JP2019004064A - Multi-beam semiconductor laser element and multi-beam semiconductor laser device - Google Patents
Multi-beam semiconductor laser element and multi-beam semiconductor laser device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019004064A JP2019004064A JP2017118344A JP2017118344A JP2019004064A JP 2019004064 A JP2019004064 A JP 2019004064A JP 2017118344 A JP2017118344 A JP 2017118344A JP 2017118344 A JP2017118344 A JP 2017118344A JP 2019004064 A JP2019004064 A JP 2019004064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- conductive layer
- concave portion
- solder
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 107
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、マルチビーム型半導体レーザ素子およびマルチビーム型半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a multi-beam semiconductor laser element and a multi-beam semiconductor laser device.
従来、複数のエミッタ(発光点)を有するマルチビーム型半導体レーザ素子(半導体チップ)をジャンクションダウン実装によりサブマウントに接合するマルチビーム型半導体レーザ装置が知られている。このようなマルチビーム型半導体レーザ装置では、多ビームの独立駆動が行われており、複数のエミッタにそれぞれ対応したリッジ部には、各々が電気的にアイソレーションされた電極が形成されている必要がある。
例えば特許文献1には、マルチビーム型半導体レーザ装置において、半導体チップの表面電極の上面に形成された導電層の幅(電極幅)よりも、サブマウント電極の表面に形成された半田の幅(半田幅)を広くする点が開示されている。このように、半田幅を電極幅よりも広くすることで、溶融接合時に余分な半田が発生しても、電極と接触しない半田領域全体に亘って余剰な半田を広げ、局所的なはみ出しを抑制し、半田玉を発生し難くしている。これにより、半田玉が隣接するエミッタの電極と接触しショートしてしまうことを抑制している。
Conventionally, there has been known a multi-beam semiconductor laser device in which a multi-beam semiconductor laser element (semiconductor chip) having a plurality of emitters (light emitting points) is joined to a submount by junction down mounting. In such a multi-beam type semiconductor laser device, multiple beams are independently driven, and an electrically isolated electrode must be formed on each ridge corresponding to each of the plurality of emitters. There is.
For example, in Patent Document 1, in a multi-beam semiconductor laser device, the width of solder formed on the surface of the submount electrode (electrode width) is larger than the width of the conductive layer (electrode width) formed on the upper surface of the surface electrode of the semiconductor chip. A point of widening the solder width) is disclosed. In this way, by making the solder width wider than the electrode width, even if extra solder is generated during fusion bonding, the extra solder is spread over the entire solder area that is not in contact with the electrode, and local protrusion is suppressed. However, it is difficult to generate solder balls. This prevents the solder balls from coming into contact with the adjacent emitter electrode and causing a short circuit.
しかしながら、マルチビーム型半導体レーザ装置では、近年、更なる狭ピッチ化(例えばビームピッチ40μm以下)が求められている。互いに隣接するエミッタ間の距離が近くなるほど、半田幅を電極幅よりも広く取ることが困難となるため、溶融接合時における半田玉の発生を抑制することが困難となる。
そこで、本発明は、狭ピッチで、かつビームの独立駆動を安定して行うことができるマルチビーム型半導体レーザ素子およびマルチビーム型半導体レーザ装置を提供することを課題としている。
However, in the multi-beam type semiconductor laser device, in recent years, a further narrow pitch (for example, a beam pitch of 40 μm or less) has been demanded. As the distance between the emitters adjacent to each other becomes shorter, it becomes more difficult to make the solder width wider than the electrode width, and thus it becomes difficult to suppress the generation of solder balls during fusion bonding.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-beam semiconductor laser element and a multi-beam semiconductor laser device that can stably perform independent beam driving with a narrow pitch.
上記課題を解決するために、本発明に係るマルチビーム型半導体レーザ素子の一態様は、半導体基板上に形成された、第1クラッド層、活性層および第2クラッド層を含む半導体層を具備するマルチビーム型半導体レーザ素子であって、前記第2クラッド層に形成された、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んで形成される複数のリッジ部と、前記複数のリッジ部上にそれぞれ形成された複数の導電層と、前記導電層のサブマウントに接合されるべき面に、前記光の出射方向に沿って形成された凹状部と、を備える。 In order to solve the above problems, one aspect of a multi-beam semiconductor laser device according to the present invention includes a semiconductor layer formed on a semiconductor substrate and including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer. A multi-beam semiconductor laser element, which is formed in the second cladding layer, extends from the front end surface to the rear end surface along the light emission direction, and is arranged in order along the direction orthogonal to the emission direction. A plurality of ridges formed on the plurality of ridges, a plurality of conductive layers formed on the plurality of ridges, and a surface to be bonded to a submount of the conductive layer along the light emitting direction. And a recessed portion formed.
このように、導電層のサブマウントに接合されるべき面に凹状部が形成されているため、実装時に半田を介して導電層とサブマウントとを接合する場合に、余剰な半田を凹状部に収納させることができる。そのため、余剰な半田が外側に押し出されて半田玉となることを抑制することができる。したがって、形成された半田玉が隣接するエミッタの電極等に接触することを抑制し、互いに隣接するエミッタ間のショートを適切に抑制することができる。その結果、レーザの独立駆動を安定して行うことができる。また、半田幅を広くとらなくても、凹状部によって余剰な半田を収納することができるので、狭ピッチに対応することができる。 As described above, since the concave portion is formed on the surface of the conductive layer to be joined to the submount, when the conductive layer and the submount are joined via solder during mounting, excess solder is added to the concave portion. Can be stored. Therefore, it can suppress that excessive solder is pushed outside and becomes a solder ball. Therefore, it can suppress that the formed solder ball contacts the electrode of the adjacent emitter, etc., and can suppress the short circuit between the adjacent emitters appropriately. As a result, independent driving of the laser can be performed stably. Further, even if the solder width is not widened, excess solder can be accommodated by the concave portion, so that a narrow pitch can be accommodated.
また、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記導電層は、第1導電層と、該第1導電層上に形成された第2導電層とを含み、前記凹状部は、前記第2導電層に形成されていてもよい。
このように、導電層を第1導電層と第2導電層との少なくとも2段構造とした場合、第2導電層をリッジ部の上方からずらし、実装時にリッジ部に応力が及び難くすることができる。その結果、上記応力による偏光角回転や偏光角のビーム間相対差を小さくすることが可能となり、光学特性を安定させることができる。また、この場合、第2導電層がリッジ部の上方がずれた位置となるために、第2導電層が隣接するエミッタに近づくことになるが、第2導電層に凹状部が形成されているため、実装時における半田玉の形成を適切に抑制することができ、エミッタ間のショートを適切に抑制することができる。
In the multi-beam semiconductor laser element, the conductive layer includes a first conductive layer and a second conductive layer formed on the first conductive layer, and the concave portion includes the second conductive layer. It may be formed in a layer.
As described above, when the conductive layer has at least a two-stage structure of the first conductive layer and the second conductive layer, the second conductive layer is shifted from above the ridge portion, and stress is hardly applied to the ridge portion during mounting. it can. As a result, the polarization angle rotation and the relative difference between the beams of the polarization angle due to the stress can be reduced, and the optical characteristics can be stabilized. Further, in this case, since the second conductive layer is positioned above the ridge portion, the second conductive layer approaches the adjacent emitter, but a concave portion is formed in the second conductive layer. Therefore, the formation of solder balls at the time of mounting can be appropriately suppressed, and a short circuit between the emitters can be appropriately suppressed.
さらに、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記凹状部は、前記前方端面側および前記後方端面側の少なくとも一方に閉塞部が形成されていてもよい。
この場合、実装時に凹状部に引きこまれた半田が凹状部の端面から押し出されることを防止することができる。これにより、凹状部の端面から押し出された半田がレーザ光の出射面を遮蔽してしまうといった事態を回避することができる。
Furthermore, in the multi-beam semiconductor laser element, the concave portion may be formed with a closed portion on at least one of the front end surface side and the rear end surface side.
In this case, it is possible to prevent the solder drawn into the concave portion during mounting from being pushed out from the end surface of the concave portion. Thereby, it is possible to avoid a situation in which the solder pushed out from the end surface of the concave portion shields the laser light emission surface.
また、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記凹状部の側面に開口部が形成されていてもよい。ここで、凹状部の側面とは、当該凹状部が延伸する方向に対して直交する方向に対向する面である。このように、凹状部の側面に開口部を形成することで、当該開口部から凹状部内の空気を抜くことができ、半田を凹状部に引きこみやすくなる。
さらに、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記開口部は、前記光の出射方向に対して直交する方向に対向する2つの側面のうち、電気的に導通している前記リッジ部に近い側の側面に形成されていてもよい。この場合、凹状部に引きこまれた半田が開口部から押し出されてしまった場合であっても、当該半田は、電気的に導通している電極等に接触することになり、隣接するエミッタ間で電気的にショートすることはない。
In the multi-beam semiconductor laser element, an opening may be formed on a side surface of the concave portion. Here, the side surface of the concave portion is a surface facing the direction orthogonal to the direction in which the concave portion extends. Thus, by forming the opening on the side surface of the concave portion, the air in the concave portion can be extracted from the opening, and the solder can be easily drawn into the concave portion.
Further, in the multi-beam semiconductor laser device, the opening is a side close to the electrically conducting ridge portion among two side surfaces facing in a direction orthogonal to the light emitting direction. It may be formed on the side surface. In this case, even when the solder drawn into the concave portion is pushed out from the opening, the solder comes into contact with an electrically conducting electrode or the like, and between adjacent emitters. There is no electrical short circuit.
また、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記半導体基板および前記半導体層の少なくとも一方に、前記凹状部に対応する凹部が形成されていてもよい。このように、導電層の下地となる面に凹部が形成されている場合、当該凹部を覆うように導電層を配置することで、導電層の最表面に凹部の形状を反映させた凹状部を形成することができる。
さらに、上記のマルチビーム型半導体レーザ素子において、前記導電層のサブマウントに接合されるべき面における前記凹状部の周囲は、前記凹状部の内表面に対して半田の濡れ性の悪い材料により構成されていてもよい。この場合、凹状部に半田が引きこみ易くなり、より適切に半田玉の形成を抑制することができる。
In the multi-beam semiconductor laser element, a recess corresponding to the recess may be formed in at least one of the semiconductor substrate and the semiconductor layer. As described above, when the concave portion is formed on the surface serving as the base of the conductive layer, the concave portion reflecting the shape of the concave portion is reflected on the outermost surface of the conductive layer by arranging the conductive layer so as to cover the concave portion. Can be formed.
Further, in the multi-beam semiconductor laser device, the periphery of the concave portion on the surface to be bonded to the submount of the conductive layer is made of a material having poor solder wettability with respect to the inner surface of the concave portion. May be. In this case, the solder can easily be drawn into the concave portion, and the formation of solder balls can be suppressed more appropriately.
また、本発明に係るマルチビーム型半導体レーザ装置の一態様は、マルチビーム型半導体レーザ素子と、該マルチビーム型半導体レーザ素子が半田層を介して搭載されたサブマウントと、を備えるマルチビーム型半導体レーザ装置であって、前記マルチビーム型半導体レーザ素子は、半導体基板上に形成された、第1クラッド層、活性層および第2クラッド層を含む半導体層と、前記第2クラッド層に形成された、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んで形成される複数のリッジ部と、前記複数のリッジ部上にそれぞれ形成された複数の導電層と、を備えており、前記サブマウントは、前記複数のリッジ部にそれぞれ対応して形成され、前記半田層を介して前記導電層と接合される複数の電極部を備え、前記導電層の前記半田層と接する面および前記電極部の前記半田層と接する面の少なくとも一方に凹状部が形成されている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-beam semiconductor laser device including a multi-beam semiconductor laser element and a submount on which the multi-beam semiconductor laser element is mounted via a solder layer. In the semiconductor laser device, the multi-beam semiconductor laser element is formed on a semiconductor layer including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer formed on a semiconductor substrate, and the second cladding layer. A plurality of ridge portions that extend along the light emission direction from the front end surface to the rear end surface and that are arranged in order along the direction orthogonal to the emission direction, and on each of the plurality of ridge portions, respectively. A plurality of conductive layers formed, and the submount is formed corresponding to each of the plurality of ridge portions, and the submount is interposed through the solder layer. Comprising a plurality of electrode portions which are bonded to the conductive layer, the concave portion on at least one of the contact with the solder layer surface of the contact with the solder layer surface and the electrode portion of the conductive layer is formed.
このように、導電層の半田層と接する面および電極部の半田層と接する面の少なくとも一方に凹状部が形成されているため、実装時に半田を介して導電層とサブマウントとを接合する場合に、余剰な半田は凹状部に収納させることができる。そのため、余剰な半田が外側に押し出されて半田玉となることを抑制することができる。したがって、形成された半田玉が隣接するエミッタの電極等に接触することを抑制し、互いに隣接するエミッタ間のショートを適切に抑制することができる。その結果、レーザの独立駆動を安定して行うことができる。また、半田幅を広くとらなくても、凹状部によって余剰な半田を収納することができるので、狭ピッチに対応することができる。
さらに、上記のマルチビーム型半導体レーザ装置において、前記光の出射方向に対して直交する方向において、前記半田層の幅が前記導電層の幅以下であってもよい。これにより、更なる狭ピッチ化に対応することができる。
As described above, since the concave portion is formed on at least one of the surface of the conductive layer in contact with the solder layer and the surface of the electrode portion in contact with the solder layer, the conductive layer and the submount are joined via solder during mounting. In addition, excess solder can be stored in the concave portion. Therefore, it can suppress that excessive solder is pushed outside and becomes a solder ball. Therefore, it can suppress that the formed solder ball contacts the electrode of the adjacent emitter, etc., and can suppress the short circuit between the adjacent emitters appropriately. As a result, independent driving of the laser can be performed stably. Further, even if the solder width is not widened, excess solder can be accommodated by the concave portion, so that a narrow pitch can be accommodated.
Furthermore, in the multi-beam semiconductor laser device, the width of the solder layer may be equal to or smaller than the width of the conductive layer in a direction orthogonal to the light emission direction. Thereby, it can respond to the further narrow pitch.
また、本発明に係るマルチビーム型半導体レーザ素子の製造方法の一態様は、半導体基板上に形成された、第1クラッド層、活性層および第2クラッド層を含む半導体層を具備するマルチビーム型半導体レーザ素子の製造方法であって、前記第2クラッド層に、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んだ複数のリッジ部を形成する工程と、前記複数のリッジ部上にそれぞれ導電層を形成する工程と、前記導電層のサブマウントに接合されるべき面に、前記光の出射方向に沿って凹状部を形成する工程と、を含む。
これにより、狭ピッチで、かつビームの独立駆動を安定して行うことができるマルチビーム型半導体レーザ素子を製造することができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-beam semiconductor laser device including a semiconductor layer including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer formed on a semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the second cladding layer extends in a light emitting direction from a front end surface to a rear end surface, and is arranged in order along a direction orthogonal to the emitting direction. Forming a ridge portion; forming a conductive layer on each of the plurality of ridge portions; and forming a concave portion along a light emitting direction on a surface of the conductive layer to be bonded to a submount. And a step of performing.
As a result, a multi-beam semiconductor laser element capable of stably performing independent driving of the beam with a narrow pitch can be manufactured.
本発明によれば、互いに隣接するリッジ部の距離が狭い場合であっても、当該リッジ部間における半田玉によるショート不良を抑制することができる。したがって、狭ピッチで、かつビームの独立駆動を安定して行うことができるマルチビーム型半導体レーザ素子およびマルチビーム型半導体レーザ装置を実現することができる。 According to the present invention, even when the distance between adjacent ridge portions is small, it is possible to suppress short-circuit defects due to solder balls between the ridge portions. Accordingly, it is possible to realize a multi-beam semiconductor laser element and a multi-beam semiconductor laser device that can stably perform independent beam driving with a narrow pitch.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下に説明する図面において、同一または機能的に同様の構成要素については同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。さらに、各図面は、以下の説明と併せて参照したときに分かりやすいように示したものであり、必ずしも一定の比率の縮尺で描かれていない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiment described below is an example as means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed according to the configuration and various conditions of the apparatus to which the present invention is applied. It is not limited to the embodiment. In the drawings described below, the same or functionally similar components are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted. Further, each drawing is shown for easy understanding when referred to in conjunction with the following description, and is not necessarily drawn to scale.
図1は、本実施形態におけるマルチビーム型半導体レーザ装置(以下、単に「半導体レーザ装置」という。)100の構成例を示す図である。本実施形態における半導体レーザ装置100は、例えばレーザプリンタや複写機などの画像印刷機器の光源として用いることができる。
半導体レーザ装置100は、サブマウント10と、マルチビーム型半導体レーザ素子(以下、「半導体チップ」という。)20と、を備える。
サブマウント10は、半導体チップ20を支持するための支持基板である。サブマウント10は、例えばAlN、SiC等のセラミックにより構成することができる。半導体チップ20は、ジャンクションダウン方式によりサブマウント10に実装される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-beam type semiconductor laser device (hereinafter simply referred to as “semiconductor laser device”) 100 according to the present embodiment. The
The
The
半導体チップ20は、本実施形態では、4個のエミッタ(発光点)を具備する4ビーム半導体レーザ素子であり、基板上に、活性層を含む複数の半導体層が積層された構成を有する。例えば、半導体チップ20は、n型半導体基板上に、少なくともn型クラッド層(第1クラッド層)、活性層、p型クラッド層(第2クラッド層)およびp型コンタクト層が、この順に積層された構成を有することができる。半導体チップ20の具体的構成については後述する。半導体チップ20は、所定の注入電流が供給されることで、その両端面(図1では上下端面)から所定の発振波長を有するレーザ光を出射する。なお、半導体チップ20が発するレーザ光の発振波長は特に限定されない。
In this embodiment, the
半導体チップ20が載置されたサブマウント10は、ヒートシンク部40に接合されている。ヒートシンク部40は、円盤状のステム41の円形状の表面の中央部近傍に設けられている。本実施形態では、サブマウント10は、半導体チップ20から出射されるレーザ光の出射方向が、ステム41の円形状の表面に対して垂直な方向に一致するよう、ヒートシンク部40に接合されている。また、このときサブマウント10は、半導体チップ20の発光点がステム41の円形状の表面の略中央に位置するよう、ヒートシンク部40に接合されていてもよい。
The
そして、サブマウント10、半導体チップ20およびヒートシンク部40は、周辺のリードピンやワイヤと共に円筒状のキャップ42によって覆われている。このキャップ42は、半導体チップ20やワイヤ等を保護することを目的として装着される。キャップ42上面の中央部に形成された開口部には、光取出し窓43が設けられており、半導体チップ20の上端面から出射されたレーザ光は、光取出し窓43を透過して半導体レーザ装置100の外部に出射される。
ヒートシンク部40は、高放熱金属材料(例えはCuなど)により構成されており、発光時に半導体チップ20が発する熱は、サブマウント10を介してヒートシンク部40に伝達され、放熱される。
The
The
次に、半導体チップ20の具体的構成について説明する。
図2は、半導体チップ20の具体的構成を示す要部断面図である。この図2に示すように、半導体チップ20は、半導体基板21と、半導体基板21の主面上に積層された複数の半導体層とを備える。ここで、半導体基板21は、例えばGaAs基板とすることができる。また、半導体層は、例えば有機金属気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)法によって堆積されたn型クラッド層22、活性層23、p型第1クラッド層24、p型第2クラッド層25およびp型コンタクト層26を含む。ここで、n型クラッド層22が第1クラッド層に対応し、p型第1クラッド層24およびp型第2クラッド層25が第2クラッド層に対応している。
n型クラッド層22は、例えばAlGaInPにより構成されている。活性層23は、例えばAlGaInPからなる障壁層とGaInP層からなる井戸層とを交互に積層した多重量子井戸( Multi Quantum Well:MQW)構造により構成されている。p型第1クラッド層24およびp型第2クラッド層25は、それぞれ例えばAlGaInPにより構成され、p型コンタクト層26は、例えばGaAsにより構成されている。
Next, a specific configuration of the
FIG. 2 is a principal cross-sectional view showing a specific configuration of the
The n-
p型第2クラッド層25には、凸形の断面形状を有し、互いに平行に延在する複数のリッジ部(メサストライプ)27が形成されている。本実施形態では、半導体チップ20は4ビーム半導体レーザ素子であるため、p型第2クラッド層25には4本のリッジ部27が形成されている。なお、図2では、4本のリッジ部27のうち、2本のリッジ部27が示されている。これら複数のリッジ部27は、各々が一つのエミッタに対応している。
リッジ部27は、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向(共振器方向)に沿って延伸するとともに、p型第2クラッド層25上の平面内において、上記光の出射方向(共振器方向)に直交する方向に沿って順に並んで形成されている。
p型コンタクト層26は、リッジ部27を構成するp型第2クラッド層25のそれぞれの上部に形成されている。すなわち、リッジ部27は、p型第2クラッド層25とp型コンタクト層26との2層構造になっている。
The p-type
The
The p-
p型第2クラッド層25の表面およびリッジ部27には、例えば酸化シリコンからなるパッシベーション膜(絶縁酸化膜)28が形成されている。ただし、リッジ部27の頂部(図2では下面)となる領域には、パッシベーション膜28は形成されておらず、当該頂部においてはp型コンタクト層26が露出している。そして、p型コンタクト層26の表面上およびパッシベーション膜28の表面上には、p型コンタクト層26にオーミック接続されたp型の表面電極29が形成されている。表面電極29は、Ti、Cr、Mo、W、Ni、Pt、Cu、Ag、Auのうち少なくとも1つを含んで構成されている。例えば、表面電極29は、Ti膜、Pt膜およびAu膜を半導体基板21に近い方から順次積層した多層金属膜とすることができる。
A passivation film (insulating oxide film) 28 made of, for example, silicon oxide is formed on the surface of the p-type
表面電極29上には、導電層が形成されている。本実施形態では、当該導電層は、表面電極29上に形成された第1導電層(1段目厚膜電極)30と、第1導電層30上の一部に形成された、第1導電層30よりも面積の小さい第2導電層(2段目厚膜電極)31とからなる。第1導電層30および第2導電層31は、例えばメッキ法によって形成される金(Au)の層である。また、第2導電層31のサブマウント10に接合されるべき面(図2では下面)には、凹状部32が形成されている。さらに、半導体基板21の裏面(図2では上面)には、n型の裏面電極33が形成されている。裏面電極33は、上述した表面電極29と同様の構成とすることができる。
A conductive layer is formed on the
半導体チップ20は、表面電極29と裏面電極33とに所定の電流が注入されたとき、4個のリッジ部27のそれぞれの下部の活性層23が発光点となり、例えば650nmの発振波長を有する赤色レーザビームを発振する。そして、その赤色レーザビームは、リッジ部27の延在方向に直交する面である半導体チップ20の両端面(共振器端面)からそれぞれ出射され、そのうちの前方光が図1に示すキャップ42の光取出し窓43を通じてCANパッケージの外部に出射される。
In the
一方、サブマウント10のチップ実装面(図2の上面)には、例えばTi膜の上にPt膜およびAu膜を順次積層した多層金属膜からなる4個のサブマウント電極(電極部)12が形成されている。これら4個のサブマウント電極12は、半導体チップ20をサブマウント10に実装したときに、半導体チップ20のリッジ部27にそれぞれ対応して配置されている。具体的には、各サブマウント電極12は、各第2導電層31に対向するように配置されている。
On the other hand, on the chip mounting surface (upper surface in FIG. 2) of the
また、サブマウント電極12のそれぞれの表面には、例えばAuSn等からなる半田層13が形成されている。ここで、複数のリッジ部27の配列方向(p型第2クラッド層25上の平面内において、共振器方向に直交する方向)において、サブマウント電極12の表面に形成された半田層13の幅は、第2導電層31の幅と同等かそれ以下となっている。つまり、第2導電層31の幅をW、半田層13の幅をLとしたとき、W≧Lの関係が成り立つ。
半導体チップ20の表面電極29と、サブマウント10のサブマウント電極12とは、半田層13と第2導電層31とを溶融接合することによって電気的に接続される。
A
The
上述したように、本実施形態では、第2導電層31のサブマウント10と接合されるべき面(接合面)に凹状部32が形成されている。したがって、溶融接合時に発生し得る半田層13の余剰な半田は、凹状部32に収納され、第2導電層31の外側に押し出されることが抑制される。つまり、半田玉の形成を抑制することができる。これにより、半田玉が隣接するエミッタの電極等(例えば、第1導電層30)に接触することを抑制し、互いに隣接するエミッタ間で電気的にショートすることを抑制することができる。その結果、各ビームの独立駆動を安定して行うことができる。また、組み立て歩留りの低下も抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
図3は、凹状部32の一例を示す平面図である。この図3は、図2の上方から第2導電層31を見た図である。この図3に示すように、凹状部32は、光の出射方向(共振器方向)に沿って形成され、その両端が閉じた構成とすることができる。このように、凹状部32の共振器方向における両端に閉塞部が形成されていることにより、溶融接合時に凹状部32に引きこまれた半田が共振器端面側から押し出されることを防止することができる。これにより、共振器端面側から押し出された半田がレーザ出射面を遮蔽してしまうといった事態を回避することができる。なお、上記閉塞部は、前方端面側および後方端面側のいずれか一方にのみ形成されていてもよい。
FIG. 3 is a plan view showing an example of the
また、凹状部32には、図4に示すように、その側面に空気抜きのための開口部32aが形成されていてもよい。ここで、凹状部32の側面とは、凹状部32が延伸する方向に対して直交する方向に対向する面である。このように、凹状部32に開口部32aを設けることで、凹状部32が半田を内包し易くなり、より適切に半田玉の形成を抑制することができる。なお、開口部32aの位置および大きさは、図4に示す位置および大きさに限定されるものではなく、任意の位置および大きさとすることができる。図4では、開口部32aは、共振器方向における略中央位置に1つだけ設けられているが、開口部32aは複数設けられていてもよい。
ただし、開口部32aは、図5に示すように、共振器方向に直交する方向に対向する2つの側面のうち、第2導電層31が電気的に導通しているリッジ部27に近い側の側面に形成されていることが好ましい。この場合、開口部32aから空気とともに半田が押し出された場合であっても、ショート不良の問題は発生しない。このように、開口部32aを、第2導電層31が電気的に導通しているリッジ部27に近い側の側面に形成する場合、共振器方向の両端が閉じていれば、例えば、上記側面の全面が開口していてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 4, the recessed
However, as shown in FIG. 5, the opening 32 a is located on the side close to the
また、凹状部32は、任意の製法で形成することができる。例えば、凹状部32は、多段メッキにより形成することができる。すなわち、フォトリソグラフィ工程とレジストの開口部にのみメッキを成膜する工程とを繰り返し、上層にいくほどレジスト開口部の面積を狭くする製法により、凹状部32を形成することができる。ここで、図2に示すように、凹状部32の共振器方向に直交する断面形状を半月状とする場合には、多段メッキ後、段を滑らかにするためのエッチングを行ってもよい。なお、凹状部32の製法は上記に限定されるものではなく、例えば、エッチングストップ層を設けてウェットエッチングする方法や、厚膜の導電層を成膜した後、フォトリソグラフィ工程で凹状部になるべき範囲を開口させ、その後、ドライエッチング(イオンミリング等)やウェットエッチングを行い、レジスト開口部の導電層を凹ませる方法などを用いることもできる。
Moreover, the recessed
さらに、凹状部32は、別の製法により形成することもできる。例えば、第2導電層31が成膜される面にくぼみ(凹部)を形成しておき、その上に第2導電層31を成膜することで、上記くぼみの形状を反映した凹状部32を有する第2導電層31を形成するようにしてもよい。
図6は、p型第2クラッド層25にくぼみ25aを形成して凹状部32を形成する場合の概念図である。この図6に示すように、くぼみ25aが形成されたp型第2クラッド層25上に第1導電層30を成膜することで、第1導電層30に、くぼみ25aを反映したくぼみ30aを形成する。そして、くぼみ30aが形成された第1導電層30上に第2導電層31を成膜することで、第2導電層31に、くぼみ30aを反映した凹状部32を形成するようにしてもよい。
Furthermore, the recessed
FIG. 6 is a conceptual diagram when the
なお、p型第2クラッド層25にくぼみ25aを形成するのではなく、図7に示すように、第1導電層30を断続的に成膜することでくぼみ30aを形成したり、第1導電層30に凹状のくぼみ30aを形成したりすることでも、同様に凹状部32を形成することができる。また、図6では、p型第2クラッド層25にくぼみ25aを形成する場合について説明したが、半導体基板21やp型第2クラッド層25よりも半導体基板21に近い半導体層にくぼみを形成し、そのくぼみを維持したまま最表面である第2導電層31の表面に凹状部32を形成するようにしてもよい。
このように、凹状部32の共振器方向に直交する断面形状は、図2に示すような半月状に限定されるものではなく、図6および図7に示すような矩形状または略矩形状であってもよい。なお、当該断面形状は上記に限定されるものではなく、任意の形状であってよい。
Instead of forming the
Thus, the cross-sectional shape orthogonal to the resonator direction of the
また、第2導電層31の半田層13との接合面における凹状部32の周囲は、凹状部32の内表面に対して半田の濡れ性の悪い材料により構成されていることが好ましい。ここで、凹状部32の周囲とは、第2導電層31の表面のうち凹状部32以外の領域である。
この場合、例えば図8(a)に示すように、まず、第2導電層31上に、第2導電層31を構成する材料(例えばAu)よりも濡れ性の悪い材料31a(例えば、Pt、Ti、Niなど)を成膜し、凹状部32の形成領域以外をレジストRで覆い、エッチングにより凹状部32を形成する。そして、レジストRを除去すれば、図8(b)に示すように、上記接合面における凹状部32の周囲に濡れ性の悪い材料31aが配置された構成とすることができる。
また、さらにフォトリソグラフィとエッチングとを行い、図8(c)に示すように、第2導電層31の底面部の濡れ性の悪い材料31aを除去してもよい。
Further, it is preferable that the periphery of the
In this case, for example, as shown in FIG. 8A, first, on the second
Further, photolithography and etching may be further performed to remove the poorly
これにより、より凹状部32に半田を引きこみ易くすることができる。なお、凹状部32の周囲に濡れ性の悪い材料を配置するのではなく、凹状部32の内表面を、凹状部32の周囲に対して濡れ性の良い材料で被覆してもよい。また、凹状部32に半田を引きこみ易くするための製法は、上記に限定されるものではない。例えば、プラズマクリーニングやエキシマレーザ照射等により凹状部32の内表面の表面改質を行うこともできる。
Thereby, the solder can be more easily drawn into the
以下、本実施形態における半導体レーザ装置100の製造方法について説明する。
はじめに、半導体チップ20の製造方法について説明する。半導体チップ20の製造に際しては、まずMOCVDやLPE(Liquid Phase Epitaxy)法などを用い、半導体基板21上にn型クラッド層22、活性層23、p型第1クラッド層24、p型第2クラッド層25およびp型コンタクト層26を順次積層成膜する。
次に、p型コンタクト層26上に酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィとエッチングのプロセスを用いて酸化膜をパターン化し、そのパターンに沿ってp型第2クラッド層25およびp型コンタクト層26をエッチングする。これにより、複数(本実施形態では4個)のリッジ部27が形成される。
Hereinafter, a method for manufacturing the
First, a method for manufacturing the
Next, an oxide film is formed on the p-
次に、パッシベーション膜28をウェハ全面に成膜し、フォトリソグラフィとエッチングとにより、各リッジ部27の上面となる領域に形成されたパッシベーション膜28を取り除き、かかる領域のp型コンタクト層26を露出させる。そして、その上に、表面電極29をウェハ全面に成膜し、所定の形状に形成する。続いて、表面電極29上に、第1導電層30および第2導電層31を、例えば金メッキ法によりそれぞれ所定の形状に成膜する。また、このとき、第2導電層31の成膜後もしくは同時に、凹状部32を形成する。これにより、p側のプロセスが完了する。
Next, a
次に、n側のプロセスについて説明する。まずウェハを、デバイス面(本実施形態ではp側)を下に向けた状態で固定し、半導体基板21の裏面(本実施形態ではn側)を所望の厚さとなるように研磨する。そして、研磨した面に裏面電極33を形成する。
最後に、ウェハをチップ化することで本実施形態に係る半導体チップ20が完成する。
なお、裏面電極33の形成後、裏面電極33上にも導電層(厚膜電極)を形成してもよい。このように、裏面電極33上にも導電層を形成することで、デバイス面側が極端に多層かつ厚膜構造となることに起因するウェハやチップの反りを低減する効果が得られる。
Next, the n-side process will be described. First, the wafer is fixed with the device surface (p side in this embodiment) facing down, and the back surface (n side in this embodiment) of the
Finally, the
Note that a conductive layer (thick film electrode) may also be formed on the
次に、半導体レーザ装置100の製造方法について説明する。
まず、サブマウント10のサブマウント電極12上に、半田層13を所定の形状に形成する。このとき、半田層13の幅Lは、第2導電層31の幅Wと同等またはそれ以下とする。
サブマウント10に半導体チップ20を実装する際には、CCDカメラ等を用いてサブマウント10に形成された認識パターンと半導体チップ20に形成された認識パターンとを認識する。そして、認識した両者の認識パターンの位置合わせを行って、半導体チップ20をジャンクションダウン方式でサブマウント10に実装する。サブマウント10のサブマウント電極12は、半導体チップ20の第2導電層31に対向する位置にそれぞれ形成されており、これら第2導電層31がサブマウント電極12上に形成された半田層13に接合されることで、半導体チップ20の表面電極29とサブマウント電極12とが電気的に接続される。
Next, a method for manufacturing the
First, the
When the
半導体チップ20がサブマウント10に接合された後は、半導体チップ20をサブマウント10と共に半導体レーザ装置100を構成する円盤状のステム41に接合する。具体的には、半導体チップ20が接合されたサブマウント10は、半田等を介してステム41に設けられたヒートシンク40に接合される。次に、ワイヤボンディングにより半導体チップ20の表面電極29および裏面電極33への通電を可能とし、最後に、ステム41の円盤状の表面に円筒状のキャップ42を装着し、溶接などにより気密封止する。以上の工程により、半導体レーザ装置100が完成する。
After the
以上のように、本実施形態におけるマルチビーム型半導体レーザ素子(半導体チップ)20は、半導体基板21上に形成された、n型クラッド層22、活性層23、p型第1クラッド層24およびp型第2クラッド層25を含む半導体層と、複数のエミッタにそれぞれ対応してp型第2クラッド層25に形成された、共振器方向に延在する複数のリッジ部27と、複数のリッジ部27上にそれぞれ形成された複数の表面電極29と、複数の表面電極29上にそれぞれ形成された複数の導電層と、を備える。ここで、導電層は、表面電極29上に形成された第1導電層30と、第1導電層30上に形成された第2導電層31とを含んで構成することができる。そして、第2導電層31のサブマウントに接合されるべき面には、凹状部32が設けられている。
As described above, the multi-beam semiconductor laser element (semiconductor chip) 20 in this embodiment includes the n-
このように、第2導電層31のサブマウントに接合されるべき面に凹状部32が形成されているため、実装時に半田層13を介して第2導電層31とサブマウント10のサブマウント電極12とを接合する場合に、半田層13の余剰な半田を凹状部32に収納させることができる。そのため、余剰な半田が外側に押し出されて半田玉となることを抑制することができる。したがって、形成された半田玉が隣接するエミッタの電極等に接触することを抑制し、互いに隣接するエミッタ間のショートを適切に抑制することができる。その結果、レーザの独立駆動を安定して行うことができる。また、半田幅を広くとらなくても、凹状部32によって余剰な半田を収納することができるので、狭ピッチに対応することができる。
Thus, since the recessed
ところで、半田玉の発生を抑制するために、半田幅を、半導体チップの表面電極上に形成される導電層の幅よりも広くすることが考えられている。この場合、溶融接合時に発生する余剰な半田は、外側に押し出されるが、半田幅が電極幅よりも広いため、電極と接触しない半田領域全体に亘って余剰な半田が広がり、半田の局所的なはみ出しが抑制され、半田玉が発生し難い。しかしながら、市場からの要求としては、更なる狭ピッチ化が求められており、このような狭ピッチの半導体レーザ装置では、半田幅を電極幅よりも広く取ることが困難である。そのため、半田玉の形成を適切に抑制することが困難となる。
つまり、図9に示すように、狭ピッチの半導体レーザ装置において、本実施形態のような凹状部32が形成されていない第2導電層131を用いた場合、余剰な半田が半田玉となって隣接するエミッタの電極等(図9では第1導電層30)と接触しショートしてしまう。
By the way, in order to suppress the generation of solder balls, it is considered to make the solder width wider than the width of the conductive layer formed on the surface electrode of the semiconductor chip. In this case, excess solder generated during fusion bonding is pushed outward, but since the solder width is wider than the electrode width, the excess solder spreads over the entire solder region not in contact with the electrode, and the solder is locally localized. Protrusion is suppressed and solder balls are hardly generated. However, as a demand from the market, further narrowing of the pitch is required, and in such a narrow pitch semiconductor laser device, it is difficult to make the solder width wider than the electrode width. Therefore, it becomes difficult to appropriately suppress the formation of solder balls.
That is, as shown in FIG. 9, in the semiconductor laser device with a narrow pitch, when the second
これに対して、本実施形態では、第2導電層31のサブマウント10との接合面に凹状部32を設け、第2導電層31自身が余剰な半田を収納する構成とした。したがって、適切に半田玉の形成を抑制することができる。また、半田幅を広くとらなくても、凹状部32によって余剰な半田を収納できるので、半導体レーザ装置の狭ピッチ化を実現可能である。例えば、半田層13の幅Lが第2導電層の幅W以下であっても、適切に半田玉の形成を抑制することができる。
このように、狭ピッチ化とビームの安定した独立駆動とを実現することができる。本実施形態において、互いに隣接するリッジ部27間の距離であるビームピッチは、20μm〜50μmとすることができる。ここで、キャビティ長は300μm〜600μm、第2導電層の幅Wは7μm〜10μm、凹状部の幅は5μm程度である。
また、第1導電層30の厚さは2μm程度、第2導電層31の厚さは5μm程度、パッシベーション膜28の厚さは0.5μm程度、表面電極29の厚みは0.5μm程度、半田層13の厚みは3μm程度である。
On the other hand, in the present embodiment, the
In this way, it is possible to realize narrow pitch and stable independent driving of the beam. In the present embodiment, the beam pitch, which is the distance between the
The thickness of the first
また、本実施形態では、表面電極29上に形成される導電層を第1導電層30と第2導電層31との2段構造とし、第2導電層31をリッジ部27と平面的に重ならない位置に形成している。つまり、リッジ部27と半田層13とは、平面的に重なり合っておらず、リッジ部27とサブマウント10との間に隙間がある構造としている。これにより、半導体チップ20とサブマウント10との組み立て時に、リッジ部27に応力が及び難くすることができる。その結果、上記応力による偏光角回転や偏光角のビーム間相対差を小さくすることが可能となり、光学特性を安定させることができる。
また、この場合、第2導電層31がリッジ部27の上方からずれた位置となるために、第2導電層31が隣接するエミッタに近づくことになる。しかし、第2導電層31に凹状部32が形成されているため、実装時における半田玉の形成を適切に抑制することができ、エミッタ間のショートを適切に抑制することができる。つまり、導電層を2段構造とし、第2導電層31が隣接するエミッタに近いほど凹状部32の必要性は大きい。
In the present embodiment, the conductive layer formed on the
In this case, since the second
以上のように、本実施形態における半導体チップ20は、半導体チップ20とサブマウント10とを半田を介して接合する場合に発生し得る余剰な半田を収納可能な凹状部32を備える。したがって、適切に半田玉の形成を抑制することができ、狭ピッチで、かつビームの独立駆動を安定して行うことができるマルチビーム型半導体レーザ素子およびマルチビーム型半導体レーザ装置を実現することができる。
As described above, the
(変形例)
なお、上記実施形態においては、導電層が第1導電層30と第2導電層31との2段構造である場合について説明したが、サブマウント10と接合されるべき面に、余剰な半田を収納可能な凹状部が形成されていればよく、導電層は1段構造であってもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the case where the conductive layer has the two-stage structure of the first
また、上記実施形態においては、第2導電層32に凹状部32を形成する場合について説明したが、接合時に発生し得る余剰な半田を収納可能な凹状部は、必ずしも半導体チップ20側に形成されている必要はない。例えば、図10に示すように、サブマウント10側に凹状部が形成されていてもよい。
図10では、サブマウント10のサブマウント電極12における半田層13と接する面に、凹状部14が形成されている例を示している。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果が得られる。つまり、接合時に発生し得る余剰な半田を収納可能な凹状部は、半導体チップ20の第2導電層31の半田層13と接する面、およびサブマウント10のサブマウント電極12の半田層13と接する面の少なくとも一方に形成されていればよい。
なお、サブマウント電極12に凹状部14を形成する場合、図11に示すように、くぼみ10aが形成されたサブマウント10上にサブマウント電極12を成膜することで、サブマウント電極12に、くぼみ10aを反映した凹状部14を形成するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
FIG. 10 shows an example in which a
In addition, when forming the recessed
10…サブマウント(支持基板)、12…サブマウント電極(電極部)、13…半田層、20…マルチビーム型半導体レーザ素子(半導体チップ)、21…半導体基板、22…n型クラッド層、23…活性層、24…p型第1クラッド層、25…p型第2クラッド層、26…p型コンタクト層、27…リッジ部、28…パッシベーション膜、29…表面電極、30…第1導電層、31…第2導電層、32…凹状部、33…裏面電極、100…マルチビーム型半導体レーザ装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第2クラッド層に形成された、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んで形成される複数のリッジ部と、
前記複数のリッジ部上にそれぞれ形成された複数の導電層と、
前記導電層のサブマウントに接合されるべき面に、前記光の出射方向に沿って形成された凹状部と、を備えることを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ素子。 A multi-beam type semiconductor laser device comprising a semiconductor layer formed on a semiconductor substrate and including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer,
A plurality of ridges formed in the second cladding layer, extending from the front end face to the rear end face along the light emitting direction, and arranged in order along the direction orthogonal to the emitting direction;
A plurality of conductive layers respectively formed on the plurality of ridges;
A multi-beam type semiconductor laser device comprising: a concave portion formed along a light emission direction on a surface of the conductive layer to be bonded to the submount.
前記凹状部は、前記第2導電層に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のマルチビーム型半導体レーザ素子。 The conductive layer includes a first conductive layer and a second conductive layer formed on the first conductive layer,
The multi-beam semiconductor laser element according to claim 1, wherein the concave portion is formed in the second conductive layer.
前記マルチビーム型半導体レーザ素子は、
半導体基板上に形成された、第1クラッド層、活性層および第2クラッド層を含む半導体層と、
前記第2クラッド層に形成された、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んで形成される複数のリッジ部と、
前記複数のリッジ部上にそれぞれ形成された複数の導電層と、を備えており、
前記サブマウントは、
前記複数のリッジ部にそれぞれ対応して形成され、前記半田層を介して前記導電層と接合される複数の電極部を備え、
前記導電層の前記半田層と接する面および前記電極部の前記半田層と接する面の少なくとも一方に凹状部が形成されていることを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ装置。 A multi-beam semiconductor laser device comprising: a multi-beam semiconductor laser element; and a submount on which the multi-beam semiconductor laser element is mounted via a solder layer,
The multi-beam semiconductor laser element is
A semiconductor layer formed on a semiconductor substrate and including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer;
A plurality of ridges formed in the second cladding layer, extending from the front end face to the rear end face along the light emitting direction, and arranged in order along the direction orthogonal to the emitting direction;
A plurality of conductive layers respectively formed on the plurality of ridge portions,
The submount is
A plurality of electrode portions formed respectively corresponding to the plurality of ridge portions, and joined to the conductive layer via the solder layer;
A multi-beam semiconductor laser device, wherein a concave portion is formed on at least one of a surface of the conductive layer in contact with the solder layer and a surface of the electrode portion in contact with the solder layer.
前記第2クラッド層に、前方端面から後方端面に亘り光の出射方向に沿って延伸するとともに、前記出射方向に直交する方向に沿って順に並んだ複数のリッジ部を形成する工程と、
前記複数のリッジ部上にそれぞれ導電層を形成する工程と、
前記導電層のサブマウントに接合されるべき面に、前記光の出射方向に沿って凹状部を形成する工程と、を含むことを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ素子の製造方法。 A method of manufacturing a multi-beam type semiconductor laser device comprising a semiconductor layer formed on a semiconductor substrate and including a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer,
Extending the second cladding layer from the front end surface to the rear end surface along the light emitting direction, and forming a plurality of ridges arranged in order along the direction orthogonal to the emitting direction; and
Forming a conductive layer on each of the plurality of ridges;
Forming a concave portion along a light emitting direction on a surface of the conductive layer to be bonded to the submount, and a method of manufacturing a multi-beam type semiconductor laser device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017118344A JP6900798B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Multi-beam type semiconductor laser element and multi-beam type semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017118344A JP6900798B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Multi-beam type semiconductor laser element and multi-beam type semiconductor laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019004064A true JP2019004064A (en) | 2019-01-10 |
JP6900798B2 JP6900798B2 (en) | 2021-07-07 |
Family
ID=65006870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017118344A Active JP6900798B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Multi-beam type semiconductor laser element and multi-beam type semiconductor laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6900798B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6818946B1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-01-27 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor laser element and its manufacturing method, semiconductor laser device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS648647A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0590329A (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | Semiconductor optical element |
JP2004319987A (en) * | 2003-03-31 | 2004-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor laser element |
JP2005117043A (en) * | 2003-10-04 | 2005-04-28 | Samsung Electronics Co Ltd | Light emitting element assembly |
US20070286252A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Submount of a multi-beam laser diode module |
JP2014022481A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Oclaro Inc | Multi-beam semiconductor laser device |
JP2016082050A (en) * | 2014-10-16 | 2016-05-16 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | Optical semiconductor device |
JP2017034031A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | シチズン電子株式会社 | Semiconductor element and light-emitting device |
-
2017
- 2017-06-16 JP JP2017118344A patent/JP6900798B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS648647A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0590329A (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | Semiconductor optical element |
JP2004319987A (en) * | 2003-03-31 | 2004-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor laser element |
JP2005117043A (en) * | 2003-10-04 | 2005-04-28 | Samsung Electronics Co Ltd | Light emitting element assembly |
US20070286252A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Submount of a multi-beam laser diode module |
JP2014022481A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Oclaro Inc | Multi-beam semiconductor laser device |
JP2016082050A (en) * | 2014-10-16 | 2016-05-16 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | Optical semiconductor device |
JP2017034031A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | シチズン電子株式会社 | Semiconductor element and light-emitting device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6818946B1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-01-27 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor laser element and its manufacturing method, semiconductor laser device |
WO2021111536A1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor laser element, method for manufacturing same, and semiconductor laser device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6900798B2 (en) | 2021-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6687268B2 (en) | Surface emitting laser and photodiode, manufacturing method therefor, and optoelectric integrated circuit using the surface emitting laser and the photodiode | |
RU2623663C2 (en) | Surface-emitting laser device with vertical external resonator with optical pumping | |
JP2015518282A5 (en) | ||
JP4877471B2 (en) | Manufacturing method of surface emitting semiconductor laser | |
JP5959484B2 (en) | Semiconductor laser device and semiconductor laser device | |
JP4203747B2 (en) | Surface emitting semiconductor laser, method for manufacturing the same, and optical module | |
TWI517509B (en) | Multi - beam semiconductor laser device | |
JP5214844B2 (en) | Optical semiconductor device | |
JP2011029339A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH11266058A (en) | Gallium nitride compound semiconductor laser diode | |
JP6252222B2 (en) | Surface emitting laser array and laser apparatus | |
JP6900798B2 (en) | Multi-beam type semiconductor laser element and multi-beam type semiconductor laser device | |
JP7200721B2 (en) | Surface emitting laser module, light source device, detection device | |
JP5410195B2 (en) | Multi-beam semiconductor laser device | |
JP2012054474A (en) | Semiconductor laser device | |
JP2001284731A (en) | Semiconductor laser device | |
JP2007317686A (en) | Light element chip, and optical module and manufacturing method thereof | |
JP2010010509A (en) | Semiconductor laser device | |
JP5779214B2 (en) | Multi-beam semiconductor laser device | |
JP6334772B2 (en) | Multi-beam semiconductor laser device | |
JP4704703B2 (en) | Array type semiconductor laser device | |
JP2005217255A (en) | Semiconductor laser and its manufacturing method | |
JP2016015528A (en) | Semiconductor laser device manufacturing method | |
JP4081897B2 (en) | Multilayer semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
JP2021163921A (en) | Method for manufacturing quantum cascade laser element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200306 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20200915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210518 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210531 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6900798 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |