JP2000323745A - 受光素子とこの受光素子を使用した半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モニター光を効率的に取込みかつ実装しやす
い受光素子、この受光素子を用いた高性能で安価な半導
体レーザ装置、及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 受光面側の表面にスペーサ層２４を設け
たフォトダイオード２０を、そのスペーサ層２４の開口
部５６を半導体レーザ１２のモニター光３２の出射端面
に対向させるとともにスペーサ層２４の表面を介して半
導体レーザサブキャリア１４上に配設する構成とするこ
とにより、モニター光３２を効率的に取り込み、フォト
ダイオード２０の実装を容易にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信用に用い
られる受光素子とこの受光素子を使用した半導体レーザ
装置及びその製造方法に係り、特に半導体レーザから出
射されるモニター光を効率よく受ける受光素子、この受
光素子を使用することにより半導体レーザの出力制御を
容易にした半導体レーザ装置及びこれら受光素子、半導
体レーザ装置を容易に製造することができる製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーを用いた公衆通信網の普及
には、半導体レーザ装置の高性能化とこの半導体レーザ
装置を安価に製造するために歩留りをよくすることが重
要である。特に光通信網の末端にある加入者系の光通信
網においては、安価でかつ高性能な半導体レーザ装置が
要求される。

【０００３】半導体レーザは時間経過による劣化や作動
中の温度上昇に伴って、出力が低下する。このため、光
通信網の半導体レーザ装置においては、半導体レーザの
裏面側から出射されるモニター光をフォトダイオードで
受け、これによって発生する光電流に基づき、半導体レ
ーザを制御し、半導体レーザの出力を一定に保ってい
る。特に光通信網の末端にある加入者系の光通信網では
これを安価に行うことが必要となる。

【０００４】図１６は従来の半導体レーザ装置の一部破
断側面図である。図１６において、２００は半導体レー
ザ装置、２０２は半導体レーザ素子（以下半導体ＬＤと
いう）、２０４は半導体レーザサブキャリア、２０６は
モニタフォトダイオード（以下、モニタＰＤという）、
２０８はモニタＰＤサブキャリア、２１０はキャリア、
２１２はレーザ光、２１４はモニタ光である。２１６は
半導体ＬＤ２０２の活性層、２１８はモニタＰＤ２０６
のＳｉＮからなる保護膜、２２０は真性半導体のＩｎＰ
（以下真性半導体であることを「ｉ−」で表記する）か
らなる窓層、２２２はｐ型導電型（以下、 ｐ型導電型
を「ｐ−」と表記する）の拡散領域、２２４はｉ−Ｉｎ
ＧａＡｓの光吸収層、２２６はｎ型導電型（以下、 ｎ
型導電型を「ｎ−」と表記する）ＩｎＰ基板、２２８は
ｐ側電極である。

【０００５】図１６の半導体レーザ装置２００において
は、レーザ後面から出射されたモニタ光２１４を効率よ
く受光するために、モニタＰＤ２０６はモニタ光２１４
に対して垂直になるように配置されている。図１７は第
二の従来の半導体レーザ装置の一部破断側面図である。
図１７において、２４０は半導体レーザ装置、２４２は
半導体レーザサブキャリア２０４に形成されたＶ溝、２
４４はモニタＰＤ２０６の反射膜で金属膜で形成されモ
ニタＰＤ２０６のｐ側電極を兼ねている。２４６はｐ電
極のオーミック層である。図１６と同じ符号は同じもの
または相当のものを表す。

【０００６】図１７の半導体レーザ装置２４０は、モニ
タＰＤ２０６と半導体ＬＤ２０２とを、ともに半導体Ｌ
Ｄサブキャリア２０４上の同じ表面に、平行にかつ受光
面を下向きにＶ溝２４２に張り出して配置し、Ｖ溝２４
２に設けた反射膜２４４でモニタ光２１４を反射させて
モニタＰＤ２０６で受光するようにしている。図１８は
第三の従来の半導体レーザ装置の一部破断側面図であ
る。この半導体レーザ装置は、１９９６年電子情報通信
学会エレクトロニクスソサイエティ大会の予稿集 Ｃ−
２１８（２１８頁）に開示されたものである。

【０００７】図１８において、２５０は半導体レーザ装
置、２５２はＩｎＰ基板、２５４はｎ−ＩｎＰ層、２５
６はｎ−ＩｎＧａＡｓ層、２５８はｎ−ＩｎＰ層、２６
０はｐ側電極、２６２はｎ側電極、２６４はｎ型電極オ
ーミック層、２６６は面取り部である。図１６と同じ符
号は同じものまたは相当のものを表す。図１８の半導体
レーザ装置２５０は半導体ＬＤサブキャリア２０４上の
同じ表面に、平行にかつ受光面を下向きにして設置し、
モニタ光２１４をＩｎＰ基板２５２の面取り部２６６で
屈折させて、ｐ型拡散領域２２２に導き、ここで受光す
るようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置は上記のように構成されていて、図１６に示された第
１の半導体レーザ装置２００においては、モニタＰＤ２
０６の受光部に多くの光を取り入れることが可能である
反面、モニタＰＤ２０６をモニタ光２１４に対して垂直
に設置するのに時間がかかるとともに、ワイヤリングが
困難になり特殊な治具を必要とする。またモニタＰＤ２
０６用のモニタＰＤサブキャリア２０８が必要になり、
部品点数が増え、半導体レーザ装置の低コスト化の妨げ
となっていた。

【０００９】図１７に示された第２の半導体レーザ装置
２４０は、上述の第１の半導体レーザ装置２００の問題
点を克服するための構成であるが、半導体レーザ装置２
４０ではモニタＰＤ２０６の実装は容易である反面、モ
ニタ光２１４のうち上方に放出された光はモニタＰＤ２
０６に取り込まれない。また半導体レーザサブキャリア
２０４に深さ１００μｍ程度のＶ溝２４２を形成するた
め、半導体レーザサブキャリア２０４の機械的強度が低
下し信頼性の低下を招くとともに加工コストの上昇要因
ともなる。

【００１０】図１８に示された第３の半導体レーザ装置
２５０は、第２の半導体レーザ装置２００の問題点を克
服しているが、モニタ光２１４は３０゜〜４０゜の拡が
りをもつためにＩｎＰ基板２５２の厚みが１００μｍ程
度もあるとすれば、ＩｎＰ基板２５２に取り込まれた光
はＩｎＰ基板２５２内で更に拡大し、ｐ型拡散領域２２
２における光密度が低下し、取り出せる光電流は小さく
なると考えられる。またモニタＰＤ２０６の取付具合に
よって、モニタ光２１４に対して面取り部２６６の面の
傾きが少しずれると光がＩｎＰ基板２５２に入りにくく
なる。更に面取り部２６６の表面に無反射コーティング
を施すことが必要となり加工コストの上昇要因ともな
る。

【００１１】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、第１の目的は、半導体レーザ装置のモ
ニター光を受光する受光素子として、モニター光の取込
みが容易で、半導体発光装置に実装しやすい受光素子を
提供することである。

【００１２】また、第２の目的は、半導体レーザのモニ
ター光を受光素子に効率よく取込み、高性能で安価な半
導体レーザ装置を提供することである。

【００１３】また、第３の目的は、モニター光の取込み
が容易で、半導体レーザ装置に実装しやすい受光素子を
容易に製造できる製造方法を提供することである。ま
た、第４の目的は、半導体レーザのモニター光を受光素
子に効率よく取込み、高性能で安価な半導体発光装置を
容易に製造できる製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る受光素子
においては、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に配設された第１導電型の半導体層と、この半導体
層の表面に配設された第２導電型の拡散層と、この拡散
層の周囲の一部に対応した開口部を有し上記拡散層の周
囲表面上に配設されたスペーサ層と、を備えているの
で、取付基板と受光素子の受光面との間に隙間が形成で
き、この隙間から半導体レーザのモニタ光を受光素子の
受光面に誘導することができる。

【００１５】さらに、スペーサ層を導電膜とし、拡散層
の周縁内側表面上に配設するとともに拡散層と電気的に
導通したので、スペーサ層を拡散層側の表面電極とする
ことができ、拡散層と表面電極との距離を短くし抵抗を
下げることができる。

【００１６】またさらに、半導体層を表面側の窓層とこ
の窓層の基板側に隣接する吸収層とを有するようにした
ので、光の吸収やキャリアの発生を効率よく行うことが
できる。

【００１７】またさらに、スペーサ層の開口部に対向
し、拡散層の外側の半導体層表面上に反射膜を配設した
ので、モニタ光を反射させることにより、受光面へのモ
ニタ光の誘導を効率よく行うとともに半導体層へのモニ
タ光の侵入を防止することができる。

【００１８】またさらに、スペーサ層の開口部に対向す
るスペーサ層の側面を、開口部に対して傾斜する構成と
したので、モニタ光の中心光がスペーサ層の側面に反射
して半導体レーザに戻るのを防止することができる。

【００１９】またさらに、拡散層を囲み、この拡散層の
表面上に配設され、拡散層と電気的に導通された第一の
導電膜をさらに設け、拡散層を半導体層の一部の表面に
配設するとともに、第一の導電膜の膜厚よりも厚い層厚
を有する導電体で構成されたスペーサ層を拡散層周縁外
側の半導体層表面上に配設したので、受光素子を駆動す
る二つの電極を受光面側にまとめ、拡散層上の表面電極
による容量も小さくすることができる。

【００２０】さらに、スペーサ層の厚さ以下の厚さを有
し、半導体層の表面上に配設されるとともに第一の導電
膜と電気的に導通された第二の導電膜をさらに備えたの
で、拡散層の取り出し電極としての第二の導電膜と半導
体層の取り出し電極としてスペーサ層を、受光素子を実
装するための同じ実装面上に配設でき、受光素子を接続
ワイヤ無しで電気的な接続ができる構成とすることがで
きる。

【００２１】この発明に係る半導体レーザ装置は、取付
基板と、この取付基板上に配設された半導体レーザと、
この半導体レーザのモニター光の出射端面に、スペーサ
層の開口部を対向されるとともにスペーサ層の表面を介
して取付基板上に配設された請求項１ないし５のいずれ
か一項に記載の受光素子とを備えているので、受光素子
がスペーサ層の厚み分だけ隙間を開けて取付基板上に取
りつけられ、受光素子の受光面と取付基板表面との隙間
を介して、半導体レーザのモニタ光を誘導することがで
きるから、モニタ光を受光素子の受光面に効率よく誘導
できるとともに取付基板の同じ表面上に半導体レーザと
受光素子とを実装することができる。

【００２２】また第一の受光素子配線層、およびこの第
一の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素
子配線層が配設された取付基板と、この取付基板上に配
設された半導体レーザと、この半導体レーザのモニター
光の出射端面に開口部を対向させるとともにスペーサ層
の表面を第一の受光素子配線層上に配置し、第一の導電
膜を上記第二の受光素子配線層に接続して配設された請
求項６または７記載の受光素子と、を備えたので、受光
素子を駆動する二つの電極が受光面側に配設可能とな
り、受光素子の実装がさらに簡単な半導体レーザ装置の
構成とすることができる。

【００２３】さらに、半導体レーザのモニター光の出射
端面とこの端面に対向する受光素子の端面との距離を
ｗ、スペーサ層の厚みをｔ、半導体レーザの出射角をθ
としたとき、スペーサ層の厚みｔを、ｔ≧２ｗ・ｔａｎ
（θ／２）としたので、モニター光の取込みを効率よく
行える半導体レーザ装置の構成とすることができる。

【００２４】この発明に係る受光素子の製造方法は、第
１導電型の半導体基板上に第１導電型の半導体層を形成
する第一の工程と、半導体層の表面に第２導電型の拡散
層を形成する第二の工程と、拡散層の周囲の一部に対応
した開口部を有し拡散層の周囲表面上にスペーサ層を形
成する第三の工程と、を含むので、取付基板の同じ表面
上に半導体レーザと実装可能な受光素子を簡単な工程で
製造できる。

【００２５】また、第１導電型の半導体基板上に第１導
電型の半導体層を形成する第一の工程と、半導体層の表
面の一部に第２導電型の拡散層を形成する第二の工程
と、拡散層を囲み、拡散層と電気的に導通された第一の
導電膜を拡散層の表面上に形成する第三の工程と、第一
の導電膜の膜厚よりも厚い層厚を有し、拡散層の周囲の
一部に対向する開口部を有した導電体のスペーサ層を、
拡散層の周縁外側の半導体層表面上に形成する第四の工
程と、を含むので、受光素子を駆動する二つの電極を受
光面側にまとめ実装の簡単だかつ容量が小さく応答性の
高い受光素子を簡単な工程で製造できる。

【００２６】この発明に係る半導体レーザ装置の製造方
法は、取付基板、半導体レーザ、並びに第１導電型の半
導体基板とこの半導体基板上に配設された第１導電型の
半導体層とこの半導体層の表面に配設された第２導電型
の拡散層とこの拡散層の周囲の一部に対応して開口部を
有し上記拡散層の周囲表面上に配設されたスペーサ層と
を備えた受光素子、を準備する第一の工程と、受光素子
のスペーサ層の表面を介して取付基板上に受光素子を配
設する第二の工程と、受光素子の開口部に半導体レーザ
のモニター光の出射端面を対向させ、取付基板上に半導
体レーザを配設する第三の工程と、を含むので、モニタ
光を受光素子の受光面に効率よく誘導できるとともに半
導体レーザと受光素子の実装が簡単な半導体レーザ装置
を簡単な工程で製造できる。

【００２７】また、第一の受光素子配線層およびこの第
一の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素
子配線層が配設された取付基板、半導体レーザ、並びに
第１導電型の半導体基板とこの半導体基板上に配設され
た第１導電型の半導体層とこの半導体層の一部の表面に
配設された第２導電型の拡散層とこの拡散層を囲みこの
拡散層の表面上に配設されるととも拡散層と電気的に導
通された第一の導電膜とこの第一の導電膜の膜厚よりも
厚い層厚を有し第一の導電膜の周囲の一部に対向する開
口部を有し半導体層の他部表面上に配設された導電体の
スペーサ層とを備えた受光素子を準備する第一の工程
と、取付基板の第一の受光素子配線層にスペーサ層の表
面を対向させて配置するとともに第一の導電膜を第二の
受光素子配線層に接続し、取付基板上に受光素子を配設
する第二の工程と、受光素子の開口部に半導体レーザの
モニター光の出射端面を対向させて、取付基板上に半導
体レーザを配設する第三の工程と、を含むので、受光素
子を駆動する二つの電極が受光面側に配設可能で、受光
素子の実装がさらに簡単な半導体レーザ装置を簡単な工
程で製造できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１ この実施の形態は、半導体レーザのモニタ光を取り込む
開口部を備えたスペーサをフォトダイオードの受光部の
周りに設け、このスペーサを介してフォトダイオードを
半導体レーザが実装された半導体レーザサブキャリア上
に実装し、モニタ光の取込み効率よく行ったものであ
る。

【００２９】図１はこの発明の一つの実施の形態に係る
半導体レーザ装置の斜視図である。図２は図１のＩＩ−
ＩＩ断面における半導体レーザ装置の断面図である。ま
た図３はこの発明に係るフォトダイオードの斜視図、図
４は図３のＩＶ−ＩＶ断面におけるフォトダイオードの
断面図である。ここでは一例として光通信網の加入者系
用として使用される半導体レーザ装置について説明す
る。

【００３０】図１及び図２において、１０は半導体レー
ザ装置、１２は半導体ＬＤ、１４は高抵抗シリコンから
なる取付基板としての半導体レーザサブキャリアで、そ
の寸法は例えば長さが１５００μｍ、幅が８００μｍ、
高さが３００μｍ程度である。１６はＴｉ層とこのＴｉ
層上に形成されたＡｕ層とからなる層（以下、Ｔｉ／Ａ
ｕ層と表記する）のレーザｐ側配線層、１８は金からな
る半導体ＬＤ１２のｐ側電極で厚さは２μｍ以下であ
る。

【００３１】１９は半導体ＬＤ１２のｎ側電極である。
２０は受光素子としてのモニタＰＤで、寸法は例えば長
さ・幅とも４００μｍ、高さが１５０μｍ程度である。
２２はＴｉ／Ａｕ層からなるモニタＰＤ２０のｐ側配線
層で、反射膜をも兼ねている。２４はｐ側電極膜を兼ね
るモニタＰＤ２０のスペーサ層で、蒸着・エッチング工
程により形成されたＴｉ／Ａｕ層上に所定の層厚の金メ
ッキ層を配設した構成である。このスペーサ層は、幅が
２０μｍ程度、長さが一辺３００μｍ程度のコの字形状
をしている。

【００３２】２６はＴｉ／Ａｕ層からなるモニタＰＤ２
０のｎ側配線層である。２７はレーザ配線層１６と異な
るもう一方のレーザｎ側配線層である。２８は金ワイ
ヤ、３０は半導体ＬＤ１２のレーザ光、３２は半導体Ｌ
Ｄ１２のモニタ光である。この半導体レーザ装置１０に
用いられたモニタＰＤ２０は、図３及び図４において、
４０はｎ−ＩｎＰ基板で厚さが１５０μｍ、不純物は硫
黄（Ｓ）で、５×１０¹⁸ｃｍ^-3程度の濃度にドーピング
されている。

【００３３】４２は光吸収層で、ｎ^-−ＩｎＧａＡｓか
らなり厚みは３μｍ、４４は窓層でｎ^-−ＩｎＰからな
り厚みは２μｍ程度である。光吸収層４２及び窓層４４
は第一導電型の半導体層を構成し、この光吸収層４２及
び窓層４４はそれぞれの材料での真性半導体であること
が望ましいが、現実にはたとえばシリコン、硫黄（Ｓ）
などの不純物が１０¹⁶〜１０¹⁵ｃｍ^-3程度、もしくは検
出限界（１０¹⁴ｃｍ^-3）以下の濃度で混入するので、低
不純物濃度のｎ型層になっている。

【００３４】４６は拡散層としてのｐ型拡散領域で拡散
深さが２．５μｍで、窓層４４を越して光吸収層４２に
延びている。不純物は亜鉛（Ｚｎ）でキャリア濃度は１
０¹⁹ｃｍ^-3程度である。４８はｐ電極オーミック層でｐ
−ＩｎＧａＡｓからなり、不純物は亜鉛（Ｚｎ）でキャ
リア濃度は１０¹⁹ｃｍ^-3程度である。

【００３５】５０は表面保護膜でＳｉ₃Ｎ₄からなり厚さ
はｐ電極オーミック層４８と同程度の厚さである。５２
は表面保護膜５０上に配設されたＴｉ／Ａｕ層の反射膜
で、２５０ｎｍ程度の厚さである。５４はｎ−ＩｎＰ基
板４０の上にＡｕＧｅおよびＡｕを順次積層した層から
なるモニタＰＤ２０のｎ側電極で、２５０ｎｍ程度の厚
さである。５６はスペーサ層２４の開口部である。また
ｐ型拡散領域４６に対応する表面保護膜５０の表面部分
が受光面５８である。

【００３６】以上のようなモニタＰＤ２０は、以下のよ
うな構成である。ｎ−ＩｎＰ基板４０上に光吸収層４
２，窓層４４が順次配置され、この窓層４４の表面から
窓層４４を貫通して光吸収層４２に至るｐ型拡散領域４
６が配置されている。このｐ型拡散領域４６の周縁に沿
い、 ｐ型拡散領域４６の表面上にコの字状にｐ型拡散
領域４６を取り巻いてｐ電極オーミック層４８が設けら
れ、このｐ電極オーミック層４８の表面を除いてｐ型拡
散領域４６を含む窓層４４の表面上に表面保護膜５０が
設けられている。

【００３７】ｐ電極オーミック層４８の表面上には開口
部５６を有するスペーサ層２４がｐ電極オーミック層４
８と同じくコの字状に設けられている。スペーサ層２４
の開口部５６の下に位置するｐ型拡散領域４６とその外
側の窓層４４を覆い、開口部５６に対向する表面保護膜
５０上に、反射膜５２が設けられている。この反射膜５
２の下にはｐ電極オーミック層４８は設けられていな
い。このモニタＰＤ２０を用いた半導体レーザ装置１０
は次のように構成されている。

【００３８】図１及び図２において、半導体レーザサブ
キャリア１４上にレーザｐ側配線層１６がもうけられこ
の上にｐ側電極１８によって半導体ＬＤ１２が配設され
ている。レーザ配線層１６に並列してモニタＰＤ２０の
ｐ側配線層２２が設けらている。このｐ側配線層２２上
にモニタＰＤ２０を設置するのであるが、半導体ＬＤ１
２のモニタ光３２が出射する端面に、モニタＰＤ２０の
スペーサ層２４の開口部５６を対向させ受光面５８をｐ
側配線層２２に対向させスペーサ層２４をｐ側配線層２
２に接触させて配置される。

【００３９】このときスペーサ層２４の厚さをｔ、レー
ザの出射角をθとし、半導体ＬＤ１２のモニタ光３２が
出射する端面とこれに対向しているモニタＰＤ２０の端
面との距離をｗとすれば、スペーサ層２４の厚さｔ
を、ｔ≧２ｗ・ｔａｎ（θ／２）とすることにより、モ
ニタ光３２を効率よくモニタＰＤ２０の受光面５８に誘
導することができる。

【００４０】例えばレーザの出射角θを、θ＝４０゜、
半導体ＬＤ１２とモニタＰＤ２０との距離ｗを、ｗ＝２
０μｍとすると、スペーサ層２４の厚さｔは、ｔ＝１
４．６μｍ以上となる。したがってスペーサ層２４の厚
さを１４．６μｍ以上にすれば、モニタ光３２の大部分
が開口部５６からモニタＰＤ２０の方に誘導される。半
導体レーザサブキャリア１４上にはレーザｎ側配線層２
７およびモニタＰＤ２０のｎ側配線層２６が設けられて
いて、レーザｎ側配線層２７、モニタＰＤ２０のｎ側配
線層２６は金ワイヤ２８によりそれぞれ半導体ＬＤ１２
のｎ側電極１９、モニタＰＤ２０のｎ側電極５４と接続
されている。

【００４１】次にこの実施の形態１の半導体レーザ装置
１０の製造方法について説明する。図５，図６，図７，
および図８はモニタＰＤ２０の製造工程に従って示した
モニタＰＤの断面図である。また図９はこのモニタＰＤ
２０を半導体レーザ装置として組み立てる一工程を示す
半導体レーザ装置の断面図である。

【００４２】図５において、 ｎ−ＩｎＰ基板４０上
に、光吸収層４２としてのｎ^-−ＩｎＧａＡｓ層，窓層
４４としてのｎ^-−ＩｎＰ層， ｎ^-−ＩｎＧａＡｓ層７
０を、気相成長法により結晶成長させる。この工程の結
果が図５（ａ）である。次に、 ｎ^-−ＩｎＧａＡｓ層７
０の表面上から、気相拡散または固相拡散によりＺｎを
拡散し、 ｎ^-−ＩｎＧａＡｓ層７０および窓層４４とし
てのｎ^-−ＩｎＰ層を貫通し、光吸収層４２としてのｎ^-
−ＩｎＧａＡｓ層に至るｐ型拡散領域７２を形成する。
この工程の結果が図５（ｂ）である。

【００４３】次にｎ^-−ＩｎＧａＡｓ層７０及びｐ型拡
散領域７２上にレジスト膜を形成し、写真製版工程によ
りコの字上のマスクパターンを形成し、選択ウエットエ
ッチング工程により、 ｐ型拡散領域７２のうちｎ^-−Ｉ
ｎＧａＡｓ層７０であった層をコの字の部分を残すよう
にエッチングし、 ｐ電極オーミック層４８を形成す
る。同時にｐ型拡散領域７２のうち残った部分がｐ型拡
散領域４６となる。この工程の結果が図６（ａ）であ
る。

【００４４】次に ｐ型拡散領域４６を含む窓層４４と
してのｎ^-−ＩｎＰ層およびｐ電極オーミック層４８の
表面上にプラズマＣＶＤにより表面保護膜５０としての
Ｓｉ₃Ｎ₄をｐ電極オーミック層４８と同程度の厚さに積
層する。この工程の結果が図６（ｂ）である。

【００４５】次いで表面保護膜５０のｐ電極オーミック
層４８に対応する部分をウエットエッチングにより除去
し、 ｐ電極オーミック層４８部分の窓開けを行う。こ
の工程の結果が図７（ａ）である。次に、窓開けを行っ
たｐ電極オーミック層４８部分および表面保護膜５０上
にＴｉ及びＡｕを順次蒸着し、 ｐ電極オーミック層４
８のコの字に対応したコの字状をしたＴｉ／Ａｕ膜を電
極領域７４とし、またコの字の開いた部分に対向するｐ
型拡散領域４６の外側のＴｉ／Ａｕ膜を反射膜５２とし
て残すようにエッチングを行う。この工程の結果が図７
（ｂ）である。

【００４６】次に、電極領域７４上にコの字状にＡｕ層
７６をＡｕメッキにより形成する。スペーサ層２４はＴ
ｉ／Ａｕ膜の電極領域７４とこの上に形成されたＡｕ層
７６とからなっている。この工程の結果が図８（ａ）で
ある。さらに、 ｎ−ＩｎＰ基板４０の裏面側表面上に
ＡｕＧｅおよびＡｕ膜を順次蒸着し、 ｎ側電極５４を
形成する。この工程の結果が図８（ｂ）である。次に半
導体レーザ装置の製造方法について説明する。

【００４７】図９において、レーザｐ側配線層１６，レ
ーザｎ側配線層２７，モニタＰＤ２０のｐ側配線層２２
及びｎ側配線層２６が形成された半導体レーザサブキャ
リア１４、上述した工程により形成されたモニタＰＤ２
０、および半導体ＬＤ１２を準備する。

【００４８】次にモニタＰＤ２０のｐ側配線層２２上に
スペーサ２４に対応した形状、この場合であればコの字
状にＡｕＳｎからなるはんだのパターン７８を形成し、
この上にモニタＰＤ２０のスペーサ２４を対向させて置
き、加熱してモニタＰＤ２０のはんだ付けを行う。次い
でモニタＰＤ２０のｎ側電極５４とｎ側配線層２６とを
金ワイヤ２８で接続する。この工程のを示したのが図９
である。

【００４９】さらに半導体ＬＤ１２を実装するのである
が、半導体ＬＤ１２はモニタ光３２の出射する端面がモ
ニタＰＤ２０のスペーサ層２４の開口部５６に対向する
ように設置される。このとき、レーザの出射角をθ、半
導体ＬＤ１２のモニタ光３２が出射する端面とこれに対
向しているモニタＰＤ２０の端面との距離をｗ、スペー
サ層２４の厚さｔしたときに、 ｔ≧２ｗ・ｔａｎ（θ
／２）が満足するように、半導体ＬＤ１２のモニタ光３
２が出射する端面とこれに対向しているモニタＰＤ２０
の端面との距離ｗが定められる。

【００５０】次にこの半導体レーザ装置の動作について
説明する。図１及び図２において、モニタＰＤ２０のｐ
側配線層２２からｐ側電極でもあるスペーサ層２４，
ｐ電極オーミック層４８を介してｐ型拡散領域４６に負
電位を、またモニタＰＤ２０のｎ側配線層２６から金ワ
イヤ２８を介してｎ側電極５４に正電位を印加する。ま
たｐ側配線層２２とｎ側配線層２６とは負荷抵抗を介し
て電源と接続されている。この負荷抵抗の両端には光電
流に応じた電圧が発生し、キャパシタを介して高周波成
分だけが出力される。

【００５１】このようにモニタＰＤ２０には逆方向バイ
アス電圧を印加した状態で、半導体ＬＤ１２を起動する
と、半導体ＬＤ１２はレーザ光３０を出射するとともに
後面からはモニタ光３２が出射される。モニタ光３２は
出射角θで出射されるので、スペーサ層２４の厚さｔと
半導体ＬＤ１２のモニタ光３２が出射する端面とこれに
対向しているモニタＰＤ２０の端面との距離ｗが、 ｔ
≧２ｗ・ｔａｎ（θ／２）を満足するように定められて
いるので、モニタ光３２が出射角θをもっていたとして
も、モニタ光３２は反射膜をも兼ねたｐ側配線層２２と
反射膜５２とで反射され、その大部分がスペーサ層２４
の開口部５６を経由して誘導され、効率よく半導体ＬＤ
１２の受光面５８から表面保護膜５０を介してｐ型拡散
領域４６に入射する。

【００５２】ｐ型拡散領域４６に入射した光は光吸収層
４２でキャリアを発生しつつ消滅する。発生したキャリ
アは逆バイアス、およびｐ型拡散領域４６，ｎ型層であ
る光吸収層４２の不純物濃度で決まる幅をもった空乏層
で、逆バイアスにより印加され電界により励起され光電
流として取り出される。

【００５３】半導体ＬＤ１２のレーザ光３０の強度とモ
ニタ光３２の強度とは互いに関連しているので、モニタ
ＰＤ２０の光電流により負荷抵抗の両端に発生する電圧
に基づいて、レーザ光３０の注入電流を制御しレーザ光
３０の強度が一定になるように制御する。

【００５４】以上のように、この実施の形態において
は、半導体レーザサブキャリア１４とモニタＰＤ２０の
受光面５８との間にスペーサ層２４による隙間が形成で
き、この隙間から半導体ＬＤ１２のモニタ光３２を取込
み、モニタＰＤ２０の受光面５８に誘導することができ
る。このためにモニタ光３２を効率よくモニタＰＤ２０
の受光面５８に取り込むことができる。

【００５５】特に半導体ＬＤ１２のモニター光３２の出
射端面とこの端面に対向する受光素子の端面との距離を
ｗ、スペーサ層２４の厚みをｔ、半導体レーザの出射角
をθとしたとき、スペーサ層２４の厚みｔを、ｔ≧２ｗ
・ｔａｎ（θ／２）の関係を満たすようにするとともに
スペーサ層２４でｐ型拡散領域４６を例えばコの字状に
取り囲むとモニター光３２の大部分は受光面５８からｐ
型拡散領域４６に入射させることができる。

【００５６】また、半導体レーザサブキャリア１４の同
じ表面上に半導体ＬＤ１２とモニタＰＤ２０とを実装す
ることができ、実装が簡単である。半導体レーザサブキ
ャリア１４も特別な加工を必要せず、安価で機械的強度
を高く保持できるので、安価で信頼性の高い半導体レー
ザ装置１０とすることができる。

【００５７】この実施の形態に示されたモニタＰＤ２０
は、スペーサ層２４を導電膜、例えばＡｕ膜で形成し、
ｐ型拡散領域４６の周縁内側表面上に配設するととも
にｐ型拡散領域４６をｐ電極オーミック層４８を介して
電気的に導通したので、スペーサ層２４をｐ型拡散領域
４６の表面電極とすることができほぼ直接に接触した状
態になり、 ｐ型拡散領域４６と表面電極としてのスペ
ーサ層２４との距離を近くし抵抗を下げることができる
から受光素子の時定数が下がり応答性を高めることがで
きる。

【００５８】さらにスペーサ層２４を例えばコの字状に
取り囲むとｐ型拡散領域４６の中央部と表面電極として
のスペーサ層２４との距離が短くなり抵抗が下がるの
で、ＣＲ時定数が小さくなり、モニタＰＤ２０の応答速
度を速くすることができる。また、スペーサ層２４の開
口部５６に対向し、 ｐ型拡散領域４６の外側の窓層４
４のｎ^-−ＩｎＰ層表面上に反射膜５２を配設したの
で、モニタ光３２の入り口部分で、反射膜５２とモニタ
ＰＤ２０のｐ側配線層２２で反射させることにより、受
光面５８へのモニタ光３２の誘導を効率よく行うととも
に窓層４４のｎ ^-−ＩｎＰ層への光の侵入を防止しす
る。このため受光素子の応答性の低下を防止することが
できる。

【００５９】さらに、この実施の形態に示されたモニタ
ＰＤ２０の製造方法は、半導体レーザサブキャリア１４
の同じ表面上に半導体ＬＤ１２と実装可能なモニタＰＤ
２０を簡単な工程で製造できる。また、モニタ光３２を
モニタＰＤ２０の受光面５８に効率よく誘導できるとと
もに半導体ＬＤ１２とモニタＰＤ２０の実装が簡単な半
導体レーザ装置を簡単な工程で製造できる。

【００６０】実施の形態２ この実施の形態は、実施の形態１においてスペーサ層２
４の開口部５６から入射したモニタ光３２が、開口部５
６の真向かいに位置するスペーサ層２４で反射され戻り
光となるのを防止するために、モニタ光３２が照射され
るスペーサ層２４の側面８０をモニタ光３２に対して傾
斜させる構成としたものである。例えば図２において、
スペーサ層２４の側面８０がモニタ光３２の中心光に対
して垂直に設けられていた場合には、モニタ光３２の中
心がスペーサ層２４の側面８０に反射されて、半導体Ｌ
Ｄ１２への戻り光となる場合があり、この戻り光はレー
ザ発振に悪影響を及ぼし、レーザ光のノイズ（Ｒｅｌａ
ｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ）をもたら
すのでこれを防止しようとするものである。

【００６１】実施例１ 図１０はこの実施の形態２の実施例１の半導体レーザ装
置の断面図である。図１０の構成は、スペーサ層２４の
側面８０がモニタ光３２の中心光に対して傾斜している
ことを除いて、実施の形態１と同じ構成である。すなわ
ちスペーサ層２４の軸断面は等脚台形の形状をし、モニ
タＰＤ２０のｐ側配線層２２に接する底面の幅が２０μ
ｍ、ｐ電極オーミック層４８と接する上面の幅は３０μ
ｍで、 ｐ電極オーミック層４８と接する上面の幅が広
くなっている。

【００６２】スペーサ層２４の断面は等脚台形の形状で
ある必要は無く、モニタＰＤ２０側の断面形状の脚がモ
ニタ光３２の中心光に対して、モニタ光３２の中心光が
半導体ＬＤ１２の後面に入射しない程度に傾いていれば
よい。また断面形状の脚を必ずしも直線で傾かせる必要
は無く、つまり平面で傾かせる必要は無く、側面に曲面
を用いてもよい

【００６３】このようにこのようにスペーサ層２４の軸
断面形状のモニタ光３２側の脚を傾斜することにより、
スペーサ層２４の側面８０はモニタ光３２の中心光に対
して傾斜することになり、モニタ光３２の中心がスペー
サ層２４の側面８０に反射されて半導体ＬＤ１２の後面
に入射することが防止でき、戻り光によるレーザ発振へ
の悪影響を防止することができる。

【００６４】実施例２ 図１１はこの実施の形態２の実施例２の半導体レーザ装
置の断面図である。実施例２が実施例１と異なるところ
は、スペーサ層２４の軸断面の台形の脚の傾き角が異な
る点である。図１１において、スペーサ層２４の軸断面
は等脚台形の形状をしているが、モニタＰＤ２０のｐ側
配線層２２に接する底面の幅が３μｍ、ｐ電極オーミッ
ク層４８と接する上面の幅が２μｍで、 ｐ電極オーミ
ック層４８と接する上面の幅がより狭くなっている。

【００６５】戻り光によるレーザ発振への悪影響を防止
する点では、実施例１と同じ効果を持つが、スペーサ層
２４がｐ型拡散領域４６を覆う面積が広くなると、デッ
ドスペースが大きくなるので、受光面積が少なくなり光
の取込みの面積効率が低下するとともにスペーサ層２４
がｐ型拡散領域４６を覆う部分は容量として作用し、こ
の容量が大きくなると応答性が悪くなる。実施例２では
実施例１に比べて、スペーサ層２４がｐ型拡散領域４６
を覆う面積が少なくなり表面電極による容量が小さくな
って、応答性がよくなるという効果がある。

【００６６】実施例３ 図１２はこの実施の形態２の実施例３の半導体レーザ装
置に用いるモニタＰＤ２０の受光面上から視た平面図で
ある。実施例１及び２では、スペーサ層２４で反射され
戻り光となるのを防止するために、モニタ光３２が照射
されるスペーサ層２４の側面８０をモニタ光３２に対し
て傾斜させる構成として、スペーサ層２４の軸断面の脚
を傾斜する構成により、スペーサ層２４の側面８０をモ
ニタ光３２の中心光に対して傾斜させる構成である。

【００６７】これに対して実施例３はモニタ光３２が照
射されるスペーサ層２４の一辺の中軸線を傾けることに
より、例え軸断面の脚がモニタ光３２に対して垂直であ
ったとしても、モニタ光３２の中心がスペーサ層２４の
側面８０に反射されて半導体ＬＤ１２の後面に入射する
ことを防止でき、戻り光によるレーザ発振への悪影響を
防止することができる。

【００６８】図１２において、８２はモニタ光３２が照
射されるスペーサ層２４の第二辺、８４はスペーサ層２
４の第二辺８２の中軸線である。８６は半導体ＬＤ１２
のモニタ光３２の出射端面におけるモニタ光３２の中心
点、θ1は出射端面のモニタ光３２の中心点８６におい
て、モニタ光３２の中心からモニタ光３２が照射される
ペーサ層２４の一辺の始点を見込む角度、θ2はモニタ
光３２の中心線に対する垂線とスペーサ層２４の第二辺
８２の中軸線８４とのなす角度である。

【００６９】この実施例では、θ2＞θ1とするととも
に、モニタ光３２が反射する側のスペーサ層２４の第三
辺８８を短くすることにより、モニタ光３２の中心の反
射光を外部へ放出することができ、戻り光をほぼ除くこ
とができ、実施例１及び２に比べて戻り光がより少なく
なる。さらにこの実施例３のスペーサ層２４の軸断面形
状の脚がモニタ光３２に対して垂直であったとしても戻
り光を除くことができるので、スペーサ層２４が形成し
やすい構成であり安価な構成とすることができる。図１
０、図１１、及び図１２において実施の形態１と同じ符
号は同じものか相当の部分である。

【００７０】実施の形態３ 実施の形態１，２においては、モニタＰＤ２０のスペー
サ層２４がｐ型拡散領域４６上に設けられ、ｐ側電極膜
を兼ねるのに対して、この実施の形態３はｐ型拡散領域
４６上に設けられたｐ側電極膜とは別にスペーサ層を設
け、このスペーサ層をｎ側の電極とし、 ｐ側電極とｎ
側の電極とをモニタＰＤ２０の同じ側の表面にまとめた
構成を有している。

【００７１】図１３はこの実施の形態のモニタＰＤの平
面図で、モニタＰＤ２０の受光面上から視た平面図であ
る。図１４は図１３のＩＸ−ＩＸ断面における断面図で
ある。図１５はこの実施の形態の半導体レーザ装置の斜
視図である。図１３、図１４、及び図１５において実施
の形態１と同じ符号は同じものか相当の部分である。

【００７２】図１３及び図１４において、１００はモニ
タＰＤである。ｐ型拡散領域４６内の表面上に、このｐ
型拡散領域４６をロの字状に取り囲んだ例えば幅３μｍ
程度のｐ電極オーミック層４８を設けてある。１０２は
第一の導電膜としてのｐ側電極膜で、 ｐ電極オーミッ
ク層４８より少し幅広の、例えば幅４μｍ程度で、 ｐ
電極オーミック層４８の上にＴｉおよびＡｕを順次積層
したＴｉ／Ａｕ蒸着膜でロの字状に設けられている。１
０４はｎ電極オーミック層でｎ−ＩｎＧａＡｓで形成さ
れ、窓層４４に設けられたｐ型拡散領域４６の外側のｎ
^-−ＩｎＰ層の表面上に、コの字の隅部が一部欠けた形
状に設けられている。

【００７３】ｎ電極オーミック層１０４の幅は例えば２
０μｍ、厚さはｐ電極オーミック層４８と同様の厚さ
で、不純物は硫黄、不純物濃度は１０¹⁸ｃｍ^-3程度であ
る。１０６はスペーサ層で、ｎ側電極膜を兼ねている。
このスペーサ層１０６はｎ電極オーミック層１０４の表
面上に設けられ、蒸着・エッチング工程により形成され
たＴｉ／Ａｕ層上に所定の層厚の金メッキ層を配設した
構成である。このスペーサ層は、幅が２０μｍ程度、長
さが一辺３００μｍ程度のコの字の隅部の一部が欠けた
形状をしている。

【００７４】１０８は第二の導電膜としてのｐ側電極接
続層で、スペーサ層１０６のコの字の欠けた隅部に設け
られている。縦・横２０μｍ程度の平面形状で、高さ寸
法・材料構成はスペーサ層１０６と同じである。 ｐ側
電極接続層１０８とスペーサ層１０６とは例えば２０μ
ｍ程度の間隔を開けておく。 ｐ側電極接続層１０８と
ｐ側電極膜１０２とはｐ側電極膜１０２の引出部１０２
ａによって接続されている。

【００７５】このように構成されたモニタＰＤ１００
は、 ｐ側電極接続層１０８とｎ側電極膜を兼ねたスペ
ーサ層１０６がともに受光面側に配設される。このモニ
タＰＤ１００がスペーサ層１０６の表面を介して受光面
を半導体レーザサブキャリア１４に向けて実装されるこ
とを考慮すれば実装が簡単なモニタＰＤの構成となって
いる。

【００７６】さらに実施の形態１のモニタＰＤ２０にお
いては、スペーサ層２４がｐ型拡散領域４６の表面上に
設けられている。モニタＰＤ２０がスペーサ層２４によ
って半導体レーザサブキャリア１４上に安定に設置され
るためには、スペーサ層２４の幅が、例えば２０μｍ程
度必要となる。またｐ側電極膜を兼ねるスペーサ層２４
がｐ型拡散領域４６の周囲を取り巻くことで、モニタＰ
Ｄ２０の応答性を高めることを考えれば、幅や長さを極
端に短くすることができない。しかしスペーサ層２４の
平面形状の面積を大きくすると、スペーサ層２４がｐ型
拡散領域４６を覆う面積が大となり、この部分は容量と
して作用するから、この容量が大きくなると応答性が悪
くなるというトレードオフの関係になる。

【００７７】これに対し、この実施の形態のモニタＰＤ
１００では、 ｐ型拡散領域４６の表面上に設けられた
ｐ側電極膜１０２とは別にｎ側電極膜を兼ねたスペーサ
層１０６を設けているから、ｐ側電極膜１０２を電気的
な必要仕様だけで寸法を定めることができ、この実施の
形態では幅を４μｍとすることができ、実施の形態１の
モニタＰＤ２０のスペーサ層２４の幅より十分狭くする
ことができ、応答性を高めることができる。また、スペ
ーサ層２４の平面形状の寸法はｐ側電極膜１０２とは独
立に決定することができる。

【００７８】図１５はこの実施の形態の半導体レーザ装
置を示す。図１５において、１２０は半導体レーザ装置
で、１２２は第一の受光素子配線層としてのｎ側配線
層、１２４は第二の受光素子配線層としてのｐ側配線層
である。実施の形態１の図１に示された半導体レーザ装
置１０のｎ側配線層２６，ｐ側配線層２２と比較してｎ
側配線層１２２，ｐ側配線層１２４の位置関係が変わっ
ている。

【００７９】またモニタＰＤ１００を半導体レーザサブ
キャリア１４に実装したときに、ｐ側配線層１２４がｐ
側電極接続層１０８に重なるように、 ｐ側配線層１２
４はｎ側配線層１２２に近づくように半導体レーザサブ
キャリア１４上で延長されている。

【００８０】また、この実施の形態の製造方法は、実施
の形態１の製造方法と大略同じであり、この実施の形態
においては、スペーサ層１０６とｐ側電極接続層１０８
とを同じ工程ではんだ付けし、ｎ側電極の金ワイヤ２８
のボンディング工程を省略することができる。

【００８１】このように構成された半導体レーザ装置１
２０は、 ｐ側電極接続層１０８とｎ側電極膜を兼ねた
スペーサ層１０６とがともに受光面側に配設されたモニ
タＰＤ１００を使用しているので、半導体レーザサブキ
ャリア１４の表面にｐ側配線層１２４、ｎ側配線層１２
２を所定の形状に形成するだけで、はんだ工程でモニタ
ＰＤ１００を実装でき、金ワイヤ２８のボンディング工
程を省略できる。

【００８２】更にモニタＰＤ１００の応答性が高いの
で、高性能で安価な半導体レーザ装置１２０を構成でき
る。またこの高性能な半導体レーザ装置１２０を簡略な
工程で製造でき、製造コストを低くすることができる。

【００８３】

【発明の効果】以上に説明したようにこの発明に係る受
光素子および半導体レーザ装置及びその製造方法は以下
のような効果を有する。この発明に係る受光素子は、第
１導電型の半導体基板上に配設された第１導電型の半導
体層と、この半導体層の表面に配設された第２導電型の
拡散層と、この拡散層の周囲の一部に対応した開口部を
有し拡散層の周囲表面上に配設されたスペーサ層と、を
備えていて、取付基板と受光素子の受光面との間の隙間
から半導体レーザのモニタ光を受光素子の受光面に誘導
することができるから、取付基板の同じ表面上に半導体
レーザと実装可能で、かつモニタ光を効率的に取り込め
る受光素子を構成することができる。

【００８４】さらに、スペーサ層を導電膜とし、拡散層
の周縁内側表面上に配設するとともに拡散層と電気的に
導通し、スペーサ層を拡散層側の表面電極とすることが
できるので、拡散層と表面電極との距離を短くし抵抗を
下げることができるから、受光素子の時定数が下がり、
応答性の高い受光素子を構成することができる。

【００８５】またさらに、半導体層を表面側の窓層とこ
の窓層の基板側に隣接する吸収層とを有するようにした
ので、光の吸収やキャリアの発生を効率よく行うことが
できる。延いては変換効率の高い受光素子を構成するこ
とができるまたさらに、スペーサ層の開口部に対向し、
拡散層の外側の半導体層表面上に反射膜を配設したの
で、モニタ光を反射させることにより、受光面へのモニ
タ光の誘導を効率よく行うとともに半導体層へのモニタ
光の侵入を防止し、これにより受光素子の応答性の低下
を防止することができる。

【００８６】またさらに、スペーサ層の開口部に対向す
るスペーサ層の側面を、開口部に対して傾斜した構成と
したので、モニタ光の中心光がスペーサ層の側面に反射
して半導体レーザに戻るのを防止し、レーザ光における
モニタ光によるノイズの発生を抑制することができる。

【００８７】またさらに、拡散層を囲み、この拡散層の
表面上に配設され、拡散層と電気的に導通された第一の
導電膜をさらに設け、拡散層を半導体層の一部の表面に
配設するとともに、第一の導電膜の膜厚よりも厚い層厚
を有する導電体で構成されたスペーサ層を拡散層周縁外
側の半導体層表面上に配設したので、受光素子を駆動す
る二つの電極を受光面側にまとめ、拡散層上の表面電極
による容量も小さくし、受光素子の実装が簡単で応答性
の高い構成とすることができる。

【００８８】さらに、スペーサ層の厚さ以下の厚さを有
し、半導体層の表面上に配設されるとともに第一の導電
膜と電気的に導通された第二の導電膜をさらに備えたの
で、拡散層の取り出し電極としての第二の導電膜と半導
体層の取り出し電極としてスペーサ層を、受光素子を実
装するための同じ実装面上に配設でき、受光素子を接続
ワイヤ無しで電気的な接続ができ、実装しやすい構成と
することができる。

【００８９】この発明に係る半導体レーザ装置は、取付
基板と、この取付基板上に配設された半導体レーザと、
この半導体レーザのモニター光の出射端面に、スペーサ
層の開口部が対向されるとともにスペーサ層の表面を介
して取付基板上に配設された請求項１ないし５のいずれ
か一項に記載の受光素子とを備えているので、受光素子
がスペーサ層の厚み分だけ隙間を開けて取付基板上に取
りつけられ、受光素子の受光面と取付基板表面との隙間
を介して、半導体レーザのモニタ光を誘導することがで
きるから、モニタ光を受光素子の受光面に効率よく誘導
できるとともに取付基板の同じ表面上に半導体レーザと
受光素子とを実装することができ、モニタ光を効率よく
取込め、実装の簡単な半導体レーザ装置の構成とするこ
とができる。延いては高性能で安価な半導体レーザ装置
の構成とすることができる。

【００９０】また第一の受光素子配線層、およびこの第
一の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素
子配線層が配設された取付基板と、この取付基板上に配
設された半導体レーザと、この半導体レーザのモニター
光の出射端面に開口部を対向させるとともにスペーサ層
の表面を第一の受光素子配線層上に配置し、第一の導電
膜を上記第二の受光素子配線層に接続して配設した請求
項６または７記載の受光素子と、を備えたので、受光素
子を駆動する二つの電極が受光面側に配設可能となり、
受光素子の実装がさらに簡単で、応答性の高い半導体レ
ーザ装置の構成とすることができる。延いてはさらに高
性能で安価な半導体レーザ装置の構成とすることができ
る。

【００９１】さらに、半導体レーザのモニター光の出射
端面とこの端面に対向する受光素子の端面との距離を
ｗ、スペーサ層の厚みをｔ、半導体レーザの出射角をθ
としたとき、スペーサ層の厚みｔを、ｔ≧２ｗ・ｔａｎ
（θ／２）としたので、モニター光の取込みを効率よく
行える半導体レーザ装置の構成とすることができる。

【００９２】この発明に係る受光素子の製造方法は、第
１導電型の半導体基板上に第１導電型の半導体層を形成
する第一の工程と、半導体層の表面に第２導電型の拡散
層を形成する第二の工程と、拡散層の周囲の一部に対応
した開口部を有し拡散層の周囲表面上にスペーサ層を形
成する第三の工程と、を含むので、取付基板の同じ表面
上に半導体レーザと実装可能な受光素子を簡単な工程で
製造できる。延いては高性能で安価な受光素子を簡単な
工程で製造できる。

【００９３】また、第１導電型の半導体基板上に第１導
電型の半導体層を形成する第一の工程と、半導体層の表
面の一部に第２導電型の拡散層を形成する第二の工程
と、拡散層を囲み、拡散層と電気的に導通された第一の
導電膜を拡散層の表面上に形成する第三の工程と、第一
の導電膜の膜厚よりも厚い層厚を有し、拡散層の周囲の
一部に対向する開口部を有した導電体のスペーサ層を、
拡散層の周縁外側の半導体層表面上に形成する第四の工
程と、を含むので、受光素子を駆動する二つの電極を受
光面側にまとめ実装の簡単だかつ容量が小さく応答性の
高い受光素子を簡単な工程で製造できる。

【００９４】この発明に係る半導体レーザ装置の製造方
法は、取付基板、半導体レーザ、並びに第１導電型の半
導体基板とこの半導体基板上に配設された第１導電型の
半導体層とこの半導体層の表面に配設された第２導電型
の拡散層とこの拡散層の周囲の一部に対応して開口部を
有し上記拡散層の周囲表面上に配設されたスペーサ層と
を備えた受光素子、を準備する第一の工程と、受光素子
のスペーサ層の表面を介して取付基板上に受光素子を配
設する第二の工程と、受光素子の開口部に半導体レーザ
のモニター光の出射端面を対向させ、取付基板上に半導
体レーザを配設する第三の工程と、を含むので、モニタ
光を受光素子の受光面に効率よく誘導できるとともに半
導体レーザと受光素子の実装が簡単な半導体レーザ装置
を簡単な工程で製造できる。

【００９５】また、第一の受光素子配線層およびこの第
一の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素
子配線層が配設された取付基板、半導体レーザ、並びに
第１導電型の半導体基板とこの半導体基板上に配設され
た第１導電型の半導体層とこの半導体層の一部の表面に
配設された第２導電型の拡散層とこの拡散層を囲みこの
拡散層の表面上に配設されるととも拡散層と電気的に導
通された第一の導電膜とこの第一の導電膜の膜厚よりも
厚い層厚を有し第一の導電膜の周囲の一部に対向する開
口部を有し半導体層の他部表面上に配設された導電体の
スペーサ層とを備えた受光素子を準備する第一の工程
と、取付基板の第一の受光素子配線層にスペーサ層の表
面を対向させて配置するとともに第一の導電膜を第二の
受光素子配線層に接続し、取付基板上に受光素子を配設
する第二の工程と、受光素子の開口部に半導体レーザの
モニター光の出射端面を対向させて、取付基板上に半導
体レーザを配設する第三の工程と、を含むので、受光素
子を駆動する二つの電極が受光面側に配設可能で、受光
素子の実装がさらに簡単な半導体レーザ装置を簡単な工
程で製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る半導体レーザ装置の斜視図で
ある。

【図２】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。

【図３】 この発明に係るフォトダイオードの斜視図で
ある。

【図４】 この発明に係るフォトダイオードの断面図で
ある。

【図５】 この発明に係る受光素子の製造工程を示す素
子の断面図である。

【図６】 この発明に係る受光素子の製造工程を示す素
子の断面図である。

【図７】 この発明に係る受光素子の製造工程を示す素
子の断面図である。

【図８】 この発明に係る受光素子の製造工程を示す素
子の断面図である。

【図９】 この発明に係る半導体レーザ装置の製造工程
を示す装置の断面図である。

【図１０】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図
である。

【図１１】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図
である。

【図１２】 この発明に係るフォトダイオードの平面図
である。

【図１３】 この発明に係るフォトダイオードの平面図
である。

【図１４】 この発明に係るフォトダイオードの断面図
である。

【図１５】 この発明に係る半導体レーザ装置の斜視図
である。

【図１６】 従来の半導体レーザ装置の一部破断側面図
である。

【図１７】 従来の半導体レーザ装置の一部破断側面図
である。

【図１８】 従来の半導体レーザ装置の一部破断側面図
である。

【符号の説明】

４０ 半導体基板、 ４２ 光吸収層、 ４４ 窓
層、 ４６ ｐ型拡散領域、 ２４，１０６ ス
ペーサ層、 ５２ 反射膜、 １０２ ｐ側電極
膜、 １０８ ｐ側電極接続層、 １４ 半導体レ
ーザサブキャリア、 １２ 半導体レーザ、 ２
０，１００ モニタフォトダイオード、１２２ ｎ側配
線層、 １２４ ｐ側配線層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F049 MA04 MB07 MB12 NA18 NB01 PA03 PA09 PA14 SE05 SE12 SS04 SZ12 TA06 TA20 UA20 5F073 BA01 EA15 EA29 FA02 FA27 GA02 GA12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、 この半導体基板上に配設された第１導電型の半導体層
   と、 この半導体層の表面に配設された第２導電型の拡散層
   と、 この拡散層の周囲の一部に対応した開口部を有し上記拡
   散層の周囲表面上に配設されたスペーサ層と、を備えた
   受光素子。
2. 【請求項２】 スペーサ層が拡散層の周縁内側表面上に
   配設されるとともに拡散層と電気的に導通された導電膜
   であることを特徴とする請求項１記載の受光素子。
3. 【請求項３】 半導体層が表面側の窓層とこの窓層の基
   板側に隣接する吸収層とを備えたことを特徴とする請求
   項１記載の受光素子。
4. 【請求項４】 スペーサ層の開口部に対向し、拡散層の
   外側の半導体層表面上に反射膜を配設したことを特徴と
   する請求項１記載の受光素子。
5. 【請求項５】 スペーサ層の開口部に対向するスペーサ
   層の側面が、前記開口部に対して傾斜したことを特徴と
   する請求項１記載の受光素子。
6. 【請求項６】 拡散層を囲み、この拡散層の表面上に配
   設され、前記拡散層と電気的に導通された第一の導電膜
   をさらに備え、拡散層が半導体層の一部の表面に配設さ
   れるとともに、スペーサ層が導電体で構成され、第一の
   導電膜の膜厚よりも厚い層厚を有し上記拡散層周縁外側
   の半導体層表面上に配設されたことを特徴とする請求項
   １記載の受光素子。
7. 【請求項７】 スペーサ層の厚さ以下の厚さを有し、半
   導体層の表面上に配設されるとともに第一の導電膜と電
   気的に導通された第二の導電膜をさらに備えたことを特
   徴とする請求項６記載の受光素子。
8. 【請求項８】 取付基板と、 この取付基板上に配設された半導体レーザと、 この半導体レーザのモニター光の出射端面に、スペーサ
   層の開口部が対向されるとともにスペーサ層の表面を介
   して上記取付基板上に配設された請求項１ないし５のい
   ずれか一項に記載の受光素子と、を備えた半導体レーザ
   装置。
9. 【請求項９】 第一の受光素子配線層、およびこの第一
   の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素子
   配線層が配設された取付基板と、 この取付基板上に配設された半導体レーザと、 この半導体レーザのモニター光の出射端面にスペーサ層
   の開口部を対向させるとともにスペーサ層の表面を上記
   第一の受光素子配線層上に配置し、第一の導電膜を上記
   第二の受光素子配線層に接続して配設された請求項６ま
   たは７記載の受光素子と、を備えた半導体レーザ装置。
10. 【請求項１０】 半導体レーザのモニター光の出射端面
    とこの端面に対向する受光素子の端面との距離をｗ、ス
    ペーサ層の厚みをｔ、半導体レーザの出射角をθとした
    とき、スペーサ層の厚みｔが、ｔ≧２ｗ・ｔａｎ（θ／
    ２）であることを特徴とする請求項８または９記載の半
    導体レーザ装置。
11. 【請求項１１】 第１導電型の半導体基板上に第１導電
    型の半導体層を形成する第一の工程と、 半導体層の表面に第２導電型の拡散層を形成する第二の
    工程と、 拡散層の周囲の一部に対応した開口部を有し上記拡散層
    の周囲表面上にスペーサ層を形成する第三の工程と、を
    含む受光素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 第１導電型の半導体基板上に第１導電
    型の半導体層を形成する第一の工程と、 半導体層の表面の一部に第２導電型の拡散層を形成する
    第二の工程と、 拡散層を囲み、拡散層と電気的に導通された第一の導電
    膜を拡散層の表面上に形成する第三の工程と、 第一の導電膜の膜厚よりも厚い層厚を有し、拡散層の周
    囲の一部に対向する開口部を有した導電体のスペーサ層
    を、拡散層の周縁外側の半導体層表面上に形成する第四
    の工程と、を含む受光素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 取付基板、半導体レーザ、並びに第１
    導電型の半導体基板とこの半導体基板上に配設された第
    １導電型の半導体層とこの半導体層の表面に配設された
    第２導電型の拡散層とこの拡散層の周囲の一部に対応し
    て開口部を有し上記拡散層の周囲表面上に配設されたス
    ペーサ層とを備えた受光素子、を準備する第一の工程
    と、 受光素子のスペーサ層の表面を介して取付基板上に受光
    素子を配設する第二の工程と、 受光素子の開口部に半導体レーザのモニター光の出射端
    面を対向させ、取付基板上に半導体レーザを配設する第
    三の工程と、を含む半導体レーザ装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 第一の受光素子配線層およびこの第一
    の受光素子配線層と電気的に絶縁された第二の受光素子
    配線層が配設された取付基板、半導体レーザ、並びに第
    １導電型の半導体基板とこの半導体基板上に配設された
    第１導電型の半導体層とこの半導体層の一部の表面に配
    設された第２導電型の拡散層とこの拡散層を囲みこの拡
    散層の表面上に配設されるととも上記拡散層と電気的に
    導通された第一の導電膜とこの第一の導電膜の膜厚より
    も厚い層厚を有し上記第一の導電膜の周囲の一部に対向
    する開口部を有し上記半導体層の他部表面上に配設され
    た導電体のスペーサ層とを備えた受光素子、を準備する
    第一の工程と、 取付基板の第一の受光素子配線層にスペーサ層の表面を
    対向させて配置するとともに第一の導電膜を上記第二の
    受光素子配線層に接続し、取付基板上に受光素子を配設
    する第二の工程と、 受光素子の開口部に半導体レーザのモニター光の出射端
    面を対向させて、取付基板上に半導体レーザを配設する
    第三の工程と、を含む半導体レーザ装置の製造方法。