(57)【要約】共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間に分離を設ける光電子デバイスが提供される。共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間にバッファ層またはクラッディング層を設けることによって分離を実施することができる。好ましくは、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが光電子デバイスの隣接する伝導層に進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層は十分厚く、または共振反射器の導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する。
2004521491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部ミラーおよび底部ミラーを有する光電子デバイスであって、頂部ミラーと底部ミラーが少なくとも部分的に伝導性であり、
前記頂部ミラーまたは底部ミラーのうち選択された一方に隣接して配置され、格子の一次回折波ベクトルが導波路の伝搬モードとほぼ一致するように構成された導波路および格子を有する共振反射器と、
前記共振反射器と、前記選択された頂部ミラーまたは底部ミラーとの間に配置され、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが、前記選択された頂部ミラーまたは底部ミラーに進入するのを実質上防止するように、十分に厚く、または導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有するクラッディング層またはバッファ層と、
を備える光電子デバイス。
【請求項２】
前記クラッディング層またはバッファ層が非伝導性であることを特徴とする、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３】
前記クラッディング層またはバッファ層、ならびに前記導波路はそれぞれ屈折率を有し、前記クラッディング層またはバッファ層の屈折率は、前記導波路の屈折率よりかなり小さい、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項４】
前記選択された頂部ミラーまたは底部ミラーは、前記クラッディング層またはバッファ層に隣接して配置された隣接層を含み、前記クラッディング層またはバッファ層の屈折率は、前記隣接層の屈折率よりも小さい、請求項３に記載の光電子デバイス。
【請求項５】
前記クラッディング層またはバッファ層の厚さは前記隣接層よりも厚い、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項６】
前記クラッディング層またはバッファ層の厚さは、前記クラッディング層またはバッファ層と前記導波路との間の屈折率の差に依存する、請求項５に記載の光電子デバイス。
【請求項７】
前記クラッディング層またはバッファ層は誘電体膜である、請求項２に記載の光電子デバイス。
【請求項８】
前記クラッディング層またはバッファ層は酸化アルミニウム膜である、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項９】
前記導波路領域はＡｌＧａＡｓを含む、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項１０】
前記導波路領域は高屈折率誘電体を含む、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項１１】
前記格子は誘電体膜である、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項１２】
前記格子は酸化シリコン膜である、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項１３】
前記クラッディング層またはバッファ層は、共振反射器の一部として機能する、請求項７に記載の光電子デバイス。
【請求項１４】
導波路と、
１つまたは複数の離隔した領域によって分離される２つ以上の離隔した格子領域を有し、格子膜の離隔した領域が、前記格子領域の格子膜厚よりも薄いがゼロよりも厚い格子膜厚を有する格子膜と、
を備える光電子デバイス用の共振反射器。
【請求項１５】
前記共振反射器の選択された光学的特性は、前記離隔した領域と格子領域の格子膜厚によって制御される、請求項１４に記載の共振反射器。
【請求項１６】
前記共振反射器のスペクトル幅は、前記離隔した領域と格子領域の格子膜厚によって決定される、請求項１５に記載の共振反射器。
【請求項１７】
各格子領域が横幅を有し、前記格子領域が集合的に格子周期を有し、該格子周期から格子幅を引いた差により、隣接する格子領域間の格子間隔が定義され、該格子間隔を格子周期で割った商により、格子充填比が定義され、格該子充填比が約５０％である、請求項１５に記載の共振反射器。
【請求項１８】
少なくとも部分的に伝導性である底部ミラーを基板上に設けるステップと、
前記底部ミラー上に活性領域を設けるステップと、
少なくとも部分的に伝導性である前記活性領域上に頂部ミラーを設けるステップと、
非伝導性であるクラッディング層またはバッファ層を前記頂部ミラー上に設けるステップと、
前記クラッディング層またはバッファ層上に導波路を設けるステップと、
前記導波路の上に格子層を設けるステップであって、格子の一次回折波ベクトルが導波路の伝搬モードとほぼ一致するように導波路および格子が構成されるステップと、
前記導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが前記頂部ミラーに進入するのを実質上防止するように、十分に厚く、または前記導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有するクラッディング層またはバッファ層と、
前記発光デバイスの上に第１エッチング格子構造を有する格子層と、
を有する発光デバイスおよび受光デバイスを有するモノリシックトランシーバ。
【請求項１９】
前記受光デバイスの上に第２エッチング格子構造をさらに備える、請求項１８に記載のモノリシックトランシーバ。
【請求項２０】
前記格子層は、前記受光デバイスの上にエッチング格子構造を有さない、請求項１８に記載のモノリシックトランシーバ。
【請求項２１】
前記格子層は、前記受光デバイスの上から除去される、請求項１８に記載のモノリシックトランシーバ。
【請求項２２】
表側と裏側を有し、該表側に光電子デバイスの少なくとも一部が形成された第１基板と、
表側と裏側を有し、該表側に共振反射器が形成された第２基板とを備え、
前記第１基板の表側が前記第２基板の表側にボンディングされる、
装置。
【請求項２３】
前記共振反射器は導波路および格子を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記格子は、前記導波路よりも第２基板の表側近くに配置される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記導波路は、前記格子よりも第２基板の表側近くに配置される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１基板の表側は、光エポキシを介して前記第２基板の表側にボンディングされる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記光エポキシは非伝導性である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記導波路および格子は、前記格子の一次回折波ベクトルが前記導波路の伝搬モードとほぼ一致するように構成される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーは前記第１基板に進入するのを実質上防止するように、前記光エポキシが十分に厚く、または前記導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第２基板の裏側に配置されたコリメーティングマイクロレンズをさらに備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項３１】
前記コリメーティングマイクロレンズが共振反射器および光電子デバイスと位置合せされる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
少なくとも部分的に伝導性である底部ミラーを基板上に設けるステップと、
前記底部ミラーの上に活性領域を設けるステップと、
少なくとも部分的に伝導性である頂部ミラーを活性領域の上に設けるステップと、
非伝導性であるクラッディング層またはバッファ層を前記頂部ミラーの上に設けるステップと、
前記クラッディング層またはバッファ層の上に導波路および格子を設けるステップであって、前記導波路および格子が、該格子の一次回折波ベクトルが導波路の伝搬モードとほぼ一致するように構成されるステップと、を含み、
前記クラッディング層またはバッファ層は、前記導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが前記頂部ミラーに進入するのを実質上防止するように十分に厚く、または前記導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する、
光電子デバイスを形成する方法。
【請求項３３】
前記導波路の屈折率は、前記格子の平均屈折率よりも高い、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記導波路が第１誘電体を含み、前記クラッディング層またはバッファ層が第２誘電体層を含み、前記第１誘電体が前記第２誘電体よりも高い屈折率を有する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記クラッディング層またはバッファ層は当初ＡｌＧａＡｓであり、次いでＡｌＧａＡｓがＡｌＯに酸化される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記クラッディング層またはバッファ層は横方向に酸化される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記導波路はＧａＡｓから形成される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記格子は、ＳｉＯ2膜をエッチングして格子にすることによって形成される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記頂部ミラーおよび底部ミラーは分布ブラッグ反射鏡である、請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記分布ブラッグ反射鏡は、ＡｌＧａＡｓとＡｌＡｓの交互層を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記頂部ミラーの最上層はＡｌＧａＡｓである、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
導波路を設けるステップと、
前記導波路に隣接して格子膜を設けるステップと、
前記格子膜をエッチングして、１つまたは複数の離隔した領域によって分離される２つ以上の離隔した格子領域を形成するステップであって、エッチングされる領域が、共振反射器についての所望の光学的特性を生成する深さまで延びるが、前記格子膜をすべて貫いて延びることはないステップと、
を含む光電子デバイス用の共振反射器を形成する方法。
【請求項４３】
前記エッチングされる領域の深さは、前記共振反射器についての所望の帯域幅を生成するように選択される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記２つ以上の離隔した格子領域は、前記共振反射器についての所望の共振波長を生成するように選択された格子周期を有する、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電子デバイスの分野に関し、より詳細には光電子デバイスと共に使用される共振反射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な形態の光電子デバイスが開発され、例えば半導体フォトダイオード、半導体光検出器などを含む、広範囲にわたる使用法が発見されてきた。現代技術において、様々な装置、例えば通信システム、コンパクトディスクプレーヤなどのための光源の選択肢として、広範囲にわたる半導体レーザの使用法が発見されてきた。これらの応用例の多くの場合、半導体レーザは、ファイバ光リンク、さらには自由空間を介して、半導体検出器（例えばフォトダイオード）に結合される。この構成により高速な通信経路が得られ、この高速な通信経路は、多くの応用例にとって非常に有益である。
【０００３】
典型的なエッジ発光型半導体レーザは、狭バンドギャップの高屈折率層が、対向する主要面上で、しばしばクラッディング層と呼ばれるブロードバンドギャップの低屈折率層によって囲まれる２重ヘテロ構造である。低バンドギャップ層は「活性層」と呼ばれ、クラッディング層は、電荷キャリアと光エネルギーを共に活性層／領域に閉じ込める働きをする。活性層の両端は、レーザキャビティを形成するミラーファセットを有する。電流がこの構造を通過するとき、電子と正孔が活性層で結合し、光を生成する。
【０００４】
他のタイプの半導体レーザは面発光レーザである。垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含むいくつかのタイプの面発光レーザが開発されている。（このレーザの説明については、例えば「光スイッチングおよびチップ間接続のための面発光マイクロレーザ（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｌａｓｅｒｓ  ｆｏｒ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｃｈｉｐ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）」、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、２９、ｐｐ．２１０−２１４、Ｍａｒｃｈ  １９９０を参照。他の例として、参照により本明細書に組み込まれるＹｏｎｇ  Ｈ．Ｌｅｅ等による１９９２年５月１９日発行の「頂部発光面発光レーザ構造（Ｔｏｐ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）」という名称の米国特許第５１１５４４２号、および参照により本明細書に組み込まれる１９９５年１２月１２日にＭａｒｙ  Ｋ．Ｈｉｂｂｓ−Ｂｒｅｎｎｅｒに発行された「集積レーザパワー監視（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）」という名称の米国特許第５４７５７０１号に留意されたい。さらに、「０．８５μｍにおいて頂部面発光ＧａＡｓ４量子井戸レーザ発光（Ｔｏｐ−ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＧａＡｓ  ｆｏｕｒ−ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ  ｌａｓｅｒｓ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ａｔ  ０．８５μｍ）」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２６、ｐｐ．７１０−７１１、Ｍａｙ  ２４、１９９０も参照されたい。）
垂直キャビティ面発光レーザは、従来のエッジ発光レーザに勝る、多数の性能上の利点および潜在的製造性上の利点を提供する。これらには、１次元／２次元アレイに適用できること、ウェハレベルの適性、および通常は円対称な低発散ビームである望ましいビーム特性を含む、その幾何形状に関連する多くの利点が含まれる。
【０００５】
ＶＣＳＥＬは通常、バルク層あるいは１つまたは複数の量子井戸層を有する活性領域を有する。活性領域の両側にはミラースタックがあり、ミラースタックはしばしば、（媒体中の）所望の動作波長でそれぞれ１／４波長の厚さである、交互配置された半導体層によって形成される。ミラースタックは通常、活性領域のどちらかの側で伝導率タイプが逆であり、レーザは通常、ミラースタックおよび活性領域を通過する電流を変化させることによってオンおよびオフされる。
【０００６】
高歩留まりの高性能ＶＣＳＥＬが発表され、製品化において利用されている。頂面放射型のＡｌＧａＡｓベースのＶＣＳＥＬは、半導体集積回路と同様に製造可能であり、低コストで大量に製造しやすく、既存のエレクトロニクス技術プラットフォームと統合しやすい。さらに、ＶＣＳＥＬの一様性および再現可能性が、非常に高いデバイス歩留まりを与える、標準的な未変更の市販の金属有機気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）箱および分子線エピタキシ（ＭＢＥ）を使用して実証されている。ＶＣＳＥＬは、高速な（例えばＧｂｉｔｓ／ｓ）媒体距離（例えば最大約１０００メートル）の単一／多重チャネルデータリンク応用例や、多数の光および／または画像形成応用例で、性能上およびコスト上の利点を提供すると予想される。これは、潜在的に低コスト高性能の送信機に柔軟かつ望ましい特性を与える、ＶＣＳＥＬの固有の幾何形状の結果として得られる。
【０００７】
関連する光検出器が、共振キャビティ光検出器（ＲＣＰＤ）として知られている。共振キャビティ光検出器は通常、ＶＣＳＥＬと同様に構築されるが、逆バイアスモードで動作する。共振キャビティ光検出器は、ミラーのうちの１つを通じて光キャビティに進入する光を、活性領域を通じて効果的に何回も反射することができるので、標準的なフォトダイオードよりも効率的であることがある。したがって、光が活性領域によって吸収されるまで、または光がミラースタックのうちの１つを通じて逃げるまで、ミラースタック間で光を反射させることができる。ミラースタックは通常、共振付近で非常に反射率が高いので、キャビティに進入する光の大部分は活性領域によって吸収される。
【０００８】
共振キャビティを有する多くの光電子デバイスでは、頂部および／または底部のミラースタックは分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）ミラーである。ＤＢＲミラーは通常、ＡｌＧａＡｓおよびＡｌＡｓなどの半導体材料のいくつかの交互層を含む。しばしば、所望の反射率を達成するため、頂部および底部のミラースタックは著しい数のＤＢＲミラー周期を含む。必要なＤＢＲミラー周期の数を削減する一方法は、ＤＢＲミラー周期の一部を共振反射器で置き換えることである。そのような構成が、参照により本明細書に組み込まれる「改良光電子デバイス性能および増強した適用性用の共振反射器（Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  Ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｎｄ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）」という名称の米国特許出願第          号で開示されている。典型的な共振反射器は、とりわけ導波路および格子を含むことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＤＢＲミラースタックと共に共振反射器を使用することの利点にもかかわらず、共振反射器が隣接する伝導層から適切に分離していない場合、共振反射器の反射率が制限される可能性があることがわかっている。導波路内の導波モード中の過大なエネルギーが、光電子デバイスの損失性の伝導性ＤＢＲ膜に重なる。したがって、共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間に分離を設ける光電子デバイスが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間に分離を設ける光電子デバイスを提供することにより、従来技術の欠点の多くを克服する。共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間に誘電体バッファ層またはクラッディング層を設けることによって分離を実施することが好ましい。好ましくは、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが光電子デバイスの隣接する伝導層に進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層は十分厚く、かつ／または共振反射器の導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する。
【００１１】
本発明の１つの例示的な実施形態では、光電子デバイスは頂部ミラーと底部ミラーを含み、それら間に活性領域が位置する。頂部ミラーおよび底部ミラーは、少なくとも部分的に伝導性となるようにドープされた半導体材料の交互層からできた分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）である。活性領域およびＤＢＲミラーを通じて電流を供給し、デバイスを活性化することができる。
【００１２】
共振反射器は、光電子デバイスの頂部ミラーまたは底部ミラーのうち選択された一方に隣接して配置される。共振反射器は、導波路および格子を有することが好ましい。導波路および格子は、格子の一次回折波ベクトルが導波路の伝搬モードとほぼ一致するように構成されることが好ましい。クラッディング層またはバッファ層は、共振反射器と選択された頂部ミラーまたは底部ミラーとの間に配置される。好ましくは、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが、選択された頂部ミラーまたは底部ミラーに進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層は十分厚く、かつ／または導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する。
【００１３】
このような光電子デバイスを形成する例示的方法は、基板上に底部ミラーを設けることを含む。底部ミラーはＤＢＲミラースタックであることが好ましく、少なくとも部分的に伝導性となるようにドープされる。次いで活性領域が底部ミラー上に形成され、その後に頂部ミラーが続く。底部ミラーと同様に、頂部ミラーはＤＢＲミラースタックであることが好ましく、底部ミラーと逆の伝導率タイプとなるようにドープされる。望むなら、活性領域は、光および電流を活性領域に集束させる助けとなるように、どちらかの側にクラッディング層を含むことができる。次に、当技術分野で周知のように、深いＨ＋イオン注入を与えて利得導波開口を設けることができる。深いＨ＋注入を例として与えたが、例えば利得導波酸化物閉込めや任意の他の手段を含む、どんなタイプの電流／電場閉込めも使用することができることが企図される。最後に、頂部ミラーと基板の底面に接点を設け、光電子デバイスに対する電気的接点を設けることができる。
【００１４】
次に、クラッディング層またはバッファ層を頂部ミラーの上に設ける。次いで共振反射器を、クラッディング層またはバッファ層に隣接して設ける。共振反射器は、格子の一次回折波ベクトルが導波路の伝搬モードとほぼ一致するように構成された導波路および格子を含むことが好ましい。共振反射器を、光電子デバイス、具体的には伝導性頂部ミラーから分離する目的で、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが頂部ミラーに進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層は十分厚いことが好ましい。あるいは、またはそれに加えて、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが頂部ミラーに進入するのを実質上防止するように、導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する材料からクラッディング層またはバッファ層を形成することができる。クラッディング層またはバッファ層は非伝導性であることが好ましい。
【００１５】
別の例示的方法では、共振反射器が第１基板上に形成され、光電子デバイスの少なくとも一部が第２基板上に形成される。次いで第１基板が第２基板にボンディングされ、デバイスが完成する。より具体的には、表側と裏側を有する第１基板が提供される。共振反射器は、第２基板の表側に形成される。次いで、表側と裏側を有する第２基板が提供される。光電子デバイスの少なくとも一部は、第２基板の表側に形成される。上記で論じたように、光電子デバイスは、例えば底部ミラー、活性領域、および頂部ミラーを含むことができる。その後、第１基板の表側が第２基板の表側にボンディングされ、光電子デバイスが完成する。
【００１６】
エバネッセント波ベクトルによるエネルギーが第１基板上の光電子デバイスに進入するのを実質上防止するように、十分に厚く、かつ／または共振反射器の導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する光エポキシを使用して、第１基板を第２基板にボンディングすることができる。上面発光デバイスの場合、コリメーティングマイクロレンズを第１基板の裏側に設けることができる。背面発光デバイスの場合、コリメーティングマイクロレンズを第２基板の裏側に設けることができる。どちらの場合も、コリメーティングマイクロレンズを光電子デバイスの出力と位置合せすることが好ましい。
【００１７】
本発明により、いくつかの光電子デバイスを共通基板上に形成することも企図される。このような構成についての一応用例は、１つまたは複数の発光デバイスと、１つまたは複数の受光デバイスとを含むモノリシックトランシーバである。発光デバイスおよび受光デバイスは共に、共通基板上に形成することが好ましい。一例では、底部ミラーがまず共通基板上に形成される。底部ミラーは、光電子デバイスのうちの複数に対して底部ミラーとして働くことができ、好ましくは、少なくとも部分的に伝導性となるようにドープされたＤＢＲミラースタックである。次いで活性領域が底部ミラー上に形成され、その後に頂部ミラーが続く。底部ミラーと同様に、好ましくは、頂部ミラーはＤＢＲミラースタックであり、底部ミラーと逆の伝導率タイプとなるようにドープされる。頂部ミラーと基板の底面に接点を設け、各光電子デバイスに対する電気的接点を設けることができる。
【００１８】
次に、クラッディング層またはバッファ層を頂部ミラーの上に設けることができる。次いで共振反射器をクラッディング層またはバッファ層上に設けることができる。共振反射器は、導波路および格子膜を含むことができる。上面発光電子デバイスなどの一部の光電子デバイスの場合、格子膜をエッチングして格子を形成することができる。これにより、その領域中の共振反射器の反射率を大幅に向上させることができる。上面受光デバイスなどの他の光電子デバイスの場合、異なる格子構造（例えば、より広いスペクトル帯域幅）を含むように格子膜をエッチングし、またはエッチングされていない状態のままにして、共振反射器の反射率を低くすることができ、それによって光が光キャビティにより容易に進入することが可能となる。金属−半導体−金属（ＭＳＭ）受光デバイスなどのさらに別の光電子デバイスの場合、格子膜を完全に除去することができ、クラッディング層またはバッファ層上に金属グリッドを設けることができる。
【００１９】
本発明の別の例示的実施形態では、改良型の共振反射器、およびそれを作成する方法が提供される。この実施形態では、導波路および格子膜が共に設けられる。格子膜はエッチングされ、１つまたは複数の離隔したエッチング領域によって分離される２つ以上の離隔した格子領域が形成される。共振反射器の所望の光学特性を達成するのに格子の充填比を変化させるのではなく、この実施形態では、離隔したエッチング済み領域のエッチング領域のエッチング深さを制御することが企図される。これにより、共振反射器の製造性および歩留まりを向上させることができることがわかった。
【００２０】
本発明のその他の目的や、本発明の付随的な利点の多くは、添付の図面と共に考慮するときに以下の詳細な説明によってより良く理解できるので、容易に理解するであろう。添付の図面では、同様の参照符号は各図全体にわたって同様の部分を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、従来技術による平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザ１０の概略図である。ｎドープトガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板１４上にｎ接触１２が形成される。基板１４は、第１タイプ（すなわちｎ型）の不純物でドープされる。ｎ型ミラースタック１６が基板１４上に形成される。スタック１６上にスペーサ１８が形成される。スペーサ１８は、活性領域２２の周りに底部閉込め層２０と頂部閉込め層２４を有する。ｐ型ミラースタック２６が閉込め層２４上に形成される。ｐ金属層２８がスタック２６上に形成される。発光領域は、パシベーション層３０を有することができる。
【００２２】
分離領域２９は、活性領域を流れる電流２７の領域を制限する。領域２９は、深いＨ＋イオン注入によって形成することができる。深いＨ＋注入を例として与えたが、例えば利得導波酸化物閉込めや任意の他の手段を含む、どんなタイプの電流／電場閉込めも使用することができる。直径「ｇ」を設定し、所望の活性領域、すなわちＶＣＳＥＬ  １０の利得開口を設けることができる。さらに、ｐ型ミラースタック２６の所望の抵抗によって、特に非伝導領域２９を通じて直径「ｇ」を設定することができる。したがって非伝導領域２９は、利得導波機能を実施する。直径「ｇ」は通常、注入ステップ中の横方向の散在などの製造上の制限によって制限される。
【００２３】
スペーサ１８は、ミラースタック１６と２６の間に配置されたバルク領域または量子井戸活性領域を含むことができる。量子井戸活性領域２２は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）障壁層とＧａＡｓ量子井戸層の交互層を有することができる。特にＧａＡｓが透明である場合に発光波長（例えばλ＝９８０ｎｍ）が望ましい場合、活性領域でＩｎＧａＡｓ量子井戸を使用することもできる。スタック１６および２６は分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックであり、ドープトＡｌＧａＡｓおよび砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）の周期層を含むことができる。スタック１６のＡｌＧａＡｓは基板１４と同じタイプ不純物（例えばｎ型）でドープされ、スタック２６のＡｌＧａＡｓは、他の種類の不純物（例えばｐ型）でドープされる。
【００２４】
金属接触層１２および２８は、レーザダイオード１０の適切な電気的バイアスを可能にするオーム接触である。接点１２よりも高い正電圧が接点２８に与えられて、レーザダイオード１０に順方向バイアスがかけられるとき、活性領域２２は光３１を放出し、光３１はスタック２６を通過する。
【００２５】
典型的な近赤外ＶＣＳＥＬは、高反射率（＞９９％）を必要とする。したがって、全半導体ＤＢＲは通常、厚さ２〜４μｍを有する２０〜４０のミラー周期を必要とする。したがって、活性スペーサ領域を取り囲む頂部ＤＢＲミラーと底部ＤＢＲミラーを共に含む完全なＶＣＳＥＬに必要なエピ構造は通常、７〜８μｍ超過した厚さを有する２００を超える層を含む。
【００２６】
「改良光電子デバイス性能および増強した適用性のための共振反射器（Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  Ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｎｄ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）」という名称の米国特許出願第          号で論じられているように、ハイブリッドミラー構造を使用して全体のミラーの厚さを縮小することができる。図２は、共振反射器５２および分布ブラッグ反射器５６を含むハイブリッド頂部ミラーを有する平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。このデバイスは、誘電体導波路格子中の導波モード共振の異常フィルタリング特性を、従来のＤＢＲミラーの反射特性と組み合わせる。
【００２７】
このハイブリッドミラー構造は、例えば共振反射器５２およびＤＢＲミラー５６を含む。明示的に図示していないが、望むなら、底部ミラーも共振反射器構造を含むことができることが企図される。共振時に誘電体共振反射器５２は非常に反射率が高く、同じ波長では、対応するＤＢＲタイプのミラーよりも反射率が高い可能性があることが知られている。したがって、ハイブリッド手法を使用することにより、所与の反射率のために必要なＤＢＲミラー周期の数を削減できることが企図される。
【００２８】
ＤＢＲミラーを通じる利得導波領域６２のイオン注入中の横方向の散在効果が、しばしば活性領域の横方向寸法６４を≧１０μｍに制限することが知られている。これは最小の達成可能なしきい電流や単一モード動作に直接影響を及ぼし、ＶＣＳＥＬの速度に間接的に影響を及ぼす。共振反射器を頂部ミラーに組み込むことにより、５倍から１０倍薄い構造で、同等またはより優れた反射率特性を達成することができる。これにより、よりイオン注入をより制御できるようになり、それによって活性領域の大きさを小さくすることができる。活性領域を小さくすることにより、デバイスの動作電流および動作電力を低減することができ、平面性が改善され、したがってＶＣＳＥＬのエレクトロニクスおよびスマートピクセルとの一体化可能性が改善され、モーダル制御が向上した制御可能な単一モードおよび単一偏光発光を提供することができる。
【００２９】
図２のハイブリッド手法は、（平坦化および／または再成長を用いた、または用いない）エッチングしたピラー、横方向酸化、選択的成長などを含む、代替の既存の利得導波技法と互換であることを理解されたい。ＶＣＳＥＬミラー全体の厚さを縮小することにより、共振反射器は、代替の電流誘導手法の処理可能性および性能を改善することができる。イオン注入を例として与えたが、例えば利得導波酸化物閉込め、または任意の他の手段を含む、どんなタイプの電流／電場閉込めも使用できることが企図される。
【００３０】
図２の共振反射器５２は、近赤外ＶＣＳＥＬで使用するのに適した３層導波路格子構造を含む。３層スタックは、ＶＣＳＥＬ構造基板に対する発光波長付近での反射防止（ＡＲ）膜と、導波モード共振反射器導波路格子のどちらとしても独立に機能するように設計することができる。共振反射器５２の３つの層は反射防止領域を形成することができ、その反射防止領域は、共振波長を含む、少なくとも所定の範囲の波長に対してはほとんど反射率を与えない。５２に示す格子多層導波路構造により、少なくとも共振波長で構造の反射率がかなり高くなる。
【００３１】
あるいは、ＶＣＳＥＬ構造基板に対する高反射膜と、導波モード共振反射器導波路格子のどちらとしても独立に機能するように３層スタック５２を設計することもできる。この実施形態では、３層構造５２は高反射ミラー領域を形成し、高反射ミラー領域は、共振波長（例えば９８０ｎｍ付近）を含む、少なくとも所定の波長の範囲に対して反射率を与える。層６６および６８を含む頂部ミラーの全体の反射率は、レイジングに必要な反射率よりも小さくすることができる。このことは、例えば頂部ＤＢＲミラー５６中のミラー周期の数を減らすことによって実施することができる。格子層５８により、少なくとも共振波長付近で、導波モード共振反射器構造５２の反射率がかなり高くなる。いずれの場合でも、図１に示す従来のＶＣＳＥＬ構成と比べて、共振反射器５２の下のＤＢＲミラー層の数を減らすことができる。
【００３２】
共振は、格子５８の１次回折波ベクトルを導波路６６の伝搬モードと一致させることにより、共振反射器５２で達成される。後者は偏光に依存するので、反射率は本質的に偏光選択性である。共振波長は主に格子周期６０によって決定され、帯域幅は、主に屈折率の変調と格子５８の充填比によって決定される。
【００３３】
図３は、導波路格子構造のいずれか１つの層中の屈折率の虚数成分について２つの値（ｋ＝０および１０-5）を仮定し、他の２つの層中ではｋ＝０を仮定した共振反射器の反射率曲線を示すグラフである。この例では、最上層、中間層、および最下層は、それぞれＩＴＯ（ｌｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＧａＡｓ、およびＡｌＧａＡｓから形成される。最上層、中間層、および最下層の屈折率は、それぞれ１．９６、３．５、および３．２４であり、好ましくは最上層、中間層、および最下層の厚さは、それぞれλ／４、３λ／４、λ／４である。この測定では、実効反射率３．２を有する基板上に層が配置される。この構造は、（格子に平行な偏光を有する）ＴＥ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モード共振を示し、垂直共振を示さず、１０-6付近で低い共振外反射率を示すようにシミュレートされる。
【００３４】
屈折率の虚数成分「ｋ」は、共振反射器の光吸収および電気伝導率に関係する。大まかには共振反射器に電流を注入するのに必要な最小伝導率に対応するｋ＝１０-5の場合、約５パーセントの吸収が生じる。誘電体共振反射器を示す、すべてｋ＝０の３つの同じ層により、理論的には１００パーセントの反射率が得られる。
【００３５】
このグラフは、吸収、またはより一般的には任意の種類の損失に対する共振反射器５２の極限の感度を示す。したがって、共振反射器によって与えられる反射率を最大にするためには、層５８、６６、および６８のそれぞれについての吸収（例えばｋ＝０）をゼロに近くすべきである。これは、共振反射器の伝導率もゼロ（例えば、非伝導性）にすべきであることを意味する。
【００３６】
共振反射器をＤＢＲミラースタックと一緒に使用することの利点にもかかわらず、ＤＢＲミラースタックから適切に離さなかった場合、共振反射器の反射率が制限される可能性のあることがわかっている。図４は、非伝導性（ｋ＝０）の頂部ミラーに隣接して配置された、やはりすべて非伝導性（ｋ＝０）の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。この反射率曲線は狭い帯域幅を有し、共振波長で約１００％の反射率に達する。一方、図５に、わずかに伝導性（ｋ＝１０-5）の頂部ミラーに隣接して配置された、すべて非伝導性の共振反射器の反射率と波長の関係を示す。図からわかるように、わずかに伝導性の隣接する頂部ミラーを有すると、共振反射器の性能が著しく低下する。導波路内の導波モード中の過剰のエネルギーが、光電子デバイスの損失性の伝導性ＤＢＲ膜に重なる。
【００３７】
この困難やその他の困難を克服するため、本発明は、隣接する伝導層から共振反射器を分離することを企図する。共振反射器と光電子デバイスの隣接する伝導層との間に非伝導性（例えば誘電体）のバッファ層またはクラッディング層を設けることにより分離を実施することが好ましい。好ましくは、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが光電子デバイスの隣接する伝導層に進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層は十分厚く、かつ／または共振反射器の導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する。好ましい実施形態では、導波路はバッファ層またはクラッディング層の屈折率よりも高い屈折率を有し、さらには格子の平均屈折率よりも高い屈折率を有する誘電体から形成される。導波路の厚さは、導波路とバッファ層またはクラッディング層との間の屈折率の差に依存することが好ましい。
【００３８】
図６は、共振反射器８４の導波路層８２と頂部ＤＢＲミラー８６の間に置かれたクラッディング層またはバッファ層８０を有する平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。前述のように、好ましくは、導波路中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが光電子デバイスの隣接する伝導層に進入するのを実質上防止するように、クラッディング層またはバッファ層８０は十分厚く、かつ／または共振反射器の導波路の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する。
【００３９】
例示的実施形態では、格子層９０は、屈折率約１．４８４および厚さ０．３４０μｍのＳｉＯ2である。導波路層８２は、屈折率３．５２３および厚さ０．２８０μｍのＧａＡｓでよい。あるいは導波路は、ｘが１に近いＡｌxＧａ1-xＡｓなどの三元化合物でよく、またはＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、またはＳｉ３Ｎ４などの高屈折率誘電体でよい。導波路の厚さは、導波路とバッファ層またはクラッディング層との間の屈折率の差に依存することが好ましい。例示的実施形態でのクラッディング層またはバッファ層８０は、屈折率１．６および厚さ０．７６６μｍのＡｌＯである。最後に、頂部ＤＢＲミラー層９２は、屈折率３．４１８および厚さ０．０７２μｍのＡｌＧａＡｓでよい。この実施形態では、クラッディング層またはバッファ層８０は、図２に示す実施形態と比べて厚く、屈折率が小さい。それらは共に、導波路層８２中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが、頂部ＤＢＲミラー層９２に進入するのを防止する助けになる。しかし望むなら、クラッディング層またはバッファ層８０の厚さを厚くし、または屈折率を小さくすることによって同様の結果を達成できることも企図される。
【００４０】
前述のように、クラッディング層またはバッファ層８０は、比較的低い屈折率を有するＡｌＯでよい。一方法では、このことは、まず比較的アルミニウム濃度の高い（例えば＞９５％）ＡｌＧａＡｓを用いてクラッディング層またはバッファ層８０を形成することによって達成することができる。ＡｌＧａＡｓは比較的高い屈折率を有する。次いで、導波路層８２および格子層９０を設ける。次いで、所望の光キャビティの周囲でクラッディング層またはバッファ層８０、導波路層８２、および格子９０を除去することができる。次いで露出した頂部ミラー８６に接点９３を付着させ、頂部ミラーに対する電気的接点を設けることができる。次いで、デバイスを酸化環境にかけ、酸化環境はクラッディング層またはバッファ層８０のＡｌＧａＡｓ材料を酸化し、比較的低い屈折率を有するＡｌＯが得られる。ＡｌＧａＡｓ材料は、クラッディング層またはバッファ層８０の露出した縁部から横方向に酸化させることが好ましい。
【００４１】
図７は、頂部ＤＢＲミラー８６の最上層が非伝導性（ｋ＝０）であるときの、図６の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。反射率曲線は、狭い帯域幅（０．００９７５ｎｍ）を有し、理論的には共振波長で１００％の反射率に達する。図８は、頂部ＤＢＲミラー８６の最上層がわずかに伝導性である（ｋ＝１０-5）ときの、図６の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。グラフからわかるように、反射率曲線は依然として狭い帯域幅（０．００９７ｎｍ）を有し、理論的には共振波長で１００％の反射率に達する。したがって図５とは異なり、伝導層に隣接して配置したときであっても、共振反射器の観測反射率での劣化が、ほとんどまたは全くない。
【００４２】
図９は、図６に示すのと同様であるが、格子充填比を変更した、上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。格子充填比は、格子間隔１０２を格子周期１００で割ったものとして定義される。共振反射器の共振波長はしばしば格子周期１００によって決定され、スペクトル幅はしばしば、屈折率の変調と格子の充填比によって決定される。
【００４３】
格子がＳｉＯ2などの酸化物から形成されるとき、屈折率の変調は、格子材料の誘電率と、格子要素間のスペースを埋める材料の誘電率との差を格子全体の平均誘電率で割ったものと関係する。格子全体の平均誘電率は、格子の充填比を変化させることによって変更することができる。例えば、一定の格子周期を仮定すると、各格子要素の幅を縮小することによって格子充填比を増加させることができる。格子充填比を変更することによって共振反射器の所望のスペクトル幅を達成することの制限は、多くの製造工程の設計規則により格子要素の最小幅が制限されることである。したがって、あるスペクトル幅を達成するためには、設計規則を押し上げなければならない可能性があり、そのことにより、デバイスの製造歩留まりが低下する可能性がある。
【００４４】
図１０は、図６に示すのと同様であるが、共振反射器のスペクトル幅を制御するために制御されたエッチング深さを有する格子膜を備える上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。上記と同様に、格子膜１２０を設け、その後でそれをエッチングして、１つまたは複数の離隔したエッチング領域１２４ａ、１２４ｂによって分離された、２つ以上の離隔した格子領域１２２ａ〜１２２ｃを形成する。しかし、所望の格子充填比、すなわち所望のスペクトル幅を達成するのに、格子膜１２０全体にわたってエッチングするのではなくエッチングの深さを制御する。エッチングの深さを制御することにより、格子の所望の平均誘電率を達成することができる。この手法の利点は、製造工程の設計規則に対して格子幅および格子間隔を最適化することができ、エッチング深さを制御して所望のスペクトル幅を達成できることである。例えば、約５０％の充填比が好ましい。これにより、製造性と共振反射器の歩留まりを向上させることができる。
【００４５】
図１１は、第１基板１３０上に用意された共振反射器１３２を、第２基板上に用意された垂直キャビティ面発光レーザの頂部ミラー１３４にボンディングすることによって形成される垂直キャビティ面発光レーザの概略側断面図である。この実施形態によれば、共振反射器は、第１基板１３０の表側１３１に形成される。これは、図示するように少なくとも導波路１３６および格子１３８を形成することを含む。次いで、垂直キャビティ面発光レーザまたは共振キャビティ光検出器などの光電子デバイスの少なくとも一部が、第２基板の表側に用意される。図１１では、これには、底部ＤＢＲミラー、活性領域、頂部ＤＢＲミラー１３４、および１つまたは複数の接点１４０が含まれる。
【００４６】
その後で、第１基板１３０の表側が第２基板の表側にボンディングされ、光電子デバイスが完成する。光エポキシ１４４、好ましくは非伝導性光エポキシを使用して第１基板１３０を第２基板にボンディングすることができる。導波路１３６中のエバネッセント波ベクトルによるエネルギーが第１基板上の光電子デバイスに進入するのを実質上防止するように、光エポキシは十分に厚く、または共振反射器１３２の導波路１３６の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有することが好ましい。図示するように、反射防止膜１４８を第１基板１３０の裏側に付着させることができる。
【００４７】
導波路１３６と格子１３８の相対位置は変更できることを理解されたい。例えば、図１１に示すように、格子を導波路よりも第１基板の表側近くに配置することができる。しかし別法として、望むなら導波路を格子よりも第１基板の表側近くに配置することもできる。
【００４８】
図１２は、マイクロレンズ１５０を第１基板１３０の裏側に配置した、図１１の垂直キャビティ面発光レーザの概略側断面図である。上面発光デバイスの場合、コリメーティングマイクロレンズなどのマイクロレンズを第１基板１３０の裏側に形成することができる。背面発光デバイスの場合、光電子デバイスの底部ミラー、活性領域、および頂部ミラーを担持する基板の裏側にコリメーティングマイクロレンズを形成することができる。どちらの場合も、コリメーティングマイクロレンズ１５０を光電子デバイスの出力と位置合せすることが好ましい。
【００４９】
図１３に示すように、いくつかの光電子デバイスを共通基板上に形成することも企図される。このような構成についての１つの応用例は、１つまたは複数の発光デバイス１９０と、１つまたは複数の受光デバイス１９２および１９４とを含むモノリシックトランシーバである。この例示的実施形態では、発光デバイスおよび受光デバイスは共に、共通基板（図示せず）上に形成される。一例では、底部ミラーがまず共通基板上に形成される。底部ミラーは、光電子デバイス１９０、１９２、および１９４のうちの複数に対して底部ミラーとして働くことができ、好ましくは、少なくとも部分的に伝導性となるようにドープされたＤＢＲミラースタックである。次いで活性領域２００が底部ミラー上に形成され、その後に頂部ミラー２０２が続く。底部ミラーと同様に、好ましくは、頂部ミラー２０２はＤＢＲミラースタックであり、底部ミラーと逆の伝導率タイプとなるようにドープされる。活性領域２００は、光エネルギーおよび電流を活性領域に集束させる助けとなるように、活性領域２００のどちらかの側にクラッディング層２０４を含むことができる。
【００５０】
２０６ａ〜２０６ｃに示すような深いＨ＋イオン注入により、選択した光電子デバイスに対して利得導波開口を設けることができ、さらに、隣接するデバイスを互いに電気的に絶縁することができる。深いＨ＋注入を例として与えたが、例えば利得導波酸化物閉込め、または任意の他の手段を含む、どんなタイプの電流／電界閉込めも使用できることが企図される。頂部ミラー２０２と共通基板の底面に接点２０８ａ〜２０８ｄを設け、各光電子デバイスに対する電気的接点を設けることができる。
【００５１】
次に、クラッディング層またはバッファ層２１０を頂部ミラー２０２の上に設けることができる。次いで共振反射器を、クラッディング層またはバッファ層２１０の頂部に設けることができる。共振反射器は、導波路２１２および格子膜２１４を含むことができる。上面発光デバイス１９０などの一部の光電子デバイスの場合、格子膜２１４をエッチングして、図示するように格子を形成することができる。格子は、その領域中の共振反射器の反射率を大幅に向上させることができる。上面受光デバイス１９２などの他の光電子デバイスの場合、格子膜は、異なる格子構造（例えば、より広いスペクトル帯域幅）を含むことができ、または図示するようにエッチングされない状態のままにすることができる。これにより、共振反射器の反射率を低くすることができ、それによって光が光キャビティにより容易に進入することが可能となる。金属−半導体−金属（ＭＳＭ）受光デバイス１９４などのさらに別の光電子デバイスの場合、格子膜を完全に除去することができ、望みに応じて、導波路層２１２、あるいはクラッディング層またはバッファ層２１０上に金属グリッド２１４ａ〜２１４ｃを形成することができる。
【００５２】
光電子デバイス、具体的には伝導性頂部ミラー２０２から共振反射器を分離するために、クラッディング層またはバッファ層２１０を十分厚くして、導波路２１２中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが頂部ミラー２０２に進入するのを実質上防止することができる。あるいは、またはそれに加えて、導波路２１２中の導波モードのエバネッセントテール中のエネルギーが頂部ミラーに進入するのを実質上防止するように、導波路２１２の屈折率と比べて十分に低い屈折率を有する材料からクラッディング層またはバッファ層２１０を形成することができる。
【００５３】
記載の共振反射器光電子構造により、偏光、発光波長、およびモードの制御が可能となる。この構造および特性は、リソグラフィまたはホログラフィなどの技法を用いて設計および製造することができ、成長厚の変化だけから影響を受けるのではない可能性がある。上記の技法を応用して、例えば直径が数ミクロンを超える開口からの高出力単一モード／偏光発光を伴うＶＣＳＥＬを製造することができる。さらに、チップ、アレイ、またはウェハ上での波長および／または偏光の変動を、空間変化波長／偏光分割多重化、多波長分光などのために使用することができる。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態を説明したので、本明細書から得られる教示を、頭記の特許請求の範囲内のさらに別の実施形態に適用できることを当業者は容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来技術による平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザの概略図である。
【図２】例示的共振反射器を備える平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。
【図３】非伝導性（ｋ＝０）の導波路層、およびわずかに伝導性（ｋ＝１０-5）の導波路層を有する図２の共振反射器の反射率と波長の関係を共に示すグラフである。
【図４】非伝導性（ｋ＝０）の頂部ミラーに隣接して配置された、やはりすべて非伝導性（ｋ＝０）の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。
【図５】わずかに伝導性（ｋ＝１０-5）の頂部ミラーに隣接して配置された、すべて非伝導性の共振反射器の反射率と波長の関係を示す図である。
【図６】共振反射器の導波路層と頂部ＤＢＲミラーの間に置かれたクラッディング層またはバッファ層を有する平面電流案内式ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。
【図７】頂部ＤＢＲミラー８６の最上層が非伝導性（ｋ＝０）であるときの、図６の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。
【図８】頂部ＤＢＲミラー８６の最上層がわずかに伝導性である（ｋ＝１０-5）ときの、図６の共振反射器の反射率と波長の関係を示すグラフである。
【図９】図６に示すのと同様であるが、格子充填比を変更した、上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。
【図１０】図６に示すのと同様であるが、制御されたエッチング深さを有する格子膜を有する上面発光型垂直キャビティレーザの概略側断面図である。
【図１１】第１基板上に用意された共振反射器を、第２基板上に用意された垂直キャビティ面発光レーザの頂部ミラーにボンディングすることによって形成される垂直キャビティ面発光レーザの概略側断面図である。
【図１２】共振反射器が形成された基板の裏側にマイクロレンズが配置された、図１１の垂直キャビティ面発光レーザの概略側断面図である。
【図１３】ＲＣＰＤ、ＶＣＳＥＬ、およびＭＳＭを有する例示的モノリシック基板の概略側断面図である。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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