(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザであって：
基板上に形成された垂直空洞面放出レーザ；
前記基板上に、前記垂直空洞面放出レーザに隣接して形成された側設一体化光検出器；および
前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間に形成され、前記側設一体化光検出器から前記垂直空洞面放出レーザを分離する分離領域；
を含み、
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって形成されていることを特徴とする垂直空洞面放出レーザ。
【請求項２】
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって、前記プロトン・インプラント間の横方向の自然放出に対する吸収領域を規定することを特徴とする請求項１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項３】
前記垂直空洞面放出レーザは、前記基板の表面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および該活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを含むことを特徴とする請求項１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項４】
前記側設一体化光検出器は、前記基板の表面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および該活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを更に含むことを特徴とする請求項１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項５】
前記分離領域は分離溝を含むことを特徴とする請求項１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項６】
側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザであって：
第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および前記活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、光を生成し該光が通過する光路を規定する垂直空洞面放出レーザであって、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され、前記垂直空洞面放出レーザへの動作電力を供給する第１および第２電気接点を更に含む垂直空洞面放出レーザ；
第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および該活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、前記垂直空洞面放出レーザから放出されたレーザ・パワーを検出可能な素子を規定する側設一体化光検出器であって、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され、前記側設一体化光検出器への動作電力を供給する第１および第２電気接点を更に含む側設一体化光検出器；および
前記第１ミラー・スタック，前記活性領域，および前記第２ミラー・スタック内に配置された分離領域であって、前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間の横方向の電流分散を遮断するように、前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間に配置された分離領域；
を含み、
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって形成されていることを特徴とする側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項７】
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって、前記プロトン・インプラント間の横方向の自然放出に対する吸収領域を規定することを特徴とする請求項６記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項８】
前記垂直空洞面放出レーザの前記基板，前記活性領域，ならびに前記第１および第２ミラー・スタックは、前記側設一体化光検出器の前記基板，前記活性領域，ならびに前記第１および第２ミラー・スタックと同一であることを特徴とする請求項６記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項９】
前記分離領域は分離溝によって形成されていることを特徴とする請求項６記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１０】
前記側設一体化光検出器は、逆バイアスされているかバイアスされていないかの内一方であることを特徴とする請求項６記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１１】
側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザであって：第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および前記活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、光を生成し該光が通過する光路を規定する垂直空洞面放出レーザであって、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され、前記垂直空洞面放出レーザへの動作電力を供給する第１および第２電気接点を更に含む前記垂直空洞面放出レーザ；
第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および前記活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、前記垂直空洞面放出レーザから放出されたレーザ放出光の一部を検出可能な領域を規定する側設一体化光検出器であって、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され、前記側設一体化光検出器への動作電力を供給する第１および第２電気接点を更に含む前記側設一体化光検出器；および
前記第１ミラー・スタック，前記活性領域，および前記第２ミラー・スタック内に配置された少なくとも１つのプロトン・インプラントを含む分離領域であって、前記少なくとも１つのプロトン・インプラントが、前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間の横方向の電流分散を遮断するように前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間に配置された分離領域；
を含み、
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって形成されていることを特徴とする側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１２】
前記分離領域は、少なくとも２つの離間したプロトン・インプラントによって、前記プロトン・インプラント間の横方向の自然放出に対する吸収領域を規定することを特徴とする請求項１１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１３】
前記垂直空洞面放出レーザ，前記側設一体化光検出器および前記分離領域の構造はリング状構造に形成されていることを特徴とする請求項１１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１４】
前記垂直空洞面放出レーザおよび前記側設一体化光検出器は、共通の基板，共通の活性領域および共通の第１および第２ミラー・スタックを共有することを特徴とする請求項１１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１５】
前記垂直空洞面放出レーザはメサ型構造であることを特徴とする請求項１１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１６】
前記垂直空洞面放出レーザはプレーナ構造であることを特徴とする請求項１１記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１７】
前記プレーナ構造は、レーザ放出光が通過する電流路を規定する少なくとも１つのプロトン・インプラントを含むことを特徴とする請求項１６記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ。
【請求項１８】
自動パワー制御のための側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザの製造方法であって：
基板の前記第１面上に複数の半導体堆積層を堆積させる段階；
前記複数の半導体堆積層をパターニングすることによって、垂直空洞面放出レーザと側設一体化光検出器とを同時に形成する段階；
前記垂直空洞面放出レーザへの動作電力を供給する第１および第２電気接点を設ける段階；
前記側設一体化光検出器への動作電力を供給する第１および第２電気接点を設ける段階；および
前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間の横方向の電流分散を遮断するように前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間に配置された前記分離領域を設ける段階；
を含み、
前記分離領域を設ける前記段階は、２つのプロトン・インプラントを形成することを特徴とする方法。
【請求項１９】
分離領域を設ける前記段階は、２つのプロトン・インプラントの間に横方向の自然レーザ放出光吸収のための領域を規定する段階を含むことを特徴とする請求項１８記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザの製造方法。
【請求項２０】
側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザの製造方法であって：
第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および前記活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、光を生成し該光が通過する光路を規定する垂直空洞面放出レーザを形成し、前記垂直空洞面放出レーザに、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され前記垂直空洞面放出レーザへの動作電力を供給する第１および第２電気接点を設ける段階；
第１面を有する基板，該基板の前記第１面上に配置された第１ミラー・スタック，該第１ミラー・スタック上に配置された活性領域，および前記活性領域上に配置された第２ミラー・スタックを有し、前記垂直空洞面放出レーザから放出されたレーザ放出光の一部を検出可能な素子を規定する側設一体化光検出器を形成する段階であって、前記第１および第２ミラー・スタックによってそれぞれ結合され、前記側設一体化光検出器への動作電力を供給する第１および第２電気接点を更に含む前記側設一体化光検出器を形成する段階；および
前記第１ミラー・スタック，前記活性領域，前記第２ミラー・スタック内に形成された分離領域を設ける段階であって、前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間の横方向の電流分散を遮断するように前記垂直空洞面放出レーザと前記側設一体化光検出器との間に配置された前記分離領域を設ける段階；
を含み、
前記分離領域を設ける前記段階は、２つのプロトン・インプラントを形成することを特徴とする方法。
【請求項２１】
分離領域を設ける前記段階は、２つのプロトン・インプラントの間に横方向の自然レーザ放出光吸収のための領域を規定する段階を含むことを特徴とする請求項２０記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザの製造方法。
【請求項２２】
分離領域を設ける前記段階は、分離溝の形成を含むことを特徴とする請求項２０記載の側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は垂直空洞面放出レーザに関し、更に特定すれば、垂直空洞面放出レーザの動作の監視および制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）および端面放出レーザ(edge emitting laser) 等の半導体レーザはよく知られており、様々な構成に形成されている。事実上全てのＶＣＳＥＬの構成において基本となるのは、２個のミラー・スタック(mirror stack)間に挿入された活性領域である。この２個のミラー・スタックおよび活性領域に電流を駆動することによって、レーザを活性化(activate)する。通常、これを行うには、レーザの一端にあるミラー・スタック全体に第１電極を、またレーザの他端にある他方のミラー・スタック全体に第２電極を配置する。電極の内一方は、概略的に、光が放出される中央の開口を規定する。
【０００３】
ＶＣＳＥＬのような発光素子の自動パワー制御(automatic power control) （ＡＰＣ）を行うことによって、これらの素子は一定しかつ一貫した出力の維持が可能となる。通常、端面放出レーザ素子の自動パワー制御は容易に達成されるが、これは端面放出素子が２端部から光を放出するからである。このため、放出端部の内一方を用いてパワー出力を測定し、この後これを用いて端面放出素子に対するパワー入力を調整することにより、パワー出力を調整する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＶＣＳＥＬは通常単一面のみから光を放出するので、ＶＣＳＥＬの自動パワー制御（ＡＰＣ）は困難な課題であり、このため、出力の測定およびその後の調整も困難な課題となる。従来、この作業を行うために、ＶＣＳＥＬからの放出光路に、フォトダイオード，ミラー，ビーム・スプリッタ等の様々な光学素子を手作業で配置している。光学素子を手作業で配置することにより、高製造コスト，再現性の欠如，および粗末な品質管理等、いくつかの問題または欠点が生るため大量生産に支障を来たす。
【０００５】
従来のＶＣＳＥＬのＡＰＣは種々の欠点および問題を有するので、大量生産の用途における製造が不可能であることは容易に理解できよう。よって、一体化されたＶＣＳＥＬおよび光検出器、ならびにその製造工程の簡略化とコスト低減および信頼性向上を図った製造方法を得ることができれば、極めて有益であろう。
従って、従来技術に固有の前述およびその他の欠点を排除することができれば、極めて有益であろう。よって、本発明の目的は、一体化されたＶＣＳＥＬおよび光検出器を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、ＶＣＳＥＬおよび光検出器、即ち、フォトダイオードの一体構造において、ＶＣＳＥＬのエピタキシャル成長層内において横方向にフォトダイオードが形成された構造を提供することである。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、製造工程中におけるＶＣＳＥＬおよびフォトダイオードの整合に関する問題を解決する、一体化ＶＣＳＥＬおよびフォトダイオードを提供することである。
【０００８】
また、本発明の更に別の目的は、組立が非常に簡単で、大量生産に適しており、製造コスト低減を図った一体化ＶＣＳＥＬおよびフォトダイオードを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述およびその他の問題の実質的な解決、ならびに上述およびその他の目的の実現は、垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザ、およびかかる半導体レーザのパワー出力を監視するように機能するフォトダイオードのような側設一体化光検出器(laterally integrated photodetector)において達成される。側設一体化光検出器は、ＶＣＳＥＬを形成する複数の層のエピタキシャル成長において、またはかかる成長間に製造される。ＶＣＳＥＬの出力を監視することにより、フィードバックを用いて、ＶＣＳＥＬの一貫した制御を維持することが可能となる。
【００１０】
更に、上述およびその他の問題は実質的な解決、ならびに上述およびその他の目的の実現は、実現垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザおよび側設一体化光検出器の製造方法において達成される。かかる方法は、ＶＣＳＥＬをエピタキシャル成長によって製造する段階，プロトン・インプラント(proton implant)および／または分離溝(isolation trench)のような分離規定素子(defining isolation device) にを用い、ＶＣＳＥＬと同じエピタキシャル成長層を用いて、横側に配置した光検出器を製造および規定する段階を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施例を説明するが、まず図１に注目すると、概略的に１０として示す垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）が示されている。ＶＣＳＥＬ１０は、第１ミラー・スタック１１，第１クラッド層(cladding layer)１３，活性層１４（１個かそれ以上の量子井戸等），および第２クラッド層１５を有する活性領域１２，ならびに第２ミラー・スタック１７を含み、これらによって、光が生成され通過する光路が規定される。第２ミラー・スタック１７は、エッチングまたは選択的堆積により、メサ型構造(mesa-like structure) またはリッジ状構造(ridge-like structure)を形成する。この開示から、平面ＶＣＳＥＬ構造(planar VCSEL structure)を用いた別の実施例も予想される。これは典型的に同様の方法で製造され、第１ミラー・スタック内にプロトン・インプラントを含むことによって、平面ＶＣＳＥＬからの光放出のための電流路が規定される。このプロトン・インプラントを設けることは、上述のメサ型構造における第２ミラー・スタック１７のエッチングまたは選択的堆積に相当する。
【００１２】
電気接点２０は、第２ミラー・スタック１７の少なくとも上端部に接触するように形成されている。電気接点２０は、ＶＣＳＥＬ１０から第２ミラー・スタック１７を通した光の放出のためのウィンドウ２２を規定する。第１ミラー・スタック１１の下面、典型的に、素子が形成されている基板２６とは逆側の表面に、第２電気接点２４を配置する。
【００１３】
接点２０，２４を通じて印加される動作電圧によって、ＶＣＳＥＬ１０を通る電流が発生し、これが、既知のようなレージング作用(lasing action) を起こす。通常、電気接点２０は第２ミラー・スタック１７の表面上に配置されているので、電流は第２ミラー・スタック１７のメサ型構造全体を流れ、レージングは、電流が流れる領域全てにおいて維持される。光学モードの範囲外の電流は無駄になり、ＶＣＳＥＬの適切な動作を妨害することもあるので、典型的に、メサの直径寸法（および、プレーナＶＣＳＥＬ構造のプロトン・インプラントにより規定される放出領域）はＶＣＳＥＬの動作モードに依存しており、この直径は動作のモードと厳密に一致させる。このように、電流は概ね動作モードに限定される。次に図２ないし図６を参照するが、図２ないし図４においては、ＶＣＳＥＬ素子はリッジ状またはメサ型のＶＣＳＥＬ３０によって表わされ、また図５および図６においては、ＶＣＳＥＬ素子はプレーナＶＣＳＥＬ６０によって表されていることを注記しておく。図２に移ると、本発明を具体化したメサ型の垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）３０が示されている。ＶＣＳＥＬ３０は、第１ミラー・スタック３１，活性領域３２，および第２ミラー・スタック３７を含む。第２ミラー・スタック３７は、エッチングまたは選択的堆積により、上述のようなメサ型構造を形成する。あるいは、ＶＣＳＥＬ３０は、フォトリソグラフィ，エッチング，リフト・オフ(lift-off)，またこれらの組み合わせ等、従来技術において既知である適切な方法のいずれかにより、メサ型構造に形成する。第２ミラー・スタック３７においてメサ型構造を規定することにより、第２ミラー・スタック３２において光路が規定され、これが活性領域即ち領域３２で形成された光を反射し、かつ誘導する。
【００１４】
側設光検出器(lateral photodetector) ４０は、ＶＣＳＥＬ３０の周囲にまたはこれに隣接して形成されており、第１ミラー・スタック３１に対応する第１ミラー・スタック４１，活性領域３２に対応する活性領域４２，および第２ミラー・スタック３７に対応する第２ミラー・スタック４４を含む。本実施例では、側設光検出器４０は、ＶＣＳＥＬ３０に一体化され、更にこれと同時に形成される。即ち、第１ミラー・スタック４１，活性領域４２，および第２ミラー・スタック４４は、第１ミラー・スタック３１，活性領域３２，および第２ミラー・スタック３７と概ほぼ同一である。電気接点４６は光検出器４０の第２ミラー・スタック４４の少なくとも上端部に接触するように形成されており、電気接点４９はＶＣＳＥＬ３０の第２ミラー・スタック３７の少なくとも上端部に接触するよう形成され、ＶＣＳＥＬ３０の放出領域を規定する。基板５０の下面に、第２電気接点４８が配置されている（以下で説明する）。光検出器４０は、分離領域５３によって、ＶＣＳＥＬ３０から分離されている。更に特定すれば、分離領域５３は、エッチング，分離溝、あるいはＶＣＳＥＬ３０の周囲にまたはこれに隣接して形成されているプロトン・インプラント５１である。プロトン・インプラント５１は、ＶＣＳＥＬ３０から拡散する横方向電流を遮断および／または吸収することにより、光検出器４０が規定され、ＶＣＳＥＬ３０から分離される。オプションとして、更に光検出器４０を規定するため、この他に分離溝５２を設ける。あるいは、図３に示すように、複数の離間したプロトン・インプラント５１’を設けることにより、プロトン・インプラント５１’相互間の領域５４を規定する。図２に示す素子と同様の素子には全て同様の数字を付するが、異なる実施例であることを示すためにダッシュ（’）を追加することを注記しておく。図示のように、規定領域５４は、動作の間、ＶＣＳＥＬ３０’を外側光検出器４０’から更に分離するように機能する。より具体的には、規定領域５４は、２つの能動素子３０’，４０’間の吸収領域として機能し、ＶＣＳＥＬ３０’からの横方向の自然放出を吸収する。
【００１５】
次に図４を参照すると、本発明の好適な一体化ＶＣＳＥＬ３０および光検出器４０の簡略平面図が示されている。図示のように、好適実施例では、一体化ＶＣＳＥＬ３０および光検出器４０は、ほぼリング状の構造に形成されているので、標準ＴＯキャン内にＶＣＳＥＬ３０および光検出器４０を組み込み、光検出器４０によって、ＶＣＳＥＬ３０によって放出される反射レーザ放出光の横方向の検出を行うことができる。あるいは、本発明のＶＣＳＥＬおよび側設一体化光検出器は、いずれの数のほぼ幾何学的な構造にも形成可能である。より具体的には、本発明のＶＣＳＥＬおよび側設一体化光検出器を、ほぼ矩形状または正方形状の構造として形成して、ＶＣＳＥＬの周囲にまたはこれに隣接して光検出器を形成し、ＶＣＳＥＬおよび検出器間に、横方向の電流分散および／または横方向の自然レーザ放出光を遮断および／または吸収する分離領域を配置することができる。また、本発明の光検出器および分離領域は、ＶＣＳＥＬ構造の周囲にまたはこれに隣接して、対称的に配置する必要はないことが理解されよう。非対称構造が可能なことにより、反射レーザ放出光を検出および／または受光する実際の領域の拡大または縮小が可能となる。
【００１６】
次に図５および図６を参照すると、本発明による平面垂直空洞面放出レーザの別の実施例が、６０，６０’として示されている。図５を参照すると、ＶＣＳＥＬ６０は、第１ミラー・スタック６１，活性領域６２，および第２ミラー・スタック６３を含む。第２ミラー・スタック６３をほぼ平面状に堆積して、プレーナ構造を形成している。側設検出器７０は、ＶＣＳＥＬ６０の周囲にまたはこれに隣接して形成されており、第１ミラー・スタック６１に対応する第１ミラー・スタック７１，活性領域６２に対応する活性領域７２，および第２ミラー・スタック６３に対応する第２ミラー・スタック７４を含む。先に説明したメサ型ＶＣＳＥＬ３０におけると同様、側設光検出器７０はＶＣＳＥＬ６０と一体化されており、同時に形成される。即ち、第１ミラー・スタック７１，活性領域７２，および第２ミラー・スタック７４は、第１ミラー・スタック６１，活性領域６２，および第２ミラー・スタック６３とほぼ同一である。従来技術において既知の方法で製造した複数のプロトン・インプラント７５を用意して、更にＶＣＳＥＬ６０の活性発光領域(active light emitting region)を規定する。電気接点７６は光検出器７０の第２ミラー・スタック７４の少なくとも上端部に接触するよう形成されており、電気接点７９はＶＣＳＥＬ６０の第２ミラー・スタック６３の少なくとも上端部に接触するよう形成されている。基板８０の下面に、第２電気接点７８が配置されている（以下で論じる）。光検出器７０は、分離領域８１によって、ＶＣＳＥＬ６０から分離されている。更に特定すれば、分離領域８１は、エッチング，分離溝によって、および／または、ＶＣＳＥＬ６０の周囲にまたはこれに隣接して形成されたプロトン・インプラント８２である。図示のように、プレーナＶＣＳＥＬ６０および光検出器７０間に溝状構造を形成して、プロトン・インプラント８２の挿入を行う。先に論じたように、プロトン・インプラント８２は、ＶＣＳＥＬ６０および光検出器７０間の横方向の電流分散を遮断するように機能し、これによって、光検出器７０は一層厳密に規定され、かつ分離される。図２および図３を参照して既に説明したように、オプションとして、更に光検出器７０を規定するために、この他にも分離溝（図示せず）を設ける。
【００１７】
あるいは、図６に示すように、ＶＣＳＥＬ６０’の周囲にまたはこれに隣接して、複数のプロトン・インプラント８２’を設けることにより、プロトン・インプラント８２’相互間に形成される領域８３を規定してもよい。図５に示す素子と同様の素子には全て同様の数字を付するが、異なる実施例であることを示すために、ダッシュを追加することを注記しておく。図示のように、規定領域８３は、動作の間、ＶＣＳＥＬ６０’を外側光検出器７０’から更に分離するよう機能する。より具体的には、規定された領域８３は、２つの能動素子６０’，７０’間の追加吸収層として機能し、ＶＣＳＥＬ６０’によって放出された横方向の自然放出光が光検出器７０’に達する前に、これを吸収するように機能する。
【００１８】
尚、図１ないし図６は簡略図であり、本発明をより明白に示すため、多くの素子を意図的に省略していることは理解されよう。一般に、図１ないし図６に示すように、メサ型ＶＣＳＥＬ３０，３０’およびプレーナＶＣＳＥＬ６０，６０’の双方は、従来技術において既知の方法または工程のいずれかを用いて形成される。しかしながら、読者の理解を促す目的で、材料および方法についての簡単な説明を以下に行う。簡単に言えば、メサ型ＶＣＳＥＬ３０およびプレーナＶＣＳＥＬ６０の双方は、ガリウム砒素，りん化インジウム等、いずれかの適当な半導体基板上に製造する。図２および図３の第１ミラー・スタック３１，４１、および図５，６の第１ミラー・スタック６１，７１は、分布ブラッグ反射器(distributed Brag reflector)によって形成し、図２および図３の活性領域３２，４２、ならびに図５および図６の活性領域６２，７２は、ＡｌＧａＡｓクラッディングを有するＧａＡｓの量子井戸によって形成する。また、図２および図３の第２ミラー・スタック３７，４４、ならびに図５および図６の第２ミラー・スタック６３，７４は、図２および図３の活性領域３２，４２ならびに図５および図６の活性領域６２，７２の表面上に、分子ビームエピタキシャル法（ＭＢＥ），メト有機金属化学蒸着法(meto-organic chemical vapor deposition)（ＭＯＣＶＤ）等のいずれかの適切な方法を用いて、エピタキシャル的に堆積させた、分布ブラッグ反射器によって形成する。
【００１９】
一旦、リッジＶＣＳＥＬ３０またはプレーナＶＣＳＥＬ６０が形成されたなら、一連の堆積またはパターニング工程を行って、ここに開示した層およびインプラントの製造を更に進める。通常、化学蒸着法（ＣＶＤ），プラズマ・エンハンス化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ），スパッタリング等、従来技術において既知の適切な方法のいずれかによって堆積を行う。また、フォトリソグラフィ，リフト・オフ，エッチング，またはこれらの組み合わせ等、従来技術において既知の適切な方法またはプロセスのいずれかにより、パターニングおよびインプラントの工程を実施する。
【００２０】
動作の間、ＶＣＳＥＬ３０または６０はレーザ放出光を生成するが、先に説明したように、このレーザ放出光の自動パワー制御（ＡＰＣ）を必要とする。したがって、この構造は、標準的なＴＯシリーズのキャン内にパッケージされると、ＡＰＣが可能となる。キャンは、一般に、有角上部(angled upper portion)が形成されるように製造し、これをレーザ放出光が通過し、その一部は反射されて、側設光検出器４０または７０へと戻される。側設光検出器は、検出器として機能するように、逆バイアスされるか、あるいはバイアスされていない。レーザ放出光は駆動電流の関数として定義されるので、この反射および光検出器の逆バイアスの結果、駆動電流の増大または減少が起こる。
【００２１】
次に図７に移ると、本発明の一体化ＶＣＳＥＬおよび側設光検出器の動作が示されており、フィードバック系を用いることにより、ＶＣＳＥＬ３０のレーザ・パワーを制御する。制御装置８５は、側設光検出器４０が監視する情報を受信し処理する。より具体的には、ＶＣＳＥＬ３０の反射レーザ放出光を監視することにより、レーザ・パワー出力は、検出された特定のレーザ・パワーに基づいて処理される。光検出器４０によって監視された情報を処理することによって、レーザ・パワーにおける変化が検出される点の識別が可能となるので、ＶＣＳＥＬ３０を駆動するのに用いられる電流源８６からの電流の自動調整が得られる。したがって、レーザ光が放出されるレーザ・パワーを知ることにより、フィードバックに基づいた自動パワー制御（ＡＰＣ）が可能となり、これによって、特定の一定したレーザ・パワー出力におけるレーザ動作が維持される。
【００２２】
このように、半導体レーザ、更に特定すれば、共に形成された側設一体化光検出器を有する垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）、および側設光検出器を用いてＶＣＳＥＬのパワー出力を監視する方法が提供される。より具体的には、横側に形成された光検出器と一体化したＶＣＳＥＬが提供され、これによって、ＶＣＳＥＬのレーザ・パワー出力を容易に監視し、続いて所望の一定のレベルにほぼ自動的に調整することができる。更に、一体化ＶＣＳＥＬおよび光検出器は１つの素子として製造されているので、大量生産可能な素子であり、このためコストが低減され、信頼性および品質において著しい改善が可能となる。
【００２３】
本発明の具体的な実施例を図示し説明してきたが、当業者には更に別の変更および改良も想起されよう。本発明は図示した特定の形態に限定されるものではなく、また特許請求の範囲は、本発明の趣旨および範囲から逸脱しないあらゆる変更に対応するよう意図されているものであることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の垂直空洞面放出レーザの部分断面図。
【図２】従来のメサ型ＶＣＳＥＬおよび本発明による側設一体化光検出器の部分断面図。
【図３】本発明のメサ型ＶＣＳＥＬの第２実施例によるメサ型ＶＣＳＥＬおよび側設一体化光検出器の部分断面図。
【図４】図２の構造の一実施例の簡略平面図。
【図５】本発明によるプレーナＶＣＳＥＬおよび側設一体化光検出器の部分断面図。
【図６】本発明のプレーナＶＣＳＥＬの第２実施例によるプレーナＶＣＳＥＬおよび側設一体化光検出器の部分断面図。
【図７】フィードバック制御システムの簡略ブロック図。
【符号の説明】
１０    垂直空洞面放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）
１１    第１ミラー・スタック
１２    活性領域
１３    第１クラッド層
１４    活性層
１５    第２クラッド層
１７    第２ミラー・スタック
２０    電気接点
２２    ウィンドウ
２４    第２電気接点
２６    基板
３０，３０’    リッジ型またはメサ型ＶＣＳＥＬ
３１，４１    第１ミラー・スタック
３２，４２    活性領域
３７，４４    第２ミラー・スタック
４０    側設光検出器
４６，４９    電気接点
４８    第２電気接点
５０    基板
５１，５１’    プロトン・インプラント
５２    分離溝
５３    分離領域
６０，６０’    プレーナＶＣＳＥＬ
６１，７１    第１ミラー・スタック
６２，７２    活性領域
６３，７４    第２ミラー・スタック
７０，７０’    光検出器
７５    プロトン・インプラント
７６，７９    電気接点
７８    第２電気接点
８０    基板
８１    分離領域
８２，８２’    プロトン・インプラント
８５    制御装置
８６    電流源
【図１】
0003801311.tif 000002
【図２】
0003801311.tif 000003
【図３】
0003801311.tif 000004
【図４】
0003801311.tif 000005
【図５】
0003801311.tif 000006
【図６】
0003801311.tif 000007
【図７】
0003801311.tif 000008