JP2001053380A - Semiconductor laser module and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser module and manufacture thereof

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JP2001053380A
JP2001053380A JP11229587A JP22958799A JP2001053380A JP 2001053380 A JP2001053380 A JP 2001053380A JP 11229587 A JP11229587 A JP 11229587A JP 22958799 A JP22958799 A JP 22958799A JP 2001053380 A JP2001053380 A JP 2001053380A
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Japan
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semiconductor laser
semiconductor
semiconductor chip
package
electrode
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Atsushi Nakamura
厚 中村
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a semiconductor laser module having high controllability of a normalization coupling coefficient by electrically connecting an electrode of one semiconductor laser section out from among a plurality of those sections to an electrode terminal using a connection means. SOLUTION: A semiconductor chip 10 finds a normalization coupling coefficient from the spectrum of laser light emitted from each semiconductor laser section 11 and specifies a semiconductor laser section 11, whose normalization coupling coefficient agrees with or is closest to the designed value. Thereafter, the semiconductor chip 10 is mounted in side the main body 2 of a package with an electrode terminal and then an upper electrode 132 of the specified semiconductor laser section 11 and the electrode terminal 6 is connected electrically by a connection means, for example, a wire 27. At this time, the semiconductor chip 10 is positioned with respect to a lens 22 and then is fixed to the main body 2 of the package. Thereafter, a cover 3 is installed on the main body 2 of the package so as to enable completion of a distributed feedback semiconductor laser module.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザモジュ
ールおよびその製造方法に係わり、たとえば設計規格化
結合係数に規格化結合係数を一致または高精度に近似さ
せることができる分布帰還型半導体レーザモジュールの
製造技術に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser module and a method of manufacturing the same. A technology that is effective when applied to technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長分割多重(WDM)型光伝送システ
ムにおいて、波長が異なる複数の半導体レーザ装置が使
用される。波長多重方式に使用される半導体発光素子に
ついては、特開平7-226563号公報に記載されている。こ
の文献には、静特性, 動特性が均一でかつ発振波長が異
なる複数の分布帰還(DFB)型半導体レーザ, 分布ブ
ラッグ反射(DBR)型半導体レーザについて記載され
ている。
2. Description of the Related Art In a wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system, a plurality of semiconductor laser devices having different wavelengths are used. A semiconductor light emitting device used for the wavelength multiplexing method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-226563. This document describes a plurality of distributed feedback (DFB) semiconductor lasers and distributed Bragg reflection (DBR) semiconductor lasers having uniform static characteristics and dynamic characteristics and different oscillation wavelengths.

【0003】また、電子情報通信学会発行「電子情報通
信学会誌」1987年3月号、同年3月25日発行、P369〜P3
78には、高出力・単一縦モード(SLM)分布帰還形レ
ーザにおいて、回折格子による結合強度κLを1あるい
は1.2としたものが開示されている。また、前記κL
を1としたものの場合、半導体レーザの出力端面および
後方端面の反射率はそれぞれ1%および90%としてい
る。
[0003] In addition, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, “Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers” March 1987, March 25, pp. 369-P3
No. 78 discloses a high power single longitudinal mode (SLM) distributed feedback laser in which the coupling strength κL by the diffraction grating is 1 or 1.2. In addition, the κL
Is 1, the reflectivities of the output end face and the rear end face of the semiconductor laser are 1% and 90%, respectively.

【0004】また、共立出版株式会社発行「先端光エレ
クトロニクスシリーズ2 半導体レーザの基礎」1998年
3月25日発行、P206〜P207には、回折格子深さと結合係
数κが比例することが記載されている。
[0004] Also, "Advanced Optical Electronics Series 2 Basics of Semiconductor Lasers" published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., published on March 25, 1998, P206-P207, states that the diffraction grating depth is proportional to the coupling coefficient κ. I have.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ通信に用い
られる分布帰還型半導体レーザ(DFB−LD)では、
単一モ−ド発振(動的単一モ−ド発振)が非常に重要で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In a distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) used for optical fiber communication,
Single mode oscillation (dynamic single mode oscillation) is very important.

【0006】分布帰還型半導体レーザは光分布帰還構造
として回折格子を持つが、その特性は回折格子(グレー
ティング)の端面位相に依存する。回折格子の端面位相
は、半導体レーザ(半導体レーザチップ)の端面が化合
物半導体基板を劈開することによって形成されることか
ら制御不可能であり、分布帰還型半導体レーザが特性を
満たすかどうかは回折格子の端面位相に関する確率的な
議論となる。
[0006] A distributed feedback semiconductor laser has a diffraction grating as a light distributed feedback structure, and its characteristics depend on the end face phase of the diffraction grating (grating). The end face phase of the diffraction grating cannot be controlled because the end face of the semiconductor laser (semiconductor laser chip) is formed by cleaving the compound semiconductor substrate, and whether or not the distributed feedback semiconductor laser satisfies the characteristics is determined by the diffraction grating. Is a probabilistic discussion about the end face phase of

【0007】一方、分布帰還型半導体レーザの構造パラ
メータである規格化結合係数κLは製品の歩留りに一番
大きな影響を与えるパラメータであるが、ウエットエッ
チングにより形成する回折格子の深さを数nmの精度で
制御する必要があり、規格化結合係数κLの制御は非常
に難しい。
On the other hand, the normalized coupling coefficient κL, which is a structural parameter of a distributed feedback semiconductor laser, is the parameter that has the greatest effect on the product yield, but the depth of a diffraction grating formed by wet etching is several nm. It is necessary to control with precision, and it is very difficult to control the normalized coupling coefficient κL.

【0008】本発明の目的は、規格化結合係数κLの制
御性を高くできる分布帰還型半導体レーザモジュールを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a distributed feedback semiconductor laser module that can enhance the controllability of the normalized coupling coefficient κL.

【0009】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

【0011】(1)電極端子付きパッケージと、前記パ
ッケージ内に配置されかつ結合係数κと回折格子領域の
長さLの積である規格化結合係数κLが相互に異なる複
数の分布帰還型半導体レーザ部を並列にモノリシックに
形成した半導体チップと、前記パッケージの内外に亘っ
て延在する光ファイバと、前記光ファイバの内端と前記
半導体チップの出射面との間に介在されて前記各半導体
レーザ部から出射されるレーザ光を前記光ファイバ内に
集光させるレンズと、前記複数の半導体レーザ部のうち
の一つの半導体レーザ部の電極と前記電極端子を電気的
に接続する接続手段とを有する。前記複数の半導体レー
ザ部のそれぞれの規格化結合係数は、段階的に変化した
値になるとともに、設計規格化結合係数は前記段階的に
変化する規格化結合係数の略中間になっている。前記各
半導体レーザ部の回折格子の長さは相互に異なってい
る。
(1) A package with electrode terminals and a plurality of distributed feedback semiconductor lasers arranged in the package and having mutually different normalized coupling coefficients κL which are products of the coupling coefficient κ and the length L of the diffraction grating region. A semiconductor chip having monolithically formed portions in parallel, an optical fiber extending inside and outside the package, and each of the semiconductor lasers interposed between an inner end of the optical fiber and an emission surface of the semiconductor chip. A lens for condensing the laser light emitted from the portion into the optical fiber, and a connecting means for electrically connecting an electrode of one of the plurality of semiconductor laser portions to the electrode terminal. . The normalized coupling coefficient of each of the plurality of semiconductor laser units has a stepwise changed value, and the design normalized coupling coefficient is substantially halfway between the stepwise changed normalized coupling coefficients. The lengths of the diffraction gratings of the respective semiconductor laser portions are different from each other.

【0012】このような半導体レーザモジュールは以下
の方法により製造される。電極端子付きパッケージ内に
半導体レーザ部を有する半導体チップを搭載する工程
と、前記半導体レーザ部の電極と前記電極端子を接続手
段によって電気的に接続する工程と、前記パッケージの
内外に亘って延在するように取り付けられる光ファイバ
の内端を直接またはレンズを介して前記半導体チップの
半導体レーザ部に光学的に接続する工程を有する半導体
レーザモジュールの製造方法であって、半導体基板を用
意した後前記半導体基板の主面に相互に異なる規格化結
合係数を有する分布帰還型半導体レーザからなる半導体
レーザ部を複数並列に形成した半導体チップを形成する
工程と、前記各半導体レーザ部から出射されるレーザ光
を測定して設計値と一致または最も設計値と近似してい
る半導体レーザ部を特定する工程と、前記半導体チップ
を電極端子付きパッケージ内に搭載した後前記特定した
半導体レーザ部の電極と前記電極端子を接続手段によっ
て電気的に接続する工程と、前記光ファイバの内端を直
接またはレンズを介して前記半導体チップの半導体レー
ザ部に光学的に接続する工程を有する。
Such a semiconductor laser module is manufactured by the following method. Mounting a semiconductor chip having a semiconductor laser portion in a package with electrode terminals, electrically connecting electrodes of the semiconductor laser portion and the electrode terminals by connecting means, extending over the inside and outside of the package A method for manufacturing a semiconductor laser module comprising a step of optically connecting an inner end of an optical fiber attached to a semiconductor laser portion of the semiconductor chip directly or through a lens, wherein a semiconductor substrate is prepared. Forming a semiconductor chip in which a plurality of semiconductor laser sections each including a distributed feedback semiconductor laser having a different normalized coupling coefficient on a main surface of a semiconductor substrate are formed in parallel; and a laser beam emitted from each of the semiconductor laser sections. Measuring the semiconductor laser unit that matches the design value or most closely matches the design value; A step of electrically connecting the electrode of the specified semiconductor laser unit and the electrode terminal by connecting means after mounting the chip in a package with electrode terminals, and connecting the inner end of the optical fiber directly or through a lens to the semiconductor. Optically connecting to a semiconductor laser portion of the chip.

【0013】(2)前記手段(1)の構成において、前
記各半導体レーザ部の回折格子の深さが相互に異なって
いる。
(2) In the configuration of the means (1), the depths of the diffraction gratings of the respective semiconductor laser portions are different from each other.

【0014】(3)前記手段(1)または手段(2)の
構成において、前記半導体チップには各半導体レーザ部
のレーザ発振を制御する変調器がそれぞれ設けられた構
成になっている。
(3) In the configuration of the means (1) or (2), the semiconductor chip is provided with a modulator for controlling laser oscillation of each semiconductor laser unit.

【0015】このような半導体レーザモジュールは、前
記手段(1)または手段(2)の半導体レーザモジュー
ルの製造において、前記半導体基板に分布帰還型半導体
レーザ部を形成する際、前記各半導体レーザ部を制御す
る変調器を同時に形成するものである。
In the semiconductor laser module of the present invention, when the distributed feedback semiconductor laser section is formed on the semiconductor substrate in the manufacture of the semiconductor laser module of the means (1) or (2), the respective semiconductor laser sections are formed. The modulators to be controlled are simultaneously formed.

【0016】(4)前記手段(1)または手段(2)も
しくは手段(3)の構成において、前記半導体チップは
前記パッケージ内に電子冷却素子を介して配置されてい
る。すなわち、前記電子冷却素子は前記パッケージに直
接固定され、前記半導体チップは前記電子冷却素子上に
固定されている。
(4) In the configuration of the means (1) or the means (2) or the means (3), the semiconductor chip is arranged in the package via an electronic cooling element. That is, the electronic cooling element is directly fixed to the package, and the semiconductor chip is fixed on the electronic cooling element.

【0017】このような半導体レーザモジュールは、前
記手段(1)または手段(2)もしくは手段(3)の半
導体レーザモジュールの製造方法において、前記電極端
子付きパッケージ内に電子冷却素子を搭載した後、前記
半導体チップを前記電子冷却素子上に搭載し、前記接続
手段による接続時前記電子冷却素子の電極と前記電極端
子を前記接続手段で電気的に接続する。
According to the semiconductor laser module manufacturing method of the means (1), (2) or (3), after the electronic cooling element is mounted in the package with the electrode terminals, The semiconductor chip is mounted on the electronic cooling element, and at the time of connection by the connecting means, the electrode of the electronic cooling element and the electrode terminal are electrically connected by the connecting means.

【0018】前記(1)の手段によれば、(a)規格化
結合係数κLが相互に異なる複数の分布帰還型半導体レ
ーザ部をモノリシックに複数並列に半導体基板に形成し
た後、各半導体レーザ部の規格化結合係数を測定して設
計値と一致または最も設計値と近似している半導体レー
ザ部を特定し、その後この特定した半導体レーザ部の電
極と電極端子を接続手段によって接続して半導体レーザ
モジュールを製造するため、単一モ−ド発振する分布帰
還型半導体レーザモジュールを高歩留りでかつ安価に提
供することができる。
According to the means (1), (a) a plurality of distributed feedback semiconductor laser sections having different normalized coupling coefficients κL are formed monolithically in parallel on a semiconductor substrate, and then each semiconductor laser section is formed. Measuring the normalized coupling coefficient of the semiconductor laser part which matches or most closely matches the design value, and then connects the electrode and the electrode terminal of the specified semiconductor laser part by connecting means, and Since the module is manufactured, a distributed feedback semiconductor laser module that oscillates in a single mode can be provided at a high yield and at a low cost.

【0019】(b)各半導体レーザ部の回折格子の長さ
が異なり、この回折格子の長さの相違によって各半導体
レーザ部の規格化結合係数を少しずつ変化させてある。
(B) The length of the diffraction grating of each semiconductor laser portion is different, and the normalized coupling coefficient of each semiconductor laser portion is gradually changed by the difference in the length of the diffraction grating.

【0020】前記(2)の手段によれば、各半導体レー
ザ部の回折格子の深さを相互に違え、これにより規格化
結合係数が相互に異なるようにしてあることから、前記
手段(1)の構成による効果と同様の効果を有する。
According to the means (2), since the depths of the diffraction gratings of the respective semiconductor laser portions are different from each other, and thereby the normalized coupling coefficients are different from each other, the means (1) Has the same effect as the effect of the configuration described above.

【0021】前記(3)の手段によれば、前記手段
(1)の効果に加え、半導体チップには各半導体レーザ
部のレーザ発振を制御する変調器がそれぞれ設けられて
いることから、各半導体レーザ部のレーザ光の発振制御
が可能になる。
According to the means (3), in addition to the effect of the means (1), each semiconductor chip is provided with a modulator for controlling the laser oscillation of each semiconductor laser section. It becomes possible to control the oscillation of the laser light of the laser section.

【0022】前記(4)の手段によれば、前記手段
(1)および手段(3)による効果に加え、半導体チッ
プは電子冷却素子によって温度制御されることから、所
定の発振波長で安定した単一モ−ド発振が行える。
According to the means (4), in addition to the effects of the means (1) and (3), since the temperature of the semiconductor chip is controlled by the electronic cooling element, the semiconductor chip can be stabilized at a predetermined oscillation wavelength. One mode oscillation can be performed.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0024】(実施形態1)図1乃至図9は本発明の一
実施形態(実施形態1)である半導体レーザモジュール
に係わる図である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 9 relate to a semiconductor laser module according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.

【0025】本実施形態1の半導体レーザモジュール1
は、図2に示すように、パッケージ本体2と蓋体3とで
構成されるパッケージ4と、このパッケージ4の内外に
亘って延在する光ケーブル5(光ファイバ)とを有する
構造になっている。
The semiconductor laser module 1 of the first embodiment
As shown in FIG. 2, the device has a structure including a package 4 composed of a package body 2 and a lid 3, and an optical cable 5 (optical fiber) extending inside and outside the package 4. .

【0026】パッケージ本体2の両側には複数の電極端
子(リード)6が配列されて電極端子付きパッケージと
なっている。これらリード6はパッケージ本体2の内外
に亘って延在している。
A plurality of electrode terminals (leads) 6 are arranged on both sides of the package body 2 to form a package with electrode terminals. These leads 6 extend inside and outside the package body 2.

【0027】また、パッケージ本体2の中央上面には、
サブマウント7を介して半導体チップ10が固定されて
いる。この半導体チップ10には、図1にも示すよう
に、分布帰還型半導体レーザ(DFB−LD)からなる
半導体レーザ部11が複数並列にモノリシックに形成さ
れ、レーザアレイ構造となっている。
On the upper surface of the center of the package body 2,
The semiconductor chip 10 is fixed via the submount 7. As shown in FIG. 1, a plurality of semiconductor laser units 11 each composed of a distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) are monolithically formed on the semiconductor chip 10 in parallel to form a laser array structure.

【0028】本実施形態1では各半導体レーザ部11の
結合係数κと回折格子領域の長さLの積である規格化結
合係数κLが相互に異なる構成としてある。
In the first embodiment, the normalized coupling coefficient κL, which is the product of the coupling coefficient κ of each semiconductor laser section 11 and the length L of the diffraction grating region, is different from each other.

【0029】本実施形態1では規格化結合係数κLのう
ち回折格子領域の長さ(回折格子領域長)Lをそれぞれ
の半導体レーザ部11で異なるようにして規格化結合係
数κLを変える構成になっている。
In the first embodiment, the length L of the diffraction grating region (length of the diffraction grating region) of the normalized coupling coefficient κL is made different in each semiconductor laser unit 11 to change the normalized coupling coefficient κL. ing.

【0030】本実施形態1では各半導体レーザ部11の
回折格子(グレーティング)領域の長さ(回折格子領域
長)Lを相互に異なるようにしてある。
In the first embodiment, the length (diffraction grating region length) L of the diffraction grating (grating) region of each semiconductor laser section 11 is different from each other.

【0031】本実施形態1では、これは特に限定はされ
ないが、半導体レーザ部11はLD1〜LD4と4個形
成する。そして、回折格子(グレーティング)領域の長
さをそれぞれ異なるようにしている。図1において太線
枠内の領域が回折格子を形成した領域であり、太線枠外
の領域には回折格子は形成されていない。また、各LD
の中央の細い2本の線で挟まれた領域が光導波路(導波
路)41となる。
In the first embodiment, although this is not particularly limited, four semiconductor laser units 11 are formed as LD1 to LD4. The lengths of the diffraction grating (grating) regions are different from each other. In FIG. 1, the area inside the thick line frame is the area where the diffraction grating is formed, and no diffraction grating is formed in the area outside the thick line frame. In addition, each LD
The region sandwiched between the two narrow lines at the center becomes an optical waveguide (waveguide) 41.

【0032】回折格子領域長はLD1の場合がL1と最
も長く、LD4の場合がL4と最も短く、相互の関係は
L1>L2>L3>L4となっている。たとえば、回折
格子領域長はLD1はL1=300μm、LD2はL2
=267μm、LD3はL3=233μm、LD4はL
4=200μmである。また、回折格子のピッチは24
0nmである。
The length of the diffraction grating region is longest at L1 in the case of LD1, and shortest at L4 in the case of LD4, and the mutual relationship is L1>L2>L3> L4. For example, the diffraction grating region length is L1 = 300 μm for LD1, and L2 is L2 for LD2.
= 267 μm, LD3 is L3 = 233 μm, LD4 is L
4 = 200 μm. The diffraction grating pitch is 24
0 nm.

【0033】本実施形態1の場合、設計発振波長はLD
2の発振波長とLD3の発振波長との中間が設定され
る。具体的にはLD2の規格化結合係数κLのうちの回
折格子領域の長さL2と、LD3の規格化結合係数κL
のうちの回折格子領域の長さL3の中間が設定される。
In the case of the first embodiment, the design oscillation wavelength is LD
2 and the oscillation wavelength of the LD 3. Specifically, the length L2 of the diffraction grating region in the normalized coupling coefficient κL of LD2 and the normalized coupling coefficient κL of LD3
Is set to the middle of the length L3 of the diffraction grating region.

【0034】一方、規格化結合係数κLの結合係数κは
回折格子の深さに依存し、深くなるにつれて結合係数κ
は大きくなる。回折格子はウェットエッチングによって
形成されるが、このウェットエッチングによって回折格
子の深さは±10nm程度ばらつく。
On the other hand, the coupling coefficient κ of the normalized coupling coefficient κL depends on the depth of the diffraction grating.
Becomes larger. The diffraction grating is formed by wet etching, and the depth of the diffraction grating varies by about ± 10 nm due to the wet etching.

【0035】本実施形態1では、回折格子を形成する領
域を規定するため、ホトリソグラフィ技術とエッチング
によって形成するSiO2 膜によるマスクによって回折
格子領域長が規定される。この回折格子領域長のばらつ
きは前記マスクの作製ばらつきに依存し、たとえば±1
μm程度になる。
In the first embodiment, in order to define a region where a diffraction grating is to be formed, the length of the diffraction grating region is defined by a photolithography technique and a mask made of an SiO 2 film formed by etching. This variation in the diffraction grating region length depends on the fabrication variation of the mask, and is, for example, ± 1.
It becomes about μm.

【0036】そこで、本実施形態1では、LD2の発振
波長とLD3の発振波長の中間値を設計発振波長とし、
前記回折格子の深さのばらつきと回折格子領域長のばら
つきがあっても、LD1〜LD4のうちのいずれかの半
導体レーザ部11において規格化結合係数が、設計規格
化結合係数と一致または近似するようにする。
Therefore, in the first embodiment, an intermediate value between the oscillation wavelength of LD2 and the oscillation wavelength of LD3 is set as the design oscillation wavelength,
Even if there is a variation in the depth of the diffraction grating and a variation in the length of the diffraction grating region, the normalized coupling coefficient in any one of the LDs LD1 to LD4 matches or approximates the design standardized coupling coefficient. To do.

【0037】他方、半導体チップ10においては、上部
にそれぞれ上部電極12が設けられ、下部に下部電極1
3が設けられている(図1および図3参照)。
On the other hand, in the semiconductor chip 10, the upper electrode 12 is provided on the upper part, and the lower electrode 1 is provided on the lower part.
3 are provided (see FIGS. 1 and 3).

【0038】上部電極12は、前記各半導体レーザ部1
1にそれぞれ対応して設けられている。本実施形態1で
は半導体レーザ部11は4個であり、したがって、上部
電極12も4個独立して設けられている。下部電極13
はサブマウント7の導電層14上に図示しない接合材を
介して固定されている。また、サブマウント7も熱伝導
性の良好な図示しない接着材を介してパッケージ本体2
に固定されている。
The upper electrode 12 is connected to each of the semiconductor laser sections 1.
1, respectively. In the first embodiment, the number of the semiconductor laser portions 11 is four, and therefore, the four upper electrodes 12 are also provided independently. Lower electrode 13
Is fixed on the conductive layer 14 of the submount 7 via a bonding material (not shown). The submount 7 is also mounted on the package body 2 via an adhesive (not shown) having good heat conductivity.
It is fixed to.

【0039】光ケーブル5(光ファイバ)はパッケージ
本体2に貫通状態に設けられたガイドパイプ20に挿入
されるとともに図示しない接合材で固定されている。光
ケーブル5の先端部分はアイソレータ21に光学的に接
続されている。このアイソレータ21と前記半導体チッ
プ10の出射面との間にはレンズ22が配置されてい
る。
The optical cable 5 (optical fiber) is inserted into a guide pipe 20 provided through the package body 2 and is fixed by a bonding material (not shown). The tip of the optical cable 5 is optically connected to the isolator 21. A lens 22 is arranged between the isolator 21 and the emission surface of the semiconductor chip 10.

【0040】また、本実施形態1の半導体チップ10に
おいては、単一の半導体レーザ部11の電極(上部電極
12)が電極端子6に電気的な接続手段、たとえばワイ
ヤ27によって接続されている。したがって、ワイヤ2
7によって接続された半導体レーザ部11のみがレーザ
発振し、このレーザ発振によって出射された光(レーザ
光)16(図3参照)がレンズ22,アイソレータ21
を順次通って光ケーブル5の中心に位置する図示しない
光ファイバに取り込まれるようになっている。
Further, in the semiconductor chip 10 of the first embodiment, the electrode (upper electrode 12) of the single semiconductor laser unit 11 is connected to the electrode terminal 6 by an electrical connection means, for example, a wire 27. Therefore, wire 2
Only the semiconductor laser unit 11 connected by the laser 7 oscillates, and the light (laser light) 16 (see FIG. 3) emitted by the laser oscillation is transmitted to the lens 22 and the isolator 21.
Through the optical cable 5 and taken into an optical fiber (not shown) located at the center of the optical cable 5.

【0041】また、パッケージ本体2にはサブマウント
25を介して受光素子26が固定されている。受光素子
26の電極およびサブマウント25はワイヤ27を介し
て各リード6に電気的に接続されている。すなわち、受
光素子26の上部の電極は直接接続されるワイヤ27に
よってリード6と電気的接続が取られ、下部の電極はサ
ブマウント25に接続されるワイヤ27によってリード
6と電気的接続が取られている。
A light receiving element 26 is fixed to the package body 2 via a submount 25. The electrode of the light receiving element 26 and the submount 25 are electrically connected to each lead 6 via a wire 27. That is, the upper electrode of the light receiving element 26 is electrically connected to the lead 6 by the wire 27 directly connected, and the lower electrode is electrically connected to the lead 6 by the wire 27 connected to the submount 25. ing.

【0042】半導体チップ10は図4および図5に示す
ような構造になっている。図4は図3におけるA部の拡
大図であり、図5は図3におけるB部の拡大図である。
The semiconductor chip 10 has a structure as shown in FIGS. FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG.

【0043】これらの図に示すように、半導体チップ1
0は半導体基板30の主面に活性層を含む多層の半導体
層を有し、上部に上部電極12,下部に下部電極13が
設けられた構造になっている。
As shown in these figures, the semiconductor chip 1
Numeral 0 has a multilayer semiconductor layer including an active layer on the main surface of the semiconductor substrate 30, and has an upper electrode 12 on the upper side and a lower electrode 13 on the lower side.

【0044】半導体基板30は、たとえば、n−InP
基板30となり、このn−InP基板30上にn−In
GaAsP導波層31(0.15μm厚),InGaA
sP/InGaAsP歪MQW活性層32(0.1μm
厚),p−InGaAsP導波層33(0.15μm
厚),p−InPクラッド層34(2.0μm厚),p
−InGaAsコンタクト層35(0.25μm厚)と
順次積層されている。
The semiconductor substrate 30 is made of, for example, n-InP
A substrate 30 is formed on the n-InP substrate 30.
GaAsP waveguide layer 31 (0.15 μm thick), InGaAs
sP / InGaAsP strained MQW active layer 32 (0.1 μm
Thickness), p-InGaAsP waveguide layer 33 (0.15 μm
Thickness), p-InP cladding layer 34 (2.0 μm thickness), p
-InGaAs contact layer 35 (0.25 μm thick) is sequentially laminated.

【0045】p−InGaAsコンタクト層35および
p−InPクラッド層34は選択的にエッチング除去さ
れ、メサストライプ38(図4参照)が形成されてい
る。また、メサストライプ以外の部分のp−InGaA
sコンタクト層35,p−InPクラッド層34および
p−InGaAsP導波層33は絶縁膜36で覆われて
いる。そして、前記上部電極12はメサストライプ部分
の表面のp−InGaAsコンタクト層35と電気的に
接触する構造になる。
The p-InGaAs contact layer 35 and the p-InP clad layer 34 are selectively etched away to form a mesa stripe 38 (see FIG. 4). In addition, p-InGaAs other than the mesa stripe is used.
The s-contact layer 35, the p-InP cladding layer 34, and the p-InGaAsP waveguide layer 33 are covered with an insulating film 36. The upper electrode 12 has a structure in which it electrically contacts the p-InGaAs contact layer 35 on the surface of the mesa stripe.

【0046】各メサストライプを含む部分がそれぞれ半
導体レーザ部11となる。本実施形態1では4本の半導
体レーザ部11が並列にモノリシックに形成されてい
る。
The portion including each mesa stripe becomes the semiconductor laser unit 11. In the first embodiment, four semiconductor laser units 11 are formed monolithically in parallel.

【0047】各半導体レーザ部11の上部電極12と共
通電極となる下部電極13に所定の電圧を印加すると、
p−InPクラッド層34に対応するInGaAsP/
InGaAsP歪MQW活性層32およびその上下のp
−InGaAsP導波層33,n−InGaAsP導波
層31が光導波路となってレーザ発振が行われる。そし
て、半導体チップ10の端面、すなわちn−InP基板
30の劈開による劈開面が出射面となってレーザ光16
が出射される(図3参照)。
When a predetermined voltage is applied to the upper electrode 12 of each semiconductor laser section 11 and the lower electrode 13 serving as a common electrode,
InGaAsP / corresponding to the p-InP cladding layer 34
InGaAsP strained MQW active layer 32 and its upper and lower p
The laser oscillation is performed with the -InGaAsP waveguide layer 33 and the n-InGaAsP waveguide layer 31 serving as an optical waveguide. Then, the end face of the semiconductor chip 10, that is, the cleavage plane formed by the cleavage of the n-InP substrate 30 becomes the emission plane, and the laser light 16
Is emitted (see FIG. 3).

【0048】300〜400μm幅の半導体チップ10
の場合では、ワイヤ27を接続する電極パッドの大きさ
を80μm角とした場合、光導波路を形成するためのメ
サストライプは4本形成できる。
Semiconductor chip 10 having a width of 300 to 400 μm
In the case of (1), when the size of the electrode pad for connecting the wire 27 is 80 μm square, four mesa stripes for forming the optical waveguide can be formed.

【0049】図5に示すように、半導体基板30とn−
InGaAsP導波層31との間には、ピッチが240
nmとなる回折格子(グレーティング)37が設けられ
ている。
As shown in FIG. 5, the semiconductor substrate 30 and the n-
The pitch between the InGaAsP waveguide layer 31 and the InGaAsP waveguide layer 31 is 240
A diffraction grating (grating) 37 having a thickness of nm is provided.

【0050】前記回折格子37の長さが、前述のように
L1は300μm、L2は267μm、L3は233μ
m、L4は200μmに形成される。
As described above, the length of the diffraction grating 37 is 300 μm for L1, 267 μm for L2, and 233 μm for L3.
m and L4 are formed to 200 μm.

【0051】図9は規格化結合係数κLとシングルモー
ド歩留り(Sr:side mode suppression ratio )との
相関を示すグラフである。同グラフは本発明者によって
検討された結果導かれたグラフであり、半導体チップ1
0の前方出射面の反射率は0%(AR膜0%)であり、
後方出射面の反射率が90%とした場合である。
FIG. 9 is a graph showing the correlation between the normalized coupling coefficient κL and the single mode yield (Sr: side mode suppression ratio). The graph is a graph derived as a result of the study by the present inventor.
The reflectance of the front emission surface of 0 is 0% (AR film 0%),
This is the case where the reflectivity of the rear emission surface is 90%.

【0052】図9のグラフから分かるように、シングル
モード歩留りはκLが1.0から1.5に至る部分で6
5%程度と最も高い数値を示す。
As can be seen from the graph of FIG. 9, the single mode yield is 6 at the portion where κL is from 1.0 to 1.5.
It shows the highest value of about 5%.

【0053】そこで、本発明者は、ねらいとして、シン
グルモード歩留りが最も高い領域である範囲として、κ
L=1.25±0.25とした。この場合の回折格子の
深さは30nmであり、L=250μmとする。そし
て、回折格子領域長はLD1はL1=300μm、LD
2はL2=267μm、LD3はL3=233μm、L
D4はL4=200μmと設定した。
Therefore, the present inventor has aimed at setting κ as the range in which the single mode yield is the highest.
L = 1.25 ± 0.25. In this case, the depth of the diffraction grating is 30 nm, and L = 250 μm. The diffraction grating region length is LD1 L1 = 300 μm, LD1
2 is L2 = 267 μm, LD3 is L3 = 233 μm, L
D4 was set to L4 = 200 μm.

【0054】前述のように、回折格子深さの制御は難し
く±10nm程度の制御性しかない。回折格子深さが最
も浅い場合は20nmである。結合係数κは略回折格子
深さに比例するので、回折格子の深さを20nmとした
場合、L=250μmに対するκLは1.25×20/
30=0.83となるが、L=300μm(LD1)の
κLは1.25×20/30×300/250=1.0
となる。
As described above, it is difficult to control the depth of the diffraction grating, and there is only controllability of about ± 10 nm. When the diffraction grating depth is the shallowest, it is 20 nm. Since the coupling coefficient κ is substantially proportional to the depth of the diffraction grating, when the depth of the diffraction grating is 20 nm, κL for L = 250 μm is 1.25 × 20 /
30 = 0.83, but κL of L = 300 μm (LD1) is 1.25 × 20/30 × 300/250 = 1.0
Becomes

【0055】また、回折格子深さが最も深い場合は40
nmである。結合係数κは略回折格子深さに比例するの
で、回折格子の深さを40nmとした場合、L=250
μmに対するκLは1.25×40/30=1.67で
あるが、L=200μm(LD4)のκLは1.25×
40/30×200/250=1.33となり、回折格
子深さが30±10nmであっても、κL=1.25±
0.25を実現できる。
When the depth of the diffraction grating is the deepest, 40
nm. Since the coupling coefficient κ is substantially proportional to the depth of the diffraction grating, when the depth of the diffraction grating is 40 nm, L = 250
The κL for μm is 1.25 × 40/30 = 1.67, while the κL for L = 200 μm (LD4) is 1.25 ×
40/30 × 200/250 = 1.33, and even when the diffraction grating depth is 30 ± 10 nm, κL = 1.25 ±
0.25 can be realized.

【0056】したがって、段階的に発振波長が変化する
4本の半導体レーザ部11の中間に、前記設計値を設定
することにより、回折格子深さのエッチングに起因する
ばらつきや回折格子の長さの製造ばらつきを含み、いず
れかの半導体レーザ部11の発振波長が設計発振波長と
一致または近似した数値となりえる。
Therefore, by setting the design value in the middle of the four semiconductor laser portions 11 where the oscillation wavelength changes stepwise, the variation due to the etching of the diffraction grating depth and the length of the diffraction grating can be reduced. The oscillation wavelength of any one of the semiconductor laser units 11 can be a numerical value that matches or approximates the designed oscillation wavelength, including manufacturing variations.

【0057】そこで、半導体チップ10を製造した後、
各半導体レーザ部11から出射されるレーザ光16の波
長を測定し、設計値に最も近似する波長の半導体レーザ
部11を特定し、半導体チップ10をパッケージ本体2
に組み込む際、特定された半導体レーザ部11の電極
(上部電極12)をパッケージ本体2に取り付けられた
電極端子6にワイヤ27を介して接続し、特定した半導
体レーザ部11のみがレーザ発振するようにする。
Therefore, after manufacturing the semiconductor chip 10,
The wavelength of the laser beam 16 emitted from each semiconductor laser unit 11 is measured, the semiconductor laser unit 11 having the wavelength closest to the design value is specified, and the semiconductor chip 10 is attached to the package body 2.
At the time of assembling, the specified electrode (upper electrode 12) of the semiconductor laser unit 11 is connected to the electrode terminal 6 attached to the package body 2 via the wire 27 so that only the specified semiconductor laser unit 11 oscillates. To

【0058】また、半導体チップ10は、図1に示すよ
うに、光導波路の両端側に劈開しろ15が設けられてい
る。これは、回折格子領域長の最も長い部分を結晶の劈
開のばらつきで変化させないためのものである。
Further, as shown in FIG. 1, the semiconductor chip 10 has cleavages 15 at both ends of the optical waveguide. This is to prevent the longest part of the diffraction grating region length from changing due to variations in the cleavage of the crystal.

【0059】つぎに、半導体チップ10の製造方法につ
いて、図6乃至図8を参照しながら説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor chip 10 will be described with reference to FIGS.

【0060】最初に、n−InP基板からなる半導体基
板30を用意した後、図6に示すように半導体基板30
の上面にSiO2 膜を選択的に形成し、回折格子を形成
する領域を露出させ、回折格子を形成しない領域をSi
2 膜からなるマスク40で覆う。
First, after preparing a semiconductor substrate 30 made of an n-InP substrate, as shown in FIG.
An SiO 2 film is selectively formed on the upper surface of the substrate, a region where a diffraction grating is formed is exposed, and a region where no diffraction grating is formed is
It is covered with a mask 40 made of an O 2 film.

【0061】この段階では導波路41はまだ製造されて
いないが、説明の便宜上図6には、導波路41を示して
ある。これら導波路41はLD1〜LD4の導波路を形
成するものである。また、本実施形態1では、前記マス
ク40のパターンによって各LDの回折格子の長さL1
〜L4を順次段階的に変えてある。すなわち、LD1の
回折格子の長さL1が最も長く、LD4の回折格子の長
さL4が最も短くなり、回折格子長L1は300μm、
L2は267μm、L3は233μm、L4は200μ
mになっている。
At this stage, the waveguide 41 has not been manufactured yet, but for convenience of explanation, FIG. 6 shows the waveguide 41. These waveguides 41 form waveguides of LD1 to LD4. In the first embodiment, the length L1 of the diffraction grating of each LD depends on the pattern of the mask 40.
To L4 are sequentially changed in a stepwise manner. That is, the length L1 of the diffraction grating of the LD1 is the longest, the length L4 of the diffraction grating of the LD4 is the shortest, the diffraction grating length L1 is 300 μm,
L2 is 267 μm, L3 is 233 μm, L4 is 200 μm
m.

【0062】これによりLD1〜LD4の規格化結合係
数κLを相互に変えることができる。κLは、たとえば
LD1(L1)部分では1.50、LD2部分では1.
34、LD3部分では1.17、LD4部分では1.0
0である。
Thus, the normalized coupling coefficient κL of LD1 to LD4 can be changed mutually. κL is, for example, 1.50 in the LD1 (L1) portion, and 1.K in the LD2 portion.
34, 1.17 for LD3 part, 1.0 for LD4 part
0.

【0063】なお、半導体基板30は実際は大きな形状
であり、一度に多数の半導体チップが作製できるもので
あるが、説明の便宜のため、隣り合う二つの半導体チッ
プを形成する状態で説明する。
The semiconductor substrate 30 has a large shape in actuality, and a large number of semiconductor chips can be manufactured at one time. However, for convenience of explanation, a description will be given in a state where two adjacent semiconductor chips are formed.

【0064】つぎに、図7に示すように、半導体基板3
0の上面全域にホトレジスト膜42を形成した後、干渉
露光法によって半導体基板30の全面にレジストの回折
格子パターンを形成する。回折格子のピッチは240n
mとなる。
Next, as shown in FIG.
After the photoresist film 42 is formed on the entire upper surface of the semiconductor substrate 30, a diffraction grating pattern of the resist is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 30 by an interference exposure method. 240n diffraction grating pitch
m.

【0065】つぎに、前記ホトレジスト膜42を現像し
た後、前記ホトレジスト膜42をマスクとしてウェット
エッチングを行い、図8に示すように回折格子37を形
成する。このウェットエッチングにより、マスク40で
覆われない部分には回折格子37が形成され、マスク4
0で覆われた領域には回折格子は形成されないことにな
る。その後、ホトレジスト膜42およびマスク40を除
去する。
Next, after the photoresist film 42 is developed, wet etching is performed using the photoresist film 42 as a mask to form a diffraction grating 37 as shown in FIG. By this wet etching, a diffraction grating 37 is formed in a portion not covered by the mask 40, and the mask 4
No diffraction grating is formed in the area covered by zero. After that, the photoresist film 42 and the mask 40 are removed.

【0066】図8において、横線を細かく入れた領域が
回折格子37のある領域であり、空白領域が回折格子の
ない領域である。
In FIG. 8, the area where the horizontal line is finely inserted is the area where the diffraction grating 37 is present, and the blank area is the area where there is no diffraction grating.

【0067】つぎに、図示はしないが、MOCVD(有
機金属気相成長法)法等によって、前記半導体基板30
の上面に、n−InGaAsP導波層31(0.15μ
m厚),InGaAsP/InGaAsP歪MQW活性
層32(0.1μm厚),p−InGaAsP導波層3
3(0.15μm厚),p−InPクラッド層34
(2.0μm厚),p−InGaAsコンタクト層35
(0.25μm厚)と順次積層して多層半導体層を形成
する。
Next, although not shown, the semiconductor substrate 30 is formed by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) or the like.
The n-InGaAsP waveguide layer 31 (0.15 μm)
m), InGaAsP / InGaAsP strained MQW active layer 32 (0.1 μm thick), p-InGaAsP waveguide layer 3
3 (0.15 μm thick), p-InP cladding layer 34
(2.0 μm thick), p-InGaAs contact layer 35
(Thickness: 0.25 μm) to form a multilayer semiconductor layer.

【0068】その後の工程は従来と同様の方法であるこ
とから、新たな図を用いることなく説明する。
Since the subsequent steps are the same as the conventional method, the description will be made without using a new figure.

【0069】多層半導体層を形成した後、前記マスク4
0を除去し、その後単位半導体チップ内に4本のメサス
トライプを形成する。すなわち、常用のホトリソグラフ
ィ技術とエッチング技術によって、p−InGaAsコ
ンタクト層35およびp−InPクラッド層34を選択
的にエッチング除去し、メサストライプ38を形成する
(図4参照)。
After forming the multi-layer semiconductor layer, the mask 4
0 is removed, and then four mesa stripes are formed in the unit semiconductor chip. That is, the p-InGaAs contact layer 35 and the p-InP cladding layer 34 are selectively etched and removed by a common photolithography technique and an etching technique to form a mesa stripe 38 (see FIG. 4).

【0070】つぎに、半導体基板30の上面側に選択的
に絶縁膜36を設け、メサストライプ38のp−InG
aAsコンタクト層35上に上部電極12を形成する。
また、前記半導体基板30の裏面を所定の厚さ除去して
薄くした後、半導体基板30の裏面に下部電極13を形
成し、ついで、半導体基板30を縦横に分断して、図1
および図3に示すような半導体チップ10を形成する。
Next, an insulating film 36 is selectively provided on the upper surface side of the semiconductor substrate 30, and the p-InG
The upper electrode 12 is formed on the aAs contact layer 35.
Also, after removing the back surface of the semiconductor substrate 30 by a predetermined thickness to reduce the thickness, the lower electrode 13 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 30, and then the semiconductor substrate 30 is divided vertically and horizontally.
Then, a semiconductor chip 10 as shown in FIG. 3 is formed.

【0071】前記分断は光導波路に直交する方向では半
導体結晶を劈開させ、その劈開面をレーザ光16を出射
させる出射面とさせる。
In the division, the semiconductor crystal is cleaved in a direction perpendicular to the optical waveguide, and the cleaved surface is used as an emission surface for emitting the laser light 16.

【0072】このような半導体チップ10は、各半導体
レーザ部11から出射されるレーザ光のスペクトルより
規格化結合係数を求めて設計値と一致または最も設計値
と近似している半導体レーザ部11を特定する。その
後、前記半導体チップ10を、図2に示すような電極端
子付きパッケージ本体2内に搭載した後、前記特定した
半導体レーザ部11の電極(上部電極12)と前記電極
端子6をワイヤ27(接続手段)によって電気的に接続
する。この際、半導体チップ10をレンズ22に対して
位置決めしてパッケージ本体2に固定する。さらに、パ
ッケージ本体2に蓋体3を取り付けることによって、図
2に示すような分布帰還型の半導体レーザモジュール4
5が製造される。
In such a semiconductor chip 10, a normalized coupling coefficient is obtained from the spectrum of the laser light emitted from each semiconductor laser unit 11, and the semiconductor laser unit 11 that matches or most closely matches the design value is determined. Identify. Then, after mounting the semiconductor chip 10 in the package body 2 with electrode terminals as shown in FIG. 2, the electrode (upper electrode 12) of the specified semiconductor laser unit 11 and the electrode terminal 6 are connected to the wire 27 (connection). Means) for electrical connection. At this time, the semiconductor chip 10 is positioned with respect to the lens 22 and fixed to the package body 2. Further, by attaching the lid 3 to the package body 2, a distributed feedback semiconductor laser module 4 as shown in FIG.
5 is manufactured.

【0073】このような半導体レーザモジュール(レー
ザモジュール)45は、図10に示すような波長分割多
重光伝送システムにおけるメイン光ファイバ46に合波
部47で接続される複数の分岐光ファイバ48にそれぞ
れ光学的に接続される。また、分岐光ファイバ48の途
中部分は変調器49となり、各レーザモジュール45か
ら出射されるレーザ光を変調制御するようになってい
る。図では、レーザモジュール45は64個配備され、
それぞれλ1〜λ64なる発振波長のレーザ光を出射す
るようになり、波長多重による送信光50がメイン光フ
ァイバ46を伝わって伝送されるようになる。
Such a semiconductor laser module (laser module) 45 is connected to a plurality of branch optical fibers 48 connected to a main optical fiber 46 in a wavelength division multiplexing optical transmission system as shown in FIG. Optically connected. A part of the branch optical fiber 48 serves as a modulator 49, which controls the modulation of the laser light emitted from each laser module 45. In the figure, 64 laser modules 45 are provided,
A laser beam having an oscillation wavelength of λ1 to λ64 is emitted, and the transmission light 50 by wavelength multiplexing is transmitted through the main optical fiber 46.

【0074】本実施形態1によれば、以下の効果を有す
る。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0075】(1)規格化結合係数κLが相互に異なる
複数の分布帰還型半導体レーザ部11をモノリシックに
複数並列に半導体基板30に形成した後、各半導体レー
ザ部11から出射されるレーザ光16のスペクトルより
規格化結合係数を求めて設計値と一致または最も設計値
と近似している半導体レーザ部11を特定し、その後こ
の特定した半導体レーザ部11の上部電極12と電極端
子6を接続手段によって接続して半導体レーザモジュー
ル45を製造するため、所望の発振波長で単一モ−ド発
振する分布帰還型半導体レーザモジュールを高歩留りで
かつ安価に提供することができる。
(1) A plurality of distributed feedback semiconductor laser sections 11 having different normalized coupling coefficients κL are monolithically formed on a semiconductor substrate 30 in parallel, and then a laser beam 16 emitted from each semiconductor laser section 11 is formed. The standardized coupling coefficient is determined from the spectrum of the semiconductor laser unit 11 to specify the semiconductor laser unit 11 that matches or most closely matches the design value, and then connects the upper electrode 12 and the electrode terminal 6 of the specified semiconductor laser unit 11 to the connection means. The semiconductor laser module 45 is manufactured by connecting the semiconductor laser module 45 with the semiconductor laser module 45. Therefore, a distributed feedback semiconductor laser module that oscillates in a single mode at a desired oscillation wavelength can be provided at a high yield and at low cost.

【0076】(2)各半導体レーザ部11の回折格子3
7の長さが異なり、この回折格子37の長さの相違によ
って各半導体レーザ部11の規格化結合係数を少しずつ
変化させてある。したがって、各半導体レーザ部11か
らは発振波長の異なるレーザ光16を出射する。
(2) Diffraction grating 3 of each semiconductor laser unit 11
7, the normalized coupling coefficient of each semiconductor laser unit 11 is gradually changed by the difference in the length of the diffraction grating 37. Therefore, each semiconductor laser section 11 emits laser light 16 having a different oscillation wavelength.

【0077】(実施形態2)図11乃至図14は本発明
の他の実施形態(実施形態2)である半導体レーザモジ
ュールにおける半導体チップ10の製造方法に係わる図
である。
(Embodiment 2) FIGS. 11 to 14 are diagrams relating to a method of manufacturing a semiconductor chip 10 in a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention.

【0078】本実施形態2では、単一の半導体チップに
複数の半導体レーザ部を有するが、これらの半導体レー
ザ部は前記実施形態1と同様に規格化結合係数κLが少
しずつ異なっている。
In the second embodiment, a single semiconductor chip has a plurality of semiconductor laser sections, but these semiconductor laser sections have slightly different normalized coupling coefficients κL as in the first embodiment.

【0079】本実施形態2では、規格化結合係数κLを
変えるため、回折格子領域の長さLは全ての半導体レー
ザ部(LD1〜LD4)で同じであるが、回折格子の深
さがそれぞれ異なるようになっている。
In the second embodiment, in order to change the normalized coupling coefficient κL, the length L of the diffraction grating region is the same in all the semiconductor laser portions (LD1 to LD4), but the depths of the diffraction gratings are different from each other. It has become.

【0080】本実施形態2の場合も、前記実施形態1と
同様に単一の半導体チップ10内に4個の半導体レーザ
部11を形成する例について説明する。
In the second embodiment, an example in which four semiconductor laser sections 11 are formed in a single semiconductor chip 10 as in the first embodiment will be described.

【0081】図11に示すように、前記実施形態1と同
様の半導体基板30を用意した後、半導体基板30の上
面に、たとえばSiO2 膜で形成されるCVDマスク6
0を選択的に形成し、CVDマスク60が設けられない
部分で4本の溝61を形成する。
As shown in FIG. 11, after preparing the same semiconductor substrate 30 as in the first embodiment, a CVD mask 6 made of, for example, an SiO 2 film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 30.
0 is selectively formed, and four grooves 61 are formed in portions where the CVD mask 60 is not provided.

【0082】つぎに、図12に示すように、前記半導体
基板30の表面全域にホトレジスト膜62を設けた後、
常用の干渉露光法によって半導体基板30の全面にレジ
ストによる回折格子パターンを形成する。回折格子のピ
ッチは240nmとなる。
Next, as shown in FIG. 12, after a photoresist film 62 is provided on the entire surface of the semiconductor substrate 30,
A diffraction grating pattern of a resist is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 30 by a common interference exposure method. The pitch of the diffraction grating is 240 nm.

【0083】つぎに、前記ホトレジスト膜62を現像し
た後、前記ホトレジスト膜62をマスクとしてウェット
エッチングを行い回折格子を形成する。
Next, after developing the photoresist film 62, wet etching is performed using the photoresist film 62 as a mask to form a diffraction grating.

【0084】本実施形態2では、エッチング領域はW
1,W2,W3,W4と幅が異なることから、回折格子
の深さはそれぞれ異なる。各溝において、溝幅が広くな
るにつれて回折格子の深さは浅くなる。
In the second embodiment, the etching area is W
Since the widths are different from 1, W2, W3, and W4, the depths of the diffraction gratings are different. In each groove, the depth of the diffraction grating decreases as the groove width increases.

【0085】図13は図12のa−a線に沿う半導体基
板30の断面であり、図14は図12のb−b線に沿う
半導体基板30の断面である。a−a線の部分は溝幅が
W4と最も広いことから回折格子37の深さは最も浅く
なり、b−b線の部分は溝幅がW1と最も狭いことから
回折格子37の深さは最も深くなる。
FIG. 13 is a cross section of the semiconductor substrate 30 along the line aa in FIG. 12, and FIG. 14 is a cross section of the semiconductor substrate 30 along the line bb in FIG. Since the groove width of the line aa is the widest at W4, the depth of the diffraction grating 37 is the shallowest, and that of the line bb is the narrowest at W1 and the depth of the diffraction grating 37 is Be the deepest.

【0086】これによりLD1〜LD4の規格化結合係
数κLを相互に変えることができる。
As a result, the normalized coupling coefficient κL of LD1 to LD4 can be changed mutually.

【0087】このようにして製造された半導体チップ1
0は実施形態1と同様にパッケージ本体2内に搭載され
る。
The semiconductor chip 1 manufactured as described above
0 is mounted in the package body 2 as in the first embodiment.

【0088】本実施形態2においても前記実施形態1の
場合と同様に波長制御性を向上させることができる。
Also in the second embodiment, the wavelength controllability can be improved as in the case of the first embodiment.

【0089】(実施形態3)図15および図16は本発
明の他の実施形態(実施形態3)である半導体レーザモ
ジュールに係わる図である。
(Embodiment 3) FIGS. 15 and 16 relate to a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention.

【0090】図15は蓋体を取り外したレーザモジュー
ル45を示す斜視図である。パッケージ本体2内にはサ
ブマウント7が固定され、このサブマウント7上にフェ
イスダウンボンディングによってレーザアレイ構造の半
導体チップ10が固定されている。パッケージ本体2に
取り付けられた電極端子6のパッケージ本体2内に突出
する内端と、前記サブマウント7に形成された配線70
のワイヤパッド71とは、ワイヤ27によって電気的に
接続されている。
FIG. 15 is a perspective view showing the laser module 45 with the lid removed. A submount 7 is fixed in the package body 2, and a semiconductor chip 10 having a laser array structure is fixed on the submount 7 by face-down bonding. An inner end of the electrode terminal 6 attached to the package body 2 protruding into the package body 2 and a wiring 70 formed on the submount 7
Is electrically connected to the wire pad 71 by the wire 27.

【0091】前記半導体チップ10の一端側(前方出射
面側)には、パッケージ本体2に固定された光ケーブル
5(光ファイバ)の先端が臨んでいる。図では見えない
が、光ケーブル5の先端と半導体チップ10の出射面と
の間には集光用のレンズ22が配置されている。
The end of the optical cable 5 (optical fiber) fixed to the package body 2 faces one end side (front emission surface side) of the semiconductor chip 10. Although not visible in the figure, a condensing lens 22 is arranged between the tip of the optical cable 5 and the emission surface of the semiconductor chip 10.

【0092】また、半導体チップ10の他端側(後方出
射面側)には、受光素子26が配置されて、半導体チッ
プ10の後方出射面から出射されるレーザ光を受光して
レーザ光の光強度のモニタを行うようになっている。
A light receiving element 26 is disposed on the other end side (rear emission surface side) of the semiconductor chip 10 to receive laser light emitted from the rear emission surface of the semiconductor chip 10 and to emit laser light. The strength is monitored.

【0093】図16は、サブマウント7と、サブマウン
ト7にフェイスダウンボンディングによって搭載される
半導体チップ10を示す図である。サブマウント7の表
面には配線70が設けられている。この配線70は半導
体チップ10がフェイスダウンボンディングされる領域
では各半導体レーザ部の上部電極に対応する接続電極部
72が形成され、半導体チップ10から外れた領域には
ワイヤパッド71が配置されている。なお、図が煩雑に
なることから、半導体レーザ部11および上部電極12
の符号は図16では省略してある。
FIG. 16 is a view showing the submount 7 and the semiconductor chip 10 mounted on the submount 7 by face-down bonding. The wiring 70 is provided on the surface of the submount 7. In the wiring 70, a connection electrode portion 72 corresponding to the upper electrode of each semiconductor laser portion is formed in a region where the semiconductor chip 10 is face-down bonded, and a wire pad 71 is arranged in a region outside the semiconductor chip 10. . It is to be noted that the semiconductor laser unit 11 and the upper electrode 12
Are omitted in FIG.

【0094】本実施形態3では、半導体チップ10の各
半導体レーザ部11の上部電極12はサブマウント7に
設けられた接続電極部72に図示しない接合材を介して
接続される構造となり、組み立てが容易になる。
In the third embodiment, the upper electrode 12 of each semiconductor laser section 11 of the semiconductor chip 10 is connected to the connection electrode section 72 provided on the submount 7 via a bonding material (not shown). It will be easier.

【0095】(実施形態4)図17乃至図21は本発明
の他の実施形態(実施形態4)である半導体レーザモジ
ュールに係わる図である。
(Embodiment 4) FIGS. 17 to 21 relate to a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 4) of the present invention.

【0096】本実施形態4は前記実施形態1の半導体レ
ーザモジュールにおいて、半導体チップの各半導体レー
ザ部を制御する半導体レーザ型の変調器が組み込まれた
ものである。したがって、本実施形態4の半導体レーザ
モジュールは、実施形態1で示した波長分割多重光伝送
システムにおいて、光ファイバ部分に設けた変調器(光
ファイバ型変調器)が不要になる。
In the fourth embodiment, a semiconductor laser type modulator for controlling each semiconductor laser section of a semiconductor chip is incorporated in the semiconductor laser module of the first embodiment. Therefore, the semiconductor laser module of the fourth embodiment does not require the modulator (optical fiber type modulator) provided in the optical fiber in the wavelength division multiplexing optical transmission system shown in the first embodiment.

【0097】図17は蓋を取り外したレーザモジュール
45の平面図である。単一の光導波路において半導体レ
ーザ部11とこの半導体レーザ部11を制御する変調器
75が設けられている。
FIG. 17 is a plan view of the laser module 45 with the lid removed. The semiconductor laser unit 11 and the modulator 75 for controlling the semiconductor laser unit 11 are provided in a single optical waveguide.

【0098】したがって、図17に示すように、特定さ
れた半導体レーザ部11の電極およびこの半導体レーザ
部11を制御する変調器75の上部電極76(図18参
照)も電極端子6にワイヤ27を介して接続されてい
る。変調器75の下部電極は半導体レーザ部11の下部
電極と共通になっている。
Therefore, as shown in FIG. 17, the electrode 27 of the specified semiconductor laser unit 11 and the upper electrode 76 of the modulator 75 for controlling the semiconductor laser unit 11 (see FIG. 18) also have the wire 27 connected to the electrode terminal 6. Connected through. The lower electrode of the modulator 75 is common to the lower electrode of the semiconductor laser unit 11.

【0099】図18はサブマウント7上に搭載された半
導体チップ10等を示す図である。同図に示すように、
半導体チップ10には光導波路方向に沿って変調器(電
界吸収型変調器:EA(Electro Absorpution )変調器
部)75と半導体レーザ部11が直列に配置され、これ
らが4本並んだ構造になっている。この本数は特に限定
されるものではない。
FIG. 18 is a diagram showing the semiconductor chip 10 and the like mounted on the submount 7. As shown in the figure,
A modulator (electroabsorption modulator: EA (Electro Absorpution) modulator section) 75 and a semiconductor laser section 11 are arranged in series along the optical waveguide direction on the semiconductor chip 10, and a structure in which four of them are arranged is provided. ing. This number is not particularly limited.

【0100】図19は図18のC部の拡大図であり、図
20は図18のD部の拡大図である。半導体レーザ部1
1および変調器75は共に図19に示すようにその断面
構成は同じであるが、図20に示すように半導体レーザ
部11は回折格子37を有しEA変調器部75は回折格
子を有しない構造になっている。そして、EA変調器部
75の一対の電極に所定の電圧が印加されると半導体レ
ーザ部11から出射されるレーザ光の出射は停止され
る。
FIG. 19 is an enlarged view of a portion C in FIG. 18, and FIG. 20 is an enlarged view of a portion D in FIG. Semiconductor laser unit 1
19 and the modulator 75 both have the same cross-sectional configuration as shown in FIG. 19, but as shown in FIG. 20, the semiconductor laser section 11 has a diffraction grating 37 and the EA modulator section 75 has no diffraction grating. It has a structure. Then, when a predetermined voltage is applied to the pair of electrodes of the EA modulator section 75, the emission of the laser light emitted from the semiconductor laser section 11 is stopped.

【0101】図21は半導体チップ10の製造におい
て、半導体基板30の上面に回折格子を形成した状態を
示すものであり、符号80で示す領域が回折格子37を
設けた領域(回折格子のある領域)であり、符号81で
示す領域がEA変調器部75を設ける回折格子のない領
域(回折格子のない変調器形成領域)であり、符号82
で示す領域が回折格子のない領域(回折格子のない領
域)である。また、太線枠部分が単一の半導体チップを
形成する部分である。また、この段階では形成されてい
ないが、チップ構成を分かりやすくするために光導波路
41を示してある。
FIG. 21 shows a state in which a diffraction grating is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 30 in the manufacture of the semiconductor chip 10. A region indicated by reference numeral 80 is a region where the diffraction grating 37 is provided (a region having a diffraction grating). ), An area indicated by reference numeral 81 is an area without a diffraction grating provided with the EA modulator section 75 (a modulator formation area without a diffraction grating), and an
The region indicated by is a region without a diffraction grating (region without a diffraction grating). The bold line frame portion is a portion forming a single semiconductor chip. Although not formed at this stage, the optical waveguide 41 is shown for easy understanding of the chip configuration.

【0102】本実施形態4のレーザモジュール45は変
調器75を有することからレーザ光発振の制御が行え
る。
Since the laser module 45 of the fourth embodiment has the modulator 75, laser light oscillation can be controlled.

【0103】(実施形態5)図22は本発明の他の実施
形態(実施形態5)である半導体レーザモジュールに係
わる図である。
(Embodiment 5) FIG. 22 is a diagram related to a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 5) of the present invention.

【0104】本実施形態5は電子冷却素子上に半導体チ
ップを搭載するとともに、電子冷却素子を駆動させて半
導体チップの温度を制御してレーザ発振を安定なものに
するものである。すなわち、たとえば受光素子によって
受光したレーザ光をモニタし、この情報から制御回路に
よって前記電子冷却素子を駆動する電流量を制御するも
のである。
In the fifth embodiment, a semiconductor chip is mounted on an electronic cooling element, and the temperature of the semiconductor chip is controlled by driving the electronic cooling element to stabilize laser oscillation. That is, for example, the laser beam received by the light receiving element is monitored, and the amount of current for driving the electronic cooling element is controlled by the control circuit based on this information.

【0105】図22に示すように、パッケージ本体2に
電子冷却素子(ペルチェ素子)90が固定され、この電
子冷却素子90の冷却面側に半導体チップ10が固定さ
れるものである。電子冷却素子90の一方の電極91は
電極端子6にワイヤ27を介して接続されている。電子
冷却素子90の下部電極は半導体レーザ部11の下部電
極と共通になっている。
As shown in FIG. 22, an electronic cooling element (Peltier element) 90 is fixed to the package body 2, and the semiconductor chip 10 is fixed to the cooling surface side of the electronic cooling element 90. One electrode 91 of the electronic cooling element 90 is connected to the electrode terminal 6 via the wire 27. The lower electrode of the electron cooling element 90 is common to the lower electrode of the semiconductor laser unit 11.

【0106】本実施形態5のレーザモジュール45は半
導体チップ10の温度制御が行われることから高精度の
レーザ発振が可能になる。
In the laser module 45 of the fifth embodiment, since the temperature of the semiconductor chip 10 is controlled, high-precision laser oscillation becomes possible.

【0107】(実施形態6)図23は本発明の他の実施
形態(実施形態6)である半導体レーザモジュールに係
わる図である。
(Embodiment 6) FIG. 23 is a view relating to a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 6) of the present invention.

【0108】本実施形態6は、前記実施形態4において
電子冷却素子90を組み込み、半導体チップ10の温度
を制御してレーザ発振を安定なものにするものである。
すなわち、電子冷却素子90上に半導体レーザ部11と
変調器75を有する半導体チップ10を搭載する構造で
ある。この構造では、電子冷却素子90の一方の電極9
1は電極端子6にワイヤ27を介して接続されている。
電子冷却素子90の下部電極は半導体レーザ部11の下
部電極と共通になっている。
In the sixth embodiment, the electronic cooling element 90 is incorporated in the fourth embodiment, and the temperature of the semiconductor chip 10 is controlled to stabilize the laser oscillation.
That is, the semiconductor chip 10 having the semiconductor laser unit 11 and the modulator 75 is mounted on the electronic cooling element 90. In this structure, one electrode 9 of the electronic cooling element 90 is provided.
1 is connected to the electrode terminal 6 via a wire 27.
The lower electrode of the electron cooling element 90 is common to the lower electrode of the semiconductor laser unit 11.

【0109】本実施形態6のレーザモジュール45は半
導体チップ10の温度制御が行われることから高精度の
レーザ発振が可能になる。
In the laser module 45 of the sixth embodiment, the temperature of the semiconductor chip 10 is controlled, so that high-precision laser oscillation is possible.

【0110】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態(実施形態1)である半導
体チップの模式的平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor chip according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.

【図2】本実施形態1の半導体レーザモジュールの一部
を拡開した平面図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the semiconductor laser module of the first embodiment.

【図3】本実施形態1の半導体レーザモジュールにおけ
る半導体チップの固定状態を示す拡大斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a fixed state of the semiconductor chip in the semiconductor laser module of the first embodiment.

【図4】図3のA部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3;

【図5】図3のB部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3;

【図6】本実施形態1の半導体レーザモジュールに組み
込む半導体チップを製造する図であり、半導体基板上に
選択的にマスクを形成した模式的平面図である。
FIG. 6 is a diagram for manufacturing a semiconductor chip to be incorporated in the semiconductor laser module of the first embodiment, and is a schematic plan view in which a mask is selectively formed on a semiconductor substrate.

【図7】前記半導体チップを製造する図であり、半導体
基板上にレジストの回折格子パターンを形成した模式的
平面図である。
FIG. 7 is a diagram for manufacturing the semiconductor chip, and is a schematic plan view in which a resist diffraction grating pattern is formed on a semiconductor substrate.

【図8】前記半導体チップを製造する図であり、半導体
基板表面に選択的に回折格子を形成した模式的平面図で
ある。
FIG. 8 is a diagram for manufacturing the semiconductor chip, and is a schematic plan view in which a diffraction grating is selectively formed on the surface of a semiconductor substrate.

【図9】規格化結合係数κLとシングルモード歩留りと
の相関を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a correlation between a normalized coupling coefficient κL and a single mode yield.

【図10】本実施形態1の半導体レーザモジュールを組
み込んだ波長分割多重光伝送システムの一部を示す模式
図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a part of a wavelength division multiplexing optical transmission system incorporating the semiconductor laser module of the first embodiment.

【図11】本発明の他の実施形態(実施形態2)におけ
る分布帰還型の半導体レーザ部の製造に使用するCVD
マスクを示す平面図である。
FIG. 11 shows a CVD used for manufacturing a distributed feedback type semiconductor laser unit according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention.
It is a top view showing a mask.

【図12】本実施形態2の分布帰還型の半導体レーザ部
の製造状態を示す図であり、半導体基板上にレジストの
回折格子パターンを形成した模式的平面図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing state of the distributed feedback semiconductor laser unit according to the second embodiment, and is a schematic plan view in which a diffraction grating pattern of a resist is formed on a semiconductor substrate.

【図13】図12のa−a線に沿う断面図である。13 is a sectional view taken along the line aa in FIG.

【図14】図12のb−b線に沿う断面図である。FIG. 14 is a sectional view taken along the line bb in FIG. 12;

【図15】本発明の他の実施形態(実施形態3)におけ
る半導体レーザモジュールの内部構造を示す模式的斜視
図である。
FIG. 15 is a schematic perspective view showing the internal structure of a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention.

【図16】本実施形態3の半導体レーザモジュールにお
ける半導体チップとサブマウントとの相関を示す斜視図
である。
FIG. 16 is a perspective view showing a correlation between a semiconductor chip and a submount in the semiconductor laser module of Embodiment 3;

【図17】本発明の他の実施形態(実施形態4)におけ
る半導体レーザモジュールの内部構造を示す模式的平面
図である。
FIG. 17 is a schematic plan view showing the internal structure of a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 4) of the present invention.

【図18】本実施形態4の半導体レーザモジュールにお
ける半導体チップとサブマウント等との相関を示す斜視
図である。
FIG. 18 is a perspective view showing a correlation between a semiconductor chip and a submount in the semiconductor laser module according to the fourth embodiment.

【図19】図18のC部の拡大図である。FIG. 19 is an enlarged view of a portion C in FIG. 18;

【図20】図18のD部の拡大図である。FIG. 20 is an enlarged view of a portion D in FIG. 18;

【図21】本実施形態4の半導体レーザモジュールに組
み込まれる分布帰還型の半導体レーザ部の製造状態を示
す半導体基板の模式的平面図である。
FIG. 21 is a schematic plan view of a semiconductor substrate showing a manufacturing state of a distributed feedback semiconductor laser unit incorporated in the semiconductor laser module of Embodiment 4;

【図22】本発明の他の実施形態(実施形態5)におけ
る半導体レーザモジュールの内部構造を示す模式的平面
図である。
FIG. 22 is a schematic plan view showing the internal structure of a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 5) of the present invention.

【図23】本発明の他の実施形態(実施形態6)におけ
る半導体レーザモジュールの内部構造を示す模式的平面
図である。
FIG. 23 is a schematic plan view showing the internal structure of a semiconductor laser module according to another embodiment (Embodiment 6) of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザモジュール(半導体レーザモジュール)、2
…パッケージ本体、3…蓋体、4…パッケージ、5…光
ケーブル、6…電極端子、7…サブマウント、10…半
導体チップ、11…半導体レーザ部、12…上部電極、
13…下部電極、14…導電層、15…劈開しろ、16
…レーザ光、20…ガイドパイプ、21…アイソレー
タ、22…レンズ、25…サブマウント、26…受光素
子、27…ワイヤ、30…半導体基板、31…n−In
GaAsP導波層、32…InGaAsP/InGaA
sP歪MQW活性層、33…p−InGaAsP導波
層、34…p−InPクラッド層、35…p−InGa
Asコンタクト層、36…絶縁膜、37…回折格子、3
8…メサストライプ、40…マスク、41…導波路(光
導波路)、42…ホトレジスト膜、45…レーザモジュ
ール、46…メイン光ファイバ、47…合波部、48…
分岐光ファイバ、49…変調器、50…送信光、60…
CVDマスク、61…溝、62…ホトレジスト膜、70
…配線、71…ワイヤパッド、72…接続電極部、75
…変調器(EA変調器部)、76…上部電極、80…回
折格子のある領域、81…回折格子のない変調器形成領
域、82…回折格子のない領域、90…電子冷却素子、
91…一方の電極。
1. Laser module (semiconductor laser module) 2.
.., Package body, 3 lid, 4 package, 5 optical cable, 6 electrode terminal, 7 submount, 10 semiconductor chip, 11 semiconductor laser section, 12 upper electrode,
13 ... lower electrode, 14 ... conductive layer, 15 ... cleavage, 16
... laser light, 20 ... guide pipe, 21 ... isolator, 22 ... lens, 25 ... submount, 26 ... light receiving element, 27 ... wire, 30 ... semiconductor substrate, 31 ... n-In
GaAsP waveguide layer, 32 ... InGaAsP / InGaAs
sP strained MQW active layer, 33 ... p-InGaAsP waveguide layer, 34 ... p-InP cladding layer, 35 ... p-InGa
As contact layer, 36 ... insulating film, 37 ... diffraction grating, 3
8 Mesa stripe, 40 Mask, 41 Waveguide (optical waveguide), 42 Photoresist film, 45 Laser module, 46 Main optical fiber, 47 Coupling section, 48
Branch optical fiber, 49 ... modulator, 50 ... transmission light, 60 ...
CVD mask, 61 groove, 62 photoresist film, 70
... wiring, 71 ... wire pad, 72 ... connection electrode part, 75
... modulator (EA modulator section), 76 ... upper electrode, 80 ... area with diffraction grating, 81 ... modulator formation area without diffraction grating, 82 ... area without diffraction grating, 90 ... electronic cooling element,
91 ... One electrode.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極端子付きパッケージと、前記パッケ
ージ内に配置されかつ結合係数κと回折格子領域の長さ
Lの積である規格化結合係数κLが相互に異なる複数の
分布帰還型半導体レーザ部を並列にモノリシックに形成
した半導体チップと、前記パッケージの内外に亘って延
在する光ファイバと、前記光ファイバの内端と前記半導
体チップの出射面との間に介在されて前記各半導体レー
ザ部から出射されるレーザ光を前記光ファイバ内に集光
させるレンズと、前記複数の半導体レーザ部のうちの一
つの半導体レーザ部の電極と前記電極端子を電気的に接
続する接続手段とを有することを特徴とする半導体レー
ザモジュール。
1. A package with electrode terminals, and a plurality of distributed feedback semiconductor laser units arranged in the package and having mutually different normalized coupling coefficients κL which are products of the coupling coefficient κ and the length L of the diffraction grating region. A semiconductor chip formed monolithically in parallel, an optical fiber extending inside and outside the package, and each of the semiconductor laser portions interposed between an inner end of the optical fiber and an emission surface of the semiconductor chip. A lens for condensing the laser light emitted from the optical fiber into the optical fiber, and a connecting means for electrically connecting an electrode of one of the plurality of semiconductor laser units to the electrode terminal. A semiconductor laser module characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 電極端子付きパッケージと、前記パッケ
ージ内に配置されかつ結合係数κと回折格子領域の長さ
Lの積である規格化結合係数κLが相互に異なる複数の
分布帰還型半導体レーザ部とこれら各半導体レーザ部を
制御する変調器とを並列にモノリシックに形成した半導
体チップと、前記パッケージの内外に亘って延在する光
ファイバと、前記光ファイバの内端と前記半導体チップ
の出射面との間に介在されて前記各半導体レーザ部から
出射されるレーザ光を前記光ファイバ内に集光させるレ
ンズと、前記複数の半導体レーザ部のうちの一つの半導
体レーザ部の電極と前記電極端子を電気的に接続させる
接続手段とを有することを特徴とする半導体レーザモジ
ュール。
2. A package with electrode terminals, and a plurality of distributed feedback semiconductor laser units arranged in the package and having different normalized coupling coefficients κL which are products of the coupling coefficient κ and the length L of the diffraction grating region. A semiconductor chip formed monolithically with a modulator controlling each of these semiconductor laser sections in parallel, an optical fiber extending over the inside and outside of the package, an inner end of the optical fiber, and an emission surface of the semiconductor chip. A lens interposed between the first and second semiconductor laser sections for condensing the laser light emitted from each of the semiconductor laser sections into the optical fiber; an electrode of one of the plurality of semiconductor laser sections and the electrode terminal; And a connecting means for electrically connecting the semiconductor laser module.
【請求項3】 電極端子付きパッケージと、前記パッケ
ージ内に電子冷却素子を介して配置されかつ結合係数κ
と回折格子領域の長さLの積である規格化結合係数κL
が相互に異なる複数の分布帰還型半導体レーザ部を並列
にモノリシックに形成した半導体チップと、前記パッケ
ージの内外に亘って延在する光ファイバと、前記光ファ
イバの内端と前記半導体チップの出射面との間に介在さ
れて前記各半導体レーザ部から出射されるレーザ光を前
記光ファイバ内に集光させるレンズと、前記複数の半導
体レーザ部のうちの一つの半導体レーザ部の電極および
前記電子冷却素子の電極と前記電極端子とを電気的に接
続する接続手段とを有することを特徴とする半導体レー
ザモジュール。
3. A package with electrode terminals, and a coupling coefficient κ disposed in the package via an electronic cooling element.
And the length L of the diffraction grating region, the normalized coupling coefficient κL
A monolithically formed semiconductor chip in which a plurality of distributed feedback semiconductor laser sections different from each other are formed, an optical fiber extending over the inside and outside of the package, an inner end of the optical fiber, and an emission surface of the semiconductor chip. A lens interposed between the first and second semiconductor laser sections for condensing laser light emitted from each of the semiconductor laser sections into the optical fiber; an electrode of one of the plurality of semiconductor laser sections; A semiconductor laser module comprising: connection means for electrically connecting an electrode of an element and the electrode terminal.
【請求項4】 電極端子付きパッケージと、前記パッケ
ージ内に電子冷却素子を介して配置されかつ結合係数κ
と回折格子領域の長さLの積である規格化結合係数κL
が相互に異なる複数の分布帰還型半導体レーザ部とこれ
ら各半導体レーザ部を制御する変調器とを並列にモノリ
シックに形成した半導体チップと、前記パッケージの内
外に亘って延在する光ファイバと、前記光ファイバの内
端と前記半導体チップの出射面との間に介在されて前記
各半導体レーザ部から出射されるレーザ光を前記光ファ
イバ内に集光させるレンズと、前記複数の半導体レーザ
部のうちの一つの半導体レーザ部の電極および前記変調
器の電極ならびに前記電子冷却素子の電極と前記電極端
子を電気的に接続させる接続手段とを有することを特徴
とする半導体レーザモジュール。
4. A package with electrode terminals, and a coupling coefficient κ disposed in the package via an electronic cooling element.
And the length L of the diffraction grating region, the normalized coupling coefficient κL
A plurality of distributed feedback semiconductor laser sections different from each other and a semiconductor chip monolithically formed with a modulator for controlling each of these semiconductor laser sections in a monolithic manner, an optical fiber extending over the inside and outside of the package, A lens that is interposed between an inner end of an optical fiber and an emission surface of the semiconductor chip and condenses laser light emitted from each of the semiconductor laser units into the optical fiber; A semiconductor laser module comprising: an electrode of one of the semiconductor laser units, an electrode of the modulator, and an electrode of the thermoelectric cooler, and connection means for electrically connecting the electrode terminal.
【請求項5】 前記複数の半導体レーザ部のそれぞれの
規格化結合係数は、段階的に変化した値になるととも
に、設計規格化結合係数は前記段階的に変化する規格化
結合係数の略中間になっていることを特徴とする請求項
1乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体レーザモ
ジュール。
5. The standardized coupling coefficient of each of the plurality of semiconductor laser portions has a stepwise changed value, and the design standardized coupling coefficient is substantially in the middle of the stepwise changed standardized coupling coefficient. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記各半導体レーザ部の回折格子の長さ
は相互に異なっていることを特徴とする請求項1乃至請
求項5のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュー
ル。
6. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the lengths of the diffraction gratings of the respective semiconductor laser portions are different from each other.
【請求項7】 前記各半導体レーザ部の回折格子の深さ
が相互に異なっていることを特徴とする請求項1乃至請
求項6のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュー
ル。
7. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the depths of the diffraction gratings of the respective semiconductor laser portions are different from each other.
【請求項8】 電極端子付きパッケージ内に半導体レー
ザ部を有する半導体チップを搭載する工程と、前記半導
体レーザ部の電極と前記電極端子を接続手段によって電
気的に接続する工程と、前記パッケージの内外に亘って
延在するように取り付けられる光ファイバの内端を直接
またはレンズを介して前記半導体チップの半導体レーザ
部に光学的に接続する工程を有する半導体レーザモジュ
ールの製造方法であって、半導体基板を用意した後前記
半導体基板の主面に相互に異なる規格化結合係数を有す
る分布帰還型半導体レーザからなる半導体レーザ部を複
数並列に形成した半導体チップを形成する工程と、前記
各半導体レーザ部から出射されるレーザ光を測定して設
計値と一致または最も設計値と近似している半導体レー
ザ部を特定する工程と、前記半導体チップを電極端子付
きパッケージ内に搭載した後前記特定した半導体レーザ
部の電極と前記電極端子を接続手段によって電気的に接
続する工程と、前記光ファイバの内端を直接またはレン
ズを介して前記半導体チップの半導体レーザ部に光学的
に接続する工程を有することを特徴とする半導体レーザ
モジュールの製造方法。
8. A step of mounting a semiconductor chip having a semiconductor laser part in a package with electrode terminals, a step of electrically connecting electrodes of the semiconductor laser part and the electrode terminals by connection means, A method for manufacturing a semiconductor laser module, comprising: a step of optically connecting an inner end of an optical fiber attached so as to extend over a semiconductor chip directly or via a lens to a semiconductor laser portion of the semiconductor chip. After preparing, a step of forming a semiconductor chip in which a plurality of semiconductor laser sections composed of distributed feedback semiconductor lasers having mutually different normalized coupling coefficients on the main surface of the semiconductor substrate are formed in parallel, and from each of the semiconductor laser sections A step of measuring the emitted laser beam and specifying a semiconductor laser portion that matches or is closest to the design value And mounting the semiconductor chip in a package with electrode terminals and then electrically connecting the electrodes of the specified semiconductor laser unit and the electrode terminals by connecting means, and directly connecting the inner end of the optical fiber or a lens. A method of optically connecting to a semiconductor laser portion of the semiconductor chip through a semiconductor laser module.
【請求項9】 電極端子付きパッケージ内に半導体レー
ザ部を有する半導体チップを搭載する工程と、前記半導
体レーザ部の電極と前記電極端子を接続手段によって電
気的に接続する工程と、前記パッケージの内外に亘って
延在するように取り付けられる光ファイバの内端を直接
またはレンズを介して前記半導体チップの半導体レーザ
部に光学的に接続する工程を有する半導体レーザモジュ
ールの製造方法であって、半導体基板を用意した後前記
半導体基板の主面に相互に異なる規格化結合係数を有す
る分布帰還型半導体レーザからなる半導体レーザ部とこ
れら各半導体レーザ部を制御する変調器とを複数並列に
形成した半導体チップを形成する工程と、前記各半導体
レーザ部から出射されるレーザ光を測定して設計値と一
致または最も設計値と近似している半導体レーザ部を特
定する工程と、前記半導体チップを電極端子付きパッケ
ージ内に搭載した後前記特定した半導体レーザ部および
前記変調器の電極と前記電極端子を接続手段によって電
気的に接続する工程と、前記光ファイバの内端を直接ま
たはレンズを介して前記半導体チップの半導体レーザ部
に光学的に接続する工程を有することを特徴とする半導
体レーザモジュールの製造方法。
9. A step of mounting a semiconductor chip having a semiconductor laser part in a package with electrode terminals, a step of electrically connecting electrodes of the semiconductor laser part and the electrode terminals by connection means, A method for manufacturing a semiconductor laser module, comprising: a step of optically connecting an inner end of an optical fiber attached so as to extend over a semiconductor chip directly or via a lens to a semiconductor laser portion of the semiconductor chip. After preparing a semiconductor chip comprising a plurality of semiconductor laser sections comprising distributed feedback semiconductor lasers having mutually different normalized coupling coefficients on the main surface of the semiconductor substrate, and a plurality of modulators for controlling each of these semiconductor laser sections, Forming, and measuring the laser light emitted from each of the semiconductor laser portions to match the design value or most design value And a step of specifying a semiconductor laser unit which is similar to the above, and after mounting the semiconductor chip in a package with electrode terminals, electrically connecting the specified semiconductor laser unit and the electrodes of the modulator and the electrode terminals by connecting means. A method for manufacturing a semiconductor laser module, comprising: a step of connecting; and a step of optically connecting an inner end of the optical fiber to a semiconductor laser portion of the semiconductor chip directly or via a lens.
【請求項10】 前記電極端子付きパッケージ内に電子
冷却素子を搭載した後、前記半導体チップを前記電子冷
却素子上に搭載し、前記接続手段による接続時前記電子
冷却素子の電極と前記電極端子を前記接続手段で電気的
に接続することを特徴とする請求項8または請求項9に
記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
10. After the electronic cooling element is mounted in the package with the electrode terminals, the semiconductor chip is mounted on the electronic cooling element, and the electrodes of the electronic cooling element and the electrode terminals are connected at the time of connection by the connection means. The method for manufacturing a semiconductor laser module according to claim 8, wherein the connection is performed by the connection unit.
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