CN101685941A - 面发光激光器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以抑制表面浮雕结构和电流狭窄结构在水平方向的偏离，提高对位精度，稳定获得单一横模式特性的面发光激光器及其制造方法。层叠了半导体层的面发光激光器，具有通过蚀刻上部反射镜的一部分而形成的第1蚀刻区域。另外，具有通过从第1蚀刻区域的底部蚀刻到用于形成电流狭窄结构的半导体层为止而形成的第2蚀刻区域。该第2蚀刻区域的深度比第1蚀刻区域的深度浅。

Description

面发光激光器及其制造方法
本申请要求2008/09/26提交的日本专利申请No.2008-247737的优先权，其通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及面发光激光器及其制造方法。
背景技术
面发光激光器之一的垂直共振器型面发光激光器(VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser)可以在相对于基板表面的垂直方向上取出光，因此，通过仅仅变更元件形成时的掩模图案，二维阵列的形成变得容易。
通过采用了从该二维阵列出射的多个光束的并行处理，高密度化及高速化成为可能，期待在光通信等各种各样的产业上应用。
例如，若电子照片打印机的曝光光源采用面发光激光器阵列，则多个光束进行的印字工序的高密度、高速化成为可能。
这样的电子照片中的印刷工序中，在感光鼓上形成稳定且微小的激光光斑是必要的，因此作为激光特性，也要求在单一横模式或单一纵模式下的稳定动作。
近年来，在面发光激光器中，开发了通过如下的选择氧化方式注入电流的方法，以实现高性能化。
该选择氧化方式中，将AlAs层或Al组成比高例如Al组成比为98％的AlGaAs层设置在多层膜反射镜内，使其在高温水蒸气气氛中进行选择氧化，从而形成电流狭窄结构，仅仅对必要区域注入电流。
但是，上述那样为了形成电流狭窄结构而进行的选择氧化，从单一横模式的观点看来是不希望的。
即，由于氧化层的存在，产生必要程度以上的大折射率差，从而发生高次横模式。
作为其对策，采用通过使发光区域缩小至3μm径的程度而不圈入高次横模式的方式来实现单一横模式振荡等的方法，但是这样的方法中，由于发光区域小，每个元件的输出显著降低。
而且，为了对微小发光区域注入电流，电流密度变高，也成为元件电阻增大、元件寿命降低等的原因。
因此，以前研究了通过在基本横模式和高次横模式间有意地导入损失差，在确保某种程度宽的发光区域的同时实现单一横模式振荡的方法。
作为该方法之一，H.J.Unold et al.，Electronics Letters，Vol.35，No.16(1999)公开了通过对面发光激光器元件的光出射面进行台阶加工而使赋予高次横模式的损失比基本横模式的损失大的方法。
图5是通过该方法形成表面浮雕结构的面发光激光器的剖面示意图。
另外，本说明书中，如上所述在反射镜的光出射面的光出射区域进行了台阶加工的构造以下称为表面浮雕结构。
但是，通过表面浮雕结构向VCSEL的各光模式赋予损失差而进行控制时，表面浮雕结构和电流狭窄结构的各自的水平方向的对位是重要的。
具体地，仅仅希望获得基本横模式的振荡时，电流狭窄孔径中心和表面浮雕中心的水平位置偏离优选在例如1μm以内，而且最好在0.5μm以内。
这是因为，它们的中心若偏离，则对希望振荡的模式(该场合是基本横模式)赋予了多余的损失，或者对不希望振荡的模式(高次横模式)未赋予必要的损失。
作为进行这样的表面浮雕结构和电流狭窄结构的对位来进行制作的方法，上述H.J.Unold et al.，Electronics Letters，Vol.35，No.16(1999)公开了称为自对准工艺的方法。
该方法的特征是表面浮雕结构和台面结构的定位、图案的形成一次进行。
通过台面的蚀刻使选择氧化层的侧壁露出，从其开始进行选择氧化层的氧化，形成电流狭窄结构。
因而，表面浮雕结构和电流狭窄结构的水平方向的对位自动地进行。
图6A到图6E是说明非专利文献1公开的自对准工艺的概略图。图6A到图6E是自对准工艺流程的说明图。如图6A所示，在VCSEL用半导体晶片的上部反射镜114上涂敷第1光刻胶410，同时在光刻胶上形成表面浮雕结构的图案及台面结构的图案。这里作为表面浮雕，图示了凸型的表面浮雕。
接着如图6B所示，以形成了图案的光刻胶410作为掩模对半导体进行干蚀刻。通过该蚀刻形成表面浮雕结构150。
接着如图6C所示，涂敷第2光刻胶420，形成图案以保护表面浮雕结构150。
接着如图6D所示，进行湿蚀刻使高Al组成层115从台面侧壁露出，以形成台面结构。
接着如图6E所示，去除光刻胶410及420，使高Al组成层115进行选择氧化，形成电流狭窄结构116。
以下通过标准的工艺，在器件上连接电极，完成VCSEL元件。
但是，为了采用上述传统例的自对准工艺，通过台面结构的蚀刻使选择氧化层露出并进行选择氧化层的氧化，深度3～4μm程度的蚀刻是必要的。
这样深的蚀刻中，基于如下所述的理由，按照与表面浮雕结构同时形成了台面结构的图案的位置的程度来使选择氧化层的侧壁露出是困难的。
例如，通过湿蚀刻形成上述具有深度的台面结构时，难以高精度形成垂直性，另外，存在容易产生半导体的结晶方位依赖性的问题。
另外，通过干蚀刻形成上述具有深度的台面结构时，光刻胶对干蚀刻耐性低。
因此，存在蚀刻掩模的边缘部分受损而后退，导致无法高精度形成台面结构的问题。
基于这些理由，高Al层中的氧化开始位置(通过蚀刻露出的侧壁的位置)可能从台面结构的形成图案位置偏离。
此时，由于氧化开始位置从掩模图案的位置偏离，结果，电流狭窄结构的尺寸、位置从预定值偏离而变得不稳定。
其结果，如图7的一例所示，表面浮雕结构和电流狭窄结构不一定匹配，产生偏离，可能无法获得效率良好的单一横模式VCSEL。
发明内容
本发明鉴于上述课题，其目的是提供：能够抑制表面浮雕结构和电流狭窄结构的水平方向中的偏离，提高对位精度，稳定获得单一横模式特性的面发光激光器及其制造方法。
根据本发明，能够实现抑制表面浮雕结构和电流狭窄结构的水平方向中的偏离，提高对位精度，稳定获得单一横模式特性的面发光激光器及其制造方法。
附图说明
图1是说明实施例1中的面发光激光器的结构例的剖面示意图。
图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、2I、2J、2K是说明本发明的实施例2的面发光激光器中的制作方法的结构例的示意图。
图3是说明本发明的实施例2中的第1蚀刻区域的蚀刻和第2蚀刻区域的蚀刻采用湿蚀刻时的具体例的层结构的示图。
图4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4I是说明本发明的实施例3的面发光激光器中的制作方法的结构例的示意图。
图5是作为传统例的非专利文献1中的形成了表面浮雕结构的面发光激光器的剖面示意图。
图6A、6B、6C、6D、6E是说明非专利文献1中的自对准工艺的概略图。
图7是说明传统例中在表面浮雕结构和电流狭窄结构之间产生了偏离的情况的概略图。
具体实施方式
本发明通过上述构成，可以抑制基于为了横模式控制而形成的台阶结构的表面浮雕结构和电流狭窄结构在水平方向的偏离，提高对位精度，但这是基于本发明者的以下的认识。
如上述发明的课题中所述，蚀刻具有深度的台面结构时，象传统技术那样通过自对准形成图案并进行一次蚀刻时，难以高精度形成台面结构。
因而，本发明不是对这样的台面结构进行一次蚀刻，将对台面结构进行蚀刻的工序分为形成第1蚀刻区域的第1蚀刻工序和形成第2蚀刻区域的第2蚀刻工序。
然后，在第2蚀刻工序中采用上述自对准工艺，从而，通过比上述第1蚀刻工序形成的第1蚀刻区域浅的蚀刻，蚀刻到用于形成至少电流狭窄结构的半导体层为止，使该半导体层露出。
这样，通过将蚀刻分为2个阶段，可以令使电流狭窄结构用的半导体层露出所必要的蚀刻深度比由一次蚀刻使电流狭窄结构用的半导体层露出的传统技术的蚀刻深度浅。
因此，通过上述第2蚀刻区域的蚀刻，可以在离与表面浮雕结构匹配的规定的图案形成的位置更近的位置，蚀刻用于形成露出的上述电流狭窄结构的半导体层的侧面的位置。
从而，可以提高表面浮雕结构和电流狭窄结构的对位精度。
以下，说明本发明的实施例。
(实施例1)
作为实施例1，说明采用了本发明的在基板上层叠了包含下部反射镜、活性层、上部反射镜的半导体层的面发光激光器的结构例。
图1是说明本实施例中的垂直共振器型面发光激光器(以下，记为面发光激光器)的结构例的剖面示意图。
本实施例的面发光激光器100如图1，在基板104上层叠了下部反射镜106、下部间隔层108、活性层110、上部间隔层112、上部反射镜114。
在上部反射镜114或上部反射镜与活性层110之间，设置基于高Al组成层115的半导体层，其一部分氧化而形成电流狭窄结构116。
该高Al组成层115可由基于AlxGa(1-x)As(0.9＜x≤1)或AlAs的材料形成。
面发光激光器100利用构成上部反射镜的表面侧的一部分区域的第1蚀刻区域170，形成台面结构。
基于该第1蚀刻区域170的台面结构处于高Al组成层115的上方。
另外，在第1蚀刻区域170的下部，还设置第2蚀刻区域172。
基于该台面结构的第2蚀刻区域172，构成从上述第1蚀刻区域的下部至少到在上述第1蚀刻区域的下方的上述上部反射镜114中或上述上部反射镜114和活性层110之间设置的高Al组成层115为止的区域。
该第2蚀刻区域172的深度通过蚀刻深度比第1蚀刻区域170浅的蚀刻而形成。
另外，该第2蚀刻区域172使高Al组成层115的侧壁露出，如上所述，高Al组成层115的一部分从其侧壁开始氧化，形成用于空间上限制电流注入活性层的电流狭窄结构116。
另外，基于为了横模式控制而形成的台阶结构的表面浮雕结构150与电流狭窄结构116在水平方向上的相对位置进行对位。
具体地，在上部反射镜114的上部，在台面结构的中心处设置表面浮雕结构150。
表面浮雕结构150和第2蚀刻区域172在基板面内方向进行对位。
例如，这里，表面浮雕结构150形成同心圆状的凸型的浮雕结构，上部反射镜114的中心部的反射率设计为高。
另外，表面浮雕结构150的中心和电流狭窄结构116的孔径中心的水平位置对齐。
在台面结构的部分上部面及侧壁，设置绝缘膜124。
在上部反射镜114的最上部设置接触层(未图示)，接触层上的一部分与上部电极126连接。
在上部电极126中，设置光取出用开口。
另外，下部电极102与基板背面侧连接。
本实施例的面发光激光器100具有上述构成，通过对上部电极126和下部电极102之间施加规定的电压，活性层110发光，面发光激光器100振荡，从上部电极的开口出射激光。
如上所述，蚀刻分2个阶段，第2阶段的蚀刻深度比第1阶段的蚀刻深度浅。因此，通过第2阶段的蚀刻，用于形成电流狭窄结构的半导体层露出。从而，由于可以提高表面浮雕结构和电流狭窄结构的对位精度，因此可提供能够稳定获得单一横模式特性的面发光激光器。
但是，作为高Al组成层，选择氧化Al组成比高的AlGaAs层，特别是AlAs层时，氧化速度呈现对于结晶方位的依赖性。例如，沿<100>轴的面中的选择氧化的速度快于沿<110>轴的面中的选择氧化的速度。此时，从圆形的台面侧面开始高Al组成层的选择氧化时，电流狭窄结构的孔径形状成为四角形。
而且，不采用通常采用的(100)面基板，而采用例如从(100)倾斜了5°以上例如10°的截止角度的倾斜基板时，该四角形进一步失真。
这里，从可靠性的观点看来，希望电流狭窄结构是圆形，因此，想获得圆形的电流狭窄结构时，有时考虑高Al组成层的各面内方向中的氧化速度的差异，相应地确定从中心部到侧壁的距离。在这样的情况下，高Al组成层的氧化开始位置若与形成图案的位置偏离，则电流狭窄结构的孔径形状难以形成圆形。
但是，根据上述说明的通过2阶段的蚀刻形成的面发光激光器，可以使氧化开始位置和形成图案位置高精度对位，因此孔径形状可以形成圆形。因而，可以使电流狭窄结构的孔径和表面浮雕结构的相对位置高精度对位，可以提供能够稳定获得单一横模式特性的面发光激光器。
(实施例2)
接着，作为实施例2，说明应用在本发明的基板上层叠半导体层而形成面发光激光器的面发光激光器的制造方法的结构例。
图2A～图2K表示了说明本实施例的面发光激光器中的制作方法的结构例的示意图。
图2A到图2K是本实施例的面发光激光器的制造工序的示图。
图2A～图2K中，与实施例1中的图1所示的构成同样的构成附上同一符号。
本实施例的面发光激光器的制作方法中，首先，在图2A所示工序中，在n型的GaAs基板104上，从下部反射镜106到上部反射镜114为止依次生长。
例如，通过MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法，生长下部反射镜106、下部间隔层108、活性层110。
而且，在该活性层110上，生长上部间隔层112、高Al组成层115、上部反射镜114。
若以面发光激光器100的振荡波长为λ，则活性层110在波长λ中具有增益。λ例如是680nm。
具体地，例如，基板104采用GaAs基板，采用其主面由从(100)面倾斜了5度以上的倾斜基板形成的GaAs基板。
另外，下部反射镜106由n型的AlAs层和Al0.5Ga0.5As层的60对组成的DBR(Distributed Bragg Reflector)形成，各层设为λ/4的光学厚度。
下部间隔层108由n型的AlGaInP层形成，活性层110由GaInP/AlGaInP的多重量子阱形成。
另外，上部间隔层112由p型的AlInP层形成，上部反射镜114由p型的Al0.9Ga0.1As层和Al0.5Ga0.5As层的38对组成的DBR形成。另外，各层设为λ/4的光学厚度。
调节下部间隔层108和上部间隔层112的层厚，使得活性层110来到由下部反射镜106和上部反射镜114形成的垂直共振器共振的驻波的腹部的位置。
另外，在上部反射镜114的内部(例如活性层侧第1对)，设置高Al组成层115。
高Al组成层115具体由Al0.98Ga0.02As形成，设为30nm厚。
另外，上部反射镜的最上层由GaAs接触层形成，设为20nm厚。
接着，如图2B所示工序中，形成第1保护膜260，在涂敷第1光刻胶262后，形成台面结构的图案。
第1保护膜260例如是SiO2或SiN等，膜厚例如是200nm。
第1保护膜260例如通过等离子CVD法形成。台面结构的直径例如设为26μm。
接着，在图2C所示工序中，以第1光刻胶262为掩模，对第1保护膜260进行湿蚀刻。
该蚀刻时，例如采用缓冲氢氟酸。
而且，以第1光刻胶262及第1保护膜260为掩模，进行上部反射镜114的蚀刻。
该蚀刻例如通过干蚀刻或湿蚀刻进行，例如通过SiCl4/Ar气体的反应性离子蚀刻进行。
该图2C所示蚀刻工序中，形成蚀刻区域未达到高Al组成层115的第1蚀刻区域。
即，与实施例1的图1说明的台面结构处于高Al组成层115上方的第1蚀刻区域170相当的区域，在该图2C所示工序中蚀刻为第1蚀刻区域。
接着，在图2D所示工序中，去除第1光刻胶262，形成第2保护膜264，以覆盖台面结构。
第1光刻胶262的去除例如通过氧等离子的灰化进行。
该第2保护膜264采用例如SiO2或SiN等，通过等离子CVD法成膜。
第2保护膜264的膜厚例如可以设为500nm。
然后，涂敷第2光刻胶266，形成用于形成表面浮雕结构150及用于使高Al组成层的侧壁露出的蚀刻区域的图案。
该图案的形成是为了形成在实施例1的图1说明的第1蚀刻区域170的底部进一步设置的比该第1蚀刻区域170的深度浅的第2蚀刻区域172相当的蚀刻区域。
上述图案的形成例如通过投影型的光刻法用同一掩模进行。
最好在基于第2光刻胶的焦深(Depth of Focus)为第1蚀刻区域的深度以上的条件下进行光刻法。
第2蚀刻区域172例如形成为包围台面结构的环状。
用于形成第2蚀刻区域172的图案的形成在处于第1蚀刻区域170的底部上方的第2光刻胶266上进行。
表面浮雕结构150和第2蚀刻区域172的图案的形成使得它们的中心对齐。
另外，它们的中心和台面结构(被第1蚀刻区域包围的构造)的中心不必对齐。
接着，图2E所示工序中，以第2光刻胶266为掩模，进行第2保护膜264及第1保护膜260的蚀刻。
第2保护膜264及第1保护膜260的蚀刻例如通过缓冲氢氟酸进行。
接着，图2F所示工序中，去除第2光刻胶266。第2光刻胶266的去除例如通过丙酮进行。
然后，通过以第2保护膜264为掩模对上部反射镜114的上部进行蚀刻，在上部反射镜114形成表面浮雕结构150。上部反射镜114的蚀刻通过湿蚀刻进行。
接着，图2G所示工序中，形成第3保护膜268，以覆盖台面结构及表面浮雕结构150。
第3保护膜268例如是SiO2或SiN等，通过等离子CVD法成膜。
第3保护膜268的膜厚例如是100nm。
接着，涂敷第3光刻胶274以形成图案，使得第3光刻胶274塞住表面浮雕结构150的蚀刻部且第3光刻胶274不从台面上部伸出。
接着，图2H所示工序中，以第3光刻胶274为掩模，对第3保护膜268进行蚀刻。
蚀刻例如通过缓冲氢氟酸进行。该场合，在部分第3保护膜268的台面侧存在第2保护膜264，但是调节蚀刻的时间，使第2保护膜264不被完全蚀刻。
接着，图2I所示工序中，以第3光刻胶274及第2保护膜264为掩模进行蚀刻，形成第2蚀刻区域172。
该第2蚀刻区域172是与前述实施例1的图1所说明的第1蚀刻区域170的底部中比该第1蚀刻区域170的深度浅的第2蚀刻区域172相当的蚀刻区域。
蚀刻通过干蚀刻或湿蚀刻进行。
该第2蚀刻区域的蚀刻中，可以从第1蚀刻区域的下方的上部反射镜114蚀刻到使至少高Al组成层115露出。
本实施例的该图2I的工序中，通过第2蚀刻区域的蚀刻，蚀刻到下部间隔层108为止。
接着，图2J所示工序中，去除第3光刻胶274后，使高Al组成层115的一部分氧化，形成电流狭窄结构116。
第3光刻胶274的去除例如通过丙酮进行。高Al组成层115的氧化通过例如加热到400℃并在水蒸气气氛下放置30分而进行。
高Al组成层115从向第2蚀刻区域露出的其侧面开始氧化。氧化形成的电流狭窄结构的孔径直径例如是6μm。
接着，图2K所示工序中，去除第3保护膜268、第2保护膜264、第1保护膜260。该去除例如通过缓冲氢氟酸进行。
以下通过标准的工艺，将电极连接到器件，完成面发光激光器100。
具体地如图1所示，形成绝缘膜124以覆盖台面结构，去除台面上部的部分绝缘膜124。
然后，在台面结构及绝缘膜124上形成上部电极126，以在光出射部(包含表面浮雕结构150)设置开口，在基板下侧形成下部电极102。
绝缘膜124用例如200nm厚的SiO2膜通过例如等离子CVD法形成。
上部电极126例如是Ti/Au，用剥离法形成。
下部电极102例如由AuGe/Au形成。另外，如果必要，可以对面发光激光器100进行300℃程度的退火处理，改善其电极-半导体界面中的接触性。
上述的制造方法中，使高Al组成层115露出所必要的蚀刻的深度比传统技术浅。
具体地，上述第2蚀刻区域的蚀刻深度可以设为500nm以上1μm以下，或者100nm以上500nm以下，或者更浅的蚀刻深度。
从而，高Al组成层115露出的侧面的位置成为更接近与表面浮雕结构150匹配的规定的形成图案的位置。
从而，实现了从高Al组成层115的侧面氧化而形成的电流狭窄结构116的孔径与表面浮雕结构150的相对位置精度高的面发光激光器。
第1蚀刻区域170的蚀刻中，由于不是使高Al组成层露出的蚀刻，因此横向的蚀刻扩展不那么重要。从而，不限于干蚀刻，也可以采用湿蚀刻。
采用湿蚀刻时，可以用蚀刻阻挡层控制第1蚀刻区域的深度。
即，在高Al组成层上方设置蚀刻阻挡层，第1蚀刻区域的蚀刻到蚀刻阻挡层为止。
结果，第1蚀刻区域可以容易地实现不达到高Al组成层为止的条件。
例如，第1蚀刻区域的蚀刻采用的腐蚀剂可以采用磷酸类腐蚀剂，第1蚀刻阻挡层采用例如50nm厚到100nm厚的AlInP层。
第2蚀刻区域172的蚀刻中，希望在与其图案形成边界大致同一位置使高Al组成层的侧面露出。
第2蚀刻区域的蚀刻不管采用干蚀刻还是湿蚀刻，都希望能够尽可能缩短从第2蚀刻区域的蚀刻开始深度位置到高Al组成层为止的距离。
从第2蚀刻区域的蚀刻开始深度位置到高Al组成层为止的距离足够短时，即使采用具有各向同性的蚀刻性的湿蚀刻，也可以使露出的高Al组成层的侧面位置控制足够。
例如，电流狭窄结构的孔径中心和表面浮雕结构的中心在0.4μm以内未对齐时，若将上述距离设定在0.4μm以内就足够了。
另一方面，如传统技术那样，从上部反射镜的最上部开始蚀刻而露出高Al组成层时，3μm程度的蚀刻是必要的，因此表面浮雕结构的中心和电流狭窄结构的孔径中心难以以该精度对齐。
另外，第2蚀刻区域的蚀刻采用湿蚀刻时，与第1蚀刻区域的蚀刻同样，可以采用蚀刻阻挡层控制蚀刻深度。
这里，也可以通过2种腐蚀剂进行第2蚀刻区域的蚀刻。另一方面，第2蚀刻区域的蚀刻若采用垂直蚀刻性高的干蚀刻，则图案形成边界位置和高Al组成层的侧面位置可以更准确地对齐。
接着，说明第1蚀刻区域170和第2蚀刻区域172形成时的蚀刻采用湿蚀刻时的具体例。
图3表示用于说明上述具体例的层结构。
图3中如其具体例的层结构所示，在AlAs层组成的高Al组成层115的上方，设置AlGaInP层组成的第1蚀刻阻挡层310，在下方，设置AlGaInP组成的第2蚀刻阻挡层320。
第1蚀刻阻挡层被由AlGaAs系的多层膜反射镜构成的上部反射镜114挟持。
第1蚀刻区域170的蚀刻中，腐蚀剂例如采用磷酸类，例如采用以体积比为磷酸∶过氧化氢水(31％)∶水＝4∶1∶90而混合的溶液。
该腐蚀剂蚀刻AlGaAs系半导体，但是AlGaInP层几乎不被蚀刻。
因而第1蚀刻区域的蚀刻在达到第1蚀刻阻挡层310时停止。
第2蚀刻区域的蚀刻中，首先通过缓冲氢氟酸去除第1蚀刻阻挡层310后，通过上述的磷酸类腐蚀剂，蚀刻剩余的上部反射镜114及高Al组成层115。
第2蚀刻区域的蚀刻在达到第2蚀刻阻挡层320时停止。
(实施例3)
接着，作为实施例3，说明面发光激光器的制作方法，与上述实施例2的制作方法的不同点在于，在电流狭窄结构的形成后形成表面浮雕结构。
图4A到图4I是本实施例的面发光激光器的制造工序的示图。
图4A～4I中，与实施例2中的图2A～图2K所示的构成同样的构成附上同一符号。
本实施例的面发光激光器的制作方法中，与实施例2的制作方法的不同点在于：在电流狭窄结构116形成后，形成表面浮雕结构150，而不是在上述电流狭窄结构形成前形成。
本实施例的制作方法与实施例2的制作方法相比，具有减少了工序数的优点。
本实施例的面发光激光器的制作方法中，图4A～图4C所示工序中，按照与实施例2的制作方法同样的顺序，在基板上依次生长各层。
即，图4A所示工序中，在n型的GaAs基板104上，生长下部反射镜106、下部间隔层108、活性层110、上部间隔层112、高Al组成层115、上部反射镜114。
这里，上部反射镜114的最上部，形成层厚20nm以上的GaAs接触层。
然后，图4B所示工序中，形成第1保护膜260，在涂敷第1光刻胶262后，形成台面结构的图案。
然后，图4C所示工序中，以第1光刻胶262为掩模，对第1保护膜260进行湿蚀刻。
以第1光刻胶262及第1保护膜260为掩模，进行上部反射镜114的蚀刻。
图4A～图4C的工序与图2A～图2C的工序相同，因此详细的说明省略。
接着，图4D所示工序中，涂敷第2光刻胶266而形成图案，用于形成表面浮雕结构150及使高Al组成层的侧壁露出的蚀刻区域(第2蚀刻区域172)。
第2光刻胶266的图案的形成与实施例2中的第2光刻胶的图案的形成同样。
接着，图4E所示工序中，以第2光刻胶266为掩模，进行第2蚀刻区域的蚀刻。
蚀刻例如通过湿蚀刻进行，腐蚀剂例如采用磷酸类腐蚀剂。
接着，图4F所示工序中，以第2光刻胶266为掩模，对第1保护膜260进行蚀刻。蚀刻例如通过湿蚀刻进行。腐蚀剂采用几乎不蚀刻上部反射镜114的最上层的GaAs接触层的腐蚀剂。例如是缓冲氢氟酸。
经由图4E及图4F所示的工序，使高Al组成层115的侧面露出。
另外，希望上部反射镜114的最上层的GaAs接触层几乎不被损坏。
接着，图4G所示工序中，去除第2光刻胶266后，使高Al组成层115的一部分氧化，形成电流狭窄结构116。
第2光刻胶266的去除例如通过丙酮进行。高Al组成层115的氧化通过例如加热到400℃并在水蒸气气氛下放置30分而进行。
高Al组成层115从向第2蚀刻区域露出的其侧面开始氧化。氧化形成的电流狭窄结构的孔径直径例如是6μm。另外，上部反射镜的最上层的GaAs层的一部分在水蒸气气氛下剥离，但是在500℃以下几乎不氧化。
接着，图4H所示工序中，通过以第1保护膜260为掩模对上部反射镜114的上部进行蚀刻，在上部反射镜114形成表面浮雕结构150。
上部反射镜114的蚀刻通过湿蚀刻进行。
接着，图4I所示工序中，去除第1保护膜260。去除例如通过缓冲氢氟酸进行。
以下与实施例2同样，通过标准的工艺，将电极连接到器件，完成面发光激光器100。
上述实施例中，第2蚀刻区域形成包围台面结构的圆状，但是不一定必须为圆状。另外，也可以分割为多个。
例如，具体地，在氧化AlAs层这样的Al组成比高的高Al组成层时，为了获得圆形的电流狭窄孔径形状，第2蚀刻区域可以考虑氧化速度的面内各向异性进行配置。
或者，在氧化采用倾斜基板时的高Al组成层的情况等也同样。
为了获得圆形的电流狭窄孔径形状，第2蚀刻区域可以考虑氧化速度的面内各向异性进行配置。
根据本发明，由于可以使第2蚀刻区域的蚀刻深度变浅，因此可以更准确地按照规定的图案配置第2蚀刻区域，从而，可以更可靠地呈现表面浮雕结构的效果。
另外，台面结构也可以是圆形，也可以不是。
另外，半导体材料和电极材料、电介质材料等不限于实施例公开的材料，只要不偏离本发明的主旨，也可以利用其他材料。
另外，面发光激光器的制作方法只要在本发明的范围内，也可以进行其他工序的追加和置换等。例如，也可以在中途加入洗净工序等。
另外，本实施例公开的半导体和电介质的蚀刻中采用的腐蚀剂只要在本发明的范围内，也可以采用本实施例公开的以外的腐蚀剂。
另外，本实施例中，对于基于表面浮雕结构的模式控制，由于使0次的横模式单一模式化，因此是分成在光出射区域的中心部反射率高而周边部反射率低的2个区域的浮雕结构。
但是，也可以利用表面浮雕结构抑制0次模式的振荡，而使其他特定的高次模式振荡。表面浮雕结构的形状、大小可以采用各种各样的形态，以获得期望的光学特性的面发光激光器。

Claims (10)

1.一种面发光激光器，在基板上层叠有包含下部反射镜、活性层上部反射镜的半导体层，其特征在于，具备：
第1蚀刻区域，通过蚀刻上述上部反射镜的一部分而形成；
第2蚀刻区域，通过蚀刻从上述第1蚀刻区域的底部到用于形成设置于上述第1蚀刻区域的下方的上述上部反射镜中或上述上部反射镜和上述活性层之间的电流狭窄结构的半导体层为止而形成；
表面浮雕结构，由在上述上部反射镜的表面侧的光出射部形成的台阶结构而形成；以及
电流狭窄结构，使用于形成上述电流狭窄结构的半导体层的一部分氧化而形成，
上述第2蚀刻区域的深度比上述第1蚀刻区域的深度浅。
2.根据权利要求1所述的面发光激光器，其特征在于，用于形成上述电流狭窄结构的半导体层，由基于AlxGa(1-x)As(0.9＜x≤1)的材料形成。
3.根据权利要求1所述的面发光激光器，其特征在于，上述第2蚀刻区域分割成多个。
4.根据权利要求1所述的面发光激光器，其特征在于，上述第2蚀刻区域的蚀刻深度为500nm以上、1μm以下。
5.根据权利要求1所述的面发光激光器，其特征在于，上述第2蚀刻区域的蚀刻深度为100nm以上、500nm以下。
6.一种面发光激光器的制造方法，其特征在于，包含：
在上述基板上层叠包含下部反射镜、活性层、上部反射镜的半导体层的工序；
从上述上部反射镜的上部开始蚀刻该上部反射镜的一部分，形成第1蚀刻区域的工序；
在形成上述第1蚀刻区域的工序后，在上述上部反射镜上形成光刻胶的工序；
在上述光刻胶上通过同一工序形成用于形成基于台阶结构的表面浮雕结构及第2蚀刻区域的图案的图案形成工序；
上述图案形成工序后，采用上述图案蚀刻从上述第1蚀刻区域的底部到用于形成设置于上述第1蚀刻区域的下方的上述上部反射镜中或上述上部反射镜和上述活性层之间的电流狭窄结构的半导体层为止，从而形成上述第2蚀刻区域的工序；
从上述第2蚀刻区域开始，使用于形成电流狭窄结构的半导体层的一部分氧化而形成电流狭窄结构的工序；以及
上述图案形成工序后，采用上述图案蚀刻上述上部反射镜的一部分，在该上部反射镜的表面侧的光出射部形成基于台阶结构的表面浮雕结构的工序，
上述第2蚀刻区域的深度比上述第1蚀刻区域的深度浅。
7.根据权利要求6所述的面发光激光器的制造方法，其特征在于，在形成上述表面浮雕结构的工序后，进行形成上述电流狭窄结构的工序。
8.根据权利要求6所述的面发光激光器的制造方法，其特征在于，在形成上述电流狭窄结构的工序后，形成上述表面浮雕结构。
9.根据权利要求6所述的面发光激光器的制造方法，其特征在于，形成上述第1蚀刻区域的工序中的蚀刻是湿蚀刻或干蚀刻。
10.根据权利要求6所述的面发光激光器的制造方法，其特征在于，形成上述第2蚀刻区域的工序中的蚀刻是湿蚀刻或干蚀刻。
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