JPH06112579A - 半導体レーザ装置とその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置とその製造方法Info
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- JPH06112579A JPH06112579A JP4258613A JP25861392A JPH06112579A JP H06112579 A JPH06112579 A JP H06112579A JP 4258613 A JP4258613 A JP 4258613A JP 25861392 A JP25861392 A JP 25861392A JP H06112579 A JPH06112579 A JP H06112579A
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Abstract
レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的と
する。 【構成】端面9に、該端面の酸化を防止するための端面
保護膜10aと、反射率を制御するための光学薄膜11
aとを有する半導体レーザ装置であって、前記端面保護
膜10aが連続的に変化する膜厚を有し、且つ前記光学
薄膜11aが一定の膜厚を有してなる。
Description
その製造方法に係わり、特に半導体レーザ装置の端面反
射率を制御することに関するものである。
る光源として不可欠な半導体レーザは、活性層(発光
層)をn−クラッド層及びP−クラッド層で両側から挟
んだダブルヘテロ構造を通常用いる。
図5に示すように、バンドギャップの小さい半導体であ
る活性層4、バンドギャップの大きい半導体であるn−
クラッド層3、P−クラッド層5に順方向電圧をかける
と、n−クラッド層4から電子が、P−クラッド層5か
ら正孔が活性層4に流れ込む。これらのキャリアは、ヘ
テロ接合でのバンドギャップ差からくるエネルギー障壁
によって、活性層4内に閉じ込められる。このキャリア
の閉じ込めは、効率の良い電子とホールの再結合を促
し、自然放出光を発生させる。その自然光がつぎの電子
とホールの再結合を促す。一方、活性層4の端面が光共
振器の反射鏡の役目をするので、光が共振器内を往復す
る間に誘導放出と光増幅が進む。
と、ついにはレーザ発振に至り、発光の出力強度が急に
大きくなり、その結果指向性があり、スペクトル幅の狭
いレーザ光が発光点8から放射される。
流を制御するためのものであり、キャップ層6はP−電
極7との抵抗を小さくするためのものである。
3、活性層4、P−クラッド層5にはAlGaAs系、
AlInP系等のAlを含んだ半導体が多く用いられ
る。このAlが酸化すると素子が劣化する。そこで、図
5(b)に示すようにAlの酸化を防ぐために端面保護
膜10を成長させる。
鏡の役目をしており、端面保護膜10上に光学薄膜を成
長させ、鏡面の反射の効率(以下端面反射率と呼ぶ)を
変えることにより、高出力、低消費電力等の特性向上を
実現している。
込まれると、半導体レーザ装置から発光した光が光学系
から戻ってくる為ノイズが発生する。このため、従来で
は戻ってくる光による影響を抑えるために、以下のよう
な方法を用いていた。
方法を説明するための図である。半導体レーザ装置の端
面保護膜10上に、光学薄膜30を形成した後、フォト
リソグラフィーにより図6(a)に示すように発光点8
の近傍のみに光源60によりレーザ光線等を照射し、光
学薄膜30aを形成してその膜厚を変え、図6(b)に
示すように、発光点8の近傍に反射率の高い光学薄膜3
0a、それ以外の領域には反射率の低い光学薄膜30b
を形成する。
方法を説明するための図である。図7(a)または図7
(b)に示すように、半導体レーザ装置の端面保護膜1
0の前方に仕切板40を配置し、この仕切板40により
蒸着源から発せられた金属をさえぎり、光学薄膜31a
と31b、光学薄膜31cと31bの膜厚をそれぞれ変
え、発光点8においては反射率の高い光学薄膜31a,
31cそれ以外の領域においては反射率の低い光学薄膜
31b,31dを形成する。また、図7(c)は図7
(a)の蒸着源方向から見た図である。
方法を説明するための図である。図8に示すように、半
導体レーザ装置の厚さtを薄くし、端面全体に反射率の
高い光学薄膜32を形成する。
1の従来例では反射率の異なる光学薄膜30a,30b
をレーザ光線等の照射により形成するものであるが、こ
のレーザ光線等を照射するための装置及び制御が複雑と
なり問題である。また、図7に示した第2の従来例で
は、仕切板40により反射率の異なる光学薄膜31aと
31b、光学薄膜31cと31dを形成するものである
が、この仕切板40を制御するための装置が複雑となり
問題である。また、図8に示した第3の従来例では、ウ
ェハー状態で半導体レーザ装置を薄くする際に割れによ
る歩留りが低下し問題である。更に、図6〜図8に示し
たいずれの方法においても反射率の分布をもたせるのに
制限があり、半導体レーザ装置の特性を向上させるのに
制約がある。
布を端面に持つ半導体レーザ装置およびその製造方法を
提供することを目的とする。
ば、端面に、該端面の酸化を防止するための端面保護膜
と、反射率を制御するための光学薄膜とを有する半導体
レーザ装置であって、前記端面保護膜が連続的に変化す
る膜厚を有し、且つ前記光学薄膜が一定の膜厚を有して
なることを特徴とする半導体レーザ装置によって解決さ
れる。
該端面の酸化を防止するための端面保護膜と、反射率を
制御するための光学薄膜とを有する半導体レーザ装置で
あって、前記端面保護膜が一定の膜厚を有し、且つ前記
光学薄膜が連続的に変化する膜厚を有してなることを特
徴とする半導体レーザ装置によって解決される。
該端面の酸化を防止するための端面保護膜と、反射率を
制御するための光学薄膜とを有する半導体レーザ装置で
あって、前記端面保護膜が連続的に変化する膜厚を有
し、且つ前記光学薄膜が連続的に変化する膜厚を有して
なることを特徴とする半導体レーザ装置によって解決さ
れる。
御するために対向配置された第1の電極及び第2の電極
と、端面に、該端面の酸化を防止するための端面保護膜
または反射率を制御するための光学薄膜を有する半導体
レーザ装置の製造方法であって、前記第1の電極または
第2の電極の少なくともいずれか一方の電極の全面上に
前記端面保護膜または光学薄膜の材料膜としての絶縁膜
を形成する工程と、前記絶縁膜を全面エッチバックして
前記端面上にサイドウォールによる端面保護膜または光
学薄膜を形成する工程とを、含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法によって解決される。
に、該端面の酸化を防止するための端面保護膜または反
射率を制御するための光学薄膜のいずれか一方を有する
半導体レーザ装置であって、前記端面保護膜または光学
薄膜が連続的に変化する膜厚を有してなることを特徴と
する半導体レーザ装置によって解決される。
該端面の酸化を防止するための端面保護膜または反射率
を制御するための光学薄膜を蒸着により形成する半導体
レーザ装置の製造方法であって、被蒸着面を所定の角度
に傾け、蒸着源と被蒸着面との間の距離を連続的に変化
させることにより、連続的に変化する膜厚を有する前記
端面保護膜または光学薄膜を形成することを特徴とする
半導体レーザ装置の製造方法によって解決される。
膜厚により端面上の反射率を変えることができるので、
図1(b)〜図1(d)に示すように膜厚が連続的に変
化する光学薄膜11b,11c,11dにより端面の反
射率を連続的に変化させることができる。また、端面保
護膜の膜厚によっても端面の反射率を変えることができ
るので、図1(a),図1(c),図1(e)に示すよ
うに膜厚が連続的に変化する端面保護膜10a,10
c,10dにより端面の反射率を連続的に変化させるこ
とができる。
ように対向した第1の電極1aまたは第2の電極1bの
いずれか一方の電極の全面上に絶縁膜12を形成する
と、端面9上には絶縁膜12の形成された電極に近い
程、絶縁膜12の膜厚が厚くなる。しかもこの膜厚は電
極上の絶縁膜の膜厚により制御することができる。従っ
て、図4(d)に示すように絶縁膜12を全面エッチバ
ックすると、端面9上に連続的な膜厚の変化を有する端
面保護膜12a(または光学薄膜)を形成することがで
きる。また、第1の電極1aと第2の電極1bの両面か
ら絶縁膜を形成して、この絶縁膜をエッチバックするこ
とにより端面保護膜12a(または光学薄膜)の膜厚を
精度良く制御することができる。
度に傾けると、蒸着源と被蒸着面との間の距離を連続的
に変化させることができ、この距離が近いとそれだけ被
蒸着面上に形成する光学薄膜または端面保護膜の膜厚を
厚くすることができるので、光学薄膜または端面保護膜
の膜厚を連続的に変えることができる。
する。
ザ装置の断面図である。
ザ装置の断面図であり、図1(a)に示すように、端面
9上に膜厚の変化のある端面保護膜(SiN)10a
と、膜厚の一定な光学薄膜(Al2O3)11aがそれぞ
れ形成されている。このような構造とすることにより、
発光点Aとそれ以外の領域で端面反射率が変えられるこ
とを以下に説明する。
とにより、波長が785nmの光の端面反射率が変化す
ることを示した図であり、図1(a)に示した各A,
B,Cでの端面保護膜(SiN)10aの膜厚がそれぞ
れ190nm,170nm,150nmであり、この端
面保護膜(SiN)10a上に光学薄膜の膜厚を変化さ
せたものである。端面保護膜(SiN)10aのみの場
合には、A,B,C各点において端面反射率はそれぞれ
32%,28%,20%となる。ここで、光学薄膜(A
l2O3)11aの膜厚を80nmにすると、図3に示す
ように、端面反射率はA,B,C各点に対してそれぞれ
12%,18%,22%となる。
160nmにすると、端面反射率はA,B,Cに対して
それぞれ12%,4%,0.5%となる。このように、
上記構造により端面反射率を変えることができる。
導体レーザ装置の断面図であり、図1(b)に示すよう
に端面9上に膜厚の一定な端面保護膜(SiN)10b
と、膜厚の変化のある光学薄膜(Al2O3)11bが形
成されている。このような構造とすることにより、発光
点Aとそれ以外の領域で端面反射率が変えられることを
以下に説明する。
0nmとすると、光学薄膜(Al2O3)11bにより端
面反射率は図3に示したB点での反射率の曲線上に位置
する。従って、光学薄膜(Al2O3)11bの膜厚を変
えることにより端面反射率を変えることができる。例え
ばA点の膜厚を70nm,B点の膜厚を80nm,C点
の膜厚を100nmとすると端面反射率はそれぞれ22
%,18%,12%となる。このように、上記構造によ
り端面反射率を連続的に変化させることができる。
体レーザ装置の断面図であり、端面9上に膜厚の変化の
ある端面保護膜(Al2O3)10cと、膜厚の変化のあ
る光学薄膜(Al2O3)11cがそれぞれ形成されてい
る。このような構造とすることにより、発光点A及びそ
れ以外の領域で端面反射率が変えられることを以下に説
明する。
A,B,C各点に対してそれぞれ190nm,170n
m,150nmとし、この上に光学薄膜(Al2O3)1
1cを形成すると端面反射率は、図3に示したA点での
反射率の曲線、B点での反射率の曲線、C点での反射率
の曲線上にそれぞれ位置するので光学薄膜(Al2O3)
11cの膜厚を変えることにより、端面反射率を連続的
に変えることができる。
体レーザ装置の断面図であり、端面9上に膜厚の変化の
ある光学薄膜(Al2O3)11dが形成されている。こ
の構造は、膜厚の一定な端面保護膜上に、膜厚の変化の
ある光学薄膜(Al2O3)を形成した第2実施例の、端
面保護膜の膜厚を0にした特別な場合であるので、端面
反射率を連続的に変化させることができる。
体レーザ装置の断面図であり、端面9上に膜厚の変化の
ある端面保護膜(SiN)10dのみが形成されてい
る。この構造は図1(a)における光学薄膜11aの膜
厚を0とした特別な場合であるので、端面反射率を連続
的に変化させることができる。
学薄膜の膜厚の変化による分類を細かくしたものであ
る。図2(a)は、電極A1a側が電極B1b側より端
面保護膜10f、光学薄膜11fが共に厚く、図2
(b)は端面保護膜10gが厚く、光学薄膜11gが薄
く、図2(c)は端面保護膜10hが薄く、光学薄膜1
1hが厚く、図2(d)は端面保護膜10i、光学薄膜
11iが共に薄く、図2(e)は端面保護膜10jが等
しく、光学薄膜11jが厚く、図2(f)は端面保護膜
10kが等しく、光学薄膜11kが薄く、図2(g)は
端面保護膜10lが厚く、光学薄膜11lが等しく、図
2(h)は端面保護膜10mが薄く、光学薄膜11mが
等しいものである。以上のように、膜厚を様々に変化さ
せることにより精度良く、端面反射率を連続的に変化さ
せることができる。
装置の製造方法について説明する。
を示す平面図および平面図を部分拡大した斜視図であ
り、図4(b)は斜視図のI−I方向断面図である。ま
た図4(c)〜図4(e)は端面保護膜および光学薄膜
を形成する工程における断面図である。
すように結晶面にウェハー15を短冊状に割る劈開を行
うと図4(b)に示す断面図となる。次に図4(c)に
示すようにプラズマCVD(化学的気相成長)法により
SiN膜12を電極A1a側より200nm程度の厚さ
に形成する。次にRIE(反応性イオンエッチング)に
より電極A1aの全面をエッチバックし、図4(d)に
示すように端面保護膜(SiN)12aを形成すると、
発光点A、端面の中心B、Aと対称な点Cの膜厚は19
0nm,170nm,150nmとなり、端面反射率は
32%,28%,20%となる。
グにより光学薄膜(Al2O3)11eを形成する。この
時、光学薄膜(Al2O3)11eの膜厚は、端面保護膜
(SiN)12aの面の傾斜により、蒸着源と端面保護
膜(SiN)12a上の各領域との間の距離が変わるの
で、連続的に変えられることができる。光学薄膜(Al
2O3)11eの膜厚を80nmとすると、A,B,Cの
各点の端面反射率は12%,18%,22%となる。
は電極A1a上の膜厚や、再度電極B1b側からSiN
膜を形成することにより連続的に且つ所定の膜厚に変え
ることができる。
び光学薄膜(Al2O3)11eの膜厚を連続的に変化を
もたせることができ、これらの組み合せにより端面反射
率を連続的に変化をもたせることができる。
も可能であり、光学薄膜は多層膜であっても良い。また
端面には光学薄膜、端面保護膜の順であっても良く、光
学薄膜をエッチバックにより、端面保護膜をスパッタリ
ングにより形成することも可能である。
面保護膜の膜厚の変化と光学薄膜の膜厚の変化により反
射率を容易にコントロールすることができ、半導体レー
ザ自身の発光が光学系から戻ってくることによるノイズ
の発生を抑えることができるので、測定歩留りを向上さ
せることができる。またノイズ発生を半導体レーザ自身
で抑えるので、光学系が簡素化でき、コストダウンする
ことができる。
ある。
ある。
トである。
である。
である。
図である。
g,10h,10i,10j,10k,10l,10
m,12a 端面保護膜(SiN) 11,11a,11b,11c,11d,11e,11
f,11g,11h,11i,11j,11k,11
l,11m,30,31a,31b,31c,31d,
32 光学薄膜(Al2O3) 12 SiN膜 15 ウェハー 40 仕切板 60 光源
Claims (6)
- 【請求項1】 端面に、該端面の酸化を防止するための
端面保護膜と、反射率を制御するための光学薄膜とを有
する半導体レーザ装置であって、 前記端面保護膜が連続的に変化する膜厚を有し、且つ前
記光学薄膜が一定の膜厚を有してなることを特徴とする
半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 端面に、該端面の酸化を防止するための
端面保護膜と、反射率を制御するための光学薄膜とを有
する半導体レーザ装置であって、 前記端面保護膜が一定の膜厚を有し、且つ前記光学薄膜
が連続的に変化する膜厚を有してなることを特徴とする
半導体レーザ装置。 - 【請求項3】 端面に、該端面の酸化を防止するための
端面保護膜と、反射率を制御するための光学薄膜とを有
する半導体レーザ装置であって、 前記端面保護膜が連続的に変化する膜厚を有し、且つ前
記光学薄膜が連続的に変化する膜厚を有してなることを
特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項4】 端面上に、該端面の酸化を防止するため
の端面保護膜または反射率を制御するための光学薄膜の
いずれか一方を有する半導体レーザ装置であって、 前記端面保護膜または光学薄膜が連続的に変化する膜厚
を有してなることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項5】 発光を制御するために対向配置された第
1の電極及び第2の電極と、端面に該端面の酸化を防止
するための端面保護膜または反射率を制御するための光
学薄膜を有する半導体レーザ装置の製造方法であって、 前記第1の電極または第2の電極の少なくともいずれか
一方の電極の全面上に前記端面保護膜または光学薄膜の
材料膜としての絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜を全面エッチバックして前記端面上にサイド
ウォールによる端面保護膜または光学薄膜を形成する工
程とを、 含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 端面に、該端面の酸化を防ぐための端面
保護膜または反射率を制御するための光学薄膜を蒸着に
より形成する半導体レーザ装置の製造方法であって、 被蒸着面を所定の角度に傾け、蒸着源と被蒸着面との間
の距離を連続的に変化させることにより、連続的に変化
する膜厚を有する前記端面保護膜または光学薄膜を形成
することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
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