面发光激光器以及原子振荡器的制造方法_3

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GaAs基板例如不仅是严格来说主面具有(001)面的GaAs基板,还包括主面相对于(001)面倾斜微小角度(例如5度以内)的GaAs基板。
[0061]在面发光激光器100中,通过将第I形变赋予部2a延伸的方向设为[110]方向,将第2形变赋予部2b延伸的方向设为[一 I 一 10]方向,能够使电流狭窄层42的开口部43的平面形状成为具有长边方向的形状。以下,对该理由进行说明。
[0062]电流狭窄层42通过从层叠体2的侧面使半导体层(后述的被氧化层42a)氧化而形成。此处,在(OOl)GaAs基板中,因结晶方位而氧化速度具有各向异性,与其它方向相比< 100 >方向的氧化速度较快。因此,俯视时,电流狭窄层42的开口部43的形状从开口部43的中心观察,描摹[100]方向、[010]方向、[-100]方向、[O — 10]方向上的层叠体2的外缘的形状。
[0063]在面发光激光器100中,由于第I形变赋予部2a延伸的方向为[110]方向,第2形变赋予部2b延伸的方向为[—I — 10]方向,所以从开口部43的中心观察,[100]方向、
[010]方向、[一 100]方向、[O — 10]方向上的层叠体2的外缘包括与共振部2c连接的形变赋予部2a、2b的连接部。此外,俯视时,该连接部的外形(形成层叠体2的侧面的连接部的侧面)具有曲率。这是因为在对层叠体2进行图案化时,形成作为掩模使用的抗蚀剂后进行回流(热处理)。
[0064]因此,电流狭窄层42的开口部43的平面形状成为描摹包括具有曲率的外形的上述连接部的层叠体2的外缘的形状而成的形状,成为[110]方向上具有长边方向的形状。
[0065]此外,此处,对将第I形变赋予部2a延伸的方向设为[110]方向、将第2形变赋予部2b延伸的方向设为[一 I 一 10]方向的情况进行了说明,但如果形变赋予部2a、2b延伸的方向是< 110 >方向,则能够使电流狭窄层42的开口部43的平面形状成为具有长边方向的形状。
[0066]图5?图7是用于说明电流狭窄层42的开口部43的平面形状的变形例的图。图5?图7与图3对应。
[0067]电流狭窄层42的开口部43的平面形状如图5所示,可以是将数学上定义的菱形的角修圆且使边具有曲率的形状。此时,开口部43的长边方向与连结开口部43的相互对置的角(修圆的角)的虚拟直线a、b中较长一条的虚拟直线a平行。
[0068]另外,电流狭窄层42的开口部43的平面形状如图6所示,也可以是椭圆。此时,开口部43的长边方向与椭圆的长轴平行。
[0069]另外,电流狭窄层42的开口部43的平面形状如图7所示,也可以是长方形(除了正方形)。此时,开口部43的长边方向与长方形的长边平行。
[0070]电流狭窄层42的开口部43的长边方向与第I形变赋予部2a以及第2形变赋予部2b从共振部2c延伸的方向平行(相同的方向)。在图示的例子中,电流狭窄层42的开口部43的长边方向、以及形变赋予部2a、2b延伸的方向是Y轴方向。
[0071]此外,上述对AlGaAs系的面发光激光器进行了说明,但本发明所涉及的面发光激光器也可以根据振荡波长,例如使用GaInP系、ZnSSe系、InGaN系、AlGaN系、InGaAs系、GaInNAs系、GaAsSb系半导体材料。
[0072]面发光激光器100例如具有以下的特征。
[0073]在面发光激光器100中,俯视时,电流狭窄层42的开口部43具有设有长边方向的形状,电流狭窄层42的开口部43的长边方向与第I形变赋予部2a以及第2形变赋予部2b从共振部2c延伸的方向平行。由于电流狭窄层42的开口部43具有设有长边方向的形状,所以能够对活性层30赋予各向异性的形变。因此,在面发光激光器100中,通过形变赋予部2a、2b以及电流狭窄层42的双方对活性层30赋予应力,能够使激光的偏振光方向稳定。因此,与例如仅用形变赋予部2a、2b对活性层30赋予应力的情况相比,能够使激光的偏振光方向更稳定。
[0074]在面发光激光器100中,这样能够使激光的偏振光方向稳定,所以在例如将面发光激光器100作为原子振荡器的光源使用的情况下,能够经由λ/4板向气室稳定地照射圆偏振光的光。其结果,能够使原子振荡器的频率稳定度提高。例如存在在从面发光激光器射出的激光的偏振光方向不稳定的情况、经由λ/4板获得的光成为椭圆偏振光的情况、圆偏振光的旋转方向变动的情况。
[0075]这样,在面发光激光器100中,由于能够使激光的偏振光方向稳定,所以能够经由λ /4板向气室稳定地照射圆偏振光的光线,并能够使原子振荡器的频率稳定性提高。
[0076]在面发光激光器100中,电流狭窄层42的开口部43的形状是菱形。因此,在面发光激光器100中能够射出对称性良好的激光。
[0077]2.面发光激光器的制造方法
[0078]接下来,一边参照附图一边对本实施方式所涉及的面发光激光器的制造方法进行说明。图8?图11是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器100的制造工序的剖视图,与图2对应。
[0079]如图8所示,在基板10上使第I反射镜层20、活性层30、氧化而成为电流狭窄层42的被氧化层42a、第2反射镜层40、以及接触层50以该顺序进行外延生长。作为进行外延生长的方法,例如可举出MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposit1n:有机化学气相沉积法)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy:分子束外延)法。
[0080]如图9所示,对接触层50、第2反射镜层40、被氧化层42a、活性层30、以及第I反射镜层20进行图案化来形成层叠体2。图案化例如通过光刻以及蚀刻来进行。此外,在对层叠体2进行图案化时作为掩模使用的抗蚀剂形成在接触层50上后,以规定的温度进行热处理(回流)。通过使用这样经过回流的掩模来进行图案化,形变赋予部2a、2b的连接部(与共振部2c连接的部分)的外形成为具有曲率的形状(参照图3)。
[0081]如图10所示,对被氧化层42a进行氧化来形成电流狭窄层42。被氧化层42a例如是AlxGa1 _xAs (X彡0.95)层。例如,在400°C左右的水蒸气环境中投入形成有层叠体2的基板10,从侧面对Α1χ6&1-χΑ8(Χ>0.95)层进行氧化来形成电流狭窄层42。如上述那样根据GaAs的结晶方位的不同而氧化速度不同,所以电流狭窄层42的开口部43俯视时,成为具有长边方向的形状(例如具有长边方向的菱形)(参照图3)。
[0082]在面发光激光器100的制造方法中,在上述氧化工序中,从侧面对构成第I反射镜层20的层进行氧化来形成第I区域60。并且,从侧面对构成第2反射镜层40的层进行氧化来形成第2区域62。具体而言,通过400°C左右的水蒸气环境,构成反射镜层20、40的Alci 9Gatl lAs层的砷被置换为氧,形成区域60、62。区域60、62从例如400°C左右的高温返回到室温时收缩,第2区域62的上表面63向基板10侧倾斜(参照图4)。第I形变赋予部2a以及第2形变赋予部2b能够向活性层30赋予起因于区域60、62的收缩的形变(应力)。
[0083]如图11所示,以包围层叠体2的方式形成树脂层70。树脂层70例如通过使用旋涂法等在第I反射镜层20的上表面以及层叠体2的整个面形成由聚酰亚胺树脂等构成的层,并对该层进行图案化来形成。图案化例如通过光刻以及蚀刻来进行。接下来,通过对树脂层70进行加热处理(固化)来使其固化。通过本加热处理,树脂层70收缩。并且,树脂层70在从加热处理返回到常温时收缩。
[0084]如图2所示,在接触层50上以及树脂层70上形成第2电极82,在第I反射镜层2
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