(57)【要約】【課題】レーザー光の偏光方向の制御が可能で、かつ集積化が容易な面発光型半導体レーザーアレイおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る面発光レーザーアレイ１００は、基板１０１の上方に垂直共振器１４０を有する面発光型半導レーザーアレイであって、垂直共振器１４０は、第１ミラー１０２と、活性層１０３と、第２ミラー１０４と、を含み、垂直共振器１４０は、１の方向に配置された複数の単位共振器１１０と、隣接する単位共振器１１０同士を接続させる接続部１２０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザーアレイであって、
前記垂直共振器は、第１ミラーと、活性層と、第２ミラーと、を含み、
前記垂直共振器は、
１の方向に配置された複数の単位共振器と、
隣接する前記単位共振器同士を接続する接続部と、を有する、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の単位共振器のうち、端に配置された前記単位共振器は、前記１の方向に突出した突出部を有する、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記垂直共振器は、さらに電流狭窄層を含み、
前記接続部は、平面視において、全面に前記電流狭窄層を有する、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記接続部の幅は、平面視において、前記垂直共振器の径より小さい、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項５】
請求項３または請求項３を引用する請求項４において、
前記接続部の幅は、平面視において、前記単位共振器に形成された前記電流狭窄層の幅の倍の長さ以下である、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記接続部は、絶縁性のイオン注入部を有する、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記接続部は、溝を有する、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の面発光型半導体レーザーアレイを複数配置することにより形成された、面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項９】
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザーアレイの製造方法であって、
前記基板の上方に、少なくとも、第１ミラー、活性層および第２ミラーを構成するための半導体層を積層する工程と、
前記半導体層をパターニングすることにより、前記垂直共振器を形成する工程と、を含み、
前記垂直共振器は、１の方向に配置された複数の単位共振器と、隣接する前記単位共振器同士を接続する接続部と、を有するように形成される、面発光型半導体レーザーアレイの製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
さらに、前記半導体層の一部を酸化することにより、電流狭窄層を形成する工程を含む、面発光型半導体レーザーアレイの製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、
前記接続部の少なくとも一部にイオンを打ち込むことにより、絶縁性のイオン注入部を形成する、面発光型半導体レーザーアレイの製造方法。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかにおいて、
前記接続部の少なくとも一部に、溝を形成する、面発光型半導体レーザーアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型半導体レーザーアレイおよ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ーは、半導体基板に垂直にレーザー光を出射する半導体レーザーであり、従来の端面型半導体レーザーに比べて、扱いが容易で、しかもしきい値電流が低いなどの優れた特徴を有するため、各種センサや光通信の光源として期待されている。しかし、面発光型半導体レーザーは、その平面構造の対称性から、偏波面の制御が難しい。そのため、面発光型半導体レーザーを偏波依存性のある光学系などに用いると、偏波面が不安定であることがノイズの原因となることがある。そこで、例えば、特許文献１には、制御用の電極を設けることで偏波面を制御する方法が開示されている。しかしながらこの方法では、制御用の電源が必要となり、消費電力が大きくなる場合がある。
【特許文献１】特開平１０−２０９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、レーザー光の偏光方向の制御が可能で、かつ集積化が容易な面発光型半導体レーザーアレイおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイは、
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザーアレイであって、
前記垂直共振器は、第１ミラーと、活性層と、第２ミラーと、を含み、
前記垂直共振器は、
１の方向に配置された複数の単位共振器と、
隣接する前記単位共振器同士を接続する接続部と、を有する。
【０００５】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイは、レーザー光の偏光方向の制御が可能で、かつ集積化が容易である。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【０００７】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記複数の単位共振器のうち、端に配置された前記単位共振器は、前記１の方向に突出した突出部を有することができる。
【０００８】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記垂直共振器は、さらに電流狭窄層を含み、
前記接続部は、平面視において、全面に前記電流狭窄層を有することができる。
【０００９】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記接続部の幅は、平面視において、前記垂直共振器の径より小さいことができる。
【００１０】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記接続部の幅は、平面視において、前記単位共振器に形成された前記電流狭窄層の幅の倍の長さ以下であることができる。
【００１１】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記接続部は、絶縁性のイオン注入部を有することができる。
【００１２】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイにおいて、
前記接続部は、溝を有することができる。
【００１３】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法は、
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザーアレイの製造方法であって、
前記基板の上方に、少なくとも、第１ミラー、活性層および第２ミラーを構成するための半導体層を積層する工程と、
前記半導体層をパターニングすることにより、前記垂直共振器を形成する工程と、を含み、
前記垂直共振器は、１の方向に配置された複数の単位共振器と、隣接する前記単位共振器同士を接続する接続部と、を有するように形成される。
【００１４】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法において、
さらに、前記半導体層の一部を酸化することにより、電流狭窄層を形成する工程を含むことができる。
【００１５】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法において、
前記接続部の少なくとも一部にイオンを打ち込むことにより、絶縁性のイオン注入部を形成することができる。
【００１６】
本発明に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法において、
前記接続部の少なくとも一部に、溝を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
１．第１の実施形態
１．１．第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイ
図１は、第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイ（以下、「面発光レーザーアレイ」ともいう）１００を模式的に示す平面図である。図２〜図４は、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００を模式的に示す断面図である。なお、図２、図３および図４は、それぞれ図１に示した、Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線における断面図である。また、図１では、絶縁層１０９の図示を省略している。
【００１９】
面発光レーザーアレイ１００は、図１〜図４に示すように、基板１０１と、基板１０１の上に形成された垂直共振器１４０と、を含む。垂直共振器１４０は、第１ミラー１０２と、活性層１０３と、第２ミラー１０４と、を含む。
【００２０】
基板１０１は、半導体基板からなることができ、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００２１】
第１ミラー１０２は、基板１０１の上に形成される。第１ミラー１０２は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを、交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラーからなることができる。
【００２２】
活性層１０３は、第１ミラー１０２の上に形成される。活性層１０３は、例えば、ＧａＡｓウェル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。
【００２３】
第２ミラー１０４は、活性層１０３の上に形成される。第２ミラー１０４は、例えば、ｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを、交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラーからなることができる。第２ミラー１０４の最上層には、例えば、抵抗が小さいｐ型ＧａＡｓ層からなるコンタクト層１０６を設けることができる。
【００２４】
第２ミラー１０４は、例えば、炭素がドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２は、例えば、ケイ素がドーピングされることによりｎ型にされている。従って、ｐ型の第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３およびｎ型の第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００２５】
垂直共振器１４０は、図１に示すように、１の方向（以下、「Ｘ方向」という）に配置された複数の単位共振器１１０と、隣接する単位共振器１１０同士を接続させる接続部１２０と、を有する。さらに、複数の単位共振器１１０のうち、端に配置された単位共振器１１０ａは、Ｘ方向に突出した突出部１１５を有することができる。なお、図１において、垂直共振器１４０は、単位共振器１１０を４つ有しているが、その数は限定されるものではない。
【００２６】
各単位共振器１１０は、それぞれ独立した共振器として機能する。すなわち、各単位共振器１１０は、それぞれ個別にレーザー光を出射することができる。
【００２７】
接続部１２０は、図１に示すように、例えば、単位共振器１１０の中心を通ってＸ方向に直線状に形成される。単位共振器１１０に接続部１２０が接続されることにより、単位共振器１１０は、応力を有することができる。応力は、例えば、単位共振器１１０において、その中心から外側に向かって、接続部１２０が接続された方向（図１に示すＸ方向）に発生する引っ張り応力であることができる。また接続部１２０によって、単位共振器１１０がＸ方向に連続していることにより、単位共振器１１０は、接続部１２０のみならず、例えば、その隣接する単位共振器１１０からも応力を受けることができる。すなわち、１つの単位共振器に接続部が２つ接続されている面発光レーザーに比べ、本発明は、接続部１２０によって複数の単位共振器１１０が連続する面発光レーザーアレイなので、その分より強い応力を受けることができる。この応力によって、単位共振器１１０は、歪みを有することができる。歪みによって、単位共振器１１０は、例えば、図１に示すＸＹ面内において、光学的に等方的ではなくなる。すなわち、Ｘ方向およびＹ方向に偏光した光に対して屈折率差が生じるため、レーザー発振によって得られるレーザー光は、Ｘ方向またはＹ方向に偏光した光となって偏光方向を安定化させることができる。その結果、面発光レーザーアレイ１００は、偏光方向を制御することができるレーザー光を出射できる。
【００２８】
端に配置された単位共振器１１０ａは、図１に示すように、突出部１１５を有することができる。突出部１１５は、例えば、図１に示すように接続部１２０の延長線上（Ｘ方向）に形成される。突出部１１５によって、端に配置された単位共振器１１０ａは、接続部１２０による応力の他に、突出部１１５による応力を有することができる。その結果、上述のように、端に配置された単位共振器１１０ａのレーザー発振によって得られるレーザー光は、突出部１１５による応力により、一層Ｘ方向またはＹ方向に偏光した光となって偏光方向を安定化させることができる。
【００２９】
垂直共振器１４０は、さらに電流狭窄層１０５を含むことができる。
【００３０】
電流狭窄層１０５は、図２〜図４に示すように、活性層１０３の近い領域に形成される。電流狭窄層１０５は、絶縁層であることができる。電流狭窄層１０５は、例えば、第２ミラー１０４を構成する層のうち少なくとも１層を酸化することにより得ることができる。電流狭窄層１０５は、例えば、ＡｌＧａＡｓ層を酸化したものなどを用いることができる。
【００３１】
単位共振器１１０に形成される電流狭窄層１０５は、図１〜図３に示すように、開口部１０５ａを有する。電流狭窄層１０５の平面形状は、図１に示すように、例えば、単位共振器１１０の中央部に円形の開口部１０５ａを有するリング形状であることができる。これにより、中央部のレーザー光の光軸（Ｚ方向）付近に電流経路を集中させることができる。なお、開口部１０５ａ内は、例えば、酸化されていないＡｌＧａＡｓ層により形成される。
【００３２】
接続部１２０に形成される電流狭窄層１０５は、図１、図２および図４に示すように、開口部を有さないことができる。すなわち、接続部１２０は、平面視において、全面に電流狭窄層１０５を有することができる。例えば、第２ミラー１０４を構成する層のうち少なくとも１層を酸化することにより電流狭窄層１０５を得る場合、接続部１２０の１層全てを酸化するように、接続部１２０のＹ方向の幅１２０ｙを設定することができる。幅１２０ｙは、少なくとも、単位共振器１１０の径より小さく形成される。これにより、接続部１２０は、平面視において、全面に電流狭窄層１０５を有することができる。また、接続部１２０のＹ方向の幅１２０ｙは、例えば、図１に示す単位共振器１１０に形成される電流狭窄層１０５の幅１０５ｙの倍の長さ以下であることができる。これにより、接続部１２０は、平面視において、より確実に全面に電流狭窄層１０５を有することができる。その結果、接続部１２０を通じて、隣接する単位共振器１１０に余分な電流が流れることを防ぐことができる。また、接続部１２０は、平面視において、全面に電流狭窄層１０５を有することにより、接続部１２０は、例えば、単位共振器１１０に対してより大きな応力を与えることができる。
【００３３】
突出部１１５に形成される電流狭窄層１０５の形状および機能は、上述した接続部１２０に形成される電流狭窄層１０５と同じであることができる。
【００３４】
面発光レーザーアレイ１００は、さらに、例えば、第１電極１０７と、第２電極１０８と、絶縁層１０９と、を有することができる。
【００３５】
第１電極１０７は、図３に示すように、例えば、第１ミラー１０２の上に形成される。第１電極１０７は、例えば、第１ミラー１０２と電気的に接続されている。第１電極１０７の平面形状は、図１に示すように、直線状の部分と、図示せぬパッド部分とを有することができる。第１電極１０７は、例えば、金、ゲルマニウム、白金、チタン、亜鉛、もしくはこれらの合金、もしくはこれらの積層膜からなることができる。なお、図示はしないが、第１電極１０７は、基板１０１の裏面に形成されてもよい。
【００３６】
第２電極１０８は、図３に示すように、例えば、コンタクト層１０６および絶縁層１０９の上に形成される。第２電極１０８は、例えば、コンタクト層１０６と電気的に接続されている。第２電極１０８の平面形状は、図１に示すように、リング形状の部分と、直線状の引き出し部分と、図示せぬパッド部分とを有することができる。第２電極１０８のリング形状の部分の開口部には、例えば、コンタクト層１０６が形成されており、コンタクト層１０６の上面からレーザー光が発振される。なお、垂直共振器１４０がコンタクト層１０６を有さない場合は、第２電極１０８は、第２ミラー１０４の上に形成される。第２電極１０８の材質は、例えば、第１電極１０７と同じとすることができる。
【００３７】
第１電極１０７および第２電極１０８によって、面発光レーザーアレイ１００を駆動することができる。第１電極１０７および第２電極１０８によって、活性層１０３に電流が注入されることができる。
【００３８】
絶縁層１０９は、図３および図４に示すように、基板１０１の上方であって、垂直共振器１４０の周囲に形成される。絶縁層１０９は、例えば、第１電極１０７および第１ミラー１０２と、第２電極１０８と、を電気的に分離している。
【００３９】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４０】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、Ｘ方向に配置された複数の単位共振器１１０と、隣接する単位共振器１１０同士を接続させる接続部１２０と、を有する。これにより、単位共振器１１０は、応力を有し、歪みが発生する。そのため、単位共振器１１０におけるレーザー発振によって得られるレーザー光は、偏光した光となって偏光方向を安定化させることができる。その結果、面発光レーザーアレイ１００は、偏光方向を制御することができるレーザー光を出射できる。
【００４１】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、複数の単位共振器１１０のうち、端に配置された単位共振器１１０ａが、Ｘ方向に突出した突出部１１５を有することができる。これにより、上述のように、端に配置された単位共振器１１０ａにおけるレーザー光は、突出部１１５による応力により、一層偏光した光となって偏光方向を安定化させることができる。
【００４２】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、接続部１２０が、平面視において、全面に電流狭窄層１０５を有することができる。これにより、隣接する単位共振器１１０に余分な電流が流れることを防ぐことができる。
【００４３】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、接続部１２０のＹ方向の幅１２０ｙは、単位共振器１１０の径より小さく形成されることができる。これにより、接続部１２０は、平面視において、全面に電流狭窄層１０５を有することができる。
【００４４】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００は、接続部１２０のＹ方向の幅１２０ｙは、単位共振器１１０に形成される電流狭窄層１０５の幅１０５ｙの倍の長さ以下であることができる。これにより、接続部１２０は、平面視において、より確実に全面に電流狭窄層１０５を有することができる。
【００４５】
１．２．第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法
次に、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図８は、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の製造工程を概略的に示す断面図であり、それぞれ図１に示すＢ−Ｂ線の断面図に対応している。
【００４６】
図５に示すように、基板１０１として、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板を用意する。次に、基板１０１の上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、半導体多層膜１５０を形成する。半導体多層膜１５０は、第１ミラー１０２ａ、活性層１０３ａおよび第２ミラー１０４ａを構成する半導体層を順に積層したものである。なお、第２ミラー１０４ａを成長させる際に、例えば、少なくとも１層を、後に酸化させて電流狭窄層１０５となる層とすることができる。電流狭窄層１０５となる層としては、例えば、Ａｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層（ＡｌＡｓ層の場合を含む）などを用いることができる。また、第２ミラー１０４ａの最上層は、例えば、コンタクト層１０６ａとすることができる。コンタクト層１０６ａは、例えば、キャリア密度を高くし、第２電極１０８とのオーミック接触をとりやすくしておくことができる。
【００４７】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、基板１０１の種類、あるいは形成する半導体多層膜１５０の種類、厚さ、およびキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。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）法や、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法を用いることができる。
【００４８】
図６に示すように、第１ミラー１０２ａ、活性層１０３ａ、第２ミラー１０４ａおよびコンタクト層１０６ａをパターニングして、第１ミラー１０２、活性層１０３、第２ミラー１０４およびコンタクト層１０６を有する垂直共振器１４０を形成する。パターニングは、図１に示すように垂直共振器１４０が複数の単位共振器１１０と接続部１２０とを有するように行われる。さらに、パターニングは、例えば、図１に示すように垂直共振器１４０が突出部１１５を有するように行われることができる。パターニングは、各層ごと行ってもよいし、各層を一括して行ってもよい。パターニングは、例えば、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて行うことができる。
【００４９】
図７に示すように、活性層１０３の近い領域に電流狭窄層１０５を形成する。電流狭窄層１０５は、例えば、上述の第２ミラー１０４中のＡｌ組成が高い層を側面から酸化することによって、形成されることができる。酸化は、例えば、４００℃程度の水蒸気雰囲気中において、行われることができる。酸化のレートは、例えば、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層のＡｌ組成および膜厚などに依存する。従って、例えば、接続部１２０の酸化すべき層を全て酸化するように、酸化レートを調整することができる。
【００５０】
図８に示すように、例えば、第１ミラー１０２の上に第１電極１０７を形成する。第１電極は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて形成されることができる。なお、第１電極１０７を形成する前に、必要に応じて、プラズマ処理法などにより、電極の形成領域を洗浄することができる。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。なお、図示はしないが、第１電極１０７は、基板１０１の裏面に形成されてもよい。
【００５１】
図３に示すように、基板１０１の上方であって、垂直共振器１４０の周囲に絶縁層１０９を形成する。具体的には、まず、例えば、スピンコート法を用いて全面にポリイミド樹脂などからなる絶縁層を形成する。次に、例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ）法を用いて垂直共振器１４０の上面を露出させる。次に、例えば、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁層をパターニングする。このようにして所望の形状の絶縁層１０９を形成することができる。
【００５２】
次に、コンタクト層１０６および絶縁層１０９の上に、第２電極１０８を形成する。第２電極１０８は、例えば、第１電極１０７と同じ製法で形成されることができる。
【００５３】
以上の工程によって、図１〜図４に示すような第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００を製造することができる。
【００５４】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の製造方法は、例えば、以下のような特徴を有する。
【００５５】
第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の製造方法によれば、複数の単位共振器１１０を同一の工程で形成することができる。これにより、各単位共振器を別々の工程で形成した後にそれらを集積する場合に比べ、より高密度に単位共振器１１０を集積化することができる。すなわち、集積度の高い、面発光レーザーアレイ１００を得ることができる。
【００５６】
１．３．第１の変形例
次に、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の第１の変形例について説明する。以下、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００と実質的に同一の材料については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
図９は、第１の変形例に係る面発光レーザーアレイ２００を模式的に示す平面図である。図１０は、第１の変形例に係る面発光レーザーアレイ２００を模式的に示す断面図である。なお、図１０は、図９に示したＡ−Ａ線における断面図である。また、図９では、絶縁層１０９の図示を省略している。
【００５８】
面発光レーザーアレイ２００は、接続部１２０に絶縁性のイオン注入部１２２が形成されている点で、面発光レーザーアレイ１００と異なる。
【００５９】
イオン注入部１２２は、例えば、接続部１２０の表面から、基板１０１までの範囲で形成されることができる。イオン注入部１２２は、接続部１２０の絶縁性をより一層高める機能を有する。なお、イオン注入部１２２は、例えば、図示しないが、少なくとも抵抗の低いコンタクト層１０６を貫通する程度に形成されていれば、基板１０１まで達していなくてもよい。
【００６０】
イオン注入部１２２は、例えば、水素イオン、ホウ素イオン、酸素イオン、またはクロムイオンなどを接続部１２０に打ち込むことにより、形成される。イオン注入部１２２を形成するためにイオンを打ち込む工程は、例えば、図５に示すような半導体多層膜１５０を形成した後に行うことができるが、特に、その工程の順番は、限定されない。
【００６１】
第１の変形例に係る面発光レーザーアレイ２００は、面発光レーザー１００の特徴に加え、例えば、さらに以下のような特徴を有する。
【００６２】
第１の変形例に係る面発光レーザーアレイ２００は、接続部１２０にイオン注入部１２２が形成されている。これにより、接続部１２０の絶縁性をより一層固めることができる。
【００６３】
１．４．第２の変形例
次に、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の第２の変形例について説明する。以下、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００と実質的に同一の材料については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
図１１は、第２の変形例に係る面発光レーザーアレイ３００を模式的に示す平面図である。図１２は、第２の変形例に係る面発光レーザーアレイ３００を模式的に示す断面図である。なお、図１２は、図１１に示したＡ−Ａ線における断面図である。また、図１１では、絶縁層１０９の図示を省略している。
【００６５】
面発光レーザーアレイ３００は、接続部１２０に溝１２４が形成されている点で、面発光レーザーアレイ１００と異なる。
【００６６】
溝１２４は、例えば、少なくとも抵抗の低いコンタクト層１０６を貫通する程度に形成されることができる。溝１２４は、接続部１２０の絶縁性をより高める機能を有する。溝１２４は、例えば、第２ミラー１０４を貫通してもよいが、コンタクト層１０６を貫通する程度にのみ溝１２４を形成することにより、単位共振器１１０に与える応力の低下を防ぐことができる。
【００６７】
溝１２４は、例えば、垂直共振器１４０を形成するためのパターニングによって形成されてもよいし、別途、パターニングにより形成されてもよいが、工程数削減を考慮すると、垂直共振器１４０を形成するためのパターニングによって形成さることが好ましい。垂直共振器１４０を形成するためのパターニングによって溝１２４を形成する場合、例えば、図１２に示す溝１２４の幅１２４ｘが、垂直共振器１４０の厚さに比べて、充分に小さくなるようにパターニングする。これにより、溝１２４が形成される領域は、エッチングされにくくなり、コンタクト層１０６を貫通する程度にのみ形成されることができる。
【００６８】
なお、図示はしないが、垂直共振器１４０は、接続部１２０にイオン注入部１２２と溝１２４との両方を有することもできる。
【００６９】
第２の変形例に係る面発光レーザーアレイ３００およびその製造方法は、面発光レーザー１００およびその製造方法の特徴に加え、例えば、さらに以下のような特徴を有する。
【００７０】
第２の変形例に係る面発光レーザーアレイ３００は、接続部１２０に溝１２４が形成されている。これにより、接続部１２０の絶縁性をより高めることができる。また、溝１２４は、コンタクト層１０６を貫通する程度にのみ形成されることができる。これにより、単位共振器１１０に与える応力の低下を防ぐことができる。
【００７１】
第２の変形例に係る面発光レーザーアレイ３００の製造方法によれば、垂直共振器１４０を形成するためのパターニングによって、溝１２４を形成することができる。これにより、工程数を増加させることなく、溝１２４を形成することができる。
【００７２】
２．第２の実施形態
２．１．第２の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイ
第２の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１０００は、本発明に係る単一の面発光レーザーアレイを複数配置することにより形成される。
【００７３】
図１３は、第２の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１０００を模式的に示す断面図である。以下、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００と実質的に同一の材料については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図１３では、絶縁層１０９の図示を省略している。
【００７４】
面発光レーザーアレイ１０００は、図１３に示すように、例えば、Ｙ方向に複数形成された図１に示す面発光レーザーアレイ１００を有する。各面発光レーザーアレイ１００は、第２電極１０８によって、それぞれ接続されることができる。各第１電極１０７および各第２電極１０８は、それぞれ図示せぬパッド部と接続されることができる。なお、図１３において、面発光レーザーアレイ１０００は、面発光レーザーアレイ１００を３つ有しているが、その数は限定されるものではない。また、面発光レーザーアレイ１０００は、例えば、面発光レーザーアレイ２００、もしくは面発光レーザーアレイ３００によって、構成されることもできる。
【００７５】
第２の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１０００は、複数の面発光レーザーアレイ１００を所定数、所定の配列に形成することができる。これにより、用途や目的に応じた面発光レーザーアレイ１０００を得ることができる。また、上述した面発光レーザーアレイ１００の特徴を有した面発光レーザーアレイ１０００を得ることができる。
【００７６】
２．２．第２の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造方法
第２の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１０００の製造方法は、第１の実施形態に係る面発光レーザーアレイ１００の製造方法と基本的には同じであり、面発光レーザーアレイ１００を複数配置して形成されたものである。よって、その説明を省略する。
【００７７】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す平面図。
【図２】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す断面図。
【図５】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】第１の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイの製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】第１の実施形態の第１変形例に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す平面図。
【図１０】第１の実施形態の第１変形例に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す断面図。
【図１１】第１の実施形態の第２変形例に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す平面図。
【図１２】第１の実施形態の第２変形例に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す断面図。
【図１３】第２の実施形態に係る面発光型半導体レーザーアレイを模式的に示す平面図。
【符号の説明】
【００７９】
１００  面発光レーザーアレイ、１０１  基板、１０２  第１ミラー、１０３  活性層、１０４  第２ミラー、１０５  電流狭窄層、１０６  コンタクト層、１０７  第１電極、１０８  第２電極、１０９  絶縁層、１１０  単位共振器、１１５  突出部、１２０  接続部、１４０  垂直共振器、１５０  半導体層、２００  面発光レーザーアレイ、３００  面発光レーザーアレイ、１０００  面発光レーザーアレイ
【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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【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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