JPH1051078A - 半導体レーザアレイ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザアレイ及びその製造方法Info
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- JPH1051078A JPH1051078A JP8223110A JP22311096A JPH1051078A JP H1051078 A JPH1051078 A JP H1051078A JP 8223110 A JP8223110 A JP 8223110A JP 22311096 A JP22311096 A JP 22311096A JP H1051078 A JPH1051078 A JP H1051078A
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- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造に際し、プロセス制御が容易で、しかも
光ファイバーとの光結合が容易な半導体レーザアレイ及
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本半導体レーザアレイ１０は、サブマウ
ント１２と、サブマウント上にアレイ状に配置された複
数個の半導体レーザ１４とから構成されている。サブマ
ウントは共通のｐ側電極１６を上層に備え、各半導体レ
ーザは共振器部１８とｎ側電極２０とが分離溝２２によ
り電気的に相互に分離され、かつｐ側電極がジャンクシ
ョンダウン状態でサブマウントのｐ側電極上にボンディ
ングされて電気的に接続され、相互に独立に動作する。
アレイの周りは、光透過性が高く、透湿性の低い樹脂層
２４で包囲されており、その高さは半導体レーザと同じ
高さである。樹脂層の一部を取り除いた領域に、ｐ側電
極が露出している。半導体レーザは、ｎ−ＩｎＰ基板上
のＢＨ−ＬＤとして構成され、寄生容量低減のための溝
２３を有し、ｎ側電極２０から信号用のリード線２６が
樹脂層２４上に延在している。
光ファイバーとの光結合が容易な半導体レーザアレイ及
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本半導体レーザアレイ１０は、サブマウ
ント１２と、サブマウント上にアレイ状に配置された複
数個の半導体レーザ１４とから構成されている。サブマ
ウントは共通のｐ側電極１６を上層に備え、各半導体レ
ーザは共振器部１８とｎ側電極２０とが分離溝２２によ
り電気的に相互に分離され、かつｐ側電極がジャンクシ
ョンダウン状態でサブマウントのｐ側電極上にボンディ
ングされて電気的に接続され、相互に独立に動作する。
アレイの周りは、光透過性が高く、透湿性の低い樹脂層
２４で包囲されており、その高さは半導体レーザと同じ
高さである。樹脂層の一部を取り除いた領域に、ｐ側電
極が露出している。半導体レーザは、ｎ−ＩｎＰ基板上
のＢＨ−ＬＤとして構成され、寄生容量低減のための溝
２３を有し、ｎ側電極２０から信号用のリード線２６が
樹脂層２４上に延在している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザアレ
イ及びその製造方法に関し、更に詳細には、光通信分野
や情報処理分野の光インターコネクションに最適な半導
体レーザアレイ及びその製造方法に関するものである。
イ及びその製造方法に関し、更に詳細には、光通信分野
や情報処理分野の光インターコネクションに最適な半導
体レーザアレイ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータのチャネル間伝送
や、ＡＴＭ交換機などの分野で、光パラレルリンクによ
るインターコネクションが注目されていて、それに必要
な半導体レーザアレイ或いは受光素子アレイは、光パラ
レルリンク・システムのキーデバイスとして重要視され
ている。従来、半導体レーザアレイは高速のドライブ回
路を必要としているので、ＮＰＮトランジスタがドライ
ブ回路に使用されている。従って、ｐ側電極をコモン電
極とする半導体レーザアレイが、一般的である。
や、ＡＴＭ交換機などの分野で、光パラレルリンクによ
るインターコネクションが注目されていて、それに必要
な半導体レーザアレイ或いは受光素子アレイは、光パラ
レルリンク・システムのキーデバイスとして重要視され
ている。従来、半導体レーザアレイは高速のドライブ回
路を必要としているので、ＮＰＮトランジスタがドライ
ブ回路に使用されている。従って、ｐ側電極をコモン電
極とする半導体レーザアレイが、一般的である。
【０００３】以下に、図４を参照して、従来の半導体レ
ーザアレイの構成を説明する。図４（ａ）は従来の半導
体レーザアレイの斜視図で、図４（ｂ）は図４（ａ）に
示す半導体レーザアレイの各半導体レーザの層構造を示
す模式図である。従来の半導体レーザアレイ５０では、
図４（ａ）に示すように、分離溝５４により電気的に分
離され、相互に独立に動作する複数個の半導体レーザ５
２が、共通の金属製キャリア（図示せず）上にサブマウ
ント５６を介してがジャンクションアップ方式でボンデ
ィングされている。各半導体レーザ５２のｎ側電極５８
は、分離溝５４により分離された各半導体レーザ領域の
上面に設けられ、ｐ側電極６０は、サブマウント５６上
に共通の電極面として設けられている。
ーザアレイの構成を説明する。図４（ａ）は従来の半導
体レーザアレイの斜視図で、図４（ｂ）は図４（ａ）に
示す半導体レーザアレイの各半導体レーザの層構造を示
す模式図である。従来の半導体レーザアレイ５０では、
図４（ａ）に示すように、分離溝５４により電気的に分
離され、相互に独立に動作する複数個の半導体レーザ５
２が、共通の金属製キャリア（図示せず）上にサブマウ
ント５６を介してがジャンクションアップ方式でボンデ
ィングされている。各半導体レーザ５２のｎ側電極５８
は、分離溝５４により分離された各半導体レーザ領域の
上面に設けられ、ｐ側電極６０は、サブマウント５６上
に共通の電極面として設けられている。
【０００４】各半導体レーザアレイの共振器部は、例え
ば、図４（ｂ）に示すように、ｐ−ＩｎＰからなる基板
６２上に、ｐ−ＩｎＰクラッド層６４、歪ＭＱＷ活性層
６６及びｎ−ＩｎＰクラッド層６８を備え、その両側
は、下層のｐ−ＩｎＰ埋め込み層７０、中間のｎ−Ｉｎ
Ｐブロック層７２及び上層のｐ−ＩｎＰブロック層７４
により挟まれ、埋め込まれている。更に、その上部は、
ｎ−ＩｎＰコンタクト層７６が設けられ、半導体レーザ
アレイ全面が、ｎ側電極５８を除いてパッシベーション
層７８で覆われている。各半導体レーザ５２の共振器長
は、図４（ａ）に示すように、２００μｍ、各半導体レ
ーザ５２間のピッチは２５０μｍである。また、半導体
レーザ５２の両端面には、反射率９０％以上の反射膜が
形成されている。
ば、図４（ｂ）に示すように、ｐ−ＩｎＰからなる基板
６２上に、ｐ−ＩｎＰクラッド層６４、歪ＭＱＷ活性層
６６及びｎ−ＩｎＰクラッド層６８を備え、その両側
は、下層のｐ−ＩｎＰ埋め込み層７０、中間のｎ−Ｉｎ
Ｐブロック層７２及び上層のｐ−ＩｎＰブロック層７４
により挟まれ、埋め込まれている。更に、その上部は、
ｎ−ＩｎＰコンタクト層７６が設けられ、半導体レーザ
アレイ全面が、ｎ側電極５８を除いてパッシベーション
層７８で覆われている。各半導体レーザ５２の共振器長
は、図４（ａ）に示すように、２００μｍ、各半導体レ
ーザ５２間のピッチは２５０μｍである。また、半導体
レーザ５２の両端面には、反射率９０％以上の反射膜が
形成されている。
【０００５】半導体レーザアレイ５０と光ファイバーと
を結合する際には、通常、半導体レーザ５２を発光さ
せ、最大の結合効率が得られる位置で半導体レーザ５２
と光ファイバーとを固定するという方法がとられてい
る。一般には、光ファイバーは、半導体レーザの金属パ
ッケージの一部に固定される。
を結合する際には、通常、半導体レーザ５２を発光さ
せ、最大の結合効率が得られる位置で半導体レーザ５２
と光ファイバーとを固定するという方法がとられてい
る。一般には、光ファイバーは、半導体レーザの金属パ
ッケージの一部に固定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
型の半導体レーザアレイには、以下の問題があった。 （１）半導体レーザアレイは、複数個の半導体レーザ
（以下、簡単にＬＤと言う）を集積しているので、消費
電力を抑制することが重要である。そこで、しきい値電
流を低い値にすることが必要であるから、ＬＤ構造とし
て埋込みヘテロ接合型構造（ＢＨ構造）が採用されてい
る。ｐ型基板を用いたＢＨ型のＬＤの場合、図４（ｂ）
に示すような電流ブロック構造を必要とするため、ｎ−
ＩｎＰブロッキング層７２がｎ−ＩｎＰクラッド層６８
に接近している。しかし、実際には、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層６８に接触しないように制御して、ｎ−ＩｎＰブロ
ッキング層７２をエピタキシャル成長させることは難し
いという問題があった。また、亜鉛（Ｚｎ）をｐ型のド
ーパントに使うために、エピタキシャル成長中にＺｎが
再拡散するために、デバイス性能のばらつきが生じるな
ど製造工程中のプロセス制御が難しいという問題があっ
た。 （２）半導体レーザアレイでは、低しきい値電流化のた
めに共振器長を２００μｍ以下に短くし、かつミラー損
失を低減するために高反射膜をＬＤ端面に成形すること
が必要である。しかし、このような短共振器レーザで
は、高反射膜形成時に高反射膜が電極面に回り込むため
に、ボンディングに支障が生じるという問題があった。 （３）サブマウントを介してキャリア上にジャンクショ
ンアップでｐ型ＢＨ−ＬＤをボンディングしている従来
の半導体レーザアレイでは、ＬＤの基板の厚さにばらつ
きが生じているために、どうしても発光部の高さにばら
つきが生じる。従って、光ファイバとの結合の際には、
ＬＤを発光させて調芯を行う必要があって、光ファイバ
との結合が容易ではないという問題があった。若し、基
板厚さを１μｍ以下の精度で制御できれば、キャリア上
面を基準にして発光部の高さを規定することができる
が、実際には、基板の研磨工程で基板厚さを高精度で制
御することは困難である。
型の半導体レーザアレイには、以下の問題があった。 （１）半導体レーザアレイは、複数個の半導体レーザ
（以下、簡単にＬＤと言う）を集積しているので、消費
電力を抑制することが重要である。そこで、しきい値電
流を低い値にすることが必要であるから、ＬＤ構造とし
て埋込みヘテロ接合型構造（ＢＨ構造）が採用されてい
る。ｐ型基板を用いたＢＨ型のＬＤの場合、図４（ｂ）
に示すような電流ブロック構造を必要とするため、ｎ−
ＩｎＰブロッキング層７２がｎ−ＩｎＰクラッド層６８
に接近している。しかし、実際には、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層６８に接触しないように制御して、ｎ−ＩｎＰブロ
ッキング層７２をエピタキシャル成長させることは難し
いという問題があった。また、亜鉛（Ｚｎ）をｐ型のド
ーパントに使うために、エピタキシャル成長中にＺｎが
再拡散するために、デバイス性能のばらつきが生じるな
ど製造工程中のプロセス制御が難しいという問題があっ
た。 （２）半導体レーザアレイでは、低しきい値電流化のた
めに共振器長を２００μｍ以下に短くし、かつミラー損
失を低減するために高反射膜をＬＤ端面に成形すること
が必要である。しかし、このような短共振器レーザで
は、高反射膜形成時に高反射膜が電極面に回り込むため
に、ボンディングに支障が生じるという問題があった。 （３）サブマウントを介してキャリア上にジャンクショ
ンアップでｐ型ＢＨ−ＬＤをボンディングしている従来
の半導体レーザアレイでは、ＬＤの基板の厚さにばらつ
きが生じているために、どうしても発光部の高さにばら
つきが生じる。従って、光ファイバとの結合の際には、
ＬＤを発光させて調芯を行う必要があって、光ファイバ
との結合が容易ではないという問題があった。若し、基
板厚さを１μｍ以下の精度で制御できれば、キャリア上
面を基準にして発光部の高さを規定することができる
が、実際には、基板の研磨工程で基板厚さを高精度で制
御することは困難である。
【０００７】上記問題点に照らして、本発明の目的は、
共振器部のエピタキシャル成長制御及び高反射膜の成膜
制御が容易で、しかも光ファイバーとの光結合が容易な
半導体レーザアレイ及びその製造方法を提供することで
ある。
共振器部のエピタキシャル成長制御及び高反射膜の成膜
制御が容易で、しかも光ファイバーとの光結合が容易な
半導体レーザアレイ及びその製造方法を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体レーザアレイは、相互に独立に
動作する複数個の半導体レーザがサブマウント上にアレ
イ状に配置されている半導体レーザアレイにおいて、サ
ブマウントが半導体レーザアレイの共通電極面を上層に
備え、各半導体レーザは、相互に独立に動作するよう
に、共振器部と共振器に電圧を印加する一方の電極とが
分離溝により電気的に相互に分離され、かつ他方の電極
が半導体レーザのジャンクションダウン状態でサブマウ
ントの共通電極面上にボンディングされて電気的に接続
されていることを特徴としている。
に、本発明に係る半導体レーザアレイは、相互に独立に
動作する複数個の半導体レーザがサブマウント上にアレ
イ状に配置されている半導体レーザアレイにおいて、サ
ブマウントが半導体レーザアレイの共通電極面を上層に
備え、各半導体レーザは、相互に独立に動作するよう
に、共振器部と共振器に電圧を印加する一方の電極とが
分離溝により電気的に相互に分離され、かつ他方の電極
が半導体レーザのジャンクションダウン状態でサブマウ
ントの共通電極面上にボンディングされて電気的に接続
されていることを特徴としている。
【０００９】本発明の好適な実施態様は、サブマウント
がヒートシンクを兼ねている。更に、好適には、各半導
体レーザが、ｎ型基板上に形成された埋め込みヘテロ接
合型レーザ（ＢＨ−ＬＤ）として構成され、各半導体レ
ーザの上記一方及び他方の電極がそれぞれｎ側電極及び
ｐ側電極として形成され、各半導体レーザを駆動するた
めの信号線がｎ側電極から取り出されている。即ち、本
実施態様では、半導体レーザとして、ｎ型基板を使用し
たＢＨ−ＬＤを使用し、ｐ側電極をコモンにするために
サブマウントにジャンクションダウン方式でボンディン
グしている。更に好適には、半導体レーザアレイの周囲
が、半導体レーザから出射されるレーザ光を高い光透過
性で透過し、かつ低透湿性の樹脂で包囲されている。
がヒートシンクを兼ねている。更に、好適には、各半導
体レーザが、ｎ型基板上に形成された埋め込みヘテロ接
合型レーザ（ＢＨ−ＬＤ）として構成され、各半導体レ
ーザの上記一方及び他方の電極がそれぞれｎ側電極及び
ｐ側電極として形成され、各半導体レーザを駆動するた
めの信号線がｎ側電極から取り出されている。即ち、本
実施態様では、半導体レーザとして、ｎ型基板を使用し
たＢＨ−ＬＤを使用し、ｐ側電極をコモンにするために
サブマウントにジャンクションダウン方式でボンディン
グしている。更に好適には、半導体レーザアレイの周囲
が、半導体レーザから出射されるレーザ光を高い光透過
性で透過し、かつ低透湿性の樹脂で包囲されている。
【００１０】本発明に係る半導体レーザアレイを製造す
る方法は、相互に独立に動作する複数個の半導体レーザ
がサブマウント上にアレイ状に配置されている半導体レ
ーザアレイの製造方法において、各共振器部と共振器に
電圧を印加する一方の電極とが分離溝により電気的に分
離された複数個の半導体レーザをアレイ状に半導体基板
上に形成する形成工程と、形成工程で形成したレーザア
レイ形成体の半導体基板を上方に向け、かつ一方の電極
を下方に向けたジャンクションダウン方式でレーザアレ
イ形成体をサブマウントの電極面にボンディングするボ
ンディング工程と、レーザアレイ形成体の半導体基板を
研磨して分離溝を表出させ、サブマウントにボンディン
グされたレーザアレイ形成体の各半導体レーザを相互に
分離溝により分離する研磨工程とを備えることを特徴と
している。本発明方法では、半導体レーザのエピタキシ
ャル層側から溝を形成し、サブマウントにジャンクショ
ンダウン方式でボンディング後にレーザの基板を研磨し
て、分離溝を表出させ、各半導体レーザを分離してい
る。
る方法は、相互に独立に動作する複数個の半導体レーザ
がサブマウント上にアレイ状に配置されている半導体レ
ーザアレイの製造方法において、各共振器部と共振器に
電圧を印加する一方の電極とが分離溝により電気的に分
離された複数個の半導体レーザをアレイ状に半導体基板
上に形成する形成工程と、形成工程で形成したレーザア
レイ形成体の半導体基板を上方に向け、かつ一方の電極
を下方に向けたジャンクションダウン方式でレーザアレ
イ形成体をサブマウントの電極面にボンディングするボ
ンディング工程と、レーザアレイ形成体の半導体基板を
研磨して分離溝を表出させ、サブマウントにボンディン
グされたレーザアレイ形成体の各半導体レーザを相互に
分離溝により分離する研磨工程とを備えることを特徴と
している。本発明方法では、半導体レーザのエピタキシ
ャル層側から溝を形成し、サブマウントにジャンクショ
ンダウン方式でボンディング後にレーザの基板を研磨し
て、分離溝を表出させ、各半導体レーザを分離してい
る。
【００１１】好適には、サブマウント上にボンディング
されたレーザアレイ形成体を樹脂で覆うように樹脂をコ
ーティングするコーティング工程をボンディング工程と
研磨工程との間に備え、研磨工程においてコーティング
された樹脂をレーザアレイ形成体の半導体基板と共に研
磨する。更には、ボンディング工程と研磨工程との間
に、サブマウント上にボンディングされたレーザアレイ
形成体を覆うように光透過性が高く、かつ透湿性の低い
樹脂でコーティングするコーティング工程を備え、研磨
工程においてコーティングされた樹脂をレーザアレイ形
成体の半導体基板と共に研磨する。また、ボンディング
する工程と樹脂コーティング工程との間に高反射膜をレ
ーザ端面に形成する高反射膜の成膜工程を設けても良
い。
されたレーザアレイ形成体を樹脂で覆うように樹脂をコ
ーティングするコーティング工程をボンディング工程と
研磨工程との間に備え、研磨工程においてコーティング
された樹脂をレーザアレイ形成体の半導体基板と共に研
磨する。更には、ボンディング工程と研磨工程との間
に、サブマウント上にボンディングされたレーザアレイ
形成体を覆うように光透過性が高く、かつ透湿性の低い
樹脂でコーティングするコーティング工程を備え、研磨
工程においてコーティングされた樹脂をレーザアレイ形
成体の半導体基板と共に研磨する。また、ボンディング
する工程と樹脂コーティング工程との間に高反射膜をレ
ーザ端面に形成する高反射膜の成膜工程を設けても良
い。
【００１２】本発明では、以上の構成により、ｐ型基板
層構造によるＺｎ拡散の影響がないので、半導体レーザ
の間で性能のばらつきがなく、しかもｐ側電極をコモン
にしたＮＰＮトランジスタ駆動による高速の半導体レー
ザアレイを実現することができる。また、エピタキシャ
ル層を均一な膜厚に制御できるので、サブマウント上面
から発光点までの距離は一定であり、サブマウント上面
を基準面として発光点の高さを規定できるので、高い寸
法精度に基づいて半導体レーザアレイと光ファイバとを
無調芯接続することができる。サブマウントにボンディ
ングした後に、半導体レーザアレイ全体を一括して端面
に高反射膜を形成しているので、回り込んだ高反射膜を
研磨工程で除去できる。従って、従来の半導体レーザア
レイのような高反射膜の回りこみによる障害が発生しな
い。
層構造によるＺｎ拡散の影響がないので、半導体レーザ
の間で性能のばらつきがなく、しかもｐ側電極をコモン
にしたＮＰＮトランジスタ駆動による高速の半導体レー
ザアレイを実現することができる。また、エピタキシャ
ル層を均一な膜厚に制御できるので、サブマウント上面
から発光点までの距離は一定であり、サブマウント上面
を基準面として発光点の高さを規定できるので、高い寸
法精度に基づいて半導体レーザアレイと光ファイバとを
無調芯接続することができる。サブマウントにボンディ
ングした後に、半導体レーザアレイ全体を一括して端面
に高反射膜を形成しているので、回り込んだ高反射膜を
研磨工程で除去できる。従って、従来の半導体レーザア
レイのような高反射膜の回りこみによる障害が発生しな
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。半導体レーザアレイの実施例 本実施例は、本発明に係る半導体レーザアレイの一例を
示す実施例である。図１（ａ）は本実施例の半導体レー
ザアレイの斜視図及び図１（ｂ）は半導体レーザの層構
造図である。本実施例の半導体レーザアレイ１０は、図
１（ａ）に示すように、サブマウント１２と、サブマウ
ント１２上にアレイ状に配置され、相互に独立に動作す
る複数個の半導体レーザ（図１（ａ）では４個の半導体
レーザを図示している）１４とから構成されている。サ
ブマウント１２は、共通電極面１６をｐ側電極として上
層に備えている。各半導体レーザ１４の共振器部１８と
ｎ側電極２０とは深さ２０〜５０μｍの分離溝２２によ
り電気的に相互に分離され、かつｐ側電極はジャンクシ
ョンダウン状態でサブマウント１２の共通電極面１６上
にボンディングされて電気的に接続され、これにより各
半導体レーザ１４は相互に独立に動作する。半導体レー
ザ１４のアレイの周りは、光透過性が高く、透湿性の低
い樹脂層２４、例えば透明ポリイミド、フッ化物ポリイ
ミド等のポリイミドで包囲されており、樹脂層２４の高
さは半導体レーザ１４の高さと同じ高さである。樹脂層
２４の一部を取り除いた領域に、サブマウント１２上の
コモンのｐ側電極１６が露出している。また、半導体レ
ーザ１４の端面には高反射膜（図示せず）が形成されて
いる。
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。半導体レーザアレイの実施例 本実施例は、本発明に係る半導体レーザアレイの一例を
示す実施例である。図１（ａ）は本実施例の半導体レー
ザアレイの斜視図及び図１（ｂ）は半導体レーザの層構
造図である。本実施例の半導体レーザアレイ１０は、図
１（ａ）に示すように、サブマウント１２と、サブマウ
ント１２上にアレイ状に配置され、相互に独立に動作す
る複数個の半導体レーザ（図１（ａ）では４個の半導体
レーザを図示している）１４とから構成されている。サ
ブマウント１２は、共通電極面１６をｐ側電極として上
層に備えている。各半導体レーザ１４の共振器部１８と
ｎ側電極２０とは深さ２０〜５０μｍの分離溝２２によ
り電気的に相互に分離され、かつｐ側電極はジャンクシ
ョンダウン状態でサブマウント１２の共通電極面１６上
にボンディングされて電気的に接続され、これにより各
半導体レーザ１４は相互に独立に動作する。半導体レー
ザ１４のアレイの周りは、光透過性が高く、透湿性の低
い樹脂層２４、例えば透明ポリイミド、フッ化物ポリイ
ミド等のポリイミドで包囲されており、樹脂層２４の高
さは半導体レーザ１４の高さと同じ高さである。樹脂層
２４の一部を取り除いた領域に、サブマウント１２上の
コモンのｐ側電極１６が露出している。また、半導体レ
ーザ１４の端面には高反射膜（図示せず）が形成されて
いる。
【００１４】半導体レーザ１４は、分離溝２２により分
離されたｎ−ＩｎＰ基板を用いたＢＨ−ＬＤとして構成
され、寄生容量低減のための溝２３を有する。また、各
半導体レーザ１４のｎ側電極２０から信号用のリード線
２６が樹脂層２４上に延在している。尚、リード線２６
の厚さ及び幅は、特性インピーダンスが５０Ωになるよ
うに設定されている。
離されたｎ−ＩｎＰ基板を用いたＢＨ−ＬＤとして構成
され、寄生容量低減のための溝２３を有する。また、各
半導体レーザ１４のｎ側電極２０から信号用のリード線
２６が樹脂層２４上に延在している。尚、リード線２６
の厚さ及び幅は、特性インピーダンスが５０Ωになるよ
うに設定されている。
【００１５】半導体レーザ１４の共振器部１８は、図１
（ｂ）に示すように、ｎ−ＩｎＰからなる基板２８上
に、ｎ−ＩｎＰクラッド層３０、歪ＭＱＷ活性層３２及
びｐ−ＩｎＰクラッド層３４を備え、その両側は、下層
のｎ−ＩｎＰ埋め込み層３６、上層のｐ−ＩｎＰブロッ
ク層３８により挟まれ、埋め込まれている。その上部
は、ｐ−ＩｎＰコンタクト層４０及びｐ側電極４２が設
けられ、更にその上全面にｐ側電極４２を除いてパッシ
ベーション層４４で覆われ、更にｐ側電極４２と電気的
導通する金属製のコンタクト電極４６で被覆されてい
る。コンタクト電極４６は、サブマウント１２上のコモ
ンのｐ側電極１６に接合されている。但し、図１（ｂ）
では、共振器部１８がサブマウント１２上にジャンクシ
ョンダウン方式でボンディングされた状態を示している
ので、図示した層構成は、上の説明と上下逆になってい
る。
（ｂ）に示すように、ｎ−ＩｎＰからなる基板２８上
に、ｎ−ＩｎＰクラッド層３０、歪ＭＱＷ活性層３２及
びｐ−ＩｎＰクラッド層３４を備え、その両側は、下層
のｎ−ＩｎＰ埋め込み層３６、上層のｐ−ＩｎＰブロッ
ク層３８により挟まれ、埋め込まれている。その上部
は、ｐ−ＩｎＰコンタクト層４０及びｐ側電極４２が設
けられ、更にその上全面にｐ側電極４２を除いてパッシ
ベーション層４４で覆われ、更にｐ側電極４２と電気的
導通する金属製のコンタクト電極４６で被覆されてい
る。コンタクト電極４６は、サブマウント１２上のコモ
ンのｐ側電極１６に接合されている。但し、図１（ｂ）
では、共振器部１８がサブマウント１２上にジャンクシ
ョンダウン方式でボンディングされた状態を示している
ので、図示した層構成は、上の説明と上下逆になってい
る。
【００１６】本実施例は、ｐ型基板構造によるＺｎ拡散
の影響がなく、半導体レーザの間で性能にばらつきのな
く、しかもｐ側電極をコモンにしたＮＰＮトランジスタ
駆動の高速半導体レーザアレイを実現している。また、
樹脂層により半導体レーザの端面が保護されている。更
には、〜１０-3程度の低誘電正接の材料を用いることに
より、信号用リード線の特性インピーダンスを考慮した
設計が可能になる。
の影響がなく、半導体レーザの間で性能にばらつきのな
く、しかもｐ側電極をコモンにしたＮＰＮトランジスタ
駆動の高速半導体レーザアレイを実現している。また、
樹脂層により半導体レーザの端面が保護されている。更
には、〜１０-3程度の低誘電正接の材料を用いることに
より、信号用リード線の特性インピーダンスを考慮した
設計が可能になる。
【００１７】製造方法の実施例 本実施例は、図１に示した半導体レーザアレイを製造す
る本発明に係る製造方法の一例である。先ず、図２に示
すような、分離溝２２により電気的に分離された複数個
の半導体レーザ１４をｎ型基板２８上にアレイ状に形成
したレーザアレイ形成体４８を作製する。レーザアレイ
形成体４８の構成は、図１（ｂ）で説明した構成と同じ
である。
る本発明に係る製造方法の一例である。先ず、図２に示
すような、分離溝２２により電気的に分離された複数個
の半導体レーザ１４をｎ型基板２８上にアレイ状に形成
したレーザアレイ形成体４８を作製する。レーザアレイ
形成体４８の構成は、図１（ｂ）で説明した構成と同じ
である。
【００１８】次いで、図３（ａ）に示すように、コモン
のｐ側電極１６が形成されているサブマウント１２上に
レーザアレイ形成体４８をジャンクションダウン方式で
コンタクト電極４６とｐ側電極１６とが接合するように
ボンディングする。次に、高反射膜を端面に形成し、そ
の後、図３（ｂ）に示すように、レーザアレイ形成体４
８及びサブマウント１２全面に光透過性が高く、透湿性
の低い樹脂を塗布してレーザアレイ形成体４８の厚さよ
り厚い樹脂層２４を形成する。樹脂材料として、透明エ
ポキシ、フッ化物ポリイミド等のポリイミドなどがあ
る。樹脂は、次に行う研磨工程で半導体レーザに与える
衝撃を和らげる働きをするとともに、研磨後には半導体
レーザの保護および配線リードを形成する絶縁膜の働き
を持たせることができる。次いで、図３（ｃ）に示すよ
うに、樹脂層２４及びレーザアレイ形成体４８を研磨し
て、分離溝２２を表出し、半導体レーザ１４を分離す
る。更に、図３（ｄ）に示すように、研磨により分離さ
れた半導体レーザ１４の基面にｎ側電極２０をそれぞれ
形成し、信号用リード線２６の引き出し電極を設け、更
にリード線２６を形成する。 樹脂層２４の一部を取り
除くことにより、コモンのｐ側電極１６を露出させる。
以上の工程を経て、図１に示す半導体レーザアレイ１０
を作製することができる。また、研磨後、樹脂を除去
し、再度、樹脂層を形成することにより、分離溝中へ樹
脂の進入を完全に行うことができる。
のｐ側電極１６が形成されているサブマウント１２上に
レーザアレイ形成体４８をジャンクションダウン方式で
コンタクト電極４６とｐ側電極１６とが接合するように
ボンディングする。次に、高反射膜を端面に形成し、そ
の後、図３（ｂ）に示すように、レーザアレイ形成体４
８及びサブマウント１２全面に光透過性が高く、透湿性
の低い樹脂を塗布してレーザアレイ形成体４８の厚さよ
り厚い樹脂層２４を形成する。樹脂材料として、透明エ
ポキシ、フッ化物ポリイミド等のポリイミドなどがあ
る。樹脂は、次に行う研磨工程で半導体レーザに与える
衝撃を和らげる働きをするとともに、研磨後には半導体
レーザの保護および配線リードを形成する絶縁膜の働き
を持たせることができる。次いで、図３（ｃ）に示すよ
うに、樹脂層２４及びレーザアレイ形成体４８を研磨し
て、分離溝２２を表出し、半導体レーザ１４を分離す
る。更に、図３（ｄ）に示すように、研磨により分離さ
れた半導体レーザ１４の基面にｎ側電極２０をそれぞれ
形成し、信号用リード線２６の引き出し電極を設け、更
にリード線２６を形成する。 樹脂層２４の一部を取り
除くことにより、コモンのｐ側電極１６を露出させる。
以上の工程を経て、図１に示す半導体レーザアレイ１０
を作製することができる。また、研磨後、樹脂を除去
し、再度、樹脂層を形成することにより、分離溝中へ樹
脂の進入を完全に行うことができる。
【００１９】本製造方法によれば、エピタキシャル層を
均一な膜厚に制御できるので、サブマウント上面から発
光点までの距離は一定であり、サブマウント上面を基準
面として発光点の高さを規定できるので、高い寸法精度
の基づいて半導体レーザアレイと光ファイバとを無調芯
接続することができる。サブマウントにボンディングし
た後に、半導体レーザアレイ全体を一括して端面に高反
射膜を形成しているので、回り込んだ高反射膜を研磨工
程で除去できる。従って、従来の半導体レーザアレイの
ような高反射膜の回りこみによる障害が発生しない。
均一な膜厚に制御できるので、サブマウント上面から発
光点までの距離は一定であり、サブマウント上面を基準
面として発光点の高さを規定できるので、高い寸法精度
の基づいて半導体レーザアレイと光ファイバとを無調芯
接続することができる。サブマウントにボンディングし
た後に、半導体レーザアレイ全体を一括して端面に高反
射膜を形成しているので、回り込んだ高反射膜を研磨工
程で除去できる。従って、従来の半導体レーザアレイの
ような高反射膜の回りこみによる障害が発生しない。
【００２０】尚、上述の例では、複数個の半導体レーザ
をアレイ状に備えたレーザアレイ形成体をボンディング
する例を説明したが、単体のレーザを一括してサブマウ
ント上にボンディングする場合にも適用可能である。
をアレイ状に備えたレーザアレイ形成体をボンディング
する例を説明したが、単体のレーザを一括してサブマウ
ント上にボンディングする場合にも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、製造に際しプロセス制
御の困難なｐ型基板半導体レーザに代えて、プロセス制
御が容易なｎ型基板半導体レーザにより半導体レーザア
レイを構成しているので、半導体レーザ間で性能のばら
つきがない均一な性能で、しかもＮＰＮトランジスタ駆
動の高速動作性能を有する半導体レーザアレイを実現で
きる。また、半導体レーザをジャンクションダウン方式
でサブマウント上にボンディングし、発光点の高さが精
度良く制御されているので、光ファイバーとの結合に際
し、無調芯接続することができる。また、ボンディング
の後、基板を研磨することにより、高反射膜コーティン
グのまわりこみの問題も解決される。
御の困難なｐ型基板半導体レーザに代えて、プロセス制
御が容易なｎ型基板半導体レーザにより半導体レーザア
レイを構成しているので、半導体レーザ間で性能のばら
つきがない均一な性能で、しかもＮＰＮトランジスタ駆
動の高速動作性能を有する半導体レーザアレイを実現で
きる。また、半導体レーザをジャンクションダウン方式
でサブマウント上にボンディングし、発光点の高さが精
度良く制御されているので、光ファイバーとの結合に際
し、無調芯接続することができる。また、ボンディング
の後、基板を研磨することにより、高反射膜コーティン
グのまわりこみの問題も解決される。
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明に
係る半導体レーザアレイの実施例の斜視図及び半導体レ
ーザの層構造図である。
係る半導体レーザアレイの実施例の斜視図及び半導体レ
ーザの層構造図である。
【図２】レーザアレイ形成体の層構造を示す模式図であ
る。
る。
【図３】図３（ａ）から（ｄ）は、それぞれ、本発明方
法の実施の際の各工程毎の断面図である。
法の実施の際の各工程毎の断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の半
導体レーザアレイの斜視図及び半導体レーザの層構造図
である。
導体レーザアレイの斜視図及び半導体レーザの層構造図
である。
１０ 本発明に係る半導体レーザアレイの実施例 １２ サブマウント １４ 半導体レーザ １６ ｐ側電極 １８ 共振器部 ２０ ｎ側電極 ２２ 分離溝 ２３ 寄生容量低減のための溝 ２４ 樹脂層 ２６ リード線 ２８ 基板 ３０ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３２ 歪ＭＱＷ活性層 ３４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３６ ｎ−ＩｎＰ埋め込み層 ３８ ｐ−ＩｎＰブロック層 ４０ ｐ−ＩｎＰコンタクト層 ４２ ｐ側電極 ４４ パッシベーション層 ４６ コンタクト電極 ４８ レーザアレイ形成体 ５０ 従来の半導体レーザアレイ ５２ 半導体レーザ ５４ 分離溝 ５６ サブマウント ５８ ｎ側電極 ６０ ｐ側電極 ６２ 基板 ６４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ６６ 歪ＭＱＷ活性層 ６８ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ７０ ｐ−ＩｎＰ埋め込み層 ７２ ｎ−ＩｎＰブロック層 ７４ ｐ−ＩｎＰブロック層 ７６ ｎ−ＩｎＰコンタクト層 ７８ パッシベーション層
Claims (6)
- 【請求項１】 相互に独立に動作する複数個の半導体レ
ーザがサブマウント上にアレイ状に配置されている半導
体レーザアレイにおいて、 サブマウントが半導体レーザアレイの共通電極面を上層
に備え、 各半導体レーザは、相互に独立に動作するように、共振
器部と共振器に電圧を印加する一方の電極とが分離溝に
より電気的に相互に分離され、かつ他方の電極が半導体
レーザのジャンクションダウン状態でサブマウントの共
通電極面上にボンディングされて電気的に接続されてい
ることを特徴とする半導体レーザアレイ。 - 【請求項２】 各半導体レーザが、ｎ型基板上に形成さ
れた埋め込みヘテロ接合型レーザ（ＢＨ−ＬＤ）として
構成され、各半導体レーザの上記一方及び他方の電極が
それぞれｎ側電極及びｐ側電極として形成され、各半導
体レーザを駆動するための信号線がｎ側電極から取り出
されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レ
ーザアレイ。 - 【請求項３】 半導体レーザアレイの周囲が、光透過性
が高く、透湿性の低い樹脂で包囲されていることを特徴
とする請求項１から２のうちのいずれか１項に記載の半
導体レーザアレイ。 - 【請求項４】 相互に独立に動作する複数個の半導体レ
ーザがサブマウント上にアレイ状に配置されている半導
体レーザアレイの製造方法において、 各共振器部と共振器に電圧を印加する一方の電極とが分
離溝により電気的に分離された複数個の半導体レーザを
アレイ状に半導体基板上に形成する形成工程と、 形成工程で形成したレーザアレイ形成体の半導体基板を
上方に向け、かつ一方の電極を下方に向けたジャンクシ
ョンダウン方式でレーザアレイ形成体をサブマウントの
電極面にボンディングするボンディング工程と、 レーザアレイ形成体の半導体基板を研磨して分離溝を表
出させ、サブマウントにボンディングされたレーザアレ
イ形成体の各半導体レーザを相互に分離溝により分離す
る研磨工程とを備えることを特徴とする半導体レーザア
レイの製造方法。 - 【請求項５】 サブマウント上にボンディングされたレ
ーザアレイ形成体を覆うように光透過性が高く、かつ透
湿性の低い樹脂でコーティングするコーティング工程を
ボンディング工程と研磨工程との間に備え、 研磨工程においてコーティングされた樹脂をレーザアレ
イ形成体の半導体基板と共に研磨することを特徴とする
請求項４に記載の半導体レーザアレイの製造方法。 - 【請求項６】 ボンディングする工程と樹脂コーティン
グ工程との間に高反射膜をレーザ端面に形成する高反射
膜の成膜工程を有することを特徴とする請求項５に記載
の半導体レーザアレイの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8223110A JPH1051078A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 半導体レーザアレイ及びその製造方法 |
| US08/905,645 US6034982A (en) | 1996-08-06 | 1997-08-04 | Semiconductor laser array |
| EP97113502A EP0823760B1 (en) | 1996-08-06 | 1997-08-05 | Semiconductor laser array |
| DE69703768T DE69703768T2 (de) | 1996-08-06 | 1997-08-05 | Vielfachhalbleiterlaseranordnung |
| CN97116658A CN1174429A (zh) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | 半导体激光器阵列 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8223110A JPH1051078A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 半導体レーザアレイ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051078A true JPH1051078A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16792989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8223110A Pending JPH1051078A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 半導体レーザアレイ及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6034982A (ja) |
| EP (1) | EP0823760B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1051078A (ja) |
| CN (1) | CN1174429A (ja) |
| DE (1) | DE69703768T2 (ja) |
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| US6867796B1 (en) | 1999-11-29 | 2005-03-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser array and optical scanner |
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- 1996-08-06 JP JP8223110A patent/JPH1051078A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-04 US US08/905,645 patent/US6034982A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-05 DE DE69703768T patent/DE69703768T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-05 EP EP97113502A patent/EP0823760B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-06 CN CN97116658A patent/CN1174429A/zh active Pending
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