(57)【要約】  本開示の一実施の形態に係る窒化物半導体レーザは、活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、活性層および開口部を挟み込む２つのＤＢＲ層とを含む垂直共振器層を備えている。この窒化物半導体レーザは、さらに、垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部を備えている。
2018020791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、前記活性層および前記開口部を挟み込む２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含む垂直共振器層と、
前記垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも前記開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部と
を備えた
窒化物半導体レーザ。
【請求項２】
前記垂直共振器層の外側に設けられたＧａＮ基板をさらに備え、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表層部分であるか、または、前記ＧａＮ基板の表面に接する層である
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項３】
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であって、かつ、当該ＧａＮ基板の裏面に、当該ＧａＮ基板の上面よりも荒れた凹凸面を有し、
前記共振抑制部は、前記凹凸面である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項４】
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であり、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表面に接する層であって、かつ、前記ＧａＮ基板と比べて発振波長での光吸収性が高い光吸収層である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項５】
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射側に設けられ、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表面に接する層であって、かつ、前記ＧａＮ基板の表面での反射を抑制するＡＲ(Anti-Reflection)コート層である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項６】
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であって、かつ、当該ＧａＮ基板の裏面に、傾斜面を有し、
前記共振抑制部は、前記傾斜面である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項７】
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であり、
前記共振抑制部は、面内の密度が不均一な凹凸層である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項８】
窒化物半導体レーザを光源として備え、
前記窒化物半導体レーザは、
活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、前記活性層および前記開口部を挟み込む２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含む垂直共振器層と、
前記垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも前記開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部と
を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物半導体レーザおよびそれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体レーザは、シリコンやガリウムヒ素などの半導体レーザと比べて、短波長のレーザ光を出射することができる。そのため、窒化物半導体レーザを用いれば、高記録密度の光ディスクや、高精細なレーザプリンタを作製することができる。さらには、窒化物半導体レーザを面発光型とすることにより、容易にレーザアレイを作製することができる。その結果、多数の窒化物半導体レーザによる並列処理が可能となるので、高記録密度の光ディスクや、高精細なレーザプリンタの高速化が期待できる。窒化物系の面発光レーザは、例えば、以下の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３５５４１号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、窒化物系の面発光レーザでは、シリコンやガリウムヒ素などの面発光レーザでは見られないノイズが発生する。従って、そのようなノイズの発生を抑えることの可能な窒化物半導体レーザおよびそれを備えた電子機器を提供することが望ましい。
【０００５】
本開示の一実施形態に係る窒化物半導体レーザは、活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、活性層および開口部を挟み込む２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含む垂直共振器層を備えている。この窒化物半導体レーザは、さらに、垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部を備えている。
【０００６】
本開示の一実施形態に係る電子機器は、上記の窒化物半導体レーザを光源として備えている。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る窒化物半導体レーザおよび電子機器では、垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層の開口部と対向する位置に共振抑制部が設けられている。これにより、垂直共振器層から漏れた光が垂直共振器層の外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る窒化物半導体レーザおよび電子機器によれば、垂直共振器層から漏れた光が垂直共振器層の外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制するようにしたので、ＤＢＲ層が活性層からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層によって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図２】従来の出射光の強度スペクトルの一例を表す図である。
【図３】図１の面発光レーザの製造過程の一例を表す図である。
【図４】図３に続く製造過程の一例を表す図である。
【図５】図４に続く製造過程の一例を表す図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図７】本開示の第３の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図８】本開示の第４の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図９】本開示の第５の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図１０】本開示の第６の実施の形態に係る面発光レーザの断面構成例を表す図である。
【図１１】本開示の第７の実施の形態に係る光通信装置の断面構成例を表す図である。
【図１２】本開示の第８の実施の形態に係る印刷装置の概略構成例を表す図である。
【図１３】本開示の第９の実施の形態に係る情報再生記録装置の概略構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（面発光レーザ）
ＧａＮ基板の裏面を凹凸面にした例
２．第２の実施の形態（面発光レーザ）
ＧａＮ基板の裏面に接する光吸収層を設けた例
３．第３の実施の形態（面発光レーザ）
ＧａＮ基板の上面に接する光吸収層を設けた例
４．第４の実施の形態（面発光レーザ）
光出射面にＡＲコート層を設けた例
５．第５の実施の形態（面発光レーザ）
ＧａＮ基板の裏面を傾斜面にした例
６．第６の実施の形態（面発光レーザ）
ＧａＮ基板の裏面に接する凹凸層を設けた例
７．第７の実施の形態（光通信装置）
光通信装置の光源に上記各実施の形態の面発光レーザを用いた例
８．第８の実施の形態（印刷装置）
印刷装置の光源に上記各実施の形態の面発光レーザを用いた例
９．第９の実施の形態（情報再生記録装置）
情報再生記録装置の光源に上記各実施の形態の面発光レーザを用いた例
【００１１】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
本開示の第１の実施の形態に係る面発光レーザ１０の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る面発光レーザ１の断面構成例を表したものである。
【００１２】
面発光レーザ１０は、光ディスク、レーザプリンタ、光通信などの光源として好適に適用可能な上面出射型の半導体レーザである。面発光レーザ１０は、窒化物半導体レーザであり、例えば、ＧａＮ基板１１上に垂直共振器層１０Ａを備えている。垂直共振器層１０Ａは、ＧａＮ基板１１の法線方向において互いに対向する２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）によって所定の発振波長λ０で発振するように構成されている。垂直共振器層１０Ａは、例えば、活性層１４と、開口部１６Ａを有する電流狭窄層１６と、活性層１４および開口部１６Ａを挟み込む２つのＤＢＲ層（下部ＤＢＲ層１２および上部ＤＢＲ層１８）とを含んで構成されている。ＧａＮ基板１１は、垂直共振器層１０Ａに含まれる２つのＤＢＲのうちＧａＮ基板１１寄りのＤＢＲをエピタキシャル結晶成長させる際に用いられた結晶成長基板である。つまり、ＧａＮ基板１１は、垂直共振器層１０Ａの外側に設けられた基板であり、さらに、垂直共振器層１０Ａとの位置関係で、面発光レーザ１０の光出射とは反対側に設けられた基板である。
【００１３】
面発光レーザ１０は、例えば、ＧａＮ基板１１上に、下部ＤＢＲ層１２、下部スペーサ層１３、活性層１４および上部スペーサ層１５をこの順に積層した窒化物半導体層を備えている。なお、窒化物半導体層は、上記以外の層を有していてもよい。また、窒化物半導体層において、下部スペーサ層１３や上部スペーサ層１５が省略されていてもよい。窒化物半導体層は、ＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体によって構成されており、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどによって構成されている。
【００１４】
下部ＤＢＲ層１２は、例えば、半導体多層膜によって構成されている。半導体多層膜は、低屈折率層と、厚さの高屈折率層とを交互に積層させた構造となっている。低屈折率層の厚さは、λ０／４ｎ１（ｎ１は低屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。高屈折率層の厚さは、λ０／４ｎ２（ｎ２は高屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。下部ＤＢＲ層１２を構成する半導体多層膜において、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせとしては、例えば、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＩｎＮ、ＧａＩｎＮ／ＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＩｎＮなどが挙げられる。下部スペーサ層１３は、例えば、ＧａＮによって構成されている。ＧａＮ基板１１、下部ＤＢＲ層１２および下部スペーサ層１３には、ｐ型不純物として、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）などが含まれている。上部スペーサ層１５は、例えば、ＧａＮによって構成されている。上部スペーサ層１５には、ｎ型不純物として、例えば、シリコン（Ｓｉ）などが含まれている。
【００１５】
活性層１４は、例えば、量子井戸構造を有している。量子井戸構造の種類としては、例えば、単一量子井戸構造（ＱＷ構造）、または、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）が挙げられる。量子井戸構造は、井戸層および障壁層を交互に積層させた構造となっている。井戸層および障壁層の組合せとしては、例えば、（ＩｎｙＧａ(１−ｙ)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎｙＧａ(１−ｙ)Ｎ，ＩｎｚＧａ(１−ｚ)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎｙＧａ(１−ｙ)Ｎ，ＡｌＧａＮ）などが挙げられる。
【００１６】
面発光レーザ１０は、さらに、例えば、上部スペーサ層１５上に、電流狭窄層１６、上部電極層１７および上部ＤＢＲ層１８を備えている。電流狭窄層１６は、活性層１４に注入する電流を狭窄するための層である。電流狭窄層１６は、開口部１６Ａを有する絶縁層によって構成されている。開口部１６Ａの底面には、上部スペーサ層１５の一部が露出している。絶縁層は、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の絶縁性の材料によって構成されている。絶縁層は、例えば、上部スペーサ層１５の表層へのイオン注入によって形成された高抵抗層によって構成されていてもよい。開口部１６Ａの直径は、例えば、１μｍ以上２０μｍ以下となっており、１０μｍ程度となっていることが好ましい。
【００１７】
上部電極層１７は、例えば、透明電極層１７Ａおよび金属電極層１７Ｂによって構成されている。透明電極層１７Ａは、発振波長λ０の光に対して光透過性（例えば吸収率５％以下）を有する導電性材料によって構成されている。上記の導電性材料としては、例えば、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ２Ｏ３、結晶性ＩＴＯおよびアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ２Ｏ３）、酸化錫（ＳｎＯ２）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ２）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ＡｌドープのＺｎＯやＢドープのＺｎＯを含む）、ＩｎＧａＺｎＯ系材料（ＩｎＧａＺｎＯ４等、以下「ＩＧＺＯ」ともいう）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩＴＯ）が挙げられる。金属電極層１７Ｂは、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、錫（Ｓｎ）及びインジウム（Ｉｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層膜または多層膜によって構成されている。
【００１８】
上部ＤＢＲ層１８は、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。誘電体多層膜は、低屈折率層と、厚さの高屈折率層とを交互に積層させた構造となっている。低屈折率層の厚さは、λ０／４ｎ３（ｎ３は低屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。高屈折率層の厚さは、λ０／４ｎ４（ｎ４は高屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。上部ＤＢＲ層１８を構成する誘電体多層膜の材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２が挙げられる。上部ＤＢＲ層１８を構成する誘電体多層膜において、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせとしては、例えば、ＳｉＯ２／ＳｉＮ、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２／ＺｒＯ２、ＳｉＯ２／ＡｌＮが挙げられる。上部ＤＢＲ層１８を構成する誘電体多層膜は、例えば、スパッタ、ＣＶＤまたは蒸着などの成膜法によって形成されている。
【００１９】
面発光レーザ１０は、さらに、例えば、ＧａＮ基板１１の裏面に接する下部電極層１９を備えている。下部電極層１９は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をＧａＮ基板１１側からこの順に積層した構造（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）となっている。下部電極層１９は、例えば、バナジウム（Ｖ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をＧａＮ基板１１側からこの順に積層した構造（Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ）となっていてもよい。下部電極層１９は、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）および金（Ａｕ）をＧａＮ基板１１側からこの順に積層した構造（Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ）となっていてもよい。
【００２０】
ところで、面発光レーザ１０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。
【００２１】
本実施の形態において、この共振抑制部は、ＧａＮ基板１１の表層部分に相当している。ＧａＮ基板１１は、ＧａＮ基板１１の裏面に、当該ＧａＮ基板の上面よりも荒れた凹凸面１１Ａを有している。本実施の形態において、上記の共振抑制部が、凹凸面１１Ａである。凹凸面１１Ａの表面粗さ（平均二乗粗さＲＭＳ）は、１ｎｍ以上となっている。凹凸面１１Ａの表面粗さは、例えば、ＴＥＭやＳＥＭなどを用いた断面測定で凹凸面１１Ａを観察することにより導出される。凹凸面１１Ａの表面粗さは、例えば、ＡＦＭを用いた平面測定で凹凸面１１Ａを観察することにより導出されてもよい。
【００２２】
[製造方法]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ１０の製造方法について説明する。図３は、面発光レーザ１０の製造過程の一例を表したものである。図４は、図３に続く製造過程の一例を表したものである。図５は、図４に続く製造過程の一例を表したものである。
【００２３】
面発光レーザ１０を製造するためには、例えばＧａＮ基板１１上に、窒化物半導体を、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ：有機金属気相成長）法などのエピタキシャル結晶成長法により一括に形成する。この際、化合物半導体の原料としては、例えば、Ｇａの原料ガスとしては例えばトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）を用い、Ａｌの原料ガスとしては例えばトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）を用い、Ｉｎの原料ガスとしては例えばトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）を用いる。また、Ｎの原料ガスとしてはアンモニア（ＮＨ３）を用いる。
【００２４】
まず、例えばＭＯＣＶＤ法を用いて、ＧａＮ基板１１上に、下部ＤＢＲ層１２、下部スペーサ層１３、活性層１４および上部スペーサ層１５をＧａＮ基板１１側からこの順に形成する。次に、例えば、スパッタ、ＣＶＤまたは蒸着などの成膜法を用いて、上部スペーサ層１５上に、電流狭窄層１６、上部電極層１７および上部ＤＢＲ層１８を上部スペーサ層１５側からこの順に形成する。次に、ＧａＮ基板１１の裏面を研磨することにより、ＧａＮ基板１１を薄くする（図４）。このときの研磨方法には、例えば、機械研削、化学機械研磨、または、光電気化学エッチングなどを用いることができる。
【００２５】
次に、研磨の済んだＧａＮ基板１１の裏面にフォトレジストを塗布したのち、露光によって、不規則な開口を有するマスクＭを形成する（図４）。マスクＭの開口内には、ＧａＮ基板１１の裏面が露出している。続いて、例えば、ドライエッチングまたはウエットエッチングにより、マスクＭの開口内に露出しているＧａＮ基板１１の裏面を削る（図５）。その後、マスクＭを除去する。これにより、ＧａＮ基板１１の裏面に凹凸面１１Ａが形成される。次に、凹凸面１１Ａに下部電極層１９を形成する。このようにして、本実施の形態に係る面発光レーザ１０が製造される。
【００２６】
[動作]
このような構成の面発光レーザ１０では、上部電極層１７と下部電極層１９との間に所定の電圧が印加されると、開口部１６Ａを通して活性層１４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１２および上部ＤＢＲ層１８により反射され、所定の発振波長λ０でレーザ発振が生じる。そして、上部ＤＢＲ層１８の上面から発振波長λ０のレーザ光が外部に出射される。
【００２７】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ１０の効果について説明する。
【００２８】
窒化物系の面発光レーザでは、シリコンやガリウムヒ素などの面発光レーザと比べ、その結晶の性質により、格子不整合が大きくクラックが発生しやすく、また屈折率差をつけ難い。そのため、窒化物系の面発光レーザでは、ＤＢＲの形成が容易ではない。その結果、ＤＢＲにおいて、活性層からの光に対し十分な反射率が得られないことが多い。ＤＢＲの反射率が不十分な場合、活性層からの光がＤＢＲを透過してしまうので、基板などの界面などでの共振の発生により、シリコンやガリウムヒ素などの面発光レーザでは見られないノイズ（基板モードノイズ）が発生する。
【００２９】
一方、本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（凹凸面１１Ａ）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が活性層１４からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００３０】
＜２．第２の実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第２の実施の形態に係る面発光レーザ２０について説明する。図６は、本実施の形態に係る面発光レーザ２０の断面構成例を表したものである。面発光レーザ２０は、上記実施の形態の面発光レーザ１０において、ＧａＮ基板１１の代わりにＧａＮ基板２１を備え、さらに、下部電極層１９の位置に、下部電極層２２および光吸収層２３を備えたものである。
【００３１】
つまり、ＧａＮ基板２１は、ＧａＮ基板１１と同様、垂直共振器層１０Ａとの位置関係で、面発光レーザ２０の光出射とは反対側に設けられた基板である。ＧａＮ基板２１の裏面は、例えば、平坦面となっている。なお、ＧａＮ基板２１の裏面が、例えば、凹凸面１１Ａとなっていてもよい。
【００３２】
下部電極層２２は、ＧａＮ基板２１の裏面に接する層である。下部電極層２２は、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に開口２２Ａを有している。下部電極層２２は、例えば、下部電極層１９と共通の材料によって構成されている。光吸収層２３は、ＧａＮ基板２１の裏面に接する層である。光吸収層２３は、開口２２Ａ内に設けられている。光吸収層２３は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に設けられている。光吸収層２３は、ＧａＮ基板２１と比べて発振波長λ０での光吸収性が高い層である。光吸収層２３は、例えば、誘電体（例えばＳｉＮ、ＳｉＯ、ＴａＯ）によって構成されている。
【００３３】
ところで、面発光レーザ２０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。本実施の形態において、この共振抑制部は、光吸収層２３に相当している。
【００３４】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ２０の効果について説明する。本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（光吸収層２３）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が活性層１４からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００３５】
＜３．第３の実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第３の実施の形態に係る面発光レーザ３０について説明する。図７は、本実施の形態に係る面発光レーザ３０の断面構成例を表したものである。面発光レーザ３０は、上記第２の実施の形態の面発光レーザ２０において、下部電極層２２および光吸収層２３の代わりに下部電極層１９を備え、さらに、ＧａＮ基板２１の上面と下部ＤＢＲ層１２との間に、光吸収層３１および下地層３２を備えたものである。
【００３６】
つまり、下部電極層１９は、ＧａＮ基板２１の裏面に接する層である。光吸収層３１は、ＧａＮ基板２１の上面に接する層である。光吸収層３１は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に設けられている。光吸収層３１は、ＧａＮ基板２１と比べて発振波長λ０での光吸収性が高い層である。光吸収層３１は、例えば、活性層１４のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有する材料（例えばＧａＩｎＮなど）によって構成されている。下地層３２は、垂直共振器層１０Ａに含まれる２つのＤＢＲのうちＧａＮ基板１１寄りのＤＢＲをエピタキシャル結晶成長させる際に用いられた層であり、例えば、ＧａＮによって構成されている。
【００３７】
ところで、面発光レーザ３０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。本実施の形態において、この共振抑制部は、光吸収層３１に相当している。
【００３８】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ３０の効果について説明する。本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（光吸収層３１）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が活性層１４からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００３９】
＜４．第４の実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第４の実施の形態に係る面発光レーザ４０について説明する。図８は、本実施の形態に係る面発光レーザ４０の断面構成例を表したものである。面発光レーザ４０は、上記第２の実施の形態の面発光レーザ２０において、上部ＤＢＲ層１８の反射率を高くしたものであり、上部ＤＢＲ層１８側から光が漏れ難くなるように構成されている。面発光レーザ４０は、さらに、上記第２の実施の形態の面発光レーザ２０において、光吸収層２３の代わりにＡＲ(Anti-Reflection)コート層４１を備えたものである。
【００４０】
つまり、面発光レーザ４０では、ＧａＮ基板２１は、垂直共振器層１０Ａとの位置関係で、面発光レーザ４０の光出射側に設けられており、ＧａＮ基板２１の裏面が光出射面となっている。さらに、ＡＲコート層４１がＧａＮ基板２１の裏面（光出射面）に接する層となっている。ＡＲコート層４１は、光の干渉を利用してＧａＮ基板２１の表面での反射を抑制する薄い被膜である。
【００４１】
ところで、面発光レーザ４０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。本実施の形態において、この共振抑制部は、ＡＲコート層４１に相当している。
【００４２】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ４０の効果について説明する。本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（ＡＲコート層４１）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が光出射面寄りに配置されている場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００４３】
＜５．第５の実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第５の実施の形態に係る面発光レーザ５０について説明する。図９は、本実施の形態に係る面発光レーザ５０の断面構成例を表したものである。面発光レーザ５０は、上記第１の実施の形態の面発光レーザ１０において、ＧａＮ基板１１の代わりにＧａＮ基板５１を備えたものである。
【００４４】
つまり、ＧａＮ基板５１は、ＧａＮ基板１１と同様、垂直共振器層１０Ａとの位置関係で、面発光レーザ２５の光出射とは反対側に設けられた基板である。ＧａＮ基板５１の裏面は、ＧａＮ基板５１の上面の法線と交差する法線を有する傾斜面５１Ａとなっている。ＧａＮ基板５１は、ＧａＮ基板５１の裏面に、傾斜面５１Ａを有している。傾斜面５１Ａの法線と、ＧａＮ基板５１の上面の法線とのなす角は、０．０５度以上となっており、０．５度以上となっていることが好ましい。傾斜面５１Ａは、例えば、ＧａＮ基板５１の裏面を研磨することにより形成されている。下部電極層１９は、ＧａＮ基板５１の裏面（傾斜面５１Ａ）に接する層である。
【００４５】
ところで、面発光レーザ５０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。本実施の形態において、この共振抑制部は、傾斜面５１Ａに相当している。
【００４６】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ５０の効果について説明する。本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（傾斜面５１Ａ）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が活性層１４からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００４７】
＜６．第６の実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第６の実施の形態に係る面発光レーザ６０について説明する。図１０は、本実施の形態に係る面発光レーザ６０の断面構成例を表したものである。面発光レーザ６０は、上記第３の実施の形態の面発光レーザ３０において、光吸収層３１および下地層３２を省略し、さらに、ＧａＮ基板２１の裏面と下部電極層１９との間に、凹凸層６１を備えたものである。凹凸層６１は、面内の密度が不均一な層である。凹凸層６１は、例えば、微細な粒子をＧａＮ基板２１の裏面に分散させることにより形成された層であり、凹凸層６１のいたるところに、開口を有している。従って、下部電極層１９は、凹凸層６１の開口を介して、ＧａＮ基板２１の裏面に接している。凹凸層６１が、微細な粒子をＧａＮ基板２１の裏面に分散させることにより形成された層である場合に、凹凸層６１を構成する微細な粒子は、導電性を有していてもよいし、絶縁性を有していてもよい。
【００４８】
ところで、面発光レーザ６０は、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部を備えている。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振を抑制する。この共振抑制部は、垂直共振器層１０Ａによって生成される光（発振波長λ０の光）の強度スペクトルのすそ野でのノイズ（例えば、図２に示した基板モードノイズ）の発生を抑える。本実施の形態において、この共振抑制部は、凹凸層６１に相当している。
【００４９】
[効果]
次に、本実施の形態に係る面発光レーザ６０の効果について説明する。本実施の形態では、垂直共振器層１０Ａの外側であって、かつ、少なくとも電流狭窄層１６の開口部１６Ａと対向する位置に共振抑制部（凹凸層６１）が設けられている。これにより、垂直共振器層１０Ａから漏れた光が垂直共振器層１０Ａの外側にある界面で反射されることによって生じる共振が抑制される。その結果、下部ＤＢＲ層１２が活性層１４からの光に対して十分な反射率を有していない場合であっても、垂直共振器層１０Ａによって生成される光の強度スペクトルのすそ野でのノイズの発生を抑えることができる。
【００５０】
＜７．第７実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第７の実施の形態に係る光通信装置７０について説明する。図１１は、本実施の形態に係る光通信装置７０の断面構成の一例を表すものである。光通信装置７０は、プリント配線基板７１上に、２つのＬＳＩチップ７２，７３が実装されたものである。一方のＬＳＩチップ７１の表面上には、発光素子７４が配置されている。発光素子７４は、上記各実施の形態に係る面発光レーザ１０〜６０のいずれかである。ＬＳＩチップ７２からの電気信号が発光素子７４によって光信号に変換され、光信号が発光素子７４から出力される。他方のＬＳＩチップ７３の表面上には、フォトダイオードなどの受光素子７５が配置されている。受光素子７５に入力された光信号が受光素子７５で電気信号に変換され、電気信号がＬＳＩチップ７３に入力される。
【００５１】
発光素子７４の光出射面と、受光素子７５の光出射面と、光導波路７９の両端には、レンズ７６が設けられている。このレンズ７６は、例えば、発散光を平行光化したり、平行光を集光したりするコリメートレンズである。また、ＬＳＩチップ７２，７３の上面には、発光素子７４や受光素子７５を覆う筒状のオス型コネクタ７７が設けられている。このオス型コネクタ７７の上面には、開口７７Ａが設けられており、この開口７７Ａを塞ぐと共にオス型コネクタ７７と嵌合するメス型コネクタ７８が設けられている。このメス型コネクタ７８は、光導波路７９に沿って設けられており、光導波路７９を支持する機能も有している。
【００５２】
本実施の形態では、オス型コネクタ７７とメス型コネクタ７８とが互いに接続されたのち、発光素子７４が駆動されると、発光素子７４から光が出射され、その光がレンズ７６を介して光導波路７９の一端に入射する。光導波路７９に入射した光は、光導波路７９を導波したのち、光導波路７９の他端から出力され、レンズ７６を介して受光素子７５に入射する。受光素子７５に入射した光は、入射した光の出力レベルに応じた電気信号（フォトカレント）に変換されたのち、電気信号はＬＳＩチップ７３に出力される。
【００５３】
ところで、本実施の形態では、上記各実施の形態に係る面発光レーザ１０〜６０のいずれかが光通信装置７０に用いられている。これにより、発光素子７４を高速動作させることができる。
【００５４】
上記第７の実施の形態において、光通信装置７０は、複数の発光素子７４を備えていてもよい、また、上記第７の実施の形態において、光通信装置７０は、複数の受光素子７５を備えていてもよい。
【００５５】
＜８．第８実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第８の実施の形態に係る印刷装置８０について説明する。図１２は、本実施の形態に係る印刷装置８０の概略構成の一例を表すものである。印刷装置８０は、例えば、光源８１と、光源８１からの光を反射させると共に反射光を走査させるポリゴンミラー８２と、ポリゴンミラー８２からの光を感光ドラム８４に導くｆθレンズ８３と、ｆθレンズ８３からの光を受けて静電潜像を形成する感光ドラム８４と、感光ドラム８４に静電潜像に応じたトナーを付着させるトナー供給器（図示せず）とを備えている。
【００５６】
印刷装置８０における光源８１として、上記各実施の形態に係る面発光レーザ１０〜６０のいずれかが用いられている。これにより、光源８１を高速動作させることができる。
【００５７】
＜９．第９実施の形態＞
[構成]
次に、本開示の第９の実施の形態に係る情報再生記録装置９０について説明する。図１３は、本実施の形態に係る情報再生記録装置９０の概略構成の一例を表すものである。情報再生記録装置９０は、例えば、光装置９１と、情報処理部８２とを備えている。
【００５８】
情報処理部８２は、記録媒体１００に記録された情報を光装置９１から取得したり、入力された情報を光装置９１に送信する。他方、光装置９１は、例えばＤＶＤ等による高密度記録再生用の光ピックアップ装置として用いられるものであり、光源としての半導体レーザＬＤと、ＤＶＤ等の記録媒体１００の載置される領域と半導体レーザＬＤとの間に設けられた光学系とを備えている。半導体レーザＬＤは、上記各実施の形態に係る面発光レーザ１０〜６０のいずれかによって構成されている。記録媒体１００の表面には、例えば数μｍの大きさの多数のピット（突起）が形成されている。光学系は、半導体レーザＬＤから記録媒体１００への光路中に配設され、例えば、グレーティング（ＧＲＴ）１１２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１３、平行化レンズ（ＣＬ）１１４、４分の１波長板（λ／４板）１１５、対物レンズ（ＯＬ）１１６を有している。また、この光学系は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１３で分離された光路上に、円柱レンズ（ＣｙＬ）１１７、フォトダイオードなどの受光素子（ＰＤ）１１８を有している。
【００５９】
この光装置９１では、光源（半導体レーザＬＤ）からの光は、ＧＲＴ１１２、ＰＢＳ１１３、ＣＬ１１４、λ／４板１１５およびＯＬ１１６を通って記録媒体１００に焦点を結び、記録媒体１００の表面のピットで反射される。反射された光は、ＯＬ１１６，λ／４板１１５，ＣＬ１１４，ＰＢＳ１１３，ＣｙＬ１１７を通ってＰＤ１１８に入り、ピット信号、トラッキング信号およびフォーカス信号の読取りが行われる。
【００６０】
このように本実施の形態の光装置９１では、半導体レーザＬＤとして、上記各実施の形態に係る面発光レーザ１０〜６０のいずれかを用いるようにしたので、半導体レーザＬＤを高速動作させることができる。
【００６１】
以上、複数の実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【００６２】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、前記活性層および前記開口部を挟み込む２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含む垂直共振器層と、
前記垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも前記開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部と
を備えた
窒化物半導体レーザ。
（２）
前記垂直共振器層の外側に設けられたＧａＮ基板をさらに備え、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表層部分であるか、または、前記ＧａＮ基板の表面に接する層である
（１）に記載の窒化物半導体レーザ。
（３）
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であって、かつ、当該ＧａＮ基板の裏面に、当該ＧａＮ基板の上面よりも荒れた凹凸面を有し、
前記共振抑制部は、前記凹凸面である
（２）に記載の窒化物半導体レーザ。
（４）
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であり、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表面に接する層であって、かつ、前記ＧａＮ基板と比べて発振波長での光吸収性が高い光吸収層である
（２）に記載の窒化物半導体レーザ。
（５）
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射側に設けられ、
前記共振抑制部は、前記ＧａＮ基板の表面に接する層であって、かつ、前記ＧａＮ基板の表面での反射を抑制するＡＲ(Anti-Reflection)コート層である
（２）に記載の窒化物半導体レーザ。
（６）
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であって、かつ、当該ＧａＮ基板の裏面に、傾斜面を有し、
前記共振抑制部は、前記傾斜面である
（２）に記載の窒化物半導体レーザ。
（７）
前記ＧａＮ基板は、前記垂直共振器層との位置関係で、当該窒化物半導体レーザの光出射とは反対側に設けられた基板であり、
前記共振抑制部は、面内の密度が不均一な凹凸層である
（２）に記載の窒化物半導体レーザ。
（８）
窒化物半導体レーザを光源として備え、
前記窒化物半導体レーザは、
活性層と、開口部を有する電流狭窄層と、前記活性層および前記開口部を挟み込む２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含む垂直共振器層と、
前記垂直共振器層の外側であって、かつ、少なくとも前記開口部と対向する位置に設けられた共振抑制部と
を有する
電子機器。
【００６３】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年７月２７日に出願された日本特許出願番号第２０１６−１４６９０７号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【００６４】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【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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【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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【国際調査報告】
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