JP2578798B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
Semiconductor laser deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、小型で堅牢，光の波長純度および空間均一
性に優れた半導体レーザに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser that is small, robust, and excellent in light wavelength purity and spatial uniformity.
従来の技術 現在、コンパクトディスク（CD）やビデオディスク
（VD）では、現在のところ、そのピックアップ方式の大
半を３ビーム方式が占めている。この３ビーム方式では
第２図に示す様に、レーザチップ１から出されたレーザ
光が、ビームスプリッタ２で３本に分けられ、ハーフミ
ラー３を通ってディスク４の面に到達し、主信号および
トラッキング信号を伝える。一方、ディスク面で反射さ
れたビームは、レーザチップ１の発光点から40〜130μ
ｍの所（Ａ点）に戻ってくる。なお、図中５は集光レン
ズ、６はフォトダイオード、７はシリコンサブマウント
である。ところで、半導体レーザは、レーザチップの発
光点とステムとの相対的な位置の関係から２つの構造に
大別される。2. Description of the Related Art At present, most compact pickups (CDs) and video discs (VDs) are occupied by a three-beam pickup system. In this three-beam system, as shown in FIG. 2, a laser beam emitted from a laser chip 1 is split into three beams by a beam splitter 2, reaches a surface of a disk 4 through a half mirror 3, and a main signal. And convey the tracking signal. On the other hand, the beam reflected by the disk surface is 40 to 130 μm from the emission point of the laser chip 1.
It returns to m (point A). In the figure, 5 is a condenser lens, 6 is a photodiode, and 7 is a silicon submount. Incidentally, semiconductor lasers are roughly classified into two structures based on the relationship between the light emitting point of the laser chip and the relative position of the stem.
第３図は、上記の構造と出射光および戻り光の関係を
示す図であり、第３図（ａ）は発光点がステムヘッド８
から離れたところに位置するアップサイドアップ型、一
方、第３図（ｂ）は発光点がステムヘッド８の側に位置
するアップサイドダウン型を示している。ところで、第
３図（ａ）で示すアップサイドアップ型では破線で示す
戻り光がレーザチップ１の端面で反射する。また、第３
図（ｂ）で示すアップサイドダウン型では、レーザチッ
プ１面の端面ならびにシリコンサブマウント７の面で反
射する。このような反射光が本来のビームと干渉を起こ
し、トラッキングノイズとなる。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the above structure and the outgoing light and return light, and FIG.
FIG. 3B shows an upside-down type in which a light emitting point is located on the side of the stem head 8. By the way, in the upside-up type shown in FIG. 3A, return light indicated by a broken line is reflected on the end face of the laser chip 1. Also, the third
In the upside-down type shown in FIG. 7B, the light is reflected by the end face of the laser chip 1 and the face of the silicon submount 7. Such reflected light interferes with the original beam and becomes tracking noise.
このようなノイズを防止するにあたり、従来は、レー
ザチップ端面の戻り光が入る部分を低反射率の面もしく
は戻り光を吸収できる面とすること、ならびに、シリコ
ンザブマウント７をその戻り光入射面（切断面）が傾斜
するように取りつけ、戻り光を主ビームとは異る方向へ
反射させることなどの対策が講じられていた。In order to prevent such noise, conventionally, a portion of the end face of the laser chip where the return light enters is made to have a low reflectivity surface or a surface capable of absorbing the return light, and the silicon submount 7 is provided with a return light incident surface. Measures were taken such that the (cut surface) was mounted so as to be inclined and the returning light was reflected in a direction different from the main beam.
発明が解決しようとする問題点 前者の対策は、レーザチップそのものに対して施され
るため、このことによって実装面での不都合をきたすこ
とはないが、後者の対策を施すと、レーザチップの取付
精度の低下をもたらすばかりでなく、放熱特性にばらつ
きをもたらす。半導体レーザにおいては、特に取付精度
の低下は致命的な不良原因につながる。Problems to be Solved by the Invention The former measure is applied to the laser chip itself, so this does not cause any inconvenience on the mounting surface. Not only will the accuracy be reduced, but the heat dissipation characteristics will also vary. In a semiconductor laser, particularly, a decrease in mounting accuracy leads to a fatal cause of failure.
問題点を解決するための手段 本発明は、半導体レーザ素子基板の取り付けられるシ
リコンサブマウントの，前記半導体レーザ素子基板のレ
ーザビーム出射端面と同一の平面に位置する面が、水酸
化ナトリウムを含む液を用いてエッチングされた，前記
レーザビーム径以下の微細な凹凸面に形成されたことを
特徴とする半導体レーザ装置である。Means for Solving the Problems The present invention provides a silicon submount on which a semiconductor laser element substrate is mounted, wherein a surface located on the same plane as a laser beam emitting end face of the semiconductor laser element substrate has a liquid containing sodium hydroxide. A semiconductor laser device formed on a fine uneven surface having a diameter equal to or smaller than the laser beam diameter, which is etched by using a laser beam.
作用 この構造によれば、シリコンサブマウントを傾けて取
りつけることが不要となるとともに、戻り光の反射率が
低減できるので戻り光の反射に起因するトラッキングノ
イズを抑圧することができる。Operation According to this structure, it is not necessary to mount the silicon submount at an angle, and the reflectance of the return light can be reduced, so that the tracking noise due to the reflection of the return light can be suppressed.
実 施 例 以下に図面を参照して本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の半導体レーザを示す図であり、レー
ザチップ１は、ｐ形GaAs基板９の上に電流狭窄層10、ｐ
形GaAlAsクラッド層11、活性層12、ｎ形GaAlAsクラッド
層13、コンタクト層14を形成し、さらにｎ側電極15とｐ
側電極16とを設けた構造となっている。ところで、各層
のAlAs混晶比は、Ｘ＝0,0.5,0.08,0.5,0.04、また、各
層の膜厚は、1.0,0.2,0.08,2.0,2.0μｍ程度である。FIG. 1 is a view showing a semiconductor laser of the present invention. A laser chip 1 has a current confinement layer 10 and a p-type GaAs substrate 9 on a p-type GaAs substrate 9.
A GaAlAs cladding layer 11, an active layer 12, an n-type GaAlAs cladding layer 13, and a contact layer 14 are formed.
It has a structure provided with the side electrode 16. Incidentally, the AlAs mixed crystal ratio of each layer is X = 0, 0.5, 0.08, 0.5, 0.04, and the film thickness of each layer is about 1.0, 0.2, 0.08, 2.0, 2.0 μm.
なお、ｎ側電極15は、Au−GeあるいはAuを真空蒸着
し、劈開の目安となるパターンとして形成され、一方、
ｐ側電極16は、劈開を容易にするため、基板厚みを100
μｍ程度としてからAu−Znを真空蒸着して形成されてい
る。The n-side electrode 15 is formed by vacuum-depositing Au—Ge or Au and forming a pattern that serves as a guide for cleavage.
The p-side electrode 16 has a substrate thickness of 100 to facilitate cleavage.
It is formed by vacuum evaporation of Au-Zn after having a thickness of about μm.
このような構造とされたレーザチップ１の劈開面上に
は保護膜17としてAl2O3膜が形成されるが、この保護膜1
7の厚みを戻り光が入射する部分では薄く、残部では厚
くなるように変化させることによって戻り光に対する反
射率を低下させている。An Al 2 O 3 film is formed as a protective film 17 on the cleavage surface of the laser chip 1 having such a structure.
The reflectivity for the return light is reduced by changing the thickness of 7 so that it is thinner at the portion where the return light is incident and thicker at the remaining portion.
ところで、本発明の半導体レーザでは、上記のレーザ
チップ１が取りつけられるシリコンサブマウント７に特
徴的な対策が施されている。すなわち、両面がメタライ
ズされたシリコンウエハを切断して得た所定寸法の矩形
片の切断面を水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液でエッチ
ングすることによりレーザビーム径以下の凹凸面18を有
するシリコンサブマウント７を形成している。このよう
な加工が施されたシリコンサブマウント７では、戻り光
に対する反射率が著るしく低下する。By the way, in the semiconductor laser of the present invention, a characteristic countermeasure is taken for the silicon submount 7 on which the laser chip 1 is mounted. That is, by cutting a cut surface of a rectangular piece having a predetermined size obtained by cutting a silicon wafer having both surfaces metallized with a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, a silicon submount 7 having an uneven surface 18 of a laser beam diameter or less is obtained. Is formed. In the silicon submount 7 that has been subjected to such processing, the reflectance with respect to return light is significantly reduced.
なお、NaOH水溶液によるエッチングの条件は、液温を
50±２℃、エッチング時間を10分間とした。この時間が
短かすぎると凹凸加工が不十分となり、一方、長すぎる
とメタライズ層が庇状に突出する不都合を招く。これら
を考慮して所定の条件設定がなされればよい。The conditions for etching with the NaOH aqueous solution are as follows:
The etching time was 50 ± 2 ° C. and the etching time was 10 minutes. If the time is too short, the unevenness processing will be insufficient, while if too long, the metallized layer will be inconveniently projected in an eaves-like manner. The predetermined condition may be set in consideration of these.
因に、上記の条件で形成した凹凸面の戻り光に対する
反射率は約10％であり、切断面をそのままの状態とした
場合の戻り光に対する反射率が約30％であることと比較
すると著るしい低下が実現されている。Incidentally, the reflectance of the uneven surface formed under the above conditions with respect to the return light is about 10%, which is remarkably compared with the reflectance with respect to the return light of about 30% when the cut surface is left as it is. A good drop has been realized.
このような凹凸面18では、図示するように戻り光が入
射しても、この戻り光は殆んど反射されないことにな
る。As shown in the figure, even if return light enters as shown in the figure, the return light is hardly reflected.
発明の効果 以上のような構造とされた本発明の半導体レーザで
は、シリコンサブマウントの切断面が低反射率の面とさ
れているため、ステムヘッド８への取り付けに際して傾
けて取りつけることが不要であり、したがって、レーザ
チップの取付精度の低下、放熱特性のばらつき等の不都
合が排除される。勿論、シリコンサブマウントの切断面
の戻り光に対する反射率が低下しているため、トラッキ
ングノイズの低減もはかられ、高性能の半導体レーザが
実現される。Effect of the Invention In the semiconductor laser of the present invention having the above-described structure, since the cut surface of the silicon submount is a surface having a low reflectance, it is not necessary to mount the silicon submount at a slant when mounting to the stem head 8. Therefore, inconveniences such as a decrease in mounting accuracy of the laser chip and a variation in heat radiation characteristics are eliminated. Of course, since the reflectance of the cut surface of the silicon submount with respect to the return light is reduced, tracking noise is reduced, and a high-performance semiconductor laser is realized.
第１図は、本発明の半導体レーザの構造を示す図、第２
図は３ビーム方式を説明するための図、第３図は半導体
レーザの構造と出射光および戻り光の関係を示す図であ
る。 １……レーザチップ、２……ビームスプリッタ、３……
ハーフミラー、４……ディスク、５……集光レンズ、６
……フォトダイオード、７……シリコンサブマウント、
８……ステムヘッド、９……ｐ形GaAs基板、10……電流
狭窄層、11……ｐ形GaAlAsクラッド層、12……活性層、
13……ｎ形GaAlAsクラッド層、14……コンタクト層、1
5,16……電極、17……保護膜、18……凹凸面。FIG. 1 is a view showing a structure of a semiconductor laser of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a three-beam system, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the structure of a semiconductor laser and emitted light and return light. 1 ... laser chip, 2 ... beam splitter, 3 ...
Half mirror, 4 ... Disc, 5 ... Condenser lens, 6
…… Photodiode, 7 …… Silicon submount,
8 ... stem head, 9 ... p-type GaAs substrate, 10 ... current confinement layer, 11 ... p-type GaAlAs cladding layer, 12 ... active layer,
13 ... n-type GaAlAs cladding layer, 14 ... contact layer, 1
5, 16 ... electrodes, 17 ... protective film, 18 ... uneven surface.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−13088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−174690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153338（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−151362（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-13088 (JP, A) JP-A-61-174690 (JP, A) JP-A-55-153338 (JP, A) 151362 (JP, U)
Claims (1)
リコンサブマウントが両面メタライズされたシリコン基
板を切断して得た矩形片で、前記矩形片を水酸化アルカ
リを含む液で侵食することでできる前記矩形片の側部切
断面全体に侵食形成された粗面部を有するものである半
導体レーザ装置。A silicon submount to which a semiconductor laser element substrate is attached is a rectangular piece obtained by cutting a silicon substrate having both surfaces metallized, and the rectangular piece is formed by eroding the rectangular piece with a solution containing alkali hydroxide. A semiconductor laser device having a rough surface portion formed by erosion on the entire side cut surface of one piece.
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1987
- 1987-04-23 JP JP62100363A patent/JP2578798B2/en not_active Expired - Fee Related
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