JPH05251831A - マルチビーム半導体レーザ装置とその組立て方法 - Google Patents

マルチビーム半導体レーザ装置とその組立て方法

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JPH05251831A
JPH05251831A JP4888092A JP4888092A JPH05251831A JP H05251831 A JPH05251831 A JP H05251831A JP 4888092 A JP4888092 A JP 4888092A JP 4888092 A JP4888092 A JP 4888092A JP H05251831 A JPH05251831 A JP H05251831A
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JP
Japan
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semiconductor laser
substrate
alignment
chip
electrode
Prior art date
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JP4888092A
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English (en)
Inventor
Akira Ishibashi
晃 石橋
Toshimasa Kobayashi
俊雅 小林
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 50μm以下の狭小なピッチをもって多数の
レーザ発光部が配されたマルチビーム半導体レーザ装置
において、その各ビームに対応する電極と、マウント基
板の各電極との位置合わせを行い易いようにする。 【構成】 マウント基板1側とレーザチップ2側に位置
合せ用の凹凸3を形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチビーム半導体レ
ーザ装置及びその組立て方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザの高集積化・高速処理化な
どの要請に対し、1チップ内に複数の独立制御が可能な
レーザビームを有するマルチビーム半導体レーザが開発
されている。このような独立制御のマルチビームレーザ
においては、単体素子とは異なり複数の独立した入力端
子が必要とされる。このため例えばレーザビーム毎に独
立した電極をパターニング形成する等の方法が考えられ
るが、1つのチップにレーザパッドなどを含むモノリシ
ック型構成の半導体レーザ装置では、レーザ端面形成の
ためのエッチングなど製造上の問題、或いは配線部の熱
抵抗による発熱の問題等が生じるため、上述した独立制
御の実用化は難しい。
【0003】このため、各レーザビーム毎に分離電極を
設け、この分離電極と基板上にパターニング形成した電
極とを対向させ、はんだ等の融着によりマウントする方
法が採られている。この場合、レーザ装置自体の小型化
をはかる上で、ビーム本数の増加に伴ってビーム間隔の
狭小化がはかられており、このようなレーザビームの高
密度化をはかる上で、そのレーザビームの電極と基板側
の電極との位置合わせ精度の向上が必要とされている。
【0004】このようなレーザの基板への貼り合わせに
際し、画像処理を用いた通常のチップマウンタでは、機
械的精度や、接着材料(はんだ等)の厚さなどを考慮し
て±5〜10μm程度の誤差が生じる。これに対し、ビ
ーム本数の増加に伴って、半導体レーザ装置全体の小型
化をはかるために、ビーム間隔は益々狭小化されつつあ
る。ビーム間隔が50μm以下の例えば10μmピッチ
程度と非常に狭小な間隔とされた高密度のマルチビーム
レーザでは、このような機械的なチップマウンタを用い
て貼り合わせを行うことは非常に難しい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな50μm以下の狭小なピッチをもって多数のレーザ
発光部が配されたマルチビーム半導体レーザ装置におい
て、その各ビームに対応する電極と、マウント基板の各
電極との位置合わせを行い易くして、且つこのマルチビ
ーム半導体レーザ装置を確実にマウントできる組立て方
法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明マルチビーム半導
体レーザ装置は、その一例の要部の略線的構成図を図1
に示すように、マウント基板1側とレーザチップ2側に
位置合せ用の凹凸3を形成して構成する。
【0007】本発明の他の一においては、このマルチビ
ーム半導体レーザ装置において、マウント基板1側とレ
ーザチップ2側に設けられた凹凸3の少なくともどちら
か一方に傾斜側面7が構成される。
【0008】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の組
立て方法は、その一例の一工程図を図2に示すように、
マウント基板1側とレーザチップ2側に位置合せ用の凹
凸3を形成して構成し、マウント基板1とレーザチップ
2とを積層した状態で振動させて、マウント位置の位置
合わせを行う。
【0009】
【作用】本発明マルチビーム半導体レーザ装置によれ
ば、上述したようにマウント基板1とレーザチップ2と
に位置合わせ用の凹凸3を設けることから、この凹凸3
を嵌合させて位置合わせを行うことによって、簡単且つ
確実にレーザチップ2を基板1上にマウントすることが
できる。
【0010】また、この凹凸3の少なくともどちらか一
方が傾斜側面7とされることによって、凹凸3を嵌合さ
せ易くすることができ、より確実且つ簡単にその位置合
わせを行って、精度良くマウントすることができる。
【0011】更にまた、本発明マルチビーム半導体レー
ザ装置の組立て方法によれば、図2に示すように、位置
合わせ用の凹凸3を設けたマウント基板1とレーザチッ
プ2とを積層した状態で振動させることによって、凹凸
3を確実に嵌合させ、適切に各電極を位置させることが
できることとなる。
【0012】従って、本発明マルチビーム半導体レーザ
装置及びその組立て方法によれば、簡単且つ確実にその
マウント時の位置合わせを行うことができ、数μmピッ
チで配された例えば100本程度のマルチビームを出力
する半導体レーザ装置においても、その独立制御が可能
となり、且つその組立て時の不良品発生率を抑制し、歩
留りの向上をはかることができる。
【0013】
【実施例】以下本発明マルチビーム半導体レーザ装置の
各例及びその組立て方法の一例を図面を参照して詳細に
説明する。この例においては、GaAs等より成る基体
21の{100}結晶面より成る一主面上に、矢印aで
示す〈011〉結晶軸方向に延長するストライプ状のメ
サ突起22を形成し、これらのメサ突起22上とメサ溝
内とに分断して形成される半導体層を利用して、横方向
の閉じ込めをも行うことができるようにしたいわゆるS
DH(Separated Double Hetero)型構成のマルチビーム
半導体レーザ(例えば本出願人の出願に係る特願平2−
216225号出願)を用いたマルチビーム半導体レー
ザ装置に本発明を適用した場合を示す。
【0014】このSDH型のマルチビーム半導体レーザ
は、図3に示すように、矢印aで示す〈011〉結晶軸
方向に延びる複数のメサ突起22上に、例えばn型の第
1のクラッド層23、活性層24及び例えばp型の第2
のクラッド層25とが順次エピタキシャル成長され、メ
サ突起22上に{111}B結晶面より成る斜面26が
成長すると、この部分においては結晶成長が生じにくい
ため、その後のエピタキシャル成長層が、この斜面26
によってメサ突起22上とメサ突起22間の溝内とに分
断されて、メサ突起22上においては斜面26に囲まれ
て断面三角形状にエピタキシャル成長される。これによ
り、横方向端面が第2のクラッド層25に挟まれた複数
の活性層24が各メサ突起22上に形成され、これによ
り〈011〉結晶軸方向に延長する複数のレーザ発光部
が構成される。
【0015】この場合、第2のクラッド層25の成長を
続けると、この層25の上面は、メサ突起22上の{1
11}B結晶面より成る斜面26に追随して生じる{3
11}結晶面より成る斜面27により構成される。この
斜面27の衝合する谷部に、メサ突起22の延長方向に
沿って延びる素子分離溝28が形成されると共に、各斜
面27の衝合する稜線部、即ち活性層24の上部にこの
活性層24の延長方向に沿って延びる電極29が形成さ
れて、各活性層24が独立に励起発振される独立駆動型
のマルチビームを有するレーザチップ2が形成される。
即ちこの例においては、{311}結晶面より成る斜面
28によってその電極29に位置合わせ用の凹凸が形成
されて成るものである。
【0016】そしてこのレーザチップ2を、図4に示す
ようにその電極29をマウント基板1側の電極12に対
向させて、矢印bで示すように、マウント基板1の電極
12上に持ち来してマウントを行う。13は、各レーザ
発光部に対応する端子導出用のボンディングパッドを示
す。
【0017】このマウント基板1側の表面には、図1に
示すように、例えばこの図1の紙面と直交する方向に延
長するストライプ状の凸部4が形成される。この凸部4
は、例えばフォトリソグラフィ等の適用によって、RI
E(反応性イオンエッチング)またはウェットエッチン
グ等により形成される。そしてこの凸部4と、レーザチ
ップ2側の{311}結晶面より成る斜面によってその
谷部が凹部5とされて、位置合わせ用の凹凸3が形成さ
れる。この場合、上述の{311}結晶面より成る斜面
が傾斜側面7とされる。図1において2aは、上述した
図3における〈011〉結晶軸方向に延長するストライ
プ状の電極を示し、これと同様に、図1の紙面と直交す
る方向に延長して、マウント基板1上にもまたストライ
プ状の電極1aが形成される。8は各レーザ発光部間の
素子分離溝である。
【0018】そしてこのような構成において、図2に示
すように、マウント基板1とレーザチップ2とを積層し
てその位置合わせ用の凹凸3を嵌合させた状態で振動台
30上に載置して振動させて、マウント位置の位置合わ
せを行う。この例においては、振動台30の上面に凸部
31が設けられ、図5に示すように、レーザチップ2側
の傾斜側面7が、実線図示或いは破線図示のようにマウ
ント基板11側の凸部4のどちらか一方の肩部に突き当
てるようになされ、これにより各電極1a及び2aの位
置合わせを行うことができる。
【0019】そしてこのとき、図1に示すように、マウ
ント基板1の電極1aの幅W1 、凸部4の高さh、幅W
2 及びピッチP、更にレーザチップ2側の傾斜側面7の
傾斜角度θ、凹部5の深さdを適切に選定することによ
って、位置合わせ用の凹凸3を嵌合させた時に、確実に
各電極1a及び2aを接触させることができる。ここ
で、凹部5の深さdとは、図1に示すように、各傾斜側
面7の延長面が交叉する谷部と、傾斜側面7の頂部との
高さの差を示す。
【0020】即ちこの場合、凸部4の高さhと凹部5の
深さdとが h<d であると共に、図6に示すように、凸部4の高さhと、
この凸部4の頂部からレーザチップ2側の凹部5の谷部
までの間隔をsとすると、 s+h<d とすることによって、確実に電極1a及び2aが接触す
るようになすことができる。sは(W2 /2)・tan
θで表されることから、凹凸3を嵌合させるための凸部
3の幅W2 の条件としては、 W2 <2(d−h)/tanθ と表される。
【0021】一方、レーザ電極2aと基板側電極1aと
を確実に接触させる条件としては、図5に示すように、
凸部4の側面と、各電極1a及び2aの接触位置との間
隔をlとすると、凸部4の両肩部のどちらに傾斜側面7
が接触する場合においても、両電極1a及び2aが接触
するように、W1 >P−W2 −2lとすることが望まし
い。lはh/tanθであるから、 W1 >P−W2 −2h/tanθ とすることによって、確実に両電極1a及び2aを接触
させることができる。この場合例えばθは、{311}
結晶面と{110}結晶面との交叉する角度であること
から、下記数1により求められる。
【0022】
【数1】
【0023】このように、各部の幅、ピッチ等を選定す
ることによって、レーザチップの電極2aと基板側の電
極1aとを確実に精度良く位置合わせを行なうことがで
きる。特にこの場合ストライプ状の凹凸3により位置合
わせを行なうので、回転方向の位置ずれを生じることを
回避して、短絡やオープン不良を生じることなくマウン
トすることができる。この場合、自動的にマウントする
ことができるため、自動生産も可能となる。
【0024】また、上述の例においては、凸部4を断面
矩形状とした場合を示したが、その他例えば図7に示す
ように、その断面を台形状としても良く、その側面とマ
ウント基板1の表面との成す角度θ2 を、レーザチップ
2側の傾斜側面7の傾斜角度θ1 に比して、 θ2 >θ1 とすることによって、確実に傾斜側面7の頂部の電極2
aとマウント基板1上の電極1aとを接触させることが
できる。
【0025】更にまた、図8に示すように、マウント基
板1側の凸部4自体を、電極1aにより構成することも
できる。
【0026】或いはまた、図9A及びBに示すように、
凸部4の形状をなだらかな凸状としたり、或いは断面三
角形状とすることもできる。
【0027】尚、上述の実施例においては、SDH型構
成のマルチビーム半導体レーザに本発明を適用した例に
ついて説明したが、本発明はこのSDH型半導体レーザ
に限ることなく、種々の独立駆動型マルチビーム半導体
レーザに適用することができる。また本発明マルチビー
ム半導体レーザ装置及びその組立て方法は、上述の例に
限ることなく、種々の変形変更が可能であることはいう
までもない。
【0028】
【発明の効果】上述したように本発明マルチビーム半導
体レーザ装置によれば、マウント基板1とレーザチップ
2とに位置合わせ用の凹凸3を設けることから、この凹
凸3を嵌合させて位置合わせを行うことによって、簡単
且つ確実にレーザチップ2を基板1上にマウントするこ
とができる。
【0029】また、この凹凸3の少なくともどちらか一
方を傾斜側面7とすることによって、凹凸3を嵌合させ
易くすることができ、より確実且つ簡単にその位置合わ
せを行って、精度良くマウントすることができる。
【0030】他の本発明マルチビーム半導体レーザ装置
の組立て方法によれば、位置合わせ用の凹凸3を設けた
マウント基板1とレーザチップ2とを積層した状態で振
動することによって、凹凸3を確実に嵌合させ、適切位
置に各電極を位置させることができる。
【0031】従って、本発明マルチビーム半導体レーザ
装置及びその組立て方法によれば、簡単且つ確実にその
マウント時の位置合わせを行うことができ、数μmピッ
チで配された例えば100本程度のマルチビームを出力
する半導体レーザ装置においても、その独立制御が可能
となり、且つその組立て時の不良品発生率を抑制し、歩
留りの向上をはかることができる。この場合、自動生産
も容易に行うことができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の一例の
要部の略線的構成図である。
【図2】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の組立て
方法の一例の一工程図である。
【図3】マルチビーム半導体レーザの一例の略線的拡大
斜視図である。
【図4】マルチビーム半導体レーザ装置の一例の略線的
構成図である。
【図5】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の一例の
マウント態様の各例を示す図である。
【図6】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の他の例
の要部の略線的構成図である。
【図7】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の他の例
の要部の略線的構成図である。
【図8】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の他の例
の要部の略線的構成図である。
【図9】本発明マルチビーム半導体レーザ装置の他の例
の要部の略線的拡大断面図である。
【符号の説明】
1 マウント基板 1a 電極 2 レーザチップ 2a 電極 3 凹凸 4 凸部 5 凹部 7 傾斜側面 8 素子分離溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マウント基板側とレーザチップ側に位置
    合せ用の凹凸が形成されて成ることを特徴とするマルチ
    ビーム半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 マウント基板側とレーザチップ側に設け
    られた凹凸の少なくともどちらか一方が傾斜側面を有し
    て成ることを特徴とする上記請求項1に記載のマルチビ
    ーム半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 マウント基板側とレーザチップ側に位置
    合せ用の凹凸が形成され、 上記マウント基板と上記レーザチップとを積層した状態
    で振動させて、マウント位置の位置合わせを行うことを
    特徴とするマルチビーム半導体レーザ装置の組立て方
    法。
JP4888092A 1992-03-05 1992-03-05 マルチビーム半導体レーザ装置とその組立て方法 Pending JPH05251831A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1122567A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-08 Corning Incorporated Passive alignement using slanted wall pedestal
JP2014239152A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 電極層を分断する溝を有する半導体素子及びその溝の形成方法

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