(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直空洞面放出レーザであって：
表面（１１）を有するシリコン支持基板（１２）；
前記シリコン支持基板（１２）上に配置された第１分布ブラッグ反射器（１３）であって、交互層（１４，１６）の対を含む第１分布ブラッグ反射器（１３）；
前記第１分布ブラッグ反射器（１３）上に配置された第１接触層（１８）であって、ボンディング層として特徴付けられる第１接触層（１８），前記第１接触層（１８）に融着された第１クラッディング領域（３７，３８），該第１クラッディング領域（３７，３８）上に配置された活性領域（３４），該活性領域（３４）上に配置された第２クラッディング領域（３１，３２），および該第２クラッディング領域（３１，３２）上に配置された第２接触層（２８）；および
前記第２接触層（２８）上に配置された第２分布ブラッグ反射器（４２）であって、交互層（４４，４６）の対を含む第２分布ブラッグ反射器（４２）；
から成ることを特徴とする垂直空洞面放出レーザ。
【請求項２】
垂直空洞面放出レーザであって：
表面を有するシリコン支持基板；
前記支持基板の前記表面上に配置された第１分布ブラッグ反射器であって、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）物質を含む各対内の第１層，およびシリコン（Ｓｉ）物質を含む各対内の第２層から成る、交互層の対を有する第１分布ブラッグ反射器；
前記第１分布ブラッグ反射器上に配置された第１接触層であって、ｎ−ドープ燐化ガリウム物質を含む第１接触層；
クラッディング層および電流拡散層を含み、前記第１接触層にウエハ融着された第１クラッディング領域であって、前記クラッディング層がｎ−ドープ燐化インディウム（ＩｎＰ）物質を含み、前記電流拡散層が低濃度ｎ−ドープ燐化インディウム（ＩｎＰ）物質を含む第１クラッディング領域；
前記第１クラッディング領域上に配置された活性領域であって、砒化燐化インディウム・ガリウムを含む活性領域；
クラッディング層および電流拡散層を含み、前記活性領域上に配置された第２クラッディング領域であって、前記クラッディング層がｐ−ドープ燐化インディウム（ＩｎＰ）物質を含み、前記電流拡散層が低濃度ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）物質を含む第２クラッディング領域；
前記第２クラッディング領域上に配置され、ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）物質を含む第２接触層；および
前記第２接触層上に配置された第２分布ブラッグ反射器であって、誘電体ミラー・スタックによって特徴付けられ、交互層の対を含む第２分布ブラッグ反射器；
から成ることを特徴とする垂直空洞面放出レーザ。
【請求項３】
垂直空洞面放出レーザの製造方法であって：
最上面上にボンディング層（１８）が配置された第１ＤＢＲミラー構造（１０）を用意する段階；
支持基板（２２），エッチ・ストップ層（２４），バッファ層（２６），ｐ−ドープ接触層（２８），ｐ−ドープ・クラッディング領域（３１，３２），活性領域（３４）およびｎ−ドープ・クラッディング領域（３７，３８）を含む活性レーザ構造（２０）を用意する段階；
ウエハ・ボンディング技法を用いて、前記第１ＤＢＲミラー構造（１０）を前記活性レーザ構造（２０）に装着する段階であって、前記第１ＤＢＲミラー構造（１０）の前記ボンディング層（１８）を、前記活性レーザ構造（２０）の前記ｎ−ドープ・クラッディング領域（３７，３８）にウエハ・ボンドする段階；
前記活性レーザ構造（２０）から、前記支持基板（２２），前記エッチ・ストップ層（２４），および前記バッファ層（２６）を選択的に除去する段階；および
前記ｐ−ドープ接触層（２８）上に第２ＤＢＲミラー構造（４２）を設ける段階；
から成ることを特徴とする方法。
【請求項４】
垂直空洞面放出レーザの製造方法であって：
シリコン支持基板上に配置された交互層の複数の対を含む第１ＤＢＲミラー構造を用意する段階であって、前記第１ＤＢＲミラー構造において、最上位交互層上に燐化ガリウム・ボンディング層を位置付け、前記複数の交互層は、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）物質を含む各対内の第１層およびシリコン（Ｓｉ）物質を含む各対内の第２層を含むものとし、前記ボンディング層をｎ−ドープ接触層として特徴付ける段階；
燐化インディウム支持基板を含む活性レーザ構造を設け、前記支持基板上に砒化インディウム・ガリウムのエッチ・ストップ層を配置し、該エッチ・ストップ層上に燐化インディウムのバッファ層を配置し、該バッファ層上にｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウムの接触層を配置し、該接触層上に砒化燐化インディウム・ガリウムの電流拡散層および燐化インディウムのクラッディング層を含むクラッディング領域を配置し、該クラッディング領域上に砒化燐化インディウム・ガリウムの活性領域を配置し、該活性領域上に燐化インディウムの電流拡散層および燐化インディウムのクラッディング層を含む追加のクラッディング領域を配置する段階；
ウエハ・ボンディング技法を用いて、前記第１ＤＢＲミラー構造を前記活性レーザ構造に装着する段階であって、前記第１ＤＢＲミラー構造の前記燐化インディウム・ボンディング層を、前記活性レーザ構造の前記追加のクラッディング領域にウエハ・ボンドする段階；
前記活性レーザ構造から、前記支持基板，前記エッチ・ストップ層，および前記バッファ層を選択的に除去する段階；および
現時点で露出されているｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウムの接触層上に、誘電体ミラー構造として特徴付けられる、第２ＤＢＲミラー構造を設ける段階；
から成ることを特徴とする方法。
【請求項５】
垂直空洞面放出レーザの製造方法であって：
表面を有するシリコン支持基板を用意する段階；
酸化シリコン物質およびシリコン物質の交互層の対を含む第１分布ブラッグ反射器を配置し、前記交互層の対を、前記シリコン支持基板の前記表面に隣接して位置付ける段階；
前記第１分布ブラッグ反射器上に、ｎ−ドープ燐化ガリウムの接触層を配置する段階；
表面を有する燐化インディウムの支持基板を用意する段階；
前記燐化インディウムの支持基板上に砒化インディウム・ガリウムのエッチ・ストップ層、該エッチ・ストップ層上に燐化インディウムのバッファ層、該燐化インディウムのバッファ層上にｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウムの接触層，該ｐ−ドープ接触層上にｐ−ドープ・クラッディング領域、該ｐ−ドープ・クラッディング領域上に砒化燐化インディウム・ガリウムの活性領域、および該活性領域上にｎ−ドープ・クラッディング領域を配置する段階；
ウエハ融着技術を用いて、前記下地の第１分布ブラッグ反射器を含む前記ｎ−ドープ燐化ガリウム接触層を、前記ｎ−ドープ・クラッディング領域に装着する段階；
前記燐化インディウムの支持基板，前記砒化インディウム・ガリウムのエッチ・ストップ層および前記燐化インディウムのバッファ層を選択的に除去する段階；および
前記ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウムの接触層上に、第２分布ブラッグ反射器を配置し、酸化チタン物質および酸化シリコン物質を含む交互層の対を含むように前記第２分布ブラッグ反射器を形成し、該交互層の対を、前記ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウムの接触層に隣接して位置付ける段階；
から成ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザに関し、更に特定すれば、垂直空洞面放出レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、従来の縁放出半導体レーザは、その高い動作効率および変調能力のため、光通信において重要な役割を果たしているが、しかしながら、縁放出半導体レーザにはいくらかの欠点あるいは問題点があるために、用途によってはその使用が困難な場合もある。
【０００３】
近年、垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ：vertical cavity surface emitting laser）に対する関心が高まりつつある。従来のＶＣＳＥＬには、ダイ表面に垂直に光を放出すること、二次元アレイの製造が可能であること等、いくつかの利点がある。しかしながら、従来のＶＣＳＥＬにはいくつかの利点がある反面、これらにも１μｍより長い赤外線スペクトルにおける放出に関していくつかの欠点がある。これは、主に、ＶＣＳＥＬ構造の一部として含まれる分布ブラッグ反射器(distributed Bragg reflector) の反射率が低いことによるものである。このために、１μｍより長い赤外線スペクトル用ＶＣＳＥＬの生産性は非常に限られている。
【０００４】
長波長（１．３２マイクロメートルないし１．５５マイクロメートル）垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、最少ファイバ分散(minimum fiber dispersion)が１．３２マイクロメートルであり、最少ファイバ損失(minimum fiber loss)が１．５５マイクロメートルであるために、光遠隔通信業界において強い関心がよせられている。分散シフト・ファイバ(dispersion shifted fiber)は、最少分散および最少損失共に１．５５マイクロメートルである。長波長ＶＣＳＥＬは、ＩｎＰクラッディング層に一致させたＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｐ1-y 活性層格子に基づくものである。しかしながら、この物質系では、適切なモノリシックＤＢＲを基本とするミラー構造を達成するのは、実際には不可能である。何故なら、この物質系では屈折率の差がさほどないからである。その結果、相応の反射率を得るためには、多くの層、即ち、ミラー対が必要となる。
【０００５】
この問題に対処するために、ウエハ・ボンディング技法を利用する素子の製造を含む、多くの試みがなされてきているが、未だ限られた成功が示されているに過ぎない。一例として、現在利用されている素子では、ＤＢＲミラー構造をＧａＡｓ基板上に成長させるものがある。次に、ＩｎＰ構造上に活性層を成長させる。次に、２つの素子を一緒にフリップ装着(flip mount)し、ウエハ融着技法(wafer fusion technique)を用いて融着する。最終的に得られるのは、製造に費用がかかり、低効率，低出力電力および低歩留まりを呈する素子である。加えて、ウエハ融着過程における界面欠陥密度(interface defect density)のために、ＶＣＳＥＬ最終製品には、潜在的に信頼性に関する問題がある。
【０００６】
したがって、光遠隔通信技術に用いるための、信頼性および価格効率性が高い赤外線垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）を開発することが必要とされている。
【０００７】
即ち、シリコン（Ｓｉ）物質および酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）物質の交互層から成り、ウエハ融着技法を用いてＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ活性領域に融着させたＤＢＲミラー構造をその一部として含み、これによって高い反射率を可能にする、光遠隔通信技術において用いるための赤外線垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）を提供することが非常に望ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シリコン基板，およびＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ物質系活性領域を利用することにより高い反射率を達成する、新規で改良された垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、垂直空洞面放出レーザにおいて、シリコン基板，およびその上に形成されたシリコン（Ｓｉ）および二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）の交互層を、当該ＶＣＳＥＬ素子に含まれる高反射率ＤＢＲミラー構造の一部として含むＶＣＳＥＬを提供することである。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、ＤＢＲミラーおよびＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ活性領域の融着界面における欠陥密度低下を図る、新規で改良された垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）を提供することである。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、赤外線スペクトルにおける放出を可能とする、新規で改良された垂直空洞面放出レーザを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述のおよびその他の問題の解決、ならびに上述のおよびその他の目的の実現は、表面を有するシリコン支持基板を含み、更に交互層の対を含む垂直空洞面放出レーザにおいて達成される。第１分布ブラッグ反射器上に第１接触層を配置する。第１接触層は、ボンディング層としても特徴付けられる。第１接触層に、第１クラッディング領域をウエハ融着する。第１クラッディング領域上に活性領域を配置する。活性領域上に第２クラッディング領域を配置し、第２クラッディング領域上に第２接触層を配置する。第２接触層上に誘電体ミラー・スタックを配置する。
【００１３】
加えて、最上面上にボンディング層を位置付けた第１ＤＢＲミラー構造を用意する段階を含む、垂直空洞面放出レーザの製造方法も開示する。次に、支持基板，エッチ・ストップ層，バッファ層，第１クラッディング領域，活性領域および第２クラッディング領域を含む活性レーザ構造を作成する。一旦完成したなら、支持基板，エッチ・ストップ層，およびバッファ層を、活性レーザ構造から選択的に除去する。ＶＣＳＥＬ素子構造を完成するために、ウエハ・ボンディング技法を用いて、第１ＤＢＲミラー構造を活性レーザ構造上に装着する。第１ＤＢＲミラー構造のボンディング層は、活性レーザ構造の第２クラッディング領域にウエハ・ボンドされる。
【００１４】
本発明の特徴であると確信する新規の構造は、特許請求の範囲に明示してある。しかしながら、本発明自体ならびにその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を参照し、添付図面と関連付けながら読むことによって最良に理解されよう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この説明の間、同様の参照番号を用いて、本発明を図示する異なる図面に係る同様の素子を識別することとする。これより図１を参照すると、本発明による分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）ミラー・スタック１０の簡略拡大図が示されている。ＤＢＲミラー・スタック１０は、上面１１を有する支持基板１２上に形成されている。支持基板１２はシリコン物質で形成されている。基板１２の表面１１上には、分布ブラッグ反射器ミラー・スタック１０を構成する交互層１３の複数の対が作成される。即ち、交互層１３は、各対の中に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）物質の層１４およびシリコン（Ｓｉ）物質の層１６を含む。交互層１３の製造には、化学蒸着（ＶＣＤ），プラズマ・エンハンス化学蒸着（ＰＥＣＶＤ），スパッタリング，電子ビーム堆積（Ｅ−ビーム），および／またはボンドおよびエッチ・バック絶縁物上シリコン（ＳＯＩ）ウエハ融着技術を含む標準的なエピタキシャル成長技法を利用することを開示する。
【００１６】
好適実施例では、交互層１３の複数の対は、ＳＯＩ技術を利用して形成することにより、酸化シリコン物質の第１層１４をシリコン基板１２にウエハ融着する。その後、エッチ・バックＳＯＩ技術を用いて、各シリコン物質の層１６を、直前の酸化シリコンの層１４にウエハ・ボンドする。より具体的には、所望の深さにインプラントを利用し、エッチ・バックして次の層の形成を可能にすることによりミラー対、即ち、反射器対（Ｓｉ／ＳｉＯ2 ）を作成する。追加のミラー対が必要な場合、更にいくつかの層、即ち、追加ミラー対を既存の層１４，１６上に堆積する。単結晶シリコン物質の最終層１６を、交互層１３の最上層として作成する。別の製造技法では、エピタキシャル成長技法をＳＯＩ技術と組み合わせて利用して交互層１３を作成することにより、シリコン物質の層１６を基板１２上に堆積する。次に、層１６の一部を酸化させて、酸化シリコン物質の層１４を形成する。あるいは、シリコン基板１２上に酸化シリコン物質の層１４を堆積し、この酸化シリコン層上に、シリコン物質の層１６を堆積する。このプロセスは、前述のＤＢＲミラー構造１０の交互層１３の複数の対を形成するまで繰り返される。ＳＯＩ技術を用いた酸化シリコン物質の直前の層１４に対するシリコン・ウエハ・ボンディングを利用して、シリコン物質の最終層１６を用意する。これによって、高い結晶品質のシリコン層を、交互層１３の最上層として形成することが可能となり、シリコン物質の最終層の最上面上に、バッファ層１８の成長が可能となる。
【００１７】
前述のように、交互層１３は対で作成する。通常、交互層１３は、４対ないし７対のミラーを有することができ、好適な対数は５ないし６対である。加えて、出願人は、シリコンおよび酸化シリコンの５ミラー対が、赤外線スペクトルにおいて動作する完全なＶＣＳＥＬ素子に、適切な反射率特性を与えると確信する。しかしながら、交互層１３の数は、特定用途に応じて調節可能であることは理解されよう。また、前述のように、最上位交互層は、高結晶シリコン物質で作られ、交互層１３の最上層を形成する。高い反射率を達成するためには、分布ブラッグ反射器１０内の各反復層は、正確に同一、即ち、各層１４，１６に対して１／４波長とし、これら層間に適切な構造的干渉を維持しなければならない。シリコンの屈折率が約３．５に対し、酸化シリコンの屈折率が約１．５であり、これら２つの物質間には、大きな屈折率の差が存在する。したがって、ＤＢＲミラー構造１０内において適切な反射率を達成するために必要な交互層１３の対数は、少なくて済む。
【００１８】
単結晶構造として作成された、シリコン物質の最上層１６上には、ｎ−ドープ燐化ガリウムの層から成るバッファ層１８を位置付ける。層１８は、活性ＶＣＳＥＬ構造（以下で論ずる）とのボンディング層として、および完成された素子構造におけるｎ−接点として機能する。
【００１９】
次に図２を参照すると、表面２３を有する支持基板２２上に形成された垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）２０の活性構造の簡略拡大断面図が示されている。尚、図２は単一のＶＣＳＥＬ２０の一部を示すのみであるが、ＶＣＳＥＬ２０は、基板２２上に配置されアレイを形成する多くのＶＣＳＥＬを代表する場合もあることは理解されよう。通常、活性ＶＣＳＥＬ構造２０は、エッチ・ストップ層２４，バッファ層２６，第２接触層２８，第１クラッディング領域３０，活性領域３４および第２クラッディング領域３６のような、いくつかの規定区域即ち領域で構成される。
【００２０】
本例では、基板２２は燐化インディウム（ＩｎＰ）物質で作られ、完全な長波長ＶＣＳＥＬ素子の製造の間に選択的に除去する。この特定例では、支持基板２２を用いてＶＣＳＥＬの活性領域を成長させる。加えて、エッチ・ストップ層２４を設け、基板２２および燐化インディウム・バッファ層２６に隣接して位置付ける。これらの層は完全な素子の製造の間に選択的に除去する。
【００２１】
典型的に、エッチ・ストップ層２４，バッファ層２６，第２接触層２８，第２クラッディング領域３６，活性層３４および第１クラッディング領域３０のような、必要とされる多数の層状構造を堆積するには、分子ビーム・エピタキシ（ＭＢＥ），金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）等のような適切なエピタキシャル堆積方法が用いられる。また、これらの層の多くは、ｎ−ドープ燐化インディウム，ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウム，および砒化インディウム・ガリウムのような、化合物材料で作られることも理解されよう。また、エピタキシャル堆積を広く用いて、ＶＣＳＥＬ２０の活性領域を構成する多数の層を生成することも理解されよう。
【００２２】
通常、第２接触層２８，第１クラッディング領域３６，第２クラッディング領域３０，および活性領域３４の厚さは、完成されたＶＣＳＥＬ素子によって放出される光の波長の一部として表される。各層の厚さおよびドーピング・レベルは正確に制御しなければならないことは理解されよう。設計されたパラメータに対する僅かなずれでさえも、ＶＣＳＥＬの性能に影響を与える可能性があり、その結果最終的な製造歩留まりにも影響を及ぼすことになる。
【００２３】
ＶＣＳＥＬ２０のドーピングを行うには、ドーパント物質、例えば、ｎ−型ドーパントおよびｐ−型ドーパントを、エピタキシャル堆積に用いるエピタキシャル物質に添加し、エピタキシャル的に堆積された物質にドーピングを行う。多くの異なるドーパント濃度，特定のドーパント物質，およびドーパント物質の配置を使用することができる。
【００２４】
一旦エッチ・ストップ層２４上にバッファ層２６を堆積したなら、第２接触層２８、より具体的には、高濃度ｐ−ドープ砒化燐化インディウム・ガリウム物質を含む層を、バッファ層２６上にエピタキシャル成長させる。接触層２８は、完成されたＶＣＳＥＬ素子にＰ−金属接点を与え、活性領域３４の転位(dislocation) 等のマイグレーションを防止することによって、ＶＣＳＥＬ素子の信頼性を高める。
【００２５】
次に、クラッディング領域３０は、その前の層（例えば、接触層２８）の上にエピタキシャル的に配置または堆積された１つ以上の層から成るものとして示されている。クラッディング領域３０は、低濃度にｐ−ドープされた砒化燐化インディウム・ガリウムの電流拡散層(current spread layer)３１のようないずれかの適切なドープ物質層または非ドープ物質層，および接触層２８上にエピタキシャル的に堆積された燐化インディウム・クラッディング層で構成されている。活性領域３４は、クラッディング領域３０上にエピタキシャル的に堆積または配置された単一層によって表されている。しかしながら、活性領域３４は１つ以上のバリア層および量子井戸等、更に具体的には、第１バリア層および第２バリア層，ならびにこれら第１バリア層および第２バリア層の間に位置する量子井戸層を含み得ることは理解されよう。活性領域３４は、更に、砒化燐化インディウム・ガリウム物質も含む。次に、活性領域３４上に、クラッディング領域３６をエピタキシャル的に成長または配置する。クラッディング領域３６は、低濃度ｎ−ドープ燐化インディウム電流拡散層３７およびｎ−ドープ燐化インディウム・クラッディング層３８を含む。
【００２６】
次に図３を参照すると、開示した方法にしたがって製造された完全なＶＣＳＥＬ素子構造４０が、簡略断面図で示されている。他の方法を利用することも可能であり、これから記載する過程は単に例示および説明の目的のためであることは、勿論理解されよう。図１および図２に関連して既に示し説明した素子と同様の図３における構造の素子には、同様の番号を付してある。
【００２７】
素子構造４０の製造の間、６００ないし６５０℃の範囲の温度を利用し、約３０分間Ｈ2 雰囲気の中で、図１に示したようなＤＢＲミラー構造１０を、図２に示したような活性構造２０にフリップ装着(flip mount)し、融着する。より具体的には、第１接触層として特徴付けられる、ＤＢＲミラー構造１０のｎ−ドープ燐化ガリウム層、即ち、ｎ−接触層１８を、活性ＶＣＳＥＬ素子構造２０のクラッディング領域３６の最上面にウエハ融着(wafer fuse)する。次に、支持基板２２，エッチ・ストップ層２４およびオプションのバッファ層２６を、活性ＶＣＳＥＬ構造２０から選択的に除去する。
【００２８】
次に、第２接触層２８，クラッディング領域３０，および活性領域３４にエッチングを行い、ＶＣＳＥＬ４０を規定するが、直径は、レーザ放出開口５２および動作キャビティ領域よりも未だかなり大きいままにしておくことにより、活性領域３４がこのエッチング工程による損傷を受けないようにする。あるいは、設計上のレーザ放出開口５２よりも多少大きな注入マスクを用いて、陽子注入(proton implantation) を電流分離のために利用することも可能である。
【００２９】
酸化インディウム錫，金，金亜鉛，プラチナ金，チタン・タングステン，金ベリリウム，またはこれらの組み合わせのような、いずれかの適切な導電性物質を層２８上に配置することによって、接触層２８上にＰ−金属電気接点４８を形成する。更に、酸化インディウム錫，金，金ゲルマニウム，ニッケル・ゲルマニウム金，またはこれらの組み合わせのような、いずれかの適切な導電性物質を層１８に関して配置することによって、Ｎ−金属電気接点５０を接触層１８に接触するように形成する。電気接点４８，５０にどのような物質の選択を行うかに応じて、第１および第２接触層１８，２８ならびに電気接点を形成するための具体的な配置方法および当該特定の物質のパターニングが変わることは理解されよう。一旦上述のエッチングおよび注入工程が完了したなら、レーザ放出開口５２を開放状に残すように、Ｐ−金属接点４８を接触層２８上に堆積する。次に、クラッディング領域３６の表面上のように、第１接触層１８に関してＮ−金属接点５０を堆積する。
【００３０】
最後に、接触層２８上に、第２分布ブラッグ反射器４２、即ち、誘電体ミラー構造を堆積する。この特定実施例では、ＶＣＳＥＬ４０は上側の放出レーザであるので、赤外線レーザ放出光５４が放出される放出窓即ち開口５２を規定するように、この第２分布ブラッグ反射器４２を形成する。尚、多くの他のタイプの電気接点も利用可能であり、本構造は説明の目的のために示すに過ぎないことは理解されよう。
【００３１】
第２分布ブラッグ反射器４２は、複数の交互層で構成される。より具体的には、第２ＤＢＲ４２は、１つ以上の酸化チタン物質の層４４，および１つ以上の酸化シリコン物質の層４６を含む複数の交互層から成る誘電体ミラー・スタックとして作成する。一例として、接触層２８上に酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の層をエピタキシャル的に堆積し、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）の層を酸化チタンの層上にほぼエピタキシャル的に堆積することにより、別のミラー対即ち別の反射器対（ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ）を作成する。追加のミラー対が必要な場合、さらにいくつかの層、即ち、追加のミラー対を、既存の酸化チタン層および酸化シリコン層の上に堆積する。あるいは、第２分布ブラッグ反射器４２は、Ｓｉ／Ａｌ2 Ｏ3 物質系またはＳｉ／ＳｉＯ2 物質系で形成する。第２分布ブラッグ反射器４２は誘電体ミラー構造として機能することは理解されよう。
【００３２】
通常、第２分布ブラッグ反射器４２の複数の交互層は、１対ないし１０対のミラー対であり、好適なミラー対数は４ないし５対の範囲である。しかしながら、ミラー対の数は、特定用途毎に調整可能であることは理解されよう。
【００３３】
以上のように、赤外線放出垂直空洞面放出レーザ素子および製造方法について開示した。本発明の装置は、２つの別個のウエハ構造として作成され、その後ＳＯＩウエハ・ボンディング技術を利用して一方を他方にウエハ・ボンドし、本発明の長波長ＶＣＳＥＬ素子を形成する。燐化インディウム支持基板上に活性ＶＣＳＥＬ構造を作成し、シリコン支持基板上に作成されるＳｉ／ＳｉＯ2 ＤＢＲミラー構造とのウエハ融着に先だって、選択的な除去を可能にする。Ｓｉ／ＳｉＯ2 ＤＢＲミラー構造は、高い反射率を可能にする。開示した素子は、赤外線範囲のレーザ光を放出するように設計され、２つのウエハ構造の界面における欠陥密度の減少，歩留まりの向上および製造費用の削減を可能にする。
【００３４】
開示した方法の種々の工程は、説明の目的のために特定の順序で行ったが、開示した方法の種々の工程は、相互交換可能であり、更に、特定の用途では他の工程との組み合わも可能であることは理解されよう。また、開示された方法におけるこのような変更は全て、特許請求の範囲に該当することを十分に意図するものである。
【００３５】
以上、本発明の特定実施例について示しかつ説明したが、更に他の変更や改良も当業者には想起されよう。したがって、本発明はここに示した特定形態に限定されないと理解されることを望むと共に、特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲から逸脱しない全ての変更を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にしたがって支持基板上に作成されたＳｉ／ＳｉＯ2 ミラー構造の拡大簡略断面図。
【図２】本発明によるＶＣＳＥＬ素子の活性構造の拡大簡略断面図。
【図３】本発明による完成された長波長ＶＣＳＥＬ素子の拡大簡略断面図。
【符号の説明】
１０    分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）ミラー・スタック
１２    支持基板
１３    交互層
１４    二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）物質層
１６    シリコン（Ｓｉ）物質層
１８    バッファ層
２２    支持基板
２４    エッチ・ストップ層
２６    バッファ層
２８    第２接触層
３０    第１クラッディング領域
３４    活性領域
３６    第２クラッディング領域
３７    電流拡散層
３８    クラッディング層
４０    ＶＣＳＥＬ素子構造
４２    第２分布ブラッグ反射器
４４    酸化チタン物質層
４６    酸化シリコン物質層
４８，５０    電気接点
５２    開口
５４    赤外線レーザ放出光
【図１】
0003805522.tif 000002
【図２】
0003805522.tif 000003
【図３】
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