JPH0613708A - 半導体レーザ集積回路用給電システム - Google Patents

半導体レーザ集積回路用給電システム

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Publication number
JPH0613708A
JPH0613708A JP4330513A JP33051392A JPH0613708A JP H0613708 A JPH0613708 A JP H0613708A JP 4330513 A JP4330513 A JP 4330513A JP 33051392 A JP33051392 A JP 33051392A JP H0613708 A JPH0613708 A JP H0613708A
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JP
Japan
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laser
comb
metallized
integrated circuit
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP4330513A
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English (en)
Inventor
Bernard Groussin
ベルナール・グルツサン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Hybrides
Original Assignee
Thomson Hybrides
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Publication date
Application filed by Thomson Hybrides filed Critical Thomson Hybrides
Publication of JPH0613708A publication Critical patent/JPH0613708A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42Arrays of surface emitting lasers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 列を成すレーザの総てに均等に電流を分配す
る給電システムを提供する。 【構成】 電流分配が2個の櫛形金属化膜によって行な
われ、これらの金属化膜の櫛歯部(42、43)はレー
ザ発光帯(18)間に該発光帯に平行に挟まれている。
第一の櫛形金属化膜の櫛歯部(42)の先端に位置する
金属化領域(44)は凹部(48)の底部に付着してお
り、第二の櫛形金属化膜の櫛歯部(43)の先端に位置
する金属化領域(45)はレーザ列(30)の上面上に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ列と反射鏡スト
リップとが交互に配置された半導体レーザ集積回路に係
わる。このアセンブリは、集積回路の主要面に垂直なレ
ーザビームを発生する。本発明は特に、上記レーザ列の
各レーザに電力を分配するシステムに係わる。
【0002】本発明は、レーザ集積回路に電力を分配す
るシステムの製造方法にも係わる。
【0003】
【従来の技術】半導体レーザ集積回路は、例えば198
8年11月15日付のフランス特許出願第88 147
99号から当業者に公知であり、本明細書の添付図面の
図1は前記特許出願から参照符号を変えずに引用した斜
視図である。
【0004】図1において、半導体レーザ集積回路はI
II−V族材料から成る基板27を含む。説明の簡略化
のため、基板27は半絶縁性のGaAsから成るものと
する。基板27には機械加工によって、平行ストリップ
の形態の反射鏡28が形成されており、反射鏡28の横
断面は両脚が45°傾斜した台形か、または半円形であ
る。反射鏡ストリップ28の少なくとも側面29が金属
化されて、鏡面が45°傾斜しているかまたは半円筒状
である反射鏡と導電体との両方として機能する。
【0005】反射鏡ストリップ28同士の間に半導体レ
ーザ列30が配置されている。各列30は幾つかのエピ
タキシャル半導体材料層から成り、これらの層には一括
して参照符号16が付してある。層16に、レーザ列3
0の中心軸に垂直に伸長する一連の平行溝17がイオン
エッチングによって形成されている。溝17は、対を成
す2本ずつが個々のレーザの発光帯18を規定する。
【0006】一連のエピタキシャル層16のうち、少な
くとも最初に付着(deposit)した層40はドー
ピングによって導電性とされており、この層40は半絶
縁性基板27の自由表面31と反射鏡ストリップ28の
側面29とを被覆している。
【0007】各レーザ列30の自由上面上に、レーザ列
30の全長にわたって伸長する金属化膜32がデポジッ
トされており、各反射鏡ストリップ28の上面上にはス
トリップ28の全長にわたって伸長する金属化膜33が
デポジットされている。金属化膜32及び33はエピタ
キシャル導電層40と共に、個々のレーザに電流を分配
する。
【0008】集積回路がオン状態にされると、各レーザ
はその発光帯18から一方のカット面を介してコヒーレ
ント光ビーム35を、また他方のカット面を介してビー
ム36を発生する。ビーム35及び36は反射鏡ストリ
ップ28の金属化側面29によって、集積回路の主要平
面に実質的に垂直な方向に反射される。従って、集積回
路はその全体で多数の平行ビーム35−36を発生す
る。
【0009】図2は、図1の集積回路の部分断面図であ
る。この図は一つのレーザ列30への電気の分配を説明
するためのものであり、材料層の細部が給電の問題に影
響することは無いので一つのレーザ列30及び2個の反
射鏡ストリップ28の輪郭のみを示している。
【0010】レーザ発光帯18への給電は垂直方向に行
なわれる。この電流は金属化膜32からエピタキシャル
層16を通り、かつ基板27の自由表面31と反射鏡2
9の表面とを被覆する導電層40を経て金属化膜33へ
と流れる。電流が辿る経路は極性の与え方次第で逆にな
り得る。
【0011】しかし、レーザ列30に沿った電流の分配
について考察する時、金属化膜32がレーザ列30の中
心軸に平行、即ち発光帯18の中心軸に垂直であること
が分かる。理論上、電流は全てのレーザに同様に分配さ
れ、従って各レーザに付与される条件は同等のはずであ
るが、実際には給電端子から遠いレーザほど受け取る電
力が小さくなるので発光が減少する。電源インピーダン
スがどのようなものであろうと、金属化膜32は薄いの
で抵抗が大きい。金属化膜32の幅または厚みを増大さ
せることによってその抵抗を小さくすることはマイクロ
エレクトロニクスにおける集積のスケールからして不可
能である。従って、一つの列を構成する10〜30個の
レーザが総て同様に給電されることはない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、先に言及し
たフランス特許出願に述べられているような半導体レー
ザ集積回路のレーザ列のレーザへの給電を改良すること
を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の給電システムに
よれば、分配される電流は第一の櫛形金属化ストリップ
を介してレーザに供給され、その際櫛形ストリップの
“櫛歯”の部分はレーザ列の中心軸に対して垂直に、従
って発光帯に対しては平行に配置される。レーザを流れ
る電流は、第一の櫛形金属化ストリップと同様の向きに
配置された第二の櫛形金属化ストリップを介してレーザ
から回収される。電流が個々のレーザを垂直方向に流れ
ることを保証するべく、2個の櫛形金属化ストリップの
うちの一方が低いレベルに配置される。即ち、当該櫛形
ストリップの櫛歯部の先端領域はレーザ列のエピタキシ
ャル層に設けられた凹部内に位置する。
【0014】本発明は特に、レーザ列のレーザ発光帯の
中心軸に対して垂直な2個の反射鏡ストリップ間に配置
されたレーザ列を一つ以上含む半導体レーザ集積回路の
ための給電システムであって、レーザへの電流分配がレ
ーザ列の各側方に位置する反射鏡ストリップ上に付着し
た2個の櫛形金属化ストリップによって行なわれ、少な
くとも第一の櫛形ストリップの櫛歯部はレーザ発光帯間
に挟まれており、該櫛歯部各々の先端はレーザ発光帯の
中心軸に対して平行な金属化ストリップとなっているシ
ステムを提供する。
【0015】
【実施例】添付図面を参照して説明する以下の実施例に
よって、本発明はより良く理解され、また本発明の上記
以外の利点も明らかとなるであろう。
【0016】本発明は、先に述べ、かつ図1及び図2に
示したような半導体レーザ集積回路に適用される。しか
し本発明では、所与のレーザ列のレーザへの電流分配を
改善するべく金属化膜を改良し、そのために発光帯間の
エピタキシャル層に凹部を形成することが必要となる。
【0017】図3は、レーザ列に電流を分配する本発明
の給電システムの部分平面図である。比較しやすいよう
に、この図には図2に示したものと同様の部分を同じス
ケールで示してある。くわえて、参照符号も同じ構成要
素を示すものはそのまま用いてある。
【0018】図3に示した給電システムは、第一の反射
鏡ストリップ28aを電流供給バスとして用い、第二の
反射鏡ストリップ28bを電流回収バスとして用いる。
2個のストリップ28a及び28b、従って2個のバス
は、それらの間に有るレーザ列30の中心軸に平行であ
る。ただ一つのレーザ列しか存在しない場合の2個の反
射鏡ストリップは、また、集積回路が複数のレーザ列を
有する場合であれば各レーザ列の両側に位置する2個の
反射鏡ストリップはいずれも、従来技術による金属化膜
33とは異なり、抵抗の増大を伴わずに大電流を流すこ
とができる櫛形金属化膜の形態の導電バス41を含む。
【0019】第一の導電バス41aが有する一連の導電
性突出部、即ち第一の導電性“櫛歯部”42は反射面2
9及び自由表面31上に配置されており、これらの櫛歯
部42はレーザ列30の中心軸に垂直、従って発光帯1
8に平行である。櫛形電流供給バス41aの導電性櫛歯
部42は個々のレーザ間に接続し、電流が均等に分配さ
れるように所与のレーザ列の複数のレーザに配分されて
いる。
【0020】ストリップ28b上に配置された第二の導
電バス41bも一連の導電性突出部、即ち第二の導電性
櫛歯部43を有し、このバス41bは櫛形電流回収バス
として機能する。櫛形導電バス41a(電流供給用)と
41b(電流回収用)とは同じレーザ列の各側方に面し
ており、それらの櫛歯部42と43とは実質的に一線上
にある。所与のレーザ列30の位置において、櫛形電流
供給バス41aの櫛歯部42の先端が金属化領域44と
なっており、櫛形電流回収バス41bの櫛歯部43の先
端は金属化領域45となっている。従って、電流は、図
3に2群の矢印46及び47によって示したようにレー
ザ発光帯18に平行な第一の櫛形バス41aから発して
第二の櫛形バス41bに至る複数の経路を辿る。
【0021】本発明によるシステムを適用した半導体レ
ーザ集積回路の部分斜視図である図4に、レーザ列30
の半導体層16を流れる電流の経路を示す。
【0022】レーザが作動し、光ビームを発生するため
には、レーザを構成する様々な半導体層を電流が垂直方
向に流れなければならない。電流を通す櫛歯部42と金
属化領域45を含む櫛歯部43とが集積回路体の表面に
あるので、櫛歯部42先端の各金属化領域44は、ドー
ピングを施された導電層40に達する深さまで層16を
エッチングして形成された凹部48の底部に付着され
る。図5は凹部48の断面図である。所与のレーザ列3
0において複数の凹部がエッチングにより、各凹部4
8、より正確には各凹部48の底部に付着する金属化領
域44が導電層40を介して当該凹部48の両側に位置
する複数のレーザに給電するようにレーザ発光帯18に
対して平行に形成され位置決めされる。上記のような給
電は、金属化領域44から発する矢印46によって図示
してある。レーザに供給された電流は、電流を回収する
金属化領域45が積み重ねられた半導体層16の上面上
に付着しているので、層16を垂直に流れる。
【0023】櫛歯部42の半導体層16上面上に位置す
る部分と、凹部48底部に位置する金属化領域44との
電気的連続性を確実にするために、凹部48の垂直側壁
49は金属化されなければならない。同様に、レーザ列
30上面上に位置する金属化領域45と、櫛歯部43の
自由表面31上に位置する部分との間には、レーザ列3
0の垂直側面を金属化して金属化領域50が形成され
る。二つの金属化領域49及び50は、絶縁しないと半
導体層16を短絡する。従って、金属化領域49及び5
0の形成前に少なくとも凹部48の側面及びレーザ列3
0の側面に、例えばアルミナAl23から成る絶縁層5
1が付着される。
【0024】凹部48の、レーザ発光帯18に平行な側
面に形成されたアルミナ層51は、レーザ横方向への光
の拡散を防止するのにも有用である。
【0025】本発明によるシステムを具備した集積回路
の実現には、先に述べたフランス特許出願第88 14
799号に開示された方法に比較して大きな改良は必要
でない。基板27をエッチングして反射鏡ストリップ2
8を形成し、かつエピタキシャル層16を成長させた
後、発光帯18を作る前に凹部48をエッチングによっ
て形成する。
【0026】レーザ列30の上面上に位置する金属化領
域、例えば領域45をまず付着させる。この領域は例え
ばAu−Pt、Au−CrまたはAu−Pt−Tiとい
ったp+材料から成る。次いで凹部48を、好ましくは
GaAsから成る導電層40に達する深さまでイオンエ
ッチングを行なうことにより形成する。次に、半導体層
16を後で形成する垂直金属化領域49から絶縁するべ
く、例えばアルミナから成る誘電体層51を凹部48の
垂直側面に付着させる。当然ながら、誘電体を付着させ
た後、レーザ列30の上面上、及び凹部48底部の導電
層40上に付着した誘電体層はエッチングによって除去
しなければならない。
【0027】誘電体層の除去が済んだ導電層40上に、
n型材料から成る金属化領域、例えば44及び49を付
着させるが、これらの金属化領域もまた、全表面に付着
した金属膜の不要領域をエッチングによって除去して形
成する。n型金属膜は、Au−GeまたはAu−Ge−
Ni並びにMo及びAuから成る。
【0028】上記以降の製造工程は、フランス特許出願
第88 14799号に開示された方法に準じる。即
ち、注入による発光帯18の生成、エッチングでレーザ
列構造体を形成することによるレーザ面のカット、及び
電流を分配する金属膜42及び43の付着形成と続く。
【0029】ここでの説明は総て、一つのレーザ列30
に基づいている。集積回路が複数のレーザ列を含む場
合、それらのレーザ列は互いに直列または並列に接続さ
れ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステムを適用できる従来の半導体レ
ーザ集積回路の斜視図である。
【図2】半導体レーザ集積回路に用いられる従来の電気
分配システムの断面図である。
【図3】半導体レーザ集積回路のレーザ列のレーザに電
気を分配する本発明システムの平面図である。
【図4】本発明による給電システムと適合し得るように
改良された半導体レーザ集積回路の部分斜視図である。
【図5】本発明によるシステムの電気分配凹部の断面図
である。
【符号の説明】
18 レーザ発光帯 28a,28b 反射鏡ストリップ 30 レーザ列 41a,41b 櫛形導電バス 42,43 櫛歯部 44,45 金属化領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部のレーザ発光帯の中心軸に垂直な2
    個の反射鏡ストリップ間に配置されたレーザ列を少なく
    とも一つ含む半導体レーザ集積回路のための給電システ
    ムであって、レーザ列の各側方に位置する、反射鏡スト
    リップ上に付着した2個の金属化櫛形部によって電流が
    レーザに分配され、少なくとも第一の金属化櫛形部の櫛
    歯部がレーザ発光帯間に挟まれており、該櫛歯部の各歯
    の先端がレーザ発光帯の中心軸に平行な金属化領域とな
    っていることを特徴とする半導体レーザ集積回路用給電
    システム。
  2. 【請求項2】 第一の金属化櫛形部の各歯の先端が、レ
    ーザ列の半導体層にエッチングによって形成された凹部
    の底部に付着し、かつレーザ列基板上の、導電性にドー
    プされたエピタキシャル層と接触している金属化領域と
    なっていることを特徴とする請求項1に記載のシステ
    ム。
  3. 【請求項3】 第二の金属化櫛形部の各歯の先端がレー
    ザ列の上面上に配置された金属化領域となっていること
    を特徴とする請求項1に記載のシステム。
  4. 【請求項4】 各凹部の垂直側面及びレーザ列の垂直側
    面がアルミナなどの誘電材料の層で被覆されていること
    を特徴とする請求項2に記載のシステム。
  5. 【請求項5】 誘電材料の垂直層が2個の分配金属化櫛
    形部の櫛歯部と異なるレベルに位置するそれらの先端領
    域との電気的連続性を確実にすべく金属化されているこ
    とを特徴とする請求項4に記載のシステム。
  6. 【請求項6】 電流が列をなしている各レーザを垂直に
    流れ、該電流が第一の金属化櫛形部によって、基板と接
    触している第一の導電層を介して発光帯に供給され、か
    つ第二の金属化櫛形部によってレーザ列上面で回収され
    ることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記
    載のシステム。
JP4330513A 1991-12-10 1992-12-10 半導体レーザ集積回路用給電システム Pending JPH0613708A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9115269A FR2684811B1 (fr) 1991-12-10 1991-12-10 Systeme d'alimentation electrique d'un circuit integre de lasers semiconducteurs.
FR9115269 1991-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0613708A true JPH0613708A (ja) 1994-01-21

Family

ID=9419851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4330513A Pending JPH0613708A (ja) 1991-12-10 1992-12-10 半導体レーザ集積回路用給電システム

Country Status (5)

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US (1) US5309470A (ja)
EP (1) EP0546889B1 (ja)
JP (1) JPH0613708A (ja)
DE (1) DE69202756T2 (ja)
FR (1) FR2684811B1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
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EP0546889A1 (fr) 1993-06-16
US5309470A (en) 1994-05-03
DE69202756T2 (de) 1995-10-19
FR2684811B1 (fr) 1994-01-28
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