專利名稱：帶光檢部的面發(fā)光半導(dǎo)體激光器及制造法和用它的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器及其制造方法，以及應(yīng)用了這種帶有光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的傳感器。
作為把用光電二極管、晶體管等構(gòu)成的光檢測(cè)部分和半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光部分作成一對(duì)來(lái)使用的裝置，比如用光進(jìn)行信息記錄和再生的光拾波器(pickup)，是大家都知道的。這種裝置使半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光對(duì)記錄媒體入射、并用光檢測(cè)部分檢測(cè)其反射光以進(jìn)行信息的記錄和再生。而在光互連(interconnection)和光計(jì)算機(jī)中，用入射到光檢測(cè)部分的光給半導(dǎo)體激光器通電，并根據(jù)入射到光檢測(cè)部分上去的光強(qiáng)度從該半導(dǎo)體激光器中射出激光。
在帶有這類光檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光器中，必須嚴(yán)密地設(shè)定光檢測(cè)部分和半導(dǎo)體激光器之間的位置關(guān)系。
在光檢測(cè)部分與半導(dǎo)體激光器分開(kāi)來(lái)制作的情況下，兩者之間的位置關(guān)系取決于之后的裝配精度，要想保持高裝配精度，存在著一個(gè)限度。
另一方面，在特開(kāi)平5-190478、特開(kāi)平6-209138號(hào)公報(bào)中，有人提出了在同一基板上形成光檢測(cè)部分和發(fā)光部分的方案。
在述于這些公報(bào)中的發(fā)明中，在同一基板上同時(shí)進(jìn)行晶體生長(zhǎng)以形成對(duì)光檢測(cè)部分和發(fā)光部分來(lái)說(shuō)所必需的晶體生長(zhǎng)層。這樣，光檢測(cè)部分和發(fā)光部分之間的位置關(guān)系由光刻工序中的圖形化精度決定，故可以確保高位置精度。
但是，在發(fā)光部分與光檢測(cè)部分中，對(duì)同一晶體生長(zhǎng)層所求出的最佳條件互不相同，若在對(duì)一方的器件特性合適的工藝條件下形成晶體生長(zhǎng)層，則存在著使另一方的器件特性變壞的問(wèn)題。
特別是若在對(duì)發(fā)光部分的器件特性滿意的工藝條件下生長(zhǎng)單晶時(shí)，將使光檢測(cè)部分的靈敏度變壞，以致不能用光檢測(cè)部分精度良好地檢測(cè)出微弱強(qiáng)度的光。
本發(fā)明的目的是提供一種雖然在同一基板上形成發(fā)光部分和檢測(cè)部分，但卻具有可同時(shí)良好地確保在發(fā)光部分上的激光振蕩特性和在光檢測(cè)部分上的靈敏度特性的檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器及其制造方法以及應(yīng)用了這種激光器的傳感器。
在具有本發(fā)明所涉及的光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器中，在半導(dǎo)體基板上的第1、第2區(qū)域中分別疊層形成第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。在基板上的第1區(qū)域里形成發(fā)光部分，因此，在第1區(qū)域的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上邊，在與上述半導(dǎo)體基板垂直的方向上形成了發(fā)射光的光諧振器。在基板上的第2區(qū)域里形成光檢測(cè)部分，并用該第2區(qū)域的上述第1；第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層構(gòu)成光電二極管。接下來(lái)，上述第1區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度被形成為大于1μm并被用作用于向上述光諧振器注入電流的下部電極。再在上述第2區(qū)域上，把構(gòu)成上述光電二極管的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成為不足1μm的厚度。
像這樣地把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度作得與發(fā)光部分及光檢測(cè)部分不同的理由如下所述。首先，由于發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的功能是用作下側(cè)電極層，故若不把該層的電阻減小，則發(fā)光部分的器件電阻就要水漲船高地變得更大，以致變得不能忽視其發(fā)熱。第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的電阻值依賴于其膜厚和載流子濃度，若降低電阻值而使其膜厚增加，則可降低載流子濃度。而且，若其膜厚的下限為1μm，則減小了電阻值而卻不會(huì)形成越過(guò)×1019cm-3的過(guò)剩的載流子濃度，從而減小了起因于高載流子濃度的晶體劣化。由于光檢測(cè)部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層也是用與發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層同一工藝形成的，故在光檢測(cè)部分一側(cè)也不會(huì)產(chǎn)生晶體劣化，因而光一電流變換率不會(huì)劣化。此外，由于第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度取決于在發(fā)光部分處的電阻值，故為了壓低在與發(fā)光部分一側(cè)具有相同的載流子濃度的光檢測(cè)部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層中的光吸收率，把光檢測(cè)部分的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚作成為不足1μm。
在本發(fā)明中，理想的是把上述第1區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度作成為小于5μm。
發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度越厚則越可以減電阻值，但由于膜厚越厚則生長(zhǎng)時(shí)間相應(yīng)地要變長(zhǎng)，且在量產(chǎn)和結(jié)晶性上會(huì)成為問(wèn)題，故作成為5μm以下。
在本發(fā)明中，上述第1和第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度，理想的是5×1017～2×1019cm-3。
在把發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚作成為其上限的5μm的時(shí)候，為了低電阻化所必需的載流子濃度為5×1017cm-3，而作成為其下限的1μm時(shí)，所需的載流子濃度為2×1019cm-3。因此，若考慮為把發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚為1μm～5μm時(shí)，理想的是把其載流子的濃度定為5×1017～2×1019cm-3。
在本發(fā)明中，上述第1區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的厚度理想的是2～3μm。當(dāng)同時(shí)考慮發(fā)光部分一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體的低電阻化和量產(chǎn)性、結(jié)晶性這兩方面的時(shí)候，理想的是把膜厚定為上述范圍。
在本發(fā)明中，第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的載流子濃度理想的是1×1018-1×1019cm-3。當(dāng)把發(fā)光部分的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚作成為更合適的范圍的2μm～3μm的時(shí)候，從確保低電阻的觀點(diǎn)考慮，把其載流子濃度定為1×1018～1×1019cm-3是理想的。
在本發(fā)明中，在上述第2區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的厚度可以定為小于0.8μm，更令人滿意的是定為小于0.5μm。因?yàn)檫@樣可以較高地確保在光檢測(cè)部分中的光一電流變換效率。還有，在該光檢測(cè)部分中的區(qū)域的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚理想的是大于0.1μm。其理由之一是因?yàn)楫?dāng)?shù)陀诖讼孪拗禃r(shí)電流將不易流動(dòng)而產(chǎn)生發(fā)熱之類的問(wèn)題。此外，作為另一理由是在制造工藝上，在刻蝕時(shí)，不僅難于把膜厚控制為其下限值以下，且即便是作出了低于其下限值的薄膜，如后邊要提到的那樣，光電變換效率也提不高。當(dāng)考慮這一點(diǎn)時(shí)，通過(guò)把在該光檢測(cè)部分中的區(qū)域的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚作成為0.4～0.5μm，就可以得到在實(shí)用上足夠的光電變換效率，而且制造工藝也不會(huì)變得困難。
在本發(fā)明中，上述光諧振器可以構(gòu)成為含有一對(duì)反射鏡和形成于上述一對(duì)反射鏡之間，至少包含活性層和包層的多層半導(dǎo)體層。在這種情況下，上述多層的半導(dǎo)體層的至少含有上述包層的上層一側(cè)被作成已形成為柱狀的柱狀部分，并在上述柱狀部分的周圍埋溝形成絕緣層。再形成面對(duì)上述柱狀部分的端面有開(kāi)口的上部電極，上述一對(duì)鏡子中的光射出一側(cè)的鏡子被形成為把上述開(kāi)口覆蓋起來(lái)。
若采用這種構(gòu)造，則注入諧振器的電流和用此電流在活性層上所產(chǎn)生的光就被封閉在由絕緣層填埋起來(lái)的柱狀部分中間，因而能夠使激光高效率地振蕩。
在采用上述構(gòu)造的情況下，理想的是上述一對(duì)反射鏡之中，形成于上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上邊的鏡子是半導(dǎo)體多層膜鏡、上述光射出一側(cè)的鏡子是電介質(zhì)多層膜鏡；形成于上述一對(duì)鏡子之間的上述多層半導(dǎo)體層包含以下各層形成于上述半導(dǎo)體多層膜鏡子上邊的第1包層，形成于上述第1包層上邊的量子阱構(gòu)造的活性層，形成于上述活性層上邊的第2包層，形成于上述第2包層上邊的接觸層；用上述第2包層和上述接觸層構(gòu)成上述柱狀部分。
在這種構(gòu)造中，已注入到光諧振器中去的電流，在量子阱活性層中，以良好的效率變換為光，并借助于使該光在既是用半導(dǎo)體多層膜鏡子和電介質(zhì)多層膜鏡子構(gòu)成的一對(duì)反射鏡、又是因?yàn)橛枚鄬訕?gòu)造而具有比較高的反射率的一對(duì)反射鏡之間進(jìn)行往返的辦法，使之以高效率進(jìn)行放大。而且，注入到光諧器中去的電流以及產(chǎn)生并被放大之后的光，用埋入到柱狀部分的周圍的絕緣層封閉起來(lái)，故能夠以良好的效率進(jìn)行激光器振蕩動(dòng)作。
在本發(fā)明中，理想的是第1區(qū)域的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第2區(qū)域的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電絕緣，第1區(qū)域的第2導(dǎo)電半導(dǎo)體層與第2區(qū)域的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電絕緣。
這樣的話，發(fā)光部分與光檢測(cè)部分在電性上相互獨(dú)立，且可用光檢測(cè)部分接受比如說(shuō)由發(fā)光部分射出的激光的反射光以測(cè)定其反射強(qiáng)度，可以用作各種各樣的傳感器。
在本發(fā)明方法中，當(dāng)在高阻半導(dǎo)體基板上的第1區(qū)域里形成面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，在上述基板上的第2區(qū)域里形成光電二極管的時(shí)候，其特征是具有下述工序(a)在上述基板上的上述第1、第2區(qū)域上共同地順次外延生長(zhǎng)第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層，厚度大于1μm的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、和用一對(duì)反射鏡及在其之間形成的多層半導(dǎo)體層所形成的光諧振器中，除去光射出一側(cè)的反射鏡之外的各層的工序；(b)把上述第1區(qū)域的上述外延生長(zhǎng)層，至少把包含包層的上述多層半導(dǎo)體層的上層一側(cè)刻蝕成柱狀以形成柱狀部分的工序；(c)在上述柱狀部分的周圍埋入形成絕緣層的工序；(d)形成在面對(duì)上述柱狀部分的端面有開(kāi)口的上部電極的工序；(e)把上述開(kāi)口覆蓋起來(lái)形成光射出一側(cè)的反射鏡的工序；(f)對(duì)上述第2區(qū)域的上述外延生長(zhǎng)層進(jìn)行刻蝕，一直刻蝕到上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的中間，以把上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的厚度形成為不足1μm的工序。
在本發(fā)明方法中，把在(a)工序中形成的反射鏡作為半導(dǎo)體多層膜鏡子，把多層的半導(dǎo)體層當(dāng)作第2導(dǎo)電型的第1包層，量子阱構(gòu)造的活性層、第1導(dǎo)電型的第2包層和第1導(dǎo)電型的接觸層，也可以使這些各層順次進(jìn)行外延生長(zhǎng)。
在本發(fā)明方法的上述工序(a)中，理想的是把上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的載流子濃度定為5×1017～2×1019cm-3，把上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的厚度形成為小于5μm。
在本發(fā)明方法的上述工序(a)中，更為理想的是把上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的載流子濃度定為1×1018～1×1019cm-3，把上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為2～3μm。
在本發(fā)明方法的上述(f)工序中，可把上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的厚度形成為小于0.8μm，更為理想的是形成為小于0.5μm。
在本發(fā)明方法的上述工序(a)中，至少在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的外延生長(zhǎng)時(shí)，把規(guī)定波長(zhǎng)的光照射到上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子上并檢測(cè)其反射光譜、測(cè)定其反射率分布。用這種方法就可控制上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的膜厚。
這樣一來(lái)，對(duì)發(fā)光部分來(lái)說(shuō)，可把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚形成為為了獲得低電阻的設(shè)計(jì)值，同果還可在反射鏡中，把為了得到規(guī)定的反射率膜厚形成為設(shè)計(jì)值。再加上，對(duì)光檢測(cè)部分來(lái)說(shuō)，可以在成膜時(shí)嚴(yán)密地控制在后邊的(f)工序?qū)⒈豢涛g的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的膜厚和其上層的鏡子的膜厚，故使得在(f)工序中用于獲得規(guī)定的膜厚的刻蝕變得容易了起來(lái)。
在本發(fā)明方法的上述工序(f)中，至少在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的刻蝕時(shí)，先把規(guī)定波長(zhǎng)的光照到上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子上并檢測(cè)其反射光譜，就可以測(cè)定其反射率的分布。用這種辦法，就可以嚴(yán)密地控制用于獲得規(guī)定的膜厚的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的刻蝕量。由于還可以嚴(yán)密地測(cè)定其上層的上述鏡子的刻蝕終點(diǎn)，故還可以嚴(yán)密地測(cè)定用于獲得規(guī)定的膜厚的上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層的刻蝕終點(diǎn)。
在本發(fā)明方法中，理想的是在上述第1、第2區(qū)域之間，再設(shè)有使上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層彼此之間以及第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層彼此間絕緣的工序。
用本發(fā)明所涉及的具有光檢測(cè)部分的面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器可以構(gòu)成傳感器。在這種情況下，把從光諧振器中射出來(lái)的激光照射到位置進(jìn)行變化的被測(cè)對(duì)象上，用上述光電二極管接受此反射光，就可以檢測(cè)出上述被測(cè)對(duì)象的位置。
或者，把從光諧振器中射出的激光照射到根據(jù)作用壓力而變位的構(gòu)件上，用上述光電二極管接受該反射光，就可以檢測(cè)出作用到上述變位構(gòu)件上的壓力的大小。
不管是在哪一種傳感器的情況下，用本身即是發(fā)光部分的諧振器可以高效率地產(chǎn)生激光振蕩，可以用本身就是光檢測(cè)部分的光電二極管檢測(cè)出微弱的光強(qiáng)度，而且發(fā)光部分與光檢測(cè)部分的相對(duì)位置可由光刻工序中的圖形精度決定，故可以進(jìn)行高精度的傳感。另外，兩個(gè)傳感器都可以用微小的尺寸構(gòu)成，故使得可以裝配到小型部件上去。
在本發(fā)明所涉及的傳感器中，可以設(shè)置多個(gè)光電二極管，它們分別接受由一個(gè)上述光諧振器射出的激光的上述反射光。在這種情況下，可以根據(jù)用多個(gè)上述光電二極管分別檢測(cè)出來(lái)的受光量的分布進(jìn)行信號(hào)傳感，與僅僅依據(jù)設(shè)置單個(gè)光電二極管時(shí)的光強(qiáng)度進(jìn)行的信號(hào)傳感相比，可以提高檢測(cè)精度。
圖1的斷面圖模式性地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的帶有光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的斷面。
圖2是圖1所示裝置的概略性的斜視圖。
圖3A～3C的概略性的斷面圖分別用于說(shuō)明示于圖1的裝置的制造工藝。
圖4A～圖4C的概略性的斷面圖分別示出了接著圖3A～圖3C的工藝之后進(jìn)行的制造工藝。
圖5A，圖5B的概略性斷面圖分別示出了接著圖4A～圖4C的工藝之后進(jìn)行的制造工藝。
圖6的特性圖示出了圖1的裝置中的光檢測(cè)部分的第2導(dǎo)電型層的膜厚與光電流的關(guān)系。
圖7是一概略性的斷面圖，它示出了身為示于圖1的裝置的外延層的成膜裝置的一個(gè)例子的MOVPE裝置。
圖8是一特性圖，它示出了在用圖7的裝置，在第2導(dǎo)電型層和下部鏡子的成膜工序中各層的反射率的時(shí)間性的變化。
圖9的特性圖示出了圖8中的第2導(dǎo)電型層的膜厚與反射率的關(guān)系。
圖10是RIBE裝置的示意圖，這種裝置可一邊進(jìn)行刻蝕一邊測(cè)定外延層的反射率。
圖11是一特性圖，它示出了在用圖10的裝置刻蝕下部鏡子和第2導(dǎo)電型層的時(shí)候的各層的反射率的時(shí)間性的變化。
圖12的示意圖示出了用應(yīng)用了示于圖1的裝置的位置檢測(cè)傳感器進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)原理。
圖13的示意圖示出了用應(yīng)用于示于圖1的裝置的壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)原理。
以下參照


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是一斷面圖，它模式性地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光裝置的發(fā)光部分和光檢測(cè)部分的斷面。圖2是其概略性的斜視圖。
示于圖1，圖2的帶光檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光裝置100，在高阻半導(dǎo)體基板102上的不同的區(qū)域里分別形成了發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B。在本實(shí)施例中，發(fā)光部分100A是面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器、光檢測(cè)部分100B是用光電二極管形成的。作為該發(fā)光部分100A、光檢測(cè)部分100B的平面式的布局，如圖2所示，比如說(shuō)在發(fā)光部分100A的周圍的4個(gè)地方形成光檢測(cè)部分100B?？梢园丫哂羞@樣的平面式布局的一體(形成為一個(gè)整體)型芯片用作各種傳感器。比如，在用發(fā)光部分100A向著位置進(jìn)行變化的構(gòu)件射出激光，用4個(gè)光檢測(cè)部分100B檢測(cè)其反射光的情況下，借助于用4個(gè)光檢測(cè)部分100B受光的受光量分布就可以求出位置進(jìn)行變化的構(gòu)件的變位量。在用這種一體型芯片構(gòu)成傳感器的情況下，發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B的個(gè)數(shù)并不受限于圖2所示的個(gè)數(shù)。只要是對(duì)一個(gè)發(fā)光部分100A有一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)部分100B就行?；蛘咭部梢允菍?duì)于多個(gè)發(fā)光部分100A，有多個(gè)光檢測(cè)部分100B。
首先，對(duì)發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B的共同的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明，高阻半導(dǎo)體基板102在本實(shí)施例中由GaAs基板構(gòu)成，其雜質(zhì)濃度理想的是低于1×1016cm-3，更為令人滿意的是低于1×1015cm-3。
在高阻GaAs基板102的上邊，形成第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，比如說(shuō)P型GaAs層101A，再在其上邊形成第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層比如說(shuō)n型Ga0.85Al0.15As層101B(把發(fā)光部分100A一側(cè)的層定為101B1，把光檢測(cè)部分101B一側(cè)的層定為101B2)。另外，該第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B可以相應(yīng)于激光的波長(zhǎng)，用比如說(shuō)改變GaAlAs層的Al的組成等等來(lái)形成。還有，第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B如后所述，在成膜時(shí)或刻蝕時(shí)，監(jiān)測(cè)反射率以進(jìn)行膜厚控制時(shí)，從明確地監(jiān)測(cè)反射率的增大減少的觀點(diǎn)來(lái)看，理想的是把材料或組分作成為不同的組合。由于把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B作成為與第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A相同的材料，用n型GaAs層形成也是可能的、且在這種情況下兩層的載流子極性和濃度不同，故在進(jìn)行上述監(jiān)測(cè)時(shí)的反射率在每一層都可使之不同。但是，不能期待其反射率的變化像代換過(guò)材質(zhì)或組分情況下時(shí)那么大。關(guān)于這一點(diǎn)在以后將參照?qǐng)D9進(jìn)行說(shuō)明。
在這里，在光檢測(cè)部分100B的區(qū)域里形成的第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B2是用于構(gòu)成光電二極管的。
另一方面，形成于發(fā)光部分100A的區(qū)域中的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的功能是用作向面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的光諧振器中注入電流的下側(cè)電極層。與此第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1一起，第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A也可以使之起到用于產(chǎn)生激光振蕩的電極層的作用，這一點(diǎn)將在后邊敘述。
此外，還可以把形成于發(fā)光部分100A的區(qū)域中的第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B1用作用于監(jiān)測(cè)的光電二極管，檢測(cè)從發(fā)光部分100A漏出來(lái)的光并監(jiān)測(cè)激光器發(fā)光強(qiáng)度。
為了使之具有上述各項(xiàng)功能，要使發(fā)光部分100A的區(qū)域的第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)休層101A，101B1露出來(lái)，并使該露出面115a，115c分別變成為電極圓形形成面。同樣地，使光檢測(cè)部分100B的區(qū)域的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A也露出來(lái)，并使該露出面115b變成為電極圖形形成面。
再者，因?yàn)榉謩e形成于發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B上的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1，101B2是用同一成膜工序形成的，故用同一載流子濃度外延生長(zhǎng)在基板102上邊。其中，光檢測(cè)部分100B一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2在形成膜之后被刻蝕，變成為比發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1還薄的薄膜。
此外，在本實(shí)施例中，用隔離溝116把形成于發(fā)光部分100A的區(qū)域中的第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B1和形成于光檢測(cè)部分100B的區(qū)域中的第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B2進(jìn)行電絕緣。但是，在把該帶光檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光器用作依據(jù)用光檢測(cè)部分100B變換之后的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光部分100A的方式，比如用作光互連的器件的情況下，則不需要用隔離溝116等使上述層101A，101B1與101A，101B2絕緣。
其次，對(duì)發(fā)光部分100A進(jìn)行說(shuō)明。在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1上邊先交互地疊層n型Al0.8Ga0.2As和n型Al0.15Ga0.85As層，比如對(duì)于波長(zhǎng)800nm附近的光，再依次疊加上具有99.5％以上的反射率的40對(duì)分布反射型多層膜鏡子(以下也把它表述為“DBR鏡子”)103、由n型Al0.7Ga0.3As層構(gòu)成的第1包層104，由n-型GaAs阱層和n-型Al0.3Ga0.7As勢(shì)壘層構(gòu)成，且該阱層由21層構(gòu)成的量子阱活性層105(在本實(shí)施例的情況下變成為多量子阱構(gòu)造(MQW的活性層))、由P型Al0.7Ga0.3As層構(gòu)成的第2包層106以及由P+型Al0.15Ga0.85As層構(gòu)成的接觸層109。
這樣一來(lái)，直到第2包層106的中間部分，從半導(dǎo)體的疊層體的上面看去，被刻蝕成圓形或者矩形而形成柱狀部分114。若設(shè)與該柱狀部分114的基板102平行的橫截面是由長(zhǎng)邊和短邊組成的矩形，則可以把從柱狀部分114的振蕩區(qū)域射出來(lái)的激光的偏振波面的方向與短邊的方向上一致。
在該柱狀部分114的周圍，已埋入了由用熱CVD法形成的SiO2之類的硅氧化膜(SiOα膜)構(gòu)成的第1絕緣層107和由聚酰亞胺等耐熱性樹(shù)脂等構(gòu)成的第2絕緣層108。
第1絕緣層107沿著第2包層106和接觸層109的表面連續(xù)地形成，第2絕緣108被形成為把該第1絕緣層107的周圍填滿了的狀態(tài)。
作為第2絕緣層108，除去上述的聚酰亞胺之類的耐熱性樹(shù)脂之外，也可是SiO2等等的硅氧化膜(SiOx膜)，Si3N4等的硅氮化膜(SiNx膜)，SiC等等的硅碳化膜(SiCx膜)，SOG(用旋轉(zhuǎn)玻璃法(Spin on glass)生成的SiO2等的SiOx)膜等等的絕緣性硅化合物膜，或者多晶的IIVI族化合物半導(dǎo)體膜(例如ZnSe等)。這些膜，理想的是用在絕緣膜中可以在低溫下形成的SiO2之類的硅氧化膜，聚酰亞胺或SOG膜。而更令人滿意的是用SOG膜，因?yàn)镾OG膜形成簡(jiǎn)單，又易于使表面變得平坦。
在這里，由圖1的硅氧化膜(SiOx膜)構(gòu)成的第1絕緣膜107是膜厚為500～2000A、用常壓的熱CVD法形成的絕緣膜。由耐熱性樹(shù)脂等構(gòu)成的第2絕緣膜108是為了使器件的表面平坦化所必須的絕緣膜。例如，在耐熱性樹(shù)脂中雖然具有高電阻，但膜中易于產(chǎn)生殘余水分，當(dāng)直接與半導(dǎo)體層接觸，在長(zhǎng)時(shí)間給器件通電的情況下，在和半導(dǎo)體的交界面上將產(chǎn)生空隙而使器件的特性劣化。因而，如本實(shí)施例那樣，若在與半導(dǎo)體層的交界面上插入一層第1絕緣層107那樣的薄膜，則第1絕緣層107變成為保護(hù)膜、不產(chǎn)生上述的劣化。在構(gòu)成第1絕緣層的硅氧化膜(SiOx膜)的形成方法中，有等離子體CVD法，反應(yīng)性蒸鍍法等等多種，但最為合適的方法是應(yīng)用SiH4(硅烷)氣體和O2(氧)氣體、以N2(氮)氣體為攜載氣體的常壓CVD法的成膜方法。其理由是由于在大氣壓下進(jìn)行反應(yīng)而且在O2過(guò)剩的條件成膜，故SiOx膜中的氧缺損少因而變成的致密的膜，以及，可以得到臺(tái)階覆蓋好、柱狀部分114的側(cè)面和臺(tái)階部分也和平坦部分相同的膜厚。
還有，不限于用第1，第2絕緣層107，108形成埋入層，比如也可用II-VI族化合物半導(dǎo)體外延層形成埋入層。
另外，用比如說(shuō)Cr與Au-Zn合金構(gòu)成的接觸金屬層(上側(cè)電極)112被形成為與接觸層109環(huán)狀地接觸，變成為用于進(jìn)行電流注入的電極。該接觸層109的未被上側(cè)電極112所覆蓋的部分呈圓形地露了出來(lái)。接著，以充分地把該接觸層109的露出來(lái)的面(以后把這一部分標(biāo)為“開(kāi)口部分113”)覆蓋起來(lái)的面積，使第1層，比如SiO2等的SiOx層和第2層，比如說(shuō)Ta2O5層交互進(jìn)行疊層，形成對(duì)波長(zhǎng)800nm附近的光具有98.5～99.5％的反射率的7對(duì)電介質(zhì)多層膜鏡子111。
用這一成對(duì)的鏡子103，111及形成于它們之間的多層的半導(dǎo)體層形成光諧振器120。構(gòu)成電介質(zhì)多層膜鏡子111的第1層和第2層的各自的厚度、在假定光諧振器120內(nèi)部傳播的激光的波長(zhǎng)為λ、在各層上的波長(zhǎng)λ的折射率為n的時(shí)候，可設(shè)定為λ/4n。
在上側(cè)電極112和、與形成于示于圖1的圖形形成面115a上邊的沒(méi)有畫(huà)出來(lái)的電極接觸的下側(cè)電極101B1之間加上正向電壓(在本實(shí)施例的情況下，從上側(cè)電極112向本身就是下側(cè)電極的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的方向加上電壓)以進(jìn)行電流注入。被注入的電流在量子阱活性層105中變換成光、并借助于在用DBR鏡子103和電介質(zhì)多層膜鏡子111構(gòu)成的反射鏡之間使上述先進(jìn)行往返的辦法而被放大。而且，已被注入到光諧振器120中去的電流和由它(變換)生成并被放大后的光，被已埋入到柱狀部分114的周圍中去的第1，第2絕緣層封閉起來(lái)，因而可以以良好的效率進(jìn)行激光器振蕩動(dòng)作。
這樣一來(lái)，介以開(kāi)口部分113(接觸層109的露出來(lái)的面)和電介質(zhì)多層膜鏡111，在對(duì)基板102垂直的方向上發(fā)射激光。
作為其他的驅(qū)動(dòng)方法，也可以用P型半導(dǎo)體層101A、n型半導(dǎo)體層101B1及光諧振器120的P型部分構(gòu)成晶體管構(gòu)造，給活性層通電。比如說(shuō)，在P型半導(dǎo)體層101A、上側(cè)電極112之間加上使激光器振蕩的電壓時(shí)，若給n型半導(dǎo)體層1010B1加以微小的電流則由于晶體管的開(kāi)關(guān)效應(yīng)，給活性層注入電流，激光器振蕩就變?yōu)榭赡?。由于這樣的方法可以用微小的電流開(kāi)關(guān)控制激光器的振蕩和非振蕩，故可以高速地使一塊基板102上的多個(gè)發(fā)光部分100A產(chǎn)生激光器振蕩。
在這里，作為面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的下側(cè)電極而起作用的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1必須把其橫方向電阻作成為約幾個(gè)Ω。其理由是若發(fā)光部分100A的元件電阻為50～100Ω左右，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的電阻為幾十Ω，則不能忽視該電阻的發(fā)熱。
該第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的電阻值依賴該層的膜厚和載流了濃度，膜厚加厚則可以降低載滾子濃度。該第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層1010B1的膜厚，從壓低電阻的觀點(diǎn)考慮的話，膜厚越厚越好，但是膜越厚生長(zhǎng)時(shí)間就相應(yīng)地變長(zhǎng)，在量產(chǎn)性和膜的結(jié)晶性上將會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。當(dāng)考慮這一點(diǎn)時(shí)，作為第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚的上限，應(yīng)定為5μm以下，更為理想的是定為3μm以下。
其次，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚的下限決定于載流子濃度可以過(guò)剩到何種程度。在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚不足1μm的時(shí)候，要想降低電阻值就需要越過(guò)×1019cm-3的過(guò)剩的載流子濃度，因而晶體劣化的危險(xiǎn)性變高。而且，由于這種晶體劣化在用同一個(gè)工藝形成的光諧振器100B一側(cè)的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2中也同樣地會(huì)產(chǎn)生，所以牽涉到光電二極管的光-電變換效率的劣化。所以，需要把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚作成為大于1μm。
從以上的考察可知，若從壓低電阻且縮短生長(zhǎng)時(shí)間的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚理想的是設(shè)定為2～3μm。
還有，對(duì)于第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A的膜厚，在考慮到量產(chǎn)性和結(jié)晶性之后，理想的是也要作成5μm以下。此外，該層101A的膜厚理想的是作成為1μm以上，若低于這一值，則將產(chǎn)生發(fā)熱或者電流難于流動(dòng)的問(wèn)題。
其次，當(dāng)對(duì)第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1，100B2的載流子濃度進(jìn)行考察時(shí)，當(dāng)把發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚取為其上限的5μm的時(shí)候，低電阻化所必需的載流子濃度將變?yōu)?×1017cm-3。另一方面，在把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚取為其下限的1μm時(shí)，為要降低電阻值，就需要2×1019cm-3的載流子濃度。
因而，當(dāng)考慮到發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚為1μm～5μm時(shí)，理想的是把其載流子濃度定為5×1017～2×1019cm-3。
在把發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚取為更為合適范圍的下限2μm時(shí)，為確保低電阻所需要的載流子濃度為1×1019cm-3，在取為作為上限值的3μm時(shí)，其載流子濃度是1×1018cm-3。因此，當(dāng)把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1的膜厚取為作為更合適范圍的2～3μm時(shí)，其載流子濃度理想的是定為1×1018～1×1019cm-3。
從發(fā)光部分100A射出來(lái)的激光被應(yīng)進(jìn)行測(cè)定的對(duì)象物反射、入射到光檢測(cè)部分100B上去。該光檢測(cè)部分100B由第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A，101B2構(gòu)成光電二極管，并用在該兩層101A和101B2之間的交界面上形成的耗盡層進(jìn)行光-電變換。這樣一來(lái)，就可以用形成于光檢測(cè)部分100B的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2上的圖中沒(méi)有畫(huà)出來(lái)的電極和在示于圖1的圖形形成面115b上邊形成的圖中沒(méi)有畫(huà)出來(lái)的電極，把受光量作為電信號(hào)而輸出。
在這里，光檢測(cè)部分100B的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2用與發(fā)光部分100A的相應(yīng)的層101B1相同的工藝形成的，故該層101B2里邊的載流子濃度比較高、變成為上述的值。
因而，在本實(shí)施例中，通過(guò)把光檢測(cè)部分100B中的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的膜厚作薄的辦法，使光吸收率降低，使光-電變換效率提高。在本實(shí)施例中，把該光檢測(cè)部分100B中的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的膜厚設(shè)定為不足1μm。
圖6是一模擬結(jié)果，它示出了把激光的振蕩波長(zhǎng)設(shè)定為800nm，把第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2中的雜質(zhì)濃度設(shè)定為1×1018cm-3情況下的，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的膜厚與被變換的光電流之間的關(guān)系。從圖6可知，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的厚度越薄，光電流的變換效率就越高、特別是在低于0.8μm時(shí)光電流變換效率為90％，而在0.5μm時(shí)，可以得到95％的光電流的變換效率。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的膜厚理想的是作成0.8μm以下，更為理想的是作成為0.5μm以下。再有該膜厚要作成為0.1μm以上。因?yàn)楫?dāng)膜厚低于本身為膜厚的下限的0.1μm時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電流難流和發(fā)熱的問(wèn)題。而且，如從圖6所知，用0.1μm以上的膜厚可以得到100％的光電流，即使作成為薄于0.1μm的薄膜，光電變換效率與不會(huì)改善。
其次，對(duì)示于圖1的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器100的制造工藝進(jìn)行說(shuō)明。圖3A～圖3C，圖4A～圖4C和圖5A，圖5B示出了帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器裝置的制造工序。
在高阻GaAs基板102上分別進(jìn)行外延生長(zhǎng)以形成P型GaAs層101A和n型Ga0.85Al0.15As層101B。這時(shí)，n型Ga0.85Al0.15As層101B的厚度被形成為1μm以上、理想的是5μm以下。而n型Ga0.85Al0.15As層101B中的載流子濃度理想的是5×1037～2×1019cm-3，更為理想的是1×1018-1×1019cm-3。還有，用上述工序，形成發(fā)光部分100A的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1。
之后，使n型Al0.15Ga0.85As層和Al0.8Ga0.2As層交互疊層形成對(duì)波長(zhǎng)800nm附近的光具有99.5％以上的反射率的40對(duì)的DBR鏡子103，用作為下部鏡子。在形成了n型Al0.7Ga0.3As層(第1包層)104之后，再形成把n-型GaAs阱層和n-型Al0.3Ga0.7As勢(shì)壘層交互地疊層的量子阱構(gòu)造(MQW)的活性層105。之后，順次地疊層形成P型Al0.7Ga0.3As層(第2包層)106，和P型Al0.15Ga0.85As層(接觸層)109(參照?qǐng)D3A)。
上述的各層101A、101B、103～106和109用MOVPE(Metal-organic Vapor Phase Epitaxy有機(jī)金屬汽相外延法)進(jìn)行外延生長(zhǎng)。這時(shí)，比如說(shuō)生長(zhǎng)溫度為750℃、生長(zhǎng)壓力為150Torr、把TMGa(三甲基鎵trimethytGa)、TMAl(三甲基鋁)的有機(jī)金屬用作III族原料，把AsH3用作V族原料，把H2Se用作n型摻雜物，把DEZn(di-ethyl-Zinc雙乙基Zn)用作P型摻雜物。
在各層形成之后，在外延層上邊用常壓熱CVD法，形成由約250A的SiO2層構(gòu)成的保護(hù)層I1。該保護(hù)層I1把疊層的半導(dǎo)體層覆蓋起來(lái)，以此來(lái)防止工藝處理中的表面污染。
其次，用反應(yīng)性離子束刻蝕法(RIBE)，留下被光刻膠圖形R1蓋住的柱狀部分114和光檢測(cè)部分100B的區(qū)域，在柱狀部分114的周圍形成溝110的同時(shí)，進(jìn)行一直到達(dá)第2包層106的中間部分上的刻蝕。借助于實(shí)施這一刻蝕工藝，柱狀部分114具有和其上邊的光刻膠圖形R4的輪廓形狀相同的斷面(參照?qǐng)D3B)。
另外，因?yàn)閼?yīng)用RIBE法，故上述柱狀部分114的側(cè)面幾乎是垂直的，幾乎不對(duì)外延層造成損傷。作為RIBE的條件，比如說(shuō)，壓力為60mPa，輸入微波功率150W，引出電壓350V，把氯氣和氬氣的混合氣體用作刻蝕氣體。
之后，除掉光刻膠圖形R1，用常壓熱CVD法，在表面上形成約1000的SiO2層(第1絕緣膜)107。這時(shí)的工藝條件為比如，基板溫度450℃，把SiH4(硅烷)和氧用作原料，把氮?dú)庥米鲾y帶氣體。再在其上邊用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷上SOG(旋轉(zhuǎn)玻璃Spin on glass)膜108L，然后，比如說(shuō)，用80℃一分鐘，150℃二分鐘，再用300℃30分鐘，在氮?dú)庵羞M(jìn)行堅(jiān)膜(參照?qǐng)D3C)。
其次，對(duì)SOG膜108L和SiO2膜107進(jìn)行反向刻蝕(Etchingback)使之平坦化，使得與已露了出來(lái)的接觸層109的表面變成為一個(gè)平面(參照?qǐng)D4A)。在刻蝕中，采用應(yīng)用于平行平板電極的反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)法，作為反應(yīng)氣體，使用了SF6，CHF3和Ar的組合。
接著，把發(fā)光部分100A留作柱狀，對(duì)其周圍進(jìn)行刻圍蝕，一直刻蝕到下部鏡子103與其下層的n型Ga0.85Al0.15As層101B的交界處。換句話說(shuō)，在發(fā)光部分100A的周圍進(jìn)行刻蝕以使n型Ga0.85Al0.15As層101B的表面露出來(lái)。
為了這一刻蝕，先形成保護(hù)膜I2(比如SiO2)，再在與不應(yīng)被刻蝕的發(fā)光部分100A相向的區(qū)域上形成光刻膠圖形R2(參照?qǐng)D4B)。
其次，如圖4C所示，僅僅對(duì)與光檢測(cè)部分100B相向的區(qū)域，刻蝕n型Ga0.85AI0.15As層101B，把它刻蝕為對(duì)光檢測(cè)部分100B的光檢測(cè)變成為最佳的厚度。為此，在與發(fā)光部分100A相向的區(qū)域上形成光刻膠圖形R2。之后，再形成光刻膠圖形R3，以把形成電極圖形形成面115a的區(qū)域覆蓋起來(lái)。借助于這一刻蝕，可把在光檢測(cè)部分100A中作為構(gòu)成光電二極管的一個(gè)要素的n型Ga0.85Al0.15As層101B2形成為不足1μm、理想的是0.8μm以下，更為理想的是0.5μm以下、0.1μm以上的膜厚。
其次，如圖5A所示，在P型GaAs層101A和n型Ga0.85Al0.15As層101B1、101B2上邊分別用刻蝕技術(shù)形成階梯面，使各層露出來(lái)以形成電極圖形形成面115a，115b，115c。電極形成面115a在n型Ga0.85Al0.15As層101B1上形成，緊接著在作為下部電極層的n型Ga0.85Al0.15As層101B1上形成用于進(jìn)行接觸的電極圖形。電極圖形形成面115b在光檢測(cè)部分100B的P型GaAs層101A上邊形成。還有，電極圖形形成面115c形成于發(fā)光部分100A一側(cè)的P型GaAs層101A上邊。
為了使發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A之間及發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B1，101B2之間電絕緣，比如說(shuō)用刻蝕技術(shù)除去兩者的交界部分處的各層101A、101B，以形成隔離溝116。在形成該隔離溝116之際，理想的是用干法刻蝕技術(shù)，但是，由于該隔離溝116中的交界面對(duì)發(fā)光和受光沒(méi)有影響，故也可以用濕法刻蝕技術(shù)或者用劃線鋸形成。此外，還可不用隔離溝116進(jìn)行絕緣而代之以用離子注入法向上述交界部分注入雜質(zhì)，例如導(dǎo)入質(zhì)子或者氧離子以進(jìn)行絕緣。
其次，用眾所周知的剝離法形成與接觸層109環(huán)狀接觸的上側(cè)電極112(參照?qǐng)D5B)。接觸層109介以上側(cè)電極112的圓形開(kāi)口113露了出來(lái)，用眾所周知的剝離法或濕法刻蝕方法形成電介質(zhì)多層膜鏡子(上部鏡子)111，使得把上述露出來(lái)的面充分地覆蓋起來(lái)(參照?qǐng)D5B)。上部鏡子111用電子束蒸鍍法，把SiO2層和Ta2O5層交互地形成為比如說(shuō)7對(duì)疊層，對(duì)波長(zhǎng)800nm附近的光具有98.5～99.5％的反射率。這時(shí)的蒸鍍速度比如說(shuō)定為對(duì)SiO2為5/分，對(duì)Ta2O5層定為2/分。
應(yīng)用以上的工序，示于圖1的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器就完成了。
圖7示出了成膜裝置的一個(gè)例子，這是一個(gè)在實(shí)施圖3A的MOVPE法時(shí)，在整個(gè)晶體生長(zhǎng)期間都可測(cè)定外延層的反射率的成膜裝置。該成膜裝置的特征是，在應(yīng)用了橫式水冷反應(yīng)管的MOVPE裝置中，具有去掉了生長(zhǎng)基板上部的水冷管部分，且可從反應(yīng)管外部向生長(zhǎng)基板上送入光的無(wú)反射窗構(gòu)造。
即，該MOVPE裝置，在具有供給原料氣體的氣體供給部分210a和氣體排出部分210b的反應(yīng)管210的周圍設(shè)有采用向內(nèi)部通水的辦法冷卻反應(yīng)管的冷卻部分212。在反應(yīng)管210的內(nèi)部設(shè)有用于載置基板S的托架214，并在面對(duì)該托架214的基板載置面的部分的反應(yīng)管210的壁面上設(shè)有監(jiān)視窗216。在監(jiān)視窗216的上方?jīng)]有光源218和光檢測(cè)器220，從光源218射出來(lái)的光介以監(jiān)視窗216到達(dá)托架214上的基板S上，其反射光再次介以監(jiān)視窗216到達(dá)光檢測(cè)器220。
這樣一來(lái)，從光源218來(lái)的光被設(shè)定為大體上垂直(最大5°)地入射到基板S上邊，并借助于用光檢測(cè)器220測(cè)定其反射光的辦法，就可以在基板S上邊進(jìn)行外延生長(zhǎng)的同時(shí)，測(cè)定正在生長(zhǎng)的外延層的反射率的變化。
圖8示出了在用示于圖7的成膜裝置，MOVPE生長(zhǎng)構(gòu)成本實(shí)施例的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光裝置的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B和DBR鏡子103的工序中，外延層的反射率隨時(shí)間的變化。橫軸示出了外延層的生長(zhǎng)時(shí)間，縱軸示出了反射率。同樣地，圖9示出了在圖8中的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的成膜工序中的膜厚與反射率之間的關(guān)系。
如圖9所示，在假定監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)為λ，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層10B的折射率為n的時(shí)候，由于每淀積λ/2n的膜厚就回到相同的反射率，故第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的反射率在極大值(大致上為32％)和極小值(大體上約30％)之間周圍性地進(jìn)行反復(fù)的同時(shí)，反射率進(jìn)行變化，該反射率的分布與晶體的生長(zhǎng)速度和時(shí)間無(wú)關(guān)，僅僅依賴于第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的膜厚。因此，通過(guò)監(jiān)測(cè)該反射率分布，就可以嚴(yán)密地控制第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的膜厚。
另外，已經(jīng)知道，在如上述那樣，分別用P型、n型GaAs形成第1、第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101A、101B的情況下，反射率在極大值(大體上32％)和極小值(大體上31％)之間周期性地反復(fù)，且極大值與極小值之差變得更小。因此，在采用上述監(jiān)測(cè)法的情況下，理想的是在兩層之間改變材質(zhì)或組分，使反射率的差別作得更大。
另一方面，對(duì)于下部鏡子103的成膜來(lái)說(shuō)，如圖8所示那樣，若在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B上邊最初先疊上一層低折射率n1的Al0.85Ga0.15As，則隨著膜厚的增加反射率減少。當(dāng)膜厚度成為(λ/4n1)，由于向著拐點(diǎn)①前進(jìn)，故監(jiān)測(cè)該拐點(diǎn)并切換為淀積高折射率n2Al0.85Ga0.15As層。這樣一來(lái)，當(dāng)Al0.85Ga0.15As層的膜厚增加時(shí)，反射率雖然會(huì)增加下去，但由于膜厚度為(λ/4n2)時(shí)到達(dá)拐點(diǎn)②，故再次切換為淀積低折射率n1的Al0.2Ga0.8As。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這一操作，DBR鏡子，其反射率在反復(fù)低反射率和高反射率的同時(shí)變動(dòng)，反射率增加下去。
這種反射率分布不依賴于晶體生長(zhǎng)速度或生長(zhǎng)時(shí)間，僅僅依賴于各層的膜厚。因此，在反射率分布曲線的拐點(diǎn)(1次微分值為0)上改變正在疊層的層的Al組分，使之交互外延生長(zhǎng)折射率不同的層，用這種辦法就可以得到各層具有理論具有理論計(jì)算的厚度(λ/4n)的DBR鏡子103。
由于DBR鏡子103本身的反射率可以在整個(gè)晶體生長(zhǎng)中測(cè)定，則若進(jìn)一步在層形成中改變DBR鏡子103的對(duì)數(shù)，可以求得構(gòu)造的最佳化。
此外，由于以從拐點(diǎn)測(cè)到的各層的生長(zhǎng)速度為基礎(chǔ)，上部的各層的膜厚也可以用DBR鏡子103控制，故與現(xiàn)有的管理生長(zhǎng)時(shí)間的成膜方法相比，是一種重復(fù)性好，而且吞吐率高的方法，故可以制作晶體生長(zhǎng)基板。這際上，用本實(shí)施例的生長(zhǎng)方法，可用良好的控制性得到具有面發(fā)光式激光器工件所必需的99.5％以上的反射率的DBR鏡子。
另外，上述的膜厚控制方法，不僅可使用于MOVPE法，也可以使用于其他的成膜工藝?yán)鏜BE法等等中去。
其次，在示于圖4B，圖4C的工藝中采用RIBE法的時(shí)候，對(duì)使用了上邊說(shuō)過(guò)的反射率監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
在這里，在進(jìn)行該刻蝕之際，為了正確地得到作為光檢測(cè)部分100B的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的n型Ga0.85Al0.15As層101B2的膜厚，應(yīng)用了示于圖10的刻蝕裝置。
圖10是可以一邊刻蝕一邊測(cè)定外延層的反射率的RIBE裝置的示意圖。
該RIBE裝置，在刻蝕室230上連接有等離子體室240和構(gòu)成排氣裝置的真空泵232?？涛g室230在與上述等離子體室240相向的位置上具有用于載置基板S的支架234。該支架234介以裝載聯(lián)鎖(load lock)室250被設(shè)置為可以自由地進(jìn)退。在刻蝕室232的等離子體室240一側(cè)的側(cè)壁上，在相向的位置上設(shè)有監(jiān)視窗236和238。而在刻蝕室230的里邊，在在把上述監(jiān)視窗236和238連起來(lái)的線上設(shè)置一對(duì)反射鏡M1和M2。在一方的監(jiān)視窗236的外方設(shè)置有光源226，在另一方的監(jiān)視窗238的外方設(shè)置有光檢測(cè)器228。此外，等離子體室240把微被導(dǎo)入部244和用于向等離子體240供給反應(yīng)氣體的氣體供應(yīng)部分246和248連結(jié)起來(lái)。在等離子體室240的周圍設(shè)有磁鐵242。
在這種RIBE裝置中，用通常的方法對(duì)已形成于基板S上的晶體層進(jìn)行刻蝕的同時(shí)，介以監(jiān)視窗236和反射鏡M1把從光源照射出來(lái)的光照射到基板S上，并介以反射鏡M2和監(jiān)視窗238，用光檢測(cè)器228測(cè)定其反射光。用這樣的辦法就可以監(jiān)測(cè)基板S上的晶體層的反射率。
圖1示出的是用示于圖10的刻蝕裝置刻蝕n型Ga0.85Al0.15As層101B和DBR鏡子103時(shí)的各層的反射率隨時(shí)間的變化。該圖11與把示出了外延生長(zhǎng)過(guò)程的圖8的時(shí)間軸倒過(guò)來(lái)的圖相同。因此，通過(guò)監(jiān)測(cè)反射率分布，如圖4B所示，就可以嚴(yán)密地控制使第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的表面露出來(lái)時(shí)的刻蝕終點(diǎn)。還可以嚴(yán)密地控制用于把之后進(jìn)行的圖4C的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B刻蝕到規(guī)定的膜厚的膜厚管理。
而且，在本實(shí)施例中，在進(jìn)行示于圖3的各層的外延生長(zhǎng)時(shí)，由于可以事先監(jiān)測(cè)其成膜時(shí)的反射率分布，故可以利用這種成膜時(shí)的反射率分布嚴(yán)密地控制DBR鏡子103和第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的刻蝕。另外，以其反射率分布為依據(jù)的刻蝕也可應(yīng)用于DBR鏡子103的上部的各層的刻蝕。
圖12示出的實(shí)施例是把上述實(shí)施例所涉及的帶光檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光器裝置100應(yīng)用到位置檢測(cè)傳感器中去的實(shí)施例。若采用這種傳感器，則在應(yīng)檢測(cè)位置的被檢測(cè)對(duì)象300上例如形成凹下部分302。從發(fā)光部分100A射出來(lái)的激光在該凹下部分302和除此之外的區(qū)域上被反射，用已設(shè)置在發(fā)光部分100A的周圍的比如說(shuō)兩個(gè)光檢測(cè)部分100B檢測(cè)其反射光。然而，發(fā)光部分100A和光檢到部分100B以圖形化精度正確地被配置于同一基板102上邊。因此，通過(guò)對(duì)用這兩個(gè)光檢測(cè)部分100B所檢測(cè)到的反射光的受光量的比率進(jìn)行監(jiān)測(cè)的辦法，就可以檢測(cè)被測(cè)定對(duì)象300的位置。在光檢測(cè)部分100B為一個(gè)的情況下，可用該一個(gè)光檢測(cè)部分100B檢測(cè)的受光量檢測(cè)被測(cè)對(duì)象300的位置。
圖13示出的實(shí)施例是把本實(shí)施例所涉及的帶檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光器裝置應(yīng)用到壓力傳感器中去的實(shí)施例。這種激光器裝置100被配于基臺(tái)400上，因作用壓力而變位的變位構(gòu)件比如說(shuō)金屬膜402，介以彈性體如橡膠404，被配置到基臺(tái)400上邊。在該壓力傳感器中，和示于圖12的位置檢測(cè)傳感器的情況下一樣，例如從中央的發(fā)光部分100A射出來(lái)的激光，被金屬薄膜402的背面反射，并用多個(gè)光檢測(cè)部分100B檢測(cè)其反射光。而且，通過(guò)對(duì)用該多個(gè)光檢測(cè)部分100B檢測(cè)到的受光量的比率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就可以檢測(cè)出作用到金屬膜402上的壓力的大小。
光檢測(cè)部分100B還可以用于監(jiān)測(cè)從發(fā)光部分100A射出的激光的強(qiáng)度。一般這種類型的半導(dǎo)體激光器被密封于管帽里邊。在這種情況下，形成于管帽上的用于取出光的玻璃窗可加工為使之把例如1％的光向著光檢測(cè)部分100B反射。而且，從發(fā)光部分100A射出來(lái)的激光光被管帽的玻璃窗反射，就可以用光檢測(cè)部分100B檢測(cè)這一反射過(guò)來(lái)的微弱的光。這時(shí)，若檢測(cè)到的反射光的強(qiáng)度降低，則判斷為半導(dǎo)體激光器的輸出降低，通過(guò)用APC(自動(dòng)功率控制)電路向半導(dǎo)體激光器中流入更多的電流，就可以進(jìn)行光輸出功率的自動(dòng)控制。
此外，本發(fā)明并不受限于上述實(shí)施例所舉出的裝置，在本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以有各種各樣的變形實(shí)施例。本發(fā)明的帶光檢測(cè)部分的半導(dǎo)體激光器裝置并不受限于被應(yīng)用在上述位置檢測(cè)傳感器、壓力傳感器等等中，也可以應(yīng)用到高傳送速度光纖鏈路、高速光耦合器、光驅(qū)動(dòng)器、光空間傳送、光拾波器等等。可以根據(jù)這些用途決定是否要用隔離溝116等對(duì)發(fā)光部分100A和光檢測(cè)部分100B之間施行電絕緣。
另外，本發(fā)明方法不限于用示于圖3A到圖5B的步驟或順序來(lái)進(jìn)行，其他的各種各樣的變形實(shí)施是可能的。例如，在進(jìn)行用于形成圖3B的柱狀部分114的刻蝕時(shí)，也可以同時(shí)對(duì)光檢測(cè)部分100B一側(cè)的外延層進(jìn)行刻蝕。然后，還可以對(duì)含有光檢測(cè)部分100B一側(cè)的剩下的DBR鏡子103及第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B的外延層連續(xù)地進(jìn)行刻蝕，直到得到規(guī)定的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層101B2的膜厚。再者，還可以改換工序順序，比如，把圖5B的上部電極112、電介質(zhì)多層膜鏡子111的形成工序放在圖4A的工序之前進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種具有光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是具有半導(dǎo)體基板，分別形成于上述基板上的第1，第2區(qū)域上的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，分別疊層于上述第1，第2區(qū)域上的第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，形成于上述第1區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上邊且向與上述半導(dǎo)體基板垂直的方向上射出光的光諧振器、且上述第1區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層其厚度被形成為大于1μm，并被用作用于向上述光諧振器注入電流的下部電極，在上述第2區(qū)域中，用上述第1，第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層構(gòu)成光電二極管，而且，在上述第2區(qū)域上構(gòu)成上述光電二極管的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層被形成為厚度為不足1μm。
2.權(quán)利要求1中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第1區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度是5μm以下。
3.權(quán)利要求2中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第1和第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度為5×1017～2×1019cm-3。
4.權(quán)利要求1中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第1區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度為2～3μm。
5.權(quán)利要求4中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第1和第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度為1×1018～1×1019cm-3。
6.權(quán)利要求1中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第2區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度為0.8μm以下。
7.權(quán)利要求1中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第2區(qū)域中的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度為0.5μm以下。
8.權(quán)利要求1～7中的任一權(quán)利要求所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述光諧振器具有一對(duì)反射鏡，多層的半導(dǎo)體層，它形成于上述一對(duì)反射鏡之間，且至少包括活性層和包層，且，上述多層的半導(dǎo)體層的至少含有上述包層的上層一側(cè)被作成為已形成為柱狀的柱狀部分，在柱狀部分的周圍埋入形成絕緣層，再設(shè)以面對(duì)上述柱狀部分的端面有開(kāi)口的上部電極，把上述一對(duì)鏡子之中的光射出一側(cè)的鏡子形成為把上述開(kāi)口覆蓋起來(lái)。
9.權(quán)利要求8中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述一對(duì)反射鏡中，形成于上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上邊的鏡子是半導(dǎo)體多層膜鏡子，上述光射出一側(cè)的鏡子是電介質(zhì)多層膜鏡子，上述一對(duì)鏡子之間形成的上述多層的半導(dǎo)體層包括下述各層形成于上述半導(dǎo)體多層膜鏡子上邊的第1包層，形成于上述第1包層上邊的量子阱構(gòu)造的活性層，形成于上述活性層上邊的第2包層，形成于上述第2包層上邊的接觸層。用上述第2包層和上述接觸層構(gòu)成上述柱狀部分。
10.權(quán)利要求1中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其特征是上述第1區(qū)域的上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與上述第2區(qū)域的上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電絕緣，上述第1區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電絕緣。
11.一種帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在半導(dǎo)體基板上的第1區(qū)域上形成面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，在上述半導(dǎo)體基板上的第2區(qū)域上形成光電二極管的時(shí)候，具有下述工序(a)在上述半導(dǎo)體基板上的第1，第2區(qū)域上共同順次外延生長(zhǎng)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，厚度為1μm以上的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，由一對(duì)反射鏡及形成于反射鏡之間的多層半導(dǎo)體層形成的光諧振器之中，除去光射出一側(cè)的反射鏡之外的各層的工序；(b)對(duì)上述外延生長(zhǎng)層的上述第1區(qū)域，把至少含有包層的上述多層的半導(dǎo)體層的上層一側(cè)刻蝕成柱狀以形成柱狀部分的工序；(c)在上述柱狀部分的周圍埋入形成絕緣層的工序；(d)形成面向上述柱狀部分的端面有開(kāi)口的上部電極的工序；(e)形成光射出一側(cè)的反射鏡，把上述開(kāi)口覆蓋起來(lái)的工序；(f)對(duì)上述第2區(qū)域的上述外延生長(zhǎng)層進(jìn)行刻蝕，直到上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的中間部分，把上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為不足1μm的工序。
12.權(quán)利要求11中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(a)中，上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度定為5×1017～2×2019cm-3，把上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為5μm以下。
13.權(quán)利要求11中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(a)中，上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的載流子濃度定為1×1018～1×1019cm-3，上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為2-3μm。
14.權(quán)利要求11至13的任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(f)中，上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為0.8μm以下。
15.權(quán)利要求11至13的任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(f)中，上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為0.5μm以下。
16.權(quán)利要求11中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(a)中，至少在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的外延生長(zhǎng)時(shí)，把規(guī)定波長(zhǎng)的光向上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子上照射，并檢測(cè)其反射光譜、測(cè)定其反射率分布，用這種辦法控制上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的膜厚。
17.權(quán)利要求11中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在上述工序(f)中，至少在刻蝕第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的時(shí)候，向上述第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子上照射規(guī)定波長(zhǎng)的光，檢測(cè)其反射光譜并測(cè)定其反射率分布，用這種辦法控制上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及其上層的上述鏡子的刻蝕量。
18.權(quán)利要求11中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是還設(shè)有使上述第1區(qū)域的上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與上述第2區(qū)域的上述第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間電絕緣，使上述第1區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間電絕緣的工序。
19.一種帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器的制造方法，其特征是在半導(dǎo)體基板上的第1區(qū)域上形成面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，在上述半導(dǎo)體基板上的第2區(qū)域上形成光電二極管的時(shí)候，具有下述工序(a)在上述半導(dǎo)體基板上的上述第1，第2區(qū)域里，共同地順次外延生長(zhǎng)第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，厚度為1μm以上的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、半層體多層膜鏡子、第1包層、量子阱構(gòu)造的活性層、第2包層、接觸層的工序；(b)把上述第1區(qū)域的上述外延生長(zhǎng)層刻蝕成柱狀，一直刻蝕到上述第2包層的中間深度，以形成由上述第2包層和接觸層構(gòu)成的柱狀部分的工序；(c)在上述柱狀部分的周圍埋入形成絕緣層的工序；(d)形成面對(duì)上述柱狀部分的端面有開(kāi)口的上部電極的工序；(e)形成電介質(zhì)多層膜鏡子，把上述開(kāi)口覆蓋起來(lái)的工序；(f)對(duì)上述第2區(qū)域的上述外延層進(jìn)行刻蝕，一直刻蝕到上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的中間深度，以把上述第2區(qū)域的上述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的厚度形成為不足1μm的工序。
20.一種傳感器，其特征是具有權(quán)利要求10中所述帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，把從上述光諧振器射出來(lái)的激光向位置變化的被測(cè)定對(duì)象上照射，用上述光電二極管接受其反射光以檢測(cè)上述被測(cè)定對(duì)象的位置。
21.權(quán)利要求20中所述的傳感器，其特征是具有分別接受由一個(gè)上述諧振器射出來(lái)的激光的上述反射光的多個(gè)上述光電二極管，并依據(jù)用多個(gè)上述光電二極管分別檢測(cè)到的受光量的分布檢測(cè)上述被測(cè)定對(duì)象的位置。
22.一種傳感器，其特征是具有權(quán)利要求10中所述的帶光檢測(cè)部分的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器、并把由上述光諧振器射出來(lái)的激光照射到相應(yīng)于作用壓力而變位的構(gòu)件上，用上述光電二極管接受其反射光，以檢測(cè)作用到上述變位構(gòu)件上的壓力的大小。
23.權(quán)利要求22中所述的傳感器，其特征是具有分別接受由一個(gè)上述光諧振器射出來(lái)的激光的上述反射光的多個(gè)上述光電二極管，并依據(jù)用多個(gè)上述光電二極管分別檢測(cè)到的受光量的分布，檢測(cè)作用到上述變位構(gòu)件上的壓力的大小。
全文摘要
帶光檢測(cè)部的面發(fā)光式半導(dǎo)體激光器，其發(fā)光部激光器振蕩特性和光檢測(cè)部光電變換特性均良好。在半導(dǎo)體基板上的第1第2區(qū)域上，疊層形成第1和第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。第1區(qū)域中第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上形成與基板垂直發(fā)出光的光諧振器。第2區(qū)域中用第1第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層構(gòu)成光電二極管。第1區(qū)域中第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層厚1μm以上并用作向光諧振器注入電流的下部電極。構(gòu)成光電二極管的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，在刻蝕后厚不足1μm。
文檔編號(hào)G01D5/26GK1152801SQ9611061
公開(kāi)日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1996年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月11日
發(fā)明者森克己, 近藤貴幸, 金子丈夫 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社