[发明专利]垂直腔发光元件及其制造方法

说明书

本申请涉及垂直腔发光元件及其制造方法。具体地，该垂直腔发光元件包括：第一导电型半导体层、有源层以及第二导电型半导体层，它们以该顺序形成在第一反射器上；绝缘电流限制层，该绝缘电流限制层形成在第二导电型半导体层上；透明电极，该透明电极覆盖贯穿开口和电流限制层，并且经由贯穿开口与第二导电型半导体层接触；以及第二反射器，该第二反射器形成在透明电极上。在贯穿开口中彼此接触的、透明电极的对应于开口的部分和第二导电型半导体层的对应于开口的部分中的至少一者包括：沿着贯穿开口的内周布置的第一电阻区域，和布置在贯穿开口的中心区域上的第二电阻区域。

技术领域

本发明涉及诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL：vertical cavity surfaceemitting laser)这样的垂直腔发光元件，以及用于制造这种垂直腔发光元件的方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器是具有用于使得光垂直共振到基板表面，并使得光沿垂直于基板表面的方向出射的结构的半导体激光器。例如，专利文献1(第5707742号日本专利)公开了一种垂直腔面发射激光器，该垂直腔面发射激光器在氮化物半导体层的表面中的至少一个上包括：具有开口的绝缘层、设置在绝缘层上以便覆盖开口的透明电极、以及经由透明电极设置在开口上方的反射镜。通过置于中间的透明电极的开口和发光层面向彼此的反射镜构成腔。进一步地，专利文献2(第2000-277852号日本特开专利申请)公开了一种面发射半导体激光器。

发明内容

然而，在传统垂直腔面发射激光器中，出射开口中的半透明或透光电极的折射率低于其周围区域，并且不存在横向的限制结构。而且，因为经由半透明电极(诸如ITO膜)从出射开口的外侧朝向开口中心执行电流注入，所以开口中心部分中的电流密度由于ITO膜的片电阻而在驱动时降低。因此，在垂直腔面发射激光器中生成沿着开口边缘具有环形的高电流密度区域，由此不利地引起多模式振荡。

本发明鉴于上述问题而进行。本发明的目的是提供一种能够具有单个横模式振荡的垂直腔发光元件或装置。

根据本发明的一个方面，一种垂直腔发光元件包括：第一反射器，该第一反射器形成在基板上；半导体结构层，该半导体结构层形成在第一反射器上，该半导体结构层包括第一导电型的半导体层、有源层、以及与第一导电型相反的第二导电型的半导体层；绝缘电流限制层，该绝缘电流限制层形成在第二导电型的半导体层上；贯穿开口，该贯穿开口形成在电流限制层中而贯穿电流限制层；透明电极，该透明电极覆盖贯穿开口和电流限制层，并且经由贯穿开口与第二导电型的半导体层接触；以及第二反射器，该第二反射器形成在透明电极上。在贯穿开口中彼此接触的、透明电极的对应于开口的部分和第二导电型的半导体层的对应于开口的部分中的至少一者包括：沿着贯穿开口的内周布置的第一电阻区域，和布置在贯穿开口的中心区域上的第二电阻区域。第一电阻区域具有比第二电阻区域的电阻值高电阻值。

附图说明

图1是示意性例示了根据本发明的第一实施方式的、以4×4阵列设置16个面发射激光器的垂直腔面发射激光器的构造的整体立体图；

图2是示意性例示了沿着图1中的线X-X截取的、垂直腔面发射激光器的一部分的部分剖面图；

图3是示意性例示了由图2中的线Y围绕的、垂直腔面发射激光器的一部分的部分剖面图；

图4是用于说明根据本发明的第一实施方式的垂直腔面发射激光器的构造的整体顶视图；

图5A至图5C是各用于说明根据本发明的第一实施方式的垂直腔面发射激光器在制造期间的构造的一部分的整体部分剖面图；

图6A至图6C是各用于说明根据本发明的第一实施方式的垂直腔面发射激光器在制造期间的构造的一部分的整体部分剖面图；

图7是示意性例示了根据本发明的第二实施方式的垂直腔面发射激光器的整体部分剖面图；