(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波駆動時の電気的なクロストークを低減可能な面発光型半導体レーザアレイを提供する。【解決手段】面発光型半導体レーザアレイ１０は、下部ＤＢＲ、活性領域、上部ＤＢＲを含むメサを複数含んで形成される。各メサの頂部には、ｐ側電極１６が形成され、メサから隣接してｎ側電極１８が形成される。１つの発光部１２のｎ側電極１８からｐ側電極１６までの距離Ｌ１は、１つの発光部１２のｎ側電極１８から隣接する発光部のｐ側電極１６までの距離Ｌ２よりも小さい。【選択図】図１
2015099869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、活性領域、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が複数形成された面発光型半導体レーザアレイであって、
各柱状構造の第１の半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される複数の第１の電極と、
各柱状構造の頂部において第２の半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される複数の第２の電極とを有し、
第１の電極から対応する第２の電極までの距離Ｌ１は、当該第１の電極から隣接する第２の電極までの距離Ｌ２よりも小さい、面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項２】
複数の柱状構造は、それぞれ等間隔で配置される、請求項１に記載の面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項３】
複数の柱状構造は、マルチコアファイバのコア位置に対応するように円周方向に配置される、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項４】
複数の第１の電極は、それぞれ等間隔で配置される、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項５】
第１の電極は、対応する第２の電極の半径方向の外側に配置される、請求項１ないし４いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項６】
第１の電極および対応する第２の電極は、回転対称の位置に配置される、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アレイ。
【請求項７】
第１の電極と第２の電極は、同一平面に配置される、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アレイ。
【請求項８】
第１の電極は、柱状構造の底部に配置される、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アレイ。
【請求項９】
基板は、半絶縁性の半導体基板であり、当該半導体基板上に第１導電型の半導体層が形成され、当該半導体層は、複数の柱状構造の第１の半導体多層膜反射鏡に共通に電気的に接続される、請求項１ないし８いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、
前記面発光型半導体レーザアレイからの光を入射する光学部材とを実装した面発光型半導体レーザ装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、
前記面発光型半導体レーザアレイから発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段とを備えた光伝送装置。
【請求項１２】
請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、
前記面発光型半導体レーザアレイ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アレイ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラウドコンピューティングの普及に伴うデータセンターの情報量の爆発的な増加をはじめとして、大容量通信の情報処理に向けた光通信技術が求められている。これまで短距離通信では、１０Ｇｂｐｓ級のＶＣＳＥＬを利用した光リンク技術の開発が行われてきた。大容量通信に向けて、ＶＣＳＥＬを１次元のアレイ状に並べた技術があるが、素子サイズやファイバのサイズが大きくなり、その結果モジュールサイズの大型化につながる。改善する方法として、大口径ファイバやマルチコアファイバと高速ＶＣＳＥＬを用いた技術が検討されている（特許文献１、特許文献２）。さらに１０Ｇｂｐｓ以上の高速ＶＣＳＥＬでは、高速動作のためにｎ側、ｐ側の両電極を同一面上に形成する構造が望ましい（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８９３１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９３４５９号公報
【特許文献３】特開２００８−４７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電気的クロストークの発生を抑制した面発光型半導体レーザアレイ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置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】
【０００５】
請求項１は、基板上に、第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、活性領域、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が複数形成された面発光型半導体レーザアレイであって、各柱状構造の第１の半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される複数の第１の電極と、各柱状構造の頂部において第２の半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される複数の第２の電極とを有し、第１の電極から対応する第２の電極までの距離Ｌ１は、当該第１の電極から隣接する第２の電極までの距離Ｌ２よりも小さい、面発光型半導体レーザアレイ。
請求項２は、複数の柱状構造は、それぞれ等間隔で配置される、請求項１に記載の面発光型半導体レーザアレイ。
請求項３は、複数の柱状構造は、マルチコアファイバのコア位置に対応するように円周方向に配置される、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザアレイ。
請求項４は、複数の第１の電極は、それぞれ等間隔で配置される、請求項１ないし３いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
請求項５は、第１の電極は、対応する第２の電極の半径方向の外側に配置される、請求項１ないし４いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
請求項６は、第１の電極および対応する第２の電極は、回転対称の位置に配置される、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アレイ。
請求項７は、第１の電極と第２の電極は、同一平面に配置される、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アレイ。
請求項８は、第１の電極は、柱状構造の底部に配置される、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アレイ。
請求項９は、基板は、半絶縁性の半導体基板であり、当該半導体基板上に第１導電型の半導体層が形成され、当該半導体層は、複数の柱状構造の第１の半導体多層膜反射鏡に共通に電気的に接続される、請求項１ないし８いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイ。
請求項１０は、請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、前記面発光型半導体レーザアレイからの光を入射する光学部材とを実装した面発光型半導体レーザ装置。
請求項１１は、請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、前記面発光型半導体レーザアレイから発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段とを備えた光伝送装置。
請求項１２は、請求項１ないし９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザアレイと、前記面発光型半導体レーザアレイ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。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１によれば、距離Ｌ１を距離Ｌ２よりも小さい構成を備えていない面発光型半導体レーザアレイと比較して、電気的クロストークの発生を抑制することができる。
請求項２、３によれば、柱状構造の位置決めを容易にすることができる。
請求項４によれば、第１の電極の位置決めを容易にすることができる。
請求項５によれば、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差分を大きくすることができる。
請求項６によれば、第１の電極および第２の電極の位置決めを容易にすることができる。
請求項７、８によれば、コプレーナ電極構造により高周波特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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アレイの概略平面図である。
【図２】図２は、従来のＶＣＳＥＬアレイを示す概略平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイの発光部を示す概略平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図４は、発光部のその他の態様を例示するＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイの概略平面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイの概略平面図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイの製造工程を説明する概略断面図である。
【図８】本発明の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイを用いた光伝送装置を説明する図であり、図８（Ａ）は、マルコチアファイバの断面図、図８（Ｂ）は、光伝送装置の概略断面図、図８（Ｃ）は、他の光伝送装置の概略断面図である。
【図９】本発明の実施例に係る面発光型半導体レーザアレイを用いた情報処理装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。以下の説明では、面発光型半導体レーザをＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）またはＶＣＳＥＬ素子と称する。好ましい態様として、基板上に複数の発光部が形成されたＶＣＳＥＬアレイを例示する。なお、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】
【０００９】
本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬアレイの主要部の概略平面図を図１に示す。ＶＣＳＥＬアレイ１０は、ウエハーまたは半導体基板上に形成された複数の発光部１２を含み、発光部１２は、例えば、マルチコアファイバの各コア位置に対応させるために環状に６つ配置される。これらの発光部１２は、半導体基板上に形成された円形状の溝１３内に形成される。溝１３は、後述するように半導体基板上に積層された半導体層をエッチングするときに形成され、このとき同時に発光部のメサが形成される。溝１３の外側は、電極パッドを形成するためのパッド形成領域１５である。
【００１０】
１つの発光部１２は、図１の破線で示されるように、環状のｐ側電極１６とこれに隣接して配された矩形状のｎ側電極１８の対を含む。溝１３内には、複数の円柱状のメサが形成され、メサの頂部に環状のｐ側電極１６が形成される。１つのメサは、ｎ型の下部半導体多層膜反射鏡、活性領域およびｐ型の上部半導体多層膜反射鏡を含み、ｐ側電極１６が上部半導体多層膜反射鏡に電気的に接続される。また、ｐ側電極１６の中央には開口が形成され、当該開口は、光出射口１４を規定する。
【００１１】
基板上には、ｎ型のコンタクト層が形成され、各メサのｎ型の下部半導体多層反射鏡がｎ型のコンタクト層に共通に接続される。ｎ側電極１８は、対応するｐ側電極に隣接した位置でコンタクト層に電気的に接続される。すなわち、ｎ側電極１８は、直接コンタクト層に電気的に接続されることで、間接的に下部半導体多層反射鏡に電気的に接続される。ｐ側電極１６およびｎ側電極１８は、それぞれ引き出し用の金属配線１７、１９を介してパッド形成領域１５上に形成されたｐ側の電極パッドおよびｎ側の電極パッド（図示省略）に接続される。
【００１２】
各発光部１２は、それぞれ独立に駆動することが可能であり、電極パッドを介してｐ側電極１６とｎ側電極１８間に順方向の駆動電流を印加したとき、各発光部１２の光出射口１４から基板と垂直方向にレーザ光が出射される。例えば、８５０ｎｍ帯のレーザ光がマルチコアファイバに出力される。
【００１３】
本実施例のＶＣＳＥＬアレイでは、１つの発光部１２のｎ側電極１８は、当該１つの発光部１２の対応するｐ側電極１６と近接するように配置され、隣接する他の発光部１２のｐ側電極１６とは十分に離れた位置に配置される。具体的には、図１に示すように、１つの発光部１２ａのｎ側電極１８ａは、ｐ側電極１６ａから距離Ｌ１の位置に配置され、距離Ｌ１は、ｎ側電極１８ａから隣接する発光部１２ｂのｐ側電極１６ｂまでの距離Ｌ２よりも小さい（Ｌ２＞Ｌ１）。言い換えれば、ｎ側電極１８ａは、隣接するｐ側電極１６ａとｐ側電極１６ｂの中心に位置しない（距離Ｌ１≠距離Ｌ２）関係にある。ここで、距離Ｌ１、距離Ｌ２は、ｐ側電極１６とｎ側電極１８とが同一平面に形成されている場合には、両電極間の２次元的な最短距離、すなわち直線距離である。他方、ｐ側電極１６とｎ側電極１８とが異なる平面に形成されている場合には、距離Ｌ１、Ｌ２は、両電極が存在する３次元的な空間内の直線距離として定義される。
【００１４】
このように、ｎ側電極１８が両側の隣接するｐ側電極１６の中央に形成されないので、すなわち、距離Ｌ１＜Ｌ２の関係にあるので、１つの発光部内のｎ側電極とｐ側電極とが一対一の関係で電気的に結合される。従って、各発光部を高周波で独立駆動したとき、隣接する発光部間で電気的なクロストークの発生を抑制することができる。特に、ｐ側電極とｎ側電極とを基板表面側にコプレーナ電極構造を有するＶＣＳＥＬアレイでは、基板両面（表面と裏面）にｐ側電極とｎ側電極をそれぞれ形成するＶＣＳＥＬアレイと比較して、配線数が増加するため、引き出し用の金属配線の間隔が狭くなる。さらにマルチコアファイバにＶＣＳＥＬアレイを用いる場合、マルチコアファイバのコア間隔が１０μｍ程度と非常に狭く、それに合わせてメサを配置させなければならない。コプレーナ電極構造のＶＣＳＥＬアレイを高周波駆動すると、発光部間に電気的なクロストークやノイズの発生が懸念されるが、本実施例のＶＣＳＥＬアレイであれば、１つの発光部のｐ側電極とｎ側電極とが電気的に結合され、ｎ側電極が隣接する発光部のｐ側電極から距離的に離間され、あるいは電気的に離間されているので、クロストークやノイズの発生を抑制を効果的に抑制することができる。
【００１５】
図２に、比較例として従来のＶＣＳＥＬアレイの平面図を示す。対比を分かり易くするため、対応する構成については本実施例と同一の参照番号を付してある。図２に示すように、６つのｐ側電極１６（メサ）は、マルチコアファイバの各コア位置に対応するように円周方向に等間隔に配置されている。そして、ｎ側電極１８は、隣接するｐ側電極１６のほぼ中央に位置するように形成されている。つまりｎ側電極１８は、両側の隣接するｐ側電極１６の中央に位置し、距離Ｌ１と距離Ｌ２とがほぼ等しい。各メサのｎ型の下部半導体多層膜反射鏡は、基板上のコンタクト層に共通接続されているので、１つのｐ側電極１６が両側に隣接する２つのｎ側電極１８に電気的に結合可能になる。このため、各発光部を高周波で独立駆動したとき、発光部間のクロストークの発生が懸念される。
【００１６】
次に、本実施例のＶＣＳＥＬアレイの具体的な構成について説明する。図３（Ａ）には、ＶＣＳＥＬアレイの代表的な１つの発光部の概略平面図であり、図３（Ｂ）は、そのＸ−Ｘ線断面図である。発光部１２は、ＶＣＳＥＬ素子として円筒状のメサＭと、これに対応するｎ側電極１８とを有する。ｎ側電極１８は、上記したようにメサＭまたはそのｐ側電極１６に近接するように配置され、隣接する発光部のメサからは離間されている。
【００１７】
具体的には、図３（Ｂ）に示すように、半絶縁性のＧａＡｓ基板１００上に、ｎ型のＧａＡｓコンタクト層１０２が一定の厚さで形成され、さらにその上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部分布ブラック型反射鏡（Distributed Bragg Reflector：以下、ＤＢＲという）１０４、下部ＤＢＲ１０４上に形成された、上部および下部スペーサ層に挟まれた量子井戸層を含む活性領域１０６、活性領域１０６上に形成されたＡｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部ＤＢＲ１０８が形成される。上部ＤＢＲ１０８の最上層は、不純物濃度が高いｐ型のＧａＡｓコンタクト層としてもよい。
【００１８】
ｎ型のコンタクト層１０２は、例えば、ｎ型不純物であるシリコンをドーピングした後のキャリア濃度が、１×１０19ｃｍ-3である不純物濃度が高い半導体層である。ｎ型の下部ＤＢＲ１０４は、例えば、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とのペアの複数層積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒ（但し、λは発振波長、ｎｒは媒質の屈折率）であり、これらを交互に４０周期で積層している。ｎ型不純物であるシリコンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０18ｃｍ-3である。活性領域１０６の下部スペーサ層は、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ層であり、量子井戸活性層は、アンドープＡｌ0.１１Ｇａ0.８９Ａｓ量子井戸層およびアンドープのＡｌ0.３Ｇａ0.７Ａｓ障壁層であり、上部スペーサ層は、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ層である。ｐ型の上部ＤＢＲ１０８は、例えば、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とのペアの複数層積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒであり、これらを交互に２２周期積層してある。ｐ型不純物であるカーボンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０18ｃｍ-3である。また、上部ＤＢＲ１０８の内部に、ｐ型のＡｌＡｓ（但し、ＤＢＲのＡｌ組成よりも高いＡｌＧａＡｓであってもよい）からなる電流狭窄層１２０が形成される。電流狭窄層１２０は、活性領域１０４に近接することが望ましいが、好ましくは活性領域１０４との間に上部ＤＢＲの層を少なくとも１層介在させる。なお、上記のＶＣＳＥＬの構成は、典型的な一つの例であって、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１９】
所定にエッチングマスクを用いて上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０４の一部に至る半導体層をエッチングすることにより溝１３内に複数のメサＭが形成される。メサ形成後に酸化工程が行われ、メサＭの側面からＡｌＡｓ層が選択的に酸化され電流狭窄層１２０が形成される。基板全面にＳｉＯＮまたはＳｉＮ等の層間絶縁膜１３０が形成される。メサ頂部において、層間絶縁膜１３０には上部ＤＢＲ１０８を露出させるコンタクトホールが形成され、ｐ側電極１６がコンタクトホールを介して上部ＤＢＲ１０８に電気的に接続される。ｐ側電極１６は、例えば、Ａｕ／Ｔｉ等の金属から構成される。
【００２０】
他方、メサＭの底部において、層間絶縁膜１３０には下部ＤＢＲ１０４を露出させるためのコンタクトホールが形成される。好ましい態様では、コンタクトホールを介して下部ＤＢＲ１０４が異方性エッチングされ、コンタクト層１０２に至る開口１４０が形成される。そして、ｎ側電極１８が開口１４０内に形成される。ｎ側電極１８は、例えばＡｕ／Ｇｅなどの金属から構成される。
【００２１】
本例のＶＣＳＥＬアレイでは、ｐ側電極１６がメサ頂部に形成され、ｎ側電極１８がメサ底部に形成され、ｐ側電極１６とｎ側電極１８とは同一平面に形成されていない。この場合、図３（Ｂ）に示すように距離Ｌ１は、ｐ側電極１６とｎ側電極１８との３次元的な直線距離である。従って、ｎ側電極１８と隣接する発光部のｐ側電極１６との３次元的な直線距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも大きくなる。従って、図に示されるように、ｎ側電極１８は、メサＭの底部においてメサＭに隣接するように矩形状に形成され、ｎ型のコンタクト層１０２に電気的に接続される。
【００２２】
次に、本実施例の他の変形例について説明する。図４（Ａ）は、発光部の他の第１の態様を例示するＸ−Ｘ線断面図である。第１の態様では、ｎ側電極１８がｐ側電極１６と同一平面に形成される。すなわち、溝１３を形成するとき、メサＭと隣接するメサＭ１が同時に形成され、次いで、メサＭ１にコンタクト層１０２に通じる開口１４０が形成され、開口１４０内にｎ側電極１８が形成される。このような構成では、ｐ側電極１６とｎ側電極１８の距離Ｌ１は、２次元的な直線距離である。
【００２３】
図４（Ｂ）は、第の２態様を例示するＸ−Ｘ線断面図である。第２の態様では、図３に示す構成において、溝１３を充填する樹脂等の絶縁材料１５０が形成される。そして、絶縁材料１５０には、１層目のｎ側電極１８に通じる開口が形成され、当該開口内に１層目のｎ側電極１８に接続される２層目のｎ側電極１８Ａが形成される。このような構成では、ｐ側電極１６と２層目のｎ側電極１８Ａとが同一平面に形成され、両電極間の直線距離が距離Ｌ１となる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例について図５を参照して説明する。第１の実施例と同様の構成については同一参照番号を付す。第２の実施例に係るＶＣＳＥＬアレイ１０Ａでは、溝１３のほぼ中心に溝１３を仮想的に６等分（内角が６０度）し、各区分されたエリアＳ１〜Ｓ６内にそれぞれ１つずつ発光部１２が配置される。ｎ側電極１８は、メサの側面の形状に倣うように円弧状に形成される。好ましくはｐ側電極とｎ側電極の対、すなわち１つの発光部は、回転対称の位置に形成される。
【００２５】
本実施例によれば、ｎ側電極が隣接する両側のｐ側電極の中心に配置されることなく、距離Ｌ１を距離Ｌ２よりも小さくすることができ、第１の実施例のときよりも距離Ｌ１と距離Ｌ２の差分を大きくすることができる。さらに、第２の実施例では、溝１３内を仮想的に等分することで、距離Ｌ１＜距離Ｌ２を保ちつつ、マルチコアファイバのコア位置に対応する位置決めを容易にすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施例について図６を参照して説明する。第３の実施例においても、第１の実施例と同様の構成については、同一参照番号を付す。第３の実施例に係るＶＣＳＥＬアレイ１０Ｂでは、仮想的に溝１３が６等分された半径ｒ１〜ｒ６上に各発光部１２がレイアウトされる。ｐ側電極１６は、円周Ｃ１上に配置され、ｎ側電極１８は、ｐ側電極１６よりも半径方向に外側に配置される。
【００２７】
本実施例によれば、ｎ側電極が隣接する両側のｐ側電極の中心に配置されることなく、マルチコアファイバの各コア位置に対応するように各発光部を容易に位置決めすることができる。さらに、第１および第２の実施例と比較し、距離Ｌ１と距離Ｌ２の距離の差分をさらに大きくとることができ、電気的なクロストークをより低減することができる。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬアレイのp側電極およびｎ側電極の形成方法について図７を参照して説明する。図７（Ａ）は、酸化工程が終了したメサＭを含む基板上に層間絶縁膜１３０が形成され、層間絶縁膜１３０に、ｐ側電極用のコンタクトホール１３０Ａとｎ側電極用のコンタクトホール１３０Ｂが形成された状態を示している。
【００２９】
次に、図７（Ｂ）に示すようなエッチンマスクＫを用いて、コンタクトホール１３０Ｂによって露出された下部ＤＢＲ１０４をエッチングし、コンタクト層１０２に到達する開口１４０を形成する。エッチングマスクＫを除去した後、ｐ側電極１６、ｎ側電極１８、引き出し用の金属配線１７、１９、電極パッド等が形成される。なお、第１の実施例のＶＣＳＥＬアレイにおいて、溝１３内をポリイミド樹脂によって充填してもよい。
【００３０】
次に、本発明の実施例に係るＶＣＳＥＬアレイを用いた光伝送装置について説明する。図８（Ａ）は、マルチコアファイバ２００の断面図である。マルチコアファイバ２００は、１本のファイバの中に等間隔で配列された複数のコア２０２を含んで構成される。マルチコアファイバ２００の各コア２０２の数および位置は、本実施例のＶＣＳＥＬアレイ１０の発光部１２の数および位置に対応する。各発光部を独立駆動して発せられた各レーザ光は、対応するコア２０２に入射され、伝送される。このようなマルチコアファイバ２００の使用は、空間多重により大容量のデータ伝送を可能にする。
【００３１】
図８（Ｂ）は、光伝送装置の一例を示す概略断面図である。光伝送装置３００は、金属ステム３０２上に導電性接着剤を介してＶＣＳＥＬアレイのチップ３１０を搭載する。金属ステム３０２には、絶縁処理された貫通孔を介して複数の外部リード３０４が取付けられ、外部リード３０４は、チップ３１０上の各ＶＣＳＥＬ素子に電気的に接続される。ステム３０２上に中空のキャップ３２０が固定され、キャップ３２０の中央の開口内に光学部材としてのボールレンズ３３０が固定される。ボールレンズ３３０の光軸は、ＶＣＳＥＬチップ３１０上に形成された複数のＶＣＳＥＬの中心とほぼ一致する。さらに、ステム３０２上には円筒状の筐体３４０が固定され、筐体３４０の端面に一体に形成されたスリーブ３４２内にフェルール３５０が保持され、フェルール３５０によってマルチコアファイバ２００が保持される。マルチコアファイバ２００は、ボールレンズ３３０に正確に位置合わせされる。外部リード３０４により各ＶＣＳＥＬ素子を同時駆動または個別駆動することにより、チップ３１０の各発光部から発せられたレーザ光はそれぞれのコア２０２に集光される。
【００３２】
図８（Ｃ）は、他の光伝送装置３００Ａの構成例を示している。本例では、ボールレンズ３３０を用いることなく、ＶＣＳＥＬアレイのチップ３１０とマルチコアファイバ２００とを直接的に光学結合させている。上記したように、本実施例では、ＶＣＳＥＬ素子の狭ピッチ化を図ることができるため、ＶＣＳＥＬ素子のピッチを、マルチコアファイバ２００のコア２０２のピッチに一致させることが可能となる。このため、ＶＣＳＥＬ素子をマルチコアファイバ２００の入射面に接近させることで、ＶＣＳＥＬ素子から発せられたレーザ光を直接コア２０２に集光させることができる。これにより、部品点数を削減し、低コスト、かつ小型の光伝送装置３００Ａを得ることができる。
【００３３】
図９は、本実施例のＶＣＳＥＬアレイを情報処理装置の光源に適用した例を示す図である。情報処理装置４００は、ＶＣＳＥＬアレイを搭載した面発光型半導体レーザ装置４１０からのレーザ光を入射するコリメータレンズ４２０、一定の速度で回転し、コリメータレンズ４２０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４３０、ポリゴンミラー４３０からのレーザ光を入射し反射ミラー４５０を照射するｆθレンズ４４０、ライン状の反射ミラー４５０、反射ミラー４５０からの反射光に基づき潜像を形成する感光体ドラム(記録媒体)４６０を備えている。このように、ＶＣＳＥＬ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利用することができる。面発光型半導体レーザ装置４１０は、例えば、図８（Ｂ）の構成から筐体３４０およびマルチコアファイバ２００を取り外したものであることができる。
【００３４】
上記実施例では、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓの半導体材料を用いたＧａＡｓ系のＶＣＳＥＬを例示したが、本発明は、他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体を用いたＶＣＳＥＬにも適用することができる。また、上記実施例では、基板上にｎ型の半導体層を積層し、その上にｐ型の半導体層を積層する構成を示したが、これと反対に、ｐ型の半導体層上にｎ型の半導体層を積層する構成であってもよい。
【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、１０Ａ、１０Ｂ：ＶＣＳＥＬアレイ
１２：発光部
１３：溝
１４：光出射口
１６：ｐ側電極
１７、１９：引き出し用の金属配線
１８：ｎ側電極
１００：基板
１０２：コンタクト層
１０４：下部ＤＢＲ
１０６：活性領域
１０８：上部ＤＢＲ
１２０：電流狭窄層
１３０：層間絶縁膜
１３０Ａ、１３０Ｂ：コンタクトホール
１４０：開口
【図１】
2015099869.tif 000003
【図２】
2015099869.tif 000004
【図３】
2015099869.tif 000005
【図４】
2015099869.tif 000006
【図５】
2015099869.tif 000007
【図６】
2015099869.tif 000008
【図７】
2015099869.tif 000009
【図８】
2015099869.tif 000010
【図９】
2015099869.tif 000011