JP2006173627A - 二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザ層100、底部電極層101、半導体レーザ層100にエッチング成形された第1の独立したスタック102及び第2の独立したスタック103、第1の独立したスタック102及び第2の独立したスタック103に酸化物閉じ込め絶縁領域を形成する酸化層104、第1の独立したスタック102および第2の独立したスタック103の周囲凹部を充填して平坦面を形成する絶縁層105、絶縁層105表面を被覆して第1の独立したスタック102に対するコンタクトホール111を備える保護層106、及び保護層106表面を被覆する金属層107とからなり、該金属層が第1の独立したスタック102と該コンタクトホールを介してと接続すると共に第2の独立したスタック103上に延長して第1の独立したスタック102のP電極層となるボンディングパッド部1025を構成する。
【選択図】 図1
Description
2 高速調整機能を有し、高速光ファイバ通信に都合が良い。
3 素子の製造が大量生産に適する。
4 エピタキシャル形成後のウエハを切断し、パッキングする前に、全体のウエハをウエハレベルテスト(Wafer level testing)によってそれぞれのダイ(又はチップ)の特性検査を行うことができ、低コストである。
5 一次元または二次元のレーザアレイ配列にでき、直列または並列の光ファイバ伝送に都合が良い。
本発明の第2の目的は、二つのスタックの第1の独立したスタックと第2の独立したスタックとが直接レーザ半導体構造上にエッチング成形され、それぞれ独立した発光活性領域スタックとワイヤボンディングスタックが形成され、発光活性領域スタックとワイヤボンディングスタックの構成を独立した構造にすることができる二つのスタックを備えた垂直共振器型面発光半導体レーザ装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、第2の独立したスタックは半導体構造上に直接形成され、イオン注入によってコンデンサ値を調整でき、同時に高いワイヤボンディングの機械的強度を得ることができる二つのスタックを備えた垂直共振器型面発光半導体レーザ装置を提供することにある。
本考案の第4の目的は、絶縁材料を二つのスタックの外部に充填して絶縁層を形成することによって、エッチングによる好適な平坦な表面を形成でき、金属層製作に都合がよく、接続金属の蓄電容量を低下させることができる二つのスタックを備えた垂直共振器型面発光半導体レーザ装置を提供することにある。
101 底部電極層
102 第1の独立したスタック
103 第2の独立したスタック
104 酸化層
105 絶縁層
106 保護層
107 金属層
111 コンタクトホール
120 基板
121 第1のブラッグ反射層
122 活性層
123 第2のブラッグ反射層
1021酸化物閉じ込め領域
1022発光活性領域
1025ボンディングパッド部
1071発光孔
Claims (30)
- 半導体レーザ層と、
前記半導体レーザ層に接する底部電極層と、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成された第1の独立したスタックと、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成された第2の独立したスタックと、
前記第1の独立したスタックおよび第2の独立したスタックに酸化物閉じ込め絶縁領域を形成する酸化層と、
前記第1の独立したスタックおよび第2の独立したスタックの周囲及び半導体レーザ層の表面に充填され、平坦面を形成する絶縁層と、
前記絶縁層表面を被覆して、前記第1の独立したスタックに対応するコンタクトホールを備える保護層とを備え、
前記保護層表面上に形成された金属層が、該コンタクトホールを介して前記第1の独立したスタックと接続されると共に、第2の独立したスタック上に延長されて第2の独立したスタックに第1の独立したスタックのP電極層ボンディングパッド部を形成することを特徴とする二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。 - 前記半導体レーザ層は、基板と、基板端面にエピタキシャル成長された第1のブラッグ反射層と、活性層と、第2のブラッグ反射層とから構成されることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記第1の独立したスタックと第2の独立したスタックは、前記半導体レーザ層の第2のブラッグ反射層を間隔を空けてエッチングして形成されたことを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記半導体レーザ層をッチングして形成された2つの独立したスタックは、酸化層からなる酸化物閉じ込め絶縁領域を備え、発光活性領域がパターニングされ、発光活性領域スタックとなる独立したスタックおよび酸化層からなる酸化物閉じ込め絶縁領域が境界され、ワイヤボンディングスタックとなるもう一つの独立したスタックが境界されると共にその上にワイヤボンディングパッドがパターニングされたことを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記酸化層は、酸化可能材料または一部酸化材料であり、酸化工程によって形成されることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記ワイヤボンディングスタックに境界された独立したスタックは、イオン注入がされた第2のブラッグ反射層をエッチングして形成されてなることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記ワイヤボンディングスタックに境界された独立したスタックは、半導体レーザ層の第2ブラッグ反射層が直接エッチングされた半導体構造であることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記第1の独立したスタックは、絶縁領域を形成する酸化層によって、酸化物閉じ込め孔の発光活性領域構造が形成され、前記第2の独立したスタックは、絶縁領域を形成する酸化層によって、前記発光活性領域のワイヤボンディングに使用されるボンディングパッド部となるスタックが形成されることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記ワイヤボンディングスタックに境界された独立したスタックの上面の形状は、円形幾何学形状、方形幾何学形状、台形幾何学形状、ひし形幾何学形状、リング形幾何学形状または楕円形幾何学形状のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記絶縁層の絶縁材料は、ポリマー材料であるSOG、BCBまたはポリイミドのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた半導体レーザ装置。
- 前記保護層は、窒化珪素または酸化珪素からなり、前記絶縁層の表面に被覆されることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記保護層には、コンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールは円形幾何学形状であることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記保護層には、コンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールは方形の枠形状、台形の枠形状、ひし形の枠形状または楕円形の枠形状の連続した幾何学形状のいづれかであることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記金属層は、前記第1の独立したスタック部分を被覆し、発光孔が設けられ、同時に、コンタクトホールを介して金属層と前記第1のスタック上面とが接合されることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記金属層には、発光孔が設けられ、前記コンタクトホールの連続した幾何学形状の孔内に位置し、発光活性領域スタックの酸化物閉じ込め孔に対応し、光発生領域の活性層に対応して光を垂直に発射することを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記金属層は導電材料または導電性を有する混合材料からなることを特徴とする請求項1記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 半導体レーザ層と、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成され、酸化物閉じ込め絶縁領域を有する第1の独立したスタックと、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成され、酸化物閉じ込め絶縁領域を有する第2の独立したスタックと、
前記第1の独立したスタックおよび第2の独立したスタックの周囲および半導体レーザ層の表面に充填され、平坦面を形成する絶縁層と、
前記絶縁層表面を被覆し、コンタクトホールにより第1の独立したスタックの一部を露出させる保護層と、
前記保護層表面に形成され、該コンタクトホールを介して前記第1の独立したスタックと接続されると共に、第2の独立したスタック上に延長されて第2の独立したスタック上にP電極層ボンディングパッド部を形成する金属層と、
前記半導体レーザ層に接合される底部電極層と
を備えることを特徴とする二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。 - 前記半導体レーザ層をエッチングして形成された第1の独立したスタックは、酸化物閉じ込め絶縁領域によって形成された酸化層によって、発光活性領域が形成されて発光活性領域スタックが境界され、前記第2の独立したスタックは、酸化物閉じ込め絶縁領域によって形成された酸化層によって、ワイヤボンディングパッド支持面がパターニンされてワイヤボンディングスタックが形成されることを特徴とする請求項17記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記第2の独立したスタックの酸化物閉じ込め絶縁領域によってパターニングされた上面の形状は、円形幾何学形状、方形幾何学形状、台形幾何学形状、ひし形幾何学形状、リング形幾何学形状または楕円形幾何学形状のいずれかであることを特徴とする請求項17記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記保護層に形成されたコンタクトホールは、円形の枠形状、方形の枠形状、台形の枠形状、ひし形の枠形状または楕円形の枠形状のいずれかの連続した幾何学形状であることを特徴とする請求項17記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記金属層は、第1の独立したスタック部分を被覆すると共に発光孔が設けられ、前記コンタクトホールの連続した幾何学形状の孔内に位置して発光活性領域スタックの酸化物閉じ込め領域に対応し、光発生領域の活性層に対応して光を垂直に発射することを特徴とする請求項17記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 半導体レーザ層と、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成される発光活性領域スタックと、
前記半導体レーザ層をエッチングして形成され、P電極層ボンディングパッド部のベースとなるワイヤボンディングスタックと、
前記発光活性領域スタックおよびワイヤボンディングスタックに酸化物閉じ込め絶縁領域を形成する酸化層と、
前記発光活性領域スタックおよびワイヤボンディングスタックの周囲および半導体レーザ層の表面に充填され、平坦面を形成する絶縁層と、
前記絶縁層表面に形成され、絶縁を行う保護層と、
前記保護層表面を被覆し、前記発光活性領域スタックと接合されると共にP電極層ボンディングパッドを形成する導電材料と、
前記半導体レーザ層に接合される底部電極層と、
を備えることを特徴とする二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。 - 前記発光活性領域スタックおよびワイヤボンディングスタックは、前記半導体レーザ層表面をエッチングすることにより二つの独立したスタックとして形成されることを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記P電極層ボンディングパッドは、前記半導体構造においてエッチングされたワイヤボンディングスタックを支持ベースとすることにより高いボンディング強度を有することを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記保護層は、発光活性スタックに対応したコンタクトホールが設けられ、発光活性領域スタックと導電材料の電気的な接続を形成していることを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記保護層のコンタクトホールは、円形の枠形状、方形の枠形状、台形の枠形状、ひし形の枠形状または楕円形の枠形状のいずれかの連続した幾何学形状であることを特徴とする請求項25記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記絶縁層の絶縁材料は、ポリマー材料であるSOG、BCB、ポリイミドのいずれかであり、接続金属の蓄電容量を低下させることを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記絶縁機能を有する保護層は、窒化珪素または酸化珪素からなり、前記絶縁層の表面に被覆され、平坦面を形成することを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記第1の独立したスタック部分の導電材料には、発光孔が設けられ、前記コンタクトホールの連続した幾何学形状の孔内に位置して発光活性領域スタックの酸化物閉じ込め領域に対応し、光発生領域の活性層に対応して光を垂直に発射することを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
- 前記導電材料は、導電材料または導電材料を混合した材料であることを特徴とする請求項22記載の二つのスタックを備えた酸化物閉じ込め型の垂直共振器型面発光半導体レーザ装置。
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