JP2016162878A - Optical semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2016162878A
JP2016162878A JP2015040072A JP2015040072A JP2016162878A JP 2016162878 A JP2016162878 A JP 2016162878A JP 2015040072 A JP2015040072 A JP 2015040072A JP 2015040072 A JP2015040072 A JP 2015040072A JP 2016162878 A JP2016162878 A JP 2016162878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
semiconductor laser
semiconductor device
refractive index
optical semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015040072A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
孝幸 渡邊
Takayuki Watanabe
孝幸 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Device Innovations Inc filed Critical Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority to JP2015040072A priority Critical patent/JP2016162878A/en
Publication of JP2016162878A publication Critical patent/JP2016162878A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long-life optical semiconductor device and a method of manufacturing the same.SOLUTION: An optical semiconductor device 1 comprises: a semiconductor laser 3; a carrier 2 having a first surface 4a on which the semiconductor laser 3 is mounted, and a second surface 4b opposed to one end surface of a waveguide 12 of the semiconductor laser 3; and an adhesive part provided between the end surface and the second surface 4b, and adhered to both the semiconductor laser 3 and the carrier 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光半導体装置及び光半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an optical semiconductor device and a method for manufacturing the optical semiconductor device.

光通信における発光素子として、直接変調型の半導体レーザ素子が用いられている。例えば特許文献1には、電極ストライプ幅及びクラッド層のキャリア濃度を適正に定めることにより、高速動作が可能な直接変調型の半導体レーザ素子が開示されている。   As a light emitting element in optical communication, a direct modulation type semiconductor laser element is used. For example, Patent Document 1 discloses a direct modulation semiconductor laser element capable of high-speed operation by appropriately determining the electrode stripe width and the carrier concentration of the cladding layer.

特開平5−29703号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-29703

例えば上述のような直接変調型の半導体レーザ素子では、高出力を得るために、一方の光出射面を含む端面に反射膜を形成することがある。この反射膜が形成された端面近傍は、光吸収により発熱しやすい。この発熱による温度上昇により端面近傍の材料が変質し、その吸収係数が増加すると、端面近傍の温度はさらに上昇していく。結果として、上記半導体レーザ素子では、端面が融解する等の光学損傷(COD:Catastrophic Optical Damage)が発生することがある。半導体レーザ素子において光学損傷が発生すると寿命が劣化してしまう。   For example, in the direct modulation type semiconductor laser device as described above, in order to obtain high output, a reflective film may be formed on an end surface including one light emitting surface. The vicinity of the end face on which the reflective film is formed tends to generate heat due to light absorption. As the temperature rises due to the heat generation, the material in the vicinity of the end face changes in quality, and when the absorption coefficient increases, the temperature in the vicinity of the end face further increases. As a result, in the semiconductor laser element, optical damage (COD: Catastrophic Optical Damage) such as melting of the end face may occur. When optical damage occurs in the semiconductor laser element, the lifetime is deteriorated.

本発明は、長寿命を有する光半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device having a long lifetime and a method for manufacturing the same.

本発明の一形態に係る光半導体装置は、半導体レーザと、半導体レーザを搭載する第1面、及び半導体レーザの導波路の一方の端面に対向する第2面を有するキャリアと、端面と第2面との間に設けられると共に、半導体レーザ及びキャリアの両方に接着される接着部と、を備える。   An optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor laser, a carrier having a first surface on which the semiconductor laser is mounted, a second surface facing one end surface of the waveguide of the semiconductor laser, an end surface, and a second surface. And an adhesive portion that is provided between the semiconductor laser and the carrier.

本発明の他の一形態に係る光半導体装置の製造方法は、端面、端面と異なる面である表面、及び端面に設けられた反射膜を有する半導体レーザと、表面に対向する第1面、及び端面に対向する第2面を有するキャリアと、を備える光半導体装置において、キャリアの第1面上に第1接着部を形成すると共に、キャリアの第2面上に第2接着部を形成する工程と、半導体レーザの表面を第1接着部に当接させると共に、反射膜を第2接着部に当接させることによって、半導体レーザをキャリアに接合する工程と、を備える。   An optical semiconductor device manufacturing method according to another aspect of the present invention includes an end face, a surface that is different from the end face, and a semiconductor laser having a reflective film provided on the end face, a first face that faces the surface, and Forming a first adhesive portion on the first surface of the carrier and forming a second adhesive portion on the second surface of the carrier in an optical semiconductor device comprising: a carrier having a second surface facing the end surface; And a step of bringing the semiconductor laser into contact with the carrier by bringing the surface of the semiconductor laser into contact with the first adhesive portion and bringing the reflective film into contact with the second adhesive portion.

本発明によれば、長寿命を有する光半導体装置及びその製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical semiconductor device which has a long lifetime, and its manufacturing method can be provided.

図1(a)は、第1実施形態に係る光半導体装置の一部を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のIb−Ib線矢視断面図であり、図1(c)は、図1(a)のIc−Ic線矢視断面図である。FIG. 1A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line Ic-Ic in FIG. 図2(a)は、図1(c)において反射膜7の一部及びその周辺を拡大した図である。図2(b)は、図2(a)の別の態様を示す拡大図である。FIG. 2A is an enlarged view of a part of the reflection film 7 and its periphery in FIG. FIG.2 (b) is an enlarged view which shows another aspect of Fig.2 (a). 図3(a)〜(c)は、第1実施形態に係る光半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。3A to 3C are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the optical semiconductor device according to the first embodiment. 図4(a)〜(c)は、第1実施形態に係る光半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。4A to 4C are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the optical semiconductor device according to the first embodiment. 図5(a)は、比較例に係る光半導体装置の一部を示す平面図であり、図5(b)は、図5(a)のVb−Vb線矢視断面図である。FIG. 5A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the comparative example, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb in FIG. 図6(a)は、第1実施形態の第1変形例に係る光半導体装置の一部を示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb−VIb線矢視断面図である。FIG. 6A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the first modification of the first embodiment, and FIG. 6B is a view taken along the line VIb-VIb in FIG. It is sectional drawing. 図7(a)は、第1変形例に係る光半導体装置を示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)のVIIb−VIIb線矢視断面図である。FIG. 7A is a plan view showing the optical semiconductor device according to the first modification, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line VIIb-VIIb in FIG. 図8は、比較例に係る光半導体装置を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an optical semiconductor device according to a comparative example. 図9(a)は、第1実施形態の第2変形例に係る光半導体装置を示す平面図であり、図9(b)は、図9(a)のIXb−IXb線矢視断面図である。FIG. 9A is a plan view showing an optical semiconductor device according to a second modification of the first embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line IXb-IXb in FIG. 9A. is there.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、半導体レーザと、半導体レーザを搭載する第1面、及び半導体レーザの導波路の一方の端面に対向する第2面を有するキャリアと、端面と第2面との間に設けられると共に、半導体レーザ及びキャリアの両方に接着される接着部と、を備える光半導体装置である。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described. One embodiment of the present invention includes a semiconductor laser, a first surface on which the semiconductor laser is mounted, a carrier having a second surface facing one end surface of the waveguide of the semiconductor laser, and between the end surface and the second surface And an adhesive portion that is attached to both the semiconductor laser and the carrier.

この光半導体装置によれば、半導体レーザの導波路の一方の端面と、キャリアの第2面とは、接着部を介して互いに接合している。この場合、上記端面近傍にて光吸収により発生した熱は、半導体レーザからキャリアの第1面に伝達するだけでなく、半導体レーザの端面から接着部を介してキャリアの第2面に伝達する。これにより、半導体レーザの端面近傍の温度が上昇しにくくなり、光学損傷等の発生が抑制される。したがって、長寿命を有する光半導体装置を提供できる。   According to this optical semiconductor device, one end face of the waveguide of the semiconductor laser and the second face of the carrier are joined to each other via the adhesive portion. In this case, the heat generated by light absorption in the vicinity of the end face is not only transmitted from the semiconductor laser to the first surface of the carrier, but also transmitted from the end face of the semiconductor laser to the second surface of the carrier through the adhesive portion. This makes it difficult for the temperature near the end face of the semiconductor laser to rise, and the occurrence of optical damage or the like is suppressed. Therefore, an optical semiconductor device having a long life can be provided.

また、端面には、順に積層された第1、第2及び第3の絶縁膜を含む反射膜が設けられ、第1の絶縁膜は、前記接着部側に位置しており、第2の絶縁膜の屈折率は、第1及び第3の絶縁膜の屈折率より高く、第2の絶縁膜の厚さは、半導体レーザから発振される光の波長のa/4倍であり、aは、1以上の奇数であってもよい。この場合、導波路からキャリアの第2面側に出射する光を、反射膜によって良好に反射できる。   In addition, a reflection film including first, second, and third insulating films stacked in order is provided on the end face, and the first insulating film is located on the bonding portion side, and the second insulating film The refractive index of the film is higher than the refractive indexes of the first and third insulating films, the thickness of the second insulating film is a / 4 times the wavelength of light oscillated from the semiconductor laser, and a is It may be an odd number of 1 or more. In this case, the light emitted from the waveguide to the second surface side of the carrier can be favorably reflected by the reflective film.

また、反射膜は、第3の絶縁膜側から順に積層された、第4及び第5の絶縁膜をさらに含み、第4の絶縁膜の屈折率は、第1、第3及び5の絶縁膜の屈折率より高く、第4の絶縁膜の厚さは、半導体レーザから発振される光の波長のb/4倍であり、bは、aと異なる数であると共に1以上の奇数であってもよい。この場合、導波路からキャリアの第2面側に出射する光を、反射膜によって一層良好に反射できる。   The reflective film further includes fourth and fifth insulating films laminated in order from the third insulating film side, and the refractive index of the fourth insulating film is the first, third, and fifth insulating films. And the thickness of the fourth insulating film is b / 4 times the wavelength of the light oscillated from the semiconductor laser, and b is a number different from a and an odd number of 1 or more. Also good. In this case, the light emitted from the waveguide to the second surface side of the carrier can be reflected more favorably by the reflective film.

また、キャリアは、酸化アルミニウム,銅タングステン,窒化アルミニウム,ケイ素及び炭化ケイ素の少なくとも一つを含んでもよい。この場合、キャリアは熱伝導率の高い材質を含むので、半導体レーザにて発生した熱を良好にキャリアに伝達できる。   The carrier may include at least one of aluminum oxide, copper tungsten, aluminum nitride, silicon, and silicon carbide. In this case, since the carrier includes a material having high thermal conductivity, heat generated by the semiconductor laser can be transmitted to the carrier satisfactorily.

また、上記光半導体装置は、キャリアとは独立して設けられるヒートシンクと、ヒートシンクに搭載される集積回路と、をさらに備え、キャリアは、第2面及び第2面に交差する頂面が含まれる突出部を有し、突出部の頂面には、伝送線路基板が設けられており、半導体レーザは、伝送線路基板及びワイヤを介して、集積回路に電気的に接続されてもよい。この場合、半導体レーザと集積回路とを互いに電気的に接続するためのワイヤの長さを、伝送線路基板がキャリアに設けられている分短くできる。これにより、光半導体装置のサイズを変更することなく、ワイヤによる信号損失等を抑制できる。   The optical semiconductor device further includes a heat sink provided independently of the carrier and an integrated circuit mounted on the heat sink, and the carrier includes a second surface and a top surface intersecting the second surface. A transmission line substrate may be provided on the top surface of the protrusion, and the semiconductor laser may be electrically connected to the integrated circuit via the transmission line substrate and a wire. In this case, the length of the wire for electrically connecting the semiconductor laser and the integrated circuit to each other can be shortened by the transmission line substrate provided on the carrier. Thereby, the signal loss etc. by a wire can be suppressed, without changing the size of an optical semiconductor device.

また、伝送線路基板における集積回路側の一端から集積回路までの距離は、キャリアにおける集積回路側の側面から集積回路までの距離よりも近くてもよい。この場合、ワイヤの長さをさらに短くすることができ、当該ワイヤによる信号損失等をより抑制できる。   Further, the distance from one end of the transmission line substrate on the integrated circuit side to the integrated circuit may be closer than the distance from the side surface of the carrier on the integrated circuit side to the integrated circuit. In this case, the length of the wire can be further shortened, and signal loss due to the wire can be further suppressed.

本願発明の他の一実施形態は、端面、端面と異なる面である表面、及び端面に設けられた反射膜を有する半導体レーザと、表面に対向する第1面、及び端面に対向する第2面を有するキャリアと、を備える光半導体装置において、キャリアの第1面上に第1接着部を形成すると共に、キャリアの第2面上に第2接着部を形成する工程と、半導体レーザの表面を第1接着部に当接させると共に、反射膜を第2接着部に当接させることによって、半導体レーザをキャリアに接合する工程と、を備える光半導体装置の製造方法である。   Another embodiment of the present invention is a semiconductor laser having an end surface, a surface different from the end surface, and a reflective film provided on the end surface, a first surface facing the surface, and a second surface facing the end surface. And forming a first adhesive portion on the first surface of the carrier and forming a second adhesive portion on the second surface of the carrier, and a surface of the semiconductor laser. And a step of bringing the reflective film into contact with the second adhesive portion and bringing the semiconductor laser into contact with the carrier.

この光半導体装置の製造方法によれば、半導体レーザの表面を第1接着部に当接させると共に、反射膜を第2接着部に当接させることによって、半導体レーザをキャリアに接合する。この場合、上記端面近傍にて光吸収により発生した熱は、半導体レーザの表面から第1接着部を介してキャリアの第1面に伝達するだけでなく、半導体レーザの端面から反射膜及び第2接着部を介してキャリアの第2面に伝達する。これにより、半導体レーザの端面近傍の温度が上昇しにくくなり、光学損傷等の発生が抑制される。したがって、上記製造方法によれば、長寿命を有する光半導体装置を提供できる。   According to this method of manufacturing an optical semiconductor device, the semiconductor laser is bonded to the carrier by bringing the surface of the semiconductor laser into contact with the first adhesive portion and bringing the reflective film into contact with the second adhesive portion. In this case, the heat generated by light absorption in the vicinity of the end face is not only transmitted from the surface of the semiconductor laser to the first surface of the carrier via the first adhesive portion, but also from the end face of the semiconductor laser to the reflective film and the second film. It transmits to the 2nd surface of a carrier via an adhesion part. This makes it difficult for the temperature near the end face of the semiconductor laser to rise, and the occurrence of optical damage or the like is suppressed. Therefore, according to the manufacturing method, an optical semiconductor device having a long lifetime can be provided.

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
図1(a)は、第1実施形態に係る光半導体装置の一部を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)のIb−Ib線矢視断面図である。図1(c)は、図1(a)のIc−Ic線矢視断面図である。図1(a)〜(c)に示されるように、光半導体装置1は、キャリア2に搭載される半導体レーザ3を有する。以下では、図1(a)の所定方向を方向D1とし、図1(a)の所定方向に交差する方向を方向D2とし、キャリア2の厚さ方向を方向D3と定義する。本実施形態では、方向D1と方向D2とは互いに直交しており、方向D1(又は方向D2)と方向D3とは互いに直交している。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line Ic-Ic in FIG. As shown in FIGS. 1A to 1C, the optical semiconductor device 1 includes a semiconductor laser 3 mounted on a carrier 2. Hereinafter, a predetermined direction in FIG. 1A is defined as a direction D1, a direction intersecting the predetermined direction in FIG. 1A is defined as a direction D2, and a thickness direction of the carrier 2 is defined as a direction D3. In the present embodiment, the direction D1 and the direction D2 are orthogonal to each other, and the direction D1 (or the direction D2) and the direction D3 are orthogonal to each other.

キャリア2は、熱伝導率の高い材料から構成される部材である。キャリア2は、例えば酸化アルミニウム(AlOx),銅タングステン(CuW),窒化アルミニウム(AlN),ケイ素(Si)及び炭化ケイ素(SiN)の少なくとも一つを含んでいる。本実施形態に係るキャリア2は、CuWから構成されており、導電性を有する。   The carrier 2 is a member made of a material having high thermal conductivity. The carrier 2 includes, for example, at least one of aluminum oxide (AlOx), copper tungsten (CuW), aluminum nitride (AlN), silicon (Si), and silicon carbide (SiN). The carrier 2 according to the present embodiment is made of CuW and has conductivity.

キャリア2は、略矩形状の基材の一部に段差4が設けられた部材である。この段差4は、例えばキャリア2の一部を除去することにより形成されており、方向D3に交差する方向(方向D1及び方向D2)に沿って延在する第1面4a、及び方向D3に沿って延在する第2面4bを有する。本実施形態では、第1面4aと第2面4bとは、互いに垂直又は略垂直である。第1面4a上には、第1接着部5が設けられている。第1接着部5は、キャリア2と半導体レーザ3とを互いに接合するためのものであり、例えば導電性を有するAuSn、SnIn、SnBi、又はInAgSb等の合金製はんだである。また、第2面4b上には、第2接着部6が設けられている。第2接着部6は、キャリア2と半導体レーザ3とを互いに接合するためのものであり、例えば融点が120℃程度の銀含有エポキシ樹脂(Ag−エポキシ樹脂)、及び融点が200℃程度のアルミニウム含有エポキシ樹脂(Al−エポキシ樹脂)の混合物等が用いられる。   The carrier 2 is a member in which a step 4 is provided on a part of a substantially rectangular base material. The step 4 is formed, for example, by removing a part of the carrier 2, and extends along the first surface 4a extending along the direction (direction D1 and direction D2) intersecting the direction D3, and along the direction D3. And has a second surface 4b extending. In the present embodiment, the first surface 4a and the second surface 4b are perpendicular or substantially perpendicular to each other. A first adhesive portion 5 is provided on the first surface 4a. The first bonding portion 5 is for bonding the carrier 2 and the semiconductor laser 3 to each other, and is, for example, solder made of alloy such as AuSn, SnIn, SnBi, or InAgSb having conductivity. Moreover, the 2nd adhesion part 6 is provided on the 2nd surface 4b. The second bonding portion 6 is for bonding the carrier 2 and the semiconductor laser 3 to each other. For example, a silver-containing epoxy resin (Ag-epoxy resin) having a melting point of about 120 ° C. and aluminum having a melting point of about 200 ° C. A mixture of contained epoxy resin (Al-epoxy resin) or the like is used.

キャリア2の段差4が設けられている主面側には、第2面4b及び当該第2面4bに交差する頂面41aを有する突出部41が設けられている。突出部41は、方向D3に沿って第1面4aよりもキャリア2の外側(上方)に突出している。本実施形態では、頂面41aと第2面4bは、互いに垂直又は略垂直である。図1(b)に示されるように、頂面41aは、方向D3において第1面4aよりもキャリア2の外側に位置し、方向D3から見て第1面4aと並んで設けられている。   On the main surface side where the step 4 of the carrier 2 is provided, a protruding portion 41 having a second surface 4b and a top surface 41a intersecting with the second surface 4b is provided. The protruding portion 41 protrudes outward (upward) of the carrier 2 from the first surface 4a along the direction D3. In the present embodiment, the top surface 41a and the second surface 4b are perpendicular or substantially perpendicular to each other. As shown in FIG. 1B, the top surface 41a is located on the outer side of the carrier 2 with respect to the first surface 4a in the direction D3, and is provided side by side with the first surface 4a when viewed from the direction D3.

半導体レーザ3は、段差4に搭載される直接変調型のレーザ素子である。図1(a)に示されるように、半導体レーザ3の形状は、方向D3から見て四角形状となっている。半導体レーザ3の方向D1に沿った長さ(素子長)は、例えば200μm〜500μmであり、方向D2に沿った長さ(幅)は、例えば200μm〜500μmである。図1(c)に示されるように、半導体レーザ3は、後述する導波路12に沿った一対の表面3a,3dと、導波路12の共振端面をそれぞれ含む一対の端面3b,3cとを有する。半導体レーザ3の表面3aと、キャリア2の第1面4aとは互いに対向しており、第1接着部5を介して互いに接合している。   The semiconductor laser 3 is a direct modulation type laser element mounted on the step 4. As shown in FIG. 1A, the semiconductor laser 3 has a quadrangular shape as viewed from the direction D3. The length (element length) along the direction D1 of the semiconductor laser 3 is, for example, 200 μm to 500 μm, and the length (width) along the direction D2 is, for example, 200 μm to 500 μm. As shown in FIG. 1C, the semiconductor laser 3 has a pair of surfaces 3a and 3d along a waveguide 12 which will be described later, and a pair of end faces 3b and 3c each including a resonance end face of the waveguide 12. . The surface 3 a of the semiconductor laser 3 and the first surface 4 a of the carrier 2 are opposed to each other and are joined to each other via the first adhesive portion 5.

半導体レーザ3の一対の端面3b,3cは方向D1と交差する。一方の端面3b上には、絶縁性の反射膜7が設けられている。反射膜7は、例えば酸化チタン(TiO)からなる層、酸化シリコン(SiOx)からなる層、酸化アルミニウム(AlOx)からなる層、及び窒化アルミニウム(AlN)からなる層の内、少なくとも2種類以上の層を含む。反射膜7の合計厚さは、例えば750nm〜1460nmである。反射膜7は、例えば全反射条件を満たす厚さを有することが好ましい。 The pair of end faces 3b and 3c of the semiconductor laser 3 intersect with the direction D1. An insulating reflective film 7 is provided on one end surface 3b. The reflective film 7 is, for example, at least two or more of a layer made of titanium oxide (TiO 2 ), a layer made of silicon oxide (SiOx), a layer made of aluminum oxide (AlOx), and a layer made of aluminum nitride (AlN). Including layers. The total thickness of the reflective film 7 is, for example, 750 nm to 1460 nm. For example, the reflective film 7 preferably has a thickness that satisfies the total reflection condition.

図2(a)は、図1(c)において反射膜7の一部及びその周辺を拡大した図である。図2(a)に示されるように、反射膜7は、例えば半導体レーザ3の端面3b側から方向D1に沿って順に積層された、低屈折率膜7a、高屈折率膜7b、低屈折率膜7c、高屈折率膜7d、低屈折率膜7e、高屈折率膜7f、低屈折率膜7gを含む。低屈折率膜7a、高屈折率膜7b、低屈折率膜7c、高屈折率膜7d、低屈折率膜7e、高屈折率膜7f、低屈折率膜7gのそれぞれは、絶縁膜である。高屈折率膜7b、高屈折率膜7d、及び高屈折率膜7fの屈折率は、低屈折率膜7a、低屈折率膜7c、低屈折率膜7e、及び低屈折率膜7gの屈折率よりも高い。高屈折率膜7b、高屈折率膜7d、及び高屈折率膜7fの屈折率は2.3±0.2であり、例えば2.20である。低屈折率膜7a、低屈折率膜7c、低屈折率膜7e、及び低屈折率膜7gの屈折率は、1.5±0.2であり、例えば1.47である。反射膜7の低屈折率膜7gは、第2接着部6と接触する。高屈折率膜7bと、高屈折率膜7dと、低屈折率膜7gに接触する高屈折率膜7fとの厚さは、半導体レーザ3から発振される光の波長の4分の1の奇数倍である。これにより、反射膜7は、良好な反射率を得ることができる。また、高屈折率膜7fの厚さは、高屈折率膜7b及び高屈折率膜7dの厚さと異なる。換言すれば、高屈折率膜7fの厚さは半導体レーザ3から発振される光の波長のa/4倍、高屈折率膜7d,7dの厚さは半導体レーザ3から発振される光の波長のb/4倍であり、a,bは、1以上の奇数であって、互いに異なる数である。具体的には、低屈折率膜7a、低屈折率膜7c、及び低屈折率膜7eは、例えば酸化シリコン膜であり、これらの厚さは270nm±20nmである。高屈折率膜7b及び高屈折率膜7dは、例えば酸化チタン膜であり、これらの厚さは190nm±20nmである。高屈折率膜7fは、例えば酸化チタン膜であり、この厚さは100nm±20nmである。低屈折率膜7gは、例えば酸化シリコン膜であり、この厚さは30nm±10nmである。このような反射膜7における半導体レーザ3から発振される光の波長の反射率は、80%以上である。   FIG. 2A is an enlarged view of a part of the reflection film 7 and its periphery in FIG. As shown in FIG. 2A, the reflective film 7 is composed of, for example, a low refractive index film 7a, a high refractive index film 7b, and a low refractive index, which are sequentially stacked along the direction D1 from the end face 3b side of the semiconductor laser 3. A film 7c, a high refractive index film 7d, a low refractive index film 7e, a high refractive index film 7f, and a low refractive index film 7g are included. Each of the low refractive index film 7a, the high refractive index film 7b, the low refractive index film 7c, the high refractive index film 7d, the low refractive index film 7e, the high refractive index film 7f, and the low refractive index film 7g is an insulating film. The refractive indexes of the high refractive index film 7b, the high refractive index film 7d, and the high refractive index film 7f are the refractive indexes of the low refractive index film 7a, the low refractive index film 7c, the low refractive index film 7e, and the low refractive index film 7g. Higher than. The refractive indexes of the high refractive index film 7b, the high refractive index film 7d, and the high refractive index film 7f are 2.3 ± 0.2, for example, 2.20. The refractive indexes of the low refractive index film 7a, the low refractive index film 7c, the low refractive index film 7e, and the low refractive index film 7g are 1.5 ± 0.2, for example, 1.47. The low refractive index film 7 g of the reflective film 7 is in contact with the second adhesive portion 6. The thickness of the high refractive index film 7b, the high refractive index film 7d, and the high refractive index film 7f in contact with the low refractive index film 7g is an odd number that is a quarter of the wavelength of the light oscillated from the semiconductor laser 3. Is double. Thereby, the reflective film 7 can obtain a favorable reflectance. Further, the thickness of the high refractive index film 7f is different from the thicknesses of the high refractive index film 7b and the high refractive index film 7d. In other words, the thickness of the high refractive index film 7f is a / 4 times the wavelength of the light oscillated from the semiconductor laser 3, and the thickness of the high refractive index films 7d and 7d is the wavelength of the light oscillated from the semiconductor laser 3. B / 4 times, and a and b are odd numbers of 1 or more and different numbers. Specifically, the low refractive index film 7a, the low refractive index film 7c, and the low refractive index film 7e are, for example, silicon oxide films, and the thickness thereof is 270 nm ± 20 nm. The high refractive index film 7b and the high refractive index film 7d are, for example, titanium oxide films, and their thickness is 190 nm ± 20 nm. The high refractive index film 7f is, for example, a titanium oxide film, and has a thickness of 100 nm ± 20 nm. The low refractive index film 7g is a silicon oxide film, for example, and has a thickness of 30 nm ± 10 nm. The reflectance of the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 3 in the reflective film 7 is 80% or more.

図2(b)は、図2(a)の別の態様を示す拡大図である。図2(b)に示されるように、例えば半導体レーザ3の端面3b上の反射膜7は、方向D1に沿って順に積層される、低屈折率膜7e、高屈折率膜7f、及び低屈折率膜7gのみを含んでもよい。この場合、低屈折率膜7gは、反射膜7において最も第2接着部6側に位置している。低屈折率膜7e,7gは、例えば酸化シリコン膜であり、これらの厚さは270nm±20nmである。高屈折率膜7fは、例えば酸化チタン膜であり、この厚さは100nm±20nmである。このような反射膜7における半導体レーザ3から発振される光の波長の反射率は、50%以上であり、該反射膜7は十分な光反射性能を有する。   FIG.2 (b) is an enlarged view which shows another aspect of Fig.2 (a). As shown in FIG. 2B, for example, the reflective film 7 on the end face 3b of the semiconductor laser 3 is sequentially laminated along the direction D1, and the low refractive index film 7e, the high refractive index film 7f, and the low refractive index film are stacked. Only the rate film 7g may be included. In this case, the low refractive index film 7g is located closest to the second adhesive portion 6 side in the reflective film 7. The low refractive index films 7e and 7g are, for example, silicon oxide films, and the thickness thereof is 270 nm ± 20 nm. The high refractive index film 7f is, for example, a titanium oxide film, and has a thickness of 100 nm ± 20 nm. The reflectance of the wavelength of light oscillated from the semiconductor laser 3 in such a reflective film 7 is 50% or more, and the reflective film 7 has sufficient light reflection performance.

第2接着部6の屈折率は、空気の屈折率を1とした場合、例えば1.55〜1.61である。また、第2接着部6の厚さは、例えば数μmである。このような第2接着部6を用いる場合、半導体レーザ3の端面3bから出射される光は、キャリア2に反射したことによる戻り光に影響されにくくなる。なお、第2接着部6の厚さは、第2接着部6が設けられない場合における反射膜7とキャリア2との間の方向D1に沿った距離と異なる厚さとなる。   The refractive index of the second bonding portion 6 is, for example, 1.55 to 1.61 when the refractive index of air is 1. Moreover, the thickness of the 2nd adhesion part 6 is several micrometers, for example. When such a second bonding portion 6 is used, the light emitted from the end surface 3 b of the semiconductor laser 3 is less affected by the return light due to reflection on the carrier 2. Note that the thickness of the second adhesive portion 6 is different from the distance along the direction D1 between the reflective film 7 and the carrier 2 when the second adhesive portion 6 is not provided.

図1に戻って、半導体レーザ3の他方の端面3c上には、無反射膜8が設けられている。無反射膜8は、例えば酸化チタン及び酸化アルミニウムの一方又は双方を含む。ここでの半導体レーザ3から発振される光の波長における無反射膜8の反射率は、1%未満であることが好ましい。   Returning to FIG. 1, an antireflective film 8 is provided on the other end face 3 c of the semiconductor laser 3. The antireflective film 8 includes, for example, one or both of titanium oxide and aluminum oxide. Here, the reflectance of the non-reflective film 8 at the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 3 is preferably less than 1%.

半導体レーザ3の端面3bと、キャリア2の第2面4bとは互いに対向しており、端面3bと第2面4bとの間には積層体9が設けられている。積層体9は、上述した反射膜7と第2接着部6とによって形成されている。したがって、半導体レーザ3の端面3bと、キャリア2の第2面4bとは、積層体9を介して互いに接合している。具体的には、反射膜7と第2面4bとが、第2接着部6を介して互いに接合している。この積層体9には、第2接着部6及び反射膜7以外の膜が含まれてもよい。   The end surface 3b of the semiconductor laser 3 and the second surface 4b of the carrier 2 face each other, and a stacked body 9 is provided between the end surface 3b and the second surface 4b. The laminated body 9 is formed by the reflective film 7 and the second adhesive portion 6 described above. Therefore, the end surface 3 b of the semiconductor laser 3 and the second surface 4 b of the carrier 2 are joined to each other via the stacked body 9. Specifically, the reflective film 7 and the second surface 4 b are bonded to each other via the second adhesive portion 6. The laminated body 9 may include a film other than the second adhesive portion 6 and the reflective film 7.

半導体レーザ3は、導波路12、電極13,14、配線15,16、電極パッド17,18、半導体基板21、第1クラッド層22、埋め込み層23、及び絶縁膜24を備えている。半導体基板21は、例えばn型InP基板等であり、その厚さは例えば100μm〜200μmである。第1クラッド層22は、例えばn型InP層である。埋め込み層23は、第1クラッド層22上に設けられており、例えばp型InP層、n型InP層、p型InP層の順に積層された構造、或いは半絶縁性半導体による単層構造を有している。絶縁膜24は、埋め込み層23、並びに後述する溝25,26及びメサ構造30を覆うように設けられており、例えば酸化ケイ素及び窒化ケイ素の一方又は双方を含む。   The semiconductor laser 3 includes a waveguide 12, electrodes 13 and 14, wirings 15 and 16, electrode pads 17 and 18, a semiconductor substrate 21, a first cladding layer 22, a buried layer 23, and an insulating film 24. The semiconductor substrate 21 is, for example, an n-type InP substrate, and the thickness thereof is, for example, 100 μm to 200 μm. The first cladding layer 22 is, for example, an n-type InP layer. The buried layer 23 is provided on the first cladding layer 22 and has, for example, a structure in which a p-type InP layer, an n-type InP layer, and a p-type InP layer are stacked in this order, or a single-layer structure made of a semi-insulating semiconductor. doing. The insulating film 24 is provided so as to cover the buried layer 23 and grooves 25 and 26 and a mesa structure 30 described later, and includes, for example, one or both of silicon oxide and silicon nitride.

半導体レーザ3は、方向D1に沿って延在する一対の溝25,26を有する。一対の溝25,26は、例えば第1クラッド層22の一部及び埋め込み層23の一部が除去されることによって形成されている。一対の溝25,26の表面は、一部を除いて絶縁膜24によって覆われている。具体的には、溝25の底面25aを覆う絶縁膜24の一部に開口部24aが設けられており、半導体基板21の一部が露出している。この開口部24aを埋設するように電極13が設けられている。電極13は、開口部24aを介して半導体基板21に接続されており、半導体基板21を介して導波路12に電気的に接続されている。電極13は、例えばAuZnの金属層又はこれらの金属を含む合金層である。   The semiconductor laser 3 has a pair of grooves 25 and 26 extending along the direction D1. The pair of grooves 25 and 26 are formed, for example, by removing a part of the first cladding layer 22 and a part of the buried layer 23. The surfaces of the pair of grooves 25 and 26 are covered with an insulating film 24 except for a part thereof. Specifically, an opening 24a is provided in a part of the insulating film 24 covering the bottom surface 25a of the groove 25, and a part of the semiconductor substrate 21 is exposed. The electrode 13 is provided so as to bury the opening 24a. The electrode 13 is connected to the semiconductor substrate 21 through the opening 24 a and is electrically connected to the waveguide 12 through the semiconductor substrate 21. The electrode 13 is, for example, an AuZn metal layer or an alloy layer containing these metals.

導波路12は、一対の溝25,26によって挟まれるメサ構造30内に形成されている。図1(c)に示されるように、導波路12は、光出射方向である方向D1に沿って延在するストライプ状の活性層である。メサ構造30は、第1クラッド層31と、第2クラッド層32と、導波路12と、埋め込み層33と、回折格子34とを有している。第1クラッド層31は、第1クラッド層22と同じn型InP層であり、導波路12と半導体基板21との間に設けられる。第2クラッド層32は、導波路12上に設けられており、例えばp型InP層である。埋め込み層33は、埋め込み層23と同じ構造を有している。回折格子34は、方向D3において導波路12と重なるように第1クラッド層31内に設けられており、第1クラッド層31とは異なる屈折率を有する。第1クラッド層31がn型InP層である場合、回折格子34は、例えばInGaAsPを含む。   The waveguide 12 is formed in a mesa structure 30 sandwiched between a pair of grooves 25 and 26. As shown in FIG. 1C, the waveguide 12 is a stripe-shaped active layer extending along the direction D1 that is the light emission direction. The mesa structure 30 includes a first cladding layer 31, a second cladding layer 32, a waveguide 12, a buried layer 33, and a diffraction grating 34. The first cladding layer 31 is the same n-type InP layer as the first cladding layer 22, and is provided between the waveguide 12 and the semiconductor substrate 21. The second cladding layer 32 is provided on the waveguide 12 and is, for example, a p-type InP layer. The buried layer 33 has the same structure as the buried layer 23. The diffraction grating 34 is provided in the first cladding layer 31 so as to overlap the waveguide 12 in the direction D3, and has a refractive index different from that of the first cladding layer 31. When the first cladding layer 31 is an n-type InP layer, the diffraction grating 34 includes, for example, InGaAsP.

図1(c)に示されるように、導波路12は、一対の共振端面12a、12bを有している。共振端面12aは半導体レーザ3の端面3bに含まれ、共振端面12bは半導体レーザ3の端面3cに含まれる。導波路12は、例えば多重量子井戸(MQW:multi quantum well)構造となるように、複数のInGaAsP層を有している。なお、半導体レーザ3における表面3a,3dは、導波路12に沿って延在する。   As shown in FIG. 1C, the waveguide 12 has a pair of resonance end faces 12a and 12b. The resonance end face 12 a is included in the end face 3 b of the semiconductor laser 3, and the resonance end face 12 b is included in the end face 3 c of the semiconductor laser 3. The waveguide 12 has a plurality of InGaAsP layers so as to have, for example, a multi quantum well (MQW) structure. Note that the surfaces 3 a and 3 d of the semiconductor laser 3 extend along the waveguide 12.

図1(b)に示されるように、導波路12上の絶縁膜24の一部には開口部24bが設けられており、第2クラッド層32の一部が露出している。この開口部24bを埋設するように電極14が設けられている。電極14は、導波路12に電流を供給する。電極14は、例えばAuZn等の金属層又はこれらの金属を含む合金層である。   As shown in FIG. 1B, an opening 24b is provided in a part of the insulating film 24 on the waveguide 12, and a part of the second cladding layer 32 is exposed. The electrode 14 is provided so as to embed the opening 24b. The electrode 14 supplies a current to the waveguide 12. The electrode 14 is, for example, a metal layer such as AuZn or an alloy layer containing these metals.

配線15は、溝25からメサ構造30と反対側に向かって延在している。配線15は、例えば金(Au)からなる金属層である。配線15の一端は、溝25内に設けられている電極13に接続されている。配線15の他端は、電極パッド17に接続されている。電極パッド17の表面には、例えば基準電位を有するワイヤがボンディング接続される。配線16は、メサ構造30から溝26側に向かって延在している。配線16は、例えば金(Au)からなる金属層である。配線16には変調信号及びバイアス電流が供給される。配線16の一端は、メサ構造30上に位置しており、電極14に接続されている。配線16の他端は、電極パッド18に接続されている。電極パッド18の表面には、例えば変調信号が供給されるワイヤと、バイアス電流が供給されるワイヤとがボンディング接続される。   The wiring 15 extends from the groove 25 toward the side opposite to the mesa structure 30. The wiring 15 is a metal layer made of, for example, gold (Au). One end of the wiring 15 is connected to the electrode 13 provided in the groove 25. The other end of the wiring 15 is connected to the electrode pad 17. For example, a wire having a reference potential is bonded to the surface of the electrode pad 17. The wiring 16 extends from the mesa structure 30 toward the groove 26 side. The wiring 16 is a metal layer made of, for example, gold (Au). A modulation signal and a bias current are supplied to the wiring 16. One end of the wiring 16 is located on the mesa structure 30 and is connected to the electrode 14. The other end of the wiring 16 is connected to the electrode pad 18. For example, a wire to which a modulation signal is supplied and a wire to which a bias current is supplied are bonded to the surface of the electrode pad 18.

次に、第1実施形態に係る光半導体装置1の製造方法について図3及び図4を用いながら説明する。図3(a)〜(c)及び図4(a)〜(c)は、第1実施形態に係る光半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。   Next, a method for manufacturing the optical semiconductor device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the optical semiconductor device according to the first embodiment.

まず、図3(a)に示されるように、キャリア2を準備する。また、これとは別に、上述した半導体レーザ3(図1(a)〜図1(c)を参照)を準備する。半導体レーザ3の端面3b上には、反射膜7が設けられている。   First, as shown in FIG. 3A, the carrier 2 is prepared. Separately, the above-described semiconductor laser 3 (see FIGS. 1A to 1C) is prepared. A reflective film 7 is provided on the end face 3 b of the semiconductor laser 3.

次に、図3(b)に示されるように、キャリア2の一部を除去することにより、第1面4a及び第2面4bを有する段差4をキャリア2に形成する。例えばエッチング、研磨、又は切削加工等の公知の方法によって段差4をキャリア2に形成する。段差4の形成と同時に、第2面4b及び当該第2面4bに交差する頂面41aを有する突出部41をキャリア2に形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, a step 4 having a first surface 4 a and a second surface 4 b is formed on the carrier 2 by removing a part of the carrier 2. For example, the step 4 is formed on the carrier 2 by a known method such as etching, polishing, or cutting. Simultaneously with the formation of the step 4, the carrier 2 is formed with a protrusion 41 having a second surface 4b and a top surface 41a intersecting the second surface 4b.

次に、図3(c)に示されるように、段差4の第1面4a上に、例えば滴下法等によって第1接着部5を形成する。また、図4(a)に示されるように、段差4の第2面4b上に、例えば塗布法又はディスペンサ法等によって第2接着部6を形成する。このとき、第1接着部5及び第2接着部6が共に融解する温度にて、第2接着部6が形成される。なお、第1接着部5及び第2接着部6の形成順序は、特に限定されない。よって、第1接着部5の形成後に第2接着部6を形成してもよいし、第2接着部6の形成後に第1接着部5を形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 3C, the first adhesive portion 5 is formed on the first surface 4a of the step 4 by, for example, a dropping method. Further, as shown in FIG. 4A, the second adhesive portion 6 is formed on the second surface 4b of the step 4 by, for example, a coating method or a dispenser method. At this time, the second adhesive portion 6 is formed at a temperature at which the first adhesive portion 5 and the second adhesive portion 6 are melted together. In addition, the formation order of the 1st adhesion part 5 and the 2nd adhesion part 6 is not specifically limited. Therefore, the second adhesive portion 6 may be formed after the first adhesive portion 5 is formed, or the first adhesive portion 5 may be formed after the second adhesive portion 6 is formed.

次に、図4(b),(c)に示されるように、半導体レーザ3をキャリア2に搭載する。まず、半導体レーザ3の表面3aを第1面4aに対向させると共に、端面3bを第2面4bに対向させる。そして、表面3aを第1接着部5に当接させると共に、反射膜7を第2接着部6に当接させる。その後、冷却することによって第1接着部5及び第2接着部6を固着させ、半導体レーザ3をキャリア2に接合する。以上の工程を経て、キャリア2に搭載された半導体レーザ3を有する光半導体装置1の一部を形成する。   Next, as shown in FIGS. 4B and 4C, the semiconductor laser 3 is mounted on the carrier 2. First, the surface 3a of the semiconductor laser 3 is opposed to the first surface 4a, and the end surface 3b is opposed to the second surface 4b. Then, the surface 3 a is brought into contact with the first adhesive portion 5, and the reflective film 7 is brought into contact with the second adhesive portion 6. Thereafter, the first bonding portion 5 and the second bonding portion 6 are fixed by cooling, and the semiconductor laser 3 is bonded to the carrier 2. Through the above steps, a part of the optical semiconductor device 1 having the semiconductor laser 3 mounted on the carrier 2 is formed.

以上に説明した製造方法によって形成される、第1実施形態に係る光半導体装置1によって得られる効果について説明する。図5(a)は、比較例に係る光半導体装置の一部を示す平面図であり、図5(b)は、図5(a)のVb−Vb線矢視断面図である。図5(a),(b)に示されるように、光半導体装置101におけるキャリア102には、段差が形成されていない。比較例において、半導体レーザ3は、第1接着部5を介してキャリア102の主面102aに接合されている。この場合、半導体レーザ3の駆動中、反射膜7が形成された端面3b近傍に熱が蓄積されやすく、光学損傷が発生するおそれがある。したがって、比較例に係る光半導体装置101の寿命が劣化することがある。   The effects obtained by the optical semiconductor device 1 according to the first embodiment formed by the manufacturing method described above will be described. FIG. 5A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the comparative example, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5B, no step is formed on the carrier 102 in the optical semiconductor device 101. In the comparative example, the semiconductor laser 3 is bonded to the main surface 102 a of the carrier 102 via the first bonding portion 5. In this case, during driving of the semiconductor laser 3, heat is likely to be accumulated in the vicinity of the end face 3b where the reflective film 7 is formed, and optical damage may occur. Therefore, the lifetime of the optical semiconductor device 101 according to the comparative example may be deteriorated.

これに対して、第1実施形態に係る製造方法によって製造された光半導体装置1によれば、半導体レーザ3の表面3aとキャリア2の第1面4aとは、第1接着部5を介して互いに接合している。また、半導体レーザ3の端面3bとキャリア2の第2面4bとは、積層体9(第2接着部6及び反射膜7)を介して互いに接合している。この場合、上記端面3b近傍にて光吸収により発生した熱は、半導体レーザ3の表面3aから第1接着部5を介してキャリア2の第1面4aに伝達するだけでなく、半導体レーザ3の端面3bから積層体9を介してキャリア2の第2面4bに伝達する。これにより、半導体レーザ3の端面3b近傍の温度が上昇しにくくなり、光学損傷等の発生が抑制される。したがって、長寿命を有する光半導体装置1を提供できる。   On the other hand, according to the optical semiconductor device 1 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment, the surface 3 a of the semiconductor laser 3 and the first surface 4 a of the carrier 2 are interposed via the first bonding portion 5. They are joined together. In addition, the end surface 3b of the semiconductor laser 3 and the second surface 4b of the carrier 2 are bonded to each other via the stacked body 9 (the second adhesive portion 6 and the reflective film 7). In this case, the heat generated by light absorption in the vicinity of the end surface 3b is not only transmitted from the surface 3a of the semiconductor laser 3 to the first surface 4a of the carrier 2 through the first adhesive portion 5, but also from the semiconductor laser 3 It is transmitted from the end surface 3 b to the second surface 4 b of the carrier 2 through the stacked body 9. Thereby, the temperature in the vicinity of the end face 3b of the semiconductor laser 3 is unlikely to rise, and the occurrence of optical damage or the like is suppressed. Therefore, the optical semiconductor device 1 having a long life can be provided.

また、近年の半導体レーザ等が小型化されているので、当該半導体レーザの共振器長等が短くなっている。このような半導体レーザの放熱経路が限定的になっている場合、第1実施形態に係る光半導体装置1の構造が好適に採用できる。   In addition, since semiconductor lasers and the like in recent years have been downsized, the resonator length and the like of the semiconductor laser have been shortened. When the heat dissipation path of such a semiconductor laser is limited, the structure of the optical semiconductor device 1 according to the first embodiment can be suitably employed.

また、端面3bには、順に積層された低屈折率膜7g(第1の絶縁膜)、高屈折率膜7f(第2の絶縁膜)、及び低屈折率膜7e(第3の絶縁膜)を含む反射膜7が設けられ、低屈折率膜7gは、第2接着部6側に位置しており、高屈折率膜7fの屈折率は、低屈折率膜7g及び低屈折率膜7eの屈折率より高く、高屈折率膜7fの厚さは、半導体レーザ3から発振される光の波長のa/4倍であり、aは、1以上の奇数であってもよい。この場合、導波路12からキャリア2の第2面4b側に出射する光を、反射膜7によって良好に反射できる。   Further, on the end surface 3b, a low refractive index film 7g (first insulating film), a high refractive index film 7f (second insulating film), and a low refractive index film 7e (third insulating film) are sequentially stacked. The low refractive index film 7g is located on the second adhesive portion 6 side, and the refractive index of the high refractive index film 7f is the same as that of the low refractive index film 7g and the low refractive index film 7e. The thickness of the high refractive index film 7f that is higher than the refractive index is a / 4 times the wavelength of light oscillated from the semiconductor laser 3, and a may be an odd number of 1 or more. In this case, the light emitted from the waveguide 12 to the second surface 4 b side of the carrier 2 can be favorably reflected by the reflective film 7.

また、反射膜7は、低屈折率膜7e側から順に積層される、高屈折率膜7d(第4の絶縁膜)及び低屈折率膜7c(第5の絶縁膜)をさらに含み、高屈折率膜7dの屈折率は、低屈折率膜7c、7e、7gの屈折率より高く、高屈折率膜7dの厚さは、半導体レーザ3から発振される光の波長のb/4倍であり、bは、aと異なる数であると共に1以上の奇数であってもよい。この場合、導波路12からキャリア2の第2面4b側に出射する光を、反射膜7によって一層良好に反射できる。   The reflective film 7 further includes a high refractive index film 7d (fourth insulating film) and a low refractive index film 7c (fifth insulating film), which are stacked in this order from the low refractive index film 7e side. The refractive index of the refractive index film 7d is higher than the refractive indices of the low refractive index films 7c, 7e, 7g, and the thickness of the high refractive index film 7d is b / 4 times the wavelength of the light oscillated from the semiconductor laser 3. , B may be different from a and an odd number of 1 or more. In this case, the light emitted from the waveguide 12 to the second surface 4 b side of the carrier 2 can be reflected more favorably by the reflective film 7.

また、キャリア2は、酸化アルミニウム,銅タングステン,窒化アルミニウム,ケイ素及び炭化ケイ素の少なくとも一つを含んでもよい。この場合、キャリア2は熱伝導率の高い材質を含むので、半導体レーザ3にて発生した熱を良好にキャリア2に伝達できる。なお、キャリア2が絶縁体である場合、キャリア2と第1接着部5との間に金属又は合金製の導電膜が形成されてもよい。これにより、第1接着部5がキャリア2から剥離することを抑制すると共に、第1接着部5を介した半導体レーザ3への電気伝導が良好になる。   The carrier 2 may include at least one of aluminum oxide, copper tungsten, aluminum nitride, silicon, and silicon carbide. In this case, since the carrier 2 includes a material having high thermal conductivity, heat generated by the semiconductor laser 3 can be transmitted to the carrier 2 satisfactorily. In the case where the carrier 2 is an insulator, a conductive film made of metal or alloy may be formed between the carrier 2 and the first bonding portion 5. As a result, the first adhesive portion 5 is prevented from being peeled off from the carrier 2 and electrical conduction to the semiconductor laser 3 through the first adhesive portion 5 is improved.

(第1変形例)
図6(a)は、第1実施形態の第1変形例に係る光半導体装置の一部を示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb−VIb線矢視断面図である。図6(a),(b)に示されるように、キャリア2における突出部41の頂面41a上には、伝送線路基板42が設けられている。伝送線路基板42は、絶縁基板43と、絶縁基板43上に設けられる導電層(マイクロストリップライン)44〜46とを有している。絶縁基板43は、例えば酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiN)、又は酸化アルミニウム等からなる基板である。導電層44〜46は、例えば金等を含む金属又は合金を含んでいる。導電層44は、例えば基準電位とされる。導電層45には、例えばバイアス電流が供給され、導電層46には、例えば変調電流が供給される。導電層44は、ワイヤW1を介して電極パッド17に接続されている。導電層45はワイヤW2を介して電極パッド18に接続されており、導電層46はワイヤW2よりも短いワイヤW3を介して電極パッド18に接続されている。
(First modification)
FIG. 6A is a plan view showing a part of the optical semiconductor device according to the first modification of the first embodiment, and FIG. 6B is a view taken along the line VIb-VIb in FIG. It is sectional drawing. As shown in FIGS. 6A and 6B, a transmission line substrate 42 is provided on the top surface 41 a of the protrusion 41 in the carrier 2. The transmission line substrate 42 includes an insulating substrate 43 and conductive layers (microstrip lines) 44 to 46 provided on the insulating substrate 43. The insulating substrate 43 is a substrate made of, for example, silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiN), aluminum oxide, or the like. The conductive layers 44 to 46 include, for example, a metal or alloy including gold or the like. The conductive layer 44 is set to a reference potential, for example. For example, a bias current is supplied to the conductive layer 45, and a modulation current is supplied to the conductive layer 46, for example. The conductive layer 44 is connected to the electrode pad 17 through the wire W1. The conductive layer 45 is connected to the electrode pad 18 via a wire W2, and the conductive layer 46 is connected to the electrode pad 18 via a wire W3 shorter than the wire W2.

図7(a)は、第1変形例に係る光半導体装置を示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)のVIIb−VIIb線矢視断面図である。図7(a),(b)に示されるように、光半導体装置1Aは、半導体レーザ3が搭載されたキャリア2に加えて、集積回路52が搭載されたヒートシンク51を有する。集積回路52からは、3つの配線53〜55がキャリア2に向けて延びている。集積回路52は発熱体となるので、キャリア2とヒートシンク51とは、互いに独立して(離間して)設けられている。   FIG. 7A is a plan view showing the optical semiconductor device according to the first modification, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line VIIb-VIIb in FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the optical semiconductor device 1A includes a heat sink 51 on which an integrated circuit 52 is mounted in addition to the carrier 2 on which the semiconductor laser 3 is mounted. Three wirings 53 to 55 extend from the integrated circuit 52 toward the carrier 2. Since the integrated circuit 52 serves as a heating element, the carrier 2 and the heat sink 51 are provided independently (separated from each other).

集積回路52は、基準電位、変調電流及びバイアス電流等を供給する回路である。配線53は、ワイヤW4を介して導電層44に接続されており、集積回路52からの基準電位を導電層44に提供する。配線54は、ワイヤW5を介して導電層45に接続されており、集積回路52からのバイアス電流を導電層44に提供する。配線55は、ワイヤW6を介して導電層46に接続されており、集積回路52からの変調電流を導電層44に提供する。このように、半導体レーザ3は、伝送線路基板42及びワイヤW1〜W6を介して、集積回路52に接続されている。   The integrated circuit 52 is a circuit that supplies a reference potential, a modulation current, a bias current, and the like. The wiring 53 is connected to the conductive layer 44 via the wire W4, and provides the reference potential from the integrated circuit 52 to the conductive layer 44. The wiring 54 is connected to the conductive layer 45 via the wire W <b> 5, and provides a bias current from the integrated circuit 52 to the conductive layer 44. The wiring 55 is connected to the conductive layer 46 via the wire W6, and provides the modulation current from the integrated circuit 52 to the conductive layer 44. Thus, the semiconductor laser 3 is connected to the integrated circuit 52 through the transmission line substrate 42 and the wires W1 to W6.

図8は、比較例に係る光半導体装置を示す平面図である。図8に示されるように、光半導体装置101Aには、伝送線路基板が設けられていない。このような光半導体装置101Aでは、電極パッド17はワイヤW11を介して配線53に接続され、電極パッド18は、ワイヤW12を介して配線54に接続されるとともにワイヤW13を介して配線55に接続される。この場合、キャリア2とヒートシンク51とが互いに独立して(離間して)配置されることにより、ワイヤW11〜W13が長くなり、当該ワイヤW11〜W13による信号損失等が発生する。   FIG. 8 is a plan view showing an optical semiconductor device according to a comparative example. As shown in FIG. 8, the optical semiconductor device 101A is not provided with a transmission line substrate. In such an optical semiconductor device 101A, the electrode pad 17 is connected to the wiring 53 through the wire W11, and the electrode pad 18 is connected to the wiring 54 through the wire W12 and to the wiring 55 through the wire W13. Is done. In this case, since the carrier 2 and the heat sink 51 are arranged independently (separated) from each other, the wires W11 to W13 become longer, and signal loss or the like due to the wires W11 to W13 occurs.

これに対して、第1変形例に係る光半導体装置1Aでは、半導体レーザ3と集積回路52とを互いに電気的に接続するためのワイヤW1〜W6の長さを、伝送線路基板42がキャリア2に設けられている分短くできる。これにより、光半導体装置1Aのサイズを変更することなく、ワイヤW1〜W6による信号損失等を抑制できる。また、第1変形例に係る光半導体装置1Aにおいても、第1実施形態に係る光半導体装置1と同様の効果が奏される。   In contrast, in the optical semiconductor device 1A according to the first modification, the length of the wires W1 to W6 for electrically connecting the semiconductor laser 3 and the integrated circuit 52 to each other is set so that the transmission line substrate 42 is the carrier 2. Can be shortened by the amount provided. Thereby, the signal loss etc. by the wires W1-W6 can be suppressed without changing the size of the optical semiconductor device 1A. In addition, the optical semiconductor device 1A according to the first modification also has the same effect as the optical semiconductor device 1 according to the first embodiment.

(第2変形例)
図9(a)は、第1実施形態の第2変形例に係る光半導体装置を示す平面図であり、図9(b)は、図9(a)のIXb−IXb線矢視断面図である。図9(a),(b)に示されるように、光半導体装置1Bの伝送線路基板42Aは、集積回路52に向けて延出する延出部47を有している。この延出部47における集積回路52側の一端42bから集積回路52までの距離L1は、キャリア2における集積回路52側の側面2aから集積回路52までの距離L2よりも近い。言い換えれば、延出部47は、方向D3においてキャリア2と重なっていない。また、延出部47上には、他の導電層44,45よりも長い導電層46が形成されている。このように延出部47上に導電層46が形成されることにより、ワイヤW6の長さをさらに短くすることができ、当該ワイヤW6による信号損失等をより抑制できる。加えて、第2変形例に係る光半導体装置1Bにおいても、第1変形例に係る光半導体装置1Aと同様の効果が奏される。
(Second modification)
FIG. 9A is a plan view showing an optical semiconductor device according to a second modification of the first embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line IXb-IXb in FIG. 9A. is there. As shown in FIGS. 9A and 9B, the transmission line substrate 42 </ b> A of the optical semiconductor device 1 </ b> B has an extending portion 47 that extends toward the integrated circuit 52. A distance L1 from the one end 42b on the integrated circuit 52 side to the integrated circuit 52 in the extension portion 47 is closer than a distance L2 from the side surface 2a on the integrated circuit 52 side to the integrated circuit 52 in the carrier 2. In other words, the extending portion 47 does not overlap the carrier 2 in the direction D3. In addition, a conductive layer 46 longer than the other conductive layers 44 and 45 is formed on the extending portion 47. By forming the conductive layer 46 on the extending portion 47 in this way, the length of the wire W6 can be further shortened, and signal loss due to the wire W6 can be further suppressed. In addition, also in the optical semiconductor device 1B according to the second modification, the same effect as the optical semiconductor device 1A according to the first modification is exhibited.

本発明による光半導体装置及び光半導体装置の製造方法は、上述した実施形態及び変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態におけるキャリアは、方向D3から見て平行四辺形状でもよく、角が丸まった四角形状でもよい。   The optical semiconductor device and the manufacturing method of the optical semiconductor device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various other modifications are possible. For example, the carrier in the above embodiment may have a parallelogram shape as viewed from the direction D3 or may have a quadrangular shape with rounded corners.

1,1A,1B…光半導体装置、2…キャリア、3…半導体レーザ、3a…表面、3b,3c…端面、4…段差、4a…第1面、4b…第2面、5…第1接着部、6…第2接着部、7…反射膜、7a,7c,7e,7g…低屈折率膜、7b,7d,7f…高屈折率膜、9…積層体、12…導波路、12a,12b…共振端面、41…突出部、41a…頂面、42,42A…伝送線路基板、43…絶縁基板、44〜46…導電層、47…延出部、51…ヒートシンク、52…集積回路、D1〜D3…方向、W1〜W6…ワイヤ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Optical semiconductor device, 2 ... Carrier, 3 ... Semiconductor laser, 3a ... Surface, 3b, 3c ... End face, 4 ... Level difference, 4a ... First surface, 4b ... Second surface, 5 ... First adhesion Part 6 ... second adhesive part 7 ... reflective film 7a, 7c, 7e, 7g ... low refractive index film, 7b, 7d, 7f ... high refractive index film, 9 ... laminated body, 12 ... waveguide, 12a, 12b ... Resonant end face, 41 ... Projection, 41a ... Top surface, 42, 42A ... Transmission line substrate, 43 ... Insulating substrate, 44-46 ... Conductive layer, 47 ... Extension, 51 ... Heat sink, 52 ... Integrated circuit, D1-D3 ... direction, W1-W6 ... wire.

Claims (7)

半導体レーザと、
前記半導体レーザを搭載する第1面、及び前記半導体レーザの導波路の一方の端面に対向する第2面を有するキャリアと、
前記端面と前記第2面との間に設けられ、前記半導体レーザ及び前記キャリアの両方に接着される接着部と、
を備える光半導体装置。
A semiconductor laser;
A carrier having a first surface on which the semiconductor laser is mounted and a second surface facing one end surface of the waveguide of the semiconductor laser;
An adhesive portion provided between the end surface and the second surface and bonded to both the semiconductor laser and the carrier;
An optical semiconductor device comprising:
前記端面には、順に積層された第1、第2及び第3の絶縁膜を含む反射膜が設けられ、
前記第1の絶縁膜は、前記接着部側に位置しており、
前記第2の絶縁膜の屈折率は、前記第1及び前記第3の絶縁膜の屈折率より高く、
前記第2の絶縁膜の厚さは、前記半導体レーザから発振される光の波長のa/4倍であり、
aは、1以上の奇数である、請求項1に記載の光半導体装置。
The end face is provided with a reflective film including first, second and third insulating films stacked in order,
The first insulating film is located on the bonding portion side,
The refractive index of the second insulating film is higher than the refractive indexes of the first and third insulating films,
The thickness of the second insulating film is a / 4 times the wavelength of light oscillated from the semiconductor laser,
The optical semiconductor device according to claim 1, wherein a is an odd number of 1 or more.
前記反射膜は、前記第3の絶縁膜側から順に積層された、第4及び第5の絶縁膜をさらに含み、
前記第4の絶縁膜の屈折率は、前記第1、前記第3及び前記第5の絶縁膜の屈折率より高く、
前記第4の絶縁膜の厚さは、前記半導体レーザから発振される光の波長のb/4倍であり、
bは、aと異なる数であると共に1以上の奇数である、請求項2に記載の光半導体装置。
The reflective film further includes fourth and fifth insulating films stacked in order from the third insulating film side,
The refractive index of the fourth insulating film is higher than the refractive indexes of the first, third, and fifth insulating films,
The thickness of the fourth insulating film is b / 4 times the wavelength of light oscillated from the semiconductor laser,
The optical semiconductor device according to claim 2, wherein b is a number different from a and an odd number of 1 or more.
前記キャリアは、酸化アルミニウム,銅タングステン,窒化アルミニウム,ケイ素及び炭化ケイ素の少なくとも一つを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the carrier includes at least one of aluminum oxide, copper tungsten, aluminum nitride, silicon, and silicon carbide. 前記キャリアとは独立して設けられるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに搭載される集積回路と、
をさらに備え、
前記キャリアは、前記第2面及び前記第2面に交差する頂面が含まれる突出部を有し、
前記突出部の前記頂面には、伝送線路基板が設けられており、
前記半導体レーザは、前記伝送線路基板及びワイヤを介して、前記集積回路に電気的に接続される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光半導体装置。
A heat sink provided independently of the carrier;
An integrated circuit mounted on the heat sink;
Further comprising
The carrier has a protrusion including a second surface and a top surface intersecting the second surface;
A transmission line substrate is provided on the top surface of the protrusion,
The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor laser is electrically connected to the integrated circuit via the transmission line substrate and a wire.
前記伝送線路基板における前記集積回路側の一端から前記集積回路までの距離は、前記キャリアにおける前記集積回路側の側面から前記集積回路までの距離よりも近い、請求項5に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to claim 5, wherein a distance from one end of the transmission line substrate on the integrated circuit side to the integrated circuit is closer than a distance from a side surface of the carrier on the integrated circuit side to the integrated circuit. 端面、前記端面と異なる面である表面、及び前記端面に設けられた反射膜を有する半導体レーザと、
前記表面に対向する第1面、及び前記端面に対向する第2面を有するキャリアと、
を備える光半導体装置において、
前記キャリアの前記第1面上に第1接着部を形成すると共に、前記キャリアの前記第2面上に第2接着部を形成する工程と、
前記半導体レーザの表面を前記第1接着部に当接させると共に、前記反射膜を前記第2接着部に当接させることによって、前記半導体レーザを前記キャリアに接合する工程と、
を備える光半導体装置の製造方法。
A semiconductor laser having an end face, a surface different from the end face, and a reflective film provided on the end face;
A carrier having a first surface facing the surface and a second surface facing the end surface;
In an optical semiconductor device comprising:
Forming a first adhesive portion on the first surface of the carrier and forming a second adhesive portion on the second surface of the carrier;
Bonding the semiconductor laser to the carrier by bringing the surface of the semiconductor laser into contact with the first adhesive portion and bringing the reflective film into contact with the second adhesive portion;
An optical semiconductor device manufacturing method comprising:
JP2015040072A 2015-03-02 2015-03-02 Optical semiconductor device and method of manufacturing the same Pending JP2016162878A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015040072A JP2016162878A (en) 2015-03-02 2015-03-02 Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015040072A JP2016162878A (en) 2015-03-02 2015-03-02 Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016162878A true JP2016162878A (en) 2016-09-05

Family

ID=56845494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015040072A Pending JP2016162878A (en) 2015-03-02 2015-03-02 Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016162878A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6928199B1 (en) * 2020-10-01 2021-09-01 三菱電機株式会社 Semiconductor laser device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6928199B1 (en) * 2020-10-01 2021-09-01 三菱電機株式会社 Semiconductor laser device
WO2022070388A1 (en) * 2020-10-01 2022-04-07 三菱電機株式会社 Semiconductor laser device
CN116235371A (en) * 2020-10-01 2023-06-06 三菱电机株式会社 Semiconductor laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5368957B2 (en) Manufacturing method of semiconductor laser chip
US7817695B2 (en) Lateral optically pumped surface-emitting semiconductor laser on a heat sink
US9799808B2 (en) Light emitting element and light emitting element package
JP4845132B2 (en) Semiconductor laser device, manufacturing method thereof, and manufacturing method of optical semiconductor device
JP2010041035A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same, and optical pickup device
WO2021200550A1 (en) Quantum cascade laser element, quantum cascade laser device, and method for manufacturing quantum cascade laser device
JP2009064961A (en) Semiconductor laser device and manufacturing method therefor
JP5214844B2 (en) Optical semiconductor device
JP5103008B2 (en) Semiconductor laser device and semiconductor laser device
JP6231389B2 (en) Semiconductor optical device and optical module
KR101517277B1 (en) Multi-beam semiconductor laser apparatus
JPH07115247A (en) Semiconductor laser and its fabrication
JP2003031905A (en) Multi-beam semiconductor laser element and semiconductor laser
US9397473B2 (en) Laser diode and transmitter module
JP2016162878A (en) Optical semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2020021964A (en) Light-emitting element and light-emitting element package
JP5867026B2 (en) Laser equipment
JP2006190854A (en) Light emitting diode
JP2016012718A (en) Semiconductor laser element
JP7473839B2 (en) Laser diode element and its manufacturing method
JP5410195B2 (en) Multi-beam semiconductor laser device
US20230130363A1 (en) Quantum cascade laser element and quantum cascade laser device
US20230148134A1 (en) Quantum-cascade laser element and quantum-cascade laser device
JP2018026597A (en) Light-emitting device and light-emitting device package
JP5779214B2 (en) Multi-beam semiconductor laser device