專(zhuān)利名稱(chēng)：表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件以及以單峰橫向模式(single-peak 1ransv6rs6 mode)發(fā)射;敫光的方法。
背景技術(shù)：
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件以垂直于襯底表面的方向發(fā)射激光，是應(yīng)用 于各種領(lǐng)域的非凡的光源。
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件具有半導(dǎo)體襯底、在襯底上的包括具有不同 折射率的化合物半導(dǎo)體的一對(duì)上下反射體，即衍射布拉格反射體(DBRs)，
以及在該對(duì)反射體之間構(gòu)成發(fā)光區(qū)的有源層。
典型的，具有柱型臺(tái)面結(jié)構(gòu)(post-type mesa structure )的表面發(fā)光半導(dǎo) 體激光元件是具有電流限制區(qū)的上部DBR。例如，日本未審的專(zhuān)利申請(qǐng)公 開(kāi)號(hào)No.2001-210908公開(kāi)了 一種包括環(huán)形的柱型臺(tái)面結(jié)構(gòu)(post-type mesa s加cture)的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，其具有由干法蝕刻上部DBR而得 到的大約3 0 |a m的臺(tái)面直徑、以及通過(guò)選擇性的氧化AlAs層以有效的將電 流到注入有源層中而形成的環(huán)形的柱型臺(tái)面結(jié)構(gòu)內(nèi)的電流限制區(qū)。
參考上述日本專(zhuān)利申請(qǐng)及圖12,將描述包括柱型臺(tái)面結(jié)構(gòu)(post-type mesa structure ) 的常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件。圖12是示出了上述專(zhuān)利 申請(qǐng)中所公開(kāi)的常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖12所示，表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件80具有疊層結(jié)構(gòu)，其順序的 包括n型GaAs襯底82、包括n型半導(dǎo)體多層的下衍射布拉格反射體(以 下稱(chēng)"下DBR" ) 84、包括未摻雜的AlGaAs的下覆蓋層86、發(fā)光層(有源 層)88、包括未摻雜AlGaAs的上覆蓋層90、包括未摻雜AlGaAs的上衍射 布拉格反射體(以下稱(chēng)"上DBR" ) 92以及p型GaAs覆蓋層94。
下DBR84具有半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括具有在異質(zhì)界面上成 分梯度層的30.5對(duì)n型Ala2Gao.8As層和n型Al^Ga^As層。上DBR92具 有半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括具有在異質(zhì)界面上成分梯度層的25對(duì) p型Al0.2Ga0.8As層和p型Al。.9Gao」As層。
通過(guò)蝕刻覆蓋層94、上DBR92、上覆蓋層90、有源層88、下覆蓋層 86和下DBR84形成圓柱形臺(tái)面柱96。
在有源層88最靠近的側(cè)面上的DBR92的化合物半導(dǎo)體層上形成p型 AlAs層，代替p型Alo.9Gao.,As層。選擇性的氧化除中心環(huán)形區(qū)以外的p型 AlAs層中所含的Al,以提供氧化的鋁電流限制層98。
保留在中心環(huán)形區(qū)上的p型AlAs層作為電流注入?yún)^(qū)98A，氧化的鋁電 流限制層用作具有高電阻的絕緣區(qū)98B。
在臺(tái)面柱96和下DBR84上形成SiNx膜100。 SiNx膜具有用于暴露p 型GaAs覆蓋層94的開(kāi)口 ，其通過(guò)環(huán)形地去除臺(tái)面柱96的上表面上SiNx 膜100而提供。在開(kāi)口的外圍形成環(huán)形p側(cè)電極(上電極)102。在n型GaAs 襯底82的相反表面上形成n側(cè)電極(下電極)104。 P側(cè)電極102具有抽出 電才及106。
參照?qǐng)D13A和13B,將描述制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件80的方法。 圖13A與13B示出了表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件80的制造步驟的截面圖。
如圖13A所示，通過(guò)在n型GaAs襯底82上順序的層疊下DBR84、包 括未摻雜的AlGaAs的下覆蓋層86、有源層88、包括未摻雜AlGaAs的上 覆蓋層90、上DBR92和p型GaAs覆蓋層94形成疊層結(jié)構(gòu)。
通過(guò)層疊在異質(zhì)界面上具有成分梯度層的30.5對(duì)n型Ala2GaG.8As層和 n型Alo.9Ga。.,As層形成下DBR84。通過(guò)層疊在異質(zhì)界面上具有成分梯度層 的25對(duì)p型Alo.2Gaa8As層和p型AlQ.9GaaiAs層構(gòu)成上DBR92。
在形成上DBR之前，在最靠近或接近有源層88的側(cè)面的上DBR 92 的化合物半導(dǎo)體層上形成p型AlAs層108代替p型Al。.9GaaiAs層。
如圖13B所示，使用SiNx掩膜110,部分地蝕刻p型GaAs覆蓋層94、 上DBR92、 AlAs層108、上覆蓋層90、有源層88和下覆蓋層86，直到露 出下DBR84的上表面，由此形成臺(tái)面片主96。
在蒸汽氣氛下在站(TC加熱具有臺(tái)面柱96的疊層結(jié)構(gòu)大約25分鐘，以 僅選擇性的氧化從臺(tái)面柱96的側(cè)面至中心的p型AlAs層。
因此，形成電流限制層98。電流限制層98具有包括氧化的鋁層的圓柱 形電流限制區(qū)98B，和包括未被氧化并保留的p型AiAs層108的環(huán)形電流 注入?yún)^(qū)98A。環(huán)形電流注入?yún)^(qū)98A4^電流限制區(qū)98B圍繞。
在整個(gè)表面上形成SiNx膜100之后，環(huán)形地去除臺(tái)面柱96的上表面 上的SiNx膜100,以露出形成環(huán)形p側(cè)電極的p型GaAs覆蓋層94。在n 型GaAs襯底82的相反表面上形成n側(cè)電極104。結(jié)果，形成了常規(guī)表面 發(fā)光半導(dǎo)體激光元件80。
在包括柱型臺(tái)面結(jié)構(gòu)的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中，電流限制層98限 定將電流注入到有源層88中的路徑斷面。因此，電流集中的注入到電流限 制區(qū)98B周?chē)挠性磳?8中，其導(dǎo)致有效的激光振蕩。
典型的，常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件以多種模式的振蕩，其為在遠(yuǎn) 場(chǎng)圖(far-field pattern ) ( FFP )中具有多個(gè)峰的橫向模式(transverse mode )。
為了提高光學(xué)連接效率，當(dāng)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件被透鏡耦合至例 如通信領(lǐng)域中的光纖的光波導(dǎo)時(shí)，表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件以單峰橫向模 式所希望的發(fā)射光束，即高斯分布模式。
在氧化型電流限制結(jié)構(gòu)中，振蕩激光的模式數(shù)目基本上與電流限制層 的面積成比例。因此，當(dāng)電流限制層中的電流注入?yún)^(qū)增加時(shí)，可以在有源 層的窄區(qū)域中激發(fā)的單模式中發(fā)射光。
因此，在具有氧化型電流限制結(jié)構(gòu)的常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中， 當(dāng)包括氧化的鋁層的電流限制結(jié)構(gòu)(電流注入?yún)^(qū))的面積減小時(shí)，有源層 的發(fā)光區(qū)可能減小，并且光以單峰橫向模式選擇性的振蕩。
為了提供單峰橫向模式，電流限制結(jié)構(gòu)的面積應(yīng)該小到4"m或更小， 如M.Grabherr等在IEEE.Photo， Tech丄ett.Vo1.9， No.lO， p.1304中所報(bào)道。 但是，如果電流限制結(jié)構(gòu)的面積是4Mm或更小，將產(chǎn)生如下問(wèn)題。
首先，由于電流限制結(jié)構(gòu)的尺寸非常的小，產(chǎn)生錯(cuò)誤的容差變得有限。 因此很難形成具有小直徑與良好可控性的電流限制結(jié)構(gòu)的表面發(fā)光半導(dǎo)體 激光元件。同時(shí)，晶片的面內(nèi)均勻度(in-plane uniformity)變得很差，導(dǎo)致 產(chǎn)量的大量下降。
其次，與典型的器件相比，電流流過(guò)減小了一個(gè)數(shù)量級(jí)的電流注入?yún)^(qū)(AlAs層)，由此元件的電阻變大，即100Q或更多。結(jié)果，電流和發(fā)光效 率輸出較低。換句話說(shuō)，由于輸出取決于單峰橫向模式，因此從單峰橫向 模式的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件難以提供高輸出。
第三，由于由電流限制而引起的電阻增加，阻抗失配。如果試圖在高 頻下驅(qū)動(dòng)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，高頻特性會(huì)顯著的降低。因此，很難 將表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件應(yīng)用于如通信領(lǐng)域中所需的高頻驅(qū)動(dòng)的光傳 播。
對(duì)于表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中激光的橫向模式控制，日本未審查的 專(zhuān)利申請(qǐng)No.2002-359432公開(kāi)了例如通過(guò)處理發(fā)光表面來(lái)穩(wěn)定橫向模式的 方法。但是，該申請(qǐng)不是直接致力于單橫向模式的穩(wěn)定性，而是致力于高 階橫向模式的穩(wěn)定性。
曰本未審專(zhuān)利申請(qǐng)No.2001-24277公開(kāi)了相反于發(fā)光表面的反射表面 的提供一種反射率分布以穩(wěn)定橫向模式。但是，由于光注入穿過(guò)襯底，因 此很難將該發(fā)明應(yīng)用于表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件。此外，由于假定是質(zhì)子 注入型，因此很難將該發(fā)明應(yīng)用于氧化型電流限制結(jié)構(gòu)。
日本未審的專(zhuān)利申請(qǐng)No.9-246660公開(kāi)了 一種通過(guò)在激光內(nèi)配置包括 環(huán)形的衍射格柵的透鏡結(jié)構(gòu)來(lái)穩(wěn)定橫向模式的方法。但是，由于化合物半 導(dǎo)體層必須再生長(zhǎng)，因此工藝變得復(fù)雜。這些都是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題。
如上所述，使用常規(guī)技術(shù)，很難提供以單峰橫向模式發(fā)射激光的表面 發(fā)光半導(dǎo)體激光元件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種以單峰橫向模式發(fā)射穩(wěn)定的激光的表 面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種以高階模式發(fā)射 穩(wěn)定的激光的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件及其制造方法。
通過(guò)重復(fù)各種研究試驗(yàn)，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的振 蕩橫向模式不僅受到如上所述的電流限制結(jié)構(gòu)的面積的影響，而且還極大 的受到作為發(fā)光表面的臺(tái)面柱的上表面的光學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。換句話說(shuō)，橫 向模式極大的取決于折射率分布和電極的形狀。
元件，以確定臺(tái)面柱的上表面結(jié)構(gòu)與橫向模式之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)橫向
模式極大的受到臺(tái)面柱的上表面上的接觸層上的電極結(jié)構(gòu)和形狀、折射率 以及半導(dǎo)體層的膜厚度，即接觸層的影響。
通過(guò)深入的研究，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)一種結(jié)構(gòu)來(lái)提供以單峰橫向模
式發(fā)射激光的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，該結(jié)構(gòu)包括具有用來(lái)暴露上DBR 的第 一開(kāi)口并且在上DBR上延伸的接觸層、具有配置在第 一開(kāi)口之內(nèi)的用 來(lái)暴露上DBR的第二開(kāi)口的金屬膜形成的電極、以及在接觸層與電極之間 的具有配置在第一開(kāi)口之外的用來(lái)暴露接觸層的第三開(kāi)口的絕緣膜，如圖 14A所示。在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中，電流注入?yún)^(qū)的雜質(zhì)濃度高，該 區(qū)域的電流注入密度的均勻度得到提高。
在上面描述的上DBR的結(jié)構(gòu)中，電極中的第二開(kāi)口的外圍區(qū)域、接觸 層中的第一開(kāi)口的外圍區(qū)域，以及絕緣膜中第三開(kāi)口的外圍區(qū)域構(gòu)成了復(fù) 數(shù)折射率分布(complex refractive index distribution )結(jié)構(gòu)，其中復(fù)數(shù)折射率 自第二開(kāi)口的中心向外各向同性的變化。可以通過(guò)復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)來(lái) 提供單峰橫向模式。
換句話說(shuō)，接觸層與電極構(gòu)成了復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。
圖14A示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的
主要部分的截面示意圖。圖14B是描述圖14A所示的主要部分的功能的截
面示意圖。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，包括 襯底，
配置在襯底上的包括半導(dǎo)體多層的下反射體， 配置在下反射體上的有源層， 配置在有源層上的包括半導(dǎo)體多層的上反射體，
具有用來(lái)暴露上反射體的第一開(kāi)口并且在上反射體上延伸的化合物半 導(dǎo)體層，和
配置在第一開(kāi)口內(nèi)的具有用來(lái)暴露上反射體的第二開(kāi)口并且在化合物 半導(dǎo)體層上延伸的金屬膜，
其中金屬膜和化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)，其復(fù)數(shù)折射 率自第二開(kāi)口的中心向外變化。
依據(jù)該表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，在復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)中，復(fù)數(shù)折 射率自第二開(kāi)口中心向外各向同性的變化。可以更容易的提供單峰橫向模式。
本發(fā)明的另一方面是提供一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，
包括
襯底，
配置在襯底上的包括半導(dǎo)體多層的下反射體， 配置在下反射體上的有源層， 配置在有源層上的包括半導(dǎo)體多層的上反射體， 在上反射體上延伸的具有暴露上反射體的第一開(kāi)口的化合物半導(dǎo)體
層7和
金屬膜，包括環(huán)形膜和島狀(island-like)膜，環(huán)形膜具有配置在第一 開(kāi)口內(nèi)的用來(lái)暴露上反射體的第二開(kāi)口，環(huán)形膜在化合物半導(dǎo)體層上延伸， 島狀膜象島一樣配置在第二開(kāi)口內(nèi)的上反射體上，
其中金屬膜和化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)，其復(fù)數(shù)折射 率自第二開(kāi)口的中心向外變化。
在上述方面的優(yōu)選實(shí)施例中，表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件還包括配置在 第一開(kāi)口外面的用來(lái)暴露化合物半導(dǎo)體層的第三開(kāi)口 ，以及插入化合物半
導(dǎo)體層和金屬膜之間的絕緣膜，金屬膜、化合物半導(dǎo)體層和絕緣膜構(gòu)成復(fù) 數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)，其復(fù)凄t折射率自第二開(kāi)口的中心向外變化。
在上述方面的特定實(shí)施例中，金屬膜構(gòu)成電極，化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成 與金屬膜歐姆接觸的接觸層。在第 一開(kāi)口之下配置在電流限制層中心形成 的電5危注入?yún)^(qū)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件包括三個(gè)部分的電 子結(jié)構(gòu)化合物半導(dǎo)體層，即接觸層；絕緣層；和電極，它們都被配置在 上DBR的發(fā)光表面上，如圖14A所示。該電子結(jié)構(gòu)也提供光學(xué)功能。
下面將描述與光學(xué)元件相關(guān)的上DBR上的結(jié)構(gòu)。如圖14B所示，接觸 層具有第一開(kāi)口，絕緣層具有第三開(kāi)口。以環(huán)形形狀延伸的接觸層和在接 觸層上以環(huán)形形狀延伸的絕緣層形成臺(tái)階式(step-wise )。復(fù)數(shù)折射率自第 一開(kāi)口中心變大，即發(fā)光表面的中心向外，其復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)起凹透 鏡的作用。
在發(fā)光表面上形成由金屬膜構(gòu)成的電極，該電極具有比第 一開(kāi)口小的 第二開(kāi)口。電極具有光線從中通過(guò)的孔徑，其復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)起凸透 并將金屬的復(fù)數(shù)折射率考慮進(jìn)去。
換句話說(shuō)，在按照本發(fā)明的 一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中， 在發(fā)光表面上提供有凸透鏡、吸收開(kāi)口和凹透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng)。此外， 將組合光學(xué)系統(tǒng)配置在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的諧振器中并由此起到一 部分諧振器的作用。
在按照本發(fā)明的一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件中，某種程度上 通過(guò)電流限制層選擇激光諧振模式。具有寬發(fā)光角度的高階模式下的光被 凹透鏡發(fā)散、被吸收開(kāi)口吸收以及被凸透鏡聚合，如圖14B所示。諧振器 的諧振條件由這種機(jī)理決定。通過(guò)將該條件與電流限制層的孔徑的作用相 結(jié)合，強(qiáng)制的選擇幾乎一個(gè)模式，由此以單峰橫向模式振蕩。
按照本發(fā)明的 一個(gè)方面的精神，可以以各種橫向模式控制表面發(fā)光半 導(dǎo)體激光元件，即高階模式。
按照本發(fā)明的另一方面，將島狀金屬膜配置在環(huán)形金屬膜內(nèi)，島狀金 屬膜的形狀基于本發(fā)明的 一個(gè)方面的相同精神而改變，以調(diào)節(jié)復(fù)數(shù)折射率 分布，由此表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件可由各種橫向模式控制，即所需的高 階模式。
具有第 一開(kāi)口的化合物半導(dǎo)體層包括具有不同雜質(zhì)濃度的多個(gè)層，
配置在各個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的每個(gè)第 一開(kāi)口具有從多個(gè)化合物半導(dǎo) 體層的上層至下層臺(tái)階式變小的的直徑，以及
各個(gè)化合物半導(dǎo)體層的每一雜質(zhì)濃度從多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的上層至 下層逐漸的臺(tái)階式下降。
典型的，金屬膜構(gòu)成電極，化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成與金屬膜歐姆接觸的 接觸層。
優(yōu)選電流限制層具有位于中心的未氧化的電流注入?yún)^(qū)，將該未氧化的
電流注入?yún)^(qū)配置在第一開(kāi)口下，具有5x 10"cm-3的雜質(zhì)濃度，并具有均勻 的電流注入密度。上述組合光學(xué)系統(tǒng)可有效的起到部分諧振器的作用。
本發(fā)明的一種制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的方法，包括步驟
在襯底上順序的層疊包括半導(dǎo)體多層的下反射體、有源層、包括半導(dǎo) 體多層的具有高Al含量的層的上反射體，和接觸層，
蝕刻具有高Al含量的層的上反射體以形成臺(tái)面柱，
在臺(tái)面柱的接觸層上和側(cè)面形成絕緣膜，
在接觸層上的絕緣膜上形成開(kāi)口以暴露接觸層， 在接觸層上形成比絕緣膜上的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露上反射體， 在上反射體和接觸層上形成構(gòu)成電極的金屬膜，和 在金屬膜上形成比接觸膜的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露上反射體。 在上反射層上形成接觸層的步驟中，形成多個(gè)接觸層以使得每層的雜 質(zhì)濃度臺(tái)階式下降或自上層至下層逐漸下降。
在接觸層上形成比絕緣膜的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露上反射體的步驟中， 每一個(gè)接觸層上形成開(kāi)口 ，由于每層的雜質(zhì)濃度臺(tái)階式下降或自上層至下 層逐漸的下降的因素，通過(guò)利用不同的蝕刻速率以使得每個(gè)開(kāi)口的直徑臺(tái) 階式減小或從上層至下層逐漸減小。這樣，可以容易地形成復(fù)數(shù)折射率分 布結(jié)構(gòu)。
在上反射層上形成接觸層的步驟中，形成多層接觸層以使得每一 Al成 分臺(tái)階式下降或自上層至下層逐漸下降。
在接觸層上形成比絕緣膜上的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露上反射體的步驟 中，在每一接觸層上形成開(kāi)口，由于每一 Al成分臺(tái)階式下降或自上層至下 層逐漸的下降的因素，通過(guò)利用不同的蝕刻速率以使得每一開(kāi)口的直徑臺(tái) 階式減小或從上層至下層逐漸減小。因此，可容易的形成復(fù)數(shù)折射率分布 結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的 一 個(gè)方面，通過(guò)形成復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)可提供以單峰 橫向模式發(fā)射激光的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，該復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)由 上反射體上的環(huán)形金屬膜和化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成，其中復(fù)數(shù)折射率自金屬 膜的開(kāi)口的中心，即發(fā)光表面的中心向外變化。
當(dāng)使用按照本發(fā)明的一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件時(shí)，可有效 的簡(jiǎn)化與光纖和光波導(dǎo)連接的組合光學(xué)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的表面發(fā)光半 導(dǎo)體激光元件與常規(guī)端面發(fā)射型激光元件相比具有較小的發(fā)光角度，由此接。
本發(fā)明的以單峰橫向模式發(fā)射激光的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件可與石
英單才莫纖維(quartz single mode fibers)連接，這對(duì)常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激 光元件是很難的。例如，當(dāng)將本發(fā)明的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件用于例如 紅外的1.3jum波段和1.55)im波段的長(zhǎng)波波段時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳播，
即數(shù)十公里以上的傳播。
當(dāng)將按照本發(fā)明的一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件應(yīng)用于由于成 本的原因幾乎不使用組合光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布線領(lǐng)域中時(shí)，可以提供高效率 的直接連接。因此，可有效的使用按照本發(fā)明的一個(gè)方面的表面發(fā)光半導(dǎo) 體激光元件。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)在上反射體上形成由環(huán)形金屬膜、島 狀金屬膜和環(huán)形化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)，可提供以所 希望的高階橫向模式發(fā)射激光的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，其中復(fù)數(shù)折射 率自環(huán)形金屬膜的開(kāi)口的中心，即發(fā)光表面的中心，向外變化。
各種領(lǐng)域，包括需要各種發(fā)光模式的醫(yī)藥、機(jī)械加工或傳感器領(lǐng)域。
按照本發(fā)明，還提供一種制造本發(fā)明的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的優(yōu) 選方法。


圖1是示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié)
構(gòu)的截面圖2是圖1中的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的頂-視圖3A是示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的
主要部分的截面圖3B是描述對(duì)應(yīng)于圖3A的主要部分的功能的截面示意圖4是示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的遠(yuǎn) 場(chǎng)圖(FFP)的曲線圖5A是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 制造步驟的截面圖5B是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 制造步驟的截面圖6C是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 制造步驟的截面圖6D是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 制造步驟的截面圖7E是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 制造步驟的截面圖7F是示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的制 造步驟的截面圖8是示出按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié) 構(gòu)的截面圖9是示出按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié) 構(gòu)的截面圖10A是示出按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 結(jié)構(gòu)的截面圖10B是示出按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 結(jié)構(gòu)的平面圖1OC是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的橫向模式的波形；
圖12是示出常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的截面圖； 圖13A是示出常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的制造步驟的截面圖； 圖13B是示出常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的制造步驟的截面圖； 圖14A是示出"l妄照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的 主要部分的截面示意圖；和
圖14B是描述圖14A中的主要部分的功能的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖將更為詳細(xì)的描述本發(fā)明。下列的實(shí)施例中引用的導(dǎo)電類(lèi)型、 膜的類(lèi)型、膜厚度、膜的形成方法、尺寸等等將用來(lái)幫助理解本發(fā)明，不 解釋為限制其范圍。
實(shí)施例1
圖1示出了按照本發(fā)明的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的截面圖。圖2是 表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的頂視圖。圖3A是示出表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件 的主要部分的截面示意圖。圖3B是說(shuō)明對(duì)應(yīng)于圖3A的主要部分的功能的 截面示意圖。 如圖l所示，表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10包括疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)順序
的包括n型GaAs襯底12、包括n型半導(dǎo)體多層的下衍射布拉格反射體(以 下稱(chēng)"下DBR" ) 14、 Al0.3Gao.7As下覆蓋層16、 GaAs發(fā)光層(有源層)18、 Al0.3Gaa7As上覆蓋層20、包括p型GaAs覆蓋層的上衍射布拉格反射體(以 下稱(chēng)"上DBR" ) 22，和具有膜厚度為150nm的雜質(zhì)濃度為5 x 1018cm-3的 p型GaAs接觸層24。
下DBR 14具有約4Mm的總膜厚度的半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)，包括35對(duì)n 型AlAs層和n型GaAs層。上DBR22具有大約3 jum的總的膜厚度的半導(dǎo) 體多層結(jié)構(gòu)，包括25對(duì)p型Al0.9GaaiAs層和p型AlalGa0.9As層。
通過(guò)蝕刻接觸層24、上DBR 22、上覆蓋層20、有源層18、下覆蓋層 16和下DBR 14,形成具有40|im臺(tái)面直徑的圓柱形臺(tái)面柱26,如圖1和 2中所示。
在上DBR22中的有源層18上，配置氧化的電流限制層28，代替p型 Alo.9GacuAs層。AlAs層28具有30nm的膜厚度，并包括具有12 ju m直徑的 配置在中心的環(huán)形AlAs層28A和配置在環(huán)形AlAs層28A周?chē)难趸匿X 層28B。
AlAs層28A是替代p型Alo.9Gao.,As層形成的p型AlAs層。通過(guò)選擇 性的氧化p型AlAs中的Al來(lái)形成氧化的鋁層28B。氧化的鋁層28B具有 高電阻并起到電流限制區(qū)的作用，而起電流注入?yún)^(qū)作用的環(huán)形AlAs層28A 具有比氧化的鋁層28B低的電阻。
在臺(tái)面柱26上，接觸層24具有位于中心的20 ju m的內(nèi)徑的第 一開(kāi)口 30。接觸層24是環(huán)形的，以通過(guò)第一開(kāi)口 30暴露上DBR22。
絕緣層，即具有300nm膜厚度的Si02膜32,在接觸層24的外圍、臺(tái) 面柱26的側(cè)面和下DBR 14上延伸。接觸層24上的Si02膜32具有環(huán)形的 第三開(kāi)口 34,該開(kāi)口具有比第一開(kāi)口 30大的35jum的內(nèi)徑以暴露接觸層 24。
具有500nm的膜厚度的包括Ti/Pt/Au金屬層疊膜的p側(cè)電極36在上 DBR22、接觸層24和包括Si02膜32上延伸，并在上DBR 22上具有環(huán)形 第二開(kāi)口 38，該開(kāi)口具有14|im的內(nèi)徑以暴露出上DBR22。
如圖2所示，AlAs層(電流注入?yún)^(qū))28A具有比p側(cè)電極36的第二開(kāi) 口 38稍小的直徑。AlAs層28A具有12jum的直徑，p側(cè)電極具有14|am
的內(nèi)徑。
在n型GaAs襯底12的相反表面，形成包括AuGe/Ni/Au的n側(cè)電極40。
圖3示意性的示出了上DBR22的光學(xué)元件。在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元 件10中，位于上DBR22上的接觸層24、 Si02膜32和p側(cè)電極36提供電
學(xué)和光學(xué)功能。
如圖3A所示，以環(huán)形形狀延伸的具有第一開(kāi)口 30的接觸層24和在接 觸層24上以環(huán)形形狀延伸的具有第三開(kāi)口 34的Si02膜32形成臺(tái)階式。因 此，復(fù)數(shù)折射率自第一開(kāi)口 30的中心，即發(fā)光表面的中心，向外各向同性 的增加。如圖3B中所示，其提供起到凸透鏡作用的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。
具有第二開(kāi)口 38的p側(cè)電極36具有光從中穿過(guò)的孔徑。如圖3B所示， 由于p側(cè)電極36中的金屬提供復(fù)數(shù)折射率，p側(cè)電極提供與具有吸收開(kāi)口 44和凸透鏡46的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)相似的光學(xué)功能。
例如，金(Au)具有用于0.85 iam波長(zhǎng)的激光的0.2的實(shí)部折射率 (real-part refractive index)和5.6的虛部(imaginary-part)(吸4欠系凄丈)4斤 射率。
在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10中，具有第一開(kāi)口 30的接觸層24具有 比開(kāi)口大的折射率。具有第二開(kāi)口 38的p側(cè)電極36具有比開(kāi)口大的吸收 系數(shù)。
在發(fā)光表面上提供具有凸透鏡46、吸收開(kāi)口 44和凹透鏡42的組合光 學(xué)系統(tǒng)。此外，將組合光學(xué)系統(tǒng)配置在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件IO的諧振 器上，以此起到部分諧振器的作用。
在表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10中，某種程度上通過(guò)電流限制層28的 電流限制作用選擇激光諧振模式。具有寬發(fā)光角度的高階模式下的光在凹 透鏡42中被發(fā)散，在吸收開(kāi)口44中被吸收，在凸透鏡46中被聚集，如圖 3B所示。
通過(guò)將該條件與電流限制層28的孔徑作用相結(jié)合，強(qiáng)制性的選擇幾乎 一個(gè)模式，因此以單峰橫向模式振蕩。
當(dāng)光學(xué)輸出增大時(shí)，通過(guò)凸透鏡46、吸收開(kāi)口 44和凹透鏡42以及電 流限制層28的孔徑強(qiáng)制性的選擇幾乎一個(gè)模式，盡管光以多個(gè)橫向模式振 蕩，由此多個(gè)橫向模式變?yōu)閱畏鍣M向模式。
測(cè)量由使用以下描述的方法制造的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10的半峰
全寬(FWHM)。如圖4所示，F(xiàn)WHM為5.5。，其為具有大約4 ju m的收縮 直徑的常規(guī)表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的一半或更小。因此，表面發(fā)光半導(dǎo) 體激光元件IO處于單峰橫向模式。圖4是示出表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10 的遠(yuǎn)場(chǎng)圖(FFP)的曲線圖。圖形中，H與V波形是彼此垂直的平面中照射 光束的強(qiáng)度分布。
實(shí)施例1中，接觸層24、 Si02膜32和p側(cè)電極36形成臺(tái)階形狀，由 此形成自第二開(kāi)口 38的中心，即發(fā)光表面的中心，向外變化的復(fù)數(shù)折射率， 以提供單峰橫向模式。
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10可提供與由常規(guī)多模式表面發(fā)光半導(dǎo)體激 光元件提供的光學(xué)輸出大致相同級(jí)別的光學(xué)輸出。由于表面發(fā)光半導(dǎo)體激 光元件IO具有與常規(guī)多模式表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件相同的電結(jié)構(gòu)，因此 表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10具有大致相同級(jí)別的電阻和阻抗。
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件IO以單峰橫向模式發(fā)射激光，使得表面發(fā)光 半導(dǎo)體激光元件10可被光學(xué)的藕接到具有高光學(xué)連接效率的實(shí)際光纖上。
實(shí)施例2
圖5A、 5B、 6C、 6D、 7E和7F是示出按照本發(fā)明制造表面發(fā)光半導(dǎo) 體激光元件的步驟的截面圖。
如圖5A所示，使用MOCVD法等方法，在n型GaAs襯底12上順序 的層疊下DBR 14、下覆蓋層16、發(fā)光層(有源層)18、上覆蓋層20、上 DBR 22和p型GaAs接觸層24。
在形成上DBR22之前，在最靠近有源層18的側(cè)面的上DBR22的層上 形成替代p型Alo.9GacuAs層的具有30nm膜厚度的AlAs層。
如圖5B所示，通過(guò)使用氯基氣體干法蝕刻的方法蝕刻接觸層24、上 DBR22、上覆蓋層20、有源層18、下覆蓋層16和下DBR 14,以形成具有 40 |i m的臺(tái)面直徑的柱形臺(tái)面柱26。
具有臺(tái)面柱26的疊層結(jié)構(gòu)在40(TC的蒸汽氣氛下加熱以選擇性的氧化 AlAs層28中的僅從臺(tái)面柱26的外圍至內(nèi)側(cè)的Al,在中心保留具有U"m 直徑的環(huán)形AlAs層28A，在AlAs層28A周?chē)渲醚趸匿X層Z6B。這樣， 形成電流限制層。
如圖6C所示，在臺(tái)面柱26的接觸層24、臺(tái)面柱26的側(cè)面和下DBR 14
上形成Si02膜32。
如圖6D所示，蝕刻Si02以提供具有35jum內(nèi)徑的開(kāi)口 34。
如圖7E所示，蝕刻在開(kāi)口 34上暴露的接觸層24以提供具有20 jam
內(nèi)徑的開(kāi)口 34。
如圖7F所示，在臺(tái)面柱26上形成Ti/Pt/Au金屬層疊膜39。
此外，蝕刻金屬層疊膜39以提供開(kāi)口 38，由此形成p側(cè)電極。當(dāng)將n
型GaAs襯底12研磨至預(yù)定厚度之后，在n型GaAs襯底12的相反表面形
成n側(cè)電極40。因此，形成如圖1所示的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10。 由上所述，除了接觸層24和p側(cè)電極的尺寸之外，可使用與常規(guī)表面
發(fā)光半導(dǎo)體激光元件相同的工藝制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件10。 實(shí)施例3
圖8示出了按照本發(fā)明的另一替換的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的截面圖。
主要部分50相似的結(jié)構(gòu)，除了接觸層52和p側(cè)電極54具有不同的結(jié)構(gòu)。
如圖8所示，接觸層52包括三層上接觸層52A,中間接觸層52B和 下接觸層52C。各個(gè)接觸層的雜質(zhì)濃度自上接觸層至下接觸層臺(tái)階式的逐漸 下降。
例如，下接觸層52C具有5 x 1018的雜質(zhì)濃度，其在三個(gè)接觸層中最低， 并具有最大的開(kāi)口 56C。中間接觸層52B例如，具有1 x 1019的雜質(zhì)濃度， 其比下接觸層高，比上接觸層低,并具有比下接觸層的開(kāi)口 56C小、比上 接觸層的開(kāi)口 56A的開(kāi)口大的開(kāi)口 56B。上接觸層52A具有例如，3 x 1019 的雜質(zhì)濃度，其在三層中最高，具有三個(gè)接觸層中最小的開(kāi)口 56A。
P側(cè)電極54也形成為臺(tái)階式，以便與接觸層52A、 52B和52C以及開(kāi) 口 56A、 56B和56C相一致。
按照接觸層52和p側(cè)電極54的結(jié)構(gòu)，形成有效的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié) 構(gòu)以提高光束的聚焦，由此可更加容易的提供單峰橫向模式。
由上所述，形成接觸層52以使得三個(gè)層各自具有臺(tái)階式形狀的開(kāi)口 。 特別是，將蝕刻掩膜58配置在具有低雜質(zhì)濃度的上接觸層^A上，如圖9 所示。在相同的蝕刻條件下對(duì)三個(gè)接觸層52A、 52B和WC進(jìn)行干法蝕刻。 由于不同的雜質(zhì)濃度導(dǎo)致的蝕刻速率不同，在三個(gè)接觸層52A、 52B和52C上形成具有所希望尺寸的開(kāi)口 56A、 56B和56C。
替換地，可形成三個(gè)接觸層，以使得Al的成分從上接觸層至下接觸層 臺(tái)階式的下降。在相同的蝕刻條件下對(duì)三個(gè)接觸層52A、 52B和52C進(jìn)行 干法蝕刻。由于不同的Al的成分導(dǎo)致的蝕刻速率不同，因此在三個(gè)接觸層 52A、 52B和52C上形成其具有從上接觸層至下接觸層的臺(tái)階式變小的直徑 的開(kāi)口 56A、 56B和56C。
實(shí)施例4
圖IOA和IOB是分別示出按照本發(fā)明的在高階模式下振蕩的表面發(fā)光 半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的截面圖和平面圖。圖10C是橫向^^莫式的波形。
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件以TE。，模式發(fā)光(圓環(huán)狀發(fā)光圖)(donut-like light emission pattern )。如圖10A與IOB所示，表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件包 括作為主要部分60, —包含如實(shí)施例1中的經(jīng)環(huán)形發(fā)光窗66配置的環(huán)形 中心電極64和環(huán)形電極68的p側(cè)電極。
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件具有與實(shí)施例1中的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元 件10相似的結(jié)構(gòu)，除了 p側(cè)電極62具有不同的結(jié)構(gòu)以外。
接觸層24和p側(cè)電極62提供與以單個(gè)模式振蕩的表面發(fā)光半導(dǎo)體激 光元件10中描述的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)相同的效應(yīng)。抑制比所需的高階模 式低的單一基本模式，同時(shí)抑制比所需高階模式高的模式。
在本實(shí)施例中，由金構(gòu)成的配置在發(fā)光表面中心的環(huán)形中心電極64吸 收并抑制基本模式。使用電流限制層28 (圖1所示)的孔徑與復(fù)數(shù)折射率 分布結(jié)構(gòu)中的接觸層24的凹透鏡發(fā)散比TE(H模式高的該模式。因此，以 TE(H模式選擇性的發(fā)射光。
只要將電流限制層的收縮直徑設(shè)置為切斷橫向模式而不是TEQ1模式， 則TEo,模式的選擇性可進(jìn)一步提高。
對(duì)于常規(guī)高階模式的控制，例如日本未審的No.2002-359432專(zhuān)利申請(qǐng) 公開(kāi)了一種選擇模式的方法，該方法通過(guò)在臺(tái)面表面上形成具有1/2波長(zhǎng)或 1/4波長(zhǎng)的深度的凹槽(或凸凹形狀)以排除任何非所需的激發(fā)模式或包括 所需的模式。
但是，盡管使用例如離子束蝕刻的后加工可將某些功能加到臺(tái)面上， 但是器件只能一個(gè)接一個(gè)加工，因此減小了生產(chǎn)效率，并且凹槽的深度， 確切的說(shuō)千涉光學(xué)路徑不同，必須精確限定，即使器件被圖形化蝕刻。因
此，這種常規(guī)半導(dǎo)體激光可能不會(huì)應(yīng)用于商用器件。
相反，按照本發(fā)明可通過(guò)在諧振器的最上側(cè)面提供復(fù)數(shù)折射率分布結(jié) 構(gòu)來(lái)選擇激光諧振模式。此外，在典型生產(chǎn)工藝中，不增加任何步驟，可 通過(guò)調(diào)節(jié)臺(tái)面的、絕緣膜的或電極上的化合物半導(dǎo)體層的折射率或形狀來(lái) 提供復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)的各部分可制造為典型表 面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件所需的精確度。不需要高精確的生產(chǎn)工藝。依據(jù)本 發(fā)明目前可用的普通工藝精確度足以制造復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。因此，可 具有良好重復(fù)性地制造復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。
比4交實(shí)施例
圖11是示出比較的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
比較的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件包括作為主要部件70，隨機(jī)將光散 射到臺(tái)面的上表面的散射結(jié)構(gòu)，具有精細(xì)的凸凹表面的接觸層72。
接觸層72的凸凹表面的散射影響振蕩模式。多種模式隨機(jī)地振蕩。由 此發(fā)射的光包括多種模式，導(dǎo)致隨機(jī)的發(fā)光圖形。
權(quán)利要求
1.一種制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的方法，包括步驟在襯底上順序地層疊包括半導(dǎo)體多層的下反射體、有源層、具有高Al含量層的包括半導(dǎo)體多層的上反射體，和接觸層，其中在所述上反射體中，所述高Al含量層布置得最靠近所述有源層，蝕刻所述接觸層、所述上反射體、所述有源層和所述下反射體以形成臺(tái)面柱，在所述臺(tái)面柱的接觸層上和所述臺(tái)面柱的側(cè)面形成絕緣膜，在所述接觸層上的所述絕緣膜上形成開(kāi)口以暴露所述接觸層，在接觸層上形成比所述絕緣膜的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露所述上反射體，在所述上反射體和接觸層上形成構(gòu)成電極的金屬膜，和在所述金屬膜上形成比所述接觸膜上的開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露所述上反射體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的方法，還包括步驟在形成臺(tái)面柱的步驟之后，在蒸汽下氧化臺(tái)面柱的具有高Al含量的層 以保留具有高Al含量的層的中心區(qū)作為第一電流注入?yún)^(qū)，該第一電流注入 區(qū)包括未氧化的高Al含量的層，和圍繞電流注入?yún)^(qū)形成包括氧化的鋁層的電流限制區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的方法，其中在上 反射層上形成接觸層的步驟中，形成多個(gè)接觸層，以使得每一層的雜質(zhì)濃 度從上層至下層臺(tái)階式的或逐漸的降低，其中在接觸層上形成比絕緣膜的 開(kāi)口小的開(kāi)口以暴露上反射體的步驟中，由于每一層的雜質(zhì)濃度從上層至下層臺(tái)階式的或逐漸的降低的因素，因此通過(guò)利用不同的蝕刻速率，在每 一層接觸層上形成開(kāi)口 ，使得每一個(gè)開(kāi)口的直徑從上層至下層臺(tái)階式的或 逐漸的減小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件的方法，其中在上 反射層上形成接觸層的步驟中，形成多個(gè)接觸層，使得每一A1成分從上層 至下層臺(tái)階式的或逐漸的降低，其中在接觸層上形成比絕緣膜的開(kāi)口小的 開(kāi)口以暴露上反射體的步驟中，由于每一層的Al成分從上層至下層臺(tái)階式 的或逐漸的降低的因素，因此通過(guò)利用不同的蝕刻速率，在每一層接觸層 上形成開(kāi)口 ，使得每一開(kāi)口的直徑從上層至下層臺(tái)階式的或逐漸的減小。
全文摘要
一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光元件，包括襯底、配置在襯底上的包括半導(dǎo)體多層的下反射體、配置在下反射體上的有源層、配置在有源層上的包括半導(dǎo)體多層的上反射體、具有暴露上反射體的第一開(kāi)口并且在上反射體上延伸的化合物半導(dǎo)體層，以及配置在第一開(kāi)口的內(nèi)部的具有暴露上反射體的第二開(kāi)口并且在化合物半導(dǎo)體層上延伸的金屬膜，其中金屬膜與化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成其復(fù)數(shù)折射率自第二開(kāi)口的中心向外變化的復(fù)數(shù)折射率分布結(jié)構(gòu)。還提供一種制造以單峰橫向模式發(fā)射激光的方法。
文檔編號(hào)H01S5/00GK101355233SQ20081012727
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者山內(nèi)義則, 成井啟修, 渡部義昭, 田中嘉幸, 黑水勇一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社