面发射半导体激光器及其制造方法、光传输装置与流程

本发明涉及一种面发射半导体激光器、光传输装置及面发射半导体激光器的制造方法。

背景技术：

1、例如，专利文献1中记载有孔部的形状线对称的垂直共振面发射激光器。该垂直共振面发射激光器具备：基板，具有具备iii-v化合物半导体的主表面；及半导体结构物，具有沿与基板的主表面交叉的第1轴的方向排列的活性层及包含载流子狭窄结构的柱。基板的主表面是(001)面，基板搭载半导体结构物。载流子狭窄结构包含第1区域及第2区域，第1区域具有比第2区域的比电阻低的比电阻，第1区域及第2区域沿着与第1轴的方向交叉的第1基准面排列。

2、第1基准面在第1基准线段上与沿第1轴的方向延伸的第2基准面交叉，所述第1基准线段连结通过第1基准面与第1区域的交叉而规定的剖面的边缘上的第1点及第2点，第1基准线段是连结剖面的边缘上的2个点的第1组线段中的一个线段，且不短于第1组线段中的其他任何线段，第1组线段沿iii-v化合物半导体的[1-10]方向延伸，剖面的边缘具有通过第1点及第2点分隔的第1部分及第2部分。

3、第1基准线段与连结边缘的第1部分上的第3点和第1基准线段上的第4点的第2基准线段呈直角，第2基准线段是与第1基准线段呈直角且连结第3点及第4点的第2组线段中的一个线段，且不短于第2组线段中的其他任何线段，第1基准线段与连结边缘的第2部分上的第5点和第1基准线段上的第6点的第3基准线段呈直角。第3基准线段是与第1基准线段呈直角且连结第5点及第6点的第3组线段中的一个线段，且不短于第3组线段中的其他任何线段，第1基准线段具有大于第2基准线段的第2长度及第3基准线段的第3长度之和的第1长度，第3基准线段的第3长度小于第2基准线段的第2长度且为零以上。第1基准线段被定位为对第2长度赋予尽可能小的最小值，剖面的边缘具有具备在第2基准线段及第3基准线段上延伸的单一对称轴的单轴对称形状，在沿着第1基准面的剖面上，柱的边缘具有具备单一对称轴的单轴对称形状。

4、专利文献1：日本专利第7087684号公报

5、发现在从孔部以多模式发光的情况下，若在孔部存在线对称或点对称的部分，则从孔部振荡的模式(位置)有可能会改变，即，有可能会发生模式切换。认为其原因在于，若孔部为线对称或点对称，则模式振荡条件相似的部位存在复数个。认为由此，即使在特定的部位振荡的情况下，也会变为相似条件的其他部位的振荡。

6、若发生模式切换，则会影响光输出，有可能引起传输品质的劣化，并不优选。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面发射半导体激光器、光传输装置及面发射半导体激光器的制造方法，其与将形成于多层膜反射镜的电流狭窄层的孔部的形状设为线对称或点对称的情况相比，能够抑制发生模式切换。

2、为了实现上述目的，第1方式所涉及的面发射半导体激光器具备：基板；及结构体，包含形成于所述基板上的第1导电型第1多层膜反射镜、形成于所述第1多层膜反射镜上的活性层及形成于所述活性层上且包含电流狭窄层的第2导电型第2多层膜反射镜，所述结构体中，形成于所述电流狭窄层并且表示未被氧化狭窄的部分的孔部的形状为不具有线对称或点对称的部分的形状。

3、并且，第2方式所涉及的面发射半导体激光器在第1方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述结构体为台面结构体或沟槽结构体，所述台面结构体的外形或所述沟槽结构体的孔的排列不是圆形。

4、并且，第3方式所涉及的面发射半导体激光器在第2方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述台面结构体的外形或所述沟槽结构体的孔的排列包含线性形状。

5、并且，第4方式所涉及的面发射半导体激光器在第3方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述孔部的形状为包含线性部分及与该线性部分的两端连结的圆弧部分的形状，构成所述圆弧部分的复数个点中离所述线性部分最远的点不在与表示所述台面结构体的外形或所述沟槽结构体的孔的排列中包含的所述线性形状的线段正交且通过该线段的中心的中心线上。

6、并且，第5方式所涉及的面发射半导体激光器在第1至第4方式中任一方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述孔部的形状为椭圆的一部分缺失的形状。

7、并且，第6方式所涉及的面发射半导体激光器在第1至第5方式中任一方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述结构体为沟槽结构体，构成所述沟槽结构体的复数个孔的面积相同。

8、并且，第7方式所涉及的面发射半导体激光器在第1至第6方式中任一方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述第2多层膜反射镜通过交替层叠第1折射率的第1膜和比所述第1折射率低的第2折射率的第2膜而成，所述电流狭窄层为选择氧化层，所述选择氧化层的膜厚比所述第1膜的膜厚及所述第2膜的膜厚中任一膜厚较薄的膜的膜厚薄。

9、并且，第8方式所涉及的面发射半导体激光器在第7方式所涉及的面发射半导体激光器中，所述选择氧化层的所述膜厚比20nm薄。

10、为了实现上述目的，第9方式所涉及的光传输装置具备：第1至第8方式中任一方式所涉及的面发射半导体激光器；及光传输部，传输从所述面发射半导体激光器输出的光。

11、为了实现上述目的，第10方式所涉及的面发射半导体激光器的制造方法包括如下步骤：在基板上形成第1导电型第1多层膜反射镜；在所述第1多层膜反射镜上形成活性层；在所述活性层上形成包含电流狭窄层的第2导电型第2多层膜反射镜；将包含所述第1多层膜反射镜、所述活性层及所述第2多层膜反射镜的结构体的外形或孔的排列形成为包含线性形状且不是圆形的形状；及使所述结构体的所述电流狭窄层氧化成表示未被氧化狭窄的部分的孔部的形状不具有线对称或点对称的部分的形状。

12、发明效果

13、根据第1方式、第9方式及第10方式，与将形成于多层膜反射镜的电流狭窄层的孔部的形状设为线对称或点对称的情况相比，具有能够抑制模式切换发生的效果。

14、根据第2方式，通过将台面结构体的外形或沟槽结构体的孔的排列设为不是圆形的形状，具有能够将孔部的形状设为不具有线对称或点对称的部分的形状的效果。

15、根据第3方式，通过台面结构体的外形或沟槽结构体的孔的排列包含线性形状，具有能够将孔部的形状设为不具有线对称或点对称的部分的形状的效果。

16、根据第4方式，通过将孔部的形状设为包含线性部分及圆弧部分的形状，具有能够抑制模式切换发生的效果。

17、根据第5方式，通过将孔部的形状设为椭圆的一部分缺失的形状，具有能够抑制模式切换发生的效果。

18、根据第6方式，具有在使电流狭窄层氧化时能够抑制由于蚀刻引起的深度偏差的效果。

19、根据第7方式，通过使选择氧化层的膜厚比第2多层膜反射镜的其他膜薄，具有能够获得将孔部的外形设为椭圆或菱形的层结构的效果。

20、根据第8方式，通过使选择氧化层的膜厚比20nm薄，具有能够获得将孔部的外形设为椭圆或菱形的层结构的效果。

技术特征：

1.一种面发射半导体激光器，其具备：

2.根据权利要求1所述的面发射半导体激光器，其中，

3.根据权利要求2所述的面发射半导体激光器，其中，

4.根据权利要求3所述的面发射半导体激光器，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的面发射半导体激光器，其中，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的面发射半导体激光器，其中，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的面发射半导体激光器，其中，

8.根据权利要求7所述的面发射半导体激光器，其中，

9.一种光传输装置，其具备：

10.一种面发射半导体激光器的制造方法，其包括如下步骤：

技术总结提供面发射半导体激光器及其制造方法、光传输装置，该面发射半导体激光器具备：基板；及结构体，包含形成于所述基板上的第1导电型第1多层膜反射镜、形成于所述第1多层膜反射镜上的活性层及形成于所述活性层上且包含电流狭窄层的第2导电型第2多层膜反射镜，所述结构体中，形成于所述电流狭窄层并且表示未被氧化狭窄的部分的孔部的形状为没有线对称或点对称的部分的形状。技术研发人员：关田直也,皆见健史,岩根优人,水野晃雅,武田一隆,向井厚史受保护的技术使用者：富士胶片商业创新有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29