JP2001244540A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JP2001244540A
JP2001244540A JP2000055012A JP2000055012A JP2001244540A JP 2001244540 A JP2001244540 A JP 2001244540A JP 2000055012 A JP2000055012 A JP 2000055012A JP 2000055012 A JP2000055012 A JP 2000055012A JP 2001244540 A JP2001244540 A JP 2001244540A
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JP
Japan
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stripe
layer
emitting region
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JP2000055012A
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Toyoji Chino
豊治 知野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面形状が凸型である半導体レーザをフリッ
プチップ実装する際にも、傾いた状態でチップキャリヤ
にマウントされ、半導体レーザの光軸とチップキャリヤ
の中心軸とが平行の状態で固定され得ることなく半導体
レーザを提供すること。 【解決手段】 発光領域の両側または周囲に発光領域と
同一層構造を有する支持部を設け、両側から発光領域を
支え、傾きを防止し得るとともに、支持部と発光領域と
に実装時の荷重を分散させ得る半導体レーザ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体レーザは、活性層ストライ
プとこの活性層ストライプを埋め込んだ埋込層からなる
発光部分と、この発光部分の両側に電気的絶縁のために
設けられた分離溝とから構成されていた。分離溝の外側
には活性層ストライプが設けられておらず、基板上に成
長された埋込層のみが形成されていた。
【0003】図6は、従来の半導体レーザの1例を示す
断面図である。n−InP基板600上に、n−InP
層601、n−InGaAsP導波路層602、活性層
603、p−InGaAsP導波路層604、およびp
−InP層605がこの順に積層され、ストライプ形状
に加工されて、活性層ストライプ606を形成してい
る。活性層ストライプ606の側面および上面には、p
−InP埋込層607、n−InP埋込層608、およ
びp−InP埋込層609がこの順に積層されている。
活性層ストライプ606上面には、絶縁膜610とp型
電極611とが形成されている。活性層ストライプ60
6、p−InP埋込層607、n−InP埋込層60
8、p−InP埋込層609、絶縁膜610およびp型
電極611が、凸型の断面を有する発光領域612を規
定している。また、n−InP基板600裏面にはn型
電極618が被着されている。
【0004】以上のような構成のため、半導体レーザの
断面は、中心付近に位置する発光領域のみが凸型とな
り、分離溝の外側部分より高くなっていた。活性層スト
ライプの上部が分離溝の外側より盛り上がっているた
め、半導体レーザをフリップチップ実装した際、傾いた
状態でマウントされ易くなり、半導体レーザの光軸がチ
ップキャリヤの中心線からずれやすくなることが生じて
いた。その結果、レンズまたは光ファイバの光軸と半導
体レーザの光軸とがずれ、調芯に手間取ったり、光ファ
イバとの結合効率が低下したりしていた。また、断面が
凸型である発光領域に実装時の荷重が集中して加わりや
すく、結果として半導体レーザの特性および信頼性の低
下が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体レーザモ
ジュールの低コスト化を目指した開発が非常に活発にな
ってきている。これを実現するためには、半導体レーザ
をモジュールにフリップチップ実装し、光ファイバとの
アライメントをパッシブアライメントで高精度に行い、
高い結合効率を得なければならない。ところが、上記従
来の技術では、発光領域の断面のみが凸型となってお
り、フリップチップ実装を行う際、半導体レーザチップ
が傾いて実装されやすい。そのため光ファイバの光軸と
半導体レーザの光軸とがずれ、高結合効率を容易に実現
することができない。また、発光領域への荷重による特
性・信頼性の劣化も課題となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、以下に述べる構成をとる。
【0007】本発明によれば、基板と、互いに平行に形
成された複数の活性層ストライプと、埋込積層部とを備
えた半導体レーザであって、該活性層ストライプはそれ
ぞれ、該基板上に形成された第1の導波路層と、該第1
の導波路層上に形成された活性層と、該活性層上に形成
された第2の導波路層とを含み、該埋込積層部は、該活
性層ストライプの上面および側面に結晶成長によって形
成され、該活性層ストライプの1つとその周囲の該埋込
積層部とは発光領域を規定し、該発光領域の両外側に平
行に第1および第2の分離構造が形成され、該第1の分
離構造は、該1つの活性層ストライプと、その一方に隣
接する別の活性層ストライプとの間で、該埋込積層部を
分離し、該第2の分離構造は、該1つの活性層ストライ
プと、その他方に隣接する別の活性層ストライプとの間
で、該埋込積層部を分離し、該別の活性層ストライプの
少なくとも一部と、その周囲の該埋込積層部とは、該第
1および第2の分離構造の外側に、それぞれ第1および
第2の支持部を形成する、半導体レーザが提供される。
【0008】上記活性層ストライプおよび埋込積層部中
の各層は、適切な導電型を有するように選択される。通
常、第1の導波路層は第1の導電型(例えばn型)であ
り、第2の導波路層は第2の導電型(例えばp型)であ
る。「埋込積層部」は、通常、活性層ストライプの上面
および側面にそれぞれ形成された複数の層の組み合わせ
からなり、これを総称していう。
【0009】上記発光領域および支持部は、半導体レー
ザの共振器長方向に垂直な切断面において、それぞれ凸
型の形状を有する。「凸型」とは、基板から遠位にある
レーザの上面において、中央部分が平坦部を形成し、こ
の平坦部から両側の周辺部分に向かって、高さが減少し
ている形状を表す。「高さ」とは、基板からレーザ上面
までの垂直方向の距離をいう。
【0010】上記「分離構造」は、隣接する2つの活性
層ストライプの間で埋込積層部を電気的に分離する、任
意の構造を表す。分離構造は、埋込積層部および基板の
一部を除去することにより形成された分離溝であり得、
または、埋込積層部および基板の一部を高抵抗化するこ
とにより形成された絶縁領域であり得る。
【0011】上記第1および第2の支持部はそれぞれス
トライプ状に形成され得、または、それぞれ分離された
2以上の小支持部として形成され、上記発光領域に対し
て線対称に配置され得る。「ストライプ状に形成され」
とは、半導体レーザのへき開面の間で実質的に連続した
ストライプ形状を有することをいう。「小支持部」と
は、第1および第2の支持部がそれぞれ2以上に分離し
て形成された個々の構造を表す。小支持部は、合計の個
数が4以上の偶数として、すなわち、線対称に配置され
た2対以上として形成され得る。小支持部の合計の個数
は、6以上の偶数、すなわち3対以上であり得る。
【0012】上記小支持部はそれぞれ同一形状の円形ま
たは多角形であり得、好ましくは多角形である。小支持
部の「形状」とは、半導体レーザの上面から観察される
形状をいい、形状が同一とは、外形および面積が同一で
あることをいう。多角形は、より好ましくは、[01
0]方向と平行である少なくとも一辺と、[001]方
向と平行である少なくとも一辺とを含む。
【0013】上記発光領域の高さと、上記第1および第
2の支持部の高さとは同じであり得、または、発光領域
の高さは、第1および第2の支持部の高さよりも低くあ
り得る。発光領域の高さを、第1および第2の支持部の
高さよりも低くするための構成の例として、第1および
第2の支持部がそれぞれ、その内部において活性層スト
ライプ(上記にいう「別の活性層ストライプ」)の上方
に埋込積層部を介して配置された電極を有する半導体レ
ーザがある。この場合、各支持部の電極の厚さが、発光
領域の高さと第1および第2の支持部の高さとの差を与
える。
【0014】本発明によれば、さらに、光ファイバを備
えたチップキャリヤと、該キャリヤにフリップチップ実
装された上記の半導体レーザとを含み、半導体レーザは
その光軸が該光ファイバの光軸と一致するように配置さ
れた、半導体レーザモジュールが提供される。
【0015】以上の構成により、本発明の半導体レーザ
においては、共振器長方向に対して垂直に切断した断面
を見たとき、発光領域のみが凸型になっているのではな
く、発光領域の両外側にある第1および第2の支持部も
同時に凸型になっている。そのため、フリップチップ実
装した場合に半導体レーザが傾いて実装されることがな
く、モジュールの中心軸と半導体レーザの中心軸がずれ
ることが避けられる。さらに、フリップチップ実装時に
荷重が支持部に加わるために、活性層への荷重による劣
化を防止することが出来る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図5を用いて説明する。
【0017】(実施形態1)図1は、本発明における一
実施形態の半導体レーザの断面図である。n−InP基
板100上に、n−InP層101、n−InGaAs
P導波路層102、活性層103、p−InGaAsP
導波路層104、およびp−InP層105がこの順に
液相成長法または気相成長法により積層され、ストライ
プ形状に加工されて、活性層ストライプ106を形成し
ている。活性層の材料としては、代表的には、導波路層
102、104とは組成の異なる(バンドギャップの小
さな)InGaAsPを用い得る。(以下の各実施形態
においても同じ。)活性層ストライプ106は、図1の
紙面に垂直な方向([011]方向)が共振器長方向と
なるように形成されており、両端面(図1の紙面と平
行。図示せず)は、結晶のへき開面である。活性層スト
ライプ106の側面および上面には、液相成長法または
気相成長法により、p−InP埋込層107、n−In
P埋込層108、およびp−InP埋込層109がこの
順に積層されている。活性層ストライプ106上面に
は、絶縁膜110とp型電極111とが形成されてい
る。活性層ストライプ106、p−InP埋込層10
7、n−InP埋込層108、p−InP埋込層10
9、絶縁膜110およびp型電極111が、凸型の断面
を有する発光領域112を規定している。また、n−I
nP基板100裏面にはn型電極118が被着されてい
る。
【0018】活性層ストライプ106の両側には、活性
層ストライプ106を挟んで、その共振器長方向と平行
に、第1の支持部115と第2の支持部116とが形成
されている。第1の支持部では、n−InP層101
1、n−InGaAsP導波路層1021、活性層10
31、p−InGaAsP導波路層1041、およびp
−InP層1051が所定の形状に加工されて、活性層
ストライプ1061を形成している。活性層ストライプ
1061、p−InP埋込層107、n−InP埋込層
108、p−InP埋込層109、および絶縁膜110
から、凸型の断面を有する第1の支持部が形成される。
同様に第2の支持部116では、n−InP層101
2、n−InGaAsP導波路層1022、活性層10
32、p−InGaAsP導波路層1042、およびp
−InP層1052が所定の形状に加工されて、活性層
ストライプ1062を形成している。活性層ストライプ
1062、p−InP埋込層107、n−InP埋込層
108、p−InP埋込層109および絶縁膜110か
ら、凸型の断面を有する第2の支持部が形成される。従
って、発光領域112と、第1の支持部115および第
2の支持部116とは、半導体レーザの上面においてそ
れぞれ平行に配置されたリッジ形状のストライプを有す
る。
【0019】活性層ストライプ106と第1の支持部1
15との間には、第1の分離溝113が、活性層ストラ
イプ106と平行でかつn−InP基板100に到達す
る深さで、例えばエッチングにより、形成されている。
同様に活性層ストライプ106と第2の支持部116と
の間には、第2の分離溝114が、活性層ストライプ1
06と平行でかつn−InP基板100に到達する深さ
で、形成されている。第1の分離溝113および第2の
分離溝114は、活性層ストライプ106と第1の支持
部115および第2の支持部116とを電気的に分離す
ることにより、発光領域112の容量を低減している。
【0020】以上で説明した半導体レーザは、p型電極
111が下向きになるように、光ファイバを備えたチッ
プキャリヤにフリップチップ実装することができる。半
導体レーザの表面に形成されたアライメントマーカ(図
示せず)と、チップキャリヤ側に形成されたアライメン
トマーカを用いて、半導体レーザの精密な位置決めが行
われる。この位置決めで、半導体レーザの光軸とチップ
キャリヤに備えられた光ファイバの光軸とが一致する。
次に、荷重が加えられ、チップキャリヤ上面に設けられ
た電極と接合される。発光領域112と、第1の支持部
115および第2の支持部116とは、高さが等しく形
成されているため、実装時に発光領域112は両側の支
持部に支えられるので傾いて実装されることはない。そ
のため、発光領域112の光軸と光ファイバの光軸と
が、上記の位置決め工程で一致させた状態からずれるこ
とが避けられる。また、半導体レーザに加えられる荷重
は、発光領域112、第1の支持部115および第2の
支持部116の3個所に分散されるため、上記従来技術
の半導体レーザに比べて、発光領域112への荷重を大
きく低減できる。そのため、荷重により誘起されるダメ
ージを低減し、初期特性の劣化および信頼性の低下を防
止することができる。
【0021】(実施形態2)図2は、本発明における一
実施形態の半導体レーザの断面図である。n−InP基
板200上に、n−InP層201、n−InGaAs
P導波路層202、活性層203、p−InGaAsP
導波路層204、およびp−InP層205がこの順に
液相成長法または気相成長法により積層され、ストライ
プ形状に加工されて、活性層ストライプ206を形成し
ている。活性層ストライプ206は、図2の紙面に垂直
な方向([011]方向)が共振器長方向となるように
形成されており、両端面(図2の紙面と平行。図示せ
ず)は、結晶のへき開面である。活性層ストライプ20
6の側面および上面には、液相成長法または気相成長法
により、p−InP埋込層207、n−InP埋込層2
08、およびp−InP埋込層209がこの順に積層さ
れている。活性層ストライプ206上面には、絶縁膜2
10とp型電極211とが形成されている。活性層スト
ライプ206、p−InP埋込層207、n−InP埋
込層208、p−InP埋込層209、絶縁膜210お
よびp型電極211が、凸型の断面を有する発光領域2
12を規定している。また、n−InP基板200裏面
にはn型電極218が被着されている。
【0022】活性層ストライプ206の両側には、活性
層ストライプ206を挟んで、その共振器長方向と平行
に第1の支持部215と第2の支持部216とが形成さ
れている。第1の支持部では、n−InP層2011、
n−InGaAsP導波路層2021、活性層203
1、p−InGaAsP導波路層2041、およびp−
InP層2051が所定の形状に加工されて、活性層ス
トライプ2061を形成している。活性層ストライプ2
061、p−InP埋込層207、n−InP埋込層2
08、p−InP埋込層209および絶縁膜210か
ら、凸型の断面を有する第1の支持部が形成される。同
様に、第2の支持部216では、n−InP層201
2、n−InGaAsP導波路層2022、活性層20
32、p−InGaAsP導波路層2042、およびp
−InP層2052が所定の形状に加工されて、活性層
ストライプ2062を形成している。活性層ストライプ
2062、p−InP埋込層207、n−InP埋込層
208、p−InP埋込層209および絶縁膜210か
ら、凸型の断面を有する第2の支持部が形成される。従
って、発光領域212と、第1の支持部215および第
2の支持部216とは、半導体レーザの上面においてそ
れぞれ平行に配置されたリッジ形状のストライプを有す
る。
【0023】活性層ストライプ206と第1の支持部2
15との間には、第1の絶縁領域213が、活性層スト
ライプ206と平行にかつn−InP基板200に到達
する深さで、例えばエッチングにより、形成されてい
る。同様に活性層ストライプ206と第2の支持部21
6の間には、第2の絶縁領域214が、活性層ストライ
プ206と平行にかつn−InP基板200に到達する
深さで、形成されている。第1の絶縁領域213および
第2の絶縁領域214は、活性層ストライプ206と第
1の支持部215および第2の支持部216とを電気的
に分離することにより、発光領域212の容量を低減し
ている。第1の絶縁領域213および第2の絶縁領域2
14の形成方法は特に限定されないが、例えば、イオン
注入法により形成することができる。酸素あるいは水素
を高電圧で加速して、半導体レーザの所定の部分に打ち
込むことにより、その部分が高抵抗化されて、絶縁領域
を形成し得る。
【0024】活性層ストライプと支持部とを電気的に分
離するための分離構造としては、上記のような分離溝
(図1)が、作製プロセスを簡単にする観点から好都合
であり、より一般的に利用され得る。ただし、プロセス
条件の変動により分離溝が深くなり過ぎると、絶縁膜1
10の被覆不良が発生し、電気的なショートが起こる。
分離構造として絶縁領域を利用する本実施態様によれ
ば、分離溝の場合と比べて、作製プロセスが幾分複雑に
なり得るものの、このような被覆不良が発生しない点で
好都合である。
【0025】以上で説明した半導体レーザは、p型電極
211が下向きになるように、光ファイバを備えたチッ
プキャリヤにフリップチップ実装することができる。半
導体レーザの表面に形成されたアライメントマーカ(図
示せず)と、チップキャリヤ側に形成されたアライメン
トマーカを用いて、半導体レーザの精密な位置決めが行
われる。この位置決めで、半導体レーザの光軸とチップ
キャリヤに備えられた光ファイバの光軸とが一致する。
次に、荷重が加えられ、チップキャリヤ上面に設けられ
た電極と接合される。発光領域212と、第1の支持部
215および第2の支持部216とは、高さが等しく形
成されているため、実装時に発光領域212は両側の支
持部に支えられるので傾いて実装されることはない。そ
のため、発光領域212の光軸と光ファイバの光軸と
が、上記の位置決め工程で一致させた状態からずれるこ
とが避けられる。また、半導体レーザに加えられる荷重
は、発光領域212、第1の小支持部215および第2
の小支持部216の3個所に分散されるため、上記従来
技術の半導体レーザに比べて、発光領域112への荷重
を大きく低減できる。そのため、荷重により誘起される
ダメージを低減し、初期特性の劣化や信頼性の低下を防
止することができる。
【0026】(実施形態3)図3は、本発明における一
実施形態の半導体レーザの断面図である。図3は、図4
のAA’線の断面図である。図4は、図3における半導
体レーザの上面図である。n−InP基板300上に、
n−InP層301、n−InGaAsP導波路層30
2、活性層303、p−InGaAsP導波路層30
4、およびp−InP層305がこの順に液相成長法ま
たは気相成長法により積層され、ストライプ形状に加工
されて、活性層ストライプ306を形成している。活性
層ストライプ306は、図3の紙面に垂直な方向([0
11]方向)が共振器長方向となるように形成されてお
り、両端面(図3の紙面と平行。図示せず)は、結晶の
へき開面である。活性層ストライプ306の側面および
上面には、液相成長法または気相成長法により、p−I
nP埋込層307、n−InP埋込層308、p−In
P埋込層309がこの順に積層される。活性層ストライ
プ306上面には、絶縁膜310とp型電極311とが
形成されている。活性層ストライプ306、p−InP
埋込層307、n−InP埋込層308、p−InP埋
込層309、絶縁膜310およびp型電極311が、凸
型の断面を有する発光領域312を規定している。n−
InP基板300裏面にはn型電極318が被着されて
いる。
【0027】活性層ストライプ306の両側には、第1
の小支持部315、第2の小支持部316、第3の小支
持部315’および第4の小支持部316’が形成さ
れ、図4に示すように配置されている。これら第1から
第4の小支持部は、全てその上面が正方形に形成されて
おり、正方形の四辺の内、二辺は[010]方向と平行
であり、残りの二辺は[001]方向と平行である。
【0028】第1の小支持部は、レーザ光の出射端に近
い位置に形成されている。第1の小支持部315では、
n−InP層3011、n−InGaAsP導波路層3
021、活性層3031、p−InGaAsP導波路層
3041、およびp−InP層3051から形成される
活性層ストライプ3061が、p−InP埋込層30
7、n−InP埋込層308、およびp−InP埋込層
309により埋め込まれ、その上部に絶縁膜310が堆
積されている。p−InP埋込層309は、上面が正方
形のメサを有し、これにより第1の小支持部ならびに第
2、第3および第4の小支持部が形成される。
【0029】これら小支持部のメサ形状は、選択成長と
一般に呼ばれる手法によって形成され得る。すなわち、
活性層ストライプ306、3061および3062を形
成するときに用いられる、絶縁体からなるマスクの形状
を、小支持部に対応する領域においては予め正方形(ま
たは、小支持部について所望される任意の他の形状)に
しておく。活性層ストライプの形成のためには、ウエッ
トエッチングおよびドライエッチングのいずれも用い得
る。なお、3061および3062の形状は実際にはス
トライブ状ではないので、ここでの用語「活性層ストラ
イプ」は便宜的な表現であることに注意すべきである。
活性層ストライプを形成した後、所定の形状に加工され
た絶縁体マスクを残したまま、p−InP埋込層307
およびn−InP埋込層308の成長を行う。その結
果、p−InP埋込層307およびn−InP埋込層3
08は、活性層ストライプ306に対応するストライプ
状の開口部と共に、各小支持部に対応する所定の形状の
開口部を有して形成される。絶縁体マスクを除去し、p
−InP埋込層309を成長することによって、所望の
形状の小支持部が得られる。
【0030】上述のように第1の小支持部は正方形であ
り、構成する辺は[010]方向と[001]方向をむ
いている。通常[011]方向を有するストライプが結
晶により埋め込まれるとき(111)Bあるいはこの面
に近い角度を有する面が出現する。[011]方向と直
交する方向である[0−11]方向のストライプが結晶
により埋め込まれるとき(111)A面あるいはこれに
近い角度を有する面が出現する。(010)面と(00
1)面とは、それぞれ、(011)面と(0−11)面
との間の方位を有する結晶面なので、結晶により埋め込
まれる場合、(111)A面と(111)B面が交差
し、垂直または垂直に近い面が出現する。従って、第1
の小支持部315の四辺(すなわち、メサの側面)は斜
面から形成されるのではなく、垂直に近い面から形成さ
れるので、上から見た場合、非常に明瞭に見える。
【0031】第2の小支持部316は、第1の小支持部
315と活性層ストライプ306に対して線対称の位置
に形成されており、第1の小支持部315と同一構造、
形状をしている。第3の小支持部315’は、半導体レ
ーザの後端部近くに形成されており、第1の小支持部3
15と同一構造、形状を有している。第4の小支持部3
16’は、第3の小支持部315’と活性層ストライプ
306に対して線対称の位置に形成されており、第1の
小支持部315と同一構造、形状をしている。
【0032】第1の小支持部315および第3の小支持
部315’は第1の分離溝313の外側に形成され、第
2の小支持部316および第4の小支持部316’は第
2の分離溝314の外側に形成されている。第1の分離
溝313および第2の分離溝314は活性層ストライプ
306と平行でかつn−InP基板300に到達する深
さで、例えばエッチングにより、形成され、発光領域3
12と上記4つの小支持部との電気的絶縁を行ってい
る。
【0033】以上で説明した半導体レーザは、p型電極
311が下向きになるように光ファイバを備えたチップ
キャリヤにフリップチップ実装することができる。半導
体レーザの表面に形成されたアライメントマーカ320
と、チップキャリヤ側に形成されたアライメントマーカ
を用いて、半導体レーザの精密な位置決めが行われる。
この位置決めで、半導体レーザの光軸とチップキャリヤ
に備えられた光ファイバの光軸とが一致する。次に、荷
重が加えられ、チップキャリヤ上面に設けられた電極と
接合される。発光領域312と、第1の小支持部31
5、第2の小支持部316、第3の小支持部315’お
よび第4の小支持部316’とは、高さが等しく形成さ
れているため、実装時に発光領域312はこれらの小支
持部に支えられるので傾いて実装されることはない。そ
のため、発光領域312の光軸と光ファイバの光軸と
が、上記の位置決め工程で一致させた状態からずれるこ
とが避けられる。また、半導体レーザに加えられる荷重
は、発光領域312、第1の小支持部315、第2の小
支持部316、第3の小支持部315’および第4の小
支持部316’の5個所に分散されるため、発光領域3
12への荷重を大きく低減できる。そのため、荷重によ
り誘起されるダメージを低減し、初期特性の劣化および
信頼性の低下を防止することができる。
【0034】なお、本実施形態では、小支持部とは別に
アライメントマーカ320を形成した場合を用いて説明
したが、上述のように第1の小支持部315、第2の小
支持部316、第3の小支持部315’および第4の小
支持部316’は明瞭な四辺を持つため、これらの小支
持部をアライメントマーカ320の代わりとしても構わ
ない。
【0035】また、小支持部の形状は、正方形ではな
く、円形または他の多角形であっても構わない。多角形
の場合、好ましくは[001]方向および[010]方
向の少なくとも1方と平行な辺、より好ましくは各々と
平行な2辺を含むように形成されるが、これらに限定は
されない。小支持部の個数は4個に限定されず、6個以
上の偶数であってもよい。好ましくは、各々の一対の小
支持部が、活性層ストライプを挟んで線対称の位置に形
成される。
【0036】(実施形態4)図5は、本発明における一
実施形態の半導体レーザの断面図である。n−InP基
板500上に、n−InP層501、n−InGaAs
P導波路層502、活性層503、p−InGaAsP
導波路層504、およびp−InP層505がこの順に
液相成長法または気相成長法により積層され、ストライ
プ形状に加工されて、活性層ストライプ506を形成し
ている。活性層ストライプ506は、図5の紙面に垂直
な方向([011]方向)が共振器長方向となるように
形成されており、両端面(図5の紙面と平行。図示せ
ず)は、結晶のへき開面である。活性層ストライプ50
6の側面および上面には、液相成長法または気相成長法
により、p−InP埋込層507、n−InP埋込層5
08、およびp−InP埋込層509がこの順に積層さ
れている。活性層ストライプ506上面には、絶縁膜5
10とp型電極511とが形成されている。活性層スト
ライプ506、p−InP埋込層507、n−InP埋
込層508、p−InP埋込層509、絶縁膜510お
よびp型電極511が、凸型の断面を有する発光領域5
12を規定している。また、n−InP基板500裏面
にはn型電極518が被着されている。
【0037】活性層ストライプ506の両側には、活性
層ストライプ506を挟んで、その共振器長方向と平行
に、第1の支持部515と第2の支持部516とが形成
されている。第1の支持部515では、n−InP層5
011、n−InGaAsP導波路層5021、活性層
5031、p−InGaAsP導波路層5041、およ
びp−InP層5051が所定の形状に加工されて、活
性層ストライプ5061を形成している。活性層ストラ
イプ5061、p−InP埋込層507、n−InP埋
込層508、p−InP埋込層509および絶縁膜51
0を含んで、第1の支持部が形成される。絶縁膜510
上にはTiAu519が蒸着されており、発光領域51
2のp型電極511と電気的に導通している。第1の支
持部515上には、TiAu519上にさらにAu52
0が被着されている。被着方法としては、通常の電界メ
ッキ法または電子ビーム蒸着法が用いられ、電界メッキ
法が一般的である。Au520は、活性層ストライプ5
06に対して、下記の第1の分離溝513の外側にのみ
形成されている。本実施形態では、第1の支持部はTi
Au519およびAu520も含むものと定義される。
【0038】第2の支持部516では、n−InP層5
012、n−InGaAsP導波路層5022、活性層
5032、p−InGaAsP導波路層5042、およ
びp−InP層5052が所定の形状に加工されて、活
性層ストライプ5062を形成している。活性層ストラ
イプ5062、p−InP埋込層507、n−InP埋
込層508、p−InP埋込層509および絶縁膜51
0を含んで、第2の支持部が形成される。上記のよう
に、絶縁膜510上にはTiAu519が蒸着されてお
り、発光領域512のp型電極511と電気的に導通し
ている。第2の支持部516上には、TiAu519上
にさらにAu521が被着されている。Au521は、
活性層ストライプ506に対して、下記の第2の分離溝
514の外側にのみ形成されている。本実施形態では、
第2の支持部はTiAu519およびAu521も含む
ものと定義される。
【0039】Au520とAu521とは、高さが等し
く形成される限り、その形状については特に限定されな
い。第1および第2の支持部(515および516)が
ない場合、p側の導通は、チップキャリヤ上の電極と活
性層ストライプ506上面の凸部のTiAu519とで
行われることになる。他方、本実施形態の半導体レーザ
では、支持部515および516があることで、チップ
キャリヤ上の電極とAu520/521とが導通する。
Au520/521から、TiAu519およびp型電
極511を介して、活性層503に電流が流れ込む。
【0040】活性層ストライプ506と第1の支持部5
15との間には、第1の分離溝513が、活性層ストラ
イプ506と平行でかつn−InP基板500に到達す
る深さで、例えばエッチングにより、形成されている。
同様に、活性層ストライプ506と第2の支持部516
との間には、第2の分離溝514が、活性層ストライプ
506と平行でかつn−InP基板500に到達する深
さで形成されている。第1の分離溝513および第2の
分離溝514は、活性層ストライプ506と第1の支持
部515および第2の支持部516とを電気的に分離す
ることにより、発光領域512の容量を低減している。
【0041】以上で説明した半導体レーザは、p型電極
511が下向きになるように、光ファイバを備えたチッ
プキャリヤにフリップチップ実装することができる。半
導体レーザの表面に形成されたアライメントマーカ(図
示せず)と、チップキャリヤ側に形成されたアライメン
トマーカを用いて、半導体レーザの精密な位置決めが行
われる。この位置決めで、半導体レーザの光軸とチップ
キャリヤに備えられた光ファイバの光軸とが一致する。
次に、荷重が加えられ、チップキャリヤ上面に設けられ
た電極と接合される。本実施形態では、発光領域512
に比べて、第1の支持部515のAu520および第2
の支持部516のAu521はより高いため、実装時に
発光領域512は両側の支持部に支えられるので傾いて
実装されることはない。そのため、発光領域512の光
軸と光ファイバの光軸とが、上記の位置決め工程で一致
させた状態からずれることが避けられる。また、発光領
域512より、第1の支持部515および第2の支持部
516の方が高いため、加えられる荷重はまったく活性
領域412には加わらない。そのため、荷重により誘起
されるダメージを回避し、初期特性の劣化および信頼性
の低下を防止することができる。
【0042】なお、上記の各実施形態において、活性層
ストライプの両端面には、必要に応じて、低反射膜また
は高反射膜が堆積されてもよい。
【0043】上記の各実施形態は本発明の例示であり、
本発明を限定するものではない。例えば、実施形態3ま
たは4の半導体レーザにおいて、分離溝の代わりに実施
形態2のような絶縁領域を設けてもよい。半導体材料と
しては、上記の各実施形態で用いたInP/InGaA
sP系に代えて、GaAs/AlGaAs系,GaAs
/InGaAs系,GaAs/AlGaInP系,Ga
InP/AlGaInP系およびGaN/InGaN系
などを用いてもよい。TiAuに代えて、CrAu,T
i単体,Au単体,TiPtAuおよびPtAuなどを
用いてもよく、そしてAuに代えて、AuSn、Bi、
PbSnおよびPbBiなどを用いてもよい。活性層ス
トライプおよび他の部分は、必要に応じて、さらなる層
を有していてもよい。これらを含めて、当業者に容易な
任意の改変または修正が、本発明の範囲に含まれ得る。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体レ
ーザの発光領域の両側あるいは周囲に、発光領域と同じ
高さのまたは発光領域よりも高い支持部を設けること
で、半導体レーザをフリップチップ実装する際、傾いた
状態でチップキャリヤに固定されることを回避し得る。
つまり、半導体レーザの光軸とチップキャリヤの中心軸
とを平行に保ったまま実装することができる。また、実
装時に半導体レーザに加えられる荷重が発光領域に集中
することがないので、荷重による初期特性の劣化、信頼
性の低下を防止することができる。特に、支持部が発光
領域より高い場合、荷重は全く発光領域に加わらず、荷
重による特性の劣化、信頼性の低下をほぼ完全に防ぐこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態における半導体レーザの
断面図。
【図2】 本発明の一実施形態における半導体レーザの
断面図。
【図3】 本発明の一実施形態における半導体レーザの
断面図。
【図4】 図3に示された実施形態における半導体レー
ザの平面図。
【図5】 本発明の一実施形態における半導体レーザの
断面図。
【図6】 従来の半導体レーザの1例を示す断面図。
【符号の説明】
100,200,300,500,600 n−InP
基板 101,201,301,501,601 n−InP
層 102,202,302,502,602 n−InG
aAsP導波路層 103,203,303,503,603 活性層 104,204,304,504,604 p−InG
aAsP導波路層 105,205,305,505,605 p−InP
層 106,206,306,506,606 活性層スト
ライプ 107,207,307,507,607 p−InP
埋込層 108,208,308,508,608 n−InP
埋込層 109,209,309,509,609 p−InP
埋込層 110,210,310,510,610 絶縁膜 111,211,311,511,611 p型電極 112,212,312,512,612 発光領域 113,313,513,613 第1の分離溝 114,314,514,614 第2の分離溝 213 第1の絶縁領域 214 第2の絶縁領域 115,215,515 第1の支持部 116,216,516 第2の支持部 118,218,318,518,618 n型電極 315 第1の小支持部 316 第2の小支持部 315’第3の小支持部 316’第4の小支持部 320 アライメントマーカ 519 TiAu 520 Au 521 Au 1011,2011,3011,5011 n−InP
層 1021,2021,3021,5021 n−InG
aAsP導波路層 1031,2031,3031,5031 活性層 1041,2041,3041,5041 p−InG
aAsP導波路層 1051,2051,3051,5051 p−InP
層 1061,2061,3061,5061 活性層スト
ライプ 1012,2012,3012,5012 n−InP
層 1022,2022,3022,5022 n−InG
aAsP導波路層 1032,2032,3032,5032 活性層 1042,2042,3042,5042 p−InG
aAsP導波路層 1052,2052,3052,5052 p−InP
層 1062,2062,3062,5062 活性層スト
ライプ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、互いに平行に形成された複数の
    活性層ストライプと、埋込積層部とを備えた半導体レー
    ザであって、 該活性層ストライプはそれぞれ、該基板上に形成された
    第1の導波路層と、該第1の導波路層上に形成された活
    性層と、該活性層上に形成された第2の導波路層とを含
    み、 該埋込積層部は、該活性層ストライプの上面および側面
    に結晶成長によって形成され、該活性層ストライプの1
    つとその周囲の該埋込積層部とは発光領域を規定し、 該発光領域の両外側に平行に第1および第2の分離構造
    が形成され、 該第1の分離構造は、該1つの活性層ストライプと、そ
    の一方に隣接する別の活性層ストライプとの間で、該埋
    込積層部を分離し、 該第2の分離構造は、該1つの活性層ストライプと、そ
    の他方に隣接する別の活性層ストライプとの間で、該埋
    込積層部を分離し、 該別の活性層ストライプの少なくとも一部と、その周囲
    の該埋込積層部とは、該第1および第2の分離構造の外
    側に、それぞれ第1および第2の支持部を形成する、 半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 前記分離構造が、前記埋込積層部および
    基板の一部を除去することにより形成された分離溝であ
    る、請求項1に記載の半導体レーザ。
  3. 【請求項3】 前記分離構造が、前記埋込積層部および
    基板の一部を高抵抗化することにより形成された絶縁領
    域である、請求項1に記載の半導体レーザ。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2の支持部がそれぞれ
    ストライプ状に形成された、請求項1に記載の半導体レ
    ーザ。
  5. 【請求項5】 前記第1および第2の支持部がそれぞれ
    分離された2以上の小支持部として形成され、前記発光
    領域に対して線対称に配置された、請求項1に記載の半
    導体レーザ。
  6. 【請求項6】 前記小支持部の合計の個数が6以上の偶
    数である、請求項5に記載の半導体レーザ。
  7. 【請求項7】 前記小支持部がそれぞれ同一形状の円形
    または多角形である、請求項5に記載の半導体レーザ。
  8. 【請求項8】 前記多角形が、[010]方向と平行で
    ある少なくとも一辺と、[001]方向と平行である少
    なくとも一辺とを含む、請求項7に記載の半導体レー
    ザ。
  9. 【請求項9】 前記発光領域の高さと、前記第1および
    第2の支持部の高さとが同じである、請求項1に記載の
    半導体レーザ。
  10. 【請求項10】 前記発光領域の高さが、前記第1およ
    び第2の支持部の高さよりも低い、請求項1に記載の半
    導体レーザ。
  11. 【請求項11】 前記第1および第2の支持部がそれぞ
    れ、前記別の活性層ストライプの上方に前記埋込積層部
    を介して配置された電極を有し、該電極の厚さが、前記
    発光領域の高さと第1および第2の支持部の高さとの差
    を与える、請求項10に記載の半導体レーザ。
  12. 【請求項12】 光ファイバを備えたチップキャリヤ
    と、該キャリヤにフリップチップ実装された請求項1か
    ら11のいずれか1項に記載の半導体レーザとを包含
    し、該半導体レーザはその光軸が該光ファイバの光軸と
    一致するように配置された、半導体レーザモジュール。
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