JPS6373584A - アレイ半導体レ−ザ用ヒ−トシンク - 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〕 本発明は光通信用装置、光情報処理用光装置などに使用
される半導体レーザアレイを取付けるヒートシンクに関
する６ 〔従来の技術〕 アレイ状に配列した多数の半導体レーザを独立に駆動す
るという場合の用途は、基板上に形成した光導波路配線
のアレイに、信号坦体としての光を導入する場合の光源
として、ひとつの光デイスクヘッドに複数の光ビームを
擁するマルチビーム光ヘッドの光源としてなど広くある
。これらに用いられる半導体レーザアレイの間隔は５０
μｍ〜１００μｍと狭くなっており、また個々の半導体
エレメント間の熱的な干渉を避は信頼性を上げるため、
半導体レーザの構造の上から、基板側ではなく、活性層
を含む成長層側をヒートシンクに熱融着することが望ま
しい。

通常、単一の半導体レーザをヒートシンクとしてシリコ
ン（Ｓｉ＞を設定する場合、半導体レーザの結晶成長層
を有する表面に設けた金電極と、Ｓｉ表面上に厚く設け
た錫膜とを融着して行っており、Ｓｉ表面上の錫は、半
導体レーザとＳｉとの熱膨張係数の違いを吸収するため
に、数μｍもの厚さに形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような条件を満たして実現された半導体レーザアレ
イの例は、半導体レーザエレメント間にエツチングやカ
ッタによる加工等によって溝を設けて、素子間の電気的
分離を行った半導体レーザアレイを、電気的絶縁性を有
し熱伝導性の高い酸化ベリリウムの基板の上に、金属マ
スク等を用いて半導体レーザアレイに対応した金属錫膜
を蒸着によって形成し、この錫膜と半導体レーザアレイ
表面に設けた金等の膜との合金化によって融着している
。このような従来の方法によるマスクを用いた錫膜の形
成法では、アレイピッチが１５０〜２００μｍ程度のも
のにしか適用できず、アレイピッチ５０μｍ程度の間隔
の細いアレイに適用することが出来なかった。

単一の半導体レーザのヒートシンクとして多く利用され
ているシリコン結晶の通常の製作法としては、厚さ３０
０μｍ程度のシリコンウェハを基板とし、これを１　ｍ
ｍ〜３　ａｍの間隔でメツシュ状に、切り込みを幅数子
μｍ深さ１００〜２００μｍ程度に入れ、全面にＳｎを
蒸着し後、切り込みに応力を集中して個々のヒートシン
クチップに破断する方法がとられている。

高抵抗のシリコンを使って半導体レーザアレイ用のヒー
トシンクを作製するには、アレイ間の電気的分離に、チ
ップ毎に切断するために入れる切り込みと同様に（但し
これよりも浅く切り込みを入れて）、この後Ｓｎを蒸着
する方法が考られる。しかし、この場合は蒸着するＳｎ
の厚さが厚いため、切り込み溝の側壁にも膜が形成され
、電気的な分離がとれない。更に、簡便な方法としては
、分離用の切り込みを入れずにＳｎを一様に形成し、フ
ォトリソグラフィー法とＳｎの化学的エツチングの組合
わせやレーザトリミング法などによるＳｎ膜のパタニン
グが考られるが、Ｓｎの化学的エツチング法では、マス
クとして形成するレジスト膜によるＳｎ蒸着膜表面の変
質、レーザトリミング法ではトリミング部位両側に生ず
るＳｎの再付着によりパリの発生などによって半導体レ
ーザとの融着を困難にしている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これらの問題点を除去し、レーザエレ
メントに対応した分離が容易にでき、高密度実装を可能
にしたアレイ半導体レーザ用ヒートシンクを提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の構成は、高抵抗シリコン基板をアレイ半導体レ
ーザに融着したアレイ半導体レーザ用ヒートシンクにお
いて、このアレイ半導体レーザの発光点位置のほぼ中間
に対応する位置で、そのアレイ半導体レーザの共振器方
向に沿って前記シリコン基板面にそれぞれ満を設け、こ
れら溝の断面幅が前記アレイ半導体レーザを融着する位
置よりその基板の深さ位置において広く形成されている
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の構成をとることにより、アレイ半導体レーザを
融着するシリコン基板面に形成される半導体レーザの共
振方向に沿った渦の断面形状を断面の幅が融着面位置よ
り基板深さ位置において幅広に形成できるため、各レー
ザエレメントの融着用に構成された軟金属のひとつであ
るＳｎを厚く蒸着しても、溝の側壁に付着することがな
く、融着後の半導体レーザエレメント間の電気的導通を
回避することができる。さらに、Ｓｎｎ薫蒸着後のＳｎ
膜上にフォトレジスト等を塗付する必要がないため、Ｓ
ｎ膜表面の変質を生ずることがなく、良好な融着を行う
ことが出来る。

〔実施例〕

次に本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

図中、１はヒートシンクとする高抵抗Ｓｉ、２はこのＳ
ｉｌの表面に設けるボロン（Ｂ）を含むＳｉ結晶層、３
はヒートシンク１に融着する半導体レーザアレイであり
、ここでは電極の分離だけで個々のレーザエレメントを
独立に駆動できる埋込型レーザを用いている。４は融着
のためにＳｉ結晶層２の表面に設けるＳｎ蒸着膜、５は
たれたＳｎ、６は個々のレーザエレメント間を電気的に
分離する溝である。

本実施例は、この満６の断面形状が、ヒートシンク１の
半導体レーザ３との接合部位では幅が狭く、基板内部で
幅広となっているため、Ｓｎ４を蒸着する場合に、Ｓｎ
は各満６の側壁に付着することなく、満６の底部にＳｎ
５のようにたまるだけである。従って、各レーザエレメ
ントの電極３ａ、３ｂ、３ｃの間は導通することがなく
、それぞれのレーザエレメントを独立に駆動することが
できる。

このような満６は、次のようにして形成することができ
る。すなわち、Ｂを含むＳｉ結晶層２はエピタキシャル
成長法による結晶層として、または高抵抗Ｓｉ基板１へ
のイオン注入によるＢ注大層として形成できる。このＢ
を含む層２はフォトレジストを使ったマスクを用いて、
ＫＯＨをエツチング液として渦状にエツチングされる。

さらに、エチレンジアミンとピロカテコールの混液を１
１６℃の沸点に熱し、この混液中にこのＳｉ基板１を浸
すと、１時間当り５０μｍ程度の速度でエツチングが起
る。この時、Ｂを含むＳｉ層２のエツチング速度は極め
て遅いため、Ｂを含む層２を廂とするような、水含形状
にＳｉｌがエツチングされ、図に示すような、レーザと
の融着部では幅が狭（、深部では幅の広い満６が形成さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、レーザエレメン
トに対応した満６が容易に形成できるので、高密度の実
装に適した半導体レーザアレイ用ヒートシンクが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図である。 １・・・ヒートシンク用Ｓｉ、２・・・Ｂを含むＳｉ結
晶度、３・・・半導体レーザアレイ、４・・・Ｓ　ｎ蒸
着膜、５・・・たまったＳｎ、６・・・エツチング溝、
３ａ。 ３ｂ、３ｃ・・・レーザエレメント電極、３ｄ・・・共
通’−，／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高抵抗シリコン基板をアレイ半導体レーザに融着したア
   レイ半導体レーザ用ヒートシンクにおいて、このアレイ
   半導体レーザの発光点位置のほぼ中間に対応する位置で
   、そのアレイ半導体レーザの共振器方向に沿って前記シ
   リコン基板面にそれぞれ溝を設け、これら溝の断面幅が
   前記アレイ半導体レーザを融着する位置よりその基板の
   深さ位置において広く形成されていることを特徴とする
   アレイ半導体レーザ用ヒートシンク。