(57)【要約】【課題】量産性の良い方法で簡易に製造可能であり、かつレーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能な面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】基板１０上に、下部ＤＢＲミラー層１１、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、電流狭窄層１５、上部ＤＢＲミラー層１６、偏光制御層１７およびコンタクト層１８を備える。偏光制御層１７は、基板１０とは異なる格子定数を有すると共に、少なくとも発光領域１３Ａとの対向領域の表面に異方形状の凹凸部１７Ａを有する。これにより、凹凸部１７Ａにおいて反射率異方性が生じるので、利得の異方性が生じる。【選択図】図３
2008205240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１多層膜反射鏡、活性層、第２多層膜反射鏡および偏光制御層を前記基板側からこの順に備え、
前記偏光制御層は、前記基板とは異なる格子定数を有すると共に、少なくとも表面の一部に並列配置されたストライプ状の複数の凸部を有する
ことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記活性層は発光領域を有し、
前記各凸部は少なくとも前記発光領域との対向領域の表面に形成されている
ことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記各凸部は、エピタキシャル結晶成長により形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記偏光制御層のうち前記各凸部を除いた部分は、臨界膜厚以上の厚さとなっている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記基板は、主としてＧａＡｓを含み、
前記偏光制御層は、主としてＩｎＧａＰまたはＩｎＡｌＡｓを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記偏光制御層は、前記基板よりも大きな格子定数を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記偏光制御層が主としてＩｎＧａＰを含む場合には、Ｉｎの組成比が０．６より大きく、０．７５より小さい
ことを特徴とする請求項５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
前記偏光制御層が主としてＩｎＡｌＡｓを含む場合には、Ｉｎの組成比が０．１２より大きく、０．２７より小さい
ことを特徴とする請求項５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項９】
前記基板は（００１）面を有する基板である
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１０】
前記基板は（００１）面から傾斜させた面を有する傾斜基板である
ことを特徴とする請求項１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、上面からレーザ光を射出する面発光型半導体レーザに係り、特に、偏光制御の要求される用途に好適に適用可能な面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、従来の端面射出型のものとは異なり、基板に対して直交する方向に光を射出するものであり、同じ基板上に２次元アレイ状に多数の素子を配列することが可能であることから、近年、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源として注目されている。
【０００３】
従来、この種の面発光型半導体レーザは、半導体基板上に一対の多層膜反射鏡が形成されており、その対の多層膜反射鏡の間に発光領域となる活性層を有している。そして、一方の多層膜反射鏡には、活性層への電流注入効率を高め、しきい値電流を下げるために、電流注入領域を狭めた構造を有する電流狭窄層が設けられている。また、下面側には下部電極、上面側にはｐ側電極がそれぞれ設けられ、ｐ側電極にはレーザ光を射出するために光射出口が設けられている。この面発光型半導体レーザでは、電流は電流狭窄層により狭窄されたのち活性層に注入され、ここで発光し、これが一対の多層膜反射鏡で反射を繰り返しながらレーザ光としてｐ側電極の光射出口から射出される。
【０００４】
ところで、上記した面発光型半導体レーザは、一般に、素子のばらつきにより偏光方向がばらついてしまう不均一性や、出力や環境温度により偏光方向が変化してしまう不安定性を有している。そのため、このような面発光型半導体レーザをミラーやビームスプリッタといった偏波依存のある光学素子に対して適用する場合、例えば、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源として用いる場合には、偏光方向のばらつきが像の結像位置や出力に差異を生じさせ、にじみや色むらが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、この問題に対して、面発光型半導体レーザ素子の内部に偏光制御機能を設け、偏光方向を一方向に安定化させる技術がいくつか報告されている。
【０００６】
例えば、そのような技術の１つとして、（３１１）面を法線とする高角度の傾斜基板（ＧａＡｓ傾斜基板）を用いるものがある。このように高角度の傾斜基板を用いて面発光型半導体レーザ素子を構成した場合、［−２３３］方向に対する利得特性が高くなり、レーザ光の偏光方向をこの方向に制御することが可能となる。また、レーザ光の偏光比も非常に高いものであり、面発光型半導体レーザ素子の偏光方向を一方向に安定化させるために有効な技術である。
【０００７】
また、特許文献１には、メサ部の一の面内方向の幅を、光がメサ部の側面で回折損失を受ける程度に狭くすることにより、その側面に平行な偏光を得る技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、光射出口から射出されるレーザ光の特性に影響の及ばないような金属コンタクト層の一部に不連続部を形成し、不連続部の境界に対して平行方向をなす偏光を得る技術が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、垂直共振器を構成する反射ミラーの１つにグレーティング構造を設けることにより、特定の偏光方向で発振させる技術が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特許２８９１１３３号公報
【特許文献２】特表２００１−５２５９９５号公報
【特許文献３】特開平５−２１８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した高角度の傾斜基板は、（３１１）面を法線とする特殊な基板であるため、標準的な基板である（００１）面基板などと比較して非常に高額なものである。また、このような高角度の傾斜基板を用いた場合、成長温度、ドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件も、（００１）面基板の場合と全く異なるため、簡易に製造することが容易ではない。
【００１２】
また、上記特許文献１の技術では、メサ部の径を極めて小さくする必要があるので、垂直共振器の抵抗が高くなってしまう。また、レーザ光の出力が１ｍＷ程度と低く、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源として利用するには実用的な大きさではない。また、基板側からレーザ光を射出させる場合には、ＧａＡｓ基板によるレーザ吸収を抑えるためにＤＢＲ層の直近までＧａＡｓ基板をエッチオフすることが必要となるので、製造工程が複雑化してしまう。さらに、メサ部の径が小さいので、製造工程において破損してしまう虞があり、安定して製造することが容易ではない。
【００１３】
また、上記特許文献２では、実施例として、光射出口の縁部から７μｍ離れた位置に４．０〜４．５μｍの深さの溝（不連続部）を形成したものが記載されており、これにより溝に対して平行方向をなす偏光が得られたとしている。しかしながら、共振領域の短辺側の距離を回折損失効果が生じる程度まで小さくしなければ偏光方向を一方向に安定化させることができないため、回折損失効果が得られないような範囲（短辺側の距離が７μｍ）で形成された不連続部によっては、安定化させることができないと思われる。また、このような偏光方向の安定化が、溝形成による応力や歪による効果であるならば、結晶成長や形成工程の際に素子に加わる他要因からの応力の影響が考えられる。
【００１４】
また、上記特許文献３では、垂直共振器を構成する反射ミラーの１つにグレーティング構造を設ける方法が明らかにされていないが、実際に偏光制御可能なグレーティング構造を形成するためには、電子ビームリソグラフィなどを使用する必要がある。そのため、特許文献３に記載の技術では、量産性に優れない。
【００１５】
このように、従来の技術では、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能な面発光型半導体レーザ素子を、量産性の良い方法で簡易に製造するのが容易ではないという問題があった。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、量産性の良い方法で簡易に製造可能であり、かつレーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能な面発光型半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の面発光型半導体レーザは、基板上に、第１多層膜反射鏡、発光領域を有する活性層、第２多層膜反射鏡および偏光制御層を基板側からこの順に備えたものである。上記偏光制御層は、基板とは異なる格子定数を有すると共に、少なくとも発光領域との対向領域の表面に異方形状の凹凸部を有している。なお、基板と第１多層膜反射鏡との間、第１多層膜反射鏡と活性層との間、活性層と第２多層膜反射鏡との間、または第２多層膜反射鏡と偏光制御層との間に何らかの層が挿入されていてもよい。また、基板は、（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの高角度の傾斜基板である必要はなく、標準的な（００１）面基板でもかまわない。
【００１８】
本発明の面発光型半導体レーザでは、少なくとも発光領域との対向領域の表面に異方形状の凹凸部を有する偏光制御層が第２多層膜反射鏡の上に設けられている。これにより、凹凸部において反射率異方性が生じるので、利得の異方性が生じる。
【００１９】
ここで、凹凸部がストライプ状の複数の凸部を並列配置して形成されている場合には、凸部の延在方向に偏光方向を有する光の反射率と凸部の配列方向に偏光方向を有する光の反射率とが互いに異なるので、凸部の延在方向および凸部の配列方向のいずれか一方向に偏光方向を有する光の利得が他の方向に偏光方向を有する光の利得よりも相対的に大きくなる。
【００２０】
また、本発明では、偏光制御層は基板とは異なる格子定数を有する材料により形成されているので、偏光制御層の凹凸部をエピタキシャル結晶成長により形成することが可能である。つまり、エッチングをしないで凹凸部を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の面発光型半導体レーザによれば、少なくとも発光領域との対向領域の表面に異方形状の凹凸部を有する偏光制御層を第２多層膜反射鏡の上に設けるようにしたので、利得の異方性を生じさせることができる。これにより、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能となる。また、凹凸部はエピタキシャル結晶成長により形成することが可能であり、しかも、高角度の傾斜基板を用いる必要がないので、量産性の良い方法で簡易に製造することができる。
【００２２】
このように、本発明の面発光型半導体レーザでは、量産性の良い方法で簡易に製造可能であり、かつレーザ光の偏光方向を一方向に安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１の斜視図を表すものである。図２は図１の面発光型半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図３は図１の面発光型半導体レーザ１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構造をそれぞれ表したものである。なお、図１ないし図３は、模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。
【００２５】
面発光型半導体レーザ１は、基板１０の一面側に、下部ＤＢＲミラー層１１（第１多層膜反射鏡）、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、電流狭窄層１５、上部ＤＢＲミラー層１６（第２多層膜反射鏡）、偏光制御層１７およびコンタクト層１８をこの順に積層したレーザ構造部を備えている。ここで、下部スペーサ層１２の上部、活性層１３、上部スペーサ層１４、電流狭窄層１５、上部ＤＢＲミラー層１６、偏光制御層１７およびコンタクト層１８は、コンタクト層１８まで形成されたのち、上面から選択的にエッチングされることにより、例えば幅４０μｍ程度の円柱状のメサ部３０となっている。
【００２６】
基板１０、下部ＤＢＲミラー層１１、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、上部ＤＢＲミラー層１６およびコンタクト層１８は、例えばＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）系の化合物半導体によりそれぞれ構成されている。なお、ＧａＡｓ系化合物半導体とは、短周期型周期表における３Ｂ族元素のうち少なくともガリウム（Ｇａ）と、短周期型周期表における５Ｂ族元素のうち少なくともヒ素（Ａｓ）とを含む化合物半導体のことをいう。
【００２７】
基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成されている。この基板１０は、標準的な（００１）面基板であることが好ましいが、（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの高角度の傾斜基板であってもよい。下部ＤＢＲミラー層１１は、例えば、低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組分積層して構成されたものである。低屈折率層は、例えば厚さがλ／４ｎａ（λは発振波長、ｎａは屈折率）のｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓ（０＜ｘ１＜１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ／４ｎｂ（ｎｂは屈折率）のｎ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ（０＜ｘ２＜ｘ１）によりそれぞれ形成されている。ｎ型不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００２８】
下部スペーサ層１２は、例えばＡｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ（０＜ｘ３＜１）により構成されている。活性層１３は、例えばＧａＡｓ系材料により構成されている。この活性層１３では、電流注入領域１１Ｃ−１と対向する領域が発光領域１３Ａとなっている。上部スペーサ層１４は、例えばＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（０＜ｘ４＜１）により構成されている。ここで、下部スペーサ層１２、活性層１３および上部スペーサ層１４は、不純物が含まれていないことが望ましいが、ｐ型またはｎ型不純物が含まれていてもよい。なお、ｐ型不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００２９】
電流狭窄層１５は、メサ部３０の側面から所定の深さまでの領域にリング状の電流狭窄領域１５Ａを有しており、それ以外の領域が電流注入領域１５Ｂとなっている。ここで、電流注入領域１５Ｂは、例えばｐ型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（０＜ｘ５≦１）からなる。電流狭窄領域１５Ａは、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）を含んで構成され、後述するように、ｐ型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓからなる電流狭窄層１５Ｄをその側面から酸化することにより得られたものである。従って、電流狭窄層２５は電流を狭窄する機能を有している。
【００３０】
上部ＤＢＲミラー層１６は、例えば、低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組分積層して構成されており、上部ＤＢＲミラー層１６の最上層が高屈折率層となっている。ここで、低屈折率層は、例えば厚さがλ／４ｎｃ（ｎｃは屈折率）のｐ型      Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ（０＜ｘ６＜１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ／４ｎｄ（ｎｄは屈折率）のｐ型Ａｌｘ７Ｇａ１−ｘ７Ａｓ（０＜ｘ７＜ｘ６）によりそれぞれ形成されている。
【００３１】
コンタクト層１８は、例えばｐ型ＧａＡｓにより構成されている。このコンタクト層１８は、メサ部３０の上面全体に対応して設けられていてもよいし、メサ部３０の上面のうち上部電極２１（後述）との対向領域にだけ設けられていてもよい。
【００３２】
メサ部３０の上面中央部および側面と、メサ部３０周辺の表面には保護膜２０が設けられている。また、メサ部３０の上面端縁部（メサ部３０の上面のうち保護膜２０の形成されていない領域）および側面には上部電極２１が形成されている。この上部電極２１は、メサ部３０の上面中央部に開口部２１Ａを有しており、この開口部２１Ａがレーザ光の射出窓となる。また、メサ部３０周辺の上面には、上部電極２１と接続されたパッド部２２が形成されている。また、基板１０の裏面には、下部電極２３が形成されている。
【００３３】
ここで、保護膜２０は、例えば酸化物または窒化物などの絶縁性材料からなる。上部電極２１は、例えばチタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をこの順に積層して構成されたものであり、メサ部３０の上面端縁部においてコンタクト層１８と電気的に接続されている。パッド部２２は、上部電極２１と同様の材料からなり、上部電極２１と電気的に接続されている。このパッド部２２は、ワイヤーボンディングをするのに十分な表面積を有する平板状の形状となっている。下部電極２３は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層とを基板１０の側から順に積層した構造を有しており、基板１０と電気的に接続されている。
【００３４】
次に、本実施の形態の特徴部分の１つである偏光制御層１７について説明する。
【００３５】
偏光制御層１７は、例えば、主としてＩｎＧａＰまたはＩｎＡｌＡｓを含んで構成されている。偏光制御層１７が主としてＩｎＧａＰを含む場合には、ＩｎＧａＰのＩｎ組成比が０．６より大きく、０．７５より小さくなっている。また、偏光制御層１７が主としてＩｎＡｌＡｓ含む場合には、ＩｎＡｌＡｓのＩｎ組成比が０．１２より大きく、０．２７より小さくなっている。つまり、偏光制御層１７は、基板１０とは異なる（基板１０より大きな）格子定数を有しており、偏光制御層１７の内部には格子不整合の割合に応じた大きさの歪が生じている。歪の大きさは、具体的には、ＩｎＧａＰのＩｎ組成比が０．６より大きく、０．７５より小さい場合や、ＩｎＡｌＡｓのＩｎ組成比が０．１２より大きく、０．２７より小さい場合には、およそ１％から２％となっている。従って、ＩｎＧａＰのＩｎ組成比や、ＩｎＡｌＡｓのＩｎ組成比は、偏光制御層１７の内部に１％から２％の歪が発生するような値に調整されているとも言える。
【００３６】
この偏光制御層１７は、少なくとも発光領域１３Ａとの対向領域の表面に異方形状の凹凸部１７Ａを有している（図１、図３参照）。この凹凸部１７Ａは、形状異方性を有しており、例えば、ストライプ状の複数の凸部１７Ｂを並列配置して形成されている。ここで、「ストライプ状」とは、凸部１７Ｂが直線状の場合だけでなく、うねっている場合や、凸部１７Ｂの幅が不均等となっている場合も含まれる概念である。また、凹凸部１７Ａの異方形状は、後述するように  エピタキシャル結晶成長により自然と形成されたものである。つまり、凹凸部１７Ａは、エッチングなどの他の工程を経て形成されたものではない。上記したように、偏光制御層１７の内部には１％から２％の歪が発生しており、このような大きな歪が発生している状態でエピタキシャル結晶成長を行うことにより、結晶成長の表面に微細な凹凸形状を形成することが可能となる。
【００３７】
なお、基板１０として（００１）面を有するＧａＡｓ基板を用いた場合には、[−１，１，０]方向に延在するストライプ状の凸部１７Ｂを形成することが可能であるが、凹凸部１７Ａの形状が何らかの影響によりクロスハッチングとなってしまう場合もある。そのようなクロスハッチングが形成されるのを防止するためには、基板１０として、（００１）面とは異なる面を有する傾斜基板（オフ基板）を用いることが好ましい。ただし、基板１０として傾斜基板を用いる場合には、エピタキシャル結晶成長の難易度があまり高くならない程度に、基板１０の傾斜角を低く（２〜５度程度）することが好ましい。
【００３８】
また、凹凸部１７Ａの形状は偏光制御層１７の厚さが臨界膜厚を超えたあたりから形成され始めるので、偏光制御層１７の表面に異方形状の凹凸部１７Ａを形成するためには、少なくとも臨界膜厚よりも厚くなるまで結晶成長させることが必要となる。つまり、偏光制御層１７のうち凹凸部１７Ａを除いた部分は、臨界膜厚以上の厚さとなっている。
【００３９】
本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００４０】
図７（Ａ），（Ｂ）ないし図９（Ａ），（Ｂ）は、その製造方法を工程順に表すものである。なお、図７（Ａ），（Ｂ）および図８（Ａ），（Ｂ）は、製造過程の素子を図１のＢ−Ｂ矢視方向と同一の方向で切断した断面の構成を、図９（Ａ），（Ｂ）は、製造過程の素子を図１のＡ−Ａ矢視方向と同一の方向で切断した断面の構成をそれぞれ表すものである。
【００４１】
ＧａＡｓからなる基板１０上の化合物半導体層を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ3)を用い、フォスフィン（ＰＨ３）、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2 Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。
【００４２】
まず、図４（Ａ）に示したように、基板１０上に、下部ＤＢＲミラー層１１、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、電流狭窄層１５Ｄ、上部ＤＢＲミラー層１６、偏光制御層１７およびコンタクト層１８をこの順に積層する。
【００４３】
このとき、図４（Ｂ）に示したように、偏光制御層１７の上面に凹凸部１７Ａが形成されるので、その上に形成されたコンタクト層１８の上面にも凹凸形状が形成される。
【００４４】
次に、レジスト層（図示せず）を形成したのち、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）法により、コンタクト層１８、偏光制御層１７、上部ＤＢＲミラー層１６、電流狭窄層１５Ｄ、上部スペーサ層１４，活性層１３および下部スペーサ層１２の一部を選択的に除去してメサ部３０を形成する。
【００４５】
次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、メサ部３０の外側から電流狭窄層１５ＤのＡｌを選択的に酸化する。これにより電流狭窄層１５Ｄの端縁部が絶縁層（酸化アルミニウム）となる。すなわち、端縁部が電流狭窄領域１１Ｃ−２であり、その中心領域のみが電流注入領域１１Ｃ−１である電流狭窄層１１Ｃが形成される。
【００４６】
次に、メサ部３０の表面およびその周辺の上面に、例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により前述の絶縁性材料を堆積させる。その後、エッチングにより絶縁性材料のうちメサ部３０の上面端縁部に対応する部分を選択的に除去する。これにより、保護膜２０が形成される。なお、メサ部３０の上面中央部に対して、メサ部３０の側面やその周辺の上面とは異なる材料や厚さの絶縁性材料を別個の工程で形成してもよい。
【００４７】
次に、例えば真空蒸着法により、メサ部３０上およびメサ部３０の周辺基板上に前述の金属材料を積層させたのち、例えば選択エッチングにより、メサ部３０の上面中央部に開口部２１Ａを有する上部電極２１を形成すると共に、メサ部３０周辺の表面にパッド部２２を形成する。
【００４８】
次いで、基板１０の裏面を適宜研磨してその厚さを調整した後、この基板１０の裏面に下部電極２３を形成する。このようにして面発光型半導体レーザ１が製造される。
【００４９】
このような構成の面発光型半導体レーザ１では、下部電極２３と上部電極２１との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層１５における電流注入領域１５Ａを通して活性層１３に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１６により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。
【００５０】
このとき、本実施の形態では、少なくとも発光領域１３Ａとの対向領域の表面に異方形状の凹凸部１７Ａを有する偏光制御層１７が上部ＤＢＲミラー層１６の上に設けられている。これにより、凹凸部１７Ａにおいて反射率異方性が生じるので、利得の異方性が生じる。ここで、凹凸部１７Ａはストライプ状の複数の凸部１７Ｂを並列配置して形成されているので、凸部１７Ｂの延在方向に偏光方向を有する光の反射率と凸部１７Ｂの配列方向に偏光方向を有する光の反射率とが互いに異なる。本実施の形態では、凸部１７Ｂの延在方向に偏光方向を有する光の反射率の方が凸部の配列方向に偏光方向を有する光の反射率よりも大きくなるので、凸部１７Ｂの延在方向に偏光方向を有する光の利得の方が凸部の配列方向に偏光方向を有する光の利得よりも大きくなる。その結果、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能となる。
【００５１】
例えば、基板１０として（００１）面を有するＧａＡｓ基板や、（００１）面から少し（２〜５度程度）傾斜させた面を有する傾斜基板を用いた場合には、[−１，１，０]方向に延在するストライプ状の凸部１７Ｂが形成され、[−１，１，０]方向に偏光方向を有する光の反射率の方が[１，１，０]方向に偏光方向を有する光の反射率よりも大きくなる。これにより、[−１，１，０]方向に偏光方向を有する光の利得の方が[１，１，０]方向に偏光方向を有する光の利得よりも大きくなるので、偏光方向を[−１，１，０]方向に揃えることが可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態では、偏光制御層１７は基板１０とは異なる格子定数を有する材料により形成されているので、偏光制御層１７の凹凸部１７Ａをエピタキシャル結晶成長により形成することが可能である。つまり、エッチングをしないで凹凸部を形成することができる。また、凹凸部１７Ａを形成するために高角度の傾斜基板を用いる必要がない。従って、量産性の良い方法で簡易に製造することができる。
【００５３】
このように、本実施の形態の面発光型半導体レーザ１では、量産性の良い方法で簡易に製造可能であり、かつレーザ光の偏光方向を一方向に安定化することができる。
【００５４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００５５】
例えば、上記実施の形態では、偏光制御層１７が主としてＩｎＧａＰを含む場合に、ＩｎＧａＰのＩｎ組成比を調整することにより、結果として凹凸部１７Ａを形成するようにしていたが、例えば、ＩｎＧａＰにＳｂを添加し、このＳｂの組成比を、ＩＩＩ族比で０．０１６より大きく０．０６４よりも小さくなる範囲内で調整することによっても、結果として凹凸部１７Ａを形成することが可能である。
【００５６】
また、上記実施の形態では、偏光制御層１７のうち開口部２１Ａとの対向部分の上に、コンタクト層１７や保護膜２０を設けていたが、これらをなくしてもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態では、ＧａＡｓ系の化合物半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の化合物半導体レーザ、例えばＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＮ系、ＧａＩｎＮ系、ＧａＩｎＮＡｓ系などのなど化合物半導体レーザにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る面発光型半導体レーザの斜視図である。
【図２】図１のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。
【図３】図１のレーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面構成図である。
【図４】図１のレーザの製造工程を説明するための断面構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…面発光型半導体レーザ、１０…基板、１１…下部ＤＢＲミラー層、１２…下部スペーサ層、１３…活性層、１３Ａ…発光領域、１４…上部スペーサ層、１５，１５Ｄ…電流狭窄層、１５Ａ…電流注入領域、１５Ｂ…電流狭窄領域、１６…上部ＤＢＲミラー層、１７…偏光制御層、１７Ａ…凹凸部、１７Ｂ…凸部、１８…コンタクト層、２０…保護膜、２１…上部電極、２１Ａ…開口部、２２…パッド部、２３…下部電極、３０…メサ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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