(57)【要約】【課題】低抵抗、低発振閾値といった優れた性能を有する面発光型半導体レーザ、及び当該面発光型半導体レーザを歩留まりの低下を招かずに安価に製造することができる面発光型半導体レーザの製造方法を提供する。【解決手段】面発光型半導体レーザ１０は、半導体基板ＳＢ上に順に積層された第１ミラー１１、活性層１２、及び第２ミラー１３を備える。第１ミラー１１は、活性層１２に接する第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の下方に位置する第２領域Ｒ２とに大別される。第１領域Ｒ１は、低組成層と高組成層とが交互に積層されるとともに、低組成層と高組成層との間にＡｌ組成をなだらかに変化させた組成傾斜層（ＧＩ（Graded Index）層）が形成されている。これに対し、第２領域Ｒ２は、低組成層と高組成層とが交互に積層された領域であり、第１領域Ｒ１のように低組成層と高組成層との間にＧＩ層は形成されていない。【選択図】図１
2007165501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部ミラー及び下部ミラーと、当該上部ミラーと当該下部ミラーとの間に配置される活性層とを備え、前記下部ミラー、前記活性層、及び前記上部ミラーの積層方向にレーザ光を射出する面発光型半導体レーザにおいて、
前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方は、前記活性層に接する領域であって、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とが形成された第１領域と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域と
を備え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領域には前記第１半導体層及び前記第２半導体層が複数形成されており、
前記第３半導体層は、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の間の各々に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方は、誘電体多層膜からなるミラーが形成された第３領域を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１領域をなす前記第１半導体層及び前記第２半導体層の何れか一方に接触し、前記活性層に電流を供給する電極を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記電極が接触する半導体層は、他の半導体層よりも不純物濃度が高いことを特徴とする請求項４記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記電極は、前記上部ミラーが備える前記第１領域に対して設けられる第１電極と、
前記下部ミラーが備える前記第１領域に対して設けられる第２電極と
を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記第２電極は、前記下部ミラーの最上層に形成された前記第１半導体層と前記第２半導体層との第１番目のペアから第５番目のペアまでの何れかのペアをなす前記第１半導体層及び前記第２半導体層の何れか一方に接触することを特徴とする請求項６記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
前記上部ミラー及び前記活性層、並びに前記下部ミラーに設けられる前記第１領域の少なくとも一部は、柱状形状の柱状部とされていることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項９】
前記下部ミラーは、前記第２電極が接触する半導体層よりも上方に位置する半導体層が前記柱状部とされていることを特徴とする請求項８記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１０】
前記第１半導体層及び前記第２半導体層は、組成が異なる混晶半導体からなることを特徴とする請求項１から請求項９の何れか一項に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１１】
前記第１半導体層は、前記第２半導体層よりも低組成の混晶半導体からなることを特徴とする請求項１０記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１２】
上部ミラー及び下部ミラーと、当該上部ミラーと当該下部ミラーとの間に配置される活性層とを備え、前記下部ミラー、前記活性層、及び前記上部ミラーの積層方向にレーザ光を射出する面発光型半導体レーザの製造方法において、
前記上部ミラー及び前記下部ミラーを形成する際に、
前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方に、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とを含んで前記活性層に接する第１領域を形成する工程と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域を前記第１領域以外の領域に形成する工程と
を含むことを特徴とする面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１３】
前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方に、誘電体多層膜からなるミラーを有する第３領域を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１４】
前記上部ミラー、前記活性層、及び前記下部ミラーを前記下部ミラーに形成された前記第１領域の内部までエッチングして、前記上部ミラー及び前記活性層、並びに前記下部ミラーの少なくとも一部を柱状形状とした柱状部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１５】
前記第１半導体層及び前記第２半導体層は、組成が異なる混晶半導体からなり、
前記上部ミラー、前記活性層、及び前記下部ミラーに形成された前記第１領域の内部までエッチングする際に、前記組成の変化をモニタしつつエッチング量を制御することを特徴とする請求項１４記載の面発光型半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を射出する面発光型半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、半導体多層膜からなる下部ミラー、活性層、及び半導体多層膜からなる上部ミラーを順に積層した構造を基本構造としている。下部ミラーと上部ミラーとにより共振器が形成され、この共振器内に活性層が配置されている。かかる構造の面発光型半導体レーザは、積層方向にレーザ光を射出する。基板の平行な劈開面を共振器として用いる従来の端面発光型半導体レーザに比べて面発光型半導体レーザは、量産性に適している、直接変調が可能である、低閾値動作が可能である、単一縦モード発振が可能である、二次元レーザアレイ構造を容易に形成することができる等の特徴を有している。
【０００３】
面発光型半導体レーザに設けられる上部ミラー及び下部ミラーとしては、屈折率の異なる２種類の半導体層を交互に積層した分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）が用いられることが多い。ＡｌＧａＡｓ系材料を用いてＤＢＲを形成する場合には、アルミニウム（Ａｌ）とガリウム（Ｇａ）との組成が異なる２種類の半導体層が用いられる。
【０００４】
面発光型半導体レーザは、上述した通り、上部ミラーと下部ミラーとからなる共振器内に活性層が配置された構造であるため、ＤＢＲを介して活性層に電流を供給する必要がある。ＤＢＲは、積層された異なる種類の半導体層の界面におけるエネルギー障壁が原因で抵抗が高い。以下の特許文献１には、ＤＢＲをなす半導体層の間に、組成をなだらかに変化させた組成傾斜層（ＧＩ（Graded Index）層）を形成することで、ＤＢＲの抵抗を低減する技術が開示されている。
【０００５】
また、面発光型半導体レーザは、活性層に流れる電流の流路を制限するために活性層の近傍に電流狭窄層が形成されるが、この電流狭窄層を形成するためにメサ構造にされることが多い。つまり、上部ミラー、活性層、及び下部ミラーの途中までをエッチングして柱状形状とした構造にされることが多い。以下の特許文献２には、メサ構造の面発光型半導体レーザの一例が開示されている。
【特許文献１】特許第２６４６７９９号明細書
【特許文献２】特表２００３−５２２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したＤＢＲの抵抗を低減させるために、ＤＢＲをなす屈折率の異なる２種類の半導体層の間に上記特許文献１に開示されたＧＩ層を形成すると、半導体層間の屈折率の変化がなだらかになるため、ＧＩ層が形成されていないもの（半導体層間の屈折率変化が急峻なもの）に比べて反射率が低下してしまう。かかるＧＩ層が形成されたミラーを前述の上部ミラー又は下部ミラーとして用いると、共振器内に蓄積される光パワーが低下して面発光型半導体レーザの発振閾値の上昇等を招いてしまう。
【０００７】
ＧＩ層が形成されたミラーを用いつつ発振閾値の上昇を防ぐためには、上部ミラー又は下部ミラーの積層数（異なる２種類の半導体層のペア数）を増加させることにより、ＧＩ層を形成することで生ずる反射率の低下を補償すれば良いと考えられる。しかしながら、上部ミラー又は下部ミラーの積層数が増加することは、結晶成長量を増大させることになるため、結晶性の悪化を招いて面発光型半導体レーザの性能が低下するという問題が生ずる。また、結晶成長量を増大させるとコストが増大し、タクトタイム（ミラーを形成するために必要な工程作業時間）が増大するという問題も生ずる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低抵抗、低発振閾値といった優れた性能を有する面発光型半導体レーザ、及び当該面発光型半導体レーザを歩留まりの低下を招かずに安価に製造することができる面発光型半導体レーザ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】
上記課題を解決するために、本発明の面発光型半導体レーザは、上部ミラー及び下部ミラーと、当該上部ミラーと当該下部ミラーとの間に配置される活性層とを備え、前記下部ミラー、前記活性層、及び前記上部ミラーの積層方向にレーザ光を射出する面発光型半導体レーザにおいて、前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方は、前記活性層に接する領域であって、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とが形成された第１領域と、前記第１半導体層と前記第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域とを備えることを特徴としている。
ここで、第１半導体層と第２半導体層とが交互に積層されるとは、第１半導体層と第２半導体とが互いに接した状態で積層されることをいい、第１半導体層と第２半導体層との間に異なる他の半導体層が存在しないことをいう。また、第３半導体層は組成が一定である層に限られず、組成が傾斜されている層（ＧＩ層）も含む。
この発明によると、活性層の上方に形成された上部ミラーと活性層の下方に形成された下部ミラーとの少なくとも一方に、活性層に近接する領域であって、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に第１屈折率と第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とが形成された第１領域と、第１半導体層と第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域とが設けられているため、抵抗を低減することができる。
ここで、本発明の面発光型半導体レーザは、前記第１領域には前記第１半導体層及び前記第２半導体層が複数形成されており、前記第３半導体層は、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の間の各々に形成されていることが望ましい。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方が、誘電体多層膜からなるミラーが形成された第３領域を備えることを特徴としている。
この発明によれば、上部ミラー及び下部ミラーの少なくとも一方に誘電体多層膜からなるミラーが形成された第３領域を備えている。このため、第１領域での反射率が低下しても、第１領域以外の第３領域で高い反射率が維持されていることで、上部ミラー及び下部ミラーの大幅な反射率の低下が防止される。これにより、面発光型半導体レーザの発振閾値の大幅な上昇を招くことはない。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記第１領域をなす前記第１半導体層及び前記第２半導体層の何れか一方に接触し、前記活性層に電流を供給する電極を備えることを特徴としている。
この発明によると、活性層に電流を供給する電極が、低抵抗の領域である第１領域をなす第１半導体層及び第２半導体層の何れか一方に接触しているため、発信閾値を低下させることができる。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記電極が接触する半導体層が、他の半導体層よりも不純物濃度が高いことを特徴としている。
この発明によると、不純物の濃度が高い半導体層と電極とが接触しているため、十分なオーミックコンタクトが得られる。また、電極の高い密着性を得ることもできる。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記電極が、前記上部ミラーが備える前記第１領域に対して設けられる第１電極と、前記下部ミラーが備える前記第１領域に対して設けられる第２電極とを含むことを特徴としている。
この発明によると、電極の１つである第１電極が上部ミラーの第１領域に対して設けられており、残りの電極である第２電極が下部ミラーの第１領域に対して設けられている。これにより、面発光型半導体レーザ内における電流の流路上には積層された異なる種類の半導体層の界面におけるエネルギー障壁が殆ど存在しないため、抵抗を低減する上で極めて好適である。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記第２電極が、前記下部ミラーの最上層に形成された前記第１半導体層と前記第２半導体層との第１番目のペアから第５番目のペアまでの何れかのペアをなす前記第１半導体層及び前記第２半導体層の何れか一方に接触することを特徴としている。
この発明によると、活性層の下方に位置するミラーの最上層に形成された第１半導体層と第２半導体層との第１番目のペアから第５番目のペアまでの何れかのペアをなす第１半導体層及び第２半導体層の何れか一方に第２電極が接触しており、活性層に極力近い位置に配置された半導体層に第２電極が接触しているため、抵抗低減を図る上で好適である。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記上部ミラー及び前記活性層、並びに前記下部ミラーに設けられる前記第１領域の少なくとも一部は、柱状形状の柱状部とされていることを特徴としている。
ここで、本発明の面発光型半導体レーザは、前記下部ミラーが、前記第２電極が接触する半導体層よりも上方に位置する半導体層が前記柱状部とされていることを特徴としている。
これらの発明によると、前記上部ミラー及び前記活性層、並びに前記下部ミラーに設けられる前記第１領域の少なくとも一部、具体的には第２電極が接触する半導体層よりも上方に位置する半導体層が柱状部とされている。ここで、前述の通り、抵抗低減のためには、活性層に極力近い位置に配置された半導体層に第２電極を接触させるのが望ましい。しかしながら、面発光型半導体レーザの形状を柱状形状にした場合には、その柱状部の根本部分に応力が加わって根本部分に亀裂が生ずることがあり、根本部分に活性層が配置されていると素子の特性の劣化を招いてしまう。このため、第２電極が接触する半導体層よりも上方に位置する半導体層、具体的には下部ミラーの最上層に形成された第１半導体層と第２半導体層との第１番目のペアから第５番目のペアまでの何れかのペアをなす第１半導体層及び第２半導体層の何れか一方に第２電極を接触させることで、抵抗を低減しつつ上記の劣化も防止することができる。
また、本発明の面発光型半導体レーザは、前記第１半導体層及び前記第２半導体層が、組成が異なる混晶半導体からなることを特徴としている。
更に、本発明の面発光型半導体レーザは、前記第１半導体層が、前記第２半導体層よりも低組成の混晶半導体からなることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の面発光型半導体レーザの製造方法は、上部ミラー及び下部ミラーと、当該上部ミラーと当該下部ミラーとの間に配置される活性層とを備え、前記下部ミラー、前記活性層、及び前記上部ミラーの積層方向にレーザ光を射出する面発光型半導体レーザの製造方法において、前記上部ミラー及び前記下部ミラーを形成する際に、前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方に、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とを含んで前記活性層に接する第１領域を形成する工程と、前記第１半導体層と前記第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域を前記第１領域以外の領域に形成する工程とを含むことを特徴としている、
この発明によると、活性層の上方の上部ミラーを形成する際、及び活性層の下方の下部ミラーを形成する際に、上部ミラー及び下部ミラーの少なくとも一方に、活性層に近接する領域であって、第１屈折率を有する第１半導体層と、第２屈折率を有する第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に第１屈折率と第２屈折率との間の屈折率を有する第３半導体層とを有する第１領域と、第１半導体層と第２半導体層とが交互に積層されてなる第２領域とを形成しているため、抵抗を低減することができる。
また、本発明の面発光型半導体レーザの製造方法は、前記上部ミラー及び前記下部ミラーの少なくとも一方に、誘電体多層膜からなるミラーを有する第３領域を形成する工程を含むことを特徴としている。
こらの発明によれば、上部ミラー及び下部ミラーの少なくとも一方に、前記第１半導体層と前記第２半導体層とが交互に積層されてなる第３領域が形成される。このため、第１領域での反射率が低下しても、第３領域で高い反射率を維持されていることで、上部ミラー及び下部ミラーの大幅な反射率の低下が防止される。これにより、面発光型半導体レーザの発振閾値の大幅な上昇を招くことはない。
また、本発明の面発光型半導体レーザの製造方法は、前記上部ミラー、前記活性層、及び前記下部ミラーを前記下部ミラーに形成された前記第１領域の内部までエッチングして、前記上部ミラー及び前記活性層、並びに前記下部ミラーの少なくとも一部を柱状形状とした柱状部を形成する工程を含むことを特徴としている。
ここで、本発明の面発光型半導体レーザの製造方法は、前記第１半導体層及び前記第２半導体層が、組成が異なる混晶半導体からなり、前記上部ミラー、前記活性層、及び前記下部ミラーに形成された前記第１領域の内部までエッチングする際に、前記組成の変化をモニタしつつエッチング量を制御することを特徴としている。
この発明によると、上部ミラー、活性層、及び下部ミラーの第１領域の内部までをエッチングする際のエッチング量が、組成の変化をモニタしつつ制御されるため、第１領域内の所望の第１半導体層又は第２半導体層を露出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザ及びその製造方法について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の説明で参照する各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１１】
〔面発光型半導体レーザ〕
図１は、本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。図１に示す通り、本実施形態の面発光型半導体レーザ１０は、半導体基板（本実施形態ではｎ型ＧａＡｓ基板）ＳＢ上に形成されている。この面発光型半導体レーザ１０は垂直共振器を有しており、本実施形態では垂直共振器をなす一方の分布反射型多層膜ミラー（第２ミラー）１３、活性層１２、及び他方の分布反射型多層膜ミラー（第１ミラー）１１の一部が柱状の半導体堆積体（以下、柱状部という）Ｐ１に形成されている。つまり、面発光型半導体レーザ１０はその一部が柱状部Ｐ１に含まれた構造である。
【００１２】
面発光型半導体レーザ１０は、上記の第１ミラー１１、活性層１２、及び第２ミラー１３が半導体基板ＳＢ上に順に積層された構造である。第１ミラー１１及び第２ミラー１３は、組成が異なる三元混晶半導体を交互に積層した分布反射型多層膜ミラーである。第１ミラーは、例えば、ｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層（以下、低組成層という）とｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層（以下、高組成層という）とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラーである。詳細は後述するが、第１ミラー１１の一部には低組成層と高組成層との間にＡｌ組成をなだらかに変化させた組成傾斜層（ＧＩ層）が形成されている。
【００１３】
尚、本実施形態において、低組成層とはＡｌＧａＡｓ層のガリウム（Ｇａ）に対するアルミニウム（Ａｌ）の組成が低い層をいい、高組成層とはＡｌＧａＡｓ層のガリウム（Ｇａ）に対するアルミニウム（Ａｌ）の組成が高い層をいう。ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成は、「０」から「１」までである。即ち、ＡｌＧａＡｓ層は、ＧａＡｓ層（Ａｌ組成が「０」の場合）及びＡｌＡｓ層（Ａｌ組成が「１」の場合）を含む。また、以上説明した第１ミラー１１、活性層１２、及び第２ミラー１３を構成する各層の組成及び層数は特に限定される訳ではない。尚、第２ミラー１３の最上層のＡｌ組成は、０．３未満であることが好ましい。
【００１４】
活性層１２は、第１ミラー１１上に形成されており、ＧａＡｓウェル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造を含む構造である。第２ミラー１３は、活性層１２上に形成されており、ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層（以下、低組成層という）とｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層（以下、高組成層という）とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラーである。尚、第２ミラー１３の最上層は、Ａｌ組成の小さい方、即ちｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層となるように構成されている。詳細は後述するが、第２ミラー１３をなす低組成層と高組成層との間には、Ａｌ組成をなだらかに変化させた組成傾斜層（ＧＩ層）が形成されている。
【００１５】
面発光型半導体レーザ１０をなす第１ミラー１１は、例えばケイ素（Ｓｉ）がドーピングされることによりｎ型にされており、第２ミラー１３は、例えば炭素（Ｃ）がドーピングされることによりｐ型にされている。従って、ｐ型の第２ミラー１３、不純物がドーピングされていない活性層１２、及びｎ型の第１ミラー１１により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００１６】
次に、第１ミラー１１及び第２ミラー１３について詳細に説明する。図２は、活性層１２近傍の第１ミラー１１及び第２ミラー１３を拡大した断面図である。図２に示す通り、第１ミラー１１は、活性層１２に接する第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の下方に位置する第２領域Ｒ２とに大別される。第１領域Ｒ１は、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とが交互に積層されるとともに、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＡｌ組成をなだらかに変化させたＧＩ層Ｌ３が形成された領域である。これに対し、第２領域Ｒ２は、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とが交互に積層された領域であり、第１領域Ｒ１のように低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＧＩ層は形成されていない。
【００１７】
また、第２ミラー１３は第１ミラー１１のように領域に区別されてはおらず、その全体に低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５とが交互に積層されるとともに、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間にＧＩ層Ｌ６が形成されている。即ち、第２ミラー１３は、その全体が第１ミラー１１の第１領域Ｒ１と似た構造である。ここで、第１ミラー１１に形成される高組成層Ｌ１及び低組成層Ｌ２、並びに第２ミラー１３に形成される高組成層Ｌ４及び低組成層Ｌ５の各々は、光学的膜厚がλ／４となるよう設定されている。尚、λは面発光型半導体レーザ１０のレーザ光の波長である。
【００１８】
第１ミラー１１の第１領域Ｒ１及び第２ミラー１３にそれぞれ形成されるＧＩ層Ｌ３，Ｌ６は、例えば、Ａｌ組成を０．１５〜０．９の間でなだらかに変化させたものであり、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との界面におけるエネルギー障壁及び低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との界面におけるエネルギー障壁をなだらかにして抵抗を低減するために設けられる。Ａｌ組成が変化すると屈折率も変化するため、ＧＩ層Ｌ３，Ｌ６が形成された箇所においては、屈折率がなだらかに変化している。尚、図１，２に示す通り、面発光型半導体レーザ１０を駆動するための電極１７，１８は、第１ミラー１１の第１領域Ｒ１内における低組成層Ｌ１上、及び第２ミラー１３上にそれぞれ形成されており、第１ミラー１１の第２領域Ｒ２には電流が殆ど流れない。
【００１９】
第１ミラー１１の第１領域Ｒ１内におけるＧＩ層Ｌ３は第１ミラー１１の抵抗を低減するために設けられ、第２ミラー１３のＧＩ層Ｌ６は第２ミラー１３の抵抗を低減するために設けられる。しかしながら、上述の通り、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＧＩ層Ｌ３を形成すると屈折率もなだらかに変化し、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間にＧＩ層Ｌ６を形成すると屈折率もなだらかに変化する。第１ミラー１１を高い反射率にするためには、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間で屈折率が急峻に変化する方が望ましい。このため、本実施形態では、電流が殆ど流れない第２領域Ｒ２内の低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にはＧＩ層を設けない構造とし、第１ミラー１１の反射率を高めている。
【００２０】
ここで、第１ミラー１１の最上層に形成された第１番目のペアから第５番目のペア程度までのペアが第１領域Ｒ１に含まれるようにするのが望ましい。面発光型半導体レーザ１０の抵抗低減のためには、電極１７が接触している低組成層Ｌ１が活性層１２に極力近いことが好ましい。しかしながら、前述した通り、本実施形態の面発光型半導体レーザ１０はその一部が柱状部Ｐ１に含まれた構造であるため、その柱状部Ｐ１の根本部分に応力が集中しやすく、この根本部分が劣化しやすい。
【００２１】
図１及び図２に示す通り、柱状部Ｐ１の根本部分には電極１７が接触する低組成層Ｌ１が配置されており、この低組成層Ｌ１と活性層１２とが近すぎると面発光型半導体レーザ１０の特性の劣化を招きやすい。逆に、活性層１２から余りにも離れた位置に電極１７が接触する低組成層Ｌ１（又は高組成層Ｌ２）を形成すると、上述したＧＩ層Ｌ３が形成されているとはいっても、抵抗が高くなってしまう。よって、第１ミラー１１の最上層に形成された第１番目のペアから第５番目のペア程度までのペアが第１領域Ｒ１に含まれるようにすることで、抵抗を低減しつつ上記の劣化も防止することができる。
【００２２】
ここで、ＧＩ層を形成した場合及び形成しない場合の反射率の変化について説明する。図３は、ＧＩ層の有無による変化率の変化を説明するための図である。尚、図３においては、横軸に波長を取り、縦軸に反射率を取っている。図３おいて、符号Ｇ１を付して示す点線の曲線は、低組成層と高組成層とのペア数が２５ペアであり、ＧＩ層が形成されていない場合の波長に対する反射率の変化を示している。
【００２３】
また、符号Ｇ２を付して示す破線の曲線は、低組成層と高組成層とのペア数が２５ペアであり、低組成層と高組成層との間にＧＩ層が形成されている場合の波長に対する反射率の変化を示している。更に、符号Ｇ３を付して示す実線の曲線は、低組成層と高組成層とのペア数が２５ペアであり、５ペア分の低組成層と高組成層との間にＧＩ層が形成されている場合の波長に対する反射率の変化を示している。即ち、曲線Ｇ２は第２ミラー１３の波長に対する反射率の変化を示しており、曲線Ｇ３は第１ミラー１１の波長に対する反射率の変化を示している。
【００２４】
曲線Ｇ１と曲線Ｇ２とを比較すると、２５ペア分の低組成層と高組成層との間にＧＩ層を形成した場合にはＧＩ層を全く形成しない場合に比べて反射率が低下するとともに、高い反射率（９９．９％程度）が得られる波長領域が狭くなることが分かる。反射率が低下すると面発光型半導体レーザ１０の発振閾値が上昇する虞がある。また、高反射率が得られる波長領域が狭くなると、面発光型半導体レーザ１０の設計マージンが狭くなって歩留まりの低下を招く可能性がある。
【００２５】
次に、曲線Ｇ３に着目すると、２５ペアのうちの５ペア分の低組成層と高組成層との間のみにＧＩ層を形成した場合にはＧＩ層を全く形成しない場合に比べて若干反射率が低下するものの、ＧＩ層を全く形成しない場合とほぼ同様の反射率が得られている。また、曲線Ｇ３の高反射率が得られる波長領域は、曲線Ｇ１のそれとほぼ同様である。前述した通り、柱状部Ｐ１の根本部分の応力集中に加えて、以上の反射率の変化も考慮すると、第１ミラー１１の最上層に形成された第１番目のペアから第５番目の程度までのペアが第１領域Ｒ１に含まれるようにするのが望ましい。
【００２６】
図１に戻り、面発光型半導体レーザ１０のうち、第２ミラー１３から第１ミラー１１の第１領域Ｒ１内の途中までの部分が、第２ミラー１３の上面からみて円形の形状にエッチングされて柱状部Ｐ１が形成されている。尚、本実施形態では、柱状部Ｐ１の平面形状が円形である場合を例に挙げて説明するが、この形状は任意の形状とすることができる。
【００２７】
更に、第２ミラー１３を構成する層のうち活性層１２に近い領域に、ＡｌＧａＡｓ層を側面から酸化することにより得られる電流狭窄層１５が形成されている。この電流狭窄層１５はリング状に形成されている。即ち、この電流狭窄層１５は、半導体基板ＳＢの表面と平行な面で切断した場合における断面形状が、柱状部Ｐ１の平面形状の円形と同心の円のリング状である。
【００２８】
また、本実施形態の面発光型半導体レーザ１０は、柱状部Ｐ１の周囲を取り囲むよう第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１上に絶縁層１６が形成されている。第１柱状部Ｐ１の周囲を絶縁層１６で取り込むことで、柱状部Ｐ１をなす各層の酸化等が防止されるため、面発光型半導体レーザ１０の信頼性を高めることができる。絶縁層１６は、その膜厚が例えば２〜４μｍ程度であり、熱又は光等のエネルギーによって硬化可能な液体材料（例えば紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体）を硬化させることにより得られるものを用いることができる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂及びエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂等が例示できる。
【００２９】
また、第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）上には電極１７が形成されており、第２ミラー１３上には電極１８が形成されている。電極１７は、第１ミラー１１の上面（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）に接合されて電気的に接続されている。尚、この電極は不図示のパッド部に接続されている。また、本実施形態では、柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１上に電極１７が形成されている場合を例に挙げて説明するが柱状部Ｐ１の周囲に高組成層Ｌ２が露出している場合には、この高組成層Ｌ２上に電極１７を形成しても良い。
【００３０】
電極１８は、例えば第２ミラー１３の中央部を開口する平面形状がリング状の接続部１８ａと、この接続部１８ａと不図示のパッド部（上記の電極１７が接続されるパッド部とは異なるパッド部）とを接続する引き出し部１８ｂとを有している。接続部１８ａは第２ミラー１３の上面に接合されて電気的に接続されている。尚、第２ミラー１３の上面はレーザ光の射出面１９とされている。引き出し部１８ｂは、絶縁層１６上に形成されており、不図示のパッド部まで延びている。
【００３１】
電極１７は、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と、金（Ａｕ）との積層膜からなり、柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１とオーミックコンタクトが取られている。また、電極１８は、例えば白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）の積層膜からなり、第２ミラー１３の上面とオーミックコンタクトが取られている。これら電極１７，１８は、面発光型半導体レーザ１０を駆動するためのものであり、電極１７と電極１８とによって活性層１２に電流が注入される。尚、電極１７及び電極１８を形成するための材料は、前述したものに限定される訳ではなく、例えば金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）との合金等が利用可能である。
【００３２】
次に、本実施形態の面発光型半導体レーザ１０の一般的な動作について説明する。尚、下記の面発光型半導体レーザ１０の駆動方法は一例であり、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。まず、電極１７と電極１８とを不図示の電源に接続してｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、電極１８から第２ミラー１３を介して活性層１２に正孔が流れ込むとともに、電極１７から第１ミラー１１の第１領域Ｒ１に含まれる低組成層Ｌ１を介して電子が流れ込む。面発光型半導体レーザ１０の活性層１２において、電子と正孔との再結合が生じ、再結合による発光が生じる。そこで生じた光が第２ミラー１３と第１ミラー１１との間を往復する間に誘導放出が起こって光の強度が増幅される。光利得が光損失を上まわると、レーザ発振が起こり、第２ミラー１３の上面（射出面１９）からレーザ光が射出される。
【００３３】
〔面発光型半導体レーザの製造方法〕
次に、以上説明した面発光型半導体レーザ１０の製造方法について説明する。図４〜図６は、本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザの製造工程を模式的に示す断面図である。尚、これらの図は図１に示す断面図に対応している。本実施形態の面発光型半導体レーザ１０を製造するには、図４（ａ）に示す通り、まずｎ型ＧａＡｓ層からなる半導体基板ＳＢの表面に組成を変調させながらエピタキシャル成長させて半導体多層膜を形成する。
【００３４】
ここで、半導体多層膜は、第ミラー１１、活性層１２、及び第２ミラー１３からなる。第１ミラー１１を形成するには、例えばｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層（低組成層Ｌ１）とｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層（高組成層Ｌ２）とを交互に積層して２０ペア程度形成して第２領域Ｒ２を形成する。尚、低組成層Ｌ１及び高組成層Ｌ２は、その光学的膜厚がλ／４となるよう形成する。次に、積層された低組成層Ｌ１及び高組成層Ｌ２からなる第２領域Ｒ２上に第１領域Ｒ１を形成する。具体的には、低組成層Ｌ１、ＧＩ層Ｌ３、及び高組成層Ｌ２を順に積層して５ペア程度形成する。尚、第１領域Ｒ１の低組成層Ｌ１及び高組成層Ｌ２も、その光学的膜厚がλ／４となるよう形成する。
【００３５】
活性層１２は、例えばＧａＡｓウェル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層とからなり、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造とする。第２ミラー１３は、ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層（低組成層Ｌ４）、ＧＩ層Ｌ６、及びｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層（高組成層Ｌ５）を順に積層して２５ペア程度形成する。第２ミラー１３をなすこれら低組成層Ｌ４及び高組成層Ｌ５も、その光学的膜厚がλ／４となるよう形成する。尚、第２ミラー１３の最上層は、低組成層Ｌ４とする。
【００３６】
尚、第２ミラー１３を成長させる際に、活性層１２近傍の少なくとも１層は、後に酸化されて電流狭窄層１５となる層に形成される（図５（ａ）参照）。このため、電流狭窄層１５となる層は、Ａｌ組成がより大きなＡｌＧａＡｓ層（ＡｌＡｓ層を含む）に形成される。例えば、例えば電流狭窄層１５となる層は、Ａｌ組成が０．９５以上となるように形成するのが望ましい。
【００３７】
また、後の工程において電極１８が形成された際に、第２ミラー１３のうち少なくとも電極１８と接する部分は、キャリア密度を高くすることにより、電極１８とのオーム性接触をとり易くし、且つ電極１８との密着性を高められるようにするのが望ましい。同様に、第２ミラー１１の第１領域Ｒ１に含まれる低組成層Ｌ１のうち、後に電極１７と接する低組成層Ｌ１は、他の低組成層Ｌ１よりもキャリア密度を高くすることにより、電極１７とのオーム性接触をとり易くし、且つ電極１７との密着性を高められるようにするのが望ましい。
【００３８】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、半導体基板ＳＢの種類、或いは形成する半導体多層膜の種類、厚さ、及びキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃に設定するのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法、或いはＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法を用いることができる。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示す通り、柱状部Ｐ１を形成する。柱状部Ｐ１を形成するには、まず、半導体多層膜上にレジスト（図示省略）を塗布した後、リソグラフィ法によりレジストをパターニングする。これにより、第２ミラー１３の上面に所定の平面形状を有するレジスト層が形成される。次いで、このレジスト層をマスクとして、例えばドライエッチング法により、第２ミラー１３、活性層１２、及び第１ミラー１１の第１領域Ｒ１の内部までエッチングする。具体的には、第１領域Ｒ１に含まれる低組成層Ｌ１のうち、他の低組成層Ｌ１よりもキャリア密度を高くした低組成層Ｌ１の上部に位置する高組成層Ｌ２（図２参照）までエッチングする。
【００４０】
ドライエッチング法によりエッチングを行っている最中は、プラズマ中に含まれるアルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくとも一方に起因する発光スペクトルの強度をモニタする。そして、このモニタ結果に基づいてエッチング量を制御する。これにより、第２ミラー１３、活性層１２、及び第１ミラー１１の上部が同一の平面形状にされた柱状部Ｐ１が形成される。尚、柱状部Ｐ１が形成されると、レジスト層は除去される。
【００４１】
柱状部Ｐ１が形成されると、図５（ａ）に示す通り、電流狭窄層１５が形成される。この電流狭窄層１５を形成するには、上記工程によって柱状部Ｐ１が形成された半導体基板ＳＢを、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に投入する。これにより、前述した第２ミラー１３中のＡｌ組成が高い層が側面から酸化されて、電流狭窄層１５が形成される。
【００４２】
酸化レートは、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層のＡｌ組成、及び膜厚に依存する。酸化により形成される電流狭窄層１５を備えた面発光型半導体レーザでは、駆動する際に、電流狭窄層１５が形成されていない部分（酸化されていない部分）のみに電流が流れる。従って、電流狭窄層１５を形成する工程において、形成する電流狭窄層１５の範囲を制御することにより、電流密度の制御が可能となる。
【００４３】
次に、図５（ｂ）に示す通り、柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１上に絶縁層１６を形成する。この絶縁層１６は、厚膜化が容易なものを用いることが望ましい。絶縁層１６の膜厚は、例えば２〜４μｍ程度であるが、特に限定される訳ではない。例えば、絶縁層１６は、熱又は光等のエネルギーによって硬化可能な液体材料（例えば紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体）を硬化させることにより得られるものを用いることができる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂及びエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂等が例示できる。また、例えば、絶縁層１６は、上記材料を複数用いて積層膜とすることもできる。
【００４４】
ここでは、絶縁層１６を形成するための材料として、ポリイミド系樹脂の前駆体を用いた場合について述べる。まず、例えばスピンコート法を用いて前駆体（ポリイミド系樹脂の前駆体）を第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）上に塗布して前駆体層を形成する。尚、前駆体層の形成方法としては、前述したスピンコート法のほか、ディッピング法、スプレーコート法、液滴吐出法等の公知技術が利用できる。次いで、例えばホットプレート等を用いて半導体基板ＳＢを加熱して溶媒を除去した後、例えば３５０℃程度の炉に入れて前駆体層をイミド化させることにより、ほぼ完全に硬化したポリイミド系樹脂層を形成する。続いて、ポリイミド系樹脂層を公知のリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより絶縁層１６を形成する。
【００４５】
尚、パターニングの際に用いられるエッチング方法としては、ドライエッチング法等を用いることができる。ドライエッチングは、例えば酸素又はアルゴン等のプラズマにより行うことができる。また、上述の絶縁層１６の形成方法では、ポリイミド系樹脂の前駆体層を硬化した後、パターニングを行う例について示したが、ポリイミド系樹脂の前駆体層を硬化する前に、パターニングを行うこともできる。このパターニングの際に用いられるエッチング方法としては、ウェットエッチング法等を用いることができる。ウェットエッチングは、例えばアルカリ溶液又は有機溶液等により行うことができる。
【００４６】
以上の工程が終了すると、図６に示す通り、第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）の上面上に電極１７が形成され、第２ミラー１３の上面上に電極１８が形成される。尚、前述した通り、電極１８は、リング状の平面形状を有する接続部１８ａ及び直線状の平面形状を有する引き出し部１８ｂを有しているが、第２ミラー１３の上面上には接続部１８ａが形成され、引き出し部１８ｂは絶縁層１６上に形成される。
【００４７】
電極１８を形成する具体的な方法は以下の通りである。まず、電極１８を形成する前に、必要に応じてプラズマ処理法等を用いて、第２ミラー１３の上面を洗浄する。これにより、より安定した特性の素子を形成することができる。次に、例えば真空蒸着法により、例えば白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、及び金（Ａｕ）の積層膜（図示省略）を形成する。次いで、リフトオフ法により、所定の位置以外の積層膜を除去することにより電極１８が形成される。
【００４８】
この際、第２ミラー１３の上面に、積層膜が形成されていない部分が形成される。この部分が開口部となり、この開口部によって第２ミラー１３の上面の一部が露出する。この露出した面がレーザ光の射出面１９となる。尚、上記工程において、リフトオフ法の代わりにドライエッチング法又はウェットエッチング法を用いることもできる。また、上記工程において、真空蒸着法の代わりにスパッタ法を用いることもできる。
【００４９】
次に、電極１８を形成する場合と同様の方法で、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と金（Ａｕ）との積層膜をパターニングすることで、図６に示す通り、第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）上に電極１７を形成する。最後に、アニール処理を行う。アニール処理の温度は電極材料に依存する。本実施形態で用いる電極材料の場合は、通常４００℃前後で行う。以上の工程により、電極１７，１８が形成される。以上の工程によって図１に示す本実施形態の面発光型半導体レーザ１０が製造される。
【００５０】
以上説明した通り、本実施形態の面発光型半導体レーザ１０は、第１ミラー１１の活性層１２に接する第１領域Ｒ１内に積層された低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＧＩ層Ｌ３が形成されており、第２ミラー１３、活性層１２、及び第１ミラー１１の第１領域Ｒ１の内部までエッチングされて柱状部Ｐ１が形成されている。また、第２ミラー１３は、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間にＧＩ層Ｌ６が形成されている。更に、エッチングによって露出した第１ミラー１１（柱状部Ｐ１の周囲に露出している低組成層Ｌ１）上に電極１７が形成され、第２ミラー１３上に電極１８が形成されている。よって、電極１７，１８を介する電流の流路上には積層された異なる種類の半導体層の界面におけるエネルギー障壁が殆ど存在しないため、面発光型半導体レーザ１０の抵抗を低減することができる。
【００５１】
また、第１ミラー１１の第２領域Ｒ２には、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とが交互に積層されており、第１領域Ｒ１のように低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＧＩ層Ｌ３は形成されていない。よって、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間では、屈折率が急峻に変化している。このため、本実施形態では、電流が殆ど流れない第２領域Ｒ２は反射率を高めることができ、第１ミラー１１の第１領域Ｒ１にＧＩ層Ｌ３を形成したことによる反射率の大幅な低下を防止することができる。この結果として、面発光型半導体レーザ１０の発振閾値の上昇を抑えることができる。
【００５２】
〔他の実施形態〕
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図７は、本発明の他の実施形態による面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。尚、図７においては、図１に示す部材と同一の部材については同一の符号を付してある。図７に示す通り、本実施形態の面発光型半導体レーザ２０は、半導体基板（本実施形態ではｎ型ＧａＡｓ基板）ＳＢ上に形成されており、第１ミラー１１、活性層１２、及び第２ミラー２３を含んで構成される。
【００５３】
図７に示す通り、本実施形態の面発光型半導体レーザ２０が備える第１ミラー１１は、図１に示す面発光型半導体レーザ１０が備えるものと同じである。即ち、活性層１２に接する第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の下方に位置する第２領域Ｒ２とに大別され、第１領域Ｒ１には低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とが交互に積層されるとともに、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間にＡｌ組成をなだらかに変化させたＧＩ層Ｌ３が形成されており、第２領域Ｒ２には低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とが交互に積層されている。また、本実施形態の面発光型半導体レーザ２０が備える活性層１２は、図１に示す面発光型半導体レーザ１０が備えるものと同じである。
【００５４】
本実施形態の面発光型半導体レーザ２０は、活性層１２上に形成されるミラー（第２ミラー２３）の構造が図１に示す面発光型半導体レーザ１０が備える第２ミラー１３とは異なる。本実施形態の面発光型半導体レーザ２０が備える第２ミラー２３は、活性層１２に接する第４領域Ｒ４と、第４領域Ｒ４の上方に位置する第３領域Ｒ４とに大別される。第４領域Ｒ４は、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５とが交互に積層されるとともに、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間にＡｌ組成をなだらかに変化させたＧＩ層Ｌ６が形成された領域である。即ち、第４領域Ｒ４には、図１に示す第２ミラー１３と同じ構造のミラーが形成されている。
【００５５】
これに対し、第３領域Ｒ３には誘電体多層膜からなるミラーが形成されている。上記の通り、第２ミラー２３の第４領域Ｒ４には低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間にＧＩ層Ｌ６が形成されているため、第２ミラー２３の反射率が低下する。このため、この反射率の低下を補うために第３領域Ｒ３に誘電体多層膜からなるミラーを形成している。第３領域Ｒ３に形成されるミラーは、例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２とからなる誘電体多層膜であり、そのペア数は第２ミラー２３で必要となる反射率に応じて決定される。
【００５６】
また、図７に示す通り、第２ミラー２３の第３領域Ｒ３は、柱状部Ｐ１よりも径が小さな柱状形状に形成されている。第３領域Ｒ３の周囲には、電極１８が形成されているため、本実施形態の面発光型半導体レーザ２０は、図１に示す面発光型半導体レーザ１０のレーザ光の射出面１９上に誘電体多層膜からなるミラー（第３領域Ｒ３）を形成したものであるということもできる。以上の構造を有する本実施形態の面発光型半導体レーザ２０は、図１に示す面発光型半導体レーザ１０に比べて第２ミラー２３の反射率を高めることができるため、発振閾値の上昇を更に抑えることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、図１に示す面発光型半導体レーザ１０では、第１ミラー１１についてのみ第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに分け、活性層１２に接する第１領域Ｒ１には低組成層Ｌ１と、高組成層Ｌ２と、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間のＧＩ層Ｌ３とを積層し、第２領域Ｒ２には低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２とを積層していた。
【００５８】
また、図７に示す面発光型半導体レーザ２０では、図１に示す面発光型半導体レーザ１０と同様に第１ミラー１１については第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに分けている。一方、第２ミラー２３については、第３領域Ｒ３と第４領域Ｒ４とに分け、活性層１２に接する第４領域Ｒ４には低組成層Ｌ４と、高組成層Ｌ５と、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間のＧＩ層Ｌ６とを積層し、第３領域Ｒ３には誘電体多層膜を形成していた。
【００５９】
しかしながら、上記の例の如く２つの領域に分けるのは、第２ミラー１３についてのみであっても良い。第２ミラー１３についてのみ上記の２領域を形成する場合には、活性層１２に接する領域に低組成層Ｌ４と、高組成層Ｌ５と、低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５との間のＧＩ層Ｌ６とを積層し、この領域の上部に位置する領域には低組成層Ｌ４と高組成層Ｌ５とを積層した構造とする。
【００６０】
かかる構造の場合には、第２ミラー１３のみを柱状形状としてＧＩ層Ｌ６が形成された領域の低組成層Ｌ４（又は、高組成層Ｌ５）に電極１８に相当する電極を接続することが好適である。また、かかる構造の場合には、第１ミラー１１の全体を低組成層Ｌ１と、高組成層Ｌ２と、低組成層Ｌ１と高組成層Ｌ２との間のＧＩ層Ｌ３とを積層した構造とし、電極１７に相当する電極を第１ミラー１１の底面（基板ＳＢを除去することにより露出した第１ミラー１１の底面）に接続するのが好適である。
【００６１】
更に、かかる構造の場合には、基板ＳＢを除去することにより露出した第１ミラー１１の底面であって、柱状部Ｐ１の下方の位置に、図７に示す第２ミラー２３の第３領域Ｒ３に形成される誘電体多層膜からなるミラーと同様のミラーを形成するのが好ましい。かかるミラーを形成することで第１ミラー１１の反射率の低下を防止することができる。
【００６２】
また、上記実施形態においてはＡｌ組成が異なるＡｌＧａＡｓ層を用いて第１ミラー１１及び第２ミラー１３を形成していたが、本発明はＡｌＧａＡｓ層に限られる訳ではなく、他の半導体層を用いて第１ミラー１１及び第２ミラー１３が形成されている面発光型半導体レーザにも適用可能である。更に、上記実施形態において、各半導体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の範囲外となるものではない。
【００６３】
更に、上記実施形態で説明した面発光型半導体レーザ１０は柱状部Ｐ１が形成された構造であったが、本発明の面発光型半導体レーザは必ずしもこの構造にする必要はない。例えば、レーザ光の射出面の周囲数カ所に、第２ミラー１３から第１ミラー１１の上部に至る孔が形成された構造であっても良い。尚、この孔は電流狭窄層を形成するために用いられる孔である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【図２】活性層１２近傍の第１ミラー１１及び第２ミラー１３を拡大した断面図である。
【図３】ＧＩ層の有無による変化率の変化を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による面発光型半導体レーザの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０……面発光型半導体レーザ
１１……第１ミラー
１２……活性層
１３……第２ミラー
１７，１８……電極
２０……面発光型半導体レーザ
２３……第２ミラー
Ｌ１……低組成層
Ｌ２……高組成層
Ｌ３……ＧＩ層
Ｐ１……柱状部
Ｒ１……第１領域
Ｒ２……第２領域
Ｒ３……第３領域
【図１】
2007165501.tif 000003
【図２】
2007165501.tif 000004
【図３】
2007165501.tif 000005
【図４】
2007165501.tif 000006
【図５】
2007165501.tif 000007
【図６】
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【図７】
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