JPS5931998B2 - モニタ−付光半導体装置の製造方法 - Google Patents
モニタ−付光半導体装置の製造方法Info
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- JPS5931998B2 JPS5931998B2 JP52140361A JP14036177A JPS5931998B2 JP S5931998 B2 JPS5931998 B2 JP S5931998B2 JP 52140361 A JP52140361 A JP 52140361A JP 14036177 A JP14036177 A JP 14036177A JP S5931998 B2 JPS5931998 B2 JP S5931998B2
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- light
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- 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
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光半導体装置、特に周囲条件の変化により出力
状態が大きく変動する半導体レーザー装置に対して有効
な技術となり得る光出力安定化機能を具備する光半導体
装置の製造方法に関するものである。
状態が大きく変動する半導体レーザー装置に対して有効
な技術となり得る光出力安定化機能を具備する光半導体
装置の製造方法に関するものである。
光半導体装置は、他の半導体装置と同じように固体内の
電子を利用して発光を得るものであるから低消費電力で
あり、また信頼性の点から見ても本質的に消耗する部分
がなく、長寿命であると称されている。
電子を利用して発光を得るものであるから低消費電力で
あり、また信頼性の点から見ても本質的に消耗する部分
がなく、長寿命であると称されている。
しかしながら用途面から考察するに、一般に発光ダイオ
ード、レーザーダイオード等の光半導体装置の光出力は
素子特性の劣化あるいは使用電流、温度、湿度、振動等
の環境、使用条件等によつて変化し、光出力状態は一定
出力を常時維持することが困難となり、不安定な出力状
態を呈する結果となる。従つて安定な光出力源として実
用に供することが必要な場合には従来発光素子の光出力
の変化を検知し、出力量の過不足分を補正する光出力安
定化機構が採用されている。これを半導体レーザーにつ
いて更に詳しく説明すると一般に半導体レーザーの出力
は温度、湿度、振動、使用電流等の環境、使用条件ある
いは経時変化等により出力状態が変動する。従つて安定
なレーザー出力源として実用に供することが必要な場合
には、出力されたレーザー光の１部をサンプルとして抽
出してレーザー光の出力状態を検知し、半導体レーザー
の駆動電流を制御して出力量の変動分を補正する必要が
ある。このため従来より光増幅を行なう共振器の両共振
面が互いに平行で共振面の双方からレーザー光を出力す
るレーザーに於いてはその一方の共振面より出力される
レーザー光を実用に供し、該レーザー光の出力状態を検
知するため他方の共振面よ゛り出力されるレーザー光を
サンプリングレーザー光として利用することにより、半
導体レーザーの駆動電流を制御して、レーザー光の出力
状態を安定に保持していた。共振面の各々から出力され
るレーザー光の出力量は原理的に比例関係を有している
ため、サンプリングレーザー光の出力量を測定すること
により、共振器の他面側から出力されるレーザー光の出
力量が検知できることとなる。この方式の具体的構成を
第１図に示す。第１図について説明すると、半導体レー
ザー１を取付けたヒートシンク２上に光検出器３が設置
され、光検出器３の受光面は半導体レーザー１の共振面
と平行に、即ち、ヒートシンク２取付表面と垂直に、か
つ半導体レーザー１の対向する共振面と一定距離を置い
て配置されている。半導体レーザー１から発振されるレ
ーザー光の放射パターンは第２図に示す如く、共振面で
スポツト状に発振され、光進行方向に沿つて円錐状に拡
大されるコヒーレント光となるため、レーザー光を効率
良く受光検知するためには光検出器３の受光面をレーザ
ー光の進行方向に対して垂直に設けることが望ましい。
一方上記構成とした場合、光検出器３のリード取出電極
面と半導体レーザー１のリード取出電極面が互いに直交
するため、ネールヘツドボンダ法、超音波ボンダ法等に
よるリード線の取付けが同時製作できなくなり、製造ラ
インに対して量産性を阻害する要因となる。
ード、レーザーダイオード等の光半導体装置の光出力は
素子特性の劣化あるいは使用電流、温度、湿度、振動等
の環境、使用条件等によつて変化し、光出力状態は一定
出力を常時維持することが困難となり、不安定な出力状
態を呈する結果となる。従つて安定な光出力源として実
用に供することが必要な場合には従来発光素子の光出力
の変化を検知し、出力量の過不足分を補正する光出力安
定化機構が採用されている。これを半導体レーザーにつ
いて更に詳しく説明すると一般に半導体レーザーの出力
は温度、湿度、振動、使用電流等の環境、使用条件ある
いは経時変化等により出力状態が変動する。従つて安定
なレーザー出力源として実用に供することが必要な場合
には、出力されたレーザー光の１部をサンプルとして抽
出してレーザー光の出力状態を検知し、半導体レーザー
の駆動電流を制御して出力量の変動分を補正する必要が
ある。このため従来より光増幅を行なう共振器の両共振
面が互いに平行で共振面の双方からレーザー光を出力す
るレーザーに於いてはその一方の共振面より出力される
レーザー光を実用に供し、該レーザー光の出力状態を検
知するため他方の共振面よ゛り出力されるレーザー光を
サンプリングレーザー光として利用することにより、半
導体レーザーの駆動電流を制御して、レーザー光の出力
状態を安定に保持していた。共振面の各々から出力され
るレーザー光の出力量は原理的に比例関係を有している
ため、サンプリングレーザー光の出力量を測定すること
により、共振器の他面側から出力されるレーザー光の出
力量が検知できることとなる。この方式の具体的構成を
第１図に示す。第１図について説明すると、半導体レー
ザー１を取付けたヒートシンク２上に光検出器３が設置
され、光検出器３の受光面は半導体レーザー１の共振面
と平行に、即ち、ヒートシンク２取付表面と垂直に、か
つ半導体レーザー１の対向する共振面と一定距離を置い
て配置されている。半導体レーザー１から発振されるレ
ーザー光の放射パターンは第２図に示す如く、共振面で
スポツト状に発振され、光進行方向に沿つて円錐状に拡
大されるコヒーレント光となるため、レーザー光を効率
良く受光検知するためには光検出器３の受光面をレーザ
ー光の進行方向に対して垂直に設けることが望ましい。
一方上記構成とした場合、光検出器３のリード取出電極
面と半導体レーザー１のリード取出電極面が互いに直交
するため、ネールヘツドボンダ法、超音波ボンダ法等に
よるリード線の取付けが同時製作できなくなり、製造ラ
インに対して量産性を阻害する要因となる。
本発明は上記現状に鑑み、Ｓｉ単結晶等の半導体材料を
利用し、技術的手段を駆使することによつて量産性向上
を図つた新規有用なモニター付光半導体装置の製造方法
を提供することを目的とするものである。
利用し、技術的手段を駆使することによつて量産性向上
を図つた新規有用なモニター付光半導体装置の製造方法
を提供することを目的とするものである。
本発明の１実施例について、半導体レーザーを例にとつ
て図面を参照しながら以下に詳説する。
て図面を参照しながら以下に詳説する。
第３図、第４図、第５図及び第６図は本発明の１実施例
であるモニター付光半導体装置の製造方法を工程順に示
す製造工程図である。第３図Ａ１第４図Ａ１第５図Ａは
断面図、第３図Ｂ１第４図Ｂ１第５図Ｂはそれぞれ前記
と対応する平面図である。第３図に示す如く、ｐ型Ｓｉ
単結晶基板４の表面にＣＶＤ法あるいは熱酸化法によつ
て１０００〜２０００八程度の膜厚を有するＳｌＯ２膜
５を形成し、一般的に使用されているホトリソグラフィ
法で２ｍ１幅のストライプ状にピツチ間隔約５７１ｔ７
！ｔでＳｉＯ２膜５を除去する。
であるモニター付光半導体装置の製造方法を工程順に示
す製造工程図である。第３図Ａ１第４図Ａ１第５図Ａは
断面図、第３図Ｂ１第４図Ｂ１第５図Ｂはそれぞれ前記
と対応する平面図である。第３図に示す如く、ｐ型Ｓｉ
単結晶基板４の表面にＣＶＤ法あるいは熱酸化法によつ
て１０００〜２０００八程度の膜厚を有するＳｌＯ２膜
５を形成し、一般的に使用されているホトリソグラフィ
法で２ｍ１幅のストライプ状にピツチ間隔約５７１ｔ７
！ｔでＳｉＯ２膜５を除去する。
次に残存しているＳｉＯ２膜５を保護膜として、化学エ
ツチング法によりＳｌＯ２膜５が除去された部分に深さ
１０〜２０μｍ程度の凹状溝６を形成する。更に第４図
に示す如く、上記ＳｉＯ２膜５を除去した後再度全面に
ＳｌＯ２膜７を形成し、凹状溝６の側端面に沿つて１ｍ
７７１程度このＳｉＯ２膜７を除去して後述する光検出
器の受光面とする。残存するＳｉＯ２膜７を拡散防止膜
とし、気相成長法でＡｓをＳ！０２膜７の除去された面
よりｐ型Ｓｌ単結晶基板４内へ拡散させ、Ｓｉ単結晶基
板４にｎ型層８及びｐ−ｎ接合を形成するとともに受光
ダイオードを構成する。この受光ダイオードが光検出器
として作用し、凹状溝６の側端面に光検出器の受光面が
設置されることとなる。Ｓ１単結晶基板４裏面に形成さ
れたｎ型拡散領域は化学エツチング法で除去する。凹状
溝６底部のＳｉＯ２膜７を１７１Ｌｍ幅のストライプ状
にエツチング除去し、ホトリソグラフィ法を用いて光検
出器のｎ型層８上面にｎ型電極９、半導体レーザー素子
をマウントする凹状溝６底面にｐ型電極１０，Ｓ１単結
晶基板４裏面に光検出器のｐ型電極１１をそれぞれＡｕ
−Ｓｉ共晶合金を用いて真空蒸着する。更に半導体レー
ザー素子をマウントする凹状溝６底面に形成されたｐ型
電極１０上にロウ材としてＩｎあるいはＳｎ等の低融点
金属膜１２を１〜５μｍの膜厚で被着する。以上の工程
を第５図に示す。次に凹状溝６の中央位置及び凹状溝６
配列ピツチ間隔の中央位置（即ち第５図の破線で示す位
置）でＳｌ単結晶基板４を分割し、ペレツトとする。
ツチング法によりＳｌＯ２膜５が除去された部分に深さ
１０〜２０μｍ程度の凹状溝６を形成する。更に第４図
に示す如く、上記ＳｉＯ２膜５を除去した後再度全面に
ＳｌＯ２膜７を形成し、凹状溝６の側端面に沿つて１ｍ
７７１程度このＳｉＯ２膜７を除去して後述する光検出
器の受光面とする。残存するＳｉＯ２膜７を拡散防止膜
とし、気相成長法でＡｓをＳ！０２膜７の除去された面
よりｐ型Ｓｌ単結晶基板４内へ拡散させ、Ｓｉ単結晶基
板４にｎ型層８及びｐ−ｎ接合を形成するとともに受光
ダイオードを構成する。この受光ダイオードが光検出器
として作用し、凹状溝６の側端面に光検出器の受光面が
設置されることとなる。Ｓ１単結晶基板４裏面に形成さ
れたｎ型拡散領域は化学エツチング法で除去する。凹状
溝６底部のＳｉＯ２膜７を１７１Ｌｍ幅のストライプ状
にエツチング除去し、ホトリソグラフィ法を用いて光検
出器のｎ型層８上面にｎ型電極９、半導体レーザー素子
をマウントする凹状溝６底面にｐ型電極１０，Ｓ１単結
晶基板４裏面に光検出器のｐ型電極１１をそれぞれＡｕ
−Ｓｉ共晶合金を用いて真空蒸着する。更に半導体レー
ザー素子をマウントする凹状溝６底面に形成されたｐ型
電極１０上にロウ材としてＩｎあるいはＳｎ等の低融点
金属膜１２を１〜５μｍの膜厚で被着する。以上の工程
を第５図に示す。次に凹状溝６の中央位置及び凹状溝６
配列ピツチ間隔の中央位置（即ち第５図の破線で示す位
置）でＳｌ単結晶基板４を分割し、ペレツトとする。
このペレツトの金属膜１２上に半導体レーザー素子１３
を熱融着法または熱圧着法でマウントする。半導体レー
ザー素子１３は一方の共振面を凹状溝６の端面、即ち光
検出器の受光面に対向させて配置する。半導体レーザー
素子１３のマウントされたペレツトはステム１４にＩｎ
，Ｓｎ等でロウ付けされ、半導体レーザー素子１３のｎ
型電極１６、光検出器のｎ型電極９には超音波ボンダ法
、ネールヘツドボンダ法等によつてリード線１７が取付
けられ、ステム端子と接続される。以上により第６図に
示す如く本発明に係るモニター付半導体レーザー装置が
製作される。
を熱融着法または熱圧着法でマウントする。半導体レー
ザー素子１３は一方の共振面を凹状溝６の端面、即ち光
検出器の受光面に対向させて配置する。半導体レーザー
素子１３のマウントされたペレツトはステム１４にＩｎ
，Ｓｎ等でロウ付けされ、半導体レーザー素子１３のｎ
型電極１６、光検出器のｎ型電極９には超音波ボンダ法
、ネールヘツドボンダ法等によつてリード線１７が取付
けられ、ステム端子と接続される。以上により第６図に
示す如く本発明に係るモニター付半導体レーザー装置が
製作される。
上記構成から成る半導体レーザー素子１３にｎ型電極１
６及びｐ型電極１０を介して電圧を印加すると、半導体
レーザー素子１３の両共振面間で励起された電子−ホー
ル対の再結合に基く光の誘導放射が起こり、共振面間で
多重往復運動した光は急激に増幅され、各共振面より互
いに逆向きにレーザー光として出力される。
６及びｐ型電極１０を介して電圧を印加すると、半導体
レーザー素子１３の両共振面間で励起された電子−ホー
ル対の再結合に基く光の誘導放射が起こり、共振面間で
多重往復運動した光は急激に増幅され、各共振面より互
いに逆向きにレーザー光として出力される。
一方の共振面より出力されたレーザー光は実用に供され
、他方の共振面より出力されたレーザー光はサンプリン
グレーザー光として対向する光検出器の受光面に照射さ
れる。光検出器は照射されたレーザー光を検知するとと
もにその出力状態を電気信号に変換して制御回路へ供給
する。制御回路はレーザー光の出力状態に応じて半導体
レーザー素子１３の，駆動回路を調整し、これによつて
一定のレーザー出力状態が持続される。上記実施例は半
導体レーザーについてその製造方法を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく広く光半導体装置一
般について適用可能である。
、他方の共振面より出力されたレーザー光はサンプリン
グレーザー光として対向する光検出器の受光面に照射さ
れる。光検出器は照射されたレーザー光を検知するとと
もにその出力状態を電気信号に変換して制御回路へ供給
する。制御回路はレーザー光の出力状態に応じて半導体
レーザー素子１３の，駆動回路を調整し、これによつて
一定のレーザー出力状態が持続される。上記実施例は半
導体レーザーについてその製造方法を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく広く光半導体装置一
般について適用可能である。
また単結晶基板に形成された光検出器はＳｉ以外に受光
素子となり得る材料であれば他のものを使用することが
できる。単結晶基板は上記とは逆にｎ型を使用してＢ等
のｐ型元素を拡散しても本発明のモニター構造を製作で
きることは当然である。本発明に依れば光検出器のリー
ド取出電極と半導体レーザーのリード取出電極面をとも
に上面方向に配置することができるため、リード線取付
が同時製作可能であり、量産ラインに適した製造工程を
得ることができる。
素子となり得る材料であれば他のものを使用することが
できる。単結晶基板は上記とは逆にｎ型を使用してＢ等
のｐ型元素を拡散しても本発明のモニター構造を製作で
きることは当然である。本発明に依れば光検出器のリー
ド取出電極と半導体レーザーのリード取出電極面をとも
に上面方向に配置することができるため、リード線取付
が同時製作可能であり、量産ラインに適した製造工程を
得ることができる。
また半導体レーザーと光検出器を同一ヒートシンクに取
付ける場合、位置合わせ等の作業が容易となり、製造コ
ストの縮減に大きく寄与する。
付ける場合、位置合わせ等の作業が容易となり、製造コ
ストの縮減に大きく寄与する。
第１図は従来のモニター構造を示す構成図である。
第２図は半導体レーザーの放射パターンを示す説明図で
ある。第３図、第４図、第５図及び第６図は本発明の１
実施例であるモニター付光半導体装置の製造方法を工程
順に示す製造工程図である。４・・・・・・Ｓ１単結晶
基板、６・・・・・・凹状溝、８・・・・・・ｎ型層、
９・・・・・・光検出器のｎ型電極、１０・・・・・・
半導体レーザー素子のｐ型電極、１１・・・・・・光検
出器のｐ型電極、１３・・・・・・半導体レーザー素子
、１６・・・・・・半導体レーザー素子のｎ型電極、１
７・・・・・・リード線。
ある。第３図、第４図、第５図及び第６図は本発明の１
実施例であるモニター付光半導体装置の製造方法を工程
順に示す製造工程図である。４・・・・・・Ｓ１単結晶
基板、６・・・・・・凹状溝、８・・・・・・ｎ型層、
９・・・・・・光検出器のｎ型電極、１０・・・・・・
半導体レーザー素子のｐ型電極、１１・・・・・・光検
出器のｐ型電極、１３・・・・・・半導体レーザー素子
、１６・・・・・・半導体レーザー素子のｎ型電極、１
７・・・・・・リード線。
Claims (1)
- １ 光半導体素子の出力光の一部を検出する光検出器を
具備して成り、該光検出器の検出信号に呼応して光出力
状態が制御調整されるモニター付光半導体装置の製造方
法に於いて、半導体のベース基板に段差部をエッチング
加工する工程と、該段差部側壁より不純物拡散してｐ−
ｎ接合を形成するとともに前記段差部側壁を受光面とし
て前記光検出器を構成する工程と、前記段差部底面位置
でかつ出力光の一部が検出光として前記受光面に照射さ
れる位置に前記光半導体素子を配置して前記ベース基板
に固着する工程と、前記光検出器の起電力を取り出すリ
ード線及び前記光半導体素子への給電用リード線を連結
する工程と、を具備して成るモニター付光半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52140361A JPS5931998B2 (ja) | 1977-11-22 | 1977-11-22 | モニタ−付光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52140361A JPS5931998B2 (ja) | 1977-11-22 | 1977-11-22 | モニタ−付光半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5472991A JPS5472991A (en) | 1979-06-11 |
| JPS5931998B2 true JPS5931998B2 (ja) | 1984-08-06 |
Family
ID=15267026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52140361A Expired JPS5931998B2 (ja) | 1977-11-22 | 1977-11-22 | モニタ−付光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5931998B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313099U (ja) * | 1986-07-12 | 1988-01-28 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07101757B2 (ja) * | 1988-03-26 | 1995-11-01 | 三菱電機株式会社 | 半導体発光装置 |
| JP2002134822A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Sharp Corp | 半導体発光装置およびその製造方法 |
-
1977
- 1977-11-22 JP JP52140361A patent/JPS5931998B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313099U (ja) * | 1986-07-12 | 1988-01-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5472991A (en) | 1979-06-11 |
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