JPH05218595A - 半導体レーザ・アレイ - Google Patents
半導体レーザ・アレイInfo
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- JPH05218595A JPH05218595A JP4288359A JP28835992A JPH05218595A JP H05218595 A JPH05218595 A JP H05218595A JP 4288359 A JP4288359 A JP 4288359A JP 28835992 A JP28835992 A JP 28835992A JP H05218595 A JPH05218595 A JP H05218595A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
- H01S5/02345—Wire-bonding
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 単一の金属段を用いて製造される多数のレー
ザ用のレーザ・アレイを開示する。 【構成】 レーザの空胴長を短縮して、金属ランド３４
またはトレースがレーザの後面２８に隣接して配置さ
れ、最終的にパッド１２，１４，１６，１８と相互接続
されるようにする。空胴長を短縮しても、レーザの性能
または特性は低下せず、隣接するレーザ間の性能および
特性は類似のものとなる。
ザ用のレーザ・アレイを開示する。 【構成】 レーザの空胴長を短縮して、金属ランド３４
またはトレースがレーザの後面２８に隣接して配置さ
れ、最終的にパッド１２，１４，１６，１８と相互接続
されるようにする。空胴長を短縮しても、レーザの性能
または特性は低下せず、隣接するレーザ間の性能および
特性は類似のものとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはレーザ・ア
レイに関し、具体的には、基板上の単一の段（レベル）
上に配置されるレーザ・アレイに関する。
レイに関し、具体的には、基板上の単一の段（レベル）
上に配置されるレーザ・アレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】通信、特にメインフレーム、様々なコン
ピュータおよびそのサブシステム内での通信の速度と帯
域幅に対する要求が増大したため、半導体レーザの使用
が増加しつつある。したがって、半導体基板上の１つの
レーザだけではなく、レーザのアレイ（配列）も、寸法
と面積を縮小する必要が大きい。
ピュータおよびそのサブシステム内での通信の速度と帯
域幅に対する要求が増大したため、半導体レーザの使用
が増加しつつある。したがって、半導体基板上の１つの
レーザだけではなく、レーザのアレイ（配列）も、寸法
と面積を縮小する必要が大きい。
【０００３】すべての種類の半導体レーザ、特にガリウ
ム砒素レーザは、本来、製造が難しく高価である。さら
に、帯域幅と速度を増大させるためには、レーザ・アレ
イの製造が簡単かつ高密度で、費用の増加が引き合うも
のでなければならない。さらに、これらのレーザ・アレ
イは、厳密な工程要件と厳密な公差水準の下で、より小
さな寸法で製造しなければならない。
ム砒素レーザは、本来、製造が難しく高価である。さら
に、帯域幅と速度を増大させるためには、レーザ・アレ
イの製造が簡単かつ高密度で、費用の増加が引き合うも
のでなければならない。さらに、これらのレーザ・アレ
イは、厳密な工程要件と厳密な公差水準の下で、より小
さな寸法で製造しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】レーザ・アレイに関す
る問題の１つが、電力および制御のためのリードのレー
ザ・パッドへのボンディングの実際上の態様である。し
かしながら、これまではレーザ・アレイを製造する際、
様々なピンアウト・パッドのすべてへのリード線を単一
段の半導体基板上に設けまたははめ合わせることができ
ないという単純な理由から、金属と下地金属の第２の段
を利用しなければならないと考えられていた。残念なが
ら、金属または下地マウントの第２の段を使用すると、
工程と労働の費用がかなり増加すると共に、信頼性が低
下し、もちろん歩どまりも低下する。
る問題の１つが、電力および制御のためのリードのレー
ザ・パッドへのボンディングの実際上の態様である。し
かしながら、これまではレーザ・アレイを製造する際、
様々なピンアウト・パッドのすべてへのリード線を単一
段の半導体基板上に設けまたははめ合わせることができ
ないという単純な理由から、金属と下地金属の第２の段
を利用しなければならないと考えられていた。残念なが
ら、金属または下地マウントの第２の段を使用すると、
工程と労働の費用がかなり増加すると共に、信頼性が低
下し、もちろん歩どまりも低下する。
【０００５】米国特許第４０４７１２４号明細書に記載
の方式など多数の方式が、レーザの製造に利用されてき
た。上記特許では、コルゲーションを使用して単一のチ
ップ上に光学レーザを形成するが、そのコルゲーション
は、レーザ放射線が導波管の平面に垂直な方向でアレイ
から出る（一般にこれは望ましくない）ように選択され
る。米国特許第４４６１００７号明細書には、千鳥形の
活性領域を有する複数のレーザが開示されている。しか
しながら、これらの技術や従来の他の関連教示は、製造
が高価であったり、複数の金属被覆段を必要としたり、
あるいは単に本発明によって示される密度が可能でない
ため、不利である。
の方式など多数の方式が、レーザの製造に利用されてき
た。上記特許では、コルゲーションを使用して単一のチ
ップ上に光学レーザを形成するが、そのコルゲーション
は、レーザ放射線が導波管の平面に垂直な方向でアレイ
から出る（一般にこれは望ましくない）ように選択され
る。米国特許第４４６１００７号明細書には、千鳥形の
活性領域を有する複数のレーザが開示されている。しか
しながら、これらの技術や従来の他の関連教示は、製造
が高価であったり、複数の金属被覆段を必要としたり、
あるいは単に本発明によって示される密度が可能でない
ため、不利である。
【０００６】本発明の目的は、単一の金属段を利用し、
金属段に直接に隣接してパッドまたはピンアウトを設け
ることにより、Ｎ個のレーザ（Ｎは整数）に拡張するこ
とのできる、半導体レーザ・アレイを製造することであ
る。
金属段に直接に隣接してパッドまたはピンアウトを設け
ることにより、Ｎ個のレーザ（Ｎは整数）に拡張するこ
とのできる、半導体レーザ・アレイを製造することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板、その上に配置された複数の発光レーザ、および複
数の発光レーザのそれぞれから出る少なくとも１つの金
属ランドを備え、各金属ランドが、それぞれ半導体基板
の同じ単一段上に配置された、半導体レーザ・アレイが
提供される。
基板、その上に配置された複数の発光レーザ、および複
数の発光レーザのそれぞれから出る少なくとも１つの金
属ランドを備え、各金属ランドが、それぞれ半導体基板
の同じ単一段上に配置された、半導体レーザ・アレイが
提供される。
【０００８】
【実施例】ここで図１を参照すると、グリンシュ型クワ
ッド・レーザ・アレイの金属とリッジの概略平面図が示
されている。この概略の寸法と比率は、原寸に比例して
いず、本発明の明確な開示および理解を助けるために描
かれたものであることに留意されたい。したがって、ク
ワッド・レーザ・アレイ１０が一般的に示されている。
その上に、４つのパッド、パッドＰ１、パッドＰ２、パ
ッドＰ３、パッドＰ４（それぞれ１２、１４、１６、１
８で表す）が配置されている。パッドＰ１〜Ｐ４は、当
業者に簡単に知られるように、ボンディングの目的に適
した寸法である。本発明の好ましい実施例では、このパ
ッドの寸法は、２５μｍ×２５μｍであるが、簡単に１
５０μｍ×１５０μｍに拡大できる。レーザの前面は、
一般的に縁部２６で示され、後面は、一般的に縁部２８
で示されている。本発明の好ましい実施例では、前面２
６から後面２８までの寸法は、７５０μｍであり、した
がって、有効に７５０μｍの空胴長がもたらされる。た
だし、この空胴長または距離はクリティカルではなく、
わずかな狂いがあってもレーザまたはそこから発する光
が品質低下や変質を起こさないことがわかっており、こ
の発見を利用することが本発明の意図である。
ッド・レーザ・アレイの金属とリッジの概略平面図が示
されている。この概略の寸法と比率は、原寸に比例して
いず、本発明の明確な開示および理解を助けるために描
かれたものであることに留意されたい。したがって、ク
ワッド・レーザ・アレイ１０が一般的に示されている。
その上に、４つのパッド、パッドＰ１、パッドＰ２、パ
ッドＰ３、パッドＰ４（それぞれ１２、１４、１６、１
８で表す）が配置されている。パッドＰ１〜Ｐ４は、当
業者に簡単に知られるように、ボンディングの目的に適
した寸法である。本発明の好ましい実施例では、このパ
ッドの寸法は、２５μｍ×２５μｍであるが、簡単に１
５０μｍ×１５０μｍに拡大できる。レーザの前面は、
一般的に縁部２６で示され、後面は、一般的に縁部２８
で示されている。本発明の好ましい実施例では、前面２
６から後面２８までの寸法は、７５０μｍであり、した
がって、有効に７５０μｍの空胴長がもたらされる。た
だし、この空胴長または距離はクリティカルではなく、
わずかな狂いがあってもレーザまたはそこから発する光
が品質低下や変質を起こさないことがわかっており、こ
の発見を利用することが本発明の意図である。
【０００９】パッドＰ１〜Ｐ４は、金属であり、窒化物
２２に沿って配置される。レーザ製造では普通に行われ
るように、リッジ２４が設けられる。本発明の好ましい
実施例では、リッジの間隔が５０〜１５０μｍであるこ
とが好ましいが、本発明の範囲および趣旨から逸脱する
ことなく、他の変形を実施することもできる。
２２に沿って配置される。レーザ製造では普通に行われ
るように、リッジ２４が設けられる。本発明の好ましい
実施例では、リッジの間隔が５０〜１５０μｍであるこ
とが好ましいが、本発明の範囲および趣旨から逸脱する
ことなく、他の変形を実施することもできる。
【００１０】光学的、電気的、熱的など、所与の応用分
野で望ましくないクロストークを避けるため、小さい寸
法すなわち５０μｍの寸法にすることが好ましい。この
点に関して、２０μｍ程度またはそれに近いリッジの間
隔は、単に隣接するレーザ間に絶縁障壁を設けるだけで
実現できる。この絶縁障壁は、イオン・ミリングまたは
陽子ボンバードによって形成できる。この点に関して、
クロストーク分離区域３０を設ける。金属ランド３４
が、内側アレイのレーザから出て、パッドＰ１〜Ｐ４に
走る。これが内側および外側のレーザの動作において引
き起こす作用および差異は無視できることがわかってい
る。
野で望ましくないクロストークを避けるため、小さい寸
法すなわち５０μｍの寸法にすることが好ましい。この
点に関して、２０μｍ程度またはそれに近いリッジの間
隔は、単に隣接するレーザ間に絶縁障壁を設けるだけで
実現できる。この絶縁障壁は、イオン・ミリングまたは
陽子ボンバードによって形成できる。この点に関して、
クロストーク分離区域３０を設ける。金属ランド３４
が、内側アレイのレーザから出て、パッドＰ１〜Ｐ４に
走る。これが内側および外側のレーザの動作において引
き起こす作用および差異は無視できることがわかってい
る。
【００１１】本発明の好ましい実施例では、空胴が７５
０μｍのレーザの場合、金属ランドは幅約３μｍであ
る。金属ランド３４は、前述の幅を有し、内側レーザか
らパッドへの受容できる導電経路をもたらす。これらの
金属ランド３４は、外側レーザのリッジから分離される
様に窒化物２２の上を通る。
０μｍのレーザの場合、金属ランドは幅約３μｍであ
る。金属ランド３４は、前述の幅を有し、内側レーザか
らパッドへの受容できる導電経路をもたらす。これらの
金属ランド３４は、外側レーザのリッジから分離される
様に窒化物２２の上を通る。
【００１２】したがって、最終的にパッドに接続される
ようにランドを収容させるために空胴長を短縮しても、
このレーザ群の全体的な効率と動作特性が感知できるほ
どには低下しないことがわかった。さらに、この短縮に
よって、半導体基板に沿って空胴間で動作条件に差が生
じない。したがって、この空胴の短縮によって、多段構
造の使用ではなく、単一段の製造がどのようにして可能
になるかは容易に明らかである。
ようにランドを収容させるために空胴長を短縮しても、
このレーザ群の全体的な効率と動作特性が感知できるほ
どには低下しないことがわかった。さらに、この短縮に
よって、半導体基板に沿って空胴間で動作条件に差が生
じない。したがって、この空胴の短縮によって、多段構
造の使用ではなく、単一段の製造がどのようにして可能
になるかは容易に明らかである。
【００１３】次に図２を参照すると、Ｎレーザ・アレイ
３６と称する多重レーザ・アレイが示されている。この
図から、前面２６と後面２８の間の空胴長をどのように
短縮すると引込み距離３８が生ずるかがわかる。この距
離は、レーザの数によって決まり、レーザの数は、金属
ランドの幅の関数である。さらに、レーザの数は、容易
にわかるように、レーザ特性、リソグラフィ能力および
金属の電流能力の関数でもある。このようにして、どの
ようにすればリッジ１、２、３ないしｉを形成し、それ
らをそれぞれパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３ないしＰｉに相互
接続できるかがわかる。同様に、リッジｉ＋1、Ｎ−
２、Ｎ−１およびＮを、それぞれパッドＰｉ＋１、ＰＮ
−２、ＰＮ−１およびＰＮに相互接続する。
３６と称する多重レーザ・アレイが示されている。この
図から、前面２６と後面２８の間の空胴長をどのように
短縮すると引込み距離３８が生ずるかがわかる。この距
離は、レーザの数によって決まり、レーザの数は、金属
ランドの幅の関数である。さらに、レーザの数は、容易
にわかるように、レーザ特性、リソグラフィ能力および
金属の電流能力の関数でもある。このようにして、どの
ようにすればリッジ１、２、３ないしｉを形成し、それ
らをそれぞれパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３ないしＰｉに相互
接続できるかがわかる。同様に、リッジｉ＋1、Ｎ−
２、Ｎ−１およびＮを、それぞれパッドＰｉ＋１、ＰＮ
−２、ＰＮ−１およびＰＮに相互接続する。
【００１４】
【発明の効果】したがって、本発明は、単一または小型
の半導体レーザの製造技法に類似しているが、アレイ内
のレーザの数を望み通りに増加することのできる、比較
的簡単で安価な製造技術を維持する。レーザ空胴の長さ
は短縮されるが、すべての空胴が同じ長さに保たれるの
で、装置間の全体的動作特性は、感知できるほどには低
下しない。
の半導体レーザの製造技法に類似しているが、アレイ内
のレーザの数を望み通りに増加することのできる、比較
的簡単で安価な製造技術を維持する。レーザ空胴の長さ
は短縮されるが、すべての空胴が同じ長さに保たれるの
で、装置間の全体的動作特性は、感知できるほどには低
下しない。
【図１】グリンシュ型クワッド・レーザ・アレイの平面
図である。
図である。
【図２】Ｎ個のレーザを有するレーザ・アレイの平面図
である。
である。
１０ クワッド・レーザ・アレイ １２ パッド １４ パッド １６ パッド １８ パッド ２２ 窒化物 ２４ リッジ ２６ レーザ前面 ２８ レーザ後面 ３０ クロストーク分離区域 ３４ 金属ランド Ｐ１…Ｎ 金属パッド
Claims (11)
- 【請求項１】半導体基板と、 その上に配置された複数の発光レーザと、 前記複数の発光レーザのそれぞれから出る、関連する発
光レーザとの電気接触を容易にするための、少なくとも
１つの金属ランドとを備え、 前記各金属ランドが、それぞれ前記半導体基板の同じ単
一段上に配置されることを特徴とする、半導体レーザ・
アレイ。 - 【請求項２】前記複数の発光レーザが、それぞれ前面と
後面とを有し、前記レーザが、前記前面と前記後面の間
にこれらに垂直に配置されたリッジからなることを特徴
とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】前記少なくとも１つの金属ランドの少なく
とも１つが前記前面に隣接し、前記少なくとも１つの金
属ランドの少なくとも１つが前記後面に隣接することを
特徴とする、請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】少なくとも４つの発光レーザが、前記半導
体基板上に配置されることを特徴とする、請求項１に記
載の装置。 - 【請求項５】少なくとも４つの発光レーザが、前記半導
体基板上に配置されることを特徴とする、請求項２に記
載の装置。 - 【請求項６】前記リッジが、１００〜１５００μｍの範
囲内にあることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 - 【請求項７】前記金属ランドが、それぞれ当該のパッド
に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項８】前記金属ランドが、それぞれ当該のパッド
に接続されることを特徴とする、請求項３に記載の装
置。 - 【請求項９】前記パッドが、前記前面と前記後面の間
で、前記ランドと同じ基板上に、前記リッジと平行に配
置されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。 - 【請求項１０】前記パッドが、前記前面と前記後面の間
で、前記ランドと同じ基板上に、前記リッジと平行に配
置されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】前記発光レーザが、水平型発光レーザで
あることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/786,234 US5404372A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Single metal level laser array |
| US786234 | 1991-10-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218595A true JPH05218595A (ja) | 1993-08-27 |
| JP2539999B2 JP2539999B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=25138002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4288359A Expired - Lifetime JP2539999B2 (ja) | 1991-10-31 | 1992-10-27 | 半導体レ―ザ・アレイ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5404372A (ja) |
| JP (1) | JP2539999B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5638393A (en) * | 1994-12-07 | 1997-06-10 | Xerox Corporation | Nonmonolithic multiple laser source arrays |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01184892A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-24 | Canon Inc | 半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4047124A (en) * | 1975-12-31 | 1977-09-06 | International Business Machines Corporation | Planar solid state laser array |
| US4297653A (en) * | 1979-04-30 | 1981-10-27 | Xerox Corporation | Hybrid semiconductor laser/detectors |
| US4461007A (en) * | 1982-01-08 | 1984-07-17 | Xerox Corporation | Injection lasers with short active regions |
| US4675518A (en) * | 1982-03-05 | 1987-06-23 | Omron Tateisi Electronics Co. | Optical bistable device |
| EP0149042B1 (de) * | 1984-01-13 | 1990-07-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Halbleiter-Diodenlaser |
| US4719498A (en) * | 1984-05-18 | 1988-01-12 | Fujitsu Limited | Optoelectronic integrated circuit |
| FR2592739B1 (fr) * | 1986-01-06 | 1988-03-18 | Brillouet Francois | Structure semi-conductrice monolithique d'un laser et d'un transistor a effet de champ et son procede de fabrication |
-
1991
- 1991-10-31 US US07/786,234 patent/US5404372A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-27 JP JP4288359A patent/JP2539999B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01184892A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-24 | Canon Inc | 半導体レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2539999B2 (ja) | 1996-10-02 |
| US5404372A (en) | 1995-04-04 |
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