專(zhuān)利名稱(chēng)：具有改善的高頻特性的vcsel、半導(dǎo)體激光器件及光發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)處理或高速光通信的光源所使 用的表面發(fā)射型半導(dǎo)體激光元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，在諸如光通信或光存儲(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域，垂直腔面發(fā)射激光二極管 (下文中稱(chēng)為VCSEL)已越來(lái)越受到關(guān)注。與激光源所使用的邊緣發(fā)射型半導(dǎo)體激光器相比，VCSEL的優(yōu)勢(shì)在于， 它們需要較低的閾值電流并具有較小的功耗。邊緣發(fā)射型半導(dǎo)體激光器所 不具有的其他優(yōu)異特性有可容易地獲得圓的光斑；當(dāng)VCSEL在晶片上時(shí) 也可以進(jìn)行評(píng)價(jià)；以及可以按照二維陣列來(lái)排列光源。另一方面，因?yàn)?VCSEL的有源區(qū)的體積小(這導(dǎo)致低的閾值電流)，所以利用VCSEL難以獲 得超過(guò)10 mW的高光輸出。另一個(gè)缺點(diǎn)在于VCSEL的電阻通常為幾十到幾 百歐姆，這顯著地高于邊緣發(fā)射型半導(dǎo)體激光器的電阻(其為幾個(gè)歐姆)。迄今已經(jīng)采用了利用光纖的光通信用于數(shù)據(jù)傳輸，主要用于中到長(zhǎng)距 離(幾公里到幾十公里)的數(shù)據(jù)傳輸。這樣的傳輸使用了由石英制成的單 模光纖和激光發(fā)射峰值在1.31微米或1.55微米的長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域中的激光 器。這些是具有光纖中色散小或傳輸損耗極小的優(yōu)點(diǎn)的光源。然而，它們 也具有如下許多缺點(diǎn)例如，可能需要對(duì)器件進(jìn)行熱控制，或者可能需要 進(jìn)行光纖與激光器之間的光軸對(duì)準(zhǔn)。另外，主要的用戶(hù)是通信運(yùn)營(yíng)商，因 而這些光源針對(duì)普通消費(fèi)者制造的產(chǎn)品的數(shù)量較少，這使得使用這些光源 的系統(tǒng)本身很昂貴。現(xiàn)在，由于非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(ADSL)和有線電視(CATV)的普及， 已實(shí)現(xiàn)了比以往高十倍至百倍的高速與高容量數(shù)據(jù)傳輸，互連網(wǎng)用戶(hù)日益 增加。隨著這種增加，即使在普通家庭中也開(kāi)始需要更高速和更高容量的 數(shù)據(jù)傳輸，為許多家庭引入了光纖。然而，使用單模光纖(其主要用于中到長(zhǎng)距離的傳輸)與分布反饋(DFB)激光器(其在諸如家庭與電線桿之間的通常為幾米至最長(zhǎng)幾十米 的短距離中傳輸數(shù)據(jù))的組合是不經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于這樣短距離(幾百米以下) 的傳輸來(lái)說(shuō)，使用諸如多模硅石光纖或塑料光纖(P0F)的更廉價(jià)光纖更 為經(jīng)濟(jì)。因此，用于這些多模光纖的光源本身應(yīng)該是低廉的。另外，希望 不需要特別的光學(xué)系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因而，滿(mǎn)足這些要求的VCSEL是有希 望的候選之一。在諸如室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(indoor network)的局域網(wǎng)(LAN)的技術(shù)中，數(shù) 據(jù)傳輸速率已從每秒十兆比特增加到了每秒百兆比特。近來(lái)一些局域網(wǎng)提 供每秒一千兆比特的速率，希望在不遠(yuǎn)的將來(lái)將其增加到每秒十千兆比 特。使用由銅制成的雙絞線的電配線每秒可以提供至多一千兆比特。然而， 預(yù)計(jì)對(duì)于超過(guò)每秒一千兆比特的區(qū)域，電配線將面臨噪聲電阻方面的限制 并被光配線所取代。采用VCSEL作為每秒傳送十千兆比特的以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))所使用的 光配線的光源的情況越來(lái)越多，并且?guī)园l(fā)了這種VCSEL。對(duì)于高至數(shù)千兆 赫茲的調(diào)制帶寬來(lái)說(shuō)，目前是沒(méi)有問(wèn)題的。然而，為了進(jìn)一步增加調(diào)制帶 寬，應(yīng)采取一些措施。當(dāng)感抗小得可以忽略不計(jì)時(shí)，可以通過(guò)下面的公式(1)來(lái)表示3dB 下截止頻率(f，)(表示半導(dǎo)體激光元件的調(diào)制帶寬的指標(biāo))；3dB 2ttCR其中C是元件的電容，R是元件的電阻。如根據(jù)公式中所見(jiàn)，調(diào)制帶寬取 決于元件的CR時(shí)間常數(shù)，CR時(shí)間常數(shù)的減小可使得帶寬擴(kuò)大。如果發(fā)光區(qū)域的直徑增加，則可以降低元件的電阻。然而，發(fā)光區(qū)域 直徑增加不可避免地增大有源區(qū)的體積，這削弱了響應(yīng)性。因此，發(fā)現(xiàn)提 高響應(yīng)性的最容易的方式是減小元件的電容。為了減小VCSEL的元件的電容，提出了各種結(jié)構(gòu)。典型的示例包括聚酰亞胺埋入型結(jié)構(gòu)或共面電極結(jié)構(gòu)。在平行平板導(dǎo)體之間產(chǎn)生的電容C可以通過(guò)下面的公式(2)獲得 <formula>formula see original document page 10</formula>(2)
其中e。是真空介電常數(shù)(8.854X10—12F/m)， e s是材料固有的相對(duì)介電常 數(shù)，S是導(dǎo)體的面積，而d是導(dǎo)體之間的距離。在日本特開(kāi)2002-368334號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的聚酰亞胺埋入型結(jié)構(gòu)的情 況中，位于發(fā)光區(qū)域附近的臺(tái)底部被厚的聚酰亞胺所掩埋，厚的聚酰亞胺 夾在形成于其上面和下面的電極之間，來(lái)降低電極之間的電阻。 一般來(lái)說(shuō)， 難以形成厚的硅系絕緣膜。因此，該方法似乎是通過(guò)使用可以容易形成為 厚膜的絕緣聚酰亞胺來(lái)擴(kuò)大公式(2)中的導(dǎo)體之間的距離d。然而，聚酰亞胺材料固有的相對(duì)介電常數(shù)es —般大于硅系絕緣膜的 相對(duì)介電常數(shù)。聚酰亞胺的相對(duì)介電常數(shù)es通常是硅系絕緣膜的相對(duì)介 電常數(shù)的兩倍，因而應(yīng)說(shuō)明的是，聚酰亞胺膜應(yīng)比硅系絕緣膜的情況厚數(shù) 倍來(lái)減小電容。日本特開(kāi)2004-47532號(hào)公報(bào)公開(kāi)了共面電極結(jié)構(gòu)的激光器件。對(duì)于 通常的VCSEL， p側(cè)或n側(cè)中任一個(gè)上的兩表面的電極形成在基板的后表 面上。然而，在共面電極結(jié)構(gòu)中，p側(cè)和n側(cè)上的電極都形成在基板的主 表面，共面電極結(jié)構(gòu)具有三端子結(jié)構(gòu)，其中布置有夾著信號(hào)源端子的接地端子c該結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為用來(lái)降低高頻處的傳輸損耗，并確保與器件的阻抗匹 配。在該結(jié)構(gòu)中，不容易形成平行平板電容器，這導(dǎo)致電容減小相當(dāng)多。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問(wèn)題通過(guò)日本特開(kāi)2002-368334號(hào)公報(bào)或日本特開(kāi)2004-47532號(hào)公報(bào)中 示出的方法確實(shí)可以減小電容，并可以期望在響應(yīng)性方面有所改善。然而， 只減小電容改善響應(yīng)性的程度有限。作為深入研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)尤其是對(duì) 于曰本特開(kāi)2004-47532號(hào)公報(bào)中示出的共面電極結(jié)構(gòu)仍存在改善的余地。圖16是例示具有共面電極結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)VCSEL的結(jié)構(gòu)的平面圖。 該VCSEL包括基板上的用來(lái)發(fā)射激光的具有柱形臺(tái)(mesa)(或柱)結(jié)構(gòu) 的發(fā)光部l、以及布置在該臺(tái)的頂部的環(huán)形P側(cè)電極2。 P側(cè)電極2通過(guò)環(huán) 形接觸區(qū)3 (由陰影圖案示出)連接到臺(tái)的頂部上的P側(cè)接觸層。為了形成共面電極結(jié)構(gòu)，接地側(cè)上的n側(cè)電極4a和4b通過(guò)接觸孔電連接到有源 層下面的n型半導(dǎo)體層5 (由陰影圖案示出)，接觸孔延伸為圍繞發(fā)光部l 的大部分。為了增加n側(cè)電極4a和4b與n型半導(dǎo)體層5的接觸面積，特 別是在圖16中，ri側(cè)電極4a和4b與n型半導(dǎo)體層5的接觸部或接觸孔延 伸超過(guò)穿過(guò)發(fā)光部1中心的6 二 ^ (弧度)的線L，并具有比線L大的角度。 然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這種接觸部結(jié)構(gòu)，從P側(cè)電極2擴(kuò)散的載流子(箭頭 表示電流流動(dòng)的方向)誤入線L下面的區(qū)域6，這造成了所謂的電流擁擠 (current crowding)。這增加了無(wú)助于發(fā)光的再結(jié)合，并使得閾值電流 高于期望值。另外，盡管形成接地側(cè)上的兩個(gè)電極4a和4b來(lái)形成共面電極結(jié)構(gòu)， 但可以預(yù)計(jì)，這些電極的不適當(dāng)布置可能會(huì)導(dǎo)致磁力線之間的干擾，導(dǎo)致 傳輸損耗。同樣，對(duì)于致力于改善高頻特性的現(xiàn)有技術(shù)VCSEL的電極結(jié)構(gòu)，仍存 在改善的余地。本發(fā)明的一個(gè)目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，并提供一種具有優(yōu)異 高頻特性的VCSEL的共面電極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是在不使用復(fù)雜的 晶體生成或處理工藝的情況下以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)改善VCSEL的高頻特性和傳 輸損耗。 '技術(shù)方案本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種VCSEL，該VCSEL包括基板；形成在 所述基板上的第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的 有源層；形成在所述有源層上的第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述 基板的主表面上的第一電極配線；形成在所述基板的主表面上的第二電極 配線；以及形成在所述基板上的發(fā)光部。所述第一電極配線與所述第一半 導(dǎo)體層電連接。所述第二電極配線與所述第二半導(dǎo)體層電連接。所述發(fā)光 部發(fā)射激光。所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所 述發(fā)光部為中心形成在等于或大于k /2弧度且在h弧度內(nèi)的范圍中。優(yōu)選的是，所述接觸部是由與所述發(fā)光部的中心間隔開(kāi)第一距離的近
半徑rl的近似弧線以及與所述發(fā)光部的中心間隔開(kāi)第二距離的遠(yuǎn)半徑r2 的近似弧線所包圍的區(qū)域。此外，所述接觸部具有交角約為^/2弧度的近 似L形。在該情況下，優(yōu)選的是，所述第一電極配線具有對(duì)應(yīng)于所述接觸 部的近似L形的近似L形。而且，優(yōu)選的是，所述第一電極配線連接到第一電極焊盤(pán)，而所述第 二電極配線連接到第二電極焊盤(pán)，并且所述第一電極焊盤(pán)的中心與所述第 二電極焊盤(pán)的中心之間的距離等于或小于100微米，所述第一電極焊盤(pán)和 所述第二電極焊盤(pán)在所述基板的主表面上相互不交疊。所述第一電極配線 可以是由至少等于或大于四個(gè)層構(gòu)成的金屬多層膜制成的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明，由于所述接觸部以所述發(fā)光部為中心形成在等于或大于 /2弧度且在^弧度內(nèi)的范圍中，因此可以防止無(wú)助于激光發(fā)射的無(wú)效電 流的產(chǎn)生，并可以改善VCSEL的低閾值并使得光輸出增加。當(dāng)所述接觸部是由近半徑rl的近似弧線和遠(yuǎn)半徑r2的近似弧線所包 圍的區(qū)域時(shí)，所述發(fā)光部在h /2弧度的弧線角度的位置處最接近于所述接 觸部，載流子擴(kuò)散的距離是最短的。因此，這使得載流子平穩(wěn)地流動(dòng)，防 止無(wú)助于振蕩的無(wú)效電流的產(chǎn)生。當(dāng)所述接觸部是近似L形時(shí)，抑制了相互干擾，可以保持不隨時(shí)間改 變的穩(wěn)定的電磁場(chǎng)分布，并可以維持輸入信號(hào)的反射波損耗降低的狀態(tài)。 結(jié)果，因?yàn)檠刂龅谝浑姌O配線的配線方向產(chǎn)生的磁場(chǎng)在與所述配線水 平的平坦表面(對(duì)應(yīng)于芯片表面)中是垂直的，所以可以獲得高質(zhì)量的信 號(hào)傳輸。另外，通過(guò)將連接到所述第一電極配線的所述第一電極焊盤(pán)的中心與 連接到所述第二電極配線的所述第二電極焊盤(pán)的中心之間的距離設(shè)置為 通常不大于100微米，可以縮短對(duì)VCSEL進(jìn)行安裝和配線時(shí)的金屬導(dǎo)線。 因此，可以將對(duì)高頻特性的影響抑制到最小。而且，由于最終可以縮減芯 片尺寸，因此有利之處在于提高每晶片產(chǎn)量。所述第一電極配線通過(guò)所述接觸孔或開(kāi)口的底部與所述第一半導(dǎo)體 層接觸的金屬膜一般是由所使用的兩層或三層構(gòu)成的多層膜制成的。通過(guò)
制作至少有四層的金屬膜，提高了所述第一電極配線的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率， 并防止了局部焦耳熱的產(chǎn)生。


將基于下面的附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中-圖1例示了根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的平面圖和沿其中的線A-A截 取的示意性剖面圖；圖2A是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的概念的示意性平面圖， 圖2B示出了電流流動(dòng)；圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的共面電極結(jié)構(gòu)的示例性構(gòu) 成的示意性平面圖；圖4是其中安裝有VCSEL的半導(dǎo)體激光器件的分解立體圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的共面電極與副安裝部之間的 位置關(guān)系的平面圖；圖6是示出共面線的特征阻抗與k之間的關(guān)系的曲線圖；圖7A至7C示出了用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的制造步驟的 示意性剖面圖；圖8是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的制造步驟的示意性剖面圖；圖9是例示了圖4中所示的半導(dǎo)體激光器件中安裝有光學(xué)部件的模塊 的構(gòu)成的示意性剖面圖；圖10是例示了另一模塊的構(gòu)成的示意性剖面圖；圖11是例示了使用圖9中所示的模塊的光發(fā)送裝置的構(gòu)成的示意性 剖面圖；圖12例示了使用圖9中所示的模塊的空間傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成； 圖13是例示了光傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖； 圖14例示了光傳輸裝置的外觀構(gòu)成；圖15例示了使用圖14中的光傳輸裝置的視頻傳輸系統(tǒng)；并且 圖16例示了現(xiàn)有技術(shù)的VCSEL的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
將參照附圖給出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。根據(jù)示例性實(shí)施例的VCSEL優(yōu)選地包括形成在半導(dǎo)體基板上的柱形結(jié)構(gòu)(通常稱(chēng)為柱結(jié)構(gòu)或臺(tái)形狀)， 并從柱的頂部或底部發(fā)射激光。圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的示例的VCSEL的結(jié)構(gòu)的平面圖和沿著線 A-A截取的其剖面圖。如圖1所示，通過(guò)在半絕緣半導(dǎo)體基板12上依次堆 疊n型緩沖層14、 n型下多層反射膜16、夾在間隔體層18之間的有源層 20和p型上多層反射膜22來(lái)形成VCSEL 10。下多層反射膜16和上多層反射膜22形成分布式布喇格反射器(DBR)。 在基板12上，通過(guò)從上多層反射膜22進(jìn)行刻蝕以到達(dá)下多層反射膜16， 而形成柱形的柱P。柱P的側(cè)壁和外周部分由層間絕緣膜24所覆蓋并保護(hù)。在柱P的頂 部，形成穿過(guò)層間絕緣膜24的圓形接觸孔24a， p側(cè)接觸電極26形成并 定位于接觸孔24a中。p側(cè)接觸電極26電連接到上多層反射膜22，并從 上多層反射膜22向有源層20注入激光發(fā)射所需的電流。在柱P中的上多 層反射膜22的部分中，形成有電流限制層30。在電流限制層30中，形成 有從柱P的側(cè)面起被氧化的氧化區(qū)域30a。氧化區(qū)域30a包圍圓形的導(dǎo)電 區(qū)域，以限制電流和光。在p側(cè)接觸電極26的中心部分，形成有圓形的 開(kāi)口部28。開(kāi)口部28與柱P中包括的氧化區(qū)域30a —起限定了從有源層 20發(fā)射的激光的發(fā)射區(qū)域。在形成柱P的底部的下多層反射膜16中，通過(guò)刻蝕形成有到達(dá)緩沖 層14的開(kāi)口 32 (通孔)。圍繞柱P在一定的范圍中形成有開(kāi)口 32。包括 開(kāi)口 32在內(nèi)的下多層反射膜16覆蓋有層間絕緣膜24，但在開(kāi)口 32的底 部，在層間絕緣膜24中形成有接觸孔24b。 n側(cè)電極34被布置為圍繞對(duì) 應(yīng)于開(kāi)口 32的形狀的柱P。 n側(cè)接觸電極34通過(guò)接觸孔24b電連接到緩 沖層14。同樣，可以獲得在基板的主表面上形成有p側(cè)接觸電極26和n 側(cè)接觸電極34的共面電極結(jié)構(gòu)。下面將參照作為示意性平面圖的圖2A和圖2B，來(lái)描述示例性共面電
極結(jié)構(gòu)。如上所述，在柱P的附近(圖2A和圖2B的上部)，形成有其最 深部分到達(dá)n型緩沖層14的開(kāi)口 32。開(kāi)口 32形成n側(cè)接觸電極34的接 觸部40 (由虛線包圍的區(qū)域)。n偵幡觸電極34的各端子連接到矩形電極 焊盤(pán)42a和42b， p側(cè)接觸電極26連接到圓形電極焊盤(pán)44。根據(jù)本示例的共面電極結(jié)構(gòu)的特征在于，柱P的頂部的開(kāi)口部28的 中心C，換言之即在以柱P的發(fā)光部的光軸為中心時(shí)的接觸部40 (或開(kāi)口 32)形成在中心C的內(nèi)角e為兀/2《e〈n (弧度)的范圍中。接觸部40的形狀可以是弧線形、弧形或L形。接觸部40優(yōu)選地是L 形，并且其拐角是n/2弧度。n側(cè)接觸電極34被構(gòu)圖為L(zhǎng)形以覆蓋接觸 部40，并與接觸部40的形狀一致。如圖2A所示，更具體地說(shuō)，接觸部40形成在由與柱的發(fā)光中心C間 隔開(kāi)一定距離的近半徑rl的大致弧線與間隔開(kāi)得比上述距離更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)半 徑r2的大致弧線所夾出的區(qū)域中。由兩個(gè)弧線形成的角9等于或大于兀 /2弧度，并小于k弧度。到柱P的最近的部分根據(jù)由限定接觸部40的弧 線所形成的角0而變化。當(dāng)角9等于或大于"/2弧度時(shí)，發(fā)光部在9 二 jr /2的位置處最接近接觸部。應(yīng)注意，在角6小于it/2弧度的情況下，發(fā)光部最接近最大角度處的位置。相反，在角e等于或大于/2弧度的情況下，發(fā)光部在8=^/2的位置處最接近接觸部40。圖2B示意性地示出了從p側(cè)接觸電極注入的電流的流動(dòng)。從p側(cè)接 觸電極26注入的電流沿方向Fl流動(dòng)。注入的載流子通過(guò)由氧化區(qū)域30a 構(gòu)成的電流限制層30在方向F2上擴(kuò)散，并到達(dá)n側(cè)接觸電極34。此時(shí)， 載流子立即朝向接觸部40擴(kuò)散。對(duì)載流子而言，以最短的距離到達(dá)接觸 部40是最有效的。換言之，將0設(shè)置為處在等于或大于tt /2弧度且小于 k弧度的范圍中的角度的原因是為了使通過(guò)電極注入的載流子擴(kuò)散的距 離盡可能短。這使得載流子平穩(wěn)地流動(dòng)，并防止發(fā)生無(wú)助于激光發(fā)射的無(wú) 效電流。另一方面，從p側(cè)接觸電極26注入的載流子穿過(guò)器件到達(dá)開(kāi)口 32中 電連接的n側(cè)接觸電極34，并在n側(cè)電極焊盤(pán)42a、 42b和p側(cè)電極焊盤(pán) 44之間傳播。圖3例示了電流的流動(dòng)F以及磁場(chǎng)H的方向。如圖3所示，
載流子(電流)的流動(dòng)F基于安培法則(右手螺旋法則)產(chǎn)生磁場(chǎng)H。n側(cè)接觸電極34的形狀是近似L形，象飛鏢一樣，由其兩邊形成的 角度為^/2弧度。通過(guò)形成直角，沿著n側(cè)接觸電極34的兩個(gè)配線方向 而產(chǎn)生的兩個(gè)磁場(chǎng)H在器件的表面上相交。這不會(huì)造成相互干擾，并保持 不隨時(shí)間改變的穩(wěn)定的電磁場(chǎng)分布。結(jié)果，可以期望降低進(jìn)入的信號(hào)的反 射波損耗并提高調(diào)制帶寬。圖4是例示了安裝有圖1中示出的VCSEL的半導(dǎo)體激光器件的示意性 構(gòu)成的分解立體圖。半導(dǎo)體激光器件50包括金屬底座(基座(stem)) 52 和要安裝在底座52上的蓋54。在底座52的背面上，附接有多個(gè)引線端子 56，在底座52的正面上，安裝有矩形的副安裝部58。副安裝部58例如是 通過(guò)在絕緣陶瓷元件的表面上利用為微帶線的金屬層進(jìn)行金屬化而形成 的。在副安裝部58上，安裝有圖1中示出的VCSEL IO和用于進(jìn)行監(jiān)測(cè)的 感光元件60。在蓋54的中心部分，形成有窗62，從VCSEL 10發(fā)射的激 光穿過(guò)窗62。圖5是示出共面電極與副安裝部之間的位置關(guān)系的平面圖。在圖5中， 連接到P側(cè)接觸電極26的電極焊盤(pán)44的中心與連接到n側(cè)接觸電極34 的電極焊盤(pán)42a和42b的中心之間的距離L。為100微米。電極焊盤(pán)42a和 42b中每一個(gè)的寬度都是60微米。這些值例如是根據(jù)基板材料(在該示例 中為砷化鎵)的介電常數(shù)、共面電極線的取決于配線金屬的厚度的特征阻 抗而確定的。在副安裝部58上，形成有用于接地的微帶線70a和70b，在微帶線 70a與70b之間形成有用于信號(hào)輸入的微帶線72。 VCSEL芯片10側(cè)的電極 焊盤(pán)42a和42b通過(guò)接合線74a和74b連接到微帶線70a和70b。電極焊 盤(pán)44通過(guò)接合線76連接到微帶線72。微帶線70a、 70b和72通過(guò)接合線 (未示出)進(jìn)一步電連接到底座側(cè)的引線56 。微帶線70a、 70b和72的特征阻抗與在等于或大于約5 GHz的頻率處 工作的VCSEL的負(fù)荷阻抗大概匹配。圖6是示出了共面線的特征阻抗與k 之間的關(guān)系的曲線圖(Kazuhiko Honjo撰寫(xiě)的"Ultra-high frequency electronics" , The Nikkan Kogyo Shimbun， Ltd. ， 1999年)。k可以表述
為fW/(W+2G)，其中W是信號(hào)輸入用線的寬度，G是從該線到其兩側(cè)上的 接地用線的距離。例如，當(dāng)特征阻抗與約50歐姆相匹配時(shí)，根據(jù)圖6的曲線圖，K等 于或大于約0.5 (針對(duì)GaAs的曲線)。因此，將副安裝部58的微帶線70a 和70b與微帶線72之間的距離D設(shè)置為10微米，并將微帶線72的寬度 Wl設(shè)置為40微米。將電極焊盤(pán)42a和42b的中心與電極焊盤(pán)44的中心之間的距離L。設(shè) 置為100微米并將微帶線的距離D和寬度Wl設(shè)置為上述值的另一優(yōu)點(diǎn)在 于，可以縮短接合線74a、 74b和76 (它們是與介于VCSEL 10與金屬底座 52之間的副安裝部58的配線)的長(zhǎng)度。這在改善器件的高頻特性方面是 有效的。電極焊盤(pán)中心之間的距離L。不必限制為如上所述的100微米，可以進(jìn) 一步縮短這些中心之間的距離L。。然而，如果電極焊盤(pán)在器件的表面上交 疊，則它們不用作獨(dú)立的電極。因此，在中心之間的距離L。等于或小于 100微米的情況下，應(yīng)根據(jù)中心距離適當(dāng)?shù)剡x擇電極焊盤(pán)的寬度。此外，在根據(jù)本示例的共面電極結(jié)構(gòu)中，將n側(cè)接觸電極34制成與 開(kāi)口 32的底部上露出的緩沖層14電接觸，由從底層起按照鈦、金、金-鍺合金、金的順序的四層制成金屬膜。由砷化鎵制成的緩沖層14是通過(guò) 刻蝕而形成的露出層，因此雜質(zhì)易于粘附于該層，難以獲得與柱的頂部相 比的歐姆特征。因此，在開(kāi)口 32中設(shè)置了由鈦和金制成的下層電極之后， 在下層電極的上面設(shè)置由鍺合金和金制成的上層電極，以改善歐姆阻抗。上層電極是長(zhǎng)的并具有近似L形，因而熱量通過(guò)該電極而耗散。因此， 可預(yù)計(jì)，這將產(chǎn)生器件的導(dǎo)熱率提高且防止局部焦耳熱的生成的效果。下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)示例的VCSEL。在下面的描述中，材料的標(biāo) 記使用化學(xué)符號(hào)(元素符號(hào)或化學(xué)式)。如圖7A所示，根據(jù)示例的VCSEL是通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積 (MOCVD)在半絕緣的GaAs基板12上依次堆疊下述的層而形成的，這些 層是由n型GaAs層制成的緩沖層14;由n型Al。.8Gaa2As層和n型ALuGa^As 層的多層疊層制成的下多層反射膜16;由n型Al。.4Ga。.6AS層制成的間隔體
層18;由非摻雜的Al。.2Ga。.8AS層制成的勢(shì)壘層和由非摻雜的GaAs層制成 的量子阱層的疊層制成的有源層20;以及由p型Al^Ga^As層和p型 Al。aGa。,9As層的多層疊層的制成的上多層反射膜22。緩沖層14是由厚度為2微米的GaAs制成的單層，在摻雜硅作為n型 雜質(zhì)后的載流子濃度為1X 1019 cm:形成下多層反射膜16的各層的厚度是入/4nr (其中人是激光發(fā)射波 長(zhǎng)，nr是介質(zhì)的光折射率)。膜16是通過(guò)交替地堆疊34. 5個(gè)周期的具有不 同鋁組成比的兩個(gè)層而制成的。在摻雜硅作為n型雜質(zhì)后的載流子濃度為 5X1018cm—3。有源層20是通過(guò)交替地堆疊厚度為8nm的由非摻雜GaAs層制成的量 子阱有源層和厚度為5nm的由非摻雜AlQ.2Ga。.8AS層制成的勢(shì)壘層(其中外 層是勢(shì)壘層)而形成的。有源層20布置在由非摻雜AlQ.4Ga。.BAS層制成的 間隔體層18的中心部分上。這樣設(shè)計(jì)是為了使得包含量子阱有源層20和 勢(shì)壘層的間隔體層18的膜厚度變?yōu)锳 Air的整數(shù)倍。根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的 有源層20，可以獲得波長(zhǎng)為850 mri的輻射光。與下多層反射膜16的情況相同，形成上多層反射膜22的各個(gè)層的厚 度是入/4nr。上多層反射膜22是通過(guò)交替地堆疊22個(gè)周期的具有不同鋁 組成比的兩個(gè)層而制成的。在摻雜碳作為p型雜質(zhì)后的載流子濃度為5X 1018Cnf3。盡管未具體示出，但代替Ak8GaQ.2AS，上多層反射膜22的最底層是 高度為30nm并具有高于其他層的鋁組成比的AlAs。這是因?yàn)樵谠搶拥牟?分中稍后形成氧化區(qū)域從而使其成為電流限制部，并同時(shí)限制光而限定了 發(fā)光區(qū)域。上多層反射膜22的周期數(shù)(層數(shù))少于下多層反射膜16的周期數(shù)的 原因是為了造成上部和下部之間的反射率差、并從基板的上表面產(chǎn)生激 光。另外，盡管未詳細(xì)地描述，但是出于降低器件的串聯(lián)電阻的目的，在 AlQ.8Gaa2As層與AktGa。,gAs層之間設(shè)置有具有這兩個(gè)AlGaAs層的中間鋁組 成比的中間層。盡管未具體地示出，但是代替Al。；a。,9As，上多層反射膜22的最上
層是厚度為20 nm的p型GaAs層，用以獲得與稍后描述的p側(cè)接觸電極 26的歐姆接觸。在摻雜鋅作為p型雜質(zhì)后的載流子濃度為1 X 1019cm—3。接著，如圖7B所示，通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕(RIE)在外延基板上形成直 徑為50 um的柱形結(jié)構(gòu)。在高溫蒸汽環(huán)境中對(duì)其上形成有柱P的基板進(jìn)行熱處理以形成氧化 區(qū)域30a。插入在上多層反射膜22的最底層中的AlAs層30具有比其他層 明顯快得多的氧化速度，因此，氧化從柱的外周部分開(kāi)始，其化學(xué)組成變 為氧化鋁(A1203)。 Al203具有高絕緣特性和比其周?chē)鷧^(qū)域更低的折射率， 因此形成了電流限制及限光層。接著如圖7C所示，進(jìn)一步通過(guò)RIE,在柱P附近形成開(kāi)口 32。在由 距柱P的發(fā)光中心的近半徑rl的弧線和遠(yuǎn)半徑r2的弧線所夾出的區(qū)域中 形成開(kāi)口 32。接著如圖8所示，在包括露出的柱側(cè)面和通孔的側(cè)面的基板的上表面 上，沉積膜厚度為0.5 iiiii的氮化硅(Si隊(duì))。然后分別在柱的頂部和幵口 32的底部形成接觸孔24a和24b。留下的Si隊(duì)用作層間膜(絕緣膜)24。接著，為了獲得與上多層反射膜22的最上層中形成的p型GaAs層的 電接觸以及與n型緩沖層14的電接觸，在柱的頂部和開(kāi)口 32的底部的每 一個(gè)處，形成由鈦-金兩層結(jié)構(gòu)(Ti/Au)制成的下層金屬膜。在柱P的頂 部處的下層金屬膜中，在中心部分中形成直徑為20um的開(kāi)口部28以用 于發(fā)光。盡管未示出，但是形成了實(shí)施用的引出配線和電極焊盤(pán)，下層'金 屬膜用作P側(cè)接觸電極26。在加到由Ti/Au制成的下層金屬膜的開(kāi)口 32中，加入由金-鍺和金 (Au-Ge/Au)的兩層結(jié)構(gòu)制成的構(gòu)圖為L(zhǎng)形的上層金屬膜。盡管未示出， 但同時(shí)構(gòu)圖出實(shí)施用的引出配線和電極焊盤(pán)，該層用作n側(cè)接觸電極34。如上所述，根據(jù)示例，可以獲得具有改善的高頻特性的VCSEL。另一 優(yōu)點(diǎn)是減小了無(wú)效電流。這改善了器件的響應(yīng)特性以及可靠性。此外，長(zhǎng) 度很長(zhǎng)的電配線改進(jìn)了散熱性，由此可以高再現(xiàn)性和穩(wěn)定性地獲得發(fā)光效 率高且響應(yīng)特性更好的VCSEL。在上述示例中，柱P具有柱形形狀；然而，它例如可以是直角棱柱形
狀，并且可以在本發(fā)明的操作原理的范圍內(nèi)根據(jù)需要選擇形狀。此外，在各個(gè)示例中，隔著有源層，基板遠(yuǎn)側(cè)的導(dǎo)電類(lèi)型是p型，而近側(cè)是n型；然而也不必限于這些示例，導(dǎo)電類(lèi)型也可以反過(guò)來(lái)。在根據(jù)這些示例的VCSEL中，示出了砷化鎵系的化合物半導(dǎo)體激光 器；然而，不必限于這種材料。它可以是使用了氮化鎵系或砷化銦鎵系的 材料的半導(dǎo)體激光器，從而可以適當(dāng)?shù)馗淖兗す獍l(fā)射波長(zhǎng)。另外，根據(jù)這些示例，對(duì)于通過(guò)氧化步驟成為電流限制及限光部分的 氧化區(qū)域30a，使用了不包含鎵的AlAs層。然而，不必限于這種材料，可 以使用Al。.9sGa。.。2As層或晶格(lattice)與半導(dǎo)體基板匹配且具有比周?chē)?的半導(dǎo)體層高得多的氧化速度的材料。另外，根據(jù)這些示例，插入氧化區(qū) 域30a的位置在間隔體層18的上面；然而，可以插入在間隔體層18的下 面，或者可以既插入在間隔體層18的上面又插入在間隔體層18的下面。圖9是例示了圖4中所示的半導(dǎo)體激光器件上的其上安裝有光學(xué)部件 的模塊的示例的示意性剖面圖。對(duì)與圖4中的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，保留相同 的標(biāo)號(hào)。在模塊300中，在蓋54的發(fā)射窗62中固定有球透鏡310。將球 透鏡310的光軸定位為與柱的頂部處的開(kāi)口部28的近似中心一致?？梢?調(diào)節(jié)VCSEL 10與球透鏡310之間的距離，使得球透鏡310包含在來(lái)自VCSEL 10的激光的輻射角6 1內(nèi)。圖10例示了優(yōu)選地用于稍后描述的空間傳輸系統(tǒng)的另一模塊的構(gòu) 成。在圖10所示的封裝302中，代替使用球透鏡310，在蓋54的中心的 發(fā)射窗62中固定有平窗蓋(玻璃)320。將平窗蓋(玻璃)320的中心定 位為與VCSEL 10的光軸一致。可以調(diào)節(jié)VCSEL 10與平窗蓋(玻璃)320 之間的距離，使得平窗蓋(玻璃)320的開(kāi)口直徑等于或大于來(lái)自VCSEL 10 的激光的輻射角9 1。圖11是例示了將圖9中所示模塊或封裝應(yīng)用于光發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的 剖面圖。光發(fā)送裝置400包括固定到基座52的柱形殼體410、在殼體410 的端面上與殼體410 —體地形成的套筒420、保持在套筒420的開(kāi)口 422 中的套圈430以及由套圈430保持的光纖440。在沿基座52的周向形成的凸緣312中，固定了殼體410的端部。套 圈430準(zhǔn)確地定位在套筒420的開(kāi)口 422中，光纖440的光軸與球透鏡310 的光軸對(duì)準(zhǔn)。在套圈430的通孔432中，保持了光纖440的芯。通過(guò)球透鏡310來(lái)聚集從VCSEL 10的表面發(fā)射的激光。所聚集的光 注入到光纖440的芯中并被發(fā)送。盡管在上述示例中使用了球透鏡310， 但也可以使用諸如雙凸透鏡或平-凸透鏡的其他透鏡。另外，光發(fā)送裝置 400可包括用于將電信號(hào)施加到引線56的驅(qū)動(dòng)電路。此外，光發(fā)送裝置 400可以具有接收功能用以通過(guò)光纖440來(lái)接收光信號(hào)。圖12例示了空間傳輸系統(tǒng)中使用了圖9中所示封裝的結(jié)構(gòu)?？臻g傳 輸系統(tǒng)500包括模塊300、會(huì)聚透鏡510、散射板520以及反射鏡530。在 空間傳輸系統(tǒng)500中，代替模塊300所用的球透鏡310，而使用了會(huì)聚透 鏡510。由會(huì)聚透鏡510聚集的光通過(guò)反射鏡530的開(kāi)口 532而被散射板 520反射。該反射光朝向反射鏡530反射。反射鏡朝向預(yù)定方向反射該反 射光，以執(zhí)行光傳輸。對(duì)于用于空間傳輸?shù)墓庠矗梢允褂枚帱c(diǎn)型VCSEL 來(lái)獲得更高的輸出。圖13例示了其中使用VCSEL作為光源的光傳輸系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)。 光傳輸系統(tǒng)600包括包含VCSEL芯片10的光源610;光學(xué)系統(tǒng)620，例 如用于聚集從光源610發(fā)射的激光；光接收器630，用于接收從光學(xué)系統(tǒng) 620輸出的激光；以及控制器640，用于控制對(duì)光源610的驅(qū)動(dòng)。控制器 640向光源610提供用于驅(qū)動(dòng)VCSEL的脈沖信號(hào)。利用用于空間傳輸?shù)墓?纖或反射鏡將從光源610發(fā)射的光經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)620傳輸?shù)焦饨邮掌?30。 光接收器630例如用光電二極管來(lái)檢測(cè)激光。光接收器630能夠通過(guò)控制 信號(hào)650來(lái)對(duì)控制器640的操作(例如，光傳輸?shù)拈_(kāi)始定時(shí))進(jìn)行控制。接著，將描述光傳輸系統(tǒng)所用的光傳輸裝置的結(jié)構(gòu)。圖14是光傳輸 裝置的外觀圖。光傳輸系統(tǒng)700包括外殼710;光信號(hào)發(fā)送/接收連接器 720;光發(fā)射/光接收元件730;電信號(hào)線纜連接器740;電源輸入部750; 用于表示正常工作的LED760;用于表示異常的LED770、 DVI連接器780; 以及發(fā)送電路板/接收電路板790。圖15例示了使用光傳輸裝置700的視頻傳輸系統(tǒng)。視頻傳輸系統(tǒng)800包括視頻信號(hào)發(fā)生器810;圖像顯示器820;用于DVI的電纜830;發(fā)送 模塊840;接收模塊850;用于視頻信號(hào)傳輸光信號(hào)的連接器860;光纖870;用于控制信號(hào)的線纜連接器880;電源適配器890;以及用于DVI的 電纜900。為了將在視頻信號(hào)發(fā)生器810處產(chǎn)生的視頻信號(hào)發(fā)送到諸如液 晶顯示器的圖像顯示器820，使用圖14所示的光傳輸裝置。對(duì)示例的前述描述是為了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在窮 舉或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的確切形式。因此，應(yīng)理解的是，在滿(mǎn)足本發(fā) 明的要求的范圍內(nèi)可以通過(guò)其他方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的VCSEL具有優(yōu)異的高頻特性，并可以用作用 于光纖通信、光互連等的光源。
權(quán)利要求
1、一種垂直腔面發(fā)射激光器，該垂直腔面發(fā)射激光器包括基板；形成在所述基板上的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接；形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光部為中心形成在等于或大于約π/2弧度且在約π弧度內(nèi)的范圍中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述接觸部 是由與所述發(fā)光部的中心間隔開(kāi)第一距離的近半徑rl的近似弧線以及與 所述發(fā)光部的中心間隔開(kāi)第二距離的遠(yuǎn)半徑r2的近似弧線所包圍的區(qū) 域。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述接觸部 具有交角約為h /2弧度的近似L形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述第一電 極配線具有與所述接觸部的近似L形對(duì)應(yīng)的近似L形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述第一電 極配線連接到第一電極焊盤(pán)，所述第二電極配線連接到第二電極焊盤(pán)， 并且所述第一電極焊盤(pán)的中心與所述第二電極焊盤(pán)的中心之間的距離等 于或小于約100微米，所述第一電極焊盤(pán)和所述第二電極焊盤(pán)在所述基 板的主表面上相互不交疊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述第一電 極配線是由至少等于或大于四個(gè)層構(gòu)成的金屬多層膜制成的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括其中堆疊有具有不同鋁組份的AlGaAs層的第一反射層，所述 第二半導(dǎo)體層包括其中堆疊有具有不同鋁組份的AlGaAs層的第二反射 層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述接觸部 包括形成在所述第一半導(dǎo)體層中的開(kāi)口，所述第一電極配線通過(guò)該開(kāi)口 電連接到所述第一反射層的AlGaAs層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述第一半 導(dǎo)體層包括雜質(zhì)濃度高于AlGaAs層的第一導(dǎo)電類(lèi)型的GaAs緩沖層，所 述第一電極配線通過(guò)所述開(kāi)口電連接到所述緩沖層。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述發(fā)光 部包括柱形臺(tái)和形成在該臺(tái)的頂部處的其中心具有開(kāi)口的電極，其中， 所述電極連接到所述第二電極配線。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其中，所述臺(tái)至 少包括第二半導(dǎo)體層，該第二半導(dǎo)體層包括從所述臺(tái)的側(cè)面起被氧化的 氧化區(qū)域和包含由所述氧化區(qū)域包圍的導(dǎo)電區(qū)域的電流限制層。
12、 一種半導(dǎo)體激光器件，該半導(dǎo)體激光器件包括 垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及 所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到第一 電極焊盤(pán)和第二 電極焊盤(pán)，所述垂直腔面發(fā)射激光fe件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接; 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部 用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光 部為中心形成在等于或大于約"/2弧度且在約m弧度內(nèi)的范圍中。
13、 一種模塊，該模塊包括 半導(dǎo)體激光器件；以及 光學(xué)件，所述半導(dǎo)體激光器件包括垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面 發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到第一電極焊盤(pán)和第二 電極焊盤(pán)，所述垂直腔面發(fā)射激光器件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部 用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光 部為中心形成在等于或大于約tt /2弧度且在約弧度內(nèi)的范圍中。
14、 一種光發(fā)送裝置，該光發(fā)送裝置包括-模塊；以及發(fā)送單元，該發(fā)送單元通過(guò)光學(xué)介質(zhì)來(lái)發(fā)送從所述模塊發(fā)射的激光， 所述模塊包括半導(dǎo)體激光器件和光學(xué)件，所述半導(dǎo)體激光器件包括垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面 發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到第一電極焊盤(pán)和第二 電極焊盤(pán)， 所述垂直腔面發(fā)射激光器件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一 電極配線，所述第一 電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部 用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光 部為中心形成在等于或大于約^/2弧度且在約"弧度內(nèi)的范圍中。
15、 一種光空間傳輸裝置，該光空間傳輸裝置包括 模塊；以及在空間上傳輸從所述模塊發(fā)射的光的傳輸單元， 所述模塊包括半導(dǎo)體激光器件和光學(xué)件，所述半導(dǎo)體激光器件包括垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面 發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到第一電極焊盤(pán)和第二 電極焊盤(pán)，所述垂直腔面發(fā)射激光器件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接; 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部 用于發(fā)射激光，所述第一 電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光 部為中心形成在等于或大于約"/2弧度且在約"弧度內(nèi)的范圍中。
16、 一種光發(fā)送系統(tǒng)，該光發(fā)送系統(tǒng)包括 模塊；以及發(fā)送單元，該發(fā)送單元發(fā)送從所述模塊發(fā)射的激光， 所述模塊包括半導(dǎo)體激光器件和光學(xué)件，所述半導(dǎo)體激光器件包括垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面 發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到第一 電極焊盤(pán)和第二 電極焊盤(pán)，所述垂直腔面發(fā)射激光器件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部 用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光 部為中心形成在等于或大于約k /2弧度且在約弧度內(nèi)的范圍中。 17、 一種光空間傳輸系統(tǒng)，該光空間傳輸系統(tǒng)包括 模塊；以及傳輸單元，該傳輸單元空間地傳輸從所述模塊發(fā)射的光， 所述模塊包括半導(dǎo)體激光器件和光學(xué)件，所述半導(dǎo)體激光器件包括垂直腔面發(fā)射激光器件；所述垂直腔面 發(fā)射激光器安裝于其上的安裝件；以及所述安裝件安裝于其上的底座，所述安裝件包括形成于其上的第一傳輸線和第二傳輸線，所述第一 傳輸線和所述第二傳輸線中的每一個(gè)分別電連接到所述第一電極焊盤(pán)和 所述第二電極焊盤(pán)，所述垂直腔面發(fā)射激光器件包括基板；形成在所述基板上的第一 導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成 在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主 表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接; 形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與 所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部用于發(fā)射激光，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光部為中心形成在等于或大于約n /2弧度且在約k弧度內(nèi)的范圍中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有改善的高頻特性的垂直腔面發(fā)射激光器、半導(dǎo)體激光器件及光發(fā)送裝置。該垂直腔面發(fā)射激光器包括基板；形成在所述基板上的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層上的有源層；形成在所述有源層上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述基板的主表面上的第一電極配線，所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接；形成在所述基板的所述主表面上的第二電極配線，所述第二電極配線與所述第二半導(dǎo)體層電連接；以及形成在所述基板上的發(fā)光部，該發(fā)光部用于發(fā)射激光。所述第一電極配線與所述第一半導(dǎo)體層電連接的接觸部以所述發(fā)光部為中心形成在等于或大于π/2弧度并且在π弧度之內(nèi)的范圍中。
文檔編號(hào)H01S5/183GK101127433SQ20071009106
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者中村毅, 向山尚孝, 植木伸明, 石井亮次 申請(qǐng)人:富士施樂(lè)株式會(huì)社