JP4799847B2 - Semiconductor laser device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は半導体レーザ素子及びその製造方法に係わり、例えば、出力Poが10mW以上となる可視光レーザダイオード(LD)の製造技術に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same, for example, a technology effective when applied to a visible laser diode (LD) manufacturing technology with an output Po of 10 mW or more.
半導体レーザ(LD)は光通信システムの光源や情報処理機器の光源として多用されている。CD,VD機器,レーザプリンタ,POS,バーコードリーダをはじめ、文書ファイルシステムなどの情報処理機器の光源として可視光半導体レーザが使用されている。 Semiconductor lasers (LDs) are widely used as light sources for optical communication systems and information processing equipment. Visible light semiconductor lasers are used as light sources for information processing equipment such as document file systems such as CD, VD equipment, laser printers, POS, and barcode readers.
情報処理機器の処理能力増大等に伴い、光源としての半導体レーザもより出力の高いものが要請されている。出力Poが10mW以上となると、レーザ光を放射する出射面の光損傷(COD:Catastrophic Optical Damage)が発生し、レーザ光放出が続行できなくなる。そこで、従来は半導体レーザの共振器の端面部分に亜鉛拡散を行って窓構造を形成し、出射面での破壊を防止する技術が採用されている(例えば、特許文献1)。
また、端面近傍に電流非注入領域を設けることにより、端面の温度上昇を抑え、CODの発生を防ぐ構造も提案されている(例えば、特許文献2)。
Along with an increase in processing capability of information processing equipment, a semiconductor laser as a light source is required to have a higher output. When the output Po is 10 mW or more, light damage (COD: Catastrophic Optical Damage) occurs on the emission surface that emits laser light, and laser light emission cannot be continued. Therefore, conventionally, a technique has been adopted in which zinc diffusion is performed on the end face portion of the resonator of the semiconductor laser to form a window structure to prevent destruction on the emission surface (for example, Patent Document 1).
In addition, a structure has been proposed in which a current non-injection region is provided in the vicinity of the end face to suppress the temperature rise of the end face and prevent the generation of COD (for example, Patent Document 2).
COD対策として採用されているZnの選択的拡散による窓構造は、半導体レーザチップの共振器の端面ともなる出射面の近傍に亜鉛(Zn)を拡散し、活性層となるMQW(多重量子井戸層)を混晶化することにより、Eg(エネルギーバンドギャップ)を拡大し、端面を発振波長に対して透明化することで、CODレベルを改善している。 The window structure by selective diffusion of Zn, which is adopted as a countermeasure against COD, diffuses zinc (Zn) in the vicinity of the emission surface, which also serves as the end face of the resonator of the semiconductor laser chip, and forms an MQW (multiple quantum well layer) as an active layer ) To increase the Eg (energy band gap) and make the end face transparent to the oscillation wavelength, thereby improving the COD level.
しかし、Znの拡散による窓構造は、追加プロセスを必要とするだけでなく、Zn拡散による半導体レーザの閾値(Ith)が増加する等の弊害も発生する。Zn拡散による窓構造での問題を避けるために、端面近傍を電流非注入とする構造が提案されている。しかし、端面近傍電流非注入構造である窓構造では以下の問題があることが判明した。半導体レーザチップはウエハを縦横に分断して形成する。半導体レーザ素子(半導体レーザチップ)のレーザ光を出射する出射面はレーザ光の反射鏡である必要があることから、半導体基板(結晶)を劈開して形成する。このため、劈開線は一定せずばらつく。この劈開のばらつきによって非注入部の長さがばらつき、そのばらつきも大きい。そのばらつきが、例えば、7μm以上と大きくなると弊害が発生することが判明した。半導体基板の劈開は基板の一縁に鋭利なカッターを当てて劈開を行うため、設計上の劈開線に対して、例えば、最大で10μm程度ばらつく。 However, the window structure based on Zn diffusion not only requires an additional process, but also causes problems such as an increase in the semiconductor laser threshold (Ith) due to Zn diffusion. In order to avoid the problem in the window structure due to Zn diffusion, a structure in which the vicinity of the end face is not current-injected has been proposed. However, it has been found that the window structure which is a current non-injection structure near the end face has the following problems. The semiconductor laser chip is formed by dividing the wafer vertically and horizontally. Since the emission surface of the semiconductor laser element (semiconductor laser chip) that emits the laser light needs to be a laser light reflecting mirror, it is formed by cleaving the semiconductor substrate (crystal). For this reason, the cleavage line is not constant and varies. Due to this variation in cleavage, the length of the non-injection portion varies, and the variation is large. It has been found that when the variation becomes as large as, for example, 7 μm or more, adverse effects occur. Since the cleaving of the semiconductor substrate is performed by applying a sharp cutter to one edge of the substrate, the cleaving line on the design varies, for example, about 10 μm at the maximum.
劈開のばらつきによって非注入部が長くなると、過飽和吸収によってI−Lキンクが発生する。また、非注入部が短すぎると温度上昇の抑制効果が小さくなる。このため、安定したCOD対策が難しくなる。 When the non-injection part becomes long due to variation in cleavage, IL kink occurs due to supersaturated absorption. Moreover, if the non-injection part is too short, the effect of suppressing the temperature rise is reduced. For this reason, a stable COD countermeasure becomes difficult.
本発明の目的は、I−Lキンクが起き難い半導体レーザ素子及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体レーザの共振器端面の光損傷を抑制できる半導体レーザ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device in which IL kink hardly occurs and a method for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of suppressing optical damage on the cavity end face of the semiconductor laser and a method for manufacturing the same.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
(1)半導体レーザ素子は、第1の導電型からなる半導体基板(n型のGaAs基板)と、前記半導体基板の上面に設けられる活性層(AlGaInPからなる障壁層と、AlGaInPまたはInGaPからなる井戸層を多重に形成した多重量子井戸構造)と、前記活性層上に形成される第2の導電型からなる半導体層(p型のAlGaInP層)と、前記半導体層上に形成され、前記半導体基板及び前記活性層並びに前記半導体層によって形成される細長の共振器の端から端に亘って対応して設けられ、前記共振器の前記活性層部分に電流を注入する電極とを有し、前記共振器の少なくとも一方の端側において、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部と、前記活性層への電流の注入をする注入部が前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けられていることを特徴とする。半導体レーザ素子は、前記半導体層の上面から途中深さにまで到達するように設けられる2本の溝と、前記2本の溝に挟まれて形成される前記半導体層からなるメサと、前記メサの上面を除いて前記半導体層上面に設けられる絶縁膜とを有し、前記電極は前記メサの上面に電気的に接続され、前記メサの下方部分が前記共振器を構成している。前記非注入部は、前記半導体層によって形成されるメサと前記電極との間に設けられ、かつ前記共振器を横切る絶縁膜によって形成されている。前記非注入部は一定の長さで一定のピッチで配置されている。 (1) A semiconductor laser element includes a semiconductor substrate (n-type GaAs substrate) having a first conductivity type, an active layer (a barrier layer made of AlGaInP) and a well made of AlGaInP or InGaP provided on the upper surface of the semiconductor substrate. A multiple quantum well structure in which multiple layers are formed), a semiconductor layer (p-type AlGaInP layer) of the second conductivity type formed on the active layer, and the semiconductor substrate formed on the semiconductor layer And an electrode for injecting current into the active layer portion of the resonator, corresponding to the end of the elongated resonator formed by the active layer and the semiconductor layer. On at least one end side of the resonator, a non-injection portion made of an insulator that prevents injection of current into the active layer and an injection portion that injects current into the active layer are extended by the resonator. And it is provided periodically along the direction. The semiconductor laser element includes two grooves provided so as to reach a halfway depth from the upper surface of the semiconductor layer, a mesa composed of the semiconductor layer formed between the two grooves, and the mesa And an insulating film provided on the upper surface of the semiconductor layer except for the upper surface of the semiconductor layer, the electrode is electrically connected to the upper surface of the mesa, and the lower portion of the mesa constitutes the resonator. The non-injection part is provided between the mesa formed by the semiconductor layer and the electrode, and is formed by an insulating film that crosses the resonator. The non-injection parts are arranged at a constant length and a constant pitch.
このような半導体レーザ素子は以下の方法で製造される。半導体レーザ素子は、
(a)第1の導電型からなる半導体基板(n型のGaAs基板)を準備する工程と、
(b)前記半導体基板の上面に活性層(AlGaInPからなる障壁層と、AlGaInPまたはInGaPからなる井戸層を多重に形成した多重量子井戸構造)を形成する工程と、
(c)前記活性層上に第2の導電型からなる半導体層(p型のAlGaInP層)を形成する工程と、
(d)前記半導体層を除去するように2本の溝を所定間隔に形成して前記活性層上に前記2本の溝に挟まれる突出した1本のメサを複数形成し、前記メサの下に共振器を構成する工程と、
(e)前記メサの上面を除いて前記半導体基板の上面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記絶縁膜上に選択的に形成し、一部は前記メサ上に重なる電極を形成する工程と、
(g)前記半導体基板の下面に電極を形成する工程と、
(h)前記半導体基板及びその上の各層を前記メサとメサとの間で分断するとともに、前記メサに直交する方向に一定間隔で劈開して四角形の半導体レーザ素子を複数形成する工程と、
前記分断及び前記劈開を行う前記工程(h)の前に行う、(i)前記劈開を行う劈開線の両側の所定長さ域を含む劈開予定領域に、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部を前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けておく工程とによって製造される。
Such a semiconductor laser device is manufactured by the following method. The semiconductor laser element is
(A) preparing a semiconductor substrate (n-type GaAs substrate) of the first conductivity type;
(B) forming an active layer (a multiple quantum well structure in which multiple barrier layers made of AlGaInP and well layers made of AlGaInP or InGaP) are formed on the upper surface of the semiconductor substrate;
(C) forming a semiconductor layer (p-type AlGaInP layer) of the second conductivity type on the active layer;
(D) Two grooves are formed at a predetermined interval so as to remove the semiconductor layer, and a plurality of protruding mesas sandwiched between the two grooves are formed on the active layer. A step of configuring a resonator in
(E) forming an insulating film covering the top surface of the semiconductor substrate except for the top surface of the mesa;
(F) forming an electrode selectively formed on the insulating film and partially overlapping the mesa;
(G) forming an electrode on the lower surface of the semiconductor substrate;
(H) dividing the semiconductor substrate and each layer on the semiconductor substrate between the mesa and the mesa and cleaving at a predetermined interval in a direction orthogonal to the mesa to form a plurality of rectangular semiconductor laser elements;
Performed before the step (h) for performing the splitting and the cleaving. (I) Injecting current into the active layer in a planned cleavage region including a predetermined length region on both sides of the cleavage line for performing the cleavage. And a step of periodically providing a non-injection portion made of an insulating material along the extending direction of the resonator.
また、前記半導体層上に形成する絶縁膜を前記メサと前記電極の間に選択的に形成して前記非注入部を形成する。前記非注入部を一定の長さで一定のピッチで配置する。 In addition, an insulating film formed on the semiconductor layer is selectively formed between the mesa and the electrode to form the non-injection portion. The non-injection portions are arranged at a constant length and a constant pitch.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
前記(1)の手段によれば、(a)共振器を形成するpn接合に対して電流を供給する領域(注入部)と電流を供給しない領域(非注入部)が、共振器端面を形成する領域をも含めて一定領域に周期的に設けられている。従って、半導体基板を劈開した際、劈開位置が大きくばらついても劈開面近傍では注入部と非注入部が交互に設けられていることから、劈開位置のばらつき寸法がそのまま非注入部の長さのばらつきとはならない。 According to the means (1), (a) a region (injection portion) for supplying current to the pn junction forming the resonator and a region (non-injection portion) for supplying no current form the resonator end face. It is periodically provided in a fixed area including the area to be operated. Therefore, when the semiconductor substrate is cleaved, even if the cleavage position varies widely, the injection portion and the non-injection portion are alternately provided in the vicinity of the cleavage surface. There is no variation.
特に、劈開位置のばらついた寸法領域に複数の注入部が存在する場合には、劈開位置のばらつきに対する非注入部の増減の比率は小さくなる。 In particular, when there are a plurality of injection portions in the size region where the cleavage position varies, the ratio of increase / decrease of the non-injection portion to the variation in the cleavage position becomes small.
本発明による非注入部の長さは5μm程度となる。この結果、非注入部が7μm以上と長すぎることによって発生する過飽和吸収によるI−Lキンクの発生を抑止でき、光損傷(COD)を抑止することができる。 The length of the non-injection part according to the present invention is about 5 μm. As a result, it is possible to suppress the generation of IL kink due to supersaturated absorption that occurs when the non-injection part is too long, such as 7 μm or more, and it is possible to suppress optical damage (COD).
(b)本発明の半導体レーザ素子の製造方法では、メサの上面を除いて半導体基板の上面を覆う絶縁膜を形成する工程(e)において、絶縁膜の一部をメサ上に部分的に設け、この部分的に設けた絶縁膜部分で前記非注入部を形成する。従って、製造においては絶縁膜をパターニングするホトマスクを変更するだけで前記非注入部を形成する絶縁膜の製造は可能であり、工程数は増大しない。この結果、半導体レーザ素子の製造コストの高騰を抑えることができる。 (B) In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, in the step (e) of forming an insulating film that covers the upper surface of the semiconductor substrate excluding the upper surface of the mesa, a part of the insulating film is partially provided on the mesa. The non-injection part is formed by the insulating film part provided partially. Therefore, in manufacturing, the insulating film for forming the non-implanted portion can be manufactured only by changing the photomask for patterning the insulating film, and the number of processes does not increase. As a result, an increase in the manufacturing cost of the semiconductor laser element can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments of the invention, those having the same function are given the same reference numerals, and their repeated explanation is omitted.
図1乃至図15は本発明の実施例1である半導体レーザ素子に係わる図である。図1乃至図4は半導体レーザ素子の構造に係わる図、図5乃至図14は半導体レーザ素子の製造方法に係わる図である。また、図15は本実施例1の半導体レーザ素子を組み込んだ半導体レーザ装置の一部を切り欠いた斜視図である。
1 to 15 are diagrams related to a semiconductor laser device which is
本実施例1では、0.6μm帯の赤色半導体レーザ(半導体レーザ素子)の製造に本発明を適用した例について説明する。また、本実施例1では第1導電型としてn型(N型)、第2導電型としてp型(P型)の波長が630nm帯の半導体レーザ素子の例について説明する。 In Example 1, an example in which the present invention is applied to the manufacture of a 0.6 μm band red semiconductor laser (semiconductor laser element) will be described. In the first embodiment, an example of a semiconductor laser element having a wavelength of 630 nm band of n-type (N-type) as the first conductivity type and p-type (P-type) as the second conductivity type will be described.
本実施形態1の半導体レーザ素子1は、図1及び図2に示す構造になっている。図1は半導体レーザ素子1の外観を示す模式的斜視図、図2(a)〜(c)は、図1のA−A線、B−B線及びC−C線に沿う各断面図である。
The
半導体レーザ素子(半導体レーザチップ)1は図1及び図2に示すように、100μm程度の厚さの半導体基板2を基にして製造されている。半導体基板2は、例えば、n型のGaAs基板2である。n−GaAs基板2の主面(図1及び図2においては上面)には、図2に示すように、活性層3、p型のAlGaInPからなる半導体層4が形成されている。活性層3は、AlGaInPからなる厚さ5nmの障壁層と、InGaPからなる厚さ12nmの井戸層を多重に形成した多重量子井戸構造となっている。井戸層は3層となっている。半導体層4は1μm程度の厚さになっている。なお、半導体基板2の主面にエピタキシャル成長によってn型のGaAs層を設けておき、このn型のGaAs層上に活性層3を形成してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor laser element (semiconductor laser chip) 1 is manufactured based on a
半導体層4の上面には、図1及び図2(c)に示すように、平行に2本の溝5a,5bが設けられている。この溝5a,5bは活性層3の近傍にまで到達する深さとなっている。例えば、溝5a,5bの底の半導体層4の厚さは1μm程度である。一対の溝5a,5bに挟まれる部分はp型のAlGaInPからなる突出したメサ(突条)6となる。メサ6の幅は2μm程度となり、前記溝5a,5bの幅はそれぞれ10μm程度になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2C, two
半導体レーザ素子1の上面には絶縁膜7が設けられている。この絶縁膜7は、図2(c)に示すように、メサ6の側面及び溝5a,5b並びに溝5a,5bの外側に位置する半導体層4を覆っている。また、この絶縁膜7は、図2(a)、図3及び図4(a),(b)に示すように、細長いメサ6の端の部分ではメサ6を横切るようにメサ6の上面に形成されている。このメサ6を横切り、かつメサ6の上面を覆う絶縁膜7を説明の便宜上電流非注入用絶縁膜7aとも呼称する。図4(a)で点々を付した部分が絶縁膜7を設けた領域であり、幅aのメサ6を横切るように覆う絶縁膜部分が電流の注入を阻止する絶縁膜7、即ち電流非注入用絶縁膜7aである。図3には電流非注入用絶縁膜7aを拡大して一部示してある。図2(a)では、右端側に電流非注入用絶縁膜7aを3個、左端側に4個示してある。右端では電流非注入用絶縁膜7aと電流非注入用絶縁膜7aの間の注入部で劈開が行われ、左端では電流非注入用絶縁膜7aで劈開が行われた状態を示す。図では説明の便宜上電流非注入用絶縁膜7aは3個または4個で示してあるが、さらに多くてもよい。
An insulating
また、絶縁膜7上には、図1、図2(a)及び図2(c)に示すように、導体層9が所定パターンに形成されている。図1では導体層9は点々を施した領域で示してある。導体層9の一つは、図1及び図2(c)に示すように、メサ6の上面に重なり、メサ6に電気的に接続された状態になっている。この導体層9は電極(p電極)10を形成する。電極(p電極)10は、図2(c)及び図1に示すように、メサ6の全長に亘って一定の幅b(図4参照)設けられているとともに、一方の溝5bを横切り、溝5bから外れた右側の絶縁膜7上にまで延在するように設けられている。溝5bから外れた右側の絶縁膜7上に大きく形成される電極部分は、例えば、ワイヤを接続するボンディングパッド10cを構成する。
On the insulating
また、溝5aから外れた左側の絶縁膜7上にも独立した導体層9aが形成されている。この導体層9aと電極(p電極)10は、半導体レーザ素子1をジャンクションダウン(pn接合を下側にする状態)でヒートシンク等の基板に固定する際、接続用導体層として使用される。接続状態を良好とするためにメサ6に重ねて設けられる幅b(図4参照)の電極部分は溝5a,5bの外側の縁上にも一定の幅で重なるようになっている。このようにすることによって、電極(p電極)10及び導体層9aを介して半導体レーザ素子1で発生した熱を速やかにヒートシンクに伝達できるようになっている。
An
また、半導体レーザ素子1の両端近傍には、三角形状のマーク9bが設けられている。このマーク9bは、ウエハを劈開して半導体レーザ素子1を製造する際の目安として使われる。
また、半導体基板2の下面には電極(n電極)11が形成されている。電極(n電極)11は半導体基板2の下面全域に設けられている。
In addition,
An electrode (n electrode) 11 is formed on the lower surface of the
メサ6に対応する半導体基板2部分,活性層3部分及び半導体層4部分によって形成される細長い領域が共振器を形成することになる。従って、p電極10とn電極11間に所定の電圧を印加することによって、共振器の両端面(出射面)からレーザ光15を出射する。図示しないが、一般に両出射面には所定の屈折率の膜がそれぞれ形成され、出射されるレーザ光の出力が異なるようになっている。出力の大きい側を前方出射面とし、出力の小さい側を後方出射面としてレーザ光強度をモニターする光を取り出す面として使用している。
The elongated region formed by the
図4(a)に示すように、電流非注入用絶縁膜7aが共振器の延在方向(メサ6の延在方向)に沿って半導体レーザ素子1の端面側に設けられている。実施例1では電流非注入用絶縁膜7aで形成される非注入部の共振器の延在方向に沿う長さと、非注入部と非注入部との間のメサ6と電極(p電極)10とが接触する領域である注入部の共振器の延在方向に沿う長さは同じになっている。
As shown in FIG. 4A, the current non-injection
電流非注入用絶縁膜7aは電流を通さない非注入部となるため、電流非注入用絶縁膜7aの真下の活性層3には電流が供給されなくなり、共振器端面の電流密度を低下させることができる。
Since the current non-injection
半導体レーザ素子1の製造において、半導体基板2等(ウエハ)を劈開する場合、実際の劈開位置は、設計上の劈開線に対して、例えば、最大で10μm程度ばらつく。そこで、本実施例1では、非注入部の長さを5μmとし、10μmと大きくばらついて劈開が行われても、このばらつきのずれ長さ域に注入部が1乃至2個存在するようにし、ばらつき寸法がそのまま非注入部の増大または減少にならないようにしている。これにより、非注入部が7μm以上と長すぎることによって発生する過飽和吸収によるI−Lキンクの発生を防止するとともに、光損傷(COD)を防止することができる。
In the manufacture of the
つぎに、半導体レーザ素子1の製造方法について、図5乃至図14を参照しながら説明する。半導体レーザ素子1の製造においては、図5に示すようにウエハ(半導体基板)20が用意される。ウエハ20は製造の各工程で順次処理され、かつ最終工程において分割と劈開によって半導体レーザ素子1とされる。従って、最初に準備される段階でのウエハ20は、半導体レーザ素子1を構成する半導体基板2そのものである。また、説明の便宜上各工程での説明においては、単一の半導体レーザ素子の製造について説明する。従って、各工程での説明においては、多くは一部の図のみをもって説明する。
Next, a method for manufacturing the
ウエハ20は、厚さ数百μmのn導電型(第1導電型)のGaAs基板で構成されている。このウエハ20はSiを不純物とし、不純物濃度が2.0×1018cm−3程度となっている。半導体基板12の主面は(100)結晶面となっている。
The
つぎに、ウエハ20の主面(上面)側にMOCVD(Metal organic Chemical Vapor Deposition)法やMBE(Molecular Beam Epitaxy)法で順次半導体層を形成し、多層の半導体層を形成する。これら半導体層は、前述の活性層3、半導体層4である。その後、図5に示すように、常用のホトリソグラフィ技術及びエッチング技術によって2条の溝5a,5bを所定間隔に形成して、溝5aと溝5bによって挟まれるメサ6を形成する。図6は図5のA−A線に沿う拡大断面図である。溝5a,5bの底は活性層3に近接し、溝5a,5bの底の半導体層4は、例えば、1μm程度の厚さになっている。例えば、メサ6の幅は2μm、溝5a,5bの幅は10μmである。
Next, a semiconductor layer is sequentially formed on the main surface (upper surface) side of the
つぎに、図7に示すように、ウエハ20の主面側全域にSiO2からなる絶縁膜7を形成する。絶縁膜7の厚さは0.1〜0.3μmである。
Next, as shown in FIG. 7, an insulating
つぎに、図8に示すように、ウエハ20の主面側全域にホトレジスト膜21を形成する。その後、図9に示すように、ホトマスク22をウエハ20上に所定間隔離して配置し、かつホトマスク22を透過した光でホトレジスト膜21を選択的に露光する。
Next, as shown in FIG. 8, a
図10はホトマスク22の一部を示す拡大平面図である。図10において点線枠で示す部分が半導体レーザ素子1が一つ形成される素子形成領域23である。素子形成領域23は、図9に示すように、縦横に整列配置される。
FIG. 10 is an enlarged plan view showing a part of the
また、図10に示すように、素子形成領域23の中央線に沿うように、ホトマスク22には開口24,25が設けられている。開口24は細長い矩形となり、メサ6上に重なり、素子形成領域23の中央から端近傍にまで延在している。開口25は開口24の両端側に複数配置されている。図10においては、素子形成領域23と素子形成領域23との間に掛けて開口25を3個配置したパターンとなっている。図1の半導体レーザ素子1の場合開口25は4個になるが、図が複雑となることから開口25の数を少なくして示してある。半導体レーザ素子1の端部分の非注入部をさらに多くする場合は開口25の数はさらに多くなる。図10において、2本の二点鎖線で挟まれる部分がメサ6が位置する部分である。
As shown in FIG. 10,
開口25は、図9及び図10においてA−A線に沿う部分に配置されている。B−B線に沿う部分には開口25及び開口24は設けられず光を透過させない遮光領域となる。以降の図11乃至図14では、説明の便宜上、光を透過する開口25が存在するA−A部分を左側に示し、光を遮る遮光部分であるB−B部分を右側に示すことにする。
The
図11はホトマスク22をウエハ20上に所定間隔離して配置し、かつホトマスク22を透過した光でホトレジスト膜21を選択的に露光する状態を示す断面図である。A−A部分ではメサ6上のホトレジスト膜21が露光される。B−B部分ではホトレジスト膜21の露光は行われない。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the
つぎに、ホトレジスト膜21を現像し、図12に示すような構造にホトレジスト膜21を残留させる。即ち、露光,現像を調節して、図12に示すように、メサ6上の絶縁膜7を露出させ、メサ6の側面を覆う絶縁膜7をホトレジスト膜21で覆った状態とする。B−B部分ではホトレジスト膜21は露光されていないので、ホトレジスト膜21はそのままの厚さで残留する。
Next, the
つぎに、図13に示すように、ホトレジスト膜21をエッチング用マスクとして露出する絶縁膜7をエッチング除去する。また、エッチング後ホトレジスト膜21を除去する。この結果、B−B部分では絶縁膜7はホトレジスト膜21で覆われていることから絶縁膜7はエッチングされず、そのまま残留する。A−A部ではメサ6の上面を覆う絶縁膜7が除去されてメサ6の上面が露出する。また、メサ6の両側面は絶縁膜7で覆われるとともに、溝5a,5bを含む半導体層4の上面は絶縁膜7がエッチングされることなく残留する。
Next, as shown in FIG. 13, the insulating
つぎに、図14に示すように、ウエハ20の上面全域に導体層9を形成するとともに、この導体層9を常用のホトリソグラフィ技術とエッチング技術によってパターン化し、図1に示すような電極(p電極)10,ボンディングパッド10c,導体層9a,マーク9bを形成する。図14のA−A部分では、電極(p電極)10とメサ6が電気的に接続されることから活性層3に電流を注入する注入部を形成することになる。また、図14のB−B部分では、メサ6の上面と電極(p電極)10との間には絶縁膜7が存在することから、メサ6の上面の絶縁膜7は活性層3に電流を供給するのを阻止する電流非注入用絶縁膜7a、即ち非注入部となる。
Next, as shown in FIG. 14, a
つぎに、図示はしないが、ウエハ20の下面を所定厚さ除去してウエハ20を100μm程度の厚さとした後、ウエハ20の下面全域に電極(n電極)11を形成する。その後、ウエハ20を縦横に分断して複数の半導体レーザ素子1を製造する。この分断において、例えば、メサ6とメサ6との中間をダイシングブレード等によって切断して短冊体を形成し、その後、この短冊体を劈開によって分断して半導体レーザ素子1を製造する。この劈開時、設計上の劈開線に対して±の方向に劈開がずれて行われる。劈開位置のずれ(ばらつき)は小さいうちは何ら問題はない。しかし、劈開位置が大きくずれると、従来の窓構造を有する半導体レーザ素子の場合はキンク発生や光損失の発生等の不都合を有する。しかし、本実施例1では劈開可能領域内に非注入部と注入部が交互に配列されている結果劈開のばらつきが大きい場合でも大きい長さ領域には注入部も存在することから、劈開のばらつき寸法がそのまま非注入部寸法の増大とならず、緩和されるため、過飽和吸収によるI−Lキンクの発生が抑止できる。また、非注入部が短すぎることによる光損失(COD)の発生を抑止することができる。
Next, although not shown, the lower surface of the
このような半導体レーザ素子1は、封止容器に組み込まれて半導体レーザ装置として使用される。図15は半導体レーザ素子1を組み込んだ半導体レーザ装置30である。半導体レーザ装置30は、アセンブリの主体部品となるパッケージ本体31と、このパッケージ本体31の表面側に取り付けられる蓋体32とを有している。パッケージは、パッケージ本体31と蓋体32によって形成されている。
Such a
前記パッケージ本体31は数mmの厚さの円形の金属板からなり、その表面の中央から外れた部分には銅製のヒートシンク33が導電性の鑞材等で固定されている。前記ヒートシンク33の前記パッケージ本体31の中央に面する側面(前面)の先端側にはSiC(シリコンカーバイト)からなるサブマウント34が固定されている。前記サブマウント34は、半導体レーザ素子1よりも大きい矩形板からなっている。
The
また、図示はしないが、サブマウント34の表面には、チップ固定部と、このチップ固定部から延在し先端部分が幅広のワイヤ接続パッドとを構成する導体層が設けられている。半導体レーザ素子1はチップ固定部に導電性の接合材を介して固定されている。従って、図1に示す半導体レーザ素子1の電極(n電極)11はワイヤ接続パッドに電気的に接続されることになる。ワイヤ接続パッドとヒートシンク33は導電性のワイヤ35で電気的に接続されている。これにより、図1に示す半導体レーザ素子1の電極(n電極)11はパッケージ本体31に電気的に接続されることになる。
Although not shown, a conductor layer is provided on the surface of the
また、前記パッケージ本体31の中央には、前記半導体レーザ素子1の後方出射面から出射されるレーザ光を受光する受光素子(PD)40が固定されている。受光素子40の裏面電極は導電性の接合材を介してパッケージ本体31に接続されている。従って、受光素子40の裏面電極はパッケージ本体31と電気的に等電位となる。
A light receiving element (PD) 40 that receives laser light emitted from the rear emission surface of the
一方、前記パッケージ本体31には3本のリード41(41a,41b,41c)が固定されている。2本のリード41(41a,41b)は絶縁体42を介してパッケージ本体41に貫通状態で固定されている。残りの1本のリード41(41c)はパッケージ本体31の裏面に突き合わせ状態で固定され、パッケージ本体31と電気的に等電位状態になっている。
On the other hand, three leads 41 (41a, 41b, 41c) are fixed to the
パッケージ本体31の表面側に突出した一方のリード41aの先端と、半導体レーザ素子1の電極10(ボンディングパッド10c:図では符号は省略する)は導電性のワイヤ45で接続されている。また、受光素子40の上部電極と、パッケージ本体31の表面側に突出した他方のリード41bの先端は導電性のワイヤ46で接続されている。
The tip of one
他方、前記蓋体32はキャップ構造からなるとともに、その中央にレーザ光15を透過させる光透過窓50を有している。この光透過窓50は、蓋体32に設けた穴の部分に透明ガラス板51を重ねて固定することによって形成される。
On the other hand, the
このような半導体レーザ装置30においては、一対のリード41a,41b間に所定の電圧を印加することによって半導体レーザ素子1を動作させてレーザ光15を出射させることができる。前方出射面から出射されたレーザ光15は光透過窓50から外部に放射される。また、後方出射面から出射したレーザ光15は受光素子40でモニターされ、光出力がモニターされる。
In such a
本実施形態1によれば以下の効果を有する。 The first embodiment has the following effects.
(1)共振器を形成するpn接合に対して電流を供給する領域(注入部)と、電流を供給しない領域(非注入部)が、共振器端面を形成する領域をも含めて一定領域に周期的に設けられている。従って、半導体基板(ウエハ)20を劈開した際、劈開位置が大きくばらついても劈開面近傍では注入部と非注入部が交互に設けられていることから、劈開位置のばらつき寸法がそのまま非注入部の長さのばらつきとはならない。 (1) A region that supplies current to the pn junction that forms the resonator (injection portion) and a region that does not supply current (non-injection portion) to a constant region including the region that forms the resonator end face It is provided periodically. Therefore, when the semiconductor substrate (wafer) 20 is cleaved, even if the cleaving position varies greatly, the injection portion and the non-injection portion are alternately provided in the vicinity of the cleaved surface. There is no variation in length.
即ち、従来のZnを拡散させて窓構造の半導体レーザ素子を形成する場合には、劈開位置のばらつき寸法がそのまま非注入部の長さの増減となるが、本発明の場合は非注入部と非注入部との間に注入部が存在することから、劈開位置のばらつき寸法がそのまま非注入部の長さのばらつきとはならなくなる。特に、劈開位置のばらついた寸法領域に複数の注入部が存在する場合には、劈開位置のばらつきに対する非注入部の増減の比率は小さくなる。 That is, when a conventional semiconductor laser element having a window structure is formed by diffusing Zn, the variation size of the cleavage position directly increases or decreases the length of the non-injection part. Since the injection part exists between the non-injection part, the variation size of the cleavage position does not become the non-injection part length variation as it is. In particular, when there are a plurality of injection portions in the size region where the cleavage position varies, the ratio of increase / decrease of the non-injection portion to the variation in the cleavage position becomes small.
本実施例による非注入部の長さは5μm程度となる。この結果、非注入部が7μm以上と長すぎることによって発生する過飽和吸収によるI−Lキンクの発生を抑止できる。また、光損傷(COD)の発生を抑止することができる。 The length of the non-injection part according to this embodiment is about 5 μm. As a result, it is possible to suppress the generation of IL kinks due to supersaturated absorption that occurs when the non-injection portion is too long as 7 μm or more. Moreover, the occurrence of optical damage (COD) can be suppressed.
(2)本実施例の半導体レーザ素子の製造方法では、メサ6の上面を除いて半導体基板20の上面を覆う絶縁膜7を形成する工程において、絶縁膜7の一部をメサ6上に部分的に設け、この部分的に設けた絶縁膜部分(電流非注入用絶縁膜7a)で非注入部を形成する。従って、製造においては絶縁膜7をパターニングするホトマスクを変更するだけで非注入部を形成する絶縁膜(電流非注入用絶縁膜7a)の製造は可能であり、工程数は増大しない。この結果、半導体レーザ素子1の製造コストの高騰を抑えることができる。
(2) In the method of manufacturing the semiconductor laser device of this embodiment, a part of the insulating
図16乃至図18は本発明の実施例2である半導体レーザ素子に係わる図である。図16は半導体レーザ素子の模式的斜視図、図17は図16のA−A線に沿う断面図、図18は半導体レーザ素子の共振器端面部分の平面状態を示す模式図である。
16 to 18 are diagrams relating to a semiconductor laser device which is
実施例1ではメサ6の上面に周期的に電流非注入用絶縁膜7aを設けて非注入部を形成したが、本実施例2ではメサ6の上面に設ける電極(p電極)10を、図16及び図17に示すように、細長いメサ6の両端部分において、周期的に注入用電極帯10gを配列した構造になっている。注入用電極帯10gが存在するメサ6部分には電流が注入されるが、注入用電極帯10gが存在しない注入用電極帯10gと注入用電極帯10gとの間の部分及び注入用電極帯10gと電極(p電極)10との間の部分は、電流が注入されない非注入部になる。
In the first embodiment, the non-injection portion is formed by periodically providing the current non-injection
実施例2の半導体レーザ素子1は、実施例1の半導体レーザ素子1の製造において、絶縁膜で非注入部を形成することなく、半導体層4上に形成されかつ共振器上に重なる電極(p電極)10を、その一部が共振器上に重ならない構造とし、共振器上に電極10が重ならない部分で非注入部を形成する構成になっている。
In the manufacture of the
図17に示すように、図では、メサ6の両端側、即ち共振器の両端側に注入用電極帯10gをそれぞれ3本配列してあるが、実際はさらに多い。注入用電極帯10gのメサ6(共振器)の延在方向に沿う長さは実施例1の注入部の長さと同じである。また、非注入部と注入部の長さは同じになっている。図18には電極(p電極)10によって形成される3本の注入用電極帯10gを示す半導体レーザ素子1の端面部分の拡大図である。図18において、薄く黒くした領域が電極10の部分である。電極10は半導体層4の上面に図16に示すようなパターンで形成されている。図16では、注入用電極帯10gはそれぞれが分断されているように模式的に多数記載してある。注入用電極帯10gと注入用電極帯10gとの間及び注入用電極帯10gとメサ6上の電極10との間には、電極10が設けられていないことから、この電極が設けられない部分には電流が供給されなくなり、共振器端面の電流密度を低下させることができる。
As shown in FIG. 17, in the figure, three
本実施例2においても実施例1と同様に共振器の端面部分に非注入部と注入部が交互にかつ周期的に配列されていることから、半導体レーザ素子1の製造における劈開による劈開位置のばらつきが生じても、非注入部が長くなりすぎたり、あるいは短くなりすぎることもなくなり、I−Lキンクの発生及び光損傷(COD)の発生を抑止できる。 In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the non-injection portions and the injection portions are alternately and periodically arranged on the end face portion of the resonator. Even if the variation occurs, the non-injection portion does not become too long or too short, and the generation of IL kinks and the occurrence of optical damage (COD) can be suppressed.
図19乃至図21は本発明の実施例3である半導体レーザ素子に係わる図である。図19は半導体レーザ素子の模式的斜視図、図20は図19のA−A線に沿う断面図、図21は半導体レーザ素子の製造方法において、半導体層の中層に中層半導体を形成する状態を示す模式図である。
19 to 21 are diagrams related to a semiconductor laser device which is
本実施例3の半導体レーザ素子1は、実施例1の半導体レーザ素子1の製造において、絶縁膜で非注入部を形成することなく、半導体層4内に、半導体層4とは反対の導電型となる第1の導電型(n型)からなる中層半導体を形成し、この中層半導体部分によって非注入部を形成する構成になっている。
The
図20に示すように、半導体層4の中層にn型のGaAs層からなる中層半導体55を共振器の端面側に共振器の延在方向に沿って周期的に設けた構造になっている。中層半導体55のメサ6(共振器)の延在方向に沿う長さは実施例1の注入部の長さと同じである。また、非注入部と注入部の長さは同じになっている。図20では中層半導体55を端面側でそれぞれ3個しか示してないが、実際には特性制御のため必要数の中層半導体55を配置する。中層半導体55は電流を通さない非注入部となるため、中層半導体55の真下の活性層3には電流が供給されなくなり、共振器端面の電流密度を低下させることができる。
As shown in FIG. 20, an
図21(a),(b)は実施例3の半導体レーザ素子1の製造の一部を示す模式的断面図である。半導体基板(ウエハ)20の主面に活性層3を形成した後、この活性層3の上に半導体層4を構成する第2の導電型(p型)からなる第1の層57を形成する。第1の層57はAlGaInPからなる層である。
21A and 21B are schematic cross-sectional views showing a part of the manufacture of the
つぎに、ウエハ20の主面上、即ち第1の層57上に第1の導電型(n型)からなる半導体層(GaAs層)を形成する。そして、この半導体層(GaAs層)を選択的にエッチングして、共振器を横切る劈開線の両側に前記半導体層(GaAs層)からなる中層半導体58を形成する。中層半導体58は共振器を横切るように細長く形成され、共振器の延在方向に所定間隔で配置される。中層半導体58の長さ及びピッチは実施例1の場合と同様である。
Next, a semiconductor layer (GaAs layer) of the first conductivity type (n-type) is formed on the main surface of the
つぎに、中層半導体58及び第1の層57を覆うように半導体層4を構成する第2の導電型(p型)からなる第2の層59を形成する。第2の層59はAlGaInPからなる。第1の層57と第2の層59とによって半導体層4が形成される。中層半導体58は非注入部を構成する。中層半導体58が存在するメサ6部分には電流が注入されなくなり、共振器端面の電流密度を低下させることができる。
Next, a
本実施例3においても実施例1と同様に共振器の端面部分に非注入部と注入部が交互にかつ周期的に配列されていることから、半導体レーザ素子1の製造における劈開による劈開位置のばらつきが生じても、非注入部が長くなりすぎたり、あるいは短くなりすぎることもなくなり、I−Lキンクの発生及び光損傷(COD)の発生を抑止できる。 In the third embodiment, similarly to the first embodiment, the non-injection portions and the injection portions are alternately and periodically arranged at the end face portion of the resonator. Even if the variation occurs, the non-injection portion does not become too long or too short, and the generation of IL kinks and the occurrence of optical damage (COD) can be suppressed.
図22は本発明の実施例4である半導体レーザ素子の模式的斜視図、図23は図22のA−A線に沿う断面図である。
22 is a schematic perspective view of a semiconductor laser device that is
本実施例4の半導体レーザ素子1は、実施例1の半導体レーザ素子1の製造において、絶縁膜で非注入部を形成することなく、半導体層4の表面に選択的にプロトン(H+ )を打ち込んで拡散領域60を形成する。拡散領域60は共振器の延在方向に沿って周期的に形成される。拡散領域60は共振器を横切るように細長く形成される。これら拡散領域60が非注入部を形成する。拡散領域60の長さ及びピッチは実施例1の場合と同様である。
In the manufacture of the
本実施例4においても実施例1と同様に共振器の端面部分に非注入部と注入部が交互にかつ周期的に配列されていることから、半導体レーザ素子1の製造における劈開による劈開位置のばらつきが生じても、非注入部が長くなりすぎたり、あるいは短くなりすぎることもなくなり、I−Lキンクの発生及び光損傷(COD)の発生を抑止できる。 In the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the non-injection portions and the injection portions are alternately and periodically arranged on the end face portion of the resonator. Even if the variation occurs, the non-injection portion does not become too long or too short, and the generation of IL kinks and the occurrence of optical damage (COD) can be suppressed.
図24乃至図26は本発明の実施例4である半導体レーザ素子に係わる図である。図24は半導体レーザ素子の模式的斜視図、図25は図24のA−A線に沿う断面図、図26は半導体レーザ素子の製造方法におけるウエハの劈開部分を示す断面図である。
24 to 26 are diagrams relating to a semiconductor laser element which is
本実施例5の半導体レーザ素子1は実施例1の半導体レーザ素子1において、電流非注入用絶縁膜7aで形成される非注入部の長さが一部で異なる構成になっている。即ち、共振器の端面に近接する1乃至複数の非注入部(電流非注入用絶縁膜7a)の長さは、これら非注入部を除く共振器の奥側の非注入部(電流非注入用絶縁膜7a)の長さよりも短くなっている。
The
図25に示すように、共振器の左端面側には6個の電流非注入用絶縁膜7aが配置され、共振器の右端面側には4個の電流非注入用絶縁膜7aが配置されている。電流非注入用絶縁膜7aの数の違いは劈開位置のずれによるものである。本実施例5の半導体レーザ素子1の製造においては、例えば、図26に示すように、ウエハ(半導体基板)20には、劈開線61の両端にそれぞれ長さがaなる短い電流非注入用絶縁膜7aが配列され、その外側には長さがbなる長い電流非注入用絶縁膜7aが4個配列された構造になっている。劈開線61で劈開を行った際、劈開線61からのばらつきが極めて小さい状態で劈開が行われたものが、図25の左端部分であり、図26において劈開位置が左にずれ、かつ左側のbなる寸法の隣のaなる寸法の電流非注入用絶縁膜7aの途中部分で劈開が行われたものが、図25の右端部分である。隣接する電流非注入用絶縁膜7aの間の寸法は実施例1と同様である。また、例えば、2a=bとなっている。2a=bとなることから、キンクの発生を抑止したままで、非常に大きな温度上昇抑制効果が得られる。
As shown in FIG. 25, six current non-injection insulating
本実施例5においても実施例1と同様に共振器の端面部分に非注入部と注入部が交互に配列されていることから、半導体レーザ素子1の製造における劈開による劈開位置のばらつきが生じても、非注入部が長くなりすぎたり、あるいは短くなりすぎることもなくなり、I−Lキンクの発生及び光損傷(COD)の発生を抑止できる。
In the fifth embodiment, similarly to the first embodiment, the non-injection portions and the injection portions are alternately arranged on the end face portion of the resonator. Therefore, the cleavage position varies due to cleavage in the manufacture of the
図27乃至図29は本発明の実施例6である半導体レーザ素子に係わる図である。図27は半導体レーザ素子の模式的斜視図、図28は図27のA−A線に沿う断面図、図29は半導体レーザ素子の共振器端面部分を示す断面図である。図29は図28の左端部分を示す図である。
27 to 29 are diagrams relating to a semiconductor laser element which is
本実施例6の半導体レーザ素子1は実施例1の半導体レーザ素子1において、図28に示すように、非注入部(電流非注入用絶縁膜7a)の長さは一定であるが、隣接する非注入部間の間隔が共振器の端面から奥に向かうにつれて順次広くなる構造となっている。
このような構造にすることによって、共振器軸方向の温度分布を均一化できる。
As shown in FIG. 28, the
By adopting such a structure, the temperature distribution in the resonator axial direction can be made uniform.
本実施例6においても実施例1と同様に共振器の端面部分に非注入部と注入部が交互に配列されていることから、半導体レーザ素子1の製造における劈開による劈開位置のばらつきが生じても、非注入部が長くなりすぎたり、あるいは短くなりすぎることもなくなり、I−Lキンクの発生及び光損傷(COD)の発生を抑止できる。
In the sixth embodiment, similarly to the first embodiment, the non-injection portions and the injection portions are alternately arranged on the end face portion of the resonator, so that the cleavage position varies due to cleavage in the manufacture of the
また、本発明において、非注入部の長さを共振器の端面から奥に向かうにつれて順次長くしておいても実施例6と同様の効果を得ることができる。さらに、本発明において、非注入部の長さを共振器の端面から奥に向かうにつれて順次長くするとともに、隣接する非注入部間の間隔を共振器の端面から奥に向かうにつれて順次広くする構造としても実施例6と同様の効果を得ることができる。 Further, in the present invention, the same effect as in the sixth embodiment can be obtained even when the length of the non-injection portion is gradually increased from the end face of the resonator toward the back. Furthermore, in the present invention, the length of the non-injection part is gradually increased from the end face of the resonator toward the back, and the interval between the adjacent non-injection parts is gradually increased from the end face of the resonator to the back. Also, the same effect as in the sixth embodiment can be obtained.
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
1…半導体レーザ素子、2…半導体基板、3…活性層、4…半導体層、5a,5b…溝、6…メサ(突条)、7…絶縁膜、7a…電流非注入用絶縁膜、9…導体層、9a…導体層、9b…マーク、10…電極(p電極)、10c…ボンディングパッド、11…電極(n電極)、15…レーザ光、20…ウエハ(半導体基板)、21…ホトレジスト膜、22…ホトマスク、23…素子形成領域、24,25…開口、30…半導体レーザ装置、31…パッケージ本体、32…蓋体、33…ヒートシンク、34…サブマウント、35…ワイヤ、40…受光素子(PD)、41,41a,41b,41c…リード、42…絶縁体、45,46…ワイヤ、50…光透過窓、51…透明ガラス板、55…中層半導体、57…第1の層、58…中層半導体、59…第2の層、60…拡散領域、61…劈開線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記半導体基板の上面に設けられる活性層と、
前記活性層上に形成される第2の導電型からなる半導体層と、
前記半導体層上に形成され、前記半導体基板及び前記活性層並びに前記半導体層によって形成される細長の共振器の端から端に亘って対応して設けられ、前記共振器の前記活性層部分に電流を注入する電極とを有し、
前記共振器の少なくとも一方の端側において、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部と、前記活性層への電流の注入をする注入部が前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けられており、
前記共振器の端面に近接する1乃至複数の前記非注入部の長さは、これら非注入部を除く前記共振器の奥側の前記非注入部の長さよりも短くなっていることを特徴とする半導体レーザ素子。 A semiconductor substrate of the first conductivity type;
An active layer provided on an upper surface of the semiconductor substrate;
A semiconductor layer of the second conductivity type formed on the active layer;
An elongated resonator formed on the semiconductor layer and formed by the semiconductor substrate, the active layer, and the semiconductor layer is provided correspondingly from end to end, and a current is supplied to the active layer portion of the resonator. An electrode for injecting,
At least one end side of the resonator includes a non-injection portion made of an insulator that prevents injection of current into the active layer and an injection portion that injects current into the active layer. Provided periodically along the direction ,
The length of the one or more non-injection portions adjacent to the end face of the resonator is shorter than the length of the non-injection portion on the back side of the resonator excluding these non-injection portions. A semiconductor laser device.
前記半導体基板の上面に活性層を形成する工程と、
前記活性層上に第2の導電型からなる半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を除去するように2本の溝を所定間隔に形成して前記活性層上に前記2本の溝に挟まれる突出した1本のメサを複数形成し、前記メサの下に共振器を構成する工程と、
前記メサの上面を除いて前記半導体基板の上面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に選択的に形成し、一部は前記メサ上に重なる電極を形成する工程と、
前記半導体基板の下面に電極を形成する工程と、
前記半導体基板及びその上の各層を前記メサとメサとの間で分断するとともに、前記メサに直交する方向に一定間隔で劈開して四角形の半導体レーザ素子を複数形成する工程とを有し、
前記分断及び前記劈開の前に、前記劈開が行われる劈開予定領域に、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部を前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けておき、
前記共振器の端面に近接する1乃至複数の前記非注入部の長さを、これら非注入部を除く前記共振器の奥側の前記非注入部の長さよりも短く形成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate of the first conductivity type;
Forming an active layer on the upper surface of the semiconductor substrate;
Forming a semiconductor layer of the second conductivity type on the active layer;
Two grooves are formed at predetermined intervals so as to remove the semiconductor layer, and a plurality of protruding mesa sandwiched between the two grooves are formed on the active layer, and a resonator is formed under the mesa. Comprising the steps of:
Forming an insulating film covering the top surface of the semiconductor substrate except for the top surface of the mesa;
Forming an electrode selectively on the insulating film, a part of which overlaps the mesa; and
Forming an electrode on the lower surface of the semiconductor substrate;
Dividing the semiconductor substrate and each layer thereon between the mesa and the mesa, and cleaving at regular intervals in a direction orthogonal to the mesa to form a plurality of rectangular semiconductor laser elements,
Before the division and the cleavage, a non-injection portion made of an insulator that prevents injection of current into the active layer is periodically formed in the planned cleavage region where the cleavage is performed along the extending direction of the resonator. It can be provided,
The length of the one or more non-injection portions adjacent to the end face of the resonator is formed shorter than the length of the non-injection portion on the back side of the resonator excluding these non-injection portions. Manufacturing method of semiconductor laser device.
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