｎ型ＧａＡｓのコンタクト層１４、下部ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）１６、活性領域２４、および上部ＤＢＲ２６含んで構成されている。面発光型半導体レーザ１０では、コンタクト層１４、下部ＤＢＲ１６、活性領域２４、および上部ＤＢＲ２６の各構成がメサ構造体Ｍを形成し、該メサ構造体Ｍがレーザ部を構成している。なお、例えば活性領域２４の上部にレーザ部に流れる電流を絞る酸化狭窄層が設けられる場合もあるが、面発光型半導体レーザ１０では図示を省略している。また、コンタクト層１４が、本発明に係る「第１の導電型の半導体層」に相当する。
【００３２】
メサ構造体Ｍを含む半導体層の周囲は無機絶縁膜としての層間絶縁膜３４が着膜されている。該層間絶縁膜３４はメサ構造体Ｍの側面から基板１２の表面まで延伸され、電極パッド４２ａ、４２ｂの下部に配置されている。本実施の形態に係る層間絶縁膜３４は、一例として、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で形成されている。なお、層間絶縁膜３４の材料はシリコン窒化膜に限らず、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、あるいはシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等であてもよい。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、層間絶縁膜３４の開口部を介してｐ側電極３６が設けられている。ｐ側電極３６の一端側は上部ＤＢＲ２６上設けられたコンタクト層（図示省略）に接続され、該コンタクト層との間でオーミック性接触を形成している。一方、ｐ側電極３６の他端側はメサ構造体Ｍの側面から基板１２の表面までｐ側配線６２によって延伸され、ｐ側配線６２の一部として電極パッド４２ａが構成されている。ｐ側電極３６、ｐ側配線６２は、例えば、Ｔｉ（チタン）／Ａｕ（金）の積層膜を着膜して形成される。図１（ｂ）に示すように、電極パッド４２ａは、一例として基板１２上に形成された層間絶縁膜３４上に形成されている。
【００３４】
同様に、層間絶縁膜３４の開口部を介してｎ側電極３０が設けられている。ｎ側電極３０の一端側はコンタクト層１４に接続され、コンタクト層１４との間でオーミック性接触を形成している。一方、ｎ側電極３０の他端側は基板１２の表面までｎ側配線６４によって延伸され、図１（ｂ）に示すように、ｎ側配線６２の一部として電極パッド４２ｂが形成されている（以下、総称する場合は「電極パッド４２」という）。ｎ側電極３０、ｎ側配線６４は、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの積層膜を着膜して形成される。
【００３５】
上記のように、本実施の形態に係る基板１２には、一例として半絶縁性のＧａＡｓ基板を用いている。半絶縁性のＧａＡｓ基板とは、不純物がドーピングされていないＧａＡｓ基板である。半絶縁性のＧａＡｓ基板は抵抗率が非常に高く、そのシート抵抗値は数ＭΩ程度の値を示す。
【００３６】
基板１２上に形成されたコンタクト層１４は、一例としてＳｉがドープされたＧａＡｓ層によって形成されている。コンタクト層１４の一端はｎ型の下部ＤＢＲ１６に接続され、他端はｎ側電極３０に接続されている。すなわち、コンタクト層１４は、下部ＤＢＲ１６とｎ側電極３０との間に介在し、メサ構造体Ｍで構成されるレーザ部分に負電位を付与する機能を有する。なお、コンタクト層１４は、サーマルクリーニング後、基板表面の結晶性を良好にするために設けられるバッファ層を兼ねてもよい。
【００３７】
コンタクト層１４上に形成されたｎ型の下部ＤＢＲ１６は、面発光型半導体レーザ１０の発振波長をλ、媒質（半導体層）の屈折率をｎとした場合に、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。具体的には、下部ＤＢＲ１６は、Ａｌ０．９０Ｇａ０．１Ａｓによるｎ型の低屈折率層と、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓによるｎ型の高屈折率層と、を交互に繰り返し積層することにより構成されている。なお、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０では、発振波長λを、一例として８５０ｎｍとしている。
【００３８】
本実施の形態に係る活性領域２４は、例えば、下部スペーサ層、量子井戸活性層、および上部スペーサ層を含んで構成されてもよい（図示省略）。本実施の形態に係る量子井戸活性層は、例えば、４層のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる障壁層と、その間に設けられた３層のＧａＡｓからなる量子井戸層と、で構成されてもよい。なお、下部スペーサ層、上部スペーサ層は、各々量子井戸活性層と下部ＤＢＲ１６との間、量子井戸活性層と上部ＤＢＲ２６との間に配置されることにより、共振器の長さを調整する機能とともに、キャリアを閉じ込めるためのクラッド層としての機能も有している。
【００３９】
活性領域２４上に形成された上部ＤＢＲ２６は、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。具体的には、上部ＤＢＲ２６は、Ａｌ０．９０Ｇａ０．１Ａｓによるｐ型の低屈折率層と、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓによるｐ型の高屈折率層と、を交互に繰り返し積層することにより構成されている。
【００４０】
上部ＤＢＲ２６上の図示しないコンタクト層上には、光の出射面を保護する出射面保護層３８が設けられている。出射面保護層３８は、一例としてシリコン窒化膜を着膜して形成される。
【００４１】
また、面発光型半導体レーザ１０は識別表示部６０を備えている。識別表示部６０は、ウエハ上の面発光型半導体レーザ１０の各素子（チップ）を区別するための記号であり、例えばウエハ上の座標、通し番号、製造番号等が付与される。本実施の形態に係る識別表示部６０は、一例として、ｐ側配線６２またはｎ側配線６４と同じ層、すなわち金属膜で形成されている。
【００４２】
ここで、面発光型半導体レーザは、例えば通信装置用や画像形成装置用の光源に利用されている。このような面発光型半導体レーザには、高速動作および低消費電力化が求められている。面発光型半導体レーザの高速動作を実現させるために、従来、配線あるいは電極パッドに寄生する電気的容量（寄生容量）を低減させる工夫がなされてきた。しかしながら、電気的容量を過剰に低減させると、利得周波数特性における帯域は拡大するものの、利得周波数特性にピーキングが生じ、その結果オーバーシュート等で光出力波形が劣化する場合がある。
【００４３】
すなわち、上述したように、面発光型半導体レーザの総合的な特性は、入力−出力間の利得周波数特性等に影響され、寄生容量の低減が必ずしも総合的な特性の向上に結び付かない場合がある。つまり、後述するように、面発光型半導体レーザに寄生する容量成分を過剰に削減すると、利得周波数特性がピーキングを有する特性となり、面発光型半導体レーザの出力波形にオーバーシュート、アンダーシュート、あるいはリンギング等（以下「オーバーシュート等」）が発生する場合がある。出力波形にオーバーシュート等が発生すると出力波形（光出力波形）が歪み、受信エラー等が発生する場合がある。すなわち、寄生する容量成分を低減して利得周波数特性を高周波数領域まで伸ばすのみならず、柔軟に面発光型半導体レーザの周波数特性を調整する（補償する）構成が実現されれば至便である。なお、本実施の形態において「周波数特性」には利得周波数特性のみならず、光出力波形等の波形特性も含む。
【００４４】
そこで、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザでは、周波数特性を調整するための補償容量Ｃｃを備えている。以下、図２（ａ）を参照して、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザが備える補償容量Ｃｃについて説明する。図１（ｂ）に示すように、補償容量Ｃｃは、下層からコンタクト層１４、層間絶縁膜３４、およびｐ側配線６２で構成され、コンタクト層１４およびｐ側配線６２が補償容量Ｃｃの電極を構成し、層間絶縁膜３４が誘電体を構成している。
【００４５】
そのため、本実施の形態に係るコンタクト層１４の形状は、補償容量Ｃｃを形成するのに適した形状とされている。すなわち、上記のように、コンタクト層１４は本来下部ＤＢＲ１６とｎ側電極３０を接続するためのものであるから、例えばｎ側電極３０およびメサ構造体Ｍを含む図２（ａ）の一点鎖線Ｌで示された部分まで形成すればよい。これ対し、本実施の形態では、コンタクト層１４を電極パッド４２ａ、電極パッド４２ｂ側まで延伸し、ｐ側配線６２の下部通過させ、面積を拡大させている。
【００４６】
一方、ｐ側配線６２もコンタクト層１４の面積の拡大に対応させて面積を拡大させている。つまり、コンタクト層１４とｐ側配線６２がオーバーラップした（重複した）領域（図２（ａ）でドットで示された領域）が補償容量Ｃｃを形成している。換言すると、本実施の形態に係るコンタクト層１４は、電極パッド４２ａと４２ｂの間まで延伸されている。以下、コンタクト層１４およびｐ側配線６２において、補償容量Ｃｃを形成するために面積を拡大した部分を各々「拡幅部」という。
【００４７】
次に、図２（ｂ）を参照して、補償容量Ｃｃの作用について説明する。図２（ｂ）は、面発光型半導体レーザ１０の等価回路を、駆動回路等の信号源ＳＧとともに図示したものである。図２（ｂ）に示すように、補償容量Ｃｃは、面発光型半導体レーザ１０のレーザ部分に対し、等価的に並列に接続される。面発光型半導体レーザ１０を駆動するために電極パッド４２ａに電源の正極、電極パッド４２ｂに負極を接続し、電極パッド４２ａと電極パッド４２ｂとの間に電流を流すと、補償容量Ｃｃに電荷が蓄積されることで、電気容量が面発光型半導体レーザ１０に付加される。光出力波形のオーバーシュート等は、電気信号に対して面発光型半導体レーザ１０が過剰なレスポンスを起こすことで発生しているため、電気容量を付加して電流の流れを鈍らせることで、この過剰なレスポンスが低減される。
【００４８】
図３（ａ）は、上記過剰なレスポンスを説明する図であり、図３（ｂ）は上記過剰なレスポンスが改善された例を示している。図３（ａ）は、例えば面発光型半導体レーザに寄生する容量が過剰に削除され、周波数特性が劣化している比較例に係る面発光型半導体レーザの特性を示している。一方、図３（ｂ）は補償容量Ｃｃにより周波数特性が改善された本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０の特性を示している。
【００４９】
図３（ａ）、（ｂ）の各々において＜１＞は、図２（ｂ）に示された測定系で評価されたＳパラメータ（散乱行列）のＳ２１（順方向伝送特性、以下「利得周波数特性」）であり、＜２＞はデジタル信号で駆動された場合の面発光型半導体レーザ１０からの光出力を光電変換して測定した光出力波形である。なお、各々の図の＜１＞に示す利得周波数特性は実測の結果をプロットしたものであり、＜２＞に示す光出力波形は、＜１＞に示す利得周波数特性に対するデジタル信号の応答をシミュレーションした結果である。
【００５０】
利得周波数特性は、一般に直流（以下「ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）」）から利得遮断周波数まで平坦（フラット）であることが好ましい（例えば、図３（ｂ）＜１＞参照）。したしながら、比較例に係る面発光型半導体レーザの利得周波数特性である図３（ａ）＜１＞では、高周波帯域（一般的には利得遮断周波数付近の周波数）において利得の盛り上がり（以下、「ピーキングＰＫ」）が生じている。このようなピーキングＰＫが発生すると、その付近の信号周波数の位相が過剰に進むので、図３（ａ）＜２＞に示すように光出力波形が劣化する。すなわち、オーバーシュート等によって波形が歪む。
【００５１】
これに対し、図３（ｂ）＜１＞に示す本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０の利得周波数特性はＤＣからフラットであり、ピーキングを生じていない。その結果、図３（ｂ）＜２＞に示すように、光出力波形にはオーバーシュート等が発生せず波形の歪が抑制されている。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザでは補償容量Ｃｃを用いて利得周波数特性が適切に調整されるが、特性の調整においては目標とする特性（目標特性）が必要になる。本実施の形態では、この目標特性として、ピーキングＰＫの幅の最大値ＰＫｍａｘ（最大ピーキング幅）、およびアイマスクＥＭを用いている。むろんこの目標特性としては、最大ピーキング幅ＰＫｍａｘ、およびアイマスクＥＭのいずれか一方を用いてもよい。
【００５３】
最大ピーキング幅ＰＫｍａｘは、図３（ａ）＜１＞に示すピーキングＰＫの幅の最大値で定義される。すなわち、補償容量Ｃｃを変えて利得周波数を調整する場合、調整後の利得周波数特性におけるピーキングＰＫの幅が最大ピーキング幅ＰＫｍａｘを越えないように補償容量Ｃｃの容量値を調整する。
【００５４】
一方、アイマスクＥＭとは光出力波形の外形を規制するテンプレートであり、該テンプレートから光出力波形（アイパターン）がはみ出さないように補償容量Ｃｃの容量値を調整する。図３（ａ）＜２＞、（ｂ）＜２＞には、このアイマスクＥＭの一部を点線で示している。図３（ａ）＜２＞に示すように、比較例に係る面発光型半導体レーザの光出力波形はオーバーシュートのためアイマスクＥＭからはみ出しているが、図３（ｂ）＜２＞に示すように、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１０の光出力波形はアイマスクＥＭの内部に収まっている。
【００５５】
以上詳述したように、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザによれば、周波数特性を補償する構成を備えない場合と比較して、周波数特性をより制御しやすい面発光型半導体レーザが提供され。ここで、光出射側反射鏡（上部ＤＢＲ２６）の反射率を上げる、あるいは酸化狭窄層の狭窄径を小さくするなどの方法によっても利得周波数特性におけるピーキングが抑制される。しかしながら、光出射側反射鏡の反射率を上げると光量が低下する場合があり、狭窄径を小さくすると面発光型半導体レーザの発光領域での電流密度が増加することで信頼性が損なわれる場合がある。本実施の形態では、このようなトレードオフの関係となる他の特性がない条件で利得周波数特性が調整されるので、この意味においても優れた調整方法となっている。
【００５６】
また、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザによれば、例えば発振特性を変えるためにメサ構造体Ｍの層構成を変更し、その結果周波数特性が変わったような場合でも、補償容量Ｃｃの容量値を変えることにより（コンタクト層１４およびｐ側配線６２の各々の拡幅部の面積を変えることにより）、周波数特性が調整される。つまり、本実施の形態に係る面発光型半導体レーザによれば、半導体層構造（メサ構造体）によって決まる周波数特性を、製造工程において補正する構成を付加することで所望の周波数特性が得られる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、周波数特性としてＳ２１（順方向伝送特性）を用いる形態を例示して説明したが、これに限られず例えばＳパラメータのＳ１１（入力反射特性、すなわち入力インピーダンス）を用いてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、コンタクト層１４およびｐ側配線６２を電極パッド４２ａと４２ｂとの間に延伸させて拡幅部を形成したが、これに限られず、例えば電極パッド４２（電極パッド４２ａ、４２ｂ）と識別表示部６０との間に拡幅部を形成してもよいし、識別表示部６０がｐ側配線６２と同じ層で形成されている場合には、識別表示部６０を拡幅部の一部として補償容量Ｃｃを構成してもよい。
【００５９】
電極パッド４２におけるボンディングが溶融ボンディングのような場合には、電極パッド４２ａを拡幅部の一部とし、コンタクト層１４を電極パッド４２ａの下部まで延伸させて補償容量Ｃｃを構成してもよい。これに対し圧着ボンディング等の電極パッド４２にストレスがかかるボンディングの場合には電極パッド４２ａの下部を避け、電極パッド４２ａの外周に沿って拡幅部を設け、補償容量Ｃｃを形成するのが好ましい。その際、拡幅部が電極パッド４２ａの外周の１／４以上に沿っていることが好ましい。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、半絶縁性のＧａＡｓ基板を用いたＧａＡｓ系の面発光型半導体レーザを例示して説明したが、これに限られず、ＧａＮ（窒化ガリウム）による基板、あるいはＩｎＰ（リン化インジウム）による基板を用いた形態としてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、基板にｎ型のコンタクト層を形成する形態を例示して説明したが、これに限られず、基板にｐ型のコンタクト層を形成する形態としてもよい。その場合には、上記の説明において、ｎ型とｐ型を逆に読み替えればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０      面発光型半導体レーザ
１２      基板
１４      コンタクト層
１６      下部ＤＢＲ
２４      活性領域
２６      上部ＤＢＲ
３０      ｎ側電極
３４      層間絶縁膜
３６      ｐ側電極
３８      出射面保護層
４２、４２ａ、４２ｂ  電極パッド
６０      識別表示部
６２      ｐ側配線
６４      ｎ側配線
Ｃｃ      補償容量
ＥＭ      アイマスク
Ｍ        メサ構造体
ＰＫ      ピーキング
ＰＫｍａｘ  最大ピーキング
ＳＧ      信号源
【図１】
2019153707.tif 000003
【図２】
2019153707.tif 000004
【図３】
2019153707.tif 000005