(57)【要約】【課題】簡易な製造プロセスを用いて製造可能であり、かつ大型化しなくても実効的な共振器長を制御することの可能な面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】上部ＤＢＲ層１５内には、発光領域１３Ａとの対向領域を含む領域にエアギャップ２２Ａが形成され、発光領域１３Ａとの対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、少なくとも一部が発光領域１３Ａとの対向領域を間にして対向する一対の第１孔２３が形成され、共振器構造１７の上面からエアギャップ２２Ａまで達している。エアギャップ２２Ａを積層面内方向から取り囲む閉曲線上の全体に渡って第１熱膨張部２２Ｂが形成され、エアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂを積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち第１孔２３の対向方向とは異なる方向の部位に一対の第２熱膨張部２４が形成され、第２熱膨張部２４と第１熱膨張部２２Ｂとは異なる熱膨張係数を有する。【選択図】図２
2008306118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部多層膜反射鏡、下部スペーサ層、発光領域を有する活性層、上部スペーサ層および上部多層膜反射鏡をこの順に有する共振器構造を備え、
前記上部多層膜反射鏡は、
前記発光領域との対向領域を含む領域に形成されたエアギャップと、
前記発光領域との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、少なくとも一部が前記発光領域との対向領域を間にして対向するように形成された、当該共振器構造の上面から前記エアギャップまで達する１または複数の第１孔と、
前記エアギャップを積層面内方向から取り囲む閉曲線上の全体に渡って形成された第１熱膨張部と、
前記エアギャップおよび前記第１熱膨張部を積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち前記第１孔の対向方向とは異なる方向の部位に形成されると共に前記第１熱膨張部の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数の１または複数の第２熱膨張部と
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】
前記第１熱膨張部の熱膨張係数は前記第２熱膨張部のそれよりも大きい
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３】
前記第１熱膨張部の熱膨張係数は前記第２熱膨張部のそれよりも小さい
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】
前記活性層はタリウム（Ｔｌ）を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記上部多層膜反射鏡および前記下部多層膜反射鏡のうち少なくとも一方は電流狭窄層を有し、
前記孔は、前記電流狭窄層に達していない
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】
前記電流狭窄層は、前記活性層への電流経路としての電流注入領域を前記ギャップとの対向領域内に有し、前記活性層への電流注入を制限する電流狭窄領域を、前記電流注入領域の積層面内方向の周囲に有する
ことを特徴とする請求項２に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記ギャップは、前記第１孔の内壁側から積層方向と直交する方向にエッチングすることにより形成されている
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８】
前記上部多層膜反射鏡は、当該共振器構造の上面から前記第２熱膨張部まで達する１または複数の第２孔を有し、
前記第２熱膨張部は、前記第２孔の内壁側から積層方向と直交する方向にエッチングすることにより形成された空隙に所定の材料を埋め込むことにより形成されている
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。
【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共振器構造を備えた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、従来のファブリペロー共振器型半導体レーザとは異なり、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共振器構造を配列することが可能であることから、近年、データ通信分野などで注目されている。
【０００３】
この面発光型半導体レーザは、一般に、基板上に、下部ＤＢＲ層、下部スペーサ層、活性層、上部スペーサ層、上部ＤＢＲ層およびコンタクト層をこの順に積層してなるメサ形状の共振器構造を備えている。このような面発光型半導体レーザでは、発振波長は共振器構造の実効的な共振器長によって決定され、光出力の大きさは活性層のバンドギャップに相当する発光波長において最も大きくなる。そのため、通常は、図３１（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、共振器構造の実効的な共振器長（図３１（Ａ）の白丸に対応する波長）と活性層の発光波長（図３１（Ｂ）のピークに対応する波長）とが、レーザの温度が例えば２５℃のときに互いに等しくなる（λ０となる）ように、共振器構造および活性層が構成されている。
【０００４】
しかし、レーザの温度が例えば２５℃から６０℃に上昇すると、屈折率が大きくなり、実効的な共振器長が大きくなる。その結果、図３２（Ａ）に模式的に示したように、発振波長が長波長側に変化してしまうという問題があった。また、温度上昇に伴い、活性層のバンドギャップが小さくなる。このとき、活性層のバンドギャップが小さくなるに従って活性層の発光波長が長波長側にシフトするが、このシフト量は、実効的な共振器長の増分よりも大きい。そのため、図３２（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、温度が上昇するに従って、実効的な共振器長と活性層の発光波長との間にズレが生じ、光出力が小さくなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、例えば後者の問題に対して、エピタキシャル結晶成長により形成した半導体層の最上層に熱応力層を形成し、この熱応力層が周囲温度に応じて変形することにより発生する熱応力を半導体層に印加し、スペーサ間隔を変動させることにより、実効的な共振器長を変化させる技術が例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１６７２２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、特許文献１の技術では、熱応力層が半導体層の最上層にわずかに形成されているだけであることから、片持ち梁を湾曲させるためには、片持ち梁の長さを十分に長くすることが必要となる。しかし、このようにした場合には、素子が大型化してしまうので、素子の小型化やアレイ化が困難となる。また、特許文献１の技術では、素子の製造プロセスが非常に複雑となるので、実用性が高いとは言えない。
【０００８】
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、簡易な製造プロセスを用いて製造可能であり、かつ大型化しなくても実効的な共振器長を制御することの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】
【０００９】
本発明の面発光型半導体レーザは、下部多層膜反射鏡、下部スペーサ層、発光領域を有する活性層、上部スペーサ層および上部多層膜反射鏡をこの順に有する共振器構造を備えたものであり、上部多層膜反射鏡は以下の（Ａ１）〜（Ａ４）の各構成要素を有している。
（Ａ１）発光領域との対向領域を含む領域に形成されたエアギャップ
（Ａ２）発光領域との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、少なくとも一部が発光領域との対向領域を間にして対向するように形成された、当該共振器構造の上面からエアギャップまで達する１または複数の第１孔
（Ａ３）エアギャップを積層面内方向から取り囲む閉曲線上の全体に渡って形成された第１熱膨張部
（Ａ４）エアギャップおよび第１熱膨張部を積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち第１孔の対向方向とは異なる方向の部位に形成されると共に第１熱膨張部の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数の１または複数の第２熱膨張部
【００１０】
本発明の面発光型半導体レーザでは、発光領域との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、当該共振器構造の上面からエアギャップまで達する第１孔の少なくとも一部が発光領域との対向領域を間にして対向配置されているので、共振器構造のうち第１孔によって積層面内方向から挟み込まれた部分が梁となる。また、第２熱膨張部がエアギャップおよび第１熱膨張部を積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち第１孔の対向方向とは異なる方向の部位に形成されているので、梁の延在方向に配列された第１熱膨張部および第２熱膨張部が共に、梁の一端または両端を支持している。これにより、レーザ温度が変化した際に、第１熱膨張部および第２熱膨張部の熱膨張係数の差によって第１熱膨張部および第２熱膨張部の積層方向の膨張率にも差が生じる。その結果、梁がレーザ温度に応じて積層方向に変動する。ここで、第１熱膨張部の熱膨張係数が第２熱膨張部のそれよりも小さい場合には、レーザ温度の上昇に伴って梁が積層方向の下方に変動する。また、第１熱膨張部の熱膨張係数が第２熱膨張部のそれよりも大きい場合には、レーザ温度の上昇に伴って梁が積層方向の上方に変動する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の面発光型半導体レーザによれば、共振器構造内に形成された梁の延在方向に配列された第１熱膨張部および第２熱膨張部が共に、梁の一端または両端を支持するようにしたので、第１熱膨張部および第２熱膨張部の積層方向の膨張率の差によって、梁をレーザ温度に応じて積層方向に変動させることができる。ここで、梁は第１熱膨張部および第２熱膨張部の積層方向の膨張率の差によって変動するので、梁の長さが短くても梁を積層方向に十分に変動させることができる。また、梁は共振器構造内の第１孔と、エアギャップとにより形成されているので、例えば一般的なエッチングプロセスを用いて第１孔およびエアギャップを形成することにより梁を簡易に形成することが可能である。以上より、本発明の面発光型半導体レーザは簡易な製造プロセスを用いて製造可能なものであり、かつ梁を大型化しなくても実効的な共振器長を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１の上面構成を表したものである。図２は図１のＡ−Ａ矢視方向の断面構造を、図３は図１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成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。
【００１４】
この面発光型半導体レーザ１は、例えば、基板１０の一面側に、発振波長λ０のレーザ光を上面から射出可能な柱状のメサ部Ｍを備えたものである。メサ部Ｍは、下部ＤＢＲ層１１（下部多層膜反射鏡）、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、上部ＤＢＲ層１５（上部多層膜反射鏡）およびコンタクト層１６をこの順に積層した共振器構造１７となっている。ここで、メサ部Ｍは、後述するように、コンタクト層１６まで形成したのち、コンタクト層１６の上面から下部ＤＢＲ層１１の一部まで選択的にエッチングすることにより凸状のメサ形状となっている。
【００１５】
基板１０および共振器構造１７は、例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）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。
【００１６】
基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成される。なお、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。
【００１７】
下部ＤＢＲ層１１は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されたものである。この低屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ１ （λ０は発振波長、ｎ１ は屈折率）のｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓ（０＜ｘ１＜１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ２(ｎ２ は屈折率）のｎ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ（０≦ｘ２＜ｘ１）によりそれぞれ構成されている。
【００１８】
下部スペーサ層１２は、例えばｎ型Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ（０≦ｘ３＜１）により構成されている。活性層１３は、例えばアンドープのＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（０≦ｘ４＜１）により構成されている。なお、活性層１３の発光波長の温度依存性を緩和したい場合には、活性層１３は、タリウム（Ｔｌ）を含む半導体・半金属混晶、例えば、ＴｌＡｌＧａＡｓ、ＴｌＩｎＧａＡｓＰ、ＴｌＩｎＧａＡｓなどにより構成されていることが好ましい。この活性層１３では、後述の電流注入領域２１Ａとの対向領域が発光領域１３Ａとなっている。上部スペーサ層１４は、例えばｐ型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（０≦ｘ５＜１）により構成されている。なお、ｐ型不純物としては、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００１９】
上部ＤＢＲ層１５は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されている。低屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ３（ｎ３は屈折率）のｐ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ（０＜ｘ６＜１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ４（ｎ４は屈折率）のｐ型Ａｌｘ７Ｇａ１−ｘ７Ａｓ（０≦ｘ７＜ｘ６）によりそれぞれ構成されている。
【００２０】
コンタクト層１６は、例えばｐ型Ａｌｘ８Ｇａ１−ｘ８Ａｓ（０≦ｘ８＜１）により構成されている。
【００２１】
また、この面発光型半導体レーザ１では、上部ＤＢＲ層１５内に、電流狭窄層２１（図１〜図３参照）と、エアギャップ２２Ａ（図１〜図３参照）、第１熱膨張部２２Ｂ（図２、図３参照）および第２熱膨張部２２Ｃ（図３参照）を同一面内に含む共振器長調整層２２と、一対の第１孔２３（図１、図３参照）と、一対の第２孔２４（図１、図２参照）と、梁２５（図２、図３参照）とがそれぞれ設けられている。
【００２２】
電流狭窄層２１は、上部ＤＢＲ層１５内において、活性層１３側から数えて例えば数層離れた低屈折率層１６Ａの部位に低屈折率層の代わり設けられたものである。この電流狭窄層２１は、その外縁領域に電流狭窄領域２１Ｂを有し、その中央領域に電流注入領域２１Ａを有している。電流注入領域２１Ａは、例えばｐ型Ａｌｘ９Ｇａ１−ｘ９Ａｓ（０＜ｘ９≦１）からなる。電流狭窄領域２１Ｂは、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）を含んで構成され、後述するように、側面から電流狭窄層２１Ｄに含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られるものである。これにより、電流狭窄層２１は電流を狭窄する機能を有している。なお、電流狭窄層２１は、共振器長調整層２２よりもメサ部Ｍの上面から遠い部位、すなわち第１孔２３および第２孔２４の形成されていない（第１孔２３および第２孔２４が達していない）部位に形成されていればよく、例えば、下部ＤＢＲ層１１の内部や、下部スペーサ層１２と下部ＤＢＲ層１１との間、または、上部スペーサ層１４と上部ＤＢＲ層１５との間に形成されていてもよい。
【００２３】
エアギャップ２２Ａは、共振器長調整層２２のうち発光領域１３Ａ（電流注入領域２１Ａ）との対向領域を含む領域に形成されている。このエアギャップ２２Ａは、例えば大気などの気体で満たされており、一対の第１孔２３と連結されており、各第１孔２３を介して外部と連通している。また、このエアギャップ２２Ａは、後述するように、共振器長調整層２２Ｄを、各第１孔２３を介してエッチングすることにより形成されている。
【００２４】
エアギャップ２２Ａの積層方向の間隔は、第１熱膨張部２２Ｂの厚さ（共振器長調整層２２Ｄの厚さ）と等しくなっており、製造時に共振器長調整層２２Ｄの厚さを変えることにより変更可能である。ただし、エアギャップ２２Ａの間隔は、後述するように、梁２５の変動に応じて変化させることが可能となっている。
【００２５】
第１熱膨張部２２Ｂは、少なくともエアギャップ２２Ａを積層面内方向から取り囲む閉曲線上の全体に渡って形成されている。なお、図２，図３では、第１熱膨張部２２Ｂが、共振器長調整層２２のうちエアギャップ２２Ａおよび第２熱膨張部２２Ｃ以外の部位に設けられている場合が例示されている。また、この第１熱膨張部２２Ｂは、後述するように、共振器長調整層２２Ｄを、各第１孔２３および各第２孔２４を介してエッチングした際に、共振器長調整層２２Ｄのうちエッチングされずに残留した部分に相当する。そのため、第１熱膨張部２２Ｂ（および共振器長調整層２２Ｄ）は、後述のエッチャントに対する溶解速度が第１孔２３および第２孔２４の内壁に露出している層（例えば上部ＤＢＲ層１５の高屈折率層および低屈折率層、コンタクト層１６など）のそれよりも極めて大きい材料、例えば、ｎ型Ａｌｘ１０Ｇａ１−ｘ１０Ａｓ（ｘ６＜ｘ１０≦１，ｘ８＜ｘ１０）により構成されている。
【００２６】
第２熱膨張部２２Ｃは、エアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂを積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち所定の方向（後述するように第１孔２３の対向方向とは異なる方向）の部位に形成されている。この第２熱膨張部２２Ｃは、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数とは異なる熱膨張係数の材料により構成されている。第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数の材料としては、例えば、第１熱膨張部２２ＢがＧａ０．５ＩＮ０．５Ｐ（熱膨張係数５．３×１０−６／Ｋ）からなる場合にはＧａＡｓ（熱膨張係数５．７３×１０−６／Ｋ）や、メタル（熱膨張係数１４．２６×１０−６／Ｋ）などが挙げられる。また、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数の材料としては、例えば、第１熱膨張部２２ＢがＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（熱膨張係数（５．７３−０．５３ｘ）×１０−６／Ｋ）からなる場合にはＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ｘ＜ｘ７＜ｘ６＜ｙ）（熱膨張係数（５．７３−０．５３ｙ）×１０−６／Ｋ）が挙げられる。また、この第２熱膨張部２２Ｃは、後述するように、共振器長調整層２２Ｄを、各第２孔２４を介して各第２孔２４の内壁側から積層方向と直交する方向にエッチングすることにより形成された空隙に上で挙げた材料を埋め込むことにより形成されている。
【００２７】
第１孔２３は、発光領域１３Ａ（電流注入領域２１Ａ）との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、少なくとも一部が発光領域１３Ａ（電流注入領域２１Ａ）との対向領域を間にして対向するように形成されており、共振器構造１７の上面からエアギャップ２２Ａまで達する深さを有している。なお、図１には、一対の第１孔２３が、発光領域１３Ａとの対向領域を積層面内の一の方向から挟み込むように対向配置されており、第１孔２３の積層面内方向の断面が矩形状となっている場合が例示されている。
【００２８】
第２孔２４は、エアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂのうちエアギャップ２２Ａの周辺部分の対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち所定の方向（後述するように第１孔２３の対向方向とは異なる方向）の部位に形成されており、共振器構造１７の上面から第２熱膨張部２２Ｃまで達する深さを有している。この第２孔２４内には、第２熱膨張部２２Ｃと同様の材料が埋め込まれている。なお、図１には、一対の第２孔２４が、エアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂとの対向領域を積層面内のうち一対の第１孔２３の対向方向と直交する方向から挟み込むように対向配置されており、第２孔２４の積層面内方向の断面が矩形状となっている場合が例示されている。
【００２９】
梁２５は、共振器構造１７のうちエアギャップ２２Ａおよび一対の第１孔２３で囲まれた部位に形成されている。この梁２５の両端には、第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃが梁２５の中心部分側から順に形成されており、梁２５はこれら第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃによって支持されている。
【００３０】
ここで、一対の第１孔２３の間の距離Ｄ１を２で割った値（Ｄ１／２）が、上面から見たときの第１孔２３と第２熱膨張層２２Ｃとの間の距離Ｄ２よりも小さくなっている。また、Ｄ１が一対の第２孔２４の横方向（一対の第２熱膨張層２２Ｃの対向方向と直交する方向）の長さＤ３と等しいか、またはそれよりも短くなっている。なお、Ｄ１が電流注入領域２１Ａの幅（発光領域１３Ａの幅）Ｄ４よりも大きいことが好ましい。
【００３１】
また、この面発光型半導体レーザ１には、上部電極１８Ａがメサ部Ｍ（コンタクト層１６）の上面に形成されており、メサ部Ｍの表面を含む表面全体に渡って絶縁層１９が形成されている。この絶縁層１９には、上部電極１８Ａとの対向領域の一部に開口部が形成されており、上部電極１８Ａのうち絶縁層１９の開口部内に露出した部分の表面と、絶縁層１９のうちメサ部Ｍの側面およびメサ部Ｍの周辺領域との対向領域の一部の表面とには、電極パッド１８Ｂが形成されている。また、基板１０の裏面には、下部電極２０が形成されている。
【００３２】
ここで、上部電極１８Ａおよび電極パッド１８Ｂは、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金，ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）をコンタクト層１６側からこの順に積層した構造を有しており、コンタクト層１６と電気的に接続されている。この上部電極１８Ａは、少なくともエアギャップ２２Ａを含む領域に対応して開口部を有しており、円環形状となっている。また、下部電極２０は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を基板１０側からこの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。
【００３３】
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。
【００３４】
図４（Ａ），（Ｂ）〜図１２（Ａ），（Ｂ）は、その製造方法を工程順に表したものである。例えばＧａＡｓ系の面発光型半導体レーザを製造するためには、基板１０上の共振器構造１７を、例えば、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；分子線エピタキシー）法や、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；有機金属化学気相成長）法によりエピタキシャル結晶成長させることにより形成する。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、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ２Ｓｅ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。
【００３５】
具体的には、まず、基板１０上に、下部ＤＢＲ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層１５およびコンタクト層１６をこの順に積層する。このとき、上部ＤＢＲ層１６内の一部に、電流狭窄層２１Ｄおよび共振器調整層２２Ｄを基板１０側からこの順に形成しておく（図４（Ａ））。続いて、コンタクト層１６の上に、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）などを堆積させたのち、堆積させた層に一対の矩形状の開口部Ｈ１を設けることによりマスク層Ｍ１を形成する（図４（Ａ），（Ｂ））。
【００３６】
次に、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）法により、上記開口部Ｈ１を介して、共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）まで、コンタクト層１６および上部ＤＢＲ層１５を選択的に除去する。これにより、コンタクト層１６の表面に開口を有し、かつ共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）一対の第２孔２４が四角柱状に形成される（図５）。
【００３７】
次に、上記したマスク層Ｍ１を残した状態で、所定のエッチャントを用いて、開口部Ｈ１および第２孔２４を介して、第２孔２４の内壁に露出している共振器調整層２２Ｄを第２孔２４の内壁側から積層方向と直交する方向に選択的に除去する。なお、共振器調整層２２Ｄが例えばＧａＩＮＰからなる場合にはエッチャントとして例えば塩酸系のものを用い、共振器調整層２２ＤがＡｌＧａＡｓからなる場合にはエッチャントとして例えばフッ化水素系のものを用いる。これにより、第２孔２４の積層面内方向の断面よりも大きな断面を積層面内方向に有する一対の矩形状の空隙１２２Ｃが共振器調整層２２Ｄ内に形成される（図６（Ａ），（Ｂ））。このとき、上部ＤＢＲ層１５のうち空隙１２２Ｃと接する部分（空隙１２２Ｃの直上）に、第２孔２４側に突出したエッジ２４Ａが形成される。
【００３８】
次に、上記したマスク層Ｍ１を残した状態で、開口部Ｈ１を介して、例えば再度エピタキシャル結晶成長させることにより、空隙１２２Ｃおよび第２孔２４の内部を充填し、第２熱膨張層２２Ｃを形成する（図７（Ａ），（Ｂ））。
【００３９】
次に、マスク層Ｍ１を除去したのち、コンタクト層１６の上に、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）などを堆積させたのち、堆積させた層に一対の矩形状の開口部Ｈ２を一対の開口部Ｈ１で挟まれた領域に設けると共に、一対の開口部Ｈ１の対向方向と直交する方向において対向するように設けることによりマスク層Ｍ２を形成する（図８（Ａ），（Ｂ））。
【００４０】
このとき、一対の開口部Ｈ２の間の距離ｄ１を２で割った値（ｄ１／２）が、上面から見たときの開口部Ｈ２と第２熱膨張層２２Ｃとの間の距離ｄ２よりも小さくなるように、そして、ｄ１が一対の第２熱膨張層２２Ｃの横方向（一対の第２熱膨張層２２Ｃの対向方向と直交する方向）の長さｄ３と等しいか、またはそれよりも短くなるように、開口部Ｈ２を設ける。なお、ｄ１が電流注入領域２１Ａの幅（発光領域１３Ａの幅）よりも大きいことが好ましい。
【００４１】
次に、例えば反応性イオンエッチング法により、上記開口部Ｈ２を介して、共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）まで、コンタクト層１６および上部ＤＢＲ層１５を選択的に除去する。これにより、コンタクト層１６の表面に開口を有し、かつ共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）一対の第１孔２３が四角柱状に形成される（図９）。
【００４２】
次に、上記したマスク層Ｍ２を残した状態で、所定のエッチャントを用いて、開口部Ｈ２および第１孔２３を介して、第１孔２３の内壁に露出している共振器調整層２２Ｄを第１孔２３の内壁側から積層方向と直交する方向に選択的に除去する。このとき、共振器調整層２２Ｄのうち一対の第１孔２３で挟まれた領域から共振器調整層２２Ｄが完全になくなるまで共振器調整層２２Ｄをエッチャントに曝す。これにより、共振器調整層２２Ｄのうち一対の第１孔２３で挟まれた領域およびその周囲に、エアギャップ２２Ａが形成され、共振器調整層２２Ｄのうちエアギャップ２２Ａおよび第２熱膨張層２２Ｃ以外の部分が第１熱膨張層２２Ｂとなる（図１０（Ａ），（Ｂ））。
【００４３】
このとき、このエアギャップ２２Ａを介して２つの第１孔２３同士が連通するので、共振器構造１７のうちエアギャップ２２Ａおよび一対の第１孔２３に囲まれた部分が梁２５となる。また、第１熱膨張層２２Ｂのうちエアギャップ２２Ａと第２熱膨張層２２Ｃとの間の部位は、一対の第１孔２３の対向方向に延在する柱形状となる。このようにして、梁部２５の直下にエアギャップ２２Ａが形成されると共に、梁２５の両端に、第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃが梁２５の中心部分側から順に形成される。また、エアギャップ２２Ａ、第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃは同一積層面内に形成されており、これらが共振器調整層２２を構成する。
【００４４】
次に、上記したマスク層Ｍ２を除去したのち、コンタクト層１６の上面に、エアギャップ２２Ａ、第１孔２３および第２孔２４を含む部分に開口を有する円環状の上部電極１８Ａを形成する。続いて、新たなマスク層（図示せず）を形成し、例えばＲＩＥ法により、下部ＤＢＲ層１１の一部、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、上部ＤＢＲ層１５（電流狭窄層２１Ｄおよび共振器調整層２２を含む）およびコンタクト層１６を選択的にエッチングして、凸状のメサ部Ｍを形成する（図１１（Ａ），（Ｂ））。このとき、上面に第１孔２３および第２孔２４の開口がくるようにメサ部Ｍを形成する。
【００４５】
次に、水蒸気雰囲気中にて、高温で酸化処理を行い、メサ部Ｍの側面から電流狭窄層２１ＤのＡｌを選択的に酸化する。これにより、電流狭窄層２１Ｄの外縁領域が電流狭窄領域２１Ｂとなり、中央領域が電流注入領域２１Ａとなる（図１２（Ａ），（Ｂ））。
【００４６】
次に、例えば、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により、メサ部Ｍの表面を含む表面全体に渡って絶縁層１９を形成したのち、絶縁層１９のうち上部電極１８Ａとの対向部分の一部を選択的に除去して、上部電極１８Ａの一部を露出させる。その後、その露出部分を含む絶縁層１９上に電極パッド１８Ｂを形成し、さらに、基板１０の裏面側に下部電極２０を形成する（図１〜図３）。このようにして、面発光型半導体レーザ１が製造される。
【００４７】
このような構成の面発光型半導体レーザ１では、上部電極１８Ａと下部電極２０との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層２１における電流注入領域２１Ａ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層１１および上部ＤＢＲ層１５により反射され、所定のレーザ温度（例えば２５℃）において波長λ０でレーザ発振を生じる。そして、メサ部Ｍの上面から波長λ０のレーザ光が外部に射出される。
【００４８】
ところで、本実施の形態では、電流注入領域２１Ａ（発光領域１３Ａ）との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、共振器構造１７の上面からエアギャップ２２Ａまで達する第１孔２３の少なくとも一部が電流注入領域２１Ａ（発光領域１３Ａ）との対向領域を間にして対向配置されているので、共振器構造１７のうち第１孔２３によって積層面内方向から挟み込まれた部分が梁２５となる。また、第２熱膨張部２２Ｃがエアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂを積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち第１孔２３の対向方向とは異なる方向の部位に形成されているので、梁２５の延在方向に配列された第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃが共に、梁２５の両端を支持している。そのため、レーザ温度が変化した際に、第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃの熱膨張係数の差によって第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃの積層方向の膨張率にも差が生じ、梁２５がレーザ温度に応じて積層方向に変動する。
【００４９】
ここで、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数が第２熱膨張部２２Ｃのそれよりも小さい場合には、図１３に模式的に示したように、レーザ温度の上昇に伴って、第１熱膨張部２２Ｂ内の一部を中心とする回転モーメントが発生する。特に、本実施の形態では、上部ＤＢＲ層１５のうち空隙１２２Ｃと接する部分（空隙１２２Ｃの直上）に第２孔２４側に突出するエッジ２４Ａが形成されているので、第２熱膨張部２２Ｃがこのエッジ２４Ａを押し上げるようにして、第１熱膨張部２２Ｂ内の一部を中心とする大きな回転モーメントが発生する。これにより、梁２５が積層方向の下方に変動するので、エアギャップ２２Ａの積層方向の幅が狭くなる。すなわち、レーザ温度の上昇に伴って、共振器長が短くなる。一方、レーザ温度の上昇に伴って、共振器構造１７内の屈折率が大きくなるので、実効的な共振器長は大きくなろうとする。従って、回転モーメントによる共振器長の減少量と、レーザ温度の上昇に伴う実効的な共振器長の増加量とが一致するように、回転モーメント量が設定されている場合には、共振器長の減少量と共振器長の増加量とが互いに相殺するので、レーザ温度の変化に依らず、実効的な共振器長を一定にすることが可能となる。その結果、例えば、図１４（Ａ）に模式的に示したように、レーザ温度が２５℃から６０℃にまで上昇した場合であっても、共振器構造１７の発振波長（図１４（Ａ）の白丸に対応する波長）をλ０に安定化することが可能となる。
【００５０】
ただし、例えば、図１４（Ｂ）に模式的に示したように、レーザ温度が２５℃から６０℃にまで上昇した場合には、活性層１３の発光波長（図１４（Ｂ）のピークに対応する波長）は、長波長側（λ０からλ２）へ変動してしまう。そのため、活性層１３の発光波長が変動しない場合と比べて、発振波長λ０における光出力が若干低くなる場合がある。
【００５１】
そこで、本実施の形態において、活性層１３を、上記したタリウム（Ｔｌ）を含む半導体・半金属混晶により構成し、活性層１３のバンドギャップの温度変化を非常に小さくした場合には、例えば、図１５（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、活性層１３の発光波長の温度依存性が緩和（低減）するので、発振波長λ０における光出力の低下を抑制することができる。
【００５２】
また、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数が第２熱膨張部２２Ｃのそれよりも大きい場合には、図１６に模式的に示したように、レーザ温度の上昇に伴って、第１熱膨張部２２Ｂ内の一部を中心とする回転モーメントが発生し、梁２５が積層方向の上方に変動するので、エアギャップ２２Ａの積層方向の幅が広くなる。すなわち、レーザ温度の上昇に伴って、共振器長が長くなる。一方、レーザ温度の上昇に伴って、共振器構造１７内の屈折率が大きくなるので、実効的な共振器長は大きくなろうとする。従って、回転モーメントによる共振器長の増加量と、レーザ温度の上昇に伴う実効的な共振器長の増加量とが一致するように、回転モーメント量が設定されている場合には、共振波長と活性層１３の発光波長とが互いに等しくなるので、レーザ温度の変化に依らず、発振波長における光出力を一定にすることが可能となる。その結果、例えば、図１７（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、レーザ温度が２５℃から６０℃にまで上昇した場合であっても、発振波長における光出力を安定化することが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態では、梁２５は共振器構造１７内の第１孔２３と、エアギャップ２２Ａとにより形成されているので、上記したように一般的なエッチングプロセスを用いて第１孔２３およびエアギャップ２２Ａを形成することにより梁２５を簡易に形成することが可能なものである。
【００５４】
従って、本実施の形態の面発光型半導体レーザ１は簡易な製造プロセスを用いて製造可能なものであり、かつ梁２５を大型化しなくても実効的な共振器長を制御することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、エアギャップ２２Ａはエッチングにより形成されており、エアギャップ２２Ａの積層方向の間隔はエッチングされる部分（共振器調整層２２Ｄ）の厚さにより決定されている。ここで、共振器調整層２２Ｄの厚さは半導体プロセスにより設定されており、高精度に設定することが可能であるので、エアギャップ２２Ａの間隔も高精度に設定することができる。また、エアギャップ２２Ａを貼り合わせにより形成する必要がないので、共振器構造にクラックなどが生じる虞はなく、信頼性が高い。
【００５６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１８は、本実施の形態の面発光型の半導体レーザ２の上面構成を表したものである。図１９は図１８のＡ−Ａ矢視方向の断面構造を、図２０は図１８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１８ないし図２０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。
【００５７】
この半導体レーザ２は、梁２５が片持ちとなっている点で、梁２５が両持ちとなっていた上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と相違する。そこで、以下では、半導体レーザ１と共通する構成、作用、効果などについての記載を適宜省略し、半導体レーザ１との相違点について主に説明する。
【００５８】
半導体レーザ２では、梁２５の一端（図１９の左側）には、第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃが設けられているが、梁２５の他端（図１８の右側）には、第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃが設けられていない。また、梁２５の他端の直下にはエアギャップ２２Ａが広がっており、梁２５の他端側は、第２孔２４は設けられておらず、その代わりに、上記実施の形態における一対の第１孔２３および梁２５の他端側の第２孔２４を上面側から見てＵ字型に連結させた第３孔２６が設けられている。つまり、本実施の形態において、梁２５は、エアギャップ２２Ａおよび第２孔２４によって囲まれた片持ち梁となっている。
【００５９】
本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ２は、例えば次のようにして製造することができる。
【００６０】
図２１（Ａ），（Ｂ）〜図３０（Ａ），（Ｂ）は、その製造方法を工程順に表したものである。例えばＧａＡｓ系の面発光型半導体レーザを製造するためには、基板１０上の共振器構造１７を、例えば、ＭＢＥ法や、ＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル結晶成長させることにより形成する。
【００６１】
具体的には、まず、基板１０上に、下部ＤＢＲ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層１５およびコンタクト層１６をこの順に積層する。このとき、上部ＤＢＲ層１６内の一部に、電流狭窄層２１Ｄおよび共振器調整層２２Ｄを基板１０側からこの順に形成しておく（図２１（Ａ））。続いて、コンタクト層１６の上に、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）などを堆積させたのち、堆積させた層に１つの矩形状の開口部Ｈ３を設けることによりマスク層Ｍ３を形成する（図２１（Ａ），（Ｂ））。
【００６２】
次に、例えばＲＩＥ法により、上記開口部Ｈ３を介して、共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）まで、コンタクト層１６および上部ＤＢＲ層１５を選択的に除去する。これにより、コンタクト層１６の表面に開口を有し、かつ共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）１つの第２孔２４が四角柱状に形成される（図２２）。
【００６３】
次に、上記したマスク層Ｍ３を残した状態で、所定のエッチャントを用いて、開口部Ｈ３および第２孔２４を介して、第２孔２４の内壁に露出している共振器調整層２２Ｄを第２孔２４の内壁側から積層方向と直交する方向に選択的に除去する。これにより、第２孔２４の積層面内方向の断面よりも大きな断面を積層面内方向に有する１つの矩形状の空隙１２２Ｃが共振器調整層２２Ｄ内に形成される（図２３（Ａ），（Ｂ））。このとき、上部ＤＢＲ層１５のうち空隙１２２Ｃと接する部分（空隙１２２Ｃの直上）に、第２孔２４側に突出したエッジ２４Ａが形成される。
【００６４】
次に、上記したマスク層Ｍ３を残した状態で、開口部Ｈ３を介して、例えば再度エピタキシャル結晶成長させることにより、空隙１２２Ｃおよび第２孔２４の内部を充填し、第２熱膨張層２２Ｃを形成する（図２４（Ａ），（Ｂ））。
【００６５】
次に、マスク層Ｍ３を除去したのち、コンタクト層１６の上に、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ２）などを堆積させたのち、堆積させた層にＵ字型の開口部Ｈ４をＵ字の開口側を第２熱膨張層２２Ｃ側に向けて設けることによりマスク層Ｍ４を形成する（図２５（Ａ），（Ｂ））。
【００６６】
このとき、Ｕ字型の開口部Ｈ４におけるＵ字の開口幅ｄ４を２で割った値（ｄ４／２）が、上面から見たときの開口部Ｈ４と第２熱膨張層２２Ｃとの間の距離ｄ５よりも小さくなるように、そして、ｄ４が第２熱膨張層２２Ｃの横方向（Ｕ字の開口幅ｄ４の方向）の長さｄ３と等しいか、またはそれよりも短くなるように、開口部Ｈ４を設ける。なお、ｄ４が電流注入領域２１Ａの幅（発光領域１３Ａの幅）よりも大きいことが好ましい。
【００６７】
次に、例えば反応性イオンエッチング法により、上記開口部Ｈ４を介して、共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）まで、コンタクト層１６および上部ＤＢＲ層１５を選択的に除去する。これにより、コンタクト層１６の表面に開口を有し、かつ共振器調整層２２Ｄに達する（または貫通する）Ｕ字型の第３孔２６が形成される（図２６（Ａ），（Ｂ））。
【００６８】
次に、上記したマスク層Ｍ４を残した状態で、所定のエッチャントを用いて、開口部Ｈ４および第３孔２６を介して、第３孔２６の内壁に露出している共振器調整層２２Ｄを第３孔２６の内壁側から積層方向と直交する方向に選択的に除去する。このとき、共振器調整層２２ＤのうちＵ字型の第３孔２６で挟まれた領域から共振器調整層２２Ｄが完全になくなるまで共振器調整層２２Ｄをエッチャントに曝す。これにより、共振器調整層２２ＤのうちＵ字型の第３孔２６で挟まれた領域およびその周囲に、エアギャップ２２Ａが形成され、共振器調整層２２Ｄのうちエアギャップ２２Ａおよび第２熱膨張層２２Ｃ以外の部分が第１熱膨張層２２Ｂとなる（図２７（Ａ），（Ｂ）、図２８）。
【００６９】
このとき、このエアギャップ２２Ａを介してＵ字型の第３孔２６のうち一対の腕の部分が連通するので、共振器構造１７のうちエアギャップ２２ＡおよびＵ字型の第３孔２６に囲まれた部分が梁２５となる。また、第１熱膨張層２２Ｂのうちエアギャップ２２Ａと第２熱膨張層２２Ｃとの間の部位は、Ｕ字型の第３孔２６の開口幅方向に延在する柱形状となる。このようにして、梁部２５の直下にエアギャップ２２Ａが形成されると共に、梁２５の一端に、第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃが梁２５の中心部分側から順に形成され、梁２５の他端が自由端となる。また、エアギャップ２２Ａ、第１熱膨張層２２Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｃは同一積層面内に形成されており、これらが共振器調整層２２を構成する。
【００７０】
次に、上記したマスク層Ｍ４を除去したのち、コンタクト層１６の上面に、エアギャップ２２Ａ、第３孔２６および第２孔２４を含む部分に開口を有する円環状の上部電極１８Ａを形成する。続いて、新たなマスク層（図示せず）を形成し、例えばＲＩＥ法により、下部ＤＢＲ層１１の一部、下部スペーサ層１２、活性層１３、上部スペーサ層１４、上部ＤＢＲ層１５（電流狭窄層２１Ｄおよび共振器調整層２２を含む）およびコンタクト層１６を選択的にエッチングして、凸状のメサ部Ｍを形成する（図２９（Ａ），（Ｂ））。このとき、上面に第３孔２６および第２孔２４の開口がくるようにメサ部Ｍを形成する。
【００７１】
次に、水蒸気雰囲気中にて、高温で酸化処理を行い、メサ部Ｍの側面から電流狭窄層２１ＤのＡｌを選択的に酸化する。これにより、電流狭窄層２１Ｄの外縁領域が電流狭窄領域２１Ｂとなり、中央領域が電流注入領域２１Ａとなる（図３０（Ａ），（Ｂ））。
【００７２】
次に、例えば、ＣＶＤ法により、メサ部Ｍの表面を含む表面全体に渡って絶縁層１９を形成したのち、絶縁層１９のうち上部電極１８Ａとの対向部分の一部を選択的に除去して、上部電極１８Ａの一部を露出させる。その後、その露出部分を含む絶縁層１９上に電極パッド１８Ｂを形成し、さらに、基板１０の裏面側に下部電極２０を形成する（図１〜図３）。このようにして、面発光型半導体レーザ２が製造される。
【００７３】
このような構成の面発光型半導体レーザ１では、上部電極１８Ａと下部電極２０との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層２１における電流注入領域２１Ａ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層１１および上部ＤＢＲ層１５により反射され、所定のレーザ温度（例えば２５℃）において波長λ０でレーザ発振を生じる。そして、メサ部Ｍの上面から波長λ０のレーザ光が外部に射出される。
【００７４】
ところで、本実施の形態では、電流注入領域２１Ａ（発光領域１３Ａ）との対向領域を積層面内方向から取り囲む閉曲線上の一部に、共振器構造１７の上面からエアギャップ２２Ａまで達するＵ字型の第３孔２６の一対の腕の一部が電流注入領域２１Ａ（発光領域１３Ａ）との対向領域を間にして対向配置されているので、共振器構造１７のうち第３孔２６によって積層面内方向から挟み込まれた部分が梁２５となる。また、第２熱膨張部２２Ｃがエアギャップ２２Ａおよび第１熱膨張部２２Ｂを積層面内方向から取り囲む閉曲線上のうち第３孔２６の対向方向とは異なる方向の部位であって、かつ第３孔２６によって囲まれた部分とは異なる方向（第３孔２６の開口側）の部位に形成されているので、梁２５の延在方向に配列された第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃが共に、梁２５の一端を支持している。そのため、レーザ温度が変化した際に、第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃの熱膨張係数の差によって第１熱膨張部２２Ｂおよび第２熱膨張部２２Ｃの積層方向の膨張率にも差が生じ、梁２５がレーザ温度に応じて積層方向に変動する。
【００７５】
ここで、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数が第２熱膨張部２２Ｃのそれよりも小さい場合には、上記実施形態と同様、例えば、図１４（Ａ）に模式的に示したように、レーザ温度が２５℃から６０℃にまで上昇した場合であっても、共振器構造１７の発振波長（図１４（Ａ）の白丸に対応する波長）をλ０に安定化することが可能となる。
【００７６】
また、活性層１３を、上記したタリウム（Ｔｌ）を含む半導体・半金属混晶により構成し、活性層１３のバンドギャップの温度変化を非常に小さくした場合には、上記実施形態と同様、例えば、図１５（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、活性層１３の発光波長の温度依存性が緩和（低減）するので、発振波長λ０における光出力の低下を抑制することができる。
【００７７】
また、第１熱膨張部２２Ｂの熱膨張係数が第２熱膨張部２２Ｃのそれよりも大きい場合には、上記実施形態と同様、例えば、図１７（Ａ），（Ｂ）に模式的に示したように、レーザ温度が２５℃から６０℃にまで上昇した場合であっても、発振波長における光出力を安定化することが可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態では、梁２５は共振器構造１７内の第３孔２６と、エアギャップ２２Ａとにより形成されているので、上記したように一般的なエッチングプロセスを用いて第３孔２６およびエアギャップ２２Ａを形成することにより梁２５を簡易に形成することが可能なものである。
【００７９】
従って、本実施の形態の面発光型半導体レーザ２は簡易な製造プロセスを用いて製造可能なものであり、かつ梁２５を大型化しなくても実効的な共振器長を制御することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
例えば、上記実施の形態では、半導体材料をＧａＡｓ系化合物半導体により構成した場合について説明したが、他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系（赤系）材料またはＡｌＧａＡｓ系（赤外系）や、ＧａＮ系（青緑色系）などにより構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの上面構成図である。
【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のレーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く過程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く過程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く過程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く過程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く過程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く過程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く過程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く過程を説明するための断面図である。
【図１３】図１のレーザの動作の一例について説明するための断面図である。
【図１４】図１３のレーザの光学特性の一例について説明するための断面図である。
【図１５】図１３のレーザの光学特性の他の例について説明するための断面図である。
【図１６】図１のレーザの動作の他の例について説明するための断面図である。
【図１７】図１６のレーザの光学特性の一例について説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの上面構成図である。
【図１９】図１８のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。
【図２０】図１８のレーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面構成図である。
【図２１】図１８のレーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に続く過程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く過程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く過程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に続く過程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く過程を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に続く過程を説明するための断面図である。
【図２８】図２７の工程における上面図である。
【図２９】図２７に続く過程を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に続く過程を説明するための断面図である。
【図３１】従来のレーザを温度一定の状態としたときの光学特性の一例について説明するための断面図である。
【図３２】従来のレーザを温度変化させたときの光学特性の一例について説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，２…面発光型半導体レーザ、１０…基板、１１…下部ＤＢＲ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…上部ＤＢＲ層、１６…コンタクト層、１７…共振器構造、１８Ａ…上部電極、１８Ｂ…電極パッド、１９…絶縁層、２０…下部電極、２１，２１Ｄ…電流狭窄層、２１Ａ…電流注入領域、２１Ｂ…電流狭窄領域、２２，２２Ｄ…共振器長調整層、２２Ａ…エアギャップ、２２Ｂ…第１熱膨張部、２２Ｃ…第２熱膨張部、２３…第１孔、２４…第２孔、２４Ａ…エッジ、２５…梁、２６…第３孔、２０…波長チューニング層、２０Ａ…エアギャップ、２０Ｂ…保持部、２１…孔、Ｍ１，Ｍ２…メサ部。
【図１】
2008306118.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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