JPH0287584A - 面発光アレイ装置 - Google Patents
面発光アレイ装置Info
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- JPH0287584A JPH0287584A JP63239133A JP23913388A JPH0287584A JP H0287584 A JPH0287584 A JP H0287584A JP 63239133 A JP63239133 A JP 63239133A JP 23913388 A JP23913388 A JP 23913388A JP H0287584 A JPH0287584 A JP H0287584A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光通信、光情報処理等において光源として用い
られる発光装置に関し、特にヒートシンク（放熱体）上
に面発光素子アレイを装着してなる面発光アレイ装置に
関する。
られる発光装置に関し、特にヒートシンク（放熱体）上
に面発光素子アレイを装着してなる面発光アレイ装置に
関する。
（従来の技術）
面発光アレイ装置についてはジャーナル・オブ・ライト
ウェーブ・テクノロジー（ＪＯＵＲ−ＮＡＬ
ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨ
−ＮＯＬＯＧＹ）ＬＴ−５巻８号（１９８７年８月８日
号）の１１１８〜１１２２ページに記述されている。
ウェーブ・テクノロジー（ＪＯＵＲ−ＮＡＬ
ＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨ
−ＮＯＬＯＧＹ）ＬＴ−５巻８号（１９８７年８月８日
号）の１１１８〜１１２２ページに記述されている。
（発明が解決しようとする課題）
発光アレイ装置では動作電流の合計か単体と比ベアレイ
の偶数倍に大きくなるから、放熱を良くして、素子の発
熱による温度上昇を小さくする必要がある。そこで、発
光アレイ装置は半導体発光素子アレイをヒートシンクへ
実装して成るのが一般である。また発光素子アレイでは
個々の素子を独立に動作させるために、ｎ型電極とｎ型
電極のうちの少くとも一方は電気的に相互に分離しなけ
ればならない。更に実装の小型化や歩留り向上のために
発光、素子アレイへのボンディングをなくすことが望ま
れる。従来の発光アレイ装置では、ｐ型の電極部を分離
し、独立駆動可能とし、放熱体にとりつけているが、ｎ
型電極とｎ型電極とは基板の反対側にそれぞれ形成され
ているからｎ側の電極にはボンディングをする必要があ
る。ボンディングワイヤは実装上の小型化の上で障害と
なる。また、ｎ側電極形成時に、発光部に合せて光のと
り出し部を形成する必要があり、製作工程が複雑であっ
た。従来構造の発光アレイ装置では、これらの原因で、
歩留りの向上、コスト低減、実装上の小型化か難しかっ
た。
の偶数倍に大きくなるから、放熱を良くして、素子の発
熱による温度上昇を小さくする必要がある。そこで、発
光アレイ装置は半導体発光素子アレイをヒートシンクへ
実装して成るのが一般である。また発光素子アレイでは
個々の素子を独立に動作させるために、ｎ型電極とｎ型
電極のうちの少くとも一方は電気的に相互に分離しなけ
ればならない。更に実装の小型化や歩留り向上のために
発光、素子アレイへのボンディングをなくすことが望ま
れる。従来の発光アレイ装置では、ｐ型の電極部を分離
し、独立駆動可能とし、放熱体にとりつけているが、ｎ
型電極とｎ型電極とは基板の反対側にそれぞれ形成され
ているからｎ側の電極にはボンディングをする必要があ
る。ボンディングワイヤは実装上の小型化の上で障害と
なる。また、ｎ側電極形成時に、発光部に合せて光のと
り出し部を形成する必要があり、製作工程が複雑であっ
た。従来構造の発光アレイ装置では、これらの原因で、
歩留りの向上、コスト低減、実装上の小型化か難しかっ
た。
（課題を解決するための手段）
本発明の面発光アレイ装置は、
半導体基板上に形成された第一の導電型のバッファ層と
、そのバッファ層上に形成された複数個の、円形メサ状
で、少くとも活性層、第二の導電型のクラッド層、第二
の導電型のコンタクト層を含む半導体層と、そのコンタ
クト層の上に形成されそれぞれ電気的に独立している第
二の導電型の電極と、前記バッファ層上に形成された第
一の導電型の電極とを有する面発光素子アレイと、表面
に電極をパターニングしたヒートシンクとから成り、 前記面発光素子アレイが前記ヒートシンクにアップサイ
ドダウンで装着されていることを特徴とする。
、そのバッファ層上に形成された複数個の、円形メサ状
で、少くとも活性層、第二の導電型のクラッド層、第二
の導電型のコンタクト層を含む半導体層と、そのコンタ
クト層の上に形成されそれぞれ電気的に独立している第
二の導電型の電極と、前記バッファ層上に形成された第
一の導電型の電極とを有する面発光素子アレイと、表面
に電極をパターニングしたヒートシンクとから成り、 前記面発光素子アレイが前記ヒートシンクにアップサイ
ドダウンで装着されていることを特徴とする。
（作用）
本発明の面発光アレイ装置は、面発光素子アレイと、こ
の面発光素子アレイが装着されるヒートシンクとからな
る。その面発光素子アレイでは、基板の一方の側にｎ型
電極およびｎ型電極の両方が形成され、電極の一部に金
属メッキが施され、各電極の高さが揃えられている。こ
のような構造の面発光素子アレイは、該アレイの電極部
に合わせて電極部をパターニングしたヒートシンクにア
ップサイドタウンで収りつけられる。該構造の面発光素
子アレイの構造においては、基板の一方の側だけに電極
を形成するので、プロセス工程が簡略で、光のとり出し
窓等を形成する工程が不要である。またその面発光素子
アレイをヒートシンクに融着する工程では、ｐ型、ｎ型
両方の電極は高さが同じなので同時に融着できる。この
ように、本発明の面発光アレイ装置では、製作が容易で
歩留りが向上するとともに、ボンディングが不要となり
小型に実装することができる。またヒートシンクにアッ
プサイドダウンで収り付けたので、放熱が良く、発光素
子アレイで問題となる個々の素子の熱干渉による特性の
劣化もなくなる゛。
の面発光素子アレイが装着されるヒートシンクとからな
る。その面発光素子アレイでは、基板の一方の側にｎ型
電極およびｎ型電極の両方が形成され、電極の一部に金
属メッキが施され、各電極の高さが揃えられている。こ
のような構造の面発光素子アレイは、該アレイの電極部
に合わせて電極部をパターニングしたヒートシンクにア
ップサイドタウンで収りつけられる。該構造の面発光素
子アレイの構造においては、基板の一方の側だけに電極
を形成するので、プロセス工程が簡略で、光のとり出し
窓等を形成する工程が不要である。またその面発光素子
アレイをヒートシンクに融着する工程では、ｐ型、ｎ型
両方の電極は高さが同じなので同時に融着できる。この
ように、本発明の面発光アレイ装置では、製作が容易で
歩留りが向上するとともに、ボンディングが不要となり
小型に実装することができる。またヒートシンクにアッ
プサイドダウンで収り付けたので、放熱が良く、発光素
子アレイで問題となる個々の素子の熱干渉による特性の
劣化もなくなる゛。
（実施例）
以下に図面を参照してより詳細に本発明を説明する。
第１図は、本発明の面発光アレイ装置の一実施例におけ
る面発光素子アレイの構造を示す図である。第１図（ａ
）はその面発光素子アレイの平面図、同図（ｂ）は第１
図（ａ）におけるＢ−Ｂ′面での断面図の一部、同図（
ｃ）は第１図（ａ）におけるｃ−ｃ′面での断面図であ
る。第２図（ａ）はその実施例の面発光アレイ装置にお
けるヒートシンクの平面図、第２図（ｂ）はそのヒート
シンクに第１図の面発光素子アレイを装着し、完成した
面発光素子アレイ装置を示す断面図である。なお、第２
図（ｂ）におけるヒートシンク２Ｇは第２図（ａ）にお
けるＤ−Ｄ’面の矢視断面図で示しである。また、第３
図は第１図の面発光素子アレイの製作工程図である。こ
の面発光素子アレイは面発光ダイオードアレイであり、
まずその製造方法を述べる。
る面発光素子アレイの構造を示す図である。第１図（ａ
）はその面発光素子アレイの平面図、同図（ｂ）は第１
図（ａ）におけるＢ−Ｂ′面での断面図の一部、同図（
ｃ）は第１図（ａ）におけるｃ−ｃ′面での断面図であ
る。第２図（ａ）はその実施例の面発光アレイ装置にお
けるヒートシンクの平面図、第２図（ｂ）はそのヒート
シンクに第１図の面発光素子アレイを装着し、完成した
面発光素子アレイ装置を示す断面図である。なお、第２
図（ｂ）におけるヒートシンク２Ｇは第２図（ａ）にお
けるＤ−Ｄ’面の矢視断面図で示しである。また、第３
図は第１図の面発光素子アレイの製作工程図である。こ
の面発光素子アレイは面発光ダイオードアレイであり、
まずその製造方法を述べる。
まず、第３図（ａ）のように高抵抗（Ｆｅドープ）Ｉｎ
Ｐまたはｎ型（本実施例においてはこれを第一の導電型
とする）（ＳまたはＳｎドープ）ＩｎＰ半導体基板１上
にｎ型ＩｎＰバッファ層２、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層
３、ｐ型（本実施例においてはこれを第２の導電型とす
る）ＩｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ｌ−層５を順次に結晶成長する。
Ｐまたはｎ型（本実施例においてはこれを第一の導電型
とする）（ＳまたはＳｎドープ）ＩｎＰ半導体基板１上
にｎ型ＩｎＰバッファ層２、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層
３、ｐ型（本実施例においてはこれを第２の導電型とす
る）ＩｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ｌ−層５を順次に結晶成長する。
次に第３図（ｂ）に示すように直径２５１ＪＩ＋のエツ
チングマスク１５を形成し、臭素・メタノールを含むエ
ツチング液でバッファ層２に到達するまでエツチングを
行ない、直径はぼ２５ｕｍで高さ約４１Ｊｌ！１の円形
のメサ部６を形成する１次にエツチングマスク１５を除
去し、ＳｉＮｘの絶縁膜７を形成し、フォトレジスト法
により円形メサ部６上の直径的２２μｍの電極部１０と
巾３０１Ｊｌｎでストライプ状の電極部１１とだけにお
ける絶縁膜７を除く。
チングマスク１５を形成し、臭素・メタノールを含むエ
ツチング液でバッファ層２に到達するまでエツチングを
行ない、直径はぼ２５ｕｍで高さ約４１Ｊｌ！１の円形
のメサ部６を形成する１次にエツチングマスク１５を除
去し、ＳｉＮｘの絶縁膜７を形成し、フォトレジスト法
により円形メサ部６上の直径的２２μｍの電極部１０と
巾３０１Ｊｌｎでストライプ状の電極部１１とだけにお
ける絶縁膜７を除く。
次にリフトオフマスク１６を円形メサ部６の周りを除い
て形成し、チタン、白金、金のＴ％電極金属を設けて、
第３図（ｃ）の構造を形成する０次にリフトオフして、
円形メサ部６の周りを除いて電極金属８が除去される。
て形成し、チタン、白金、金のＴ％電極金属を設けて、
第３図（ｃ）の構造を形成する０次にリフトオフして、
円形メサ部６の周りを除いて電極金属８が除去される。
電極金属８は第１図（ａ＞に平面図で示したようになり
、電気的に各素子間で独立している。
、電気的に各素子間で独立している。
次にリフトオフマスク１７を、ストライプ状の電場部１
１およびそれに隣接する絶縁膜７上の一部を除いて形成
し、金、ゲルマニウム、ニッケルからなる電極金属９を
形成し、第３図（ｄ）の構造を得る４次にリフトオフマ
スク１７を除去して、ストライプ状の＠極部１１とそれ
に隣接する部分を除いて電極金属９が除去される。次に
メッキマスク１８を、電極金属９が形成されたストライ
プ状の部分（第１図の９）のうち円形メサ部６に対向す
る部分（第１図の１２）を除いて形成する。
１およびそれに隣接する絶縁膜７上の一部を除いて形成
し、金、ゲルマニウム、ニッケルからなる電極金属９を
形成し、第３図（ｄ）の構造を得る４次にリフトオフマ
スク１７を除去して、ストライプ状の＠極部１１とそれ
に隣接する部分を除いて電極金属９が除去される。次に
メッキマスク１８を、電極金属９が形成されたストライ
プ状の部分（第１図の９）のうち円形メサ部６に対向す
る部分（第１図の１２）を除いて形成する。
次に金メッキを行ない、金属メッキ部１２を形成し、第
３図（ｅ）の構造を得る。メッキマスク１８を除去して
、第１図（ａ）、（ｂ）に示した面発光ダイオードアレ
イ１４が完成した。面発光素子間の距離は２００１１ｍ
とした。
３図（ｅ）の構造を得る。メッキマスク１８を除去して
、第１図（ａ）、（ｂ）に示した面発光ダイオードアレ
イ１４が完成した。面発光素子間の距離は２００１１ｍ
とした。
次に、第２図を参照してヒートシンクの製法について述
べる。絶縁性シリコンのヒートシンク基板２００片面に
金の電極部２１を図のように形成する。
べる。絶縁性シリコンのヒートシンク基板２００片面に
金の電極部２１を図のように形成する。
電極間の距離Ｘは、面発光素子間の距離２００μｍと同
じである＋ ｆｆ１ｉ＃Ａ２１の先端部が、面発光素子
アレイ１４との融着部２３であり、ハンダを金の上に形
成しな。対向する融着部２３の距離ｙは面発光素子アレ
イの円形メサ部６と金属メッキ１２の距離に合わせ、約
５０ＬＩＩ１１とした。ｔ＆２１の一部がポンディング
パッド部２２である。このようにしてヒートシンク２６
が形成される。
じである＋ ｆｆ１ｉ＃Ａ２１の先端部が、面発光素子
アレイ１４との融着部２３であり、ハンダを金の上に形
成しな。対向する融着部２３の距離ｙは面発光素子アレ
イの円形メサ部６と金属メッキ１２の距離に合わせ、約
５０ＬＩＩ１１とした。ｔ＆２１の一部がポンディング
パッド部２２である。このようにしてヒートシンク２６
が形成される。
この第２図（ａ）のヒートシンク上にアップサイドダウ
ンで面発光ダイオードアレイ（面発光素子アレイ１４）
を融着部２３で装着し、第２図（ｂ）の実装図のように
本発明の面発光アレイ装置１３が完成する。
ンで面発光ダイオードアレイ（面発光素子アレイ１４）
を融着部２３で装着し、第２図（ｂ）の実装図のように
本発明の面発光アレイ装置１３が完成する。
本実施例の面発光ダイオードアレイ装置１３では発光素
子アレイ１４をアップサイドダウンでヒートシンク２６
に付けることにより、放熱が良くなりアレイ素子で問題
となる熱干渉による素子間の特性劣下が小さく実用上問
題なくなった。またｎ型電極８を分離して各アレイ素子
の独立動作が良好にできるようにした。
子アレイ１４をアップサイドダウンでヒートシンク２６
に付けることにより、放熱が良くなりアレイ素子で問題
となる熱干渉による素子間の特性劣下が小さく実用上問
題なくなった。またｎ型電極８を分離して各アレイ素子
の独立動作が良好にできるようにした。
またｎ型電極８およびｎ型電極９が半導体基板１の片方
の面だけにあるので反対の面は加工が不要であり、従来
例のような光のとり出し窓の形成などの工程がないから
、従来と比較し製作コス１へか半減し、２倍の高歩留り
が得られた。また金属メッキ１２を形成し、円形メサ６
と高さを同じにすることにより、ｎ型電極部（即ち電極
金属９および金属メッキ１２）とｐ型電優部（電極金属
８）とをヒートシンク２６に同時に融着でき、しかも、
従来例のようなボンディングの必要がないから、量産化
が容易となるとともに、小型実装が可能となった。
の面だけにあるので反対の面は加工が不要であり、従来
例のような光のとり出し窓の形成などの工程がないから
、従来と比較し製作コス１へか半減し、２倍の高歩留り
が得られた。また金属メッキ１２を形成し、円形メサ６
と高さを同じにすることにより、ｎ型電極部（即ち電極
金属９および金属メッキ１２）とｐ型電優部（電極金属
８）とをヒートシンク２６に同時に融着でき、しかも、
従来例のようなボンディングの必要がないから、量産化
が容易となるとともに、小型実装が可能となった。
（発明の効果）
本発明によれば、製作が容易で量産性に優れ低コス１〜
で小型に実装できる面発光素子アレイ装置が得られる。
で小型に実装できる面発光素子アレイ装置が得られる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例である面発光アレイ装
置における面発光ダイオードアレイの構造を示す平面図
、第１図（ｂ）は同図（ａ）のＢＢ′面における矢視断
面図、第１図（Ｃ）は同図（ａ）のｃ−ｃ′面における
矢視断面図である。 第２図（ａ）は本発明の前記実施例である面発光アレイ
装置におけるヒートシンクの平面図、第２図（ｂ）は第
１図の面発光ダイオードアレイを第２図（ａ）のヒート
シンクに融着して形成した実施例の面発光アレイ装置の
断面図である。第３図は第１図の面発光ダイオードアレ
イの製作工程図である。 １・・・半導体基板、２・・・バッファ層、３・・・活
性層、４・・・クラッド層、５・・・コンタクト層、６
・・・円形メサ部、７・・・絶縁膜、８・・・電極金属
、９・・・電極金属、１０・・・電極部、１１・・・電
極部、１２・・・金属メッキ、１３・・・面発光アレイ
装置、１４・・・面発光素子アレイ、１５・・・エツチ
ングマスク、１６．１７・・・リフトオフマスク、１８
・・・メッキマスク、２０・・・ヒートシンク基板、２
１・・・電極、２２・・・ポンディングパッド部、２３
・・・融着部、２６・・・ヒートシンク。 図（ａ） （ｂ）
置における面発光ダイオードアレイの構造を示す平面図
、第１図（ｂ）は同図（ａ）のＢＢ′面における矢視断
面図、第１図（Ｃ）は同図（ａ）のｃ−ｃ′面における
矢視断面図である。 第２図（ａ）は本発明の前記実施例である面発光アレイ
装置におけるヒートシンクの平面図、第２図（ｂ）は第
１図の面発光ダイオードアレイを第２図（ａ）のヒート
シンクに融着して形成した実施例の面発光アレイ装置の
断面図である。第３図は第１図の面発光ダイオードアレ
イの製作工程図である。 １・・・半導体基板、２・・・バッファ層、３・・・活
性層、４・・・クラッド層、５・・・コンタクト層、６
・・・円形メサ部、７・・・絶縁膜、８・・・電極金属
、９・・・電極金属、１０・・・電極部、１１・・・電
極部、１２・・・金属メッキ、１３・・・面発光アレイ
装置、１４・・・面発光素子アレイ、１５・・・エツチ
ングマスク、１６．１７・・・リフトオフマスク、１８
・・・メッキマスク、２０・・・ヒートシンク基板、２
１・・・電極、２２・・・ポンディングパッド部、２３
・・・融着部、２６・・・ヒートシンク。 図（ａ） （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に形成された第一の導電型のバッファ
層と、そのバッファ層上に形成された複数個の、円形メ
サ状で、少くとも活性層、第二の導電型のクラッド層、
第二の導電型のコンタクト層を含む半導体層と、そのコ
ンタクト層の上に形成されそれぞれ電気的に独立してい
る第二の導電型の電極と、前記バッファ層上に形成され
た第一の導電型の電極とを有する面発光素子アレイと、 表面に電極をパターニングしたヒートシン クと から成り 前記面発光素子アレイが前記ヒートシンク にアップサイドダウンで装着されていることを特徴とす
る面発光アレイ装置。 ２、前記第一の導電型の電極上に金属メッキを有し、そ
の金属メッキの表面の高さが前記円形メサ上に形成され
た前記第二の導電型の電極の高さに一致していることを
特徴とする請求項１記載の面発光アレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239133A JPH0287584A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 面発光アレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239133A JPH0287584A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 面発光アレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287584A true JPH0287584A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17040268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63239133A Pending JPH0287584A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 面発光アレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0287584A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0704947A1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical module having a vertical-cavity surface-emitting laser |
| JP2003197972A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-07-11 | Kokuren Koden Kagi Kofun Yugenkoshi | 高輝度発光ダイオード |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63239133A patent/JPH0287584A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0704947A1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical module having a vertical-cavity surface-emitting laser |
| US5796714A (en) * | 1994-09-28 | 1998-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical module having a vertical-cavity surface-emitting laser |
| JP2003197972A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-07-11 | Kokuren Koden Kagi Kofun Yugenkoshi | 高輝度発光ダイオード |
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