JP2009021506A - 半導体レーザアレイ、発光装置、半導体レーザアレイの製造方法および発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザアレイは、複数の共振器110と、複数の電流供給部と、金属薄膜101とを備えている。複数の共振器110は、半導体層と、半導体層上に形成されたオーミック電極とを含み、オーミック電極が互いに分離構造を介して分離された状態で配置されている。複数の電流供給部は、それぞれの共振器110に並列に電流を供給している。金属薄膜101は、それぞれの共振器110と電流供給部とを電気的に接続している。複数の共振器のうち、少なくとも1つの共振器に過電流が流れた場合に、金属薄膜が溶断される。
【選択図】図2
Description
工程では、複数の共振器のうち、少なくとも1つの共振器に過電流が流れた場合に、金属薄膜が溶断される金属薄膜を形成する。
容易になる。また金属薄膜の配置の選択をより多くできる。
る。また、溝を有する共振器が容易に得られる。
図1は、本発明の実施の形態1における半導体レーザアレイを示す斜視図である。図2は、図1において領域Aとして示されたブロードエリア型共振器1つ分を拡大した斜視図である。図1および図2に示すように、半導体レーザアレイ100は、金属薄膜101と、サブマウント102と、ヒートシンク103と、電流供給部としてのワイヤ104と、第1の接続端子105と、第2の接続端子106と、第2の電流供給部としての第2のワイヤ107と、複数の共振器110と、第2の金属層140と、第3の金属層150と、APC制御装置(図示せず)を備えている。
る。
を実施する。
るワイヤ104と、第1の接続端子105とを電気的に接続する。また、サブマウント102の上面に形成された金属蒸着層と第2の接続端子106とを第2のワイヤ107を介して電気的に接続する。これにより、図1および図2に示す半導体レーザアレイ100が得られる。
図4は、本発明の実施の形態2における半導体レーザアレイを示す斜視図である。図5は、本発明の実施の形態2における共振器1つ分の側面方向からの断面図である。図4および図5に示すように、半導体レーザアレイ200は、金属薄膜101と、サブマウント202と、ヒートシンク103と、電流供給部としてのワイヤ104と、第1の接続端子105と、第2の接続端子106と、第2の電流供給部としての第2のワイヤ107と、複数の共振器110と、第2の金属層140と、第3の金属層150と、APC制御装置
(図示せず)とを備えている。
図6は、本発明の実施の形態3における発光装置を示す模式図である。図6を参照して、本実施の形態の発光装置を説明する。図6に示すように、本実施の形態における発光装置400は、実施の形態1または2の半導体レーザアレイ100,200と、変換手段としてのレンズ402および蛍光体403と、制御部405と、リフレクタ406とを備えている。本実施の形態の発光装置は、白色照明装置である。
図7は、本発明の実施の形態4における発光装置を示す模式図である。図7を参照して、実施の形態4の発光装置を説明する。図7に示すように、本実施の形態における発光装置500は、実施の形態1または2の半導体レーザアレイ100,200と、半導体レーザアレイ100,200を光源とする画像表示機構としてのミラー502と、光制御素子503と、投影部504と、スクリーン505とを備えている。本実施の形態の発光装置は、画像表示装置である。
可視光をスクリーンに画像として投影するための制御手段であり、たとえばレンズ系である。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1は、実施の形態1における半導体レーザアレイの製造方法にしたがって、図1および図2に示す半導体レーザアレイを製造した。
l0.05Ga0.95Nからなる上クラッド層115、および層厚0.1μmのp型GaNからなるコンタクト層116をこの順でMOCVD法により結晶成長させることによって形成した。その後、Pdからなるオーミック電極117を、コンタクト層116上に蒸着法により形成した。また、基板111において半導体層が形成された面と反対の面にHf/Alからなる電極118を形成した。次いで、ストライプ状のリッジを形成した後、リッジが形成された上面を除いて上クラッド層115上にSiO2からなる絶縁膜119を形成した。共振器110のストライプ状の幅Wは20μmであり、ピッチは400μmとした。このようにして形成された共振器110を6つ準備した。
得られた半導体レーザアレイ100に、第1および第2の接続端子105,106を通して直流電流を流して、閾値電流1.8Aにて波長405nmでレーザ発振を開始し、駆動電流6.3Aにて光出力6Wを得た。この時、6つの共振器に、それぞれ1.05A流れ、それぞれ1Wずつの光出力が得られていた。
実施例2は、実施の形態2における半導体レーザアレイの製造方法にしたがって、図4および図5に示す半導体レーザアレイを製造した。
得られた半導体レーザアレイ200に第1および第2の接続端子205,206を通して直流電流を流すと、閾値電流0.75Aにて波長445nmでレーザ発振を開始し、駆動電流2.5Aにて光出力2.5Wを得た。この時、5つの共振器には、それぞれ0.5Aずつ流れ、それぞれ0.5Wの光出力が得られていた。
6,206 第2の接続端子、107 第2のワイヤ、110,210,401,501
共振器、111 基板、112 バッファ層、113 下クラッド層、114 活性層、115 上クラッド層、116 コンタクト層、117 オーミック電極、118 電極、119 絶縁膜、120 溝、140 第1の金属層、150 第2の金属層、400,500 発光装置、402 レンズ、403 蛍光体、404 白色蛍光、405 制御部、406 リフレクタ、502 ミラー、503 光制御素子、504 投影部、505 スクリーン、506 画像信号、507 画像解析回路、508 光制御回路、W 幅。
Claims (27)
- 半導体層と、前記半導体層上に形成されたオーミック電極とを含み、前記オーミック電極が互いに分離構造を介して分離された状態で配置された複数の共振器と、
それぞれの前記共振器に並列に電流を供給する複数の電流供給部と、
それぞれの前記共振器と前記電流供給部とを電気的に接続する金属薄膜とを備え、
前記金属薄膜を構成する材料の融点は、前記電流供給部を構成する材料の融点よりも低い、半導体レーザアレイ。 - 半導体層と、前記半導体層上に形成されたオーミック電極とを含み、前記オーミック電極が互いに分離構造を介して分離された状態で配置された複数の共振器と、
それぞれの前記共振器に並列に電流を供給する複数の電流供給部と、
それぞれの前記共振器と前記電流供給部とを電気的に接続する金属薄膜とを備え、
前記複数の共振器のうち、少なくとも1つの前記共振器に過電流が流れた場合に、前記金属薄膜が溶断される、半導体レーザアレイ。 - 前記オーミック電極と前記金属薄膜とを電気的に接続する第2の金属層をさらに備える、請求項1または2に記載の半導体レーザアレイ。
- 表面が絶縁性材料からなる基台と、
前記基台の前記表面上に形成された導電性のパターンとをさらに備え、
前記パターンと前記金属薄膜とが電気的に接続されている、請求項1または2に記載の半導体レーザアレイ。 - 前記金属薄膜と前記電流供給部とを電気的に接続する第3の金属層をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体レーザアレイ。
- 複数の前記共振器の前記半導体層は、AlxInyGa(1-x-y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)からなるダブルへテロ構造を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体レーザアレイ。
- 前記分離構造は、それぞれの前記共振器の間に形成された溝である、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体レーザアレイ。
- 複数の前記共振器のうちの少なくとも1つが故障しても残りの前記共振器に影響を与えないAPC制御装置をさらに備える、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体レーザアレイ。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の半導体レーザアレイと、
前記共振器から発振されるレーザ光の少なくとも一部を吸収して前記レーザ光と異なる波長の光を発する変換手段とを備える、発光装置。 - 前記変換手段は、前記共振器から発振される460nm未満の波長の前記レーザ光の少なくとも一部を吸収して、白色の光を発する蛍光体である、請求項9に記載の発光装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の半導体レーザアレイと、
前記半導体レーザアレイを光源とする画像表示機構とを備える、発光装置。 - 半導体層と、前記半導体層上に形成されたオーミック電極とを含み、前記オーミック電極が互いに分離構造を介して分離された状態で配置された複数の共振器を準備する工程と
、
それぞれの前記共振器に並列に電流を供給するための複数の電流供給部を準備する工程と、
それぞれの前記共振器と前記電流供給部とを電気的に接続する金属薄膜を形成する工程とを備え、
前記金属薄膜を形成する工程では、前記電流供給部を構成する材料の融点よりも低い材料の前記金属薄膜を形成する、半導体レーザアレイの製造方法。 - 半導体層と、前記半導体層上に形成されたオーミック電極とを含み、前記オーミック電極が互いに分離構造を介して分離された状態で配置された複数の共振器を準備する工程と、
それぞれの前記共振器に並列に電流を供給するための複数の電流供給部を準備する工程と、
それぞれの前記共振器と前記電流供給部とを電気的に接続する金属薄膜を形成する工程とを備え、
前記金属薄膜を形成する工程では、前記複数の共振器のうち、少なくとも1つの前記共振器に過電流が流れた場合に、前記金属薄膜が溶断される前記金属薄膜を形成する、半導体レーザアレイの製造方法。 - 前記金属薄膜を形成する工程は、前記オーミック電極と前記金属薄膜とを第2の金属層を介して電気的に接続する工程を含む、請求項12または13に記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 表面が絶縁性材料からなる基台を準備する工程と、
前記基台の前記表面上に導電性のパターンを形成する工程と、
前記パターンと前記オーミック電極とを電気的に接続する工程とをさらに備え、
前記金属薄膜を形成する工程では、前記パターンと前記金属薄膜とを電気的に接続する、請求項12または13に記載の半導体レーザアレイの製造方法。 - 前記金属薄膜を形成する工程は、前記金属薄膜と前記電流供給部とを第3の金属層を介して電気的に接続する工程を含む、請求項12〜15のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 前記金属薄膜を形成する工程では、前記共振器に流れる過電流の大きさに応じた形状を有する前記金属薄膜を形成する、請求項12〜16のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 前記金属薄膜を形成する工程では、真空蒸着法およびスパッタ法の少なくともいずれか一方により前記金属薄膜を形成する、請求項12〜16のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 前記金属薄膜形成する工程は、前記金属薄膜となる層を形成する工程と、
前記層を、パターンを有するフォトレジストを用いたフォトエッチングにより前記金属薄膜を形成する工程とを含む、請求項12〜18のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。 - 前記金属薄膜を形成する工程は、前記金属薄膜となる層を形成する工程と、
前記層を、パターンを有するフォトレジストを用いたリフトオフにより前記金属薄膜を形成する工程とを含む、請求項12〜18のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。 - 前記共振器を準備する工程では、AlxInyGa(1-x-y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)からなるダブルへテロ構造を有する半導体層を含む複数の前記共振器を準備する、請求項12〜20のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 前記共振器を準備する工程では、それぞれの前記共振器の間に溝を形成することにより、前記分離構造を形成する、請求項12〜21のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 前記共振器を準備する工程は、溝を有する窒化ガリウム基板を準備する工程と、
前記窒化ガリウム基板上にAlxInyGa(1-x-y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)からなるエピタキシャル層を形成することにより前記半導体層を形成する工程とを備える、請求項12〜22のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。 - 複数の前記共振器のうちの少なくとも1つが故障しても残りの前記共振器に影響を与えないAPC制御装置を設置する工程をさらに備える、請求項12〜23のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法。
- 請求項12〜24のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法により半導体レーザアレイを製造する工程と、
前記共振器から発振されるレーザ光の少なくとも一部を吸収して前記レーザ光と異なる波長の光を発する変換手段を形成する工程と備える、発光装置の製造方法。 - 前記変換手段を形成する工程では、前記共振器から発振される460nm未満の波長の前記レーザ光の少なくとも一部を吸収して、白色の光を発する蛍光体を形成する、請求項25に記載の発光装置の製造方法。
- 請求項12〜24のいずれかに記載の半導体レーザアレイの製造方法により半導体レーザアレイを製造する工程と、
前記半導体レーザアレイを光源とする画像表示機構を形成する工程とを備える、発光装置の製造方法。
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