JP2017084899A - Surface emitting laser array and method of manufacturing surface emitting laser array - Google Patents

Surface emitting laser array and method of manufacturing surface emitting laser array Download PDF

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Yosuke Abe
洋輔 阿部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface emitting laser array which can be bonded to a heat sink, without short-circuiting an upper electrode and a lower electrode.SOLUTION: A surface emitting laser array having a light emitting region including a plurality of light emitting parts formed of a vertical resonator type surface emitting laser element having a mesa including a lower reflector, a resonator region including an active layer, and an upper reflector, has electrode pads formed to surround the light emitting region, and a wall formed to surround the electrode pads, and insulated electrically therefrom.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、面発光レーザアレイ及び面発光レーザアレイの製造方法に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser array and a method for manufacturing the surface emitting laser array.

従来、高出力レーザ用の光源として、複数の面発光レーザ素子(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)を二次元的に配置した面発光レーザアレイが知られている。面発光レーザアレイは、GaAs等の基板と、基板の上に形成された下部半導体DBR(Distributed Bragg Reflector)と、下部半導体DBRの上に形成された活性層と、活性層の上に形成された上部半導体DBRとを含む。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a light source for a high-power laser, a surface-emitting laser array in which a plurality of surface-emitting laser elements (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) are two-dimensionally arranged is known. The surface emitting laser array is formed on a substrate such as GaAs, a lower semiconductor DBR (Distributed Bragg Reflector) formed on the substrate, an active layer formed on the lower semiconductor DBR, and an active layer. And an upper semiconductor DBR.

このような面発光レーザアレイにおいては、それぞれの面発光レーザ素子を同時に発光させて高出力とする場合、活性層で発生する熱が出力に影響を及ぼす場合がある。これは、活性層が熱抵抗の高い基板、下部半導体DBR、上部半導体DBR等により挟み込まれた構造となっており、面発光レーザ素子を発光させることにより活性層の温度が上昇するからである。   In such a surface emitting laser array, when each surface emitting laser element emits light at the same time for high output, heat generated in the active layer may affect the output. This is because the active layer has a structure sandwiched between a substrate having a high thermal resistance, a lower semiconductor DBR, an upper semiconductor DBR, and the like, and the temperature of the active layer rises when the surface emitting laser element emits light.

そこで、従来では、面発光レーザアレイの基板を除去して、はんだ等の接合材を用いて放熱板を接合することにより、放熱板を介して活性層で発生する熱を外部へ放出し、活性層の温度の上昇を抑制する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, by removing the substrate of the surface emitting laser array and bonding the heat sink using a bonding material such as solder, the heat generated in the active layer is released to the outside through the heat sink and activated. A method for suppressing an increase in the temperature of the layer is known (see, for example, Non-Patent Document 1).

しかしながら、上記の方法では、基板が除去された面発光レーザアレイを放熱板に接合する際、面発光レーザアレイの接合面と反対側の面まで接合材が回り込み、この面に形成された上部電極と接触する場合がある。これは、基板が除去された面発光レーザアレイの厚さが10μm程度と薄いためである。   However, in the above method, when the surface emitting laser array from which the substrate has been removed is bonded to the heat sink, the bonding material wraps around to the surface opposite to the bonding surface of the surface emitting laser array, and the upper electrode formed on this surface May come into contact with. This is because the thickness of the surface emitting laser array from which the substrate has been removed is as thin as about 10 μm.

このように、接合材が上部電極と接触すると、上部電極は接合材を介して面発光レーザアレイの接合面に形成された下部電極と電気的に短絡し、発光不良等が生じるおそれがある。   As described above, when the bonding material comes into contact with the upper electrode, the upper electrode is electrically short-circuited with the lower electrode formed on the bonding surface of the surface emitting laser array via the bonding material, which may cause a light emission failure or the like.

そこで、上記課題に鑑み、上部電極と下部電極とを短絡させることなく、放熱板に接合可能な面発光レーザアレイを提供することを目的とする。   Then, in view of the said subject, it aims at providing the surface emitting laser array which can be joined to a heat sink, without short-circuiting an upper electrode and a lower electrode.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る面発光レーザアレイは、
下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含むメサを有する垂直共振器型の面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイであって、
前記発光領域の周囲を囲むように形成された電極パッド部と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように形成され、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁と
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a surface emitting laser array according to an aspect of the present invention includes:
A surface emitting laser array having a light emitting region having a plurality of light emitting portions formed by a vertical cavity surface emitting laser element having a mesa including a lower reflecting mirror, an active layer, and an upper reflecting mirror There,
An electrode pad portion formed so as to surround the light emitting region;
The electrode pad portion is formed so as to surround the electrode pad portion, and has a wall electrically insulated from the electrode pad portion.

開示の技術によれば、上部電極と下部電極とを短絡させることなく、放熱板に接合可能な面発光レーザアレイを提供することができる。   According to the disclosed technology, it is possible to provide a surface emitting laser array that can be bonded to a heat sink without short-circuiting the upper electrode and the lower electrode.

第1実施形態の面発光レーザアレイの概略平面図Schematic plan view of the surface emitting laser array of the first embodiment 第1実施形態の面発光レーザアレイの概略断面図Schematic sectional view of the surface emitting laser array of the first embodiment 放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略平面図Schematic plan view showing a surface emitting laser array mounted on a heat sink 放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略断面図Schematic sectional view showing a surface emitting laser array mounted on a heat sink 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(1)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (1) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(2)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (2) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(3)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (3) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(4)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (4) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(5)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (5) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(6)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (6) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(7)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (7) 第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図(8)Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment (8) 第2実施形態の面発光レーザアレイを説明する図(1)FIG. 1 is a diagram for explaining a surface emitting laser array according to a second embodiment (1). 第2実施形態の面発光レーザアレイを説明する図(2)FIG. 2 illustrates a surface emitting laser array according to a second embodiment (2). 第3実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図(1)Schematic plan view for explaining a surface emitting laser array of a third embodiment (1) 第3実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図(2)Schematic plan view for explaining the surface emitting laser array of the third embodiment (2)

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

本実施形態の面発光レーザアレイは、例えば、レーザ点火プラグの光源、複合機等の光書き込み用の光源、レーザ加工機の加工用レーザに好適に用いることができるレーザアレイである。   The surface emitting laser array of the present embodiment is a laser array that can be suitably used for, for example, a light source of a laser spark plug, a light source for optical writing such as a multifunction machine, and a processing laser of a laser processing machine.

〔第1実施形態〕
第1実施形態の面発光レーザアレイについて、図1及び図2に基づき説明する。図1は、第1実施形態の面発光レーザアレイの概略平面図である。図2は、第1実施形態の面発光レーザアレイの概略断面図であり、図1における一点鎖線1A−1Bにおいて切断したときの断面を示している。なお、図2では、1個の発光部と電極パッド部とを図示している。
[First Embodiment]
The surface emitting laser array according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic plan view of the surface emitting laser array of the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the surface emitting laser array according to the first embodiment, and shows a cross section taken along the one-dot chain line 1A-1B in FIG. In FIG. 2, one light emitting portion and an electrode pad portion are illustrated.

図1に示すように、面発光レーザアレイ1は、二次元的に配列された複数の発光部100と、複数の発光部100が配列された領域(以下「発光領域LA」ともいう。)の周囲を囲むように形成された電極パッド部200と、電極パッド部200の周囲を囲むように形成された壁300とを有する。本実施形態では、発光領域LAは平面視で矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 1, the surface emitting laser array 1 includes a plurality of light emitting units 100 arranged in a two-dimensional manner and a region where the plurality of light emitting units 100 are arranged (hereinafter also referred to as “light emitting region LA”). The electrode pad portion 200 is formed so as to surround the periphery, and the wall 300 is formed so as to surround the periphery of the electrode pad portion 200. In the present embodiment, the light emitting area LA is formed in a rectangular shape in plan view.

複数の発光部100のそれぞれは、同一構造の面発光レーザ素子により形成されており、例えば、発振波長が808nm帯の垂直共振器型のレーザ素子により形成されている。なお、発振波長は、用途に応じて選択することができ、808nmに限定されるものではない。   Each of the plurality of light emitting units 100 is formed by a surface emitting laser element having the same structure, for example, a vertical cavity type laser element having an oscillation wavelength of 808 nm band. The oscillation wavelength can be selected according to the application, and is not limited to 808 nm.

図2に示すように、発光部100は、バッファ層101、下部半導体DBR102、下部スペーサ層103、活性層104、上部スペーサ層105、上部半導体DBR106、選択酸化層107、コンタクト層108、層間膜109、上部電極110及び下部電極111を有する。なお、下部半導体DBR102及び上部半導体DBR106を、それぞれ下部反射鏡及び上部反射鏡と称する場合がある。   As shown in FIG. 2, the light emitting unit 100 includes a buffer layer 101, a lower semiconductor DBR 102, a lower spacer layer 103, an active layer 104, an upper spacer layer 105, an upper semiconductor DBR 106, a selective oxide layer 107, a contact layer 108, and an interlayer film 109. The upper electrode 110 and the lower electrode 111 are provided. The lower semiconductor DBR 102 and the upper semiconductor DBR 106 may be referred to as a lower reflecting mirror and an upper reflecting mirror, respectively.

そして、活性層104、上部スペーサ層105、上部半導体DBR106及びコンタクト層108の一部を除去することにより、メサ120が形成されている。この場合、エッチングにより露出した下部スペーサ層103の上面がメサ120周辺の底面120aとなる。   The mesa 120 is formed by removing a part of the active layer 104, the upper spacer layer 105, the upper semiconductor DBR 106, and the contact layer 108. In this case, the upper surface of the lower spacer layer 103 exposed by etching becomes the bottom surface 120a around the mesa 120.

バッファ層101は、下部電極111の上に形成されており、例えば、n−GaAsにより形成されている。   The buffer layer 101 is formed on the lower electrode 111, and is formed of, for example, n-GaAs.

下部半導体DBR102は、バッファ層101の上に形成されている。下部半導体DBR102は、例えば、n−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層と、n−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層とを含み、低屈折率層と高屈折率層の対を1周期としたものを40.5周期形成したものである。 The lower semiconductor DBR 102 is formed on the buffer layer 101. The lower semiconductor DBR 102 includes, for example, a low refractive index layer made of n-Al 0.9 Ga 0.1 As and a high refractive index layer made of n-Al 0.3 Ga 0.7 As, and has a low refractive index. A layer having a pair of a high refractive index layer and one layer having a period is formed by 40.5 periods.

下部半導体DBR102の各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた、例えば、厚さが20nm程度の組成傾斜層を設けてもよい。この場合、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、発振波長をλとするとλ/4の光学的厚さとなるように定められる。なお、光学的厚さとその層の実際の厚さについては以下の関係がある。例えば、光学的厚さがλ/4の場合、その層の実際の厚さDは、D=λ/4N(但し、Nはその層の媒質の屈折率)である。   Between each refractive index layer of lower semiconductor DBR102, in order to reduce an electrical resistance, the composition gradient layer which changed composition gradually from one composition to the other composition, for example about 20 nm in thickness is formed. It may be provided. In this case, each refractive index layer is determined so as to have an optical thickness of λ / 4, including ½ of the adjacent composition gradient layer, where λ is the oscillation wavelength. The optical thickness and the actual thickness of the layer have the following relationship. For example, when the optical thickness is λ / 4, the actual thickness D of the layer is D = λ / 4N (where N is the refractive index of the medium of the layer).

下部スペーサ層103は、下部半導体DBR102の上に形成されており、例えば、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asにより形成されている。 The lower spacer layer 103 is formed on the lower semiconductor DBR 102, and is formed of, for example, non-doped Al 0.6 Ga 0.4 As.

活性層104は、下部スペーサ層103の上に形成されており、例えば、3層の量子井戸層と4層の障壁層とにより形成されている。各量子井戸層は、例えば、Al0.05Ga0.95Asにより形成され、各障壁層は、例えば、Al0.3Ga0.7Asにより形成されている。活性層104は、出射されるレーザ光の波長が808nm帯となるような厚さに定められている。 The active layer 104 is formed on the lower spacer layer 103, and is formed of, for example, three quantum well layers and four barrier layers. Each quantum well layer is made of, for example, Al 0.05 Ga 0.95 As, and each barrier layer is made of, for example, Al 0.3 Ga 0.7 As. The active layer 104 is set to a thickness such that the wavelength of the emitted laser light is in the 808 nm band.

上部スペーサ層105は、活性層104の上に形成されており、例えば、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asにより形成されている。 The upper spacer layer 105 is formed on the active layer 104, and is formed of non-doped Al 0.6 Ga 0.4 As, for example.

なお、下部スペーサ層103と活性層104と上部スペーサ層105とを含む部分は、共振器領域とも称され、その厚さが1波長の光学的厚さとなるように定められている。なお、活性層104は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器領域の中央に形成されている。   A portion including the lower spacer layer 103, the active layer 104, and the upper spacer layer 105 is also referred to as a resonator region, and the thickness thereof is determined to be an optical thickness of one wavelength. The active layer 104 is formed at the center of the resonator region, which is a position corresponding to the antinode in the standing wave distribution of the electric field, so that a high stimulated emission probability is obtained.

上部半導体DBR106は、上部スペーサ層105の上に形成されている。上部半導体DBR106は、例えば、p−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層とp−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層とを含み、低屈折率層と高屈折率層の対を1周期としたものを25周期形成したものである。上部半導体DBR106の各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層を設けてもよい。この場合、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、発振波長をλとするとλ/4の光学的厚さとなるように定められる。上部半導体DBR106における低屈折率層の1つには、例えば、AlAsからなる選択酸化層107が形成されている。 The upper semiconductor DBR 106 is formed on the upper spacer layer 105. The upper semiconductor DBR 106 includes, for example, a low refractive index layer made of p-Al 0.9 Ga 0.1 As and a high refractive index layer made of p-Al 0.3 Ga 0.7 As. And a pair of high refractive index layers formed as one period and 25 periods are formed. Between each refractive index layer of upper semiconductor DBR106, in order to reduce an electrical resistance, you may provide the composition inclination layer which changed the composition gradually toward the other composition from one composition. In this case, each refractive index layer is determined so as to have an optical thickness of λ / 4, including ½ of the adjacent composition gradient layer, where the oscillation wavelength is λ. A selective oxidation layer 107 made of, for example, AlAs is formed on one of the low refractive index layers in the upper semiconductor DBR 106.

選択酸化層107は、例えば、メサ120の側面から水蒸気等により酸化させ、メサ120の中央部にAlの酸化層107aによって囲まれた酸化されていない領域107bを形成したものである。この酸化されていない領域107bが電流通過領域である。   For example, the selective oxidation layer 107 is formed by oxidizing from the side surface of the mesa 120 with water vapor or the like to form an unoxidized region 107 b surrounded by the Al oxide layer 107 a at the center of the mesa 120. This non-oxidized region 107b is a current passing region.

コンタクト層108は、上部半導体DBR106の上に形成されており、例えば、p−GaAsにより形成されている。   The contact layer 108 is formed on the upper semiconductor DBR 106, and is made of, for example, p-GaAs.

なお、以上のように複数の半導体層が積層された構造体を、以降、便宜上「積層体」と称する場合がある。   Note that a structure in which a plurality of semiconductor layers are stacked as described above may be hereinafter referred to as a “stacked body” for convenience.

層間膜109は、メサ120の上面の一部、メサ120の側面及びメサ120周辺の底面120aを覆うように形成された絶縁膜であり、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、酸化シリコン(SiO)により形成されている。 The interlayer film 109 is an insulating film formed so as to cover a part of the upper surface of the mesa 120, the side surface of the mesa 120, and the bottom surface 120a around the mesa 120. For example, silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON) , Silicon oxide (SiO 2 ).

上部電極110は、層間膜109の上に形成されたp側電極であり、メサ120の最上層であるコンタクト層108のコンタクト領域108aと接触している。上部電極110は、例えば、Ti/Pt/Auがこの順番で積層された多層膜(金属膜)により形成されている。   The upper electrode 110 is a p-side electrode formed on the interlayer film 109 and is in contact with the contact region 108 a of the contact layer 108 that is the uppermost layer of the mesa 120. The upper electrode 110 is formed of, for example, a multilayer film (metal film) in which Ti / Pt / Au are stacked in this order.

下部電極111は、バッファ層101の下部半導体DBR102が形成されていない側の面に形成されたn側電極であり、例えば、AuGe/Ni/Auがこの順番で積層された多層膜(金属膜)により形成されている。   The lower electrode 111 is an n-side electrode formed on the surface of the buffer layer 101 where the lower semiconductor DBR 102 is not formed. For example, a multilayer film (metal film) in which AuGe / Ni / Au are stacked in this order. It is formed by.

電極パッド部200は、発光領域LAの周囲を囲むように形成されており、発光部100の上部電極110と電気的に接続された部分である。   The electrode pad portion 200 is formed to surround the periphery of the light emitting region LA, and is a portion that is electrically connected to the upper electrode 110 of the light emitting portion 100.

壁300は、層間膜109の上に、電極パッド部200の周囲を囲むように形成されており、電極パッド部200と電気的に絶縁されている。壁300は、電極パッド部200と電気的に絶縁されていればよく、例えば、金属膜、絶縁膜により形成されている。壁300として金属膜を用いる場合、電極パッド部200との間に隙間G1をもって壁300を形成することにより、壁300と電極パッド部200とを電気的に絶縁することができる。壁300が絶縁膜により形成されている場合、壁300は電極パッド部200との間に隙間G1をもって形成されていてもよく、電極パッド部200と隣接して形成されていてもよい。   The wall 300 is formed on the interlayer film 109 so as to surround the periphery of the electrode pad unit 200 and is electrically insulated from the electrode pad unit 200. The wall 300 only needs to be electrically insulated from the electrode pad portion 200, and is formed of, for example, a metal film or an insulating film. When a metal film is used as the wall 300, the wall 300 and the electrode pad unit 200 can be electrically insulated by forming the wall 300 with a gap G1 between the wall 300 and the electrode pad unit 200. When the wall 300 is formed of an insulating film, the wall 300 may be formed with a gap G1 between the wall 300 and the electrode pad part 200, or may be formed adjacent to the electrode pad part 200.

金属膜としては、例えば、上部電極110と同じ材料であるTi/Pt/Auがこの順番で積層された多層膜(金属膜)を用いることが好ましい。これにより、上部電極110と壁300とを同一の工程で形成することができるため、製造プロセスを簡略化することができる。   As the metal film, for example, it is preferable to use a multilayer film (metal film) in which Ti / Pt / Au, which is the same material as the upper electrode 110, is laminated in this order. Thereby, since the upper electrode 110 and the wall 300 can be formed in the same process, a manufacturing process can be simplified.

絶縁膜としては、例えば、層間膜109と同じ材料であるSiN、SiON、SiOを用いることが好ましい。これにより、層間膜109と壁300との間の密着性を高めることができるため、壁300の信頼性を向上させることができる。 As the insulating film, for example, SiN, SiON, or SiO 2 that is the same material as the interlayer film 109 is preferably used. Thereby, since the adhesiveness between the interlayer film 109 and the wall 300 can be improved, the reliability of the wall 300 can be improved.

また、壁300の断面形状は、例えば、矩形状とすることができる。また、壁300の断面形状は、例えば、層間膜109に接する側の第1辺が、第1辺と対向する第2辺よりも短い台形状としてもよい。   Moreover, the cross-sectional shape of the wall 300 can be made into a rectangular shape, for example. The cross-sectional shape of the wall 300 may be, for example, a trapezoid whose first side on the side in contact with the interlayer film 109 is shorter than the second side facing the first side.

また、本実施形態では、壁300は、積層体の上に形成された層間膜109の上に形成されているが、これに限定されない。壁300は、電極パッド部200の周囲を囲むように形成され、電極パッド部200と電気的に絶縁されていればよく、例えば、積層体が形成されていない領域に形成された層間膜109の上に形成されていてもよい。   In the present embodiment, the wall 300 is formed on the interlayer film 109 formed on the stacked body, but is not limited to this. The wall 300 only needs to be formed so as to surround the electrode pad portion 200 and be electrically insulated from the electrode pad portion 200. For example, the wall 300 of the interlayer film 109 formed in a region where the stacked body is not formed. It may be formed on the top.

次に、放熱板に実装された面発光レーザアレイについて、図3及び図4に基づき説明する。図3は、放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略平面図である。図4は、放熱板に実装された面発光レーザアレイを示す概略断面図であり、図3における一点鎖線3A−3Bにおいて切断したときの断面を示している。なお、図4では、1個の発光部と電極パッド部とを図示している。   Next, the surface emitting laser array mounted on the heat sink will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic plan view showing a surface emitting laser array mounted on a heat sink. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the surface emitting laser array mounted on the heat radiating plate, and shows a cross section taken along the one-dot chain line 3A-3B in FIG. In FIG. 4, one light emitting portion and an electrode pad portion are illustrated.

図3及び図4に示すように、面発光レーザアレイ1は、接合材402により放熱板401に実装される。このとき、面発光レーザアレイ1の電極パッド部200は、ボンディングワイヤ403を介して放熱板401に形成された第2金属膜パターン401bと接続される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the surface emitting laser array 1 is mounted on the heat sink 401 with a bonding material 402. At this time, the electrode pad portion 200 of the surface emitting laser array 1 is connected to the second metal film pattern 401 b formed on the heat sink 401 via the bonding wires 403.

放熱板401は、面発光レーザアレイ1の下部電極111側に接合材402を介して接合されており、熱伝導性が高く、絶縁性を有する材料、例えば、窒化アルミニウム(AlN)により形成された板状部材である。放熱板401には、例えば、第1金属膜パターン401a及び第2金属膜パターン401bが形成されている。第1金属膜パターン401a及び第2金属膜パターン401bは、例えば、厚さが1μm程度のAu薄膜により形成されている。   The heat radiating plate 401 is bonded to the lower electrode 111 side of the surface emitting laser array 1 via a bonding material 402, and is formed of a material having high thermal conductivity and an insulating property, for example, aluminum nitride (AlN). It is a plate-like member. For example, a first metal film pattern 401 a and a second metal film pattern 401 b are formed on the heat sink 401. The first metal film pattern 401a and the second metal film pattern 401b are formed of, for example, an Au thin film having a thickness of about 1 μm.

接合材402は、面発光レーザアレイ1の下部電極111と放熱板401に形成された第1金属膜パターン401aとの間に形成されており、下部電極111と放熱板401とを熱的及び電気的に接合する部材である。また、接合材402は、面発光レーザアレイ1の側面にも形成されている。   The bonding material 402 is formed between the lower electrode 111 of the surface-emitting laser array 1 and the first metal film pattern 401 a formed on the heat sink 401, and the lower electrode 111 and the heat sink 401 are thermally and electrically connected. This is a member to be joined. The bonding material 402 is also formed on the side surface of the surface emitting laser array 1.

接合材402としては、例えば、取り扱いが容易であるという観点から、ペースト状のはんだを用いることが好ましい。また、接合材402としては、AuSnを含む材料を用いてもよい。AuSnを含む材料を用いると、面発光レーザアレイ1と放熱板401とを接合する際にフラックスが不要となるため、フラックスの残留等による電気抵抗の増大が発生しない。また、AuSnは材料として安定であるため、長期信頼性が向上する。また、接合材402としては、Agを含む焼結材料を用いてもよい。焼結したAgは内部には隙間が形成されているため、Agを含む焼結材料を用いると、面発光レーザアレイ1の熱膨張係数と放熱板401の熱膨張係数との違いにより発生する応力を吸収することができる。これにより、面発光レーザアレイ1と放熱板401との間の熱膨張係数の差が大きい場合であっても接合することが可能となる。   As the bonding material 402, for example, it is preferable to use paste solder from the viewpoint of easy handling. Further, as the bonding material 402, a material containing AuSn may be used. When a material containing AuSn is used, no flux is required when joining the surface emitting laser array 1 and the heat radiating plate 401, so that an increase in electrical resistance due to residual flux or the like does not occur. Moreover, since AuSn is stable as a material, long-term reliability is improved. As the bonding material 402, a sintered material containing Ag may be used. Since the sintered Ag has a gap in the inside, if a sintered material containing Ag is used, the stress generated by the difference between the thermal expansion coefficient of the surface emitting laser array 1 and the thermal expansion coefficient of the heat sink 401 Can be absorbed. Thereby, even if the difference in thermal expansion coefficient between the surface-emitting laser array 1 and the heat dissipation plate 401 is large, it is possible to perform bonding.

ボンディングワイヤ403は、面発光レーザアレイ1の電極パッド部200と放熱板401に形成された第2金属膜パターン401bとを電気的に接続するワイヤであり、例えば、Auにより形成されている。   The bonding wire 403 is a wire that electrically connects the electrode pad portion 200 of the surface emitting laser array 1 and the second metal film pattern 401b formed on the heat dissipation plate 401, and is formed of, for example, Au.

次に、第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法の一例について、図5から図12に基づき説明する。図5から図12は、第1実施形態の面発光レーザアレイの製造方法を説明する工程断面図である。   Next, an example of the manufacturing method of the surface emitting laser array of 1st Embodiment is demonstrated based on FIGS. 5 to 12 are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the surface-emitting laser array of the first embodiment.

まず、基板151の上に、エッチングストップ層(図示せず)を形成し、エッチングストップ層の上に結晶成長によって積層体を形成する。基板151としては、例えば、GaAs基板を用いることができる。結晶成長の方法としては、例えば、有機金属気相成長(MOCVD:Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いることができる。MOCVD法により積層体を形成する場合、III族の原料にはトリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルインジウム(TMI)、V族の原料にはアルシン(AsH)を用いることができる。また、p型ドーパントの原料には四臭化炭素(CBr)、n型ドーパントの原料にはセレン化水素(HSe)を用いることができる。なお、結晶成長の方法としては、分子線エピタキシャル成長(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法を用いてもよい。 First, an etching stop layer (not shown) is formed on the substrate 151, and a stacked body is formed on the etching stop layer by crystal growth. As the substrate 151, for example, a GaAs substrate can be used. As a crystal growth method, for example, a metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) method can be used. When forming a laminated body by MOCVD, trimethylaluminum (TMA), trimethylgallium (TMG), and trimethylindium (TMI) can be used as group III materials, and arsine (AsH 3 ) can be used as group V materials. . Further, carbon tetrabromide (CBr 4 ) can be used as a p-type dopant material, and hydrogen selenide (H 2 Se) can be used as an n-type dopant material. As a crystal growth method, a molecular beam epitaxy (MBE) method may be used.

次に、積層体の上に、メサ120を形成する領域に対応するレジストパターンを形成する。レジストパターンとしては、例えば、1辺が25μmの正方形状のパターンをアレイ状に配置するパターンとすることができる。   Next, a resist pattern corresponding to a region where the mesa 120 is formed is formed on the stacked body. As the resist pattern, for example, a square pattern with a side of 25 μm can be arranged in an array.

次に、メサ120を形成する。具体的には、誘導結合型プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターンをマスクとして、積層体にメサ120を形成し、レジストパターンを除去する。   Next, the mesa 120 is formed. Specifically, mesa 120 is formed on the stacked body by reactive ion etching using inductively coupled plasma, using the resist pattern as a mask, and the resist pattern is removed.

次に、水蒸気中で熱処理することでメサ120の外周部(側面)から選択酸化層107を選択的に酸化する。そして、メサ120の中央部にAlの酸化層107aによって囲まれた酸化されていない領域107bを残留させる。これにより、発光部100の駆動電流の経路をメサ120の中央部だけに制限する酸化狭窄構造体が形成される。   Next, the selective oxidation layer 107 is selectively oxidized from the outer peripheral portion (side surface) of the mesa 120 by heat treatment in water vapor. Then, an unoxidized region 107b surrounded by the Al oxide layer 107a is left in the center of the mesa 120. As a result, an oxidized constriction structure that restricts the drive current path of the light emitting unit 100 to only the central portion of the mesa 120 is formed.

次に、積層体を加熱炉で加熱する。具体的には、窒素雰囲気中において、380℃〜400℃の温度で3分間加熱する。これにより、大気中で積層体の表面に付着した酸素や水、もしくは加熱処理用のチャンバ内の微量な酸素や水により形成される自然酸化膜が、窒素雰囲気中での加熱処理により安定した不動態皮膜になる。   Next, the laminate is heated in a heating furnace. Specifically, heating is performed at a temperature of 380 ° C. to 400 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere. As a result, a natural oxide film formed by oxygen or water adhering to the surface of the laminate in the atmosphere or a trace amount of oxygen or water in the heat treatment chamber is stabilized by heat treatment in a nitrogen atmosphere. It becomes a dynamic film.

次に、積層体の上に、層間膜109を形成する。具体的には、CVD法により層間膜109を成膜する。   Next, an interlayer film 109 is formed on the stacked body. Specifically, the interlayer film 109 is formed by a CVD method.

次に、層間膜109をパターニングする。具体的には、フォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクとしてウェットエッチング法により層間膜109をパターニングする。エッチング液としては、例えば、バッファードフッ酸(BHF)を用いることができる。   Next, the interlayer film 109 is patterned. Specifically, a resist pattern is formed by photolithography, and the interlayer film 109 is patterned by wet etching using the formed resist pattern as a mask. As the etchant, for example, buffered hydrofluoric acid (BHF) can be used.

次に、上部電極110及び壁300を形成する。具体的には、上部電極110及び壁300を形成する領域が開口したレジストパターンを形成し、レジストパターンの上に蒸着法により電極材料を蒸着し、電極材料をリフトオフすることにより、上部電極110及び壁300を形成する。   Next, the upper electrode 110 and the wall 300 are formed. Specifically, a resist pattern in which regions for forming the upper electrode 110 and the wall 300 are opened is formed, an electrode material is deposited on the resist pattern by an evaporation method, and the electrode material is lifted off. A wall 300 is formed.

次に、スクライブ・ブレーキングにより、チップ毎に切断する。これにより、図5に示すチップが完成する。   Next, it cut | disconnects for every chip | tip by scribe braking. Thereby, the chip shown in FIG. 5 is completed.

次に、チップを搬送用基板153に接合する。具体的には、図6に示すように、チップ上に仮接合材152を塗布し、図7に示すように、搬送用基板153をチップ上に載置し、真空中で加熱することにより、チップを搬送用基板153に接合する。仮接合材152としては、例えば、ワックスを用いることができる。搬送用基板153としては、例えば、ガラス板を用いることができる。   Next, the chip is bonded to the transfer substrate 153. Specifically, as shown in FIG. 6, a temporary bonding material 152 is applied on the chip, and as shown in FIG. 7, a transfer substrate 153 is placed on the chip and heated in a vacuum, The chip is bonded to the transfer substrate 153. As the temporary bonding material 152, for example, wax can be used. As the transfer substrate 153, for example, a glass plate can be used.

次に、図8に示すように、基板151及びエッチングストップ層(図示せず)を除去する。具体的には、ウェットエッチング法により、基板151及びエッチングストップ層を除去する。エッチング液としては、公知のものを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 8, the substrate 151 and the etching stop layer (not shown) are removed. Specifically, the substrate 151 and the etching stop layer are removed by a wet etching method. As the etchant, a known one can be used.

次に、図9に示すように、バッファ層101の下部半導体DBR102が形成されていない側の面に下部電極111を形成する。具体的には、バッファ層101の下部半導体DBR102が形成されていない側の面に蒸着法により電極材料を蒸着することにより、下部電極111を形成する。これにより、面発光レーザアレイ1が形成される。なお、下部電極111については、チップと搬送用基板153とを接合する前に形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 9, the lower electrode 111 is formed on the surface of the buffer layer 101 where the lower semiconductor DBR 102 is not formed. Specifically, the lower electrode 111 is formed by vapor-depositing an electrode material by vapor deposition on the surface of the buffer layer 101 where the lower semiconductor DBR 102 is not formed. Thereby, the surface emitting laser array 1 is formed. Note that the lower electrode 111 may be formed before the chip and the transport substrate 153 are bonded together.

次に、図10に示すように、搬送用基板153に接合された面発光レーザアレイ1を接合材402により放熱板401に接合する。具体的には、200℃〜300℃に加熱したホットプレート上において、第1金属膜パターン401aの上に接合材402を塗布し、接合材402の上に面発光レーザアレイ1を載置することで、第1金属膜パターン401aとチップの下部電極111とを接合する。   Next, as shown in FIG. 10, the surface-emitting laser array 1 bonded to the transfer substrate 153 is bonded to the heat dissipation plate 401 by the bonding material 402. Specifically, on the hot plate heated to 200 ° C. to 300 ° C., the bonding material 402 is applied on the first metal film pattern 401 a and the surface emitting laser array 1 is placed on the bonding material 402. Thus, the first metal film pattern 401a and the lower electrode 111 of the chip are joined.

次に、図11に示すように、面発光レーザアレイ1から搬送用基板153を除去する。具体的には、放熱板401に接合された面発光レーザアレイ1を有機溶剤に浸漬し、仮接合材152を溶かすことにより、放熱板401に接合されたチップから搬送用基板153を除去する。   Next, as shown in FIG. 11, the transfer substrate 153 is removed from the surface emitting laser array 1. Specifically, the surface emitting laser array 1 bonded to the heat radiating plate 401 is immersed in an organic solvent, and the temporary bonding material 152 is melted to remove the transfer substrate 153 from the chip bonded to the heat radiating plate 401.

次に、熱処理により、上部電極110及び下部電極111のオーミック接触を形成する。   Next, ohmic contact between the upper electrode 110 and the lower electrode 111 is formed by heat treatment.

次に、図12に示すように、放熱板401の第2金属膜パターン401bとチップの電極パッド部200とをボンディングワイヤ403により電気的に接続する。   Next, as shown in FIG. 12, the second metal film pattern 401 b of the heat radiating plate 401 and the electrode pad portion 200 of the chip are electrically connected by a bonding wire 403.

以上により、第1実施形態の面発光レーザアレイ1を製造し、面発光レーザアレイ1を放熱板401に実装することができる。   As described above, the surface-emitting laser array 1 according to the first embodiment can be manufactured, and the surface-emitting laser array 1 can be mounted on the heat dissipation plate 401.

ところで、基板151が除去された面発光レーザアレイ1を接合材402により放熱板401に接合する際、放熱板401に塗布された接合材402が面発光レーザアレイ1の上部電極110側の面まで回り込む場合がある。これは、基板151が除去された面発光レーザアレイ1の厚さは10μm程度と薄いためである。そして、接合材402が面発光レーザアレイ1の上部電極110側に面まで回り込むと、接合材402が上部電極110と接触し、電気的に短絡する場合がある。   By the way, when the surface emitting laser array 1 from which the substrate 151 has been removed is bonded to the heat radiating plate 401 by the bonding material 402, the bonding material 402 applied to the heat radiating plate 401 reaches the surface on the upper electrode 110 side of the surface emitting laser array 1. May wrap around. This is because the thickness of the surface emitting laser array 1 from which the substrate 151 has been removed is as thin as about 10 μm. When the bonding material 402 reaches the surface toward the upper electrode 110 side of the surface emitting laser array 1, the bonding material 402 may come into contact with the upper electrode 110 and may be electrically short-circuited.

しかしながら、第1実施形態の面発光レーザアレイ1は、電極パッド部200の周囲を囲むように壁300が形成されている。これにより、基板151が除去された面発光レーザアレイ1を放熱板401に接合する場合であっても、接合材402が面発光レーザアレイ1の上面に回り込み、電極パッド部200と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ1の上部電極110と下部電極111とが接合材402を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ1が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。   However, in the surface emitting laser array 1 of the first embodiment, the wall 300 is formed so as to surround the periphery of the electrode pad portion 200. Thereby, even when the surface emitting laser array 1 from which the substrate 151 has been removed is bonded to the heat radiation plate 401, the bonding material 402 may wrap around the upper surface of the surface emitting laser array 1 and come into contact with the electrode pad unit 200. It is suppressed. For this reason, it is possible to suppress an electrical short circuit between the upper electrode 110 and the lower electrode 111 of the surface emitting laser array 1 via the bonding material 402. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a light emission failure or the like in which the surface emitting laser array 1 does not emit light.

また、第1実施形態の面発光レーザアレイ1は、面発光レーザアレイ1の下部電極111側の基板151が除去されているため、面発光レーザアレイ1と放熱板401との間に基板151が存在しない。これにより、放熱板401を介して面発光レーザアレイ1の活性層104で発生する熱を効率よく外部へ放出し、活性層104の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層104の温度上昇による面発光レーザアレイ1の出力低下を抑制できる。   Further, in the surface emitting laser array 1 of the first embodiment, the substrate 151 on the lower electrode 111 side of the surface emitting laser array 1 is removed, so that the substrate 151 is interposed between the surface emitting laser array 1 and the heat dissipation plate 401. not exist. Thereby, the heat generated in the active layer 104 of the surface emitting laser array 1 can be efficiently released to the outside through the heat radiation plate 401, and the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed. For this reason, the output fall of the surface emitting laser array 1 by the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed.

〔第2実施形態〕
第2実施形態の面発光レーザアレイについて、図13及び図14に基づき説明する。図13は、第2実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図である。図14は、第2実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略断面図であり、図13における一点鎖線13A−13Bにおいて切断したときの断面を示している。なお、図14では、1個の発光部と電極パッド部とを図示している。
[Second Embodiment]
A surface-emitting laser array according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a schematic plan view illustrating the surface emitting laser array according to the second embodiment. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the surface emitting laser array according to the second embodiment, and shows a cross section taken along the alternate long and short dash line 13A-13B in FIG. In FIG. 14, one light emitting portion and an electrode pad portion are illustrated.

第2実施形態の面発光レーザアレイ2は、電極パッド部200の周囲を囲むように形成された壁300が、第1の壁301と第2の壁302とにより形成されている点で、第1実施形態の面発光レーザアレイ1と異なる。なお、第2実施形態の面発光レーザアレイ2においては、上記相違点以外は第1実施形態の面発光レーザアレイ1と同様の構成を有する。このため、以下の説明では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   The surface emitting laser array 2 of the second embodiment is different in that the wall 300 formed so as to surround the electrode pad portion 200 is formed by the first wall 301 and the second wall 302. It differs from the surface emitting laser array 1 of one embodiment. The surface emitting laser array 2 of the second embodiment has the same configuration as that of the surface emitting laser array 1 of the first embodiment except for the above differences. For this reason, in the following description, it demonstrates focusing on a different point from 1st Embodiment.

図13に示すように、面発光レーザアレイ2は、二次元的に配列された複数の発光部100と、発光領域LAの周囲を囲むように形成された電極パッド部200と、電極パッド部200の周囲を囲むように形成された壁300とを有する。本実施形態では、発光領域LAは平面視で矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 13, the surface emitting laser array 2 includes a plurality of light emitting units 100 arranged two-dimensionally, an electrode pad unit 200 formed so as to surround the light emitting region LA, and an electrode pad unit 200. And a wall 300 formed so as to surround the periphery. In the present embodiment, the light emitting area LA is formed in a rectangular shape in plan view.

壁300は、第1の壁301と第2の壁302とを有する。第1の壁301は、電極パッド部200の周囲を囲むように、電極パッド部200との間に隙間G2をもって形成されている。第2の壁302は、電極パッド部200の周囲を囲むように、第1の壁301よりも外周側に、第1の壁301との間に隙間G3をもって形成されている。   The wall 300 has a first wall 301 and a second wall 302. The first wall 301 is formed with a gap G <b> 2 between the first wall 301 and the electrode pad part 200 so as to surround the electrode pad part 200. The second wall 302 is formed with a gap G <b> 3 between the second wall 302 and the first wall 301 on the outer peripheral side of the first wall 301 so as to surround the electrode pad portion 200.

第2実施形態の面発光レーザアレイ2は、電極パッド部200の周囲を囲むように壁300が形成されている。これにより、基板151が除去された面発光レーザアレイ2を放熱板401に接合する場合であっても、接合材402が面発光レーザアレイ2の上面に回り込み電極パッド部200と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ2の上部電極110と下部電極111とが接合材402を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ2が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。   In the surface emitting laser array 2 of the second embodiment, a wall 300 is formed so as to surround the periphery of the electrode pad portion 200. Accordingly, even when the surface emitting laser array 2 from which the substrate 151 has been removed is bonded to the heat radiating plate 401, the bonding material 402 is prevented from entering the upper surface of the surface emitting laser array 2 and coming into contact with the electrode pad portion 200. Is done. For this reason, it is possible to suppress an electrical short circuit between the upper electrode 110 and the lower electrode 111 of the surface emitting laser array 2 via the bonding material 402. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a light emission failure that the surface emitting laser array 2 does not emit.

また、第2実施形態の面発光レーザアレイ2は、面発光レーザアレイ2の下部電極111側の基板151が除去されているため、面発光レーザアレイ2は接合材402を介して放熱板401と接合されている。これにより、放熱板401を介して面発光レーザアレイ2の活性層104で発生する熱を外部へ放出し、活性層104の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層104の温度上昇による面発光レーザアレイ2の出力低下を抑制できる。   Further, in the surface emitting laser array 2 of the second embodiment, since the substrate 151 on the lower electrode 111 side of the surface emitting laser array 2 is removed, the surface emitting laser array 2 is connected to the heat dissipation plate 401 via the bonding material 402. It is joined. As a result, heat generated in the active layer 104 of the surface emitting laser array 2 can be released to the outside via the heat radiation plate 401, and the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed. For this reason, the output fall of the surface emitting laser array 2 by the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed.

特に、第2実施形態の面発光レーザアレイ2では、第1の壁301と第1の壁301よりも外周側に設けられた第2の壁302との間に隙間G3が形成されている。これにより、図14に示すように、接合材402が面発光レーザアレイ2の上面の第2の壁302を越える場合であっても、接合材402は第1の壁301と第2の壁302との間に形成された隙間G3に溜まる。このため、接合材402と電極パッド部200とが電気的に短絡することを特に抑制することができる。   In particular, in the surface-emitting laser array 2 of the second embodiment, a gap G3 is formed between the first wall 301 and the second wall 302 provided on the outer peripheral side of the first wall 301. Accordingly, as shown in FIG. 14, even when the bonding material 402 exceeds the second wall 302 on the upper surface of the surface emitting laser array 2, the bonding material 402 has the first wall 301 and the second wall 302. In the gap G3 formed between the two. For this reason, it can suppress especially that the joining material 402 and the electrode pad part 200 are electrically short-circuited.

〔第3実施形態〕
第3実施形態の面発光レーザアレイについて、図15及び図16に基づき説明する。図15及び図16は、第3実施形態の面発光レーザアレイを説明する概略平面図である。
[Third Embodiment]
A surface-emitting laser array according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. 15 and 16 are schematic plan views for explaining the surface emitting laser array according to the third embodiment.

第3実施形態の面発光レーザアレイ3は、電極パッド部200及び壁300が形成されている位置が、第1実施形態の面発光レーザアレイ1と異なる。なお、第3実施形態の面発光レーザアレイ3においては、上記相違点以外は第1実施形態の面発光レーザアレイ1と同様の構成を有する。このため、以下の説明では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   The surface emitting laser array 3 of the third embodiment is different from the surface emitting laser array 1 of the first embodiment in the positions where the electrode pad portion 200 and the wall 300 are formed. The surface emitting laser array 3 of the third embodiment has the same configuration as the surface emitting laser array 1 of the first embodiment except for the above differences. For this reason, in the following description, it demonstrates focusing on a different point from 1st Embodiment.

図15に示すように、面発光レーザアレイ3は、二次元的に配列された複数の発光部100と、発光領域LAの周囲を囲むように形成された電極パッド部200と、電極パッド部200の周囲を囲むように形成された壁300とを有する。本実施形態では、発光領域LAは平面視で矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 15, the surface emitting laser array 3 includes a plurality of light emitting units 100 arranged in a two-dimensional manner, an electrode pad unit 200 formed to surround the light emitting region LA, and an electrode pad unit 200. And a wall 300 formed so as to surround the periphery. In the present embodiment, the light emitting area LA is formed in a rectangular shape in plan view.

電極パッド部200は、第1電極パッド部201、第2電極パッド部202、第3電極パッド部203及び第4電極パッド部204により形成されている。第1電極パッド部201と第2電極パッド部202との間には、隙間S1が形成されている。第2電極パッド部202と第3電極パッド部203との間には隙間S2が形成されている。第3電極パッド部203と第4電極パッド部204との間には、隙間S3が形成されている。第4電極パッド部204と第1電極パッド部201との間には、隙間S4が形成されている。   The electrode pad part 200 is formed by a first electrode pad part 201, a second electrode pad part 202, a third electrode pad part 203 and a fourth electrode pad part 204. A gap S <b> 1 is formed between the first electrode pad portion 201 and the second electrode pad portion 202. A gap S <b> 2 is formed between the second electrode pad portion 202 and the third electrode pad portion 203. A gap S3 is formed between the third electrode pad portion 203 and the fourth electrode pad portion 204. A gap S4 is formed between the fourth electrode pad portion 204 and the first electrode pad portion 201.

壁300は、少なくとも電極パッド部200が形成された領域に対応するように、電極パッド部200の外周側に形成されている。具体的には、壁300は、第3の壁303と、第4の壁304と、第5の壁305と、第6の壁306とにより形成されている。そして、第3の壁303、第4の壁304、第5の壁305及び第6の壁306は、それぞれ、第1電極パッド部201、第2電極パッド部202、第3電極パッド部203及び第4電極パッド部204の外周側に形成されている。これにより、接合材402が面発光レーザアレイの上面に回り込んだ場合であっても、第3の壁303、第4の壁304、第5の壁305及び第6の壁306により、電極パッド部200に接合材402が接触することを抑制することができる。   The wall 300 is formed on the outer peripheral side of the electrode pad portion 200 so as to correspond to at least the region where the electrode pad portion 200 is formed. Specifically, the wall 300 is formed by a third wall 303, a fourth wall 304, a fifth wall 305, and a sixth wall 306. The third wall 303, the fourth wall 304, the fifth wall 305, and the sixth wall 306 are a first electrode pad portion 201, a second electrode pad portion 202, a third electrode pad portion 203, and a third electrode pad portion 203, respectively. It is formed on the outer peripheral side of the fourth electrode pad portion 204. As a result, even when the bonding material 402 wraps around the upper surface of the surface emitting laser array, the electrode pad is formed by the third wall 303, the fourth wall 304, the fifth wall 305, and the sixth wall 306. It can suppress that the joining material 402 contacts the part 200. FIG.

なお、電極パッド部200が形成される位置は、図15に示した例に限定されず、図16に示すように形成されていてもよい。図16に示す面発光レーザアレイ3aの場合も図15で示した面発光レーザアレイ3の場合と同様に、少なくとも電極パッド部200が形成されている領域に対応するように、電極パッド部200の外周側に壁300が形成されていればよい。   Note that the position where the electrode pad portion 200 is formed is not limited to the example shown in FIG. 15, and may be formed as shown in FIG. 16. In the case of the surface emitting laser array 3a shown in FIG. 16, the electrode pad portion 200 is formed so as to correspond to at least the region where the electrode pad portion 200 is formed, as in the case of the surface emitting laser array 3 shown in FIG. The wall 300 should just be formed in the outer peripheral side.

第3実施形態の面発光レーザアレイ3は、電極パッド部200の周囲を囲むように壁300が形成されている。これにより、基板151が除去された面発光レーザアレイ3を放熱板401に接合する場合であっても、接合材402が面発光レーザアレイ3の上面に回り込み電極パッド部200と接触することが抑制される。このため、面発光レーザアレイ3の上部電極110と下部電極111とが接合材402を介して電気的に短絡することを抑制することができる。その結果、面発光レーザアレイ3が発光しない発光不良等の発生を抑制できる。   In the surface emitting laser array 3 of the third embodiment, a wall 300 is formed so as to surround the periphery of the electrode pad portion 200. Thereby, even when the surface emitting laser array 3 from which the substrate 151 has been removed is bonded to the heat radiation plate 401, the bonding material 402 is prevented from entering the upper surface of the surface emitting laser array 3 and coming into contact with the electrode pad portion 200. Is done. For this reason, it is possible to suppress an electrical short circuit between the upper electrode 110 and the lower electrode 111 of the surface emitting laser array 3 via the bonding material 402. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a light emission failure or the like that the surface emitting laser array 3 does not emit.

また、第3実施形態の面発光レーザアレイ3は、面発光レーザアレイ3の下部電極111側の基板151が除去されているため、面発光レーザアレイ3は接合材402を介して放熱板401と接合されている。これにより、放熱板401を介して面発光レーザアレイ3の活性層104で発生する熱を外部へ放出し、活性層104の温度上昇を抑制することができる。このため、活性層104の温度上昇による面発光レーザアレイ3の出力低下を抑制できる。   In addition, since the substrate 151 on the lower electrode 111 side of the surface emitting laser array 3 is removed from the surface emitting laser array 3 of the third embodiment, the surface emitting laser array 3 is connected to the heat radiation plate 401 via the bonding material 402. It is joined. Thereby, the heat generated in the active layer 104 of the surface emitting laser array 3 can be released to the outside through the heat radiation plate 401, and the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed. For this reason, the output fall of the surface emitting laser array 3 by the temperature rise of the active layer 104 can be suppressed.

以上、面発光レーザアレイ及び面発光レーザアレイの製造方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   The surface emitting laser array and the method for manufacturing the surface emitting laser array have been described above by the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. is there.

本実施形態の面発光レーザアレイでは、発光領域LAは平面視で矩形状に形成されている形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光領域LAは平面視で円形状に形成されていてもよい。   In the surface emitting laser array of this embodiment, the light emitting area LA has been described as being formed in a rectangular shape in plan view, but the present invention is not limited to this. For example, the light emitting area LA may be formed in a circular shape in plan view.

1 面発光レーザアレイ
100 発光部
101 バッファ層
102 下部半導体DBR
103 下部スペーサ層
104 活性層
105 上部スペーサ層
107 選択酸化層
108 コンタクト層
109 層間膜
110 上部電極
111 下部電極
120 メサ
151 基板
200 電極パッド部
300 壁
301 第1の壁
302 第2の壁
401 放熱板
401a 第1金属膜パターン
401b 第2金属膜パターン
402 接合材
403 ボンディングワイヤ
LA 発光領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface emitting laser array 100 Light-emitting part 101 Buffer layer 102 Lower semiconductor DBR
103 lower spacer layer 104 active layer 105 upper spacer layer 107 selective oxide layer 108 contact layer 109 interlayer film 110 upper electrode 111 lower electrode 120 mesa 151 substrate 200 electrode pad section 300 wall 301 first wall 302 second wall 401 heat sink 401a First metal film pattern 401b Second metal film pattern 402 Bonding material 403 Bonding wire LA Light emitting region

Proc. of SPIE Vol. 7229 722903-(1-11)Proc. Of SPIE Vol. 7229 722903- (1-11)

Claims (9)

下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含む面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイであって、
前記発光領域の周囲を囲むように形成された電極パッド部と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように形成され、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁と
を有することを特徴とする面発光レーザアレイ。
A surface emitting laser array having a light emitting region including a plurality of light emitting portions formed by a surface emitting laser element including a lower reflecting mirror, a resonator region including an active layer, and an upper reflecting mirror,
An electrode pad portion formed so as to surround the light emitting region;
A surface-emitting laser array comprising: a wall that is formed to surround the electrode pad portion and is electrically insulated from the electrode pad portion.
前記壁は、前記電極パッド部との間に隙間をもって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザアレイ。   2. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the wall is formed with a gap between the wall and the electrode pad portion. 前記壁は、前記電極パッド部との間に隙間をもって形成された第1の壁と、前記第1の壁よりも外周側に、前記第1の壁との間に隙間をもって形成された第2の壁とを有することを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザアレイ。   The wall has a first wall formed with a gap between the electrode pad portion and a second wall formed with a gap between the first wall and an outer peripheral side of the first wall. The surface emitting laser array according to claim 1, further comprising: 前記壁は、絶縁膜の上面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。   4. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the wall is formed on an upper surface of the insulating film. 前記壁は、金属を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。   The surface emitting laser array according to any one of claims 1 to 4, wherein the wall is made of a material containing a metal. 表面に金属膜パターンが形成された絶縁性の放熱板を有し、
前記面発光レーザアレイが、接合材により前記放熱板の前記金属膜パターンに接合されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。
It has an insulating heat sink with a metal film pattern formed on the surface,
The surface-emitting laser array according to claim 1, wherein the surface-emitting laser array is bonded to the metal film pattern of the heat sink by a bonding material.
前記接合材は、AuとSnとを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項6に記載の面発光レーザアレイ。   The surface emitting laser array according to claim 6, wherein the bonding material is made of a material containing Au and Sn. 前記接合材は、Agを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項6に記載の面発光レーザアレイ。   The surface emitting laser array according to claim 6, wherein the bonding material is made of a material containing Ag. 下部反射鏡と、活性層を含む共振器領域と、上部反射鏡とを含むメサを有する垂直共振器型の面発光レーザ素子により形成された発光部を複数備える発光領域を有する面発光レーザアレイの製造方法であって、
前記発光領域の周囲を囲むように電極パッド部を形成する工程と、
前記電極パッド部の周囲を囲むように、前記電極パッド部と電気的に絶縁された壁を形成する工程と、
を有することを特徴とする面発光レーザアレイの製造方法。
A surface-emitting laser array having a light-emitting region having a plurality of light-emitting portions formed by a vertical-cavity surface-emitting laser element having a mesa that includes a lower reflector, an active layer, and an upper reflector A manufacturing method comprising:
Forming an electrode pad portion so as to surround the light emitting region;
Forming a wall electrically insulated from the electrode pad portion so as to surround the electrode pad portion;
A method of manufacturing a surface emitting laser array, comprising:
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