表面发射激光器及用于制造表面发射激光器的方法与流程

1.根据本公开的技术(在下文中也称为“本技术”)涉及表面发射激光器和用于制造表面发射激光器的方法。


背景技术：

2.已知包括用于电流限制和光限制的掩埋隧道结(btj)结构的表面发射激光器(例如，见专利文献1)。这种掩埋隧道结结构包括具有台面(mesa)的隧道结层和掩埋台面周边的掩埋层。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利申请公开号2008-98234。


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.然而，这种已知的表面发射激光器在增加掩埋层的表面的平坦度方面具有改进的空间，同时降低掩埋层中的光的衍射损耗。
8.因此，本技术的主要目的是提供能够增加掩埋层的表面的平坦度同时降低掩埋层中的光的衍射损耗的表面发射激光器(surface emitting laser)。
9.问题的解决方案
10.本技术提供了一种表面发射激光器，包括：
11.第一结构，包括第一多层膜反射器；
12.第二结构，包括第二多层膜反射器；以及
13.谐振器，设置在第一结构与第二结构之间，其中
14.谐振器包括：
15.有源层；
16.隧道结层，设置在第一结构与有源层之间并且具有台面以及与台面相邻的相邻区域；以及
17.掩埋层，掩埋台面的周边和相邻区域的周边，以及
18.台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。
19.掩埋层的厚度可以小于或等于2μm。
20.台面与相邻区域之间的间隔可以小于或等于25μm，并且掩埋层的厚度可以小于或等于1.5μm。
21.台面与相邻区域之间的间隔可以小于或等于20μm，并且掩埋层的厚度可以小于或等于1.2μm。
22.第一结构和掩埋层可以结合在一起。
23.相邻区域可以是另一台面。
24.另一台面被实施高电阻。
25.相邻区域被实施高电阻。
26.具有30μm以下宽度的环槽可设置在台面与相邻区域之间。
27.掩埋层可以包括inp基化合物半导体。
28.表面发射激光器可进一步包括电极，该电极设置在有源层的端面侧上并且与掩埋层的有源层侧的表面接触。
29.第一结构可以包括设置在第一多层膜反射器的与谐振器侧相反的一侧上的半绝缘衬底，表面发射激光器可以进一步包括设置在半绝缘衬底的与第一多层膜反射器侧相反的一侧的表面上的电极，并且电极和掩埋层可以通过设置在半绝缘衬底中的导电通孔连接。
30.第一结构可以包括设置在第一多层膜反射器的与谐振器侧相反的一侧上的导电衬底，并且表面发射激光器可以进一步包括设置在导电衬底的与台面对应的区域之外的区域中的电极层。
31.第二结构可以不包括衬底，并且第二多层膜反射器可以是介电多层膜反射器或半导体多层膜反射器。
32.第二结构可包括衬底，并且第二多层膜反射器可以是半导体多层膜反射器。
33.本技术提供了一种用于制造表面发射激光器的方法，该方法包括：
34.通过在第一衬底上依次层压有源层和隧道结层来生成多层体；
35.通过蚀刻多层体的隧道结层来形成台面以及与台面相邻的相邻区域，使得台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm；以及
36.通过在隧道结层上层压掩埋台面的周边和相邻区域的周边的掩埋层来生成替代多层体的另一多层体。
37.用于制造表面发射激光器的方法还可包括将另一多层体的掩埋层和包括第一多层膜反射器的多层体结合在一起。
38.包括第一多层膜反射器的多层体可以进一步包括第二衬底，并且可以进一步包括从另一多层体移除第一衬底，并且在已经移除第一衬底的另一多层体的表面上形成第二多层膜反射器。
39.包括第一多层膜反射器的多层体可以进一步包括第二衬底，并且可以进一步包括从另一多层体移除第一衬底，并且将包括第二多层膜反射器的多层体结合至已经移除第一衬底的另一多层体的表面。
40.可以进一步包括通过将离子从掩埋层注入到另一多层体中来对相邻区域实施高电阻。
附图说明
41.图1是示出根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
42.图2是图1中的表面发射激光器的隧道结层的平面配置图。
43.图3是比较例1的表面发射激光器的截面图。
44.图4是比较例2的表面发射激光器的截面图。
45.图5是比较例3的表面发射激光器的截面图。
46.图6是用于描述图1中的表面发射激光器中的台面与相邻区域之间的间隔与掩埋层的膜厚度之间的关系的示图。
47.图7是用于描述用于制造图1中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
48.图8是示出图7中的第一处理的截面图。
49.图9是示出图7中的第二处理的截面图。
50.图10是示出图7中的第三处理的截面图。
51.图11是示出图7中的第四处理的截面图。
52.图12是示出图7中的第五处理的截面图。
53.图13是表示图7的第六处理(结合前)的截面图。
54.图14是示出图7中的第六处理(结合后)的截面图。
55.图15是示出图7中的第七处理的截面图。
56.图16是示出图7中的第八处理(沉积后)的截面图。
57.图17是示出图7中的第八处理(蚀刻后)的截面图。
58.图18是示出图7中的第九处理的截面图。
59.图19是示出图7中的第十处理的截面图。
60.图20是用于描述图1中的表面发射激光器的掩埋层生长时的动作的示图。
61.图21是用于描述比较例4的表面发射激光器的掩埋层生长时的动作的示图。
62.图22是示出根据本技术的第一实施方式的变形例的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
63.图23是描述用于制造图22中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
64.图24是示出图23中的第八处理(结合前)的截面图。
65.图25是表示图23的第八处理(结合后)的截面图。
66.图26是示出图23中的第九处理的截面图。
67.图27是示出图23中的第十处理的截面图。
68.图28是根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
69.图29是描述用于制造图28中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
70.图30是示出图29中的第六处理的截面图。
71.图31是示出图29中的第七处理的截面图。
72.图32是示出图29中的第八处理的截面图。
73.图33是示出图29的第九处理(结合前)的截面图。
74.图34是示出图29的第九处理(结合后)的截面图。
75.图35是示出图29中的第十处理的截面图。
76.图36是示出图29的第十一处理(沉积后)的截面图。
77.图37是示出图29中的第十一处理(蚀刻后)的截面图。
78.图38是示出图29中的第十二处理的截面图。
79.图39是示出图29中的第十三处理的截面图。
80.图40是根据本技术的第三实施方式的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
81.图41是描述用于制造图40中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
82.图42是示出图41中的第二处理的截面图。
83.图43是示出图41中的第三处理的截面图。
84.图44是示出图41中的第四处理的截面图。
85.图45是示出图41中的第五处理的截面图。
86.图46是示出图41中的第六处理的截面图。
87.图47是示出图41中的第七处理的截面图。
88.图48是示出图41中的第八处理的截面图。
89.图49是示出图41中的第九处理(结合前)的截面图。
90.图50是示出图41中的第九处理(结合后)的截面图。
91.图51是示出图41中的第十处理的截面图。
92.图52是示出图41中的第十一处理(沉积后)的截面图。
93.图53是示出图41中的第十一处理(蚀刻后)的截面图。
94.图54是示出图41中的第十二处理的截面图。
95.图55是示出图41中的第十三处理的截面图。
96.图56是根据本技术的第四实施方式的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
97.图57是描述用于制造图56中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
98.图58是示出图56中的第九处理的截面图。
99.图59是示出图56中的第十处理的截面图。
100.图60是示出图56中的第十一处理的横截面图。
101.图61是示出图56中的第十二处理的截面图。
102.图62是示出图56中的第十三处理的横截面图。
103.图63是示出图56中的第十四处理的截面图。
104.图64是示出图56中的第十五处理的截面图。
105.图65是根据本技术的第五实施方式的表面发射激光器的至少一部分的截面图。
106.图66是描述用于制造图65中的表面发射激光器的方法的示例的流程图。
107.图67是示出图66中的第十一处理(结合前)的截面图。
108.图68是示出图66中的第十一处理(结合后)的截面图。
109.图69是示出图66中的第十二处理的截面图。
110.图70是示出图66中的第十三处理的截面图。
111.图71是示出图66中的第十四处理的截面图。
112.图72是示出图66中的第十五处理的截面图。
113.图73是示出图66中的第十六处理的截面图。
114.图74a是根据本技术的第六实施方式的表面发射激光器的平面图。图74b是沿着图74a中的线a-a截取的截面图。
115.图75a是根据本技术的第七实施方式的表面发射激光器的平面图。图75b是沿着图75a中的线a-a截取的截面图。
116.图76a是根据本技术的第八实施方式的表面发射激光器的平面图。图76b是沿着图76a中的线a-a截取的截面图。
117.图77是示出隧道结层的平面配置示例1的示图。
118.图78是示出隧道结层的平面配置示例2的示图。
119.图79是示出隧道结层的平面配置示例3的示图。
120.图80是示出隧道结层的平面配置示例4的示图。
121.图81是示出隧道结层的平面配置示例5的示图。
122.图82是示出隧道结层的平面配置示例6的示图。
123.图83是示出隧道结层的平面配置示例7的示图。
124.图84是示出隧道结层的平面配置示例8的示图。
125.图85是示出隧道结层的平面配置示例9的示图。
126.图86是示出表面发射激光器的截面配置示例1的示图。
127.图87是示出隧道结层的平面配置示例10的示图。
128.图88是示出隧道结层的平面配置示例11的示图。
129.图89是示出表面发射激光的截面配置示例2的示图。
130.图90是示出隧道结层的平面配置示例12的示图。
131.图91是示出表面发射激光器的截面配置示例3的示图。
132.图92是示出隧道结层的平面配置示例13的示图。
133.图93是示出隧道结层的平面配置示例14的示图。
134.图94是示出隧道结层的平面配置示例15的示图。
135.图95是示出表面发射激光的截面配置示例4的示图。
136.图96是示出表面发射激光器的截面配置示例5的示图。
137.图97是示出表面发射激光器的截面配置示例6的示图。
138.图98是示出根据本技术的表面发射激光器至距离测量装置的应用实例的示图。
139.图99是示出车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
140.图100是示出距离测量装置的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
141.在下文中，将参考附图详细描述本技术的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的组件被分配相同的附图标记，并且不重复其描述。以下描述的实施方式示出了本技术的代表性实施方式，并且本技术的范围不由这些实施方式狭窄地解释。在本说明书中，即使在描述了表面发射激光器和根据本技术的用于制造表面发射激光器的方法表现出多种效果的情况下，仅需要表面发射激光器和根据本技术的用于制造表面发射激光器的方法表现出至少一种效果。本文中描述的效果仅是示例并且不受限制，并且可以提供其他效果。
142.此外，将按照以下顺序进行描述。
143.1.介绍
144.2.根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器
145.(1)表面发射激光器的配置
146.(2)表面发射激光器的操作
147.(3)用于制造表面发射激光器的方法
148.(4)表面发射激光器的效果及其制造方法
149.3.根据本技术的第一实施方式的变形例的表面发射激光器
150.4.根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器
151.(1)表面发射激光器的配置
152.(2)表面发射激光器的操作
153.(3)用于制造表面发射激光器的方法
154.(4)表面发射激光器的效果及其制造方法
155.5.根据本技术的第三实施方式的表面发射激光器
156.6.根据本技术的第四实施方式的表面发射激光器
157.7.根据本技术的第五实施方式的表面发射激光器
158.8.根据本技术的第六实施方式的表面发射激光器
159.9.根据本技术的第七实施方式的表面发射激光器
160.10.根据本技术的第八实施方式的表面发射激光器
161.11.隧道结层的平面配置示例1至15，以及表面发射激光器的截面配置示例1至6
162.12.本技术的变形例
163.13.电子装置的应用实例
164.14.将表面发射激光器应用于距离测量装置的示例
165.15.距离测量装置安装在移动体上的示例
166.1.介绍
167.inp基材料是1.31μm和1.55μm波段中的发光材料，其是光纤的低损耗范围，因此已被长期用作光通信激光元件的材料。
168.inp基发光器件具有优异的发光特性，但是存在激光特性相对于温度的变化大的问题。这是因为作为材料的固有特性，可能发生载流子溢出，此外，器件结构设计所需的诸如algainas或ingaasp的混合晶体材料的热阻比inp层高10倍或更多，这使得散热差。
169.关于有源层材料，有报道通过诸如引入algainas有源层或as基材料的量子点(qd)有源层的方法改善特性温度，该as基材料可采取相对较大的δec，以便抑制载流子溢出。关于algainas有源层，具有70至80k的相对有利的特性温度的有源层已经商业化。
170.另一方面，为了调整inp基材料的光限制率，就器件结构设计而言，难以在不使用诸如ingaasp或algainas的混合晶体基材料的情况下制造器件。通常，有源层的温度升高δtj由δtj＝iv
·
rth(热阻)表示。即，示出了有源层的温度升高在很大程度上是由有源层的热阻的增加引起的。
171.光通信装置用于波分复用(wdm)等，因此需要严格控制波长。因此，通常使用温度控制器进行温度控制，并且期望改善温度特性，但不是必要的。
172.另一方面，近来，gaas衬底上的850nm带的垂直腔面发射激光器(vcsel)已用于短程通信中，尤其是用于数据中心的通信。gaas基材料适合于制造vcsel。主要原因是，可以生产在晶格匹配系统中具有相对大的折射率差的alas/gaas分布式布拉格反射器(dbr)，散热也是优异的，并且用于从台面的侧面氧化alas层的alas氧化收缩层的技术可以用作电流和光限制的方法。
173.vcsel优于边缘发射激光器(eel)的优点是vcsel尺寸小、可靠性高，并且允许二维阵列具有对si电路的良好亲和力。
174.此外，最近，对于3d感测而非光通信，对vcsel的需求已显著增长。具体地，智能电话的面部认证的需求增加。此外，考虑将vcsel用于自行车车辆的lidar系统，并且预期vcsel感测市场将扩大。
175.对于inp基的发光器件，vcsel器件的商业化和研究和开发也在进行中。例如，vertilas gmbh具有其中由外延dbr以及介电dbr和金属的组合形成两个反射器的结构的改善的特性，并且介电对的数量减少以改善散热。该结构被设计为减少介电对的数量，使用金属增加反射率，并且改善散热。该结构是考虑散热的优良结构，但是期望进一步改善散热特性以便将结构安装在诸如智能电话的移动装置上。
176.此外，beam express已提供使用两个反射器而具有优异散热的装置，所述两个反射器包含从上方和下方结合到inp基有源层的alas/gaas基dbr衬底。这种结构的散热性优异并且可以获得优异的特性。然而，由于负责电流和光限制的结合的埋式隧道结(btj)结构，形成了表面不规则性。表面不规则性导致在结合(bond，接合)衬底时产生空腔和应力的问题。
177.近年来，例如，在inp基的vcsel(表面发射激光器)中，已经广泛地使用负责上述电流和光限制的掩埋隧道结(btj)结构，代替在于algaas基的vcsel中经常使用的氧化收缩结构。该掩埋隧道结结构是通过在蚀刻隧道结层之后的再生长而生成的。利用inp基材料，再生长相对容易，从而可以容易地形成掩埋隧道结结构。
178.已知其中多层膜反射器结合到btj的表面发射激光器(例如，日本专利申请公开号2004-296972)。
179.在将多层膜反射器结合到btj的情况下，期望btj表面(具体地，掩埋btj中的隧道结层的台面的周边的掩埋层的表面，并且在下文中同样适用)的平坦度高。这是因为当平坦度高时，可以形成优异的结界面，并且例如，可以改善从btj的台面周围的电流和光限制部(高电阻热生成部)向多层膜反射器的散热。由于散热的改进，可以获得优异的器件特性。
180.这里，如果简单地增加掩埋层的膜厚度，则可以改善btj表面的平坦度，但是在这种情况下，掩埋层中的光的衍射损耗增加。
181.因此，作为深入研究的结果，本发明人已开发了根据本技术的表面发射激光器作为能够改善btj表面的平坦度同时降低掩埋层中的光的衍射损耗的表面发射激光器。
182.2.根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器
183.在下文中，将描述根据第一实施方式的表面发射激光器100。
184.(1)表面发射激光器的配置
185.图1是根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器100的截面图。在下文中，为了方便起见，在图1的截面图中的上部等将被描述为上侧，并且在图1的截面图中的下部等将被描述为下侧。
186.作为示例，如图1所示，表面发射激光器100包括：第一结构st1，包括第一多层膜反射器107；第二结构st2，包括第二多层膜反射器108；以及共振器r，布置在第一结构st1与第二结构st2之间。表面发射激光器100由例如激光驱动器驱动。
187.[第一结构]
[0188]
除了第一多层膜反射器107之外，第一结构st1包括衬底111和阳极电极109。
[0189]
(衬底)
[0190]
衬底111例如是n-gaas衬底。
[0191]
(第一多层膜反射器)
[0192]
第一多层膜反射器107设置在衬底111和谐振器r之间。即，第一多层膜反射器107设置在共振器r的前表面(上表面)上。
[0193]
例如，第一多层膜反射器107是半导体多层膜反射器(半导体dbr)，并且具有如下结构：具有不同折射率的多种类型(例如，两种类型)的折射率层(半导体层)以振荡波长的1/4波长的光学厚度交替层叠。例如，作为第一多层膜反射器107的半导体多层膜反射器具有如下结构：高折射率层(例如，具有小al组分的algaas层)和低折射率层(例如，具有答al组分的algaas层)交替层叠。
[0194]
(阳极电极)
[0195]
阳极电极109设置在衬底111上。注意，可以在去除衬底111和第一多层膜反射器107的情况下，将阳极电极109设置在后面要描述的掩埋层112上。此外，阳极电极109可以是共享电极而不在后面描述的隧道结层106中形成台面m，或者可以针对形成在隧道结层106中的每个台面m独立地驱动。
[0196]
阳极电极109包括例如au/ni/auge、au/pt/ti等。阳极电极109电连接到例如激光驱动器的阳极(正电极)。
[0197]
[第二结构]
[0198]
第二结构st2除了第二多层膜反射器108之外还包括阴极电极110。
[0199]
(第二多层膜反射器)
[0200]
在谐振器r的背面(下表面)(具体地，后面描述的第二包覆层103的背面(下表面))上，在与后面描述的隧道结层106的每个台面m对应的位置处设置第二多层膜反射器108。
[0201]
作为示例，第二多层膜反射器108是介电多层膜反射器(介电dbr)，并且具有这样的结构，其中，具有不同折射率的多种类型(例如，两种类型)的折射率层(介电层)以振荡波长的1/4波长的光学厚度交替层叠。例如，作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器具有如下结构：高折射率层(例如，ta2o5层)和低折射率层(例如，sio2层)交替层叠。第二多层膜反射器108的反射率被设定为比第一多层膜反射器107的反射率稍高。
[0202]
注意，例如，第二多层膜反射器108可以是半导体多层膜反射器。
[0203]
(阴极电极)
[0204]
作为示例，阴极电极110设置在谐振器r的背面(下表面)上，具体地，设置在后面将描述的第二包覆层103的背面(下表面)上，以覆盖第二多层膜反射器108。即，阴极电极110还与第二多层膜反射器108一起用作反射器。因此，可以减少第二多层膜反射器108中的高折射率层和低折射率层的对数，以改善散热并增加反射率。
[0205]
阴极电极110包括例如au/ni/auge、au/pt/ti等。阴极电极110电连接至例如激光驱动器的阴极(负电极)。
[0206]
[谐振器]
[0207]
谐振器r一体地包括掩埋隧道结(btj)、第一包覆层105、有源层104和第二包覆层103。
[0208]
在谐振器r中，从阳极电极109侧(上侧)起依次布置(层叠)btj、第一包覆层105、有源层104和第二包覆层103。
[0209]
(有源层)
[0210]
例如，有源层104具有包括势垒层和量子阱层的多量子阱结构(mqw结构)，势垒层和量子阱层包括algainas基化合物半导体。注意，有源层104可以具有包括势垒层和量子阱层的单量子阱结构(qw结构)，势垒层和量子阱层包括例如algainas基化合物半导体。
[0211]
(第一包覆层和第二包覆层)
[0212]
例如，第一包覆层105包括p-inp。例如，第二包覆层103包括n-inp。
[0213]
(btj)
[0214]
如上所述，btj设置在有源层104的与阳极电极109侧相同的一侧上。即，btj相对于有源层104位于从阳极电极109到阴极电极110的电流路径的上游。
[0215]
btj包括隧道结层106和掩埋层112。
[0216]
隧道结层106层叠在第一包覆层105上。隧道结层106包括被布置为彼此接触的p型半导体区106a和n型半导体区106b。在此，p型半导体区106a设置在n型半导体区106b的与有源层104侧相同的一侧(下侧)。
[0217]
例如，p型半导体区106a包括高掺杂碳(c)的p型alingaas基化合物半导体。例如，n型半导体区106b包括高掺杂si、te等的n型alingaas基化合物半导体。
[0218]
隧道结层106的膜厚例如为30至70nm(例如50nm)左右。
[0219]
隧道结层106具有多个台面m。即，隧道结层106包括台面m和作为与台面m相邻的相邻区域的另一台面m。
[0220]
更具体地，作为示例，隧道结层106包括沿着面内方向二维布置的多个台面m(见图2)。图1是包括以间隔sp1彼此相邻的两个台面m的切割表面的截面图，该间隔是在图2中彼此相邻的两个台面m之间的较大的间隔。在图2中包括以较小的间隔sp2(＜sp1)彼此相邻的两个台面m的切割表面的截面图也类似于图1中的截面图，除了台面m的间隔不同。
[0221]
台面m例如具有大致圆柱形状，但可以具有其他形状，例如大致椭圆柱形状、多棱柱形状、截锥形状、椭圆锥台形状或多锥台形状。台面m的高度方向基本上与表面发射激光器100的每个组成层的层叠方向(垂直方向)一致。
[0222]
掩埋层112掩埋台面m的周边和另一台面m的周边(相邻区域的周边)。具体地，掩埋层112是位于第一多层膜反射器107与第一包覆层105之间的层。更具体地，掩埋层112是位于每个台面m的侧面和上方的层。
[0223]
作为示例，掩埋层112包括单个材料(例如，n-inp)。
[0224]
包围隧道结层106的台面m的掩埋层112的区域(周边区域)的电阻比台面m的电阻高并且折射率比台面m的折射率低，并且用作电流和光限制部分，电流和光被限制在电流和光限制部分中。电流和光限制部分还用作热生成部分。
[0225]
每个台面m的电阻低于掩埋层112并且充当电流通过区。从阳极电极109流动并穿过每个台面m的电流被注入到有源层104中，并且注入电流的有源层104的区域(对应于每个台面m的区域)发光。即，每个台面m用作设置有源层104的发光位置的发光位置设置台面。
[0226]
掩埋层112结合至第一结构st1。更具体地，第一多层膜反射器107被结合至掩埋层112的表面(邻近于第一结构st1(上侧))。因此，期望掩埋层112的表面的平坦度尽可能高。掩埋层112的表面(掩埋层112的结合至第一多层膜反射器107的表面)的平坦度越高，接合至掩埋层112的第一多层膜反射器107的表面的平坦度越高，并且进而，第一多层膜反射器
107与掩埋层112之间的结界面的平坦度越高。利用该配置，产量和可靠性增加，并且从掩埋层112向第一多层膜反射器107的散热效果增加。
[0227]
这里，当在制造表面发射激光器100时在隧道结层106上生长掩埋层112时，通过构成掩埋层112的原子(例如，在原子内)的迁移来掩埋每个台面与相邻区域(例如，彼此相邻的两个台面)之间的间隙。
[0228]
例如，相对于台面m和相邻区域(例如，彼此相邻的两个台面m)之间的间隔sp，掩埋层112的膜厚度ft越大，可以使掩埋层112的表面的平坦度越高。这是因为在构成掩埋层112的原子(例如，在原子内)的迁移的长度恒定的条件下(在掩埋层112的生长温度低于或等于例如580℃并且恒定的条件下)，膜厚度ft相对于间隔sp越大(掩埋层112的生长时间越长)，在掩埋层112的生长时可以越完全地掩埋台面m和相邻区域之间的间隙。
[0229]
注意，通过将掩埋层112的生长温度设定为高于例如580℃，可以增加上述迁移的长度，并且因此即使膜厚度ft较小，也可以加速掩埋并完全填充台面m和相邻区域之间的间隙。然而，在这种情况下，存在台面m可能由于质量传输而失去其形状，或者掺杂分布和界面陡度可能由于相互扩散而劣化的可能性。
[0230]
图3是比较例1的表面发射激光器1a的截面图。在图3中，附图标记11表示衬底，附图标记7表示第一多层膜反射器，附图标记12表示掩埋层，附图标记6表示隧道结层，附图标记5表示第一包覆层，附图标记4表示有源层，附图标记3表示第二包覆层，附图标记8表示第二多层膜反射器，附图标记9表示阳极电极，附图标记10表示阴极电极。
[0231]
在比较例1的表面发射激光器1a中，掩埋层12的膜厚度大于或等于例如3μm，并且台面m和相邻区域之间的间隔大于或等于例如35μm，但是掩埋层12的表面平坦度高。
[0232]
然而，在表面发射激光器1a中，掩埋层12的膜厚度太大，使得穿过掩埋层12中的台面m的光的衍射损耗变得非常大。
[0233]
如上所述，掩埋层的膜厚度越大，掩埋层中的衍射损耗越大。换言之，掩埋层的膜厚度越小，掩埋层中的衍射损耗越小。
[0234]
因此，发明人发现，作为实验的结果，直至掩埋层112中的上述衍射损耗实际上处于可忽略的水平(就表面发射激光器100的规格而言)的掩埋层112的膜厚度ft的上限为2μm。
[0235]
图4a是比较例2的表面发射激光器1b的截面图。图4b是比较例2的表面发射激光器1b的中心部分的平面图。表面发射激光器1b的每个组成层如上面参考图3所述。
[0236]
在表面发射激光器1b中，掩埋层12的膜厚度小于或等于2μm，并且台面m和相邻区域之间的间隔大于或等于例如35μm。
[0237]
在表面发射激光器1b中，在对应于掩埋层12的台面m的位置处发展凸起部bp，并且可以看出掩埋层12的平坦度低(参见图4)。此外，在结合至掩埋层12的第一多层膜反射器7中以及在其上形成第一多层膜反射器7的衬底11中也发展了与凸起部bp类似的凸起部。在这种情况下，在掩埋层12、第一多层膜反射器7和衬底11内部产生的应力增加了裂纹发展的风险，并且存在产量可能劣化的可能性。
[0238]
图5是比较例3的表面发射激光器1c的截面图。表面发射激光器1c的每个组成层如上面参考图3所述。
[0239]
在表面发射激光器1c中，掩埋层12的膜厚度小于或等于2μm，并且彼此相邻的两个
台面m之间的间隔大于或等于例如35μm。
[0240]
在表面发射激光器1c中，凹陷部dt(腔)在对应于掩埋层12的台面m的位置处发展，并且可以看出掩埋层12的平坦度低(参见图5)。
[0241]
因此，发明人专注于如下点：间隔sp相对于膜厚度ft越小，平坦化越快，并且在掩埋层112生长时可以掩埋台面m和相邻区域之间的间隙。
[0242]
具体地，本发明人已经发现，在膜厚度ft小于或等于例如2μm的情况下，当将间隔sp设定为小于或等于30μm时，在掩埋层112中既不会出现上述凸起部bp也不会出现上述凹陷部dt，并且可以使掩埋层112的表面的平坦度足够高。
[0243]
此外，发明人发现，在膜厚度ft小于或等于例如1.5μm的情况下，当将间隔sp设定为小于或等于25μm时，可以使掩埋层112的表面的平坦度足够高。
[0244]
此外，发明人发现，在膜厚度ft小于或等于例如1.2μm的情况下，当将间隔sp设定为小于或等于20μm时，可以使掩埋层112的表面的平坦度足够高。上述实验的结果显示在图6中。
[0245]
从图6中可以看出，例如，在膜厚度ft为612nm至1101nm的情况下，当间隔sp设定为小于或等于20μm时，结果显示通过(高平坦度)。
[0246]
从图6中可以看出，例如，在膜厚度ft为367nm至1101nm的情况下，当间隔sp设置为小于或等于10μm时，结果显示通过(高平坦度)。
[0247]
根据上述考虑，在表面发射激光器100中，在台面m和相邻区域(例如，另一台面m)之间的间隔sp(例如，sp1和sp2)被设置为小于或等于30μm。在这种情况下，掩埋层的膜厚度ft优选小于或等于2μm。
[0248]
台面m与相邻区域(例如，另一台面m)之间的间隔sp(例如，sp1和sp2)可小于或等于25μm。在这种情况下，掩埋层112的膜厚度ft优选地小于或等于1.5μm。
[0249]
台面m和相邻区域(例如，另一台面m)之间的间隔sp(例如，sp1和sp2)优选地小于或等于20μm，并且掩埋层112的膜厚度ft优选地小于或等于1.2μm。
[0250]
(2)表面发射激光器的操作
[0251]
在表面发射激光器100中，例如，当电流从激光驱动器流到阳极电极109时，电流通过衬底111、第一多层膜反射器107和掩埋层112的上层(被掩埋层112的下层(台面m周围的区域)限制)进入隧道结层106的每个台面m。已经穿过每个台面m的电流(由掩埋层112限制的电流)通过第一包覆层105注入到有源层104的与台面m对应的区域中，并且该区域发光。穿过有源层104的区域的电流从第二包覆层103从对应的阴极电极110流出到例如激光驱动器。在有源层104的区域中产生的光在第一多层膜反射器107和第二多层膜反射器108之间行进，在行进期间被限制在掩埋层112的下层中并且在有源层104的区域中被放大，并且当满足振荡条件时，作为激光从衬底111的上表面(发射表面)发射。
[0252]
(3)表面发射激光器的制造方法
[0253]
在下文中，将参考图7中的流程图(步骤s1至s10)描述用于制造表面发射激光器100的方法。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用一个晶圆作为衬底111的基体材料，一次生成多个表面发射激光器100。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器100彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器100(表面发射激光器芯片)。
[0254]
作为示例，通过遵循图7中的流程图的过程由半导体制造装置制造表面发射激光器100。
[0255]
在第一步骤s1中，生成第一多层体l1(参见图8)。具体地，例如，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)在生长室中在生长衬底101(例如，inp衬底)上依次层叠(外延生长)第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0256]
在下一步骤s2中，形成抗蚀剂图案rp(参见图9)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案rp具有开口，该开口在对应于除了将要形成具有小于或等于30μm的彼此相邻的两个台面m之间的间隔sp的多个台面m的位置以外的位置的位置处。
[0257]
在下一步骤s3中，形成台面m(见图10)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成多个台面m。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。其结果是，形成了在彼此相邻的两个台面m之间具有小于或等于30μm的间隔的多个台面m。
[0258]
在下一步骤s4中，去除抗蚀剂图案rp(见图11)。
[0259]
在下一步骤s5中，形成掩埋层112(见图12)。具体地，例如，在580
°
c的生长温度下，例如，以2μm的膜厚度在隧道结层106上(具体地，在每个台面m上并且在第一包覆层105的台面m的周边区域上)生长n-inp膜。此时，因为彼此相邻的两个台面m之间的间隔sp小于或等于30μm，所以彼此相邻的两个台面m之间的间隙几乎完全被原子填充以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0260]
在下一步骤s6中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图13和图14)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，在衬底111上交替层叠构成半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层，以生成第三多层体l3。
[0261]
在下一步骤s7中，去除生长衬底101(见图15)。具体地，在磨削生长衬底101的背面(见图14)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0262]
在下一步骤s8中，形成第二多层膜反射器108(见图16和图17)。具体地，首先，在第二包覆层103的背面(下表面)交替地沉积构成作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器的高折射率层和低折射率层(见图16)。接下来，蚀刻介电多层膜反射器以仅留下对应于每个台面m的区域(见图17)。
[0263]
在下一步骤s9中，形成阴极电极110(见图18)。具体地，例如，通过剥离法形成构成阴极电极110的电极材料以覆盖对应于每个台面m的第二多层膜反射器108。
[0264]
在最后的步骤s10中，形成阳极电极109(见图19)。具体地，例如，通过剥离法在衬底111上形成构成阳极电极109的电极材料，以便在与每个台面m对应的位置处生成用作发射端口的开口。
[0265]
(4)表面发射激光器的效果及其制造方法
[0266]
根据本技术的第一实施方式的表面发射激光器100包括：包括第一多层膜反射器107的第一结构st1；第二结构st2包括第二多层膜反射器108；以及谐振器r，布置在第一结
构st1与第二结构st2之间，其中，谐振器r包括：有源层104；隧道结层106，布置在第一结构st1与有源层104之间并且具有台面m和与台面m相邻的相邻区域(例如，另一台面)；以及掩埋层112，其掩埋台面m的周边和相邻区域的周边，并且台面m和相邻区域之间的间隔sp小于或等于30μm。
[0267]
在这种情况下，在不增加掩埋层112的厚度(膜厚度ft)的情况下(例如，在不将厚度设置为大于或等于2μm的情况下)，可以防止掩埋层112的表面变得不均匀(见图20)。
[0268]
因此，利用表面发射激光器100，可以改善掩埋层112的表面的平坦度，同时降低掩埋层112中的光的衍射损耗。
[0269]
另一方面，如图21所示的比较例4中，在台面m之间的间隔spc相对较大(例如，大于30μm)并且掩埋层12的厚度相对较小(例如，小于或等于2μm)的情况下，在掩埋层12生长时不能完全掩埋彼此相邻的两个台面m之间的间隙，并且在掩埋层12的表面上产生不平坦。要注意的是，比较例4的每个组成层如上面参照图3所述。
[0270]
表面发射激光器100可以改善掩埋层112的表面的平坦度，使得当掩埋层112和第一结构st1结合在一起时可以防止空腔或裂纹发展。
[0271]
第一结构st1和掩埋层112结合在一起。在这种情况下，可以连同结合至第一结构st1的掩埋层112的表面以及结合至掩埋层112的第一结构st1的表面保持平坦地将第一结构st1和掩埋层112结合在一起，使得可以形成优异的(高度平坦的)结界面。利用该结构，可以改善产量和可靠性并且改善从掩埋层112朝向第一结构st1的散热。
[0272]
此外，例如，对于第一结构st1的第一多层膜反射器107，使用基于algaas的dbr允许进一步改善散热，该基于algaas的dbr在散热上高于inp基的epi dbr(其需要使用散热差的混合晶体材料)。
[0273]
第一结构st1包括衬底111。利用该结构，可以减少临时附接处理的数量。
[0274]
相邻区域是另一台面m。在这种情况下，表面发射激光器100可以基本上包括多个发光部分。利用该结构，可以提供具有窄节距(例如，小于或等于30μm的节距)的多个发光部分的表面发射激光器100。
[0275]
掩埋层112包括inp基化合物半导体。在这种情况下，in具有容易经历迁移的特性，从而有助于提高在掩埋层112生长时的平坦度。
[0276]
另一方面，在混合晶体材料用于掩埋层112的情况下，存在由于成分偏差或迁移困难而不能改善平坦度的可能性。
[0277]
如下所述，inp的热导率高于例如混合晶体材料。因此，例如，与使用混合晶体材料的情况相比，使用inp作为掩埋层112的材料允许改善从具有围绕台面m的发热部分的掩埋层112向外部的直接散热。
[0278]
inp的热导率：0.68[w/cm
·
k]
[0279]
gaas的热导率：0.44[w/cm
·
k]
[0280]
al
0.67
ga
0.33
as的热导率：0.16[w/cm
·
k]
[0281]
alingaas：0.045[w/cm
·
k]
[0282]
ingaasp：0.045[w/cm
·
k]
[0283]
掩埋层112的膜厚度ft(厚度)优选地小于或等于2μm。利用该结构，可以充分降低掩埋层112中的衍射损耗。
[0284]
台面m和相邻区域之间的间隔优选地小于或等于25μm，并且掩埋层112的膜厚度ft(厚度)优选地小于或等于1.5μm。利用该结构，可以改善掩埋层112的表面的平坦度，同时更充分地降低掩埋层112中的光的衍射损耗。
[0285]
台面m和相邻区域之间的间隔优选地小于或等于20μm，并且掩埋层112的膜厚度ft(厚度)优选地小于或等于1.2μm。利用该结构，可以改善掩埋层112的表面的平坦度，同时甚至更充分地降低掩埋层112中的光的衍射损耗。
[0286]
第二结构st2不包括衬底(例如，无inp衬底)，并且第二多层膜反射器108是介电多层膜反射器。在这种情况下，例如，通过将包括第二结构st2的第二多层膜反射器108的反射器替换为散热高于inp基epi dbr(其需要使用散热差的混合晶体材料)的反射器，可以改善散热。
[0287]
例如，通过使阴极电极110用作反射器的一部分并减少作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器对的数量，可以获得具有优异散热的反射器。
[0288]
根据本技术的第一实施方式的用于制造表面发射激光器100的方法包括：通过在生长衬底101(第一衬底)上依次层压有源层104和隧道结层106来生成第一多层体l1的处理；通过蚀刻第一多层体l1的隧道结层106形成台面m和与台面m相邻的相邻区域(例如，另一台面m)使得台面m和相邻区域之间的间隔小于或等于30μm的处理；以及通过在隧道结层106上层压掩埋台面m的周边和相邻区域的周边(例如，另一台面m的周边)的掩埋层112来生成替换第一多层体l1的第二多层体l2的处理。
[0289]
在这种情况下，在不增加掩埋层112的厚度(膜厚度ft)的情况下(例如，在不将厚度设置为大于或等于2μm的情况下)，可以防止掩埋层112的表面变得不均匀。
[0290]
因此，利用用于制造表面发射激光器100的方法，可以制造能够改善掩埋层112的表面的平坦度同时降低掩埋层112中的光的衍射损耗的表面发射激光器100。
[0291]
用于制造表面发射激光器100的方法进一步包括将第二多层体l2的掩埋层112和包括第一多层膜反射器107的第三多层体l3结合在一起的处理。
[0292]
第三多层体l3包括衬底111(第二衬底)，并且用于制造表面发射激光器100的方法进一步包括从第二多层体l2移除生长衬底101的处理和在已经移除生长衬底101的第二多层体l2的表面上形成第二多层膜反射器108的处理。
[0293]
3.根据本技术的第一实施方式的变形例的表面发射激光器
[0294]
在下文中，将描述根据本技术的第一实施方式的变形例的表面发射激光器。
[0295]
如图22所示，根据本技术的第一实施方式的变形例的表面发射激光器100-1具有类似于第一实施方式的表面发射激光器100的结构，不同之处在于包括第二多层膜反射器108的第二结构不同。
[0296]
具体地，在表面发射激光器100-1的第二结构中，作为第二多层膜反射器108的半导体多层膜反射器(例如，algaas基的dbr)被设置公共用于多个台面m，衬底130(例如，gaas衬底)被设置在第二多层膜反射器108的背面(下表面)上，并且阴极电极110被设置公共用于衬底130的背面(下表面)上的多个台面m。
[0297]
在下文中，将参考图23中的流程图(步骤s21至s30)描述用于制造表面发射激光器100-1的方法。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用晶圆作为衬底111的基体材料和使用晶圆作为衬底130的基体材料，一次生成多个表面发射激光器
100-1。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器100-1彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器100-1(表面发射激光器芯片)。
[0298]
作为示例，按照图23中的流程图的程序，通过半导体制造装置制造表面发射激光器100-1。
[0299]
在第一步骤s21中，生成第一多层体l1(见图8)。具体地，作为示例，在生长室中，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)，在生长衬底101(例如，inp衬底)上依次层叠(外延生长)第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0300]
在下一步骤s22中，形成抗蚀剂图案rp(见图9)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案rp具有开口，该开口在对应于除了将要形成具有在彼此相邻的两个台面m之间的间隔小于或等于30μm的多个台面m的位置以外的位置的位置处。
[0301]
在下一步骤s23中，形成台面m(见图10)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成多个台面m。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。其结果是，形成了在彼此相邻的两个台面m之间具有小于或等于30μm的间隔的多个台面m。
[0302]
在下一步骤s24中，去除抗蚀剂图案rp(见图11)。
[0303]
在下一步骤s25中，形成掩埋层112(见图12)。具体地，例如，在580℃的生长温度下，例如，以2μm的膜厚度在隧道结层106上(具体地，在每个台面m上并且在第一包覆层105的台面m的周边区域上)生长n-inp膜。此时，因为彼此相邻的两个台面m之间的间隔sp小于或等于30μm，所以彼此相邻的两个台面m之间的间隙几乎完全被原子掩埋以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0304]
在下一步骤s26中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图13和图14)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，在衬底111上交替层叠构成半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层，以生成第三多层体l3。
[0305]
在下一步骤s27中，去除生长衬底101(见图15)。具体地，在磨削生长衬底101的背面(见图14)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0306]
在下一步骤s28中，将第二包覆层103(见图15)和第四多层体l4的第二多层膜反射器108结合在一起(见图24和图25)。注意，在衬底130(例如gaas衬底)上交替层叠构成作为第二多层膜反射器108的半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层，从而生成第四多层体l4。
[0307]
在下一步骤s29中，形成阴极电极110(见图26)。具体地，例如，构成阴极电极110的电极材料通过剥离法形成在衬底130的背面(下表面)的几乎全部上，以便公共对应于每个台面m。
[0308]
在下一步骤s30中，形成阳极电极109(见图27)。具体地，例如，通过剥离法在衬底111上形成构成阳极电极109的电极材料，以便在与每个台面m对应的位置处生成用作发射端口的开口。
[0309]
利用上述表面发射激光器100-1，可以产生与第一实施方式的表面发射激光器100的作用和效果类似的作用和效果，并且由于半导体多层膜反射器(例如，algaas基的dbr)用于第二多层膜反射器108，并且半导体衬底(例如，gaas衬底)用于衬底130，因此还可以预期散热的改进。
[0310]
第三多层体l3包括衬底111(第二衬底)，并且用于制造表面发射激光器100-1的方法还包括从第二多层体l2去除生长衬底101的处理和将包括第二多层膜反射器108的第四多层体l4结合到去除了生长衬底101的第二多层体l2的表面的处理。
[0311]
4.根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器
[0312]
在下文中，将描述根据本技术的第二实施方式的表面发射激光器200。
[0313]
(1)表面发射激光器的配置
[0314]
图28是第二实施方式的表面发射激光器200的至少一部分的截面图。
[0315]
如图28所示，本技术的第二实施方式的表面发射激光器200具有与第一实施方式的表面发射激光器100的结构基本相似的结构，不同之处在于，在隧道结层106中使作为相邻区域的另一台面被实施为高电阻。
[0316]
更具体地，在表面发射激光器200的隧道结层106中，邻近于台面m的另一台面是通过离子注入(例如，注入质子、b、o等)被实施高电阻以防止电流流过其中的虚设台面dm。即，虚拟台面dm是不设置有源层104的发光位置的台面。表面发射激光器200既不设置有发射端口也不设置有对应于虚设台面dm的第二多层膜反射器108。
[0317]
在下文中，台面m，即，设置有源层104的发光位置的台面，也被称为“发光位置设置台面m”。
[0318]
顺便提及，在第一实施方式的表面发射激光器100中，通过使彼此相邻的两个台面m(发光位置设置台面m)之间的间隔更小(例如，小于或等于30μm)来改善掩埋层112的平坦度，但是如果可以使彼此相邻的发光位置设置台面m之间的间隔更大，可以调整有源层104的发光位置之间的间隔(发光部分之间的间隔)。
[0319]
因此，在表面发射激光器200中，例如，在表面发射激光器200具有四个或更多个台面的情况下(例如，在表面发射激光器200具有包括图28中的多个单元截面结构的截面的情况下)，在单元截面结构中彼此相邻的两个台面之一用作虚拟台面dm，使得可以使发光位置设置台面m之间的间隔更大，同时使彼此相邻的两个台面之间的间隔更小(例如，小于或等于30μm)。利用该结构，可以使有源层104的发光位置之间的间隔相当大，同时提高掩埋层112的平坦度。
[0320]
因此，在表面发射激光器200中，可以通过适当地调整台面m和虚拟台面dm中的每一个的数量和布局来设置期望数量的有源层104的发光位置并且设置彼此相邻的两个发光位置之间的期望间隔。即，表面发射激光器200在设计由有源层104的发光位置的数量和布局确定的发光图案方面具有高自由度。
[0321]
因此，在表面发射激光器200中，例如，在表面发射激光器200具有多个(例如，两个)台面的情况下(例如，在表面发射激光器200具有图28中的单元截面结构的截面的情况下)，在单元截面结构中彼此相邻的两个台面之一用作虚拟台面dm，使得可以使发光位置设置台面用作单个发光位置设置台面，同时使彼此相邻的两个台面之间的间隔更小(例如，小于或等于30μm)。利用该结构，可以使有源层104的发光位置用作基本单个发光位置，同时提
高掩埋层112的平坦度。
[0322]
(2)表面发射激光器的操作
[0323]
在表面发射激光器200中，例如，当电流从激光驱动器流到阳极电极109时，电流通过衬底111、第一多层膜反射器107和掩埋层112的上层(被掩埋层112的下层(发光位置设置台面m周围的区域)限制)进入隧道结层106的发光位置设置台面m。已经穿过发光位置设置台面m的电流(被掩埋层112限制的电流)通过第一包覆层105被注入到与发光位置设置台面m对应的有源层104的区域中，并且有源层104的区域发光。穿过有源层104的区域的电流通过第二包覆层103从阴极电极110流出到例如激光驱动器。在有源层104的区域中生成的光在第一多层膜反射器107和第二多层膜反射器108之间行进，在行进期间被限制在掩埋层112的下层中并且在有源层104的区域中被放大，并且当满足振荡条件时，作为激光从衬底111的上表面(发射表面)发射。
[0324]
(3)表面发射激光器的制造方法
[0325]
在下文中，将参考图29中的流程图(步骤s41至s53)描述用于制造表面发射激光器200的方法的示例。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用一个晶圆作为衬底111的基体材料，一次生成多个表面发射激光器200。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器200彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器200(表面发射激光器芯片)。
[0326]
作为示例，通过遵循图29中的流程图的程序，通过半导体制造装置制造表面发射激光器200。
[0327]
在第一步骤s41中，生成第一多层体l1(见图8)。具体地，作为示例，在生长室中，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)，在生长衬底101(例如，inp衬底)上依次层叠(外延生长)第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0328]
在下一步骤s42中，形成抗蚀剂图案rp(见图9)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案rp具有开口，该开口在对应于除了将要形成具有小于或等于30μm的彼此相邻的两个台面之间的间隔的多个台面的位置之外的位置的位置处。
[0329]
在下一步骤s43中，形成台面(见图10)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成台面。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。其结果是，形成了在彼此相邻的两个台面m之间具有小于或等于30μm的间隔的多个台面。
[0330]
在下一步骤s44中，去除抗蚀剂图案rp(见图11)。
[0331]
在下一步骤s45中，形成掩埋层112(见图12)。具体地，例如，在580℃的生长温度下，例如，以2μm的膜厚度在隧道结层106上(具体地，在每个台面上并且在第一包覆层105的台面的周边区域上)生长n-inp膜。此时，因为彼此相邻的两个台面之间的间隔小于或等于30μm，所以彼此相邻的两个台面之间的间隙几乎完全被原子掩埋以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0332]
在下一步骤s46中，形成保护膜pf(见图30)。具体地，在第二多层体l2的掩埋层112上，形成保护膜pf，保护膜pf包括抗蚀剂、氧化物(例如，sio2)等并且在与将形成隧道结层
106的虚设台面dm的区域对应的位置处具有开口。
[0333]
在下一步骤s47中，注入离子(见图31)。具体地，诸如质子(h
+
)的离子从保护膜pf的开口被注入到掩埋层112和隧道结层106中。此时，例如，设定离子注入能量以允许离子在隧道结层106的厚度方向上至少遍布整个区域。因此，离子注入到其中的区域(离子注入区域iia)中的台面变为虚拟台面dm。
[0334]
在下一步骤s48中，去除保护膜pf(参见图32)。
[0335]
在下一步骤s49中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图33和图34)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，构成作为第一多层膜反射器107的半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层交替地层叠在衬底111上以生成第三多层体l3。
[0336]
在下一步骤s50中，去除生长衬底101(见图35)。具体地，在磨削生长衬底101的背面(见图34)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0337]
在下一步骤s51中，形成第二多层膜反射器108(见图36和图37)。具体地，首先，在第二包覆层103的背面(下表面)交替地沉积构成作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器的高折射率层和低折射率层(见图36)。接下来，蚀刻介电多层膜反射器以仅留下对应于发光位置设置台面m的部分(见图37)。
[0338]
在下一步骤s52中，形成阴极电极110(见图38)。具体地，例如，通过剥离法形成构成阴极电极110的电极材料，以便至少覆盖对应于发光位置设置台面m的第二多层膜反射器108。
[0339]
在最后步骤s53中，形成阳极电极109(见图39)。具体地，例如，通过剥离法在衬底111上形成构成阳极电极109的电极材料，以便在与发光位置设置台面m对应的位置处生成用作发射端口的开口。
[0340]
(4)表面发射激光器的效果及其制造方法
[0341]
在表面发射激光器200中，与台面m相邻的另一台面(发光位置设置台面m)是被实施高电阻的虚拟台面dm。
[0342]
利用表面发射激光器200，可以产生与第一实施方式的表面发射激光器100的效果相似的效果，并且通过例如将位于两个发光位置设置台面m之间的台面用作虚拟台面dm，可以进一步使两个发光位置设置台面m之间的间隔明显更大，并且进而可以使有源层104的彼此相邻的两个发光位置之间的间隔明显更大。
[0343]
利用表面发射激光器200，可以产生与第一实施方式的表面发射激光器100的效果相似的效果，并且通过例如将与发光位置设置台面m相邻的台面用作虚拟台面dm，发光位置设置台面m用作单个发光位置设置台面m，并且进而可以将有源层104的发光位置用作单个发光位置。
[0344]
总之，利用表面发射激光器200，可以产生与第一实施方式的表面发射激光器100的效果相似的效果，并且进一步可以通过从多个台面中适当地选择台面以用作虚拟台面dm来设置期望数量的有源层104的发光位置并且在存在多个发光位置的情况下在彼此相邻的两个发光位置之间设置期望的间隔，使得设计发光图案(由发光部分的数量和布局确定的图案)的自由度变高。
[0345]
用于制造表面发射激光器200的方法包括：通过在生长衬底101(第一衬底)上依次层叠有源层104和隧道结层106来生成第一多层体l1(多层体)的处理；通过蚀刻第一多层体l1的隧道结层106形成台面m和与台面m相邻的相邻区域(例如，另一台面)使得台面m和相邻区域之间的间隔小于或等于30μm的处理；以及通过在隧道结层106上层叠掩埋台面m的周边和相邻区域的周边(例如，另一台面的周边)的掩埋层112来生成替换第一多层体l1的第二多层体l2(另一多层体)的处理。
[0346]
用于制造表面发射激光器200的方法进一步包括通过将离子从掩埋层112注入到第二多层体l2中使相邻区域被实施高电阻的处理。
[0347]
注意，在用于制造表面发射激光器200的方法中，离子可以从隧道结层106注入到第一多层体l1中，以使相邻区域(例如，另一台面)或者其中将形成相邻区域的部分被实施高电阻。
[0348]
利用用于制造表面发射激光器200的方法，可以产生类似于用于制造第一实施方式的表面发射激光器100的方法的效果的效果，并且可以进一步制造表面发射激光器200，其中，例如，可以使有源层104的彼此相邻的两个发光位置之间的间隔基本上更大。
[0349]
利用用于制造表面发射激光器200的方法，可以产生类似于用于制造第一实施方式的表面发射激光器100的方法的效果的效果，并且还可以制造允许例如有源层104的发光位置用作单个发光位置的表面发射激光器200。
[0350]
5.根据本技术的第三实施方式的表面发射激光器
[0351]
在下文中，将描述根据本技术的第三实施方式的表面发射激光器300。
[0352]
图40是第三实施方式的表面发射激光器300的至少一部分的截面图。
[0353]
如图40所示，本技术的第三实施方式的表面发射激光器300具有与第一实施方式的表面发射激光器100的结构基本相似的结构，除了与台面m相邻的相邻区域aa(发光位置设置台面m)被实施高电阻。
[0354]
更具体地，在表面发射激光器300的隧道结层106中，与台面m相邻的相邻区域aa是通过离子注入(例如，注入质子、b、o等)使电阻更高以防止电流流过的离子注入区域(高电阻区域)。即相邻区域aa为未设置有源层104的发光位置的区域。在表面发射激光器300中，仅设置与发光位置设置台面m对应的发射端口和第二多层膜反射器108作为发射端口和第二多层膜反射器108。
[0355]
在表面发射激光器300中，在表面发射激光器300具有多个台面m的情况下(例如，在表面发射激光器300具有包括图40中的多个单元截面结构的截面的情况下)，可以使彼此相邻的两个发光位置设置台面m之间的间隔更大，同时使彼此相邻的台面m和相邻区域aa之间的间隔sp3更小(例如，小于或等于30μm)。利用该结构，可以使有源层104的发光位置之间的间隔相当大，同时提高掩埋层112的平坦度。
[0356]
因此，在表面发射激光器300中，可以通过适当地调整台面m和相邻区域aa中的每一者的数量和布局，来设置期望数量的有源层104的发光位置并且设置有源层104的彼此相邻的两个发光位置之间的期望间隔。
[0357]
在表面发射激光器300中，在表面发射激光器300具有台面m和相邻区域aa的情况下(例如，在表面发射激光器300具有图40中的单元截面结构的截面的情况下)，可以使发光位置设置台面m用作单个发光位置设置台面m，同时使台面m和彼此相邻的相邻区域aa之间
的间隔sp3更小(例如，小于或等于30μm)。利用该结构，可以使有源层104的发光位置用作基本单个发光位置，同时提高掩埋层112的平坦度。
[0358]
总之，利用表面发射激光器300，可以通过适当地形成台面m和相邻区域aa来设置期望数量的有源层104的发光位置，并且在存在多个发光位置的情况下在彼此相邻的两个发光位置之间设置期望间隔，使得设计发光图案(由发光部分的数量和布局确定的图案)的自由度变高。
[0359]
表面发射激光器300以类似于第二实施方式的表面发射激光器200的方式操作。
[0360]
在下文中，将参考图41中的流程图(步骤s61至s73)描述用于制造表面发射激光器300的方法。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用一个晶圆作为衬底111的基体材料，一次生成多个表面发射激光器300。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器300彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器300(表面发射激光器芯片)。
[0361]
作为示例，按照图41中的流程图的程序，通过半导体制造装置制造表面发射激光器300。
[0362]
在第一步骤s61中，生成第一多层体l1(见图8)。具体地，作为示例，在生长室中，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)，在生长衬底101(例如，inp衬底)上依次层叠(外延生长)第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0363]
在下一步骤s62中，形成抗蚀剂图案rp(见图42)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案rp具有开口，该开口在对应于除了将要形成至少一个台面m和至少一个相邻区域aa的位置以外的位置处的位置处，该至少一个相邻区域aa在台面m和彼此相邻的相邻区域aa之间的间隔小于或等于30μm。
[0364]
在下一步骤s63中，形成台面m和相邻区域aa(见图43)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成台面m和相邻区域aa。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。因此，形成了至少一个台面m和至少一个相邻区域aa，该相邻区域在台面m和彼此相邻的相邻区域aa之间的间隔小于或等于30μm。
[0365]
在下一步骤s64中，去除抗蚀剂图案rp(见图44)。
[0366]
在下一步骤s65中，形成掩埋层112(见图45)。具体地，例如，在580℃的生长温度下，例如，膜厚度为2μm，n-inp膜在隧道结层106上(具体地，在台面m上、在相邻区域aa上、以及在台面m的第一包覆层105的周边区域上)生长。此时，因为发光位置设置台面m和彼此相邻的相邻区域aa之间的间隔小于或等于30μm，所以台面m和相邻区域aa之间的间隙几乎完全被原子掩埋以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0367]
在下一步骤s66中，形成保护膜pf(见图46)。具体地，在第二多层体l2的掩埋层112上，形成保护膜pf，该保护膜pf包括抗蚀剂、氧化物(例如，sio2)等并且在对应于隧道结层106的相邻区域aa的位置处具有开口。
[0368]
在下一步骤s67中，注入离子(见图47)。具体地，诸如质子(h
+
)的离子从保护膜pf的开口被注入到掩埋层112和隧道结层106中。此时，例如，设置离子注入能量以允许离子在隧道结层106的厚度方向上至少遍布整个区域。其结果是，离子注入的区域所包含的邻接区
域aa(离子注入区域iia)的电阻变高。
[0369]
在下一步骤s68中，去除保护膜pf(见图48)。
[0370]
在下一步骤s69中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图49和图50)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，构成作为第一多层膜反射器107的半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层交替地层叠在衬底111上以产生第三多层体l3。
[0371]
在下一步骤s70中，去除生长衬底101(见图51)。具体而言，在磨削生长衬底101的背面(见图50)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0372]
在下一步骤s71中，形成第二多层膜反射器108(见图52和图53)。具体地，首先，在第二包覆层103的背面(下表面)交替地沉积构成作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器的高折射率层和低折射率层(见图52)。接下来，蚀刻介电多层膜反射器以仅留下对应于发光位置设置台面m的部分(见图53)。
[0373]
在下一步骤s72中，形成阴极电极110(见图54)。具体地，例如，通过剥离法形成构成阴极电极110的电极材料，以便至少覆盖对应于发光位置设置台面m的第二多层膜反射器108。
[0374]
在最后步骤s73中，形成阳极电极109(见图55)。具体地，例如，通过剥离法在衬底111上形成构成阳极电极109的电极材料，以便在与发光位置设置台面m对应的位置处产生用作发射端口的开口。
[0375]
用于制造上述表面发射激光器300的方法包括：通过在生长衬底101(第一衬底)上依次层叠有源层104和隧道结层106来生成第一多层体l1(多层体)的处理；通过蚀刻第一多层体l1的隧道结层106形成台面m和与台面m相邻的相邻区域aa以使得台面m和相邻区域aa之间的间隔小于或等于30μm的处理；以及通过在隧道结层106上层叠掩埋台面m的周边和相邻区域aa的周边的掩埋层112来生成代替第一多层体l1的第二多层体l2(另一多层体)的处理。
[0376]
用于制造表面发射激光器300的方法进一步包括通过将离子从掩埋层112注入到第二多层体l2中使相邻区域aa被实施为高电阻的处理。
[0377]
注意，在用于制造表面发射激光器300的方法中，离子可以从隧道结层106注入到第一多层体l1中，以使相邻区域aa或者形成相邻区域aa的部分被实施高电阻。
[0378]
6.根据本技术的第四实施方式的表面发射激光器
[0379]
在下文中，将描述根据本技术的第四实施方式的表面发射激光器400。
[0380]
图56是第四实施方式的表面发射激光器400的至少一部分的截面图。
[0381]
如图56所示，本技术的第四实施方式的表面发射激光器400具有与第一实施方式的表面发射激光器100的结构相似的结构，除了表面发射激光器400具有腔内结构。
[0382]
更具体地，在表面发射激光器400中，沟槽t(槽)形成在彼此相邻的两个台面m之间。由每个台面m共享的阴极电极110设置在沟槽t的底面上。沟槽t的底面例如是第二包覆层103的上表面。
[0383]
此外，在表面发射激光器400中，在设置在每个台面m周围的掩埋层112的上表面上设置第一多层膜反射器107和包围第一多层膜反射器107的具有环形形状(例如，环状)的阳
极电极109。
[0384]
此外，在表面发射激光器400中，与对应于每个台面m的第二多层膜反射器108(例如，介电多层膜反射器)一起构成反射器的金属层113被设置为一起覆盖每个第二多层膜反射器108。支撑衬底114设置在金属层113的后表面(下表面)上。金属层113包括例如au、ag、cu等。支撑衬底114是例如半导体衬底、半绝缘衬底、绝缘衬底等。
[0385]
在下文中，将参考图57中的流程图(步骤s81至s95)描述用于制造表面发射激光器400的方法。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用一个晶圆作为支撑衬底114的基体材料，一次生成多个表面发射激光器400。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器400彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器400(表面发射激光器芯片)。
[0386]
作为示例，按照图57中的流程图的程序，通过半导体制造装置制造表面发射激光器400。
[0387]
在第一步骤s81中，生成第一多层体l1(见图8)。具体地，例如，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)在生长室中在生长衬底101(例如，inp衬底，在下文中也称为“第一生长衬底101”)上依次层叠第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0388]
在下一步骤s82中，形成抗蚀剂图案rp(参见图9)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案rp具有开口，该开口在对应于除了将要形成具有在彼此相邻的两个台面m之间的间隔小于或等于30μm的多个台面m的位置以外的位置的位置处。
[0389]
在下一步骤s83中，形成台面m(见图10)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成台面m。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。其结果是，形成了在彼此相邻的两个台面m之间具有小于或等于30μm的间隔的多个台面m。
[0390]
在下一步骤s84中，去除抗蚀剂图案rp(见图11)。
[0391]
在下一步骤s85中，形成掩埋层112(见图12)。具体地，例如，在580℃的生长温度下，例如，以2μm的膜厚度在隧道结层106上(具体地，在台面m上并且在台面的第一包覆层105的周边区域上)生长n-inp膜。此时，因为彼此相邻的两个台面m之间的间隔为30μm或更小，所以彼此相邻的两个台面m之间的间隙几乎完全被原子掩埋以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0392]
在下一步骤s86中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图13和图14)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，构成作为第一多层膜反射器107的半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层交替地层叠在衬底111(在下文中也称为“第二生长衬底111”)上以产生第三多层体l3。
[0393]
在下一步骤s87中，去除第一生长衬底101(见图15)。具体地，在磨削第一生长衬底101的背面(见图14)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除第一生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0394]
在下一步骤s88中，沉积第二多层膜反射器108(见图16)。具体地，构成作为第二多
层膜反射器108的介电多层膜反射器的高折射率层和低折射率层交替地沉积在第二包覆层103的背表面(下表面)上。
[0395]
在下一步骤s89中，形成反射器(见图17、图58)。首先，蚀刻作为第二多层膜反射器108的介电多层膜反射器以仅留下对应于每个台面m的部分(见图17)。接下来，通过例如电镀法等形成构成金属层113的金属材料，以一起覆盖对应于每个台面m的第二多层膜反射器108(参见图58)。
[0396]
在下一步骤s90中，附接支撑衬底114(见图59)。具体地，支撑衬底114结合至金属层113的背表面(下表面)。
[0397]
在下一步骤s91中，去除第二生长衬底111(见图60)。具体地，在第二生长衬底111的前表面(上表面)接地之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。
[0398]
在下一步骤s92中，蚀刻第一多层膜反射器107(见图61)。具体地，第一多层膜反射器107被干法蚀刻或湿法蚀刻以仅留下对应于每个台面m的部分。
[0399]
在下一步骤s93中，形成阳极电极109(见图62)。具体地，例如，通过剥离法在掩埋层112上以环形(例如，环形形状)形成构成阳极电极109的电极材料，以围绕与每个台面m对应的第一多层膜反射器107。
[0400]
在下一步骤s94中，形成沟槽t(见图63)。具体地，通过干法蚀刻或湿法蚀刻去除掩埋层112、第一包覆层105和有源层104中的彼此相邻的两个台面m之间的至少区域以形成沟槽t。此时的蚀刻深度例如达到第二包覆层103。
[0401]
在最后的步骤s95中，形成阴极电极110(见图64)。具体地，例如，通过剥离法在沟槽t的底面上形成构成阴极电极110的电极材料。
[0402]
7.根据本技术的第五实施方式的表面发射激光器
[0403]
在下文中，将描述根据本技术的第五实施方式的表面发射激光器500。
[0404]
图65是第五实施方式的表面发射激光器500的至少一部分的截面图。
[0405]
如图65所示，本技术的第五实施方式的表面发射激光器500的结构类似于第二实施方式的表面发射激光器200的结构，不同之处在于表面发射激光器500具有腔内结构，且包括第二多层膜反射器108的第二结构不同。
[0406]
更具体地，在表面发射激光器500中，沟槽t(凹槽)形成在彼此相邻的台面m和虚拟台面dm之间。阴极电极110设置在沟槽t的底面上。沟槽t的底面例如是第二包覆层103的上表面。
[0407]
在表面发射激光器500的第二结构中，作为第二多层膜反射器108的半导体多层膜反射器(例如，algaas基的dbr)均匀地设置在第一包覆层103的背表面(下表面)，并且衬底130(例如，gaas衬底)设置在第二多层膜反射器108的背表面(下表面)。
[0408]
在表面发射激光器500中，在设置在台面m(发光位置设置台面m)周围的掩埋层112的上表面上设置第一多层膜反射器107和包围第一多层膜反射器107的具有环形形状(例如，环状)的阳极电极109。
[0409]
在下文中，将参考图66中的流程图(步骤s101至s116)描述用于制造表面发射激光器500的方法。这里，作为示例，通过使用半导体制造装置的半导体制造方法，使用一个晶圆作为衬底130的基体材料一次产生多个表面发射激光器500。接下来，将串联集成的多个表面发射激光器500彼此分离，以获得多个芯片形状的表面发射激光器500(表面发射激光器
芯片)。
[0410]
作为示例，按照图66中的流程图的程序，通过半导体制造装置制造表面发射激光器500。
[0411]
在第一步骤s101中，生成第一多层体l1(见图8)。具体地，例如，通过金属有机化学气相沉积(mocvd)或分子束外延(mbe)在生长室中在生长衬底101(例如，inp衬底，在下文中也称为“第一生长衬底101”)上依次层叠(外延生长)第二包覆层103、有源层104、第一包覆层105、隧道结层106的p型半导体区106a以及隧道结层106的n型半导体区106b。
[0412]
在下一步骤s102中，形成抗蚀剂图案rp(见图9)。具体地，在第一多层体l1的隧道结层106上，形成抗蚀剂图案rp，该抗蚀剂图案r p具有开口，该开口在对应于除了将要形成具有小于或等于30μm的彼此相邻的两个台面m之间的间隔的多个台面的位置之外的位置的位置处。
[0413]
在下一步骤s103中，形成台面(见图10)。具体地，通过使用抗蚀剂图案rp作为掩模的湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻隧道结层106以形成台面。此时的蚀刻深度例如达到第一包覆层105的表面。其结果是，形成了在彼此相邻的两个台面m之间具有小于或等于30μm的间隔的多个台面。
[0414]
在下一步骤s104中，去除抗蚀剂图案rp(见图11)。
[0415]
在下一步骤s105中，形成掩埋层112(见图12)。具体地，例如，在580℃的生长温度下，例如，以2μm的膜厚度在隧道结层106上(具体地，在台面上并且在台面的第一包覆层105的周边区域上)生长n-inp膜。此时，因为彼此相邻的两个台面之间的间隔为30μm或更小，所以彼此相邻的两个台面之间的间隙几乎完全被原子掩埋以平坦化掩埋层112。通过形成掩埋层112生成替换第一多层体l1的第二多层体l2。
[0416]
在下一步骤s106中，形成保护膜pf(见图30)。具体地，在第二多层体l2的掩埋层112上，形成保护膜pf，保护膜pf包括抗蚀剂、氧化物(例如，sio2)等并且在与将形成隧道结层106的虚设台面dm的区域对应的位置处具有开口。
[0417]
在下一步骤s107中，注入离子(见图31)。具体地，诸如质子(h
+
)的离子从保护膜pf的开口被注入到掩埋层112和隧道结层106中。此时，例如，设置离子注入能量以允许离子在隧道结层106的厚度方向上至少遍布整个区域。因此，离子注入到其中的区域(离子注入区域iia)中的台面变为虚拟台面dm。
[0418]
在下一步骤s108中，去除保护膜pf(见图32)。
[0419]
在下一步骤s109中，将第二多层体l2的掩埋层112和第三多层体l3的第一多层膜反射器107结合在一起(见图33和图34)。具体地，第三多层体l3的第一多层膜反射器107附接到第二多层体l2的掩埋层112。注意，构成作为第一多层膜反射器107的半导体多层膜反射器的高折射率层和低折射率层交替地层叠在衬底111(在下文中也称为“第二生长衬底111”)上以产生第三多层体l3。
[0420]
在下一步骤s110中，去除第一生长衬底101(见图35)。具体地，在磨削第一生长衬底101的背表面(见图14)之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。作为去除第一生长衬底101的结果，暴露第二包覆层103。
[0421]
在下一步骤s111中，将第二包覆层103(见图35)和第四多层体l4的第二多层膜反射器108结合在一起(见图67和图68)。另外，在衬底130(例如gaas衬底)上交替层叠构成作
为第二多层膜反射体108的半导体多层膜反射体的高折射率层和低折射率层，从而生成第四多层体l4。
[0422]
在下一步骤s112中，去除第二生长衬底111(见图69)。具体地，在第二生长衬底111的前表面(上表面)接地之后，通过湿法蚀刻选择性地去除剩余部分。
[0423]
在下一步骤s113中，蚀刻第一多层膜反射器107(见图70)。具体地，第一多层膜反射器107被干法蚀刻或湿法蚀刻以仅留下对应于台面m的部分。
[0424]
在下一步骤s114中，形成阳极电极109(见图71)。具体地，例如，通过剥离法在掩埋层112上以环形(例如，环形形状)形成构成阳极电极109的电极材料，以围绕与台面m对应的第一多层膜反射器107。
[0425]
在下一步骤s115中，形成沟槽t(见图72)。具体地，通过干法蚀刻或湿法蚀刻去除掩埋层112、第一包覆层105和有源层104中的彼此相邻的两个台面之间的至少区域以形成沟槽t。此时的蚀刻深度例如达到第二包覆层103。
[0426]
在最后的步骤s116中，形成阴极电极110(见图73)。具体地，例如，通过剥离法在沟槽t的底面上形成构成阴极电极110的电极材料。
[0427]
8.根据本技术的第六实施方式的表面发射激光器
[0428]
在下文中，将描述根据本技术的第六实施方式的表面发射激光器600。
[0429]
图74a是表面发射激光器600的平面图。图74b是沿着图74a中的线a-a截取的截面图。
[0430]
如图74a和图74b所示，第六实施方式的表面发射激光器600的结构基本类似于第一实施方式的表面发射激光器100的结构，不同之处在于表面发射激光器600具有腔内结构(具体地，阳极电极109的布局不同)。
[0431]
更具体地，在表面发射激光器600中，阳极电极109设置在有源层104的端面侧上并且与掩埋层112的有源层104侧的表面接触。
[0432]
利用表面发射激光器600，由于阳极电极109形成在平面中，电极在平面中的比例增加，但是电极可以容易地结合。
[0433]
9.根据本技术的第七实施方式的表面发射激光器
[0434]
在下文中，将描述根据本技术的第七实施方式的表面发射激光器700。
[0435]
图75a是表面发射激光器700的平面图。图75b是沿着图75a中的线a-a截取的截面图。
[0436]
如图75a和图75b所示，除了阳极电极109和掩埋层112经由导电通孔165连接之外，第七实施方式的表面发射激光器700具有与第一实施方式的表面发射激光器100的结构基本相似的结构。
[0437]
在表面发射激光器700中，在包括第一多层膜反射器107的第一结构中，位于第一多层膜反射器107的与谐振器r侧相反的一侧上的衬底111是半绝缘衬底(例如，si-gaas衬底)。
[0438]
阳极电极109设置在作为衬底111的半绝缘衬底的与第一多层膜反射器107侧相反的一侧的表面上。
[0439]
通孔165延伸穿过衬底111和第一多层膜反射器107，并且具有与阳极电极109接触的一端和与掩埋层112接触的另一端。
[0440]
利用表面发射激光器700，因为阳极电极109和掩埋层112经由通孔165连接，所以可以防止电流流过掩埋层112与第一多层膜反射器107之间的结界面，并且可以防止在结界面中产生缺陷。
[0441]
利用表面发射激光器700，因为阳极电极109可以设置在衬底111的前表面(上表面)上，所以可以有效地利用空间。此外，可以在电流路径上设置具有较小自由载流子吸收的半绝缘衬底，并且防止电流注入有源层104的效率降低。
[0442]
10.根据本技术的第八实施方式的表面发射激光器
[0443]
在下文中，将描述根据本技术的第八实施方式的表面发射激光器800。
[0444]
图76a是表面发射激光器800的平面图。图76b是沿着图76a中的线a-a截取的截面图。
[0445]
在第八实施方式的表面发射激光器800中，如图76a和图76b所示，阳极电极109是设置在基本上整个衬底111(例如，n-gaas衬底)上、除了与台面m相对应的区域之外的电极层。即，电极层在对应于台面m的区域处具有开口。
[0446]
在表面发射激光器800中，包括第一多层膜反射器107的第一结构的衬底111是设置在第一多层膜反射器107的与谐振器r侧相反的一侧上的导电衬底(例如，n-gaas)。
[0447]
利用表面发射激光器800，由于阳极电极109形成为大的平面形状，因此可以最小化电流集中，可以减小掩埋层112与第一多层膜反射器107之间的结界面处的电流密度，并且因此可以防止在结界面处出现缺陷。
[0448]
11.隧道结层的平面配置示例1至15，以及表面发射激光器的截面配置示例1至6
[0449]
在下文中，将描述隧道结层106的平面配置示例1至15和表面发射激光器的截面配置示例1至6。
[0450]
(平面配置示例1)
[0451]
在平面配置示例1中，如图77所示，隧道结层106具有其中例如多个台面m以矩阵图案规则地布置的平面配置。
[0452]
(平面配置示例2)
[0453]
在平面配置示例2中，如图78所示，隧道结层106具有其中例如多个台面m以交错图案规则地布置的平面配置。在这种情况下，还可以比图75中的平面配置示例1更密集地布置多个台面m。
[0454]
(平面配置示例3)
[0455]
在平面配置示例3中，如图79所示，隧道结层106具有其中例如多个台面m例如随机布置的平面配置。
[0456]
(平面配置示例4)
[0457]
在平面配置示例4中，如图80所示，隧道结层106具有其中多个台面m包括具有不同形状的至少两个台面m的平面配置。
[0458]
(平面配置示例5)
[0459]
在平面配置示例5中，如图81所示，在隧道结层106中，以矩阵图案布置的多个台面包括在列方向(垂直方向)上交替布置的台面组和虚拟台面组。此处，台面组包括在行方向(水平方向)上布置的多个台面m，并且虚拟台面组包括在行方向上布置的多个虚拟台面dm。
[0460]
注意，在隧道结层106中，布置成矩阵图案的多个台面可以包括在行方向上交替布
置的台面组和虚拟台面组。在这种情况下，台面组包括在列方向上布置的多个台面m，并且虚拟台面组包括在列方向上布置的多个台面m。
[0461]
(平面配置示例6)
[0462]
在平面配置示例6中，如在图82中示出的，在隧道结层106中，以矩阵图案布置的多个台面包括在所有的列方向(垂直方向)、行方向(水平方向)、以及与列方向和行方向两者相交的方向(倾斜方向)上交替布置的台面m和虚拟台面dm。
[0463]
(平面配置示例7)
[0464]
在平面配置示例7中，如图83所示，在隧道结层106中，以矩阵图案布置的多个台面包括在列方向(垂直方向)和行方向(水平方向)上交替布置的台面m和虚拟台面dm。
[0465]
(平面配置示例8)
[0466]
在平面配置示例8中，如图84所示，在隧道结层106中，以交错图案布置的多个台面包括在列方向(垂直方向)上交替布置的台面组和虚拟台面组。此处，台面组包括在行方向(水平方向)上布置的多个台面m，并且虚拟台面组包括在行方向上布置的多个虚拟台面dm。
[0467]
注意，在隧道结层106中，以交错图案布置的多个台面可以包括在行方向上交替布置的台面组和虚拟台面组。在这种情况下，台面组包括在列方向上布置的多个台面m，并且虚拟台面组包括在列方向上布置的多个台面m。
[0468]
(平面配置示例9)
[0469]
在平面配置示例9中，如图85所示，在隧道结层106中，以交错图案布置的多个台面包括以矩阵图案布置的多个台面m和以矩阵图案的行和列之间布置的虚拟台面dm。
[0470]
(截面配置示例1)
[0471]
在截面配置示例1中，如图86所示，在隧道结层106中，台面m和虚拟台面dm被交替布置。截面配置示例1对应于在平面配置示例5至9中交替布置台面m和虚拟台面dm的部分的截面(见图81至图85)。
[0472]
(平面配置示例10)
[0473]
在平面配置示例10中，如图87所示，在隧道结层106中，包括在列方向(垂直方向)上布置的多个台面m的台面组和作为在列方向上延伸的相邻区域的离子注入区域iia在行方向上交替地布置。
[0474]
注意，在隧道结层106中，包括在行方向(水平方向)上布置的多个台面m的台面组和作为在行方向上延伸的相邻区域的离子注入区域iia可以在列方向上交替地布置。
[0475]
(平面配置示例11)
[0476]
在平面配置示例11中，如图88所示，在隧道结层106中，台面m和作为相邻区域的离子注入区域iia交替地布置在所有的列方向、行方向以及与列方向和行方向两者相交的方向(倾斜方向)上。
[0477]
(截面配置示例2)
[0478]
在截面配置示例2中，如图89所示，在隧道结层106中，台面m和作为相邻区域的离子注入区域iia被交替地布置。截面配置示例2对应于在平面配置示例10和11中交替布置台面m和离子注入区域iia的部分的截面(见图87和图88)。
[0479]
(平面配置示例12)
[0480]
在平面配置示例12中，如图90所示，在隧道结层106中，包括在列方向(垂直方向)
上布置的多个台面m的台面组和包括在列方向上的所有列中以及在行方向(水平方向)上的多个行(例如，两行)中以矩阵图案布置的多个虚拟台面dm的台面组在行方向上交替地布置。
[0481]
注意，在隧道结层106中，包括在行方向(水平方向)上布置的多个台面m的台面组和包括在行方向上的所有行中以及在列方向(垂直方向)上的多个列(例如，两列)中以矩阵图案布置的多个虚拟台面dm的台面组可交替地布置在列方向上。
[0482]
(截面配置示例3)
[0483]
在截面配置示例3中，如图91所示，在隧道结层106中，彼此相邻的多个(例如，两个)虚拟台面dm被布置在彼此相邻的两个台面m之间。截面配置示例3对应于在平面配置示例12中多个(例如，两个)虚拟台面dm被布置在彼此相邻的两个台面m之间的部分的截面(见图90)。
[0484]
(平面配置示例13)
[0485]
在平面配置示例13中，如图92所示，离子注入区域iia作为与被布置成矩阵图案的多个台面m相邻的相邻区域，基本上全部设置在隧道结层106上方以便围绕每个台面m。即，在每个台面m和离子注入区域iia之间形成具有30μm或更小宽度的环槽ct(环形槽)。
[0486]
(平面配置示例14)
[0487]
在平面配置示例14中，如图93所示，离子注入区域iia作为与以交错图案布置的多个台面m相邻的相邻区域，基本上全部设置在隧道结层106上方以便围绕每个台面m。即，具有30μm以下的宽度的环槽ct形成在每个台面m和离子注入区域iia之间。
[0488]
(平面配置示例15)
[0489]
在平面配置示例15中，如图94所示，在隧道结层106中，包括在列方向(垂直方向)上布置的多个台面m和具有以列方向作为纵向方向的矩形形状的作为相邻区域的离子注入区域iia的台面组在行方向(水平方向)上交替地布置。
[0490]
注意，在隧道结层106中，包括在行方向(水平方向)上布置的多个台面m和具有以行方向为纵向方向的矩形形状的作为相邻区域的离子注入区域iia的台面组可以在列方向(垂直方向)上交替地布置。
[0491]
(截面配置示例4)
[0492]
在截面配置示例4中，如图95所示，在隧道结层106中，作为相邻区域的离子注入区域iia设置在彼此相邻的两个台面m之间。截面配置示例4对应于在平面配置示例13至15中其中作为相邻区域的离子注入区域iia设置在彼此相邻的两个台面m之间的部分的截面(见图92至图94)。
[0493]
(截面配置示例5)
[0494]
在截面配置示例5中，如图96所示，在隧道结层106中，单个台面m设置在彼此相邻的两个虚拟台面dm之间以使有源层104的发光位置用作单个发光位置。
[0495]
(截面配置示例6)
[0496]
在截面配置示例6中，如图97所示，在隧道结层106中，单个台面m被设置在作为两个相邻区域的离子注入区域iia之间，以使有源层104的发光位置用作单个发光位置。
[0497]
12.本技术的变形例
[0498]
本技术不限于上述实施方式和变形例中的每一个，并且可以进行各种变形。
[0499]
例如，在上述第二实施方式和第三实施方式中，在掩埋层112的生长之后，虚拟台面dm和相邻区域aa通过离子注入到隧道结层106中而生成，但是在掩埋层112的生长之前(例如，在台面和相邻区域的形成之前，在台面和相邻区域的形成之后等)，虚拟台面dm和相邻区域aa可以通过离子注入到隧道结层106中而生成。
[0500]
例如，在上述各实施方式及变形例中，作为包覆层的示例，说明了包含inp基化合物半导体的包覆层，但也可以使用例如包含gaas基化合物半导体、algaas基化合物半导体等的包覆层。
[0501]
例如，在上述实施方式和变形例中，作为掩埋层112的示例，已经描述了包括inp基化合物半导体的掩埋层，但是可以使用包括除了inp基化合物半导体之外的材料的掩埋层。
[0502]
例如，量子点有源层(qd有源层)可以用于有源层104。
[0503]
上述实施方式和变形例的表面发射激光器的一些结构可在它们彼此不冲突的范围内组合。
[0504]
在上述每个实施方式和变形例中，构成表面发射激光器的每个组件的材料、导电类型、厚度、宽度、长度、形状、尺寸、布局等可以在用作表面发射激光器的范围内适当地改变。
[0505]
13.电子装置的应用示例
[0506]
根据本公开的技术(本技术)可应用于各种产品(电子装置)。例如，根据本公开的技术可实现为安装在任何类型的移动主体，诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动体、飞机、无人机、船舶或机器人上的装置。
[0507]
根据本技术的表面发射激光器还可用作，例如，通过激光形成或显示图像的装置(例如，激光打印机、激光复印机、投影仪、头戴式显示器、平视显示器等)的光源。
[0508]
14.《表面发射激光器应用于距离测量装置的示例》
[0509]
在下文中，将描述根据上述每一个实施方式和变形例的表面发射激光器的应用示例。
[0510]
图98示出了包括表面发射激光器100的距离测量装置1000的示意性配置的示例，作为根据本技术的电子装置的示例。距离测量装置1000通过飞行时间(tof)方法测量到对象s的距离。距离测量装置1000包括表面发射激光器100作为光源。距离测量装置1000包括例如表面发射激光器100、光接收装置125、透镜115和135、信号处理部140、控制部150、显示部160以及存储部170。
[0511]
光接收装置125检测由对象s反射的光。透镜115是用于校准从表面发射激光器100发射的光的透镜，并且是校准透镜。透镜135是用于会聚由对象s反射的光并将该光引导至光接收装置125的透镜，并且是聚光透镜。
[0512]
信号处理部140是用于生成与从光接收装置125输入的信号和从控制部150输入的参考信号之间的差值对应的信号的电路。控制部150包括例如时间-数字转换器(tdc)。参考信号可以是从控制部150输入的信号，或者可以是直接检测表面发射激光器100的输出的检测单元的输出信号。例如，控制部150是控制表面发射激光器100、光接收装置125、信号处理部140、显示部160以及存储部170的处理器。控制部150是基于由信号处理部140生成的信号来测量到对象s的距离的电路。控制部150生成用于显示与到对象s的距离有关的信息的影像信号，并将该影像信号输出到显示部160。显示部160基于从控制部150输入的影像信号，
显示与对象s的距离有关的信息。控制部150将关于到对象s的距离的信息存储在存储部170中。
[0513]
在本应用示例中，代替表面发射激光器100，可以将上面描述的表面发射激光器100-1、200、300、400、500、600、700和800中的任何一个应用于距离测量装置1000。
[0514]
15.《距离测量装置安装在移动体上的示例》
[0515]
图99是示出作为可应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
[0516]
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图99所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(i/f)12053被示出为集成控制单元12050的功能配置。
[0517]
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置，诸如内燃机、驱动电机等、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。
[0518]
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后备灯、制动灯、转向信号、雾灯等的各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为钥匙的替代的移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
[0519]
车外信息检测单元12030检测包含车辆控制系统12000的车外的信息。例如，距离测量装置12031连接到车外信息检测单元12030。距离测量装置12031具备上述的距离测量装置1000。车外信息检测单元12030使距离测量装置12031测量到车外的对象(对象s)的距离，并获得通过该测量得到的距离数据。车外信息检测单元12030可以基于所获取的距离数据来执行人、车辆、障碍物、标志等的物体检测处理。
[0520]
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041包括例如拍摄驾驶员的图像的相机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳度或集中度或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。
[0521]
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协作控制，该功能包括用于车辆的防碰撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、维持驾驶的车辆速度、车辆碰撞的警告、车辆与车道的偏离的警告等。
[0522]
另外，微型计算机12051基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040取得的信息的车外信息或车内信息，通过控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置
等，能够进行不依赖于驾驶员的操作等而使车辆自动行驶的自动驾驶用的协调控制。
[0523]
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的关于车外的信息，将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过控制前照灯来执行旨在防止眩光的协作控制，例如，根据由车外信息检测单元12030检测的前方车辆或对面车辆的位置，从远光灯变成近光灯。
[0524]
声音/图像输出部12052向能够视觉或听觉地向车辆的乘员或车辆外部通知信息的输出装置发送声音和图像中的至少一者的输出信号。在图99的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出装置。例如，显示部12062可包括板上显示器和平视显示器中的至少一个。
[0525]
图100是表示距离测量装置12031的安装位置的示例的示图。
[0526]
在图100中，车辆12100具备距离测量装置12101、12102、12103、12104、12105作为距离测量装置12031。
[0527]
距离测量装置12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100的如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、以及车厢中的挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻部上的距离测量装置12101和设置在车厢的挡风玻璃的上部的距离测量装置12105主要获取车辆12100的前方的数据。设置在侧视镜中的距离测量装置12102和12103主要获取车辆12100的侧边的数据。设置在后保险杠或后门中的距离测量装置12104主要获取车辆12100的后部的数据。由距离测量装置12101和12105获取的前侧的数据主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通灯、交通标志等。
[0528]
注意，图100示出了距离测量装置12101至12104的检测范围的示例。检测范围12111指示设置在前鼻部上的距离测量装置12101的检测范围，检测范围12112和12113分别指示设置在侧视镜中的距离测量装置12102和12103的检测范围，并且检测范围12114指示设置在后保险杠或后门中的距离测量装置12104的检测范围。
[0529]
例如，微型计算机12051可以基于从距离测量装置12101至12104获得的距离数据来确定在检测范围12111至12114内距每个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且由此提取最近的三维物体作为前方车辆，该最近的三维物体具体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0km/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。另外，微型计算机12051可以预先设定要确保距前方车辆的车间距离，并且执行自动制动控制(包括随动停止控制)、自动加速控制(包括随动启动控制)等。由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作等而使车辆自动行驶的自动驾驶用的协作控制。
[0530]
例如，微型计算机12051可以基于从距离测量装置12101至12104获得的距离数据，将三维物体的三维物体数据分类为二轮车、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三位物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并且将所提取的三维物体数据用于自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与各个障碍物碰撞的风险的碰撞风险，并且当碰撞风险等于或高于设定值并且有可能碰撞时，微型计算机12051可通过经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报或经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向，来执行用于防碰撞
的驾驶辅助。
[0531]
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例。根据本技术的技术，能够适用于上述结构中的距离测量装置12031。
[0532]
此外，本技术还可具有以下配置。
[0533]
(1)一种表面发射激光器，包括：
[0534]
第一结构，包括第一多层膜反射器；
[0535]
第二结构，包括第二多层膜反射器；以及
[0536]
谐振器，设置在第一结构与第二结构之间，其中
[0537]
所述谐振器包括：
[0538]
有源层；
[0539]
隧道结层，设置在所述第一结构与所述有源层之间并且具有台面以及与所述台面相邻的相邻区域；以及
[0540]
掩埋层，所述掩埋层掩埋所述台面的周边和所述相邻区域的周边，以及
[0541]
所述台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。
[0542]
(2)根据(1)的表面发射激光器，其中，掩埋层的厚度小于或等于2μm。
[0543]
(3)根据(1)或(2)的表面发射激光器，其中，所述台面与相邻区域之间的间隔小于或等于25μm，并且所述掩埋层的厚度小于或等于1.5μm。
[0544]
(4)根据(1)至(3)中任一项的表面发射激光器，其中，所述台面与相邻区域之间的间隔小于或等于20μm，并且所述掩埋层的厚度小于或等于1.2μm。
[0545]
(5)根据(1)至(4)中任一项的表面发射激光器，其中，第一结构和掩埋层结合在一起。
[0546]
(6)根据(1)至(5)的表面发射激光器，其中，相邻区域是另一台面。
[0547]
(7)根据(6)的表面发射激光器，其中，另一台面被实施高电阻。
[0548]
(8)根据(1)至(7)中任一项的表面发射激光器，其中，相邻区域被实施高电阻。
[0549]
(9)根据(8)的表面发射激光器，其中，具有30μm或更小宽度的环槽设置在所述台面与相邻区域之间。
[0550]
(10)根据(1)至(9)中任一项的表面发射激光器，其中，掩埋层包括inp基化合物半导体。
[0551]
(11)根据(1)至(10)中任一项的表面发射激光器，进一步包括电极，所述电极被设置在所述有源层的端面侧上并且与所述有源层的所述掩埋层侧的表面接触。
[0552]
(12)根据(1)至(10)中任一项的表面发射激光器，其中，第一结构包括布置在第一多层膜反射器的与谐振器侧相反的一侧上的半绝缘衬底，表面发射激光器进一步包括设置在半绝缘衬底的与第一多层膜反射器侧相反一侧的表面上的电极，电极和掩埋层通过设置在半绝缘衬底中的导电通孔连接。
[0553]
(13)根据(1)至(12)中任一项的表面发射激光器，其中，第一结构包括设置在第一多层膜反射器的与谐振器侧相反的一侧上的导电衬底，表面发射激光器进一步包括设置在导电衬底的除了与台面相对应的区域以外的区域中的电极层。
[0554]
(14)根据(1)至(13)中任一项的表面发射激光器，其中，第二结构不包括衬底，并且第二多层膜反射器是介电多层膜反射器或半导体多层膜反射器。
[0555]
(15)根据(1)至(13)中任一项的表面发射激光器，其中，第二结构包括衬底，并且第二多层膜反射器是半导体多层膜反射器。
[0556]
(16)一种电子设备，包括根据(1)至(15)中任一项的表面发射激光器。
[0557]
(17)一种用于制造表面发射激光器的方法，包括：
[0558]
通过在第一衬底上依次层叠有源层和隧道结层来生成多层体；
[0559]
通过蚀刻所述多层体的所述隧道结层来形成台面以及与所述台面相邻的相邻区域，使得所述台面与所述相邻区域之间的间隔小于或等于30μm；以及
[0560]
通过在所述隧道结层上层叠掩埋所述台面的周边和所述相邻区域的周边的掩埋层来生成替代所述多层体的另一多层体。
[0561]
(18)根据(17)的用于制造表面发射激光器的方法，进一步包括将所述另一多层体的所述掩埋层和包括第一多层膜反射器的多层体结合在一起。
[0562]
(19)根据(17)或(18)的用于制造表面发射激光器的方法，其中，包括第一多层膜反射器的多层体进一步包括第二衬底，用于制造表面发射激光器的方法进一步包括：
[0563]
从所述另一多层体去除所述第一衬底；以及
[0564]
在去除所述第一衬底的所述另一多层体的表面上形成第二多层膜反射器。
[0565]
(20)根据(17)至(19)中任一项的用于制造表面发射激光器的方法，其中，包括第一多层膜反射器的多层体进一步包括第二衬底，用于制造表面发射激光器的方法进一步包括：
[0566]
从所述另一多层体去除所述第一衬底；以及
[0567]
将包括第二多层膜反射器的多层体结合至已经去除第一衬底的所述另一多层体的表面。
[0568]
(21)根据(17)至(19)中任一项的用于制造表面发射激光器的方法，进一步包括通过将离子从所述掩埋层注入到所述另一多层体中来使所述相邻区域的电阻更高。
[0569]
参考符号列表
[0570]
100、100-1、200、300、400、500、600、700、800表面发射激光器101生长衬底(第一衬底)
[0571]
104 有源层
[0572]
106 隧道结层
[0573]
111衬底(第二衬底)
[0574]
107 第一多层膜反射器
[0575]
108 第二多层膜反射器
[0576]
109电极(阳极电极)
[0577]
112 掩埋层
[0578]
st1 第一结构
[0579]
st2 第二结构
[0580]
r 谐振器
[0581]
sp、sp1、sp2、sp3间隔
[0582]
ft膜厚度(掩埋层的厚度)
[0583]
m台面
[0584]
aa相邻区域。

技术特征：
1.一种表面发射激光器，包括：第一结构，包括第一多层膜反射器；第二结构，包括第二多层膜反射器；以及谐振器，设置在所述第一结构与所述第二结构之间，其中所述谐振器包括：有源层；隧道结层，设置在所述第一结构与所述有源层之间并且具有台面以及与所述台面相邻的相邻区域；以及掩埋层，掩埋所述台面的周边和所述相邻区域的周边，以及所述台面与所述相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。2.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述掩埋层的厚度小于或等于2μm。3.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述台面与所述相邻区域之间的间隔小于或等于25μm，并且所述掩埋层的厚度小于或等于1.5μm。4.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述台面与所述相邻区域之间的间隔小于或等于20μm，并且所述掩埋层的厚度小于或等于1.2μm。5.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一结构和所述掩埋层结合在一起。6.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述相邻区域是另一台面。7.根据权利要求6所述的表面发射激光器，其中，所述另一台面被实施高电阻。8.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述相邻区域被实施高电阻。9.根据权利要求8所述的表面发射激光器，其中，具有30μm以下宽度的环槽设置在所述台面与所述相邻区域之间。10.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述掩埋层包括inp基化合物半导体。11.根据权利要求1所述的表面发射激光器，进一步包括：电极，设置在所述有源层的端面侧上并且与所述掩埋层的所述有源层侧的表面接触。12.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第一结构包括设置在与所述第一多层膜反射器的与所述谐振器侧相反的一侧上的半绝缘衬底，所述表面发射激光器进一步包括设置在所述半绝缘衬底的与所述第一多层膜反射器侧相反的一侧的表面上的电极，所述电极和所述掩埋层通过设置在所述半绝缘衬底中的导电通孔连接。13.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，
所述第一结构包括导电衬底，所述导电衬底设置在所述第一多层膜反射器的与所述谐振器侧相反的一侧上，所述表面发射激光器进一步包括设置在所述导电衬底的与所述台面对应的区域之外的区域中的电极层。14.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第二结构不包括衬底，并且所述第二多层膜反射器为介电多层膜反射器或半导体多层膜反射器。15.根据权利要求1所述的表面发射激光器，其中，所述第二结构包括衬底，并且所述第二多层膜反射器是半导体多层膜反射器。16.一种用于制造表面发射激光器的方法，包括：通过在第一衬底上依次层叠有源层和隧道结层来生成多层体；通过蚀刻所述多层体的所述隧道结层来形成台面以及与所述台面相邻的相邻区域，使得所述台面与所述相邻区域之间的间隔小于或等于30μm；以及通过在所述隧道结层上层叠掩埋所述台面的周边和所述相邻区域的周边的掩埋层，来生成替代所述多层体的另一多层体。17.根据权利要求16所述的用于制造表面发射激光器的方法，进一步包括将所述另一多层体的所述掩埋层和包括第一多层膜反射器的多层体结合在一起的工序。18.根据权利要求17所述的用于制造表面发射激光器的方法，其中，包括所述第一多层膜反射器的所述多层体进一步包括第二衬底，用于制造表面发射激光器的方法进一步包括：从所述另一多层体去除所述第一衬底的工序；以及在去除所述第一衬底的所述另一多层体的表面上形成第二多层膜反射器的工序。19.根据权利要求17所述的用于制造表面发射激光器的方法，其中，包括所述第一多层膜反射器的所述多层体进一步包括第二衬底，用于制造表面发射激光器的方法进一步包括：从所述另一多层体去除所述第一衬底的工序；以及将包括第二多层膜反射器的多层体结合至已经从其去除所述第一衬底的所述另一多层体的表面的工序。20.根据权利要求16所述的用于制造表面发射激光器的方法，进一步包括通过将离子从所述掩埋层注入到所述另一多层体中，来对所述相邻区域实施高电阻的工序。

技术总结
本技术提供了一种能够改善掩埋层的表面的平坦度同时降低掩埋层中的光的衍射损耗的表面发射激光器。根据本技术的表面发射激光器包括：第一结构，包括第一多层膜反射器；第二结构，包括第二多层膜反射器；以及谐振器，设置在第一结构与第二结构之间，其中，谐振器包括：有源层；隧道结层，设置在第一结构与有源层之间并且具有台面和与台面相邻的相邻区域；以及掩埋层，掩埋台面的周边和相邻区域的周边，并且台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。台面与相邻区域之间的间隔小于或等于30μm。


技术研发人员：横关弥树博 中岛博 渡边知雅 塩见治典
受保护的技术使用者：索尼集团公司
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2023/10/11