JPH027588A - 多点発光型半導体レーザ及びその製造方法 - 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、各発光点が電気的に全（干渉しない、また
各発光点間の動作時における熱的干渉を少なくできる独
立駆動型の多点発光型半導体レーザに関するものである
。

〔従来の技術〕

第４図は従来の多点発光型半導体レーザの一例を示す図
であり、図において、１はｎ型（以下ｐ−と略す）Ｇａ
ＡＳ基板、２ａ、　　２ｂはｎ型（以下ｎ−と略す）Ｑ
ａＡｓ電流ブロック層、３ａ。

３ｂはｐ　ｘＩ！。、、Ｇａｏ、ｓ　Ａｓ第１クラッド
層、４ａ、４ｂはｐ　　Ａｌｏ、＋５Ｇａｏ、ｅｓＡＳ
活性層、５ａ、５ｂはｎ−Ａｊ！＠、ｓ　Ｇａａ、ｓ　
Ａｓ第２クラッド層、６ａ、６ｂはｎ−ＧａＡｓ：］ン
タクト層、？ａ、７ｂは電流注入用溝、８ａ、８ｂは発
光点、９は分離溝、１０ａ、１０ｂはｎ側電極、１１は
ｐ側コモン電極、１２は電気的絶縁性サブマウント、１
３ａ、１３ｂはサブマウント電極である。

ここで図番の副番ａ、ｂはそれぞれ発光点８ａ。

８ｂに対応するものである。また図においてレーザは発
光点がヒートシンク側に近くなるような、所謂「ジャン
クションダウンボンディング」　（以下Ｊ−Ｄ／Ｂと記
す）されている。

次に動作について説明する。

本従来例装置では分離溝９が基板ｌまで達するように形
成されているので、発光点８ａと８ｂはｎ側共有領域は
ないように分離されており、ｎ側電極１０ａとｐ側電極
１１間に順方向バイアスを印加していくと発光点８ａか
らレーザ発光が得られ、又電極１０ｂとｐ側電極１１間
に順方向バイアスを印加することで発光点８ａからレー
ザ発光が得られる。このように各発光点はそれぞれ独立
に駆動することができる。

さらに本従来例装置は第４図が示すようにＪ−Ｄ／Ｂさ
れており、ｎ側電極１０ａ、１０ｂはサブマウント側の
電極１３ａ、１３ｂに電気的絶縁性が保たれたまま接続
されているので独立駆動が可能であるとともに、各発光
点からヒートシンクまでの熱抵抗が低く放熱性に優れて
いるため、各発光点の動作に伴う各発光点間の熱的干渉
も基板側がヒートシンクに近い方向にボンディングされ
た所謂ジャンクションアップボンディング（Ｊ−Ｕ／Ｂ
）された場合に比して大幅に改善されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の多点発光型半導体レーザは以上のように構成され
ており、各発光点はｐ側においては基板を共有しており
、完全には電気的分離はされていない。このため１つの
発光点から、の発光出力が他の発光点のオン／オフ動作
により変動を受けることが一般に確認されており、実用
上重大な障害となるという問題点があった。また従来の
多点発光型半導体レーザをＪ−Ｄ／Ｂする場合、半田材
が流れ、分離された各電極が電気的にショートしてしま
うことがあり、これがこのレーザを用いた装置の製造上
のもっとも大きな問題となっており、サブマウントの形
状の工夫により対策が採られているが、３点以上の発光
点を有する多点発光型半導体レーザのＪ−Ｄ／Ｂにおい
ては対策は困難であり、レーザ後端面からの出射をさえ
ぎらないように電極を引回す方法等ではこれといって対
策がないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、各発光点を完全に電気的に分離できるととも
に、Ｊ−Ｄ／Ｂにおいてサブマウントによる電気的分離
の工夫を必要としない多点発光型半導体レーザを得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る多点発光型半導体レーザは、独立に駆動
可能な複数の発光点がモノリシックに形成されたｎ型も
しくはｎ型の半導体層の上記各発光点の中間部が電気的
に絶縁性もしくは半絶縁性の半導体で形成され、かつ上
記各発光点を電気的に分離するよう上記半導体層と反対
の面から該絶縁性もしくは半絶縁性の半導体部に達する
ように分離溝が形成されたものである。

またこの発明に係る多点発光型半導体レーザの製造方法
は、電気的に絶縁性もしくは半絶縁性の半導体基板に単
数あるいは複数の凸型ストライプを形成し、その上にｎ
型もしくはｎ型の半導体層を該凸型ストライプが埋まる
ように形成し更にその上に上記ストライプ上以外の領域
に発光点が位置するような配置を有する多点発光型の半
導体レーザ構造を形成した後、上記電気的に絶縁性もし
くは半絶縁性の半導体基板の凸型リッジ部以外の領域を
上記ｎ型もしくはｎ型の半導体層が露出するように基板
側から研倍あるいはエツチングにより取り除くとともに
、基板と反対側の表面から上記凸型リッジ部上端部に達
するように各発光点を電気的に分離する溝を形成するよ
うにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、独立に駆動可能な複数の発光点が
モノリシックに形成されたｐ型もしくはｎ型の半導体層
の上記各発光点の中間部に設けられた電気的に絶縁性も
しくは半絶縁性の半導体領域と、該領域に達するように
上記半導体層と反対の面から形成された分離溝により、
各発光点を完全に電気的に分離した構成としたから、Ｊ
−Ｄ／Ｂ状態でサブマウント側での電気的分離を必要と
せずに独立駆動の装置を構成でき、この際共有となるの
はサブマウント側の金属電極だけであるため、電気的干
渉を極めて小さくできる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による多点発光型半導体レー
ザを示す斜視図であり、図において、１’ａ、ｌ’ｂは
ｐ−ＧａＡｓＪｉ、２ａ、’ｌｂはｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層、３ａ、３ｂはｐ−Ａ１、、、Ｇａ０．ｓ　Ａ
ｓ第１クラッド層、４ａ、４ｂはｐＡ　１　ｏ、　＋ｓ
Ｇ　ａ　ｏ、　ＩＳＡ　Ｓ活性層、５ａ、５ｂはｎ−Ａ
ｌｇ、ｓ　Ｇａｏ、、Ａｓ第２クラッド層、６ａ、６ｂ
はｎ−ＧａＡｓコンタクト層、７ａ、７ｂは電流注入用
溝、３ａ、３ｂは発光点、９は分離溝、１０ａ、１０ｂ
はｎ側電極、１１ａ、１１ｂはｎ側電極、２０は半絶縁
性ＧａＡｓ層である。

ここで図番の副番ａ、ｂはそれぞれ発光点８ａ。

８ｂに対応するものである。

また第２図は第１図の多点発光型半導体レーザの素子構
造を形成する製造フローを示す図であり、図において、
２０′は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１−はｐ−ＧａＡｓ層
である。

次に本実施例の製造工程について説明する。

まず半絶縁性ＧａＡｓ基板２０′にＲＩ　Ｅ　（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ　Ｊｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）もしくはＲＩ　
Ｂ　Ｅ　（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｅｔ
ｃｈｉｎｇ）を用いて第２図（ａ）に示すように凸型ス
トライプを形成する。次に液相エピタキシャル成長によ
ってこの凸型ストライプを埋込むようにｐ　−Ｇ　ａ　
Ａ　ｓ　ｌｉ　１　”を形成し、形成したｐ−ＧａＡｓ
層１″をポリシング等で平坦にした後に核層上にｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層を形成する。そして各発光点に対
応する電流注入溝？ａ。

７ｂを第２図（ｂ）に示すように形成する。この後第２
図（ｂ）に示すウェハ上に適当な成長法によって第２図
（Ｃ）に示すように、第１クラツド層３．活性層４、第
２クラツド層５．コンタクト層６を形成し、さらにコン
タクト層７にオーミック接触するｎ側電極１０ａ、１０
ｂを形成する。そして第２図＋ｄｌに示すように、コン
タクトＮ６側から基板２０′のりッジ部に達する分離溝
をエツチング等により形成する。そして基板２０′を研
磨やエツチングにより取り除いてｐ−ＧａＡｓＪｉｌ　
′ａ、１　’　ｂを露出させ、さらに第２図ｔｅｌに示
すように該露出したｐ−ＧａＡｓＪｌｌ　’　ａ、１　
’　ｂのそれぞれにオーミック接触するｎ側電極１１ａ
、ｌｌｂを形成して第１図に示す素子構造が完成する。

次に動作について説明する。

上述のようにして形成された本実施例レーザでは、発光
点３ａ、８ｂは分離溝９と絶縁層２０により電気的に共
有領域がないように分離されており、各発光点の各々の
動作に伴う電気的干渉は実用上無視できる範囲のものと
なる。特に本実施例ではｐ−半導体層１″側が絶縁層２
０で分離されているためＪ−Ｄ／Ｂする場合に、サブマ
ウント側での電極が共通であっても発光点８ａ、８ｂを
独立に駆動できる。この際、共有となるのはサブマウン
ト側の金属電極だけであるため、電気的干渉は極めて小
さい。

このように本実施例では発光点８ａ、８ｂを分離溝９と
絶縁層２０により電気的に共有領域がないように分離し
た構成としたから、各発光点の各々の動作に伴う電気的
干渉を実用上無視できる程度まで低減でき、またＪ−Ｄ
／Ｂする場合にサブマウン１−側の電極を共通とするこ
とができるから、サブマウントでの半日］流れ対策、電
極配線等の工夫は不要となり、歩留まりを飛躍的に向上
できる。

また本実施例による多点発光型半導体レーザの製造方法
では、ｐ−ＧａＡｓ半導体埋込み層を平坦に形成するこ
とで、それ以降の製造フローにおいて、各半導体層の接
合縦方向に電流が流れるレーザ構造を形成する各種の方
法を用いることが可能なため、本実施例構成の応用性は
極めて大きいものである。

なお、上記実施例では２点発光型半導体レーザについて
説明したが、本発明によれば従来極めて困難であった３
点以上の発光点をもつ多点発光型半導体レーザのＪ−Ｄ
／Ｂが極めて容易に実現できる。

第３図は単一の電極を有するサブマウント上に本発明の
他の実施例である５点発光型半導体レーザをＪ−Ｄ／Ｂ
した状態を示す図であり、図において、第１図と同一符
号は同一または相当部分であり、それぞれの副番ａ、ｂ
、ｃ、ｄ、ｅは発光点８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅに
対応している。

また２１はサブマウント、２２はサブマウント電極であ
る。この図の示す通り、ｐ　（［１，！Ｉ電極がチップ
側で分離されているので、共通電極２２にＪ−Ｄ／Ｂさ
れていても、ｐ側電極１０ａ、１０ｂ、１Ｏｃ、１０ｄ
、１０ｅのそれぞれにワイヤボンディングするだけで各
発光点８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、３ｅは独立に駆動する
ことができる。この場合においても、上述したように共
有となるのはサブマウント２１側の金属電極２２だけで
あるため、各発光点の動作による相互の電気的干渉は極
めて小さい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば多点発光型半導体レー
ザにおいて、独立に駆動可能な複数の発光点がモノリシ
ックに形成されたｐ型もしくはｎ型の半導体層の上記各
発光点の中間部に設けられた電気的に絶縁性もしくは半
絶縁性の半導体領域と、該領域に達するように上記半導
体層と反対の面から形成された分Ａｌｔ　？Ｈにより、
各発光点を完全に電気的に分離した構成としたから、各
発光点の各々の動作に伴う電気的干渉を実用上無視でき
る程度まで低減でき、またＪ−Ｄ／Ｂする場合にサブマ
ウント側の電極を共通とすることができるから、サブマ
ウントでの半田流れ対策、電極配線等の工夫は不要とな
り、歩留まりを飛躍的に向上できるとともに、３点以上
の多点発光型半導体レーザのＪ−Ｄ／Ｂも極めて容易に
実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による多点発光型半導体レ
ーザを示す斜視図、第２図は第１図の多点発光型半導体
レーザの製造フローを示す図、第３図は本発明の他の実
施例による多点発光型半導体レーザをＪ　−Ｄ／Ｂ　し
たものを示す斜視図、第４図は従来の多点発光型半導体
レーザをＪ−Ｄ／Ｂしたものを示す斜視図である。 １’ａ、ｌ’ｂばｐ　−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｊｉ、’ｌａ
、　　２ｂはｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、３ａ、３ｂ
はｐＡ　１０．Ｓ　Ｇ　ａ　ｏ、ｓ　Ａ　ｓ第１クラッ
ド層、４ａ。 ４ｂはｐＡ　Ｉ！　ｏ、　＋ｓＧ　ａ　ｏ、　ａｓＡ　
Ｓ活性層、５ａ。 ５ｂはｎ　　Ａｊ２ｏ、ｓ　Ｇａｏ、ｓ　Ａｓ第２クラ
ッド層、５ａ、５ｂはｎ−ＧａＡｓコンタクト層、？ａ
。 ７ｂは電流注入用溝、８ａ、８ｂは発光点、９は分離溝
、ｉｏａ、１０ｂはｎ側電極、ｌｌａ、１ｔｂはｐ（！
ｔｌＲ極、２０は半絶縁性ＧａＡｓ層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐ型もしくはｎ型の半導体層上に独立に駆動可能
   な複数の発光点がモノリシックに形成された多点発光型
   半導体レーザにおいて、 上記半導体層の上記各発光点の中間部に設けられた電気
   的に絶縁性もしくは半絶縁性の半導体領域と、 上記各発光点を電気的に分離するよう上記半導体層と反
   対の面から該絶縁性もしくは半絶縁性の半導体部に達す
   るように形成された分離溝とを備えたことを特徴とする
   多点発光型半導体レーザ。
2. （２）電気的に絶縁性もしくは半絶縁性の半導体基板に
   単数あるいは複数の凸型ストライプを形成する工程と、 その上にｐ型もしくはｎ型の半導体層を該凸型ストライ
   プが埋まるように形成する工程と、その上に上記ストラ
   イプ上以外の領域に発光点が位置するような配置を有す
   る多点発光型の半導体レーザ構造を形成する工程と、 その後に上記電気的に絶縁性もしくは半絶縁性の半導体
   基板の凸型リッジ部以外の領域を上記ｐ型もしくはｎ型
   の半導体層が露出するように研磨あるいはエッチングに
   より取り除くとともに、基板と反対側の表面から上記凸
   型リッジ部上端部に達するように各発光点を電気的に分
   離する溝を形成する工程とを含むことを特徴とする多点
   発光型半導体レーザの製造方法。