JPH01281786A - アレイレーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アレイ形半導体レーザに関し、特に同一チ
ップ内に存在する複数の発光部が互いに干渉しないよう
にしたアレイレーザに関するものである。

（従来の技術） 第２図（ａ）、（ｂ）に従来のアレイレーザ装置とアレ
イレーザの構造を示す。第２図（ａ）は、１つのパッケ
ージ内に３本のレーザビームを出す半導体レーザを収め
たものである。第２図（ａ）において、１はステム、２
はアレイレーザをパッケージするキャップ、３は前記キ
ャップ２に形成された光学窓、４はヒートシンクで、こ
れに複数のレーザ素子を有するレーザチップ５°が固着
されている。６は前記ステム１の端子を示す。４本の端
子６の内１本はレーザチップ５のヒートシンク４側に接
続され、残りの３本はレーザチップ５の表面電極と接続
されている。

第２図（ｂ）はアレイレーザの構造例を示す断面図であ
る。

この図で、７はレーザ光の発光部、８は基板、９は分離
溝で、各レーザ素子の発光部７に分離している。１０．
１１は電極であり、１２．１３゜１４はレーザ素子であ
る。

第２図（ｂ）は、モノリシック形で１チツプ内に３個の
レーザ光の発光部７を備えている。各レーザ素子１２．
１３．１４の発光部７は基板８に達する分離溝９で電気
的に分離されており、各レーザ素子１２．１３．１４に
独立した駆動電流を流すことができる。このようなアレ
イレーザは、レーザビームプリンタ、光ディスク等に使
用されるもので、１つの光学系で複数の光ビームを高精
度に位置決め制御する必要がある。このためには各発光
部７の位置精度、各発光部７の間隔精度、各放射ビーム
の光軸精度がそろっていることが重要である。第２図（
ｂ）のモノリシックアレイでは、レーザ結晶をチップに
加工する工程（ウェハプロセス）において、各レーザ素
子１２〜１４を同時に加工するので、発光部７の位置間
隔、放射ビームの光軸もそろっており、組立上は特に問
題がない。

しかし、モノリシック形では基板８が共通であるため、
各発光部７を独立動作させると、他のレーザ素子の電気
的・光学的特性に影響を与える。

第３図にモノリシック形アレイレーザの動作例を示す。

なお、ここではレーザ素子１２，１３゜１４を便宜的に
それぞれ第１．第２．第３のレーザ素子という。この図
は、第１のレーザ素子１２に一定の駆動電流１．を流し
ておき、隣接する第２のレーザ素子１３の駆動電流Ｉ２
をＯＮ、ＯＦＦした場合の第１のレーザ素子１２の光出
力Ｐ１と時間ｔとの関係を示す特性図である。第２のレ
ーザ素子１３の駆動状態によって第１のレーザ素子１２
の光出力Ｐ、が一定にならず、変動している。これは第
２のレーザ素子１３内の発熱が発光部７から周辺に広が
り、基板８を通して隣の第１のレーザ素子１２にまで影
響を及ぼした結果である。

このようなアレイレーザをプリンタに使用した場合、１
本のレーザビームが１ドツト行に対応し、３行同時にプ
リントすることになるが、あるレーザ素子が動作中に他
のレーザ素子が動作すると、熱的干渉によって光出力が
低下し、プリント濃度が低下する。３本のビームで高速
にプリントしてもプリント結果に濃度むらが生じ、不都
合であった。

他の従来例として、分離されたレーザチップを１つのパ
ッケージ内に収めたものもある。この個別形アレイレー
ザは、各チップが独立しているので熱の相互干渉はない
が、個別チップを別々に組立てるので、発光部の位置・
間隔・光軸等を必要な精度にそろえることができない不
都合がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のアレイ形半導体レーザは、モノリシ
ック形では基板８が共通であるため、熱の相互干渉で各
レーザ素子１２〜１４を独立に駆動することができない
問題点があった。また、個別形では、必要な位置・間隔
・光軸精度の高いものが得られない問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、発光部の位置・間隔・光軸精度が高く、シかも熱
的相互干渉の少ないアレイレーザを得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るアレイレーザは、同一基板上に備えた複
数の発光部の各発光部間の前記基板内に前記基板より熱
伝導率の低い材料を埋め込み、それぞれ基板が分離され
た複数のレーザ素子を構成したものである。

〔作用〕

この発明においては、基板よりも熱伝導率の小さい埋込
み材料で各レーザ素子を分離したことから、各レーザ素
子で発生した熱は隣接するレーザ素子に伝われにくくな
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図（ａ）〜（ｄ）につ
いて説明する。

第１図はこの発明のアレイレーザを得るための製造方法
を示す図である。まず、第１図（ａ）は、各レーザ素子
間を分離する前のチップ断面である。チップの厚さは、
例えば３５０μｍであるが、基板８が大部分を占めてお
り、レーザ動作に直接関係する部分は高々２０μｍ程度
である。次に、第１図（ｂ）に示すように、発光部７間
をそれぞれエツチング等で所要深さまで除去して分離溝
９を掘り込む。従来例では各レーザ素子を電気的に分離
するために基板８に達する程度の深さ（約２０〜３０μ
ｍ）までエツチングしたが、この発明ではさらに深く、
例えば１００μｍ程度まで掘り込む。そして、この分離
溝９内を基板８よりも熱伝導率の低い材料１５で埋め込
む。次に、第１図（Ｃ）に示すように、ウェハを研磨・
エツチング等で基板８側から研削し、分離溝９内に埋め
込んだ材料に達するまで研削する。研削後のウェハ厚は
１００μｍ程度になる。その後、ウェハの両面に電極１
０．１１を付け、パターニングを行い、第１図（ｄ）に
示すように、この発明のアレイレーザが得られる。

次に動作について説明する。

第１図において、従来例の説明と同様に、この発明の実
施例のアレイレーザの一レーザ素子に一定電流を流して
おき、光出力をモニタしながら隣接するレーザ素子の駆
動電流をＯＮ、ＯＦＦしてみる。隣接するレーザ素子に
注入された電力は、その一部が発光に寄与し、大半の残
りは主に発光部７で熱となる。この発熱は周囲に拡散し
ながら基板８側に伝わる。従来例ではレーザ素子間が熱
伝導の良い基板８でつながっていたために基板８を通し
て熱はさらに隣のレーザ素子にまで伝導した。しかし、
この実施例では隣のレーザ素子との間に熱伝導率の低い
材料が埋め込んであるので熱は横方向に伝導するよりも
、パッケージ方向に伝わる。したがって、隣接するレー
ザ素子の駆動電流をＯＮ、ＯＦＦしてもその発熱の影響
が他のレーザ素子に伝わらないことになる。また、この
実施例の埋込み層は、レーザ素子がクエへの状態で同時
に形成されるので、各レーザ素子の位置・間隔・光軸精
度はモノリシックそのものであり、非常に高精度に形成
できる。

なお、上記実施例では発光部７を３個有する３点アレイ
レーザについて説明したが、２点以上のアレイレーザに
ついても同様の効果がある。

また、上記実施例では基板８側の電極１１を分離せず共
通にした場合について説明したが、逆に基板８側の電極
１１を分離しても同様の効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、各発光部間の基板内に
前記基板より熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞれ
前記基板が分離された複数のレーザ素子を構成したので
、各レーザ素子間の熱干渉を低減できる。また、基板よ
り熱伝導率の低い材料の埋め込み後のアレイレーザはモ
ノリシック状態であり、発光部の位置・間隔・光軸の各
精度の極めて高いものが得られる。さらに、特別に電極
パターニングした組立用マウントを必要とせずに、ジャ
ンクションアップ／ダウンどちらでも容易に組立てが可
能である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（ｄ）はこの発明の一実施例のアレイレ
ーザの製造工程を示す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は
従来のアレイレーザの外形およびチップ断面を示す図、
第３図は従来のアレイレーザを動作させた場合の光出力
特性を示す図である。 図において、７は発光部、８は基板、９は分離溝、１０
．１１は電極、１２．１３．１４はレーザ素子である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　　　　（外２名）第１図 第２図 ＋２．１３，１４　　レーサ°素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一基板上に複数の発光部を備えたモノリシック形アレ
   イレーザにおいて、前記各発光部間の前記基板内に前記
   基板より熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞれ前記
   基板が分離された複数のレーザ素子を構成したことを特
   徴とするアレイレーザ。