垂直外部共振器形面発光レーザ、及び、その発光部品を製造する方法
本発明は、ＶＥＣＳＥＬの発光部品を製造する方法、及び、対応するＶＥＣＳＥＬに関する。本方法において、積層部２は、半導体基板１上にエピタキシャルに成長される。積層部は、活性化領域４、上部の分布ブラッグ反射器５、及び、前記活性化領域４と前記半導体基板１との間に設けられたｎ又はｐドープ電流注入層１３を有する。機械的サポート６又はサブマウントは、前記積層部２の上側に接合され、前記半導体基板１は、その後除去される。メタライズ層７は、前記積層部２の下側にオプション的に堆積され、光学的に透明な基板は、この下側に接合される。提案された方法は、標準的な手法において斯様な部品の製造を可能にし、均一な電流注入及び高効率の熱消散を伴うＶＥＣＳＥＬをもたらす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラー、発光のための活性化領域と前記外部共振器の第２の端部ミラーを形成する分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ；distributed Bragg reflector）とを少なくとも有する積層部（layer stack）、及び、前記積層部が取り付けられる基板を有する、垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）に関する。本発明は、斯様な垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品を製造する方法にも言及する。
【背景技術】
【０００２】
垂直外部共振器形面発光レーザは、投射アプリケーションのための期待される技術である。斯様なレーザのＩＲ放出成分は、外部レーザ共振器の内部の非線形結晶での第２高調波発生（second harmonic generation）により青、緑及び赤の光に変換され得る。
【０００３】
垂直共振器形面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ; vertical cavity surface emission laser）は、典型的に、２つの分布ブラッグ反射器間に挟まれた活性化（ゲイン）領域を有する積層部から形成される。積層部は、適切な誘電体及び／又は半導体の層シーケンスを有する。レーザ共振器は、外部結合の目的のために、一方が他方のものよりもレーザ発生波長での低い反射率をもつ２つのＤＢＲで形成される。垂直外部共振器形面発光レーザの場合においては、共振器が、高い反射率をもつＤＢＲと外部ミラーとの間に形成される。この外部共振器の内部に設けられる第２のＤＢＲは、省略され得るか、又は、ＶＣＳＥＬと比較してレーザ発生波長で低い反射率を有するように設計される。
【０００４】
斯様なＶＥＣＳＥＬの安定動作に関して、光学レンズは、２つの平坦な端部ミラーを持つ安定共振器を形成するために、外部共振器の内部に要求される。更に、斯様なレーザの動作中に生成された熱は、活性化領域から効率的に消散されなければならない。
【０００５】
国際公開第２００４／０８６５７８号パンフレットは、光学的に透明な基板を、外部共振器の内部の積層部の自由側に取り付けることを開示している。この透明な基板は、ヒートスプレッダとして用いられ、レーザから出力される光に影響を与えるために１又は複数の更に選択された特性をもつように設計される。斯様な更なる特性の例は、レーザ放射の所望の偏光を実現するための偏光特性、レーザ放射の周波数倍増を実現するための非線形光学的応答、又は、出力光の焦点を合わせるか若しくはぼかすための曲面を設けることである。
【０００６】
透明な基板の熱伝導性は、効果的なヒートシンクとしてこれらを用いるのに十分ではない。更に、活性化領域への均一な電流注入は、透明な基板が導電性ではないときに実現することが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、標準の半導体製造プロセスで実行され得るとともに、均一な電流注入及び高効率の熱消散を伴う発光部品を実現する、垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品を製造する方法、並びに、斯様な部品を有する垂直外部共振器形面発光レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、請求項１及び請求項１３に記載された方法及び垂直外部共振器形面発光レーザで達成される。方法及びレーザの有利な実施形態は、従属請求項の主題であるか、又は、本明細書の後の部分に説明される。
【０００９】
提案された方法において、積層部は、半導体基板上でエピタキシャルに成長される。前記積層部は、活性化領域を形成する半導体層と、上部の分布ブラッグ反射器を形成する上部層シーケンスと、前記半導体基板及び前記活性化領域の間のｎ又はｐドープ電流注入層とを有する。上部の分布ブラッグ反射器は、レーザ発生波長に対して高反射率を有するように設計される。層の材料及び層の厚さ、並びに、垂直発光ダイオードを形成するために斯様な積層部をエピタキシャルに成長して構造化する手順は、従来技術において一般的に知られている。オプション的に、積層部は、前記活性化領域とｎ又はｐドープ電流注入及び拡散層との間に下部の分布ブラッグ反射器を形成する下部層シーケンスも有するように成長される。この下部の分布ブラッグ反射器は、上部の分布ブラッグ反射器よりもレーザ発生波長に対して低反射率を有するように設計される。
【００１０】
最初に、積層部を伴う基板の上部が、構造化され、電気的閉じ込め（electrical confinement）を生成するために部分的に金属化される。次のステップにおいて、積層部を伴う半導体基板は、積層部の上側で、支持又はサブマウント（submount）基板に接合される。そして、半導体基板は、例えばエッチング又は切除により除去される。その後、光学的に透明な基板、例えばガラス基板が積層部の下側に接合され、該光学的に透明な基板の面上に（ＤＢＲを形成する）ミラー層、（活性化層を形成する）ゲイン層、及び、ｎ又はｐドープ電流注入層のエピタキシャルに成長されたスタックが得られる。
【００１１】
そして、発光部品は、外部ミラーと一緒に垂直外部共振器形面発光レーザを形成するために搭載され得、上部の分布ブラッグ反射器が一方の端部ミラーを形成し、外部ミラーが外部共振器の他方の端部ミラーを形成する。透明な基板は、この外部共振器の内部に配置され、レーザ放射の光学特性に影響を与える更なる機能を提供するように設計され得る。
【００１２】
好ましい実施形態においては、半導体基板を除去するステップに続いて、メタライズ層（metallization layer）が積層部の今やカバーされていない下側に堆積される。このメタライズ層は、発光部品の動作に対して必要であれば、追加的に構造化されてもよい。
【００１３】
他の好ましい実施形態においては、全ての方法ステップは、ウエハーレベルで実行される。これは、半導体基板が、積層部が複数の垂直発光ダイオードを並べて形成するようにエピタキシャルに成長されて構造化されるウエハー基板であることを意味する。前記光学的に透明な基板のウエハー接合の後、生ずる基板及び積層部は、各部品が１又は幾つかの発光ダイオードを有する単一の部品に切断される。
【００１４】
支持基板は、個々の部品に切断するステップの前に除去され得る。そして、適切なヒートシンクは、好ましくは切断するステップの前に、部品のこの面に接合され得る。代替手段として、積層部の上側に接合されたサブマウント構造は、斯様なヒートシンクを予め形成してもよく、例えば、一方側から積層部を電気的に接触させるために一体化された導体構造を伴う金属セラミック混合物から作られる。そして、サブマウント構造は、部品上に残る。
【００１５】
従って、本発明による提案された垂直外部共振器形面発光レーザは、外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラーと、光学的に透明な基板と、積層部と、ヒートシンクとを少なくとも有する。積層部は、光学的に透明な基板の面上に設けられた、活性化領域（ゲイン媒体）、外側の分布ブラッグ反射器、及び、ｎ又はｐドープ電流注入層を有する。外側の分布ブラッグ反射器は、外部共振器の第２の端部ミラーを形成する。オプション的に、積層部は、活性化領域と電流注入層との間に挟まれた内側の分布ブラッグ反射器も有し、内側の分布ブラッグ反射器は、外側の分布ブラッグ反射器よりもレーザ発生波長に対して低反射率を有する。透明な基板は、外部共振器の内部に設けられ、電流注入層の側で積層部に取り付けられる。ヒートシンクは、外側の分布ブラッグ反射器の側で積層部に取り付けられる。提案された垂直外部共振器形面発光レーザは、更に好ましくは、ｎ又はｐドープ電流注入層と前記透明な基板との間に挟まれた金属層（metallic layer）を有する。
【００１６】
光学的に透明な基板による半導体基板の置換に起因して、この透明側は、発光部品の発光のために用いられ得る、即ち、外部共振器の内部に配置され得る。これは、熱生成する活性化領域の非常に近くの当該発光部品の外側への効率的なヒートシンクの取り付けを可能にし、これは、高効率の熱消散をもたらす。
【００１７】
好ましい実施形態に含まれるメタライズ層は、電流分布の均一化を向上させ、導電性基板の必要なしに、非常に薄いｎ又はｐドープの電流注入層を用いることを可能にする。この金属層は、透明な基板の側から、基板中にエッチングされ得る適切なホールを介して電気的に接触され得るか、又は、電流注入層が、上部のＤＢＲの側から、従来において既知である溝（grove）若しくは適切なビアホールを介して接触されるかのいずれかである（例えば、電流注入層１３に接触しているメタライズ層を示す図２及び３中のｐ接触１４を参照）。方法は、費用効率が高い大量生産を可能にする垂直共振器形面発光レーザを生産する既知の技術とともに適用され得る。
【００１８】
層の厚さ及び電流注入層のドーピング濃度は、接触及びドーピング（ｐ又はｎタイプ）の態様に依存して、好ましくは以下の範囲にある。
ケース１：金属層を介しての接触：ドープ層の厚さ100〜1000nm，p-type 10E18〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18cm-3
ケース２：ドープ層を介しての接触：ドープ層の厚さ100〜1000nm，p-type 10E19〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18cm-3
ケース３：ドープ層を介しての接触，金属層無：ドープ層の厚さ500〜5000nm，p-type 10E19〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18 cm-3
【００１９】
ケース１及び２において、金属層の好ましい厚さは、非パターン化（unpatterned）のときには１〜１０ｎｍであり、パターン化（patterned）のときには１０〜５０ｎｍである。
【００２０】
ドープ層の厚さは、如何なる場合においても、外部共振器の内部のレーザ放射の定常波パターンに適合された相になるように選択される。
【００２１】
これらの好ましい範囲を見ても分かるように、金属層の条件は、電流注入層の厚さを削減することを可能にし、これは、この層におけるレーザ放射のより少ない吸収をもたらす。代わりに又は加えて、この層のドーピング濃度は、同一の結果で削減され得る。
【００２２】
好ましい実施形態において、透明な基板は、垂直外部共振器形面発光レーザの内部の更なる光学機能を提供するために予め製造されている。透明な基板、特にガラス基板は、例えば、コリメートレンズの効果を実現するように構造化され得る。概して、透明な基板も、光学的に透明な材料層の積層部で形成され得る。透明な基板は、偏光子（polarizer）の光学機能を提供するために複屈折材料で作られ得るか、又は、周波数倍増の目的のために非線形光学材料で作られ得る。後者の場合において、部品により放出された光は、例えば緑の波長領域においてレーザ放出を実現するために、この基板において周波数が倍増される。それにもかかわらず、レンズ又は周波数倍増結晶のような斯様な光学部品は、光放出部品と同一目的のための外部ミラーとの間の外部レーザ共振器の内部に設けられてもよい。更に、透明な基板は、表面反射率を低くするため、又は、波長フィルタリング機能を提供するために、一方又は双方の側に誘電体コーティングを有してもよい。他の実施形態において、透明な基板は、レーザ放射の適切な波長安定化のためのボリュームブラッググレーティング（ＶＢＧ；volume Bragg grating）を形成するように構造化されてもよい。
【００２３】
金属層は、この金属化がレーザ動作を阻止しないように、外部レーザ共振器の内部に設計されるか又は設けられなければならない。この目的を達成するために、この金属化は、レーザ放射が外部共振器の内部を伝播する位置に開口又はホールを提供するように構造化されてもよい。メタライズ層のこの構造化によれば、適切な光閉じ込め（optical confinement）によりレーザ放射のモード構造に追加的に影響を与えることも可能となる。
【００２４】
更に好ましい実施形態において、メタライズ層は、レーザ共振器の内部に形成されたレーザ放射の定常波のノード内に設けられる。この位置において、メタライズ層は、構造化されていない場合でさえもレーザ動作を妨げない。好ましくは、メタライズ層は、この場合において、１００ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ未満の非常に小さな厚さを有する。
【００２５】
提案された方法において、積層部を生成する全てのウエハー処理が、ＶＣＳＥＬを生成する標準的な態様において行われ得る。処理を終了した後に基板移動が行われる。
【００２６】
好ましくは、積層部がエピタキシャルに成長される半導体基板は、ｐ若しくはｎドープのＧａＡｓ基板、又は、半絶縁のＧａＡｓ基板である。一の斯様な実施形態において、下部のＤＢＲは、交互屈折率（alternating refractive index）を伴う４〜１３対のｐドープ層のｐドープ層シーケンスで形成される。これに対し、上部のＤＢＲは、交互屈折率を伴う２０よりも多い対のｎドープ層で形成される。この場合において、ｐドープ電流注入層は、メタライズ層と下部のＤＢＲとの間に形成される。
【００２７】
これら及び本発明の他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、後述される実施形態を参照して説明される。
【００２８】
提案された方法及び垂直外部共振器形面発光レーザは、特許請求の範囲で規定された保護範囲を限定することなく、図面に関連して例により以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｂ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｃ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｄ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｅ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｆ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｇ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｈ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｉ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【図４】本発明の第３実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、提案された方法の例となる実施形態により実行された一連の方法ステップを示している。第１のステップにおいて、図１ａによれば、ＧａＡｓ半導体基板１が提供される。ｐドープ電流注入層１３、下部の分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）３、活性化領域４及び上部の分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）５を形成する積層部２は、半導体基板１上にエピタキシャルに成長される（図１ｂ）。２つのＤＢＲ３，５は、多くの対の半導体層のスタックであり、最も単純な場合においては、それぞれが、設計波長λ、即ち半導体材料におけるレーザの波長でλ／４の厚さである。各対は、高及び低屈折率の層、例えばＡｌＧａＡｓを有する。上部のＤＢＲ５は、レーザ波長で98〜99.9%（又は＞99.9%）の反射率をもつように設計され、それ故、２０よりも多いｐドープ層の対で形成される。下部のＤＢＲ３の場合において、このＤＢＲは、レーザ波長で50%〜95%の低反射率をもたらす４~１３対のｎドープ層のだけで形成される。この低反射率は、下部のＤＢＲ３の面が活性化領域４において生成された光の光出力側であることから必要である。活性化領域４は、量子井戸構造、例えばＧａＡｓで具現された３つのＩｎＧａＡｓの量子井戸で作られ得る。
【００３１】
次のステップにおいて、エピタキシャル層が通常の方法で構造化される。特に、ｐ又はｎ側に対する金属接触が提供される。
【００３２】
次のステップにおいて、支持基板として機能する補助基板６は、積層部２の上面に接合される（図１ｃ）。そして、半導体基板１は、エッチングにより除去される（図１ｄ）。このエッチングステップに続いて、メタライズ層７が積層部２の下側に堆積される（図１ｅ）。そして、ガラス基板８が、図１ｆによる積層部２の下側に接合される。メタライズ層７は、積層部２とガラス基板８との間に挟まれる。そして、補助基板６が除去され得る。その結果が、中間に挟まれたメタライズ層７もつガラス基板８上の積層部２である。そして、この基板及び積層部は、例えば切断（sawing）により、通常の方法で個々の部品又はチップ９に切断される。これらの部品の上側に対して、適切なヒートシンク１０が取り付けられる。これらの部品は、ガラス基板を介して光を放出し、例えば図２又は３に示された垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品として用いられる。
【００３３】
図２は、部分切り取り図において斯様なＶＥＣＳＥＬに関する一例を示している。この図において、ガラス基板８に取り付けられた積層部２は、外部共振器の一方側に示され、反対側に外部ミラー１１が示される。外部ミラー１１は、ダイクロイックミラーであってもよく、外部共振器の第１の端部ミラーを表し、又は、スペクトル的に狭い（＜０．５ｎｍ）反射率を伴うＶＢＧであってもよい。第２の端部ミラーは、積層部２の上部のＤＢＲ５（この図においては下側）で形成される。図２及び図３中の同一の参照符号は、図１に関連して既に述べられたものと同一の部品を表す。ガラス基板８と外部ミラー１１との間において、更なる光学部品１２、例えば周波数倍増非線形光学結晶が設けられ得る。それにもかかわらず、他の光学部品が、外部ミラー１１とガラス基板８との間に設けられてもよい。ガラス基板８は、メタライズ層７及び高導電性ｐドープ層１３により積層部の面でカバーされ、後者は、積層部２をエピタキシャルに成長するときに予め形成されている。
【００３４】
好ましくは、半導体基板を除去する前に、層１３及び７の接触が、リソグラフィ及びそれに続くエッチングを介して行われる。この目的を達成するために、溝は、スタックをエピタキシャルに成長した後に積層部２においてエッチングされる。溝をエッチングした後、絶縁層及びそれに続く適切なメタライズ層が、ｐドープ注入層１３のためのｐ接触１４、及び、積層部の反対側のためのｎ接触１５を提供するために、堆積及び構造化される。
【００３５】
ヒートシンクは、積層部２の自由側にはんだ付又は接合され得る。全ての電気的接続及び熱的接触は、このヒートシンクを介して行われ得る。
【００３６】
この実施形態において、レンズ１６は、ガラス基板８の内部に形成される。斯様なレンズは、積層部への基板の接合に対する従来において既知の適切な技術により、例えばガラス基板８の内部のガラスの屈折率を適切に変更することにより、基板中に形成され得る。また、レンズのアレイがこのガラス基板中にスクライブ（scribe）されてもよい。更なる可能性は、ガラス基板の表面上にレンズを熱プレス又はモールドすることである。
【００３７】
図３は、ガラス基板８の内部にレンズがなく、ヒートシンク１０が取り付けられる点だけが図２の実施形態とは異なる他の実施形態を示している。このデバイスの他の構造は、図２を参照して既に述べられたものと同一である。
【００３８】
図４は、ガラス基板８の内部にレンズがなく、下部のＤＢＲ及び金属層がない点が図２の実施形態とは異なる他の実施形態を示している。このデバイスの他の構造は、図２を参照して既に述べられたものと同一である。
【００３９】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に示されて説明された一方で、斯様な例示及び説明が例示又は例であり限定ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。上記及び特許請求の範囲で述べられた異なる実施形態も組み合わせられ得る。開示された実施形態に対する他のバリエーションが、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解及び達成され得る。例えば、ＶＥＣＳＥＬは、ＶＥＣＳＥＬアレイを提供するために、並列配置の発光部品のアレイで形成されてもよい。この場合において、アレイは、単一の透明基板を共有する。
【００４０】
ガラス基板を、異なる光学機能をもつ他の透明プレートと組み合わせることも可能である。例えば、スタックが、ガラスプレート、非線形光学材料から作られたプレート、及び、外部ミラー（ＶＢＧ又はダイクロイック）から形成され得る。このスタックは、半導体構造への接合前に予め製造され得る。
【００４１】
全ての光学表面は、基本波のＩＲ放射又は周波数倍増（例えば緑）放射のいずれかのために、反射防止層により、又は、反射のダイクロイックコーティングにより、通常の方法で覆われ得る。
【００４２】
特許請求の範囲において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが利益をもたらすために用いられ得ないことを示すものではない。特許請求の範囲中の如何なる参照符号も、これらの請求項の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。
【符号の説明】
【００４３】
１ 半導体基板
２ 積層部
３ 下部のＤＢＲ
４ 活性化領域
５ 上部のＤＢＲ
６ 支持基板
７ メタライズ層
８ ガラス基板
９ 発光部品
１０ ヒートシンク
１１ 外部ミラー
１２ 周波数倍増結晶
１３ ｐドープ電流注入層
１４ ｐ接触
１５ ｎ接触
１６ 統合レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラー、発光のための活性化領域と前記外部共振器の第２の端部ミラーを形成する分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ；distributed Bragg reflector）とを少なくとも有する積層部（layer stack）、及び、前記積層部が取り付けられる基板を有する、垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）に関する。本発明は、斯様な垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品を製造する方法にも言及する。
【背景技術】
【０００２】
垂直外部共振器形面発光レーザは、投射アプリケーションのための期待される技術である。斯様なレーザのＩＲ放出成分は、外部レーザ共振器の内部の非線形結晶での第２高調波発生（second harmonic generation）により青、緑及び赤の光に変換され得る。
【０００３】
垂直共振器形面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ; vertical cavity surface emission laser）は、典型的に、２つの分布ブラッグ反射器間に挟まれた活性化（ゲイン）領域を有する積層部から形成される。積層部は、適切な誘電体及び／又は半導体の層シーケンスを有する。レーザ共振器は、外部結合の目的のために、一方が他方のものよりもレーザ発生波長での低い反射率をもつ２つのＤＢＲで形成される。垂直外部共振器形面発光レーザの場合においては、共振器が、高い反射率をもつＤＢＲと外部ミラーとの間に形成される。この外部共振器の内部に設けられる第２のＤＢＲは、省略され得るか、又は、ＶＣＳＥＬと比較してレーザ発生波長で低い反射率を有するように設計される。
【０００４】
斯様なＶＥＣＳＥＬの安定動作に関して、光学レンズは、２つの平坦な端部ミラーを持つ安定共振器を形成するために、外部共振器の内部に要求される。更に、斯様なレーザの動作中に生成された熱は、活性化領域から効率的に消散されなければならない。
【０００５】
国際公開第２００４／０８６５７８号パンフレットは、光学的に透明な基板を、外部共振器の内部の積層部の自由側に取り付けることを開示している。この透明な基板は、ヒートスプレッダとして用いられ、レーザから出力される光に影響を与えるために１又は複数の更に選択された特性をもつように設計される。斯様な更なる特性の例は、レーザ放射の所望の偏光を実現するための偏光特性、レーザ放射の周波数倍増を実現するための非線形光学的応答、又は、出力光の焦点を合わせるか若しくはぼかすための曲面を設けることである。
【０００６】
透明な基板の熱伝導性は、効果的なヒートシンクとしてこれらを用いるのに十分ではない。更に、活性化領域への均一な電流注入は、透明な基板が導電性ではないときに実現することが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、標準の半導体製造プロセスで実行され得るとともに、均一な電流注入及び高効率の熱消散を伴う発光部品を実現する、垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品を製造する方法、並びに、斯様な部品を有する垂直外部共振器形面発光レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、請求項１及び請求項１３に記載された方法及び垂直外部共振器形面発光レーザで達成される。方法及びレーザの有利な実施形態は、従属請求項の主題であるか、又は、本明細書の後の部分に説明される。
【０００９】
提案された方法において、積層部は、半導体基板上でエピタキシャルに成長される。前記積層部は、活性化領域を形成する半導体層と、上部の分布ブラッグ反射器を形成する上部層シーケンスと、前記半導体基板及び前記活性化領域の間のｎ又はｐドープ電流注入層とを有する。上部の分布ブラッグ反射器は、レーザ発生波長に対して高反射率を有するように設計される。層の材料及び層の厚さ、並びに、垂直発光ダイオードを形成するために斯様な積層部をエピタキシャルに成長して構造化する手順は、従来技術において一般的に知られている。オプション的に、積層部は、前記活性化領域とｎ又はｐドープ電流注入及び拡散層との間に下部の分布ブラッグ反射器を形成する下部層シーケンスも有するように成長される。この下部の分布ブラッグ反射器は、上部の分布ブラッグ反射器よりもレーザ発生波長に対して低反射率を有するように設計される。
【００１０】
最初に、積層部を伴う基板の上部が、構造化され、電気的閉じ込め（electrical confinement）を生成するために部分的に金属化される。次のステップにおいて、積層部を伴う半導体基板は、積層部の上側で、支持又はサブマウント（submount）基板に接合される。そして、半導体基板は、例えばエッチング又は切除により除去される。その後、光学的に透明な基板、例えばガラス基板が積層部の下側に接合され、該光学的に透明な基板の面上に（ＤＢＲを形成する）ミラー層、（活性化層を形成する）ゲイン層、及び、ｎ又はｐドープ電流注入層のエピタキシャルに成長されたスタックが得られる。
【００１１】
そして、発光部品は、外部ミラーと一緒に垂直外部共振器形面発光レーザを形成するために搭載され得、上部の分布ブラッグ反射器が一方の端部ミラーを形成し、外部ミラーが外部共振器の他方の端部ミラーを形成する。透明な基板は、この外部共振器の内部に配置され、レーザ放射の光学特性に影響を与える更なる機能を提供するように設計され得る。
【００１２】
好ましい実施形態においては、半導体基板を除去するステップに続いて、メタライズ層（metallization layer）が積層部の今やカバーされていない下側に堆積される。このメタライズ層は、発光部品の動作に対して必要であれば、追加的に構造化されてもよい。
【００１３】
他の好ましい実施形態においては、全ての方法ステップは、ウエハーレベルで実行される。これは、半導体基板が、積層部が複数の垂直発光ダイオードを並べて形成するようにエピタキシャルに成長されて構造化されるウエハー基板であることを意味する。前記光学的に透明な基板のウエハー接合の後、生ずる基板及び積層部は、各部品が１又は幾つかの発光ダイオードを有する単一の部品に切断される。
【００１４】
支持基板は、個々の部品に切断するステップの前に除去され得る。そして、適切なヒートシンクは、好ましくは切断するステップの前に、部品のこの面に接合され得る。代替手段として、積層部の上側に接合されたサブマウント構造は、斯様なヒートシンクを予め形成してもよく、例えば、一方側から積層部を電気的に接触させるために一体化された導体構造を伴う金属セラミック混合物から作られる。そして、サブマウント構造は、部品上に残る。
【００１５】
従って、本発明による提案された垂直外部共振器形面発光レーザは、外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラーと、光学的に透明な基板と、積層部と、ヒートシンクとを少なくとも有する。積層部は、光学的に透明な基板の面上に設けられた、活性化領域（ゲイン媒体）、外側の分布ブラッグ反射器、及び、ｎ又はｐドープ電流注入層を有する。外側の分布ブラッグ反射器は、外部共振器の第２の端部ミラーを形成する。オプション的に、積層部は、活性化領域と電流注入層との間に挟まれた内側の分布ブラッグ反射器も有し、内側の分布ブラッグ反射器は、外側の分布ブラッグ反射器よりもレーザ発生波長に対して低反射率を有する。透明な基板は、外部共振器の内部に設けられ、電流注入層の側で積層部に取り付けられる。ヒートシンクは、外側の分布ブラッグ反射器の側で積層部に取り付けられる。提案された垂直外部共振器形面発光レーザは、更に好ましくは、ｎ又はｐドープ電流注入層と前記透明な基板との間に挟まれた金属層（metallic layer）を有する。
【００１６】
光学的に透明な基板による半導体基板の置換に起因して、この透明側は、発光部品の発光のために用いられ得る、即ち、外部共振器の内部に配置され得る。これは、熱生成する活性化領域の非常に近くの当該発光部品の外側への効率的なヒートシンクの取り付けを可能にし、これは、高効率の熱消散をもたらす。
【００１７】
好ましい実施形態に含まれるメタライズ層は、電流分布の均一化を向上させ、導電性基板の必要なしに、非常に薄いｎ又はｐドープの電流注入層を用いることを可能にする。この金属層は、透明な基板の側から、基板中にエッチングされ得る適切なホールを介して電気的に接触され得るか、又は、電流注入層が、上部のＤＢＲの側から、従来において既知である溝（grove）若しくは適切なビアホールを介して接触されるかのいずれかである（例えば、電流注入層１３に接触しているメタライズ層を示す図２及び３中のｐ接触１４を参照）。方法は、費用効率が高い大量生産を可能にする垂直共振器形面発光レーザを生産する既知の技術とともに適用され得る。
【００１８】
層の厚さ及び電流注入層のドーピング濃度は、接触及びドーピング（ｐ又はｎタイプ）の態様に依存して、好ましくは以下の範囲にある。
ケース１：金属層を介しての接触：ドープ層の厚さ100〜1000nm，p-type 10E18〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18cm-3
ケース２：ドープ層を介しての接触：ドープ層の厚さ100〜1000nm，p-type 10E19〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18cm-3
ケース３：ドープ層を介しての接触，金属層無：ドープ層の厚さ500〜5000nm，p-type 10E19〜10E20cm-3，n-type 10E17〜10E18 cm-3
【００１９】
ケース１及び２において、金属層の好ましい厚さは、非パターン化（unpatterned）のときには１〜１０ｎｍであり、パターン化（patterned）のときには１０〜５０ｎｍである。
【００２０】
ドープ層の厚さは、如何なる場合においても、外部共振器の内部のレーザ放射の定常波パターンに適合された相になるように選択される。
【００２１】
これらの好ましい範囲を見ても分かるように、金属層の条件は、電流注入層の厚さを削減することを可能にし、これは、この層におけるレーザ放射のより少ない吸収をもたらす。代わりに又は加えて、この層のドーピング濃度は、同一の結果で削減され得る。
【００２２】
好ましい実施形態において、透明な基板は、垂直外部共振器形面発光レーザの内部の更なる光学機能を提供するために予め製造されている。透明な基板、特にガラス基板は、例えば、コリメートレンズの効果を実現するように構造化され得る。概して、透明な基板も、光学的に透明な材料層の積層部で形成され得る。透明な基板は、偏光子（polarizer）の光学機能を提供するために複屈折材料で作られ得るか、又は、周波数倍増の目的のために非線形光学材料で作られ得る。後者の場合において、部品により放出された光は、例えば緑の波長領域においてレーザ放出を実現するために、この基板において周波数が倍増される。それにもかかわらず、レンズ又は周波数倍増結晶のような斯様な光学部品は、光放出部品と同一目的のための外部ミラーとの間の外部レーザ共振器の内部に設けられてもよい。更に、透明な基板は、表面反射率を低くするため、又は、波長フィルタリング機能を提供するために、一方又は双方の側に誘電体コーティングを有してもよい。他の実施形態において、透明な基板は、レーザ放射の適切な波長安定化のためのボリュームブラッググレーティング（ＶＢＧ；volume Bragg grating）を形成するように構造化されてもよい。
【００２３】
金属層は、この金属化がレーザ動作を阻止しないように、外部レーザ共振器の内部に設計されるか又は設けられなければならない。この目的を達成するために、この金属化は、レーザ放射が外部共振器の内部を伝播する位置に開口又はホールを提供するように構造化されてもよい。メタライズ層のこの構造化によれば、適切な光閉じ込め（optical confinement）によりレーザ放射のモード構造に追加的に影響を与えることも可能となる。
【００２４】
更に好ましい実施形態において、メタライズ層は、レーザ共振器の内部に形成されたレーザ放射の定常波のノード内に設けられる。この位置において、メタライズ層は、構造化されていない場合でさえもレーザ動作を妨げない。好ましくは、メタライズ層は、この場合において、１００ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ未満の非常に小さな厚さを有する。
【００２５】
提案された方法において、積層部を生成する全てのウエハー処理が、ＶＣＳＥＬを生成する標準的な態様において行われ得る。処理を終了した後に基板移動が行われる。
【００２６】
好ましくは、積層部がエピタキシャルに成長される半導体基板は、ｐ若しくはｎドープのＧａＡｓ基板、又は、半絶縁のＧａＡｓ基板である。一の斯様な実施形態において、下部のＤＢＲは、交互屈折率（alternating refractive index）を伴う４〜１３対のｐドープ層のｐドープ層シーケンスで形成される。これに対し、上部のＤＢＲは、交互屈折率を伴う２０よりも多い対のｎドープ層で形成される。この場合において、ｐドープ電流注入層は、メタライズ層と下部のＤＢＲとの間に形成される。
【００２７】
これら及び本発明の他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、後述される実施形態を参照して説明される。
【００２８】
提案された方法及び垂直外部共振器形面発光レーザは、特許請求の範囲で規定された保護範囲を限定することなく、図面に関連して例により以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｂ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｃ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｄ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｅ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｆ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｇ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｈ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図１ｉ】提案された方法の方法ステップを示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【図４】本発明の第３実施形態によるＶＥＣＳＥＬの部分切り取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、提案された方法の例となる実施形態により実行された一連の方法ステップを示している。第１のステップにおいて、図１ａによれば、ＧａＡｓ半導体基板１が提供される。ｐドープ電流注入層１３、下部の分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）３、活性化領域４及び上部の分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）５を形成する積層部２は、半導体基板１上にエピタキシャルに成長される（図１ｂ）。２つのＤＢＲ３，５は、多くの対の半導体層のスタックであり、最も単純な場合においては、それぞれが、設計波長λ、即ち半導体材料におけるレーザの波長でλ／４の厚さである。各対は、高及び低屈折率の層、例えばＡｌＧａＡｓを有する。上部のＤＢＲ５は、レーザ波長で98〜99.9%（又は＞99.9%）の反射率をもつように設計され、それ故、２０よりも多いｐドープ層の対で形成される。下部のＤＢＲ３の場合において、このＤＢＲは、レーザ波長で50%〜95%の低反射率をもたらす４~１３対のｎドープ層のだけで形成される。この低反射率は、下部のＤＢＲ３の面が活性化領域４において生成された光の光出力側であることから必要である。活性化領域４は、量子井戸構造、例えばＧａＡｓで具現された３つのＩｎＧａＡｓの量子井戸で作られ得る。
【００３１】
次のステップにおいて、エピタキシャル層が通常の方法で構造化される。特に、ｐ又はｎ側に対する金属接触が提供される。
【００３２】
次のステップにおいて、支持基板として機能する補助基板６は、積層部２の上面に接合される（図１ｃ）。そして、半導体基板１は、エッチングにより除去される（図１ｄ）。このエッチングステップに続いて、メタライズ層７が積層部２の下側に堆積される（図１ｅ）。そして、ガラス基板８が、図１ｆによる積層部２の下側に接合される。メタライズ層７は、積層部２とガラス基板８との間に挟まれる。そして、補助基板６が除去され得る。その結果が、中間に挟まれたメタライズ層７もつガラス基板８上の積層部２である。そして、この基板及び積層部は、例えば切断（sawing）により、通常の方法で個々の部品又はチップ９に切断される。これらの部品の上側に対して、適切なヒートシンク１０が取り付けられる。これらの部品は、ガラス基板を介して光を放出し、例えば図２又は３に示された垂直外部共振器形面発光レーザの発光部品として用いられる。
【００３３】
図２は、部分切り取り図において斯様なＶＥＣＳＥＬに関する一例を示している。この図において、ガラス基板８に取り付けられた積層部２は、外部共振器の一方側に示され、反対側に外部ミラー１１が示される。外部ミラー１１は、ダイクロイックミラーであってもよく、外部共振器の第１の端部ミラーを表し、又は、スペクトル的に狭い（＜０．５ｎｍ）反射率を伴うＶＢＧであってもよい。第２の端部ミラーは、積層部２の上部のＤＢＲ５（この図においては下側）で形成される。図２及び図３中の同一の参照符号は、図１に関連して既に述べられたものと同一の部品を表す。ガラス基板８と外部ミラー１１との間において、更なる光学部品１２、例えば周波数倍増非線形光学結晶が設けられ得る。それにもかかわらず、他の光学部品が、外部ミラー１１とガラス基板８との間に設けられてもよい。ガラス基板８は、メタライズ層７及び高導電性ｐドープ層１３により積層部の面でカバーされ、後者は、積層部２をエピタキシャルに成長するときに予め形成されている。
【００３４】
好ましくは、半導体基板を除去する前に、層１３及び７の接触が、リソグラフィ及びそれに続くエッチングを介して行われる。この目的を達成するために、溝は、スタックをエピタキシャルに成長した後に積層部２においてエッチングされる。溝をエッチングした後、絶縁層及びそれに続く適切なメタライズ層が、ｐドープ注入層１３のためのｐ接触１４、及び、積層部の反対側のためのｎ接触１５を提供するために、堆積及び構造化される。
【００３５】
ヒートシンクは、積層部２の自由側にはんだ付又は接合され得る。全ての電気的接続及び熱的接触は、このヒートシンクを介して行われ得る。
【００３６】
この実施形態において、レンズ１６は、ガラス基板８の内部に形成される。斯様なレンズは、積層部への基板の接合に対する従来において既知の適切な技術により、例えばガラス基板８の内部のガラスの屈折率を適切に変更することにより、基板中に形成され得る。また、レンズのアレイがこのガラス基板中にスクライブ（scribe）されてもよい。更なる可能性は、ガラス基板の表面上にレンズを熱プレス又はモールドすることである。
【００３７】
図３は、ガラス基板８の内部にレンズがなく、ヒートシンク１０が取り付けられる点だけが図２の実施形態とは異なる他の実施形態を示している。このデバイスの他の構造は、図２を参照して既に述べられたものと同一である。
【００３８】
図４は、ガラス基板８の内部にレンズがなく、下部のＤＢＲ及び金属層がない点が図２の実施形態とは異なる他の実施形態を示している。このデバイスの他の構造は、図２を参照して既に述べられたものと同一である。
【００３９】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に示されて説明された一方で、斯様な例示及び説明が例示又は例であり限定ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。上記及び特許請求の範囲で述べられた異なる実施形態も組み合わせられ得る。開示された実施形態に対する他のバリエーションが、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解及び達成され得る。例えば、ＶＥＣＳＥＬは、ＶＥＣＳＥＬアレイを提供するために、並列配置の発光部品のアレイで形成されてもよい。この場合において、アレイは、単一の透明基板を共有する。
【００４０】
ガラス基板を、異なる光学機能をもつ他の透明プレートと組み合わせることも可能である。例えば、スタックが、ガラスプレート、非線形光学材料から作られたプレート、及び、外部ミラー（ＶＢＧ又はダイクロイック）から形成され得る。このスタックは、半導体構造への接合前に予め製造され得る。
【００４１】
全ての光学表面は、基本波のＩＲ放射又は周波数倍増（例えば緑）放射のいずれかのために、反射防止層により、又は、反射のダイクロイックコーティングにより、通常の方法で覆われ得る。
【００４２】
特許請求の範囲において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが利益をもたらすために用いられ得ないことを示すものではない。特許請求の範囲中の如何なる参照符号も、これらの請求項の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。
【符号の説明】
【００４３】
１ 半導体基板
２ 積層部
３ 下部のＤＢＲ
４ 活性化領域
５ 上部のＤＢＲ
６ 支持基板
７ メタライズ層
８ ガラス基板
９ 発光部品
１０ ヒートシンク
１１ 外部ミラー
１２ 周波数倍増結晶
１３ ｐドープ電流注入層
１４ ｐ接触
１５ ｎ接触
１６ 統合レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラーと、
前記外部共振器の第２の端部ミラーを形成する、レーザ発生波長に対する分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ；distributed Bragg reflector）と、
前記分布ブラッグ反射器の内側に設けられる、発光のための活性化領域と、
前記活性化領域及び前記分布ブラッグ反射器が少なくとも自身の一部を形成する積層部に取り付けられる、前記外部共振器の内部の光学的に透明な基板と、
前記分布ブラッグ反射器の外側で前記積層部に取り付けられるヒートシンクとを少なくとも有し、
電流注入層が、前記活性化領域と前記光学的に透明な基板との間に挟まれ、レーザ動作を可能にするように設計され又は設けられる、垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）。
【請求項２】
追加の金属層が、前記電流注入層と前記透明な基板との間に挟まれる、請求項１に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項３】
追加の分布ブラッグ反射器が、前記活性化領域と前記電流注入層との間に挟まれ、前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器の反射率よりもレーザ発生波長に対して低い反射率をもち、
前記追加の分布ブラッグ反射器は、４〜１３対の層で形成される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項４】
前記透明な基板は、前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器の反射率よりもレーザ発生波長に対して低い反射率を伴うダイクロイックのコーティングを有する、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項５】
前記光学的に透明な基板は、ガラス基板である、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項６】
他の光学部品が、前記外部ミラーと前記透明な基板との間の前記外部共振器の内部に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項７】
前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器は、２０よりも多い対の層で形成される、請求項３に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項８】
前記金属層は、前記活性化領域における電流分布、及び／又は、レーザの光学的挙動に影響を与えるように構造化される、請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項９】
前記金属層は、外部共振器内に形成するレーザ放射の定常波のノードに設けられる、請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１０】
前記ヒートシンクは、前記積層部に電気的に接触するための導体構造を有する、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１１】
前記透明な基板は、光学機能を実行するように設計される、特に、偏光子、レンズ又は周波数倍増結晶を形成するように設計される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１２】
前記透明な基板は、少なくとも幾つかが異なる光学機能を有する複数の異なる材料層のサンドイッチで形成される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１３】
垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）の発光部品を製造する方法であって、
発光のための活性化領域、上部の分布ブラッグ反射器を形成する上部層シーケンス、及び、半導体基板と前記活性化領域との間に挟まれたｎ又はｐドープ電流注入層を形成する少なくとも複数の層を有する積層部を、前記半導体基板上にエピタキシャルに成長させるステップと、
機械的サポート又はサブマウントを前記積層部の上側に取り付けるステップと、
前記半導体基板を除去するステップと、
光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップとを少なくとも有する、方法。
【請求項１４】
メタライズ層は、前記半導体基板を除去するステップと光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップとの間において、前記積層部の下側に堆積される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エピタキシャルに成長された前記積層部は、前記活性化領域と前記ｎ又はｐドープ電流注入層との間に下部の分布ブラッグ反射器を形成する下部層シーケンスを有する、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記機械的サポートは、前記積層部の上側に接合され、前記光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップの後に除去される、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記サブマウントは、前記積層部の上側に接合又ははんだ付けされる、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記メタライズ層は、光伝送のためのホールを提供するために、及び／又は、偏光子若しくはモデル制御のような追加の光学機能性を提供するために、構造化される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体基板は、ウエハー基板であり、
前記積層部は、前記ウエハー基板に複数の垂直発光ダイオードを並べて形成するためにエピタキシャルに成長され、前記光学的に透明な基板の結合の後に、生ずる基板及び前記積層部が、各部品が１又は幾つかの発光ダイオードを有する単一の部品に切断される、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１】
外部共振器の第１の端部ミラーを形成する外部ミラーと、
前記外部共振器の第２の端部ミラーを形成する、レーザ発生波長に対する分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ；distributed Bragg reflector）と、
前記分布ブラッグ反射器の内側に設けられる、発光のための活性化領域と、
前記活性化領域及び前記分布ブラッグ反射器が少なくとも自身の一部を形成する積層部に取り付けられる、前記外部共振器の内部の光学的に透明な基板と、
前記分布ブラッグ反射器の外側で前記積層部に取り付けられるヒートシンクとを少なくとも有し、
電流注入層が、前記活性化領域と前記光学的に透明な基板との間に挟まれ、レーザ動作を可能にするように設計され又は設けられる、垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）。
【請求項２】
追加の金属層が、前記電流注入層と前記透明な基板との間に挟まれる、請求項１に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項３】
追加の分布ブラッグ反射器が、前記活性化領域と前記電流注入層との間に挟まれ、前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器の反射率よりもレーザ発生波長に対して低い反射率をもち、
前記追加の分布ブラッグ反射器は、４〜１３対の層で形成される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項４】
前記透明な基板は、前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器の反射率よりもレーザ発生波長に対して低い反射率を伴うダイクロイックのコーティングを有する、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項５】
前記光学的に透明な基板は、ガラス基板である、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項６】
他の光学部品が、前記外部ミラーと前記透明な基板との間の前記外部共振器の内部に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項７】
前記第２の端部ミラーを形成する前記分布ブラッグ反射器は、２０よりも多い対の層で形成される、請求項３に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項８】
前記金属層は、前記活性化領域における電流分布、及び／又は、レーザの光学的挙動に影響を与えるように構造化される、請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項９】
前記金属層は、外部共振器内に形成するレーザ放射の定常波のノードに設けられる、請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１０】
前記ヒートシンクは、前記積層部に電気的に接触するための導体構造を有する、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１１】
前記透明な基板は、光学機能を実行するように設計される、特に、偏光子、レンズ又は周波数倍増結晶を形成するように設計される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１２】
前記透明な基板は、少なくとも幾つかが異なる光学機能を有する複数の異なる材料層のサンドイッチで形成される、請求項１又は請求項２に記載の垂直外部共振器形面発光レーザ。
【請求項１３】
垂直外部共振器形面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ; vertical extended cavity surface emission laser）の発光部品を製造する方法であって、
発光のための活性化領域、上部の分布ブラッグ反射器を形成する上部層シーケンス、及び、半導体基板と前記活性化領域との間に挟まれたｎ又はｐドープ電流注入層を形成する少なくとも複数の層を有する積層部を、前記半導体基板上にエピタキシャルに成長させるステップと、
機械的サポート又はサブマウントを前記積層部の上側に取り付けるステップと、
前記半導体基板を除去するステップと、
光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップとを少なくとも有する、方法。
【請求項１４】
メタライズ層は、前記半導体基板を除去するステップと光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップとの間において、前記積層部の下側に堆積される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エピタキシャルに成長された前記積層部は、前記活性化領域と前記ｎ又はｐドープ電流注入層との間に下部の分布ブラッグ反射器を形成する下部層シーケンスを有する、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記機械的サポートは、前記積層部の上側に接合され、前記光学的に透明な基板を前記積層部の下側に接合させるステップの後に除去される、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記サブマウントは、前記積層部の上側に接合又ははんだ付けされる、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記メタライズ層は、光伝送のためのホールを提供するために、及び／又は、偏光子若しくはモデル制御のような追加の光学機能性を提供するために、構造化される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体基板は、ウエハー基板であり、
前記積層部は、前記ウエハー基板に複数の垂直発光ダイオードを並べて形成するためにエピタキシャルに成長され、前記光学的に透明な基板の結合の後に、生ずる基板及び前記積層部が、各部品が１又は幾つかの発光ダイオードを有する単一の部品に切断される、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図１ｆ】
【図１ｇ】
【図１ｈ】
【図１ｉ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図１ｆ】
【図１ｇ】
【図１ｈ】
【図１ｉ】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１０−５２１８０６（Ｐ２０１０−５２１８０６Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５３２５３（Ｐ２００９−５５３２５３）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５０８５９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１４１６０
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５０８５９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１４１６０
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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