专利名称：面发光激光元件的制作方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
发明要解决的课题 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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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 按照本发明，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。 发明的效果 在本发明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，按照本发明，可以容易地提高单一基本横的输出。 而且，在本发明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，本发明的面发光激光阵列具有本发明的面发光激光元件，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，按照本发明，在面发光激光阵列中也可以容易地提高单一基本横的输出。
进而，本发明的电子照相系统具有本发明的面发光激光元件或者面发光激光阵 列，所以利用以单一基本横振荡的激光而在感光鼓上形成潜像。
因此，按照本发明，在电子照相系统中能够进行高速写入。 进而，由于本发明的光通信系统具有本发明的面发光激光元件或者面发光激光阵 列，所以可以利用以单一基本横振荡的激光发送信号。
因此，按照本发明，可以减少传输错误来发送信号。
图1是本发明的实施方式1的面发光激光元件的概略截面图。 图2是图1所示的反射层的一部分的截面图。 图3是表示图1所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图4是表示图1所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的另一个图。 图5的(a) (c)是表示图1所示的面发光激光元件的制造方法的第1工艺图。 图6的(d) (f)是表示图1所示的面发光激光元件的制造方法的第2工艺图。 图7的(g) (h)是表示图1所示的面发光激光元件的制造方法的第3工艺图。
图8是表示将选择氧化层配置在反射层中的高折射率层中时的有效折射率差 (Aneff)和振荡阈值增益和选择氧化层的位置的关系的图。
图9是用于说明高折射率层中的选择氧化层的位置的图。 图10是表示将选择氧化层配置在反射层中的低折射率层中时的有效折射率差
(Aneff)和振荡阈值增益和选择氧化层的位置的关系的图。 图11是用于说明低折射率层中的选择氧化层的位置的图。 图12是表示图l所示的面发光激光元件的电流-光输出特性的图。 图13是表示以往的面发光激光元件的电流-光输出特性的图。 图14是将图1所示的面发光激光元件中的基本横输出和峰值输出的比相对于非
氧化区域的面积进行了标绘的图。 图15是将以往的面发光激光元件中的基本横输出和峰值输出的比相对于非氧化 区域的面积进行了标绘的图。 图16是表示图1所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的再一个图。
图17是利用了图1所示的面发光激光元件的面发光激光阵列的平面图。
图18是利用了图l所示的面发光激光元件或者图16所示的面发光激光阵列的电 子照相系统的概略图。 图19是利用了图1所示的面发光激光元件的光通信系统的概略图。 图20是实施方式2的面发光激光元件的概略截面图。 图21是表示图20所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图22是利用了图20所示的面发光激光元件的面发光激光阵列的平面图。 图23是利用了图20所示的面发光激光元件或者图22所示的面发光激光阵列的
电子照相系统的概略图。 图24是利用了图20所示的面发光激光元件的光通信系统的概略图。 图25是实施方式3的面发光激光元件的概略截面图。 图26是表示图25所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图27是表示将作为抑制层起作用的选择氧化层配置在低折射率层中的情况下的
选择氧化层的位置、增益比以及有效折射率差的关系的图。 图28是表示将作为抑制层起作用的选择氧化层配置在低折射率层中的情况下的
选择氧化层的位置和振荡阈值增益的关系的图。 图29是实施方式4的面发光激光元件的概略截面图。 图30是表示图29所示的面发光激光元件的谐振区域(=谐振器隔离(spacer) 层和活性层构成)的附近的图。 图31的(al) (cl)是表示图29所示的面发光激光元件的制造方法的第1工艺 图。 图32的(dl) (fl)是表示图29所示的面发光激光元件的制造方法的第2工艺 图。 图33的(gl) (hl)是表示图29所示的面发光激光元件的制造方法的第3工艺 图。 图34的(il) (jl)是表示图29所示的面发光激光元件的制造方法的第4工艺图。 图35是实施方式5的面发光激光元件的概略截面图。 图36是表示图35所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图37的(a2) (c2)是表示图35所示的面发光激光元件的制造方法的第1工艺图。 图38的(d2) (f2)是表示图35所示的面发光激光元件的制造方法的第2工艺 图。 图39的(g2) (h2)是表示图35所示的面发光激光元件的制造方法的第3工艺 图。 图40的(i2) (j2)是表示图35所示的面发光激光元件的制造方法的第4工艺 图。 图41是实施方式6的面发光激光元件的概略截面图。 图42是表示图41所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图43的(a3) (c3)是表示图41所示的面发光激光元件的制造方法的第1工艺图。 图44的(d3) (f3)是表示图41所示的面发光激光元件的制造方法的第2工艺 图。 图45的(g3) (h3)是表示图41所示的面发光激光元件的制造方法的第3工艺 图。 图46是实施方式7的面发光激光元件的概略截面图。 图47是表示图46所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的图。 图48的(a4) (c4)是表示图46所示的面发光激光元件的制造方法的第1工艺图。 图49的(d4) (f4)是表示图46所示的面发光激光元件的制造方法的第2工艺 图。 图50的(g4) (h4)是表示图46所示的面发光激光元件的制造方法的第3工艺 图。 图51的(i4)是表示图46所示的面发光激光元件的制造方法的第4工艺图。 图52是表示图46所示的面发光激光元件的谐振区域的附近的另一个图。
具体实施例方式
参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。而且，对于图中相同或者相当的 部分赋予相同的标号而不重复其说明。
〔实施方式1〕 图1是本发明的实施方式1的面发光激光元件的概略截面图。参照图l，本发明的 实施方式1的面发光激光元件100具有基板101、缓冲层102、反射层103、107、谐振器隔 离层104、106、活性层105、选择氧化层108、接触层109、 Si02层110、绝缘性树脂111、 p侧 电极112、n侧电极113。而且，面发光激光元件100是780nm波带的面发光激光元件。 基板101由n型镓砷(n-GaAs)构成。缓冲层102由n-GaAs构成，被形成在基板101的一个主面上。反射层103在将n-Al。.gGa。.^s/Al。.3Ga。.7As的对作为一周期的情况下由 40. 5周期的〔n-Al。.gGa。」As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在缓冲层102上。
谐振器隔离层104由非掺杂Al。.eGa。」As构成，被形成在反射层103上。在将 AlGaAs/A1。.6Ga。.4As的对作为 一 个周期的情况下，活性层105具有3周期的〔AlGaAs/ Al。.6Ga。.4As〕构成的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离层104上。然后，AlGaAs具有 5. 6nm的膜厚，Al。.6Ga。.4As具有7. 8nm的膜厚。 谐振器隔离层106由非掺杂Al。. 6Ga。. 4As构成，被形成在活性层105上。在 将p-Al。.9Ga。. !As/A1。. 3Ga。.7As的对作为 一 周期的情况下，反射层107由26周期的〔 p-Al。.gGa。.iAs/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在谐振器隔离层106上。 选择氧化层108由p-AlAs构成，被设置在反射层107中。而且，选择氧化层108 由非氧化区域108a和氧化区域108b构成，具有20nm的膜厚。 接触层109由p-GaAs构成，被形成在反射层107上。形成Si02层110以覆盖反 射层103的一部分的一个主面、谐振器隔离层104、活性层105、谐振器隔离层106、反射层 107、选择氧化层108和接触层109的端面。 绝缘性树脂111与Si02层110接触而形成。p侧电极112被形成在接触层109的 一部分和绝缘性树脂111上。n侧电极113被形成在基板101的背面。
各个反射层103、107构成通过黑体的多重反射来反射由活性层105振荡的振荡 光，从而将其封闭在活性层105中的半导体分布黑体反射器。 图2是图1所示的反射层103的一部分的截面图。参照图2，反射层103包含高 折射率层1031、低折射率层1032、组成倾斜层1033。高折射率层1031由Al。」Ga。.7As构成， 低折射率层1032由Al。.9GaaiAS构成，组成倾斜层1033由从高折射率层1031和低折射率层 1032的一方的组成向另一方的组成使组成变化的AlGaAs构成。 设置组成倾斜层1033是为了降低高折射率层1031和低折射率层1032之间的电 阻。 高折射率层1031具有dl的膜厚，低折射率层1032具有d2的膜厚，组成倾斜层 1033具有d3的膜厚。 在具有不包含组成倾斜层1033的急剧的界面的反射层的情况下，构成反射层的 低折射率层和高折射率层的膜厚相对于激光振荡波长(A = 780nm)被设定为入/4n(n是 各半导体层的折射率)，以满足黑体的多重反射的相位条件。 该A /4n的膜厚是各半导体层中的振荡光的相位变化量为Ji /2的膜厚。如实施 方式1那样，在包含组成倾斜层1033的情况下，包含了各半导体层和组成倾斜层1033的厚 度被设定为满足黑体的多重反射的条件。 膜厚d3例如被设定为20nm，设定各个膜厚dl、 d2以便dl+d3和d2+d3满足黑体 的多重反射的条件。即，设定各个dl+d3和d2+d3，以使反射层103中的振荡光的相位变化 量为Ji/2。 而且，反射层107由与反射层103相同的结构构成。 图3是表示图1所示的面发光激光元件100的谐振区域的附近的图。而且，在图
3中还示意地表示面发光激光元件100的振荡状态中的振荡光的电场的强度分布。 参照图3，面发光激光元件100的谐振区域被定义为由谐振器隔离层104、 106、活性层105构成的区域。谐振器隔离层104、106、活性层105构成的谐振区域被设定为这些半 导体层中的振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层105位于谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层103、 107被构成为低折射率层1032侧分别与谐振器隔离层104、 106接触， 低折射率层1032和谐振器隔离层104、 106的界面(实施方式1中为组成倾斜层1033)成 为振荡光的电场的驻波分布中的腹。 而且，如上所述，由于dl+d3或者d2+d3被设定为振荡光的相位变化量为Ji /2，所 以在配置了高折射率层1031和低折射率层1032之间的组成倾斜层1033的位置，腹和节交 替出现。 选择氧化层108在反射层107中被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层104、谐 振器隔离层106和活性层105)开始第4周期的低折射率层1032中。更具体来说，选择氧 化层108被设置在从振荡波的电场的驻波分布中的节的位置开始向与活性层105相反侧错 开了振荡光的相位变化量为n /4的距离(即，将低折射率层1032的折射率设为n而成为 入/8n的距离)的位置。 然后，设置了选择氧化层108的低折射率层1032的膜厚被设定为包含了一部分组 成倾斜层1033的相对于振荡波长的相位变化量为3 Ji /2的膜厚。这样，在反射层107的结 构层中的振荡光的相位变化量为n/2的奇数倍的情况下，可以满足多重反射的相位条件。
图4是表示图1所示的面发光激光元件100的谐振区域的附近的另一个图。而且， 在图4中也示意地表示了面发光激光元件100的振荡状态的振荡光的电场强度分布。
参照图4，选择氧化层108被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性 层105)开始第4周期的高折射率层1031中。更具体来说，选择氧化层108被设置在振荡 波的电场的驻波分布中的第4周期的节、和在从活性层105远离的方向上与第4周期的节 邻接的腹之间。其他与图3中的说明相同。 这样，在本发明的面发光激光元件IOO中，选择氧化层108被设置在从谐振区域 (=谐振器隔离层104、106和活性层105)开始第4周期的高折射率层1031中，或者从谐振 区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周期的低折射率层1032中。
图5、图6和图7是分别表示图1所示的面发光激光元件100的制造方法的第1至 第3的工艺图。参照图5，在开始一连串的动作时，利用有机金属气相成长法(MOCVD :Metal Organic Chemical V即or D印osition)，在基板101上依次层积缓冲层102、反射层103、 谐振器隔离层104、活性层105、谐振器隔离层106、反射层107、选择氧化层108、和接触层 109(参照图5的工艺(a))。 这时，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成缓冲层102的 n-GaAs，并以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成 反射层103的n-Al。.gGa。」As和n_Al。. 3Ga。. 7As。 而且，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层104的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形 成活性层105的AlGaAs/Al。.eGa。.4As。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离层106的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化 碳(CBr4)为原料形成反射层107的p-Al。.9Ga。」As/Al。.3Ga。.7As。 再有，以三甲基铝(TMA)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成选择氧化 层108的p-AlAs，三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成接触层109 的p-GaAs。 然后，在接触层109上涂布保护膜，利用照相制版技术，在接触层109上形成保护 膜图案120 (参照图5的工艺(b))。这时，保护膜图案120具有1边为20 ii m的正方形的形 状。 在形成保护膜图案120时，将该形成的保护膜图案120用作掩，通过干腐蚀除去谐 振器隔离层104、活性层105、谐振器隔离层106、反射层107、选择氧化层108和接触层109 的周边部，进而除去保护膜图案120 (参照图5(c)的工艺)。 接着，参照图6，在图5所示的工艺(c)之后，在将加热至85t:的水在氮气中起泡 的环境中，将试料加热至425t:，将选择氧化层108的周围从外周部向中央部氧化，并且在 选择氧化层108中形成非氧化区域108a和氧化区域108b(参照图6的工艺(d))。这时，非 氧化区域108a构成为1边为4 ii m的正方形。 然后，利用气相化学沉积法(CVD :Chemical V即our D印osition)，在试料的全部 表面形成Si02层IIO，利用照相制版技术将成为光射出部的区域及其周边区域的Si02层 110除去(参照图6的工艺(e))。 接着，通过旋转涂敷将绝缘性树脂111涂布在试料的全体上，并且去除成为光射 出部的区域上的绝缘性树脂111 (参照图6的工艺(f))。 参照图7，在形成了绝缘性树脂111后，在成为光射出部的区域上形成1边为8 i！ m 的保护膜图案，并通过蒸着在试料的全部表面形成P侧电极材料，并且通过发射(lift off)去除保护膜上的P侧电极材料从而形成P侧电极112(参照图7的工艺(g))。然后， 研磨基板101的背面，并在基板101的背面形成n侧电极113，进而取得p侧电极112和n 侧电极113的欧姆性导通(参照图7的工艺(h))。由此，制造面发光激光元件IOO。
图8是表示将选择氧化层108配置在反射层107中的高折射率层1031中的情况 下的有效折射率差(Aneff)和振荡阈值增益和选择氧化层108的位置的关系的图。
在图8中，纵轴表示用非氧化区域108a中的有效折射率neff将非氧化区域108a 和氧化区域108b的有效折射率差(Aneff)归一化的值以及振荡阈值增益，横轴表示选择 氧化层108的位置。 而且，曲线kl表示Aneff/neff和选择氧化层108的位置的关系，并且曲线k2表 示非氧化区域108a中的振荡阈值增益，曲线k3表示氧化区域108b中的振荡阈值增益。
而且，振荡阈值增益相当于谐振器损失(反射镜的反射损失)，意味着振荡阈值增 益越大，谐振器损失(反射镜的反射损失)也越大。 图9是用于说明高折射率层1031中的选择氧化层108的位置的图。参照图9，选 择氧化层108被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周 期的高折射率层1031中。然后，在选择氧化层108的位置为"O"的情况下，选择氧化层108 被配置在从谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周期的低折射率 层1032和高折射率层1031的界面上(=振荡光的电场的驻波分布中从谐振区域开始第4周期的节)。 而且，在选择氧化层108的位置为"0.25"的情况下，选择氧化层108被配置在从 谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周期的高折射率层1031和第 5周期的低折射率层1032的界面上(=振荡光的电场的驻波分布中从谐振区域开始第5周 期的腹)。 而且，在选择氧化层108的位置为"O. 5"的情况下，选择氧化层108被配置在从谐 振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第5周期的低折射率层1032和第5 周期的高折射率层1031的界面上(=振荡光的电场的驻波分布中从谐振区域开始第5周 期的节)。 进而，在选择氧化层108的位置为"-O. 25"的情况下，选择氧化层108被配置在从 谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第3周期的高折射率层1031和第 4周期的低折射率层1032的界面上(=振荡光的电场的驻波分布中从谐振区域开始第4周 期的腹)。 因此，选择氧化层108的位置为正意味着从谐振区域(=谐振器隔离层104U06 和活性层105)开始第4周期的高折射率层1031和低折射率层1032的界面起再向与活性 层105的方向相反的方向行进，并且选择氧化层108的位置为负意味着从谐振区域(=谐 振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周期的高折射率层1031和低折射率层1032 的界面起向活性层105接近。 而且，"-O. 25"的位置和"O. 25"的位置是相当于振荡光的电场的驻波分布的腹的 位置。 再次参照图8， Aneff/neff随着选择氧化层108的位置从"O"开始向正的方向移
动而变大，在选择氧化层108的位置为大约0. 25的位置成为极大。然后，Aneff/neff随
着选择氧化层108的位置从0. 25开始向0. 5的方向移动而减少(参照曲线kl)。 而且，非氧化区域108a中的振荡阈值增益在选择氧化层108的位置从"O"向正方
向移动时增大若干，在选择氧化层108的位置为"O. 125"时为极大。然后，非氧化区域108a
中的振荡阈值增益伴随选择氧化层108的位置从"O. 125"向"0. 25"移动而变小(参照曲
线2)。 另一方面，氧化区域108b中的振荡阈值增益在选择氧化层108的位置从"O"向正 方向移动时急剧变大，在选择氧化层108的位置为"O. 125"附近时为极大。然后，氧化区域 108b中的振荡阈值增益伴随选择氧化层108的位置从"O. 125"向"0. 25"移动而变小(参 照曲线3)。 因此，非氧化区域108a中的振荡阈值增益与氧化区域108b中的振荡阈值增益的 差在选择氧化层108的位置为"O"和"O. 25"时最小，伴随选择氧化层108的位置从"O"向 "0. 125"移动而变大。然后，非氧化区域108a中的振荡阈值增益与氧化区域108b中的振 荡阈值增益的差伴随选择氧化层108的位置从"O. 125"向"O. 25"移动而变小(参照曲线 k2、k3)。 于是，如上所述，由于振荡阈值增益越大，意味着谐振器损失(反射镜的反射损 失)越大，所以在选择氧化层108存在于"O"和"O. 125"之间时，氧化区域108b使谐振区 域(=谐振器隔离层104、106和活性层105)中的损失比非氧化区域108a大。
这里，高次横与基本横相比，横方向的分布宽，与氧化区域108b的空间上的重叠 大，所以氧化区域108b中的振荡阈值增益与高次横的振荡阈值增益对应，非氧化区域108a 中的振荡阈值增益与基本横的振荡阈值增益对应。 这样，在选择氧化层108存在于"O"和"O. 125"之间时，氧化区域108b的振荡阈值 增益比非氧化区域108a的振荡阈值增益大，这意味着使高次横的损失比基本横的损失大， 即抑制高次横。 因此，通过将选择氧化层108配置在"O"和"O. 125"之间，选择氧化层108的氧化 区域108b作为抑制高次横的抑制层和对活性层105注入电流时的电流狭窄层起作用。
图10是将选择氧化层108配置在反射层107中的低折射率层1032中的情况下的 有效折射率差(Aneff)及振荡阈值增益与选择氧化层108的位置的关系的图。
在图10中，纵轴表示用非氧化区域108a中的有效折射率neff将非氧化区域108a 和氧化区域108b的有效折射率差(Aneff)归一化的值以及振荡阈值增益，横轴表示选择 氧化层108的位置。 而且，曲线k4表示Aneff/neff和选择氧化层108的位置的关系，并且曲线k5表 示非氧化区域108a中的振荡阈值增益，曲线k6表示氧化区域108b中的振荡阈值增益。
而且，图10中的曲线kl、k2、k3与图8所示的曲线kl、k2、k3相同。
图11是用于说明低折射率层1032中的选择氧化层108的位置的图。参照图11， 从谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层105)开始第4周期的低折射率层1032的 膜厚被设定为该区域中的谐振光的相位变化量为3 /2的膜厚(即，为3 A /4的膜厚入 为谐振波长，n为低折射率层1032的折射率)。于是，将选择氧化层108设定在低折射率层 1032中，而不是高折射率层1031中。 这时，从谐振区域(=谐振器隔离层104、106和活性层105)开始第3周期的高折 射率层1031和第4周期的低折射率层1032的界面为选择氧化层108的位置"O"，从该位 置"O"开始与活性层105相反方向为正的方向，从该位置"0"开始接近活性层105的方向 为负的方向。 再次参照图10， Aneff/neff伴随选择氧化层108的位置从"O"向正的方向移动 而变大，在选择氧化层108的位置约0. 25的位置变为最大。然后，Aneff/neff伴随选择 氧化层108的位置从0. 25向0. 5的方向移动而减少(参照曲线k4)。 而且，即使选择氧化层108的位置从"O"向正的方向和负的方向移动，非氧化区域 108a中的振荡阈值增益也基本不变化(参照曲线k5)。 另一方面，氧化区域108b中的振荡阈值增益在选择氧化层108的位置从"O"向正 的方向移动时急剧变大，在选择氧化层108的位置为"O. 125"附近时变为极大。然后，氧化 区域108b中的振荡阈值增益伴随选择氧化层108的位置从"O. 125"向"O. 25"移动而变小 (参照曲线k6)。 因此，非氧化区域108a中的振荡阈值增益和氧化区域108b中的振荡阈值增益的 差在选择氧化层108的位置为"O"和"O. 25"时为最小，伴随选择氧化层108的位置从"O" 向"O. 125"移动而变大。然后，非氧化区域108a中的振荡阈值增益和氧化区域108b中的 振荡阈值增益的差伴随选择氧化层108的位置从"O. 125"向"0. 25"移动而变小(参照曲 线k5、k6)。
其结果，如在图8中说明的那样，从谐振区域(=谐振器隔离层104、106和活性层 105)开始第4周期的低折射率层1032中配置的选择氧化层108抑制高次横。而且，选择氧 化层108被配置在从谐振区域开始第4周期以外的低折射率层1032中的情况下也抑制高 次横。 于是，将选择氧化层108配置在从谐振区域(=谐振器隔离层104、 106和活性层 105)开始第4周期的低折射率层1032中的情况下的非氧化区域108a中的振荡阈值增益 和氧化区域108b的振荡阈值增益的差，比将选择氧化层108配置在从谐振区域(=谐振器 隔离层104、106和活性层105)开始第4周期的高折射率层1031中的情况下的非氧化区 域108a中的振荡阈值增益和氧化区域108b的振荡阈值增益的差大(参照曲线k2、k3、k5、 k6)，所以被配置在低折射率层1032中的选择氧化层108与被配置在高折射率层1031中的 选择氧化层108相比，更有效地抑制高次横。 而且，在选择氧化层108的位置为"O. 125"的情况下，非氧化区域108a中的振荡 阈值增益和氧化区域108b中的振荡阈值增益的差为最大，所以选择氧化层108优选配置在 位置"O"和位置"O. 25"的中间点，即相当于振荡光的电场的驻波分布的节的位置、和在与 活性层105的相反方向上相当于与该节相邻的腹的位置的中间点。而且，由于被设置在低 折射率层1032中的情况下，还可以减小与选择氧化层108的带(band)的不连续量，所以可 以减小电阻。 图12是表示图1所示的面发光激光元件100的电流-光输出特性的图。而且，图 13是表示以往的面发光激光元件的电流-光输出特性的图。而且，在以往的面发光激光元
件中，选择氧化层被形成在振荡光的电场的驻波分布中的节的位置。而且，在面发光激光元
件IOO和以往的面发光激光元件中，将非氧化区域的一边的长度设定为4ym。 在图12和图13中，纵轴表示光输出，横轴表示电流。在以往的面发光激光元件中，
在4mA左右的注入电流中，开始高次横的振荡，在电流-光输出中出现弯曲(kink)(参照图
13)。 另一方面，在面发光激光元件100中，高次横被有效地抑制，基本上直至峰值输出 为止，得到单一基本横振荡(参照图12)。 因此，通过将选择氧化层108的位置设置在振荡光的电场的驻波分布的节和腹之 间，可以直至峰值输出为止抑制高次横并实现单一基本横振荡。 图14是将图1所示的面发光激光元件100中的基本横输出和峰值输出的比相对
于非氧化区域108a的面积进行了标绘的图。而且，图15是将以往的面发光激光元件中的
基本横输出和峰值输出的比相对于非氧化区域的面积进行了标绘的图。 在图14和图15中，纵轴表示基本横输出/峰值输出，横轴表示非氧化区域的面
积。而且，图14和图15中的基本横输出被定义为高次横抑制比(SMSR)为20dB时的输出。
即，在峰值输出中，在为单一基本横振荡(SMSR>20dB)的情况下，纵轴的基本横输出/峰
值输出为"l"。 在以往的面发光激光元件中，随着非选择区域的面积变大，基本横输出/峰值输 出急剧降低。于是在峰值输出之前可能进行单一基本横振荡的非氧化区域的面积为4ym2 左右(参照图15)。 另一方面，在面发光激光元件100中，基本横输出/峰值输出在非氧化区域108a的面积为4 18. 5iim2的范围内为"l"，在非氧化区域108a的面积为4 20 y m2的范围 内可能进行单一基本横振荡(SMSR > 20dB)(参照图14)。 这样，在更大的非氧化区域108a的面积中也可以得到单一基本横振荡，使以往的 面发光激光元件的非氧化区域的面积飞跃性地变大。其结果，可以增强面发光激光元件100 的发光强度。 图16表示图1所示的面发光激光元件100的谐振区域的附近的再一个图。参 照图16，选择氧化层108也可以在反射层107中，被设置在从谐振区域(由谐振器隔离层 104、 106和活性层105构成)开始的第2周期的低折射率层1032中。S卩，选择氧化层108 也可以被配置在以下位置从相当于振荡光的电场的驻波分布中的活性层105开始第2个 周期的节的位置起，在与活性层105相反的方向上，移动了振荡光的相位变化量为ji/8(= 入/16n)的距离的位置。 选择氧化层108被配置在图16所示的配置位置的面发光激光元件100也和选择 氧化层108被配置在图3所示的配置位置的面发光激光元件100 —样，可以增大非氧化区 域108a的面积，同时可以得到单一基本横振荡。而且，选择氧化层108的位置的调整可以 通过控制性良好的MOCVD成长而非常容易地进行。 图17是利用了图1所示的面发光激光元件100的面发光激光阵列的平面图。参 照图17，面发光激光阵列300由将24个面发光激光元件100以规定的间隔配置为大致菱形 的结构构成。 如上所述，面发光激光元件100由于可以抑制高次横振荡从而基本至峰值输出为 止得到单一基本横振荡，所以面发光激光阵列300也可以基本至峰值输出为止射出单一基 本横振荡产生的振荡光。 而且，面发光激光元件IOO可以将非氧化区域108a的面积增大至约20iim、所以 面发光激光阵列300可以射出更高输出的振荡光。 图18是利用了图1所示的面发光激光元件100或者图17所示的面发光激光阵列 300的电子照相系统的概略图。参照图18，电子照相系统400具有感光鼓401、光学扫描 系统402、写入光源403、同步控制电路404。 感光鼓401按照来自同步控制电路404的控制，通过来自光学扫描系统402的成 形束形成潜像。光学扫描系统402由多边形反射镜和透镜会聚系统构成，按照来自同步控 制电路404的控制，将来自写入光源403的激光会聚在感光鼓401上。
写入光源403由面发光激光元件100或者面发光激光阵列300构成，按照来自同 步控制电路404的控制振荡单一基本横的激光，将该振荡的激光射出到光学扫描系统402。 同步控制电路404控制感光鼓401、光学扫描系统402、写入光源403。 如上所述，面发光激光元件100和面发光激光阵列300由于能够以高输出振荡单 一基本横的激光，所以在电子照相系统400中可以高速写入，而且可以得到高精细的图像。
图19是利用了图1所示的面发光激光元件100的光通信系统的概略图。参照图 19，光通信系统500具有设备510、520、光纤阵列530。 设备510包含驱动电路511和激光阵列块512。驱动电路511驱动激光阵列块 512。激光阵列块512由将面发光激光元件100排列为一维的阵列块构成。然后，被排列为 一维的多个面发光激光元件100与光纤阵列530的各光纤连接。
激光阵列块512在被驱动电路511驱动时，振荡单一基本横分量构成的激光，经由 将发送信号变换为光信号的光纤阵列530发送到设备520。而且，在光通信系统500中，被 排列为一维的多个面发光激光元件100构成"面发光激光阵列"。 设备520包含光电二极管阵列块521和信号检测电路522。光电二极管阵列块521 由被排列为一维的多个光电二极管构成。然后，多个光电二极管与光纤阵列530的各光纤 连接。因此，光电二极管阵列块521的各光电二极管经由各光纤与激光阵列块512的各面 发光激光元件100连接。 光电二极管阵列块521从光纤阵列530接收光信号，将该接收的光信号变换为电 信号。然后，光电二极管阵列块521将该变换后的电信号作为接收信号输出到信号检测电 路522。信号检测电路522从光电二极管阵列块521接受该接收信号，检测该接受的接收信 号。 光纤阵列530将设备510的激光阵列块512与设备520的光电二极管阵列块521 连接。 如上所述，由于面发光激光元件100以单一基本横射出高输出的激光，所以设备 510可以减少传输误差而将信号发送到设备520。
其结果，可以提高光通信系统500的可靠性。 而且，在光通信系统500中，以并行光相互连接系统为例进行了说明，但是本发明 的光通信系统不限于此，也可以是利用了单一的面发光激光元件100的串行传输系统。
而且，除了在设备间，也可以应用在端口间、芯片间和芯片内相互连接等中。
而且，选择氧化层108的氧化区域108b构成"电流狭窄层"和"抑制层"。
〔实施方式2〕 图20是实施方式2的面发光激光元件的概略截面图。参照图20，本发明的实施 方式2的面发光激光元件200具有基板201、缓冲层202、反射层203、207、谐振器隔离层 204、206、活性层205、选择氧化层208、接触层209、 Si02层210、绝缘性树脂211、 p侧电极 212、n侧电极213。而且，面发光激光元件200是980nm波带的面发光激光元件。
基板201由n-GaAs构成。缓冲层202由n-GaAs构成，被形成在基板201的一个 主面上。反射层203在将n-Al。.gGa^As/GaAs的对作为一周期的情况下由35. 5周期的〔 n-Al。.gGa。」As/GaAs〕构成，被形成在缓冲层202上。 谐振器隔离层204由非掺杂GaAs构成，被形成在反射层203上。活性层205具有 将InGaAs/GaAs为一对的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离层204上。
谐振器隔离层206由非掺杂GaAs构成，被形成在活性层205上。在将 p-Al。.gGa。」As/GaAs的对作为一周期的情况下，反射层207由24周期的〔p_Al。.9Ga。. GaAs〕构成，被形成在谐振器隔离层206上。 选择氧化层208由p-AlAs构成，被设置在反射层207中。而且，选择氧化层208 由非氧化区域208a和氧化区域208b构成。 接触层209由p-GaAs构成，被形成在反射层207上。形成Si02层210以覆盖反 射层203的一部分的一个主面、谐振器隔离层204、活性层205、谐振器隔离层206、反射层 207、选择氧化层208和接触层209的端面。 绝缘性树脂211与Si02层210接触而形成。p侧电极212被形成在接触层209的一部分和绝缘性树脂211上。n侧电极213被形成在基板201的背面。 于是，各个反射层203、207构成通过黑体多重反射来反射由活性层205振荡的振
荡光，从而将其封闭在活性层205中的半导体分布黑体反射器。 在面发光激光元件200中，各个反射层203、207也包含从反射层203、207中的低 折射率层(Al。.9GaaiAS)和高折射率层(GaAs)的其中一方的组成向另一方的组成使组成变 化的AlGaAs构成的组成倾斜层。于是，组成倾斜层具有20nm的膜厚，该膜厚被设定为包含 各个低折射率层(Al。.9GaaiAS)和高折射率层(GaAs)和组成倾斜层的一部分的区域中的振 荡光的相位变化量为n /2，满足黑体对于振荡光的多重反射的相位条件。
图21是表示图20所示的面发光激光元件200的谐振区域的附近的图。而且，在 图21中，还示意地表示面发光激光元件200的振荡状态下的振荡光的电场的强度分布。
参照图21，面发光激光元件200的谐振区域被定义为由谐振器隔离层204、206、活 性层205构成的区域。谐振器隔离层204、206、活性层205构成的谐振区域被设定为这些半 导体层中的振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层205位于谐振区域(=谐振器隔离层204、 206和活性层205)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层203、207被构成为低折射率层2032侧分别与谐振器隔离层204、206接触， 低折射率层2032和谐振器隔离层204、206的界面(实施方式2中为组成倾斜层2033)成 为振荡光的电场的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1 一样，在配置了高折射率层2031和低折射率层2032之间的组 成倾斜层2033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层208在反射层207中被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层204、谐 振器隔离层206和活性层205)开始第1周期的低折射率层2032中。更具体来说，选择氧 化层208被设置在从振荡波的电场的驻波分布中的节的位置开始向与活性层205相反侧错 开了振荡光的相位变化量为3 Ji /10的距离(即，将低折射率层2032的折射率设为n而成 为3 A /20n的距离)的位置。该选择氧化层208的位置是从高折射率层2031的中央(从 节开始的振荡光的相位变化量为n/4的位置)向驻波分布的腹侧位移的位置。
图20所示的面发光激光元件100按照图5、图6和图7所示的工艺(a) 工艺(h) 制造。这时，只要将基板101、缓冲层102、反射层103、107、谐振器隔离层104、106、活性层 105、选择氧化层108、接触层109、 Si(^层110、绝缘性树脂111、 p侧电极112和n侧电极 113分别改读为基板201、缓冲层202、反射层203、207、谐振器隔离层204、206、活性层205、 选择氧化层208、接触层209、Si02层210、绝缘性树脂211、p侧电极212和n侧电极213即 可。 而且，在图5所示的工艺(a)中，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se) 为原料形成缓冲层202的n-GaAs，并以三甲基铝(FMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和 硒化氢(H2Se)为原料形成反射层203的n-Al。.9Ga。」As，并以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3) 和硒化氢(H2Se)为原料形成反射层203的n-GaAs。 并且，以三甲基镓(TMG)和胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离层204的非掺 杂GaAs，以三甲基铟(TMI)、三甲基镓(TMG)和胂化氢(AsH3)为原料形成活性层205的 InGaAs，以三甲基镓(TMG)和胂化氢(AsH3)为原料形成活性层205的GaAs。
再有，以三甲基镓(TMG)和胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离层206的非掺杂 GaAs，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成反 射层107的p-Al。.9Ga。.^s，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形 成反射层108的p-GaAs。 再有，以三甲基铝(TMA) J申化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成选择氧化 层208的p-AlAs，以三甲基镓(TMG) J申化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成接触层 209的p-GaAs。 而且，在面发光激光元件200的制造中，相当于光射出部的区域由一边为25iim的 正方形的形状构成，选择氧化层208的非氧化区域208a的一边的长度被设定为5 y m。
除此之外与图5、图6和图7所示的制造方法中说明的相同。 面发光激光元件200和面发光激光元件IOO—样，可以直至峰值输出以单一基本
横振荡，与以往的面发光激光元件的单一基本横的输出相比，可以得到高的输出。 图22是利用了图20所示的面发光激光元件200的面发光激光阵列的平面图。参
照图22，面发光激光阵列300A由将24个面发光激光元件200以规定的间隔配置为大致菱
形的结构构成。 如上所述，面发光激光元件200由于可以抑制高次横振荡从而基本至峰值输出为 止得到单一基本横振荡，所以面发光激光阵列300A也可以基本至峰值输出为止射出单一 基本横振荡产生的振荡光。 而且，面发光激光元件200可以将非氧化区域208a的面积增大至与面发光激光元 件100的非氧化区域108a相同，所以面发光激光阵列300A可以射出更高输出的振荡光。
图23是利用了图20所示的面发光激光元件200或者图22所示的面发光激光阵 列300A的电子照相系统的概略图。参照图23，电子照相系统400A将图18所示的电子照相 系统400的写入光源403替代为写入光源403A，此外与电子照相系统400相同。
写入光源403A由面发光激光元件200或者面发光激光阵列300A构成，按照来自 同步控制电路404的控制振荡单一基本横的激光，将该振荡的激光射出到光学扫描系统 402。 如上所述，面发光激光元件200和面发光激光阵列300A由于能够以高输出振荡 单一基本横的激光，所以在电子照相系统400A中可以高速写入，而且可以得到高精细的图像。 此外，与电子照相系统400相同。 图24是利用了图20所示的面发光激光元件200的光通信系统的概略图。参照图 24，光通信系统500A将图19所示的光通信系统500的激光阵列块512替代为激光阵列块 512A，此外与光通信系统500相同。 激光阵列块512A由将面发光激光元件200排列为一维的阵列块构成。然后，被排 列为一维的多个面发光激光元件200与光纤阵列530的各光纤连接。 激光阵列块512A在被驱动电路511驱动时，振荡由单一基本横分量构成的激光， 经由将发送信号变换为光信号的光纤阵列530发送到设备520。而且，在光通信系统500A 中，被排列为一维的多个面发光激光元件200构成"面发光激光阵列"。
如上所述，由于面发光激光元件200以单一基本横射出高输出的激光，所以设备510可以减少传输误差而将信号发送到设备520。其结果，可以提高光通信系统500A的可 靠性。 而且，选择氧化层208的氧化区域208b构成"电流狭窄层"和"抑制层"。
其他与光通信系统500相同。
〔实施方式3〕 图25是本发明的实施方式3的面发光激光元件的概略截面图。参照图25，实施 方式3的面发光激光元件600具有基板601、缓冲层602、反射层603、607、谐振器隔离层 604、606、活性层605、选择氧化层608、609、接触层610、 Si02层611、绝缘性树脂612、 p侧 电极613、 n侧电极614。而且，面发光激光元件600是780nm波带的面发光激光元件。
基板601由n-GaAs构成。缓冲层602由n-GaAs构成，被形成在基板601的一个 主面上。反射层603在将n-Al。.9Ga。.^s/Al。」Ga。.7As的对作为一周期的情况下由41. 5周期 的〔n-Al。.gGa。.^s/A瓜3Ga。.7As〕构成，被形成在缓冲层602上。 谐振器隔离层604由非掺杂Al。.eGa。」As构成，被形成在反射层603上。在 将AlGaAs/A1。. 6Ga。. 4As的对作为 一 周期的情况下，活性层605具有3周期的〔AlGaAs/ Al。.6Ga。.4As〕构成的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离层604上。
谐振器隔离层606由非掺杂Al。. 4Ga。. 6As构成，被形成在活性层605上。在 将p-Al。.9Ga。. ^s/A1。. 3Ga。.7As的对作为 一 周期的情况下，反射层607由24周期的〔 p-Al。.gGa^As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在谐振器隔离层606上。 选择氧化层608由p-AlAs构成，被设置在反射层607中。而且，选择氧化层608由 非氧化区域608a和氧化区域608b构成，具有20nm的膜厚。选择氧化层609由p-AlAs构 成，被设置在反射层607中。而且，选择氧化层609由非氧化区域609a和氧化区域609b构 成，具有20nm的膜厚。各个非氧化区域608a、609a由一边为4iim的大致正方形构成。而 且，选择氧化层609与选择氧化层608相比被配置在远离活性层605的位置。
接触层610由p-GaAs构成，被形成在反射层607上。形成Si02层611以覆盖反 射层603的一部分的一个主面、谐振器隔离层604、活性层605、谐振器隔离层606、反射层 607、选择氧化层608、609和接触层610的端面。这时，未形成Si02层611的开口部由一边 为8iim的大致正方形构成。 绝缘性树脂612与Si02层611接触而形成。p侧电极613被形成在接触层610的 一部分和绝缘性树脂612上。n侧电极614被形成在基板601的背面。
然后，各个反射层603、607构成通过黑体的多重反射来反射由活性层605振荡的 振荡光，从而将其封闭在活性层605中的半导体分布黑体反射器。 图26是图25所示的面发光激光元件600的谐振区域的附近的图。而且，在图26 中还示意地表示面发光激光元件600的振荡状态中的振荡光的电场的强度分布。而且，图 26中的黑点表示构成反射层607的多层膜的周期性的重复，在以下的图中也具有相同的含 义。 参照图26，各个反射层603、607包含高折射率层6031、低折射率层6032、组成倾 斜层6033。在反射层603中，高折射率层6031由n_Al。. 3Ga。. 7As构成，低折射率层6032由 n-Al。.gGa^As构成，组成倾斜层6033由从高折射率层6031和低折射率层6032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的n-AlGaAs构成。
而且，在反射层607中，高折射率层6031由p-Al。.3Ga。.7As构成，低折射率层6032 由p_Al。.9Ga。. 构成，组成倾斜层6033由从高折射率层6031和低折射率层6032的一方的 组成向另一方的组成使组成变化的p-AlGaAs构成。 面发光激光元件600的谐振区域被定义为由谐振器隔离层604、606、活性层605构 成的区域。谐振器隔离层604、606、活性层605构成的谐振区域被设定为这些半导体层中的 振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层605位于谐振区域(=谐振器隔离层604、 606和活性层605)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层603、607被构成为低折射率层6032侧分别与谐振器隔离层604、606接触， 低折射率层6032和谐振器隔离层604、606的界面(实施方式3中为组成倾斜层6033)成 为振荡光的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1相同，以在配置了高折射率层6031和低折射率层6032之间的 组成倾斜层6033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层608被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层604、谐振器隔离层606和 活性层605)开始第2周期的低折射率层6032中。更具体来说，选择氧化层608被设置在 与振荡波的电场的驻波分布中第2周期的节对应的位置。设置了选择氧化层608的低折射 率层6032的厚度被设定为从与低折射率层6032的一侧接触的组成倾斜层6033的中央部 开始至与低折射率层6032的另一侧接触的组成倾斜层6033的中央部为止的区域(图2所 示的膜厚d2的区域)中的振荡光的相位变化量为3Ji/2。于是，选择氧化层608作为限制 对活性层605注入的电流的电流狭窄层起作用。 选择氧化层609被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层604、谐振器隔离层606和 活性层605)开始第15周期的低折射率层6032中。更具体来说，选择氧化层609被设置在 从与振荡波的电场的驻波分布中第15周期的节对应的位置开始，向与活性层605相反侧的 方向错开了振荡光的相位变化量为n/4的距离(将低折射率层6032的折射率设为n而成 为A /8n的距离)的位置。设置了选择氧化层609的低折射率层6032的厚度被设定为与 设置了选择氧化层608的低折射率层6032的厚度相同的厚度。于是，选择氧化层609与实 施方式1中的选择氧化层108 —样，作为抑制振荡光的高次横的抑制层起作用。
这样，在面发光激光元件600中设置两个选择氧化层608、609，作为抑制高次横的 抑制层起作用的选择氧化层609与作为电流狭窄层起作用的选择氧化层608相比被设置在 更远离活性层605的位置。 图27是表示将作为抑制层起作用的选择氧化层609配置在低折射率层6032中的 情况下的选择氧化层609的位置、增益比以及有效折射率差的关系的图。而且，图28是表 示将作为抑制层起作用的选择氧化层609配置在低折射率层6032中的情况下的选择氧化 层609的位置、振荡阈值增益的关系的图。 在图27中，纵轴表示相对于选择氧化层609中的非氧化区域609a的振荡阈值增 益Gnonox的氧化区域609b的振荡阈值增益Gox的增益比、和有效折射率差，横轴表示抑制 层(=选择氧化层609)在反射层607中的位置(周期)，周期数越大，表示抑制层(=选择 氧化层609)越被配置在远离活性层605的位置。而且，曲线k7表示选择氧化层609的位 置和增益比的关系，曲线k8表示选择氧化层609的位置和有效折射率差的关系。
在图28中，纵轴表示振荡阈值增益，横轴表示抑制层(=选择氧化层609)的反射 层607中的位置(周期)。而且，曲线k9表示选择氧化层609的非氧化区域609a的振荡阈 值增益，曲线k10表示选择氧化层609的氧化区域609b的振荡阈值增益。
参照图27，有效折射率差随着被配置了抑制层(=选择氧化层609)的反射层607 的频率的增大而大幅度降低(参照曲线k8)。于是，有效折射率差变小时，抑制层(=选择 氧化层609)造成的衍射损失变小。 另一方面，即使抑制层(=选择氧化层609)的位置变化增益比也基本上不变化，
得到大约1.37倍左右的增益比(参照曲线k7)。而且，如图28所示，非氧化区域609a和氧
化区域609b的振荡阈值增益的绝对值本身也基本上不变化(参照曲线k9、 k10)。 图27所示的增益比(曲线k7)变为约1.37倍，是由于如图28所示，氧化区域609b
的振荡阈值增益(曲线k10)比非氧化区域609a的振荡阈值增益(曲线k9)大。于是，振
荡阈值增益越大，衍射损失也越大。而且，由于高次横与基本横相比横方向的分布宽，与氧
化区域609b的空间上的重叠大，所以氧化区域609b中的振荡阈值增益与高次横的振荡阈
值增益对应，非氧化区域609a中的振荡阈值增益与基本横的振荡阈值增益对应。 这样，通过将抑制层(=选择氧化层609)配置在离活性层605相对较远的位置，
可以较高地保持高次横的抑制比，同时大幅度地减小抑制层(=选择氧化层609)产生的衍
射损失。 如上所述，作为抑制高次横的抑制层起作用的选择氧化层609与作为电流狭窄层 起作用的选择氧化层608相比，被设置在离活性层605较远的位置，由此，可以降低面发光 激光元件600中的阈值电流。 在用一个选择氧化层兼作抑制层和电流狭窄层的情况下，通过使抑制层(=电流 狭窄层)远离活性层605，由于在通过抑制层(=电流狭窄层)后的载体的再扩散等的影 响，阈值电流增加。为了防止这种情况，需要将电流狭窄层配置在活性层605的附近。
因此，在实施方式3中，用不同的选择氧化层608、609形成电流狭窄层和抑制层， 并且将作为电流狭窄层起作用的选择氧化层608配置在离活性层605近的位置(从谐振区 域起第2个周期的低折射率层6032中)，并且将作为抑制层起作用的选择氧化层609配置 在离活性层605远的位置(从谐振区域开始第15周期的低折射率层6032中)。
这样，在面发光激光元件600中，特征是抑制层(=选择氧化层609)与活性层605 的距离比电流狭窄层(=选择氧化层608)与活性层605的距离大。 于是，由于该特征，在面发光激光元件600中，可以保持低阈值电流，并且实现衍 射损失小(=斜坡(slope)效率高)、高输出的单一基本振荡。 而且，在面发光激光元件600中，特征是选择氧化层608被设置在与振荡光的电场 的驻波分布的节对应的位置。 由于该特征，可以较低地抑制选择氧化层608产生的振荡光的衍射损失。其结果， 可以提高面发光激光元件600的输出。 面发光激光元件600按照图5、图6和图7所示的工艺(a) 工艺(h)制造。这 时，只要将基板101、缓冲层102、反射层103、107、谐振器隔离层104、106、活性层105、选择 氧化层108、接触层109、Si02层110、绝缘性树脂111、p侧电极112和n侧电极113分别改 读为基板601、缓冲层602、反射层603、607、谐振器隔离层604、606、活性层605、选择氧化层608、609、接触层610、 Si02层611、绝缘性树脂612、 p侧电极613和n侧电极614即可。
在上述中，说明了选择氧化层608的非氧化区域608a的面积与选择氧化层609的 非氧化区域609a的面积相同的情况，但是在本发明中不限于此，也可以使选择氧化层608 的非氧化区域608a的面积与选择氧化层609的非氧化区域609a的面积不相同。
高次横的抑制效果大致由抑制层(=选择氧化层609)的非氧化区域609a的面积 决定。因此，如果将电流狭窄层(=选择氧化层608)的非氧化区域608a的面积设定得比 抑制层(=选择氧化层609)的非氧化区域609a的面积大，则由于对活性层605的电流注 入区域(振荡区域)的面积变大，所以可以仍旧抑制高次横，同时得到更高输出的振荡光。
这时，选择氧化层608、609可以由Al组成大的Al,GahxAs(0. 9《x《1)形成。 AlGaAs和AlAs构成的选择氧化层膜厚越厚，或者Al组成越大，则越具有大的氧化速度，所 以通过调整A1组成或者膜厚，可以通过一次的氧化形成非氧化区域的面积不同的两个选 择氧化层608 、609。 面发光激光元件600被用于如图17所示的面发光激光阵列300。而且，面发光激 光元件600和利用了面发光激光元件600的面发光激光阵列300被用于图18所示的电子 照相系统400和图19所示的光通信系统500。
〔实施方式4〕 面发光激光元件700将图25所示的面发光激光元件600的选择氧化层608取代 为高电阻区域708a、708b，基板701、缓冲层702、反射层703、707、谐振器隔离层704、706、活 性层705、选择氧化层709、接触层710、 Si02层711、绝缘性树脂712、 p侧电极713、 n侧电 极714分别与基板601、缓冲层602、反射层603、607、谐振器隔离层604、606、活性层605、选 择氧化层609、接触层610、 Si02层611、绝缘性树脂612、 p侧电极613、 n侧电极614相同。
因此，各个反射层703、707构成通过黑体的多重反射来反射由活性层705振荡的 振荡光，从而将其封闭在活性层705中的半导体分布黑体反射器。而且，选择氧化层709作 为抑制振荡光的高次横的抑制层起作用。 而且，高电阻区域708a、708b具有比高电阻区域708a、708b间的半导体层(=反
射层703、707、谐振器隔离层704、706和活性层705)的电阻更高的电阻。 图30是表示面发光激光元件700的谐振区域(=谐振器隔离层704、706和活性
层705构成)的附近的图。而且，在图30中还示意地表示面发光激光元件700的振荡状态
中的振荡光的电场的强度分布。 参照图30，各个反射层703、707包含高折射率层7031、低折射率层7032、组成倾 斜层7033。在反射层703中，高折射率层7031由n_Al。. 3Ga。. 7As构成，低折射率层7032由 n-Al^Ga^As构成，组成倾斜层7033由从高折射率层7031和低折射率层7032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的n-AlGaAs构成。 而且，在反射层707中，高折射率层7031由p-Al。.3Ga。.7As构成，低折射率层7032 由p_Al。.9Ga。. #构成，组成倾斜层7033由从高折射率层7031和低折射率层7032的一方的 组成向另一方的组成使组成变化的p-AlGaAs构成。 面发光激光元件700的谐振区域被定义为由谐振器隔离层704、706、活性层705构 成的区域。谐振器隔离层704、706、活性层705构成的谐振区域被设定为这些半导体层中的 振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。
而且，为了提高诱导释放概率，活性层705位于谐振区域(=谐振器隔离层704、 706和活性层705)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层703、707被构成为低折射率层7032侧分别与谐振器隔离层704、706接触， 低折射率层7032和谐振器隔离层704、706的界面(实施方式4中为组成倾斜层7033)成 为振荡光的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1相同，以在配置了高折射率层7031和低折射率层7032之间的 组成倾斜层7033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层709被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层704、谐振器隔离层706和 活性层705)开始第15周期的低折射率层7032中。更具体来说，选择氧化层709被设置在 从与振荡波的电场的驻波分布中第15周期的节对应的位置开始，向与活性层705相反侧的 方向错开了振荡光的相位变化量为n /5的距离(将低折射率层7032的折射率设为n而成 为入/10n的距离)的位置。 设置了选择氧化层709的低折射率层7032的厚度被设定为从与低折射率层 7032的一侧接触的组成倾斜层7033的中央部开始至与低折射率层7032的另一侧接触的组 成倾斜层7033的中央部为止的区域(图2所示的膜厚d2的区域)中的振荡光的相位变化 量为3 Ji /2。于是，选择氧化层709作为抑制振荡光的高次横的抑制层起作用。
这样，在面发光激光元件700中，通过高电阻区域708a、708b限制对活性层705注 入的电流。即，高电阻区域708a、708b作为电流狭窄层起作用。然后，高电阻区域708a、708b 通过将氢离子注入反射层703、707、谐振器隔离层704、706和活性层705的一部分来形成。
由于通过氢离子的注入形成的高电阻区域708a、708b相对于未被注入氢离子的 区域基本上不产生折射率差，所以可以去除电流狭窄层(二高电阻区域708a、708b)产生的 衍射损失等的影响。 而且，在面发光激光元件700中，高电阻区域708a、708b通过将氢离子注入反射层 703、707、谐振器隔离层704、706和活性层705的一部分来形成，所以抑制层(=选择氧化 层709)被设置在比电流狭窄层(=高电阻区域708a、708b)更远离活性层705的位置。
其结果，在面发光激光元件700中，可以保持低阈值电流，同时实现衍射损失小 (斜坡效率高)、高输出的单一基本振荡。 而且，在面发光激光元件700中，由于蚀刻反射层707、选择氧化层709和接触层 710的周边部来形成高台结构体，所以高电阻区域708a、708b具有将活性层705与相邻于面 发光激光元件700的面发光激光元件的活性层分离的功能。 在形成利用了面发光激光元件700的面发光激光阵列的情况下，同时在基板701 上形成多个面发光激光元件700。因此，在高电阻区域708a、708b不存在的情况下，多个 面发光激光元件700的活性层705成为相互连接的状态，但是通过形成高电阻区域708a、 708b，可以将多个面发光激光元件700的活性层705相互分离。 图31、图32、图33和图34分别是表示图29所示的面发光激光元件700的制造方 法的第1至第4工艺图。参照图31，在开始一连串的动作时，利用MOCVD法，在基板701上 依次层积缓冲层702、反射层703、谐振器隔离层704、活性层705、谐振器隔离层706、反射层 707、选择氧化层709、和接触层710(参照图31的工艺(al))。 这时，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成缓冲层702的n-GaAs，并以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成 反射层703的n-Alo.9Ga。.^s和n-Al。.3Ga。.7As。 而且，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG) J申化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层704的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形 成活性层705的AlGaAs/Al。.6Ga。.4As。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG) J申化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层706的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化 碳(CBr4)为原料形成反射层707的p-Al。.9Ga。」As/Al。.3Ga。.7As。 再有，以三甲基铝(TMA)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成选择氧化 层709的p-AlAs，三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成接触层710 的p-GaAs。 然后，在接触层710上涂布保护膜，利用照相制版技术，在接触层710上形成保护 膜图案130(参照图31的工艺(bl))。这时，保护膜图案130具有1边为4ii m的正方形的 形状。 在形成保护膜图案130时，将该形成的保护膜图案130用作掩，将氢离子(H+)注 入反射层703、707、谐振器隔离层704、706、和活性层705的一部分并形成高电阻区域708a、 708b。然后除去保护膜图案130(参照图31(cl)的工艺)。 接着，参照图32，在形成高电阻区域708a、708b时，在接触层710上涂布保护膜，利 用照相制版技术，在接触层710上形成保护膜图案120(参照图32的工艺(dl))。这时，保 护膜图案120具有1边为20 ii m的正方形的形状。 在形成保护膜图案120时，将该形成的保护膜图案120用作掩，通过干蚀刻去除反 射层707、选择氧化层709和接触层710的周边部，进而除去保护膜图案120(参照图32的 工艺(el))。 然后，在将加热至85t:的水在氮气中起泡的环境中，将试料加热至425t:，将选择 氧化层709的周围从外周部向中央部氧化，并且在选择氧化层709中形成非氧化区域709a 和氧化区域709b(参照图32的工艺(fl))。这时，非氧化区域709a构成为l边为4iim的
正方形。 参照图33，在形成了非氧化区域709a和氧化区域709b后，利用CVD法在试料的 全部表面形成Si(^层711，并且利用照相制版技术将成为光射出部的区域及其周边区域的 Si02层711除去(参照图33的工艺(gl))。 接着，通过旋转涂敷将绝缘性树脂712涂布在试料的全体上，并且去除成为光射 出部的区域上的绝缘性树脂712(参照图33的工艺(hl))。 参照图34，在形成了绝缘性树脂712后，在成为光射出部的区域上形成l边为 8 P m的保护膜图案，并通过蒸着在试料的全部表面形成p侧电极材料，并且通过发射去除 保护膜上的P侧电极材料从而形成P侧电极713(参照图34的工艺(il))。然后，研磨基板 701的背面，并在基板701的背面形成n侧电极714，进而缓冷而取得p侧电极713和n侧 电极714的欧姆性导通(参照图34的工艺(jl))。由此，制造面发光激光元件700。
面发光激光元件700被用于如图17所示的面发光激光阵列300。而且，面发光激 光元件700和利用了面发光激光元件700的面发光激光阵列300被用于图18所示的电子照相系统400和图19所示的光通信系统500。
〔实施方式5〕 图35是本发明的实施方式5的面发光激光元件的概略截面图。参照图35，实施 方式5的面发光激光元件800具有基板801、缓冲层802、反射层803、807、谐振器隔离层 804、806、活性层805、选择氧化层808、814、接触层809、蚀刻阻止层810、 Si02层811、绝缘 性树脂812、 p侧电极813、 n侧电极815。而且，面发光激光元件800是980nm波带的面发 光激光元件。 基板801由n-GaAs构成。缓冲层802由n-GaAs构成，被形成在基板801的一个 主面上。反射层803在将n-Al。.gGa^As/GaAs的对作为一周期的情况下由35. 5周期的〔 n-Al。.gGa。」As/GaAs〕构成，被形成在缓冲层802上。 谐振器隔离层804由非掺杂Al。.2Ga。.sAs构成，被形成在反射层803上。活性层805 具有将InGaAs/GaAs作为一对的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离层804上。
谐振器隔离层806由非掺杂Al。. 2Ga。. 8As构成，被形成在活性层805上。在将 p-Al。.gGa。」As/GaAs的对作为一周期的情况下，反射层807由24周期的〔p_Al。.9Ga。. GaAs〕构成，被形成在谐振器隔离层806上。这时，反射层807由尺寸不同的两个反射层 807A、807B构成。于是，反射层807A比反射层807B尺寸大，与谐振器隔离层806接触而形 成，反射层807B隔着接触层809和蚀刻阻止层810而形成在反射层807A上。
选择氧化层808由膜厚20nm的p-AlAs构成，被设置在反射层807 (807A)中。而 且，选择氧化层808由非氧化区域808a和氧化区域808b构成。这时，非氧化区域808a由 一边为6 ii m的大致正方形构成。 选择氧化层814由膜厚20nm的p-AlAs构成，被设置在反射层807 (807B)中。而 且，选择氧化层814由非氧化区域814a和氧化区域814b构成。这时，非氧化区域814a由 一边为5 ii m的大致正方形构成。 这样，选择氧化层808的非氧化区域808a具有比选择氧化层814的非氧化区域 814a大的面积。 接触层809由膜厚20nm的p-GaAs构成，被形成在反射层807 (807A)上。而且，
p-GaAs中的碳(C)的掺杂量为IX 1019cm-3左右。蚀刻阻止层810由膜厚20nm的p-GalnP
构成，被形成在接触层809的一部分上。于是，蚀刻阻止层810具有在通过蚀刻形成由反射
层807(807B)和选择氧化层814构成的高台结构体时阻止刻蚀的功能。 形成Si02层811以覆盖反射层803的一部分的一个主面、谐振器隔离层S04、活性
层805、谐振器隔离层806、反射层807 (807A)和选择氧化层808的端面、接触层809的一部分。 绝缘性树脂812与Si02层811接触而形成。p侧电极813被形成在接触层809的 一部分和绝缘性树脂812上。n侧电极815被形成在基板801的背面。
然后，各个反射层803、807构成通过黑体的多重反射来反射由活性层805振荡的 振荡光，从而将其封闭在活性层805中的半导体分布黑体反射器。 图36是图35所示的面发光激光元件800的谐振区域的附近的图。而且，在图36
中还示意地表示面发光激光元件800的振荡状态中的振荡光的电场的强度分布。 参照图36，各个反射层803、807包含高折射率层8031、低折射率层8032、组成倾斜层8033。在反射层803中，高折射率层8031由n-GaAs构成，低折射率层8032由 n-Al。.gGa^As构成，组成倾斜层8033由从高折射率层8031和低折射率层8032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的n-AlGaAs构成。 而且，在反射层807中，高折射率层8031由p-GaAs构成，低折射率层8032由 p-Al。.gGa。.^s构成，组成倾斜层8033由从高折射率层8031和低折射率层8032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的p-AlGaAs构成。 面发光激光元件800的谐振区域被定义为由谐振器隔离层804、806、活性层805构 成的区域。谐振器隔离层804、806、活性层805构成的谐振区域被设定为这些半导体层中的 振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层805位于谐振区域(=谐振器隔离层804、 806和活性层805)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层803、807被构成为低折射率层8032侧分别与谐振器隔离层804、806接触， 低折射率层8032和谐振器隔离层804、806的界面(实施方式5中为组成倾斜层8033)成 为振荡光的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1相同，以在配置了高折射率层8031和低折射率层8032之间的 组成倾斜层8033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层808被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层804、谐振器隔离层806和 活性层805)开始第3周期的低折射率层8032中。更具体来说，选择氧化层808被设置在 与振荡波的电场的驻波分布中第3周期的节对应的位置。设置了选择氧化层808的低折射 率层8032的厚度被设定为从与低折射率层8032的一侧接触的组成倾斜层8033的中央部 开始至与低折射率层8032的另一侧接触的组成倾斜层8033的中央部为止的区域(图2所 示的膜厚d2的区域)中的振荡光的相位变化量为3Ji/2。于是，选择氧化层808作为限制 对活性层805注入的电流的电流狭窄层起作用。 选择氧化层814被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层804、谐振器隔离层806和 活性层805)开始第18周期的低折射率层8032中。更具体来说，选择氧化层814被设置在 从与振荡波的电场的驻波分布中第18周期的节对应的位置开始，向与活性层805相反侧的 方向错开了振荡光的相位变化量为n /5的距离(将低折射率层8032的折射率设为n而成 为入/10n的距离)的位置。设置了选择氧化层814的低折射率层8032的厚度被设定为与 设置了选择氧化层808的低折射率层8032的厚度相同的厚度。于是，选择氧化层814与实 施方式1中的选择氧化层108 —样，作为抑制振荡光的高次横的抑制层起作用。
这样，在面发光激光元件800中设置两个选择氧化层808、814，作为抑制高次横的 抑制层起作用的选择氧化层814与作为电流狭窄层起作用的选择氧化层808相比被设置在 更远离活性层805的位置。 在面发光激光元件800中，接触层809在反射层807中被设置在从活性层805开 始第4周期的高折射率层8031中。然后，形成接触层809、蚀刻阻止层810和高折射率层 8031，以使得相对于由接触层809、蚀刻阻止层810和高折射率层8031构成的区域的振荡光 的相位变化量为3Ji/2。 图37至图40分别是表示图35所示的面发光激光元件800的制造方法的第1至 第4工艺图。参照图37，在开始一连串的动作时，利用MOCVD法，在基板801上依次层积缓冲层802、反射层803、谐振器隔离层804、活性层805、谐振器隔离层806、反射层S07、选择 氧化层808、接触层809、蚀刻阻止层810、和选择氧化层814(参照图37的工艺(a2))。
这时，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成缓冲层802的 n-GaAs，并以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成 反射层803的n-Al。.9Ga。.^s和n-GaAs。 而且，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层804的非掺杂Al。.2Ga。.sAs，以三甲基铟(TMI)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形 成活性层805的InGaAs/GaAs。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层806的非掺杂Al。.2Ga。.sAs，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化 碳(CBr4)为原料形成反射层807的p-Al。.gGa。」As/GaAs。 再有，以三甲基铝(TMA)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成选择氧化 层808的p-AlAs，三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成接触层809 的p-GaAs。 再有，以三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMI)、磷化氢(PH3)、环二苯基镁(CPMg2)为原 料形成蚀刻阻止层810的p-GalnP。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原 料形成选择氧化层814的p-AlGaAs。 然后，在反射层807上涂布保护膜，利用照相制版技术，在反射层807上形成保护 膜图案120 (参照图37的工艺(b2))。这时，保护膜图案120具有1边为20 ii m的正方形的 形状。 在形成保护膜图案120时，将该形成的保护膜图案120用作掩，通过干蚀刻去除反 射层807和选择氧化层814的周边部。这时，刻蚀在深度达到蚀刻阻止层810前被阻止。 然后，之后用硫酸系的腐蚀剂(H2S04+H2+H20)通过湿蚀刻去除直至蚀刻阻止层810的各层。 在蚀刻后，去除保护膜图案120时，形成选择氧化层814的端面露出的第1级的高台结构体 (参照图37的(c2))。 接着，参照图38，在形成第1级的高台结构体时，在该形成的高台结构体和蚀刻阻 止层810上涂布保护膜，利用照相制版技术，在高台结构体和蚀刻阻止层810上形成保护膜 图案140(参照图38的工艺(d2))。这时，保护膜图案140具有一边为50ym的正方形形 状。 在形成保护膜图案140时，将该形成的保护膜图案140作为掩，通过干蚀刻去除蚀 刻阻止层810、接触层809、反射层807、选择氧化层808、谐振器隔离层806、活性层805和谐 振器隔离层804的周边部和反射层803的一部分，进而去除保护膜图案140(参照图38的 工艺(e2))。由此，形成第2级的高台结构体。 然后，在将加热至85t:的水在氮气中起泡的环境中，将试料加热至425t:，将选择 氧化层808、814的周围从外周部向中央部氧化，并且在选择氧化层808中形成非氧化区域 808a和氧化区域808b，在选择氧化层814中形成非氧化区域814a和氧化区域814b (参照 图38的工艺(f2))。这时，通过调整构成选择氧化层808的p-AlAs和构成选择氧化层814 的p-AlGaAs的A1组成，可以同时形成1边为6 y m的正方形构成的非氧化区域808a和1边为5 ii m的正方形构成的非氧化区域814a。 参照图39，在形成了非氧化区域808a、非氧化区域814a和氧化区域808b、氧化区 域814b后，利用CVD法在试料的全部表面形成Si02层811，并且利用照相制版技术将成为 光射出部的区域及其周边区域的Si(^层811除去。然后，通过旋转涂敷将绝缘性树脂812 涂布在试料的全体上，并且去除成为光射出部的区域上的绝缘性树脂812(参照图39的工 艺(g2))。 接着，将绝缘性树脂812作为掩，通过盐酸系的腐蚀剂(HC1+H20)蚀刻成为第2级 的高台结构体的最表面层的蚀刻阻止层810的一部分(参照图39的工艺(h2))。
参照图40，在去除了蚀刻阻止层810的一部分后，在成为光射出部的区域上形成 保护膜图案，并通过蒸着在试料的全部表面形成P侧电极材料，并且通过发射去除保护膜 上的P侧电极材料从而形成P侧电极813(参照图40的工艺(i2))。然后，研磨基板801 的背面，并在基板801的背面形成n侧电极815，进而缓冷而取得p侧电极813和n侧电极 815的欧姆性导通(参照图40的工艺(j2))。由此，制造面发光激光元件800。
在面发光激光元件800中，载体从接触层809通过选择氧化层808的非氧化区域 808a被注入活性层805，不是通过选择氧化层814的非氧化区域814a被注入活性层805。 因此，在面发光激光元件800中，与载体通过两个选择氧化层的非氧化区域被注入活性层 的情况相比元件电阻变低。其结果，面发光激光元件800中的发热被较低地抑制，由于发热 导致的输出的饱和点也可以提高，可以得到高输出的振荡光。 而且，在面发光激光元件800中，由于作为电流狭窄层起作用的选择氧化层808被 设置在从谐振区域(=谐振器隔离层804、806和活性层805)开始第3周期的低折射率层 8032中，所以可以较低地保持阈值电流，得到衍射损失低(斜坡效率高)的、高输出的单一 基本振荡。 而且，在上述中，说明了电流狭窄层由选择氧化层808构成的情况，但是在本发明 中不限于此，电流狭窄层也可以通过在实施方式4中说明的高电阻区域708a、708b来构成。
面发光激光元件800被用于如图22所示的面发光激光阵列300A。而且，面发光激 光元件800和利用了面发光激光元件800的面发光激光阵列300A被用于图23所示的电子 照相系统400A和图24所示的光通信系统500A。
〔实施方式6〕 图41是本发明的实施方式6的面发光激光元件的概略截面图。参照图41，实施 方式6的面发光激光元件900具有基板901、缓冲层902、反射层903、907、谐振器隔离层 904、906、活性层905、选择氧化层908、909、接触层910、 Si02层911、绝缘性树脂912、 n侧 电极913、 p侧电极914。而且，面发光激光元件900是780nm波带的面发光激光元件。
基板901由p-GaAs构成。缓冲层902由p-GaAs构成，被形成在基板901的一个 主面上。反射层903在将p-Al。.9Ga。.^s/Al。」Ga。.7As的对作为一周期的情况下由41. 5周期 的〔p-Al。.gGa。」As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在缓冲层902上。 谐振器隔离层904由非掺杂Al。. 6Ga。. 4As构成，被形成在反射层903上。在 将AlGaAs/A1。. 6Ga。. 4As的对作为 一 周期的情况下，活性层905具有3周期的〔AlGaAs/ Al。.6Ga。.4As〕构成的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离层904上。
谐振器隔离层906由非掺杂Al。. 4Ga。. 6As构成，被形成在活性层905上。在将n-Al。.9Ga。. !As/A1。. 3Ga。.7As的对作为 一 周期的情况下，反射层907由24周期的〔 n-Al。.gGa^As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在谐振器隔离层906上。 选择氧化层908由p-AlGaAs构成，被设置在反射层903中。而且，选择氧化层908 由非氧化区域908a和氧化区域908b构成，具有20nm的膜厚。选择氧化层909由n-AlAs 构成，被设置在反射层907中。于是，选择氧化层909由非氧化区域909a和氧化区域909b 构成，具有20nm的膜厚。这时，非氧化区域908a由一边为5 y m的大致正方形构成，非氧化 区域909a由一边为4iim的大致正方形构成。然后，选择氧化层909被配置在比选择氧化 层908远离活性层905的位置。 接触层910由n-GaAs构成，被形成在反射层907上。形成Si02层911以覆盖反 射层903的一部分的一个主面、谐振器隔离层904、活性层905、谐振器隔离层906、反射层 907、选择氧化层908 、909和接触层910的端面。 绝缘性树脂912与Si02层911接触而形成。n侧电极913被形成在接触层910的 一部分和绝缘性树脂912上。这时，未形成n侧电极913的开口部由一边为8 y m的大致正 方形构成。P侧电极914被形成在基板901的背面。 然后，各个反射层903、907构成通过黑体的多重反射来反射由活性层905振荡的 振荡光，从而将其封闭在活性层905中的半导体分布黑体反射器。 图42是图41所示的面发光激光元件900的谐振区域的附近的图。而且，在图42 中还示意地表示面发光激光元件900的振荡状态中的振荡光的电场的强度分布。
参照图42，各个反射层903、907包含高折射率层9031、低折射率层9032、组成倾 斜层9033。在反射层903中，高折射率层9031由p_Al。. 3Ga。. 7As构成，低折射率层9032由 p-Al。.gGa。.^s构成，组成倾斜层9033由从高折射率层9031和低折射率层9032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的P-AlGaAs构成。 而且，在反射层907中，高折射率层9031由p-Al。.3Ga。.7As构成，低折射率层9032 由n-Al。.9Ga。. 构成，组成倾斜层9033由从高折射率层9031和低折射率层9032的一方的 组成向另一方的组成使组成变化的n-AlGaAs构成。 面发光激光元件900的谐振区域被定义为由谐振器隔离层904、906、活性层905构 成的区域。谐振器隔离层904、906、活性层905构成的谐振区域被设定为这些半导体层中的 振荡光的相位变化量为2 Ji ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层905位于谐振区域(=谐振器隔离层904、 906和活性层905)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层903、907被构成为低折射率层9032侧分别与谐振器隔离层904、906接触， 低折射率层9032和谐振器隔离层904、906的界面(实施方式6中为组成倾斜层9033)成 为振荡光的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1相同，以在配置了高折射率层9031和低折射率层9032之间的 组成倾斜层9033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层908被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层904、谐振器隔离层906和 活性层905)开始第2周期的低折射率层9032&41。.^。.#)中。更具体来说，选择氧化 层908被设置在与振荡波的电场的驻波分布中第2周期的节对应的位置。设置了选择氧化 层908的低折射率层9032的厚度被设定为从与低折射率层9032的一侧接触的组成倾斜层9033的中央部开始至与低折射率层9032的另一侧接触的组成倾斜层9033的中央部为 止的区域(图2所示的膜厚d2的区域)中的振荡光的相位变化量为3 /2。于是，选择氧 化层908作为限制对活性层905注入的电流的电流狭窄层起作用。 选择氧化层909被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层904、谐振器隔离层906和 活性层905)开始第20周期的低折射率层9032中。更具体来说，选择氧化层909被设置在 从与振荡波的电场的驻波分布中第20周期的节对应的位置开始，向与活性层905相反侧的 方向错开了振荡光的相位变化量为n/4的距离(将低折射率层9032的折射率设为n而成 为A /8n的距离)的位置。设置了选择氧化层909的低折射率层9032的厚度被设定为与 设置了选择氧化层908的低折射率层9032的厚度相同的厚度。于是，选择氧化层909与实 施方式1中的选择氧化层108 —样，作为抑制振荡光的高次横的抑制层起作用。
这样，在面发光激光元件900中设置两个选择氧化层908、909，作为电流狭窄层起 作用的选择氧化层908被配置在与活性层905相比被设置在基板901侧的反射层903中， 作为抑制高次横的抑制层起作用的选择氧化层909被配置在相对于活性层905被设置在与 基板901相反侧的反射层907中。选择氧化层908、909相对于活性层905被配置在相互相 而且在面发光激光元件900中，作为抑制高次横的抑制层起作用的选择氧化层 909与作为电流狭窄层起作用的选择氧化层908相比被设置在更远离活性层905的位置。
图43、图44和图45分别是表示图41所示的面发光激光元件900的制造方法的 第1至第3工艺图。参照图43，在开始一连串的动作时，利用MOCVD法，在基板901上依次 层积缓冲层902、反射层903、选择氧化层908、谐振器隔离层904、活性层905、谐振器隔离层 906、反射层907、选择氧化层909、接触层910(参照图43的工艺(a3))。
这时，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成缓冲层902 的p-GaAs，并以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料 形成反射层903的p-Al。.9Ga。.^s和p_Al。. 3Ga。. 7As。 而且，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层904的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形 成活性层905的AlGaAs/Al。.6Ga。.4As。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层906的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢 (H2Se)为原料形成反射层907的n-Al。.9Ga。.^s/Al。.3Ga。.7As。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原 料形成选择氧化层908的p-AlGaAs，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和 硒化氢(H2Se)为原料形成选择氧化层909的n-Al。.9Ga。」As/Al。.3Ga。.7As的n_Al。.9Ga。. 和 n_Al0.3Ga0.7As。 以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成接触层910的
n-GaAs。 然后，在接触层910上涂布保护膜，利用照相制版技术，在接触层910上形成保护 膜图案120 (参照图43的工艺(b3))。这时，保护膜图案120具有1边为20 m的正方形的 形状。
在形成保护膜图案120时，将该形成的保护膜图案120用作掩，通过干蚀刻去除反 射层903的一部分、谐振器隔离层904、活性层905、谐振器隔离层906、反射层907、选择氧 化层908、909和接触层910的周边部。进而去除保护膜图案120(参照图43的工艺(c3))。
接着，参照图44，在图43的工艺(c3)之后，在将加热至85°C的水在氮气中起泡的 环境中，将试料加热至425t:，将选择氧化层908、909的周围从外周部向中央部氧化，并且 在选择氧化层908中形成非氧化区域908a和氧化区域908b，在选择氧化层909中形成非氧 化区域909a和氧化区域909b (参照图44的工艺(d3))。 这时，通过调整构成选择氧化层908的p-AlGaAs和构成选择氧化层909的n-AlAs 的Al组成，可以同时形成1边为5 ii m的正方形构成的非氧化区域908a禾P 1边为m的 正方形构成的非氧化区域909a。 然后，利用CVD法在试料的全部表面形成Si02层911，并且利用照相制版技术将成 为光射出部的区域及其周边区域的Si02层911除去(参照图44的工艺(e3))。
接着，通过旋转涂敷将绝缘性树脂912涂布在试料的全体上，并且去除成为光射 出部的区域上的绝缘性树脂912(参照图44的工艺(f3))。 参照图45，在形成了绝缘性树脂912后，在成为光射出部的区域上形成l边为 8 P m的保护膜图案，并通过蒸着在试料的全部表面形成n侧电极材料，并且通过发射去除 保护膜上的n侧电极材料从而形成n侧电极913(参照图45的工艺(g3))。然后，研磨基板 901的背面，并在基板901的背面形成p侧电极914，进而缓冷而取得n侧电极913和p侧 电极914的欧姆性导通(参照图45的工艺(h3))。由此，制造面发光激光元件900。
在面发光激光元件900中采用以下结构将作为抑制高次横的抑制层(=选 择氧化层909)设置在n型的半导体(n-Al。.9Ga。.^s/Al。.3Ga。.7As)构成的反射层907中， 将限制对活性层905注入的电流的电流狭窄层(=选择氧化层908)设置在p型半导体 (p-Al。.gGa。.iAs/Al。.3Ga。.7As)构成的反射层903中。 由于移动度低的空穴比电子难以再扩散，所以一般知道电流狭窄层的载体的狭窄 效率变高。因此，将电流狭窄层设置在P型半导体构成的反射层中较好。但是，由于移动度 低，所以存在空穴为多数载体的P型半导体变为高电阻的问题。而且，抑制高次横的抑制层 对振荡光产生作用，被配置在活性层905的两侧的反射层903、907的任意一个中都可以得 到相同的作用、效果。 因此，在实施方式6的面发光激光元件900中，通过在p型半导体(p-Al。.gGa。」As/ Al。.3Ga。.7As)构成的反射层903中设置作为电流狭窄层起作用的选择氧化层908，将作为抑 制高次横的抑制层起作用的选择氧化层909设置在n型半导体(n-A1。.9Ga。. ^s/A1。. 3Ga。. 7As) 构成的反射层907中，可以抑制将两个选择氧化层设置在一个反射层时的电阻的增加。
这样，由于在面发光激光元件900中，在p型半导体(p-Al。.gGa。」As/Al。.3Ga。.7As) 构成的反射层903中设置一个选择氧化层908，所以可以得到低的元件电阻。而且，可以较 低地保持阈值电流，实现衍射损失小的(=斜坡效率高)的、高输出的单一基本横振荡。
面发光激光元件900被用于如图17所示的面发光激光阵列300。而且，面发光激 光元件900和利用了面发光激光元件900的面发光激光阵列300被用于图18所示的电子 照相系统400和图19所示的光通信系统500。
〔实施方式7〕
图46是本发明的实施方式7的面发光激光元件的概略截面图。参照图46，实施方 式7的面发光激光元件1000具有基板1001、缓冲层1002、反射层1003、1007、1020、谐振器 隔离层1004、1006、活性层1005、选择氧化层1008、接触层1009、 Si02层1011、绝缘性树脂 1012、 p侧电极1013、抑制层1017和n侧电极1018。而且，面发光激光元件1000是780nm 波带的面发光激光元件。 基板1001由n-GaAs构成。缓冲层1002由n-GaAs构成，被形成在基板1001的一 个主面上。反射层1003在将n-Al。.gGa。」As/Al。.3Ga。.7As的对作为一周期的情况下由40. 5 周期的〔n-Al。.gGa。」As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在缓冲层1002上。 谐振器隔离层1004由非掺杂Al。.eGa。jAs构成，被形成在反射层1003上。活性层 1005具有将Al。. 15Ga。.85AS/Al。.6Ga。.4AS作为一对的多重量子势阱结构，被形成在谐振器隔离 层1004上。 谐振器隔离层1006由非掺杂Al。.6Ga。.4As构成，被形成在活性层1005上。在 将p-Al。.9Ga。. ^s/A1。.3Ga。. 7As的对作为 一 周期的情况下，反射层1007由26周期的〔 p-Al。.gGa^As/Al。.3Ga。.7As〕构成，被形成在谐振器隔离层1006上。 选择氧化层1008由膜厚20nm的p-AlAs构成，被设置在反射层1007中。而且，选 择氧化层1008由非氧化区域1008a和氧化区域1008b构成。这时，非氧化区域1008a由一 边为6 ii m的大致正方形构成。 接触层1009由具有20nm的膜厚的p-GaAs构成，被形成在反射层1007上。形成 Si(^层1011以覆盖反射层1003的一部分的一个主面、谐振器隔离层1004、活性层1005、谐 振器隔离层1006、反射层1007、选择氧化层1008的端面和接触层1009的一部分。
绝缘性树脂1012与Si(^层1011接触而形成。p侧电极1013被形成在接触层1009 的一部分和绝缘性树脂1012上。 反射层1020由低折射率层1014和高折射率层1015构成。低折射率层1014例如 由Si(^构成，高折射率层1015例如由TiOx构成。因此，Si(^具有1.6的折射率n，TiOx具 有3.0的折射率。 抑制层1017被设置在反射层1020的高折射率层1015中。然后，抑制层1017由 20nm的Si02构成，在其中央部具有开口部1017a。该开口部1017a由一边为4ym的正方 形构成。 这样，选择氧化层1008的非氧化区域1008a具有比抑制层1017的开口部1017a 大的面积。n侧电极1018被形成在基板801的背面。 然后，各个反射层1003、1007、1020构成通过黑体的多重反射来反射由活性层 1005振荡的振荡光，从而将其封闭在活性层1005中的半导体分布黑体反射器。
图47是图46所示的面发光激光元件1000的谐振区域的附近的图。而且，在图47 中还示意地表示面发光激光元件1000的振荡状态中的振荡光的电场的强度分布。
参照图47，各个反射层1003、 1007包含高折射率层1031、低折射率层1032 、组成倾 斜层1033。在反射层1003中，高折射率层1031由n-Al。.3Ga。.7As构成，低折射率层1032由 n-Al。.9Ga。.^s构成，组成倾斜层1033由从高折射率层1031和低折射率层1032的一方的组 成向另一方的组成使组成变化的n-AlGaAs构成。 而且，在反射层1007中，高折射率层1031由p-Al。.3Ga。.7As构成，低折射率层1032由p_Al。.9Ga。. #构成，组成倾斜层1033由从高折射率层1031和低折射率层1032的一方的 组成向另一方的组成使组成变化的p-AlGaAs构成。 面发光激光元件1000的谐振区域被定义为由谐振器隔离层1004、 1006、活性层 1005构成的区域。谐振器隔离层1004、1006、活性层1005构成的谐振区域被设定为这些半 导体层中的振荡光的相位变化量为2 ，形成一波长谐振器结构。 而且，为了提高诱导释放概率，活性层1005位于谐振区域(=谐振器隔离层1004、 1006和活性层1005)内的中央部，并且被设定在与振荡光的驻波分布中的腹对应的位置。
反射层1003、 1007被构成为低折射率层1032侧分别与谐振器隔离层1004、 1006 接触，低折射率层1032和谐振器隔离层1004、 1006的界面(实施方式7中为组成倾斜层 1033)成为振荡光的驻波分布中的腹。 而且，与实施方式1相同，以在配置了高折射率层1031和低折射率层1032之间的 组成倾斜层1033的位置，腹和节交替出现。 选择氧化层1008被设置在从谐振区域(=谐振器隔离层1004、谐振器隔离层 1006和活性层1005)开始第4周期的低折射率层1032中。设置了选择氧化层1008的低 折射率层1032的厚度被设定为从与低折射率层1032的一侧接触的组成倾斜层1033的中 央部开始至与低折射率层1032的另一侧接触的组成倾斜层1033的中央部为止的区域(图 2所示的膜厚d2的区域)中的振荡光的相位变化量为3Ji/2。这样，反射层1007中的结构 层的相位变化量为n/2的奇数倍的情况下，可以同样满足多重反射的相位条件。于是，选 择氧化层1008作为限制对活性层1005注入的电流的电流狭窄层起作用。
反射层1020的低折射率层1014具有入/4n (n为Si02的折射率)的膜厚，高折射 率层1015具有3A/8n(n为TiOx的折射率)的膜厚。而且，高折射率层1015也可以具有 入/4的奇数倍的膜厚。 抑制层1017被设置在反射层1020的高折射率层1015中。更具体地说，抑制层 1017在高折射率层1015中被设置在从振荡光的驻波分布的节的位置开始换算为振荡光的 相位而位移了 n/4(变为厚度入/8n(n为TiOx的折射率))的位置。通过这样配置抑制层 1017，抑制层1017可以抑制高次横。 这样，在面发光激光元件1000中，p型半导体构成的反射层1007和电介质构成的 反射层1020相对于活性层1005被设置在基板1001的相反侧，选择氧化层1008被配置在 反射层1007中，抑制层1017被配置在反射层1020中。因此，抑制层1017在反射层1020 的层积方向上具有与接触的电介质(=高折射率层1015)不同的折射率。
从图48至图51分别是表示图46所示的面发光激光元件1000的制造方法的第1 至第4工艺图。参照图48，在开始一连串的动作时，利用MOCVD法，在基板1001上依次层 积缓冲层1002、反射层1003、谐振器隔离层1004、活性层1005、谐振器隔离层1006、反射层 1007、选择氧化层1008、接触层1009(参照图48的工艺(a4))。 这时，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形成缓冲层1002 的n-GaAs，并以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和硒化氢(H2Se)为原料形 成反射层1003的n-Al。.gGa。」As和n_Al。. 3Ga。. 7As。 而且，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层1004的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成活性层1005的AUa。.8sAs/Al。.6Ga。.4As。 再有，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)为原料形成谐振器隔离 层1006的非掺杂Al。.eGa。.4As，以三甲基铝(TMA)、三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化 碳(CBr4)为原料形成反射层1007的p-Al。.9Ga。」As/Al。.3Ga。.7As。 再有，以三甲基铝(TMA)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成选择氧化 层1008的p-AlAs，以三甲基镓(TMG)、胂化氢(AsH3)和四溴化碳(CBr4)为原料形成接触层 1009的p-GaAs。 然后，在接触层1009上涂布保护膜，利用照相制版技术，在接触层1009上形成保 护膜图案120 (参照图48的工艺(b4))。这时，保护膜图案120具有1边为20 ii m的正方形 的形状。 在形成保护膜图案120时，将该形成的保护膜图案120用作掩，通过干蚀刻去除接 触层1009、选择氧化层1008、反射层1007、谐振器隔离层1006 、活性层1005、谐振器隔离层 1004和反射层1003的一部分的周边部。在蚀刻后去除保护膜图案120时，形成选择氧化层 1008的端面露出的高台结构体。 然后，在将加热至85t:的水在氮气中起泡的环境中，将试料加热至425t:，将选择 氧化层1008的周围从外周部向中央部氧化，并且在选择氧化层1008中形成非氧化区域 誦a和氧化区域1008b(参照图48的工艺(c4))。 参照图49，在形成了非氧化区域1008a和氧化区域1008b后，利用CVD法在试料的
全部表面形成Si(^层1011，并且利用照相制版技术将成为光射出部的区域及其周边区域的
Si(^层1011除去。然后，通过旋转涂敷将绝缘性树脂1012涂布在试料的全体上，并且去除
成为光射出部的区域上的绝缘性树脂1012(参照图49的工艺(d4))。接着，在成为光射出部的区域上形成8 ii m角的保护膜图案，并通过蒸着在试料的
全部表面形成P侧电极材料，并且通过发射去除保护膜上的P侧电极材料从而形成P侧电
极1013。然后，研磨基板1001的背面，并在基板1001的背面形成n侧电极1018，进而缓冷
而取得P侧电极1013和n侧电极1018的欧姆性导通(参照图49的工艺(e4))。 然后，通过电子束蒸着，依次在试料的全面形成Si02构成的低折射率层1014和
TiOx构成的高折射率层1015(参照图49的(f4))。 参照图50，在形成了低折射率层1014和高折射率层1015后，通过电子束蒸着，在 试料的全面形成20nm的Si02层1030(参照图50的(g4))。然后，在Si02层1030上形成 具有4iim角的开口部的保护膜图案，通过缓冲的(buffered)氢氟酸(BHF)去除开口部的 区域的Si(^层1030。由于TiOx不被缓冲的氢氟酸侵蚀，所以仅去除开口部的区域的Si(^ 层1030。由此形成抑制层1017(参照图50的(h4))。 参照图51，在形成了抑制层1017后，通过电子束蒸着，在抑制层1017上形成由 TiOx构成的高折射率层1015。由此，面发光激光元件1000完成(参照图51的(i4))。
在面发光激光元件1000中，由p型半导体构成的反射层1007和由电介质(Si(^和 FiOx)构成的反射层1020相对于活性层1005被配置在与基板1001相反的一侧。于是，限 制对活性层1005注入的电流的选择氧化层1008被设置在反射层1007中，抑制高次横的抑 制层1017被设置在反射层1020中。其结果，选择氧化层1008不需要考虑横的特性来进行 设置。因此，可以形成选择氧化层1008，以降低对活性层1005注入电流时的电阻和振荡阈值。 特别是在以往的面发光激光元件中，存在为了得到单一基本横振荡而变为高电阻 的问题，但是如上所述，在面发光激光元件1000中可以较宽地设定导通区域的面积，保持 单一基本横振荡，同时可以容易地降低电阻。 图52是表示图46所示的面发光激光元件1000的谐振区域的附近的另一个图。面 发光激光元件1000也可以取代反射层1020而具有反射层1020A。反射层1020A将反射层 1020的高折射率层1015取代为高折射率层1015A，其他与反射层1020相同。
高折射率层1015A由TiOx构成，具有A/4n(n为TiOx的折射率)的膜厚。然后， 抑制层1017被配置为从振荡光的驻波分布的节的位置向与活性层1005相反侧振荡光的相 位变化为n/4的距离。 在将抑制层1017配置在高折射率层1015A中的情况下，通过电子束蒸着在低折射 率层1014上形成具有A/10n(n为TiOx的折射率)的膜厚的TiOx，然后，通过电子束蒸着 形成20nm的Si02层，并且在20nm的Si02层中，通过缓冲的氢氟酸(BHF)去除中央部的具 有4. 5 ii m角的大小的区域而作成开口部1017a。然后，通过电子束蒸着形成具有3 A/20n (n 为TiOx的折射率)的膜厚的TiOx。由此，形成具有入/4n(n为Ti0x的折射率)的膜厚的 高折射率层1015A。 如上所述，说明了抑制层1017的开口部1017a的大小是比选择氧化层1008的非
氧化区域1008a的大小小的4ii m的情况，但是在本发明中不限于此，抑制层1017的开口部
1017a的大小也可以比选择氧化层1008的非氧化区域1008a的大小大。 而且，在面发光激光元件1000中，p侧电极1013最好具有与选择氧化层1008的
氧化区域1008b的面积相同的大小。即，p侧电极1013被设置在与氧化区域1008b对应的位置。 进而，抑制层1017被配置为从振荡光的驻波分布的节的位置向与活性层1005相 反侧错开振荡光的相位变化为n/4的距离，但是在本发明中不限于此，只要是振荡光的驻 波分布的节的位置和与活性层1005的相反侧相邻的腹的位置之间，则抑制层1017可以被 设置在任意的位置。 进而，在本发明中，说明了电流狭窄层由选择氧化层1008构成，但是在本发明中 不限于此，电流狭窄层也可以由实施方式4中说明的高电阻区域708a、高电阻区域708b构 成。 进而，在上述中，说明了反射层1020由Si02和TiOx构成的情况，但是在实施方式 7中不限于此，只要是耐蚀刻性大不相同的两个电介质，则也可以由Si02和TiOx以外的电 介质构成。 面发光激光元件1000被用于如图22所示的面发光激光阵列300A。而且，面发光 激光元件1000和利用了面发光激光元件1000的面发光激光阵列300A被用于图23所示的 电子照相系统400A和图24所示的光通信系统500A。 在实施方式7中，反射层1007构成"第1反射层"，反射层1020构成"第2反射层"。
进而，在上述中，说明了作为构成面发光激光元件100、200、600、700、800、900、 1000的各半导体层的形成方法而使用了 MOCVD法，但是在本发明中不限于此，也可以利用 分子束结晶成长法(MBE :Molecular BeamEpitaxy)等其他的结晶成长法。
进而，面发光激光元件100、200、600、700、800、900、1000的振荡波长也可以是 780nm和980nm以外的波长。例如，通过将AlGalnP系材料用于活性层105、205、605、705、 805、905、1005中，可以得到比680nm带更短波长的发光。而且，通过将AlGaAs系材料用于 活性层105、205、605、705、805、905、1005中，除了 780nm带之夕卜，可以得到850nm带的发光。 进而，通过将GalnNAsSb系材料用于活性层105、205、605、705、805、905、 1005中，可以得到 比1. lym带更长波长带的发光。这时，根据各波长带，通过适当地选择反射层103、 107、 203、207、603、607、703、707、803、807、903、907、1007的材料和层积周期数，可以制造抑制高 次横振荡，并且基本上直至峰值输出都能够进行单一基本横振荡的面发光激光元件。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于特定的实施例，在 权利要求范围内记载的要旨内可以有各种变形、变更。 本发明包含作为优先权主张的基础的以下文件2005年11月30申请的特愿
2005- 346055、2006年4月28日申请的特愿2006-126072和2006年11月2日申请的特愿
2006- 299074的全部内容。
产业上的可利用性 本发明适用于能够容易提高单一基本横的输出的面发光激光元件。而且，本发明 适用于具有能够容易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。进而， 本发明适用于具有能够容易提高单一基本横的输出的面发光激光元件、或者利用了该面发 光激光元件的面发光激光阵列的电子照相系统。进而，本发明适用于具有能够容易提高单 一基本横的输出的面发光激光元件、或者利用了该面发光激光元件的面发光激光阵列的光
通信系统。
权利要求
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。
2. 如权利要求1所述的面发光激光元件，所述抑制层由第一选择氧化层构成，所述第一选择氧化层被设置在所述反射层中的第一位置和所述反射层中的第二位置之间，所述反射层中的第一位置与所述振荡光的基本模的电场的驻波分布的节对应，所述反射层中的第二位置在与所述活性层侧相反方向上，与对应于所述驻波分布的节的第一位置相邻接，并且与所述驻波分布的腹对应，所述电流狭窄层由与所述第一选择氧化层不同的第二选择氧化层构成。
3. 如权利要求2所述的面发光激光元件，所述第二选择氧化层被设置在与所述振荡光的电场的驻波分布的节对应的位置。
4. 如权利要求2所述的面发光激光元件，所述反射层包含第一反射层，被配置在所述活性层的一侧，由n型的半导体构成；以及第二反射层，相对于所述活性层被配置在与所述第一反射层相反侧，由P型半导体构成，所述第一选择氧化层被配置在所述第一反射层中，所述第二选择氧化层被配置在所述第二反射层中。
5. 如权利要求1所述的面发光激光元件，还包括半导体层，被设置在所述抑制层和所述电流狭窄层之间，用于对所述活性层注入所述电流，所述抑制层由第一选择氧化层构成，所述第一选择氧化层被设置在所述反射层中的第一位置和所述反射层中的第二位置之间，所述反射层中的第一位置与所述振荡光的电场的驻波分布的节对应，所述反射层中的第二位置在与所述活性层侧相反方向上，与对应于所述驻波分布的节的第一位置相邻接，并且与所述驻波分布的腹对应，所述电流狭窄层由与所述第一选择氧化层不同的第二选择氧化层构成，所述第一选择氧化层和所述第二选择氧化层相对于所述活性层被设置在与基板相反所述第二选择氧化层限制来自所述半导体层的电流而将其注入所述活性层。
6. 如权利要求4所述的面发光激光元件，所述第二选择氧化层的非氧化区域的面积比所述第一选择氧化层的非氧化区域的面积大。
7. 如权利要求1所述的面发光激光元件，所述抑制层由选择氧化层构成，所述选择氧化层被设置在所述反射层中的第一位置和所述反射层中的第二位置之间，所述反射层中的第一位置与所述振荡光的电场的驻波分布的节对应，所述反射层中的第二位置在与所述活性层侧相反方向上，与对应于所述驻波分布的节的第一位置相邻接，并且与所述驻波分布的腹对应，所述电流狭窄层由被注入离子，具有比被注入所述活性层的电流通过的区域更高的电阻的高电阻区域构成。
8. 如权利要求1所述的面发光激光元件，所述反射层包含第一反射层，相对于所述活性层被设置在与基板相反侧，由半导体构成；以及第二反射层，被设置在所述第一反射层上，由电介质构成，所述电流狭窄层被设置在所述第一反射层中，所述抑制层由电介质层构成，所述电介质层被设置在所述第二反射层中的第一位置和所述第二反射层中的第二位置之间，同时具有与在所述第二反射层的层积方向上相邻的电介质不同的折射率，其中，所述第二反射层中的第一位置与所述振荡光的电场的驻波分布的节对应，所述第二反射层中的第二位置在与所述活性层侧相反方向上，与对应于所述驻波分布的节的第一位置相邻接，并且与所述驻波分布的腹对应。
9. 如权利要求8所述的面发光激光元件，还包括正极电极，所述电流狭窄层包含非氧化区域和氧化区域，该氧化区域在所述基板的面内方向上被设置在所述非氧化区域的周围，所述正极电极被设置在所述第一反射层的上部设置的接触层的表面上与所述氧化区域对应的位置。
全文摘要
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。
文档编号H01S5/183GK101794967SQ20101015536
公开日2010年8月4日 申请日期2006年11月27日 优先权日2005年11月30日
发明者佐藤俊一, 轴谷直人 申请人:株式会社理光