(57)【要約】【課題】メサポストを含む広範囲に誘電体多層膜が設けられるとともに、メサポスト内の活性層における歪および転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上されること。【解決手段】面発光レーザ素子１００は、活性層４を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポスト１０を有し、活性層４に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子であって、メサポスト１０を含む範囲に成膜されるとともに、活性層４内に設けられた電流注入領域４ａの直上部に位置する射出窓部７ａに比べて積層数が少ない低層部７ｂが少なくともメサポスト１０の側面部１０ａに形成された上部ＤＢＲミラー７を備える。【選択図】        図２
2008108827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポストを有し、前記活性層に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子において、
前記メサポストを含む範囲に成膜されるとともに、前記活性層内に設けられた電流注入領域の直上部に比べて積層数が少ない低層部が少なくとも前記メサポストの側面部に形成された誘電体多層膜を備えたことを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項２】
前記低層部は、前記側面部の周方向の少なくとも一部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ素子。
【請求項３】
前記低層部は、前記側面部の周方向に複数形成されることを特徴とする請求項２に記載の面発光レーザ素子。
【請求項４】
前記低層部は、前記側面部を含む領域であって前記電流注入領域の直上部以外の周囲領域に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
【請求項５】
前記誘電体多層膜は、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ａ−Ｓｉ、ＡｌＯ、ＭｇＦ、ＩＴＯまたはＴｉＯの少なくとも１つを用いて形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子を同一基板上に複数備えたことを特徴とする面発光レーザ素子アレイ。
【請求項７】
活性層を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポストを有し、前記活性層に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子の製造方法において、
前記メサポストを含む範囲に誘電体多層膜を成膜する成膜工程と、
前記メサポストの側面部に成膜された前記誘電体多層膜をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記エッチング工程は、前記側面部に成膜された前記誘電体多層膜のうち該側面部の周方向の少なくとも一部をエッチングすることを特徴とする請求項７に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記エッチング工程は、前記側面部を含む領域であって前記活性層内に設けられた電流注入領域の直上部以外の周囲領域に成膜された前記誘電体多層膜をエッチングすることを特徴とする請求項７または８に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性層を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポストを有し、前記活性層に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser。以下、面発光レーザ素子と称す。）は、基板上に積層された活性層を含む複数の半導体層の積層面に対して垂直方向に光を共振させてレーザ光を射出する。このような面発光レーザ素子は、従来の端面発光型レーザ素子と異なり、共振器としてのミラーを設けるために劈開を必要としないため、同一基板上に多数の素子を１次元または２次元的に容易に配列可能である。また、活性層体積が非常に小さく、極低閾値電流でレーザ発振が可能であるとともに低消費電力で発振可能であるなど、多くの利点を有している。このため、面発光レーザ素子は、光インターコネクションをはじめとする種々の光通信用光源、あるいはその他の様々なアプリケーション用デバイスとして注目されている。
【０００３】
一般に、面発光レーザ素子は、基板上に積層された活性層を含む複数の半導体層がエッチング等によって柱状形成されたメサポストを有し、このメサポスト上に設けられたアパーチャからレーザ光を射出する。通常、メサポストの側面部は、面発光レーザ素子の耐環境性を向上させるために誘電体保護膜等で覆われている。
【０００４】
一方、面発光レーザ素子では、共振器としてのミラーにＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）が一般に利用される。なかでも、誘電体多層膜からなる誘電体ＤＢＲは、光の吸収損失を低減し、レーザ光の高出力化を可能にするものとして知られており、これをメサポスト上に積層して共振器を形成した面発光レーザ素子が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、面発光レーザ素子におけるメサポストは、一般に直径が数十μｍと小さく、層厚な誘電体ＤＢＲとしての誘電体多層膜をメサポスト上にだけ形成するのは制御が難しい。このため、誘電体ＤＢＲをメサポスト上に設ける場合、生産性の観点からは、メサポスト上だけでなくメサポストを含む広範囲に誘電体多層膜を設けることが好ましい。これによって、メサポストを有する面発光レーザ素子の生産性を向上させられるばかりか、メサポスト側面部に設けられる誘電体多層膜を保護膜として作用させることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０３７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したように面発光レーザ素子に対して誘電体多層膜を広範囲に設けると、面発光レーザ素子における半導体層と誘電体多層膜との熱膨張差によって発生する応力がメサポスト内の活性層に歪を生じさせ、この歪が活性層に転位を発生させることで、面発光レーザ素子の長期信頼性が損なわれるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メサポストを含む広範囲に誘電体多層膜が設けられるとともに、メサポスト内の活性層における歪および転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上された面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる面発光レーザ素子は、活性層を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポストを有し、前記活性層に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子において、前記メサポストを含む範囲に成膜されるとともに、前記活性層内に設けられた電流注入領域の直上部に比べて積層数が少ない低層部が少なくとも前記メサポストの側面部に形成された誘電体多層膜を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２にかかる面発光レーザ素子は、上記の発明において、前記低層部は、前記側面部の周方向の少なくとも一部に形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３にかかる面発光レーザ素子は、上記の発明において、前記低層部は、前記側面部の周方向に複数形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４にかかる面発光レーザ素子は、上記の発明において、前記低層部は、前記側面部を含む領域であって前記電流注入領域の直上部以外の周囲領域に形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５にかかる面発光レーザ素子は、上記の発明において、前記誘電体多層膜は、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ａ−Ｓｉ、ＡｌＯ、ＭｇＦ、ＩＴＯまたはＴｉＯの少なくとも１つを用いて形成されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６にかかる面発光レーザ素子アレイは、上記の発明のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子を同一基板上に複数備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７にかかる面発光レーザ素子の製造方法は、活性層を含む複数の半導体層が積層されて柱状形成されたメサポストを有し、前記活性層に対して垂直方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子の製造方法において、前記メサポストを含む範囲に誘電体多層膜を成膜する成膜工程と、前記メサポストの側面部に成膜された前記誘電体多層膜をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８にかかる面発光レーザ素子の製造方法は、上記の発明において、前記エッチング工程は、前記側面部に成膜された前記誘電体多層膜のうち該側面部の周方向の少なくとも一部をエッチングすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９にかかる面発光レーザ素子の製造方法は、上記の発明において、前記エッチング工程は、前記側面部を含む領域であって前記活性層内に設けられた電流注入領域の直上部以外の周囲領域に成膜された前記誘電体多層膜をエッチングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法によれば、メサポストを含む広範囲に誘電体多層膜が設けられるとともに、メサポスト内の活性層における歪および転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法について説明する。図１および図２は、本実施の形態１にかかる面発光レーザ素子１００の要部構成を示す図である。図１は平面図であり、図２は、図１中に示したII−II断面を示す断面図である。これらの図に示すように、面発光レーザ素子１００は、例えばＳｉ−ＧａＡｓからなる半絶縁性の基板１上に積層された下部ＤＢＲミラー２、Ｎコンタクト層３、活性層４、電流狭窄層５、Ｐコンタクト層６、上部ＤＢＲミラー７、Ｐ電極８およびＮ電極９を備える。このうちＮコンタクト層３上に積層された活性層４、電流狭窄層５およびＰコンタクト層６は、エッチング処理等によって柱状形成されたメサポスト１０として構成されている。
【００２１】
下部ＤＢＲミラー２は、例えばＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなる複合半導体層が複数積層された半導体多層膜ミラーとして形成され、この複合半導体層を構成する各層の厚さは、λ／４ｎ（λ：発振波長、ｎ：屈折率）とされている。一方、上部ＤＢＲミラー７は、例えばＳｉＯ／ＳｉＮからなる複合誘電体層が複数積層された誘電体多層膜ミラーとして形成されるとともに、全体として所定透過率の光透過性を有している。面発光レーザ素子１００では、このように上部ＤＢＲミラー７として誘電体多層膜ミラーを用いることで、半導体多層膜ミラーを用いる場合に比して光の吸収損失を低減させている。
【００２２】
電流狭窄層５は、開口部５ａと選択酸化層５ｂとから構成されている。電流狭窄層５は、例えばＡｌＡｓからなるＡｌ含有層によって形成され、選択酸化層５ｂは、このＡｌ含有層が外周部から積層面に沿って所定範囲だけ酸化されて輪帯状に形成されている。この選択酸化層５ｂは、絶縁性を有し、Ｐ電極８から注入される電流を狭窄して開口部５ａ内に集中させ、開口部５ａ内の電流密度を高める機能を有している。
【００２３】
活性層４は、例えばＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓからなる複合半導体層が３層積層された多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造を有し、Ｐ電極８から注入されて電流狭窄層５によって狭窄される注入電流に応じて電流注入領域４ａ内で自然放出光を発する。この自然放出光は、下部ＤＢＲミラー２と上部ＤＢＲミラー７との間で活性層４を含む各層に対して垂直方向に共振されて増幅された後、上部ＤＢＲミラー７の射出窓部７ａからレーザ光として射出される。射出窓部７ａは、上部ＤＢＲミラー７の一部が電流注入領域４ａの直上部で柱状形成されたものであり、積層面に沿って電流注入領域４ａと略等しい円形断面を有している。この射出窓部７ａについては別途詳述する。
【００２４】
Ｐ電極８は、例えばｐ−ＧａＡｓからなるＰコンタクト層６上に積層され、電流注入領域４ａの直上部における上部ＤＢＲミラー７の一部をその積層面に沿って取り囲むようにしてリング状に形成されている。一方、Ｎ電極９は、例えばｎ−ＧａＡｓからなるＮコンタクト層３上に積層され、メサポスト１０の底面部を積層面に沿って取り囲むようにしてＣ字状に形成されている。これらＰ電極８およびＮ電極９は、それぞれＰ引出電極１１およびＮ引出電極１２によって、図示しない外部回路（電流供給回路）に電気的に接続されている。
【００２５】
つづいて、メサポスト１０上に形成された上部ＤＢＲミラー７について詳細に説明する。上部ＤＢＲミラー７は、図１および図２に示したように、メサポスト１０を含む範囲に成膜され、メサポスト１０を覆うように一体形成されている。上部ＤＢＲミラー７は、大別して射出窓部７ａと、この射出窓部７ａに比べて積層数が少ない低層部７ｂとによって構成されている。
【００２６】
射出窓部７ａは、活性層４内に設けられた電流注入領域４ａの直上部に位置し、電流注入領域４ａから発せられた自然放出光を下部ＤＢＲミラー２と協働して共振させ、その一部をレーザ光として射出させる。すなわち、射出窓部７ａは、上部ＤＢＲミラー７の中でＤＢＲミラーとして実際に機能する部分として設けられている。一方、低層部７ｂは、メサポスト１０の側面部１０ａを含む領域であって電流注入領域４ａの直上部以外の周囲領域に形成され、側面部１０ａを外気から保護する保護膜として機能する。
【００２７】
このような上部ＤＢＲミラー７は、例えば、メサポスト１０を含む範囲に所定層数の誘電体多層膜を成膜し（成膜工程）、この誘電体多層膜のうち電流注入領域４ａの直上部以外の周囲領域をエッチングする（エッチング工程）ことで形成される。具体的には、図２に破線で示すように、成膜工程によって成膜された誘電体多層膜のうち輪帯状のエッチング部７ｃをエッチング工程によって取り除くことで形成される。
【００２８】
この成膜工程では、誘電体多層膜として例えばＳｉＯ／ＳｉＮからなる複合誘電体層が１２層積層され、エッチング工程では、その１２層のうち６層の複合誘電体層がエッチング部７ｃとしてエッチングされる。これによって、射出窓部７ａは、１２層の複合誘電体層で構成され、低層部７ｂは、６層の複合誘電体層で構成される。なお、射出窓部７ａおよび低層部７ｂの積層数は、この例に限定されるものではなく、様々な積層構成が適用可能である。
【００２９】
以上のように形成された上部ＤＢＲミラー７は、活性層４を含むメサポスト１０を覆って設けられるにもかかわらず、射出窓部７ａに比べて積層数が削減された低層部７ｂがメサポスト１０の側面部１０ａを含む周囲領域に形成されているため、活性層４内の電流注入領域４ａに加わる応力を軽減し、電流注入領域４ａにおける歪の発生を抑制することができる。これによって、面発光レーザ素子１００では、電流注入領域４ａにおける転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上されている。
【００３０】
図３は、本実施の形態１にかかる面発光レーザ素子アレイ１０１を示す図である。この面発光レーザ素子アレイ１０１は、基板１を共通にして面発光レーザ素子１００が複数配列されて一体に形成されている。各面発光レーザ素子１００のＰ引出電極１１およびＮ引出電極１２は、それぞれ個別あるいは共通に外部の電流供給回路に電気的に接続され、その電流供給回路からの注入電流に応じて個別あるいは同時に発光制御される。
【００３１】
通常、このような面発光レーザ素子アレイは、各面発光レーザ素子を連携して動作させることで所望の機能が果たされる。この場合、面発光レーザ素子アレイを構成する面発光レーザ素子が１つでも故障すると、面発光レーザ素子アレイ全体の機能が損なわれるため、面発光レーザ素子アレイの長期信頼性は、各面発光レーザ素子の長期信頼性に強く依存することとなる。これに対して、本実施の形態１にかかる面発光レーザ素子アレイ１０１は、上述したように電流注入領域４ａにおける転位の発生を抑制して長期信頼性を向上させた面発光レーザ素子１００を用いて構成されるため、面発光レーザ素子アレイ１０１自体の長期信頼性も向上されている。特に、この効果は、面発光レーザ素子アレイ１０１を構成する面発光レーザ素子１００の数の増加にともなって顕著に発揮される。
【００３２】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法について説明する。図４は、本実施の形態２にかかる面発光レーザ素子２００の構成を示す断面図であって、図１に示した面発光レーザ素子１００のII−II断面に相当する断面内の構成を示している。この図に示すように、面発光レーザ素子２００は、面発光レーザ素子１００の構成をもとに、上部ＤＢＲミラー７に替えて上部ＤＢＲミラー１７を備える。その他の構成は面発光レーザ素子１００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００３３】
上部ＤＢＲミラー１７は、上部ＤＢＲミラー７と同様に、メサポスト１０を含む範囲に成膜され、メサポスト１０を覆うように一体形成されている。上部ＤＢＲミラー１７は、大別して射出窓部１７ａを含む高層部１７ｄと、射出窓部１７ａに比べて積層数が少ない低層部１７ｂとによって構成されている。射出窓部１７ａは、射出窓部７ａと同様に、活性層４内に設けられた電流注入領域４ａの直上部に位置し、レーザ光に対してＤＢＲミラーとして作用する。一方、低層部１７ｂは、メサポスト１０における側面部１０ａの全域に形成され、側面部１０ａを外気から保護する保護膜として機能する。なお、高層部１７ｄは、上部ＤＢＲミラー１７のうち低層部１７ｂを除いた部分に相当する。
【００３４】
このような上部ＤＢＲミラー１７は、例えば、メサポスト１０を含む範囲に所定層数の誘電体多層膜を成膜し（成膜工程）、この誘電体多層膜のうちメサポスト１０の側面部１０ａに成膜された部分をエッチングする（エッチング工程）ことで形成される。具体的には、図４に破線で示すように、成膜工程によって成膜された誘電体多層膜のうち輪帯状のエッチング部１７ｃをエッチング工程によって取り除くことで形成される。
【００３５】
以上のようにメサポスト１０の側面部１０ａにのみ低層部１７ｂが形成された上部ＤＢＲミラー１７によっても、上述した上部ＤＢＲミラー７と同様に、活性層４内の電流注入領域４ａに加わる応力を軽減し、電流注入領域４ａにおける歪の発生を抑制することができる。このため、面発光レーザ素子２００では、電流注入領域４ａにおける転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上される。
【００３６】
本実施の形態２にかかる面発光レーザ素子アレイは、上述した面発光レーザ素子アレイ１０１と同様に、基板１を共通にして面発光レーザ素子２００が複数配列され、一体に形成されるものである。この面発光レーザ素子アレイでは、上述のように長期信頼性を向上させた面発光レーザ素子２００を用いて構成されるため、面発光レーザ素子アレイ自体の長期信頼性も向上される。
【００３７】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態３にかかる面発光レーザ素子３００の構成を示す断面図であって、図１に示した面発光レーザ素子１００のII−II断面に相当する断面内の構成を示している。この図に示すように、面発光レーザ素子３００は、面発光レーザ素子１００の構成をもとに、上部ＤＢＲミラー７に替えて上部ＤＢＲミラー２７を備えるとともに、保護膜２８をさらに備える。その他の構成は面発光レーザ素子１００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００３８】
上部ＤＢＲミラー２７は、活性層４内に設けられた電流注入領域４ａの直上部、もしくはこの直上部よりも若干広範な領域にのみ形成され、レーザ光に対して全体でＤＢＲミラーとして作用する。一方、保護膜２８は、ＳｉＯまたはＳｉＮ等からなる１層もしくは２層程度の誘電体膜によって形成され、メサポスト１０における側面部１０ａの全域に設けられ、側面部１０ａを外気から保護している。
【００３９】
このような上部ＤＢＲミラー２７は、例えば、メサポスト１０を含む範囲に所定層数の誘電体多層膜を成膜し（成膜工程）、この誘電体多層膜のうち電流注入領域４ａの直上部以外の周囲領域をすべてエッチングする（エッチング工程）ことで形成される。具体的には、図５に示したように、成膜工程によって成膜された誘電体多層膜のうち輪帯状のエッチング部２７ｃをエッチング工程によって取り除くことで形成される。また、保護膜２８は、このように上部ＤＢＲミラー２７を形成した後、側面部１０ａを含む範囲に誘電体膜を成膜し、側面部１０ａ以外の部分をエッチングして取り除くことで形成される。
【００４０】
以上のように電流注入領域４ａの直上部にのみ形成された上部ＤＢＲミラー２７によって、上述した上部ＤＢＲミラー７と同様に、活性層４内の電流注入領域４ａに加わる応力を軽減し、電流注入領域４ａにおける歪の発生を抑制することができる。このため、面発光レーザ素子３００では、電流注入領域４ａにおける転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上される。なお、保護膜２８は、上部ＤＢＲミラー２７に比して膜厚が薄く、電流注入領域４ａに加える応力が小さいため、電流注入領域４ａにおける歪の発生を増長させることはない。
【００４１】
本実施の形態３にかかる面発光レーザ素子アレイは、上述した面発光レーザ素子アレイ１０１と同様に、基板１を共通にして面発光レーザ素子３００が複数配列され、一体に形成されるものである。この面発光レーザ素子アレイでは、上述のように長期信頼性を向上させた面発光レーザ素子３００を用いて構成されるため、面発光レーザ素子アレイ自体の長期信頼性も向上される。
【００４２】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４にかかる面発光レーザ素子、面発光レーザ素子アレイおよび面発光レーザ素子の製造方法について説明する。図６は、本実施の形態４にかかる面発光レーザ素子４００の構成を示す平面図である。また、この図に示したII’−II’断面における面発光レーザ素子４００の構成は、図２によって示されている。これらの図に示すように、面発光レーザ素子４００は、面発光レーザ素子１００の構成をもとに、上部ＤＢＲミラー７に替えて上部ＤＢＲミラー３７を備える。その他の構成は面発光レーザ素子１００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００４３】
上述した面発光レーザ素子１００では、図２に示す上部ＤＢＲミラー７の断面構造がメサポスト１０の側面部１０ａの全周にわたって形成され、これによって射出窓部７ａが円柱状に形成されるとともに、低層部７ｂが輪帯状に形成されていた。これに対して面発光レーザ素子４００では、図２に示す上部ＤＢＲミラー３７の断面構造が側面部１０ａの周方向の複数個所で部分的に形成されている。
【００４４】
具体的には、例えば図６に示すように、低層部３７ｂは、側面部１０ａの周方向で９０°ごとの４箇所（図６中、左右および上下方向の４箇所）に形成されている。また、その周方向で各低層部３７ｂによって挟まれた各部は、射出窓部３７ａと等しい積層数を有した高層部３７ｄとして形成されている。ここで、射出窓部３７ａは、射出窓部７ａと同様に、電流注入領域４ａの直上部に位置し、レーザ光に対してＤＢＲミラーとして作用する部分であり、低層部３７ｂは、射出窓部３７ａと比べて積層数が少なく、側面部１０ａを外気から保護する保護膜として機能する。
【００４５】
なお、低層部３７ｂおよび高層部３７ｄは、側面部１０ａの周方向で９０°ごとの４箇所に限定されず、１箇所以上であれば任意の数でよく、周方向に不等間隔に設けても構わない。また、低層部３７ｂおよび高層部３７ｄの周方向の幅（中心角）は、その形成数および形成間隔等に応じて適宜変更して構わない。さらに、低層部３７ｂは、メサポスト１０の径方向において、少なくとも側面部１０ａに形成されていればよい。すなわち、以上のことから、低層部３７ｂは、側面部１０ａの周方向の少なくとも一部に形成されていればよい。
【００４６】
このような上部ＤＢＲミラー３７は、例えば、メサポスト１０を含む範囲に所定層数の誘電体多層膜を成膜し（成膜工程）、この誘電体多層膜のうち側面部１０ａに成膜された部分であって側面部１０ａの周方向の少なくとも一部をエッチングする（エッチング工程）ことで形成される。具体的には、図２に示したように、成膜工程によって成膜された誘電体多層膜のうち側面部１０ａの周方向であらかじめ定められた範囲のエッチング部３７ｃ（例えば、図６に示した４箇所のエッチング部３７ｃ）をエッチング工程によって取り除くことで形成される。
【００４７】
以上のようにメサポスト１０の側面部１０ａにおける周方向の少なくとも一部に低層部３７ｂが形成された上部ＤＢＲミラー３７によっても、活性層４内の電流注入領域４ａに加わる応力を軽減し、電流注入領域４ａにおける歪の発生を抑制することができる。このため、面発光レーザ素子４００では、電流注入領域４ａにおける転位の発生が抑制され、長期信頼性が向上される。
【００４８】
本実施の形態４にかかる面発光レーザ素子アレイは、上述した面発光レーザ素子アレイ１０１と同様に、基板１を共通にして面発光レーザ素子４００が複数配列され、一体に形成されるものである。この面発光レーザ素子アレイでは、上述のように長期信頼性を向上させた面発光レーザ素子４００を用いて構成されるため、面発光レーザ素子アレイ自体の長期信頼性も向上される。
【００４９】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１〜４として説明したが、本発明は、上述した実施の形態１〜４に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば、上述した実施の形態１，２および４では、成膜工程によって成膜した誘電体多層膜をエッチング工程によってエッチングすることで低層部７ｂ，１７ｂ，３７ｂを形成する、つまり一度の成膜工程で上部ＤＢＲミラー７，１７，３７を形成するものとして説明したが、一度に限定されず、成膜工程を二度以上行って上部ＤＢＲミラー７，１７，３７を形成してもよい。すなわち、例えば一度目の成膜工程後、低層部７ｂ，１７ｂ，３７ｂに対応する部分の多層膜をエッチング工程によって一旦すべて取り除いた後、改めて低層部７ｂ，１７ｂ，３７ｂとしての誘電体膜を成膜することで、射出窓部と低層部とを一体に備えた上部ＤＢＲミラー７，１７，３７を形成してもよい。これによって、例えば射出窓部７ａ，１７ａ，３７ａと低層部７ｂ，１７ｂ，３７ｂとをそれぞれ異なる膜材料を用いた誘電体膜で形成することができ、ＤＢＲミラーおよび保護膜として各々最適な材料構成を適用することができる。なお、保護膜としての低層部７ｂ，１７ｂ，３７ｂは、必ずしも多層膜である必要はなく、単層膜であってもよい。
【００５１】
また、上述した実施の形態２および４では、上部ＤＢＲミラー１７，３７における低層部１７ｂ，３７ｂ以外の部分が一様に射出窓部１７ａ，３７ａと同じ層数で形成されるものとして説明したが、射出窓部１７ａ，３７ａと高層部１７ｄ，３７ｄとを異なる層数としても構わない。同様に、上述した実施の形態１および４では、低層部７ｂ，３７ｂが一様に同じ層数で形成されるものとして説明したが、側面部１０ａとその他の部分とを異なる層数としてもよい。その場合、側面部１０ａにおける層数を少くすることが好ましい。
【００５２】
また、上述した実施の形態１〜４では、上部ＤＢＲミラー７，１７，２７，３７を構成する誘電体膜が、例えばＳｉＯ／ＳｉＮからなる複合誘電体層を用いて形成されるものとして説明したが、膜材料をこれに限定して解釈する必要はなく、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ａ−Ｓｉ、ＡｌＯ、ＭｇＦ、ＩＴＯまたはＴｉＯの少なくとも１つを用いて形成される膜を単層あるいは多層に適宜組み合わせて用いることができる。一方、下部ＤＢＲミラー２が、例えばＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなる複合半導体層を用いて形成されるものとして説明したが、一般にＡｌxＧａx-1Ａｓ／ＡｌyＧａy-1Ａｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で示される複合半導体層を用いて形成することができる。
【００５３】
また、上述した実施の形態１〜４では、面発光レーザ素子１００，２００，３００，４００は、上部ＤＢＲミラー７，１７，２７，３７および下部ＤＢＲミラー２に注入電流を通電させないイントラキャビティー構造を有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば基板１の下部にＮ電極を備え、下部ＤＢＲミラーに注入電流を通電させる構成とすることもできる。さらに、面発光レーザ素子１００，２００，３００，４００では、活性層４に対して上部側にＰ電極８を備え、実質的な下部側にＮ電極９を備えるものとして説明したが、これら上部側および下部側の電極の極性を入れ換えることもできる。また、面発光レーザ素子１００，２００，３００，４００は、活性層４の上部側からレーザ光を射出するものとして説明したが、活性層４の下部側からレーザ光を射出させることもできる。
【００５４】
また、上述した実施の形態１〜４では、本発明にかかる面発光レーザ素子アレイが面発光レーザ素子１００，２００，３００または４００を１方向に複数配列して構成されるものとして説明したが、そのような１次元配列に限定して解釈する必要はなく、２次元配列させることもできる。
【００５５】
なお、上述した面発光レーザ素子１００，２００，３００，４００が基板１上に備える各層は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）または分子線エピタキシ（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）等によって形成されるものであるが、これら２つの成膜方法に限定されず、種々の成膜方法を適宜選択して用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる面発光レーザ素子の構成を示す平面図である。
【図２】図１に示したII−II断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる面発光レーザ素子アレイの配列構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる面発光レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかる面発光レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかる面発光レーザ素子の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    基板
２    下部ＤＢＲミラー
３    Ｎコンタクト層
４    活性層
４ａ    電流注入領域
５    電流狭窄層
５ａ    開口部
５ｂ    選択酸化層
６    Ｐコンタクト層
７，１７，２７，３７    上部ＤＢＲミラー
７ａ，１７ａ，３７ａ    射出窓部
７ｂ，１７ｂ，３７ｂ    低層部
７ｃ，１７ｃ，２７ｃ，３７ｃ    エッチング部
１７ｄ，３７ｄ    高層部
８    Ｐ電極
９    Ｎ電極
１０    メサポスト
１０ａ    側面部
１１    Ｐ引出電極
１２    Ｎ引出電極
２８    保護膜
１００，２００，３００，４００    面発光レーザ素子
１０１    面発光レーザ素子アレイ
【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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