面发光激光元件制造技术

能够容易地提高单一基本横模的输出的面发光激光元件，包括：反射层、谐振器隔离层、活性层、选择氧化层。所述选择氧化层被设置在与振荡光的电场的驻波分布的第４周期的节对应的反射层中的位置、和在与活性层侧相反方向上，与第４周期的节相邻接的与驻波分布的腹对应的反射层中的位置之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及面发光激光元件、具有它的面发光激光阵列、具有面发光激光元件或 者面发光激光阵列的电子照相系统、以及具有面发光激光元件或者面发光激光阵列的光通 信系统。
技术介绍
近年，在与基板垂直方向上产生激光振荡的面发光激光元件(面发光型半导体激 光元件)被花费精力地研究。与端面发光型激光元件相比，在面发光激光元件中振荡阈值 电流低，可以得到圆形的射出束形状。 而且，面发光激光元件在与基板垂直的方向上取出激光输出，所以容易进行高密 度二维阵列集成，对于并列光相互连接用光源、高速高精彩电子照相系统等的应用正在被 研究。 作为面发光激光元件的电流狭窄结构，使用了选择氧化的结构被广为得知(非 专利文献1、2)。在非专利文献1、2中，表示了将InGaAs作为活性层的0.98iim带的面 发光激光元件。在这些非专利文献1、2的面发光激光元件中，在活性层的上部设置的 p-Al。.gGa。.^s/GaAs构成的上部分布黑体(black)反射器中，设置有Al。.98Ga。.。2As构成的被 选择氧化层。 该面发光激光元件通过以下工艺制作在结晶成长后，将上部分布黑体反射器蚀 刻加工为高台(mesa)形状，以使被选择氧化层的侧面露出，并且在将加热至85°C的水在氮 气中起泡的环境中加热至425°C ，从蚀刻侧面向高台的中央对Al。. 98Ga。. 。2As构成的被选择氧 化层进行选择氧化。 通过选择氧化，在高台的周边形成由AlOx构成的绝缘区域，在高台的中央形成非 氧化区域的导通区域。AlOx是非常良好的绝缘体，可以将空穴的注入区域限定在高台的中 央部，可以得到1mA以下的振荡阈值电流。 而且，在选择氧化型面发光激光元件中，A10x的折射率为1. 6左右，比其他半导体 层小，所以产生氧化层的横方向的光封闭从而光的衍射损失降低，可以得到效率高的元件。 而且，为了使元件的效率提高，降低具有低折射率的氧化层的光散射损失是有效 的，采用将氧化层的位置设定在电场的驻波分布的节的位置的结构(非专利文献3)。 在非专利文献3中，表示了对将选择氧化层的位置作为驻波分布的节的位置的情 况和作为腹的位置的情况的阈值电流等进行比较，设置在节的位置的情况下光的散射损失 被抑制得较低，得到低阈值电流。 而且，在面发光激光元件的很多用途中，除了低阈值特性以外，还强烈要求高输出下的单峰性的束形状。但是，在选择氧化型面发光激光元件中，因为选择氧化层的横方向的 折射率差大，所以存在至高次横也容易被封闭，产生振荡的问题，单一横控制被作为非常重 要的课题被举出。为了降低高次的横方向的光封闭，减小横方向的有效折射率差，或者较小 地设定非氧化区域的面积等方法有效。 如非专利文献3那样将选择氧化层的位置设定在电场的驻波分布的节时，氧化层 产生的对电场分布的影响变小，可以降低有效折射率差。而且，如果减小非氧化区域的面 积，则分布宽的高次横逐渐从非氧化区域漏出，并可以使封闭作用降低。虽然也基于波长 带，但是在以往的元件中通过将氧化狭窄径设定为振荡波长的3 4倍左右，可以得到单一基本振荡。 但是，可以用上述的方法进行单一基本横控制仅是在比较低注入水平下的动作时，在已提高注入水平的情况下，存在发热导致的热透镜效果，或者由于载体的空间性的烧孔效应从而高次横振荡的问题。而且，在较小地设定非氧化区域的面积的方法中，由于振荡区域的面积减小所以难以得到高输出，而且存在元件的电阻也变大的问题。 因此，对于以上的单一基本横振荡中的高输出化的课题，提出了几个对面发光激光元件加载选择氧化层以外的其他控制机构的方法。例如，在专利文献l中公开了利用电极的高次横的滤波作用，抑制高次横的振荡的方法。在该以往技术中，通过对氧化狭窄径最佳地选择电极开口径的大小，实现单一基本横输出的提高。 而且，在专利文献2中，通过对与元件上部的半导体多层膜反射镜表面中的高次 横分布对应的区域实施浮雕(relief)状的加工，使对于高次横的多层膜反射镜的反射率 降低从而抑制振荡，并且实现单一基本横输出的提高。
技术实现思路
专利技术要解决的课题 但是，例如在专利文献1中公开的方法中，存在横特性和输出等对于电极开口的 面积、或电极开口和选择氧化结构的位置偏差等非常敏感的问题。因此，需要很高的位置匹 配精度、加工形状的控制性，难以传递到晶片面内，制造均匀性良好的元件。而且，在形成电 极开口的工艺中，需要对开口尺寸、位置偏差进行严格的工艺管理，成为增加制造成本的原 因。 而且，在专利文献2的利用介质层的反射率的变化的方法中，也需要形成介质膜 的工艺、以及将其部分去除的工艺，存在制造成本增加的问题。而且，同样元件特性对介质 膜和电流注入区域的位置匹配精度敏感，难以传递到晶片面内，制造均匀性良好的元件。 因此，本专利技术是为了解决该问题而完成的，其目的是提供能够容易地提高单一基 本横的输出的面发光激光元件。 而且，本专利技术的另一个目的是提供具有能够容易地提高单一基本横的输出的面发 光激光元件的面发光激光阵列。 再有，本专利技术的另一个目的是提供具有能够容易地提高单一基本横的输出的面发光激光元件、或者使用该面发光激光元件的面发光激光阵列的电子照相系统。 再有，本专利技术的另一个目的是提供具有能够容易地提高单一基本横的输出的面发光激光元件、或者使用该面发光激光元件的面发光激光阵列的光通信系统。 非专利文献1 -Applied Physics Letters vol. 66， No. 25， pp. 3413—3415， 1995. 非专利文献2 -Electronics Letters No. 24， Vol. 30， pp. 2043—2044， 1994. 非专利文献3:IEEE Journal of selected topics in quantum electronics,v01. 5， No. 3， p. p. 574-581， 1999. 专利文献1 :特开2002-208755号公报 专利文献2 :特开2003-115634号公报 解决课题的手段 按照本专利技术，面发光激光元件包括活性层；谐振器隔离层，被设置在活性层的两侧；反射层，被设置在谐振器隔离层的两侧，反射在所述活性层中振荡的振荡光；电流狭窄层，限制对所述活性层注入电流时的所述反射层的区域；以及抑制层，抑制在所述活性层中振荡的高次分量；所述活性层和所述抑制层之间的距离比所述活性层和第二选择氧化层之间的距离大。 专利技术的效果 在本专利技术的面发光激光元件中，选择氧化层被设置在反射层中的第一位置和反射 层中的第二位置之间，反射层中的第一位置与振荡光的电场的驻波分布的节对应，反射层 中的第二位置在与活性层侧相反方向上，与驻波分布的节相邻接的驻波分布的腹对应。其 结果，在活性层中振荡的高次横分量被抑制，射出由单一基本横分量构成的振荡光。 因此，按照本专利技术，可以容易地提高单一基本横的输出。 而且，在本专利技术的面发光激光元件中，选择氧化层中的非氧化区域的面积被设定为比以往的面发光激光元件更大的面积。 因此，可以容易地提高单一基本横的输出。 而且，本专利技术的面发光激光阵列具有本专利技术的面发光激光元件，所以抑制高次横 分量，并射出由单一基本横分量构成的振荡光。 因此，按照本专利技术，在面发光激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面发光激光元件，包括：活性层；谐振器隔离层，被设置在活性层的两侧；反射层，被设置在谐振器隔离层的两侧，反射在所述活性层中振荡的振荡光；电流狭窄层，限制对所述活性层注入电流时的所述反射层的区域；以及抑制层，抑制在所述活性层中振荡的高次模分量；所述活性层和所述抑制层之间的距离比所述活性层和第二选择氧化层之间的距离大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：轴谷直人，佐藤俊一，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]