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公開番号2025011195
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024176540,2021563805
出願日2024-10-08,2020-11-12
発明の名称面発光レーザ、面発光レーザアレイ、電子機器及び面発光レーザの製造方法
出願人ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
代理人個人
主分類H01S 5/183 20060101AFI20250116BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】コンタクト領域の上方に積層される層の結晶性の悪化を抑制しつつ活性層に効率良く電流を注入することができる面発光レーザ、該面発光レーザが2次元配列された面発光レーザアレイ及び面発光レーザの製造方法を提供する。
【解決手段】基板100と、基板上に形成されたメサ構造と、を備え、メサ構造は、基板上に積層された第1の多層膜反射鏡200aの少なくとも一部と、第1の多層膜反射鏡上に積層された活性層200bと、活性層上に積層された第2の多層膜反射鏡200cと、を含み、メサ構造に隣接する、電極と接触するコンタクト領域CAと、メサ構造の、第1の多層膜反射鏡で構成される部分の側壁部と、に跨って不純物領域が設けられている、面発光レーザ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたメサ構造と、
を備え、
前記メサ構造は、
前記基板上に積層された第１の多層膜反射鏡の少なくとも一部と、
前記第１の多層膜反射鏡上に積層された活性層と、
前記活性層上に積層された第２の多層膜反射鏡と、
を含み、
前記メサ構造に隣接する、電極と接触するコンタクト領域と、前記メサ構造の、前記第１の多層膜反射鏡で構成される部分の側壁部と、に跨って、他の領域よりも不純物濃度が高い領域である不純物領域が設けられている、面発光レーザ。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記不純物領域は、前記コンタクト領域から前記側壁部にかけて連続している、請求項１に記載の面発光レーザ。
【請求項３】
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の全体を含み、
前記コンタクト領域は、前記基板の一部を含む、請求項１又は２に記載の面発光レーザ。
【請求項４】
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の底部以外の部分を含み、
前記コンタクト領域は、前記第１の多層膜反射鏡の前記底部の一部を含む、
請求項１又は２に記載の面発光レーザ。
【請求項５】
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の全体を含み、
前記基板と前記第１の多層膜反射鏡との間に配置されたコンタクト層を更に備え、
前記コンタクト領域は、前記コンタクト層の一部を含む、請求項１又は２に記載の面発光レーザ。
【請求項６】
前記コンタクト領域は、前記基板の一部を含む、請求項５に記載の面発光レーザ。
【請求項７】
前記コンタクト層の厚さが１μｍ以下である、請求項５又は６に記載の面発光レーザ。
【請求項８】
前記不純物領域の不純物濃度は、５ｘ１０
１９
ｃｍ
－３
未満である、請求項１～７のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
【請求項９】
前記メサ構造の、前記コンタクト領域に対して前記電極が配置される側と同じ側の面に別の電極が接触する、請求項１～８のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
【請求項１０】
前記基板は、半絶縁性基板又は低ドープ基板である請求項１～９のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示に係る技術（以下「本技術」とも呼ぶ）は、面発光レーザ、面発光レーザアレイ、電子機器及び面発光レーザの製造方法に関する。
続きを表示（約 6,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、基板と該基板上に形成されたメサ構造とを有する面発光レーザが知られている。
例えば特許文献１には、メサ構造に隣接する、電極と接触するコンタクト領域に不純物が高濃度にドーピングされた面発光レーザが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２２３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている面発光レーザでは、コンタクト領域の上方の位置（コンタクト領域よりも基板から離れた位置）に積層される層の結晶性の悪化を抑制しつつ活性層に効率良く電流を注入することができなかった。
【０００５】
そこで、本技術は、コンタクト領域の上方に積層される層の結晶性の悪化を抑制しつつ活性層に効率良く電流を注入することができる面発光レーザ、該面発光レーザが２次元配列された面発光レーザアレイ及び面発光レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、基板と、
前記基板上に形成されたメサ構造と、
を備え、
前記メサ構造は、
前記基板上に積層された第１の多層膜反射鏡の少なくとも一部と、
前記第１の多層膜反射鏡上に積層された活性層と、
前記活性層上に積層された第２の多層膜反射鏡と、
を含み、
前記メサ構造に隣接する、電極と接触するコンタクト領域と、前記メサ構造の、前記第１の多層膜反射鏡で構成される部分の側壁部と、に跨って不純物領域が設けられている、面発光レーザを提供する。
前記不純物領域は、前記コンタクト領域から前記側壁部にかけて連続していてもよい。
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の全体を含み、前記コンタクト領域は、前記基板の一部を含んでいてもよい。
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の底部以外の部分を含み、前記コンタクト領域は、前記第１の多層膜反射鏡の前記底部の一部を含んでいてもよい。
前記メサ構造は、前記第１の多層膜反射鏡の全体を含み、前記基板と前記第１の多層膜反射鏡との間に配置されたコンタクト層を更に備え、前記コンタクト領域は、前記コンタクト層の一部を含んでいてもよい。
前記コンタクト領域は、前記基板の一部を含んでいてもよい。
前記コンタクト層の厚さが１μｍ以下であってもよい。
前記不純物領域の不純物濃度は、５ｘ１０
１９
ｃｍ
－３
未満であってもよい。
前記メサ構造の、前記コンタクト領域に対して前記電極が配置される側と同じ側の面に別の電極が接触してもよい。
前記基板は、半絶縁性基板又は低ドープ基板であってもよい。
前記面発光レーザは、前記基板の、前記メサ構造側とは反対側へ光を出射するものであってもよい。
前記面発光レーザは、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体又はＧａＮ系化合物半導体が用いられていてもよい。
前記面発光レーザは、前記第１の多層膜反射鏡と前記第２の多層膜反射鏡との間に配置された電流狭窄層を更に備えていてもよい。
前記第１及び第２の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、半導体多層膜反射鏡であってもよい。
前記第１及び第２の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、誘電体多層膜反射鏡であってもよい。
本技術は、前記面発光レーザが２次元配列されている面発光レーザアレイも提供する。
本技術は、前記面発光レーザアレイを備える電子機器も提供する。
本技術は、基板上に少なくとも第１の多層膜反射鏡、活性層及び第２の多層膜反射鏡をこの順に積層して積層体を生成する工程と、
前記積層体を少なくとも前記第１多層膜反射鏡の側面の一部が露出するまでエッチングして第１のメサ構造を形成する工程と、
前記第１のメサ構造及び該第１のメサ構造に隣接する領域に絶縁膜を成膜する工程と、
前記隣接する領域に成膜された前記絶縁膜を除去する工程と、
前記隣接する領域から、前記第１のメサ構造の、前記第１多層膜反射鏡で構成される部分の側壁部まで不純物を拡散させる工程と、
さらに前記積層体を少なくとも前記第１の多層膜反射鏡の側面の他部が露出するまでエッチングして前記第１のメサ構造に代わる第２のメサ構造を形成生成する工程と、
前記第２のメサ構造に隣接する領域上に電極を設ける工程と、
を含む、面発光レーザの製造方法も提供する。
前記積層体を生成する工程では、前記基板上にと前記第１の多層膜反射鏡を積層する前に前記基板上にとの間にコンタクト層を積層し、前記第２のメサ構造を形成する工程では、前記第１のメサ構造が形成された前記積層体を少なくとも前記コンタクト層が露出するまでエッチングしてもよい。
本技術は、基板上に少なくとも第１の多層膜反射鏡、活性層及び第２の多層膜反射鏡をこの順に積層して積層体を生成する工程と、
前記積層体を少なくとも前記第１多層膜反射鏡の側面の少なくとも一部が露出するまでエッチングしてメサ構造を形成する工程と、
前記メサ構造及び該メサ構造に隣接する領域に絶縁膜を成膜する工程と、
前記隣接する領域に成膜された前記絶縁膜を除去する工程と、
前記隣接する領域から、前記メサ構造の、前記第１の多層膜反射鏡で構成される部分の側壁部まで不純物を拡散させる工程と、
前記隣接する領域上に電極を設ける工程と、
を含む、面発光レーザの製造方法も提供する。
前記積層体を生成する工程では、前記基板上にと前記第１の多層膜反射鏡を積層する前に前記基板上にとの間にコンタクト層を積層し、前記メサ構造を形成する工程では、前記積層体を少なくとも前記コンタクト層が露出するまでエッチングしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例を説明するためのフローチャートの前半である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例を説明するためのフローチャートの後半である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その２）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その３）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その４）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その５）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その６）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その７）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その８）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その９）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１０）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１１）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１２）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１３）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１４）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１５）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１６）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１７）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１８）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その１９）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その２０）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例の工程毎の断面図（その２１）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例を説明するためのフローチャートの前半である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例を説明するためのフローチャートの後半である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その２）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その３）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その４）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その５）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その６）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その７）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その８）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その９）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１０）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１１）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１２）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１３）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１４）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１５）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１６）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１７）である。
本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例の工程毎の断面図（その１８）である。
本技術の第２の実施形態に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
本技術の第３の実施形態に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
本技術の第１実施形態の変形例１に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
本技術の第１実施形態の変形例２に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
本技術の第１実施形態の変形例３に係る面発光レーザの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照しながら、本技術の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。本明細書において、本技術に係る面発光レーザ、面発光レーザアレイ、電子機器及び面発光レーザの製造方法の各々が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本技術に係る面発光レーザ、面発光レーザアレイ、電子機器及び面発光レーザの製造方法の各々は、少なくとも１つの効果を奏すればよい。本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０００９】
また、以下の順序で説明を行う。
１．本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザ
（１）本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの構成
（２）本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第１の例
（３）本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法の第２の例
（４）本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの作用
（５）本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザの効果
２．本技術の第２の実施形態に係る面発光レーザ
３．本技術の第３の実施形態に係る面発光レーザ
４．本技術に係る面発光レーザの変形例
５．本技術を適用した面発光レーザの使用例
電子機器への応用例
【００１０】
１．＜本技術の第１実施形態に係る面発光レーザ＞
・面発光レーザの構成
図１は、本技術の第１の実施形態に係る面発光レーザ１０の構成例を示す断面図である。以下では、便宜上、図１等の断面図における上方を上、下方を下として説明する。
面発光レーザ１０は、図１に示すように、基板１００と、該基板１００上に形成されたメサ構造２００と、を備えている。なお、図１上図は、面発光レーザ１０のメサ構造２００に対応する領域の平面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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