JPH04346281A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JPH04346281A JPH04346281A JP3118438A JP11843891A JPH04346281A JP H04346281 A JPH04346281 A JP H04346281A JP 3118438 A JP3118438 A JP 3118438A JP 11843891 A JP11843891 A JP 11843891A JP H04346281 A JPH04346281 A JP H04346281A
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- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
- H01S5/02234—Resin-filled housings; the housings being made of resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ディスクピックア
ップや光通信用の光源として用いられる半導体レーザ素
子に関する。
ップや光通信用の光源として用いられる半導体レーザ素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザ素子は、図
３に示すように、半導体レーザチップ４とこのレーザチ
ップ４の光出力をモニタするためのホトダイオード５と
を、それぞれヒートシンク３とステム６に取り付け、円
筒状のキャップ２によって気密封止（キャンシール）し
て構成されている。上記レーザチップ４は、レーザ光出
射端面４ａをキャップ端面２ａのガラス窓（レーザ光出
射窓）１に向けた状態で、ヒートシンク３の半円柱状の
部分３ａにマウントされている。上記ホトダイオード５
は、受光面を上記レーザチップ４に向けた状態で、ステ
ム６上に傾斜してマウントされている。上記キャップ２
の端部２ｂはヒートシンク３のフランジ部３ｂに嵌合し
、更にこのフランジ部３ｂはステム６の外周に嵌合して
いる。キャップ２内には、不活性な窒素ガスが封入され
て、素子の信頼性の向上が図られている。なお、７はリ
ードピン、８は配線用のＡｕワイヤを示している。
３に示すように、半導体レーザチップ４とこのレーザチ
ップ４の光出力をモニタするためのホトダイオード５と
を、それぞれヒートシンク３とステム６に取り付け、円
筒状のキャップ２によって気密封止（キャンシール）し
て構成されている。上記レーザチップ４は、レーザ光出
射端面４ａをキャップ端面２ａのガラス窓（レーザ光出
射窓）１に向けた状態で、ヒートシンク３の半円柱状の
部分３ａにマウントされている。上記ホトダイオード５
は、受光面を上記レーザチップ４に向けた状態で、ステ
ム６上に傾斜してマウントされている。上記キャップ２
の端部２ｂはヒートシンク３のフランジ部３ｂに嵌合し
、更にこのフランジ部３ｂはステム６の外周に嵌合して
いる。キャップ２内には、不活性な窒素ガスが封入され
て、素子の信頼性の向上が図られている。なお、７はリ
ードピン、８は配線用のＡｕワイヤを示している。
【０００３】上記レーザチップ４としては、例えば図４
に示すように、いわゆるＶＳＩＳ（Ｖチャネルド・サブ
ストレート・インナー・ストライプ）構造のものが用い
られている。このレーザチップ４は、ｐ−ＧａＡｓ基板
４７上に、ｎ−ＧａＡｓ電流閉じ込め層４６を成長して
断面Ｖ字状の溝（ストライプ）４９を形成した後、ｐ−
Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓクラッド層４５と、ｐ−Ｇａ１−
ｙＡｌｙＡｓ活性層４４と、ｎ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ
クラッド層４３と、ｎ−ＧａＡｓキャップ層４２とを設
け、さらに、上下にｎ型電極４１，ｐ型電極４８を設け
て作製されている。レーザ光出射端面４ａ，４ｂは、こ
の状態の基板をへき開して形成されており、図１に示し
たキャップ２内で直接窒素ガスに接触する状態にある。 このレーザチップ４は、発光波長λ＝７８０ｎｍ，光出
力Ｐ０＝５ｍＷ程度で、横モードが安定、発振開始電流
が低い、微分効率が大きいという特長をもっている。こ
のため、デジタル・オーディオ・ディスク（ＤＡＤ）や
ビデオ・ディスク（ＶＤ）のピックアップ用として広く
用いられている。
に示すように、いわゆるＶＳＩＳ（Ｖチャネルド・サブ
ストレート・インナー・ストライプ）構造のものが用い
られている。このレーザチップ４は、ｐ−ＧａＡｓ基板
４７上に、ｎ−ＧａＡｓ電流閉じ込め層４６を成長して
断面Ｖ字状の溝（ストライプ）４９を形成した後、ｐ−
Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓクラッド層４５と、ｐ−Ｇａ１−
ｙＡｌｙＡｓ活性層４４と、ｎ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ
クラッド層４３と、ｎ−ＧａＡｓキャップ層４２とを設
け、さらに、上下にｎ型電極４１，ｐ型電極４８を設け
て作製されている。レーザ光出射端面４ａ，４ｂは、こ
の状態の基板をへき開して形成されており、図１に示し
たキャップ２内で直接窒素ガスに接触する状態にある。 このレーザチップ４は、発光波長λ＝７８０ｎｍ，光出
力Ｐ０＝５ｍＷ程度で、横モードが安定、発振開始電流
が低い、微分効率が大きいという特長をもっている。こ
のため、デジタル・オーディオ・ディスク（ＤＡＤ）や
ビデオ・ディスク（ＶＤ）のピックアップ用として広く
用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の光ピ
ックアップの低価格化の傾向は極めて著しく、その光源
としての半導体レーザ素子もコストダウンすることが要
求されている。コストダウンするためには、従来の金属
製キャップ２によるキャンシールに代えて、レーザチッ
プ４（およびホトダイオード５）を樹脂でモールドする
手段が考えられる。
ックアップの低価格化の傾向は極めて著しく、その光源
としての半導体レーザ素子もコストダウンすることが要
求されている。コストダウンするためには、従来の金属
製キャップ２によるキャンシールに代えて、レーザチッ
プ４（およびホトダイオード５）を樹脂でモールドする
手段が考えられる。
【０００５】しかしながら、単に樹脂でモールドした場
合、樹脂の屈折率が一般に１．３〜１．７であって、従
来キャップ２内に封入されていた窒素ガスの屈折率１．
０よりも大きいため、レーザチップ４の端面４ａ，４ｂ
の光反射率が低下し、発振開始電流Ｉｔｈが増大してし
まうという問題を生ずる。詳しくは、端面４ａ，４ｂの
反射率をＲとすると、発振開始電流Ｉｔｈは次式（１）
のように表される。 Ｉｔｈ＝Ｓ・Ｌ・ｄ／（βΓｖ）・｛αｆ
ｃ＋（１／Ｌ）ｌｎ（１／Ｒ）｝＋ｄＪ０ …（１） ここで、Ｓはストライプ幅、Ｌは共振器長、ｄは活性層
の厚み、βは伝播定数、Γｖは光閉じ込め係数、αｆｃ
は自由キャリア吸収損失、Ｊ０は無効電流を表している
。 この式（１）から分かるように、反射率Ｒが大きくなれ
ば発振開始電流Ｉｔｈは小さくなる一方、反射率Ｒが小
さくなれば発振開始電流Ｉｔｈは大きくなる。実際には
、窒素ガスが接している場合（従来）の反射率Ｒは３２
％であるのに対して、樹脂でモールドした場合の反射率
Ｒは１８％に低下する。これに伴って発振開始電流Ｉｔ
ｈが大きくなるため、これまでは樹脂モールドを採用す
ることができず、コスダウンできなかった。
合、樹脂の屈折率が一般に１．３〜１．７であって、従
来キャップ２内に封入されていた窒素ガスの屈折率１．
０よりも大きいため、レーザチップ４の端面４ａ，４ｂ
の光反射率が低下し、発振開始電流Ｉｔｈが増大してし
まうという問題を生ずる。詳しくは、端面４ａ，４ｂの
反射率をＲとすると、発振開始電流Ｉｔｈは次式（１）
のように表される。 Ｉｔｈ＝Ｓ・Ｌ・ｄ／（βΓｖ）・｛αｆ
ｃ＋（１／Ｌ）ｌｎ（１／Ｒ）｝＋ｄＪ０ …（１） ここで、Ｓはストライプ幅、Ｌは共振器長、ｄは活性層
の厚み、βは伝播定数、Γｖは光閉じ込め係数、αｆｃ
は自由キャリア吸収損失、Ｊ０は無効電流を表している
。 この式（１）から分かるように、反射率Ｒが大きくなれ
ば発振開始電流Ｉｔｈは小さくなる一方、反射率Ｒが小
さくなれば発振開始電流Ｉｔｈは大きくなる。実際には
、窒素ガスが接している場合（従来）の反射率Ｒは３２
％であるのに対して、樹脂でモールドした場合の反射率
Ｒは１８％に低下する。これに伴って発振開始電流Ｉｔ
ｈが大きくなるため、これまでは樹脂モールドを採用す
ることができず、コスダウンできなかった。
【０００６】そこで、この発明の目的は、特性を損なう
ことなくコストダウンでき、しかも小型軽量化できる半
導体レーザ素子を提供することにある。
ことなくコストダウンでき、しかも小型軽量化できる半
導体レーザ素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明の半導体レーザ素子は、レーザチップを樹脂
でモールドしてなる半導体レーザ素子であって、上記レ
ーザチップのレーザ光出射端面に、反射率調整用のコー
ティング膜を設けたことを特徴としている。
、この発明の半導体レーザ素子は、レーザチップを樹脂
でモールドしてなる半導体レーザ素子であって、上記レ
ーザチップのレーザ光出射端面に、反射率調整用のコー
ティング膜を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】レーザチップのレーザ光出射端面に反射率調整
用のコーティング膜が設けられているので、上記レーザ
光出射端面の反射率は、窒素ガスが接している場合（従
来）と同等かむしろ高くなる。したがって、発振開始電
流Ｉｔｈの値は大きくならず、特性が損なわれることが
ない。また、樹脂モールドを採用することにより、高価
な金属製キャップを使わなくても済む上、作業工数が低
減する。この結果、コストダウンがなされる。しかも、
金属製キャップに代えて樹脂を用いるので、素子が軽量
化される。また、モールド成型は加工精度が高いので、
レーザチップと上記樹脂のレーザ光出射面との距離を従
来（キャップ端面との距離）に比して短くできる。した
がって、素子が小型化される。
用のコーティング膜が設けられているので、上記レーザ
光出射端面の反射率は、窒素ガスが接している場合（従
来）と同等かむしろ高くなる。したがって、発振開始電
流Ｉｔｈの値は大きくならず、特性が損なわれることが
ない。また、樹脂モールドを採用することにより、高価
な金属製キャップを使わなくても済む上、作業工数が低
減する。この結果、コストダウンがなされる。しかも、
金属製キャップに代えて樹脂を用いるので、素子が軽量
化される。また、モールド成型は加工精度が高いので、
レーザチップと上記樹脂のレーザ光出射面との距離を従
来（キャップ端面との距離）に比して短くできる。した
がって、素子が小型化される。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の半導体レーザ素子を図示の
実施例により詳細に説明する。
実施例により詳細に説明する。
【００１０】図１に示すように、この半導体レーザ素子
は、半導体レーザチップ１４とホトダイオード５とを、
それぞれヒートシンク３とステム６に取り付け、屈折率
１．４のシリコン樹脂１２でモールドして構成されてい
る。シリコン樹脂１２は、光学的に無色透明で、硬化時
の応力が比較的小さいという特長を有している。シリコ
ン樹脂１２の外形は、モールド時に略円柱状に成型され
る。なお、ホトダイオード５，ヒートシンク３およびス
テム６は、図３に示したものと同一のものである。上記
レーザチップ１４は、レーザ光出射端面１４ａを樹脂１
２の端面（レーザ光出射面）１２ａに向けた状態で、ヒ
ートシンク３の半円柱状の部分３ａにマウントされてい
る。上記ホトダイオード５は、受光面を上記レーザチッ
プ１４に向けた状態で、ステム６上に傾斜してマウント
されている。上記ヒートシンク３のフランジ部３ｂはス
テム６の外周に嵌合している。なお、７はリードピンを
示している。
は、半導体レーザチップ１４とホトダイオード５とを、
それぞれヒートシンク３とステム６に取り付け、屈折率
１．４のシリコン樹脂１２でモールドして構成されてい
る。シリコン樹脂１２は、光学的に無色透明で、硬化時
の応力が比較的小さいという特長を有している。シリコ
ン樹脂１２の外形は、モールド時に略円柱状に成型され
る。なお、ホトダイオード５，ヒートシンク３およびス
テム６は、図３に示したものと同一のものである。上記
レーザチップ１４は、レーザ光出射端面１４ａを樹脂１
２の端面（レーザ光出射面）１２ａに向けた状態で、ヒ
ートシンク３の半円柱状の部分３ａにマウントされてい
る。上記ホトダイオード５は、受光面を上記レーザチッ
プ１４に向けた状態で、ステム６上に傾斜してマウント
されている。上記ヒートシンク３のフランジ部３ｂはス
テム６の外周に嵌合している。なお、７はリードピンを
示している。
【００１１】図２に示すように、上記レーザチップ１４
は、図４に示したレーザチップ４のレーザ光出射端面４
ａ，４ｂに、それぞれ屈折率３．６のアモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）膜２３と屈折率１．６５の酸化アルミ
ニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜２４とからなる反射膜をコーテ
ィングして構成されている。上記ａ−Ｓｉ膜２３とＡｌ
２Ｏ３膜２４の膜厚は、光学波長がλ／１２，λ／４（
この場合、λ＝７８０ｎｍ）となるように、それぞれ設
定されている。
は、図４に示したレーザチップ４のレーザ光出射端面４
ａ，４ｂに、それぞれ屈折率３．６のアモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）膜２３と屈折率１．６５の酸化アルミ
ニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜２４とからなる反射膜をコーテ
ィングして構成されている。上記ａ−Ｓｉ膜２３とＡｌ
２Ｏ３膜２４の膜厚は、光学波長がλ／１２，λ／４（
この場合、λ＝７８０ｎｍ）となるように、それぞれ設
定されている。
【００１２】このように、レーザ光出射端面４ａ，４ｂ
に反射率調整用のコーティング膜が設けられているので
、上記レーザ光出射端面４ａ，４ｂの反射率ＲはＲ＝３
９％となって、従来の窒素ガスが接している場合（Ｒ＝
３２％）よりもむしろ高くなる。したがって、既に示し
た式（１）にしたがって発振開始電流Ｉｔｈの値は小さ
くなり、特性が向上する。また、樹脂モールドを採用す
ることにより、高価な金属製キャップを使わなくても済
む上、作業工数が低減する。この結果、コストダウンで
きる。しかも、金属製キャップに代えてシリコン樹脂１
２を用いるので、素子を軽量化することができる。また
、モールド成型は加工精度が高いので、レーザチップ１
４と上記シリコン樹脂１２のレーザ光出射面１２ａとの
距離を従来（キャップ端面との距離）に比して短くでき
る。したがって、素子を小型化することができる。
に反射率調整用のコーティング膜が設けられているので
、上記レーザ光出射端面４ａ，４ｂの反射率ＲはＲ＝３
９％となって、従来の窒素ガスが接している場合（Ｒ＝
３２％）よりもむしろ高くなる。したがって、既に示し
た式（１）にしたがって発振開始電流Ｉｔｈの値は小さ
くなり、特性が向上する。また、樹脂モールドを採用す
ることにより、高価な金属製キャップを使わなくても済
む上、作業工数が低減する。この結果、コストダウンで
きる。しかも、金属製キャップに代えてシリコン樹脂１
２を用いるので、素子を軽量化することができる。また
、モールド成型は加工精度が高いので、レーザチップ１
４と上記シリコン樹脂１２のレーザ光出射面１２ａとの
距離を従来（キャップ端面との距離）に比して短くでき
る。したがって、素子を小型化することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザ素子は、レーザチップを樹脂でモールドして
いるので、コストダウンでき、しかも小型軽量化するこ
とができる。その上、上記レーザチップのレーザ光出射
端面に、反射率調整用のコーティング膜を設けているの
で、発振開始電流Ｉｔｈを小さくできる。したがって、
特性が損なわれることがなく、むしろ特性を向上させる
ことができる。
導体レーザ素子は、レーザチップを樹脂でモールドして
いるので、コストダウンでき、しかも小型軽量化するこ
とができる。その上、上記レーザチップのレーザ光出射
端面に、反射率調整用のコーティング膜を設けているの
で、発振開始電流Ｉｔｈを小さくできる。したがって、
特性が損なわれることがなく、むしろ特性を向上させる
ことができる。
【図１】 この発明の一実施例の半導体レーザ素子を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】 上記半導体レーザ素子を構成するレーザチ
ップを示す断面図である。
ップを示す断面図である。
【図３】 従来の半導体レーザ素子を示す斜視断面図
である。
である。
【図４】 上記従来の半導体レーザ素子を構成するレ
ーザチップを示す斜視図である。
ーザチップを示す斜視図である。
３ ヒートシンク
３ａ 半円柱状の部分
３ｂ フランジ部
５ ホトダイオード
６ ステム
７ リードピン
１２ シリコン樹脂
１２ａ レーザ光出射面
１４ 半導体レーザチップ
１４ａ，１４ｂ レーザ光出射端面
２３ Ａｌ２Ｏ３膜
２４ ａ−Ｓｉ膜
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザチップを樹脂でモールドしてな
る半導体レーザ素子であって、上記レーザチップのレー
ザ光出射端面に、反射率調整用のコーティング膜を設け
たことを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118438A JPH04346281A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118438A JPH04346281A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346281A true JPH04346281A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14736643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118438A Pending JPH04346281A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346281A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4444618A1 (de) * | 1993-12-14 | 1995-06-22 | Fuji Electric Co Ltd | Halbleiterlaser |
| US5485479A (en) * | 1990-11-07 | 1996-01-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device encapsulated in a transparent resin layer |
| US5488623A (en) * | 1990-11-07 | 1996-01-30 | Fuji Electric Co., Ltd. | Mold-type semiconductor laser device with reduced light-emitting point displacement during operation |
| US6181720B1 (en) | 1997-01-16 | 2001-01-30 | Nec Corporation | Semiconductor laser device and method for manufacturing same |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3118438A patent/JPH04346281A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485479A (en) * | 1990-11-07 | 1996-01-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device encapsulated in a transparent resin layer |
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| US5590144A (en) * | 1990-11-07 | 1996-12-31 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| DE4444618A1 (de) * | 1993-12-14 | 1995-06-22 | Fuji Electric Co Ltd | Halbleiterlaser |
| US6181720B1 (en) | 1997-01-16 | 2001-01-30 | Nec Corporation | Semiconductor laser device and method for manufacturing same |
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