JP2006351799A - Surface emitting semiconductor device array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面発光型半導体素子アレイに関し、特に、表面発光型半導体レーザ素子アレイの電極構造に関する。 The present invention relates to a surface emitting semiconductor element array, and more particularly to an electrode structure of a surface emitting semiconductor laser element array.
表面発光型半導体レーザ(Vertical−Cavity−Surface−Emitting Laser diode:以下、VCSELと称する)は、半導体基板の表面から光を出射するレーザダイオードであり、端面発光型のレーザダイオードと比べて、駆動電流が低い、ウエハレベルでの特性検査が可能、および2次元化が容易にできる、といった特徴を備えている。このため、光情報処理や光通信用の光源、または光を使用して行われるデータ記憶装置の光源として利用されている。 A surface-emitting semiconductor laser (Vertical-Cavity-Surface-Emitting Laser diode: hereinafter referred to as VCSEL) is a laser diode that emits light from the surface of a semiconductor substrate, and has a driving current that is higher than that of an edge-emitting laser diode. It has features such as low characteristics, characteristic inspection at the wafer level, and easy two-dimensionalization. For this reason, it is used as a light source for optical information processing and optical communication, or as a light source for a data storage device that uses light.
図18は、従来のVCSELの電極構造を示す模式的に示す断面図である。同図において、GaAs等の基板10上に、メサまたはポスト状の発光部12と、発光部12から分離溝14によって隔離された位置に電極パッド部16が形成されている。発光部12は、基板上に積層された複数の半導体層を含み、その頂部に電極層18が形成されている。電極層18は、発光部12の頂部においてレーザ光の出射窓20を形成するとともに、発光部12へ駆動電流を注入する。電極層18はさらに配線金属18aに接続され、配線金属18aは、層間絶縁膜22を介して電極パッド部16上に形成された電極24に接続されている。電極24には、金属ボール26がボンディングされ、金属ボール26に接続されたボンディングワイヤ28は、リードフレーム等に接続されている。
FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing an electrode structure of a conventional VCSEL. In the figure, a mesa or post-like
金属ボール26をボンディングするに際し、電極24に一定の圧力や振動が印加されると、電極24や配線金属18aが層間絶縁膜22から剥離したり、あるいは層間絶縁膜22が半導体層から剥離し易くなるという問題がある。電極パッド部の剥離等を改善するための提案は、従来より数多くなされている。例えば、特許文献1は、円形に開孔した電極パッド上のカバー絶縁膜に円形の開孔部を設けることにより、ボンディング線のボール部が開孔部の全域を覆う構造を開示している。これにより、電極パッドに接続するボンディング線の密着性を向上させ、水分の浸入によるパッド電極の腐食を抑止している。
When bonding the
特許文献2は、アルミ系配線膜およびバリア膜(窒化チタン、チタン等)からなる積層配線膜と下地絶縁膜との間に残留シリコン膜を介在させることで、ワイヤボンディング時にパッドが剥がれないように、積層配線膜と下地絶縁膜との密着性を向上させている。
In
特許文献3は、層間絶縁膜とバリアメタルとの間に、バリアメタルと密着性の高い、例えば窒化シリコンからなる絶縁膜を設けるようにし、ボンディング時にバリアメタルが離れないようにしている。
In
従来のVCSELの電極構造には次のような課題がある。図18に示すように、電極パッド部16は、分離溝14によって段差を有する形状となっているため、ボンディング時の圧力や振動が電極パッド部全体に印加されたとき、電極パッド部16のコーナーAの付近において特に電極24(配線金属18a)や層間絶縁膜22が剥がれ易くなる。
The conventional VCSEL electrode structure has the following problems. As shown in FIG. 18, the
また、電極24と発光部12とを、基板平面内で近接させることが容易であるため、ボンディング時の圧力や振動が発光部12の近傍まで伝播し、発光部12の近傍において配線金属18aや電極層18が層間絶縁膜22から剥がれ易くなり、その結果、発光素子の信頼性を低下させる場合があった。
In addition, since it is easy to bring the
さらに、発光部12と電極24とをエッチングし、分離溝14を形成した場合、この分離溝14を這わせた配線金属18aと、基板表面を覆う層間絶縁膜22との密着性が弱く、ボンディング時に配線金属18aが剥がれることがあった。分離溝14の部分での配線金属18aの段切れ回避のため、分離溝14をポリイミド等の樹脂で埋め込んだとしても、ポリイミドは熱的に膨張、収縮するため、分離溝14の側壁に応力を与え、同様な問題を引き起こしていた。
Further, when the
本発明は、上記従来の課題を解決し、電極パッド部の密着性を向上させ、素子の信頼性の高い表面発光型素子アレイを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, improve the adhesion of electrode pads, and provide a surface-emitting element array with high element reliability.
本発明に係る表面発光型素子アレイは、基板上に複数の発光部と、複数の発光部の周囲に分離溝を介して形成された電極パッド部とを備えている。発光部の高さをH、発光部から電極パッド部の対応する電極までの直線上の分離溝により隔てられた幅をD、前記対応する電極パッド部の電極の略中央から分離溝の縁までの距離をLとしたとき、DおよびLが、それぞれH×10よりも大である関係を満足する。 The surface-emitting element array according to the present invention includes a plurality of light-emitting portions on a substrate and an electrode pad portion formed around the plurality of light-emitting portions through a separation groove. The height of the light emitting part is H, the width separated by a linear separation groove from the light emitting part to the corresponding electrode of the electrode pad part is D, from the approximate center of the electrode of the corresponding electrode pad part to the edge of the separation groove When the distance of L is L, D and L satisfy the relationship that each is larger than H × 10.
好ましくは、高さHは、5≦H<10[μm]である。また、電極パッド部および発光部は、基板上にメサ状に形成され、発光部の高さをH1、電極パッドの高さをH2とするとき、高さHは、H=(H1+H2)/2とすることができる。例えば、電極パッド部は電極の下地に絶縁層(SiNx、SiO2)を含むとき、H2>H1の関係にある。電極パッド部の下地の絶縁層を厚くすることで、ボンディング時の圧力や振動などの衝撃を吸収しやすくする。また、幅Dは、複数の発光部に関して得られた各々の幅の中から最短の幅を選択するように定義されてもよい。 Preferably, the height H is 5 ≦ H <10 [μm]. The electrode pad portion and the light emitting portion are formed in a mesa shape on the substrate. When the height of the light emitting portion is H1 and the height of the electrode pad is H2, the height H is H = (H1 + H2) / 2. It can be. For example, when the electrode pad portion includes an insulating layer (SiNx, SiO 2 ) on the base of the electrode, the relationship of H2> H1 is established. By thickening the underlying insulating layer of the electrode pad, it is easy to absorb impacts such as pressure and vibration during bonding. The width D may be defined so as to select the shortest width from among the widths obtained for the plurality of light emitting units.
各発光部の電極層(p側の電極層)に接続された各金属配線は、分離溝を這うようにして電極パッド部上の各電極に接続される。電極パッド部の各電極には、金属ボールがボンディングされ、そこに駆動電流が印加されると、これに応答して、複数の発光部が同時に発光する。 Each metal wiring connected to the electrode layer (p-side electrode layer) of each light emitting portion is connected to each electrode on the electrode pad portion so as to sandwich the separation groove. A metal ball is bonded to each electrode of the electrode pad portion, and when a driving current is applied thereto, a plurality of light emitting portions emit light simultaneously in response thereto.
好ましくは、発光部は、メサまたはポストを有する選択酸化型のレーザ素子であり、メサまたはポスト内にAlを含む半導体層を選択酸化した電流狭窄層を含む。また、複数の発光部および電極パッド部は、基板上に積層された半導体層をエッチングして分離溝を形成するときに形成されるようにしてもよい。また、発光部の高さHは、分離溝の深さと略等しい。 Preferably, the light emitting unit is a selective oxidation type laser element having a mesa or post, and includes a current confinement layer obtained by selectively oxidizing a semiconductor layer containing Al in the mesa or post. The plurality of light emitting portions and electrode pad portions may be formed when the separation groove is formed by etching the semiconductor layer stacked on the substrate. The height H of the light emitting part is substantially equal to the depth of the separation groove.
本発明の表面発光型素子アレイによれば、発光部の高さをH、発光部から電極パッド部の電極までの分離溝により隔てられた幅をD、電極パッド部の電極の略中央から分離溝の縁までの距離をLとしたとき、DおよびLが、それぞれH×10よりも大である関係にしたことで、ボンディング時の圧力や振動が電極パッド部に印加された場合、その圧力や応力の伝播距離はHに比例し、電極パッド部のコーナー近傍での配線金属や絶縁膜の剥離等が抑制され、かつ、発光部への影響も抑制され、その結果、素子の信頼性を向上させることができる。 According to the surface emitting element array of the present invention, the height of the light emitting part is H, the width separated by the separation groove from the light emitting part to the electrode of the electrode pad part is D, and the electrode pad part is separated from the approximate center of the electrode. When the distance to the edge of the groove is L, D and L are in a relationship larger than H × 10, so that when pressure or vibration during bonding is applied to the electrode pad portion, the pressure And the propagation distance of stress is proportional to H, peeling of the wiring metal and insulating film in the vicinity of the corner of the electrode pad part is suppressed, and the influence on the light emitting part is also suppressed. As a result, the reliability of the element is improved. Can be improved.
以下、本発明に係る表面発光型半導体レーザの実施例を図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments of a surface emitting semiconductor laser according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るVCSELアレイの平面図、図2は、図1のアレイのX−X線断面図である。同図に示すように、矩形状の基板(チップ)100のほぼ中央部に、2×8のアレイ状に配列されたメサ(発光部)102が形成され、このメサ102の周囲を取り囲むように楕円状もしくは円形状の分離溝104が形成されている。分離溝104は、基板もしくは基板上の所定の半導体層に至るまでの溝である。分離溝104によって隔離された基板の外周には、電極パッド部106が形成され、電極パッド部106上に複数の電極108が形成されている。電極108には、ボンディング時に金属ボール26が接続され、金属ボール26は、金属ワイヤ28を介してリードフレーム等に電気的に接続される。また、各電極108は、配線金属110を介して各メサの電極層と電気的に接続されている。VCSELアレイを樹脂やカン等のパッケージに最終的に封止するとき、分離溝104内にポリイミド等の樹脂を充填するようにしてもよい。
FIG. 1 is a plan view of a VCSEL array according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the array of FIG. As shown in the figure, a mesa (light emitting portion) 102 arranged in a 2 × 8 array is formed in the substantially central portion of a rectangular substrate (chip) 100 so as to surround the periphery of the
図3は、アレイの1つのメサの構成を示す断面図である。同図に示すように、n側の下部電極120が形成されたGaAs基板100上に、n型の下部半導体多層反射鏡122、活性領域124、p型のAlAs層126、p型の上部半導体多層反射鏡128の順で半導体薄膜が堆積されている。上部多層反射鏡128の最上層には、p型のGaAsからなるコンタクト層130が形成されている。上部多層反射鏡128から下部多層反射鏡122の一部に至るまで、円筒状もしくは矩形状のメサ(ポスト)102が形成されている。メサ102の底部、側面、および頂部の一部は、層間絶縁膜132によって覆われている。メサ102の頂部において、層間絶縁膜132にはコンタクトホールが形成され、この上からp側の電極層134がコンタクト層130にオーミック接続されている。p側の電極層134の中央には、レーザ光を出射するための開口136が形成されている。メサ102内のAlAs層126の周囲には酸化領域138が形成され、これにより、AlAs層126内に光閉じ込め領域または電流狭窄層が形成される。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of one mesa of the array. As shown in the figure, an n-type lower
n型の下部半導体多層反射鏡122は、例えば、Al0.9Ga0.1AsとAl0.3Ga0.7Asとを交互に複数の周期で積層し、各層の厚さは、λ/4nr(但し、λは発振波長、nrは媒質の屈折率)である。活性領域124は、例えば、アンドープ下部Al0.5Ga0.5Asスペーサ層とアンドープ量子井戸活性層とアンドープ上部Al0.5Ga0.5Asスペーサ層とで構成される。p型の上部半導体多層反射鏡128は、例えば、Al0.9Ga0.1AsとAl0.3Ga0.7Asとを交互に複数の周期で積層し、各層の厚さは、媒質内波長の1/4とである。上部半導体多層反射鏡128の最下層には、低抵抗のp型AlAs層126が含まれ、さらに、上部半導体多層反射鏡128の最上部に、例えば、キャリア濃度が1×1019cm-3となるp型のGaAsコンタクト層130が積層される。p側の電極層134は、例えばAuから構成され、n側の電極120は、例えばAu/Geから構成される。層間絶縁膜132は、例えばSiNxから構成される。
For example, the n-type lower
基板100上に積層された複数の半導体層をエッチングすることにより、円筒状の8つのメサ102が形成され、同時に、分離溝104が形成される。これにより、各メサ102は、電極パッド部106から分離される。電極パッド部106は、メサ102と同一の半導体積層構造を有し、その最上部に層間絶縁膜132が形成される。層間絶縁膜132上の所定の位置に複数の矩形状の電極108が形成される。各メサ102のp側の電極層134は、金属配線110により対応する電極108に接続される。金属配線110は、分離溝104を這うように電極108まで延在し、好ましくは、金属配線110、電極層134、および電極108は、金属層のパターニング工程において同時に形成される。
By etching a plurality of semiconductor layers stacked on the
本実施例に係るVCSELアレイでは、ボンディングに際して、電極パッド部のコーナー近傍における電極108、配線金属110、層間絶縁膜132等の剥離を抑制し、これらの密着性を向上させるため、図2に示すように、メサ102の高さH、メサ102から電極パッド部106までの幅D、分離溝104から電極108の略中央までの距離Lを、以下の条件1および条件2を満足するようにする。より詳細には、Hは、メサ102の光軸上における半導体層ないし他の材料からなる付着物を含む構造物の高さと定義される。Dは、メサ102の側面から、当該メサが接続される電極108へ向かう分離溝104により隔てられた幅と定義される。Lは、電極108の略中心から分離溝104の縁までの近短距離と定義される。
In the VCSEL array according to the present embodiment, in order to suppress the peeling of the
図4は、実験に用いたVCSELアレイのサンプルS1ないしS5の構成を示す表である。サンプル1およびサンプル2では、高さH、距離L、幅Dが条件1および条件2を満足しているが、サンプル3ないし5では、条件1を満足していない。実験は、電極パッド部106へのボンディングを行い、層間絶縁膜、電極、配線金属等の密着状態を観測した。実験結果から、ボンディング時の圧力または応力の伝播距離は高さHに比例することが判明した。サンプルS1およびS2において、電極パッド部106の電極108、配線金属110、層間絶縁膜132の剥離が観測されず、かつ、発光部102における電極層134、層間絶縁膜132の異常は認められなかった。好ましくは、H=5μmの場合、距離Lを60μmだけ離すこと、H=9μmの場合、距離Lを100μmだけ離すことで、電極や層間膜の剥がれ、若しくは信頼性の低下が見られなくなった。
FIG. 4 is a table showing the configuration of samples S1 to S5 of the VCSEL array used in the experiment. In
次に、メサ102と電極パッド部106の高さHについて説明する。図5は、VCSELアレイの他の構成例を示す断面図である。電極パッド部106とメサ102は、同一の半導体積層構造を有するが、電極108の下地に、厚い層間絶縁膜132、132aが形成されている。このとき、電極パッド部106の高さH2は、メサ102の高さH1よりも大きくなっている。このような場合、メサの高さHは、H=(H1+H2)/2で定義される。
Next, the height H of the
電極108と半導体層との間に、厚い層間絶縁膜132、132aを形成することで、ボンディング時に印加された応力や振動が層間絶縁膜132、132aにおいて吸収され、応力や振動が、分離溝104の段差部(コーナー近傍)やメサ102へ伝播することが抑制される。なお、層間絶縁膜132aは、層間絶縁膜132を形成した後に、メサ102をマスクすることで、電極パッド部106上に選択的に形成することができる。
By forming the thick
次に、メサから電極パッド部までの幅Dについての定義を説明する。分離溝104の形状、電極108の位置、および複数のメサ102の配列によって、電極バッド部106から分離溝104の縁までの幅Dは、それぞれ異なる場合がある。例えば、図6に示すように、メサ102−1、102−2、102−3に関し、それらが配線金属110−1、110−2、110−3によって電極108に接続されているとき、幅D1、D2、D3が異なる場合には、幅Dは、複数のメサ102−1、102−2、102−3に関して得られる幅D1、D2、D3の中から最短の距離の幅D1を選択するように定義することができる。
Next, the definition of the width D from the mesa to the electrode pad portion will be described. Depending on the shape of the
また、電極108から分離溝104の縁まで距離Lについても、分離溝の形状や電極108の配置によって、それぞれの距離が異なることがある。この場合、距離Lは、複数の電極108に関して得られる距離の中から最短の距離を選択するように定義することができる。
Further, the distance L from the
本実施例によれば、VCSELアレイにおいて、距離L、幅D、および高さHを条件1および条件2を満足させることで、電極パッド部の電極および層間絶縁膜の密着性を向上させ、ひいてはメサの素子の特性の安定化を図ることができる。
なお、分離溝の形状、メサの配列、メサの数等は、目的や用途に応じて適宜変更することができる。上記実施例では、分離溝の形状を平面的に見て楕円状にしているが、これは矩形状であってもよい。さらにメサは、2行×4列としているが、勿論、これ以外の配列であってもよい。
According to the present embodiment, in the VCSEL array, the distance L, the width D, and the height H satisfy the
The shape of the separation groove, the mesa arrangement, the number of mesas, and the like can be changed as appropriate according to the purpose and application. In the above embodiment, the shape of the separation groove is elliptical when viewed in plan, but it may be rectangular. Further, the mesa has 2 rows × 4 columns, but of course other arrangements may be used.
図7は、マルチスポット型のVCSELアレイを駆動する回路の構成を示す図である。レーザーダイオード・ドライバ(LDD)200は、入力された駆動制御信号に応答して基板上に形成された複数のメサ102−1〜102−nに対して同一の駆動信号210を供給する。駆動信号240は、図1に示す電極パッド部106の各電極108に供給される。これにより、各メサ102−1〜102―nは、同時に駆動され、メサ頂部の開口136を介して基板と垂直方向に複数のレーザ光が同時に出射される。LDD200の駆動信号210は、光信号に変換され、全体として1つの光信号として、例えば、光ファイバ等に入射される。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a circuit for driving a multi-spot type VCSEL array. The laser diode driver (LDD) 200 supplies the
図8は、VCSELアレイを実装したパッケージの構成を示す断面図である。パッケージ300は、VCSELアレイが形成されたチップ310を、導電性接着剤320を介して円盤状の金属ステム330上に固定する。導電性のリード340、342は、ステム330に形成された貫通孔(図示省略)内に挿入され、一方のリード340は、チップ310の裏面に形成されたn側電極に電気的に接続され、他方のリード342は、チップ310の表面に形成されたp側電極にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a package on which a VCSEL array is mounted. The
チップ310を含むステム330上に矩形状の中空のキャップ350が固定され、キャップ350の中央の開口内にボールレンズ360が固定されている。ボールレンズ360の光軸は、チップ310のアレイのほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード340、342間に順方向の電圧が印加されると、チップ310の各メサからレーザ光が出射される。チップ310とボールレンズ360との距離は、チップ310からのレーザ光の放射角度θ内にボールレンズ360が含まれるように調整される。なお、キャップ内に、VCSELの発光状態をモニターするための受光素子を含ませるようにしてもよい。
A rectangular
図9は、他のパッケージの構成を示す図であり、好ましくは、後述する空間伝送システムに使用される。同図に示すパッケージ302は、ボールレンズ360を用いる代わりに、キャップ350の中央の開口内に平板ガラス362を固定している。平板ガラス362の中心は、チップ310のほぼ中心と一致するように位置決めされる。チップ310と平板ガラス362との距離は、平板ガラス362の開口径がチップ310からのレーザ光の放射角度θ以上になるように調整される。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of another package, which is preferably used in a spatial transmission system described later. In the package 302 shown in the figure, a flat glass 362 is fixed in the central opening of the
図10(a)は、VCSELアレイを光源装置に適用したときの構成を示す図である。光源装置370は、図8または図9のようにVCSELアレイを実装したパッケージ300(302)、パッケージ300からのマルチビームのレーザ光を入射するコリメータレンズ372、一定の速度で回転し、コリメータレンズ372からの光線束を一定の広がり角で反射するポリゴンミラー374、ポリゴンミラー374からのレーザ光を入射し反射ミラー378を照射するfθレンズ376、ライン状の反射ミラー378、反射ミラー378からの反射光に基づき潜像を形成する感光ドラム380を備えている。光源装置370は、複写機やプリンタなどの画像形成装置の光源に利用される。
FIG. 10A is a diagram showing a configuration when the VCSEL array is applied to a light source device. The light source device 370 includes a package 300 (302) on which a VCSEL array is mounted as shown in FIG. 8 or FIG. 9, a
図10(b)は、VCSELアレイを画像形成装置の光源に適用したときの構成を示す図である。画像形成装置390は、画像信号を記憶したメモリ391と、メモリ391から読み出された画像信号を処理して記録パターンに応じた記録信号を出力する信号処理部392と、信号処理部392から記録信号を入力してVCSELアレイを実装したパッケージ300を駆動する駆動信号を出力する駆動回路393と、VCSELアレイから出射される全てのレーザ光を受光する口径を有するとともに、VCSELアレイからのレーザ光を主走査方向Xと副走査方向Yに拡大する所定の歪曲収差を有する結像光学系394と、駆動ロール395および支持ロール396によって回転的に支持され、静電的に帯電を受けた後、結像光学系394を介してVCSELアレイから出射されたレーザ光によって露光され、副走査方向Yに移動することによって表面に静電潜像が形成されるベルト状の感光体397とを有する。感光体397の周囲には、帯電器、現像器、転写器等が設けられ、転写器の前段には、給紙部が設けられ、また、その後段には定着器、排紙部などが設けられている。
FIG. 10B is a diagram showing a configuration when the VCSEL array is applied to the light source of the image forming apparatus. The image forming apparatus 390 includes a
図11は、図8に示すパッケージまたはモジュールを光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置400は、ステム330に固定された円筒状の筐体410、筐体410の端面に一体に形成されたスリーブ420、スリーブ420の開口422内に保持されるフェルール430、およびフェルール430によって保持される光ファイバ440を含んで構成される。ステム330の円周方向に形成されたフランジ332には、筐体410の端部が固定される。フェルール430は、スリーブ420の開口422に正確に位置決めされ、光ファイバ440の光軸がボールレンズ360の光軸に整合される。フェルール430の貫通孔432内に光ファイバ440の芯線が保持されている。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration when the package or module shown in FIG. 8 is applied to an optical transmitter. The optical transmission device 400 includes a cylindrical casing 410 fixed to the
チップ310の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ360によって集光され、集光された光は、光ファイバ440の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ360を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置400は、リード340、342に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光送信装置400は、光ファイバ440を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。
The laser light emitted from the surface of the
図12は、図9に示すパッケージを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。空間伝送システム500は、パッケージ300と、集光レンズ510と、拡散板520と、反射ミラー530とを含んでいる。集光レンズ510によって集光された光は、反射ミラー530の開口532を介して拡散板520で反射され、その反射光が反射ミラー530へ向けて反射される。反射ミラー530は、その反射光を所定の方向へ向けて反射させ、光伝送を行う。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration when the package shown in FIG. 9 is used in a spatial transmission system. The spatial transmission system 500 includes a
図13は、VCSELを光源に利用した光伝送システムの一構成例を示す図である。光伝送システム600は、VCSELアレイが形成されたチップ310を含む光源610と、光源610から放出されたレーザ光の集光などを行う光学系620と、光学系620から出力されたレーザ光を受光する受光部630と、光源610の駆動を制御する制御部640とを有する。制御部640は、VCSELを駆動するための駆動パルス信号を光源610に供給する。光源610から放出された光は、光学系620を介し、光ファイバや空間伝送用の反射ミラーなどにより受光部630へ伝送される。受光部630は、受光した光をフォトディテクターなどによって検出する。受光部630は、制御信号650により制御部640の動作(例えば光伝送の開始タイミング)を制御することができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system using a VCSEL as a light source. The optical transmission system 600 receives a
次に、光伝送システムに利用される光伝送装置の構成について説明する。図14は、光伝送装置の外観構成を示す図であり、図15はその内部構成を模式的に示す図である。光伝送装置700は、ケース710、光信号送信/受信コネクタ接合部720、発光/受光素子730、電気信号ケーブル接合部740、電源入力部750、動作中を示すLED760、異常発生を示すLED770、DVIコネクタ780、送信回路基板/受信回路基板790を有している。
Next, the configuration of an optical transmission device used in the optical transmission system will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating an external configuration of the optical transmission apparatus, and FIG. 15 is a diagram schematically illustrating an internal configuration thereof. The optical transmission device 700 includes a
光伝送装置700を用いた映像伝送システムを図16および図17に示す。これらの図において、映像伝送システム800は、映像信号発生装置810で発生された映像信号を、液晶ディスプレイなどの画像表示装置820に伝送するため、図14に示す光伝送装置を利用している。すなわち、映像伝送システム800は、映像信号発生装置810、画像表示装置820、DVI用電気ケーブル830、送信モジュール840、受信モジュール850、映像信号伝送光信号用コネクタ860、光ファイバ870、制御信号用電気ケーブルコネクタ880、電源アダプタ890、DVI用電気ケーブル900を含んでいる。
A video transmission system using the optical transmission apparatus 700 is shown in FIGS. In these figures, the video transmission system 800 uses the optical transmission device shown in FIG. 14 in order to transmit the video signal generated by the video
上記映像伝送システムでは、映像信号発生装置810と送信モジュール840、および受信モジュール850と画像表示装置820の間を電気ケーブル830、900による電気信号の伝送としたが、これらの間の伝送を光信号により行うことも可能である。例えば、電気−光変換回路および光−電気変換回路をコネクタに含む信号送信用ケーブルを電気ケーブル830、900の代わりに用いるようにしてもよい。
In the video transmission system described above, electrical signals are transmitted between the video
上記実施例は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定的に解釈されるべきものではなく、本発明の構成要件を満足する範囲内で他の方法によっても実現可能であることは言うまでもない。 The above-described embodiments are illustrative, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto, and can be realized by other methods within the scope satisfying the constituent requirements of the present invention. Needless to say.
本発明に係る表面発光型半導体素子アレイは、基板上に一次元もしくは二次元アレイ状に配列されたダイオードやレーザダイオードのような発光素子に適用され、それらを光通信や光記録等の光源等に用いることができる。 The surface emitting semiconductor element array according to the present invention is applied to light emitting elements such as diodes and laser diodes arranged in a one-dimensional or two-dimensional array on a substrate, and these are used as light sources for optical communication, optical recording, etc. Can be used.
100:基板
102、102−1、102−2、102−3、102−n:メサ
104:分離溝
106:電極パッド部
108:電極
110、110−1、110−2、110−3:配線金属
132、132a:層間絶縁膜
134:電極層
136:開口
100:
Claims (19)
発光部の高さをH、発光部から電極パッド部の対応する電極に向かう直線上の分離溝により隔てられた幅をD、電極パッド部の電極の略中央から分離溝の縁までの距離をLとしたとき、
DおよびLが、それぞれH×10よりも大である関係を満足する、表面発光型素子アレイ。 A surface-emitting element array comprising a plurality of light emitting units on a substrate and an electrode pad unit formed around the plurality of light emitting units via a separation groove,
The height of the light emitting part is H, the width separated by a linear separation groove from the light emitting part to the corresponding electrode of the electrode pad part is D, and the distance from the approximate center of the electrode of the electrode pad part to the edge of the separation groove is When L
A surface-emitting element array that satisfies a relationship in which D and L are each greater than H × 10.
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