JPH01785A - Mask semiconductor laser manufacturing method - Google Patents

Mask semiconductor laser manufacturing method

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JPH01785A
JPH01785A JP62-166617A JP16661787A JPH01785A JP H01785 A JPH01785 A JP H01785A JP 16661787 A JP16661787 A JP 16661787A JP H01785 A JPH01785 A JP H01785A
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semiconductor laser
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injection
light
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寛 小林
町田 晴彦
真人 針谷
井出 ▲やすし▼
純 明渡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マスク半導体レーザー即ち、ピンホール状の
射出孔をもつ遮光性のマスクを有する半導体レーザーに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a mask semiconductor laser, that is, a semiconductor laser having a light-shielding mask having a pinhole-shaped exit hole.

(従来の技術) 光メモリーや光磁気メモリーでは、記録媒体に照射する
レーザー光のスポット径を小さくすることにより、記録
密度を大きくすることができる。
(Prior Art) In optical memories and magneto-optical memories, the recording density can be increased by reducing the spot diameter of the laser beam irradiated onto the recording medium.

極めて小さなピンホールにレーザー光を通すと。When a laser beam is passed through an extremely small pinhole.

ピンホールを通った光はピンホールの極近傍の所謂ニア
フィールドでは、光束径がピンホール径と略等しくなる
ことが、実験的に見いだされ、上記ニアフィールドにお
ける小径レーザー光束で記録媒体を照射する方法が提案
され、かかる小径レーザー光束用の光源として、マスク
半導体レーザーが提案されている。マスク半導体レーザ
ーは通常の寸法の光学系に対しては略理想的な点光源と
して作用するので、点光源としても有用である。
It has been experimentally found that the beam diameter of light passing through a pinhole is approximately equal to the pinhole diameter in the so-called near field near the pinhole, and the recording medium is irradiated with a small diameter laser beam in the near field. A method has been proposed, and a mask semiconductor laser has been proposed as a light source for such a small diameter laser beam. The mask semiconductor laser acts as a substantially ideal point light source for optical systems of normal dimensions, and is therefore also useful as a point light source.

(発明が解決しようとする問題点) マスク半導体レーザーは従来提案されている作製方法で
は、半導体レーザー(以下、LDと略記する)の光射出
端面に遮光性のマスクを形成し、この状態にてLDを点
灯させて、マスクの一部を除去もしくは光学的に透明化
して射出孔とすることにより、作製するのであるが、マ
スク材料に制限があったり、射出孔の形成のために、L
Dに大きな恥動電流を通じる必要がある等の問題がある
(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally proposed manufacturing methods for mask semiconductor lasers include forming a light-blocking mask on the light-emitting end face of a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as LD); The LD is manufactured by turning on the LD and removing or optically making the mask part transparent to form the injection hole.
There are problems such as the need to pass a large shameful current to D.

従って、本発明の目的は、マスク材料に対する制限を緩
やかならしむる事ができ、また、より小さな駆動電流で
射出孔を形成しうる、マスク半導体レーザーの新規な製
造方法の提供にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a mask semiconductor laser, which can reduce restrictions on the mask material and form an injection hole with a smaller drive current.

(問題点を解決する為の手段) 以下、本発明を説明する。本発明では、マスク半導体レ
ーザー(以下、マスクLDと略記する)を、以下の如く
して製造する。
(Means for solving the problems) The present invention will be explained below. In the present invention, a mask semiconductor laser (hereinafter abbreviated as mask LD) is manufactured as follows.

LDの光射出端面に遮光性のマスク、即ちLDから放射
されるレーザー光を遮光しうるマスクを形成したのち、
上記LDを減圧状態下にある真空容器中にて点灯し、放
射レーザー光により、上記マスクの一部を除去して、ピ
ンホール状の射出孔を形成するのである。
After forming a light-blocking mask on the light-emitting end surface of the LD, that is, a mask capable of blocking laser light emitted from the LD,
The LD is turned on in a vacuum container under reduced pressure, and a portion of the mask is removed by emitted laser light to form a pinhole-shaped injection hole.

即ち、本発明・の特徴は、マスクを形成されたLDを減
圧状態下の真空容器内にて点灯して、その放射レーザー
光により、射出孔を形成する点にある。真空容器内は、
 10−”torr以下の真空度1例えば10−1〜1
0− ’torrの範囲に保持される。射出孔は。
That is, the feature of the present invention is that the LD with a mask formed thereon is turned on in a vacuum container under a reduced pressure state, and the emitted laser light is used to form an injection hole. Inside the vacuum container,
Vacuum degree 1 below 10-”torr, e.g. 10-1 to 1
It is kept in the range 0-'torr. The injection hole.

LDの放射レーザー光の熱エネルギーにより、マスクの
一部を蒸発させて除去することにより形成される。
It is formed by evaporating and removing a portion of the mask using the thermal energy of the laser beam emitted by the LD.

LDとしては、現在市販されている波長780nm。As for the LD, the wavelength of 780 nm is currently commercially available.

830nmの半導体レーザーに代表されるAlGaAs
の3元系LD等を挙げることができる。
AlGaAs represented by 830nm semiconductor laser
For example, a ternary LD can be mentioned.

マスクは、電気絶縁性の材料により、単一のマスク層と
して、LDの光射出端面に形成してもよく、或は電気絶
縁性でない材料によるマスク層と絶縁層とにより、2M
構造に形成してもよい。
The mask may be formed as a single mask layer on the light emitting end face of the LD using an electrically insulating material, or it may be formed on the light emitting end face of the LD using a non-electrically insulating material as a mask layer and an insulating layer.
It may be formed into a structure.

マスク層の材料に一般的に要求される条件は、LDの放
射レーザー光を透過させないこと、上記放射レーザー光
の熱エネルギーにより、溶融、蒸発することの2点であ
る。このような条件を満だす材料としては、A u *
 A g v Cr t I n s A 1 e Z
 n等の金属およびそれらの化合物類、 Se、丁e、
Sn等の両性金属およびその化合物類、カーボン、S、
Ge、Si等の非金属類およびそれらの化合物類、フタ
ロシアニン系、シアニン系染料等の有機材料等を挙げる
ことができる。
The material of the mask layer is generally required to meet two conditions: it does not transmit the laser beam emitted by the LD, and it melts and evaporates due to the thermal energy of the laser beam. A material that satisfies these conditions is A u *
A g v Cr t I n s A 1 e Z
Metals such as n and their compounds, Se, Dine,
Amphoteric metals such as Sn and their compounds, carbon, S,
Examples include non-metals such as Ge and Si, compounds thereof, and organic materials such as phthalocyanine and cyanine dyes.

また、上記絶縁層は、電気絶縁性材料の層であって、マ
スク層が、電気絶縁性でない場合にLDの光射出端面と
マスク層との間に介設される。この絶縁層には、LDの
放射レーザー光に対して透明であることが要求され、そ
の材料としては、SiO,SiO□、 A1zO3,S
iJ49MgFz、TiO□等を挙げることができる。
Further, the insulating layer is a layer of an electrically insulating material, and when the mask layer is not electrically insulating, it is interposed between the light emitting end surface of the LD and the mask layer. This insulating layer is required to be transparent to the laser beam emitted by the LD, and its materials include SiO, SiO□, A1zO3, S
Examples include iJ49MgFz and TiO□.

(作  用) このように、本発明ではマスクを形成された、LDは真
空容器中にて点灯され、マスク層はLDの放射レーザー
光の熱エネルギーで蒸発される。
(Function) As described above, in the present invention, the LD with the mask formed thereon is turned on in a vacuum container, and the mask layer is evaporated by the thermal energy of the laser beam emitted by the LD.

真空容器中は、減圧状態にあるので、マスク層物質の蒸
発は、常圧下におけるよりも格段と促進される。
Since the vacuum container is under reduced pressure, the evaporation of the mask layer material is much more accelerated than under normal pressure.

(実施例) 以下、具体的な実施例を4例あげる。何れの実施例でも
、製造されるのは、図に示すような形態のマスクLDで
ある。即ち1図において、符号10はマスクLDを示す
。符号12はLDを、符号14は、14縁層を、符号1
6はマスク層をそれぞれ示す。
(Example) Hereinafter, four specific examples will be given. In either embodiment, a mask LD having the form shown in the figure is manufactured. That is, in FIG. 1, the reference numeral 10 indicates the mask LD. 12 indicates LD, 14 indicates 14 edge layer, 1
6 indicates a mask layer, respectively.

また、符号PHはピンホール状の射出孔を示す。Further, the symbol PH indicates a pinhole-shaped injection hole.

絶縁層14、マスク層16は、マスクを構成する。The insulating layer 14 and the mask layer 16 constitute a mask.

半導体レーザーは、いずれの実施例でも、(GaA1)
Asダブルへテロ型が用いられた。最大定格出力は5m
W 、連続動作出力は3+ok! 、発振1波長は78
0nmである。
In any of the examples, the semiconductor laser is (GaA1)
As double hetero type was used. Maximum rated output is 5m
W, continuous operation output is 3+ OK! , one wavelength of oscillation is 78
It is 0 nm.

実施例 1 上記LDの射出端面すなわち、射出へき開面に抵抗加熱
法による真空蒸着にてSiOの薄膜を厚さ2100人に
設けて絶縁層14とした。蒸着条件は以下の通りである
Example 1 A thin SiO film having a thickness of 2100 mm was formed on the injection end face, that is, the injection cleavage plane, of the LD by vacuum evaporation using a resistance heating method to form an insulating layer 14. The vapor deposition conditions are as follows.

蒸着源材料: SiO純度99.99%蒸着源温度: 
1200’ C 蒸着源ボート:モリブデン 真空度: 2xlO−’torr LD端面温度:20〜40″に の、絶縁層上に。
Evaporation source material: SiO purity 99.99% Evaporation source temperature:
1200'C Evaporation source boat: Molybdenum Vacuum degree: 2xlO-'torr LD end surface temperature: 20-40'', on the insulating layer.

蒸着源材料:zn   純度99.99%蒸着源温度、
 700 @C 蒸着源ボート:モリブデン 真空度: 2xlO−Storr LD端面温度=20〜40°C の蒸着条件の抵抗加熱法により、 Znを厚さ2000
人に蒸着形成してマスク層16とした。
Vapor deposition source material: zn purity 99.99% Vapor deposition source temperature,
700 @C Vapor deposition source boat: Molybdenum Vacuum degree: 2xlO-Storr Zn was deposited to a thickness of 2000 °C using the resistance heating method under the deposition conditions of LD end face temperature = 20 to 40 °C.
The mask layer 16 was formed by vapor deposition.

このように、LDに絶縁層とマスク層とを形成したもの
を以下、素材と呼ぶことにする。
Hereinafter, the LD formed with the insulating layer and the mask layer will be referred to as a material.

上記のように作製した素材を真空度1 xlO−’ta
rrに減圧された真空容器内にいれ、LDを点灯しつ電
流をモニターしたところ、注入電流を50+oAにした
とき、モニター電流が急激に変化したので、マスク層に
射出孔が形成されたものと判断し、電子顕微鏡にて、倍
率15000倍で観察したところ、■、0ミク■ンx1
.3ミク■ンの射出孔が形成されているのが確認された
The material prepared as above was heated to a degree of vacuum of 1 x lO-'ta.
When I put it in a vacuum container that was depressurized to RR and monitored the current while turning on the LD, when the injection current was increased to 50+oA, the monitored current changed rapidly, so I assumed that an injection hole was formed in the mask layer. When I judged it and observed it with an electron microscope at a magnification of 15,000 times, it was found that: ■, 0 microns x 1
.. It was confirmed that an injection hole of 3 microns was formed.

比較のため、上記と同一の素材を大気中で点灯して、射
出孔を゛形成したところ、注入電流73mAで、1.0
ミク■ンx1.2ミクnンの射出孔が形成された。
For comparison, when the same material as above was lit in the atmosphere and an injection hole was formed, the injection current was 73 mA and the injection hole was 1.0 mA.
An injection hole with a size of 1.2 mm x 1.2 mm was formed.

実施例 2 上記LDに実施例1と同じ蒸着条件でSiOを厚さ21
00人に形成して絶縁層とし、その上に蒸着源材料二T
i   純度99.99%蒸着源温度:〜2000aC 蒸着源ボート:タングステン 真空度: 2xlO−’torr LD端面温度:20〜40’ C の蒸着条件の抵抗加熱法により、 Tiを厚さ1500
人に蒸着形成してマスク層16とした。
Example 2 SiO was deposited on the above LD to a thickness of 21 cm under the same vapor deposition conditions as in Example 1.
00 to form an insulating layer, and evaporation source material 2T is applied on top of it.
i 99.99% purity Evaporation source temperature: ~2000aC Evaporation source boat: Tungsten Vacuum degree: 2xlO-'torr LD end surface temperature: 20-40'C Ti was deposited to a thickness of 1500aC by resistance heating method under the following evaporation conditions.
The mask layer 16 was formed by vapor deposition.

上記のように作製した素材を真空度1 xi(1−st
orrに減圧された真空容器内にいれ、LDを点灯しつ
つ電流をモニターしたところ、注入電流を98mAにし
たとき、モニター電流が急激に変化したので。
The material prepared as described above was heated to a degree of vacuum of 1 xi (1-st
When I placed it in a vacuum container with a reduced pressure of 100 mA and monitored the current while turning on the LD, I found that when the injection current was set to 98 mA, the monitored current changed rapidly.

マスク層に射出孔が形成されたものと判断し、電子顕微
鏡にて、倍率15000倍で観察したところ、0.8ミ
クロンxo、9ミクロンの射出孔が形成されているのが
確認された。
It was determined that injection holes were formed in the mask layer, and when observed with an electron microscope at a magnification of 15,000 times, it was confirmed that injection holes of 0.8 micron xo and 9 micron were formed.

比較のため、上記と同一の素材を大気中で点灯して、射
出孔の形成を試みたが、結局射出孔を形成することはで
きなかった。
For comparison, an attempt was made to form an injection hole by lighting the same material as above in the atmosphere, but in the end it was not possible to form an injection hole.

実施例 3 上記LDに実施例1と同じ蒸着条件でSiOを厚さ21
00人に形成して絶縁層とし、その上に蒸着源材料二G
e   純度99.991蒸着源温度: 1200°C 蒸着源ボート:タングステン 真空度: 1xlO−’torr LD端面温度=20〜406C の蒸着条件の抵抗加熱法により、Geを厚さ3500人
に蒸着形成してマスク層IBとした。
Example 3 SiO was deposited to a thickness of 21 cm on the above LD under the same vapor deposition conditions as in Example 1.
00 to form an insulating layer, and evaporation source material 2G is applied on top of it.
e Purity 99.991 Evaporation source temperature: 1200°C Evaporation source boat: Tungsten Vacuum degree: 1xlO-'torr LD end surface temperature = 20~406C Ge was deposited to a thickness of 3500°C by resistance heating method. This was used as a mask layer IB.

上記のように作製した素材を真空度1 xlO−’to
rrに減圧された真空容器内にいれ、LDを点灯しつつ
電流をモニターしたところ、注入電流を671人にした
とき、モニター電流が急激に変化したので。
The material prepared as above was heated to a vacuum degree of 1 x lO-'to
When I placed it in a vacuum container with reduced pressure to RR and monitored the current while turning on the LD, when I set the injection current to 671 people, the monitored current changed rapidly.

マスク層に射出孔が形成されたものと判断し、電子顕微
鏡にて、倍率15000倍で観察したところ、直径0.
9ミクロンの円形の射出孔が形成されているのが確認さ
れた。
It was determined that an injection hole was formed in the mask layer, and when observed with an electron microscope at a magnification of 15,000 times, it was found that the diameter was 0.
It was confirmed that a circular injection hole of 9 microns was formed.

比較のため、上記と同一の素材を大気中で点灯して、射
出孔を形成したところ、注入電流82+aAで、直径1
.0ミ90ンの円形の射出孔が形成された。
For comparison, when the same material as above was lit in the atmosphere and an injection hole was formed, the diameter was 1 with an injection current of 82+aA.
.. A circular injection hole with a diameter of 0 mm and 90 mm was formed.

実施例 4 上記LDに実施例1と同じ蒸着条件でSiOを厚さ21
00人に形成して絶縁層とし、その上に蒸着源材料: 
Au Ge合金  純度99.99%蒸着源温度: 1
200°C 蒸着源ボート:タングステン 真空度: 1xlO−’torr LD端面温度:20〜40” C の蒸着条件の抵抗加熱法により、Au Ge合金を厚さ
4000人に蒸着形成してマスク層16とした。Au−
Ge合金の重量比は50:50である。
Example 4 SiO was deposited to a thickness of 21 cm on the above LD under the same vapor deposition conditions as in Example 1.
00 to form an insulating layer, and evaporation source material on it:
Au Ge alloy purity 99.99% Vapor deposition source temperature: 1
200°C Evaporation source boat: Tungsten Vacuum degree: 1xlO-'torr LD end face temperature: 20 to 40''C By the resistance heating method, AuGe alloy was evaporated to a thickness of 4,000 mm to form the mask layer 16. I did.Au-
The weight ratio of the Ge alloy is 50:50.

上記のように作製した素材を真空度1xlO−’ t。The material prepared as above was vacuumed to 1xlO-'t.

rrに減圧された真空容器内にいれ−LDを点灯しつつ
電流をモニターしたところ、注入電流を83mAにした
とき、モニター電流が急激に変化したので、マスク層に
射出孔が形成されたものと判断し、電子顕微鏡にて1倍
率10000倍でa察したところ、直径0.8ミクO)
の円形の射出孔が形成されているのが確認された。
When the current was monitored while the LD was turned on, the monitored current suddenly changed when the injection current was set to 83 mA, indicating that an injection hole had been formed in the mask layer. The diameter was determined to be 0.8 micrometers when observed using an electron microscope at a magnification of 10,000 times.
It was confirmed that a circular injection hole was formed.

比較のため、上記と同一の素材を大気中で点灯して、射
出孔を形成したところ、注入電流98+nAで、直径O
,aミクロンの円形の射出孔が形成された。
For comparison, when the same material as above was lit in the atmosphere and an injection hole was formed, the injection hole had a diameter of 0 with an injection current of 98+nA.
, a micron circular injection hole was formed.

(効  果) 以上本発明によれば、マスク半導体レーザーの、新規な
製造方法を提供できる。
(Effects) According to the present invention, a novel method for manufacturing a mask semiconductor laser can be provided.

この方法は上述の如く、減圧された真空容器内で、射出
孔の形成を行うから、大気中で射出孔形成を行う従来法
に比して、マスク層の材料の蒸発が促進される。このた
め、大気中では射出孔を形成できないような材料による
マスク層にも射出孔の形成が、可能となりマスク材料の
制限が大幅に緩和され、また、従来法に比して低い注入
電流で射出孔の形成が可能となる。
As described above, in this method, the injection holes are formed in a vacuum vessel under reduced pressure, so the evaporation of the material of the mask layer is accelerated compared to the conventional method in which the injection holes are formed in the atmosphere. This makes it possible to form injection holes even in mask layers made of materials that cannot form injection holes in the atmosphere, greatly easing restrictions on mask materials, and allowing injection with a lower injection current than conventional methods. Pore formation becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は、本発明により製造されるマスク半導体レーザーの
形態の1例を説明図として示す図である。 10、、、マスク半導体レーザー、12.、、半導体レ
ーザー、 14.、、絶縁層、16.、、マスク層(絶
縁層14とともに、マスクを構成する) + PH,、
、ピンホール状の射出孔
The figure is a diagram showing, as an explanatory diagram, one example of the form of a mask semiconductor laser manufactured according to the present invention. 10., mask semiconductor laser, 12. ,, semiconductor laser, 14. , , insulating layer, 16. ,, mask layer (constituting a mask together with the insulating layer 14) + PH,,
, pinhole-shaped injection hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体レーザーの光射出端面に遮光性のマスクを形成し
たのち、上記半導体レーザーを減圧状態下にある真空容
器中にて点灯し、放射レーザー光により、上記マスクの
一部を除去して、ピンホール状の射出孔を形成すること
を特徴とする、マスク半導体レーザーの製造方法。
After forming a light-shielding mask on the light emitting end face of the semiconductor laser, the semiconductor laser is turned on in a vacuum container under reduced pressure, and a part of the mask is removed by the emitted laser light to form a pinhole. 1. A method of manufacturing a mask semiconductor laser, the method comprising forming a shaped injection hole.
JP62-166617A 1986-07-29 1987-07-03 Mask semiconductor laser manufacturing method Pending JPH01785A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-166617A JPH01785A (en) 1987-03-12 1987-07-03 Mask semiconductor laser manufacturing method
US07/080,389 US4840922A (en) 1986-07-29 1987-07-29 Method of manufacturing masked semiconductor laser

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61178140A JP2511890B2 (en) 1986-07-29 1986-07-29 Mask semiconductor laser manufacturing method
JP5778487 1987-03-12
JP62-57784 1987-03-12
JP62-166617A JPH01785A (en) 1987-03-12 1987-07-03 Mask semiconductor laser manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS64785A JPS64785A (en) 1989-01-05
JPH01785A true JPH01785A (en) 1989-01-05

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